JPH11254212A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
工作機械の主軸装置Info
- Publication number
- JPH11254212A JPH11254212A JP6358898A JP6358898A JPH11254212A JP H11254212 A JPH11254212 A JP H11254212A JP 6358898 A JP6358898 A JP 6358898A JP 6358898 A JP6358898 A JP 6358898A JP H11254212 A JPH11254212 A JP H11254212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- spindle
- main spindle
- displacement sensor
- slip ring
- 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.)
- Pending
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- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工具の引込量を常時把握する。
【解決手段】 主軸３の先端であるノーズ端面３ａに、
工具ホルダ６のフランジ面６ａと主軸３との間隔を検出
する変位センサ１を埋め込み、その検出信号を主軸及び
工具引き上げ軸４の内部に設けた貫通孔１２，１３に信
号線７を挿通して工具引き上げ軸４の後端に組み付けら
れたスリップリング８に接続し、スリップリングから外
部のＮＣ装置９に出力する。
工具ホルダ６のフランジ面６ａと主軸３との間隔を検出
する変位センサ１を埋め込み、その検出信号を主軸及び
工具引き上げ軸４の内部に設けた貫通孔１２，１３に信
号線７を挿通して工具引き上げ軸４の後端に組み付けら
れたスリップリング８に接続し、スリップリングから外
部のＮＣ装置９に出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械の主軸
装置に関し、特に主軸に取り付けた工具の引込量を検知
する技術に属する。
装置に関し、特に主軸に取り付けた工具の引込量を検知
する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】マシニングセンタに代表されるＮＣ制御
で稼働する工作機械は、通常、主軸のテーパ部に工具ホ
ルダを挿入し、その工具ホルダを引き上げ軸で主軸の軸
線方向へ引張って工具をクランプしている。このような
テーパ部に工具ホルダを挿入して固定する主軸の場合、
工具ホルダや主軸テーパ部がワーク加工動作により発生
する熱等により熱膨張を起こし、工具のテーパ部への引
き込み量が変化することが知られている。近年、このよ
うな熱変位の補正技術として、主軸回転時の温度と変位
との関係を予め把握して、ＮＣ装置に記憶処理させるこ
とで、ワーク加工中にそれらのデータをもとにＸ，Ｙ，
Ｚ各駆動軸に補正を与えて熱膨張による加工誤差を補正
する熱変位補正方法が試みられている。
で稼働する工作機械は、通常、主軸のテーパ部に工具ホ
ルダを挿入し、その工具ホルダを引き上げ軸で主軸の軸
線方向へ引張って工具をクランプしている。このような
テーパ部に工具ホルダを挿入して固定する主軸の場合、
工具ホルダや主軸テーパ部がワーク加工動作により発生
する熱等により熱膨張を起こし、工具のテーパ部への引
き込み量が変化することが知られている。近年、このよ
うな熱変位の補正技術として、主軸回転時の温度と変位
との関係を予め把握して、ＮＣ装置に記憶処理させるこ
とで、ワーク加工中にそれらのデータをもとにＸ，Ｙ，
Ｚ各駆動軸に補正を与えて熱膨張による加工誤差を補正
する熱変位補正方法が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、主軸テーパ部
は主軸の回転による遠心力によっても拡径されるため、
工具は更に引き込まれることになるし、マシニングセン
タにあっては、工具は頻繁に交換されるのが常であり、
上記補正方法では、着脱する工具の引込量をその都度考
慮することがないので、精度の良い補正とはいえなかっ
た。
は主軸の回転による遠心力によっても拡径されるため、
工具は更に引き込まれることになるし、マシニングセン
タにあっては、工具は頻繁に交換されるのが常であり、
上記補正方法では、着脱する工具の引込量をその都度考
慮することがないので、精度の良い補正とはいえなかっ
た。
【０００４】そこで、本発明はこのような問題点に鑑
み、変位補正の精度を更に向上させるために、工具ホル
ダや主軸の温度上昇による膨張、さらに主軸の回転によ
るテーパ部の拡径等によりばらつきの多い工具の引込量
を常時把握することを課題とする。
み、変位補正の精度を更に向上させるために、工具ホル
ダや主軸の温度上昇による膨張、さらに主軸の回転によ
るテーパ部の拡径等によりばらつきの多い工具の引込量
を常時把握することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、工具ホルダを挿入するテーパ部
を主軸先端に設けた工作機械の主軸装置であって、主軸
先端面に工具取り付け時の主軸に対する工具の相対位置
を検出する変位センサを設けて構成される。
め、請求項１の発明は、工具ホルダを挿入するテーパ部
を主軸先端に設けた工作機械の主軸装置であって、主軸
先端面に工具取り付け時の主軸に対する工具の相対位置
を検出する変位センサを設けて構成される。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、変位センサからの検出信号を外部ＮＣ装置へ送るた
めのスリップリングを設け、その変位センサとスリップ
リングとを主軸内部に設けた貫通孔に挿通した信号線に
より接続して構成される。
て、変位センサからの検出信号を外部ＮＣ装置へ送るた
めのスリップリングを設け、その変位センサとスリップ
リングとを主軸内部に設けた貫通孔に挿通した信号線に
より接続して構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態の１例を図面をもとに詳細に説明する。図１はマシ
ニングセンタの主軸装置の断面を示し、主軸３の先端に
は工具２が取り付けられている。また、主軸３全体は図
示しない主軸モータ等を有する主軸頭に内挿されてい
る。主軸３は先端にテーパ部３ｂを備え、そのテーパ部
３ｂに対応した円錐形状の嵌合部５を有するＢＴタイプ
の工具ホルダ６が差し込まれている。
形態の１例を図面をもとに詳細に説明する。図１はマシ
ニングセンタの主軸装置の断面を示し、主軸３の先端に
は工具２が取り付けられている。また、主軸３全体は図
示しない主軸モータ等を有する主軸頭に内挿されてい
る。主軸３は先端にテーパ部３ｂを備え、そのテーパ部
３ｂに対応した円錐形状の嵌合部５を有するＢＴタイプ
の工具ホルダ６が差し込まれている。
【０００８】そして、主軸先端面であるノーズ端面３ａ
には変位センサ１が埋め込まれ、テーパ部３ｂに差し込
まれた工具ホルダ６のフランジ面６ａとの相対間隔を検
出可能としてある。この変位センサ１は公知のものを使
用すればよく、例えば電磁式或いは光学式の非接触セン
サを使用すると良い。変位センサ１の検出信号は、主軸
３の内部に設けられた貫通孔１２及び工具引き上げ軸４
内に設けられた貫通孔１３に信号線７を送通し、工具引
き上げ軸４の後端に組み付けられたスリップリング８に
送られ、さらに、スリップリング８から主軸外部のＮＣ
装置９へ送られる。ＮＣ装置９では、変位センサ１から
の信号を受け、Ｚ軸駆動系１０等を補正制御するように
なっている。
には変位センサ１が埋め込まれ、テーパ部３ｂに差し込
まれた工具ホルダ６のフランジ面６ａとの相対間隔を検
出可能としてある。この変位センサ１は公知のものを使
用すればよく、例えば電磁式或いは光学式の非接触セン
サを使用すると良い。変位センサ１の検出信号は、主軸
３の内部に設けられた貫通孔１２及び工具引き上げ軸４
内に設けられた貫通孔１３に信号線７を送通し、工具引
き上げ軸４の後端に組み付けられたスリップリング８に
送られ、さらに、スリップリング８から主軸外部のＮＣ
装置９へ送られる。ＮＣ装置９では、変位センサ１から
の信号を受け、Ｚ軸駆動系１０等を補正制御するように
なっている。
【０００９】この構成により、変位センサ１により主軸
３のノーズ端面３ａとフランジ面６ａすなわち工具２と
の間隔を直接測定し、工具の引込量を正確に把握するこ
とができるため、その信号をＮＣ装置９に送れば、工具
２の引込量の変化を加味した補正を精度良く行うことが
できる。
３のノーズ端面３ａとフランジ面６ａすなわち工具２と
の間隔を直接測定し、工具の引込量を正確に把握するこ
とができるため、その信号をＮＣ装置９に送れば、工具
２の引込量の変化を加味した補正を精度良く行うことが
できる。
【００１０】また、工具を頻繁に交換してもその都度工
具と主軸との間隔を把握できるので、引込量のばらつき
を補正することができるし、主軸回転による遠心力で引
き込み量が変化しても精度良く補正することが可能であ
る。更に、従来の熱変位補正方法と併用すれば、より高
精度な補正を行うことも可能である。また、変位センサ
をノーズ端面に埋め込み、主軸内部に信号線を挿通する
ことで、主軸の外形を変更せず実施できるので、従来の
主軸装置を大きく変更することなく、安価に実施するこ
とができる。
具と主軸との間隔を把握できるので、引込量のばらつき
を補正することができるし、主軸回転による遠心力で引
き込み量が変化しても精度良く補正することが可能であ
る。更に、従来の熱変位補正方法と併用すれば、より高
精度な補正を行うことも可能である。また、変位センサ
をノーズ端面に埋め込み、主軸内部に信号線を挿通する
ことで、主軸の外形を変更せず実施できるので、従来の
主軸装置を大きく変更することなく、安価に実施するこ
とができる。
【００１１】尚、上記実施の形態では変位センサを非接
触式としているが、それに限定するものではなく、工具
のフランジ面と主軸のノーズ端面との距離を把握できる
ものであれば良い。また、変位センサ取付位置も主軸先
端面に埋め込むものに限定するものでなく、先端外周部
等に窪みを設けて固着しても良い。
触式としているが、それに限定するものではなく、工具
のフランジ面と主軸のノーズ端面との距離を把握できる
ものであれば良い。また、変位センサ取付位置も主軸先
端面に埋め込むものに限定するものでなく、先端外周部
等に窪みを設けて固着しても良い。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、主軸と工具との距離を直接測定するため、工具
引き込み量を正確に把握することができる。そのため、
工具が頻繁に交換されても、引込量をその都度検知する
ことが可能であるし、熱や回転により引き込み量が変化
しても補正を精度よく行うことが可能である。また、従
来の熱変位補正方法と併用することもでき、変位補正の
補正精度を更に向上させることも可能である。
よれば、主軸と工具との距離を直接測定するため、工具
引き込み量を正確に把握することができる。そのため、
工具が頻繁に交換されても、引込量をその都度検知する
ことが可能であるし、熱や回転により引き込み量が変化
しても補正を精度よく行うことが可能である。また、従
来の熱変位補正方法と併用することもでき、変位補正の
補正精度を更に向上させることも可能である。
【００１３】請求項２の発明によれば、主軸の外形を変
更することなく主軸と工具との距離を測定できるため、
従来の主軸装置を大きく変更することなく安価に実施す
ることが可能である。
更することなく主軸と工具との距離を測定できるため、
従来の主軸装置を大きく変更することなく安価に実施す
ることが可能である。
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す工作機械の主
軸装置の断面説明図である。
軸装置の断面説明図である。
１・・変位センサ、２・・工具、３・・主軸、４・・工
具引き上げ軸、５・・嵌合部，６・・工具ホルダ、７・
・信号線、８・・スリップリング、９・・ＮＣ装置、１
０・・Ｚ軸駆動系、１２，１３・・貫通孔。
具引き上げ軸、５・・嵌合部，６・・工具ホルダ、７・
・信号線、８・・スリップリング、９・・ＮＣ装置、１
０・・Ｚ軸駆動系、１２，１３・・貫通孔。
Claims (2)
- 【請求項１】 工具ホルダを挿入するテーパ部を主軸先
端に設けた工作機械の主軸装置であって、主軸先端面に
工具取り付け時の主軸に対する工具の相対位置を検出す
る変位センサを設けた工作機械の主軸装置。 - 【請求項２】 変位センサからの検出信号を外部ＮＣ装
置へ送るためのスリップリングを設け、その変位センサ
とスリップリングとを主軸内部に設けた貫通孔に挿通し
た信号線により接続した請求項１記載の工作機械の主軸
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6358898A JPH11254212A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 工作機械の主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6358898A JPH11254212A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11254212A true JPH11254212A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13233589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6358898A Pending JPH11254212A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11254212A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7883303B2 (en) * | 2008-12-05 | 2011-02-08 | Industrial Technology Research Institute | Machine tool spindle structure capable of monitoring working state in real time |
| JP2014144531A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | プログラム制御式工作機械用の機械加工ユニット |
| JP2016112635A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | Ｔｏｗａ株式会社 | 切断装置及び切断方法 |
| JP2016175167A (ja) * | 2015-03-22 | 2016-10-06 | 三井精機工業株式会社 | 工作機械、その工具回転装置及び主軸熱変位補正方法 |
| CN109176102A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 基准精密工业（惠州）有限公司 | 位置检测装置及主轴自动换刀系统 |
| CN112605717A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-06 | 中北大学 | 难磨狭小空间零件的高频振动机器人打磨装置及刀具自补偿方法 |
| CN113118766A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-16 | 佛山市顺德区英田数控机床有限公司 | 一种双主轴动力刀塔数控车床 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP6358898A patent/JPH11254212A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7883303B2 (en) * | 2008-12-05 | 2011-02-08 | Industrial Technology Research Institute | Machine tool spindle structure capable of monitoring working state in real time |
| JP2014144531A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | プログラム制御式工作機械用の機械加工ユニット |
| JP2016112635A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | Ｔｏｗａ株式会社 | 切断装置及び切断方法 |
| JP2016175167A (ja) * | 2015-03-22 | 2016-10-06 | 三井精機工業株式会社 | 工作機械、その工具回転装置及び主軸熱変位補正方法 |
| CN109176102A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 基准精密工业（惠州）有限公司 | 位置检测装置及主轴自动换刀系统 |
| CN112605717A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-06 | 中北大学 | 难磨狭小空间零件的高频振动机器人打磨装置及刀具自补偿方法 |
| CN113118766A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-16 | 佛山市顺德区英田数控机床有限公司 | 一种双主轴动力刀塔数控车床 |
| CN113118766B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-06-24 | 佛山市顺德区英田数控机床有限公司 | 一种双主轴动力刀塔数控车床 |
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