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CN210909236U - 具备附有计测功能的主轴的机床 - Google Patents

具备附有计测功能的主轴的机床 Download PDF

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CN210909236U CN201921724060.2U CN201921724060U CN210909236U CN 210909236 U CN210909236 U CN 210909236U CN 201921724060 U CN201921724060 U CN 201921724060U CN 210909236 U CN210909236 U CN 210909236U
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沢田学
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本实用新型的目的在于提供一种具备附有计测功能的主轴的机床，其能够伴随机床内的加工步骤中的工件的握持或递交等的动作，同时地计测工件的尺寸。本实用新型的机床，其特征在于，具备：中空主轴；夹头，安装于所述中空主轴的前端侧；以及操作杆，插通于所述中空主轴的中空部，且进行所述夹头的开闭动作，所述操作杆当向轴向的前后中的一侧移动时，所述夹头所具备有的工件的握持爪朝闭合方向移动，且当向轴向的前后中的另一侧移动时，所述工件的握持爪朝张开方向移动，所述机床具有计测单元，其利用所述操作杆的移动量检测所述握持爪的开口尺寸。

Description

具备附有计测功能的主轴的机床
技术领域
本实用新型关于一种机床，其具有主轴，该主轴具备用以握持工件的夹头。
背景技术
在车床、复合加工机等机床的领域中，在主轴的前端部安装有用以握持工件的夹头。
在该种情况下，已知有一种机床，其采用在轴向具有中空孔的中空主轴作为主轴，且通过插通于该中空孔的操作杆的前进及后退移动进行夹头的开闭动作。
本案申请人提出了一种夹头的开闭控制装置(专利文献1)，其利用设于该机床的主轴的夹头的开闭机构，检测出工件的握持位置及张开位置，由此可容易地进行当工件的种类变化时的设置作业，并且可防止工件的握持位置的设定错误。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-131982号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
本实用新型的目的在于提供一种机床，其能够伴随机床内的加工步骤中的工件的握持或递交等动作，同时地计测工件的尺寸。
解决问题的技术手段
本实用新型的机床，其特征在于，具备：中空主轴；夹头，安装于所述中空主轴的前端侧；以及操作杆，插通于所述中空主轴的中空部，且进行所述夹头的开闭动作，所述操作杆当向轴向的前后中的一侧移动时，所述夹头所具备的工件的握持爪朝闭合方向移动，且当向轴向的前后中的另一侧移动时，所述工件的握持爪朝张开方向移动，所述机床具有计测单元，所述计测单元利用所述操作杆的移动量检测所述握持爪的开口尺寸。
其中，优选地，计测单元具有：运算单元，将所述握持爪的开口尺寸转换为所述操作杆的移动量；以及行程传感器，检测所述操作杆的移动量。
在本实用新型中所使用的夹头，只要是将2～4个的复数个握持爪配置成同心圆状的夹头、或者所谓开槽夹头等与操作杆的移动连动从而使相互的握持爪之间的开口尺寸扩大及缩小的夹头即可，其构造并无限制。
作为安装于车床等的主轴上的夹头，可列举滑动凸块机构或转动凸块机构等，其中，该滑动凸块机构使握持爪沿前后方向移动的导引构件而于中心方向上进行闭合或张开，该导引构件具有相对于夹头本体的旋转中心呈倾斜的T形截面槽，该转动凸块机构使凸块朝中心内外方向转动，进而使握持爪于中心方向闭合或张开。
此外，也可以是由握持爪握持工件的外周部的构造，也可以是由握持爪握持工件的内侧的构造。
在本实用新型中所使用的计测单元是使用行程传感器的计测单元，其可利用操作杆的移动量的变化检测出相互的握持爪间的开口尺寸的扩大及缩小，该机构并无限制。
检测操作杆的移动量的行程传感器可以是接触式，也可以是非接触式。
作为非接触式的行程传感器，可列举检测与设于操作杆的检测用的感应块(dog)的移动方向平行地配置的线圈的电感变化的行程传感器、或光学地检测感应块的移动量的行程传感器等。
本实用新型的机床也可构成为具有存储单元，所述存储单元登记了被加工的工件的种类及每个工件的加工尺寸，所述机床具有比较单元，所述比较单元比较使用所述握持爪所计测的测定值与存储于所述存储单元的值。
如此，则可通过与预先被登记的工件的尺寸、加工尺寸进行比较，而在工件的计测时进行工件的安置确认、工件的加工尺寸确认、或者检测夹头或握持爪等的故障。
在本实用新型中，优选地，通过具有时序存储单元从而能够对时序上的变化进行解析，该时序存储单元针对每一计测目的在时序上记录由所述计测单元所计测的计测值。
该计测值还包含有工件的外形或加工部分的尺寸变化、夹头的开闭速度变化、开闭时间变化等与夹头的操作相关的数据。
根据这些变化量的解析，可应用于早期地发现或预见NC指令坐标的修正或加工程序的变更、抑或主轴、夹头、工具类等的异常。
对照现有技术的效果
在本实用新型的机床中，可利用夹头的复数个握持爪握持工件的外周部或内周部，并同时地计测该工件的尺寸。
由此，也可确认是否与预先所登记的工件一致。
例如，若将本实用新型应用于双主轴对置车床，该双主轴对置车床在相同轴线上相对配置R主轴与L主轴，则例如在使一侧的L主轴的夹头握持工件进行车削等加工，接着利用另一侧的R主轴的夹头握持该加工后的工件的加工部而进行递交的情况下，则可与此同时地计测并确认该加工部的加工尺寸。
在该情况下，也可进行与预先登记的加工尺寸的一致性确认。
此外，由于可在时序上进行解析这些计测值的变化，因此也可利用于加工程序的变更、工具坐标、加工点坐标等的修正。
附图说明
图1(a)示出本实用新型的机床的构造例，图1(b)、图1(c)示出操作杆与夹头的关系。
图2(a)示出以握持爪握持工件的状态，图2(b)示出工件的安置不充分的例子，图2(c)示出计测工件的加工尺寸的状态。
图3示出夹头的构造例。
图4示意地示出转动凸块式的夹头的例子。
图5示出操作杆的移动量与握持爪的开口尺寸的关系。
附图标记说明
11……主轴；11a……中空部；12……操作杆；13……夹头；13a……夹头本体部；13b……握持爪；13c……滑动凸块；13d……转动凸块；14……夹头缸筒；15……感应块；16……行程传感器；113a……滑动槽部；113b……滑动部；113c……操作槽部；213b……作用部；D……开口尺寸；P……加工部；S……移动量；W……工件。
具体实施方式
根据附图对本实用新型的机床的构造例进行说明。
图1(a)以机床中的主轴部分为中心而示出。
其包含有：主轴11，其安装于主轴台上且形成有中空部11a；以及操作杆12，其被插通于该中空主轴。
在主轴11的前端侧安装有夹头13，且通过操作杆12的轴向的前进/后退移动，扩大及缩小夹头的握持爪13b的开口尺寸Do。
本实施例中，将夹头13的立体图示于图1(b)、将分解图示于图3，而如图3所示，夹头13由3个握持爪13b所形成。
在夹头本体部13a上自中心部呈放射状形成有3个滑动槽部113a，该滑动槽部113a呈大致T截面形状，且在该滑动槽部113a安装有握持爪13b。
在夹头本体部13a的背面中央侧，具有连结于操作杆12的前端侧的滑动凸块13c。
在滑动凸块13c上具有与3个握持爪13b对应的操作槽部113c。
握持爪13b具有滑动部113b并且具有作用部213b，该滑动部113b沿着形成于夹头本体部13a的滑动槽部113a，朝中心方向或外侧方向滑动移动，该作用部213b安装于形成在滑动凸块13c的操作槽部113c，且通过该滑动凸块13c的前进移动或后退移动而移动。
由此，如图1(b)、图1(c)所示，若操作杆12前进(S1)，则滑动凸块13c朝前方移动，本例中以3个握持爪13b于中心侧形成的开口部的开口尺寸从Do张开至D1。
由此，在本实施例中，若操作杆12后退，则握持爪13b的开口尺寸变小，从而握持工件。
操作杆12的前进/后退操作是通过设于操作杆12的后部侧的夹头缸筒14的油压控制而进行的。
在本实施例中形成以下之例：在比操作杆12的夹头缸筒14更后部侧安装有感应块15，且由电磁式的行程传感器16检测该感应块15的位置。
图5的曲线示出由行程传感器16检测出的该感应块15的移动量S的值、以及在实际中由3个握持爪13b形成的开口部的开口尺寸D的调查结果。
在图5中，纵轴示出感应块的移动量，横轴示出开口尺寸D的通过传感器所检测的计测值及从NC装置的数据所获得的值。
虽然在通过行程传感器16所检测的检测移动量上观察到略微波状的变化，但可确认到其与握持爪13b的开口尺寸D的开闭量成比例。
由此，可设置运算单元，该运算单元可通过感应块的移动量的检测而求出夹头的开口尺寸。
再者，也可具有修正单元，该修正单元例如通过最小平方法等对通过该行程传感器16所检测的移动量变化进行近似直线修正。
关于本实用新型的机床，由于握持爪13b的开口尺寸D与操作杆12的移动量对应，因此，例如如图2(a)所示，当通过夹头缸筒14的油压操作使操作杆12后退移动，则会以3个握持爪13b握持工件W，进而，通过此时的开口尺寸对工件W的外径尺寸进行计测。
计测值被显示于机床的操作面板等的操作部。
此外，工件的种类、材料的外径尺寸预先被存储于控制部等所具备的存储部。
并且，其具有比较单元(比较程序)，该比较单元为若夹头握持工件W，可从存储部输出并显示于显示部，且与工件W的计测尺寸进行比较。
若一致，则显示该确认。
与此相对的，例如，如图2(b)所示，若在工件Wo未正确地被安置的情况、或在工件与握持爪之间存在有异物等，则通过操作杆12的感应块15的移动量S2的检测，可得知在预先被登记于存储部的值与工件Wo的外径的计测值上有产生偏差。
若发生上述事态时，由比较程序判断为不一致，则可检测出有不良情形。
同样的情况也会因夹头或握持爪等破损而产生，因此也可作为机床的故障诊断系统而灵活地运用。
在该存储部内具有在时序上存储各种计测值的时序存储单元、以及用以解析其变化量的解析单元。
因此，也可以通过解析各种数据根据需要进行加工程序的变更、NC指令坐标的修正、变更等。
例如，图2(c)示出使用双主轴对置车床在一侧的主轴侧进行工件的加工，而将工件递交至另一侧的主轴侧的夹头的状态。
在夹头13握持工件W1的同时，可对工件W1的加工部P的外径尺寸进行计测。
若将该值与预先所登记的值进行比较，还可自动判定加工的良否。
在本实用新型中，夹头机构并无限制，例如，如图4所示，握持爪13b也可通过连结于操作杆12的转动凸块13d的转动而开闭。

Claims (4)

1.一种机床，其特征在于，具备：
中空主轴；
夹头，安装于所述中空主轴的前端侧；以及
操作杆，插通于所述中空主轴的中空部，且进行所述夹头的开闭动作，
所述操作杆当向轴向的前后中的一侧移动时，所述夹头所具备的工件的握持爪朝闭合方向移动，
且当向轴向的前后中的另一侧移动时，所述工件的握持爪朝张开方向移动，
所述机床具有计测单元，所述计测单元利用所述操作杆的移动量检测所述握持爪的开口尺寸。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述计测单元具有：
运算单元，将所述握持爪的开口尺寸转换为所述操作杆的移动量；以及
行程传感器，检测所述操作杆的移动量。
3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，
所述机床具有存储单元，所述存储单元登记了被加工的工件的种类及每个工件的加工尺寸，
所述机床具有比较单元，所述比较单元比较使用所述握持爪所计测的测定值与存储于所述存储单元的值。
4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，
通过具有时序存储单元从而能够对时序上的变化进行解析，该时序存储单元针对每一计测目的在时序上记录由所述计测单元所计测的计测值。
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