(57)【要約】【課題】工作物の表面粗さの検出を効率よく行うことができる工作機械システムを提供すること。【解決手段】研削盤１は、工作物Ｗを回転可能に支持する主軸台２０と、工作物Ｗを研削する砥石車５０と、工作物Ｗの表面粗さを検出するセンサ１００と、を備え、センサ１００は、棒状に形成された本体１１０と、本体１１０の先端側に固定され、工作物Ｗの表面粗さを非接触で検出可能な検出部１２０と、検出部１２０と工作物Ｗとの間に形成される検出領域Ａへ向けて、供給源としてのエア供給装置９０から供給されたエアを放出する第一エア放出部１５０と、を備える。【選択図】図２
2017201308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を回転可能に支持する工作物支持装置と、
前記工作物を加工する工具と、
前記工作物の表面粗さを検出するセンサと、
を備え、
前記センサは、
棒状に形成された本体と、
前記本体の先端側に固定され、前記工作物の表面粗さを非接触で検出可能な検出部と、
前記検出部と前記工作物との間に形成される検出領域へ向けて、供給源から供給されたエアを放出する第一エア放出部と、
を備える、工作機械システム。
【請求項２】
前記第一エア放出部は、前記検出領域から離れる方向へ向けてエアを放出する、請求項１に記載の工作機械システム。
【請求項３】
前記センサは、前記本体の少なくとも一部を被覆する本体カバーと、
前記本体カバーに形成され、前記検出部に対向する位置に配置される検出口と、
を備え、
前記第一エア放出部は、前記検出口の周囲に形成される、請求項１又は２に記載の工作機械システム。
【請求項４】
前記センサは、前記本体の外周面と前記本体カバーの内周面とにより形成され、前記供給源から供給されたエアを流入するエア流路を備え、
前記第一エア放出部は、前記エア流路に連通する、請求項３に記載の工作機械システム。
【請求項５】
前記工作機械システムは、前記工具に加工される加工位置から前記検出領域へ向かう部位へ向けてエアを放出する第二エア放出部を備える、請求項１−４の何れか一項に記載の工作機械システム。
【請求項６】
前記工作機械システムは、前記検出領域と前記第二エア放出部との間を仕切る風切板を備え、
前記第二エア放出部は、前記風切板の前記工作物を向く端部よりも、前記工作物から離れた位置からエアを供給する、請求項５に記載の工作機械システム。
【請求項７】
前記センサは、
基板と、
前記基板上に装着され、前記工作物に向けて発光する発光素子と、
前記基板上において前記発光素子の近傍に装着され、前記工作物からの反射光を受光可能な受光素子と、
前記受光素子の受光量に基づいて表面粗さを演算部と、
を備える、請求項１−６の何れか一項に記載の工作機械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式のセンサを用いて工作物の形状を検出する技術が知られている。特許文献１には、非接触センサが取り付けられるヘッドに気体流供給路を形成し、その気体流供給路からクリーンエアーを噴出することにより、非接触センサに塵やオイルミストが付着することを防止する計測装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４４０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、計測装置によって被検物の形状を計測するにあたり、加工機械による加工が終了した被検物を計測装置のステージ上へ搬送する必要がある。特に、被検物が大型である場合には、加工機械から計測装置への移動に時間を要するため、効率的でない。
【０００５】
本発明は、工作物の表面粗さの検出を効率よく行うことができる工作機械システム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】
【０００６】
本発明の工作機械システムは、工作物を回転可能に支持する工作物支持装置と、前記工作物を加工する工具と、前記工作物の表面粗さを検出するセンサと、を備え、前記センサは、棒状に形成された本体と、前記本体の先端側に固定され、前記工作物の表面粗さを非接触で検出可能な検出部と、前記検出部と前記工作物との間に形成される検出領域へ向けて、供給源から供給されたエアを放出する第一エア放出部と、を備える。
【０００７】
本発明の工作機械システムによれば、センサは、棒状に形成された本体の先端側に検出部が固定されているので、センサの小型化を図ることができる。よって、センサによる工作物の表面粗さの検出を、工作物が主軸台に支持された状態のまま行うことができる。即ち、表面粗さの検出を行うために、主軸台に支持された工作物を別の位置へ搬送する、といった作業が不要となるので、工作機械システムは、センサによるセンシングを行う際の作業効率の向上を図ることができる。
【０００８】
また、センサは、検出領域へ向けてエアを放出する第一エア放出部を備えるので、工作物に付着した異物が検出部へ向けて飛散することを防止できる。さらに、センサは、切粉等を含むミストが検出領域に進入することを抑制できる。よって、工作機械システムは、工作物の表面粗さを検出にあたり、その検出精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態における研削盤の平面図である。
【図２】センサを用いて研削加工中の工作物の表面粗さを検出する様子を表した図である。
【図３】検出部の断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態を示す図であり、研削加工中の工作物の表面粗さをセンサにより検出する様子を示す。
【図５】本発明の第三実施形態におけるマシニングセンタの斜視図である。
【図６】センサを用いて工作物の表面粗さを検出する様子を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜１．第一実施形態＞
以下、本発明に係る工作機械システムの各実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、第一実施形態では、本発明を適用した工作機械システムの一例である研削盤１について、図１から図４を参照しながら説明する。
【００１１】
（１−１．研削盤１の概略構成）
図１に示すように、工作機械システムは、円筒状の工作物Ｗを回転させながら研削加工を行う１台のテーブルトラバース型の研削盤１から構成される。工作機械システムとしての研削盤１は、ベッド２と、テーブル１０と、工作物支持装置としての主軸台２０と、心押台３０と、砥石台４０と、工具としての砥石車５０と、ツルア６０と、クーラント供給装置７０と、定寸装置８０と、エア供給装置９０と、センサ１００と、を備える。
【００１２】
ベッド２は、研削盤１の基台となる部位である。ベッド２には、研削条件等に関する各種パラメータが入力される操作盤３が設けられ、操作盤３は、作業者により操作される。テーブル１０は、ベッド２上において、Ｚ軸方向へ移動可能に設けられる。テーブル１０は、Ｚ軸モータ１１を有するねじ送り装置１２を駆動させることにより、Ｚ軸方向へ往復移動する。
【００１３】
主軸台２０は、工作物Ｗを回転可能に支持する工作物支持装置であり、テーブル１０上に固定される。主軸台２０は、Ｚ軸方向に平行な軸回りに回転する主軸２１と、主軸２１を回転させるための駆動力を付与する主軸モータ２２とを備える。主軸台２０は、主軸２１により工作物Ｗの一端を回転可能に支持し、主軸モータ２２により工作物Ｗを回転駆動する。心押台３０は、テーブル１０上において主軸台２０と対向する位置に設けられ、工作物Ｗの他端を支持する。
【００１４】
砥石台４０は、ベッド２上においてＸ軸方向へ移動可能に設けられる。砥石台４０は、Ｘ軸モータ４１を有するねじ送り機構４２を駆動させることにより、Ｘ軸方向へ往復移動する。砥石車５０は、工作物Ｗを加工する工具であり、砥石台４０に対してＺ軸方向に平行な軸回りに回転自在に支持される。砥石車５０は、砥石台４０に固定された砥石車モータ５１から駆動力を付与されることで回転し、工作物Ｗの外周面を研削する。ツルア６０は、主軸台２０に対し、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転自在に支持される。ツルア６０は、主軸台２０に設けられたツルアモータ６１から付与される駆動力により回転し、砥石車５０のツルーイング（形状成形及び目立て）を行う。
【００１５】
クーラント供給装置７０は、ベッド２上に設けられる。クーラント供給装置７０は、砥石台４０に設けられたクーラントノズル７１（図２参照）を介して、砥石車５０による工作物Ｗの研削加工が行われる加工位置にクーラントを供給する。定寸装置８０は、テーブル１０を挟んだ砥石車５０の反対側において、工作物Ｗに接触可能に設けられる。定寸装置８０は、砥石車５０により研削された工作物Ｗの外径を計測する。
【００１６】
エア供給装置９０は、テーブル１０を挟んだ砥石車５０の反対側に設けられる。エア供給装置９０は、工作物Ｗへ向けて放出するエアを供給する供給源である。エア供給装置９０には、２つのエア供給部９１，９２（図２参照）が設けられ、エア供給装置９０から供給されるエアは、２つのエア供給部９１，９２から外部へ放出される。なお、本実施形態では、エア供給装置９０からエアが供給されているが、エアの代わりに、工作物Ｗに対する加工に影響を与えない不活性ガス等をエア供給装置９０から供給してもよい。
【００１７】
センサ１００は、テーブル１０を挟んだ砥石車５０の反対側において、Ｘ軸方向へ移動可能に設けられる。センサ１００は、研削加工後の工作物Ｗのセンシングを行い、工作物Ｗの表面粗さを検出する。センサ１００によるセンシングは、工作物Ｗに対する研削加工が終了した後、工作物Ｗが主軸台２０及び心押台３０に支持された状態で行う。従って、研削盤１は、センサ１００によるセンシングを行う際、主軸台２０及び心押台３０に支持された工作物Ｗを別の位置へ搬送する必要がある場合と比べて、表面粗さを検出する際の作業効率を向上させることができる。
【００１８】
また、センサ１００は、砥石車５０による工作物Ｗの研削加工中において、工作物Ｗから離れた位置で待機し、研削加工が終了すると、工作物Ｗに近づく。これにより、研削盤１は、研削加工中に飛散するクーラント等の異物がセンサ１００に付着することを防止できる。
【００１９】
（１−２．センサ１００の構成）
次に、図２及び図３を参照して、センサ１００の構成を説明する。図２に示すように、センサ１００は、本体１１０と、検出部１２０と、演算部１３０と、本体カバー１４０と、第一エア放出部１５０と、エア流路１６０と、第二エア放出部１７０と、風切板１８０と、を備える。なお、演算部１３０は、センサ１００の内部に配置してもよく、センサ１００の外部に配置し、ケーブル等により本体１１０に接続してもよい。
【００２０】
図３に示すように、本体１１０は、長尺の棒状に形成され、本体１１０の先端側（図２右側）における一外側面上には、検出部１２０が固定される。検出部１２０は、測定対象物である工作物Ｗの表面粗さを非接触で検出する。検出部１２０は、基板１２１と、発光素子１２２と、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４と、蓋部１２５と、３つのレンズ１２５ａ〜１２５ｃとを備える。
【００２１】
基板１２１は、半導体材料（Ｎ型、Ｐ型、バイポーラ型など）から構成され、本体１１０の一外側面（図３において下方を向く表面）上に装着される。発光素子１２２は、基板１２１に装着される発光ダイオードであり、本体１１０の一外側面の法線方向（図２下方向）へ向けて発光する。第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４は、基板１２１に装着されたフォトダイオードであり、発光素子１２２の近傍に配置される。発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４は、本体１１０の長手方向（図３左右方向）に沿って直線状に並設され、発光素子１２２は、第一受光素子１２３と第二受光素子１２４との間に配置される。なお、基板１２１上に配置された発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４は、仕切板１２６により仕切られている。従って、検出部１２０は、発光素子１２２からの発光及び第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４への受光を効率的に行うことができる。
【００２２】
また、本実施形態では、発光素子１２２として発光ダイオードを用いる場合を例に挙げて説明したが、発光ダイオードの代わりに、エレクトロルミネッセンスやレーザー素子等を発光素子１２２として用いてもよい。また、本実施形態では、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４としてフォトダイオードを用いる場合を例に挙げて説明したが、フォトダイオードの代わりに、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等を第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４として用いてもよい。
【００２３】
蓋部１２５は、基板１２１、発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４を覆う。蓋部１２５には、発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４のそれぞれと対向する位置にレンズ１２５ａ〜１２５ｃが一つずつ保持される。３つのレンズ１２５ａ〜１２５ｃは、非球面レンズでもよく、検出し易くするためにレンズ形状を変更して、レンズの焦点位置や焦点深度を調整してもよい。
【００２４】
３つのレンズ１２５ａ〜１２５ｃのうち、発光素子１２２と対向する位置に配置されるレンズ１２５ａには、発光素子１２２から照射される光が入射する。レンズ１２５ａは、発光素子１２２から照射された光を屈曲させ、その屈曲させた光を特定の位置Ｐに導く。
【００２５】
３つのレンズ１２５ａ〜１２５ｃのうち、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４と対向する位置に配置される２つのレンズ１２５ｂ、１２５ｃは、特定の位置Ｐから入射する光を屈曲させ、その屈曲させた光を第一受光素子１２３又は第二受光素子１２４に導く。
【００２６】
ここで、発光素子１２２から光を照射した場合、特定の位置Ｐにおける表面粗さが小さいほど光が散乱しにくいため、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４により検出される光量が大きくなる。そして、演算部１３０は、発光素子１２２から光を照射した際に第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４が検出する光量に基づき、特定の位置Ｐにおける表面粗さの演算を行う。即ち、発光素子１２２から光を照射した場合、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４が検出した光量が多ければ、表面粗さが小さいとの演算結果が示され、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４が検出した光量が少なければ、表面粗さが大きいとの演算結果が示される。
【００２７】
なお、実際には、特定の位置Ｐへの入射光と特定の位置からの反射光は広がりを持っており、入射角及び反射角は角度の広がりを有する。従って、演算部１３０は、入射光の分布のうち、最も強度の強いピーク位置における入射角と、反射光の分布のうち、最も強度の高いピーク位置における反射角とが等しい場合、或いは、入射光の広がり分布と反射光の広がり分布とが相似関係にある場合に、入射角と反射角とが等しいと判断する。
【００２８】
このように、検出部１２０は、工作物Ｗの表面粗さを非接触で検出することができるので、表面粗さの検出に伴って研削加工後の工作物Ｗに傷がつくことを回避できる。さらに、検出部１２０は、１つの発光素子１２２から照射した場合に、特定の位置Ｐにおいて反射する反射光の変化を、２つの受光素子（第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４）で確認することができる。よって、検出部１２０は、高精度に工作物Ｗの表面粗さを測定することができる。
【００２９】
また、検出部１２０は、発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４を１つの基板１２１に配置することで、発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４を互いに近接した位置に配置できる。よって、検出部１２０は、発光素子１２２、第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４を別々の基板に形成する場合と比べて、検出部１２０の小型化を図ることができる。
【００３０】
図２に戻り、センサ１００の構成についての説明を続ける。本体カバー１４０は、本体１１０の先端側を被覆し、検出部１２０に他の部材等が直撃することを防止する。本体カバー１４０の上面には、本体カバー１４０の内部と外部とに連通する流入口１４１が貫通形成される。また、本体カバー１４０の上面には、エア供給装置９０に接続されたエア供給部９１が連結され、エア供給部９１から放出されたエアは、流入口１４１から本体カバー１４０の内部へ供給される。
【００３１】
一方、本体カバー１４０の下面には、検出部１２０と対向する位置に検出口１４２が貫通形成される。検出部１２０は、検出口１４２を介して測定対象物である工作物Ｗに対向し、検出部１２０から発光した光は、検出口１４２を通過して工作物Ｗに入射し、反射した光が検出口１４２を通過して検出部１２０に入射する。このように、検出部１２０と工作物Ｗとの間には、検出部１２０から工作物Ｗへ、及び、工作物Ｗから検出部１２０へ向かう光が通過する検出領域Ａが形成される。
【００３２】
第一エア放出部１５０は、本体カバー１４０の下面であって、検出口１４２の周囲に形成されたノズル状の部位である。第一エア放出部１５０には、本体カバー１４０の内部と外部とに連通する複数の流出口１５１が貫通形成され、エア供給部９１から本体カバー１４０の内部へ供給されるエアは、複数の流出口１５１から工作物Ｗへ向けて放出される。
【００３３】
このように、第一エア放出部１５０は、検出口１４２の周囲に形成され、検出部１２０側から工作物Ｗへ向けてエアを放出する。これにより、センサ１００は、飛散した異物が検出部１２０に付着することを防止できると共に、切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを防止できる。
【００３４】
さらに、複数の流出口１５１は、本体カバー１４０の内部側から外部側へ向かうにつれて、検出部１２０から見て外周側へ広がる放射状に形成される。よって、第一エア放出部１５０から放出されたエアは、工作物Ｗに対し、検出領域Ａから離れる方向へ向けて吹き付けられる。これにより、センサ１００は、第一エア放出部１５０からエアを吹き付けられた異物が、飛散して検出部１２０に付着することを防止できる。また、センサ１００は、第一エア放出部１５０から放出するエアによって切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを抑制できる。よって、センサ１００は、工作物Ｗの表面粗さを検出にあたり、その検出精度を維持することができる。
【００３５】
エア流路１６０は、エア供給装置９０からエア供給部９１を介して本体カバー１４０の内部に流入したエアを第一エア放出部１５０まで導く。エア流路１６０は、エア流路１６０は、本体１１０の外周面と本体カバー１４０の内周面との間に形成され、第一エア放出部１５０に連通する。これにより、例えば、センサ１００は、エア供給部９１から第一エア放出部１５０までエアを導くためのホース等を本体カバー１４０の内部に配置する場合と比べて、センサ１００の構造を簡素化でき、センサ１００の小型化を図ることができる。
【００３６】
なお、本体カバー１４０は、流入口１４１よりも第一エア放出部１５０から離れた位置で本体１１０の外周面に固定され、本体１１０の外周面と本体カバー１４０の内周面との間が、Ｏリング１４３によりシールされている。これにより、センサ１００は、エア流路１６０に流入したエアが、第一エア放出部１５０以外の部位から漏出することを防止できるので、第一エア放出部１５０から工作物Ｗへ向けてエアを強く吹き付けることができる。
【００３７】
第二エア放出部１７０は、エア供給装置９０のエア供給部９２に一体形成されたノズルである。第二エア放出部１７０は、砥石車５０とセンサ１００との間に配置され、工作物Ｗのうち、砥石車５０により研削加工される加工位置から検出領域Ａへ向かう部位へ向けてエアを放出する。これにより、センサ１００は、工作物Ｗに付着したクーラント等の異物を第二エア放出部１７０から放出するエアにより吹き飛ばすことができる。従って、センサ１００は、異物が付着した状態で工作物Ｗが検出領域Ａに進入することを防止できる。また、センサ１００は、切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを防止できる。よって、センサ１００は、表面粗さの検出を行うにあたり、その検出精度を確保することができる。
【００３８】
風切板１８０は、センサ１００と第二エア放出部１７０との間を仕切る板状の部材であり、本体カバー１４０に固定される。風切板１８０の工作物Ｗを向く端部１８０ａは、第一エア放出部１５０よりも工作物Ｗに近接した位置にあり、第二エア放出部１７０は、風切板１８０の工作物Ｗを向く端部１８０ａよりも工作物Ｗとは離れた位置からエアを放出する。この場合、第二エア放出部１７０から放出されたエアが、検出領域Ａに向けて吹き付けられることを防止するので、センサ１００は、第二エア放出部１７０から吹き付けたエアにより飛散した異物が検出部１２０に付着することを抑制できる。また、第二エア放出部１７０から放出したエアが、風切板１８０に案内されながら工作物Ｗへ向かうので、第二エア放出部１７０は、工作物Ｗに対し、エアを強く吹き付けることができる。よって、センサ１００は、工作物Ｗに付着した異物を取り除きやすくすることができる。
【００３９】
以上説明したように、センサ１００は、長尺の棒状に形成された本体１１０の先端に検出部１２０が固定されているので、センサ１００の小型化を図ることができる。これにより、センサ１００は、大型のセンサ装置ではセンシングが困難な狭い領域に位置する測定対象物に対し、検出部１２０を近づけることができる。よって、研削盤１は、そうした狭い領域に位置する測定対象物の表面粗さを、センサ１００により検出することができる。
【００４０】
さらに、研削盤１は、センサ１００を小型化することにより、センサ１００による測定対象物である工作物Ｗの表面粗さの検出を、工作物Ｗが主軸台２０に支持された状態のまま行うことができる。即ち、表面粗さの検出を行うために、主軸台２０に支持された工作物Ｗを別の位置へ搬送する、といった作業が不要となるので、研削盤１は、センサ１００によるセンシングを行う際の作業効率の向上を図ることができる。
【００４１】
また、センサ１００は、検出領域Ａへ向けてエアを放出する第一エア放出部１５０を備えるので、異物や切粉等を含むミスト等が検出領域Ａに進入することを防止できる。よって、研削盤１は、センサ１００による工作物Ｗの表面粗さの検出精度を維持することができる。
【００４２】
さらに、センサ１００には、検出領域Ａへ向けてエアを放出する第一エア放出部１５０が、検出口１４２の周囲に形成されている。これにより、センサ１００は、研削加工中に飛散する異物が検出部１２０に付着すること、及び、切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを防止できる。よって、センサ１００は、表面粗さを検出するにあたり、その検出精度を維持できる。その結果、研削盤１は、研削加工を行いながら、センサ１００による工作物Ｗの表面粗さの検出を並行して行うことができる。
【００４３】
＜２．第二実施形態＞
次に、図４を参照して、第二実施形態における研削盤２０１について説明する。第一実施形態では、検出部１２０が本体１１０の外周面に固定される場合について説明したが、第二実施形態では、検出部１２０が本体１１０の先端面に固定される。なお、上記した各実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、センサ３００では、本体１１０の先端面に検出部１２０が固定される。センサ３００は、工作物Ｗに対し、砥石車５０と工作物Ｗとの加工位置とは反対側に位置し、検出部１２０が固定された本体１１０の先端面を工作物Ｗへ向けた状態で配置される。この場合、センサ３００は、工作物Ｗの上方に検出部１２０を配置する場合と比べて、検出領域Ａを加工位置から離れた位置に設けることができる。よって、センサ３００は、検出部１２０への異物の飛散や検出領域へのミストの進入を防止しやすくすることができる。
【００４５】
また、本体１１０の先端面に検出部１２０を配置するのに伴い、検出口３４２が本体カバー３４０の先端面（図４右側を向く面）に形成され、その検出口３４２の周囲に第一エア放出部１５０が形成される。
【００４６】
さらに、第二エア放出部３７０は、本体カバー３４０の上面であってエア供給部９１よりも工作物Ｗに近接した位置に配置される。風切板３８０は、第二エア放出部３７０と第一エア放出部１５０との間に配置され、第二エア放出部３７０は、風切板３８０の工作物を向く端面３８０ａよりも工作物Ｗとは離れた位置から、エアを工作物Ｗへ向けて放射する。
【００４７】
これにより、第二エア放出部３７０から放出されたエアが、検出領域Ａに向けて吹き付けられることを防止できるので、センサ３００は、第二エア放出部３７０から吹き付けたエアにより飛散した異物が検出部１２０に付着することを抑制できる。また、第二エア放出部３７０から放出したエアが、風切板３８０に案内されながら工作物Ｗへ向かうので、第二エア放出部３７０は、工作物Ｗに対し、エアを強く吹き付けることができる。よって、センサ３００は、工作物Ｗに付着した異物を取り除きやすくすることができる。
【００４８】
＜３．第三実施形態＞
次に、図５及び図６を参照して、第三実施形態について説明する。第一実施形態及び第二実施形態では、工作機械システムの一例である研削盤１，２０１に本発明を適用した場合について説明した。これに対し、第三実施形態では、マシニングセンタ４０１に本発明を適用した場合について説明する。
【００４９】
（３−１．マシニングセンタ４０１の概略構成）
図５に示すように、工作機械システムとしてのマシニングセンタ４０１は、相互に直交する３つの直線軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と２つの回転軸（Ａ軸及びＣ軸）とを駆動軸として有する５軸マシニングセンタである。なお、本実施形態では、マシニングセンタ４０１が、切削加工により工作物Ｗに歯車を形成する歯車加工装置である場合を例に挙げて説明するが、歯車加工装置以外のマシニングセンタに本発明を適用することも可能である。
【００５０】
マシニングセンタ４０１は、ベッド４１０と、コラム４２０と、サドル４３０と、回転主軸４４０と、テーブル４５０と、チルトテーブル４６０と、工作物支持装置としてのターンテーブル４７０と、制御装置５００と、を備える。
【００５１】
ベッド４１０は、ほぼ矩形状に形成され、床上に配置される。このベッド４１０の上面には、コラム４２０がベッド４１０に対してＸ軸方向へ移動可能に設けられる。コラム４２０のＸ軸に平行な側面には、サドル４３０がコラム４２０に対してＹ軸方向へ移動可能に設けられる。
【００５２】
回転主軸４４０は、サドル４３０に対して回転可能に設けられ、加工用工具４４１を支持する。加工用工具４４１は、工作物Ｗを加工する工具である。加工用工具４４１は、工具ホルダ４４２に保持されて回転主軸４４０の先端に固定され、回転主軸４４０の回転に伴って回転する。また、加工用工具４４１は、コラム４２０及びサドル４３０の移動に伴い、ベッド４１０に対してＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動する。
【００５３】
さらに、ベッド４１０の上面には、テーブル４５０がベッド４１０に対してＺ軸方向へ移動可能に設けられ、テーブル４５０の上面には、チルトテーブル４６０を支持するチルトテーブル支持部４６１が設けられる。そして、チルトテーブル支持部４６１には、チルトテーブル４６０が水平方向のＡ軸回りに回転（揺動）可能に設けられる。チルトテーブル４６０には、ターンテーブル４７０がＡ軸に直角なＣ軸回りに相対回転可能に設けられる。ターンテーブル４７０は、工作物Ｗを回転可能に支持する工作物支持装置であり、ターンテーブル４７０には工作物Ｗがチャッキングされる。
【００５４】
制御装置５００は、コラム４２０、サドル４３０と、回転主軸４４０、テーブル４５０、チルトテーブル４６０及びターンテーブル４７０の移動を制御し、工作物Ｗと加工用工具４４１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ａ軸回り及びＣ軸回りに相対移動させることにより、工作物Ｗの切削加工を行う。
【００５５】
このように、マシニングセンタ４０１は、加工用工具４４１と工作物Ｗとを高速で同期回転させ、加工用工具４４１を工作物Ｗの回転軸線方向に送って切削加工することにより、歯を創成する。
【００５６】
（３−２：表面粗さ検出方法）
図６に示すように、工作物Ｗに形成された歯車の歯の表面粗さをセンサ１００によって検出する場合、マシニングセンタ４０１は、表面粗さを検出しようとする一部位に検出部１２０を向ける。そして、マシニングセンタ４０１は、表面粗さを検出しようとする部位と検出部１２０との間隔を維持しながら、歯の形状に沿ってセンサ１００を変位させる。これにより、マシニングセンタ４０１は、歯車の歯面の表面粗さを効率よく検出することができる。
【００５７】
このように、センサ１００は、棒状に形成された長尺の本体１１０の先端側に検出部１２０が設けられているので、大型のセンサ装置ではセンシングが困難な狭い領域に位置する部位に検出部１２０を近づけることができる。よって、マシニングセンタ４０１は、そうした狭い領域に位置する部位の表面粗さを、センサ１００により検出することができる。
【００５８】
これに加え、マシニングセンタ４０１は、検出部１２０を本体１１０の軸まわりに回転させることにより、工作物Ｗのうち向きが異なる２以上の部位の表面粗さを検出できる。よって、マシニングセンタ４０１は、工作物Ｗの表面粗さの検出を効率よく行うことができる。
【００５９】
＜４．その他＞
以上、上記各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６０】
例えば、上記各実施形態では、本体１１０が本体カバー１４０に固定される場合について説明したが、本体１１０が本体カバー１４０に対し、Ｘ軸方向へ相対移動可能に構成されていてもよい。この場合、表面粗さの検出を行わない状態において、検出部１２０を検出口１４２から露出しない位置に移動させることができるので、センサ１００は、検出部１２０に異物が付着することを確実に防止することができる。
【００６１】
なお、上記各実施形態において、工作機械システムが１台の研削盤１，２０１又は１台のマシニングセンタ４０１から構成される場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、工作機械システムが、複数の研削盤又は複数のマシニングセンタと、研削盤及びマシニングセンタの外部であって、それら複数の研削盤又は複数のマシニングセンタが接続されるネットワーク上に設けられる解析装置と、を備え、上記各実施形態においてセンサ１００，３００に設けられていた演算部１３０を、解析装置に設けてもよい。この場合、解析装置は、工作物Ｗのセンシングを行ったセンサ１００，３００から送信された検出結果に基づいた高度な解析を行い、表面粗さを導き出すことができる。よって、工作機械システムは、工作物Ｗの表面粗さを検出するにあたり、その検出精度を高めることができる。
【００６２】
＜５．効果＞  
以上説明したように、工作機械システムとしての研削盤１，２０１及びマシニングセンタ４０１は、工作物Ｗを回転可能に支持する工作物支持装置としての主軸台２０又はターンテーブル４７０と、工作物Ｗを加工する工具としての砥石車５０又は加工用工具４４１と、工作物Ｗの表面粗さを検出するセンサ１００，３００と、を備え、センサ１００，３００は、棒状に形成された本体１１０と、本体１１０の先端側に固定され、工作物Ｗの表面粗さを非接触で検出可能な検出部１２０と、検出部１２０と工作物Ｗとの間に形成される検出領域Ａへ向けて、供給源としてのエア供給装置９０から供給されたエアを放出する第一エア放出部１５０と、を備える。
【００６３】
これら工作機械システムとしての研削盤１，２０１及びマシニングセンタ４０１によれば、センサ１００，３００は、棒状に形成された本体１１０の先端側に検出部１２０が固定されているので、センサ１００，３００の小型化を図ることができる。よって、工作機械システムは、センサ１００，３００による工作物Ｗの表面粗さの検出を、工作物Ｗが主軸台２０に支持された状態のまま行うことができる。即ち、表面粗さの検出を行うために、主軸台２０に支持された工作物Ｗを別の位置へ搬送する、といった作業が不要となるので、工作機械システムは、センサ１００，３００によるセンシングを行う際の作業効率の向上を図ることができる。
【００６４】
また、センサ１００，３００は、検出領域Ａへ向けてエアを放出する第一エア放出部１５０を備えるので、工作物Ｗに付着した異物が検出部１２０へ向けて飛散することを防止できる。また、センサ１００，３００は、切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを抑制できる。よって、工作機械システムは、工作物Ｗの表面粗さの検出にあたり、その検出精度を維持することができる。
【００６５】
上記した工作機械システムにおいて、第一エア放出部１５０は、検出領域Ａから離れる方向へ向けてエアを放出する。この工作機械システムは、第一エア放出部１５０から放出したエアにより飛散する異物及び切粉等を含むミストが、検出領域Ａへ飛散することを防止できる。よって、工作機械システムは、センサ１００，３００による工作物Ｗの表面粗さの検出精度を維持することができる。
【００６６】
上記した工作機械システムにおいて、センサ１００，３００は、本体１１０の少なくとも一部を被覆する本体カバー１４０，３４０と、本体カバー１４０，３４０に形成され、検出部１２０に対向する位置に配置される検出口１４２，３４２と、を備え、第一エア放出部１５０は、検出口１４２，３４２の周囲に形成される。この工作機械システムは、飛散した異物が検出部１２０に付着することを防止できると共に、切粉等を含むミストが検出領域Ａに進入することを防止できる。
【００６７】
上記した工作機械システムにおいて、工作機械システムは、本体１１０の外周面と本体カバー１４０，３４０の内周面とにより形成され、供給源としてのエア供給装置９０から供給されたエアを流入するエア流路１６０を備え、第一エア放出部１５０は、エア流路１６０に連通する。この工作機械システムは、センサ１００，３００の構造を簡素化できるので、センサ１００，３００の小型化を図ることができる。
【００６８】
上記した工作機械システムにおいて、工作機械システムは、工具としての砥石車５０又は加工用工具４４１に加工される加工位置から検出領域Ａへ向かう部位へ向けてエアを放出する第二エア放出部１７０，３７０を備える。この工作機械システムは、加工時に工作物Ｗに付着した異物を、第二エア放出部１７０，３７０から放出するエアにより吹き飛ばすことができる。よって、工作機械システムは、異物に付着した状態で工作物Ｗが検出領域Ａに進入することを防止できる。
【００６９】
上記した工作機械システムは、検出領域Ａと第二エア放出部１７０，３７０との間を仕切る風切板１８０，３８０を備え、第二エア放出部１７０，３７０は、風切板１８０，３８０の工作物Ｗを向く端部よりも、工作物Ｗから離れた位置からエアを供給する。
【００７０】
この工作機械システムは、第二エア放出部１７０，３７０から放出されたエアが、検出領域Ａに向けて吹き付けられることを防止できる。よって、工作機械システムは、第二エア放出部１７０，３７０から吹き付けたエアにより飛散した異物が検出部１２０に付着することを抑制できる。また、第二エア放出部１７０，３７０から放出したエアが、風切板１８０，３８０に案内されながら工作物Ｗへ向かうので、第二エア放出部１７０，３７０は、工作物Ｗに対し、エアを強く吹き付けることができる。よって、工作機械システムは、工作物Ｗに付着した異物を取り除きやすくすることができる。
【００７１】
上記した工作機械システムにおいて、センサ１００は、基板１２１と、基板１２１上に装着され、工作物Ｗに向けて発光する発光素子と、基板１２１上において発光素子の近傍に装着され、工作物Ｗからの反射光を受光可能な第一受光素子１２３及び第二受光素子１２４としての受光素子と、受光素子の受光量に基づいて表面粗さを演算する演算部１３０と、を備える。この工作機械システムは、工作物Ｗの表面粗さを非接触で検出することができるので、表面粗さの検出に伴って研削加工後の工作物Ｗに傷がつくことを回避できる。
【符号の説明】
【００７２】
１，２０１：研削盤（工作機械システム）、  ２０：主軸台、  ５０：砥石車（工具）、  ９０：エア供給装置（供給源）、  １００，３００：センサ、  １１０：本体、  １２０：検出部、  １２１：基板、  １２２：発光素子、  １２３：第一受光素子（受光素子）、  １２４：第二受光素子（受光素子）、  １３０：演算部、  １４０，３４０：本体カバー、  １４２，３４２：検出口、  １５０：第一エア放出部、  １６０：エア流路、  １７０，３７０：第二エア放出部、  １８０，３８０：風切板、  １８０ａ：（風切板の）端部、  ４０１：マシニングセンタ（工作機械システム）、  ４４１：加工用工具（工具）、  ４７０：ターンテーブル、  Ａ：検出領域、  Ｗ：工作物
【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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