JP3398042B2 - Nc自動旋盤のコレットチャック把持力調整装置とnc自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法 - Google Patents

Nc自動旋盤のコレットチャック把持力調整装置とnc自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法

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JP3398042B2 JP08807998A JP8807998A JP3398042B2 JP 3398042 B2 JP3398042 B2 JP 3398042B2 JP 08807998 A JP08807998 A JP 08807998A JP 8807998 A JP8807998 A JP 8807998A JP 3398042 B2 JP3398042 B2 JP 3398042B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NC自動旋盤のコ
レットチャック把持力調整装置とNC自動旋盤のコレッ
トチャック把持力調整方法に係り、特に、作業員の感覚
に委ねるのではなく、且つ、大型の装置を要することな
く、高い精度の調整を行うことができるように工夫した
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のNC自動旋盤の主軸台は、例え
ば、図6乃至図8に示すような構成になっている。ま
ず、主軸台1があり、この主軸台1は、図示しないサー
ボモータとボールネジ・ボールナット機構によって、軸
芯方向(Z軸方向)に移動可能に構成されている。上記
主軸台1には、主軸3が、軸受部材5、7、9、11を
介して、回転可能に保持されている。上記主軸3の後部
(図6中左端)には、キー13を介して、プーリ15が
固着されていて、このプーリ15と、図示しない主軸モ
ータの回転軸に固着されたプーリとの間には、ベルト1
7が巻回されている。よって、主軸モータを回転させる
ことにより、図示しないプーリ、ベルト17、プーリ1
5を介して、主軸3が回転する。
【0003】上記主軸3の内周側には、チャックスリー
ブ19と押しスリーブ21とが、主軸3の軸芯方向に移
動可能に収容されている。又、上記チャックスリーブ1
9の内周側には、棒材23を把持するためのコレットチ
ャック25が内装されている。このコレットチャック2
5と上記チャックスリーブ19との間にはコイルスプリ
ング27が張設されていて、コレットチャック25は、
このコイルスプリング27によって、図6中右方向に常
時付勢された状態にある。又、上記チャックスリーブ1
9の図6中右側には主軸キャップ29が主軸3に螺合・
固定されている。
【0004】又、上記コレットチャック25の先端部
は、例えば、三割り状になっている。そして、押しスリ
ーブ21、チャックスリーブ19が図6中右側に移動す
ることにより、チャックスリーブ19のテーパ面19a
とコレットチャック25のテーパ面25aとの相互作用
によって、上記三割り状になっている部分が絞られ、そ
れによって、棒材23を把持する。逆に、押しスリーブ
21、チャックスリーブ19が、コイルスプリング27
のスプリング力によって、図6中左側に移動することに
より、チャックスリーブ19のテーパ面19aとコレッ
トチャック25のテーパ面25aとの相互作用が解除さ
れ、上記三割り状になっている部分が自信のばね力によ
って拡開し、それによって、棒材23の把持が解除され
る。
【0005】上記主軸3の長手方向中央より図6中若干
左側に寄った位置であって外周部には爪ホルダ31が外
装されていて、この爪ホルダ31には、一対の爪33、
35が、ピン37、39を介して、回動可能に取り付け
られている。又、主軸3の外周であって、上記爪33、
35の図6中右側にはシフター41が軸方向に移動可能
に外装されている。このシフター41は、テーパ部41
aと外径部41bとを備えている。又、上記爪33に
は、押しスリーブ21を押圧する押圧部33a、シフタ
ー41に作用する作動部33bが設けられている。同様
に、上記爪35には、押しスリーブ21を押圧する押圧
部35a、シフター41に関係する作動部35bが設け
られている。又、上記爪ホルダ31の後方(図6中左
側)には、調整ナット43が主軸3に螺合されていて、
この調整ナット43の螺合位置を調整することにより、
爪ホルダ31ひいては一対の爪33、35の位置(主軸
3の軸芯方向に沿った任意の位置)を調整するようにな
っている。
【0006】又、図7に示すように、主軸台1には、チ
ャック開閉レバー45が軸47を介して回動自在に取り
付けられている。上記チャック開閉レバー45にはカム
フォロア49が回転自在に取り付けられていて、又、油
圧シリンダ機構51に連結されたロッド53がピン55
を介して連結されている。上記カムフォロア49は、シ
フター41の溝41cに係合されている。そして、油圧
シリンダ機構51を適宜駆動することにより、ロッド5
3を図7中矢印a方向に移動させ、チャック開閉レバー
45を図7中矢印b方向に回動させ、それによって、カ
ムフォロア49を介して、シフター41を主軸3の軸芯
方向に移動させるものである。
【0007】上記油圧シリンダ機構51は、図7に示す
ように、シリンダ57と、このシリンダ57内に移動可
能に収容されたピストン59と、このピストン59に一
体に設けられたピストンロッド61等から構成されてい
る。このピストンロッド61に既に説明したロッド53
が連結されている。又、上記ピストンロッド61の一端
(図7中左側)はシリンダ57より突出・配置されてい
て、ナット63が螺合されている。このナット63とカ
ラー65との間にはコイルスプリング67が張設されて
いる。尚、図7中符号71は近接スイッチであり、符号
73はチャック開閉レバー45に取り付けられたハンド
ルである。又、油圧シリンダー機構51において、ピス
トン59の左右の受圧室を夫々P1 、P2 とする。
【0008】上記構成において、コレットチャック25
による棒材23の把持・把持の解除は次のようにして行
われる。図6はコレットチャック25により棒材23を
把持している状態を示し、図8はコレットチャック25
によって棒材23を把持していない状態を示している。
図8に示す状態、すなわち、コレットチャック25によ
って棒材23を把持していない状態において、「コレッ
トチャック閉じ指令」を出力する。該「コレットチャッ
ク閉じ指令」の出力によって、油圧シリンダー機構51
が駆動し(受圧室P1 内に圧油が作用する)、ピストン
ロッド61及びロッド53を突出方向に移動させる(図
7中右方向)。それによって、チャック開閉レバー45
が図7中反時計方向に回動し、図8において、シフター
41を左方向に移動させる。
【0009】上記シフター41の移動によって、シフタ
ー41が一対の爪33、35と主軸3との間に入り込ん
でいき、それによって、一対の爪33、35が拡開方向
に回動する。上記爪33、35の回動によって、爪3
3、35の押圧部33a、35aが、押しスリーブ21
を、図8中右方向に押圧して移動させる。該押しスリー
ブ21の移動によって、チャックスリーブ19も同方向
に移動する。このチャックスリーブ19の移動によっ
て、チャックスリーブ19のテーパ面19aとコレット
チャック25のテーパ面25aとの相互作用によって、
上記三割り状になっている部分が絞られ、それによっ
て、棒材23を把持することになる。それが図6に示す
状態である。
【0010】又、その際、爪33、35の作動部33
b、35bが、シフター41の外径部41b上に乗り上
げたことは近接スイッチ71によって検出される。この
近接スイッチ71の検出信号に基づいて、図示しない電
磁弁を切り替え、油圧シリンダー機構51の受圧室P1
をタンクポートに切り替える。これによって、ピストン
59の端面59aは、コイルスプリング67の付勢力に
よって、シリンダ57の端面57aに密着していた状態
から僅かに離間し、それに伴って、チャック開閉レバー
45も僅かに戻ることになる(尚、図7はその状態を示
している)。よって、カムフォロア49とシフター41
との間にも僅かに隙間が発生することになる。それによ
って、主軸3及びシフター41が高速で回転しても、カ
ムフォロア49にはスラスト荷重が作用することはな
い。
【0011】逆に、棒材23の把持を解除する場合であ
るが、油圧シリンダー機構51が駆動し(受圧室P2
に圧油が作用する)、ピストンロッド61及びロッド5
3を引抜方向に移動させる(図7中左方向)。それによ
って、チャック開閉レバー45が図7中時計方向に回動
し、図8において、シフター41を右方向に移動させ
る。
【0012】上記シフター41の移動によって、シフタ
ー41が一対の爪33、35と主軸3との間から抜けて
いき、それによって、コイルスプリング27の作用によ
って、チャックスリーブ19及び押しスリーブ21が図
8中左方向に戻され、一対の爪33、35が閉じる方向
に回動することになる。そして、チャックスリーブ19
のテーパ面19aとコレットチャック25のテーパ面2
5aとの相互作用が解除されていって、コレットチャッ
ク25の三割り状になっている部分が自身のバネ力によ
って拡開し、それによって、棒材23の把持が解除され
ることになる。
【0013】上記構成において、コレットチャック25
の棒材23の把持力は、爪ホルダ31の爪33、35の
押圧部33a、35aの位置によって決定される。つま
り、それら押圧部33a、35aが図6中より右側に位
置していれば、それだけ押しスリーブ21及びチャック
スリーブ19を右方向に移動させることになり、結局、
コレットチャック25の絞り量も大きくなるからであ
る。そして、上記押圧部33a、35aの位置の調整
は、爪33、35の位置、すなわち、爪ホルダ31の位
置によって決まる。よって、これを調整する場合には、
調整ナット43を緩めて回動調整して、爪ホルダ31を
主軸3の軸芯方向に適宜移動させることにより行われ
る。
【0014】又、このような調整作業時においては、チ
ャック開閉レバー45のハンドル73を把持して、チャ
ック開閉レバー45を回動させ、そのときの抵抗を感覚
的に認識して、上記爪ホルダ31の位置を決定するもの
である。つまり、上記したような方法により爪ホルダ3
1の位置を調整し、その際、ハンドル73を把持してチ
ャック開閉レバー45を回動させ、シフター41を移動
させて、爪33、35を回動させてみる。その時の抵抗
の大小によって、コレットチャック25による棒材23
の把持力を確認し、抵抗が大き過ぎると感じた場合に
は、爪ホルダ31をシフター41から離間する方向に移
動させ、逆に、抵抗が小さ過ぎる場合には、爪ホルダ3
1をシフター41に接近する方向に移動させる。そのよ
うな作業によって、コレットチャック25による所望の
把持力を得ることができるような位置に爪ホルダ31を
位置させ、調整ナット43によって螺合・固定するもの
である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。すなわち、従来の場合に
は、コレットチャック25による棒材23の把持力の調
整に関しては、チャック開閉レバー45のハンドル73
を介しての作業者の感覚的なものに委ねられており、そ
のため、調整作業に熟練を要すると共にばらつきが発生
してしまうという問題があった。これに対しては、特開
平7−328819号公報に示すようなものが提案され
ている。ここに開示されているものは、ボビン(シフタ
ー41に相当する)をサーボモータ、ボールネジ・ボー
ルナット機構によって所定の押圧力で主軸軸芯方向に移
動制御させ、ボビンの十分に長いテーパ部をフィンガー
(爪33、35に相当する)と主軸外径との間に挿入
し、ボビンのテーパ部の途中で停止して所定の把持力を
発揮させるものである。しかしながら、この場合には、
ボビンを駆動するために、サーボモータ、ボールネジ・
ボールナット機構等を必要とし、装置が大型化してしま
うと共にコスト高になってしまうという問題があった。
又、フィンガーをボビンのテーパ部の途中で保持する構
成であるため、把持トルクに比べて小さな保持トルクで
あっても、ボビンの軸受部材には常にスラスト荷重が作
用することになり、主軸の高速化においてはボビンの寿
命が短くなってしまうという問題があった。さらに、ボ
ビンは軸方向に長いテーパ部を必要とし、ボビンの移動
範囲も大きくなるため、主軸台の小型化を損なってしま
うという問題があった。
【0016】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、作業者の感覚に委ねる
のではなく、且つ、大型の装置を要することなく、コレ
ットチャックによる把持力を高い精度で調整することを
可能にするNC自動旋盤のコレットチャック把持力調整
装置とNC自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法
を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項1によるNC自動旋盤のコレットチャ
ック把持力調整装置は、主軸モータによって回転される
主軸と、上記主軸の内周側に上記主軸の回転軸心に沿っ
て移動可能に内装されたスリーブと、上記スリーブの内
周側に上記主軸の回転軸心に沿って内装されスリーブの
移動によって先端部を開成・閉成して棒材を選択的に把
持するコレットチャックと、上記主軸の外周側に上記主
軸の回転軸心に沿って移動可能に外装されると共に爪を
回動可能に備えた爪ホルダと、上記主軸の外周側に上記
主軸の回転軸心に沿って移動可能に外装され移動するこ
とにより上記爪を選択的に回動させて上記スリーブを移
動させるシフターと、割り溝を備えると共に該割り溝の
開閉を行うクランプネジを備え、該クランプネジを緩め
て上記割り溝が拡開した場合に上記主軸の外周に螺合さ
れ上記主軸の回転軸心に沿って移動し上記爪ホルダに当
接可能であり、上記クランプネジを締め上記割り溝を縮
閉した場合に上記主軸の外周側に締結されて上記主軸と
一体になって上記主軸に固定可能な調整ナットと、上記
クランプネジ緩められた上で上記調整ナットを上記主
軸の回転軸心に沿って移動し得る状態として上記調整ナ
ットの回転を選択的に禁止する調整ナット回転禁止手段
と、上記クランプネジを緩めて上記調整ナットを反爪ホ
ルダ側に移動させ上記調整ナット回転禁止手段によって
上記調整ナットの回転を禁止すると共に棒材を挿入した
状態を制御実行の前提条件とし、上記シフターの移動に
よる上記爪の回動により上記スリーブの移動を行わせて
上記コレットチャックを閉成させ、上記主軸モータを回
転させて上記調整ナットの移動を介して上記爪ホルダを
移動させ、上記スリーブの移動を介して上記コレットチ
ャックによって棒材を把持させると共にその把持力を増
加させ、所望の把持力より所定値だけ低い把持力に対応
して予め設定されたトルク値に上記主軸モータのトルク
が達したところで上記主軸モータの回転を停止させ、そ
の後、上記シフターを後退させて上記爪の回動による付
勢を解除して上記スリーブを反対方向に移動させて上記
コレットチャックを開成させ、その開成させた状態で上
記主軸モータを前記回転と同方向に予め設定した所定量
だけ回転させて上記調整ナット及び上記爪ホルダを移動
させたところで上記主軸モータの回転を停止させる制御
手段と、を具備したことを特徴とするものである。又、
請求項2によるNC自動旋盤のコレットチャック把持力
調整装置は、請求項1記載のNC自動旋盤のコレットチ
ャック把持力調整装置において、上記調整ナットと爪ホ
ルダとの間には軸受部材が介挿されていることを特徴と
するものである。又、請求項3によるNC自動旋盤のコ
レットチャック把持力調整装置は、請求項1記載のNC
自動旋盤のコレットチャック把持力調整装置において、
上記調整ナットをボールネジ・ボールナット機構とした
ことを特徴とするものである。又、請求項4によるNC
自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法は、主軸モ
ータによって回転される主軸と、上記主軸の内周側に上
記主軸の回転軸心に沿って移動可能に内装されたスリー
ブと、上記スリーブの内周側に上記主軸の回転軸心に沿
って内装されスリーブの移動によって先端部を開成・閉
成して棒材を選択的に把持するコレットチャックと、
記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可能
に外装されると共に爪を回動可能に備えた爪ホルダと、
上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
能に外装され移動することにより上記爪を選択的に回動
させて上記スリーブを移動させるシフターと、割り溝と
該割り溝の開閉を行うクランプネジを備え、該クランプ
ネジを緩め上記割り溝が拡開した場合に上記主軸の外周
に螺合され上記主軸の回転軸心に沿って移動し上記爪ホ
ルダに当接可能であり、上記クランプネジを締め上記割
り溝を縮閉した場合に上記主軸の外周側に締結されて上
記主軸と一体になって上記主軸に固定可能な調整ナット
と、上記クランプネジ緩められた上で上記調整ナット
を上記主軸の回転軸心に沿って移動し得る状態として
記調整ナットの回転を選択的に禁止する調整ナット回転
禁止手段と、を具備し、上記クランプネジを緩めて上記
調整ナットを反爪ホルダ側に移動させ、上記調整ナット
回転禁止手段によって上記調整ナットの回転を禁止して
棒材を挿入し、上記シフターの移動による上記爪の回動
によって上記スリーブの移動を行わせて上記コレットチ
ャックを閉成させ、次いで、上記主軸モータを回動させ
て上記調整ナットの移動を介して上記爪ホルダを移動さ
せ、上記スリーブの移動を介して上記コレットチャック
より棒材を把持 させると共にその把持力を増加させ、
所望の把持力となるように予め対応して設定されたトル
ク値に上記主軸モータのトルクが達したところで上記主
軸モータの回転を停止させ、この状態で、上記クランプ
ネジを締め上記調整ナットを上記主軸の外周側に締結し
て上記調整ナットを上記主軸に固定させ、上記シフター
の移動による上記爪の回動による付勢を解除して反対方
向に上記スリーブを移動させて上記コレットチャックを
開成させることを特徴とするものである。又、請求項5
によるNC自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法
は、主軸モータによって回転される主軸と、上記主軸の
内周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可能に内装さ
れたスリーブと、上記スリーブの内周側に上記主軸の回
転軸心に沿って内装されスリーブの移動によって先端部
を開成・閉成して棒材を選択的に把持するコレットチャ
ックと、上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿っ
て移動可能に外装されると共に爪を回動可能に備えた爪
ホルダと、上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿
って移動可能に外装され移動することにより上記爪を選
択的に回動させて上記スリーブを移動させるシフター
と、割り溝と該割り溝の開閉を行うクランプネジを備
え、該クランプネジを緩め上記割り溝が拡開した場合に
上記主軸の外周に螺合され上記主軸の回転軸心に沿って
移動し上記爪ホルダに当接可能であり、上記クランプネ
ジを締め上記割り溝を縮閉した場合に上記主軸の外周側
に締結されて上記主軸と一体になって上記主軸に固定可
能な調整ナットと、上記クランプネジ緩められた上で
上記調整ナットを上記主軸の回転軸心に沿って移動し得
る状態として上記調整ナットの回転を選択的に禁止する
調整ナット回転禁止手段と、を具備し、上記クランプネ
ジを緩めて上記調整ナットを反爪ホルダ側に移動させ、
上記調整ナット回転禁止手段によって上記調整ナットの
回転を禁止して棒材を挿入し、上記シフターの移動によ
上記爪の回動によって上記スリーブの移動を行わせて
上記コレットチャックを閉成させ、次いで、上記主軸モ
ータを回転させて上記調整ナットの移動を介して上記
ホルダを移動させ、上記爪ホルダと当接する上記スリー
ブの移動を介して上記コレットチャックにより棒材を把
持させると共にその把持力を増加させ、所望の把持力よ
り所定量だけ低い把持力に対応して予め設定されたトル
ク値に上記主軸モータのトルクが達したところで上記主
軸モータの回転を停止させ、その後、上記シフター の移
動による上記爪の回動による付勢を解除して反対方向に
上記スリーブを移動させて上記コレットチャックを開成
させ、その開成させた状態で上記主軸モータを前記回転
と同方向に予め設定した所定量だけ回転させて上記調整
ナットの移動を介して上記爪ホルダを移動させたところ
で上記主軸モータの回転を停止させ、この状態で、上記
クランプネジを締め上記調整ナットを上記主軸の外周側
に締結して上記調整ナットを上記主軸に固定させること
を特徴とするものである。
【0018】すなわち、本願発明の場合には、主軸モー
タを利用し、コレットチャックによる棒材の把持力を調
整・設定しようとするものである。そのため、まず、コ
レットチャックを閉成させると共に、調整ナットの回転
を禁止した状態とする。その状態で主軸モータを回転さ
せると、回転を規制されている調整ナットが移動してい
き、それによって、押圧手段、スリーブが移動してい
く。そして、コレットチャックによる棒材把持力が増大
していく。その際、主軸モータのトルクを管理して、予
め棒材の材質、直径、中空か中実かによって実験的に設
定されたトルクになったところで、主軸モータを停止さ
せるものであり、それによって、コレットチャックによ
る把持力を所定の把持力に調整・設定することができ
る。又、主軸モータとして小さなパワーのモータ駆動で
あって、その能力範囲内では設定トルクに設定し得ない
場合であっても、該能力範囲内でトルクが上記設定トル
ク(予め棒材の材質、直径、中空か中実かによって実験
的に設定されたトルク)に対してより小さな値に至った
ところで、主軸モータを停止させ、その時点でコレット
チャックを開成せしめた後、予め設定された量だけ主軸
モータを回転させてやれば、コレットチャックによる把
持力を所定の把持力に調整・設定することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3を参照して本
発明の一実施の形態を説明する。本実施の形態における
調整ナット101の外周部には、図2に示すように、2
箇所(180°の位置)においてキー溝105、107
が形成されている。又、主軸台1側には、上記キー溝1
05、107の何れか一方に係合する調整ピン109が
取り付けられている。上記調整ピン109は、主軸台1
に取り付けられたガイド部材111内において、図2中
左右方向に移動可能に収容・配置されていて、軸方向2
箇所に溝109a、109bを備えている。
【0020】又、上記ガイド部材111側にはボールプ
ランジャ113が取り付けられている。そして、調整ピ
ン109を図2中左方向に押し込んでその先端部をキー
溝105(又は、107)に係合させ、溝109aにボ
ールプランジャ113を係合させることにより、その状
態を保持するものである。又、調整ピン109を図2中
右方向に引き出してその先端部をキー溝105(又は、
107)から離脱させ、溝109bにボールプランジャ
113を係合させることにより、その状態を保持するも
のである。又、調整ナット101は半割り状に形成され
ていて、クランプネジ114を締めることにより主軸3
に締結・固定され、緩めることにより締結・固定状態を
解除される。又、主軸3を回転駆動する図示しない主軸
モータはトルク制御が可能なものである。尚、その他の
構成に関しては、従来と同じであるので、同一部分には
同一符号を付して示しその説明は省略すると共に、以下
の説明においては、従来例の説明で使用した図7も参照
することにする。
【0021】以上の構成を基に、コレットチャック25
の把持力の調整作業を説明する。まず、調整ナット10
1のクランプネジ114を緩めて、調整ナット101
を、図1中左方向に十分に移動させ、それによって、爪
33、35の作動部33b、35bが、シフター41の
テーパ部41aを乗り越えて外径部41bに達して押し
スリーブ21とチャックスリーブ19が移動しても、コ
レットチャック25が棒材23を把持しない状態とす
る。次に、調整ピン109を調整ナット101のキー溝
105(又は、107)に係合させて、調整ナット10
1の回転を拘束する。その際、ボールプランジャ113
を溝109a内に係合する。この状態で、棒材23をコ
レットチャック25内に挿入して、コレットチャック2
5の把持力調整マクロプログラムをスタートさせる。
【0022】以下、図3のフローチャートを参照しなが
らその内容を説明していく。まず、油圧シリンダー機構
51が駆動して、ピストンロッド61及びロッド53
を、図7中右方向に移動させ、チャック開閉レバー45
を図7中反時計方向に回動させる。それによって、シフ
ター41を移動させて図1に示す状態になる。このシフ
ター41の移動によって、一対の爪33、35の作動部
33b、35bが、シフター41のテーパ部41aを乗
り越えて、外径部41bに達する。これによって、一対
の爪33、35が回動して、押しスリーブ21及びチャ
ックスリーブ19を移動させる。このチャックスリーブ
19の移動によって、コレットチャック25が閉じられ
ることになる(ステップS1)。
【0023】次に、ステップS2に移行して、主軸モー
タを低速で回転させる。このとき、調整ナット101は
その回転を拘束されているので、図1中右方向に移動す
ることになる。この調整ナット101の図1中右方向へ
の移動によって、爪ホルダ31が同方向に移動すること
になる。この爪ホルダ31の移動によって、押しスリー
ブ21及びチャックスリーブ19も同方向に移動するこ
とになり、それによって、コレットチャック25が絞ら
れていき、棒材23が把持されていくと共に、その把持
力が徐々に大きくなっていって、主軸モータのトルクが
徐々に大きくなっていく。
【0024】次に、ステップS3に移行して、主軸モー
タのトルクが予め棒材の材質、直径、中空か中実かによ
って実験的に設定されたトルクに達したか否か(換言す
れば、コレットチャック25による所定の把持力に達し
たか否か)が判別される。設定トルクに達した場合に
は、ステップS4に移行して、主軸モータを停止させ
る。これに対して、設定トルクに達していない場合に
は、主軸モータの回転を継続する。つまり、コレットチ
ャック25による棒材23の把持力を徐々に高くしてい
くものである。次に、ステップS5に移行して、コレッ
トチャック25を開成する。そして、クランプネジ11
4を締めて調整ピン109を引き抜いて作業を完了す
る。ここまでの工程を経ることにより、コレットチャッ
ク25の把持力の調整・設定作業は終了することにな
る。
【0025】以上本実施の形態によると次のような効果
を奏することができる。まず、従来のように、作業員の
感覚に委ねることなく、且つ、大型の装置(サーボモー
タとボールネジ・ボールナット機構等)を要することな
く、コレットチャック25の把持力の調整・設定作業を
高い精度で行うことができる。これは、トルク制御が可
能な主軸モータと調整ナット101の回転を規制する手
段を利用して調整・設定作業を行うようにしたからであ
る。又、シフター41に長いテーパ部41aを設ける必
要はないので、主軸台1の小型化を図ることができる。
【0026】次に、図4を参照して本発明の第2の実施
の形態を説明する。この第2の実施の形態の場合には、
主軸モータのトルクが不足している場合(主軸モータが
より小型である場合)の例を示すものである。まず、調
整ナット101のクランプネジ114を緩めて、調整ナ
ット101を、図1中左方向に十分に移動させ、それに
よって、爪33、35の作動部33b、35bが、シフ
ター41のテーパ部41aを乗り越えて外径部41bに
達しても、コレットチャック25が棒材23を把持しな
い状態とする。次に、調整ピン109を調整ナット10
1の溝105(又は、107)に係合させて、調整ナッ
ト101の回転を拘束する。その際、ボールプランジャ
113を溝109a内に係合させる。この状態で、棒材
23をコレットチャック25内に挿入して、コレットチ
ャック25の把持力調整マクロプログラムをスタートさ
せる。
【0027】まず、油圧シリンダー機構51を駆動し
て、ピストンロッド61及びロッド53を、図7中右方
向に移動させ、チャック開閉レバー45を図7中反時計
方向に回動させる。それによって、シフター41を移動
させる。このシフター41の移動によって、一対の爪3
3、35の作動部33b、35bが、シフター41のテ
ーパ部41aを乗り越えて、外径部41bに達する。こ
れによって、一対の爪33、35が回動して、押しスリ
ーブ21及びチャックスリーブ19を移動させる。この
チャックスリーブ19の移動によって、コレットチャッ
ク25が閉じられることになる(ステップS11)。
【0028】次に、ステップS12に移行して、主軸モ
ータを低速で回転させる。このとき、調整ナット101
はその回転を拘束されているので、図1中右方向に移動
することになる。この調整ナット101の図1中右方向
への移動によって、爪ホルダ31が同方向に移動するこ
とになる。この爪ホルダ31の移動によって、押しスリ
ーブ21及びチャックスリーブ19も同方向に移動する
ことになり、それによって、コレットチャック25が絞
られていき、棒材23が把持されていくことになる。
【0029】次に、ステップS13に移行して、主軸モ
ータのトルクが予め設定された設定トルクに達したか否
か(この場合の設定トルクとはコレットチャック25に
よる所定の把持力に対応するものではなく、それより小
さな所定の値である)が判別される。設定トルクに達し
た場合には、ステップS14に移行して、主軸モータを
停止させる。これに対して、設定トルクに達していない
場合には、主軸モータの回転を継続する。
【0030】ステップS14にて主軸モータの回転を停
止したら、その回転位置を記憶して原点とする。そし
て、ここから後の工程によって、未だ不足している把持
力を得る作業を行う。その為に、油圧シリンダー機構5
1が駆動して、コレットチャック25を開成させる(ス
テップS16)。次に、棒材23の材質、直径、中空か
中実かによって予め実験的に設定された所定角度だけ主
軸モータを回転させる(ステップS17)。この主軸モ
ータの回転によって、調整ナット101、爪ホルダ3
1、一対の爪33、35が所定量だけ移動する。そし
て、クランプネジ114を締めて調整ピン109を引き
抜いて作業を完了する。
【0031】したがって、この第2の実施の形態の場合
には、前記第1の実施の形態の場合と同様の作用・効果
を奏することができるのはもとより、主軸モータのトル
クが不足している場合、すなわち、より小型の主軸モー
タであっても、必要な調整・設定作業を施すことができ
る。
【0032】次に、図5を参照して本発明の第3の実施
の形態を説明する。この本実施の形態においては、調整
ナット101の座面の摩擦抵抗を軽減させるために、爪
ホルダ31の後部(図5中左側端部)に軸受部材103
を配置している。この軸受部材103は、内輪部材10
3aと、外輪部材103bとから構成されていて、外輪
部材103bは爪ホルダ31に固定されていて、上記調
整ナット101は内輪部材103aに当接した状態にな
っている。よって、調整ナット101が回転する場合の
座面の摩擦抵抗が大幅に軽減される。又、主軸モータと
して小型モータを使用した場合であっても、高精度な把
持力設定が可能となる。
【0033】尚、本発明は前記第1〜第3の実施の形態
に限定されるものではない。例えば、調整ナット101
をボールネジ・ボールナット構造にしてもよく、その場
合には、ねじ面の摩擦抵抗を大幅に軽減させることがで
き、ねじ効率をさらに高めることができる。そして、こ
の場合にも、主軸モータとして小型モータを使用した場
合であっても、高精度な把持力設定が可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によるNC自
動旋盤のコレットチャック開閉装置とNC自動旋盤のコ
レットチャック開閉方法によると、まず、従来のように
大型の装置(サーボモータとボールネジ・ボールナット
機構等)を要することなくコレットチャックの把持力の
調整・設定作業を行うことができる。又、作業員の感覚
に委ねられることはないので、棒材に対応して最適な把
持力でばらつきがない高い精度の調整・設定作業を行う
ことができる。又、調整ナットと押圧手段との間に軸受
部材を介挿させた場合には、調整ナットの座面の摩擦抵
抗を軽減させることができ、それによって、ねじ効率を
高めることができる。又、主軸モータとして小型モータ
を使用した場合であっても、高精度な把持力設定が可能
となる。又、調整ナットをボールネジ・ボールナット機
構とした場合には、ねじ面の摩擦抵抗を軽減させること
ができ、それによって、ねじ効率を高めることができる
と共に、軸受部材の使用との組み合わせにより、さら
に、ねじ効率を高めることができる。又、この場合に
も、主軸モータとして小型モータを使用しても、高精度
な把持力設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図で、NC自
動旋盤の主軸台の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す図で、図1の
II−II断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す図で、コレッ
トチャックによる把持力の調整作業を示すフローチャー
トである。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す図で、コレッ
トチャックによる把持力の調整作業を示すフローチャー
トである。
【図5】本発明の第3の実施の形態を示す図で、NC自
動旋盤の主軸台の構成を示す断面図である。
【図6】従来例を示す図で、NC自動旋盤の主軸台の構
成を示すと共に、コレットチャックによって棒材を把持
した状態を示す断面図である。
【図7】従来例を示す図で、NC自動旋盤の主軸台の構
成を一部切欠いて示す図である。
【図8】従来例を示す図で、NC自動旋盤の主軸台の構
成を示すと共に、コレットチャックによって棒材を把持
していない状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 主軸台 3 主軸 19 チャックスリーブ 21 押しスリーブ 23 棒材 25 コレットチャック 31 爪ホルダ 33 爪 35 爪 41 シフター 45 チャック開閉レバー 49 カムフォロア 51 油圧シリンダー機構 101 調整ナット

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸モータによって回転される主軸と、 上記主軸の内周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に内装されたスリーブと、 上記スリーブの内周側に上記主軸の回転軸心に沿って内
    装されスリーブの移動によって先端部を開成・閉成して
    棒材を選択的に把持するコレットチャックと、上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装されると共に爪を回動可能に備えた爪ホルダ
    と、 上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装され移動することにより上記爪を選択的に回動
    させて上記スリーブを移動させるシフターと、 割り溝を備えると共に該割り溝の開閉を行うクランプネ
    ジを備え、該クランプネジを緩めて上記割り溝が拡開し
    た場合に上記主軸の外周に螺合され上記主軸の回転軸心
    に沿って移動し上記爪ホルダに当接可能であり、上記ク
    ランプネジを締め上記割り溝を縮閉した場合に上記主軸
    の外周側に締結されて上記主軸と一体になって上記主軸
    に固定可能な調整ナットと、 上記クランプネジ緩められた上で上記調整ナットを上
    記主軸の回転軸心に沿って移動し得る状態として上記調
    整ナットの回転を選択的に禁止する調整ナット回転禁止
    手段と、上記クランプネジを緩めて上記調整ナットを反爪ホルダ
    側に移動させ上記調整ナット回転禁止手段によって上記
    調整ナットの回転を禁止すると共に棒材を挿入した状態
    を制御実行の前提条件とし、上記シフターの移動による
    上記爪の回動により上記スリーブの移動を行わせて上記
    コレットチャックを閉成させ、 上記主軸モータを回転さ
    せて上記調整ナットの移動を介して上記爪ホルダを移動
    させ、上記スリーブの移動を介して上記コレットチャッ
    によって棒材を把持させると共にその把持力を増加さ
    せ、所望の把持力より所定値だけ低い把持力に対応して
    予め設定されたトルク値に上記主軸モータのトルクが達
    したところで上記主軸モータの回転を停止させ、その
    後、上記シフターを後退させて上記爪の回動による付勢
    を解除して上記スリーブを反対方向に移動させて上記コ
    レットチャックを開成させ、その開成させた状態で上記
    主軸モータを前記回転と同方向に予め設定した所定量だ
    け回転させて上記調整ナット及び上記爪ホルダを移動さ
    せたところで上記主軸モータの回転を停止させる制御手
    段と、 を具備したことを特徴とするNC自動旋盤のコレットチ
    ャック把持力調整装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のNC自動旋盤のコレット
    チャック把持力調整装置において、 上記調整ナットと爪ホルダとの間には軸受部材が介挿さ
    れていることを特徴とするNC自動旋盤のコレットチャ
    ック把持力調整装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のNC自動旋盤のコレット
    チャック把持力調整装置において、 上記調整ナットをボールネジ・ボールナット機構とした
    ことを特徴とするNC自動旋盤のコレットチャック把持
    力調整装置。
  4. 【請求項4】主軸モータによって回転される主軸と、 上記主軸の内周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に内装されたスリーブと、 上記スリーブの内周側に上記主軸の回転軸心に沿って内
    装されスリーブの移動によって先端部を開成・閉成して
    棒材を選択的に把持するコレットチャックと、上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装されると共に爪を回動可能に備えた爪ホルダ
    と、 上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装され移動することにより上記爪を選択的に回動
    させて上記スリーブを移動させるシフターと、 割り溝と該割り溝の開閉を行うクランプネジを備え、該
    クランプネジを緩め上記割り溝が拡開した場合に上記主
    軸の外周に螺合され上記主軸の回転軸心に沿って移動し
    上記爪ホルダに当接可能であり、上記クランプネジを
    上記割り溝を縮閉した場合に上記主軸の外周側に締結
    されて上記主軸と一体になって上記主軸に固定可能な調
    整ナットと、 上記クランプネジ緩められた上で上記調整ナットを上
    記主軸の回転軸心に沿って移動し得る状態として上記調
    整ナットの回転を選択的に禁止する調整ナット回転禁止
    手段と、を具備し、上記クランプネジを緩めて上記調整ナットを反爪ホルダ
    側に移動させ、上記調整ナット回転禁止手段によって上
    記調整ナットの回転を禁止して棒材を挿入し、上記シフ
    ターの移動による 上記爪の回動によって上記スリーブの
    移動を行わせて上記コレットチャックを閉成させ、次い
    で、上記主軸モータを回動させて上記調整ナットの移動
    を介して上記爪ホルダを移動させ、上記スリーブの移動
    を介して上記コレットチャックにより棒材を把持させる
    と共にその把持力を増加させ、所望の把持力となるよう
    に予め対応して設定されたトルク値に上記主軸モータの
    トルクが達したところで上記主軸モータの回転を停止さ
    せ、この状態で、上記クランプネジを締め上記調整ナッ
    トを上記主軸の外周側に締結して上記調整ナットを上記
    主軸に固定させ、上記シフターの移動による上記爪の回
    による付勢を解除して反対方向に上記スリーブを移動
    させて上記コレットチャックを開成させることを特徴と
    するNC自動旋盤のコレットチャック把持力調整方法。
  5. 【請求項5】主軸モータによって回転される主軸と、 上記主軸の内周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に内装されたスリーブと、 上記スリーブの内周側に上記主軸の回転軸心に沿って内
    装されスリーブの移動によって先端部を開成・閉成して
    棒材を選択的に把持するコレットチャックと、上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装されると共に爪を回動可能に備えた爪ホルダ
    と、 上記主軸の外周側に上記主軸の回転軸心に沿って移動可
    能に外装され移動することにより上記爪を選択的に回動
    させて上記スリーブを移動させるシフターと、 割り溝と該割り溝の開閉を行うクランプネジを備え、該
    クランプネジを緩め上記割り溝が拡開した場合に上記主
    軸の外周に螺合され上記主軸の回転軸心に沿って移動し
    上記爪ホルダに当接可能であり、上記クランプネジを締
    め上記割り溝を縮閉した場合に上記主軸の外周側に締結
    されて上記主軸と一体になって上記主軸に固定可能な調
    整ナットと、 上記クランプネジ緩められた上で上記調整ナットを上
    記主軸の回転軸心に沿って移動し得る状態として上記調
    整ナットの回転を選択的に禁止する調整ナット回転禁止
    手段と、を具備し、上記クランプネジを緩めて上記調整ナットを反爪ホルダ
    側に移動させ、上記調整ナット回転禁止手段によって上
    記調整ナットの回転を禁止して棒材を挿入し、上記シフ
    ターの移動による 上記爪の回動によって上記スリーブの
    移動を行わせて上記コレットチャックを閉成させ、次い
    で、上記主軸モータを回転させて上記調整ナットの移動
    を介して上記爪ホルダを移動させ、上記爪ホルダと当接
    する上記スリーブの移動を介して上記コレットチャック
    より棒材を把持させると共にその把持力を増加させ、
    所望の把持力より所定量だけ低い把持力に対応して予め
    設定されたトルク値に上記主軸モータのトルクが達した
    ところで上記主軸モータの回転を停止させ、その後、
    記シフターの移動による上記爪の回動による付勢を解除
    して反対方向に上記スリーブを移動させて上記コレット
    チャックを開成させ、その開成させた状態で上記主軸モ
    ータを前記回転と同方向に予め設定した所定量だけ回転
    させて上記調整ナットの移動を介して上記爪ホルダを移
    動させたところで上記主軸モータの回転を停止させ、こ
    の状態で、上記クランプネジを締め上記調整ナットを上
    記主軸の外周側に締結して上記調整ナットを上記主軸に
    固定させることを特徴とするNC自動旋盤のコレットチ
    ャック把持力調整方法。
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