JP2515265B2 - タッピングボ―ル盤のトルク検出装置 - Google Patents
タッピングボ―ル盤のトルク検出装置Info
- Publication number
- JP2515265B2 JP2515265B2 JP63130862A JP13086288A JP2515265B2 JP 2515265 B2 JP2515265 B2 JP 2515265B2 JP 63130862 A JP63130862 A JP 63130862A JP 13086288 A JP13086288 A JP 13086288A JP 2515265 B2 JP2515265 B2 JP 2515265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic body
- screw tap
- pulse
- photodetector
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタッピングボール盤に取り付けられるねじタ
ップに過負荷が加わった場合に、その過負荷を直ちに検
出し、ねじタップの折損を未然に防止するタッピングボ
ール盤のトルク検出装置に関するものである。
ップに過負荷が加わった場合に、その過負荷を直ちに検
出し、ねじタップの折損を未然に防止するタッピングボ
ール盤のトルク検出装置に関するものである。
タッピングボール盤を用いてねじ立て加工を行う場
合、ねじタップの刃部が摩耗していたり、被加工材料に
に予め加工されている下穴の径が小さかったり、ねじ立
て加工速度が早過ぎたりすると、ねじタップに生じる捩
りトルクが大きくなり、ねじタップの許容最大トルク値
を超えるとねじタップは折損する。
合、ねじタップの刃部が摩耗していたり、被加工材料に
に予め加工されている下穴の径が小さかったり、ねじ立
て加工速度が早過ぎたりすると、ねじタップに生じる捩
りトルクが大きくなり、ねじタップの許容最大トルク値
を超えるとねじタップは折損する。
タッピングボール盤のねじタップを折損から保護する
手段としては、実開昭60−45648号公報が提案されてい
る。その概要を第１図と第９図を用いて説明する。
手段としては、実開昭60−45648号公報が提案されてい
る。その概要を第１図と第９図を用いて説明する。
スピンドルスリーブ７と主軸２とを弾性体13を介して
一体的に取り付け、スピンドルスリーブ７と主軸２との
双方にそれぞれスリットを有する第１のエンコーダ16と
第２のエンコーダ17を取り付け、第１のエンコーダ16に
は、その半径方向直線上にタップサイズの種類数と同数
の穿孔Ｘ（X1,X2,…）を形成し、第２のエンコーダ17に
は、第１のエンコーダ16の各々の穿孔Ｘと同一半径の位
置で、且つ相対的な配置角度θ（θ1,θ2,…）を正、負
方向に各々異ならせた穿孔Ｙ（Y1,Y2,…）と、更にそれ
ぞれのエンコーダ16、17の中心点に対して対称に穿孔
（X1,X2,…及びY1,Y2,…）を形成するとともに、第１の
エンコーダ16に形成した穿孔Ｘ（X1,X2,…）の近傍に穿
孔数と同数の光検出器19（19a,19b,…）を配設し、タッ
プサイズに応じて光検出器19を選択し、ねじ立て加工
中、使用タップの許容最大トルク量に対応する捩れが弾
性体13に発生した時点で各エンコーダ16、17の穿孔を重
合させることにより、光検出器19で異常を検出するよう
構成している。
一体的に取り付け、スピンドルスリーブ７と主軸２との
双方にそれぞれスリットを有する第１のエンコーダ16と
第２のエンコーダ17を取り付け、第１のエンコーダ16に
は、その半径方向直線上にタップサイズの種類数と同数
の穿孔Ｘ（X1,X2,…）を形成し、第２のエンコーダ17に
は、第１のエンコーダ16の各々の穿孔Ｘと同一半径の位
置で、且つ相対的な配置角度θ（θ1,θ2,…）を正、負
方向に各々異ならせた穿孔Ｙ（Y1,Y2,…）と、更にそれ
ぞれのエンコーダ16、17の中心点に対して対称に穿孔
（X1,X2,…及びY1,Y2,…）を形成するとともに、第１の
エンコーダ16に形成した穿孔Ｘ（X1,X2,…）の近傍に穿
孔数と同数の光検出器19（19a,19b,…）を配設し、タッ
プサイズに応じて光検出器19を選択し、ねじ立て加工
中、使用タップの許容最大トルク量に対応する捩れが弾
性体13に発生した時点で各エンコーダ16、17の穿孔を重
合させることにより、光検出器19で異常を検出するよう
構成している。
しかし、この構造によると使用するタップの種類数を
ｎ個とした場合、第１のエンコーダ16にはｎ個の整数倍
の穿孔Ｘが必要となり、第２のエンコーダ17には2n個の
整数倍の穿孔Ｙが必要となり、更にｎ個の光検出器19が
必要となる。従って、同一のエンコーダに形成する穿孔
数と光検出器19の個数は配置スペース、価格面の制約に
より限界がある。ねじタップには、ネジ径、ネジピッ
チ、被加工材の材質に応じ、軟鋼、鋳鉄アルミ合金等の
用途別の各種タップの形状においても一般形状、スパイ
ラル形状、ガンタップ形状等を含めると、その種類数は
非常に多くなる。このように多種にわたるねじタップの
各々の許容最大トルク値を従来の方式で検出することは
できない。
ｎ個とした場合、第１のエンコーダ16にはｎ個の整数倍
の穿孔Ｘが必要となり、第２のエンコーダ17には2n個の
整数倍の穿孔Ｙが必要となり、更にｎ個の光検出器19が
必要となる。従って、同一のエンコーダに形成する穿孔
数と光検出器19の個数は配置スペース、価格面の制約に
より限界がある。ねじタップには、ネジ径、ネジピッ
チ、被加工材の材質に応じ、軟鋼、鋳鉄アルミ合金等の
用途別の各種タップの形状においても一般形状、スパイ
ラル形状、ガンタップ形状等を含めると、その種類数は
非常に多くなる。このように多種にわたるねじタップの
各々の許容最大トルク値を従来の方式で検出することは
できない。
また、弾性体13が経年変化により多少なりとも永久捩
れ変形を生じた場合、この捩れ変形分を考慮していない
ため、正確な負荷トルクを検出できなくなる。更に、右
回転駆動中と左回転駆動中とにおいて負荷トルクの検出
誤差が大きくなる等の問題があった。
れ変形を生じた場合、この捩れ変形分を考慮していない
ため、正確な負荷トルクを検出できなくなる。更に、右
回転駆動中と左回転駆動中とにおいて負荷トルクの検出
誤差が大きくなる等の問題があった。
そこで、光検出器が１個で、第１のエンコーダ、及び
第２のエンコーダに形成する穿孔が簡便で、右回転駆動
中、左回転駆動中とも、ねじタップに加わる負荷トルク
を正確に検出でき、且つ多種にわたるねじタップサイズ
や種類、被加工材の材質に応じて、各々の過大な負荷ト
ルクの発生を検出し、ねじタップの折損を未然に防止す
る装置が要望されていた。
第２のエンコーダに形成する穿孔が簡便で、右回転駆動
中、左回転駆動中とも、ねじタップに加わる負荷トルク
を正確に検出でき、且つ多種にわたるねじタップサイズ
や種類、被加工材の材質に応じて、各々の過大な負荷ト
ルクの発生を検出し、ねじタップの折損を未然に防止す
る装置が要望されていた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、
多種にわたるねじタップの各々の許容最大トルク値に対
応した信頼性の高いトルク検出装置をタッピングボール
盤に備えるものである。
多種にわたるねじタップの各々の許容最大トルク値に対
応した信頼性の高いトルク検出装置をタッピングボール
盤に備えるものである。
上記目的は、ヘッドに軸承されるとともに回転駆動さ
れるスピンドルスリーブの下端外周に弾性体を備え、弾
性体を介して、ねじタップを回転駆動する構成とし、前
記弾性体の上方及び下方に設けた第１のエンコーダ及び
第２のエンコーダの近傍に光検出器を設けるとともに、
弾性体に捩りトルクが生じた際に、前記両エンコーダに
形成したスリットの重合を前記光検出器により検出し
て、ねじタップに加わる過負荷状態を感知するタッピン
グボール盤において、演算処理装置を設けることにより
達成される。
れるスピンドルスリーブの下端外周に弾性体を備え、弾
性体を介して、ねじタップを回転駆動する構成とし、前
記弾性体の上方及び下方に設けた第１のエンコーダ及び
第２のエンコーダの近傍に光検出器を設けるとともに、
弾性体に捩りトルクが生じた際に、前記両エンコーダに
形成したスリットの重合を前記光検出器により検出し
て、ねじタップに加わる過負荷状態を感知するタッピン
グボール盤において、演算処理装置を設けることにより
達成される。
回転駆動中の第1,第２のエンコーダのスリットの重合
範囲を前記光検出器により検出し、該検出信号のパルス
周期時間toとパルス時間幅txを測定して、ねじタップが
右回転駆動中では、パルス時間幅txの増加差分とパルス
周期時間toを用い、左回転駆動中では、パルス時間幅tx
の減少差分とパルス周期時間toを用いてねじタップに加
わっている負荷トルク値Ｔを算出し、該負荷トルク値Ｔ
と予め外部入力装置より入力されるねじタップサイズ及
び種類毎に対応して定まる許容最大トルク値TMmax.とを
大小比較し、ねじ立て加工中にねじタップに加わる過大
な負荷トルクを検出する。
範囲を前記光検出器により検出し、該検出信号のパルス
周期時間toとパルス時間幅txを測定して、ねじタップが
右回転駆動中では、パルス時間幅txの増加差分とパルス
周期時間toを用い、左回転駆動中では、パルス時間幅tx
の減少差分とパルス周期時間toを用いてねじタップに加
わっている負荷トルク値Ｔを算出し、該負荷トルク値Ｔ
と予め外部入力装置より入力されるねじタップサイズ及
び種類毎に対応して定まる許容最大トルク値TMmax.とを
大小比較し、ねじ立て加工中にねじタップに加わる過大
な負荷トルクを検出する。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図を用いて説
明する。第１図は本発明の一実施例を示すタッピングボ
ール盤の要部縦断面図、第２図及び第３図は本発明装置
の原理説明図、第４図はタイミングチャートである。
明する。第１図は本発明の一実施例を示すタッピングボ
ール盤の要部縦断面図、第２図及び第３図は本発明装置
の原理説明図、第４図はタイミングチャートである。
第１図において、１はタッピングボール盤のヘッド、
２は上方をスプライン軸部とした主軸、３は主軸２を支
承しているクウイルで、クウイル３の外周にはラック４
が設けられている。５はラック４と係合しているピニオ
ン、６はピニオン軸でピニオン軸６をハンドル（図示せ
ず）で回転させると、クウイル３を介して主軸２が上下
方向に摺動する。７はスピンドルスリーブ、８はスピン
ドルスリーブ７のベアリングで、スピンドルスリーブ７
はベアリング８を介してヘッド１に支承されている。９
はベルト車で、ベルト車９はキー10及びナット11を介し
てスピンドルスリーブ７に一体的に取り付けられてお
り、ベルト車９には、ベルト12を介して電動機（図示せ
ず）からの回転動力が伝達される。スピンドルスリーブ
７の下端には、主軸２に回転方向の負荷トルクが発生す
ると、そのトルク量に応じて捩れ角度が変化する弾性体
13がねじ14を介して取り付けられている。15は主軸嵌挿
部材で、主軸嵌挿部材15はその内径部にスプライン穴を
有し、主軸２のスプライン軸部に係合しており、主軸嵌
挿部材15はねじ18により弾性体13に一体的に取り付けら
れている。即ち、前記電動機からの回転動力は、ベルト
12、ベルト車９、スピンドルスリーブ７、弾性体13、主
軸嵌挿部材15を介して主軸２に伝えられる。スピンドル
スリーブ７には、第２図（イ）においてＸで示す中心角
度２θのスリットを有する第１のエンコーダ16が圧入等
の手段により固着されている。また、主軸嵌挿部材15に
は第２図（ロ）においてＹで示す中心角度２θのスリッ
トを有する第２のエンコーダ17がねじ18を介して固着さ
れている。19は光検出器で、第１図に示すように、光検
出器19の光軸がエンコーダ16,17に設けたスリットを通
過可能な位置となるよう保持部材20を介して、ヘッド１
に固着されている。
２は上方をスプライン軸部とした主軸、３は主軸２を支
承しているクウイルで、クウイル３の外周にはラック４
が設けられている。５はラック４と係合しているピニオ
ン、６はピニオン軸でピニオン軸６をハンドル（図示せ
ず）で回転させると、クウイル３を介して主軸２が上下
方向に摺動する。７はスピンドルスリーブ、８はスピン
ドルスリーブ７のベアリングで、スピンドルスリーブ７
はベアリング８を介してヘッド１に支承されている。９
はベルト車で、ベルト車９はキー10及びナット11を介し
てスピンドルスリーブ７に一体的に取り付けられてお
り、ベルト車９には、ベルト12を介して電動機（図示せ
ず）からの回転動力が伝達される。スピンドルスリーブ
７の下端には、主軸２に回転方向の負荷トルクが発生す
ると、そのトルク量に応じて捩れ角度が変化する弾性体
13がねじ14を介して取り付けられている。15は主軸嵌挿
部材で、主軸嵌挿部材15はその内径部にスプライン穴を
有し、主軸２のスプライン軸部に係合しており、主軸嵌
挿部材15はねじ18により弾性体13に一体的に取り付けら
れている。即ち、前記電動機からの回転動力は、ベルト
12、ベルト車９、スピンドルスリーブ７、弾性体13、主
軸嵌挿部材15を介して主軸２に伝えられる。スピンドル
スリーブ７には、第２図（イ）においてＸで示す中心角
度２θのスリットを有する第１のエンコーダ16が圧入等
の手段により固着されている。また、主軸嵌挿部材15に
は第２図（ロ）においてＹで示す中心角度２θのスリッ
トを有する第２のエンコーダ17がねじ18を介して固着さ
れている。19は光検出器で、第１図に示すように、光検
出器19の光軸がエンコーダ16,17に設けたスリットを通
過可能な位置となるよう保持部材20を介して、ヘッド１
に固着されている。
第２図（イ）に示すエンコーダ16のＯ−X0が第２図
（ロ）に示すエンコーダ17のＯ−Y2と一致するよう相対
的な位置関係を保って、第２図（ハ）に示すように、弾
性体13を介して取り付ける。弾性体13に捩れが生じてい
ないときは、エンコーダ16に形成したスリットＸのX0−
Ｏ−X1の中心角度θの範囲と、エンコーダ17に形成した
スリットＹのY2−Ｏ−Y0の中心角度θの範囲が重合する
ことになる。
（ロ）に示すエンコーダ17のＯ−Y2と一致するよう相対
的な位置関係を保って、第２図（ハ）に示すように、弾
性体13を介して取り付ける。弾性体13に捩れが生じてい
ないときは、エンコーダ16に形成したスリットＸのX0−
Ｏ−X1の中心角度θの範囲と、エンコーダ17に形成した
スリットＹのY2−Ｏ−Y0の中心角度θの範囲が重合する
ことになる。
（１）右回転駆動中（右ねじタップ使用中）の場合、ね
じタップに負荷が加わると、弾性体13が負荷に応じて捩
られ、エンコーダ16,17に形成したスリットの重合範囲
は第３図（イ）に示すように中心角度θ（Y2−Ｏ−Y0）
よりも中心角度θＲ（Y0−Ｏ−X1）だけ大きくなる。
じタップに負荷が加わると、弾性体13が負荷に応じて捩
られ、エンコーダ16,17に形成したスリットの重合範囲
は第３図（イ）に示すように中心角度θ（Y2−Ｏ−Y0）
よりも中心角度θＲ（Y0−Ｏ−X1）だけ大きくなる。
（２）左回転駆動中（左ねじタップ使用中）の場合、ね
じタップに負荷が加わると、弾性体13が負荷に応じて捩
られ、エンコーダ16,17に形成したスリットの重合範囲
は第３図（ロ）に示すように中心角度θ（Y2−Ｏ−Y0）
よりも中心角度θＬ（Y0−Ｏ−X1）だけ小さくなる。
じタップに負荷が加わると、弾性体13が負荷に応じて捩
られ、エンコーダ16,17に形成したスリットの重合範囲
は第３図（ロ）に示すように中心角度θ（Y2−Ｏ−Y0）
よりも中心角度θＬ（Y0−Ｏ−X1）だけ小さくなる。
従って、これらの中心角度θＲ及びθＬを検出すれ
ば、弾性体13の捩れ角度ＰはＰ＝θＲ、又はＰ＝θＬと
して求まり、弾性体13の捩りばね定数Ｋから右ねじタッ
プ、左ねじタップのどちらを使用した場合においても、
ねじタップに加わる負荷トルク値ＴをＴ＝Ｋ・θＲ、Ｔ
＝Ｋ・θＬとして算出することができる。
ば、弾性体13の捩れ角度ＰはＰ＝θＲ、又はＰ＝θＬと
して求まり、弾性体13の捩りばね定数Ｋから右ねじタッ
プ、左ねじタップのどちらを使用した場合においても、
ねじタップに加わる負荷トルク値ＴをＴ＝Ｋ・θＲ、Ｔ
＝Ｋ・θＬとして算出することができる。
この機構においては、弾性体13の捩れ角度Ｐの測定は
最大θであるため、タッピングボール盤に取り付け可能
なねじタップサイズ・種類の中で、最も大きいねじタッ
プの許容最大トルク値TMmax.に相当する弾性体13の捩れ
角度Pmax.となる場合、Pmax.＜θとなる関係を有し、右
回転、左回転駆動中のトルク検出を伝えるよう、エンコ
ーダ16,17には、中心角度２θのスリットを形成してい
るものである。
最大θであるため、タッピングボール盤に取り付け可能
なねじタップサイズ・種類の中で、最も大きいねじタッ
プの許容最大トルク値TMmax.に相当する弾性体13の捩れ
角度Pmax.となる場合、Pmax.＜θとなる関係を有し、右
回転、左回転駆動中のトルク検出を伝えるよう、エンコ
ーダ16,17には、中心角度２θのスリットを形成してい
るものである。
次に、弾性体13の捩れ角度Ｐ、即ち前述の中心角度θ
Ｒ、θＬの検出について説明する。
Ｒ、θＬの検出について説明する。
（１）右回転駆動中（右ねじタップ使用中）の場合につ
いて考える。
いて考える。
まず、無負荷回転中は弾性体13の捩れ角度Ｐはゼロで
あるため、エンコーダ16,17に形成したスリットＸ、Ｙ
の重合範囲は中心角度θであり、光検出器19で検出する
と第４図（イ）のａに示すように、エンコーダ16,17が
１回転する間に、スリットＸ、Ｙの重合範囲に相当する
パルス時間幅tx＝tROの論理「１」の検出信号がパルス
周期時間toの間隔で発生する。このパルス時間幅tRoと
パルス周期時間toの比からスリットＸ、Ｙの重合角度を
θ′Ｒとすれば、θ′Ｒ＝２π×tRo/toとして求める
と、この値は前述の中心角度θに等しくなる。
あるため、エンコーダ16,17に形成したスリットＸ、Ｙ
の重合範囲は中心角度θであり、光検出器19で検出する
と第４図（イ）のａに示すように、エンコーダ16,17が
１回転する間に、スリットＸ、Ｙの重合範囲に相当する
パルス時間幅tx＝tROの論理「１」の検出信号がパルス
周期時間toの間隔で発生する。このパルス時間幅tRoと
パルス周期時間toの比からスリットＸ、Ｙの重合角度を
θ′Ｒとすれば、θ′Ｒ＝２π×tRo/toとして求める
と、この値は前述の中心角度θに等しくなる。
ねじ立て加工中にねじタップに負荷が加わると、第４
図（イ）のb,cに示すように光検出器19の検出信号の論
理「１」となるパルス時間幅txがtR1,tR2と大きくな
る。従って、弾性体13に生じている捩れ角度Ｐを各々P
R1,PR2とすれば、PR1＝２π×tR1/to−θ′,PR2＝２π
×tR2/to−θ′として算出でき、ねじタップに加わって
いる負荷トルク値Ｔを各々TR1,TR2とすればTR1＝Ｋ×P
R1,TR2＝Ｋ×PR2と算出することができる。
図（イ）のb,cに示すように光検出器19の検出信号の論
理「１」となるパルス時間幅txがtR1,tR2と大きくな
る。従って、弾性体13に生じている捩れ角度Ｐを各々P
R1,PR2とすれば、PR1＝２π×tR1/to−θ′,PR2＝２π
×tR2/to−θ′として算出でき、ねじタップに加わって
いる負荷トルク値Ｔを各々TR1,TR2とすればTR1＝Ｋ×P
R1,TR2＝Ｋ×PR2と算出することができる。
（２）左回転駆動中（左ねじタップ使用中）の場合につ
いて考える。
いて考える。
右回転駆動中の同様、無負荷回転中は、第４図（ロ）
のａに示すように、エンコーダ16,17が１回転する間
に、スリットＸ、Ｙの重合範囲に相当するパルス時間幅
tLOとなる論理「１」の検出信号がパルス周期時間toの
間隔で発生するこのパルス時間幅tLoとパルス周期時間t
oの比から、スリットＸ、Ｙの重合角度をθ′とすれ
ば、θ′Ｌ＝２π×tLo/toとして求めると、この値は前
述の中心角度θに等しくなる。
のａに示すように、エンコーダ16,17が１回転する間
に、スリットＸ、Ｙの重合範囲に相当するパルス時間幅
tLOとなる論理「１」の検出信号がパルス周期時間toの
間隔で発生するこのパルス時間幅tLoとパルス周期時間t
oの比から、スリットＸ、Ｙの重合角度をθ′とすれ
ば、θ′Ｌ＝２π×tLo/toとして求めると、この値は前
述の中心角度θに等しくなる。
ねじ立て加工中にねじタップに負荷が加わると、第４
図（ロ）のb,cに示すように、光検出器19の検出信号の
論理「１」となるパルス時間幅tx＝tLoがtL1,tL2と小さ
くなる。従って、弾性体13に生じている捩れ角度Ｐを各
々PL1,PL2とすれば、PL1＝２π×tL1/to−θ′L,PL2＝
２π×tL2/to−θ′Ｌとして算出でき、ねじタップに加
わっている負荷トルク値Ｔを各々TL1,TL2とすれば、TL1
＝Ｋ×PL1,TL2＝Ｋ×PL2と算出することができる。
図（ロ）のb,cに示すように、光検出器19の検出信号の
論理「１」となるパルス時間幅tx＝tLoがtL1,tL2と小さ
くなる。従って、弾性体13に生じている捩れ角度Ｐを各
々PL1,PL2とすれば、PL1＝２π×tL1/to−θ′L,PL2＝
２π×tL2/to−θ′Ｌとして算出でき、ねじタップに加
わっている負荷トルク値Ｔを各々TL1,TL2とすれば、TL1
＝Ｋ×PL1,TL2＝Ｋ×PL2と算出することができる。
以上のように、右回転・左回転駆動中においても、エ
ンコーダ16,17に形成したスリットX,Yの重合範囲を光検
出器19で検出し、その検出信号の論理「１」となってい
るパルス周期時間toとパルス時間幅txを測定すれば、弾
性体13に生じている捩れ角度Ｐが求まり、ねじタップに
加わっている負荷トルク値Ｔを容易に算出することがで
きる。
ンコーダ16,17に形成したスリットX,Yの重合範囲を光検
出器19で検出し、その検出信号の論理「１」となってい
るパルス周期時間toとパルス時間幅txを測定すれば、弾
性体13に生じている捩れ角度Ｐが求まり、ねじタップに
加わっている負荷トルク値Ｔを容易に算出することがで
きる。
また、この検出手段によれば、弾性体13が経年変化に
より多少なりとも永久捩れ変形を生じた場合でも、無負
荷回転時（右回転・左回転駆動中とも）の検出信号のパ
ルス時間幅txとパルス周期時間toを測定し、前述のよう
にθ′L,θ′Ｒを算出し、これらの値がθと等しくなく
とも、このθ′L,θ′Ｒを基準にして、ねじ立て加工中
の検出信号のパルス周期時間toとパルス時間幅txを測定
して弾性体13の捩れ角度Ｐを算出するため、永久捩れ変
形分ΔＰ＝θ′Ｒ−θ，又はΔＰ＝θ′Ｌ−θを補正
し、正確な負荷トルク値Ｔを求めることができる。
より多少なりとも永久捩れ変形を生じた場合でも、無負
荷回転時（右回転・左回転駆動中とも）の検出信号のパ
ルス時間幅txとパルス周期時間toを測定し、前述のよう
にθ′L,θ′Ｒを算出し、これらの値がθと等しくなく
とも、このθ′L,θ′Ｒを基準にして、ねじ立て加工中
の検出信号のパルス周期時間toとパルス時間幅txを測定
して弾性体13の捩れ角度Ｐを算出するため、永久捩れ変
形分ΔＰ＝θ′Ｒ−θ，又はΔＰ＝θ′Ｌ−θを補正
し、正確な負荷トルク値Ｔを求めることができる。
次に、第５図から第８図を用いて、演算処理装置に動
作について説明する。第５図はブロック回路図、第６図
は外部入力装置の正面図、第７図はメモリデータであ
る。
作について説明する。第５図はブロック回路図、第６図
は外部入力装置の正面図、第７図はメモリデータであ
る。
エンコーダ16,17に形成したスリットX,Yの重合範囲を
光検出器19で検出した検出信号と、第６図に示す外部入
力装置21によりねじタップサイズや種類、更に被加工材
の材質等の諸条件とをマイクロコンピュータ22に入力し
ている。これらの入力信号を読込み、マイクロコンピュ
ータ22により電動機を右回転・左回転駆動させるための
右回転用リレー23、左回転用リレー24を適宜動作させ、
主軸２を右回転駆動（右ねじタップ使用時）、左回転駆
動（左ねじタップ使用時）するものである。
光検出器19で検出した検出信号と、第６図に示す外部入
力装置21によりねじタップサイズや種類、更に被加工材
の材質等の諸条件とをマイクロコンピュータ22に入力し
ている。これらの入力信号を読込み、マイクロコンピュ
ータ22により電動機を右回転・左回転駆動させるための
右回転用リレー23、左回転用リレー24を適宜動作させ、
主軸２を右回転駆動（右ねじタップ使用時）、左回転駆
動（左ねじタップ使用時）するものである。
警報装置25は外部入力装置21から入力される諸条件に
より、ねじタップの使用可能な許容最大回転速度Nmax.
を算出し、無負荷回転時の光検出器19の検出信号のパル
ス周期時間toを測定して実回転速度を求め、Nmax.＜Ｎ
のとき、マイクロコンピュータ22の指示により警報を発
する。
より、ねじタップの使用可能な許容最大回転速度Nmax.
を算出し、無負荷回転時の光検出器19の検出信号のパル
ス周期時間toを測定して実回転速度を求め、Nmax.＜Ｎ
のとき、マイクロコンピュータ22の指示により警報を発
する。
第７図は光検出器19と外部入力装置21から諸条件によ
り、マイクロコンピュータ22が演算処理を実行するため
に必要なデータを示すものである。第７図（イ）のねじ
タップサイズと被加工材の材質との組み合わせに応じ
て、使用可能な最大回転速度Nmax.をN1〜N6と予め定
め、マイクロコンピュータ22内の記憶装置に設定してい
るものである。第７図（ロ）はねじタップサイズとねじ
タップの種類に応じて、各々の許容最大トルク値TMmax.
を表に示すように予め定め、マイクロコンピュータ22内
の記憶装置に設定しているものである。
り、マイクロコンピュータ22が演算処理を実行するため
に必要なデータを示すものである。第７図（イ）のねじ
タップサイズと被加工材の材質との組み合わせに応じ
て、使用可能な最大回転速度Nmax.をN1〜N6と予め定
め、マイクロコンピュータ22内の記憶装置に設定してい
るものである。第７図（ロ）はねじタップサイズとねじ
タップの種類に応じて、各々の許容最大トルク値TMmax.
を表に示すように予め定め、マイクロコンピュータ22内
の記憶装置に設定しているものである。
第８図は本発明の動作説明を示すフローチャートであ
る。
る。
例として、使用ねじタップ径が［右ねじ］、［一
般］、［6mm］、被加工材が［アルミ］の場合を考え
る。まず、これらの入力条件を外部入力装置21より入力
すると、マイクロコンピュータ22で判読し、第７図
（イ）より使用最大回転速度をNmax.＝N4、第７図
（ロ）より許容最大トルク値をTMmax.＝T6-1と設定す
る。次に、無負荷回転時の検出信号のパルス周期時間to
とパルス時間幅txを測定し、θ′Ｒ＝２π×tx/toを算
出した値を記憶しておくRAM（ランダムアクセスメモ
リ）エリア［θ］をクリアしておく。外部入力装置21か
らの運転指示を受け、右回転用リレー23を付勢し、主軸
２を右回転駆動させる。その後、光検出器19の検出信号
の論理「０」から「１」への立上り変化を検出し、パル
ス周期時間toのタイマカウント動作を開始し、再び検出
信号が論理「０」から「１」の立上り変化するまでタイ
マカウント動作を続ける。（このタイマカウント動作は
マイクロコンピュータ22を動作するために必要なクロッ
ク信号のクロック周期の整数倍のタイミングにより実施
するものである。）この測定したパルス周期時間toから
無負荷回転速度Ｎ＝60/toを算出し、もし、Ｎ＞Nmax.＝
N4のときは警報装置25を作動させる。Ｎ≦Nmax.＝N4で
あれば、検出信号の論理「１」となっているパルス時間
幅txをタイマカウントする。ここでRAMエリアの［θ］
に値が記憶されていなければ、θ′Ｒ＝２π×tx/toを
算出し、その値をRAMエリアの［θ］に記憶しておく。
般］、［6mm］、被加工材が［アルミ］の場合を考え
る。まず、これらの入力条件を外部入力装置21より入力
すると、マイクロコンピュータ22で判読し、第７図
（イ）より使用最大回転速度をNmax.＝N4、第７図
（ロ）より許容最大トルク値をTMmax.＝T6-1と設定す
る。次に、無負荷回転時の検出信号のパルス周期時間to
とパルス時間幅txを測定し、θ′Ｒ＝２π×tx/toを算
出した値を記憶しておくRAM（ランダムアクセスメモ
リ）エリア［θ］をクリアしておく。外部入力装置21か
らの運転指示を受け、右回転用リレー23を付勢し、主軸
２を右回転駆動させる。その後、光検出器19の検出信号
の論理「０」から「１」への立上り変化を検出し、パル
ス周期時間toのタイマカウント動作を開始し、再び検出
信号が論理「０」から「１」の立上り変化するまでタイ
マカウント動作を続ける。（このタイマカウント動作は
マイクロコンピュータ22を動作するために必要なクロッ
ク信号のクロック周期の整数倍のタイミングにより実施
するものである。）この測定したパルス周期時間toから
無負荷回転速度Ｎ＝60/toを算出し、もし、Ｎ＞Nmax.＝
N4のときは警報装置25を作動させる。Ｎ≦Nmax.＝N4で
あれば、検出信号の論理「１」となっているパルス時間
幅txをタイマカウントする。ここでRAMエリアの［θ］
に値が記憶されていなければ、θ′Ｒ＝２π×tx/toを
算出し、その値をRAMエリアの［θ］に記憶しておく。
次に、ねじ立て加工中の検出信号のパルス周期時間to
とパルス時間幅txとの測定を繰返し、その都度、弾性体
13に生じている捩れ角度Ｐとねじタップに加わっている
負荷トルク値Ｔを下式より算出する。
とパルス時間幅txとの測定を繰返し、その都度、弾性体
13に生じている捩れ角度Ｐとねじタップに加わっている
負荷トルク値Ｔを下式より算出する。
Ｐ＝２π×tx/to−θ′ Ｔ＝Ｋ×Ｐ この算出した負荷トルク値Ｔと前述の許容最大トルク
値をTMmax.＝T6-1と大小比較を行い、Ｔ≦TMmax.＝T6-1
であれば、検出信号のパルス周期時間toとパルス時間幅
txの測定を繰返す。
値をTMmax.＝T6-1と大小比較を行い、Ｔ≦TMmax.＝T6-1
であれば、検出信号のパルス周期時間toとパルス時間幅
txの測定を繰返す。
もし、Ｔ＞TMmax.＝T6-1であれば、ねじタップに加わ
っている負荷トルク値がその許容最大トルク値を越え、
過大な負荷トルクが発生しているため、即時、マイクロ
コンピュータ22により右回転用リレー23を消勢して、主
軸２の右回転駆動を停止させる。その後若干の遅延時間
を設け、左回転用リレー24を付勢し、主軸２を左回転駆
動させ、過大な負荷トルクが生じているねじタップを被
加工材から引き離す。その後、外部入力装置21からの入
力指示により、左回転用リレー24を消勢して主軸２の回
転を停止させる。これにより、ねじ立て加工中、ねじタ
ップに過大な負荷トルクが加わっても、ねじタップの折
損を未然に防止することができる。
っている負荷トルク値がその許容最大トルク値を越え、
過大な負荷トルクが発生しているため、即時、マイクロ
コンピュータ22により右回転用リレー23を消勢して、主
軸２の右回転駆動を停止させる。その後若干の遅延時間
を設け、左回転用リレー24を付勢し、主軸２を左回転駆
動させ、過大な負荷トルクが生じているねじタップを被
加工材から引き離す。その後、外部入力装置21からの入
力指示により、左回転用リレー24を消勢して主軸２の回
転を停止させる。これにより、ねじ立て加工中、ねじタ
ップに過大な負荷トルクが加わっても、ねじタップの折
損を未然に防止することができる。
前述の説明した例以外にも、外部入力装置21が入力さ
れる諸条件に応じて、使用するねじタップの使用最大回
転数Nmax.、許容最大トルク値TMmax.をマイクロコンピ
ュータ22により、第７図（イ）、（ロ）に示す設定値を
選定し、ねじタップの回転速度Ｎと、負荷トルク値Ｔを
前述同様に検出することができる。
れる諸条件に応じて、使用するねじタップの使用最大回
転数Nmax.、許容最大トルク値TMmax.をマイクロコンピ
ュータ22により、第７図（イ）、（ロ）に示す設定値を
選定し、ねじタップの回転速度Ｎと、負荷トルク値Ｔを
前述同様に検出することができる。
更に、前述の説明では、第２図（イ）、（ロ）に示す
ように、エンコーダ16,17にスリットX,Yを形成した場合
であるが、第２図（イ）（ロ）において、スリットＸ、
Ｙを各々のエンコーダ16,17の中心点に対して、対称に
スリットＸ′,Y′を追加形成すれば、主軸２が１回転す
る間に、複数回のトルク検出を実行可能となり、主軸２
の回転速度が非常に遅い、例えば、毎分50回程度の場合
においても、トルク検出の精度を向上することができ
る。
ように、エンコーダ16,17にスリットX,Yを形成した場合
であるが、第２図（イ）（ロ）において、スリットＸ、
Ｙを各々のエンコーダ16,17の中心点に対して、対称に
スリットＸ′,Y′を追加形成すれば、主軸２が１回転す
る間に、複数回のトルク検出を実行可能となり、主軸２
の回転速度が非常に遅い、例えば、毎分50回程度の場合
においても、トルク検出の精度を向上することができ
る。
本発明によれば、簡易なスリットを施した同一のエン
コーダを２枚用いるだけで右ねじタップ、左ねじタップ
どちらの場合でも、負荷トルク検出の精度を向上でき
る。また、多種にわたるねじタップサイズ、種類、被加
工材の材質等の諸条件を外部入力装置より入力し、指示
された入力条件に応じて、許容最大トルク値TMmax.を予
め記憶装置に記憶された値が選定し、ねじ立て加工中、
ねじタップに加わる負荷トルク値Ｔと大小比較できるよ
うになった。
コーダを２枚用いるだけで右ねじタップ、左ねじタップ
どちらの場合でも、負荷トルク検出の精度を向上でき
る。また、多種にわたるねじタップサイズ、種類、被加
工材の材質等の諸条件を外部入力装置より入力し、指示
された入力条件に応じて、許容最大トルク値TMmax.を予
め記憶装置に記憶された値が選定し、ねじ立て加工中、
ねじタップに加わる負荷トルク値Ｔと大小比較できるよ
うになった。
さらに、無負荷回転中に検出信号のパルス周期時間to
とパルス時間幅txが認識できるため、弾性体に多少なり
とも永久捩り変形が生じた場合に補正して負荷トルク値
Ｔを算出できるようになった。
とパルス時間幅txが認識できるため、弾性体に多少なり
とも永久捩り変形が生じた場合に補正して負荷トルク値
Ｔを算出できるようになった。
エンコーダのスリットを中心点対称に設けたので、１
回転当たりの検出回数が増加するので、主軸の回転速度
が非常に遅い場合においても、高精度なトルク検出がで
きる。
回転当たりの検出回数が増加するので、主軸の回転速度
が非常に遅い場合においても、高精度なトルク検出がで
きる。
実際の無負荷回転速度Ｎを検出できるので、使用する
ねじタップの使用最大回転速度Nmax.と比較すること
で、Ｎ＞Nmax.のときに作業者に警報を発し、Ｔ＞TMma
x.のときには、主軸の回転を停止させたので、ねじタッ
プの折損を未然に防止することができるようになり、作
業の安全性、経済性、効率を大幅に向上させることがで
きるようになった。
ねじタップの使用最大回転速度Nmax.と比較すること
で、Ｎ＞Nmax.のときに作業者に警報を発し、Ｔ＞TMma
x.のときには、主軸の回転を停止させたので、ねじタッ
プの折損を未然に防止することができるようになり、作
業の安全性、経済性、効率を大幅に向上させることがで
きるようになった。
第１図は本発明の一実施例を示すタッピングボール盤の
要部縦断面図、第２図及び第３図は本発明装置の原理説
明図、第４図はタイミングチャート、第５図はブロック
回路図、第６図は外部入力装置の正面図、第７図はメモ
リデータ、第８図はフローチャート図、第９図は従来技
術の原理説明図である。 13……弾性体、16,17……エンコーダ、19……光検出
器、21……外部入力装置、22……マイクロコンピュー
タ、25……警報装置。
要部縦断面図、第２図及び第３図は本発明装置の原理説
明図、第４図はタイミングチャート、第５図はブロック
回路図、第６図は外部入力装置の正面図、第７図はメモ
リデータ、第８図はフローチャート図、第９図は従来技
術の原理説明図である。 13……弾性体、16,17……エンコーダ、19……光検出
器、21……外部入力装置、22……マイクロコンピュー
タ、25……警報装置。
Claims (4)
- 【請求項１】ヘッドに軸承されるとともに回転駆動され
るスピンドルスリーブの下端外周に弾性体を備え、弾性
体を介して、ねじタップを回転駆動する構成とし、前記
弾性体の上方及び下方に設けた第１のエンコーダ及び第
２のエンコーダの近傍に光検出器を設けるとともに、弾
性体に捩りトルクが生じた際に、前記両エンコーダに形
成したスリットの重合を前記光検出器により検出して、
ねじタップに加わる過負荷状態を感知するタッピングボ
ール盤において、該タッピングボール盤に装着して使用
可能なねじタップの許容最大トルク値TMmax.に相当する
弾性体の最大捩れ角度をPmax.とした場合、第１及び第
２のエンコーダに同一半径で円周方向に中心角２θ（２
θ＞2Pmax.の関係を有する）のスリットを形成し、互い
のスリットが中心角度θの範囲で重合するよう相対的位
置関係を保ち、前記弾性体の上方と下方に装着させると
ともに、両エンコーダのスリットと同一半径の位置に前
記光検出器を１個配設し、回転駆動中の両エンコーダの
スリットの重合範囲を前記光検出器により検出し、該検
出信号のパルス周期時間toとパルス時間幅txを測定し、
ねじタップが右回転駆動中では、パルス時間幅txの増加
差分とパルス周期時間toを用い、左回転駆動中では、パ
ルス時間幅txの減少差分とパルス周期時間toを用いてね
じタップに加わっている負荷トルク値Ｔを算出するとと
もに、該負荷トルク値Ｔと予め外部入力装置より入力さ
れるねじタップサイズ及び種類毎に対応して定まる許容
最大トルク値TMmax.とを大小比較し、ねじ立て加工中に
ねじタップに加わる過大な負荷トルクを検出する演算処
理装置を設けたことを特徴とするタッピングボール盤の
トルク検出装置。 - 【請求項２】前記光検出器からの検出信号のパルスの時
間測定においては、無負荷回転駆動中のパルス周期時間
to、パルス時間幅txを測定して、無負荷時の弾性体の捩
れ角度ΔＰを算出し、多少捩れ角度が生じている場合
は、その捩れ角度ΔＰ分の補正を行い、ねじ立て加工中
の弾性体の捩れ角度Ｐを算出可能とした演算処理装置を
有していることを特徴とする請求項１記載のタッピング
ボール盤のトルク検出装置。 - 【請求項３】前記第１のエンコーダのスリット及び第２
のエンコーダのスリットを各々のエンコーダの中心点に
対して対称的に形成して、エンコーダが１回転する間に
トルク検出を複数回実行したことを特徴とする請求項１
又は２記載のタッピングボール盤のトルク検出装置。 - 【請求項４】前記外部入力装置からねじタップサイズ及
び種類、更に被加工材の材質を入力可能とし、これら入
力条件より、予め使用可能な最大回転速度を記憶装置に
保持しておき、無負荷回転駆動中の光検出器からの検出
信号よりパルス周期時間toを測定し、回転速度を算出し
て、使用可能な最大回転速度を超えているか否かを判断
する演算処理装置を備え、必要に応じて警報を発する警
報装置を有したことを特徴する請求項1,2又は３記載の
タッピングボール盤のトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130862A JP2515265B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | タッピングボ―ル盤のトルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130862A JP2515265B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | タッピングボ―ル盤のトルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301018A JPH01301018A (ja) | 1989-12-05 |
| JP2515265B2 true JP2515265B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=15044440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63130862A Expired - Fee Related JP2515265B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | タッピングボ―ル盤のトルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515265B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0796165B2 (ja) * | 1989-12-07 | 1995-10-18 | オークマ株式会社 | 数値制御工作機械の同期タッピング装置 |
| KR20010036987A (ko) * | 1999-10-13 | 2001-05-07 | 김재복 | 공작기계의 고속탭핑장치에 있어서 위치코더 지지장치 |
| JP7467829B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2024-04-16 | セイコーエプソン株式会社 | 駆動装置、ハンドおよび駆動装置の制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53140684A (en) * | 1977-05-13 | 1978-12-07 | Diesel Kiki Co Ltd | Overload detecting device for rotary working machine |
| JPS6310908U (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-25 |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP63130862A patent/JP2515265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01301018A (ja) | 1989-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100410021C (zh) | 冲击旋转工具 | |
| JP4567575B2 (ja) | 回転角度検出装置 | |
| EP0350819B1 (en) | Steering angle middle point detecting apparatus | |
| WO2005082577A1 (ja) | トルク検出機能を備える電動ドライバーおよびトルク検出機能を備える電動ドライバー等を使用するトルク管理システム | |
| CN105675029B (zh) | 一种风力发电系统和测速定位装置及方法 | |
| JP5783895B2 (ja) | 動力工具 | |
| JP2515265B2 (ja) | タッピングボ―ル盤のトルク検出装置 | |
| JPH06254775A (ja) | トルク検出および自動停止機構を備える電動回転工具 | |
| JPH11333657A (ja) | 工具交換動作の異常監視装置 | |
| TWI576213B (zh) | 電動衝擊式工具之扭力控制裝置及其方法 | |
| JPH06114688A (ja) | 工具のトルク検出装置 | |
| JP2504756Y2 (ja) | タッピング盤における負荷トルク検出装置 | |
| JPH09101175A (ja) | 多回転形絶対値エンコーダ | |
| JPS6146260B2 (ja) | ||
| JPH08313376A (ja) | トルク検出装置及び自転車 | |
| CN215789848U (zh) | 一种机床机械臂回转结构 | |
| JPH04101752A (ja) | 工作機械の主軸制御方法 | |
| US20240139916A1 (en) | Impact tool including an electronic clutch | |
| JP3005466U (ja) | ナットランナー | |
| JP2010247289A (ja) | ネジ締め方法 | |
| JP6621013B2 (ja) | ねじ締め状態の良否判定方法およびシステム | |
| JP2001062744A (ja) | 電動締付機及び電動締付機による締付制御方法 | |
| CN211218693U (zh) | 一种丝杆加工用定位切削装置 | |
| JPH047883Y2 (ja) | ||
| JPH01274947A (ja) | Ｎｃテーブルの駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |