[发明专利]机床、传感器组件、以及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及用在转塔刀架上设置的刀具进行金属加工的机床，特别 涉及对加工对象物即工件的尺寸进行测量的技术。

背景技术

一直以来，作为机床的一种，使用着具备旋转式的工具选择机构即 转台的转塔车床。

图21是表示一般的现有的转塔车床的一个例子的外观立体图。如 图21所示那样，转塔车床200具备主轴2以及转台3。

主轴2被支承在设置在工作台4上的主轴台5上，通过主轴卡盘6 把持并旋转工件(未图示)。

转台3由转塔刀架7、分度机构8以及转塔滑板9构成。

转塔刀架7，在旋转轴的周围具有多个工具安装面10，以通过分度 机构8能够旋转的方式被支承。在工具安装面10上经由工具台11a装 载有车刀、钻头等工具11。

另外，连接主轴2的旋转轴和转塔刀架7的旋转轴的直线与X轴平 行。

分度机构8设置在转塔滑板9上，通过马达驱动使转塔刀架7旋转， 由此能够使特定的工具安装面10位于工件侧。

图22是表示转塔车床200的转塔刀架7与主轴2的位置关系的主 视图。

如图22所示，使转塔刀架7旋转以使得用于加工工件12的工具11， 来到通过主轴2的旋转轴并与X轴平行的直线上的工件12侧的位置。 另外，一般将使车刀等工具11位于该旋转位置的动作称为将工具11“分 度”，以下也使用这种称呼方法。

分度机构8通过马达驱动能够使转塔刀架7在平行于主轴2的旋转 轴的方向上即Z轴方向上移动。

转塔滑板9，在工作台4上，设置为可在与Z轴方向正交的X轴方 向上移动，通过马达驱动，使转塔刀架7以及分度机构8一起在X轴方 向移动。

这样，通过转塔刀架7在X轴方向以及Z轴方向移动，能够用被分 度在工件12侧的工具11对把持在旋转的主轴2上的工件12进行加工。

以上说明的构成，通常被收纳在筐体(未图示)中，在筐体内进行 工件的加工。

在此，在转塔车床等机床上设有在机内测量工件的尺寸的功能。通 过使用该功能，不必将工件取到机外就能够测量尺寸，因此能够提高机 床的作业效率。

此外，通过测量由于温度变化等机内的环境变化所引起的工件或者 机体的变位，来校正对机床的控制量，从而能够维持很高的尺寸精度。

例如，存在如下一种转塔车床，即、在转塔刀架的工具安装面上经 由工具台或者同样的安装工具安装传感器，从而具有测量工件的直径的 功能的转塔车床。

此时，利用传感器测量从主轴的旋转轴开始转塔刀架侧的工件的外 周的一点以上的位置，并根据所测量的值来计算直径。

采用这种计算方法的原因是由于无法扩大包含工具台以及工具的 转塔刀架的最大旋转半径。

图23是表示一般的转塔车床中的包含工具台的转塔刀架的最大旋 转半径和可动范围的图。

如图23所示，在现有的转塔车床200中，转塔刀架7在处于切削 位置的工具11稍微越过主轴2的旋转轴程度的范围内，在X轴方向移 动。

转塔刀架7的X轴方向的可动范围是这种范围，在对工件12的外 周进行切削以及进行镗削加工等方面上没有任何问题。

但是，在将传感器安装到工具台11a等安装工具上的情况下，实际 上无法隔着主轴2的旋转轴测量与转塔刀架7相反侧的位置。

当然，只要安装工具的径向的长度长，就能够测量从主轴2的旋转 轴开始对向一侧的工件的侧面位置。

但是，理想的是缩短包含工具台11a等的安装工具以及所安装的工 具等的转塔刀架7的最大旋转半径R。

这是为了在转塔刀架7旋转时安装工具以及工具等与机内的其他构 成部不发生干涉，为了转塔车床200整体的紧凑化、以及确保工具相对 于转塔刀架7的位置精度等。

这样，在通过从主轴2的旋转轴开始测量一侧的工件的外周位置来 计算直径的情况下，由于温度变化等机内的环境变化所引起的工件和机 体的变形等，会使获得正确的值很困难。

在此，提出有一种具有通过测量工件直径两端的位置来直接测量工 件直径的机构的转塔车床(例如，参照专利文献1)。

图24是表示具备用于直接测量工件直径的机构的现有的转塔刀架 的一个例子的概要图。图24(A)是主视图，图24(B)是俯视图。