JPS63134148A - Nc工作機械のチヤツク監視装置 - Google Patents

Nc工作機械のチヤツク監視装置

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JPS63134148A
JPS63134148A JP27944286A JP27944286A JPS63134148A JP S63134148 A JPS63134148 A JP S63134148A JP 27944286 A JP27944286 A JP 27944286A JP 27944286 A JP27944286 A JP 27944286A JP S63134148 A JPS63134148 A JP S63134148A
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chuck
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gripping force
force
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JP27944286A
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JPH0455819B2 (ja
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Shigeru Shimizume
清水目 茂
Hideki Sasaki
佐々木 英記
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Hitachi Seiki Co Ltd
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Hitachi Seiki Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/302Hydraulic equipment, e.g. pistons, valves, rotary joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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、NC工作機械等においてチャックによるワー
ク把握状態を監視するチャック監視装置に関し、特に、
遠心力による把握力の低下を監視するNC工作機械のチ
ャック監視装置に関する。
〔従来の技術〕
NC工作機械等において、回転する主軸にチャック及び
爪を介してワークを装着し、加工作業を行う場合、主軸
の回転数が増加すると、チャック及び爪には自己の重量
に伴う遠心力が加わることになり、当然ワークに対する
把握力は低下する。
それでは、ワークを把持するチャックや爪の元圧を強大
にすればよいかというと、例えばワークが中空で強度が
不充分な場合にはワークを圧潰してしまうケースも起こ
らないとは言えない。しかも、チャックや爪の元圧は監
視できるが、直接ワークを把持している位置の把握力の
実際値は一般的すこ針側不能で、従来は主軸回転数と元
圧の関連制御を作業者の経験と決断力に依存して作業を
行っていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
加工作業の多様化に伴い、チャックや爪で把持される対
象ワークも多種多様となり、主軸回転数と元圧の関連制
御も作業者の経験と決断力だけではカバーし切れなくな
っている。殊に、ワーク径の大きなものや、把持される
部分が特殊な形状をしているワークでは、遠心力による
把握力の低下は重大な問題である。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたもので
、適切な元圧でチャックや爪の把持動作を行いつつ、遠
心力によるfLi力の低下を監視し、把握力が所定の服
罪値以下に低下することを防止するNC工作機械のチャ
ック監視装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明において上記の問題点を解決するための手段は、
ワークを把持したチャックの現在回転数を検出する回転
数検出手段と、ワークを把持するチャックの使用元圧を
検出する把握力検出手段と、チャックの爪重量データ及
び爪重心半径データ等を記憶するチャック仕様ファイル
と、チャックの爪毎に使用元圧に対する把握力の経験値
を記憶する把握力経験値ファイルと、チャックの回転数
毎に遠心力に基づく理論値と予想実際値との把握力比率
を記憶する把握力比率ファイルと、チャックの把握力の
最低許容限界を設定する許容限界設定基準メモリと、そ
の設定基準に基づいて使用元圧に対する把握力の許容限
界値を演算する第1の演算手段と、使用光正に対応する
経験値より理論値を差し引いた値に現在回転数における
把握力比率を乗する第2の演算手段と、第1の演算手段
及び第2の演算手段の演算結果を比較する比較手段とを
備えたNC工作機械のチャック監視装置とするものであ
る。
〔作用〕
遠心力の理論値は、チャックの爪重量データと爪重心半
径データから算出される。その理論値と予想実際値との
把握力比率をチャックの回転数毎ムこ記憶しておき、一
方で、チャックの爪毎に使用光正に対するPe、握力の
経験値を用意して、第1の演算手段では、設定された基
準により使用元圧値に対する把握力の最低許容限界値を
演算し、第2の演算手段では、使用元圧に対応する経験
値より理論値を差し引いて得た値に現在回転数における
把握力比率を乗じ、それらの演算結果を比較手段で比較
して、第2の演算手段で算出された把握力の予想値が第
1の演算手段で算出された把握力の最低許容限界値を下
回る場合は例えば主軸回転数のクランプを指令するなど
の処理を行う。
〔実施例〕
以下、本発明を、実施例とその図面を参照して詳細に説
明する。
第1図は、本発明を実施したチャック監視装置の1例を
示すブロック図である。第1図においてNC工作機械は
、CPUIのバスにキーボード付ディスプレイ2及びそ
の入出カポ−)2aとNC加ニブログラム・メモリ3と
を備え、MNC加ニブログラムに基づいて刃物台(図示
せず)や主軸4を制御して加工作業を行う。主軸4には
、チャック4a及び爪4bが取り付けられ、ワークWを
把持する。主軸4はモータ5で駆動され、モータ5の回
転数はタコゼネレータ5aからアンプ5bにフィードバ
ンクされるが、アンプ5bは本発明の回転数検出手段を
兼ね、チャックの現在回転数Nを検出する。チャック4
a及び爪4bは、油圧で駆動されるが、油圧ポンプ6a
と切換えバルブ6bとの間に配設された圧力計60の計
測結果をA/D変換器6dで取り出し、これらを本発明
の把握力検出手段としてチャックの使用元圧Puを検出
する。このようなNC工作機械に付設された本発明のチ
ャンク監視装置は、チャックの爪重量データG、爪重心
半径データR及び重数Jなどを記憶するチャック仕様フ
ァイル7と、爪毎に使用元圧Pu’に対する把握刃径1
験値Ta+ax’を記憶する把握力経験値ファイル8と
、チャックの回転数N毎に遠心力に基づく理論値と予想
実際値との把握力比率αnを記憶する把握力比率ファイ
ル9と、チャック把握力の最低許容限界基準αminを
設定する許容限界設定基準メモリ10と、把握力経験値
ファイル8の経験値Tmax’を前記把握力検出手段か
ら検出されたチャックの使用元圧Puに対応させて把握
力の推定値T aIaxを比例的に選択する第1の選択
手段11と、前記設定基準αwinに基づいて使用元圧
Puに対するtPi握力の許容限界値Plimを演算す
る第1の演算手段12と、把握力比率ファイル9内の把
握力比率αnを前記回転数検出手段から検出された主軸
回転数Nに対応させて(把握力比率αnを比例的に選択
する第2の選択手段13と、使用元圧Puに対応する把
握力経験値T waxより理論値を差し引いた値に現在
回転数における把握力比率αnを乗算する第2の演算手
段14と、第1の演算手段12の演算結果Plim及び
第2の演算手段14の演算結果PTnを比較する比較手
段15とで構成されている。
第2図は、本発明の詳細な説明する曲線図で、横方向に
主軸の回転数を示し、紺方向にFf−握力を示す。図(
a)において、曲線Kn’は計算によって得られる遠心
力で、チャックの爪flirtデータG。
爪重心半径データR9主軸回転数Nが得られれば、重力
の加速度をgとして、 Kn’=GxRxN2/g になる。チャックの把握力は、この遠心力に相当する力
だけ弱められるわけである。そのチャックのF!、握力
Tmaxは、把握力経験値ファイル8から、爪毎に使用
元圧Pu”に対する把握力経験値T rrrax ’と
して得られ、図中上方の直線で示される。この一定の把
握力T maxから遠心力Kn’を差し引いた力がワー
クにかかる理論的な把握力で、図中では、回転数ゼロ時
に直線Tmaxと同一値で、以後は、曲線Kn’と対称
な曲線PKn’で示される。
ところが、実際に歪み計で計測すると、メカニカルな原
因のロス等により、図中実線で示される曲線PTn”の
如き特性となる。そこで、この曲線PTn’と前記曲線
PKn’との比率を、把握力比率αn (=PTn’/
PKn’)として、主軸の回転数N毎にテーブル化し、
前記把握力比率ファイル9に格納する。
上記を逆に本発明に適用すると、第2図(b)に示され
るようになる。即ち、使用元圧Puが検出されれば把握
力経験値ファイル8から把握力経験値T rrraxが
得られ、一方で、主軸回転数Nが検出されれば遠心力K
nが算出されるので、その遠心力Knに対応する把握力
の理論値PKnが得られる。そこで、把握力比率ファイ
ル9からそのときの回転数Nに対応する把握力比率αn
を得て、理論値PKnに乗算すると、予想実際値PTn
が得られる。この曲線PTnが、所定の限界を示す直線
P1ia+と交差したときが、把握力の最低許容限界値
に達したときで、例えば主軸回転数N11a+でクラン
プを指令するなどの処理を行えばよい。
第3図は、第1図の監視装置の動作手順を示すフローチ
ャートである。第3図において、フローは加工開始と共
に開始され、まず第0段として、チャック仕様ファイル
7からデータを読み込む。
フローの第0段は、圧力計6cがら使用元圧Puを読み
込み、フローの第0段は、第1の選択手段11で該使用
元圧Puを把握力経験値ファイル8に対応させ1把握力
T aIaxを選択する。フローの第0段はタコゼネレ
ータ5aからフィードバンクされた現在回転数Nを読み
込み、フローの第0段で、第2の選択手段13で、その
回転数Nに対応する把握力比率αnを把握力比率ファイ
ル9から選択する。フローの第0段は、許容限界設定基
準メモリ10から限界係数αakinを入力する。この
限界係数αminは約2/3と見積もられ、0.67と
設定される。フローの第0段では、第1の演算手段12
で、前記把握力TIIIaxにこの係数αwinを乗算
して把握力の最低許容限界値P lio+を算出する。
一方で、フローの第0段では、第2の演算手段14で、
第2図(b)で説明した予想実際値PTnを演算する。
尚、この演算シこ際し、例えばチャックの成敗が3であ
れば使用元圧Puを3つに分圧されるわけで、演算は、
成敗Jを導入して、PTn=Tmax−JxαnxGx
RxN2/gとなる。
フローの第0段では、比較手段15で、最低許容附界値
P limと予想実際値PTnとを比較し、PligI
≧PTnであれば、フローの第@1段として、例えば回
転数Nをクランプするなどの対策を講じ、Plia+<
PTnであれば、加工を継続する。
〔発明の効果〕
以上、説明したとおり、本発明によれば、適切な元圧で
チャックや爪の把持動作を行いつつ、遠心力による把握
力の低下を監視し、把握力が所定の限界値以下に低下す
ることを防止するNC工作機械のチャック監視装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の構成図、第2図は本発明の
原理の曲線図、第3図は本発明の実施例のフローチャー
トである。 1;CPU、     4;主軸、 4a;チャック、   5;モータ、 5a;タコゼネレータ(回転数検出手段)、5b−、了
ンブ(回転数検出手段)、 6c;圧力計(把握力検出手段)、 7;チャック仕様ファイル、 8;把握力経験値ファイル、 9;(巴握力比率ファイル、 10;許容限界設定基準メモリ、 11;第1の選択手段、12;第1の演算手段、13;
第2の選択手段、14;第2の演算手段、L5;圧絞手
段、 N;現在回転数、  Pu;使用元圧、に型数、   
   G;爪正カデータ、R;爪重心半径データ、 ’l’max;皿握力、 αn;把握力比率、  αmin  +限界係数、Pl
im;最低許容限界値、 PKn ;論理値、   PTn ;予想実際値、特 
許 出 願 人  日立精機株式会社第2図 (a) (b) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. NC工作機械のチャックによるワーク把握状態を監視す
    る監視装置において、ワークを把持したチャックの現在
    回転数を検出する回転数検出手段と、ワークを把持する
    チャックの使用元圧を検出する把握力検出手段と、チャ
    ックの爪重量データ及び爪重心半径データ等を記憶する
    チャック仕様ファイルと、チャックの爪毎に使用元圧に
    対する把握力の経験値を記憶する把握力経験値ファイル
    と、チャックの回転数毎に遠心力に基づく理論値と予想
    実際値との把握力比率を記憶する把握力比率ファイルと
    、チャックの把握力の最低許容限界を設定する許容限界
    設定基準メモリと、その設定基準に基づいて使用元圧に
    対する把握力の許容限界値を演算する第1の演算手段と
    、使用元圧に対応する経験値より理論値を差し引いた値
    に現在回転数における把握力比率を乗算する第2の演算
    手段と、第1の演算手段及び第2の演算手段の両演算結
    果を比較する比較手段とを備えたことを特徴とするNC
    工作機械のチャック監視装置。
JP27944286A 1986-11-21 1986-11-21 Nc工作機械のチヤツク監視装置 Granted JPS63134148A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04223814A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Okuma Mach Works Ltd チャックの工作物飛び出し防止方法
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WO2022202601A1 (ja) * 2021-03-23 2022-09-29 Dmg森精機株式会社 工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム

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