特許 7330792 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-14

(45)【発行日】2023-08-22

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4155 20060101AFI20230815BHJP

   B23B 31/30 20060101ALI20230815BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4155 M

B23B31/30 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019136592

(22)【出願日】2019-07-25

(65)【公開番号】P2021022025

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-04-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安田 瑛

(72)【発明者】

【氏名】寺嶋 秀徳

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２８５２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０７３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００７０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０３６７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４５０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１０８３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３２４５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０７５１０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６

Ｂ２３Ｂ ３１／００－３３／００

Ｂ２３Ｑ １５／００－１５／２８

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開閉自在にワークを把持するチャックを有する主軸と、
前記主軸の軸線に沿って移動することで前記チャックの開閉を切り替える切替部と、
前記切替部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、暖機運転を行わせるチャック開実行指示部を備え、
前記チャック開実行指示部は、暖機運転の際に、予め記憶された加工プログラムに基づいて、前記切替部を介して前記チャックの開閉を制御しながら前記ワークの加工動作を実行させると共に、
前記ワークの加工動作の実行中に、前記チャックを閉に切り替える閉指令のプログラム行を読み込むと、閉指令のプログラム行を非実行として、閉指令のプログラム行に続くプログラム行を順次実行させる
ことを特徴とする、工作機械。

【請求項2】

前記切替部を駆動する駆動機構を設け、
前記制御部が前記駆動機構を介して前記切替部の動作制御を行う
ことを特徴とする、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記駆動機構がピストンを備えた
ことを特徴とする、請求項２に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、開閉自在にワークを把持するチャックを有する主軸と、主軸の軸線に沿って移動することで、前記チャックの開閉を切り替える切替部と、前記切替部の動作を制御する制御部とを備え、該制御部が予め記憶される加工プログラムに基づいて、前記切替部を介して前記チャックの開閉を制御しながら前記ワークの加工を行う工作機械が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－７０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

加工プログラムに基づいた工作機械の加工動作は、実際にワークの加工を行う場合の他に、動作を確認したり、加工時の熱変位を抑制したりするためのアイドリング運転等がある。このアイドリング運転では、実際にワークを加工しないように、ワークをチャックに把持させずに行うことができる。

【0005】

そこで、本発明は、加工プログラムに基づいて加工動作する際に、加工プログラムの指令とは別に、チャックの開閉を制御することができる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】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明の工作機械は、開閉自在にワークを把持するチャックを有する主軸と、前記主軸の軸線に沿って移動することで前記チャックの開閉を切り替える切替部と、前記切替部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、予め記憶される加工プログラムに基づいて、前記切替部を介して前記チャックの開閉を制御しながら前記ワークの加工動作を実行させ、前記制御部は、前記加工プログラムの各プログラム行を、前記チャックを閉に切り替える閉指令のプログラム行を非実行として順次実行させるチャック開実行指示部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

このように構成された本発明の工作機械は、チャックの開閉状態を加工プログラムの指令とは異なる状態として、加工プログラムを実行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の工作機械の構成を示す斜視図である。

【図2】実施例１の開状態の主軸を示す断面図である。

【図3】実施例１の閉状態の主軸を示す断面図である。

【図4】実施例１の工作機械の機能構成を示すブロック図である。

【図5】実施例１の工作機械の制御部による加工処理の流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明による工作機械を実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

【実施例1】

【0010】

図１に示すように、工作機械１は、所定のワークを機械加工する装置本体２と、オペレータが操作指示を入力するボタン等の入力部５等、を備える。

【0011】

装置本体２は、本体カバー３によって覆われている。本体カバー３には、開放自在な扉体４が設けてある。本体カバー３と、扉体４とで囲まれた空間は、加工室として構成される。加工室には、図２及び図３に示される主軸１０が備えられる。

【0012】

主軸１０は、軸線Ｃを中心に回転自在に、主軸台１１に支持される。主軸台１１と主軸１０との間には、ビルトインモータ１２が設けられている。主軸１０は、ビルトインモータ１２によって回転駆動される。

【0013】

主軸１０は、筒状に形成された主軸本体１５の内側に、先端にテーパ状の内周面が形成されたチャックスリーブ２２が、主軸１０の軸線Ｃに沿って進退移動可能に挿入されて配置される。チャックスリーブ２２内には、コレットチャック２１が収容される。コレットチャック２１は、先端にテーパ状の外周面が形成される。

【0014】

コレットチャック２１とチャックスリーブ２２との間には圧縮バネ２４が設けられる。コレットチャック２１は、圧縮バネ２４の付勢力によって、主軸１０の前方Ｆの端部に設けられたキャップ２５に当接して、前後方向（軸線方向）の位置が位置決めされる。主軸本体１５の内側のチャックスリーブ２２の後方Ｒに、チャック操作スリーブ２３が、コレットチャックの開閉を切り替える切替部として、主軸１０の軸線Ｃに沿って進退移動可能に挿入される。チャック操作スリーブ２３は、コレットチャック２１が位置決めされることによって、圧縮バネ２４の付勢力により、チャックスリーブ２２と当接して後方Ｒに付勢される。

【0015】

チャックスリーブ２２が進退移動することで、チャックスリーブ２２の内周面のテーパとコレットチャック２１の外周面のテーパとの間の押圧の状態と押圧の解除の状態とにより、開状態と閉状態とが切り替えられる。チャックスリーブ２２の進退移動は、従来公知である、チャック開閉用の爪の揺動やピストンによって駆動される。

【0016】

主軸１０は、コレットチャック２１にワークＷが挿入された状態で、コレットチャック２１を閉状態にすることで、ワークＷを把持することができる。ワークＷを把持した状態のコレットチャック２１を開状態にすることで、ワークＷの把持を解除することができる。なおチャック開閉用の爪やピストンからなるチャックスリーブ２２の進退移動の駆動機構（チャック開閉駆動機構）は従来公知であるため詳細な説明及び図示は割愛する。

【0017】

図４に示すように、工作機械１は、工作機械１の動作を制御する制御部４０を入力部５に連係して備える。制御部４０は、記憶部４１と、チャック開実行指示部４２と、強制終了指示部４３と、を備える。

【0018】

記憶部４１は、工作機械１の加工プログラム４１ａを予め記憶する。加工プログラム４１ａは、ワークＷを加工するための指令等を含むプログラムである。

【0019】

制御部４０は、加工プログラム４１ａに基づいて、主軸１０の回転や移動、チャック開閉駆動機構３８の駆動によるコレットチャック２１の開閉、前記加工室内に配置される工具の動作や移動等、ワークＷの加工に必要な工作機械１の動作を制御する。工作機械１は、主軸１０にコレットチャック２１を介してワークＷを把持した状態において、制御部４０による加工プログラム４１ａに基づく加工動作によって、ワークＷの加工を行うことができる。

【0020】

工作機械１は、暖機運転モードを備え、この暖機運転モードでは、制御部４０は、加工プログラム４１ａに基づいて、加工時の熱変位を抑制するためのアイドリング運転を行う。

【0021】

制御部４０は、コレットチャック２１の開状態で、加工プログラム４１ａの各プログラム行（プログラムブロック）を、コレットチャック２１の閉動作を指示する閉指令まで順次実行する。制御部４０は、閉指令のプログラムブロックを読み込むと、この閉指令をスキップすることによって実行せず、閉指令を非実行として、継続して続くプログラム行を順次実行するチャック開実行指示部４２を備える。

【0022】

図５に示すように、制御部４０は、暖機運転モードのＯＮの入力があったか否か判断する（ステップＳ１０１）。暖機運転モードのＯＮの入力があった場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む。一方、暖機運転モードのＯＮの入力がなかった場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１１１に進む。

【0023】

次いで、制御部４０は、コレットチャック２１の開状態であるか否かと、ワークＷの非供給状態であるか否かと、を判断する（ステップＳ１０２）。コレットチャック２１の開状態であり、ワークＷの非供給状態であると判断した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。一方、コレットチャック２１の閉状態であり、又は、ワークＷの供給状態であると判断した場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１０２に戻る。

【0024】

次いで、暖機運転を開始して、制御部４０は、加工プログラム４１ａに基づいて、コレットチャック２１が開状態で、各プログラム行を実行する（ステップＳ１０３）。

【0025】

次いで、制御部４０は、コレットチャック２１の閉指令を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。コレットチャック２１の閉指令を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。一方、コレットチャック２１の閉指令を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０３に戻る。

【0026】

次いで、制御部４０は、チャック開実行指示部４２によって、閉指令をスキップする（ステップＳ１０５）。次いで、制御部４０は、加工プログラム４１ａに基づいて、コレットチャック２１が開状態で、各プログラム行を実行する（ステップＳ１０６）。

【0027】

これにより、工作機械１は、暖機運転モードにおいて、加工プログラム４１ａにおける閉指令に関係なく、加工プログラム４１ａに基づいて、コレットチャック２１が開状態のまま、実際にワークＷを加工することなく、主軸１０の回転や、主軸１０の前後方向への移動等の通常の加工動作を実施する。

【0028】

次いで、制御部４０は、所定の時間を経過したか否か、又は、加工プログラム４１ａを１サイクル実行したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。所定の時間を経過した、又は、加工プログラム４１ａを１サイクル実行したと判断した場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、暖機運転モードでの加工プログラムの実行を終了する（ステップＳ１０９）。一方、所定の時間を経過していない、又は、加工プログラム４１ａを１サイクル実行していないと判断した場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、強制終了指示部４３が強制終了の指示を受け付けたか否かを判断（ステップＳ１０８）し、強制終了の指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ステップＳ１０９に進む。一方、強制終了の指示を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０６に戻り、暖機運転モードでの加工プログラムの実行を継続する。

【0029】

これにより、加工プログラム４１ａや加工プログラム４１ａの実行に際して加工数が設定される場合、設定された加工数分の加工動作が暖機運転モードで実行されることを防止することができる。そして、加工プログラム４１ａの１サイクルが連続し、必要以上に工作機械１の暖機運転モードでの加工動作が連続することなく、予め定められた所定の時間経過又は強制終了指示部４３によって強制終了の指示によって、暖機運転モードでの加工プログラム４１ａの実行を停止・終了させることができる。

【0030】

次いで、暖機運転モードによる加工プログラムの実行を終了した後、コレットチャック２１でワークＷを把持して加工プログラムを実行する場合は、制御部４０は、入力部５による暖機運転モードＯＦＦの入力や暖機運転モードＯＮの入力解除の入力等による暖機運転モードの解除状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。

【0031】

暖機運転モードの解除状態にあると判断した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１１に進む。一方、暖機運転モードの解除状態にないと判断した場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、ステップＳ１０３に戻る。

【0032】

次いで、暖機運転モードの解除状態で加工を開始すると、制御部４０は、加工プログラム４１ａの読み込みを開始し、閉指令のプログラムブロックをスキップすることなく、順次プログラムブロックを実行し、工作機械１は、加工プログラム４１ａに基づいて通常運転を実施し、コレットチャック２１でワークＷを把持しながらワークＷの加工を順次行う（ステップＳ１１１）。

【0033】

次いで、制御部４０は、ワークＷの加工が終了したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ワークＷの加工が終了していないと判断した場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、ステップＳ１１２に戻る。一方、ワークＷの加工が終了したと判断した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、制御部４０は、通常運転を終了して（ステップＳ１１３）、工作機械１の加工処理を終了する。

【0034】

なお、暖機運転モードでの加工プログラム４１ａの実行に際しては、工作機械１の加工動作に必要な補助的な制御、例えばワークＷを搬送するワーク搬送装置の駆動や切削油の供給等を指令のスキップ等で実行しないように構成しても良い。また、暖機運転モードに際して、コレットチャック２１を手動で開状態とすることもできるが、自動的に開状態に切り換えるように構成しても良い。コレットチャック２１が閉じた状態で暖機運転モードを実行する場合に、警告の報知、又は自動でコレットチャック２１を開状態に切り替えるように構成しても良い。

【0035】

実施例１及び実施例２では、暖機運転の実施時間を予め定めた所定の時間とする例を示した。しかし、暖機運転の実施時間は、入力部で入力した時間とすることもできる。

【符号の説明】

【0036】

１ 工作機械
１０ 主軸
１１ 主軸台
２１ コレットチャック（チャックの一例）
２３ チャック操作スリーブ（切替部の一例）
４０ 制御部
４１ａ 加工プログラム
Ｃ 軸線
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】