JP4514854B2

JP4514854B2 - Tool attachment / detachment rotation control device

Info

Publication number: JP4514854B2
Application number: JP22513999A
Authority: JP
Inventors: 木崇宏船; 池幸一菊
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-08-09
Also published as: JP2001047336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドローバと工具とを容易に結合するための装置に係り、とりわけ、固定されたドローバに工具をネジ結合させる装置を制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドローバと工具とを結合するための従来の態様を、図４を用いて説明する。
【０００３】
図４に示すように、工具５１は、工具ホルダ５２の大径側に保持されている。工具ホルダ５２の小径側には、ネジ孔５２ｈが形成されている。工具５１の中心軸及びネジ孔５２ｈの中心軸は、いずれも工具ホルダ５２の中心軸と一致している。また、工具ホルダ５２の大径側面の１箇所に、キー溝５２ｐが設けられている。
【０００４】
工具５１は、工具ホルダ５２のネジ孔５２ｈがアタッチメント主軸５３内のドローバ５４にネジ結合されることによって、当該ドローバ５４に連結される。
【０００５】
アタッチメント主軸５３は、その回転軸とドローバ５４の軸が略一致するように、ドローバ５４を回動可能及び摺動可能に収容している。また、アタッチメント主軸５３の一端部は、工具ホルダ５２を受容すべく、テーパ面５３ａを有している。アタッチメント主軸５３の端面には、工具ホルダ５２のキー溝５２ｐと係合するキー５３ｒが取り付けられている。
【０００６】
ドローバ５４は、一端側にネジ部５４ｔが設けられている。ネジ部５４ｔは、アタッチメント主軸５３のテーパ面５３ａの側に露出している。一方、ドローバ５４の他端側には、レンチ用六角孔５９ｈが設けられたナットランナ５９が設けられている。
【０００７】
アタッチメント主軸５３は、ギア５５を介して、回転駆動モータ５６に接続されている。これにより、回転駆動モータ５６の回転によって、アタッチメント主軸５３が回転可能となっている。
【０００８】
さて、このような回転機構のドローバ５４に工具５１を固定する場合には、まず作業者が、工具ホルダ５２をアタッチメント主軸５３のテーパ面５３ａに嵌入する。この時、キー溝５２ｐとキー５３ｒとが位置合わせされる。
【０００９】
次に、作業者は、アタッチメント主軸５３の他端側から、六角レンチ６０を用いて、ナットランナ５９を介してドローバ５４を回転させる。この回転によって、ドローバ５４の一端側のネジ部５４ｔが、工具ホルダ５２のネジ孔５２ｈにネジ結合していく。適度な締付力に至ったら、レンチ６０によるドローバ５４の回転を停止する。この締付力は、ドローバ５４の伸び変形の弾性力に相当している。工具ホルダ５２は、ドローバ５４の弾性力によって、アタッチメント主軸５３に堅固に固定される。
【００１０】
この後、回転駆動モータ５６が駆動すると、ギア５５を介してアタッチメント主軸５３が回転する。これに伴って工具５１も回転し、加工作業を実施することが可能になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、ドローバ５４と工具５１とを結合する作業は、従来、作業者がレンチなどの工具を用いて行っていた。従って、工具５１を短時間で複数回交換するような場合、作業者の負担が大きかった。
【００１２】
作業者の負担を軽減するために、ドローバ５４を回すための専用モータの使用が提案されている。しかしながら、そのような専用モータを用いることは、そのためのスペースを確保する必要があり、また、コストも高いという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ドローバと工具との結合を容易に実施する装置のための制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工具を着脱するときのみ、ドローバの一端である固定可能部を固定させた状態で、前記ドローバの他端にネジ結合されるべき又はネジ結合された工具把持部を回転させる回転駆動部、を制御する工具着脱回転制御装置である。
【００１５】
本発明によれば、回転駆動部が、固定されたドローバに対して工具を回転させてネジ結合させると共に、当該回転駆動部が工具着脱回転制御装置によって適切に制御されるため、ドローバと工具との結合が極めて容易である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態による工具着脱回転制御装置を示す構成概略図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態の工具着脱回転制御装置１０は、工具１を把持する工具把持部としてのアタッチメント主軸３を回転させて、固定されたドローバ４に工具１をネジ結合させる回転駆動部６、を制御するようになっている。回転駆動部６は、この場合、回転駆動モータである。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態の工具１は、工具ホルダ２の大径側に保持されている。工具ホルダ２の小径側には、ネジ孔２ｈが形成されている。工具１の中心軸及びネジ孔２ｈの中心軸は、いずれも工具ホルダ２の中心軸と一致している。また、工具ホルダ２の大径側の１箇所に、キー溝２ｐが設けられている。
【００１９】
工具１は、工具ホルダ２のネジ孔２ｈがアタッチメント主軸３内のドローバ４にネジ結合されることによって、当該ドローバ４に連結されるようになっている。
【００２０】
アタッチメント主軸３は、その回転軸とドローバ４の軸が略一致するように、ドローバ４を回動可能及び摺動可能に収容している。また、アタッチメント主軸３の一端部は、工具ホルダ２を受容すべく、テーパ面３ａを有している。アタッチメント主軸３の端面には、工具ホルダ２のキー溝２ｐと係合するキー３ｒが形成されている。
【００２１】
ドローバ４は、一端側にネジ部４ｔが設けられている。ネジ部４ｔは、アタッチメント主軸３のテーパ面３ａの側に露出している。一方、ドローバ４の他端側は、工具取付時に固定可能な態様の固定可能部４ｆを有している。
【００２２】
アタッチメント主軸３は、ギア５を介して、回転駆動モータ６に接続されている。これにより、回転駆動モータ６の回転によって、アタッチメント主軸３が回転可能となっている。アタッチメント主軸３には、アタッチメント主軸３の回転数を検出するエンコーダ（スピンドルパルスジェネレータ）７が設けられている。
【００２３】
本実施の形態の工具着脱回転制御装置１０は、図１に示すように、回転駆動モータ６とエンコーダ７とに接続されている。工具着脱回転制御装置１０は、図２に示すように、指令回転量を記憶する回転量記憶部１１と、回転駆動モータ６によるアタッチメント主軸３の実際の回転量を計算する回転量計算部１２と、回転量記憶部１１に記憶された指令回転量と回転量計算部１２によって計算された実際の回転量とを比較する回転量比較部１２ｂとを備えている。回転量計算部１２は、エンコーダ７に接続されている。また、回転量比較部１２ｂによる比較結果に基づいて回転駆動モータ６の回転を停止させる回転停止部１３が設けられている。
【００２４】
本実施の形態の工具着脱回転制御装置１０は、さらに、締付トルクを記憶する締付トルク記憶部１４と、回転駆動モータ６によるアタッチメント主軸３の実際の回転トルクを検出する回転トルク検出部１５と、締付トルク記憶部１４に記憶された締付トルクと回転トルク検出部１５によって検出された実際の回転トルクとを比較する回転トルク比較部１５ｂとを備えている。回転トルク検出部１５は、回転駆動モータ６の駆動電流検出装置（図示せず）に接続されている。そして、回転停止部１３は、回転トルク比較部１５ｂによる比較結果に基づいて回転駆動モータ６の回転を停止することが可能となっている。
【００２５】
本実施の形態の工具着脱回転制御装置１０は、さらに、許容位置誤差を記憶する位置誤差記憶部１７と、回転駆動モータ６によるアタッチメント主軸３の実際の位置誤差を検出する位置誤差検出部１８と、位置誤差記憶部１７に記憶された位置誤差と位置誤差検出部１８によって検出された実際の位置誤差とを比較する位置誤差比較部１８ｂとを備えている。位置誤差検出部１８は、エンコーダ７に接続されている。そして、回転停止部１３は、位置誤差比較部１８ｂによる比較結果に基づいて回転駆動モータ６の回転を停止することが可能となっている。
【００２６】
具体的には、図２に示すように、回転量記憶部１１、トルク記憶部１４及び位置誤差記憶部１７は、パラメータ記憶部２１の一部として構成される。パラメータ記憶部２１は、指令回転量、締付トルク及び許容位置誤差の他に、主軸回転速度加減速値、主軸モータ最大回転数等の各種制御パラメータをも記憶する。
【００２７】
一方、回転トルク検出部１５は、主軸ドライバ２５（後述）内に存在し、その信号はＰＬＣ（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ）２２へ入力される。ＰＬＣ２２は、各種制御パラメータの入力及び各種制御モードの切替をも行うようになっている。
【００２８】
また、回転量計算部１２、回転量比較部１２ｂ、回転トルク比較部１５ｂ、位置誤差検出部１８、位置誤差比較部１８ｂ及び回転停止部１３は、加減速処理部２３の一部として構成される。加減速処理部２３は、主軸分配部２４を介して、回転駆動モータ６を駆動する主軸ドライバ２５に接続されている。
【００２９】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について図３を用いて説明する。
【００３０】
まず、ドローバ４の他端側の固定可能部４ｆが、図１に示すように、公知のいずれかの態様で固定される（ＳＴＥＰ１）。
【００３１】
次に、工具チェンジャ（図示せず）が、工具１の工具ホルダ２をアタッチメント主軸３のテーパ面３ａに嵌入する。この時、キー溝２ｐとキー３ｒとが位置合わせされる（ＳＴＥＰ２）。
【００３２】
一方、工具着脱回転制御装置１０は、ＰＬＣ２２において、制御モードを主軸工具着脱モードに切替える。また、主軸について、位置制御モードに切り替える（ＳＴＥＰ３）。
【００３３】
次に、ＰＬＣ２２にて、主軸回転量を設定する（ＳＴＥＰ４）。この回転量は、指令回転量として回転量記憶部１１に記憶される。
【００３４】
次に、ＰＬＣ２２の回転開始指令により、主軸の締付動作（アタッチメント主軸回転動作）が開始される（ＳＴＥＰ５）。すなわち、回転駆動モータ６が回転し、アタッチメント主軸３が回転することに伴って、キー３ｒとキー溝２ｐを介して工具ホルダ２が回転し、ネジ孔２ｈがドローバ４のネジ部４ｔとのネジ結合を開始する。
【００３５】
締付動作中、適宜のサンプリング間隔で、回転量計算部１２、回転トルク検出部１５及び位置誤差検出部１８が、エンコーダ７及び駆動電流検出装置（図示せず）からの信号に基づいて、それぞれアタッチメント主軸３（従って主軸工具１）の実際の回転量、実際の回転トルク、実際の位置誤差を導出する。
【００３６】
回転量比較部１２ｂは、回転量記憶部１１に記憶された指令回転量と回転量計算部１２によって計算された実際の回転量とに基づいて、回転を停止させるか否かを判定する（ＳＴＥＰ６）。締付が完了せずに、実際の回転量が指令回転量以上になった場合、「異常」と判断して工具取付作業を停止する（ＳＴＥＰ９）。具体的には、回転停止部１３が、回転駆動モータ６を停止させる指令信号を、主軸分配部２４を介して主軸ドライブ２５に送る。
【００３７】
次に、回転トルク比較部１５ｂは、締付トルク記憶部１４に記憶された締付トルクとトルク検出部１５によって検出された実際のトルクとに基づいて、回転を停止させるか否かを判定する（ＳＴＥＰ７）。締付が完了して、適切な締付トルクが得られた場合、「正常な工具取付完了」と判断して工具取付作業を停止する（ＳＴＥＰ９）。具体的には、回転停止部１３が、回転駆動モータ６を停止させる指令信号を、主軸分配部２４を介して主軸ドライブ２５に送る。
【００３８】
未だ適切な締付トルクが得られていない場合、位置誤差比較部１８ｂは、位置誤差記憶部１７に記憶された許容位置誤差と位置誤差検出部１８によって検出された実際の位置誤差とに基づいて、回転を停止させるか否かを判定する（ＳＴＥＰ８）。主軸位置誤差が許容値を超えている場合、「異常」と判断して工具取付作業を停止する（ＳＴＥＰ９）。具体的には、回転停止部１３が、回転駆動モータ６を停止させる指令信号を、主軸分配部２４を介して主軸ドライブ２５に送る。主軸位置誤差が許容値を超えていなければ、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ８の判断工程を繰り返す。
【００３９】
締付トルクが適切な範囲に至ったということは、ドローバ４のネジ部４ｔと工具ホルダ２のネジ孔２ｈとが適度な締付力に至ったということである。この締付力は、ドローバ４の伸び変形の弾性力に相当している。工具ホルダ２は、ドローバ４の弾性力によって、アタッチメント主軸３に堅固に固定される。この後、ドローバ４の固定可能部４ｆが解放される。
【００４０】
この状態で回転駆動モータ６が駆動すると、ギア５を介してアタッチメント主軸３が回転する。これに伴って工具１も回転し、加工作業を実施することが可能になる。
【００４１】
本実施の形態によれば、回転駆動モータ６が、固定されたドローバ４に対して工具１を回転させてネジ結合させると共に、当該回転駆動モータ６が回転制御装置１０によって適切に制御されるため、ドローバ４と工具１との結合が極めて容易になる。
【００４２】
また、本実施の形態の工具着脱回転制御装置１０によれば、主軸回転量、回転トルク、さらに主軸位置誤差を用いて制御を行っているので、何らかの異常によって工具ホルダ２のネジ孔２ｈやドローバ４のネジ部４ｔが損傷するおそれが効果的に回避される。
【００４３】
もっとも、主軸回転量のみ、あるいは回転トルクのみ、あるいは主軸位置誤差のみを用いて制御を行うことも可能である。
【００４４】
なお、本実施の形態によれば、工具１をドローバ４から取外すことも容易である。この場合、工具１の締付のために要した回転量を記憶しておき、再び固定可能部４ｆを固定して、当該回転量だけ工具１を逆回転させるような制御が行われることが好ましい。
【００４５】
その他、工具着脱回転制御装置１０は、安全のため、緊急停止指令によっても回転駆動モータ６の回転停止が可能となっていることが好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転駆動部が、固定されたドローバに対して工具を回転させてネジ結合させると共に、当該回転駆動部が工具着脱回転制御装置によって適切に制御されるため、ドローバと主軸工具との結合が極めて容易である。また、自動工具交換装置が付属する場合は、人が介入することなく工具の自動着脱ができるので、連続運転加工に対応でき、時間短縮、人手の省力化が図れる。さらに着脱専用モータが不要のため、省スペース及びコスト削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による数値制御装置の使用態様を示す構成概略図。
【図２】図１の数値制御装置を示す概略ブロック図。
【図３】図１の数値制御装置の作用を示すフロー図。
【図４】従来のドローバと主軸工具との連結態様を示す概略図。
【符号の説明】
１工具
２工具ホルダ
２ｈネジ孔
２ｐキー溝
３アタッチメント主軸
３ａテーパ面
３ｒキー
３ｓ大径部収容空間
４ドローバ
４ａ大径部
４ｆ固定可能部
４ｔネジ部
５ギア
６回転駆動モータ
７エンコーダ
１０工具着脱回転制御装置
１１回転量記憶部
１２回転量計算部
１２ｂ回転量比較部
１３回転停止部
１４締付トルク記憶部
１５回転トルク検出部
１５ｂ回転トルク比較部
１７位置誤差記憶部
１８位置誤差検出部
１８ｂ位置誤差比較部
２１パラメータ記憶部
２２ＰＬＣ
２３加減速処理部
２４主軸分配部
２５主軸ドライバ
５１工具
５２工具ホルダ
５２ｈネジ孔
５２ｐキー溝
５３アタッチメント主軸
５３ａテーパ面
５３ｒキー
５３ｓ大径部収容空間
５４ドローバ
５４ａ大径部
５４ｔネジ部
５５ギア
５６回転駆動モータ
５９ナットランナ
５９ｈレンチ用六角孔
６０レンチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for easily connecting a drawbar and a tool, and more particularly, to a control apparatus for controlling an apparatus for screwing a tool to a fixed drawbar.
[0002]
[Prior art]
A conventional mode for connecting the drawbar and the tool will be described with reference to FIG.
[0003]
As shown in FIG. 4, the tool 51 is held on the large diameter side of the tool holder 52. On the small diameter side of the tool holder 52, a screw hole 52h is formed. The central axis of the tool 51 and the central axis of the screw hole 52 h are both coincident with the central axis of the tool holder 52. A keyway 52p is provided at one location on the large-diameter side surface of the tool holder 52.
[0004]
The tool 51 is coupled to the draw bar 54 by screwing the screw hole 52 h of the tool holder 52 to the draw bar 54 in the attachment spindle 53.
[0005]
The attachment main shaft 53 accommodates the draw bar 54 so as to be rotatable and slidable so that the rotation axis thereof substantially coincides with the axis of the draw bar 54. Further, one end portion of the attachment main shaft 53 has a tapered surface 53 a for receiving the tool holder 52. A key 53 r that engages with the key groove 52 p of the tool holder 52 is attached to the end surface of the attachment main shaft 53.
[0006]
The draw bar 54 is provided with a screw portion 54t on one end side. The screw part 54t is exposed to the tapered surface 53a side of the attachment main shaft 53. On the other hand, a nut runner 59 provided with a wrench hexagon hole 59h is provided on the other end side of the draw bar 54.
[0007]
The attachment main shaft 53 is connected to a rotation drive motor 56 via a gear 55. Thereby, the attachment spindle 53 can be rotated by the rotation of the rotation drive motor 56.
[0008]
Now, when fixing the tool 51 to the draw bar 54 of such a rotation mechanism, the operator first inserts the tool holder 52 into the tapered surface 53 a of the attachment spindle 53. At this time, the keyway 52p and the key 53r are aligned.
[0009]
Next, the operator rotates the draw bar 54 from the other end side of the attachment main shaft 53 through the nut runner 59 using the hexagon wrench 60. By this rotation, the screw portion 54 t on one end side of the draw bar 54 is screwed into the screw hole 52 h of the tool holder 52. When an appropriate tightening force is reached, the rotation of the draw bar 54 by the wrench 60 is stopped. This tightening force corresponds to the elastic force of the draw bar 54 for extension deformation. The tool holder 52 is firmly fixed to the attachment main shaft 53 by the elastic force of the draw bar 54.
[0010]
Thereafter, when the rotation drive motor 56 is driven, the attachment spindle 53 is rotated via the gear 55. Along with this, the tool 51 also rotates, and it becomes possible to perform a machining operation.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the operation of connecting the draw bar 54 and the tool 51 has been conventionally performed by a worker using a tool such as a wrench. Therefore, when the tool 51 is changed a plurality of times in a short time, the burden on the operator is large.
[0012]
In order to reduce the burden on the operator, the use of a dedicated motor for rotating the draw bar 54 has been proposed. However, the use of such a dedicated motor has a problem that it is necessary to secure a space for that purpose and the cost is high.
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a control device for an apparatus that easily combines a draw bar and a tool.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, only when attaching and detaching the tool, in a status of fixing the fixable portion which is one end of the draw bar, Ru rotate the tool-holding portion which is to be or screw coupling is screwed to the other end of the drawbar rotating 1 is a tool attachment / detachment rotation control device for controlling a drive unit.
[0015]
According to the present invention, the rotation driving unit rotates the tool with respect to the fixed draw bar to be screw-coupled, and the rotation driving unit is appropriately controlled by the tool attaching / detaching rotation control device. Is very easy to bond.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a tool attachment / detachment rotation control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a tool attachment / detachment rotation control device 10 according to an embodiment of the present invention rotates an attachment main shaft 3 as a tool gripping part for gripping a tool 1 to place the tool 1 on a fixed draw bar 4. The rotary drive unit 6 to be screwed is controlled. In this case, the rotation drive unit 6 is a rotation drive motor.
[0018]
As shown in FIG. 1, the tool 1 of the present embodiment is held on the large diameter side of the tool holder 2. A screw hole 2 h is formed on the small diameter side of the tool holder 2. Both the central axis of the tool 1 and the central axis of the screw hole 2 h coincide with the central axis of the tool holder 2. A keyway 2p is provided at one location on the large diameter side of the tool holder 2.
[0019]
The tool 1 is connected to the draw bar 4 by screwing the screw hole 2 h of the tool holder 2 to the draw bar 4 in the attachment main shaft 3.
[0020]
The attachment main shaft 3 accommodates the draw bar 4 so as to be rotatable and slidable so that the rotation axis thereof and the axis of the draw bar 4 substantially coincide with each other. In addition, one end of the attachment main shaft 3 has a tapered surface 3 a to receive the tool holder 2. A key 3 r that engages with the key groove 2 p of the tool holder 2 is formed on the end surface of the attachment main shaft 3.
[0021]
The draw bar 4 is provided with a screw portion 4t on one end side. The screw portion 4t is exposed on the tapered surface 3a side of the attachment main shaft 3. On the other hand, the other end side of the draw bar 4 has a fixable portion 4f that can be fixed when the tool is attached.
[0022]
The attachment spindle 3 is connected to a rotation drive motor 6 through a gear 5. Thereby, the attachment spindle 3 can be rotated by the rotation of the rotation drive motor 6. The attachment spindle 3 is provided with an encoder (spindle pulse generator) 7 for detecting the rotation speed of the attachment spindle 3.
[0023]
As shown in FIG. 1, the tool attachment / detachment rotation control device 10 of the present embodiment is connected to a rotation drive motor 6 and an encoder 7. As shown in FIG. 2, the tool attachment / detachment rotation control device 10 includes a rotation amount storage unit 11 that stores a command rotation amount, and a rotation amount calculation unit 12 that calculates an actual rotation amount of the attachment spindle 3 by the rotation drive motor 6. The rotation amount comparison unit 12b compares the command rotation amount stored in the rotation amount storage unit 11 with the actual rotation amount calculated by the rotation amount calculation unit 12. The rotation amount calculation unit 12 is connected to the encoder 7. Further, a rotation stop unit 13 that stops the rotation of the rotation drive motor 6 based on the comparison result by the rotation amount comparison unit 12b is provided.
[0024]
The tool attachment / detachment rotation control device 10 according to the present embodiment further includes a tightening torque storage unit 14 that stores the tightening torque, and a rotation torque detection unit 15 that detects the actual rotation torque of the attachment spindle 3 by the rotation drive motor 6. And a rotational torque comparison unit 15 b that compares the tightening torque stored in the tightening torque storage unit 14 with the actual rotational torque detected by the rotational torque detection unit 15. The rotational torque detector 15 is connected to a drive current detector (not shown) of the rotational drive motor 6. And the rotation stop part 13 can stop rotation of the rotational drive motor 6 based on the comparison result by the rotational torque comparison part 15b.
[0025]
The tool attachment / detachment rotation control device 10 of the present embodiment further includes a position error storage unit 17 that stores an allowable position error, and a position error detection unit 18 that detects an actual position error of the attachment spindle 3 by the rotation drive motor 6. A position error comparison unit 18b that compares the position error stored in the position error storage unit 17 with the actual position error detected by the position error detection unit 18; The position error detection unit 18 is connected to the encoder 7. And the rotation stop part 13 can stop rotation of the rotational drive motor 6 based on the comparison result by the position error comparison part 18b.
[0026]
Specifically, as shown in FIG. 2, the rotation amount storage unit 11, the torque storage unit 14, and the position error storage unit 17 are configured as a part of the parameter storage unit 21. The parameter storage unit 21 stores various control parameters such as a spindle rotation speed acceleration / deceleration value and a spindle motor maximum rotation speed in addition to the command rotation amount, the tightening torque, and the allowable position error.
[0027]
On the other hand, the rotational torque detector 15 is present in a spindle driver 25 (described later), and its signal is input to a PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) 22. The PLC 22 also inputs various control parameters and switches various control modes.
[0028]
Further, the rotation amount calculation unit 12, the rotation amount comparison unit 12b, the rotation torque comparison unit 15b, the position error detection unit 18, the position error comparison unit 18b, and the rotation stop unit 13 are configured as a part of the acceleration / deceleration processing unit 23. . The acceleration / deceleration processing unit 23 is connected to a spindle driver 25 that drives the rotational drive motor 6 via a spindle distributing unit 24.
[0029]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
[0030]
First, as shown in FIG. 1, the fixable portion 4f on the other end side of the draw bar 4 is fixed in any known manner (STEP 1).
[0031]
Next, a tool changer (not shown) inserts the tool holder 2 of the tool 1 into the tapered surface 3 a of the attachment spindle 3. At this time, the keyway 2p and the key 3r are aligned (STEP2).
[0032]
On the other hand, the tool attachment / detachment rotation control device 10 switches the control mode to the spindle tool attachment / detachment mode in the PLC 22. Further, the spindle is switched to the position control mode (STEP 3).
[0033]
Next, the spindle rotation amount is set in the PLC 22 (STEP 4). This rotation amount is stored in the rotation amount storage unit 11 as a command rotation amount.
[0034]
Next, a spindle tightening operation (attachment spindle rotating operation) is started by a rotation start command of the PLC 22 (STEP 5). That is, as the rotary drive motor 6 rotates and the attachment spindle 3 rotates, the tool holder 2 rotates through the key 3r and the key groove 2p, and the screw hole 2h is a screw with the screw portion 4t of the draw bar 4. Start the bond.
[0035]
During the tightening operation, at an appropriate sampling interval, the rotation amount calculation unit 12, the rotation torque detection unit 15, and the position error detection unit 18 are respectively based on signals from the encoder 7 and a drive current detection device (not shown). The actual rotation amount, actual rotation torque, and actual position error of the attachment spindle 3 (and hence the spindle tool 1) are derived.
[0036]
The rotation amount comparison unit 12b determines whether or not to stop the rotation based on the command rotation amount stored in the rotation amount storage unit 11 and the actual rotation amount calculated by the rotation amount calculation unit 12 (STEP 6). ). If the actual rotation amount is equal to or greater than the command rotation amount without completing the tightening, it is determined as “abnormal” and the tool mounting operation is stopped (STEP 9). Specifically, the rotation stop unit 13 sends a command signal for stopping the rotation drive motor 6 to the spindle drive 25 via the spindle distribution unit 24.
[0037]
Next, the rotational torque comparison unit 15b determines whether to stop the rotation based on the tightening torque stored in the tightening torque storage unit 14 and the actual torque detected by the torque detection unit 15. (STEP7). When the tightening is completed and an appropriate tightening torque is obtained, it is determined that “normal tool mounting is completed” and the tool mounting operation is stopped (STEP 9). Specifically, the rotation stop unit 13 sends a command signal for stopping the rotation drive motor 6 to the spindle drive 25 via the spindle distribution unit 24.
[0038]
If an appropriate tightening torque has not yet been obtained, the position error comparison unit 18b is based on the allowable position error stored in the position error storage unit 17 and the actual position error detected by the position error detection unit 18. Then, it is determined whether or not to stop the rotation (STEP 8). If the spindle position error exceeds the allowable value, it is determined as “abnormal” and the tool mounting operation is stopped (STEP 9). Specifically, the rotation stop unit 13 sends a command signal for stopping the rotation drive motor 6 to the spindle drive 25 via the spindle distribution unit 24. If the spindle position error does not exceed the allowable value, STEP 6 to STEP 8 are repeated.
[0039]
The fact that the tightening torque has reached an appropriate range means that the screw portion 4t of the draw bar 4 and the screw hole 2h of the tool holder 2 have reached an appropriate tightening force. This tightening force corresponds to the elastic force of the draw bar 4 in the extension deformation. The tool holder 2 is firmly fixed to the attachment main shaft 3 by the elastic force of the draw bar 4. Thereafter, the fixable portion 4f of the draw bar 4 is released.
[0040]
When the rotational drive motor 6 is driven in this state, the attachment main shaft 3 rotates via the gear 5. Along with this, the tool 1 also rotates, and it becomes possible to carry out a machining operation.
[0041]
According to the present embodiment, the rotation drive motor 6 rotates the tool 1 with respect to the fixed draw bar 4 to be screw-coupled, and the rotation drive motor 6 is appropriately controlled by the rotation control device 10. The drawbar 4 and the tool 1 can be very easily coupled.
[0042]
In addition, according to the tool attachment / detachment rotation control device 10 of the present embodiment, the control is performed using the spindle rotation amount, the rotation torque, and the spindle position error. The possibility that the screw part 4t of 4 is damaged is effectively avoided.
[0043]
However, it is also possible to perform control using only the spindle rotation amount, only the rotation torque, or only the spindle position error.
[0044]
In addition, according to this Embodiment, it is also easy to remove the tool 1 from the draw bar 4. FIG. In this case, it is preferable that the rotation amount required for tightening the tool 1 is stored, the fixable portion 4f is fixed again, and the tool 1 is reversely rotated by the rotation amount. .
[0045]
In addition, for the safety of the tool attaching / detaching rotation control device 10, it is preferable that the rotation driving motor 6 can be stopped by an emergency stop command.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotation driving unit rotates the tool with respect to the fixed draw bar and screw-couples the rotation driving unit, and the rotation driving unit is appropriately controlled by the tool attaching / detaching rotation control device. Therefore, the draw bar and the spindle tool are very easily coupled. In addition, when an automatic tool changer is attached, tools can be automatically attached and detached without human intervention, so that continuous operation processing can be handled, time saving, and labor saving can be achieved. Furthermore, since a dedicated motor for attachment / detachment is unnecessary, space saving and cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a usage mode of a numerical controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the numerical control device of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the numerical control device of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic view showing a connection mode between a conventional draw bar and a spindle tool.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool 2 Tool holder 2h Screw hole 2p Key groove 3 Attachment main shaft 3a Tapered surface 3r Key 3s Large diameter part accommodation space 4 Draw bar 4a Large diameter part 4f Fixable part 4t Screw part 5 Gear 6 Rotation drive motor 7 Encoder 10 Tool attachment and rotation Control device 11 Rotation amount storage unit 12 Rotation amount calculation unit 12b Rotation amount comparison unit 13 Rotation stop unit 14 Tightening torque storage unit 15 Rotation torque detection unit 15b Rotation torque comparison unit 17 Position error storage unit 18 Position error detection unit 18b Position error Comparison unit 21 Parameter storage unit 22 PLC
23 Acceleration / Deceleration Processing Unit 24 Spindle Distributor 25 Spindle Driver 51 Tool 52 Tool Holder 52h Screw Hole 52p Key Groove 53 Attachment Spindle 53a Tapered Surface 53r Key 53s Large Diameter Part Accommodating Space 54 Drawbar 54a Large Diameter Part 54t Screw Part 55 Gear 56 Rotation Drive motor 59 Nutrunner 59h Hexagon hole 60 wrench for wrench

Claims

工具を着脱するときのみ、ドローバの一端である固定可能部を固定させた状態で、前記ドローバの他端にネジ結合されるべき又はネジ結合された工具把持部を回転させる回転駆動部、を制御する工具着脱回転制御装置。 Only when attaching and detaching the tool, in a status of fixing the fixable portion which is one end of the draw bar, the rotary drive unit, you want to rotate. The tool-holding portion which is to be or screw coupling is screwed to the other end of the drawbar Tool attachment / detachment rotation control device to be controlled.

指令回転量を記憶する回転量記憶部と、
回転駆動部による工具把持部の実際の回転量を計算する回転量計算部と、
回転量記憶部に記憶された指令回転量と、回転量計算部によって計算された実際の回転量とに基づいて、回転を停止させる回転停止部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工具着脱回転制御装置。A rotation amount storage unit for storing a command rotation amount;
A rotation amount calculation unit for calculating an actual rotation amount of the tool gripping unit by the rotation drive unit;
A rotation stop unit for stopping rotation based on the command rotation amount stored in the rotation amount storage unit and the actual rotation amount calculated by the rotation amount calculation unit;
The tool attachment / detachment rotation control device according to claim 1, comprising:

締付トルクを記憶するトルク記憶部と、
回転駆動部による工具把持部の実際の回転トルクを検出する回転トルク検出部と、
トルク記憶部に記憶された締付トルクと、回転トルク検出部によって検出された実際の回転トルクとに基づいて、回転を停止させる第２回転停止部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の工具着脱回転制御装置。A torque storage unit for storing the tightening torque;
A rotational torque detector for detecting the actual rotational torque of the tool gripper by the rotational drive unit;
A second rotation stop unit for stopping rotation based on the tightening torque stored in the torque storage unit and the actual rotation torque detected by the rotation torque detection unit;
The tool attaching / detaching rotation control device according to claim 1, wherein the tool attaching / detaching rotation control device is provided.

許容位置誤差を記憶する位置誤差記憶部と、
回転駆動部による工具把持部の実際の位置誤差を検出する位置誤差検出部と、
位置誤差記憶部に記憶された許容位置誤差と、位置誤差検出部によって検出された実際の位置誤差とに基づいて、回転を停止させる第３回転停止部と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の工具着脱回転制御装置。A position error storage unit for storing an allowable position error;
A position error detection unit for detecting an actual position error of the tool gripping unit by the rotation driving unit;
A third rotation stop unit for stopping rotation based on the allowable position error stored in the position error storage unit and the actual position error detected by the position error detection unit;
The tool attachment / detachment rotation control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: