JP2014213444A - 旋盤の自動心押台 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークへの接近離隔動作を自動化した心押台に関し、心押台の移動に無駄時間が生じず、心押棒の安定した押し付け力が得られ、心押台の無駄な移動や微振動によって機械の摩耗や損傷を早めることのない自動心押台を提供する。【解決手段】旋盤のベッドに主軸軸線方向に摺動自在に搭載され、これをその摺動方向に移動させるサーボシリンダないしサーボモータを備えている。ワーク先端を支持する心押棒は、ホルダのテーパ孔に嵌着され、ホルダは、心押台に内蔵したクイルに自由回転可能かつ軸方向移動不能に軸支されている。クイルは、心押台の本体に形成したシリンダに嵌挿されている。心押台の位置を固定するクランプ装置を備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、旋盤の心押台に関するもので、ワークへの接近離隔動作を自動化した心押台に関するものである。

基端を主軸のチャックで保持されたワークの先端中心を主軸軸線上に保持する手段として心押台が用いられる。心押台は、旋盤のベッドに主軸軸線方向（Ｚ軸方向）に摺動自在に装着され、ワークの先端中心に予め加工したセンタ孔に心押棒の尖った先端を押し付けることによってワークの先端を保持する。心押棒は、ワークの加工中は継続してある程度の力でワークに押し付けられていなければならず、また、ワークの長さが変わったときやワークを着脱するときには、主軸軸線方向に移動しなければならない。この軸方向移動を自動的に行う手段として、従来、油圧シリンダやサーボモータが用いられていた。

すなわち、図３に示すように、主軸軸線ａと同一軸線上にして心押棒１を回転自在、かつ軸方向移動不能に支持している心押台４０を旋盤のベッド７に主軸軸線方向に摺動自在に支持し、油圧シリンダ４１のロッド４２を心押台４０に連結するか、または、図４に示すように、サーボモータ４３で回転するボールねじ４４に螺合するナット４５を心押台４０に固定することによって心押棒１を軸方向に移動させるようにしていた。

なお、半自動ともいうべき手段として、旋盤の刃物台に心押台と係脱する係止具を設け、心押台を移動させるときに刃物台を心押台の近くまで移動して、当該刃物台と心押台を係合し、次に刃物台を心押台に要求される移動量だけ主軸軸線方向に移動し、心押台との係合を解いて刃物台を初期位置まで復帰させるという動作で心押台の軸方向移動を行う構造も実用されている。この半自動の構造の場合には、ベッド上での心押台の位置を固定するクランプ装置を設け、刃物台によって心押台を移動するとき、当該クランプ装置の固定を解除するようにしている。

心押台の軸方向移動を油圧シリンダ４１で行う構造では、ワークへの心押棒の押し付け力を油圧シリンダ４１に供給する油圧の圧力で設定でき、安定した押し付け力でワークを保持することができるが、自由な位置で心押台の位置を設定することができないので、例えば、ワークの着脱を行う場合など、少しの軸方向移動で良い場合でも心押台を後退端（油圧シリンダの後退端）まで移動させねばならず、移動動作に無駄が生ずる。

心押台の摺動面に切削液や切粉が浸入してくるのを防止するため、心押台の移動に伴って伸縮するカバーを設ける必要があり、このカバー内に切削油や切粉が浸入するのを防止するシールが必要である。心押台が無駄に移動すると、無駄時間が発生して生産性を低下させるほか、これらのカバーやシールの摩耗を早めるという問題がある。

一方、心押台の移動をサーボモータ４３で行う構造では、心押台４０を任意の位置で停止することができ、心押台を必要なストロークだけ動かすこともできるので、無駄な移動動作は生じない。この構造の場合、ワークへの心押棒の押し付け力は、サーボモータ４３のトルクを保持することによって行われるので、モータ４３にかかる負荷が大きく、また、ワークの加工中も継続してそのトルクを発生し続けなければならないため、ワーク加工中に生ずる微振動がサーボモータ４３の回転軸に伝わってモータ内の部品を損傷したり寿命を縮めたりするおそれがある。

また、前述した心押台の移動を半自動で行う構造では、心押台の移動動作に時間がかかり、特に加工時間の短いワークを加工する場合など、生産性が低いという問題がある。

この発明は、上記のような従来装置の問題点を解決して、心押台の移動に無駄時間が生じず、ワークに対する心押棒の安定した押し付け力が得られ、無駄な心押台の移動や加工中のワークの微振動によって機械の摩耗や損傷を早めることのない自動心押台を提供することを課題としている。

この発明の旋盤の自動心押台は、旋盤のベッド７に主軸軸線方向に摺動自在に搭載され、これをその摺動方向に移動させるサーボシリンダ１６ないしサーボモータ６を備えている。ワーク先端のセンタ孔に押し付けられてワークを支持する心押棒１は、ホルダ２のテーパ孔１２に嵌着され、当該ホルダ２は、心押台に内蔵したクイル３に軸受２１、２２で自由回転可能かつ軸方向移動不能に軸支されている。クイル３は、心押台の本体５に軸心を主軸軸線ａと一致させて形成したシリンダ４に嵌挿されている。

更にこの発明の自動心押台は、ベッド７に設けたガイド３１を挟持して、その軸方向移動を固定するクランプ装置８を備えている。クランプ装置８に油圧を供給することにより、クランプ装置８がベッドのガイド３１を挟持して、心押台１０の位置を固定する。

ワークの先端を保持するための押し付け力は、シリンダ４に作用する油圧力によって設定され、心押台１０の位置は、サーボシリンダないしサーボモータ６により設定される。

旋盤加工において、心押台を使用して長尺ワークを加工するときは、ワークの長さに合わせて心押台の位置を決める必要があり、また、ワークの先端中心を主軸軸線上に保持するために、心押棒の先端をワークのセンタ孔に適切な力で押し付けなければならない。

この発明の心押台では、心押台をサーボシリンダないしサーボモータで移動させ、心押棒を油圧で進退させる構造であるため、加工するワークの長さに合わせてサーボシリンダないしサーボモータで心押台を任意の位置に移動して止めることができ、かつ当該位置で心押台をクランプして固定した状態で、油圧力で心押棒をワークに押し付けている。

そのため、サーボシリンダやサーボモータに加わる負荷が小さく、加工中の微振動は心押台内のシリンダの油圧で減衰されて直接ベッドに伝達されるから、加工中の振動による部品の損傷や耐久性の低下を防止できる。

そして、ワークの着脱の際には、心押台の位置を固定したまま、心押棒の短いストロークの進退動作で行うことができるので、ワークの交換を短時間で行うことができ、生産性を低下させることもない。

心押台とこれをベッドに固定するクランプ装置の断面図 心押台とその軸方向移動装置を示す側面図 第１従来例を示す側面図 第２従来例を示す側面図

以下、図１、２に示す実施例を参照して、この発明の心押台を説明する。心押台１０は、旋盤のベッド７に図示しない旋盤の主軸の軸線ａと、心押棒１の軸心とを一致させて、当該軸線方向に摺動自在に搭載されている。この構造は、従来の心押台と異なる所はない。

心押台１０の下方のベッド７内には、サーボモータ６の正逆回転によってロッド１７を進退させるサーボシリンダ１６がそのロッド１７を主軸軸線と平行な方向（以下、「軸線方向」という）にして装着されており、心押台１０がブラケット１９を介してロッド１７の先端に連結されている。ロッド１７を囲むように、ロッド１７に切粉や切削液が付着するのを防止するカバー１８が設けられている。サーボモータ６は、図示しないサーボアンプを介してＮＣ装置で制御されている。

心押棒１は、円筒形のホルダ２のテーパ孔１２に嵌着されており、ホルダ２は、軸受２１、２２でクイル３に自由回転可能かつ軸方向移動不能に軸支されている。クイル３は、先端側（ワーク側）の前ロッド１３と後方（反ワーク側）の後ロッド１４との間にピストン１５を形成した構造で、前ロッド１３の径はピストン１５の径より小さく、後ロッド１４の径は前ロッド１３の径より小さい。心押台の本体５には、主軸軸線ａと同軸にしてピストン１５を嵌挿するシリンダ４が形成され、クイルの前ロッド１３の先端と後ロッド１４がこのシリンダ４の前後壁を摺動自在に貫通している。この貫通部分及びピストン１５の外周には、液封用のＯリング２３、２４、２５が装着されている。

心押台１０には、ピストン１５の両側（前後）に形成される流体室２６、２７に油圧を供給するニップル２８、２９が設けられている。

心押台１０のベッド７との摺動部には、ベッドに設けたガイド３１を上下方向に挟持して心押台１０の移動を固定するクランプ装置８が設けられている。このクランプ装置は、上下方向のクランプシリンダ３２、３２に嵌装したクランプピストン３３、３３のロッド３４、３４の先端にクランプシュー３５、３５を固定した構造で、クランプシリンダ３２、３２に流体圧を供給して、クランプシュー３５を引き上げることにより、心押台の本体５の底面とクランプシュー３５、３５とでベッドのガイド３１を上下に挟持して心押台１０の移動を固定するものである。

上記構造の心押台において、旋盤のＮＣ装置にワーク寸法が登録された状態で、当該ワークの加工が指令されると、ＮＣ装置はサーボモータ６に所定回転の回転指令を与えて、登録されたワークの寸法に対応する位置に心押台１０を移動する。そして、クランプシリンダ３２、３２に油圧が供給されて、ワークに対応する心押台の位置が固定される。

位置が固定された心押台の前ロッド側の流体室２６に油圧が供給されて心押棒１が後退した状態で、ワークが供給され、当該ワークの基端が主軸チャックで把持されたあと、心押台の後ロッド側の流体室２７に流体圧が供給され、心押棒１の先端がワーク先端のセンタ孔に押し付けられる。この状態でワークの加工が行われる。

ワークの加工が終了したら、心押台の本体を動かすことなく心押棒１のみを後退させてワークを取り外し、次のワークを装填する。同一寸法のワークは、心押台の本体５を移動させることなく心押棒１の進退動作だけで次々と交換して加工を行うことができる。

加工中のワークに対する心押棒１の押し付け力は、心押台１０に供給される油圧力で設定され、加工中に心押棒にワークから振動が加わってもその振動はシリンダ内の油で減衰されて、心押台の本体からクランプ部を通して直接ベッドに伝達されるので、サーボシリンダのロッド１７などにワークの押し付け反力による負荷や加工中の振動が作用することがない。

１ 心押棒
２ ホルダ
３ クイル
４ シリンダ
５ 心押台の本体
６ サーボモータ
７ ベッド
８ クランプ装置
１０ 心押台
１２ テーパ孔
１６ サーボシリンダ
２１ 軸受
２２ 軸受
３１ ガイド
ａ 主軸軸線

Claims (3)

1. 旋盤のベッドに主軸軸線方向に摺動自在に搭載され、これをその摺動方向に移動させる移動駆動装置を備えた旋盤の自動心押台において、加工中のワークの先端を支持する心押棒が心押台本体に油圧力で主軸軸線方向に進退自在に装着され、かつ心押台本体をベッド上で主軸軸線方向に移動位置決めするサーボシリンダないしサーボモータと、心押台本体の移動位置を固定するクランプ装置とを備えている、旋盤の自動心押台。
2. 前記心押棒が、心押台本体に設けた主軸軸線方向の油圧シリンダに嵌挿されたピストンを備えたクイルに回転自在かつ軸方向移動不能に支持されたホルダに装着されている、請求項１記載の自動心押台。
3. ワークの先端を保持するための押し付け力が、前記シリンダに作用する油圧力によって設定され、心押台の位置が、サーボシリンダないしサーボモータによって設定される、請求項１又は２記載の自動心押台。

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