JP2014046380A - 割出テーブルを備えた工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工作機械100は、加工工具11を回転させる主軸1、主軸1の端面に設けられ該主軸1と同軸同期回転可能な主軸ギア2、主軸ギア2と噛合可能な割出軸駆動ギア3により主軸1の回転動力を受けワーク12の姿勢を変化させる割出テーブル5、主軸1または割出テーブル5の少なくとも一方を主軸ギア2と割出軸駆動ギア3とが噛み合い割出動作を行う割出領域P1、および、加工工具11によりワーク12の加工を行う加工領域P2へ相対移動させる移動機構6(6X,6Y,6Z,6A)、割出軸駆動ギア3の回転を防止するクランプ機構と、を有し、数値制御装置8は、主軸動力を利用して割出テーブル5の割出軸を駆動し、割出動作を実行する。
【選択図】図1
Description
特許文献2では、主軸に設けた歯車と、この主軸と平行なクランプ軸に設けられた歯車を噛み合わせて、クランプ軸の端のクランプ爪を回転させることにより、主軸に装着されるアタッチメントを固定するアタッチメントクランプ装置が示されている。
特許文献3には、主軸端面と連結可能なカップリングおよびそのカップリングに連結した回転伝達手段を介してウォーム軸に動力を伝達し、ウォームおよびウォームホイールにより任意方向に割出可能な割出テーブルが開示されている。この割出テーブルは、割出軸を駆動させる際には、主軸は工具を把持しない状態とし、主軸の回転軸とカップリングの回転軸とを一致させたうえで連結する。
請求項3に係る発明は、前記割出軸駆動ギアへの切粉の付着を防止する防護カバー、または、前記割出軸駆動ギアに付着した切粉を除去するための圧縮空気または切削液を吹きつける切粉除去機構の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1または2の何れか1つに記載の割出テーブルを備えた工作機械である。
請求項5に係る発明は、前記割出軸駆動ギアの位相が変化したことを検出する回転検出機構を有し、前記加工領域において前記割出軸駆動ギアの位相の変化を検出したとき、次回の割出動作における前記主軸ギアと前記割出軸駆動ギアの割出動作を停止させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の割出テーブルを備えた工作機械である。
そして、請求項1に係る発明は、主軸端面に設けた主軸ギアにより動力伝達を行うため、主軸に加工工具を把持したまま割出動作を行うことができる。このため、従来技術と比較して割出動作を行うための工具交換動作が不要となる。また、割出動作に駆動用特殊工具を使用しないので、工具の使用本数を制限しない。
請求項2に係る発明は、割出領域P1と加工領域P2の間の最短経路は加工工具やワークの形状によって干渉領域が異なるため、その都度最短経路を選択することで割出動作に掛ける時間を短縮できる。
請求項4に係る発明は、割出後の主軸の位相を次回割出時の初期位相とすることで、加工領域P2において割出テーブルが回転しない限りにおいて、噛合可能な位相の組合せを直ちに得られる。
請求項5に係る発明は、簡単な機械構成により、割出動作における主軸ギアと割出軸駆動ギアの衝突を防止することができる。
図1は同時4軸加工機に割出機構を搭載した機械構成を説明する図である。
数値制御装置8は工作機械100を全体的に制御する制御装置である。数値制御装置8は、図示しない演算装置、記憶装置、入出力装置、表示装置を備えている。
図5(a)は割出軸駆動ギア3の所定位置にピン穴を設け、割出動作完了後に位置決めピン14を挿入し回転を拘束する機構を示している。ブラケット16に設けられたプランジャ15が設けられている。プランジャ15に備わった位置決めピン14が割出軸駆動ギア3に設けられたピン穴に挿入されることで、割出軸駆動ギア3がクランプされる。位置決めピン14の強度の範囲で回転を強固に拘束可能であり、割出テーブル5の割出角度が予め決められている場合に有効である。
加工プログラムにより割出動作を指令すると、数値制御装置8は各軸の移動機構6を制御して、予め設定された加工工具11や工作機械100の構造物どうしが干渉しない移動経路で割出テーブル5(あるいは、主軸1)を割出領域P1に移動させ、主軸ギア2と割出軸駆動ギア3の噛合後、主軸1を回転させて割出テーブル5を駆動する。割出テーブル5の位置決めは、主軸1の回転角度を制御することにより行う。
ΘiN:N回目割出における割出完了時の主軸1の位相
ΦiN:N回目割出における主軸1の割出角度
ΘoN:N回目割出における割出完了時の割出軸駆動ギア3の位相
ΦoN:N回目割出における割出軸駆動ギア3の割出角度
C:定数(歯車どうし或いは回転伝達機構部4の減速比などから求まる)
である。
●[ステップSA01]主軸の初期噛合位相ΘiNを読み込む。主軸に装着されている加工工具の工具番号を読み込む。なお、ΘiNはN回目割出における割出完了時の主軸1の位相として、数値制御装置8の記憶装置に記憶されている。また、主軸に装着されている加工工具の工具番号も数値制御装置8の記憶装置に記憶されている。
●[ステップSA02]割出軸駆動ギアの位相を検出する。割出軸駆動ギアの位相は例えば図8を用いて説明した回転検出機構10によって検出できる。
●[ステップSA03]ステップSA02で検出した割出軸駆動ギアの位相はΘoNと等しいか否か判断し、等しい場合(YES)にはステップSA04へ移行し、等しくない場合(NO)にはステップSA12へ移動する。なお、ΘoNはN回目割出における割出完了時の割出軸駆動ギアの位相である。
●[ステップSA04]主軸の割出角度ΦiN+1を計算する。計算は数1式により行う。
●[ステップSA05]主軸に装着されている加工工具の工具番号に対応して加工領域P2から割出領域P1への移動経路を選定する。このフローチャートの例では、加工工具に対応して移動経路のデータが数値制御装置の記憶装置に格納されており、この中から加工工具11の工具番号に対応した移動経路を選定する。
●[ステップSA06]主軸オリエンテーションΘiNとし、選定された移動経路に沿って割出領域P1へ移動する。主軸をステップSA01で読み込んだ主軸の初期噛合位相ΘiNに回転して位置合わせする。そして、ステップSA05で選定された移動経路に沿って、加工領域P2から割出領域P1へ移動する。
●[ステップSA07]割出テーブルをアンクランプする。
●[ステップSA08]主軸オリエンテーション。つまり、主軸をΦiN+1回転させる。これによって主軸の位相は、ΘiN+1=ΘiN+ΦiN+1となる(数1式参照)。また、割出テーブルの位相は、ΘoN+1=ΘoN+ΦoN+1となる(数2式参照)。
●[ステップSA09]割出テーブルをクランプする。
●[ステップSA10]ΘiN、ΘoNを更新し記憶する。つまり、ΘiN=ΘiN+1、ΘoN=ΘoN+1とし、次の回の割出動作に使用するため、ΘiNとΘoNを記憶する。
●[ステップSA11]加工領域P2へ移動し、主軸オリエンテーションを解除する。
●[ステップSA12]割出動作を停止する。ステップSA03において割出軸駆動ギアの位相とΘoNとが等しくないと判断されたので、前回の割出動作の終了後のワーク12の加工中に割出テーブル5が回転したことを意味する。この状態で割出動作を行うと、図7に示されるように割出軸駆動ギア3と主軸ギア2とが衝突する問題がある。
●[ステップSA13]割出テーブル5が回転したことで、正常なワークの加工が行われない。そこで、ワークの加工を中止し、アラームを報知する。アラームの報知は、数値制御装置8の表示装置にアラームを表示、あるいは、警告灯を点灯することなどにより、警報を報知する。
2 主軸ギア
3 割出軸駆動ギア
4 回転伝達機構部
5 割出テーブル
6X X軸移動機構
6Y Y軸移動機構
6Z Z軸移動機構
6A A軸移動機構
7 クランプ機構
8 数値制御装置
9 切粉除去機構
10 回転検出機構
11 加工工具
12 ワーク
13 テーブル
14 位置決めピン
15 プランジャ
16 ブラケット
17 ブレーキディスク
18 中心軸
19 矢印
20 検出リング
21 センサ
22 受光器
23 回転盤
24 投光器
25 スリット
100 工作機械
Claims (5)
- 主軸動力を利用して割出テーブルの割出軸を駆動する割出テーブルを備えた工作機械において、
加工工具を回転させる主軸と、
前記主軸の端面に設けられ該主軸と同軸同期回転可能な主軸ギアと、
前記主軸ギアと噛合可能な割出軸駆動ギアにより前記主軸の回転動力を受け、ワークの姿勢を変化させる割出テーブルと、
前記主軸または前記割出テーブルの少なくとも一方を前記主軸ギアと前記割出軸駆動ギアとが噛み合い割出動作を行う割出領域、および、加工工具によりワークの加工を行う加工領域へ相対移動させる移動機構と、
前記割出軸駆動ギアの回転を防止するクランプ機構と、
前記主軸ギアと前記移動機構を駆動制御して割出動作を実行する数値制御装置と、
を有することを特徴とする割出テーブルを備えた工作機械。 - 前記割出領域と前記加工領域の間の移動経路は、前記主軸に装着されている加工工具または割出テーブルに載置されているワークの形状の少なくとも一方に応じて選択されることを特徴とする請求項1に記載の割出テーブルを備えた工作機械。
- 前記割出軸駆動ギアへの切粉の付着を防止する防護カバー、または、前記割出軸駆動ギアに付着した切粉を除去するための圧縮空気または切削液を吹きつける切粉除去機構の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1または2の何れか1つに記載の割出テーブルを備えた工作機械。
- 前記割出テーブルの割出動作完了時の前記主軸の位相を前記数値制御装置の記憶装置に記憶した後に、前記主軸ギアと前記割出軸駆動ギアの噛合を解き、次の割出動作において前記主軸の位相を前記記憶した位相に復帰させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の割出テーブルを備えた工作機械。
- 前記割出軸駆動ギアの位相が変化したことを検出する回転検出機構を有し、
前記加工領域において前記割出軸駆動ギアの位相の変化を検出したとき、次回の割出動作における前記主軸ギアと前記割出軸駆動ギアの割出動作を停止させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の割出テーブルを備えた工作機械。
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- 2013-08-27 CN CN201320526377.1U patent/CN203471474U/zh not_active Expired - Lifetime
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