CN101524816A - 工件的支承装置及旋转分度机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工件的支承装置,旨在提供一种提高一端被连结在旋转驱动装置的旋转轴的工件的加工精度的工件的支承装置。本发明的技术要点是用于支承一端被连结在旋转驱动装置(60)的旋转轴(62)的工件(W)的另一端的工件的支承装置(70)具备:连结部件(3),连结工件(W)的另一端;支承轴(2),在一端设置连结部件(3);框架(1),在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴(2);力产生装置(5),对支承轴(2)施加轴线方向的力;轴线方向夹紧装置(6),单一的按压部件(6a1)绕支承轴(2)持续整圈延伸或者多个按压部件(6a1)均等地配置在支承轴(2)的圆周方向,通过按压部件(6a1)在力产生装置(5)的工作中产生支承轴(2)的半径方向的力,从而相对于框架(1)在轴线方向固定支承轴(2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于支承一端被连结在旋转驱动装置的旋转轴的工件的另一端的工件的支承装置。而且,涉及包括工件的支承装置、与该支承装置相对设置的作为旋转驱动装置的分度装置、和控制装置的旋转分度机。
背景技术
作为与上述工件的支承装置相对配置的旋转驱动装置,存在装载于工作机器的分度装置或车床等工作机器的主轴头。而且,作为与工件的支承装置相对设置的分度装置,存在装载于工作机器的分度装置、或具有分度功能的复合车床等工作机器的主轴头。
作为工件的支承装置,有与保持工件的一端面的车床主轴箱相对配置的尾座。日本专利公开平10-6105公开了一种尾座,其构成是框架支承着尾座轴可旋转地支承在轴心的尾座套筒,使尾座套筒在轴线方向可移动,所以在框架和尾座套筒之间设有半径方向的余量。尾座套筒通过油压缸往复运动,在尾座轴的前端同轴设置的尾顶尖被按压在工件的另一端面的顶尖孔。而且,车床主轴箱的旋转轴、尾座轴、及尾座套筒通过按压的工件成为消除轴线方向的余量的状态,在该状态下施加工具所带来的负荷即来自工具的加工力而加工工件。
但不足之处是主轴箱的旋转轴、尾座轴、及尾座套筒通过按压的工件消除轴线方向的余量,但是框架和尾座套筒之间的半径方向的余量没有被消除。因此,通过尾座轴支承在尾座套筒的尾顶尖被设置为相对于框架在半径方向可位移的状态。而且,尾顶尖和工件的另一端,尾顶尖通过施加于顶尖孔的按压力而限制轴线方向的相对位移,半径方向的相对位移未被充分地限制。从而,工件的另一端,通过尾座没有充分地限制半径方向的位移,因此,特别是在工件的另一端附近加工时,工件在与包含尾座轴的轴线的面交叉的方向,例如通过从垂直的方向的工具施加的加工力而在半径方向位移并振动以外,弯曲或扭曲。工件振动或以变形的状态被加工,从而除加工精度受损之外,在旋削加工中产生旋转偏差,且表面粗糙度与加工精度一同受损。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足,提供了一种提高一端被连结在旋转驱动装置的旋转轴的工件的加工精度的工件的支承装置。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:一种工件的支承装置,用于支承一端被连结在旋转驱动装置的旋转轴的工件的另一端,其特征在于,具备:连结部件,连结工件的另一端;支承轴,在一端设置连结部件;框架,在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴;力产生装置,对支承轴施加轴线方向的力;轴线方向夹紧装置,单一的按压部件绕支承轴持续整圈延伸或者多个按压部件均等地配置在支承轴的圆周方向,在力产生装置的工作中按压部件通过产生支承轴的半径方向的力,从而相对于框架在轴线方向固定支承轴。
与现有技术相比本发明的有益效果是:一端被连结在旋转驱动装置的旋转轴的工件的另一端,通过连结部件连结在支承轴,在力产生装置通过支承轴和连结部件按压或者牵引工件的另一端当中,使轴线方向夹紧装置工作,在轴线方向固定支承轴,所以,支承轴和上述旋转轴通过工件即来自工件的反作用力成为消除轴线方向的余量的状态。而且,在力产生装置的工作当中,轴线方向夹紧装置工作,且半径方向的力绕支承轴均等地作用,因此,支承轴的半径方向的余量被消除,并且维持与上述旋转轴的同轴。于是,维持旋转轴和支承轴的同轴,并且上述旋转轴、工件及支承轴相互被一体化的同时,工件被支承于在轴线方向和半径方向均消除余量的旋转轴和支承轴。从而,相对于从工具施加的轴线方向的负荷即轴线方向的加工力,在轴线方向没有位移或振动而加工工件,而且,另一端通过从工具施加的半径方向的负荷即半径方向的加工力,在半径方向不振动或变形而维持同轴并被加工。于是,可高精度地加工工件。
支承轴可以直接支承在框架,但是在旋转加工时,为了提高工件的加工精度,本发明还可以:支承装置在支承轴的半径方向外侧与支承轴同轴具备中间轴,框架与中间轴协同工作而在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴,支承轴和中间轴、以及中间轴和框架的任意一方被设置成通过滚动轴承可相对旋转且不能进行轴线方向的相对位移,轴线方向夹紧装置,按压部件被支承在其他两部件中半径方向外侧部件,作为半径方向的力在半径方向内侧部件的外周面施加按压力。
本发明的有益效果是:框架和中间轴协同工作而在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴,所以,即使轴线方向夹紧装置工作而限制轴线方向的位移,支承轴也可以旋转,工件可以在轴线方向位移、以及另一端的半径方向位移均被抑制的状态下旋转。因此,工件的旋转加工(旋削加工、连续旋转并对应工件的相位角进行的分度加工)可以成为高精度。
在上述发明中,可以是支承轴被保持为可积极旋转,但是为了提高在停止旋转驱动装置的旋转的状态下的工件的加工精度,本发明还可以:支承装置具备限制上述一方的相对旋转的旋转夹紧装置。
本发明的有益效果是:通过除了轴线方向夹紧装置以外使旋转夹紧装置工作,支承轴除了轴线方向位移以外,也限制旋转,在进行使旋转驱动装置的旋转停止的加工时,通过与包含轴线的面交叉的方向例如垂直的方向的加工力,即,在从轴线偏移的位置与上述面交叉的加工力,可以抑制工件的另一端的旋转位移即抑制工件扭曲的发生,工件在控制变形的状态下被加工而提高加工精度。
在上述发明中,工件的一端可以被连结在不具有分度功能的旋转驱动装置的旋转轴,但是通过连结在分度装置的旋转轴,从而使得工件的支承装置形成旋转分度机。本发明还可以:设有旋转分度机,该旋转分度机包括:上述的工件的支承装置、具有工件的一端被连结的旋转轴并与支承装置相对设置的作为旋转驱动装置的分度装置、和控制装置;上述控制装置在分度装置的旋转动作时解除旋转夹紧装置的工作,在分度装置停止旋转时使旋转夹紧装置工作。
本发明的有益效果是:在力产生装置的工作中轴线方向夹紧装置工作,支承轴和旋转轴成为消除轴线方向的余量的状态,而且,支承轴在相对于框架一边维持同轴一边消除半径方向的余量的状态下,限制轴线方向的位移。控制装置在该状态下,在分度装置的旋转动作时解除旋转夹紧装置的工作,所以可进行工件的正确的旋转分度以及高精度的旋削加工。而且,控制装置在上述的该状态下,在分度装置的旋转停止时使旋转夹紧装置工作,所以支承轴除了轴线方向位移以外限制旋转,工件除了基于加工力的轴线方向的位移、振动以外,抑制基于加工力的另一端的旋转位移即扭曲,在抑制变形的状态下被加工而提高加工精度。
而且,作为旋转驱动装置设置分度装置,支承装置通过轴线方向夹紧装置的按压部件被支承在框架而作为半径方向的力在支承轴的外周面施加按压力,而相对于框架在轴线方向不能移动且不能旋转地固定支承轴时,本发明还可以:设有旋转分度机,该旋转分度机包括:上述的工件的支承装置、具有工件的一端被连结的旋转轴并与支承装置相对设置的作为旋转驱动装置的分度装置、和控制装置;上述支承装置通过轴线方向夹紧装置的上述按压部件不能相对旋转地被支承在框架并作为半径方向的力在支承轴的外周面施加按压力,从而将支承轴相对于框架在轴线方向固定为不能移动且不能旋转,上述控制装置在分度装置旋转动作时解除轴线方向夹紧装置的工作,并且使力产生装置工作,在分度装置停止旋转时,在力产生装置的工作中使轴线方向夹紧装置开始工作。而且,可以伴随轴线方向加紧装置开始工作来解除力产生装置的工作。
本发明的有益效果是:控制装置在分度装置的旋转动作时解除轴线方向夹紧装置的工作,并且使力产生装置工作,所以支承轴和旋转轴维持消除轴线方向的余量的状态并旋转,可进行工件的正确的旋转分度以及高精度的旋削加工。而且,控制装置在分度装置的旋转停止时,在力产生装置的工作中使轴线方向夹紧装置开始工作,所以支承轴以与框架同轴的状态抑制轴线方向位移、振动以及旋转。于是,工件在分度装置的旋转停止时,抑制基于加工力的轴线方向的位移、振动和在另一端处的旋转位移即扭曲,在抑制位移、振动、变形的状态下被加工而提高加工精度。
旋转分度机仅使支承工件一端的分度装置进行对工件的分度旋转动作,支承装置的支承轴可以通过工件仅从动,但是,为了提高工件的分度精度、及提高工件的旋转加工(旋削加工、连续旋转并对应工件的相位角进行的分度加工)的加工精度,本发明还可以:旋转分度机具备使支承轴进行与分度装置同样的旋转动作的驱动装置。
本发明的有益效果是:具备使支承轴进行与分度装置同样的旋转动作的驱动装置,所以能够在分度装置和支承装置的双方旋转驱动工件的两端,工件以抑制扭曲的状态旋转。从而,工件除了提高分度加工中的加工精度、分度精度以外,提高旋转加工中的加工精度。
驱动装置将分度装置的驱动电机作为共通的驱动源,可以通过传动机构对工件的支承装置也使支承轴进行同样的旋转动作,但是,为了装置的简化,本发明还可以:上述驱动装置具备与分度装置的驱动电机不同的专用驱动电机,上述驱动装置的控制装置与分度装置的驱动电机同步地驱动专用驱动电机。
本发明的有益效果是:驱动装置具备分度装置的驱动电机以外的专用驱动电机,上述驱动装置的控制装置与分度装置的驱动电机同步地驱动专用驱动电机,驱动装置不包括连结在分度装置的驱动电机的传动机构,所以驱动装置被简化的同时,不发生在使用上述传动机构时所产生的支承轴和旋转轴的同步偏差,即,不发生原因为齿轮、同步带轮、同步齿型带、联轴器、轴等的传动机构构成部件的余量、扭曲等的支承轴和旋转轴的同步偏差。
附图说明
图1表示工件的支承装置的实施方式的整体。
图2表示图1的工件的支承装置的左半部分。
图3表示图1的工件的支承装置的右半部分。
图4表示工件的支承装置的实施方式的变形例的整体。
图5表示图4的工件的支承装置的左半部分。
图6表示图4的工件的支承装置的右半部分。
图7是模式表示工件的支承装置的实施方式的另一变形例。
图8表示工件的支承装置的实施方式的附加的另一变形例的整体。
图9表示图8的工件的支承装置的左半部分。
图10表示图9的工件的支承装置的右半部分。
图11表示旋转分度机的分度装置。
具体实施方式
下面参照附图与具体实施方式对本发明(实用新型)作进一步详细说明。
旋转分度机50具备:图11所示的作为旋转驱动装置的分度装置60、与该分度装置60相对配置并分别示于图1、图4、图7以及图8的工件的支承装置70、和两装置60、70的控制装置80,控制装置80对应分度装置60的动作控制支承装置70。旋转分度机50,例如在长的工件W中,用分度装置60把持工件W的一端,用工件的支承装置70把持另一端。
在本实施方式中,分度装置60可以是如下装置:具有工作机器,详细地具有磨石、端铣刀、钻头、丝锥等工具的旋转轴或切削刀等工具的支架,在通过数值控制等驱动的工作机器的底座B上放置工具,但是也可以是具有分度功能的组合车床等主轴箱等,作为工件支承部件,与工具驱动部分一起构成工作机器。
分度装置60具备:装载固定在底座B上的主体61、可旋转地支承在主体61内的旋转轴62、驱动电机63、具有蜗轮减速装置等且设置在主体61内并将驱动电机63的旋转力传递到旋转轴62的旋转传动机构(图示省略)、设置在旋转轴62的一端而进行分度旋转的旋转工作台64、通过螺栓等可拆卸地设置在旋转工作台64的工件装载面并固定工件W的一端的工件安装夹具65。
在图1的整体图、图1的左侧详细图的图2、以及图1的右侧详细图的图3所示的实施方式的工件的支承装置70包括:装载固定在底座B的框架1、嵌合在框架1的内周面的中间轴4、嵌合在中间轴4的内周面并通过中间轴4支承为相对于框架1在轴线方向可移动且可旋转的支承轴2。框架1、准确的是嵌合中间轴4的框架1的内周面、中间轴4、和支承轴2相互同轴形成。而且,工件的支承装置70具备:用于连结工件W的另一端而设置在支承轴2的一端的连结部件3、对支承轴2施加轴线方向的力的力产生装置5、限制支承轴2的轴线方向的移动的轴线方向夹紧装置6、通过限制框架1和中间轴4的相对旋转而限制支承轴2的旋转的旋转夹紧装置7、和使支承轴2旋转的驱动装置8。
框架1由装载于底座B的底板1a、通过螺栓固定在底板1a的框架本体1b而构成。底板1a沿着燕尾槽形状等未图示的导向槽在底座B上沿支承轴2的轴线方向移动,通过介由未图示的夹紧部件固定在底座B,支承装置70根据工件W的长度在轴线方向调节与分度装置60的相对位置。
框架本体1b的空心的多个框架部件1b1~1b5通过螺栓相互缔结且一体化,是除去第1框架部件1b1部分的部分圆筒体,将轴线方向朝向工件W,作为外周面逐渐变大的中间轴4的收容空间,内周面对应中间轴4变大。
更详细地说,框架本体1b包括:第1框架部件1b1,固定在底板1a;圆盘状第2框架部件1b2,固定在第1框架部件1b1的与工件相反侧端面;第3框架部件1b3,嵌合在第1框架部件1b1的工件相反侧内周面,凸缘部分通过螺栓、垫板按压固定在第1框架部件1b1;第4框架部件1b4,嵌合在第3框架部件1b3的内周面并通过第2框架部件1b2固定在第1框架部件1b1;及第5框架部件1b5,是在轴线方向固定作为滚动轴承9的交叉滚子轴承的外轮的部件并嵌合在第1框架部件1b1的轴承外轮嵌合面。
中间轴4在框架1的半径方向内侧设为空心圆筒状,与嵌合的框架1的内周面同轴设置且收容支承轴2。中间轴4的多个中间轴部件4a~4c彼此用螺栓固定而被一体化,通过使同轴形成周面的多个中间轴部件4a~4c彼此相互嵌合,从而所有周面与框架1、准确的是框架1的中间轴嵌合面和支承轴2同轴形成。
更详细地说,中间轴4的第1~第3中间轴部件4a~4c从工件相反侧朝向工件侧依次配置。第1中间轴部件4a被嵌合在第4框架部件1b4的内周面。第3中间轴部件4c被嵌合在后述的旋转夹紧装置7的本体部件7a的内周面。第2中间轴部件4b配设在第1中间轴部件4a和第3中间轴部件4c之间而嵌合在第1中间轴部件4a、第3中间轴部件4c的各外周面,并且蜗轮8c和滚动轴承9的内轮分别嵌合在外周面。
支承轴2形成为具备外周面从工件相反侧朝向工件侧逐渐增大,具备位于工件相反侧的第1支承轴部件2a和位于工件侧的第2支承轴部件2b。两部件2a、2b的周面彼此相互嵌合,通过螺栓被一体化。在相互嵌合的支承轴2的外周面和中间轴4的内周面之间存在间隙、所谓余量,通过形成润滑油、油脂等油膜,从而使支承轴2和中间轴4圆滑地可以滑接。在第2支承轴部件2b的工件侧端面,作为连结工件的另一端的连结部件3的安装基准孔,中孔2b1开设在轴心。在中孔2b1的中间部分作为盖子嵌合有垫块2b2,通过缔结支承轴部件2a、2b的螺栓的插通孔,防止切削液等异物进入内部。
连结部件3是通过螺栓或在半径方向可进退的爪,将工件W可装卸地连结在支承轴2的部件,在本实施方式中,作为连结部件3使用手动的夹持装置。夹持装置包括:工件侧开口的有底圆筒形的基底3a、和通过未图示的进退机构从基底3a的圆中间部3a1的内周面沿半径方向可进出的多个爪3b。在基底3a的底部3a2的工件侧底面的轴心,与工件W的另一端面抵接的抵接面3a3从底面突出设置。另外,在基底3a的底部3a2的工件相反侧底面的轴心,安装基准轴部从底面突出,通过该轴部嵌合在中孔2b1,夹持装置与支承轴2同轴安装。多个例如3个爪3b以支承轴2的轴心为中心等分圆周,例如3等分配置,从支承轴2的轴心以前端始终位于相互均等的位置的状态延伸为放射状。在连结工件W以及解除工件W的连结时,装载专用手柄扳手,操作未图示的进退机构,通过使多个爪3b的前端位于从轴心相等的距离而把持(或解除)工件W,工件W与支承轴2同轴连结(或解除连结)。
轴线方向夹紧装置6被设置在中间轴4的工件侧端部。轴线方向夹紧装置6包括:凸缘部通过螺栓固定在第3中间轴部件4c的工件侧端面的本体部件6a、形成在本体部件6a的中间部的薄圈部6a1、形成在薄圈部6a1的外周面和第3中间轴部件4c的内周面之间的环状夹紧压力室6b、从外周面沿半径方向贯通设置第3中间轴部件4c且与夹紧压力室6b连通的流路6c、嵌合在第3中间轴部件4c的外周面并介由托架6e固定在框架1的连接部件6d。包括第3中间轴部件4c的外周面和连接部件6d的内周面形成旋转接头。流路6c通过上述旋转接头、设置在连接部件6d的外周面的连接器端子6f、管道与未图示的高压流体源连通。
轴线方向夹紧装置6在工作时高压空气或者高压工作油作为高压流体从高压流体源经过管道、连接器端子6f、旋转接头、流路6c供给到夹紧压力室6b。薄圈部6a1作为设置在中间轴4的按压部件起作用,根据夹紧压力室6b的高压流体的流体压缩径,按压支承轴2的外周面,通过限制中间轴4和支承轴2的相对移动,而限制中间轴4和支承轴2的轴线方向的相对移动。本实施方式的情况下,单一的按压部件即薄圈部6a1被形成为圈状即环状并绕支承轴2持续整圈延伸,通过均等地按压支承轴2的外周面,限制中间轴4和支承轴2的轴线方向的相对移动,并且通过持续整圈均等地消除中间轴4和支承轴2的半径方向的余量,而实现中间轴4和支承轴2的同轴。但是,多个按压部件可以均等地配置在支承轴2的圆周方向,同样地,持续整圈均等地消除中间轴4和支承轴2的半径方向的余量,可实现中间轴4和支承轴2的同轴。
在本实施方式的情况,设有旋转停止装置11,该装置11在中间轴4和支承轴2中限制相对旋转的同时容许轴线方向的相对移动。旋转停止装置11具备朝轴线方向延伸支承轴2的外周面的卡合槽11a和作为卡合部件的销11c。销11c嵌合在从外周面沿半径方向贯通中间轴4而到达卡合槽11a的贯通孔11b,而且卡合在卡合槽11a,与卡合槽11a的嵌合面由相互平行的2个平坦面形成。卡合槽11a超过中间轴4和支承轴2的可相对移动长度而延伸。在贯通孔11b螺合有盖子11d,防止销11c的拔出和切削液等异物的内部侵入。在销11c的头部设有内螺纹11e,通过拧入螺栓且用手拉拔从中间轴4的外周面突出的部分,从而可容易地从贯通孔11b拆卸,解除旋转停止装置11可进行工件加工。例如,作为固定在支承装置70的支承轴2的连结部件3不使用如本实施方式的夹持装置而使用专用工件安装夹具,所以决定了可安装的工件W和连结部件3的安装相位,在将工件W的一端固定在分度装置60的状态下,由于工件W的另一端和连结部件3的相对相位不是可安装的安装相位,而不能将工件W的另一端安装在连结部件3时,解除旋转停止装置11。即,在拆卸销11c而解除旋转停止装置11,在解除轴线方向夹紧装置6的状态下用手旋转连结部件3,不用后述的驱动装置8使中间轴4旋转就将连结部件3和工件W的另一端的相对相位调节为安装相位。
旋转夹紧装置7被设置在框架1的工件侧端部。旋转夹紧装置7包括:凸缘部通过螺栓固定在第1框架部件1b1的工件侧端面的本体部件7a、形成在本体部件7a的中间部的薄圈部7a1、形成在薄圈部7a1的外周面和第1框架部件1b1的内周面之间的环状的夹紧压力室7b、从外周面沿半径方向贯通第1框架部件1b1设置并与夹紧压力室7b连通的流路7c。流路7c介由设置在第1框架部件1b1的外周面的连接器端子7d和管道与未图示的高压流体源连通。
在旋转夹紧装置7工作时高压空气或者高压工作油作为高压流体从高压流体源经过管道、连接器端子7d、流路7c供给到夹紧压力室7b。薄圈部7a1作为设置在框架1的按压部件起作用,通过夹紧压力室7b的高压流体的流体压而缩径,按压中间轴4的外周面,通过限制框架1和中间轴4的相对移动限制中间轴4的旋转,即,固定中间轴4的旋转。由此,通过旋转停止装置11限制固定与中间轴4的相对旋转的支承轴2的旋转。而且,即使在销11c被拆卸而解除旋转停止装置11时,在轴线方向夹紧装置6的工作中,在中间轴4和支承轴2除了限制轴线方向的相对移动以外,还限制相对旋转,通过在轴线方向夹紧装置6的工作中使旋转夹紧装置7工作,从而可以固定支承轴2的旋转。
旋转夹紧装置7通过在解除工作时释放高压流体,薄圈部7a1的内周面恢复到原来的直径,解除支承轴2的外周面的按压且支承轴2可旋转。本实施方式的旋转夹紧装置7如同轴线方向夹紧装置6,单一的按压部件即薄圈部7a1绕支承轴2持续整圈延伸,均等地按压支承轴2的外周面。但是,旋转夹紧装置7与轴线方向夹紧装置6不同,可采用按压部件不均等地按压支承轴2的外周面的结构、或者支承在框架1和支承轴2中的一方的按压部件通过沿轴线方向移动而按压另一端面,从而夹紧支承轴2的旋转的结构。
滚动轴承9的外轮嵌合在第1框架部件1b1,内轮嵌合在构成中间轴4的第2中间轴部件4b。外轮形成在第1框架部件1b1的段部,通过与轴线垂直的面即第1框架部件1b1的轴线垂直段部面和第5框架部件1b5限制轴线方向的移动。另外,内轮通过第2中间轴部件4b的轴线垂直段部面、和介由第3中间轴部件4c的轴线垂直段部面和内轴之间并嵌合在第2中间轴部件4b的内轮嵌合面的垫片21限制轴线方向的移动。而且,滚子作为滚动体使外轮、内轮两者可相对旋转以外,限制两者的轴线方向的相对移动。从而,作为支承轴2和中间轴4、以及中间轴4和框架1的任意一方,在本实施方式中,中间轴4和框架1被设为通过滚动轴承9可相对旋转切不能进行轴线方向的相对位移。本实施方式的滚动轴承9是交叉滚子轴承,仅设有1个,承受径向负荷、来自工件侧的纵向负荷、以及来自工件相反侧的纵向负荷,以不能进行轴线方向的相对位移的状态,使中间轴4和框架1可相对旋转。但是,滚动轴承9可以如1个或沿轴线方向相互隔开的多个径向轴承、承受来自工件侧的纵向负荷的纵向轴承、以及承受来自工件相反侧的纵向负荷的纵向轴承那样由多个滚动轴承部件构成。
支承轴2通过驱动装置8与分度装置60的62同步地驱动。驱动装置8包括:与分度装置60的驱动电机63不同的未图示的专用驱动电机M、未图示的联轴器、内装在框架1的蜗轮减速机构8a,通过旋转驱动中间轴4而旋转驱动不能与中间轴4相对旋转的支承轴2。蜗轮减速机构8a具备:支承在框架1且通过上述联轴器连结在专用驱动电机M的蜗杆8b、固定在中间轴4且与蜗杆8b啮合的蜗轮8c。
工件的支承装置70具备对支承轴2施加轴线方向的力的力产生装置5,在本实施方式中,力产生装置5兼作支承轴2的轴线方向的移动装置。力产生装置5通过作为气缸部分的中间轴4的第1中间轴部件4a和作为活塞部分的支承轴2的第1支承轴部件2a具备双动式的流体压缸装置,隔着活塞壁,前进压力室5b1形成在工件相反侧,后退压力室5c1形成在工件侧。由于将高压流体从未图示的高压流体源供给到前进压力室5b1、后退压力室5c1,所以旋转接头包含第4框架部件1b4的内周面和第1中间轴部件4a的外周面形成。前进压力室5b1和后退压力室5c1通过上述旋转接头、和穿设在第4框架部件1b4及第1中间轴部件4a的前进流路5b、后退流路5c分别与设于第4框架部件1b4的工件相反侧端面的各连接器端子5d、5e连通,经过管道、未图示的电磁开关阀、调节器而连接在高压流体源。在支承轴2前进时、以及通过连结部件3对一端被连结在分度装置60的旋转轴62的工件W施加预定的按压力时,预定的设定压的高压流体从高压流体源供给到前进压力室5b1。而且,在支承轴2后退时、以及用预定的牵引力牵引两端分别连结在分度装置60的旋转轴62和连结部件3的工件W时,预定的设定压的高压流体从高压流体源供给到后退压力室5c1。
支承轴2的轴线方向位置检测装置13设置在支承装置70的工件相反侧,检测通过力产生装置5进退的支承轴2的超过容许极限的前进、以及后退限度。轴线方向位置检测装置13由一对检测元件13a和环状被检测元件13b构成。一对检测元件13a在框架1固定的传感器支架13c的轴线方向长孔被固定,设为可调节轴线方向位置。被检测元件13b用止动螺杆固定在支承轴2。工件侧的检测元件13a使用于检测工件W的连结异常、支承装置70的设置位置异常等异常,支承轴2前进规定长度以上时,例如工件W的一端和分度装置60的旋转轴62未连结为正规状态,因此,连结部件3的抵接面3a3前进规定长度以上时,而且,支承装置70从分度装置60隔开规定距离以上设置,同样地,抵接面3a3前进预定长度以上时等,检测被检测元件13b,经由控制装置80将异常检测信号输出到工作机器的控制装置,工作机器的控制装置根据异常检测信号输出运转禁止信号。工件相反侧的检测元件13a检测支承轴2的后退限度,若检测被检测元件13b,则经由控制装置80将后退完结信号输出到工作机器的控制装置,工作机器的控制装置根据后退完结信号停止来自高压流体源的高压流体的供给。另外,由于图用于说明,所以一对检测元件13a未画在正确的轴线方向位置。而且,在支承轴2和中间轴4之间,2个环状空间通过外周面和内周面、以及互相相对的2个轴线垂直段部面沿轴线方向相互隔开形成。2个环状空间均通过穿设在支承轴2而在支承轴2的工件相反侧端面开口的排气孔2b3与外气连通,对应于伴随支承轴2的进退的容积变化。
本实施方式的轴线方向夹紧装置6具备工作确认装置12,避免在轴线方向夹紧装置6的不工作状态下加工工件W的情况。工作确认装置12具备:流路6g,在第4框架部件1b4的工件相反侧端面开口,穿设在第4框架部件1b4和中间轴4且连通于夹紧压力室6b;旋转接头,包括第4框架部件1b4的内周面和中间轴4的外周面形成,连通第4框架部件1b4的流路6g和中间轴4的流路6g;带复位弹簧12a的单动式气缸;固定在单动式气缸装置的柱塞12b的被检测元件12g及一对检测元件12f。工作确认装置12是在轴线方向夹紧装置6工作时利用实际施加在高压流体的夹紧压力室6b的流体压来抵抗复位弹簧12a的施力使柱塞12b移动的装置,根据柱塞12b的位置掌握轴线方向夹紧装置6的实际工作、不工作状态。
更详细地说,单动式气缸包括:在工件侧端面具有与第4框架部件1b4的流路6g连接的流通孔12h的缸体12e、设置在缸体12e的工件相反侧端的套筒12d、嵌合在套筒12d的内周面的柱塞12b、包围柱塞12b的外周面的复位弹簧12a、固定在柱塞12b的工件侧端面的垫圈12i。在柱塞12b的工件相反侧拧入被检测元件12g而调节轴线方向位置,被检测元件12g由止动螺杆固定。传感器支架12c固定在套筒12d的工件相反侧端面,一对检测元件12f在柱塞12b的轴线方向隔开设置。
图表示柱塞12b在工件侧极限位置时的状态,被检测元件12g与工件侧检测元件12f相对,不工作确认信号从该检测元件12f输出到控制装置80,掌握流体压没有施加在夹紧压力室6b的情况。而且,柱塞12b抵抗复位弹簧12a的施力而朝工件相反侧移动,若被检测元件12g与工件相反侧的检测元件12f相对,则工作确认信号从工件相反侧的检测元件12f输出,控制装置80掌握轴线方向夹紧装置6在对夹紧压力室6b施加预定的设定压的状态下工作的情况。控制装置80输出了轴线方向夹紧装置6的工作指令信号,但工作确认信号未从工件相反侧的检测元件12f输入时,可想到油压电机或空气压缩机等高压流体源、调节器、电磁开关阀等的故障等,向工作机器的控制装置输出运转禁止信号,且禁止工件W的加工。
本实施方式中,旋转夹紧装置7不具有工作确认装置,但可与轴线方向夹紧装置6同样地设置。此时,在输出旋转夹紧装置7的工作指令时从工作确认装置的传感器未输入工作确认信号的情况、以及在输出旋转夹紧装置7的工作停止指令时从工作确认装置的传感器未输入不工作确认信号的情况下,控制装置80输出运转禁止指令。
在以下,用旋转分度机50说明加工工件W的加工顺序。分度装置60和支承装置70互相相对配置在工作机器的底座B上,并且支承装置70在底座B上移动,并对应于工件W的长度固定为与分度装置60相隔预定距离,并且支承装置70固定为支承轴2和分度装置60的旋转轴62位于同轴上。
作业者将工件W的一端固定连结在分度装置60的旋转轴62的工件安装夹具65以后,操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作开关。控制装置80来自工作机器的控制装置的力产生装置5的工作信号,在前进用电磁开关阀打开供给阀的同时关闭排出阀,在后退用电磁开关阀关闭供给阀的同时打开排出阀。由此,高压流体以预定的设定压力从高压流体源供给到前进压力室5b1,并且从后退压力室5c1排出。支承轴2前进,夹持装置的抵接面3a3与工件W的另一端的端面抵接,用与高压流体的设定压力对应的力按压该端面。由此,分度装置60的旋转轴62和支承装置70的支承轴2介由工件W、准确的是通过来自工件W的反作用力消除轴线方向的余量。作业者在夹持装置上装载棍柄扳手而操作未图示的进退机构,使多个爪3b沿半径方向移动而把持工件W的外周面。由此,工件W的另一端通过夹持装置固定连结在支承轴2。
作业者操作工作机器的操作板上的加工开始开关。控制装置80根据通过工作机器的控制装置输入的加工开始信号开始轴线方向夹紧装置6的工作。打开轴线方向夹紧装置6的电磁开关阀的供给阀,将高压流体从高压流体源供给到夹紧压力室6b。由此,本体部件6a的薄圈部6a1缩径,通过均等地按压支承轴2的外周面,从而持续整圈均等地消除中间轴4和支承轴2的半径方向的余量,中间轴4和支承轴2以同轴状态一体化。由此,支承轴2在轴线方向夹紧装置6的工作后,也通过中间轴4维持与框架1、准确的是嵌合中间轴4的框架1的内周面的同轴。
接着,工作机器的控制装置将预定的分度角信号输出到控制装置80。控制装置80根据分度角信号使驱动电机63和专用驱动电机M相互同步旋转,并使之以预定的旋转分度角停止。由此,旋转轴62、中间轴4和不能相对旋转的支承轴2相互同步旋转。因此,一端和另一端分别支承在旋转轴62和支承轴2的工件W,例如,即使是重物且旋转阻力大,而且从加工前或者在加工中被磨削、扭曲刚性低,进而重心也从轴线偏离,并且基于重力的旋转力矩随着旋转角变化很大,在分度旋转中抑制扭曲变形,两端均以预定的工件分度角停止,无扭曲变形而被保持在旋转分度机50。
控制装置80在电机63、M停止后,使分度装置60的未图示的夹紧装置工作且夹紧旋转轴62的同时,打开旋转夹紧装置7的电磁开关阀的供给阀并关闭排出阀,从高压流体源向夹紧压力室7b供给高压流体,使旋转夹紧装置7工作,限制框架1和中间轴4的相对旋转。由此,支承轴2通过中间轴4不能以同轴状态与框架1相对位移,即,不能相对旋转,不能进行轴线方向的相对位移,另一端通过夹持装置被保持在支承轴2的工件W与框架1成为一体状态固定在框架1,即,不能相对位移地支承在支承装置70。
工件W以一端和另一端不能相对位移地分别被支承在分度装置60和支承装置70的状态,通过工作机器的工具加工。垂直于轴线方向的方向等的与轴线方向交叉的方向的加工力,准确的是与包含轴线的面垂直的方向等的与包含轴线的面交叉的方向的加工力,朝向轴线以及在从轴线偏离的位置与上述面交叉施加在工件W以外,也施加轴线方向的加工力。通过在从上述轴线偏离的位置与上述面交叉的加工力,扭曲应力作用在工件W,但一端和另一端不能相对位移地分别支承在分度装置60和支承装置70而被支承为不能旋转,所以,不用扭曲变形就能够加工工件W。而且,上述轴线方向的加工力作为工件W的轴线方向位移作用,但一端和另一端不能相对位移地分别被支承在分度装置60和支承装置70而被支承为不能沿轴线方向位移,所以工件W不用在轴线方向位移或振动就被加工。从而,工件W不用扭曲变形,而且不用在轴线方向位移或振动就被加工,被高精度地加工。
工作机器的控制装置,若工件W的预定的工件分度角的加工结束,则为了下一个预定的工件分度角的加工,将下一个预定的分度角信号输出到控制装置80。控制装置80根据分度角信号在旋转夹紧装置7的电磁开关阀关闭供给阀且停止向夹紧压力室7b供给高压流体,并且打开排出阀使夹紧压力室7b的高压流体的压力下降,与分度装置60的夹紧装置一起解除旋转夹紧装置7的工作。接着,控制装置80使驱动电机63和专用驱动电机M相互同步旋转,并使之在下一个预定的分度角停止。控制装置80在电机63、M停止后,使分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7工作,以与前次的预定的工件分度角时同样的状态加工工件W。
若所有预定的工件分度角的加工结束,则控制装置80根据来自工作机器的控制装置的加工结束信号解除分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7的工作,并且在轴线方向夹紧装置6的电磁开关阀关闭供给阀,停止高压流体供给到夹紧压力室6b,并且,打开排出阀使夹紧压力室6b的高压流体的压力下降,解除轴线方向夹紧装置6的工作。随着夹紧压力室6b的压力下降,被检测元件12g将轴线方向移动到工件侧,与工件侧的检测元件12f相对,轴线方向夹紧装置6的不工作确认信号从该检测元件12f经由控制装置80输入到工作机器的控制装置。工作机器的控制装置根据不工作确认信号使未图示的加工结束灯闪烁。
作业者根据加工结束灯的闪烁确认加工结束,而进行工件W的拆卸作业。作业者在夹持装置装载棍柄扳手且操作进退机构,使爪3b后退并解除工件W的把持。接着,作业者操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作解除开关。控制装置80根据来自工作机器的控制装置的不工作信号,在力产生装置5的前进用电磁开关阀关闭供给阀的同时打开排出阀,在后退用电磁开关阀打开供给阀的同时关闭排出阀。由此,高压流体从高压流体源供给到后退压力室5c1,并且从前进压力室5b1排出,支承轴2后退。随着支承轴2的后退,夹持装置抵接面3a3从工件W的另一端的端面隔开,工件W的另一端变得可拆卸。若随着支承轴2的后退检测被检测元件13b,则工件相反侧的检测元件13a将后退完结信号经由控制装置80输出到工作机器的控制装置,停止来自高压流体源的高压流体的供给。作业者从分度装置60的工件安装夹具65拆卸工件W。由此,加工结束工件W从旋转分度机50拆卸。
旋转分度机50,这样以轴线方向夹紧装置6夹紧支承轴2的状态,控制装置80使分度装置60的驱动电机63和支承装置70的专用驱动电机M相互同步旋转,所以可得到正确的工件分度角以外,在分度旋转中,并且在预定的工件分度角的加工中,也抑制工件W扭曲变形而被高精度地加工。而且,在本实施方式的情况,力产生装置5工作,通过工件W消除支承轴2以及分度装置60的旋转轴62的轴线方向的余量,所以工件W抑制基于来自工具的加工力的轴线方向位移、振动而以更高精度地被加工。
在本实施方式中,从作业者操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作开关到操作工作解除开关为止,力产生装置5工作,在工件W的加工中也维持工作。但是,力产生装置5可以在轴线方向夹紧装置6的工作开始之后,可以自动地、或者通过作业者操作工作解除开关手动地在加工中设为不工作状态。但是,冲击性的加工力沿轴线方向施加在工件W,因此,夹紧状态的支承轴2有可能通过轴线方向夹紧装置6后退时,如本实施方式,优选力产生装置5在工件W的基于工具的加工中也维持工作。即,除了轴线方向夹紧装置6的夹紧力以外,力产生装置5的按压力对抗冲击性的轴线方向的加工力,所以可避免支承轴2的后退且维持加工精度。
在本实施方式中,力产生装置5使用流体压缸装置构成。但是,例如设置与支承轴2连结成能相对旋转、且在轴线方向不能进行相对位移的中间部件,用力矩电机介由滚珠螺杆装置等的运动变换装置使中间部件沿轴线方向移动,使支承轴2沿轴线方向移动的同时,介由一端被保持在分度装置60的工件W,用与力矩电机的设定旋转力矩对应的力按压、或牵引支承轴2等,也可以利用流体压缸装置以外的装置构成。
在本实施方式中,力产生装置5的夹持装置抵接面3a3按压工件W的另一端的端面,旋转分度机50通过以压缩状态在轴线方向支承工件W,通过工件W消除轴线方向的余量。但是,旋转分度机50通过在轴线方向牵引工件W而以伸长状态支承,从而可以通过工件W,准确的是通过来自工件W的反作用力消除轴线方向的余量,工件W通过轴线方向的压缩可避免直线度受损的现象。
此时,在由夹持装置的工件W的另一端固定连结在支承轴2的作业之后,通过作业者操作工作机器的操作板上的加工开始开关,从工作机器的控制装置向控制装置80力产生装置5的牵引信号输出。控制装置80根据牵引信号,在前进用电磁开关阀关闭供给阀的同时打开排出阀,在后退用电磁开关阀打开供给阀的同时关闭排出阀。由此,高压流体以预定的设定压力从高压流体源供给到后退压力室5c1的同时,从前进压力室5b1排出。工件W根据力产生装置5用与高压流体的预定的设定压力对应的规定力被牵引,旋转分度机50沿轴线方向以预定的力牵引并以伸长状态支承工件W。其后,工作机器的控制装置向控制装置80输出轴线方向夹紧装置6的工作开始信号,控制装置80开始轴线方向夹紧装置6的工作。由此,与在轴线方向以压缩状态被支承的情况同样地,在力产生装置5的工作中,轴线方向夹紧装置6工作,支承轴2以同轴状态固定在轴线方向。
旋转旋转分度机50通过在轴线方向以预定的牵引力牵引并以伸长状态支承工件W,与沿轴线方向以压缩状态支承的情况同样地,以消除轴线方向的余量的状态加工工件W。这时也同样,轴线方向夹紧装置6开始工作之后可以将力产生装置5设为不工作,但冲击性的加工力沿轴线方向施加在工件W,因此,有可能夹紧状态的支承轴2通过轴线方向夹紧装置6前进时,优选力产生装置5在通过工件W的基于工具的加工中也维持工作。
在本实施方式中,工件W的另一端与夹持装置的抵接面3a3抵接而被加工。但是,工件W以另一端的端面从抵接面3a3隔开的状态被把持,可以在施加基于力产生装置5的轴线方向的力的状态下加工。其中,冲击性的加工力沿轴线方向施加在工件W,因此,有可能工件W与夹持装置进行相对位移时,与本实施方式同样地,优选工件W的另一端与抵接面3a3抵接而被加工。
在本实施方式中,作为连结部件3的夹持装置的爪3b把持工件W的外周面。但是,管道等具有内周面的工件W的情况下,爪3b作为连结部件朝向半径方向外侧进出,可以使用把持工件W的内周面的夹持装置,适用于在工件W的外周面没有把持基准面的情况或想要避免在外周面产生夹持痕迹的情况等。而且,在本实施方式中,作为连结部件使用夹持装置且通过爪3b把持工件W的周面。但是,作为连结部件如固定在分度装置60的旋转轴62的工件安装夹具65,可以是通过螺栓等可装卸地固定在支承轴2的工件安装夹具,工件W的另一端的作为安装基准的周面或者端面通过螺栓、动块等固定连结在工件安装夹具上。
旋转分度装置50除了如使工件W停止旋转且维持预定的工件分度角的分度加工以外,可以在这种分度加工中、或者无这种分度加工而单独进行旋转加工工件W的同时进行的分度加工或工件W的旋削加工。
在旋转加工工件W的同时进行的分度加工时,工作机器的控制装置在力产生装置5开始工作后的轴线方向夹紧装置6工作后,随着工具的运动,通过控制装置80使驱动电机63和专用驱动电机M相互同步旋转,并且在一方向或者正反2方向以一定旋转速度或者慢速旋转速度使之旋转,并且不会使旋转夹紧装置7和分度装置60的夹紧装置一起工作。由此,旋转轴62和支承轴2相互同步旋转,一端和另一端分别支承在旋转轴62和支承轴2的工件W不扭曲变形而被加工。
而且,在工件W的旋削加工时,工作机器的控制装置在力产生装置5开始工作后的轴线方向夹紧装置6的工作后,通过控制装置80使驱动电机63和专用驱动电机M相互同步旋转的同时,不使旋转夹紧装置7和分度装置60的夹紧装置一起工作。由此,旋转轴62和支承轴2相互同步旋转,一端和另一端分别支承在旋转轴62和支承轴2的工件W在无扭曲变形而被旋削加工。
在本实施方式中,控制装置80作为旋转分度机50的控制装置80设置,相互联动控制构成旋转分度机50的分度装置60和支承装置70。详细地,控制装置80除了控制力产生装置5、轴线方向夹紧装置6、旋转夹紧装置7以外,还作为分度装置60的驱动装置的控制装置控制驱动电机63、以及作为支承装置70的驱动装置8的控制装置控制专用驱动电机M。而且,控制装置80与工作机器的控制装置连接,根据来自工作机器的控制装置的指令信号与工作机器联动而控制旋转分度机50的同时,根据来自传感器的检测信号将运转禁止信号等输出到工作机器的控制装置。但是,旋转分度机50可以分别设置分度装置60的控制装置和支承装置70的控制装置80。这时,支承装置70的控制装置80根据来自分度装置60的控制装置的直接的控制信号、以及经由分度装置60的控制装置输入的来自工作机器的控制装置的控制信号,控制支承装置70的各装置。而且,旋转分度机50的控制装置80可以组装在工作机器的控制装置,能够使控制装置整体节省空间。而且,控制装置80旋转控制专用驱动电机M,并且控制支承装置70的驱动装置8,但可以与控制装置80另外设置驱动装置8的专用控制装置,这时,专用控制装置根据来自控制装置80的控制信号旋转控制专用驱动电机M。
在本实施方式中,旋转分度机50设置在工作机器的底座B上。但是,旋转分度机50除了工作机器的底座B以外的,例如可以在托盘上设置1个或多个。这时,设置1个或多个托盘待机位置,例如夹着工作机器设置多个,工件W在上述待机位置安装在旋转分度机50。1个或多个旋转分度机50通过托盘输送装置输送到工作机器的1个或多个预定的工件加工位置,单独加工或同时加工。加工结束后,旋转分度机50通过托盘输送装置输送到原来的待机位置、或者另一待机位置,进行工件W的拆卸及安装。托盘可以使用1个,但通过使用多个托盘,虽然工作机器用于托盘输送的等待时间增加,但用于工件装卸的等待时间缩短或消失,可缩短等待时间且提高加工效率。
接着,在图4的整体图、图4的左侧详细图的图5、以及图4的右侧详细图的图6表示本实施方式的变形例的工件的支承装置70A。本变形例的工件的支承装置70A与支承装置70同样地与分度装置60相对配置,与分度装置60一起构成旋转分度机50。本变形例的支承装置70A与支承装置70的不同点在于:支承轴2通过分度装置60的驱动电机63介由工件W联动旋转;作为连结部件3的夹持装置是所谓动力卡盘,爪3b通过流体压在半径方向进退;通过进给装置30调节与分度装置60的相对位置。本变形例的支承装置70A对与支承装置70的各部件同等功能的部件使用相同符号。
框架1具备:第1框架部件101,装载于工作机器的底座B;第2框架部件102,嵌合在该框架部件101的内周面并介由螺栓固定在工件相反侧端面;第3框架部件103,嵌合在该框架部件102的内周面并介由螺栓固定在工件相反侧端面;第4框架部件104,嵌合在该框架部件103的外周面并介由螺栓固定在工件相反侧端面;第5框架部件105,嵌合在第1框架部件101的内周面并介由螺栓固定在工件侧端面。
中间轴4嵌合设置在框架1的内周面。中间轴4具备:分别嵌合在框架部件103、105的第1中间轴部件141、嵌合在该中间轴部件141的内周面并介由螺栓固定在工件相反侧端面且嵌合在第4框架部件104的第2中间轴部件142。
支承轴2嵌合设置在中间轴4的内周面。支承轴2具备设置在工件相反侧的第1支承轴部件121和嵌合在该支承轴部件121的外周面并介由螺栓固定在工件侧端面的第2支承轴部件122,在轴心设有用于动力卡盘装置的贯通孔。
滚动轴承9设置在框架1和中间轴4之间。滚动轴承9由2个圆锥滚子轴承构成,两轴承通过设置在第1框架部件101的内周面的定位段部沿轴线方向相互隔开。工件相反侧的圆锥滚子轴承的外轮、以及工件侧的圆锥滚子轴承的外轮通过上述定位段部分别限制向工件侧或者工件相反侧的轴线方向的移动。另外,工件侧的圆锥滚子轴承的内轮通过第1中间轴部件141的轴线垂直段部面限制向工件侧的轴线方向的移动。而且,工件相反侧的圆锥滚子轴承的内轮通过螺合在设于第1中间轴部件141的外螺纹的予紧螺母,限制朝向工件相反侧的轴线方向的移动。而且,工件相反侧的圆锥滚子轴承的滚子介由外轮限制内轮向工件侧的轴线方向移动,工件侧的圆锥滚子轴承的滚子介由外轮限制内轮向工件相反侧的轴线方向移动。从而,在本变形例中,与支承装置70同样,中间轴4和框架1被设为介由滚动轴承9可相对旋转且在轴线方向不能相对位移。2个圆锥滚子轴承通过上述予紧螺母赋予适当的予紧,在中间轴4和框架1中实现圆滑的相对旋转,并且消除轴线方向的余量。另外,上述予紧螺母是隔开螺合的防松螺母通过埋头螺钉沿轴线方向牵引并利用螺合螺纹面彼此之间产生的摩擦力防止予紧螺母旋转松动。
在第1框架部件101的基部作为进给装置30的构成部件安装有未图示的滚珠螺母,沿着滚珠螺母的螺纹槽埋入滚珠。而且,作为进给装置30的构成部件滚珠螺杆轴31与支承装置70A的轴线方向、准确的是框架1的内周面的轴线方向平行延伸,通过立设在工作机器的底座B的未图示的支柱能够旋转且被支承为不能沿轴线方向位移。框架1通过用电机或者作业者用把手旋转滚珠螺杆轴31,沿着设置在底座B的未图示的燕尾槽形状的导向槽在底座B上沿轴线方向移动,支承装置70A调节与分度装置60的相对位置。
轴线方向夹紧装置6包括:凸缘部通过螺栓固定在第1中间轴部件141的工件侧端面的本体部件6a、形成在本体部件6a的中间部的薄圈部6a1、形成在薄圈部6a1的外周面和第1中间轴部件141的内周面之间的环状夹紧压力室6b、和设置在第1中间轴部件141和第2中间轴部件142且两端分别在夹紧压力室6b和第2中间轴部件142的外周面开口的流路6c。包括第2中间轴部件142的外周面和第4框架部件104而形成旋转接头。流路6c通过上述旋转接头、设置在第2框架部件102的外周面的连接器端子6f、管道与未图示的高压流体源连通。
在轴线方向夹紧装置6工作时,高压空气或者高压工作油作为高压流体从高压流体源经过管道、连接器端子6f、旋转接头、流路6c供给到夹紧压力室6b。薄圈部6a1作为设置在中间轴4的按压部件起作用,根据夹紧压力室6b的高压流体的流体压缩径,按压支承轴2的外周面,通过限制中间轴4和支承轴2的相对移动,限制中间轴4和支承轴2的轴线方向的相对移动。
本变形例的情况也设有旋转停止装置11,该装置11在中间轴4和支承轴2限制相对旋转的同时允许轴线方向的相对移动。旋转停止装置11具备:在支承轴2的外周面沿轴线方向延伸的卡合槽11a、作为卡合部件的销11c。销11c嵌合在从外周面沿半径方向贯通中间轴4而到达卡合槽11a的贯通孔11b,而且,嵌合在卡合槽11a,与卡合槽11a的嵌合面由相互平行的2个平坦面形成。卡合槽11a超过中间轴4和支承轴2的可相对移动的长度而延伸。
旋转夹紧装置7包括:形成在第3框架部件103的薄圈部7a1、形成在薄圈部7a1的外周面和第2框架部件102的内周面之间的环状夹紧压力室7b、和从外周面沿半径方向贯通第2框架部件102而设置且与夹紧压力室7b连通的流路7c。流路7c介由设置在第2框架部件102的外周面的连接器端子7d和管道与未图示的高压流体源连通。
在旋转夹紧装置7工作时高压空气或者高压工作油作为高压流体从高压流体源经过管道、连接器端子7d、流路7c供给到夹紧压力室7b。薄圈部7a1作为设置在框架1的按压部件起作用,根据夹紧压力室7b的高压流体的流体压缩径,按压中间轴4的外周面,通过限制框架1和中间轴4的相对位移而限制中间轴4的旋转。即,夹紧中间轴4的旋转。由此,根据旋转停止装置11限制与中间轴4的相对旋转的支承轴2的旋转被夹紧。
通过作为气缸部分的中间轴4的第2中间轴部件142和作为活塞部件的支承轴2的第1支承轴部件121,力产生装置5具备双动式的流体压缸装置,隔着活塞壁,前进压力室5b1形成在工件相反侧,后退压力室5c1形成在工件侧。由于从未图示的高压流体源向前进压力室5b1、后退压力室5c1供给高压流体,所以旋转接头包括第4框架部件104的内周面和第2中间轴部件142的外周面而形成。前进压力室5b1和后退压力室5c1通过上述旋转接头和穿设在第4框架部件104及中间轴部件142的前进流路5b、后退流路5c分别与设置在第4框架部件104的外周面的各连接器端子5d、5e连通,经过管道、未图示的电磁开关阀、调节器而连接在高压流体源。
作为连结部件3的夹持装置包括:基底3c,嵌合在第2支承轴部件122的外周面并介由螺栓固定在工件侧端面;爪导向部件3d,介由螺栓固定在基底3c的工件侧端面且具有朝向轴心的多个放射状导向槽;多个爪保持部件3f,具有嵌合在上述放射状导向槽的突起部;多个爪3b,分别固定在各爪保持部件3f的半径方向内侧;抵接面部件3e,固定在爪导向部件3d的工件侧端面且抵接面3a3形成在工件侧端面;爪进退装置14,介由爪保持部件3f使多个爪3b沿半径方向移动;落座确认装置15,确认工件W的抵接面3a3的抵接。
爪进退装置14包括:拉杆14a,嵌合在支承轴2的轴心的贯通孔;部件支架14b,与设置在拉杆14a的工件侧端部的外周面的外螺纹螺合,并且嵌合在基底3c的内周面;多个倾斜片14c,固定在部件支架14b;多个卡合片14g,等分圆周而形成在基底3c并分别收容在沿轴线方向延伸的多个放射状槽,由设置在基底3c的销14f支承;旋转流体压缸装置14d,外壳14d1介由气缸支架14e用螺栓固定在第1支承轴部件121的工件相反侧端部,活塞杆14d2与设置于拉杆14a的工件相反侧端部的外周面的外螺纹螺合;旋转接头装置14h,嵌合在活塞杆14d2的工件相反侧端部的外周面,通过未图示的旋转限制部件设置成与框架1不能相对旋转、在轴线方向能相对移动。在旋转接头装置14h的外壳14h1设有经过各管道、各电磁开关阀、调节器分别与空气供给源15g连接的把持工作连接器端子14i、把持解除连接器端子14j。
而且,落座确认装置15包括:介由螺栓固定在基底3c的工件侧端面的部件支架15b、嵌合在部件支架15b的插通孔的滑动部件15a、对滑动部件15a施力并从抵接面部件3e的抵接面3a3突出的弹簧15c、和上述旋转接头装置14h。高压空气的流路15d形成在活塞杆14d2、支承轴2、部件支架15b、滑动部件15a,通过分别在与活塞杆14d2的旋转接头装置14h的嵌合面和滑动部件15a的工件侧端面开口,喷气口形成在滑动部件15a的工件侧端面。来自空气供给源15g的高压空气经过调节器、电磁开关阀、以及分支连接压力传感器15e的管道而供给到设置在旋转接头装置14h的外壳14h1的连接器端子15f,经过旋转接头装置14h、流路15d从滑动部件15a的喷气口喷出。
在本变形例的支承装置70A中,与支承装置70同样,支承轴2的轴线方向位置检测装置13设置在支承装置70A的工件相反侧,检测通过力产生装置5进退的支承轴2的超过极限的前进、后退限度。本变形例的轴线方向位置检测装置13包括一对检测元件13a和环状被检测元件13b。一对检测元件13a在框架1固定的传感器支架13c的轴线方向长孔固定,设为可调节轴线方向位置。被检测元件13b固定在气缸支架14e的外周面,通过气缸支架14e固定在支承轴2。工件侧的检测元件13a使用于工件W的连结异常、支承装置70A的设置异常等的检测,支承轴2前进规定长度以上时检测被检测元件13b,经过控制装置80向工作机器的控制装置输出异常检测信号。工作机器的控制装置根据异常检测信号输出运转禁止信号。工件相反侧的检测元件13a检测支承轴2的后退限度,感测被检测元件13b,则经过控制装置80向工作机器的控制装置输出后退完结信号,工作机器的控制装置根据后退完结信号停止来自高压流体源的高压流体的供给。另外,由于图用于说明,所以没有正确地记载一对检测元件13a的轴线方向位置。
在以下,用旋转分度机50说明加工工件W的加工顺序。作业者用把手旋转滚珠螺杆轴31,沿着底座B的导向槽使支承装置70A移动,根据工件W的长度调节与分度装置60的相对位置。
作业者将工件W的一端固定连结在分度装置60的旋转轴62的工件安装夹具65以后,操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作开关。控制装置80根据来自工作机器的控制装置的力产生装置5的工作信号,在前进用电磁开关阀打开供给阀的同时关闭排出阀,在后退用电磁开关阀关闭供给阀的同时打开排出阀。由此,高压流体以预定的设定压力从高压流体源供给到前进压力室5b1,并且从后退压力室5c1排出。同时,控制装置80打开落座确认装置15的电磁开关阀,使空气从滑动部件15a的喷气口喷出。支承轴2前进,夹持装置的抵接面3a3与工件W的另一端的端面抵接,用与高压流体的设定压力对应的力按压该端面。由此,妨碍空气从喷气口喷出,管道内的气压上升。气压由压力传感器15e计测。若输入的压力传感器15e的计测值超过阈值,则控制装置80使工作机器的未图示的落座完结灯闪烁。分度装置60的旋转轴62和支承装置70A的支承轴2通过工件W、准确的是通过来自工件W的反作用力消除轴线方向的余量。而且,设置在框架1的滚珠螺母和滚珠螺杆轴31的轴线方向的余量也通过介由框架1而施加的来自工件W的反作用力消除。
作业者操作工作机器的操作板上的爪进退装置14的工作开关。控制装置80根据来自工作机器的控制装置的爪进退装置14的工作信号打开把持工作用的电磁开关阀的同时关闭把持解除用的电磁开关阀。从空气供给源15g经过调节器、电磁开关阀、管道、把持工作连接器端子14i,高压空气供给到旋转接头装置14h。高压空气通过旋转接头装置14h进入穿设在活塞杆14d2的未图示的流路,而供给到旋转流体压缸装置14d的未图示的拉杆后退用压力室。连结在活塞杆14d2的拉杆14a在支承轴2的贯通孔朝工件相反侧移动,固定在部件支架14b的多个倾斜片14c朝工件相反方向移动。卡合片14g随着倾斜片14c的工件相反方向移动而转动,使具有卡合凹部的爪保持部件3f向半径方向内侧移动。多个爪保持部件3f分别导向到爪导向部件3d的多个放射状导向槽,多个爪3b用与设定气压对应的按压力把持工件W的外周面。由此,工件W的另一端固定连结在支承轴2。
另外,在爪进退装置14设有拉杆移动量检测装置14k,检测超过拉杆14a的后退极限的后退、以及前进完结。拉杆移动量检测装置14k具备:一对近接传感器14k2、14k3,通过传感器支架14k1能够调节轴线方向位置地安装在旋转接头装置14h的外壳14h1;固定在旋转接头装置14h的外壳14h1的空心圆筒14k4。空心圆筒14k4与活塞杆14d2同轴固定,在工件相反侧端部的外周面形成向半径方向外侧突出的环状被检测元件。工件侧的近接传感器14k2若检测到超过拉杆14a的后退极限的后退,则向控制装置80输出把持不良信号。即,多个爪3b在半径方向内侧的移动极限位置,因此,有可能未用预定的按压力把持工件W。检测出需要爪3b等的调节或者更换,控制装置80向工作机器的控制装置输出运转禁止信号。工件相反侧的近接传感器14k3在解除后述的加工结束后的工件W的把持时,检测拉杆14a的前进完结,向控制装置80输出爪后退完结信号,控制装置80停止高压空气向旋转流体压缸装置14d的未图示的拉杆前进用压力室的供给。
作业者操作工作机器的操作板上的加工开始开关。控制装置80根据通过工作机器的控制装置输入的加工开始信号,开始轴线方向夹紧装置6的工作。打开轴线方向夹紧装置6的电磁开关阀的供给阀,从高压流体源向夹紧压力室6b供给高压流体。
接着,工作机器的控制装置将预定的分度角信号向控制装置80输出。控制装置80根据分度角信号使驱动电机63以预定的旋转分度角停止。
控制装置80在电机63停止后,使分度装置60的未图示的夹紧装置工作并夹紧旋转轴62,并且打开旋转夹紧装置7的电磁开关阀的供给阀并关闭排出阀,从高压流体源向夹紧压力室7b供给高压流体,使旋转夹紧装置7工作,限制框架1和中间轴4的相对旋转。由此,工件W与框架1成为一体状态而固定在框架1,即,不能相对位移地支承在支承装置70A。
工件W在一端和另一端不能相对位移地分别支承在分度装置60和支承装置70A的状态下,由工作机器的工具加工。
工作机器的控制装置,若结束预定的工件分度角的工件W的加工,则为了下一个预定的工件分度角的加工,向控制装置80输出下一个预定的分度角信号。控制装置80根据分度角信号解除分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7的工作。接着,控制装置80使驱动电机63旋转,并使之以下一个预定的分度角停止。控制装置80在驱动电机63停止后,使分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7工作,以与前次的预定的工件分度角时同样的状态加工工件W。
若所有预定的工件分度角的加工结束,则控制装置80根据来自工作机器的控制装置的加工结束信号解除分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7的工作,并且解除轴线方向夹紧装置6的工作。
作业者操作工作机器的操作板上的爪进退装置14的工作解除开关。控制装置80根据来自工作机器的控制装置的爪进退装置14的工作解除信号,关闭把持工作用的电磁开关阀的同时打开把持解除用的电磁开关阀。高压空气从把持解除连接器端子14j供给到旋转接头装置14h。高压空气通过旋转接头装置14h进入穿设在活塞杆14d2的未图示的流路,供给到旋转流体压缸装置14d的未图示的拉杆前进用压力室。连结在活塞杆14d2的拉杆14a朝工件方向移动,固定在部件支架14b的多个倾斜片14c朝工件方向移动。卡合片14g随着倾斜片14c的工件方向移动而转动,使爪保持部件3f向半径方向外侧移动。多个爪3b从工件W的外周面向半径方向外侧后退,解除工件W的把持。
作业者操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作解除开关。高压流体从高压流体源供给到后退压力室5c1,并且从前进压力室5b1排出,支承轴2后退。随着支承轴2的后退,抵接面部件3e的抵接面3a3从工件W的另一端的端面隔开,工件W的另一端可拆卸。工件相反侧的检测元件13a若随着支承轴2的后退检测出被检测元件13b,则将后退完结信号经过控制装置80输出到工作机器的控制装置,停止来自高压流体源的高压流体的供给。作业者从分度装置60的工件安装夹具65拆卸工件W,加工结束的工件W从旋转分度机50拆卸。
接着,在图7模式表示另一变形例的工件的支承装置70B。本变形例的工件的支承装置70B与支承装置70、70A同样,与分度装置60相对配置并与分度装置60一起构成旋转分度机50。与支承装置70、70A比较,在支承装置70、70A,通过滚动轴承9,中间轴4和框架1设置为能相对旋转且不能进行轴线方向的相对位移,相对于此,本变形例中,通过滚动轴承9,支承轴2和中间轴4设置为能相对旋转且不能进行轴线方向的相对位移的方面,与支承装置70、70A不同。
支承装置70B通过与支承装置70A同样的进给装置30,根据工件W的长度调节与分度装置60的相对位置。
作为力产生装置5形成有将框架1设为气缸且将中间轴4设为活塞的流体压缸装置,被设置为向位于工件相反侧的前进压力室5b1、位于工件侧的后退压力室5c1通过形成在框架1的前进流路5b、后退流路5c供给由未图示的高压流体源而来的高压流体。这样,在本变形例中,力产生装置5使用流体压缸装置构成。但是,由力矩电机使用滚珠螺杆装置等运动变换装置,使中间轴4沿轴线方向移动,用与力矩电机的设定旋转力矩对应的力按压、或牵引支承轴2等,可以利用流体压缸装置以外的装置构成。
轴线方向夹紧装置6设置在框架1且被示意地画出,轴线方向夹紧装置6通过来自未图示的高压流体源的高压流体介由形成在框架1的流路6c而供给到形成在框架1的环状夹紧压力室6b,薄圈部6a1缩径且把持中间轴4的外周面,通过限制框架1和中间轴4的相对移动,轴线方向夹紧装置6限制框架1和中间轴4的轴线方向的相对移动。
设有框架1和中间轴4的旋转停止装置11,作为卡合部件11c的带凸缘的销插通设置于框架1的贯通孔11b,前端嵌合在设于中间轴4的外周面且沿轴线方向延伸到框架1和中间轴4的相对移动极限以上的卡合槽11a。本变形例的旋转停止装置11与支承装置70同样地可拆卸卡合部件11c,根据情况可解除工作。
2个轴承作为滚动轴承9沿轴线方向隔开而配设在中间轴4的内轴面和支承轴2的外周面之间。工件侧相反侧的轴承外轮通过中间轴4的轴线垂直段部面限制朝工件相反侧的移动方向位移,工件侧的轴承外轮通过固定在中间轴4的内轴面的制动环1g,限制朝向工件侧的轴线方向位移。而且,2个轴承内轮通过支承轴2的轴线垂直段部面、固定在支承轴2的外周面的制动环1g、定距环1f,向工件侧、工件相反侧的移动方向位移均被限制。轴承的外轮和内轮通过转动体限制轴线方向位移。从而,支承轴2和中间轴4设为通过滚动轴承9能相对旋转且不能进行轴线方向的相对位移。另外,本变形例由于示意记载,所以作为滚动轴承9使用了径向轴承,但在实际装置中除了交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承等、径向负荷以外,还使用承受纵向负荷的滚动轴承9。而且,为了限制滚动轴承9的外轮、内轮的轴线方向的位移,使用制动环1g,但由于不能承受纵向负荷,所以,在实际装置中如支承装置70、70A使用轴线垂直段部面、予紧螺母等。
旋转夹紧装置7设置在中间轴4且被示意地画出。旋转夹紧装置7通过来自未图示的高压流体源的高压流体介由形成在中间轴4的流路7c而供给到形成在中间轴4的环状夹紧压力室7b,薄圈部7a1缩径而把持支承轴2的外周面,通过限制中间轴4和支承轴2的相对移动,限制中间轴4和支承轴2的相对旋转。从而,即使在拆卸卡合部件11c而旋转停止装置11为不工作的状态下,也通过轴线方向夹紧装置6的工作,介由除了限制与框架1的轴线方向的相对移动以外也限制相对旋转的中间轴4,支承轴2被夹紧为与框架1不能相对旋转,即,不能旋转。
在支承轴2的工件侧端部作为连结部件3固定有夹持装置,连结部件3包括基底3a、多个爪3b、抵接面3a3。
支承轴2的驱动装置8被设置而被示意地画出。驱动装置8包括:通过托架8d安装在中间轴4的专用驱动电机M、齿轮机构8f,齿轮机构8f包括固定在支承轴2的齿轮8f1、固定在专用驱动电机M的旋转轴的齿轮8f2。
以下说明使用旋转分度机50加工工件W的加工顺序。作业者用把手使滚珠螺杆轴31旋转,沿着底座B的导向槽使支承装置70B移动,根据工件W的长度调节与分度装置60的相对位置。作业者将工件W的一端固定连结在分度装置60的旋转轴62的工件安装夹具65以后,操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作开关。控制装置80根据来自工作机器的控制装置的力产生装置5的工作信号,将高压流体供给到前进压力室5b1。支承轴2与中间轴4一起前进,抵接面3a3用与高压流体的设定压对应的力按压工件W的另一端的端面。由此,分度装置60的旋转轴62和支承装置70B的支承轴2通过工件W消除轴线方向的余量。而且,设置在框架1的滚珠螺母和滚珠螺杆轴31的轴线方向的余量也通过介由框架1施加的来自工件W的反作用力消除。作业者操作连结部件3的爪进退机构,用多个爪3b把持工件W的外周面。接着,作业者操作工作机器的操作板上的加工开始开关。控制装置80根据通过工作机器的控制装置而输入的加工开始信号开始轴线方向夹紧装置6的工作。接着,工作机器的控制装置向控制装置80输出预定的分度角信号。控制装置80根据分度角信号使驱动电机63和专用驱动电机M相互同步旋转,并使之以预定的旋转分度角停止。控制装置80在电机63、M停止后,使分度装置60的夹紧装置和旋转夹紧装置7工作。工件W在分别不能相对位移地支承在分度装置60和支承装置70的状态下,由工作机器的工具加工。若所有预定的工件分度角的加工结束,则控制装置80根据来自工作机器的控制装置的加工结束信号解除分度装置60的夹紧装置、旋转夹紧装置7以及轴线方向夹紧装置6。作业者操作连结部件3的爪进退机构,使多个爪3b后退而解除工件W的夹紧。操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作解除开关,高压流体被供给到后退压力室5c1,支承轴2与中间轴4一起后退,抵接面3a3从工件W的另一端的端面隔开。作业者从分度装置60的工件安装夹具65拆卸工件W。
旋转分度机50,这样在轴线方向夹紧装置6夹紧中间轴4的状态下,控制装置80使分度装置60的驱动电机63、支承装置70的专用驱动电机M相互同步旋转,所以可得到准确的工件分度角以外,在分度旋转中,而且在预定的工件分度角的加工中,抑制工件W扭曲变形,进行高精度加工。而且,在本变形例的情况下,力产生装置5工作,通过工件W消除支承轴2及分度装置60的旋转轴62的轴线方向的余量,所以工件W的由来自工具的加工力造成的轴线方向位移、振动被抑制,且更高精度地被加工。
接着,在图8的整体图、图8的左侧详细图的图9、以及图8的右侧详细图的图10表示实施方式的附加的其他变形例的工件的支承装置70C。附加的变形例的支承装置70C与支承装置70、70A、70B相同地与分度装置60相对配置,与分度装置60一起构成旋转分度机50。与支承装置70A相同,作为连结部件3的夹持装置,作为所谓动力夹持装置除了具备爪进退装置14以外,同样具备确认工件W的抵接面3a3的抵接的落座确认装置15。但是,本变形例的支承装置70C不具备中间轴4,支承轴2直接或者通过含烧结物质金属等的滚动轴承22滑接框架1的内轴面的方面与支承装置70A不同。在本变形例中,如后述在框架1的内轴面作为滚动轴承22压入含烧结物质金属,支承轴2通过滚动轴承22接触框架1的内轴面。
框架1具备:装载于工作机器的底座B的第1框架部件201;第2框架部件202,嵌合在该框架部件201的内周面,介由螺栓固定在工件相反侧端面;第3框架部件203,嵌合在第1框架部件201的内周面,介由螺栓固定在工件侧端面;第4框架部件204,压入第2框架部件202的内轴面;第5框架部件205,通过螺栓固定在第2框架部件202的工件相反侧端面,设置为第2框架部件202和第4框架部件204的轴线方向的相对定位部件。第4框架部件204从与第2框架部件202的嵌合面到第3框架部件203的工件侧端沿轴线方向延伸,框架1将第4框架部件204的半径方向外侧沿轴线方向延伸,工件侧开口的支承轴2的收容空间206形成为环状。含烧结物质金属作为滚动轴承22分别压入第1框架部件201及第3框架部件203的内轴面。
支承轴2具备:第1支承轴部件221,嵌合在滑动轴承22的内轴面而插通上述收容空间206;第2支承轴部件222,插通在第4框架部件204的轴线贯通孔,工件侧端外周面嵌合在第1框架部件201,并且形成于工件侧端的轴线垂直段部面通过螺栓固定在第1框架部件201;第3支承轴部件223,相互接触且分别嵌合在第1框架部件201的内周面,配设在工件相反侧;配设在工件侧的第4支承轴部件224;第5支承轴部件225,中间部嵌合在第3支承轴部件223的内周面,通过凸缘部介由螺栓固定在第1支承轴部件221的工件相反侧端面,用第1支承轴部件221夹持第3支承轴部件223和第4支承轴部件224。
本变形例的轴线方向夹紧装置6包括:凸缘部通过螺栓固定在第1框架部件201的轴线垂直段部面的本体部件6a、形成在本体部件6a的中间部的薄圈部6a1、形成在薄圈部6a1的外周面和第1框架部件201的内周面之间的环状夹紧压力室6b、设置在第1框架部件201,分别开设在第1框架部件201的工件相反侧端面和夹紧压力室6b的流路6c。流路6c通过设置在第1框架部件201的工件相反侧端面的连接器端子6f、管道,与未图示的高压流体源连通。
轴线方向夹紧装置6在工作时,高压流体从高压流体源经过管道、连接器端子6f、流路6c供给到夹紧压力室6b。薄圈部6a1作为设置在框架1的按压部件起作用,通过夹紧压力室6b的高压流体的流体压缩径,按压支承轴2的外周面,除了限制框架1和支承轴2的轴线方向的相对移动以外,限制框架1和支承轴2的相对旋转。
本变形例的力产生装置5具备:包括作为气缸部分的第3支承轴部件223和作为活塞部分的第4框架部件204的双动式的流体压缸装置,该流体压缸装置的活塞部分在框架1为固定部件,所以构成为气缸部分相对于固定活塞部分滑动的形式。固定在第3支承轴部件223的工件相反侧的第5支承轴部件225和固定在第3支承轴部件223的工件相反侧的第4支承轴部件224可滑接地嵌合在第4框架部件204的外周面,将第4框架部件204和第5支承轴部件225作为互相相对的气缸盖,隔着形成于第4框架部件204的活塞壁,前进压力室5b1设置在工件侧,后退压力室5c1设置在工件相反侧。前进压力室5b1和后退压力室5c1通过穿设在第4框架部件204和第2框架部件202的前进流路5b、后退流路5c与设置在第2框架部件202的外周面的各连接器端子5d、5e分别连通,经过管道、未图示的电磁开关阀、调节器连接在高压流体源。另外,在第2框架部件202、第4框架部件204的相互的嵌合面,对应于前进流路5b以及后退流路5c分别形成有2个圆周槽,与压入相位无关,前进流路5b及后退流路5c连接第2框架部件202侧和第4框架部件204侧。
作为本变形例的连结部件3的夹持装置以与支承装置70A相同的结构设置在支承轴2的工件侧端部,与支承装置70A同样具备爪进退装置14、落座确认装置15。本变形例的爪进退装置14与支承装置70A同样具有拉杆移动量检测装置14k。而且,在本变形例中,也与支承装置70、70A同样,在支承装置70C的工件相反侧设有支承轴2的轴线方向位置检测装置13。
以下说明利用旋转分度机50加工工件W的加工顺序。作业者将工件W的一端固定连结在分度装置60的旋转轴62的工件安装夹具65以后,操作工作机器的操作板上的工作开关,使力产生装置5工作。分度装置60的旋转轴62和支承装置70C的支承轴2通过工件W消除轴线方向的余量。而且,设置在框架1的滚珠螺母和滚珠螺杆轴31的轴线方向的余量也通过介由框架1施加的来自工件W的反作用力消除。
作业者操作工作机器的操作板上的爪进退装置14的工作开关。工件W的另一端用夹持装置把持而连结在支承轴2。
作业者操作工作机器的操作板上的加工开始开关。工作机器的控制装置根据来自加工开始开关的加工开始信号向控制装置80输出预定的分度角信号。控制装置80根据分度角信号使驱动电机63以预定的旋转分度角停止。
驱动装置80在驱动电机63停止后,使分度装置60的未图示的夹紧装置工作,夹紧旋转轴62的同时,使轴线方向夹紧装置6工作。工件W通过连结部件3、支承轴2与框架1成为一体状态而固定在框架1。
工件W以一端和另一端不能相对位移地分别支承在分度装置60和支承装置70C的状态,由工作机器的工具加工。工作机器的控制装置若结束工件W的预定的工件分度角的加工结束,则为了下一个预定的工件分度角的加工,向控制装置80输出下一个预定的分度角信号。控制装置80根据分度角信号解除分度装置60的夹紧装置和轴线方向夹紧装置6的工作。接着,控制装置80使驱动电机63旋转,并使之在下一个预定分度角停止。控制装置80在驱动电机63停止后使分度装置60的夹紧装置和轴线方向夹紧装置6工作,以与前次的预定的工件分度角时同样的状态加工工件W。
若所有预定的工件分度角的加工结束,则控制装置80根据来自工作机器的控制装置的加工结束信号,解除分度装置60的夹紧装置和轴线方向夹紧装置6的工作。作业者操作工作机器的操作板上的爪进退装置14的工作解除开关,解除工件W的把持。接着,作业者操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作解除开关,使支承轴2后退。在后退完结后,来自高压流体源的高压流体的供给停止。作业者从分度装置60的工件安装夹具65拆卸工件W,加工结束的工件W从旋转分度机50拆卸。
在本变形例中,作业者从操作工作机器的操作板上的力产生装置5的工作开关到操作工作解除开关为止,力产生装置5在工作,在工件W的加工中也维持工作。但是,力产生装置5在轴线方向夹紧装置6的工作开始后,自动地、或者通过作业者操作工作解除开关来手动地,以预定的工件分度角停止加工中可以设为不工作状态。但是,冲击性的加工力沿轴线方向施加在工件W,因此,有可能夹紧状态的支承轴2通过轴线方向夹紧装置6后退时,如本变形例,优选力产生装置5在工件W的工具的加工中也维持工作。
旋转分度装置50除了如使工件W停止旋转且维持预定的工件分度角的分度加工以外,可以在这种分度加工中、或者无这种分度加工而单独进行旋转加工工件W的同时进行的分度加工或工件W的旋削加工。在旋转加工工件W的同时的分度加工或工件W的旋削加工时,使力产生装置5工作,并且使轴线方向夹紧装置6不工作,设为不工作状态。而且,与使用支承装置70、70A、70B的旋转分度机50相同,除了用力产生装置5按压工件W的同时进行加工以外,也可以用力产生装置5牵引工件W的同时进行加工。
本发明不限于上述实施方式以及变形例的任意一个,在不脱离本发明的权利范围下可进行各种变更。
Claims (7)
1.一种工件的支承装置(70),用于支承一端被连结在旋转驱动装置(60)的旋转轴(62)的工件(W)的另一端,其特征在于,具备:
连结部件(3),连结工件(W)的另一端;
支承轴(2),在一端设置有连结部件(3);
框架(1),在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴(2);
力产生装置(5),对支承轴(2)施加轴线方向的力;
轴线方向夹紧装置(6),单一的按压部件(6a1)绕支承轴(2)持续整圈延伸或者多个按压部件(6a1)均等地配置在支承轴(2)的圆周方向,在力产生装置(5)的工作中按压部件(6a1)通过产生支承轴(2)的半径方向的力,从而相对于框架(1)在轴线方向固定支承轴(2)。
2.根据权利要求1所述的工件的支承装置,其特征在于,
在支承轴(2)的半径方向外侧与支承轴(2)同轴具备中间轴(4),框架(1)与中间轴(4)协同工作而在轴线方向可移动且可旋转地支承支承轴(2),
支承轴(2)和中间轴(4)、以及中间轴(4)和框架(1)的任意一方被设置成通过滚动轴承(9)可相对旋转且不能进行轴线方向的相对位移,
轴线方向夹紧装置(6),按压部件(6a1)被支承在其他两部件中半径方向外侧部件,作为半径方向的力在半径方向内侧部件的外周面施加按压力。
3.根据权利要求2所述的工件的支承装置,其特征在于,
具备限制上述一方的相对旋转的旋转夹紧装置(7)。
4.一种旋转分度机,其特征在于,
设有旋转分度机(50),该旋转分度机(50)包括:权利要求3所述的工件的支承装置(70)、具有工件(W)的一端被连结的旋转轴(62)并与支承装置(70)相对设置的作为旋转驱动装置的分度装置(60)、和控制装置;
上述控制装置在分度装置(60)旋转动作时解除旋转夹紧装置(7)的工作,在分度装置(60)停止旋转时使旋转夹紧装置(7)工作。
5.一种旋转分度机,其特征在于,
设有旋转分度机(50),该旋转分度机(50)包括:权利要求1所述的工件的支承装置(70)、具有工件(W)的一端被连结的旋转轴(62)并与支承装置(70)相对设置的作为旋转驱动装置的分度装置(60)、和控制装置(80);
上述支承装置(70)通过轴线方向夹紧装置(6)的上述按压部件(6a1)被支承在框架(1)并作为半径方向的力在支承轴(2)的外周面施加按压力,从而将支承轴(2)相对于框架(1)在轴线方向固定为不能移动且不能旋转,
上述控制装置(80)在分度装置(60)旋转动作时解除轴线方向夹紧装置(6)的工作,并且使力产生装置(5)工作,在分度装置(60)停止旋转时,在力产生装置(5)的工作中使轴线方向夹紧装置(6)开始工作。
6.根据权利要求4或5所述的旋转分度机,其特征在于,
旋转分度机(50)具备使支承轴(2)进行与分度装置(60)同样的旋转动作的驱动装置(8)。
7.根据权利要求6所述的旋转分度机,其特征在于,
上述驱动装置(8)具备与分度装置(60)的驱动电机(63)不同的专用驱动电机(M),
上述驱动装置(8)的控制装置(80)与分度装置(60)的驱动电机(63)同步地驱动专用驱动电机(M)。
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