JP2007313622A - Slide guide unit of machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械の滑り案内装置に係り、例えば、ロールの外周面に溝を加工する精密ロール旋盤で、心押台等の移動体の案内に用いられる滑り案内装置に関する。 The present invention relates to a sliding guide device for a machine tool, and more particularly to a sliding guide device used for guiding a moving body such as a tailstock in a precision roll lathe for machining a groove on an outer peripheral surface of a roll.
ロールを加工する工作機械には、ロール研削盤やロール旋盤がある。ロール研削盤は、主軸台、心押台、往復台を備えており、往復台には研削砥石が設けられている。 A machine tool for processing a roll includes a roll grinder and a roll lathe. The roll grinding machine includes a spindle stock, a tailstock, and a carriage, and a grinding wheel is provided on the carriage.
従来、ロール研削盤では、ロールの外周面を砥石で研削する加工の他、外周面に溝を加工することが行われる。特許文献1には、溝を切削する切削鋸刃を有する溝加工装置を往復台に設けたロール研削盤が記載されている。 Conventionally, in a roll grinding machine, a groove is machined on the outer circumferential surface in addition to grinding the outer circumferential surface of the roll with a grindstone. Patent Document 1 describes a roll grinding machine in which a groove processing device having a cutting saw blade for cutting a groove is provided on a carriage.
ロール旋盤は、ダイヤモンドバイトを取り付けた刃物台を往復台に設置した旋盤である。主軸台でロールを回転させ、往復台を前後方向(X軸)に送りながら周方向の溝を加工するのが基本的な使い方である。軸方向に溝を加工する場合は、主軸台(C軸)でロールを割り出しながら、往復台を左右方向(Z軸)に高速移動させることにより、軸方向に溝を創生することができる。 A roll lathe is a lathe in which a tool post with a diamond tool is installed on a carriage. The basic usage is to process the circumferential groove while rotating the roll on the headstock and feeding the carriage back and forth (X axis). When machining the groove in the axial direction, the groove can be created in the axial direction by moving the carriage in the left-right direction (Z-axis) at high speed while indexing the roll on the headstock (C-axis).
近年、機械制御技術の進歩によって、旋盤による超精密加工が実現されている。これにより、旋盤でも光学レンズを成形する金型を加工できるようになってきている。例えば、本出願人は、フレネルレンズ成形用の金型を加工する立旋盤を提案している(特許文献2)。この立旋盤では、フレネルレンズ成形金型のV形レンズ溝を高精度に加工することができる。 In recent years, with the advance of machine control technology, ultra-precision machining with a lathe has been realized. As a result, a mold for molding an optical lens can be processed even on a lathe. For example, the present applicant has proposed a vertical lathe for processing a mold for forming a Fresnel lens (Patent Document 2). This vertical lathe can process the V-shaped lens groove of the Fresnel lens molding die with high accuracy.
ところで、液晶表示装置の普及により、液晶パネルのバックライトに使用されるレンズシートの需要が増大している。この種のレンズシートには、前述したフレネルレンズの他、レンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートなどがある。 By the way, with the widespread use of liquid crystal display devices, the demand for lens sheets used for backlights of liquid crystal panels is increasing. In addition to the Fresnel lens described above, this type of lens sheet includes a lenticular lens sheet, a cross lenticular lens sheet, and a prism sheet.
最近では、レンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートをロール形状の金型を用いて、押出機で成形することが検討されている。
これらのレンズシート成形用の金型をロール旋盤で加工する場合、ロールの外周面には、周方向の溝(縦溝)と長手方向の溝(横溝)を精密に加工する必要があるが、次のような問題がある。 When processing these lens sheet molding dies with a roll lathe, it is necessary to precisely process circumferential grooves (vertical grooves) and longitudinal grooves (lateral grooves) on the outer peripheral surface of the roll. There are the following problems.
縦溝の加工では、上述したように、主軸台でロールを高速に回転させながら、ダイヤモンドバイトを半径方向に送って溝を旋削するので、ロールの高速回転により必要十分な切削速度の下で良好な加工面を得ることができる。 In the longitudinal groove processing, as described above, while turning the roll at high speed on the headstock, the diamond bite is sent in the radial direction to turn the groove, so it is good under the necessary and sufficient cutting speed by the high-speed rotation of the roll. A smooth surface can be obtained.
これに対して、横溝の加工では、主軸台でロールを割り出してから、往復台を長手方向に送りながら加工するが、十分な切削速度で加工するには、送り速度を速くしなければならない。このため、往復台の載っているサドルの案内には、転がり案内が用いられる。 On the other hand, in the processing of the lateral groove, the roll is indexed by the headstock and then processed while feeding the carriage in the longitudinal direction. However, in order to process at a sufficient cutting speed, the feed rate must be increased. For this reason, rolling guidance is used for guidance of the saddle on which the carriage is mounted.
他方、心押台は、加工の終了したロールを取り出す作業のときや、段取り作業でロールの長さに合わせて支持位置を調整するために移動させるが、往復台とは違って、高速で移動する必要はないので、その案内には滑り案内が用いられる。しかし、ロールに溝を高精度に加工するには、精巧で重量のある心押台を用いる必要があり、心押台の移動には大きな容量のモータを必要としていた。 On the other hand, the tailstock is moved at the time of taking out the finished roll or adjusting the support position according to the length of the roll in the setup work, but unlike the carriage, it moves at high speed. Since there is no need to do this, sliding guidance is used for the guidance. However, in order to process the groove in the roll with high accuracy, it is necessary to use a fine and heavy tailstock, and a large capacity motor is required to move the tailstock.
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、工作機械の移動体の送りを案内する滑り案内において、移動体を移動させるモータを容量の小さなものにでき、特に、ロールに溝を加工するロール旋盤での心押台の案内に適した工作機械の滑り案内装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in a sliding guide for guiding the feeding of the moving body of a machine tool, the motor for moving the moving body can have a small capacity, Another object of the present invention is to provide a sliding guide device for a machine tool suitable for guiding a tailstock on a roll lathe for machining grooves.
前記の目的を達成するために、本発明は、工作機械のベッド上でテーブル等の移動体の直線運動を案内する滑り案内装置において、前記ベットの上面に、移動体を案内する滑り案内面を設けるとともに、前記滑り案内面を摺動する移動体の摺動面にエアの噴出口を複数箇所形成し、前記噴出口から滑り案内面に向けてエアを噴出させることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a sliding guide device for guiding a linear motion of a moving body such as a table on a bed of a machine tool, wherein a sliding guide surface for guiding the moving body is provided on an upper surface of the bed. And a plurality of air outlets are formed on the sliding surface of the moving body that slides on the sliding guide surface, and air is jetted from the outlet toward the sliding guide surface. .
本発明によれば、移動体が移動する間は、エアの噴出によって、移動体は滑り案内面からごくわずかに浮いた状態になり、このため、重量のある移動体であっても、エアによる支持と油膜による支持の協働により、滑り案内面にかかる負荷が軽減され、小さな容量のモータであっても移動させることが可能になる。 According to the present invention, during the movement of the moving body, the moving body floats slightly from the sliding guide surface due to the ejection of air. Therefore, even if the moving body is heavy, Due to the cooperation between the support and the support by the oil film, the load on the sliding guide surface is reduced, and even a motor with a small capacity can be moved.
以下、本発明による工作機械の滑り案内冷却装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明が適用される精密ロール旋盤の側面図で、図2は同精密ロール旋盤の平面図である。
図1および図2において、参照番号10は、ベッドを示す。このベッド10の上には、主軸台12、心押台14、往復台16が配置されている。工作物はロール形状のワークWであり、主軸台12と心押台14とで回転自在に支持されている。
主軸台12は、ベッド10の長手方向の一端部に配置されている。この主軸台12は、本体部17と、主軸18と、この主軸18の先端に取り付けられたチャック19と、主軸18を駆動するサーボモータ20を含む。主軸18は本体部17に内蔵されている図示しない油静圧軸受により支持されている。チャック19は、ワークWの軸を把持し、主軸19の回転をワークに伝達する。この主軸台12では、サーボモータ20は、ワークWを高速で回転させるために主軸18を駆動する。これに加えて、エンコーダ22によりサーボモータ20の回転量を検出し、サーボモータ20の回転量を制御することにより、主軸台12にはワークWの円周方向の割出しを行う割出し軸(C軸)としての機能が付加されている。なお、主軸台12の軸受には、油静圧軸受の他、空気軸受、ベアリング軸受であってもよい。
Hereinafter, an embodiment of a sliding guide cooling device for a machine tool according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view of a precision roll lathe to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a plan view of the precision roll lathe.
1 and 2,
The
次に、心押台14は、主軸台12に対向してベッド10上に配置されている。ベッド10の上面にはガイドレール50(図4参照)が設けられ、心押台14はガイドレール50に案内されて移動可能に設置されている。心押台14は、従来一般の心押軸の代わりに主軸23を備えており、この主軸23に取り付けたチャック25でワークWの軸を回転自在に支持する。このような心押台14は、サーボモータを持たない点を除いて基本的な構成は主軸台12と同様のものである。
Next, the
次に、往復台16について説明する。
往復台16は、ワークWの軸方向に移動可能にベッド10上に設置されているサドル26を含む。このサドル26の上には、ワークWの軸方向と直角の方向に移動可能にテーブル28が設置されている。本実施形態の精密ロール旋盤では、サドル26を送る軸がZ軸で、サドル26上でテーブル28を送る軸がX軸である。そして、この精密ロール旋盤では、X軸、Z軸の他、主軸台12にはC軸、テーブル28に設けられた刃物旋回台30にはB軸が設けられており、合計4軸制御の工作機械である。
Next, the
The
図3は、刃物旋回台30を示す。本実施形態による刃物旋回台30は、旋回台本体31と、天板32とを含む。天板32の上には、複数のバイトが取り付けられた刃物台33と、フライカッタースピンドル装置34が取り付けられている。
FIG. 3 shows the cutter swivel 30. The cutter swivel 30 according to the present embodiment includes a
旋回台本体31の内部には、刃物台33の任意のバイトまたはフライカッタスピンドル装置34のフライカッタを割り出すためのB軸を構成するビルトイン型のサーボモータが組み込まれている。天板32を支持する軸はこのサーボモータに駆動され、天板32は旋回することができる。
A built-in servo motor constituting a B-axis for indexing an arbitrary bite of the
この天板32の片側には、刃物台33が取り付けられ、他方の片側に寄った位置にフライカッタスピンドル装置34が配置されている。この場合、フライカッタスピンドル装置34は、刃物台33に固定されたブラケット60によって支持されている。刃物台33は略半円柱の刃物台で、周方向に所定の間隔でダイヤモンドバイト36が配列されている。この実施形態では、ダイヤモンドバイト36が3本、天板32といっしょに刃物台33を90度ごとに旋回させることで割り出せるようになっているが、ダイヤモンドバイトを4本にして旋回60度毎に割り出すようにするなど、種々の形態がある。刃物台33の上面には、フライカッタースピンドル装置34の重量とバランスさせるためのカウンタウェイト37が設置されている。
A
次に、フライカッタースピンドル装置34について説明する。このフライカッタースピンドル装置34は、本体部34aと、サーボモータ35と、フライカッター39が取り付けられたカッターホルダ38を含む。本体部34aの内部では、図示されないカッタースピンドルが空気軸受により支持されており、このカッタースピンドルはサーボモータ35により直接駆動され、高速で回転する。カッタスピンドルの先端に取り付けられているカッターホルダ38は、周速を大きくするため円板状のカッタホルダである。このカッターホルダ38の外周部にはダイヤモンドバイトからなるフライカッター39が1個保持されている。この場合、カッタスピンドル装置34は、カッタースピンドルをX軸方向とZ軸方向に共に直角な姿勢で支持し、フライカッター39をX−Z平面内で高速に回転させる。刃物台33に取り付けられているダイヤモンドバイト36の刃先は、フライカッター39の回転するX−Z平面と同じ平面内にある。
Next, the fly
図3において、サドル26の上面には、逆V形に案内面が形成されたX軸ガイドレール40が延びており、このX軸ガイドレール40には、リテーナにより保持された多数のコロが配列された有限型の転がり案内41が設けられている。同様に、ベッド10の上面には、逆V形に案内面が形成されたZ軸ガイドレール42が延び、このZ軸ガイドレール42には、有限型の転がり案内43が設けられている。
In FIG. 3, an
図4において、ベッド10の内部には、Z軸ガイドレール42に沿って延びる冷却ジャケット44が形成されている。他方、サドル26の底面には、有限転がり案内43が転動するコロ転動面を形成するV溝45が形成されている。ベッド10は、ねずみ鋳鋼を材料とする鋳造製品である。
In FIG. 4, a cooling jacket 44 extending along the Z-
なお、サドル26を送るZ軸送り駆動装置と、刃物旋回台30を搭載したテーブル28を送るX軸送り駆動装置はともに、リニアモータから構成されている。図3において、参照番号47は、X軸送り機構のリニアモータを構成する永久磁石列を示し、48は、Z軸ガイドレール42と平行に延びる永久磁石列を示す。
図4に示すように、ベット10の上面には、心押台14を案内するガイドレール50がZ軸と平行に設けられており、このガイドレール50の上面には滑り案内面が形成されている。本実施形態では、心押台14を移動させるため次のような歯車機構、案内機構が用いられている。すなわち、ベッド10の側面には、ラック51が長手方向に取り付けられている。このラック51にはピニオン52が噛み合うようになっており、このピニオンは52、サーボモータ53により駆動される。
Both the Z-axis feed driving device that sends the
As shown in FIG. 4, a
心押台14の底部には、ガイドレール50に嵌合する長溝54が形成されており、この長溝54を形成する一面は摺動面54aになっている。長溝54の摺動面54aには、エアの噴出口55が複数箇所開口している。この実施形態では、噴出口54の外側には、同心円状にエアポケット59が形成されている。これらの噴出口55は、互いに離間するように配列されている。そして、これら噴出口55は、エア通路56を共通にしてエアが噴出するようになっている。
A
図5において、参照番号57は、摺動面54aの表面に形成されている油溝を示し、この油溝57は、エアの噴出口55を回避して蛇行するように直角に折れ曲がりながら摺動面54a上を延びている。この油溝57には潤滑油が給油されている。
In FIG. 5,
本実施形態による滑り案内装置が適用された精密ロール旋盤は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
まず、本実施形態の精密ロール旋盤の往復台16に搭載された刃物旋回台30の機能について説明する。
The precision roll lathe to which the slip guide device according to the present embodiment is applied is configured as described above. Next, its operation and effect will be described.
First, the function of the
刃物旋回台30に設置してある刃物台33とフライカッタスピンドル装置34を以下のように使い分けることにより、ワークWに対して縦溝(周方向の溝)を切削できるのはもちろん、横溝(軸方向の溝)についても高精度の加工を行うことができる。
By properly using the
縦溝の加工は、通常のロール旋盤と同様である。すなわち、刃物台33のダイヤモンドバイト36のうち使用するバイトをB軸で割出す。また、主軸台12のサーボモータ20でワークWを回転させる。そして、テーブル28をX軸方向に送り、ダイヤモンドバイト36でワークWに切込み、縦溝を旋削することができる。
The processing of the longitudinal groove is the same as that of a normal roll lathe. That is, of the
これに対して、横溝を加工する場合には、フライカッタースピンドル装置34をB軸で割出す。そして、主軸台12のC軸でワークWの横溝を加工すべき周方向の位置を割り出す。
On the other hand, when machining the lateral groove, the fly
フライカッタースピンドル装置34のサーボモータ35を起動し、図6に示すように、カッターホルダ38を高速で回転させ、フライカッタ39をX軸方向に切り込ませる。そして、フライカッター39をZ軸で送りながら横溝52を切削する。これにより、フライカッター39は、断続的にワークWを切削し、横溝52を創成していく。フライカッタースピンドル装置34のカッタホルダ38は高速で回転しているので、フライカッター39には理想の切削速度(約300m/分)を与えることができる。
As shown in FIG. 6, the
また、本実施形態の精密ロール旋盤では、フライカッタースピンドル装置34を使わずに、従来方式のプレーナ加工も可能である。すなわち、刃物台33のダイヤモンドバイト36を割り出し、往復台16を高速でZ軸送りしながらワークWに横溝を切削することもできる。
In addition, the precision roll lathe according to the present embodiment can perform conventional planar processing without using the fly
本実施形態の精密ロール旋盤によれば、横溝の高精度な加工はもちろん、縦溝についても高い精度の加工ができるので、同じロールに縦溝と横溝を縦横に加工するといったロール加工も可能となる。例えば、クロスレンチキュラーレンズシート成形用の金型や、プリズムシート成形用の金型等、種々のレンズシート成形用の金型加工を実現できる。 According to the precision roll lathe of this embodiment, not only high-precision processing of horizontal grooves, but also high-precision processing of vertical grooves can be performed, so that it is possible to perform roll processing such as processing vertical grooves and horizontal grooves vertically and horizontally on the same roll. Become. For example, various lens sheet forming mold processing such as a mold for forming a cross lenticular lens sheet and a mold for forming a prism sheet can be realized.
以上のようにしてワークWに溝を縦横に加工した後、ワークWを交換する作業が行われる。このワーク交換では、心押台14を移動する必要がある。
心押台14の移動は、図4において、ラック51に噛み合うピニオン歯車52をサーボモータ53で駆動して移動させる。心押台14が移動するときには、噴出口55からエアがガイドレール50に向かって噴出される。このときガイドレール50の滑り案内面と心押台14の摺動面54aの間には油溝57から供給される潤滑油により油膜が形成されている。心押台14が移動する間は、エアの噴出によって、心押台14は滑り案内面からごくわずかに浮いた状態になる。そして、エアポケット59により圧力の作用する面積が拡大されており、このため、重量のある心押台14(1トン)であっても、エアによる支持と油膜による支持の協働により、滑り案内面にかかる負荷が軽減され、小さな容量のモータ53を用いて心押台14を移動させることが可能になる。特に、本実施形態のように、ロールに縦溝や横溝を高精度に加工するには、運動精度の高い精巧で重量のある心押台を用いる必要があるが、重量のある心押台14のモータを小容量化できるメリットは大きい。
なお、この油溝57は、エアの噴出口55を回避するように蛇行するようになっているので、噴出口55から噴出されるエアによって、油溝57からの潤滑油の供給が阻害されることなく、むしろ適量が放散されるので、浮かせることによる重量低減と、油溝50による油膜形成の確保が両立することになる。
After the grooves are machined vertically and horizontally in the above manner, the work for exchanging the workpiece W is performed. In this work exchange, the
The
Since the
10 ベッド
12 主軸台
14 心押台
16 往復台
19 チャック
20 サーボモータ
26 サドル
28 テーブル
30 刃物旋回台
33 刃物台
34 フライカッタースピンドル装置
55 噴出口
57 油溝
10
Claims (4)
前記ベットの上面に、移動体を案内する滑り案内面を設けるとともに、前記滑り案内面を摺動する移動体の摺動面にエアの噴出口を複数箇所形成し、前記噴出口から滑り案内面に向けてエアを噴出させることを特徴とする工作機械の滑り案内装置。 In a sliding guide device that guides the linear motion of a moving body such as a table on the bed of a machine tool,
A sliding guide surface for guiding the moving body is provided on the upper surface of the bed, and a plurality of air outlets are formed on the sliding surface of the moving body that slides on the sliding guide surface. A sliding guide device for machine tools, characterized in that air is ejected toward the machine.
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KR101504457B1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-03-19 | 황용구 | Grinding Device |
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