JPH0132026B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0132026B2 JPH0132026B2 JP56038176A JP3817681A JPH0132026B2 JP H0132026 B2 JPH0132026 B2 JP H0132026B2 JP 56038176 A JP56038176 A JP 56038176A JP 3817681 A JP3817681 A JP 3817681A JP H0132026 B2 JPH0132026 B2 JP H0132026B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- spindle head
- current path
- bearing
- main shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
- B23Q17/2241—Detection of contact between tool and workpiece
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37405—Contact detection between workpiece and tool, probe, feeler
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気的に導通関係にあり、相対的に接
近したり離間したりする主軸頭とワーク支持装置
との接触の有無を電気的に検出する工作機械用接
触検出装置に関するものである。
近したり離間したりする主軸頭とワーク支持装置
との接触の有無を電気的に検出する工作機械用接
触検出装置に関するものである。
従来の接触検出装置においては、誘導コイルを
使用するものがあり、工作機械主軸頭の如き相対
運動する一方の物体の周囲を取巻くように配置さ
れた鉄心にコイルを巻いて、このコイルを交流で
励磁するとともに前記２物体の接触により二次電
流路が閉じられるようになし、この二次電流路の
閉成に伴なう一次側コイルの励磁電流の変化を検
出して前記接触の有無を判定する一次側検出方式
のものが知られている。かかるコイルは変圧器の
一次巻線をなすものであり、接触によつて形成さ
れる閉ループ状の二次電流路は１巻の二次巻線と
なり、一次巻線に対する巻線比が非常に小さいの
で一次巻線の励磁電流の変化に比べ非常に小さく
なる。このためこのような一次側検出方式は接触
時、非接触時の信号変化度合をあまり大きくとれ
ない問題があつた。また主軸に挿着された鋭利な
工具刃先とワークとの軽い接触状態においては、
二次側に大きな誘導電流を流すこと自体極めて困
難であり、このような場合の検出感度を高めるこ
ともむつかしかつた。
使用するものがあり、工作機械主軸頭の如き相対
運動する一方の物体の周囲を取巻くように配置さ
れた鉄心にコイルを巻いて、このコイルを交流で
励磁するとともに前記２物体の接触により二次電
流路が閉じられるようになし、この二次電流路の
閉成に伴なう一次側コイルの励磁電流の変化を検
出して前記接触の有無を判定する一次側検出方式
のものが知られている。かかるコイルは変圧器の
一次巻線をなすものであり、接触によつて形成さ
れる閉ループ状の二次電流路は１巻の二次巻線と
なり、一次巻線に対する巻線比が非常に小さいの
で一次巻線の励磁電流の変化に比べ非常に小さく
なる。このためこのような一次側検出方式は接触
時、非接触時の信号変化度合をあまり大きくとれ
ない問題があつた。また主軸に挿着された鋭利な
工具刃先とワークとの軽い接触状態においては、
二次側に大きな誘導電流を流すこと自体極めて困
難であり、このような場合の検出感度を高めるこ
ともむつかしかつた。
特に二次電流路中には転り軸受で軸承された主
軸が介在するため、油膜によつて潤滑された軸受
においては比較的電気抵抗が高く、二次側誘導電
流を減ずるので、この軸受の電気抵抗をバイパス
する手段として主軸に接触するブラシを必要とし
ていた。かかる軸受の電気抵抗は、一次側検出方
式をとるものにおいては、検出感度を高める障害
となつていた。
軸が介在するため、油膜によつて潤滑された軸受
においては比較的電気抵抗が高く、二次側誘導電
流を減ずるので、この軸受の電気抵抗をバイパス
する手段として主軸に接触するブラシを必要とし
ていた。かかる軸受の電気抵抗は、一次側検出方
式をとるものにおいては、検出感度を高める障害
となつていた。
本発明はかかる従来の一次側検出方式に代えて
二次側で検出せんとするものであり、特に前記軸
受の電気抵抗の存在を積極的に利用し、２物体の
接触に伴い二次電流路に流れる電流に基づき軸受
電気抵抗前後に生ずる電位差を検出しようとする
ものである。
二次側で検出せんとするものであり、特に前記軸
受の電気抵抗の存在を積極的に利用し、２物体の
接触に伴い二次電流路に流れる電流に基づき軸受
電気抵抗前後に生ずる電位差を検出しようとする
ものである。
以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。１０は自動工具交換装置を備えた工作機械の
主軸頭、１１はこの主軸頭１０に軸受１２，１
３，１４にて回転可能に軸承された回転主軸、こ
の回転主軸１１の中心には貫通穴１５が穿設さ
れ、この貫通穴１５の一端には工具Ｔを着脱可能
に受入れる工具受口１６が形成されている。前記
貫通穴１５にはクランプバー１７が挿通され、こ
のクランプバー１７の一端には工具Ｔの端部に突
設されたプルスタツド１８と係合する係合部１７
ａが設けられ、他端部は回転主軸１１の後端部よ
り突出され、中央部外周には複数個の皿バネを積
層して構成されるスプリング１９が配置されてい
る。このスプリング１９の一端は回転主軸１１の
係合段部１１ａに係合し、他端はクランプバー１
７に突設されたフランジ部２０に係合し、工具Ｔ
を引き込む方向の押圧力をクランプバー１７に与
えている。前記クランプバー１７の突出端部１７
ｂに対向してアンクランプ用のシリンダ２１が配
置され主軸頭１０に固定されている。このシリン
ダ２１に嵌挿されたピストン２２にはピストンロ
ツド２３，２４が突設され、ピストンロツド２３
の先端にはクランプバー１７の突出端部１７ｂと
当接する当接部材２５が回転軸承されている。こ
の当接部材２５及びピストン２２並びにピストン
ロツド２３，２４を貫通して貫通穴２６が穿設さ
れ、この貫通穴２６には絶縁体にて形成された絶
縁ブツシユ３０，３１，３２が固着され、この絶
縁ブツシユ３０，３１，３２の穴には一端にブラ
シ２７を保持し導電部材で形成された保持ロツド
２８が挿通されている。この保持ロツド２８の大
径部２８ａとピストンロツド２４の端部に固着さ
れた絶縁ブツシユ３２との間にはスプリング２９
が圧縮して挿入され、ブラシ２７をクランプバー
１７の端面に押圧している。このブラシ２７とク
ランプバー１７の当接位置は回転主軸１１の回転
中心と一致し、クランプバー１７側の当接面には
銅合金よりなる接触部材１７ｃが埋込まれてい
る。前記保持ロツド２８には軸線に沿つてキー溝
２８ｂが刻設され、このキー溝２８ｂにピストン
ロツド２４の端部に固着された絶縁ブツシユ３２
に突設された係合ピン２４ａが係入して回り止め
作用をなし、かつ軸方向の移動を許容している。
工具Ｔをアンクランプするためピストン２２が図
示状態より前進し当接部材２５がクランプバー１
７の端面に当接するまで移動するとスプリング２
９が圧縮され保持ロツド２８はブラシ２７の接触
状態をそのまま保ち移動しない。この保持ロツド
２８の端部に接続された導線３３及び主軸頭１０
に接続された導線３４は電位差を検出する検出回
路４０の入力端子４１，４２に接続されている。
る。１０は自動工具交換装置を備えた工作機械の
主軸頭、１１はこの主軸頭１０に軸受１２，１
３，１４にて回転可能に軸承された回転主軸、こ
の回転主軸１１の中心には貫通穴１５が穿設さ
れ、この貫通穴１５の一端には工具Ｔを着脱可能
に受入れる工具受口１６が形成されている。前記
貫通穴１５にはクランプバー１７が挿通され、こ
のクランプバー１７の一端には工具Ｔの端部に突
設されたプルスタツド１８と係合する係合部１７
ａが設けられ、他端部は回転主軸１１の後端部よ
り突出され、中央部外周には複数個の皿バネを積
層して構成されるスプリング１９が配置されてい
る。このスプリング１９の一端は回転主軸１１の
係合段部１１ａに係合し、他端はクランプバー１
７に突設されたフランジ部２０に係合し、工具Ｔ
を引き込む方向の押圧力をクランプバー１７に与
えている。前記クランプバー１７の突出端部１７
ｂに対向してアンクランプ用のシリンダ２１が配
置され主軸頭１０に固定されている。このシリン
ダ２１に嵌挿されたピストン２２にはピストンロ
ツド２３，２４が突設され、ピストンロツド２３
の先端にはクランプバー１７の突出端部１７ｂと
当接する当接部材２５が回転軸承されている。こ
の当接部材２５及びピストン２２並びにピストン
ロツド２３，２４を貫通して貫通穴２６が穿設さ
れ、この貫通穴２６には絶縁体にて形成された絶
縁ブツシユ３０，３１，３２が固着され、この絶
縁ブツシユ３０，３１，３２の穴には一端にブラ
シ２７を保持し導電部材で形成された保持ロツド
２８が挿通されている。この保持ロツド２８の大
径部２８ａとピストンロツド２４の端部に固着さ
れた絶縁ブツシユ３２との間にはスプリング２９
が圧縮して挿入され、ブラシ２７をクランプバー
１７の端面に押圧している。このブラシ２７とク
ランプバー１７の当接位置は回転主軸１１の回転
中心と一致し、クランプバー１７側の当接面には
銅合金よりなる接触部材１７ｃが埋込まれてい
る。前記保持ロツド２８には軸線に沿つてキー溝
２８ｂが刻設され、このキー溝２８ｂにピストン
ロツド２４の端部に固着された絶縁ブツシユ３２
に突設された係合ピン２４ａが係入して回り止め
作用をなし、かつ軸方向の移動を許容している。
工具Ｔをアンクランプするためピストン２２が図
示状態より前進し当接部材２５がクランプバー１
７の端面に当接するまで移動するとスプリング２
９が圧縮され保持ロツド２８はブラシ２７の接触
状態をそのまま保ち移動しない。この保持ロツド
２８の端部に接続された導線３３及び主軸頭１０
に接続された導線３４は電位差を検出する検出回
路４０の入力端子４１，４２に接続されている。
前記主軸頭１０の前面に突出され主軸と同心状
の軸受ハウジング１０ａには環状凹溝１０ｂが刻
設され、この環状凹溝１０ｂには第２図に示すよ
うに環状の鉄心３５ａにコイル３５ｂを巻装した
誘導コイル３５が収納され、絶縁材の押え板３６
にて取付けられている。この誘導コイル３５を交
流電源３７で励磁すると環状の鉄心に沿つて回転
主軸１１の周囲を取り巻く磁束が形成され、主軸
軸線方向に流れる二次電流が誘起される。この二
次電流の流れる二次回路としては工具Ｔとワーク
Ｗが接触すると機械本体及び主軸頭１０、軸受１
２，１３，１４、回転主軸１１を経て閉ループの
電流路３８が形成されて電流が流れる。工具Ｔと
ワークＷが接触しなければこのような閉ループは
形成されないので二次電流は流れない。
の軸受ハウジング１０ａには環状凹溝１０ｂが刻
設され、この環状凹溝１０ｂには第２図に示すよ
うに環状の鉄心３５ａにコイル３５ｂを巻装した
誘導コイル３５が収納され、絶縁材の押え板３６
にて取付けられている。この誘導コイル３５を交
流電源３７で励磁すると環状の鉄心に沿つて回転
主軸１１の周囲を取り巻く磁束が形成され、主軸
軸線方向に流れる二次電流が誘起される。この二
次電流の流れる二次回路としては工具Ｔとワーク
Ｗが接触すると機械本体及び主軸頭１０、軸受１
２，１３，１４、回転主軸１１を経て閉ループの
電流路３８が形成されて電流が流れる。工具Ｔと
ワークＷが接触しなければこのような閉ループは
形成されないので二次電流は流れない。
これによつて誘導コイル３５に対する二次側コ
イルとしての電流路３８に流れる電流によつて前
記軸受１２，１３，１４が有する電気抵抗Ｒに基
づく電圧降下が生じ、回転主軸１１と主軸頭１０
との間に電位差が生ずる。この軸受の電気抵抗Ｒ
は電流路３８中で最も抵抗が大きく、主軸回転中
においては数百オームとなるので、最も顕著に電
位差を生ずる。この電位差は回転主軸１１とクラ
ンプバー１７、ブラシ２７を介して導通関係にあ
る保持ロツド２８と、ワークＷと機械本体を介し
て導通関係にある主軸頭１０との間に生じ、この
両者間の電位差は導線３３，３４を介して前記検
出回路４０の入力端子４１，４２に導かれ電位差
のレベル判定がなされる。工具ＴとワークＷの接
触がなければ二次電流は流れないので電位差は零
であり、検出回路４０は接触検知信号を出さな
い。工具ＴとワークＷが接触すると二次電流が流
れ、電位差が生ずるのでこの電位差に感応して検
出回路４０は接触検知信号を出力する。
イルとしての電流路３８に流れる電流によつて前
記軸受１２，１３，１４が有する電気抵抗Ｒに基
づく電圧降下が生じ、回転主軸１１と主軸頭１０
との間に電位差が生ずる。この軸受の電気抵抗Ｒ
は電流路３８中で最も抵抗が大きく、主軸回転中
においては数百オームとなるので、最も顕著に電
位差を生ずる。この電位差は回転主軸１１とクラ
ンプバー１７、ブラシ２７を介して導通関係にあ
る保持ロツド２８と、ワークＷと機械本体を介し
て導通関係にある主軸頭１０との間に生じ、この
両者間の電位差は導線３３，３４を介して前記検
出回路４０の入力端子４１，４２に導かれ電位差
のレベル判定がなされる。工具ＴとワークＷの接
触がなければ二次電流は流れないので電位差は零
であり、検出回路４０は接触検知信号を出さな
い。工具ＴとワークＷが接触すると二次電流が流
れ、電位差が生ずるのでこの電位差に感応して検
出回路４０は接触検知信号を出力する。
このように、本発明においては軸受の抵抗Ｒに
よる電圧降下を検出するものであり、この軸受の
抵抗Ｒは電流路３８中で最も抵抗が大きく工具Ｔ
とワークＷの接触がなければ電位差は零であるの
に対し、接触が生じて二次電流が流れれば電位差
が生ずるので、信号の変化率が大きく表われ検出
感度を大きくすることができ、その上鋭利な工具
切刃がワークＷに軽く接触した状態も確実に検出
することができる効果を有している。
よる電圧降下を検出するものであり、この軸受の
抵抗Ｒは電流路３８中で最も抵抗が大きく工具Ｔ
とワークＷの接触がなければ電位差は零であるの
に対し、接触が生じて二次電流が流れれば電位差
が生ずるので、信号の変化率が大きく表われ検出
感度を大きくすることができ、その上鋭利な工具
切刃がワークＷに軽く接触した状態も確実に検出
することができる効果を有している。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
主軸頭の要部縦断面図、第２図は等価的な電気回
路線図である。 １０……主軸頭、１１……回転主軸、１２，１
３，１４……軸受、１７……クランプバー、２７
……ブラシ、２８……保持ロツド、３５……誘導
コイル、３７……交流電源、３８……電流路、４
０……検出回路、Ｔ……工具、Ｗ……ワーク。
主軸頭の要部縦断面図、第２図は等価的な電気回
路線図である。 １０……主軸頭、１１……回転主軸、１２，１
３，１４……軸受、１７……クランプバー、２７
……ブラシ、２８……保持ロツド、３５……誘導
コイル、３７……交流電源、３８……電流路、４
０……検出回路、Ｔ……工具、Ｗ……ワーク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸受を介して回転軸承された主軸を有する主
軸頭とワークを支持するワーク支持装置とを機械
本体を通じて電気的に導通させかつ両者の相対的
な接近、離間運動に伴う接触によつて閉ループ状
の電流路が形成される工作機械において、この電
流路に誘導２次電流を誘起するように励磁される
電磁コイルを配置し、前記主軸にブラシを接触さ
せ、このブラシと前記主軸頭とに導線をそれぞれ
接続し、これら導線間に接続され前記閉ループ状
の電流路中に直列に介在する前記軸受の有する電
気抵抗による電圧降下を検出する検出手段を設け
たことを特徴とする工作機械用接触検出装置。 ２ 前記電磁コイルは、前記主軸頭の一部が挿通
される環状鉄心及びこの鉄心に巻かれた励磁コイ
ルを有する特許請求の範囲第１項記載の工作機械
用接触検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56038176A JPS57156150A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Contact detector for machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56038176A JPS57156150A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Contact detector for machine tools |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57156150A JPS57156150A (en) | 1982-09-27 |
| JPH0132026B2 true JPH0132026B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=12518073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56038176A Granted JPS57156150A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Contact detector for machine tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57156150A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06155118A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-06-03 | Rokuroku Sangyo Kk | マシニングセンタの主軸頭 |
| CN103447860B (zh) * | 2013-08-27 | 2016-03-02 | 西北工业大学 | 一种用于叶片定倾角铣削加工铣削力测量的夹具 |
-
1981
- 1981-03-17 JP JP56038176A patent/JPS57156150A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57156150A (en) | 1982-09-27 |
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