JP2013121626A - Withdrawal table of machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テーブル上に設けられたワークテーブルの工具からの退避(リリービング)機構を有する工作機の退避テーブル装置に関する。 The present invention relates to an evacuation table device for a machine tool having a evacuation (relieving) mechanism from a tool of a work table provided on a table.
従来、ワークと工具を左右、前後あるいは上下方向に相対移動させて、加工を行う場合、非切削時のワークと工具の干渉を避けるため、非切削時に、ワーク側又は工具側を切削時よりも微少距離退避させるリリービング機構、リリーフ機構が知られている。特許文献1の割出回転及び往復運動機構を有するギヤシェーパでは、下方先端にギヤカッタが取付けられた上下軸をカムによりワークに対して前後動させて、リリービングを行っている。また、特許文献2においては、横型フライスカッタに対して、テーブル上に微少移動可能なワークテーブル(可動台)を設け、油圧シリンダにより、フライスカッタ側にワークを前進させ、フライスカッタによりワークを切削する横型フライス盤のリリーフ機能が開示されている。このものにおいては、フライスカッタ戻り時には、油圧シリンダにより、ワークを後退させ、フライスカッタとワークとの接触をなくし、カッタマーク等の発生を防いでいる。
Conventionally, when machining is performed by moving the workpiece and tool relative to each other in the left / right, front / rear or up / down direction, to avoid interference between the workpiece and the tool during non-cutting, the workpiece side or the tool side is used more than when cutting. A relief mechanism and a relief mechanism for retreating a minute distance are known. In the gear shaper having the indexing rotation and reciprocating motion mechanism disclosed in
一方、単機能ではなく、ギヤシェーパ等の割出回転及び往復運動機構に対して、さらに穴や筒等の加工も可能な複合機がある。例えば、特許文献3のマシニングセンタでは、NC装置を用いて、ワークを載置又は固定するテーブル、あるいは工具が取付けられる工具主軸において割出機能の他に、ワークの穴加工等の高速回転を可能としている。しかし、このものは、制御により各軸にそれぞれ設けられたモータを低速回転から高速回転、割出し、さらに、頻繁な正逆回転をさせるため、生産効率や精度の点で専用機より劣るという問題があった。
On the other hand, there is a multi-function machine that is capable of processing holes, cylinders, and the like for an indexing rotation and reciprocating motion mechanism such as a gear shaper instead of a single function. For example, in the machining center of
そこで、NC旋盤等の複合工作機械では、例えば特許文献4の自動旋盤の主軸において、精度を確保するために、割出用モータ(サーボモータ等)と高速回転用モータ(スピンドルモータ等)とを設けて、クラッチ等により主軸と各モータとを選択的に接続し、割出又は高速回転を行っているものが開示されている。また、テーブル側において、例えば特許文献5のように、バックラッシを少なくするための機構及び割出と高速回転とを切り替えることができるものが知られている。
Therefore, in a complex machine tool such as an NC lathe, for example, an indexing motor (servo motor or the like) and a high-speed rotation motor (spindle motor or the like) are used to ensure accuracy in the spindle of the automatic lathe disclosed in
しかし、特許文献4のような、複合主軸に、上下方向移動機構、さらには、特許文献1のようなリリービング機構を設けると、構造が複雑になり、図体、重量も大きく実現に問題があった。そこで、特許文献4のような複合テーブル側に、特許文献2のようなリリービング機構を設けるとよい。一方、ワークを回転ワークテーブルに固定したまま、種々の加工状況(割出加工や穴加工)を変化させて加工する場合、ワークの位置を常に正確に把握する必要がある。しかし、特許文献2のものは、ワークテーブル位置は可変ストッパにより調整可能となっているが、ワークテーブル位置情報を正確に把握するためには、都度測定又は設定し直さなければならないという問題があった。
However, when a vertical movement mechanism and a relieving mechanism as in
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、リリービング機能を備えた割出及び回転可能な複合回転テーブルにおいて、回転ワークテーブルの正確な位置決めを行える工作機のワーク退避テーブル装置を提供することである。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a work retraction table device for a machine tool that can accurately position a rotary work table in an indexable and rotatable compound rotary table having a releaving function. That is.
本発明においては、基台上に水平方向移動可能に設けられたテーブルと、前記テーブル上で水平方向に微動可能にされた微動テーブルと、前記微動テーブル上に設けられ垂直軸周りに回転又は割出可能にされ、かつワークを把持可能にされた回転ワークテーブルと、を備え、前記微動テーブルの下部側に前記垂直軸に同心に設けられ第一テーパ穴又は第一テーパ外周面を有する第一クランプ軸と、前記テーブルの上部側に設けられた前記第一テーパ穴又は前記第一テーパ外周面に嵌合可能にされた第二テーパ外周面又は第二テーパ穴を有する第二クランプ軸と、前記第一クランプ軸及び第二クランプ軸を垂直方向に相対移動させ嵌合又は離隔させる垂直方向移動機構と、を有し、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが離隔しているときは、前記微動テーブルが水平方向に移動しても前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが干渉することがなく、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが嵌合しているときは、前記微動テーブルと前記テーブルとが相互に固定されている工作機のワーク退避テーブル装置を提供することにより前述した課題を解決した。 In the present invention, a table provided on the base so as to be movable in the horizontal direction, a fine movement table that can be finely moved in the horizontal direction on the table, and a rotary table that is provided on the fine movement table and rotated around the vertical axis. And a rotary work table that is capable of gripping a workpiece, and has a first tapered hole or a first tapered outer peripheral surface provided concentrically with the vertical axis on a lower side of the fine movement table. A clamp shaft, and a second clamp shaft having a second taper outer surface or a second taper hole that can be fitted to the first taper hole or the first taper outer surface provided on the upper side of the table; A vertical movement mechanism that moves the first clamp shaft and the second clamp shaft in a vertical direction to fit or separate from each other, and the vertical movement mechanism allows the first clamp shaft and the second clamp shaft to be separated from each other. When the lamp shaft is separated, the first clamp shaft and the second clamp shaft do not interfere with each other even if the fine movement table moves in the horizontal direction, and the vertical movement mechanism allows the first movement shaft to When the one clamp shaft and the second clamp shaft are fitted, the above-mentioned problem is solved by providing a work retracting table device of a machine tool in which the fine movement table and the table are fixed to each other. did.
即ち、回転ワークテーブルを備えた微動テーブルの下部側に第一クランプ軸を設ける。一方、テーブルの上部側に第一クランプ軸とテーパ嵌合可能な第二クランプ軸を設ける。この第一クランプ軸と第二クランプ軸とをテーパ嵌合又は離隔可能にしたので、正確な位置決めができる。また、第一クランプ軸と第二クランプ軸とが離隔しているときは、微動テーブルが水平方向に移動可能にし、第一クランプ軸と第二クランプ軸とが嵌合しているときは、微動テーブルとテーブルとを相互に固定できるようにしたので、回転ワークテーブルの微動作動、即ちリリービング(退避動作)と固定作業の切換が容易である。なお、前記垂直方向移動機構は油圧又は空気圧垂直方向移動機構とするのが好ましい。 That is, the first clamp shaft is provided on the lower side of the fine movement table having the rotary work table. On the other hand, a second clamp shaft that can be taper-fitted with the first clamp shaft is provided on the upper side of the table. Since the first clamp shaft and the second clamp shaft can be tapered or separated, accurate positioning can be performed. Further, when the first clamp shaft and the second clamp shaft are separated from each other, the fine movement table is movable in the horizontal direction, and when the first clamp shaft and the second clamp shaft are fitted, Since the table and the table can be fixed to each other, the fine operation of the rotating work table, that is, the switching between the releaving (retraction operation) and the fixing operation is easy. The vertical movement mechanism is preferably a hydraulic or pneumatic vertical movement mechanism.
また、請求項2に記載の発明においては、前記回転ワークテーブル及び前記第一及び第二クランプ軸の垂直軸に沿って貫通穴が設けられ、前記テーブル下方には前記貫通穴が開口する排出溝が設けられた工作機のワーク退避テーブル装置とした。これにより、回転ワークテーブルに例えば内歯車等の内面加工ワークを取り付けて加工した場合、切削駅や切削屑等が回転ワークテーブル、第一、第二クランプ軸の貫通穴を通って、排出溝に容易に自然落下する。なお、微動テーブルはカム機構等により微動可能にするのが好ましい。 According to a second aspect of the present invention, a through hole is provided along a vertical axis of the rotary work table and the first and second clamp shafts, and a discharge groove in which the through hole opens below the table. The work evacuation table device of the machine tool provided with As a result, when an internal work such as an internal gear is attached to the rotating work table and processed, for example, the cutting station or cutting waste passes through the through holes of the rotating work table, the first and second clamp shafts, and enters the discharge groove. Easily falls naturally. In addition, it is preferable that the fine movement table can be finely moved by a cam mechanism or the like.
本発明においては、回転ワークテーブルを備えた微動テーブルの下部側の第一クランプ軸と、テーブルの上部側の第二クランプ軸とをテーパ嵌合又は離隔可能にし、正確な位置決めを可能とした。また、第一、第二クランプ軸が離隔しているときは、微動テーブルを水平方向に移動可能にし、第一、第二クランプ軸が嵌合しているときは、微動テーブルとテーブルを相互に固定した。これにより、回転ワークテーブルの微動作動と固定作業の切換が容易であるので、リリービング機能を備えた割出及び回転可能な複合回転ワークテーブルにおいて、正確な位置決めを行える工作機のワーク退避テーブル装置を提供するものとなった。さらに、ギヤシェーパ等も可能な種々の複合工作機械に適用できるものとなった。 In the present invention, the first clamp shaft on the lower side of the fine movement table provided with the rotating work table and the second clamp shaft on the upper side of the table can be taper-fitted or separated to enable accurate positioning. When the first and second clamp shafts are separated, the fine movement table can be moved in the horizontal direction. When the first and second clamp shafts are fitted, the fine movement table and the table are mutually connected. Fixed. As a result, it is easy to switch between the fine movement of the rotating work table and the fixed work, and therefore the work retraction table device of the machine tool that can perform accurate positioning in the indexable and rotatable compound rotating work table having the releaving function. Became to provide. Furthermore, the present invention can be applied to various complex machine tools capable of gear shapers and the like.
また、請求項2に記載の発明においては、回転ワークテーブル、第一第二クランプ軸の貫通穴の下部開口に排出溝を設け、切削液や切削屑等を各貫通穴を通して、排出溝に容易に自然落下するようにしたので、旋削液、切削屑等の処理が容易になり、また、テーブルも小型化できる。 Further, in the invention described in claim 2, a discharge groove is provided in the lower opening of the through hole of the rotary work table and the first second clamp shaft, and cutting fluid, cutting waste, etc. can be easily passed through each through hole to the discharge groove. Therefore, it is easy to process turning fluid and cutting waste, and the table can be downsized.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の工作機のワーク退避テーブル装置1は、図1、2に示すように、基台2上にボールねじ機構3により図1で見て左右方向、図2で見て紙面前後方向に水平方向移動可能にテーブル4が設けられている。テーブル4の上面にスライドガイドメタル5が設けられ、スライドガイドメタル上を微動テーブル6が水平方向に微動可能にされている。微動テーブル6上に回転ワークテーブル7が設けられている。回転ワークテーブル7は駆動機構8により、垂直軸c周りに回転又は揺動又は割出可能にされ、かつ図示しないワークをチャック爪9によりワークの外側、外径又は内側、内径を把持可能にされている。回転ワークテーブル7の中央に図示しない回転ワークテーブル貫通穴10が開けられている。チャック爪9のチャック方法、開閉方法、回転ワークテーブル貫通穴等は一般的なものであり、また、回転ワークテーブル7の構造及び駆動機構等の詳細については、本発明とは直接関係ないので説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the work
回転ワークテーブル7の垂直軸cと同軸に微動テーブル6に第一クランプ軸11が固定されている。図3に示すように、第一クランプ軸11は微動テーブル6より下方に張り出し、先端部12はテーブル4の下部4aに達している。第一クランプ軸11には、貫通穴13が設けられ、微動テーブルの下面部6aから下方に向かって、第一テーパ外周面14が設けられており、第一テーパ外周面に続いて縮径部15、先端部12が順次設けられている。第一クランプ軸11、第一テーパ外周面14、縮径部15、先端部12、貫通穴13、回転ワークテーブル貫通穴10は垂直軸cと同心である。また、貫通穴13、回転ワークテーブル貫通穴10は連通し、図2の下方に示す排出溝16に開口している。
A
テーブル4には、シリンダ穴17、小径部18が下方に向かって順次形成され、シリンダ穴と小径部間に段部19が設けられている。さらに、テーブル4の下面4aには、位置決め溝20が設けられている。シリンダ穴17、小径部18、段部19、位置決め溝20は垂直軸cと同心である。位置決め溝20に同心に嵌合する折り返し鍔部21を有する蓋22がテーブル4に図示しないボルトにより固定されている。蓋22には第一クランプ軸11の貫通穴13より大径の蓋貫通穴23が開けられている。
In the table 4, a
第一クランプ軸11の第一テーパ外周面14と縮径部15、先端部12と、シリンダ穴17との間には、第一テーパ外周面14に嵌合可能にされた第二テーパ穴24を上側(微動テーブル側)先端内側に有する第二クランプ軸25がシリンダ穴17内を軸方向移動に設けられている。第二クランプ軸25は第二テーパ穴24の外側にシリンダ穴17内を摺接する外径部26と、外径部より径の小さいロッド部27が設けられている。第二テーパ穴24に続いて第二貫通穴28が開けられている。
Between the first tapered outer
さらにシリンダ穴17内には、シリンダ穴に嵌合し、かつ、第二クランプ軸25のロッド部27と摺接可能に嵌合するヘッドリング30が設けられている。シリンダ穴17と第二クランプ軸25の外径部26、シリンダ穴とヘッドリング外周31、第二クランプ軸ロッド部27とヘッドリング内周32をそれぞれシールするシール部材(Oリング等)33が設けられている。これにより、シリンダ穴17、第二クランプ軸11の外径部とロッド部間段部34、ロッド部27、ヘッドリング上端面35とでシリンダ室36を形成する。このシリンダ室36へ油圧又は空気圧を供給することにより、第二クランプ軸25を微動テーブル6側に押し出す。
Further, a
ヘッドリング30の下側にはスプリング穴37、上端側にガイドバー穴38が開けられている。ガイドバー穴に対応して第二クランプ軸25下端にはガイドバー用雌ねじ39が設けられている。スプリング40をスプリング穴37に挿入し、さらにガイドバー41でスプリングを圧縮するようにして、ガイドバー穴38よりガイドバー用雌ねじ39に螺着固定する。これにより、第二クランプ軸25はスプリング40により常に下側に引っ張られることになる。
A
このシリンダ室36とスプリング40により、シリンダ室に流体圧力を供給することにより第二クランプ軸25を上方へ移動させる。又、圧力を排出(開放)することによりスプリング力により第二クランプ軸を下方に移動できる。即ち、シリンダ室36とスプリング40により、第一クランプ軸11及び第二クランプ軸25を垂直方向に相対移動させ嵌合又は離隔させる垂直方向移動機構42を形成する。
The
かかる垂直方向移動機構42により、シリンダ圧力を抜いてスプリング力により第一クランプ軸11と第二クランプ軸25とを離隔させる。また、第一クランプ軸のテーパ外周面14と第二クランプ軸のテーパ穴24とは、隙間が設けられ、第一クランプ軸の縮径部15と第二クランプ軸25のロッド部内径(第二貫通穴)28及びヘッドリング内径29とは、隙間43が設けられている。この各隙間はテーブル4に対し微動テーブル6が水平方向に移動しても第一クランプ軸11と第二クランプ軸25とが干渉しない値とされている。これにより、微動テーブル6をテーブル4に対し相対移動させることができる。一方、垂直方向移動機構42により、第一クランプ軸11と第二クランプ軸25とが嵌合しているときは、微動テーブル6とテーブルと4が相互に固定され、一体とされる。
The
図1、4に示すように、微動テーブル6は、カム機構51によりテーブル4に対してスライドガイドメタル5上を水平方向に微動可能にされている。また、図4に示すように、微動テーブル6は、長辺50,50の両側面をテーブル4に設けられた側面軸受52,52で両側から挟み、図4でみて、左右方向へ移動可能にされている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the fine movement table 6 can be finely moved in the horizontal direction on the
図1、4に示すように、てこ棒用スプリング57、一方をテーブル4に固定された支点ピン58、一方を微動テーブル6に固定された作用ピン54、力点ピン59を備えたてこ棒(アーム)60により、作用ピン54が移動される。てこ棒は、てこ棒用スプリング57により支点ピン58を中心にして時計回り方向に付勢される。さらに、てこ棒60の先端60aの力点ピン59の回転ローラ62が偏心カムローラ64に押しつけられる。偏心カムローラは図示しないACサーボモータにより回転制御される。偏心ローラの回転に従い、てこ棒の先端は揺動運動する。作用ピン54は支点ピン58と力点ピン59との間にあるので、力点ピン59によるてこ棒60の揺動運動に従い作用ピン54も揺動する。作用ピン54は微動テーブル6の図4でみて上下方向に長い長穴53に回転自在に嵌合し、微動テーブル6をテーブル4の長手方向に移動させる。これにより、微動テーブル6、即ち回転ワークテーブル7をリリービングさせる。
As shown in FIGS. 1 and 4, a
次に、本発明の実施の形態について、その動作について説明する。まず、通常の加工においては、ドリル等の工具が取付けられた主軸(図示せず)に対して、図1に示すように、テーブル4をボールねじ3等により水平方向に移動させ、位置決めを行う。さらに、主軸を上下、回転動等させて回転ワークテーブル7に取付けられたワークの穴開け、ねじ加工等を行う。回転ワークテーブル7は微動テーブル6に固定され、さらに、第一、第二クランプ軸11、25によりテーブル4とテーパ嵌合されているので、回転ワークテーブル7、微動テーブル6、テーブル4が高精度に一体固定される、これにより、高精度の位置決め加工が行える。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. First, in normal processing, as shown in FIG. 1, a table 4 is moved horizontally by a
また、主軸先端の工具を歯切や溝加工用のピニオンカッタ、バイト等の工具とし、主軸を上下動さらには回転・割出駆動等させる(図示せず)。一方、第一、第二クランプ軸11,25の嵌合を解き、微動テーブル6及び回転ワークテーブル7をカム機構51により微動させ、ワーク退避(リリービング)動作させる。これにより、歯車加工や溝加工を可能にする。加工屑は回転ワークテーブル7の外側からテーブル4外へ落下して回収される。又、ワーク回転軸の内側に開けられた貫通穴10に落下した加工屑は、第一クランプ軸の貫通穴13を通って排出溝16へ落下し、回収される。
In addition, the tool at the tip of the spindle is used as a tool such as a pinion cutter or a bite for gear cutting or grooving, and the spindle is moved up and down and further rotated and indexed (not shown). On the other hand, the first and
このように、本発明の実施の形態においては、テーブル4、回転ワークテーブル7、微動テーブル6、第一、第二クランプ軸11,25のテーパ嵌合により、リリービング動作を備えた回転ワークテーブルの精度の高い位置決めができる工作機の退避テーブル装置1を提供するものとなった。
As described above, in the embodiment of the present invention, the rotary work table provided with the relieving operation by the taper fitting of the table 4, the rotary work table 7, the fine movement table 6, the first and
なお、回転又は揺動又は割出可能な回転ワークテーブル7及び駆動機構8は、特許文献5のような回転ワークテーブルでもよく、その他の構造でもよいことはいうまでもない。また、リリービング機構については、カム機構を例示したが、引用文献のようなシリンダ機構、ボールねじ、リニアモータ、さらには、サーボシリンダ、サーボモータ等の種々の微動機構が適用できる。さらに、主軸については、詳細な説明はしていないが、主軸側にリリービング機能を設けなくても、本発明においてはワーク側でリリービングするので、特許文献4のような、割出、高速回転選択可能なものや、さらに、上下動機能を付加したもの、あるいは特許文献3のようなマシニングセンタの主軸等を適用してもよい。また、ギヤシェーパに限らず種々の複合工作機に適用できることはいうまでもない。
Needless to say, the rotary work table 7 and the
1 工作機のワーク退避テーブル装置
4 テーブル
6 微動テーブル
7 回転ワークテーブル
11 第一クランプ軸
13 貫通穴
14 第一テーパ外周面(第一テーパ穴)
16 排出溝
24 第二テーパ穴(第二テーパ外周面)
25 第二クランプ軸
42 垂直方向移動機構
c 垂直軸
DESCRIPTION OF
16
25
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