CN206405450U - 卡盘的开闭控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及卡盘的开闭控制装置，能够使工件的品种发生变化时的准备作业变得容易，防止工件把持位置的设定错误，以与工件的品种对应的适当的行程进行卡盘的开闭动作。按照每个工件的品种而将卡盘的工件把持位置和释放位置、所使用的卡盘种类、工件的把持方向等登记在外部存储装置中，将与品种对应的工件把持位置和释放位置传送给机床的控制器并显示在操作盘的显示器中，使用行程传感器检测使卡盘的爪开闭的操作杆的位置，通过参照工件的把持方向、检测该检测位置与工件把持位置和释放位置的设定值是否一致而确认工件的把持和释放。

Description

卡盘的开闭控制装置

技术领域

本实用新型涉及机床及其附属装置，涉及对把持作为加工对象的工件的三爪卡盘或弹簧夹头等的开闭动作进行控制的装置。

背景技术

在车床等机床中，在主轴的前端安装有把持工件的卡盘。在自动化的车床中，主轴是空心轴，通过穿通该主轴的空心孔中的操作杆的轴向移动来进行卡盘的工件把持和释放。使操作杆移动的卡盘气缸安装于主轴的后端。由于工件被卡盘把持的部分的直径根据工件的种类(以下，称为“品种”。)而不同，因此把持工件时的卡盘的爪的位置根据品种而不同。因此，把持工件时的操作杆的轴向位置也根据品种而不同。

向卡盘气缸供给卡盘为了以充分的力把持工件而所需的压力的液压。当在工件插入于卡盘中的状态下向卡盘气缸供给工件把持方向的液压时，操作杆向工件把持方向移动，在卡盘的爪以该充分的力把持工件时，操作杆停止轴向移动。

但是，在异物附着于工件，或者供给了直径不同的工件，或者在把持工件之前爪与某物碰撞而停止的情况下，无法以充分的力把持工件。为了避免该问题，设置有检测操作杆的轴向移动位置的传感器。

即，设置与操作杆一体地移动的挡块(检测部)，将非接触传感器等传感器设置于该挡块在要加工的品种的工件被把持时所处的位置处。在该状态下向卡盘气缸供给工件把持方向的液压，操作杆的移动停止的情况下，通过确认传感器输出了检测信号而判断为工件被正常地把持而开始工件的加工。

在使用非接触传感器等来确认工件的把持的装置中，每次要加工的工件的品种发生变化时不得不变更传感器的设定位置。在工件的品种经常发生变化的通用的机床中，每次品种发生变化时都需要操作人员手动地设定传感器的位置，操作人员的负担大，品种变更时的机床的换产调整也花费较长时间。并且，也存在由设定错误而导致的不良品的产生和工具破损的危险，也需要操作人员熟练技术。

为了避免该问题，专利文献1和2中提出了设置能够连续地检测操作杆的轴向位置的行程传感器，使得能够通过例如从操作盘进行的数值输入而设定工件把持时的操作杆的位置。在专利文献1中也提出了使卡盘把持标准工件，自动地设定此时的操作杆的位置。根据这样的方法，不需要手动且微调传感器的位置这样的繁杂且需熟练的作业。并且，通过将所设定的位置显示在显示器中，也能够某种程度地防止设定错误。

专利文献1：日本特开平8-150503号公报

专利文献2：日本特开2005-186191号公报

通过像专利文献1、2中提出那样连续地检测使卡盘开闭的操作杆的位置，对该检测位置与从操作盘设定的规定位置进行比较而控制卡盘的开闭动作，能够减轻品种发生变化时进行准备时的操作人员的作业负担，也能够相当程度地降低设定错误。

但是，即使能够通过从操作盘进行的数值输入来设定工件把持位置，也无法完全避免由错误输入而导致的设定错误，并且还存在为了了解在设定时设定成什么样的值而不得不参照工件的说明书等这样的问题。

并且，在专利文献1、2的方法中，所设定的只是把持位置，由于在释放工件时爪移动至行程端，因此卡盘以必要以上的行程进行开闭动作，对加工时间短的工件进行多次加工时，浪费时间变多。

实用新型内容

本实用新型的课题是，提供能够解决上述那样的问题的卡盘的开闭控制装置，提供工件的品种发生变化时的准备作业容易且能够几乎完全地防止卡盘的工件把持位置的设定错误，能够以与工件的品种对应的适当的行程进行卡盘的开闭动作的技术手段。

该实用新型的卡盘的开闭控制装置将按照每种品种而登记在外部存储装置4中的工件把持位置43和工件释放位置44设定在想要对该品种的工件进行加工的机床1的控制器3并显示在操作盘的显示器32中。使用行程传感器2(2a、2b)检测使卡盘的爪14开闭的操作杆15的位置，通过检测该检测位置与工件把持位置43和工件释放位置44的设定值是否一致而确认工件的把持和释放。在该实用新型中，按照用机床进行加工的每个工件种类(品种)，将卡盘12(12a、12b)的工件把持位置43和释放位置44、所使用的卡盘的种类41、工件的把持方向(内紧固还是外紧固)42等信息作为电子数据而登记在外部存储装置4中。通过该实用新型，能够实现卡盘的开闭操作中所需的数据的携带、品种变更时的卡盘的准备和品种数据的管理的简易化。

在该实用新型中，通过将行程传感器2的检测位置9(9a、9b)、与工件W的把持位置43和释放位置44对应的卡盘的爪14的打开位置7(7a、7b)和关闭位置8(8a、8b)以及爪14的行程端5(5a、5b)、6(6a、6b)显示在操作盘的显示器32中，能够进行开闭动作的确认、设定值的变更、工件的品种和爪的安装位置的确认。

该实用新型的卡盘的开闭控制装置是通过与该卡盘的爪14连结的操作杆15的轴向移动来进行把持工件W的卡盘12的开闭动作的机床的卡盘的开闭控制装置。该实用新型的装置具有行程传感器2，该行程传感器2固定于与主轴11(11a、11b)一同在主轴轴线方向上移动的部件(例如主轴箱)而连续地检测操作杆15的移动位置。该实用新型的装置具有：外部存储装置4，其登记了所使用的卡盘的种类41、卡盘12把持和释放工件W时的操作杆15的位置43、44；以及设定单元35，其在指定了卡盘的种类41时将所述操作杆的位置43、44设定在对卡盘12的开闭动作进行控制的控制器3中。控制器3具有：把持检测单元26，其在操作杆15向工件把持方向移动时，在行程传感器2的检测位置9与工件把持位置43一致时输出把持信号；以及释放检测单元27，其在操作杆15向工件释放方向移动时，在行程传感器2的检测位置与工件释放位置44一致时停止操作杆15的轴向移动。

优选的该实用新型的卡盘的开闭控制装置具有能够在控制器3上进行装卸并且可携带的外部存储装置4，控制器3具有：设定值显示单元36，其将从外部存储装置4取得的设定值显示在显示器32中；状态显示单元38，其将卡盘12的开闭动作显示在显示器32中；以及设定值变更单元37，其变更设定值。

该实用新型的卡盘的开闭控制装置除了安装于机床的主轴的工件把持用卡盘的开闭之外还能够应用于将工件自动搬入到机床中的装载机的卡盘的开闭动作。例如，在装载机的控制器中设定多个工件把持位置，预先登记与各设定值对应的工件的品种，由此在装载机把持工件时，根据对该卡盘设置的行程传感器的检测值与哪个设定值一致来判别所把持的工件的品种，也能够使机床执行与该品种对应的加工程序。

实用新型效果

通过按照每个要加工的工件的品种而将所使用的卡盘、工件的把持方向、卡盘开闭的行程信息作为电子数据而预先登记，能够容易迅速地进行数据的携带、换产调整时的针对控制器的数据的设定作业，能够防止工件把持位置和释放位置的设定错误，能够确认加工中的卡盘的爪的位置变化，能够检测机床的异常。

即，通过该实用新型，由于不需要传感器的位置调整，因此大幅地减轻了准备时的作业负担，并且能够防止作业者的调整错误和调整的偏移。而且，也能够容易地发现准备时的所使用的卡盘的错误、爪的安装位置的错误、工件的错误等。

附图说明

图1是示出采用了本实用新型的机床的一例的框图。

图2是示出图1的装置的主要部分和控制系统的框图。

图3是示出显示器画面的显示例的图。

图4是示出左侧卡盘的设定值的确认/变更画面的例子的图。

标号说明

1：机床主体；2(2a、2b)：行程传感器；3：控制器；4：外部存储装置；7：卡盘爪的打开位置；8：卡盘爪的关闭位置；9：行程传感器的检测位置；11(11a、11b)：主轴；12(12a、12b)：卡盘；13：卡盘气缸；14：卡盘的爪；15：操作杆；22：挡块；26：把持检测单元；27：释放检测单元；32：显示器；35：设定单元；36：设定值显示单元；37：设定值变更单元；38：状态显示单元；41：卡盘种类；42：工件把持方向；43：工件把持位置；44：工件释放位置；W(Wa、Wb)：工件。

具体实施方式

以下，以两主轴对置车床为例，对本实用新型的实施方式进行说明。图1是示意性地示出两主轴对置车床的机床主体的框图，图2是示出其主要部分和控制系统的框图。在图中，1是机床主体，3是控制器，4是USB存储器等外部存储装置。

机床主体1具有在同一轴线上对置的两根主轴11(11a、11b)。在各个主轴的前端(对置端)安装有把持工件W(Wa、Wb)的卡盘12(12a、12b)，在后端安装有使卡盘12进行开闭动作的卡盘气缸13(13a、13b)。主轴11是空心轴，如图2所示，各卡盘的爪14与卡盘气缸13的活塞18通过操作杆15而工作连结，该操作杆15通过主轴11的空心孔。工作连结是指借助将操作杆15的轴向移动转换为爪14的放射方向移动的机构而连结。

利用图的左侧的卡盘12a来把持坯料工件Wa，通过安装于刀架16a的刀具17a对坯料工件Wa的右侧的部分Pa进行加工。接着，通过两个卡盘12a、12b的接近动作和爪14的开闭动作，利用右卡盘12b对工件Wa的已加工完的部分Pa进行把持，通过安装于刀架16b的刀具17b对坯料工件Wa的左侧的部分Pb进行加工，加工完的工件被搬送到机床外部。

如图2所示，在卡盘气缸13的活塞18上固定有向操作杆15的相反侧延伸的挡块杆25(图1的25a、25b)。挡块杆25向卡盘气缸13的卡盘相反侧延伸，在其后端设置有挡块(检测端)22(图1的22a、22b)。而且，检测挡块22的位置的行程传感器2(图1的2a，2b)固定设置于未图示的主轴箱上。行程传感器2的构造没有特别限定，但能够利用例如如下的传感器等，该传感器是通过配置于与挡块22的移动方向平行的方向上的线圈的电感变化而检测挡块22的位置的方式的传感器。由行程传感器2检测到的挡块22的位置信号被发送到控制器3。

经由切换操作杆15的移动方向的电磁阀23向卡盘气缸13提供液压。切换电磁阀23的电信号e、f是从控制器3输出的。因此，控制器3能够识别活塞18的移动方向即爪14的开闭方向。另外，也能够通过连续地检测行程传感器2的检测信号而使控制器3识别活塞18的移动方向。

在外部存储装置4中，按照每个被加工的工件的品种，针对左右的卡盘12分别登记了卡盘的种类41、把持方向42、工件把持位置43、工件释放位置(或把持行程)44等数据。卡盘的种类41例如是表示是三爪卡盘还是弹簧夹头的数据，把持方向42分为按照内紧固即、使卡盘的爪14向打开方向(外周方向)施力以把持工件，或者外紧固即、使卡盘的爪14向关闭方向(中心方向)施力以把持工件。

外部存储装置4也可以是针对工件的多个品种，登记上述的数据41～44的装置。并且，也可以是针对特定的工件，连同上述的数据41～44一登记了工件的规格45、加工程序46等的装置。

控制器3具有连接器31、显示器32以及数字键33，该连接器31连接外部存储装置4，该显示器32由触摸面板构成。并且，控制器3具有设定单元35，该设定单元35从外部存储装置4连同卡盘的种类41一起读入关于该卡盘的工件把持方向42、工件把持位置43以及工件释放位置(或把持行程)44而进行设定。而且，控制器3具有：设定值显示单元36，其将设定值以图4所示的形态显示在显示器32中；设定值变更单元37，其通过数字键33或触摸面板的按钮34来变更所设定的设定值；以及状态显示单元38，其将当前的设定状态以图3所示那样的形态显示在显示器32中。

而且，控制器3具有：把持检测单元26，其在行程传感器2的检测位置与所设定的工件把持位置43一致时输出把持信号；以及释放检测单元27，其在行程传感器2的检测位置与所设定的工件释放位置44一致时切换电磁阀23，以停止朝向卡盘气缸13的液压油的供给。在控制器3中登记有除了图3所示的卡盘气缸13的行程端5(5a、5b)、6(6a、6b)之外的机床主体1的规格数据28。在图1的例子中，要加工的工件的例如材质或部件编号等规格数据45和加工程序46也登记在控制器3侧。

接着，在外部存储装置4中登记有关于多个品种的数据且在控制器3中登记有想要加工的工件的规格45和加工程序46的情况下，对上述装置的动作进行说明。

当操作人员将外部存储装置4与控制器3连接时，控制器的设定单元35读取关于作为加工对象的品种的卡盘的种类41、把持方向42、工件把持位置43以及释放位置44的数据并设定在控制器3的各个设定器中。在外部存储装置4中，变更工件释放位置而登记有把持行程的情况下，将参照把持方向而对于工件把持位置加上或减去把持行程而得的值设定为工件释放位置。控制器3的设定值显示单元36将读入的设定值例如像图4那样显示在控制器的显示器32中。这里，行程端5、6是活塞18的移动端或行程传感器2检测的挡块22的移动端，是根据机床主体1和行程传感器2的规格而确定的恒定值。

在操作人员要进行动作确认时，通过状态显示单元38，在显示器32中显示图3所示那样的画面。在该画面上，关于a侧即左侧的卡盘12a和b侧即右侧的卡盘12b，显示了打开侧的行程端5(5a、5b)、关闭侧的行程端6(6a、6b)、与所设定的工件把持位置43和释放位置44对应的爪14的打开位置7(7a、7b)和关闭位置8(8a、8b)、增减关闭位置和打开位置的按钮34(34a、34b)、操作杆15或卡盘爪14的当前位置9(9a、9b)。

由于在多数情况下工件是在外径侧把持(外紧固)的，因此关闭位置8是工件把持位置43，打开位置7是工件释放位置44，但在内径侧把持(内紧固)的情况下，打开位置7是工件把持位置43，关闭位置8是工件释放位置44。在这样显示的状态下，当进行测试工件的把持和释放动作时，当前位置9沿左右移动而在打开位置7和关闭位置8处停止。

在外紧固的工件的情况下，在行程传感器的检测位置9离开作为工件把持位置的关闭位置8而停止时，可以认为工件没有被适当地把持、使用错误的工件进行了测试或者设定值存在错误。并且，在检测位置9离开作为工件释放位置的打开位置7而停止时，有可能在爪14的开闭装置中产生故障，因此对它们进行检查。并且，在把持侧和释放侧的停止位置向相同方向偏移时，也可以认为在安装爪14时安装于卡盘主体与爪之间的锯齿的位置错误，因此对其进行确认。

如果对它们进行确认，判断为设定值错误，则通过按钮34的操作，或者显示图4的画面，通过数字键33等的操作来变更设定值，进行确认作业。而且，在确认没有问题后，开始工件的连续加工。

以上的例子是在外部存储装置4中仅登记了关于多个品种的卡盘的数据的情况下的例子，但也能够按照每个工件的品种而准备外部存储装置4，预先将该工件的规格45和加工程序46连同卡盘的数据41～44一起登记在外部存储装置4中，通过设定单元35从该外部存储装置对于控制器3设定某品种的工件的加工中所需的所有数据。并且，外部存储装置4也可以是一并管理多台机床的控制器3的管理计算机的存储装置。在该情况下，从管理计算机将卡盘的数据41～44连同加工程序46等一起传送给各个机床的控制器3。

并且，以上的说明是关于车床的卡盘的例子，但不限于车床，能够利用为具有把持多种工件的卡盘的其他机床、或对附设于机床的装载机或卸载机的卡盘的开闭动作进行控制的装置。

Claims (5)

1.一种卡盘的开闭控制装置，其通过与把持工件(W)的卡盘(12)的爪(14)连结的操作杆(15)的轴向移动来进行所述卡盘(12)的开闭动作，其特征在于，该卡盘的开闭控制装置具有：

行程传感器(2)，其检测所述操作杆的移动位置；

外部存储装置(4)，其将所述卡盘把持和释放所述工件时的所述操作杆的位置与所述工件的品种关联起来进行存储；

设定单元(35)，其在指定了所述工件的品种时，将关于该品种的工件的工件把持位置(43)和释放位置(44)设定在控制器(3)中，该控制器(3)对所述卡盘的开闭动作进行控制；

把持检测单元(26)，其在所述操作杆向工件把持方向移动时，在所述行程传感器的检测位置与所设定的所述工件把持位置一致时输出把持信号；以及

释放检测单元(27)，其在所述操作杆向工件释放方向移动时，在所述行程传感器的检测位置与所设定的所述工件释放位置一致时停止操作杆的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的卡盘的开闭控制装置，其特征在于，

所述外部存储装置是能够在所述控制器上进行装卸并且能够携带的外部存储装置。

3.根据权利要求1或2所述的卡盘的开闭控制装置，其特征在于，

所述控制器具有：设定值显示单元(36)，其显示设定值；状态显示单元(38)，其对设定了设定值的状态下的所述卡盘的开闭动作进行显示；以及设定值变更单元(37)，其变更该设定值。

4.根据权利要求1或2所述的卡盘的开闭控制装置，其特征在于，

该卡盘的开闭控制装置具有登记了卡盘的把持方向是外紧固还是内紧固的所述外部存储装置，在设定为外紧固的情况下，在所述操作杆向卡盘的打开方向移动时输出了表示与所述工件释放位置一致的信号时，所述释放检测单元停止操作杆的轴向移动，在设定为内紧固的情况下，在所述操作杆向卡盘的关闭方向移动时输出了表示与工件释放位置一致的信号时，所述释放检测单元停止操作杆的轴向移动。

5.根据权利要求3所述的卡盘的开闭控制装置，其特征在于，

所述开闭控制装置具有登记了卡盘的把持方向是外紧固还是内紧固的所述外部存储装置，在设定为外紧固的情况下，在所述操作杆向卡盘的打开方向移动时输出了表示与所述工件释放位置一致的信号时，所述释放检测单元停止操作杆的轴向移动，在设定为内紧固时，在所述操作杆向卡盘的关闭方向移动时输出了表示与工件释放位置一致的信号时，所述释放检测单元停止操作杆的轴向移动。