JP2007276031A - Method and apparatus for monitoring processing target gripping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工対象物把握手段で把握した加工対象物を回転させて安全に加工するのに好適な加工対象物把握手段の監視方法および加工対象物把握手段の監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring method for a processing object grasping means and a monitoring apparatus for the processing object grasping means suitable for rotating and processing the processing object grasped by the processing object grasping means safely.
従来から、工作機械、例えば、普通旋盤、自動旋盤、NC旋盤およびCNC旋盤などの旋盤や円筒研削盤などにおいては、回転駆動される主軸(スピンドル)の先端に加工対象物(ワーク)を着脱自在に把握するための複数の爪を備えた加工対象物把握手段(チャック)が取着されている。そして、加工対象物把握手段により加工対象物を外側からあるいは内側から締め付けて把握させてから、加工対象物を主軸に取着された加工対象物把握手段とともに回転させ、工具(バイトあるいは砥石)を加工対象物に接触させて加工(切削加工あるいは研削加工)を行うようになっている。 Conventionally, in machine tools, for example, lathes such as ordinary lathes, automatic lathes, NC lathes and CNC lathes, and cylindrical grinders, a workpiece (workpiece) can be freely attached to and detached from the tip of a spindle that is rotationally driven. A workpiece grasping means (chuck) having a plurality of claws for grasping is attached. Then, the workpiece is clamped from outside or inside by the workpiece grasping means, and then rotated together with the workpiece grasping means attached to the spindle, and the tool (tool or grindstone) is rotated. Processing (cutting or grinding) is performed in contact with the workpiece.
加工対象物を把握する加工対象物把握手段としては、主軸台に回転可能に支持された主軸の先端に取り付けられる剛性を有するチャック本体(チャックボディ)に、加工対象物を把握するための径方向に移動自在とされた開閉自在な複数の爪(ジョー)が配設されて構成されている。 As the processing object grasping means for grasping the processing object, the chuck body (chuck body) having rigidity attached to the tip of the spindle rotatably supported by the headstock is used to grasp the processing object in the radial direction. A plurality of freely openable / closable jaws (jaws) are provided.
また、このような加工対象物把握手段としては、普通旋盤などに用いられている爪の開閉を人手により行う手締めチャックと、NC旋盤などに用いられている爪の開閉を駆動源たるアクチュエータの駆動力を用いて行うパワーチャックとがある。 Further, as such a workpiece grasping means, there are a hand-tightening chuck for manually opening and closing a claw used for a normal lathe and an actuator for driving a claw opening and closing used for an NC lathe. There is a power chuck that uses a driving force.
なお、手締めチャックには、各爪が単独で動く単独チャックと、各爪が一緒に動く連動チャックとがある。 The hand-tightening chuck includes a single chuck in which each claw moves independently and an interlocked chuck in which each claw moves together.
近年の加工対象物把握手段としては、人手をかけずに生産性の向上や加工時間の短縮による低コスト化を容易に図ることができるなどの理由により、パワーチャックが一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照)。 A power chuck is generally used as a means for grasping a workpiece in recent years because it can easily improve productivity and reduce costs by reducing machining time without manpower. (For example, refer to Patent Document 1).
従来のパワーチャックについて、アクチュエータとして油圧シリンダを用いた油圧チャックを例示して説明する。 A conventional power chuck will be described by exemplifying a hydraulic chuck using a hydraulic cylinder as an actuator.
従来の油圧チャックは、主軸後部に設けた油圧シリンダを油圧により駆動して、主軸内に配設されている連結部材としてのドローパイプ(ドローチューブ)を進退移動させ、これによりチャック本体のくさび機構、レバー機構などの伝達機構を介してチャック本体に設けられたマスタジョーにボルトなどで着脱可能に固定された複数の爪を径方向へ進退移動させて開閉を同時に行うように構成されている。 In the conventional hydraulic chuck, a hydraulic cylinder provided at the rear of the main shaft is driven by hydraulic pressure, and a draw pipe (draw tube) as a connecting member disposed in the main shaft is moved forward and backward, thereby a wedge mechanism of the chuck body. A plurality of claws, which are detachably fixed with bolts or the like to a master jaw provided in the chuck body via a transmission mechanism such as a lever mechanism, are configured to be moved forward and backward in the radial direction so as to be opened and closed simultaneously.
ところで、加工対象物把握手段の爪で加工対象物を把握して加工する場合、加工対象物を回転させると、回転にともなう遠心力により爪で把握している加工対象物に対する把握力が減少あるいは増加することが知られている。 By the way, when a workpiece is grasped and processed by the nail of the workpiece grasping means, if the workpiece is rotated, the grasping force for the workpiece to be grasped by the nail is reduced by the centrifugal force accompanying the rotation or It is known to increase.
例えば、油圧チャックの爪で加工対象物を外側から把握(外径把握)する場合には、図10の回転速度と把握力との関係を示す把握力減少線図に示すように、爪で加工対象物を把握したセット状態(加工対象物に回転を付与しない回転速度が零の非回転状態)での把握力を12KNとした場合、回転速度が毎分5000になると、把握力は、遠心力の影響を受けて4KN減少して8KNとなる。なお、図10には、セット状態での把握力を10KNおよび6KNとした場合の回転速度と把握力の関係についても併せて示してある。 For example, when grasping an object to be processed from the outside (grasping the outer diameter) with the nail of the hydraulic chuck, machining with the nail is performed as shown in the grasping force decrease diagram showing the relationship between the rotation speed and the grasping force in FIG. When the grasping force in the set state in which the object is grasped (non-rotating state in which the rotation speed is not applied to the object to be processed is 12KN) is 12 KN, the grasping force is the centrifugal force when the rotation speed becomes 5000 per minute. As a result, 4KN decreases to 8KN. FIG. 10 also shows the relationship between the rotational speed and the grasping force when the grasping force in the set state is 10 KN and 6 KN.
したがって、油圧チャックの爪で加工対象物を外径把握する場合のセット状態での把握力は、オペレータの経験などに基づいて回転速度、すなわち、遠心力による減少を考慮して不足が生じないように設定されるようになっている。 Therefore, the grasping force in the set state when grasping the outer diameter of the workpiece with the claw of the hydraulic chuck does not cause shortage in consideration of the rotational speed, that is, the decrease due to the centrifugal force based on the experience of the operator. Is set to.
また、油圧チャックの爪で筒状などの加工対象物を内側から把握(内径把握)する場合には、図11の回転速度と把握力との関係を示す把握力増加線図に示すように、セット状態での把握力を4KNとした場合、回転速度が毎分5000になると、遠心力の影響を受けて4KN増加して8KNとなる。なお、図11には、セット状態での把握力を6KN、8KN、および、10KNとした場合の回転速度と把握力との関係についても併せて示してある。 In addition, when grasping a cylindrical workpiece or the like from the inside with the claws of the hydraulic chuck (inner diameter grasping), as shown in the grasping force increasing diagram showing the relationship between the rotational speed and the grasping force in FIG. Assuming that the grasping force in the set state is 4 KN, when the rotational speed is 5000 per minute, it is increased by 4 KN to 8 KN due to the influence of centrifugal force. FIG. 11 also shows the relationship between the rotational speed and the grasping force when the grasping force in the set state is 6KN, 8KN, and 10KN.
したがって、パワーチャックの爪で加工対象物を内径把握する場合のセット状態での把握力は、オペレータの経験などに基づいて回転速度、すなわち、遠心力による増加および加工対象物が把握力の増加で変形しないように考慮して過剰にならないように設定されるようになっている。 Therefore, the grasping force in the set state when grasping the inner diameter of the workpiece with the claw of the power chuck is based on the operator's experience, etc., due to the rotation speed, that is, the increase due to centrifugal force and the increase in the grasping force of the workpiece. Considering not to deform, it is set so as not to be excessive.
なお、油圧チャックの爪による加工対象物の把握力は、油圧シリンダのピストンの軸方向への力(油圧シリンダの出力)、ひいては、油圧シリンダの油圧に正比例するものである。この把握力とピストンの力との関係の一例を図12の線図に示す。また、把握力と油圧シリンダの油圧との関係の一例を図13の線図に示す。 Note that the grasping force of the object to be processed by the claw of the hydraulic chuck is directly proportional to the force in the axial direction of the piston of the hydraulic cylinder (output of the hydraulic cylinder), and consequently the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder. An example of the relationship between the gripping force and the piston force is shown in the diagram of FIG. An example of the relationship between the gripping force and the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is shown in the diagram of FIG.
ところで、加工対象物把握手段の爪による加工対象物の把握力は、遠心力により増減するので、回転速度と把握力の関係を認識したうえで把握力を設定して加工を行わないと、加工精度および安全性の面で大きな影響を受けることになる。 By the way, since the grasping force of the object to be processed by the nail of the object to be processed grasping means increases / decreases due to the centrifugal force, it is necessary to set the grasping force after performing the processing after recognizing the relationship between the rotational speed and the grasping force. It will be greatly affected in terms of accuracy and safety.
特に、生産性の向上や加工時間の短縮による低コスト化などの理由により高速の加工が求められている近年においては、回転速度と把握力の関係を認識したうえで把握力を設定して加工を行うことが加工精度および安全性の面でより重要となっている。 In particular, in recent years when high-speed machining is required for reasons such as improving productivity and reducing costs by shortening machining time, it is necessary to set the grasping force after recognizing the relationship between the rotation speed and grasping force. It is more important in terms of machining accuracy and safety.
そこで、加工対象物把握手段に測定用の回転体を把握させることにより、把握力と回転速度を直接測定することのできる把握力測定器が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, a grasping force measuring device has been proposed that can directly measure the grasping force and the rotational speed by causing the workpiece grasping means to grasp the rotating body for measurement (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来の把握力測定器では、近年の安全性の向上に応えることができないという問題点があった。 However, the conventional grasping force measuring device has a problem that it cannot respond to the recent improvement in safety.
すなわち、従来の把握力測定器では、加工対象物の代わりに回転体を加工対象物把握手段で把握することで、単に、遠心力の影響による把握力と回転速度との関係を予め測定し、得られた把握力の検出値および回転速度の値を外部の表示装置により表示するものに過ぎず、実際の工作機械における加工対象物把握手段の爪に加工対象物をセットしたセット状態および加工対象物を回転させた回転状態(加工中を含む)での把握力を監視することはできないという問題点があった。 That is, in the conventional grasping force measuring device, by simply grasping the rotating body instead of the object to be processed by the object grasping means, simply measure in advance the relationship between the grasping force due to the centrifugal force and the rotational speed, The detected value of the grasping force and the value of the rotational speed obtained are merely displayed on an external display device, and the set state and the processing object are set with the processing object set on the nail of the processing object grasping means in an actual machine tool. There is a problem in that it is impossible to monitor grasping force in a rotating state (including during processing) in which an object is rotated.
なぜならば、加工対象物把握手段による加工対象物の把握力は、遠心力の影響による増減だけではなく、回転状態において加工対象物に加わる切削力あるいは研削力に代表される外力などの各種の遠心力以外の要因によっても不均衡になったり減少したりする。 This is because the grasping force of the object to be processed by the object grasping means is not only the increase / decrease due to the influence of the centrifugal force, but also various centrifugal forces such as external force represented by cutting force or grinding force applied to the object under rotation. Factors other than force can cause imbalance or decrease.
例えば、加工対象物が鍛造や鋳物などのバリを有する場合、バリが大きいと、バリの加工部分とそれ以外の部分では加工代が異なるために、切削抵抗あるいは研削抵抗が大きく変動して把握力が不均衡になったり減少したりする。 For example, if the workpiece has burrs such as forging or casting, if the burrs are large, the machining allowance will be different between the burrs and other parts. Becomes imbalanced or decreases.
このように遠心力以外の要因により加工中において把握力が不均衡になったり減少したりして加工対象物の把握力が不足すると、加工中に爪で把握している加工対象物が偏心し、加工対象物が爪の把握面でスリップしたり、甚だしくは、加工対象物が爪から離脱して周囲に飛ぶおそれがある。 Thus, if the grasping force becomes unbalanced or decreases during machining due to factors other than centrifugal force and the grasping force of the object to be processed is insufficient, the object to be grasped by the nail during machining will be eccentric. There is a risk that the object to be processed slips on the gripping surface of the nail or the object to be processed is detached from the nail and flies around.
また、パワーチャックの場合には、ドローパイプの破損、アクチュエータの作動流体の漏れ(油圧チャックにおける作動油の配管からの漏れ、空気圧チャックにおける圧縮空気の配管からの漏れ)、作動流体の温度の変動(油圧チャックにおける作動油の温度変化、空気圧チャックにおける圧縮空気の温度変化)、作動流体の劣化(油圧チャックにおける作動油の劣化)、アクチュエータの劣化(電動チャックにおけるコイルの劣化)などによる把握力の減少がある。 In the case of a power chuck, breakage of the draw pipe, leakage of the working fluid of the actuator (leakage from the hydraulic oil piping in the hydraulic chuck, leakage from the compressed air piping in the pneumatic chuck), fluctuations in the temperature of the working fluid (Changes in temperature of hydraulic oil in hydraulic chucks, temperature changes in compressed air in pneumatic chucks), deterioration of working fluid (deterioration of hydraulic oil in hydraulic chucks), deterioration of actuators (deterioration of coils in electric chucks), etc. There is a decrease.
さらに、パワーチャックにおけるマスタージョーなどの摺動部分に配置されているグリースが切削液あるいは研削液により洗い流されたり、摺動部分に切粉が侵入してグリースに切粉が混在したりして摺動部分の摺動抵抗が大きくなった時の把握力の減少がある。 In addition, grease placed on sliding parts such as the master jaw in the power chuck may be washed away by cutting fluid or grinding fluid, or chips may enter the sliding parts and mix with the grease. There is a decrease in gripping force when the sliding resistance of the moving part increases.
これらのように遠心力以外の要因により把握力の減少などが発生して加工対象物の把握力が不足すると、セット状態において駆動源から所定の力を付与しても本来の把握力を得ることができず、回転状態での加工対象物の把握力も本来の把握力を得ることができなくなる。 If the gripping force decreases due to factors other than centrifugal force and the gripping force of the workpiece is insufficient, the original gripping force can be obtained even if a predetermined force is applied from the drive source in the set state. In other words, the grasping force of the workpiece in the rotating state cannot be obtained as the original grasping force.
そこで、安全性の向上を図ることのできる加工対象物把握手段の監視方法および加工対象物把握手段の監視装置が求められている。 Therefore, there is a need for a monitoring method for a processing object grasping means and a monitoring apparatus for the processing object grasping means that can improve safety.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、安全性の向上を図ることのできる加工対象物把握手段の監視方法および加工対象物把握手段の監視装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a point, and it aims at providing the monitoring method of the workpiece grasping means and the monitoring apparatus of the workpiece grasping means which can aim at the improvement of safety. .
前述した目的を達成するため、本発明に係る加工対象物把握手段の監視方法の特徴は、主軸台に回転可能に支持された主軸の先端に取り付けられるチャック本体およびこのチャック本体に開閉自在に配設された複数の爪を具備する加工対象物把握手段の前記複数の爪による加工対象物の把握力を検出する把握力検出手段を設け、前記把握力検出手段により検出される把握力の検出値を予め設定された閾値と比較することにより前記加工対象物把握手段による加工対象物の把握力の異常の有無を判別し、前記把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知する点にある。 In order to achieve the above-described object, the feature of the method for monitoring a workpiece grasping means according to the present invention is that a chuck body attached to the tip of a spindle that is rotatably supported by the spindle stock, and that the chuck body can be freely opened and closed. A grasping force detection means for detecting a grasping force of the object to be processed by the plurality of claws of the object grasping means provided with a plurality of claws provided, and a detected value of the grasping force detected by the grasping force detection means Is compared with a preset threshold value to determine whether there is an abnormality in the grasping force of the object to be processed by the object to be grasped, and if it is determined that there is an abnormality in the grasping force, The point is to notify.
前記閾値が下限値であり、前記検出値が前記閾値未満の場合に、前記把握力が不足の異常と判断することが好ましく、また、前記閾値が上限値であり、前記検出値が前記閾値を越える場合に、前記把握力が過剰の異常と判断することが好ましく、さらにまた、前記閾値が下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲であり、前記検出値が前記許容範囲外の場合に、前記把握力が不足あるいは過剰の異常と判断することが好ましい。 When the threshold value is a lower limit value and the detection value is less than the threshold value, it is preferable to determine that the grasping power is insufficient, the threshold value is an upper limit value, and the detection value is less than the threshold value. When it exceeds, it is preferable to determine that the grasping force is excessively abnormal. Furthermore, the threshold value is an allowable range constituted by two of a lower limit value and an upper limit value, and the detected value is outside the allowable range. In this case, it is preferable to determine that the grasping power is insufficient or excessive.
また、本発明に係る加工対象物把握手段の監視装置の特徴は、主軸台に回転可能に支持された主軸の先端に取り付けられるチャック本体およびこのチャック本体に開閉自在に配設された複数の爪を具備する加工対象物把握手段の開閉自在な複数の爪による加工対象物の把握力を検出する把握力検出手段と、前記複数の爪による加工対象物の把握力の異常をオペレータに告知する告知手段と、前記複数の爪による加工対象物の把握力の閾値が記憶される記憶部と演算部とを備え、前記演算部により前記把握力検出手段から送出される把握力の検出値を前記記憶部に記憶された閾値と比較して前記加工対象物把握手段による加工対象物の把握力の異常の有無を判別し、前記把握力に異常があると判断した場合、前記告知手段を動作させる制御部とを有している点にある。 Further, the monitoring device of the workpiece grasping means according to the present invention is characterized in that a chuck body attached to the tip end of a spindle rotatably supported on the spindle head and a plurality of claws provided on the chuck body so as to be opened and closed. A grasping force detecting means for detecting grasping force of the object to be processed by a plurality of freely openable / closable claws, and a notice for notifying an operator of abnormality in grasping force of the object to be processed by the plurality of nails And a storage unit for storing a threshold value of grasping force of the processing object by the plurality of nails, and a calculation unit, and the detection value of the grasping force sent from the grasping force detection unit by the calculation unit is stored in the storage unit. Control for operating the notification means when it is judged that there is an abnormality in the grasping force of the object to be processed by the object grasping means by comparing with the threshold value stored in the section. Department and There in that it has.
前記閾値が下限値であり、前記制御部は、前記検出値が前記閾値未満の場合に、前記把握力が不足の異常と判断するように構成されていることが好ましく、また、前記閾値が上限値であり、前記制御部は、前記検出値が前記閾値を越える場合に、前記把握力が過剰の異常と判断することが好ましく、さらにまた、前記閾値が下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲であり、前記制御部は、前記検出値が前記許容範囲外の場合に、前記把握力が不足あるいは過剰の異常と判断することが好ましい。 The threshold value is a lower limit value, and the control unit is preferably configured to determine that the grasping power is insufficient when the detected value is less than the threshold value, and the threshold value is an upper limit value. Preferably, the control unit determines that the grasping force is excessively abnormal when the detected value exceeds the threshold value. Further, the threshold value is constituted by two of a lower limit value and an upper limit value. Preferably, the control unit determines that the grasping power is insufficient or excessively abnormal when the detected value is outside the allowable range.
前記把握力検出手段は、前記爪に設けられていることが好ましい。また、前記複数の爪は、連結部材を介して接続された駆動源たるアクチュエータの駆動力により開閉自在に形成されていることが好ましく、前記アクチュエータは、油圧シリンダであることが好ましい。さらに、前記把握力検出手段は、前記複数の爪、連結部材およびアクチュエータのうちの少なくともいずれかに配設されていることが好ましく、前記把握力検出手段は、歪みゲージであることが好ましい。さらにまた、前記チャック本体は、取付部材を介して前記主軸の先端に取り付けられており、この取付部材に前記告知手段が設けられていることが好ましい。 The grasping force detecting means is preferably provided on the nail. The plurality of claws are preferably formed to be openable and closable by a driving force of an actuator as a driving source connected through a connecting member, and the actuator is preferably a hydraulic cylinder. Further, the grasping force detecting means is preferably disposed on at least one of the plurality of claws, the connecting member, and the actuator, and the grasping force detecting means is preferably a strain gauge. Furthermore, it is preferable that the chuck body is attached to the tip of the main shaft via an attachment member, and the notification means is provided on the attachment member.
本発明に係る加工対象物把握手段の監視方法によれば、加工対象物把握手段の爪による加工対象物の把握力を検出して把握力の異常の有無を判別し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知することができるので、加工対象物把握手段による加工対象物の把握力の異常をオペレータに容易に認識させることができる。 According to the monitoring method of the processing object grasping means according to the present invention, the grasping force of the processing object by the nail of the processing object grasping means is detected to determine whether or not the grasping force is abnormal, and the grasping force is abnormal. If it is determined, the operator can be notified of the abnormality, so that the operator can easily recognize the abnormality in the grasping power of the workpiece by the workpiece grasping means.
また、本発明に係る加工対象物把握手段の監視装置によれば、本発明の加工対象物把握手段の監視方法を容易に実施することができる。 Moreover, according to the monitoring apparatus for the processing object grasping means according to the present invention, the monitoring method for the processing object grasping means of the present invention can be easily implemented.
したがって、本発明に係る加工対象物把握手段の監視方法および加工対象物把握手段の監視装置によれば、安全性の向上を図ることができる。 Therefore, according to the monitoring method of the processing object grasping means and the monitoring apparatus of the processing object grasping means according to the present invention, safety can be improved.
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
図1は本発明に係る加工対象物把握手段の監視装置の実施形態の要部を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of a monitoring device for a workpiece grasping means according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態の加工対象物把握手段の監視装置(以下、単に、監視装置と記す。)1は、把握力検出手段2、告知手段3および制御部4を有している。なお、本実施形態の監視装置1を用いた加工対象物把握手段21の構成については後述する。 As shown in FIG. 1, a monitoring device (hereinafter simply referred to as a monitoring device) 1 for a processing object grasping means 1 of this embodiment has a grasping force detection means 2, a notification means 3, and a control unit 4. Yes. In addition, the structure of the workpiece target grasping means 21 using the monitoring device 1 of the present embodiment will be described later.
前記把握力検出手段2は、後述する加工対象物把握手段21の爪27による加工対象物Wの把握力を検出するためのものであり、有線あるいは無線により制御部4と電気的に接続されている。そして、加工対象物把握手段21、詳しくは加工対象物把握手段21の爪27が加工対象物Wを把握した際の把握力を検出して、その検出した把握力の検出値を制御部4に送出することができるようになっている。 The grasping force detection means 2 is for detecting the grasping force of the workpiece W by the claw 27 of the workpiece grasping means 21 described later, and is electrically connected to the control unit 4 by wire or wirelessly. Yes. And the grasping force when the processing object grasping means 21, specifically, the claw 27 of the processing object grasping means 21 grasps the processing object W, is detected, and the detected value of the grasping force is sent to the control unit 4. It can be sent out.
前記把握力検出手段2としては、力センサが用いられている。この力センサとしては、歪みゲージ、歪みゲージを用いた圧力センサ、半導体を用いた圧力センサなどの各種のものから選択使用することができる。 As the grasping force detection means 2, a force sensor is used. The force sensor can be selected from various types such as a strain gauge, a pressure sensor using a strain gauge, and a pressure sensor using a semiconductor.
なお、本実施形態においては、後述するように、1方向の歪みを測定する金属線を用いた歪みゲージ2a(図2)が主として用いられている。このような歪みゲージ2aとしては、1方向の歪みを測定するものを用いたり、1方向の歪みを測定するものを相互に直交する2方向に組み合わせて用いたり、相互に直交する2方向の歪みを測定するものなどの各種のゲージパターンのものから選択使用することができる。 In this embodiment, as will be described later, a strain gauge 2a (FIG. 2) using a metal wire for measuring strain in one direction is mainly used. As such a strain gauge 2a, one that measures strain in one direction is used, one that measures strain in one direction is used in combination in two directions orthogonal to each other, or two directions that are orthogonal to each other. Can be selected from various gauge patterns such as those for measuring
前記歪みゲージ2aは、ブリッジ回路および増幅器をこの順に介して制御部4に電気的に接続されている。なお、ブリッジ回路および増幅器を制御部4に組み込んでもよい。 The strain gauge 2a is electrically connected to the control unit 4 through a bridge circuit and an amplifier in this order. A bridge circuit and an amplifier may be incorporated in the control unit 4.
前記告知手段3は、把握力の異常をオペレータに告知するためのものであり、有線あるいは無線により制御部4と電気的に接続されており、制御部4から送出される制御指令によってオペレータに認識させるための動作制御がなされるようになっている。 The notification means 3 is for notifying the operator of an abnormality in grasping power, is electrically connected to the control unit 4 by wire or wirelessly, and is recognized by the operator by a control command sent from the control unit 4 Operation control for making it happen is made.
前記告知手段3としては、液晶表示パネルなどの表示パネルや、ブザー、スピーカーなどの音発生装置や、発光ダイオード(LED)3a(図2)などの各種の光源により形成された安全灯などを単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the notification means 3, a display panel such as a liquid crystal display panel, a sound generator such as a buzzer or a speaker, a safety light formed by various light sources such as a light emitting diode (LED) 3a (FIG. 2), etc. are used alone. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
なお、告知手段3として音発生装置を用いる場合には、音量、音色、間隔を単独もしくは組み合わせるとよい。 When a sound generator is used as the notification means 3, the volume, tone color, and interval may be used alone or in combination.
また、告知手段3として安全灯を用いる場合には、色彩、色調、点滅や回転などの動きを単独もしくは組み合わせるとよい。 Moreover, when using a safety light as the notification means 3, it is good to carry out movements, such as a color, a color tone, blinking, and rotation, individually or in combination.
前記制御部4は、加工対象物把握手段21による加工対象物の把握力の異常の有無を判別し、把握力に異常があると判断した場合、告知手段3を動作させてオペレータに把握力の異常を告知するためのものであり、CPUあるいはMPUなどにより形成された演算部5と、適宜な容量のROMおよび/またはRAMなどにより形成された記憶部6とを有している。また、制御部4には、操作パネル7、電源8などが電気的に有線あるいは無線により接続されている。 The control unit 4 determines whether there is an abnormality in the grasping power of the processing object by the processing object grasping means 21, and when it is determined that there is an abnormality in the grasping force, the control means 4 operates the notification means 3 to It is for notifying abnormality, and has a calculation unit 5 formed by a CPU or MPU and a storage unit 6 formed by a ROM and / or RAM having an appropriate capacity. The control unit 4 is electrically connected to an operation panel 7, a power supply 8, and the like by wire or wirelessly.
前記操作パネル7には、把握力の異常の有無を判断するのに用いる閾値の入力、あるいはこの閾値を算出するために必要な主軸24(図2)の回転数、加工代あるいは、素材の種類、工具の種類などの加工条件や、文献あるいは実験などより得られる加工代、工具の種類、加工対象物Wの組成に関連した加工抵抗(切削抵抗、研削抵抗)などの各種の情報の入力に用いられる入力手段9や、電源8のオンオフを行う電源スイッチなどの各種のスイッチ10が接続されている。 The operation panel 7 has an input of a threshold value used to determine whether or not the grasping force is abnormal, or the rotational speed of the spindle 24 (FIG. 2) necessary for calculating the threshold value, the machining allowance, or the type of material. For inputting various information such as machining conditions such as tool type, machining allowance obtained from literature or experiments, tool type, machining resistance (cutting resistance, grinding resistance) related to the composition of the workpiece W Various switches 10 such as an input unit 9 to be used and a power switch for turning on / off the power source 8 are connected.
なお、操作パネル7には、把握力検出手段2が検出した把握力の検出値や、入力情報や、設定された閾値などの設定情報や、把握力の異常を文字や図形や記号などにより表示することのできる表示画面を設けるとよい。この場合の入力手段9としては、表示画面上に複数のメニュー画面を配設することのできるタッチパネルなどの平面型の入力装置を用いるとよい。なお、記憶部6にそれぞれ異なる複数の閾値を予め記憶した場合には、複数の閾値から加工条件に対応するものを選択する選択スイッチを操作パネル7に設けるとよい。この操作パネル7は、制御部4と一体であってもよいし、制御部4とは個別に設けてもよい。 The operation panel 7 displays the detected value of the grasping force detected by the grasping force detecting means 2, the input information, the setting information such as the set threshold value, and the abnormality of the grasping force in characters, figures, symbols, etc. A display screen that can be used is preferably provided. As the input means 9 in this case, a planar input device such as a touch panel in which a plurality of menu screens can be arranged on a display screen may be used. When a plurality of different threshold values are stored in the storage unit 6 in advance, a selection switch for selecting one corresponding to the processing condition from the plurality of threshold values may be provided on the operation panel 7. The operation panel 7 may be integrated with the control unit 4 or may be provided separately from the control unit 4.
前記記憶部6には、把握力の異常の有無の判別に用いる閾値などの各種のデータと、把握力検出手段2から送出される把握力の検出値を閾値と比較して把握力の異常の有無を判別するプログラムや、把握力に異常があると判断した場合に告知手段3を動作させるプログラムなどの各種のプログラムが記憶されている。 The storage unit 6 compares various data such as a threshold value used to determine whether or not there is an abnormality in grasping force and the detected value of the grasping force sent from the grasping force detection unit 2 with the threshold value to determine whether the grasping force abnormality is present. Various programs such as a program for determining presence or absence and a program for operating the notification means 3 when it is determined that there is an abnormality in the grasping power are stored.
なお、把握力の異常の有無の判別としては、例えば、閾値を下限値とし、検出値が閾値未満の場合に、把握力が不足の異常と判断するものや、閾値を上限値とし、検出値が閾値を越える場合に、把握力が過剰の異常と判断するものを例示することができる。すなわち、把握力の不足を異常として判断する場合には、把握力の下限値を閾値として用い、把握力の過剰を異常として判断する場合には、把握力の上限値を閾値として用いるとよい。 The determination of whether there is an abnormality in grasping power is, for example, a threshold value is set as a lower limit value, and when the detected value is less than the threshold value, it is determined that the grasping power is insufficient, or the threshold value is set as an upper limit value. When the value exceeds the threshold value, it is possible to exemplify what determines that the grasping power is excessively abnormal. That is, when determining that the grasping power is insufficient as an abnormality, the lower limit value of the grasping force is used as a threshold value. When determining that the grasping force is excessive as an abnormality, the upper limit value of the grasping force is preferably used as a threshold value.
勿論、閾値を下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲とし、検出値が許容範囲外の場合に、把握力が不足あるいは過剰の異常と判断するものであってもよい。すなわち、把握力の不足および過剰の両者を異常として判断する場合には、把握力の上限値および下限値の2つの閾値により構成される把握力の許容範囲を用いるとよい。 Of course, the threshold value may be an allowable range constituted by the lower limit value and the upper limit value, and when the detected value is outside the allowable range, it may be determined that the grasping power is insufficient or excessively abnormal. That is, when it is determined that both the shortage and excess of the grasping force are abnormal, it is preferable to use an allowable range of the grasping force constituted by two threshold values of the upper limit value and the lower limit value of the grasping force.
なお、閾値としては、工作機械の設置現場ではオペレータの経験などに基づいた値が多用されている。 As the threshold value, a value based on the experience of the operator or the like is frequently used at the installation site of the machine tool.
勿論、各種の理論式から算出された値を用いてもよい。 Of course, values calculated from various theoretical formulas may be used.
前記理論式としては、加工対象物Wを円柱形とし外径把握する場合、
Fg−Fc≧s(Pv・dc/μ・dg)
を挙げることができる。
As the theoretical formula, when the workpiece W is cylindrical and the outer diameter is grasped,
Fg−Fc ≧ s (Pv · dc / μ · dg)
Can be mentioned.
ここで、Fgはセット時の把握力(N)、Fcは遠心力により減少する把握力(N)、sは安全率(2〜4.5)、Pvは主切削(研削)抵抗(N)、dcは加工部の直径(mm)、μは把握部の静摩擦係数、dgは把握部の直径(mm)である。なお、μの値は、爪の把握面が平滑面なのか、格子状の溝面なのかなどの面の状態と、爪により把握される加工対象物の面が仕上げ面なのか、荒仕上げ面なのか、黒皮面なのか、加工対象物の素材などにより異なるが、鉄鋼の場合には0.03〜0.7の値が用いられている。 Here, Fg is a grasping force (N) at the time of setting, Fc is a grasping force (N) that decreases due to centrifugal force, s is a safety factor (2 to 4.5), and Pv is a main cutting (grinding) resistance (N). , Dc is the diameter (mm) of the processed part, μ is the coefficient of static friction of the grasping part, and dg is the diameter (mm) of the grasping part. Note that the value of μ is the state of the surface such as whether the gripping surface of the nail is a smooth surface or a grid-like groove surface, whether the surface of the workpiece to be grasped by the nail is a finished surface, or a rough finish surface However, in the case of steel, a value of 0.03 to 0.7 is used.
前記プログラムとしては、単に把握力の異常の有無を判別するだけでなく、把握力に異常がない(適正範囲あるいは適正値)と判断した場合、さらに、閾値に近い(限界値に近い)、閾値から離れている(余裕がある)などの把握力の状態を多段階に判別するものであってもよい。この場合、各段階毎の把握力の範囲をそれぞれ異なる複数の閾値として記憶部6に記憶させ、把握力検出手段2が検出した把握力がどの範囲に当てはまるかを判別させるものとすることが好ましい。また、多段階の判別をする場合、告知手段3が多段階の告知を行うようにすることが好ましい。 The program not only determines whether there is an abnormality in grasping power but also determines that there is no abnormality in grasping power (appropriate range or appropriate value). It is also possible to determine the state of grasping power such as being away from (having a margin) in multiple stages. In this case, it is preferable that the range of the grasping power at each stage is stored in the storage unit 6 as a plurality of different threshold values, and it is determined which range the grasping force detected by the grasping force detecting means 2 is applied. . Further, when performing multi-stage discrimination, it is preferable that the notification means 3 performs multi-stage notification.
例えば、音発生装置を用いた場合には、音量、音色、間隔などを単独もしくは組み合わせて多段階制御すればよいし、安全灯を用いた場合には、色の種類、点滅間隔、回転速度などを単独もしくは組み合わせて多段階制御すればよい。また、交通信号機のように、把握力の異常を赤色、把握力の検出値が閾値に近い時に黄色、把握力の検出値が閾値から離れている時に青色の色表示をさせる構成を挙げることができる。 For example, if a sound generator is used, the volume, tone, interval, etc. may be controlled in multiple steps, alone or in combination, and if a safety light is used, the type of color, blinking interval, rotation speed, etc. Multi-stage control may be performed alone or in combination. In addition, as in a traffic signal, a configuration in which abnormality in grasping power is displayed in red, yellow is displayed when the detected value of grasping power is close to the threshold, and blue is displayed when the detected value of grasping power is away from the threshold. it can.
なお、記憶部6に、入力手段9から入力される加工条件や各種のデータなどの各種の入力情報に基づいて閾値を算出して記憶部6に記憶するプログラムを記憶してもよい。 The storage unit 6 may store a program for calculating a threshold value based on various input information such as machining conditions and various data input from the input unit 9 and storing the threshold value in the storage unit 6.
さらに、記憶部6に、把握力検出手段2により検出された把握力の検出値が短時間で変動した場合に、ビビリなどの加工異常と判断して告知手段3を動作させるプログラムを記憶してもよい。この場合、加工異常を判別するための変動幅および/または変動周期の閾値を設定するとよい。 Further, the storage unit 6 stores a program for operating the notification unit 3 by determining that the processing abnormality such as chatter is detected when the detected value of the grasping force detected by the grasping force detection unit 2 fluctuates in a short time. Also good. In this case, it is preferable to set a fluctuation range and / or a threshold value of the fluctuation period for discriminating machining abnormality.
さらにまた、加工対象物把握手段21としてパワーチャックを用いる場合には、記憶部6に、把握力に異常があると判断した場合に告知手段3を動作させるとともに、パワーチャックによる把握力を増加させるようにパワーチャックの動作を制御する制御指令を送出するプログラム、あるいは、把握力に異常があると判断した場合に告知手段3を動作させるとともに、主軸を停止させる制御指令を送出するプログラムを記憶させるとよい。 Furthermore, when a power chuck is used as the workpiece grasping means 21, the notification means 3 is operated when the memory 6 determines that the grasping force is abnormal, and the grasping force by the power chuck is increased. As described above, a program for sending a control command for controlling the operation of the power chuck, or a program for sending a control command for stopping the spindle while operating the notification means 3 when it is determined that the grasping force is abnormal is stored. Good.
さらに、操作パネル7を設けない構成とすることもできる。この場合、記憶部6に複数の閾値を予め記憶させておき、ディップスイッチなどの選択スイッチの操作により使用に供する閾値を選択する構成とすることが好ましい。この場合、電源スイッチを制御部4に接続する必要がある。 Further, the operation panel 7 may not be provided. In this case, it is preferable to store a plurality of threshold values in the storage unit 6 in advance and select a threshold value to be used by operating a selection switch such as a dip switch. In this case, it is necessary to connect a power switch to the control unit 4.
また、告知手段3、制御部4および操作パネル7の機能を、パーソナルコンピュータおよびそのディスプレイにより実施させる構成とすることができるし、工作機械がNCの場合には操作盤、CNCの場合には制御盤に組み込んで実施させる構成とすることができる。この場合、把握力検出手段2により検出される把握力を遠隔測定するように構成することが肝要である。 Further, the functions of the notification means 3, the control unit 4 and the operation panel 7 can be implemented by a personal computer and its display. The control panel is used when the machine tool is NC, and the control is executed when the machine tool is CNC. It can be set as the structure incorporated and implemented in a board. In this case, it is important that the grasping force detected by the grasping force detecting means 2 is remotely measured.
ここで、本実施形態の監視装置を用いた加工対象物把握手段の実施形態について説明する。 Here, an embodiment of the processing object grasping means using the monitoring device of the present embodiment will be described.
図2は本発明に係る加工対象物把握手段の監視装置を用いた加工対象物把握手段の実施形態の要部を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the processing object grasping means using the monitoring device for the processing object grasping means according to the present invention.
本実施形態の監視装置が用いられる加工対象物把握手段は、パワーチャックとしての油圧チャックを例示している。 The workpiece grasping means for which the monitoring device of this embodiment is used exemplifies a hydraulic chuck as a power chuck.
図2に示すように、本実施形態の加工対象物把握手段21は、鉄鋼などの剛性を有する素材により全体としてほぼ円筒状に形成されたチャック本体22を有している。このチャック本体22は、図2の左側に示す後端が取付部材としてのバックプレート23を介して固定ボルトなどによりNC(数値制御)旋盤などの工作機械の主軸24の先端に取り付けられており、主軸24とチャック本体22とは一体的に回転駆動されるようになっている。なお、主軸24は、主軸台25に回転可能に支持されている。また、バックプレート23は、各種(サイズ違いを含む)の工作機械へのチャック本体22の取り付けの汎用性を持たせるためのものであり、バックプレート23を用いずに、主軸24の先端にチャック本体22を直接取り付ける構成であってもよい。 As shown in FIG. 2, the workpiece grasping means 21 of this embodiment has a chuck body 22 that is formed in a substantially cylindrical shape as a whole by a material having rigidity such as steel. The chuck body 22 is attached to the front end of a spindle 24 of a machine tool such as an NC (numerical control) lathe by a fixing bolt or the like through a back plate 23 as an attachment member at the rear end shown on the left side of FIG. The main shaft 24 and the chuck body 22 are integrally rotated. The spindle 24 is rotatably supported on the spindle stock 25. Further, the back plate 23 is provided for versatility of attaching the chuck body 22 to various (including different sizes) machine tools, and the chuck is attached to the tip of the spindle 24 without using the back plate 23. The structure which attaches the main body 22 directly may be sufficient.
前記チャック本体22には、チャック本体22に形成された案内溝によって半径方向に移動可能にマスタージョー26が設けられている。マスタージョー26は所定角度(例えば120度)ごとに複数個(例えば3個)設けられている。マスタージョー26の爪側端部にはT溝および一方のセレーションが設けられており、爪27のマスタージョー側端面には他方のセレーションが形成されている。そして、セレーションの噛み合いによって位置が定められた爪27は、T溝に嵌り込んでいるTナットのねじ穴にボルト28をねじ込むことにより、マスタージョー26にそれぞれ固定されている。これらの爪27によって、加工対象物Wを複数方向(例えば3方向)から把握し、主軸24を回転駆動するとともに、加工対象物Wとバイトなどの工具とを主軸24の軸方向、および、主軸24の軸方向に対して直交する方向に相対移動させることにより加工対象物Wの加工を行うようになっている。 The chuck body 22 is provided with a master jaw 26 that is movable in the radial direction by a guide groove formed in the chuck body 22. A plurality of (for example, three) master jaws 26 are provided at predetermined angles (for example, 120 degrees). The claw side end of the master jaw 26 is provided with a T groove and one serration, and the other serration is formed on the master jaw side end surface of the claw 27. The claws 27 whose positions are determined by the engagement of the serrations are respectively fixed to the master jaws 26 by screwing bolts 28 into the screw holes of the T nuts fitted in the T grooves. With these claws 27, the workpiece W is grasped from a plurality of directions (for example, three directions), the spindle 24 is rotationally driven, and the workpiece W and a tool such as a tool are moved in the axial direction of the spindle 24 and the spindle. The workpiece W is processed by being relatively moved in a direction orthogonal to the 24 axial directions.
前記爪27の開閉動作は、チャック本体22に配設されたくさび部材29を前後方向(主軸24軸線方向)に駆動することにより、くさび部材29と係合するマスタージョー26が半径方向に移動させることにより行われている。このくさび部材29は、前後駆動部材30に係合され、前後駆動部材30の駆動により軸方向に駆動されている。この前後駆動部材30は、連結部材としてのドローパイプ31とねじ結合により結合されている。 The claw 27 is opened and closed by driving a wedge member 29 disposed on the chuck body 22 in the front-rear direction (main shaft 24 axis direction), thereby moving the master jaw 26 engaged with the wedge member 29 in the radial direction. Has been done. The wedge member 29 is engaged with the front / rear drive member 30 and is driven in the axial direction by the drive of the front / rear drive member 30. The front / rear drive member 30 is coupled to a draw pipe 31 as a connecting member by screw coupling.
前記ドローパイプ31は、主軸24に対して主軸24の軸線方向にのみ移動可能に形成されており、ドローパイプ31を主軸24に対して前後方向(図2における右左方向)に進退移動させることにより、前後駆動部材30を前後方向に駆動して、その結果として各爪27をそれぞれ径方向に往復移動させて開閉駆動することができるようになっている。 The draw pipe 31 is formed so as to be movable only in the axial direction of the main shaft 24 with respect to the main shaft 24, and by moving the draw pipe 31 forward and backward in the front-rear direction (right and left in FIG. 2). The front / rear drive member 30 is driven in the front / rear direction, and as a result, the pawls 27 can be reciprocated in the radial direction to be opened / closed.
前記主軸24の後端側には、駆動源たるアクチュエータとしての復動タイプの油圧シリンダ32がその出力軸としてのピストン33の先端をチャック本体側に向けて配設されており、ピストン33の先端には、ドローパイプ31の後端が接続されている。そして、油圧シリンダ32を駆動することでピストン33が主軸24に対して軸方向に移動可能に設けられている。なお、ピストン33は、油圧シリンダ32のシリンダ34の内部に軸方向に往復移動可能に配設されている。 On the rear end side of the main shaft 24, a return type hydraulic cylinder 32 as an actuator as a drive source is disposed with the tip of a piston 33 as an output shaft facing the chuck body side. Is connected to the rear end of the draw pipe 31. The piston 33 is provided so as to be movable in the axial direction with respect to the main shaft 24 by driving the hydraulic cylinder 32. The piston 33 is disposed inside the cylinder 34 of the hydraulic cylinder 32 so as to be capable of reciprocating in the axial direction.
したがって、本実施形態の加工対象物把握手段21は、複数の爪27を連結部材を介して接続された駆動源たるアクチュエータの駆動力により開閉自在に形成されたパワーチャック、詳しくは、複数の爪27をドローパイプ31を介して接続された油圧シリンダ32の駆動力により開閉自在に形成された油圧チャック21aとされている。 Therefore, the workpiece grasping means 21 of the present embodiment includes a power chuck formed so as to be openable and closable by a driving force of an actuator that is a driving source connected to a plurality of claws 27 via a connecting member. 27 is a hydraulic chuck 21 a that is openable and closable by a driving force of a hydraulic cylinder 32 connected via a draw pipe 31.
その他の構成については、従来公知の油圧チャックと同様とされているので、その詳しい説明については省略する。 Since other configurations are the same as those of a conventionally known hydraulic chuck, detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の加工対象物把握手段21としての油圧チャック21aには、前述した監視装置1が配設されている。 The above-described monitoring device 1 is disposed in the hydraulic chuck 21a as the workpiece grasping means 21 of the present embodiment.
すなわち、図2に示すように、爪27の側面には、把握力検出手段2としての歪みゲージ2aが配設されている。また、バックプレート23の外周面には、告知手段3としての複数色の発光ダイオード3aが周方向に沿って配列されて配設されており、バックプレート23の内部には、制御部4が図2には示さない電源8および操作パネル7とともに配設されている。 That is, as shown in FIG. 2, a strain gauge 2 a as the grasping force detecting means 2 is disposed on the side surface of the claw 27. In addition, a plurality of colors of light emitting diodes 3a as notification means 3 are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the back plate 23. Inside the back plate 23, the control unit 4 is illustrated. 2 is arranged together with a power source 8 and an operation panel 7 not shown.
なお、発光ダイオード3aをチャック本体22の外周面に配設してもよい。この場合、発光ダイオード3aがチャック本体22の外周面から突出しないように、チャック本体22の外周面に凹部を形成して凹部内に発光ダイオード3aを収納するとともに、凹部の開口を透過性の素材で閉塞することが、発光ダイオード3aが何かに接触して破損するのを防止することが容易にでき、かつ、発光ダイオード3aにクーラントや切り粉などがかかるのを防止することができるという意味で好ましい。 The light emitting diode 3 a may be disposed on the outer peripheral surface of the chuck body 22. In this case, a concave portion is formed on the outer peripheral surface of the chuck body 22 so that the light emitting diode 3a does not protrude from the outer peripheral surface of the chuck body 22, and the light emitting diode 3a is accommodated in the concave portion, and the opening of the concave portion is made of a transparent material. This means that it is easy to prevent the light emitting diode 3a from being damaged due to contact with something, and it is possible to prevent the light emitting diode 3a from being applied with coolant, chips, or the like. Is preferable.
本実施形態の加工対象物把握手段21においては、ドローパイプ31の外周面にも把握力検出手段2としての歪みゲージ2aが配設されており、油圧シリンダ32にも把握力検出手段2としての力(圧力)センサ2bが配設されている。 In the workpiece grasping means 21 of the present embodiment, a strain gauge 2a as the grasping force detecting means 2 is also provided on the outer peripheral surface of the draw pipe 31, and the hydraulic cylinder 32 is also provided as the grasping force detecting means 2. A force (pressure) sensor 2b is provided.
前記把握力検出手段2の配設位置としては、爪27が加工対象物Wを把握した際に、その把握力により歪みの発生する部位であればよく、油圧チャック21aの場合には、爪27、チャック本体22、ドローパイプ31および油圧シリンダ32などの少なくともいずれかに設けられていればよい。勿論、把握力検出手段2の配設位置としては、加工対象物Wの把握部に近いほどよい。 The gripping force detecting means 2 may be disposed at any location where the claw 27 is distorted by the gripping force when the workpiece W is gripped. In the case of the hydraulic chuck 21a, the claw 27 is disposed. The chuck body 22, the draw pipe 31, the hydraulic cylinder 32, etc. may be provided. Of course, the closer the grasping force detecting means 2 is to the grasping portion of the workpiece W, the better.
なお、油圧チャック21aなどのパワーチャックの場合、チャック本体22における把握力により歪みの発生する部位としてはマスタージョー26などを挙げることができる。 In the case of a power chuck such as the hydraulic chuck 21a, a portion where distortion occurs due to a grasping force in the chuck body 22 can be a master jaw 26 or the like.
すなわち、加工対象物把握手段21がパワーチャックの場合には、複数の爪27、連結部材(ドローパイプ31)、および駆動源たるアクチュエータのうちの少なくともいずれかに把握力検出手段2が配設されていればよい。 That is, when the workpiece grasping means 21 is a power chuck, the grasping force detection means 2 is disposed on at least one of the plurality of claws 27, the connecting member (draw pipe 31), and the actuator as the driving source. It only has to be.
また、加工対象物把握手段21が手締めチャックの場合には、爪27に把握力検出手段2が設けられることになる。 Further, when the workpiece grasping means 21 is a hand-tightened chuck, the grasping force detecting means 2 is provided on the claw 27.
前記歪みゲージ2aを爪27に配設する場合の配設位置としては、爪27の仕様や設計コンセプトなどの必要に応じて設定することができる。 The position at which the strain gauge 2a is disposed on the claw 27 can be set as required according to the specifications and design concept of the claw 27.
例えば、図3から図5に示すように、爪27で加工対象物Wを外径把握する場合には、1方向の歪みを測定する歪みゲージ2aの長手方向を図3の上下方向に示す爪27の長手方向に平行にして爪27の両側面に配設する構成を挙げることができる。この場合、基本的には複数の爪27の少なくとも1つに歪みゲージ2aを配設すればよいが、複数の爪27で加工対象物Wを把握した際に加工対象物Wが偏心して把握されたことや、複数の爪27のうちの一部のみ(例えば、3本の爪27のうちの2本の爪27)が加工対象物Wの把握に供されたことや、加工中に加工対象物Wが偏心したことを検出することができるという意味で、全ての爪27に歪みゲージ2aを配設することが好ましい。 For example, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, when grasping the outer diameter of the workpiece W with the claw 27, the claw showing the longitudinal direction of the strain gauge 2 a for measuring strain in one direction in the vertical direction of FIG. 3. The structure arrange | positioned in parallel with the longitudinal direction of 27 at the both sides | surfaces of the nail | claw 27 can be mentioned. In this case, basically, the strain gauge 2a may be disposed on at least one of the plurality of claws 27. However, when the workpiece W is grasped by the plurality of claws 27, the workpiece W is eccentrically grasped. That only a part of the plurality of claws 27 (for example, two claws 27 out of the three claws 27) has been used for grasping the workpiece W, or a workpiece to be machined during machining. In the sense that it is possible to detect the eccentricity of the object W, it is preferable to dispose strain gauges 2a on all the claws 27.
また、加工対象物Wの偏心などによる把握力の不均衡を検出することができるという意味で、1つの爪27に複数の歪みゲージ2aを離して、例えば、1つの爪27の左右両側面(図4、図5)や、1つの爪27の左右両側面側でかつ主軸24からの距離の異なる位置(図8、図9)に設けることが好ましい。 Further, in the sense that an imbalance in grasping force due to eccentricity of the workpiece W can be detected, a plurality of strain gauges 2a are separated from one claw 27, for example, left and right side surfaces ( 4 and 5), or on the left and right side surfaces of one claw 27 and preferably at different positions (FIGS. 8 and 9) from the main shaft 24.
なお、爪27で加工対象物Wを内径把握する場合における歪みゲージ2aの配設位置の一例を図6に示す。 FIG. 6 shows an example of an arrangement position of the strain gauge 2a in the case where the inner diameter of the workpiece W is grasped by the claw 27.
さらに、図7および図8に示すように、爪27をマスタージョー26に固定する親爪38と、この親爪38に対して着脱自在に交換可能とされた子爪39とからなる親子爪37とした場合には、例えば、親爪38の側面の径方向外側および径方向内側との2箇所に、相互に平行な図7の上下方向に長い断面長方形の2つの孔40a、40bを形成し、図8に示すように、2つの孔40a、40bのうちの上方の孔40aの左端側と、下方の孔40bの右端側とのそれぞれに歪みゲージ2aを配設する構成を例示することができる。なお、孔40a、40bは、有底穴であってもよい。また、幅広の子爪39aを用いた場合を図9に示す。 Further, as shown in FIGS. 7 and 8, a parent-child claw 37 comprising a parent claw 38 for fixing the claw 27 to the master jaw 26 and a child claw 39 that is detachably replaceable with respect to the parent claw 38. In this case, for example, two holes 40a and 40b having a rectangular section that is long in the vertical direction in FIG. 7 are formed in two places on the side surface of the parent claw 38 on the radially outer side and the radially inner side. As shown in FIG. 8, the configuration in which the strain gauges 2 a are respectively disposed on the left end side of the upper hole 40 a and the right end side of the lower hole 40 b of the two holes 40 a and 40 b is exemplified. it can. The holes 40a and 40b may be bottomed holes. Further, FIG. 9 shows a case where a wide claw 39a is used.
勿論、歪みゲージ2aは、爪27に溝を形成して配設したり、爪27の上面や前面などに配設してもよい。 Of course, the strain gauge 2a may be provided by forming a groove in the claw 27, or may be provided on the upper surface or the front surface of the claw 27.
前記歪みゲージ2aをドローパイプ31に配設する場合の配設位置としては、基本的には1方向の歪みを測定する歪みゲージ2aの長手方向をドローパイプ31の軸方向に沿って配設すればよいが、ドローパイプ31の曲がりによる検出誤差をキャンセルすることができるという意味で、図2に示すようにドローパイプ31の周方向に沿って1方向の歪みを測定する歪みゲージ2aを併せて配設することが好ましい。勿論、相互に直交する2方向の歪みを測定することのできる歪みゲージを用いることにより使用する歪みゲージの数を1つとし、配設スペースを小さくすることができる。なお、歪みゲージ2aは、ドローパイプ31の軸方向のほぼ中央部の1箇所に配設してもよいが、軸方向の両側のそれぞれに配設することが、微小な歪みをより高精度に検出することができるという意味で好ましい。また、ドローパイプ31に配設された歪みゲージ2aと制御部4とは、例えば、可撓配線板などを用いて電気的に接続するとよい。 When the strain gauge 2 a is disposed on the draw pipe 31, the longitudinal direction of the strain gauge 2 a for measuring strain in one direction is basically disposed along the axial direction of the draw pipe 31. The strain gauge 2a that measures strain in one direction along the circumferential direction of the draw pipe 31 as shown in FIG. 2 is also used in the sense that the detection error due to the bending of the draw pipe 31 can be canceled. It is preferable to arrange. Of course, by using a strain gauge that can measure strain in two directions orthogonal to each other, the number of strain gauges to be used can be reduced to one and the installation space can be reduced. The strain gauge 2a may be disposed at one location in the substantially central portion of the draw pipe 31 in the axial direction. However, the strain gauge 2a can be arranged at both sides in the axial direction so that minute strains can be made with higher accuracy. It is preferable in the sense that it can be detected. In addition, the strain gauge 2a disposed on the draw pipe 31 and the control unit 4 may be electrically connected using, for example, a flexible wiring board.
前記把握力検出手段2を油圧シリンダ32に配設する場合の配設位置としては、図2に示すように、シリンダ34の内部におけるピストン33の両移動方向のそれぞれの油圧を検出する力センサ2bをシリンダ34に配設する構成や、ピストン33に歪みゲージ2aを配設する構成(図示せず)などを挙げることができる。また、油圧シリンダ32に配設された圧力センサ2bと制御部4とは、例えば、可撓配線板およびスリップリングなどを用いて電気的に接続するとよい。 As shown in FIG. 2, when the grasping force detecting means 2 is disposed in the hydraulic cylinder 32, as shown in FIG. 2, a force sensor 2b for detecting the respective oil pressures in both moving directions of the piston 33 inside the cylinder 34. The structure which arrange | positions this to the cylinder 34, the structure (not shown) which arrange | positions the strain gauge 2a to the piston 33, etc. can be mentioned. Further, the pressure sensor 2b disposed in the hydraulic cylinder 32 and the control unit 4 may be electrically connected using, for example, a flexible wiring board and a slip ring.
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について本発明の加工対象物把握手段の監視方法とともに説明する。 Next, the operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described together with the monitoring method of the processing object grasping means of the present invention.
本実施形態の加工対象物把握手段の監視方法(以下、単に、監視方法と記す。)は、前述した図1に示す本実施形態の監視装置1を備えた図2に示す本実施形態の加工対象物把握手段21としての油圧チャック21aを用いて実施する。 The monitoring method of the processing object grasping means of the present embodiment (hereinafter simply referred to as the monitoring method) is the processing of the present embodiment shown in FIG. 2 provided with the monitoring device 1 of the present embodiment shown in FIG. This is performed using a hydraulic chuck 21a as the object grasping means 21.
本実施形態においては、加工対象物Wの加工に先立って、オペレータが把握力の異常の有無を判別するために使用する閾値の設定操作を行う。この設定操作は、前述したように、外径把握あるいは内径把握などの加工対象物Wの把握方法、加工対象物Wの組成、サイズ、重量、加工条件などや、オペレータの経験などに基づいて、単に把握力の異常の有無を判別する場合には、使用に供する閾値を入力して記憶部6に記憶したり、予め記憶部6に記憶されている複数の閾値から使用に供する閾値を選択したり、加工条件や各種のデータなどの入力情報の入力操作を行って制御部4の演算部5により使用に供する閾値を算出して記憶部6に記憶したりすることにより行う。 In the present embodiment, prior to processing the workpiece W, the operator performs a threshold setting operation used to determine whether there is an abnormality in grasping power. As described above, this setting operation is based on the grasping method of the workpiece W such as grasping the outer diameter or inner diameter, the composition, size, weight, machining conditions, etc. of the workpiece W, the experience of the operator, etc. When simply determining whether there is an abnormality in grasping power, a threshold value for use is input and stored in the storage unit 6, or a threshold value for use is selected from a plurality of threshold values stored in the storage unit 6 in advance. Or by performing an input operation of input information such as processing conditions and various data, and calculating a threshold value to be used by the calculation unit 5 of the control unit 4 and storing it in the storage unit 6.
なお、把握力を多段階に判別する場合には、それぞれ異なる複数の閾値を設定する。 In the case where the grasping power is determined in multiple stages, a plurality of different threshold values are set.
ついで、油圧チャック21aの爪27に加工対象物Wを把握させてセット状態とする。すると、把握力検出手段2により爪27に把握された加工対象物Wの把握力が検出される。この検出された把握力の検出値は、爪27から加工対象物Wを取り外すまで、すなわち、主軸24が停止している非回転状態、主軸24の回転にともない加工対象物Wが回転している回転状態、加工対象物Wが回転しさらに工具により加工が施されている加工中の状態などのすべての状態にわたり検出されてリアルタイムで制御部4に送出されることになる。 Next, the workpiece 27 is grasped by the claw 27 of the hydraulic chuck 21a and set to a set state. Then, the grasping force of the workpiece W grasped by the nail 27 by the grasping force detection means 2 is detected. The detected value of the grasping force indicates that the workpiece W is rotated until the workpiece W is removed from the claw 27, that is, in a non-rotating state where the spindle 24 is stopped, and the spindle 24 is rotated. It is detected over all the states such as the rotating state and the state in which the workpiece W is rotated and the workpiece is being processed, and is sent to the control unit 4 in real time.
ついで、把握力検出手段2より検出された把握力の検出値を受け取った制御部4は、記憶部6に記憶されているプログラムに基づいて、セット状態における把握力の検出値と記憶部6に記憶されている閾値とを比較し、セット状態における爪27による加工対象物Wの把握力の異常の有無を判別する。 Next, the control unit 4 that has received the detected value of the grasping force detected by the grasping force detection means 2 stores the detected value of the grasping force in the set state and the storage unit 6 based on the program stored in the storage unit 6. The stored threshold value is compared to determine whether there is an abnormality in the grasping force of the workpiece W by the nail 27 in the set state.
前記把握力の異常の有無の判別は、例えば、把握力の不足を異常と判断する場合においては、把握力の検出値が下限値からなる閾値以上の場合に把握力に異常がないと判断し、把握力の検出値が閾値未満の場合に、把握力に異常(把握力不足)があると判断する。なお、前述したように、把握力を多段階に判別するようにしてもよい。 For example, when determining that there is an abnormality in grasping power, it is determined that there is no abnormality in grasping force when the detected value of grasping force is equal to or greater than a threshold value including a lower limit value. If the detected value of the grasping force is less than the threshold value, it is determined that the grasping force is abnormal (insufficient grasping force). As described above, the grasping power may be determined in multiple stages.
また、他の把握力の異常の有無の判別としては、加工対象物Wが薄肉形状であって、強い力で把握すると加工対象物Wが変形を起こすような把握力の過剰を異常と判断する場合においては、把握力の検出値が上限値からなる閾値以下の場合に把握力に異常がないと判断し、把握力の検出値が閾値を越える場合に、把握力に異常がある(把握力過剰)と判断するとよい。 Further, in order to determine whether or not there is an abnormality in other grasping force, the workpiece W has a thin shape, and it is determined that an excess of grasping force that causes the workpiece W to deform when it is grasped with a strong force is abnormal. In this case, it is determined that there is no abnormality in the grasping force when the detected value of the grasping force is equal to or lower than the threshold value including the upper limit value, and there is an abnormality in the grasping force when the detected value of the grasping force exceeds the threshold value (the grasping force It is good to judge that it is excessive.
さらには、前記把握力の不足および過剰の両者が懸念される場合には、下限値および上限値の2つの閾値により構成される把握力の許容範囲を設定し、検出値が許容範囲外の場合に、把握力に異常(把握力不足あるいは把握力過剰)があると判断するとよい。 Furthermore, when both the shortage and excess of the grasping force are concerned, an allowable range of grasping force constituted by two threshold values, a lower limit value and an upper limit value, is set, and the detected value is outside the allowable range In addition, it may be determined that there is an abnormality in grasping ability (insufficient grasping ability or excess grasping ability).
この時、制御部4が把握力に異常があると判断すると、制御部4は告知手段3を駆動する。これによりセット状態における把握力の異常をオペレータに認識させるように告知することができる。なお、把握力を多段階に判別する場合には、告知手段3を多段階で駆動する。また、把握力の異常の有無だけでなく、把握力の異常の有無にかかわらず複数の把握力検出手段2より検出された把握力の検出値、例えば、各爪27に配設した歪みゲージ2aにより検出された把握力の検出値を比較することで加工対象物Wの偏心などの把握状態の異常を検出することができる。 At this time, if the control unit 4 determines that the grasping force is abnormal, the control unit 4 drives the notification means 3. As a result, it is possible to notify the operator to recognize an abnormality in the grasping force in the set state. When the grasping power is discriminated in multiple stages, the notification means 3 is driven in multiple stages. Further, not only the presence / absence of the grasping force but also the detected value of the grasping force detected by the plurality of grasping force detecting means 2 regardless of the presence / absence of the grasping force, for example, the strain gauge 2a disposed on each nail 27 By comparing the detection values of the grasping force detected by the above, an abnormality in the grasping state such as the eccentricity of the workpiece W can be detected.
ついで、制御部4は、加工対象物Wが回転している回転状態においても、セット状態と同様に、回転状態における把握力の検出値と記憶部6に記憶されている閾値(セット状態とは異なる)とを比較し、回転状態における爪27による加工対象物Wの把握力の異常の有無を判別し、制御部4が把握力に異常があると判断すると、制御部4は告知手段3を駆動する。これにより回転状態における把握力の異常をオペレータに認識させるように告知することができる。なお、把握力を多段階に判別する場合には、告知手段3を多段階で駆動する。 Next, in the rotation state in which the workpiece W is rotating, the control unit 4 also detects the grasping force in the rotation state and the threshold value stored in the storage unit 6 (the set state is the same as in the set state). If the control unit 4 determines that the grasping force is abnormal, the control unit 4 causes the notification means 3 to be notified. To drive. Thereby, it is possible to notify the operator to recognize the abnormality of the grasping force in the rotation state. When the grasping power is discriminated in multiple stages, the notification means 3 is driven in multiple stages.
また、さらに他の他の把握力の異常の有無の判別としては、記憶部6に、把握力検出手段2により検出された把握力の検出値の変動周期および/または変動幅の閾値を記憶しておき、変動周期が閾値より短くなったり、変動幅が閾値より大きくなった場合には、ビビリなどの加工異常と判断して告知手段3を動作させるプログラムを記憶した場合には、加工精度や不具合の発生した加工対象物の加工を途中で中断させることができる。 Further, as another determination of the presence / absence of another grasping force abnormality, the storage unit 6 stores the fluctuation period and / or the fluctuation width threshold value of the grasping force detection value detected by the grasping force detection means 2. In addition, when the fluctuation cycle becomes shorter than the threshold value or the fluctuation range becomes larger than the threshold value, when the program for operating the notification means 3 is determined by determining the machining abnormality such as chattering, the machining accuracy or It is possible to interrupt the processing of the processing object in which a problem has occurred.
このように、本実施形態の監視方法によれば、主軸台25に回転可能に支持された主軸24の先端に取り付けられる加工対象物把握手段21としての油圧チャック21aの開閉自在な複数の爪27による加工対象物Wの把握力を検出する把握力検出手段2を設け、把握力検出手段2により検出される把握力の検出値を予め設定された閾値と比較することにより油圧チャック21aによる加工対象物Wの把握力の異常の有無を判別し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知することができるので、油圧チャック21aの爪27に把握された加工対象物Aのセット状態における把握力の異常、および、回転状態における遠心力の影響を受けた場合を含む把握力の異常の有無をリアルタイムで確実かつ容易に監視することができるとともに、異常がある場合にはオペレータに容易かつ確実に認識させることができる。その結果、加工対象物Wに対する加工精度の低下を含む加工異常や、加工中に加工対象物Wが爪27から外れたりするのを防止したり、これらの不具合の発生の危険性をオペレータに認識させることができる。 As described above, according to the monitoring method of this embodiment, the plurality of claws 27 that are openable and closable on the hydraulic chuck 21a serving as the workpiece grasping means 21 attached to the tip of the spindle 24 rotatably supported on the spindle stock 25 are provided. The grasping force detection means 2 for detecting the grasping force of the object W to be machined is provided, and the object to be machined by the hydraulic chuck 21a is compared by comparing the detected value of the grasping force detected by the grasping force detection means 2 with a preset threshold value. When it is determined whether there is an abnormality in the grasping force of the object W and it is determined that there is an abnormality in the grasping force, it is possible to notify the operator of the abnormality, so that the processing target grasped by the claw 27 of the hydraulic chuck 21a Abnormal grasping force in the set state of the object A and whether there is an abnormality in grasping force including the case of being affected by the centrifugal force in the rotating state is reliably and easily monitored in real time. It is Rukoto, if there is an abnormality can be recognized easily and reliably to the operator. As a result, it is possible to prevent the processing object W from being processed abnormally including a decrease in processing accuracy, to prevent the processing object W from coming off the claw 27 during processing, and to recognize the risk of occurrence of these problems to the operator. Can be made.
また、本実施形態の監視方法によれば、閾値を下限値とし、検出値が閾値未満の場合に、把握力が不足の異常と判断することができるので、把握力不足の異常の有無をリアルタイムで確実かつ容易に監視することができるとともに、異常がある場合にはオペレータに容易かつ確実に認識させることができる。 Further, according to the monitoring method of the present embodiment, when the threshold value is set to the lower limit value and the detected value is less than the threshold value, it is possible to determine that the grasping power is insufficient, so it is possible to determine in real time whether the grasping power is insufficient. Therefore, the operator can be surely and easily monitored, and when there is an abnormality, the operator can easily and surely recognize it.
さらに、本実施形態の監視方法によれば、閾値を上限値とし、検出値が閾値を越える場合に、把握力が過剰の異常と判断することができるので、把握力過剰の異常の有無をリアルタイムで確実かつ容易に監視することができるとともに、異常がある場合にはオペレータに容易かつ確実に認識させることができる。 Furthermore, according to the monitoring method of the present embodiment, when the threshold value is set as the upper limit value and the detected value exceeds the threshold value, it is possible to determine that the grasping ability is excessively abnormal. Therefore, the operator can be surely and easily monitored, and when there is an abnormality, the operator can easily and surely recognize it.
さらにまた、本実施形態の監視方法によれば、閾値を下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲とし、検出値が許容範囲外の場合に、把握力が不足あるいは過剰の異常と判断することができるので、把握力不足あるいは把握力過剰の異常のいずれかの有無をリアルタイムで確実かつ容易に監視することができるとともに、異常がある場合にはオペレータに容易かつ確実に認識させることができる。 Furthermore, according to the monitoring method of the present embodiment, the threshold is set to an allowable range composed of the lower limit value and the upper limit value, and when the detected value is outside the allowable range, the grasping power is insufficient or excessively abnormal. Because it can be judged, it is possible to monitor in real time whether there is a lack of grasping ability or an abnormality in grasping ability in a reliable and easy manner, and if there is an abnormality, the operator can easily and reliably recognize it. Can do.
また、本実施形態の監視方法によれば、オペレータは、告知手段3によって視覚および/または聴覚で常に爪27が適正に加工対象物Wを把握しているか否かを認識することができるので、加工中に加工対象物Wが爪27から外れるなどの危険に対するストレスが生まれず、快適な作業を行うことができる。 Further, according to the monitoring method of the present embodiment, the operator can recognize whether or not the nail 27 properly grasps the workpiece W visually and / or auditoryly by the notification means 3. No stress is generated against danger such as the workpiece W coming off the nail 27 during processing, and a comfortable operation can be performed.
また、本実施形態の監視装置1によれば、把握力検出手段2と、告知手段3と、把握力の閾値が記憶される記憶部6および演算部5とを備え、演算部5により把握力検出手段2から送出される把握力の検出値を記憶部6に記憶された閾値と比較して加工対象物把握手段としての油圧チャック21aによる加工対象物Wの把握力の異常の有無を判別し、把握力に異常があると判断した場合、告知手段3を動作させる制御部3とを有しているので、本発明の監視方法、すなわち、把握力検出手段2により検出される把握力の検出値を予め設定された閾値と比較することにより加工対象物把握手段21としての油圧チャック21aによる加工対象物Wの把握力の異常の有無を判別し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知する監視方法を容易に実施することができる。 In addition, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the grasping force detection means 2, the notification means 3, the storage unit 6 and the calculation unit 5 in which a grasping force threshold value is stored are included. The detected value of the grasping force sent from the detection means 2 is compared with the threshold value stored in the storage unit 6 to determine whether or not the grasping force of the workpiece W by the hydraulic chuck 21a as the workpiece grasping means is abnormal. When it is determined that the grasping force is abnormal, the control unit 3 that operates the notification unit 3 is provided. Therefore, the monitoring method of the present invention, that is, the detection of the grasping force detected by the grasping force detection unit 2 is provided. When it is determined that there is an abnormality in the grasping force of the workpiece W by the hydraulic chuck 21a as the workpiece grasping means 21 by comparing the value with a preset threshold value, Operate that it is abnormal The monitoring method for notifying can be carried out easily.
さらに、本実施形態の監視装置1によれば、閾値を下限値とし、制御部3は、検出値が閾値未満の場合に、把握力が不足の異常と判断するように構成されているので、閾値を下限値とし、検出値が閾値未満の場合に、把握力が不足の異常と判断し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知する本実施形態の監視方法を容易かつ確実に実施することができる。 Furthermore, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the threshold value is set to the lower limit value, and the control unit 3 is configured to determine that the grasping power is insufficient when the detected value is less than the threshold value. Monitoring according to the present embodiment in which a threshold is set as a lower limit, and when the detected value is less than the threshold, it is determined that the grasping power is insufficient, and when it is determined that the grasping power is abnormal, the operator is notified of the abnormality. The method can be carried out easily and reliably.
さらにまた、本実施形態の監視装置1によれば、閾値を上限値とし、制御部3は、検出値が閾値を越える場合に、把握力が過剰の異常と判断するように構成されているので、閾値を上限値とし、検出値が閾値を越える場合に、把握力が過剰の異常と判断し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知する本実施形態の監視方法を容易かつ確実に実施することができる。 Furthermore, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the threshold value is set as the upper limit value, and the control unit 3 is configured to determine that the grasping power is excessively abnormal when the detected value exceeds the threshold value. In this embodiment, the threshold value is set as the upper limit value, and when the detected value exceeds the threshold value, it is determined that the grasping power is excessively abnormal, and when it is determined that the grasping force is abnormal, the operator is notified of the abnormality. The monitoring method can be implemented easily and reliably.
またさらに、本実施形態の監視装置1によれば、閾値を下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲とし、制御部3は、検出値が許容範囲外の場合に、把握力が不足あるいは過剰の異常と判断するように構成されているので、閾値を下限値および上限値の2つにより構成される許容範囲とし、検出値が許容範囲外の場合に、把握力が不足あるいは過剰の異常と判断し、把握力に異常があると判断した場合、異常であることをオペレータに告知する本実施形態の監視方法を容易かつ確実に実施することができる。 Furthermore, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the threshold value is set to an allowable range composed of the lower limit value and the upper limit value, and the control unit 3 has a grasping power when the detected value is outside the allowable range. Since it is configured to determine that the abnormality is insufficient or excessive, the threshold is set to an allowable range consisting of two lower and upper limits, and if the detected value is outside the allowable range, the grasping ability is insufficient or excessive If it is determined that there is an abnormality in the grasping power, the monitoring method of this embodiment for notifying the operator of the abnormality can be implemented easily and reliably.
さらに、本実施形態の監視装置1によれば、把握力検出手段2としての歪みゲージ2aが、爪27に設けられているので、把握力を確実かつ容易に検出することができる。このような把握力検出手段2を爪27に設ける構成とすることで、加工対象物把握手段21として手締めチャックを用いた場合における把握力の異常も確実に検出することができる。 Furthermore, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, since the strain gauge 2a as the grasping force detection means 2 is provided on the claw 27, the grasping force can be detected reliably and easily. By providing such a grasping force detecting means 2 on the claw 27, it is possible to reliably detect an abnormality in grasping force when a hand-tightened chuck is used as the workpiece grasping means 21.
さらにまた、本実施形態の監視装置1によれば、加工対象物把握手段21が、その複数の爪27が連結部材としてのドローパイプ31を介して接続されたアクチュエータの駆動力により開閉自在に形成されているので、近年多用されているパワーチャックにおける加工対象物Wの把握力の異常の有無を確実に検出することができる。 Furthermore, according to the monitoring apparatus 1 of the present embodiment, the workpiece grasping means 21 is formed so as to be freely opened and closed by the driving force of an actuator having a plurality of claws 27 connected via a draw pipe 31 as a connecting member. Therefore, it is possible to reliably detect the presence or absence of an abnormality in the grasping force of the workpiece W in a power chuck that has been frequently used in recent years.
また、本実施形態の監視装置1によれば、アクチュエータが油圧シリンダ32であるので、近年最も多用されているパワーチャックとしての油圧チャック21における加工対象物Wの把握力の異常の有無を確実に検出することができる。 Further, according to the monitoring apparatus 1 of the present embodiment, since the actuator is the hydraulic cylinder 32, whether or not there is an abnormality in the grasping force of the workpiece W in the hydraulic chuck 21 as a power chuck that has been most frequently used in recent years is ensured. Can be detected.
また、本実施形態の監視装置1によれば、把握力検出手段2が、複数の爪27、連結部材としてのドローパイプ31およびアクチュエータとしての油圧シリンダ32のうちの少なくともいずれかに配設されているので、加工対象物Wの把握力の異常の有無を確実に検出することができる。この場合、ドローパイプ31に歪みゲージ2aを配設することで、爪27による加工対象物Wの把握力の異常の有無に加えて、ドローパイプ31の破損により生じる把握力の異常の有無を判別することができるし、さらに、入力の異常、すなわち油圧シリンダ32の油圧が高すぎるあるいは低すぎるという異常を判別することができる。また、油圧シリンダ32に圧力センサ2bを配設することで、爪27による加工対象物Wの把握力の異常の有無に加えて、作動油の配管からの漏れ、作動油の温度変化などにより生じる把握力の異常の有無を判別することができる。 Further, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the grasping force detection means 2 is disposed on at least one of the plurality of claws 27, the draw pipe 31 as the connecting member, and the hydraulic cylinder 32 as the actuator. Therefore, it is possible to reliably detect the presence or absence of abnormality in the grasping force of the workpiece W. In this case, by disposing the strain gauge 2a on the draw pipe 31, in addition to the presence or absence of abnormality in the grasping force of the workpiece W by the claw 27, the presence or absence of abnormality in the grasping force caused by breakage of the draw pipe 31 is determined. Further, it is possible to determine an input abnormality, that is, an abnormality that the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 32 is too high or too low. Further, by disposing the pressure sensor 2b in the hydraulic cylinder 32, in addition to the presence or absence of abnormality in the grasping force of the workpiece W by the claw 27, it occurs due to leakage of the hydraulic oil from the piping, temperature change of the hydraulic oil, and the like. Whether or not the grasping force is abnormal can be determined.
また、本実施形態の監視装置1によれば、把握力検出手段2が、歪みゲージ2aであるので、把握力検出手段2を安価で入手性に優れたものにより形成することができる。 Moreover, according to the monitoring apparatus 1 of this embodiment, since the grasping force detection means 2 is the strain gauge 2a, the grasping force detection means 2 can be formed with a low cost and excellent availability.
また、本実施形態の監視装置1によれば、チャック本体22が、取付部材としてのバックプレート23を介して主軸24の先端に取り付けられており、この取付部材24に告知手段3が設けられているので、サイズ違いを含む各種の工作機械の主軸24に対するチャック本体22の取り付けの汎用性を持たせることができるとともに、数の多い多種多様のチャック本体22に告知手段3を配設しなくて済むので、全体としての低コスト化を図ることができる。 Further, according to the monitoring device 1 of the present embodiment, the chuck body 22 is attached to the tip of the main shaft 24 via the back plate 23 as an attachment member, and the notification means 3 is provided on the attachment member 24. Therefore, it is possible to provide versatility for attaching the chuck body 22 to the main spindle 24 of various machine tools including different sizes, and it is not necessary to provide the notification means 3 in a wide variety of chuck bodies 22. As a result, the overall cost can be reduced.
したがって、本実施形態の監視方法および監視装置1によれば、安全性の向上を容易かつ確実に図ることができる。 Therefore, according to the monitoring method and the monitoring device 1 of the present embodiment, it is possible to easily and reliably improve safety.
本発明の加工対象物把握手段の監視方法および加工対象物把握手段の監視装置は、工具を把握する工具把握手段などに用いることもできる。 The monitoring method of the processing object grasping means and the monitoring device of the processing object grasping means of the present invention can also be used as a tool grasping means for grasping a tool.
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
1 監視装置
2 把握力検出手段
2a 歪みゲージ
2b 力センサ
3 告知手段
3a 発光ダイオード
4 制御部
5 演算部
6 記憶部
7 操作パネル
8 電源
21 加工対象物把握手段
21a 油圧チャック
22 チャック本体
23 バックプレート
24 主軸
25 主軸台
26 マスタージョー
27 爪
31 ドローパイプ
32 油圧シリンダ
33 ピストン
33 シリンダ
W 加工対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Monitoring apparatus 2 Grasping force detection means 2a Strain gauge 2b Force sensor 3 Notification means 3a Light emitting diode 4 Control part 5 Calculation part 6 Memory | storage part 7 Operation panel 8 Power supply 21 Work target grasping means 21a Hydraulic chuck 22 Chuck main body 23 Back plate 24 Spindle 25 Spindle base 26 Master jaw 27 Claw 31 Draw pipe 32 Hydraulic cylinder 33 Piston 33 Cylinder W Workpiece
Claims (14)
前記複数の爪による加工対象物の把握力の異常をオペレータに告知する告知手段と、
前記複数の爪による加工対象物の把握力の閾値が記憶される記憶部と演算部とを備え、前記演算部により前記把握力検出手段から送出される把握力の検出値を前記記憶部に記憶された閾値と比較して前記加工対象物把握手段による加工対象物の把握力の異常の有無を判別し、前記把握力に異常があると判断した場合、前記告知手段を動作させる制御部とを有していることを特徴とする加工対象物把握手段の監視装置。 A workpiece to be machined by a plurality of openable / closable jaws of a workpiece grasping means having a chuck body attached to the tip of a spindle rotatably supported by the spindle stock and a plurality of claws arranged to be openable and closable on the chuck body. Grasping force detecting means for detecting grasping force of an object;
A notification means for notifying an operator of an abnormality in grasping force of the workpiece by the plurality of claws;
A storage unit that stores a threshold value of the grasping force of the object to be processed by the plurality of nails and a calculation unit are stored, and the detection value of the grasping force that is sent from the grasping force detection unit by the calculation unit is stored in the storage unit. A control unit for operating the notification means when it is determined that there is an abnormality in the grasping force of the object to be processed by the object to be grasped by the object grasping means. A monitoring device for processing object grasping means characterized by having.
The said chuck | zipper main body is attached to the front-end | tip of the said main shaft through the attachment member, The said notification means is provided in this attachment member, The any one of Claim 5 thru | or 13 characterized by the above-mentioned. A monitoring device for the object grasping means.
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