JP2013212550A

JP2013212550A - Clamping device of machine tool

Info

Publication number: JP2013212550A
Application number: JP2012083695A
Authority: JP
Inventors: Seiji Aoki; 省二青木
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2032-04-02
Also published as: JP5894837B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clamping device of a machine tool that can reliably determines whether a clamp state/unclamped state is normal or abnormal.SOLUTION: A clamp device includes a proximity switch 488 that detects a position of a rod 483 where a tool is held; a pair of emission parts 491 and a light-receiving part 492, mutually, between which a draw bars 44 is disposed and that are arranged opposite to a direction orthogonal to an axial direction of the draw bar 44; a first light passage part 447 that is formed at a position where the light of the emission part 491 passes only while the tool is held in the draw bar 44; and a controller 100 that determines that a holding state of the tool is normal when a detection signal of the proximity switch 488 and a light-receiving signal of the light-receiving part 492 are inputted, and determines that the holding state of the tool is abnormal when only the detection signal of the proximity switch 488 is input.

Description

本発明は、工作機械のクランプ装置に関し、特に異常クランプ状態の検出対策に係るものである。 The present invention relates to a clamping device for a machine tool, and particularly relates to a countermeasure for detecting an abnormal clamping state.

従来より、特許文献１に開示されているような工具のクランプ装置が知られている。このクランプ装置は、中空状のスピンドル（主軸）と、該スピンドルに挿通され皿バネによって後方へ付勢される中心軸（ドローバー）と、該中心軸の前端部が挿通され、該中心軸の進退動作によって工具を保持および解放するチャック部（コレット）と、中心軸を前進させて工具を解放させるピストンロッドとを有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a tool clamping device as disclosed in Patent Document 1 is known. This clamping device is inserted through a hollow spindle (main shaft), a central shaft (draw bar) inserted through the spindle and biased backward by a disc spring, and a front end portion of the central shaft. It has a chuck part (collet) that holds and releases the tool by operation, and a piston rod that advances the central axis to release the tool.

このクランプ装置では、ピストンロッドが前進すると、中心軸が押されて前進しコレットから工具が解放される。また、ピストンロッドが後退すると、中心軸が皿バネによって後退しコレットに工具が保持される。そして、このクランプ装置では、ピストンロッドが近接スイッチによって検出されるまで後退または前進する。これによって、工具を保持した状態（クランプ状態）と工具が解放された状態（アンクランプ状態）を検出するようにしている。 In this clamping device, when the piston rod moves forward, the central axis is pushed and moves forward to release the tool from the collet. When the piston rod is retracted, the central axis is retracted by the disc spring and the tool is held on the collet. In this clamping device, the piston rod moves backward or forward until it is detected by the proximity switch. Thus, a state where the tool is held (clamped state) and a state where the tool is released (unclamped state) are detected.

実公平４−５１９２２号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-51922

ところで、上述した特許文献１のように、ピストンロッドの位置を近接スイッチで検出して、クランプ状態およびアンクランプ状態を検出する方法では、クランプ状態等を正確に検出することが困難という問題があった。 However, as in Patent Document 1 described above, the method of detecting the clamped state and the unclamped state by detecting the position of the piston rod with the proximity switch has a problem that it is difficult to accurately detect the clamped state and the like. It was.

具体的には、例えば図９や図１０に示すようにドローバーが何らかの要因で正常な位置から少しズレた状態で停止してしまい、正常に工具が保持されない状態が起こる場合がある。このような場合でも、近接スイッチ等の検出スイッチは、検出感度が比較的緩慢であるために、クランプ状態であると検出してしまう。つまり、近接スイッチ等の検出スイッチでピストンロッドの位置を検出しても、ドローバーの位置ズレを検出することが困難である。その結果、クランプ状態が正常であるか異常であるかを判定することが正確にはできなかった。 Specifically, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, there is a case where the draw bar stops in a state slightly deviated from the normal position for some reason, and the tool is not normally held. Even in such a case, a detection switch such as a proximity switch detects that it is in a clamped state because the detection sensitivity is relatively slow. That is, even if the position of the piston rod is detected by a detection switch such as a proximity switch, it is difficult to detect a position shift of the draw bar. As a result, it was impossible to accurately determine whether the clamped state is normal or abnormal.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランプ状態／アンクランプ状態が正常であるか異常であるかを確実に判定し得る工作機械のクランプ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a clamping device for a machine tool that can reliably determine whether a clamped state / unclamped state is normal or abnormal. is there.

第１の発明は、中空のスピンドルと、該スピンドルに進退自在に挿通されたドローバーと、該ドローバーを後退方向へ付勢する弾性部材と、前記ドローバーの進退動作に伴って工作機械の工具を保持および解放するコレットと、前記ドローバーの軸方向後方に配置され且つ該軸方向に進退自在に構成され、後退することで、前記ドローバーを前記弾性部材によって後退させて工具の保持を行う一方、前進して前記ドローバーを押すことで、前記ドローバーを前進させて工具の解放を行うピストンロッドとを備えた工作機械のクランプ装置を対象としている。そして、本発明は、工具の解放が行われる前記ピストンロッドの位置を検出する第１検出スイッチおよび工具Ｔの保持が行われる前記ピストンロッドの位置を検出する第２検出スイッチと、互いに、前記ドローバーを間に置き且つ前記ドローバーの軸方向と直交する方向に対向配置された一対の発光部および受光部と、前記ドローバーにおいて、工具の保持が行われた状態のときだけ前記発光部の光が通行する位置に形成された第１通光部および工具の解放が行われた状態のときだけ前記発光部の光が通行する位置に形成された第２通光部と、前記第１検出スイッチまたは第２検出スイッチの検出信号と、前記受光部の受光信号とが入力されると、工具の保持状態または解放状態は正常と判定し、前記第１検出スイッチまたは第２検出スイッチの検出信号のみが入力されると、工具の保持状態または解放状態は異常と判定する異常検出部とを備えている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a hollow spindle, a draw bar inserted through the spindle so as to be able to advance and retreat, an elastic member that urges the draw bar in a retreating direction, and a tool of a machine tool as the draw bar moves back and forth. The collet to be released and the draw bar are arranged rearward in the axial direction of the draw bar and configured to be movable forward and backward in the axial direction, and by moving backward, the draw bar is moved backward by the elastic member to hold the tool while moving forward. It is intended for a clamping device of a machine tool including a piston rod that pushes the draw bar to advance the draw bar to release the tool. In the present invention, the first detection switch for detecting the position of the piston rod where the tool is released and the second detection switch for detecting the position of the piston rod where the tool T is held are mutually connected to the draw bar. And a pair of light emitting units and light receiving units disposed opposite to each other in a direction perpendicular to the axial direction of the draw bar, and the light of the light emitting unit passes only when the tool is held in the draw bar. The first light-transmitting part formed at the position where the light is emitted and the second light-transmitting part formed at a position where the light of the light-emitting part passes only when the tool is released, and the first detection switch or first When the detection signal of the 2 detection switch and the light reception signal of the light receiving unit are input, it is determined that the holding or releasing state of the tool is normal, and the first detection switch or the second detection switch is determined. When only the detection signal is input, the holding state or the released state of the tool is provided with an abnormality detection unit for determining an abnormality.

上記の構成では、工具を保持する動作時（クランプ動作時）に、ピストンロッド４８３は第２検出スイッチ（第２近接スイッチ４８８）によって検出されるまで後退する。そして、ドローバー４４が正常な位置（工具が正常に保持される位置）まで後退していると、図７に示すように発光部４９１の光が第１通光部４４７を通行して受光部４９２に受光される。これにより、第２検出スイッチの検出信号と受光部４９２の受光信号が入力されるので、異常検出部（コントローラ１００）は正常なクランプ状態であると判定する。また、工具を解放する動作時（アンクランプ動作時）に、ピストンロッド４８３は第１検出スイッチ（第１近接スイッチ４８７）によって検出されるまで前進する。そして、ドローバー４４が正常な位置（工具が正常に解放される位置）まで前進していると、図８に示すように発光部４９１の光が第２通光部４４８を通行して受光部４９２に受光される。これにより、第１検出スイッチの検出信号と受光部４９２の受光信号が入力されるので、異常検出部（コントローラ１００）は正常なアンクランプ状態であると判定する。 In the above configuration, during the operation of holding the tool (during the clamping operation), the piston rod 483 moves backward until it is detected by the second detection switch (second proximity switch 488). When the draw bar 44 is retracted to a normal position (a position where the tool is normally held), the light from the light emitting portion 491 passes through the first light passing portion 447 as shown in FIG. Is received. Thereby, since the detection signal of the second detection switch and the light reception signal of the light receiving unit 492 are input, the abnormality detection unit (controller 100) determines that the clamp state is normal. Also, during the operation of releasing the tool (unclamping operation), the piston rod 483 moves forward until it is detected by the first detection switch (first proximity switch 487). When the draw bar 44 is advanced to a normal position (a position where the tool is normally released), the light from the light emitting portion 491 passes through the second light passing portion 448 as shown in FIG. Is received. Thereby, since the detection signal of the first detection switch and the light reception signal of the light receiving unit 492 are input, it is determined that the abnormality detection unit (controller 100) is in a normal unclamped state.

一方、例えば上記のクランプ動作時において、図９や図１０に示すように、ピストンロッド４８３は第２検出スイッチが検出するまで後退したにも拘わらず、ドローバー４４は何らかの要因で正常な位置まで後退しない状態が起こり、この状態は異常なクランプ状態となる。この場合、ドローバー４４の軸方向において第１通光部４４７は発光部４９１の光の位置からズレた位置にあるので、ドローバー４４において発光部４９１の光は第１通光部４４７よりも前方側または後方側の部分によって遮光されることとなる。これにより、第２検出スイッチの検出信号のみが入力されるので、異常検出部（コントローラ１００）は異常なクランプ状態であると判定する。 On the other hand, for example, during the above-described clamping operation, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, the draw bar 44 is retracted to a normal position for some reason even though the piston rod 483 is retracted until the second detection switch detects it. A state that does not occur occurs, and this state becomes an abnormal clamping state. In this case, since the first light passing portion 447 is shifted from the light position of the light emitting portion 491 in the axial direction of the draw bar 44, the light of the light emitting portion 491 is more forward than the first light passing portion 447 in the draw bar 44. Alternatively, the light is shielded by the rear portion. Thereby, since only the detection signal of the second detection switch is input, the abnormality detection unit (controller 100) determines that the clamp state is abnormal.

第２の発明は、上記第１の発明において、前記ドローバーが、段付き軸であり、前記第１通光部または第２通光部が、前記ドローバーにおける段落ち部分に形成されているものである。 According to a second invention, in the first invention, the draw bar is a stepped shaft, and the first light passing portion or the second light passing portion is formed at a stepped portion in the draw bar. is there.

上記の構成では、第１通光部４４７および第２通光部４４８の何れか一方が段落ち部分の領域を利用して発光部４９１の光を通行させるようにしている。 In the above configuration, one of the first light passing portion 447 and the second light passing portion 448 allows light from the light emitting portion 491 to pass through using the region of the stepped portion.

以上説明したように、本発明のクランプ装置によれば、クランプ状態およびアンクランプ状態のピストンロッドの位置を検出する２つの検出スイッチの他に、一対の発光部および受光部を設けると共に、ドローバーにおいて工具の保持および解放が行われた状態のときだけ発光部の光が通行する位置にそれぞれ形成された２つの通光部を設けるようにした。そして、本発明では、受光部の受光信号は入力されず検出スイッチの検出信号のみが入力されると、異常なクランプ状態またはアンクランプ状態であると判定するようにした。そのため、ドローバーの位置が正常であるか異常であるかを確実に検出することができ、正常なクランプ状態／アンクランプ状態か異常なクランプ状態／アンクランプ状態かを確実に判定することが可能となる。 As described above, according to the clamping device of the present invention, in addition to the two detection switches that detect the position of the piston rod in the clamped state and the unclamped state, a pair of light emitting unit and light receiving unit are provided, Only when the tool is held and released, the two light-transmitting portions formed at the positions where the light of the light-emitting portion passes are provided. In the present invention, when only the detection signal of the detection switch is input without receiving the light reception signal of the light receiving unit, it is determined that the state is an abnormal clamping state or unclamping state. Therefore, it is possible to reliably detect whether the position of the draw bar is normal or abnormal, and it is possible to reliably determine whether it is a normal clamp state / unclamp state or an abnormal clamp state / unclamp state. Become.

実施形態のクランプ装置を備える工作機械の構成を示す正面図である。It is a front view showing composition of a machine tool provided with a clamp device of an embodiment. 実施形態のクランプ装置を備える工作機械の構成を示す平面図である。It is a top view showing composition of a machine tool provided with a clamp device of an embodiment. 実施形態のクランプ装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the clamp apparatus of embodiment. 実施形態のクランプ装置の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the clamp apparatus of embodiment. 図４におけるV-V線の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the VV line in FIG. 実施形態のコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller of embodiment. クランプ装置の正常クランプ状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the normal clamp state of a clamp apparatus. クランプ装置の正常アンクランプ状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the normal unclamped state of a clamp apparatus. クランプ装置の異常クランプ状態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the abnormal clamp state of a clamp apparatus. クランプ装置の異常クランプ状態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the abnormal clamp state of a clamp apparatus.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

図１および図２に示すように、本実施形態は、本発明に係るクランプ装置４０（工具のクランプ装置）を備えた工作機械１である。この工作機械１は、例えばＮＣ工作機械である。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ図２における「下側」および「上側」を意味する。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the present embodiment is a machine tool 1 provided with a clamping device 40 (tool clamping device) according to the present invention. The machine tool 1 is, for example, an NC machine tool. In the following description, “front” and “rear” mean “lower” and “upper” in FIG. 2, respectively.

〈工作機械の全体構成〉
工作機械１は、ベッド１１と、このベッド１１の後方側で立設するコラム１２とを備えている。 <Overall configuration of machine tool>
The machine tool 1 includes a bed 11 and a column 12 standing on the rear side of the bed 11.

コラム１２の前面には、一対のＺ軸リニアガイド２２が取り付けられている。Ｚ軸リニアガイド２２は、Ｚ軸テーブル２３の後面側に係合して、このＺ軸テーブル２３をＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に往復移動可能に案内する部材である。一対のＺ軸リニアガイド２２は、それぞれＺ軸方向に延びると共に、Ｘ軸方向に間隔を空けて並設されている。一対のＺ軸リニアガイド２２の間には、サーボモータ２１の駆動軸２０がＺ軸方向に延びるように配設されており、Ｚ軸テーブル２３の後面側において駆動軸２０とＺ軸テーブル２３とは互いに係合している。これによって、サーボモータ２１が正転、逆転駆動することに伴い、Ｚ軸テーブル２３はＺ軸方向に往復移動するようになっている。 A pair of Z-axis linear guides 22 are attached to the front surface of the column 12. The Z-axis linear guide 22 is a member that engages with the rear surface side of the Z-axis table 23 and guides the Z-axis table 23 so as to reciprocate in the Z-axis direction (vertical direction, vertical direction). The pair of Z-axis linear guides 22 extend in the Z-axis direction and are arranged in parallel with a gap in the X-axis direction. A drive shaft 20 of the servo motor 21 is disposed between the pair of Z-axis linear guides 22 so as to extend in the Z-axis direction. The drive shaft 20, the Z-axis table 23, and the rear surface side of the Z-axis table 23 are arranged. Are engaged with each other. As a result, the Z-axis table 23 reciprocates in the Z-axis direction as the servomotor 21 is driven forward and backward.

Ｚ軸テーブル２３の前面には、一対のＸ軸リニアガイド２６が取り付けられている。Ｘ軸リニアガイド２６は、Ｘ軸テーブル２７の後面側に係合して、このＸ軸テーブル２７をＸ軸方向（水平方向）に往復移動可能に案内する部材である。一対のＸ軸リニアガイド２６は、それぞれＸ軸方向に延びると共に、Ｚ軸方向に間隔を空けて並設されている。一対のＸ軸リニアガイド２６の間には、サーボモータ２５の駆動軸２４がＸ軸方向に延びるように配設されており、Ｘ軸テーブル２７の後面側において駆動軸２４とＸ軸テーブル２７とは互いに係合している。これによって、サーボモータ２５が正転、逆転駆動することに伴い、Ｘ軸テーブル２７はＸ軸方向に往復移動するようになっている。 A pair of X-axis linear guides 26 are attached to the front surface of the Z-axis table 23. The X-axis linear guide 26 is a member that engages with the rear surface side of the X-axis table 27 and guides the X-axis table 27 so as to reciprocate in the X-axis direction (horizontal direction). The pair of X-axis linear guides 26 extend in the X-axis direction and are arranged in parallel with a gap in the Z-axis direction. A drive shaft 24 of the servo motor 25 is disposed between the pair of X-axis linear guides 26 so as to extend in the X-axis direction, and the drive shaft 24, the X-axis table 27, and the rear surface side of the X-axis table 27 are arranged. Are engaged with each other. As a result, the X-axis table 27 reciprocates in the X-axis direction as the servomotor 25 is driven to rotate forward and backward.

Ｘ軸テーブル２７の前面には、クランプ装置４０が固定されている。クランプ装置４０のスピンドル４２（主軸）はＺ軸方向に延びるように配設されており、その下端にはドリル等の工具Ｔが着脱可能に取り付けられている。上述したように、Ｚ軸テーブル２３がＺ軸方向に往復移動可能であると共に、Ｘ軸テーブル２７がＸ軸方向に往復移動可能であることから、クランプ装置４０は、サーボモータ２１，２５の正転駆動および逆転駆動に伴い、Ｘ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの方向について往復移動をすることが可能である。 A clamp device 40 is fixed to the front surface of the X-axis table 27. A spindle 42 (main shaft) of the clamp device 40 is disposed so as to extend in the Z-axis direction, and a tool T such as a drill is detachably attached to the lower end thereof. As described above, since the Z-axis table 23 can reciprocate in the Z-axis direction and the X-axis table 27 can reciprocate in the X-axis direction, Along with the rotation drive and the reverse rotation drive, it is possible to reciprocate in the X-axis direction and the Z-axis direction.

ベッド１１の上面には、一対のＹ軸リニアガイド３２が取り付けられている。Ｙ軸リニアガイド３２は、Ｙ軸テーブル３１の下面側に係合して、このＹ軸テーブル３１をＹ軸方向（奥行き方向）に往復移動可能に案内する部材である。一対のＹ軸リニアガイド３２は、それぞれＹ軸方向に延びると共に、Ｘ軸方向に間隔を空けて並設されている。一対のＹ軸リニアガイド３２の間には、図示しないが、サーボモータの駆動軸が、Ｙ軸方向に延びるように配設されており、Ｙ軸テーブル３１の下面側と係合している。これによって、サーボモータが正転、逆転駆動することに伴い、Ｙ軸テーブル３１はＹ軸方向に往復移動するようになっている。Ｙ軸テーブル３１は、その上面にワークＷが載置されるワーク用テーブルである。 A pair of Y-axis linear guides 32 are attached to the upper surface of the bed 11. The Y-axis linear guide 32 is a member that engages with the lower surface side of the Y-axis table 31 and guides the Y-axis table 31 so as to reciprocate in the Y-axis direction (depth direction). The pair of Y-axis linear guides 32 extend in the Y-axis direction and are arranged in parallel with a gap in the X-axis direction. Between the pair of Y-axis linear guides 32, although not shown, the drive shaft of the servo motor is disposed so as to extend in the Y-axis direction, and is engaged with the lower surface side of the Y-axis table 31. As a result, the Y-axis table 31 reciprocates in the Y-axis direction as the servomotor is driven forward and reverse. The Y-axis table 31 is a work table on which the work W is placed.

工具交換装置５０は、Ｚ軸テーブル２３よりも前方側の右側（正面から視て右側）の位置であって所定の高さに配置されている。なお、図示しないが、工具交換装置５０は架台を介してベッド１１やコラム１２等に固定支持されている。 The tool changer 50 is disposed at a predetermined height on the right side (right side when viewed from the front) of the front side of the Z-axis table 23. Although not shown, the tool changer 50 is fixedly supported on the bed 11, the column 12, etc. via a gantry.

工具交換装置５０は、モータ５１と工具マガジン５２を備えている。工具マガジン５２は、マガジン本体５３を有している。マガジン本体５３は、円板状に形成され、その中心軸がＺ軸方向（鉛直方向）に延びるように配設されている。マガジン本体５３には、モータ５１の駆動軸が連結されている。そして、マガジン本体５３の外周部には、その周方向に多数（例えば、本実施形態では図２に示すように８個）のチャック５４が等間隔で配列されている（取り付けられている）。各チャック５４は、略Ｕ字状に形成されており、その開口側がマガジン本体５３の径方向外方へ向くように取り付けられている。各チャック５４は、クランプ装置４０のスピンドル４２に装着する工具Ｔを着脱可能に把持（保持）する工具保持部を構成している。 The tool changer 50 includes a motor 51 and a tool magazine 52. The tool magazine 52 has a magazine body 53. The magazine body 53 is formed in a disc shape, and is arranged so that its central axis extends in the Z-axis direction (vertical direction). The magazine main body 53 is connected to a drive shaft of a motor 51. A large number (for example, eight as shown in FIG. 2 in this embodiment) of chucks 54 are arranged (attached) at equal intervals on the outer peripheral portion of the magazine body 53. Each chuck 54 is formed in a substantially U shape, and is attached so that the opening side thereof faces radially outward of the magazine main body 53. Each chuck 54 constitutes a tool holding unit that detachably holds (holds) a tool T attached to the spindle 42 of the clamping device 40.

工具マガジン５２は、モータ５１の駆動によって、図２に示すように上方から視て左回りに回転するように構成されている。具体的に、モータ５１は、多数のチャック５４のうち所定のチャック５４が工具の交換位置（図２参照）へ移動するように工具マガジン５２を回転させる、工具の割り出し用モータである。この交換位置までクランプ装置４０が移動して（図２に二点鎖線で示す状態）、クランプ装置４０のスピンドル４２と工具マガジン５２のチャック５４との間で、工具Ｔの受け渡し（工具Ｔの交換）が行われる。具体的に、クランプ装置４０は、チャック５４から工具Ｔを受けて把持し（クランプ状態）、工具Ｔをチャック５４に渡すために解放する（アンクランプ状態）。 The tool magazine 52 is configured to rotate counterclockwise when viewed from above as shown in FIG. Specifically, the motor 51 is a tool indexing motor that rotates the tool magazine 52 so that a predetermined chuck 54 of a large number of chucks 54 moves to a tool replacement position (see FIG. 2). The clamping device 40 moves to this exchange position (state shown by a two-dot chain line in FIG. 2), and the tool T is transferred between the spindle 42 of the clamping device 40 and the chuck 54 of the tool magazine 52 (exchange of the tool T). ) Is performed. Specifically, the clamp device 40 receives and holds the tool T from the chuck 54 (clamped state), and releases the tool T for delivery to the chuck 54 (unclamped state).

〈クランプ装置の構成〉
次に、クランプ装置４０の詳細な構成について図面を参照しながら説明します。 <Configuration of clamp device>
Next, the detailed configuration of the clamping device 40 will be described with reference to the drawings.

図３および図４に示すように、クランプ装置４０は、ケーシング４１、スピンドル４２、モータ４３、ドローバー４４およびアンクランプ機構４８を備えている。なお、以下で説明するクランプ装置４０の「前、前方」および「後、後方」は、それぞれ図１において下側（即ち、工具Ｔが装着される側）および上側を意味する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the clamp device 40 includes a casing 41, a spindle 42, a motor 43, a draw bar 44, and an unclamp mechanism 48. Note that “front, front” and “rear, rear” of the clamping device 40 described below mean the lower side (that is, the side on which the tool T is mounted) and the upper side in FIG.

ケーシング４１は、略円筒状に形成され、その軸心がＺ軸方向（鉛直方向）に延びる状態で配設されている。スピンドル４２は、中空状の主軸であり、ケーシング４１に軸受４６を介して回転自在に支持されている。スピンドル４２は、その軸心がＺ軸方向（鉛直方向）に延びる状態で配設されている。なお、軸受４６はスピンドル４２の前方側と後方側の二箇所に設けられている。モータ４３は、ケーシング４１内に固定支持されている。そして、モータ４３は、そのロータ４３１がスピンドル４２と連結されており、スピンドル４２を回転駆動する。 The casing 41 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged in a state where its axis extends in the Z-axis direction (vertical direction). The spindle 42 is a hollow main shaft and is rotatably supported by the casing 41 via a bearing 46. The spindle 42 is disposed with its axis extending in the Z-axis direction (vertical direction). The bearings 46 are provided at two locations on the front side and the rear side of the spindle 42. The motor 43 is fixedly supported in the casing 41. The motor 43 has a rotor 431 connected to the spindle 42 and rotationally drives the spindle 42.

ドローバー４４は、スピンドル４２の中空部に進退自在に挿通される内挿軸である。つまり、ドローバー４４はスピンドル４２内において前後方向に移動可能に構成されている。ドローバー４４は基軸４４１を有しており、その基軸４４１の前方端部４４２にはコレット４５が配設されている。コレット４５は、略円筒状に形成された弾性体であり、基軸４４１の前方端部４４２が挿通されている。コレット４５は、後述する工具ホルダＴＨを保持するためのチャック部を構成している。スピンドル４２の中空部には、皿バネ４７が配設されている。皿バネ４７は、ドローバー４４を後方へ付勢するための弾性部材（付勢部材）である。 The draw bar 44 is an insertion shaft that is inserted into the hollow portion of the spindle 42 so as to freely advance and retract. That is, the draw bar 44 is configured to be movable in the front-rear direction within the spindle 42. The draw bar 44 has a base shaft 441, and a collet 45 is disposed at the front end 442 of the base shaft 441. The collet 45 is an elastic body formed in a substantially cylindrical shape, and the front end 442 of the base shaft 441 is inserted therethrough. The collet 45 constitutes a chuck portion for holding a tool holder TH described later. A disc spring 47 is disposed in the hollow portion of the spindle 42. The disc spring 47 is an elastic member (biasing member) for urging the draw bar 44 rearward.

クランプ装置４０では、皿バネ４７の付勢力によってドローバー４４の基軸４４１が後退する（後方へ移動する）と、コレット４５が径方向に拡がって（拡開して）工具ホルダＴＨを保持するように構成されている。このように、工具ホルダＴＨが保持された状態がクランプ状態となる。また、クランプ装置４０では、後述するアンクランプ機構４８によってドローバー４４の基軸４４１が前進する（前方へ移動する）と、コレット４５が径方向に縮まって工具ホルダＴＨを解放するように構成されている。このように、工具ホルダＴＨが解放された状態がアンクランプ状態となる。 In the clamp device 40, when the base shaft 441 of the draw bar 44 is retracted (moved rearward) by the biasing force of the disc spring 47, the collet 45 is expanded (expanded) in the radial direction so as to hold the tool holder TH. It is configured. Thus, the state in which the tool holder TH is held is the clamped state. Further, the clamping device 40 is configured such that when the base shaft 441 of the draw bar 44 advances (moves forward) by an unclamp mechanism 48 described later, the collet 45 is contracted in the radial direction to release the tool holder TH. . Thus, the state in which the tool holder TH is released is an unclamped state.

アンクランプ機構４８は、スピンドル４２やドローバー４４の後方においてケーシング４１に設けられている。アンクランプ機構４８は、皿バネ４７の付勢力に抗してドローバー４４を前進させてアンクランプ状態にするものである。 The unclamp mechanism 48 is provided in the casing 41 behind the spindle 42 and the draw bar 44. The unclamp mechanism 48 moves the draw bar 44 forward against the biasing force of the disc spring 47 to bring it into an unclamped state.

アンクランプ機構４８は、シリンダ４８１およびピストン４８２を備えた油圧シリンダを構成している。ピストン４８２は、シリンダ４８１内に収容され、シリンダ４８１の内部空間を前側油圧室４８４と後側油圧室４８５とに仕切っている。ピストン４８２には、前後方向（Ｚ軸方向）に延びるロッド部４８３が形成されている。具体的に、ロッド部４８３はドローバー４４（基軸４４１）と同軸に配置されている。アンクランプ機構４８では、図示しない油圧源から作動油が何れかの油圧室４８４，４８５へ供給されることで、ロッド部４８３が前後方向に進退するように構成されている。そして、アンクランプ機構４８は、ロッド部４８３が前進してドローバー４４の基軸４４１の後方端部４４３を押すことによって、ドローバー４４を前進させて上述したアンクランプ状態にするように構成されている。また、アンクランプ機構４８は、ロッド部４８３が後退してドローバー４４から離隔することによって、ドローバー４４を後退させて上述したクランプ状態にする。 The unclamp mechanism 48 constitutes a hydraulic cylinder including a cylinder 481 and a piston 482. The piston 482 is accommodated in the cylinder 481 and partitions the internal space of the cylinder 481 into a front hydraulic chamber 484 and a rear hydraulic chamber 485. The piston 482 is formed with a rod portion 483 extending in the front-rear direction (Z-axis direction). Specifically, the rod portion 483 is disposed coaxially with the draw bar 44 (base shaft 441). The unclamp mechanism 48 is configured such that the rod portion 483 advances and retreats in the front-rear direction when hydraulic oil is supplied to any of the hydraulic chambers 484 and 485 from a hydraulic source (not shown). The unclamp mechanism 48 is configured to advance the draw bar 44 to the above-described unclamped state by pushing the rear end 443 of the base shaft 441 of the draw bar 44 as the rod portion 483 moves forward. In addition, the unclamp mechanism 48 retracts the draw bar 44 to the above-described clamping state by the rod portion 483 retracting and separating from the draw bar 44.

〈クランプ装置の位置検出機構〉
先ず、アンクランプ機構４８には、ロッド部４８３の位置検出機構として、被検出部４８９と２つの近接スイッチ４８７，４８８が設けられている。具体的に、被検出部４８９は、シリンダ４８１の後方外方に延出されたロッド部４８３の後方端に形成され、ロッド部４８３と共に前後方向に移動する。被検出部４８９の近傍にはブラケット４８６を介して第１近接スイッチ４８７および第２近接スイッチ４８８が取り付けられ、第１近接スイッチ４８７はＺ軸方向において第２近接スイッチ４８８よりも前方側に配設されている。第１近接スイッチ４８７は、アンクランプ状態になるときの被検出部４８９の位置（即ち、ロッド部４８３の位置）を検出するものである。第２近接スイッチ４８８は、クランプ状態になるときの被検出部４８９の位置（即ち、ロッド部４８３の位置）を検出するものである。 <Clamp device position detection mechanism>
First, the unclamp mechanism 48 is provided with a detected portion 489 and two proximity switches 487 and 488 as a position detection mechanism of the rod portion 483. Specifically, the detected portion 489 is formed at the rear end of the rod portion 483 that extends outward from the cylinder 481 and moves in the front-rear direction together with the rod portion 483. A first proximity switch 487 and a second proximity switch 488 are attached in the vicinity of the detected portion 489 via a bracket 486, and the first proximity switch 487 is disposed in front of the second proximity switch 488 in the Z-axis direction. Has been. The first proximity switch 487 detects the position of the detected part 489 (that is, the position of the rod part 483) when entering the unclamped state. The second proximity switch 488 detects the position of the detected part 489 (that is, the position of the rod part 483) when the clamped state is reached.

ここで、第１近接スイッチ４８７が被検出部４８９を検出するアンクランプ状態では、図８に示すように、ロッド部４８３がドローバー４４の基軸４４１の後方端部４４３に接する状態となる。一方、第２近接スイッチ４８８が被検出部４８９を検出するクランプ状態では、例えば図７に示すように、皿バネ４７の付勢力によって後退したドローバー４４の基軸４４１の後方端部４４３からロッド部４８３が所定距離だけ離隔した状態となる。これは、クランプ状態では、工具ホルダＴＨを保持するのに必要なドローバー４４の後退距離を確実に確保するために、ロッド部４８３をドローバー４４の必要後退距離よりも少し長めに後退させるようにしているからである。 Here, in the unclamped state in which the first proximity switch 487 detects the detected portion 489, the rod portion 483 is in contact with the rear end portion 443 of the base shaft 441 of the draw bar 44 as shown in FIG. On the other hand, in the clamped state where the second proximity switch 488 detects the detected portion 489, for example, as shown in FIG. 7, the rod portion 483 extends from the rear end portion 443 of the base shaft 441 of the draw bar 44 retracted by the biasing force of the disc spring 47. Are separated by a predetermined distance. This is because, in the clamped state, the rod portion 483 is retracted slightly longer than the required retract distance of the draw bar 44 in order to ensure the retract distance of the draw bar 44 necessary to hold the tool holder TH. Because.

さらに、本実施形態のクランプ装置４０には、ドローバー４４の位置検出機構として、光電センサ４９と２つの通光部４４７，４４８が設けられている。 Furthermore, the clamp device 40 of the present embodiment is provided with a photoelectric sensor 49 and two light transmitting portions 447 and 448 as a position detection mechanism of the draw bar 44.

図５に示すように、光電センサ４９は、発光部４９１と、該発光部４９１から発した光を受ける受光部４９２とを有している。発光部４９１と受光部４９２は、ケーシング４１に取り付けられており、ドローバー４４における基軸４４１の後方端部４４３を間に置いて互いに対向するように配設されている。発光部４９１と受光部４９２とは、ドローバー４４の軸方向と直交する方向に対向配置されている。 As shown in FIG. 5, the photoelectric sensor 49 includes a light emitting unit 491 and a light receiving unit 492 that receives light emitted from the light emitting unit 491. The light emitting portion 491 and the light receiving portion 492 are attached to the casing 41 and are disposed so as to face each other with the rear end portion 443 of the base shaft 441 in the draw bar 44 interposed therebetween. The light emitting unit 491 and the light receiving unit 492 are disposed to face each other in a direction orthogonal to the axial direction of the draw bar 44.

２つの通光部４４７，４４８は、図４に示すように、ドローバー４４における基軸４４１の後方端部４４３に形成されている。ここで、ドローバー４４における基軸４４１の後方端部４４３は、ドローバー４４の進退動作によってスピンドル４２の外方に露出する部分である。この基軸４４１の後方端部４４３は、後方端に向かって、二段階に段落ちしたいわゆる段付き軸部であり、大径部４４４と中径部４４５と小径部４４６を有している。第１通光部４４７は、大径部４４４の外周部に形成された切欠き溝である。第１通光部４４７は、図７に示すようにドローバー４４が後退して工具ホルダＴＨが正常に保持された状態（以下、正常クランプ状態という。）のときだけ、発光部４９１の光が通光する位置に形成されている。つまり、第１通光部４４７は「正常クランプ状態」となるドローバー４４の位置を検出するように構成されている。第２通光部４４８は、大径部４４４と中径部４４５の段落ち部分、つまり大径部４４４の端面の側方領域である。第２通光部４４８は、図８に示すようにドローバー４４が前進して工具ホルダＴＨが正常に解放された状態（以下、正常アンクランプ状態という。）のときだけ、発光部４９１の光が通光する位置に形成されている。つまり、第２通光部４４８は「正常アンクランプ状態」となるドローバー４４の位置を検出するように構成されている。 As shown in FIG. 4, the two light transmitting portions 447 and 448 are formed at the rear end portion 443 of the base shaft 441 in the draw bar 44. Here, the rear end portion 443 of the base shaft 441 in the draw bar 44 is a portion exposed to the outside of the spindle 42 by the advance / retreat operation of the draw bar 44. The rear end portion 443 of the base shaft 441 is a so-called stepped shaft portion that is stepped down in two steps toward the rear end, and has a large diameter portion 444, a medium diameter portion 445, and a small diameter portion 446. The first light passing portion 447 is a notch groove formed in the outer peripheral portion of the large diameter portion 444. As shown in FIG. 7, the first light passing portion 447 allows light from the light emitting portion 491 to pass only when the draw bar 44 is retracted and the tool holder TH is normally held (hereinafter referred to as a normal clamped state). It is formed in the position where it shines. That is, the first light passing portion 447 is configured to detect the position of the draw bar 44 that is in the “normal clamp state”. The second light passing portion 448 is a stepped portion between the large diameter portion 444 and the medium diameter portion 445, that is, a side region of the end surface of the large diameter portion 444. As shown in FIG. 8, the second light passing portion 448 allows the light from the light emitting portion 491 to be emitted only when the draw bar 44 moves forward and the tool holder TH is normally released (hereinafter referred to as a normal unclamped state). It is formed at a light transmitting position. That is, the second light passing portion 448 is configured to detect the position of the draw bar 44 that is in the “normal unclamped state”.

また、第１通光部４４７である切欠き溝は、大径部４４４の全周に亘って形成されてもよいし、発光部４９１の光が通行し得るのであれば、大径部４４４の周方向の一部に形成されてもよい。 In addition, the notch groove that is the first light passing portion 447 may be formed over the entire circumference of the large diameter portion 444, or if the light of the light emitting portion 491 can pass, You may form in a part of circumferential direction.

また、第１通光部４４７は、光が通行して受光部４９２に受光し得る程度の微小な溝幅（即ち、前後方向の長さ）に形成されている。例えば、本実施形態では、第１通光部４４７の溝幅は０．３〜０．５ｍｍとなっている。一般に光電センサの最小スポット径はφ０．５ｍｍであり、そして、後述する図９および図１０に示すような「異常クランプ状態」でのドローバー４４の位置は上述した図７の「正常クランプ状態」でのドローバー４４の位置からそれぞれ２ｍｍ以上ズレる。このことから、第１通光部４４７の溝幅を上記の値に設定することで、確実に「正常クランプ状態」のときだけ発光部４９１の光を第１通光部４４７に通すことができ、「正常クランプ状態」を安定して検出することができる。 Further, the first light passing portion 447 is formed with a minute groove width (that is, a length in the front-rear direction) that allows light to pass through and be received by the light receiving portion 492. For example, in the present embodiment, the groove width of the first light passing portion 447 is 0.3 to 0.5 mm. Generally, the minimum spot diameter of the photoelectric sensor is φ0.5 mm, and the position of the draw bar 44 in the “abnormally clamped state” as shown in FIGS. 9 and 10 described later is the “normally clamped state” in FIG. Deviations of 2 mm or more from the position of the draw bar 44 of each. Therefore, by setting the groove width of the first light passing portion 447 to the above value, the light of the light emitting portion 491 can be surely passed through the first light passing portion 447 only in the “normal clamp state”. The “normal clamp state” can be detected stably.

〈クランプ装置のコントローラ〉
クランプ装置４０には、コントローラ１００が設けられている。コントローラ１００は、クランプ状態の異常検出動作を行う異常検出部を構成している。 <Clamp controller>
The clamp device 40 is provided with a controller 100. The controller 100 constitutes an abnormality detection unit that performs an abnormality detection operation in a clamped state.

図６に示すように、コントローラ１００には、入力部１１０と判定部１２０と処理部１３０が設けられている。入力部１１０は、各近接スイッチ４８７，４８８の検出信号や受光部４９２の受光信号が入力される。判定部１２０は、入力部１１０に入力された信号に基づいて、クランプ装置４０におけるクランプ状態の異常判定を行う。処理部１３０は、判定部１２０が異常と判定すると、警報を発したり、クランプ装置４０の運転を停止するなどの制御を行う。このコントローラ１００における異常検出動作の詳細については後述する。 As shown in FIG. 6, the controller 100 is provided with an input unit 110, a determination unit 120, and a processing unit 130. The input unit 110 receives detection signals from the proximity switches 487 and 488 and a light reception signal from the light receiving unit 492. Based on the signal input to the input unit 110, the determination unit 120 performs abnormality determination of the clamp state in the clamp device 40. When the determination unit 120 determines that the abnormality is abnormal, the processing unit 130 performs control such as issuing an alarm or stopping the operation of the clamp device 40. Details of the abnormality detection operation in the controller 100 will be described later.

−クランプ／アンクランプ動作−
クランプ装置４０における工具Ｔのクランプ動作およびアンクランプ動作について説明する。クランプ動作は工具Ｔをスピンドル４２に保持させる動作であり、アンクランプ動作は工具Ｔをスピンドル４２から解放する動作である。クランプ動作およびアンクランプ動作は、例えば工具交換装置５０による工具Ｔの交換時に行われる。 -Clamping / unclamping operation-
The clamping operation and unclamping operation of the tool T in the clamping device 40 will be described. The clamping operation is an operation for holding the tool T on the spindle 42, and the unclamping operation is an operation for releasing the tool T from the spindle 42. The clamping operation and the unclamping operation are performed, for example, when the tool T is changed by the tool changing device 50.

先ず、クランプ動作について説明する。クランプ装置４０は、図１や図２に示すように、工具交換装置５０における所定のチャック５４の位置まで移動する。この所定のチャック５４は、所定の工具Ｔが着装されているチャックであり、予めモータ５１によって所定位置（交換位置）まで回転移動される。所定のチャック５４の位置まで移動したクランプ装置４０では、工具Ｔの工具ホルダＴＨがスピンドル４２のホルダ挿入孔４２１に挿入される。この状態で、アンクランプ機構４８においてロッド部４８３が後退する。具体的に、アンクランプ機構４８では、油圧源からの作動油が前側油圧室４８４に供給されると共に後側油圧室４８５から作動油が排出されることで、ロッド部４８３が後退する。このロッド部４８３の後退動作に伴い、ドローバー４４（基軸４４１）が皿バネ４７の付勢力によって後退する。ドローバー４４の後退動作に伴い、基軸４４１の前方端部４４２が、コレット４５を後方へ引き込みながら径方向に拡げる（拡開する）。これにより、コレット４５の前端部が工具ホルダＴＨのプルスタッドＴＨａに引っ掛かり、工具ホルダＴＨが後方へ引き込まれる。その結果、図７に示すように、工具ホルダＴＨがスピンドル４２に保持されて、クランプ動作が完了する。 First, the clamping operation will be described. The clamp device 40 moves to a predetermined position of the chuck 54 in the tool changer 50 as shown in FIGS. The predetermined chuck 54 is a chuck on which a predetermined tool T is mounted, and is rotated in advance by the motor 51 to a predetermined position (exchange position). In the clamping device 40 that has moved to the position of the predetermined chuck 54, the tool holder TH of the tool T is inserted into the holder insertion hole 421 of the spindle 42. In this state, the rod portion 483 moves backward in the unclamp mechanism 48. Specifically, in the unclamp mechanism 48, the hydraulic oil from the hydraulic source is supplied to the front hydraulic chamber 484 and the hydraulic oil is discharged from the rear hydraulic chamber 485, whereby the rod portion 483 is retracted. As the rod portion 483 is retracted, the draw bar 44 (base shaft 441) is retracted by the biasing force of the disc spring 47. As the draw bar 44 moves backward, the front end 442 of the base shaft 441 expands (expands) in the radial direction while pulling the collet 45 backward. As a result, the front end of the collet 45 is hooked on the pull stud THa of the tool holder TH, and the tool holder TH is pulled backward. As a result, as shown in FIG. 7, the tool holder TH is held by the spindle 42, and the clamping operation is completed.

次に、アンクランプ動作について説明する。工具Ｔが保持されたクランプ装置４０は、図１や図２に示すように、工具交換装置５０における所定のチャック５４の位置まで移動する。この所定のチャック５４は、工具Ｔが着装されていないチャックであり、予めモータ５１によって所定位置（交換位置）まで回転移動される。所定のチャック５４の位置まで移動したクランプ装置４０では、保持している工具Ｔがチャック５４に把持される。この状態で、アンクランプ機構４８においてロッド部４８３が前進する。具体的に、アンクランプ機構４８では、油圧源からの作動油が後側油圧室４８５に供給されると共に前側油圧室４８４から作動油が排出されることで、ロッド部４８３が前進する。これにより、ドローバー４４（基軸４４１）がロッド部４８３に押されて前進する。ドローバー４４が前進すると、基軸４４１の前方端部４４２の一部がコレット４５から前方へ抜け出て、コレット４５が径方向に縮まる。その結果、図８に示すように、コレット４５が工具ホルダＴＨから離れるので工具ホルダＴＨが解放されて、アンクランプ動作が完了する。 Next, the unclamping operation will be described. The clamping device 40 holding the tool T moves to a predetermined chuck 54 position in the tool changer 50 as shown in FIGS. 1 and 2. The predetermined chuck 54 is a chuck on which the tool T is not mounted, and is rotated in advance by the motor 51 to a predetermined position (exchange position). In the clamping device 40 that has moved to the position of the predetermined chuck 54, the tool T being held is gripped by the chuck 54. In this state, the rod portion 483 moves forward in the unclamp mechanism 48. Specifically, in the unclamp mechanism 48, the hydraulic oil from the hydraulic source is supplied to the rear hydraulic chamber 485 and the hydraulic oil is discharged from the front hydraulic chamber 484, whereby the rod portion 483 moves forward. Accordingly, the draw bar 44 (base shaft 441) is pushed by the rod portion 483 and moves forward. When the draw bar 44 moves forward, a part of the front end 442 of the base shaft 441 comes out of the collet 45 and the collet 45 is contracted in the radial direction. As a result, as shown in FIG. 8, since the collet 45 is separated from the tool holder TH, the tool holder TH is released and the unclamping operation is completed.

−異常検出動作−
上述したクランプ動作時およびアンクランプ動作時のコントローラ１００による異常検出動作について説明する。 −Abnormality detection operation−
An abnormality detection operation performed by the controller 100 during the clamping operation and the unclamping operation described above will be described.

クランプ動作時では、ロッド部４８３は被検出部４８９が第２近接スイッチ４８８によって検出されるまで後退する。つまり、クランプ動作時のアンクランプ機構４８では、第２近接スイッチ４８８の検出信号がコントローラ１００の入力部１１０へ送られると、前側油圧室４８４への作動油の供給が停止してロッド部４８３の後退動作が停止する。そして、この状態において、図７に示すように発光部４９１の光が第１通光部４４７を通行して受光部４９２に受光されると、受光部４９２から入力部１１０へ受光信号が送られる。図７では、光の位置を●で示しており、以降の図８〜図１０についても同様である。このように、第２近接スイッチ４８８の検出信号と受光部４９２の受光信号が入力部１１０へ送られると、判定部１２０は「正常クランプ状態（図７の状態）」であると判定する。つまり、判定部１２０は、クランプ動作時において発光部４９１の光が第１通光部４４７を通行したことをもって、ドローバー４４が正常な位置まで後退して工具ホルダＴＨが正常に保持されたと判定する。 During the clamping operation, the rod portion 483 moves backward until the detected portion 489 is detected by the second proximity switch 488. That is, in the unclamping mechanism 48 during the clamping operation, when the detection signal of the second proximity switch 488 is sent to the input unit 110 of the controller 100, the supply of hydraulic oil to the front hydraulic chamber 484 is stopped and the rod unit 483 Reverse operation stops. In this state, as shown in FIG. 7, when light from the light emitting unit 491 passes through the first light passing unit 447 and is received by the light receiving unit 492, a light reception signal is sent from the light receiving unit 492 to the input unit 110. . In FIG. 7, the position of light is indicated by ●, and the same applies to FIGS. As described above, when the detection signal of the second proximity switch 488 and the light reception signal of the light receiving unit 492 are sent to the input unit 110, the determination unit 120 determines that the state is the “normal clamp state (the state of FIG. 7)”. That is, the determination unit 120 determines that the draw bar 44 has moved back to the normal position and the tool holder TH has been normally held when the light of the light emitting unit 491 passes through the first light transmission unit 447 during the clamping operation. .

アンクランプ動作時では、ロッド部４８３は被検出部４８９が第１近接スイッチ４８７によって検出されるまで前進する。つまり、クランプ動作時のアンクランプ機構４８では、第１近接スイッチ４８７の検出信号がコントローラ１００の入力部１１０へ送られると、後側油圧室４８５への作動油の供給が停止してロッド部４８３の前進動作が停止する。そして、この状態において、図８に示すように発光部４９１の光が第２通光部４４８を通行して受光部４９２に受光されると、受光部４９２から入力部１１０へ受光信号が送られる。このように、第１近接スイッチ４８７の検出信号と受光部４９２の受光信号が入力部１１０へ送られると、判定部１２０は「正常アンクランプ状態（図８の状態）」であると判定する。つまり、判定部１２０は、アンクランプ動作時において発光部４９１の光が第２通光部４４８を通行したことをもって、ドローバー４４が正常な位置まで前進して工具ホルダＴＨが正常に解放されたと判定する。以上のように、判定部１２０が「正常クランプ状態」または「正常アンクランプ状態」と判定した場合、処理部１３０は特に何も動作しない。 During the unclamping operation, the rod portion 483 moves forward until the detected portion 489 is detected by the first proximity switch 487. That is, in the unclamping mechanism 48 during the clamping operation, when the detection signal of the first proximity switch 487 is sent to the input unit 110 of the controller 100, the supply of hydraulic oil to the rear hydraulic chamber 485 is stopped and the rod unit 483. The forward movement of stops. In this state, as shown in FIG. 8, when the light from the light emitting unit 491 passes through the second light passing unit 448 and is received by the light receiving unit 492, a light reception signal is sent from the light receiving unit 492 to the input unit 110. . As described above, when the detection signal of the first proximity switch 487 and the light reception signal of the light receiving unit 492 are sent to the input unit 110, the determination unit 120 determines that the state is the “normal unclamped state (state of FIG. 8)”. That is, the determination unit 120 determines that the draw bar 44 has advanced to a normal position and the tool holder TH has been normally released when the light of the light emitting unit 491 passes through the second light transmission unit 448 during the unclamping operation. To do. As described above, when the determination unit 120 determines “normal clamp state” or “normal unclamp state”, the processing unit 130 does not particularly operate.

ところで、上述したクランプ動作（アンクランプ動作）では、図９や図１０に示すように、何らかの原因で異常なクランプ状態（以下、異常クランプ状態という。）となる場合がある。 By the way, in the above-described clamping operation (unclamping operation), as shown in FIG. 9 and FIG. 10, an abnormal clamping state (hereinafter referred to as an abnormal clamping state) may occur for some reason.

例えば、工具交換装置５０の所定のチャック５４に工具Ｔが何も装着されていなかった場合、スピンドル４２のホルダ挿入孔４２１に工具ホルダＴＨが存在しない状態でクランプ動作が行われることになる。この場合でも、図９に示すように、ロッド部４８３は第２近接スイッチ４８８が検出するまで後退する。そして、ドローバー４４の後退動作に伴い、コレット４５は後方へ引き込まれながら径方向に拡がるが工具ホルダＴＨに引っ掛かることがないため、ドローバー４４は上述した「正常クランプ状態」時よりも少し長めに後方移動してしまう。つまり、この場合、ドローバー４４は正常な位置よりも少し後方側の位置で停止してしまう。そうすると、発光部４９１の光は基軸４４１の後方端部４４３において第１通光部４４７よりも前方側の部分によって遮光されることとなり（図９参照）、受光部４９２から入力部１１０へ受光信号は送られない。つまり、この場合は入力部１１０へは第２近接スイッチ４８８の検出信号のみが入力される。そうすると、判定部１２０は「異常クランプ状態」であると判定する。 For example, when no tool T is mounted on the predetermined chuck 54 of the tool changer 50, the clamping operation is performed in a state where the tool holder TH does not exist in the holder insertion hole 421 of the spindle 42. Even in this case, as shown in FIG. 9, the rod portion 483 moves backward until the second proximity switch 488 detects it. As the draw bar 44 is retracted, the collet 45 expands in the radial direction while being pulled backward, but does not get caught by the tool holder TH. Therefore, the draw bar 44 is slightly rearward than in the “normal clamp state” described above. It will move. In other words, in this case, the draw bar 44 stops at a position slightly behind the normal position. Then, the light of the light emitting unit 491 is shielded by the portion on the front side of the first light passing unit 447 at the rear end 443 of the base shaft 441 (see FIG. 9), and the light receiving signal from the light receiving unit 492 to the input unit 110 is received. Will not be sent. That is, in this case, only the detection signal of the second proximity switch 488 is input to the input unit 110. Then, the determination unit 120 determines that the state is the “abnormal clamp state”.

また、スピンドル４２のホルダ挿入孔４２１に工具ホルダＴＨが挿入されている状態でクランプ動作が行われても、図１０に示すように、何らかの要因で、正常にコレット４５が工具ホルダＴＨのプルスタッドＴＨａに引っ掛からない場合がある。そうすると、ドローバー４４によってコレット４５が工具ホルダＴＨの内部に引き込まれてしまう現象（ミスクランプ）が起こる。この場合でも、ロッド部４８３は第２近接スイッチ４８８が検出するまで後退する。ところが、コレット４５はドローバー４４（基軸４４１の前方端部４４２）によって径方向外方へ押されながら工具ホルダＴＨの内部に引き込まれるため、コレット４５と工具ホルダＴＨとの間で大きな摺動抵抗が生じる。そのため、ドローバー４４は上述した「正常クランプ状態」時よりも短い距離しか後方移動できなくなる。つまり、この場合、ドローバー４４は正常な位置よりも少し前方側の位置で停止してしまう。そうすると、発光部４９１の光は基軸４４１の後方端部４４３において第１通光部４４７よりも後方側の部分によって遮光されることとなり（図１０参照）、受光部４９２から入力部１１０へ受光信号は送られない。つまり、この場合は入力部１１０へは第２近接スイッチ４８８の検出信号のみが入力される。そうすると、判定部１２０は「異常クランプ状態」であると判定する。 Further, even if the clamping operation is performed in a state where the tool holder TH is inserted into the holder insertion hole 421 of the spindle 42, as shown in FIG. 10, the collet 45 is normally pulled by the pull stud of the tool holder TH for some reason. There is a case where it does not catch on THa. Then, a phenomenon (misclamp) that the collet 45 is drawn into the tool holder TH by the draw bar 44 occurs. Even in this case, the rod portion 483 moves backward until the second proximity switch 488 detects it. However, since the collet 45 is pulled into the tool holder TH while being pushed radially outward by the draw bar 44 (the front end 442 of the base shaft 441), there is a large sliding resistance between the collet 45 and the tool holder TH. Arise. For this reason, the draw bar 44 can move rearward only by a shorter distance than that in the “normal clamp state” described above. That is, in this case, the draw bar 44 stops at a position slightly ahead of the normal position. Then, the light from the light emitting unit 491 is shielded by the portion behind the first light passing unit 447 at the rear end 443 of the base shaft 441 (see FIG. 10), and the light receiving signal from the light receiving unit 492 to the input unit 110 is received. Will not be sent. That is, in this case, only the detection signal of the second proximity switch 488 is input to the input unit 110. Then, the determination unit 120 determines that the state is the “abnormal clamp state”.

また、図示しないが、例えばボーリング工具のような一方向のみに取り付けないと機械や工具を破損してしまう場合、取付けミスを防ぐためにドライブキー（図示せず）には段差が予め設けられている。１８０度反対に取り付けた場合、この段差分だけ工具ホルダが浮いた状態でクランプが行われる。このような場合であっても、ドローバー４４は正常な位置まで後退しないので、判定部１２０は「異常クランプ状態」であると判定する。 In addition, although not shown in the figure, a step is provided in advance in a drive key (not shown) in order to prevent a mounting error when a machine or tool is damaged unless it is mounted only in one direction such as a boring tool. . When attached to the opposite side by 180 degrees, clamping is performed with the tool holder floating by this level difference. Even in such a case, since the draw bar 44 does not retract to the normal position, the determination unit 120 determines that it is in the “abnormal clamp state”.

また、図示しないが、アンクランプ動作において、ロッド部４８３（被検出部４８９）は第１近接スイッチ４８７によって検出されたが、例えばドローバー４４が何らかの要因で正常な位置まで前進しない状態（異常アンクランプ状態）が起こり得る。この場合、発光部４９１の光は基軸４４１の後方端部４４３において第２通光部４４８よりも後方側の部分によって遮光されることとなり、受光部４９２から入力部１１０へ受光信号は送られない。つまり、この場合は入力部１１０へは第１近接スイッチ４８７の検出信号のみが入力される。そうすると、判定部１２０は「異常アンクランプ状態」であると判定する。 Although not shown, in the unclamping operation, the rod portion 483 (detected portion 489) is detected by the first proximity switch 487. For example, the draw bar 44 does not move forward to a normal position for some reason (abnormal unclamping). State) can occur. In this case, the light from the light emitting unit 491 is shielded by the portion behind the second light passing unit 448 at the rear end 443 of the base shaft 441, and no light reception signal is sent from the light receiving unit 492 to the input unit 110. . That is, in this case, only the detection signal of the first proximity switch 487 is input to the input unit 110. Then, the determination unit 120 determines that the state is “abnormal unclamping state”.

以上のように、実際には異常なクランプ状態またはアンクランプ状態であるにも拘わらず、近接スイッチ４８７，４８８の検出信号をもって正常であると誤判定してしまうのを防止することができる。 As described above, it can be prevented that the detection signals of the proximity switches 487 and 488 are erroneously determined to be normal although they are actually in an abnormal clamp state or unclamp state.

判定部１２０が「異常クランプ状態」または「異常アンクランプ状態」であると判定した場合、処理部１３０は異常警報を発したり現在の動作（例えば、スピンドル４２の回転動作）を緊急停止する制御を行う。 When the determination unit 120 determines that the state is “abnormally clamped” or “abnormally unclamped”, the processing unit 130 performs control to issue an abnormality alarm or to urgently stop the current operation (for example, the rotation operation of the spindle 42). Do.

−実施形態の効果−
本実施形態では、上述したようにクランプ状態ではロッド部４８３とドローバー４４とが所定距離だけ離隔する状態にしているため、第２近接スイッチ４８８によってロッド部４８３（被検出部４８９）の位置検出が高精度に行われたとしても、ドローバー４４の後退位置を検出することはできない。ところが、本実施形態では、光電センサ４９および第１通光部４４７を設けるようにしたため、ドローバー４４の後退位置が正常であるか異常であるかを確実に検出することができる。その結果、「正常クランプ状態」か「異常クランプ状態」かを確実に判定することが可能となる。 -Effect of the embodiment-
In the present embodiment, as described above, since the rod portion 483 and the draw bar 44 are separated by a predetermined distance in the clamped state, the position of the rod portion 483 (detected portion 489) is detected by the second proximity switch 488. Even if it is performed with high accuracy, the retracted position of the draw bar 44 cannot be detected. However, in this embodiment, since the photoelectric sensor 49 and the first light passing portion 447 are provided, it is possible to reliably detect whether the retracted position of the draw bar 44 is normal or abnormal. As a result, it is possible to reliably determine whether the “normal clamp state” or the “abnormal clamp state”.

また、本実施形態のクランプ状態において、仮に、ロッド部４８３とドローバー４４とが互いに接する状態にした場合、即ちロッド部４８３をドローバー４４の必要後退距離と同じだけ後退させるようにした場合でも、近接スイッチ４８７，４８８の検出感度が比較的緩慢であるため、やはりドローバー４４の後退位置を正確に検出することはできない。 Further, in the clamped state of this embodiment, even if the rod portion 483 and the draw bar 44 are in contact with each other, that is, even when the rod portion 483 is retracted by the same retraction distance as the draw bar 44, the proximity Since the detection sensitivity of the switches 487 and 488 is relatively slow, the retracted position of the draw bar 44 cannot be accurately detected.

「正常クランプ状態」時のドローバー４４の後退位置と、各「異常クランプ状態」時のドローバー４４の後退位置との差は、非常に小さい。つまり、双方の状態においてドローバー４４の後退距離のズレは非常に小さい。そのため、検出感度が比較的緩慢な近接スイッチ４８７，４８８だけでは、ロッド部４８３およびドローバー４４の後退位置を正確に検出することはできない。本実施形態では、このような場合あっても、ドローバー４４の後退位置が正常か異常かを確実に検出でき、「正常クランプ状態」か「異常クランプ状態」かを確実に判定することが可能となる。 The difference between the retracted position of the draw bar 44 in the “normal clamp state” and the retracted position of the draw bar 44 in each “abnormal clamp state” is very small. That is, the deviation of the retraction distance of the draw bar 44 is very small in both states. Therefore, only the proximity switches 487 and 488 having relatively low detection sensitivity cannot accurately detect the retracted positions of the rod portion 483 and the draw bar 44. In this embodiment, even in such a case, it is possible to reliably detect whether the retracted position of the draw bar 44 is normal or abnormal, and it is possible to reliably determine whether it is “normal clamp state” or “abnormal clamp state”. Become.

アンクランプ状態についても、光電センサ４９および第２通光部４４８を設けるようにしたため、上記と同様に、ドローバー４４の前進位置が正常か異常かを確実に検出でき、「正常アンクランプ状態」か「異常アンクランプ状態」かを確実に判定することが可能となる。 Also in the unclamped state, since the photoelectric sensor 49 and the second light passing portion 448 are provided, it is possible to reliably detect whether the advance position of the draw bar 44 is normal or abnormal in the same manner as described above. It is possible to reliably determine whether or not “abnormal unclamping state”.

また、光電センサ４９は、他の距離センサや位置センサに比べて比較的安価であるため、製造コストを抑えることができる。 Further, since the photoelectric sensor 49 is relatively inexpensive as compared with other distance sensors and position sensors, the manufacturing cost can be suppressed.

また、光電センサ４９をケーシング４１の外周部に設けるようにしたため、ケーシング内に設置する場合に比べて、位置の調整が容易である。 Further, since the photoelectric sensor 49 is provided on the outer peripheral portion of the casing 41, the position can be easily adjusted as compared with the case where it is installed in the casing.

また、光電センサ４９を設け、ドローバー４４に切欠きを形成するという簡易な構成で以上のような効果を奏することができる。 Further, the photoelectric sensor 49 is provided, and the above effects can be obtained with a simple configuration in which a notch is formed in the draw bar 44.

また、本実施形態では、大径部４４４と中径部４４５の段落ち部分を第２通光部４４８として利用したため、通光部４４７，４４８について加工コストを抑えることが可能である。なお、本実施形態は、第２通光部４４８を第１通光部４４７と同様に大径部４４４や中径部４４５の途中を切り欠いて構成するようにしてもよい。 In this embodiment, since the stepped portion of the large diameter portion 444 and the medium diameter portion 445 is used as the second light passing portion 448, the processing cost of the light passing portions 447 and 448 can be reduced. In the present embodiment, the second light passing portion 448 may be configured by cutting off the middle diameter portion 444 and the middle diameter portion 445 in the same manner as the first light passing portion 447.

また、本実施形態では、近接スイッチ４８７，４８８に代えてリミットスイッチを本発明に係る検出スイッチとして用いてよい。つまり、本発明に係る検出スイッチは、検出感度が比較的緩慢な検出手段である。 In this embodiment, a limit switch may be used as the detection switch according to the present invention instead of the proximity switches 487 and 488. That is, the detection switch according to the present invention is a detection means with relatively low detection sensitivity.

以上説明したように、本発明は、工作機械において、工具を保持するクランプ装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a clamp device that holds a tool in a machine tool.

１工作機械
４０クランプ装置
４２スピンドル
４４ドローバー
４５コレット
４７皿バネ（弾性部材）
１００コントローラ（異常検出部）
４４７第１通光部
４４８第２通光部
４８３ロッド部
４８７第１近接スイッチ（第１検出スイッチ）
４８８第２近接スイッチ（第２検出スイッチ）
４９１発光部
４９２受光部 1 Machine tool 40 Clamping device 42 Spindle 44 Draw bar 45 Collet 47 Belleville spring (elastic member)
100 controller (abnormality detection unit)
447 First light passage portion 448 Second light passage portion 483 Rod portion 487 First proximity switch (first detection switch)
488 Second proximity switch (second detection switch)
491 Light emitting part 492 Light receiving part

Claims

A hollow spindle, a draw bar that is inserted into the spindle so as to be able to advance and retract, an elastic member that urges the draw bar in a backward direction, a collet that holds and releases a tool of a machine tool as the draw bar advances and retracts, It is arranged behind the draw bar in the axial direction and is configured to be movable back and forth in the axial direction. By moving backward, the draw bar is moved backward by the elastic member to hold the tool, while moving forward to push the draw bar. A machine tool clamping device comprising a rod portion for releasing the tool by advancing the draw bar,
A first detection switch for detecting the position of the rod part where the tool is released and a second detection switch for detecting the position of the rod part where the tool T is held;
A pair of a light emitting unit and a light receiving unit that are disposed opposite each other in a direction perpendicular to the axial direction of the draw bar, with the draw bar interposed therebetween,
In the draw bar, the light of the light emitting part is formed only when the first light passing part formed at the position where the light of the light emitting part passes and the tool is released only when the tool is held. A second light passing portion formed at a position where the
When the detection signal of the first detection switch or the second detection switch and the light reception signal of the light receiving unit are input, it is determined that the holding state or the release state of the tool is normal, and the first detection switch or the first detection switch A clamp device for a machine tool, comprising: an abnormality detection unit that determines that the holding state or the release state of the tool is abnormal when only the detection signal of the two detection switch is input.

In claim 1,
The draw bar is a stepped shaft;
The clamp device for a machine tool, wherein the first light passing portion or the second light passing portion is formed at a stepped portion in the draw bar.