JP2020062712A

JP2020062712A - 横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械

Info

Publication number: JP2020062712A
Application number: JP2018195463A
Authority: JP
Inventors: 英顕川田; Hideaki Kawada
Original assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-04-23

Abstract

【課題】比較的簡単な機構を介して横架を上下に駆動できる横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械を提供する。【解決手段】工作機械は、ＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）制御部と、ベッドと、該ベッド上の両側にそれぞれ立設される一対のコラムと、該一対のコラム間に架設される横架と、主軸の先端に工具が取付けられ前記横架に摺動可能に支持される主軸頭と、前記横架の両端側に配設され該横架の上下動を支持する一対のボールねじと、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータとを有し、該各サーボモータの位置決め制御により前記横架を水平に保持しつつ上下に駆動する。【選択図】図２

Description

本発明は、横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械に関し、特に、いわゆるダブルコラム方式（門形機）のジグ研削盤における横架上下駆動装置に関する。

いわゆるダブルコラム方式（門形機）のジグ研削盤等においては、従来、主軸頭を摺動可能に支持する横架を水平バランスを保持して上下方向に駆動するための装置（機構等）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の横架上下駆動装置（機構等）では、台形ねじの精度により横架の水平バランスを担保しつつ、例えば、モータ及び上記台形ねじを用いた上下摺動機構を用いて横架を上下に駆動するようにしている。

実開昭６２−２５１２５号公報

従来、上述したジグ研削盤等の横架の上下摺動機構には、親ねじとして高精度な台形ねじを使用しているので、特別に高精度な台形ねじを製作する必要があり、ジグ研削盤の生産のボトルネックになっていた。また、１つのモータによりベベルギア等の駆動伝達機構を介して左右の親ねじを駆動するようにしているので、このベベルギア等のメカ的な伝達機構が必要であり、工作機械の組立製造の工数や部品点数が増加すると共に、更なるコストアップの原因ともなっていた。

本発明は上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、比較的簡単な機構を介して横架を上下に駆動できる横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１の様相である横架上下駆動装置は、ＮＣ(Numerical Control)制御部を有する門型工作機械の主軸頭を摺動可能に支持する横架の両端側に該横架の上下動を支持する一対のボールねじと、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータとを有し、該各サーボモータの位置決め制御により前記横架を水平に保持しつつ上下に駆動することを特徴とする。

また、本発明の第２の様相である工作機械は、ＮＣ(Numerical Control)制御部と、ベッドと、該ベッド上の両側にそれぞれ立設される一対のコラムと、該一対のコラム間に架設される横架と、主軸の先端に工具が取付けられ前記横架に摺動可能に支持される主軸頭と、前記横架の両端側に配設され該横架の上下動を支持する一対のボールねじと、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータとを有し、該各サーボモータの位置決め制御により前記横架を水平に保持しつつ上下に駆動することを特徴とする。

本発明によれば、比較的簡単な機構を介して横架を上下に駆動できる横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械を提供することが可能になる。

従来のジグ研削盤の構成を示す図であり、（a）は、その主要部の平面図、（b）は、その全体の正面図である。本発明の一実施形態に係るジグ研削盤の構成を示す図であり、（a）は、その主要部の平面図、（b）は、その全体の正面図である。本発明の一実施形態に係る横架上下駆動装置におけるＮＣ装置とモータ及びボールねじによるその制御系の概略構成を示す図である。

以下、本発明の理解を容易にするため、まず、図１を参照して、従来のジグ研削盤の概要について説明する。図１は、従来のジグ研削盤の構成を示す図であり、（a）は、その主要部の平面図、（b）は、その全体の正面図である。図１（a）、（b）に示すように、従来のジグ研削盤１０は、いわゆるダブルコラム方式（門型機）のジグ研削盤であり、図示ＸＹＺの３軸方向でのＮＣ制御によりテーブル１７上に搭載される図示しないワークへの３次元加工（研削）が可能であり、そのテーブル１７上に載置された図示しないワークを滑台１７Ａにより前後（Ｘ軸方向）に移動させつつ、一対のコラム１６Ａ、１６Ｂ間に架設される横架２０に沿って左右（Ｙ軸方向）に主軸本体（主軸頭１８）側を移動させ、また、横架２０そのものを左右のコラム１６Ａ、１６Ｂに沿って上下動（Ｚ軸方向）させることにより主軸１８Ａの３次元移動を可能としている。尚、主軸１８Ａの下端には、図示しない砥石とそれを回転させるための高周波モータが取り付けられた、いわゆるクイルが装着され、このクイルを上下動（Ｚ軸方向）させることによりワークへのチョッピング加工等も可能である。かかる従来の横架上下駆動装置（機構等）は、横架上下用インダクションモータ２２からＶベルト２４によりウォームシャフト２６に動力を伝達してウォームシャフト２６を回転させる。コラム１６Ａ、１６Ｂ側にそれぞれ上下駆動軸として配置された台形ねじ（軸）２８Ａ、２８Ｂの軸端に取り付けられたウォームホイール２９Ａ、２９Ｂを上記ウォームシャフト２６との噛み合わせにより回転させることで横架２０を左右のコラム１６Ａ、１６Ｂに沿って上下動（Ｚ軸方向）させる、即ち、左右の台形ねじ（軸）２８Ａ、２８Ｂをメカ的に同期駆動するようにしている。

しかしながら、このように横架２０の上下摺動機構には、親ねじとして高精度な台形ねじ（軸）２８Ａ、２８Ｂを使用しているので、特別に高精度な台形ねじ（軸）を製作する必要があり、ジグ研削盤の生産のボトルネックになっていた。また、１つのインダクションモータ２２によりウォームホイール２９Ａ、２９Ｂとウォームシャフト２６等のメカ的な駆動伝達機構を介して左右の親ねじ（台形ねじ）２８Ａ、２８Ｂを駆動するようにしているので、このメカ的な駆動伝達機構が必要であり、工作機械の組立製造の工数や部品点数が増加すると共に、更なるコストアップの原因ともなっていた。

そこで、本発明者は、比較的簡単な機構を介して横架を上下に駆動できる横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械を発明し、以下の実施形態として具現したのであり、以下、図２及び図３を参照して、本発明の一実施形態に係る横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械としてのジグ研削盤について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るジグ研削盤の構成を示す図であり、（a）は、その主要部の平面図、（b）は、その全体の正面図である。図３は、その横架上下駆動装置におけるＮＣ装置とモータ及びボールねじによる制御系の概略構成を示す図である。図２（a）、（b）及び図３に示すように、本実施形態に係る横架上下駆動装置は、ＮＣ(Numerical Control)制御部３２を有する門型工作機械としてのジグ研削盤３０の主軸頭３４を摺動可能に支持する横架４０の両端側に該横架４０の上下動を支持する一対のボールねじ（軸）４２Ａ、４２Ｂと、ボールねじ（軸）４２Ａ、４２Ｂに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータ４４Ａ、４４Ｂを有し、これらサーボモータ４４Ａ、４４Ｂの位置決め制御により横架４０を水平に保持しつつ上下に駆動するものである。

また、本発明の一実施形態である工作機械としてのジグ研削盤３０は、ＮＣ(Numerical Control)制御部３２と、ベッド５２と、ベッド５２上の両側にそれぞれ立設される一対のコラム５４Ａ、５４Ｂと、一対のコラム５４Ａ、５４Ｂ間に架設される横架４０と、主軸５８Ａの先端に工具（図示せず）が取付けられ横架４０に摺動可能に支持される主軸頭５８と、横架４０の両端側に配設され横架４０の上下動を支持する一対のボールねじ（軸）４２Ａ、４２Ｂと、ボールねじ（軸）４２Ａ、４２Ｂに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータ４４Ａ、４４Ｂを有し、これらサーボモータ４４Ａ、４４Ｂの位置決め制御により横架４０を水平に保持しつつ上下に駆動するようにしている。

このように、左右のサーボモータ４４Ａ、４４Ｂとボールねじ（軸）４２Ａ、４２Ｂを直結して駆動力を伝達することで、メカ的な駆動伝達機構を廃止できるので、このメカ的な駆動伝達機構の加工工数や組立工数を削減することができる。また、従来では台形ねじ（軸）２８Ａ、２８Ｂの精度に依っていた横架（２０、４０）の平行維持をサーボモータ４４Ａ、４４Ｂの位置決め制御技術にて置き換えることができるので、より高精度な横架４０の平行維持及び上下駆動が可能になる。また、従来の上下摺動機構において使用していた親ねじとしての高精度な台形ねじ（軸）２８Ａ、２８Ｂが不要になるので、特別に高精度な台形ねじ（軸）を製作する必要が無くなることで、ジグ研削盤の生産のボトルネックが解消する。これにより、生産リードタイムの短縮と部品点数削減によるコスト低減が可能になる。

本発明によれば、比較的簡単な機構を介して横架を上下に駆動できる横架上下駆動装置及びそれを備えた工作機械を提供することが可能になる。即ち、従来必要であったメカ的な駆動伝達機構を廃止できるので、工作機械の組立製造の工数や部品点数を低減すると共に、コストアップの原因を解消することが可能になった。

以上に述べた実施形態では、本発明の横架バランス装置をジグ研削盤に適用したが、本発明は、ＮＣ制御部を有する門型工作機械であって、その主軸頭を摺動可能に支持する横架の両端側に該横架を支持する一対のボールねじを配設し、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータを有する構成の工作機械であれば、ジグ研削盤以外にも適用され得るのは、勿論である。

３０ジグ研削盤、３２ＮＣ(Numerical Control)制御部、３４主軸頭、４０横架、４２Ａ、４２Ｂボールねじ（軸）、４４Ａ、４４Ｂサーボモータ、５２ベッド、５４Ａ、５４Ｂコラム、５８主軸頭、５８Ａ主軸

Claims

ＮＣ(Numerical Control)制御部と、ベッドと、該ベッド上の両側にそれぞれ立設される一対のコラムと、該一対のコラム間に架設される横架と、主軸の先端に工具が取付けられ前記横架に摺動可能に支持される主軸頭と、前記横架の両端側に配設され該横架の上下動を支持する一対のボールねじと、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータとを有し、該各サーボモータの位置決め制御により前記横架を水平に保持しつつ上下に駆動することを特徴とする横架上下駆動装置。
ＮＣ(Numerical Control)制御部と、ベッドと、該ベッド上の両側にそれぞれ立設される一対のコラムと、該一対のコラム間に架設される横架と、主軸の先端に工具が取付けられ前記横架に摺動可能に支持される主軸頭と、前記横架の両端側に配設され該横架の上下動を支持する一対のボールねじと、該各ボールねじに直結されそれぞれ駆動力を伝達する一対のサーボモータとを有し、該各サーボモータの位置決め制御により前記横架を水平に保持しつつ上下に駆動することを特徴とする工作機械。