JPH02190203A - 固定型工具の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば旋盤のようにチャックでワークを把
握してチャックとともにワークを回転させ、工具取付台
に固定した固定型工具をワークに切り込んで所定の加工
を施す工作機械における固定型工具の保護装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

旋盤を用いてワークを切削する場合、一般には刃物台に
バイトを取付けて切削する。また、刃物台にドリル、タ
ップなどを固定して孔あけ加工やネジ切り加工を施すこ
ともある。

さらに、タレット旋盤のようにタレットに各種の工具を
取付けて、チャックで把握したワークを切削するものも
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

マシニングセンタのように、ドリル、エンドミルなどの
切削工具を回転させながら、固定状態のワークに種々の
加工を施す工作機械の場合は、切削工具に加わるトルク
やスラストの異常な力が発生したとき、工作機械の主軸
に対する切削工具の拘束を解除するともに、この異常を
検出して工作機械を止めたり、警報を発したりする装置
は種々提案されている。

しかし、前記のようなタレット式の旋盤のタレットに取
付けた切削工具に対する工具の保護装置はなかったので
ある。

この考案の目的は上記のような固定型工具に対する保護
装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明は工具取付台に
着脱自在に固定した保持部材に、軸方向にのみ摺動する
回転不可の進退筒を装着し、この進退筒内には工具取付
軸の後部を回動自在に装着し、この工具取付軸と進退筒
の間には工具取付軸に加わる回転方向の抵抗が設定値を
越えると、進退筒に対して工具取付軸を回転方向に自由
にする回転方向結合手段を設け、前記進退筒と保持部材
の間には工具取付軸から進退筒に加わる軸方向の抵抗が
設定値を越えると進退筒を保持部材に対して軸方向に自
由にする軸方向結合手段を設けたものである。また、上
記回転方向結合手段と軸方向結合手段の何れかまたは両
方が外れたことを検出して工作機械を停止させるなどの
異常信号を発する異常検出手段を設ける場合もある。

〔作用〕

この発明は、上記の構造であるから、ワークを把握した
チャックを回転させ、タレットをチャックに向けて前進
させることにより、タレット外側の工具取付台に取付け
たツールホルダの先端のドリルなどの切削工具をワーク
に切り込む。

正常な切削が行われた場合、切削終了とともにチャック
が停止し、タレットが後退し、切削刃物をワークから完
全に抜いたのち、タレットが回転し、つぎの切削工具を
チャックに対向せしめてタレットは停止する。

ついでチャックが回転を始めタレットが前進してツール
ホルダの先端の切削工具でワークに対するつぎの加工が
始まる。

また、上記の加工中において、切削工具に回転方向また
は軸方向の何れかまたは両方の異常な抵抗が加わると、
ツールホルダ内の回転方向の結合手段および軸方向の結
合手段の何れかまたは両方が働いて工具取付軸を回転方
向または軸方向の何れかまたは両方に自由として切削刃
物を保護する。

また、異常検出手段を有する場合は、この検出手段が異
常を検知すると同時に制御部に異常信号を送ってチャッ
クの回転を止めるので切削工具が保護されるとともに迅
速な対策をとることができる。

〔実施例〕

第１図、第２図において、１は旋盤の主軸に固定したチ
ャック、２はタレットである。このタレット２は旋盤の
主軸と平行のタレット軸３を中心に正逆任意の方向に回
転する。

実施例では８角形のタレットを用い、その外周の各面に
工具取付台４を固定する。

上記各工具取付台４にはそれぞれツールホルダ５を固定
する。

このツールホルダ５は第３図のように、各工具取付台４
に固定する。

ツールホルダ５は保持部材８とその端部に設けた筒状部
Ｓ内に摺動自在に装着した進退筒１０と、この進退筒１
０内に後部を回動自在に装着した工具取付軸１１からな
っている。

上記保持部材８は第３図のように取付台４に設けた取付
孔１２に挿入して固定ネジ１４により固定したものであ
る。

また、進退筒１０の外周には第４図のように軸方向の溝
１５を設け、この溝１５には、筒状部９に固定した回止
めピン１６を係合させる。

１７は回転方向の結合手段で、進退筒１０の前端に一体
に設けたフランジ１８の前面に複数の凹球状凹部１Ｓを
設け、工具取付軸１１の中間部外周に一体に形成した大
径部２０に各凹部１９に対応する軸方向の孔２１を設け
、この名札２１にはめた各ボール２２をバネ２３により
、各凹部１９に押し付けたものである。

また、上記バネ２３は大径部２０の外周の雄ネジにねじ
込んだトルク調整リング２５により支持せしめる。

２７は軸方向の結合手段で、複数のボール２８と、この
ボールを受けるため、進退筒１０の外側全周に形成した
周溝２９と、ボール２８を周溝２９に押し付けるバネ３
０およびバネ受３１からなっている。

上記ボール２８、バネ３０、バネ受３１は筒状部９の前
端の大径部３２に設けた半径方向の複数の孔３４に進退
自在にはめ込んだものである。

また、大径部３２の外周には筒状のスラスト調整リング
３３を取付ける。

上記リング３３の内周には第５図に示すように各バネ受
３１を受ける支持面３５を設けるが、この各支持面３５
は渦巻の一部をなす形状にして、リング３３の回動によ
りバネ３０の強さを調整し得るようにする。

従って、大径部３２の外周一部に周方向の溝３６を設け
、リング３３の一部のネジ孔にねし込んだセットネジ３
７の内端を溝３６に圧着せしめて調整後のリング３３を
任意の位置に固定し得るようにする。

４０はトルクセンサで、工具取付軸１１の外周に形成し
た軸方向の溝であり、このセンサ４０に通じる給気孔４
１を取付軸１１の孔４２に連通させる。

また、進退筒１０の一部には半径方向の排気孔４２′を
設けてその外端の開口をスラストセンサ４３とする。

上記孔４２は工具取付軸１１の後端に達し、この後端部
に設けた雌ネジに軸方向のギャップ調整ネジ４４をねじ
込んで、その大径頭部４５で進退筒１０の後部内周の突
縁４６を押さえるものである。

上記ギャップ調整ネジ４４には前後に貫通する連通孔４
７を設け、保持部材８の筒状部Ｓの後部にはその内外を
通じる連通孔４８を設けて、この連通孔４８により第３
図の工具取付台４に設けた連通路４９と筒状部Ｓの後部
内とを連通させる。

第１図ないし第３図の５１は、タレット２とともに進退
するタレント取付台（図示省略）に固定したフレームで
、このフレーム５１にパツキンボディ５２を固定する。

上記パツキンボディ５２には送気路５３と送液路５４を
それぞれ設け、これらの先端は工具取付台４の方向に向
く開口５５．５６に連通させる。

また、各取付台４の後面には上記開口５５．５６に相対
向する受口５８．５９を設け、受口５８は前記連通路４
９に連通させ、受口５９は取付台４に設けた連通路６０
に連通させ、この連通路６０は、取付台４の外側に設け
た切削液噴射ノズル６３に連通させる。

上記開口５５．５６内には管状の可動継手６１．６２を
摺動自在に装着し、これを外方に押すバネ６４．６５を
開口５５．５６の後部に挿入する。

上記各継手６１．６２の外側にはは軸方向の溝を設けて
、この溝に、開口内に固定したピンを係合させて継手６
１．６２の摺動範囲を制限する。

さらに、各継手６１．６２の先端はテーパ状または球状
にして受口５８．５９への着脱が円滑に行われるように
し、かつこの部分の外周にＯリングをはめて継手６１．
６２と受口５８．５９の係合時に気密、液密を保つよう
にする。

また、送気路５３の後端には送気管６６を連結し、送液
路５４の後端には切削液の送液管６７を連結する。

さらに、上記送気管６６には図示省略しであるコンプレ
ッサ、レシーバタンクなどからなる圧縮空気源が通じて
おり、その途中の分岐路に圧力センサを設ける。この圧
力センサは圧力スイッチのようなもので、このセンサは
制御アンプに接続され、このアンプから工作機械の制御
信号を発信するようになっている。

上記制御アンプは異常信号により機械を停止させるが若
干の時間が経過すると機械の運転を再開するようにプロ
グラムされている。

また、前記空気供給路には電磁弁を設けてタレット２が
停止した条件でこの電磁弁が開き圧縮空気が供給される
ように回路を構成する。

上記実施例の作用を説明すれば、各ツールホルダ５の保
持部材８を各工具取付台４に固定し、各工具取付軸１１
の先端にドリルなどの所定の切削工具６９を取付けてチ
ャック１の回転と、タレット２の前進により切削工具６
９をチャック１で把握しているワーク６８へと切り込む
。

通常の切削状態ではボール２２．２８が第４図、第５図
のようにそれぞれ凹部１９と周溝２９に嵌合しているか
ら、保持部材８と工具取付軸１１とは一体となって静止
している。

また、このような正常な切削の場合は第４図、第６図（
ａ）のように、進退筒１０の排気孔４２′が工具取付軸
１１の給気孔４１に通じている。

上記の切削加工中において切削屑の詰まり−などの原因
で刃物に大きな抵抗が働いて工具取付軸１１がワーク６
８により回転される状態となると、結合手段１７のボー
ル２２がバネ２３を圧縮し、凹部１Ｓから外れて工具取
付軸１１を回転方向に自由にすることにより切削工具を
保護する。

正常運転中は第６図（ａ）のように、工具取付軸１１の
トルクセンサ４０と進退筒１０の排気孔４２′が一致し
ている。

従って、圧縮空気源からの圧縮空気が第３図の送気管６
６→送気路５３→開ロ５５→可動継手６１→受口５８→
連通路４Ｓ→第４図の連通孔４８→連通孔４７→孔４２
→給気孔４１→トルクセンサ４０→排気孔４２′→スラ
ストセンサ４３と流れて大径部３２とフランジ１８間の
間隙がら大気中に放出されている。

一方、送液管６７から送られてきた切削液は送液路５４
→開ロ５６→継手６２→受ロ５９→連通路６０→ノズル
６３と流れて、その先端から切削部に切削液を噴射する
。

上記のように正常運転中は圧縮空気は大気中に放出され
ているから、圧力センサは働かないが、前記のように切
削刃物に加わる異常トルクにより工具取付軸１１が回り
出すと、第６図（ｂ）のようにトルクセンサ４０が排気
孔４２′の側方へずれ、給気孔４１が遮断される。

こうして給気孔４１が遮断されると、送気管６６内の空
気圧が急上昇し、圧力センサがこれを感知してその信号
が制御アンプに入力され、これが、増巾されて制御部に
入力され旋盤のチャックを停止させる。

また、ドリルの刃先の摩耗などの原因で、工具取付軸１
１に加わる推力が異常に大きくなったときは工具取付軸
１１と進退筒１０が筒状部９に対して後退し、ボール２
８がバネ３０を圧縮して周溝２９から離脱し、工具取付
軸１１を保持部材８に対し、軸方向に後退させ自由にし
て切削工具を保護する。

このとき、第７図のように進退筒１０の排気孔４２′の
端部のスラストセンサ４３が筒状部９大径部の内周で遮
断されるので給気孔４１に通じる排気孔４２′が遮断さ
れ、トルクの異常時と同様に送気管６６内の空気圧が急
上昇して圧力センサが働きチャック１０回転を止める。

上記のようにチャック回転を停止させ、切削工具を一旦
後退させたのち、機械の運転を再開すると、ボール２２
が凹部１９に係合復帰し、ボール２８が周溝２９に保合
復帰しているときは、切削作業が続行される。

しかし、正常に復帰しているにもかかわらず工具に異常
がある場合は再びボール２２またはボール２８が、凹部
１９または周溝２９から外れて前記と同様の作用が繰返
される。

上記のようにチャック１が再度停止すると異常有りと判
定し、音響またはパイロットランプなどの警報器を働か
せて異常状態を知らせることによりこの部分の点検ある
いは工具やツールホルダの交換が行われる。

また、異常なく切削加工が行われた場合は制御部からの
終了信号でチャック１が停止し、ついでタレット２がフ
レーム５１とともに後退して切削工具６９をワーク６８
から抜き取る。

工具６９がワーク６８から完全に抜けた条件でタレット
２が回転し、所定位置の工具取付台４がチャック１に相
対する位置まで回動して停止する。

上記のようにタレット２が回転するさい、第３図のよう
に取付台４の受口５８．５９に係合していた可動継手６
１．６２が取付台４の後面で押されてバネ６４．６５を
圧縮して後退し、つぎの取付台４の受口５８．５９がく
ると、これに係合するといろ動作を行う。

従ってタレット２の回転中は送気管６６や送液管６７の
途中の弁が閉じて圧縮空気や切削液の流れを止めている
。

上記のようなタレット２の回転でつぎの切削刃物の中心
とチャック１の回転中心とが正しく一致した条件でチャ
ック１が回転を始め、タレット２が前進してつぎの加工
が始まる。

（発明の効果〕 この発明は上記のように、チャックで把握したワークを
回転させて切削加工中に切削屑の詰まりゃドリルの刃先
の摩耗などの原因で工具取付軸に加わる回転方向や軸方
向の抵抗が異常に大きくなると、結合手段が分離して、
ツールホルダの保持部材に対して工具取付軸が回転方向
に自由になり、また、軸方向にも自由になり、工具やワ
ークの損傷を防止する。

またタレットに速い送りをかけて切削加工中に工具に加
わるトルクやスラストが異常に大きくなるとこれが検出
されてチャックを停止するなどの異常信号を発するが、
このような信号で突然チャックが停止したにも係わらず
、非常停止装置のタイムラグや各部の慣性によりタレッ
トの送りが若干の間つづいても工具取付軸がツールホル
ダに対して後退するために先端のドリルの折損などのお
それがないなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一実施例を示す一部縦断正面図
、第２図は同上の一部切欠平面図、第３図は第１図１１
１−１［［線の拡大縦断側面図、第４図はツールホルダ
の拡大縦断側面図、第５図は第４図Ｖ−Ｖ線の拡大横断
面図、第６図（ａ）、（ｂ）は工具取付軸の正常時と異
常時を示す一部拡大横断面図、第７図は工具取付軸の後
退状態を示す一部切欠拡大縦断側面図である。 １・・・・・パンールホｌレダ、２・・・・・・タレッ
ト、８・・・・・・保持部材、　　１０・・・・・・進
退筒、１１・・・・・・工具取付軸、１７．２７・・・
・・・結合手段、２２．２８・・・・・・ポール、 １Ｓ・・・・・・凹部、　　　　２３．３０・・・・・
・バネ、２９・・・・・・周溝、　　　　４０・・・・
・・トルクセンサ、４３・・・・・・スラストセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転するチャックにより把握したワークに対し、
   タレットに設けた工具取付台に固定した固定型工具によ
   り所定の加工を施すようにした工作機械において、工具
   取付台に着脱自在に固定した保持部材に、軸方向にのみ
   摺動する回転不可の進退筒を装着し、この進退筒内には
   工具取付軸の後部を回動自在に装着し、この工具取付軸
   と進退筒の間には工具取付軸に加わる回転方向の抵抗が
   設定値を越えると、進退筒に対して工具取付軸を回転方
   向に自由にする回転方向結合手段を設け、前記進退筒と
   保持部材の間には工具取付軸から進退筒に加わる軸方向
   の抵抗が設定値を越えると進退筒を保持部材に対して軸
   方向に自由にする軸方向結合手段を設けた固定型工具の
   保護装置。
2. （２）上記回転方向結合手段と軸方向結合手段の何れか
   または両方が外れたことを検出して工作機械を停止させ
   るなどの異常信号を発する異常検出手段を設けた請求項
   １記載の固定型工具の保持装置。