JPH032606B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH032606B2
JPH032606B2 JP5475587A JP5475587A JPH032606B2 JP H032606 B2 JPH032606 B2 JP H032606B2 JP 5475587 A JP5475587 A JP 5475587A JP 5475587 A JP5475587 A JP 5475587A JP H032606 B2 JPH032606 B2 JP H032606B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chuck
screw nut
shaft
drive
traction shaft
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
Application number
JP5475587A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63221910A (en
Inventor
Toshio Aramaki
Mitsuo Izumi
Yasumitsu Nakayama
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.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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 Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
Priority to JP5475587A priority Critical patent/JPS63221910A/en
Publication of JPS63221910A publication Critical patent/JPS63221910A/en
Publication of JPH032606B2 publication Critical patent/JPH032606B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、旋盤等における工作物のチヤツキン
グを行う電動式チヤツク装置に係わり、特に、長
尺な工作物のチヤツキングおよび高速回転化への
対応が可能な、電動式チヤツク装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" The present invention relates to an electric chuck device for chucking a workpiece in a lathe, etc., and particularly for chucking a long workpiece and responding to high-speed rotation. This invention relates to an electric chuck device capable of

「従来の技術」 旋盤等において、工作物の把持を行うチヤツク
を作動させるためのチヤツク駆動装置として、従
来の油圧式または空気圧式のものに代えて、電動
式のもの(例えば特開昭51−45111号、特開昭53
−19830号、実開昭54−5395号、実開昭56−29050
号等)が既に発明または考案されているが、これ
ら従来の電動式チヤツク装置は、第一に、チヤツ
クの把持力を無段階に調整することができないた
め各種工作物に最適な把持力を選定することが難
しい。第二に、チヤツクの把持力を定量的に把
握、確認することができないため、チヤツクの爪
が不均等に工作物を把握してもこれを検出するこ
とができない。第三に、チヤツク駆動用のシリン
ダ等駆動手段が旋盤等の主軸(スピンドル軸)と
同軸上に配置されているので、長尺物の把持が不
可動である、といつた問題点を有するものであつ
た。
``Prior Art'' In place of conventional hydraulic or pneumatic chuck drive devices for operating chucks for gripping workpieces in lathes, etc., electric chuck drive devices (for example, JP-A-51-1999 No. 45111, JP-A-53
−19830, Utility Model No. 54-5395, Utility Model 56-29050
However, these conventional electric chuck devices cannot steplessly adjust the gripping force of the chuck, so it is difficult to select the optimal gripping force for each type of workpiece. difficult to do. Secondly, it is not possible to quantitatively grasp or confirm the gripping force of the chuck, so even if the chuck's claws grip the workpiece unevenly, this cannot be detected. Thirdly, since the driving means such as the cylinder for driving the chuck is arranged coaxially with the main shaft (spindle shaft) of the lathe, etc., there is a problem that the gripping of a long object is immovable. It was hot.

このため、本出願人は、これらの問題点を解決
し得る電動式チヤツク装置(特願昭62−23886号
「電動式チヤツク装置」)を先に提案、出願した。
第4図は、その電動式チヤツク装置の要部を示し
た部分断面図である。
For this reason, the applicant of the present invention proposed and filed an application for an electric chuck device (Japanese Patent Application No. 62-23886 ``Electric Chuck Device'') which can solve these problems.
FIG. 4 is a partial sectional view showing the main parts of the electric chuck device.

該電動式チヤツク装置は、電動機31を駆動源
とする駆動手段によつて牽引軸32をその軸方向
に往復動させることにより図示しないチヤツク爪
(図の右方にある)を開閉するようにしたもので、
前記牽引軸32を中空筒状に形成すると共に、こ
の牽引軸32の外周には前記駆動手段(電動機3
1)によつて回動されるスクリユーナツト33が
螺合され、かつ前記駆動手段の出力軸31aと前
記牽引軸32とは互いにその軸線を違えて配置さ
れていると共に、駆動手段の出力軸31aと前記
スクリユーナツト33との間には、この駆動手段
からの駆動力をスクリユーナツト33に伝達する
駆動力伝達機構Dが介在され、さらに前記スクリ
ユーナツト33の近傍にはその軸方向の変位量を
測定する変位測定手段34が設けられていること
を特徴とするもので、さらには、前記駆動力伝達
機構Dが、内周面にねじが刻設されて前記駆動手
段の出力軸31aと連動する回転体35と、前記
回転体35の内周面に螺合して前記スクリユーナ
ツト33外周に摺動自在に挿入されたスパイラル
歯車36と、該スパイラル歯車の螺進方向前方に
設けられて前記スクリユーナツト33外周に螺合
されたクラツチハブ37とを備え、かつ、前記ス
パイラル歯車36のクラツチハブ37に対向する
側面にはその周方向に延在する凹凸が形成されて
いると共に、前記クラツチハブ37のスパイラル
歯車36に対向する側面にはこのスパイラル歯車
36の凹凸に嵌合する凹凸が形成され、さらに前
記スパイラル歯車36とクラツチハブ37との間
には弾性部材38が介在されてなるものである。
The electric chuck device opens and closes a chuck claw (not shown) (located on the right side of the figure) by reciprocating the traction shaft 32 in its axial direction by a drive means using an electric motor 31 as a drive source. Something,
The traction shaft 32 is formed into a hollow cylindrical shape, and the drive means (electric motor 3) is attached to the outer circumference of the traction shaft 32.
1), the output shaft 31a of the drive means and the traction shaft 32 are arranged with their axes different from each other, and the output shaft of the drive means A driving force transmission mechanism D is interposed between the screw nut 33 and the screw nut 33 to transmit the driving force from the driving means to the screw nut 33. The device is characterized in that a displacement measuring means 34 is provided for measuring the amount of displacement of the driving force transmitting mechanism D, and further, the driving force transmitting mechanism D has a thread carved on the inner circumferential surface thereof and the output shaft of the driving means. 31a, a spiral gear 36 which is screwed onto the inner circumferential surface of the rotary body 35 and slidably inserted into the outer periphery of the screw nut 33, and a spiral gear 36 which is inserted in the forward direction in the spiral direction of the spiral gear A clutch hub 37 is provided and screwed onto the outer periphery of the screw nut 33, and a side surface of the spiral gear 36 facing the clutch hub 37 is formed with unevenness extending in the circumferential direction. A side surface of the clutch hub 37 facing the spiral gear 36 is formed with projections and depressions that fit into the projections and depressions of the spiral gear 36, and an elastic member 38 is interposed between the spiral gear 36 and the clutch hub 37. It is.

また、符号40がスピンドル軸(主軸)であ
り、符号39は該スピンドル軸40および前記ス
クリユーナツト33等と一体で回動するフレーム
である。フレーム39は前記スクリユーナツト3
3にベアリング41,42を介して回動自在に設
けられ、かつその外周面に爪39aを形成する一
方、このフレーム39の外方には、第4図bに示
されるように、位置決め用のソレノイド43が設
けられ、このソレノイド43によつて作動される
レバー44を前記フレーム39の爪39aに掛止
させることでフレーム39の回動を拘束すること
ができるようになつている。フレーム39の回動
を拘束するのは、該フレーム39内に設けられ、
スクリユーナツト33と一体に形成されたフラン
ジ部33aの該フレーム39に対する相対位置を
変えて、このフランジ部33aを両側から付勢す
る皿ばね45,46に撓みを与え、これによつて
チヤツクの締め付け力を保持できるようにするた
めである。
Further, reference numeral 40 is a spindle shaft (main shaft), and reference numeral 39 is a frame that rotates integrally with the spindle shaft 40, the screw nut 33, etc. The frame 39 is attached to the screw nut 3.
3 is rotatably provided via bearings 41, 42, and has claws 39a formed on its outer peripheral surface.On the outside of this frame 39, as shown in FIG. A solenoid 43 is provided, and a lever 44 operated by the solenoid 43 is engaged with a pawl 39a of the frame 39, so that rotation of the frame 39 can be restrained. What restricts the rotation of the frame 39 is provided within the frame 39,
By changing the relative position of the flange portion 33a formed integrally with the screw nut 33 with respect to the frame 39, the disc springs 45 and 46 that bias the flange portion 33a from both sides are flexed, thereby This is to enable the tightening force to be maintained.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記の電動式チヤツク装置において
は、駆動手段の出力軸31aとチヤツク爪を開閉
するための牽引軸32とが同軸上にないため牽引
軸32を中空筒状に形成でき長尺物の把持が可能
となり、また、牽引軸32の外周に螺合されたス
クリユーナツト33の変位量を検出する変位測定
手段34が設けられているので、チヤツク爪によ
る工作物把持時に、このスクリユーナツト33の
変位量を常時監視するこでチヤツクの把持力を定
量的に把握、確認することが可能となると共に、
チヤツクの把持力を無段階に調整することができ
る、といつた優れた効果を奏するものであるが、
上記電動式チヤツク装置においても、下記のよう
な改善すべき点があつた。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the above electric chuck device, the output shaft 31a of the drive means and the traction shaft 32 for opening and closing the chuck pawl are not coaxial, so the traction shaft 32 is hollow. It can be formed into a cylindrical shape, making it possible to grip long objects, and since it is provided with a displacement measuring means 34 that detects the amount of displacement of the screw nut 33 screwed onto the outer periphery of the traction shaft 32, it is possible to grasp a long object using a chuck claw. By constantly monitoring the amount of displacement of the screw nut 33 when gripping a workpiece, it becomes possible to quantitatively understand and confirm the gripping force of the chuck.
Although it has excellent effects such as being able to adjust the gripping force of the chuck steplessly,
The above-mentioned electric chuck device also had the following points to be improved.

一つに、前記スクリユーナツト33、クラツチ
ハブ37の他、フレーム39等が工作物加工時に
スピンドル軸(主軸)40と一体に回転するた
め、スピンドル軸40の回転の高速化に伴つて、
高い精度のバランスを取ることが困難となるこ
と、一つに、上記同様の原因でスピンドル軸40
の慣性モーメントが増加し、このチヤツク装置を
例えばNC旋盤等その作動を自動制御されるもの
に適用した場合に、スピンドル軸40のサーボ特
性を低下させること、一つに、クラツチハブ37
等の作用によりスピンドル軸40の回転時すなわ
ち工作時において牽引軸32の回転が電動機31
等に伝わらないようになつているものの、その構
成が複雑であること、一つに、スピンドル軸40
の回転時すなわち工作物加工時には、チヤツクの
締め、緩め動作ができない、といつたことなどで
ある。
First, since the screw nut 33, clutch hub 37, frame 39, etc. rotate together with the spindle shaft (main shaft) 40 during workpiece machining, as the rotation speed of the spindle shaft 40 increases,
One reason is that it becomes difficult to maintain a high-precision balance.One reason is that the spindle shaft 40
One problem is that the moment of inertia of the clutch hub 37 increases, and when this chuck device is applied to a machine whose operation is automatically controlled, such as an NC lathe, the servo characteristics of the spindle shaft 40 are degraded.
Due to the action of
Although it is designed to prevent the transmission of information to the spindle shaft 40, the structure is complicated.
When the machine rotates, that is, when machining a workpiece, the chuck cannot be tightened or loosened.

「問題点を解決するための手段」 本発明は、電動機を駆動源とする駆動手段によ
つて牽引軸をその軸方向に往復動させることによ
りチヤツク爪を開閉するようにした電動式チヤツ
ク装置において、前記牽引軸を中空筒状にしてか
つ駆動側とチヤツク側との2分割に形成すると共
に前記チヤツク側牽引軸をころがり軸受を介して
前記駆動側牽引軸に同軸かつ回動自在に連結し、
さらに、前記駆動側牽引軸の外周に前記駆動手段
によつて回動されるスクリユーナツトを螺合さ
せ、かつ前記駆動手段の出力軸と前記牽引軸とを
互いにその軸線を違えて配置すると共に、駆動手
段の出力軸と前記スクリユーナツトとの間にこの
駆動手段からの駆動力をスクリユーナツトに伝達
する駆動力伝達機構を介在させ、しかも、該駆動
力伝達機構を構成して前記スクリユーナツトと同
軸かつ一体となる歯車の近傍に該歯車の軸方向の
変位量を測定する変位計測手段を設けた構成のも
のとした。
"Means for Solving the Problems" The present invention provides an electric chuck device in which a chuck pawl is opened and closed by reciprocating a traction shaft in its axial direction by a drive means using an electric motor as a drive source. , the traction shaft is formed into a hollow cylindrical shape and divided into two parts, a drive side and a chuck side, and the chuck side traction shaft is coaxially and rotatably connected to the drive side traction shaft via a rolling bearing,
Further, a screw nut rotated by the drive means is screwed onto the outer periphery of the drive-side traction shaft, and the output shaft of the drive means and the traction shaft are arranged with their axes different from each other. , a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force from the driving means to the screw nut is interposed between the output shaft of the driving means and the screw nut; A displacement measuring means for measuring the amount of displacement of the gear in the axial direction is provided near the gear that is coaxial and integral with the nut.

「作用」 牽引軸はチヤツク側と駆動側との2分割に構成
され、しかも、これらチヤツク側牽引軸と駆動側
牽引軸との相対回転が可能となるものであるか
ら、スピンドル軸の回転に伴うチヤツク側牽引軸
の回転を、駆動側牽引軸に伝達しないものとする
ことができる。
``Function'' The traction shaft is divided into two parts, the chuck side and the drive side, and the chuck side traction shaft and the drive side traction shaft can rotate relative to each other. The rotation of the chuck-side traction shaft may not be transmitted to the drive-side traction shaft.

「実施例」 以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して
説明する。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例である電動式チヤツ
ク装置の要部の構成を示す部分側断面図である。
符号1は本装置の駆動手段たる誘導電動機であ
り、この誘導電動機1の回転数は光学的回転検出
器2によつて検出され電気信号として外部に取り
出される。
FIG. 1 is a partial side cross-sectional view showing the configuration of the main parts of an electric chuck device according to an embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes an induction motor which is a driving means of this device, and the number of rotations of this induction motor 1 is detected by an optical rotation detector 2 and taken out as an electric signal.

誘導電動機1の出力軸1aにはピニオン歯車3
が取り付けられ、このピニオン歯車3は、アイド
ル歯車4を介して大歯車5に噛合、連結され、さ
らに該大歯車5は、中空筒状のスクリユーナツト
6にキー結合されている。前記ピニオン歯車3、
アイドル歯車4、大歯車5で、駆動源の出力軸1
aの出力トルクを前記スクリユーナツト6に伝達
する駆動力伝達機構Dが構成される。
A pinion gear 3 is attached to the output shaft 1a of the induction motor 1.
The pinion gear 3 meshes with and is connected to a large gear 5 via an idle gear 4, and the large gear 5 is keyed to a hollow cylindrical screw nut 6. the pinion gear 3;
Idle gear 4, large gear 5, output shaft 1 of the drive source
A driving force transmission mechanism D is configured to transmit the output torque of a to the screw nut 6.

スクリユーナツト6は、その内周面に雌ネジが
刻設され、筒状のドローボルト(駆動側牽引軸)
9の外周に形成された雄ネジに螺合されている。
ドローボルト9は、旋盤等の主軸たるスピンドル
軸11の軸心中空部に挿入された筒状のドローチ
ユーブ(チヤツク側牽引軸)12に、ころがり軸
受17を介して、該ドローチユーブ12と軸中心
を一致させかつドローチユーブ12が回動自在と
なるような状態で結合されている。ころがり軸受
17としては両方向のスラスト力を受けることの
できる複式スラスト軸受がよい。
The screw nut 6 has a female thread carved on its inner circumferential surface, and is a cylindrical draw bolt (drive side traction shaft).
It is screwed into a male screw formed on the outer periphery of the holder 9.
The draw bolt 9 is attached to a cylindrical draw tube (chuck-side traction shaft) 12 inserted into the hollow part of the spindle shaft 11, which is the main shaft of a lathe, etc., through a rolling bearing 17. The draw tubes 12 are connected in such a manner that they match and the draw tube 12 is rotatable. The rolling bearing 17 is preferably a double thrust bearing that can receive thrust forces in both directions.

前記ドローボルト9は、その基端部9a外周
が、本体に固定された固定フランジ14にスプラ
イン結合されることにより、回転方向の動きを拘
束され、軸方向の摺動のみを許容されたものとな
つている。この結果、誘導電動機1によつて前記
スクリユーナツト6が回転されると、ドローボル
ト9が軸方向に往復動し、さらに前記ころがり軸
受17を介して前記ドローチユーブ12もまた軸
方向に往復動して、該ドローチユーブ12に連結
された、図示しないチヤツク爪がチヤツクの径方
向に移動して工作物を把持するようになつてい
る。
The outer periphery of the base end 9a of the draw bolt 9 is spline-coupled to a fixed flange 14 fixed to the main body, so that movement in the rotational direction is restricted and only sliding in the axial direction is allowed. It's summery. As a result, when the screw nut 6 is rotated by the induction motor 1, the draw bolt 9 reciprocates in the axial direction, and the draw tube 12 also reciprocates in the axial direction via the rolling bearing 17. A chuck pawl (not shown) connected to the draw tube 12 moves in the radial direction of the chuck to grip the workpiece.

スクリユーナツト6の中間部外周には、両端部
が閉塞された筒形のフレーム15が、アンギユラ
ベアリング7,8を介して取り付けられている。
また、このスクリユーナツト6には、径方向に膨
出するフランジ部6aが形成されており、該フラ
ンジ部6aと前記アンギユラベアリング7,8と
の間には複数の皿ばねを背中合わせにしてなる皿
ばね20,21が被嵌されている。フランジ部6
aには、その周方向に間隔を置いて貫通孔が穿設
されていると共に、その貫通孔内には予圧ばね2
2が挿入されており、該予圧ばね22により前記
皿ばね20,21のガタ付きが無くされるととも
に、アクギユラベアリング7,8が共にそれらの
外方に圧接される。
A cylindrical frame 15 with both ends closed is attached to the outer periphery of the intermediate portion of the screw nut 6 via angular bearings 7 and 8.
Further, this screw nut 6 is formed with a flange portion 6a that bulges in the radial direction, and a plurality of disc springs are arranged back to back between the flange portion 6a and the angular bearings 7, 8. Disc springs 20 and 21 are fitted therein. Flange part 6
Through holes are bored at intervals in the circumferential direction of a, and preload springs 2 are installed in the through holes.
2 is inserted, and the preload spring 22 eliminates the rattling of the disc springs 20, 21, and the aguilla bearings 7, 8 are pressed against their outer sides.

さらに、前記大歯車5、フレーム15、固定フ
ランジ14等を一様に覆う外フレーム16の内周
面の、前記大歯車5の側面を臨む位置には、光電
式変位センサ18が取り付けられている。この光
電式変位センサ18は大歯車5の側面と該光電式
変位センサ18間の距離を測定することにより、
スクリユーナツト6の軸方向の変位量を測定する
機能を有する。
Furthermore, a photoelectric displacement sensor 18 is attached to the inner peripheral surface of the outer frame 16 that uniformly covers the large gear 5, the frame 15, the fixed flange 14, etc., at a position facing the side surface of the large gear 5. . This photoelectric displacement sensor 18 measures the distance between the side surface of the large gear 5 and the photoelectric displacement sensor 18.
It has a function of measuring the amount of displacement of the screw nut 6 in the axial direction.

次に、第2図において、前記変位センサ18か
らの出力は、増幅器18aによつて増幅され、イ
ンターフエイス(I/F)23を介してCPU2
4に供給される。さらに、チヤツク把持力の基準
値やチヤツク爪の移動方向(内はり時はチヤツク
径の外方、外はり時はチヤツク径の内方)を入力
するための、入力装置25がインターフエイス
(I/F)26を介して前記CPU24に接続され
ている。ここで前記入力装置25は、キーボード
とこのキーボードから入力したデータを表示する
LED表示装置とからなつている。また、前記イ
ンターフエイス(I/F)26にはデジタル表示
装置27が接続されており、チヤツク把持力が数
値表示されるようになつている。CPU24は前
記各入力データと変位センサ18からのフイード
バツク信号とによつて誘導電動機1への供給電流
の大きさを決定し、これをD/A変換器28に供
給する。D/A変換器28はCPU24から供給
されたデジタル信号をアナログ信号に変換してモ
ータ制御装置29に供給する。このアナログ信号
に基づいてモータ制御装置29は、双方向サイリ
スタの点弧角をコントロールして、交通電源を位
相制御し、誘導電動機1に供給する電流をコント
ロールする。
Next, in FIG. 2, the output from the displacement sensor 18 is amplified by an amplifier 18a and sent to the CPU 2 via an interface (I/F) 23.
4. Further, an input device 25 is connected to an interface (I/ F) is connected to the CPU 24 via 26. Here, the input device 25 displays a keyboard and data input from the keyboard.
It consists of an LED display device. Further, a digital display device 27 is connected to the interface (I/F) 26, and the chuck gripping force is displayed numerically. The CPU 24 determines the magnitude of the current to be supplied to the induction motor 1 based on the input data and the feedback signal from the displacement sensor 18, and supplies this to the D/A converter 28. The D/A converter 28 converts the digital signal supplied from the CPU 24 into an analog signal and supplies it to the motor control device 29. Based on this analog signal, the motor control device 29 controls the firing angle of the bidirectional thyristor, controls the phase of the traffic power source, and controls the current supplied to the induction motor 1.

次に、各項別に本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained for each item.

チヤツク爪の締め動作および緩め動作: 誘導電動機1が駆動されると、この出力トルク
は、ピニオン歯車3、アイドル歯車4を経て大歯
車5に伝達され、大歯車5と嵌合されているスク
リユーナツト6に伝達される。このスクリユーナ
ツト6が回転すると、これに螺合するドローボル
ト9が、その基端部9aが固定フランジ14にス
プライン結合されていることから軸方向に移動す
る。これにより、基端部9aでころがり軸受17
を介して連結されているドローチユーブ12が軸
方向に移動して、ドローチユーブ12基端部に設
けられた図示されないチヤツク爪の締め動作、あ
るいは緩め動作が行なわれる。なお、このドロー
チユーブ12の軸力をチヤツク爪に伝達する変換
機構は従来と同様のものであるので、図示および
説明は省略する。
Tightening and loosening operations of the chuck pawl: When the induction motor 1 is driven, this output torque is transmitted to the large gear 5 via the pinion gear 3 and the idle gear 4, and the screwdriver fitted with the large gear 5 The signal is transmitted to the nut 6. When the screw nut 6 rotates, the draw bolt 9 screwed into it moves in the axial direction since its base end 9a is splined to the fixed flange 14. As a result, the rolling bearing 17 at the base end 9a
The draw tube 12 connected through the draw tube 12 is moved in the axial direction, and a chuck claw (not shown) provided at the base end of the draw tube 12 is tightened or loosened. The conversion mechanism for transmitting the axial force of the draw tube 12 to the chuck pawl is the same as the conventional one, so illustration and description thereof will be omitted.

ここで、前記チヤツク爪の締め、緩め動作はス
クリユーナツト6の回転方向により決定される。
従つて、誘導電動機1の回転方向の正逆により、
チヤツク爪の締め、および緩め動作のいずれかを
行うことができる。また、この段階では、スクリ
ユーナツト6に軸方向の外力が付与されていない
ので、皿ばね20,21の作用によりスクリユー
ナツト6は軸方向の動きはしない。
Here, the tightening and loosening operations of the chuck pawl are determined by the direction of rotation of the screw nut 6.
Therefore, depending on the rotation direction of the induction motor 1,
The chuck claw can be tightened or loosened. Further, at this stage, since no external force in the axial direction is applied to the screw nut 6, the screw nut 6 does not move in the axial direction due to the action of the disc springs 20 and 21.

締め付け力の保持: 誘導電動機1をチヤツク爪の締め動作を行う方
向に回転させてスクリユーナツト6を一方向に回
転させると、ドローボルト9は、第1図中左方に
移動し、それに連結したドローチユーブ12を左
方に移動させる。
Maintaining tightening force: When the induction motor 1 is rotated in the direction of tightening the chuck pawl and the screw nut 6 is rotated in one direction, the draw bolt 9 moves to the left in Fig. 1 and is connected to it. The drawn draw tube 12 is moved to the left.

そして、チヤツク爪が工作物を把持するとドロ
ーボルト9、ドローチユーブ12の移動が制止さ
れる。この時点で、さらに誘導電動機1に電流を
加え、スクリユーナツト6に適切なトルクを与え
続けると、ドローボルト9の移動が拘束されてい
ることからスクリユーナツト6が回転しつつ第1
図中右方に螺進して皿ばね21に変形を与える。
そして、このスクリユーナツト6の変位量はスク
リユーナツト6と一体で移動する大歯車5の側面
で、前記光電式変位センサ18によつて検出され
る。この時点で、誘導電動機1への電流を切れ
ば、ドローボルト9の雄ねじの摩擦トルクと皿ば
ね21の弾性力とが拮抗して、この皿ばね21の
変形が保持される。これにより、ドローボルト9
には皿ばね21の弾性力に起因する第1図中左方
への引張力が作用されるので、誘導電動機1によ
り、常時スクリユーナツト6にトルクを与えなく
とも、工作物を把持し続けるだけのトルクがチヤ
ツク爪に付与されることとなる。
When the chuck grips the workpiece, movement of the draw bolt 9 and the draw tube 12 is stopped. At this point, if a current is further applied to the induction motor 1 and an appropriate torque is continued to be applied to the screw nut 6, since the movement of the draw bolt 9 is restricted, the screw nut 6 will rotate and the first
It spirals to the right in the figure to deform the disc spring 21.
The amount of displacement of the screw nut 6 is detected by the photoelectric displacement sensor 18 on the side surface of the large gear 5 that moves together with the screw nut 6. At this point, if the current to the induction motor 1 is cut off, the friction torque of the male thread of the draw bolt 9 and the elastic force of the disc spring 21 compete with each other, and the deformation of the disc spring 21 is maintained. This allows the draw bolt 9
Since a tensile force to the left in FIG. 1 is applied due to the elastic force of the disc spring 21, the induction motor 1 continues to grip the workpiece without constantly applying torque to the screw nut 6. A torque corresponding to the amount of torque will be applied to the chuck pawl.

工作物加工中(スピンドル軸回転中)の把持力
調整: 工作物加工中には、スピンドル軸11とドロー
チユーブ12は一体で回転しているが、スクリユ
ーナツト6に螺合されたドローボルト9はころが
り軸受17を介して固定フランジ14の内周で回
り止めされているので、スピンドル軸11の回転
とは無関係に、張力発生側の駆動装置を動作させ
ることができる。したがつて、スピンドル軸11
回転中すなわち工作物加工中であつても、誘導電
動機1を作動させて、スクリユーナツト6により
ドローボルト9を第1図中左方に移動させ、さら
に、ころがり軸受17を介して、回転しているド
ローチユーブ12をチヤツク爪の締め動作を行う
方向に移動させることができる。
Gripping force adjustment during workpiece processing (spindle shaft rotation): During workpiece processing, the spindle shaft 11 and the draw tube 12 are rotating together, but the draw bolt 9 screwed into the screw nut 6 Since it is prevented from rotating on the inner periphery of the fixed flange 14 via the rolling bearing 17, the tension generating side drive device can be operated regardless of the rotation of the spindle shaft 11. Therefore, the spindle shaft 11
Even during rotation, that is, during machining of a workpiece, the induction motor 1 is operated to move the draw bolt 9 to the left in FIG. The draw tube 12 can be moved in the direction of tightening the chuck pawl.

ドローチユーブ12の引張力の検出: 皿ばね21(あるいは皿ばね20であるが、以
下の説明では皿ばね21の方についてのみ説明す
る。皿ばね20についても同様である。)が変形
されると、反力すなわち皿ばね21の弾性力は、
前述の如くドローボルト9を介したドローチユブ
12の引張力としてチヤツク爪に伝達され、この
力が工作物を把持する。従つて、皿ばね21の撓
み量はドローボルト9(ドローチユーブ12)の
引張力に比例するので、皿ばね21の撓み量すな
わち大歯車5の変位量を前記近接センサ18によ
り測定すれば、ドローチユーブ12の引張力が検
出できることになる。この近接センサ18からの
信号は増幅器18aによつて増幅された後、イン
ターフエイス23を介してCPU24に供給され
る。CPU24は、この信号を予め設定された基
準値と比較して動作信号を得、この動作信号に基
づいて操作信号を演算してD/A変換器28に送
り、D/A変換器28はこれをアナログ信号に変
換してモータ制御装置29に送り、モータ制御装
置29はアナログ信号に変換された操作信号に基
づいて誘導電動機1を位相制御する。こうして、
誘導電動機1の出力トルクは近接センサ18から
の信号によつてフイードバツク制御され、チヤツ
ク把持力が基準値と一致されるように自動制御さ
れる。なお、前記基準値の設定は入力装置25か
ら行なわれる。
Detection of tensile force of draw tube 12: When the disc spring 21 (or disc spring 20, but in the following explanation, only the disc spring 21 will be explained. The same applies to the disc spring 20) is deformed. , the reaction force, that is, the elastic force of the disc spring 21 is,
As described above, the tensile force of the draw tube 12 is transmitted to the chuck pawl via the draw bolt 9, and this force grips the workpiece. Therefore, since the amount of deflection of the disc spring 21 is proportional to the tensile force of the draw bolt 9 (draw tube 12), if the amount of deflection of the disc spring 21, that is, the amount of displacement of the large gear 5 is measured by the proximity sensor 18, the draw The tensile force of the tube 12 can then be detected. The signal from the proximity sensor 18 is amplified by the amplifier 18a and then supplied to the CPU 24 via the interface 23. The CPU 24 compares this signal with a preset reference value to obtain an operation signal, calculates an operation signal based on this operation signal, and sends it to the D/A converter 28. is converted into an analog signal and sent to the motor control device 29, and the motor control device 29 performs phase control on the induction motor 1 based on the operation signal converted to the analog signal. thus,
The output torque of the induction motor 1 is feedback-controlled by the signal from the proximity sensor 18, and is automatically controlled so that the chuck gripping force matches a reference value. Note that the reference value is set using the input device 25.

締め付けトルクの調整: 前述の如く本実施例においては、変位センサ1
8の出力に基づいて誘導電動機1の出力トルクが
コントロールされ、チヤツク把持力が予め定めら
れた基準値と一致するように無段階にフイードバ
ツク制御される。以下、第3図を参照してこの制
御の具体的方法について説明する。
Adjustment of tightening torque: As mentioned above, in this embodiment, the displacement sensor 1
The output torque of the induction motor 1 is controlled based on the output of the induction motor 8, and stepless feedback control is performed so that the chuck gripping force matches a predetermined reference value. A specific method of this control will be described below with reference to FIG.

チヤツクに工作物を臨ませて誘導電動機1を始
動させると、スクリユーナツト6が回転し、ドロ
ーボルト9を介してドローチユーブ12を牽引し
てチヤツク爪をそれが工作物に当接するまで移動
させる。チヤツク爪が工作物を把持し始めると、
皿ばね21が押圧されて撓み始める。これが第3
図の時刻t0〜t1の間である。ここで、チヤツク爪
が工作物に当接するまでの誘導電動機1の回転い
わゆるアイドル回転中における回転数が必要以上
に高いと、回転系の慣性モーメントによつて皿ば
ね21にインパクトが与えられ、微細な把持力の
調整が行いにくい。このため、作業能率の許す限
りアイドル回転数は低いほうが望ましく、従つ
て、モータ制御装置29によつて誘導電動機1へ
の供給電流を適宜位相制御することにより、誘導
電動機1の回転数を調整する必要が生じる。回転
検出器2はこのために設けられたものである。
When the induction motor 1 is started with a workpiece facing the chuck, the screw nut 6 rotates, pulling the draw tube 12 through the draw bolt 9 and moving the chuck claw until it comes into contact with the workpiece. . When the chuck jaws start gripping the workpiece,
The disc spring 21 is pressed and begins to bend. This is the third
This is between time t 0 and t 1 in the figure. Here, if the rotation speed of the induction motor 1 during the so-called idling rotation until the chuck claw comes into contact with the workpiece is higher than necessary, the moment of inertia of the rotating system will impact the disc spring 21, causing a slight impact. It is difficult to adjust the gripping force. For this reason, it is desirable that the idle rotation speed be as low as work efficiency allows, and therefore, the rotation speed of the induction motor 1 is adjusted by appropriately controlling the phase of the current supplied to the induction motor 1 by the motor control device 29. The need arises. The rotation detector 2 is provided for this purpose.

さて、皿ばね21が撓み始めて変位センサ18
からの出力が発生すると、CPU24はこれを検
出して誘導電動機1への供給電流を一旦OFFす
る(同図c)。誘導電動機1は、時刻t1から時間
Taの間慣性によつて回転し、時刻t2に停止する。
この時間Taの間皿ばね21の変形が進み、加圧
力は同図aに示すように若干増加する。
Now, the disk spring 21 starts to bend and the displacement sensor 18
When an output is generated, the CPU 24 detects this and temporarily turns off the current supplied to the induction motor 1 (c in the same figure). Induction motor 1 starts at time t1 .
It rotates due to inertia during Ta and stops at time t 2 .
During this time Ta, the deformation of the disc spring 21 progresses, and the pressing force increases slightly as shown in FIG.

誘導電動機1停止から時間Tb経過した時刻t3
に、CPU24は誘導電動機1に再度電流を供給
する。これにより誘導電動機1に拘束トルクが発
生してドローチユーブ12が牽引され、スクリユ
ーナツト6の変位量が増加する。そして、CPU
24は変位センサ18からのフイードバツク信号
を照合しながら、チヤツクの把持力が基準値にな
る時刻t4まで誘導電動機1に電流を供給する。こ
の間、誘導電動機1の拘束トルクの調整は、モー
タ制御装置29がこの誘導電動機1の位相制御を
行うことによつて遂行される。
Time t 3 when time Tb has elapsed since induction motor 1 stopped
Then, the CPU 24 supplies current to the induction motor 1 again. As a result, a restraining torque is generated in the induction motor 1, the draw tube 12 is pulled, and the amount of displacement of the screw nut 6 increases. And the CPU
24 supplies current to the induction motor 1 while checking the feedback signal from the displacement sensor 18 until time t4 when the gripping force of the chuck reaches a reference value. During this time, adjustment of the locking torque of the induction motor 1 is performed by the motor control device 29 performing phase control of the induction motor 1.

従つて、本実施例に係る電動チヤツク装置によ
れば、 誘導電動機1の出力軸1aとチヤツク爪を開
閉するためのドローボルト9およびドローチユ
ーブ12とが同軸上にないため、これらドロー
ボルト9およびドローチユーブ12を中空筒状
に形成することで、長尺な工作物の把持が可能
となる上、チヤツク装置自体の全長を短いもの
とすることができる。
Therefore, according to the electric chuck device according to the present embodiment, the output shaft 1a of the induction motor 1 and the draw bolt 9 and the draw tube 12 for opening and closing the chuck pawl are not coaxially arranged. By forming the draw tube 12 into a hollow cylindrical shape, it is possible to grip a long workpiece, and the overall length of the chuck device itself can be shortened.

スクリユーナツト6の変位量を検出する変位
センサ18が設けられているので、チヤツク爪
による工作物把持時に、このスクリユーナツト
6の変位量を常時監視することでチヤツクの把
持力を定量的に把握、確認することが可能とな
ると共に、チヤツクの把握力を無段階に調整す
ることができる。といつた効果に加え、 牽引軸がドローボルト9とドローチユーブ1
2とに分割されることによつて、スピンドル軸
11の回転がドローチユーブ12までしか伝達
されないため、例えばスクリユーナツト6や皿
ばね20,21などといつた駆動機構が通常加
工時に回転させられることがなく、この結果、
振動等に係わるバランスを高い精度で取ること
が可能となつて、スピンドル軸の高速化に対応
できるばかりでなく、スピンドル軸11の慣性
モーメントを小さくして、自動制御時における
該スピンドル軸11のサーボ特性を向上させる
ことができる。
Since a displacement sensor 18 is provided to detect the amount of displacement of the screw nut 6, the gripping force of the chuck can be quantitatively determined by constantly monitoring the amount of displacement of the screw nut 6 when gripping a workpiece with the chuck pawl. It becomes possible to grasp and confirm, and the grasping force of the chuck can be adjusted steplessly. In addition to the above effects, the traction shaft has draw bolt 9 and draw tube 1.
2, the rotation of the spindle shaft 11 is transmitted only to the draw tube 12, so that drive mechanisms such as the screw nut 6 and disc springs 20, 21 can be rotated during normal machining. As a result,
It is possible to balance vibrations etc. with high precision, and not only can the speed of the spindle shaft be increased, but also the moment of inertia of the spindle shaft 11 can be reduced, and the servo control of the spindle shaft 11 during automatic control can be made smaller. Characteristics can be improved.

スピンドル軸11の回転中すなわちドローチ
ユーブ12の回転中においてもドローボルト9
は回転せず、しかも駆動力伝達機構Dによりド
ローボルト9を介してドローチユーブ12に軸
方向の力を与えることができるから、工作物の
加工中においても、把持力の調整が可能とな
る。といつた優れた効果を奏することができ
る。
Even while the spindle shaft 11 is rotating, that is, the draw tube 12 is rotating, the draw bolt 9
does not rotate, and the driving force transmission mechanism D can apply an axial force to the draw tube 12 via the draw bolt 9, making it possible to adjust the gripping force even during machining of a workpiece. It can produce excellent effects such as:

なお、本実施例には次のような変形例が考えら
れる。
Note that the following modifications can be considered to this embodiment.

CPU24にフロツピーデイスク装置等の記
憶装置を接続して加工データを記憶することが
できる。
A storage device such as a floppy disk device can be connected to the CPU 24 to store processed data.

他の自動装置と連動するように、インターフ
エイスを取ることができる。
It can be interfaced to work with other automated equipment.

最適チヤツク把持力の追及により、CAM
(Computer Aided Manufacturing)のシステ
ムを構成する一要素に発展する可能性を秘めて
いる。
By pursuing the optimum chuck gripping force, CAM
It has the potential to develop into a component of a computer aided manufacturing (Computer Aided Manufacturing) system.

「発明の効果」 以上説明したとおり、本発明によれば、誘導電
動機の出力軸とチヤツク爪を開閉するための牽引
軸(ドローボルトおよびドローチユーブ)とが同
軸上にないため、これら牽引軸を中空筒状に形成
することで、長尺な工作物の把持を可能とすると
共に装置全体の全長を短いものとすることがで
き、さらに、スクリユーナツトの変位量を検出す
る変位センサが設けられているので、チヤツク爪
による工作物把持時に、このスクリユーナツトの
変位量を常時監視することでチヤツクの把持力を
定量的に把握、確認して、チヤツクの把握力を無
段階に調整することができることに加え、牽引軸
がドローボルトとドローチユーブとに分割される
ことにより、スピンドル軸の回転が駆動機構に伝
達されることがなく、この結果、振動等に係わる
バランスを高い精度で取ることができるばかりで
なく、スピンドル軸の慣性モーメントを小さくし
て、自動制御時におけるスピンドル軸のサーボ特
性を向上させ、さらには、工作物の加工中におい
てもチヤツク把持力の調整を可能とする、などと
いつた種々の優れた効果を奏するものである。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, since the output shaft of the induction motor and the traction shaft (draw bolt and draw tube) for opening and closing the chuck pawl are not coaxial, these traction shafts can be By forming it into a hollow cylindrical shape, it is possible to grip long workpieces, and the overall length of the entire device can be shortened.Furthermore, it is equipped with a displacement sensor that detects the amount of displacement of the screw nut. Therefore, when a workpiece is gripped by the chuck claw, the displacement of this screw nut is constantly monitored to quantitatively grasp and confirm the gripping force of the chuck, and the gripping force of the chuck can be adjusted steplessly. In addition, since the traction shaft is divided into the draw bolt and draw tube, the rotation of the spindle shaft is not transmitted to the drive mechanism, and as a result, it is possible to balance vibrations etc. with high precision. This not only makes it possible to reduce the moment of inertia of the spindle axis, improves the servo characteristics of the spindle axis during automatic control, but also makes it possible to adjust the chuck gripping force even while machining the workpiece. It has various excellent effects such as.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例である電動式チヤツ
ク装置の要部を示す部分断面図、第2図は同電動
式チヤツク装置の電気的構成を示すブロツク図、
第3図は同電動式チヤツク装置の締め付けトルク
の調整動作を説明するためのタイムチヤート、第
4図は従来例を示すもので、第4図aは電動式チ
ヤツク装置の部分断面図、第4図bは同一部を切
欠した左側面図である。 1……誘導電動機(駆動手段)、1a……出力
軸、5……大歯車(歯車)、6……スクリユーナ
ツト、9……ドローボルト(駆動側牽引軸)、1
2……ドローチユーブ(チヤツク側牽引軸)、1
7……ころがり軸受、18……光電式変位センサ
(変位計測手段)、D……駆動力伝達手段。
FIG. 1 is a partial sectional view showing the main parts of an electric chuck device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the same electric chuck device.
Fig. 3 is a time chart for explaining the tightening torque adjustment operation of the electric chuck device, Fig. 4 shows a conventional example, Fig. 4a is a partial sectional view of the electric chuck device; Figure b is a left side view with the same part cut away. 1... Induction motor (drive means), 1a... Output shaft, 5... Large gear (gear), 6... Screw nut, 9... Draw bolt (drive side traction shaft), 1
2...Draw tube (chuck side traction shaft), 1
7...Rolling bearing, 18...Photoelectric displacement sensor (displacement measurement means), D...Driving force transmission means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電動機を駆動源とする駆動手段によつて牽引
軸をその軸方向に往復動させることによりチヤツ
ク爪を開閉するようにした電動式チヤツク装置に
おいて、前記牽引軸が中空筒状にしてかつ駆動側
とチヤツク側との2分割に形成されると共に前記
チヤツク側牽引軸がころがり軸受を介して前記駆
動側牽引軸に同軸かつ回動自在に連結され、さら
に、前記駆動側牽引軸の外周には前記駆動手段に
よつて回動されるスクリユーナツトが螺合され、
かつ前記駆動手段の出力軸と前記牽引軸とは互い
にその軸線を違えて配置されていると共に、駆動
手段の出力軸と前記スクリユーナツトとの間には
この駆動手段からの駆動力をスクリユーナツトに
伝達する駆動力伝達機構が介在され、しかも、該
駆動力伝達機構を構成して前記スクリユーナツト
と同軸かつ一体となる歯車の近傍には該歯車の軸
方向の変位量を測定する変位計測手段が設けられ
ていることを特徴とする電動式チヤツク装置。
1. In an electric chuck device in which a chuck pawl is opened and closed by reciprocating a traction shaft in its axial direction by a drive means using an electric motor as a drive source, the traction shaft is formed into a hollow cylinder and has a drive side. and a chuck side, and the chuck side traction shaft is coaxially and rotatably connected to the drive side traction shaft via a rolling bearing, and the outer periphery of the drive side traction shaft has the A screw nut rotated by a driving means is screwed together,
The output shaft of the drive means and the traction shaft are arranged with their axes different from each other, and a screw is connected between the output shaft of the drive means and the screw nut to transmit the driving force from the drive means. A driving force transmission mechanism for transmitting the screw nut to the screw nut is interposed, and a displacement mechanism for measuring the axial displacement of the gear is provided near the gear that constitutes the driving force transmission mechanism and is coaxial and integral with the screw nut. An electric chuck device characterized by being provided with a measuring means.
JP5475587A 1987-03-10 1987-03-10 Motor-driven chuck device Granted JPS63221910A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5475587A JPS63221910A (en) 1987-03-10 1987-03-10 Motor-driven chuck device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5475587A JPS63221910A (en) 1987-03-10 1987-03-10 Motor-driven chuck device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63221910A JPS63221910A (en) 1988-09-14
JPH032606B2 true JPH032606B2 (en) 1991-01-16

Family

ID=12979588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5475587A Granted JPS63221910A (en) 1987-03-10 1987-03-10 Motor-driven chuck device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63221910A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4549032B2 (en) * 2003-03-14 2010-09-22 株式会社野村製作所 Chuck drive device and drive method
DE102009044167A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Röhm Gmbh Method for clamping a tool or a workpiece and device for carrying out the method
EP2384839B1 (en) * 2010-05-04 2013-01-02 Karl Hiestand Clamping device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63221910A (en) 1988-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7647855B2 (en) Electrically-operated chuck opening-closing device
US4573379A (en) Apparatus for producing an adjusting torque
KR100537822B1 (en) Electric chuck of machine tool and its opening / closing method
JPS58217354A (en) Device for generating force of clamping in axial direction to rolling spindle and method of operating this kind of device
JPH032606B2 (en)
US4482163A (en) Spindle powered adjustable chuck
US5555613A (en) Drive unit with motor and plug-in pinion
JPH0211362B2 (en)
JPS63191508A (en) Electric chuck device
JP4549032B2 (en) Chuck drive device and drive method
JP2001121326A (en) Collet chuck opening and closing device
EP0027663B1 (en) A multi-purpose tool with a two-directional motor
US3792632A (en) Tool for torquing and crimping fasteners
JP3366465B2 (en) Opening / closing method of collet chuck and apparatus therefor
JP3872948B2 (en) Collet chuck device for automatic lathe
JP2001246511A (en) Motor-driven chuck device
JP5323370B2 (en) Chuck axial force operation device
JPS6338968Y2 (en)
JP2733812B2 (en) Diaphragm chuck device
JPH07214403A (en) Facing head
JPS5933516B2 (en) tightening device
JP2004090170A (en) Material guiding device and automatic lathe
JP2005219180A (en) Chuck device
JPS6389204A (en) Automatic hydraulic mandrel chuck
JPH10109276A (en) Screw fastner