JP2001315010A - 工作機械 - Google Patents
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
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- G—PHYSICS
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- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/35512—Display entered, measured values with bargraph
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- G05B2219/37—Measurements
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- Y10T409/30—Milling
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- Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
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- Y10T409/309464—Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】主軸に対して工具を固定するクランプユニット
のバネ体の寿命を検出し、これを計画的に交換すること
ができるようにした工作機械を提供する。 【解決手段】主軸に設けられたテーパ孔に工具を固定す
るクランプユニット４７と、その作動を制御する制御部
６３とを備える。クランプユニット４７は、工具の被把
持部を把持する把持部、把持部に連結された駆動ロッ
ド、駆動ロッドを軸方向に移動させる駆動部、駆動ロッ
ドをその軸方向の一方側に付勢するバネ体を備える。そ
して、クランプユニット４７の動作回数を計数し、累計
された動作回数が予め定められた基準動作回数に達した
ときバネ体が寿命になったと判定する寿命判定部１１を
設ける。バネ体の寿命を検出することで、その計画的な
メンテナンスを行うことができる。
のバネ体の寿命を検出し、これを計画的に交換すること
ができるようにした工作機械を提供する。 【解決手段】主軸に設けられたテーパ孔に工具を固定す
るクランプユニット４７と、その作動を制御する制御部
６３とを備える。クランプユニット４７は、工具の被把
持部を把持する把持部、把持部に連結された駆動ロッ
ド、駆動ロッドを軸方向に移動させる駆動部、駆動ロッ
ドをその軸方向の一方側に付勢するバネ体を備える。そ
して、クランプユニット４７の動作回数を計数し、累計
された動作回数が予め定められた基準動作回数に達した
ときバネ体が寿命になったと判定する寿命判定部１１を
設ける。バネ体の寿命を検出することで、その計画的な
メンテナンスを行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸に設けられた
テーパ孔に工具を固定するクランプユニットと、該クラ
ンプユニットの作動を制御する制御部とを備えた工作機
械に関し、更に詳しくは、クランプユニットが、工具の
被把持部を把持する把持部と、この把持部に連結された
駆動ロッドと、駆動ロッドを軸方向に移動させる駆動部
と、駆動ロッドをその軸方向の一方側に付勢するバネ体
とを備えてなり、駆動部又はバネ体の作動により駆動ロ
ッドがその軸方向に移動して、前記把持部により工具の
被把持部が把持され、当該工具が主軸のテーパ孔に固定
されるように構成された工作機械に関する。
テーパ孔に工具を固定するクランプユニットと、該クラ
ンプユニットの作動を制御する制御部とを備えた工作機
械に関し、更に詳しくは、クランプユニットが、工具の
被把持部を把持する把持部と、この把持部に連結された
駆動ロッドと、駆動ロッドを軸方向に移動させる駆動部
と、駆動ロッドをその軸方向の一方側に付勢するバネ体
とを備えてなり、駆動部又はバネ体の作動により駆動ロ
ッドがその軸方向に移動して、前記把持部により工具の
被把持部が把持され、当該工具が主軸のテーパ孔に固定
されるように構成された工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のクランプユニットを備えた工作機
械の一例を図５乃至図７を用いて説明する。図５に示す
ように、例示した工作機械２１はいわゆる立形マシニン
グセンタと呼ばれる工作機械であり、ベッド２２と、こ
のベッド２２上に立設されたコラム２３と、主軸２５を
回転自在に支持するとともに、コラム２３に支持されて
上下方向に移動可能となった主軸頭２４と、主軸頭２４
の下方にあってベッド２２上に配設されるテーブル２６
と、主軸頭２４の左側方に設けられた工具マガジン３０
と、工具マガジン３０の下端部に設けられ、主軸２５に
装着された工具Ｔと工具マガジン３０に格納された工具
Ｔとを交換する自動工具交換装置３５と、主軸２５の前
端部（下端部）に装着された工具Ｔを当該主軸２５に固
定する図６に示したクランプユニット４７と、これら各
部の作動を制御する図７に示した数値制御装置６０など
を備えている。
械の一例を図５乃至図７を用いて説明する。図５に示す
ように、例示した工作機械２１はいわゆる立形マシニン
グセンタと呼ばれる工作機械であり、ベッド２２と、こ
のベッド２２上に立設されたコラム２３と、主軸２５を
回転自在に支持するとともに、コラム２３に支持されて
上下方向に移動可能となった主軸頭２４と、主軸頭２４
の下方にあってベッド２２上に配設されるテーブル２６
と、主軸頭２４の左側方に設けられた工具マガジン３０
と、工具マガジン３０の下端部に設けられ、主軸２５に
装着された工具Ｔと工具マガジン３０に格納された工具
Ｔとを交換する自動工具交換装置３５と、主軸２５の前
端部（下端部）に装着された工具Ｔを当該主軸２５に固
定する図６に示したクランプユニット４７と、これら各
部の作動を制御する図７に示した数値制御装置６０など
を備えている。
【０００３】前記主軸頭２４は、図６に示すように、上
述した主軸２５と、ベアリング４１を介して前記主軸２
５を回転自在に支持するハウジング４０と、ハウジング
４０の前端部に設けられたカバー４２などからなる。
尚、主軸２５の前端部（矢示Ａ方向端部）には、工具Ｔ
が装着されるテーパ孔２５ａが形成されている。
述した主軸２５と、ベアリング４１を介して前記主軸２
５を回転自在に支持するハウジング４０と、ハウジング
４０の前端部に設けられたカバー４２などからなる。
尚、主軸２５の前端部（矢示Ａ方向端部）には、工具Ｔ
が装着されるテーパ孔２５ａが形成されている。
【０００４】前記クランプユニット４７は、図６に示す
ように、主軸２５内に設けられ、当該主軸２５のテーパ
孔２５ａに装着された工具Ｔのプルスタッド（被把持
部）Ｔａを把持するコレット４８と、このコレット４８
に係合したプッシュプルロッド４９と、プッシュプルロ
ッド４９に連結した駆動ロッド５０と、駆動ロッド５０
を矢示Ｂ方向に付勢する皿バネ５１と、駆動ロッド５０
を矢示Ａ方向に移動させる油圧シリンダ（図示せず）な
どからなる。
ように、主軸２５内に設けられ、当該主軸２５のテーパ
孔２５ａに装着された工具Ｔのプルスタッド（被把持
部）Ｔａを把持するコレット４８と、このコレット４８
に係合したプッシュプルロッド４９と、プッシュプルロ
ッド４９に連結した駆動ロッド５０と、駆動ロッド５０
を矢示Ｂ方向に付勢する皿バネ５１と、駆動ロッド５０
を矢示Ａ方向に移動させる油圧シリンダ（図示せず）な
どからなる。
【０００５】また、図７に示すように、前記数値制御装
置６０はＣＮＣ制御部６１，ＰＬＣ制御部６２及び入出
力インターフェース６５などからなり、この入出力イン
ターフェース６５を介して外部の制御回路６６に接続し
ている。また、制御回路６６には操作盤６７や前記クラ
ンプユニット４７などが接続している。
置６０はＣＮＣ制御部６１，ＰＬＣ制御部６２及び入出
力インターフェース６５などからなり、この入出力イン
ターフェース６５を介して外部の制御回路６６に接続し
ている。また、制御回路６６には操作盤６７や前記クラ
ンプユニット４７などが接続している。
【０００６】前記ＣＮＣ制御部６１は、格納された加工
プログラムなどを実行処理して、テーブル２６や主軸頭
２４の軸移動など工作機械２１の基本的な機能部分やＣ
ＲＴ６８の表示などを制御する制御部であり、また、Ｐ
ＬＣ制御部６２はクランプ制御部６３などの処理部を備
え、前記工具マガジン３０，工具交換装置３５やクラン
プユニット４７の作動など、工作機械２１の補助的な機
能部分を制御する。尚、ＣＲＴ６８には、通常、加工プ
ログラムや工具の現在座標位置などが表示されるように
なっている。
プログラムなどを実行処理して、テーブル２６や主軸頭
２４の軸移動など工作機械２１の基本的な機能部分やＣ
ＲＴ６８の表示などを制御する制御部であり、また、Ｐ
ＬＣ制御部６２はクランプ制御部６３などの処理部を備
え、前記工具マガジン３０，工具交換装置３５やクラン
プユニット４７の作動など、工作機械２１の補助的な機
能部分を制御する。尚、ＣＲＴ６８には、通常、加工プ
ログラムや工具の現在座標位置などが表示されるように
なっている。
【０００７】前記クランプ制御部６３は、上述したよう
に、制御回路６６を介して前記クランプユニット４７の
作動を制御するが、通常は、加工プログラムを実行処理
するＣＮＣ制御部６１からツールクランプ指令又はツー
ルアンクランプ指令を受信して前記クランプユニット４
７の油圧シリンダ（図示せず）を駆動し、主軸２５に装
着された工具Ｔをクランプしたり、アンクランプしたり
する。また、操作盤５２からツールクランプ指令又はツ
ールアンクランプ指令を入力する手動操作によっても、
前記クランプユニット４７にクランプ又はアンクランプ
の動作を行わせることが可能であるが、この場合、操作
盤６７から入力されたツールクランプ指令又はツールア
ンクランプ指令は制御回路６６，入出力インターフェー
ス６５，ＰＬＣ制御部６２を順次経由してＣＮＣ制御部
６１に送信され、この後、当該ＣＮＣ制御部６１から前
記クランプ制御部６３にツールクランプ指令又はツール
アンクランプ指令が出力され、これを受信したクランプ
制御部６３によって前記クランプユニット４７が駆動さ
れる。
に、制御回路６６を介して前記クランプユニット４７の
作動を制御するが、通常は、加工プログラムを実行処理
するＣＮＣ制御部６１からツールクランプ指令又はツー
ルアンクランプ指令を受信して前記クランプユニット４
７の油圧シリンダ（図示せず）を駆動し、主軸２５に装
着された工具Ｔをクランプしたり、アンクランプしたり
する。また、操作盤５２からツールクランプ指令又はツ
ールアンクランプ指令を入力する手動操作によっても、
前記クランプユニット４７にクランプ又はアンクランプ
の動作を行わせることが可能であるが、この場合、操作
盤６７から入力されたツールクランプ指令又はツールア
ンクランプ指令は制御回路６６，入出力インターフェー
ス６５，ＰＬＣ制御部６２を順次経由してＣＮＣ制御部
６１に送信され、この後、当該ＣＮＣ制御部６１から前
記クランプ制御部６３にツールクランプ指令又はツール
アンクランプ指令が出力され、これを受信したクランプ
制御部６３によって前記クランプユニット４７が駆動さ
れる。
【０００８】以上の構成を備えた本例の工作機械２１に
よれば、以下のようにして、主軸２５に固定された工具
Ｔが当該主軸２５から取り外され（アンクランプさ
れ）、主軸２５のテーパ孔２５ａに装着された工具Ｔが
当該主軸２５に固定される（クランプされる）。尚、工
具Ｔ，駆動ロッド５０，プッシュプルロッド４９及びコ
レット４８は図６に示した位置にあり、工具Ｔが主軸２
５に固定された状態にあるものとする。
よれば、以下のようにして、主軸２５に固定された工具
Ｔが当該主軸２５から取り外され（アンクランプさ
れ）、主軸２５のテーパ孔２５ａに装着された工具Ｔが
当該主軸２５に固定される（クランプされる）。尚、工
具Ｔ，駆動ロッド５０，プッシュプルロッド４９及びコ
レット４８は図６に示した位置にあり、工具Ｔが主軸２
５に固定された状態にあるものとする。
【０００９】まず、油圧シリンダ（図示せず）に圧油を
供給し、皿バネ５１の付勢力に抗して駆動ロッド５０を
矢示Ａ方向に移動させると、プッシュプルロッド４９及
びコレット４８が同矢示Ａ方向に移動し、工具Ｔのプル
スタッドＴａを把持するコレット４８の先端部が開い
て、当該工具Ｔを主軸２５のテーパ孔２５ａから抜き取
ることができるようになる。
供給し、皿バネ５１の付勢力に抗して駆動ロッド５０を
矢示Ａ方向に移動させると、プッシュプルロッド４９及
びコレット４８が同矢示Ａ方向に移動し、工具Ｔのプル
スタッドＴａを把持するコレット４８の先端部が開い
て、当該工具Ｔを主軸２５のテーパ孔２５ａから抜き取
ることができるようになる。
【００１０】一方、上記の状態で工具Ｔを主軸２５のテ
ーパ孔２５ａに装着すると、そのプルスタッドＴａがコ
レット４８内に挿入された状態となり、この状態で前記
油圧シリンダ（図示せず）への圧油の供給を停止する
と、皿バネ５１の付勢力により駆動ロッド５０が矢示Ｂ
方向に移動してコレット４８が閉状態となり、主軸２５
に装着された工具ＴのプルスタッドＴａが矢示Ｂ方向に
引き込まれた状態でコレット４８によって把持される。
以上によって、工具Ｔが主軸２５に固定される。
ーパ孔２５ａに装着すると、そのプルスタッドＴａがコ
レット４８内に挿入された状態となり、この状態で前記
油圧シリンダ（図示せず）への圧油の供給を停止する
と、皿バネ５１の付勢力により駆動ロッド５０が矢示Ｂ
方向に移動してコレット４８が閉状態となり、主軸２５
に装着された工具ＴのプルスタッドＴａが矢示Ｂ方向に
引き込まれた状態でコレット４８によって把持される。
以上によって、工具Ｔが主軸２５に固定される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにクランプユニット４７には皿バネ５１が使用されて
おり、当然のことながら、かかる皿バネ５１には繰り返
し荷重を受けることによって生じる疲れ限界、即ち寿命
が存在する。しかるに、従来の工作機械２１において
は、かかる皿バネ５１の寿命を検出していなかったた
め、工作機械２１の稼働中に皿バネ５１が寿命に至って
これが破損し、破損時の動作状態によっては、これを復
帰させるのに長時間を要するといった問題があった。
うにクランプユニット４７には皿バネ５１が使用されて
おり、当然のことながら、かかる皿バネ５１には繰り返
し荷重を受けることによって生じる疲れ限界、即ち寿命
が存在する。しかるに、従来の工作機械２１において
は、かかる皿バネ５１の寿命を検出していなかったた
め、工作機械２１の稼働中に皿バネ５１が寿命に至って
これが破損し、破損時の動作状態によっては、これを復
帰させるのに長時間を要するといった問題があった。
【００１２】また、皿バネ５１が破損した場合、その破
損状態によっては他の部品までもが破損してしまう危険
があり、このようにして破損部品が拡大すると、これら
の修理に長時間を要することとなり、工作機械２１の稼
働率が低下するという問題を生じる。また、皿バネ５１
の予備が無い場合には、これを手配した後でなければ修
理を行うことができず、この場合にも工作機械２１の稼
働率が低下することになる。
損状態によっては他の部品までもが破損してしまう危険
があり、このようにして破損部品が拡大すると、これら
の修理に長時間を要することとなり、工作機械２１の稼
働率が低下するという問題を生じる。また、皿バネ５１
の予備が無い場合には、これを手配した後でなければ修
理を行うことができず、この場合にも工作機械２１の稼
働率が低下することになる。
【００１３】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであって、主軸に対して工具を固定するクランプユニ
ットのバネ体の寿命を検出して、これを計画的に交換す
ることができるようにした工作機械の提供を目的とす
る。
のであって、主軸に対して工具を固定するクランプユニ
ットのバネ体の寿命を検出して、これを計画的に交換す
ることができるようにした工作機械の提供を目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、主軸に
設けられたテーパ孔に工具を固定するクランプユニット
と、該クランプユニットの作動を制御する制御部とを備
えた工作機械であって、前記クランプユニットが、前記
工具の被把持部を把持する把持部と、該把持部に連結さ
れた駆動ロッドと、該駆動ロッドを軸方向に移動させる
駆動部と、前記駆動ロッドをその軸方向の一方側に付勢
するバネ体とを備えてなり、前記駆動部又は前記バネ体
の作動により前記駆動ロッドがその軸方向に移動して、
前記把持部により前記工具の被把持部が把持され、前記
工具が主軸のテーパ孔に固定されるように構成された工
作機械において、前記クランプユニットの動作回数を計
数し、累計された前記動作回数が予め定められた基準動
作回数に達したとき前記バネ体が寿命になったと判定す
る寿命判定部を設けたことを特徴とする。
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、主軸に
設けられたテーパ孔に工具を固定するクランプユニット
と、該クランプユニットの作動を制御する制御部とを備
えた工作機械であって、前記クランプユニットが、前記
工具の被把持部を把持する把持部と、該把持部に連結さ
れた駆動ロッドと、該駆動ロッドを軸方向に移動させる
駆動部と、前記駆動ロッドをその軸方向の一方側に付勢
するバネ体とを備えてなり、前記駆動部又は前記バネ体
の作動により前記駆動ロッドがその軸方向に移動して、
前記把持部により前記工具の被把持部が把持され、前記
工具が主軸のテーパ孔に固定されるように構成された工
作機械において、前記クランプユニットの動作回数を計
数し、累計された前記動作回数が予め定められた基準動
作回数に達したとき前記バネ体が寿命になったと判定す
る寿命判定部を設けたことを特徴とする。
【００１５】本発明に係る工作機械によれば、前記寿命
判定部によりクランプユニットの動作回数がカウントさ
れ、累計された動作回数が予め定められた基準動作回数
に達したとき、バネ体が寿命に達したと判定される。
判定部によりクランプユニットの動作回数がカウントさ
れ、累計された動作回数が予め定められた基準動作回数
に達したとき、バネ体が寿命に達したと判定される。
【００１６】バネ体の寿命は、一定の繰り返し荷重を受
けて、これが繰り返して動作するとき、その累積動作回
数で評価され、通常、かかる累積動作回数は経験値とし
て求められている。したがって、クランプユニットの動
作回数、より具体的にはバネ体の動作回数をカウントし
てこれを累計することで、当該バネ体の寿命を判定する
ことができる。そこで、本発明では、バネ体が寿命とな
るまでの既知の動作回数を基準動作回数とする一方、ク
ランプユニットの動作回数をカウントして累計し、累計
された動作回数が基準動作回数に達したとき当該バネ体
が寿命に達したと判定するようにしている。
けて、これが繰り返して動作するとき、その累積動作回
数で評価され、通常、かかる累積動作回数は経験値とし
て求められている。したがって、クランプユニットの動
作回数、より具体的にはバネ体の動作回数をカウントし
てこれを累計することで、当該バネ体の寿命を判定する
ことができる。そこで、本発明では、バネ体が寿命とな
るまでの既知の動作回数を基準動作回数とする一方、ク
ランプユニットの動作回数をカウントして累計し、累計
された動作回数が基準動作回数に達したとき当該バネ体
が寿命に達したと判定するようにしている。
【００１７】このように、この発明によれば、寿命判定
部によってバネ体の寿命を検出するようにしているの
で、前もって交換用のバネ体を用意し、当該バネ体が寿
命となる前にこれを交換するといった計画的なメンテナ
ンスを行うことができる。そして、工作機械の稼働計画
に合わせてその停止中にこのメンテナンス作業を行うよ
うにすれば、更に稼働率の向上を図ることができる。従
って、上述したような、工作機械の稼働中にクランプユ
ニットのバネ体が寿命により破損してその復帰に長時間
を要し、工作機械の稼働率が低下するといった問題が生
じるのを防止することができる。
部によってバネ体の寿命を検出するようにしているの
で、前もって交換用のバネ体を用意し、当該バネ体が寿
命となる前にこれを交換するといった計画的なメンテナ
ンスを行うことができる。そして、工作機械の稼働計画
に合わせてその停止中にこのメンテナンス作業を行うよ
うにすれば、更に稼働率の向上を図ることができる。従
って、上述したような、工作機械の稼働中にクランプユ
ニットのバネ体が寿命により破損してその復帰に長時間
を要し、工作機械の稼働率が低下するといった問題が生
じるのを防止することができる。
【００１８】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１に係る発明において、前記累計動作回数と前記基
準動作回数との比率関係を図形化して表示する表示手段
を設けてなるものである。
求項１に係る発明において、前記累計動作回数と前記基
準動作回数との比率関係を図形化して表示する表示手段
を設けてなるものである。
【００１９】この発明によれば、表示手段により前記累
計動作回数と前記基準動作回数との比率関係が図形化さ
れて表示される。これにより、バネ体の消耗度合いを一
目見て確認することができ、また、日々の消耗進行度合
いを観察することで、何時バネ体が寿命となるのかを容
易に予測することが可能となり、そのメンテナンス計画
を立て易くなる。
計動作回数と前記基準動作回数との比率関係が図形化さ
れて表示される。これにより、バネ体の消耗度合いを一
目見て確認することができ、また、日々の消耗進行度合
いを観察することで、何時バネ体が寿命となるのかを容
易に予測することが可能となり、そのメンテナンス計画
を立て易くなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
に係る工作機械について、添付図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る数値制御装置などを示したブ
ロック図であり、図４は、ＣＲＴに表示される表示画面
の一例を示した説明図である。尚、本例は図５乃至図７
に記載した工作機械を改良したものであって、これと数
値制御装置の構成が一部異なるのみである。したがっ
て、同じ構成部分については、その詳しい説明を省略す
るとともに、図１及び図４においては同一の符号を付し
ている。
に係る工作機械について、添付図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る数値制御装置などを示したブ
ロック図であり、図４は、ＣＲＴに表示される表示画面
の一例を示した説明図である。尚、本例は図５乃至図７
に記載した工作機械を改良したものであって、これと数
値制御装置の構成が一部異なるのみである。したがっ
て、同じ構成部分については、その詳しい説明を省略す
るとともに、図１及び図４においては同一の符号を付し
ている。
【００２１】図１に示すように、本例の数値制御装置１
は、上述した従来のＰＬＣ制御部６２に一部機能を追加
して構成されたＰＬＣ制御部６を備えてなり、表示制御
部１２及び寿命判定部１１を備えた点で、上記ＰＬＣ制
御部６２とその構成が異なっている。
は、上述した従来のＰＬＣ制御部６２に一部機能を追加
して構成されたＰＬＣ制御部６を備えてなり、表示制御
部１２及び寿命判定部１１を備えた点で、上記ＰＬＣ制
御部６２とその構成が異なっている。
【００２２】前記寿命判定部１１は、前記ＣＮＣ制御部
６１からのツールクランプ指令又はツールアンクランプ
指令を受信し、当該ツールクランプ指令又はツールアン
クランプ指令を受信する度に、１をカウントしてこれを
累計し、累計したカウント数と予め設定された基準値と
比較し、累計カウント数が基準値に達したかどうかを判
定する処理部であり、前記累計カウント数や基準値、並
びに累計カウント数が基準値に達したと判定された場合
にはその信号（寿命認定信号）を前記表示制御部１２に
送信する。
６１からのツールクランプ指令又はツールアンクランプ
指令を受信し、当該ツールクランプ指令又はツールアン
クランプ指令を受信する度に、１をカウントしてこれを
累計し、累計したカウント数と予め設定された基準値と
比較し、累計カウント数が基準値に達したかどうかを判
定する処理部であり、前記累計カウント数や基準値、並
びに累計カウント数が基準値に達したと判定された場合
にはその信号（寿命認定信号）を前記表示制御部１２に
送信する。
【００２３】尚、前記累計カウント数は前記クランプユ
ニット４７の累計された動作回数を意味し、基準値はク
ランプユニット４７を構成する皿バネ５１が寿命に至る
と予想される動作回数を意味する。そして、この基準値
は、以下に例示するようにして予め設定され、寿命判定
部１１に格納される。
ニット４７の累計された動作回数を意味し、基準値はク
ランプユニット４７を構成する皿バネ５１が寿命に至る
と予想される動作回数を意味する。そして、この基準値
は、以下に例示するようにして予め設定され、寿命判定
部１１に格納される。
【００２４】即ち、まず、皿バネ５１に作用する取付時
の応力σｉ及び最大荷重が作用するときの最大応力σｍ
を、以下の数式１又は数式２及び図２に示した線図を基
に算出する。尚、数式１及び数式２はＡｌｍｅｎ−Ｌａ
ｓｚｌｏの式である。
の応力σｉ及び最大荷重が作用するときの最大応力σｍ
を、以下の数式１又は数式２及び図２に示した線図を基
に算出する。尚、数式１及び数式２はＡｌｍｅｎ−Ｌａ
ｓｚｌｏの式である。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【数２】
【００２７】ただし、Ｅは縦弾性係数、νはポアソン
比、δは皿バネ５１のたわみ、Ｄは皿バネ５１の外径、
βは応力係数、ｈは皿バネ５１の高さ、γは応力係数、
ｔは皿バネ５１の厚さ、Ｃは初期値から得られる係数で
ある。
比、δは皿バネ５１のたわみ、Ｄは皿バネ５１の外径、
βは応力係数、ｈは皿バネ５１の高さ、γは応力係数、
ｔは皿バネ５１の厚さ、Ｃは初期値から得られる係数で
ある。
【００２８】因みに、取付荷重Ｐｉが６１０ｋｇ、最大
荷重Ｐｍが８４０ｋｇであり、皿バネ５１の外径Ｄが５
４ｍｍ、内径ｄが２５．４ｍｍ、高さｈが１．１ｍｍ、
厚さｔが３．０ｍｍである場合、Ｄ／ｄは約２．０、ｈ
／ｔは約０．３７となり、これらを図２に示した線図に
プロットするとＡ点となる。このＡ点の属する領域は応
力点がｔ１の領域であるから、上記数式１を用いて上記
取付時の応力σｉ及び最大応力σｍを算出すればよいこ
とになる。この数式１を用いて算出した結果を下表表１
に示す。
荷重Ｐｍが８４０ｋｇであり、皿バネ５１の外径Ｄが５
４ｍｍ、内径ｄが２５．４ｍｍ、高さｈが１．１ｍｍ、
厚さｔが３．０ｍｍである場合、Ｄ／ｄは約２．０、ｈ
／ｔは約０．３７となり、これらを図２に示した線図に
プロットするとＡ点となる。このＡ点の属する領域は応
力点がｔ１の領域であるから、上記数式１を用いて上記
取付時の応力σｉ及び最大応力σｍを算出すればよいこ
とになる。この数式１を用いて算出した結果を下表表１
に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】次に、算出した取付時の応力σｉ及び最大
応力σｍ並びに図３に示した線図を基に、皿バネ５１が
寿命となる動作回数を決定する。尚、図３に示した線図
は、取付時の応力σｉ及び最大応力σｍを基にして得ら
れる耐久限度を表す線図であり、経験的に求められた線
図である。
応力σｍ並びに図３に示した線図を基に、皿バネ５１が
寿命となる動作回数を決定する。尚、図３に示した線図
は、取付時の応力σｉ及び最大応力σｍを基にして得ら
れる耐久限度を表す線図であり、経験的に求められた線
図である。
【００３１】因みに、上例の取付時の応力σｉが６３ｋ
ｇ／ｍｍ２、最大応力σｍが９２ｋｇ／ｍｍ２である場
合、これを図３にプロットするとＢ点となり、基準値
（寿命動作回数）として２×１０６回が得られる。そし
て、このようにして決定された基準値が寿命判定部１１
に格納される。
ｇ／ｍｍ２、最大応力σｍが９２ｋｇ／ｍｍ２である場
合、これを図３にプロットするとＢ点となり、基準値
（寿命動作回数）として２×１０６回が得られる。そし
て、このようにして決定された基準値が寿命判定部１１
に格納される。
【００３２】また、前記表示制御部１２は、前記寿命判
定部１１から前記累計カウント数及び基準値を受信し
て、これらの比率関係を図形化して、例えば、図４に示
すような画面を、ＣＮＣ制御部６１を介してＣＲＴ６８
に表示させる。また、前記寿命判定部１１から寿命認定
信号を受信して、前記皿バネ５１の交換を要求するメッ
セージをＣＲＴ６８に表示させる。尚、図４に示した表
示画面では、前記基準値が「全寿命」と表示され、累計
カウント数が「現在値（％）」と表示されており、皿バ
ネ５１の消耗状況が一見して分かるようになっている。
定部１１から前記累計カウント数及び基準値を受信し
て、これらの比率関係を図形化して、例えば、図４に示
すような画面を、ＣＮＣ制御部６１を介してＣＲＴ６８
に表示させる。また、前記寿命判定部１１から寿命認定
信号を受信して、前記皿バネ５１の交換を要求するメッ
セージをＣＲＴ６８に表示させる。尚、図４に示した表
示画面では、前記基準値が「全寿命」と表示され、累計
カウント数が「現在値（％）」と表示されており、皿バ
ネ５１の消耗状況が一見して分かるようになっている。
【００３３】以上の構成を備えた本例の数値制御装置１
によれば、加工プログラムを実行処理することにより、
或いは手動操作によってＣＮＣ制御部６１からＰＬＣ制
御部６にツールクランプ指令又はツールアンクランプ指
令が送信されると、寿命判定部１１は当該ツールクラン
プ指令又はツールアンクランプ指令を受信する度に、１
をカウントしてこれを累計し、累計したカウント数と予
め設定された基準値と比較し、累計カウント数が基準値
に達したかどうかを判定する。
によれば、加工プログラムを実行処理することにより、
或いは手動操作によってＣＮＣ制御部６１からＰＬＣ制
御部６にツールクランプ指令又はツールアンクランプ指
令が送信されると、寿命判定部１１は当該ツールクラン
プ指令又はツールアンクランプ指令を受信する度に、１
をカウントしてこれを累計し、累計したカウント数と予
め設定された基準値と比較し、累計カウント数が基準値
に達したかどうかを判定する。
【００３４】そして、寿命判定部１１によって、累計カ
ウント数が基準値に達したと判定されると、前記皿バネ
５１の交換を要求するメッセージがＣＲＴ６８に表示さ
れる。また、ＣＲＴ６８には皿バネ５１の消耗状況が一
見して分かるように、前記累計カウント数と基準値との
比率関係を図形化した、図４に例示する如き画面が表示
される。
ウント数が基準値に達したと判定されると、前記皿バネ
５１の交換を要求するメッセージがＣＲＴ６８に表示さ
れる。また、ＣＲＴ６８には皿バネ５１の消耗状況が一
見して分かるように、前記累計カウント数と基準値との
比率関係を図形化した、図４に例示する如き画面が表示
される。
【００３５】このように、本例によれば、寿命判定部１
１によって皿バネ５１の寿命を検出するようにしている
ので、前もって交換用の皿バネ５１を用意し、当該皿バ
ネ５１が寿命となる前にこれを交換するといった計画的
なメンテナンスを行うことが可能となる。また、工作機
械２１の稼働計画に合わせてその停止中にこのメンテナ
ンス作業を行うようにすれば、更に稼働率の向上を図る
ことができる。また、皿バネ５１の消耗度合いをＣＲＴ
６８に表示するようにしているので、日々の消耗進行度
合いを観察することで、何時皿バネ５１が寿命となるの
かを容易に予測することが可能となり、そのメンテナン
ス計画の立案が容易となる。
１によって皿バネ５１の寿命を検出するようにしている
ので、前もって交換用の皿バネ５１を用意し、当該皿バ
ネ５１が寿命となる前にこれを交換するといった計画的
なメンテナンスを行うことが可能となる。また、工作機
械２１の稼働計画に合わせてその停止中にこのメンテナ
ンス作業を行うようにすれば、更に稼働率の向上を図る
ことができる。また、皿バネ５１の消耗度合いをＣＲＴ
６８に表示するようにしているので、日々の消耗進行度
合いを観察することで、何時皿バネ５１が寿命となるの
かを容易に予測することが可能となり、そのメンテナン
ス計画の立案が容易となる。
【００３６】尚、本例では、皿バネ５１が寿命に達した
ときに、その交換を要求するメッセージをＣＲＴ６８に
表示するようにしたが、ランプやブザーにより警報を鳴
らすようにしても良い。
ときに、その交換を要求するメッセージをＣＲＴ６８に
表示するようにしたが、ランプやブザーにより警報を鳴
らすようにしても良い。
【００３７】また、上述した例では、クランプユニット
４７に皿バネ５１が用いられた構成を例示したが、これ
に限られるものではなく、バネ体として、例えば、皿バ
ネ５１に代えてコイルバネを用いたものなどについて
も、本発明を適用することができる。
４７に皿バネ５１が用いられた構成を例示したが、これ
に限られるものではなく、バネ体として、例えば、皿バ
ネ５１に代えてコイルバネを用いたものなどについて
も、本発明を適用することができる。
【００３８】また、皿バネ５１に関する基準値（寿命動
作回数）の設定手法は、上例のものに限られるものでは
なく、これを適正に設定できるのであれば、他の手法に
よってこれを設定しても良い。
作回数）の設定手法は、上例のものに限られるものでは
なく、これを適正に設定できるのであれば、他の手法に
よってこれを設定しても良い。
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の数値制御
装置などを示したブロック図である。
装置などを示したブロック図である。
【図２】本実施形態に係る基準値を決定するために用い
られる特性図である。
られる特性図である。
【図３】本実施形態に係る基準値を決定するために用い
られる応力と耐久限度との関係を示した特性図である。
られる応力と耐久限度との関係を示した特性図である。
【図４】本実施形態に係るＣＲＴに表示される表示画面
の一例を示した説明図である。
の一例を示した説明図である。
【図５】従来例に係る工作機械の全体を示す正面図であ
る。
る。
【図６】図５に示した工作機械の主軸頭部分を示す断面
図である。
図である。
【図７】従来例に係る工作機械の数値制御装置などを示
したブロック図である。
したブロック図である。
１ 数値制御装置 ６ ＰＬＣ制御部 １１ 寿命判定部 １２ 表示制御部 ２４ 主軸頭 ２５ 主軸 ２５ａ テーパ孔 ４０ ハウジング ４７ クランプユニット ４８ コレット ５０ 駆動ロッド ５１ 皿バネ ６１ ＣＮＣ制御部 ６２ ＰＬＣ制御部 ６３ クランプ制御部 ６４ 表示制御部 ６５ 入出力インターフェース ６６ 制御回路 ６７ 操作盤 ６８ ＣＲＴ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤松 良昭 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 (72)発明者 藤嶋 誠 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 Ｆターム(参考） 3C032 AA02
Claims (2)
- 【請求項１】 主軸に設けられたテーパ孔に工具を固定
するクランプユニットと、該クランプユニットの作動を
制御する制御部とを備えた工作機械であって、前記クラ
ンプユニットが、前記工具の被把持部を把持する把持部
と、該把持部に連結された駆動ロッドと、該駆動ロッド
を軸方向に移動させる駆動部と、前記駆動ロッドをその
軸方向の一方側に付勢するバネ体とを備えてなり、前記
駆動部又は前記バネ体の作動により前記駆動ロッドがそ
の軸方向に移動して、前記把持部により前記工具の被把
持部が把持され、前記工具が主軸のテーパ孔に固定され
るように構成された工作機械において、 前記クランプユニットの動作回数を計数し、累計された
前記動作回数が予め定められた基準動作回数に達したと
き前記バネ体が寿命になったと判定する寿命判定部を設
けたことを特徴とする工作機械。 - 【請求項２】 前記累計動作回数と前記基準動作回数と
の比率関係を図形化して表示する表示手段を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の工作機械。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134509A JP2001315010A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 工作機械 |
| DE60102508T DE60102508T2 (de) | 2000-05-08 | 2001-05-04 | Werkzeugmaschine mit Mittel zur Detektion des Endes der Lebensdauer |
| EP01110155A EP1153706B8 (en) | 2000-05-08 | 2001-05-04 | Machine tool with service life end detection means |
| US09/849,269 US6402442B2 (en) | 2000-05-08 | 2001-05-07 | Machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134509A JP2001315010A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 工作機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001315010A true JP2001315010A (ja) | 2001-11-13 |
Family
ID=18642776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134509A Pending JP2001315010A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 工作機械 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6402442B2 (ja) |
| EP (1) | EP1153706B8 (ja) |
| JP (1) | JP2001315010A (ja) |
| DE (1) | DE60102508T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6836698B2 (en) | 2003-03-26 | 2004-12-28 | Mori Seiki Co., Ltd. | Maintenance system for machine tool |
| JP2006347716A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Eagle Kuranpu Kk | 吊りクランプの履歴表示装置 |
| WO2008120692A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 工作機械の主軸装置 |
| JP2010017830A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 工作機械におけるクランプばね劣化検出装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10316244B3 (de) * | 2003-04-09 | 2004-07-29 | Siemens Ag | Bearbeitungsspindel mit Ausstoßfunktion |
| DE102005016870A1 (de) * | 2005-04-07 | 2006-10-12 | Kaltenbach & Voigt Gmbh | Medizinisches, insbesondere dentalmedizinisches, Handstück mit einer lösbaren Kupplung für einen Werkzeughalter |
| DE102005016869A1 (de) * | 2005-04-07 | 2006-10-12 | Kaltenbach & Voigt Gmbh | Medizinisches Handstück mit einer Spannzange |
| DE102005058038B3 (de) * | 2005-12-05 | 2007-07-26 | Siemens Ag | Verfahren und Steuereinrichtung zur Bestimmung der Zeitdauer bis zu einer notwendigen Wartung eines Maschinenelementes |
| US20070151954A1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-05 | General Electric Company | Methods and apparatus for fabricating components |
| TW201327074A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-01 | Foxnum Technology Co Ltd | 數控機床工具機及其控制方法 |
| CN105228798B (zh) | 2013-02-26 | 2017-06-09 | 艾沛克斯品牌公司 | 具有模块化结构的主动进给工具 |
| JP6492502B2 (ja) * | 2014-10-03 | 2019-04-03 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の主軸装置 |
| JP6629815B2 (ja) * | 2017-10-23 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | 寿命推定装置及び機械学習装置 |
| JP6966166B2 (ja) * | 2017-11-15 | 2021-11-10 | オークマ株式会社 | 工作機械の送り軸の稼働状態表示装置及び稼働状態表示方法 |
| DE102017130873B4 (de) * | 2017-12-21 | 2020-04-23 | Fibro Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung eines Keiltriebwerkzeugs |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4351029A (en) * | 1979-12-05 | 1982-09-21 | Westinghouse Electric Corp. | Tool life monitoring and tracking apparatus |
| US4398136A (en) * | 1981-12-22 | 1983-08-09 | Enshu Limited | Controller for automatic tool changer |
| US4507834A (en) * | 1983-05-27 | 1985-04-02 | Sperry Corporation | Drilling monitor |
| JPS61178159A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-09 | Yamazaki Mazak Corp | 工作機械保守管理装置 |
| JPS61257744A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 点検保守情報表示装置 |
| US4702650A (en) * | 1985-08-08 | 1987-10-27 | Dresser Industries, Inc. | Positive feed drill use counter |
| FR2588492B1 (fr) * | 1985-10-14 | 1989-05-26 | Aerospatiale | Porte-outil de securite pour machine-outil |
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| JP3348392B2 (ja) | 1995-08-25 | 2002-11-20 | オークマ株式会社 | 工具グリッパの寿命検出装置 |
| DE19629991A1 (de) * | 1996-07-25 | 1998-01-29 | Ima Montagetechnik Gmbh | Arbeitsspindel für eine Werkzeugmaschine |
| JP2001350510A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-21 | Mori Seiki Co Ltd | 工作機械保守管理システム |
-
2000
- 2000-05-08 JP JP2000134509A patent/JP2001315010A/ja active Pending
-
2001
- 2001-05-04 EP EP01110155A patent/EP1153706B8/en not_active Revoked
- 2001-05-04 DE DE60102508T patent/DE60102508T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-07 US US09/849,269 patent/US6402442B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1153706A2 (en) | 2001-11-14 |
| DE60102508D1 (de) | 2004-05-06 |
| EP1153706B1 (en) | 2004-03-31 |
| US20010048858A1 (en) | 2001-12-06 |
| EP1153706B8 (en) | 2004-07-21 |
| US6402442B2 (en) | 2002-06-11 |
| DE60102508T2 (de) | 2005-03-24 |
| EP1153706A3 (en) | 2002-11-27 |
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