(57)【要約】【課題】着座不良の状態でワークがクランプされてチャックに無理な荷重を作用させたり、不良品を生産させることのないチャックのクランプ制御装置を提供する。【解決手段】チャック１は、ワークＷが着座する着座面１ａを有し、開閉してワークＷを把持可能なものである。ワークＷが着座面１ａに着座したか否かを検出する着座検出手段１１と、クランプ動作不許可手段２４と、クランプ指令手段２５を設ける。クランプ動作不許可手段２４は、着座検出手段１１による着座検出信号があるまでチャック１のクランプ動作を許可せず、着座検出信号があるとクランプの不許可を解除する手段である。クランプ指令手段２５は、例えばクランプ不許可の解除に応答してクランプ指令を与えるものとする。クランプ指令手段２５は、クランプ不許可の解除と、操作手段の操作との両方があることでクランプ指令を与えるものとしても良い。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが着座する着座面を有し、開閉してワークを把持可能なチャックを制御するチャックのクランプ制御装置であって、ワークが着座面に着座したか否かを検出する着座検出手段と、この着座検出手段による着座検出信号があるまでチャックのクランプ動作を許可せず、着座検出信号があるとクランプの不許可を解除するクランプ動作不許可手段とを備えたチャックのクランプ制御装置。
【請求項２】
チャックに対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段を設け、このクランプ指令手段は、上記クランプ動作不許可手段によるクランプ不許可の解除に応答してチャックに対してクランプ指令を与えるものとした請求項１記載のチャックのクランプ制御装置。
【請求項３】
チャックをクランプさせるために作業者が操作する操作手段と、チャックに対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段とを設け、このクランプ指令手段は、クランプ動作不許可手段によるクランプ不許可が解除されたこと、および上記操作手段が操作されたことを条件として、チャックに対してクランプ指令を与えるものとした請求項１記載のチャックのクランプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤やその他の工作機械等におけるワーク把持用のチャックを手動操作や自動運転時に制御するチャックのクランプ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、旋盤の主軸チャックにワークを手動操作でクランプさせる場合、ワークを手に持ってチャックに押し付けながら、操作盤の押しボタンスイッチを押すことで、チャックをクランプ動作させるようにしている。機械制御装置は、上記押しボタンスイッチを押している間はクランプ動作が継続するものとしてあり、作業者はクランプ動作が完了するまで押しボタンスイッチを押し続ける。また、ワークはチャックに正しく着座させる必要があり、着座不良は後に行われる加工で精度低下を招き、不良品を生産してしまうことになるため、クランプ完了までワークはチャックに押し付けておく。
チャックに着座検出手段が設けられた機械では、ワークがチャックの着座面に着座すると、操作盤に設けられた着座報知ランプが点灯するようになっている。作業者はこの着座報知ランプの点灯を見て、着座を確認し、押しボタンスイッチを押せば良い。
【０００３】
着座検出手段が設けられた機械において、自動運転を行う場合、ローダで主軸チャックにワークをクランプさせた後、ローダが退避する動作過程で、着座検出手段による着座検出信号を確認する。所定の時期に着座検出信号が得られない場合は、着座不良とみなし、ローディングをやり直す。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１１２６６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
手動操作でワークを主軸チャックにクランプさせる場合に、上記のように着座検出手段により着座報知ランプが点灯するようになされていると、着座の確認が容易に行え、押しボタンスイッチを押すタイミングも分かり易い。しかし、片手でワークを持ちながら、もう片方の手で押しボタンスイッチを押すことになるため、作業が煩わしく、押しボタンスイッチの操作に気をとられ、一旦着座させたワークが着座不良を生じ、そのままクランプされることがある。ワークが重い場合にはこのような着座不良が生じ易い。このような場合、着座不良は確認できても、着座不良の状態でワークをクランプすることになって、チャックに無理な荷重が作用し、チャックの寿命を低下させることがある。
自動運転においても、上記のように一旦はワークをクランプしてから着座確認を行うため、着座不良の状態でワークがクランプされることがあり、やはりチャックに無理な荷重が作用し、チャックの耐久性を低下させることがある。
【０００６】
この発明の目的は、着座不良の状態でワークがクランプされてチャックに無理な荷重を作用させたり、不良品を生産することのないチャックのクランプ制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、手動操作でクランプさせる場合に、着座動作に専念できて煩わしさがなく、かつ着座不良の生じ難いものとでき、また自動運転時と手動操作にかかわらず、着座不良の状態でワークがクランプされることがないようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、クランプのタイミングを作業者の意思に従って定めることができて、かつ着座不良の状態でワークがクランプされることがないようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明のチャックのクランプ制御装置は、ワーク（Ｗ）が着座する着座面（１ａ）を有し、開閉してワーク（Ｗ）を把持可能なチャック（１）を制御するチャックのクランプ制御装置であって、ワーク（Ｗ）が着座面に着座したか否かを検出する着座検出手段（１１）と、この着座検出手段（１１）による着座検出信号があるまでチャック（１）のクランプ動作を許可せず、着座検出信号があるとクランプの不許可を解除するクランプ動作不許可手段（２４）とを備える。
この構成によると、ワーク（Ｗ）が着座しないとクランプ動作不許可手段（２４）によりクランプ動作が許可されない。そのため、着座不良の状態でワーク（Ｗ）がクランプされてチャック（１）に無理な荷重を作用させることがない。この制御は、手動操作と自動運転のいずれにおいても適用できる。
【０００８】
この発明において、チャック（１）に対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段（２５）を設け、このクランプ指令手段（２５）は、上記クランプ動作不許可手段（２４）によるクランプ不許可の解除に応答してチャック（１）に対してクランプ指令を与えるものとしても良い。
この構成の場合、クランプ指令手段（２５）が、クランプ動作不許可手段（２４）によるクランプ不許可の解除に応答してチャック（１）に対してクランプ指令を与えるため、着座によってクランプ動作が開始されることになる。そのため、手動操作でクランプさせる場合に、着座動作に専念できて煩わしさがなく、かつ着座不良の生じ難いものとできる。また、自動運転時と手動操作にかかわらず、着座不良の状態でワーク（Ｗ）がクランプされることがない。
【０００９】
この発明において、実施形態に対応する図４のように、チャック（１）をクランプさせるために作業者が操作する操作手段（２７）と、チャック（１）に対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段（２５Ａ）とを設け、このクランプ指令手段（２５Ａ）は、クランプ動作不許可手段（２４）によるクランプ不許可が解除されたこと、および上記操作手段（２７）が操作されたことを条件として、チャック（１）に対してクランプ指令を与えるものとしてもよい。
この構成の場合、作業者はワーク（Ｗ）をチャック（１）に押し付ける処置とクランプ用の操作手段（２７）の操作との両方を行う必要があるが、クランプのタイミングを作業者の意思に従って定めることができる。また、着座不良の状態でワーク（Ｗ）がクランプされることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。このクランプ制御装置の制御対象となるチャック１は、旋盤やその他各種の工作機械に設けられてワークＷを把持するものである。ここでは、チャック１は、旋盤からなる工作機械７の主軸２に設けられたものを例に説明する。工作機械７は、主軸２および刃物台（図示せず）を備えた工作機械本体８と、この工作機械本体８の主軸２のチャック１に対してワークＷの供給，排出を行うローダ９と、これら工作機械本体８およびローダ９を制御する機械制御装置２０とで構成される。図２は工作機械７の具体例を示す。なお、工作機械７は、ローダ９を備えないものであっても良い。
【００１１】
図１において、チャック１は、チャック部１Ａとこのチャック部１Ａを開閉駆動するチャック駆動源１Ｂとでなる。チャック部１Ａは、ワークＷが着座する着座面１ａを有し、着座面１ａの外側でチャック爪４が開閉してワークＷを把持可能なものである。なお、チャック部１Ａは、リング状のワークの内側をクランプするものであっても良く、その場合、チャック部１Ａは、着座面１ａの内側でチャック爪４が開閉してワークＷを把持可能なものとされる。チャック爪４は、チャック部本体３の正面に、複数個（例えば２〜４個）が放射状に配置され、半径方向に移動可能とされている。着座面１ａは、チャック部本体３またはチャック爪４に設けられる。チャック駆動源１Ｂは油圧シリンダ、またはモータ、電磁ソレノイド等からなり、主軸２内を貫通したチャックドローバ５を介してチャック爪４の開閉駆動を行う。
【００１２】
機械制御装置２０は、数値制御装置およびプログラマブルコントーラにより構成され、自動運転制御部２２と手動運転制御部２３とを有し、操作盤２１を備えている。自動運転制御部２２は、加工プログラムに従って工作機械１を制御する手段であり、手動運転制御部２３は、操作盤２１の操作によって工作機械１を制御する手段である。自動運転と手動運転とは、モード切換スイッチ（図示せず）等にらり切換られる。
【００１３】
このチャックのクランプ制御装置は、このような構成の工作機械７において、そのチャック１を制御するものであり、着座検出手段１１と、機械制御装置２０に設けられたクランプ動作不許可手段２４とを備える。また、機械制御装置２０には、クランプ指令手段２５が設けられ、さらに即クランプモード設定手段２６が設けられている。
【００１４】
着座検出手段１１は、ワークＷがチャック１の着座面１ａに着座したか否かを検出する手段である。着座検出手段１１は、例えば、チャック１の着座面１ａに開口したノズル１２と、このノズル１２に圧縮空気を供給する空気圧源１３と、空気圧源１３からノズル１２に至る空気供給路１４の途中でノズル１２の背圧を検出する圧力スイッチ１５とで構成される。空気供給路１４には所定のタイミングでノズル１２に圧縮空気を送るバルブ（図示せず）が設けられている。チャック１の着座面１ａに対してワークＷの着座が正しく行われると、背圧が所定圧まで上がり、圧力スイッチ１５がオンすることで着座が検出される。
【００１５】
クランプ動作不許可手段２４は、着座検出手段１１による着座検出信号があるまでチャック１のクランプ動作を許可せず、着座検出信号があるとクランプの不許可を解除する手段である。クランプ動作不許可手段２４は、例えば常時はチャック１のクランプ動作の不許可信号を出力し、着座検出手段１１による着座検出信号がオンしている間だけ、不許可の解除信号を出力し続けるものとされる。
【００１６】
クランプ指令手段２５は、チャック１に対してクランプ指令を与える手段である。クランプ指令は、例えばチャック駆動源１Ｂが油圧シリンダである場合、その油圧経路に設けられた電磁バルブ（図示せず）に対して、チッャククランプ側へ作動油が供給されるように動作させる駆動指令とされる。クランプ指令手段２５は、上記クランプ動作不許可手段２４によるクランプ不許可の解除に応答して、チャック１に対してクランプ指令を与えるものとされる。クランプ指令手段２５は、詳しくは、即クランプモード設定手段２６によって側クランプモードに設定されている状態で、上記クランプ不許可の解除があったときにチャック１に対してクランプ指令を与えるものとされる。クランプ指令手段２５は、例えば図３に流れ図で示す制御を行う。なお、同図ではアンクランプさせる処理の説明は省略してある。
【００１７】
図１の即クランプモード設定手段２６は、クランプ指令手段２５に対して、着座検出信号があるとクランプさせる即クランプモードと、着座検出信号があっただけではクランプ指令を出力させない非即クランプモードとにモード切換を行う手段である。即クランプモード設定手段２６の上記２つのモードの切換は、操作盤２１の所定のモード切換スイッチ（図示せず）により行うようにしても、また自動運転制御部２２により行うようにしても良い。
【００１８】
上記構成の動作を説明する。手動でワークＷをチャック１にクランプさせる場合は、即クランプモード設定手段２６を即クランプモードに設定しておく。この状態で、アンクランプ状態のチャック１に対して、作業者がワークＷを着座面１ａに押し付ける。正しく着座されると、着座検出手段１１がオンし、クランプ動作不許可手段２４はクランプ不許可を解除する。このクランプ不許可の解除に応答して、クランプ指令手段２５はクランプ指令を出力し、チャック１がクランプ動作する。
なお、一旦正しく着座し、クランプ動作が開始されても、その後に着座不良が発生すると、着座検出手段１１はオフし、クランプ動作不許可手段２４がクランプ不許可となるため、クランプ指令手段２５はクランプ指令を停止し、チャック１のクランプ動作を中断する。
チャック１のアンクランプは、例えば操作盤２１に設けられたアンクランプ用の操作手段（図示せず）により行われる。
【００１９】
このように、即クランプモードに設定しておくと、ワークＷをチャック１の着座面１ａに正しく着座させるだけで自動的にクランプ動作し、クランプ動作を開始させるためのスイッチ操作を必要としない。そのため、作業者は着座動作に専念できて、操作が煩わしくなく、確実に着座させることができる。着座動作に専念できるため、チャック１のクランプ動作の途中で着座不良が発生することもなくせる。また、スイッチ操作が不要なため、両手でワークを持って着座させることも可能であり、より確実に着座させることができる。
【００２０】
図４，図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、チャック１をクランプさせるために作業者が操作する操作手段２７を設けると共に、機械制御装置２０のクランプ指令手段２５Ａを次の構成としたものである。着座検出手段１１およびクランプ動作不許可手段２４は、第１の実施形態のものと同じである。第１の実施形態における即クランプモード設定手段２６は設けない。操作手段２７は、操作盤２１に設けられたものであっても、操作盤２１とは別に設けられたもの、例えばフートスイッチ等であっても良い。図示の例では、操作手段２７は、操作盤２１に設けられたものと、フートスイッチからなるものとの２つを設け、いずれか片方の操作手段２７がオンすると、クランプ指令手段２５Ａに対して操作信号が与えられるものとしている。
【００２１】
この実施形態におけるクランプ指令手段２５Ａは、クランプ動作不許可手段２４によるクランプ不許可が解除され、かつ操作手段２７が操作されたことを条件として、チャック１に対してクランプ指令を与えるものとしてある。このクランプ指令手段２５Ａは、例えば図５に流れ図で示す制御を行う。なお、同図はアンクランプさせるときの処理は図示を省いてある。
また、この実施形態では、着座検出手段１１の着座検出信号がオンしたことを報知する着座報知手段２９が設けられている。着座報知手段２９は、例えばランプ、発光性半導体素子、または画面表示を行う手段からなり、着座検出信号がオンしている間だけ点灯等による報知を持続させるものとしてある。なお、第１の実施形態においても、この着座報知手段２９を設けることが好ましい。
この実施形態におけるその他の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００２２】
この実施形態の動作を説明する。手動でワークＷをチャック１にクランプさせる場合に、作業者がワークＷを手で持ってチャック１の着座面１ａに押し付け、正しく着座されると、クランプ動作不許可手段２４がクランプ不許可を解除し、着座報知手段２９が報知を行う。この報知により、作業者は操作手段２７をオン操作する。クランプ指令手段２５Ａは、このクランプ不許可と操作手段２７のオンとの両方の条件が成立することで、チャック１にクランプ指令を与える。一旦正しく着座しても、その後に着座不良が発生すると、着座検出手段１１はオフし、クランプ不許可となるため、クランプ指令手段２５Ａはクランプ動作しない。チャック１がクランプ動作の途中で着座不良となった場合は、その状態でクランプ動作を中断する。
【００２３】
このように、着座不良の場合は、操作手段２７がオン操作されても、チャック１はクランプされない。そのため、ワークＷが着座不良の状態でチャック１にクランプされることがなく、後に行われる加工での不良原因となることが防止されるうえ、チャック１の損傷が防止される。
この実施形態では、クランプ動作不許可手段２４は、自動クランプのためではなく、インターロック手段として機能し、ワークＷを持ちながら操作手段２７を操作することは必要であるが、クランプのタイミングを作業者の意思に従って定めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明のチャックのクランプ制御装置は、ワークが着座面に着座したか否かを検出する着座検出手段と、この着座検出手段による着座検出信号があるまでチャックのクランプ動作を許可せず、着座検出信号があるとクランプの不許可を解除するクランプ動作不許可手段とを備えるため、着座不良の状態でワークがクランプされてチャックに無理な荷重を作用させたり、不良品を生産させることがない。
チャックに対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段を設け、このクランプ指令手段は、上記クランプ動作不許可手段によるクランプ不許可の解除に応答してチャックに対してクランプ指令を与えるものとした場合は、手動操作でクランプさせる場合に、着座動作に専念できて煩わしさがなく、かつ着座不良の生じ難いものとできる。また、自動運転時と手動操作にかかわらず、着座不良の状態でワークがクランプされることがない。
チャックをクランプさせるために作業者が操作する操作手段と、チャックに対してクランプ指令を与えるクランプ指令手段とを設け、このクランプ指令手段は、クランプ動作不許可手段によるクランプ不許可が解除されたこと、および上記操作手段が操作されたことを条件として、チャックに対してクランプ指令を与えるものとした場合は、クランプのタイミングを作業者の意思に従って定めることができて、かつ着座不良の状態でワークがクランプされることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるチャックのクランプ制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】そのチャックを備えた工作機械の一例を示す破断側面図である。
【図３】同クランプ制御装置におけるクランプ指令手段の機能を示す流れ図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかるチャックのクランプ制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図５】同クランプ制御装置におけるクランプ指令手段の機能を示す流れ図である。
【符号の説明】
１…チャック
１Ｂ…チャック駆動源
１ａ…着座面
２…主軸
４…チャック爪
１１…着座検出手段
１２…ノズル
２４…クランプ動作不許可手段
２５，２５Ａ…クランプ指令手段
２６…即クランプモード設定手段
２７…操作手段
２９…着座報知手段
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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