JP2006239854A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一対のコラム間にクロスレールを架設支持するとともに、そのクロスレールにサドルを支持して、このサドル上に工具を支持した門型工作機械等の工作機械に関するものである。 The present invention relates to a machine tool such as a portal machine tool in which a cross rail is installed and supported between a pair of columns, a saddle is supported on the cross rail, and a tool is supported on the saddle.
一般に、この種の工作機械においては、一対のコラム間にクロスレールが昇降可能に架設支持され、そのクロスレールにはサドルが横移動可能に支持されている。サドルには砥石等の工具が搭載され、この工具によりクロスレールの下方に配設されたテーブル上のワークに対して、研削等の加工が施されるようになっている。 In general, in this type of machine tool, a cross rail is installed and supported between a pair of columns so as to be movable up and down, and a saddle is supported on the cross rail so as to be laterally movable. A tool such as a grindstone is mounted on the saddle, and processing such as grinding is performed on a workpiece on a table disposed below the cross rail by this tool.
ところが、このような構成の工作機械においては、クロスレール上でサドルが横移動されるのに伴って、両コラムに設けられた一対の昇降用ボールネジに掛かる荷重が変動する。これにより、両昇降用ボールネジにおけるネジ部の延び量やスラスト軸受等の変位量が変化して、一対の昇降用ボールネジ間で変位にずれが発生する。その結果、クロスレールが傾斜して、サドルに搭載された工具の軸線に傾きが生じ、加工精度の低下を招くおそれがあった。 However, in the machine tool having such a configuration, as the saddle is laterally moved on the cross rail, the load applied to the pair of lifting ball screws provided on both columns varies. As a result, the amount of extension of the threaded portion of both the lifting ball screws and the displacement amount of the thrust bearing and the like change, and a displacement occurs between the pair of lifting ball screws. As a result, the cross rail is inclined, and the axis of the tool mounted on the saddle is inclined, which may cause a reduction in machining accuracy.
このような問題に対処するため、例えば特許文献1に開示されるような構成の工作機械が従来から提案されている。この従来構成においては、両昇降用ボールネジの反負荷側の軸端面の位置を変位センサにより検出し、サドルがクロスレールの中央位置にあるときの検出値を基準値として、サドルが両側方に移動したときの検出値と比較する。そして、サドルの移動時における両昇降用ボールネジの変位量を補正すべき量とし、両昇降用ボールネジを是正回転させ、サドルの横移動に伴うクロスレールの傾斜を防止するようになっている。
ところで、この従来の工作機械においては、クロスレール上でのサドルの横移動に伴って、一対の昇降用ボールネジに掛かる荷重が変動することにより、クロスレールが傾斜するのを抑制することはできる。 By the way, in this conventional machine tool, it is possible to suppress the inclination of the cross rail by varying the load applied to the pair of lifting ball screws with the lateral movement of the saddle on the cross rail.
しかしながら、この種の工作機械では、図25に示すように、工具31を搭載したサドル32の重量により、クロスレール33に下方への撓みが発生する。これにより、図25に鎖線で示すように、サドル32がクロスレール33の中央位置から両側方に移動されるに従って、サドル32自体も次第に傾斜して工具31の軸線に傾きが生じ、加工精度の低下を招くという問題があった。
However, in this type of machine tool, as shown in FIG. 25, the
例えば、工具31が砥石である場合には、図26(a)に示すように、本来ならワークWの表面を均一に研削したいにもかかわらず、工具31の軸線の傾きにより、図26(b)に示すように、ワークWの表面に多数の帯状の段差Waが生じるおそれがあった。なお、図26(a)は、理解を容易にするために、段差Waを誇張して描いてある。
For example, when the
一方、クロスレールの上部案内面をその長さ方向の中央部側ほど上方に突出するようにして、サドルの横移動位置にかかわらず、サドルが同一の水平面内に位置するように構成したものも存在する。しかしながら、このような構成においても、クロスレールの中央部を除く部分におけるサドルの傾斜を抑制することは困難である。 On the other hand, the upper guide surface of the cross rail protrudes upward toward the center in the length direction so that the saddle is positioned in the same horizontal plane regardless of the lateral movement position of the saddle. Exists. However, even in such a configuration, it is difficult to suppress the inclination of the saddle in the portion excluding the central portion of the cross rail.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、クロスレールの撓みに起因して、工具に傾きが生じるのを抑制することができ、加工精度の低下を招くおそれを防止することができる工作機械を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a machine tool that can prevent the tool from being inclined due to the bending of the cross rail, and can prevent a decrease in machining accuracy.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明においては、一対のコラムと、その両コラム間に架設支持されたクロスレールと、そのクロスレールに横移動可能に支持されたサドルと、そのサドルに搭載され、クロスレールの下方のテーブル上のワークに対して加工を施すための工具とを備えた工作機械において、前記サドルの横移動方向の位置に応じた工具の傾斜量を検出するための検出手段と、その検出手段による検出結果に応じて水平面に対する前記工具の傾斜角度を調整するための調整手段とを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in
請求項2に記載の発明においては、請求項1に記載の発明において、前記調整手段はクロスレールの傾斜角度を調整して工具の傾斜角度を調整することを特徴とする。
請求項3に記載の発明においては、請求項1に記載の発明において、前記調整手段は、サドルの傾斜角度を調整して工具の傾斜角度を調整することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to
According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the adjusting means adjusts the inclination angle of the tool by adjusting the inclination angle of the saddle.
請求項4に記載の発明においては、請求項1に記載の発明において、前記調整手段は、前記検出手段の検出結果に応じて工具の傾斜角度の調整量を算出するための算出手段を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the adjusting means includes a calculating means for calculating an adjustment amount of the tool tilt angle in accordance with a detection result of the detecting means. It is characterized by.
請求項5に記載の発明においては、請求項4に記載の発明において、前記算出手段は、前記サドルが移動範囲内の複数の所定位置に達した場合における各位置の工具の調整量を算出することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the calculation means calculates an adjustment amount of the tool at each position when the saddle reaches a plurality of predetermined positions within a movement range. It is characterized by that.
請求項6に記載の発明においては、請求項5に記載の発明において、前記複数の所定位置は、クロスレールの両端に至るほど各位置間の間隔が狭く設定されることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the plurality of predetermined positions are set such that an interval between the positions is set narrower toward both ends of the cross rail.
請求項7に記載の発明においては、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記調整手段は、加工に先立ってサドルを移動させるとともに、その移動範囲中において工具の傾斜角度が検出されるように前記検出手段を動作させ、その検出結果に応じて加工動作時において工具の傾斜角度を調整させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the adjusting means moves the saddle prior to machining, and the tool is moved within the movement range. The detection means is operated so that the inclination angle is detected, and the inclination angle of the tool is adjusted during the machining operation according to the detection result.
請求項8に記載の発明においては、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記検出手段は、クロスレールの延長方向に沿う面内における傾斜量を検出するものであり、調整手段は同面内における傾斜角度を調整するものであることを特徴とする。
In the invention according to
請求項9に記載の発明においては、請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記検出手段は、クロスレールの延長方向と直交する面内における傾斜量を検出するものであり、調整手段は同面内における傾斜角度を調整するものであることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the detecting means detects an amount of inclination in a plane orthogonal to the extending direction of the cross rail. The adjusting means adjusts the inclination angle in the same plane.
(作用)
この発明においては、クロスレール上でのサドルの横移動に伴う工具の傾斜量が検出手段により検出される。そして、この検出手段による検出結果に応じて、調整手段により水平面に対する工具の傾斜角度が調整されて、工具の姿勢が修正される。よって、クロスレールの撓みに起因する工具の傾きを抑制することができて、ワークに対して高精度の加工を施すことができる。
(Function)
In the present invention, the amount of inclination of the tool accompanying the lateral movement of the saddle on the cross rail is detected by the detecting means. And according to the detection result by this detection means, the inclination angle of the tool with respect to the horizontal plane is adjusted by the adjustment means, and the posture of the tool is corrected. Therefore, the inclination of the tool due to the bending of the cross rail can be suppressed, and the workpiece can be processed with high accuracy.
前記サドルが移動範囲内の複数の所定位置に達した場合に、前記算出手段により各位置の工具の調整量が算出されるようにすれば、あらかじめ、各位置における調整量を設定しておくことにより、クロスレールの傾斜修正を迅速に行うことができる。 If the adjustment amount of the tool at each position is calculated by the calculation means when the saddle reaches a plurality of predetermined positions within the movement range, the adjustment amount at each position should be set in advance. Thus, it is possible to quickly correct the inclination of the cross rail.
前記複数の所定位置において、クロスレールの両端に至るほど各位置間の間隔が狭く設定されるようにすれば、サドルの傾斜角度が急になるにつれて、小刻みに傾斜角度の修正が実行されることになる。従って、工具の傾斜を有効に修正できる。 If the interval between the positions is set to be narrower toward the both ends of the cross rail at the plurality of predetermined positions, the inclination angle is corrected in small increments as the inclination angle of the saddle becomes steep. become. Therefore, the inclination of the tool can be corrected effectively.
加工に先立ってサドルを移動させるとともに、その移動範囲中においてクロスレールの傾斜角度が検出されるように前記検出手段を動作させようにすれば、加工に先立って工具の修正データを設定することが可能になる。従って、加工時には、その修正データに基づいて工具の傾斜角度をただちに調整させることができる。 If the saddle is moved prior to machining and the detection means is operated so that the inclination angle of the cross rail is detected within the moving range, the correction data of the tool can be set prior to machining. It becomes possible. Therefore, at the time of machining, the tilt angle of the tool can be immediately adjusted based on the correction data.
以上のように、この発明によれば、クロスレール上でのサドルの横移動に伴い、クロスレールに撓みが発生することに起因して、工具に傾きが生じるのを抑制することができ、加工精度の低下を招くおそれを防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the tilting of the tool due to the bending of the cross rail caused by the lateral movement of the saddle on the cross rail. The possibility of incurring a decrease in accuracy can be prevented.
(第1実施形態)
以下に、この発明の第1実施形態を、図1〜図5に基づいて説明する。
図1に示すように、この実施形態の工作機械においては、ベッド11上にワークWを支持するためのテーブル12がX方向へ移動可能に配設され、X方向移動用モータ13によりボールネジ14を介して移動される。
(First embodiment)
Below, 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS.
As shown in FIG. 1, in the machine tool of this embodiment, a table 12 for supporting a workpiece W is arranged on a
テーブル12を跨ぐように、ベッド11上には一対のコラム15aを有する門型のフレーム15が立設されている。フレーム15のコラム15a間にはクロスレール16がZ方向へ昇降可能に架設支持され、Z方向移動用第1及び第2モータ17,18によりボールネジ19,20を介して昇降される。
A gate-
前記クロスレール16にはサドル21がY方向へ横移動可能に支持され、Y方向移動用モータ22によりボールネジ23を介して移動される。サドル21には工具としての砥石24が搭載され、砥石回転用モータ25により回転される。そして、この砥石24が回転されながら、テーブル12上のワーク表面に接触されて、ワークWに対して相対移動されることにより、ワークWに対して研削加工が施されるようになっている。
A
前記Y方向移動用モータ22には、クロスレール16上におけるサドル21の横移動方向の位置をY方向移動用モータ22の回転量に基づいて検出するためのエンコーダ26が取り付けられている。
An
サドル21には、サドル21の横移動方向の位置に応じた砥石24の回転軸線の傾斜量をサドル21の傾斜量から検出して、検出信号を出力するための検出手段としての水準器27が配設されている。従って、サドル21の位置におけるクロスレール16の傾斜量が検出されることになる。この水準器27は、クロスレール16の延長方向(Y方向)に沿う垂直面内における傾斜量(これを左右の傾斜量とする)を検出する。この水準器27としては、例えば、内蔵する液体にレーザ光を照射し、その液体の液面の変化による液面からの反射光の位置変化を電気信号に変換して出力するタイプのものが用いられる。
The
次に、前記のように構成された工作機械の回路構成について説明する。
図2に示すように、制御部28は、工作機械全体の動作を制御する。記憶手段を構成するメモリ29は、工作機械の動作に必要なプログラムや諸データ、あるいは工作機械の動作にともなって発生するワーキングデータ等の各種のデータを記憶する。前記制御部28は、エンコーダ26及び水準器27から検出データを入力するとともに、各モータ13,17,18,22,25に駆動信号を出力する。特に、この実施形態では制御部28により調整手段及び算出手段が構成されている。そして、サドル21がクロスレール16上でY方向に横移動されるとき、制御部28はサドル21の移動位置に応じた砥石24の回転軸線の傾斜量を水準器27に検出させる。さらに、制御部28は、水準器27による検出結果に応じて、Z方向移動用第1及び第2モータ17,18を回転制御して、水平面に対するクロスレール16の傾斜角度、すなわち砥石24の垂直面内の左右の傾斜角度を調整して修正するようになっている。
Next, the circuit configuration of the machine tool configured as described above will be described.
As shown in FIG. 2, the
次に、前記のように構成された工作機械の動作を説明する。ここで、図4等に示すスローチャートは、メモリ29内に格納されたプログラムが制御部28の制御のもとに実行された動作を示す。
Next, the operation of the machine tool configured as described above will be described. Here, the slow chart shown in FIG. 4 and the like shows an operation in which the program stored in the
さて、この工作機械においては、ワークWの研削加工に先立って、図3に示すように、クロスレール16上でサドル21を所定量Lずつ横移動させながら、各位置Laにおいて傾斜に関するデータの取り込み動作が行われる。すなわち、図4のフローチャートに示すように、ステップS1においてサドル21が所定量Lだけ移動されて、位置Laに達すると、ステップS2において水準器27により砥石24の回転軸線の垂直面内における傾斜量が検出される。ここで、所定量Lで表される各位置La間のピッチは、均等であってもよいが、クロスレール16の両端に至るほど狭くなるのが望ましい。すなわち、クロスレール16の両端に至るほど、クロスレール16の撓みに起因する傾斜角度が大きくなるため、狭いピッチで頻繁に傾斜量のデータを取り込むのが好ましい。
In this machine tool, prior to the grinding of the workpiece W, as shown in FIG. 3, the
次のステップS3においては、水準器27の検出結果に基づいて、サドル21の各位置LaにおけるZ方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転調整量が算出される。すなわち、ここでは、サドル21の各位置Laにおいて、砥石24の回転軸線が水平になるように、クロスレール16の傾斜修正量(第1及び第2モータ17,18の回転調整量)、すなわち砥石24の傾斜修正量が算出される。
In the next step S3, based on the detection result of the
そして、ステップS4においては、エンコーダ26により検出されたサドル21の位置データ、水準器27により検出された傾斜量データ、及び回転調整量の算出データがメモリ29に記憶される。その後、ステップS5において、サドル21の各移動位置でデータの取り込みが終了したか否かが判別される。そして、データの取り込みが終了していない場合には、サドル21がさらに所定量Lだけ移動されて、前記ステップS1〜S4の動作が繰り返し行われる。これに対して、サドル21の各移動位置Laにおいてデータの取り込みが終了したとき、ステップS6を経てデータの取り込み動作が完了する。
In
次に、ワークWの研削加工時には、図5のフローチャートに示す動作が実行される。すなわち、ステップS7おいてサドル21が移動されて、ステップS8においてエンコーダ26によりサドル21の移動位置が検出され、それに基づいていずれかの位置Laに達したことが判別される。すると、ステップS9において、サドル21の移動位置に応じたZ方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転調整量データがメモリ29から読み出される。
Next, when the workpiece W is ground, the operation shown in the flowchart of FIG. 5 is executed. That is, the
さらに、ステップS10においては、読み出された回転調整量データに基づいて、Z方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転量が調整されて、サドル21や砥石24の重量により撓みを生じたクロスレール16におけるサドル21の支持部分の角度が修正される。つまり、クロスレール16がその延長方向に沿う面内における左右の角度調整が実行される。このため、砥石24の回転軸線が水平状態になる。その後、ステップS11で加工終了か否かが判別される。
Further, in step S10, the rotation amounts of the Z-direction moving first and
以上のように、この工作機械においては、クロスレール16に撓みが発生して砥石24の回転軸線が傾斜する場合でも、その砥石24の回転軸線の傾斜量が水準器27により検出される。そして、この水準器27による検出結果に応じて、制御部28によりZ方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転量が調整され、水平面に対するクロスレール16の傾斜角度が変更されて、砥石24の姿勢が修正される。従って、クロスレール16の撓みに起因して砥石24の回転軸線に傾きが生じるのを抑制することができ、ワークWに対して高精度の研削加工を施すことができる。
As described above, in this machine tool, even when the
この第1実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
・ 砥石24の回転軸線を水平に維持できて、高精度加工が可能になる。
・ 加工動作に先立って、あらかじめ、サドル21の各位置Laにおいて、砥石24の回転軸線の傾斜を検出し、その検出結果に応じて修正(調整)値を保存する。そして、加工時には、その修正値に従ってクロスレール16の傾斜角度が調整される。このため、加工時に、検出や修正値の算出等が行われることがないため、加工に関するデータ処理が遅くなるようなことを防いで迅速な加工が可能になる。
The effects of the first embodiment are listed as follows.
-The rotation axis of the
Prior to the machining operation, the inclination of the rotational axis of the
(第2実施形態)
次に、この発明を具体化した第2実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。この第2実施形態においては、前記第1実施形態のような位置Laは設定されていない。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. In the second embodiment, the position La as in the first embodiment is not set.
すなわち、この第2実施形態では、図6のフローチャートに示すように、ステップS12においてサドル21が移動されると、その移動中は、ステップS13において水準器27が常時監視されて、サドル21、すなわち工具としての砥石24の傾きがあらかじめ定められたしきい値をオーバーしたか否かが判別される。しきい値をオーバーした場合は、そのオーバー値に応じて、オーバー値がゼロになるように、ステップS14において、Z方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転量が算出される。そして、ステップS15において、算出された調整のための回転量だけZ方向移動用第1及び第2モータ17,18の少なくとも一方が回転され、撓みを生じたクロスレール16におけるサドル21の支持部分の角度が修正される。このため、砥石24の回転軸線が水平状態になる。修正終了後はステップS16において加工終了か否かが判別される。
That is, in the second embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 6, when the
従って、この第2実施形態では、以下の効果を奏する。
・ サドル21の位置にかかわらず、サドル21が一定角度以上傾斜すれば、それがただちに修正されるため、高精度加工が可能になる。
Therefore, the second embodiment has the following effects.
Regardless of the position of the
(第3実施形態)
次に、この発明を具体化した第3実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。この第3実施形態においても、前記第1実施形態のような位置Laは設定されていない。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment embodying the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. Also in the third embodiment, the position La as in the first embodiment is not set.
この第3実施形態では、図7に示すように、ステップS21においてサドル21が移動されると、その移動中は、ステップS22において水準器27が常時監視されて、サドル21の傾きがあらかじめ定められたしきい値を越えたか否かが判別される。しきい値を越えた場合は、ステップS23においてサドル21がホームポジション側からクロスレール16のボールネジ19,20間のセンターを越えたか否かが判別される。越えていない場合は、ステップS24においてクロスレール16を一方向に傾斜移動させて、ステップS25で水準器27を監視することにより、サドル21の傾斜が調整されて工具回転軸、すなわち工具の傾斜修正が終了したか否かが判別される。一方、サドル21がホームポジション側から前記センターを越えた場合は、ステップS26においてクロスレール16を他方向に傾斜移動させて、ステップS27で水準器27を監視することにより、工具回転軸の傾斜修正が終了したか否かが判別される。そして、ステップS28において加工終了か否かが判別される。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, when the
以上のように、この第3実施形態においては、サドル21が傾斜した場合、水準器27で監視しながらクロスレール16を修正動作させる。
従って、この第3実施形態においては、以下の効果がある。
As described above, in the third embodiment, when the
Therefore, the third embodiment has the following effects.
・ この第3実施形態では、クロスレール16の傾斜修正にあたって、修正角度の算出を行わないため、制御部28の負担が軽減される。
(第4実施形態)
次に、この発明を具体化した第4実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図8に基づいて説明する。
In the third embodiment, since the correction angle is not calculated when correcting the inclination of the
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. 8 with a focus on differences from the first embodiment.
この第4実施形態においては、クロスレール16は昇降動作をすることがなく、わずかにモータ50及びそのモータ50により回転される調節ネジ51の作用により左右の傾斜角度が調節されるのみである。すなわち、クロスレール16は定位置に保持され、水準器27により検出されるサドル(砥石24の回転軸)の傾斜角度に応じてモータ50の少なくとも一方が正逆いずれかに回転されることにより、クロスレール16の傾斜角度が調整されて、砥石24の回転軸が水平に保たれる。
In the fourth embodiment, the
(第5実施形態)
次に、この発明を具体化した第5実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図9〜図10に基づいて説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 10 with a focus on differences from the first embodiment.
この第5実施形態においては、クロスレール16は、コラム15aの上端間に架設固定されている。そして、図示はしないが、砥石24を有するモータ25のユニットが図示しない駆動手段により上下に位置調節される。水準器27は、サドル21上に支持されている。
In the fifth embodiment, the
図10〜図12に示すように、サドル21の4箇所には静圧ポケット71が配置され、この静圧ポケット71内のオイルによりサドル21の内面に、クロスレール16に対する静圧軸受が形成されるようになっている。オイルポンプ72の二次側と前記静圧ポケット71との間のオイル管路73には、それぞれ流量調整バルブ74が接続され、静圧ポケット71に供給されるオイルの量が調整される。従って、静圧ポケット71に供給されるオイルの量を適宜に制御することができる。このため、各静圧ポケット71に対するオイルの量を変化させることにより、垂直面内におけるサドル21の左右の傾斜、すなわち工具としての砥石24の傾斜角度を調整することができる。
As shown in FIGS. 10 to 12, static pressure pockets 71 are arranged at four locations of the
さて、この第5実施形態においても、前記図3に示すように、クロスレール16上でサドル21を所定量Lずつ横移動させながら、各位置Laにおいて傾斜に関するデータの取り込み動作が行われる。すなわち、各位置Laにおいて、サドル21,すなわち砥石24の傾斜量のデータが取得される。次いで、各位置Laにおける傾斜を修正するためのバルブ74の開度が算出されて、その算出値がメモリ29に記憶される。
In the fifth embodiment as well, as shown in FIG. 3, while the
そして、ワークWの研削加工時には、図13のフローチャートに示す動作が実行される。すなわち、ステップS7おいてサドル21が移動されて、ステップS8においてエンコーダ26によりサドル21の移動位置が検出され、それに基づいていずれかの位置Laに達したことが判別される。すると、ステップS9において、サドル21の移動位置に応じたバルブ74の開度がメモリ29から読み出される。
Then, when the workpiece W is ground, the operation shown in the flowchart of FIG. 13 is executed. That is, the
さらに、ステップS10においては、読み出されたバルブ74の開度に基づいて、バルブ74の少なくともひとつが開閉制御されて、静圧ポケット71に対するオイルの供給量が調整される。このため、サドル21の垂直面内における角度が調整され、砥石24の回転軸線が水平状態になる。その後、ステップS11で加工終了か否かが判別される。
Further, in
以上のように、この第5実施形態においても、クロスレール16の撓みに起因して砥石24の回転軸線に傾きが生じるのを抑制することができ、ワークWに対して高精度の研削加工を施すことができる。
As described above, also in the fifth embodiment, it is possible to prevent the rotation axis of the grindstone 24 from being inclined due to the bending of the
(第6実施形態)
次に、この発明の第6実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図14に基づいて説明する。この第6実施形態においては、図14のフローチャートに示すように、ステップS12においてサドル21が移動されると、その移動中は、ステップS13において水準器27が常時監視されて、サドル21の傾斜角度があらかじめ定められたしきい値をオーバーしたか否かが判別される。しきい値をオーバーした場合は、そのオーバー値に応じて、オーバー値がゼロになるように、ステップS14において、少なくともひとつのバルブ74の開度が調整されて、サドル21の傾斜角度が調整される。このため、砥石24の回転軸線が水平状態になる。修正終了後はステップS16において加工終了か否かが判別される。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14 with a focus on differences from the first embodiment. In the sixth embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 14, when the
従って、この第2実施形態では、以下の効果を奏する。
・ サドル21の位置にかかわらず、サドル21が一定角度以上傾斜すれば、それがただちに修正されるため、高精度加工が可能になる。
Therefore, the second embodiment has the following effects.
Regardless of the position of the
(第7実施形態)
次に、この発明の第7実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図15及び図16に基づいて説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16 with a focus on differences from the first embodiment.
この第7実施形態においては、サドル21に形成した円弧支持面81に支持台82がその外周の円弧83において支持されている。そして、支持台82は円弧支持面81に沿って垂直面内において回動位置調節可能である。
In the seventh embodiment, a
サドル21には、正逆いずれの方向にも回転するサーボモータ84が固定され、そのモータ軸にはウォーム85が固定されている。一方、前記支持台82には円弧83から外れた位置において、前記ウォーム85と噛み合うウォームホイール86が固定されている。従って、サーボモータ84の正逆いずれかの方向への回転により支持台82が左右いずれかの方向へ回動されて、その回動方向及び回動量に応じて支持台82の傾斜角度が調整され、これによって、ワークWに対する砥石24の傾斜角度が調節される。
A
この第7実施形態においても、前記各実施形態と同様に、サドル21の位置Laに応じて、支持台82の回動量が設定され、それに応じて支持台82の回動量及び回動方向が決定され、工具としての砥石24の軸が水平状態に保持される。なお、この第7実施形態においても、サドル21の傾斜角度のしきい値を設定して、サドル21がしきい値を越えるごとに支持台82の調整動作が実行されて、砥石24の軸が水平に保持されるようにしてもよい。
Also in the seventh embodiment, the amount of rotation of the
(第8実施形態)
次に、この発明に第8実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図17に示すように、この第8実施形態では、コラム15aの上端とクロスレール16の両端との間に圧電素子よりなる調節部材91がそれぞれ介在されている。この調節部材91には所要の電圧が印加される。そして、調節部材91に印加される電圧を変化させることにより、調節部材91を膨張収縮させて、クロスレール16の傾斜角度を調整し、結果として、工具としての砥石24の傾斜角度が調節される。すなわち、この第7実施形態においても、サドル21の位置Laに応じて、クロスレール16の調整角度が設定され、サドル21がいずれかの位置Laに位置するごとに、調節部材91が伸縮されて、クロスレール16の傾斜角度が調整され、砥石24の軸が水平に保持される。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment.
As shown in FIG. 17, in the eighth embodiment, adjusting
なお、この第8実施形態においても、サドル21の傾斜角度のしきい値を設定して、サドル21がしきい値を越えるごとに調節部材91が伸縮されて、砥石24の軸が水平に保持されるようにしてもよい。
In the eighth embodiment as well, the threshold value of the inclination angle of the
この第8実施形態においては、調節のための可動部品が不要になり、構成が簡単である。
(第9実施形態)
次に、この発明に第9実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
In the eighth embodiment, no movable parts for adjustment are required, and the configuration is simple.
(Ninth embodiment)
Next, the ninth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.
図18〜図22に示すように、この第9実施形態でおいては、工具として、サドル21の前面にバイト等の切削刃120が垂直方向を指向するように支持されている。切削刃120の刃先は下端に位置する。従って、この第9実施形態においては、サドル21のXあるいはY方向への移動にともない、切削刃120がワークWの上面を切削する。
As shown in FIGS. 18 to 22, in the ninth embodiment, a
また、この第9実施形態における水準器27は、クロスレール16の延長方向(Y方向)と交差する前後方向の垂直面内における傾斜量(これを前後の傾斜量とする)を検出する。
In addition, the
サドル21の上部の前後2箇所を含む前面の上下、下面及び後面には静圧ポケット101がそれぞれ配置され、この静圧ポケット101内のオイルによりサドル21の内面に、クロスレール16に対する静圧軸受が形成されるようになっている。オイルポンプ72の二次側と前記静圧ポケット101との間のオイル管路73には、それぞれ流量調整バルブ102が接続され、静圧ポケット101に供給されるオイルの量が調整される(図20においては静圧ポケット101,バルブ102ともに2個のみ図示)。従って、静圧ポケット101に供給されるオイルの量を適宜に制御することができる。このため、各静圧ポケット101に対するオイルの量を変化させることにより、サドル21がボールネジ23を中心に回動調節されて、クロスレール16の延長方向と交差する方向における垂直面内におけるサドル21の前後の傾斜、すなわち工具としての切削刃120の傾斜角度を調整することができる。
Static pressure pockets 101 are disposed on the top, bottom, bottom and rear surfaces of the front surface including the front and rear two portions of the upper portion of the
さて、この第9実施形態においても、前記図3に示すように、クロスレール16上でサドル21を所定量Lずつ横移動させながら、各位置Laにおいて傾斜に関するデータの取り込み動作が行われる。ただし、この第9実施形態では、クロスレール16の延長方向と交差する前後方向の垂直面内における傾斜に関するデータが取り込まれる。すなわち、各位置Laにおいて、切削刃120の傾斜量のデータが取得される。次いで、各位置Laにおける傾斜を修正するためのバルブ102の開度が算出されて、その算出値がメモリ29に記憶される。
In the ninth embodiment as well, as shown in FIG. 3, while the
そして、ワークWの研削加工時には、図22のフローチャートに示す動作が実行される。すなわち、ステップS7おいてサドル21が移動されて、ステップS8においてエンコーダ26によりサドル21の移動位置が検出され、それに基づいていずれかの位置Laに達したことが判別される。すると、ステップS9において、サドル21の移動位置に応じたバルブ102の開度がメモリ29から読み出される。
When the workpiece W is ground, the operation shown in the flowchart of FIG. 22 is executed. That is, the
さらに、ステップS10においては、読み出されたバルブ74の開度に基づいて、バルブ102の少なくともひとつが開閉制御されて、静圧ポケット101に対するオイルの供給量が調整される。このため、サドル21の垂直面内における前後の角度が調整され、切削刃120が垂直状態になる。その後、ステップS11で加工終了か否かが判別される。
Further, in
以上のように、この第9実施形態においては、クロスレール16の撓みに起因して切削刃120に傾きが生じるのを抑制することができ、ワークWに対して高精度の研削加工を施すことができる。
As described above, in the ninth embodiment, it is possible to suppress the inclination of the
(第10実施形態)
次に、この発明の第10実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図23に基づいて説明する。この第10実施形態においては、図23のフローチャートに示すように、ステップS12においてサドル21が移動されると、その移動中は、ステップS13において水準器27が常時監視されて、サドル21の前後方向(クロスレール16と交差する垂直面内の前後方向)の傾斜角度があらかじめ定められたしきい値をオーバーしたか否かが判別される。しきい値をオーバーした場合は、そのオーバー値に応じて、オーバー値がゼロになるように、ステップS14において、少なくともひとつのバルブ102の開度が調整されて、サドル21の前後の傾斜角度が調整される。このため、切削刃120が垂直状態になる。修正終了後はステップS16において加工終了か否かが判別される。
(10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 23 with a focus on differences from the first embodiment. In the tenth embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 23, when the
(第11実施形態)
次に、この発明の第11実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心に図24に基づいて説明する。この第11実施形態においては、前記第7実施形態と同様にコラム15aの上端とクロスレール16の両端との間に圧電素子よりなる調節部材111がそれぞれ介在されている。ただし、この第11実施形態においては、圧電素子よりなる調節部材111が両コラム15aの前後方向に離間した位置にもそれぞれ配設されている。この調節部材111には所要の電圧が印加される。そして、調節部材111に印加される電圧を変化させることにより、前後の調節部材111を膨張収縮させて、クロスレール16の前後方向の垂直面内における傾斜角度を調整し、結果として、工具としての切削刃120の傾斜角度が調節される。そして、この第11実施形態においては、クロスレール16はその延長方向と交差する前後方向における傾斜角度が調整される。すなわち、この第11実施形態においても、サドル21の位置Laに応じて、クロスレール16の調整角度が設定され、サドル21がいずれかの位置Laに位置するごとに、調節部材111が伸縮されて、クロスレール16の傾斜角度が調整され、切削刃120の軸が垂直に保持される。
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 24 with a focus on differences from the first embodiment. In the eleventh embodiment, as in the seventh embodiment,
この第11実施形態においても、サドル21の傾斜角度のしきい値を設定して、サドル21がしきい値を越えるごとに調節部材111が伸縮されて、切削刃120が垂直に保持されるようにしてもよい。
Also in the eleventh embodiment, the threshold value of the inclination angle of the
(その他の変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記第1実施形態において、クロスレール16に対する傾斜修正時、図5のステップS10に続いて、水準器27により砥石24の回転軸線が水平になったか否かが検出する。そして、砥石24の回転軸線が水平になっていない場合には、ステップS9に戻ってZ方向移動用第1及び第2モータ17,18の回転量の調整が再度行われるようにする。
(Other changes)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the first embodiment, when correcting the inclination with respect to the
・ 例えば、初回の加工動作時には図7に示す傾斜修正動作が実行されるとともに、それと同時に、前記図4に示す修正データ取り込みのルーチンが実行されるように構成すること。従って、2回目以降の加工において修正データに従った傾斜修正動作が実行される。 For example, during the first machining operation, the tilt correction operation shown in FIG. 7 is executed, and at the same time, the correction data fetching routine shown in FIG. 4 is executed. Accordingly, the tilt correction operation according to the correction data is executed in the second and subsequent machining.
・ 前記実施形態において、工具の傾斜量を検出するための検出手段として、水準器27とは異なった検出器、例えばジャイロ機構を利用した検出器を用いること。
・ この発明を前記各実施形態の砥石24とは異なったフライス等の工具を備えた工作機械に具体化すること。あるいは、この発明を、門型工作機械以外の工作機械であって、クロスレールあるいはそれに類した支持構成を有するマシニングセンタ等の他の種類の工作機械に具体化すること。
In the embodiment, a detector different from the
-The present invention is embodied in a machine tool provided with a tool such as a milling cutter different from the
・ 前記第1〜8の実施形態において、第9〜11の実施形態の前後方向の角度調整構成を加えること。すなわち、第1〜8の各実施形態に対して第9〜11の実施形態のいずれかの実施形態の構成を組み合わせること。このように構成すれば、工具の左右及び前後の角度が調整することが可能になる。その他、各実施形態に対して、可能な限り当該実施形態以外の実施形態の構成や作用を付加すること。 -In the said 1st-8th embodiment, adding the angle adjustment structure of the front-back direction of 9th-11th embodiment. That is, the configuration of any of the ninth to eleventh embodiments is combined with the first to eighth embodiments. If comprised in this way, it will become possible to adjust the right-and-left and front-back angle of a tool. In addition, configurations and actions of embodiments other than the embodiment are added to each embodiment as much as possible.
12…テーブル、13…X方向移動用モータ、15…フレーム、15a…コラム、16…クロスレール、17…Z方向移動用第1モータ、18…Z方向移動用第2モータ、21…サドル、22…Y方向移動用モータ、24…工具としての砥石、25…砥石回転用モータ、26…エンコーダ、27…検出手段としての水準器、28…調整手段,算出手段としての制御部、29…記憶手段としてのメモリ、121…検出手段としての水準器、W…ワーク、La…位置。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
その両コラム間に架設支持されたクロスレールと、
そのクロスレールに横移動可能に支持されたサドルと、
そのサドルに搭載され、クロスレールの下方のテーブル上のワークに対して加工を施すための工具と
を備えた工作機械において、
前記サドルの横移動方向の位置に応じた工具の傾斜量を検出するための検出手段と、
その検出手段による検出結果に応じて水平面に対する前記工具の傾斜角度を調整するための調整手段と
を設けたことを特徴とする工作機械。 A pair of columns;
A cross rail supported between the columns,
A saddle supported by the cross rail so as to be laterally movable;
In a machine tool equipped with a tool mounted on the saddle and for processing a workpiece on a table below the cross rail,
Detection means for detecting the amount of inclination of the tool according to the position of the saddle in the lateral movement direction;
A machine tool comprising adjusting means for adjusting an inclination angle of the tool with respect to a horizontal plane according to a detection result by the detecting means.
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