JP5457958B2 - Machine tool spindle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械に設けられ、工具を装着して回転する主軸を備えた主軸装置に関する。 The present invention relates to a spindle device that is provided in a machine tool such as a machining center and includes a spindle that is mounted with a tool and rotates.
図2に、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる主軸装置の一例を示す。この主軸装置1は、ハウジング2に軸受4,4・・によって軸支される中空状の主軸3を備え、その主軸3の内部に、図示しないドローバーの進退動によって拡縮動作するコレット5が設けられている。主軸3の下端(図2の下側)には、工具を保持するテーパ形状の工具ホルダ7を差し込み可能なテーパ穴6が形成されて、工具ホルダ7の後端に設けたプルスタッド8をコレット5でクランプ可能となっている。
また、主軸3の軸心には、工具ホルダ7がクランプされた状態でプルスタッド8の後端に同軸で当接する切削液の供給ロッド9が配置されている。この供給ロッド9の軸心には切削液の供給路10が形成されて、プルスタッド8への当接状態でプルスタッド8及び工具ホルダ7の軸心に形成された供給路11と連通し、実線矢印で示すように工具側へ切削液を供給可能となっている。供給ロッド9の前端における供給路10の開口際には、プルスタッド8の後端に当接して切削液の漏れを防止するシールリング12が設けられている。
FIG. 2 shows an example of a spindle device used in a machine tool such as a machining center. The
In addition, a cutting fluid supply rod 9 that is coaxially in contact with the rear end of the
一方、主軸装置1には、ハウジング2及び主軸3に形成した複数の貫通孔を接続することで、エアーを外部から供給してテーパ穴6の端部近傍から工具ホルダ7側へ吹き付けるエアーブロー用のエアー供給路13が形成されている。このエアー供給路13は、工具交換時に主軸3内部に点線矢印で示すようにエアーを供給することで、工具ホルダ7とテーパ穴6との間にごみ等が侵入することを防止するものである。
このエアーブローを行うためのコンプレッサや、切削液を供給するポンプ、主軸3を回転させるサーボモータ等の制御は、図示しない制御装置によって行われる。
On the other hand, the
Control of a compressor for performing this air blow, a pump for supplying cutting fluid, a servo motor for rotating the
このような主軸装置1においては、供給ロッド9に設けたシールリング12の劣化やプルスタッド8の当接不良等に起因して、供給ロッド9とプルスタッド8との間から切削液が漏れるおそれがある(二点鎖線矢印A)。漏れた切削液は、主軸3の後部でドローバーを付勢する皿ばね部に入り込んだり、エアー供給路13内に流入して軸受4に侵入したりして、構成部の損傷や劣化の原因になる。そこで、特許文献1では、エアー供給路の途中に、主軸の端面に開口する出口通孔と、その出口通孔を常態でバネ付勢によって閉塞するボールとを設けて、侵入した切削液の圧力によってボールが押圧されて出口通孔から排出されるようにすることで、切削液の漏洩を目視可能とする発明を開示している。
In such a
しかし、加工中には大量の切削液が工具から供給されて主軸の前端にも飛散することから、出口通孔から漏洩している切削液を工具から供給される切削液と区別して判断することは難しく、確実な確認が行えないおそれがあった。 However, during machining, a large amount of cutting fluid is supplied from the tool and splashes to the front end of the spindle, so the cutting fluid leaking from the outlet through hole should be distinguished from the cutting fluid supplied from the tool. Is difficult, and there is a possibility that reliable confirmation cannot be performed.
そこで、本発明は、切削液の漏洩を確実に検知することができる工作機械の主軸装置を提供することを目的としたものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a spindle device for a machine tool that can reliably detect leakage of a cutting fluid.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エアー供給路内の流体圧を検出する圧力センサを備えて、制御装置は、主軸の回転中に圧力センサによりエアー供給路内の所定の流体圧を検出すると、切削液供給路からの切削液の漏洩と判断することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、圧力センサは、主軸端部への工具の着座確認用圧力センサであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the pressure sensor is a pressure sensor for confirming seating of the tool on the end of the main shaft.
請求項1に記載の発明によれば、圧力センサを利用して切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、着座確認用の圧力センサをそのまま切削液の漏洩判断に用いることができるため、既存の圧力センサを利用した合理的な構成となり、コスト面で有利となる。
According to the first aspect of the present invention, the leakage of the cutting fluid can be reliably detected using the pressure sensor. Therefore, the defective seal portion can be replaced before the main shaft is damaged, and it is possible to reduce the stop time due to damage to the machine and the cost for replacement repair.
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the seating confirmation pressure sensor can be used as it is for the leakage judgment of the cutting fluid. This is advantageous in terms of cost.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、マシニングセンタの主軸装置1の一例を示す一部断面図で、基本的な構造は図2で説明した従来の主軸装置1と同様であるため、同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この主軸装置1にも、供給ロッド9の供給路10と工具ホルダ7の供給路11とにより、外部に設けたポンプから工具へ切削液を供給する切削液供給路が形成されている。
また、ハウジング2及び主軸3に形成した複数の貫通孔を接続することで、外部に設けたコンプレッサからエアーを供給してテーパ穴6の端部近傍から工具ホルダ7部側へ吹き付けるエアーブロー用のエアー供給路13が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a
The
Further, by connecting a plurality of through holes formed in the
ここで、ハウジング2におけるエアー供給路13は、軸方向の貫通孔14と、その貫通孔14の前端で繋がる半径方向の貫通孔15とで形成されているが、貫通孔15の外端には、プラグに代えて、先端を貫通孔14との接続部に突出させた圧力センサ16が設けられている。
Here, the
この圧力センサ16は、主軸3を回転させるサーボモータや切削液を供給路10に供給するポンプ、エアー供給路13へ空気を圧送するコンプレッサ等を制御する図示しない制御装置に接続されて、エアー供給路13内の流体圧を検出可能となっている。
ここで、主軸3が回転しない工具交換時には、0.3〜0.5Mpa程度のエアーがエアー供給路13内に供給されるが、制御装置は、主軸3が回転停止中であれば圧力センサ16がエアー圧力を検出しても切削液の漏洩と判断しない。
This
Here, when changing the tool in which the
一方、主軸3の回転中は工具交換が行われず、エアー供給路13にエアーが供給されないため、圧力センサ16に流体圧は加わらない。しかし、シールリング12の劣化等によって供給路10から主軸3の内部に切削液が漏れた際には、二点鎖線矢印Bで示すように遠心力によってエアー供給路13内に切削液が進入し、圧力センサ16に流体圧が加わる。よって、制御装置は、この主軸3回転中の流体圧の検出によって切削液の漏洩と判断する。特に、切削液の供給圧は1〜7Mpaとエアー供給路13へのエアー圧力よりも高圧であるから、圧力センサ16がこれを検出することで切削液の漏洩は確実に判断可能となる。なお、切削液の漏洩判断後は、直ちに主軸3の回転を停止させてもよいが、ランプや警告音等による報知にとどめるようにしてもよい。
On the other hand, no tool change is performed while the
このように、上記形態の主軸装置1によれば、エアー供給路13内の流体圧を検出する圧力センサ16を備えて、制御装置は、主軸3の回転中に圧力センサ16によりエアー供給路13内の所定の流体圧を検出すると、切削液供給路からの切削液の漏洩と判断するようにしたことで、圧力センサ16を利用して切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸3が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
Thus, according to the
なお、上記形態では、エアーブロー用のエアー供給路内に圧力センサを設けた例を説明しているが、本発明はこれに限らず、例えばエアーと圧力センサとを工具の着座確認用として使用している主軸装置でも適用できる。この主軸装置では、工具交換時、主軸のテーパ穴6に所定圧のエアーを供給し、その圧力を圧力センサによって検出することにより、工具ホルダ7が主軸のテーパ穴6へ確実に着座したか確認するものである。よって、確実に着座が行われている状態では、エアー圧と同等の圧力(0.3〜0.5Mpa程度)が圧力センサに加わり、着座が不完全でエアーが漏れている場合は、圧力が0.2Mpa程度以下に低下することで制御装置が着座を確認することになるが、この着座確認も主軸の回転中は行われない(エアー供給路にエアーが供給されない)ので、主軸回転中に流体圧が検出されると、先の形態と同様に切削液の漏洩と判断できる。
In the above embodiment, an example in which a pressure sensor is provided in the air supply path for air blow is described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the air and the pressure sensor are used for checking the seating of the tool. It can also be applied to the main spindle device. In this spindle device, when the tool is changed, air of a predetermined pressure is supplied to the
このように、着座確認用の圧力センサを切削液の漏洩の判断に用いても、先の形態と同様に切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
特にここでは、着座確認用の圧力センサをそのまま切削液の漏洩判断に用いることができるため、既存の圧力センサを利用した合理的な構成となり、新たに圧力センサを用いる先の形態よりコスト面で有利となる。
As described above, even when the seating confirmation pressure sensor is used for determining the leakage of the cutting fluid, the leakage of the cutting fluid can be reliably detected as in the previous embodiment. Therefore, the defective seal portion can be replaced before the main shaft is damaged, and it is possible to reduce the stop time due to damage to the machine and the cost for replacement repair.
In particular, the pressure sensor for seating confirmation can be used as it is for the judgment of leakage of the cutting fluid, so that it becomes a rational configuration using the existing pressure sensor, which is more cost-effective than the previous form using the new pressure sensor. It will be advantageous.
その他、切削液供給路やエアー供給路等の具体的な構造は上記形態に限らず、適宜変更可能で、圧力センサも、逆流した切削液による圧力を検出することからハウジングに設けることが望ましいが、ハウジングに接続したエアー配管に組み込む等してハウジングの外部に設けることは可能である。
また、圧力センサによる流体圧の検出とその後の処理も、例えば流体圧を第一の圧力と、その圧力値より高い第二の圧力として、第一の圧力を検出した際には報知にとどめ、第二の圧力を検出すると主軸の回転を停止させるといった変更が可能である。
In addition, the specific structure such as the cutting fluid supply path and the air supply path is not limited to the above-described form, and can be changed as appropriate, and the pressure sensor is preferably provided in the housing because it detects the pressure due to the backflowing cutting fluid. It can be provided outside the housing by being incorporated into an air pipe connected to the housing.
In addition, the detection of the fluid pressure by the pressure sensor and the subsequent processing are also limited to notification when the first pressure is detected, for example, the fluid pressure is the first pressure and the second pressure higher than the pressure value. When the second pressure is detected, a change such as stopping the rotation of the main shaft is possible.
さらに、圧力センサは一箇所に限らず、複数箇所に設けて、全ての圧力センサが所定の流体圧を検出した場合にのみ切削液の漏洩と判断したり、切削液供給路に近い側の圧力センサが所定の流体圧が検出した際には報知にとどめ、遠い側の圧力センサも所定の流体圧を検出した際に主軸の回転を停止させたりする態様も考えられる。 Furthermore, the pressure sensor is not limited to one location, and is provided at a plurality of locations. Only when all the pressure sensors detect a predetermined fluid pressure, it is determined that the cutting fluid is leaked, or the pressure on the side close to the cutting fluid supply path It is also conceivable that when the predetermined fluid pressure is detected by the sensor, only notification is given, and the rotation of the main shaft is stopped when the far-side pressure sensor also detects the predetermined fluid pressure.
1・・主軸装置、2・・ハウジング、3・・主軸、6・・テーパ穴、7・・工具ホルダ、8・・プルスタッド、9・・供給ロッド、10,11・・供給路、12・・シールリング、13・・エアー供給路、14,15・・貫通孔、16・・圧力センサ。
1 ..
Claims (2)
前記エアー供給路内の流体圧を検出する圧力センサを備えて、前記制御装置は、前記主軸の回転中に前記圧力センサにより前記エアー供給路内の所定の流体圧を検出すると、前記切削液供給路からの前記切削液の漏洩と判断することを特徴とする工作機械の主軸装置。 A housing, a spindle that is pivotally supported by the housing, is driven to rotate by mounting a tool at an end thereof, and a control device that controls the rotation of the spindle, and the cutting fluid is supplied to the tool in the spindle. A cutting fluid supply passage is provided in the housing and the main shaft, and an air supply passage for supplying air to the end portion is provided, and the control device supplies the cutting fluid to the cutting fluid supply passage during rotation of the main shaft. A spindle device of a machine tool that performs supply control of supply of the air to the air supply path when rotation of the spindle is stopped,
A pressure sensor for detecting a fluid pressure in the air supply path, and the control device detects the predetermined fluid pressure in the air supply path by the pressure sensor during rotation of the main shaft; A spindle device for a machine tool, characterized in that it is determined that the cutting fluid leaks from a road.
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