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JPH0929577A - 工具の芯ずれ防止方法 - Google Patents

工具の芯ずれ防止方法

Info

Publication number
JPH0929577A
JPH0929577A JP19910095A JP19910095A JPH0929577A JP H0929577 A JPH0929577 A JP H0929577A JP 19910095 A JP19910095 A JP 19910095A JP 19910095 A JP19910095 A JP 19910095A JP H0929577 A JPH0929577 A JP H0929577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
spindle
tool holder
cleaning
holder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19910095A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Hasegawa
正史 長谷川
Hiroshi Fujimoto
洋 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP19910095A priority Critical patent/JPH0929577A/ja
Publication of JPH0929577A publication Critical patent/JPH0929577A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の工具を自動的に交換して順次所定の加
工を行う工作機械において、工具交換の際に工具の芯ず
れを防止する。 【解決手段】 主軸2内面にテーパ部2aを形成し、該
テーパ部に嵌合位置決めするテーパ部5bを有する工具
ホルダー5を自動的に交換して順次所定の加工を行う自
動制御工作機械において、前記工具ホルダーを主軸に取
付けた状態で該工具ホルダーの外周の回転振れを測定す
る測定手段8と、前記主軸の内面テーパ部を清掃する手
段とを備え、工具交換の際に前記測定手段8により工具
ホルダー5の振れを測定し、該振れ量が所定値を超えた
ときに、該工具ホルダーを主軸から取外して前記清掃手
段により主軸のテーパ部の清掃を行う運転制御プログラ
ムとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具の自動交換を
行う工作機械において、交換工具の芯ずれを自動的に防
止する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マシニングセンターやNC工作機械にお
いて、従来切削工具の取付けは、図3に示すように切削
工具6を工具ホルダー5に固定し、この工具ホルダー5
の円錐状のテーパ部5bを主軸2のテーパ部2aに嵌合
位置決めし、工具ホルダー5の先端のプルスタッド5a
を矢印方向に引き込んで固定するようにしている。マシ
ニングセンターは、例えばドリル、タップ、フライス、
ボーリング工具等のような切削工具を自動交換しながら
様々な加工を行える特徴があり、工具の交換の際は、プ
ルスタッド5aを開放し、工具ホルダー5のV溝に一点
鎖線で示す工具交換アーム10を係合させて工具ホルダ
ー5を主軸2から引き抜き、次に別の工具を固定した工
具ホルダー5を主軸2に差込み、同様にして固定するよ
うにしている。
【0003】特開平3−35952号公報には、前記の
ようなテーパ部を有する工具ホルダー5を用いた切削工
具の交換装置において、工具ホルダーが主軸に正しく嵌
合されないためなどで加工時に発生する振動を、加速度
変換器等の振動計を用いて主軸の機械振動を測定し、そ
の測定値が所定値以上となったときに、主軸に対する工
具ホルダーの位置を180度異なる割出し位置に取付け
直す工具取付け装置が記載されている。
【0004】特開昭57−194852号公報には、機
械主軸の内部円錐部を掃除するための装置として、工具
ホルダーと外形が似た円錐体の表面にブラシ又は皮革を
取付けた掃除具を用い、この掃除具を主軸のテーパ部に
取付けた状態で圧縮空気で駆動されるモータで回転する
ようにしたものが記載されている。また、同公報には、
前記掃除具の一端に回転質量体を取付け、主軸を回転、
停止したときの回転質量体との回転速度のずれを利用し
て主軸の内部円錐テーパ部を掃除するようにした他の実
施例や、この回転質量体にレバーを固定し、このレバー
がストッパーに当って掃除具と主軸内面テーパ部とに相
対運動を生ずるようにしたものが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】加工時には切削油を使
用することが多く、主軸2の周りには、切削油や切り屑
が付着しており、工具交換の際に、切り屑や粉塵が工具
ホルダー5のテーパ部又は主軸2の内面テーパ部に付着
する。工具交換アーム10を使用して自動工具交換装置
でそのまま工具ホルダー5を主軸2に取付け固定する
と、図3に示すように、主軸2と工具ホルダー5のテー
パ部に切り屑や粉塵Dが詰まり、主軸2の中心線に対し
て工具ホルダー5の中心線が偏心又は捩れを生ずる。こ
のような芯ずれのある工具の取付け状態で加工を行う
と、例えば孔明け加工においては、孔径が大きくなった
り、楕円孔に加工されたりする問題が生ずる。
【0006】前記特開平3−35952号公報には、加
速度変換器等の振動計を用いて主軸の機械振動を測定
し、工具ホルダーが主軸に正しく嵌合されないなどの検
出を可能とする装置が記載されているが、主軸と工具ホ
ルダーのテーパ嵌合部の切り屑や粉塵の除去を示唆する
ところがない。また、前記特開昭57−194852号
公報には、機械主軸の内部円錐部を掃除するための装置
が記載されているが、工具の自動交換を行うマシニング
センターと組合せて、交換工具の芯ずれを自動的に防止
する点については示唆するところがない。
【0007】工具の交換等をプログラムに従って自動運
転する工作機械においては、従来は交換工具に芯ずれが
あってもプログラムに従ってそのまま加工を続行してし
まうので、大量の加工不良品が発生してしまい、これら
の不良品を後工程に流さないためには、全数検査の必要
があった。本発明は、工具交換の際に工具の芯ずれを測
定し、所定値以上の芯ずれを検出したときに、自動的に
主軸のテーパ嵌合部の清掃を行い、工具の芯ずれがない
ことを確認してから加工に移行することで、前記の問題
点を解消することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、主軸の内面に
テーパ部を形成し、該テーパ部に嵌合位置決めするテー
パ部を有する工具ホルダーを自動的に交換して順次所定
の加工を行う自動制御工作機械において、前記工具ホル
ダーを主軸に取付けた状態で該工具ホルダーの外周の回
転振れを測定する測定手段と、前記主軸の内面テーパ部
を清掃する手段とを備え、工具交換の際に前記測定手段
により工具ホルダーの振れを測定し、該振れ量が所定値
を超えたときに、該工具ホルダーを主軸から取外して前
記清掃手段により主軸のテーパ部の清掃を行う運転制御
プログラムとした工具の芯ずれ防止方法であって、前記
主軸のテーパ嵌合部の清掃は、テーパ付き工具ホルダー
と近似する外形を有しテーパ部にブラシを形成した清掃
具を用いて行うことができる。工具交換の際に工具の芯
ずれを測定し、所定値以上の芯ずれを検出したときに、
主軸のテーパ嵌合部の清掃を行い、工具の芯ずれがない
ことを確認してから加工に移行するので、工具の自動交
換を行う工作機械において、交換工具の芯ずれによる大
量の加工不良品が発生するのを防止する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の説
明図で、主軸2に工具ホルダー5を取付けた状態の一部
を断面として示す。図1において、切削工具6を固定し
た工具ホルダー5を工具ホルダー5のV溝5cに一点鎖
線で示す工具交換アーム10を係合させて主軸2の円錐
状のテーパ嵌合部2aに挿入し、工具ホルダー5の円錐
テーパ部5bを位置決め嵌合し、工具ホルダー5の先端
のプルスタッド5aをチャック3で挟持し、図において
左方向に引き込んで固定した状態を示し、4は工具ホル
ダー5を取外すときに使用する押出し具である。以上の
構成は、前記特開平3−35952号公報に記載されて
いるのと同様な公知の切削工具の交換装置である。
【0010】図2は、本発明に使用する清掃具の1例を
示す正面図で、この掃除具11は、工具ホルダー5と近
似した外形を有し、その円錐部の表面にブラシ12を形
成したものであり、プルスタッド11aとV溝11cと
を備え、工具ホルダー5と同様にチャック3、押出し具
及び工具交換アーム10とにより主軸2のテーパ部2a
に自動的に着脱するものである。また、この掃除具11
には軸線方向に延びる回り止めピン13を設け、掃除具
11を主軸2に取付けたときに、回り止めピン13が機
体1の孔1aに嵌入するようにしてある。
【0011】図1において、7はNC装置で、工作機械
に加工指令、工具の交換指令を出すとともに、振れ測定
器8の待機位置と切削工具6に近接する測定位置との移
動制御指令を出し、振れ測定器8の振れ測定値が所定値
を超えたか否かをコントローラー9で判別し、その信号
を受けて工具ホルダー5と掃除具11との交換指令を出
す。振れ測定器8としては、電気マイクロメータ、渦電
流変位センサ、可視光レーザ式変位センサ等が使用でき
る。
【0012】前記の装置を用いた工具の芯ずれ防止方法
について以下説明する。主軸2とともに回転する工具ホ
ルダー5の外周を振れ測定器8で計測する。この工具ホ
ルダー5の外周部は、テーパ部5bと同心に仕上げ加工
させれている。その振れ測定値が所定値を超えると、そ
のことをコントローラー9が判別し、その信号を受けた
NC装置が工具ホルダー5と掃除具11との交換指令を
出し、振れ測定器8を待機位置に戻し、工具交換アーム
10が工具ホルダー5を主軸2から取外し、代わりに掃
除具11を装着する。この際、掃除具11の回り止めピ
ン13が機体1の孔1aに嵌入する。掃除具11に交換
した後、主軸2を低速で1〜2回転させると、掃除具1
1はその回り止めピン13が機体1で止められているの
で、ブラシ12で主軸2のテーパ部2aを清掃する。清
掃後、掃除具11をもとの工具ホルダー5と交換し、再
度振れ測定器8で測定し、その振れ測定値が所定値内に
あることを確認して加工運転に移行する。
【0013】図4に、工具の芯ずれ防止に関するプログ
ラム運転のフローチャートを示す。工具を交換した際、
振れ測定器を計測位置に移動させ、#1で主軸を1回転
させて振れ量を測定する。#2の振れ量が所定値内であ
れば、振れ測定器を待機位置に戻し、#3で直ちに加工
運転に移る。#2の振れ量が所定値を超えている場合
は、#4でその振れ測定が1回目かどうかを判定し、1
回目のときには掃除具に交換し、主軸を緩やかに1〜2
回転させて嵌合テーパ面を清掃し、次に工具ホルダーに
交換して#1の振れ測定を再度行う。このときの#2の
振れ量も所定値を超えたときは、#4で異常があるもの
と判定し、機械を停止して点検する。
【0014】振れ測定器としては、前記の接触型の電気
マイクロメータや、非接触型の市販の渦電流変位セン
サ、可視光レーザ式変位センサ等が使用できるが、デジ
タル式電気マイクロメータである(株)ミツトヨ製の
「デジタルランアウトチェッカM−400」は、振れの
上限値及び下限値設定用スイッチと公差判定用ランプが
装備されており、本発明の振れ測定器として好適であ
る。また、掃除具は、図2に示す方式にものに限らず、
自動エアブローを採用することもできる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、工具交換の際に工具の芯ずれ
を測定し、所定値以上の芯ずれを検出したときに、自動
的に主軸のテーパ嵌合部の清掃を行い、工具の芯ずれが
ないことを確認してから加工に移行するので、工具の自
動交換を行う工作機械において、交換工具の芯ずれによ
る大量の加工不良品が発生するのを防止し、深夜の無人
運転も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明図。
【図2】本発明に使用する清掃具の説明図。
【図3】従来の問題点を示す一部断面図。
【図4】本発明のプログラム運転のフローチャートを示
す図。
【符号の説明】
1 機体 2 主軸 5 工具ホルダー 6 切
削工具 7 NC装置 8 振れ測定器 9 コントローラー 11 掃除
具 12 ブラシ 13 回り止めピン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸の内面にテーパ部を形成し、該テー
    パ部に嵌合位置決めするテーパ部を有する工具ホルダー
    を自動的に交換して順次所定の加工を行う自動制御工作
    機械において、前記工具ホルダーを主軸に取付けた状態
    で該工具ホルダーの外周の回転振れを測定する測定手段
    と、前記主軸の内面テーパ部を清掃する手段とを備え、
    工具交換の際に前記測定手段により工具ホルダーの振れ
    を測定し、該振れ量が所定値を超えたときに、該工具ホ
    ルダーを主軸から取外して前記清掃手段により主軸のテ
    ーパ部の清掃を行う運転制御プログラムとしたことを特
    徴とする工具の芯ずれ防止方法。
  2. 【請求項2】前記テーパ付き工具ホルダーと近似する外
    形を有しテーパ部にブラシを形成した清掃具を用いて、
    前記主軸のテーパ部の自動清掃を行う請求項1記載の工
    具の芯ずれ防止方法。
JP19910095A 1995-07-12 1995-07-12 工具の芯ずれ防止方法 Pending JPH0929577A (ja)

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