KR101311103B1 - 주축장치 - Google Patents

Abstract

장치를 소형으로 할 수 있는 동시에, 콜릿척의 공구홀딩용 스프링 수명을 용이하게 판정할 수 있는 주축장치를 제공한다. 피스톤(22)의 가압력이 사양을 만족하는 최소의 가압력이 되도록 감압밸브(32)를 조정하여 둔다. 3포트 전자밸브(30)와 3포트 전자밸브(31)를 ON하고, 피스톤(22)이 정지한 위치 즉 피스톤(22)의 가압력과 스프링(8)의 반발력이 균형 잡힌 위치에 있어서, 푸시로드(20)의 센서(72)가 ON하는 위치에 도그(71)를 배치한다. 그리고 3포트 전자밸브(30)와 3포트 전자밸브(31)를 ON했을 때에 센서(72)가 ON하지 않는 경우는 스프링(8)이 수명이라고 판정한다.

주축, 콜릿척, 푸시로드, 액추에이터, 전자밸브, 감압밸브, 도그

Description

주축장치{SPINDLE DEVICE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 주축장치의 정면 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 주축장치의 정면 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 주축장치의 정면 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련되는 주축장치의 정면 단면도이다.

도 5는 푸시로드의 동작횟수와 압력센서 출력전압의 관계를 나타내는 도면이다.

도 6은 프린트기판 천공기에 있어서의 종래의 주축장치의 정면 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 주축 1t: 테이퍼면

2: 콜릿척 2t: 테이퍼면

8: 스프링(부세수단) 20: 푸시로드(봉형상부재)

22: 피스톤(공기압 액추에이터)

30: 3포트 전자밸브 31: 3포트 전자밸브

32: 감압밸브(소정압 부여수단)

30A, 30P, 42, 90: 공기압 공급로

71: 도그 72: 센서(측정수단)

81: 압전센서(측정수단) 95: 판정장치(판정수단)

본 발명은 프린트기판 천공기 등의 공작기계에 있어서의 주축장치에 관련되고, 상세하게는 슬릿을 구비하는 콜릿척에 공구를 홀딩시키도록 한 주축장치에 관한 것이다.

도 6은 프린트기판 천공기에 있어서의 종래의 주축장치를 나타내는 정면 단면도이다. 동일도면에 있어서, 케이스(10)의 중심부에는 주축(1)이 배치되어 있다. 주축(1)의 축 방향의 중심부에는 바닥부착구멍(7)과, 이 바닥부착구멍(7)의 바닥면의 중심부분에 접속하고, 선단측(도면의 하단측)에 확경(擴徑)하는 암컷 형의 테이퍼면(1t)이 형성되어 있다.

콜릿척(2)의 바깥둘레는 데이터면(1t)과 동일한 각도를 갖는 수컷 형의 테이퍼면(2t)이 형성되어 있고, 중심부분에는 드릴(공구, 3)을 걸어 맞추게 하는 구멍(4)이 축 방향으로 연장하도록 천공 설치되어 있다. 또, 콜릿척(2)은 테이퍼면(2t)으로부터 구멍(4)에 이르도록 또한 원둘레 방향으로 등각도 간격이 되도록 형성된 복수의 절삭홈(슬릿)(도시하지 않음)을 갖고 있다. 또한, 프린트기판 가공기에 있어서 사용되는 공구(3)의 섕크부(콜릿척(2)에 홀딩되는 부분)의 지름은 공구(3)의 호칭지름에 관계없이 동일지름으로 형성되어 있다.

콜릿척(2)의 후단측(도면의 상측)에는 로드(5)가 고정되고, 로드(5)의 바깥 둘레에는 가이드부시(6)가 고정되어 있다. 바닥부착구멍(7)의 바닥면과 가이드부시(6)의 사이에는 콜릿척(2)을 도면의 위쪽을 향해서 부세(付勢)하도록 접시스프링(8)이 압축 설치되어 있다. 그리고 테이퍼면(2t)이 테이퍼면(1t)에 밀착함으로써 콜릿척(2)이 안지름 방향으로 탄성 변형하여 닫히고, 구멍(4) 내면과 드릴(3) 표면 사이의 마찰력에 의해 드릴(3)이 강고하게 홀딩된다.

케이스(10)에는 슬라이딩 및 회전 자유롭게 주축(1)이 끼워 맞추는 구멍(11)이 형성되어 있다. 이 구멍(11)의 축 방향 대략 중앙부의 로터(9)와 대향하는 위치에는 코일(고정자, 12)이 배치되어 있다. 코일(12)은 도시를 생략하는 인버터전원에 접속되어 있다.

케이스(10)의 구멍(11)에 면하는 부분에는 오리피스교축형의 저널기체축받이를 구성하는 복수의 급기구멍(13)이 지름방향을 향하도록 또한 축선(○) 방향으로 소정의 간격을 두게 하여 설치되어 있다. 급기구멍(13)이 기체(여기에서는 압축공기)를 토출하는 방향은 축선(○)과 직교하는 방향이며, 도시의 경우, 코일(12)의 상하에 각각 2열씩 배치되어 있다. 급기구멍(13)은 각각 도시를 생략하는(제 1)공급구에 접속(연통)되어 있다.

구멍(11)의 후단측(도면의 상측)에는 주축(1)의 후단측에 배치된 플랜지(1f)를 수용 가능하게 형성된 환상(環狀)오목부(11d)가 설치되어 있다. 이 환상오목부(11d)에 있어서의 플랜지(1f)와 대향하는 상하 2면에는 원둘레 방향으로 복수의 급기구멍(15)이 형성되어 있다. 이들 복수의 급기구멍(15)은 급기방향이 각각 축선(○) 방향을 향하고, 도시를 생략하는 (제 2)공급구에 접속된 형으로 스러스트기 체축받이를 구성하고 있다.

케이스(10)의 상부에는 실린더(25)가 고정되어 있다. 푸시로드(20)의 일단(도면의 상단)은 피스톤(22)에 고정되어 있다. 피스톤(22)은 실린더(25)의 챔버(25a)내에 배치되어 있고, 이들 피스톤 및 실린더에 의해 공기압 액추에이터가 구성된다. 피스톤(22) 상측의 챔버(25a)는 실린더(25)에 형성된 공급구(23) 및 공급구(23)에 접속된 관로(40)에 의해 3포트 전자밸브(30)의 실린더포트(30A)에 접속되어 있다. 피스톤(22) 하측의 챔버(25a)는 실린더(25)의 하부에 형성된 관통구멍(24) 및 구멍(25b)에 의해 구멍(11)에 연통하고 있다. 챔버(25a)내에 배치된 스프링(26)은 피스톤(22)을 도면의 위쪽으로 부세하고 있다.

3포트 전자밸브(30)의 공급포트(30P)는 관로(41)에 의해 압축공기원(90)에 접속되고, 배출포트(30R)는 개방되어 있다. 3포트 전자밸브(30)의 코일(30C)은 프린트기판가공기 전체를 제어하는 NC장치(100)에 접속되어 있다.

다음으로, 상기 구성을 갖는 종래 주축장치의 동작을 설명한다.

드릴(3)을 교환할 경우에는 3포트 전자밸브(30)를 ON, 즉 코일(30C)에 전력을 공급한다. 그러면 공급포트(30P)와 실린더포트(30A)가 연통하고, 압축공기원 (90)으로부터의 압축공기가 공급구(23)로부터 챔버(25a)내에 공급되며, 스프링(26)에 대항하여 피스톤(22)을 하강시킨다. 피스톤(22)의 하강에 추종하여 푸시로드(20)가 도면의 아래쪽으로 이동하여 로드(5)를 누르고, 접시스프링(8)의 부세력에 대항하여 콜릿척(2)을 도면의 아래쪽으로 이동시킨다.

콜릿척(2)의 테이퍼면(2t)이 테이퍼면(1t)으로부터 떨어지면, 콜릿척(2)의 안지름 방향으로 작용하고 있었던 힘이 없어지므로 드릴(3)을 콜릿척(2)으로부터 용이하게 떼어낼 수 있다. 다음으로, 다른 드릴(3)을 콜릿척(2)에 삽입한 후, 3포트 전자밸브(30)를 OFF하면, 실린더포트(30A)와 배출포트(30R)가 연통하고, 상기 챔버(25a)내의 압축공기를 개방하며, 피스톤(22)은 스프링(26)의 부세력(복원력)에 의해 상승한다. 이에 추종하여 푸시로드(20)가 도면의 위쪽으로 이동하고, 접시스프링(8)의 부세력에 의해 테이퍼면(2t)이 테이퍼면(1t)에 누름 접합되어 콜릿척(2)이 닫히고, 이에 따라 드릴(3)이 주축(1)에 강하게 홀딩된다.

다음으로, 도시를 생략하는 공급구로부터 압축공기를 공급한다. 그러면 주축(1)은 저널기체축받이의 기능에 의해 그 축선을 구멍(11)의 축선(○)과 일치시키도록 하여 지름방향으로 지지되는 동시에, 스러스트기체축받이의 기능에 의해 축선(○) 방향으로 지지된다. 이 상태에서 코일(12)에 전류를 공급하면, 코일(12)에 발생하는 자계에 의해 로터(9)에 회전토크가 발생하고, 주축(1)이 회전한다.

이하, NC장치(100)는 도시를 생략하는 수단에 의해 케이스(10)를 축선(○) 방향으로 이동시키고, 드릴(3)에 의해 워크를 가공한다.

그런데 공구홀딩수단인 콜릿척(2)의 내면에 먼지가 부착되거나, 스프링(8)이 수명이 된 경우에는 콜릿척(2)이 공구(1)를 홀딩하는 힘(이하, 「공구홀딩력」이라 한다.)이 저하한다. 공구홀딩력이 저하되면, 가공시에 드릴(3)이 콜릿척(2)에 대해서 지름방향 및/ 또는 축 방향으로 슬립하여 버려 가공불량이 발생한다.

그래서 워크를 지지하는 테이블 위에 공구홀딩력을 검사하는 공구홀딩력 검사장치를 배치하고, 공구홀딩력을 검사하고 나서 가공을 실행하도록 한 가공장치가 있다(특허문헌 1).

이 기술에 따르면, 작업자가 공구홀딩력을 검사할 필요가 없기 때문에 보수관리가 용이하고, 또한 가공품질 및 작업능률을 향상시킬 수 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2004-130502호 공보

그러나 상기 가공장치는 공구홀딩력 검사장치를 테이블 위에 배치하지 않으면 안 되기 때문에 장치가 대형으로 되었다. 또 스프링이 수명이 된 경우, 공구홀딩력의 저하가 스프링의 수명에 기인하는 것을 특정하는데에 시간을 요했다.

본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하고, 장치를 소형으로 할 수 있는 동시에, 스프링수명을 용이하게 특정할 수 있는 주축장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 공구홀딩력 저하의 원인을 조사한 결과, 스프링이 수명에 이른 경우의 원인 규명에 시간을 요하고 있는 것에 착안하고, 상기 과제를 해결하기 위해 소정가압력에 있어서의 스프링(부세수단)의 변위량 또는 스프링의 반력에 의거하여 스프링수명을 특정하는 것을 상도했다.

그리고 본 발명의 제 1 형태는 축 방향의 바깥둘레면의 일부가 테이퍼면에 형성되고, 이 테이퍼면에 축 방향의 슬릿을 구비하는 콜릿척과, 상기 테이퍼면에 걸어 맞추는 테이퍼면을 구비하는 주축과, 상기 콜릿척이 공구를 걸어 고정하도록 상기 콜릿척을 상기 주축에 대해 부세하는 부세수단과, 상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 눌러 내려서 상기 콜릿척의 공구의 걸어고정을 해방하는 봉형상부재를 구비하는 주축장치에 있어서, 상기 봉형상부재를 미리 정하는 힘으로 부세할 수 있는 소정압 부여수단과, 상기 봉형상부재의 이동량을 측정하는 측정수단과, 상기 소정압 부여수단에 의해 상기 봉형상부재를 눌러 내렸을 때의 상기 봉형상부재의 이동량이 미리 정하는 값을 초과할 경우, 상기 부세수단의 수명이 다한 것이라고 판단하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 봉형상부재는 공기압 액추에이터에 의해 이동하여 상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 해방해서 이루어지고, 상기 소정압 부여수단은 상기 공기압 액추에이터의 공기압 공급로에 개재한 감압밸브이다.

또 본 발명의 제 2 형태는 축 방향의 바깥둘레면의 일부가 테이퍼면에 형성되고, 이 테이퍼면에 축 방향의 슬릿을 구비하는 콜릿척과, 상기 테이퍼면에 걸어 맞추는 테이퍼면을 구비하는 주축과, 상기 콜릿척이 공구를 걸어 고정하도록 상기 콜릿척을 상기 주축에 대해 부세하는 부세수단과, 상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 눌러 내려서 상기 콜릿척의 공구의 걸어고정을 해방하는 봉형상부재를 구비하는 주축장치에 있어서, 상기 봉형상부재에 상기 부세수단으로부터 작용하는 압력을 측정하는 측정수단과, 측정된 상기 압력이 미리 정하는 값에 만족하지 않는 경우, 상기 부세수단의 수명이 다한 것이라고 판단하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정수단은 상기 봉형상부재의 선단에 설치된 압전소자이고, 상기 부세수단을 지지하고 또한 해당 부세수단의 변형과 함께 이동하는 로드에 맞닿아 해당 부세수단으로부터의 압력을 측정하여 이루어진다.

상기 봉형상부재는 공기압 액추에이터에 의해 이동하여 상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 해방해서 이루어지고, 상기 측정수단은 상기 공기압 액추에이터에 의한 상기 봉형상부재의 이동에 의해 측정되어 이루어진다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 주축장치의 정면 단면도이고, 도 6과 같은 것 또는 동일기능의 것은 동일한 부호를 부여해서 중복하는 설명을 생략한다.

압축공기원(90)의 출구에 접속된 관로(41)에는 3포트 2위치 전환 전자밸브 (31)와 감압밸브(32)가 배치되어 있다. 3포트 전자밸브(31)의 공급포트(31P)는 압축공기원(90)과 감압밸브(21)의 입구에 접속되어 있다. 3포트 전자밸브(31)의 실린더포트(31A)는 관로(42)를 통하여 3포트 전자밸브(30)의 공급포트(30P)에 접속되어 있다. 3포트 전자밸브(31)의 배출포트(31R)는 감압밸브(32)의 출구에 접속되어 있다. 3포트 전자밸브(31)의 코일(31C)은 전자밸브(30)의 코일(30C)과 함께 NC장치(100)에 접속되어 있다. 감압밸브(32)는 그 입구측을 공기원에 연통하고, 그 출구측의 압력이 입구측 압력에 관계없이 미리 정해진 소정설정압을 출력하는 것으로서, 소정압 부여수단을 구성한다.

케이스(10)의 상단에는 센서(72)가 배치되어 있다. 센서(72)는 푸시로드(봉형상부재, 20)에 설치된 도그(71)와 대향했을 때에 ON으로 되고, 봉형상부재(로드)의 이동량을 측정하는 측정수단을 구성한다. 센서(72)는 판정장치(95)에 접속되어 있다. 판정장치(95)는 센서(72)가 ON한 경우는 센서가 동작중인 취지의 신호를 NC 장치(100)에 출력하고, 센서(72)가 OFF인 경우는 센서(72)가 OFF인 취지의 신호를 NC장치(100)에 출력한다. 푸시로드(20)에는 도그(71)가 고정되어 있다. 또한, 도그(71)는 이하와 같이 하여 위치 결정되어 있다.

즉, 피스톤(22)의 가압력이 사양을 만족하는 최소의 가압력이 되도록 감압밸브(32)를 조정한다. 이 상태에서 3포트 전자밸브(30)와 3포트 전자밸브(31)를 ON하고, 피스톤(22)을 하강시킨다. 그리고 도그(71)를 피스톤(22)이 정지한 위치, 즉 피스톤(22)의 가압력과 스프링(8)의 반발력이 균형 잡인 위치에서 센서 (72)가 ON하고, 센서(72)보다도 아래쪽으로 이동한 경우는 센서(72)가 ON하지 않는 위치에 위치를 정하여 푸시로드(20)에 고정한다.

다음으로, 이 실시형태의 동작을 설명한다.

가공에 앞서서, 또는 미리 정하는 시간이 경과될 때마다 3포트 전자밸브(30)와 3포트 전자밸브(31)를 ON한다. 그러면 챔버(25a)에는 감압밸브(32)에서 정해지는 압력의 압축공기가 공급되고, 피스톤(22)을 하강시킨다. 미리 정하는 시간이 경과되면, 판정장치(95)는 센서(72)의 출력을 체크한다.

스프링(8)이 수명에 이르고 있지 않은 경우, 피스톤(22)이 정지한 위치에서 도그(71)가 센서(72)와 대향하고, 센서(72)가 ON한다. 센서(72)가 ON한 것을 확인한 판정장치(95)는 가공가능 신호를 NC장치(100)에 출력한다. 가공가능 신호, 즉 스프링(8)이 수명에 이루고 있지 않은 것을 확인한 NC장치(100)는 3포트 전자밸브(30)와 3포트 전자밸브(31)를 OFF하고, 다음의 작업개시지령을 대기한다.

또 스프링(8)이 수명에 이르고 있었던 경우, 푸시로드(20)는 더욱더 하강하 므로, 도그(71)는 센서(72)와 대향하는 위치로부터 벗어나고, 검출신호는 출력되지 않는다. 그래서 판정장치(95)는 가공불능의 신호를 NC장치(100)에 출력하는 동시에, 예를 들면 도시를 생략하는 경보장치를 작동시킨다. 또 가공불능의 신호를 받은 NC장치(100)는 스프링(8)이 교환되기까지 이후의 작업을 실행하지 않는다.

그런데 이 실시형태의 경우, 주축(1)은 케이스(10)의 이동에 동반하여 축선방향(상하방향)으로 이동하므로, 주축(1)을 이동시키는 이동수단의 능력을 크게 할 필요가 있는데, 케이스(10)에 대해서 주축(1)을 이동 가능하게 구성하면, 주축(1)의 응답속도를 고속화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 도면이고, 도 1 및 도 6과 같은 것 또는 동일기능의 것은 동일한 부호를 부여해서 중복하는 설명을 생략한다.

주축홀더(50)의 하부에 설치된 플랜지부(50f)의 내부에는 주축(1)의 플랜지(1f)를 수용 가능한 환상오목부(50d)가 설치되어 있다. 이 환상오목부(50d)에 있어서의 플랜지(1f)와 대향하는 상하 2면에는 원둘레 방향으로 복수의 급기구멍(15)이 형성되어 있다. 이들 복수의 급기구멍(15)은 급기방향이 각각 축선(○) 방향을 향하고, 도시를 생략하는 (제 2)공급구에 접속된 형으로 스러스트기체축받이를 구성하고 있다.

플랜지부(50f)는 케이스(10)에 형성된 공간(10k)의 내부에 배치되고, 축선(○) 방향으로 이동 자유롭다. 공간(10k)의 축선(○) 방향의 길이는 플랜지부(50f)의 길이보다도 높이(G)만큼 길다. 주축홀더의 센서(72)와 대향하는 위치에는 주축홀더(50)를 축선방향으로 노치한 노치(50a)가 설치되어 있다.

주축홀더(50)는 축받이(51)에 지지되어 축선(○) 방향으로 이동 자유롭다. 축받이(51)는 케이스(10)에 홀딩되어 있다. 주축홀더(50)의 상단은 도시를 생략하는 볼트에 의해 가동자(52)의 하단에 고정되어 있다.

가동자(52)의 측면에는 코일(53a)과 함께 리니어모터(53)를 형성하는 마그넷(53b)이 배치되어 있다. 코일(53a)은 마그넷(53b)과 대향하는 베이스(54)에 배치되어 있다. 그리고 코일(53a)에 전류를 공급하면, 가동자(52)는 축선(○)을 따라서 이동한다. 마그넷(53b)과 베이스(54)의 사이에는 스프링(55)이 배치되어 있다. 스프링(55)은 마그넷(53b)을 통하여 가동자(52)를 도면의 위쪽으로 부세하고 있다. 이 결과, 리니어모터(53)가 OFF인 경우, 플랜지부(50f)의 하단과 공간(10k)의 바닥부의 사이에는 높이(G)의 틈이 형성되어 있다.

베이스(54)는 플레이트(56)에 고정되어 있다. 또한, 이 실시형태의 경우 케이스(10)는 도시를 생략하는 플레이트(56)의 지지부재에 고정되어 있다. 실린더(15)는 베이스(54)의 상부에 고정되어 있다. 피스톤(22)에 고정된 푸시로드(20)는 가동자(52) 및 주축홀더(50)를 관통하고, 하단이 로드(5)의 상단에 대향하고 있다. 센서(72)는 케이스(10)의 상부에 배치되어 있다.

도그(71)의 푸시로드(20)에 대한 부착위치는 주축(1)을 이동의 상단측(도시의 경우)에 위치 결정한 상태에서 상기 제 1 실시형태의 경우와 똑같이 하여 정한다. 또한, 주축(1)을 이동의 하단측에 위치 결정한 상태에서 도그(71)의 푸시로드(20)에 대한 부착위치를 정해도 좋다.

본 실시형태에 있어서는 리니어모터(53)에 의해 가동자 및 그것과 일체의 주 축홀더(50)를 상하방향으로 이동함으로써 플랜지부(50f) 및 플랜지(1f)를 통하여 주축(1)이 상하방향으로 이동한다.

그리고 3포트 전자밸브(30)를 ON하여 챔버(25a)에 감압밸브(32)에서 정해진 소정압력의 압축공기를 공급함으로써 피스톤(22) 및 푸시로드(20)를 아래쪽으로 이동한다. 푸시로드(20)의 선단이 로드(52)에 맞닿아 스프링(8)을 변형하면서 이동하고, 도그(71)가 센서(72)와 대향하는 위치로부터 벗어나는 위치까지 이동하면, 판정장치(95)는 스프링(8)이 수명에 이르고 있다고 판정한다.

그런데 이 제 2 실시형태의 경우, 푸시로드(20)가 가동자(52) 및 주축홀더(50)를 관통하는 구조이기 때문에 구조가 복잡하게 된다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내는 도면이고, 도 1, 도 2 및 도 6과 같은 것 또는 동일기능의 것은 동일한 번호를 부여해서 중복하는 설명을 생략한다.

실린더(60)는 플레이트(56) 위에 베이스(54)와 병렬로 고정되어 있다. 실린더(60)의 피스톤로드(60a)의 선단에는 가이드(61)가 고정되어 있다. 가이드(61)에는 축(62)이 고정되어 있다. 레버(63)의 일단에는 긴구멍(63a)이 형성되어 있다. 이 긴구멍(63a)은 축(62)에 걸어 맞추어져 있다. 레버(63)는 축(64)의 둘레에 회전 자유롭다. 축(64)은 플레이트(56)에 지지된 블록(65)에 지지되어 있다. 레버(63)의 타단은 푸시로드(20)에 대향하고 있다.

푸시로드(20)에는 스토퍼(66)가 고정되어 있다. 스토퍼(66)와 주축홀더(50)의 사이에는 스프링(67)이 배치되어 있다. 스프링(67)에 의해 푸시로드(20)의 선 단(하단)과 로드(5)의 상단 사이에는 틈이 형성되어 있다.

이 실시형태에서는 도 2에 있어서의 3포트 전자밸브(30)에 대신하여 5포트 전자밸브(33)가 사용된다. 5포트 전자밸브(33)가 OFF인 경우, 압축공기는 실린더 (60)의 상측에 공급되어 있고, 이때 레버(63)의 선단은 푸시로드(20)로부터 떨어져 있다. 5포트 전자밸브(33)의 코일(33c)에 전류를 공급하면, 피스톤(60p)이 상승하고, 레버(63)가 반시계방향으로 회전하여 푸시로드(20)를 눌러 내린다.

이 실시형태에서는 푸시로드(20)를 피스톤에 의해 직접 이동시키는 것에 대신하여 레버(63)를 통하여 이동시키도록 한 것이고, 동작은 실질적으로 제 2 실시형태와 같기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

그런데 통상 피스톤(22) 상측의 챔버(25a)에 공급되는 공기압을 변경하는 일은 없다. 이하 소정압 부여수단을 설치하지 않는 경우에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타내는 도면이고, 도 1 및 도 6과 같은 것 또는 동일기능의 것은 동일한 부호를 부여해서 중복하는 설명을 생략한다.

푸시로드(20)의 선단부에는 오목부(20a)가 배치되어 있다. 오목부(20)에는 피에조소자(압전소자)로 이루어지는 압력센서(81)가 배치되어 있다. 압력센서(81)의 선단(도면에 있어서의 하단)은 푸시로드(20)의 선단으로부터 0. 5∼1㎜ 돌출하고 있다. 푸시로드에 형성된 L자형의 구멍(20b)은 일단이 오목부(20a)에 개구하고, 타단은 실린더케이스(25)에 형성된 구멍(25b)내에 개구하고 있다. 압력센서(81)의 신호선(84)은 구멍(20b)을 통과하고, 케이스(25)에 설치된 관통구멍(83)을 통하여 판정장치(95)에 접속되어 있다. 판정장치(95)에는 후술하는 출력전압 값(E1)이 미리 입력되어 있다.

도 5는 푸시로드(20)의 동작횟수(N, 즉 접시스프링(8)의 동작횟수)와 압력센서(81)에 설치된 압전소자로부터 출력되는 출력전압(E, 접시스프링(8)의 반력이고, 공구홀딩력이다.)의 관계를 나타내는 도면이다. 동일도면에 나타내는 바와 같이, 푸시로드(20)의 동작횟수가 어느 횟수에 이르면, 서서히 출력전압(E)이 저하하고, 출력전압(E)이 도면에서 점선으로 나타내는 소정값(E1) 이하에서는 공구(3)를 강고하게 홀딩할 수 없다. 그래서 출력전압값(E1)을 전압의 최소값으로 하여 판정장치(95)에 입력하여 둔다. 즉 압력센서는 푸시로드(20)에 스프링(8)으로부터 작용하는 압력을 측정하고, 챔버(25a)에 작용하는 공기압이 일정한 이상, 스프링(8)으로부터 반력(응력)을 검출함으로써 스프링(8)의 피로도를 검출하게 되고, 출력전력(E)이 소정값(E1) 이하로 되면, 수명에 이른 것을 판정한다.

다음으로, 이 실시형태의 동작을 설명한다.

콜릿척(2)을 열기 위해 푸시로드(20)를 하강시키면, 압력센서(81)가 로드(5)에 압박되는 결과, 푸시로드(20)의 하강에 동반하여 접시스프링(8)의 반력이 압력센서(81)에 가해진다. 그래서 푸시로드(20)를 동작시킬 때에는 압력센서(81)의 출력전압(E)을 감시한다. 그리고 푸시로드(20)를 소망량(통상 푸시로드(20)의 전체 이동량은 3㎜ 정도이다.) 이동시켰을 때의 출력전압(E)의 값이 E1미만이 된 경우는 접시스프링(8)이 수명이 되었다고 판정하고, 판정장치(95)는 가공불능의 신호를 NC장치(100)에 출력하는 동시에, 예를 들면 도시를 생략하는 경보장치를 작동시킨다. 또, 가공불능의 신호를 받은 NC장치(100)는 스프링(8)이 교환되기까지 이후의 작업 을 실행하지 않는다.

이 실시형태의 경우 상기 제 1∼3 실시형태의 경우에 필요하게 되는 소정압 부여수단을 콜릿척(2)을 교환할 때의 푸시로드(20)의 이동수단이 대용하므로 상기 제 1∼3의 실시형태에서 필요하게 된 소정압 부여수단이 실질적으로 불필요하게 되어 구조가 간단하다. 또, 푸시로드(20)를 동작시킬 때마다 공구홀딩력을 체크하므로 공구홀딩력이 저하된 경우에는 바로 보수할 수 있다. 따라서 상기 제 1∼3 실시형태의 경우에 비해서 더욱더 작업능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 판정장치(95)의 기능을 NC장치(100)에 지니도록 구성하는 경우에는 전용의 판정장치(95)를 특별히 설치하지 않아도 좋다.

테이블 위에 공구홀딩력 검사장치를 배치할 필요가 없기 때문에 장치를 소형으로 할 수 있는 동시에, 스프링의 수명을 바로 판정할 수 있으므로, 작업능률을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 축 방향의 바깥둘레면의 일부가 테이퍼면에 형성되고, 이 테이퍼면에 축 방향의 슬릿을 구비하는 콜릿척과,

   상기 테이퍼면에 걸어 맞추는 테이퍼면을 구비하는 주축과,

   상기 콜릿척이 공구를 걸어 고정하도록 상기 콜릿척을 상기 주축에 대해 부세하는 부세수단과,

   상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 눌러 내려서 상기 콜릿척의 공구의 걸어고정을 해방하는 봉형상부재를 구비하는 주축장치에 있어서,

   상기 봉형상부재를 미리 정하는 힘으로 부세할 수 있는 소정압 부여수단과,

   상기 봉형상부재의 이동량을 측정하는 측정수단과,

   상기 소정압 부여수단에 의해 상기 봉형상부재를 눌러 내렸을 때의 상기 봉형상부재의 이동량이 미리 정하는 값을 초과할 경우, 상기 부세수단의 수명이 다한 것이라고 판단하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주축장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 봉형상부재는 공기압 액추에이터에 의해 이동하여 상기 콜릿척을 상기 부세수단에 대항하여 해방해서 이루어지고,

   상기 소정압 부여수단은 상기 공기압 액추에이터의 공기압 공급로에 개재한 감압밸브인 것을 특징으로 하는 주축장치.
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