JPH0463603A

JPH0463603A - 推力自動調整式心押台

Info

Publication number: JPH0463603A
Application number: JP17209490A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fukaya; 深谷　秀秋
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-28

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】［産業上の利用分野コこの発明は、円柱状被加工物を固定する心押台に関する
。

Ｃ従来の技術］従来、円柱状被加工物を固定するにあたって、被加工物
の両端面中央に円錐上のセンタ孔を開けておき、主軸台
に固定した主軸センタと心押台に被加工物の回転軸方向
に移動可能に設けられた心押軸センタとをセンタ孔には
め込み心押軸センタを主軸センタ方向へ押し付けること
により被加工物を挟持している。

心押台は、第５図に示すように、本体１を有しており、
本体１には心押軸２が摺動自在に支持されており、心押
軸２の前端には心押軸センタ３が嵌着されている。

そして、心押軸２の後端には挿入口２ａが開口されてお
り、挿入口２ａには、内側にねじが切られたスリーブ４
が摺動自在に嵌挿されており、スリーブ４にはばね圧調
整ねじ５が螺合されている。

更に、心神軸センタ３とばね圧調整ねじ５との間にはば
ね６が縮設されており、ばね６は心押軸２を主軸センタ
へ付勢する。

また、スリーブ４の後端部分には連結体７が被嵌されて
おり、連結体７はスリーブ４の端部に切られたねじ部４
ａに螺合するナツト８により固定されている。

そして、本体１内には心押軸２と平行にシリンダ９が設
けられており、シリンダ９には３位置切換電磁弁１０が
接続されており、シリンダ９の前室及び後室への油路は
３位置切換電磁弁１０により圧油側と排油側とに接続さ
れるようになっている。

更に、シリンダ９にはピストン１１が嵌挿されており、
ピストン１１は連結体７に接続されており、ピストン１
１と連結体７とは一体に移動するようになっている。

また、連結体７にはばね６が圧縮されたときに作用する
ように位置決めされたリミットスイッチ１２が配設され
ている。

次に動作について説明する。

３位置切換電磁弁１０のＳＱＬ　　Ａが作用して圧油が
シリンダ９の前室に送られると、ピストン１１が後退し
、心押軸２は後退位置に移動する。

そこで、主軸センタと心神軸センタ３との間に被工作物
が搬送されると、ＳＱＬ　　Ｂが作動し、圧油がシリン
ダ９の後室に送られる。

すると、ピストン１１が前進し、ピストン１１と一体に
連結体７も前進し、これによりスリーブ４はばね６を介
して心押軸２を前進させる。

そして、心神軸センタ３が被工作物に当接することによ
り、ばね６は圧縮され、ばね６が所定距離だけ圧縮され
ると、リミットスイッチ１２が心押軸２の後端に当接し
てＯＮする。

それから、リミットスイッチ１２がＯＮしたことにより
、３位置切換電磁弁１０のＳ’ＯＬ　　Ｂが作動を停止
し、３位置切換電磁弁１０は第５図に示す位置となり、
シリンダ９へ圧油は送られず、ピストン１１、連結体７
及びスリーブ４は前進を停止する。

なお、リミットスイッチ１２は、心神軸センタ３の前進
が何等かの抗力によって遮られてばね６が圧縮すること
によっても作動し、心神軸センタ３が被加工物に正しく
当接していない場合及び被工作物の種類を間違えた場合
も作動する。

また、ばねの圧縮長は常に一定であり、心押軸２の推力
を変更するには、ばね圧調整ねじ５を回転させることに
よりスリーブ４からのばね圧調整ねじ５の突き出し量を
変え、初期ばね長を変えることにより行う。

なお、推力値は推力指示線にばね圧調整ねじ５の摘みに
刻設された推力目盛りを合わせることにより所望の推力
に設定する。

［発明が解決しようとする課題］従来の心神台は、以上のように構成されているので、心
押軸２の推力を変更しようとすると、ばね圧調整ねじ５
を回転させて所望の推力に設定しなければならず、その
手間が煩雑であるという課題があった。特に、被加工物
が複数種類で、被加工物ごとに推力が異なる場合は所望
の推力に設定する手間がいっそう煩雑であるという問題
があった。また、推力指示線にばね圧調整ねじ５の摘み
に刻設された推力目盛りを合わせて推力を設定している
ため、所望の推力に正確に設定することが難しいという
問題があった。

本発明は上記問題点を解決することを課題としてなされ
たものであって、本発明の目的は推力調整を自動的かつ
正確に行える心神台を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この発明に係る推力自動調整戒心押台は、心押軸を有す
る心神台と、心押軸を所定方向に移動する駆動源と、を
備え、被加工物を主軸センタと心神軸センタとにより挟
持する心神台において、被加工物を挟持する際の推力値
を設定・記憶する記憶手段と、駆動源の発生する発生ト
ルクを検出する検出手段と、検出手段が検出した発生ト
ルクを換算推力に換算する換算手段と、前記記憶手段に
設定・記憶された推力値と駆動源の換算手段にて得られ
た換算推力とを比較する比較手段と、比較手段からの比
較結果により換算推力値が記憶手段に設定・記憶した推
力値未満の場合は駆動源が心神軸を所定方向の一方に移
動するように駆動しかつ比較手段からの比較結果により
換算推力値が記憶手段に設定・記憶した推力値と一致し
た場合に駆動源の発生トルクを一定に保つように駆動制
御する制御手段と、を備え、予め設定した推力で被加工
物を挟持することを特徴とするものである。

また、心神軸と駆動源との間に弾性部材を配置しても良
い。

［作用コこの発明における推力自動調整式心押台は、被加工物を
挟持する際の推力値を記憶手段により設定・記憶し、駆
動源の発生する発生トルクを検出手段により検出し、検
出手段が検出した発生トルクを換算手段により換算推力
に換算し、記憶手段に設定・記憶した推力値と駆動源の
発生する発生トルクを換算手段が換算した推力値である
換算推力値とを比較手段により比較する。そして、制御
手段により、比較手段からの比較結果により換算推力値
が記憶手段に設定・記憶した推力値未満の場合は駆動源
が心神軸を所定方向の一方に移動するように駆動する。

また、比較手段からの比較結果により換算推力値が記憶
手段に設定・記憶した推力値と一致した場合に駆動源の
発生トルクを一定に保つように駆動制御する。これによ
って、駆動源により心神軸を所定方向に移動し、予め設
定した推力で被加工物を挟持する。

［実施例コ以下、この発明の一実施例を図について説明する。

心押台は、第２図に示すように、本体１を有しており、
本体１には心神軸２が摺動自在に支持されており、心神
軸２の前端には心神軸センタ３が嵌着されている。

そして、心神軸２の後端には挿入口２ａが開口されてお
り、挿入口２ａには、スリーブ４が摺動自在に嵌挿され
ている。

更に、心神軸センタ３とスリーブ４との間には弾性部材
としてのばね６が縮設されており、ばね６は心神軸２を
主軸センタへ付勢する。

また、スリーブ４の後端部分には連結体７が被嵌されて
おり、連結体７はスリーブ４の端部に切られたねじ部４
　ａ　ｌ、：螺合するナツト８により固定されている。

そして、本体１内には心神軸２と平行に外周面にねじが
切られた長尺のボールねじ１５が軸受け１６．１７によ
り回転のみ自在に支持されており、ボールねじ１５は連
結体７に固定されたボールねじナツト１８と螺合してい
る。

更に、ボールねじ１５の一端にはカップリング１９を介
して駆動源としてのサーボモータ２０が連結されており
、サーボモータ２０には検出手段としての位置エンコー
ダ２１が機械的に接続されている。

また、推力自動調整式心押台は、第１図に示すように心
押軸制御部２２を有しており、心押軸制御部２２には、
被加工物を挟持する際の推力値を設定・記憶する記憶手
段としてのデータメモリ２３、プログラムメモリ２４か
ら読み出したプログラムを解析するプログラム解析部２
５、機械操作盤２６、関数発生部２７、及び比較手段及
び換算手段としての推力比較部２８が接続されている。

そして、プログラムメモリ２４には、パートプログラム
を入力するテープリーダ２９及び選択回路３０が接続さ
れており、選択回路３０にはＮＣ操作盤３１及びデータ
メモリ２３が接続されている。

また、関数発生部２７及び推力比較部２８には発生トル
クを推力に換算する換算手段及び制御手段としてのサー
ボ制御部３２が接続されており、サーボ制御部３２には
サーボモータ２０及び位置エンコーダ２１が接続されて
いる。

更に、第３図はデータメモリ２３に記憶されている心神
軸関係データの模式図であり、心神軸データは、被加工
物ごとに最大３２組まで設定・記憶できる個別データと
、被加工物に拘らず共通に使用する共通データとからな
っている。

ついで、本実施例の作用について説明する。

データメモリ２３に記憶されて−いる心神軸関係データ
の選択・設定を行う場合、オペレータはＮＣ操作盤３１
の画面に表示されているデータを見ながらデータの選択
・設定を行う。

また、ＮＣ操作盤３１を使用してパートプログラムの編
集も可能であり、この場合は選択回路３０を介してプロ
グラムメモリ２４に記憶される。

なお、紙テープとして供給されるパートプログラムはテ
ープリーダ２９により読み取られてプログラムメモリ２
４に記憶される。

次いで、心神軸が後退した状態からの前進動作を第４図
のフローチャートに沿って説明する。

プログラムメモリ２４からパートプログラムの１ブロツ
クを読み出し、プログラム解析部２５で解析し、そのプ
ログラムが心神軸前進を指示するものであるか、機械操
作盤２６に設けられた「心神軸前進」の押しボタンが押
されるかして、心神軸前進指令が心神軸制御部２２に送
出される。

すると、心神軸制御部２２は、予め指令されている心神
軸データ番号に対応する１組の心神軸データをデータメ
モリ２３から読み込み（ステップ５１０）、次式に基づ
き心神軸前進目標位置を算出する（ステップ５１１）。

「心神軸前進目標位置」−「正規支持位置」−「正規支
持幅」／２〜「心神軸推力」／「ばね定数」それから、心神軸制御部２２は、心神軸前進目標位置及
び心神軸速度により心神軸前進移動指令を関数発生部２
７に送出すると共に（ステップ５１２）、心神軸推力を
推力比較部２８に出力する。

更に、推力比較部２８は、心神軸前進移動指令を受ける
と（ステップ５２０）、心神軸速度に基づき一定周期毎
に、その時刻における６押軸指令値を算出し、６押軸指
令値をサーボ制御部３２に送出する（ステップ５２１）
。

すると、サーボ制御部３２は、サーボモータ２０に接続
されている位置エンコーダ２１により心神軸２の位置を
読み取り、一定周期毎に送られてくる６押軸指令値に基
づき、心神軸２の位置が６押軸指令値と一致するように
サーボモータ２０を制御する。

また、サーボモータ２０を制御する過程で算出するサー
ボモータ２０に対するトルク指令値を推力比較部２８に
送出する。

そして、推力比較部２８は、サーボ制御部３２からリア
ルタイムのサーボモータトルクを受けとり（ステップ５
３１）、ボールねじ１５のリードから推力に換算する（
ステップ５３２）。

それから、推力比較部２８は、心神軸制御部２２から与
えられた心神軸推力と比較する（ステップ８３３）。

更に、サーボモータトルクを推力に換算した値が６押軸
推力以上になると、推カ一致信号を関数発生部２７に送
出する（ステップ５３４）。

そして、関数発生部２７は推カ一致信号を受けると直ち
に関数発生を停止しくステップ５２３）、サーボ制御部
３２に送出する６押軸指令値は推力が一致した瞬間の値
に固定され、サーボモータ２０の回転が停止する。

この際、サーボモータ２０の回転によりカップリング１
９を介してボールねじ１５が回転し、ボールねじナツト
１８、連結体７を介してスリーブは前進する。

そして、心神軸センタ３が被加工物に当接するまではば
ね６は圧縮されず、心神軸２及び心神軸センタ３はスリ
ーブ４と共に前進する。

この時、サーボモータ２０のトルクは摩擦力に相当する
だけのトルクであり、これを推力に換算した値は心神軸
推力に比較すると小さいので推力比較部２８は推カ一致
信号を発生しない。

更に、心神軸センタ３が前進し、被加工物に当接すると
、心神軸２及び心神軸センタ３の前進が停止するが、ス
リーブは前進を続けるので、ばね６は圧縮され始め、圧
縮長に比例してサーボモータ２０のトルクが増大する。

そして、ばねの圧縮が進行し、ばね力が心神軸推力と一
致すると、サーボモータ２０はばね力に相当するトルク
を発生し、サーボモータトルクを推力に換算した値が６
押軸推力と一致し、推力比較部２８は推カ一致信号を発
生しくステップ５３４）、この推カ一致信号を関数発生
部２７へ出力する。

更に、推カ一致信号を受信すると、関数発生部２７は、
関数発生を停止しくステップ５２３）、サーボモータ２
０の回転も停止するので、スリーブ４の前進も停止し、
被加工物は所定の推力で挟持される。

なお、上述実施例においては、心押軸２とスリーブ４と
の間にばね６を配置した例を用いて説明したが、ばね６
を備えない場合、心押軸２が所定距離前進して主軸セン
タと心神軸センタ３とで被加工物を挟持した後、サーボ
制御部３２によりサーボモータ２０の発生トルクを推力
に換算した値が６押軸推力と一致する値にサーボモータ
２０を駆動制御し続けることにより、被加工物は常に所
定の推力で挟持される。

このようにすると、ばね６を省略して部品点数を減少す
ることができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、被加工物を挟
持する推力を予め設定・記憶させておき、心神軸前進時
には自動的に推力を調整して、ばね圧調整ねしを回転さ
せて所望の推力に設定する手間を省略することかでき、
また推力値を具体的な数値により設定して、推力値を正
確に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による推力自動調整式心押
台の制御系の構成を示すブロック図、第２図にこの発明
の一実施例による推力自動調整式心押台の心神台を示す
断面図、第３図は心神軸関係データの模式図、第４図はこの発明の作用を示すフローチャート図、第５図は従来の工作機械の心神台を示す断面図である。１　・・・　心神台２　　・・心押軸・・　サーボモータ・・・　位置エンコーダ・・・　データメモリ・・　推力比較部サーボ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）心押軸を有する心押台と、心押軸を所定方向に移
動する駆動源と、を備え、被加工物を主軸センタと心押
軸センタとにより挟持する心押台において、被加工物を
挾持する際の推力値を設定・記憶する記憶手段と、駆動
源の発生する発生トルクを検出する検出手段と、検出手
段が検出した発生トルクを換算推力に換算する換算手段
と、前記記憶手段に設定・記憶された推力値と駆動源の
換算手段にて得られた換算推力とを比較する比較手段と
、比較手段からの比較結果により換算推力値が記憶手段
に設定・記憶した推力値未満の場合は駆動源が心押軸を
所定方向の一方に移動するように駆動しかつ比較手段か
らの比較結果により換算推力値が記憶手段に設定・記憶
した推力値と一致した場合に駆動源の発生トルクを一定
に保つように駆動制御する制御手段と、を備え、予め設
定した推力で被加工物を挟持することを特徴とする推力
自動調整式心押台。
（２）前記心押軸と駆動源との間に弾性部材を配置した
請求項（１）記載の推力自動調整式心押台。