CN117529388A - 旋转工作台及具备它的机床 - Google Patents

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CN117529388A CN202280042802.1A CN202280042802A CN117529388A CN 117529388 A CN117529388 A CN 117529388A CN 202280042802 A CN202280042802 A CN 202280042802A CN 117529388 A CN117529388 A CN 117529388A
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Abstract

一种旋转工作台及具备它的机床。在旋转工作台(10)中，具备壳体(16)、托盘台(44)、滚动轴承(42)、马达(40)、支撑部件(56)，壳体(16)具有沿着第一轴线(Ob)方向延伸的圆筒形状的保持部(46)；托盘台(44)具备沿着外周形成的法兰部(52)，并且与托盘(36)一起相对于保持部(46)绕第一轴线(Ob)旋转；滚动轴承(42)配置在壳体(16)上，并将托盘台(44)支承成可以旋转；马达(40)驱动托盘台(44)；支撑部件(56)配置在法兰部(52)的第一轴线(Ob)方向的后方侧，在第一轴线(Ob)方向的前端具有滑动面(56A)，并且构成为可沿着第一轴线(Ob)方向前后运动，若前进则滑动面(56A)与法兰部(52)抵接，若后退则与法兰部(52)分离。

Description

旋转工作台及具备它的机床
技术领域
本发明涉及旋转工作台及具备它的机床。
背景技术
在专利文献1中公开了具有旋转台的旋转工作台，该旋转台经工作台基座搭载在机床的床身上，并经轴承组件可绕纵轴旋转地支承在工作台基座上。旋转台具有形成在与工作台基座之间的下滑动面；和形成在与下滑动面在上下方向相向的上方侧并由配置在其上方侧的压板从上方按住的上滑动面。旋转台通过由工作台基座和压板将下滑动面和上滑动面进行滑动接触并夹持，能够抑制上下方向的浮起，且提高旋转工作台的机械刚性。
但是，根据在专利文献1中记载的旋转工作台，因为旋转台的下滑动面及上滑动面进行滑动接触，所以旋转台的下滑动面及上滑动面和工作台基座及压板之间的阻力变大，存在使旋转工作台旋转的驱动马达的机械施加增加的可能性。若阻力变大，则例如在为了进行高速切削加工而使旋转台以高速旋转时，因为滑动面及驱动马达的发热量增大，产生热变形，所以存在如下的可能性，即产生对加工精度的影响，或产生滑动面烧结的故障。因此，在对1个被加工物进行切削加工和高速车削加工的双方的情况下，可能产生由不同的机床进行各自的加工的必要性，因此，存在导致作业工时数量等增加的可能性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-339827号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是提供一种能够在进行切削加工时确保机械刚性并在进行车削加工时以高速旋转的旋转工作台及具备它的机床。
为了解决课题的手段
根据本发明，提供一种旋转工作台，该旋转工作台通过使工作台或托盘旋转来使载置在上述工作台或上述托盘上的被加工物旋转，其中，具备壳体、旋转部件、滚动轴承、马达和支撑部件，该壳体具有沿着第一轴线方向延伸的圆筒形状的保持部，该旋转部件具备沿着外周形成的法兰部，并与配置在上述第一轴线方向的前方侧的上述工作台或上述托盘一起相对于上述保持部绕上述第一轴线旋转，该滚动轴承配置在上述壳体上，将上述旋转部件支承成可以旋转，该马达驱动上述旋转部件的旋转，该支撑部件在上述壳体中配置在上述法兰部的上述第一轴线方向的后方侧，在上述第一轴线方向的前端具有滑动面，并且构成为可沿着上述第一轴线方向前后运动，若前进则上述滑动面与上述法兰部抵接，若后退则与上述法兰部分离。
发明的效果
通过由滚动轴承支承并且由马达驱动的旋转部件相对于壳体的保持部绕第一轴线旋转，配置在旋转部件的第一轴线方向前方侧的工作台或托盘旋转。壳体具备支撑部件，支撑部件构成为可沿着第一轴线方向前后运动。支撑部件若前进则支撑部件的滑动面与法兰部抵接。因此，能够由支撑部件支承旋转部件，能够使旋转部件的机械刚性提高。另外，支撑部件若后退则与法兰部分离。因此，因为旋转部件在旋转时在与支撑部件之间不产生摩擦，所以能够以相同的驱动力使旋转部件及工作台或托盘更高速地旋转。由此，能够提供一种确保机械刚性且能够以高速旋转的旋转工作台。
由有关本发明的旋转工作台及具备它的机床能够在进行切削加工时确保机械刚性，并在进行车削加工时以高速旋转。
附图说明
图1表示具备有关本实施方式的旋转工作台的机床的概略侧视图。
图2表示有关本实施方式的旋转工作台的在进行切削加工时的剖视图。
图3表示有关本实施方式的旋转工作台的在进行车削加工时的剖视图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面，参照附图，说明有关实施方式的旋转工作台。对相同或对应的要素附加相同的符号，省略重复的说明。为了便于理解，存在并更图的比例尺进行说明的情况。
图1表示具备有关本实施方式的旋转工作台10的机床12。图中由箭头表示将机床12配置在水平面上时的设备上下方向及设备前后方向。图中的Y表示设备上方侧，Z表示设备前方侧。另外，这里，将在水平面上与设备前后方向正交的方向称为设备横方向(相对于图1的纸面垂直的方向)。
机床12具备设置在工厂的地板面的作为基座的床身14；可在设备前后方向移动地设置在床身14的设备前方侧(图1中的左侧)的上面上的旋转工作台10的壳体16；直立设置且固定在床身14的设备后方侧(图1中的右侧)的上面上的立柱18。另外，机床12具备可在设备上下方向(Y轴方向)移动地设置在立柱18的前面侧的Y轴滑块20；可在设备横方向(水平左右方向)移动地设置在Y轴滑块20的设备前方侧的X轴滑块22；和安装在X轴滑块22上，将主轴26支承成可以旋转的主轴头24。
壳体16可沿着一对Z轴导轨28往复运动地设置，该一对Z轴导轨28在床身14的上面上沿着设备前后方向(Z轴方向)延伸设置，在壳体16的上面上安装用于将作为被加工物的工件(省略图示)固定的托盘36。在本实施方式中，在壳体16中装入了用于对壳体16的旋转进行驱动的马达40，托盘36构成为可绕在铅直方向延伸的第一轴线Ob(B方向)旋转。
在床身14上，作为沿着Z轴导轨28往复驱动壳体16的Z轴进给装置，设置了在Z轴方向延伸设置的滚珠丝杠(省略图示)和与滚珠丝杠的一端连结的Z轴伺服马达38。另外，在壳体16上安装了与滚珠丝杠卡合的螺母(省略图示)。
Y轴滑块20构成为可沿着在立柱18的前面上在设备上下方向(铅直方向)延伸设置的一对Y轴导轨30往复运动。在立柱18上，作为沿着Y轴导轨30往复驱动Y轴滑块20的Y轴进给装置，设置了在Y轴方向延伸设置的滚珠丝杠(省略图示)和与一对滚珠丝杠的一方的端部、在本实施方式中为上端连结的Y轴伺服马达32。另外，在Y轴滑块20上安装了与滚珠丝杠卡合的螺母(省略图示)。
X轴滑块22可沿着一对X轴导轨33往复运动地设置，该一对X轴导轨33在Y轴滑块20的前面上在设备横方向(X轴方向)延伸设置。在Y轴滑块20上，作为沿着X轴导轨33往复驱动X轴滑块22的X轴进给装置，设置了在X轴方向延伸设置的滚珠丝杠(省略图示)和与滚珠丝杠的一方的端部连结的X轴伺服马达34。另外，在X轴滑块22上安装了与滚珠丝杠卡合的螺母(省略图示)。
X轴滑块22具有向Z轴方向前方侧突出的一对A轴臂，在A轴臂之间可绕与X轴平行的倾斜转动轴线Oa(A方向)旋转进给地支承着主轴头24。在A轴臂的一方的一侧，装入了用于将主轴头24绕倾斜转动轴线Oa(A方向)旋转进给的A轴伺服马达39。主轴头24可绕中心轴线Os旋转地支承主轴26，并构成为可由内置的伺服马达(省略图示)旋转驱动主轴26。
这样，机床12构成为由NC装置100控制沿着X轴、Y轴及Z轴的直线运动和绕Oa轴及Ob轴的旋转运动，并通过使安装在主轴26的前端部的刀具T和固定在托盘36上并与托盘36一起安装在壳体16上的工件相对移动来加工工件。
图2表示在进行切削加工时的将有关本实施方式的旋转工作台10沿着设备上下方向切断的剖视图。旋转工作台10具备外周形状形成为圆筒形状并具有内部空间的壳体16；和经滚动轴承42可以旋转地安装在壳体16上的作为旋转部件的托盘台44。具体地说，在壳体16的中心部侧形成了在第一轴线Ob方向延伸的圆筒形状的保持部46。在保持部46的设备上方侧的外周部配置了滚动轴承42的内环部42A，在托盘台44的内周部的与保持部46相向的部分上配置了滚动轴承42的外环部42B。因此，托盘台44构成为经轴承滚子42C可绕保持部46的第一轴线Ob旋转。
在向壳体16内部突出的托盘台44的基端部44A安装了用于旋转驱动托盘台44的马达40的转子40A，在壳体16内，在转子40A在旋转工作台10的径方向外侧，以与转子40A面对的方式配置了马达40的定子40B。由转子40A及定子40B形成了用于旋转驱动配设在壳体16内部的托盘台44的内置马达。在托盘台44上，也可以安装用于读取有关第一轴线Ob的旋转位置的旋转编码器等旋转位置传感器(省略图示)。另外，在下面的说明中，说明形成了内置马达的情况，但不限于此，也可以使用例如公知的马达和齿轮系来旋转驱动托盘台。
在托盘台44的上面44B上，沿着托盘台44的周方向以等间隔的角度安装了多个用于将托盘36相对于托盘台44定位的锥形体48。在沿着设备上下方向与托盘台44的上面44B面对的托盘36的下面36A上，沿着托盘36的周方向以与锥形体48相同的间隔的角度安装了多个与锥形体48嵌合或卡合的锥形衬套50。另外，在托盘36的下面36A上配置了安装在锥形体48的中心部并向设备下方侧延伸的牵引螺栓(省略图示)。托盘36通过由设置在托盘台44上的未图示的夹紧装置将牵引螺栓向托盘台44侧拉入，托盘36固定在托盘台44上。另外，在本实施例中，说明了旋转工作台10作为能够将托盘36和托盘台44分离地进行托盘更换的结构的情况，但不限于此，也可以作为不能将托盘和托盘台分离的一体构造的工作台来构成。
托盘台44在其设备下方侧具有沿着托盘台44的周方向形成的法兰部52，法兰部52构成为可相对于托盘台44装拆。具体地说，法兰部52在其设备上方侧具备朝向托盘台44的径方向内侧突出的上侧突出部52A。在托盘台44上形成了在上侧突出部52A的设备下方侧朝向径方向外侧突出的下侧突出部44C，法兰部52以将上侧突出部52A载置在托盘台44的下侧突出部44C的状态配置在托盘台44上。
在上侧突出部52A和下侧突出部44C之间，能够沿着托盘台44的下侧突出部44C的上面配置间隔部件54。从不同的厚度的间隔部件54中选择适当的厚度的间隔部件54或者由磨床调整间隔部件54的厚度，将间隔部件54安装在下侧突出部44C的上面，由此，能够将法兰部52在设备上下方向调整位置(上升或下降)地配置在托盘台44上。间隔部件54形成为其设备上下方向的厚度(高度)比上侧突出部52A及下侧突出部44C的厚度(高度)薄的板状。
在壳体16上配置了支撑部件56，该支撑部件56配置在法兰部52的下方侧，沿着托盘台44的外周形成，并且在上面上具有滑动面56A。支撑部件56构成为可沿着第一轴线Ob方向(设备上下方向)上下运动。因此，若支撑部件56朝向设备上下侧上升(前进)，则能够在径方向内侧使其滑动面56A与法兰部52的下面抵接。另外，支撑部件56构成为若朝向设备下方侧下降(后退)，则与法兰部52分离。
在壳体16上，在托盘台44的径方向外侧，沿着法兰部52的外周配置了止动部件58。止动部件58的内周侧沿着托盘台44的径方向延伸到支撑部件56的第一轴线Ob方向的前方侧。在沿着设备上下方向与支撑部件56相向的止动部件58的内部，形成了第一加载组件收容部60，该第一加载组件收容部60朝向支撑部件56的一侧开口，其空间沿着第一轴线Ob方向朝向设备上方侧延伸。在第一加载组件收容部60的内部，配置了用于将支撑部件56朝向设备下方侧加载的第一加载组件62。由此，能够使支撑部件56向设备下方侧下降，使支撑部件56与法兰部52分离。在本实施方式中，作为第一加载组件62使用弹簧来构成。另外，在下面的说明中，说明第一加载组件62使用弹簧来构成的情况，但不限于此，也可以使用液压或空压的动作执行器等其它的工作组件。
在壳体16上，设置了用于将支撑部件56加压向设备上方侧上升并向法兰部52压靠的第一加压组件84。第一加压组件84包括电磁阀88和液压泵90，它们经管与支撑部件56的设备下方侧连接。因此，通过将电磁阀88打开，能够将来自液压泵90的液压向支撑部件56施加(加压)，能够使支撑部件56向设备上方侧上升。另外，在下面的说明中，说明第一加压组件84作为由来自液压泵90的液压进行加压的组件的情况，但不限于此，也可以使用由空气压力进行加压的空压机等其它的组件等。
在法兰部52及止动部件58的设备上方侧(第一轴线Ob方向的前方侧)，配置了沿着托盘台44的外周形成并固定在托盘台44上的薄板状的圆盘部件64。圆盘部件64将其设备上下方向的厚度(高度)形成得比法兰部52的上侧突出部52A的厚度(高度)薄。
在壳体16上配置了压住部件66，该压住部件66配置在圆盘部件64的设备上方侧(第一轴线Ob方向的前方侧)，在下面上具有抵接面66A并且构成为可沿着第一轴线Ob方向上下运动。因此，若压住部件66沿着第一轴线Ob方向下降(后退)，则抵接面66A与圆盘部件64的上面抵接，圆盘部件64的下面与止动部件58抵接。由此，圆盘部件64由压住部件66和止动部件58夹持、夹紧。另外，压住部件66构成为若上升(前进)则与圆盘部件64分离。
图3表示在进行车削加工时的有关本实施方式的旋转工作台10的剖视图。图3的剖视图表示在从图2所示的剖视图的切断位置沿着托盘台44的周方向偏移了规定的角度的位置切断的剖视图。在沿着设备上下方向与压住部件66相向的止动部件58的内部形成了第二加载组件收容部70，该第二加载组件收容部70朝向压住部件66侧开口，其空间沿着第一轴线Ob方向朝向设备下方侧延伸。在第二加载组件收容部70的内部，配置了用于对压住部件66的上下运动进行加载的第二加载组件72。由此，能够使压住部件66向设备上方侧上升，使压住部件66与圆盘部件64分离。在本实施方式中，第二加载组件72使用弹簧构成。另外，在下面的说明中，说明第二加载组件72使用弹簧构成的情况，但不限于此，也可以使用液压或空压的动作执行器等其它的工作组件。
在壳体16上设置了用于将压住部件66加压向设备下方侧下降并向圆盘部件64压靠的第二加压组件82。第二加压组件82包括电磁阀86和液压泵90，它们经管与压住部件66的设备上方侧连接。因此，通过将电磁阀6打开，能够将来自液压泵90的液压向压住部件66施加(加压)，能够使压住部件66向设备下方侧下降。另外，在下面的说明中，说明第二加压组件82作为由液压泵90进行加压的构件的情况，但不限于此，也可以使用空压机由空压进行加压的其它的组件等。
在压住部件66的设备上方侧，与止动部件58一体地形成了壳体16的上侧约束部74。由此，能够抑制压住部件66向设备上方侧过度地上升。另外，在支撑部件56的设备下方侧，与止动部件58一体地形成了壳体16的下侧约束部76。由此，能够抑制支撑部件56向设备下方侧过度地下降。
在旋转工作台10上，设置了用于对支撑部件56及压住部件66的沿着设备上下方向(第一轴线Ob方向)的上下运动进行控制的控制装置110。具体地说，控制装置110通过使第一加压组件84工作来将支撑部件56加压向设备上方侧上升，并向法兰部52压靠。由于支撑部件56由比第一加载组件62的加载力强的力(压力)加压，所以将第一加载组件62朝向第一加载组件收容部60的内部推压(压扁)。若第一加压组件84的工作停止(不再加压)，则由第一加载组件62的加载力(弹簧力)朝向设备下方侧推压的支撑部件56下降，从法兰部52分离。另外，控制装置110通过使第二加压组件82工作来将压住部件66加压向设备下方侧下降，并向圆盘部件64压靠。由于压住部件66由比第二加载组件72的加载力强的力(压力)加压，所以将第二加载组件72朝向第二加载组件收容部70的内部推压(压扁)。若第二加压组件82的工作停止(不再加压)，则由第二加载组件72的加载力(弹簧力)朝向设备上方侧推压的压住部件66上升，从圆盘部件64分离。另外，在这里，说明了控制装置110与NC装置100分开设置的情况，但不限于此，也可以是控制装置装入NC装置一体地构成。
对有关本实施方式的旋转工作台10的作用及效果进行说明。
旋转工作台10构成为通过由控制装置110工作，可与加工目的相应地切换为旋转模式或分度模式。这里，旋转模式具有高速旋转模式和低速旋转模式的2个模式。
如图3所示，在高速旋转模式下，控制装置110使第一工作组件62工作，使支撑部件56朝向设备下方侧下降，并且使第二工作组件72工作，使压住部件66朝向设备上方侧上升。因此，支撑部件56与托盘台44的法兰部52分离。另外，压住部件66与圆盘部件64分离。由此，由于在托盘台44的外周侧没有任何与托盘台44抵接的结构，没有摩擦等阻力作用，所以能够使托盘台44以由马达40指令的旋转速度以高速旋转，能够以高速进行车削加工。
另外，在低速旋转模式下，控制装置110使第二工作组件72工作，使压住部件66朝向设备上方侧上升，使第一工作组件62工作，使支撑部件56朝向设备上方侧上升。因此，压住部件66与圆盘部件64分离，另一方面，支撑部件56经其滑动面56A与托盘台44的法兰部52抵接。由此，由于法兰部52及止动部件58由支撑部件56推压，托盘台44由支撑部件56支承，所以能够使托盘台44的机械刚性提高。
进而，由于能够由在支撑部件56的滑动面56A和法兰部52的下面之间产生的摩擦力抑制托盘台44的旋转，所以能够以指令的旋转角度将旋转部件定位。另外，在低速旋转模式下，能够在使与支撑部件56的滑动面56A之间产生某种程度的摩擦力的状态下使托盘台44以比高速旋转模式低的旋转速度旋转，也能够进行车削加工。
如图2所示，在分度模式下，控制装置110使第一工作组件62工作，使支撑部件56朝向设备上方侧上升，并且使第二工作组件72工作，使压住部件66朝向设备下方侧下降。因此，支撑部件56经其滑动面56A与托盘台44的法兰部52抵接，压住部件66经其抵接面66A与圆盘部件64抵接。法兰部52及止动部件58由支撑部件56推压，托盘台44由支撑部件56支承。由此，因为由支撑部件56支承，所以能够使托盘台44的机械刚性提高。进而，在将托盘台44分度为指令的旋转角度后，圆盘部件64由压住部件66和止动部件58夹持、夹紧。由此，因为来自压住部件66及止动部件58的沿着设备上下方向的推压力和它们之间的摩擦力经圆盘部件64作用于托盘台44，所以可抑制托盘台44的相对于旋转方向的旋转角度的偏差。此结果，在由切削力产生的负荷高的加工中，能够确保在切削加工时所需要的机械刚性，能够以指令的旋转速度将旋转部件以高的精度保持位置。
如以上说明的那样，能够由有关本实施方式的旋转工作台10在进行切削加工时确保机械刚性，并在进行车削加工时以高速旋转。
另外，在壳体16上，在托盘台44的径方向外侧配置了沿着法兰部52的周方向形成的止动部件58。因此，能够抑制支撑部件56朝向设备上方侧过度地上升，相对于法兰部52的推压力过度地作用。推压力的调整通过调整间隔部件54的厚度并通过使法兰部52的设备上下方向的位置错开来进行。若使法兰部件52的设备上下方向的位置向上方错开，则支撑部件56推压法兰部52的力降低，支撑部件56推压止动部58的力增加。另外，若使法兰部件52的设备上下方向的位置向下方错开，则支撑部件56推压法兰部52的力增加，支撑部件56推压止动部58的力降低。
进而，在压住部件66的设备上方侧，与止动部件58一体地形成了壳体16的上侧约束部74，能够抑制压住部件66向设备上方侧过度地上升。另外，在支撑部件56的设备下方侧，与止动部件58一体地形成了壳体16的下侧约束部76，能够抑制支撑部件56向设备下方侧过度地下降。进而，因为能够抑制配置在支撑部件56和压住部件66之间的法兰部52的设备上下方向的过度的位移，所以能够抑制托盘台44的相对于水平方向的倾斜。
对旋转工作台10的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。在本领域技术人员想到的范围内，上述的实施方式的各种各样的变形包含在本发明的实施方式中。
符号的说明
10：旋转工作台；12：机床；16：壳体；36：托盘；40：马达；42：滚动轴承；44：托盘台(旋转部件)；46：保持部；52：法兰部；54：间隔部件；56：支撑部件；56A：滑动面；58：止动部件；64：圆盘部件；66：压住部件；66A：抵接面；110：控制装置；Ob：第一轴线。

Claims (6)

1.一种旋转工作台，该旋转工作台通过使工作台或托盘旋转来使载置在上述工作台或上述托盘上的被加工物旋转，其中，具备壳体、旋转部件、滚动轴承、马达和支撑部件，
该壳体具有沿着第一轴线方向延伸的圆筒形状的保持部，
该旋转部件具备沿着外周形成的法兰部，并与配置在上述第一轴线方向的前方侧的上述工作台或上述托盘一起相对于上述保持部绕上述第一轴线旋转，
该滚动轴承配置在上述壳体上，将上述旋转部件支承成可以旋转，
该马达驱动上述旋转部件的旋转，
该支撑部件在上述壳体中配置在上述法兰部的上述第一轴线方向的后方侧，在上述第一轴线方向的前端具有滑动面，并且构成为可沿着上述第一轴线方向前后运动，若前进则上述滑动面与上述法兰部抵接，若后退则与上述法兰部分离。
2.如权利要求1所述的旋转工作台，其中，上述法兰部可从上述旋转部件装拆，并构成为通过在与上述旋转部件之间配置间隔部件可向上述第一轴线方向的前后方向偏移。
3.如权利要求1所述的旋转工作台，其中，具备薄板状的圆盘部件和压住部件，
该薄板状的圆盘部件在上述法兰部的上述第一轴线方向的前方侧沿着上述旋转部件的外周形成，并固定在上述旋转部件上，
该压住部件在上述壳体中配置在上述圆盘部件的上述第一轴线方向的前方侧，在上述第一轴线方向的后端具有抵接面，并且构成为可沿着上述第一轴线方向前后运动，若后退则上述抵接面与上述圆盘部件抵接，若前进则与上述圆盘部件分离。
4.如权利要求1所述的旋转工作台，其中，具备止动部件，该止动部件在上述壳体中沿着上述旋转部件的周方向形成，内周侧沿着径方向延伸至上述支撑部件的上述第一轴线方向的前方侧。
5.如权利要求1所述的旋转工作台，其中，具备控制装置，
该控制装置是用于控制上述旋转工作台的控制装置，并构成为可切换旋转模式和分度模式，
该旋转模式使上述支撑部件通过以后退的方式工作与上述法兰部分离，使上述旋转部件以规定的旋转速度旋转，
该分度模式通过使上述支撑部件以前进的方式工作，由上述支撑部件支承上述法兰部，将上述旋转部件定位在规定的旋转角度。
6.一种机床，其中，具备权利要求1～5中的任一项所述的旋转工作台。
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