(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のＸ−Ｙテーブルに装着するバイス等のワーク固定具において、ワークを締めつけ固定し且つ接触支持する接触支持部を、前記Ｘ−Ｙテーブルに直接取り付けられるベース部とは電気的に絶縁すると共に、前記工作機械の垂直主軸先端部におけるコレットチャックに保持された刃物もしくは接触検知用プローブ手段のシャンク部を電気接触及び摺動可能に挟むための導電性クリップを備え、
前記ワークの導電性表面又はその接触支持部の表面を接触検知用の第１接点とし、前記刃物もしくは接触検知用プローブ手段の先端部を接触検知用の第２接点とし、前記接触支持部及び導電性クリップから一対の入力ラインを引出し、
前記第１接点と第２接点が接触した時に前記一対の入力ラインを介して閉回路を形成するように電源に接続された接触通電回路と、前記接触通電回路の閉回路電流により生ずる入力を増幅する増幅器と、その増幅出力により駆動される接触報知回路とを含む回路構成を内蔵した操作盤を装備し、
前記操作盤上に異物除去用押ボタンを配置するとともに、前記回路構成中に前記接触通電回路と分路接続された異物除去用通電回路を付設し、前記押ボタンが押圧操作され、且つ前記第１接点と第２接点の電気的接触が生じた時は、前記異物除去用通電回路が前記一対の入力ラインを介する第２の閉回路を形成し、その第２の閉回路において前記接触通電回路の閉回路電流より大きい電流を通ずることにより、前記第１接点と第２接点との間に介在する異物を加熱溶融又は減磁による離脱、或いは蒸散又は焼却して除去するようにしたことを特徴とするセンサー機能付きワーク固定具関連装置。
【請求項２】
工作機械のＸ−Ｙテーブルに装着するバイス等のワーク固定具において、ワークを締めつけ固定し且つ接触支持する接触支持部を、前記Ｘ−Ｙテーブルに直接取り付けられるベース部とは電気的に絶縁すると共に、前記工作機械の垂直主軸の先端スリーブに固定接続された電極手段を電気接触可能に挟むための導電性クリップを備え、
前記ワークの導電性表面又はその接触支持部の表面を接触検知用の第１接点とし、前記先端スリーブからなる主軸先端部のコレットチャックに保持された刃物を接触検知用の第２接点とし、前記接触支持部及び導電性クリップから一対の入力ラインを引出し、
前記第１接点と第２接点が接触した時に前記一対の入力ラインを介して閉回路を形成するように電源に接続された接触通電回路と、前記接触通電回路の閉回路電流により生ずる入力を増幅する増幅器と、その増幅出力により駆動される接触報知回路とを含む回路構成を内蔵した操作盤を装備し、
前記操作盤上に異物除去用押ボタンを配置するとともに、前記回路構成中に前記接触通電回路と分路接続された異物除去用通電回路を付設し、前記押ボタンが押圧操作され、且つ前記第１接点と第２接点の電気的接触が生じた時は、前記異物除去用通電回路が前記一対の入力ラインを介する第２の閉回路を形成し、その第２の閉回路において前記接触通電回路の閉回路電流より大きい電流を通ずることにより、前記第１接点と第２接点との間に介在する異物を加熱溶融又は減磁による離脱、或いは蒸散又は焼却して除去するようにしたことを特徴とするセンサー機能付きワーク固定具関連装置。
【請求項３】
前記導電性クリップが、固定片と可動片とからなるやっとこ状の金属製本体を備え、前記固定片と可動片との交差部に装填したバネにより、それらの先端部が常時付勢されて互いに圧接する一対の掴み端部を成し、この一対の掴み端部の各先端と交差部との間の相互対向面には、導電性のよい金属剛毛が互いに噛み合うように植設されたことにより、前記刃物もしくは接触検知用プローブ手段のシャンク部、又は前記垂直主軸の先端スリーブに固定接続された電極手段を摺動及び電気接触可能に挟むようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記接触通電回路の増幅出力により駆動される接触報知回路が、前記第１接点と第２接点の瞬時的接触に応答する瞬時報知手段と、前記瞬時的接触から開始して所定の遅延時間だけ持続する延長報知出力を発生する延長報知手段とを備え、前記一定時間内の延長報知出力をもって外部スケールの位置設定入力とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記プローブ手段が、シャンク状スリーブの先端から、プローブゲージを突出させ、前記プローブゲージにおけるシャンク状スリーブ内の後端を、緩衝スライダーにより当支し、前記緩衝スライダーを前記シャンク状スリーブの後端よりバネ支持することにより、プローブゲージを押圧し、そのプローブゲージの鍔部がシャンク状スリーブ内の先端口部で係止される構造としたことにより、プローブゲージ先端の、復帰可能な後退及び振れを含む遊動余裕を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記プローブ手段が、スリーブ状のプローブ本体において、円錐状に絞り且つ細口で延長した先端部から、ボール受け軸の先端部を突出させ、このボール受け軸の後端を細い芯軸として、プローブ本体内の円錐広口側に固定されたガイド部の中心孔に案内させ、且つこのガイド部とボール受け軸の芯軸付け根との間に挿入されたコイルバネにより前記ボール受け軸を押圧して、芯軸先端がガイド部に係止される位置に維持されるようにし、プローブ本体の後端には、このプローブ本体内に挿入された工具シャンクをチャック状に締めつけるための締めつけリングを装備したことにより、先端に支受されたボールを探触針として用いるための、工具に着脱可能なプローブを構成したものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
ワーク固定具の接触支持部を構成するバイス端板とバイス可動体の互いに対向した各面に、絶縁体を介して良導体金属からなる口金板を固定したことにより、これらの口金板によりワークを挟持するようにし、前記バイス主部からの入力ラインをこれらの口金板から引き出したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
バイス端板とバイス可動体の前記対向面における、前記口金板の直下において、スプリングにより互いに前記対向方向に突出するように支持されたワーク浮き上がり検知用のコーナー電極を、それぞれ上面に設置した絶縁材からなる電極支持スライドが、前記対向方向にのみ移動できるように装備されたものであり、バイスにより挟持したワークの下側面の四隅の各々と、対応する各コーナー電極との接触により閉成される４チャンネル・ワーク浮き上がり検知回路を装備し、各チャンネルの開放時において警報を発するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直主軸を有する小型工作機械における位置決め、心出し等に用いるセンサー付きワーク固定具と、その関連装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械における位置決めや心出し等を正確に行う装置として、一般的にはワーク等に接触するまで測定端子が偏心回転するようにした心出しバーがあり、オペレータはその偏心回転の収斂とスライスが生じる瞬間を目視確認し、この位置を基準とすることができる。しかし、このような測定端子の収斂状態を瞬間的に捕らえることは熟練者でも容易ではない。
【０００３】
一方、心出しバーの状態確認を自動化する試みとしては、自動精密検出用のタッチセンサや、発光アラーム式心出しバーがある。このうち、タッチセンサでは偏心回転する心出しバーがワーク等に接触した瞬間を電気的に検出するものであるため、構造が複雑高度となり極めて高価な装置となる。
【０００４】
発光アラーム式では、心出しバーとワーク等との接触により、主軸から機械本体を通ってバイスに至る導通回路を閉じてＬＥＤを発光させ且つブザーを鳴動させるものであるが、それらの信号から接触の瞬間を捕らえることには注意力を要し、機械の導通回路自体も、主軸のボールベアリングやバイス支持機構等、接触抵抗が機種又は使用状態により変化することがある。また、接触検出回路と電池、発光及び鳴動手段を心出しバーそのものに組み込むため大型化し、小型の機械には適用できない。
【０００５】
そこで、小型のフライス盤やボール盤等で、特に一品製作するときにおけるワークの心出しや原点の位置決めは、ワークにマーキングし、ゲージ又はダイヤルゲージ、デジタルスケール、あるいはスコヤーを使用して肉眼で行うか、刃物を回転させながらワークの側面に当たったときの音の変化によって基準点と定め、なお、その不正確さを補うために、試し切りや削りを行うという余分な労力やコストを要していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、小型工作機械において使用可能な、心出しバーに替わる測定プローブと、そのプローブ又は工具とバイス等のワーク固定具との間の機械本体に替わる確実な導通機能と、発光アラーム機能を付設又は電気接続したセンサー機能付きバイス関連装置を提供しようとするものである。適用されるワーク固定具としてはバイスの外、スクロールチャック等が対象となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、工作機械のＸ−Ｙテーブルに装着するバイス等のワーク固定具において、ワークを締めつけ固定し且つ接触支持する接触支持部を、前記Ｘ−Ｙテーブルに直接取り付けられるベース部とは電気的に絶縁すると共に、前記工作機械の垂直主軸先端部におけるコレットチャックに保持された刃物もしくは接触検知用プローブ手段のシャンク部を電気接触及び摺動可能に挟むための導電性クリップを備え、
前記ワークの導電性表面又はその接触支持部の表面を接触検知用の第１接点とし、前記刃物もしくは接触検知用プローブ手段の先端部を接触検知用の第２接点とし、前記接触支持部及び導電性クリップから一対の入力ラインを引出し、
前記第１接点と第２接点が接触した時に前記一対の入力ラインを介して閉回路を形成するように電源に接続された接触通電回路と、前記接触通電回路の閉回路電流により生ずる入力を増幅する増幅器と、その増幅出力により駆動される接触報知回路とを含む回路構成を内蔵した操作盤を装備し、
前記操作盤上に異物除去用押ボタンを配置するとともに、前記回路構成中に前記接触通電回路と分路接続された異物除去用通電回路を付設し、前記押ボタンが押圧操作され、且つ前記第１接点と第２接点の電気的接触が生じた時は、前記異物除去用通電回路が前記一対の入力ラインを介する第２の閉回路を形成し、その第２の閉回路において前記接触通電回路の閉回路電流より大きい電流を通ずることにより、前記第１接点と第２接点との間に介在する異物を加熱溶融又は減磁による離脱、或いは蒸散又は焼却して除去するようにしたものである。
【０００８】
本発明は第２の課題解決手段として、工作機械のＸ−Ｙテーブルに装着するバイス等のワーク固定具において、ワークを締めつけ固定し且つ接触支持する接触支持部を、前記Ｘ−Ｙテーブルに直接取り付けられるベース部とは電気的に絶縁すると共に、前記工作機械の垂直主軸の先端スリーブに固定接続された電極手段を電気接触可能に挟むための導電性クリップを備え、
前記ワークの導電性表面又はその接触支持部の表面を接触検知用の第１接点とし、前記先端スリーブからなる主軸先端部のコレットチャックに保持された刃物を接触検知用の第２接点とし、前記接触支持部及び導電性クリップから一対の入力ラインを引出し、
前記第１接点と第２接点が接触した時に前記一対の入力ラインを介して閉回路を形成するように電源に接続された接触通電回路と、前記接触通電回路の閉回路電流により生ずる入力を増幅する増幅器と、その増幅出力により駆動される接触報知回路とを含む回路構成を内蔵した操作盤を装備し、
前記操作盤上に異物除去用押ボタンを配置するとともに、前記回路構成中に前記接触通電回路と分路接続された異物除去用通電回路を付設し、前記押ボタンが押圧操作され、且つ前記第１接点と第２接点の電気的接触が生じた時は、前記異物除去用通電回路が前記一対の入力ラインを介する第２の閉回路を形成し、その第２の閉回路において前記接触通電回路の閉回路電流より大きい電流を通ずることにより、前記第１接点と第２接点との間に介在する異物を加熱溶融又は減磁による離脱、或いは蒸散又は焼却して除去するようにしたものである。
【０００９】
本発明はまた、上記のワーク固定具関連装置において、前記接触通電回路の増幅出力により駆動される接触報知回路が、前記第１接点と第２接点の瞬時的接触に応答する瞬時接触報知手段と、前記瞬時的接触から開始する所定の遅延時間まで持続する一定時間内において接触報知出力を発生するタイマー回路とを備え、前記一定時間内の接触報知出力をもって外部スケールの位置設定入力とすることを可能としたものである。
【００１０】
本発明はまた、上記のワーク固定具関連装置において、前記プローブ手段が、シャンク状スリーブの先端から、プローブゲージを突出させ、前記プローブゲージにおけるシャンク状スリーブ内の後端を、緩衝スライダーにより当支し、前記緩衝スライダーを前記シャンク状スリーブの後端よりバネ支持することにより、プローブゲージを押圧し、そのプローブゲージの鍔部がシャンク状スリーブ内の先端口部で係止される構造としたことにより、プローブゲージ先端の、復帰可能な後退及び振れを含む遊動余裕を有するようにしたものである。
【００１１】
本発明はまた、上記のワーク固定具関連装置において、前記プローブ手段が、スリーブ状のプローブ本体において、円錐状に絞り且つ細口で延長した先端部から、ボール受け軸の先端部を突出させ、このボール受け軸の後端を細い芯軸として、プローブ本体内の円錐広口側に固定されたガイド部の中心孔に案内させ、且つこのガイド部とボール受け軸の芯軸付け根との間に挿入されたコイルバネにより前記ボール受け軸を押圧して、芯軸先端がガイド部に係止される位置に維持されるようにし、プローブ本体の後端には、このプローブ本体内に挿入された工具シャンクをチャック状に締めつけるための締めつけリングを装備したことにより、先端に支受されたボールを探触針として用いるための、工具に着脱可能なプローブを構成したものである。
【００１２】
本発明はまた、上記のワーク固定具関連装置において、前記導電性クリップが、固定片と可動片とからなるやっとこ状の金属製本体を備え、前記固定片と可動片との交差部に装填したバネにより、それらの先端部が常時付勢されて互いに圧接する一対の掴み端部を成し、この一対の掴み端部の各先端と交差部との間の相互対向面には、導電性のよい金属剛毛が互いに噛み合うように植設されたことにより、前記刃物もしくは接触検知用プローブ手段のシャンク部、又は前記垂直主軸の先端スリーブに固定接続された電極手段を摺動及び電気接触可能に挟むようにしたものである。
【００１３】
本発明はまた、上記のワーク固定具関連装置において、ワーク固定具の接触支持部を構成するワーク挟持用バイス端板とバイス可動体の互いに対向した各面に、絶縁体を介して導電性口金板を固定したことにより、これらの口金板によりワークを挟持するようにし、前記バイス主部からの入力ラインをこれらの口金板から引き出したことにより、ワークとの接触抵抗及びバイス側入力の不安定性をなくそうとするものである。
【００１４】
本発明は更に、上記バイス構造中のバイス端板とバイス可動体の前記対向面における、前記口金板の直下において、スプリングにより互いに前記対向方向に突出するように支持されたワーク浮き上がり検知用のコーナー電極を、それぞれ上面に設置した絶縁材からなる電極支持スライドが、前記対向方向にのみ移動できるように装備されたものであり、バイスにより挟持したワークの下側面の四隅の各々と、対応する各コーナー電極との接触により閉成される４チャンネル・ワーク浮き上がり検知回路を装備し、各チャンネルの開放時において警報を発するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のバイスをフライス盤に適用した実施例の外観を示している。図１において、フライス盤１の主軸ハウジング２から垂下突出した主軸端のコレットチャック３には、心出し又は位置決め要素であるプローブ４が保持され、このプローブ４は導電姓クリップ５に把持され、このクリップ５から延びるケーブル６を介して操作盤７の回路と導通している。操作盤７の回路の他端はバイス８に接続され、このバイス８に締めつけ保持されたワーク９がプローブ４に接触すると、閉回路を形成し、アラーム回路が閉じるようになっている。
【００１６】
チャック３上方の主軸スリーブにはアーム１０が固着され、導電クリップ５は、このアーム１０の先端から垂下支持されたロッド１１に、ネジ締めクランプ部１２を介して固定保持される。アーム１０の中間位置には、後述の如く使用されるアーム電極１０ａが下向きに突設されている。
【００１７】
図２は、上記回路端をなすプローブのうち、初期設定用ゲージ及びセンサーの役目を果たす専用プローブを示している。図２Ａにおいて、専用プローブ４ａはシャンク状スリーブ１３の先端から、プローブゲージ１４を突出させ、そのプローブゲージにおける前記スリーブ１３内の後端を、緩衝スライダー１５により当支したものである。緩衝スライダー１５は後方（図の上方）よりバネ１６で支持されることにより、プローブゲージ１４を押圧し、その鍔部１４ａがシャンクスリーブ１３の先端口で係止される位置に維持する。１７はバネ１６のためのバネ座を兼ねたゲージ交換及び調整ネジである。かくして、プローブゲージ１４の側面が位置決め対象（ワーク又はバイス）に当たった時のために、図２Ｂの破線で示すような遊動余裕を有する。なお、プローブゲージ１４としては市販のピンゲージを有効利用することができる。
【００１８】
図３は、第２のプローブ、すなわち作業中又は取り付け済のエンドミルやドリルのシャンクにそのままセットして心出し計測するための着脱式プローブ４ｂを示している。図３Ａにおいて、プローブ４ｂ本体はやはりスリーブ状であって、円錐状に絞り且つ細口で延長した先端部から、探芯軸となるボール受け軸１８の先端を突出させ、先端のボール１９を、ワークに開けた穴やポンチ穴を探る探触針として用い、心出し又は位置決めの微調整を行うようにしたものである。
【００１９】
ボール受け軸１８は、その後端を細い芯軸として、プローブ本体４ｂの円錐広口側に固定された板状ガイド部２０の中心孔にこの芯軸を案内させ、且つこの板状ガイド部２０と芯軸付け根との間に挿入されたコイルバネ２１により押圧されて、芯軸先端のヘッドナット２２が板状ガイド部２０に係止される位置に維持される。プローブ４ｂ本体の後端は、工具シャンクを締めつける際、縮径方向に撓む余裕となるスリット２３を有し、外周にはスリット２３の底部までの範囲に刻設されたネジ２４と係合する締めつけリング２５が位置している。
【００２０】
図４は、上記のようなプローブ４を挟む導電クリップ５の主要部を示すものである。やっとこ状の金属製本体は固定片５ａと可動片５ｂを、その交差部５ｃに装填したバネにより、それらの先端部（掴み端部）同士が圧接するように常時付勢されている。この一対の掴み端部の各先端と交差部５ｃとの間には、導電性のよい金属剛毛２６が互いに噛み合うように植設されている。固定片５ａには、この片の金属剛毛２６に導電結合されたリード線２７が後端まで延び、ケーブル６（図１）に接続される。
【００２１】
導電クリップ５はこのような掴み端部の金属剛毛２６により、図１及び図５Ａに示した通り、典型的にはプローブ４のシャンク部を殆ど接触抵抗なしで噛むことができる外、エンドミル、ドリル等のシャンクをも同様に噛むことができる。また、これらの工具が回転しているときにも適用できる場合がある。しかし、実際の加工作業中においては、直接把持できないその工具位置を監視するため、図５Ｂに示すように、固定のアーム電極１０ａを把持し、わずかに抵抗値を増した状態で検出用閉回路を形成することができる。
【００２２】
導電クリップ５から始まる操作盤７の回路の他端をなす本発明のバイス８は、工作機械本体から絶縁するため、バイスそのものを取付ベースから絶縁する第１の形式と、バイスにより締めつけたことによるワークの浮き上がりを四隅で検出する機構を付与するため、バイスのワーク接触面をバイス本体から電気絶縁した口金とし、この口金を操作盤回路に接続するようにした第２の形式とに別れる。前者のバイス絶縁形式は、図６及び図７に、また後者の口金付きバイス形式は図８及び図９にそれぞれ示されている。
【００２３】
図６及び図７に示すように、第１形式のバイス８は、チャンネル状空間を形成するベース金具２８の両側壁２８ａ、２８ａ’の上端面に、絶縁層２９を介してバイス本体３０を固定支持し、更にバイス本体３０の外側面に絶縁板３１を被覆し、バイス本体３０から直立した両端板の一方３０ａにワーク固定ネジ３３を支持し、これによってバイス可動体３２を押動するようにしたものである。他方のバイス端板３０ｂから、これに連なる絶縁板３１の端部、絶縁層２９の端部、及びベース両側壁２８ａ、２８ａ’の端部には、ベース金具２８の同一側端部上に立設された操作盤７が、これらの連続面に張りついた形で位置している。
【００２４】
ワーク固定ネジ３３の、バイス端板３０ａから突出した先端には固定用ハンドル３４が固着され、バイス可動体３２と他方のバイス端板３０ｂの上面には、Ｖ型センターカット３５が刻設され、両者が挟むワーク９の中心を合わせることができる。またベース金具２８の底縁には、Ｘ−Ｙテーブルへの取り付け用長孔３６が形成されている。
【００２５】
図８及び図９に示すように、第２形式のバイス８’の本体３０’には、第１形式のバイスのようなバイス─ベース間の絶縁層２９や絶縁板３１は存在せず、操作盤側バイス端板３０ｂ’とバイス可動体３２’の互いに対向した各面に、絶縁体３７を介して導電性のよい口金板３８、３８’を固定し、この口金板３８、３８’によりワークを挟持するものである。バイス端板３０ｂ’とバイス可動体３２’の前記対向面には、口金板３８、３８’の直下において、スプリング３９により互いに相手方向に突出するように支持されたワーク浮き上がり検知用のコーナー電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃ、４０ｄを、それぞれ上面に支持した絶縁材からなる電極支持スライド４０及び４０’が装備される。電極支持スライド４０及び４０’の下側面には、コーナー電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃ、４０ｄのための電極端子４０ａｔ、４０ｂｔ及び４０ｃｔ、４０ｄｔが固定される。
【００２６】
バイス端板３０ｂ’、及びバイス可動体３２’には、それぞれ絶縁体３７と口金板３８、及び絶縁体３７と口金板３８’を固定するためのネジ挿入孔が各後端より穿設され、この孔に絶縁姓ブッシュ４１を介して口金端子としてのネジ４２が挿入され、絶縁体３７を貫通し、口金板３８又は３８’をネジ止めする。また電極支持スライド４０及び４０’は、スプリング３９の伸縮方向以外には口金板３８又は３８’に対して変位しないように、バイス本体におけるバイス可動体３２’案内用の内側縁４３に嵌合する両側縁（図示せず）を有する。かくして、口金板３８及び３８’に挟まれるべきワークが比較的薄く、図８Ａに示した電極支持スライド４０及び４０’の突出寸法の合計より小さい場合には、これらのスライド４０及び４０’がスプリング３９の弾力に抗して後退し、そのワーク挟持を可能にする。
【００２７】
図６〜８に示した上述のバイス本体３０、３０’において、バイス端板３０ｂ、３０ｂ’に付設された操作盤７は、その上端面に、プローブとワーク等との接触瞬時表示ＬＥＤ４４と、接触延長表示ＬＥＤ４５と、クリーナ表示ＬＥＤ４６、及びクリーナ押ボタン４７を装備し、外側面に、電源オンＬＥＤ４８と、電源スイッチ４９と、充電制限抵抗５０の挿入孔、及び検出電圧設定スイッチ５１を装備している。また外側面の下端にはブザー押ボタンスイッチ５２が設置される。特に図７に示すとおり、ベース金具２８の側壁間チャンネル内には、操作盤７の回路のための電池５３、及び出力部スイッチングアンプ５４が収納され、同チャンネルの他端を封ずる端板には電源アダプターソケット５５が装着される。
【００２８】
【実施例】
図１０は、上述した外付け素子を配置した操作盤７内のクリップ─バイス間回路の構成例であり、これらの素子については、同一の参照符号を付した回路要素シンボルにより表示するものとする。この図では、コレットチャック３に取り付けられたプローブゲージ４を挟んだクリップ５は、ケーブル６により操作盤回路のプラス端子７ａに接続され、ワーク９を挟んだバイス８の本体３０は裏面端子３０ｃより、電源回路５６のマイナス側に通ずる検出抵抗５７のプラス側に接続される。
【００２９】
電源回路５６は、バイス下方に収納されたバッテリー５３（図７参照）、又はアダプターソケット５５から供給される直流電圧を、電源スイッチ４９により、定電圧ＩＣ５８に加え、その定電圧出力を昇圧回路５９に入力し、更に昇圧回路５９の出力タップ電圧を、検出電圧設定ＩＣ６０により選択して設定電圧端子６０ａに発生させる。設定電圧はＩＣ６０に接続された押ボタン型の電圧設定スイッチ５１（図６参照）の操作回数によって選択される。このＩＣ回路は、いわゆるデータセレクタＩＣを用い、例えば、全９９ステップもの多段設定を可能とする。以下、操作盤７の更なる回路構成を、その動作とともに説明する。
【００３０】
プローブ／ワーク等接触検出回路はプローブ４とワーク９が接触すると、電源回路５６のプラス側に接続された制限抵抗６１及びダイオード６２を介して、プローブ／ワーク接触部から、バイス８を経て検出抵抗５７に電流が流れるようにした接触通電回路を有する。検出抵抗５７に生じた電圧はリミッタ付き高インピーダンスアンプ６３に印加され、その出力電流をスイッチＩＣ６４を介して増幅器ＩＣ６５に入力し、その増幅出力を接触瞬時表示ＬＥＤ４４に通じてこれを発光させ、検出抵抗５７のマイナス側に戻る回路を完結する。
【００３１】
ＩＣ６５の出力、すなわち接触瞬時表示ＬＥＤ４４のアノード側には、モニター端子６６が接続され、接触状態のより確実な監視又は記録等に役立てることができる。アンプ６３はワークの導電性が低い場合（例えば、プラスチックに導電性塗料を塗ったものをワークとする場合等）に有効に用いられ、通常の場合には省略してもよい。
【００３２】
次に、Ｘ−Ｙテーブル上でバイス８を位置決めする態様について説明する。まず、プローブ４の後側面が図１１Ａに示すとおり、バイス８における左側部３０ａの正面に間隔をおいて対峙した状態にあるものとし、ここからプローブ４を（Ｘ−ＹテーブルのＹ軸移動により）そのバイス側部３０ａに接触させる（図１１Ｂ）まで、接近するにしたがって緩やかに微調整し、その接触位置をもってＹ軸ダイヤル（又はデジタルカウンタ）を“ゼロ”位置にセットする。この微調整時の接触状態は、まず瞬時表示ＬＥＤ４４を発光させることは前述した通りであるが、オペレータによる確認を容易にするため、ＬＥＤ４４に入力を与える増幅器ＩＣ６５の出力が、タイマー６７の入力にも接続される。タイマー６７は瞬時でも所定値以上の入力を受けると、所定時間（例えば、１秒間）内において出力を発生し、接触状態の延長表示ＬＥＤ４５を、その間持続的に発光させる。
【００３３】
ＬＥＤ４４の瞬時点灯と、タイマー６７によるＬＥＤ４５の持続的点灯との関係は、図１２のＡ及びＢに示すとおりであり、オペレータは、プローブ４とワーク９又はバイス８との接触の瞬間（ＬＥＤ４４の瞬時点灯）を見落としても、ＬＥＤ４５の持続的点灯によりその接触を知ることができる。また、タイマー６７の持続的出力は、常閉型ブザー押ボタンスイッチ５２を介してＯＲゲート６８に真出力が供給され、これによるＯＲ出力は電源回路５６中の基礎電圧ライン（正負）間に直列接続されたブザー６９及びトランジスタ７０における、後者（７０）のベースに正電位を加え導通させてブザー６９の鳴動を生じ、持続的音響によっても、前記接触状態の見落としを防止するものである。
【００３４】
次に、Ｘ−Ｙテーブルを図１１Ａの右方向に移動させ、プローブ４をバイス８の右側部３０ｂ正面に対向させ、接近及び接触させる。この接触状態を前記の如くに確認すると、バイス支持ベース２８の側縁ネジ孔３６から、ネジ７１をＸ−Ｙテーブル７２に仮止めする（図１参照）。この状態から再びＸ−Ｙテーブルを左方向に移動させ、接触位置の確認を行うとともにネジ止め位置の微調整を行い、更にＸ−Ｙテーブルを右方向に移動させ、ネジ止めの再微調整を行うことにより、バイスの平行取り付けを完了する。１回目の左右ネジ止めを“仮止め”というのは、ネジ締め操作による捩じり力でバイス本体の位置にずれを生ずるからである。
【００３５】
図１２のＬＥＤ点灯グラフを再び参照して、本発明装置の更なる機能につき説明する。オペレータは、瞬時表示ＬＥＤ４４と、延長表示ＬＥＤ４５の点灯状況の差から、プローブ又は工具／ワークもしくはバイス接触部における付着物の存在、汚れ、偏心、初期接触等の違いを判断することができる。例えば、ワーク９にプローブ４をゆっくり回転させながら近づけた場合、両者の接触が瞬間的であれば、ＬＥＤ４４のみ瞬間的に点灯（図１２Ａの尖鋭なピーク）するが、オペレータはこれを見逃すことがある。しかし、ＬＥＤ４５が短時間ながらも持続的に点灯（図１２Ｂの矩形波）すると、この点灯は瞬間的とは言え、接触状態が発生して、回路中のタイマー６７が作動したことを意味しているため、この原因としてはプローブ取り付け軸の偏心、又は付着物の存在が考えられる。
【００３６】
このような場合には、ＬＥＤ４４のカソード側ライン（電源回路５６からのマイナスライン）と、スイッチＩＣ６４の制御ゲートとの間に接続されたインバータ列７３、７４を作動させるために、その回路の入力側（マイナス側）に挿入された押ボタン型クリーナースイッチ７５を押すことにより確認する。インバータ列７３、７４の節点は、前述した検出抵抗５７の分路として、検出抵抗５７より低い抵抗値のクリーニング通電抵抗７６を挿入するための通電用アナログスイッチＩＣ７７の制御極と、そのクリーニング給電のための定電流回路７８を付勢するための二入力ＡＮＤゲート７９の一つの入力に接続される。ＡＮＤゲート７９の第２入力は、常時“高”（後述）のため、発生する真出力は給電用アナログスイッチＩＣ８０の制御極への制御入力となり、このスイッチを閉じて前記定電流回路７８を、電源回路５６の可変電圧回路８１に導くものである。
【００３７】
可変電圧回路は、電源回路５６中の定電圧ＩＣ５８に接続され、その定電圧を基礎として、付着物と考えられる物質の除去処理に適したクリーニング電流を得るための電圧を発生する。従って、クリーナースイッチ７５を押している間、インバータ７４の出力が負となり、スイッチＩＣ６４をオフにして、プローブ等接触検知及び確認のためのＬＥＤ４４、４５が消灯するとともに、通電用アナログスイッチＩＣ７７及び給電用アナログスイッチＩＣ８０が導通し、定電流回路７８からダイオード８２を介してプローブ４等から、ケーブル６を経てワーク９又はバイス８との接触部に比較的大きいクリーニング電流を流す異物除去用通電回路が構成される。このクリーニング電流は比較的低い抵抗値のクリーニング通電抵抗７６を通って電源回路５６のマイナスラインに還流する。
【００３８】
上記のクリーニング電流は、クリーニング通電抵抗７６のプラス側から入力を受けるように接続されたアンプ８３の出力を、そのモニター端子８４を介して外部トレースすることにより監視可能である。アンプ８３の出力は、比較器８５の信号入力に供給され、電源回路５６中の過電流防止用ポテンショメータ８６から供給される基準入力と比較され、信号入力がこれを上回らない限り比較器８５からは真出力を発生しない。従って、比較器８５の出力回路に接続されたＯＲゲート６８の第２入力もゼロであり、ＯＲゲート６８の出力と、ＡＮＤゲート７９の第２入力との間に接続されたインバータ８７の入力もゼロで、その出力、すなわちＡＮＤゲート７９の第２入力は、常時“高”状態を維持する。
【００３９】
接触部における金属切り粉や導電性の付着異物はクリーニング電流に基づくジュール熱により蒸散又は焼却されるか、加熱に伴う減磁作用により、ワークやバイス、プローブ、工具等との接触部から離脱し、飛散する。（一方、クリーニング電流は電源回路５６中のポテンショメータ８６により、ワーク等が過電流で損傷しない程度に抑えられ、その設定値を上回ると、ＡＮＤゲート７９の第２入力が“低”となり、遮断される。特に、ワーク又は付着物がマグネシウム等のとき、電流は比較的小さくなるように設定される。）
【００４０】
かくして、オペレータがクリーナースイッチ７５の押圧を解除（復帰）すると、ＬＥＤ付勢用スイッチＩＣ６４をオン状態に復帰させる。このとき、プローブ等との接触部を形成していた原因が付着異物等であれば、これは前述の通電処理により消滅し、もはや接触部は存在しないため、ＬＥＤ４４、４５は消灯したままであり、オペレータは更なる位置決め操作や、その他の機械操作を進めればよい。
【００４１】
また、クリーナースイッチ７５を復帰させて、ＬＥＤ４５、４６が再び点灯すれば、それはプローブ／ワーク間等の実質的な接触状態、例えば、プローブが偏心回転してワーク等に当たっている状態が続いていることを意味する。この場合には、プローブゲージや、刃物のブレ（偏心）をチェックし、再設定する。
【００４２】
特殊な場合として、エンドミルやドリル等の刃物が磁化されていると、その表面には磁力とマシン油の粘着力により切削微粉膜が張りつき、クリーナースイッチ７５の押圧／復帰による局部的クリーニング操作や、通常の拭き取りでは除去しにくいような状態が起こりうる。このような場合、クリップ５で緩く挟んだ刃物の先端をバイスに接触させた状態で回転させ、クリーナースイッチ７５を入れると、クリーニング電力は粘着した微粉膜に集中し、加熱して磁化を弱めるとともにマシン油を蒸散させて微粉膜を遊離し、且つクリップ５のブラシ２６（図４）で容易にブラッシングすることができる。
【００４３】
工作機械１の通常の加工作業の場合、図５Ｂに示すとおり、クリップ５はそのクランプ部をロッド１１の上部にセットし直すことにより、アーム１０の中間位置にあるアーム電極１０ａを挟み、これによってアーム１０から主軸スリーブ及びチャック３を経て工具（エンドミル）８８とワーク９との接触回路を閉成し、その接触を、ＬＥＤ４４の発光と、そのＬＥＤのアノード側（増幅器ＩＣ６５の出力）から引き出されたモニター端子６６を通じて監視することができる。更に、増幅器ＩＣ６５の出力とマイナスラインとの間に挿入されたＲＣ遅延回路８９のＲＣ節点に接続されたベースを有するＮＰＮトランジスタ９０のオープンコレクタとマイナスラインとから引き出されたモニター出力端子９１からのオン信号を、周知のデジタルスケールのゼロセット信号として用いることができる。
【００４４】
従って、デジタルスケールの設定方向に応じ、そのゼロ点から出発したワーク加工の長さ、幅、孔径、外径、高さ、及び深さを測定することができる。この実施例については後述する。（なお、クリップ５は高速及び通常作業時に限り、上記の如くアーム電極１０ａを挟み、主軸の停止又は回転時にはプローブ４又は刃物のシャンクを挟めばよい。）
【００４５】
図１３は、図８及び図９に示した第２形式のバイス８’において、ワーク９を挟持すべきバイス口金板３８、３８’の下端から突出したワーク浮き上がり検知用のコーナー電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃ、４０ｄの平面配置（図１３Ａ）と、それらの電極４０ａ、４０ｂ及び４０ｃ、４０ｄを検出端ａ、ｂ、ｃ、ｄとするワーク浮き上がり検知回路９２（図１３Ｂ）を示している。
【００４６】
なお、図１３Ｂを参照して、前述したプローブ／バイス等接触検知機能を想起すれば、前記バイス主部から操作盤７の回路への入力ラインをこれらの口金板３８、３８’から引き出すことにより、ワークとの接触抵抗を下げ且つバイス側入力の不安定性を排除できるということは特筆すべき事項である。スイッチ３０ｄは、この場合に口金板３８、３８’を電気的に一体化するものである。
【００４７】
図１３Ｂにおいて、検知回路９２はバッテリー９３と、その正端子に接続されたエミッタを有するＰＮＰパワートランジスタからなるスイッチ９４と、そのベース９４ａに接続された口金端子兼用ネジ４２’、口金板３８’、ワーク９、口金板３８、同端子兼用ネジ４２を経てバッテリー９３の負端子に至る電源スイッチ回路を有する。スイッチトランジスタ９４のコレクタ側は抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を介して、それぞれ検出端ａ、ｂ、ｃ、ｄに接続される。検出端ａ、ｂ、ｃ、ｄには更に、オープンコレクタ型ＩＣ増幅器Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４がそれぞれ接続され、これらの増幅器の出力回路は浮き上がり指示ＬＥＤ９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄにそれぞれ接続される。
【００４８】
上記の回路構成において、バイスにワーク９が挟まれて、電源回路が形成されると、スイッチトランジスタ９４は“オン”、すなわち、導通状態となる。一方、ＩＣ増幅器Ａ１〜Ａ４の各入力検出端ａ〜ｄは、ワークの底面がバイスの締めつけにより、コーナー電極４０ａ〜４０ｄから浮き上がらない限り、バッテリー９３の負側につながり、これらの増幅器Ａ１〜Ａ４の出力は導通状態とならない。しかし、コーナー電極４０ａ〜４０ｄのいずれかから、ワークの底面が浮き上がると、対応する増幅器の入力は負電位ではなく、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒ４のいずれかにより、スイッチトランジスタ９４の導通コレクタ電位Ｅを伝達され、従ってその増幅器の出力が導通し、対応するＬＥＤのカソードを電源回路の負電位側に導き点灯する。
【００４９】
オペレータは、これによりワーク９の固定状態を見直し、バイスによって正確に固定することができる。このようにしてワーク９を正確にセットした後、前述したようにデジタルスケールの設定方向に応じて、ワーク加工の長さ、幅、孔径、外径、高さ、及び深さを測定しながら機械加工を行うことができる。
【００５０】
図１４は穴開け又は筒状体加工の場合の実施例を示すものであり、同図Ａにおいては、バイス８にセットしたワーク９と、エンドミル８８とを相対的に移動して目測で図のようにセンター位置にセットし、テーブルをＸ軸移動させ、まずエンドミル８８を“ａ”で示す仮想位置においてワーク穴の内周面に接触させ、同時に接触表示ＬＥＤ４４、４５の点灯によりこの接触位置を確認し、Ｘ軸方向のデジタルスケールをゼロにセットしてから、テーブルを反対方向に移動させ、エンドミル８８を“ｂ”で示す仮想位置においてワーク穴の反対側の内周面に接触させ、同じく接触表示ＬＥＤ４４、４５の点灯によりこの接触位置を確認した時点で移動を停止すると、その時デジタルスケールで表示された移動距離の１／２が中心座標となる。
【００５１】
同図Ｂは、切削加工の途中で深さや高さを確認する態様を示している。図において、清掃したワーク９の表面にエンドミル８８を下降させ、先端が接触した位置ａをＬＥＤ４４、４５の点灯により確認してＺ軸方向のデジタルスケールをゼロにセットし、ここから、エンドミル８８をワーク９に対して相対的に移動させ、再び下降させて先端が穴の底面位置ｂに接触したことをＬＥＤ４４、４５の点灯により確認した時のデジタルスケールの読みが、穴の深さ”となることが明らかである。
【００５２】
図１５は、Ａ：刃物（例えば、ドリル）を装着した状態において、又はＢ：市販のピンゲージを用いて、心出し等の座標計測を行う態様を示している。まず、図１５Ａにおいては、主軸に取り付けたドリル９７に、締めつけリング２５を有する着脱式プローブ４ｂを装着し、この状態でプローブ４ｂの先端側面をワーク９の左側面ａ及び右側面ｂに当接すると、その間のデジタルスケールの読み、又は指示差からプローブ４ｂの先端径を引いた値がワークの幅ｗとなることを示している。
【００５３】
図１５Ｂにおいては、主軸にピンゲージ９８を装着し、このピンゲージ９８の先端側面を、バイス８のＶカット９９に沿わせて相対的に移動させ、バイスの挟持面に配置された支持台１００上の薄物ワーク９’の左側面ａ及び右側面ｂに当接すると、その間のデジタルスケールの読み、又は指示差からピンゲージ９８の直径を引いた値がワークの幅となることを示している。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上の通りに構成されたものであるため、次の通りの効果を発揮するものである。
１）接触検知回路を装備した本発明のバイス等のワーク固定具を用いることにより、刃物等の工具と、ピンゲージ等の計測用具の取り替え回数を少なくし、機械加工の準備等に要する時間を短縮できる。
２）接触検知用電極として、本発明のプローブは勿論のこと、ピンゲージ、刃物、及び刃物のシャンク部を利用できるため、従来のプローブ又はゲージ機能素子のようにシャンク径によっては直ちに取り替えできなかったり、機械の大きさによる制限がなく、適用範囲を大きく拡大することができる。
３）接触検知用電極としてのプローブや刃物が、ワーク又はバイスに接触した瞬間を直接表示ＬＥＤと、延長表示ＬＥＤとにより確実に認識できるようにしたため、付着物や心ブレのチェックが可能となった。
４）検出時の状態や、刃物及び加工材質に応じて安全且つ確実な印加電圧とすることができる。
５）加工物の微細粉が刃物やプローブに付着した場合、特にプローブ等を小穴に挿入する際等に邪魔になっていた付着物を、放電により除去し、又はブラッシングしながら溶解・焼却することできる。
６）従来、高速で回転する刃物の先端は見えないため、ワークに強く接触して刃物自体を損傷することがあったが、接触の瞬間を前記直接表示ＬＥＤと、遅延表示ＬＥＤ、更にはブザーの鳴動で確実に認識できるため、刃物又はテーブルの移動を加減・制御して、そのような事態を防止することができる。
７）加工作業中の刃物の接触状態も同様に観測し、Ｚ軸高さ、平行、彫り込み深さ等を測定できるほか、異常事態にも対処することができる。
８）バイスにワークを取り付け、締めつけるときのワーク浮き上がり位置をＬＥＤ表示して、ワークの正確な固定に役立て、不良品の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する工作機械の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例における専用プローブの縦断面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の一実施例における着脱式プローブの縦断面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の一実施例におけるプローブ等電気接触用クリップの側面図（Ａ）及び後面図（Ｂ）である。
【図５】本発明を適用する工作機械がプローブを装着した場合の接触回路を示す略側面図（Ａ）及び工具を装着して運転する場合の接触回路を示す略側面図（Ｂ）である。
【図６】本発明のバイスの基本的実施例を示す斜視図である。
【図７】図６のバイスのＡ−Ａ矢視断面図（Ａ）及び同図ＡのＢ−Ｂ矢視断面図（Ｂ）である。
【図８】本発明の口金及びコーナー電極を有するバイスの実施例を示す平面図（Ａ）及び一部破断側面図（Ｂ）である。
【図９】図８のバイスにおける一方のコーナー電極の平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び後面図（Ｃ）である。
【図１０】本発明のバイス装着型操作盤の電気回路図である。
【図１１】本発明によるＹ軸ゼロ設定及びバイス平行位置確認動作を示す部分正面図（Ａ）及び部分側面図（Ｂ）である。
【図１２】本発明のプローブ／ワーク等の接触瞬時表示ＬＥＤの点灯状態を示すグラフ（Ａ）と、接触延長表示ＬＥＤの点灯状態を示すグラフ（Ｂ）である。
【図１３】本発明の口金及びコーナー電極を有するバイスの略平面図（Ａ）及びこれにワークを挟んだ場合の正面断面と浮き上がり防止回路の電気的つながりを示す図（Ｂ）である。
【図１４】本発明により刃物を用いて、ワークの心出しを行う場合の部分正面図（Ａ）及び彫り込み深さを計測する場合の部分正面図（Ｂ）である。
【図１５】本発明のプローブでワークの寸法計測を行う場合（Ａ）及び市販ピンゲージを利用して薄板状ワークの寸法計測を行う場合（Ｂ）の部分正面図である。
【符号の説明】
１  フライス盤
２  主軸ハウジング
３  コレットチャック
４  プローブ
５  導電クリップ
６  ケーブル
７  操作盤
８  バイス
９  ワーク
１０  アーム
１０ａ  アーム電極
１１  ロッド
１２  クランプ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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