JPH0641086B2 - 工作機用チャックのジョウ把握力測定方法 - Google Patents

工作機用チャックのジョウ把握力測定方法

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JPH0641086B2
JPH0641086B2 JP62294910A JP29491087A JPH0641086B2 JP H0641086 B2 JPH0641086 B2 JP H0641086B2 JP 62294910 A JP62294910 A JP 62294910A JP 29491087 A JP29491087 A JP 29491087A JP H0641086 B2 JPH0641086 B2 JP H0641086B2
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rotation axis
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gripping force
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明 信川
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Kitagawa Iron Works Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、工作機用チャックに係るジョウの把握力を静
的に及び動的に測定する把握力測定方法であり、特に高
速回転領域にあっても正確かつ安全に測定ができる新規
な把握力測定方法を提供するにある。
【従来の技術】
従来の把握力測定方法は、第1図に示す如く、ジョウの
把握力F1のみで把握力測定器の検知部を保持して測定
するいわゆる片持保持によるものであった。
【発明が解決しようとする課題】
係る片持保持について、第4図を加えさらに詳しく説明
する。チャックbのジョウにて検出部cを把握し保持し
たとき、把握力測定器はいわゆる片持保持になることか
らチャックの回転軸線と検出部Cの回転軸線とが狂い易
く、この狂いは回転時に振動を生み、このため回転継電
器部aからの出力は不安定となって測定精度が低下する
という欠点を有していた。また、回転軸線が狂った状態
で高速回転を続けると、測定作業自体も危険となる欠点
を有していた。更に、チャックbのジョウで検出部cを
把握するのみでは、高速回転時に遠心力の働きにより該
ジョウは先開き変位して把握力が減少し、且つ把握して
いる検出部cがジョウと共に軸線の延長方向に変位移動
するためにチャックの回転軸線と検出部cの回転軸線と
の狂いはさらに増大され把握力の減少と相まって非常に
危険な測定作業になるという欠点を有していた。 よって、係る片持保持による測定方法は低速回転領域で
しか使用できない欠点、すなわち第1図から明らかなよ
うに高速回転領域では把握力測定器自身の自重Wによる
遠心力でのたわみが発生し、自由端側の先端に近づくに
つれそのたわみ量が増大し、先端部の振れが顕著に現出
する。そしてこの高速回転領域においては、把握力の測
定精度が低下するばかりではなく、すりこぎ運動を誘発
して、把握力測定器の脱落をまねき、測定作業そのもの
が危険な状態となっていた。
【課題を解決するための手段】
本発明は、叙上の欠点を解消しようとするものであっ
て、その特徴とするところは、チャックのジョウ把握力
を検知する検知部材と、該検知部材を備える検知部と、
該検知部の検知信号を表示部へ伝達すると共に該検知部
の回転軸線上に配設されている回転継電器部と、前記検
知部及び前記回転継電器部の共通回転軸線上で且つ該共
通回転軸線の延長方向における離れた位置に配設されて
いる支え部材とからなる把握力測定器を用いるに際し、
支え部材の回転軸線とチャックの回転軸線とを一致させ
ながら前記把握力測定器の支え部材を保持することに加
えて、検知部の回転軸線とチャックの回転軸線とを一致
させながら前記把握力測定器の検知部をチャックのジョ
ウで保持し、結果として工作機主軸の回転軸線と把握力
測定器の前記共通回転軸線とを一致させた状態で前記把
握力測定器の別異な2点を保持する2点保持となし、且
つ前記把握力測定器と前記チャックとを一体に回転させ
ながらジョウ把握力の測定を実施する工作機用チャック
のジョウ把握力測定方法にある。
【作用】
把握力測定器の片方(支え部材)を工作機の心押台、刃
物台、送り台、・・・・などに設けた支持部で支え、他
方(検知部)をチャックのジョウで把握して把握力測定
器の別異な2点を保持する2点保持となし、結果として
工作機主軸の回転軸線と把握力測定器の共通回転軸線と
のずれを確実になくし、且つ両軸線を一致させた状態と
なすものである。その上で、把握力測定器とチャックと
を一体に回転させながらジョウの把握力を測定するもの
である。
【実施例1】 本発明は、従来の片持保持に加え、さらに共通回転軸線
上の互に離れた位置にある別な箇所をも保持する2点保
持となすものである。その最適な例が第2図に示す模式
図のものである。図示のものは、支持部F2で保持する
ことに加え、別な箇所をジョウの把握力F1で保持して
把握力測定器の両端部を保持する2点保持であることか
ら、従来の片持保持における場合の先端部のたわみ量は
皆無となる。 そして、この2点保持する例においては、はりの中間に
集中荷重をうける両持はりのたわみを示す一般式δx=
Wl3/16EI〔(X2/l2)-(4X3/3l3)〕から理解できるごと
く、固定保持される両端(X=0またはX=l)ではた
わみは皆無となり、またたわみが最大となる中間部もδ
max=Wl3/192EIと極めて小さくなる。他方、従来の片持
保持のものは、先端部でδmax=5Wl3/48EIのたわみとな
り、両者のたわみ量には20倍もの差のあることが容易
に理解できる。
【実施例2】 以下、本発明の具体的な実施例について、図面を用いて
説明する。 第3〜5図において、Cは検出部で第6図に示すような
多角形に形成され外周に検出ボタン1及び支えボタン3
が設けられていて、チャックのジョウからの把握力を受
けたとき、その回転軸線がチャックの回転軸線に一致さ
せ得るよう形成してある。支えボタン3は回転軸線に一
致させるためにのみ供せられるもので本体外周に第3図
示の如く直接ねじ止めしてあり、例えば2つ爪チャック
には1個、3つ爪チャックには1個または2個というよ
うに必要に応じ任意の個数を設けるものである。検出ボ
タン1は検出部Cの半径方向に設けられた円筒穴C1に
嵌押されているストレンシャフト2に第3図示の如くね
じ止めされている。各ボタン1、3はチャックの把握部
寸法、ジョウの把握部形状などにより半径方向長さ、形
状などが定まり、それぞれの用途に適合したものを任意
に選択し、装着するものである。 前記ストレンシャフト2はその下端面が円筒穴C1の底
面と当接する構造で支持されると共に、抜止め及び回転
止めのためねじ6が用いられている。また円筒穴C1の
内壁の一部に切欠きを設けて空隙5を形成し、これに面
するストレンシャフトの位置にストレンゲージ4が接着
されている。 上記のように構成されたストレンシャフト2はチャック
のジョウに把握されるとその把握力に比例した圧縮歪が
生じ、この歪はストレンゲージ4によって電気信号に変
換され、歪に応じた出力がなされる。そしてこの出力は
リード線12によってスリップリング13まで導かれ
る。このリード線は検出部Cの中心部に設けた軸線方向
の穴C2を通りカップリング部8の端面まで引出されコ
ネクタ10に接続され、コネクタ10で中継された後は
回転継電器部Aの回転軸11に設けられた軸線方向の穴
A1を通り挿入されている。スリップリング13は絶縁
材で形成したスペーサーリング14で回転軸11及び隣
接スリップリング13との絶縁が保たれており、またス
リップリング13及びスペーサーリング14は軸受15
1、152といっしょに回転軸11の段部16と回転軸
11の端部のねじ部に螺合するナット17とで挾持され
て固定されている。そして回転軸11と共に回転するス
リップリング13まで導かれた前記ストレンケージ4の
出力をさらに外部の表示器eへ取出すためには、スリッ
プリング13の外周面に摺動接触するブラシ18を介し
て導かれる。このブラシ18はそれ自体の弾力でスリッ
プリング13を一定の力で挾持しており、回転中も安定
した導通が得られるようになっている。プレート19は
絶縁材で形成されると共に前記スリップリング13を挾
持するブラシ18が取付けられ、また出力の中継端子と
しての役目も兼ねており、ブラシ18に導通した出力は
リード線20を介し表示器eに接続しているコネクタ2
1へ導かれる。回転継電器部AのケーシングDにおいて
検出部Cの反対側端部には孔30が設けられていると共
に、回転軸11の端部にも前記孔30とほぼ連通する孔
31が設けられている。そして前記孔30及び31の内
部には端部が大径となっている心支え軸受22が、その
大径端部がケーシングDと当接した状態で嵌挿されると
共に大径端部とケーシングDとはねじ41によって固定
されている。前記心支え軸受22には大径端部で開口す
ると共に、開口部側が大径となっている案内孔23を有
する中心孔32が穿設され、さらに中心孔の底面には小
孔25が穿設されている。この心支え軸受22の中心孔
32内には心支え軸24が前記案内孔23の大径開口部
の範囲内で軸線方向に摺動可能に配設されると共に、心
支え軸24の軸茎部26は前記案内孔23の内部に位置
する圧縮コイルばね27及び前記小孔25を挿通したの
ちにナット28で固定され、これにより心支え軸24の
内側肩部と中心孔32底面との間に圧縮コイルばね27
が予圧状態で挟設されている。このばね27の予圧量は
前記ナット28の回動で調整可能となっている。前記心
支え軸24の外側端面には施盤のテールストックfのセ
ンタgと係合し、本実施例の測定器を支えるためのセン
タ穴29が回転軸線方向へ指向せしめて設けてある。 上記の把握力測定器を旋盤に装着させるに際しては、ま
ず第4図に示す旋盤のテールストックfを適正位置まで
前進させ、本測定器のセンタ穴29を支持部であるテー
ルストックfのセンタgに押当てた後、チャックbを作
動させて検出部cを把握する2点保持となし装着を行
う。この装着操作によって、把握力測定器とチャックb
の両回転軸線を一致させるための誘導が行われるのであ
る。他方、把握時にジョウの浮上りが発生して把握力測
定器をテールストックf側方向へ押出す力の発生するこ
とがあっても、この押出し量に相当する量だけ心支え軸
24がコイルばね27を圧縮して内側に移行することか
ら、旋盤の主軸、チャック、測定器などに不都合なスラ
スト負荷を与えることが皆無となる。またさらなる高速
回転をさせる場合においてもジョウ自身が受ける遠心力
によって浮上りが発生し、先開きの度合を強めても前記
同様に心支え軸24がさらに移行してその押出す力を吸
収するので何等不都合なスラスト負荷が作用することは
ないものである。 なお、上記実施例に示すものにあっては検出部Cと回転
継電器部Aがカップリング8、9及びコネクタ10で分
離し得るようになしてあることから、回転中の把握力測
定用としての動的な測定の他、静止時の把握力測定用と
しての静的な測定を行うために不必要な回転継電器部A
を取外して小型化し、表示器eへの出力接続線を直接コ
ネクタ10に接続できるようになしてある。
【実施例3】 第5図は、他の支え軸の構造例(第2構造例)を示し、
前記構造例と同一の部材は同一の符号を付してその説明
を省略する。 この構造例のものは、回転軸11の端部をケーシングD
の穴30内まで延出させると共に、回転軸11の端部の
孔31内には圧縮コイルばね27を配設し、前記孔31
内にばね孔33を有する心支え軸34が心支え軸受35
に当接する範囲内で摺動可能に設けられ、また前記心支
え軸34の外側端面には前記実施例のものと同様に旋盤
のテールストックfのセンタgと係合するセンタ穴36
が設けてある。 そして上記のものを旋盤に装着するに際しては第2実施
例の場合と全く同様であり、また装着した状態でセンタ
gをセンタ穴36に押圧しておくことによって、前記圧
縮コイルばね27を予圧状態に保持しておくことができ
るものである。 なお、心支え軸24・34のセンタ穴29・36は、セ
ンタgの先端形状に対応させれば良く、例えば逆にセン
タ突起としてもよい。
【実施例4】 第8図は、心支え軸を保持する支持部に関する他の構造
例(第3構造例)を示し、心押台の心押軸に代え送り台
に設けた支持部の具体例である。 この構造例においては、第8図Aに示す如く把握力測定
器の心支え軸44が円筒に形成されており、これを支え
るところの支持部が送り台43にボルト接合され、着脱
自在に固定されている。そして該支持部は同図Bに示す
如く3個のローラ47、・・・・が割り型振止め49の
振止め本体482及び振止め蓋481の夫々に回動自在
となして取付けられた構成になされている。 把握力測定器を装着するに際しては、送り台43をチッ
ャク側へ移動させ振止め49に取付けてある3個のロー
ラ47、・・・・で心支え軸44を保持し、検出部Cを
チャックBで保持して2点保持するものである。なお、
支持部を振れ止め49による保持に代え、把握力測定器
を着脱するためのロボットなどで保持することもでき
る。
【実施例5】 第9図Aは、心支え軸を保持する支持部に関する他の構
造例(第4構造例)を示し、送り台に設けた支持部に代
え刃物台に設けた支持部の具体例である。 この構造例においては、第9図Bに示す如く測定器の心
支え軸54がテーパ形状に形成されており、このテーパ
軸を支えるテーパ穴59が刃物台55に備えてある。 測定器を装着するに際しては、刃物台55自身を回転さ
せてからテーパ穴59に心支え軸54を挿着し、検出部
CをチャックBで把握して保持し2点保持となすもので
ある。 なお、この構造例の測定部は、心支え軸54がテーパ軸
に形成されていることから、これをJIS規格における
モールステーパとなし、工作機のテールストックfに装
置されているセンタgを取外した後の同様規格のモール
ステーパ穴に心支え軸54を挿着して保持するようなし
て実施することもできる。
【実施例6】 第10図Aは、心支え軸に関する他の構造例(第5構造
例)を示し、刃物台に設けた支持部に代え旋盤に備える
スピンドル軸におけるJIS規格のモールステーパ穴を
支持部とする2点保持の具体例である。 この構造例においては、第10図Bに示す如く測定器の
心支え軸64が検出部Cから突出して備えられており、
円柱(棒状)部がモールステーパ部に比べて相当に長尺
で該モールステーパ部を支える支持部はスピンドル軸5
7の同様JIS規格のモールステーパ穴69であること
から、把握力測定器の共通回転軸線上で且つ該共通回転
軸線の延長方向における互に離れた2点を確実に保持で
き、正確な測定が充分に可能である。 そして、これを旋盤に装着するに際しては第5実施例の
場合と全く同様である。
【発明の効果】
叙上の説明から明らかなように、本発明は、把握力測定
器の共通回転軸線をチャックの回転軸線と一致させた状
態で工作機上に保持し得るので、相互が芯ずれすること
なしに工作機の主軸へ装備でき、且つ両者を一体に回転
させることができる。 従って、把握力測定器自身による振動の発生がないの
で、回転中のチャックのジョウ把握力を正確に測定する
ことができると共に、チャックから離脱することもな
く、測定作業を安全に遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は把握力測定器を片持した場合の力学的挙動を示
す模式図、第2図は把握力測定器を2点保持する際にお
ける両端部位を保持した場合の力学的挙動を示す模式
図、第3図は把握力測定器の第1構造例を示す縦断正面
図、第4図は従来の測定方法を示す概略図、第5図は心
支え軸の第2構造例を示す一部切断正面図、第6図は、
第3図のZ矢視図、第7図は第3図のIV−IV線断面図、
第8図は心支え軸の第3構造例、第9図は心支え軸の第
4構造例、第10図は心支え軸の第5構造例である。 1……検出部材(検出ボタン) 2……ストレンシャフト 3……支えボタン 4……ストレンゲージ 8,9……カップリング部 10,21……コネクタ 11……回転軸 22,35……心支え軸受 23……案内孔 24,34,44,54,64……支え部材(心支え軸) 30……孔 A……回転継電器部 B,b……チャック C,c……検出部 D,d……ケーシング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チャックのジョウ把握力を検知する検知部
    材と、該検知部材を備える検知部と、該検知部の検知信
    号を表示部へ伝達すると共に該検知部の回転軸線上に配
    設されている回転継電器部と、前記検知部及び前記回転
    継電器部の共通回転軸線上で且つ該共通回転軸線の延長
    方向における離れた位置に配設されている支え部材とか
    らなる把握力測定器を用いるに際し、支え部材の回転軸
    線とチャックの回転軸線とを一致させながら前記把握力
    測定器の支え部材を保持することに加えて、検知部の回
    転軸線とチャックの回転軸線とを一致させながら前記把
    握力測定器の検知部をチャックのジョウで保持し、結果
    として工作機主軸の回転軸線と把握力測定器の前記共通
    回転軸線とを一致させた状態で前記把握力測定器の別異
    な2点を保持する2点保持となし、且つ前記把握力測定
    器と前記チャックとを一体に回転させながらジョウ把握
    力の測定を実施する工作機用チャックのジョウ把握力測
    定方法。
  2. 【請求項2】前記支え部材が、先細状のテーパに形成さ
    れている把握力測定器を用いて把握力の測定を実施する
    特許請求の範囲第1項に記載の工作機用チャックのジョ
    ウ把握力測定方法。
  3. 【請求項3】前記支え部材が、円筒に形成されている把
    握力測定器を用いて把握力の測定を実施する特許請求の
    範囲第1項に記載の工作機用チャックのジョウ把握力測
    定方法。
JP62294910A 1987-11-20 1987-11-20 工作機用チャックのジョウ把握力測定方法 Expired - Lifetime JPH0641086B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0750688Y2 (ja) * 1992-02-26 1995-11-15 日本特殊測器株式会社 チャック把握力検出装置
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