JP2020075307A - Turn table device and machine tool - Google Patents

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奥村 佳史
Yoshifumi Okumura
佳史 奥村
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Abstract

To provide a turn table device capable of detecting a turning angle of a turn table with a high degree of accuracy, and a machine tool.SOLUTION: A turn table device includes: a table 20; a turn table 30 that is loaded on the table 20 and that can be turned with respect to the table 20; and a turning angle detector 50 that has arc-linear motion conversion mechanisms 51, 52, 53 and 57 for converting an arc motion associated with turning of the turn table 30 to a linear motion and that detects a turning angle of the turn table 30 by making a sensor device 54 measure the linear motion of a scale, converted by the arc-linear motion conversion mechanisms 51, 52, 53 and 57.SELECTED DRAWING: Figure 2A

Description

本発明は、旋回テーブル装置及び工作機械に関するものである。   The present invention relates to a turning table device and a machine tool.

特許文献1−3には、旋回テーブル装置を備える工作機械として円筒研削盤が記載されている。このような円筒研削盤では、円筒状の工作物の研削のみならず、トラバーステーブルに対して旋回テーブルを旋回させることにより、円筒部の端部にテーパ部を有する工作物の研削が可能である。そして、特許文献3に記載の旋回テーブル装置では、旋回テーブルにナットが固定され、トラバーステーブルにナットに噛み合わされるネジ軸が固定される。作業者は、ネジ軸に連結されるモータを駆動することで旋回テーブルを旋回させる。   Patent Documents 1-3 describe a cylindrical grinder as a machine tool including a turning table device. With such a cylindrical grinder, not only grinding of a cylindrical work piece but also grinding of a work piece having a taper portion at the end of the cylindrical portion is possible by turning the turning table with respect to the traverse table. .. In the swivel table device described in Patent Document 3, the nut is fixed to the swivel table, and the screw shaft meshed with the nut is fixed to the traverse table. The operator turns the turning table by driving a motor connected to the screw shaft.

特許文献3に記載の旋回テーブル装置では、トラバーステーブルに突起部が設けられて基準点に指定される。そして、旋回テーブルの旋回中心から基準点までのX軸線方向の距離、Z軸線方向の距離及び工作物の回転中心から基準点までの距離に基づいて、旋回テーブルの旋回角度を検出している。   In the turning table device described in Patent Document 3, a protrusion is provided on the traverse table and designated as a reference point. Then, the turning angle of the turning table is detected based on the distance from the turning center of the turning table in the X-axis direction to the reference point, the distance in the Z-axis direction, and the distance from the rotation center of the workpiece to the reference point.

特開2015−217481号公報JP, 2005-217481, A 特許第3666204号公報Japanese Patent No. 3666204 特許第2578041号公報Japanese Patent No. 2578041

特許文献3に記載の旋回テーブル装置では、旋回テーブルの旋回角度を間接的に検出しているため、検出誤差が生じるおそれがある。そこで、旋回テーブルの端面にR面を形成してスケールを貼付し、センサにてスケールを読み取って旋回テーブルの旋回角度を直接的に検出する旋回テーブル装置がある。   In the turning table device described in Patent Document 3, since the turning angle of the turning table is indirectly detected, a detection error may occur. Therefore, there is a turning table device in which an R surface is formed on the end surface of the turning table, a scale is attached, and the sensor reads the scale to directly detect the turning angle of the turning table.

しかし、旋回テーブルの端面に形成するR面の加工誤差やスケールの貼り付け誤差が生じた場合、誤差をキャンセルするセンサの位置決め作業が困難になり、センサの読み取り誤差が発生するおそれがある。また、旋回テーブルの旋回に伴ってR面に貼付されるスケールと固定されているセンサとの距離が変化するため、センサの読み取りができない場合がある。   However, if a processing error of the R surface formed on the end surface of the turning table or an attachment error of the scale occurs, the positioning work of the sensor that cancels the error becomes difficult, and a reading error of the sensor may occur. Further, since the distance between the scale attached to the R surface and the fixed sensor changes as the turning table turns, the sensor may not be read.

本発明は、旋回テーブルの高精度な旋回角度の検出が可能な旋回テーブル装置及び工作機械を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a turning table device and a machine tool capable of detecting a turning angle of a turning table with high accuracy.

本発明に係る旋回テーブル装置は、テーブルと、前記テーブルに載置され、前記テーブルに対し旋回可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルの旋回に伴う円弧運動を直線運動に変換する円弧直動変換機構を有し、前記円弧直動変換機構で変換されるスケールの直動をセンサ装置で測定して前記旋回テーブルの旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、を備える。   A swivel table device according to the present invention is a table, a swivel table mounted on the table and capable of swiveling with respect to the table, and an arc-to-linear motion conversion mechanism for converting an arc motion accompanying the swivel of the swivel table into a linear motion. And a turning angle detecting device for detecting a turning angle of the turning table by measuring a linear movement of the scale converted by the circular arc linear movement converting mechanism by a sensor device.

本発明によれば、旋回角度検出装置は、旋回テーブルの旋回に伴う円弧運動を直線運動に変換する円弧直動変換機構を備えているので、スケールを平坦な面に貼付して貼り付け誤差を低減できる。よって、センサ装置の位置決めはスケールとの隙間方向の調整のみでよいので、センサ装置の位置決め作業が容易となり、センサ装置の読み取り誤差の発生を抑制できる。また、スケールとセンサ装置との距離は変化しないので、センサ装置の読み取りを常に高精度に行うことができる。   According to the present invention, since the turning angle detection device includes the circular arc linear motion conversion mechanism that converts the circular arc motion associated with the swiveling of the swivel table into the linear motion, the scale is attached to a flat surface to eliminate the attachment error. It can be reduced. Therefore, since the positioning of the sensor device only needs to be adjusted in the direction of the gap with the scale, the positioning work of the sensor device is facilitated and the occurrence of a reading error of the sensor device can be suppressed. Further, since the distance between the scale and the sensor device does not change, the sensor device can always read with high accuracy.

本発明に係る工作機械は、ベッドと、前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、上記旋回テーブル装置と、前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能な前記テーブル又は前記砥石台と、前記テーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な前記旋回テーブルと、前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台とを備える。   A machine tool according to the present invention includes a bed, a grindstone base that is provided on an upper surface of the bed, and that rotatably supports a grinding wheel capable of grinding the outer periphery of a workpiece around a central axis of the grinding wheel, and the turning. A table device, the table or the grindstone that is provided on the upper surface of the bed and can move along a guide rail, and the table that is provided on the upper surface of the table and that can swivel about a swivel axis perpendicular to the upper surface. A turning table, and a headstock and a tailstock, which are provided on the upper surface of the turning table, respectively support both ends of the workpiece, and rotate the workpiece about a rotation axis passing through both support points, are provided.

本発明によれば、旋回角度検出装置で高精度な旋回テーブルの旋回角度を検出できるので、工作物の加工精度を高精度に維持できる。   According to the present invention, since the turning angle of the turning table can be detected with high accuracy by the turning angle detection device, the machining accuracy of the workpiece can be maintained with high accuracy.

本実施形態の工作機械をY軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the machine tool of this embodiment from the direction of the Y-axis. 図1の工作機械を構成する旋回角度検出装置をY軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the turning angle detection device which comprises the machine tool of FIG. 1 from the Y-axis direction. 図2Aの旋回角度検出装置をZ軸線方向から見た図である。It is the figure which looked at the turning angle detection device of Drawing 2A from the direction of the Z-axis. 旋回テーブルを旋回する前の旋回軸と旋回角度検出装置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship between the turning axis and the turning angle detection device before turning the turning table. 旋回テーブルを旋回した後の旋回軸と旋回角度検出装置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the turning axis and the turning angle detection apparatus after turning the turning table. 別例の旋回テーブルを旋回する前の旋回軸と旋回角度検出装置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the turning axis and turning angle detection apparatus before turning the turning table of another example. 別例の旋回テーブルを旋回した後の旋回軸と旋回角度検出装置との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the turning axis | shaft after turning the turning table of another example, and a turning angle detection apparatus. 図1の工作機械の操作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the machine tool of FIG. 1.

(1.旋回テーブル装置を備える工作機械の構成)
本実施形態に係る旋回テーブル装置を備える工作機械としてテーブルトラバース型の円筒研削盤を一例として、図1を参照して説明する。なお、図1においては、後述するトラバーステーブル20の移動方向を直交三軸のうちのZ軸線方向とし、砥石台15の移動方向を直交三軸のうちのX軸線方向とし、Z軸線方向及びX軸線方向に直角な方向を直交三軸のうちのY軸線方向とする。
(1. Configuration of machine tool equipped with turning table device)
A table traverse type cylindrical grinding machine will be described as an example of a machine tool including the turning table device according to the present embodiment with reference to FIG. In addition, in FIG. 1, the moving direction of the traverse table 20 described later is the Z-axis direction of the three orthogonal axes, and the moving direction of the wheel head 15 is the X-axis direction of the three orthogonal axes, and the Z-axis direction and the X-axis direction The direction perpendicular to the axial direction is the Y-axis direction of the three orthogonal axes.

図1に示すように、円筒研削盤10は、床面に載置されるベッド11と、ベッド11の上面に設けられる旋回テーブル装置12と、旋回テーブル装置12の上面に設けられる主軸台13及び心押台14と、ベッド11の上面に設けられ、砥石車16を有する砥石台15と、ベッド11の側面に設けられる制御装置17等を備える。   As shown in FIG. 1, a cylindrical grinder 10 includes a bed 11 placed on a floor surface, a turning table device 12 provided on the upper surface of the bed 11, a headstock 13 provided on the upper surface of the turning table device 12, and The tailstock 14, a grindstone base 15 provided on the upper surface of the bed 11 and having a grinding wheel 16, and a control device 17 and the like provided on the side surface of the bed 11 are provided.

旋回テーブル装置12は、ベッド11の上面に設けられるトラバーステーブル20、及びトラバーステーブル20の上面に設けられる旋回テーブル30を備える。さらに、トラバーステーブル20の上面において旋回テーブル30を旋回させる旋回機構40と、旋回テーブル30の旋回角度を検出する旋回角度検出装置50等を備える。   The turning table device 12 includes a traverse table 20 provided on the upper surface of the bed 11, and a turning table 30 provided on the upper surface of the traverse table 20. Furthermore, a turning mechanism 40 that turns the turning table 30 on the upper surface of the traverse table 20, a turning angle detection device 50 that detects a turning angle of the turning table 30, and the like are provided.

トラバーステーブル20は、上面視が長尺状の矩形状に形成される。トラバーステーブル20は、図略のアクチュエータ(リニアモータ等)の駆動によって、ベッド11上にてZ軸線方向に敷設されるガイドレール20aに沿って移動可能である。トラバーステーブル20の上面は、旋回テーブル30が載置されたとき旋回テーブル30の下面が摺動可能となるように、きさげ加工等が施されている。   The traverse table 20 is formed in a long rectangular shape in a top view. The traverse table 20 can be moved along a guide rail 20a laid on the bed 11 in the Z-axis direction by driving an actuator (not shown) such as a linear motor. The upper surface of the traverse table 20 is subjected to scraping or the like so that the lower surface of the turning table 30 can slide when the turning table 30 is placed.

旋回テーブル30は、上面視が扁平の六角形状に形成される。旋回テーブル30は、トラバーステーブル20の上面を摺動しながら、旋回軸30aを中心にY軸線回りに旋回可能に支持される。図1には、旋回テーブル30がZ軸線に対して旋回角度θをとった状態が示されている。旋回テーブル30の下面は、トラバーステーブル20の上面と同様に、きさげ加工等が施されている。   The revolving table 30 is formed in a flat hexagonal shape in a top view. The swivel table 30 is supported so as to swivel around the Y-axis around the swivel shaft 30a while sliding on the upper surface of the traverse table 20. FIG. 1 shows a state in which the turning table 30 has a turning angle θ with respect to the Z axis. Like the upper surface of the traverse table 20, the lower surface of the turning table 30 is subjected to scraping and the like.

旋回機構40は、旋回テーブル30の旋回角度θを調整する。旋回機構40は、トラバーステーブル20の上面の一端側に設けられ、トラバーステーブル20に対する旋回テーブル30の一端側の位置を移動させる。より詳細には、旋回機構40は、トラバーステーブル20の上面の一端側に設けられるボールネジ機構41と、ボールネジ機構41に連結されるハンドル42を備える。   The turning mechanism 40 adjusts the turning angle θ of the turning table 30. The turning mechanism 40 is provided on one end side of the upper surface of the traverse table 20, and moves the position of one end side of the turning table 30 with respect to the traverse table 20. More specifically, the turning mechanism 40 includes a ball screw mechanism 41 provided on one end side of the upper surface of the traverse table 20 and a handle 42 connected to the ball screw mechanism 41.

旋回機構40は、作業者によるハンドル42の回転により、ボールネジ機構41のネジ軸が回転し、ボールネジ機構41のナットの位置がX−Z平面上において移動することで旋回テーブル30を旋回させる。そして、旋回テーブル30が旋回した状態において、旋回テーブル30をトラバーステーブル20に固定するため、旋回テーブル30の長手方向の両端側にはクランプ装置33a,33bが設けられる。   The turning mechanism 40 causes the turning table 30 to turn by rotating the screw shaft of the ball screw mechanism 41 by the rotation of the handle 42 by the operator and moving the position of the nut of the ball screw mechanism 41 on the XZ plane. Then, in order to fix the turning table 30 to the traverse table 20 when the turning table 30 is turned, clamp devices 33a and 33b are provided on both longitudinal ends of the turning table 30.

旋回角度検出装置50は、旋回テーブル30の旋回角度θを検出する。旋回角度検出装置50は、トラバーステーブル20の上面の一端側に設けられ、トラバーステーブル20に対する旋回テーブル30の一端側の位置の移動量を測定し、旋回テーブル30の旋回角度θを検出する。なお、旋回角度検出装置50の詳細は後述する。   The turning angle detection device 50 detects the turning angle θ of the turning table 30. The turning angle detection device 50 is provided on one end side of the upper surface of the traverse table 20, measures the amount of movement of the position on the one end side of the turning table 30 with respect to the traverse table 20, and detects the turning angle θ of the turning table 30. The details of the turning angle detection device 50 will be described later.

主軸台13及び心押台14は、センタ13a及びセンタ14aをそれぞれ備え、旋回テーブル装置12の上面に固定される。主軸台13のセンタ13a及び心押台14のセンタ14aは、円筒状の工作物Wの両端をそれぞれ支持する。主軸台13には、工作物Wをセンタ13a,14aの両支持点を通る中心軸線回りに回転させるための主軸モータ13bが内蔵される。   The headstock 13 and the tailstock 14 include a center 13a and a center 14a, respectively, and are fixed to the upper surface of the turning table device 12. The center 13a of the headstock 13 and the center 14a of the tailstock 14 support both ends of the cylindrical workpiece W, respectively. The headstock 13 has a built-in spindle motor 13b for rotating the workpiece W around a central axis passing through both support points of the centers 13a and 14a.

砥石台15は、研削加工に用いられる工具(砥石車16)を保持し、図略のアクチュエータ(リニアモータ等)の駆動によって、ベッド11上にてX軸線方向に敷設されるガイドレール15aに沿って移動可能である。砥石台15は、工作物Wの外周の研削が可能な砥石車16の中心軸線16aがZ軸線方向を向くようにして、当該砥石車16を中心軸線16a回りに回転可能に支持する。なお、ベッド11上にて砥石台15をZ軸線方向へ移動可能とするように、Z軸線方向にガイドレールを敷設してもよい。   The grindstone base 15 holds a tool (grinding wheel 16) used for grinding, and is driven along with a guide rail 15a laid on the bed 11 in the X-axis direction by driving an actuator (a linear motor or the like) not shown. Can be moved. The grinding wheel base 15 rotatably supports the grinding wheel 16 around the central axis 16a so that the central axis 16a of the grinding wheel 16 capable of grinding the outer periphery of the workpiece W faces the Z axis direction. A guide rail may be laid in the Z-axis direction so that the whetstone base 15 can be moved in the Z-axis direction on the bed 11.

制御装置17は、工作物Wの回転及び砥石車16の回転を制御すると共に、工作物Wと砥石車16との相対移動(直交三軸のうちのZ軸線方向及びX軸線方向の移動)を制御することにより工作物Wの外周を研削する。   The control device 17 controls the rotation of the workpiece W and the rotation of the grinding wheel 16, and also controls the relative movement between the workpiece W and the grinding wheel 16 (movement in the Z-axis direction and the X-axis direction of the three orthogonal axes). The outer periphery of the workpiece W is ground by controlling.

(2.旋回角度検出装置の構成)
次に、旋回角度検出装置50の構成について図を参照して説明する。図1,2A,2Bに示すように、旋回角度検出装置50は、スライダ51、リニアガイド52、アーム53及びセンサ装置54を備える。スライダ51は、直方体状に形成され、側面にスケール55が貼付される。スライダ51には、上面にカムフォロア56が設けられる。なお、カムフォロア56の代わりにベアリングでもよい。
(2. Configuration of turning angle detection device)
Next, the configuration of the turning angle detection device 50 will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the turning angle detection device 50 includes a slider 51, a linear guide 52, an arm 53, and a sensor device 54. The slider 51 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the scale 55 is attached to the side surface thereof. A cam follower 56 is provided on the upper surface of the slider 51. A bearing may be used instead of the cam follower 56.

リニアガイド52は、レール状に形成され、トラバーステーブル20の上面の一端側にて、X軸線方向に延びるように設けられる。リニアガイド52には、スライダ51がX軸線方向に摺動可能に載置され、スライダ51の移動を案内する。アーム53は、旋回テーブル30の一端側にて、Z軸線方向に延びるように設けられる。アーム53には、引張バネ57の一端が接続されている。この引張バネ57は、他端がスライダ51に接続されており、これによりアーム53はカムフォロア56と常時接触している。スライダ51、リニアガイド52、アーム53、引張バネ57は、旋回テーブル30の旋回に伴う円弧運動を直線運動に変換する円弧直動変換機構を構成する。   The linear guide 52 is formed in a rail shape, and is provided on one end side of the upper surface of the traverse table 20 so as to extend in the X axis direction. A slider 51 is slidably mounted on the linear guide 52 in the X-axis direction to guide the movement of the slider 51. The arm 53 is provided on one end side of the revolving table 30 so as to extend in the Z-axis direction. One end of a tension spring 57 is connected to the arm 53. The other end of the tension spring 57 is connected to the slider 51, so that the arm 53 is in constant contact with the cam follower 56. The slider 51, the linear guide 52, the arm 53, and the tension spring 57 form an arc-linear motion conversion mechanism that converts the arc motion associated with the turning of the turning table 30 into a linear motion.

センサ装置54は、例えば磁気センサを備え、トラバーステーブル20の上面の一端側にて、スライダ51のスケール55に近接して設けられる。センサ装置54は、旋回テーブル30の旋回に伴って移動するスライダ51のスケール55を読み取ってスライダ51の移動量を測定し、スライダ51の測定移動量に基づいて、旋回テーブル30の旋回角度θを検出する。   The sensor device 54 includes, for example, a magnetic sensor, and is provided near the scale 55 of the slider 51 on one end side of the upper surface of the traverse table 20. The sensor device 54 reads the scale 55 of the slider 51 that moves along with the turning of the turning table 30, measures the amount of movement of the slider 51, and determines the turning angle θ of the turning table 30 based on the measured amount of movement of the slider 51. To detect.

上述の旋回角度検出装置50によれば、スケール55はスライダ51の平坦な側面に貼付されるので、スライダ51の側面の加工誤差を低減してスケール55の貼り付け誤差を低減できる。よって、センサ装置54の位置決めはスケール55との隙間方向の調整のみでよいので、センサ装置54の位置決め作業が容易となり、センサ装置54の読み取り誤差の発生を抑制できる。また、旋回テーブル30が旋回しても、スライダ51に貼付されているスケール55は直動となるので、固定されているセンサ装置54との距離は変化しない。よって、センサ装置54の読み取りを常に高精度に行うことができる。   According to the above-described turning angle detection device 50, since the scale 55 is attached to the flat side surface of the slider 51, the processing error on the side surface of the slider 51 can be reduced and the attachment error of the scale 55 can be reduced. Therefore, since the positioning of the sensor device 54 only needs to be adjusted in the gap direction with the scale 55, the positioning work of the sensor device 54 is facilitated and the occurrence of a reading error of the sensor device 54 can be suppressed. Further, even if the turning table 30 turns, the scale 55 attached to the slider 51 moves linearly, so that the distance from the fixed sensor device 54 does not change. Therefore, it is possible to always read the sensor device 54 with high accuracy.

(3.旋回角度検出装置の検出処理)
以上のような構成の旋回角度検出装置50による旋回角度の検出処理について説明する。先ず、図3Aに示すように、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心を一致させて配置した場合を説明する。この場合、図3Aに示すように、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心のZ軸線方向の中心間距離Zaは予め測定して記憶しておく。
(3. Detection processing of the turning angle detection device)
The turning angle detection processing by the turning angle detection device 50 having the above configuration will be described. First, as shown in FIG. 3A, a case where the center of the revolving shaft 30a of the revolving table 30 and the center of the cam follower 56 are aligned with each other will be described. In this case, as shown in FIG. 3A, the center-to-center distance Za in the Z-axis direction between the center of the turning shaft 30a of the turning table 30 and the center of the cam follower 56 is measured and stored in advance.

そして、図3Bに示すように、センサ装置54は、旋回テーブル30の旋回に伴って移動するスライダ51のスケール55を読み取ってスライダ51の移動量を測定する。そして、スライダ51の測定移動量Xda及び記憶しているZ軸線方向の中心間距離Zaを式(1)に代入することで、旋回テーブル30の旋回角度θaを算出する。   Then, as shown in FIG. 3B, the sensor device 54 measures the amount of movement of the slider 51 by reading the scale 55 of the slider 51 that moves along with the turning of the turning table 30. Then, the turning angle θa of the turning table 30 is calculated by substituting the measured movement amount Xda of the slider 51 and the stored center-to-center distance Za in the Z-axis direction into the equation (1).

Figure 2020075307
Figure 2020075307

次に、図4Aに示すように、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心がX軸線方向に距離Xbずれて配置した場合を説明する。この場合、図4Aに示すように、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心のZ軸線方向の中心間距離Zb及びX軸線方向の中心間距離Xbは予め測定して記憶しておく。なお、以下の説明では、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心を通るZ軸線方向に延びる直線を基準線Bという。   Next, as shown in FIG. 4A, a case will be described in which the center of the revolving shaft 30a of the revolving table 30 and the center of the cam follower 56 are displaced by a distance Xb in the X-axis direction. In this case, as shown in FIG. 4A, the center-to-center distance Zb in the Z-axis direction and the center-to-center distance Xb in the X-axis direction between the center of the turning shaft 30a of the turning table 30 and the center of the cam follower 56 are measured and stored in advance. deep. In the following description, a straight line extending in the Z-axis direction passing through the center of the turning shaft 30a of the turning table 30 is referred to as a reference line B.

そして、図4Bに示すように、センサ装置54は、旋回テーブル30の旋回に伴って移動するスライダ51のスケール55を読み取ってスライダ51の移動量を測定する。そして、スライダ51の測定移動量Xdb及び記憶しているX軸線方向の中心間距離Xbを式(2)に代入することで、旋回テーブル30の旋回軸30aの中心と旋回テーブル30の旋回後のカムフォロア56の中心のX軸線方向の中心間距離Xcを算出する。   Then, as shown in FIG. 4B, the sensor device 54 reads the scale 55 of the slider 51 that moves along with the turning of the turning table 30, and measures the amount of movement of the slider 51. Then, by substituting the measured movement amount Xdb of the slider 51 and the stored center-to-center distance Xb in the X-axis direction into the equation (2), the center of the turning axis 30a of the turning table 30 and the turning table 30 after turning. The center-to-center distance Xc in the X-axis direction of the center of the cam follower 56 is calculated.

Figure 2020075307
Figure 2020075307

そして、センサ装置54は、算出したX軸線方向の中心間距離Xc及び記憶しているZ軸線方向の中心間距離Zbを式(3)に代入することで、旋回テーブル30の旋回後の旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心を通る直線Cと、基準線Bとのなす第一角度αを算出する。そして、スライダ51の測定移動量Xdb、記憶しているZ軸線方向の中心間距離Zb及びX軸線方向の中心間距離Xbを式(4)に代入することで、旋回テーブル30の旋回後の旋回テーブル30の旋回軸30aの中心とカムフォロア56の中心の中心間距離Lを算出する。   Then, the sensor device 54 substitutes the calculated center-to-center distance Xc in the X-axis direction and the stored center-to-center distance Zb in the Z-axis direction into the equation (3), whereby the turning table 30 after turning is turned. A first angle α formed by a reference line B and a straight line C passing through the center of the turning shaft 30a of 30 and the center of the cam follower 56 is calculated. Then, by substituting the measured movement amount Xdb of the slider 51, the stored center-to-center distance Zb in the Z-axis direction and the center-to-center distance Xb in the X-axis direction into the formula (4), the turning table 30 turns after turning. The center-to-center distance L between the center of the turning shaft 30a of the table 30 and the center of the cam follower 56 is calculated.

Figure 2020075307
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Figure 2020075307
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そして、センサ装置54は、記憶しているX軸線方向の中心間距離Xb及び算出した中心間距離Lを式(5)に代入することで、上記直線Cと、旋回テーブル30の旋回後の基準線Bとのなす第二角度βを算出する。そして、算出した第一角度α及び第二角度βを式(6)に代入することで、旋回テーブル30の旋回角度θbを算出する。   Then, the sensor device 54 substitutes the stored center-to-center distance Xb in the X-axis direction and the calculated center-to-center distance L into the equation (5) to obtain the straight line C and the reference after turning of the turning table 30. The second angle β formed by the line B is calculated. Then, the turning angle θb of the turning table 30 is calculated by substituting the calculated first angle α and second angle β into the equation (6).

Figure 2020075307
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Figure 2020075307
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(4.旋回テーブル装置を備える工作機械の操作)
次に、作業者による旋回テーブル装置12を備える円筒研削盤10の操作において、円筒状の工作物Wの一端側にテーパ角度θwのテーパ面を加工する場合を説明する。作業者は、円筒状の工作物Wの両端を主軸台13のセンタ13a及び心押台14のセンタ14aで挟持させる(図5のステップS1)。
(4. Operation of machine tool equipped with turning table device)
Next, a description will be given of a case where a tapered surface having a taper angle θw is machined on one end side of the cylindrical workpiece W in the operation of the cylindrical grinder 10 provided with the turning table device 12 by the operator. The operator holds both ends of the cylindrical work W between the center 13a of the headstock 13 and the center 14a of the tailstock 14 (step S1 in FIG. 5).

そして、作業者は、センサ装置54からの旋回検出角度が表示される制御装置17の表示モニタを見ながら、ハンドル42を回して旋回テーブル30を旋回させる(図5のステップS2)。旋回テーブル30の旋回角度は、上述の旋回角度検出装置50により高精度に検出できる。   Then, the worker turns the turning table 30 by turning the handle 42 while looking at the display monitor of the control device 17 in which the turning detection angle from the sensor device 54 is displayed (step S2 in FIG. 5). The turning angle of the turning table 30 can be detected with high accuracy by the turning angle detection device 50 described above.

作業者は、表示モニタに表示される旋回検出角度が目標とするテーパ面のテーパ角度θwに達したか否かを確認し(図5のステップS3)、表示モニタに表示される旋回検出角度が目標とするテーパ面のテーパ角度θwに達したら、制御装置17からテーパ荒加工を指令する(図5のステップS4)。   The operator confirms whether the turning detection angle displayed on the display monitor has reached the target taper angle θw of the tapered surface (step S3 in FIG. 5), and the turning detection angle displayed on the display monitor is When the target taper angle θw of the taper surface is reached, taper rough machining is commanded from the controller 17 (step S4 in FIG. 5).

そして、作業者は、テーパ荒加工が終了したか否かを確認し(図5のステップS5)、テーパ荒加工が終了したら、加工したテーパ面のテーパ角度θdと目標とするテーパ面のテーパ角度θwとの誤差Δθをモニタに表示させる(図5のステップS6)。加工したテーパ面のテーパ角度θdは、既知の方法であるテーパ面の例えば2か所の位置座標を位置検出装置で検出し、2か所の検出位置と三角関数に基づいて算出できる。   Then, the operator confirms whether or not the taper rough machining has been completed (step S5 in FIG. 5), and when the taper rough machining is completed, the taper angle θd of the machined taper surface and the target taper angle of the taper surface. An error Δθ from θw is displayed on the monitor (step S6 in FIG. 5). The taper angle θd of the processed tapered surface can be calculated based on the detected position of two positions and the trigonometric function by detecting the position coordinates of, for example, two positions of the tapered surface, which is a known method.

作業者は、表示モニタを見ながら誤差Δθが零となるようにハンドル42を回して旋回テーブル30を旋回させる(図5のステップS7)。そして、誤差Δθが零に達したか否かを確認し(図5のステップS8)、誤差Δθが零に達したら、制御装置17からテーパ仕上げ加工を指令する(図5のステップS9)。そして、テーパ仕上げ加工が終了したか否かを確認し(図5のステップS10)、テーパ仕上げ加工が終了したら、全ての操作を終了する。   While looking at the display monitor, the operator turns the handle 42 to turn the turning table 30 so that the error Δθ becomes zero (step S7 in FIG. 5). Then, it is confirmed whether or not the error Δθ reaches zero (step S8 in FIG. 5), and when the error Δθ reaches zero, the controller 17 instructs the taper finishing process (step S9 in FIG. 5). Then, it is confirmed whether or not the taper finishing process is completed (step S10 in FIG. 5), and when the taper finishing process is completed, all the operations are completed.

(5.その他)
上記実施形態においては、旋回テーブル30の旋回はボールネジ機構41をハンドル42で操作する構成としたが、ボールネジ機構41をモータで操作する構成としてもよい。これにより、旋回テーブル30の旋回角度調整の自動化を図ることができる。
(5. Other)
In the above-described embodiment, the turning of the turning table 30 is configured such that the ball screw mechanism 41 is operated by the handle 42, but the ball screw mechanism 41 may be operated by a motor. This makes it possible to automate the adjustment of the turning angle of the turning table 30.

また、加工したテーパ面のテーパ角度θdを加工の都度算出して誤差Δθを求めて調整する構成とした。しかし、テストピースを加工し、位置検出装置で検出して算出したテーパ角度とセンサ装置54で検出した旋回検出角度との関係から補正係数を予め求めておく。そして、実際の工作物の加工時に、センサ装置54で検出した旋回検出角度を補正係数で実測値に補正する構成としてもよい。   Further, the taper angle θd of the processed tapered surface is calculated each time the processing is performed, and the error Δθ is obtained and adjusted. However, the correction coefficient is obtained in advance from the relationship between the taper angle calculated by processing the test piece and detected by the position detection device and the turning detection angle detected by the sensor device 54. Then, at the time of actually machining the workpiece, the turning detection angle detected by the sensor device 54 may be corrected to a measured value by a correction coefficient.

また、工作機械としてテーブルトラバース型の円筒研削盤を例にあげたが、砥石台トラバース型の円筒研削盤に適用可能である。また、本発明は、円筒研削盤に限らず、他の工作機械にも適用可能である。   Further, although a table traverse type cylindrical grinder is given as an example of the machine tool, it can be applied to a wheel head traverse type cylindrical grinder. Further, the present invention is applicable not only to the cylindrical grinder but also to other machine tools.

10:円筒研削盤、 11:ベッド、 12:旋回テーブル装置、 13:主軸台、 14:心押台、 20:トラバーステーブル、 30:旋回テーブル、 40:旋回機構、 41:ボールネジ機構、 42:ハンドル、 50:旋回角度検出装置、 51:スライダ、 52:リニアガイド、 53:アーム、 54:センサ装置、 55:スケール、 56:カムフォロア、 57:引張バネ、 W:工作物 10: Cylindrical grinder, 11: Bed, 12: Turning table device, 13: Headstock, 14: Tailstock, 20: Traverse table, 30: Turning table, 40: Turning mechanism, 41: Ball screw mechanism, 42: Handle , 50: turning angle detection device, 51: slider, 52: linear guide, 53: arm, 54: sensor device, 55: scale, 56: cam follower, 57: tension spring, W: workpiece

Claims (3)

テーブルと、
前記テーブルに載置され、前記テーブルに対し旋回可能な旋回テーブルと、
前記旋回テーブルの旋回に伴う円弧運動を直線運動に変換する円弧直動変換機構を有し、前記円弧直動変換機構で変換されるスケールの直動をセンサ装置で測定して前記旋回テーブルの旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、
を備える、旋回テーブル装置。
A table,
A turning table placed on the table and capable of turning with respect to the table;
The rotary table has a circular arc linear motion conversion mechanism for converting the circular arc motion associated with the swivel of the swivel table into a linear motion, and the linear motion of the scale converted by the circular arc linear motion conversion mechanism is measured by a sensor device to swivel the swivel table. A turning angle detection device that detects an angle,
And a turning table device.
前記円弧直動変換機構は、
前記旋回テーブルの一端側に配置され、前記旋回テーブルの旋回方向に延びる直線状のレールと、
前記レールに沿って移動可能なスライダと、
前記旋回テーブルの一端側から前記旋回方向と直角な方向に延びる直線状のアームと、
前記スライダに配置され、前記アームと当接可能な当接部材と、
前記アームと前記スライダとの間に接続され、前記アームと前記当接部材を当接させる方向に付勢する付勢部材と、を備える、請求項1に記載の旋回テーブル装置。
The circular arc translation conversion mechanism,
A linear rail disposed on one end side of the turning table and extending in the turning direction of the turning table,
A slider movable along the rail,
A linear arm extending from one end side of the turning table in a direction perpendicular to the turning direction,
An abutting member arranged on the slider and capable of abutting on the arm;
The turning table device according to claim 1, further comprising: a biasing member that is connected between the arm and the slider and that biases the arm and the abutting member in a direction of abutting the arm and the abutting member.
ベッドと、
前記ベッドの上面に設けられ、工作物の外周の研削が可能な砥石車を当該砥石車の中心軸線回りに回転可能に支持する砥石台と、
請求項1又は2に記載の旋回テーブル装置と、
前記ベッドの上面に設けられ、ガイドレールに沿って移動可能な前記テーブル又は前記砥石台と、
前記テーブルの上面に設けられ、当該上面に対し垂直な旋回軸線回りに旋回可能な前記旋回テーブルと、
前記旋回テーブルの上面に設けられ、前記工作物の両端をそれぞれ支持し、両支持点を通る回転軸線回りに当該工作物を回転させる主軸台及び心押台と、
を備える、旋回テーブル装置を備える工作機械。
Bed and
A grindstone that is provided on the upper surface of the bed and that rotatably supports a grinding wheel capable of grinding the outer periphery of a workpiece around the central axis of the grinding wheel.
A swivel table device according to claim 1 or 2,
Provided on the upper surface of the bed, the table or the grindstone that is movable along a guide rail,
The turning table provided on the upper surface of the table and capable of turning around a turning axis perpendicular to the upper surface,
A headstock and a tailstock that are provided on the upper surface of the revolving table, respectively support both ends of the workpiece, and rotate the workpiece around a rotation axis passing through both support points;
A machine tool including a turning table device.
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