JPS6311202A

JPS6311202A - 旋削操作の検査方法と検査装置

Info

Publication number: JPS6311202A
Application number: JP62134992A
Authority: JP
Inventors: アルフレート　グナン
Original assignee: INDEX VERWALTUNG; INDEX WERKE VERWART GmbH
Current assignee: INDEX VERWALTUNG; INDEX WERKE VERWART GmbH
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-01-18
Also published as: US4831907A; DE3618349A1; DE3618349C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、旋盤、特に棒旋削用自動旋盤使用の際所定の
プログラムに従い、少なくとも１本の軸の駆動操作を行
なう制御装置を用いて、主軸における切断箇所と、これ
と同い側の心押軸における−　　切断箇所にはまり込み
固定された材料の一部分を基に、切断の出来栄えを調べ
る旋削操作の検査方法、並びにこれを実践させる検査装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

旋盤、特に捧旋削用自動旋盤では、棒の芯を〈シ抜き、
決められた力ロエ部品の長さで雌ねじ切削を行なうため
に主軸と同時に駆動し、主軸に加えて取り付けられた心
押軸、もしくは同期軸に、加工材料の切削される部分を
はめ込むしくみになっているが、この装置による旋削操
作を調べるにあたシ旋回できる感知機、或は、他のメカ
ニカルなしかも視覚で把見られる検■装置を取り付ける
理由は、秩序正しく運転していない旋削操作の場合に生
じている誤まった機能や、以下で述べられるように、旋
削操作中に発生する抵触（衝突）を避けることを目的と
するからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

中ぐシ切断の除土じる細長いすき間、もしくは他と接触
していない空間部分の中へ入９込んで旋回する周知の感
知機、並びに現在使用されているような他の機械的、（
視覚知把見られる）光学的検査装置を使用した際、短所
だと思われる点は、これが技術的に非常に費用がかかる
ということと、それにもかかわらず、損傷や運転停滞な
どといったリスクを避けるため旋盤、或はこの種の機械
装置が設置されている作業室といった騒々しい雰囲気の
中でただ条件付でしか取り付けることができなかったと
いうことである。

この技術的観点から田発して、本発明に課せられた課題
は、旋盤、もしくは棒旋削用自動旋盤における旋削操作
を検査するにあたり、技術的にあまり費用をかけずに実
際に使用できるような、又、作業室における騒々しい運
転条件で妨げられないような、しかも旋削操作中の誤ま
りの際、それを知らせる信頼のおけるミス信号を作り、
取り付けることが可能な、よりすぐれた方法及びそれに
より改良された装置を提供することでちる。

〔問題点を解決するための手段〕

この課せられた課題のうち、検査方法に関しては、本発
明にニジ以下のごとく解明される。つまシ一定の旋削操
作工程に対して規定された時間間隔の最後に旋削箇所で
切断する際、両軸の相対的回転運動を生じさせる運転条
件が出される、ということ、又、実際の相対回転が、所
定の相対回転からそれた場合、旋削箇所で材料がまだつ
ながっていることを知らせるミス信号が作動される、と
いうことである。

これに伴い、当発明に従った方法を実践に移すために以
下のような検査装置が実際に役立つことが判明された。

つまり、両軸のうち少なくとも１本の軸の回転数、回転
角度、回転モーメントなどの測定量を計るセンサーが取
り付けられていること、又、制御装置のプログラムに従
い、旋削操作工程の最後に両軸が同時に回転しているの
だが、この時に感知した測定値による影響で効力を発し
てくる設定値の変換が生じるということ、さらに、どの
センサーにも、感知した測定量の実値を、制御装置によ
り変換された設定値と比較するための比較測定器が取り
付けられている、ということ、そして実際だ測定された
実値と規定の設定値との誤差かわずあ・に生じた場合で
も、それを知らせるミス信号を送るためのミス信号作動
装置も取り付けられている、ということを特徴とする横
歪装置である。

〔発明の効果〕

当発明に従った検査方法、及び、これを実践する横歪装
置のｌ要なメリットは、従来の音道の検査方法の場合と
異なり、旋削箇所で材料が切断されずつながったままで
いる時にミス信号が発生し、この間、両軸間の機械的連
結装置は、旋削操作が再び秩序正しく作動しこのように
材料がつながっている状態はもうあシえないという時点
まで使用される、という点である。このような新しい方
法による操作研冗でも原則的には、すでに現在使用され
ている制御装置と調繁装置から発する電気測定値信号を
評価し使用することを認めている。

その際このメリットを含んだ構造に関する下記の説明か
らもつと明らかにされるであろうが、欠陥操作発見に対
する感度とそれに対処する、その時折の必要条件に適応
した技術に関して多様な能力がこの構造にひそんでいる
。

〔実施例〕

図で示されたような棒旋削用自動旋盤には、すべて主軸
１０が取り付けられており、この主軸は、ここでの特許
出願用の旋盤構造の場合には、互いにかみあった歯車１
２ａ、１２ｂ、１２ｃを包括する伝動歯車装置１２を介
して主駆動モーター１４により駆動される。

主軸１０は、従来通り、中が空洞となった軸の形をして
お９、主軸受１６内で回転できるように置かれている。

刀ロエされる材料は、棒１８の形で主軸１０内に通され
、後方から、図面では、左側から少しずつ空洞の主軸内
を通り前方へ押される。

この時、少しずつ押し進む歩幅の長さは、そのつど、加
工品２００幅の長さに一致する。というのは、その加工
品が仕上がって完成されるごとに偉１８から切断される
からである。棒の形を成す材料を主軸ｌＯにはめ込んで
固定するために、同軸の先端部分−図面では右側−に従
来通り、チャック２２が取り付けられている。

主軸１０と同軸方向に心押軸２４が取９付けられ、これ
は、主軸１０と間隔をおいて向い合っている。心押軸２
４は、上押軸受２６の中で回転できるように置かれ、キ
ャリッジ２８と一緒に取り付けられており、このキャリ
ッジは１両軸１０゜２４の軸棒に平行のレール３０に沿
ってスライド運動できるものとなっている。レール３０
は、主軸受１６や主駆動モーター１４と同様旋盤機械の
土台、ないしは図面で示されているような、機械の枠３
２と一緒に固定されている。

心押軸の駆動は、制御歯車装置３６や、特許出願用の構
造型の場合は、２つの傘歯車を含む角歯車装置３８を介
して心押軸モーター３４によって行なわれる。さらに心
押軸２４は、固定するチャック４０を備えており、これ
により図面の右側に示されている棒１８の端部分、つま
９心押棒の旋削刀ロエにより完成し切断される刀ロエ品
２０の端部分は固定される。

図面で示された棒旋削自動旋盤には、さらに切断工具４
２が取り付けられており、これは、圧搾空気による、或
は、水圧によるシリンダ一連結機械４４の助けをかりて
棒の材料を切削したり、仕上がった加工品２０を棒１８
から切断するために、両軸１０．２４の共通の軸棒を中
心に放射状に回転運動できるものとなっている。シリン
ダ一連結機械４４のシリンダーも、この構造型では、機
械の台枠３２に固定されている。回転、フライスによる
切削加工、研磨仕上げなどによって加工品を完成させる
のだが、このような棒材料の加工作業は、それ相応の適
した工具一式を使用して、これに精通した専門家によっ
て行なわれるのだが、当概略図では、そのような工具は
特に示されていない。

棒旋削用自動旋盤の場合は、前述したごとく、操作工程
は以下のように作動している。つまシチャック２２．４
０が開いている時、棒１８の先端が規定の長さに合わせ
心押軸２４のチャック４０で固定されることができるま
で棒は右側へ押されて進む。それから棒は両方のチャッ
ク２２　、４０でしっかりと固定され、これに引き続き
、棒材料の加工及び加工品２０の作成のため同時に駆動
する両軸１０．２４と一緒に棒は回転する。加工品２０
が仕上がると、その完成品を取り出すためシリンダーユ
ニット４４の助けをかりて作動する切断工具４２の働き
により、その完成加工品は、残シの棒材料から切断され
、キャリッジ２８によって荷台の方へ運ばれ、そこでチ
ャック４０が開かれる。その後キャリッジ２８は、出発
点に戻され。

棒１８は、またあらたに右の方へ押され、次の加工品が
上記したのと同じやシ方で作られる、というサイクルに
なっている。

切断工具４２が破損したり、極度に消粁した場合、或は
、シリンダーユニット′４４が故障てよシ規定の行程で
作動しなくなった場合は、加工品２０は、未完成のまま
棒１８の残りの部分から切断され、加工品２０を完成す
るにあたって前述した操作工程は、果たされないことに
なる。こうしたようなケースによる工具、加工品、そし
て／或は旋盤の機械部品の破損、並びに作業員の事故を
伴う危険性、などを避けるために、本発明による旋削操
作の検査は実施されるのである。この目的を果たすため
、図面で示されたような棒旋削用自動旋盤では、様々な
センサーと制御装置とが取り付けられており、このよう
な装置については、以下に詳細に述べるものとする。。

当発明に係る自動旋盤には、中央制御装置４６が取り付
けられている。これは、従来通りキャリッジ２８をスラ
イドさせたり、棒１８を前方へ押したり、チャック２２
．４０や加工品２０を加工する工具を作動させるために
軸モーター１４゜３４、シリンダーユニット４４、駆動
装置（図面に示されていない）を操作するものである。

この操作は、特にマイクロプロセッサ−使用のもとに規
定のプログラムに従い行なわれ、このプロセッサーによ
シ回転数や棒の前押距離間隔などの必要なデーターは、
それに取り付けられた記憶装置、例えば半導体記憶装置
に収められている。

さらに当発明によるシステムの場合は、両軸モーター１
４．３４のどちらにもそれぞれ回転数分配装置４８及び
５０が取り付けられておシ、この装置は、例えばモータ
ーの回転数に対応した出発信号を送るような回転速度計
のようなものを意味している。又、両軸１０．２４には
、それぞれ回転角度分配装置５２及び５４も取り付けら
れておシ、この両者の回転角度分配装置５２．５４は、
回転角度、つま９両軸１０．２４の回転角度の位置（起
点の箇所に関係してくる）に対応した出発信号をそのつ
と送っている。回転角度分配装置５２．５４は情報コー
ド盤や電気光学による走査機を使用して組み立てるとい
った通常のやり方で作成することができる。

さら（（広範囲な応答装置及びセンサーとしてモーター
による電気測定装置５６．５８が取り付けられておシ、
この装置は、軸モーター１４．３４の電流に対応した起
点信号を送っている。ここでのモーターは、典型的な回
転数制御可能直流モーターを使用しており、その電磁場
は、永久磁石で作られ、又アンカー電流は、当モーター
よシ出された回転モーメントに比例している。一番簡単
なやυ方では、モーター電流測定装置５６．５８は、モ
ーター電流、つまシアンカー電流、及びそこから流れる
電流により生じ、轟モーターの電流及び回転モーメント
に比例している電圧がそこにと９残されるというしくみ
になっている工うな測定抵−抗力を含んでいる。

本発明によるシステムでは、主軸駆動、並びに心弁軸駆
動のためにそれぞれ３つの比較測定器６０．６２．６４
と、６６．６８．７０が取り付けられており、ここに、
回転角度、回転数、回転モーメントのそれぞれの設定値
要するに、α８゜ｎＢ　＋　Ｍｓの値が制御装置から送
られてくるし、又、これらの実際の測定による実値、つ
まシαｌｌｎｊ１ｍ１　　という値もやはり両軸に取り
付けられた分配装置４８，５０，５２，５４，５６．５
８からやはりこの比較測定器に送られてくる。この６０
から７０までの比較測定器により究明された設定値と実
値との間の誤差、つまりΔω、Δｎ、ΔＭ、は、それ相
応の電気信号で制御装置４６に応答される。

上述したごとく、当発明に従い様々な分配装置、測定装
置、比較測定器がついたシステムの構造により次の運転
サイクルの段階に入る手前の旋削操作が誤シなく行なわ
れるよう一連の検査の可能性が開かれてくる。その際、
検査能力はすべて心押軸２４に相対する主軸１０が（或
は、その逆も言えるが）邪魔されることなくねじり旋回
ができたか、すなわち旋削操作が完全に成されたかとい
う事、さらに両軸間の軸継ぎ手が存在しているか、すな
わち、切断した時に、運転停滞によυ完成した那工品２
０と、残りの棒１８の部分との間に材料がまだつながっ
たままの状態になっているかどうかということが確認さ
れる、という事テ基ついている。

欠陥のない旋削操作運転を検査する上で、一番簡単でそ
れでいて十分な方法というのは、主駆動モーター１４を
まず続けて運転させておき、これと同時に心押軸モータ
ー３４のスイッチを、中央制御装置４６から規定された
操作工程の最後に切ってみるということである。この前
提条件のもとで、もし旋削操作がうまく行なわれていた
場合は、つまり主駆動モーターによる軸回転の位置、要
するに回転角度、回転数、回転モーメントなどにずれが
生じなかった場合は、設定値との誤差は１つも発生しな
いであろう。この時は、中央制御装置４６に流れている
プログラムの変更を知らせることのできるミス信号は１
つも作動されることはない。しかし、もし完成した加工
品２０を残９の棒１８から切断しようとした際、材料が
まだつながったままの状態であれば、幽発明に従い主駆
動モーター１４と伝動歯車装置１２の制動力が心押軸２
４の所で作用し、回転角度、回転数、回転モーメントな
どの設定値と実値との間に誤差が生じたことが中央制御
装！４６に応答され、その時点でミス信号が発せられ、
自動運転を中断したり、操作員に運転停滞を知らせたり
するしくみになっている。その際専門家にとっては自明
のことなのだが、このミス信号発生により判明される設
定値と実値との間の誤差に関しては、従来の方法で規定
されていた通常の制御装置の範囲では取り扱われていな
かった。さ、らに明白な事は、様々な設定値を実値間の
誤差が１つ生じただけでミス信号を発することができる
、ということである。この事は、実際には以下の内容を
意味する。つまり設定値と実値の比較は、検査対象の範
囲とする回転角度、回転数、回転モーメントのうち、た
った１つに対してだけ行なわれれば十分であるというこ
とである。すなわち、材料がまだつながっている状態で
あるということは、上記した３つの数量に関係なく、結
果として生じたものである。この事は、結果的に見れば
最終的に以下の事を意味する。つまり、加工品２０と棒
１８との間の機械的連結が旋削操作運転続している時に
ミス信号が送られるわけだが、原則的にはミス信号を送
るには、両軸のうち、どちらか１本の、しかもそれに取
り付けられているいくつかの分配装置及び測定装置も１
つずつあれば十分間に合うということである。

にもかかわらず、図面で示されたシステムのように主軸
１０にも又心押軸２４にもそれぞれ３つのセンサーが、
設置された比較測定器と一緒に設定値と実値を比較する
ために取り付けられているのであれば、装置全体にとっ
て旋削操作工程の最後の段階である運転条件の操作に関
して高度な柔難性が生じるであろう。つまシ、この工程
の最後の時点で、例えばそれ以前に同時に回転していた
両軸のうち１本の軸回転角度の位置や回転数に対して設
定値がわずかなりにも変化されるかもしれないような時
は、材料がまだつながっているかどうか非常に精密に検
査するしくみになっている。

この方法だと運転停滞でも棒材料、チャック、軸受なと
の負担を極めて少なく押えることができ、回転数の違い
Ｋよって生じた材料のつながりもそれほどひどく進展し
ていない状態のうちに発見され、心押軸を簡単に制動し
てねじ切られるであろう。高い精密度で旋削し、完成し
なければならない加工品の場合は、本発明の方法を使用
すれば、切断されるはずの芯が残ったままになっている
というような望ましからぬ状態は避けられるであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る駆動装置と制御装置が取り付けら
れた棒旋削用自動旋盤を示す概略構成図である。符号の説明１０・・・主軸、１２・・・伝動歯車装置、１２ａ。１２ｂ、１２ｃ・・・歯車、１４・・・主駆動モーター
、１６・・・主軸受、１８・・・材料の棒、２０・・・
加工品、２２・・・チャック、２４・・・心押軸、２６
・・・上押軸受、２８・・・キャリッジ、３０・・・レ
ール、３２・・・旋盤機械の台枠、３４・・・心押軸モ
ーター、３６・・・制御歯車装置、３８、角歯車装置、
４０・・・チャック、４２・・・切断工具、４４・・・
シリン゛ダーユニット、４６・・・中央制御装置、４８
．５０・・・回転数分配装能、５２．５４・・・回転角
度分配装置、５６．５８・・・モーター電流測定装置、
６０，６２，６４゜６６．６８．７０・・・比較測定器
。以下余白

Claims

【特許請求の範囲】１、一定の旋削操作工程の最後の段階において、旋削箇
所で材料を完全に切断する際、向い合った２本の軸に対
して相対回転運動をひき起こそうとする運転条件が生じ
る、ということ、又旋削箇所で実際に行なわれた相対回
転が所定の相対回転の動きからそれた場合には、材料が
まだつながっていることを知らせるミス信号が作動され
る、ということを特徴とする旋盤、特に棒旋削用自動旋
盤使用における主軸の旋削箇所とこれと向い側にある心
押軸の旋削箇所にはめ込まれ固定された材料の一部分を
基に、旋削操作を調べる検査方法。２、軸の相対回転は、相対する軸の駆動力を維持するた
めに軸の速度を抑えたり速めたりすることによって生じ
る、ということを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の旋削操作検査方法。３、両軸の相対回転は、その回転数、回転角度、及び／
或は、駆動力トルク（回転モーメント）など、所定の様
々な設定値によってひき起こされ、実際の相対回転が所
定の相対回転の設定値からそれた誤差は、少なくとも両
軸のうち１本の軸の回転数、回転角度、及び／或は回転
モーメントの設定値と実際はそれてしまった実値との比
較を少なくとも１つ比較してみることによって確認され
る、ということを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の旋削操作の検査方法。４、両軸（１０）（２４）のうち少なくとも１軸の回転
数、回転角度、回転モーメントなどの測定量を感知する
センサー（４８）（５０）（５２）（５４）（５６）（
５８）が取り付けられている、ということ、又制御装置
（４６）によるプログラムに従い、旋削操作工程の時間
的に最後の段階で−この時には、両軸は同時に回転して
いる−感知された測定量から影響を受けた設定値の変換
が生じてくる、ということ、又どのセンサー（４８）（
５０）（５２）（５４）（５６）（５８）にも、把えた
測定量の実値を、制御装置（４６）により調整され変換
した設定値と比較するための比較測定器（６０）（６２
）（６４）（６６）（６８）（７０）が秩序正しく取り
付けられている、ということ、さらに設定値と測定量の
実値との間にわずかばかりでも誤差が生じた場合は、そ
れを知らせるミス信号を送るためのミス信号発生装置が
取り付けられている、ということを特徴とする旋盤、特
に棒旋削用自動旋盤使用における主軸の旋削箇所とこれ
と向い側にある心押軸の旋削箇所にはめ込まれ固定され
た材料の一部分を基に、旋削操作を調べる検査方法を実
施するための検査装置。