JPH05277903A - Main spindle position identifying device - Google Patents

Main spindle position identifying device

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JPH05277903A
JPH05277903A JP4103783A JP10378392A JPH05277903A JP H05277903 A JPH05277903 A JP H05277903A JP 4103783 A JP4103783 A JP 4103783A JP 10378392 A JP10378392 A JP 10378392A JP H05277903 A JPH05277903 A JP H05277903A
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tool
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spindle
unclamp
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英樹 持田
Kenichi Ono
堅一 大野
Iwao Kawazoe
巌 河添
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Makino Milling Machine Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of limit switches used for a spindle position identifying device without marring the reliability of the device and achieve a small size around a spindle head and a wireless design. CONSTITUTION:In a machine tool which clamps and unclamps a spindle tool by moving a W axis to a tool-unclamped area behind a usual stroke area, a W-axis position detecting limit switches LS1-LS4 are used with a corresponding dog fitting plate for original point return identification (LS1), usual stroke area identification (LS2), tool unclamping identification (LS3) and +/- overtravel detection (LS4). When overtravel is reset, directional judgement is also made from the LS2, LS3 detection signals for the spindle tool to be fed and driven only to a W-axis feed and drive at allowable direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主軸工具のクランプ、
アンクランプのために主軸頭を主軸軸線方向に直動させ
るW軸を利用する工作機械における、主軸位置の確認装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a clamp for a spindle tool,
The present invention relates to a device for confirming a spindle position in a machine tool that uses a W axis that moves a spindle head in a spindle axis direction for unclamping.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、主軸位置の確認装置を付設した
門形工作機械1の正面図、図8は、その側面図、図9
は、主軸頭部分の拡大断面略図を示すもので、図中、
X,Y,Z軸ならびにA,C軸およびW軸は、次の説明
により定義される。すなわち、Z軸は、ワーク取付け面
に直角な方向の直動送り軸、X軸は、Z軸に直交する平
面内でテーブルが左右方向に直動する送り軸、Y軸は、
Z軸とX軸とに直交する方向の直動送り軸、A軸は、X
軸に平行な軸周りの回転送り軸、C軸は、Z軸に平行な
軸周りの回転送り軸、W軸は、Z軸に平行な補助直動送
り軸(A、C軸がホームポジションに位置する場合)、
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a front view of a portal machine tool 1 equipped with a spindle position confirmation device, FIG. 8 is a side view thereof, and FIG.
Shows an enlarged cross-sectional schematic view of the spindle head portion.
The X, Y, Z axes and the A, C and W axes are defined by the following description. That is, the Z-axis is the linear motion feed shaft in the direction perpendicular to the work mounting surface, the X-axis is the feed shaft that moves the table in the horizontal direction in the plane orthogonal to the Z-axis, and the Y-axis is
The linear motion feed axis in the direction orthogonal to the Z axis and the X axis and the A axis are X
A rotary feed axis around an axis parallel to the axis, a C axis is a rotary feed axis around an axis parallel to the Z axis, and a W axis is an auxiliary linear motion feed axis parallel to the Z axis (A and C axes are at home positions). If located),

【0003】2はベッド、3はベッド2に支承されてX
軸方向に滑動するテーブルで、その上面は水平面をな
し、当該平面にワークを固定する。4および5は、コラ
ムで、テーブル3の両側にあって、X軸に対し直交する
面内に一対設置してあり、その各上端を結んでクロスビ
ーム6を水平に架設して連結し、門形機械を構成する。
7は、サドルで、前記クロスビーム6に支承され、クロ
スビーム6に沿ってY軸方向に滑動可能である。8は、
サドル7に設けたラムで、サドル7上をZ軸方向に滑動
する。9は、ラム8の下部に、同ラムと一体的に形成さ
れたC軸ベース、
2 is a bed, 3 is supported by the bed 2 and X
A table that slides in the axial direction, the upper surface of which is a horizontal plane, and the work is fixed to the plane. Columns 4 and 5 are provided on both sides of the table 3 in a pair in a plane orthogonal to the X axis, and the upper ends of the columns are connected to each other so that the cross beam 6 is horizontally installed and connected. Forming machine.
A saddle 7 is supported by the cross beam 6 and is slidable along the cross beam 6 in the Y-axis direction. 8 is
A ram provided on the saddle 7 slides on the saddle 7 in the Z-axis direction. 9 is a C-axis base integrally formed with the ram 8 at the bottom thereof,

【0004】10は、C軸ベース9に軸受により軸支され
たA軸ベースで、同ベースはC軸ベース9に対し、C旋
回方向に±(180 +α)°回動可能である。11は、A軸
ベース10に軸受により軸承されたW軸ベースであって、
同ベース11は、A軸ベース10に対し、A旋回方向に±
(90+α)°回動可能に取付けられている。12は主軸頭
で、W軸ベース11に設けられたW方向直動案内13に嵌合
・支持されて、W方向に直動自在に設けられる。ここ
で、W方向は主軸頭12に軸支された主軸15の軸線方向と
平行である。
Reference numeral 10 denotes an A-axis base which is rotatably supported on the C-axis base 9 by a bearing, and the base is rotatable with respect to the C-axis base 9 in the C-turning direction by ± (180 + α) °. 11 is a W-axis base supported by bearings on the A-axis base 10,
The base 11 is ± with respect to the A-axis base 10 in the A turning direction.
It is mounted so that it can rotate (90 + α) °. Reference numeral 12 denotes a spindle head, which is fitted and supported by a W-direction linear guide 13 provided on the W-axis base 11 so as to be linearly movable in the W-direction. Here, the W direction is parallel to the axial direction of the spindle 15 supported by the spindle head 12.

【0005】特に、図9を参照して、同図は、上記門形
工作機械における主軸頭12付近の拡大断面略図を示し、
図中、W軸ベース11には、同ベースに設けたW方向直動
案内13の一方向端を遮るようにして、ストッパーアーム
14が突設し、その先端部は前記主軸頭12に軸受により支
承されているビルトインモータ付き主軸15の中心線と交
叉する迄、延伸している。一方、主軸頭12に軸支された
主軸15の中心軸には、コレット部を先端に有するドロー
バー16が嵌着されていて、同ドローバー16の後端に、複
数枚の皿ばね18を嵌合し、これによってドローバー16を
常時、主軸軸線方向(図で上向き)に引張るようにしてド
ローバー16のコレット部に対し、常に直径方向の締付け
力を発生せしめて、ここに工具17のシャンクを固着する
ようにしている。
In particular, referring to FIG. 9, this figure shows an enlarged cross-sectional schematic view in the vicinity of the spindle head 12 in the portal machine tool,
In the figure, the W-axis base 11 is provided with a stopper arm that blocks one direction end of the W-direction linear motion guide 13 provided on the base.
14 protrudes, and the tip end thereof extends until it intersects with the center line of a spindle 15 with a built-in motor supported by a bearing on the spindle head 12. On the other hand, a drawbar 16 having a collet portion at its tip is fitted to the central axis of a spindle 15 supported by the spindle head 12, and a plurality of disc springs 18 are fitted to the rear end of the drawbar 16. As a result, the drawbar 16 is always pulled in the direction of the main axis (upward in the figure) to constantly generate a diametrical tightening force on the collet portion of the drawbar 16, and the shank of the tool 17 is fixed thereto. I am trying.

【0006】したがって、上述説明の主軸頭12がW軸ベ
ース11に設けられたW方向直動案内13に沿って、図で上
方向に極端に(工具アンクランプ領域まで)移動した場
合には、主軸15に取付けたドローバー16の後端が、前記
W軸ベース11のストッパアーム14の端部に衝き当って、
それからドローバー16に軸方向引張り力を付与している
皿ばね18群を押圧する。これによって、ドローバー16を
軸方向に引張る力は消滅し、その前端開口の締付け力が
無くなるので、ドローバー16のコレット部から工具17を
取外す(その際、ラム8を同期して降下させれば、主軸
15の上下方向位置を不動にすることができる)ことがで
きる。なお、加工中に主軸頭12がAまたはC軸により、
いろいろな向きに旋回するが、工具交換の際は、X、
Y、Zじくのいずれか1軸とW軸とが平行になるように
位置合わせを行うことはいうまでもない。ここではW軸
とZ軸とを平行にしている。
Therefore, when the spindle head 12 described above moves extremely upward (to the tool unclamp area) in the figure along the W direction linear guide 13 provided on the W shaft base 11, The rear end of the drawbar 16 attached to the main shaft 15 hits against the end of the stopper arm 14 of the W-axis base 11,
Then, the group of disc springs 18 which applies a tensile force to the draw bar 16 is pressed. As a result, the force pulling the draw bar 16 in the axial direction disappears and the tightening force at the front end opening disappears, so the tool 17 is removed from the collet portion of the draw bar 16 (at that time, if the ram 8 is lowered synchronously, Spindle
15 vertical positions can be fixed). During machining, the spindle head 12 moves by the A or C axis,
It turns in various directions, but when changing tools, X,
Needless to say, the alignment is performed so that one of the Y and Z axes is parallel to the W axis. Here, the W axis and the Z axis are parallel.

【0007】その状態で、もし、新たな工具をコレット
部に挿入し、主軸頭12をW方向下側(図で)に緩かに移
動させれば、再び、皿ばね18群の引張り力は回復し、前
記主軸15は新規工具を、その開口部に固定することにな
る。以上の説明から、その種型式の機械における工具交
換は、主軸頭12のW方向移動、特に、その移動領域のう
ちの一方側の特定域内に主軸頭が位置している場合にの
み、可能となることが理解される。要するに、主軸頭の
W軸通常ストローク領域のさらに外側に工具アンクラン
プ領域が存在する。したがって、主軸に対する工具交換
には、主軸頭12(W軸)が、その移動領域の中で、どの
位置を占めているのかを検知しておく必要性が生じる。
In this state, if a new tool is inserted into the collet part and the spindle head 12 is gently moved downward in the W direction (as shown in the figure), the tension force of the Belleville springs 18 group will be increased again. Upon recovery, the spindle 15 will secure the new tool in its opening. From the above description, tool exchange in the machine of that type is possible only when the spindle head 12 moves in the W direction, particularly when the spindle head is located in a specific area on one side of the moving area. It is understood that In short, the tool unclamping region exists outside the W-axis normal stroke region of the spindle head. Therefore, when exchanging tools for the spindle, it becomes necessary to detect in advance the position of the spindle head 12 (W axis) in the movement area.

【0008】そのために従来装置では、図10を参照し
て、W軸ベース11側に図示のような7連のリミットスイ
ッチLS1 〜LS7 群を、主軸頭12側には、前記リミッ
トスイッチ(以下、スイッチと略称)に対応し、同スイッ
チを作動させる各ドックを備えたドツグ取付板20を取付
け、主軸頭12がW軸ベース11に対してW方向に移動する
のに応じて、各ドックが前記スイッチLS1 〜LS7
いずれか、または同時に幾つかを踏むようにし、これに
よって主軸頭12のW軸位置が、工具のアンクランプ領域
を占めているか、オーバートラベルしているか、その
際、主軸頭をどの方向に戻すべきか等々の判別ができる
ようにしている。
Therefore, in the conventional apparatus, referring to FIG. 10, a group of seven limit switches LS 1 to LS 7 as shown in the figure on the W-axis base 11 side and the limit switch (LS) on the spindle head 12 side are shown. The dog attachment plate 20 corresponding to each switch (hereinafter referred to as a switch) and provided with each dock for operating the switch is attached, and each spindle dock 12 moves in the W direction with respect to the W axis base 11 in response to each dock. There as stepping on some one, or at the same time the switch LS 1 ~LS 7, whereby W-axis position of the spindle head 12, or occupies unclamping region of the tool, either by over-travel, in which It is possible to determine in which direction the spindle head should be returned.

【0009】すなわち、W軸ベース11に対する主軸頭12
のW方向位置に応じて、 (1)工具のクランプおよびアンクランプ状態の確認、
(LS3 ’、LS5 ) (2)通常運転時のストローク制限、
(LS2 ’) (3)オーバートラベル解除時の逃し方向の判別、 (LS4 ’、LS6 、LS77 ) (4)手動モード時の工具のクランプ、アンクランプ動
作の停止、を判断する必要があり、それぞれの機能を表
示するドッグの有無を検知するため各機能毎の7連のス
イッチが、従来装置ではW軸ベース11に設置され、前記
各スイッチからの信号を伝達する電線も、また、スイッ
チ数に応じて連結・配線されるから、W軸ベースまわり
の配線も自づと複雑となり、W軸ベースまわりが、かな
り大型化して運転・制御上、好ましくない。
That is, the spindle head 12 with respect to the W-axis base 11
According to the position in the W direction of (1) Checking the clamped and unclamped state of the tool,
(LS 3 ', LS 5 ) (2) Stroke limit during normal operation,
(LS 2 ') (3) Judgment of escape direction when overtravel is released, (LS 4 ', LS 6 , LS7 7 ) (4) It is necessary to judge whether to stop the tool clamping or unclamping operation in the manual mode. There are 7 switches for each function to detect the presence or absence of a dog for displaying each function, and in the conventional device, 7 switches are installed on the W-axis base 11, and an electric wire for transmitting a signal from each switch is also provided. Since the wiring is connected and wired according to the number of switches, the wiring around the W-axis base itself becomes complicated, and the area around the W-axis base becomes considerably large, which is not preferable for operation and control.

【0010】図10は、前述公知の主軸頭位置確認装置の
模式図であって、図中、11は、W軸ベース、19は、W軸
ベース11に設置した7連スイッチLS1 ’〜LS7 で、
そのうちのLS1 ’スイッチは、例えば原点復帰検知
用、LS2 ’スイッチはストローク制限用、LS3 ’ス
イッチは、アンクランプ確認用、LS4 ’スイッチは、
+方向および−方向オーバーストローク検出用、LS5
は、クランプ確認用、LS6 は、+方向判別用およびL
7 は、一方向判別用に、それぞれ使用されている。そ
のため各機能スイツチには、それぞれ一対の電線が連結
されることになる。12は、主軸頭で、同頭には、各スイ
ッチに対応して所要の機能を表示する7条のドッグ群を
担持するドッグ取付板20が固着され、前記取付板20は主
軸頭12と一体でW軸ベース11に対しW矢印方向に滑動可
能なように設けてある。
FIG. 10 is a schematic diagram of the above-described known spindle head position confirming device. In the figure, 11 is a W-axis base, 19 is a 7-series switch LS 1 ′ to LS installed on the W-axis base 11. At 7 ,
Among them, the LS 1 'switch is for home return detection, the LS 2 ' switch is for stroke limitation, the LS 3 'switch is for unclamp confirmation, and the LS 4 ' switch is for
+ And-direction overstroke detection, LS 5
Is for clamp confirmation, LS 6 is for + direction discrimination and L
S 7 is used for one-way discrimination, respectively. Therefore, a pair of electric wires is connected to each functional switch. Reference numeral 12 is a spindle head, and a dog mounting plate 20 carrying a dog group of 7 articles for displaying a required function corresponding to each switch is fixed to the spindle head, and the mounting plate 20 is integrated with the spindle head 12. Is provided so as to be slidable in the W arrow direction with respect to the W-axis base 11.

【0011】図において、スイッチ位置を連らねる水平
線から、取付板20上端縁付近に突設されたドッグ(たと
えば、スイッチLS4 ’またはLS7 に対応する)の下
側までの間隔は、たとえば主軸頭12の通常ストローク領
域(工具による加工領域)であり、前記水平線から取付
板20の下端縁付近に突設するドッグ(たとえば、スイッ
チLS4 ’またはLS6 に対応する)の上側までのう
ち、より長い間隔が工具アンクランプ領域を示す。上記
説明のように同装置は、各機能毎に専用の主軸位置確認
スイッチを有しているから、W軸まわりが、かなり大型
となり、配線も多くなることを免れない。
In the drawing, the distance from the horizontal line connecting the switch positions to the lower side of the dog (eg, corresponding to the switch LS 4 'or LS 7 ) protruding near the upper edge of the mounting plate 20 is, for example, Of the normal stroke area of the spindle head 12 (machining area by a tool), from the horizontal line to the upper side of the dog (eg, corresponding to the switch LS 4 'or LS 6 ) protruding near the lower edge of the mounting plate 20 , The longer spacing indicates the tool unclamping area. As described above, since the apparatus has a dedicated spindle position confirmation switch for each function, the size around the W axis is considerably large and the number of wiring lines is unavoidable.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
各判断のための位置確認、スイッチの信号を最大4種類
の制御的判断に利用することによって、使用するスイッ
チの個数を大幅に削減し、信頼性の高い個別動作を実現
すると共に、W軸ベース回りの小型化および省配線化を
実現しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, the number of switches to be used is greatly reduced by utilizing the position confirmation for each judgment and the switch signals for up to four kinds of control judgments. In addition to realizing highly reliable individual operation, it is intended to realize miniaturization around the W-axis base and wire saving.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次に述べるとおりの各構成要件を具備し
ている。 (1) 主軸頭内に主軸を支承し、該主軸にドローバー
を貫挿し、該ドローバー先端に工具を把持するコレット
部を設け、前記ドローバーに常時後方への付勢力を付与
し前記コレット部を緊締して工具をクランプし、前記付
勢力に抗して前記ドローバーを前方へ移動し前記コレッ
トを解放して工具をアンクランプする工作機械が、X
軸、Y軸、Z軸および該X、Y、Z軸のいずれかの1軸
と平行に位置合わせ可能なW軸の少なくとも4軸の直動
送り軸を有し、前記主軸頭はW軸ベース上を前記主軸の
軸線と平行に前記W軸によって送り駆動され、前記W軸
ベースは前記X軸、Y軸、Z軸のうち少なくとも、いず
れか1軸で、かつ、前記W軸と平行な送り軸によって送
り駆動され、前記W軸ベースに前記ドローバー後端と当
接して前記ドローバーを前方へ押圧する当接部を設け、
アンクランプモードに際してのみ前記W軸を通常ストロ
ーク領域の後方ストロークエンドより、さらに後方の工
具アンクランプ領域へ移動可能とし、前記ドローバー後
端と前記W軸ベースの当接部とが当接することにより、
前記付勢力に抗して前記ドローバーを前方へ移動し、前
記コレット部を解放して工具をアンクランプするように
構成した、前記W軸方向に移動する主軸の位置確認装置
において、
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the respective constituent features as described below. (1) A spindle is supported in the spindle head, a draw bar is inserted through the spindle, and a collet part for holding a tool is provided at the tip of the draw bar, and the draw bar is always biased rearward to tighten the collet part. Machine tool that clamps the tool, moves the draw bar forward against the biasing force, releases the collet, and unclamps the tool.
Axis, Y axis, Z axis and at least 4 linear motion feed axes of W axis that can be aligned in parallel with any one of the X, Y and Z axes, and the spindle head is a W axis base The upper part is driven by the W axis so as to be parallel to the axis of the main axis, and the W axis base is at least one of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and is parallel to the W axis. An abutting portion that is driven by a shaft and abuts on the W-axis base to abut the rear end of the drawbar and press the drawbar forward.
Only in the unclamp mode, the W axis can be moved from the rear stroke end of the normal stroke area to the tool unclamp area further rearward, and the drawbar rear end and the abutting portion of the W axis base abut,
In the position confirming device for the spindle moving in the W-axis direction, which is configured to move the draw bar forward against the biasing force, release the collet portion to unclamp the tool,

【0014】前記主軸頭と前記W軸ベースとの間のW軸
方向の相対移動位置を検出する少なくとも3つのリミッ
トスイッチおよび、それに対応した各ドッグを設け、該
3つのリミットスイッチは、W軸の通常ストローク領域
の後方ストロークエンド位置を検出するLS2 と、前記
工具アンクランプ領域の工具アンクランプ位置を検出す
るLS3 と、前記通常ストローク領域の前方のオーバー
トラベル検出位置および前記工具アンクランプ領域の後
方のオーバートラベル検出位置を検出するLS4 とから
なり、前記リミットスイッチLS4 が作動してオーバー
トラベルを検出した際、前記リミットスイッチLS2
よびLS3 の検出信号も受けて、該オーバートラベル解
除時にW軸を送り駆動可能な方向にのみ送り駆動する方
向判別手段を有して構成したことを特徴とする主軸位置
確認装置。
At least three limit switches for detecting relative movement positions in the W-axis direction between the spindle head and the W-axis base and respective dogs corresponding thereto are provided, and the three limit switches are provided for the W-axis. LS 2 for detecting the rear stroke end position of the normal stroke region, LS 3 for detecting the tool unclamp position of the tool unclamp region, and the overtravel detection position in front of the normal stroke region and the tool unclamp region. LS 4 for detecting the rear overtravel detection position, and when the limit switch LS 4 operates to detect overtravel, the detection signals of the limit switches LS 2 and LS 3 are also received to release the overtravel. At the same time, a structure is provided which has a direction determining means for driving the W-axis only in the direction in which the W-axis can be driven. Spindle position confirmation device, characterized in that the.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明装置の好適な一実施例につ
き、図面に沿って説明するが、本実施例を構成する各部
材は、本出願当時における当業界の技術レベルの範囲内
で任意に変更することが可能であるから、格別の理由を
示すことなしに、本実施例の具体的構成のみに基づいて
本発明の要旨を限定して解釈してはならない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the device of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, each member constituting this embodiment is arbitrary within the technical level of the art at the time of this application. Therefore, the gist of the present invention should not be limitedly interpreted based on only the specific configuration of the present embodiment without showing a special reason.

【0016】図1は、本発明の一実施例の模式図であっ
て、従来装置を記載した図10に対応し、それと同符号を
付した部材は従来装置のそれと同一部材である。図中、
11は、W軸ベース、12は主軸頭で、同頭12は、W軸ベー
ス11に対し、W矢印方向に移動可能である。19は、W軸
ベース11に取付けられた4連スイッチLS1 〜LS4
20は、前記スイッチに対しそれぞれ対応するドッグを固
定したドッグ取付板で、同板20は、主軸頭12のW矢印方
向の移動に従って、前記スイッチ群に対し相対的に移動
して、そのドッグによりスイツチLS1 〜LS4 のう
ち、一つまたは、同時に、それ以上を踏み、または開放
する。その結果、各リミットスイッチのON,OFF 信号
が、機械制御装置MTCに送られ、その信号の内容に応
じてNC装置が工作機械のW軸送りモータMの作動・停
止制御を行う。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention, which corresponds to FIG. 10 in which a conventional device is described, and the members with the same reference numerals are the same members as those of the conventional device. In the figure,
11 is a W-axis base, 12 is a spindle head, and the head 12 is movable in the W arrow direction with respect to the W-axis base 11. 19, 4-way switch mounted on the W-axis base 11 LS 1 ~LS 4,
Reference numeral 20 denotes a dog mounting plate having fixed dogs corresponding to the switches. The plate 20 moves relative to the switch group as the spindle head 12 moves in the direction of the arrow W, and the dogs are moved by the dogs. One or more of the switches LS 1 to LS 4 are stepped on or released at the same time. As a result, ON / OFF signals of each limit switch are sent to the machine control device MTC, and the NC device controls the operation / stop of the W-axis feed motor M of the machine tool according to the contents of the signal.

【0017】前記スイッチ群中、スイッチLS1 は、原
点用、スイッチLS2 は、工具のクランプ用および主軸
頭のストローク制御用、スイッチLS3 は、工具のアン
クランプ確認用、スイッチLS4 は、+および−オーバ
ートラベル検出用、に使用されている。上記の説明は、
図2に示すスイッチ群の動作線図における各スイッチL
1 〜LS4 にも適用される。図2は、上記スイッチ群
の動作線図であって、図中、工具アンクランプ領域、通
常ストローク領域長さの具体的数値は、一例を示すもの
である。縦軸は主軸頭のW移動方向、横軸は、左方向が
スイッチON、右方向がOFF を示す。各スイッチからの
信号は、横軸に平行な直線(W軸位置)が各動作線と交
差する点の位置によって表示される。
In the switch group, the switch LS 1 is for origin, the switch LS 2 is for tool clamping and spindle head stroke control, the switch LS 3 is for tool unclamp confirmation, and the switch LS 4 is for Used for + and-overtravel detection. The above description is
Each switch L in the operation diagram of the switch group shown in FIG.
It also applies to S 1 to LS 4 . FIG. 2 is an operation diagram of the above switch group, and in the drawing, concrete numerical values of the tool unclamping region and the normal stroke region length show an example. The vertical axis represents the W movement direction of the spindle head, and the horizontal axis represents the switch ON in the left direction and OFF in the right direction. The signal from each switch is displayed by the position of a point where a straight line (W-axis position) parallel to the horizontal axis intersects each operation line.

【0018】図3ないし図6は、上述の各スイッチLS
1 〜LS4 の機能を説明するフローチャートで、これら
の機能は機械制御装置MTC内にソフトとして内蔵され
ている。ただし、スイッチLS1 の機能は、原点確認用
のみであるから、以下の説明には載せていない。図3
は、自動工具交換動作の順序を示すフローチャートであ
る。図1および図2を参照して、W軸を工具アンクラン
プ位置まで移動するとスイッチLS3 がONになると共
に、コレット部による現工具のクランプが解除され、同
工具を返却する。解放されたコレット部に新工具を装着
した後、W軸を工具クランプ位置(W=0)まで移動さ
せるとスイッチLS3 がOFF ,スイッチLS2 がONに
なると共に、新工具がコレット部に締付け固定され、工
具交換動作が異常なく終了する。
3 to 6 show the above-mentioned respective switches LS.
It is a flowchart explaining the functions of 1 to LS 4 , and these functions are incorporated as software in the machine control device MTC. However, since the function of the switch LS 1 is only for confirming the origin, it is not included in the following description. Figure 3
FIG. 7 is a flowchart showing the sequence of automatic tool changing operation. Referring to FIGS. 1 and 2, when the W axis is moved to the tool unclamping position, the switch LS 3 is turned on, the current tool is clamped by the collet unit, and the tool is returned. After mounting the new tool on the released collet part and moving the W-axis to the tool clamp position (W = 0), switch LS 3 is turned off, switch LS 2 is turned on, and the new tool is tightened on the collet part. It is fixed, and the tool change operation ends without error.

【0019】その際、W軸を工具アンクランプ位置まで
移動させているのにスイッチLS3がOFF のままであっ
たり、W軸を工具クランプ位置まで移動させているにも
かかわらずLS2 がOFF のままであった場合には、装置
に何らか異常が発生したものと判断し、動作は停止す
る。ここでは、スイッチLS2 が、工具のクランプを確
認し、スイッチLS3 が工具アンクランプを確認する機
能が割当てられている。
At this time, the switch LS 3 remains off even though the W axis is moved to the tool unclamp position, or LS 2 is turned off even though the W axis is moved to the tool clamp position. If it remains as it is, it is determined that some abnormality has occurred in the apparatus, and the operation is stopped. Here, the switch LS 2 is assigned the function of confirming the clamp of the tool, and the switch LS 3 is assigned the function of confirming the unclamp of the tool.

【0020】図4は、自動または手動工具交換動作中以
外に、W軸が工具アンクランプ領域に移動しないよう
に、W軸にインターロックを掛ける手順を示すフローチ
ャートである。つまり、図2を参照して、W軸が通常ス
トローク領域から工具アンクランプ領域へ不用意に移動
しようとしても、スイッチLS2 がOFF になって、W軸
+方向のインターロツクが掛かるので、W軸の送りは停
止してしまう。この手順は工作機械の電源がONである
間、常時作動しており、図示のものは、その1回のフロ
ーだけを示したものである。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for interlocking the W-axis so that the W-axis does not move to the tool unclamping area except during the automatic or manual tool changing operation. In other words, referring to FIG. 2, even if the W axis tries to move carelessly from the normal stroke area to the tool unclamping area, the switch LS 2 is turned off and the W axis + direction interlock is applied. The axis feed stops. This procedure is always operating while the power of the machine tool is ON, and the one shown in the figure shows only one flow.

【0021】図5は、スイッチLS4 が作動した場合、
つまり、W軸がオーバートラベルした結果、非常停止が
掛かったときに手動でW軸を通常ストローク領域または
工具アンクランプ領域へ戻す場合の方向判別をするフロ
ーチャートを示す。この判別をしないと、W軸をオーバ
ートラベルした方向へ、さらに手動送りしてメカニカル
ストッパに主軸頭を衝突させてしまう事故を起すおそれ
がある。
FIG. 5 shows that when the switch LS 4 is activated,
That is, a flowchart for determining the direction when the W axis is manually returned to the normal stroke area or the tool unclamp area when an emergency stop is applied as a result of overtravel of the W axis is shown. If this determination is not made, an accident may occur in which the spindle head collides with the mechanical stopper by further manually feeding the W axis in the overtraveled direction.

【0022】オーバトラベルして(スイッチLS4 がO
N)主軸頭を手動で戻す手順は、まず、オーバートラベ
ル解除釦をONしながら、W軸を手動パルス発生器のハ
ンドルを回して戻すのであるが、その際、スイッチLS
2 がONであったら−方向でオーバートラベルしたこと
(図2参照)なのでNC装置にW軸−方向のインターロ
ック信号を送出し、+方向にのみ手動送りができるよう
にしている。また、スイッチLS2 がOFF である場合
は、+方向でオーバートラベルしたことなので、+方向
のインターロック信号を送り出し、W軸−方向へのみ手
動送りができるようにしている。この方向判別手段は、
機械制御装置MTCの内部に設けられている。
Overtravel (switch LS 4 is O
N) The procedure for manually returning the spindle head is to turn the W axis by turning the handle of the manual pulse generator while turning on the overtravel release button. At that time, switch LS
If 2 is ON, it means that overtravel has occurred in the-direction (see Fig. 2), so an interlock signal for the W-axis-direction is sent to the NC device so that manual feed can be performed only in the + direction. When the switch LS 2 is OFF, it means that overtravel has occurred in the + direction, so an interlock signal in the + direction is sent out so that the W axis can be manually fed only in the-direction. This direction discriminating means
It is provided inside the machine control device MTC.

【0023】図6は、手動により工具をクランプする処
理手順を示し、図中、左側主系列が工具のアンクランプ
を、右側副系列がクランプの場合を示す。図2を参照し
て、スイッチLS2 がONであるときには、W軸は通常
ストローク領域にあって工具がクランプ状態にあること
であり、これからアンクランプしようとしている。つま
り、W軸が+方向にジョグ(自動)送りされ、その結
果、スイッチLS3がONになると、アンクランプラン
プが点灯すると共にW軸の送りを停止し、工具のアンク
ランプが完了する。
FIG. 6 shows a procedure for manually clamping a tool, in which the left main series is for unclamping the tool and the right sub-series is for clamping. Referring to FIG. 2, when the switch LS 2 is ON, it means that the W axis is in the normal stroke region and the tool is in the clamped state, and the tool is about to be unclamped. That is, when the W-axis is jog (automatically) fed in the + direction, and as a result, the switch LS 3 is turned on, the unclamp lamp is turned on and the W-axis feed is stopped to complete the unclamping of the tool.

【0024】また、スイッチLS2 がOFF であるという
ことは、W軸が工具アンクランプ領域にあって、工具が
アンクランプ状態にあることであり、これから、工具を
クランプしようとするところである。つまり、W軸が−
方向にジョグ送りされ、スイッチLS2 がONするとア
ンクランプランプが消灯すると共にW軸送りが停止し、
工具のクランプが完了する。なお、スイッチLS1 の原
点検出機能に関しては、従来装置と同様な使用方を採用
している。
The fact that the switch LS 2 is OFF means that the W-axis is in the tool unclamping area and the tool is in the unclamping state, and the tool is about to be clamped. That is, the W axis is-
When the switch LS 2 is turned on, the unclamp lamp turns off and the W-axis feed stops,
Tool clamping is complete. Regarding the origin detection function of the switch LS 1, the same usage as the conventional device is adopted.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明装置は、以上のとおり、ドッグ取
付け板上に設けたドッグ位置と対応して、LS2 は、
(1) 工具クランプ状態確認、(2) 通常運転時の主軸頭ス
トローク制限(通常運転時にLS2 スイッチがドッグか
ら外れると主軸頭の移動を停止させる)、(3) オーバー
トラベル解除時の逃がし方向判別、(4) 手動モード時の
クランプ動作の停止(操作ボタンを押すとジョグモード
に切換え、LS2 スイッチを踏むまで−方向に手動連続
送りさせる、一連の動作を自動的に行う)の判断に使用
し、
As described above, the device of the present invention corresponds to the dog position provided on the dog mounting plate, and LS 2 is
(1) Check the tool clamp state, (2) Spindle head stroke limit during normal operation (stop the spindle head movement when the LS 2 switch comes off the dog during normal operation), (3) Relief direction when overtravel is released Judgment, (4) To judge the clamp operation stop in the manual mode (press the operation button to switch to the jog mode, and continuously feed in the negative direction continuously until the LS 2 switch is depressed, a series of operations are automatically performed) use,

【0026】LS3 は、(1) 工具アンクランプ状態確
認、(2) 手動モード時のアンクランプ動作の停止(操作
ボタンを押すとジョグモードに切換え、LS3 を踏むま
で+方向に手動連続送りさせる、一連の動作を自動的に
行う)の判断に使用するようにして、1個のスイッチの
信号を最大4種類の制御機能に利用することにより、使
用するスイッチの個数を大幅に削減し、W軸まわりの小
型化および省配線化を実現するとともに、信頼性の高い
個別動作を確保することができた。
LS 3 is (1) Checking the tool unclamping state, (2) Stopping the unclamping operation in the manual mode (Press the operation button to switch to the jog mode, and manually feed in the + direction until you depress LS 3. By using the signal of one switch for up to four types of control functions, the number of switches used can be greatly reduced. We were able to achieve miniaturization around the W-axis and reduce wiring, and ensure highly reliable individual operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のリミットスイッチ群とドッグとの関係
を示す配置図である。
FIG. 1 is a layout view showing a relationship between a limit switch group and dogs of the present invention.

【図2】図1のリミットスイッチLS1 〜LS4 の動作
図である。
FIG. 2 is an operation diagram of limit switches LS 1 to LS 4 of FIG.

【図3】図1の機械制御装置MTCの制御動作を示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a control operation of the machine control device MTC of FIG.

【図4】図1の機械制御装置MTCの他の制御動作を示
すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing another control operation of the machine control device MTC of FIG.

【図5】図1の機械制御装置MTCの他の制御動作を示
すフローチャートである。
5 is a flowchart showing another control operation of the machine control device MTC of FIG.

【図6】図1の機械制御装置MTCの他の制御動作を示
すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing another control operation of the machine control device MTC of FIG.

【図7】本発明装置を付設した門形工作機械の正面図で
ある。
FIG. 7 is a front view of a portal machine tool provided with the device of the present invention.

【図8】上記機械の側面図である。FIG. 8 is a side view of the machine.

【図9】上記機械における主軸頭付近の拡大断面図であ
る。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a spindle head of the machine.

【図10】従来装置に使用されているリミットスイッチ
群とドッグとの関係を示す配置図である。
FIG. 10 is a layout diagram showing a relationship between a limit switch group and dogs used in a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 W軸ベース 12 主軸頭 15 主軸 19 リミットスイッチ群 20 ドッグ取付板 LS1 原点用リミットスイッチ LS2 クランプおよびストローク制限用リミットスイ
ッチ LS3 アンクランプ確認用リミットスイッチ LS4 +および−オーバートラベル検出用リミットス
イッチ MTC 機械制御装置 NC NC装置。
11 W-axis base 12 Spindle head 15 Spindle 19 Limit switch group 20 Dog mounting plate LS 1 Limit switch for origin LS 2 Clamp and stroke limit switch LS 3 Unclamp confirmation limit switch LS 4 + and-Overtravel detection limit Switch MTC Machine controller NC NC device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸頭内に主軸を支承し、該主軸にドロ
ーバーを貫挿し、該ドローバー先端に工具を把持するコ
レット部を設け、前記ドローバーに常時後方への付勢力
を付与し前記コレット部を緊締して工具をクランプし、
前記付勢力に抗して前記ドローバーを前方へ移動し前記
コレットを解放して工具をアンクランプする工作機械
が、X軸、Y軸、Z軸および該X、Y、Z軸のいずれか
の1軸と平行に位置合わせ可能なW軸の少なくとも4軸
の直動送り軸を有し、前記主軸頭はW軸ベース上を前記
主軸の軸線と平行に前記W軸によって送り駆動され、前
記W軸ベースは前記X軸、Y軸、Z軸のうち少なくと
も、いずれか1軸で、かつ、前記W軸と平行な送り軸に
よって送り駆動され、前記W軸ベースに前記ドローバー
後端と当接して前記ドローバーを前方へ押圧する当接部
を設け、アンクランプモードに際してのみ前記W軸を通
常ストローク領域の後方ストロークエンドより、さらに
後方の工具アンクランプ領域へ移動可能とし、前記ドロ
ーバー後端と前記W軸ベースの当接部とが当接すること
により、前記付勢力に抗して前記ドローバーを前方へ移
動し、前記コレット部を解放して工具をアンクランプす
るように構成した、前記W軸方向に移動する主軸の位置
確認装置において、 前記主軸頭と前記W軸ベースとの間のW軸方向の相対移
動位置を検出する少なくとも3つのリミットスイッチお
よび、それに対応した各ドッグを設け、該3つのリミッ
トスイッチは、W軸の通常ストローク領域の後方ストロ
ークエンド位置を検出するLS2 と、前記工具アンクラ
ンプ領域の工具アンクランプ位置を検出するLS3 と、
前記通常ストローク領域の前方のオーバートラベル検出
位置および前記工具アンクランプ領域の後方のオーバー
トラベル検出位置を検出するLS4 とからなり、前記リ
ミットスイッチLS4 が作動してオーバートラベルを検
出した際、前記リミットスイッチLS2 およびLS3
検出信号も受けて、該オーバートラベル解除時にW軸を
送り駆動可能な方向にのみ送り駆動する方向判別手段を
有して構成したことを特徴とする主軸位置確認装置。
1. A collet part for supporting a main shaft in a main spindle head, a draw bar inserted through the main shaft, and a draw bar distal end provided with a collet part for gripping a tool, and the draw bar is always provided with a rearward biasing force. Tighten and clamp the tool,
A machine tool that moves the draw bar forward against the biasing force to release the collet to unclamp the tool is an X-axis, a Y-axis, a Z-axis, or one of the X, Y, and Z-axes. At least four linearly-moving feed shafts of a W-axis that can be aligned parallel to the shaft, and the main spindle head is driven and driven by the W-axis on a W-axis base parallel to the axis of the main shaft, The base is feed driven by at least one of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and is driven by a feed shaft that is parallel to the W-axis. An abutting portion for pressing the drawbar forward is provided, and the W axis can be moved to the tool unclamping area further rearward from the rear stroke end of the normal stroke area only in the unclamp mode, and the drawbar rear end and the W axis can be moved. The drawbar is moved forward against the biasing force by contacting the contact part of the base, and the collet part is released to unclamp the tool in the W-axis direction. In a position confirmation device for a moving spindle, at least three limit switches for detecting relative movement positions in the W-axis direction between the spindle head and the W-axis base and respective dogs corresponding thereto are provided, and the three limits are provided. The switch has an LS 2 that detects a rear stroke end position in the normal stroke area of the W axis, and an LS 3 that detects a tool unclamp position in the tool unclamp area.
The normal consists LS 4 Metropolitan for detecting the rear overtravel detection position in front of the over-travel detection position and the tool unclamping region of the stroke area, when the limit switch LS 4 detects the overtravel operated, the A spindle position confirming device comprising a direction discriminating means for receiving the detection signals of the limit switches LS 2 and LS 3 and driving the W axis only in a direction in which the W axis can be driven when the overtravel is released. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075491A (en) * 2001-03-24 2002-10-05 위아 주식회사 ATC with Limit Switches for Unclamping Tools

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