JPS6234708A - 電動式チヤツク装置 - Google Patents
電動式チヤツク装置Info
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- JPS6234708A JPS6234708A JP17270685A JP17270685A JPS6234708A JP S6234708 A JPS6234708 A JP S6234708A JP 17270685 A JP17270685 A JP 17270685A JP 17270685 A JP17270685 A JP 17270685A JP S6234708 A JPS6234708 A JP S6234708A
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- Japan
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- chuck
- screw nut
- force
- load cell
- draw bolt
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、旋盤のチャッキングに使用する電動式チャ
ック装置に係り、特に、ロードセルを組み込むことによ
り、最適把持力の調整をリアルタイムでかつ自動的に行
えるようにした電動式チャック装置に関する。
ック装置に係り、特に、ロードセルを組み込むことによ
り、最適把持力の調整をリアルタイムでかつ自動的に行
えるようにした電動式チャック装置に関する。
[従来の技術]
旋盤のチャッキングは、油圧または空気圧によるものが
一般的である。第4図は、従来の油圧式チャック装置の
一例を示すもので、油圧装置lから回転油圧シリンダ2
に油を供給してピストン3を駆動し、旋盤の主軸(スピ
ンドル軸)4aの軸芯中空部に軸方向移動自在に挿入さ
れたドローバ−4を往復動させて、チャック5の爪6を
チャックの径方向に移動させ、図示せぬワークを把持す
るようになっている。ここで、ドローバ−4の軸方向の
動きを、爪6の径方向の動きに変換するには、カムレバ
、テーパ等の動作変換機構が用いられる。
一般的である。第4図は、従来の油圧式チャック装置の
一例を示すもので、油圧装置lから回転油圧シリンダ2
に油を供給してピストン3を駆動し、旋盤の主軸(スピ
ンドル軸)4aの軸芯中空部に軸方向移動自在に挿入さ
れたドローバ−4を往復動させて、チャック5の爪6を
チャックの径方向に移動させ、図示せぬワークを把持す
るようになっている。ここで、ドローバ−4の軸方向の
動きを、爪6の径方向の動きに変換するには、カムレバ
、テーパ等の動作変換機構が用いられる。
なお、図中、7はドローバ−4の移動方向を切り換える
ための切換弁である。
ための切換弁である。
一方、電動式チャック装置については、未だ試作段階を
出ず、商品として市場に出されているものはない。ただ
し、いくつかの発明、考案が、特公昭51−45111
.53−19830.50−24464号、実公昭56
−29050.54−5395.53−38207号な
どに開示されている。これらの公報記載の発明または考
案の主張点は次のようなものである。
出ず、商品として市場に出されているものはない。ただ
し、いくつかの発明、考案が、特公昭51−45111
.53−19830.50−24464号、実公昭56
−29050.54−5395.53−38207号な
どに開示されている。これらの公報記載の発明または考
案の主張点は次のようなものである。
(1)メカニズム改良による把持性能の向上。
(2)チャッキング終了の信号出力。
(3)モータトルクの段階的調整。
(4)爪の開閉度検知。
[発明が解決しようとする問題点コ
ところで、上述した従来のチャック装置においては次の
ような問題があった。
ような問題があった。
(りチャックの把持力を無段階に調整することはできな
い。このため、各種ワークに最適な把持力を選定するこ
とが難しい。
い。このため、各種ワークに最適な把持力を選定するこ
とが難しい。
(2)チャック把持力を数値で確認することができない
。すなわち、チャックにばらつきがあっても検知するこ
とができない。
。すなわち、チャックにばらつきがあっても検知するこ
とができない。
(3)把持力の変動をリアルタイムで確認できなし)。
従って、把持力に異常が生じても検知できない。
この発明は、このような背景の下になされたもので、把
持力を無段階に調整できるとともに、この把持力をリア
ルタイムで検知することのできる電動式チャック装置を
提供することを目的とする。
持力を無段階に調整できるとともに、この把持力をリア
ルタイムで検知することのできる電動式チャック装置を
提供することを目的とする。
し問題点を解決するための手段]
上記問題点を解決するためにこの発明は、電動機を駆動
源とする駆動手段によって、牽引軸を軸方向に往復動さ
せることによりチャック爪を開閉するようにした電動式
チャック装置において、前記牽引軸の外周に螺合され、
前記駆動手段によって回転されるスクリューナツトと、
前記スクリューナツトの両端部に配置され、前記牽引軸
に力が加イつったときに前記スクリューナツトの回転を
抑止する一対の弾性部材と、前記各弾性部材の端部に配
置され、前記弾性部材の押圧力を検出するロードセルと
、このロードセルの出力信号を外部に伝送する伝送手段
と、前記伝送手段の出力に基づいて前記電動機への供給
電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする
。
源とする駆動手段によって、牽引軸を軸方向に往復動さ
せることによりチャック爪を開閉するようにした電動式
チャック装置において、前記牽引軸の外周に螺合され、
前記駆動手段によって回転されるスクリューナツトと、
前記スクリューナツトの両端部に配置され、前記牽引軸
に力が加イつったときに前記スクリューナツトの回転を
抑止する一対の弾性部材と、前記各弾性部材の端部に配
置され、前記弾性部材の押圧力を検出するロードセルと
、このロードセルの出力信号を外部に伝送する伝送手段
と、前記伝送手段の出力に基づいて前記電動機への供給
電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする
。
[作用 ]
上記構成によれば、ロードセルからの出力信号によって
チャック爪の把持力を検知しながら、電動機の出力トル
クを調整できるので、上記把持力を無段階に調整するこ
とが可能となる。また、上記出力信号によってリアルタ
イムで把持力を検知することが可能となるから、把持力
の変動検知や数値表示を常時行うことができる。
チャック爪の把持力を検知しながら、電動機の出力トル
クを調整できるので、上記把持力を無段階に調整するこ
とが可能となる。また、上記出力信号によってリアルタ
イムで把持力を検知することが可能となるから、把持力
の変動検知や数値表示を常時行うことができる。
[実施例]
以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の一実施例による電動式チャック装置
の要部の構成を示す部分断面図、第2図は同電動式チャ
ック装置の電気的構成を示すブロック図である。これら
の図において、11は誘導電動機であり、その回転数は
光学的回転検出器12(例えば、オムロン株式会社製E
E−SV3)によって検出され、電気信号として取り出
される。
の要部の構成を示す部分断面図、第2図は同電動式チャ
ック装置の電気的構成を示すブロック図である。これら
の図において、11は誘導電動機であり、その回転数は
光学的回転検出器12(例えば、オムロン株式会社製E
E−SV3)によって検出され、電気信号として取り出
される。
上記誘導電動機11の出力軸11aは、減速機13の入
力端に連結されている。すなわち、上記出力軸11aに
はピニオン14がはめ込まれ、このピニオン14が、ア
クチュエータユニットのケーシング15に固定された内
歯歯車16にかみ合う遊星歯車17とかみ合っている。
力端に連結されている。すなわち、上記出力軸11aに
はピニオン14がはめ込まれ、このピニオン14が、ア
クチュエータユニットのケーシング15に固定された内
歯歯車16にかみ合う遊星歯車17とかみ合っている。
また、遊星歯車17の回転軸は、減速機13の出力軸1
3aと一体形成された円盤部に回動自在に支持され、こ
の結果、出力軸13aは遊星歯車17の公転にともなっ
て自転する。出力軸13aは、電磁クラッチ20の入力
ハブ21にキー結合される一方、電磁クラッチ20の出
力ハブ22はスプライン軸25の外周にキー結合されて
いる。なお、電磁クララ □チ20は、後述する
スピンドル軸30と誘導電動・ 1iftとを切り離す役割を果たすもので、スピンドル
軸30の回転によって、誘導電動機11が連れ回りする
のを防止する。
3aと一体形成された円盤部に回動自在に支持され、こ
の結果、出力軸13aは遊星歯車17の公転にともなっ
て自転する。出力軸13aは、電磁クラッチ20の入力
ハブ21にキー結合される一方、電磁クラッチ20の出
力ハブ22はスプライン軸25の外周にキー結合されて
いる。なお、電磁クララ □チ20は、後述する
スピンドル軸30と誘導電動・ 1iftとを切り離す役割を果たすもので、スピンドル
軸30の回転によって、誘導電動機11が連れ回りする
のを防止する。
上記スプライン軸25は、その中央部から右端部(第1
図の)に向けて有底円筒状の中空部25aを有し、左端
部に同径の中空部26aを有するスプライン軸26と対
向配置されている。上記中空部25a、26aの外周は
、両端にフランジを有する円筒状のゲージフレーム29
に囲まれ、このゲージフレーム29の右端側フランジが
、旋盤のスピンドル軸(旋盤主軸)30の左端に形成さ
れたスパイダ31にネジで固定されている。この結果、
ゲージフレーム29はスピンドル軸30と一体に回転す
る。
図の)に向けて有底円筒状の中空部25aを有し、左端
部に同径の中空部26aを有するスプライン軸26と対
向配置されている。上記中空部25a、26aの外周は
、両端にフランジを有する円筒状のゲージフレーム29
に囲まれ、このゲージフレーム29の右端側フランジが
、旋盤のスピンドル軸(旋盤主軸)30の左端に形成さ
れたスパイダ31にネジで固定されている。この結果、
ゲージフレーム29はスピンドル軸30と一体に回転す
る。
スプライン軸25.26の軸部外周には、上記中空部2
5a、26aを挾む形でボールベアリング33.34が
はめ込まれ、これらのボールベアリング33.34は円
環状のベアリングセル33a。
5a、26aを挾む形でボールベアリング33.34が
はめ込まれ、これらのボールベアリング33.34は円
環状のベアリングセル33a。
34aを介して、ゲージフレーム29とスパイダ31の
内周にはめ込まれている。また、ベアリングセル33a
、34aの両側には、ロードセル35゜36と、これら
のロードセル35.36の出力を増幅する増幅器35a
、36aとが配設され、ゲージフレーム29とスパイダ
31の内壁に固定されている。なお、上記増幅器35a
、36aとともに、後述するV/F変換器(電圧/周波
数変換器)49゜50(第2図参照)が収納されている
。
内周にはめ込まれている。また、ベアリングセル33a
、34aの両側には、ロードセル35゜36と、これら
のロードセル35.36の出力を増幅する増幅器35a
、36aとが配設され、ゲージフレーム29とスパイダ
31の内壁に固定されている。なお、上記増幅器35a
、36aとともに、後述するV/F変換器(電圧/周波
数変換器)49゜50(第2図参照)が収納されている
。
一方、スプライン軸25.26の中空部25a。
26aを形成する内周面には、軸方向に延びる多数の溝
(スプライン)が形成され、該スプラインにはスクリュ
ーナツト38の外周に形成されたスプラインが噛み合わ
されている。このスクリューナツト38の軸芯中空部内
壁にはメネジが形成され、スピンドル軸30の軸芯中空
部に挿入されたドローボルト39の外周に形成されたオ
ネジに螺合されている。この結果、スクリューナツト3
8がスプライン軸25に上って回転されると、ドローボ
′ルト39は軸方向に往復動し、チャック爪がチャ
ックの径方向に移動してワークを把持するようになって
いる。なお、ドローボルト39とスピンドル軸30とは
図示せぬ部分で連結され、スピンドル軸30が回転する
とき、すなわちワーク切削時には、ゲージフレーム29
.スピンドル軸30およびスパイダ31がドローボルト
39と一体に回転するようになっている。
(スプライン)が形成され、該スプラインにはスクリュ
ーナツト38の外周に形成されたスプラインが噛み合わ
されている。このスクリューナツト38の軸芯中空部内
壁にはメネジが形成され、スピンドル軸30の軸芯中空
部に挿入されたドローボルト39の外周に形成されたオ
ネジに螺合されている。この結果、スクリューナツト3
8がスプライン軸25に上って回転されると、ドローボ
′ルト39は軸方向に往復動し、チャック爪がチャ
ックの径方向に移動してワークを把持するようになって
いる。なお、ドローボルト39とスピンドル軸30とは
図示せぬ部分で連結され、スピンドル軸30が回転する
とき、すなわちワーク切削時には、ゲージフレーム29
.スピンドル軸30およびスパイダ31がドローボルト
39と一体に回転するようになっている。
上記スクリューナツト38の両端外周には、並列組み合
わせされた複数の皿バネを背中合わせにして構成した、
一対の皿バネ41.42が被嵌され、皿バネ41は、ス
プライン軸25の中空部25a端部とスクリューナツト
38の中央に形成されたフランジ部との間に位置する一
方、皿バネ42は、スプライン軸26の中空部26aの
端部とスクリューナツト38のフランジ部との間に位置
する形となっている。したがってドローボルト39に外
力がかからない状態においては、スクリューナツト38
は中空部25a、26aの真ん中に位置することとなる
。また、チャックがワークを把持した状態においては、
いずれか一方の皿バネ41または42が変形され、その
弾性力によってスクリューナツト38を押圧し、スクリ
ューナツト38の回転をロックする。このとき、一方の
ロードセル35または36に荷重がかかり、この荷重に
比例した電気信号が出力される。なお、スクリューナツ
ト38のフランジ部には適宜の間隔で貫通孔が設けられ
予圧バネ43が挿入されている。該予圧バネ43は皿バ
ネ41.42を外方に押圧してガタをなくす働きをして
いる。
わせされた複数の皿バネを背中合わせにして構成した、
一対の皿バネ41.42が被嵌され、皿バネ41は、ス
プライン軸25の中空部25a端部とスクリューナツト
38の中央に形成されたフランジ部との間に位置する一
方、皿バネ42は、スプライン軸26の中空部26aの
端部とスクリューナツト38のフランジ部との間に位置
する形となっている。したがってドローボルト39に外
力がかからない状態においては、スクリューナツト38
は中空部25a、26aの真ん中に位置することとなる
。また、チャックがワークを把持した状態においては、
いずれか一方の皿バネ41または42が変形され、その
弾性力によってスクリューナツト38を押圧し、スクリ
ューナツト38の回転をロックする。このとき、一方の
ロードセル35または36に荷重がかかり、この荷重に
比例した電気信号が出力される。なお、スクリューナツ
ト38のフランジ部には適宜の間隔で貫通孔が設けられ
予圧バネ43が挿入されている。該予圧バネ43は皿バ
ネ41.42を外方に押圧してガタをなくす働きをして
いる。
次に、ケーシング15の内周には、ゲージフレーム29
の外周を囲むようにして、回転トランス45の固定子4
5aが取り付けられる一方、ゲージフレーム29の外周
には回転トランス45の回転子45bが設けられている
。この回転トランス45は増幅器35a、36a等に電
源を供給するためのもので、回転子45bの出力はゲー
ジフレーム29の外周側に設けられた整流器(図示路)
によって整流され、増幅器35a、36a等に供給され
る。
の外周を囲むようにして、回転トランス45の固定子4
5aが取り付けられる一方、ゲージフレーム29の外周
には回転トランス45の回転子45bが設けられている
。この回転トランス45は増幅器35a、36a等に電
源を供給するためのもので、回転子45bの出力はゲー
ジフレーム29の外周側に設けられた整流器(図示路)
によって整流され、増幅器35a、36a等に供給され
る。
上記増幅器35a、36aの出力は、増幅器35a。
36aとともに収納されたV/F変換器49.50(第
2図)によって電圧信号から周波数信号に変換された後
、ドローボルト39の軸芯に設けられた中空部52と、
この中空部52に挿入され、誘導電動機11の軸芯を緩
やかに通り抜けるパイプ状のリードガイド53の内側と
を通るリード線55によって、誘導電動機11の軸端側
でリードガイド53の一端に固定された発光ダイオード
56に導かれる。上記リードガイド53はドローボルト
39に、ピンを介して軸方向摺動可能かつ一体に回転す
るように連結されており、ドローポル)・39の往復動
は、発光ダイオード56に影響を与えないようになって
いる。また、リードガイド53の、発光ダイオード56
側の端部はベアリング57を介して固定側に支持されて
いるので、リードガイド53がドローボルト39と一体
に回転しても、リードガイド53の外周が他の部品と接
触することはない。なお、第1図では省略されているが
、左側のV/F変換器49からの出力線は、ゲージフレ
ーム29に形成された溝を通り、リード線55に並列接
続されている。この場合、ロードセル35.36からの
出力信号はいずれか一方からしか出力されないので、V
/F変換器49,50の出力を発光ダイオード56に並
列接続しても同等不都合はなく、1個の発光ダイオード
56で済むことになる。
2図)によって電圧信号から周波数信号に変換された後
、ドローボルト39の軸芯に設けられた中空部52と、
この中空部52に挿入され、誘導電動機11の軸芯を緩
やかに通り抜けるパイプ状のリードガイド53の内側と
を通るリード線55によって、誘導電動機11の軸端側
でリードガイド53の一端に固定された発光ダイオード
56に導かれる。上記リードガイド53はドローボルト
39に、ピンを介して軸方向摺動可能かつ一体に回転す
るように連結されており、ドローポル)・39の往復動
は、発光ダイオード56に影響を与えないようになって
いる。また、リードガイド53の、発光ダイオード56
側の端部はベアリング57を介して固定側に支持されて
いるので、リードガイド53がドローボルト39と一体
に回転しても、リードガイド53の外周が他の部品と接
触することはない。なお、第1図では省略されているが
、左側のV/F変換器49からの出力線は、ゲージフレ
ーム29に形成された溝を通り、リード線55に並列接
続されている。この場合、ロードセル35.36からの
出力信号はいずれか一方からしか出力されないので、V
/F変換器49,50の出力を発光ダイオード56に並
列接続しても同等不都合はなく、1個の発光ダイオード
56で済むことになる。
上記発光ダイオード56の左固定側には、発光ダイオー
ド56と僅かの間隙を隔てて、フォトトランジスタ58
が対向配置されており、これによりて、ロードセル35
.36からの信号が外部に取り出される。
ド56と僅かの間隙を隔てて、フォトトランジスタ58
が対向配置されており、これによりて、ロードセル35
.36からの信号が外部に取り出される。
なお、第1図中、59はスピンドル軸30にブレーキを
かけるためのスピンドルブレーキである。
かけるためのスピンドルブレーキである。
次に、第2図において、フォトトランジスタ58の出力
は増幅器61によって増幅され、インターフェイス(1
/F)62を介してCPU63に送られる。また、回転
検出器12の出力はインターフェイス(1/F)64を
介してCPU63に供給される。更に、チャック把持力
の基準値やチャック爪の移動方向(内ばり時はチャック
径の外方、外ばり時はチャック径の内方)を人力するた
めの入力装置65がインターフェイス(T /F)66
を介してCPU63に接続されている。ここで、入力装
置65は、キーボードと、このキーボードから入力した
データを表示するLED表示装置とからなっている。C
PU63は上記各入力データとロードセル36からのフ
ィードバック信号とによって誘導電動機11への供給電
流の大きさを決定し、D/A変換器67に供給する。D
/A変換器67は、CPU63から供給されたデジタル
信号をアナログ信号に変換してモータ制御装置68に供
給する。このアナログ信号に基づいてモータ制御装置6
8は、双方向サイリスタの点弧角をコントロールして、
交流電源を位相制御し、誘導電動機llに供給する電流
をコントロールする。
は増幅器61によって増幅され、インターフェイス(1
/F)62を介してCPU63に送られる。また、回転
検出器12の出力はインターフェイス(1/F)64を
介してCPU63に供給される。更に、チャック把持力
の基準値やチャック爪の移動方向(内ばり時はチャック
径の外方、外ばり時はチャック径の内方)を人力するた
めの入力装置65がインターフェイス(T /F)66
を介してCPU63に接続されている。ここで、入力装
置65は、キーボードと、このキーボードから入力した
データを表示するLED表示装置とからなっている。C
PU63は上記各入力データとロードセル36からのフ
ィードバック信号とによって誘導電動機11への供給電
流の大きさを決定し、D/A変換器67に供給する。D
/A変換器67は、CPU63から供給されたデジタル
信号をアナログ信号に変換してモータ制御装置68に供
給する。このアナログ信号に基づいてモータ制御装置6
8は、双方向サイリスタの点弧角をコントロールして、
交流電源を位相制御し、誘導電動機llに供給する電流
をコントロールする。
次に、各項別に本実施例の動作を説明する。
(1)チャック爪の締め動作および緩め動作。
誘導電動機IIの出力トルクは、減速!a13、電磁ク
ラッチ20を経て、スプライン軸25に伝達され、スプ
ライン軸25の回転にともなって、スクリューナツト3
8が回転される。これによって、ドローボルト39が軸
方向に移動する。このようにして、スクリューナツト3
8の回転はドローボルト39の引張力に変換される。ド
ローボルト39の引張力は更に、図示せぬ変換機構を介
してチャック爪へ伝達されるが、これは従来と全く同様
なので省略する。
ラッチ20を経て、スプライン軸25に伝達され、スプ
ライン軸25の回転にともなって、スクリューナツト3
8が回転される。これによって、ドローボルト39が軸
方向に移動する。このようにして、スクリューナツト3
8の回転はドローボルト39の引張力に変換される。ド
ローボルト39の引張力は更に、図示せぬ変換機構を介
してチャック爪へ伝達されるが、これは従来と全く同様
なので省略する。
チャックの締め、緩めはスクリューナツト38のn龜;
す白ンートープ連中六J1ス 倦−ブ 鉢私小場合と逆
方向に誘導電動機!1を回転させることにより、締めの
ときと同様の経路でトルクが伝達され、スクリューナツ
ト38が締めの場合と逆方向に回転して、チャック爪を
緩める方向にドローボルト39を移動させる。
す白ンートープ連中六J1ス 倦−ブ 鉢私小場合と逆
方向に誘導電動機!1を回転させることにより、締めの
ときと同様の経路でトルクが伝達され、スクリューナツ
ト38が締めの場合と逆方向に回転して、チャック爪を
緩める方向にドローボルト39を移動させる。
(2)締め付は力の保持
誘導電動機11が締め方向に回転してスクリューナツト
38を回転させると、ドローボルト39は第1図の左方
向へ移動する。そして、チャック爪がワークを把持する
と、ドローボルト39の移動が制止される。この時点で
、更に誘導電動機llに電流を流し、スクリューナツト
38に適切なトルクを加え続けるとスクリューナツト3
8は若干右方向に移動して皿バネ42に変形を与える。
38を回転させると、ドローボルト39は第1図の左方
向へ移動する。そして、チャック爪がワークを把持する
と、ドローボルト39の移動が制止される。この時点で
、更に誘導電動機llに電流を流し、スクリューナツト
38に適切なトルクを加え続けるとスクリューナツト3
8は若干右方向に移動して皿バネ42に変形を与える。
この時点で誘導電動機11への電流を切れば、皿バネ4
2の復元力が、ドローボルト39のネジの摩擦トルクと
拮抗し、皿バネ42の変形が保持される。従って、スピ
ンドル軸(旋盤主軸)30が回転しワークを切削する場
合に、電磁クラッチ20を解放すれば、スピンドル軸3
0の回転は誘導電動機11とは切り離されるが、チャッ
ク爪の把持力は保持されることとなる。言い替えれば、
このスクリューナツト38、皿バネ42を中心とした機
構が存在しなければ、誘導電動機11は、スピンドル軸
30回転中でも拘束トルクを出力し続けなければならな
いが、この機構の存在によりこのような束縛から誘導電
動機11を解放することができる。
2の復元力が、ドローボルト39のネジの摩擦トルクと
拮抗し、皿バネ42の変形が保持される。従って、スピ
ンドル軸(旋盤主軸)30が回転しワークを切削する場
合に、電磁クラッチ20を解放すれば、スピンドル軸3
0の回転は誘導電動機11とは切り離されるが、チャッ
ク爪の把持力は保持されることとなる。言い替えれば、
このスクリューナツト38、皿バネ42を中心とした機
構が存在しなければ、誘導電動機11は、スピンドル軸
30回転中でも拘束トルクを出力し続けなければならな
いが、この機構の存在によりこのような束縛から誘導電
動機11を解放することができる。
(3)ドローボルト39の引張力の検出器バネ42(ま
たは皿バネ41であるが、以下の3K 明では皿バネ4
2の方についてのみ説明する。
たは皿バネ41であるが、以下の3K 明では皿バネ4
2の方についてのみ説明する。
皿バネ41についても同様である。)が変形されたとき
、反力は2方向に伝達される。1つは、既に述べたよう
に、ドローボルト39を通してワークを把持する。
、反力は2方向に伝達される。1つは、既に述べたよう
に、ドローボルト39を通してワークを把持する。
また、もう一方は、スプライン軸26を介して、ボール
ベアリング34の内輪−ベアリングボッルーボールベア
リング34の外輪−ベアリングセル34a→ロードセル
36という経路を経て、スピンドル軸30に伝達される
伝達経路である。なお、この反力は更にスピンドル軸3
0の軸受を経て旋盤本体に至る。
ベアリング34の内輪−ベアリングボッルーボールベア
リング34の外輪−ベアリングセル34a→ロードセル
36という経路を経て、スピンドル軸30に伝達される
伝達経路である。なお、この反力は更にスピンドル軸3
0の軸受を経て旋盤本体に至る。
従って、上記反力の経路に挿入されfこロードセル36
は、この反力を検出し、これに比例した電圧を有する信
号を出力する。この信号は増幅器36aによって増幅さ
れた後、V/F変換器50によって周波数信号に変換さ
れ、リード線55を介して発光ダイオード56に供給さ
れる。そして、発光ダイオード56の点滅がフォトトラ
ンジスタ58にキャッチされ、増幅器61で増幅された
後、インターフェイス62を介してCPU63に供給さ
れる。CPU63はこの信号を予め設定された基準値と
比較して動作信号を得、この動作信号に基づいて操作信
号を演算してD/A変換器67に送り、D/A変換器6
7でアナログ信号に変換された操作信号によって、モー
タ制御装置68が誘導電動機11を位相制御する。こう
して、誘導電動機11の出力トルクはロードセル36か
らの信号によってフィードバック制御され、チャック把
持力が基準値と一致するように自動制御される。
は、この反力を検出し、これに比例した電圧を有する信
号を出力する。この信号は増幅器36aによって増幅さ
れた後、V/F変換器50によって周波数信号に変換さ
れ、リード線55を介して発光ダイオード56に供給さ
れる。そして、発光ダイオード56の点滅がフォトトラ
ンジスタ58にキャッチされ、増幅器61で増幅された
後、インターフェイス62を介してCPU63に供給さ
れる。CPU63はこの信号を予め設定された基準値と
比較して動作信号を得、この動作信号に基づいて操作信
号を演算してD/A変換器67に送り、D/A変換器6
7でアナログ信号に変換された操作信号によって、モー
タ制御装置68が誘導電動機11を位相制御する。こう
して、誘導電動機11の出力トルクはロードセル36か
らの信号によってフィードバック制御され、チャック把
持力が基準値と一致するように自動制御される。
なお、上記基準値の設定は入出力装置65から行なわれ
る。
る。
ここで、リード線55が第1図に示すアクチュエータユ
ニットの軸芯を貫通することは、旋盤がワーク切削中で
、スピンドル軸30がドローボルト39と同一速度で回
転している最中にあっても、チャック爪の把持力を固定
部にリアルタイムで伝送できるようにする上で不可欠で
ある。また、リード線55が上記軸芯を通ることによっ
て、発光ダイオード56をアクチュエータユニットの端
部に取り付けられるので、油や塵埃の影響を避け、保守
の便宜を計ることができる。
ニットの軸芯を貫通することは、旋盤がワーク切削中で
、スピンドル軸30がドローボルト39と同一速度で回
転している最中にあっても、チャック爪の把持力を固定
部にリアルタイムで伝送できるようにする上で不可欠で
ある。また、リード線55が上記軸芯を通ることによっ
て、発光ダイオード56をアクチュエータユニットの端
部に取り付けられるので、油や塵埃の影響を避け、保守
の便宜を計ることができる。
(4)締め付はトルクの調整。
上述したように、本実施例においては、ロードセル36
の出力に基づいて、誘導電動機11の出力トルクがコン
トロールされ、チャック把持力が予め定めたられ基準値
と一致するように無段階にフィードバック制御される。
の出力に基づいて、誘導電動機11の出力トルクがコン
トロールされ、チャック把持力が予め定めたられ基準値
と一致するように無段階にフィードバック制御される。
以下、第3図を参照してこの制御の具体的な方法につい
て説明ずろ。
て説明ずろ。
キJH1,l々l−1’7−々ル昨す什ア 番道雷旧1
祷11を始動すると、チャック爪がワークに当接するま
で誘導電動機11はアイドル回転する。そして、チャッ
ク爪がワークを把持し始めると、皿バネ42に力がかか
り皿バネ42が変形し始めろ。これが第3図の時刻tO
〜tlの間である。このアイドル期間における誘導電動
機11の回転数が必要以上に高いと、回転系のイナーシ
ャによって皿バネ42にインパクトを与え、微細な把持
力の調整が行いにくい。このため、作業能率の許す限り
アイドル回転数は低いほうが望ましい。従って、モータ
制御装置68によって、誘導電動機11への供給電流を
適宜に位相制御することにより、誘導電動機11の回転
数を調整しなければならない。回転検出器12はこのた
めに設けられたものである。
祷11を始動すると、チャック爪がワークに当接するま
で誘導電動機11はアイドル回転する。そして、チャッ
ク爪がワークを把持し始めると、皿バネ42に力がかか
り皿バネ42が変形し始めろ。これが第3図の時刻tO
〜tlの間である。このアイドル期間における誘導電動
機11の回転数が必要以上に高いと、回転系のイナーシ
ャによって皿バネ42にインパクトを与え、微細な把持
力の調整が行いにくい。このため、作業能率の許す限り
アイドル回転数は低いほうが望ましい。従って、モータ
制御装置68によって、誘導電動機11への供給電流を
適宜に位相制御することにより、誘導電動機11の回転
数を調整しなければならない。回転検出器12はこのた
めに設けられたものである。
さて、時刻t1にロードセル36からの出力が発生する
と、CPU63はこれを検出して誘導電動機11への供
給電流を一旦オフする(同図(C))。
と、CPU63はこれを検出して誘導電動機11への供
給電流を一旦オフする(同図(C))。
誘導電動機11は時刻11から時間Taの間、イナーシ
ャによって回転し、時刻t2に停止する。この時間Ta
の量器バネ42の変形が進み、ロードセル36への加圧
力は、同図(a)に示すように若干増加する。
ャによって回転し、時刻t2に停止する。この時間Ta
の量器バネ42の変形が進み、ロードセル36への加圧
力は、同図(a)に示すように若干増加する。
誘導電動機11停止後、時間Tb経過した時刻L3にC
PU63は誘導電動機11に再度?li流を供給する。
PU63は誘導電動機11に再度?li流を供給する。
これによって、拘束トルクが発生し、ドローボルト39
を徐々に牽引し、ロードセル36が加圧される。そして
、CPU63はロードセル36からのフィードバック信
号を照合しながら、チャックの把持力が基t$値になる
時刻t4まで誘導電動機111.17ri流を供給する
。この間、誘導電動機11の拘束トルクの調整はモータ
制御装置68が位相制御を行うことによって遂行される
。こうして、チャック把持力か所定の値になると、スピ
ンドル軸30が回転されてワークの切削が行なわれ、こ
の間、CPU63はロードセル36からの信号によって
、現在のチャック把持力を入出力装置65に表示する。
を徐々に牽引し、ロードセル36が加圧される。そして
、CPU63はロードセル36からのフィードバック信
号を照合しながら、チャックの把持力が基t$値になる
時刻t4まで誘導電動機111.17ri流を供給する
。この間、誘導電動機11の拘束トルクの調整はモータ
制御装置68が位相制御を行うことによって遂行される
。こうして、チャック把持力か所定の値になると、スピ
ンドル軸30が回転されてワークの切削が行なわれ、こ
の間、CPU63はロードセル36からの信号によって
、現在のチャック把持力を入出力装置65に表示する。
以上のとおり、本実施例においては、ロードセル36か
らの信号は次の様に利用される。
らの信号は次の様に利用される。
(1)締め付はモードにあっては、チャック把持力が所
定の設定値になるように、誘導電動機11のアイドル回
転数および拘束トルクを適宜制御する。
定の設定値になるように、誘導電動機11のアイドル回
転数および拘束トルクを適宜制御する。
(2)スピンドル軸30回転時にあっては、チャック把
持力を監視ずろ。
持力を監視ずろ。
なお、本実施例には次のような変形例が考えられる。
(t )c p uにフロッピィディスク装置などの記
憶装置を接続して、加工データを記録することができろ
。
憶装置を接続して、加工データを記録することができろ
。
(2)他の自動装置と連動するように、インターフェイ
スを取ることができる。
スを取ることができる。
(3)最適チャック把持力の追求により、この面でCA
M(コンピュータ・エイデド・マニュファクヂャリング
)に発展させる可能性を秘めている。
M(コンピュータ・エイデド・マニュファクヂャリング
)に発展させる可能性を秘めている。
[発明の効果]
以上説明したように、この発明は、ロードセルによって
チャック把持力を常時検知するようにしたから、次のよ
うな効果を奏することができる。
チャック把持力を常時検知するようにしたから、次のよ
うな効果を奏することができる。
(1)チャック把持力を無段階に調整することができる
。
。
(2)チャック把持力をリアルタイムで表示、確認する
ことができる。この結果、把持力の異常を即座に検出す
ることが可能となる。
ことができる。この結果、把持力の異常を即座に検出す
ることが可能となる。
第1図はこの発明の一実施例による電動式チャック装置
のアクチュエータユニットの構成を示す部分断面図、第
2図は同電動式チャック装置の電気的構成を示すブロッ
ク図、第3図は同電動式チャック装置の締め付はトルク
の調整動作を説明するためのタイムチャート、第4図は
従来の油圧式チャック装置の構成を示す断面図である。 11・・・・・・誘導電動機、25.26・・・・・・
スプライン軸(駆動手段)、35.36・・・・・・ロ
ードセル、38・・・・・・スクリューナツト、39・
・・・・・ドローボルト(牽引軸)、41.42・・・
・・皿バネ(弾性部材)、55・・・・・・リード線、
56・・・・・・発光ダイオード、58・・・・・・フ
ォトトランジスタ(以上55,56.58は伝送手段)
、63・・・・・・CPU、68・・・・・・モータ制
御装置(以上63.68は制御手段)。 第3図
のアクチュエータユニットの構成を示す部分断面図、第
2図は同電動式チャック装置の電気的構成を示すブロッ
ク図、第3図は同電動式チャック装置の締め付はトルク
の調整動作を説明するためのタイムチャート、第4図は
従来の油圧式チャック装置の構成を示す断面図である。 11・・・・・・誘導電動機、25.26・・・・・・
スプライン軸(駆動手段)、35.36・・・・・・ロ
ードセル、38・・・・・・スクリューナツト、39・
・・・・・ドローボルト(牽引軸)、41.42・・・
・・皿バネ(弾性部材)、55・・・・・・リード線、
56・・・・・・発光ダイオード、58・・・・・・フ
ォトトランジスタ(以上55,56.58は伝送手段)
、63・・・・・・CPU、68・・・・・・モータ制
御装置(以上63.68は制御手段)。 第3図
Claims (1)
- 電動機を駆動源とする駆動手段によって、牽引軸を軸方
向に往復動させることによりチャック爪を開閉するよう
にした電動式チャック装置において、前記牽引軸の外周
に螺合され、前記駆動手段によって回動されるスクリュ
ーナットと、前記スクリューナットの両端部に配置され
、前記牽引軸に力が加わったときに前記スクリューナッ
トの回転を抑止する一対の弾性部材と、前記各弾性部材
の端部に配置され、前記弾性部材の押圧力を検出するロ
ードセルと、このロードセルの出力信号を外部に伝送す
る伝送手段と、前記伝送手段の出力に基づいて前記電動
機への供給電流を制御する制御手段とを具備することを
特徴とする電動式チャック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17270685A JPS6234708A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 電動式チヤツク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17270685A JPS6234708A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 電動式チヤツク装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33348988A Division JPH029521A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 電動式チャック装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6234708A true JPS6234708A (ja) | 1987-02-14 |
JPH0211362B2 JPH0211362B2 (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=15946831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17270685A Granted JPS6234708A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 電動式チヤツク装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6234708A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001051239A1 (fr) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee, procede et dispositif de commande de convertisseur de poussee |
WO2001096053A1 (fr) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee, procede et dispositif permettant de commander un convertisseur de poussee |
WO2003052297A1 (fr) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee |
JP2009220206A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Kitagawa Iron Works Co Ltd | チャックの軸力操作装置 |
WO2013186641A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Forkardt Deutschland Gmbh | Axial tension apparatus and machine tool having an axial tension apparatus |
JP2017100277A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | エムテーハー ゲーベーエル マルクス ウント トーマス ヒーシュタント | クランプ装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4876259A (ja) * | 1972-01-12 | 1973-10-13 | ||
JPS5890443A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 機械加工物品の計測における信号伝達装置 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP17270685A patent/JPS6234708A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4876259A (ja) * | 1972-01-12 | 1973-10-13 | ||
JPS5890443A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 機械加工物品の計測における信号伝達装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001051239A1 (fr) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee, procede et dispositif de commande de convertisseur de poussee |
US6700231B2 (en) | 2000-01-12 | 2004-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thrust converter, method of controlling the same, and controller for controlling the same |
WO2001096053A1 (fr) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee, procede et dispositif permettant de commander un convertisseur de poussee |
WO2003052297A1 (fr) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur de poussee |
JP2009220206A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Kitagawa Iron Works Co Ltd | チャックの軸力操作装置 |
WO2013186641A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Forkardt Deutschland Gmbh | Axial tension apparatus and machine tool having an axial tension apparatus |
JP2017100277A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | エムテーハー ゲーベーエル マルクス ウント トーマス ヒーシュタント | クランプ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0211362B2 (ja) | 1990-03-14 |
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