(57)【要約】【課題】工作機械主軸に接続される駆動軸と該駆動軸に対して角度が可変な状態で連動連結されたアングル軸とを有する工具ヘッドにおいて、精度良く駆動軸に対するアングル軸の角度を測定できる測定治具及び測定方法を提供する。【解決手段】工作機械主軸１に接続される駆動軸１１０と、駆動軸１１０に連動連結されたアングル軸１４０と、を有する工具ホルダ１００の駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを測定するために用いられる測定治具１０において、前記アングル軸に取り付けられる取付部１２と、前記アングル軸１４０に対して垂直な平面部１４と、を備え、前記平面部１４は、その平面内において直交する２方向の各々の方向における２点間の距離が測定可能な大きさを有していることを特徴とする。【選択図】図３
2008155327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械主軸に接続される駆動軸と、前記駆動軸に連動連結されたアングル軸と、を有する工具ホルダの前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を測定するために用いられる角度測定治具において、
前記アングル軸に取り付けられる取付部と、前記アングル軸に対して垂直な平面部と、を備え、
前記平面部は、その平面内において直交する２方向の各々の方向における２点間の距離が測定可能な大きさを有していることを特徴とする角度測定治具。
【請求項２】
工作機械主軸に接続される駆動軸と、前記駆動軸に連動連結されたアングル軸と、を有する工具ホルダであり、前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を、前記駆動軸と垂直な平面内の互いに直交する２方向と駆動軸方向に測定子を移動させることで測定する角度測定方法において、
前記アングル軸の先端に該アングル軸に垂直な平面を設け、
前記測定子を前記駆動軸と垂直な平面内の一方向に移動させて、前記一方向に対する前記平面の傾きを検出し、
前記検出した傾きに基づいて、前記工具ホルダを前記駆動軸回りに回転させて前記平面を前記一方向に対して平行に設定し、
次いで、前記測定子を前記一方向に直交する他方向に移動させるとともに前記工具ホルダを前記駆動軸方向に移動させて、前記測定子を前記平面の少なくとも２点の位置を測定することで、前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を測定することを特徴とする角度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に取り付けられる工具ホルダの駆動軸に対するアングル軸および刃先方向の角度を測定するために用いられる測定治具及びそれを用いた角度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械に取り付けられる工具ホルダとして、工作機械主軸に接続される駆動軸と、この駆動軸に対して角度が可変な状態で連動連結されたアングル軸とを有し、切削具をアングル軸に接続することで工作機械主軸に対して角度を変えて切削具を取り付けるアングルヘッドが知られている。
【０００３】
このようなアングルヘッドでは、測定子をワークテーブル上に載置した状態でワークテーブルを互いに直交する２軸方向（例えば、X−Ｙ軸方向）に移動させアングル軸に取り付けられたテストバーに接触させることで、駆動軸に対するアングル軸の角度を測定する場合がある（下記特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来のテストバーではアングル軸方向に延びる円柱形状又は角柱形状をなしているため、上記のような方法で駆動軸に対するアングル軸の角度を測定する場合、次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、アングル軸がワークテーブルの移動方向であるX軸方向あるいはＹ軸方向のいずれか一方向と平行であれば、当該一方向に測定子を移動させるとともにアングルヘッドを駆動軸方向（例えば、Ｚ軸方向）に移動させることで、測定子をテストバーの軸方向の複数点で接触させ、駆動軸に対するアングル軸の角度を測定することができるが、アングル軸が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの方向に対しても平行でない場合、上記のような測定子を一方向に移動させる測定方法では、駆動軸に対するアングル軸の角度を測定することができない。
【０００６】
特に、駆動軸を収納する駆動側ケーシングとアングル軸を収納するヘッドケーシングとが、駆動軸及びアングル軸に対して所定角度をなす傾斜面により互いに回転自在に連結されたユニバーサルタイプと呼ばれるアングルヘッドが知られているが、このようなアングルヘッドでは、該傾斜面を摺動させながら駆動軸回りにヘッドケーシングを回転させることで駆動軸に対するアングル軸の角度を設定するため、角度調整するたびにX軸方向あるいはＹ軸方向に対するアングル軸の方向が変化することとなる。そのため、常に、アングル軸をX軸方向あるいはＹ軸方向のいずれかの方向と平行に設定することは非常に困難である。
【０００７】
もっとも、テストバーが角柱形状であれば、テストバーの一側面を駆動軸と平行に設定し、測定子をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることでテストバーの一側面上の複数点で接触させ、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に対するアングル軸の傾斜角度を検出し、この検出した傾斜角度に基づいてアングルヘッドを駆動軸回りに回転させ、Ｘ軸方向又はＹ軸方向のいずれか一方向に対してアングル軸が平行になるように調整することで、駆動軸に対するアングル軸の角度を測定することもできる。
【０００８】
しかしながら、角柱形状のテストバーでは、駆動軸とアングル軸の取付角度によって、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に対するアングル軸の傾斜角度を検出する際の測定子の移動可能な距離が極端に短くなり、精度良く傾斜角度を検出できないことがあり問題である。
【０００９】
また、先端に球を有するテストバーを斜め穴加工装置の回転工具軸に取付け、テストバーを回転工具軸に対して突出量を変えた時の２ヶ所の球の位置を読み取り、傾斜角度を算出する場合がある（下記特許文献２参照）。
【００１０】
しかしこの場合は、斜め穴加工装置の回転工具軸は、直交する二方向の移動軸に斜めに旋回し、２次元平面内でのテストバーの変化を測定するだけである。
【特許文献１】特開昭６０−１７７８４８号公報
【特許文献２】特開平４−０６３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、測定子をワークテーブル上に載置した状態でワークテーブルを互いに直交する２軸方向に移動させることで、駆動軸に対するアングル軸の角度を正確に測定することができる測定治具及びそれを用いた角度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る測定治具は、工作機械主軸に接続される駆動軸と、前記駆動軸に連動連結されたアングル軸と、を有する工具ホルダの前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を測定するために用いられる角度測定治具において、前記アングル軸に取り付けられる取付部と、前記アングル軸に対して垂直な平面部と、を備え、前記平面部は、その平面内において直交する２方向の各々の方向における２点間の距離が測定可能な大きさを有していることを特徴とする。
【００１３】
このように本発明では、アングル軸に取り付けられる取付部に対して垂直な平面部は、その平面内において直交する２方向の各々の方向における２点間の距離が測定可能な領域を有するため、角柱形状のテストバーのようにアングル軸回りの取付角度に依存することなく該平面部を一定に保つことができ、常に精度良く駆動軸に対するアングル軸の角度を測定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る角度測定方法は、工作機械主軸に接続される駆動軸と、前記駆動軸に連動連結されたアングル軸と、を有する工具ホルダであり、前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を、前記駆動軸と垂直な平面内の互いに直交する２方向と駆動軸方向に測定子を移動させることで測定する角度測定方法において、前記アングル軸の先端に該アングル軸に垂直な平面を設け、前記測定子を前記駆動軸と垂直な平面内の一方向に移動させて、前記一方向に対する前記平面の傾きを検出し、前記検出した傾きに基づいて、前記工具ホルダを前記駆動軸回りに回転させて前記平面を前記一方向に対して平行に設定し、次いで、前記測定子を前記一方向に直交する他方向に移動させるとともに前記工具ホルダを前記駆動軸方向に移動させて、前記測定子を前記平面の少なくとも２点を測定することで、前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動軸と垂直な平面内の互いに直交する２方向に測定子を移動させて前記駆動軸に対する前記アングル軸の角度を容易にかつ精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本実施形態にかかる測定治具１０の斜視図であり、図２は測定治具１０を工具ホルダ１００に取り付けた状態を示す工具ホルダ１００の断面図、図３は測定治具１０の使用状態を示す側面図、図４は測定治具１０の使用状態を示す平面図である。
【００１８】
本実施形態に係る測定治具１０は、図２、３に示すように、工作機械主軸１に同軸状に接続される駆動軸１１０と、駆動軸１１０に対する角度が調整可能なアングル軸１４０とを有するユニバーサルタイプの工具ホルダ１００のアングル軸１４０に接続され、駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを測定するために用いられるものである。
【００１９】
詳細には、工具ホルダ１００の駆動軸１１０は、工作機械主軸１のテーパ孔２に嵌合されるテーパシャンク部１１２と、駆動側ケーシング１２０に軸受１１４を介して回転可能に支承される支承軸部１１６とからなり、支承軸部１１６の先端部はジョイント１１７を介してアングル軸１４０が連動連結されている。アングル軸１４０は、ヘッドケーシング１４２に軸受１４４を介して回転可能に支承されており、先端部に切削具などを取り付けるチャック１４６が設けられている。
【００２０】
駆動側ケーシング１２０は基端ケーシング１２２と先端ケーシング１２４に分割されており、先端ケーシング１２４が基端ケーシング１２２に対して駆動軸１１０回りに回転自在に連結されている。
【００２１】
基端ケーシング１２２の外周面には、工作機械側本体３の端面に向かって進退可能な固定用ピン１２６を嵌入されるピン保持台１２８が突設されており、工作機械側本体３の端面に設けられた凹部４に固定用ピン１２６が嵌合することで、固定用ピン１２６を介して基端ケーシング１２２が回転不能に固定される。
【００２２】
先端ケーシング１２４の端面は、駆動軸１１０に対して所定角度の傾斜面１２４ａをなしヘッドケーシング１４２が回転自在に連結されており、傾斜面１２４ａを摺動させながら駆動軸１１０回りにヘッドケーシング１４２を回転させることで、駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを調整するようになっている。
【００２３】
測定治具１０は、アングル軸１４０にチャック１４６を介して取り付けられる取付部１２と、この取付部１２に対して垂直な平面を有する平面部１４とを備えている。平面部１４は、駆動軸１１０に垂直な平面内の互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向に移動可能なワークテーブル５０上に載置された測定子４０を接触させることで、平面部１１４の平面内において直交する２方向の各々の方向における２点間の距離を測定することができ、これにより、駆動軸方向（本実施形態では、Ｚ軸方向）、Ｘ軸方向、あるいはＹ軸方向に対する上記距離を測定した方向の角度測定が可能な大きさ（領域）を有する平板形状をなしており、一例を挙げると直径６０ｍｍ程度の円板形状をなしている。
【００２４】
このような測定治具１０を用いて駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを測定するには、次の手順により行う。
【００２５】
まず、第１工程として、図４に示すように、ワークテーブル５０を移動させて平面部１４に測定子４０を接触させる。そして、測定子４０を平面部１４に接触させながらＸ−Ｙ軸方向のいずれか一方向（本実施形態では、Ｙ軸方向）にワークテーブル５０を所定量δＹ１移動させ、これにより測定子４０が計測したＸ軸方向の変位量δＸ１からＹ軸方向に対する平面部１４の傾斜角度φを下記式（１）により検出する。
【００２６】
φ＝ｔａｎ−１（δＸ１／δＹ１）…（１）
なお、測定子４０を平面部１４に接触させながらＸ軸方向の変位量δｘを測定する代わりに、ワークテーブル５０をＸ，Ｙ軸方向それぞれに移動させ測定子４０を平面部１４の２点で接触させて、そのときのＸ軸方向の変位量δＸ１及びＹ軸方向の移動量δＹ１から上記式（１）に基づきＹ軸方向に対する平面部１４の傾斜角度φを検出してもよい。
【００２７】
次いで、第２工程として、検出した傾斜角度φに基づいて、平面部１４がＹ軸方向に対して平行になるように、基端ケーシング１２２に対して先端ケーシング１２４を駆動軸１１０回りに回転させる。
【００２８】
次いで、第３工程として、図３に示すように、ワークテーブル５０をＸ軸方向に移動させるとともに工具ホルダ１００を駆動軸方向に移動させ測定子４０を平面部１４の２点で接触させて、そのときのＸ軸方向の変位量δＸ２及びＺ軸方向の移動量δＺ２から下記式（２）に基づき駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを測定する。
【００２９】
θ＝ｔａｎ−１（δＺ２／δＸ２）…（２）
以上のように本発明では、測定子４０と接触する平面部１４が、アングル軸１４０に垂直な平面であるため、測定治具１０のアングル軸回りの取付角度に依存することなく、常に測定子４０が接触可能な領域を充分に確保することができ正確な角度測定が可能となる。
【００３０】
また、本実施形態のようなユニバーサルタイプの工具ヘッドでは、ヘッドケーシング１４２を先端ケーシング１２４に対して駆動軸１１０回りに回転させて、駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを調整するようになっているため、駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを調整するごとにＹ軸方向に対するアングル軸１４０の角度φが変化するが、このような場合であっても、上記した第１工程、第２工程及び第３工程を順次行うことで正確な駆動軸１１０に対するアングル軸１４０の角度θを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る測定治具の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るにかかる測定治具を工具ホルダに取り付けた状態を示す工具ホルダの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るにかかる測定治具の使用状態を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るにかかる測定治具の使用状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…工作機械主軸
１０…測定治具
１２…取付部
１４…平面部
４０…測定子
１００…工具ホルダ
１１０…駆動軸
１２０…駆動側ケーシング
１４０…アングル軸
１４２…ヘッドケーシング
【図１】
2008155327.tif 000003
【図２】
2008155327.tif 000004
【図３】
2008155327.tif 000005
【図４】
2008155327.tif 000006