JPH0249844B2 - - Google Patents

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JPH0249844B2
JPH0249844B2 JP57189369A JP18936982A JPH0249844B2 JP H0249844 B2 JPH0249844 B2 JP H0249844B2 JP 57189369 A JP57189369 A JP 57189369A JP 18936982 A JP18936982 A JP 18936982A JP H0249844 B2 JPH0249844 B2 JP H0249844B2
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JP
Japan
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workpiece holding
workpiece
pawl
upper pawl
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Fuenuiku Jakuson Jozefu
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Pratt Burnerd International Ltd
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Pratt Burnerd International Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076Force sensors associated with manufacturing machines
    • G01L5/009Force sensors associated with material gripping devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作物保持装置に関する。 出願人の英国特許第2010140号は、工作物を把
持するチヤツクより構成される工作物保持装置に
関するものであつて、その特許請求の範囲に示さ
れている該工作物保持装置の該チヤツクは、1つ
以上の把持面を有し、チヤツクの使用中には工作
物とかみ合い、工作物を把持する該把持面に作用
する所要の力の値を検知する方法を有するもので
あつて、該検知方法は把持面の近辺に位置する検
知装置より構成され、把持面に工作物によつて加
えられる力を直接検知する。 該工作物把持装置は、ある種の実用には欠点が
あることが証明されているすなわち、英国特許第
2010140号に説明されている該特許の実施態様の
中には変換器からの信号をその変換器を支えるつ
め部を介してチヤツク本体に送るための電気的結
線を必要とするものがある。これらの電気的結線
は、工作作業工程で生じる切り粉や切削油による
汚れを受けやすいことが分つている。 該問題点は工作物の把り半径の限度を変える時
につめ部を変えねばならないという事実によつ
て、一層重大になつている。例えば14個の別々の
変換器を支えるつめ部がある種のチヤツクでは必
要になることもある。このことはただ単に多数の
つめ部とそれ用の電気的結線を一式備え、各変換
器支持つめ部に変換器又はつめ部間で変換器を交
換可能な交換装置を具備すべく不便さがあるのみ
ならず、つめ部が頻繁に交換される場合には故障
及び汚れが増加することが事実上多くなる。 更に欠点として、柔いつめ部一式に取付けてそ
れらの所定の位置決めができてから工作物の正確
な位置を定めるために加工するという公知の技術
を使用できないことである。その把持面上又はそ
の近くに変換器を取付けたつめ部は、明らかに工
作の際該変換器を破壊するか又は損傷を与えるか
することになる。 本発明による工作物把持装置は、本体、交換可
能な上部つめ部複数個の中の1個を支える複数の
基本つめで、該基本つめが相互に相対的に動くと
き、工作物が上部つめ部で把持される様な相対運
動をするもの、及び上部つめ部から基本つめ部に
伝えられた力を検知する様に位置決めされた検知
装置より構成される。 本発明は変換器を、チヤツク本体に垂直にかつ
恒常的に結合した基本つめ部上又はその内部に位
置できるようにし、それによつて交換可能な上部
つめ部がそれ自体で変換器を支える必要をなくし
たものである。 本発明が示す情報は、英国特許第2010140号に
記載された発明の中上部つめに作用する遠心力の
作用を考慮しないこと以外は、これに示す情報と
同じく有用でかつ融通のきく情報である。 したがつて、本発明の好ましい特徴は第2の検
知装置が遠心力を検知し上部つめ部に及ぼす影響
を補償することにある。 該第2検知装置は、該工作物保持装置の使用時
に、遠心力を受けるような部材、例えば該工作物
保持装置本体に装備した部材に取付ることができ
る。 該部材は、遠心力作用下で生じる撓みを受ける
梁材で構成される。 また、2個の検知装置からの信号を比較すると
共に、上部つめ部と工作物との間の実際の力に関
する平均信号を得るための手段を設けるのが好ま
しい。 例えば2つの検知装置からの電気信号を作動増
幅器へ移送することができる。 さらに、上部つめ部一式が変わる都度、該装置
の目盛定めをする手段を設けることができる。例
えばこの工作物保持装置は、工作物が取り付けら
れていなくとも回転することから、検知装置から
の信号の出力を、作動増幅器の出力が、ある基準
位置、例えばゼロになる迄変える手段を設けるこ
ともできる。 例として、本発明の一つの特別な実施態様を添
付図面と照合して説明する。 第1図は本発明による工作物保持装置の1つの
実施態様に関する側面線図で、目盛定め中の状態
である。 また第2図は、第1図と同様の図であり、該工
作物保持装置が作動中のものである。 第1図は、工作機械主軸11に取り付けられた
チヤツク体10を示す。該チヤツクには3個のつ
め部分が具備されているがわかり易くするために
1個のみを示す。該つめ部分は2部分に分れ、基
本つめ部分12と上部つめ部分13より構成され
る。該基本つめ部分12は通常本体10に恒常的
に取付けられ、従来のチヤツク操作機構に必要と
される様に半径方向に外側ないし内側に移動可能
である。 上部つめ部分13は該基本つめ部分に対して移
動できるように、該基本つめ部分に開放可能に固
着されている。即ち上部つめ部分は実際の把持作
動を形成するものであるが、その動作は該上部つ
め部分13が装備されている該基本つめ部分12
によつて制御される。 該基本つめ部分12に相対的な該上部つめ部分
の半径方向の位置は、例えばその作動半径限度を
変えることにより変えることができる。また該上
部つめ部分13はそのチヤツクが実行する仕事に
応じて、異なる形状、寸法の他の上部つめ部分と
交換することができる。 本発明では、該上部あご部分13には何らの検
知装置が設けられていないが、歪ゲージ変換器1
4が上部つめ部分14との界面の該基本つめ部分
12が取付られている。この作用は、該上部つめ
部分から該下部つめ部分に伝達される力に関係す
る電気信号をその変換器で発生することである。 この力は、上部つめ部分に作用する遠心力の影
響があることから、該上部つめ部分が工作物を把
持する力とは直接関係しない。 第2図に於て、工作物15が力Fqで把持され
て所定の位置に示されている。したがつて、上部
つめ部分にはFqに等しい反対方向の反力が存在
する。更に第2図で、該上部つめ部分13が遠心
力Fcを受けている状態を示す。 力Fcの作用に対して補償できる様にするため、
第2の歪ゲージ変換器16を、端部を簡単に支持
した梁16に装着してチヤツク本体に具備する。
チヤツクが回転するとき、遠心力により該梁17
は曲がりこれにより第2の歪ゲージ変換器16に
信号を発生させることになる。 本装置のこの実施態様は作動増幅器18を含
む。該変換器14からの信号e1は、作動増幅器
18の第1の入力に直接取り入れられる。第2変
換器16からの信号は、ポテンシヨメータ19の
様な目盛定め装置を通つて作動増幅器の第2の入
力に取り入れられる。作動増幅器18はこれら2
個の入力の差に比例する信号Vを発生する。変換
器14は、該上部つめ部分から下部つめ部分に伝
達される全体の力、即ちFc+Fq、を計測するこ
とが分る。今wを回転速度とし、mを上部つめ部
分の質量それにrを該上部つめ部分の重心の、回
転軸からの半径とすると、 Fc=w2mr (第1式) となる。 該変換器14からの電気信号e1は、それに作
用する全体の力を比例し、e1=K1(Fc+Fq)で
ある。ここにK1は定数、第1式のFcを代入する
と、 e1=K1(w2mr+Fq) (第2式) となる。 該増幅器の第2入力に到達する信号e2は、遠
心力荷重に比例し、 e2=K2Bw2 (第3式) となる。K2及びBは定数であり、は該装置の
目盛定めに使用される調整可能な減衰定数であ
る。 該増幅器18からの出力電圧Vは信号e1とe
2の差に比例し、V=K3(e1−e2)で与えられ
る。ここにK3は増幅取得定数である。 e1及びe2に式(2)及び式(3)を代入すると、 V=K3〔K1(w2mr+Fq)−K2Bw2〕 (第4式) となる。 該装置の目盛定めを行うには、チヤツクを工作
物なしの第1図に示す状態で回転させ、例えば増
幅器の出力電圧がゼロとなるaの特定の値(以降
a(ゼロ)と呼ぶ)が得られる様にポテンシヨメ
ーターを調整する。これらの条件の下ではFq及
びVは0となるので第(4)式に代入して、 K1w2mr−(ゼロ)K2Bw2=0、 これより (ゼロ)=K1mr/K2B (第5式) 必要なのは、ある速度における(ゼロ)の値
だけであることが分る。この値は式(5)で分るよう
にwには関係しない。したがつてあらゆる速度に
適用することができる。 一度この装置を以上述べた方法で目盛定め又は
ゼロ調整すると、この値は式(4)に代入でき該装
置作動の式を得ることができる。したがつて V=K3〔K1(w2mr+Fq)−K1mr/K2B・K2Bw2〕、 これより、 V=K3K1Fq (第6式) となる。 したがつて該増幅器の出力電圧は、工作物を把
持する真の把持力Fqに比例し、あらゆる回転速
度での該上部つめ部分の質量による遠心力の把持
力損失を考慮したものである。 該装置をゼロ調整し工作物なしでチヤツクを回
転させた状態で、該装置の目盛合わせ定数をチエ
ツク又は求める簡単な方法を実施できる。増幅器
の信号の極性を正に変えることによつて出力電圧
はe1とe2の和に比例することになり、式(4)
は、 V=K3〔K1(w2mr+Fq)+K2Bw2〕 となる。式(5)から(ゼロ)を代入すると、 V=K3〔K1(w2mr+Fq)K1w2mr〕 となる。 工作物なしの目盛定めの条件はFq=0である
から、 V=2K3K1w2mr (第7式) となる。 式(7)より仮に既知質量既知半径の上部つめ部分
がある既知の速度で回転し、該増幅器の出力電圧
が計測されたとき、目盛定め定数K3K2が求めら
れ、出力電圧に関する第(6)式を使用して工作物把
持力を求めることができる。 一般的にチヤツクは、その把持力の低下が静止
状態時のそれの半分以上になる回転速度では使用
すべきでないと考えられている。したがつて本目
盛定め方法ではその最大目盛出力の限度で該装置
の目盛定めをすることができる。 本発明は、例えば図で示した様に該つめ部分の
界面に変換器を位置させる必要がないなど、上記
態様に何ら制限されるものではない。この変換器
は、該上部つめ部分から伝達される力により作用
を受けるところの該基本つめ部分上又は内部の任
意の場所に位置させることができる。 チヤツクは3個づめであるのを必要とするもの
ではなく2個、4個、その他の必要な数のつめ部
分を具備できる。変換器は各つめ部分、1個のつ
め部分のみ、その他の複数のつめ部分に取付ける
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工作物保持装置の1実施
態様を示す側面線図で、目盛り定め中の状態であ
る。第2図は第1図と同様の図であり、工作物保
持装置が作動のものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 本体10、相対的動きをする複数の基本つめ
    部分12、上部つめ部分13と前記基本つめ部分
    12との間に伝達される力を検知するように定置
    された第1検知装置14および前記上部つめ部分
    にかかる遠心力の影響を補償するように遠心力を
    検知するように設けられた第2検知装置16から
    構成され、前記基本つめ部分12はそれぞれ交換
    可能な複数の上部つめ部分13の中の1個を保持
    し、該基本つめ部分12が互いに相対的に動いた
    とき工作物15が該上部つめ部分13により把持
    されるように作動する工作物保持装置。 2 前記第2検知装置16を工作物保持装置の使
    用時に遠心力を受ける部材17に取付けたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の工作物保
    持装置。 3 前記第2検知装置16を工作物保持装置の本
    体10に取付けられた部材17に取付けたことを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の工作物保
    持装置。 4 前記部材17が遠心力の作用下で撓みを受け
    る梁材で構成されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項または第3項記載の工作物保持装
    置。 5 2個の検知装置14,16からの信号を比較
    し、上部つめ部分13と工作物15との間の実際
    の力に関する平均信号を得るための手段を具備す
    ることを特徴とする前記特許請求の範囲のうちの
    任意の一項記載の工作物保持装置。 6 2個の検知装置14,16からの電気信号が
    作動増幅器18に移送されるのを特徴とする特許
    請求の範囲第5項記載の工作物保持装置。 7 上部つめ部分一式を取り替えた時点で工作物
    保持装置を目盛定めするための手段19を具備す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    工作物保持装置。 8 上部つめ部分13一式を取り替えた時点で工
    作物保持装置を目盛定めする手段19が、工作物
    保持装置が工作物なしで回転する時に、前記検知
    装置14,16からの平均信号を前記作動増幅器
    18の出力が基準レベルになるまで変化させる手
    段により構成されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第7項記載の工作物保持装置。
JP57189369A 1981-10-29 1982-10-29 工作物保持装置 Granted JPS5882609A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8132691 1981-10-29
GB8132691 1981-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5882609A JPS5882609A (ja) 1983-05-18
JPH0249844B2 true JPH0249844B2 (ja) 1990-10-31

Family

ID=10525491

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57189369A Granted JPS5882609A (ja) 1981-10-29 1982-10-29 工作物保持装置

Country Status (4)

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US (1) US4502704A (ja)
EP (1) EP0079131B1 (ja)
JP (1) JPS5882609A (ja)
DE (1) DE3268177D1 (ja)

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