JP2005040902A - 複合加工旋盤の心押台駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複合加工旋盤の心押台を数値制御して１回の操作によって工作物を心押しする。
【解決手段】 複合加工旋盤の心押台３０は、ボールナット３２を介してボールネジ２００に螺合している。心押台駆動装置１００は、サーボモータ１１０を有し、カップリング部材１４０、ジョイント部材１５０を介して、ボールネジ２００に回転力を伝達する。ジョイント部材１５０内にはコイルスプリング２１０が装備され、ボールネジ２００を矢印Ｆ１方向に移動可能に支持する。心押台３０を使用する際には、サーボモータ１１０へ指令が与えられ、心押台３０を矢印Ａ方向に移動させる。センター軸３６が工作物２０のセンター穴２２に押圧されると、心押台３０の前進は停止する。サーボモータ１１０へは設定された電流が送られ、コイルスプリング２１０は圧縮してバネ力Ｐ１を発生させる。ブレーキ２２０を作動させて、サーボモータ１１０への給電はオフとなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複合加工旋盤における心押台の駆動装置に関する。
複合加工旋盤は、主軸に把持した工作物に対して各種の加工を施す機能を備える。
長尺の工作物の加工に際しては、主軸と反対側の工作物の端部を心押台で支持して加工を施す場合がある。
この心押台の駆動装置に関しては、例えば、以下の特許文献に開示されている。
特開平７−２４６０５号公報 特開平２−８３１４４号公報 特開平６−５５３１０号公報
上述した特許文献１のものは、心押軸の内部にバネ機構を装備するために全体の構造が複雑となり、重量も大きい。また心押軸の移動ストロークも制約され、長いストロークには対応できない。
特許文献２のものは、心押台全体をボールネジで移動し、ハウジング内部のピストンでボールネジごと移動させて心押用の推力を負荷させる２段動作となり、操作時間が長くなる。
特許文献３のものは、モータで常に心押用の推力を与える必要があり、消電電力量が多い機構である。
以上に述べた従来の問題点を解決する手段として、本発明の複合加工旋盤の心押台駆動装置は、複合加工旋盤のフレーム上に摺動自在に装備される心押台と、心押台のボールナットに螺合するボールネジと、複合加工旋盤のフレーム側に取付けられるサーボモータと、サーボモータの出力軸とボールネジの間に配設されてボールネジを回転かつ軸方向に移動可能に支持するジョイント部材と、ジョイント部材に装備されてボールネジをサーボモータ側に付勢するコイルスプリングと、ジョイント部材の回転を制止するディスクブレーキを備える。そして、ジョイント部材は、サーボモータの回転をボールネジに伝達するキーと、コイルスプリングを収容して軸方向に移動するケーシング部材を備えるものである。
本発明の心押台駆動装置は、１回の操作で工作物の心押しを行うことができ、操作時間が短くてすみ、また、駆動装置も簡素である。
心押台はコイルスプリングのバネ力で工作物を心押しするので、サーボモータへの給電をオフにして節電を図ることができる。
また、サーボモータへ与える電流値を設定して心押しの推力を自在に設定することができる。
図１は、本発明の心押台駆動装置を備えた複合加工旋盤の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示す複合加工旋盤は、主軸１０を備え、主軸１０のチャック１２で工作物２０を把持する。工作物２０には、必要に応じてセンター穴２２が設けられる。複合加工旋盤１は、図示しない刃物台を備え、工作物２０に対して必要な加工を施す。
心押台３０は、複合加工旋盤１のベッド上に摺動可能に載置されており、ボールナット３２によりボールネジ２００に螺合している。
全体を符号１００で示す心押台駆動装置は、サーボモータ１１０を有し、サーボモータ１１０の出力軸１３０は、カップリング１４０を矢印Ｒ１方向に回転駆動する。カップリング部材１４０は、ジョイント部材１５０を回転駆動する。
ジョイント部材１５０は、ボールネジ２００を回転駆動し、ボールネジ２００の回転量に応じて、心押台３０は矢印ＡＢ方向に摺動する。
心押台３０は、スリーブ３４を有し、スリーブ３４の先端に心押軸３６が取付けられる。
ジョイント部材１５０は、ボールネジ２００を軸方向に移動可能に支持しており、いわゆるフローティング構造としてある。そして、ジョイント部材１５０とボールネジ２００の間にはコイルバネ２１０が装備される。また、ジョイント部材１５０の回転を停止させるディスクブレーキ２２０も装備される。
図２は、本発明の作用を示す説明図である。
工作物２０を心押しする際には、加工プログラムに用意されている機能を用いてサーボモータ１１０に回転指令を与えて、ボールネジ２００を回転させて心押台３０を待機位置から矢印Ａ方向に移動させる。
心押台３０が移動して、先端の心押軸３６が工作物２０のセンター穴２２に圧接されると、心押台３０の矢印Ａ方向への移動は停止する。この状態で、サーボモータ１１０は回転を続ける。ジョイント部材１５０が回転を継続すると、ボールネジ２００は矢印Ｆ１方向に引き寄せられ、コイルバネ２１０が圧縮される。
コイルバネ２１０が所定の量だけ圧縮されると、サーボモータ１１０は回転は停止する。同時にディスクブレーキ２２０を作動させて、ジョイント部材１５０を固定する。
この作動により、心押台３０は、コイルバネ２１０が圧縮されることにより発生するバネ力Ｐ１で工作物２０を押圧する状態を維持する。
この状態では、サーボモータ１１０への給電はオフとなっているので、エネルギーの消費はない。
図３は、本発明の心押台駆動装置１００の詳細な構造を示す説明図である。
心押台駆動装置１００は、サーボモータ１１０を有し、サーボモータ１１０には、電装用のコード１１２や液圧用のホース１１４等が装着される。
サーボモータ１１０の前面には、ハウジング１２０が取付けられる。ハウジング１２０の内部に突出するサーボモータ１１０の出力軸１３０は、キー１３２を介してカップリング部材１４０を回転駆動する。カップリング部材１４０は、キー１４２を介してジョイント部材１５０を回転駆動し、ジョイント部材１５０は、キー１５４を介してボールネジ２００を矢印Ｒ２方向に駆動する。
ジョイント部材１５０は、キー１４２を介してカップリング部材１４０に対して軸方向へも摺動自在に連結されている。
ジョイント部材１５０の外側には、コイルスプリングのケーシング部材１６０が嵌装され、ケーシング１６０の内部にコイルスプリング２１０が装備される。ジョイント部材１５０の外周には、ロックナット１５２を介して押圧プレート１６２が取付けられ、押圧プレート１６２とコイルスプリングのケーシング部材１６０の間には、スラストベアリング１７０が挟み込まれる。
この構成により、ボールネジ２００とともにジョイント部材１５０は矢印Ｆ１方向へ移動することができる。
コイルスプリング２１０は、自由状態では、長さ寸法Ｌ１を有する。心押台が工作物に当接して停止しても、サーボモータ１１０は、所定の電流値になるまで回転駆動を継続する。この回転により、ボールネジ２００とジョイント部材１６０は矢印Ｆ１方向に移動し、コイルスプリング２００を圧縮する。
サーボモータ１１０が、所定の電流値に達すると、サーボモータ１１０への給電はオフされ、ディスクブレーキ２２０が機械的に作動する。これにより、ジョイント部材１５０の回動は、固定される。
この状態では、コイルスプリング２１０は、圧縮された長さ寸法Ｌ２を維持し、そのバネ力で心押台を工作物に対して押圧する。
そこで、サーボモータ１１０に対して与える電流の設定値を変更することにより、コイルスプリング２１０の圧縮量を変更して、任意の押圧力で心押台を工作物に押しつけることが可能となる。
本発明は、複合加工旋盤に利用して１回の操作で任意の押圧力で工作物の心押しを達成することができる。
本発明の心押台駆動装置の概要を示す説明図。 本発明の心押台駆動装置の作用を示す説明図。 本発明の心押台駆動装置の要部の構成を示す説明図。
符号の説明
１ 複合加工旋盤
１０ 主軸
１２ チャック
２０ 工作物
２２ センター穴
３０ 心押台
３２ ボールナット
３６ センター軸
１００ 心押台駆動装置
１１０ サーボモータ
１２０ ハウジング
１３０ 出力軸
１４０ カップリング部材
１５０ ジョイント部材
１５２ ロックナット
１６０ ケーシング部材
１７０ スラストベアリング
２００ ボールネジ
２１０ コイルスプリング
２２０ ディスクブレーキ

Claims (2)

  1. 複合加工旋盤のフレーム上に摺動自在に装備される心押台と、心押台のボールナットに螺合するボールネジと、複合加工旋盤のフレーム側に取付けられるサーボモータと、サーボモータの出力軸とボールネジの間に配設されてボールネジを回転かつ軸方向に移動可能に支持するジョイント部材と、ジョイント部材に装備されてボールネジをサーボモータ側に付勢するコイルスプリングと、ジョイント部材の回転を制止するディスクブレーキを備える複合加工旋盤の心押台駆動装置。
  2. ジョイント部材は、サーボモータの回転をボールネジに伝達するキーと、コイルスプリングを収容して軸方向に移動するケーシング部材を備える請求項１記載の複合加工旋盤の心押台駆動装置。
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