-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen.
-
Stand der Technik
-
Herkömmlich ist eine Werkzeugmaschine bekannt, in der ein an einer vorgegebenen Position angeordnetes Werkzeug eingespannt ist und in der es notwendig ist, dass das eingespannte Werkzeug gelöst und durch ein weiteres Werkzeug ersetzt wird. Spezifisch enthält die Werkzeugmaschine eine Anzugstange, die innerhalb einer Spindel angeordnet ist und die nach unten bewegt wird, um das Werkzeug einzuspannen, einen Arm, der die Anzugstange nach unten schiebt, und einen Nockenmechanismus, der den Arm mit einem Nocken nach unten schiebt, (siehe z. B. das Patentdokument 1). Die Anzugstange ist durch eine Feder innerhalb der Spindel nach oben vorbelastet, wobei, wenn der Nocken verwendet wird, um den Arm nach unten zu schieben, die Feder ausgedehnt wird, um das Werkzeug einzuspannen oder auszuspannen.
-
Wenn in einem Mechanismus, in dem die Anzugstange das Werkzeug einspannt, eine Störung auftritt, kann das Werkzeug fallen. Folglich wird eine Technik vorgeschlagen, die eine Federkraft innerhalb einer Anzugstange zum Einspannen eines Werkzeugs überwacht, um die Verschlechterung der Feder zu detektieren (siehe z. B. die Patentdokumente 2 und 3) .
- Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. S60-9629
- Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2009-160690
- Patentdokument 3: japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2011-322013
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die Komponente, die verschlechtert ist, ist jedoch nicht auf die Feder darin eingeschränkt. Wenn die Feder ausgedehnt wird, um die Anzugstange nach unten zu schieben, wird auf die konstituierenden Komponenten eines Nockenmechanismus eine Last ausgeübt, wobei folglich die konstituierenden Komponenten des Nockenmechanismus beschädigt werden können. Wenn der Nockenmechanismus beschädigt ist, ist es wahrscheinlich, dass das Einspannen nicht normal gelöst wird, so dass das Werkzeug fällt, wobei es folglich notwendig ist, die Beschädigung des oben beschriebenen Nockenmechanismus zu verhindern.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Anomalität in einem Nockenmechanismus detektieren kann, um dessen Beschädigung zu verhindern.
-
(1) Eine Werkzeugmaschine (z. B. eine Werkzeugmaschine 1, die später beschrieben wird) gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: einen Ständer (z. B. einen Ständer 2, der später beschrieben wird), der eine Vorschubachse (z. B. eine Vorschubachse 21, die später beschrieben wird) enthält, die sich in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt; einen Spindelkopf (z. B. einen Spindelkopf 3, der später beschrieben wird), der durch den Ständer in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung beweglich gestützt ist; eine Spindel (z. B. eine Spindel 4, die später beschrieben wird), die an dem Spindelkopf vorgesehen ist und die sich in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt; eine Anzugstange (z. B. eine Anzugstange 5, die später beschrieben wird), die innerhalb der Spindel in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung beweglich vorgesehen ist, die bezüglich der Spindel relativ nach oben bewegt wird, um in Zusammenarbeit mit der Spindel ein Werkzeug (z. B. ein Werkzeug 101, das später beschrieben wird) an einem unteren Endabschnitt der Spindel einzuspannen, und die bezüglich der Spindel relativ nach unten bewegt wird, um das Werkzeug von dem unteren Endabschnitt zu lösen; einen Vorbelastungsabschnitt (z. B. einen Vorbelastungsabschnitt 6, der später beschrieben wird), der die Anzugstange nach oben vorbelastet; und einen Nockenmechanismus, der einen Nocken (z. B. einen Nocken 70, der später beschrieben wird), der an dem Ständer vorgesehen ist, und einen Arm (z. B. einen Arm 7, der später beschrieben wird), der durch den Spindelkopf drehbar gestützt ist und dessen eines Ende auf einer Nockenfläche des Nockens gleitet, so dass das andere Ende die Anzugstange nach unten schiebt, enthält, wobei die Werkzeugmaschine ferner enthält: einen Messabschnitt (z. B. einen Messabschnitt 91, der später beschrieben wird), der mit einem Abstandssensor (einem Abstandsensor 8, der später beschrieben wird), der an dem Spindelkopf vorgesehen ist, eine Position der Anzugstange in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung misst; einen Speicherabschnitt (z. B. einen Speicherabschnitt 92, der später beschrieben wird), der eine Beziehung zwischen einer Position des Spindelkopfs und einer Position der Anzugstange, wenn die Anzugstange normal ist, speichert; und einen Anomalitätsbestimmungsabschnitt (z. B. einen Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, der später beschrieben wird), der eine Anomalität in dem Nockenmechanismus basierend auf der mit dem Messabschnitt gemessenen Position der Anzugstange und der in dem Speicherabschnitt gespeicherten Beziehung bestimmt.
-
(2) Vorzugsweise enthält in der Werkzeugmaschine gemäß (1) der Nocken die Nockenfläche, in der eine Neigungsfläche (z. B. eine Neigungsfläche 701, die später beschrieben wird), die zu einer spitzen Seite des Spindelkopfs geneigt ist, wie sich die Neigungsfläche nach oben erstreckt, und eine flache Oberfläche (z. B. eine flache Oberfläche 702, die später beschrieben wird), die sich in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt, sequentiell von unten und kontinuierlich ausgebildet sind, wobei der Messabschnitt die Position der Anzugstange in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung misst, nachdem das eine Ende des Arms die flache Oberfläche der Nockenfläche erreicht hat.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Anomalität in einem Nockenmechanismus detektieren kann, um dessen Beschädigung zu verhindern.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine teilweise Seitenansicht einer Werkzeugmaschine in der vorliegenden Ausführungsform;
- 2 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Werkzeugmaschine in der vorliegenden Ausführungsform und zeigt einen Zustand, in dem die Anzugstange aufwärts angeordnet ist;
- 3 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Werkzeugmaschine in der vorliegenden Ausführungsform und zeigt einen Zustand, in dem die Anzugstange abwärts angeordnet ist;
- 4 ist ein funktionaler Blockschaltplan eines Steuerabschnitts, der die Werkzeugmaschine in der vorliegenden Ausführungsform steuert; und
- 5 ist ein Ablaufplan, der eine Anomalitätsbestimmungsverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine teilweise Seitenansicht einer Werkzeugmaschine 1 in der vorliegenden Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine 1 ist spezifisch ein Bearbeitungszentrum und enthält einen Revolverkopf 10, einen Ständer 2, einen Spindelkopf 3, eine Spindel 4, eine Anzugstange 5, einen Vorbelastungsabschnitt 6, einen Nocken 70 und einen Arm 7, die einen Nockenmechanismus bilden, einen Abstandssensor 8 und einen Steuerabschnitt 9 (siehe 4).
-
Der Revolverkopf 10 ist ein scheibenförmiger Abschnitt, der mehrere Werkzeuge 101 hält, und ist drehbar an der Werkzeugmaschine 1 befestigt, so dass das Werkzeug gemäß einer Operation durch ein gewünschtes Werkzeug 101 ersetzt werden kann.
-
Der Ständer 2 ist ein säulenförmiger Abschnitt, der sich im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung bezüglich eines (nicht veranschaulichten) Werktisches erstreckt. Der Ständer 2 enthält eine Zufuhrachse 21, die darin angeordnet ist. Die Zufuhrachse 21 erstreckt sich innerhalb des Ständers 2 nach oben und nach unten und ist durch einen Servomotor 22 angetrieben (siehe 4), der am oberen Ende des Ständers 2 vorgesehen ist.
-
Der Spindelkopf 3 ist durch den Ständer 2 gestützt, so dass er in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung bewegt werden kann, wobei die Basisendseite des Spindelkopfs 3 mit der Zufuhrachse 21 des Ständers 2 verbunden ist. Der Spindelkopf 3 erstreckt sich von der Seite des Ständers 2 zu der Seite des Revolverkopfs 10 in einer Richtung, die zu der Richtung, in der sich der Ständer 2 erstreckt, im Wesentlichen senkrecht ist, und stützt die Spindel 4, den Arm 7 und dergleichen, was später beschrieben wird.
-
Die Spindel 4 ist auf der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 vorgesehen, so dass sie sich in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt. Das Innere der Spindel 4 ist hohl, wobei die Spindel 4 drehbar vorgesehen ist. Die Spindel 4 enthält einen Werkzeuglagerabschnitt 41, in dem ihr Durchmesser vergrößert ist, da sich ein im Wesentlichen zylinderförmiger hohler Abschnitt zu einem unteren Endabschnitt erstreckt.
-
2 ist eine teilweise Querschnittsansicht nach 1. In 2 ist der Revolverkopf 10 weggelassen. 3 ist eine teilweise Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Spindelkopf 3 aus dem Zustand nach den 1 und 2 weiter erhöht ist. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Anzugstange 5 innerhalb der hohlen Spindel 4 angeordnet, wobei sie innerhalb der Spindel 4 vorgesehen ist, so dass sie nach oben und nach unten bewegt werden kann. Die Anzugstange 5 enthält einen Anzugstangen-Hauptkörper 51, eine Kugel 52 und einen Einspannnocken 53.
-
Der Anzugstangen-Hauptkörper 51 ist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Element.
-
Die Kugel 52 ist auf der spitzen Seite des Anzugstangen-Hauptkörpers 51 angeordnet, wobei, wenn der Anzugstangen-Hauptkörper 51 bezüglich der Spindel 4 nach oben bewegt wird, die Kugel 52 auf die Innenfläche des Werkzeuglagerabschnitts 41 wirkt, um sich mit einem (nicht veranschaulichten) Nutabschnitt in Eingriff zu befinden, der entlang dem äußeren Umfang der Spitze des Werkzeugs vorgesehen ist. Wenn der Anzugstangen-Hauptkörper 51 bezüglich der Spindel 4 nach unten bewegt wird, wird die Kugel 52 von dem äußeren Umfang des Nutabschnitts getrennt, um das Werkzeug 101 zu lösen.
-
Der Einspannnocken 53 ist am oberen Ende des Anzugstangen-Hauptkörpers 51 vorgesehen und schiebt die Anzugstange 5 nach unten hinaus, um das eingespannte Werkzeug 101 auszuspannen.
-
Der Vorbelastungsabschnitt 6 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des Anzugstangen-Hauptkörpers 51 und der inneren Umfangsfläche der Spindel 4 vorgesehen und belastet die Anzugstange 5 bezüglich der Spindel 4 nach oben vor. Der Vorbelastungsabschnitt 6 ist eine Schraubenfeder.
-
Der Nocken 70 ist auf der Oberfläche des Ständers 2 auf der Seite der Spindel 4 an einer Position vorgesehen, an der der Nocken 70 von dem Ständer 2 zu der Spindel 4 vorsteht. Der Nocken 70 ist mit einem plattenförmigen Element ausgebildet, das sich im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung erstreckt. Wie in 1 gezeigt ist, enthält der Nocken 70 sequentiell von unten in der Seitenquerschnittsansicht eine Neigungsfläche 701, die zu der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 geneigt ist, wie sich die Neigungsfläche 701 nach oben erstreckt, und eine flache Oberfläche 702, die sich von dem oberen Ende der Neigungsfläche 701 gerade in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt. Die Neigungsfläche 701 und die flache Oberfläche 702 sind miteinander kontinuierlich, so dass sie eine Nockenfläche des Nockens 70 bilden.
-
Der Arm 7 ist durch den Spindelkopf 3 drehbar gestützt, ein Ende gleitet auf der Nockenfläche des Nockens 70 und das andere Ende ist mit der Anzugstange 5 verbunden. Der Arm 7 enthält einen Armhauptkörper 71, einen Drehunterstützungspunkt 72, einen Nockenstößel 73 und einen Ausstoßabschnitt 74.
-
Der Armhauptkörper 71 ist zwischen dem Nocken 70 und der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 angeordnet. Der Drehunterstützungspunkt 72 ist an dem Armhauptkörper 71 vorgesehen. Eine horizontale Achse, die in dem Spindelkopf 3 vorgesehen ist, ist durch das Innere des Drehunterstützungspunkts 72 eingesetzt, wobei folglich der Drehunterstützungspunkt 72 den Armhauptkörper 71 stützt, so dass der Armhauptkörper 71 zu der Seite des Ständers 2 und zu der Seite der Anzugstange 5 gedreht werden kann.
-
Der Nockenstößel 73 ist ein zylinderförmiges Element, das an einem Ende des Armhauptkörpers 71 vorgesehen ist. Die Achse des Nockenstößels 73 erstreckt sich in der gleichen Richtung wie die horizontale Achse des Drehunterstützungspunkts 72. Die Oberfläche des zylinderförmigen Elements, das um die Achse des Nockenstößels 73 gedreht wird, gleitet auf dem Nocken 70.
-
Der Ausstoßabschnitt 74 erstreckt sich von dem Drehunterstützungspunkt 72 zu dem anderen Ende des Armhauptkörpers 71 und ist am oberen Ende der Anzugstange 5 mit dem Einspannnocken 53 verbunden.
-
Der Abstandssensor 8 ist ein kontaktloser Näherungssensor, der an der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 vorgesehen ist und der in der Nähe des oberen Endes der Anzugstange 5 angeordnet ist. Der Abstandssensor 8 misst einen Abstand D zwischen der Spitze des Spindelkopfs 3 und dem oberen Ende der Anzugstange 5.
-
4 ist ein funktionaler Blockschaltplan eines Steuerabschnitts 9, der die Werkzeugmaschine 1 steuert.
-
Wie in 4 gezeigt ist, enthält der Steuerabschnitt 9 einen Messabschnitt 91, einen Speicherabschnitt 92 und einen Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93. Der Steuerabschnitt 9 kann an der Werkzeugmaschine 1 vorgesehen sein oder kann an einer nicht veranschaulichten Vorrichtung zur numerischen Steuerung, die den Betrieb der Werkzeugmaschine 1 steuert, vorgesehen sein.
-
Der Messabschnitt 91 erfasst die Informationen über den durch den Abstandssensor 8 gemessenen Abstand D. Der Messabschnitt 91 verwendet den Abstand D, um die Position der Anzugstange 5 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung zu messen, wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt.
-
Der Speicherabschnitt 92 speichert vorher eine Beziehung zwischen der Position des Spindelkopfs 3 und der Position der Anzugstange 5 als eine normale Position, wenn in einem Zustand, in dem es in dem Nockenmechanismus keine Anomalität gibt und in dem die Anzugstange 5 normal betrieben wird, die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt. Der Speicherabschnitt 92 speichert außerdem eine Beziehung zwischen der Position des Spindelkopfs 3 und der Position der Anzugstange 5, wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt.
-
Der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 bezieht sich auf die durch den Messabschnitt 91 gemessene Position der Anzugstange 5 und erfasst die Position des Spindelkopfs 3 von dem Servomotor 22. Dann vergleicht der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 die Position der Anzugstange 5, wenn eine Anomalität bestimmt wird, und die Position des Spindelkopfs 3, die von dem Servomotor 22 erfasst wird, mit den normalen Positionen des Spindelkopfs 3 und der Anzugstange 5, die vorher in dem Speicherabschnitt 92 gespeichert worden sind, wobei er dadurch bestimmt, ob die Position der Anzugstange 5 die normale Position ist oder nicht. Wenn die Position der Anzugstange 5 nicht die normale Position ist, bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, dass in irgendeinem Abschnitt des Nockenmechanismus einschließlich des Nockens 70 und des Arms 7 eine Anomalität vorhanden ist.
-
Wenn der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 bestimmt, dass die Position der Anzugstange 5 nicht die normale Position ist, werden nicht veranschaulichte Meldungsmittel oder dergleichen verwendet, um durch eine Beleuchtung, einen Alarmton oder dergleichen eine Meldung bereitzustellen.
-
5 ist ein Ablaufplan, der die Anomalitätsbestimmungsverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der Betrieb der Werkzeugmaschine 1 wird bezüglich der 1 bis 5 beschrieben. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Werkzeug 101 durch die Anzugstange 5 innerhalb der Spindel 4 eingespannt ist. Durch den Revolverkopf 10 sind mehrere Werkzeuge 101 gehalten.
-
In diesem Zustand belastet der Vorbelastungsabschnitt 6 die Anzugstange 5 nach oben vor. Die Anzugstange 5 wird bezüglich der Spindel 4 relativ nach oben bewegt, wobei folglich die Kugel 52 der Anzugstange 5 in den Nutabschnitt im äußeren Umfang des Werkzeugs 101 eingepasst ist, mit dem Ergebnis, das das Werkzeug 101 in Zusammenarbeit mit der Spindel 4 innerhalb des Werkzeuglagerabschnitts 41 auf der Seite des unteren Endabschnitts der Spindel 4 eingespannt ist.
-
Der Abstandssensor 8 misst und überwacht den Abstand D zwischen der Anzugstange 5 und dem Spindelkopf 3 kontinuierlich, um zu bestimmen, ob die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt oder nicht.
-
Die Position der Anzugstange 5 unterscheidet sich in Abhängigkeit davon, ob die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt oder die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt. Wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt, befindet sich die Anzugstange 5 tiefer als die Anzugstange 5, die das Werkzeug 101 nicht einspannt. Der Speicherabschnitt 92 des Steuerabschnitts 9 in der Werkzeugmaschine 1 speichert vorher als die normale Position einen geeigneten Schwellenwert T1 für den Abstand zwischen der Anzugstange 5 und dem Spindelkopf 3, wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt. Der Speicherabschnitt 92 speichert vorher einen geeigneten Schwellenwert T2 für den Abstand zwischen der Anzugstange 5 und dem Spindelkopf 3, wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt. Der Schwellenwert T1 ist ein Bereich, der kleiner als der Schwellenwert T2 ist. Der Grund, aus dem der Abstand D als die Schwellenwerte dient, ist, dass ein bestimmter Bereich erforderlich ist, weil der Spindelkopf 3 vorübergehend angehoben werden kann, nachdem er abgesenkt worden ist, wie oben beschrieben worden ist.
-
Wenn der durch den Messabschnitt 91 von dem Abstandssensor 8 erfasste Wert innerhalb des Schwellenwertes T1 liegt, bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, dass sich die Anzugstange 5 an der normalen Position befindet und dass die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt. Wenn bestimmt wird, dass die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt, wird die Spindel 4 nicht gedreht.
-
Wenn der durch den Messabschnitt 91 von dem Abstandssensor 8 erfasste Wert außerhalb des Schwellenwertes T1 liegt und innerhalb des Bereichs des Schwellenwerts T2 liegt (d. h., die Anzugstange 5 kleiner als eine Position, die den Abstand D getrennt ist, von dem Spindelkopf 3 getrennt ist), bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, dass die Anzugstange 5 normal betrieben wird und dass die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt.
-
Wenn durch eine Operation eines Anwenders ein Werkzeugwechselbefehl von dem Steuerabschnitt 9 empfangen wird, wird der Spindelabschnitt 3 von der Position nach 1 angehoben (siehe den ST1 in 5). Wenn der Spindelkopf 3 angehoben wird, ergreift der Revolverkopf 10 das durch die Anzugstange 5 eingespannte Werkzeug 101, während er geschwungen wird.
-
Wie in 3 gezeigt ist, stellt der Nockenstößel 73, der an einem Ende des Arms 7 vorgesehen ist, den Kontakt mit dem Nocken 70 her, wenn der Spindelkopf 3 von dem Zustand nach 2 angehoben wird, wobei folglich verursacht wird, dass die Neigungsfläche 701 nach oben gleitet. Weil die Neigungsfläche 701 geneigt ist, wie sie sich von der Seite des Ständers 2 zu der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 nach oben erstreckt, wird der Nockenstößel 73 zu der spitzen Seite (der rechten Seite nach 3) des Spindelkopfs 3 bewegt.
-
Der Steuerabschnitt 9 tastet ab, ob der Nockenstößel 73 vom oberen Ende der Neigungsfläche 701 die flache Oberfläche 702 erreicht, wobei der Steuerabschnitt 9 veranlasst, dass der Messabschnitt 91 den Abstandssensor 8 verwendet, um die Position der Anzugstange 5 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung zu erfassen, und veranlasst, dass der Messabschnitt 91 die Position der Anzugstange 5 misst, nachdem der Nockenstößel 73 die flache Oberfläche 702 erreicht hat (siehe den ST2 in 5). Der Steuerabschnitt 9 veranlasst den Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, die Position des Spindelkopfs 3 von dem Servomotor 22 zu erfassen (siehe den ST3 in 5).
-
Dann bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, ob der Abstand D zwischen der mit dem Messabschnitt 91 gemessenen Position der Anzugstange 5 und der von dem Servomotor 22 erfassten Position des Spindelkopfs 3 kleiner als der Bereich des Schwellenwertes T1 ist. Wie vorher beschrieben worden ist, bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 in einem Fall, in dem die Anzugstange 5 innerhalb des geeigneten Schwellenwerts T1 liegt, wenn die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 nicht einspannt, dass sich die Anzugstange 5 an der normalen Position befindet.
-
Wenn der Abstand D zwischen der Anzugstange 5 und dem Spindelkopf 3 ein kurzer Abstand ist, so dass er kleiner als der Bereich des Schwellenwerts T1 ist, bestimmt der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93, dass in dem Nockenmechanismus eine Anomalität vorhanden ist. Mit anderen Worten, wenn die Anzugstange 5 nur um einen Abstand, der gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert T1 ist, abgesenkt ist, detektiert der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 eine Störung in irgendeinem Abschnitt des Mechanismus zum Herunterschieben der Anzugstange 5, so dass er bestimmt, dass eine Anomalität vorhanden ist (siehe den ST4 in 4).
-
Falls in dem Nockenmechanismus eine Störung auftritt, d. h., falls der Drehwinkel des Drehunterstützungspunkts 72 an dem Arm 7 verringert ist, wie z. B. durch den Verschleiß und die Verschiebung der Nockenfläche, die Verschiebung des Arms 7, die Deformation eines Ständers und den Verschleiß eines Außenrings in dem Nockenstößel 73, die Verschiebung der Mittelachse des Ständers, die Verschiebung der Achse des Drehunterstützungspunkts 72 oder die Verschiebung des Einspannnockens 53 an der Anzugstange 5, die mit dem anderen Ende des Arms 7 verbunden ist, wird verhindert, dass das andere Ende des Arms 7 abgesenkt wird, mit dem Ergebnis, dass es schwierig ist, die Anzugstange 5 ausreichend nach unten zu schieben. Wenn die Anzugstange 5 nicht ausreichend abgesenkt wird, wird die Kugel 52 nicht getrennt, wobei folglich das Einspannen des Werkzeugs 101 nicht gelöst wird. Wenn versucht wird, das Werkzeug 101 in einem Zustand zu ersetzen, in dem das Einspannen des Werkzeugs 101 nicht normal gelöst ist, kann das Werkzeug 101 fallen. Wenn die Positionen der Spitze des Spindelkopfs 3 und des oberen Endes der Anzugstange 5 höher als die normale Position sind (wenn der Abstand D in einem Schwellenwert, der kleiner als der Schwellenwert T1 der normalen Position ist, liegt), wird festgestellt, dass das Absenken des Arms 7 nicht ausreichend ist und dass folglich eine Störung in irgendeinem Abschnitt des Nockenmechanismus auftritt.
-
Wenn der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 bestimmt, dass eine Anomalität vorhanden ist, wird die Anomalität durch nicht veranschaulichte Meldungsmittel gemeldet, wobei der Anwender folglich eine Überprüfung, eine Reparatur oder dergleichen ausführen kann.
-
Wenn in dem Nockenmechanismus keine Anomalität vorhanden ist, wird der Arm 7 um den Drehunterstützungspunkt 72, der als der Unterstützungspunkt dient, gedreht, wenn der Nockenstößel 73 auf der Neigungsfläche 701 nach oben gleitet, wobei der Ausstoßabschnitt 74 nach unten bewegt wird. Durch die Bewegung des Ausstoßabschnitts 74 wird das obere Ende der Stange 5, das mit dem Ausstoßabschnitt 74 verbunden ist, entlang des Einspannnockens 53 bewegt, wobei folglich das andere Ende des Arms 7 die Anzugstange 5 nach unten schiebt. Die Anzugstange 5 wird gegen die Vorbelastungskraft des Vorbelastungsabschnitts 6 nach unten bewegt.
-
Wenn die Anzugstange 5 nach unten bewegt wird, wird die Kugel 52, die sich mit dem Nutabschnitt des Werkzeugs 101 in Eingriff befindet, in einer radialen Richtung nach außen gelöst, wobei folglich das Ergreifen des Werkzeugs 101 gelöst wird. Wie oben beschrieben worden ist, wird die Anzugstange 5 bezüglich der Spindel 4 relativ nach unten bewegt, wobei folglich das Werkzeug 101 von dem unteren Endabschnitt der Spindel 4 gelöst wird. Dann wird das durch den Revolverkopf 10 ergriffene Werkzeug 101 entfernt. Danach wird die Spindel 4 vorübergehend angehoben und wird der Revolverkopf 10 gedreht, wobei ein Werkzeug 101, durch das das Werkzeug 101 ersetzt werden muss, anstelle des entfernten Werkzeugs 101 zugeordnet wird, mit dem Ergebnis, dass das Werkzeug 101 an der Anzugstange 5 eingespannt ist.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen erzeugt.
-
Die Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält: den Ständer 2, der die Zufuhrachse 21 enthält, die sich in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt; den Spindelkopf 3, der durch den Ständer 2 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung beweglich gestützt ist; die Spindel 4, die an dem Spindelkopf 3 vorgesehen ist und die sich in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt; die Anzugstange 5, die innerhalb der Spindel 4 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung beweglich vorgesehen ist, die bezüglich der Spindel 4 relativ nach oben bewegt wird, um in Zusammenarbeit mit der Spindel 4 das Werkzeug an dem unteren Endabschnitt der Spindel 4 einzuspannen, und die bezüglich der Spindel 4 relativ nach unten bewegt wird, um das Werkzeug 101 von dem unteren Endabschnitt zu lösen; den Vorbelastungsabschnitt 6, der die Anzugstange 5 nach oben vorbelastet; und den Nockenmechanismus, der den an dem Ständer 2 vorgesehenen Nocken 70 und den Arm 7, der durch den Spindelkopf 3 drehbar gestützt ist und dessen eines Ende auf der Nockenfläche des Nockens 70 gleitet, so dass das andere Ende die Anzugstange 5 nach unten schiebt, enthält. Die Werkzeugmaschine 1 enthält ferner: den Messabschnitt 91, der mit dem an dem Spindelkopf 3 vorgesehenen Abstandssensor 8 die Position der Anzugstange 5 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung misst; den Speicherabschnitt 92, der eine Beziehung zwischen der Position des Spindelkopfs 3 und der Position der Anzugstange 5, wenn die Anzugstange 5 normal ist, speichert; und den Anomalitätsbestimmungsabschnitt 83, der eine Anomalität in dem Nockenmechanismus basierend auf der mit dem Messabschnitt 91 gemessenen Position der Anzugstange 5 und der in dem Speicherabschnitt 92 gespeicherten Beziehung bestimmt.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstandssensor 8 verwendet, um die Position der Anzugstange 5 zu messen, wobei es folglich möglich ist, die Verschlechterung des Nockenmechanismus basierend auf der Beziehung zwischen der Position des Spindelkopfs 3 und der Position der Anzugstange 5, die vorher gespeichert wird, wenn der Nockenmechanismus normal ist, zu detektieren. Folglich ist es durch das Finden einer Anomalität in dem Nockenmechanismus in einer frühen Stufe und das Bewältigen der Anomalität möglich, es zu verhindern, dass das Werkzeug fällt, und die Beschädigung des Nockenmechanismus zu verhindern.
-
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Abstandssensor, der zum Detektieren verwendet wird, ob die Anzugstange 5 das Werkzeug 101 einspannt oder nicht, verwendet werden, um eine Anomalität in dem Nockenmechanismus zu finden, wobei es möglich ist, eine Anomalität in dem Nockenmechanismus ohne die Ergänzung eines neuen Mechanismus zu finden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Nocken 70 die Nockenfläche, in der die Neigungsfläche 701, die zu der spitzen Seite des Spindelkopfs 3 geneigt ist, wie sich die Neigungsfläche nach oben erstreckt, und die flache Oberfläche 702, die sich in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt, sequentiell von unten und kontinuierlich ausgebildet sind, wobei der Messabschnitt 91 die Position der Anzugstange 5 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung misst, nachdem das eine Ende des Arms 7 die flache Oberfläche 702 der Nockenfläche erreicht hat. In dieser Weise ist es möglich, die Position der Anzugstange 5 in einem Zustand zu messen, in dem die Anzugstange 5 abgesenkt ist, und dadurch den Zustand des Nockenmechanismus in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob die Anzugstange 5 im Vergleich zu einem normalen Bereich nur eine kurze Strecke abgesenkt ist, ohne dass sie ausreichend abgesenkt ist, oder die Anzugstange 5 normal abgesenkt ist.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt. In der vorliegenden Erfindung sind außerdem Variationen und Modifikationen enthalten, solange wie die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann.
-
Als eine Variation der oben beschriebenen Ausführungsform kann z. B. zusätzlich zu dem Abstandssensor 8 ein Temperatursensor an der Werkzeugmaschine befestigt sein. Spezifisch ist der Temperatursensor an der Nockenfläche des Nockens 70 befestigt, wobei folglich eine Zunahme der Temperatur durch die Reibungswärme des Nockens detektiert wird.
-
Der Messabschnitt 91 erfasst die Temperatur der Nockenfläche von dem Temperatursensor.
-
Der Speicherabschnitt 92 speichert vorher den normalen Temperaturbereich der Reibungswärme, wenn der Nockenstößel 73 in dem Zustand einer normalen Verwendung auf der Oberfläche des Nockens 70 gleitet, als einzelne Schwellenwerte.
-
Der Anomalitätsbestimmungsabschnitt 93 vergleicht einen Wert, der durch das neue Messen der Reibungswärme mit dem Messabschnitt 91 erhalten wird, wenn der Nockenstößel 73 auf der Oberfläche des Nockens 70 gleitet, mit dem vorher gespeicherten normalen Temperaturbereich und bestimmt dadurch, ob die Temperatur der Oberfläche des Nockens 70 normal ist oder nicht. Wenn die Reibungswärme den normalen Temperaturbereich übersteigt, wird bestimmt, dass der Zustand des Nockens 70 oder des Nockenstößels 73 anormal ist.
-
Durch das Befestigen des Temperatursensors ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Anomalität nur durch die Position der Anzugstange 5 detektiert wird, möglich, eine Anomalität in dem Nockenmechanismus zuverlässig zu detektieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkzeugmaschine
- 2
- Ständer
- 3
- Spindelkopf
- 4
- Spindel
- 5
- Anzugstange
- 6
- Vorbelastungsabschnitt
- 7
- Arm
- 8
- Abstandssensor
- 70
- Nocken
- 91
- Messabschnitt
- 92
- Speicherabschnitt
- 93
- Anomalitätsbestimmungsabschnitt
