(57)【要約】【課題】本発明は、コンパクトな構造で、どのような種類の軸物工具でも、効率よく、さらには高精度で切れ刃先端部の基準位置を検出して、プリセット長の自動調整ができる軸物工具用自動プリセット装置を提供する【解決手段】本発明の軸物工具用自動プリセット装置は、セット台１１にセットされた軸物工具２の切れ刃先端部２ｃの先端位置を検出し、予め設定された寸法情報の中から入力操作で選ばれた軸物工具の寸法情報とにもとづき、セットされた軸物工具２の切れ刃先端部の基準位置αを求めて、基準位置αからホルダ３の基準位置までの実プリセット長を測長し、この実プリセット長を、入力操作で選ばれた軸物工具の設定プリセット長にする構成とした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に切れ刃先端部を有する軸物工具、同軸物工具の基部側を進退可能に保持するホルダ、該ホルダに形成されている基準位置から前記軸物工具の切れ刃先端部の基準位置までのプリセット長を調整可能とした調整機構を有する工具構造体を用い、該工具構造体のプリセット長を自動で調整する軸物工具用自動プリセット装置であって、
予め種々の軸物工具の各部寸法に関する各種寸法情報が設定され、入力操作により、調整すべき軸物工具の寸法情報が選び出される工具情報抽出手段と、
前記工具構造体の前記ホルダを所定の姿勢でセットするセット台と、
前記セット台にセットされた前記工具構造体の前記調整機構を操作するプリセット長調整手段と、
前記セットされた前記工具構造体の切れ刃先端部の先端位置を検出する先端検出手段と、
前記検出された軸物工具の先端位置と前記入力操作で選ばれた軸物工具の寸法情報とにもとづき、前記セットされた軸物工具の切れ刃先端部の基準位置を求めて、該基準位置から前記ホルダの基準位置までの実プリセット量を測長する測長手段と、
前記実プリセット長が前記入力操作で選ばれた軸物工具の設定プリセット長になるように前記プリセット長調整手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項２】
前記軸物工具は、ドリルであり、
前記軸物工具の基準位置は、前記ドリルの切れ刃先端部の先端位置と、入力操作で選ばれた設定外径寸法とにもとづき求められる前記切れ刃先端部の切れ刃肩である
ことを特徴とする請求項１に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項３】
前記先端検出手段は、前記セット台にセットされた軸物工具の先端に接触させることで該軸物工具の先端位置を検出するタッチセンサを有して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項４】
さらに、
前記入力操作で選ばれた軸物工具と前記セット台にセットされた軸物工具とが同じか否かを判定する誤セット判定手段と、
前記同じと判定されたときに前記セット台での作業を許す許可手段と
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項５】
前記誤セット判定手段は、
前記セット台にセットされた軸物工具の先端部の外形形状を投影により検出する外形検出手段と、
前記投影された軸物工具の外形形状から前記軸物工具の先端位置を検出し、該先端位置にもとづき、前記入力操作で選ばれた軸物工具の各種情報から工具確認が行える測定位置を割り出す割り出し手段と、
該割り出した測定位置において軸物工具の外形寸法を投影により測定する測定手段と、
該測定された測定値と前記入力操作で選ばれた軸物工具の設定寸法値との対比にしたがい前記セット台上の軸物工具の正否を判定する判定手段と
を有して構成されていることを特徴とする請求項４に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項６】
前記外形検出手段は、
前記セット台にセットされた軸物工具を挟んで片側に配置され、該軸物工具の軸心と交差する方向に沿う帯状の光を投光する投光手段と、
それとは反対の片側に配置され、前記投光手段からの光を受ける受光手段と、
前記投光手段および受光手段を前記軸物工具の上方から下方へ移動させる移動手段と
を有して構成されることを特徴とする請求項５に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項７】
さらに、
前記セット台にセットされた軸物工具の調整可能な調整残量を測定する残量測定手段と、
前記測定した残量値にしたがって前記セット台での作業を許すか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項８】
前記調整機構は、前記ドリルの基端側をねじ構造により前記ホルダで進退可能に保持させ、該ホルダの外周部に環状の調整部材を有し、該調整部材の外周面に、前記軸物工具を締め付け固定したり該固定を弛めたりするボルトが収められたボルト穴と、同じく該ボルト穴とは別の機能をもつ調整用穴とを有してなり、
前記プリセット長調整手段は、前記調整部材をクランプするクランプ機構と、前記軸物工具を軸心回りに回転させる回転機構と、前記調整部材の外周面から前記ボルト穴を探索するボルト穴探索手段と、該探索されたボルト穴内のボルトを操作するナットランナとを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【請求項９】
前記ボルト穴探索手段は、
前記調整部材の外周面へセンサ光を出射しながら、前記軸物工具を軸心回りに回転させて、穴の有無がもたらす光の変化から穴を検出する穴検出手段と、
該検出された穴に対し前記ナットランナを締める方向に操作するナットランナ操作手段と、
該ナットランナに生ずるトルクの有無にしたがい前記ボルト穴か否かを判定する判定手段と
を有して構成されることを特徴とする請求項８に記載の軸物工具用自動プリセット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルなどの軸物工具のプリセット長を調整する軸物工具用自動プリセット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の機械加工を行う工場では、ドリルなど軸型切削工具（軸物工具）を装着した自動機を用いて、エンジン部品やその他の部品を切削加工することが行われている。
【０００３】
ところで、軸型切削工具の切れ刃の性能は、機械加工を続けるにしたがい次第に低下するが、通常、このように摩耗などにより性能が低下した軸型切削工具は、切れ刃を研磨して、再び使用する。
【０００４】
このため、通常、自動機に用いられる軸型切削工具では、該切削工具の基部側を、同工具を進退可能に保持する機能や同工具を進退方向へ移動可能とした調整機能をもつ工具ホルダで保持させることが行われている。そして、切れ刃先端部の基準位置（ドリルでは切れ刃先端部の切れ刃肩）からホルダに形成されている基準位置までを加工に必要な所定長さ、すなわちプリセット長と定めて、自動機で使用する体制をとっている。
【０００５】
つまり、このような工具ホルダにより、プリセット長が、切れ刃の研磨など（切れ刃の性能を回復させる作業）で、許容値たる設定プリセット長より短くなったときは、プリセット長調整作業、すなわち工具ホルダの調整機能により該切削工具の突出量を調整して、現在のプリセット長を設定プリセット長の値まで回復させるようにしている。
【０００６】
ところが、こうしたプリセット長を調整する作業は、切れ刃先端部の基準位置の判別が難しく、該部位を見つけるのには熟練を要する。このため、同作業は、人手作業に依存している。特にドリルの基準位置は切れ刃先端部の切れ刃肩であるが、切れ刃先端部には、同部分の形状に似た非切れ刃肩も存在するうえ、切れ刃先端部は全体に光沢があるために、特に熟練を要する。
【０００７】
ところが、人手作業だと、プリセット長の調整を終えるまでのサイクルタイムが費やしやすい。しかも、精度は作業者の熟練度の具合などによりばらつきやすく、効率的でないといった問題がある。
【０００８】
そこで、自動的にプリセット長調整を行う技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。これは、間接照明のもとで、ＣＣＤカメラ（撮像装置）を用いて、ドリル（軸型切削工具）の切れ刃先端部の切れ刃肩（基準位置）が所在する付近を捕らえ、画像処理により、ドリルの切れ刃肩を検出して、同切れ刃肩位置から工具ホルダで定められている基準位置までの実プリセット長を測長し、測長した実プリセット長の値が、予め設定されているドリルの設定プリセット長にする技術である。
【特許文献１】特開平１１−１５１６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、画像処理により、切れ刃先端部上の基準位置を検出する技術は、切れ刃先端部全体の光沢の影響を避けて、基準位置となる切れ刃肩を画像処理で検出するために、暗室の中で作業を行うことが余儀なくされ、プリセット調整を行う装置が大型化になりやすい。しかも、切れ刃肩を画像処理で検出するためには、切れ刃先端部を拡大した画像情報をもとに、予め設定された切れ刃先端部の画像情報や切れ刃肩の画像情報とマッチングさせるという作業を行うために、画像処理で切れ刃肩の検出をするにはかなりの時間を費やし、プリセット長の調整に費やすサイクルタイムが、人手作業のときよりもさらに長くなる場合が多い。そのうえ、同検出は、ＣＣＤカメラの性能に依存するために、解像度の確保などの影響で、プリセット長の調整を行う軸型切削工具の種類やサイズには制約が課せられ、自動でプリセット長調整ができる軸型切削工具は限られていた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、コンパクトな構造で、どのような種類の軸物工具でも、効率よく、さらには高精度で切れ刃先端部の基準位置を検出して、プリセット長の自動調整を可能とした軸物工具用自動プリセット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、セット台に所定の姿勢でセットされた工具構造体の軸物工具の切れ刃先端部の先端位置を検出し、予め設定された寸法情報の中から入力操作で選ばれた軸物工具の寸法情報とにもとづき、セットされた軸物工具の切れ刃先端部の基準位置を求めて、該基準位置から前記ホルダの基準位置までの実プリセット長を測長し、実プリセット長を、入力操作で選ばれた軸物工具の設定プリセット長にする構成を採用して、判別しやすい軸物工具の先端位置の検出から、軸物工具の設定プリセット長の調整が行えるようにした。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、特に軸物工具はドリルとし、軸物工具の基準位置は、ドリルの切れ刃先端部の先端位置と入力操作で選ばれたドリルの設定外径寸法とにもとづき求められる切れ刃先端部の切れ刃肩にして、ドリルのプリセット長の調整に適する装置が得られるようにした。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、さらに、セット台にセットされた軸物工具の先端にタッチセンサを接触させることで該軸物工具の切れ刃先端部の先端位置が検出される構成とした。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、さらに、入力操作で選ばれた軸物工具とセット台にセットされた軸物工具とが同じか否かを判定する誤セット判定手段と、同じと判定されたときにセット台での作業を許す許可手段とを有する構成とした。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、さらに、誤セット判定手段として、セット台にセットされた軸物工具の先端部の外形形状を投影により検出する外形検出手段と、投影された外形形状から軸物工具の先端位置を検出し、該先端位置にもとづき、入力操作で選ばれた軸物工具の各種情報から工具確認が行える測定位置を割り出す割り出し手段と、該割り出した測定位置において軸物工具の外形寸法を投影により測定する測定手段と、該測定された測定値と入力操作で選ばれた軸物工具の設定寸法値との対比にしたがいセット台上の軸物工具の正否を判定する判定手段とを有した構成を採用した。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、さらに、外形検出手段として、セット台にセットされた軸物工具を挟んで片側に配置され、該軸物工具の軸心と交差する方向に沿う帯状の光を投光する投光手段と、それとは反対の片側に配置され、投光手段からの光を受ける受光手段と、投光手段および受光手段を軸物工具の上方から下方へ移動させる移動手段とを有した構成を採用した。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、さらに、セット台にセットされた軸物工具の調整可能な調整残量を測定する残量測定手段と、測定した残量値にしたがって、セット台での作業を許すか否かを判定する判定手段とを有する構成を採用した。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、さらに、調整機構として、軸物工具の基部側にねじ構造によりホルダに進退可能に保持し、ホルダの外周部に調整部材を設け、この調整部材の外周面に、軸物工具を締め付け固定したり該固定を弛めたりするボルトが収められたボルト穴とこれとは別の機能をもつ調整用穴とを設けた構成が用いられ、プリセット長調整手段として、調整部材をクランプするクランプ機構と、軸物工具を基端側から軸心回りに回転させる回転機構と、螺合部材の外周面から前記ボルト穴を探索するボルト穴探索手段と、該探索されたボルト穴内のボルトを操作するナットランナとを有した構成を採用した。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、さらに、ボルト穴探索手段として、調整部材の外周面へセンサ光を出射しながら、軸物工具を軸心回りに回転させて、穴の有無がもたらす光の変化から穴を検出する穴検出手段と、該検出された穴に対しナットランナを締める方向に操作するナットランナ操作手段と、該ナットランナに生ずるトルクの有無にしたがいボルト穴か否かを判定する判定手段と有する構成を採用した。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、軸物工具の切れ刃先端部の先端位置の検出と、設定された軸物工具の各部寸法とにしたがい切れ刃先端部の基準位置を求めるという、簡単な処理で、実プリセット長を測長して、同実プリセット長の調整ができる。
【００２１】
それ故、自動で軸物工具のプリセット長の調整ができる。しかも、切れ刃先端部の基準位置は、切れ刃先端部の先端位置を基準として、設定された軸物工具の各部の寸法情報から演算により求めるだけなので、暗室のような大きな場所を占める構造物を必要とせずにすみ、装置のコンパクト化が図れる。そのうえ、どのような種類、サイズの軸物工具でも、効率よく、さらには高精度に実プリセット長を測長でき、高精度のプリセット長の調整が期待できる。加えて、基準位置の検出に費やす時間は短くてすみ、軸物工具のプリセット長調整に要するサイクルタイムの短縮化が図れる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、特に切れ刃先端部の切れ刃肩の特定が面倒な、ドリルのプリセット長調整には好適である。
【００２３】
請求項３の発明によれば、上記効果に加え、切れ刃先端部の先端位置の検出には、タッチセンサを用いているので、簡単に検出できるうえ、高い精度が確保できるといった効果を奏する。
【００２４】
請求項４の発明によれば、上記効果に加え、プリセット長調整の際、プリセット長の調整を行うはずの軸物工具を取り違えて、プリセット長調整が行われるようなミスを未然に防ぐことができるといった効果を奏する。
【００２５】
請求項５の発明によれば、上記効果に加え、簡単な投影を用いた構造で、軸物工具の取り違えを防ぐことができるといった効果を奏する。
【００２６】
請求項６の発明によれば、上記効果に加え、簡単な投影の構造で、軸物工具の取り違え判定に必要な軸物工具の外形形状の検出が行えるといった効果を奏する。
【００２７】
請求項７の発明によれば、上記効果に加え、軸物工具が、プリセット長調整ができない状態にも関わらず実行されてしまう問題を解消することができるといった効果を奏する。
【００２８】
請求項８の発明によれば、上記効果に加え、調整部材のボルト穴内のボルトの操作、軸物工具を回転操作するといった構造で、容易に、軸物工具のプリセット長の調整ができるといった効果を奏する。
【００２９】
請求項９の発明によれば、上記効果に加え、簡単な構造で、調整作業に求められるボルト穴だけを探索することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［一実施形態］
以下、本発明を図１〜図１１に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００３１】
図１は軸物工具用自動プリセット装置を概略的に示す平面図、図２は同装置の正面図、図３は同装置の制御系を示していて、図中１は、自動機（図示しない）に組付け可能な工具構造体を示す。この工具構造体１は、軸物工具、例えば段付きドリル２（例えば先端側が小径部２ａで、中間から基部側を大径部２ｂとしたドリル：以下、単にドリルという）の基部側を、例えば筒形のアジャスタブルホルダ３（本願のホルダに相当）で進退可能に保持させて構成してある。
【００３２】
ここで、ドリル２の保持構造について説明すると、図１および図２に示されるように例えばアジャスタブルホルダ３の内部には、一端部に工具保持用の嵌合部（図示しない）を有したねじ軸４が挿通されている。このねじ軸４のおねじ部４ａが、例えばアジャスタブルホルダ３の内面に形成されているめねじ部（図示しない）に進退可能に螺合させてある。またアジャスタブルホルダ３の一端側の外周部には、調整部材５がフランジ状に形成されている。そして、ねじ軸４の一端部の嵌合部に、上記ドリル２の基部のシャンク部（図示しない）が嵌合され、ドリル２をアジャスタブルホルダ３に対して進退可能に保持させてある。
【００３３】
また調整部材５の外周面には、ドリル２の固定をなすボルト穴８と、それとは別な機能、具体的には位置調整用の機能をもつ調整用穴９とが形成されている。ここでは、例えば図１に示されるように調整部材５の外周面上の一つの地点に、図１０に示されるようなドリル２を締め付け固定したり弛めたりするセットボルト７（本願のボルトに相当）が収められたボルト穴８を有し、同ボルト穴８から９０°、１８０°ずれた各三点の地点に、調整用穴９（穴だけ）を有した構造を一例に挙げている。
【００３４】
こうしたねじ構造を用いたドリル２の保持構造、さらにはセットボルト７により、セットボルト７を弛めてドリル２の位置決め固定を解除してから、調整部材５を固定し、ねじ軸４をドリル２の軸心回りに回転させると、おねじ部４ａとめねじ部とがもたらすねじ送り作用により、ドリル２の突出量が変えられるようにしている（本願の調整機構に相当）。つまり、図２に示されるドリル２の切れ刃先端部２ａの切れ刃肩αから、アジャスタブルホルダ３に形成された基準位置、ここではアジャスタブルホルダ３のドリル２とは反対側の端面までで定められるプリセット長Ｌが変えられるようにしている。
【００３５】
一方、図１および図２中１０は、こうした種々の工具構造体１のプリセット長調整を自動で行うプリセット装置を示す。このプリセット装置１０の各部の構造について説明すると、１１は昇降可能に配設された調整台である。調整台１１の上面には、工具構造体１をセットするためのセット部１２が設けられている。セット部１２には、例えばドリル２と反対側のアジャスタブルホルダ３端を載せる載置部１３と、アジャスタブルホルダ３端から突き出たねじ軸４を挿入させる収容部１４とを組み合わせた構造が用いられる。これにより、載置部１３および収容部１４に、ドリル２と反対側のアジャスタブルホルダ３端をセットすると、図１および図２に示されるようにドリル２が調整台１１に所定の姿勢、例えば直立姿勢でセットされるようにしている。なお、１５は、調整台２の上下方向の位置決めを行う、例えばサーボモータ１５ａを駆動源とした台昇降機構を示す。
【００３６】
また図１および図２中２０は、プリセット長調整機構（本願のプリセット長調整手段に相当）を示す。このプリセット長調整機構２０には、調整台１１にセットされた工具構造体１の調整部材５をクランプするクランプ機構２１、調整台１１にセットされたドリル２を基端側から軸心回りに回転させる回転機構２５、調整部材５上のセットボルト７が有るボルト穴８を探索する探索部３０（本願のボルト穴探索手段に相当）、探索したボルト穴８内のセットボルト７を操作するナットランナ３５とを組み合わせた構造が用いられている。
【００３７】
このうちクランプ機構２１は、例えば調整台１１の直上の、セット位置を挟んだ一側方に配置されている。同クランプ機構２１には、図１および図２に示されるように例えば二段シリンダ２２、２３により、一対のクランプアーム２４を側方の地点から調整部材５が有る地点までの区間を進退させたり、同クランプアーム２４を開閉動させたりする構造が用いられている。
【００３８】
回転機構２５は、図１および図２に示されるように調整台１１の内部に、例えば工具構造体１の基端側のねじ軸４端と嵌まる受け部２６と、同受け部２６をドリル２の軸心回りに駆動させる回転源、例えば工具回転用のサーボモータ２７とを配設した構造が用いられている。
【００３９】
これらの機構により、調整台１１上において、工具構造体１が、アジャスタブルホルダ３とねじ軸４との間の固定が解除された状態のときに、調整部材５の動きをクランプアーム２４で規制し、その状態のまま、受け部２６からねじ軸４を回転させると、アジャスタブルホルダ３とねじ軸４との間でのねじ送りにより、ドリル２の突出量が調整されるようにしている。
【００４０】
ナットランナ３５は、図２に示されるように例えばクランプ機構２１を避けたドリルセット位置の側方に、ボルト端と係止可能な係止部３６が有る先端部をセット位置の中心軸に向き合わせて配設してある。そして、ナットランナ３５は、シリンダ３７により、待機している地点から調整部材５が有る地点まで区間を進退できるようにしてある。
【００４１】
探索部３０は、図２に示されるように調整部材５の外周面の穴を検出するセンサ、例えばナットランナ３５の延長上に配置される調整部材５の外周面に向けてレーザ光（センサ光）を出射し、調整部材５からの反射光を受光する機能をもつレーザセンサ３１を有している。そして、このレーザセンサ３１、上記回転機構２５、上記ナットランナ３５の組み合わせにより、調整台１１にセットされた調整部材５上のボルト穴８を探索できるようにしている。具体的には、ボルト穴８の探索には、調整台１１にセットされた工具構造体１の調整部材５の外周面へレーザ光を出射しながら、工具構造体１を軸心回りに回転させて、穴の有無がもたらす反射光の変化、例えば調整部材５からレーザセンサ３１までの距離の変化率（微分波形）から、所定の地点に穴（ボルト穴８ｏｒ調整用穴９）が有ることを検出した後（穴検出手段に相当）、この穴に対してナットランナ３５を挿入して該ナットランナ３５を締める方向に動作させて、ナットランナ３５に一定のトルクが発生すればセットボルト７が有るボルト穴８と判定され、トルクが発生しなければ（空回転）、調整用穴９と判定される手法が用いられている。つまり、レーザセンサ３１による穴検出、ナットランナ３５によるセットボルト７の判別により、ボルト穴８の探索が行われるようにしている。
【００４２】
こうしたプリセット長調整機構２０の各部の構造により、セットボルト７の探索作業、探索したセットボルト７の弛め作業（ナットランナ３５による）、クランプ機構２１および回転機構２５によるドリル２の突出量の可変作業、セットボルト７の締め付け作業（ナットランナ３５による）を行うと、ドリル２の突出量の調整が行えるようにしている。
【００４３】
また図２中４０は、ドリルセット位置の上方に配設されたタッチセンサ（本願の先端検出手段に相当）である。このタッチセンサ４０は、後述する判定機構６１の昇降機構６６に支持され、該昇降機構６６のサーボモータ６５の作動に伴い、ドリル２の切れ刃先端部２ｃの先端部と接触する地点まで移動するようになっている。このタッチセンサ４０が切れ刃先端部２ｃの頂部と触れることにより、調整台１１にセットされたドリル２の先端位置が検出されるようにしている。
【００４４】
そして、台昇降機構１５、プリセット長調整機構２０の各部、タッチセンサ４０、シリンダ４１は、図３に示されるように例えばプログラムロジックコントローラで構成される制御部５０に接続されている。なお、５１はサーボモータ類の接続に用いられるサーボアンプを示す。また制御部５０には、予め種々ドリル２の各部寸法に関する各種情報が設定されている。また制御部５０には、入力装置として例えばタッチパネル５２が接続されている。この制御部５０には、タッチパネル５２から、例えばプリセット長の調整を行うドリル２を特定する番号を入力すると、同調整すべきドリル２の各種寸法情報が選び出せる機能が設定してある。つまり、制御部５０およびタッチパネル５２との組み合わせから、調整すべきドリル２の寸法情報が確保できるドリル情報抽出機能を構成している（本願の工具情報抽出手段に相当）。
【００４５】
また制御部５０には、プリセット長を自動で調整させる機能として、
・台昇降機構１５の駆動により、調整台１１にセットした工具構造体１の調整部材５の穴が所在する高さを、クランプアーム２４、レーザセンサ３１、ナットランナ３５が有る高さ位置に合わせる機能、
・タッチセンサ４０を、調整台１１にセットしたドリル２の先端に触れるまで下降させて、ドリル２の切れ刃先端部２ｃの先端位置を検出する機能、
・検出されたドリル２の先端位置と、タッチパネル５２からの入力操作により選ばれたドリル２の外径情報、ここでは小径部２ａの外径情報とから、最適な切削性をもたらすドリル先端の頂部角度は略一定であるという知見にもとづき、ドリル２の先端での基準位置となる切れ刃肩αの位置を算出する機能、
・該切れ刃肩αの位置から、調整台１１にセットされた工具構造体１のホルダ側の基準位置、ここではアジャスタブルホルダ３の下端面（＝載置部１３の載置面）までの実プリセット長を測長する機能、
・該実プリセット長が、タッチパネル５２からの入力操作で選ばれたドリル２の設定プリセット長に調整されるよう、プリセット長調整機構２０の各部（クランプ機構２１、回転機構２５、ナットランナ３５など）を制御する機能
などが設定されている。
【００４６】
また、プリセット装置１０には、こうした構造や機能の他に、図２に示されるような調整台１１にセットするドリル２の取り違えを防ぐ誤セット防止機構６０や、調整残量の不足に対処する残量規制機構７０が組付けられている。
【００４７】
誤セット防止機構６０には、タッチパネル５２からの入力操作で選ばれたドリル２と調整台１１にセットされたドリル２とが、同じか否かを判定する判定機構６１（本願の誤セット判定手段に相当）が用いられている。
【００４８】
具体的には、判定機構６１には、図２に示されるように、投影により、調整台１１にセットされたドリル２の先端部の外形形状を検出する外形検出機構６２（本願の外形検出手段に相当）を用いて、該検出した外形形状を用いて調整台１１上のドリル２の正否を判定する構造が用いられている。詳しくは、外形検出機構６２には、例えば図１および図２に示されるようにセットしたドリル２を挟んで片側に、ドリル２の軸心と交差する方向から帯状のセンサ光、例えば帯状レーザ光を出射するレーザ投光器６３（本願の投光手段に相当）を配設し、反対側に同レーザ投光器６３からのレーザ光を受ける帯状の受光器６４を配設し、両レーザ投光器６３、受光器６４を、例えばサーボモータ６５を用いた昇降機構６６（本願の移動手段に相当）で、ドリル２の上方から下方へ移動させる構造が用いられている。つまり、ドリル２の遮蔽がもたらす受光器６４の受光量の変化により、ドリル２の先端部の外形形状が検出されるようにしている。
【００４９】
また制御部５０には、ドリル２の正否の判定を行う機能として、
・投影で得られる先端部の外形情報からドリル２の先端位置を検出する機能、
・該先端位置にもとづき、タッチパネル５２からの入力操作で選ばれたドリル２の各種寸法情報から、ドリル２の確認が行える測定位置を割り出す割り出し機能（本願の割り出し手段に相当）、
・割り出した測定位置におけるドリル２の形状寸法を、先の外形検出機構６２の投影技術によって測定する測定機能（本願の測定手段に相当）、
・該測定値と、入力操作で選ばれたドリル２の設定寸法値との対比にしたがって、調整台１１上のドリル２が正しいか否かを判定する判定機能（本願の判定手段に相当）
などが設定されていて、ドリル形状の正否から、ドリル２の取り違えの検出が行えるようにしている。
【００５０】
また制御部５０には、調整台１１上のドリル２が、入力操作で選ばれたドリル２と一致しているときのみ、調整台１１上の作業を許して、プリセット長の調整作業へ進む制御が設定（本願の許可手段に相当）されていて、ドリル２が誤セットされたときには、調整作業は直ちに止まるようにしている。なお、そのときには、例えば報知部６８から作業者へその旨が報知されるようにしている。
【００５１】
残量規制機構７０には、図２に示されるように調整台１１にセットされたドリル２の調整可能な調整残量を測定する残量測定機構、例えばアジャスタブルホルダ３から突き出ているねじ軸４の量を電子式スケールで検出する残量スケール機構７２（本願の残量測定手段に相当）を用いて、プリセット装置の調整作業を行うか否かを決めるようにした構造が用いられている。
【００５２】
例えば制御部５０には、
・残量スケール機構７２からの残量値を受けて、調整可能な範囲か否かを判定する機能、
・調整できる残量があるときのみ、調整台１１上の作業を許して、プリセット長の調整作業へ進ませる機能（本願の判定手段に相当）
などが設定されていて、調整に必要な残量がないときには、調整作業は直ちに止まるようにしている。なお、そのときには、例えば報知部６８からその旨が作業者へ報知されるようにしている。
【００５３】
但し、本実施形態のプリセット装置１０では、図示はしていないが、ドリル２のサイズに応じて、ナットランナ３５、残量スケール機構７２が２種類、用意してあり、ドリル２のサイズに応じて、段取り換えが行われる構造にしてある。
【００５４】
図４には、このように構成されたプリセット装置１０の稼動で、自動的に、短くなったドリル２のプリセット長を正規の寸法Ｌに調整するときのフローチャートが示されている。
【００５５】
つぎに、同フローチャートにしたがいプリセット装置１０の作用を説明する。
【００５６】
ここでは、段付きドリル２が付いた工具構造体１のプリセット長を調整する場合を一例に挙げて説明する。
【００５７】
まず、この調整すべき工具構造体１を調整台１１にセットすることから始まる。このときには、図１および図２に示されるようにアジャスタブルホルダ３を載置部１３に載せ、アジャスタブルホルダ３から突き出たねじ軸部分を収容部１４に挿入させて、ねじ軸４の端部を受け部２６に嵌めて、ドリル２を調整台１１に対して直立に起立する姿勢にセットする。
【００５８】
つぎに、ステップＳ１に示されるようにタッチパネル５２からドリルデータを入力してプリセット装置１０を作動させる。
【００５９】
このときには、例えばドリル２の識別番号を入力する。すると、制御部５０は、予め記憶されている各種ドリルの寸法情報の中から、入力されたドリルと対応したドリルの各種寸法情報が選び出される。続いて、段取り換えとして、ステップＳ２に示されるようにドリルの種類やサイズに応じて、２種類あるナットランナ３５、２種類ある残量スケール機構７２の、一方がそれぞれ選ばれる。
【００６０】
ついで、ステップＳ３へ進み、ドリル形状の探索を用いた誤セットの判定が行われる。この誤セットの判定を行う工程が図７のフローチャートに示されている。
【００６１】
ここで、同工程に入ると、まず、制御部５０は、図７（ａ）中のステップＳ２０に示されるようにレーザ投光器６３と受光器６４で構成されるレーザリニアセンサ６９を作動させつつ、昇降機構６６により、該レーザリニアセンサ６９を、図６中のａ状態に示されるようにドリル２上方の待機位置から下方へ移動させる。すると、ドリル２の先端側は、帯状のレーザ光で投影される。これにより、制御部５０は、受光器６４を通じて、ドリル２で遮られた領域と、遮られない領域との差にしたがい、ドリル２の先端部の外形が検出される。
【００６２】
ついで、制御部５０は、ステップＳ２１に示されるように上記外形情報から、ドリル２の先端位置を検出する。続いて、制御部５０は、ステップＳ２２に示されるようにこのドリル２の先端位置を基準に、入力操作によって選ばれたドリル２の各種寸法情報の中から、調整台１１上のドリル２の確認が行える測定位置を割り出す。ここで、調整されるドリル２は、段付きドリルなので、その段付き形状の確認ができる測定位置として、例えば図６中のｂ点に示される小径部２ａの最上段の位置（小径）、ｃ点に示される大径部の最上段の位置（大径）、該ｃ点から段差を超えたｄ点で示される小径部２ａの位置（段上小径）が割り出される（段差を含んだ形状の部位）。
【００６３】
続いて、ステップＳ２３からステップＳ２４へ進み、レーザリニアセンサ６９による小径部２ａの最上段での寸法測定が始まる。この寸法測定には、図５および図６に示されるようにｂ点において、ドリル２を回転（回転機構２５により、例えば半（１８０°）回転）させながら、レーザリニアセンサ６９を操作して、遮られたレーザ光ｈの範囲量の測定から、その間の最大値（ＭＡＸ）を測定する（ドリル２の切れ刃には、図７（ｂ）に示されるように外径寸法が最小となる部分（ＭＩＮ）と最大となる部分（ＭＡＸ）とがあり、寸法が特定し難いから）。
【００６４】
この測定値が、入力操作によって選ばれたドリル２の寸法情報中にある、設定小径寸法値であれば、同部分における寸法は合っていると判定する。なお、この時点で、寸法値の不一致が認められると、ステップＳ３０へ進み、ＮＧと判定される。つまり、制御部５０は、図４中のステップＳ４の如くドリル形状に異常が有ると判定する。これにより、制御部５０は、ドリル２を取り違えた、すなわち誤セットが生じたと判断して、それ以降の作業を中止し、その旨を報知部６８で作業者に知らせる。
【００６５】
この小径部２ａにおける寸法照合を終えると、ステップＳ２５，２６へ進み、今度は、大径部２ｂの測定位置ｃへレーザリニアセンサ６９が移動して、同大径部２ｂの最上段部分における寸法照合が、先の小径部２ａのときと同じ工程で行われる。むろん、この大径部２ｂの寸法照合の際、寸法値の不一致が認められると、同様にステップＳ３０へと進む。
【００６６】
この大径部２ｂにおける寸法照合もＯＫ（一致）になると、ステップＳ２７，２８へ進み、今度は大径部２ｂの直上の小径部部分となる測定位置ｄへレーザリニアセンサ６９が移動して、段上小径部分における寸法照合が、先の小径部２ａのときと同じ工程で行われる。むろん、この段上小径部分の寸法照合の際、寸法値の不一致が認められると、同様にステップＳ３０へと進む。
【００６７】
こうした形状探索による寸法照合がいずれもＯＫになると、ステップＳ２９に示されるように段付きドリル２を特定する部分の形状認識が終え、実際に調整台１１にセットされているドリル２が、作業者が調整しようと選んだドリルと、同一のものであると判定される。
【００６８】
誤セットはないと判定されると、続いて、図４中のフローチャートのステップＳ５へ進み、ドリル２の刃肩位置を測定する工程に入る。すると、調整台１１の上方の待機位置で待機していたタッチセンサ４０が、昇降機構６６により、ドリル２の先端と接触するまで下降する。タッチセンサ４０の位置は、予め調整台１１の載置面を基準として割り出してあるから、タッチセンサ４０からの出力信号により、ドリル２の先端位置が検出される。
【００６９】
ここで、本願の発明者らは、最適な切削性をもたらすドリル先端の頂部角度は略一定であることを発見している。
【００７０】
制御部５０は、この知見がもたらす頂部角度にもとづき、演算処理により、ドリル先端位置から図２に示される切れ刃先端部２ｃの切れ刃肩α（ドリル先端の基準位置）を算出する。続いて、制御部５０は、この測定した切れ刃肩位置を基準に、切れ刃肩αからホルダ側の基準位置となるアジャスタブルホルダ３の下端面までの距離、すなわちドリル２の実プリセット長を測長する。
【００７１】
この処理を終えると、ステップＳ６へ進み、工具構造体１のドリル２がプリセット長調整するに必要な残量がアジャスタブルホルダ３に有るか否かの判定が行われる。
【００７２】
すなわち、スケール機構７２は、ドリル２を調整台１１にセットした時点から、アジャスタブルホルダ３から突き出ているねじ軸４の突出量を測定している。この突出量の測定により、制御部５０は、あとどれくらいドリル２が調整できるかの残量、すなわち調整残量が認識される。続いて、制御部５０は、調整残量と、入力操作によって選び出されたドリル２の設定プリセット長と実プリセット長との差とを対比して、残量が、プリセット長調整に必要な量、確保されているかを判定する。この判定により、プリセット長調整に必要な残量があれば、つぎのセットボルト７を探索する工程へ進む。調整残量がないと判定されると、ステップＳ７へ進み、残量が異常、すなわちプリセット長調整の作業を行える余地のないドリル２であると判断して、それ以降の作業を中止し、その旨を報知部６８で作業者に知らせる。
【００７３】
セットボルト７の探索する工程に入ると、まず、ステップＳ８に示される調整部材５上の有る最初の穴を探索する作業が始まる。この作業は、図８（ｂ）に示されるようにレーザセンサ３１からレーザ光を出射させながら、回転機構２５によりドリル２を回転させて、第１穴を探索することで行われる。制御部５０は、この間に、図９に示されるようなレーザセンサ３１から微分波形が出力されることを受けて、レーザ光が出射された地点に第１穴（ボルト穴８、調整用穴９のいずれか）が有ることを検出し、同地点に第１穴を位置決めるべく、ドリル２の回転を停止させる。
【００７４】
ついで、ステップＳ９へ進み、セットボルト７が有るボルト穴８の探索工程に入る。
【００７５】
この作業は、図８に示されるように探索した第１穴に対してナットランナ３５の先端部を挿入し、ナットランナ３５を締める方向に回転駆動させることにより行われる。このとき、制御部５０は、ナットランナ３５のトルクの有無を検出していて、ナットランナ３５の先端の係止部３６がセットボルト７の頭部にある凹部と係合して、一定以上のトルクが発生する状態になると、第１穴はボルト穴７と判定し、空回りして同トルクの発生が見られないと、調整用穴８と判定する。
【００７６】
１回目の探索でボルト穴７が探索されないときは、ステップＳ１４を経てステップＳ１０へ進み、制御部５０は、今度は、ドリル２を９０°回転させて（穴が９０°間隔で、４個あるドリル２であるから）、つぎの穴を探索し、同様にナットランナ３５によるボルト穴の探索を行う。ステップＳ１４に示されるようにボルト穴の探索を４回（３６０°）繰り返しても、ボルト穴が探索されないときは、ステップＳ１１へ進み、セットボルト穴の探索に異常が生じたと判断して、それ以降の作業を中止し、その旨を報知部６８で作業者に知らせる。
【００７７】
ボルト穴７の探索工程を終えると、ステップＳ１０へ進み、プリセット長調整が行われる。すると、制御部５０の制御により、探索したボルト穴８内のセットボルト７をナットランナ３５で弛める作業、ドリル２を突出させる作業（クランプ機構２１で調整部材５の動きを拘束し、回転機構２５でねじ軸４を回転させる）、突出作業を実プリセット長が設定プリセット長値（選ばれたドリルの寸法情報による）に達するまで行う作業、セットボルト７をナットランナ３５で締め付けてドリル２を固定する作業が行われる。これにより、調整台１１上のドリル２は、再び規定されたプリセット長Ｌに調整される。
【００７８】
ついで、ステップＳ１５へ進み、調整ずみの確認が行われる。この作業には、例えば再びタッチセンサ４０をドリル先端と接触させて、実プリセット長を測長することで行われる。このとき、規定の設定プリセット長に調整されていなければ、ステップＳ１３へ進み、制御部５０は、ドリル調整に異常があると判断して、その旨を報知部６８で作業者に知らせる。
【００７９】
調整の確認がとれると、ステップＳ１６に示されるようにドリル２のプリセット長調整が完了する。
【００８０】
このようにプリセット装置１０は、ドリル２の切れ刃先端部２ｃの先端位置の検出と設定されたドリル２の各部寸法とにしたがい切れ刃肩α（基準位置）を求め、実プリセット長を測長するという、簡単な処理により、自動で、ドリル２のプリセット長の調整ができる。特に切れ刃肩α（基準位置）は、切れ刃先端部２ｃの先端位置と、設定されたドリル２の各部の寸法情報とを用いて、演算により求めるだけなので、暗室のような大きな場所を占める構造物を必要とせずに、切れ刃肩α（基準位置）の検出ができる。
【００８１】
しかも、ドリル２の先端位置、ドリル２の設定データを用いて、切れ刃肩α（基準位置）を割り出すので、どのような種類、サイズのドリル２でも、効率よく、さらには高精度に実プリセット長の測長ができ、高精度のプリセット長調整が期待できる。そのうえ、ドリル２の切れ刃肩α（基準位置）の検出に費やす時間は短くてすみ、ドリル２のプリセット長調整に要するサイクルタイムが短縮できる。特に切れ刃肩αが特定しにくいために、プリセット長調整が面倒されていたドリル２には好適である。
【００８２】
またドリル２の先端位置の検出には、タッチセンサ４０を用いたので、簡単な検出構造ですむうえ、高い精度が確保できる。
【００８３】
また誤セットを防ぐ構造が講じてあるので、プリセット長調整の際、プリセット長の調整を行うはずのドリル２を取り違えて、プリセット長調整が行われるといったミスの発生を未然に防ぐことができる。特に同構造には、投影により、ドリル２の外形形状を検出して、ドリル２の先端位置を検出する構造が採用してあるので、簡単な構造で、ドリル２の取り違えを防げる。しかも、投影構造には、レーザリニアセンサ６９、同センサ６９を昇降させる構造で構成してあるので、簡単である。
【００８４】
また調整残量不足を回避する構造が講じてあるので、ドリル２がプリセット長調整ができない状態にも関わらず、プリセット長調整作業が実行されてしまうのを防ぐことができる。
【００８５】
また調整部材５のセットボルト７を操作する構造、調整部材５の動きを拘束する構造、ドリル２を回転させる構造により、容易に、ドリル２のプリセット長の調整ができる。しかも、特定が困難な、セットボルト７が収められたボルト穴８は、ボルト穴７を探索する構造により、簡単に見つけ出すことができ、プリセット長調整作業を良好に進めることができる。特にレーザ光を用いて、微分波形で、穴を探索する構造としたので、図８中の破線に示されるように種々のサイズの調整部材５が用いられても、十分に対処できる
なお、本発明は上述した第１の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば第１の実施形態では、ボルト穴の探索にレーザセンサの微分波形を使用したが、これに限らず、図１２に示される第２の実施形態に示されるようにレーザセンサから目標物までの距離を検出する距離波形を使用してボルト穴を探索するようにしてもよい。また軸物工具も、段付きドリルに限らず、、図１３の第３の実施形態に示されるようなストレート形状のドリル２でもよい。むろん、ドリルに限らず、リーマなどの他の軸物工具でも構わない。
【００８６】
但し、図１３において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を附してその説明を省略した。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る軸物工具用自動プリセット装置の概略構成を示す平面図。
【図２】同装置の正面図。
【図３】同装置の制御系を示すブロック図。
【図４】同装置でドリルのプリセット長の調整を行うときの手順を説明するためのフローチャート。
【図５】ドリルの割り出した各部の寸法を測定するときの状況を示す平面図。
【図６】同じく正面図。
【図７】ドリル形状を探索するときの手順を説明するためのフローチャート。
【図８】ボルト穴を探索するときを説明するための図。
【図９】穴の探索をもたらすレーザセンサの微分波形の出力を示す線図。
【図１０】セットボルトが収められたボルト穴の断面図。
【図１１】調整用穴の断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態の要部となるレーザセンサの出力を示す線図。
【図１３】本発明の第３の実施形態の要部を示すドリルの正面図。
【符号の説明】
【００８８】
１…工具構造体、２…ドリル（軸物工具）、３…ホルダ、４，５…ねじ軸，調整部材（調整機構）、７…ボルト、８…ねじ穴、９…調整用穴、１１…調整台（セット台）、２０…プリセット長調整機構（プリセット長調整手段）、２１…クランプ機構、２５…回転機構、３１…レーザセンサ（ボルト穴探索手段）、３５…ナットランナ、４０…タッチセンサ（先端検出手段）、５０…制御部（測長手段，制御手段，許可手段，判定手段，割り出し手段，ナットランナ操作手段）、５２…タッチパネル（工具情報抽出手段）、６０…判定機構（誤セット判定手段）、６２…外形検出機構（外形検出手段）、６３…レーザ投光器（投光手段）、６４…受光器（受光手段）６６…昇降機構（移動手段）、７２…スケール機構（残量測定手段）、α…切れ刃肩（基準位置）。
【図１】
2005288616.tif 000003
【図２】
2005288616.tif 000004
【図３】
2005288616.tif 000005
【図４】
2005288616.tif 000006
【図５】
2005288616.tif 000007
【図６】
2005288616.tif 000008
【図７】
2005288616.tif 000009
【図８】
2005288616.tif 000010
【図９】
2005288616.tif 000011
【図１０】
2005288616.tif 000012
【図１１】
2005288616.tif 000013
【図１２】
2005288616.tif 000014
【図１３】
2005288616.tif 000015