WO1989008005A1 - Method for detecting thrust force of main spindle of machine tool - Google Patents

Description

明 糊 工作機械の主軸ス ラ ス 卜 力 の検出方法

技術分野

こ の発明 は 、 工作機械のま軸ス ラ ス 卜 力 の検出方法 に 関 す る 。

背景技術

工作機械に お いて 、 そ の主軸 に かかる ス ラ ス 卜 力 を検出 す るこ と に よ っ て 、 た と え ば 工具の破損の検出 、 工具の摩 耗の検出 を し て 加工 の状況を判別 し た り 、 適応制御を行な う こ と が現在行なわ れ て い る 。

こ のスラ ス 卜 力 の検出 に つ いて は 、 主軸頭の送 り モー タ の動力 や送 り ね じ の ス ラ ス 卜 力 を検出 し こ れを主軸 に かか るスラ ス 卜 力 と し て 代用 し て いる のが現状で あ る 。

し か し 、 送 り モ ー タ の動力 又は送 り ネ ジ の ス ラ ス 卜 力 を 検 出 し た場合 に は 、 ポールネ ジ の 回転の際生 じ る ポールネ ジサポ ー 卜 用 ベ ア リ ングの 回転抵抗、 主軸頭の ス ベ リ 摩擦 抵抗等の本来刃具 に かかる以外の力 も周時 に 検出 し て し ま う 。 こ の た め 、 検出 さ れた 動力 か ら 本来刃 具 に かかる 以外 の力を差 し 引 い た 形でそのデー タ を使用 す る必要があ り 、 その精度も かな り 落ち る こ と に なる 。

発明 の 開示

こ の発明 は主軸の ス ラ ス 卜 力 を高い精度で得 ら れる 工作 機械の主軸 ス ラ ス 卜 力 の検出方法を提供 す る こ と を 目 的 と する 。 第 2 図を参照する と この発明 は次の よ う に な っ て いる 。 主軸 1 2 の スラス 卜 力 がかかる部分に圧力検出器 2 5 を 設定 して 、 直接主軸 1 2のスラス 卜 力 を検出 する 。 スラ ス 卜 力 以外力 は検出 し ない 。

囡面の簡単な説明

第 1 図は こ の発明の方法を実施するた めの工作機械を示 す側面図である 。

第 2 図 は主軸頭の一部を示す断面図であ る 。

第 3 図 は圧力 検出器の一例を示す断面図で あ る 。

第 4 図 は圧力検出器の圧電フ ィ ルムを示す図である 。 第 5 図 は こ の発明の方法を実施する た めの別の 工作機械 の主軸頭の断面図である 。

発明を実施する た めの最良の形態

第 1 図を参照する 。

工作機械はべ 、グ ド 1 、 テーブル 2 、 コ ラ ム 3 、 主軸頭 4 モータ 5 , 6 , 7 , 1 1 を有 し て いる 。 .

テーブル 2 に ワー ク Wが取付け て あ り 、 テーブル 2 はモ ー タ 5 に よ り X方向 に移動可能である 。 コ ラ ム 3 はモー タ 6 に よ り Y 1 ， Y 2 方向 に移動可能である 。 主軸頭 4 はモ ータ 7 に よ り Z 1 , Z 2 方向 に移動可能である 。

主軸頭 4 の主軸 1 2 に は、 ツ ールホルダ 1 0 が着脱可能 に取付けて あ る 。 ツールホルダ 1 0 と そのツ ール 1 3 は、 モー タ 1 1 によ り 回転可能である 。

第 2 図を参照する 。

第 2 図 は主軸頭 4 の一部を示 し て いる 。 主軸 1 2 は、 ス ラ ス 卜 軸受 1 6 , 1 7 , 1 8 を介 し て 円 筒状 の支持部 2 0 に 回耘可 能 に 支持さ れて い る 。 ま た 、 支持部 2 0の 下端 に は部材 2 1 がボル 卜 2 1 a を介 し て 設定さ れて いる 。 支持 部 2 0の フ ラ ン ジ 2 2 はポル 卜 2 3 に よ り フ レ ー ム 1 5 に 固定さ れて いる。

スラ ス 卜 軸受 1 7 と軸受ハ ウ ジ ン グである支持部 2 0の 間 に は圧力検出器 2 5 が介在 さ れて いる 。 周様に 、 フ ラ ン ジ 2 2 と フ レーム ： L5 の簡 に も圧力検出器 2 6が介在 さ れ て いる 。

圧力検出器 2 5 , 2 6 はた と え ば圧電 フ ィ ルム使用形の もので あ る 。 一例 と し て圧力 検出器 2 5 を第 3 図 に 示す 。

圧力検出器 2 6の リ ング形のサポー タ 3 1 , 3 2 の 間 に は 、 絶縁体 3 3 と圧電フ イ ルム 3 4 が配置 さ れて い る 。 特 に圧電 フ ィ ルム 3 4 は第 4 図 の よ う に 円 周方 向 に 四等分さ れて い る 。 こ の よ う に 分け る と 、 横方向の力 に 対 し て その 方向 と 力 の大き さ が検出で きる 。

実際に 第 2 図の主軸 Ί 2 を回転 し て ツ ール 1 3 に よ り ヮ 一ク を加ェ し た場合 、 主軸 1 2 に かかるス ラ ス 卜 力 を圧力 検出器 2 5 , 2 6が直接検出 し 、 こ の検出 し た ス ラ ス 卜 力 に基いて 、 従来 ど う り 工具の破損の検出 、 工具の摩耗の検 出 、 な ど に 役立た せ る 。

第 5 図 は 別 の実施例を示 し て い る 。

主軸頭 4 4 の主軸 4 2 は 、 ス ラ ス 卜 軸受 4 6 , 4 7 ， 4 8 を介 し て 円 筒状の支持部 4 0 に 回転可能 に支持 さ れて い る 。 ま た 、 支持部 4 0の下端 に は部材 4 1 が ボル 卜 4 1 a を介 して設定さ れて いる 。 支持部 4 0のフ ラ ンジ 4 2は リ ング 60 と ポル 卜 4 3に よ り フ レーム 6 5に 固定 さ れてい る。

スラス 卜軸受 4 7 と支持部 4 0の園 に は圧力検出器 4 5 が介在 されて いる 。 同様に 、 ス ラ ス 卜 轅受 4 6 と支持部 4 0の間に は圧力検出器 5 5が介在さ れている 。 フ ラ ンジ 7 0 と フ レー ム 6 5の囿に も圧力検出器 7 1 が介在されてい る。 フ ラ ンジ 4 2 と リ ング 6 0の簡 に も圧力検出器 5 6が 介在 さ れてい る 。

圧力検出器 4 5 , 5 5， 5 6 , 7 1 はた と えば圧電 フ ィ ル厶使用形のものである 。 2钽の圧力検出器 4 5 , 5 5 , 5 6 , 7 1 は 、 ポル 卜 4 1 a と 4 3に よ っ て あ ら か じ め与 えてあ るプ リ ロ ー ド に対する圧縮 と ゆるみを検出 し 、 圧力 検出デー タ の正確度をよ り 上げるのである 。

と こ ろで この発明 は上記実施例 に限定さ れるもの で はな い 。 た と えば圧力検出器は上述の よ う な圧電特性を利用 す るもの に 限 ら ず 、 他の形式のものであ っ ても よい 。 こ の発 明の利点は主軸 にかかるスラ ス 卜 力即ち 工具に かかる スラ ス 卜 カ を直接、 し かも純粋に検出する こ と ができる た め非 常に正確で感度の高いデー タ が得 ら れる 。

産業 ト の利用可能性

この発明で は、 こ の主軸 にかかるスラ ス 卜 力 を検出す る 方法 と し て 、 圧力検出器に よ り 直接主軸 に かかる スラ ス 卜 力を読み取る も のであ る 。

Claims

請 求 の 範 囲 工作機械の主軸 に かかるス ラ ス 卜 力 の検出 す る 方法 に お いて 、 圧力検出器を生軸のス ラ ス 卜 力 がかかる部分 に 設定 し て 直接主軸 の ス ラ ス 卜 力 を検出 する 工作機械の主軸 ス ラ ス 卜 力 の検出方法。