JPS6021143Y2 - 工作機械の送り制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 この考案は工具を回転させ、かつ被加工物に対して往復
運動させることにより被加工物を加工する工作機械の送
り制御装置に関するものである。

従来技術 本出願人はボール盤等の工作機械において、工具を被加
工物に対して往復運動させるために同工具を有する主軸
を回転可能に支持する主軸筒を往復駆動させるエア駆動
装置とともに、往動中の主軸筒に油シリンダ、絞り弁等
の油圧回路により、一定の負荷を与えて往動時の工具の
送り速度を一定の速度に制御する送り制御装置を備えた
ものを先に出願した。

しかし、前記送り制御装置の油圧回路において、例えば
長時間の連続作業を行うことにより、圧油の温度が上昇
して、圧油の粘度が低くくなると、絞り弁の絞り量が一
定の状態でも圧油の粘度低下に伴って圧油の流量が大き
くなり、主軸筒に付与する負荷が減少する。

従って、圧油の温度上昇に伴って、工具の送り速度が速
くなり、第１図に示すように１加エサイクルに要する時
間が次第に短かくなっていた。

しかし、工作機械において、工具の損傷を防止するため
に工具に加わる負荷トルクを検出するトルク検出装置が
設けられているものにおいては通常、そのトルク検出装
置は工具の所定の送り速度に対する工具に加わる負荷ト
ルクを検出するようになっているため、上記送り速度の
変動により正確なトルク検出ができなかった。

目的 この考案は前記問題点を解消するためになされたもので
あって、その目的は圧油の温度が変化して圧油の粘度が
変動しても、常に工具の送り速度を一定に保つことがで
き、工具の負荷トルク検出が正確にできるようにした工
作機械の送り制御装置を提供するにある。

実施例 以下、この考案をボール盤に具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。

第２図において、三相誘導モータ（以下主軸モータとい
う）１の駆動軸２はその先端部に筒状体３が設けられて
いる。

主軸４はその先端部にチャック５を介してドリル６が取
着され、基端部に前記筒状体３と軸線方向へのみ移動可
能に嵌合するスプライン軸部７が設けられていて、前記
主軸モータ１の回転力が伝達される。

主軸筒８は前記主軸４を回転可能にかつ軸線方向に移動
不能に支持し、その外周略中央位置にはピストン９が形
成され、基端部には係合レバー１０が取着されている。

エア駆動装置を構成するエアシリンダ１１は前記ピスト
ン９を内挿し、そのピストン９を境に第１エアシリンダ
室１１ａと第２エアシリンダ室１１ｂが設けられている
。

電磁切換バルブ１２は後記する電気制御回路により切換
制御され、レギュレータ１３を介してエアポンプ１４か
らのエアを第１エアシリンダ室１１ａに供給し、第２エ
アシリンダ室１１ｂのエアを排出する時、ピストン９す
なわち主軸筒８を往動させ、反対にエアポンプ１４から
エアを第２エアシリンダ室１１ｂに供給し、第１エアシ
リンダ室１１ａのエアを排出する時、主軸筒８を復動さ
せる。

従って、前記ドリル８は前記主軸モータ１により回転力
が付与され、電磁切換バルブ１２の切換操作により往復
運動が行われる。

そして、本実施例では第２図に示す位置（以下原位置と
いう）から往動が開始されドリル６が被加工物の加工終
了位置まで往動した時、前記係合レバー１０が機枠に取
付けたマイクロスイッチＳＷ１をオンさせ、このオン信
号に基づいて後記する制御回路により電磁切換バルブ１
２が切換えられて原位置まで復動されるようになってい
る。

油シリンダ１５はそのピストン１６に前記主軸筒８とと
もに往動する前記係合レバー１０とその往動途中におい
て係合するピストンロッド１７が設けられているととも
に、シリンダ室内に圧油１８が充填されている。

同ピストン１６は、前記係合レバー１０が原位置から往
動を開始し、所定の距離往動してピストンロッド１７に
係合すると、同係合レバー１０により往動される。

そして、シリンダ室内の圧油１８は流量調整弁１９を介
して油タンク２０に送られるようになっている。

この時、シリンダ室内から吐出される圧油１８の吐出量
は流量調整弁１９の絞り量によって一定であるので、ピ
ストン１６の往動速度が制限される。

従って、主軸筒８がドリル６を支持した主軸４とともに
往動して、係合レバー１０がピストンロッド１７に係合
した後は前記流量調整弁１９の絞り作用により、主軸筒
８の往動がダウンされ、その速度は穿孔切削に最適な速
度に設定される。

前記油タンク２０はチェックバルブ２１を介してエアポ
ンプ１４から第１エアシリンダ室１１ａに供給されるエ
アの一部が供給されるようになっていて、常に油タンク
２０内の圧力が一定の値以下に下がらないようにしてい
る。

一方前記流量調整弁１９には可変絞り弁２２とチェック
バルブ２３がそれぞれ並列に接続されていて、可変絞り
弁２２は前記油シリンダ１５から吐出される圧油１８の
流量を微調整するために設けられ、チェックバルブ２３
は、油タンク２０から油シリンダ１５に圧油１８が流入
する際のバイパス回路を構成している。

従って、油シリンダ１５のピストン１６は前記ピストン
ロッド１７と係合レバー１０の係合に基づいて往動し、
シリンダ室内の圧油１８を油タンク２０に流量調整弁１
９を介して吐出させる。

反対に、係合レバー１０が前記マイクロスイッチＳＷ１
をオンさせ、同レバー１０が復動してピストンロッド１
７との係合を解放すると、油タンク２０内の圧油１８は
同タンク２０が高気圧になっていることにより前記チェ
ックバルブ２３を介して油シリンダ１５内に供給され、
ピストン１６を元の状態に復帰すべく復動させる。

流量調整弁作動装置としてのステップモータ２４は後記
制御回路により所定の回動量正逆転制御されるようにな
っていて、その駆動軸にはピニオン２５が取着されてい
る。

ラック２６は一端に前記ピニオン２５が噛み合い、同ピ
ニオン２５の回動に伴ない往復動される。

ピニオン２７は前記ラック２６の他端に噛み合いラック
２６の往復移動量に相対して正逆回動して、制御軸２８
を介して前記流量調整弁１９の絞り量を調整するように
なっている。

次に上記のように構成したボール盤の電気制御回路につ
いて説明する。

第３図において、負荷トルク検出装置３１は第２図に示
すように主軸モータ１の駆動軸２の近傍に設けられ、前
記ドリル６に加わる負荷トルクを検出するようになって
いて、負荷トルクの大きさに比例した値の電気信号ＳＧ
ｌを出力するようになっている。

温度検出装置としての温度センサ３２は前記油タンク２
０内に配設され、圧油１８の温度（以下油温という）Ｔ
を検出するようになっていて、油温Ｔの高低に比例した
値の検出信号ＳＧ２を出力するようになっている。

制御装置としての制御回路３３は前記負荷トルク検出装
置３１からの電気信号ＳＧｉと前記温度センサ３２から
の検出信号ＳＧ２及び前記マイクロスイッチＳＷ１から
のオン信号が入力されるようになっていて、電気信号Ｓ
Ｇｌの値が予め制御回路３３に設定されている値に達し
た時、すなわち、ドリル６に加えられる負荷トルクが最
大許容負荷トルクに達した時、及び前記マイクロスイッ
チＳＷ１がオンした時すなわちドリル６が加工終了位置
まで往動した時、直ちにドリル６を原位置に復帰させる
べく、主軸筒８を復動させるための駆動信号ＳＧ３を前
記電磁切換バルブ１２に出力する。

又、制御回路３３は前記温度センサ３２からの検出信号
ＳＧ２を入力すると、第４図に示すようにその検出信号
ＳＧ２の値すなわち油温Ｔに対する前記流量調整弁１９
の絞り量（以下開度という）を割り出し、その開度にお
けるステップモータ２４の回動位置を演算して、流量調
整弁１９がその開度となるようにステップモータ２４を
所定の呈上逆回動させるための駆動制御信号ＳＧ４を出
力するようになっている。

なお、本実施例では第４図に示す油温Ｔに対する流量調
整弁１９の開度は油温Ｔが上昇しその粘度が低くなって
、流量調整弁１９を流れる圧油１８の量が増大する場合
において、その開度を調整することにより圧油１８の流
量が常に一定となるように予め設定された値になってい
る。

次に上記のように構成したボール盤の作用について説明
する。

今、ある所定の油温Ｔでかつその油温Ｔに相対した開度
で流量調整弁１９が開いている場合において、圧油１８
がピストン１６の往動により流量調整弁１９を介して一
定の吐出量で油タンク２０に吐出されていることにより
、主軸筒８すなわちドリル６が最適な送り速度で加工終
了位置に向かって往動している状態で加工作業が行われ
ている場合、油温Ｔが上昇すると、圧油１８の粘度が低
くなって、圧油１８の吐出量が多くなる。

この時、制御回路３３は温度センサ３２から出力されて
いる検出信号ＳＧ２に基づいて上昇した油温Ｔに対する
流量調整弁１９の開度を割り出し、その開度となるよう
にステップモータ２４を所定の呈上逆回動（この場合正
転）させる駆動制御信号ＳＧ４を同モータ２４に出力す
る。

ステップモータ２４が所定の呈上転回動されると、前記
流量調整弁１９の開度が所定の量絞ぼられる。

そして、流量調整弁１９を介して油タンク２０に吐出さ
れる圧油１８の吐出量は油温Ｔの上昇に基づく圧油１８
の粘度低下が生じても常に一定となるため、ドリル６の
送り速度は常に前記最適な速度に保たれる。

このように本実施例では圧油１８の温度Ｔが加工作業中
に変化し、その粘度が変動しても、流量調整弁１９を介
して油タンク２０に吐出される圧油１８の吐出量が常に
一定となるように、圧油１８の温度Ｔの変化に相対して
流量調整弁１９の開度が自動的に調整されるため、ドリ
ル６は常に一定の最適な送り速度となる。

従って、負荷トルク検出装置３１はドリル６の負荷トル
クを正確に検出することができる。

なお、前記実施例では圧油１８の温度Ｔを油タンク２０
内の圧油で検出したが、例えば油シリンダ１５内の圧油
１８若しくは油シリンダ１５と油タンク２０間を流れる
圧油１８の温度を検出するようにしてもよい。

又、前記実施例においてはボール盤に本考案を具体化し
たがその他、工具が往復動する工作機械、例えばブロー
チ盤等に具体化することも可能である。

さらに前記実施例ではステップモータ２４の回動量をピ
ニオン２５，２７、ラック２６等を介して流量調整弁１
９に伝達したが、直接ステップモ−タ２４の回動量を流
量調整弁１９に伝達するようにしてもよい。

効果 以上詳述したように、この考案によれば、主軸筒の往動
速度を制御する流量調整弁を流れる圧油の温度が変化し
てその粘度が変動しても、同調整弁を流れる圧油の流量
が前記粘度の変動に応じて可変されるように、圧油の温
度の変化に相対して同調整弁の開度を自動的に調整する
ようにしたので、圧油の粘度変動による工具の送り速度
が変動することはなく、工具の負荷トルク検出が正確に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧油の温度に対する工作機械の一加工に要する
時間を示す線図、第２図はこの考案の具体化したボール
盤の機構を示す機構図、第３図は電気ブロック回路図、
第４図は圧油の温度に対する流量調整弁の開度を示す線
図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 主軸４を回転可能に支持する主軸筒８を被加工物に
   対して往復駆動するためのエア駆動装置（１１，１２等
   ）と、 前記主軸筒８の往動途中において、その主軸筒８の一部
   と係合可能な油シリンダ１５と、前記主軸筒８の係合に
   伴って油シリンダ１５より油タンク２０に吐出される油
   量を調節し前記主軸筒８の往動速度を制御するための流
   量調整弁１９と、 前記油タンク２０と前記油シリンダ１５のいずれかに配
   設され、油１８の温度に応じた検出信号ＳＧ２を発生す
   るための温度検出装置３２と、 その油温度検出装置３２の検出信号ＳＧ２の大きさに応
   じて前記流量調整弁１９の吐出量を調整するための調整
   装置（２４，３３等）とよりなる工作機械の送り制御装
   置。 ２ 前記調整装置は、吐出量を変更するように前記調整
   弁１９を制御するための流量調整弁作動装置２４と、前
   記油温度検出装置３２の検出信号ＳＧ２の大きさに応じ
   て前記流量調整弁作動装置２４を制御するための制御装
   置３３とよりなることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載の工作機械の送り制御装置。