JPH0455819B2 - - Google Patents

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JPH0455819B2
JPH0455819B2 JP27944286A JP27944286A JPH0455819B2 JP H0455819 B2 JPH0455819 B2 JP H0455819B2 JP 27944286 A JP27944286 A JP 27944286A JP 27944286 A JP27944286 A JP 27944286A JP H0455819 B2 JPH0455819 B2 JP H0455819B2
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JP
Japan
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chuck
value
gripping
force
gripping force
Prior art date
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JP27944286A
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JPS63134148A (ja
Inventor
Shigeru Shimizume
Hideki Sasaki
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.)
Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Seiki Co Ltd filed Critical Hitachi Seiki Co Ltd
Priority to JP27944286A priority Critical patent/JPS63134148A/ja
Publication of JPS63134148A publication Critical patent/JPS63134148A/ja
Publication of JPH0455819B2 publication Critical patent/JPH0455819B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/302Hydraulic equipment, e.g. pistons, valves, rotary joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、NC工作機械等においてチヤツクに
よるワーク把握状態を監視するチヤツク監視装置
に関し、特に、遠心力による把握力の低下を監視
するNC工作機械のチヤツク監視装置に関する。
〔従来の技術〕 NC工作機械等において、回転する主軸にチヤ
ツク及び爪を介してワークを装着し、加工作業を
行う場合、主軸の回転数が増加すると、チヤツク
及び爪には自己の重量に伴う遠心力が加わること
になり、当然ワークに対する把握力は低下する。
それではワークを把持するチヤツクや爪の元圧を
強大にすればよいかというと、例えばワークが中
空で強度が不充分な場合にはワークを圧潰してし
まうケースも起こらないとは言えない。しかも、
チヤツクや爪の元圧は監視できるが、直接ワーク
を把持している位置の把握力の実際値は一般的に
計測不能で、従来は主軸回転数と元圧の関連制御
を作業者の経験と決断力に依存して作業を行つて
いた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
加工作業の多様化に伴い、チヤツクや爪で把持
される対象ワークも多種多様となり、主軸回転数
と元圧の関連制御も作業者の経験と決断力だけで
はカバーし切れなくなつている。殊に、ワーク径
の大きなものや、把持される部分が特殊な形状を
しているワークでは、遠心力による把握力の低下
は重大な問題である。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案され
たもので、適切な元圧でチヤツクや爪の把持動作
を行いつつ、遠心力による把握力の低下を監視
し、把握力が所定の限界値以下に低下すことを防
止するNC工作機械のチヤツク監視装置を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明において上記の問題点を解決するための
手段は、ワークを把持したチヤツクの現在回転数
を検出する回転数検出手段と、ワークを把持する
チヤツクの使用元圧を検出する把握力検出手段
と、チヤツクの爪重量データ及び爪重心半径デー
タ等を記憶するチヤツク仕様フアイルと、チヤツ
クの爪毎に使用元圧に対する把握力の経験値を記
憶する把握力経験値フアイルと、チヤツクの回転
数毎に遠心力に基づく理論値と予想実際値との把
握力比率を記憶する把握力比率フアイルと、チヤ
ツクの把握力の最低許容限界を設定する許容限界
設定基準メモリと、その設定基準に基づいて使用
元圧に対する把握力の許容限界値を演算する第1
の演算手段と、使用元圧に対応する経験値より理
論値を差し引いた値に現在回転数における把握力
比率を乗ずる第2の演算手段と、第1の演算手段
及び第2の演算手段の演算結果を比較する比較手
段とを備えたNC工作機械のチヤツク監視装置と
するものである。
〔作用〕
遠心力の理論値は、チヤツクの爪重量データと
爪重心半径データから算出される。その理論値と
予想実際値との把握力比率をチヤツクの回転数毎
に記憶しておき、一方で、チヤツクの爪毎に使用
元圧に対する把握力の経験値を用意して第1の演
算手段では、設定された基準により使用元圧値に
対する把握力の最低許容限界値を演算し、第2の
演算手段では、使用元圧に対応する経験値より理
論値を差し引いて得た値に現在回転数における把
握力比率を乗じ、それらの演算結果を比較手段で
比較して、第2の演算手段で算出された把握力の
予想値が第1の演算手段で算出された把握力の最
低許容限界値を下回る場合は例えば主軸回転数の
クランプを指令するなどの処理を行う。
〔実施例〕
以下、本発明を、実施例とその図面を参照して
詳細に説明する。
第1図は、本発明を実施したチヤツク監視装置
の1例を示すブロツク図である。第1図において
NC工作機械は、CPU1のバスにキーボード付デ
イスプレイ2及びその入出力ポート2aとNC加
工プログラム・メモリ3とを備え、該NC加工プ
ログラムに基づいて刃物台(図示せず)や主軸4
を制御して加工作業を行う。主軸4には、チヤツ
ク4a及び爪4bが取り付けられ、ワークWを把
持する。主軸4はモータ5で駆動され、モータ5
の回転数はタコゼネレータ5aからアンプ5bに
フイードバツクされるが、アンプ5bは本発明の
回転数検出手段を兼ね、チヤツクの現在回転数N
を検出する。チヤツク4a及び爪4bは、油圧で
駆動されるが、油圧ポンプ6aと切換えバルブ6
bとの間に配設された圧力計6cの計測結果を
A/D変換器6dで取り出し、これらを本発明の
把握力検出手段としてチヤツクの使用元圧Puを
検出する。このようなNC工作機械に付設された
本発明のチヤツク監視装置は、チヤツクの爪重量
データG、爪重心半径データR及び爪数Jなどを
記憶するチヤツク仕様フアイル7と、爪毎に使用
元圧Pu′に対する把握力経験値Tmax′を記憶する
把握力経験値フアイル8と、チヤツクの回転数N
毎に遠心力に基づく理論値と予想実際値との把握
力比率αnを記憶する把握力比率フアイル9と、
チヤツク把握力の最低許容限界基準αminを設定
する許容限界設定基準メモリ10と、把握力経験
値フアイル8の経験値Tmax′を前記把握力検出
手段から検出されたチヤツクの使用元圧Puに対
応させて把握力の推定値Tmaxを比例的に選択す
る第1の選択手段11と、前記設定基準αminに
基づいて使用元圧Puに対する把握力の許容限界
値Plimを演算する第1の演算手段12と、把握
力比率フアイル9内の把握力比率αnを前記回転
数検出手段から検出された主軸回転数Nに対応さ
せて把握力比率αnを比例的に選択する第2の選
択手段13と、使用元圧Puに対応する把握力経
験値Tmaxより理論値を差し引いた値に現在回転
数における把握力比率αnを乗算する第2の演算
手段14と、第1の演算手段12の演算結果
Plim及び第2の演算手段14の演算結果PTnを
比較する比較手段15とで構成されている。
第2図は、本発明の原理を説明する曲線図で、
横方向に主軸の回転数を示し、縦方向に把握力を
示す。図aにおいて、曲線Kn′は計算によつて得
られる遠心力で、チヤツクの爪重量データG、爪
重心半径データR、主軸回転数Nが得られれば、
重力の加速度をgとして、 Kn′=G×R×N2/g になる。チヤツクの把握力は、この遠心力に相当
する力だけ弱められるわけである。そのチヤツク
の把握力Tmaxは、把握力経験値フアイル8か
ら、爪毎に使用元圧Pu′に対する把握力経験値
Tmax′として得られ、図中上方の直線で示され
る。この一定の把握力Tmaxから遠心力Kn′を差
し引いた力がワークにかかる理論的な把握力で、
図中では、回転数ゼロ時に直線Tmaxと同一値
で、以後は、曲線Kn′と対称な曲線PKn′で示され
る。
ところが、実際に歪み計で計測すると、メカニ
カルな原因のロス等により、図中実線で示される
曲線PTn′の如き特性となる。そこで、この曲線
PTn′と前記曲線PKn′との比率を、把握力比率αn
(=PTn′/PKn′)として、主軸の回転数N毎に
テーブル化し、前記把握力比率フアイル9に格納
する。
上記を逆に本発明に適用すると、第2図bに示
されるようになる。即ち、使用元圧Puが検出さ
れれば把握力経験値フアイル8から把握力経験値
Tmaxが得られ、一方で、主軸回転数Nが検出さ
れれば遠心力Knが算出されるので、その遠心力
Knに対応する把握力の理論値PKnが得られる。
そこで、把握力比率フアイル9からそのときの回
転数Nに対応する把握力比率αnを得て、理論値
PKnに乗算すると、予想実際値PTnが得られる。
この曲線PTnが、所定の限界を示す直線Plimと
交差したときが、把握力の最低許容限界値に達し
たときで、例えば主軸回転数Nlimでクランプを
指令するなどの処理を行えばよい。
第3図は、第1図の監視装置の動作手順を示す
フローチヤートである。第3図において、フロー
は加工開始と共に開始され、まず第段として、
チヤツク仕様フアイル7からデータを読み込む。
フローの第段は、圧力計6cから使用元圧Pu
を読み込み、フローの第段は、第1の選択手段
11で該使用元圧Puを把握力経験値フアイル8
に対応させ、把握力Tmaxを選択する。フローの
第段はタコゼネレータ5aからフイードバツク
された現在回転数Nを読み込み、フローの第段
で、第2の選択手段13で、その回転数Nに対応
する把握力比率αnを把握力比率フアイル9から
選択する。フローの第段は、許容限界設定基準
メモリ10から限界係数αminを入力する。この
限界係数αminは約2/3と見積もられ、0.67と設定
される。フローの第段では、第1の演算手段1
2で、前記把握力Tmaxにこの係数αminを乗算
して把握力の最低許容限界値Plimを算出する。
一方で、フローの第段では、第2の演算手段1
4で、第2図bで説明した予想実際値PTnを演
算する。尚、この演算に際し、例えばチヤツクの
爪数が3であれば使用元圧Puを3つに分圧され
るわけで、演算は、爪数Jを導入して、 PTn=Tmax−J×αn×G×R×N2/g となる。
フローの第段では、比較手段15で、最低許
容限界値Plimと予想実際値PTnとを比較し、
Plim≧PTnであれば、フローの第段として、
例えば回転数Nをクランプするなどの対策を講
じ、Plim<PTnであれば、加工を継続する。
〔発明の効果〕
以上、説明したとおり、本発明によれば、適切
な元圧でチヤツクや爪の把持動作を行いつつ、遠
心力による把握力の低下を監視し、把握力が所定
の限界値以下に低下することを防止するNC工作
機械のチヤツク監視装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の構成図、第2図は
本発明の原理の曲線図、第3図は本発明の実施例
のフローチヤートである。 1;CPU、4;主軸、4a;チヤツク、5;
モータ、5a;タコゼネレータ(回転数検出手
段)、5b;アンプ(回転数検出手段)、6c;圧
力計(把握力検出手段)、7;チヤツク仕様フア
イル、8;把握力経験値フアイル、9;把握力比
率フアイル、10;許容限界設定基準メモリ、1
1;第1の選択手段、12;第1の演算手段、1
3;第2の選択手段、14;第2の演算手段、1
5;比較手段、N;現在回転数、Pu;使用元圧、
J;爪数、G;爪重力データ、R;爪重心半径デ
ータ、Tmax;把握力、αn;把握力比率、
αmin;限界係数、Plim;最低許容限界値、
PKn;論理値、PTn;予想実際値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 NC工作機械のチヤツクによるワーク把握状
    態を監視する監視装置において、ワークを把持し
    たチヤツクの現在回転数を検出する回転数検出手
    段と、ワークを把持するチヤツクの使用元圧を検
    出する把握力検出手段と、チヤツクの爪重量デー
    タ及び爪重心半径データ等を記憶するチヤツク仕
    様フアイルと、チヤツクの爪毎に使用元圧に対す
    る把握力の経験値を記憶する把握力経験値フアイ
    ルと、チヤツクの回転数毎に遠心力に基づく理論
    値と予想実際値との把握力比率を記憶する把握力
    比率フアイルと、チヤツクの把握力の最低許容限
    界を設定する許容限界設定基準メモリと、その設
    定基準に基づいて使用元圧に対する把握力の許容
    限界値を演算する第1の演算手段と、使用元圧に
    対応する経験値より理論値を差し引いた値に現在
    回転数における把握力比率を乗算する第2の演算
    手段と、第1の演算手段及び第2の演算手段の両
    演算結果を比較する比較手段とを備えたことを特
    徴とするNC工作機械のチヤツク監視装置。
JP27944286A 1986-11-21 1986-11-21 Nc工作機械のチヤツク監視装置 Granted JPS63134148A (ja)

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JPH04223814A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Okuma Mach Works Ltd チャックの工作物飛び出し防止方法
JP2009142929A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Okuma Corp 数値制御旋盤のチャック開閉装置
JP2022147446A (ja) * 2021-03-23 2022-10-06 Dmg森精機株式会社 工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム

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