JPH0151282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械が締付け装置を操作する複
動締付けシリンダをもち、締付けシリンダが動作
行程外にあるとき、工作物の加工を行なう工作機
械の駆動装置が停止または拘束され、締付けシリ
ンダの締付けピストンに結合される開閉棒が、少
なくとも２つの開閉カムを備えた開閉片をもち、
これらの開閉カムにそれぞれ対応して設けられこ
れらの開閉カムにより操作可能なセンサが、追加
締付け行程を考慮して所定の動作行程内における
開閉棒の運動を監視し、開閉カムによるセンサの
開閉位置が可変である、工作機械の締付け装置、
特に旋盤の交換可能なチヤツクを操作する複動締
付けシリンダの動作範囲決定装置に関する。

動作締付け装置に動力で操作される爪チヤツク
は、通常の工作機械の主軸端部に取付けられた圧
縮空気シリンダあるいは油圧シリンダにより操作
される。締付け装置と締付けシリンダは引張り棒
あるいは引張り管により互いに固定的に結合され
ている。締付け装置を開閉する際、締付けシリン
ダのピストンは往復運動を行ない、その結果に比
例する締付け素子の運動が行なわれる。締付け装
置の全行程の終端位置は、締付け装置の最大運動
遊びにるよるか、あるいは締付けシリンダ内にお
ける締付けピストンの可能な最大行程によつて規
定されている。

工作物が締付け素子の行程のほぼ終端で締付け
られる場合には、工作物の加工のために必要な締
付け力が完全には発生されないおそれがある。な
ぜなら締付け素子が工作物へ食い込むことによ
り、あるいは締付けの際生ずる工作物の変形によ
り、締付け装置の全行程に既に達しているからで
ある。これらの場合油圧あるいは空気圧による締
付け圧力の通常行なわれる監視では、充分な締付
け力が存在しないにもかかわらず、充分な締付け
力が存在するかのような誤りが生ずる。

安全上の欠陥を除くため、締付け装置の締付け
素子の位置の代りに締付けピストンの位置を監視
することが公知である。この目的のため締付けシ
リンダの締付けピストンに結合された開閉棒が締
付けシリンダから後方へ引出される。この開閉棒
は開閉カムを介して１つのあるいは複数のリミツ
トスイツチを操作する。このリミツトスイツチ
は、締付け装置の全行程の終端位置への到達直前
に電気信号を発生するように設定され、この信号
が不確実な工作物締付けを表示し、また工作物の
加工を行なう駆動装置の停止または拘束にも利用
される。なるべく工作機械の主軸駆動装置を停止
または拘束するのがよい。

締付け装置の監視すべき全行程長は締付け装置
の構造に応じて異なる大きさをとるので、従来技
術では交換可能な開閉カムあるいは調節可能なリ
ミツトスイツチが使用される。したがつて公知の
締付け行程監視装置は、締付け装置を取付けるた
びに、工作機械を動させる前に慎重に調節せねば
ならない。

実際には締付け装置を別のものと交換せねばな
らないこと、例えばチヤツクをそれより長いかあ
るいは短い全行程をもつアーバと交換せねばなら
ないことがしばしばおこる。この場合規定に反し
て開閉カムを交換するか、または締付け装置の変
つた全行程に応じてリミツトスイツチを調節する
のを怠ることがよくある。特に新しい工作機械で
はカバーにより締付けシリンダが近づき難く覆わ
れているので、前述の作業にはさらに慎重さと時
間が必要である。

さらに工作機械に取付け可能な締付け装置に符
号発生器を設け、この符号発生器に特定の目標行
程を対応させることも公知である。この目標行程
は比較器を介して実際の行程値と比較される。こ
の比較により、取付けられている締付け装置がそ
の動作行程外にあることが検出されると、工作機
械の拘束が行なわれる。この公知の装置は、符号
化された締付け装置を使用するため、必然的に特
殊な構成となり、したがつて工作機械を将来設置
する場合にしか使用できない。さらにこの装置
は、符号を伝送する際の誤差により、本来の動作
行程外の動作位置も生じ得るおそれがある。

本発明の課題は、このような装置を改良して、
開閉カムの手による交換またはリミツトスイツチ
（センサ）の調節を回避して、必要な追加締付け
行程を考慮しながら、締付け装置の動作行程の自
動調節を可能にすることである。

この課題を解決するため本発明によれば、開閉
片の開閉カムが、すべての開閉位置において開閉
棒に開して移動不能にこの開閉棒に固定され、セ
ンサが開閉棒の移動方向に対して平行に移動可能
な往復体に設けられ、往復体と共にセンサが、工
作機械による加工の開始前に行なうべきから動き
行程の際、支持ハウジングの縦案内部に沿つて保
持力に抗して開閉カムにより、追加締付け行程を
考慮してそのつどの動作行程を規定する終端位置
へ移動可能であり、さらに往復体にそれぞれ付属
して工作機械の動作停止または締付け装置の交換
の際自動的に作用する操作モータにより、往復体
と共にセンサが、から動き行程の基点となる零位
置へ移行可能である。

こうして本発明により、取付けられている締付
け装置の動作範囲が、から動き行程に基いて自動
的に規定される。締付け装置のこのから動き行程
において、センサを保持する往復体は、全行程に
相当する位置へ移動せしめられる。両方の終端位
置の範囲で必要な追加締付け行程を確保するた
め、センサは終端位置へ達する前に動作範囲を限
定する信号を発生する。工作機械の動作停止また
は締付け装置の交換の際、から動き行程により生
ずる位置を解消するために、操作モータが設けら
れ、それにより往復体したがつてセンサがから動
き行程の零位置へ移行する。こうして本発明によ
る装置は、簡単かつ故障なく動作する機械的部品
によつて、締付け装置の実際の全行程を使用し
て、動作行程の確実な検出と監視を可能にする。

工作機械の動作停止または締付け装置の交換
後、締付け装置のから動き行程によつて、必要な
追加締付け行程を考慮した動作行程に相当する開
閉棒の位置が自動的に規定される。このためセン
サの手による調節は不要である。すなわち開閉棒
のそのつどの終端位置の規定は、工作機械の加工
の開始前に行なわれているから動き行程のみによ
つて行なわれる。工作機械が動作停止せしめられ
るか、または締付け装置が交換されると、動作行
程のために機械的に記憶されている位置が、自動
的に消去される。センサを手で調節する必要がな
いので、本発明による装置は、既存の工作機械へ
も容易に取付けられ、したがつて信頼性を著しく
高める本発明の装置の万能の使用が可能となる。

図面には本発明による装置の実施例が示されて
いる。

図面の第１図および第２図は工作機械の主軸１
を示し、この主軸の前部フランジに締付け装置２
が取付けられている。この締付け装置２は第１図
は爪チヤツクにより形成されている。図面にはチ
ヤツク本体２ａと親爪および仮爪からなる締付け
爪２ｂとが認められる。締付け爪２ｂの駆動を行
なうチヤツクピストン２ｃは、チヤツク本体２ａ
内に軸線方向移動可能に案内され、キー伝動装置
を介して締付け爪２ａの親爪にかみ合つている。

締付け装置２の構造により、第１図において締
付け装置２の下に記入してある締付け装置２の全
行程Ｈが生ずる。

締付け爪２ｂの間に工作物を外側からも内側か
らも締付ける際、そのつどの加工に必要な保持力
の発生を保証するために、必要な締付け力が発生
される前に、チヤツクピストン２ｃがその全行程
Ｈの前端あるいは後端に来るのを回避せねばなら
ない。工作物が変形し、また爪の歯が工作物へ食
い込むことがあるため、締付け爪２ｂが工作物に
接するとき、締付け爪２ｂの追加工程がなお可能
であるように常に考慮を払らわねばならない。こ
の理由からいわゆる追加締付け行程Ｎを全行程Ｈ
の両側から減少することによつて、動作行程Ａが
得られる。

締付け装置２を操作するため、主軸１の後部フ
ランジ１ａには主軸１と共に回転する締付けシリ
ンダ３が取付けられ、そのピストン３ａはピスト
ン棒１５ｂおよび操作棒４を介してチヤツクピス
トン２ｃと結合されている。この締付けシリンダ
３は複動シリンダ例えば油圧シリンダであり、こ
れに圧力媒体移送ハウジング５を介して圧力媒体
が供給される。圧力媒体移送ハウジング５は、主
軸１および締付けシリンダ３と共に回転しかつ締
付けシリンダ３へ通ずる穴を形成された軸と、こ
の回転する軸上に支持されて図示してない圧力媒
体源への圧力媒体接続部をもつ静止ハウジングと
から構成されている。

締付けシリンダ３内におけるピストン３ａのそ
のつどの位置を介して、チヤツクピストン２ｃし
たがつて締付け爪２ｂの対応する位置が検出され
る。この目的のため締付けシリンダ３のピストン
３ａは開閉棒６に結合され、この開閉棒６は締付
けシリンダ３から出て圧力媒体移送ハウジング５
の軸を通つて導かれている。この開閉棒６の自由
端上には、第３図によれば玉軸受７により開閉片
８が支持されて、図示した実施例では２つの開閉
カム８ａおよび８ｂを備えている。開閉片８から
半径方向に突出するこれらの開閉カム８ａおよび
８ｂは、支持ハウジング９の軸線方向切穴き９ａ
内に案内されているので、開閉片８は開閉棒６に
より縦方向に連行されるが、その開閉カム８ａお
よび８ｂを介して回り止めされている。図示した
実施例では開閉棒６が工作機械の主軸１に取付け
られた締付けシリンダ３と共に回転するので、こ
の場合玉軸受７の使用が必要である。

各開閉カム８ａまたは８ｂはそれぞれ往復体１
１に設けられたセンサ１０ａまたは１０ｂと共同
動作する。２つの往復体１１の各々は支持ハウジ
ング９の縦案内部９ｂに案内されて、往復体１１
へねじ込まれたねじ１３の頭部と支持ハウジング
９の一部の外側に接するワツシヤ１４との間に設
けられる皿ばね１２の締付け力に抗して移動可能
でである。

第１図に爪チヤツクの形で示す締付け装置２を
主軸１へ取付けた後、締付けシリンダ３により締
付け爪２ｂを完全に開閉することにより、締付け
装置２の全行程Ｈが締付けシリンダ３へ伝達され
る。第１図においてこの締付けシリンダ３の下方
には、締付けシリンダ３のピストン棒３ａの可能
な全行程Ｇが記入され、この全行程Ｇ内に締付け
装置２の全行程Ｈがあ。

締付け装置２のこのから動き行程では、センサ
１０ａおよび１０ｂを保持する往復体１１が、皿
ばね１２の締付け力に抗して、全行程Ｈに相当す
る位置へ移動せしめられる。この目的のため図に
おいて支持ハウジング９の上部に設けられている
往復体１１は連行片１１ａを備え、この連行片１
１ａが開閉カム８ａの左の端面に当り、これに対
し支持ハウジング９の下部に設けられる摺動体１
１は連行片１１ｂをもち、この連行片１１ｂは開
閉カム８ｂの右の端面と共同作用する。

第１図の左の部分からわからように、ピストン
３ａの左方への移動により開閉棒６および開閉片
８ａを介して、センサ１０ａを保持する往復体１
１が左方へ全行程Ｈの左端を表わす、位置まで移
動せしめられる。それに続くピストン３ａの右方
への移動により開閉片８の開閉カム８ｂを介し
て、センサ１０ｂを保持する往復体１１が右方へ
全行程Ｈの他端を表わす位置まで連行される。こ
うして行なわれる締付け装置２のから動き行程
は、したがつて全行程Ｈを規定する開閉棒６の位
置したがつてチヤツクピストン２ｃの対応する位
置を記憶することになる。

全行程Ｈを規定する各から動き行程前に往復体
１１を零位置へ移行させるために、支持ハウジン
グ９に２つの操作モータが設けられている。第３
図による実施例では、これらの操作モータは支持
ハウジング９に設けられるかまたは構成された操
作シリンダ１５によりそれぞれ形成される。各操
作シリンダ１５には操作ピストン１５ａが設けら
れ、そのピストン棒１５ｂは操作シリンダ１５の
ハウジングから突出して、対応する往復体１１に
作用し、その連行片１１ａまたは１１ｂを介し
て、開閉片８の対応する開閉カム８ａまたは８ｂ
を押圧することができる。この押圧はピストン棒
１５ｂの内部に設けられた戻しばね１５ｃにより
行なわれる。この戻しばね１５ｃは一方ではピス
トン棒１５ｂに支えられ、他方では操作シリンダ
１５のピストン空間を閉じる閉鎖蓋１５ｄに支え
られている。例えば工作機械の停止あるいは締付
け装置２の交換の際行なわれるように、戻しばね
１５ｃの作用方向とは逆に操作ピストン１５ａへ
作用する圧力媒体が遮断されるとき、戻しばね１
５ｃが作用する。この状態で互いに逆の方向に作
用する両方の操作シリンダ１５の操作ピストン１
５ａは、両方の往復体１１を開閉片８の開閉カム
８ａおよび８ｂへ押付けるので、センサ１０ａお
よび１０ｂは確実に零位置へ達し、締付け装置２
の新たな動き行程によりセンサ１０ａおよび１０
ｂが全行程Ｈを規定する位置へ移行されない限
り、この零位置により工作機械の始動が阻止され
る。

それにより前述したように、締付け装置２の全
行程Ｈの両方の終端位置が記憶される。両方の終
端位置の範囲で必要な追加締付け行程Ｎを確保す
るために、第５図に示す状態が利用される。第５
図において無接触リミツトスイツチとして構成さ
れたセンサ１０ａの端面に記入した鎖線はその有
効開閉区域を示している。同様に第５図に認めら
れる開閉カム８ａがこの有効開閉区域の範囲へ来
ると、センサ１０ａの必要な開閉パルスが発生さ
れる。したがつて開閉パルスのこの発生と係合片
１１ａへの開閉カム８ａへの実際の接触との間
に、所望の追加締付け行程Ｎがあり、これも同様
に第５図に記入されている。こうして前述した装
置は、全行程Ｈから両方の追加締付け行程Ｎだけ
差引いた動作行程Ａ（第１図）内のみ、工作機械
の始動を可能にする。

センサ１０ａまたは１０ｂとして第５図による
無接触リミツトスイツチを使用せず、第６図に示
すような電気−機械式リミツトスイツチ１６を使
用しても同じ効果を得ることができる。このリミ
ツトスイツチ１６の押し棒１６ａも開閉カム８ａ
と同様に乗上げ斜面をもつている。第６図の下方
の鎖線は、開閉カム８ａに接触しないとき屋根状
押し棒１６ａがとる初期位置を示している。これ
に反し押し棒１６ａが開閉カム８ａにより実線で
示す位置へ移動せしめられると、開閉パルスが発
生される。したがつてこの開閉パルスは、往復体
１１の連行片１１ａが開閉カム８ａへ当る前に発
生される。上方の鎖線で示す上の終端位置へ押し
棒１６ａが移行して、開閉カム８ａと連行片１１
ａとが互いに当ると、もはや開閉パルスは発生さ
れない。こうして無接触リミツトスイツチにおけ
るように電気−機械式リミツトスイツチ１６で
も、全行程Ｈの両側で追加締付け行程Ｎを減少し
て動作行程Ａを得ることができる。

それぞれ主軸１に取付けられらる締付け装置２
の全行程Ｈまたは動作行程Ａを移動可能なセンサ
１０ａおよび１０ｂにより前述したように記憶し
た後、締付けシリンダ３のピストン３ａを規定に
従つて動かすことは、動作行程Ａの範囲において
もに可能である。ピストン３ａがこの記憶された
動作行程Ａ外にあると、工作機械制御装置により
主軸１の始動が阻止される。さらに予期しない事
情によりピストン３ａが記憶された動作行程Ａか
ら出た場合、工作機械は停止されることになる。

第１図による爪チヤツクで行なわれる加工過程
が終了すると、第１図による爪チヤツクを例えば
第２図に示すようなアーバに代えることができ
る。このアーバはハウジング２ｄ内を軸線方向に
移動可能な締付けピストン２ｅをもつている。こ
の締付けピストン２ｅの軸線方向運動は、第２図
に認められる斜面を介して、押圧ピン２ｇと引張
りねじ２ｈとの間に締付けられている締付け片２
ｆの締付け運動またはゆるめ運動を行なう。

第２図においてアーバとして構成された締付け
装置２の下に、同様に全行程Ｈ１と許容動作行程
Ａ１が記入され、動作行程Ａ１は再び全行程Ｈ１
より両側の追加締付け行程Ｎだけ少ない。アーバ
を開閉する完全な運動サイクルにより、アーバの
全行程Ｈ１がセンサ１０ａおよび１０ｂにより説
定される。第２図の締付けシリンダ３の全行程Ｇ
の中へこの全行程Ｈ１を記入した第２図から、ア
ーバの全行程Ｈ１が前に取付けられていた爪チヤ
ツクの全行程Ｈより小さいだけでなく、ピストン
３ａの全行程Ｇの異なる範囲にあることがわか
る。

したがつて追加締付け行程Ｎを考慮することに
よつて、アーバにとつて可能な全行程Ｈ１の開閉
棒６の終端位置が記憶されるのみならず、動作行
程Ａ１も記憶される。こうして取付けられたアー
バの値の記憶後、工作機械を動作させるとき、締
付けシリンダ３のピストン３ａが今や許容される
動作行程Ａ１内にのみあるようにすることができ
る。ピストン３ａがアーバに設定された動作行程
Ａ１内にあるときにのみ、主軸１の回転運動が可
能である。

工作機械が停止している場合だけでなく、圧力
媒体供給装置が接続された状態で主軸１に取付け
られた締付け装置２を交換する場合にも、センサ
１０ａおよび１０ｂの零位置を確保するために、
主軸１のフランジのそばに無接触リミツトスイツ
チ１７を設けて、取付けられる締付け装置２の平
らな後面によりこのリミツトスイツチ１７を不作
動状態に保つことができる。すなわちこの締付け
装置２を取外すと、リミツトスイツチ１７がパル
スを発生し、このパルスが操作シリンダ１５の操
作ピストン１５ａへの圧力媒体供給を中断し、こ
うして有効になる戻しばね１５ｃによつて、セン
サ１０ａおよび１０ｂが零位置へ移行せしめられ
る。この零位置で両方のセンサ１０ａおよび１０
ｂが減衰せしめられるので、許容動作行程Ａまた
はＡ１は存在せず、取付けられた締付け装置２の
動作行程Ａがから動き行程の実施により決定さ
れ、センサ１０ａおよび１０ｂの位置によつて記
憶されるときだけ、工作機械が始動可能である。
したがつて取付けられる締付け装置２に属する動
作行程ＡまたはＡ１が決定されるときのみ工作機
械を始動できるので、誤操作や工作機械および取
付けられる締付け装置２の許容されない動作状態
が排除され、取付けられる締付け装置２のから動
き行程の実施によつて動作行程の決定が簡単に行
なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチヤツクを操作する複動締付けシリン
ダとそのつどの動作範囲を決定する装置の要部を
縦断した側面図、第２図はチヤツクの代りにアー
バを取付けた締付けシリンダおよび動作範囲決定
装置の第１図に対応する図、第３図は第１図およ
び第２図における動作範囲決定装置の軸線を通る
断面図、第４図は第３図の切断線−による断
面図、第５図は無接触リミツトスイツチの追加締
付け行程を示すための第１図の装置の一部の拡大
図、第６図は電気−機械式リミツトスイツチを使
用した場合の第５図に対応する図である。 ２……締付け装置、３……締付けシリンダ、３
ａ……締付けピストン、６……開閉棒、８……開
閉片、８ａ，８ｂ……開閉カム、９……支持ハウ
ジング、９ｂ……縦案内部、１０ａ，１０ｂ……
センサ、１１……往復体、１５……操作モータ、
Ａ，Ａ１……動作行程、Ｎ……追加締付け行程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械が締付け装置２を操作する複動締付
   けシリンダ３をもち、締付けシリンダ３が動作行
   程Ａ，Ａ１外にあるとき、工作物の加工を行なう
   工作機械の駆動装置が停止または拘束され、締付
   けシリンダ３の締付けピストン３ａに結合される
   開閉棒６が、少なくとも２つの開閉カム８ａ，８
   ｂを備えた開閉片８をもち、これらの開閉カム８
   ａ，８ｂにそれぞれ対応して設けられてこれらの
   開閉カムにより操作可能なセンサ１０ａ，１０ｂ
   が、追加締付け行程Ｎを考慮して所定の動作行程
   Ａ，Ａ１内における開閉棒６の運動を監視し、開
   閉カム８ａ，８ｂによるセンサ１０ａ，１０ｂの
   開閉位置が可変であるものにおいて、開閉片８の
   開閉カム８ａ，８ｂが、すべての開閉位置におい
   て開閉棒６に関して移動不能にこの開閉棒６に固
   定され、センサ１０ａ，１０ｂが開閉棒６の移動
   方向に対して平行に移動可能な往復体１１に設け
   られ、往復体１１と共にセンサ１０ａ，１０ｂ
   が、工作機械による加工の開始前に行なうべきか
   ら動き行程の際、支持ハウジング９の縦案内部９
   ｂに沿つて、保持力に抗して開閉カム８ａ，８ｂ
   により、追加締付け行程Ｎを考慮してそのつどの
   動作行程Ａ，Ａ１を規定する終端位置へ移動可能
   であり、さらに往復体１１にそれぞれ付属して工
   作機械の動作停止または締付け装置２の交換の際
   自動的に作用する操作モータ１５により、往復体
   １１と共にセンサ１０ａ，１０ｂが、から動き行
   程の基点となる零位置へ移行可能であることを特
   徴とする、工作機械の締付け装置を操作する複動
   締付けシリンダの動作範囲決定装置。 ２ 往復体１１が連行片１１ａ，１１ｂをもち、
   移動の際開閉カム８ａ，８ｂが連行片へ当ること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ３ 往復体１１へ作用する操作モータが操作シリ
   ンダ１５により形成され、そのピストン棒１５ｂ
   を介して往復体１１に作用する操作ピストン１５
   ａが、戻しばね１５ｃにより作用方向へ荷重をか
   けられ、圧力媒体によりこの戻しばね１５ｃに抗
   して不動作位置へ移行可能であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 互いに逆方向へ作用する２つの操作シリンダ
   １５が、センサ１０ａ，１０ｂを保持する往復体
   １１用縦案内部９ｂを備えた支持ハウジング９に
   設けられ、この支持ハウジング９が、同時に開閉
   カム８ａ，８ｂを備えた開閉片８の案内部兼回り
   止め部として構成されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５ 開閉カム８ａ，８ｂが支持ハウジング９の軸
   線方向切穴き９ａ内に回り止めして案内されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ６ 追加締付け行程Ｎが、センサ１０ａ，１０ｂ
   の操作される位置と連行片１１ａ，１１ｂへ開閉
   カム８ａ，８ｂの当る位置との間隔に等しいこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の装
   置。