JPH0794106B2 - Toolholder for overload torque and thrust detection - Google Patents
Toolholder for overload torque and thrust detectionInfo
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- JPH0794106B2 JPH0794106B2 JP32396990A JP32396990A JPH0794106B2 JP H0794106 B2 JPH0794106 B2 JP H0794106B2 JP 32396990 A JP32396990 A JP 32396990A JP 32396990 A JP32396990 A JP 32396990A JP H0794106 B2 JPH0794106 B2 JP H0794106B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ドリル、タップ等の折損予知を行なう工具
ホルダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool holder for predicting breakage of a drill, a tap or the like.
従来の技術 ドリル等による切削加工中に切粉の排出が不良であると
切削トルクが増えてドリルがねじ切れたり、あるいはド
リルが摩耗した状態で一定送りで加工すると過大なスラ
スト力を生じ、これによってドリルが座屈することがあ
った。Conventional technology If cutting chips are not properly discharged during cutting with a drill etc., the cutting torque will increase and the drill will break, or if the drill is worn and processed at a constant feed rate, an excessive thrust force will be generated. Sometimes the drill buckled.
過大なスラスト荷重の検出装置は、例えば特公昭63−28
742号に示される。これは先端にコレットチャックを備
えた弁体を工具ホルダ内に軸方向に摺動可能に嵌装し、
工具ホルダ内の3つの圧力通路とで切換弁を形成し、切
換弁の切換動作で圧力通路につないだ圧力スイッチを作
動させてスラスト荷重を検出するものである。A device for detecting an excessive thrust load is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-28.
No. 742 is shown. This is a valve body equipped with a collet chuck at the tip is fitted in the tool holder so as to be slidable in the axial direction.
A switching valve is formed by the three pressure passages in the tool holder, and the thrust load is detected by operating the pressure switch connected to the pressure passage by the switching operation of the switching valve.
また、過大なトルクの検出装置は例えば特開昭59−1420
49号に示される。これは主軸と一体回転する基準歯車
と、この基準歯車に対して切削トルクに対してねじれを
生じる弾性変位部を介して連結した変位歯車間の位相ず
れを位相検出器で検出するものである。A device for detecting excessive torque is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-1420.
No. 49 is shown. The phase detector detects a phase shift between a reference gear that rotates integrally with a main shaft and a displacement gear that is connected to the reference gear via an elastic displacement portion that twists with respect to cutting torque.
発明が解決しようとする課題 前述のようにドリル等の折損は過負荷トルク、スラスト
の両方から生じるため、これらの両方を検出する必要が
ある。前記した2つの従来技術を組合せることでこの目
的は一応達せられるが、過負荷トルク、過負荷スラスト
の検出のために別々の検出器を必要とし、かつ構造が複
雑となる。Problems to be Solved by the Invention As described above, since breakage of a drill or the like is caused by both overload torque and thrust, it is necessary to detect both of these. Although this object can be achieved by combining the two conventional techniques described above, separate detectors are required for detecting overload torque and overload thrust, and the structure is complicated.
課題を解決するための手段 前記課題を解決するため、この発明ではテーパシャンク
を有するホルダ本体に、コレットチャックを先端に有す
る工具保持筒をトルク伝達用の弾性部材を介して円周方
向に所定の遊びを許容するように連絡し、過負荷トルク
発生時にホルダ本体と工具保持筒間の回転ずれを生じる
工具ホルダにおいて、前記工具保持筒をホルダ本体に軸
方向摺動可能に支持し、工具保持筒とホルダ本体間にス
ラスト荷重設定ばねを介装し、ホルダ本体外周に円周方
向に所定間隔あけて設けた複数の基準検出子と、工具保
持筒に設けた複数の変位検出子とを互いに間に臨ませ
て、両者間に、過負荷トルク発生時に基準長さに対して
円周方向長さが変化し、その回動軌跡と対向して設けた
円周方向長さ変化の検出手段により検出される回転ずれ
の検出域を形成し、更に前記変位検出子には、過負荷ス
ラストが発生して工具保持筒が軸方向移動したときに、
前記基準検出子と円周方向が対向して、基準検出子との
間で、前記基準長さと異なる円周方向長さとなり、その
回動軌跡が前記検出手段と対向するスラスト検出域を形
成するスラスト検知用の検出表示部を備えたことを特徴
とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, according to the present invention, a holder main body having a taper shank is provided with a tool holding cylinder having a collet chuck at a tip thereof in a circumferential direction via an elastic member for torque transmission. In a tool holder that contacts to allow play and causes a rotational deviation between the holder main body and the tool holding cylinder when overload torque occurs, the tool holding cylinder is supported by the holder main body so as to be slidable in the axial direction. A thrust load setting spring is interposed between the holder body and the holder body, and a plurality of reference detectors provided on the outer circumference of the holder body at predetermined intervals in the circumferential direction and a plurality of displacement detectors provided on the tool holding cylinder are placed between each other. The length change in the circumferential direction with respect to the reference length when overload torque is generated between the two, and it is detected by the change means in the circumferential direction provided opposite to the rotation locus. Times A roll deviation detection area is formed, and further, when overload thrust occurs in the displacement detector and the tool holding cylinder moves axially,
The reference detector is circumferentially opposed to the reference detector, and the reference detector has a circumferential length different from the reference length, and its rotation locus forms a thrust detection area facing the detection means. It is characterized by including a detection display unit for thrust detection.
作用 前記によれば、工具に過負荷トルクが発生すると工具保
持筒とホルダ本体間に回転ずれを生じ、円周方向で対向
している変位検出子と基準検出子の間の回転ずれの検出
域の円周方向長さが変化し、これを、近傍スイッチ等
の、検出域の円周方向長さ変化の検出手段で検出し、ま
た、工具に過負荷スラストが発生すると工具保持筒がホ
ルダ本体に対して軸方向へ後退移動し、変位検出子のス
ラスト検出用の検出表示部が基準検出子と円周方向で対
向して、両者間で基準長さと異なるスラスト検出域が形
成され、その回動軌跡が前記検出手段と対向するので、
前記検出手段でそのスラスト検出域も検出できる。こう
して、トルク、スラストのいずれにより過負荷となって
も、1つの検出手段で検出できる。Action According to the above, when an overload torque is generated in the tool, a rotation deviation occurs between the tool holding cylinder and the holder body, and a rotation deviation detection area between the displacement detector and the reference detector that face each other in the circumferential direction is detected. The circumferential length of the tool changes, and this is detected by means of a change in the circumferential length of the detection area, such as a proximity switch, and when overload thrust occurs on the tool, the tool holding cylinder Along with the axial direction, the detection display for thrust detection of the displacement detector faces the reference detector in the circumferential direction, and a thrust detection area different from the reference length is formed between the two. Since the motion locus faces the detection means,
The thrust detection area can also be detected by the detection means. In this way, even if an overload is caused by either torque or thrust, it can be detected by one detecting means.
実施例 第1図に示すように、ホルダ本体1はテーパシャンク2a
を有する本体2、本体2と一体の把持部3、本体2の中
心に軸方向摺動可能に挿通した支持軸4及び支持軸4を
前方(第1図左方)へ付勢するスラスト荷重設定ばね5
を備えている。このばね5は後述の工具保持筒のドリル
等の工具13に生ずるスラスト荷重を受けるもので、一定
の設定スラスト荷重を越えるまでは軸方向後方にたわま
ない。支持軸4の前端面は円錐面6に形成されると共
に、支持軸4にはスリーブ7が遊嵌され、スリーブ7の
後端面は円錐面8に形成してある。これらの円錐面6、
8を支承する大、小のピボット玉軸受9、10が工具保持
筒20の支承筒21に嵌着してある。支持軸4に軸方向前方
へ移動不能に装着したスペーサ11とスリーブ7の鍔部7a
との間にはスプリング12が介装され、このスプリング12
のばね力で、2つの円錐面6、8を介してピボット玉軸
受9、10に予圧が付与される。このばね力は、ピボット
玉軸受9、10による摩擦トルクを必要最小とする予圧と
なるように設定してある。支承筒21の前端には工具13を
保持するコレットチャック23が取付けてある。なお、ピ
ボット玉軸受に代えて深みぞ玉軸受を使用しても良い。Embodiment As shown in FIG. 1, the holder body 1 has a taper shank 2a.
2, a grip portion 3 integrated with the main body 2, a support shaft 4 inserted slidably in the center of the main body 2, and a thrust load setting for urging the support shaft 4 forward (left in FIG. 1). Spring 5
Is equipped with. This spring 5 receives a thrust load generated in a tool 13 such as a drill of a tool holding cylinder described later, and does not bend axially rearward until a predetermined set thrust load is exceeded. A front end surface of the support shaft 4 is formed as a conical surface 6, a sleeve 7 is loosely fitted to the support shaft 4, and a rear end surface of the sleeve 7 is formed as a conical surface 8. These conical surfaces 6,
Large and small pivot ball bearings 9 and 10 for supporting 8 are fitted in a supporting cylinder 21 of a tool holding cylinder 20. The spacer 11 mounted on the support shaft 4 so as not to move axially forward and the collar portion 7a of the sleeve 7.
A spring 12 is interposed between the spring 12 and
Preload is applied to the pivot ball bearings 9, 10 via the two conical surfaces 6, 8 by the spring force of. This spring force is set so as to provide a preload that minimizes the friction torque generated by the pivot ball bearings 9 and 10. A collet chuck 23 for holding the tool 13 is attached to the front end of the support cylinder 21. A deep groove ball bearing may be used instead of the pivot ball bearing.
支承軸21には連結筒24が外周に一体螺合され、この連結
筒24にはトルク伝達用のねじりコイルばね25の一端が接
続され、ばね他端は前記本体2に連結してある。この連
結筒24には第2図に示すように、上下2本の位置決めピ
ン26が植設され、この位置決めピン26と係脱する多数の
係止孔27を有する係止リング28が本体2との間に介装し
たばね29により前方へ付勢してある。従ってねじりコイ
ルばね25のねじり強さは、検出リング28をばね力に抗し
て後方(第1図右方)へ動かして係止孔27と位置決めピ
ン26の係合を外し、その状態で支承筒21と連結筒24を円
周方向へ回動した後、検出リング28の係止孔27と位置決
めピン26を係合させることにより調整される。検出リン
グ28の外周には第3図に示すように、複数個の凹部30
(本図では3個)が削設されてその間が円周方向に等角
度間隔(第4図に示す角度θ(120度)おき)の3つの
変位検出子31に形成されている。第4図に示すように変
位検出子31は工具ホルダの回転方向両縁が後述の近接ス
イッチ45による検出開始又は検出終了を示す検出表示部
32、33となっている。検出表示部33は、凹部30から階段
状に形成され、工具保持筒20に過負荷スラスト荷重がか
からない時に後述の基準検出子34の中央突出部35と円周
方向で対向する第1の検出表示部33aと、過負荷スラス
ト荷重によって工具保持筒20が軸方向へ後退した時に基
準検出子34の中央突出部35と対向するスラスト検知用
の、第2の検出表示部33bとから成る。第2の検出表示
部33bは第1の検出表示部33aより回転方向逆側に基準検
出子34と変位検出子31間の円周方向の遊び(第4図の
a)の2倍だけ突出しており、過負荷スラスト荷重で軸
方向後方へ移動した時、第4図(b)のように基準検出
子34との間にスラスト検出域38aを形成するようになっ
ている。A connecting cylinder 24 is integrally screwed to the outer periphery of the support shaft 21, one end of a torsion coil spring 25 for torque transmission is connected to the connecting cylinder 24, and the other end of the spring is connected to the main body 2. As shown in FIG. 2, two upper and lower positioning pins 26 are planted in the connecting cylinder 24, and a locking ring 28 having a plurality of locking holes 27 that engages and disengages from the positioning pins 26 is provided on the main body 2. It is biased forward by a spring 29 interposed between the two. Therefore, the torsional strength of the torsion coil spring 25 is such that the detection ring 28 is moved backward (rightward in FIG. 1) against the spring force to disengage the engagement hole 27 and the positioning pin 26, and the bearing is supported in that state. It is adjusted by engaging the locking hole 27 of the detection ring 28 and the positioning pin 26 after rotating the cylinder 21 and the connecting cylinder 24 in the circumferential direction. As shown in FIG. 3, a plurality of recesses 30 are provided on the outer circumference of the detection ring 28.
(Three in this drawing) are cut and formed between three displacement detectors 31 at equal angular intervals (every angle θ (120 degrees) shown in FIG. 4) in the circumferential direction. As shown in FIG. 4, the displacement detector 31 has a detection display portion in which both edges in the rotation direction of the tool holder indicate detection start or detection end by the proximity switch 45 described later.
32 and 33. The detection display portion 33 is formed in a stepwise shape from the recess 30 and is a first detection display circumferentially opposed to a central protrusion 35 of a reference detector 34 described later when no overload thrust load is applied to the tool holding cylinder 20. It comprises a portion 33a and a second detection display portion 33b for thrust detection which faces the central protruding portion 35 of the reference detector 34 when the tool holding cylinder 20 is retracted in the axial direction by an overload thrust load. The second detection display portion 33b protrudes from the first detection display portion 33a on the opposite side in the rotational direction by twice the circumferential play (a in FIG. 4) between the reference detector 34 and the displacement detector 31. When an axial load is moved rearward due to an overload thrust load, a thrust detection area 38a is formed between the reference detection element 34 and the reference detection element 34 as shown in FIG. 4 (b).
ホルダ本体2には保持部3から3つの凹部の30内に向か
って3つの基準検出子34が突設され、各基準検出子34と
変位検出子31とが互いに間に臨み合うようになってい
る。各基準検出子34は第4図に示すように中央が突出し
た階段状を成し、前記ねじりコイルばね25のねじり力で
低段部40の一側面40aと前記検出表示部32が当接してい
る時、低段部40の他側面40bと対向する検出表示部33aと
の間には僅かな円周方向の遊び(第4図のa、絶対値2a
に対応するパルスカウント値が後述の設定値tより大と
なるようにしてある)があるようにしてある。中央突出
部35の回転方向両縁が後述の近接スイッチ45による検出
開始又は検出終了を示す一対の検出表示部36、37となっ
ており、回転方向120度の間に一対の検出表示部36、37
と対応する1対の検出表示部32、33aとの間で一対の回
転ずれの検出域38、39が形成され、このような検出域3
8、39が円周方向一周の間に三対設けてある。過負荷ト
ルクが作用していない時に前記1対の検出域38,39と中
央突出部35の円周方向長さ及び変位検出子31の検出表示
部32と33aとの円周方向長さは全て同一の基準長さL(3
0度)に設定してある。The holder main body 2 is provided with three reference detectors 34 protruding from the holding portion 3 into the insides of the three recesses 30, and the reference detectors 34 and the displacement detectors 31 face each other. There is. As shown in FIG. 4, each of the reference detectors 34 has a stepped shape with the center protruding, and the one side surface 40a of the low step portion 40 and the detection display portion 32 are brought into contact with each other by the torsional force of the torsion coil spring 25. When there is a slight circumferential play between the other side surface 40b of the low step portion 40 and the facing detection display portion 33a (a in FIG. 4, absolute value 2a
The pulse count value corresponding to is larger than a set value t described later). Both edges in the rotation direction of the central protruding portion 35 are a pair of detection display portions 36, 37 indicating detection start or detection end by the proximity switch 45 described later, and a pair of detection display portions 36 between 120 degrees in the rotation direction. 37
And a pair of detection display portions 32 and 33a corresponding to the detection areas 38 and 39, respectively, are formed.
Three pairs of 8 and 39 are provided along the circumference. When no overload torque is applied, the circumferential lengths of the pair of detection areas 38, 39 and the central protrusion 35 and the circumferential lengths of the detection display portions 32 and 33a of the displacement detector 31 are all. Same reference length L (3
0 degree) is set.
主軸ヘッド15の前面に固着したブラケット16を介して前
記検出域38,39の軸方向前部を検出する位置に近接スイ
ッチ45が検出域38,39の回動軌跡と対向して配置され、
この近接スイッチ45は、検出域38,39の円周方向長さの
変化をとらえる検出手段として機能している。この近接
スイッチ45は過大スラスト荷重が生じた時のスラスト検
出域38aも検出する。各検出域38,38a,39を検出した時、
近接スイッチ45はOFF信号を出力するようにしてある。
この近接スイッチ45からの信号は第5図に示す過負荷ト
ルク(又はスラスト荷重)の判別手段50へ送られるよう
にしてある。The proximity switch 45 is arranged at a position for detecting the axial front part of the detection areas 38, 39 through the bracket 16 fixed to the front surface of the main spindle head 15 so as to face the rotation locus of the detection areas 38, 39.
The proximity switch 45 functions as a detection means for detecting a change in the circumferential length of the detection areas 38, 39. The proximity switch 45 also detects the thrust detection area 38a when an excessive thrust load is generated. When each detection area 38, 38a, 39 is detected,
The proximity switch 45 outputs an OFF signal.
The signal from the proximity switch 45 is sent to the overload torque (or thrust load) discriminating means 50 shown in FIG.
判別手段50において、51は周波数−電圧変換器52と電圧
−周波数変換器53により近接スイッチ45からの信号パル
スを平均し、所定倍数逓倍してスピンドル17の1回転で
所定数の基準パルスを発生するようにしたスピンドル角
度パルス発生器、54は近接スイッチ45の信号の立下りで
立上り、立上りで立下がる(近接スイッチ45がOFFの間
開く)ゲート回路、55はゲート回路54が開いている間に
入力されてくるスピンドル角度パルスPsを加算又は減算
するカウンター、56は近接スイッチ45のON、OFF信号の
1周期でカウンター55に対する加算又は減算指令を切換
えると共に、立上りで判定指令信号を比較回路57へ出力
する加算、減算切換回路、57は判定指令があった時にカ
ウンター55内のカウント値が設定回路58で予め設定され
る設定値tを越えたかを判定する比較回路、59は比較回
路57で判定後に前記カウンター55をリセットするリセッ
ト回路、60は比較回路57での比較結果が設定値tを越え
たときに過負荷トルク(又はスラスト)検出信号を出力
信号Cとして出力する出力回路である。前記設定値tは
切削前の無負荷時に近接スイッチ45が前記一対の検出域
38、39を検出した時のカウンター55のパルスカウント値
の差に許容値を加えたものが設定される。製作誤差がな
いとすると、この実施例では一対の検出域38、39でのパ
ルスカウント値の差はゼロとなる。尚、スピンドル角度
パルスPsは他にスピンドル17の駆動用モータのエンコー
ダ出力を用いても良い。また、スピンドル角度パルスPs
に代えて一定周波数で時間パルスを出力するようにし、
これをカウンターでカウントして前記一対の検出域38、
39のカウント値の差が設定値tを越えたら過負荷の出力
信号を出力しても良い。この場合、設定値はスピンドル
17の回転速度に依存するので、回転速度に対する補正が
必要である。In the discriminating means 50, a signal 51 from the proximity switch 45 is averaged by a frequency-voltage converter 52 and a voltage-frequency converter 53, multiplied by a predetermined multiple, and a predetermined number of reference pulses are generated by one rotation of the spindle 17. The spindle angle pulse generator, 54 is a gate circuit that rises at the fall of the signal of the proximity switch 45 and falls at the rise (opens while the proximity switch 45 is OFF), 55 while the gate circuit 54 is open A counter for adding or subtracting the spindle angle pulse Ps inputted to the switch 56, 56 switches the addition or subtraction command to the counter 55 in one cycle of the ON / OFF signal of the proximity switch 45, and at the same time, compares the judgment command signal with the comparison command signal 57. An addition / subtraction switching circuit for outputting to 57, a comparison for judging whether the count value in the counter 55 exceeds a set value t preset by the setting circuit 58 when a judgment command is given. Reference numeral 59 is a reset circuit for resetting the counter 55 after the comparison circuit 57 makes a decision, and 60 is an output signal C for outputting an overload torque (or thrust) detection signal when the comparison result in the comparison circuit 57 exceeds a set value t. Is an output circuit that outputs as. The set value t is set by the proximity switch 45 in the pair of detection areas when there is no load before cutting.
The difference between the pulse count values of the counter 55 when 38 and 39 are detected is added with the allowable value. If there is no manufacturing error, the difference between the pulse count values in the pair of detection areas 38 and 39 is zero in this embodiment. Note that the spindle angle pulse Ps may use the encoder output of the motor for driving the spindle 17 instead. Also, the spindle angle pulse Ps
Instead of outputting a time pulse at a constant frequency,
Counting this with a counter, the pair of detection areas 38,
If the difference between the count values of 39 exceeds the set value t, an overload output signal may be output. In this case, the set value is the spindle
Since it depends on the rotation speed of 17, the correction for the rotation speed is necessary.
さて、前記のような構成によれば、正常切削時ホルダ軸
1の回転はねじりコイルばね25を介して工具保持筒20へ
伝えられ加工が行なわれる。近接スイッチ45からはON、
OFF信号が繰り返し出力される。検出域38ではOFFとな
り、この間にゲート回路54が開き加算、減算切換回路56
の加算指令のもとにカウンター55内にスピンドル角度パ
ルスPsが加算され、近接スイッチ45が中央突出部35を検
出してONとなるとゲート回路54が閉じ減算に切換わり、
再び近接スイッチ45が検出域39を検出してOFFとなると
カウンター55内に先程加算したパルスカウント値からス
ピンドル角度パルスPsを減じ、近接スイッチ45が変位検
出子31を検出してONとなると、判定指令信号が出力され
てカウンター55内のカウント値が設定値tと比較され
る。正常加工の場合、ねじりコイルばね25により変位検
出子31と基準検出子34の検出表示部32と低段部40の一側
面40aが当接した状態なので検出域38、39の長さは同一
であるからカウンター55内のカウント値はゼロとなり、
過負荷トルクの出力信号は出されない。Now, according to the above-mentioned configuration, during normal cutting, the rotation of the holder shaft 1 is transmitted to the tool holding cylinder 20 via the torsion coil spring 25, and machining is performed. ON from the proximity switch 45,
The OFF signal is repeatedly output. It turns off in the detection area 38, during which the gate circuit 54 opens and the addition / subtraction switching circuit 56
When the spindle angle pulse Ps is added to the counter 55 based on the addition command of, and the proximity switch 45 detects the central protruding portion 35 and turns ON, the gate circuit 54 is closed and switched to subtraction.
When the proximity switch 45 detects the detection area 39 again and turns off, the spindle angle pulse Ps is subtracted from the pulse count value added in the counter 55, and the proximity switch 45 detects the displacement detector 31 and turns on. A command signal is output and the count value in the counter 55 is compared with the set value t. In the case of normal machining, since the torsion coil spring 25 causes the displacement detector 31 and the detection display portion 32 of the reference detector 34 and the one side surface 40a of the low step portion 40 to be in contact with each other, the lengths of the detection areas 38 and 39 are the same. Therefore, the count value in the counter 55 becomes zero,
No output signal for overload torque is issued.
工具13の切れ味が悪くなるか、もしくは切粉づまり等に
よりトルクがねじりコイルばね25で設定した伝達トルク
を越えると、変位検出子31が基準検出子34に対して回転
遅れを生じ、相対的に基準検出子34が第4図に示す遊び
aだけ回転して低段部40の側面40bが検出表示部33aに当
接する。この相対回動により検出域38の円周方向長さは
L−aに、また検出域39の円周方向長さはL+aとな
る。従って検出域38で加算し、検出域39で減算した結果
は−2aとなり、その絶対値は設定値tより大となるので
出力回路60から過負荷トルクに起因する出力信号Cが出
力される。この過負荷トルクの出力信号Cによって、ス
ピンドル駆動モータに停止指令を出力したり、あるい
は、ステップバック動作を指令したり、更にはこの出力
信号を計数する寿命カウンタを設けておき、寿命カウン
タ内の計数値が所定回数を越えたときに、加工途中でも
その工具と同一の新しい工具に工具交換を行なう。近接
スイッチ45の検出タイミングによっては検出域39で加算
し、検出域38で減算することもあり、この場合でも比較
結果(差)の絶対値は2aとなるので設定値tとの比較に
よりトルクによる過負荷の検出が行なわれることにな
る。尚、上記した判別手段50はコンピュータによってソ
フトウェア的に処理しても良い。When the sharpness of the tool 13 becomes poor, or when the torque exceeds the transmission torque set by the torsion coil spring 25 due to clogging of chips, the displacement detector 31 causes a rotation delay with respect to the reference detector 34, and is relatively moved. The reference detector 34 rotates by the play a shown in FIG. 4, and the side surface 40b of the low step portion 40 comes into contact with the detection display portion 33a. By this relative rotation, the circumferential length of the detection area 38 becomes L-a, and the circumferential length of the detection area 39 becomes L + a. Therefore, the result of addition in the detection area 38 and subtraction in the detection area 39 becomes -2a, and the absolute value thereof becomes larger than the set value t, so that the output circuit 60 outputs the output signal C due to the overload torque. In response to the output signal C of the overload torque, a stop command is output to the spindle drive motor, a step back operation is instructed, and a life counter for counting the output signal is provided. When the count value exceeds the predetermined number of times, the tool is replaced with a new tool that is the same as the tool even during machining. Depending on the detection timing of the proximity switch 45, it may add in the detection area 39 and subtract in the detection area 38. Even in this case, the absolute value of the comparison result (difference) is 2a. Overload will be detected. The discriminating means 50 may be processed by a computer as software.
このようにトルクによる過負荷の判別において、変位検
出子31と基準検出子34の相対回動量(遊び)の2倍の値
が比較結果として出力されてくるため、相対回動量の値
を極めて小さくしても過負荷トルクの検出が行なわれる
ことになる。従ってねじりコイルばね25で設定した伝達
トルクを僅かに越えた場合でも、瞬時にこれを検出して
その後の対応動作に移ることができる。In this way, in the determination of the overload due to the torque, a value twice the relative rotation amount (play) of the displacement detector 31 and the reference detector 34 is output as the comparison result, so the value of the relative rotation amount is extremely small. Even then, the overload torque is detected. Therefore, even when the transmission torque set by the torsion coil spring 25 is slightly exceeded, this can be instantly detected and the subsequent corresponding operation can be started.
次に工具摩耗により、過負荷スラスト荷重のみが工具13
に生じた場合について第4図(b)を基に説明する。ば
ね5による設定スラスト荷重を越える過負荷スラスト荷
重が工具13に生じるまではばね5は後方へたわまず、変
位検出子31と基準検出子34とは第4図(a)に示す関係
にある。工具13に過負荷スラスト荷重が生じると、工具
保持筒20と共に支持軸4が本体2に対して後退する。こ
れにより変位検出子31の第2の検出表示部33bが基準検
出34の検出表示部36と円周方向で対向して、両者間にス
ラスト検出域38aが形成され、その回動軌跡は近接スイ
ッチ45と対向する。このスラスト検出域38aの円周方向
長さは基準長さLに対して、これと異なる値(L−2a)
なので、このスラスト検出域38aでスピンドル角度パル
スPSを加算し、検出域39で減算すれば(あるいは逆でも
よい)、その他の絶対値は2aとなり、トルクによる過負
荷検知の場合と同様に、設定値tとの比較により、スラ
ストに起因する過負荷の検出が行われる。Next, due to tool wear, only the overload thrust load is
The case of occurrence will be described with reference to FIG. The spring 5 does not bend backward until an overload thrust load exceeding the set thrust load by the spring 5 is generated in the tool 13, and the displacement detector 31 and the reference detector 34 have the relationship shown in FIG. 4 (a). . When an overload thrust load is generated on the tool 13, the support shaft 4 retracts with respect to the main body 2 together with the tool holding cylinder 20. As a result, the second detection display portion 33b of the displacement detector 31 faces the detection display portion 36 of the reference detection 34 in the circumferential direction, and a thrust detection area 38a is formed between the second detection display portion 33b and the reference display 34. Opposite 45. The length of the thrust detection area 38a in the circumferential direction is different from the reference length L (L-2a).
Therefore, if you add the spindle angle pulse PS in this thrust detection area 38a and subtract it in the detection area 39 (or vice versa), the other absolute values will be 2a, which is the same as in the case of overload detection by torque. Overload due to thrust is detected by comparison with the value t.
発明の効果 以上のようにこの発明の工具ホルダによれば、過大なト
ルクが発生したときには、基準検出子と変位検出子の間
で形成されている、回転ずれの検出域の円周方向長さが
変化するので、これをその検出域の回動軌跡と対向して
配置した検出域の円周方向長さ変化をとらえる検出手段
で検出することができ、また、過大なスラストが発生し
たときには、工具保持筒がホルダ本体に対して後退し、
変位検出子のスラスト検出用の検出表示部が基準検出子
と円周方向に対向して、両者間に、基準長さと異なるス
ラスト検出域を形成し、このスラスト検出域の回動軌跡
が前記検出手段と対向するので、1つの検出手段によ
り、トルク、スラストの何れに起因した過負荷が生じて
も検出でき、構成を簡単にして工具折損防止を行うこと
ができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the tool holder of the present invention, when an excessive torque is generated, the circumferential length of the rotational deviation detection area formed between the reference detector and the displacement detector is increased. Since it changes, it can be detected by the detection means that detects the change in the length of the detection area in the circumferential direction, which is arranged so as to face the rotation locus of the detection area, and when an excessive thrust occurs, The tool holding cylinder retracts with respect to the holder body,
The detection display section for thrust detection of the displacement detector faces the reference detector in the circumferential direction, and forms a thrust detection area different from the reference length between the reference detection element and the rotational locus of the thrust detection area. Since it is opposed to the means, it is possible to detect the overload caused by either the torque or the thrust by one detecting means, and it is possible to prevent the breakage of the tool by simplifying the configuration.
第1図はこの発明装置に用いる工具ホルダの断面図、第
2図は第1図のII−II断面図、第3図は第1図のIII−I
II断面図、第4図は基準検出子と変位検出子の円周方向
全周の展開図と作用図、第5図は判別手段のブロック図
である。 1……ホルダ本体、20……工具保持筒、 25……ねじりコイルばね、31……変位検出子、 32,33,36,37……検出表示部、 34……基準検出子、38,39……検出域、 38a……スラスト検出域、45……近接スイッチ、 50……判別手段FIG. 1 is a sectional view of a tool holder used in the device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-I of FIG.
II sectional view, FIG. 4 is a development view and operation view of the reference detector and the displacement detector along the entire circumference in the circumferential direction, and FIG. 5 is a block diagram of the discriminating means. 1 …… Holder body, 20 …… Tool holding cylinder, 25 …… Torsion coil spring, 31 …… Displacement detector, 32,33,36,37 …… Detection indicator, 34 …… Reference detector, 38,39 ...... Detection area, 38a ...... Thrust detection area, 45 ...... Proximity switch, 50 ...... Discrimination means
Claims (1)
レットチャックを先端に有する工具保持筒をトルク伝達
用の弾性部材を介して円周方向に所定の遊びを許容する
ように連絡し、過負荷トルク発生時にホルダ本体と工具
保持筒間に回転ずれを生じる工具ホルダにおいて、前記
工具保持筒をホルダ本体に軸方向摺動可能に支持し、工
具保持筒とホルダ本体間にスラスト荷重設定ばねを介装
し、ホルダ本体外周に円周方向に所定間隔あけて設けた
複数の基準検出子と、工具保持筒に設けた複数の変位検
出子とを互いに間に臨ませて、両者間に、過負荷トルク
発生時に基準長さに対して円周方向長さが変化し、その
回動軌跡と対向して設けた円周方向長さ変化の検出手段
により検出される回転ずれの検出域を形成し、更に前記
変位検出子には、過負荷スラストが発生して工具保持筒
が軸方向移動したときに、前記基準検出子と円周方向で
対向して、基準検出子との間で、前記基準長さと異なる
円周方向長さとなり、その回動軌跡が前記検出手段と対
向するスラスト検出域を形成するスラスト検知用の検出
表示部を備えたことを特徴とする過負荷トルク、スラス
ト検出用工具ホルダ。1. A holder main body having a taper shank is connected to a tool holding cylinder having a collet chuck at its tip through an elastic member for torque transmission so as to allow a predetermined play in the circumferential direction, and an overload torque is exerted. In a tool holder in which a rotation deviation occurs between the holder body and the tool holding cylinder when it occurs, the tool holding cylinder is axially slidably supported on the holder body, and a thrust load setting spring is interposed between the tool holding cylinder and the holder body. Then, place a plurality of reference detectors on the outer circumference of the holder body in the circumferential direction at predetermined intervals and a plurality of displacement detectors on the tool holding cylinder, and place an overload torque between them. When generated, the length in the circumferential direction changes with respect to the reference length, and a rotation deviation detection area is formed which is detected by means for detecting the change in the length in the circumferential direction which is provided so as to face the rotation locus. The displacement detector includes When a load thrust occurs and the tool holding cylinder moves in the axial direction, it faces the reference detector in the circumferential direction and has a circumferential length different from the reference length between the reference detector and the reference detector. A tool holder for overload torque / thrust detection, comprising a detection display portion for thrust detection whose rotation locus forms a thrust detection area facing the detection means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32396990A JPH0794106B2 (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Toolholder for overload torque and thrust detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32396990A JPH0794106B2 (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Toolholder for overload torque and thrust detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193459A JPH04193459A (en) | 1992-07-13 |
| JPH0794106B2 true JPH0794106B2 (en) | 1995-10-11 |
Family
ID=18160658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32396990A Expired - Fee Related JPH0794106B2 (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Toolholder for overload torque and thrust detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794106B2 (en) |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP32396990A patent/JPH0794106B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04193459A (en) | 1992-07-13 |
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