JP2019188562A - Spindle device - Google Patents

Abstract

To provide a spindle device which can determine whether a clamp force of a tool by a spring is proper or insufficient without stopping an operation of a machine tool by a simple and inexpensive constitution.SOLUTION: A spindle device 1 comprises an unclamp end switch 45 as a displacement detection part for detecting the displacement of a piston 55. A pressure oil supply part 70 has a two-pressure control pressure reduction valve 72 as a pressure setting circuit which can set pressure oil supplied to a cylinder housing 4 to two kinds of pressure of high pressure PH at which the piston 55 presses a push rod 30 to a front end side while withstanding an energization force of a disc spring 33, and low pressure PL which is defined on the basis of a lower limit value of a clamp force by the energization force of the disc spring 33. A control part 80 has determination parts (S2, S3) for setting the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reduction valve 72, and determining whether the clamp force by the energization force of the disc spring 33 is proper or insufficient on the basis of a detection result of the unclamp end switch 45.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device.

マシニングセンタ、ＮＣ専用機等の工作機械における主軸装置は、主軸の先端に装着された工具をクランプ、アンクランプする把持部材と、この把持部材と連係したプッシュロッドと、把持部材をクランプ方向に作動するためにプッシュロッドを付勢する付勢部材であるばねとが挿設され、プッシュロッドの後端にはプッシュロッドを付勢部材に抗して押動するシリンダ部を備えている。   A spindle device in a machine tool such as a machining center or an NC dedicated machine operates a gripping member that clamps and unclamps a tool attached to the tip of the spindle, a push rod linked to the gripping member, and operates the gripping member in the clamping direction. Therefore, a spring, which is a biasing member that biases the push rod, is inserted, and a cylinder portion that pushes the push rod against the biasing member is provided at the rear end of the push rod.

このような工作機械の主軸装置では、把持部材は付勢部材の付勢力により工具をクランプしていることから、この付勢部材の付勢力の低下により工具のクランプ力が低下して工具による加工精度に大きな影響を及ぼすこととなる。即ち、長期の使用により付勢部材の付勢力が低下すると、把持部材が工具を適正にクランプすることができず、主軸による工具のクランプ力が低下し、切削による製品の加工精度が低下するばかりでなく、主軸と工具とのクランプ部でフレッティングなどの表面損傷が発生してしまう。   In such a spindle device of a machine tool, since the gripping member clamps the tool by the biasing force of the biasing member, the clamping force of the tool decreases due to the decrease of the biasing force of the biasing member, and machining by the tool is performed. The accuracy will be greatly affected. That is, if the urging force of the urging member decreases due to long-term use, the gripping member cannot properly clamp the tool, the clamping force of the tool by the spindle decreases, and the processing accuracy of the product by cutting only decreases. Instead, surface damage such as fretting occurs at the clamp portion between the spindle and the tool.

このような問題に鑑みて、従来、駆動装置によるプッシュロッドの押圧力を検出するロッド押圧力検出手段と、プッシュロッドの変位を検出するロッド変位検出手段と、このプッシュロッドの押圧力とプッシュロッドの変位に基づいて把持部材としてのコレットによる工具のクランプ力を検出する工具クランプ力検出手段と、この工具のクランプ力と予め設定された付勢部材におけるクランプ回数に対するクランプ力から求まる付勢力特性値に基づいて付勢手段の交換時期を判定する交換時期判定手段を設けた主軸装置が提案されている（特許文献１参照。）。この主軸装置によれば、プッシュロッドの押圧力とプッシュロッドの変位を用いることで、コレットによる工具のクランプ力を適正に検出することができ、この工具のクランプ力と付勢部材の付勢力特性値を用いることで、付勢部材の劣化を推定してその交換時期を高精度に判定することができる。   In view of such a problem, conventionally, a rod pressing force detecting means for detecting the pressing force of the push rod by the driving device, a rod displacement detecting means for detecting the displacement of the push rod, the pressing force of the push rod and the push rod Tool clamping force detecting means for detecting the clamping force of the tool by the collet as the gripping member based on the displacement of the tool, and the biasing force characteristic value obtained from the clamping force of the tool and the clamping force with respect to the preset number of times of clamping in the biasing member There has been proposed a spindle apparatus provided with a replacement time determination means for determining the replacement time of the urging means based on (see Patent Document 1). According to this spindle device, the clamping force of the tool by the collet can be properly detected by using the pressing force of the push rod and the displacement of the push rod, and the clamping force of the tool and the biasing force characteristics of the biasing member By using the value, it is possible to estimate the deterioration of the urging member and determine the replacement time with high accuracy.

特許第４６３８４６４号公報Japanese Patent No. 4638464

しかしながら、上述した従来の主軸装置は、プッシュロッドの押圧力を検出するために、圧力センサを設けたり、油圧を徐々に可変できる油圧制御回路を設けたりする必要があり、構成が複雑で高価とならざるを得ないという問題がある。また、付勢部材の劣化を推定するために予め工具のクランプ力と付勢部材の付勢力特性値のデータ取りが必要になるという問題がある。   However, the above-described conventional spindle apparatus needs to be provided with a pressure sensor or a hydraulic control circuit capable of gradually changing the hydraulic pressure in order to detect the pressing force of the push rod. There is a problem that it must be. Further, there is a problem that it is necessary to obtain data on the clamping force of the tool and the biasing force characteristic value of the biasing member in advance in order to estimate the deterioration of the biasing member.

本発明は、付勢部材としてのばねの付勢力による工具のクランプ力が適正か不足しているかを、簡単且つ安価な構成で工作機械の運転を停止することなく判定可能な主軸装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a spindle device that can determine whether the clamping force of a tool by an urging force of a spring as an urging member is appropriate or insufficient without stopping the operation of a machine tool with a simple and inexpensive configuration. For the purpose.

本発明に係る主軸装置は、回転自在に支持された主軸と、前記主軸内に軸方向に沿って移動自在に支持されるプッシュロッドと、前記プッシュロッドの軸方向の第一端に取り付けられて、前記プッシュロッドが前記主軸に対して軸方向の第二端側へ移動したときは工具を把持するクランプ状態とされ、前記第一端側へ移動したときは工具の把持が解除されたアンクランプ状態とされる把持部材と、前記プッシュロッドを前記第二端側へ付勢するばねと、圧油を供給する圧油供給部と、前記プッシュロッドの前記第二端側にて軸方向に往復移動可能に設けられ、前記第一端側に移動したときは前記プッシュロッドの前記第二端に当接し前記ばねの付勢力に抗して前記プッシュロッドを前記第一端側へ押圧し、前記第二端側に移動したときは前記プッシュロッドと離間するピストンと、前記ピストンを収容すると共に、前記ピストンが前記第一端側に移動する際に前記圧油供給部から圧油が供給されるアンクランプ室、及び前記ピストンが前記第二端側に移動する際に前記圧油供給部から圧油が供給されるクランプ室を設けてなるシリンダハウジングと、前記ピストンを軸方向に移動させるために、前記圧油供給部から前記シリンダハウジングへの圧油の供給を制御する制御部と、を備える。   A spindle device according to the present invention is attached to a spindle that is rotatably supported, a push rod that is movably supported along the axial direction in the spindle, and an axial first end of the push rod. When the push rod moves to the second end side in the axial direction with respect to the main shaft, the clamp state is held to hold the tool, and when the push rod moves to the first end side, the unclamp is released. A holding member, a spring for urging the push rod toward the second end side, a pressure oil supply unit for supplying pressure oil, and an axial reciprocation at the second end side of the push rod It is provided so as to be movable, and when it moves to the first end side, it abuts against the second end of the push rod and presses the push rod against the biasing force of the spring toward the first end side, When moving to the second end side A piston that is spaced apart from the shroud; an unclamping chamber that houses the piston, and is supplied with pressure oil from the pressure oil supply section when the piston moves toward the first end; and the piston is the second A cylinder housing provided with a clamp chamber to which pressure oil is supplied from the pressure oil supply section when moving to the end side, and from the pressure oil supply section to the cylinder housing in order to move the piston in the axial direction A control unit that controls the supply of the pressure oil.

さらに、主軸装置は、前記プッシュロッドの軸方向変位を検知する変位検知部を備え、前記圧油供給部は、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を、前記ピストンを前記ばねの付勢力に抗して前記プッシュロッドを前記第一端側へ押圧させる高圧と、前記ばねの付勢力によるクランプ力の下限値に基づいて定められた低圧との少なくとも２圧に設定可能な圧設定回路を有し、前記制御部は、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を前記圧設定回路により前記低圧に設定し、その状態で前記変位検知部の検知結果に基づいて前記ばねの付勢力によるクランプ力が適正か不足かを判定する判定部を有する。   Further, the spindle device includes a displacement detection unit that detects an axial displacement of the push rod, and the pressure oil supply unit resists the pressure oil supplied to the cylinder housing against the biasing force of the spring. A pressure setting circuit that can be set to at least two pressures, a high pressure that presses the push rod toward the first end side, and a low pressure that is determined based on a lower limit value of a clamping force by the biasing force of the spring; The control unit sets the pressure oil supplied to the cylinder housing to the low pressure by the pressure setting circuit, and in this state, the clamping force due to the biasing force of the spring is appropriate or insufficient based on the detection result of the displacement detection unit It has a judgment part which judges.

この構成によれば、ばねの付勢力によるクランプ力が適正か不足しているかを、簡単且つ安価な構成で工作機械の運転を停止することなく判定することができるという効果を奏する。   According to this configuration, it is possible to determine whether the clamping force by the biasing force of the spring is appropriate or insufficient with a simple and inexpensive configuration without stopping the operation of the machine tool.

第１実施形態に係る工作機械の主軸装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole spindle apparatus of the machine tool which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る圧油供給部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the pressure oil supply part which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るクランプ力判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the clamp force determination process which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るクランプ力判定処理において、ピストン及びプッシュロッドの動きと軸方向変位検知用の各スイッチとの位置関係を模式的に示す説明図である。In the clamping force determination process which concerns on 1st Embodiment, it is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the movement of a piston and a push rod, and each switch for axial direction displacement detection. 第２実施形態に係るクランプ力判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the clamp force determination process which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係るクランプ力判定処理において、ピストン及びプッシュロッドの動きと軸方向変位検知用の各スイッチとの位置関係を模式的に示す説明図である。In the clamping force determination process which concerns on 2nd Embodiment, it is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the movement of a piston and a push rod, and each switch for axial direction displacement detection. 第３実施形態に係るクランプ力判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the clamp force determination process which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係るクランプ力判定処理において、ピストン及びプッシュロッドの動きと軸方向変位検知用の各スイッチとの位置関係を模式的に示す説明図である。In the clamping force determination process which concerns on 3rd Embodiment, it is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the movement of a piston and a push rod, and each switch for axial direction displacement detection. 第４実施形態に係るクランプ力判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the clamp force determination process which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係るクランプ力判定処理において、ピストン及びプッシュロッドの動きと軸方向変位検知用の各スイッチとの位置関係を模式的に示す説明図である。In the clamping force determination process which concerns on 4th Embodiment, it is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the movement of a piston and a push rod, and each switch for axial direction displacement detection.

以下、本発明を具体化した工作機械の主軸装置の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of a spindle device for a machine tool embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
（１．主軸装置１の全体構成）
本実施形態の主軸装置１は、マシニングセンタ等の工作機械に備えられる装置であって、図１に示すように、主軸１０、電動モータ４０及びシリンダ部５０を有する主軸ユニット２と、主軸ユニット２のシリンダ部５０へ圧油を供給する圧油供給部７０と、圧油供給部７０を制御する制御部８０とを備えて構成される。尚、図１では、主軸ユニット２における工具Ｔのアンクランプ状態が上半分に示され、クランプ状態が下半分に示されている。 <First Embodiment>
(1. Overall configuration of the spindle device 1)
The spindle device 1 of the present embodiment is a device provided in a machine tool such as a machining center. As shown in FIG. 1, a spindle unit 2 having a spindle 10, an electric motor 40 and a cylinder unit 50, and a spindle unit 2. A pressure oil supply unit 70 that supplies pressure oil to the cylinder unit 50 and a control unit 80 that controls the pressure oil supply unit 70 are provided. In FIG. 1, the unclamped state of the tool T in the spindle unit 2 is shown in the upper half, and the clamped state is shown in the lower half.

（２．主軸ユニット２の構成）
主軸ユニット２は、略円筒状の主軸ハウジング３を備え、ロータ４１とステータ４２とを有する電動モータ４０によって回転駆動する主軸１０が、軸受１０Ａ，１０Ｂにより回転自在に支持されている。 (2. Configuration of spindle unit 2)
The main shaft unit 2 includes a substantially cylindrical main shaft housing 3, and a main shaft 10 that is rotationally driven by an electric motor 40 having a rotor 41 and a stator 42 is rotatably supported by bearings 10A and 10B.

主軸１０は、軸線方向に貫通する主軸内孔１０Ｈが形成され、その前端には工具Ｔ取付け用のテーパ部１０Ｔが形成されている。主軸内孔１０Ｈには、テーパ部１０Ｔに装着される工具ＴのプルスタッドＴＰを把持して引き込んだり、把持を解除したりするコレット３２と、コレット３２と連係したプッシュロッド３０とが配設されると共に、複数の皿ばね３３が介装されている。プッシュロッド３０は、一般には「ドローバー」とも称されている部材であり、主軸１０内に軸方向に沿って移動自在に支持される。コレット３２は、プッシュロッド３０の軸方向の前方端（第一端）に取り付けられて、プッシュロッド３０が主軸１０に対して軸方向の後方端（第一端とは反対側の端部である第二端）側へ移動したときは工具Ｔを把持するクランプ状態とされ、前方端側へ移動したときは工具Ｔの把持が解除されたアンクランプ状態とされる。皿ばね３３は、プッシュロッド３０を後方端側（図１右側）へ付勢する。従って、プッシュロッド３０は、皿ばね３３により主軸１０に対して後方端側、すなわちコレット３２をクランプ側へ作動させるように常時付勢されている。   The main shaft 10 is formed with a main shaft inner hole 10H penetrating in the axial direction, and a tapered portion 10T for attaching the tool T is formed at the front end thereof. A collet 32 that holds the pull stud TP of the tool T attached to the tapered portion 10T and pulls it in and releases the grip, and a push rod 30 linked to the collet 32 are disposed in the main shaft inner hole 10H. In addition, a plurality of disc springs 33 are interposed. The push rod 30 is a member generally called a “draw bar”, and is supported in the main shaft 10 so as to be movable along the axial direction. The collet 32 is attached to the front end (first end) in the axial direction of the push rod 30, and the push rod 30 is the rear end in the axial direction with respect to the main shaft 10 (end opposite to the first end). When moved to the second end) side, a clamped state in which the tool T is gripped is set, and when moved to the front end side, the gripped state of the tool T is released. The disc spring 33 biases the push rod 30 toward the rear end side (right side in FIG. 1). Therefore, the push rod 30 is always urged by the disc spring 33 so as to operate the rear end side, that is, the collet 32 toward the clamp side with respect to the main shaft 10.

主軸１０の後方には、主軸ハウジング３と一体化されたシリンダハウジング４と、シリンダハウジング４内に軸方向に移動可能に設けられたピストン５５とを有するシリンダ部５０が設けられている。シリンダハウジング４は、ピストン５５を収容すると共に、ピストン５５を挟んで後方側に、ピストン５５が前方端側に移動する際に圧油供給部７０から圧油が供給されるアンクランプ室５２が設けられると共に、ピストン５５を挟んで前方側に、ピストン５５が後方端側に移動する際に圧油供給部７０から圧油が供給されるクランプ室５１が設けられている。クランプ室５１に連通するポート５１Ｐには、圧油供給部７０のクランプ経路Ｙｃが接続され、クランプ室５１への圧油の供給又はクランプ室５１からの圧油の排出が可能となっている。同様に、アンクランプ室５２に連通するポート５２Ｐには、圧油供給部７０のアンクランプ経路Ｙｕが接続され、アンクランプ室５２への圧油の供給又はアンクランプ室５２からの圧油の排出が可能となっている。   Behind the main shaft 10 is provided a cylinder portion 50 having a cylinder housing 4 integrated with the main shaft housing 3 and a piston 55 provided in the cylinder housing 4 so as to be movable in the axial direction. The cylinder housing 4 accommodates the piston 55, and an unclamping chamber 52 to which pressure oil is supplied from the pressure oil supply unit 70 when the piston 55 moves to the front end side is provided on the rear side across the piston 55. In addition, a clamp chamber 51 to which pressure oil is supplied from the pressure oil supply unit 70 when the piston 55 moves to the rear end side is provided on the front side across the piston 55. A clamp path Yc of the pressure oil supply unit 70 is connected to the port 51P communicating with the clamp chamber 51, so that supply of pressure oil to the clamp chamber 51 or discharge of pressure oil from the clamp chamber 51 is possible. Similarly, an unclamp path Yu of the pressure oil supply unit 70 is connected to the port 52P communicating with the unclamp chamber 52, and supply of pressure oil to the unclamp chamber 52 or discharge of pressure oil from the unclamp chamber 52 is performed. Is possible.

ピストン５５は、プッシュロッド３０の後方端側にて軸方向に往復移動可能に設けられ、前方端側に移動したときはプッシュロッド３０の後方端に当接し皿ばね３３の付勢力に抗してプッシュロッド３０を前方端側へ押圧し、後方端側に移動したときはプッシュロッド３０と離間する。ピストン５５の前端部外周には、ピストン位置検出用のドグ５５ｄが突設されている。一方、シリンダハウジング４には、ピストン５５が軸方向に駆動される際のドグ５５ｄの移動範囲に対応して、アンクランプ端スイッチ４５、クランプ正常確認スイッチ４６、及びクランプ端スイッチ４７が、軸線方向前方から後方に向かって順に配置されている。アンクランプ端スイッチ４５、クランプ正常確認スイッチ４６、及びクランプ端スイッチ４７としては、公知の近接スイッチを好適に用いることができる。   The piston 55 is provided so as to be capable of reciprocating in the axial direction on the rear end side of the push rod 30. When the piston 55 moves to the front end side, it abuts on the rear end of the push rod 30 and resists the biasing force of the disc spring 33. When the push rod 30 is pressed to the front end side and moved to the rear end side, the push rod 30 is separated from the push rod 30. On the outer periphery of the front end portion of the piston 55, a dog position detecting dog 55d is projected. On the other hand, the cylinder housing 4 has an unclamp end switch 45, a clamp normality confirmation switch 46, and a clamp end switch 47 in the axial direction corresponding to the moving range of the dog 55d when the piston 55 is driven in the axial direction. They are arranged in order from the front to the rear. As the unclamp end switch 45, the clamp normality confirmation switch 46, and the clamp end switch 47, known proximity switches can be suitably used.

より詳細には、アンクランプ端スイッチ４５は、ピストン５５をシリンダハウジング４内の前方端まで前進させた時にドグ５５ｄに近接位置で対向するように配置され、ドグ５５ｄが近接している時に制御部８０へオン信号を出力する。クランプ正常確認スイッチ４６は、ピストン５５をアンクランプ端スイッチ４５がオンする前方端位置から徐々に後退させたときにプッシュロッド３０との係合が解除される位置で、或いは、ピストン５５をクランプ端スイッチ４７がオンする後方端位置から徐々に前進させたときにてプッシュロッド３０との係合が開始される位置で、ドグ５５ｄに近接位置で対向するように配置され、ドグ５５ｄが近接している時に制御部８０へオン信号を出力する。クランプ端スイッチ４７は、ピストン５５をシリンダハウジング４内の移動可能範囲の後方端まで後退させた時に、ドグ５５ｄに近接位置で対向するように配置され、ドグ５５ｄが近接している時に制御部８０へオン信号を出力する。ここで、ピストン５５は、アンクランプ端スイッチ４５がオンする前方端位置とクランプ正常確認スイッチ４６がオンする位置との間を移動するとき、プッシュロッド３０と係合しているため、プッシュロッド３０と一体となって軸方向移動を行う。従って、アンクランプ端スイッチ４５及びクランプ正常確認スイッチ４６は、ピストン５５の軸方向変位を検知すると同時に、プッシュロッド３０の軸方向変位を検知する変位検知部として機能する。   More specifically, the unclamp end switch 45 is disposed so as to face the dog 55d at a close position when the piston 55 is advanced to the front end in the cylinder housing 4, and when the dog 55d is close, the control unit An ON signal is output to 80. The clamp normal confirmation switch 46 is a position where the engagement with the push rod 30 is released when the piston 55 is gradually retracted from the front end position where the unclamp end switch 45 is turned on, or the piston 55 is connected to the clamp end. At the position where the engagement with the push rod 30 is started when the switch 47 is gradually advanced from the rear end position where the switch 47 is turned on, the switch 47 is disposed so as to face the dog 55d at the close position. An ON signal is output to the control unit 80 when it is on. The clamp end switch 47 is disposed so as to face the dog 55d at a close position when the piston 55 is retracted to the rear end of the movable range in the cylinder housing 4, and when the dog 55d is close, the control unit 80 is disposed. An ON signal is output. Here, the piston 55 is engaged with the push rod 30 when moving between the front end position where the unclamp end switch 45 is turned on and the position where the clamp normality confirmation switch 46 is turned on. And move in the axial direction. Therefore, the unclamp end switch 45 and the clamp normality confirmation switch 46 function as a displacement detection unit that detects the axial displacement of the piston 55 and at the same time detects the axial displacement of the push rod 30.

圧油供給部７０のクランプ経路Ｙｃからポート５１Ｐを介してクランプ室５１へ高圧ＰＨの圧油が供給されると、ピストン５５が後方に移動してピストン５５とプッシュロッド３０との係合が解除され、工具Ｔをコレット３２で把持したプッシュロッド３０は皿ばね３３の付勢力により主軸１０に対し後退する。そして、コレット３２は縮径して工具ＴのプルスタッドＴＰを把持し、引き込むことにより、主軸１０のテーパ部１０Ｔに工具Ｔが嵌着されて主軸１０に固定され、クランプ状態となる。   When pressure oil of high pressure PH is supplied from the clamp path Yc of the pressure oil supply unit 70 to the clamp chamber 51 via the port 51P, the piston 55 moves rearward and the engagement between the piston 55 and the push rod 30 is released. Then, the push rod 30 holding the tool T with the collet 32 moves backward with respect to the main shaft 10 by the biasing force of the disc spring 33. The collet 32 is reduced in diameter to grip and pull the pull stud TP of the tool T, so that the tool T is fitted to the tapered portion 10T of the main shaft 10 and is fixed to the main shaft 10 to be in a clamped state.

一方、圧油供給部７０のアンクランプ経路Ｙｕからポート５２Ｐを介してアンクランプ室５２へ高圧ＰＨの圧油が供給されると、ピストン５５が前方に移動してピストン５５とプッシュロッド３０とが係合され、プッシュロッド３０は皿ばね３３の付勢力に抗して主軸１０に対し前進する。そして、コレット３２は拡径して工具Ｔの把持を解除し、アンクランプ状態となる。   On the other hand, when pressure oil of high pressure PH is supplied from the unclamping path Yu of the pressure oil supply unit 70 to the unclamping chamber 52 via the port 52P, the piston 55 moves forward, and the piston 55 and the push rod 30 are moved. The push rod 30 is engaged and moves forward with respect to the main shaft 10 against the biasing force of the disc spring 33. Then, the collet 32 is expanded in diameter to release the gripping of the tool T and enter an unclamped state.

制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を有する公知のコンピュータであり、ピストン５５を軸方向に移動させるために、圧油供給部７０の各ソレノイドの通電、非通電を切り換えて、圧油供給部７０からシリンダハウジング４への圧油の供給を制御する。また、制御部８０は、アンクランプ端スイッチ４５、クランプ正常確認スイッチ４６、及びクランプ端スイッチ４７からの信号に基づいて、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力が適正か不足かを判定するクランプ力判定処理を実行する。尚、本明細書において、クランプ力が「適正」とは、工作機械に要求される加工精度を確保するために必要なクランプ力を満たすことを意味し、「不足」とは必要なクランプ力を満たしていないことを意味する。また、本明細書では、「皿ばねの付勢力によるクランプ力」を単に「皿ばねによるクランプ力」とも記載する。   The control unit 80 is a known computer having a CPU, a RAM, a ROM, and the like. In order to move the piston 55 in the axial direction, the solenoid of the pressure oil supply unit 70 is switched between energization and non-energization, and the pressure oil The supply of pressure oil from the supply unit 70 to the cylinder housing 4 is controlled. Further, the control unit 80 determines whether the clamping force by the biasing force of the disc spring 33 is appropriate or insufficient based on signals from the unclamp end switch 45, the clamp normality confirmation switch 46, and the clamp end switch 47. Execute the judgment process. In this specification, “appropriate” clamping force means satisfying the clamping force required to ensure the machining accuracy required for the machine tool, and “insufficient” means the required clamping force. Means not satisfied. Further, in this specification, “clamping force by the urging force of the disc spring” is also simply referred to as “clamping force by the disc spring”.

（３．圧油供給部７０の構成）
次に、圧油供給部７０の詳細構成について、図２を参照しつつ説明する。圧油供給部７０は、圧油を供給する回路であって、方向切換弁７１と、２圧制御減圧弁７２と、パイロット操作ダブルチェック弁７６とを備えて構成される。 (3. Configuration of pressure oil supply unit 70)
Next, a detailed configuration of the pressure oil supply unit 70 will be described with reference to FIG. The pressure oil supply unit 70 is a circuit that supplies pressure oil, and includes a direction switching valve 71, a two-pressure control pressure reducing valve 72, and a pilot operation double check valve 76.

方向切換弁７１は、４個のポートを備えて油路を３通りに切り替え可能な４ポート３位置方向制御弁であって、制御部８０によりソレノイド７１ｃ，７１ｕの通電、非通電を切り替えることによって、３つの接続状態に切り替え可能に構成されている。   The direction switching valve 71 is a four-port three-position direction control valve that has four ports and can switch the oil path in three ways. By switching between energization and non-energization of the solenoids 71 c and 71 u by the control unit 80. It can be switched to three connection states.

すなわち、ソレノイド７１ｃ，７１ｕが共に非通電の時、方向切換弁７１は両側のばねにより中立ポジション７１ｎｐに切り替えられ、ポンプＰに接続される供給経路Ｙｐが閉鎖され、クランプ経路Ｙｃ及びアンクランプ経路Ｙｕと、タンクＲに接続される排出経路Ｙｒとが接続される。ソレノイド７１ｃが通電且つソレノイド７１ｕが非通電の時、方向切換弁７１はクランプポジション７１ｃｐに切り替えられ、供給経路Ｙｐとクランプ経路Ｙｃとが接続されると共に、アンクランプ経路Ｙｕと排出経路Ｙｒとが接続される。ソレノイド７１ｕが通電且つソレノイド７１ｃが非通電の時、方向切換弁７１はアンクランプポジション７１ｕｐに切り替えられ、供給経路Ｙｐとアンクランプ経路Ｙｕとが接続されると共に、クランプ経路Ｙｃと排出経路Ｙｒとが接続される。   That is, when both the solenoids 71c and 71u are not energized, the direction switching valve 71 is switched to the neutral position 71np by the springs on both sides, the supply path Yp connected to the pump P is closed, and the clamp path Yc and the unclamp path Yu And a discharge path Yr connected to the tank R. When the solenoid 71c is energized and the solenoid 71u is not energized, the direction switching valve 71 is switched to the clamp position 71cp, the supply path Yp and the clamp path Yc are connected, and the unclamp path Yu and the discharge path Yr are connected. Is done. When the solenoid 71u is energized and the solenoid 71c is not energized, the direction switching valve 71 is switched to the unclamp position 71up, the supply path Yp and the unclamp path Yu are connected, and the clamp path Yc and the discharge path Yr are connected. Connected.

２圧制御減圧弁７２は、シリンダハウジング４へ供給する圧油を高圧ＰＨと低圧ＰＬとの２圧に設定可能な圧設定回路を有し、２圧制御が可能な減圧弁である。高圧ＰＨは、ピストン５５を皿ばね３３の付勢力に抗してプッシュロッド３０を前方端側へ押圧させる圧力であり、低圧ＰＬは、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力の下限値に基づいて定められた圧力である。２圧制御減圧弁７２は、供給経路Ｙｐ経由でポンプＰから供給される圧油を高圧ＰＨ又は低圧ＰＬに減圧して、方向切換弁７１のＰポートへ供給する。高圧ＰＨは、ピストン５５のプッシュロッド３０に対する押圧力が、皿ばね３３の付勢力の最大値を上回る大きさとなるように設定された圧力値を持っている。高圧ＰＨは、例えば、０．７〜７．０ＭＰａの範囲内で且つ低圧ＰＬよりも大きい値に設定される。一方、低圧ＰＬは、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力の下限値に基づいて定められた圧力値を持っている。より具体的には、ピストン５５の押圧力が、工作機械の加工性能を確保するために予め規定されたコレット３２のクランプ力の下限値に対応する皿ばね３３の付勢力と等しくなるように、低圧ＰＬが定められている。低圧ＰＬは、例えば、０．２〜３．５ＭＰａの範囲内で且つ高圧ＰＨよりも小さい値に設定される。例えば、高圧ＰＨを５．５ＭＰａとし、低圧ＰＬを０．７９ＭＰａと設定することができる。このような２圧制御減圧弁７２として、例えば、豊興工業株式会社製の２圧制御減圧弁（ＨＧＤ２Ｈ）を用いることができる。   The two-pressure control pressure reducing valve 72 has a pressure setting circuit capable of setting the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 to two pressures of high pressure PH and low pressure PL, and is a pressure reducing valve capable of two pressure control. The high pressure PH is a pressure that presses the push rod 30 toward the front end side against the biasing force of the disc spring 33, and the low pressure PL is based on the lower limit value of the clamping force by the biasing force of the disc spring 33. It is a set pressure. The two-pressure control pressure reducing valve 72 reduces the pressure oil supplied from the pump P via the supply path Yp to the high pressure PH or the low pressure PL and supplies the pressure oil to the P port of the direction switching valve 71. The high pressure PH has a pressure value that is set such that the pressing force of the piston 55 against the push rod 30 exceeds the maximum value of the biasing force of the disc spring 33. The high pressure PH is set to a value within the range of 0.7 to 7.0 MPa and higher than the low pressure PL, for example. On the other hand, the low pressure PL has a pressure value determined based on the lower limit value of the clamping force by the biasing force of the disc spring 33. More specifically, the pressing force of the piston 55 is equal to the urging force of the disc spring 33 corresponding to the lower limit value of the clamping force of the collet 32 defined in advance in order to ensure the machining performance of the machine tool. Low pressure PL is defined. The low pressure PL is set to a value within the range of 0.2 to 3.5 MPa and smaller than the high pressure PH, for example. For example, the high pressure PH can be set to 5.5 MPa, and the low pressure PL can be set to 0.79 MPa. As such a 2-pressure control pressure reducing valve 72, for example, a 2-pressure control pressure reducing valve (HGD2H) manufactured by Toyoko Industry Co., Ltd. can be used.

２圧制御減圧弁７２は、具体的には、減圧弁７３と、チェック弁７４と、リリーフ弁７５とから回路が構成される。減圧弁７３は、バランスピストン形の減圧弁であって、供給経路Ｙｐ中に設けられている。また、減圧弁７３は、アンクランプ経路Ｙｕの油圧がパイロット圧として導入されると共に、ドレンポートがチェック弁７４の入口側に連通している。   Specifically, the two-pressure control pressure reducing valve 72 includes a pressure reducing valve 73, a check valve 74, and a relief valve 75. The pressure reducing valve 73 is a balance piston type pressure reducing valve, and is provided in the supply path Yp. Further, the pressure reducing valve 73 is introduced with the hydraulic pressure of the unclamping path Yu as a pilot pressure, and the drain port communicates with the inlet side of the check valve 74.

チェック弁ソレノイド７４ｓが非通電の時、チェック弁７４が閉鎖されているため、リリーフ弁７５は作動せず、減圧弁７３の二次側圧力は、パイロットスプリング７３ｐｓの押圧力を予め調整することにより設定された高圧ＰＨになる。   Since the check valve 74 is closed when the check valve solenoid 74s is not energized, the relief valve 75 does not operate, and the secondary pressure of the pressure reducing valve 73 is adjusted by adjusting the pressing force of the pilot spring 73ps in advance. It becomes the set high pressure PH.

一方、チェック弁ソレノイド７４ｓを通電するとチェック弁７４が開放され、減圧弁７３のドレンポートから流れる圧油がチェック弁７４を通過してリリーフ弁７５へ流入する。これにより、リリーフ弁７５が作動して、減圧弁７３の二次側圧力が、パイロットスプリング７５ｐｓの押圧力を予め調整することにより設定された低圧ＰＬになる。   On the other hand, when the check valve solenoid 74s is energized, the check valve 74 is opened, and the pressure oil flowing from the drain port of the pressure reducing valve 73 passes through the check valve 74 and flows into the relief valve 75. As a result, the relief valve 75 is actuated, and the secondary pressure of the pressure reducing valve 73 becomes the low pressure PL set by adjusting the pressing force of the pilot spring 75ps in advance.

（４．クランプ力判定処理の流れ）
次に、制御部８０において実行されるクランプ力判定処理の流れについて、図３のフローチャート及び図４の説明図を参照しつつ説明する。本実施形態では、アンクランプ状態からクランプ状態へ移行する動作の過程で、皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定する。尚、図４に示すように、ピストン５５のドグ５５ｄがアンクランプ端スイッチ４５に対向する位置とクランプ正常確認スイッチ４６に対向する位置との間では、ピストン５５はプッシュロッド３０と係合するため、ピストン５５とプッシュロッド３０とは軸方向に一体動作する。 (4. Flow of clamping force judgment process)
Next, the flow of the clamping force determination process executed in the control unit 80 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the explanatory diagram of FIG. In this embodiment, it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient in the course of the operation of shifting from the unclamped state to the clamped state. As shown in FIG. 4, the piston 55 engages with the push rod 30 between a position where the dog 55 d of the piston 55 faces the unclamp end switch 45 and a position where the dog 55 d faces the normal clamp check switch 46. The piston 55 and the push rod 30 operate integrally in the axial direction.

図３に示すように、ステップ１（以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）に示す初期状態において、方向切換弁７１は、アンクランプポジション７１ｕｐに設定され、供給経路Ｙｐとアンクランプ経路Ｙｕとが接続されると共に、クランプ経路Ｙｃと排出経路Ｙｒとが接続されている。また、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力は、高圧ＰＨに設定されている。すなわち、方向切換弁７１のソレノイド７１ｕが通電且つソレノイド７１ｃが非通電とされ、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓが非通電とされる。   As shown in FIG. 3, in the initial state shown in step 1 (hereinafter abbreviated as S1. The same applies to other steps), the direction switching valve 71 is set to the unclamping position 71up, and the supply path Yp and the unclamping are performed. The path Yu is connected, and the clamp path Yc and the discharge path Yr are connected. The secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to a high pressure PH. That is, the solenoid 71u of the direction switching valve 71 is energized and the solenoid 71c is de-energized, and the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is de-energized.

従って、初期状態（Ｓ１）では、高圧ＰＨの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給されている。この時、ピストン５５は、皿ばね３３の付勢力に抗してプッシュロッド３０を前方側へ押圧することによりドグ５５ｄが前方端まで前進してアンクランプ端スイッチ４５に近接しているため、アンクランプ端スイッチ４５がオンしている。   Therefore, in the initial state (S1), the pressure oil of high pressure PH is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu. At this time, the piston 55 pushes the push rod 30 forward against the biasing force of the disc spring 33 so that the dog 55d moves forward to the front end and is close to the unclamp end switch 45. The clamp end switch 45 is on.

次に、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力を低圧ＰＬに設定する（Ｓ２）。すなわち、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓに通電する。これにより、低圧ＰＬの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給される。   Next, the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the low pressure PL (S2). That is, the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is energized. Thereby, the pressure oil of the low pressure PL is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu.

続いて、アンクランプ端スイッチ４５が直ちにオフしたか否かを検知する（Ｓ３）。アンクランプ端スイッチ４５のオフが検知された場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、皿ばね３３のクランプ力が適正と判定される（Ｓ４）。アンクランプ端スイッチ４５のオフが検知されるのは、図４に示すように、皿ばね３３の付勢力によってプッシュロッド３０が後方へ押圧されてピストン５５が直ちに後退し、ドグ５５ｄがアンクランプ端スイッチ４５から遠ざかったからである。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が上回っている、つまり、クランプ力が適正であることを示している。   Subsequently, it is detected whether or not the unclamp end switch 45 is immediately turned off (S3). When it is detected that the unclamp end switch 45 is turned off (S3: Yes), it is determined that the clamping force of the disc spring 33 is appropriate (S4). As shown in FIG. 4, when the unclamp end switch 45 is turned off, the push rod 30 is pushed backward by the urging force of the disc spring 33 and the piston 55 is immediately retracted, and the dog 55d is moved to the unclamp end. This is because it has moved away from the switch 45. This indicates that the urging force of the disc spring 33 exceeds the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is appropriate.

そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ４）、締め動作を行い（Ｓ５）、本ルーチンを終了する。すなわち、方向切換弁７１において、ソレノイド７１ｃを通電且つソレノイド７１ｕを非通電として、アンクランプポジション７１ｕからクランプポジション７１ｃｐに切り替え、供給経路Ｙｐとクランプ経路Ｙｃとを接続すると共に、アンクランプ経路Ｙｕと排出経路Ｙｒとを接続する。これにより、クランプ経路Ｙｃを介してポート５１Ｐよりクランプ室５１に高圧ＰＨの圧油が供給されて、ピストン５５は油圧によりさらに後方端まで後退し、クランプ端スイッチ４７にドグ５５ｄが近接してオンし、締め動作が完了する（Ｓ５）。   When it is determined that the clamping force is appropriate (S4), a tightening operation is performed (S5), and this routine is terminated. That is, in the direction switching valve 71, the solenoid 71c is energized and the solenoid 71u is de-energized to switch from the unclamp position 71u to the clamp position 71cp, to connect the supply path Yp and the clamp path Yc, and to discharge the unclamp path Yu and discharge. The route Yr is connected. As a result, high pressure PH pressure oil is supplied from the port 51P to the clamp chamber 51 via the clamp path Yc, and the piston 55 is further retracted to the rear end by the hydraulic pressure, and the dog 55d comes close to the clamp end switch 47 and turns on. Then, the tightening operation is completed (S5).

一方、アンクランプ端スイッチ４５が直ちにオフしたことが検知されなかった場合、（Ｓ３：Ｎｏ）、皿ばね３３によるクランプ力が不足と判定される（Ｓ６）。アンクランプ端スイッチ４５のオフが検知されないのは、ピストン５５による前方側への押圧によって、ドグ５５がアンクランプ端スイッチ４５の近接位置に停止する状態が継続しているからである。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が下回っている、つまり、クランプ力が不足していることを示しているからである。   On the other hand, if it is not detected that the unclamp end switch 45 is immediately turned off (S3: No), it is determined that the clamping force by the disc spring 33 is insufficient (S6). The reason why the unclamp end switch 45 is not detected to be off is that the state in which the dog 55 stops at the position close to the unclamp end switch 45 by the forward pressing by the piston 55 continues. This is because the biasing force of the disc spring 33 is less than the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is insufficient.

そして、クランプ力が不足と判定された場合（Ｓ６）、締め動作を行うことなく、皿ばね３３の交換が必要である旨を示すランプの点灯やメッセージの画面表示又は音声出力等の警告動作を行い（Ｓ７）、本ルーチンを終了する。作業者は、警告によって皿ばね３３の交換が必要であることを認識し、新品への交換作業等を行う。尚、シリンダハウジング４へ供給する圧油を２圧制御減圧弁７２により低圧ＰＬに設定し、その状態で変位検知部としてのアンクランプ端スイッチ４５の検知結果に基づいて皿ばね３３の付勢力によるクランプ力が適正か不足かを判定するＳ２〜Ｓ３のステップが、本発明の判定部として機能するものである。   When it is determined that the clamping force is insufficient (S6), a warning operation such as lighting of a lamp indicating that the disc spring 33 needs to be replaced, a message screen display, or a voice output is performed without performing a tightening operation. (S7), and this routine is finished. The operator recognizes that the disc spring 33 needs to be replaced by a warning, and performs a replacement operation to a new one. Note that the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 is set to a low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72, and in this state, based on the detection result of the unclamp end switch 45 as a displacement detection unit, Steps S2 to S3 for determining whether the clamping force is appropriate or insufficient function as a determination unit of the present invention.

（５．まとめ）
本実施形態によれば、主軸装置１は、シリンダハウジング４へ供給する圧油が２圧制御減圧弁７２により低圧ＰＬに設定された状態で、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が上回っている場合はアンクランプ端スイッチ４５がオフとなり、クランプ力が適正と判定し、皿ばね３３の付勢力が下回っている場合は、アンクランプ端スイッチ４５がオンとなり、クランプ力が不足と判定する。よって、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力が適正か不足かを、簡単且つ安価な構成で工作機械の運転を停止することなく判定することができる。 (5. Summary)
According to the present embodiment, the spindle device 1 is configured so that the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 is set to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72 with respect to the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil. When the urging force of the disc spring 33 is higher, the unclamp end switch 45 is turned off. When the urging force of the disc spring 33 is lower, the unclamp end switch 45 is turned on. Thus, it is determined that the clamping force is insufficient. Therefore, it is possible to determine whether the clamping force by the biasing force of the disc spring 33 is appropriate or insufficient without stopping the operation of the machine tool with a simple and inexpensive configuration.

また、主軸装置１は、高圧ＰＨを設定するための減圧弁７３と、低圧ＰＬを設定するためのリリーフ弁７５と、減圧弁７３とリリーフ弁７５との間に設けられるチェック弁７４とを有し、高圧ＰＨと低圧ＰＬとの２圧を設定可能な２圧設定回路の機能が１台に集約された２圧制御減圧弁７２を用いている。よって、シリンダハウジング４へ供給する圧油を、１台の２圧制御減圧弁７２を用いた簡単な構成で高圧ＰＨと低圧ＰＬとの２圧に制御することができる。   The spindle device 1 has a pressure reducing valve 73 for setting the high pressure PH, a relief valve 75 for setting the low pressure PL, and a check valve 74 provided between the pressure reducing valve 73 and the relief valve 75. In addition, a two-pressure control pressure reducing valve 72 in which functions of a two-pressure setting circuit capable of setting two pressures of high pressure PH and low pressure PL are integrated into one unit is used. Therefore, the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 can be controlled to two pressures of the high pressure PH and the low pressure PL with a simple configuration using the single two-pressure control pressure reducing valve 72.

また、主軸装置１は、シリンダハウジング４のアンクランプ室５２へ供給する圧油を２圧制御減圧弁７２により高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替え、その結果、プッシュロッド３０に所定の軸方向変位が生じたことがアンクランプ端スイッチ４５によって検知された場合にクランプ力が適正と判定し、それ以外の場合にクランプ力が不足と判定する。尚、本実施形態において、「所定の軸方向変位」は、アンクランプ端スイッチ４５がオンする位置からオフする位置へプッシュロッド３０が軸方向に変位することである。よって、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力が適正か不足かを、アンクランプ室５２への低圧ＰＬの圧油の供給によってプッシュロッド３０に所定の軸方向変位が生じたか否かに基づいて、確実に判定することができる。   Further, the spindle device 1 switches the pressure oil supplied to the unclamping chamber 52 of the cylinder housing 4 from the high pressure PH to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72. As a result, a predetermined axial displacement occurs in the push rod 30. When it is detected by the unclamp end switch 45, it is determined that the clamping force is appropriate, and in other cases, it is determined that the clamping force is insufficient. In the present embodiment, the “predetermined axial displacement” means that the push rod 30 is displaced in the axial direction from the position where the unclamp end switch 45 is turned on to the position where it is turned off. Therefore, whether the clamping force due to the biasing force of the disc spring 33 is appropriate or insufficient is determined based on whether or not a predetermined axial displacement has occurred in the push rod 30 by supplying the low pressure PL pressure oil to the unclamping chamber 52. It can be determined with certainty.

また、主軸装置１は、制御部８０によりアンクランプ状態からクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、シリンダハウジング４へ供給する圧油を２圧制御減圧弁７２により低圧ＰＬに設定し、その状態でアンクランプ端スイッチ４５の検知結果に基づいて皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定する。よって、アンクランプ状態からクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、圧油を高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替えてクランプ力の判定を効率的に行うことができる。そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ４）、方向切換弁７１をクランプポジション７１ｃｐとし且つ２圧制御減圧弁７２を高圧ＰＨとする締め動作を引き続き実施することができるので、工作機械における一連の工具交換動作を円滑に行うことができる。   Further, the spindle device 1 sets the pressure oil to be supplied to the cylinder housing 4 to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72 in the process of controlling the control unit 80 to change from the unclamped state to the clamped state. Based on the detection result of the unclamp end switch 45, it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient. Therefore, in the process of controlling the transition from the unclamped state to the clamped state, it is possible to efficiently determine the clamping force by switching the pressure oil from the high pressure PH to the low pressure PL. When it is determined that the clamping force is appropriate (S4), the tightening operation in which the direction switching valve 71 is set to the clamp position 71cp and the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the high pressure PH can be continuously performed. A series of tool change operations can be performed smoothly.

特に、皿ばね３３の交換が不要な通常の使用場面において、圧油を低圧ＰＬに切り替えた直後にピストン５５と共にプッシュロッド３０が動いてアンクランプ端スイッチ４５がオフするので、クランプ力が適正であることを瞬時に判定し、速やかに締め動作を開始することができ、クランプ力判定による動作時間の増大が殆ど生じない。   In particular, in a normal use situation where the disk spring 33 does not need to be replaced, the unclamp end switch 45 is turned off together with the piston 55 immediately after the pressure oil is switched to the low pressure PL, so that the unclamp end switch 45 is turned off. It is possible to determine that there is a certain moment and start the tightening operation promptly, and there is almost no increase in operation time due to the determination of the clamping force.

また、本実施形態では、変位検知部としてのアンクランプ端スイッチ４５は、プッシュロッド３０に係合して一体動作するピストン５５の軸方向変位の検知を通じて、プッシュロッド３０の軸方向変位を検知する。よって、従来の主軸装置に設けられる既存の近接スイッチであるアンクランプ端スイッチ４５を利用するので、簡単且つ安価な構成とすることができる。   Moreover, in this embodiment, the unclamp end switch 45 as a displacement detection part detects the axial displacement of the push rod 30 through the detection of the axial displacement of the piston 55 that engages with the push rod 30 and operates integrally. . Therefore, since the unclamp end switch 45 which is an existing proximity switch provided in the conventional spindle device is used, a simple and inexpensive configuration can be achieved.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について、図５及び図６を参照しつつ説明する。尚、第２〜第４実施形態において、主軸装置１の全体構成、主軸ユニット２の構成、及び圧油供給部７０の構成は、上記第１実施形態と同様であるのでこれらについての説明を省略し、クランプ力判定処理の流れについてのみ説明する。また、上記第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second to fourth embodiments, the overall configuration of the spindle device 1, the configuration of the spindle unit 2, and the configuration of the pressure oil supply unit 70 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Only the flow of the clamping force determination process will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態は、アンクランプ状態からクランプ状態へ遷移させる制御の過程で皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定する点で第１実施形態と共通する一方、第１実施形態ではクランプ力の判定のためにアンクランプ端スイッチ４５を用いるのに対し、本実施形態ではクランプ正常確認スイッチ４６を用いる点が異なっている。   The present embodiment is common to the first embodiment in that it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient in the process of controlling the transition from the unclamped state to the clamped state, while the first embodiment has a clamping force. In this embodiment, the unclamp end switch 45 is used in order to determine whether the clamp is normal.

図５に示すように、方向切換弁７１は、初期状態において、アンクランプポジション７１ｕｐに設定され、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力は、高圧ＰＨに設定されている（Ｓ１１）。従って、初期状態では、高圧ＰＨの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給されている。この時、ピストン５５は、皿ばね３３のばね力に抗してプッシュロッド３０を前方側へ押圧することによりドグ５５ｄが前進してアンクランプ端スイッチ４５に近接しているため、アンクランプ端スイッチ４５がオンしている。   As shown in FIG. 5, in the initial state, the direction switching valve 71 is set to the unclamping position 71up, and the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the high pressure PH (S11). Therefore, in the initial state, the pressure oil of high pressure PH is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu. At this time, the piston 55 pushes the push rod 30 forward against the spring force of the disc spring 33, so that the dog 55d moves forward and is close to the unclamp end switch 45. 45 is on.

次に、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力を、高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替える（Ｓ１２）。これにより、低圧ＰＬの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給される。   Next, the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is switched from the high pressure PH to the low pressure PL (S12). Thereby, the pressure oil of the low pressure PL is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu.

続いて、クランプ正常確認スイッチ４６が所定時間後にオンしたか否かを検知する（Ｓ１３）。所定時間後にクランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知された場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、皿ばね３３のクランプ力が適正と判定される（Ｓ１４）。ここで、クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知されるのは、皿ばね３３の付勢力によってプッシュロッド３０が後方へ押圧されて所定時間後にプッシュロッド３０と共にピストン５５が後退して、ドグ５５ｄがクランプ正常確認スイッチ４６の近接位置へ到達したからである。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が上回っている、つまり、クランプ力が適正であることを示している。   Subsequently, it is detected whether the clamp normality confirmation switch 46 is turned on after a predetermined time (S13). If it is detected that the clamp normality confirmation switch 46 is turned on after a predetermined time (S13: Yes), it is determined that the clamping force of the disc spring 33 is appropriate (S14). Here, the ON state of the clamp normality confirmation switch 46 is detected because the push rod 30 is pressed backward by the urging force of the disc spring 33, and the piston 55 is retracted together with the push rod 30 after a predetermined time. This is because the proximity position of the clamp normal confirmation switch 46 has been reached. This indicates that the urging force of the disc spring 33 exceeds the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is appropriate.

そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ１４）、締め動作を行い（Ｓ１５）、本ルーチンを終了する。すなわち、方向切換弁７１において、ソレノイド７１ｃを通電且つソレノイド７１ｕを非通電として、アンクランプポジション７１ｕからクランプポジション７１ｃｐに切り替え、供給経路Ｙｐとクランプ経路Ｙｃとを接続すると共に、アンクランプ経路Ｙｕと排出経路Ｙｒとを接続する。これにより、クランプ経路Ｙｃを介してポート５１Ｐよりクランプ室５１に圧油が供給されると、ピストン５５は油圧によってさらに後方端まで後退して、クランプ端スイッチ４７にドグ５５ｄが近接してオンし、締め動作が完了する（Ｓ１５）。   If it is determined that the clamping force is appropriate (S14), a tightening operation is performed (S15), and this routine is terminated. That is, in the direction switching valve 71, the solenoid 71c is energized and the solenoid 71u is de-energized to switch from the unclamp position 71u to the clamp position 71cp, to connect the supply path Yp and the clamp path Yc, and to discharge the unclamp path Yu and discharge. The route Yr is connected. As a result, when pressure oil is supplied from the port 51P to the clamp chamber 51 via the clamp path Yc, the piston 55 is further retracted to the rear end by the hydraulic pressure, and the dog 55d is turned on close to the clamp end switch 47. The fastening operation is completed (S15).

一方、クランプ正常確認スイッチ４６が所定時間後にオンしたことが検知されなかった場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、皿ばね３３の付勢力によるクランプ力が不足していると判定される（Ｓ１６）。ここで、クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知されないのは、低圧ＰＬの圧油のアンクランプ室５２への供給によるピストン５５の前方側への押圧によって、皿ばね３３により付勢されるプッシュロッド３０及びピストン５５の後退が妨げられているからである。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が下回っている、つまり、クランプ力が不足していることを示している。   On the other hand, when it is not detected that the clamp normality confirmation switch 46 is turned on after a predetermined time (S13: No), it is determined that the clamping force due to the biasing force of the disc spring 33 is insufficient (S16). Here, the ON state of the clamp normality confirmation switch 46 is not detected because the push rod urged by the disc spring 33 by the forward pressure of the piston 55 due to the supply of the low pressure PL pressure oil to the unclamp chamber 52 is detected. This is because the backward movement of the piston 30 and the piston 55 is hindered. This indicates that the biasing force of the disc spring 33 is lower than the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is insufficient.

そして、クランプ力が不足と判定された場合（Ｓ１６）、締め動作を行うことなく、皿ばね３３の交換が必要である旨を示すランプの点灯やメッセージの画面表示又は音声出力等の警告動作を行い（Ｓ１７）、本ルーチンを終了する。   If it is determined that the clamping force is insufficient (S16), a warning operation such as lighting of a lamp indicating that the disc spring 33 needs to be replaced, a message screen display, or an audio output is performed without performing a tightening operation. (S17), and this routine is finished.

本実施形態によれば、アンクランプ状態からクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、圧油を高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替えた後、クランプ正常確認スイッチ４６からの信号を検知することにより、クランプ力が適正か不足かを確実に判定することができる。特に、クランプ正常確認スイッチ４６のオンの検知により、皿ばね３３のクランプ力が適正であることの判定に加えて、皿ばね３３の付勢力によって工具Ｔのクランプが正常に行われたことも同時に確認できるので、直ちに締め動作を開始することができる。   According to the present embodiment, in the process of transition from the unclamped state to the clamped state, after the pressure oil is switched from the high pressure PH to the low pressure PL, the clamp force is detected by detecting the signal from the clamp normality confirmation switch 46. It is possible to reliably determine whether is appropriate or insufficient. In particular, in addition to determining that the clamping force of the disc spring 33 is appropriate by detecting that the clamp normality confirmation switch 46 is turned on, the clamping of the tool T is normally performed by the biasing force of the disc spring 33 at the same time. Since it can be confirmed, the tightening operation can be started immediately.

また、本実施形態では、変位検知部としてのクランプ正常確認スイッチ４６は、プッシュロッド３０に係合して一体動作するピストン５５の軸方向変位の検知を通じて、プッシュロッド３０の軸方向変位を検知する。よって、従来の主軸装置に設けられる既存の近接スイッチであるクランプ正常確認スイッチ４６を利用するので、簡単且つ安価な構成とすることができる。その他、本実施形態は、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。   Moreover, in this embodiment, the clamp normality confirmation switch 46 as a displacement detection part detects the axial displacement of the push rod 30 through the detection of the axial displacement of the piston 55 which engages with the push rod 30 and operates integrally. . Therefore, since the clamp normality confirmation switch 46 which is an existing proximity switch provided in the conventional spindle device is used, a simple and inexpensive configuration can be achieved. In addition, this embodiment has the same effects as the first embodiment.

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態におけるクランプ力判定処理の流れについて、図７及び図８を参照しつつ説明する。 <Third Embodiment>
Next, the flow of the clamping force determination process in the third embodiment will be described with reference to FIGS.

上述した第１、第２実施形態では、アンクランプ状態からクランプ状態へ遷移させる制御の過程で皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定するようにしたが、本実施形態では、クランプ状態からアンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定する。   In the first and second embodiments described above, it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient in the process of controlling the transition from the unclamped state to the clamped state. It is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient in the process of controlling the transition from the unclamped state to the unclamped state.

図７に示すように、Ｓ２１に示す初期状態において、方向切換弁７１は、クランプポジション７１ｃｐに設定され、供給経路Ｙｐとクランプ経路Ｙｃとが接続されると共に、アンクランプ経路Ｙｕと排出経路Ｙｒとが接続されている。また、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力は、高圧ＰＨに設定されている。すなわち、方向切換弁７１のソレノイド７１ｃが通電且つソレノイド７１ｕが非通電とされ、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓが非通電とされる。   As shown in FIG. 7, in the initial state shown in S21, the direction switching valve 71 is set to the clamp position 71cp, the supply path Yp and the clamp path Yc are connected, and the unclamp path Yu and the discharge path Yr. Is connected. The secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to a high pressure PH. That is, the solenoid 71c of the direction switching valve 71 is energized and the solenoid 71u is de-energized, and the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is de-energized.

従って、初期状態（Ｓ２１）では、高圧ＰＨの圧油が、クランプ経路Ｙｃを介してポート５１Ｐよりクランプ室５１に供給されている。この時、ピストン５５は、油圧で後退してクランプ端スイッチ４７にドグ５５ｄが近接しているため、クランプ端スイッチ４７がオンしている（図８参照）。   Therefore, in the initial state (S21), the pressure oil of high pressure PH is supplied from the port 51P to the clamp chamber 51 via the clamp path Yc. At this time, the piston 55 is retracted by hydraulic pressure, and the dog 55d is close to the clamp end switch 47, so the clamp end switch 47 is on (see FIG. 8).

次に、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力を低圧ＰＬに設定すると共に、方向切換弁７１を、クランプポジション７１ｃｐからアンクランプポジション７１ｕｐに切り替える（Ｓ２２）。すなわち、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓに通電すると共に、方向切換弁７１のソレノイド７１ｕを通電且つソレノイド７１ｃを非通電とする。これにより、低圧ＰＬの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給される。   Next, the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the low pressure PL, and the direction switching valve 71 is switched from the clamp position 71cp to the unclamp position 71up (S22). That is, the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is energized, the solenoid 71u of the direction switching valve 71 is energized, and the solenoid 71c is de-energized. Thereby, the pressure oil of the low pressure PL is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu.

続いて、クランプ正常確認スイッチ４６が直ちにオンしたか否かを検知する（Ｓ２３）。クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知された場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、皿ばね３３のクランプ力が適正と判定される（Ｓ２４）。ここで、クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知されるのは、低圧ＰＬの圧油のアンクランプ室５２への供給による前方側への押圧によってピストン５５がクランプ正常確認スイッチ４６の近接位置まで前進した後、皿ばね３３の付勢力によって前方への移動が阻止されてプッシュロッド３０と共に当該位置で停止しているからである（図８参照）。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が上回っている、つまり、クランプ力が適正であることを示している。   Subsequently, it is detected whether the clamp normality confirmation switch 46 is immediately turned on (S23). If the on-state of the clamp normality confirmation switch 46 is detected (S23: Yes), it is determined that the clamping force of the disc spring 33 is appropriate (S24). Here, the ON state of the clamp normality confirmation switch 46 is detected when the piston 55 moves forward to a position close to the clamp normality confirmation switch 46 by the forward pressing by the supply of the low pressure PL pressure oil to the unclamping chamber 52. This is because the forward movement is prevented by the urging force of the disc spring 33 and the push rod 30 is stopped at that position together with the push rod 30 (see FIG. 8). This indicates that the urging force of the disc spring 33 exceeds the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is appropriate.

そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ２４）、緩め動作を行い（Ｓ２５）、本ルーチンを終了する。すなわち、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓを非通電とする。これにより、高圧ＰＨの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給され、ピストン５５が皿ばね３３の付勢力に抗してプッシュロッド３０を前方へ押圧する。そして、プッシュロッド３０が前方端まで前進してアンクランプ状態となり、アンクランプ端スイッチ４５にドグ５５ｄが近接してオンし、緩め動作が完了する（Ｓ２５）。   If it is determined that the clamping force is appropriate (S24), a loosening operation is performed (S25), and this routine is terminated. That is, the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is deenergized. Thereby, the pressure oil of the high pressure PH is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu, and the piston 55 presses the push rod 30 forward against the biasing force of the disc spring 33. Then, the push rod 30 moves forward to the front end to enter an unclamped state, and the dog 55d is turned on close to the unclamp end switch 45, and the loosening operation is completed (S25).

一方、クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知されなかった場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、皿ばね３３によるクランプ力が不足していると判定される（Ｓ２６）。ここで、クランプ正常確認スイッチ４６のオンが検知されないのは、低圧ＰＬの圧油のアンクランプ室５２への供給による前方側への押圧によってピストン５５がクランプ正常確認スイッチ４６の近接位置まで前進した後、皿ばね３３の付勢力に抗してプッシュロッド３０と共にさらに前方へ移動するからである（図８参照）。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が下回っている、つまり、クランプ力が不足していることを示しているからである。   On the other hand, when ON of the clamp normality confirmation switch 46 is not detected (S23: No), it is determined that the clamping force by the disc spring 33 is insufficient (S26). Here, the ON state of the clamp normality confirmation switch 46 is not detected because the piston 55 has advanced to a position close to the clamp normality confirmation switch 46 due to the forward pressing by the supply of the low pressure PL pressure oil to the unclamping chamber 52. This is because it moves further forward along with the push rod 30 against the biasing force of the disc spring 33 (see FIG. 8). This is because the biasing force of the disc spring 33 is less than the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is insufficient.

そして、クランプ力が不足と判定された場合（Ｓ２６）、緩め動作を行うことなく、皿ばね３３の交換が必要である旨を示すランプの点灯やメッセージの画面表示又は音声出力等の警告動作を行い（Ｓ２７）、本ルーチンを終了する。   If it is determined that the clamping force is insufficient (S26), a warning operation such as lighting of a lamp indicating that the disc spring 33 needs to be replaced, a message screen display, or a voice output is performed without performing a loosening operation. (S27), and this routine is finished.

本実施形態によれば、制御部８０によりクランプ状態からアンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、シリンダハウジング４へ供給する圧油を２圧制御減圧弁７２により低圧ＰＬに設定し、その状態で変位検知部としてのクランプ正常確認スイッチ４６の検知結果に基づいて皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定することができる。   According to the present embodiment, the pressure oil supplied to the cylinder housing 4 is set to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72 in the process of controlling the control unit 80 to change from the clamped state to the unclamped state. Based on the detection result of the clamp normality confirmation switch 46 as the displacement detection unit, it can be determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient.

よって、クランプ状態からアンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、圧油を高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替えてクランプ力の判定を効率的に行うことができる。そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ２５）、２圧制御減圧弁７２を高圧ＰＨとする緩め動作（Ｓ２６）を引き続き行うことができるので、工作機械における一連の工具交換動作を円滑に行うことができる。   Therefore, in the process of controlling the transition from the clamped state to the unclamped state, it is possible to efficiently determine the clamping force by switching the pressure oil from the high pressure PH to the low pressure PL. When it is determined that the clamping force is appropriate (S25), the loosening operation (S26) in which the 2-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the high pressure PH can be continuously performed, so that a series of tool changing operations in the machine tool can be smoothly performed. It can be carried out.

特に、皿ばね３３の交換が不要な通常の使用場面において、圧油を低圧ＰＬに切り替えた直後にピストン５５が前進してプッシュロッド３０に当接して停止し、クランプ正常確認スイッチ４６がオンするので、クランプ力が適正であることを瞬時に判定し、速やかに緩め動作を開始することができる。その他、本実施形態は、上記第１、第２実施形態と同様の効果を奏する。   In particular, in a normal use situation where the disc spring 33 does not need to be replaced, immediately after the pressure oil is switched to the low pressure PL, the piston 55 advances and stops by contacting the push rod 30 and the clamp normality confirmation switch 46 is turned on. Therefore, it is possible to instantaneously determine that the clamping force is appropriate and start the loosening operation quickly. In addition, the present embodiment has the same effects as the first and second embodiments.

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態におけるクランプ力判定処理の流れについて、図９及び図１０を参照しつつ説明する。 <Fourth embodiment>
Next, the flow of the clamping force determination process in the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

本実施形態は、クランプ状態からアンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かを判定する点で第３実施形態と共通する一方、第３実施形態ではクランプ力の判定のためにクランプ正常確認スイッチ４６を用いるのに対し、本実施形態ではアンクランプ端スイッチ４５を用いる点が異なっている。   The present embodiment is common to the third embodiment in that it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient in the process of controlling the transition from the clamped state to the unclamped state. In this embodiment, the unclamp end switch 45 is different from the clamp normality confirmation switch 46 used for the determination.

図９に示すように、Ｓ３１に示す初期状態において、方向切換弁７１は、クランプポジション７１ｃｐに設定され、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力は、高圧ＰＨに設定されている。   As shown in FIG. 9, in the initial state shown in S31, the direction switching valve 71 is set to the clamp position 71cp, and the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the high pressure PH.

従って、初期状態（Ｓ３１）では、高圧ＰＨの圧油がクランプ経路Ｙｃを介してポート５１Ｐよりクランプ室５１に供給されている。この時、ピストン５５は、油圧で後退してクランプ端スイッチ４７にドグ５５ｄが近接しているため、クランプ端スイッチ４７がオンしている（図１０参照）。   Therefore, in the initial state (S31), the pressure oil of high pressure PH is supplied from the port 51P to the clamp chamber 51 via the clamp path Yc. At this time, the piston 55 is retracted by hydraulic pressure, and the dog 55d is close to the clamp end switch 47, so that the clamp end switch 47 is turned on (see FIG. 10).

次に、２圧制御減圧弁７２の二次側圧力を低圧ＰＬに設定すると共に、方向切換弁７１を、クランプポジション７１ｃｐからアンクランプポジション７１ｕｐに切り替える（Ｓ３２）。これにより、低圧ＰＬの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給される。   Next, the secondary pressure of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is set to the low pressure PL, and the direction switching valve 71 is switched from the clamp position 71cp to the unclamp position 71up (S32). Thereby, the pressure oil of the low pressure PL is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu.

続いて、アンクランプ端スイッチ４５が所定時間後にオンしたか否かを検知する（Ｓ３３）。アンクランプ端スイッチ４５のオンが検知されなかった場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、皿ばね３３のクランプ力が適正と判定される（Ｓ３４）。ここで、アンクランプ端スイッチ４５のオンが検知されないのは、低圧ＰＬの圧油のアンクランプ室５２への供給による前方側への押圧によってピストン５５がクランプ正常確認スイッチ４６の近接位置まで前進した後、皿ばね３３の付勢力によってさらに前方への移動が阻止されてプッシュロッド３０と共に当該位置で停止しているからである（図１０参照）。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が上回っている、つまり、クランプ力が適正であることを示している。   Subsequently, it is detected whether or not the unclamp end switch 45 is turned on after a predetermined time (S33). When the unclamp end switch 45 is not turned on (S33: No), it is determined that the clamping force of the disc spring 33 is appropriate (S34). Here, the ON state of the unclamp end switch 45 is not detected because the piston 55 has moved forward to a position close to the clamp normality confirmation switch 46 due to the forward pressure due to the supply of the low pressure PL pressure oil to the unclamp chamber 52. This is because the forward movement is further prevented by the urging force of the disc spring 33 and stopped at that position together with the push rod 30 (see FIG. 10). This indicates that the urging force of the disc spring 33 exceeds the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is appropriate.

そして、クランプ力が適正と判定された場合（Ｓ３４）、緩め動作を行い（Ｓ３５）、本ルーチンを終了する。すなわち、２圧制御減圧弁７２のチェック弁ソレノイド７４ｓを非通電とする。これにより、高圧ＰＨの圧油が、アンクランプ経路Ｙｕを介してポート５２Ｐよりアンクランプ室５２に供給され、ピストン５５が皿ばね３３の付勢力に抗して前方へ押圧する。そして、プッシュロッド３０が前方端まで前進してアンクランプ状態となり、アンクランプ端スイッチ４５にドグ５５が近接してオンし、緩め動作が完了する（Ｓ３５）。   If it is determined that the clamping force is appropriate (S34), a loosening operation is performed (S35), and this routine is terminated. That is, the check valve solenoid 74s of the two-pressure control pressure reducing valve 72 is deenergized. Thereby, the pressure oil of high pressure PH is supplied to the unclamping chamber 52 from the port 52P via the unclamping path Yu, and the piston 55 presses forward against the biasing force of the disc spring 33. Then, the push rod 30 moves forward to the front end and enters an unclamped state, and the dog 55 is turned on close to the unclamp end switch 45 to complete the loosening operation (S35).

一方、アンクランプ端スイッチ４５のオンが所定時間後に検知された場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、皿ばね３３によるクランプ力が不足していると判定される（Ｓ３６）。ここで、アンクランプ端スイッチ４５のオンが検知されるのは、低圧ＰＬの圧油のアンクランプ室５２への供給による前方側への押圧によってピストン５５がクランプ正常確認スイッチ４６の近接位置まで前進し、さらに皿ばね３３の付勢力に抗してアンクランプ端スイッチ４５の近接位置まで前進するからである（図１０参照）。このことは、低圧ＰＬの圧油によるピストン５５の押圧力に対して皿ばね３３の付勢力が下回っている、つまり、クランプ力が不足していることを示している。   On the other hand, when ON of the unclamp end switch 45 is detected after a predetermined time (S33: Yes), it is determined that the clamping force by the disc spring 33 is insufficient (S36). Here, the ON detection of the unclamp end switch 45 is detected because the piston 55 moves forward to a position close to the clamp normality confirmation switch 46 by the forward pressing by supplying the low pressure PL pressure oil to the unclamp chamber 52. In addition, it moves forward to a position close to the unclamp end switch 45 against the biasing force of the disc spring 33 (see FIG. 10). This indicates that the biasing force of the disc spring 33 is lower than the pressing force of the piston 55 by the low pressure PL pressure oil, that is, the clamping force is insufficient.

そして、クランプ力が不足と判定された場合（Ｓ３６）、緩め動作を行うことなく、皿ばね３３の交換が必要である旨を示すランプの点灯やメッセージの画面表示又は音声出力等の警告動作を行い（Ｓ３７）、本ルーチンを終了する。   If it is determined that the clamping force is insufficient (S36), a warning operation such as lighting of a lamp indicating that the disc spring 33 needs to be replaced, a message screen display, or an audio output is performed without performing a loosening operation. (S37), and this routine is terminated.

本実施形態によれば、クランプ状態からアンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、圧油を高圧ＰＨから低圧ＰＬへ切り替え後に、アンクランプ端スイッチ４５からの信号を検知することにより、クランプ力が適正か不足かを確実に判定することができる。その他、本実施形態は、上記第１〜第３実施形態と同様の効果を奏する。   According to the present embodiment, the clamping force is detected by detecting the signal from the unclamp end switch 45 after switching the pressure oil from the high pressure PH to the low pressure PL in the process of controlling the transition from the clamp state to the unclamp state. It is possible to reliably determine whether it is appropriate or insufficient. In addition, this embodiment has the same effects as the first to third embodiments.

＜変形例＞
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。例えば、上記各実施形態では、圧設定回路として２圧制御減圧弁７２を用いた例を示したが、これには限られない。例えば、圧設定回路は、２個の減圧弁と１個の電磁切換弁とを用いて構成してもよいし、１個の減圧弁と１個のパイロットリリーフ弁と電磁切換弁とを用いて構成してもよい。また、本発明の圧設定回路は、高圧ＰＨと低圧ＰＬとの少なくとも２圧に設定可能な回路であればよく、例えば、本発明とは別の目的等のために、高圧ＰＨ及び低圧ＰＬに加えて、これらとは異なる１以上の所定圧をも設定できる３圧以上に設定可能な回路を用いてもよい。 <Modification>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the two-pressure control pressure reducing valve 72 is used as the pressure setting circuit is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the pressure setting circuit may be configured using two pressure reducing valves and one electromagnetic switching valve, or using one pressure reducing valve, one pilot relief valve, and an electromagnetic switching valve. It may be configured. Further, the pressure setting circuit of the present invention may be a circuit that can be set to at least two pressures of high pressure PH and low pressure PL. In addition, a circuit that can be set to three or more pressures that can also set one or more predetermined pressures different from these may be used.

また、上記各実施形態では、プッシュロッド３０を付勢する部材として皿ばね３３を用いた例を示したが、これには限られない。皿ばね３３に代えて、例えば、コイルばねを用いる構成としてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the example which used the disc spring 33 as a member which urges | biases the push rod 30 was shown, it is not restricted to this. For example, a coil spring may be used instead of the disc spring 33.

また、上記各実施形態では、工具Ｔを把持する部材として、コレット３２を用いた例を示したが、これには限られず、プッシュロッド３０を軸方向に移動させることにより工具の把持とその解除を行える把持部材であればよい。   In each of the above embodiments, the collet 32 is used as a member for gripping the tool T. However, the present invention is not limited to this, and the tool can be gripped and released by moving the push rod 30 in the axial direction. Any gripping member can be used.

また、上記各実施形態では、工具ＴとしてプルスタッドＴＰを有するＢＴ型の工具を示したが、これには限られず、例えば、ＨＳＫ型であってもよくＫＭ型であってもよい。   In each of the above embodiments, the BT type tool having the pull stud TP is shown as the tool T. However, the tool is not limited to this, and may be, for example, an HSK type or a KM type.

また、上記各実施形態では、プッシュロッド３０とピストン５５とが係合して一体動作する間、ピストン５５のドグ５５ｄの近接をアンクランプ端スイッチ４５及びクランプ正常確認スイッチ４６で検知することによりプッシュロッド３０の軸方向変位を検知する構成とした例を示したが、これには限られず、プッシュロッド３０の後方端等の特定部位を近接スイッチにより直接検知する構成としてもよい。   Further, in each of the above embodiments, the push rod 30 and the piston 55 are engaged with each other to operate integrally, and the proximity of the dog 55d of the piston 55 is detected by the unclamp end switch 45 and the clamp normality confirmation switch 46 to push. Although an example in which the axial displacement of the rod 30 is detected is shown, the present invention is not limited to this, and a specific part such as a rear end of the push rod 30 may be directly detected by a proximity switch.

また、上記各実施形態において、皿ばね３３によるクランプ力が適正か不足かをアンクランプ端スイッチ４５やクランプ正常確認スイッチ４６の検知結果を用いて判定する例を示したが、これらには限られず、プッシュロッド３０の軸方向移動を直接的又は間接的に検知する近接スイッチ等の配置態様によって如何なる変形も可能である。要するにシリンダハウジング４のアンクランプ室５２へ供給する圧油を２圧制御減圧弁７２により高圧ＰＨから低圧ＰＬに切り替え、その結果、プッシュロッド３０に所定の軸方向変位が生じたこと（無変位を含む）が近接スイッチ等からなる変位検知部によって検知された場合にクランプ力が適正と判定し、それ以外の場合にクランプ力が不足と判定するように構成すればよい。   Further, in each of the above embodiments, the example in which it is determined whether the clamping force by the disc spring 33 is appropriate or insufficient by using the detection result of the unclamp end switch 45 or the clamp normality confirmation switch 46 is shown, but is not limited thereto. Any modification is possible depending on the arrangement of a proximity switch that directly or indirectly detects the axial movement of the push rod 30. In short, the pressure oil supplied to the unclamping chamber 52 of the cylinder housing 4 is switched from the high pressure PH to the low pressure PL by the two-pressure control pressure reducing valve 72, and as a result, a predetermined axial displacement has occurred in the push rod 30 (no displacement). It is sufficient to determine that the clamping force is appropriate when it is detected by a displacement detection unit including a proximity switch or the like, and that the clamping force is determined to be insufficient in other cases.

１…主軸装置、４…シリンダハウジング、１０…主軸、３０…プッシュロッド、３２…コレット（把持部材）、３３…皿ばね（ばね）、４５…アンクランプ端スイッチ（変位検知部）、４６…クランプ正常確認スイッチ（変位検知部）、５１…クランプ室、５２…アンクランプ室、５５…ピストン、７０…圧油供給部、７２…２圧制御減圧弁（圧設定回路）、７３…減圧弁、７４…チェック弁、７５…リリーフ弁、８０…制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main shaft apparatus, 4 ... Cylinder housing, 10 ... Main shaft, 30 ... Push rod, 32 ... Collet (gripping member), 33 ... Disc spring (spring), 45 ... Unclamp end switch (displacement detection part), 46 ... Clamp Normal check switch (displacement detector), 51 ... Clamp chamber, 52 ... Unclamp chamber, 55 ... Piston, 70 ... Pressure oil supply unit, 72 ... Two-pressure control pressure reducing valve (pressure setting circuit), 73 ... Pressure reducing valve, 74 ... Check valve, 75 ... Relief valve, 80 ... Control part.

Claims (6)

回転自在に支持された主軸と、
前記主軸内に軸方向に沿って移動自在に支持されるプッシュロッドと、
前記プッシュロッドの軸方向の第一端に取り付けられて、前記プッシュロッドが前記主軸に対して軸方向の第二端側へ移動したときは工具を把持するクランプ状態とされ、前記第一端側へ移動したときは工具の把持が解除されたアンクランプ状態とされる把持部材と、
前記プッシュロッドを前記第二端側へ付勢するばねと、
圧油を供給する圧油供給部と、
前記プッシュロッドの前記第二端側にて軸方向に往復移動可能に設けられ、前記第一端側に移動したときは前記プッシュロッドの前記第二端に当接し前記ばねの付勢力に抗して前記プッシュロッドを前記第一端側へ押圧し、前記第二端側に移動したときは前記プッシュロッドと離間するピストンと、
前記ピストンを収容すると共に、前記ピストンが前記第一端側に移動する際に前記圧油供給部から圧油が供給されるアンクランプ室、及び前記ピストンが前記第二端側に移動する際に前記圧油供給部から圧油が供給されるクランプ室を設けてなるシリンダハウジングと、
前記ピストンを軸方向に移動させるために、前記圧油供給部から前記シリンダハウジングへの圧油の供給を制御する制御部と、
を備える主軸装置であって、
前記プッシュロッドの軸方向変位を検知する変位検知部を備え、
前記圧油供給部は、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を、前記ピストンを前記ばねの付勢力に抗して前記プッシュロッドを前記第一端側へ押圧させる高圧と、前記ばねの付勢力によるクランプ力の下限値に基づいて定められた低圧との少なくとも２圧に設定可能な圧設定回路を有し、
前記制御部は、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を前記圧設定回路により前記低圧に設定し、その状態で前記変位検知部の検知結果に基づいて前記ばねの付勢力によるクランプ力が適正か不足かを判定する判定部を有する、主軸装置。 A main shaft rotatably supported;
A push rod supported movably along the axial direction in the main shaft;
Attached to the first end in the axial direction of the push rod, when the push rod moves to the second end side in the axial direction with respect to the main shaft, a clamp state is held to grip the tool, and the first end side A gripping member that is in an unclamped state in which the gripping of the tool is released when moved to
A spring for urging the push rod toward the second end;
A pressure oil supply section for supplying pressure oil;
The push rod is provided so as to be capable of reciprocating in the axial direction on the second end side of the push rod. When the push rod moves to the first end side, it abuts against the second end of the push rod and resists the biasing force of the spring. Pressing the push rod to the first end side, and when moving to the second end side, a piston separated from the push rod;
While accommodating the piston, when the piston moves to the first end side, an unclamping chamber to which pressure oil is supplied from the pressure oil supply unit, and when the piston moves to the second end side A cylinder housing provided with a clamp chamber to which pressure oil is supplied from the pressure oil supply section;
A control unit that controls supply of pressure oil from the pressure oil supply unit to the cylinder housing in order to move the piston in the axial direction;
A spindle device comprising:
A displacement detector for detecting the axial displacement of the push rod;
The pressure oil supply unit is configured to supply the pressure oil supplied to the cylinder housing by a high pressure that presses the push rod toward the first end against the biasing force of the spring and the biasing force of the spring. A pressure setting circuit capable of setting at least two pressures with a low pressure determined based on a lower limit value of the clamping force;
The control unit sets the pressure oil supplied to the cylinder housing to the low pressure by the pressure setting circuit, and in this state, the clamping force due to the biasing force of the spring is appropriate or insufficient based on the detection result of the displacement detection unit A spindle device having a determination unit for determining whether or not. 前記判定部は、前記シリンダハウジングの前記アンクランプ室へ供給する圧油を前記圧設定回路により前記高圧から前記低圧に切り替え、その結果、前記プッシュロッドに所定の軸方向変位が生じたことが前記変位検知部によって検知された場合に前記クランプ力が適正と判定し、それ以外の場合に前記クランプ力が不足と判定する請求項１に記載の主軸装置。   The determination unit switches the pressure oil supplied to the unclamp chamber of the cylinder housing from the high pressure to the low pressure by the pressure setting circuit, and as a result, a predetermined axial displacement has occurred in the push rod. The spindle device according to claim 1, wherein the clamping force is determined to be appropriate when detected by a displacement detection unit, and the clamping force is determined to be insufficient in other cases. 前記判定部は、前記制御部により前記アンクランプ状態から前記クランプ状態へ遷移させる制御の過程で、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を前記圧設定回路により前記低圧に設定し、その状態で前記変位検知部の検知結果に基づいて前記クランプ力が適正か不足かを判定する、請求項１又は２に記載の主軸装置。   The determination unit sets the pressure oil supplied to the cylinder housing to the low pressure by the pressure setting circuit in the process of causing the control unit to transition from the unclamped state to the clamped state, and in that state, the displacement The spindle device according to claim 1 or 2, wherein it is determined whether the clamping force is appropriate or insufficient based on a detection result of a detection unit. 前記判定部は、前記制御部により前記クランプ状態から前記アンクランプ状態へ遷移させる制御の過程で、前記シリンダハウジングへ供給する圧油を前記圧設定回路により前記低圧に設定し、その状態で前記変位検知部の検知結果に基づいて前記クランプ力が適正か不足かを判定する、請求項１又は２に記載の主軸装置。   The determination unit sets the pressure oil to be supplied to the cylinder housing to the low pressure by the pressure setting circuit in the process of causing the control unit to transition from the clamped state to the unclamped state, and in that state, the displacement The spindle device according to claim 1 or 2, wherein it is determined whether the clamping force is appropriate or insufficient based on a detection result of a detection unit. 前記変位検知部は、前記プッシュロッドに係合して一体動作する前記ピストンの軸方向変位の検知を通じて、前記プッシュロッドの軸方向変位を検知する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の主軸装置。   5. The axial displacement of the push rod according to claim 1, wherein the displacement detection unit detects the axial displacement of the push rod through detection of an axial displacement of the piston that integrally operates by engaging with the push rod. 6. Spindle device. 前記圧設定回路は、前記高圧を設定するための減圧弁と、前記低圧を設定するためのリリーフ弁と、前記減圧弁と前記リリーフ弁との間に設けられたチェック弁とを有する２圧制御減圧弁である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の主軸装置。   The pressure setting circuit includes a pressure reducing valve for setting the high pressure, a relief valve for setting the low pressure, and a check valve provided between the pressure reducing valve and the relief valve. The spindle device according to any one of claims 1 to 5, which is a pressure reducing valve.

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