JP4805486B2

JP4805486B2 - 電磁チャックの断線検出回路

Info

Publication number: JP4805486B2
Application number: JP2001218891A
Authority: JP
Inventors: 伸一若松
Original assignee: 株式会社岡本工作機械製作所; 岡本工機株式会社
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: JP2003031414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面研削装置を用いて金属製ワ−クを加工する際に使用される電磁チャックの断線の有無を検出する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平方向に往復移動可能なテ−ブル上に載置されたワ−クと、上下方向に昇降可能な砥石頭に備えられた回転砥石を相対移動させてワ−クを研削加工する平面研削装置は知られており（特開平１−９７５３７号、同５−７７１６４号、同６−２２６６２３号、同６−２２６５９４号、同１１−２６２８３２号、特開２０００−２６３４３６号）、実用化されている。
【０００３】
図５および図６に示す平面研削装置１において、２はワ−ク、３は砥石、４は水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台部、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、８は操作盤、８ａは砥石の切り込み開始点位置検出Ｏｎ−Ｏｆｆスィッチ、８ｂは砥石上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石軸、１１は砥石頭、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降手段、１３はモ−タ−、１４は螺合体、１５はネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバ−、３１６は制御装置（ＣＰＵ）、３０は研削液供給ノズルである。
【０００４】
左右方向に往復移動しているテ−ブル４上のワ−ク２に回転している砥石３を下降してワ−クに切り込みをかけ、テ−ブルと砥石を相対移動させて研削は行われる。この際、ワ−クと砥石が接触する加工点にはノズル３０より研削液が供給される。
【０００５】
テ−ブル４の左右移動は、前述の特許文献に記載されるように油圧駆動、ボ−ルネジ駆動、リニアモ−タ駆動、ベルト駆動等が利用されている。
また、テ−ブル反転機構は、テ−ブルの左右両側に固定して設けたドッグと、これらドッグの間隔より狭い間隔を以ってベッドに固定して設けられたリミットスイッチを用いている。
【０００６】
図７に、テ−ブルが油圧駆動で、テ−ブル反転機構としてドッグとリミットスイッチを用いた研削装置を示す。
図７に示す研削装置１において、３は砥石、４は水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、９はコラム、３１６は制御装置（ＣＰＵ）で、プログラムが書き込まれた記憶部ＲＯＭと記録部ＲＡＭを持つ。２０はベッド、２１，２１はドッグ、２２，２２はリミットスイッチ、２３は油圧駆動部、２４はステップモ−タ、２５は油圧回路、２６はテ−ブル速度調節絞り弁、２７は入力ポ−ト、２８は出力ポ−ト、２９はモ−タ駆動回路である。
【０００７】
油圧駆動部２３が油圧回路２５に駆動されてテ−ブル４を左右方向に移動させる。この左右反転動作にドッグ２１，２１がリミットスイッチ２２，２２を動作させる。テ−ブルが左端に到達すると、右方のリミットスイッチ２２が右方のドッグ２１に対向してｏｎとなる状態で右方のリミットスイッチ２２の信号は反転検出信号として制御装置３１６に入力され、これにより油圧回路２５の方向切り替え弁（図示されていない）が動作されて油圧駆動部２３の動作方向、すなわちテ−ブル４の動作方向が変えられ（反転）、テ−ブルが右方向に移動し始め、右方のドッグ２１が右方のリミットスイッチ２２より離れる。
【０００８】
そして、テ−ブルが右端に到達すると、左方のリミットスイッチ２２が左方のドッグ２１に対向してｏｎとなる状態で左方のリミットスイッチ２２の信号は反転検出信号として制御装置３１６に入力され、これにより油圧回路２５の方向切り替え弁（図示されていない）が動作されて油圧駆動部２３の動作方向、すなわちテ−ブル４の動作方向が変えられ（反転）、テ−ブルが左方向に移動し始め、左方のドッグ２１が左方のリミットスイッチ２２より離れる。
このような動作は、交互に連続して行われる。
【０００９】
ワ−ク２が金属であるときのチャックとしては、電磁（マグネット）チャック６（ＪＩＳＢ−６１５６−１９７８）が用いられる。電磁チャックは、磁極用鋼材に巻いたコイルに電流を通して磁石とし、電流を切って磁力をなくす原理を応用したもので、図４ａに示すように多数の電磁石Ｅ，Ｅ，Ｅ，ＥをＳ極とＮ極が交互となるように並べてその間を非磁性体Ｚ，Ｚ，Ｚで囲んだ角テ−ブル型チャック（臼井英治著「切削・研削加工学下巻」１２０−１２１頁：昭和５８年９月５日共立出版刊５版）や、図４ｂに示すように鋳鉄の底箱体６ａ内に磁極用鋼材に巻いたコイルＣ，Ｃを並べ、この底箱体６ａの上部をＵ状の絶縁セパレ−タＺ，Ｚ，Ｚで分離、絶縁された磁極材Ｅ，Ｅ，Ｅが電磁石のＳ極、Ｎ極にそれぞれ接触して各磁極を形成している上蓋６ｂで覆った構造のもの（高木義雄編集「技能ブックス（８）／研削盤のエキスパ−ト」１００−１０１頁：平成４年４月１０日株式会社大河出版第１２版）などが使用されている。
【００１０】
これら電磁チャック６はステンレス製テ−ブル４上に設けられた取り付け台６ａに固定されて使用される。また、電磁チャック６の電磁石は直流で使用されるので、通常、金属工作機械は交流を直流とする整流器を備えている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ワ−クの研削加工中に電磁チャック６に断線が生じると、ワ−クは左右方向（Ｘ軸方向）に反転移動しているテ−ブル４より放り出され、研削を続行することができなくなる、あるいは、電磁チャック上をワ−クが移動して予定していない箇所を研削することが生じる。よって、ワ−クに傷が付かないようにするには、加工中に電磁チャックの断線の有無を確認し、断線が検出されたら制御ユニット部３１６よりサ−ボモ−タ１３に駆動停止または逆回転を指示して砥石軸１１を上昇させ、および制御ユニット部３１６よりステップモ−タ２４にテ−ブル４反転の中止の指示がなされるのが好ましい。
【００１２】
また、研削加工開始前に、電磁チャック６が断線していないか検出できることが好ましい。
本発明は、電磁チャックの断線の有無を検出する検出回路を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流電源、交流電源の電源入力端子（Ｔ_１），電源出力端子（Ｔ_２），および出力端子（Ｔ_３，Ｔ_４）を有するブリッジ回路の前記両出力端子（Ｔ_３，Ｔ_４に受電点を結んだ電磁チャック回路の結線部に介設した端子（Ｔ_５，Ｔ_６）に、抵抗Ｒ_１とコンデンサ（Ｃ_１）の平滑回路を介設した整流器回路に、前記平滑回路の抵抗（Ｒ_１）とコンデンサ（Ｃ_１）間に介設した端子（Ｔ_７）よりツエナ−ダイオ−ド（ＺＤ）と定電流ダイオ−ド（Ｄ）および検出センサを直列して、かつ、前記コンデンサ（Ｃ_１）に対して並列に設けた断線検出回路であって、ツエナ−ダイオ−ド（ＺＤ）の電圧（Ｖ_ＺＤ）を、電磁チャックの断線がないときの正常な電圧（Ｖ_Ｏ）よりは大きく、電磁チャックに断線が生じた際の電圧（Ｖ_ｂ）より小さく設定し、さらに、交流電源と交流電源の電源入力端子（Ｔ _１）間に双方向サイリスタを介挿させ、抵抗（Ｒ ₂ ）とコンデンサ（Ｃ ₂ ）を直列に設けた双方向サイリスタ保護回路を前記双方向サイリスタに対して並列に設けたことを特徴とする、電磁チャックの断線検出回路を提供するものである。
【００１４】
電磁チャックに断線が生じると、ＲＣ平滑回路の電圧Ｖ_ｂは、断線のない正常時の電圧Ｖ_Ｏより大きい値を示す。よって、ツエナ−ダイオ−ドＺＤの電圧Ｖ_ＺＤを、電磁チャックの断線がないときの正常な電圧Ｖ_Ｏよりは大きく、電磁チャックに断線が生じた際の電圧Ｖ_ｂより小さく設定することにより、断線時は検出回路に電圧を一定（電圧Ｖ_ＺＤ）とするように電流が流れ、後の回路、例えばパソコンの制御ユニット部の回路に断線を報せる。なお、定電流ダイオ−ドＤで後の回路に流れる電流を制限してパソコンを保護する。
電磁チャックの断線がない正常な運転がなされているときは、ツエナ−ダイオ−ドＺＤに電流は流れないので、研削装置の運転は続行される。
【００１６】
電磁チャック６をｏｎする前に電磁チャックの断線の有無を確認するため、電磁チャックのｏｎ−ｏｆｆ（入−切）を行う双方向サイリスタ及びその保護回路に抵抗Ｒ₂とコンデンサＣ₂を取り付けると、抵抗Ｒ₂とコンデンサＣ₂を通じてわずかな電流が流れる（電磁チャックを励磁するほどの電流値ではない）。
電磁チャックに断線があると、双方向サイリスタがｏｆｆであっても、検出回路のツエナ−ダイオ−ドＺＤに電圧を一定（電圧Ｖ_ＺＤ）とするように電流が順方向にのみ流れ、後の回路に断線が報される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。図１は本発明の電磁チャックの断線検出回路を示す図、図２は本発明の別態様の電磁チャックの断線検出回路を示す図、図３は電磁チャックの回路の配線図である。
【００１８】
図３に示す電磁チャックの回路において、通常はＡＣ１００Ｖを入力すると直流電圧計はＤＣ９０Ｖを表示する。Ａ部またはＢ部で断線が生じると直流電圧計はＤＣ１４１Ｖを表示する。
【００１９】
この現象を利用して、図１に示す電磁チャックの断線検出回路を構成する。この断線検出回路は、交流電源、交流電源の電源入力端子Ｔ_１，電源出力端子Ｔ_２，および出力端子Ｔ_３，Ｔ_４を有するブリッジ回路の前記両出力端子Ｔ_３，Ｔ_４に受電点を結んだ電磁チャックの結線部に介設した端子Ｔ_５，Ｔ_６に、抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１の平滑回路を介設した整流器回路に、前記平滑回路の抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１間に介設した端子Ｔ_７よりツエナ−ダイオ−ドＺＤと定電流ダイオ−ドＤおよび検出センサｓを直列して、かつ、前記コンデンサＣ_１に対して並列に設けた断線検出回路であって、ツエナ−ダイオ−ドＺＤの電圧Ｖ_ＺＤを、電磁チャックの断線がないときの正常な電圧Ｖ_Ｏよりは大きく、電磁チャックに断線が生じた際の電圧Ｖ_ｂより小さく設定した断線検出回路である。
【００２０】
この断線検出回路の抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１の平滑回路（整流器の低域フィルタ）α−β間の電圧は、通常はＤＣ９０Ｖであるが、整流器回路のＡ部またはＢ部が断線するとα−β間の電圧はＤＣ１４１Ｖとなる。
予め、ツエナ−ダイオ−ドＺＤの電圧Ｖ_ＺＤをＤＣ１１０Ｖに選定しておくと、正常時の電圧９０Ｖは、ツエナ−ダイオ−ドＺＤの電圧Ｖ_ＺＤの値１１０Ｖよりも低いので、ツエナ−ダイオ−ドＺＤには電流が流れず、研削装置は正常運転される。
【００２１】
整流器回路のＡ部またはＢ部が断線し、α−β間の電圧が１４１Ｖとなると、この値はツエナ−ダイオ−ドＺＤの電圧Ｖ_ＺＤの値１１０Ｖよりも高いので、この１４１Ｖの電圧がツエナ−ダイオ−ドＺＤに印加されると、ツエナ−ダイオ−ドＺＤは電圧を１１０Ｖ一定に保つように電流を急激に増加させ、後の回路、例えば検出センサｓであるフォトカプラの発光ダイオ−ドＰＥＤが電流を受けて光を発し、これをフォトトランジスタＰＴが受光し、パソコン３１６の制御回路の記録部ＲＡＭに信号が出力され、制御処理部よりシ−ケンサを通して研削装置１のテ−ブル４を駆動するステップモ−タ２４へ駆動停止の指示が、および砥石軸１１を昇降させるサ−ボモ−タ１３へ駆動停止または逆回転の指示がなされ、研削装置の運転が停止される。
なお、抵抗Ｒ１は２７ｋΩ、コンデンサＣの容量は４．７マイクロファラディに設定した。
【００２２】
なお、ツエナ−ダイオ−ドＺＤの後段に設けられた定電流ダイオ−ドＤの定電流は、２．７ｍＡと設定し、検出センサに流れる電流を制限し、検出センサを保護する。
【００２３】
電磁チャックのスイッチをｏｎする前に、電磁チャックの断線の有無を確認するには、図２に示すように前記断線検出回路の交流電源と交流電源の電源入力端子Ｔ_１間に、更に、双方向サイリスタを介挿させ、抵抗Ｒ₂とコンデンサＣ₂を直列に設けた双方向サイリスタ保護回路を前記双方向サイリスタに対して並列に設ける。
【００２４】
電磁チャック６をｏｎする前に電磁チャックの断線の有無を確認するため、電磁チャックのｏｎ−ｏｆｆ（入−切）を行う双方向サイリスタ及びその保護回路に抵抗Ｒ₂とコンデンサＣ₂を取り付けると、正常時、抵抗Ｒ₂とコンデンサＣ₂を通じてわずかな電流が流れるが、電磁チャックを励磁するほどの電流値ではない。よって、段線検出回路のα−β間の電圧は、１１０Ｖよりも低いので、ツエナ−ダイオ−ドＺＤには電流が流れない。
電磁チャックに断線があると、双方向サイリスタがｏｆｆであっても、検出回路のツエナ−ダイオ−ドＺＤに電圧を一定（電圧Ｖ_ＺＤ）とするように電流が順方向にのみ流れ、フォトカプラの発光ダイオ−ドＰＥＤが発光し、この光をフォトトランジスタＰＴが受光して断線をパソコンの記憶部に伝える。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の電磁チャックの断線検出回路は、簡易な回路構造であり、断線検出回路の後の回路、例えば、制御ユニット部に繋ぐ回路を定電流ダイオ−ドで保護できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁チャックの断線検出回路図である。
【図２】本発明の別態様の電磁チャックの断線検出回路図である。
【図３】電磁チャックの回路を示す図である。
【図４】電磁チャックを示す斜視図である。（公知）
【図５】平面研削装置の斜視図である。（公知）
【図６】平面研削装置の側面図である。（公知）
【図７】平面研削装置の正面図である。（公知）

Claims

交流電源、交流電源の電源入力端子（Ｔ_１），電源出力端子（Ｔ_２），および出力端子（Ｔ_３，Ｔ_４）を有するブリッジ回路の前記両出力端子（Ｔ_３，Ｔ_４に受電点を結んだ電磁チャック回路の結線部に介設した端子（Ｔ_５，Ｔ_６）に、抵抗Ｒ_１とコンデンサ（Ｃ_１）の平滑回路を介設した整流器回路に、前記平滑回路の抵抗（Ｒ_１）とコンデンサ（Ｃ_１）間に介設した端子（Ｔ_７）よりツエナ−ダイオ−ド（ＺＤ）と定電流ダイオ−ド（Ｄ）および検出センサを直列して、かつ、前記コンデンサ（Ｃ_１）に対して並列に設けた断線検出回路であって、ツエナ−ダイオ−ド（ＺＤ）の電圧（Ｖ_ＺＤ）を、電磁チャックの断線がないときの正常な電圧（Ｖ_Ｏ）よりは大きく、電磁チャックに断線が生じた際の電圧（Ｖ_ｂ）より小さく設定し、さらに、交流電源と交流電源の電源入力端子（Ｔ _１）間に双方向サイリスタを介挿させ、抵抗（Ｒ ₂ ）とコンデンサ（Ｃ ₂ ）を直列に設けた双方向サイリスタ保護回路を前記双方向サイリスタに対して並列に設けたことを特徴とする、電磁チャックの断線検出回路。