JP4232017B2 - Drawbar position detection mechanism for machine tools - Google Patents

Drawbar position detection mechanism for machine tools Download PDF

Info

Publication number
JP4232017B2
JP4232017B2 JP2003272144A JP2003272144A JP4232017B2 JP 4232017 B2 JP4232017 B2 JP 4232017B2 JP 2003272144 A JP2003272144 A JP 2003272144A JP 2003272144 A JP2003272144 A JP 2003272144A JP 4232017 B2 JP4232017 B2 JP 4232017B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
draw bar
coolant
main shaft
tool
drawbar
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
Application number
JP2003272144A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005028534A (en
Inventor
啓示 三戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Corp filed Critical Okuma Corp
Priority to JP2003272144A priority Critical patent/JP4232017B2/en
Publication of JP2005028534A publication Critical patent/JP2005028534A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4232017B2 publication Critical patent/JP4232017B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

この発明は、マシニングセンタなどの工作機械において、主軸先端への工具のクランプ、アンクランプを行うドローバーの位置を検出するドローバー位置検出機構に関する。   The present invention relates to a draw bar position detection mechanism that detects the position of a draw bar that performs clamping and unclamping of a tool on a spindle end in a machine tool such as a machining center.

この明細書および特許請求の範囲において、主軸の工具が取り付けられる側、すなわち図1の左側を前、これと反対側を後というものとする。   In this specification and claims, the side on which the tool of the spindle is attached, that is, the left side of FIG. 1 is the front side, and the opposite side is the back side.

マシニングセンタなどの工作機械は、先端に工具が取り付けられる中空状主軸と、主軸内に主軸に対して軸方向移動可能に配置され、かつ軸方向の移動により主軸前端への工具のクランプ、アンクランプを行うドローバーと、ドローバーをクランプ方向に付勢する付勢手段と、ドローバーの後方に配置され、かつドローバーをアンクランプ方向に移動させるドローバー駆動手段とが設けられた主軸ユニットを備えている。   A machine tool such as a machining center is arranged so that a tool is attached to the tip of a hollow spindle, and the spindle can be moved in the axial direction relative to the spindle, and the tool is clamped and unclamped to the front end of the spindle by moving in the axial direction. The main shaft unit includes a draw bar to be performed, an urging means for urging the draw bar in the clamping direction, and a draw bar driving means arranged behind the draw bar and moving the draw bar in the unclamping direction.

このような工作機械においては、工具が主軸に正しく装着されてクランプされているか否かを確認する必要があり、ドローバーの位置を検出することによって工具の装着の有無を確認する機構が考えられている。   In such a machine tool, it is necessary to check whether the tool is correctly mounted and clamped on the spindle, and a mechanism for checking whether the tool is mounted by detecting the position of the draw bar is considered. Yes.

従来のドローバー位置検出機構は、ドローバー駆動手段よりも前方の位置において、ドローバーにおける主軸よりも後方に突出した部分に固定された円板部材と、主軸ユニットの固定部に配置されて円板部材の外周面の一部と対面する第1の近接スイッチと、第1近接スイッチの後方において主軸ユニットの固定部に配置されて円板部材の外周面の一部と対面する第2の近接スイッチとを備えたものが知られている(たとえば特許文献1参照)。   The conventional drawbar position detection mechanism is arranged at a position in front of the drawbar driving means, a disk member fixed to a portion protruding rearward from the main shaft of the drawbar, and a disk member disposed on a fixed portion of the main shaft unit. A first proximity switch that faces a part of the outer peripheral surface, and a second proximity switch that is arranged at a fixed portion of the spindle unit behind the first proximity switch and faces a part of the outer peripheral surface of the disk member. What is provided is known (for example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、従来のドローバー位置検出機構では、ドローバー駆動手段よりも前方の位置において、ドローバーの後端部における主軸よりも後方に突出した部分に円板部材を固定するとともに、前後方向に離隔した位置に2つの近接スイッチを配置するために、ドローバーの後端部の主軸からの突出長さを比較的長くする必要があり、その結果主軸ユニットが比較的長くなるという問題がある。また、ドローバーの後端部が比較的長く主軸よりも突出しているので、主軸回転時にドローバーが振動して主軸回転数変化時に回転バランスが変化し、主軸の高速化および加工の高精度化の妨げになる。
特開平10−80841号公報
However, in the conventional draw bar position detection mechanism, the disk member is fixed to a portion protruding rearward from the main shaft at the rear end portion of the draw bar at a position in front of the draw bar driving means, and at a position separated in the front-rear direction. In order to arrange the two proximity switches, it is necessary to make the protruding length of the rear end portion of the draw bar from the main shaft relatively long, resulting in a problem that the main shaft unit becomes relatively long. In addition, because the rear end of the draw bar is relatively long and protrudes from the main shaft, the draw bar vibrates when the main shaft rotates, and the rotation balance changes when the main shaft rotation speed changes, hindering speedup of the main shaft and high processing accuracy. become.
JP-A-10-80841

この発明の目的は、上記問題を解決し、主軸ユニットの短小化、主軸の高速化および加工の高精度化が可能な工作機械のドローバー位置検出機構を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a drawbar position detection mechanism for a machine tool that solves the above-described problems and that can shorten the spindle unit, increase the speed of the spindle, and increase the accuracy of machining.

請求項1の発明による工作機械のドローバー位置検出機構は、先端に工具が取り付けられる中空状主軸と、主軸内に主軸に対して軸方向移動可能に配置され、かつ軸方向の移動により主軸先端への工具のクランプ、アンクランプを行うドローバーと、主軸内に設けられかつドローバーをクランプ方向に付勢する付勢手段と、ドローバーをアンクランプ方向に移動させるドローバー駆動手段とを備えた工作機械において、ドローバーの位置を検出する機構であって、ドローバー駆動手段が、ドローバーを付勢手段の付勢力に抗してアンクランプ方向に押圧する中空状押圧部材を備えており、押圧部材内に、ドローバーのクランプ方向およびアンクランプ方向の移動により押圧部材に対して移動するドローバー移動検知部分と、ドローバー移動検知部分の移動位置を検出する変位センサとが設けられているものである。   The drawbar position detecting mechanism for a machine tool according to the first aspect of the present invention is arranged so that a tool is attached to the tip of the hollow main shaft, the main shaft is movable in the axial direction with respect to the main shaft, and the main shaft tip is moved by the axial movement. In a machine tool comprising a draw bar for clamping and unclamping the tool, an urging means provided in the main shaft and urging the draw bar in the clamping direction, and a draw bar driving means for moving the draw bar in the unclamping direction, A mechanism for detecting the position of the draw bar, wherein the draw bar driving means includes a hollow pressing member that presses the draw bar in the unclamping direction against the urging force of the urging means. Drawbar movement detection part that moves relative to the pressing member by movement in the clamping direction and unclamping direction, and drawbar movement detection In which a displacement sensor for detecting the movement position of the part is provided.

請求項2の発明による工作機械のドローバー位置検出機構は、請求項1の発明において、ドローバーの後端部に、ドローバーに形成されたクーラント通路に通じるクーラント導入穴を有するクーラント導入部材が固定され、ドローバー移動検知部分に、クーラント導入部材のクーラント導入穴に通じるとともに、クーラント供給源に通じるクーラント供給穴が形成され、ドローバー移動検知部分が付勢部材により前方に付勢されることにより、ドローバー移動検知部分の前端が常にクーラント導入部材の後端に当接してクーラント供給穴とクーラント導入穴とが通じるようになされていることが好ましい。   The drawbar position detection mechanism of the machine tool according to the invention of claim 2 is the invention according to claim 1, wherein a coolant introduction member having a coolant introduction hole communicating with a coolant passage formed in the drawbar is fixed to the rear end portion of the drawbar. The draw bar movement detection part is connected to the coolant introduction hole of the coolant introduction member and the coolant supply hole leading to the coolant supply source is formed, and the draw bar movement detection part is urged forward by the urging member, thereby detecting the draw bar movement. It is preferable that the front end of the portion is always in contact with the rear end of the coolant introduction member so that the coolant supply hole and the coolant introduction hole communicate with each other.

請求項1の発明のドローバー位置検出機構によれば、ドローバー駆動手段が、ドローバーを付勢手段の付勢力に抗してアンクランプ方向に押圧する中空状押圧部材を備えており、押圧部材内に、ドローバーのクランプ方向およびアンクランプ方向の移動により押圧部材に対して移動するドローバー移動検知部分と、ドローバー移動検知部分の移動位置を検出する変位センサとが設けられているので、ドローバーの後端部の主軸からの突出長さを、従来のものに比較して短くすることができ、主軸ユニットの短小化が可能になる。また、ドローバーの後端部の主軸からの突出長さが、従来のものに比較して短くなるので、主軸回転時のドローバーの振動が抑制されて主軸回転数変化時の回転バランスの変化が少なくなり、主軸の高速化および加工の高精度化が可能になる。   According to the draw bar position detection mechanism of the first aspect of the invention, the draw bar driving means includes the hollow pressing member that presses the draw bar in the unclamping direction against the urging force of the urging means. A drawbar movement detecting portion that moves relative to the pressing member by movement of the drawbar in the clamping direction and unclamping direction, and a displacement sensor that detects the movement position of the drawbar movement detecting portion, so that the rear end portion of the drawbar The projecting length from the main shaft can be shortened compared to the conventional one, and the main shaft unit can be shortened. In addition, since the protrusion length of the rear end of the draw bar from the main shaft is shorter than that of the conventional one, the vibration of the draw bar during main shaft rotation is suppressed, and the change in the rotation balance when the main shaft speed changes is small. Thus, the spindle can be sped up and machining can be performed with high accuracy.

請求項2の発明のドローバー位置検出機構によれば、ドローバーに形成されたクーラント通路にクーラントを供給する装置を利用してドローバーの位置を検出することができるので、部品点数を少なくすることができる。また、ドローバーの後端部の主軸からの突出長さが、従来のものに比較して短くなるので、ドローバーの振動が抑制されてクーラント導入部材の振動も抑制され、その結果ドローバー移動検知部分とクーラント導入部材との間からのクーラントの漏れを抑止することができる。   According to the draw bar position detecting mechanism of the invention of claim 2, since the position of the draw bar can be detected by using the device for supplying the coolant to the coolant passage formed in the draw bar, the number of parts can be reduced. . In addition, since the protrusion length from the main shaft of the rear end portion of the draw bar is shorter than the conventional one, the vibration of the draw bar is suppressed and the vibration of the coolant introduction member is also suppressed. Coolant leakage from the coolant introduction member can be suppressed.

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は主軸前端に工具がクランプされた状態の主軸ユニットの全体構成を示す。また、図2〜図4は異なる状態の主軸ユニットの要部を示し、図2は主軸前端に工具がクランプされた状態、図3は工具がアンクランプされている状態、図4は工具が存在せずにドローバーがクランプ方向に移動した状態を示す。   FIG. 1 shows the overall configuration of the main spindle unit with a tool clamped at the front end of the main spindle. 2 to 4 show main parts of the spindle unit in different states, FIG. 2 shows a state in which the tool is clamped at the front end of the spindle, FIG. 3 shows a state in which the tool is unclamped, and FIG. The state where the draw bar has moved in the clamping direction is shown.

図1に示すように、主軸ユニット(1)は、マシニングセンタなどの主軸頭(図示略)に固定される固定ハウジング(2)と、固定ハウジング(2)内に配された中空状主軸(3)とを備えている。主軸(3)の前部および後部はそれぞれ転がり軸受(4)(5)により、固定ハウジング(2)に対して回転自在に支持されている。ここでは、主軸(3)の前部を支持する転がり軸受(4)は複数であり、同じく後部を支持する転がり軸受(5)は1つである。主軸(3)の前部を支持する転がり軸受(4)としては、たとえばアンギュラ玉軸受のようなラジアル荷重と少なくとも一方のスラスト荷重を受けるものが用いられる。主軸(3)の後部を支持する転がり軸受(5)としては、たとえばラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受が用いられる。   As shown in FIG. 1, the spindle unit (1) includes a fixed housing (2) fixed to a spindle head (not shown) such as a machining center, and a hollow spindle (3) arranged in the fixed housing (2). And. The front portion and the rear portion of the main shaft (3) are rotatably supported by the fixed housing (2) by rolling bearings (4) and (5), respectively. Here, there are a plurality of rolling bearings (4) that support the front part of the main shaft (3), and there is only one rolling bearing (5) that supports the rear part. As the rolling bearing (4) that supports the front portion of the main shaft (3), a bearing that receives a radial load and at least one thrust load, such as an angular ball bearing, is used. As the rolling bearing (5) that supports the rear portion of the main shaft (3), for example, a cylindrical roller bearing that receives a radial load is used.

固定ハウジング(2)内の前側の軸受(4)と後側の軸受(5)との間の部分に、主軸(3)を回転させるためのビルトイン型の電動機(6)が設けられている。電動機(6)は、主軸(3)の外周に設けられたロータ(7)と、その周囲のハウジング(2)の内周に設けられたステータ(8)とから構成されている。   A built-in type electric motor (6) for rotating the main shaft (3) is provided in a portion between the front bearing (4) and the rear bearing (5) in the fixed housing (2). The electric motor (6) includes a rotor (7) provided on the outer periphery of the main shaft (3) and a stator (8) provided on the inner periphery of the housing (2) around the motor (6).

主軸(3)の前端には、工具(図示略)を保持した工具ホルダ(9)のテーパシャンク(9a)をはめ入れるテーパ穴(3a)が形成され、テーパ穴(3a)の後端と主軸(3)の後端開口との間に、テーパ穴(3a)の小端径とほぼ等しい内径を有する第1穴部(11)、第1穴部(11)よりも小径の第2穴部(12)および第1穴部(11)よりも大径の第3穴部(13)が前から順に形成されている。テーパ穴(3a)と第1穴部(11)との境界部に、第1穴部(11)よりも大径のコレット逃がし部(14)が形成されている。第1穴部(11)と第2穴部(12)との境界部に前向きの段部(15)が形成され、第2穴部(12)と第3穴部(13)との境界部に後向きの段部(16)が形成されている。   At the front end of the main shaft (3), a tapered hole (3a) is formed into which the taper shank (9a) of the tool holder (9) holding a tool (not shown) is fitted, and the rear end of the tapered hole (3a) and the main shaft (3) A first hole portion (11) having an inner diameter substantially equal to the small end diameter of the tapered hole (3a) between the rear end opening and a second hole portion having a smaller diameter than the first hole portion (11). A third hole portion (13) having a larger diameter than (12) and the first hole portion (11) is formed in order from the front. A collet relief portion (14) having a diameter larger than that of the first hole portion (11) is formed at a boundary portion between the tapered hole (3a) and the first hole portion (11). A forward-facing step (15) is formed at the boundary between the first hole (11) and the second hole (12), and the boundary between the second hole (12) and the third hole (13). A rearward-facing step 16 is formed.

工具ホルダ(9)のテーパシャンク(9a)の後端部にはプルスタッド(9b)が設けられており、工具ホルダ(9)にこれを前後方向に貫通したクーラント通路(図示略)が形成されている。   A pull stud (9b) is provided at the rear end of the taper shank (9a) of the tool holder (9), and a coolant passage (not shown) is formed through the tool holder (9) in the front-rear direction. ing.

主軸(3)の穴部(11)(12)(13)内に、前後方向に伸びるドローバー(17)が、主軸(3)に対して回転しないが軸方向に移動しうるように同軸上に配置されている。ドローバー(17)の後端部は、主軸(3)よりも若干後方に突出している。ドローバー(17)の前端および前端よりも若干後方の部分に、それぞれコレット保持用の第1フランジ(17a)および案内用の第2フランジ(17b)が形成されている。第1フランジ(17a)は第1穴部(11)内の前部に、第2フランジ(17b)は第1穴部(11)内の後部に位置している。ドローバー(17)の後端部に案内用の大径部(17c)が形成され、大径部(17c)が第3穴部(13)内の後端部に、一部分が主軸(3)よりも後方に突出するように配置されている。ドローバー(17)の中心部には、ドローバー(17)を軸方向に貫通したクーラント通路(18)が形成されている。クーラント通路(18)の前端部には大径部が形成され、この大径部内にクーラント通過部材(20)が前後方向移動自在に挿入され、図示しないばねにより常に前方に付勢されている。クーラント通過部材(20)には、クーラント通路(18)と連通するクーラント通路(図示略)が前後方向に貫通状に形成されている。   In the holes (11), (12), and (13) of the main shaft (3), the draw bar (17) extending in the front-rear direction is coaxial with the main shaft (3) so that it does not rotate but can move in the axial direction. Has been placed. The rear end portion of the draw bar (17) protrudes slightly rearward from the main shaft (3). A first flange (17a) for holding the collet and a second flange (17b) for guiding are formed at the front end and a part slightly behind the front end of the draw bar (17), respectively. The first flange (17a) is located at the front part in the first hole part (11), and the second flange (17b) is located at the rear part in the first hole part (11). A large-diameter portion (17c) for guiding is formed at the rear end of the draw bar (17), the large-diameter portion (17c) is at the rear end in the third hole (13), and a part is from the main shaft (3). Is also arranged to protrude rearward. A coolant passage (18) penetrating the draw bar (17) in the axial direction is formed at the center of the draw bar (17). A large-diameter portion is formed at the front end portion of the coolant passage (18), and a coolant passage member (20) is inserted into the large-diameter portion so as to be movable in the front-rear direction, and is always urged forward by a spring (not shown). In the coolant passage member (20), a coolant passage (not shown) communicating with the coolant passage (18) is formed penetrating in the front-rear direction.

ドローバー(17)のクーラント通路(18)の後端部内にクーラント導入部材(19)の前端部がねじ込まれ、これによりクーラント導入部材(19)がドローバー(17)の後端部に固定されている。クーラント導入部材(19)の後端面には対摩耗性を有するセラミックスからなる密着部材(21)が固定されている。クーラント導入部材(19)には、これを前後方向に貫通しかつドローバー(17)のクーラント通路(18)に通じるクーラント導入穴(22)が形成されている。また、クーラント導入部材(19)の前後方向の中間部に外向きフランジ(19a)(図2参照)が一体に形成されている。   The front end portion of the coolant introduction member (19) is screwed into the rear end portion of the coolant passage (18) of the draw bar (17), thereby fixing the coolant introduction member (19) to the rear end portion of the draw bar (17). . An adhesion member (21) made of a ceramic having wear resistance is fixed to the rear end face of the coolant introduction member (19). The coolant introduction member (19) is formed with a coolant introduction hole (22) that passes through the coolant introduction member (19) in the front-rear direction and communicates with the coolant passage (18) of the draw bar (17). Further, an outward flange (19a) (see FIG. 2) is integrally formed at the intermediate portion in the front-rear direction of the coolant introduction member (19).

ドローバー(17)の第1フランジ(17a)と第2フランジ(17b)との間の部分に、工具ホルダ(9)のプルスタッド(9b)を保持するコレット(23)の後端の小径部が係合させられており、ドローバー(17)の前後動によりコレット(23)も前後動するようになされている。コレット(23)の前端部には、工具保持部(23a)が形成されている。工具保持部(23a)の内径はその後側部分より小さく、工具保持部(23a)の外径はその後側部分よりも大きい。ドローバー(17)が後方のクランプ位置に移動した状態では、コレット(23)の工具保持部(23a)が第1穴部(11)内に入ってその内径が小さくなった状態で保持されるため、工具保持部(23a)によって工具ホルダ(9)の後端のプルスタッド(9b)がつかまれる。ドローバー(17)が前方のアンクランプ位置に移動すると、コレット(23)の工具保持部(23a)がコレット逃がし部(14)と合致し、工具保持部(23a)を広げることができるようになるため、工具ホルダ(9)のプルスタッド(9b)が解放される。   The small diameter part of the rear end of the collet (23) holding the pull stud (9b) of the tool holder (9) is located between the first flange (17a) and the second flange (17b) of the draw bar (17). The collet (23) is also moved back and forth by the back and forth movement of the draw bar (17). A tool holding part (23a) is formed at the front end of the collet (23). The inner diameter of the tool holding part (23a) is smaller than the rear part, and the outer diameter of the tool holding part (23a) is larger than the rear part. When the drawbar (17) is moved to the rear clamping position, the tool holder (23a) of the collet (23) enters the first hole (11) and is held with its inner diameter reduced. The pull stud (9b) at the rear end of the tool holder (9) is held by the tool holder (23a). When the draw bar (17) moves to the front unclamping position, the tool holding part (23a) of the collet (23) matches the collet relief part (14), and the tool holding part (23a) can be expanded. Therefore, the pull stud (9b) of the tool holder (9) is released.

ドローバー(17)における大径部(17c)よりも前方でかつ第3穴部(13)内に位置する部分の前後両端部に、それぞればね受け用のカラー(24)が前後摺動自在にはめられ、両カラー(24)間にドローバー(17)を後方(クランプ方向)に付勢する付勢手段としての複数の皿ばね(25)がはめられている。皿ばね(25)は、前側のカラー(24)を後向き段部(16)に、後側のカラー(24)を大径部(17c)の前端面にそれぞれ押しつけ、ドローバー(17)を後方に付勢する。   The collars (24) for spring bearings are slidably fitted back and forth at the front and rear ends of the portion of the draw bar (17) located in front of the large diameter part (17c) and in the third hole (13). A plurality of disc springs (25) serving as biasing means for biasing the draw bar (17) rearward (clamping direction) are fitted between the collars (24). The disc spring (25) pushes the front collar (24) against the rearward stepped part (16) and the rear collar (24) against the front end face of the large diameter part (17c), and the drawbar (17) to the rear. Energize.

固定ハウジング(2)の後端部はドローバー(17)の後端よりも後方まで延ばされており、固定ハウジング(2)の後端部に、ドローバー(17)を前方(アンクランプ方向)に移動させるドローバー駆動手段であるドローバー駆動装置(26)が設けられている。   The rear end of the fixed housing (2) extends to the rear of the rear end of the draw bar (17), and the draw bar (17) is moved forward (unclamped) to the rear end of the fixed housing (2). A draw bar driving device (26) which is a draw bar driving means to be moved is provided.

ドローバー駆動装置(26)は、固定ハウジング(2)の後端部に後方に突出するように固定されたシリンダチューブ(27)と、シリンダチューブ(27)内を前後方向に移動自在に貫通しかつドローバー(17)を前方に押圧する円筒状の押圧部材(28)とを備えている。シリンダチューブ(27)の前後両端にはそれぞれ内向きフランジ(27a)(図2参照)が形成されており、内向きフランジ(27a)の内周面が、シール部材を介して押圧部材(28)の外周面に密に摺接するようになっている。押圧部材(28)におけるシリンダチューブ(27)内に存在する部分の外周面に、環状のピストン部(28a)(図2参照)が一体に形成されている。ピストン部(28a)の外周面は、シール部材を介してシリンダチューブ(27)の内周面に密に摺接するようになっている。また、ピストン部(28a)の前後方向の厚さはシリンダチューブ(27)の前後両端の内向きフランジ(27a)間の間隔よりも小さくてシリンダチューブ(27)内の前後方向に移動しうるようになっており、ピストン部(28a)の前後両側に圧力油室(29)(31)が形成されている。両圧力油室(29)(31)は切換弁(32)を介して圧力油源(33)に接続されている。   The drawbar drive device (26) has a cylinder tube (27) fixed so as to protrude rearward at the rear end of the fixed housing (2), and passes through the cylinder tube (27) so as to be movable in the front-rear direction. And a cylindrical pressing member (28) for pressing the draw bar (17) forward. An inward flange (27a) (see FIG. 2) is formed on each of the front and rear ends of the cylinder tube (27), and the inner peripheral surface of the inward flange (27a) is pressed through the seal member (28). It comes in close sliding contact with the outer peripheral surface. An annular piston portion (28a) (see FIG. 2) is integrally formed on the outer peripheral surface of the portion of the pressing member (28) existing in the cylinder tube (27). The outer peripheral surface of the piston portion (28a) is in close sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder tube (27) via a seal member. Also, the thickness of the piston part (28a) in the front-rear direction is smaller than the distance between the inward flanges (27a) at the front and rear ends of the cylinder tube (27) so that it can move in the front-rear direction in the cylinder tube (27). The pressure oil chambers (29) and (31) are formed on both the front and rear sides of the piston portion (28a). Both pressure oil chambers (29) and (31) are connected to a pressure oil source (33) through a switching valve (32).

図2〜図4に示すように、押圧部材(28)の前端には内向きに突出した環状の押圧部(28b)が一体に形成されている。押圧部(28b)の内径は、クーラント導入部材(19)の外向きフランジ(19a)の外径よりも大きくなっている。押圧部材(28)内の後部に円柱状体(34)が密にはめ止められている。円柱状体(34)の中心部には、クーラント供給穴(35)が前後方向に貫通状に形成されている。円柱状体(34)のクーラント供給穴(35)の前部は後部に比較して大径となされている。クーラント供給穴(35)の大径部(35a)内に挿入された状態で、円柱状体(34)にスリーブ(36)が固定されている。スリーブ(36)の前端部における円柱状体(34)から前方に突出した部分には外向きフランジ(36a)が一体に形成されており、外向きフランジ(36a)が円柱状体(34)の前端面に接している。円柱状体(34)とスリーブ(36)とにより固定部分が構成されている。円柱状体(34)におけるクーラント供給穴(35)よりも径方向外側の部分およびスリーブ(36)の外向きフランジ(36a)に、それぞれ前後方向に伸びる貫通穴(37)(38)が同一直線上に位置するように形成されており、これらの貫通穴(37)(38)に変位センサ(39)が後方から挿入されている。変位センサ(39)の可動接触子(39a)はスリーブ(36)の外向きフランジ(36a)の貫通穴(38)よりも前方に突出している。なお、変位センサ(39)は、図示しないNC制御装置に接続されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, an annular pressing portion (28 b) protruding inward is integrally formed at the front end of the pressing member (28). The inner diameter of the pressing portion (28b) is larger than the outer diameter of the outward flange (19a) of the coolant introduction member (19). A columnar body (34) is closely fitted to the rear part of the pressing member (28). A coolant supply hole (35) is formed penetratingly in the front-rear direction at the center of the cylindrical body (34). The front part of the coolant supply hole (35) of the cylindrical body (34) has a larger diameter than the rear part. The sleeve (36) is fixed to the columnar body (34) while being inserted into the large diameter portion (35a) of the coolant supply hole (35). An outward flange (36a) is integrally formed at a portion protruding forward from the cylindrical body (34) at the front end of the sleeve (36), and the outward flange (36a) is integrally formed with the cylindrical body (34). It is in contact with the front end face. The columnar body (34) and the sleeve (36) constitute a fixed portion. The cylindrical body (34) has a through hole (37) (38) extending in the front-rear direction on the radially outer portion of the coolant supply hole (35) and the outward flange (36a) of the sleeve (36). The displacement sensor (39) is inserted into the through holes (37) and (38) from the rear. The movable contact (39a) of the displacement sensor (39) projects forward from the through hole (38) of the outward flange (36a) of the sleeve (36). The displacement sensor (39) is connected to an NC control device (not shown).

スリーブ(36)内に、ドローバー移動検知部分である検知部材(42)の後部が前後方向移動自在に挿入されている。検知部材(42)にはクーラント供給穴(43)が前後方向に貫通状に形成されている。検知部材(42)の前端面には、クーラント導入部材(19)の密着部材(21)と密着しうる対摩耗性を有するセラミックスからなる密着部材(44)が固定されている。そして、クーラント導入部材(19)、円柱状体(34)、スリーブ(36)および検知部材(42)により、図示しないクーラント供給源から供給されたクーラントをドローバー(17)のクーラント通路(18)に供給するクーラント供給装置が構成されている。   A rear portion of the detection member (42), which is a draw bar movement detection portion, is inserted into the sleeve (36) so as to be movable in the front-rear direction. A coolant supply hole (43) is formed in the detection member (42) so as to penetrate in the front-rear direction. On the front end surface of the detection member (42), a contact member (44) made of ceramics having wear resistance capable of being in close contact with the contact member (21) of the coolant introduction member (19) is fixed. The coolant introduced from a coolant supply source (not shown) is supplied to the coolant passage (18) of the draw bar (17) by the coolant introduction member (19), the cylindrical body (34), the sleeve (36), and the detection member (42). A coolant supply device for supplying is configured.

検知部材(42)におけるスリーブ(36)よりも前方に突出した部分に外向きフランジ(42a)が一体に形成されている。外向きフランジ(42a)の外径は、変位センサ(39)の接触子(39a)が外向きフランジ(42a)の後面に当接するような大きさとなされている。変位センサ(39)と周方向にずれた位置に置いて、外向きフランジ(42a)に前方からおねじ部材(45)が貫通させられ、おねじ部材(45)の先端部がスリーブ(36)の外向きフランジ(36a)前面に形成されためねじ穴(46)にねじはめられている。おねじ部材(45)における両外向きフランジ(36a)(42a)間に位置する部分の周囲に圧縮コイルばね(47)(付勢部材)が装着されており、検知部材(42)は常に前方に付勢されてその密着部材(44)がクーラント導入部材(19)の密着部材(21)と密着し、その結果検知部材(42)のクーラント供給穴(43)がクーラント導入部材(19)のクーラント導入穴(22)に通じるようになっている。   An outward flange (42a) is integrally formed at a portion of the detection member (42) protruding forward from the sleeve (36). The outer diameter of the outward flange (42a) is such that the contact (39a) of the displacement sensor (39) contacts the rear surface of the outward flange (42a). The male screw member (45) is passed from the front to the outward flange (42a) at a position displaced in the circumferential direction from the displacement sensor (39), and the tip of the male screw member (45) is the sleeve (36). Is formed on the front surface of the outward flange (36a) and is screwed into the screw hole (46). A compression coil spring (47) (biasing member) is mounted around the part of the male thread member (45) located between the two outward flanges (36a) (42a), and the detection member (42) is always in front The close contact member (44) is in close contact with the close contact member (21) of the coolant introduction member (19), and as a result, the coolant supply hole (43) of the detection member (42) is attached to the coolant introduction member (19). It leads to the coolant introduction hole (22).

図2は、自動工具交換装置により主軸(3)の前端に装着された工具がクランプされた状態を示す。   FIG. 2 shows a state in which the tool mounted on the front end of the spindle (3) is clamped by the automatic tool changer.

この場合、工具ホルダ(9)のテーパシャンク(9a)が主軸(3)のテーパ穴(3a)内にはまり、ドローバー(17)が皿ばね(25)により後方に付勢されることによってプルスタッド(9b)がコレット(23)によりつかまれている。なお、プルスタッド(9b)の後端面にドローバー(17)のクーラント通過部材(20)の前端面が当接し、工具ホルダ(9)のクーラント通路とドローバー(17)のクーラント通路(18)とがクーラント通過部材(20)を介して連通している。切換弁(32)はクランプ位置に切り換えられ、ドローバー駆動装置(26)のシリンダチューブ(27)の前部油室(29)に圧力油が供給されることにより、押圧部材(28)は押圧部(28b)がドローバー(17)から後方に離隔した後退位置にある。検知部材(42)はばね(47)により付勢されて前方に移動し、その密着部材(44)がクーラント導入部材(19)の密着部材(21)に密着している。また、変位センサ(39)の接触子(39a)は最も前方の正常クランプ位置まで進出し、これによりドローバー(17)がクランプ位置にあることが検出され、その信号がNC制御装置に出力される。そして、NC制御装置は、これにより加工可能状態であると判断し、主軸ユニット(1)を加工位置に移動させて加工を開始する。なお、クーラント供給源から供給されたクーラントは、円柱状体(34)のクーラント供給穴(35)、スリーブ(36)内、検知部材(42)のクーラント供給穴(43)、クーラント導入部材(19)のクーラント導入穴(22)、およびドローバー(17)のクーラント通路(18)を通ってプルスタッド(9b)および工具ホルダ(9)のクーラント通路に送り込まれ、工具に供給されるようになっている。   In this case, the taper shank (9a) of the tool holder (9) fits in the taper hole (3a) of the main shaft (3), and the draw bar (17) is urged rearward by the disc spring (25) to pull the stud. (9b) is grabbed by collet (23). The front end surface of the coolant passage member (20) of the draw bar (17) contacts the rear end surface of the pull stud (9b), and the coolant passage of the tool holder (9) and the coolant passage (18) of the draw bar (17) are connected. The coolant passes through the coolant passage member (20). The switching valve (32) is switched to the clamp position, and the pressure oil is supplied to the front oil chamber (29) of the cylinder tube (27) of the drawbar drive device (26), whereby the pressing member (28) is pressed. (28b) is in a retracted position spaced rearward from the draw bar (17). The detection member (42) is biased by the spring (47) and moves forward, and the contact member (44) is in close contact with the contact member (21) of the coolant introduction member (19). In addition, the contact (39a) of the displacement sensor (39) advances to the foremost normal clamp position, thereby detecting that the draw bar (17) is in the clamp position and outputting the signal to the NC controller. . Then, the NC control device determines that the machining is possible, moves the spindle unit (1) to the machining position, and starts machining. The coolant supplied from the coolant supply source includes the coolant supply hole (35) of the cylindrical body (34), the sleeve (36), the coolant supply hole (43) of the detection member (42), the coolant introduction member (19 ) Through the coolant introduction hole (22) and the coolant passage (18) of the draw bar (17) and into the coolant passage of the pull stud (9b) and tool holder (9) to be supplied to the tool. Yes.

図3は、工具がアンクランプされた状態を示す。   FIG. 3 shows a state in which the tool is unclamped.

この場合、切換弁(32)がアンクランプ位置に切り換えられ、ドローバー駆動装置(26)のシリンダチューブ(27)の後部油室(31)に圧力油が供給されることにより押圧部材(28)が前進し、押圧部(28b)によりドローバー(17)が皿ばね(25)の付勢力に抗して前方(アンクランプ方向)に押され、これによりコレット(23)が前端のアンクランプ位置まで移動し、工具ホルダ(9)のプルスタッド(9b)をアンクランプする。このとき、検知部材(42)は、クーラント導入部材(19)により後方に押され、ばね(47)の付勢力に抗して後方へ移動し、その結果変位センサ(39)の接触子(39a)は最も後方のアンクランプ位置まで退入し、これによりドローバー(17)がアンクランプ位置にあることが検出され、その信号がNC制御装置に出力される。そして、NC制御装置は、これにより工具交換可能状態であると判断し、自動工具交換装置により使用済み工具を主軸(3)前端から取り外すとともに、次工具を主軸(3)前端に装着する。   In this case, the switching valve (32) is switched to the unclamping position, and pressure oil is supplied to the rear oil chamber (31) of the cylinder tube (27) of the drawbar drive device (26), so that the pressing member (28) is The draw bar (17) is pushed forward (unclamping direction) against the urging force of the disc spring (25) by the pressing part (28b), and the collet (23) moves to the unclamping position at the front end. Then, the pull stud (9b) of the tool holder (9) is unclamped. At this time, the detection member (42) is pushed rearward by the coolant introduction member (19) and moves backward against the biasing force of the spring (47), and as a result, the contact (39a) of the displacement sensor (39) ) Retreats to the rearmost unclamping position, whereby it is detected that the draw bar (17) is in the unclamping position, and the signal is output to the NC controller. Then, the NC control device determines that the tool can be changed, and removes the used tool from the front end of the spindle (3) by the automatic tool changer and attaches the next tool to the front end of the spindle (3).

図4は、自動工具交換装置により工具が主軸(3)の前端に装着されない状態で、ドローバー(17)がクランプ方向に移動した状態を示す。   FIG. 4 shows a state where the draw bar (17) is moved in the clamping direction in a state where the tool is not mounted on the front end of the main spindle (3) by the automatic tool changer.

この場合、切換弁(32)はクランプ位置に切り換えられ、ドローバー駆動装置(26)のシリンダチューブ(27)の前部油室(29)に圧力油が供給されることにより、押圧部材(28)は押圧部(28b)がドローバー(17)から後方に離隔した後退位置にある。また、ドローバー(17)は、第2フランジ(17b)が主軸(3)の前向き段部(15)に当接する位置まで、皿ばね(25)により後方へ移動させられている。検知部材(42)はクーラント導入部材(19)によりばね(47)の付勢力に抗して正常クランプ位置よりも後方に移動し、その結果変位センサ(39)の接触子(39a)は正常クランプ位置から、正常クランプ位置とアンクランプ位置との間の異常クランプ位置まで退入し、これによりドローバー(17)が異常クランプ位置にあることが検出され、その信号がNC制御装置に出力される。そして、NC制御装置は、これにより主軸(3)の前端に工具がクランプされていない異常状態であると判断し、警報を発する。   In this case, the switching valve (32) is switched to the clamp position, and the pressure oil is supplied to the front oil chamber (29) of the cylinder tube (27) of the drawbar drive device (26), whereby the pressing member (28) Is in a retracted position in which the pressing portion (28b) is spaced rearward from the draw bar (17). The draw bar (17) is moved rearward by the disc spring (25) to a position where the second flange (17b) contacts the forward stepped portion (15) of the main shaft (3). The detection member (42) is moved backward from the normal clamp position against the biasing force of the spring (47) by the coolant introduction member (19), and as a result, the contact (39a) of the displacement sensor (39) is normal clamp. The position is retracted to the abnormal clamp position between the normal clamp position and the unclamp position, whereby it is detected that the draw bar (17) is in the abnormal clamp position, and the signal is output to the NC controller. Then, the NC control device determines that the tool is not clamped at the front end of the spindle (3), and issues an alarm.

ドローバーがクランプ方向に移動して主軸前端に工具がクランプされた状態の主軸ユニットの全体構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the whole spindle unit structure in the state where the draw bar moved in the clamping direction and the tool was clamped at the spindle front end. ドローバーがクランプ方向に移動して主軸前端に工具がクランプされた状態の主軸ユニットの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the spindle unit in a state where the draw bar moves in the clamping direction and the tool is clamped at the spindle front end. 工具がアンクランプされている状態を示す図2相当の図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 showing a state where the tool is unclamped. 工具が存在せずにドローバーがクランプ方向に移動した状態を示す図2相当の図である。It is a figure equivalent to FIG. 2 which shows the state which the draw bar moved to the clamp direction, without a tool existing.

符号の説明Explanation of symbols

(3):主軸
(17):ドローバー
(18):クーラント通路
(19):クーラント導入部材
(22):クーラント導入穴
(25):皿ばね(付勢手段)
(26):ドローバー駆動装置(ドローバー駆動手段)
(28):押圧部材
(42):検知部材(ドローバー移動検知部分)
(43):クーラント供給穴
(47):圧縮コイルばね(付勢部材)
(3): Spindle
(17): Drawbar
(18): Coolant passage
(19): Coolant introduction member
(22): Coolant introduction hole
(25): Disc spring (biasing means)
(26): Drawbar drive device (drawbar drive means)
(28): Pressing member
(42): Detection member (drawbar movement detection part)
(43): Coolant supply hole
(47): Compression coil spring (biasing member)

Claims (2)

先端に工具が取り付けられる中空状主軸と、主軸内に主軸に対して軸方向移動可能に配置され、かつ軸方向の移動により主軸先端への工具のクランプ、アンクランプを行うドローバーと、主軸内に設けられかつドローバーをクランプ方向に付勢する付勢手段と、ドローバーをアンクランプ方向に移動させるドローバー駆動手段とを備えた工作機械において、ドローバーの位置を検出する機構であって、
ドローバー駆動手段が、ドローバーを付勢手段の付勢力に抗してアンクランプ方向に押圧する中空状押圧部材を備えており、押圧部材内に、ドローバーのクランプ方向およびアンクランプ方向の移動により押圧部材に対して移動するドローバー移動検知部分と、ドローバー移動検知部分の移動位置を検出する変位センサとが設けられている工作機械のドローバー位置検出機構。
A hollow main shaft to which a tool is attached at the tip, a draw bar arranged in the main shaft so as to be movable in the axial direction relative to the main shaft, and a tool for clamping and unclamping the tool to the tip of the main shaft by movement in the axial direction; A mechanism for detecting the position of the draw bar in a machine tool provided with a biasing means for biasing the draw bar in the clamping direction and a draw bar driving means for moving the draw bar in the unclamping direction,
The draw bar driving means has a hollow pressing member that presses the draw bar in the unclamping direction against the urging force of the urging means, and the pressing member moves in the pressing member by moving the draw bar in the clamping direction and the unclamping direction. A drawbar position detection mechanism for a machine tool, provided with a drawbar movement detection portion that moves relative to the position and a displacement sensor that detects a movement position of the drawbar movement detection portion.
ドローバーの後端部に、ドローバーに形成されたクーラント通路に通じるクーラント導入穴を有するクーラント導入部材が固定され、ドローバー移動検知部分に、クーラント導入部材のクーラント導入穴に通じるとともに、クーラント供給源に通じるクーラント供給穴が形成され、ドローバー移動検知部分が付勢部材により前方に付勢されることにより、ドローバー移動検知部分の前端が常にクーラント導入部材の後端に当接してクーラント供給穴とクーラント導入穴とが通じるようになされている請求項1の工作機械のドローバー位置検出機構。 A coolant introduction member having a coolant introduction hole that leads to a coolant passage formed in the draw bar is fixed to a rear end portion of the draw bar, and a draw bar movement detection portion leads to a coolant introduction hole of the coolant introduction member and also leads to a coolant supply source. The coolant supply hole is formed, and the draw bar movement detection part is urged forward by the urging member, so that the front end of the draw bar movement detection part is always in contact with the rear end of the coolant introduction member and the coolant supply hole and the coolant introduction hole The drawbar position detecting mechanism for a machine tool according to claim 1, wherein
JP2003272144A 2003-07-09 2003-07-09 Drawbar position detection mechanism for machine tools Expired - Fee Related JP4232017B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003272144A JP4232017B2 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Drawbar position detection mechanism for machine tools

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003272144A JP4232017B2 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Drawbar position detection mechanism for machine tools

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005028534A JP2005028534A (en) 2005-02-03
JP4232017B2 true JP4232017B2 (en) 2009-03-04

Family

ID=34209788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003272144A Expired - Fee Related JP4232017B2 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Drawbar position detection mechanism for machine tools

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4232017B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4638464B2 (en) * 2007-03-29 2011-02-23 三菱重工業株式会社 Machine tool spindle equipment
JP5973888B2 (en) * 2012-11-19 2016-08-23 コマツNtc株式会社 Machine Tools
DK2881200T3 (en) 2013-12-04 2019-04-23 Gildemeister Drehmaschinen Gmbh Spindle unit for turning and milling machines
KR101517222B1 (en) * 2014-04-22 2015-05-04 주식회사 에코텍 tool existence sensing device of a machining tool
JP6484273B2 (en) * 2017-03-30 2019-03-13 ファナック株式会社 Machine Tools
JP7373707B2 (en) * 2019-07-24 2023-11-06 ティーケーエンジニアリング株式会社 Machining accuracy defect prevention device for cutting machines
CN110977515B (en) * 2019-11-14 2021-05-14 南京信息职业技术学院 Elastic disc type expansion shaft

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005028534A (en) 2005-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5602218B2 (en) Boring tools and machine tools
EP2258503B1 (en) Tight contact state detector of tool in machine tool
JP5562410B2 (en) Machine tool spindle equipment
JP3409321B2 (en) Spindle device of machine tool
JPH08281504A (en) Disconnecting machanism for tool clamp
JP4232017B2 (en) Drawbar position detection mechanism for machine tools
JP2006088326A (en) Work piece injecting device of machine tool
JP5894837B2 (en) Machine tool clamping device
JP2007307651A (en) Spindle device
JP2005319540A (en) Main spindle device of machine tool
JP4994824B2 (en) Spindle device
JP3159923B2 (en) Tool clamping device for machine tools
JP5298869B2 (en) Rotating shaft device and tool holding state determination method in rotating shaft device
JP6832080B2 (en) Face clamp chuck device
JP3855122B2 (en) Machine tool spindle equipment
JP4727602B2 (en) Tool lock device and tool lock method for machine tool
JP2004025389A (en) Spindle device
JP3989695B2 (en) Spindle device with automatic tool change function
DK174221B1 (en) headstock
JP2004025388A (en) Tool mounting confirmation device and method of spindle
JP2009107037A (en) Spindle structure of lathe
JP3776700B2 (en) Spindle device
JP2831814B2 (en) Tool chuck
JPH10225842A (en) Rotation axis structure
KR102323826B1 (en) Low Speed Spindle Motor Having Assembled Typed Spindle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081104

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081125

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141219

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees