JP3456341B2 - 主軸チャックのワーク着座検出装置 - Google Patents

主軸チャックのワーク着座検出装置

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JP3456341B2 JP13442496A JP13442496A JP3456341B2 JP 3456341 B2 JP3456341 B2 JP 3456341B2 JP 13442496 A JP13442496 A JP 13442496A JP 13442496 A JP13442496 A JP 13442496A JP 3456341 B2 JP3456341 B2 JP 3456341B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤等の工作機
械における主軸チャックにワークが適正に着座したこと
を検出する主軸チャックのワーク着座検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、旋盤において、ワークが主軸チャ
ックに着座したか否かを検出する着座検出装置を設けた
ものがある。この従来の着座検出装置のセンサ部は主軸
チャックの後方で主軸内に設けられており、主軸および
主軸チャックと共に回転する。一方、ワークの内側を加
工する場合に、切粉をワーク外へ排出する機構として、
主軸チャックの後部に、チャック面から主軸の後端にか
けて連通する連通孔を設けたクーラントスルーと呼ばれ
る機構が設けられることがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このクーラントスルー
の連通孔と着座検出装置のセンサ部とは略同じ位置に配
置されるため、クーラントスルー仕様においては、着座
を検出することに無理があった。そのため、着座検出装
置を設けない構成とされている。しかし、着座検出をし
ないことには、ワークの加工不良を増加させる一因とも
なり、問題であった。また、従来の主軸チャックと共に
センサ部が回転する着座検出装置では、この装置を設置
した分だけ主軸に余分な負荷が作用することになり、機
械の負担が大きくなる。
【0004】この発明は上記課題を解消するものであ
り、主軸内にクーラントスルー機構等の部品を配置する
障害とならず、また主軸の回転負荷の増大を回避できる
主軸チャックのワーク着座検出装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の主軸チャック
のワーク着座検出装置は、上記課題を解消するため、回
転駆動される主軸チャックと、この主軸チャックの近傍
に固定配置された着座検出装置とを備えるものとする。
前記主軸チャックは、半径方向に同期移動してワークの
周面を把持する複数のチャック爪と、ワークの端面を接
触させる位置決め部材である着座ロケータとを有し、か
つ前記主軸チャックは、前記着座ロケータのワーク着座
面に設けられたノズルへ通じる流体通路を有し、前記ノ
ズルはワーク把持状態で前記チャック爪よりも主軸中心
側にある。前記着座検出装置は、前記流体通路の入口に
対して進退して接離自在な流体供給部材と、この流体供
給部材から供給される検出流体の背圧を検出するセンサ
とを有するものである。検出流体には空気やその他のガ
ス,オイル等が用いられる。この構成によると、ワーク
の着座を検出するとは、主軸チャックの回転を止め、流
体供給部材を進出させて主軸チャックの流体通路の入口
に接触させる。この状態でエア供給部材から主軸チャッ
クの流体通路に流体圧を供給し、その背圧を前記センサ
で検出する。ワークが適正に着座しているときは、流体
漏れがなく所定の背圧が得られ、着座不良の場合は背圧
が低下することから、主軸チャックにワークの適正な着
座が行われているか否かが検出される。主軸を回転させ
るときは、流体供給部材を主軸チャックから離す。その
ため、流体供給部材やセンサ等が主軸チャックの回転負
荷とならず、機械への負担が軽減される。また、流体供
給部材やセンサは固定設置されるものであり、主軸チャ
ックには流体通路を設けるだけで良いため、主軸内に各
種の部品、例えばクーラントスルー機構等を設ける場合
の障害とならない。
【0006】上記構成において、前記主軸チャックの流
体通路の入口が、前記固定配置の着座検出装置に設けら
れた流体供給部材に対向するように、前記主軸チャック
の回転停止角度を制御する手段を設けても良い。これに
より、流体通路の入口を確実に流体供給部材に連通させ
ることができ、確実な着座検出が行える。また、上記構
成において、前記流体供給部材がピストンで構成され、
このピストンの軸方向に中間部に、流体供給源側の接続
口から検出流体を受け入れる受入口が形成されたものと
しても良い。前記接続口と前記受入口とは、流体供給部
材が流体通路の入口に接合された状態でのみ連通するよ
うに構成する。この構成とした場合、流体圧を常に供給
することで、着座不良の場合のみ、センサをオフにする
ことができ、誤検知を少なくすることができる。また、
流体供給部材の移動とは別に経路接続の制御を行う手段
を設けることが不要で、制御が簡単になる。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1およ
び図2に基づいて説明する。図2(A)は旋盤における
主軸装置の破断側面図を、同図(B)はその正面図を各
々示す。この主軸装置はクーラントスルー仕様としたも
のであり、主軸台1に軸受2を介して中空の主軸3が回
転自在に支持され、その先端に主軸チャック4が取付け
られている。主軸3内にはクーラント配管5が挿通され
ている。主軸3は、後部に設けられたプーリ6およびベ
ルト7を介して主軸モータ8により回転駆動される。ま
た、主軸2は、プーリおよびタイミングベルト等からな
る巻き掛け式の伝達機構9を介してロータリエンコーダ
等の回転検出器10に接続されている。回転検出器10
は、その検出値で主軸モータ8をフィードバック制御し
て主軸チャック4の停止時の回転角度を制御する停止角
度制御手段11に接続されている。この主軸2の回転角
度の停止機能は、ワークWをミリングヘッド等の回転工
具で加工するとき等に利用される。
【0008】主軸チャック4は、半径方向に同期移動し
てワークWの周面を把持する複数(例えば3〜4個)の
チャック爪12と、ワークWの端面を接触させる位置決
め部材である円板状の着座ロケータ13とを有してい
る。着座ロケータ13は、中央に開口13aを有してい
て、主軸チャック4の中央部に設けられた開口4aを介
してクーラント配管5に連通しており、クーラント配管
5に供給されたクーラントが着座ロケータ13の中央開
口13aから円筒状ワークWの中心孔内に吐出される。
着座ロケータ13のワーク着座面13bには、溝部が形
成されて流体案内部材14が半径方向に沿って埋め込み
設置され、流体案内部材14に対して検出流体であるエ
アを供給する着座検出装置15の検出装置本体15a
が、主軸チャック4の近傍で主軸台1に設置された固定
の取付台16に固定設置されている。
【0009】図2(B)のI−I線断面を図1(A)に
拡大して示すように、流体案内部材14は着座ロケータ
13のワーク着座面13bの一部を構成しており、この
ワーク着座面13bに開口するノズル17と、このノズ
ル17に連通する流体通路18が設けられている。な
お、ノズル17は、流体案内部材14から離れた位置で
ワーク座面13bに設けられて着座ロケータ13内の流
体通路(図示せず)を介して流体案内部材14に連通す
るものとしても良い。流体案内部材14は、L字状に屈
曲して主軸チャック4の外周面に突出状態で軸方向に延
びており、その先端付近に流体通路18の入口19が設
けられている。
【0010】検出装置本体15aは、ブラケット20を
介して前記取付台16に固定設置されており、内部に流
体圧シリンダ21が形成されている。流体圧シリンダ2
1のピストンは、主軸チャック4の半径方向に進退自在
に設けられていて、主軸チャック4の流体通路18の入
口19に対して先端が接離自在な流体供給部材22とな
る。流体供給部材22の先端部は外周に面取が施してあ
り、流体通路18の入口19は流体供給部材22の先端
が浅く嵌合可能な座繰り部を有している。流体供給部材
22には、先端面が供給口となる供給路23が軸心部に
形成され、供給路23の他端は流体供給部材22の外径
面に開口する受入口24に形成されている。流体圧シリ
ンダ21は、復帰ばね25で流体供給部材22を引っ込
み側へ付勢した単動型のエアシリンダからなり、そのボ
トム側のシリンダ室に配管26および着座切換バルブ2
7を介してエア供給源からなる流体供給源28に接続さ
れている。
【0011】検出装置本体15a内には、固定側の流体
通路29が設けられ、この流体通路29の出口部は、流
体供給部材22が進出した状態で受入口24に連通する
接続口30となっている。したがって、検出装置本体1
5aと流体供給部材22とで、流体通路29と供給路2
3間を開閉するバルブが構成される。流体通路29の入
口部は、配管31を介して前記と別のエア供給源からな
る流体供給源32に接続され、途中に背圧を検出する圧
力スイッチ等からなる着座確認センサ33が介在してい
る。なお、両流体供給源28,32は共通の装置であっ
ても良い。
【0012】上記構成の着座確認動作を説明する。常時
は、検出装置本体15a内の流体供給部材22は引っ込
んでいて、主軸チャック4と非接触であり、主軸チャッ
ク4は自由に回転する。主軸チャック4に新たなワーク
Wを把持したときなど、ワークWの着座を確認するとき
は、主軸チャック4の流体通路18の入口19が流体供
給部材22と対向するように、主軸3を回転停止させ
る。この停止角度は、停止角度制御手段11で行われ
る。
【0013】この状態で、着座切換バルブ27をオンす
ることにより、流体供給部材22が主軸チャック4側へ
エア圧で移動し、主軸チャック4に設けられている流体
通路18の入口19に嵌まり込み状態に接触する。着座
確認センサ33の配管31へは常時エアーを流してお
き、流体供給部材22が上記のように接した時点で、流
体供給部材22の受入口24と検出装置本体15aの接
続口30とが連通してエアーが流体供給部材22内を流
れ、着座ロケータ13におけるノズル17に圧力が作用
する。ワークWが着座ロケータ13の座面13bに適正
に着座しておれば、エアーの漏れがなく、背圧が所定圧
以上に維持されてセンサ33のオン状態が維持されるこ
とにより着座が確認される。着座不良の場合は、背圧が
低下するため、センサ33がオフとなり、着座不良であ
ることがわかる。この着座確認の後、着座切換バルブ2
7をオフにすると、流体供給部材22は復帰ばね25の
付勢力で元の位置に戻り、主軸チャック4から離れる。
【0014】このワーク着座検出装置によると、このよ
うに、着座不良のときのみセンサ33がオフすること
で、着座不良が確認される。すなわち、常時は接続口3
0は流体供給部材22で閉じられていて、配管31の圧
力は所定圧以上に維持されており、センサ33はオンの
状態を維持する。着座検出のために流体供給部材22を
進出させたときも、ワークWが適正に着座しておれば、
供給エアは流体通路18内に流れるだけでそれ以上は漏
れず、センサ33のオン状態が維持される。このよう
に、着座不良の場合のみセンタ33がオフとなることで
着座不良が検出されるため、誤検知を少なくできる。ま
た、流体供給部材22の移動とは別に経路接続の制御を
行う手段を設けることが不要で、制御が簡単になる。ま
た、主軸チャック4を回転させるときは、流体供給部材
22を主軸チャック4から離すため、流体供給部材22
やセンサ33等が主軸チャック4の回転負荷とならず、
機械への負担が軽減される。また、流体供給部材22や
センサ33は固定設置されるものであり、主軸チャック
4には流体通路18を設けるだけで良いため、主軸3内
に各種の部品、例えばクーラントスルー機構のクーラン
ト配管5等を設ける場合の障害とならない。
【0015】
【発明の効果】この発明の主軸チャックのワーク着座検
出装置は、主軸チャックの近傍に着座検出装置を固定配
置し、前記主軸チャックはワークチャック面へ通じる流
体通路を有し、前記着座検出装置は前記流体通路の入口
に対して進退して接離自在な流体供給部材を備えるもの
としたため、主軸内にクーラントスルー機構等の部品を
配置する障害とならず、また主軸の回転負荷の増大を回
避することができる。このワーク着座検出装置におい
て、主軸チャックの流体通路の入口が、前記固定配置の
着座検出装置に設けられた流体供給部材に対向するよう
に、前記主軸チャックの回転停止角度を制御する手段を
設けた場合は、確実な着座検出が行える。また、前記流
体供給部材をピストンで構成し、このピストンの軸方向
の中間部に、流体供給源の接続口から検出流体を受け入
れる受入口を形成し、前記流体供給部材が前記流体通路
の入口に接合された状態でのみ、前記接続口と前記受入
口とが連通するように構成した場合は、流体圧を常に供
給することで、着座不良の場合のみ、センサをオフにす
ることができ、誤検知を少なくすることができる。しか
も制御が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態にかかるワーク
着座検出装置の断面図とブロック図とを組み合わせた説
明図、(B)は同図(A)をB−B方向に見た矢視図で
ある。
【図2】(A)は同ワーク着座検出装置を装備した旋盤
の主軸装置の破断正面図、(B)はその側面図である。
【符号の説明】
1…主軸台 3…主軸 4…主軸チャック 5…クーラント配管 8…主軸モータ 10…回転検出器 11…停止角度制御手段 13…着座ロケータ 13b…ワーク着座面 15…着座検出装置 16…取付台 17…ノズル 18…流体通路 19…入口 21…流体圧シリンダ 22…流体供給部材 24…受入口 27…着座切換バルブ 28…流体供給源 30…接続口 32…流体供給源 33…センサ W…ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 17/00 B23Q 3/06 B23B 31/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動される主軸チャックと、この主
    軸チャックの近傍に固定配置された着座検出装置とを備
    え、前記主軸チャックは、半径方向に同期移動してワー
    クの周面を把持する複数のチャック爪と、ワークの端面
    を接触させる位置決め部材である着座ロケータとを有
    し、かつ前記主軸チャックは、前記着座ロケータのワー
    ク着座面に設けられたノズルへ通じる流体通路を有し、
    前記ノズルはワーク把持状態で前記チャック爪よりも主
    軸中心側にあり、前記着座検出装置は、前記流体通路の
    入口に対して進退して接離自在な流体供給部材と、この
    流体供給部材から供給される検出流体の背圧を検出する
    センサとを有し、前記主軸チャックの流体通路の入口
    が、前記固定配置の着座検出装置に設けられた流体供給
    部材に対向するように、前記主軸チャックの回転停止角
    度を制御する手段を設けた主軸チャックのワーク着座検
    出装置。
  2. 【請求項2】 前記流体供給部材がピストンで構成さ
    れ、このピストンの軸方向の中間部に、流体供給源側の
    接続口から検出流体を受け入れる受入口が形成され、前
    記流体供給部材が前記流体通路の入口に接合された状態
    でのみ、前記接続口と前記受入口とが連通するように構
    成された請求項1記載の主軸チャックのワーク着座検出
    装置。
  3. 【請求項3】 回転駆動される主軸チャックと、この主
    軸チャックの近傍に固定配置された着座検出装置とを備
    え、前記主軸チャックは、半径方向に同期移動してワー
    クの周面を把持する複数のチャック爪と、ワークの端面
    を接触させる位置決め部材である着座ロケータとを有
    し、かつ前記主軸チャックは、前記着座ロケータのワー
    ク着座面に設けられたノズルへ通じる流体通路を有し、
    前記ノズルはワーク把持状態で前記チャック爪よりも主
    軸中心側にあり、前記着座検出装置は、前記流体通路の
    入口に対して進退して接離自在な流体供給部材と、この
    流体供給部材から供給される検出流体の背圧を検出する
    センサとを有し、前記流体供給部材がピストンで構成さ
    れ、このピストンの軸方向の中間部に、流体供給源側の
    接続口から検出流体を受け入れる受入口が形成され、前
    記流体供給部材が前記流体通路の入口に接合された状態
    でのみ、前記接続口と前記受入口とが連通するように構
    成された主軸チャックのワーク着座検出装置。
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