JPH04223814A - チャックの工作物飛び出し防止方法 - Google Patents
チャックの工作物飛び出し防止方法Info
- Publication number
- JPH04223814A JPH04223814A JP41489490A JP41489490A JPH04223814A JP H04223814 A JPH04223814 A JP H04223814A JP 41489490 A JP41489490 A JP 41489490A JP 41489490 A JP41489490 A JP 41489490A JP H04223814 A JPH04223814 A JP H04223814A
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- JP
- Japan
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- chuck
- gripping
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ工作機械等に用い
られるパワーチャックの工作物の飛び出し防止方法に関
するものである。
られるパワーチャックの工作物の飛び出し防止方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、チャックの工作物飛び出し防止方
法としては、図５に示すように、チャックシリンダ１０
１のピストン１０２に固着のドッグ１０３の軸方向移動
を、固定部に設けた近接スイッチ１０４により検出し、
ドッグ１０３が把持側位置にあるのを確認して主軸始動
インタロックを解除していた。また主軸回転中にマスタ
ジョー１０５，把持爪１０６の重量に遠心力が作用して
把持力が減少し、飛び出し事故の原因となる。これに対
しては回転数の上限値をプレート等に明記するか、又は
ＮＣプログラム中に指定する方法が一般的に行われてい
る。また遠心力を相殺するカウンタバランスを備えたチ
ャックも実用化されている。
法としては、図５に示すように、チャックシリンダ１０
１のピストン１０２に固着のドッグ１０３の軸方向移動
を、固定部に設けた近接スイッチ１０４により検出し、
ドッグ１０３が把持側位置にあるのを確認して主軸始動
インタロックを解除していた。また主軸回転中にマスタ
ジョー１０５，把持爪１０６の重量に遠心力が作用して
把持力が減少し、飛び出し事故の原因となる。これに対
しては回転数の上限値をプレート等に明記するか、又は
ＮＣプログラム中に指定する方法が一般的に行われてい
る。また遠心力を相殺するカウンタバランスを備えたチ
ャックも実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた近
接スイッチで回転シリンダ側のドッグ位置を検出する方
法はシリンダとドローバ、ドローバとチャック、チャッ
クと把持爪の取付関係がそれぞれ正常の場合にのみ安全
確認が可能で、一部でも取付関係が狂うと工作物が正常
な把持力で把持されていなくても確認信号が出て主軸始
動インタロックが解除され、工作物の飛び出し事故が発
生するという問題点を有している。また遠心力による飛
び出し防止のため上限回転数制限値をプレート等に明記
するか又はＮＣプログラムに指定しておく方法は、うっ
かりミスによる事故が発生する可能性があるという問題
点を有している。本発明は、従来の技術の有するこのよ
うな問題点に鑑みなされたものであり、その目的とする
ところは、工作物把持力を直接検出して、把持確認を行
う工作物飛び出し防止方法と、遠心力による把持力の低
下を検出してチャックシリンダへの供給流体圧を上げて
把持力の低下を防止し、工作物の飛び出しを防止する方
法を提供しようとするものである。
接スイッチで回転シリンダ側のドッグ位置を検出する方
法はシリンダとドローバ、ドローバとチャック、チャッ
クと把持爪の取付関係がそれぞれ正常の場合にのみ安全
確認が可能で、一部でも取付関係が狂うと工作物が正常
な把持力で把持されていなくても確認信号が出て主軸始
動インタロックが解除され、工作物の飛び出し事故が発
生するという問題点を有している。また遠心力による飛
び出し防止のため上限回転数制限値をプレート等に明記
するか又はＮＣプログラムに指定しておく方法は、うっ
かりミスによる事故が発生する可能性があるという問題
点を有している。本発明は、従来の技術の有するこのよ
うな問題点に鑑みなされたものであり、その目的とする
ところは、工作物把持力を直接検出して、把持確認を行
う工作物飛び出し防止方法と、遠心力による把持力の低
下を検出してチャックシリンダへの供給流体圧を上げて
把持力の低下を防止し、工作物の飛び出しを防止する方
法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるチャックの把持工作物飛び出し防止
方法は、工作物を把持したときの把持爪駆動部のマスタ
ジョーとの各係合部のそれぞれの微小変位量を一個又は
複数の歪ゲージにより検出し、前記歪ゲージ出力値を予
め記憶する設定値と順次比較してすべて設定値を越えて
いるとき把持確認信号を出力し、主軸始動のインタロッ
クを解除するものである。また工作物を把持したときの
把持爪駆動部のマスタジョーとの係合部の主軸静止時の
微小変位量を歪ゲージ出力により検出して記憶し、主軸
回転時前記歪ゲーシ出力値が記憶する主軸静止時の歪セ
ンサ出力値に近づくように前記パワーチャックへの供給
流体圧力を制御して遠心力による把持力の低下を防止す
るものである。
に、本発明におけるチャックの把持工作物飛び出し防止
方法は、工作物を把持したときの把持爪駆動部のマスタ
ジョーとの各係合部のそれぞれの微小変位量を一個又は
複数の歪ゲージにより検出し、前記歪ゲージ出力値を予
め記憶する設定値と順次比較してすべて設定値を越えて
いるとき把持確認信号を出力し、主軸始動のインタロッ
クを解除するものである。また工作物を把持したときの
把持爪駆動部のマスタジョーとの係合部の主軸静止時の
微小変位量を歪ゲージ出力により検出して記憶し、主軸
回転時前記歪ゲーシ出力値が記憶する主軸静止時の歪セ
ンサ出力値に近づくように前記パワーチャックへの供給
流体圧力を制御して遠心力による把持力の低下を防止す
るものである。
【０００５】
【作用】請求項１は、工作物をチャック把持爪にて把持
したときの把持爪駆動部のマスタジョーとの各係合部の
微小変位を一個又は複数の歪ゲージで検出して予め記憶
する設定値と比較し、すべてが設定値以上のとき主軸モ
ータの始動インタロックを解除して、始動可能とする。 請求項２は、主軸静止時に工作物を把持したときの把持
爪駆動部のマスタジョーとの係合部の微小変位による歪
ゲージの出力値を記憶し、制御装置により主軸回転時の
歪ゲージの出力値が主軸静止時の出力値に近づくよう電
磁減圧弁を制御して、チャックシリンダへの供給流体圧
力をコントロールする。
したときの把持爪駆動部のマスタジョーとの各係合部の
微小変位を一個又は複数の歪ゲージで検出して予め記憶
する設定値と比較し、すべてが設定値以上のとき主軸モ
ータの始動インタロックを解除して、始動可能とする。 請求項２は、主軸静止時に工作物を把持したときの把持
爪駆動部のマスタジョーとの係合部の微小変位による歪
ゲージの出力値を記憶し、制御装置により主軸回転時の
歪ゲージの出力値が主軸静止時の出力値に近づくよう電
磁減圧弁を制御して、チャックシリンダへの供給流体圧
力をコントロールする。
【０００６】
【実施例】第１実施例について図１〜図３を参照して説
明する。ＮＣ旋盤の主軸台に、複数の軸受１により回転
可能に主軸２が軸承され、主軸２の先端にチャック本体
３が同心に固着され、主軸２の後端に回転シリンダ４が
同心に固着されている。回転シリンダ４に嵌挿されるピ
ストン５と一体の前側のピストンロッド６に、主軸２の
中心穴に遊挿されるドローバ７が螺着されており、ドロ
ーバ７の先端にチャック本体３の中心穴３ａに軸方向移
動可能に嵌挿されるウエッジプランジャ８の後端がボル
ト９により締着されている。
明する。ＮＣ旋盤の主軸台に、複数の軸受１により回転
可能に主軸２が軸承され、主軸２の先端にチャック本体
３が同心に固着され、主軸２の後端に回転シリンダ４が
同心に固着されている。回転シリンダ４に嵌挿されるピ
ストン５と一体の前側のピストンロッド６に、主軸２の
中心穴に遊挿されるドローバ７が螺着されており、ドロ
ーバ７の先端にチャック本体３の中心穴３ａに軸方向移
動可能に嵌挿されるウエッジプランジャ８の後端がボル
ト９により締着されている。
【０００７】ウエッジプランジャ８の外周三等分位置に
先下り勾配のＴ溝８ａが刻設されており、このＴ溝８ａ
に、チャック本体３の前端面に放射状に刻設される三本
の十形溝に、移動可能に嵌挿入されるマスタジョー１１
の下端部が係合され、ウエッジプランジャ８の軸方向移
動でマスタジョー１１が開閉するようになっている。そ
してマスタジョー１１の前端面に把持爪１２が着脱可能
に取付けられている。一方、回転シリンダ４の後側のピ
ストンロッド６の後端に、ドッグ１３が設けられており
、固定部に固着のハウジング１０に、近接スイッチＬＳ
１，ＬＳ２が取付けられている。更にドッグ１３の後端
面に、後述の歪ゲージ１５の出力信号を機外に取出すた
めのスリップリング１４が取付けられており、機外には
歪ゲーシ１５の出力信号により把持確認信号を出力して
、主軸モータの始動インタロックの解除を行うための回
路を内蔵するＮＣ装置２０が設けられている。
先下り勾配のＴ溝８ａが刻設されており、このＴ溝８ａ
に、チャック本体３の前端面に放射状に刻設される三本
の十形溝に、移動可能に嵌挿入されるマスタジョー１１
の下端部が係合され、ウエッジプランジャ８の軸方向移
動でマスタジョー１１が開閉するようになっている。そ
してマスタジョー１１の前端面に把持爪１２が着脱可能
に取付けられている。一方、回転シリンダ４の後側のピ
ストンロッド６の後端に、ドッグ１３が設けられており
、固定部に固着のハウジング１０に、近接スイッチＬＳ
１，ＬＳ２が取付けられている。更にドッグ１３の後端
面に、後述の歪ゲージ１５の出力信号を機外に取出すた
めのスリップリング１４が取付けられており、機外には
歪ゲーシ１５の出力信号により把持確認信号を出力して
、主軸モータの始動インタロックの解除を行うための回
路を内蔵するＮＣ装置２０が設けられている。
【０００８】歪ゲージ１５は図２に示すようにウエッジ
プランジャ８の後端面８ｂのマスタジョー１１と係合す
るＴ溝８ａの係合部に、マスタジョー一個に対して２個
ずつ計８個貼り付けられており、歪ゲージ１５に接続さ
れる電線１６は、ドローバ７，ピストンロッド６の中心
穴を通ってスリップリング１４に接続されている。
プランジャ８の後端面８ｂのマスタジョー１１と係合す
るＴ溝８ａの係合部に、マスタジョー一個に対して２個
ずつ計８個貼り付けられており、歪ゲージ１５に接続さ
れる電線１６は、ドローバ７，ピストンロッド６の中心
穴を通ってスリップリング１４に接続されている。
【０００９】続いて本実施例の作用について、図３のフ
ローチャートの順に説明する。ステップＳ１において、
開かれている把持爪１２内に工作物が挿入され、ステッ
プＳ２において、チャック閉指令で把持爪１２が閉じる
。ステップＳ３において、近接スイッチＬＳ１から第１
の確認信号が出力されているかが確認され、ノーの場合
にはステップＳ４においてアラーム信号が出力されてエ
ンドとなる。
ローチャートの順に説明する。ステップＳ１において、
開かれている把持爪１２内に工作物が挿入され、ステッ
プＳ２において、チャック閉指令で把持爪１２が閉じる
。ステップＳ３において、近接スイッチＬＳ１から第１
の確認信号が出力されているかが確認され、ノーの場合
にはステップＳ４においてアラーム信号が出力されてエ
ンドとなる。
【００１０】またステップＳ５において、ｎが０に書き
換えられ、ステップＳ６において、一個目の歪ゲージ１
５の出力電流が、予め記憶される設定値以上かが確認さ
れ、ノーの場合にはステップＳ４において、アラーム信
号が出力されて、エンドとなる。またイエスの場合には
ステップＳ７において、ｎ＋１が行われ、ステップＳ８
において、ｎが歪ゲージ数と等しいかが確認され、この
場合一個目のためノーとなってステップＳ６に戻され、
ステップＳ６〜Ｓ８が歪ゲージ数だけ繰り返される。従
ってこの間でステップＳ６において一回でもノーとなっ
た場合はアラーム信号が出力されてエンドとなる。そし
て歪ゲージ全数の出力電流の確認がすべてイエスとなる
と、ステップＳ７において、ｎが歪ゲージ数と等しくな
って、ステップＳ８において、イエスとなりステップＳ
９において、第２工作物把持確認信号が出力され、ステ
ップＳ１０において主軸起動インタロックが解除されて
、主軸の回転準備が完了する。
換えられ、ステップＳ６において、一個目の歪ゲージ１
５の出力電流が、予め記憶される設定値以上かが確認さ
れ、ノーの場合にはステップＳ４において、アラーム信
号が出力されて、エンドとなる。またイエスの場合には
ステップＳ７において、ｎ＋１が行われ、ステップＳ８
において、ｎが歪ゲージ数と等しいかが確認され、この
場合一個目のためノーとなってステップＳ６に戻され、
ステップＳ６〜Ｓ８が歪ゲージ数だけ繰り返される。従
ってこの間でステップＳ６において一回でもノーとなっ
た場合はアラーム信号が出力されてエンドとなる。そし
て歪ゲージ全数の出力電流の確認がすべてイエスとなる
と、ステップＳ７において、ｎが歪ゲージ数と等しくな
って、ステップＳ８において、イエスとなりステップＳ
９において、第２工作物把持確認信号が出力され、ステ
ップＳ１０において主軸起動インタロックが解除されて
、主軸の回転準備が完了する。
【００１１】次に第２実施例について図４を参照して説
明する。なお第１実施例と同一の個所には同一符号を付
して説明を省略し、異なるところのみの説明とする。機
外に設けられている制御装置１７は、歪ゲーシ１５の出
力信号の変化から演算により電磁比例減圧弁１８を制御
する信号を求めて出力する部分でその演算内容は、例え
ば加工物把持力をＦ，遠心力をＦ１，マスタジョー引込
力をＦ２とすると、この間には次式■が成立する。Ｆ＝
Ｆ２−Ｆ１……■、また遠心力Ｆ２は次式■、また歪セ
ンサ出力Ｖは次式■の関係が成立している。 Ｆ２＝ａｐ……■、但しａ＝定数，Ｐ＝圧力、Ｖ＝ｂ（
Ｆ１＋Ｆ２）……■、但しｂ＝定数。 前式■〜■よりＦ＝Ｋ１Ｐ−Ｋ２Ｖ、但しＫ１，Ｋ２＝
定数、となる。従って把持力を一定に保つためには、次
の関係式■に従って供給圧力を制御することにより可能
となる。 ｄＰ／ｄｔ＝Ｋ・（ｄｖ／ｄｔ）……■、但しＫ＝Ｋ２
／Ｋ１ 電磁切換弁１９は回転シリンダ４に供給する圧油の切換
えを行う部分である。
明する。なお第１実施例と同一の個所には同一符号を付
して説明を省略し、異なるところのみの説明とする。機
外に設けられている制御装置１７は、歪ゲーシ１５の出
力信号の変化から演算により電磁比例減圧弁１８を制御
する信号を求めて出力する部分でその演算内容は、例え
ば加工物把持力をＦ，遠心力をＦ１，マスタジョー引込
力をＦ２とすると、この間には次式■が成立する。Ｆ＝
Ｆ２−Ｆ１……■、また遠心力Ｆ２は次式■、また歪セ
ンサ出力Ｖは次式■の関係が成立している。 Ｆ２＝ａｐ……■、但しａ＝定数，Ｐ＝圧力、Ｖ＝ｂ（
Ｆ１＋Ｆ２）……■、但しｂ＝定数。 前式■〜■よりＦ＝Ｋ１Ｐ−Ｋ２Ｖ、但しＫ１，Ｋ２＝
定数、となる。従って把持力を一定に保つためには、次
の関係式■に従って供給圧力を制御することにより可能
となる。 ｄＰ／ｄｔ＝Ｋ・（ｄｖ／ｄｔ）……■、但しＫ＝Ｋ２
／Ｋ１ 電磁切換弁１９は回転シリンダ４に供給する圧油の切換
えを行う部分である。
【００１２】続いて本実施例の作用について説明する。
電磁切換弁１９のＳＯＬ１に電圧が供給されて切換弁１
９がＩ位置に切換わり、電磁比例減圧弁１８により調圧
された圧油が回転シリンダ４の前室に供給されて、ピス
トン５が後退し、トローバ７，ウエッジプランジャ８を
介してマスタジョー１１，把持爪１２が閉じて工作物を
把持する。この工作物把持力により非把持状態にてゼロ
設定されている歪ゲージ１５から電流が出力される。こ
の工作物把持時の各歪ゲージのそれぞれの電流値が制御
装置１７内にて記憶される。 次いで主軸２が高速回
転されると、マスタジョー１１，把持爪１２の遠心力で
工作物把持力が低下し、歪ゲージ１５の電流値が少なく
なる。この停止時と回転時の電流値の変化の最も大きい
値を選択して、演算によりこの電流の変化値に見合った
減圧弁制御電圧を求めて、電磁比例減圧弁１８に出力し
、減圧率を下げて回転シリンダ４前室への供給圧を高め
、工作物把持力を静止時と同一になるようにする。
９がＩ位置に切換わり、電磁比例減圧弁１８により調圧
された圧油が回転シリンダ４の前室に供給されて、ピス
トン５が後退し、トローバ７，ウエッジプランジャ８を
介してマスタジョー１１，把持爪１２が閉じて工作物を
把持する。この工作物把持力により非把持状態にてゼロ
設定されている歪ゲージ１５から電流が出力される。こ
の工作物把持時の各歪ゲージのそれぞれの電流値が制御
装置１７内にて記憶される。 次いで主軸２が高速回
転されると、マスタジョー１１，把持爪１２の遠心力で
工作物把持力が低下し、歪ゲージ１５の電流値が少なく
なる。この停止時と回転時の電流値の変化の最も大きい
値を選択して、演算によりこの電流の変化値に見合った
減圧弁制御電圧を求めて、電磁比例減圧弁１８に出力し
、減圧率を下げて回転シリンダ４前室への供給圧を高め
、工作物把持力を静止時と同一になるようにする。
【００１３】なお、第１実施例，第２実施例とも歪ゲー
ジの出力電流をスリップリング１４により機外に取出す
構造としたが電源及び送信装置をチャック内に装備して
、高周波に乗せた信号を発信し、機外に設けた受信装置
により信号を受信するようにして歪ゲージの出力信号の
授受を行うようにすることもできる。
ジの出力電流をスリップリング１４により機外に取出す
構造としたが電源及び送信装置をチャック内に装備して
、高周波に乗せた信号を発信し、機外に設けた受信装置
により信号を受信するようにして歪ゲージの出力信号の
授受を行うようにすることもできる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。請求項１は、把持爪が工
作物を把持したときの把持爪駆動部のマスタジョーとの
各係合部の微小変位を一個又は複数の歪センサ出力によ
り検出することにより直接工作物把持力を調べて把持確
認を行うようにしたので、シリンダとドローバ、ドロー
バとチャック及びチャックと把持爪の取付不備や、異径
工作物の混入等による把持力不足による飛び出し事故を
未然に防ぐことができ、安全性が増加する。
で次に記載する効果を奏する。請求項１は、把持爪が工
作物を把持したときの把持爪駆動部のマスタジョーとの
各係合部の微小変位を一個又は複数の歪センサ出力によ
り検出することにより直接工作物把持力を調べて把持確
認を行うようにしたので、シリンダとドローバ、ドロー
バとチャック及びチャックと把持爪の取付不備や、異径
工作物の混入等による把持力不足による飛び出し事故を
未然に防ぐことができ、安全性が増加する。
【００１５】請求項２は、主軸静止時の工作物把持力に
よる歪センサ出力を記憶し、主軸回転時の遠心力により
低下する工作物把持力を検出して、主軸回転時の歪セン
サ出力が主軸静止時の歪センサ出力に近づくようにチャ
ックシリンダへの供給流体圧力を制御するようにしたの
で、遠心力による把持力の減少による工作物の飛び出し
を未然に防止することができる。またこれにより薄肉工
作物等変形を考慮した比較的弱い把持力でも飛び出すこ
とがなくなり加工精度が向上する。
よる歪センサ出力を記憶し、主軸回転時の遠心力により
低下する工作物把持力を検出して、主軸回転時の歪セン
サ出力が主軸静止時の歪センサ出力に近づくようにチャ
ックシリンダへの供給流体圧力を制御するようにしたの
で、遠心力による把持力の減少による工作物の飛び出し
を未然に防止することができる。またこれにより薄肉工
作物等変形を考慮した比較的弱い把持力でも飛び出すこ
とがなくなり加工精度が向上する。
【図１】第１実施例の歪センサ付チャックと主軸回りを
表す断面図である。
表す断面図である。
【図２】ウエッジプランジャにおける歪ゲージの配置を
表す図１のＡ−Ａ線視断面図である。
表す図１のＡ−Ａ線視断面図である。
【図３】第１実施例の作用説明用フローチャート図であ
る。
る。
【図４】第２実施例の歪センサ付チャックと主軸回りの
断面図及びチャックシリンダへの供給油圧力制御回路を
示す図である。
断面図及びチャックシリンダへの供給油圧力制御回路を
示す図である。
【図５】従来の技術説明用のチャックと主軸回りを表す
断面図である。
断面図である。
４ 回転シリンダ
８ ウエッジプランジャ
１１ マスタジョー
１２ 把持爪
１４ スリップリング
１５ 歪ゲージ
１８ 電磁比例減圧弁
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＣ工作機械等のパワーチャックの工
作物飛び出し防止方法において、工作物を把持したとき
の把持爪駆動部のマスタジョーとの各係合部のそれぞれ
の微小変位量を一個又は複数の歪ゲージにより検出し、
前記歪ゲージ出力値を予め記憶する設定値と比較してす
べて設定値を越えているとき把持確認信号を出力し、主
軸始動のインタロックを解除することを特徴とするチャ
ックの工作物飛び出し防止方法。 - 【請求項２】 ＮＣ工作機械等のパワーチャックの工
作物飛び出し防止方法において、工作物を把持したとき
の把持爪駆動部のマスタジョーとの係合部の主軸静止時
の微小変位量を歪ゲージ出力により検出して記憶し、主
軸回転時前記歪ゲーシ出力値が記憶する主軸静止時の歪
センサ出力値に近づくように前記パワーチャックへの供
給流体圧力を制御して遠心力による把持力の低下を防止
することを特徴とするチャックの工作物飛び出し防止方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41489490A JPH04223814A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | チャックの工作物飛び出し防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41489490A JPH04223814A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | チャックの工作物飛び出し防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223814A true JPH04223814A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18523324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41489490A Pending JPH04223814A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | チャックの工作物飛び出し防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04223814A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0919313A3 (de) * | 1997-11-25 | 2001-04-25 | Röhm GmbH | Spanneinrichtung |
| JP2003001506A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Okuma Corp | 工作機械の主軸装置 |
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-
1990
- 1990-12-26 JP JP41489490A patent/JPH04223814A/ja active Pending
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