JP2010017830A - 工作機械におけるクランプばね劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械におけるクランプばねのばね力の劣化の程度を検出することが、簡単な構成で、かつ、安価に達成できるようにする。
【解決手段】工作機械１は、前端部７に工具９を嵌合、離脱可能とさせる主軸４と、主軸４に嵌入され、前端部に工具９を離脱可能に連結させるドローバー１６と、ドローバー１６を付勢して後方移動Ｒさせることにより、工具９を主軸４の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばね２６と、クランプばね２６に対抗してドローバー１６を工具９と共に前方移動Ｆさせることにより、主軸４の前端部７から工具９を離脱させる作動装置２９とを備える。作動装置２９の所定値の作動力Ｐ３により、クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗してドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、ドローバー１６の前方移動Ｆ後の主軸４に対するドローバー１６の相対位置Ｃを検出するドローバー位置検出装置５５を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械における主軸に対し、クランプばねの付勢力により工具を固着可能にさせる一方、上記付勢力に対抗する作動装置の作動力により、上記主軸への工具の固着が解除されるようにした工作機械に関し、より詳しくは、上記クランプばねの劣化の程度を検出可能とするクランプばね劣化検出装置に関するものである。

上記工作機械におけるクランプばね劣化検出装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、上記クランプばね劣化検出装置は、軸心上に貫通孔が形成され、その軸方向の一方を前方としたとき、その前端部に工具を嵌合、離脱可能とさせる主軸と、この主軸に対し前方、後方移動可能となるよう上記貫通孔に嵌入され、前端部に上記工具を離脱可能に連結させるドローバーと、このドローバーを付勢力により付勢して後方移動させることにより、上記工具を上記主軸の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばねと、このクランプばねの付勢力に対抗する作動力により上記ドローバーを上記工具と共に前方移動させることにより、上記主軸の前端部から上記工具を離脱させるサーボモータとを備えている。

そして、上記主軸に工具を固着した工作機械の運転可能状態で、上記主軸を回転駆動させれば、この主軸と共に回転する工具によりワークが加工され、この工作機械の運転が続けられる。

一方、上記工具を新しいものや他の種類のものなど、所望の他の工具に交換する場合には、まず、主軸を停止させる。次に、上記サーボモータを作動させ、上記クランプばねの付勢力に対抗する作動力により上記ドローバーを工具と共に前方移動させる。すると、上記工具は、上記主軸から離脱させられると共に上記ドローバーから離脱させられる。次に、上記所望の他の工具を上記ドローバーに連結させると共に、上記クランプばねの付勢力により上記ドローバーを後方移動させて、上記他の工具を上記主軸に固着させる。これにより、この工作機械は、再び、運転可能状態とされる。

ここで、上記工作機械の運転を長く続け、また、この運転の間に、工具を交換する作業を幾度となく繰り返したとすると、いずれ上記クランプばねは劣化して、そのばね力が低下する。そして、この場合には、上記主軸に対する工具の固着強度が不足するおそれが生じて、好ましくない。

そこで、上記固着強度の不足が生じる以前に、上記クランプばねのばね力がどの程度にまで劣化しているかを検出するため、次のようなクランプばね劣化検出装置が設けられている。

即ち、上記従来の技術では、サーボモータの作動時に、このサーボモータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、上記電流値を予め設定した所定値と比較する比較手段とが設けられている。

そして、前記主軸に固着された工具を所望の他の工具に交換する場合などにおいて、上記クランプばねの付勢力に対抗する上記サーボモータの作動力により上記ドローバーを前方移動させる際、上記電流検出手段により示される上記サーボモータの電流値と、上記所定値とが上記比較手段により比較されて、上記ばね力の劣化の程度が検出されるようになっている。
特開２００１−３２２０１３号公報

ところで、上記従来の技術におけるクランプばね劣化検出装置は、電流検出手段と、この電流値を設定値と比較する比較手段とを別途に設けている。このため、上記クランプばね劣化検出装置の構成部品が多くなって、その構成が複雑となり、かつ、高価となっている。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、工作機械におけるクランプばねのばね力の劣化の程度を検出することが、簡単な構成で、かつ、安価に達成できるようにすることである。

請求項１の発明は、軸心３上に貫通孔５が形成され、その軸方向の一方を前方Ｆｒとしたとき、その前端部７に工具９を嵌合、離脱可能とさせる主軸４と、この主軸４に対し前方、後方移動Ｆ，Ｒ可能となるよう上記貫通孔５に嵌入され、前端部に上記工具９を離脱可能に連結させるドローバー１６と、このドローバー１６を付勢力Ｓにより付勢して後方移動Ｒさせることにより、上記工具９を上記主軸４の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばね２６と、このクランプばね２６の付勢力Ｓに対抗する作動力Ｐにより上記ドローバー１６を上記工具９と共に前方移動Ｆさせることにより、上記主軸４の前端部７から上記工具９を離脱させる作動装置２９とを備えた工作機械において、
上記作動装置２９の所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗して上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、このドローバー１６の前方移動Ｆ後の上記主軸４に対する上記ドローバー１６の相対位置Ｃを検出するドローバー位置検出装置５５を設けたことを特徴とする工作機械におけるクランプばね劣化検出装置である。

請求項２の発明は、上記所定値の作動力Ｐ３を越えた上記作動装置２９の他の所定値の作動力Ｐ４により上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせた後、上記他の所定値の作動力Ｐ４を上記所定値の作動力Ｐ３にまで減少させたとき、このドローバー１６の上記相対位置Ｃ´を上記ドローバー位置検出装置５５が検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械におけるクランプばね劣化検出装置である。

請求項３の発明は、上記主軸４の前端部７に上記工具９を固着させた「クランプ状態」で、上記ドローバー１６の上記相対位置Ａを検出するクランプ位置検出装置４７と、上記「クランプ状態」から上記主軸４に対し所定寸法ΔＬだけ上記ドローバー１６を工具９と共に前方移動Ｆさせて、上記主軸４の前端部７から工具９を離脱させた「アンクランプ状態」で、上記ドローバー１６の上記相対位置Ｂを検出するアンクランプ位置検出装置４８とを備えた工作機械において、
上記クランプ、アンクランプ位置検出装置４７，４８の少なくともいずれか一方を上記ドローバー位置検出装置５５に兼用したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の工作機械におけるクランプばね劣化検出装置である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、軸心上に貫通孔が形成され、その軸方向の一方を前方としたとき、その前端部に工具を嵌合、離脱可能とさせる主軸と、この主軸に対し前方、後方移動可能となるよう上記貫通孔に嵌入され、前端部に上記工具を離脱可能に連結させるドローバーと、このドローバーを付勢力により付勢して後方移動させることにより、上記工具を上記主軸の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばねと、このクランプばねの付勢力に対抗する作動力により上記ドローバーを上記工具と共に前方移動させることにより、上記主軸の前端部から上記工具を離脱させる作動装置とを備えた工作機械において、
上記作動装置の所定値の作動力により、上記クランプばねの付勢力に対抗して上記ドローバーを前方移動させたとき、このドローバーの前方移動後の上記主軸に対する上記ドローバーの相対位置を検出するドローバー位置検出装置を設けている。

このため、上記クランプばねの付勢力と作動装置の所定値の作動力との関係により、上記クランプばねのばね力が検出されて、このクランプばねの劣化の程度が検出される。そして、この検出は、ドローバー、クランプばね、および作動装置という工作機械に既存の装置の利用により達成されることから、その分、クランプばね劣化検出装置を構成簡単、かつ、安価にできる。

請求項２の発明は、上記所定値の作動力を越えた上記作動装置の他の所定値の作動力により上記ドローバーを前方移動させた後、上記他の所定値の作動力を上記所定値の作動力にまで減少させたとき、このドローバーの上記相対位置を上記ドローバー位置検出装置が検出するようにしている。

つまり、上記クランプばねにヒステリシス損失を生じさせた後に、このクランプばねの劣化の程度を検出するようにしたことから、簡単な構成で、この検出の精度を向上させることができる。

請求項３の発明は、上記主軸の前端部に上記工具を固着させた「クランプ状態」で、上記ドローバーの上記相対位置を検出するクランプ位置検出装置と、上記「クランプ状態」から上記主軸に対し所定寸法だけ上記ドローバーを工具と共に前方移動させて、上記主軸の前端部から工具を離脱させた「アンクランプ状態」で、上記ドローバーの上記相対位置を検出するアンクランプ位置検出装置とを備えた工作機械において、
上記クランプ、アンクランプ位置検出装置の少なくともいずれか一方を上記ドローバー位置検出装置に兼用している。

このため、上記工作機械に既存のクランプ位置検出装置もしくはアンクランプ位置検出装置が利用される分、上記クランプばね劣化検出装置を、より構成簡単、かつ、安価にすることができる。

本発明の工作機械におけるクランプばね劣化検出装置に関し、工作機械におけるクランプばねのばね力の劣化の程度を検出することが、簡単な構成で、かつ、安価に達成できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、工作機械は、軸心上に貫通孔が形成され、その軸方向の一方を前方としたとき、その前端部に工具を嵌合、離脱可能とさせる主軸と、この主軸に対し前方、後方移動可能となるよう上記貫通孔に嵌入され、前端部に上記工具を離脱可能に連結させるドローバーと、このドローバーを付勢力により付勢して後方移動させることにより、上記工具を上記主軸の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばねと、このクランプばねの付勢力に対抗する作動力により上記ドローバーを上記工具と共に前方移動させることにより、上記主軸の前端部から上記工具を離脱させる作動装置とを備える。

上記作動装置の所定値の作動力により、上記クランプばねの付勢力に対抗して上記ドローバーを前方移動させたとき、このドローバーの前方移動後の上記主軸に対する上記ドローバーの相対位置を検出するドローバー位置検出装置が設けられる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図１，２において、符号１は工作機械であって、図例ではマシニングセンタの一部分を示している。

上記工作機械１は、機体２と、この機体２に軸心３回りに回転駆動可能に支持される主軸４とを備えている。この主軸４の軸心３上には断面円形の貫通孔５が形成されている。この貫通孔５の前部は径小孔５ａとされ、後部側は径大孔５ｂとされ、両孔５ａ，５ｂの間には径方向に延びる段差面５ｃが形成されている。

上記主軸４の軸方向の一方を前方（矢印Ｆｒ）としたとき、この主軸４の前端部７には後方に向かって先細りするテーパ形状の嵌合孔８が形成されている。この嵌合孔８の後端の内径は、上記貫通孔５の径小孔５ａの内径に合致している。上記嵌合孔８にはドリルなどの工具９が工具交換機１０により自動的に嵌合、離脱可能にテーパ嵌合させられている。

上記貫通孔５の径大孔５ｂには軸心３回りに相対回転可能となるよう円筒形状のブッシュ１３が嵌入されている。このブッシュ１３の前端は、上記貫通孔５の段差面５ｃに当接し、それ以上の前方移動が阻止されている。また、上記ブッシュ１３の前端部には円環形状のストッパ１４が内嵌されて、固着されている。

上記主軸４の軸心３上に位置して、この主軸４に対し前方、後方移動Ｆ，Ｒ可能となるようこの主軸４の貫通孔５に嵌入されるドローバー１６が設けられている。このドローバー１６の前端部にはクランプ１７を介して上記工具９が離脱可能に連結されている。

上記クランプ１７は、上記工具９の後端部に形成される球形状の被係合体１９と、上記ドローバー１６の前端部に一体的に形成されて上記貫通孔５の径小孔５ａにその軸方向で嵌脱可能に嵌入される円筒体２０と、この円筒体２０に径方向に貫通するよう形成された複数の係合孔２１に嵌入される係合球体２２とを備えている。上記被係合体１９は、上記円筒体２０に対しその前方から嵌脱可能に嵌入される。上記各係合球体２２は上記貫通孔５の径小孔５ａの内周面により押されて、その一部が上記円筒体２０内に突出する。そして、上記各係合球体２２の上記一部により上記円筒体２０内に被係合体１９が係止される。つまり、上記ドローバー１６の前端部に上記クランプ１７により上記工具９が連結される。

一方、図３で示すように、上記ドローバー１６と共にクランプ１７と工具９とを前方移動Ｆさせて、上記クランプ１７の円筒体２０と係合球体２２とを上記嵌合孔８内に位置させる。すると、上記貫通孔５の径小孔５ａの内周面によって上記各係合球体２２が押される、ということが解除されて、これら係合球体２２は上記円筒体２０内から径方向外方に後退する。これにより、上記ドローバー１６の前端部に対する被係合体１９の係止が解除される。

再び、図１，２において、上記ドローバー１６の後端部にはボス部２５が締結により固着されている。このボス部２５は上記ブッシュ１３の後端部に軸方向に摺動可能に嵌入されている。上記ドローバー１６を付勢力Ｓにより付勢して後方移動Ｒさせるクランプばね２６が設けられている。このクランプばね２６は、上記ブッシュ１３内で上記ストッパ１４とボス部２５との間に軸方向で圧縮された状態で介設され、軸方向に積み上げられた多数の皿ばねで構成されている。

上記クランプばね２６の付勢力Ｓによる上記ドローバー１６の後方移動Ｒにより、上記主軸４の前端部７における上記嵌合孔８に対し、上記ドローバー１６とクランプ１７とを介し上記工具９が嵌合かつ圧接状態で固着されている。この場合、上記ドローバー１６のそれ以上の後方移動Ｒは、上記嵌合孔８に対する工具９の圧接により阻止される。

上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗する作動力Ｐにより上記ドローバー１６を上記クランプ１７および工具９と共に前方移動Ｆ可能とさせる作動装置２９が設けられている。この作動装置２９は、上記軸心３上かつ上記ドローバー１６の後方に配置されて上記機体２に支持される油圧シリンダ３０と、この油圧シリンダ３０を圧油３１により作動させる油圧装置３２とを備えている。

上記油圧シリンダ３０は、上記軸心３上に位置して上記機体２に支持され、軸方向の両端部が閉じられたシリンダチューブ３４と、このシリンダチューブ３４に嵌入され、このシリンダチューブ３４内を第１、第２油室３５，３６に仕切るピストン３７と、上記軸心３上でこのピストン３７から上記シリンダチューブ３４の前、後方にまで延出するピストンロッド３８とを備えている。このピストンロッド３８の前端部は上記ボス部２５にカップリング３９により連結されている。

上記油圧装置３２は、油圧ポンプ４２から吐出される圧油３１を所望圧に調整可能とする圧力調整装置４３と、この圧力調整装置４３で調整された圧油３１を、上記第１、第２油室３５，３６のうち、選択的にいずれか一方の油室に供給すると共に、他方の油室の圧油３１をリリースさせる油圧制御弁４４とを備えている。

そして、図１で示すように、上記油圧ポンプ４２からの圧油３１が上記油圧制御弁４４を通し第１油室３５に供給されると、上記油圧制御弁４４を通し第２油室３６の圧油３１はリリースされる。すると、図１，２にて説明したように、クランプばね２６の付勢力Ｓにより上記ドローバー１６が後方移動Ｒする。この後方移動Ｒにより、このドローバー１６とクランプ１７とを介し上記主軸４の前端部７に工具９が固着される。そして、これが、主軸４の前端部７に対する工具９の「クランプ状態」とされる。

上記油圧制御弁４４が、図１で示す状態から切り換えられて、上記油圧ポンプ４２からの圧油３１が上記油圧制御弁４４を通し第２油室３６に供給されたとすると、上記油圧制御弁４４を通し第１油室３５の圧油３１はリリースされる。すると、図３にて説明したように、クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗した上記作動装置２９の油圧シリンダ３０の作動力Ｐにより、上記ドローバー１６はクランプ１７と共に前方移動Ｆする。これらドローバー１６とクランプ１７とが所定寸法ΔＬだけ前方移動Ｆしたとき、上記カップリング３９が主軸４の後端面に当接して、上記ドローバー１６とクランプ１７とがそれ以上に前方移動Ｆしようとすることが阻止される。この前方移動Ｆにより、上記主軸４の前端部７から工具９が離脱させられる。そして、これが、主軸４の前端部７に対する工具９の「アンクランプ状態」とされる。

また、上記「アンクランプ状態」から、前記工具交換機１０により上記工具９を更に前方移動Ｆさせれば、この工具９は上記主軸４の前端部７およびクランプ１７から前方に離脱させられる（図３中、一点鎖線）。

図１，２，４において、上記「クランプ状態」で、上記ドローバー１６の上記主軸４に対する相対位置Ａを検出するクランプ位置検出装置４７と、上記「クランプ状態」から上記主軸４に対し所定寸法ΔＬだけ上記ドローバー１６を工具９と共に前方移動Ｆさせた上記「アンクランプ状態」で、上記ドローバー１６の相対位置Ｂを検出するアンクランプ位置検出装置４８とが設けられている。

上記クランプ、アンクランプ位置検出装置４７，４８は、上記ドローバー１６と連動する上記ピストンロッド３８の後部に取り付けられた磁石４９を共有し、上記機体２側である上記油圧シリンダ３０のシリンダチューブ３４に取り付けられたリードスイッチ５０をそれぞれ備えている。上記クランプ、アンクランプ位置検出装置４７，４８の各リードスイッチ５０は、常時オフ式とされている。そして、これらリードスイッチ５０のうち、選択的にいずれか一方のリードスイッチ５０に対し、上記主軸４の軸方向でのある狭い範囲で、上記磁石４９が近接したとき、上記一方のリードスイッチ５０がオンして、上記主軸４に対するドローバー１６の相対位置を位置検出することとされている。

上記油圧ポンプ４２、圧力調整装置４３、油圧制御弁４４、および各リードスイッチ５０をそれぞれ電気的に接続して上記油圧ポンプ４２、圧力調整装置４３、および油圧制御弁４４を電子的に制御する制御装置５２が設けられている。そして、この制御装置５２等への操作により、上記主軸４の前端部７に対し、所定の工具９が自動的に「クランプ状態」、「アンクランプ状態」とされる。

上記構成において、クランプばね２６の劣化を検出可能とするクランプばね劣化検出装置５３が設けられている。以下、このクランプばね劣化検出装置５３につき説明する。

図１，２，４において、上記クランプばね２６の自由長はＬ１とされている。上記「クランプ状態」でのクランプばね２６の全長はＬ２とされている。また、上記「アンクランプ状態」でのクランプばね２６の全長はＬ３とされている。このため、上記所定寸法ΔＬは、（Ｌ２−Ｌ３）の値に相当する。また、上記のように、クランプばね２６をＬ１からＬ２にまで圧縮するための作動装置２９の初期の作動力ＰはＰ１、クランプばね２６をＬ２からＬ３にまで圧縮するための作動装置２９の終期の作動力ＰはＰ２とされている。

上記「クランプ状態」から、上記作動装置２９の所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗して上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、このドローバー１６の前方移動Ｆ後の上記主軸４に対する上記ドローバー１６の相対位置Ｃを検出するドローバー位置検出装置５５が設けられている。具体的には、このドローバー位置検出装置５５は、上記クランプ、アンクランプ位置検出装置４７，４８により構成されている。

上記クランプばね劣化検出装置５３によれば、例えば、次のような検出方法により、クランプばね２６の劣化の程度が検出される。

即ち、第１検出方法として、上記圧力調整装置４３により、上記作動装置２９の作動力Ｐが上記した所定値の作動力Ｐ３となるようにする。また、この場合、このＰ３を、図４で示すようにＰ２＞Ｐ３＞Ｐ１の関係にする。そして、上記作動装置２９の上記所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗して上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせる。

そして、上記ドローバー１６の前方移動Ｆ後の上記主軸４に対する上記ドローバー１６の相対位置Ｃが、上記クランプ位置検出装置４７により検出される上記「クランプ状態」でのドローバー１６の相対位置Ａと、上記アンクランプ位置検出装置４８により検出される上記「アンクランプ状態」でのドローバー１６の相対位置Ｂとの間に位置したとする。この場合、上記クランプ位置検出装置４７とアンクランプ位置検出装置４８とは、共に上記相対位置Ａ，Ｂの検出をしないオフ状態とされる。つまり、この結果は、上記クランプばね２６が正常なばね力を有していることから導かれたものである。これにより、このクランプばね２６は劣化していない、ということが検出される。

一方、上記と同様に、作動装置２９の上記所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗してドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、アンクランプ位置検出装置４８がオンしたとする。この場合、上記終期の作動力Ｐ２よりも値の小さい上記所定値の作動力Ｐ３によりドローバー１６を前方移動Ｆさせたにもかかわらず、上記ドローバー１６は相対位置Ｂにまで達したことを意味している。そして、この結果は、上記クランプばね２６のばね力が低下していることから導かれたものである。これにより、このクランプばね２６は劣化している、ということが検出される。

また、第２検出方法として、上記所定値の作動力Ｐ３を、上記初期の作動力Ｐ１よりも少しだけ大きい値にしたとする。そして、上記と同様に、上記所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗して上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせたとする。そして、この場合、上記クランプ位置検出装置４７がオンのままであるとする。すると、これは、上記ドローバー１６の前方移動Ｆの寸法が小さいことを意味している。つまり、この結果は、上記クランプばね２６のばね力が十分に大きくて正常であることから導かれたものである。これにより、このクランプばね２６は劣化していない、ということが検出される。

一方、上記と同様に、作動装置２９の上記所定値の作動力Ｐ３により、上記クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗して上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、上記クランプ位置検出装置４７がオフしたとする。この場合、上記所定値の作動力Ｐ３によりドローバー１６を前方移動Ｆさせたにもかかわらず、上記ドローバー１６が大きく前方移動Ｆしたことを意味している。そして、この結果は、上記クランプばね２６のばね力が低下していることから導かれたものである。これにより、このクランプばね２６は劣化している、ということが検出される。

また、第３検出方法として、上記所定値の作動力Ｐ３を越えた上記作動装置２９の他の所定値の作動力Ｐ４により上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせた後、上記他の所定値の作動力Ｐ４を上記所定値の作動力Ｐ３にまで減少させたとき、このドローバー１６の上記相対位置Ｃ´を上記ドローバー位置検出装置５５が検出することとされている。つまり、上記クランプばね２６にヒステリシス損失を生じさせた後に、このクランプばね２６の劣化の程度が検出されるようにしている。

なお、上記したクランプばね２６の劣化の程度の検出は、上記第１〜第３検出方法を種々組み合せることによりしてもよい。また、Ｐ４≧Ｐ２であってもよい。また、上記クランプばね２６に高、低の作動力Ｐを繰り返し与えて、十分にヒステリシス損失を与えた後、このクランプばね２６の劣化の程度を検出させるようにしてもよい。

上記構成によれば、作動装置２９の所定値の作動力Ｐ３により、クランプばね２６の付勢力Ｓに対抗してドローバー１６を前方移動Ｆさせたとき、このドローバー１６の前方移動Ｆ後の上記主軸４に対する上記ドローバー１６の相対位置Ｃを検出するドローバー位置検出装置５５を設けている。

このため、上記クランプばね２６の付勢力Ｓと作動装置２９の所定値の作動力Ｐ３との関係により、上記クランプばね２６のばね力が検出されて、このクランプばね２６の劣化の程度が検出される。そして、この検出は、ドローバー１６、クランプばね２６、および作動装置２９という工作機械１に既存の装置の利用により達成されることから、その分、クランプばね劣化検出装置５３を構成簡単、かつ、安価にできる。

また、前記したように、所定値の作動力Ｐ３を越えた上記作動装置２９の他の所定値の作動力Ｐ４により上記ドローバー１６を前方移動Ｆさせた後、上記他の所定値の作動力Ｐ４を上記所定値の作動力Ｐ３にまで減少させたとき、このドローバー１６の上記相対位置Ｃ´を上記ドローバー位置検出装置５５が検出するようにしている。

つまり、上記クランプばね２６にヒステリシス損失を生じさせた後に、このクランプばね２６の劣化の程度を検出するようにしたことから、簡単な構成で、この検出の精度を向上させることができる。

また、前記したように、クランプ、アンクランプ位置検出装置４７，４８の少なくともいずれか一方を上記ドローバー位置検出装置５５に兼用している。

このため、上記工作機械１に既存のクランプ位置検出装置４７もしくはアンクランプ位置検出装置４８が利用される分、上記クランプばね劣化検出装置５３を、より構成簡単、かつ、安価にすることができる。

なお、以上は図示の例によるが、上記クランプばね２６は単数もしくは複数のコイルばねで構成してもよい。また、上記作動装置２９は電動シリンダなど電動機を用いたものであってもよい。また、上記各位置検出装置４７，４８は、リミットスイッチや光を利用したセンサを用いたものであってもよい。

工作機械の全体側面図である。 図１の部分拡大断面図である。 作用を説明する図で、図２に相当する図である。 主軸に対するドローバーの相対位置と、作動装置の作動力等との関係を示す図である。

符号の説明

１ 工作機械
２ 機体
３ 軸心
４ 主軸
５ 貫通孔
７ 前端部
８ 嵌合孔
９ 工具
１６ ドローバー
１７ クランプ
２６ クランプばね
２９ 作動装置
４７ クランプ位置検出装置
４８ アンクランプ位置検出装置
５２ 制御装置
５３ クランプばね劣化検出装置
５５ ドローバー位置検出装置
Ａ 相対位置
Ｂ 相対位置
Ｃ 相対位置
Ｃ´ 相対位置
Ｆ 前方移動
Ｒ 後方移動
Ｓ 付勢力
Ｐ 作動力
ΔＬ 所定寸法

Claims (3)

1. 軸心上に貫通孔が形成され、その軸方向の一方を前方としたとき、その前端部に工具を嵌合、離脱可能とさせる主軸と、この主軸に対し前方、後方移動可能となるよう上記貫通孔に嵌入され、前端部に上記工具を離脱可能に連結させるドローバーと、このドローバーを付勢力により付勢して後方移動させることにより、上記工具を上記主軸の前端部に嵌合状態で固着させるクランプばねと、このクランプばねの付勢力に対抗する作動力により上記ドローバーを上記工具と共に前方移動させることにより、上記主軸の前端部から上記工具を離脱させる作動装置とを備えた工作機械において、
   上記作動装置の所定値の作動力により、上記クランプばねの付勢力に対抗して上記ドローバーを前方移動させたとき、このドローバーの前方移動後の上記主軸に対する上記ドローバーの相対位置を検出するドローバー位置検出装置を設けたことを特徴とする工作機械におけるクランプばね劣化検出装置。
2. 上記所定値の作動力を越えた上記作動装置の他の所定値の作動力により上記ドローバーを前方移動させた後、上記他の所定値の作動力を上記所定値の作動力にまで減少させたとき、このドローバーの上記相対位置を上記ドローバー位置検出装置が検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械におけるクランプばね劣化検出装置。
3. 上記主軸の前端部に上記工具を固着させた「クランプ状態」で、上記ドローバーの上記相対位置を検出するクランプ位置検出装置と、上記「クランプ状態」から上記主軸に対し所定寸法だけ上記ドローバーを工具と共に前方移動させて、上記主軸の前端部から工具を離脱させた「アンクランプ状態」で、上記ドローバーの上記相対位置を検出するアンクランプ位置検出装置とを備えた工作機械において、
   上記クランプ、アンクランプ位置検出装置の少なくともいずれか一方を上記ドローバー位置検出装置に兼用したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の工作機械におけるクランプばね劣化検出装置。

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