JP2006026835A

JP2006026835A - ５軸加工装置

Info

Publication number: JP2006026835A
Application number: JP2004211057A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takeshita; 登竹下
Original assignee: Heian Corp
Current assignee: Heian Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】門型５軸加工装置の首振りヘッドの所定回転角度のを正確に設定することができるようにする。
【解決手段】門型５軸加工装置のヘッドの下部２０に回動軸２１が装着され、回動軸２１にローラギア２２が固着され、このローラギア２２のカムフォロワ２３はクロボイダルカム２６に係合され、又、回動軸２１は下部ヘッド３２に固着され、下部ヘッド３２の二股部３２ａの下方に首振りヘッド３３が回動軸３４で回動自在に支持され、回動軸３４に対向する首振りヘッド３３の部分に固着された回動軸３５は二股部３２ｂに固着された軸受け３６、３７で回転自在に支持され、この軸受け３６、３７の間にカムフォロワ３８を周囲に装着したローラギア３９が装着され、ローラギア３９のカムフォロワ３８はクロボイダルカム４０と係合されバックラッシュを除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下部ヘッドの回動及び首振りヘッドの傾斜をバックラッシュ無く滑らかに移動することができる５軸加工装置に関するものである。

従来、この種の５軸加工装置としては、図４〜図８に示すように、ベース１の上に２本のレール２が装着され、このレール２に係合するベアリング３はテーブル４の下部に固着され、このテーブル４は上面に多数の微小孔を設けて被加工部材を吸着するように構成したり、又は他の手段により被加工部材を固定するように構成され、ベース１に固定された第１のサーボモータ５で前後に移動され、所望の位置に位置決めされるように構成されている。

又、テーブル４を跨ぐようにベース１に装着された支持部材１ａの前面にレール６が装着され、このレール６に係合されたベアリング７は横移動部材８に固着され、又、支持部材１ａに装着された第２のサーボモータ９により横移動部材８が支持部材１ａの前面を移動するように構成され、さらに、横移動部材８の前面に上部ヘッド１０が横移動部材８に装着された第３のサーボモータ１１で上下に移動されて所望の位置に位置決めされるように構成されている。

さらに、上部ヘッド１０に第４のサーボモータ１２が装着され、上部ヘッド１０の下部に回動自在に装着された下部ヘッド１３は第４のサーボモータ１２の回動を傘歯車に伝達することにより回動され、さらに図６及び図７に示すように、下部ヘッド１３は二股部１３ａ、１３ｂで構成され、この二股部１３ａに第５のサーボモータ１４が内蔵され、この第５のサーボモータ１４の回転軸１４ａに傘歯車１５が装着され、さらに、傘歯車１５は傘歯車１６に係合され、この傘歯車１６の回転軸１６ａはベアリング１７で回転自在に支持されて二股部１３ａの内側に突出するように構成され、この回転軸１６ａに首振りヘッド１８が固定されて首振りヘッド１８は二股部１３ａ、１３ｂの間で水平方向から垂直方向に回動されるように構成され、又、首振りヘッド１８に装着されたモータ１９で首振りヘッド１８の端部に装着された工具（図示せず）が回転されるように構成されている。

しかしながら、このように構成された従来の５軸加工装置では、第４のーボモータ１２の回動を傘歯車に伝達して下部ヘッドを回動し、又、第５のサーボモータ１４の回転を傘歯車１５と１６に伝達して首振りヘッド１８を回動するようにいるが、第４のサーボモータ１２の回動を伝達する傘歯車及び第５のサーボモータ１４の回動を伝達する傘歯車１５、１６のバックラッシュによって、首振りヘッド１８を所定の角度に設定した時に、首振りヘッド１８の角度が僅かにずれるため、サーボモータ１２、１４で伝達した所定の角度で加工ができないという問題があった。
特開平１１−３４２５０３号公報

解決しようとする問題点は、第４のサーボモータ及び第５のサーボモータの回転を傘歯車で伝達しているため、傘歯車はバックラッシュがあることにより、下部ヘッド及び首振りヘッドの回動角度が所定の角度から微妙にずれるという点である。

本発明は、被加工部材を装着するテーブルをベース上で第１のサーボモータにより前後に移動可能に装着し、又、ベースに装着した支持部材に横移動部材を第２のサーボモータで前記テーブルの移動方向に対して直交方向に移動可能に装着し、さらに、横移動部材に装着した第３のサーボモータで上下移動部材を上下に移動可能に装着し、又、上下移動部材に上部ヘッドを装着し、この上部ヘッドの下に第４のサーボモータで回動する下部ヘッドを装着し、第５のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、カムフォロワに固定された下部ヘッドを回動し、又、下部ヘッドに装着した第５のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、カムフォロワに固定された首振りヘッドを回動するものである。

本発明は、下部ヘッドの回動及び首振りヘッドの回動にクロボイダルカムとローラギアを使用することにより、ローラギアのカムフォロワがクロボイダルカムと滑らかに接触し、カムフォロワとクロボイダルカムとの間にバックラッシュが無いので、回動サーボモータで回動されるので、第４のサーボモータで回動される下部ヘッドの所定の回動角度及び第５のサーボモータで回動される首振りヘッドの所定の回動角度を正確に設定することができるという利点がある。

第４のサーボモータの回動及び第５のサーボモータの回動をそれぞれのクロボイダルカムに伝達すると、それぞれのローラギアのカムフォロワがクロボイダルカムの回転に従って密着して回転するので、クロボイダルカムとローラギアのカムフォロワの間に全くがたが生ずることがなく、第４のサーボモータの回転で正確に下部ヘッドを回動し、又、第５のサーボモータの回転で正確に首振りヘッドを回動することができた。

図１は本発明の５軸加工装置の上部ヘッドの下部と下部ヘッドの拡大側面図、図２は図１の上部ヘッドの下部と下部ヘッドの拡大断面図、図３は図１の上部ヘッドの下部の断面図で、上部ヘッドの下部２０に回動軸２１が装着され、この回動軸２１にローラギア２２が固着され、このローラギア２２のカムフォロワ２３は軸受け２４、２５で支持されたクロボイダルカム２６に係合され、このクロボイダルカム２６の回転軸に歯車２７が固着され、この歯車２７は第１の中間歯車２８に係合され、第１の中間歯車２８と同軸に第２の中間歯車２９が装着され、この第２の中間歯車２９は第５のモータ３０の回転軸に固着された歯車３１に係合されている。

又、回動軸２１は下部ヘッド３２に固着され、下部ヘッド３２の二股部３２ａの下方に首振りヘッド３３が回動軸３４で回動自在に支持され、回動軸３４に対向する首振りヘッド３３の部分に固着された回動軸３５は二股部３２ｂに固着された軸受け３６、３７で回転自在に支持され、この軸受け３６、３７の間にカムフォロワ３８を周囲に装着したローラギア３９が装着され、ローラギア３９のカムフォロワ３８はクロボイダルカム４０と係合され、クロボイダルカム４０の両端は軸受け４１、４２で支持され、クロボイダルカム４０の一端にギア４３が固着され、このギア４３は第１の中間ギア４４に係合され、第１の中間ギア４４と同軸に第２の中間ギア４５が固着され、第２の中間ギア４５は第４のサーボモータ４６の回転軸に固着されたギア４７と係合されている。

このように構成された本実施例の５軸加工装置では、第４のサーボモータ３０を回転すると、第４のサーボモータ３０の回転軸に固着されたギア３１と係合する第２の中間ギア２９を回転し、それによって、第２の中間ギア２９に係合された第１の中間ギア２８を回転し、さらに、第１の中間ギア２８に係合された歯車２７が回転することによりクロボイダルカム２６を回転し、それによって、クロボイダルカム２６の溝壁２６ａに係合されたローラギア２２のカムフォロワ２３はクロボイダルダルカム２６の溝壁２６ａに押されるように回転し、そのときに、カムフォロワ２３も回転するので、摩擦が発生せず、又、クロボイダルカム２６の溝壁２６ａとローラギア２２のカムフォロワ２３は密着しているので、がたが生ずることなく、スムーズにローラギア２２を回転し、第４のサーボモータ３０を停止すると、その位置でローラギア２２も停止するので、バックラッシュが無くローラギア２２が停止され、下部ヘッド３２はバックラッシュを生じること無く、回動した角度で停止させることができる。

又、下部ヘッド３２の第５のサーボモータ４６を回転すると、第５のサーボモータ４６の回転軸に固着されたギア４７と係合する第２の中間ギア４５が回転し、それによって、第１の中間ギア４４が回転し、第１の中間ギア４４とクロボイダルカム４０のギア４３が回転し、これによって、クロボイダルカム４０が回転することにより、このクロボイダルカム４０の溝に係合されたローラギア３９のカムフォロワ３８はクロボイダルカム４０の溝壁４０ａに合わせて回転するので、摩擦が発生せず、又、クロボイダルカム４０の溝壁４０ａとローラギア３９のカムフォロワ３８は密着しているので、がたが生ずることなく、スムーズにローラギア３９を回転し、第５のサーボモータ４６が停止すると、その位置でローラギア３９も停止するので、バックラッシュが無くローラギア３９が停止され、首振りヘッド３３はバックラッシュを生じること無く、回動した角度で停止させることができる。

なお、上記の説明では、第４のサーボモータによる回転は、クロボイダルカムとローラギアを回転することにより下部ヘッドを回動し、又、第５のサーボモータによる回転はクロボイダルカムとローラギアを回転することにより首振りヘッドの回動に使用した例を示したが、第４のサーボモータによる回転は傘歯車を使用し、第５のサーボモータの回転はクロボイダルカムとローラギアを回転するようにしても良いし、又、第４のサーボモータによる回転はクロボイダルカムとローラギアを回転し、第５のサーボモータの回転は傘歯車を回転するようにしても良いし、さらに、図では、首振りヘッド３３に工具を装着していないが、この工具としてはルータや丸鋸等をを装着して使用することができる。

本発明の実施例の５軸加工装置の上部ヘッドの下部と下部ヘッドの拡大正面図である。図１の５軸加工装置の上部ヘッドの下部と下部ヘッドの拡大側面図である。図１の上部ヘッドの下部の断面図である。従来の５軸加工装置の正面図である。図４の５軸加工装置の平面図である。図４の５軸加工装置の側面図である。図４の５軸加工装置の下部ヘッドの拡大正面図である。図４の５軸加工装置の下部ヘッドの一部拡大側面図である。

符号の説明

２０下部ヘッドの下部
２１回動軸
２２ローラギア
２３カムフォロワ
２４、２５軸受け
２６クロボイダルカム
２７歯車
２８第１の中間歯車
２９第２の中間歯車
３０第４のサーボモータ
３１歯車
３２下部ヘッド
３３首振りヘッド
３４、３５回動軸
３６、３７軸受け
３８カムフォロワ
３９ローラギア
４０クロボイダルカム
４１、４２軸受け
４３ギア
４４第１の中間ギア
４５第２の中間ギア
４６第５のサーボモータ
４７ギア

Claims

被加工部材を装着するテーブルをベース上で第１のサーボモータにより前後に移動可能に装着し、前記ベースに装着した支持部材に横移動部材を第２のサーボモータで前記テーブルの移動方向に対して直交方向に移動可能に装着し、前記横移動部材に装着した第３のサーボモータで上下移動部材を上下に移動可能に装着し、前記上下移動部材に上部ヘッドを装着し、該上部ヘッドの下に第４のサーボモータで回動する下部ヘッドを装着し、前記下部ヘッドに装着した第５のサーボモータで首振りヘッドを回動し、該首振りヘッドにモータを装着した５軸加工装置において、前記第４のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、該クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、該カムフォロワに固定された下部ヘッドを回動することを特徴とする５軸加工装置。
被加工部材を装着するテーブルをベース上で第１のサーボモータにより前後に移動可能に装着し、前記ベースに装着した支持部材に横移動部材を第２のサーボモータで前記テーブルの移動方向に対して直交方向に移動可能に装着し、前記横移動部材に装着した第３のサーボモータで上下移動部材を上下に移動可能に装着し、前記上下移動部材に上部ヘッドを装着し、該上部ヘッドの下に第４のサーボモータで回動する下部ヘッドを装着し、前記下部ヘッドに装着した第５のサーボモータで首振りヘッドを回動し、該首振りヘッドにモータを装着した５軸加工装置において、前記首振りヘッドを装着する二股部に装着した前記第５のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、該クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、該カムフォロワに固定された前記首振りヘッドを回動することを特徴とする５軸加工装置。
被加工部材を装着するテーブルをベース上で第１のサーボモータにより前後に移動可能に装着し、前記ベースに装着した支持部材に横移動部材を第２のサーボモータで前記テーブルの移動方向に対して直交方向に移動可能に装着し、前記横移動部材に装着した第３のサーボモータで上下移動部材を上下に移動可能に装着し、前記上下移動部材に上部ヘッドを装着し、該上部ヘッドの下に第４のサーボモータで回動する下部ヘッドを装着し、前記下部ヘッドに装着した第５のサーボモータで首振りヘッドを回動し、該首振りヘッドにモータを装着した５軸加工装置において、前記第４のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、該クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、該カムフォロワに固定された下部ヘッドを回動し、前記首振りヘッドを装着する二股部に装着した前記第５のサーボモータの回転をクロボイダルカムに伝達し、該クロボイダルカムに係合されたカムフォロワによってローラギアを回転することにより、該カムフォロワに固定された首振りヘッドを回動することを特徴とする５軸加工装置。