JP2006102885A - ワークサポート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工開始に先だってワークをサポートするサポート状態への設定を容易に且つ短時間に行うことの出来るワークサポート装置を提供する。
【解決手段】支持軸７周りに回動可能なリンク８の第１係合部９に軸方向移動を案内された当接ロッド１５を取付ける。第２係合部１１に対応して予圧シリンダ１９を配置し、そのピストン２０と一体移動するロッド２３を第２係合部に当接する。第３係合部１３に対応して固定サポート装置４２を配置する。固定サポート装置はその固定当接ロッド４５が内部に配置された作動ピストン５９により軸方向移動し、リンクの第３係合部に当接すると共に、固定ピストン５３の動作により、コレット５１により移動した位置に固定される。圧縮空気が給排ライン２５に導入され、予圧シリンダのピストンを移動させ、リンク、当接ロッドを介してワークに予圧を与えると共にシーケンスライン２８を開き、圧縮空気を固定サポート装置に導入し、動作させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は加工時にワークをサポートするワークサポート装置に関する。さらに詳細に言えば、加工時におけるワークの所謂ビビリ振動を抑制するために使用するワークサポートに関する。

各種ワークに切削、研削などに代表される機械加工を施す際、工具からワークに作用する力によりワークに所謂ビビリが生じることがある。ビビリが生じるとワークの加工寸法精度、加工面の面粗さなどが悪化し、さらには加工が困難な場合も生じる。

特開２００４−６６３６２にはこのようなビビリを抑制するための装置が開示されている。この装置はワークの加工を受ける部分に予圧を作用させておくことによりビビリを抑制しようとするもので、固定サポートユニットと追従サポートユニットと当接ユニットとで構成している。ワークをサポートするに当たっては、先ず追従サポートユニットを構成する油圧シリンダ装置のロッドを所定の長さだけ突出させ、それにより揺動レバーをその支承軸周りに回動させて揺動レバーの先端側に設けられているサポートピンをワークの被加工部分の近傍に当接させ、所定の予圧を加える。その状態を維持したまま、固定サポートユニットのシャフトを伸ばし、揺動レバーに追従サポートユニットの油圧シリンダのロッドと同じ側で当接させ、その位置でこのシャフトを固定する。これによりワークの加工中は、ワークの被加工部分が一方向へ振れようとするのは固定サポートで防止する一方、反対側への振れに対しては、その変位に追従してサポートピンが常にワークとの接触を維持しながら移動するように、追従サポートユニットを制御するようになっている。

しかしこの装置では、最初にワークに所定の予圧を作用させるように追従サポートユニットの油圧シリンダのロッドの突出量を設定し、次いで固定サポートユニットのシャフトを突出させて位置決めし、固定する段取りとなっており、サポートユニットの設定に手間が掛かる。

特開２００４−６６３６２公報

本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、ワークの加工開始に先だってワークをサポートするサポート状態への設定を容易に且つ短時間に行うことの出来るワークサポート装置を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、進退可能で、ワークの被加工部位の近傍へ当接可能な当接ロッドを備えた当接手段と、作動状態において当接手段に作用して当接ロッドをワークへ当接させて予圧を付加し、且つ該予圧付加状態を維持しつつワークを追従サポートさせる予圧付加手段と、当接手段に作用し、固定状態において当接ロッドが所定の位置以上に後退するのを阻止し、非固定状態で当接ロッドの後退を許容する固定サポート手段とを備えたワークサポート装置において、予圧付加手段の動作に応じて固定サポート手段の動作をシーケンス動作させるシーケンス手段を設けたものである。

本発明は上記の構成を採用したので、予圧付加手段を動作させることにより、その動作にシーケンスして固定サポート手段が動作するので、予圧付加手段と固定サポート手段とを別個にサポート状態に設定する必要が無く、サポート状態への設定がきわめて容易に且つ短時間に行うことが出来、作業効率が大幅に改善される。

以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本願発明の具体的実施の形態に係るワークサポート装置１の概略構成を示す平面図である。図は、本発明の理解をし易くするために、本発明の要旨を説明するに足りる部材のみを示し、簡略化して示してある。なお、本発明の範囲は以下の実施の形態に限定されるものではない。

図は一部分のみを模式的に示したワークWの上端面の符号Sで示された位置付近を例えば研削する場合を示しており、工作機械に取付けた工具（図示せず）がワークWの上側（図面の紙面手前側）に位置している。ワークWはこれも図示しない適宜なクランプで工作機械のテーブル上に固定されている。また図示の場合、ワークサポート装置１は、ワークWの被加工部位S近傍、すなわち符号Lで示される側壁部分をサポートするように、これも図示しないクランプにより工作機械のテーブル上適宜な位置に固定されている。

符号5は、ワークWをサポートする際にワークWに直接的に作用する当接手段であり、装置1のフレーム３によりその両端を固定支持された支持軸７に回動可能に取付けられたリンク８を備えている。リンク８の概略の形状は、支持軸７の両側に延び、支持軸７の左側で下方へ延びており、装置1を構成する他の部材と係合する第1、第2、第3の係合部９、１１、１３を備えている。

第1係合部９には、外周部から図1において略左右方向に伸びる短い溝１０が形成されている。そしてこの溝１０には、フレーム３に形成されたガイド穴３ａにより、図において上下方向への移動をガイドされた当接ロッド１５の一端側、即ちフレーム３の内部側に位置する端部１５ａに取付けられた係合ピン１７が嵌っている。従って、リンク８が回動するとその回動方向に応じて当接ロッド１５が上下動することとなる。そしてリンク８が図で時計方向へ所定の角度回動すると、当接ロッド１５の他端部、即ちフレーム３の外側に突出した当接端部１５ｂが、ワークWの前述した被加工部位Ｓの近傍において側面Ｌに当接し、予圧を付加する。

リンク８の第2係合部１１に対応して予圧付加手段１８が設けられている。予圧付加手段１８は、後述するサポート設定状態においてリンク８、当接ロッド１５を介してワークWに予圧を作用させ、さらに、加工中にはワークWの被加工部位Sの微小振動に当接ロッド１５を圧接状態で追従移動させて追従サポートをさせる手段であり、適宜手段によりフレーム3に取付けて配置された予圧シリンダ１９を備えている。予圧シリンダ１９のケーシング２０から突出したシリンダロッド２３の突出端部２３ａが図示の様にリンク８の第2係合部１１の、図において上側縁部に当接している。予圧シリンダ１９については、図4を用いてさらに詳述する。

図4は、予圧シリンダ１９を簡略化して示した側断面図であり図４（イ）は図１の状態に対応している。ケーシング２０内にはピストン２１が配置され、図において上下に移動可能となっている。そのピストン２１には前述のシリンダロッド２３が一体的に形成されて、その突出端部２３ａがケーシング２０の下方の穴から突出している。ケーシング２０には、図４（イ）の状態でピストン２１の上側で開口した給排ポート２５が形成されている。この給排ポート２５は図示しない圧縮空気源に給排ライン２６により連通しており（図１参照）、圧縮空気源に関連して設けられた制御装置により、給排ポート２５への圧縮空気の給排が制御されるようになっている。

ケーシング２０には、給排ポート２５より下側の位置にシーケンスポート２７が形成されている。このポート２７は、図４（イ）の状態ではピストン２１により閉じられているが、圧縮空気源から圧縮空気が供給され、ピストン２１が図４（ロ）の位置まで下がると開き、給排ポートに連通することとなる。そしてこのシーケンスポート２７はシーケンスライン２８を介して後述する固定サポート手段４１に通じている。なお、図１に示されるように、給排ライン２６とシーケンスライン２８とを途中で相互に繋ぐ連結ライン２９が設けられており、その途中にチェックバルブ３０が配置され、給排ライン２６側からシーケンスライン２８側への空気の流れは阻止するが、反対向きの流れは許容するようになっている。

図１において符号４２は、固定サポート手段４１を構成する固定サポート装置である。この固定サポート装置４２は前述の当接手段５のリンク８の第３係合部１３に対応して設けられ、後述するサポート設定状態でそのケーシング４３から突出した固定当接ロッド４５の先端部４５ａが第３係合部１３の右側縁部に当接し、その位置で固定されるようになっている。即ち、ワークの加工中にリンク８がそのサポート設定状態での位置より図１において半時計方向へ回動するのを阻止するようになっている。固定サポート装置４２について図５を用いて詳細に説明する。

図５の（イ）において、固定サポート装置４２のケーシング４３内の左側には、空所４７が形成されており、右側にはその空所４７に連通する横孔４８が形成されている。そしてその空所４７を左右に横切って前述の固定当接ロッド４５が伸び、空所４７の左側即ちケーシングの左側壁に形成された孔４３ａと、前述の横孔４８の左側の部分４８ａにより左右方向移動自在に支持されている。そしてその左側先端部４５ａが前述の通りケーシング４３から突出している。

符号５１は空所４７内で固定当接ロッド４５を囲んで配置されたコレットであり、その内径は固定当接ロッド４５の外径より僅かに大きく、外径は図において右側に向かって漸次大きくなっている。符号５３は固定ピストンであり、フランジ部５３ａとその右側の円筒部５３ｂとを備え、その円筒部５３ｂはコレット５１を取囲む状態で配置され、その内周はコレット５１の外周と並行になるように傾斜している。コレット５１の外周と固定ピストン５３の円筒部５３ｂの内周との間にはボール５５が配置されている。図５の（イ）の状態でコレット５１の右端部は空所４７の右側壁に略当たっており、それ以上右側へは移動できない状態であり、従って固定ピストン５３が右に移動するとボール５５を介してコレット５１を縮径させ、固定当接ロッド４５をその位置に固定するようになっている。符号５７は固定ピストン５３を図中左へ向けて付勢する戻しバネである。

前述の横孔４８の右側の部分は作動ピストン収納部４８ｃとなっており、ここに作動ピストン５９が左右方向移動自在に収納され、そのピストン部５９ａの左側に２段に形成された軸部５９ｂが横孔４８の中間部４８ｃの中へ伸びている。符号６１は作動ピストン５９を図中右側へ付勢する戻しバネであり、符号６３は作動ピストン５９と固定当接ロッド４５との間に配設された中間バネで、作動ピストン５９と固定当接ロッド４５との間での運動の伝達を行うようになっている。

横孔４８の作動ピストン収納部４８ｃの右側の壁にはケーシング４３の外部に通じる給排ポート６５が形成され、このポート６５は前述のシーケンスライン２８に繋がっている。そして図５の（イ）の状態で作動ピストン５９のピストン部５９ａにより閉じられた一次側ポート６７が作動ピストン収納部４８ｃに開口して形成され、ケーシング４３に形成された給排通路６９を介して、固定ピストン５３の左側で空所４７に開口した２次側ポート７１に連通している。従って、給排ポート６５から圧縮空気が導入されると作動ピストン５９が図中左へ移動し、それに連れて固定当接ロッド４５も同じ方向へ移動する。そして作動ピストン５９が図の（ロ）の位置まで移動すると圧縮空気が一次側ポート６７、給排通路６９、２次側ポート７１を介して空所４７へ導入され、固定ピストン５９を図中右へ移動させ、コレット５１を縮径して固定当接ロッド４５をその位置に固定する。

再度図１に戻って説明する。符号７３は予圧調整手段であり、ネジ結合によりケーシング３の左側側壁を貫いて固定配置されたバネ受けハウジング７５を備えている。そしてその右側が開いたバネ受け部７５ａには圧縮バネである調整バネ７７の一端が受入れられている。調整バネ７７の他端には、径大の頭部を備えた当接ピン７９が取付けられ、その当接ピン７９が、前述のリンク８の第３係合部１３に固定サポート装置４２の当接ロッド４５が当接する側の反対側に形成された当接凹所１３ａ内に受止められている。バネ受けハウジング７５には、ナット８３によりバネ受けハウジング７５に固定される調整ボルト８１が図示の通り取付けられ、調整バネ７７の強さを調整出来るようになっている。符号８５は座金である。

上記の如く構成されたワークサポート装置１は以下の如く動作する。図１は待機状態であり、圧縮空気源からの圧縮空気の供給はされていない。このとき、予圧付加手段１８の予圧シリンダ１９は図４の（イ）の状態、固定サポート手段４１の固定サポート装置４２は図５の（イ）の状態になっている。この状態で圧縮空気が供給されると予圧シリンダ１９のピストン２１が図４（イ）において下方へ移動し、ロッド２３がさらに突出することによりリンク８を図１において時計方向へ回動する。これにより当接ロッド１５がワークＷの側面Ｌに当接する。これが図２の状態である。固定サポート装置は未だ作動していない。

さらに当接ロッド１５が移動し、予圧シリンダ１９から作用する力と、ワークＷの弾性による抵抗及び調整手段７３の調整バネ７７との力が釣合うとその位置で予圧シリンダ１９のピストン２１は停止する。これによりワークＷには予圧が付加された状態となっている。そしてその状態ではピストン２１の移動によりシーケンスポート２７が開き、圧縮空気が固定サポート装置４２へも導入され、先ず作動ピストン５９が移動し、固定当接ロッド４５を図２において左側へ移動させ、リンク８の第３係合部１３に当接させる。そして作動ピストン５９が移動することにより一次側ポート７１が開き、圧縮空気が２次側ポート７１へも流れ、固定ピストン５３を移動させて固定当接ロッド４５をその位置で固定する。これが図３に示す状態である。固定サポート装置４２は図５の（ロ）に示す状態となっている。これによりワークサポート装置１はサポート状態に設定されたこととなる。

これで加工の準備は整い、この状態にサポート装置１を維持しながらワークＷの加工を行う。ワークＷの上面Sを加工すると、工具から作用する力によりワークWの被加工部近傍には図３において上下に微振動を起こす可能性があるが、予圧付加手段１８の作用により当接ロッド１５が圧接状態でワークWに追従して移動するので、変位の小さい高次の振動成分であるビビリ振動は抑制されることとなる。また、ワークＷには予圧が付加されているので、それ自体でも振動の発生を抑制する効果を有する。なお、ワークＷが図示の位置より上側へ変位すると予圧付加手段１８の作用によりリンク８は時計方向へ回動し、リンク８から固定当接ロッド４５が離れるが、図示の位置よりワークＷが下方へ変位しようとするのは、固定サポート手段４１により阻止される。従ってワークWに作用する予圧が低下することは無く、常に一定値以上の圧力が付加された状態で加工され、振動自体が発生し難くなっているとともに、当接ロッドが常に圧接状態でサポートしているので、高次振動が大幅に抑制される。

ワークWの加工が終了するとサポート装置１のサポート状態を解除する。その為には圧縮空気源に関連して設けられた制御装置により圧縮空気源からの圧縮空気の供給を停止し、逆に給排ライン２６に吸引を作用させる。これにより予圧シリンダ１９から空気が吸引され、一方固定サポート装置４２からはシーケンスライン２８からチェックバルブ３０を介して給排ライン２６へ流れて吸引排気される。これにより図１に示す状態へ復帰する。

本発明の具体的実施の形態に係るサポート装置の概略構成を示す平面図である。 予圧付加手段が動作した状態の図である。 固定サポート手段も動作し、サポートのセッティングが完了した状態を示す図である。 予圧シリンダの構成を示図である。 固定サポート装置の構成を示す図である。

符号の説明

１：ワークサポート装置 ５：当接手段 ８：リンク ９：第１係合部 １１：第２係合部 １３：第３係合部 １５：当接ロッド １９：予圧シリンダ ２１：ピストン ２３：ロッド ２６：給排ライン ２７：シーケンスライン ２９：連結ライン ３０：チェックバルブ ４２：固定サポート装置 ４５：固定当接ロッド ５３：固定ピストン ５９：作動ピストン

Claims (3)

1. 進退可能で、ワークの被加工部位の近傍へ当接可能な当接ロッドを備えた当接手段と、作動状態において前記当接手段に作用して、前記当接ロッドを前記ワークに当接させて予圧を付加し、且つ該予圧付加状態を維持しつつワークを追従サポートさせる予圧付加手段と、前記当接手段に作用し、固定状態において前記当接ロッドが所定の位置以上に後退するのを阻止し、非固定状態で前記当接ロッドの前記後退を許容する固定サポート手段とを備えたワークサポート装置において、前記予圧付加手段の動作に応じて前記固定サポート手段の動作をシーケンス動作させるシーケンス手段を備えたことを特徴とする、ワークサポート装置。
2. 請求項１記載のワークサポート装置において、前記当接手段は回動自在なリンク部材を備え、前記予圧付加手段と前記固定サポート手段とはそれぞれ、進退可能で前記リンク部材に当接可能な当接部材を備え、前記予圧付加手段と前記ロック手段とは、それぞれの当接部材の進退方向が同一方向にならないように配置されていることを特徴とする、ワークサポート装置。
3. 請求項１又は２記載のワークサポート装置において、前記予圧付加手段の前記押圧力を調整する予圧調整手段を備えていることを特徴とする、ワークサポート装置。

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