JPH0666902U - 可変回転数による面削り加工時の平面精度補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧チャックでワークを把持し、定周速制御
で切削速度をほぼ一定にして端面切削する際に、把持爪
に作用する遠心力の変化で発生する平面精度不良をなく
して安定した平面精度を得る。 【構成】 油圧チャック２にエアノズル８がワーク当接
面に開口する着座当て金７を設け、エアノズルへのエア
供給路１２の途中にエアセンサ１３を設けて、着座当て
金とワークとの隙間変化による路内圧力の変化を検出
し、この検出信号で電圧制御部２１により出力電圧を変
えて電磁比例減圧弁１７のソレノイドＳＯＬ１へ供給
し、定周速制御にる回転数変化によって変わる把持力の
変化を抑え、ワークのＺ軸位置の変位を微小にして良好
な面精度を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＮＣ旋盤等工作機械において主軸を可変回転してほぼ一定切削速度を 保って面削り加工する際に生じる平面精度不良を補正する装置に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ＮＣ旋盤においてチャックに把持したワークを、ほぼ一定の切削速度に なるよう可変回転制御（定周速制御）して面削り加工を行うと加工面が中高に仕 上がる。これは図２に示すようにチャック１０１の把持爪１０２に作用する遠心 力の変化によるもので、低速回転時のワークＷは仮想線にて示すように所定把持 力によりＺ軸方向前側に浮き上がった状態になっているが、切削点が次第に回転 中心側に移るに従って高速になると、遠心力の作用で把持力が減り実線に示すよ うにＺ軸方向後側に変位するため生じる現象である。この変位量を刃物台１０３ に取付けたギャップセンサ１０４で測定した結果の一例が図３のグラフ図であり 、これによれば５００〜３５００ｒｐｍの変化で、９μｍワークが−Ｚ軸方向に 引き込まれる。 この平面精度不良は面板作業を行うことにより解消するが、取付治具が必要で 着脱時間が長くなるため一般に常用されていない。そのため図４に示すようにカ ウンタウエイト１０５を本体１０６内に有する遠心力補償付チャックを用いるこ とが多い。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の技術で述べた遠心力補償付チャックは、本体内の限られたスペースに納 まる程度の小さなバランスウエイトであり、把持力の減少を補正するだけの効果 はなく、面精度不良を解消するには不十分であるという問題を有している。 本考案は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、そ の目的するところは通常のパワーチャックを用いて定周速制御により面削り加工 を行っても精度のよい平面が得られる平面精度補正装置を提供しようとするもの である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案における可変回転数による面削り加工時の平 面精度補正装置は、パワーチャックにワークを把持して可変回転数で面削り加工 を行った際に把持爪に作用する遠心力の変化で把持力が変わることによって生じ る平面精度不良を補正する装置であって、前記パワーチャックにエアノズルがワ ーク当接面に開口する着座当て金を設け、前記エアノズルへのエア供給路の途中 に前記着座あて金とワークとの隙間の変化による路内圧力の変化を検出するエア センサを設け、該エアセンサの検出信号により前記パワーチャックに供給する流 体圧力を変える手段を設けてなり、チャック供給圧力を変えて可変回転により変 わる遠心力を相殺するものである。

【０００５】

【作用】

開かれた把持爪内にワークを挿入し、着座当て金のエアノズルが開口するワー ク当接面にワーク後端を押し付けて把持爪を閉じワークを把持すると、把持爪の 浮き上がり現象でワークと着座当て金との間に僅かに隙間ができる。この隙間量 は主軸回転数によって変化し、高速回転時に把持爪に作用する遠心力が増して隙 間が小さくなるので、定周速回転で面削り加工中の隙間の微小変化をエアセンサ で検知して電磁比例減圧弁のソレノイドへの供給電力を変えて把持力を一定に保 ち、ワークのＺ軸方向変位量を微小幅に抑え、安定した平面精度に仕上げる。

【０００６】

【実施例】

以下本実施例について図１に基づいて説明する。 ＮＣ旋盤の主軸１先端に油圧チャック２が同心に嵌着されており、油圧チャッ ク２の把持爪３にワークＷが把持されている。把持爪３は主軸１後端部に設けら れた回転シリンダ４のピストン５によりドローチューブ６を介して開閉され、油 圧チャック２に着座当て金７が取付けられている。当て金７の中心にワーク当接 面７ａに開口するエアノズル８が穿設されており、エアノズル８にはドローチュ ーブ６内を貫通するエアパイプ９によりエアが供給される。エアパイプ９は回転 継手１１を介して外部のエア供給路１２と連通されており、エア供給路１２の途 中にエアセンサ１３が取つけられている。

【０００７】 エアセンサ１３はシーケーディ（株）製ペルシステム等市販の非接触式エア検 出装置を使用することができ、このものは電気回路のホイートストーン・ブリジ をエア回路に応用したもので、エアノズル８とワーク後端面との隙間δが変化し て、空気抵抗が変われば空気圧ブリッジ回路のＡ，Ｂ間に差圧が生じ、これによ り永久磁石を内蔵するフロートＭＫを上下に変位させて、リードスイッチＣａの 接点が切り変わるものである。エア源Ｐａからこのエアセンサ１３までのエア供 給路の途中には脱タール用サブミクロンエアフィルタ１４，脱油用マイクロエレ ッサ１５，減圧用レギュレータ１６が直列に取付けられている。

【０００８】 一方回転シリンダ４には油圧源Ｐｏより電磁比例減圧弁１７を介して圧力調整 された圧油が電磁切換弁１８を介して供給され、この調整圧力供給路の途中に最 高圧力を制限するリリーフ弁１９が取付けられている。電磁比例減圧弁１７のソ レノイドＳＯＬ１には電圧制御部２１を介して電圧が供給される。この電圧制御 部２１は、エアセンサ１３のフロートＭＫが上昇したときのリードスイッチＣａ の検出信号により所定速度で電圧が上昇し、フロートＭＫが下降して信号が切れ たとき、その時点の電圧を維持するようになっている。リセット部２２は端面加 工時の定周速制御が終わったときのリセット指令で、電圧制御部２１の出力電圧 を設定圧対応電圧記憶部２３に記憶する通常の定回転速度時の設定電圧に戻すも のである。

【０００９】 続いて本実施例の作用について説明する。 ワークＷを開かれている把持爪３内に挿入し、当て金７のワーク当接端面７ａ にワーク後端面を押し付けて、電圧制御部２１より出力される所定回転速度時の 設定電圧により圧力調整された圧油を電磁切換弁１８を介して回転シリンダ４の 右室に供給し把持爪３が閉じ、ワークＷが把持される。このとき把持爪３とチャ ック本体間には摺動に必要な隙間があるため把持爪の浮き上がり現象で、図で仮 想線にて示すようにワークＷがＺ軸方向前側に僅かに押し出されて当て金７との 間に隙間δができる。 次いでエアノズル８にエアを供給して主軸１をプログラム指定の回転速度で回 転し、エアセンサ１３の可変絞りＲｖを調節してフロートＭＫがかろうじて下側 位置を保つように調整する。

【００１０】 端面切削に入って定周速制御となり、バイト刃先のＸ軸位置が次第に回転中心 側に移動すると主軸回転が高速になり、把持爪３に作用する遠心力が大きくなっ て、把持力が減少し把持爪３の浮き上がり量が減って隙間δが小さくなる。この 隙間の例えば０．１μｍ単位の微小変化でＡ，Ｂ間の差圧が変化してフロートＭ Ｋが上昇し、リードスイッチＣａが閉じ、電圧制御部２１に信号が出力される。 電圧制御部２１にこの信号が入力されている間ＳＯＬ１への供給電圧が連続して 上がり、電磁比例減圧弁１７の調整圧が上がると、把持力が増して隙間δが大き くなる。そしてフロートＭＫが下がってリードスイッチＣａが開き信号が停止し 、電圧制御部２１のＳＯＬ１への供給電圧はそのままの電位を維持する。 上述の繰り返しで隙間δの微小な調節を行いながら端面切削が終わると定周速 制御が解除され、リセット指令が出ると、リセット部２２から電圧戻し信号が出 されて電圧制御部２１内で維持されていた高電位の電圧が設定圧対応電圧に戻さ れる。

【００１１】

【考案の効果】

本考案は上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 パワーチャックに設けられた着座当て金と把持ワークとの隙間の変化量をエア センサで検知してパワーチャックへの供給流体圧力を変え、回転数上昇分の把持 力の減少を補って把持爪の浮き上がり量を微小幅に抑えるようにしたので、ワー ク端面を定周速加工しても安定した平面精度を得ることができる。また高速回転 時の把持力の減少がないのでワークの飛び出し事故がなく、安心して定周速加工 を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のＮＣ旋盤における平面精度補正装置
の構成図である。

【図２】把持力の変化によるワークのＺ軸方向移動量測
定の状態図である。

【図３】図２の測定結果のグラフ図である。

【図４】従来の技術の遠心力補償付チャックの断面図で
ある。

【符号の説明】

２ 油圧チャック ３ 把持爪 ４ 回転シリンダ ７ 着座当て金 ８ エアノズル １３ エアセン
サ １７ 電磁比例減圧弁 ２１ 電圧制御
部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーチャックにワークを把持して可変
   回転数で面削り加工を行った際に把持爪に作用する遠心
   力の変化で把持力が変わることによって生じる平面精度
   不良を補正する装置であって、前記パワーチャックにエ
   アノズルがワーク当接面に開口する着座当て金を設け、
   前記エアノズルへのエア供給路の途中に前記着座あて金
   とワークとの隙間の変化による路内圧力の変化を検出す
   るエアセンサを設け、該エアセンサの検出信号により前
   記パワーチャックに供給する流体圧力を変える手段を設
   けてなり、チャック供給圧力を変えて可変回転により変
   わる遠心力を相殺することを特徴とする可変回転数によ
   る面削り加工時の平面精度補正装置。