JP2005028539A - Rotary table device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械のテーブル上に搭載される回転テーブル装置に関するものである。 The present invention relates to a rotary table device mounted on a table of a machine tool such as a machining center.
従来より、マシニングセンタ等の工作機械では、工作機械のテーブル上に回転テーブル装置を載置固定し、この回転テーブル装置の備える回転テーブルにワークを取り付け、ワークを回転させつつ切削工具でワークの切削加工を行っていた。かかる回転テーブルは、その回転軸が垂直又は水平のものが多く用いられ、工作機械に予め設定されたプログラムに基づいて回転しワークの割り出しが行われるものとなっていた。
より複雑なワーク加工を行う際には、特許文献1に記載されたような、ワークを取り付ける回転テーブルの回転軸が斜めになる傾斜型回転テーブル装置が用いられていた。
Conventionally, in a machine tool such as a machining center, a rotary table device is placed and fixed on a table of the machine tool, a workpiece is attached to the rotary table provided in the rotary table device, and the workpiece is cut with a cutting tool while rotating the workpiece. Had gone. Such a rotary table is often used with a rotary axis that is vertical or horizontal, and rotates according to a program preset in the machine tool to index the workpiece.
When performing more complicated workpiece machining, an inclined rotary table device in which the rotation axis of the rotary table to which the workpiece is attached is inclined as described in Patent Document 1.
この傾斜型回転テーブル装置は、回転テーブルを備える一対の支持装置が、工作テーブル上に前記回転テーブルが対面するように配置され、この一対の回転テーブル間に偏心治具を介してワーク用回転テーブルが設けられているものである。
偏心治具は、水平方向を向く底部とその両縁から立設するブラケット部を有する正面視凹型であり、底部中央にワーク用回転テーブルが設けらている。
前記ブラケットの先端部が支持装置の回転テーブルに取り付けられるため、回転テーブルを回転させることで、ブラケット部も水平軸回りに一体回転し、偏心治具の底部は斜め上方に持ち上がるようになり、ワーク用回転テーブルの回転軸は所定の斜め角を有するものであった。
In this tilt type rotary table device, a pair of support devices including a rotary table are arranged on a work table so that the rotary table faces each other, and a work rotary table is interposed between the pair of rotary tables via an eccentric jig. Is provided.
The eccentric jig is a concave in a front view having a bottom portion facing in the horizontal direction and a bracket portion erected from both edges thereof, and a work rotary table is provided at the center of the bottom portion.
Since the tip of the bracket is attached to the rotary table of the support device, rotating the rotary table causes the bracket to rotate integrally around the horizontal axis, and the bottom of the eccentric jig is lifted obliquely upward. The rotary shaft of the rotary table for use had a predetermined oblique angle.
このように、偏心治具は、その重心が前記水平軸芯から大きく偏心しているため、水平軸芯回りに回転した際に、同軸回りに大きな回転モーメントが発生するアンバランス負荷であって、スムーズな割り出し回転を妨げる要因となっていた。
特許文献1に記載の技術では、前記回転モーメントを打ち消すために、支持装置の一方にバランスシリンダが備えられており、バランスシリンダのロッド先端が、当該支持装置の回転軸、すなわち回転テーブルに偏心して連結されるものとなっていた。また、バランスシリンダのシリンダ本体は支持装置の支持ケースに回動自在に枢支されていた。
In the technique described in Patent Document 1, in order to cancel the rotational moment, a balance cylinder is provided on one side of the support device, and the rod tip of the balance cylinder is eccentric to the rotation shaft of the support device, that is, the rotary table. It was to be linked. Further, the cylinder body of the balance cylinder is pivotally supported by the support case of the support device.
前述の特許文献1のシリンダ本体は、側面視で支持装置の外側にはみ出るように設けられており、この突出した領域に切削工具等が進入すると切削工具とシリンダ本体が接触するといった不都合が生じていた。
特許文献1では、このような干渉を少なくするために、シリンダ本体を側面視で斜めに取り付けるようにしているものの、当該干渉領域の大幅な軽減がなされるようなものとはなっていない。加えて、回転軸にロッドの動きが制限され、回転テーブルの360度の回転を行うことが不可能となっていた。
The cylinder body of Patent Document 1 described above is provided so as to protrude from the outside of the support device in a side view, and the cutting tool and the cylinder body come into contact with each other when the cutting tool or the like enters the protruding region. It was.
In Patent Document 1, in order to reduce such interference, the cylinder body is attached obliquely in a side view, but the interference area is not greatly reduced. In addition, the movement of the rod is limited to the rotation shaft, and it has been impossible to rotate the rotary table by 360 degrees.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、水平軸芯回りに偏心して取り付けられたアンバランス負荷を同軸回りに回転した際に生じる回転モーメントをうち消すためのバランスシリンダを、切削工具との干渉領域が無いように取り付けた回転テーブル装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a balance cylinder for canceling a rotational moment generated when an unbalanced load eccentrically mounted about a horizontal axis is rotated about a coaxial axis, and an interference with a cutting tool. It is an object of the present invention to provide a turntable device attached so that there is no area.
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段は、ベース上に取り付けられた支持フレームと、この支持フレームに水平軸芯回りに回転自在に支持されている回転軸と、この回転軸に設けられた回転テーブルとを有し、この回転テーブルに取り付けられたアンバランス負荷が前記水平軸芯回りに回転することで生じる回転モーメントを打ち消すべく、前記回転軸にバランスシリンダを備えている回転テーブル装置において、前記バランスシリンダはシリンダ本体とこのシリンダ本体に対して伸縮自在なロッドとを備え、前記シリンダ本体は、回転軸と一体回転するクランク部材で前記水平軸芯より偏心した位置に前記水平軸芯と平行な水平軸芯回りに回動自在に設けられ、前記ロッドの先端は、ベース側に前記水平軸芯と平行な水平軸回りに回動自在に枢支されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, technical means for solving the problems in the present invention include a support frame mounted on a base, a rotary shaft supported on the support frame so as to be rotatable about a horizontal axis, and a rotary shaft provided on the rotary shaft. A rotary table device provided with a balance cylinder on the rotary shaft so as to cancel a rotational moment generated when an unbalanced load attached to the rotary table rotates around the horizontal axis. The balance cylinder includes a cylinder body and a rod that can be expanded and contracted with respect to the cylinder body, and the cylinder body is a crank member that rotates integrally with the rotating shaft, and the horizontal axis core is located at a position eccentric from the horizontal axis core. The tip of the rod is provided on the base side in a horizontal direction parallel to the horizontal axis. Characterized in that it is rotatably pivoted around.
この技術的手段によれば、シリンダ本体が、回転軸と一体回転するクランク部材に回動自在に設けられると共に、ロッドがベース側に回動自在に枢支されることになり、アンバランス負荷の水平軸芯回りの回転により、バランスシリンダはロッド先端を支点とするクランク運動をするようになる。このクランク運動時に、バランスシリンダは、ロッド伸縮の抗力に起因する回転モーメント(逆回転モーメント)を発生させ、前記アンバランス負荷に起因する回転モーメントを打ち消すことが可能となる。
また、シリンダ本体が、回転テーブルと一体回転自在に設けられたクランク部材に取り付けられているため、回転テーブル装置から大きく外へ突出しておらず、切削工具等と接触するような干渉を防ぐことが可能となる。
According to this technical means, the cylinder main body is rotatably provided on the crank member that rotates integrally with the rotary shaft, and the rod is pivotally supported on the base side so that the unbalanced load is reduced. The rotation around the horizontal axis causes the balance cylinder to perform a crank motion with the tip of the rod as a fulcrum. During this crank motion, the balance cylinder generates a rotation moment (reverse rotation moment) due to the drag force of the rod expansion and contraction, and can cancel the rotation moment due to the unbalance load.
In addition, since the cylinder body is attached to a crank member provided so as to be rotatable integrally with the rotary table, the cylinder body does not protrude largely outward from the rotary table device, thereby preventing interference with contact with a cutting tool or the like. It becomes possible.
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、ベース上に取り付けられた支持フレームと、この支持フレームに水平軸芯回りに回転自在に支持されている回転軸と、この回転軸に設けられた回転テーブルとを備える一対の支持装置を有し、この一対の支持装置は回転テーブルが対面するように配置され、当該回転テーブル間に回転テーブルと一体回転するアンバランス負荷が設けられ、少なくとも一方の支持装置の回転軸には、前記アンバランス負荷が水平軸回りに回転することで生じる回転モーメントを打ち消すべく、バランスシリンダが設けられている回転テーブル装置において、前記バランスシリンダはシリンダ本体とこのシリンダ本体に対して伸縮自在なロッドとを備え、前記シリンダ本体は、回転軸と一体回転するクランク部材で前記水平軸芯より偏心した位置に、前記水平軸芯と平行な水平軸芯回りに回動自在に設けられ、前記ロッドの先端は、ベース側に前記水平軸芯と平行な水平軸回りに回動自在に枢支されていることを特徴とする。 Further, technical means for solving the problems in the present invention include a support frame attached on the base, a rotary shaft supported on the support frame so as to be rotatable around a horizontal axis, and provided on the rotary shaft. A pair of support devices provided with the rotary table, the pair of support devices are arranged so that the rotary tables face each other, and an unbalanced load that rotates integrally with the rotary table is provided between the rotary tables, and at least In a rotary table device in which a balance cylinder is provided on the rotary shaft of one support device in order to cancel the rotational moment generated when the unbalanced load rotates about the horizontal axis, the balance cylinder is connected to the cylinder body. A rod that is extendable and contractable with respect to the cylinder body, and the cylinder body is a clamp that rotates integrally with the rotating shaft. A member is provided at a position eccentric from the horizontal axis so as to be rotatable about a horizontal axis parallel to the horizontal axis, and the tip of the rod is on the base side around the horizontal axis parallel to the horizontal axis. It is characterized in that it is pivotally supported by the shaft.
この技術的手段によれば、シリンダ本体が、回転軸と一体回転するクランク部材に回動自在に設けられると共に、ロッドがベース側に回動自在に枢支されることになり、アンバランス負荷の水平軸芯回りの回転により、バランスシリンダはロッド先端を支点とするクランク運動をするようになる。このクランク運動時に、バランスシリンダは、ロッド伸縮の抗力に起因する回転モーメント(逆回転モーメント)を発生させ、前記アンバランス負荷に起因する回転モーメントを打ち消すことが可能となる。
また、シリンダ本体が、回転テーブルと一体回転自在に設けられたクランク部材に取り付けられているため、回転テーブル装置から大きく外へ突出しておらず、切削工具等と接触するような干渉を防ぐことが可能となる。
According to this technical means, the cylinder main body is rotatably provided on the crank member that rotates integrally with the rotary shaft, and the rod is pivotally supported on the base side so that the unbalanced load is reduced. The rotation around the horizontal axis causes the balance cylinder to perform a crank motion with the tip of the rod as a fulcrum. During this crank motion, the balance cylinder generates a rotation moment (reverse rotation moment) due to the drag force of the rod expansion and contraction, and can cancel the rotation moment due to the unbalance load.
In addition, since the cylinder body is attached to a crank member provided so as to be rotatable integrally with the rotary table, the cylinder body does not protrude largely outward from the rotary table device, thereby preventing interference with contact with a cutting tool or the like. It becomes possible.
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記ベースは工作機械のテーブルであって、ロッドの先端は当該テーブルに枢支されていることを特徴とする。
この技術的手段によれば、ロッド先端が工作機械のテーブルに枢支されることになるため、バランスシリンダのロッドが、側面視で回転テーブル装置から大きく外へ突出することが無くなり、切削工具等と接触するような干渉を防ぐことが可能となる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記回転テーブルの回転軸芯に対するシリンダ本体の偏心方向とアンバランス負荷の偏心方向とが同一であることを特徴とする。
The technical means for solving the problems in the present invention is characterized in that the base is a table of a machine tool, and the tip of the rod is pivotally supported by the table.
According to this technical means, the rod tip is pivotally supported by the table of the machine tool, so that the rod of the balance cylinder does not protrude greatly from the rotary table device in a side view, and a cutting tool, etc. It is possible to prevent interference that comes into contact with the device.
The technical means for solving the problems in the present invention is characterized in that the eccentric direction of the cylinder body with respect to the rotational axis of the rotary table is the same as the eccentric direction of the unbalanced load.
この技術的手段によれば、アンバランス負荷による回転モーメントが最大になる状態で、バランスシリンダによる逆回転モーメントも最大とすることができるようになる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記アンバランス負荷が回転して最上方に位置した際に、前記シリンダ本体の基端がアンバランス負荷の上方端より下方に位置することを特徴とする。
この技術的手段によれば、アンバランス負荷が水平軸芯回りに回転して最上方にきた場合であっても、シリンダ本体の基端がアンバランス負荷より上側に突出することが無くなり、切削工具等とシリンダ本体の基端との接触を防ぐことができるようになる。
According to this technical means, the reverse rotational moment by the balance cylinder can be maximized while the rotational moment due to the unbalanced load is maximized.
Further, the technical means for solving the problems in the present invention is that when the unbalance load rotates and is positioned at the uppermost position, the base end of the cylinder body is positioned below the upper end of the unbalance load. It is characterized by.
According to this technical means, even when the unbalance load rotates around the horizontal axis and comes to the top, the base end of the cylinder body does not protrude above the unbalance load, and the cutting tool Etc. can be prevented from contacting the base end of the cylinder body.
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記ロッドがシリンダ本体に退避する際の抗力を一定にするべく、バランスシリンダを制御する制御手段を備えることを特徴とする。
この技術的手段によれば、制御手段により、ロッドの抗力を一定にすることで、アンバランス負荷による回転モーメントを効率よく相殺することができるようになる。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記バランスシリンダの作動媒体は空気又は油であって、前記制御手段は当該作動媒体を制御可能なレギュレータであることを特徴とする。
The technical means for solving the problems in the present invention is characterized by comprising control means for controlling the balance cylinder so that the drag force when the rod retracts to the cylinder body is constant.
According to this technical means, it becomes possible to efficiently cancel the rotational moment due to the unbalanced load by making the drag force of the rod constant by the control means.
The technical means for solving the problems in the present invention is characterized in that the working medium of the balance cylinder is air or oil, and the control means is a regulator capable of controlling the working medium.
この技術的手段によれば、バランスシリンダとして、安価で構造が簡単な空気又は油圧シリンダを用いることができるようになり、その制御もレギュレータにより容易に行えるようになる。 According to this technical means, it is possible to use an inexpensive or simple air or hydraulic cylinder as a balance cylinder, and the control can be easily performed by a regulator.
本発明によれば、回転テーブル装置において、水平軸芯回りに偏心して取り付けられたアンバランス負荷による同軸芯回りの回転モーメントをうち消すためのバランスシリンダを、切削工具との干渉領域が無いように取り付けることが可能となる。 According to the present invention, in the rotary table device, the balance cylinder for canceling the rotational moment around the coaxial core due to the unbalanced load attached eccentrically around the horizontal axis is provided so that there is no interference area with the cutting tool. It can be attached.
以下、本発明にかかる回転テーブル装置の第1実施形態を、マシニングセンタに取り付けられた傾斜型回転テーブル装置を例示して説明する。
マシニングセンタとは、フライス削りや穴開け、中ぐり等の各種作業を自動的に行うNC(Numerical Control)工作機械であって、切削工具の自動交換機能やワークの2面以上の自動加工機能を備えたものである。
図1には、横型マシニングセンタ1の一部、すなわち、水平機械主軸2及び切削工具3、ワーク6を固定するテーブル4、このテーブル4上に載置固定されている傾斜型回転テーブル装置5が示されている。
Hereinafter, a first embodiment of a rotary table device according to the present invention will be described by exemplifying an inclined rotary table device attached to a machining center.
A machining center is an NC (Numerical Control) machine tool that automatically performs various operations such as milling, drilling, and boring, and is equipped with an automatic cutting tool replacement function and an automatic machining function for two or more surfaces of a workpiece. It is a thing.
FIG. 1 shows a part of a horizontal machining center 1, that is, a horizontal machine spindle 2 and a cutting tool 3, a table 4 for fixing a
以下、説明において、左右方向(水平方向)とは図1におけるx軸方向、前後方向とはy軸方向、上下方向とはz軸方向のことをいう。
傾斜型回転テーブル装置5は、ワーク6を取り付けるワーク用回転テーブル7を備えており、このワーク用回転テーブル7の回転軸19が傾斜可能となることで、複雑なワーク6の加工を可能とするものである。
傾斜型回転テーブル装置5は、水平軸芯X回りに回転する回転テーブルを備える一対の支持装置12,27を有しており、この支持装置12,27は各回転テーブルが対面するように、取付台10を介して工作機械1のテーブル(ベース)4上に配置されてる。
In the description below, the left-right direction (horizontal direction) refers to the x-axis direction in FIG. 1, the front-rear direction refers to the y-axis direction, and the up-down direction refers to the z-axis direction.
The tilt-type
The inclined
支持装置の一方は、サーボモータ等の駆動モータ11を有する回転テーブル装置12であって、この駆動モータ11で回転テーブル8を所定角度だけ回転することができるようになっている。
詳しくは、工作機械1のテーブル4上に取付台10が載置され、この取付台10を貫通するような固定具15と、テーブル4上に左右方向に形成されたレール溝16内に嵌り込んだスライダ17とが係合することで、当該テーブル4と取付台10とが一体となっている。さらに、この取付台10の上部に回転テーブル装置12の支持フレーム18下部が載置されてボルト等の固定具15で固定されるような構成となっている。
One of the support devices is a
Specifically, a mounting
この取付台10により、回転テーブル装置12はテーブル4より上方に配置され、回転テーブル8の回転軸19の軸芯Xとテーブル4との間に十分な空間を確保できるようになり、大型若しくは偏心してる治具やワークを取り付けることが可能なものとなっている。
回転テーブル装置12の支持フレーム18には、ベアリング等を介して回転軸19が水平軸芯Xを向くように回転自在に支持されると共に、この回転軸19の中途部にはウォームホイル20が設けられている。回転テーブル装置12に設けられた駆動モータ11の回転軸19には、ウォームねじ21が設けられ、このウォームねじ21と前記ウォームホイル20とが噛合している。
With this mounting
The
前記回転軸19において、もう一方の支持装置27に対面する側(基端)には、円盤状の回転テーブル8が同軸に設けられており、その取付面22にはワーク6や治具等を取付可能とするため、放射状に広がるガイド溝23が形成されている。
前記駆動モータ11の回転により、回転テーブル8は所定の角度だけ回転しワーク6等の割り出しが行えるようになっている。
支持装置の他方は、前記回転テーブル8と略同一形状のサポートテーブル26が回転フリーの状態で設けられているサポートテーブル装置27であり、駆動モータ11等を有していないものである。
A disc-shaped rotary table 8 is coaxially provided on the side (base end) of the
Due to the rotation of the
The other support device is a
詳しくは、工作機械1のテーブル4上に取付台10が載置され、この取付台10を貫通するような固定具15と、テーブル4上に形成されたレール溝16内に嵌り込んだスライダ17とが係合することで、当該テーブル4と取付台10とが一体となっている。さらに、この取付台10の上部にサポートテーブル装置27の支持フレーム18下部が載置されてボルト等の固定具15で固定されるような構成となっている。
サポートテーブル装置27の支持フレーム18には、ベアリング等を介して回転軸19が水平軸芯Xと同軸に回転自在に支持され、この回転軸19において回転テーブル装置12に対面する側(基端)には、同軸で円盤状のサポートテーブル26が設けられている。その取付面22にはワーク6や治具等を取付可能とするため、放射状に広がるガイド溝23が形成されている。
Specifically, a mounting
A rotating
前記回転軸19の先端側は、サポートテーブル装置27の左右方向外側に突出するようになっており、後述のバランスシリンダ29が連結されるようになっている。
これら回転テーブル8とサポートテーブル26との間には偏心治具31が保持されるように設けられ、一体回転するようになっている。
偏心治具31は、水平方向を向く底部32とこの底部32の両縁部から立設するブラケット部33を有することで正面視凹型であって、底部32の略中央且つブラケット部33が突出する側には、回転軸19が底部32に対して垂直であるワーク用回転テーブル7が設けらている。このワーク用回転テーブル7は、外部から供給された油圧や、備え付けられた駆動モータ11などの駆動力により、所定角度回転し、取り付けられているワーク6の割り出しを行えるものとなっている。
The distal end side of the
An
The
前記ブラケット部33の先端部は、回転テーブル8及びサポートテーブル26に固定具15で取り付けられている。ゆえに、回転テーブル装置12の駆動モータ11を駆動し、回転テーブル8を回転させることで、偏心治具31のブラケット部33も水平軸芯X回りに一体回転し、偏心治具31の底部32は斜め上方に持ち上がるようになり、ワーク用回転テーブル7の回転軸19は所定の斜め角を有するようになる。
しかしながら、前記偏心治具31を水平軸芯X回りに回転した際には、その偏心に起因する強力な回転モーメントMjが発生することになり、滑らかな回転が不可能になると共に、駆動モータ11は大きな馬力を有する必要性が生じる。
The distal end portion of the
However, when the
その対策として、本実施形態の場合は、その回転モーメントMjに抗する逆回転モーメントMを発生させるバランスシリンダ29を、サポートテーブル装置27の左右方向外側(反回転テーブル装置12側)に設けている。
図2,3に示す如く、バランスシリンダ29は、空気又は油を作動媒体とする流体シリンダであり、シリンダ本体34とこのシリンダ本体34から出退自在となっているロッド35とから構成されている。
ロッド35は、所定の抗力Fを加えることでシリンダ本体34内に退避し縮小するようになっており、本実施形態の場合は、当該抗力Fを一定にするために、シリンダ本体34内の作動媒体の圧力を調整する制御手段36(レギュレータ)を外部に備えている。
As a countermeasure, in the case of this embodiment, a
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
前記サポートテーブル装置27の支持フレーム18側面から外側方向に突出している回転軸19には、水平軸芯X方向外側を向くクランク部材37の基端が取り付けられており、その先端には、シリンダ本体34の中途部に取り巻くように設けられた取付部材38を介して、シリンダ本体中途部が、前記水平軸芯Xに平行な水平軸芯Y回りに回動自在に取り付けられている。
このクランク部材37は、その回動軸芯Xとシリンダ本体34の枢支軸芯Yの距離がeとなるようなものである。
A base end of a
The
一方、バランスシリンダ29のロッド35先端には二股形状となっている連結部材39が取り付けられており、この連結部材39の二股間に、工作機械1のテーブル4に取り付けられているロッド支持部材40の垂直部41が入り込み、枢支ピン43により回動自在に枢支されるものとなっている。
このロッド支持部材40は、前記垂直部41とその下方から一方に延設された水平部42とを有する正面視L型であって、水平部42がテーブル4に形成されたのレール溝16を介してテーブル4本体に固定されるものとなっている。なお、レール溝16を介して固定されるため、当該ロッド支持部材40は、レール溝16方向(左右方向)に位置変更可能となっている。
On the other hand, a connecting
The
上述のように、ロッド35の先端が工作機械1のテーブル4側に枢支され、シリンダ本体34の中途部がクランク部材37を介して偏心距離eでサポートテーブル装置27の回転軸19と連結しているため、図3の2点鎖線に示すように、偏心治具31が回転、すなわち当該回転軸19が回転することにより、バランスシリンダ29は、回転軸19から下方へ距離Lだけ離れたロッド35先端を中心としたクランク運動を行うようになる。
また、シリンダ本体34は、サポートテーブル装置27の回転軸19の左右方向外側に位置し、且つロッド35は取付台10の左右方向外側に位置するため、シリンダ本体34はサポートテーブル装置27から径外方向へ大きく突出しないものとなる。ゆえに、切削工具3等と接触する干渉領域が小さいものとなり、切削工具3等との接触を防ぐことが可能となる。
As described above, the tip of the
Further, the
次に当該バランスシリンダ29の作動について説明する。
図4に示すように、ワーク用回転テーブル7の回転軸19を傾斜させるために、偏心治具31を矢印A方向に水平軸芯X回りに回転させると、サポートテーブル装置27の回転軸19も回転し、連結されているクランク部材37もクランク運動するようになる。
すなわち、(a)のように垂直方向を向いているシリンダ本体34は、偏心治具31が矢印A方向に回転し持ち上がるにつれてクランク部材37に連動して上昇し、(b)のようにシリンダ本体34からロッド35が突出した状態で左斜め上を向くようになる。その後、(c)のように、シリンダ本体34が略垂直で且つ上方に位置するようになる。このとき、偏心治具31のもっとも上方縁よりシリンダ本体34の基端(反ロッド側)が上方へ出ないように、回転軸19に対してバランスシリンダ29が配置されるようになっている。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 4, when the
That is, the
さらに、偏心治具が矢印A方向に回転すると、(d)のようにシリンダ本体34は右斜め上を向き、ロッド35がシリンダ本体34内に格納されつつ、(a)の状態へと戻るようになる。
このような運動を行う過程において、バランスシリンダ29はロッド35をシリンダ本体34に押し入れようとする際の抗力Fで生じる回転モーメントMをもって、偏心治具31の回転軸19回りの回転モーメントMjを相殺するような働きを奏することになる。
これら回転モーメントMj,逆回転モーメントMについて、図5のように、偏心治具31が側面視で左斜めに位置した状態を例示して詳しく説明する。
Further, when the eccentric jig rotates in the direction of arrow A, the cylinder
In the process of performing such movement, the
The rotational moment Mj and the reverse rotational moment M will be described in detail by exemplifying a state where the
この図において、サポートテーブル26は角度θだけ回転し、偏心治具31は前側にθだけ持ち上がっている。この際、偏心治具31の自重による水平軸芯X回りの回転モーメントMjは、Mj=Fj・eとなる。なお、Fjは、偏心治具31がその自重で元の位置に戻ろうとする力である。
この際、バランスシリンダ29には、ロッド35の縮小に対する抗力Fが発生しており、この力Fにより生じる逆回転モーメントMは、M=F・cosα・eとなる。
ここで、αは、
α=180°−90°−θ−β,
β=tan-1((e・sinθ)/(L−e・cosθ))
で計算される。
In this figure, the support table 26 is rotated by an angle θ, and the
At this time, a drag force F against the reduction of the
Where α is
α = 180 ° −90 ° −θ−β,
β = tan −1 ((e · sin θ) / (L−e · cos θ))
Calculated by
この逆回転モーメントMで、回転モーメントMjを相殺し、偏心治具31によるアンバランス負荷を軽減するようにしている。なお、ロッド35の抗力Fが一定であると偏心治具31の回転をスムーズにすることができるため、バランスシリンダ29に設けられたシリンダの制御手段36であるレギュレータにより、シリンダ本体34内の空気の圧力を一定にするようにしている。
図6には、本実施形態にかかる偏心治具31を回転させた際に生じる回転モーメントMj(1点鎖線)と、バランスシリンダ29による逆回転モーメントM(実線)と、両者のモーメント偏差(2点鎖線)の一例を示す。
The reverse rotational moment M cancels the rotational moment Mj and reduces the unbalanced load caused by the
FIG. 6 shows the rotational moment Mj (one-dot chain line) generated when the
サポートテーブル26が回転するに従って、偏心治具31による回転モーメントMjは徐々に強くなり、回転角90度で最高になる。この回転モーメントMjは駆動モータ11やウォームねじ21等の駆動系45に対して大きな負荷となる。
一方、それを打ち消すように、バランスシリンダ29による逆回転モーメントMが実線のように発生しており、両者は打ち消しあうことで、当該駆動系45に作用する回転モーメントは2点鎖線のようになる。
従って、必要以上に大馬力の駆動モータ11等を必要とせず、コンパクトで安価な傾斜型回転テーブル装置5を実現することが可能となる。
As the support table 26 rotates, the rotational moment Mj due to the
On the other hand, the reverse rotation moment M by the
Therefore, it is possible to realize a compact and inexpensive tilt-type
なお、図6に例示したものでは、回転モーメントMjと逆回転モーメントMとの最大値の位置が一致していないが、両者が一致するように前記回転テーブル8の軸芯に対するクランク部材37の突出方向とアンバランス負荷31の偏心方向とが略同一方向にすることで、より確実に回転モーメントをうち消すことができるようになる。
以上、バランスシリンダ29の作動を回転モーメントMや逆回転モーメントMjに着目して説明を行ったが、抗力Fと偏心治具31に起因する力Fjとを考え、両者が常に釣り合うように作動すると考えても何ら問題はない。
In the example illustrated in FIG. 6, the positions of the maximum values of the rotational moment Mj and the reverse rotational moment M do not coincide with each other, but the protrusion of the
As described above, the operation of the
本発明にかかる把持装置の第2実施形態を以下説明する。
図7,図8に示すように、第2実施形態のサポートテーブル装置27は、当該装置27が取り付けられる取付部材38の下部に、側面視で支持フレーム18本体より幅広であって、正面視で左右方向外側に突出した鍔状の載置部46を有しており、この載置部46がテーブル4上に載置され、固定治具でレール溝16に固定されることで、サポートテーブル装置27が工作機械1のテーブル4に取り付けられるものとなっている。
さらに、ロッド35先端の連結部材39が、前記載置部46の前後方向略中央の凹部47に設けられたロッド支持部材40に嵌り込み、枢支ピン43によりサポートテーブル26の回転軸芯Xに平行な水平軸芯Z回りに回動自在に枢支されるものとなっている。
A second embodiment of the gripping device according to the present invention will be described below.
As shown in FIGS. 7 and 8, the
Further, the connecting
これにより、第1実施形態のように、サポートテーブル装置27をテーブル4上に配置した後に、位置あわせをしながらバランスシリンダ29のロッド35をテーブル4側に固定するといった繁雑な作業を略することができるようになる。
他の構成は、第1実施形態と略同一であり、奏する作用効果も略同一である。
本発明にかかる把持装置の第3実施形態を以下説明する。
図9に示すように、第3実施形態では、水平軸芯X回りに回転する回転テーブル8を有する回転テーブル装置12が、テーブル4上に配置され、この回転テーブル8に水平軸芯X回りに偏心したワーク6(加工対象物)が片持ち状に取り付けられているものである。さらに、当該回転テーブル装置12でワーク6とは反対側にバランスシリンダ29が第2実施形態と略同一に設けられている。
Thus, as in the first embodiment, after the
Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment, and the operational effects are also substantially the same.
A third embodiment of the gripping device according to the present invention will be described below.
As shown in FIG. 9, in the third embodiment, a
これにより、ワーク6を水平軸芯X回りに回転させる際に発生する回転モーメントMjを、バランスシリンダ29による逆回転モーメントMで抗することができ、全体として偏心ワーク6によるアンバランスの影響を受けにくい回転テーブル装置12となっている。
他の構成は、第2実施形態と略同一であり、奏する作用効果も略同一である。
なお、本発明にかかる把持装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、工作機械としては横型マシニングセンタを例示しているが、立型マシニングセンタやNCフライス盤等であっても何ら問題はない。
As a result, the rotational moment Mj generated when the
Other configurations are substantially the same as those of the second embodiment, and the operational effects are also substantially the same.
The gripping device according to the present invention is not limited to the above embodiment.
That is, a horizontal machining center is illustrated as a machine tool, but there is no problem even if it is a vertical machining center or an NC milling machine.
また、第1又は第2実施形態で示した傾斜型回転テーブル装置5では、バランスシリンダ29をサポートテーブル装置27側に取り付けているが、回転テーブル装置12に設けてもよく、両方に設けても何ら問題はない。
Further, in the tilt type
本発明は、工作機械等に取り付けられワーク割りだしを行う割り出し台等に適用できる。 The present invention can be applied to an indexing table that is attached to a machine tool or the like and performs work indexing.
1 工作機械
4 ベース
8 回転テーブル
12 回転テーブル装置
18 支持フレーム
19 回転軸
26 サポートテーブル
27 サポートテーブル装置
29 バランスシリンダ
31 偏心治具(アンバランス負荷)
34 シリンダ本体
35 ロッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
34
Claims (7)
前記バランスシリンダ(29)はシリンダ本体(34)とこのシリンダ本体(34)に対して伸縮自在なロッド(35)とを備え、前記シリンダ本体(34)は、回転軸(19)と一体回転するクランク部材(37)で前記水平軸芯(X)より偏心した位置に前記水平軸芯(X)と平行な水平軸芯(Y)回りに回動自在に設けられ、前記ロッド(35)の先端は、ベース(4)側に前記水平軸芯(X)と平行な水平軸芯(Z)回りに回動自在に枢支されていることを特徴とする回転テーブル装置。 A support frame (18) mounted on the base (4), a rotation shaft (19) supported rotatably around the horizontal axis (X) on the support frame (18), and the rotation shaft (19 ) And a rotating table (8) provided on the rotating table (8), and an unbalanced load (31) attached to the rotating table (8) cancels the rotational moment generated by rotating around the horizontal axis (X). Therefore, in the rotary table device provided with the balance cylinder (29) on the rotary shaft (19),
The balance cylinder (29) includes a cylinder body (34) and a rod (35) that can be expanded and contracted with respect to the cylinder body (34), and the cylinder body (34) rotates integrally with the rotating shaft (19). A crank member (37) is provided at a position eccentric from the horizontal axis (X) so as to be rotatable around a horizontal axis (Y) parallel to the horizontal axis (X), and the tip of the rod (35). Is supported on the base (4) side so as to be rotatable about a horizontal axis (Z) parallel to the horizontal axis (X).
前記バランスシリンダ(29)はシリンダ本体(34)とこのシリンダ本体(34)に対して伸縮自在なロッド(35)とを備え、前記シリンダ本体(34)は、回転軸(19)と一体回転するクランク部材(37)で前記水平軸芯(X)より偏心した位置に、前記水平軸芯(X)と平行な水平軸芯(Y)回りに回動自在に設けられ、前記ロッド(35)の先端は、ベース(4)側に前記水平軸芯(X)と平行な水平軸(Z)回りに回動自在に枢支されていることを特徴とする回転テーブル装置。 A support frame (18) mounted on the base (4), a rotation shaft (19) supported rotatably around the horizontal axis (X) on the support frame (18), and the rotation shaft (19 And a pair of support devices (12) and (27) provided with the rotary table (8) provided on the rotary table (8). The pair of support devices (12) and (27) face the rotary tables (8) and (26). An unbalanced load (31) that rotates integrally with the rotary table (8) is provided between the rotary tables (8) and (26), and is provided on the rotary shaft (19) of at least one support device (27). Is a rotary table device provided with a balance cylinder (29) in order to cancel a rotational moment generated when the unbalanced load (31) rotates around a horizontal axis (X).
The balance cylinder (29) includes a cylinder body (34) and a rod (35) that can be expanded and contracted with respect to the cylinder body (34), and the cylinder body (34) rotates integrally with the rotating shaft (19). A crank member (37) is provided at a position eccentric from the horizontal axis (X) so as to be rotatable about a horizontal axis (Y) parallel to the horizontal axis (X). The tip is pivotally supported on the base (4) side so as to be rotatable about a horizontal axis (Z) parallel to the horizontal axis (X).
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