JPS624404Y2 - - Google Patents

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JPS624404Y2
JPS624404Y2 JP2481381U JP2481381U JPS624404Y2 JP S624404 Y2 JPS624404 Y2 JP S624404Y2 JP 2481381 U JP2481381 U JP 2481381U JP 2481381 U JP2481381 U JP 2481381U JP S624404 Y2 JPS624404 Y2 JP S624404Y2
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master
yaw
axial direction
screw
workpiece
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  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は工作機械で加工する異径の工作物に
対して広範囲に自動的に対応できるチヤツクに関
する。
[Detailed description of the invention] This invention relates to a chuck that can automatically handle a wide range of workpieces of different diameters machined by machine tools.

動力チヤツクにおけるマスタジヨーの動き量は
同一工作物を交換把持するに必要なだけの量であ
つて工作物の径がこの動き以上に変更されるとき
はトツプジヨーをマスタジヨーから外して交換す
るのが普通である。例えば特開昭54−45880号又
二重にマスタジヨーを設けたものにおいては手動
によつてマスタジヨーの外方の位置を個々に複数
個のものを調整している。このようなためにその
対応は面到で時間がかゝるものであつた。又近年
工場には数値制御工作機械が広く普及し、その工
作機械の高精度に加えて制御装置の信頼性は格段
に向上されて連続的な無人化運転へと志向されて
いる。しかしながら長時間無人化するためには各
種の工作物に対して完全なる対応が可能でなけれ
ばならない。そのための要望として異径工作物に
対応できる自動化された広域チヤツクもその一つ
としてあがつている。
The amount of movement of the master yaw in the power chuck is the amount necessary to replace and grip the same workpiece, and when the diameter of the workpiece is changed beyond this movement, it is normal to remove the top yaw from the master yaw and replace it. be. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-45880, the outer position of the master yaws is individually adjusted manually in a device in which a double master yaw is provided. For this reason, the response was difficult and time-consuming. In recent years, numerically controlled machine tools have become widespread in factories, and in addition to the high precision of these machine tools, the reliability of control devices has been significantly improved, leading to continuous unmanned operation. However, in order to be unmanned for a long time, it must be possible to completely handle various types of workpieces. One of the demands for this is an automated wide-area chuck that can handle workpieces of different diameters.

この考案は前記の事情に答えるべくなされたも
のであつて異径工作物に対する径変更の対応を自
動で短時間に実施できるチヤツクを提供するもの
である。即ち動力チヤツクのマスタジヨーを2つ
に分離し独立して移動しうる二重構造とし第1マ
スタジヨーと第2マスタジヨーの対向面間に、第
1マスタジヨーとは軸方向に隙間がないように介
装して第2マスタジヨーとは螺合したねじと共に
回転し、軸方向には移動可能な駆動軸を径調整用
の回転軸と連結し駆動源によつて回転させ、トツ
プジヨーの径方向の位置を回転軸の回転につれて
軸方向に変位する部材の動き量を位置検出器で検
出し指令で次の工作物の径とを比較させて、その
判断結果によつて自動的に径変更を行なうもので
ある。
This invention was made in response to the above-mentioned circumstances and provides a chuck that can automatically and quickly change the diameter of workpieces of different diameters. That is, the master yaw of the power chuck is separated into two and has a double structure that can be moved independently, and the first master yaw is interposed between the opposing surfaces of the first and second master yaws so that there is no gap in the axial direction. The second master yaw rotates with the threaded screw and is movable in the axial direction.The drive shaft is connected to a rotary shaft for adjusting the diameter and rotated by a drive source, and the radial position of the top yaw is set according to the rotation axis. The amount of movement of the member that is displaced in the axial direction as it rotates is detected by a position detector, and the diameter is compared with the diameter of the next workpiece based on a command, and the diameter is automatically changed based on the judgment result.

以下この考案の実施態様を図面にもとづき説明
する。例えば旋盤の主軸台1に軸受2によつて支
承された主軸3の前端面にはシヨートテーパによ
つて芯出しされチヤツク本体4が締着されてい
る。このチヤツク本体4には中心穴から等角度放
射状に3本の頭部を開放したキ字状溝5が削設さ
れている。この奥の十字溝5aには第1マスタジ
ヨー6が摺動のみ可能に嵌装されており、外の十
字溝5bには第2マスタジヨー7が第2図のよう
に互に同方向に摺接しうる状態に嵌装されてい
る。
Embodiments of this invention will be described below based on the drawings. For example, a main shaft 3 supported by a bearing 2 on a head stock 1 of a lathe has a chuck main body 4 secured to the front end surface thereof, centered by a shot taper. The chuck main body 4 has three open-headed grooves 5 cut out radially at equal angles from the center hole. A first master yo 6 is fitted in the inner cross groove 5a so that it can only slide, and a second master yo 7 can slide in the outer cross groove 5b in the same direction as shown in FIG. Fitted in condition.

第1マスタジヨー6の接合面側には半径方向に
軸をもつほゞ半円筒状の凹所6aが削設されてお
り、第2マスタジヨー7にはその接合面を中心と
した半径方向を軸とする雌ねじ7aが半周刻設さ
れている。そして凹所6a内に軸方向に隙間のな
い長さの雄ねじ8が半雌ねじ7aと噛合状態で格
納されている。この雄ねじには中心にスプライン
穴8aが削設されていて、チヤツク本体4に軸承
されチヤツク中心側に傘歯車9を固着したスプラ
イン駆動軸10が嵌装されている。従つてこのス
プライン駆動軸が回わされたときは第2マスタジ
ヨー7は雄ねじ8が凹所6aの側面で止められて
いるため第1マスタジヨー6に対して半径方向に
移動される。第2マスタジヨー7はその上面に取
換自在のトツプジヨー11が締着されている。第
1マスタジヨー6の中心側端面には主軸側が外開
きに傾斜したT溝がそれぞれ同傾斜で削設されて
おり、このT溝に嵌装されるT部を円周上3等分
角度に設けた係合環12が主軸3の中心を貫通す
るドローチユーブ13の先端と連結されている。
一方主軸3の後端には油圧シリンダ14が固設さ
れていて、このシリンダに嵌装されているピスト
ン15の中空のピストンロツドがドローチユーブ
13と連結されている。そして油圧シリンダ14
は主軸台1のブラケツト16に設けられた回転継
手17の油路17a・17bを介して圧油が給排
出される。又一方3本の駆動軸10の傘歯車9と
噛合いチヤツク本体4の中心で軸承された傘歯車
18はドローチユーブ13の中心を貫通する回転
軸19に連結されている。この回転軸19の後端
には歯車20が固着されており、主軸台1の後端
より突出したブラケツト21に設けたサーボモー
タ22の出力軸の歯車23と噛合つている。サー
ボモータ22の出力軸は指令でその動力系路を接
続又は遮断するクラツチ24が介在されている。
更に回転軸19の後部回転継手17と歯車20の
間にはキー嵌合され軸上を移動可能に嵌装される
とともにその外側のねじが油圧シリンダ14の後
端に同心に固着された雌ねじ付円筒体26のねじ
に螺合されている変位体25がある。従つて回転
軸が回転されると変位体25は回転とともに軸方
向に移動される。変位体25の外側には軸受27
で軸承されたねじラツク体28がブラケツト21
で回り止めされ変位体25の軸方向の移動にとも
なつて同量変位する。このねじラツク体28には
位置検出器29のピニオン30が噛合つており、
変位量を検出するようになつている。従つてトツ
プジヨー11で把持されている工作物の径の値が
位置検出器29から出力されている。又回転軸1
9の傘歯車18側に設けたボス19aと係合環1
2の固定部との間に皿ばね31が介装されていて
工作物把持のためドローチユーブ13が引かれた
とき皿ばね31を圧縮して回転軸19をドローチ
ユーブ13と一体回転させる。32は油圧シリン
ダ14への油路17a・17bの切換弁である。
A substantially semi-cylindrical recess 6a having an axis in the radial direction is cut into the joint surface side of the first master yo 6, and a recess 6a having an axis in the radial direction centered on the joint surface is cut into the second master yo 7. A female thread 7a is provided around half the circumference. A male screw 8 having a length with no gap in the axial direction is housed in the recess 6a in a meshing state with the semi-female screw 7a. A spline hole 8a is cut in the center of this male thread, and a spline drive shaft 10 which is supported by the chuck body 4 and has a bevel gear 9 fixed to the chuck center side is fitted therein. Therefore, when this spline drive shaft is rotated, the second master yaw 7 is moved in the radial direction with respect to the first master yaw 6 because the male screw 8 is fixed on the side surface of the recess 6a. The second master yaw 7 has a replaceable top yaw 11 fastened to its upper surface. T-grooves with the same inclination are cut in the center-side end surface of the first master yaw 6, and the main shaft side is inclined to open outward. An engaging ring 12 is connected to the tip of a draw tube 13 that passes through the center of the main shaft 3.
On the other hand, a hydraulic cylinder 14 is fixed to the rear end of the main shaft 3, and a hollow piston rod of a piston 15 fitted in this cylinder is connected to the draw tube 13. and hydraulic cylinder 14
Pressure oil is supplied and discharged through oil passages 17a and 17b of a rotary joint 17 provided on a bracket 16 of the headstock 1. On the other hand, the bevel gears 9 of the three drive shafts 10 and the bevel gears 18 supported at the center of the meshing chuck body 4 are connected to a rotating shaft 19 passing through the center of the draw tube 13. A gear 20 is fixed to the rear end of the rotating shaft 19, and meshes with a gear 23 of an output shaft of a servo motor 22 provided on a bracket 21 protruding from the rear end of the headstock 1. A clutch 24 is interposed between the output shaft of the servo motor 22 and connects or disconnects the power line according to a command.
Further, between the rear rotary joint 17 of the rotary shaft 19 and the gear 20, a female thread is fitted with a key so as to be movable on the shaft, and the outer thread thereof is fixed concentrically to the rear end of the hydraulic cylinder 14. There is a displacement body 25 that is screwed into the thread of the cylindrical body 26. Therefore, when the rotating shaft is rotated, the displacement body 25 is moved in the axial direction along with the rotation. A bearing 27 is provided on the outside of the displacement body 25.
The screw rack body 28 is supported by the bracket 21.
It is prevented from rotating by , and is displaced by the same amount as the displacement body 25 moves in the axial direction. A pinion 30 of a position detector 29 is engaged with this screw rack body 28.
It is designed to detect the amount of displacement. Therefore, the value of the diameter of the workpiece gripped by the top jaw 11 is output from the position detector 29. Also, rotation axis 1
The boss 19a provided on the bevel gear 18 side of 9 and the engagement ring 1
A disc spring 31 is interposed between the draw tube 13 and the fixing portion of the draw tube 2, and when the draw tube 13 is pulled to grip a workpiece, the disc spring 31 is compressed and the rotary shaft 19 is rotated integrally with the draw tube 13. 32 is a switching valve for oil passages 17a and 17b to the hydraulic cylinder 14.

制御回路を示す第3図において、40は各種工
作物の径の入力ダイヤル、41は入力径の記憶装
置、42は異径工作物加工指令で記憶装置41か
ら次の工作物径を読み出す読出し回路、43は位
置検出器の出力である現在の把持径と読み出した
工作物径とを比較する比較回路で不一致のときモ
ータの正逆を判別して出力するとともにクラツチ
24を接続する。一致のときモータの停止ならび
にクラツチ遮断の信号を出力する。44はサーボ
モータ駆動回路である。
In FIG. 3 showing the control circuit, 40 is an input dial for the diameter of various workpieces, 41 is a storage device for input diameters, and 42 is a readout circuit for reading out the next workpiece diameter from the storage device 41 in response to a command for machining workpieces of different diameters. , 43 is a comparison circuit that compares the current grasping diameter, which is the output of the position detector, with the read workpiece diameter, and when they do not match, it determines whether the motor is running in the forward or reverse direction, outputs the output, and connects the clutch 24. When they match, a signal is output to stop the motor and shut off the clutch. 44 is a servo motor drive circuit.

今トツプジヨー11が開いた状態において、次
に把持する工作物の種類を示す番号(現在のもの
より大径とする)が指令されると読出し回路42
によつて記憶装置41からその番号相当の工作物
径が読み出される。一方位置検出器29によつて
トツプジヨー11の現在の工作物径が出力されて
おり、比較回路43において比較させる。この結
果+方向即ちトツプジヨー11が拡がる方向の駆
動指令が出力されるとともにクラツチ24を接続
する指令が出される。この指令でサーボモータ駆
動回路44の出力でモータが正回転され歯車2
3・20,回転軸19,傘歯車18・9を経て駆
動軸10が回転され、雄ねじ8が回転されて第2
マスタジヨー7はトツプジヨーとともに第1マス
タジヨーに対して外方に移動される。一方回転軸
19の回転にともない雌ねじ付円筒体26のねじ
と螺合している変位体25は回転されて軸方向に
変位し、この変位は回転をブラケツトで阻止され
ているねじラツク体28の変位に置きかえられ、
ねじラツクと噛合しているピニオン30の回転に
よつて位置検出器29からはトツプジヨー11の
移動量で径の値を出力し比較回路43において一
致が判定されるとサーボモータ停止並びにクラツ
チ遮断の信号でクラツチ24の遮断が指令される
とともにサーボモータ駆動回路44の出力は停止
される。クラツチ遮断信号が図示しないスイツチ
より出力されると工作物がローダからチヤツクに
送られ、切換弁32が切換えられて油路17b・
回転継手17を介してシリンダ14の前室に送油
されピストン15を左行させる。これにともない
ドローチユーブ13がひかれ係合環12が第1マ
スタジヨー6を内方に引き、ねじ8を介して第2
マスタジヨー7・トツプジヨー11が工作物を把
持させるとともに皿ばね31を圧縮して回転軸1
9とドローチユーブ13を一体化しチヤツクの回
転によつてトツプジヨーのゆるみ及び変位体の移
動のないようにしている。
When the top jaw 11 is currently open, when a number indicating the type of workpiece to be gripped next (the diameter is larger than the current one) is commanded, the readout circuit 42
The workpiece diameter corresponding to that number is read out from the storage device 41 by . On the other hand, the current diameter of the workpiece of the top jaw 11 is outputted by the position detector 29, and is compared in the comparator circuit 43. As a result, a drive command in the + direction, that is, a direction in which the top gear 11 is expanded, is output, and a command to connect the clutch 24 is also output. With this command, the motor is rotated forward by the output of the servo motor drive circuit 44, and the gear 2
3.20, the drive shaft 10 is rotated via the rotating shaft 19 and the bevel gears 18.9, the male screw 8 is rotated, and the second
The master yaw 7 is moved outwardly with respect to the first master yaw together with the top yaw. On the other hand, as the rotating shaft 19 rotates, the displacement body 25 screwed into the screw of the internally threaded cylindrical body 26 is rotated and displaced in the axial direction, and this displacement causes the screw rack body 28, whose rotation is prevented by a bracket, to be rotated and displaced in the axial direction. replaced by displacement,
As the pinion 30 meshes with the screw rack rotates, the position detector 29 outputs a diameter value based on the amount of movement of the top gear 11, and when the comparison circuit 43 determines that they match, a signal is sent to stop the servo motor and shut off the clutch. At this point, the clutch 24 is commanded to be disconnected, and the output of the servo motor drive circuit 44 is stopped. When a clutch cutoff signal is output from a switch (not shown), the workpiece is sent from the loader to the chuck, and the switching valve 32 is switched to open the oil passage 17b.
Oil is sent to the front chamber of the cylinder 14 via the rotary joint 17, causing the piston 15 to move to the left. As a result, the draw tube 13 is pulled, the engagement ring 12 pulls the first master yaw 6 inward, and the second
The master yaw 7 and top yaw 11 grip the workpiece and compress the disc spring 31 to
9 and draw tube 13 are integrated to prevent loosening of the top jaw and movement of the displacement body due to rotation of the chuck.

以上詳述したようにこの考案は第1マスタジヨ
ーに重ねて第2マスタジヨーを設けともに移動又
は第2マスタジヨーは独立に移動されるように
し、第2マスタジヨーを現在の径と次の径とを比
較しながら自動で調整できるようになつたので、
トツプジヨーの個々の調整が不要となり大巾に把
握径を拡張できるので異径工作物の混成生産の無
人化を実現するにその効果が極めて大きなもので
ある。
As detailed above, this invention provides a second master yaw superimposed on the first master yaw so that they can move together or move independently, and compare the current diameter and the next diameter of the second master yaw. Now it is possible to adjust automatically while
This eliminates the need for individual adjustment of the top slider and allows the grasping diameter to be widened, which is extremely effective in achieving unmanned mixed production of workpieces with different diameters.

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

第1図は本考案の縦断面図、第2図は第1図の
−線断面図、第3図は制御ブロツク線図であ
る。 3……主軸、4……チヤツク本体、6……第1
マスタジヨー、7……第2マスタジヨー、8……
ねじ、10……駆動軸、13……ドローチユー
ブ、14……油圧シリンダ、19……回転軸、2
2……サーボモータ、24……クラツチ、25…
…変位体、29……位置検出器、40……工作物
径入力ダイヤル、41……記憶装置、42……読
出し回路、43……比較回路。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line -- in FIG. 1, and FIG. 3 is a control block diagram. 3...Main shaft, 4...Chuck body, 6...First
Master station, 7...Second master station, 8...
Screw, 10... Drive shaft, 13... Draw tube, 14... Hydraulic cylinder, 19... Rotating shaft, 2
2... Servo motor, 24... Clutch, 25...
... Displacement body, 29 ... Position detector, 40 ... Workpiece diameter input dial, 41 ... Memory device, 42 ... Readout circuit, 43 ... Comparison circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主軸の前端に装着されるチヤツク本体の前面で
半径方向にのみ移動可能に設けられた複数個の第
1マスタジヨーと、主軸中心に挿通され前記複数
個の第1マスタジヨーを同時に半径方向に等量移
動させるドローチユーブと、該ドローチユーブを
工作物把持指令により軸方向に移動させる駆動装
置と、前記第1マスタジヨーに対して半径方向に
移動可能であつて前記第1マスタジヨーのそれぞ
れの前面に重ねるようにチヤツク本体に設けられ
るとともに前面にトツプジヨーを固着した第2マ
スタジヨーと、前記第1マスタジヨーの第2マス
タジヨー側に削設された軸方向の凹所に軸方向の
動きを規制せられその円周方向の半分が格納せら
れるとともに前記第2マスタジヨーの第1マスタ
ジヨー側の軸方向に削設された半円筒状の雌ねじ
に螺合するように第1,第2マスタジヨーの境界
に半径方向にそれぞれ設けられたねじと、該ねじ
と一体に回転し且つ該ねじの軸方向の動きを許容
するように半径方向にそれぞれ設けられた駆動軸
と、前記ドローチユーブ内に挿通され前記駆動軸
を回転させる回転軸と、前記回転軸を駆動するモ
ータと、該モータの動力系路を工作物把持径変更
指令により接続させるクラツチと、前記回転軸の
回転につれてその軸方向に移動される変位体と、
該変位体の軸方向の移動量を検出して前記第2マ
スタジヨーの位置を検出する位置検出器と、種種
の工作物径を記憶しておく記憶手段と、該記憶手
段に記憶された次の工作物径を径変更指令で読み
出した値と前記位置検出器の出力である第2マス
タジヨーの現在の把持径とを比較してその結果を
出力するとともに第2マスタジヨーの移動方向を
判別した信号を出力しこの信号にもとづき前記ク
ラツチ及びモータを作動させる比較回路とよりな
ることを特徴とする広域把握用動力チヤツク。
A plurality of first master yaws are installed on the front end of the main shaft so as to be movable only in the radial direction, and the plurality of first master yaws inserted through the center of the main shaft are simultaneously moved by an equal amount in the radial direction. a drive device for moving the draw tube in the axial direction in response to a workpiece gripping command; A second master yaw is provided on the chuck body and has a top yaw fixed to the front surface thereof, and a recess in the axial direction cut into the second master yaw side of the first master yaw restricts the axial movement, and the circumferential direction of the second master yaw is regulated. The half of the screw is retracted and is provided in the radial direction at the boundary between the first and second master yos so as to be screwed into a semi-cylindrical female screw cut in the axial direction on the first master yo side of the second master yo. a screw, a drive shaft that rotates together with the screw and is provided in a radial direction to allow movement of the screw in the axial direction; and a rotation shaft that is inserted into the draw tube and rotates the drive shaft. , a motor that drives the rotating shaft, a clutch that connects the power line of the motor in response to a workpiece grip diameter change command, and a displacement body that is moved in the axial direction as the rotating shaft rotates;
a position detector for detecting the position of the second master yaw by detecting the amount of movement of the displacement body in the axial direction; a storage means for storing various workpiece diameters; Compares the value of the workpiece diameter read by the diameter change command with the current gripping diameter of the second master yaw, which is the output of the position detector, outputs the result, and also outputs a signal that determines the moving direction of the second master yaw. A power chuck for wide area grasping, comprising a comparison circuit that operates the clutch and the motor based on the output signal.
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