JP3438478B2 - Spindle drive - Google Patents

Spindle drive

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JP3438478B2
JP3438478B2 JP19492396A JP19492396A JP3438478B2 JP 3438478 B2 JP3438478 B2 JP 3438478B2 JP 19492396 A JP19492396 A JP 19492396A JP 19492396 A JP19492396 A JP 19492396A JP 3438478 B2 JP3438478 B2 JP 3438478B2
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main shaft
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load
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哲也 田口
秀弘 真鍋
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加工工具などの負
荷部材に接続される主軸を備えた設備、例えばタレット
装置などに組み込まれる主軸の駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an equipment provided with a spindle connected to a load member such as a machining tool, for example, a spindle driving device incorporated in a turret device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車部品はプレス加工工程、機械加工
工程など種々の工程を経て製造されるが、生産効率を高
めるために、機械加工工程では従来よりタレット装置が
多用されている。
2. Description of the Related Art Automotive parts are manufactured through various processes such as a press working process and a mechanical working process, but in order to improve production efficiency, a turret device has been frequently used in the mechanical working process.

【0003】このタレット装置は、加工工具などの負荷
部材に接続される主軸を備えた設備の一つであり、非回
転のポストに回転自在に取り付けられたドラムと、ドラ
ムの円周上に設けられた複数のギヤヘッドとを有してい
る。各ギヤヘッドには切削工具が設けられ、ドラムを旋
回して複数のギヤヘッドのうちから加工目的にあった所
望のギヤヘッドをワークに向かい合う加工位置に割出し
つつ、順次、所定の機械加工を行うようになっている。
This turret device is one of the equipment provided with a main shaft connected to a load member such as a machining tool, and is provided on a drum rotatably mounted on a non-rotating post and on the circumference of the drum. And a plurality of gear heads. A cutting tool is provided on each gear head, and the desired gear head suitable for the purpose of machining is indexed to a machining position facing the workpiece out of a plurality of gear heads by rotating the drum, and sequentially performing predetermined machining. Has become.

【0004】タレット装置には、加工位置に割出された
ギヤヘッドの切削工具に接続される主軸を備えた主軸系
が設けられ、また、前記主軸を回転駆動するため、スピ
ンドルモータからなる1つの主軸駆動モータが設けられ
ている。一般的に、主軸駆動モータの動力は、主軸系か
らクラッチ機構を介してギヤヘッドに伝達される。これ
により切削工具が回転して、タップ加工などの所定の機
械加工がワークに施される(特公昭63−9,923号
公報および特開昭63−47,003号公報参照)。
The turret device is provided with a spindle system having a spindle connected to a cutting tool of a gear head indexed to a machining position, and one spindle composed of a spindle motor for rotating the spindle. A drive motor is provided. Generally, the power of the spindle drive motor is transmitted from the spindle system to the gear head via the clutch mechanism. As a result, the cutting tool rotates, and the workpiece is subjected to predetermined machining such as tapping (see Japanese Patent Publication No. 63-9923 and Japanese Patent Publication No. 63-47003).

【0005】なお、近年では、タレットの回転割出し
を、主軸駆動モータの動力で行うようにしたものもあ
る。
In recent years, some turrets are rotationally indexed by the power of a spindle drive motor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】タレット装置などの主
軸を備えた設備において、主軸に作用する負荷が大きい
とき、例えば、加速および減速するときなどでは、主軸
の加減速性能は主軸駆動モータによって定まり、主軸の
立ち上がり時間すなわち加速時間や、主軸の立ち下がり
時間すなわち減速時間は、その大部分が、モータのロー
タ慣性とトルクとの関係に基づいて決まっている。
In equipment equipped with a spindle such as a turret device, when the load acting on the spindle is large, for example, when accelerating and decelerating, the acceleration / deceleration performance of the spindle is determined by the spindle drive motor. Most of the rising time of the spindle, that is, the acceleration time and the falling time of the spindle, that is, the deceleration time are determined based on the relationship between the rotor inertia of the motor and the torque.

【0007】このため、主軸駆動モータの出力が大きく
なると、これに伴ってモータのロータ慣性も大きくなる
ので、加速時間および減速時間が長くなってしまう。ま
た、主軸に接続される切削工具などの負荷部材の負荷側
慣性が大きくなると、加減速時間はさらに長くなってし
まう。このように主軸の加速時間および減速時間が長い
と、タレット装置によるタップ加工などの個々の加工時
間や、タレット装置による一連の機械加工のサイクルタ
イムが長くなるという問題がある。
For this reason, when the output of the spindle drive motor increases, the rotor inertia of the motor also increases accordingly, and the acceleration time and deceleration time increase. Further, if the load-side inertia of a load member such as a cutting tool connected to the spindle is increased, the acceleration / deceleration time is further lengthened. If the spindle acceleration time and deceleration time are long as described above, there is a problem that individual machining time such as tap machining by the turret device and a cycle time of a series of machining by the turret device become long.

【0008】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、主軸に高負荷が作用し
たときに当該主軸のトルクを補い、設備で行うべき作業
の高速化を図り、設備のサイクルタイムの短縮化を達成
し得る主軸の駆動装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems associated with the above-mentioned prior art, and when the high load is applied to the spindle, the torque of the spindle is supplemented to speed up the work to be performed by the equipment. An object of the present invention is to provide a drive device for a spindle, which can shorten the cycle time of equipment.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1に記載の発明は、加工工具などの負荷部材に
接続される主軸を備えた設備に組み込まれる主軸の駆動
装置であって、前記主軸を回転駆動する駆動手段と、
助動力手段を構成し、圧縮空気のエネルギを回転力とし
て変換すると共に正逆両方向に回転自在な空気圧モータ
と、 前記空気圧モータを正転または逆転させるために当
該空気圧モータへのエア供給路を切換える流路切換弁
と、を有し、 前記空気圧モータは、前記主軸を加速また
は減速するときなどの高負荷時に前記主軸に接続されて
当該主軸にトルクを付加すると共に前記高負荷時に同期
して作動することを特徴とする主軸の駆動装置である。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a drive device for a spindle, which is incorporated in equipment equipped with a spindle connected to a load member such as a machining tool. a driving means for rotationally driving the spindle, complement
It constitutes an assisting means and uses the energy of compressed air as a rotational force.
Pneumatic motor that can be converted and converted to rotate in both forward and reverse directions
In order to rotate the pneumatic motor forward or reverse.
Flow path switching valve for switching the air supply path to the pneumatic motor
And the pneumatic motor accelerates the spindle or
Is connected to the spindle during high load such as deceleration
Add torque to the main shaft and synchronize with the high load
It is a drive device for a main shaft, which is characterized in that

【0010】この主軸の駆動装置では、主軸を加速する
ときなどの高負荷時には、主軸は、駆動手段による回転
力に加えて、当該主軸に接続された補助動力手段を構成
する空気圧モータからも回転力が付加されて回転駆動さ
れる。このため、駆動手段の出力が補助され高負荷時の
トルク不足が補われるため、主軸の加速時間が短くな
る。したがって、主軸の加速性が向上し、負荷部材で行
うべき作業に要する時間や、設備のサイクルタイムが短
くなる。また、駆動手段の出力を大きくしたり、負荷部
材の負荷側慣性が大きくなったりしても、空気圧モータ
が回転力を付加するため、加速時間が長くなることが抑
えられる。
In this spindle driving device, at the time of high load such as acceleration of the spindle, the spindle constitutes auxiliary power means connected to the spindle in addition to the rotational force by the driving means.
Rotational force is also applied from the pneumatic motor to rotate the motor . Therefore, the output of the drive means is assisted to compensate for the torque shortage at high load, and the acceleration time of the spindle is shortened. Therefore, the acceleration of the spindle is improved, and the time required for the work to be performed on the load member and the cycle time of the equipment are shortened. Further, even if the output of the driving unit is increased or the load-side inertia of the load member is increased, the pneumatic motor applies the rotational force, so that the acceleration time can be prevented from becoming long.

【0011】[0011]

【0012】また、主軸を減速するときなどの高負荷時
には、主軸は、当該主軸に接続された空気圧モータから
制動力が付加されて減速されるため、主軸の減速時間が
短くなる。したがって、主軸の減速性が向上し、負荷部
材で行うべき作業に要する時間や、設備のサイクルタイ
ムが短くなる。また、駆動手段の出力を大きくしたり、
負荷部材の負荷側慣性が大きくなったりしても、空気圧
モータが制動力を付加するため、減速時間が長くなるこ
とが抑えられる。
Further, in the high load such as when decelerating the spindle, spindle, the braking force from the pneumatic motor connected to the spindle is decelerated is added, the deceleration time of the spindle is reduced. Therefore, the deceleration of the spindle is improved, and the time required for the work to be performed on the load member and the cycle time of the equipment are shortened. Also, increase the output of the driving means,
Even if the load side inertia of the load member increases, the air pressure
Since the motor applies the braking force, it is possible to prevent the deceleration time from increasing.

【0013】[0013]

【0014】また、空気圧モータは、主軸の加速または
減速など補助が必要な高負荷時にのみ作動するので、当
空気圧モータを駆動させるための圧縮空気の無駄な消
費が抑制される。
Further , since the pneumatic motor operates only at the time of a high load requiring assistance such as acceleration or deceleration of the main shaft, wasteful consumption of compressed air for driving the pneumatic motor is suppressed.

【0015】[0015]

【0016】また、同出力の電動モータと比べて小型か
つ軽量であるという空気圧モータの利点から、補助動力
手段の小型、軽量化を通して、主軸の駆動装置の全体が
軽量で小型なものとなる。
Further, the advantages of the pneumatic motor that is compact and light in comparison with the electric motor of the same output, small auxiliary power unit, through weight reduction, entire spindle of the driving device becomes smaller ones lightweight.

【0017】また、請求項に記載の発明では、前記空
気圧モータに供給される圧縮空気は、前記設備に設けら
れた圧縮空気供給源から取ることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 2 , the compressed air supplied to the pneumatic motor is obtained from a compressed air supply source provided in the facility.

【0018】かかる構成では、空気圧モータを駆動させ
るために圧縮空気供給源を別途設けたり、複雑な配管系
を設けたりする必要がなくなり、主軸の駆動装置の構成
は簡素なものとなる。
With such a structure, it is not necessary to separately provide a compressed air supply source for driving the pneumatic motor or a complicated piping system, and the structure of the main shaft drive device becomes simple.

【0019】また、請求項に記載の発明では、前記空
気圧モータは、前記主軸の前記高負荷時以外のときに
は、前記主軸とは別個に自由に回転自在であることを特
徴とする。
Further, in the invention described in claim 3 , the pneumatic motor is freely rotatable independently of the main shaft except when the main shaft is under the high load.

【0020】かかる構成では、主軸の加速または減速な
ど補助が必要な高負荷時にのみ空気圧モータを作動で
き、当該空気圧モータを駆動させるための圧縮動力の無
駄な消費が抑制される。
With such a structure, the pneumatic motor can be operated only when the load is high, which requires assistance such as acceleration or deceleration of the main shaft, and wasteful consumption of the compression power for driving the pneumatic motor is suppressed.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1に記載の主軸の駆動装置によれ
ば、主軸を加速または減速するときなどの高負荷時に
は、補助動力手段を構成する空気圧モータが駆動手段の
出力を補助して高負荷時のトルク不足を補ったり、主軸
の回転を制動するトルクを付加したりするため、主軸の
加速性や減速性が向上し、負荷部材で行うべき作業に要
する時間や、設備のサイクルタイムの短縮化を図ること
が可能となる。また、駆動手段の出力を大きくしたり、
負荷部材の負荷側慣性が大きくなったりしても、空気圧
モータトルクを付加するため、加速時間が長くなる
ことを抑制できる。
According to the spindle drive device of the first aspect of the present invention, when the spindle is accelerated or decelerated at a high load, the pneumatic motor constituting the auxiliary power means assists the output of the drive means to increase the output. the lack of torque at the time of load or Tsu complement, the main shaft
Since the torque for braking the rotation of the spindle is added , the acceleration and deceleration of the spindle are improved, and the time required for the work to be performed by the load member and the cycle time of the equipment can be shortened. Also, increase the output of the driving means,
Even if the load side inertia of the load member increases, the air pressure
Since the motor adds a torque can be suppressed pressurized decrease deceleration time becomes long.

【0022】[0022]

【0023】さらに、主軸の高負荷時に同期して空気圧
モータを作動させるため、当該空気圧モータを駆動させ
るための圧縮空気の無駄な消費を抑制することができ
る。
Further, the air pressure is synchronized with the high load of the spindle.
Since the motor is operated, wasteful consumption of compressed air for driving the pneumatic motor can be suppressed.

【0024】しかも、同出力の電動モータと比べて小型
かつ軽量であるという空気圧モータの利点から、補助動
力手段の小型、軽量化を通して、主軸の駆動装置の全体
の軽量化および小型化を図ることが可能となる。
Moreover , because of the advantage of the pneumatic motor that it is smaller and lighter than the electric motor of the same output, the overall weight and size of the drive unit for the spindle can be reduced by making the auxiliary power means smaller and lighter. Is possible.

【0025】請求項に記載の発明によれば、空気圧モ
ータを駆動させるために圧縮空気供給源を別途設けた
り、複雑な配管系を設けたりする必要がなくなり、主軸
の駆動装置の構成の簡素化を図ることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, it is not necessary to separately provide a compressed air supply source for driving the pneumatic motor or to provide a complicated piping system, and the structure of the drive device for the spindle is simple. Can be realized.

【0026】請求項に記載の発明によれば、主軸の高
負荷時にのみ空気圧モータを作動させ、当該空気圧モー
タを駆動させるための圧縮空気の無駄な消費を抑制する
ことができる。
According to the third aspect of the invention, it is possible to operate the pneumatic motor only when the load on the main spindle is high, and to suppress wasteful consumption of compressed air for driving the pneumatic motor.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1および図2は、本発明に係る主軸の駆
動装置を組み込んだタレット装置の外観を示す正面図お
よび内部構造を概略示す要部断面図、図3は、主軸の駆
動装置の要部を示す断面図である。
1 and 2 are a front view showing an appearance of a turret device incorporating a drive device for a spindle according to the present invention and a cross-sectional view of a main part schematically showing an internal structure. FIG. It is sectional drawing which shows a part.

【0029】加工工具などの負荷部材に接続される主軸
を備えた設備の一つとして、前述したように、タレット
装置がある。図1および図2に示すように、タレット装
置10は、非回転のポスト11に回転自在に取り付けら
れたドラム12と、ドラム12の円周上に設けられた複
数のギヤヘッド13とを有している。各ギヤヘッド13
には切削工具14が設けられ、ドラム12を旋回して複
数のギヤヘッド13のうちから加工目的にあった所望の
ギヤヘッド13をワークに向かい合う加工位置に割出し
つつ、順次、所定の機械加工を行うようになっている。
タレット装置10には、加工位置に割出されたギヤヘッ
ド13の切削工具14に接続される主軸21を備えた主
軸系が設けられ、主軸21を回転駆動するために、主軸
駆動装置70が組み込まれている。また、タレット装置
10には、複数のギヤヘッド13のそれぞれに対して切
削油、エアおよび潤滑油を分配し供給する流体分配装置
15も組み込まれている。
As one of the equipment provided with a spindle connected to a load member such as a working tool, there is a turret device as described above. As shown in FIGS. 1 and 2, the turret device 10 includes a drum 12 rotatably attached to a non-rotating post 11 and a plurality of gear heads 13 provided on the circumference of the drum 12. There is. Each gear head 13
A cutting tool 14 is provided in the machine, and the drum 12 is swiveled to index a desired gear head 13 suitable for a machining purpose from a plurality of gear heads 13 to a machining position facing a workpiece, and sequentially perform predetermined machining. It is like this.
The turret device 10 is provided with a spindle system including a spindle 21 connected to the cutting tool 14 of the gear head 13 indexed to a machining position, and a spindle drive device 70 is incorporated to rotate the spindle 21. ing. The turret device 10 also incorporates a fluid distribution device 15 that distributes and supplies cutting oil, air, and lubricating oil to each of the plurality of gear heads 13.

【0030】さらに詳述すれば、タレット装置10は、
傾斜面(傾斜角度45度)が形成されベース16に固定
されたユニット本体17を有し、この本体17の傾斜面
から直交する方向に突出するようにポスト11が取り付
けられている。ドラム12は、そのボス部12aがポス
ト11に挿通され、軸受18を介してポスト11に回動
自在に支持されている。ギヤヘッド13の回転割出し
は、ユニット本体17に取り付けた割出しモータM1
(図1参照)によりドラム12を正逆適宜方向に旋回駆
動してなされる。
More specifically, the turret device 10 comprises:
The unit main body 17 has an inclined surface (inclination angle of 45 degrees) and is fixed to the base 16, and the post 11 is attached so as to project in a direction orthogonal to the inclined surface of the main body 17. A boss portion 12 a of the drum 12 is inserted into the post 11 and is rotatably supported by the post 11 via a bearing 18. The rotation indexing of the gear head 13 is performed by the indexing motor M1 attached to the unit main body 17.
(See FIG. 1), the drum 12 is driven to rotate in forward and reverse directions as appropriate.

【0031】図示例のタレット装置10では、ドラム1
2は円錘台形状に形成され、円錘面上の4つの割出面の
それぞれにギヤヘッド13が取り付けられている。な
お、1つのギヤヘッド13のみを図示し、他の3つのギ
ヤヘッドは図示省略してある。各ギヤヘッド13は、切
削工具14と駆動軸20とを備え、駆動軸20が水平と
なる加工位置においては、その駆動軸20とユニット本
体17内に水平支持された主軸系との軸心が一致する。
主軸系は、主軸21と、主軸21に対して軸方向にのみ
進退自在で主軸21とともに回転するクラッチ軸21a
とを備えている。クラッチ軸21aと駆動軸20との間
にはクラッチ機構22が設けられ、クラッチ軸21aを
回転自在に保持したスリーブ23が駆動軸20に対して
進退移動することにより、主軸21と駆動軸20との連
結または連結解除がなされる。前記スリーブ23はシフ
タ24を介してシリンダ25に連結され、シリンダ25
の作動により進退移動する。後述する主軸駆動装置70
の駆動力が、主軸系からクラッチ機構22を介してギヤ
ヘッド13に伝達され、これにより切削工具14が回転
して、タップ加工などの所定の機械加工がワークに施さ
れる。
In the illustrated turret device 10, the drum 1
2 is formed in a truncated cone shape, and a gear head 13 is attached to each of the four indexing surfaces on the conical surface. Only one gear head 13 is shown, and the other three gear heads are not shown. Each gear head 13 includes a cutting tool 14 and a drive shaft 20, and at a processing position where the drive shaft 20 is horizontal, the drive shaft 20 and the spindle system horizontally supported in the unit main body 17 have the same axial center. To do.
The main shaft system includes a main shaft 21 and a clutch shaft 21 a that is movable back and forth only in the axial direction with respect to the main shaft 21 and rotates together with the main shaft 21.
It has and. A clutch mechanism 22 is provided between the clutch shaft 21a and the drive shaft 20, and a sleeve 23 that rotatably holds the clutch shaft 21a moves back and forth with respect to the drive shaft 20 to move the main shaft 21 and the drive shaft 20 together. Are connected or disconnected. The sleeve 23 is connected to the cylinder 25 via a shifter 24,
Moves back and forth by the action of. Spindle drive device 70 described later
Driving force is transmitted from the main shaft system to the gear head 13 via the clutch mechanism 22, whereby the cutting tool 14 rotates and a predetermined machining such as tapping is performed on the work.

【0032】流体分配装置15は、4つのギヤヘッド1
3に対して、切削油、エアおよび潤滑油などの流体の分
配を行うものであり、ドラム11に取り付けられて当該
ドラム11とともに回転するロータリジョイント30を
有する。このロータリジョイント30は中空筒形状をな
し、その内周面が、円柱形状をなすポスト11の外周面
に対して摺動自在に嵌合している。各流体はロータリジ
ョイント30に接続した複数の配管Pを介してギヤヘッ
ド13に供給されるが、切削油は加工位置に割出された
ギヤヘッド13にのみ供給され、エアおよび潤滑油は非
加工位置にあるギヤヘッドにも常時供給されるようにな
っている。
The fluid distributor 15 comprises four gear heads 1.
Fluids such as cutting oil, air and lubricating oil are distributed to the drum 3, and the rotary joint 30 is attached to the drum 11 and rotates together with the drum 11. The rotary joint 30 has a hollow cylindrical shape, and an inner peripheral surface of the rotary joint 30 is slidably fitted to an outer peripheral surface of the post 11 having a cylindrical shape. Each fluid is supplied to the gear head 13 via a plurality of pipes P connected to the rotary joint 30, but cutting oil is supplied only to the gear head 13 indexed to the machining position, and air and lubricating oil are supplied to the non-machining position. It is always supplied to a gear head.

【0033】ロータリジョイント30には、各ギヤヘッ
ド13ごとに、切削油分配口31、第1エア分配口3
5、第2エア分配口36および潤滑油分配口37が形成
されている。ポスト11には、加工位置に割出されたギ
ヤヘッド13用の切削油分配口31に連通する切削油供
給孔32が形成されている。また、ポスト11には、第
1エア分配口35、第2エア分配口36および潤滑油分
配口37に図示しないリング溝を介して常時連通する第
1エア供給孔44、第2エア供給孔45および潤滑油供
給孔46が形成されている。切削油供給孔32は、配管
P5を介して切削油供給手段34に接続された切削油供
給ポート33に連通している。第1エア供給孔44およ
び第2エア供給孔45は、配管P6を介してエア供給手
段48に接続された第1エア供給ポート47および第2
エア供給ポート(不図示)に連通している。また、潤滑
油供給孔46は、配管P7を介して潤滑油供給手段50
に接続された潤滑油供給ポート51に連通している。
The rotary joint 30 has a cutting oil distribution port 31 and a first air distribution port 3 for each gear head 13.
5, a second air distribution port 36 and a lubricating oil distribution port 37 are formed. The post 11 is formed with a cutting oil supply hole 32 that communicates with the cutting oil distribution port 31 for the gear head 13 that is indexed to the processing position. In addition, the post 11 has a first air supply port 44, a second air supply port 45, which are in constant communication with the first air distribution port 35, the second air distribution port 36, and the lubricating oil distribution port 37 via a ring groove (not shown). And a lubricating oil supply hole 46 is formed. The cutting oil supply hole 32 communicates with a cutting oil supply port 33 connected to a cutting oil supply means 34 via a pipe P5. The first air supply hole 44 and the second air supply hole 45 are connected to the air supply means 48 through the pipe P6, and the first air supply port 47 and the second air supply port 47, respectively.
It communicates with an air supply port (not shown). Further, the lubricating oil supply hole 46 is provided with the lubricating oil supply means 50 through the pipe P7.
Is connected to the lubricating oil supply port 51 connected to.

【0034】そして、ドラム12を旋回して加工位置に
所望のギヤヘッド13を割出すと、当該ギヤヘッド13
用の切削油分配口31が切削油供給孔32に連通して、
切削油が割出されたギヤヘッド13に供給される。ま
た、各第1エア分配口35が第1エア供給孔44に連通
してエアが各ギヤヘッド13に供給され、各第12エア
分配口36が第2エア供給孔45に連通してエアが各ギ
ヤヘッド13に供給される。潤滑油も同様にして各ギヤ
ヘッド13に供給される。
Then, when the desired gear head 13 is indexed to the processing position by turning the drum 12, the gear head 13 is rotated.
Cutting oil distribution port 31 for communication with the cutting oil supply hole 32,
Cutting oil is supplied to the indexed gear head 13. Further, each first air distribution port 35 communicates with the first air supply hole 44 to supply air to each gear head 13, and each twelfth air distribution port 36 communicates with the second air supply hole 45 to generate each air. It is supplied to the gear head 13. Lubricating oil is similarly supplied to each gear head 13.

【0035】前述したように、ギヤヘッド13には主軸
駆動装置70の駆動力が伝達されるが、本実施形態の主
軸駆動装置70は、主軸21を回転駆動する駆動手段7
1と、主軸21を加速するときなどの高負荷時に、前記
主軸21に接続されて当該主軸21に回転力を付加する
補助動力手段72と、を有している。この補助動力手段
72は、主軸21を減速するときなどの高負荷時には、
主軸21に接続されて当該主軸21に制動力を付加する
ようになっている。
As described above, the drive force of the spindle drive device 70 is transmitted to the gear head 13, but the spindle drive device 70 of this embodiment drives the drive means 7 for rotating the spindle 21.
1 and auxiliary power means 72 that is connected to the main shaft 21 and applies a rotational force to the main shaft 21 when the load is high such as when accelerating the main shaft 21. The auxiliary power means 72 is provided when the load is high such as when the main shaft 21 is decelerated.
It is connected to the main shaft 21 and applies a braking force to the main shaft 21.

【0036】さらに詳述すれば、前記駆動手段71は、
ユニット本体17に取り付けた主軸駆動モータM2から
構成されている。主軸駆動モータM2は、スピンドルモ
ータからなり、その出力軸26に主軸21が連結されて
いる。図3に拡大して示すように、主軸21の端部に設
けた締め付けリング73により、当該主軸21は出力軸
26に対して強固に連結されている。
More specifically, the driving means 71 is
It is composed of a spindle drive motor M2 attached to the unit body 17. The main shaft drive motor M2 is composed of a spindle motor, and the main shaft 21 is connected to its output shaft 26. As shown in an enlarged manner in FIG. 3, the main shaft 21 is firmly connected to the output shaft 26 by a tightening ring 73 provided at the end of the main shaft 21.

【0037】前記補助動力手段72は、図3に拡大して
示すように、圧縮空気のエネルギを回転力として変換す
ると共に正逆両方向に回転自在な空気圧モータM3から
構成されている。この空気圧モータM3はベーン形であ
り、ハウジング74に形成されたシリンダ部の内周面に
摺接するベーン75が入力軸76に設けられ、この入力
軸76は、軸受77を介して主軸21に対して相対的に
回転自在に保持されている。
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the auxiliary power means 72 is composed of a pneumatic motor M3 which converts the energy of compressed air into a rotational force and is rotatable in both forward and reverse directions. The pneumatic motor M3 is of a vane type, and a vane 75 which is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder portion formed in the housing 74 is provided on the input shaft 76. The input shaft 76 is provided with respect to the main shaft 21 via a bearing 77. Are held relatively freely rotatable.

【0038】空気圧モータM3を駆動する圧縮空気の給
排気のため、Aポート78およびBポート79の2つの
エア系統がハウジング74やユニット本体17などに形
成されている。A、B各ポート78,79は、タレット
装置10に設けた前記エア供給手段48(図2参照)に
接続され、当該エア供給手段48から空気圧モータM3
にエアを供給するようにしてある。
Two air systems, an A port 78 and a B port 79, are formed in the housing 74, the unit body 17, etc. for supplying and discharging compressed air for driving the pneumatic motor M3. The A and B ports 78 and 79 are connected to the air supply means 48 (see FIG. 2) provided in the turret device 10, and the air supply means 48 connects the pneumatic motor M3.
Air is supplied to.

【0039】空気圧モータM3は正逆両方向に回転駆動
されるようになっており、主軸21の回転方向と同じ回
転方向を空気圧モータM3の正転時とすると、この正転
時には、Aポート78から給気され、Bポート79から
排気される。一方、空気圧モータM3の逆転時には、B
ポート79から給気され、Aポート78から排気され
る。空気圧モータM3の所望の回転方向に対応してAポ
ート78またはBポート79から選択的に給気するた
め、エア供給路を切換える図示しない流路切換弁が設け
られている。さらに、A、B各ポート78,79には、
空気圧モータM3への給気量を制御する流量制御用電磁
弁80,81が設けられている。
The pneumatic motor M3 is driven to rotate in both forward and reverse directions. When the pneumatic motor M3 rotates in the same rotation direction as the rotation direction of the main shaft 21, the A port 78 outputs the normal rotation. Air is supplied and exhausted from the B port 79. On the other hand, when the pneumatic motor M3 rotates in the reverse direction, B
Air is supplied from the port 79 and exhausted from the A port 78. In order to selectively supply air from the A port 78 or the B port 79 corresponding to the desired rotation direction of the pneumatic motor M3, a flow passage switching valve (not shown) for switching the air supply passage is provided. Furthermore, the A and B ports 78 and 79 are
Flow rate control solenoid valves 80, 81 for controlling the amount of air supplied to the pneumatic motor M3 are provided.

【0040】入力軸76の基端外周面とハウジング内周
面との間には、これら両面で挟持され、入力軸76の回
転に伴って当該入力軸76の回りを遊星運動する複数個
の遊星ローラ82が配置されている。なお、入力軸76
の基端外周面を太陽歯車とし、ハウジング内周面に内歯
車を形成し、遊星ローラ82を遊星歯車としてもよい。
前記遊星ローラ82にピン83を介して連結されたコレ
ット型ロータ84が入力軸76の軸方向に隣接して配置
されている。コレット型ロータ84には、主軸21が挿
通される中心孔84aと、外周がテーパ面となったコレ
ット部84bとが形成されている。コレット部84b
は、内周がテーパ面となったロックリング85に挿通さ
れ、当該ロックリング85を軸方向に沿って図中右行さ
せると、コレット部84bが主軸21に締め付けられ、
入力軸76のトルクは、遊星ローラ82、ピン83、コ
レット型ロータ84を経て主軸21に伝達される。この
状態からロックリング85を図中左行させると、コレッ
ト部84bの締め付けが解除され、入力軸76から主軸
21へのトルクの伝達が遮断される。このときには、入
力軸76は回転フリーの状態になる。したがって、ロッ
クリング85の移動を制御すれば、主軸21の回転駆動
や制動を補助する必要があるときにのみ、補助動力手段
72を作動させることができることになる。
A plurality of planets, which are sandwiched between the outer peripheral surface of the base end of the input shaft 76 and the inner peripheral surface of the housing, and which are planetary-moved around the input shaft 76 as the input shaft 76 rotates. A roller 82 is arranged. The input shaft 76
The outer peripheral surface of the base end may be the sun gear, the inner gear may be formed on the inner peripheral surface of the housing, and the planetary roller 82 may be the planetary gear.
A collet type rotor 84 connected to the planetary roller 82 via a pin 83 is arranged adjacent to the input shaft 76 in the axial direction. The collet type rotor 84 is formed with a center hole 84a through which the main shaft 21 is inserted and a collet portion 84b having a tapered outer periphery. Collet part 84b
Is inserted into a lock ring 85 whose inner circumference is a tapered surface, and when the lock ring 85 is moved rightward in the drawing along the axial direction, the collet portion 84b is fastened to the main shaft 21,
The torque of the input shaft 76 is transmitted to the main shaft 21 via the planetary roller 82, the pin 83, and the collet type rotor 84. When the lock ring 85 is moved to the left in this state from this state, the tightening of the collet portion 84b is released, and the torque transmission from the input shaft 76 to the main shaft 21 is cut off. At this time, the input shaft 76 is in a rotation free state. Therefore, if the movement of the lock ring 85 is controlled, the auxiliary power means 72 can be operated only when it is necessary to assist the rotational drive and braking of the main shaft 21.

【0041】ロックリング85の上記移動制御のため、
ロックリング85を磁性体から形成し、このロックリン
グ85を所定隙間を隔てて挟むように、図中右側には強
力な永久磁石86を配置し、図中左側には電磁石87を
配置してある。電磁石87のコイルへ通電すると、磁性
ロックリング85は電磁石87によって引き付けられて
図中左行し、入力軸76は回転フリーの状態になる。一
方、コイルへの通電を遮断すると、磁性ロックリング8
5は永久磁石86に引き寄せられて図中右行し、入力軸
76のトルクを主軸21に伝達する状態になる。
For the above-mentioned movement control of the lock ring 85,
The lock ring 85 is made of a magnetic material, and a strong permanent magnet 86 is arranged on the right side in the figure and an electromagnet 87 is arranged on the left side in the figure so as to sandwich the lock ring 85 with a predetermined gap. . When the coil of the electromagnet 87 is energized, the magnetic lock ring 85 is attracted by the electromagnet 87 and moves leftward in the figure, and the input shaft 76 is in a rotation-free state. On the other hand, when the coil is de-energized, the magnetic lock ring 8
No. 5 is attracted to the permanent magnet 86 and moves rightward in the drawing, and the torque of the input shaft 76 is transmitted to the main shaft 21.

【0042】入力軸76から主軸21へ回転力を付加す
るときには、コレット型ロータ84の回転数が主軸21
の回転数と同期するように、空気圧モータM3は回転制
御される。この回転制御は空気圧モータM3への給気量
を調整することによりなされ、A、B各ポート78,7
9に設けた流量制御用電磁弁80,81によって前記給
気量が調整される。
When a rotational force is applied from the input shaft 76 to the main shaft 21, the rotational speed of the collet type rotor 84 is set to the main shaft 21.
The rotation of the pneumatic motor M3 is controlled so as to be synchronized with the rotation speed of. This rotation control is performed by adjusting the amount of air supplied to the pneumatic motor M3.
The air supply amount is adjusted by the flow rate controlling solenoid valves 80 and 81 provided on the valve 9.

【0043】次ぎに、本実施形態の作用を、図4に示す
動作タイムチャートを参照して説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the operation time chart shown in FIG.

【0044】図4(A)は主軸21のトルク変化を、
(B)は主軸21の速度変化を、(C)は送り軸の速度
変化を、(D)はポートの切換状態を、(E)は電磁石
87のオン/オフ状態をそれぞれ示すタイムチャートで
ある。なお、同図(A)(B)においては、補助動力手
段72を備えた本実施形態の場合の変化を実線で示し、
補助動力手段72を作動させない比較例の場合の変化を
点線で示してある。さらに、同図(A)においては、補
助動力手段72で補うトルク領域をハッチングで示して
ある。
FIG. 4A shows the torque change of the main shaft 21,
(B) is a time chart showing a speed change of the main shaft 21, (C) a speed change of the feed shaft, (D) a port switching state, and (E) an on / off state of the electromagnet 87. . In addition, in FIGS. 9A and 9B, the change in the case of the present embodiment including the auxiliary power means 72 is shown by a solid line,
The change in the case of the comparative example in which the auxiliary power means 72 is not operated is shown by a dotted line. Further, in FIG. 7A, the torque region supplemented by the auxiliary power means 72 is shown by hatching.

【0045】本実施形態では、図4(A)(D)(E)
に示すように、流量制御用電磁弁80,81の開閉によ
る給気(オン)/給気停止(オフ)動作、電磁石87の
オン/オフ動作は、主軸21のトルクの上限設定値aお
よび下限設定値bで定まる範囲を越えたタイミングに同
期してなされるようになっている。主軸駆動モータM2
のトルク変動は、当該モータM2に印加される電流値に
基づいて監視できるが、トルクセンサなどの検出手段を
別途設けて監視してもよい。
In this embodiment, FIG. 4 (A) (D) (E)
As shown in FIG. 5, the air supply (ON) / air supply stop (OFF) operation and the electromagnet 87 ON / OFF operation by opening and closing the flow control solenoid valves 80 and 81 are performed by the upper limit set value a and the lower limit of the torque of the main shaft 21. It is designed to be synchronized with the timing beyond the range determined by the set value b. Spindle drive motor M2
The torque fluctuation can be monitored based on the current value applied to the motor M2, but it may be monitored by separately providing a detection unit such as a torque sensor.

【0046】また、流路切換弁によるエア供給路の切換
え(Aポート78から給気するか、Bポート79から給
気するかの切換え)は、ギヤヘッド13の中に設けられ
切削工具14を前後進させる送り軸の位置に基づいて行
われ、送り軸が後進限位置にあるときにはAポート78
をエア供給路とし、送り軸が前進限位置に達するとBポ
ート79をエア供給路とすべく切換えられる。送り軸が
後進限位置および前進限位置に達したか否かは送り軸に
取り付けたリミットスイッチなどにより検知される。
Further, the switching of the air supply path by the flow path switching valve (switching between air supply from the A port 78 and air supply from the B port 79) is provided in the gear head 13 to move the cutting tool 14 back and forth. It is performed based on the position of the feed shaft to be advanced, and when the feed shaft is in the backward limit position, the A port 78
Is used as the air supply path, and when the feed shaft reaches the forward limit position, the B port 79 is switched to serve as the air supply path. Whether or not the feed shaft has reached the backward limit position and the forward limit position is detected by a limit switch or the like attached to the feed shaft.

【0047】まず、ドラム12を旋回して加工目的にあ
ったギヤヘッド13が割出されると、図2に示したよう
に、シリンダ25の作動によりスリーブ23が前進移動
し、主軸21が、クラッチ軸21aおよびクラッチ機構
22を介して、ギヤヘッド13の駆動軸20に連結され
る。
First, when the gear head 13 suitable for the purpose of machining is indexed by rotating the drum 12, as shown in FIG. 2, the sleeve 23 moves forward by the operation of the cylinder 25, so that the main shaft 21 becomes the clutch shaft. It is connected to the drive shaft 20 of the gear head 13 via 21 a and the clutch mechanism 22.

【0048】主軸駆動モータM2を始動する前に、図4
(E)に示すように、電磁石87のコイルへの通電を遮
断(オフ)する。これにより、電磁石87に引き付けら
れていた磁性ロックリング85が永久磁石86に引き寄
せられて図3中右行し、コレット部84bが主軸21に
締め付けられる。主軸駆動モータM2のトルク変動は当
該モータM2に印加される電流値に基づいて監視してお
り、主軸駆動モータM2の始動に伴って電流値が急増す
ると、図4(D)に示すように、流路切換弁を作動させ
てAポート78を給気系、Bポート79を排気系とし、
Aポート78の流量制御用電磁弁80を開いて給気を開
始(オン)する。Aポート78からの給気に伴って空気
圧モータM3が正転(主軸21の回転方向と同じ方向)
し、空気圧モータM3における入力軸76のトルクは、
遊星ローラ82、ピン83、コレット型ロータ84を経
て主軸21に伝達される。
Before starting the spindle drive motor M2, as shown in FIG.
As shown in (E), the power supply to the coil of the electromagnet 87 is cut off (turned off). As a result, the magnetic lock ring 85 attracted to the electromagnet 87 is attracted to the permanent magnet 86 and moves rightward in FIG. 3, and the collet portion 84b is fastened to the main shaft 21. The torque fluctuation of the spindle drive motor M2 is monitored based on the current value applied to the motor M2. When the current value sharply increases with the start of the spindle drive motor M2, as shown in FIG. By operating the flow path switching valve, the A port 78 serves as the air supply system and the B port 79 serves as the exhaust system,
The flow control solenoid valve 80 of the A port 78 is opened to start (turn on) air supply. The pneumatic motor M3 rotates normally in accordance with the air supply from the A port 78 (the same direction as the rotation direction of the main shaft 21).
However, the torque of the input shaft 76 in the pneumatic motor M3 is
It is transmitted to the main shaft 21 via the planetary roller 82, the pin 83 and the collet type rotor 84.

【0049】すると、主軸21は、図4(A)に示すよ
うに、主軸駆動モータM2自体のトルクに加えて、空気
圧モータM3から伝達されるトルクがさらに付加され
て、回転駆動されることになる。このように主軸21の
加速時という高負荷時において、空気圧モータM3から
主軸21に対してトルクが補われることから、図4
(B)に示すように、主軸速度が所定速度V0 に達する
までの立上がり時間(t1−0)は、補助動力手段72
を作動させない比較例に比べて短くなる。
Then, as shown in FIG. 4 (A), the main shaft 21 is rotationally driven by adding the torque transmitted from the pneumatic motor M3 in addition to the torque of the main shaft drive motor M2 itself. Become. As described above, the torque is supplemented from the pneumatic motor M3 to the main shaft 21 at the time of a high load such as acceleration of the main shaft 21, as shown in FIG.
As shown in (B), the rising time (t1-0) until the spindle speed reaches the predetermined speed V0 is determined by the auxiliary power means 72.
Is shorter than that of the comparative example in which is not operated.

【0050】主軸速度が所定速度V0 に達するまで加速
するときには、空気圧モータM3は、コレット型ロータ
84の回転数が主軸21の回転数と同期するように、A
ポート78に設けた流量制御用電磁弁80により給気量
が調整されつつ回転制御されている。
When accelerating the spindle speed to reach the predetermined speed V0, the pneumatic motor M3 operates so that the rotation speed of the collet type rotor 84 is synchronized with the rotation speed of the spindle 21 by A.
Rotation is controlled while the amount of air supply is adjusted by a flow control solenoid valve 80 provided in the port 78.

【0051】主軸速度が所定速度V0 に達すると、主軸
21の回転駆動を補助する必要がなくなるので、補助動
力手段72の作動を停止する。つまり、主軸駆動モータ
M2に印加される電流値が安定域になったことを検知す
ると、流量制御用電磁弁80を閉じ、Aポート78から
の給気を停止(オフ)する。さらに、電磁石87のコイ
ルへ通電(オン)する。これにより、永久磁石86に引
き寄せられていた磁性ロックリング85が電磁石87に
引き付けられて図3中左行し、コレット部74bの締め
付けが解除され、空気圧モータM3の入力軸76が回転
フリーの状態になる。
When the spindle speed reaches the predetermined speed V0, it becomes unnecessary to assist the rotational drive of the spindle 21, so that the operation of the auxiliary power means 72 is stopped. That is, when it is detected that the current value applied to the spindle drive motor M2 is in the stable range, the flow rate control solenoid valve 80 is closed and the air supply from the A port 78 is stopped (turned off). Further, the coil of the electromagnet 87 is energized (turned on). As a result, the magnetic lock ring 85 attracted by the permanent magnet 86 is attracted by the electromagnet 87 and moves leftward in FIG. 3, the tightening of the collet portion 74b is released, and the input shaft 76 of the pneumatic motor M3 is in a rotation-free state. become.

【0052】主軸速度が所定速度V0 に達した状態にお
いて、主軸駆動モータM2からの駆動力でギヤヘッド1
3の切削工具14が回転駆動されつつ前進限に向けて送
られ、タップ加工などの機械加工をワークに行う。
When the spindle speed reaches the predetermined speed V0, the gear head 1 is driven by the driving force from the spindle driving motor M2.
The cutting tool 14 of No. 3 is rotationally driven and is sent toward the forward limit, and machining such as tapping is performed on the work.

【0053】切削工具14の送りが前進限に達すると
(図4(C)の時間t2)、切削工具14の後退移動が
開始される。
When the feed of the cutting tool 14 reaches the forward limit (time t2 in FIG. 4C), the backward movement of the cutting tool 14 is started.

【0054】機械加工が完了すると、主軸駆動モータM
2の駆動を停止するが(時間t3)、主軸駆動モータM
2のロータ部分が慣性力で回転しているために、主軸2
1は依然として回転している。主軸駆動モータM2の停
止に伴って電流値が急減すると、図4(E)に示すよう
に、電磁石87のコイルへの通電を再び遮断(オフ)し
て、コレット部84bを主軸21に締め付ける。さら
に、図4(D)に示すように、流路切換弁を作動させて
Bポート79を給気系、Aポート78を排気系とし、B
ポート79の流量制御用電磁弁81を開いて給気を開始
(オン)する。Bポート79からの給気に伴って空気圧
モータM3が逆転(主軸21の回転方向とは逆の方向)
し、空気圧モータM3における入力軸76のトルクは、
遊星ローラ82、ピン83、コレット型ロータ84を経
て主軸21に伝達される。このとき、逆転する空気圧モ
ータM3は主軸21の回転抵抗となる。
When the machining is completed, the spindle drive motor M
2 is stopped (time t3), but the spindle drive motor M
Because the rotor part of No. 2 is rotated by inertial force,
1 is still spinning. When the current value suddenly decreases due to the stop of the main shaft drive motor M2, the coil of the electromagnet 87 is deenergized (OFF) again, and the collet portion 84b is fastened to the main shaft 21, as shown in FIG. 4 (E). Further, as shown in FIG. 4 (D), the flow path switching valve is operated to set the B port 79 as the air supply system and the A port 78 as the exhaust system, and
The flow control solenoid valve 81 of the port 79 is opened to start (turn on) air supply. The pneumatic motor M3 rotates in reverse due to the air supply from the B port 79 (direction opposite to the rotation direction of the main shaft 21).
However, the torque of the input shaft 76 in the pneumatic motor M3 is
It is transmitted to the main shaft 21 via the planetary roller 82, the pin 83 and the collet type rotor 84. At this time, the reversely rotating pneumatic motor M3 becomes a rotational resistance of the main shaft 21.

【0055】すると、主軸21は、図4(A)に示すよ
うに、空気圧モータM3から伝達されるトルクが制動力
して付加されて、回転を停止することになる。このよう
に主軸21の減速時という高負荷時において、空気圧モ
ータM3から主軸21に対して制動力が付加されること
から、図4(B)に示すように、主軸速度が所定速度V
0 からゼロ(停止)になるまでの立下がり時間(t4−
t3)は、補助動力手段72を作動させない比較例に比
べて短くなる。
Then, as shown in FIG. 4A, the torque transmitted from the pneumatic motor M3 is applied to the main shaft 21 as a braking force, and the main shaft 21 stops rotating. In this way, when the main shaft 21 is under a high load such as deceleration, the braking force is applied to the main shaft 21 from the pneumatic motor M3, so that as shown in FIG.
Fall time from 0 to zero (stop) (t4-
t3) becomes shorter than in the comparative example in which the auxiliary power means 72 is not operated.

【0056】主軸21を減速するときには、急激な制動
力が主軸21に付加されないように、流量制御用電磁弁
81により給気量が適宜調整される。
When the main shaft 21 is decelerated, the flow rate control solenoid valve 81 appropriately adjusts the supply air amount so that a sudden braking force is not applied to the main shaft 21.

【0057】主軸速度がゼロになると(時間t4)、主
軸21の回転停止を補助する必要がなくなるので、補助
動力手段72の作動を停止する。つまり、流量制御用電
磁弁81を閉じてBポート79からの給気を停止(オ
フ)し、電磁石87のコイルへ通電(オン)する。これ
により、磁性ロックリング85によるコレット部84b
の締め付けが解除され、空気圧モータM3の入力軸76
が回転フリーの状態になる。
When the spindle speed becomes zero (time t4), there is no need to assist the rotation stop of the spindle 21, so the operation of the auxiliary power means 72 is stopped. That is, the flow control solenoid valve 81 is closed to stop (OFF) the air supply from the B port 79, and the coil of the electromagnet 87 is energized (ON). As a result, the collet portion 84b formed by the magnetic lock ring 85
Is released, and the input shaft 76 of the pneumatic motor M3 is released.
Is in a rotation-free state.

【0058】なお、主軸21の加速時におけるBポート
79からの排気および減速時におけるAポート78から
の排気を、図示しないサイレンサで消音しつつ図示しな
いポートや配管などを通して切削工具14に吹き付け、
当該切削工具14の冷却風として利用し、エアを無駄に
消費しないようにしてある。
The exhaust from the B port 79 at the time of acceleration of the main shaft 21 and the exhaust from the A port 78 at the time of deceleration are blown to the cutting tool 14 through a port, piping, etc., not shown, while being silenced by a silencer, not shown,
It is used as cooling air for the cutting tool 14 so that the air is not wasted.

【0059】以上説明したように、本実施形態では、補
助動力手段72としての空気圧モータM3によって、主
軸駆動モータM2の立上げ時にはモータM2のトルク不
足が補われるので主軸21の加速時間が短くなる一方、
主軸駆動モータM2の立下げ時には主軸21の回転を制
動するトルクが付加されるので主軸21の減速時間が短
くなる。したがって、主軸21の加速性および減速性が
向上し、タレット装置10によるタップ加工などの個々
の加工時間や、タレット装置10による一連の機械加工
のサイクルタイムが短縮され、加工効率を向上させるこ
とができる。また、主軸駆動モータM2の出力を大きく
したり、切削工具14などの負荷部材の負荷側慣性が大
きくなったりした場合でも、加減速時間が長くなること
を抑制できる。
As described above, in the present embodiment, the pneumatic motor M3 as the auxiliary power means 72 compensates for the torque shortage of the motor M2 when the spindle drive motor M2 is started up, so that the acceleration time of the spindle 21 is shortened. on the other hand,
When the spindle drive motor M2 is lowered, torque for braking the rotation of the spindle 21 is added, so that the deceleration time of the spindle 21 is shortened. Therefore, the accelerating and decelerating properties of the spindle 21 are improved, the individual machining time such as tap machining by the turret device 10 and the cycle time of a series of machining by the turret device 10 are shortened, and machining efficiency can be improved. it can. Further, even when the output of the spindle drive motor M2 is increased or the load side inertia of the load member such as the cutting tool 14 is increased, it is possible to suppress the acceleration / deceleration time from being lengthened.

【0060】また、主軸駆動モータM2のトルク変動を
監視しつつ流路切換弁や流量制御用電磁弁80,81を
バルブ制御し、主軸21の加減速などの高負荷時に同期
して空気圧モータM3を作動させるようにしたため、補
助が必要なときにのみ空気圧モータM3が作動すること
になり、当該空気圧モータM3を駆動させるための動力
すなわち圧縮空気の無駄な消費を抑制することができ
る。
Further, the flow path switching valve and the flow control solenoid valves 80 and 81 are valve-controlled while monitoring the torque fluctuation of the main spindle drive motor M2, and the pneumatic motor M3 is synchronized with a high load such as acceleration and deceleration of the main spindle 21. Since the air pressure motor M3 is operated only when the assistance is required, it is possible to suppress unnecessary consumption of power for driving the air pressure motor M3, that is, compressed air.

【0061】また、一般に空気圧モータは同出力の電動
モータと比べて小型かつ軽量であるという利点があるの
で、補助用の駆動源として電動モータを用いる場合に比
べて、補助動力手段72の小型、軽量化を通して、主軸
駆動装置70全体の軽量化および小型化を図ることが可
能となる。
Further, since the pneumatic motor is generally advantageous in that it is smaller and lighter than an electric motor of the same output, the auxiliary power means 72 is smaller and smaller than the case where an electric motor is used as an auxiliary drive source. Through weight reduction, it is possible to reduce the weight and size of the main spindle drive device 70 as a whole.

【0062】また、空気圧モータM3に供給されるエア
はタレット装置10に設けたエア供給手段48から取る
ようにしたので、別途エア供給源を設けたり、複雑な配
管系を設けたりする必要がなく、主軸駆動装置70の構
成の簡素化を図ることが可能となる。
Further, since the air supplied to the pneumatic motor M3 is taken from the air supply means 48 provided in the turret device 10, it is not necessary to separately provide an air supply source or a complicated piping system. Therefore, it is possible to simplify the configuration of the spindle drive device 70.

【0063】また、空気圧モータM3は、主軸21の高
負荷時以外のときには、主軸21とは別個に自由に回転
自在であるので、主軸21の高負荷時にのみ空気圧モー
タM3を作動させて、エアの無駄な消費を抑制すること
ができる。
Further, since the pneumatic motor M3 can freely rotate independently of the main shaft 21 when the main shaft 21 is not under a high load, the pneumatic motor M3 is operated only when the main shaft 21 is under a high load. It is possible to suppress wasteful consumption of.

【0064】なお、本発明に係る主軸の駆動装置70を
タレット装置10に組み込んだ実施形態について説明し
たが、本発明は、負荷部材に接続される主軸を備えた設
備であればタレット装置10以外にも適用できることは
言うまでもない。
The embodiment in which the spindle drive device 70 according to the present invention is incorporated into the turret device 10 has been described. However, the present invention is not limited to the turret device 10 as long as the equipment includes a spindle connected to a load member. It goes without saying that it can also be applied to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る主軸の駆動装置を組み込んだタ
レット装置の外観を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing the outer appearance of a turret device incorporating a drive device for a spindle according to the present invention.

【図2】 同タレット装置の内部構造を概略示す要部断
面図である。
FIG. 2 is a main-portion cross-sectional view schematically showing the internal structure of the turret device.

【図3】 主軸の駆動装置の要部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a drive device for a spindle.

【図4】 実施形態の作用の説明に供する動作タイムチ
ャートである。
FIG. 4 is an operation time chart for explaining the operation of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…タレット装置(設備) 14…切削工具(負荷部材) 21…主軸 48…エア供給手段(圧縮空気供給源) 70…主軸の駆動装置(71…駆動手段、72…補助動
力手段) 75…ベーン 76…入力軸 78,79…A、Bポート 80,81…流量制御用電磁弁 82…遊星ローラ 83…ピン 84…コレット型ロータ 85…ロックリング 86…永久磁石 87…電磁石 M2…主軸駆動モータ(71…駆動手段) M3…空気圧モータ(72…補助動力手段)
10 ... Turret device (equipment) 14 ... Cutting tool (load member) 21 ... Spindle 48 ... Air supply means (compressed air supply source) 70 ... Spindle drive device (71 ... Drive means, 72 ... Auxiliary power means) 75 ... Vane 76 ... Input shaft 78, 79 ... A, B port 80, 81 ... Flow control solenoid valve 82 ... Planetary roller 83 ... Pin 84 ... Collet type rotor 85 ... Lock ring 86 ... Permanent magnet 87 ... Electromagnet M2 ... Spindle drive motor ( 71 ... Driving means) M3 ... Pneumatic motor (72 ... Auxiliary power means)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−250403(JP,A) 特開 平5−70917(JP,A) 特開 平1−286792(JP,A) 特開 昭56−101063(JP,A) 実開 平3−107147(JP,U) 実開 平3−47143(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 5/04 B23Q 5/06 B23B 19/02 B23B 47/04 B24B 47/10 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-250403 (JP, A) JP-A-5-70917 (JP, A) JP-A-1-286792 (JP, A) JP-A-56-101063 (JP , A) Actual Kaihei 3-107147 (JP, U) Actual Kaihei 3-47143 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23Q 5/04 B23Q 5/06 B23B 19/02 B23B 47/04 B24B 47/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加工工具などの負荷部材に接続される主
軸を備えた設備に組み込まれる主軸の駆動装置であっ
て、 前記主軸を回転駆動する駆動手段と、補助動力手段を構成し、圧縮空気のエネルギを回転力と
して変換すると共に正逆両方向に回転自在な空気圧モー
タと、 前記空気圧モータを正転または逆転させるために当該空
気圧モータへのエア供給路を切換える流路切換弁と、を
有し、 前記空気圧モータは、前記主軸を加速または減速すると
きなどの高負荷時に前記主軸に接続されて当該主軸にト
ルクを付加すると共に前記高負荷時に同期して作動する
ことを特徴とする主軸の駆動装置。
1. A drive device for a spindle, which is incorporated in equipment equipped with a spindle connected to a load member such as a processing tool, comprising a drive means for rotationally driving the spindle and an auxiliary power means, and compressed air. The energy of
Pneumatic motor that can be converted into
In order to rotate the pneumatic motor forward or reverse.
A flow path switching valve that switches the air supply path to the pneumatic motor,
And, when the pneumatic motor accelerates or decelerates the spindle,
When the load is high such as when the
A drive device for a main shaft, characterized in that, when a load is added, the drive device operates in synchronization with the high load .
【請求項2】 前記空気圧モータに供給される圧縮空気
は、前記設備に設けられた圧縮空気供給源から取ること
を特徴とする請求項1に記載の主軸の駆動装置。
2. Compressed air supplied to the pneumatic motor
The drive device for the main shaft according to claim 1 , wherein is taken from a compressed air supply source provided in the facility .
【請求項3】 前記空気圧モータは、前記主軸の前記高
負荷時以外のときには、前記主軸とは別個に自由に回転
自在であることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の主軸の駆動装置。
3. The pneumatic motor is characterized in that the height of the spindle is high.
When not under load, rotate freely separately from the main shaft
The drive device for a spindle according to claim 1 or 2, wherein the drive device is free .
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