JPH0744436Y2 - 工具ホルダにおける過負荷トルク検出装置 - Google Patents
工具ホルダにおける過負荷トルク検出装置Info
- Publication number
- JPH0744436Y2 JPH0744436Y2 JP1990018120U JP1812090U JPH0744436Y2 JP H0744436 Y2 JPH0744436 Y2 JP H0744436Y2 JP 1990018120 U JP1990018120 U JP 1990018120U JP 1812090 U JP1812090 U JP 1812090U JP H0744436 Y2 JPH0744436 Y2 JP H0744436Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案はマシニングセンタ等の主軸に装着される工具
ホルダの工具折損予防のため過負荷トルク検出装置に関
する。
ホルダの工具折損予防のため過負荷トルク検出装置に関
する。
従来の技術 類似した技術として、先端にドリル等の工具を装着する
主軸と、モータで回転される駆動軸とを相対回動自在に
支持して両者間をトルク伝達用のねじりコイルばねで連
結し、主軸側に多数のスリットを設けた円板を駆動軸側
に前記スリットを遮蔽する遮蔽板を設け、過負荷トルク
時にスリットに対し遮蔽板が相対回動し、遮蔽されてい
たスリットが現われていることにより生じるパルス列を
ドリルの１回転又は数回転ごとに計数し、これを許容ト
ルク時のパルス数と比較するもの（特公昭62−6926号）
などがある。
主軸と、モータで回転される駆動軸とを相対回動自在に
支持して両者間をトルク伝達用のねじりコイルばねで連
結し、主軸側に多数のスリットを設けた円板を駆動軸側
に前記スリットを遮蔽する遮蔽板を設け、過負荷トルク
時にスリットに対し遮蔽板が相対回動し、遮蔽されてい
たスリットが現われていることにより生じるパルス列を
ドリルの１回転又は数回転ごとに計数し、これを許容ト
ルク時のパルス数と比較するもの（特公昭62−6926号）
などがある。
考案が解決しようとする課題 前記によれば過負荷トルクが生じたとき、主軸回転の基
準位置から最低１回転しないと過負荷の判定ができず、
ドリルのステップバックなどドリル折損予防のための動
作が遅れるおそれがある。
準位置から最低１回転しないと過負荷の判定ができず、
ドリルのステップバックなどドリル折損予防のための動
作が遅れるおそれがある。
課題を解決するための手段 前記問題を解決するため、この考案ではスピンドルと一
体回転するホルダ軸に工具保持筒を所定の円周方向の遊
びを許容して支持すると共に両者間をトルク伝達用のね
じりコイルばねで接続し、工具保持筒外周に設けた複数
の検出子のホルダ軸に対する回転遅れを検出するように
した工具ホルダであって、 ａ）スピンドルの１回転で所定数の基準パルスを発生す
る基準パルス発生器、 ｂ）スピンドルの円周上の１点に設定される回転方向の
基準原点を検出するようにスピンドルまたはホルダ軸に
連繋され、回転方向の基準信号を出力する基準信号発生
器、 ｃ）前記検出子の回転通過面に近接配置され、検出子を
検出する検出スイッチ、 ｄ）スピンドル１回転の間に前記基準信号発生器の基準
信号出力時から前記基準パルスを計数するカウンター、 ｅ）無負荷時での、前記基準原点から各検出子までの回
転角を、各検出子に対応して記憶するメモリー、 ｆ）検出スイッチによる検出子の検出信号の出力タイミ
ングで読出した前記カウンター内の計数値と、検出され
た検出子に対応する前記メモリー内の基準値とを比較す
る比較回路、 ｇ）前記比較結果に基づき、過負荷トルクの検出信号を
出力する出力回路、 とを備えたことを特徴とする。
体回転するホルダ軸に工具保持筒を所定の円周方向の遊
びを許容して支持すると共に両者間をトルク伝達用のね
じりコイルばねで接続し、工具保持筒外周に設けた複数
の検出子のホルダ軸に対する回転遅れを検出するように
した工具ホルダであって、 ａ）スピンドルの１回転で所定数の基準パルスを発生す
る基準パルス発生器、 ｂ）スピンドルの円周上の１点に設定される回転方向の
基準原点を検出するようにスピンドルまたはホルダ軸に
連繋され、回転方向の基準信号を出力する基準信号発生
器、 ｃ）前記検出子の回転通過面に近接配置され、検出子を
検出する検出スイッチ、 ｄ）スピンドル１回転の間に前記基準信号発生器の基準
信号出力時から前記基準パルスを計数するカウンター、 ｅ）無負荷時での、前記基準原点から各検出子までの回
転角を、各検出子に対応して記憶するメモリー、 ｆ）検出スイッチによる検出子の検出信号の出力タイミ
ングで読出した前記カウンター内の計数値と、検出され
た検出子に対応する前記メモリー内の基準値とを比較す
る比較回路、 ｇ）前記比較結果に基づき、過負荷トルクの検出信号を
出力する出力回路、 とを備えたことを特徴とする。
作用 基準信号出力によりカウンターが基準パルスを積算し、
スピンドル１回転の間に生じる複数の検出タイミングで
カウンター内の計数値と各検出子に対応して設定した基
準値を比較し、その比較結果に基づいて過負荷トルクの
検出信号を出力する。スピンドル１回転の間に検出、比
較が複数回行われるため、過負荷トルクの発生に対し、
スピンドル１回転以下で過負荷トルクの検出信号が出力
され、工具折損防止のための動作（ステップバックな
ど）が速やかに行われる。
スピンドル１回転の間に生じる複数の検出タイミングで
カウンター内の計数値と各検出子に対応して設定した基
準値を比較し、その比較結果に基づいて過負荷トルクの
検出信号を出力する。スピンドル１回転の間に検出、比
較が複数回行われるため、過負荷トルクの発生に対し、
スピンドル１回転以下で過負荷トルクの検出信号が出力
され、工具折損防止のための動作（ステップバックな
ど）が速やかに行われる。
実施例 第１図に示すようにホルダ軸１は、スピンドル16のテー
パ孔12に嵌合されるテーパシャンク２、その前方の工具
交換アーム用の把持部３、及び把持部３の中心から前方
へ突出した支持軸４を備えている。把持部３の外周から
前方には、全周を２等分する位置に夫々突起部５が突設
されている。
パ孔12に嵌合されるテーパシャンク２、その前方の工具
交換アーム用の把持部３、及び把持部３の中心から前方
へ突出した支持軸４を備えている。把持部３の外周から
前方には、全周を２等分する位置に夫々突起部５が突設
されている。
第１図に示す支持軸４に軸方向摺動自在としたスリーブ
６後端の円錐面７と、支持軸４の前端の円錐面８は、工
具保持筒20の支承筒21に嵌着した大小のピボット玉軸受
９、10で支承されている。これらのピボット玉軸受９、
10は支持軸４とスリーブ６の間に介装したばね11によ
り、前記円錐面７、８を介して与圧が付与されるように
してある。支承筒21の前端にはドリル等の工具13保持用
のコレットチャック23が装着してある。
６後端の円錐面７と、支持軸４の前端の円錐面８は、工
具保持筒20の支承筒21に嵌着した大小のピボット玉軸受
９、10で支承されている。これらのピボット玉軸受９、
10は支持軸４とスリーブ６の間に介装したばね11によ
り、前記円錐面７、８を介して与圧が付与されるように
してある。支承筒21の前端にはドリル等の工具13保持用
のコレットチャック23が装着してある。
支承筒21には連結筒24が外周に一体螺合され、この連結
筒24にはトルク伝達用のねじりコイルばね25の一端が接
続され、ばね他端は前記把持部３に連結してある。この
連結筒24には第２図に示すように、上下２本の位置決め
ピン26が植設され、この位置決めピン26と係脱する多数
の係止孔27を有する検出リング28が、把持部３との間に
介装したばね29により前方へ付勢してある。従ってねじ
りコイルばね25のねじり強さ（伝達トルク）は、検出リ
ング28をばね力に抗して後方（第１図右方）へ動かして
係止孔27と位置決めピン26の係合を外し、その状態で支
承筒21と連結筒24を円周方向へ回動した後、検出リング
28の係止孔27と位置決めピン26を係合させることにより
工具13の径に応じた、工具13を折損させない許容伝達ト
ルクとなるように調整される。
筒24にはトルク伝達用のねじりコイルばね25の一端が接
続され、ばね他端は前記把持部３に連結してある。この
連結筒24には第２図に示すように、上下２本の位置決め
ピン26が植設され、この位置決めピン26と係脱する多数
の係止孔27を有する検出リング28が、把持部３との間に
介装したばね29により前方へ付勢してある。従ってねじ
りコイルばね25のねじり強さ（伝達トルク）は、検出リ
ング28をばね力に抗して後方（第１図右方）へ動かして
係止孔27と位置決めピン26の係合を外し、その状態で支
承筒21と連結筒24を円周方向へ回動した後、検出リング
28の係止孔27と位置決めピン26を係合させることにより
工具13の径に応じた、工具13を折損させない許容伝達ト
ルクとなるように調整される。
検出リング28には、第４図に示すように円周方向を４等
分する位置に夫々変位検出子31が後方へ突設してある。
各変位検出子31の回転方向Ｒ側面は近接スイッチ45の検
出開始を示す検出表示部31aとなっている。変位検出子3
1と前記突起部５とは、円周方向の遊び（第４図ａ）を
もたせて互いに噛み合され、過負荷トルク時以外では、
前述のねじりコイルばね25のねじり力で突起部５と回転
方向反対側の変位検出子31とが当接している。
分する位置に夫々変位検出子31が後方へ突設してある。
各変位検出子31の回転方向Ｒ側面は近接スイッチ45の検
出開始を示す検出表示部31aとなっている。変位検出子3
1と前記突起部５とは、円周方向の遊び（第４図ａ）を
もたせて互いに噛み合され、過負荷トルク時以外では、
前述のねじりコイルばね25のねじり力で突起部５と回転
方向反対側の変位検出子31とが当接している。
この変位検出子31を検出する近接スイッチ45は、第１図
に示すように主軸ヘッド14に固着したブラケット15を介
して前記変位検出子31の通過面に近接して１個配置して
ある。
に示すように主軸ヘッド14に固着したブラケット15を介
して前記変位検出子31の通過面に近接して１個配置して
ある。
次に近接スイッチ45からの検出信号を処理する過負荷ト
ルクの判別手段50について説明する。第６図において、
51はスピンドル16の１回転で所定数の基準パルスを発生
するスピンドル回転角パルス発生器で、例えばスピンド
ル16に連結したロータリーエンコーダである。52はスピ
ンドル基準信号発生器で、例えば前記エンコーダーの０
相対信号を用いたり、あるいはスピンド16又はホルダ軸
１の円周上の一点に装着したドッグを近接スイッチのよ
うな信号発生器で検出することにより、スピンドル16の
円周上に設定した回転方向の基準原点Ａを検出して基準
信号を出力するものである。本実施例では、基準原点Ａ
は１つの変位検出子の円周方向中央に設定してある（第
４図）。
ルクの判別手段50について説明する。第６図において、
51はスピンドル16の１回転で所定数の基準パルスを発生
するスピンドル回転角パルス発生器で、例えばスピンド
ル16に連結したロータリーエンコーダである。52はスピ
ンドル基準信号発生器で、例えば前記エンコーダーの０
相対信号を用いたり、あるいはスピンド16又はホルダ軸
１の円周上の一点に装着したドッグを近接スイッチのよ
うな信号発生器で検出することにより、スピンドル16の
円周上に設定した回転方向の基準原点Ａを検出して基準
信号を出力するものである。本実施例では、基準原点Ａ
は１つの変位検出子の円周方向中央に設定してある（第
４図）。
53は前記基準信号で開くゲート回路、54はゲート回路53
を介して送られる基準パルスを積算するカウンターで、
スピンドルが１回転するとリセット回路55によりリセッ
トされる。56は前記変位検出子31を検出する毎に計数す
る歯数カウンターで、スピンドル16の１回転でリセット
される。57は歯数カウンター56の計数値により各変位検
出子31に対応したメモリー58a〜58dを選択するメモリー
選択回路、58a〜58dは無負荷時の基準原点Ａから各変位
検出子31の検出表示部31a（近接スイッチ45の立上り信
号が出る）までの回転角L1〜L4を各変位検出子31に対応
して基準値として記憶させるメモリーである。59はカウ
ンター54の計数値をメモリー58a〜58dへ送るのか、ある
いはメモリー58a〜58dのメモリー値を読出して設定回路
60へセットすると共に、カウンター54の計数値を比較回
路61へ送るのかを指示する動作切換回路、62はメモリー
58a〜58dに対し、読出と書込みを選択する回路である。
比較回路61は歯数カウンター56の信号、つまり近接スイ
ッチ45の立上りのタイミングでその時のカウンター54内
の計数値と、検出した変位検出子31と対応して設定回路
60に読出したメモリー値とを比較し、その差が予め設定
された回転遅れの許容値より大きいかどうかを判定する
もので、前記遊びａはこの許容値よりも大に設定してあ
る。63は前記比較結果が許容より大きいとき、過負荷ト
ルクの検出信号を出力する出力回路である。
を介して送られる基準パルスを積算するカウンターで、
スピンドルが１回転するとリセット回路55によりリセッ
トされる。56は前記変位検出子31を検出する毎に計数す
る歯数カウンターで、スピンドル16の１回転でリセット
される。57は歯数カウンター56の計数値により各変位検
出子31に対応したメモリー58a〜58dを選択するメモリー
選択回路、58a〜58dは無負荷時の基準原点Ａから各変位
検出子31の検出表示部31a（近接スイッチ45の立上り信
号が出る）までの回転角L1〜L4を各変位検出子31に対応
して基準値として記憶させるメモリーである。59はカウ
ンター54の計数値をメモリー58a〜58dへ送るのか、ある
いはメモリー58a〜58dのメモリー値を読出して設定回路
60へセットすると共に、カウンター54の計数値を比較回
路61へ送るのかを指示する動作切換回路、62はメモリー
58a〜58dに対し、読出と書込みを選択する回路である。
比較回路61は歯数カウンター56の信号、つまり近接スイ
ッチ45の立上りのタイミングでその時のカウンター54内
の計数値と、検出した変位検出子31と対応して設定回路
60に読出したメモリー値とを比較し、その差が予め設定
された回転遅れの許容値より大きいかどうかを判定する
もので、前記遊びａはこの許容値よりも大に設定してあ
る。63は前記比較結果が許容より大きいとき、過負荷ト
ルクの検出信号を出力する出力回路である。
まず、無負荷トルクの状態でスピンドル16を回転させ
て、基準原点Ａを示す基準信号の入力によりゲート回路
53が開き、カウンター54で基準パルスを計数する。近接
スイッチ45が基準原点Ａから近い順に変位検出子31の検
出表示部31aを検出する毎に、カウンター54内の計数値
を歯数カウンター56の指示するメモリー58a〜58d内へ書
込む。こうして４つのメモリー58a〜58dに各変位検出子
31に対応して基準原点Ａからの回転角の基準値L1〜L4が
記憶される。この基準値L1〜L4の記憶が終ると動作切換
回路59が切換わり、近接スイッチ45からの検出表示部31
aの検出信号でカウンター54内の計数値を読出し、メモ
リー58a〜58dから検出した変位検出子31に対応した基準
値L1〜L4の内の１つを設定回路60へ読出す動作となる。
て、基準原点Ａを示す基準信号の入力によりゲート回路
53が開き、カウンター54で基準パルスを計数する。近接
スイッチ45が基準原点Ａから近い順に変位検出子31の検
出表示部31aを検出する毎に、カウンター54内の計数値
を歯数カウンター56の指示するメモリー58a〜58d内へ書
込む。こうして４つのメモリー58a〜58dに各変位検出子
31に対応して基準原点Ａからの回転角の基準値L1〜L4が
記憶される。この基準値L1〜L4の記憶が終ると動作切換
回路59が切換わり、近接スイッチ45からの検出表示部31
aの検出信号でカウンター54内の計数値を読出し、メモ
リー58a〜58dから検出した変位検出子31に対応した基準
値L1〜L4の内の１つを設定回路60へ読出す動作となる。
工具13に生じる負荷トルクがねじりコイルばね25で設定
されるねじり強さを越えない場合、変位検出子31と突起
部５とはねじりコイルばね25で当接しており、無負荷時
と変わらない。従って基準原点Ａから各変位検出子31の
検出表示部31aまでの回転角に変化はなく、過負荷トル
ク検出信号は出力されない。
されるねじり強さを越えない場合、変位検出子31と突起
部５とはねじりコイルばね25で当接しており、無負荷時
と変わらない。従って基準原点Ａから各変位検出子31の
検出表示部31aまでの回転角に変化はなく、過負荷トル
ク検出信号は出力されない。
切削加工中、切粉排出不良等で工具13にねじりコイルば
ね25で設定したトルク以上の過負荷トルクが生じると、
変位検出子31は突起部５に対して遊びａの回転遅れを生
じる。例えば基準原点Ａから３つ目の変位検出子31の検
出直前にこの回転遅れを生じると、３つ目の変位検出子
31の検出表示部31aを近接スイッチ45が検出したときの
カウンター54内の計数値はL3＋ａとなる。比較回路61で
この変位検出子31と対応するメモリー58c（図示なし）
内の基準値L3の差をとると許容値よりも大となり、過負
荷トルクの検出信号が出力される。この検出信号により
主軸ヘッド14がステップバックを行ったり、あるいはこ
の検出信号を計数して所定の計数値となったら工具寿命
と判断して工具交換を行う。他の変位検出子31を検出す
る場合も全く同様で、比較回路61で比較される基準値の
値が各変位検出子31に対応したメモリー内の値に変更さ
れるだけである。従ってスピンドル１回転の間に、変位
検出子31の数だけ過負荷トルクの検出タイミングがある
ので、スピンドルの１回転以下で過負荷トルクが検出さ
れ、速やかな工具折損予防が行われる。
ね25で設定したトルク以上の過負荷トルクが生じると、
変位検出子31は突起部５に対して遊びａの回転遅れを生
じる。例えば基準原点Ａから３つ目の変位検出子31の検
出直前にこの回転遅れを生じると、３つ目の変位検出子
31の検出表示部31aを近接スイッチ45が検出したときの
カウンター54内の計数値はL3＋ａとなる。比較回路61で
この変位検出子31と対応するメモリー58c（図示なし）
内の基準値L3の差をとると許容値よりも大となり、過負
荷トルクの検出信号が出力される。この検出信号により
主軸ヘッド14がステップバックを行ったり、あるいはこ
の検出信号を計数して所定の計数値となったら工具寿命
と判断して工具交換を行う。他の変位検出子31を検出す
る場合も全く同様で、比較回路61で比較される基準値の
値が各変位検出子31に対応したメモリー内の値に変更さ
れるだけである。従ってスピンドル１回転の間に、変位
検出子31の数だけ過負荷トルクの検出タイミングがある
ので、スピンドルの１回転以下で過負荷トルクが検出さ
れ、速やかな工具折損予防が行われる。
考案の効果 以上のようにこの考案では、スピンドル側に設けた回転
方向の基準原点を示す基準信号出力によりカウンターが
基準パルスを積算し、スピンドル１回転の間で生じる複
数の検出タイミングでカウンター内の計数値と、各検出
子に対応して設定した基準値とを比較して過負荷トルク
の検出信号を出力するようにしたので、スピンドル１回
転以下で過負荷トルクの検出を行うことができ、工具折
損防止のためのその後の動作（ステップバックなど）が
速やかに行われる利点がある。
方向の基準原点を示す基準信号出力によりカウンターが
基準パルスを積算し、スピンドル１回転の間で生じる複
数の検出タイミングでカウンター内の計数値と、各検出
子に対応して設定した基準値とを比較して過負荷トルク
の検出信号を出力するようにしたので、スピンドル１回
転以下で過負荷トルクの検出を行うことができ、工具折
損防止のためのその後の動作（ステップバックなど）が
速やかに行われる利点がある。
第１図はこの考案に用いる工具ホルダの断面図、第２図
は第１図のII−II断面図、第３図は第１図のIII−III断
面図、第４図は変位検出子と突起部の円周方向全周にわ
たる展開図、第５図は判別手段を示す図、第６図は各信
号の関係図を示す。 １…ホルダ軸、20…工具保持筒、25…ねじりコイルば
ね、31…検出子、45…近接スイッチ、51…基準パルス発
生器、52…基準信号発生器、54…カウンター、61…比較
回路、63…出力回路
は第１図のII−II断面図、第３図は第１図のIII−III断
面図、第４図は変位検出子と突起部の円周方向全周にわ
たる展開図、第５図は判別手段を示す図、第６図は各信
号の関係図を示す。 １…ホルダ軸、20…工具保持筒、25…ねじりコイルば
ね、31…検出子、45…近接スイッチ、51…基準パルス発
生器、52…基準信号発生器、54…カウンター、61…比較
回路、63…出力回路
Claims (1)
- 【請求項１】スピンドルと一体回転するホルダ軸に工具
保持筒を所定の円周方向の遊びを許容して支持すると共
に両者間をトルク伝達用のねじりコイルばねで接続し、
工具保持筒外周に設けた複数の検出子のホルダ軸に対す
る回転遅れを検出するようにした工具ホルダであって、 ａ）スピンドルの１回転で所定数の基準パルスを発生す
る基準パルス発生器、 ｂ）スピンドルの円周上の１点に設定される回転方向の
基準原点を検出するようにスピンドルまたはホルダ軸に
連繋され、回転方向の基準信号を出力する基準信号発生
器、 ｃ）前記検出子の回転通過面に近接配置され、検出子を
検出して検出信号を出力する検出スイッチ、 ｄ）スピンドル１回転の間に前記基準信号発生器の基準
信号出力時から前記基準パルスを計数するカウンター、 ｅ）無負荷時での、前記基準原点から各検出子までの回
転角を、各検出子に対応して記憶するメモリー、 ｆ）検出スイッチによる検出子の検出信号の出力タイミ
ングで読出した前記カウンター内の計数値と、検出され
た検出子に対応する前記メモリー内の基準値とを比較す
る比較回路、 ｇ）前記比較結果に基づき、過負荷トルクの検出信号を
出力する出力回路、 とを備えたことを特徴とする工具ホルダにおける過負荷
トルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990018120U JPH0744436Y2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 工具ホルダにおける過負荷トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990018120U JPH0744436Y2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 工具ホルダにおける過負荷トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03109757U JPH03109757U (ja) | 1991-11-11 |
| JPH0744436Y2 true JPH0744436Y2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=31521294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990018120U Expired - Fee Related JPH0744436Y2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 工具ホルダにおける過負荷トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744436Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160137U (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-26 | 株式会社日立工機原町 | タツピング盤のトルク検出装置 |
| JPS626926A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-13 | 東洋紡績株式会社 | 特殊仮撚捲縮糸 |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP1990018120U patent/JPH0744436Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03109757U (ja) | 1991-11-11 |
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