工作機械、及び、センサモジュール
【課題】距離伸縮機構を備えてワークの直径を機内で測定できるにもかかわらず、センサの長寿命化を図ることのできる工作機械の提供。
【解決手段】ワークを加工する旋盤１００であって、工具取り付け面１１０に取り付けられ、タレット刃物台１０７の径方向に伸縮する支柱１２２と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記支柱１２２の先端に取り付けられるセンサ１２４とを備え、前記支柱１２２は、前記タレット刃物台１０７が回転した場合に、前記支柱１２２及び前記センサ１２４が前記旋盤１００の他の構成部に干渉しない長さまで縮み、前記支柱１２２が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される。
【解決手段】ワークを加工する旋盤１００であって、工具取り付け面１１０に取り付けられ、タレット刃物台１０７の径方向に伸縮する支柱１２２と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記支柱１２２の先端に取り付けられるセンサ１２４とを備え、前記支柱１２２は、前記タレット刃物台１０７が回転した場合に、前記支柱１２２及び前記センサ１２４が前記旋盤１００の他の構成部に干渉しない長さまで縮み、前記支柱１２２が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タレット刃物台に設置された刃物で金属加工を行う工作機械に関し、特に加工対象物であるワークを計測するセンサを前記タレット刃物台に備える工作機械等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械の１つとして、回転式の工具選択機構であるタレットを備えたタレット旋盤が使用されている。
【０００３】
図３５は、一般的な従来のタレット旋盤の一例を示す外観斜視図である。同図に示すようにタレット旋盤１００は、主軸１０２及びタレット１０３を備える。
【０００４】
主軸１０２は、ベッド１０４に設けられる主軸台１０５に支持され、主軸チャック１０６にてワーク（図示せず）を把持し回転する。
【０００５】
タレット１０３は、タレット刃物台１０７、インデックス機構１０８、及びタレットスライド１０９からなる。
【０００６】
タレット刃物台１０７は、回転軸の周囲に複数の工具取り付け面１１０を有し、インデックス機構１０８によって回転可能に支持されている。工具取り付け面１１０には、バイトやドリルなどの工具１１１が工具ステーション１１１ａを介して装着される。
【０００７】
なお、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを結ぶ直線は、図中に示すＸ軸（水平面内）に平行である。
【０００８】
インデックス機構１０８は、タレットスライド１０９に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台１０７を回転させることで特定の工具取り付け面１１０をワーク側に位置させることができる。
【０００９】
図３６は、タレット旋盤１００におけるタレット刃物台１０７と主軸１０２との位置関係を示す正面図である。
【００１０】
同図に示すように、ワーク１１２の加工を行うために選択された工具は、タレット刃物台１０７を回転させることにより、切削位置に配置される。ここで切削位置とは、主軸１０２の回転軸を通りＸ軸に平行な直線上であって、ワーク１１２側の位置である。なお、この切削位置にバイト等の工具を位置させることを、一般に、工具を「割り出す」といい、以下においても使用する。
【００１１】
インデックス機構１０８は、モータ駆動によりタレット刃物台１０７を主軸１０２の回転軸に平行な方向であるＺ軸方向に移動させることができる。
【００１２】
タレットスライド１０９は、ベッド１０４上に、Ｘ軸方向に移動可能に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台１０７及びインデックス機構１０８と共にＸ軸方向に移動する。
【００１３】
インデックス機構１０８とタレットスライド１０９とにより、タレット刃物台１０７は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動することができる。従って、割り出された工具は、回転する主軸１０２に把持されたワーク１１２を、径方向、及び、軸方向に加工することができる。
【００１４】
以上説明した構成は、通常は筐体（図示せず）に収められ、筐体内にてワークの加工が行われる。
【００１５】
ここで、タレット旋盤などの工作機械には、ワークを主軸から取り外すことなく機内でワークの寸法を計測する機能が設けられることがある。この機能を用いることにより、ワークを機外に取り出すことなく寸法計測を行えるため、工作機械の作業効率を向上させることができる。また、温度変化などの機内の環境変化によるワークや機体の変位を計測し工作機械に対する制御量を校正することで高い寸法精度を維持できる。
【００１６】
例えば、タレット刃物台の工具取り付け面に工具ステーションまたは同様の取付具を介してセンサを取り付け、ワークの直径などを計測する機能を有するタレット旋盤が存在する。
【００１７】
図３７は、一般的なタレット旋盤における、工具ステーションを含むタレット刃物台の最大回転半径と可動範囲とを示す図である。
【００１８】
同図に示すように、従来のタレット旋盤１００では、タレット刃物台１０７は、切削位置にある工具１１１が、主軸１０２の回転軸をわずかに越える程度の範囲でＸ軸方向に移動する。
【００１９】
タレット刃物台１０７のＸ軸方向の可動範囲がこのような範囲であることは、ワーク１１２の外周の切削及び中ぐり加工等を行う上では何ら問題はない。
【００２０】
しかし、工具ステーション１１１ａ等の取付具にセンサを取り付けた場合、主軸１０２の回転軸を挟んでタレット刃物台１０７とは反対側の位置を計測することはできない。
【００２１】
勿論、取付具の径方向の長さが長ければ、主軸１０２の回転軸より向こう側のワークの側面位置を計測することも可能である。
【００２２】
しかしながら、工具ステーション１１１ａ等の取付具及び取り付けられる工具等を含むタレット刃物台１０７の最大回転半径Ｒは、短くすることが望まれる。
【００２３】
これは、タレット刃物台１０７が回転する際に取付具及び工具等が機内の他の構成部に干渉しないため、タレット旋盤１００の全体のコンパクト化のため、及び、工具のタレット刃物台１０７に対する位置精度を担保するため等の理由による。
【００２４】
このように、主軸１０２の回転軸より一方の側のワークの外周位置を計測することで直径を算出した場合、温度変化などの機内の環境変化によるワークや機体の歪み等により、正確な値を得ることは困難である。
【００２５】
そこで、ワークの直径の両端の位置を計測することでワークの直径を直接的に計測する機構を有するタレット旋盤も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２６】
図３８は、ワークの直径を直接的に計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台の一例を示す概要図である。同図（Ａ）は前面図であり、同図（Ｂ）は上面図である。
【００２７】
同図（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すタレット旋盤１００は、タレット刃物台１０７の前方でタレット刃物台１０７中心の非回転部材に旋回可能に支持されるレール３１を備えている。また、レール３１の先端部には検出器３２が取り付けられている。
【００２８】
このレール３１の長さは、タレット刃物台１０７が主軸１０２に近接した際に、ワーク１１２の直径の両端（Ｐ１とＰ２）のうち、主軸１０２の回転軸を挟んでタレット刃物台１０７とは反対側の一端（Ｐ２）の位置を検出器３２が計測可能な長さである。
【００２９】
タレット旋盤１００は、このような構成を採用することにより、同図（Ｂ）に示すように、ワーク１１２の直径の両端であるＰ１およびＰ２の位置を計測することができる。このようにして得たＰ１とＰ２との差分からワーク１１２の直径を求めることができる。
【００３０】
しかしながら、従来の技術によれば、センサを取り付けるためのアームをタレット刃物台とは別体に設けるので、タレット旋盤の小型化は困難である。
【００３１】
また、同図（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、アームの回転半径は比較的大きなものになるため、アームの設置自体が不可能な場合もある。
【００３２】
さらに、アームをタレット刃物台の前方に設けるので、工具交換の際にアームが邪魔になりやすい。
【００３３】
そこで、本願発明者らは、鋭意努力の結果、センサをタレット刃物台の刃物取り付け面に取り付けると共に、センサをタレット刃物台の径方向に移動可能とする距離伸縮機構を備える工作機械を見出だすに至った。当該工作機械は、前記距離伸縮機構によりセンサ距離を伸ばすことで、ワークの直径を測定することができ、距離伸縮機構によりセンサ距離を縮めることで、タレット刃物台を回転させても、他の構成物と干渉することがない。
【特許文献１】実開平７−３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
ところが、タレット刃物台に先端にセンサ備える距離伸縮機構をとりつけた場合、タレット刃物台の回転や、タレット刃物台の他の位置に取り付けられた切削工具によりワークを切削する際などに発生する振動により、センサの寿命が著しく短くなってしまうという課題を見出した。
【００３５】
これは、距離伸縮機構の構造上、タレット刃物台の振動を直接、または、増幅してセンサに伝達することに起因し、センサの可動部分とセンサの固定部分とが前記振動により擦り合わされることで摩耗してしまうことが原因であることを突き止めた。
【００３６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、距離伸縮機構を備えてワークの直径を機内で測定できるにもかかわらず、センサの長寿命化を図ることのできる工作機械の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる工作機械は、主軸に把持されたワークを加工する工作機械であって、複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知するセンサと、前記センサを保持し、前記工具取り付け面に取り付けられ、当該工具取り付け面と前記センサとの間の前記タレット刃物台の径方向の距離であるセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、前記センサは、前記距離伸縮機構により前記センサ距離を縮めた状態において、前記接続子と前記端子との接続状態を解除可能な解除手段を備えることを特徴とする。
【００３８】
これにより、距離伸縮機構を介して振動がセンサに伝わったとしても、センサの接点が前記振動により摩耗することがないため、ワークの直径が測れるなどの距離伸縮機構の効果を享受しながら、センサの長寿命化を図ることができる。
【００３９】
さらに、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記センサを覆い、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が伸びる際には、前記センサを開放するカバーを備えることが好ましい。
【００４０】
これにより、センサを切り子や切削油などから保護することができ、センサの寿命をさらに長くすることが可能となる。
【００４１】
さらに、駆動機構と、前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段とを備えるか、または、駆動機構と、前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記カバーの開閉動作に変換する第３変換手段とを備えてもよい。
【００４２】
これにより、一つの駆動機構（アクチュエータ）により、距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮と、センサにおける接続子と端子との接続状態の解除と、さらには、カバーの開閉を行うことができるため、工作機械の部品点数が減少し、制御が容易になる。また、コストダウンに寄与し、製品の長寿命化や信頼度向上にも寄与する。
【００４３】
また、前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、先端部に前記センサを有し、前記基台に回動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、前記可動部を前記工具取り付け面に垂直な平面内で回転させる回転駆動機構と、前記可動部の前記基台に対する回転運動を、前記回転運動の回転軸方向の並進運動に変換する変換機構と、前記並進運動によって前記カバーを開閉させるリンク機構とを備えることが好ましい。
【００４４】
これにより、堅牢な構成とすることができる。
また、前記距離伸縮機構は、前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、先端部に前記センサを有し、前記基台に直動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、前記工作機械は、さらに、前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第１関節を有する第１リンク機構と、前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第２関節を有する第２リンク機構と、前記第１関節と前記第２関節とが近づく方向に付勢する弾性体とを備えることが好ましい。
【００４５】
これにより、弾性体により、距離伸縮機構が伸びた状態を維持することができ、また、距離伸縮機構が縮んだ状態を維持することも可能となる。つまり、リンク機構の死点を挟んだ２態様を弾性体により維持し続けることが可能となる。
【００４６】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかるセンサモジュールは、複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台に取り付けられた刃物によって主軸に把持されたワークを加工する工作機械に備えられるセンサモジュールであって、前記工具取り付け面に取り付けられ、前記タレット刃物台の径方向に伸縮する距離伸縮機構と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記距離伸縮機構の先端に取り付けられるセンサとを備え、前記距離伸縮機構は、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さまで縮み、前記距離伸縮機構が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される。
【００４７】
これにより、上記効果を享受しつつ、取り付け可能な工作機械に対し汎用的な運用を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、距離伸縮機構により、タレット刃物台の振動が直接、または、増幅されてセンサに伝達されたとしても、センサの可動部分とセンサの固定部分とが摩耗することなく、センサの寿命の長期化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図１は、本実施の形態にかかるタレット旋盤の外観を示す斜視図である。
図１に示すように、タレット旋盤１００は、ワークを把持して回転する主軸１０２及び回転式の工具選択機構であるタレット１０３を備えている。
【００５１】
さらに、タレット旋盤１００は、特徴的な構成部としてさらにセンサモジュール１２０を備えている。
【００５２】
センサモジュール１２０は、タレット刃物台１０７の径方向にセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構としての支柱１２２及び基台１２１と、ワークの寸法を計測するためのセンサ１２４とを備えている。
【００５３】
また、センサモジュール１２０は、工具ステーション１１１ａと同様にタレット刃物台１０７の工具取り付け面１１０に取り付けられている。
【００５４】
つまり、センサ１２４はあたかも１つの工具かのような態様でタレット刃物台１０７に取り付けられている。
【００５５】
なお、本実施の形態のタレット旋盤１００において、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とは平行であり、これら２つの回転軸を含む平面はＸ軸に平行である。
【００５６】
図２は、センサモジュール１２０が縮んだ状態の外観を示す斜視図である。
図２に示すように、センサモジュール１２０は、工具取り付け面１１０に取り付けられる基台１２１と、基台１２１からタレット刃物台１０７の径方向に起立する支柱１２２と、計測を行う際の姿勢で支柱頭部１２２ｂに固定されるセンサ１２４とを有する。
【００５７】
支柱１２２は、分離された基台と一体となされる支柱脚部１２２ａと可動部としての支柱頭部１２２ｂとからなる。支柱脚部１２２ａは、支柱１２２の起立方向に往復動する駆動力を発生させる駆動機構としてのエアシリンダ１２３を内部に備えている。
【００５８】
支柱頭部１２２ｂは、可動部として機能するものであり、エアシリンダ１２３と第１変換手段としての接続部材１３２を介して接続されている。
【００５９】
ここで接続部材１３２は、駆動力を前記支柱の伸縮に変換する部材である。本実施の形態の場合、エアシリンダ１２３が往復の駆動力を発生させるため、接続部材１３２は単なる板状の部材である。なお、駆動機構が回転の駆動力を発生させるもの、例えばモータであった場合は、第１変換手段は、モータに取り付けられるピニオンと、ピニオンの回転を往復動に変換するラックとで構成される装置になる。
【００６０】
このエアシリンダ１２３により支柱１２２が伸縮するための駆動力が発生する。つまり、エアシリンダ１２３によりセンサモジュール１２０全体がタレット刃物台１０７の径方向に伸縮することとなる。
【００６１】
ここで、タレット刃物台１０７には、切粉のブロー等のためにエアーが供給されている場合がある。この場合は、このタレット刃物台１０７に供給されるエアーを利用してエアシリンダ１２３を駆動させ、センサモジュール１２０を伸縮させることができるため、駆動機構としてエアシリンダ１２３を好適に採用しうる。
【００６２】
図３は、実施の形態におけるセンサモジュール１２０が伸びた状態の外観を示す斜視図である。
【００６３】
図３に示すように、支柱１２２が伸長することにより、センサモジュール１２０が全体として伸長する。
【００６４】
センサ１２４は、本実施の形態においては、物体との接触を検出するいわゆるタッチ式のセンサである。
【００６５】
センサ１２４は、センサモジュール１２０が伸びた状態でタレット刃物台１０７が移動することで、ワーク１１２の直径の両端の位置を検出することができる。
【００６６】
タレット旋盤１００またはタレット旋盤１００に接続されたコンピュータ等は、このようにして得られるワーク１１２の直径の両端の位置の差分を求めるとこで、ワーク１１２の直径を得ることができる。
【００６７】
なお、センサ１２４の詳細については後述する。
このようなセンサモジュール１２０の伸縮及びタレット刃物台１０７の移動等の動作はタレット旋盤１００が備える制御部により制御される。
【００６８】
図４は、実施の形態のタレット旋盤１００の主要な機能構成を示すブロック図である。
図４に示すように、タレット旋盤１００は、主要な機能構成として上述のタレット刃物台１０７等を含む機構部１４０と、制御部１４１とを備えている。
【００６９】
制御部１４１は、機構部１４０の動作を制御する機能を有し、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置、及び情報の入出力を行うインターフェース等を有するコンピュータにより実現される。
【００７０】
例えば、ワークの直径を計測する場合、制御部１４１は、タレット刃物台１０７の回転位置が、センサ１２４がワーク側に位置する回転位置であるとき、センサモジュール１２０を縮んだ状態から伸びた状態に変化させる。さらに、センサ１２４とワークとの距離を変更するように前記タレット刃物台１０７を移動させる。
【００７１】
このような制御に従いセンサモジュール１２０が伸び、タレット刃物台１０７が移動することで、当該ワークの直径の両端位置が計測される。
【００７２】
なお、ワークの加工前、加工の途中、または加工後など、所定のタイミングでワークの直径の計測が行われるようにプログラミングすることも可能である。
【００７３】
次に、図５及び図６を用いてセンサモジュール１２０が伸縮することによる効果を説明する。
【００７４】
図５は、センサモジュール１２０が縮んだ状態の外観を示す正面図である。
なお、図５に示す、ワーク１１２の外周上の２点であるＰ１及びＰ２は、主軸１０２の回転軸（＝ワーク１１２の回転軸）とタレット刃物台１０７の回転軸とを含む平面上にあり、Ｐ１とＰ２との距離がワークの直径となる。
【００７５】
当該平面は、図５においては主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを通る直線で表されており、Ｘ軸に平行である。
【００７６】
また、Ｐ１は、本発明の計測方法における位置計測の対象である第１端の一例であり、Ｐ２は第２端の一例である。
【００７７】
図５に示すように、センサモジュール１２０のタレット刃物台１０７の径方向の長さは、支柱１２２が縮んだ状態、つまり、センサ距離を縮めた状態では、タレット刃物台１０７が回転した場合に、支柱１２２及びセンサ１２４がタレット旋盤１００の他の構成部に干渉しない長さである。つまりセンサモジュール１２０の全体が他の構成部に干渉しない長さである。
【００７８】
例えば、工具が取り付けられた場合のタレット刃物台１０７の最大回転半径（Ｒ１）内になる長さであれば、タレット刃物台１０７が回転してもセンサモジュール１２０が他の構成部に干渉することはない。
【００７９】
従って、このように支柱１２２が縮んだ状態、つまり、センサ距離を縮めた状態であれば、タレット刃物台１０７は、センサモジュール１２０の存在に影響されることなく、ワークの加工または工具の交換等のために自由に回転することができる。
【００８０】
なお、図５に示すように、Ｒ１をタレット刃物台１０７の回転軸から工具ステーション１１１ａの先端までの距離と規定した場合、センサモジュール１２０の一部がＲ１を越える場合も考えられる。
【００８１】
このような場合であっても、タレット刃物台１０７が回転したときに、センサモジュール１２０が他の構成部に干渉しない領域（非干渉領域）内に納まっていればタレット刃物台１０７の回転動作に何ら影響を与えない。
【００８２】
つまり、支柱１２２が縮んだ状態の長さは、支柱１２２及びセンサ１２４が非干渉領域内に収まる長さであればよい。
【００８３】
言い換えると、センサ距離を縮めた場合の支柱１２２の長さは、タレット刃物台１０７の回転を妨げることのない長さであればよい。
【００８４】
ここで、タレット刃物台１０７は、Ｒ１が主軸１０２の回転軸に至る程度までＸ軸方向に移動することができる。そのため、支柱１２２が縮んだ状態でも、ワーク１１２の直径の両端のうち、タレット刃物台１０７に近いＰ１の位置を計測することはできる。
【００８５】
しかし、当該両端のうち、タレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置を計測することはできない。
【００８６】
そこで、本実施の形態のタレット旋盤１００は、支柱１２２を伸長させることでセンサ１２４によるＰ２の位置計測を可能としている。
【００８７】
図６は、実施の形態におけるセンサモジュール１２０が伸びた状態の外観を示す拡大正面図である。
【００８８】
図６に示すように、支柱１２２が伸びることでセンサモジュール１２０が径方向に伸びた場合、センサ１２４はＲ１の外に位置することになる。
【００８９】
このようにセンサモジュール１２０が伸びている状態であり、かつ、タレット刃物台１０７が主軸１０２方向に接近することにより、センサ１２４を、主軸１０２の回転軸よりも向こう側、つまり当該回転軸についてタレット刃物台１０７とは反対側に位置させることができる。
【００９０】
これにより、ワーク１１２の直径の両端のうち、タレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置を計測することが可能となる。
【００９１】
例えば、主軸１０２が把持可能なワークの最大直径が１００ｍｍ程度である場合を想定する。この場合、支柱１２２が伸びた状態でセンサ１２４がＲ１から外に６０ｍｍ程度外に位置すれば、センサ１２４によりＰ２の位置を計測することが可能である。
【００９２】
つまり、支柱１２２の径方向の長さは、センサ距離を伸ばした状態状態では、主軸１０２が把持可能な最大直径のワークを主軸１０２が把持した場合に、当該ワークを挟んでタレット刃物台１０７とは反対側にセンサ１２４を位置させる長さである。
【００９３】
支柱１２２が伸びた状態の長さがこのような長さであれば、例えば、様々な大きさのワークを順次加工するような場合でも、それらワークの直径の計測が可能である。
【００９４】
次に、図７を用いてタレット旋盤１００がワークの直径を計測する際の動作の流れについて説明する。
【００９５】
図７は、実施の形態のタレット旋盤１００がワーク１１２の直径を計測する際の動作の流れの一例を示す動作概要図である。なお、同図に示す一連の動作は、上述の制御部１４１によって制御されている。
【００９６】
まず、［１］タレット刃物台１０７が回転することにより、センサモジュール１２０がワーク１１２側に割り出される。
【００９７】
このときのタレット刃物台１０７の回転位置は、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを通る直線上にセンサ１２４が位置する回転位置である（図５参照）。
【００９８】
次に、［２］センサ距離を伸ばした状態でタレット刃物台１０７がＸ軸に平行に主軸１０２の方向に移動する。この移動の結果、センサ１２４がワーク１１２との接触を検出することによりＰ１の位置が計測される。
【００９９】
次に、［３］タレット刃物台１０７は、Ｚ軸に平行に前方向（図７において下方向）に移動する。さらに、Ｘ軸に平行に、主軸１０２の回転軸を挟んでＰ１とは逆の方向（図７において左方向）に移動する。この移動により、センサ１２４はワーク１１２を越えた位置に来る。
【０１００】
次に、［４］タレット刃物台１０７は、Ｚ軸に平行に後ろ方向（図７において上方向）に移動する。さらに、Ｘ軸に平行に、主軸１０２の方向（図７において右方向）に移動する。この移動の結果、センサ１２４がワーク１１２との接触を検出することによりＰ２の位置が計測される。
【０１０１】
本実施の形態のタレット旋盤１００はこのような動作により、主軸に把持されたワークの直径を計測することができる。
【０１０２】
具体的には、ワークの直径の両端の位置を直接計測することにより直径を計測することができる。これにより、経時変化や温度変化によるワーク１１２やタレット旋盤１００の変位をキャンセルでき、正確なワーク１１２の直径の値を機内で得ることができる。
【０１０３】
また、このような計測を行うセンサモジュール１２０は、バイト等の工具と同じく、タレット刃物台１０７の工具取り付け面１１０に取り付けられている。
【０１０４】
つまり、センサモジュール１２０は、タレット旋盤１００内の空間を不要に消費することなく、ワークの直径の正確な計測を可能とする態様でタレット旋盤１００に備えられている。
【０１０５】
また、センサモジュール１２０は、ワークの直径を計測するとき以外は縮んだ状態であり、タレット刃物台１０７の回転を妨げることはない。
【０１０６】
さらには、センサモジュール１２０は独立して開発が可能であり、基台１２１の形状または大きさ等を変更すれば、様々なタレット旋盤でワーク寸法の機内計測に用いることができる。
【０１０７】
このように、本実施の形態のタレット旋盤１００は、ワークの直径を正確に計測でき、かつ、小型化が可能な工作機械である。また、本実施の形態のセンサモジュール１２０は、このような効果を工作機械にもたらすことのできるセンサモジュールである。
【０１０８】
以上、本発明の工作機械の一例であるタレット旋盤１００について説明した。しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１０９】
本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【０１１０】
例えば、本実施の形態において、センサモジュール１２０が計測するワークの寸法は、ワークの直径であるとし、具体的には図７に示すようにワークの外径であるとした。
【０１１１】
しかしながら、センサモジュール１２０を用いてワークの他の寸法を計測してもよい。例えば、中ぐり加工により形成される穴の直径である穴の内径を計測してもよい。
【０１１２】
センサモジュール１２０は、上述のように、センサ１２４を主軸に把持されたワークの外径の両端に位置させることができる。つまり、ワークの外径よりも短い長さである内径の両端にセンサ１２４を位置させることは可能であり、これにより内径の値を正確に得ることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態においては、駆動機構をエアシリンダ１２３として採用している。しかしながら、ソレノイドや電気モータを駆動機構として採用してもよい。
【０１１４】
また、回転式の工具選択機構としてのタレット刃物台を備える工作機械には、タレット旋盤以外にも、マシニングセンタなどがあり得る。従って、タレット旋盤以外の工作機械においても、本発明のセンサモジュールを用いて加工対象物の寸法を計測することができる。
【０１１５】
次に、センサ１２４を詳細に説明する。
図８は、センサ１２４の外観を示す斜視図である。
【０１１６】
同図に示すように、センサ１２４は、ワーク１１２との接触を電気接点の離接に変換し、当該接点の離接を電気的に読み出すことで、センサ１２４とワーク１１２との接触を検知するセンサであって、プローブ１４４と、ハウジング１４２と、解除手段１４６とを備えている。
【０１１７】
プローブ１４４は、直接ワーク１１２と接触する部材であって、円柱状の部材の先端に部分真球が一体に取り付けられた部材である。プローブ１４４は、ハウジング１４２の内部からハウジング１４２の一端部を通過してハウジング１４２の外部に至るまで突出状に配置されている。
【０１１８】
ハウジング１４２は、支柱頭部１２２ｂに直接取り付けられ、センサ１２４位置が決定されると共に、電気的な接点（接続子と端子）やその他機構を保護するための部材であり、両端部の一部が覆われた円筒形状となっている。
【０１１９】
解除手段１４６は、後述するプローブ付勢手段１５２による端子と接続子との当接を解除可能な部材であって、プローブ１４４をハウジング１４２に対し往復動させ、プローブ１４４をセンシング位置と解除位置に転換可能な部材である。解除手段１４６は、ハウジング１４２の内部からハウジング１４２の他端部を通過してハウジング１４２の外部に至るまで突出状に配置されている。解除手段１４６は、ハウジング１４２の外部に、位置決めフランジ１４７と、第１係合フランジ１５３とを備えている。
【０１２０】
位置決めフランジ１４７は、ハウジング１４２他端部と当接することで、ハウジング１４２に対する解除手段１４６の位置を決定する部材である。
【０１２１】
第１係合フランジ１５３は、外部の機構（後述）と係合することで、駆動力を解除手段１４６に伝達し、解除手段１４６を往復動させるための部材である。
【０１２２】
図９は、センサ１２４の内部を模式的に示す断面図である。
図１０は、センサ１２４の一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。
【０１２３】
同図に示すように、プローブ１４４は、ハウジング１４２の内部に、接続子１４９と、第２係合フランジ１５１とを備えている。また、プローブ１４４は、ハウジング１４２の外部に、保持部材１６０を備えている。ハウジング１４２は、自身の内部に、端子１４８を備え、一端部に保持孔１６２を備えている。解除手段１４６は、ハウジング１４２の内部に、基板１５０と、係合爪１５４と、プローブ付勢手段１５２と、位置決めフランジ付勢手段１５８とを備えている。
【０１２４】
接続子１４９は、端子１４８と接触することによって導通を確保する電気的接点として機能する円柱形状の金属部材であり、プローブ１４４の中間部に３個固定されている。全ての接続子１４９は、プローブ１４４の軸に対し垂直に固定されている。接続子１４９は、同一の円周上で均等に配置されており、各接続子１４９が相互になす角は１２０度である。つまり、接続子１４９は、プローブ１４４の軸に対し放射状均等となるようにプローブ１４４に固定されている。
【０１２５】
第２係合フランジ１５１は、解除手段１４６の係合爪１５４と係合し、プローブ１４４がハウジング１４２に没入する方向の駆動力をプローブ１４４に伝達する部材であり、プローブ１４４の基端に固定される円盤状の部材である。
【０１２６】
保持部材１６０は、プローブ１４４が解除位置に位置する際に、ハウジング１４２に設けられる保持孔１６２と嵌り合い、ハウジング１４２に対してプローブ１４４が固定されるようにする部材である。保持部材１６０は、ハウジング１４２に向かって縮径する円錐台形状をしており、プローブ１４４の中間部に固定されている。
【０１２７】
端子１４８は、接続子１４９と接触することによって導通を確保する電気的接点として機能する部材であって、Ｖ字状に配置された二つの円柱状の電極１４８ａ、電極１４８ｂで構成されている。二つの電極１４８ａ、１４８ｂは、相互に絶縁状態で、かつ、ハウジング１４２とも絶縁状態となされ、開放部をプローブ１４４の往復動方向の内側に向けて、ハウジング１４２の内側端面に取り付けられている。端子１４８は、接続子１４９に対応する位置に３個配置されている。
【０１２８】
保持孔１６２は、ハウジング１４２の一端面の中央に設けられた孔であり、外方に向けて拡径するテーパー形状となっている。保持孔１６２は、保持部材１６０と嵌り合う。
【０１２９】
基板１５０は、解除手段１４６をハウジング１４２に対しスムーズに滑りながら往復動させるための部材であり、ハウジング１４２の内部の断面形状に合致した円板部と、位置決めフランジ１４７と接続するための接続棒部とを備えている。
【０１３０】
係合爪１５４は、プローブ１４４の基端部にある第２係合フランジ１５１と係合し、解除手段１４６の駆動力をプローブ１４４に伝える部材であり、基板１５０の周縁部から基板１５０の往復動方向に一体に突設される鍵状の部材である。係合爪１５４は、基板１５０の円板部の周縁部に均等に３個一体に設けられており、それぞれが第２係合フランジ１５１と係合して、プローブ１４４をハウジング１４２の軸に沿ってまっすぐ引っ張れるものとなっている。係合爪１５４は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）では、第２係合フランジ１５１係合せず、プローブ１４４の傾動を邪魔しないものとなっている。
【０１３１】
プローブ付勢手段１５２は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）において、接続子１４９を端子１４８に緩やかに押接する弦巻ばねである。プローブ付勢手段１５２は、基板１５０に対し、プローブ１４４が遠ざかる方向に付勢力を備えている。また、前記付勢力は、接続子１４９が端子１４８に押接されているが、プローブ１４４の先端がワーク１１２に僅かに触れただけで、三つある接続子１４９と端子１４８との押接状態の少なくとも一つが解除される程度の付勢力である。
【０１３２】
位置決めフランジ付勢手段１５８は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）を維持するためのものであり、ハウジング１４２の他端部内側と、対向する基板１５０との間を相互に遠ざかる方向の付勢力を備えている。位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力はプローブ付勢手段１５２の付勢力よりも強く、センサ１２４に多少の振動が加えられても、センシング位置を維持し得る付勢力を備えている。
【０１３３】
次に、センサ１２４のセンシング方法を説明する。
センサ１２４の解除手段１４６がセンシング位置にある場合は、従来のセンサと変わりがない。図１１に示すように三つの端子１４８が導線１３１により結線されている。そして、接続子１４９が端子１４８に押接されているため、図１２に示すように、二つの電極１４８ａ、１４８ｂは、接続子１４９により電気的に接続されている。以上から、二つの引出線１３１ａ、１３１ｂ間は、導通状態となっている。なお、端子１４８は、絶縁体１３３によりＶ字状に保持されている。
【０１３４】
次に、プローブ１４４がワーク１１２に接触すると、プローブ１４４がハウジング１４２に対して傾動する。プローブ１４４に固定されている接続子１４９の少なくともいずれか一つは、他の接続子１４９を軸として端子１４８から浮き上がる。これにより二つの電極１４８ａ、１４８ｂ間が絶縁状態となり、二つの引出線１３１ａ、１３１ｂ間は絶縁状態となる。
【０１３５】
従って、二つの引出線間が絶縁状態か否かを観測しておくことで、プローブ１４４とワーク１１２との接触を検知することができる。
【０１３６】
次に、センサ１２４の保護状態を説明する。
図１３は、センサ１２４のセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。同図（１）はセンシング状態を示し、同図（２）は、保護状態を示している。
【０１３７】
同図（１）に示すように、解除手段１４６がセンシング位置にある場合、基板１５０等の解除手段１４６は、ハウジング１４２に対し所定の位置に配置され、位置決めフランジ付勢手段１５８により前記位置が固定されている。この状態では、解除手段１４６の係合爪１５４と第２係合フランジ１５１とは離隔しており、プローブ１４４はプローブ付勢手段１５２により接続子１４９が端子１４８に押接されている。
【０１３８】
従って、上述したように、プローブ１４４とワーク１１２との僅かな接触を検出することができるものの、タレット刃物台１０７が回転するたびに、遠心力や加速度によりプローブ１４４がハウジング１４２に対して大きく振り回されるため、接続子１４９と端子１４８とが激突することが繰り返される。また、タレット刃物台１０７に取り付けられている他の刃物でワーク１１２を切削している際の振動などが支柱１２２等により増幅されセンサ１２４に伝わると、接続子１４９と端子１４８とが振動により擦り合わされる。
【０１３９】
以上により、接続子１４９や端子１４８が摩耗して静摩擦係数が大きくなり、プローブ１４４がワーク１１２に僅かに接触しただけではセンサ１２４が反応しないなどの不具合が生じることになる。
【０１４０】
そこで、センサ１２４を使用しない状態においては、同図(２)に示すように、解除手段１４６を解除位置にする。つまり、解除手段１４６をハウジング１４２に対し引き出した状態とする。これにより、解除手段１４６の係合爪１５４が第２係合フランジ１５１と係合して、プローブ１４４をハウジング１４２に対して没入させ、接続子１４９と端子１４８との接続を強制的に解除する。
【０１４１】
これにより、センサ１２４に多少の振動が加えられたとしても、接続子１４９と端子１４８とが擦り合わされることが無いため、接続子１４９と端子１４８とが摩耗することが無くなる。さらに、プローブ１４４の保持部材１６０と、ハウジング１４２の保持孔１６２とが嵌り合うため、ハウジング１４２に対しプローブ１４４が固定され、タレット刃物台１０７が回転し、遠心力や加速度がセンサ１２４に加わったとしても、ハウジング１４２に対しプローブ１４４が揺れ動かないため、接続子１４９と端子１４８とが激しく衝突することもなくなる。
【０１４２】
以上により、センサ１２４を保護し、センサ１２４の長寿命化を図ることが可能となる。
【０１４３】
なお、図１４は、保護状態のセンサをハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【０１４４】
次に、センサ１２４を保護状態にするための駆動力の伝達について説明する。
図１５は、伸長状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【０１４５】
図１６は、縮退状態のセンサモジュールを示す側面図である。
これらの図に示すように、センサ１２４は、支柱頭部１２２ｂに、伸縮方向に対して垂直に取り付けられている。また、センサ１２４が備える第１係合フランジ１５３に対応する支柱頭部１２２ｂの部分にはレバー部材１８１が軸支されている。このレバー部材１８１の一端部は第１係合フランジ１５３とハウジング１４２側から当接することができるものとなっている。
【０１４６】
一方、支柱脚部１２２ａには、板状のカム部材１８２が取り付けられている。カム部材１８２は、支柱頭部１２２ｂが縮退するにつれて近づいてくるレバー部材１８１の他端部と当接し、当該他端部をハウジング１４２側に押し出すことができる形状と剛性を備えた部材である（図１６参照）。
【０１４７】
以上のようにレバー部材１８１とカム部材１８２とを備えることで、センサモジュール１２０が伸長状態、すなわちセンサ１２４によるセンシングが必要な場合は、解除手段１４６に外部から駆動力が伝達されていないため、位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力により、解除手段１４６はセンシング位置で固定され、センサ１２４はセンシング状態となる。
【０１４８】
一方、センサモジュール１２０が縮退状態、すなわち、センサ１２４を振動などから保護する必要がある場合は、エアシリンダ１２３の駆動力がレバー部材１８１を介して解除手段１４６に伝達され、解除手段１４６は、ハウジング１４２に対して引き出される。すなわち解除手段１４６はセンサモジュール１２０の縮退に連動して解除位置に配置される。つまり、レバー部材１８１とカム部材１８２とは、エアシリンダ１２３の往復の駆動力をセンサ１２４の接続子１４９と端子１４８との離接動作に変換する第２変換手段として機能している。
【０１４９】
以上のような構成を採用することで、一つのエアシリンダにより、センサモジュール１２０が備える距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮と、センサ１２４のセンシング状態と保護状態との転換とを同時に行うことが可能となる。
【０１５０】
次に、さらにカバーを備えたセンサモジュール１２０を説明する。
図１７は、タレット刃物台１０７に取り付けられたセンサモジュールを示す斜視図である。
【０１５１】
同図に示すセンサモジュール１２０は、上述のセンサモジュール１２０に加え、カバーを構成する第１カバー片２２５と、第２カバー片２２６とを備えている。なお、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とを総称するときはカバー２２０と記す。
【０１５２】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、支柱１２２及びセンサ１２４をそれぞれ約半分覆うことのできる箱形状の部材であり、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが合わさることで、支柱１２２及びセンサ１２４を覆い隠すカバーとして機能することができるものとなっている。第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、基台１２１の支柱１２２を挟む両側に設けられる支持軸２３９（図１９参照）で、タレット刃物台１０７の周方向に開閉可能に軸支される。
【０１５３】
センサモジュール１２０は、さらに、エアシリンダ１２３の駆動力を前記カバー２２０の開閉動作に変換する第３変換手段として、ブラケット２３５と、第１アーム２３３と、第２アーム２３４とを備えている。
【０１５４】
ブラケット２３５は、支柱頭部１２２ｂに固定され支柱頭部１２２ｂと共に移動するＬ字形状の板状の部材である。
【０１５５】
第１アーム２３３は、第１リンク機構の構成要素であり、第１アーム２３３の一端は、ブラケットと２３５を介して支柱頭部１２２ｂと回動自在に接続され、他端は、第１カバー片２２５と回動自在に接続されている。第１アーム２３３と第１カバー片２２５との接続部分が、第１リンク機構の構成要素である第１関節２４１として機能している。また、第１カバー片２２５は、基台１２１に回動自在に支持軸２３９により軸支されており、第１リンク機構の構成要素としても機能している。以上のように、各構成要素が接続されることで第１リンク機構が構成されている。
【０１５６】
同様に、第２アーム２３４は、第２リンク機構の構成要素であり、第２アーム２３４の一端は、ブラケットと２３５を介して支柱頭部１２２ｂと回動自在に接続され、他端は、第２カバー片２２６と回動自在に接続されている。第２アーム２３４と第２カバー片２２６との接続部分が、第２リンク機構の構成要素である第２関節２４２として機能している。また、第２カバー片２２６は、基台１２１に回動自在に支持軸２３９により軸支されており、第２リンク機構の構成要素としても機能している。以上のように、各構成要素が接続されることで第２リンク機構が構成されている。
【０１５７】
さらに、センサモジュール１２０は、弾性体としてのばね２３６を備える。ばね２３６は、第１関節２４１と第２関節とが近づく方向に付勢する弦巻ばねである。このように、第１関節２４１と第２関節との間を付勢していると、第１アーム２３３と第２アーム２３４との死点を越えて支柱頭部１２２ｂが伸長状態にあれば、ばね２３６の付勢力は支柱頭部１２２ｂを伸長させる方向に作用する。また、第１アーム２３３と第２アーム２３４との死点を越えて支柱頭部１２２ｂが縮退状態にあれば、ばね２３６の付勢力は支柱頭部１２２ｂを縮退させる方向に作用する。
【０１５８】
図１８は、カバー２２０が閉じた状態（つまり、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６が接した状態）のセンサモジュール１２０を示す外観斜視図である。
【０１５９】
このカバーが閉じた状態は、支柱頭部１２２ｂがタレット内周側端部へ退入した状態に対応する。
【０１６０】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、この閉じた位置において、支柱１２２及びセンサ１２４を覆うとともに、タレット刃物台１０７が回転した場合に他の構成部と干渉しない刃物の旋回半径内に収容される。
【０１６１】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、支柱頭部１２２ｂが動くに連れて、第１リンク機構、および、第２リンク機構により、開いた位置と閉じた位置との間を移動する。つまり、第１リンク機構と第２リンク機構とが協働することにより、第１リンク機構と第２リンク機構とがエアシリンダ１２３の駆動力をカバーの開閉動作に転換する第３変換手段として機能している。
【０１６２】
次に、カバー２２０の開状態及び閉状態を安定的に保持する機構について説明する。
図１９は、カバーの開閉状態を同時に示す概念図である。
【０１６３】
支柱頭部１２２ｂがタレット内周側端部にある場合の位置を実線及び点線で示し、支柱頭部１２２ｂがタレット外周側端部にある場合の位置を二点鎖線で示す。
【０１６４】
支柱頭部１２２ｂの移動範囲の両端部は、ばね２３６の付勢力によって支柱頭部１２２ｂが各端部に押止される位置に設けられる。
【０１６５】
支柱頭部１２２ｂがタレット内周側（図面右方）の端部にある場合には、第１アーム２３３のブラケット２３５側の接続点が第１カバー片２２５側の接続点よりも右方にあり、また第２アーム２３４のブラケット２３５側の接続点が第２カバー片２２６側の接続点よりも右方にある。
【０１６６】
この位置において、ばね２３６の付勢力はブラケット２３５を右方へ押し出す方向に働くので、支柱頭部１２２ｂは移動範囲のタレット内周側の端部に押止される。
【０１６７】
支柱頭部１２２ｂがタレット外周側（図面左方）へ移動するに連れて、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角は増していく。そして、第１アーム２３３及び第２アーム２３４が支柱頭部１２２ｂの移動方向に対して垂直になる位置で、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角が最大となる。支柱頭部１２２ｂがその位置を通過するとカバー片は閉じ始め、移動範囲のタレット外周側の端部に到達するまで、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角は減っていく。
【０１６８】
支柱頭部１２２ｂがタレット外周側の端部にある場合には、第１アーム２３３のブラケット２３５側の接続点が第１カバー片２２５側の接続点よりも左方にあり、また第２アーム２３４のブラケット２３５側の接続点が第２カバー片２２６側の接続点よりも左方にある。
【０１６９】
この位置において、ばね２３６の付勢力はブラケット２３５を左方へ押し出す方向に働くので、支柱頭部１２２ｂは移動範囲のタレット外周側の端部に押止される。
【０１７０】
この構成により、エアシリンダ１２３に供給されるエアーが途絶え、駆動力が発生しなくなった場合、つまり、駆動機構からの駆動力が途切れた場合でも、ばね２３６の付勢力によって、カバー２２０の開状態及び閉状態が安定して保たれるので、不時の停電などにおけるフェイルセーフに役立つ。
【０１７１】
さらに、本実施の形態におけるセンサモジュール１２０は、支柱１２２の伸縮と、センサ１２４の解除手段１４６の解除位置とセンシング位置との転換と、カバー２２０の開閉とは連動しているため、ばね２３６の付勢力により、エアー途切れなど駆動力が発生しない状況下でも、支柱１２２が縮み、センサ１２４が保護状態にあり、カバー２２０が閉ざされている状況が維持される。また、支柱頭部１２２ｂが伸長し、センサ１２４がセンシング状態にあり、カバー２２０が開かれている状況が維持される。
【０１７２】
次に、上記のように構成されたタレット旋盤１００の動作について説明する。
ワーク１１２の計測を行う際、タレット旋盤１００の制御部１４１（図４参照）は、インデックス機構１０８を制御することによって、タレット刃物台１０７のセンサモジュールが取り付けられた刃物取り付け面をワーク１１２の方向へ位置付ける。
【０１７３】
そして、エアシリンダ１２３へエアーを供給することにより、支柱頭部１２２ｂをタレット外周側端部へ進出する。この動きに伴い、カバー２２０が開き、センサ１２４がセンシング状態となる。
【０１７４】
この状態で、ワーク１１２の計測が行われる。すなわち、制御部１４１は、タレットスライド１０９を移動させ、ワーク１１２の直径上の２点のＸ座標をセンサ１２４の接触により特定することにより、ワーク１１２の直径を計測する。
【０１７５】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、タレット刃物台１０７の周方向に、工具の旋回半径から大きく逸脱することなく開閉するので、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６を退避させるための空間をわざわざ取る必要がなく、タレット旋盤の小型化の点で有利である。
【０１７６】
また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、ワーク１１２から遠ざかる方向に開くので、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６とワーク１１２との干渉が起こりにくい。第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、ワーク１１２との干渉回避の点から、隣接する工具との干渉が生じない限り広く開くことが望ましい。
【０１７７】
さらに、支柱頭部１２２ｂと共にセンサ１２４がワーク方向へ進出することで、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６とセンサ１２４とのクリアランスが増大することも、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６と大型のワーク１１２との干渉を回避する上で有利である。
【０１７８】
ワーク１１２の計測が終わると、制御部１４１は、再びエアシリンダ１２３へエアーを供給することにより、支柱頭部１２２ｂを移動範囲のタレット内周側端部へ移動させる。これにより、支柱頭部１２２ｂと共にセンサ１２４がタレット内周側に引き込まれ、カバー２２０が閉じ、センサ１２４が保護状態となる。
【０１７９】
この状態で、支柱脚部１２２ａ、センサ１２４、支柱頭部１２２ｂは、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６で覆われ、切粉やクーラントの飛来及び接触から保護される。また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は刃物の旋回半径内に収容され、タレット刃物台１０７が回転した場合でも他の構成部と干渉しない。
【０１８０】
このような保護が得られた状態で、制御部１４１は、タレット刃物台１０７を回転させることによって好適な工具をワーク１１２の方向へと位置付け、ワーク１１２の加工を続行する。
【０１８１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、端部にセンサ１２４を備えるアーム３２２が回動することにより、センサ距離を伸縮させることのできるセンサモジュール１２０を備えるタレット旋盤１００について説明する。タレット旋盤１００は、本発明の工作機械の別の一例である。
【０１８２】
なお、実施の形態２のタレット旋盤１００の基本的な構成は、実施の形態１のタレット旋盤１００と同じである。そこで、実施の形態２において特徴的な構成部であるセンサモジュール１２０を中心に説明する。
【０１８３】
まず、図２０〜図２３を用いて、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０の基本的な構成について説明する。
【０１８４】
図２０は、本発明の実施の形態２におけるセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１８５】
センサモジュール１２０は、基台１２１と、基台１２１に取り付けられ回動するアーム３２２と、アーム３２２と一体に回動するギアボックス３２３と、アーム３２２の回動を駆動する駆動部３２４と、センサ１２４（図２０に図示せず）を覆う第１カバー片２２５と第２カバー片２２６と、アーム３２２の先端部に取り付けられた後部カバー３２７とを有する。
【０１８６】
図２０は、アーム３２２を内側に収めてセンサ距離を縮めた状態のセンサモジュール１２０を示している。この状態から駆動部３２４は、アーム３２２を１８０度回動させることができる。
【０１８７】
アーム３２２の端部に保持されているセンサ１２４は、アーム３２２が回動することにより、工具取り付け面１１０との距離（センサ距離）が伸ばされることになる。
【０１８８】
図２１は、図２０に示す状態からアーム３２２が９０度回動した状態のセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１８９】
図２２は、図２０に示す状態からアーム３２２がさらに９０度回動した状態のセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１９０】
図２１に示すように、アーム３２２の回動に伴い、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが開く。詳細は後述する。
【０１９１】
また、図２２に示すように、アーム３２２が図２０に示す状態から１８０度回転すると、センサ距離が伸ばされた状態となり、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが完全に開く。
【０１９２】
このように、センサモジュール１２０は、アーム３２２を回動させることにより、センサ１２４の径方向の位置を、工具取り付け面１１０から遠い位置へ持っていくことができる。つまり、センサ距離を伸ばすことができる。
【０１９３】
このようにセンサ距離を伸ばすことにより、センサ１２４によりワークの直径の両端の位置を直接計測することが可能となる。
【０１９４】
なお、駆動部３２４は、例えば、エアシリンダとラック・アンド・ピニオンとで構成されており、エアシリンダを駆動源としてアーム３２２を回動させることができる。
【０１９５】
また、駆動部３２４にエアシリンダを用いた場合は、上述のように、切粉のブロー等のためにタレット刃物台１０７に供給されるエアーを利用することができる。
【０１９６】
また、アーム３２２と駆動部３２４とにより本発明の工作機械およびセンサモジュールにおける距離伸縮機構が実現される。
【０１９７】
また、図２２に示す状態から、アーム３２２が逆に１８０度回動すると、図２０に示す状態、つまり、センサ距離を縮め、かつ、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが閉じた状態となる。
【０１９８】
このような第１カバー片２２５および第２カバー片２２６の開閉動作は、本実施の形態においてはギアボックス３２３およびリンク機構により実現されている。リンク機構の詳細については後述する。
【０１９９】
なお、センサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態にある場合、センサモジュール１２０の径方向の長さは、工作機械の他の構成部に干渉しない長さである。
【０２００】
図２３は、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態の外観を示す拡大正面図である。
【０２０１】
同図に示すように、センサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態にある場合、本実施の形態においては、センサモジュール１２０の一部が、上述の最大回転半径であるＲ１を越えている。
【０２０２】
しかしながら、センサモジュール１２０は、非干渉領域（同図のＲ２に示される円内）に収まっているため、センサモジュール１２０がタレット刃物台１０７の回転動作の妨げとなることはない。
【０２０３】
このように、実施の形態２のセンサモジュール１２０も、実施の形態１のセンサモジュール１２０同じく、タレット刃物台１０７の回転の妨げとならない態様でタレット刃物台１０７に取り付けられている。
【０２０４】
また、センサモジュール１２０がワーク側の切削位置にあるときにアーム３２２が回動することでセンサ距離が伸長される。これにより、ワークの直径の直接的な計測を可能としている。
【０２０５】
次に、図２４〜図３０を用いて、実施の形態２のセンサモジュール１２０の構成および動作の詳細を説明する。
【０２０６】
図２４は、実施の形態２のセンサモジュール１２０の構成を示す平面図である。
同図に示すように、センサモジュール１２０は、上述のアーム３２２等の構成部の他に、カム３２８とスライド部材３２９とを備えている。
【０２０７】
また、駆動部３２４は、タレット刃物台１０７の回転軸と平行、つまりＺ軸に平行な方向の駆動軸３２４ａを有する。
【０２０８】
アーム３２２は駆動軸３２４ａと連結されており、駆動部３２４は駆動軸３２４ａを介してアーム３２２を回動させることができる。
【０２０９】
このとき、アーム３２２に取り付けられているギアボックス３２３は、アーム３２２とともに回動する。この回動に伴いギアボックス３２３内のギアが回転し、カム３２８をＺ軸方向に平行な方向に移動させる。
【０２１０】
このようにカム３２８が移動することにより、カム３２８に連結されたスライド部材３２９が同じ方向に移動する。
【０２１１】
なお、スライド部材３２９は、アーム３２２およびギアボックス３２３に対してＺ軸方向に平行な方向にのみスライド可能である。これにより、スライド部材３２９に連結されたカム３２８は、アーム３２２およびギアボックス３２３に対して回転しない。
【０２１２】
図２５は、カム３２８の外観を示す斜視図である。
カム３２８は、ギアボックス３２３内のギアの内周の突起が係合し摺動するカム溝３２８ａと、スライド部材取付部３２８ｂが取り付けられる部位であるスライド部材取付部３２８ｂとを有する。
【０２１３】
図２５は、ギアボックス３２３の内部構造の概要を示す図である。
図２５に示すように、ギアボックス３２３は、ギアケース３２３ａと、第１ギア３２３ｂと、第２ギア３２３ｃと、第３ギア３２３ｄとを有する。
【０２１４】
これら３つのギアのうち、第１ギア３２３ｂのみが、基台１２１に対して回転しない。具体的には、基台１２１の円筒部１２１ａ（図２４参照）に固定さている。
【０２１５】
そのため、ギアボックス３２３が駆動軸３２４ａを中心に回動すると、第１ギア３２３ｂは、ギアケース３２３ａに対して相対的に回転することになる。
【０２１６】
また、第３ギア３２３ｄの内周には突起３２３ｅが設けられており、第３ギア３２３ｄの内側の孔に挿入されたカム３２８のカム溝３２８ａと係合している。また、カム溝３２８ａの方向は、第３ギア３２３ｄの回転面に対して斜めの方向である。
【０２１７】
この構造において、第３ギア３２３ｄが回転することにより、ギアボックス３２３に対して回転しないカム３２８は、Ｚ軸に平行な方向、つまり、図２６の奥方向または手前方向に移動する。
【０２１８】
例えば、駆動軸３２４ａが図２６に示すように時計回りに回動すると、それに伴い、ギアボックス３２３が同じ方向に回動する。
【０２１９】
このとき、基台１２１に固定された第１ギア３２３ｂは、ギアケース３２３ａに対しては反時計回りに回転する。
【０２２０】
この第１ギア３２３ｂの回転力は第２ギア３２３ｃを介して、第３ギア３２３ｄに伝わり、第３ギア３２３ｄは反時計回りに回転する。これにより、カム３２８はＺ軸に平行な方向に移動する。
【０２２１】
図２７は、カム３２８が移動する様子を示す模式図である。
同図に示すように、突起３２３ｅは、カム溝３２８ａをなぞりながらＺ軸に垂直な方向に移動する。これにより、カム３２８はＺ軸に平行な方向へ移動する。
【０２２２】
例えば、図２７の左方向が、図２６の奥方向である場合、ギアボックス３２３が時計回りに回動することで、第３ギア３２３ｄは反時計回りに回転する。これにより、カム３２８は、図２６の手前方向（図２７の右方向）に移動する。
【０２２３】
また、ギアボックス３２３が反時計回りに回動すると、カム３２８は、図２６の奥方向（図２７の左方向）に移動する。
【０２２４】
このようなカム３２８の移動に伴ってスライド部材３２９が移動し、第３変換手段としてのリンク機構により第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開閉し、また、第２変換手段によりセンサ１２４をセンシング状態と、保護状態とに変換する。
【０２２５】
図２８は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が閉じた状態を示す図である。
【０２２６】
同図に示すように、第１カバー片２２５は、後部カバー３２７と第１ピン２２５ａで回動可能に連結されており、第１ピン２２５ａを回動軸として回動することができる。
【０２２７】
また、第２カバー片２２６は、後部カバー３２７と第２ピン２２６ａで回動可能に連結されており、第２ピン２２６ａを回動軸として回動することができる。
【０２２８】
また、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６のそれぞれはスライド部材３２９と第３変換手段リンクで連結されている。
【０２２９】
同図に示す状態から、カム３２８が、センサ１２４が存在する方向、つまり同図における右方向に移動すると、スライド部材３２９も右方向に移動する。
【０２３０】
スライド部材３２９が右方向に移動すると、リンク機構により、第１カバー片２２５が同図の上方向に回動する。また、第２カバー片２２６が下方向に回動する。つまり、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開くように回動する。
【０２３１】
このようにカム３２８の右方向への移動に伴い、次第に第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が次第に開いていき、図２９に示す状態を経て図３０に示す状態になる。
【０２３２】
図２９は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が完全に開く前の状態を示す図であり、図３０はこれらが完全に開いた状態を示す図である。
【０２３３】
図３０に示すように、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６のそれぞれが略９０度だけ回動することにより、センサ１２４によるワークの寸法の計測時にこれらカバー片が邪魔になることがない。
【０２３４】
また、これらカバー片内に切粉等のごみが存在する場合でも、そのごみをカバー片内から外部に排出することができる。つまり、これらカバー片内にごみが堆積することを防ぐことが出来る。
【０２３５】
なお、図３０に示す状態から、カム３２８の左方向へ移動することにより、第１カバー片１２５および第２カバー片２２６は図２８に示す位置まで戻る。
【０２３６】
図３１は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開く際のセンサモジュール１２０の動作の流れを示す図である。
【０２３７】
なお、同図の上段は、図２８に対応する図であり、同図の中段は、図２９に対応する図であり、同図の下段は、図３０に対応する図である。
【０２３８】
同図の上段は、センサ距離が最も短い状態であり、この状態からアーム３２２が９０度回動すると同図の中段に示す状態になる。さらにアーム３２２が９０度回動すると同図の下段に示す状態になる。
【０２３９】
このように、アーム３２２が回動することにより、上述のリンク機構により第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が次第に開いていく。
【０２４０】
また、同図の下段に示すように、センサ距離が伸ばされた状態になると、アーム３２２は回動を停止し、センサ１２４はセンシング状態となりワーク１１２の寸法の計測が開始される。
【０２４１】
図３２は、センサ距離を縮めた状態のセンサモジュールを示す断面図である。
図３３は、センサ距離を伸ばした状態のセンサモジュールを示す断面図である。
【０２４２】
なお、実施の形態２で使用されるセンサ１２４は、実施の形態１で使用されるセンサ１２４とまったく同じであるため、構成や機能の説明を省略し、同じ構成要素については同じ番号を付して説明する。
【０２４３】
これらの図に示すように、センサ１２４は、アーム３２２先端に、固定状態で取り付けられている。センサ１２４は、アーム３２２の回転軸と平行に配置されている。また、一端部が閉塞される円筒形状のカム３２８の内部に挿通される第１係合フランジ１５３は、カム３２８の内部に取り付けられる係合鉤３４１と係合するものとなっている。また、第１係合フランジ１５３と係合鉤３４１との係合は、位置決めフランジ付勢手段１５８に抗し第１係合フランジ１５３を係合鉤３４１とが引っ張れる方向に係合する関係となっている。
【０２４４】
以上のように、第１係合フランジ１５３とカム３２８とが連動して動作するため、センサ距離が伸びた状態、すなわち、センサ１２４によるセンシングが必要な場合は、アーム３２２に対しカム３２８が近づき第１係合フランジ１５３を係合鉤３４１との係合状態が解除されるため、位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力により、解除手段１４６はセンシング位置で固定され、センサ１２４はセンシング状態となる。
【０２４５】
一方、センサ距離が縮んだ状態、すなわち、センサ１２４を振動などから保護する必要がある場合は、アーム３２２に対しカム３２８が遠ざかるため、係合鉤３４１が第１係合フランジ１５３を引っ張り、解除手段１４６に伝達される。従って、解除手段１４６は、ハウジング１４２に対して引き出され、センサ１２４は保護状態となる。
【０２４６】
つまり、アーム３２２の回転力は、アーム３２２に対するカム３２８の往復の駆動力に変換され、当該カム３２８の往復の駆動力は、センサ１２４の接続子１４９と端子１４８との離接動作に変換されており、これらの機構が第２変換手段として機能している。
【０２４７】
図３４は、ワーク１１２の直径を計測する際の、センサモジュール１２０とワーク１１２との位置関係の一例を示す図である。
【０２４８】
同図に示すように、アーム３２２が回動し、センサ距離を伸ばすことにより、タレット刃物台１０７から近いＰ１の位置のみならずタレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置の計測も可能となる。つまり、ワーク１１２の直径を直接計測することができる。
【０２４９】
ワーク１１２の直径の計測の際のタレット刃物台１０７の動きは図７に示すものと同じである。
【０２５０】
すなわち、センサ距離を伸ばした状態で、タレット刃物台１０７がＸ軸に平行な方向への移動およびＺ軸に平行な方向への移動を繰り返すことにより、Ｐ１とＰ２の位置を計測する。
【０２５１】
なお、このようなアーム３２２の回動およびタレット刃物台１０７の移動は、実施の形態１における支柱１２２の伸縮等と同じく、制御部１４１よって制御される。
【０２５２】
実施の形態２のタレット旋盤１００はこのような動作により、実施の形態１のタレット旋盤１００と同じく、主軸１０２に把持されたワークの直径を直接計測することができる。これにより、正確な直径の値を得ることができる。
【０２５３】
また、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０は、実施の形態１におけるセンサモジュール１２０と同じく、タレット旋盤１００内の空間を不要に消費することなく、かつ、タレット刃物台１０７の回転を妨げることはない。
【０２５４】
また、必要なときにのみ、アーム３２２を回動させてセンサ距離を伸ばすことで、ワークの寸法を直接計測することができる。
【０２５５】
また、センサモジュール１２０も独立して開発が可能であり、基台１２１の形状または大きさ等を変更すれば、様々なタレット旋盤でワーク寸法の機内計測に用いることができる。
【０２５６】
このように、実施の形態２のタレット旋盤１００は、ワークの直径を正確に計測でき、かつ、小型化が可能な工作機械である。また、本実施の形態のセンサモジュール１２０は、このような効果を工作機械にもたらすことのできるセンサモジュールである。
【０２５７】
なお、本実施の形態において、センサモジュール１２０のアーム３２２の回動軸となる駆動軸３２４ａは、タレット刃物台１０７の回転軸と平行であるとした。しかしながら、駆動軸３２４ａは別の方向を向いていてもよい。
【０２５８】
要するに、駆動軸３２４ａの方向は、アーム３２２を回動させることで、タレット刃物台１０７の回転の妨げとならず、計測対象のワークの直径を直接計測できるようにセンサ距離を伸縮させることが可能な方向であればよい。
【０２５９】
また、センサモジュール１２０を用いてワークの直径以外の寸法を計測してもよい。例えば、中ぐり加工により形成される穴の直径である穴の内径を計測してもよい。
【０２６０】
また、駆動部３２４の駆動源としてエアシリンダに換えてソレノイドや電気モータを駆動源として採用してもよい。
【０２６１】
また、センサ１２４はタッチ式のセンサでなくてもよく、光学的にワークの形状及び位置等を計測するセンサでもよい。さらには、寸法以外の温度等の物性値を計測するセンサであってもよい。
【０２６２】
また、タレット旋盤以外の工作機械においても、実施の形態２のセンサモジュールを用いて加工対象物の寸法を計測することができる。
【０２６３】
以上、本発明の工作機械の一例としてのタレット旋盤について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【０２６４】
例えば、駆動機構を、エアシリンダに代えて、オイルシリンダ、電磁ソレノイド、又は電気モータで実現することも、もちろん可能である。
【０２６５】
また、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とを閉じる方向に付勢する弾性体は、ばね２３６に限定されない。例えば、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６のそれぞれと基台１２１とに掛け渡されるねじりばねであってもよい。
【０２６６】
また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の支持軸をタレットの前面側に向かって狭まる非平行に配置してもよい。そうすれば、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６それぞれのセンサ１２４側の先端部が開きながらタレットの前面側に移動するので、ワーク１１２からより遠ざかることができる。このことは、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６と大型のワーク１１２との干渉を回避する上で有利である。
【０２６７】
また、回転式の工具選択機構としてのタレットを備える工作機械には、タレット旋盤以外にも、マシニングセンタなどがあり得る。
【０２６８】
本発明の工作機械の一例としてのタレット旋盤によれば、支柱１２２とセンサ１２４とが第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６で覆われ、少なくともセンサ１２４はカバーされることにより切粉やクーラントから保護され、センサ１２４の長寿命化が図られるとともに、タレット旋盤の小型化に役立つ次のような多くの特徴が得られる。
【０２６９】
すなわち、伸縮機構とセンサとカバーとがタレットの工具取り付け面に設けられるので、従来のようにセンサを取り付けるためのアームをタレット刃物台と別体に設ける構成とは異なり、機内の空間が無駄に占有されることがない。また、他の工具取り付け面への刃物着脱の邪魔になりにくい。
【０２７０】
さらには、基台１２１から上部の構造は、工具取り付け面に取り付けられるセンサモジュールとして、タレット１０３とは独立して設計でき、また、タレット１０３には従来のアームのような複雑な機構を付け加えない。そのため、タレット旋盤の合理的な設計開発が可能となり、タレット旋盤の信頼性の向上にも役立つ。
【産業上の利用可能性】
【０２７１】
本発明の工作機械は、例えばタレット旋盤やマシニングセンタといった、工具選択機構としてのタレットを有する工作機械として広く利用できる。
【０２７２】
また、本発明のセンサモジュールは、工具選択機構としてのタレットを有する工作機械におけるワークの寸法の計測機構として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本実施の形態にかかるタレット旋盤の外観を示す斜視図である。
【図２】センサモジュールが縮んだ状態の外観を示す斜視図である。
【図３】センサモジュールが伸びた状態の外観を示す斜視図である。
【図４】タレット旋盤の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図５】主軸およびタレットを示す正面図である。
【図６】センサモジュールが伸びた状態を示す正面図である。
【図７】タレット旋盤のワーク直径を計測する動作の流れを説明する図である。
【図８】センサの外観を示す斜視図である。
【図９】センサの内部を模式的に示す断面図である。
【図１０】センサの一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。
【図１１】端子の結線状態を示す平面図である。
【図１２】端子と接続子の状態を示す側面図である。
【図１３】センサのセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。
【図１４】保護状態のセンサをハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図１５】伸長状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【図１６】縮退状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【図１７】タレット刃物台に取り付けられたセンサモジュールを示す斜視図である。
【図１８】カバーが閉じた状態のセンサモジュールを示す斜視図である。
【図１９】カバーの開閉状態を同時に示す概念図である。
【図２０】本発明の実施の形態２におけるセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２１】アームが９０度回動した状態のセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２２】アームがさらに９０度回動した状態のセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２３】センサモジュールがセンサ距離を縮めた状態の外観を示す拡大正面図である。
【図２４】センサモジュールの構成を示す平面図である。
【図２５】カムの外観を示す斜視図である。
【図２６】ギアボックスの内部構造の概要を示す図である。
【図２７】カムが移動する様子を示す模式図である。
【図２８】第１カバー片および第２カバー片が閉じた状態を示す図である。
【図２９】第１カバー片および第２カバー片が完全に開く前の状態を示す図である。
【図３０】第１カバー片および第２カバー片が完全に開いた状態を示す図である。
【図３１】第１カバー片および第２カバー片が開く際のセンサモジュールの動作の流れを示す図である。
【図３２】保護状態のセンサを示す断面図である。
【図３３】センシング状態のセンサを示す断面図である
【図３４】ワークの直径を計測する際の、センサモジュールとワークとの位置関係の一例を示す図である。
【図３５】一般的なタレット旋盤の主要部の一例を示す外観斜視図である。
【図３６】一般的なタレット旋盤におけるタレット刃物台と主軸との位置関係を示す正面図である。
【図３７】一般的なタレット旋盤におけるタレット刃物台の最大回転半径と可動範囲とを示す図である。
【図３８】ワークの直径を計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【０２７４】
３２ 検出器（従来）
１００ タレット旋盤
１０２ 主軸
１０３ タレット
１０４ ベッド
１０５ 主軸台
１０６ チャック
１０７ タレット刃物台
１０８ インデックス機構
１０９ タレットスライド
１１０ 工具取り付け面
１１１ 工具
１１１ａ 工具ステーション
１１２ ワーク
１２０ センサモジュール
１２１ 基台
１２２ 支柱
１２２ａ 支柱脚部
１２２ｂ 支柱頭部
１２３ エアシリンダ
１２４ センサ
１３２ 接続部材
１４０ 機構部
１４１ 制御部
１４２ ハウジング
１４４ プローブ
１４６ 解除手段
１４７ 位置決めフランジ
１４８ 端子
１４８ａ、１４８ｂ 電極
１４９ 接続子
１５０ 基板
１５１ 第２係合フランジ
１５２ プローブ付勢手段
１５３ 第１係合フランジ
１５４ 係合爪
１５８ 位置決めフランジ付勢手段
１６０ 保持部材
１６２ 保持孔
１８１ レバー部材
１８２ カム部材
２２０ カバー
２２５ 第１カバー片
２２６ 第２カバー片
２３３ 第１アーム
２３４ 第２アーム
２３５ ブラケット
２３９ 支持軸
２４１ 第１関節
２４２ 第２関節
３２２ アーム
３２３ ギアボックス
３２３ａ ギアケース
３２３ｂ ギア
３２３ｃ ギア
３２３ｄ ギア
３２３ｅ 突起
３２４ 駆動部
３２４ａ 駆動軸
３２７ カバー
３２８ カム
３２８ａ 溝
３２８ｂ 部材取付部
３２９ 部材
３４１ 係合鉤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タレット刃物台に設置された刃物で金属加工を行う工作機械に関し、特に加工対象物であるワークを計測するセンサを前記タレット刃物台に備える工作機械等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械の１つとして、回転式の工具選択機構であるタレットを備えたタレット旋盤が使用されている。
【０００３】
図３５は、一般的な従来のタレット旋盤の一例を示す外観斜視図である。同図に示すようにタレット旋盤１００は、主軸１０２及びタレット１０３を備える。
【０００４】
主軸１０２は、ベッド１０４に設けられる主軸台１０５に支持され、主軸チャック１０６にてワーク（図示せず）を把持し回転する。
【０００５】
タレット１０３は、タレット刃物台１０７、インデックス機構１０８、及びタレットスライド１０９からなる。
【０００６】
タレット刃物台１０７は、回転軸の周囲に複数の工具取り付け面１１０を有し、インデックス機構１０８によって回転可能に支持されている。工具取り付け面１１０には、バイトやドリルなどの工具１１１が工具ステーション１１１ａを介して装着される。
【０００７】
なお、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを結ぶ直線は、図中に示すＸ軸（水平面内）に平行である。
【０００８】
インデックス機構１０８は、タレットスライド１０９に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台１０７を回転させることで特定の工具取り付け面１１０をワーク側に位置させることができる。
【０００９】
図３６は、タレット旋盤１００におけるタレット刃物台１０７と主軸１０２との位置関係を示す正面図である。
【００１０】
同図に示すように、ワーク１１２の加工を行うために選択された工具は、タレット刃物台１０７を回転させることにより、切削位置に配置される。ここで切削位置とは、主軸１０２の回転軸を通りＸ軸に平行な直線上であって、ワーク１１２側の位置である。なお、この切削位置にバイト等の工具を位置させることを、一般に、工具を「割り出す」といい、以下においても使用する。
【００１１】
インデックス機構１０８は、モータ駆動によりタレット刃物台１０７を主軸１０２の回転軸に平行な方向であるＺ軸方向に移動させることができる。
【００１２】
タレットスライド１０９は、ベッド１０４上に、Ｘ軸方向に移動可能に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台１０７及びインデックス機構１０８と共にＸ軸方向に移動する。
【００１３】
インデックス機構１０８とタレットスライド１０９とにより、タレット刃物台１０７は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動することができる。従って、割り出された工具は、回転する主軸１０２に把持されたワーク１１２を、径方向、及び、軸方向に加工することができる。
【００１４】
以上説明した構成は、通常は筐体（図示せず）に収められ、筐体内にてワークの加工が行われる。
【００１５】
ここで、タレット旋盤などの工作機械には、ワークを主軸から取り外すことなく機内でワークの寸法を計測する機能が設けられることがある。この機能を用いることにより、ワークを機外に取り出すことなく寸法計測を行えるため、工作機械の作業効率を向上させることができる。また、温度変化などの機内の環境変化によるワークや機体の変位を計測し工作機械に対する制御量を校正することで高い寸法精度を維持できる。
【００１６】
例えば、タレット刃物台の工具取り付け面に工具ステーションまたは同様の取付具を介してセンサを取り付け、ワークの直径などを計測する機能を有するタレット旋盤が存在する。
【００１７】
図３７は、一般的なタレット旋盤における、工具ステーションを含むタレット刃物台の最大回転半径と可動範囲とを示す図である。
【００１８】
同図に示すように、従来のタレット旋盤１００では、タレット刃物台１０７は、切削位置にある工具１１１が、主軸１０２の回転軸をわずかに越える程度の範囲でＸ軸方向に移動する。
【００１９】
タレット刃物台１０７のＸ軸方向の可動範囲がこのような範囲であることは、ワーク１１２の外周の切削及び中ぐり加工等を行う上では何ら問題はない。
【００２０】
しかし、工具ステーション１１１ａ等の取付具にセンサを取り付けた場合、主軸１０２の回転軸を挟んでタレット刃物台１０７とは反対側の位置を計測することはできない。
【００２１】
勿論、取付具の径方向の長さが長ければ、主軸１０２の回転軸より向こう側のワークの側面位置を計測することも可能である。
【００２２】
しかしながら、工具ステーション１１１ａ等の取付具及び取り付けられる工具等を含むタレット刃物台１０７の最大回転半径Ｒは、短くすることが望まれる。
【００２３】
これは、タレット刃物台１０７が回転する際に取付具及び工具等が機内の他の構成部に干渉しないため、タレット旋盤１００の全体のコンパクト化のため、及び、工具のタレット刃物台１０７に対する位置精度を担保するため等の理由による。
【００２４】
このように、主軸１０２の回転軸より一方の側のワークの外周位置を計測することで直径を算出した場合、温度変化などの機内の環境変化によるワークや機体の歪み等により、正確な値を得ることは困難である。
【００２５】
そこで、ワークの直径の両端の位置を計測することでワークの直径を直接的に計測する機構を有するタレット旋盤も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２６】
図３８は、ワークの直径を直接的に計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台の一例を示す概要図である。同図（Ａ）は前面図であり、同図（Ｂ）は上面図である。
【００２７】
同図（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すタレット旋盤１００は、タレット刃物台１０７の前方でタレット刃物台１０７中心の非回転部材に旋回可能に支持されるレール３１を備えている。また、レール３１の先端部には検出器３２が取り付けられている。
【００２８】
このレール３１の長さは、タレット刃物台１０７が主軸１０２に近接した際に、ワーク１１２の直径の両端（Ｐ１とＰ２）のうち、主軸１０２の回転軸を挟んでタレット刃物台１０７とは反対側の一端（Ｐ２）の位置を検出器３２が計測可能な長さである。
【００２９】
タレット旋盤１００は、このような構成を採用することにより、同図（Ｂ）に示すように、ワーク１１２の直径の両端であるＰ１およびＰ２の位置を計測することができる。このようにして得たＰ１とＰ２との差分からワーク１１２の直径を求めることができる。
【００３０】
しかしながら、従来の技術によれば、センサを取り付けるためのアームをタレット刃物台とは別体に設けるので、タレット旋盤の小型化は困難である。
【００３１】
また、同図（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、アームの回転半径は比較的大きなものになるため、アームの設置自体が不可能な場合もある。
【００３２】
さらに、アームをタレット刃物台の前方に設けるので、工具交換の際にアームが邪魔になりやすい。
【００３３】
そこで、本願発明者らは、鋭意努力の結果、センサをタレット刃物台の刃物取り付け面に取り付けると共に、センサをタレット刃物台の径方向に移動可能とする距離伸縮機構を備える工作機械を見出だすに至った。当該工作機械は、前記距離伸縮機構によりセンサ距離を伸ばすことで、ワークの直径を測定することができ、距離伸縮機構によりセンサ距離を縮めることで、タレット刃物台を回転させても、他の構成物と干渉することがない。
【特許文献１】実開平７−３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
ところが、タレット刃物台に先端にセンサ備える距離伸縮機構をとりつけた場合、タレット刃物台の回転や、タレット刃物台の他の位置に取り付けられた切削工具によりワークを切削する際などに発生する振動により、センサの寿命が著しく短くなってしまうという課題を見出した。
【００３５】
これは、距離伸縮機構の構造上、タレット刃物台の振動を直接、または、増幅してセンサに伝達することに起因し、センサの可動部分とセンサの固定部分とが前記振動により擦り合わされることで摩耗してしまうことが原因であることを突き止めた。
【００３６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、距離伸縮機構を備えてワークの直径を機内で測定できるにもかかわらず、センサの長寿命化を図ることのできる工作機械の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる工作機械は、主軸に把持されたワークを加工する工作機械であって、複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知するセンサと、前記センサを保持し、前記工具取り付け面に取り付けられ、当該工具取り付け面と前記センサとの間の前記タレット刃物台の径方向の距離であるセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、前記センサは、前記距離伸縮機構により前記センサ距離を縮めた状態において、前記接続子と前記端子との接続状態を解除可能な解除手段を備えることを特徴とする。
【００３８】
これにより、距離伸縮機構を介して振動がセンサに伝わったとしても、センサの接点が前記振動により摩耗することがないため、ワークの直径が測れるなどの距離伸縮機構の効果を享受しながら、センサの長寿命化を図ることができる。
【００３９】
さらに、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記センサを覆い、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が伸びる際には、前記センサを開放するカバーを備えることが好ましい。
【００４０】
これにより、センサを切り子や切削油などから保護することができ、センサの寿命をさらに長くすることが可能となる。
【００４１】
さらに、駆動機構と、前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段とを備えるか、または、駆動機構と、前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と、前記駆動機構の駆動力を前記カバーの開閉動作に変換する第３変換手段とを備えてもよい。
【００４２】
これにより、一つの駆動機構（アクチュエータ）により、距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮と、センサにおける接続子と端子との接続状態の解除と、さらには、カバーの開閉を行うことができるため、工作機械の部品点数が減少し、制御が容易になる。また、コストダウンに寄与し、製品の長寿命化や信頼度向上にも寄与する。
【００４３】
また、前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、先端部に前記センサを有し、前記基台に回動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、前記可動部を前記工具取り付け面に垂直な平面内で回転させる回転駆動機構と、前記可動部の前記基台に対する回転運動を、前記回転運動の回転軸方向の並進運動に変換する変換機構と、前記並進運動によって前記カバーを開閉させるリンク機構とを備えることが好ましい。
【００４４】
これにより、堅牢な構成とすることができる。
また、前記距離伸縮機構は、前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、先端部に前記センサを有し、前記基台に直動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、前記工作機械は、さらに、前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第１関節を有する第１リンク機構と、前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第２関節を有する第２リンク機構と、前記第１関節と前記第２関節とが近づく方向に付勢する弾性体とを備えることが好ましい。
【００４５】
これにより、弾性体により、距離伸縮機構が伸びた状態を維持することができ、また、距離伸縮機構が縮んだ状態を維持することも可能となる。つまり、リンク機構の死点を挟んだ２態様を弾性体により維持し続けることが可能となる。
【００４６】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかるセンサモジュールは、複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台に取り付けられた刃物によって主軸に把持されたワークを加工する工作機械に備えられるセンサモジュールであって、前記工具取り付け面に取り付けられ、前記タレット刃物台の径方向に伸縮する距離伸縮機構と、棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記距離伸縮機構の先端に取り付けられるセンサとを備え、前記距離伸縮機構は、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さまで縮み、前記距離伸縮機構が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される。
【００４７】
これにより、上記効果を享受しつつ、取り付け可能な工作機械に対し汎用的な運用を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、距離伸縮機構により、タレット刃物台の振動が直接、または、増幅されてセンサに伝達されたとしても、センサの可動部分とセンサの固定部分とが摩耗することなく、センサの寿命の長期化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図１は、本実施の形態にかかるタレット旋盤の外観を示す斜視図である。
図１に示すように、タレット旋盤１００は、ワークを把持して回転する主軸１０２及び回転式の工具選択機構であるタレット１０３を備えている。
【００５１】
さらに、タレット旋盤１００は、特徴的な構成部としてさらにセンサモジュール１２０を備えている。
【００５２】
センサモジュール１２０は、タレット刃物台１０７の径方向にセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構としての支柱１２２及び基台１２１と、ワークの寸法を計測するためのセンサ１２４とを備えている。
【００５３】
また、センサモジュール１２０は、工具ステーション１１１ａと同様にタレット刃物台１０７の工具取り付け面１１０に取り付けられている。
【００５４】
つまり、センサ１２４はあたかも１つの工具かのような態様でタレット刃物台１０７に取り付けられている。
【００５５】
なお、本実施の形態のタレット旋盤１００において、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とは平行であり、これら２つの回転軸を含む平面はＸ軸に平行である。
【００５６】
図２は、センサモジュール１２０が縮んだ状態の外観を示す斜視図である。
図２に示すように、センサモジュール１２０は、工具取り付け面１１０に取り付けられる基台１２１と、基台１２１からタレット刃物台１０７の径方向に起立する支柱１２２と、計測を行う際の姿勢で支柱頭部１２２ｂに固定されるセンサ１２４とを有する。
【００５７】
支柱１２２は、分離された基台と一体となされる支柱脚部１２２ａと可動部としての支柱頭部１２２ｂとからなる。支柱脚部１２２ａは、支柱１２２の起立方向に往復動する駆動力を発生させる駆動機構としてのエアシリンダ１２３を内部に備えている。
【００５８】
支柱頭部１２２ｂは、可動部として機能するものであり、エアシリンダ１２３と第１変換手段としての接続部材１３２を介して接続されている。
【００５９】
ここで接続部材１３２は、駆動力を前記支柱の伸縮に変換する部材である。本実施の形態の場合、エアシリンダ１２３が往復の駆動力を発生させるため、接続部材１３２は単なる板状の部材である。なお、駆動機構が回転の駆動力を発生させるもの、例えばモータであった場合は、第１変換手段は、モータに取り付けられるピニオンと、ピニオンの回転を往復動に変換するラックとで構成される装置になる。
【００６０】
このエアシリンダ１２３により支柱１２２が伸縮するための駆動力が発生する。つまり、エアシリンダ１２３によりセンサモジュール１２０全体がタレット刃物台１０７の径方向に伸縮することとなる。
【００６１】
ここで、タレット刃物台１０７には、切粉のブロー等のためにエアーが供給されている場合がある。この場合は、このタレット刃物台１０７に供給されるエアーを利用してエアシリンダ１２３を駆動させ、センサモジュール１２０を伸縮させることができるため、駆動機構としてエアシリンダ１２３を好適に採用しうる。
【００６２】
図３は、実施の形態におけるセンサモジュール１２０が伸びた状態の外観を示す斜視図である。
【００６３】
図３に示すように、支柱１２２が伸長することにより、センサモジュール１２０が全体として伸長する。
【００６４】
センサ１２４は、本実施の形態においては、物体との接触を検出するいわゆるタッチ式のセンサである。
【００６５】
センサ１２４は、センサモジュール１２０が伸びた状態でタレット刃物台１０７が移動することで、ワーク１１２の直径の両端の位置を検出することができる。
【００６６】
タレット旋盤１００またはタレット旋盤１００に接続されたコンピュータ等は、このようにして得られるワーク１１２の直径の両端の位置の差分を求めるとこで、ワーク１１２の直径を得ることができる。
【００６７】
なお、センサ１２４の詳細については後述する。
このようなセンサモジュール１２０の伸縮及びタレット刃物台１０７の移動等の動作はタレット旋盤１００が備える制御部により制御される。
【００６８】
図４は、実施の形態のタレット旋盤１００の主要な機能構成を示すブロック図である。
図４に示すように、タレット旋盤１００は、主要な機能構成として上述のタレット刃物台１０７等を含む機構部１４０と、制御部１４１とを備えている。
【００６９】
制御部１４１は、機構部１４０の動作を制御する機能を有し、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置、及び情報の入出力を行うインターフェース等を有するコンピュータにより実現される。
【００７０】
例えば、ワークの直径を計測する場合、制御部１４１は、タレット刃物台１０７の回転位置が、センサ１２４がワーク側に位置する回転位置であるとき、センサモジュール１２０を縮んだ状態から伸びた状態に変化させる。さらに、センサ１２４とワークとの距離を変更するように前記タレット刃物台１０７を移動させる。
【００７１】
このような制御に従いセンサモジュール１２０が伸び、タレット刃物台１０７が移動することで、当該ワークの直径の両端位置が計測される。
【００７２】
なお、ワークの加工前、加工の途中、または加工後など、所定のタイミングでワークの直径の計測が行われるようにプログラミングすることも可能である。
【００７３】
次に、図５及び図６を用いてセンサモジュール１２０が伸縮することによる効果を説明する。
【００７４】
図５は、センサモジュール１２０が縮んだ状態の外観を示す正面図である。
なお、図５に示す、ワーク１１２の外周上の２点であるＰ１及びＰ２は、主軸１０２の回転軸（＝ワーク１１２の回転軸）とタレット刃物台１０７の回転軸とを含む平面上にあり、Ｐ１とＰ２との距離がワークの直径となる。
【００７５】
当該平面は、図５においては主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを通る直線で表されており、Ｘ軸に平行である。
【００７６】
また、Ｐ１は、本発明の計測方法における位置計測の対象である第１端の一例であり、Ｐ２は第２端の一例である。
【００７７】
図５に示すように、センサモジュール１２０のタレット刃物台１０７の径方向の長さは、支柱１２２が縮んだ状態、つまり、センサ距離を縮めた状態では、タレット刃物台１０７が回転した場合に、支柱１２２及びセンサ１２４がタレット旋盤１００の他の構成部に干渉しない長さである。つまりセンサモジュール１２０の全体が他の構成部に干渉しない長さである。
【００７８】
例えば、工具が取り付けられた場合のタレット刃物台１０７の最大回転半径（Ｒ１）内になる長さであれば、タレット刃物台１０７が回転してもセンサモジュール１２０が他の構成部に干渉することはない。
【００７９】
従って、このように支柱１２２が縮んだ状態、つまり、センサ距離を縮めた状態であれば、タレット刃物台１０７は、センサモジュール１２０の存在に影響されることなく、ワークの加工または工具の交換等のために自由に回転することができる。
【００８０】
なお、図５に示すように、Ｒ１をタレット刃物台１０７の回転軸から工具ステーション１１１ａの先端までの距離と規定した場合、センサモジュール１２０の一部がＲ１を越える場合も考えられる。
【００８１】
このような場合であっても、タレット刃物台１０７が回転したときに、センサモジュール１２０が他の構成部に干渉しない領域（非干渉領域）内に納まっていればタレット刃物台１０７の回転動作に何ら影響を与えない。
【００８２】
つまり、支柱１２２が縮んだ状態の長さは、支柱１２２及びセンサ１２４が非干渉領域内に収まる長さであればよい。
【００８３】
言い換えると、センサ距離を縮めた場合の支柱１２２の長さは、タレット刃物台１０７の回転を妨げることのない長さであればよい。
【００８４】
ここで、タレット刃物台１０７は、Ｒ１が主軸１０２の回転軸に至る程度までＸ軸方向に移動することができる。そのため、支柱１２２が縮んだ状態でも、ワーク１１２の直径の両端のうち、タレット刃物台１０７に近いＰ１の位置を計測することはできる。
【００８５】
しかし、当該両端のうち、タレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置を計測することはできない。
【００８６】
そこで、本実施の形態のタレット旋盤１００は、支柱１２２を伸長させることでセンサ１２４によるＰ２の位置計測を可能としている。
【００８７】
図６は、実施の形態におけるセンサモジュール１２０が伸びた状態の外観を示す拡大正面図である。
【００８８】
図６に示すように、支柱１２２が伸びることでセンサモジュール１２０が径方向に伸びた場合、センサ１２４はＲ１の外に位置することになる。
【００８９】
このようにセンサモジュール１２０が伸びている状態であり、かつ、タレット刃物台１０７が主軸１０２方向に接近することにより、センサ１２４を、主軸１０２の回転軸よりも向こう側、つまり当該回転軸についてタレット刃物台１０７とは反対側に位置させることができる。
【００９０】
これにより、ワーク１１２の直径の両端のうち、タレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置を計測することが可能となる。
【００９１】
例えば、主軸１０２が把持可能なワークの最大直径が１００ｍｍ程度である場合を想定する。この場合、支柱１２２が伸びた状態でセンサ１２４がＲ１から外に６０ｍｍ程度外に位置すれば、センサ１２４によりＰ２の位置を計測することが可能である。
【００９２】
つまり、支柱１２２の径方向の長さは、センサ距離を伸ばした状態状態では、主軸１０２が把持可能な最大直径のワークを主軸１０２が把持した場合に、当該ワークを挟んでタレット刃物台１０７とは反対側にセンサ１２４を位置させる長さである。
【００９３】
支柱１２２が伸びた状態の長さがこのような長さであれば、例えば、様々な大きさのワークを順次加工するような場合でも、それらワークの直径の計測が可能である。
【００９４】
次に、図７を用いてタレット旋盤１００がワークの直径を計測する際の動作の流れについて説明する。
【００９５】
図７は、実施の形態のタレット旋盤１００がワーク１１２の直径を計測する際の動作の流れの一例を示す動作概要図である。なお、同図に示す一連の動作は、上述の制御部１４１によって制御されている。
【００９６】
まず、［１］タレット刃物台１０７が回転することにより、センサモジュール１２０がワーク１１２側に割り出される。
【００９７】
このときのタレット刃物台１０７の回転位置は、主軸１０２の回転軸とタレット刃物台１０７の回転軸とを通る直線上にセンサ１２４が位置する回転位置である（図５参照）。
【００９８】
次に、［２］センサ距離を伸ばした状態でタレット刃物台１０７がＸ軸に平行に主軸１０２の方向に移動する。この移動の結果、センサ１２４がワーク１１２との接触を検出することによりＰ１の位置が計測される。
【００９９】
次に、［３］タレット刃物台１０７は、Ｚ軸に平行に前方向（図７において下方向）に移動する。さらに、Ｘ軸に平行に、主軸１０２の回転軸を挟んでＰ１とは逆の方向（図７において左方向）に移動する。この移動により、センサ１２４はワーク１１２を越えた位置に来る。
【０１００】
次に、［４］タレット刃物台１０７は、Ｚ軸に平行に後ろ方向（図７において上方向）に移動する。さらに、Ｘ軸に平行に、主軸１０２の方向（図７において右方向）に移動する。この移動の結果、センサ１２４がワーク１１２との接触を検出することによりＰ２の位置が計測される。
【０１０１】
本実施の形態のタレット旋盤１００はこのような動作により、主軸に把持されたワークの直径を計測することができる。
【０１０２】
具体的には、ワークの直径の両端の位置を直接計測することにより直径を計測することができる。これにより、経時変化や温度変化によるワーク１１２やタレット旋盤１００の変位をキャンセルでき、正確なワーク１１２の直径の値を機内で得ることができる。
【０１０３】
また、このような計測を行うセンサモジュール１２０は、バイト等の工具と同じく、タレット刃物台１０７の工具取り付け面１１０に取り付けられている。
【０１０４】
つまり、センサモジュール１２０は、タレット旋盤１００内の空間を不要に消費することなく、ワークの直径の正確な計測を可能とする態様でタレット旋盤１００に備えられている。
【０１０５】
また、センサモジュール１２０は、ワークの直径を計測するとき以外は縮んだ状態であり、タレット刃物台１０７の回転を妨げることはない。
【０１０６】
さらには、センサモジュール１２０は独立して開発が可能であり、基台１２１の形状または大きさ等を変更すれば、様々なタレット旋盤でワーク寸法の機内計測に用いることができる。
【０１０７】
このように、本実施の形態のタレット旋盤１００は、ワークの直径を正確に計測でき、かつ、小型化が可能な工作機械である。また、本実施の形態のセンサモジュール１２０は、このような効果を工作機械にもたらすことのできるセンサモジュールである。
【０１０８】
以上、本発明の工作機械の一例であるタレット旋盤１００について説明した。しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１０９】
本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【０１１０】
例えば、本実施の形態において、センサモジュール１２０が計測するワークの寸法は、ワークの直径であるとし、具体的には図７に示すようにワークの外径であるとした。
【０１１１】
しかしながら、センサモジュール１２０を用いてワークの他の寸法を計測してもよい。例えば、中ぐり加工により形成される穴の直径である穴の内径を計測してもよい。
【０１１２】
センサモジュール１２０は、上述のように、センサ１２４を主軸に把持されたワークの外径の両端に位置させることができる。つまり、ワークの外径よりも短い長さである内径の両端にセンサ１２４を位置させることは可能であり、これにより内径の値を正確に得ることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態においては、駆動機構をエアシリンダ１２３として採用している。しかしながら、ソレノイドや電気モータを駆動機構として採用してもよい。
【０１１４】
また、回転式の工具選択機構としてのタレット刃物台を備える工作機械には、タレット旋盤以外にも、マシニングセンタなどがあり得る。従って、タレット旋盤以外の工作機械においても、本発明のセンサモジュールを用いて加工対象物の寸法を計測することができる。
【０１１５】
次に、センサ１２４を詳細に説明する。
図８は、センサ１２４の外観を示す斜視図である。
【０１１６】
同図に示すように、センサ１２４は、ワーク１１２との接触を電気接点の離接に変換し、当該接点の離接を電気的に読み出すことで、センサ１２４とワーク１１２との接触を検知するセンサであって、プローブ１４４と、ハウジング１４２と、解除手段１４６とを備えている。
【０１１７】
プローブ１４４は、直接ワーク１１２と接触する部材であって、円柱状の部材の先端に部分真球が一体に取り付けられた部材である。プローブ１４４は、ハウジング１４２の内部からハウジング１４２の一端部を通過してハウジング１４２の外部に至るまで突出状に配置されている。
【０１１８】
ハウジング１４２は、支柱頭部１２２ｂに直接取り付けられ、センサ１２４位置が決定されると共に、電気的な接点（接続子と端子）やその他機構を保護するための部材であり、両端部の一部が覆われた円筒形状となっている。
【０１１９】
解除手段１４６は、後述するプローブ付勢手段１５２による端子と接続子との当接を解除可能な部材であって、プローブ１４４をハウジング１４２に対し往復動させ、プローブ１４４をセンシング位置と解除位置に転換可能な部材である。解除手段１４６は、ハウジング１４２の内部からハウジング１４２の他端部を通過してハウジング１４２の外部に至るまで突出状に配置されている。解除手段１４６は、ハウジング１４２の外部に、位置決めフランジ１４７と、第１係合フランジ１５３とを備えている。
【０１２０】
位置決めフランジ１４７は、ハウジング１４２他端部と当接することで、ハウジング１４２に対する解除手段１４６の位置を決定する部材である。
【０１２１】
第１係合フランジ１５３は、外部の機構（後述）と係合することで、駆動力を解除手段１４６に伝達し、解除手段１４６を往復動させるための部材である。
【０１２２】
図９は、センサ１２４の内部を模式的に示す断面図である。
図１０は、センサ１２４の一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。
【０１２３】
同図に示すように、プローブ１４４は、ハウジング１４２の内部に、接続子１４９と、第２係合フランジ１５１とを備えている。また、プローブ１４４は、ハウジング１４２の外部に、保持部材１６０を備えている。ハウジング１４２は、自身の内部に、端子１４８を備え、一端部に保持孔１６２を備えている。解除手段１４６は、ハウジング１４２の内部に、基板１５０と、係合爪１５４と、プローブ付勢手段１５２と、位置決めフランジ付勢手段１５８とを備えている。
【０１２４】
接続子１４９は、端子１４８と接触することによって導通を確保する電気的接点として機能する円柱形状の金属部材であり、プローブ１４４の中間部に３個固定されている。全ての接続子１４９は、プローブ１４４の軸に対し垂直に固定されている。接続子１４９は、同一の円周上で均等に配置されており、各接続子１４９が相互になす角は１２０度である。つまり、接続子１４９は、プローブ１４４の軸に対し放射状均等となるようにプローブ１４４に固定されている。
【０１２５】
第２係合フランジ１５１は、解除手段１４６の係合爪１５４と係合し、プローブ１４４がハウジング１４２に没入する方向の駆動力をプローブ１４４に伝達する部材であり、プローブ１４４の基端に固定される円盤状の部材である。
【０１２６】
保持部材１６０は、プローブ１４４が解除位置に位置する際に、ハウジング１４２に設けられる保持孔１６２と嵌り合い、ハウジング１４２に対してプローブ１４４が固定されるようにする部材である。保持部材１６０は、ハウジング１４２に向かって縮径する円錐台形状をしており、プローブ１４４の中間部に固定されている。
【０１２７】
端子１４８は、接続子１４９と接触することによって導通を確保する電気的接点として機能する部材であって、Ｖ字状に配置された二つの円柱状の電極１４８ａ、電極１４８ｂで構成されている。二つの電極１４８ａ、１４８ｂは、相互に絶縁状態で、かつ、ハウジング１４２とも絶縁状態となされ、開放部をプローブ１４４の往復動方向の内側に向けて、ハウジング１４２の内側端面に取り付けられている。端子１４８は、接続子１４９に対応する位置に３個配置されている。
【０１２８】
保持孔１６２は、ハウジング１４２の一端面の中央に設けられた孔であり、外方に向けて拡径するテーパー形状となっている。保持孔１６２は、保持部材１６０と嵌り合う。
【０１２９】
基板１５０は、解除手段１４６をハウジング１４２に対しスムーズに滑りながら往復動させるための部材であり、ハウジング１４２の内部の断面形状に合致した円板部と、位置決めフランジ１４７と接続するための接続棒部とを備えている。
【０１３０】
係合爪１５４は、プローブ１４４の基端部にある第２係合フランジ１５１と係合し、解除手段１４６の駆動力をプローブ１４４に伝える部材であり、基板１５０の周縁部から基板１５０の往復動方向に一体に突設される鍵状の部材である。係合爪１５４は、基板１５０の円板部の周縁部に均等に３個一体に設けられており、それぞれが第２係合フランジ１５１と係合して、プローブ１４４をハウジング１４２の軸に沿ってまっすぐ引っ張れるものとなっている。係合爪１５４は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）では、第２係合フランジ１５１係合せず、プローブ１４４の傾動を邪魔しないものとなっている。
【０１３１】
プローブ付勢手段１５２は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）において、接続子１４９を端子１４８に緩やかに押接する弦巻ばねである。プローブ付勢手段１５２は、基板１５０に対し、プローブ１４４が遠ざかる方向に付勢力を備えている。また、前記付勢力は、接続子１４９が端子１４８に押接されているが、プローブ１４４の先端がワーク１１２に僅かに触れただけで、三つある接続子１４９と端子１４８との押接状態の少なくとも一つが解除される程度の付勢力である。
【０１３２】
位置決めフランジ付勢手段１５８は、位置決めフランジ１４７がハウジング１４２と当接した状態（センシング位置）を維持するためのものであり、ハウジング１４２の他端部内側と、対向する基板１５０との間を相互に遠ざかる方向の付勢力を備えている。位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力はプローブ付勢手段１５２の付勢力よりも強く、センサ１２４に多少の振動が加えられても、センシング位置を維持し得る付勢力を備えている。
【０１３３】
次に、センサ１２４のセンシング方法を説明する。
センサ１２４の解除手段１４６がセンシング位置にある場合は、従来のセンサと変わりがない。図１１に示すように三つの端子１４８が導線１３１により結線されている。そして、接続子１４９が端子１４８に押接されているため、図１２に示すように、二つの電極１４８ａ、１４８ｂは、接続子１４９により電気的に接続されている。以上から、二つの引出線１３１ａ、１３１ｂ間は、導通状態となっている。なお、端子１４８は、絶縁体１３３によりＶ字状に保持されている。
【０１３４】
次に、プローブ１４４がワーク１１２に接触すると、プローブ１４４がハウジング１４２に対して傾動する。プローブ１４４に固定されている接続子１４９の少なくともいずれか一つは、他の接続子１４９を軸として端子１４８から浮き上がる。これにより二つの電極１４８ａ、１４８ｂ間が絶縁状態となり、二つの引出線１３１ａ、１３１ｂ間は絶縁状態となる。
【０１３５】
従って、二つの引出線間が絶縁状態か否かを観測しておくことで、プローブ１４４とワーク１１２との接触を検知することができる。
【０１３６】
次に、センサ１２４の保護状態を説明する。
図１３は、センサ１２４のセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。同図（１）はセンシング状態を示し、同図（２）は、保護状態を示している。
【０１３７】
同図（１）に示すように、解除手段１４６がセンシング位置にある場合、基板１５０等の解除手段１４６は、ハウジング１４２に対し所定の位置に配置され、位置決めフランジ付勢手段１５８により前記位置が固定されている。この状態では、解除手段１４６の係合爪１５４と第２係合フランジ１５１とは離隔しており、プローブ１４４はプローブ付勢手段１５２により接続子１４９が端子１４８に押接されている。
【０１３８】
従って、上述したように、プローブ１４４とワーク１１２との僅かな接触を検出することができるものの、タレット刃物台１０７が回転するたびに、遠心力や加速度によりプローブ１４４がハウジング１４２に対して大きく振り回されるため、接続子１４９と端子１４８とが激突することが繰り返される。また、タレット刃物台１０７に取り付けられている他の刃物でワーク１１２を切削している際の振動などが支柱１２２等により増幅されセンサ１２４に伝わると、接続子１４９と端子１４８とが振動により擦り合わされる。
【０１３９】
以上により、接続子１４９や端子１４８が摩耗して静摩擦係数が大きくなり、プローブ１４４がワーク１１２に僅かに接触しただけではセンサ１２４が反応しないなどの不具合が生じることになる。
【０１４０】
そこで、センサ１２４を使用しない状態においては、同図(２)に示すように、解除手段１４６を解除位置にする。つまり、解除手段１４６をハウジング１４２に対し引き出した状態とする。これにより、解除手段１４６の係合爪１５４が第２係合フランジ１５１と係合して、プローブ１４４をハウジング１４２に対して没入させ、接続子１４９と端子１４８との接続を強制的に解除する。
【０１４１】
これにより、センサ１２４に多少の振動が加えられたとしても、接続子１４９と端子１４８とが擦り合わされることが無いため、接続子１４９と端子１４８とが摩耗することが無くなる。さらに、プローブ１４４の保持部材１６０と、ハウジング１４２の保持孔１６２とが嵌り合うため、ハウジング１４２に対しプローブ１４４が固定され、タレット刃物台１０７が回転し、遠心力や加速度がセンサ１２４に加わったとしても、ハウジング１４２に対しプローブ１４４が揺れ動かないため、接続子１４９と端子１４８とが激しく衝突することもなくなる。
【０１４２】
以上により、センサ１２４を保護し、センサ１２４の長寿命化を図ることが可能となる。
【０１４３】
なお、図１４は、保護状態のセンサをハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【０１４４】
次に、センサ１２４を保護状態にするための駆動力の伝達について説明する。
図１５は、伸長状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【０１４５】
図１６は、縮退状態のセンサモジュールを示す側面図である。
これらの図に示すように、センサ１２４は、支柱頭部１２２ｂに、伸縮方向に対して垂直に取り付けられている。また、センサ１２４が備える第１係合フランジ１５３に対応する支柱頭部１２２ｂの部分にはレバー部材１８１が軸支されている。このレバー部材１８１の一端部は第１係合フランジ１５３とハウジング１４２側から当接することができるものとなっている。
【０１４６】
一方、支柱脚部１２２ａには、板状のカム部材１８２が取り付けられている。カム部材１８２は、支柱頭部１２２ｂが縮退するにつれて近づいてくるレバー部材１８１の他端部と当接し、当該他端部をハウジング１４２側に押し出すことができる形状と剛性を備えた部材である（図１６参照）。
【０１４７】
以上のようにレバー部材１８１とカム部材１８２とを備えることで、センサモジュール１２０が伸長状態、すなわちセンサ１２４によるセンシングが必要な場合は、解除手段１４６に外部から駆動力が伝達されていないため、位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力により、解除手段１４６はセンシング位置で固定され、センサ１２４はセンシング状態となる。
【０１４８】
一方、センサモジュール１２０が縮退状態、すなわち、センサ１２４を振動などから保護する必要がある場合は、エアシリンダ１２３の駆動力がレバー部材１８１を介して解除手段１４６に伝達され、解除手段１４６は、ハウジング１４２に対して引き出される。すなわち解除手段１４６はセンサモジュール１２０の縮退に連動して解除位置に配置される。つまり、レバー部材１８１とカム部材１８２とは、エアシリンダ１２３の往復の駆動力をセンサ１２４の接続子１４９と端子１４８との離接動作に変換する第２変換手段として機能している。
【０１４９】
以上のような構成を採用することで、一つのエアシリンダにより、センサモジュール１２０が備える距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮と、センサ１２４のセンシング状態と保護状態との転換とを同時に行うことが可能となる。
【０１５０】
次に、さらにカバーを備えたセンサモジュール１２０を説明する。
図１７は、タレット刃物台１０７に取り付けられたセンサモジュールを示す斜視図である。
【０１５１】
同図に示すセンサモジュール１２０は、上述のセンサモジュール１２０に加え、カバーを構成する第１カバー片２２５と、第２カバー片２２６とを備えている。なお、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とを総称するときはカバー２２０と記す。
【０１５２】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、支柱１２２及びセンサ１２４をそれぞれ約半分覆うことのできる箱形状の部材であり、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが合わさることで、支柱１２２及びセンサ１２４を覆い隠すカバーとして機能することができるものとなっている。第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、基台１２１の支柱１２２を挟む両側に設けられる支持軸２３９（図１９参照）で、タレット刃物台１０７の周方向に開閉可能に軸支される。
【０１５３】
センサモジュール１２０は、さらに、エアシリンダ１２３の駆動力を前記カバー２２０の開閉動作に変換する第３変換手段として、ブラケット２３５と、第１アーム２３３と、第２アーム２３４とを備えている。
【０１５４】
ブラケット２３５は、支柱頭部１２２ｂに固定され支柱頭部１２２ｂと共に移動するＬ字形状の板状の部材である。
【０１５５】
第１アーム２３３は、第１リンク機構の構成要素であり、第１アーム２３３の一端は、ブラケットと２３５を介して支柱頭部１２２ｂと回動自在に接続され、他端は、第１カバー片２２５と回動自在に接続されている。第１アーム２３３と第１カバー片２２５との接続部分が、第１リンク機構の構成要素である第１関節２４１として機能している。また、第１カバー片２２５は、基台１２１に回動自在に支持軸２３９により軸支されており、第１リンク機構の構成要素としても機能している。以上のように、各構成要素が接続されることで第１リンク機構が構成されている。
【０１５６】
同様に、第２アーム２３４は、第２リンク機構の構成要素であり、第２アーム２３４の一端は、ブラケットと２３５を介して支柱頭部１２２ｂと回動自在に接続され、他端は、第２カバー片２２６と回動自在に接続されている。第２アーム２３４と第２カバー片２２６との接続部分が、第２リンク機構の構成要素である第２関節２４２として機能している。また、第２カバー片２２６は、基台１２１に回動自在に支持軸２３９により軸支されており、第２リンク機構の構成要素としても機能している。以上のように、各構成要素が接続されることで第２リンク機構が構成されている。
【０１５７】
さらに、センサモジュール１２０は、弾性体としてのばね２３６を備える。ばね２３６は、第１関節２４１と第２関節とが近づく方向に付勢する弦巻ばねである。このように、第１関節２４１と第２関節との間を付勢していると、第１アーム２３３と第２アーム２３４との死点を越えて支柱頭部１２２ｂが伸長状態にあれば、ばね２３６の付勢力は支柱頭部１２２ｂを伸長させる方向に作用する。また、第１アーム２３３と第２アーム２３４との死点を越えて支柱頭部１２２ｂが縮退状態にあれば、ばね２３６の付勢力は支柱頭部１２２ｂを縮退させる方向に作用する。
【０１５８】
図１８は、カバー２２０が閉じた状態（つまり、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６が接した状態）のセンサモジュール１２０を示す外観斜視図である。
【０１５９】
このカバーが閉じた状態は、支柱頭部１２２ｂがタレット内周側端部へ退入した状態に対応する。
【０１６０】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、この閉じた位置において、支柱１２２及びセンサ１２４を覆うとともに、タレット刃物台１０７が回転した場合に他の構成部と干渉しない刃物の旋回半径内に収容される。
【０１６１】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、支柱頭部１２２ｂが動くに連れて、第１リンク機構、および、第２リンク機構により、開いた位置と閉じた位置との間を移動する。つまり、第１リンク機構と第２リンク機構とが協働することにより、第１リンク機構と第２リンク機構とがエアシリンダ１２３の駆動力をカバーの開閉動作に転換する第３変換手段として機能している。
【０１６２】
次に、カバー２２０の開状態及び閉状態を安定的に保持する機構について説明する。
図１９は、カバーの開閉状態を同時に示す概念図である。
【０１６３】
支柱頭部１２２ｂがタレット内周側端部にある場合の位置を実線及び点線で示し、支柱頭部１２２ｂがタレット外周側端部にある場合の位置を二点鎖線で示す。
【０１６４】
支柱頭部１２２ｂの移動範囲の両端部は、ばね２３６の付勢力によって支柱頭部１２２ｂが各端部に押止される位置に設けられる。
【０１６５】
支柱頭部１２２ｂがタレット内周側（図面右方）の端部にある場合には、第１アーム２３３のブラケット２３５側の接続点が第１カバー片２２５側の接続点よりも右方にあり、また第２アーム２３４のブラケット２３５側の接続点が第２カバー片２２６側の接続点よりも右方にある。
【０１６６】
この位置において、ばね２３６の付勢力はブラケット２３５を右方へ押し出す方向に働くので、支柱頭部１２２ｂは移動範囲のタレット内周側の端部に押止される。
【０１６７】
支柱頭部１２２ｂがタレット外周側（図面左方）へ移動するに連れて、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角は増していく。そして、第１アーム２３３及び第２アーム２３４が支柱頭部１２２ｂの移動方向に対して垂直になる位置で、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角が最大となる。支柱頭部１２２ｂがその位置を通過するとカバー片は閉じ始め、移動範囲のタレット外周側の端部に到達するまで、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の開き角は減っていく。
【０１６８】
支柱頭部１２２ｂがタレット外周側の端部にある場合には、第１アーム２３３のブラケット２３５側の接続点が第１カバー片２２５側の接続点よりも左方にあり、また第２アーム２３４のブラケット２３５側の接続点が第２カバー片２２６側の接続点よりも左方にある。
【０１６９】
この位置において、ばね２３６の付勢力はブラケット２３５を左方へ押し出す方向に働くので、支柱頭部１２２ｂは移動範囲のタレット外周側の端部に押止される。
【０１７０】
この構成により、エアシリンダ１２３に供給されるエアーが途絶え、駆動力が発生しなくなった場合、つまり、駆動機構からの駆動力が途切れた場合でも、ばね２３６の付勢力によって、カバー２２０の開状態及び閉状態が安定して保たれるので、不時の停電などにおけるフェイルセーフに役立つ。
【０１７１】
さらに、本実施の形態におけるセンサモジュール１２０は、支柱１２２の伸縮と、センサ１２４の解除手段１４６の解除位置とセンシング位置との転換と、カバー２２０の開閉とは連動しているため、ばね２３６の付勢力により、エアー途切れなど駆動力が発生しない状況下でも、支柱１２２が縮み、センサ１２４が保護状態にあり、カバー２２０が閉ざされている状況が維持される。また、支柱頭部１２２ｂが伸長し、センサ１２４がセンシング状態にあり、カバー２２０が開かれている状況が維持される。
【０１７２】
次に、上記のように構成されたタレット旋盤１００の動作について説明する。
ワーク１１２の計測を行う際、タレット旋盤１００の制御部１４１（図４参照）は、インデックス機構１０８を制御することによって、タレット刃物台１０７のセンサモジュールが取り付けられた刃物取り付け面をワーク１１２の方向へ位置付ける。
【０１７３】
そして、エアシリンダ１２３へエアーを供給することにより、支柱頭部１２２ｂをタレット外周側端部へ進出する。この動きに伴い、カバー２２０が開き、センサ１２４がセンシング状態となる。
【０１７４】
この状態で、ワーク１１２の計測が行われる。すなわち、制御部１４１は、タレットスライド１０９を移動させ、ワーク１１２の直径上の２点のＸ座標をセンサ１２４の接触により特定することにより、ワーク１１２の直径を計測する。
【０１７５】
第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、タレット刃物台１０７の周方向に、工具の旋回半径から大きく逸脱することなく開閉するので、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６を退避させるための空間をわざわざ取る必要がなく、タレット旋盤の小型化の点で有利である。
【０１７６】
また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、ワーク１１２から遠ざかる方向に開くので、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６とワーク１１２との干渉が起こりにくい。第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は、ワーク１１２との干渉回避の点から、隣接する工具との干渉が生じない限り広く開くことが望ましい。
【０１７７】
さらに、支柱頭部１２２ｂと共にセンサ１２４がワーク方向へ進出することで、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６とセンサ１２４とのクリアランスが増大することも、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６と大型のワーク１１２との干渉を回避する上で有利である。
【０１７８】
ワーク１１２の計測が終わると、制御部１４１は、再びエアシリンダ１２３へエアーを供給することにより、支柱頭部１２２ｂを移動範囲のタレット内周側端部へ移動させる。これにより、支柱頭部１２２ｂと共にセンサ１２４がタレット内周側に引き込まれ、カバー２２０が閉じ、センサ１２４が保護状態となる。
【０１７９】
この状態で、支柱脚部１２２ａ、センサ１２４、支柱頭部１２２ｂは、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６で覆われ、切粉やクーラントの飛来及び接触から保護される。また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６は刃物の旋回半径内に収容され、タレット刃物台１０７が回転した場合でも他の構成部と干渉しない。
【０１８０】
このような保護が得られた状態で、制御部１４１は、タレット刃物台１０７を回転させることによって好適な工具をワーク１１２の方向へと位置付け、ワーク１１２の加工を続行する。
【０１８１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、端部にセンサ１２４を備えるアーム３２２が回動することにより、センサ距離を伸縮させることのできるセンサモジュール１２０を備えるタレット旋盤１００について説明する。タレット旋盤１００は、本発明の工作機械の別の一例である。
【０１８２】
なお、実施の形態２のタレット旋盤１００の基本的な構成は、実施の形態１のタレット旋盤１００と同じである。そこで、実施の形態２において特徴的な構成部であるセンサモジュール１２０を中心に説明する。
【０１８３】
まず、図２０〜図２３を用いて、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０の基本的な構成について説明する。
【０１８４】
図２０は、本発明の実施の形態２におけるセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１８５】
センサモジュール１２０は、基台１２１と、基台１２１に取り付けられ回動するアーム３２２と、アーム３２２と一体に回動するギアボックス３２３と、アーム３２２の回動を駆動する駆動部３２４と、センサ１２４（図２０に図示せず）を覆う第１カバー片２２５と第２カバー片２２６と、アーム３２２の先端部に取り付けられた後部カバー３２７とを有する。
【０１８６】
図２０は、アーム３２２を内側に収めてセンサ距離を縮めた状態のセンサモジュール１２０を示している。この状態から駆動部３２４は、アーム３２２を１８０度回動させることができる。
【０１８７】
アーム３２２の端部に保持されているセンサ１２４は、アーム３２２が回動することにより、工具取り付け面１１０との距離（センサ距離）が伸ばされることになる。
【０１８８】
図２１は、図２０に示す状態からアーム３２２が９０度回動した状態のセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１８９】
図２２は、図２０に示す状態からアーム３２２がさらに９０度回動した状態のセンサモジュール１２０の外観を示す拡大斜視図である。
【０１９０】
図２１に示すように、アーム３２２の回動に伴い、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが開く。詳細は後述する。
【０１９１】
また、図２２に示すように、アーム３２２が図２０に示す状態から１８０度回転すると、センサ距離が伸ばされた状態となり、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが完全に開く。
【０１９２】
このように、センサモジュール１２０は、アーム３２２を回動させることにより、センサ１２４の径方向の位置を、工具取り付け面１１０から遠い位置へ持っていくことができる。つまり、センサ距離を伸ばすことができる。
【０１９３】
このようにセンサ距離を伸ばすことにより、センサ１２４によりワークの直径の両端の位置を直接計測することが可能となる。
【０１９４】
なお、駆動部３２４は、例えば、エアシリンダとラック・アンド・ピニオンとで構成されており、エアシリンダを駆動源としてアーム３２２を回動させることができる。
【０１９５】
また、駆動部３２４にエアシリンダを用いた場合は、上述のように、切粉のブロー等のためにタレット刃物台１０７に供給されるエアーを利用することができる。
【０１９６】
また、アーム３２２と駆動部３２４とにより本発明の工作機械およびセンサモジュールにおける距離伸縮機構が実現される。
【０１９７】
また、図２２に示す状態から、アーム３２２が逆に１８０度回動すると、図２０に示す状態、つまり、センサ距離を縮め、かつ、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とが閉じた状態となる。
【０１９８】
このような第１カバー片２２５および第２カバー片２２６の開閉動作は、本実施の形態においてはギアボックス３２３およびリンク機構により実現されている。リンク機構の詳細については後述する。
【０１９９】
なお、センサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態にある場合、センサモジュール１２０の径方向の長さは、工作機械の他の構成部に干渉しない長さである。
【０２００】
図２３は、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態の外観を示す拡大正面図である。
【０２０１】
同図に示すように、センサモジュール１２０がセンサ距離を縮めた状態にある場合、本実施の形態においては、センサモジュール１２０の一部が、上述の最大回転半径であるＲ１を越えている。
【０２０２】
しかしながら、センサモジュール１２０は、非干渉領域（同図のＲ２に示される円内）に収まっているため、センサモジュール１２０がタレット刃物台１０７の回転動作の妨げとなることはない。
【０２０３】
このように、実施の形態２のセンサモジュール１２０も、実施の形態１のセンサモジュール１２０同じく、タレット刃物台１０７の回転の妨げとならない態様でタレット刃物台１０７に取り付けられている。
【０２０４】
また、センサモジュール１２０がワーク側の切削位置にあるときにアーム３２２が回動することでセンサ距離が伸長される。これにより、ワークの直径の直接的な計測を可能としている。
【０２０５】
次に、図２４〜図３０を用いて、実施の形態２のセンサモジュール１２０の構成および動作の詳細を説明する。
【０２０６】
図２４は、実施の形態２のセンサモジュール１２０の構成を示す平面図である。
同図に示すように、センサモジュール１２０は、上述のアーム３２２等の構成部の他に、カム３２８とスライド部材３２９とを備えている。
【０２０７】
また、駆動部３２４は、タレット刃物台１０７の回転軸と平行、つまりＺ軸に平行な方向の駆動軸３２４ａを有する。
【０２０８】
アーム３２２は駆動軸３２４ａと連結されており、駆動部３２４は駆動軸３２４ａを介してアーム３２２を回動させることができる。
【０２０９】
このとき、アーム３２２に取り付けられているギアボックス３２３は、アーム３２２とともに回動する。この回動に伴いギアボックス３２３内のギアが回転し、カム３２８をＺ軸方向に平行な方向に移動させる。
【０２１０】
このようにカム３２８が移動することにより、カム３２８に連結されたスライド部材３２９が同じ方向に移動する。
【０２１１】
なお、スライド部材３２９は、アーム３２２およびギアボックス３２３に対してＺ軸方向に平行な方向にのみスライド可能である。これにより、スライド部材３２９に連結されたカム３２８は、アーム３２２およびギアボックス３２３に対して回転しない。
【０２１２】
図２５は、カム３２８の外観を示す斜視図である。
カム３２８は、ギアボックス３２３内のギアの内周の突起が係合し摺動するカム溝３２８ａと、スライド部材取付部３２８ｂが取り付けられる部位であるスライド部材取付部３２８ｂとを有する。
【０２１３】
図２５は、ギアボックス３２３の内部構造の概要を示す図である。
図２５に示すように、ギアボックス３２３は、ギアケース３２３ａと、第１ギア３２３ｂと、第２ギア３２３ｃと、第３ギア３２３ｄとを有する。
【０２１４】
これら３つのギアのうち、第１ギア３２３ｂのみが、基台１２１に対して回転しない。具体的には、基台１２１の円筒部１２１ａ（図２４参照）に固定さている。
【０２１５】
そのため、ギアボックス３２３が駆動軸３２４ａを中心に回動すると、第１ギア３２３ｂは、ギアケース３２３ａに対して相対的に回転することになる。
【０２１６】
また、第３ギア３２３ｄの内周には突起３２３ｅが設けられており、第３ギア３２３ｄの内側の孔に挿入されたカム３２８のカム溝３２８ａと係合している。また、カム溝３２８ａの方向は、第３ギア３２３ｄの回転面に対して斜めの方向である。
【０２１７】
この構造において、第３ギア３２３ｄが回転することにより、ギアボックス３２３に対して回転しないカム３２８は、Ｚ軸に平行な方向、つまり、図２６の奥方向または手前方向に移動する。
【０２１８】
例えば、駆動軸３２４ａが図２６に示すように時計回りに回動すると、それに伴い、ギアボックス３２３が同じ方向に回動する。
【０２１９】
このとき、基台１２１に固定された第１ギア３２３ｂは、ギアケース３２３ａに対しては反時計回りに回転する。
【０２２０】
この第１ギア３２３ｂの回転力は第２ギア３２３ｃを介して、第３ギア３２３ｄに伝わり、第３ギア３２３ｄは反時計回りに回転する。これにより、カム３２８はＺ軸に平行な方向に移動する。
【０２２１】
図２７は、カム３２８が移動する様子を示す模式図である。
同図に示すように、突起３２３ｅは、カム溝３２８ａをなぞりながらＺ軸に垂直な方向に移動する。これにより、カム３２８はＺ軸に平行な方向へ移動する。
【０２２２】
例えば、図２７の左方向が、図２６の奥方向である場合、ギアボックス３２３が時計回りに回動することで、第３ギア３２３ｄは反時計回りに回転する。これにより、カム３２８は、図２６の手前方向（図２７の右方向）に移動する。
【０２２３】
また、ギアボックス３２３が反時計回りに回動すると、カム３２８は、図２６の奥方向（図２７の左方向）に移動する。
【０２２４】
このようなカム３２８の移動に伴ってスライド部材３２９が移動し、第３変換手段としてのリンク機構により第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開閉し、また、第２変換手段によりセンサ１２４をセンシング状態と、保護状態とに変換する。
【０２２５】
図２８は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が閉じた状態を示す図である。
【０２２６】
同図に示すように、第１カバー片２２５は、後部カバー３２７と第１ピン２２５ａで回動可能に連結されており、第１ピン２２５ａを回動軸として回動することができる。
【０２２７】
また、第２カバー片２２６は、後部カバー３２７と第２ピン２２６ａで回動可能に連結されており、第２ピン２２６ａを回動軸として回動することができる。
【０２２８】
また、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６のそれぞれはスライド部材３２９と第３変換手段リンクで連結されている。
【０２２９】
同図に示す状態から、カム３２８が、センサ１２４が存在する方向、つまり同図における右方向に移動すると、スライド部材３２９も右方向に移動する。
【０２３０】
スライド部材３２９が右方向に移動すると、リンク機構により、第１カバー片２２５が同図の上方向に回動する。また、第２カバー片２２６が下方向に回動する。つまり、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開くように回動する。
【０２３１】
このようにカム３２８の右方向への移動に伴い、次第に第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が次第に開いていき、図２９に示す状態を経て図３０に示す状態になる。
【０２３２】
図２９は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が完全に開く前の状態を示す図であり、図３０はこれらが完全に開いた状態を示す図である。
【０２３３】
図３０に示すように、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６のそれぞれが略９０度だけ回動することにより、センサ１２４によるワークの寸法の計測時にこれらカバー片が邪魔になることがない。
【０２３４】
また、これらカバー片内に切粉等のごみが存在する場合でも、そのごみをカバー片内から外部に排出することができる。つまり、これらカバー片内にごみが堆積することを防ぐことが出来る。
【０２３５】
なお、図３０に示す状態から、カム３２８の左方向へ移動することにより、第１カバー片１２５および第２カバー片２２６は図２８に示す位置まで戻る。
【０２３６】
図３１は、第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が開く際のセンサモジュール１２０の動作の流れを示す図である。
【０２３７】
なお、同図の上段は、図２８に対応する図であり、同図の中段は、図２９に対応する図であり、同図の下段は、図３０に対応する図である。
【０２３８】
同図の上段は、センサ距離が最も短い状態であり、この状態からアーム３２２が９０度回動すると同図の中段に示す状態になる。さらにアーム３２２が９０度回動すると同図の下段に示す状態になる。
【０２３９】
このように、アーム３２２が回動することにより、上述のリンク機構により第１カバー片２２５および第２カバー片２２６が次第に開いていく。
【０２４０】
また、同図の下段に示すように、センサ距離が伸ばされた状態になると、アーム３２２は回動を停止し、センサ１２４はセンシング状態となりワーク１１２の寸法の計測が開始される。
【０２４１】
図３２は、センサ距離を縮めた状態のセンサモジュールを示す断面図である。
図３３は、センサ距離を伸ばした状態のセンサモジュールを示す断面図である。
【０２４２】
なお、実施の形態２で使用されるセンサ１２４は、実施の形態１で使用されるセンサ１２４とまったく同じであるため、構成や機能の説明を省略し、同じ構成要素については同じ番号を付して説明する。
【０２４３】
これらの図に示すように、センサ１２４は、アーム３２２先端に、固定状態で取り付けられている。センサ１２４は、アーム３２２の回転軸と平行に配置されている。また、一端部が閉塞される円筒形状のカム３２８の内部に挿通される第１係合フランジ１５３は、カム３２８の内部に取り付けられる係合鉤３４１と係合するものとなっている。また、第１係合フランジ１５３と係合鉤３４１との係合は、位置決めフランジ付勢手段１５８に抗し第１係合フランジ１５３を係合鉤３４１とが引っ張れる方向に係合する関係となっている。
【０２４４】
以上のように、第１係合フランジ１５３とカム３２８とが連動して動作するため、センサ距離が伸びた状態、すなわち、センサ１２４によるセンシングが必要な場合は、アーム３２２に対しカム３２８が近づき第１係合フランジ１５３を係合鉤３４１との係合状態が解除されるため、位置決めフランジ付勢手段１５８の付勢力により、解除手段１４６はセンシング位置で固定され、センサ１２４はセンシング状態となる。
【０２４５】
一方、センサ距離が縮んだ状態、すなわち、センサ１２４を振動などから保護する必要がある場合は、アーム３２２に対しカム３２８が遠ざかるため、係合鉤３４１が第１係合フランジ１５３を引っ張り、解除手段１４６に伝達される。従って、解除手段１４６は、ハウジング１４２に対して引き出され、センサ１２４は保護状態となる。
【０２４６】
つまり、アーム３２２の回転力は、アーム３２２に対するカム３２８の往復の駆動力に変換され、当該カム３２８の往復の駆動力は、センサ１２４の接続子１４９と端子１４８との離接動作に変換されており、これらの機構が第２変換手段として機能している。
【０２４７】
図３４は、ワーク１１２の直径を計測する際の、センサモジュール１２０とワーク１１２との位置関係の一例を示す図である。
【０２４８】
同図に示すように、アーム３２２が回動し、センサ距離を伸ばすことにより、タレット刃物台１０７から近いＰ１の位置のみならずタレット刃物台１０７から遠いＰ２の位置の計測も可能となる。つまり、ワーク１１２の直径を直接計測することができる。
【０２４９】
ワーク１１２の直径の計測の際のタレット刃物台１０７の動きは図７に示すものと同じである。
【０２５０】
すなわち、センサ距離を伸ばした状態で、タレット刃物台１０７がＸ軸に平行な方向への移動およびＺ軸に平行な方向への移動を繰り返すことにより、Ｐ１とＰ２の位置を計測する。
【０２５１】
なお、このようなアーム３２２の回動およびタレット刃物台１０７の移動は、実施の形態１における支柱１２２の伸縮等と同じく、制御部１４１よって制御される。
【０２５２】
実施の形態２のタレット旋盤１００はこのような動作により、実施の形態１のタレット旋盤１００と同じく、主軸１０２に把持されたワークの直径を直接計測することができる。これにより、正確な直径の値を得ることができる。
【０２５３】
また、実施の形態２におけるセンサモジュール１２０は、実施の形態１におけるセンサモジュール１２０と同じく、タレット旋盤１００内の空間を不要に消費することなく、かつ、タレット刃物台１０７の回転を妨げることはない。
【０２５４】
また、必要なときにのみ、アーム３２２を回動させてセンサ距離を伸ばすことで、ワークの寸法を直接計測することができる。
【０２５５】
また、センサモジュール１２０も独立して開発が可能であり、基台１２１の形状または大きさ等を変更すれば、様々なタレット旋盤でワーク寸法の機内計測に用いることができる。
【０２５６】
このように、実施の形態２のタレット旋盤１００は、ワークの直径を正確に計測でき、かつ、小型化が可能な工作機械である。また、本実施の形態のセンサモジュール１２０は、このような効果を工作機械にもたらすことのできるセンサモジュールである。
【０２５７】
なお、本実施の形態において、センサモジュール１２０のアーム３２２の回動軸となる駆動軸３２４ａは、タレット刃物台１０７の回転軸と平行であるとした。しかしながら、駆動軸３２４ａは別の方向を向いていてもよい。
【０２５８】
要するに、駆動軸３２４ａの方向は、アーム３２２を回動させることで、タレット刃物台１０７の回転の妨げとならず、計測対象のワークの直径を直接計測できるようにセンサ距離を伸縮させることが可能な方向であればよい。
【０２５９】
また、センサモジュール１２０を用いてワークの直径以外の寸法を計測してもよい。例えば、中ぐり加工により形成される穴の直径である穴の内径を計測してもよい。
【０２６０】
また、駆動部３２４の駆動源としてエアシリンダに換えてソレノイドや電気モータを駆動源として採用してもよい。
【０２６１】
また、センサ１２４はタッチ式のセンサでなくてもよく、光学的にワークの形状及び位置等を計測するセンサでもよい。さらには、寸法以外の温度等の物性値を計測するセンサであってもよい。
【０２６２】
また、タレット旋盤以外の工作機械においても、実施の形態２のセンサモジュールを用いて加工対象物の寸法を計測することができる。
【０２６３】
以上、本発明の工作機械の一例としてのタレット旋盤について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【０２６４】
例えば、駆動機構を、エアシリンダに代えて、オイルシリンダ、電磁ソレノイド、又は電気モータで実現することも、もちろん可能である。
【０２６５】
また、第１カバー片２２５と第２カバー片２２６とを閉じる方向に付勢する弾性体は、ばね２３６に限定されない。例えば、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６のそれぞれと基台１２１とに掛け渡されるねじりばねであってもよい。
【０２６６】
また、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６の支持軸をタレットの前面側に向かって狭まる非平行に配置してもよい。そうすれば、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６それぞれのセンサ１２４側の先端部が開きながらタレットの前面側に移動するので、ワーク１１２からより遠ざかることができる。このことは、第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６と大型のワーク１１２との干渉を回避する上で有利である。
【０２６７】
また、回転式の工具選択機構としてのタレットを備える工作機械には、タレット旋盤以外にも、マシニングセンタなどがあり得る。
【０２６８】
本発明の工作機械の一例としてのタレット旋盤によれば、支柱１２２とセンサ１２４とが第１カバー片２２５及び第２カバー片２２６で覆われ、少なくともセンサ１２４はカバーされることにより切粉やクーラントから保護され、センサ１２４の長寿命化が図られるとともに、タレット旋盤の小型化に役立つ次のような多くの特徴が得られる。
【０２６９】
すなわち、伸縮機構とセンサとカバーとがタレットの工具取り付け面に設けられるので、従来のようにセンサを取り付けるためのアームをタレット刃物台と別体に設ける構成とは異なり、機内の空間が無駄に占有されることがない。また、他の工具取り付け面への刃物着脱の邪魔になりにくい。
【０２７０】
さらには、基台１２１から上部の構造は、工具取り付け面に取り付けられるセンサモジュールとして、タレット１０３とは独立して設計でき、また、タレット１０３には従来のアームのような複雑な機構を付け加えない。そのため、タレット旋盤の合理的な設計開発が可能となり、タレット旋盤の信頼性の向上にも役立つ。
【産業上の利用可能性】
【０２７１】
本発明の工作機械は、例えばタレット旋盤やマシニングセンタといった、工具選択機構としてのタレットを有する工作機械として広く利用できる。
【０２７２】
また、本発明のセンサモジュールは、工具選択機構としてのタレットを有する工作機械におけるワークの寸法の計測機構として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本実施の形態にかかるタレット旋盤の外観を示す斜視図である。
【図２】センサモジュールが縮んだ状態の外観を示す斜視図である。
【図３】センサモジュールが伸びた状態の外観を示す斜視図である。
【図４】タレット旋盤の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図５】主軸およびタレットを示す正面図である。
【図６】センサモジュールが伸びた状態を示す正面図である。
【図７】タレット旋盤のワーク直径を計測する動作の流れを説明する図である。
【図８】センサの外観を示す斜視図である。
【図９】センサの内部を模式的に示す断面図である。
【図１０】センサの一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。
【図１１】端子の結線状態を示す平面図である。
【図１２】端子と接続子の状態を示す側面図である。
【図１３】センサのセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。
【図１４】保護状態のセンサをハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図１５】伸長状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【図１６】縮退状態のセンサモジュールを示す側面図である。
【図１７】タレット刃物台に取り付けられたセンサモジュールを示す斜視図である。
【図１８】カバーが閉じた状態のセンサモジュールを示す斜視図である。
【図１９】カバーの開閉状態を同時に示す概念図である。
【図２０】本発明の実施の形態２におけるセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２１】アームが９０度回動した状態のセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２２】アームがさらに９０度回動した状態のセンサモジュールの外観を示す拡大斜視図である。
【図２３】センサモジュールがセンサ距離を縮めた状態の外観を示す拡大正面図である。
【図２４】センサモジュールの構成を示す平面図である。
【図２５】カムの外観を示す斜視図である。
【図２６】ギアボックスの内部構造の概要を示す図である。
【図２７】カムが移動する様子を示す模式図である。
【図２８】第１カバー片および第２カバー片が閉じた状態を示す図である。
【図２９】第１カバー片および第２カバー片が完全に開く前の状態を示す図である。
【図３０】第１カバー片および第２カバー片が完全に開いた状態を示す図である。
【図３１】第１カバー片および第２カバー片が開く際のセンサモジュールの動作の流れを示す図である。
【図３２】保護状態のセンサを示す断面図である。
【図３３】センシング状態のセンサを示す断面図である
【図３４】ワークの直径を計測する際の、センサモジュールとワークとの位置関係の一例を示す図である。
【図３５】一般的なタレット旋盤の主要部の一例を示す外観斜視図である。
【図３６】一般的なタレット旋盤におけるタレット刃物台と主軸との位置関係を示す正面図である。
【図３７】一般的なタレット旋盤におけるタレット刃物台の最大回転半径と可動範囲とを示す図である。
【図３８】ワークの直径を計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【０２７４】
３２ 検出器（従来）
１００ タレット旋盤
１０２ 主軸
１０３ タレット
１０４ ベッド
１０５ 主軸台
１０６ チャック
１０７ タレット刃物台
１０８ インデックス機構
１０９ タレットスライド
１１０ 工具取り付け面
１１１ 工具
１１１ａ 工具ステーション
１１２ ワーク
１２０ センサモジュール
１２１ 基台
１２２ 支柱
１２２ａ 支柱脚部
１２２ｂ 支柱頭部
１２３ エアシリンダ
１２４ センサ
１３２ 接続部材
１４０ 機構部
１４１ 制御部
１４２ ハウジング
１４４ プローブ
１４６ 解除手段
１４７ 位置決めフランジ
１４８ 端子
１４８ａ、１４８ｂ 電極
１４９ 接続子
１５０ 基板
１５１ 第２係合フランジ
１５２ プローブ付勢手段
１５３ 第１係合フランジ
１５４ 係合爪
１５８ 位置決めフランジ付勢手段
１６０ 保持部材
１６２ 保持孔
１８１ レバー部材
１８２ カム部材
２２０ カバー
２２５ 第１カバー片
２２６ 第２カバー片
２３３ 第１アーム
２３４ 第２アーム
２３５ ブラケット
２３９ 支持軸
２４１ 第１関節
２４２ 第２関節
３２２ アーム
３２３ ギアボックス
３２３ａ ギアケース
３２３ｂ ギア
３２３ｃ ギア
３２３ｄ ギア
３２３ｅ 突起
３２４ 駆動部
３２４ａ 駆動軸
３２７ カバー
３２８ カム
３２８ａ 溝
３２８ｂ 部材取付部
３２９ 部材
３４１ 係合鉤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に把持されたワークを加工する工作機械であって、
複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台と、
棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知するセンサと、
前記センサを保持し、前記工具取り付け面に取り付けられ、当該工具取り付け面と前記センサとの間の前記タレット刃物台の径方向の距離であるセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、
前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、
前記センサは、前記距離伸縮機構により前記センサ距離を縮めた状態において、前記接続子と前記端子との接続状態を解除可能な解除手段を備える
工作機械。
【請求項２】
さらに、
前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記センサを覆い、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が伸びる際には、前記センサを開放するカバーを備える
請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
さらに、
駆動機構と、
前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と
を備える請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
さらに、
駆動機構と、
前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記カバーの開閉動作に変換する第３変換手段と
を備える請求項２に記載の工作機械。
【請求項５】
前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、
先端部に前記センサを有し、前記基台に回動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、
前記可動部を前記工具取り付け面に垂直な平面内で回転させる回転駆動機構と、
前記可動部の前記基台に対する回転運動を、前記回転運動の回転軸方向の並進運動に変換する変換機構と、
前記並進運動によって前記カバーを開閉させるリンク機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項６】
前記距離伸縮機構は、
前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、
先端部に前記センサを有し、前記基台に直動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、
前記工作機械は、さらに、
前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第１関節を有する第１リンク機構と、
前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第２関節を有する第２リンク機構と、
前記第１関節と前記第２関節とが近づく方向に付勢する弾性体とを備える
請求項１に記載の工作機械。
【請求項７】
複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台に取り付けられた刃物によって主軸に把持されたワークを加工する工作機械に備えられるセンサモジュールであって、
棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記距離伸縮機構の先端に取り付けられるセンサと、
前記工具取り付け面に取り付けられ、センサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、
前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、
前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される
センサモジュール。
【請求項１】
主軸に把持されたワークを加工する工作機械であって、
複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台と、
棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知するセンサと、
前記センサを保持し、前記工具取り付け面に取り付けられ、当該工具取り付け面と前記センサとの間の前記タレット刃物台の径方向の距離であるセンサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、
前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、
前記センサは、前記距離伸縮機構により前記センサ距離を縮めた状態において、前記接続子と前記端子との接続状態を解除可能な解除手段を備える
工作機械。
【請求項２】
さらに、
前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記センサを覆い、前記距離伸縮機構によりセンサ距離が伸びる際には、前記センサを開放するカバーを備える
請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
さらに、
駆動機構と、
前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と
を備える請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
さらに、
駆動機構と、
前記駆動機構の駆動力を前記距離伸縮機構によるセンサ距離の伸縮に変換する第１変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記センサの前記接続子と前記端子との離接動作に変換する第２変換手段と、
前記駆動機構の駆動力を前記カバーの開閉動作に変換する第３変換手段と
を備える請求項２に記載の工作機械。
【請求項５】
前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、
先端部に前記センサを有し、前記基台に回動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、
前記可動部を前記工具取り付け面に垂直な平面内で回転させる回転駆動機構と、
前記可動部の前記基台に対する回転運動を、前記回転運動の回転軸方向の並進運動に変換する変換機構と、
前記並進運動によって前記カバーを開閉させるリンク機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項６】
前記距離伸縮機構は、
前記工具取り付け面に取り付けられる基台と、
先端部に前記センサを有し、前記基台に直動可能に取り付けられ、センサ距離を変更自在な可動部とを備え、
前記工作機械は、さらに、
前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第１関節を有する第１リンク機構と、
前記可動部と一端部とが回動自在に接続され、前記基台と他端部とが回動自在に接続され、中間部に回動自在な第２関節を有する第２リンク機構と、
前記第１関節と前記第２関節とが近づく方向に付勢する弾性体とを備える
請求項１に記載の工作機械。
【請求項７】
複数の工具取り付け面を有するタレット刃物台に取り付けられた刃物によって主軸に把持されたワークを加工する工作機械に備えられるセンサモジュールであって、
棒状のプローブの基端に設けられた接続子と前記基端を収容するハウジングに設けられる端子との離隔を電気的に検出することにより前記ワークと前記プローブとの接触を検知する、前記距離伸縮機構の先端に取り付けられるセンサと、
前記工具取り付け面に取り付けられ、センサ距離を伸縮させる距離伸縮機構とを備え、
前記距離伸縮機構の前記径方向の長さは、前記センサ距離を縮めた状態では、前記タレット刃物台が回転した場合に、前記距離伸縮機構及び前記センサが前記工作機械の他の構成部に干渉しない長さであり、
前記距離伸縮機構によりセンサ距離が縮んだ状態では、前記接続子と前記端子との接続状態が解除される
センサモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図９】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２００９−１２５８５５（Ｐ２００９−１２５８５５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３１３６（Ｐ２００７−３０３１３６）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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