JP2016129929A

JP2016129929A - 移動型テールストック

Info

Publication number: JP2016129929A
Application number: JP2016041645A
Authority: JP
Inventors: 浩一天谷; Koichi Amaya; 岩井　清高; Kiyotaka Iwai; 清高岩井; 崇史飯塚; Takashi Iizuka
Original assignee: Matsuura Kikai Seisakusho KK
Current assignee: Matsuura Kikai Seisakusho KK
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-07-21

Abstract

【課題】所定の押圧力によってワークを保持するテールストックを、ボールネジによって移動させ、かつ所定の押圧力によってワークを保持するために必要な制御を実現するテールストックの移動機構の構成を提供すること。【解決手段】ボールネジ２上の上側の基板６１に、ワーク５を保持するためのテールストック１とワーク５に対する振れ止め７とを配置し、上側の基板６１が下側の基板６２に対しボールネジ２の長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在とし、かつボールネジ２を駆動するモーター３が発生するトルクを検出した上で、ボールネジ２の回動に対するブレーキ４の作動、駆動モーター３に対する電源からの入力の切断を実現することで上記課題を達成する移動型テールストック。【選択図】図１

Description

本発明は、ボールネジによって移動したうえで、ワークを保持するテールストックの移動機構を対象としている。

従来、テールストックの移動及びワークに対する押圧は、例えば特許文献２に示すように、油圧シリンダによって実現されており（図１及び段落［００２７］における「テールストック５２６」及び「シリンダ５２７」に関する記載部分）、このため前記移動及び押圧に対する制御もまた油圧シリンダを前提としていた。

しかしながら、油圧シリンダの場合には、シリンダ機構、油圧回路等の設置のため広範なスペースを必要とする。

しかも、ワークに対する押圧力は、手動減圧弁によって調整することから、制御においても複雑かつ煩雑な作業を不可欠とする一方、油圧の変化が緩慢であるため、迅速な制御には不適切であった。

このような技術上の問題点が存在する油圧シリンダ方式に代えて、例えば特許文献１においては、テールストックをボールネジによって摺動させる構成が提唱されているが（図１及び段落［００１０］の「テールストック２１」及び「ボールねじ装置」に関する記載部分）、特許文献１においては、ボールネジによるテールストックの移動及びワークに対する押圧に関し、具体的な制御機構に関する構成を全く明らかにしていない。

特開平１０−７６４０２号公報特開２０００−１４４２５６号公報

本発明は、所定の押圧力によってワークを保持するテールストックを、ボールネジによって移動すると共に、所定の押圧力によってワークを保持するために必要な制御を実現するテールストックの移動機構の構成を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）駆動モーターとスプリングを介さずに結合しているボールネジ上に、上下二段の基板を配置し、上側の基板に、ワークを保持するためのテールストックとワークに対する振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基板が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在とし、かつ上側の基板及び下側の基板を介してボールネジによって支持されているテールストックに対し下記の工程の制御を行うテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び駆動モーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力の切断、
ｃ上記ｂの切断より後段階における、ボールネジの回動に対するブレーキの作動
（２）駆動モーターとスプリングを介さずに結合しているボールネジ上に、上下二段の基板を配置し、上側の基板に、ワークを保持するためのテールストックとワークに対する振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基板が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在とし、かつ上側の基板及び下側の基板を介してボールネジによって支持されているテールストックに対し下記の工程の制御を行うテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び駆動モーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、及び当該作動と同時期における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
からなる。

前記基本構成（１）、（２）による本発明においては、油圧シリンダよりも少ないスペースにて作動し得るボールネジを採用し、かつワークを保持するために必要な押圧力を駆動モーターが発生するトルクを適宜選択した上で、ボールネジにおけるブレーキの作動によって前記トルクに基づいて適切な押圧力を確保し、しかも油圧シリンダの場合に比し、極めてスピーディーな制御を可能とすることができる。

基本構成（１）、（２）における各構成要素の配置状況を示す（但し、駆動モーターを除く。）。基本構成（１）、（２）において、上側の基板及び下側の基板の図示を省略した場合における各構成要素の配置状態を示す見取図である。基本構成（１）の制御状況を示しており、（ａ）は、制御に対応するプログラムであり、（ｂ）は上記プログラムによる制御に対応するトルクの変化状態を示すグラフである。基本構成（２）の制御状況を示しており、（ａ）は、制御に対応するプログラムであり、（ｂ）は上記プログラムによる制御に対応するトルクの変化状態を示すグラフである。

基本構成（１）、（２）においては、図１に示すように、ボールネジ２上に、上下二段の基板６１、６２を配置し、上側の基板６１に、テールストック１と振れ止め７とをボールネジ２の長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基板６１が下側の基板６２に対しボールネジ２の長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在としている。

このように、共通したボールネジ２によって、テールストック１によるワーク５に対する押圧だけでなく、ワーク５に対する工作段階に突入した後においても、振れ止め７を嵌合させたうえでワーク５の振動を防止することが可能となる。

基本構成（１）、（２）は、何れも図２に示すように、ワーク５を押圧するテールストック１、テールストック１を回動によって移動しかつ上記押圧状態を確保するためのブレーキ４を備えているボールネジ２、及び当該ボールネジ２に対する駆動モーター３を構成要素としており、駆動モーター３はテールストック１及びボールネジ２を介してワーク５と反対側に配置されている。

基本構成（１）においては、図３（ａ）のようなプログラムの制御が行われている。

具体的には、
ａ．ボールネジ２によるテールストック１の移動及び駆動モーター３が発生するトルクの検出（Ｓ_１）、
ｂ．前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーター３に対する電源からの入力の切断（Ｓ_２、Ｓ_３）、
ｃ．上記ｂの切断より後段階における、ボールネジ２の回動に対するブレーキ４の作動（Ｓ_４）
という工程によって、駆動モーター３及びボールネジ２のブレーキ４に対する制御が行われており、前記制御に基づく駆動モーター３のトルクの変化の状態は、図３（ｂ）に示す通りである。

基本構成（２）においては、図４（ａ）のようなプログラムによる制御が行われている。

具体的には、
ａ．ボールネジ２によるテールストック１の移動及び駆動モーター３が発生するトルクの検出（Ｓ_１）、
ｂ．前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジ２の回動に対するブレーキ４の作動、及び当該作動と同時期における駆動モーター３に対する電源からの入力の切断（Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）
という工程によって、駆動モーター３及びボールネジ２のブレーキ４に対する制御が行われており、前記制御に基づく駆動モーター３のトルクの変化の状態は、図４（ｂ）に示す通りである。

尚、基本構成（１）、（２）におけるａのステップ（Ｓ_１）は共通しているが、当該ステップにおいては、ボールネジ２がワーク５の探索位置にあるか否かの検索を行った上で、接近位置に至った後において、駆動モーター３が発生するトルクの検出を行うことによる実施形態も可能である。

更には、基本構成（１）、（２）の前記ｂにおいて共通するステップ（Ｓ_２）において、駆動モーター３が発生するトルクが所定の基準に至るか否かの判断に後続して、テールストック１が移動限界まで到来しているか否かの判断をも重畳した上で、移動限界に到来した場合には、たとえトルクが前記基準に至っていない場合であっても、次のブレーキ４に対する作動及び駆動モーター３に対する電源からの入力の切断の作動に突入する実施形態も採用することができる。

ボールネジ２の回動に基づく移動によって、テールストック１がワーク５に接触した段階では、テールストック１によるワーク５に対するスプリングを介していない押圧及び当該押圧に対するワーク５の反作用が発生し、駆動モーター３においては、上記反作用と均衡するようなトルクの発生を必要不可欠とする。

その結果、当該トルクは、図３（ｂ）、図４（ｂ）の時刻Ｃの位置に示すように、急激に上昇しかつ駆動モーター３に対する入力電流及び駆動モーター３における消費電力もまた急激に上昇する（尚、Ｃは“Ｃｏｎｔａｃｔ”の趣旨である。）。

基本構成（１）においては、駆動モーター３が発生するトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーター３に対する電源からの入力を切断し、その後、ボールネジ２に対するブレーキ４が作動していることから、ブレーキ４作動以前に前記トルクが消失し、ワーク５の反作用によって、テールストック１が逆戻りする危険がない訳ではない。

しかしながら、このような危険については、ボールネジ２のネジの傾斜角度を小さくすることによって、ボールネジ２の逆回動が生じないような設計を採用すると良い。

基本構成（２）においては、駆動モーター３が発生するトルクが所定の基準に至った段階において、ボールネジ２に対するブレーキ４の作動と駆動モーター３に対する電源からの入力の切断が同時に行われていることから、基本構成（１）のような技術上の問題点は発生しない。

基本構成（１）、（２）の何れにおいても、駆動モーター３が発生するトルクが所定の基準に至った段階にてブレーキ４が作動していることから、ボールネジ２に支えられたテールストック１は当該トルクに対応する押圧力を以って、ワーク５を保持することができる。

駆動モーター３が発生するトルクについては、ボールネジ２の移動に伴う押圧力と対応関係にあることから、ワーク５の後端の位置に歪み計を配設し、当該歪みの程度によって前記トルクを測定するというメカニカルな測定方法も不可能ではない。

しかしながら、そのようなメカニカルな測定方法は必ずしも正確ではなく、しかも余分な設備を必要とする。

このような状況に鑑み、駆動モーター３におけるトルクは、当該トルクと対応関係にある駆動モーター３に対する入力電流又は駆動モーター３における消費電力によって、測定する場合が多い。

尚、本来ならば、駆動モーター３における逆起電力に基づく電流又は逆起電力に基づく消費電力の方が前記トルクを直接反映しているが、これらの発生電流又は電力よりも、前記入力電流又は消費電力の方が測定が容易である。

本発明は、殆ど全てのワークに対し必要な押圧力を以って保持することが可能であって、その利用価値は絶大である。

１テールストック
１１テールストックの突出部
２ボールネジ
３駆動モーター
４ブレーキ
５ワーク
６１上側の基板
６２下側の基板
７振れ止め

Claims

駆動モーターとスプリングを介さずに結合しているボールネジ上に、上下二段の基板を配置し、上側の基板に、ワークを保持するためのテールストックとワークに対する振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基板が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在とし、かつ上側の基板及び下側の基板を介してボールネジによって支持されているテールストックに対し下記の工程の制御を行うテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び駆動モーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力の切断、
ｃ上記ｂの切断より後段階における、ボールネジの回動に対するブレーキの作動
駆動モーターとスプリングを介さずに結合しているボールネジ上に、上下二段の基板を配置し、上側の基板に、ワークを保持するためのテールストックとワークに対する振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基板が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交する方向への移動と固着とを自在とし、かつ上側の基板及び下側の基板を介してボールネジによって支持されているテールストックに対し下記の工程の制御を行うテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び駆動モーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、及び当該作動と同時期における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
駆動モーターが発生するトルクを、駆動モーターに対する入力電流によって検出することを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載のテールストックの移動機構。
駆動モーターが発生するトルクを、駆動モーターにおける消費電力によって検出することを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載のテールストックの移動機構。