JP2003089033A - 集塵ノズル移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切屑を吸引するときの刃物台への振動の伝わ
りを防止するとともに切屑を効率良く取り除き、旋削加
工精度を高める。 【解決手段】 刃物台１８の運動を制御するＸ軸、Ｚ軸
と平行に集塵ノズル２８の運動を制御するＵ軸、Ｗ軸を
有する集塵ノズル送り機構２７と、立旋盤本体とは独立
して設置され前記集塵ノズル送り機構２７および集塵ホ
ース４１を支持する架台２６とを設け、集塵ノズル２８
の位置を刃物台１８の旋削中の工具の運動に追従するよ
うに制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立旋盤等のＮＣ旋
盤で加工中に発生する切り屑を取り除く集塵ノズルを移
動させるための装置に係り、特に、集塵ノズルを刃物台
の工具に追従して移動させる集塵ノズル移動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年では、旋盤のＮＣ化と精密化が進ん
でおり、光学機械部品などの高精度加工を必要とする工
作物を加工できる高精密旋盤が開発されている。この種
の高精密旋盤では、旋削によって発生する切屑を集塵ノ
ズルで吸引し、集塵ホースを通して外部に排除するよう
にしている。従来、立旋盤の場合、集塵ノズルは刃物台
に取り付けられており、また、集塵ホースも機械本体に
配管されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の集塵ノズルが刃
物台に固定されていることから、加工精度に次のような
悪影響を与えている。

【０００４】その１つは、切屑を吸入するときの集塵ノ
ズル内および集塵ホース内の空気の流れは、集塵ノズル
および集塵ホースに振動を発生させ、この振動が刃物台
に取り付けてあるバイトに伝わって加工精度を低下させ
るという問題である。とりわけ、超精密加工機では、振
動の加工精度に及ぼす影響は大きくなる。

【０００５】また、刃物台は、加工の進行にしたがって
回転し、バイトを割り出す。この刃物台の割り出しによ
って加工点が変化するため、位置が固定である集塵ノズ
ルと加工点との相対的な位置も変わってくる。したがっ
て、あるバイトで切削する場合は効率よく切屑を集塵ノ
ズルから吸引できるが、他のバイトで切削する場合に
は、切屑の除去がうまくいかずに、残留した切屑で工作
物の加工面に傷を付けることがある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、集塵ノズルを刃物台のバイトに
追従して移動するようにして、刃物台への振動の伝わり
を防止するとともに切屑を効率良く取り除けるようにし
た集塵ノズル移動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、立旋盤の刃物台で旋削中の工具から発
生する切屑を吸引する集塵ノズルを前記刃物台に同期さ
せて移動させるための装置であって、前記刃物台の運動
を制御する軸と平行に前記集塵ノズルの運動を制御する
軸を有する集塵ノズル送り機構と、立旋盤本体とは独立
して設置され前記集塵ノズル送り機構および集塵ホース
を支持する架台と、前記集塵ノズルの位置を前記刃物台
の旋削中の工具の運動に追従するように制御する位置制
御手段と、を具備することを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、立旋盤においてワークを
加工している間は、常に、集塵ノズルを刃物台の工具の
動きに対して追従して移動するので、刃物台の工具の加
工点の位置が加工の進行にしたがって変わっても、集塵
ノズルと加工点との相対的な位置関係は変わらず、ま
た、架台を立旋盤本体と別体とすることで加工精度に悪
影響する振動発生源を除去することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による集塵ノズル移
動装置の一実施形態について、添付の図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の集塵ノズル移動装置が適
用される立旋盤の側面図である。図２は、同立旋盤の正
面図である。

【００１０】参照符号１０はベッドを示し、１２は、ベ
ッド１０に組み込まれているロータリテーブルである。
ベッド１０の上面には、水平面上にあるコラム取付面１
３になっていて、コラム１４は、この取付面１３に固定
されている。コラム１４の上面には、Ｖ溝からなる案内
面をもったサドル案内１５が取り付けられ、サドル１６
は、案内面を摺動自在に設置されている。

【００１１】このサドル１６には、図示しないボールね
じ送り機構を介して刃物台１８が支持されている。刃物
台１８の本体には、４つのツールホルダが回転軸に関し
て対称な位置に配置されており、割出モータ２０の回転
を制御することで、一万分の１度の精度で工具の位置を
割り出すことができるようになっている。

【００１２】この立旋盤の場合、サドル１６とともに水
平移動する刃物台１８の送り運動を制御する軸がＸ軸
で、２１はサドル１６のボールネジ送り機構を駆動する
Ｘ軸サーボモータである。また刃物台１８を上下に移動
させる軸がＺ軸で、２２は、刃物台１８を上下方向に移
動されるボールねじ送り機構を駆動するＺ軸サーボモー
タである。刃物台１８を割り出し軸がＢ軸である。な
お、図２において、２４はロータリテーブルを駆動する
駆動装置である。図示しないＮＣ装置は、前記Ｘ軸、Ｚ
軸およびＢ軸を位置制御および速度制御を行い、また、
前記ロータリテーブル１０の駆動も制御できるようにな
っている。

【００１３】次に、図３は、本実施形態による集塵ノズ
ル移動装置を示す側面図であり、図４は、同集塵ノズル
移動装置の正面図である。

【００１４】この集塵ノズル移動装置は、立旋盤の本体
を構成するベッド１０およびコラム１４とは、独立の一
体をなす架台２６を備えている。この架台２６は、フロ
ア２５に固定されている。架台２６には、集塵ノズル送
り機構２７が取り付けられている。なお、図３、図４に
おいて、参照符号２８が集塵ノズルである。３０が吸引
するための負圧を発生する真空ポンプと、吸引した切屑
を溜めるタンクとを備えた集塵装置である。

【００１５】次に、集塵ノズル送り機構２７について説
明する。架台２６には、水平案内としてサイドウェイ３
２ａ、３２ｂが取り付けられ、このサイドウェイ３２
ａ、３２ｂには、第１移動台３４が摺動自在に係合して
いる。この第１移動台３４の上面には、図４に示すよう
に、第２移動台３６を上下方向に案内する案内面を有す
る案内部材３５が取り付けられている。

【００１６】第２移動台３６には、その長さ方向、すな
わち上下方向に集塵パイプ３７が固定具３８を用いて固
定されている。集塵ノズル２８は、集塵パイプ３７の先
端部に継手３９を介して取り付けられている。集塵パイ
プ３７の後端部には、集塵ノズル送り機構２７の動きと
ともに撓むフレキシブルチェーン４０が接続され、この
フレキシブルチェーン４０と接続される集塵ホース４１
は、架台２６に沿って固定されるとともに集塵装置３０
の吸込口と接続されている。

【００１７】第１移動台３４を水平方向に送るボールね
じ機構は、架台２６に取り付けられているボールねじ４
２と、第１移動台３４の下面に固定された図示しないボ
ールナットからなり、ボールねじ４２は、Ｕ軸サーボモ
ータ４４によって駆動され、この第１移動台３４の送り
を制御する軸がＵ軸である。同様に、第２移動台３６を
上下方向に送るボールねじ機構は、図４に示されるよう
に、第１移動台３４に配設されたボールねじ４５と、第
２移動台３６の下面に固定されたボールナット４６から
構成されている。ボールねじ４５は、Ｗ軸サーボモータ
４８によって駆動され、第２移動台３６の送りを制御す
る軸がＷ軸である。

【００１８】図５は、ＮＣ装置の備えるサーボモータ制
御部を示す。この実施形態では、立旋盤のＮＣ装置を集
塵ノズル移動装置と共用するようになっている。サーボ
モータ制御部５０は、立旋盤の刃物台１８を水平移動さ
せるＸ軸サーボモータ２１に指令を出力するＸ軸サーボ
アンプ５１、刃物台１８を上下移動させるＺ軸サーボモ
ータ２２に指令を出力するＺ軸サーボアンプ５２、刃物
台１８を割り出すＢ軸サーボモータ２０に指令するＢ軸
サーボアンプ５３に加えて、集塵ノズル２８の移動をＸ
軸と平行なＵ軸、Ｚ軸と平行なＷ軸について制御する制
御回路が付加されている。すなわち、ＮＣ装置の図示し
ない演算装置から与えられた立旋盤のＸ軸の位置指令
は、Ｘ軸サーボアンプ５１に与えられるとともに、Ｕ軸
サーボアンプ５４にも導入される。このＵ軸サーボアン
プ５４は、立旋盤の刃物台１８のＸ軸移動に追従するよ
うにＵ軸サーボモータ４４を制御する。同様に、立旋盤
のＺ軸の位置指令は、Ｚ軸サーボアンプ５２に与えられ
るとともに、Ｗ軸サーボアンプ５５に導入される。この
Ｕ軸サーボアンプ５５は、立旋盤の刃物台１８のＺ軸移
動に追従するようにＷ軸サーボモータ４８を制御する。

【００１９】本実施形態によれば、立旋盤においてワー
クを加工している間は、常に、集塵ノズル２８が刃物台
１８の工具の動きに対して追従して移動することができ
る。したがって、刃物台１８の工具の加工点の位置が加
工の進行にしたがって変わっても、集塵ノズル２８と加
工点との相対的な位置関係は不変であるため、ワーク加
工面に切屑を残すことなく、効率良く切屑を吸引するこ
とができる。

【００２０】しかも、立旋盤の本体とは独立した一体を
なす架台２６に、集塵ノズル２６、集塵パイプ３７、送
り機構２７を設けているため、切屑を吸引するときに発
生する振動が立旋盤側には伝わらないので、上記の高効
率の集塵性能と相俟って振動源除去により高精度の加工
を可能とする。

【００２１】次に、本発明による集塵ノズル移動装置の
他の実施形態について、図６を参照しながら説明する。
この第２実施形態では、集塵ノズル２８を移動させる集
塵ノズル送り機構２７の制御軸をＵ軸、Ｗ軸に加えて、
さらに、立旋盤の刃物台１８を割り出すＢ軸と平行に回
転するＥ軸を付加した実施形態である。このＥ軸を付加
した以外は、第１実施形態と同様であり、同一の機構部
分については同一の符号を付してその説明は省略する。

【００２２】図６において、集塵ノズル２８は、スイベ
ル６０を用いて集塵パイプ３７と接続されている。そし
て集塵ノズル２８は、スイベル６０の回転体６０ａの偏
心した位置に取り付けられている。６２が集塵ノズル２
８の位置を割り出すＥ軸サーボモータである。図５にお
いて、刃物台１８の割出指令は、Ｂ軸サーボアンプに与
えられるとともに、Ｅ軸サーボアンプに導入される。こ
のＥ軸サーボアンプ５６は刃物台１８のＢ軸割出しに追
従するようにＥ軸サーボモータ６２を制御する。これに
より、集塵ノズル２６をＢ軸と平行に回転させ刃物台１
８に追従させて割り出すことができるので、加工点に対
してノズル位置を最適な位置に保持しながら、相対的位
置を変えずに制御することができ、切屑を残すことなく
確実に除去できる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、集塵ノズルや集塵ホースを旋盤本体とは独立
した架台に設けるともに、集塵ノズルを刃物台のバイト
に追従して移動させる送り機構を設けているので、刃物
台への振動の伝わりを防止するとともに切屑を効率良く
取り除けることができ、旋削加工の精度向上に寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による集塵ノズル移動装置が適用される
立旋盤の側面図。

【図２】同立旋盤の正面図。

【図３】本発明の一実施形態による集塵ノズル移動装置
を示す側面図。

【図４】同集塵ノズル移動装置の正面図。

【図５】集塵ノズルの位置を制御する制御装置を示すブ
ロック図。

【図６】本発明の他の実施形態による集塵ノズル移動装
置を示す側面図。

【符号の説明】

１０ ベッド １２ ロータリテーブル １４ コラム １６ サドル １８ 刃物台 ２６ 架台 ２７ 集塵ノズル送り機構 ２８ 集塵ノズル ３４ 第１移動台 ３６ 第２移動台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川 津 和 司 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 Ｆターム(参考） 3C011 BB03 3C045 BA02 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立旋盤の刃物台で旋削中の工具から発生す
   る切屑を吸引する集塵ノズルを前記刃物台に同期させて
   移動させるための装置であって、 前記刃物台の運動を制御する軸と平行に前記集塵ノズル
   の運動を制御する軸を有する集塵ノズル送り機構と、 立旋盤本体とは独立して設置され前記集塵ノズル送り機
   構および集塵ホースを支持する架台と、 前記集塵ノズルの位置を前記刃物台の旋削中の工具の運
   動に追従するように制御する位置制御手段と、を具備す
   ることを特徴とする集塵ノズル移動装置。
2. 【請求項２】前記集塵ノズル送り機構は、前記刃物台を
   水平に移動させるＸ軸と平行なＵ軸と、刃物台を上下に
   移動させるＺ軸と平行なＷ軸の各々の制御軸について集
   塵ノズルを移動可能であることを特徴とする請求項１に
   記載の集塵ノズル移動装置。
3. 【請求項３】前記集塵ノズル送り機構は、前記刃物台を
   割り出すＢ軸と平行なＥ軸について前記集塵ノズルを旋
   回可能であることを特徴とする請求項２に記載の集塵ノ
   ズル移動装置。