(57)【要約】【課題】  コンピュータ式ＮＣ工作機械の切削工具の位置を検出するための装置を提供する。【解決手段】  本発明の好ましい実施形態によれば、ハウジングは、歯車アッセンブリ、ストッパ、駆動モータ、及び一対のセンサを有する。アームは、コンピュータ式ＮＣ工作機械での切削工具の位置を検出するための第１センサを含む。アームは第１センサを切削工具に面する位置まで移動する。アームを所定の角度範囲内で枢動するため、歯車アッセンブリがアームと組み合わせられる。駆動モータが回転力を歯車アッセンブリに供給し、歯車アッセンブリに連結されたアームを枢動する。アームを、ワームホイールシャフトの軸線を中心として所定の角度範囲内で枢動する。アームがワームホイールシャフトの軸線を中心として過度に枢動した場合、ストッパ及びワームがアームの枢動を制限することができる。
2006507952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ式ＮＣ工作機械での切削工具の位置を検出するための第１センサと、
前記切削工具の位置を検出するために前記第１センサを所定位置まで移動するためのアームと、
前記アームを所定の角度範囲で枢動するための、前記アームと組み合わせられた歯車アッセンブリと、
前記歯車アッセンブリに駆動力を供給するための駆動モータと、
前記歯車アッセンブリ、ストッパ、及び前記駆動モータを収容するためのハウジングとを含む、コンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項２】
前記歯車アッセンブリは、前記駆動モータに取り付けられた平歯車と係合するアイドル歯車と、前記アームと係合することによって前記アームを枢動するためのワームホイールと、このワームホイールを回転するためのワームと、一端に平歯車を持つワームシャフトとを含み、前記ワームは前記ワームシャフトに摺動自在に取り付けられている、請求項１に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項３】
前記ワームシャフトの一端からその他端に向かって所定距離だけ離間された位置にステージ状部分が形成されており、前記ワームシャフトの前記他端にはフランジが形成されている、請求項２に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項４】
前記ワームは前記ステージ状部分と前記ワームシャフトの前記フランジとの間に摺動自在に取り付けられており、前記ワームを弾性的に支持するための弾性部材が前記ワームと前記ワームシャフトの前記フランジとの間に前記ワームの摺動を制限するように配置されている、請求項３に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項５】
前記ワームホイールとともに枢動するカムと、第２センサ及び第３センサとが前記ハウジング内に配置されており、前記第２センサ及び前記第３センサは前記ワームホイールと近接して位置決めされており且つ互いに関して所定距離だけ離間されており、前記第２センサ及び前記第３センサは、前記ワームホイールの枢動角度を検出するように前記カムの移動を検出する、請求項４に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項６】
前記カムの枢動角度を前記歯車アッセンブリと協働して制限するため、前記ワームホイールの回転を制限するためのストッパを更に含む、請求項５に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【請求項７】
前記第２センサ及び前記第３センサは、前記カムの移動を検出し、次いで、前記カムが標準位置を通過したとき、前記駆動モータの作動を停止するための信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に供給する、請求項５に記載のコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置に関し、更に詳細には、切削工具の位置を検出し、コンピュータ式ＮＣ工作機械の切削工具の位置の標準位置からのずれを補正するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、コンピュータ式ＮＣ工作機械は、ターゲット加工計測値や所望の形状、切削工具の移動速度等の予めプログラムされた加工条件に基づいて切削工具の位置を確認した後、コンピュータを使用することによって加工物を自動的に加工する。
【０００３】
図１は、従来のコンピュータ式ＮＣ旋盤１０を示す。図１を参照すると、コンピュータ式ＮＣ旋盤１０のフレーム１２は、ベッド１２ａと、フレーム１２の一方の側に固定された、加工物の一端を掴んで固定するための主軸台１４と、ベッド１２ａに主軸台１４と向き合って摺動自在に位置決めされた、加工物の他端を掴んで固定するための心押し台１６と、主軸台１４と心押し台１６との間で回転された加工物をベッド１２ａの長さ方向軸線に沿って移動しながら加工するための、フレーム１２のベッド１２ａの一方の側部に設けられた刃物台１８と、主軸台１４、心押し台１６及び刃物台１８を制御するための制御部（図示せず）とを含む。
【０００４】
主軸台１４及び心押し台１６によって支持され且つこれらの間で回転される加工物は、ベッド１２ａ上で摺動する刃物台１８に取り付けられた切削工具によって自動的に加工される。
【０００５】
しかしながら、以上に説明した従来のコンピュータ式ＮＣ工作機械には、加工物を加工するための切削工具の切刃が加工物との間の摩擦によって磨耗してしまい、切削工具の位置が変化するために切削工具の加工精度が低下するという問題点があった。
【０００６】
こうした問題点を解決するため、様々な努力が提案されてきた。一つの方法は、加工物の加工作業中の切削工具の加工性を高めるため、加工物を加工するための切削工具の座標と標準座標との間の位置のずれを補正するように切削工具の位置を補正するためのプログラムが提案された。このプログラムは、コンピュータ式ＮＣ旋盤１０に予め入力してある。
【０００７】
更に、加工物の加工作業中の切削工具の位置を限られた時間に亘って検出するための装置がコンピュータ式ＮＣ旋盤１０に設置されている。
【０００８】
図２は、コンピュータ式ＮＣ工作機械に取り付けられた切削工具の位置を検出するための装置を示し、更に詳細には、コンピュータ式ＮＣ工作機械の主軸台に取り付けられた状態で示す。
【０００９】
図２に示すように、切削工具の位置を検出するための装置２０は、切削工具の位置を検出するためのセンサ２２ａを有するアーム２２と、このアーム２２を切削工具に向かって枢動するための歯車アッセンブリ２４と、この歯車アッセンブリ２４を駆動するための駆動モータ（図示せず）とを含む。
【００１０】
切削工具の位置を検出するための装置２０において、センサ２２ａを有するアーム２２を歯車アッセンブリ２４によって切削工具に向かって移動し、次いで、センサ２２ａが切削工具の前端の位置を検出する。その後、センサ２２ａは、検出した値をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に提供する。
【００１１】
コンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部は、切削工具の位置を検出するための装置２０から入力された検出された値を標準値と比較し、次いで、切削工具の変位を計算し、切削工具の位置を補正するための制御信号をこの結果に従ってコンピュータ式ＮＣ工作機械に送出する。
【００１２】
従って、切削工具の位置をコンピュータに予め設定されたその初期状態に補正することができる。
【００１３】
しかしながら、上述した切削工具位置検出装置の一つの問題点は、センサが切削工具の位置を検出するまで、センサを備えたアームを検出位置に維持しなければならないということである。従って、駆動モータを連続的に作動させなければならず、これによって、過負荷による損傷を受ける場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明は、上述した問題点を解決するために開発された。本発明の目的は、センサがコンピュータ式ＮＣ工作機械での切削工具の位置を検出しながら、駆動モータの作動を停止することによって駆動モータに過負荷が加わらないようにすることができる、切削工具の位置を検出するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成するため、本発明は、
コンピュータ式ＮＣ工作機械での切削工具の位置を検出するための第１センサと、
切削工具の位置を検出するために第１センサを所定位置まで移動するためのアームと、
アームを所定の角度範囲で枢動するための、アームと組み合わせられた歯車アッセンブリと、
歯車アッセンブリに駆動力を供給するための駆動モータと、
歯車アッセンブリ、ストッパ、及び駆動モータを収容するためのハウジングとを含む、コンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置を提供する。
【００１６】
歯車アッセンブリは、駆動モータに取り付けられた平歯車と係合するアイドル歯車と、アームと係合することによってアームを枢動するためのワームホイールと、このワームホイールを回転するためのワームと、一端に平歯車を持つワームシャフトとを含む。ワームはワームシャフトに摺動自在に取り付けられている。
【００１７】
ワームシャフトには、その一端からその他端に向かって所定距離だけ離間された位置にステージ状部分が形成されている。ワームシャフトの他端にはフランジが形成されている。
【００１８】
ワームはステージ状部分とワームシャフトのフランジとの間に摺動自在に取り付けられている。ワームを弾性的に支持するための弾性部材がワームとワームシャフトのフランジとの間にワームの摺動を制限するように配置されている。
【００１９】
ワームホイールとともに枢動するカムと、第２センサ及び第３センサとがハウジング内に配置されている。第２センサ及び第３センサはワームホイールと近接して位置決めされており且つ互いに関して所定距離だけ離間されている。第２センサ及び第３センサは、ワームホイールの枢動角度を検出するようにカムの移動を検出する。
【００２０】
本発明によるコンピュータ式ＮＣ工作機械用工具補正装置において、カムの枢動角度を歯車アッセンブリと協働して制限するため、ワームホイールの回転を制限するためのストッパを更に含む。
【００２１】
第２センサ及び第３センサは、カムの移動を検出し、次いで、カムが標準位置を通過したとき、駆動モータの作動を停止するための信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に供給する。
【００２２】
切削工具の位置を検出するための、以上に説明した本発明の好ましい実施形態による装置では、駆動モータの回転力を歯車アッセンブリのアーム及びワームホイールを介してアームに伝達すると、アームは所定の角度範囲内で枢動する。
【００２３】
このとき、アームがワームホイールの回転に従って過度に枢動した場合、ワームホイールと隣接したカムが第２センサを通過したかどうかを第２センサが判断する。カムが第２センサを通過した場合には、第２センサは、駆動モータの作動を停止するための信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に供給する。
【００２４】
アームが過度に枢動した場合には、ワームホイールは、慣性力により回転し続けようとする。従って、ワームホイールと係合したワームは、ワームシャフトに沿ってワームシャフトの他端に向かって移動し、ワームホイールの回転を緩和する。ワームは、ワームを弾性的に支持するための弾性部材によってその初期位置まで後方に移動するため、ワームホイールは逆方向に回転することができ、これによってカムは第２センサによって検出されるべき位置に移動する。
【００２５】
その結果、センサが切削工具の位置を検出する位置からアームがずれないようにすることができる。従って、アームは、センサが切削工具の位置を正確に検出する所定位置で停止することができる。
【００２６】
従って、駆動モータは作動を停止するけれども、センサが切削工具の位置を正確に検出することができる検出位置にアームを正確に配置することができる。
【００２７】
第２及び第３センサがアームの枢動を検出し、駆動モータの作動を制御するため、空間を作動し続けた状態に保持することができ、及び従って、駆動モータが過負荷によって損傷しないようにすることができる。
【００２８】
本発明の以上の目的及び他の特徴及び利点は、その好ましい実施形態を添付図面を参照して読むことにより更に明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
コンピュータ式ＮＣ工作機械の切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
切削工具の位置を本発明の好ましい実施形態に従って検出するための装置１００の第１センサは、切削工具の位置を検出するための図２に示す従来の装置２０のセンサと同じであるため、従来の装置と同じ参照符号が付してある。図３は、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置１００の断面図であり、駆動モータ１３０が作動を停止しているときにワームがワームホイールの慣性力によりワームシャフトに沿って所定距離だけ移動された状態を示す。図４は、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置１００の断面図であり、弾性部材の作動によりワームがその初期位置に戻った状態を示す。図５は、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置１００の長さ方向断面図であり、切削工具の位置を検出するための図３及び図４に示す装置１００をワームシャフトの軸線に対して９０°回転させた状態を示す。
【００３１】
図３、図４及び図５に示すように、本発明の好ましい実施形態による切削工具１００は、コンピュータ式ＮＣ工作機械の刃物台に取り付けられた切削工具の位置を検出するための第１センサ２２ａと、この第１センサ２２ａを切削工具の位置を検出するための位置まで移動するためのアーム１１０と、このアーム１１０を所定の角度範囲内で枢動するためにアーム１１０と組み合わせられた歯車アッセンブリ１２０と、この歯車アッセンブリ１２０に駆動力を供給してアーム１１０を回転するための駆動モータ１３０と、歯車アッセンブリ１２０及び駆動モータ１３０を収容するためのハウジング１４０とを含む。
【００３２】
ハウジング１４０は、楕円形断面を持つ主本体１４２と、この主本体１４２の一方の側で主本体１４２に組み合わせられたカバー１４４と、歯車アッセンブリ１２０の歯車のうちの一つの歯車のシャフトを支持するための支持部材１４６とを含み、この支持部材１４６は、主本体１４２の他方の側で主本体１４２に組み合わせられている。
【００３３】
カバー１４４及び支持部材１４６は、主本体１４２の両側にねじによって夫々組み合わせられている。
【００３４】
好ましくは、駆動モータ１３０はサーボモータを含む。平歯車１３２が駆動モータ１３０の回転シャフトの先端に取り付けられている。
【００３５】
アーム１１０は、連結部材１５０がワームホイールのシャフトの他端に強制的に嵌着されている場合には、ねじによって連結部材１５０に固定されている。これを以下に説明する。従って、アーム１１０はワームホイールのシャフトの回転方向に回転することができる。
【００３６】
アーム１１０には、その先端にモータセンサの位置を検出するための第１センサ２２ａが設けられている。アーム１１０の先端に取り付けられた第１センサ２２ａは、アーム１１０が回転し、アーム１１０が切削工具に面した所定位置に達したとき、切削工具の位置を検出する。その後、第１センサ２２ａは、コンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に検出されたデータを提供する。アーム１１０は、駆動モータ１３０の作動によりコンピュータ式ＮＣ工作機械の加工空間に向かって枢動することができ、次いで検出位置に達し、この位置で第１センサ２２ａが刃物台１８に取り付けられた切削工具の位置を検出する。別の態様では、アームは加工空間から離れ、第１センサ２２ａが切削工具の位置の検出をいつでも行うことができる初期位置に達する。
【００３７】
歯車アッセンブリ１２０は、駆動モータ１３０に取り付けられた平歯車１３２と係合するアイドル歯車１２２と、アーム１１０との係合によりアーム１１０を枢動するためのワームホイール１２４と、このワームホイール１２４を回転するためのワーム１２６と、一端に平歯車１２８ａを備えたワームシャフト１２８とを含む。このとき、ワーム１２６はワームシャフト１２８に摺動自在に取り付けられている。
【００３８】
駆動モータ１３０の回転力を減少するためのアイドル歯車１２２が歯車アッセンブリ１２０のワームシャフト１２８に取り付けられた平歯車１２８ａと、駆動モータ１３０の回転シャフトの先端に取り付けられた平歯車１３２との間に配置されている。
【００３９】
ワームシャフト１２８の両端は、ハウジング１４０の内面に設けられたベアリング１２８ｂ及び１２８ｃによって支持されている。平歯車１２８ａは、ワームシャフト１２８の一端に取り付けられており、駆動モータ１３０からアイドル歯車１２２を介して回転力を受け取るため、アイドル歯車１２２と係合している。
【００４０】
ステージ状部分１２８ｄが、ワームシャフト１２８の一端からその他端に向かってワームシャフト１２８の軸線に沿って所定距離だけ離間された位置に形成されている。ワームシャフト１２８の他端にはフランジ１２８ｅが形成されている。
【００４１】
ワームシャフト１２８には、所定の幅及び深さを持つ細長いキー溝（図示せず）がステージ状部分１２８ｄとフランジ１２８ｅとの間の外周面に長さ方向に形成されている。
【００４２】
ワーム１２６は、ワームシャフト１２８の他端に取り付けられており、ステージ状部分１２８ｄとワームシャフト１２８のフランジ１２８ｅとの間で往復動をなして摺動できる。
【００４３】
ワーム１２６がワームシャフト１２８に関して独立して回転しないようにするキーが、ワームシャフト１２８に形成されたキー溝に挿入されている。ワーム１２６がワームシャフト１２８に沿って摺動するとき、キーはワームシャフト１２８に沿ってワーム１２６とともに摺動する。
【００４４】
ワームシャフト１２８に沿ったワーム１２６の摺動移動を弾性的に制限するための弾性部材１６０がワームシャフト１２８に取り付けられたワーム１２６とワームシャフト１２８のフランジ１２８ｅとの間に配置されている。好ましくは、弾性部材１６０はコイルばねを含む。
【００４５】
ワームホイール１２４は、ハウジング１４０の主本体１４２の他方の側と組み合わせられた支持部材１４６に取り付けられたワームホイールシャフト１７０の一端に取り付けられている。所定直径を持つ凹所１２４ａがワームホイール１２４の一方の側面の所定位置に形成されている。
【００４６】
所定の弾性力を持つ弾性部材１２４ｂを凹所１２４ａに挿入する。ボール１２４ｃが、弾性部材１２４ｂによって弾性的に支持されるように、凹所１２４ａの開放部分に配置されている。
【００４７】
ステージ状部分１７２がワームホイールシャフト１７０の中央部分に形成されている。更に、ワームホイールシャフト１７０の一端にねじが形成されている。ワームホイール１２４を一端に取り付けた後にナット１８０をワームホイールシャフト１７０の一端と係合させることによって、ワームホイール１２４がワームホイールシャフト１７０に関して独立して回転することがないようにする。
【００４８】
ワームホイールシャフト１７０の他端は、ベアリング１７０ａによってハウジング１４０の支持部材１４６と回転自在に係合する。アーム１１０を取り付けるための連結部材１５０は、図５に示すように、ワームホイールシャフト１７０の他端に強制的に嵌着されている。
【００４９】
アーム１１０の一端は、ワームホイールシャフト１７０の他端に強制的に嵌着された連結部材１５０と係合し、ワームホイールシャフト１７０とともに回転する。
【００５０】
ワームホイール１２４とともに枢動するカム１７４の他、第２センサ１９０及び第３センサ１９２が、ハウジング１４０内に配置されている。第２及び第３センサ１９０、１９２は、ワームホイール１２４と近接して位置決めされており、これらは互いに関して所定距離だけ離間されている。第２及び第３センサ１９０、１９２は、カム１７４の移動を検出し、ワームホイール１２４の枢動角度を検出する。
【００５１】
第２及び第３センサ１９０、１９２は、ワームホイール１２４の周囲で、互いに関し、ワームホイールシャフト１７０の軸線を中心としたアーム１１０の枢動角度と対応する所定の半径方向距離だけ間隔が隔てられるようにハウジング１４０に配置されている。
【００５２】
ワームホイールシャフト１７０の回転によりカム１７４がワームホイールシャフト１７０とともに移動するときにカム１７４が第２センサ１９０を通過したとき、第２センサ１９０がカム１７４の移動を検出し、次いで、検出信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に供給する。
【００５３】
コンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部は、第２センサ１９０から検出信号を受け取った後、駆動モータ１３０を停止させ、ワームホイール１２４及びワームホイールシャフト１７０に取り付けられており且つワームホイール１２４とともに回転するアーム１１０の回転を抑制する。
【００５４】
アーム１１０に設置されたセンサ２２ａが切削工具の位置を検出し、この切削工具の位置を補正し、その後、ワームホイール１２４がワーム１２６を介して逆方向に回転することによってその初期位置に戻ったとき、第３センサ１９２はカム１７４の移動を検出し、次いで、検出信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に送出する。
【００５５】
ストッパ１９４がハウジング１４０の他方の側に取り付けられており、第２センサ１９０から所定距離だけ離間されている。ストッパ１９４は、アーム１１０の枢動角度を歯車アッセンブリ１２０のワーム１２６及び弾性ばね１６０と協働して制限するため、ワームホイール１２４を停止する。
【００５６】
本発明の好ましい実施形態によるコンピュータ式ＮＣ工作機械の作動及び効果を以下に簡単に説明する。
【００５７】
コンピュータ式ＮＣ工作機械での切削工具の位置を検出するための以上に説明した装置１００では、アーム１１０は、加工物を加工するために刃物台が移動しているときにその初期位置で停止する。図４で最も明らかにわかるように、ワームホイール１２４とともに回転するカム１７４は第３センサ１９２の軸線と同軸である。
【００５８】
その初期位置に維持されたアーム１１０は、刃物台及び主軸台から離れており、コンピュータ式ＮＣ工作機械のベッドに沿った切削工具の往復動中に切削工具の作動を妨げない。
【００５９】
コンピュータ式ＮＣ工作機械を使用して加工物を加工するため、先ず最初に、加工物の一端を主軸台のタレットに固定し、次いで、心押し台を加工物の他端を支持するように移動した後、加工物の他端を心押し台に固定する。従って、加工物はコンピュータ式ＮＣ工作機械に固定される。
【００６０】
その後、制御部は、切削工具がその初期位置で刃物台に正しく取り付けられているかどうかを判断する。
【００６１】
切削工具の位置を検出するため、駆動モータ１３０を作動し回転する。これによって、回転力を、駆動モータ１３０の回転軸線に取り付けられた平歯車１３２及びこの平歯車１３２と係合するアイドル歯車１２２を介してワーム１２６に伝達する。
【００６２】
駆動モータ１３０の回転力をワーム１２６を介してワームホイール１２４に連続的に伝達する。これによって、ワームホイール１２４を支持するための、アーム１１０が連結部材１５０によって他端に取り付けられたワームホイールシャフト１７０が回転を開始する。
【００６３】
従って、ワームホイールシャフト１７０と組み合わせられたアーム１１０をコンピュータ式ＮＣ工作機械の切削工具に向かって枢動させる。
【００６４】
このとき、ワーム１２６及びワームホイール１２４が駆動モータ１３０の回転力により一緒に回転する。ワームホイール１２４は、アーム１１０がストッパ１９４に達するまで、連続的に回転する。アーム１１０がストッパ１９４に到達したとき、刃物台の前端を検出するため、アーム１１０の第１端に設置された第１センサ２２ａが検出位置で停止する。
【００６５】
アーム１１０がストッパ１９４に達すると、ワームホイール１２４を回転させることができない。この状態では、駆動モータ１３０を約０．５秒に亘って作動させると、ワームホイールシャフト１７０が時計廻り方向に連続的に回転することができる。このとき、更に、ワームホイール１２４と係合したワーム１２６が回転し、次いで、矢印方向に沿って移動する（図３参照）。その結果、ワーム１２６の他端は、ワームシャフト１２８のステージ状部分１２８ｄから所定距離のところに間隔が隔てられ、これによって弾性ばね１６０が圧縮される。
【００６６】
駆動モータ１３０が作動を停止すると、弾性ばね１６０の弾性力がワーム１２６に矢印方向に沿って加えられる（図４参照）。このとき、ワームホイール１２４と係合したワーム１２６に回転力が時計廻り方向に加えられる。駆動モータ１３０は作動していないけれども、アーム１１０がストッパ１９４と接触し、これによって第１センサ２２ａを検出位置に固定する。
【００６７】
この状態では、第１センサ２２ａが刃物台の前端の位置を検出した後にその位置を補正する場合、駆動モータ１３０が逆回転方向に作動し、アーム１１０をその初期位置に戻す。
【００６８】
駆動モータ１３０を逆回転方向に作動すると、ワームシャフト１２８は反時計廻り方向に回転する。従って、ワーム１２６もまた反時計廻り方向に回転し、ワームシャフト１２８の回転力及び弾性ばね１６０の弾性力を受け取ることによって矢印方向に沿って連続的に移動する（図４参照）。アーム１１０の第１センサ２２が初期位置に位置決めされるまで、ワーム１２６と係合したワームホイール１７０が反時計廻り方向に回転する。
【００６９】
本発明の好ましい実施形態によるコンピュータ式ＮＣ工作機械の作動及び効果を以下に詳細に説明する。
【００７０】
カム１７４が第２センサ１９０を通過したとき、この第２センサ１９０はカム１７４の移動を検出し、検出信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に伝達する。
【００７１】
コンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部は、カム１７４の移動の検出信号を第２センサ１９０から受け取ると直ぐに駆動モータ１３０を停止する。
【００７２】
アーム１１０が慣性力により枢動し続けるため、アーム１１０と組み合わせたワームホイールシャフト１７０がアーム１１０とともに回転する。
【００７３】
従って、ワームホイールシャフト１７０に取り付けられたワームホイール１２４はワームホイールシャフト１７０とともに回転する。ワームホイール１２４の回転により、ワーム１２６が係合し、回転力を受け取る。
【００７４】
このとき、ワーム１２６が駆動モータ１３０の回転シャフトに取り付けられた平歯車１３２とアイドル歯車１２２を介して係合するため、ワーム１２６の回転を制限することができる。従って、ワームホイール１２４から伝達された回転力を緩和するまたは解放するため、ワーム１２６はワームシャフト１２８の他端に向かって、即ちフランジ１２８ｅに向かってワームシャフト１２８に沿って図３に矢印で示すように摺動する。
【００７５】
その結果、ワームホイール１２４及びワームホイールシャフト１７０は、ワームホイール１２４及びワームホイールシャフト１７０の回転力が緩められるため、回転を停止する。
【００７６】
このようにして、ワーム１２６がワームホイール１２４の回転力を緩めるとき、ワームホイール１２４とともに回転するカム１７４がストッパ１９４と接触する。このとき、ストッパ１９４がカム１７４を停止し、ワームホイール１２４が回転を停止する。
【００７７】
その後、ワームシャフト１２８のワーム１２６とフランジ１２８ｅとの間に配置された弾性ばね１６０の作動により、ワーム１２６はその初期位置に戻る。従って、ワーム１２６と係合したワームホイール１２４は逆方向に回転される。
【００７８】
その結果、ワームホイール１２４とともに回転するカム１７４及びワーム１２４を支持するためにワームホイールシャフト１７０に取り付けられたアーム１１０もまた、逆方向に回転される。
【００７９】
最後に、ワーム１２６がその初期位置に向かって移動されるとき、カム１７４は第２センサ１９０の軸線上に配置され、アーム１１０に設置された第１センサ２２ａがコンピュータ式ＮＣ工作機械に取り付けられた切削工具に面する。
【００８０】
以上に説明したように、アーム１１０に取り付けられた第１センサ２２ａは切削工具に面したとき、切削工具の取り付け位置を検出し、検出信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に送出する。
【００８１】
制御部は、第１センサ２２ａの検出信号を切削工具のプログラムされた位置データと比較した後、切削工具の位置が正しくない場合には切削工具の位置を補正する。
【００８２】
別の態様では、切削工具の位置が正しい場合には、制御部は、切削工具の位置を検出するための装置１００の制御アーム１１０をその初期位置に戻し、刃物台を加工位置に送る。
【００８３】
切削工具の位置を補正した後、アーム１１０をその初期位置に戻す。
【００８４】
アーム１１０をその初期位置に戻すため、駆動モータ１３０の回転シャフトを逆方向に回転させる。従って、駆動モータ１３０の回転シャフトに取り付けられた平歯車１３２と係合したアイドル歯車１２２もまた逆方向に回転し、これによってワームシャフト１２８に回転力を伝達する。
【００８５】
ワームシャフト１２８に取り付けられたワーム１２６もまた逆方向に回転し、これによってワームホイール１２４が逆方向に回転する。
【００８６】
従って、ワームホイール１２４とともに回転するカム１７４、ワームホイール１２４を支持するためのワームホイールシャフト１７０の他端と組み合わせられたアーム１１０は、ワームホイール１２４とともに逆方向に回転し、次いでそれらの初期位置に戻る。
【００８７】
ワームホイール１２４とともに回転するカム１７４が第３センサ１９２を通過したとき、この第３センサ１９２がカム１７４の移動を検出し、これによって検出信号をコンピュータ式ＮＣ工作機械の制御部に送出する。
【００８８】
制御部は、第３センサ１９２から検出信号を受け取った後、駆動モータ１３０を停止する。
【００８９】
この場合、アーム１１０が慣性力によって逆方向に連続的に回転し、アーム１１０を支持するワームホイールシャフト１７０及びこのワームホイールシャフト１７０に取り付けられたワームホイールもまた逆方向に連続的に回転する。
【００９０】
ワームホイール１２４と係合したワーム１２６が、回転を停止した状態でワームシャフト１２８のステージ状部分１２８ｄによって支持されるため、ワームホイール１２４の逆方向回転が強制的に阻止される。
【００９１】
従って、ワームホイール１２４を支持するワームホイールシャフト１７０及びこれと係合したアーム１１０が逆回転を停止する。このとき、アーム１１０はその初期位置に、即ち第３センサ１９２の軸線上に位置決めされる。
【００９２】
加工物を所定時間に亘って加工する場合、切削工具は加工物との摩擦により磨耗する。更に、加工物の性質及び加工時間間隔のため、切削工具の位置が初期設定位置からずれる。
【００９３】
このような場合、加工物加工プロセスを中止し、切削工具をベッド上でのその初期位置まで移動し、装置１００が切削工具の位置を検出し、次いで位置エラーを検出結果に従って補正する。
【００９４】
この場合、切削工具の位置を検出するための装置の個々の要素は、上述の順序で作動を開始する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上に説明したように、切削工具の位置を本発明の好ましい実施形態に従って検出するための装置では、駆動モータが作動を停止するけれども、第１センサが切削工具の位置を正確に検出することができる検出位置にアームを正確に配置することができる。
【００９６】
第２及び第３センサがアームの枢動を検出し、駆動モータの作動を制御するため、駆動モータを連続して作動した状態に保持することができ、及び従って、駆動モータが過負荷により損傷することがないようにする。
【００９７】
本発明をその特定的な実施形態を参照して特定的に示し且つ説明したが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を様々に変化させることができるということは当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来のコンピュータ式ＮＣ工作機械の斜視図である。
【図２】コンピュータ式ＮＣ工作機械の切削工具の位置を検出するための装置を示す、更に詳細には、コンピュータ式ＮＣ工作機械の主軸台に取り付けられた状態を示す図である。
【図３】駆動モータが作動を停止しているときにワームがワームホイールの慣性力によってワームシャフトに沿って所定距離だけ移動した状態を示す、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置の断面図である。
【図４】ワームが弾性部材の作動によりその初期位置に戻された状態を示す、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置の断面図である。
【図５】図３及び図４に示す切削工具の位置を検出するための装置をワームシャフトの軸線に対して９０°回転させた状態を示す、切削工具の位置を検出するための本発明の好ましい実施形態による装置の長さ方向断面図である。
【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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【国際調査報告】
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