CN112620663B - 导衬控制装置以及导衬的调整方法 - Google Patents

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    • B23B7/06—Automatic or semi-automatic machines for turning of stock with sliding headstock

Abstract

本发明提供一种使设置在导衬后端的调整用螺母旋转而能够容易地进行导衬的调整作业的导衬控制装置。在用于驱动控制导衬马达(12)的控制装置(17)设有通过将导衬马达(12)在旋转停止状态下励磁而将导衬(11)以旋转不可的方式固定的固定装置，该导衬马达(12)用于旋转驱动导衬(11)。

Description

导衬控制装置以及导衬的调整方法
本申请是申请日为2014年03月06日，申请号为201480016541.1，发明名称为“导衬控制装置以及导衬的调整方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及导衬控制装置及导衬的调整方法。
背景技术
现在，导衬(guide bush)旋转自如地支撑在导衬安装本体的导衬装置广为人知(例如，参见专利文献1)。
上述导衬一般由导衬马达等旋转驱动，且该导衬马达由控制装置驱动控制。
〔专利文献〕
〔专利文献1〕日本实公平3－5361号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
上述导衬插入于导衬套筒，并其后端螺合有调整用螺母。上述导衬例如通过旋转上述调整用螺母而相对于上述导衬套筒朝轴线方向移动并通过锥形(taper)部其内径被调整。但是，由于上述导衬为所谓的旋转型导衬(rotary guide bush)，并与上述导衬套筒一体旋转，因此旋转上述调整用螺母时，有必要在利用扳手等限制上述导衬的旋转的状态下使上述调整用螺母旋转，从而有上述导衬的调整作业并不容易的缺点。
(解决问题的措施)
用于解决上述课题的本发明的导衬控制装置，具备用于旋转驱动导衬11的导衬马达12、以及用于驱动控制该导衬马达12的驱动装置17，通过该控制装置17对上述导衬马达12的驱动控制来进行导衬11的旋转控制，其中第1特征为，上述控制装置17设有通过将上述导衬马达12在旋转停止状态下励磁而将上述导衬11以旋转不可的方式固定的固定装置。
第2特征为，上述控制装置17具备被指令为上述导衬11的旋转时将上述导衬11的旋转数限制为0的旋转限制装置61，上述固定装置构成为在该旋转限制装置61的运转状态下将上述导衬马达12励磁。
第3特征为，具备利用手动操作而生成用于驱动上述导衬马达12的信号的手动操作装置48，上述控制装置17具备将基于上述手动操作装置48的信号无效掉的手动操作限制装置59，上述固定装置构成为在该手动操作限制装置59的运转状态下将上述导衬马达12励磁。
第4特征为，上述导衬11配置于工作机械1的罩盖2内，上述固定装置构成为在设置在上述罩盖2的开闭自如的门3为闭状态下开始上述导衬马达12的励磁。
第5特征为，上述导衬11由用于驱动工作机械1的主轴6的主轴马达9来驱动，通过将上述主轴马达9励磁而将导衬11以旋转不可的方式固定。
第6特征为，将上述导衬马达12和上述主轴马达9分别各自设置，上述导衬马达12构成为与上述主轴马达9同步驱动。
第7特征为，上述主轴马达兼作导衬马达，通过主轴马达将导衬与主轴一体地旋转驱动。
此外，本发明的导衬的调整方法，其利用导衬控制装置来进行调整，该导衬控制装置具备用于旋转驱动导衬11的导衬马达12、以及用于驱动控制该导衬马达12的驱动装置17，通过该控制装置17对上述导衬马达12的驱动控制来进行上述导衬11的旋转控制，其中，在进行上述导衬11的调整时，通过上述控制装置17的驱动控制，将上述导衬马达12在旋转停止之状态下励磁而将上述导衬11以旋转不可的方式固定。
(发明的效果)
根据如上构成的本发明的结构，由于利用上述固定装置，上述导衬马达在旋转停止的状态下被励磁，并上述导衬以旋转不可的方式被固定，因此在限制上述导衬的旋转而作业员进行作业的情况等中，作业员无需如现有技术那样使用扳手等来限制上述导衬的旋转。而且，利用上述固定装置能够容易地限制上述导衬的旋转，并能够容易地进行上述导衬的内径调整等作业。
尤其是，上述导衬马达的励磁是在上述旋转限制装置或上述手动操作限制装置的运作状态下进行，据此有下述效果：即使是因错误动作等而从上述控制装置对上述导衬马达生成以规定的旋转数旋转的指令的情况下，也由于上述导衬马达的旋转被限制，因此上述固定装置的作用下防止在上述导衬以旋转不可的方式固定的状态下的上述导衬错误旋转，以此能够确保上述导衬的内径调整等的作业安全性等。
进而，在导衬配置在工作机械的罩盖内的情况下，通过构成为在设置在上述罩盖的开闭自如的门为闭状态下开始上述导衬马达的励磁，从而上述导衬马达的励磁开始是在上述门打开之前进行。据此，能够在打开上述门而进行上述导衬的内径调整等的作业之前，能够开始上述导衬马达的励磁。
在此情况下，在进行上述导衬的内径调整等的作业时，例如能够在确认上述导衬处于停止状态之后，打开上述门并进行上述调整作业。据此能够提升作业的安全性等，且能够防止上述导衬错误旋转等而造成的不良影响。
另外，在用于驱动主轴的主轴马达和上述导衬马达分别各自设置的情况下，除了直接励磁上述导衬马达之外，尤其是在上述主轴马达和上述导衬马达同步而驱动时，通过将上述主轴马达励磁而也能够将上述导衬马达间接地励磁。
此外，利用1个主轴马达来旋转驱动上述主轴和上述导衬的情况下，上述主轴马达兼作上述导衬马达，并通过在上述主轴马达停止旋转的状态下将该主轴马达励磁而能够将上述导衬以旋转不可的方式固定。
附图说明
图1A为自动车床的正面图，其表示门关闭的状态的图。
图1B为自动车床的正面图，其表示门打开的状态的图。
图2为导衬装置部分的主要部剖面图。
图3为控制装置部分的主要部模块图。
图4为安装有调整治具的状态下的导衬装置部分的主要部剖面图。
图5A为调整治具的正面图。
图5B为调整治具的侧面图。
图6为导衬固定控制的流程图。
图7为导衬固定控制的流程图。
具体实施方式
图1A、图1B为具备有本发明的导衬控制装置的作为工作机械的自动车床1的正面图。自动车床1的罩盖2设有开闭自如的加工室门3和主轴侧门5(以下简称「门3、5」)。形成在罩盖2内的加工室4设有如图2所示的主轴6、导衬装置7、刀具台8等。
如图3所示，主轴6由主轴马达9驱动而旋转，设置在导衬装置7的导衬11由导衬马达12驱动而旋转。搭载有刀具台8、主轴6的主轴台(未图示)由X轴马达13、Y轴马达14、Z轴马达16等驱动而移动。各马达由NC装置所构成的控制装置17控制。
控制装置17设有进行控制装置17的操作等的操作面板18。操作面板18设有手动脉冲手柄48、各种切换开关、监视器49等，并且连接于控制装置17侧。控制装置17内事先输入有加工程序19。控制装置17能够根据加工程序19控制成为各马达9、12、13、14、16的驱动装置的马达放大器(motor amp)9a、12a、13a、14a、16a而进行各马达9、12、13、14、16的驱动控制，并控制主轴6、导衬11、刀具台8等。
上述主轴6把持从后方插入的棒状材料23。把持在主轴6的材料23插入于导衬11。导衬11根据材料的直径而其内径被调整，并且一边被导衬马达12旋转驱动，一边允许材料23的轴线方向的移动及旋转而引导材料23。
在控制装置17的自动运转模式下，本发明的自动车床1能够响应加工程序19而一边利用导衬11将材料23引导，一边利用安装在刀具台8的工具24对材料23自动进行规定的加工。在控制装置17的手动执行模式下，本发明的自动车床1能够依照响应手动脉冲手柄48的旋转操作而所生成的脉冲信号来执行加工程序19，并手动进行材料23的加工动作。
导衬装置7安装在立设于自动车床1的底座侧的导衬支撑台26，并且将拆装自如地固定于导衬支撑台26的外套筒27当作其外壳而构成。导衬套筒29通过轴承28旋转自如地支撑在外套筒27内。导衬11插入在导衬套筒29内。
导衬套筒29形成有与导衬11的锥形面相对应的锥形面。导衬11以锥形面彼此相抵接的状态配置在导衬套筒29内。导衬11通过销31相对于导衬套筒29处于止转状态。导衬11的后端部螺合有调整用螺母32。
通过使调整用螺母32旋转而将导衬11相对于导衬套筒29朝轴线方向移动。导衬11的内径尺寸根据移动所造成的锥形面彼此推压状态来调整。调整用螺母32螺合有使其后端部外径扩张的螺栓33。调整用螺母32通过螺栓33的锁入，其后端部外径扩张而压接于导衬套筒29的内壁，从而该调整用螺母32相对于导衬套筒29定位固定。
将调整用螺母32相对于导衬套筒29定位固定在规定的旋转角度位置，据此导衬11被调整为规定的内径尺寸而固定。通过松弛螺栓33来复原调整用螺母32的后端部外径，从而调整用螺母32成为旋转可能的状态，并能够调整导衬11的内径尺寸。
导衬套筒29的后端侧安装有通过销34而成为一体的同步带轮(timing pulley)36。导衬马达12安装在导衬支撑台26。导衬马达12的旋转轴固定有同步带轮38。
两个同步带轮36、38之间挂设有同步传动带39。导衬11通过导衬马达12的驱动而与导衬套筒29一体地旋转驱动。关于本发明的导衬装置7，导衬11为由导衬马达12所被旋转驱动的旋转型导衬。
如图4所示，准备有对导衬装置7拆装自如的且用于操作调整用螺母32的调整治具41。如图5A、图5B所示，调整治具41形成有凸缘42和缺口部43。调整治具41的前端面突设有调整插销44。调整治具41设有用于旋转操作螺栓33(参见图2)的螺栓用治具46。
当操作调整用螺母32时，调整治具41以凸缘42的外围面当作引导部而从后方侧插入于外套筒27内。调整用螺母32的后端面形成有用于插入调整插销44的插销孔47。能够通过将调整治具41插入于外套筒27来将调整插销44插入于插销孔47。
将螺栓用治具46旋转而使螺栓33松弛，将调整插销44插入于插销孔47，并旋转调整治具41，据此能够使调整用螺母32旋转而进行导衬11的内径调整。在导衬11的内径调整后，将调整治具41从外套筒27拔出。调整治具41通过使工件23插通于缺口部43而能够在工件插入在导衬11的状态下进行拆装。
控制装置17对限制门3、5的开闭的门锁51的ON、OFF进行控制。门3、5在门锁51为OFF(解除)的状态下能够打开。门3、5在门锁51为ON的状态下是关闭而无法打开。
操作面板18设有开门许可键52以及门锁解除按钮53。开门许可键52以能够切换开位置和关位置的方式设置。控制装置17通过开门许可键52成为开位置的状态且门锁解除按钮53成为ON来解除门锁51。
在开门许可键52为关位置的状态下，即使门锁解除按钮53为ON，门锁51也不会解除。作业员能够通过打开门3、门5来容易地进行导衬11的内径调整等的作业、调整、维护等。
控制装置17，作为运转模式，除了上述自动运转模式及手动运转模式以外，还具有用于进行自动车床1的调整等的运转准备模式。各模式是由操作面板18的模式切换开关54选择性地切换。响应各模式在监视器49的选单栏56中显示多个的选单。
操作面板18设有能够选择各种选单的选单键57、以及使由选单键57所选择的选单开始运作的开始开关58。上述控制装置17构成为：在运转准备模式时，通过选单键57将“导衬励磁”(“GB励磁”)作为选单来选择。
本发明的控制装置17设有手柄限制装置59和旋转限制装置61。利用手柄限制装置59能够将基于手动脉冲手柄48的信号无效掉。通过使手柄限制装置59运转而限制手动脉冲手柄48旋转时的导衬马达12、主轴马达9等的旋转驱动。
旋转限制装置61构成为：当各马达被指令为旋转时，将马达的旋转数强制性地变更为0。即使导衬马达12、主轴马达9由加工程序19等被指令为以规定的旋转数旋转，但也通过使旋转限制装置61运转而将旋转数强制地变为0并驱动对应的马达放大器12a、9a，从而将导衬马达12、主轴马达9的旋转限制。
通过使手柄限制装置59的运转停止，从而作业员以手动将手动脉冲手柄48旋转操作而使加工程序19执行，以此能够实现自动车床1的手动操作。通过使旋转限制装置61的运转停止，从而以由上述加工程序19等所指令的旋转数来旋转驱动各马达。
控制装置17能够选择性地切换导衬马达12和主轴马达9的同步的开闭(on/off)。当导衬马达12与主轴马达9成为同步的状态时，其与主轴马达9一体地被驱动控制。当导衬马达12与主轴马达9成为异步的状态时，其单独被驱动控制。
通过使导衬马达12和主轴马达9同步来能够将导衬11和主轴6同步地旋转驱动。通过使导衬马达12和主轴马达9异步来能够将导衬11和主轴6各自旋转驱动。
若导衬马达12在旋转停止的状态下被励磁，则获得欲将导衬马达12的转子的停止位置保持的保持转矩。通过将导衬马达12在旋转停止状态下励磁，假设即使有外力作用在导衬马达12的旋转轴，通过上述保持转矩也能够保持导衬马达12的旋转停止状态。本发明的导衬装置7，由于导衬马达12的旋转轴和同步带轮36由同步传动带39连着，因此通过将导衬马达12在旋转停止状态下励磁而导衬11以旋转不可的状态被固定。
例如，从控制装置17对马达放大器12a进行用于使导衬马达12以速度0旋转的“0速度旋转指令”、或用于使导衬马达12的停止位置以规定的旋转角度维持的“C轴控制指令”，据此能够将导衬马达12在旋转停止的状态下励磁。
关于“0速度旋转指令”、“C轴控制指令”，在导衬马达12和主轴马达9为同步情况下，除了对导衬马达12(马达放大器12a)的指令以外，还可只对主轴马达9(马达放大器9a)进行指令而也能够使导衬马达12以励磁状态停止。
通过控制装置17对主轴马达9的马达放大器9a或导衬马达12的马达放大器12a进行“0速度旋转指令”、“C轴控制指令”，从而能够将导衬马达12在旋转停止的状态下励磁而将导衬11以旋转不可的方式固定。
本发明的控制装置17构成为：若使导衬马达12和主轴马达9同步时，两个马达9、12则成为励磁的状态。在本实施形态中，通过控制装置17对主轴马达9的马达放大器9a以及导衬马达12的马达放大器12a进行“同步指令”，也能够将导衬11以旋转不可的方式固定。
关于本发明的自动车床1的导衬装置7，由于采用旋转型导衬，因此利用调整治具41的导衬11的调整(例如内径调整)是有必要在限制导衬11的旋转的状态下进行。当在作业员为了进行导衬11的调整，将控制装置17切换成运转准备模式，并选择选单中的“导衬励磁”，且将开始开关58设定成ON时，控制装置17则根据图6、图7的流程图所示的导衬固定控制来运转。
控制装置17构成为：根据上述导衬固定控制来运转，据此使其作为用于在导衬11的调整时将导衬马达12励磁而将导衬11以旋转不可方式固定的导衬固定装置来发挥作用。作业员利用导衬固定装置来限制导衬11的旋转，据此能够容易地进行导衬11的调整。
如图6、图7所示，关于上述导衬固定控制，首先在步骤S1中检查开始开关58的ON，在步骤S2、S3中确认运转准备模式和作为选单“导衬励磁”所被选择的情况。导衬马达12的励磁是由于在运转准备模式下“导衬励磁”所被选择时才进行，因此不是运转准备模式时或“导衬励磁”没有被选择时则结束。
在运转准备模式下作为选单“导衬励磁”所被选择时，在步骤S4中，进行门锁51的确认。当门锁51为ON时，则判断为门3、5关闭，并进入步骤S5、步骤S6而使手柄限制装置59和旋转限制装置61运转后进入步骤S7。
在步骤S4中，若门锁51为OFF时，则判断为门3、5能够打开的状态，并重复检查直至门锁51成为ON为止。若进入步骤S7，对导衬马达12的马达放大器12a或者主轴马达9的马达放大器9a进行「0速度旋转指令」或「C轴控制指令」、「同步指令」，据此将导衬马达12在旋转停止的状态下励磁而将导衬11以旋转不可的方式固定。
导衬马达12在旋转停止的状态下励磁之后，在步骤S8中，确认门锁解除按钮53的状态，若门锁解除按钮53为ON，则进入步骤S9，并检查开门许可键52的状态。在步骤S9中，在开门许可键52成为开的情况下，进入步骤S10并解除门锁51而能够让作业员打开门3、5。
由于导衬11以旋转不可方式被固定，因此作业员打开门3、5并利用调整治具41旋转调整用螺母32，从而能够容易地进行导衬11的调整。在步骤S9中，在开门许可键52没有成为开的情况下，进入步骤S11，由于门锁51持续锁着，因此为了打开门3、5，作业员有必要将开门许可键52切换成开。
然后，在步骤S12中检查运转模式，当模式为运转准备模式时进入步骤S13并检查选单键57的选择状态。在步骤S13中，若选单的选择状态还是为“导衬励磁”，则返回至步骤S8并确认门锁解除按钮53的状态，并且重复之后的步骤。
在步骤S12中当模式为运转准备模式以外的模式时、在步骤S13中作为选单所被选择的为“导衬励磁”以外时，则依次进入步骤S14、步骤S15、步骤S16、步骤S17，从而解除“导衬励磁”的选择、关掉导衬马达12的励磁、停止手柄限制装置59和旋转限制装置61的运转而结束作业。
导衬马达12的励磁后，通过将运转模式切换成运转准备模式以外的模式、或利用选单键57选择“导衬励磁”以外的选单而使控制装置17复原，以使能够解除导衬11的固定、进行通常的自动运转等。
在运转准备模式中，利用选单键57选择“导衬励磁”，并将开始开关58为ON，据此门3、5关闭且门锁51成为ON时，能够利用导衬马达12的励磁将导衬11以旋转不可的方式固定。
据此，利用调整治具41来进行导衬调整时，作业员无需如现有技术那样使用扳手等来限制导衬11的旋转，从而能够容易地进行导衬11的调整。由于导衬马达12的励磁开始是在门3、5关闭且上锁的状态下进行，因此作业员能够在确认不是由错误动作等而导衬11旋转的状态之后，打开门3、5并进行导衬调整。
导衬马达12的励磁开始是打开门3、5并使用调整治具41调整导衬11之前，在进行导衬的调整作业时，例如能够在确认导衬11处于停止状态之后，打开门3、5并进行调整作业。据此，能够提升作业的安全性等，且防止导衬11的错误旋转等而造成的不良影响。
由于导衬马达12的励磁是在手柄限制装置59和旋转限制装置61处于运作的状态下进行，因此即使由因错误动作等而造成控制装置17向导衬马达12生成以规定的旋转数旋转的指令时，但由于导衬马达12的旋转被限制，因此能够防止导衬调整时的导衬错误旋转。
另外，除了如上述实施形态所示的通过分别各自设置的导衬马达12和主轴马达9来分别旋转驱动主轴6和导衬11的自动车床1以外，还鲜为人知的有主轴和导衬相连接，并利用共同的主轴马达来驱动主轴和导衬的自动车床。
在利用共同的主轴马达来驱动主轴和导衬的上述自动车床的情况下，通过对主轴马达的马达放大器进行上述「0速度旋转指令」或「C轴控制指令」来在旋转停止的状态下将主轴马达励磁，并将导衬以旋转不可的方式固定。
本申请基于2013年3月18日向日本国特许厅提出申请的特愿2013-54732号主张优先权，其全部的揭示内容以参照方式完全组入本说明书中。
(附图标记的说明)
1：自动车床(工作机械)；3：加工室门(门)；4：加工室；5：主轴侧门(门)；
6：主轴；9：主轴马达；11：导衬；12：导衬马达；17：控制装置；
48：手动脉冲手柄(手动操作装置)；59：手柄限制装置(手动操作限制装置)；
61：旋转限制装置

Claims (5)

1.一种导衬控制装置，其具备：用于旋转驱动导衬(11)的导衬马达(12)、以及用于驱动控制该导衬马达(12)的控制装置(17)，通过该控制装置(17)对上述导衬马达(12)的驱动控制来进行上述导衬(11)的旋转控制，其特征在于，
上述导衬控制装置具备调整治具(41)，其由凸缘(42)、缺口部(43)、调整插销(44)以及螺栓用治具(46)构成，上述调整治具(41)插入于外套筒(27)并使上述调整用螺母(32)旋转而进行上述导衬(11)的调整，
上述控制装置(17)作为如下的固定装置来发挥作用：在使上述调整用螺母(32)旋转而进行上述导衬(11)的调整时，以在上述导衬(11)的固定状态下能够旋转操作上述调整用螺母(32)的方式，使上述导衬马达(12)在旋转停止的状态下励磁，从而利用因上述导衬马达(12)的励磁而获得的保持转矩来将上述导衬(11)以旋转不可的方式固定，
上述导衬(11)设置于工作机械(1)的罩盖(2)内，上述固定装置构成为在设置在上述罩盖(2)的开闭自如的门(3)为闭状态下开始上述导衬马达(12)的励磁，
在上述门(3)的开状态下进行上述导衬(11)的调整，
上述导衬马达(12)的励磁是在使手动操作限制装置(59)和旋转限制装置(61)运转的状态下进行，
上述手动操作限制装置(59)对使手动操作装置(48)旋转的情况下的上述导衬马达(12)的旋转驱动进行限制，
上述旋转限制装置(61)在上述控制装置(17)指令了上述导衬(11)的旋转时将上述导衬(11)的旋转数限制为0。
2.根据权利要求1所述的导衬控制装置，其中，上述手动操作装置(48)利用手动操作来生成用于驱动上述导衬马达(12)的信号，上述手动操作限制装置(59)用于无效掉基于上述手动操作装置(48)的信号，上述固定装置构成为在该手动操作限制装置(59)的运转状态下将主轴马达(9)或上述导衬马达(12)励磁。
3.根据权利要求2所述的导衬控制装置，其中，上述导衬(11)由用于驱动上述工作机械(1)的主轴(6)的上述主轴马达(9)来驱动，通过将上述主轴马达(9)励磁而将上述导衬(11)以旋转不可的方式固定。
4.根据权利要求3所述的导衬控制装置，其中，上述主轴马达(9)兼作上述导衬马达(12)，通过上述主轴马达(9)将上述导衬(11)与上述主轴(6)一体地旋转驱动。
5.一种导衬的调整方法，其利用导衬控制装置来进行调整，该导衬控制装置具备：用于旋转驱动导衬(11)的导衬马达(12)、以及用于驱动控制该导衬马达(12)的控制装置(17)，通过该控制装置(17)对上述导衬马达(12)的驱动控制来进行上述导衬(11)的旋转控制，其特征在于，
上述导衬控制装置具备调整治具(41)，其由凸缘(42)、缺口部(43)、调整插销(44)以及螺栓用治具(46)构成，上述调整治具(41)插入于外套筒(27)并使上述调整用螺母(32)旋转而进行上述导衬(11)的调整，
在使上述调整用螺母(32)旋转而进行上述导衬(11)的调整时，以在上述导衬(11)的固定状态下能够旋转操作上述调整用螺母(32)的方式，使上述导衬马达(12)在旋转停止之状态下励磁，从而利用因上述导衬马达(12)的励磁而获得的保持转矩来将上述导衬(11)以旋转不可的方式固定，
上述导衬(11)设置于工作机械(1)的罩盖(2)内，上述控制装置(17)在设置在上述罩盖(2)的开闭自如的门(3)为闭状态下开始上述导衬马达(12)的励磁，
在上述门(3)的开状态下进行上述导衬(11)的调整，
上述导衬马达(12)的励磁是在使手动操作限制装置(59)和旋转限制装置(61)运转的状态下进行，
上述手动操作限制装置(59)对使手动操作装置(48)旋转的情况下的上述导衬马达(12)的旋转驱动进行限制，
上述旋转限制装置(61)在上述控制装置(17)指令了上述导衬(11)的旋转时将上述导衬(11)的旋转数限制为0。
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