JP6180104B2

JP6180104B2 - Fluid pressure cylinder device used in machine tools

Info

Publication number: JP6180104B2
Application number: JP2012262312A
Authority: JP
Inventors: 嘉英春園
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP2014108461A

Description

本発明は工作機械などに使用する駆動用の流体圧シリンダ装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic cylinder device for driving used in a machine tool or the like.

チャックの駆動装置として、特開昭６０−９９５０７号公報には、シリンダ本体内に圧力媒体を密封する逆止弁手段と、密封したの圧力を監視する検出手段を備えた装置が例示されている。
この装置は、チャックが工作物を把握後に遮断するもので、圧力を監視する検出手段として、検知棒４８と密封加圧体の作用でシリンダ本体外周面から突出するようになされる検出ピストン４５と、これら両者間でスプリングにより常時検出ピストン側へ向けて弾撥押圧されているようになされる摺動板４２Ｂとからなり、密封加圧体の自動監視を行う回転流体圧シリンダが記載されている。
（文章中の付番は特開昭６０−９９５０７号に記載の付番と一致させている。） As a chuck driving device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-99507 exemplifies a device provided with a check valve means for sealing a pressure medium in a cylinder body and a detecting means for monitoring the sealed pressure. .
This device shuts off the chuck after grasping the workpiece, and as a detection means for monitoring the pressure, a detection piston 45 which projects from the outer peripheral surface of the cylinder body by the action of the detection rod 48 and the sealing pressure member, A rotating fluid pressure cylinder is described which comprises a sliding plate 42B which is constantly repelled and pressed against the detection piston side by a spring between the two, and performs automatic monitoring of a sealed pressurizing body. .
(The numbering in the text is the same as the numbering described in JP-A-60-99507.)

特開昭６０−９９５０７号公報JP 60-99507 A

前述の従来技術の回転流体圧シリンダにおいては、密封した圧力媒体の圧力を監視する検出手段は、検知棒と密封加圧体の作用でシリンダ本体外周面から突出するようになされた検知ピストンと、これら両者間でスプリングにより常時検出ピストン側へ向けて断撥押圧されているようになされる摺動板で構成される。
そのため、回転中の回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力を監視する場合、検知棒と検知ピストンに遠心力が作用し、検知棒と検知ピストンがシリンダ本体に押し付けられる。
したがって、従来の回転流体圧シリンダにおいては、検知棒と検知ピストンとシリンダ本体との間に摩擦抵抗が生じることにより、検出手段が回転動作時の圧力変化に対して正確な圧力測定ができす、正常な圧力の監視が出来ないという課題がある。 In the above-described prior art rotary fluid pressure cylinder, the detection means for monitoring the pressure of the sealed pressure medium includes a detection piston and a detection piston that protrudes from the outer peripheral surface of the cylinder body by the action of the sealing pressure member, It is constituted by a sliding plate that is made to be constantly pressed and repelled by the spring toward the detection piston.
Therefore, when monitoring the pressure of the sealed pressure medium of the rotating rotating fluid pressure cylinder, the centrifugal force acts on the detection rod and the detection piston, and the detection rod and the detection piston are pressed against the cylinder body.
Therefore, in the conventional rotating fluid pressure cylinder, a frictional resistance is generated between the detection rod, the detection piston, and the cylinder body, so that the detection means can accurately measure the pressure change during the rotation operation. There is a problem that normal pressure cannot be monitored.

上記の課題を解決するために、本発明は、工作機械に用いられる駆動用の回転流体圧シリンダ装置であって、ピストンにより２つの油室に区画されたシリンダ本体と、該シリンダ本体を経由して前記各油室に夫々が接続された油路Ａ、Ｂと、該油路Ａ、Ｂの夫々に対して具設された圧力検出手段と、前記各油室に夫々が接続され流体を流通させる流体路Ａ、Ｂと、該流体路Ａ、Ｂの夫々に対して具設されたプラグと、を備え、前記圧力検出手段とプラグは互い違いに前記回転流体圧シリンダ装置に対して回転軸まわりに等間隔に配置され、複数の圧力検出手段により検出された圧力値を差分演算することにより流体の圧力変動を検知することを特徴とする。
また、前記検出手段がシリンダの回転軸方向と平行に設けられていることを特徴とする。
また、前記圧力検出手段により検知された圧力変動を検知し、圧力異常を検出した際には、圧力異常信号を発信し、工作機械の運転を停止させる安全手段を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotary fluid pressure cylinder device for driving used in a machine tool, which includes a cylinder body partitioned into two oil chambers by a piston, and the cylinder body. The oil passages A and B connected to the respective oil chambers, the pressure detection means provided for each of the oil passages A and B, and the fluid connected to each of the oil chambers to circulate the fluid. Fluid passages A and B to be carried out, and plugs provided for the fluid passages A and B, respectively , wherein the pressure detecting means and the plug are alternately rotated about the rotational axis with respect to the rotary fluid pressure cylinder device. to be equally spaced, and detecting the pressure fluctuations of the fluid by the difference calculating a detected pressure value by a plurality of pressure detecting means.
Further, the detection means is provided in parallel with the direction of the rotation axis of the cylinder.
Further, the present invention is characterized by comprising a safety means for detecting a pressure fluctuation detected by the pressure detection means and transmitting a pressure abnormality signal to stop the operation of the machine tool when a pressure abnormality is detected.

本発明は、密封した圧力媒体の圧力を検知する手段として、複数の圧力流体路の夫々に直接的に圧力媒体の圧力を測定する圧力検出手段を配設することにより、検出手段がシリンダの回転動作による遠心力の影響により生じる摩擦抵抗を受けることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。
さらに、シリンダピストンにより分割された圧力流体室のそれぞれに圧力検出手段を接続することにより、２系統の圧力検出手段の信号を演算することが可能となり、密封した圧力媒体に作用した遠心力の影響をうけることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。 In the present invention, as a means for detecting the pressure of the sealed pressure medium, a pressure detection means for directly measuring the pressure of the pressure medium is disposed in each of the plurality of pressure fluid paths, so that the detection means rotates the cylinder. The pressure fluctuation of the pressure medium sealed in the rotating fluid pressure cylinder can be monitored without receiving the frictional resistance caused by the centrifugal force due to the operation.
Furthermore, by connecting the pressure detection means to each of the pressure fluid chambers divided by the cylinder piston, it becomes possible to calculate the signals of the two systems of pressure detection means, and the influence of the centrifugal force acting on the sealed pressure medium Therefore, the pressure fluctuation of the pressure medium sealed by the rotating fluid pressure cylinder can be monitored.

本発明の実施例１に係る断面図である。It is sectional drawing which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 1 which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る図２のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 2 which concerns on Example 1 of this invention.

以下に本発明の実施の形態について、実施例を添付図面にもとづいて詳細に説明する。
尚、本実施例での圧力媒体は油圧駆動のための作動油としている。
図１は本発明に係る回転流体圧シリンダ装置の断面図である。
１はシリンダ本体、２はピストンロッド、３はシリンダピストンである。
シリンダ本体１の内部に設けられる油室４は、該シリンダピストン３により左右の２つの油室４Ａ、４Ｂに分割されており、Ｏリング５がシール材として備えられている。
前記ピストンロッド２には、回転フランジ６が嵌挿されて設けられている。
７及び８は、圧力検出手段として設けられるダイヤフラム式圧力センサーである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The pressure medium in this embodiment is hydraulic oil for hydraulic drive.
FIG. 1 is a sectional view of a rotating fluid pressure cylinder device according to the present invention.
1 is a cylinder body, 2 is a piston rod, and 3 is a cylinder piston.
The oil chamber 4 provided in the cylinder body 1 is divided into two oil chambers 4A and 4B on the left and right by the cylinder piston 3, and an O-ring 5 is provided as a sealing material.
The piston rod 2 is provided with a rotating flange 6 fitted therein.
7 and 8 are diaphragm type pressure sensors provided as pressure detecting means.

圧力センサー７は、油路Ｂ１０に接続されており、油路Ｂ１０を介して油室４Ｂに密封された作動油の圧力を検出でき、圧力センサー８は、油路Ａ９に接続されており、油路Ａ９を介して油室４Ａに密封された作動油の圧力を検出できる。
これら２つの圧力センサー７、８の圧力検出部はシリンダ回転軸と平行に配設されている。また、２つの圧力センサー７と圧力センサー８は、互いにシリンダ回転軸に対して対称位置に取り付けられている。
２つの圧力センサー７及び８は、それぞれ配線Ａ１１と配線Ｂ１２を介して、無線送信機（図示せず）に接続されており、検出した回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力値をシリンダ本体の外部に配置した無線受信機（図示せず）に、送信している。
また、図２に示すピストンロッド２の右端は、図示しないドローチューブに連結されて設けられ、シリンダピストン３の左右動でチャック本体のジョーを動作させて工作物の把持、または開放が行なわれるようになされる。 The pressure sensor 7 is connected to the oil passage B10, can detect the pressure of the hydraulic oil sealed in the oil chamber 4B via the oil passage B10, and the pressure sensor 8 is connected to the oil passage A9. The pressure of the hydraulic oil sealed in the oil chamber 4A can be detected via the path A9.
The pressure detectors of these two pressure sensors 7, 8 are arranged in parallel with the cylinder rotation axis. Further, the two pressure sensors 7 and 8 are attached to symmetrical positions with respect to the cylinder rotation axis.
The two pressure sensors 7 and 8 are connected to a wireless transmitter (not shown) via wiring A11 and wiring B12, respectively, and the detected pressure value of the sealed pressure medium of the rotating fluid pressure cylinder is detected by the cylinder body. Is transmitted to a wireless receiver (not shown) arranged outside.
Further, the right end of the piston rod 2 shown in FIG. 2 is connected to a draw tube (not shown) so that the jaw of the chuck body is operated by the left and right movement of the cylinder piston 3 so that the workpiece is gripped or released. To be made.

図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ断面である。
本実施例のシリンダ本体１には、前述の油路Ａ９と油路Ｂ１０とは別系統の油路Ａ１７と油路Ｂ１８が設けられている。
油路Ａ１７は、油室４Ａに接続して設けられ、チャック本体１の外方端部へプラグＡ１５が取り付けられている。このプラグＡ１５は、シリンダピストン３の動作時に開放となる逆止弁機能を有している。
同様に油路Ｂ１８は、油室４Ｂに接続して設けられ、チャック本体１の外方端部へプラグＢ１６が取り付けられている。このプラグＢ１６は、シリンダピストン３の動作時に開放となる逆止弁機能を有している。 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
The cylinder body 1 of the present embodiment is provided with an oil passage A17 and an oil passage B18 which are different systems from the oil passage A9 and the oil passage B10 described above.
The oil passage A 17 is provided in connection with the oil chamber 4 A, and a plug A 15 is attached to the outer end portion of the chuck body 1. The plug A15 has a check valve function that is opened when the cylinder piston 3 operates.
Similarly, the oil passage B 18 is provided in connection with the oil chamber 4 B, and a plug B 16 is attached to the outer end portion of the chuck body 1. The plug B16 has a check valve function that is opened when the cylinder piston 3 operates.

次に本発明に係る回転流体圧シリンダ装置の動作について説明する。
シリンダを動作させる場合、シリンダピストン３を右方向へ駆動させる際には、図示しない外部供給装置からの圧油が、プラグＡ１５を介して、油室４Ａに導かれ、油室４Ａ内の駆動油の圧力によりシリンダピストン３を右側方向に移動させる。この時、シリンダピストン３の右側への移動に伴って油室４Ｂの圧油は油路Ｂを通り、プラグＢ１６を介して、シリンダ本体１の外方へ回収される。 Next, the operation of the rotating fluid pressure cylinder device according to the present invention will be described.
When operating the cylinder, when driving the cylinder piston 3 in the right direction, pressure oil from an external supply device (not shown) is guided to the oil chamber 4A via the plug A15, and the drive oil in the oil chamber 4A. The cylinder piston 3 is moved rightward by the pressure of. At this time, as the cylinder piston 3 moves to the right side, the pressure oil in the oil chamber 4B passes through the oil passage B and is recovered to the outside of the cylinder body 1 via the plug B16.

また、シリンダピストン３を左方向へ駆動させる際には、図示しない外部供給装置からの圧油が、プラグＢ１６を介して、油室４Ｂに導かれ、油室４Ｂ内の駆動油の圧力によりシリンダピストン３を左側方向に移動させる。この時、シリンダピストン３の左側への移動に伴って油室４Ａの圧油は油路Ａを通り、プラグＢ１５を介して、シリンダ本体１の外方へ回収される。 Further, when the cylinder piston 3 is driven leftward, pressure oil from an external supply device (not shown) is guided to the oil chamber 4B through the plug B16, and the cylinder is driven by the pressure of the drive oil in the oil chamber 4B. The piston 3 is moved in the left direction. At this time, as the cylinder piston 3 moves to the left side, the pressure oil in the oil chamber 4A passes through the oil passage A and is recovered to the outside of the cylinder body 1 via the plug B15.

回転流体圧シリンダのピストン駆動後に、回転動作を行なっている際、密封した圧力媒体が万一漏出して圧力低下を来したり、密封圧力媒体の温度変化により圧力変化を来した場合、油室４Ａ、油室４Ｂの圧力を９の油路Ａと１０の油路Ｂを通じて圧力センサー７及び８で圧力変化を検出する。
回転流体圧シリンダが回転動作中においても、圧力センサー７及び８で圧力変化を検出するので、機械構造による摩擦抵抗が生じることなく、検出手段が回転動作時の圧力変化に対して正確な圧力測定ができ、油室４Ａ、油室４Ｂの圧力変化を誤差なく検出することが出来る。
また、シリンダピストン３により分割された２つの油室４Ａ及び油室４Ｂのそれぞれに圧力センサー７及び８を設けることにより、２つの圧力センサー７及び８の信号の差分を演算することにより、密封した圧力媒体に作用した遠心力の影響をうけることなく、回転流体圧シリンダの密封した圧力媒体の圧力変動の監視を行うことが出来る。 If the sealed pressure medium leaks out when the rotary operation is performed after driving the piston of the rotating fluid pressure cylinder and the pressure drops due to the temperature change of the sealed pressure medium, the oil chamber A pressure change is detected by the pressure sensors 7 and 8 through the oil passage A and the oil passage B of the oil chamber 4B.
Even when the rotary fluid pressure cylinder is rotating, pressure changes are detected by the pressure sensors 7 and 8, so that the detection means can accurately measure pressure with respect to pressure changes during the rotation without causing frictional resistance due to the mechanical structure. The pressure change in the oil chamber 4A and the oil chamber 4B can be detected without error.
Further, by providing the pressure sensors 7 and 8 in the two oil chambers 4A and 4B divided by the cylinder piston 3, respectively, the difference between the signals of the two pressure sensors 7 and 8 is calculated and sealed. The pressure fluctuation of the pressure medium sealed by the rotating fluid pressure cylinder can be monitored without being affected by the centrifugal force acting on the pressure medium.

次に本発明における圧力異常検知の方法について説明する。
まず、目標圧力値幅２０を設定する。
目標圧力値幅２０は、基準圧力値を決めて、その基準圧力値に対して前後の圧力値を定めて目標圧力の許容幅を定めるものである。
回転流体圧シリンダの動作を行なう際、圧力センサー７、８を用いて、シリンダの油室４Ａ、油室４Ｂ内部の実際の圧力値を測定し、２つの圧力センサー７及び８の信号の差分を演算することにより、測定圧力値２１を求める。
圧力センサー７、８により検出された測定圧力値２１と前記目標圧力値幅２０を比較し、測定圧力値２１が目標圧力値幅２０の内に入っている場合には、圧力異常と判断せず、圧力異常通知を行なわずに通常の回転流体圧シリンダの動作を継続させる。
万一、密封した圧力媒体が漏出して圧力低下を来したり、密封圧力媒体の温度変化により圧力変化を来し、圧力センサー７、８により検出された測定圧力値２１が目標圧力値幅２０を超過、または低下した場合は、圧力異常と判断し、圧力異常通知通知信号２５を出力させる。 Next, the pressure abnormality detection method in the present invention will be described.
First, the target pressure value range 20 is set.
The target pressure value width 20 determines a reference pressure value, determines a pressure value before and after the reference pressure value, and determines an allowable width of the target pressure.
When the rotary fluid pressure cylinder is operated, the pressure sensors 7 and 8 are used to measure the actual pressure values inside the oil chamber 4A and the oil chamber 4B of the cylinder, and the difference between the signals of the two pressure sensors 7 and 8 is calculated. The measured pressure value 21 is obtained by calculation.
The measured pressure value 21 detected by the pressure sensors 7 and 8 is compared with the target pressure value width 20, and when the measured pressure value 21 is within the target pressure value width 20, it is not determined that the pressure is abnormal, The operation of the normal rotating fluid pressure cylinder is continued without notifying abnormality.
In the unlikely event that the sealed pressure medium leaks and causes a pressure drop, or a pressure change occurs due to a temperature change of the sealed pressure medium, the measured pressure value 21 detected by the pressure sensors 7 and 8 becomes the target pressure value range 20. If it exceeds or decreases, it is determined that the pressure is abnormal, and the pressure abnormality notification signal 25 is output.

この圧力異常通知通知信号２５を元に、運転を中止させる信号を発生させたり、警報を発生させたりすることが出来る。
本実施例では、目標圧力値幅２０は、１つの数値幅の例を示しているが、目標圧力値幅２０を複数個設定することにより、複数の条件での異常を感知することができる。
また、本実施例では、圧力通知信号を発生させる例を説明しているが、検出した測定圧力値を表示し、現状の圧力を常に通知することも出来る。
Based on the pressure abnormality notification signal 25, a signal for stopping the operation or an alarm can be generated.
In the present embodiment, the target pressure value width 20 shows an example of one numerical value width, but by setting a plurality of target pressure value widths 20, it is possible to detect an abnormality under a plurality of conditions.
In this embodiment, an example in which a pressure notification signal is generated has been described. However, the detected pressure value can be displayed to always notify the current pressure.

１シリンダ本体
２ピストンロッド
３シリンダピストン
４油室
５Ｏリング
６回転フランジ
７圧力センサー
８圧力センサー 1 Cylinder body 2 Piston rod 3 Cylinder piston 4 Oil chamber 5 O-ring 6 Rotary flange 7 Pressure sensor 8 Pressure sensor

Claims

A rotary fluid pressure cylinder device for driving used in a machine tool,
A cylinder body divided into two oil chambers by a piston;
Oil passages A and B respectively connected to the oil chambers via the cylinder body ;
Pressure detecting means provided for each of the oil passages A and B ;
Fluid passages A and B that are connected to the respective oil chambers to distribute the fluid,
A plug provided for each of the fluid paths A and B ,
The pressure detecting means and the plug are alternately arranged at equal intervals around the rotation axis with respect to the rotating fluid pressure cylinder device ,
A rotary fluid pressure cylinder device that detects a fluid pressure fluctuation by calculating a difference between the pressure values detected by the pressure detection means.

2. The rotating fluid pressure cylinder device according to claim 1, wherein the detecting means is provided in parallel with a rotation axis direction of the cylinder.

2. A safety means for detecting a pressure fluctuation detected by the pressure detection means and transmitting a pressure abnormality signal to stop the operation of the machine tool when a pressure abnormality is detected. 2. The rotating fluid pressure cylinder device according to 2.