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公開番号2025099105
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215499
出願日2023-12-21
発明の名称工作機械
出願人スター精密株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B23B 31/30 20060101AFI20250626BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ワークの把持力を高い精度で推定可能な工作機械を提供する。
【解決手段】コレットチャック48を有し回転する第1主軸4と、第1圧力室324にエアを供給することでピストン322を一方側に移動させてコレットチャック48を縮径させ、第2圧力室325にエアを供給することでピストン322を他方側に移動させてコレットチャック48を拡径させるエアシリンダー32と、ピストン322を一方側に移動させる際に第1圧力室324に供給されるエアの圧力である第1圧力を測定する第1圧力センサ3261と、ピストン322を一方側に移動させる際に第2圧力室325から流出するエアの圧力である第2圧力を測定する第2圧力センサ3271と、第1圧力センサ3261が測定した第1圧力と第2圧力センサ3271が測定した第2圧力との差圧に基づいてコレットチャック48の把持力を推定する推定部23とを備えている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
縮径することでワークを把持し拡径することで該ワークの把持を解除する把持部を有し、主軸中心線を回転中心として回転する主軸と、
ピストンによって区画された第１圧力室と第２圧力室を有し、該第１圧力室に流体を供給することで該ピストンを一方側に移動させて前記把持部を縮径させ、該第２圧力室に流体を供給することで該ピストンを他方側に移動させて前記把持部を拡径させる流体圧シリンダーと、
前記ピストンを前記一方側に移動させる際に前記第１圧力室に供給される流体の圧力である第１圧力を測定する第１圧力センサと、
前記ピストンを前記一方側に移動させる際に前記第２圧力室から流出する流体の圧力である第２圧力を測定する第２圧力センサと、
前記第１圧力センサが測定した前記第１圧力と前記第２圧力センサが測定した前記第２圧力との差圧に基づいて前記把持部の把持力を推定する推定部とを備えていることを特徴とする工作機械。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記推定部は、前記ピストンが前記一方側の到達点に到達した時から所定時間前の前記差圧に基づいて前記把持力を推定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記推定部は、前記ピストンが前記一方側の到達点に到達した時よりも前の所定時間範囲における前記差圧の最大値に基づいて前記把持力を推定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項４】
前記推定部は、前記差圧が所定範囲内であるか否かを判定し、該所定範囲を超えていたら把持力異常と判定するものであること特徴とする請求項１～３のうちいずれか１記載の工作機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸に把持されたワークを加工する工作機械に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
主軸中心線を中心にして回転自在な主軸に把持された棒状のワークを加工する工作機械が知られている。この主軸は、主軸台に回転自在に支持されている。主軸には、縮径することでワークを把持し、拡径することでワークの把持を解除する把持部が設けられている。把持部は、主軸台に固定されたアクチュエータによって動作する（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１の工作機械では、アクチュエータの駆動によってシフターが変位することで爪部材が揺動し、押しスリーブを介してチャックスリーブが主軸中心線に沿って移動することで把持部がワークを把持または把持解除する。このアクチュエータとして、エアシリンダーや油圧シリンダーなどの流体圧シリンダーが用いられることがある。
【０００３】
また、一般的な主軸には、ワークの把持力を調整するための調整手段として調整ナットが設けられている。この調整ナットは、主軸本体に対して相対的に回転可能に主軸本体に取り付けられており、回転させることで主軸本体に対する調整ナットの主軸中心線方向の位置が変位してワークの把持力が変化する。工作機械のオペレータは、それまで加工していたワークとは異なる径のワークや異なる材質のワークなどを加工する際に、いわゆる段取り作業において次に加工するワークを把持部に挿入して調整ナットを主軸本体に対して相対回転させてワークの把持力を調整している。そして、工作機械のオペレータは、シフターを変位させるためのシフターレバーを手動で動作させ、その動作に必要な力から把持部の把持力を推定し、調整ナットの相対回転と推定を繰り返して所望の把持力になったと思われる位置で調整ナットを主軸本体に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－９７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の調整方法ではオペレータの感覚に頼って把持力を推定しているため把持力の推定精度が低いという問題がある。さらに、段取り作業において調整した後に、シフターや爪部材などの流体圧シリンダーから把持部の間に介在する機構の摩耗や熱変位、流体シリンダーのゴムパッキンの劣化またはワーク径のバラツキによって把持力が変化してしまうこともある。このため、加工時におけるワークの把持力は、調整時に推定した把持力とは異なっている虞もある。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、ワークの把持力を高い精度で推定可能な工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の工作機械は、
縮径することでワークを把持し拡径することで該ワークの把持を解除する把持部を有し、主軸中心線を回転中心として回転する主軸と、
ピストンによって区画された第１圧力室と第２圧力室を有し、該第１圧力室に流体を供給することで該ピストンを一方側に移動させて前記把持部を縮径させ、該第２圧力室に流体を供給することで該ピストンを他方側に移動させて前記把持部を拡径させる流体圧シリンダーと、
前記ピストンを前記一方側に移動させる際に前記第１圧力室に供給される流体の圧力である第１圧力を測定する第１圧力センサと、
前記ピストンを前記一方側に移動させる際に前記第２圧力室から流出する流体の圧力である第２圧力を測定する第２圧力センサと、
前記第１圧力センサが測定した前記第１圧力と前記第２圧力センサが測定した前記第２圧力との差圧に基づいて前記把持部の把持力を推定する推定部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この工作機械によれば、前記流体圧シリンダーを実際に動作させる駆動力である前記差圧に基づいて把持力を推定しているので、ワークの把持力を高い精度で推定することができる。
【０００９】
ここで、前記主軸は、揺動することで前記把持部を開閉させる爪部材と、前記主軸中心線に沿って変位することで前記爪部材を揺動させるシフターとを有し、前記流体圧シリンダーは、流体の圧力によって前記ピストンを一方側と他方側に移動させることで前記シフターを前記主軸中心線に沿って変位させるものであってもよい。また、前記主軸は、前記把持部による前記ワークの把持力を調整するための調整手段を有するものであってもよい。前記推定部は、前記ピストンを前記一方側に移動させる際の前記差圧に基づいて前記把持部の把持力を推定するものであってもよい。この工作機械は、前記差圧と前記把持力の換算情報が記憶された換算情報記憶手段を備えていてもよい。
【００１０】
この工作機械において、
前記推定部は、前記ピストンが前記一方側の到達点に到達した時から所定時間前の前記差圧に基づいて前記把持力を推定するものであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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