JP3295110B2 - サドルスイベルヘッド - Google Patents

サドルスイベルヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、門型工作機械のサドル
スイベルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、サドルスイベルヘッドの一例とし
ては図５に示すような機構が知られている。
【０００３】この機構は、上部に傾動中心部１有するシ
リンダー２と、工具の装着されるラム３とを有してい
る。そして、ラム３はその軸線上の一点において傾動自
在とされており、ラム３のシリンダー２側には取付部４
が設けられている。そして、この取付部４には、シリン
ダー２のロッド５の端部が装着されている。
【０００４】したがって、この機構で、例えば、ラム３
の先端に装着される図示しない工具を図５の左方向へ傾
動させるには、シリンダー２をその傾動中心部１を傾動
中心として図示しない傾動装置により右方向へ傾動させ
つつシリンダー２のロッド５を所定の長さ前進させるこ
とによりラム３に装着される工具を所定の角度左方向へ
傾動させることができるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに図５に示す機
構のようにシリンダー２がラム３の軸線の延長上に設け
られているものは、傾きによって負荷モーメントが変動
し、しかも機構全体が大きくなり小型化が困難であっ
た。
【０００６】本発明は、従来の技術に鑑みてなされたも
ので装置を小型に構成することができるとともに、サド
ルスイベルヘッドに発生する傾斜モーメントを補正する
ことができるようにしたサドルスイベルヘッドを提供す
ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【発明の構成】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、門型コラムのクロスビームに水平
方向に移動自在に搭載されるサドルと、前記サドルに左
右方向に傾動可能に設けられるとともに、主軸頭を支持
するスイベルを有するサドルスイベルヘッドにおいて、
モータの回転を前記スイベル任意の角度の傾動運動に変
え前記スイベルに傾動動作を行なわせる傾動機構と、前
記サドルの左右にそれぞれ設けられ、前記スイベルの傾
動動作に連動するように前記スイベルと連結された油圧
シリンダと、前記スイベルが傾動する過程で前記スイベ
ルの傾動角度に対応させて前記油圧シリンダ内のスイベ
ルバランス圧力を調整するスイベルバランス調整回路
と、前記油圧シリンダ内のスイベルバランス圧とバラン
スさせるために前記油圧シリンダにかける背圧を調整す
る背圧調整回路と、を備えることを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【作用】サドルスイベルヘッドを傾動機構で傾動させる
とともに、油圧配管系によりサドルスイベルヘッドの傾
動方向側部の油圧シリンダにそれぞれの角度に対応する
スイベルバランス圧力を与え、所定の角度に傾動したの
ち油圧シリンダに背圧を与えることによりサドルスイベ
ルヘッドに発生する傾斜モーメントが補正される。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例を平削り盤に使用した
場合について図１乃至図４を参照して説明する。
【００１１】平削り盤６は、ベッド７と、ベッド７上に
設けられるテーブル８と、テーブル８の両側でベッド７
に立設されるコラム９と、これらのコラム９の上部を結
合するトップビーム１０と、コラム９の前側に上下方向
に設けられた昇降案内部１１に昇降自在に設けられるク
ロスビーム１２と、このクロスビーム１２に設けられ主
軸頭１３ａを支持するサドルスイベルヘッド１３とを備
えている。そして、サドルスイベルヘッド１３はクロス
ビーム１２に設けられ駆動機構１４により横方向に移動
可能とされるサドル１５と、このサドル１５に傾動機構
１６により傾動可能として設けられるスイベル１７と、
このスイベル１７の傾動方向側部に設けられ傾動機構１
６に連動する油圧シリンダ１８Ｒ、１８Ｌと、この油圧
シリンダ１８Ｒ、１８Ｌにスイベルバランス圧力と背圧
とを加えるための油圧配管系１９とを有している。（な
お、本説明においてＲはサドルスイベルヘッド１３を正
面からみて右側、Ｌは左側を示している。） サドル１５は、図３に示すように正面は長方形形状で、
その正面上部には円弧形状のレール部材２０がボルト２
１により固着されており、このレール部材２０の外円弧
側にはレール部材２０より短い円弧形状の摺動部材２２
が嵌合されている。
【００１２】また、サドル１５の上部には図１に示すよ
うにサドルスイベルヘッド１３をクロスビーム１２上で
横方向に移動させるための駆動機構１４及び図３に示す
スイベル１７の傾動機構１６が設けられている。
【００１３】スイベル１７は、図２に示すように正面は
ほぼ長方形形状で摺動部材２２に固着され中央の下部に
は図１に示すように工具の装着されるラム３が設けられ
ている。そして、傾動機構１６はモーター２３と、減速
機２４と、ピニオン２５とを有し、摺動部材２２の外円
弧側に形成されている円弧形状のラック２６にピニオン
２５が噛合い、モーター２３を駆動することにより減速
機２４、ピニオン２５を介してラック２６の形成されて
いる摺動部材２２がレール部材２０の円弧に沿って移動
し、摺動部材２２に固着されているスイベル１７が傾動
するようになっている。
【００１４】また、スイベル１７の傾動方向の側部には
サーボ機構ＳＢＲ，ＳＢＬと油圧シリンダ１８Ｒ、１８
Ｌとが設けられている。そして、これらの油圧シリンダ
１８Ｒ、１８Ｌのロッド２７Ｒ、２７Ｌの端部は、スイ
ベル１７の下方側部に形成されている上下方向の長孔２
８Ｒ、２８Ｌのに対し、ピン２９Ｒ、２９Ｌにより摺動
自在に装着されている。
【００１５】油圧配管系１９は、図１に示す位置に図４
のブロック図に示す構成のものが設けられている。すな
わち、この油圧配管系１９は、油圧シリンダ１８Ｒ、１
８Ｌに対する背圧を調整するための背圧調整回路１９ａ
と左右方向にスイベルした主軸頭１３ａに対するスイベ
ルバランス圧力を調整するためのスイベルバランス回路
１９ｂとを有しスイベル１７の両側の油圧シリンダ１８
Ｒ、１８Ｌに、スイベルバランス圧力と背圧とを加える
ためのもので、図示しない油圧発生源との間に設けられ
図示しないパルスコーダー等によって計測されるスイベ
ル角に相当するスイベルバランス力を油圧の圧力におき
かえるための比例制御弁３０Ｒ、３０Ｌと、図示しない
数値制御装置からの指令値に相当する油圧を発生するサ
ーボ機構ＳＢＲ，ＳＢＬと、左右のスイベルバランス圧
力を調整するための圧力調整器３１Ｒ、３１Ｌと、この
スイベルバランス圧力を検知するための圧力検知器３２
Ｒ、３２Ｌと、油圧シリンダ１８Ｒ、１８Ｌに加えられ
る左右の背圧を調整するための背圧調整器３３Ｒ、３３
Ｌと、配管３４とを有している。
【００１６】次に、このサドルスイベルヘッド１３の動
作についてサドルスイベルヘッド１３を図２に示す左方
向へ３０°傾動させる場合について説明する。
【００１７】今、平削り盤６の図示しない数値制御部か
らサドルスイベルヘッド１３を左方向に３０°傾動させ
る指令がサドル１５に設けられているスイベル１７の傾
動機構１６に伝達されると、モーター２３が作動し、減
速機２４を介してピニオン２５が図３における時計方向
へ回転し、ピニオン２５とかみ合っているラック２６の
形成されている摺動部材２２がサドル１５のレール部材
２０に沿って左方向へ傾動を開始するので、摺動部材２
２に固着されているスイベル１７も左方向へ傾動を開始
する。
【００１８】この傾動開始と同時に油圧配管系１９の比
例制御弁３０Ｒ、３０Ｌにスイベル１７の角度変化に対
応する油圧シリンダ１８Ｒ、１８Ｌの油圧の圧力変化の
信号が入力され、この圧力変化に対応してサーボ機構Ｓ
ＢＲを介して油圧シリンダ１８Ｒのロッド２７Ｒが前進
し、油圧シリンダ１８Ｌのロッド２７Ｌが後退する。そ
して、スイベルバランス圧力の検知器３２Ｒ、３２Ｌに
よってスイベル１７を左側へ３０°傾動させるまでの左
右のスイベルバランス圧力を検知しつつ圧力調整器３１
Ｒ、３１Ｌで圧力の調整をおこないロッド２７Ｒを前進
させ、ロッド２７Ｌを後退させる。
【００１９】そして、ロッド２７Ｒが前進し、ロッド２
７Ｌが後退してスイベル１７が左側へ３０°傾動する
と、油圧シリンダ１８Ｒ、１８Ｌのそれぞれのロッドの
２７Ｒ、２７Ｌの位置を保持させるために必要な背圧が
背圧調整器３３Ｒ、３３Ｌにより調整されて油圧シリン
ダ１８Ｒ、１８Ｌにはそれぞれスイベルバランス圧力と
背圧とが加えられ、圧力変化が打消されるので、サドル
スイベルヘッド１３の傾斜モーメントが補正され傾動機
構１６に過大な負荷がかかることはない。なお、本実施
例においてはサーボ機構を使用するものとしたが、ＰＩ
Ｄ（比例、積分、微分）を用いた制御回路、ＩＰＤ（積
分、比例、微分）を用いた制御回路を使用してもよく、
これらに限定されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ータの回転を前記スイベル任意の角度の傾動運動に変え
前記スイベルに傾動動作を行なわせる傾動機構と、前記
サドルの左右にそれぞれ設けられ、前記スイベルの傾動
動作に連動するように前記スイベルと連結された油圧シ
リンダと、前記スイベルが傾動する過程で前記スイベル
の傾動角度に対応させて前記油圧シリンダ内のスイベル
バランス圧力を調整するスイベルバランス調整回路と、
前記油圧シリンダ内のスイベルバランス圧とバランスさ
せるために前記油圧シリンダにかける背圧を調整する背
圧調整回路とを備えているので、スイベルの傾動は傾動
機構と油圧シリンダの両方によりおこなわれるので、油
圧シリンダ間の圧力の受け渡しが滑らかに行われ、した
がってどのような傾動位置に対しても工具は滑らかに移
動するので加工面の精度が向上し、良好な仕上面を得る
ことができる。
【００２１】そして、傾動は傾動機構と油圧シリンダの
両方によりおこなわれるので、傾動機構にかかる負荷モ
ーメントは一定となり傾動機構に過大な負荷がかかるこ
とはない。したがって、大きな傾動機構を必要とせず、
装置は小型化される。
【００２２】さらに、傾動機構と油圧シリンダとを併用
しているので、傾動機構の歯車のバックラッシ、油圧シ
リンダの応答時間差に影響されることがなく、早く正確
なサドルスイベルヘッドの傾動をおこなうことができる
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサドルスイベルヘッドの一実施例
を使用した平削り盤の正面図。
【図２】サドルスイベルヘッドの概要正面図。
【図３】サドルスイベルヘッドのスイベルの傾動機構の
概要正面図。
【図４】油圧配管系のブロック図。
【図５】従来技術の傾動機構の概要図。
【符号の説明】
６ 平削り盤 １３ サドルスイベルヘッド １６ 傾動機構 １７ スイベル １８Ｒ 油圧シリンダ １８Ｌ 油圧シリンダ １９ 油圧配管系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−15933（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−184941（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】門型コラムのクロスビームに水平方向に移
    動自在に搭載されるサドルと、前記サドルに左右方向に
    傾動可能に設けられるとともに、主軸頭を支持するスイ
    ベルを有するサドルスイベルヘッドにおいて、 モータの回転を前記スイベル任意の角度の傾動運動に変
    え前記スイベルに傾動動作を行なわせる傾動機構と、 前記サドルの左右にそれぞれ設けられ、前記スイベルの
    傾動動作に連動するように前記スイベルと連結された油
    圧シリンダと、 前記スイベルが傾動する過程で前記スイベルの傾動角度
    に対応させて前記油圧シリンダ内のスイベルバランス圧
    力を調整するスイベルバランス調整回路と、 前記油圧シリンダ内のスイベルバランス圧とバランスさ
    せるために前記油圧シリンダにかける背圧を調整する背
    圧調整回路と、 を備えることを特徴とするサドルスイベルヘッド。
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