JP3536928B2 - 工作機 - Google Patents
工作機Info
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- JP3536928B2 JP3536928B2 JP22065993A JP22065993A JP3536928B2 JP 3536928 B2 JP3536928 B2 JP 3536928B2 JP 22065993 A JP22065993 A JP 22065993A JP 22065993 A JP22065993 A JP 22065993A JP 3536928 B2 JP3536928 B2 JP 3536928B2
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- Japan
- Prior art keywords
- axis direction
- feed screw
- screw shaft
- spindle
- feed
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は工作機の主軸ヘッドの
送り装置に関し、詳しくは熱変位による、主軸ヘッドの
主軸に装着された工具先端の主軸軸線に沿う方向の位置
決め精度の低下を抑制できる構成に関する。
送り装置に関し、詳しくは熱変位による、主軸ヘッドの
主軸に装着された工具先端の主軸軸線に沿う方向の位置
決め精度の低下を抑制できる構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、たて型マシニングセ
ンタのＺ軸について示す。図３に示すように、ベッド１
から立設されたコラム２の前側のレール３に昇降自在に
主軸ヘッド４が案内されている。コラム２の上端にＺ軸
送り用の送りモータ５が取付けられ、この送りモータ５
で回転されるＺ軸方向の送り機構６Ａに含まれる送りね
じ軸６が送りモータ５のすぐ下側（上昇端の主軸ヘッド
４の上側）で支持ベアリング７で支持してある。送りね
じ軸６は主軸ヘッド４に取付けられた送りナット８に螺
合され、送りねじ軸６の下端は自由端となっている。主
軸ヘッド４には主軸モータ９により回転される上下方向
の主軸１０が支持してある。
ンタのＺ軸について示す。図３に示すように、ベッド１
から立設されたコラム２の前側のレール３に昇降自在に
主軸ヘッド４が案内されている。コラム２の上端にＺ軸
送り用の送りモータ５が取付けられ、この送りモータ５
で回転されるＺ軸方向の送り機構６Ａに含まれる送りね
じ軸６が送りモータ５のすぐ下側（上昇端の主軸ヘッド
４の上側）で支持ベアリング７で支持してある。送りね
じ軸６は主軸ヘッド４に取付けられた送りナット８に螺
合され、送りねじ軸６の下端は自由端となっている。主
軸ヘッド４には主軸モータ９により回転される上下方向
の主軸１０が支持してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記によれば、加工時
に送りモータ５の発熱及び送りねじ軸６や支持ベアリン
グの回転による発熱により、送りねじ軸６は支持ベアリ
ング７を基準に自由端方向へ熱変位する。また、主軸１
０も主軸モータ９の発熱及び主軸自体の回転によるベア
リングの発熱により下方へ伸びる。従って、主軸１０下
端に装着される工具下端は送りねじ軸６による伸びａと
主軸１０の伸びｂとを加算した伸び（ａ＋ｂ）だけ、真
の位置より下方へずれることになる。これにより主軸ヘ
ッド４のＺ軸方向の位置決め精度、即ちＺ軸方向の加工
精度が低下するので、従来では送りねじ軸６を冷却する
などの対策を施していたが、冷却装置が高価、複雑とな
る欠点があった。本発明の課題は、こうした付属装置を
付加することなく、主軸に取付けた工具先端の位置決め
精度を向上させることにある。
に送りモータ５の発熱及び送りねじ軸６や支持ベアリン
グの回転による発熱により、送りねじ軸６は支持ベアリ
ング７を基準に自由端方向へ熱変位する。また、主軸１
０も主軸モータ９の発熱及び主軸自体の回転によるベア
リングの発熱により下方へ伸びる。従って、主軸１０下
端に装着される工具下端は送りねじ軸６による伸びａと
主軸１０の伸びｂとを加算した伸び（ａ＋ｂ）だけ、真
の位置より下方へずれることになる。これにより主軸ヘ
ッド４のＺ軸方向の位置決め精度、即ちＺ軸方向の加工
精度が低下するので、従来では送りねじ軸６を冷却する
などの対策を施していたが、冷却装置が高価、複雑とな
る欠点があった。本発明の課題は、こうした付属装置を
付加することなく、主軸に取付けた工具先端の位置決め
精度を向上させることにある。
【０００４】本発明は、ベッド上に立設したコラム前面
に、Ｚ軸方向の主軸を回転自在に支承した主軸ヘッドを
Ｚ軸方向に昇降自在に案内し、この主軸ヘッドを、Ｚ軸
方向の送りねじ軸を備えた送り機構で主軸下方のワーク
に対して進退させるようにし、ベッド上には移動テーブ
ルを、Ｙ軸用送りモ−タで回転されるＹ軸方向の送りね
じ軸によって前後動可能に設け、この移動テーブル上に
ワークテーブルをＸ軸方向に移動可能に設けてある工作
機において、コラムには、Ｚ軸方向の送りねじ軸の支持
ベアリングを、主軸ヘッドより加工方向前方位置に取付
け、この支持ベアリングに前記Ｚ軸方向の送りねじ軸の
下端を回動自在に支持して送りねじ軸の上端部分を、自
体の軸方向熱変位に対して自由となるようにＺ軸用モー
タに連結し、また、Ｙ軸方向の送りねじ軸の後端を、コ
ラムに接近した位置に設けた支持ベアリングで支持し、
Ｙ軸方向の送りねじ軸に熱による伸びが生じたときに、
この支持ベアリングを基準にＹ軸方向前方に伸びること
ができるように構成されていることを特徴とする。
に、Ｚ軸方向の主軸を回転自在に支承した主軸ヘッドを
Ｚ軸方向に昇降自在に案内し、この主軸ヘッドを、Ｚ軸
方向の送りねじ軸を備えた送り機構で主軸下方のワーク
に対して進退させるようにし、ベッド上には移動テーブ
ルを、Ｙ軸用送りモ−タで回転されるＹ軸方向の送りね
じ軸によって前後動可能に設け、この移動テーブル上に
ワークテーブルをＸ軸方向に移動可能に設けてある工作
機において、コラムには、Ｚ軸方向の送りねじ軸の支持
ベアリングを、主軸ヘッドより加工方向前方位置に取付
け、この支持ベアリングに前記Ｚ軸方向の送りねじ軸の
下端を回動自在に支持して送りねじ軸の上端部分を、自
体の軸方向熱変位に対して自由となるようにＺ軸用モー
タに連結し、また、Ｙ軸方向の送りねじ軸の後端を、コ
ラムに接近した位置に設けた支持ベアリングで支持し、
Ｙ軸方向の送りねじ軸に熱による伸びが生じたときに、
この支持ベアリングを基準にＹ軸方向前方に伸びること
ができるように構成されていることを特徴とする。
【０００５】
【作用】上記構成によれば、送りねじ軸は主軸ヘッドよ
り加工方向前方に位置する支持ベアリングを基準に後方
へ伸びる。一方、主軸ヘッドの主軸は従来通り前方へ伸
びる。従って、送りねじ軸の伸びる方向と主軸の伸びる
方向が逆となるので、伸びが相殺され、主軸の工具前端
の位置決め精度が向上する。また、コラムに接近した位
置でＹ軸用の送りねじ軸の後端を支持して、その送りね
じ軸の熱による伸びの方向と、熱による主軸ヘッドのコ
ラムからのＹ軸方向の位置ずれが共にＹ軸方向前方とな
るようにしたので、Ｙ軸方向での主軸とワークテーブル
の位置の見かけ上のずれが小さくなる。
り加工方向前方に位置する支持ベアリングを基準に後方
へ伸びる。一方、主軸ヘッドの主軸は従来通り前方へ伸
びる。従って、送りねじ軸の伸びる方向と主軸の伸びる
方向が逆となるので、伸びが相殺され、主軸の工具前端
の位置決め精度が向上する。また、コラムに接近した位
置でＹ軸用の送りねじ軸の後端を支持して、その送りね
じ軸の熱による伸びの方向と、熱による主軸ヘッドのコ
ラムからのＹ軸方向の位置ずれが共にＹ軸方向前方とな
るようにしたので、Ｙ軸方向での主軸とワークテーブル
の位置の見かけ上のずれが小さくなる。
【０００６】
【実施例】工作機Ａのベッド１上にコラム（機体）２が
立設してある。コラム２の前面には、左右一対の案内レ
ール３が上下方向に取着してある。主軸ヘッド４の背面
には案内子１１が固着され、案内子１１が案内レール３
に昇降自在に案内されている。主軸ヘッド４には上下方
向の主軸１０が軸受１２により回転自在に支持され、主
軸１０は主軸モータ９に連結してある。主軸１０の下端
には、工具１３が着脱可能に装着してある。
立設してある。コラム２の前面には、左右一対の案内レ
ール３が上下方向に取着してある。主軸ヘッド４の背面
には案内子１１が固着され、案内子１１が案内レール３
に昇降自在に案内されている。主軸ヘッド４には上下方
向の主軸１０が軸受１２により回転自在に支持され、主
軸１０は主軸モータ９に連結してある。主軸１０の下端
には、工具１３が着脱可能に装着してある。
【０００７】コラム２には左右一対の案内レール３の中
央で、かつ、下降端（図１の２点鎖線）にある主軸ヘッ
ド４よりも下方でワークテーブル２７の上面２７ａより
上方の高さ位置に支持ベアリング７を組込んだベアリン
グケース１４が固着してある。この支持ベアリング７に
は送りねじ軸６の下端が回動自在に支持され、送りねじ
軸６の上端はたわみ継手１５を介して、コラム２の上端
に固着したＺ軸用の送りモータ５に接続してある。送り
ねじ軸６は、主軸ヘッド４の背面の送りナット８と螺合
し、送り機構６Ａを構成している。
央で、かつ、下降端（図１の２点鎖線）にある主軸ヘッ
ド４よりも下方でワークテーブル２７の上面２７ａより
上方の高さ位置に支持ベアリング７を組込んだベアリン
グケース１４が固着してある。この支持ベアリング７に
は送りねじ軸６の下端が回動自在に支持され、送りねじ
軸６の上端はたわみ継手１５を介して、コラム２の上端
に固着したＺ軸用の送りモータ５に接続してある。送り
ねじ軸６は、主軸ヘッド４の背面の送りナット８と螺合
し、送り機構６Ａを構成している。
【０００８】たわみ継手１５は、図２に示す周知の構造
のもので、送りねじ軸６の上端にキー連結される第１フ
ランジ１６と、Ｚ軸用モータ５の出力軸５ａにキー連結
される第２フランジ１７とが、板ばね材から成るたわみ
板１８を介してリーマボルト１９，２０で連結されたも
ので、第１フランジ１６に一体連結されたリーマボルト
１９はその先端が第２フランジ１７の孔１７ａに隙間を
持って遊嵌され、第２フランジ１７に一体連結されたリ
ーマボルト２０は、その先端が第１フランジ１６の孔１
６ａに隙間を持って遊嵌され、送りねじ軸６が自体の熱
変位で軸方向上方へ伸びると、たわみ板１８がたわん
で、これを吸収するようになっている。
のもので、送りねじ軸６の上端にキー連結される第１フ
ランジ１６と、Ｚ軸用モータ５の出力軸５ａにキー連結
される第２フランジ１７とが、板ばね材から成るたわみ
板１８を介してリーマボルト１９，２０で連結されたも
ので、第１フランジ１６に一体連結されたリーマボルト
１９はその先端が第２フランジ１７の孔１７ａに隙間を
持って遊嵌され、第２フランジ１７に一体連結されたリ
ーマボルト２０は、その先端が第１フランジ１６の孔１
６ａに隙間を持って遊嵌され、送りねじ軸６が自体の熱
変位で軸方向上方へ伸びると、たわみ板１８がたわん
で、これを吸収するようになっている。
【０００９】主軸ヘッド４の下方には、ワークテーブル
装置２０が配置してある。ワークテーブル装置２０にお
いて、移動テーブル２１が前後方向のガイドレール２２
に案内されてＹ軸（前後）方向に移動自在に支持してあ
る。移動テーブル２１と一体の送りねじナット２３には
Ｙ軸用の送りねじ軸２４が螺合され、この送りねじ軸２
４の一端(後端）はコラム２に極めて近い位置に設けた
支持ベアリング２５で回動自在に支持されている。ま
た、送りねじ軸２４の他端（前端）は前記同様のたわみ
継手１５を介してベース１の前部に取付けたＹ軸用送り
モータ２５と連結してある。移動テーブル２１上には、
左右方向（紙面と垂直なＸ方向）のガイドレール２６に
沿って、ワークテーブル２７がＸ軸用送りモータ２８で
回転駆動されるＸ軸用送りねじ軸２９を含む送りねじ機
構３０で移動するようになっている。
装置２０が配置してある。ワークテーブル装置２０にお
いて、移動テーブル２１が前後方向のガイドレール２２
に案内されてＹ軸（前後）方向に移動自在に支持してあ
る。移動テーブル２１と一体の送りねじナット２３には
Ｙ軸用の送りねじ軸２４が螺合され、この送りねじ軸２
４の一端(後端）はコラム２に極めて近い位置に設けた
支持ベアリング２５で回動自在に支持されている。ま
た、送りねじ軸２４の他端（前端）は前記同様のたわみ
継手１５を介してベース１の前部に取付けたＹ軸用送り
モータ２５と連結してある。移動テーブル２１上には、
左右方向（紙面と垂直なＸ方向）のガイドレール２６に
沿って、ワークテーブル２７がＸ軸用送りモータ２８で
回転駆動されるＸ軸用送りねじ軸２９を含む送りねじ機
構３０で移動するようになっている。
【００１０】ワークテーブル２７の上面２７ａにワーク
Ｗをクランプし、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の移動制御を行い
つつ加工が行われる。この時、Ｚ軸用の送りモータ５に
より、送りねじ軸６が回転され、主軸ヘッド４が昇降す
る。送りモータ５の発熱及び送りねじ軸６の回転による
自体の発熱、支持ベアリング７の発熱等により、送りね
じ軸６は熱変位するが、支持ベアリング７がベッド１に
近い位置であるので、ベッド１から伝わる熱によって、
コラム２が伸びて支持ベアリング７の上下方向位置が変
化することが防止される。しかも、支持ベアリング７が
主軸ヘッド４より加工方向前方位置にあり、しかも、送
りねじ軸６の上端が自体の熱変位に対してたわみ継手１
５により自由となっているので、送りねじ軸６は支持ベ
アリング７を基準に上方へ伸びる。この結果、送りナッ
ト８（主軸ヘッド４）の上下方向位置は、真の位置に比
べ上方へずれる。一方、主軸１０は主軸モータ９の発熱
及び回転に併なう自体の発熱により、主軸ヘッド４に対
して下方へ伸びる。従って上方へずれた主軸ヘッド４に
対して主軸１０が下方へ伸びるので、送りねじ軸６の伸
びと主軸１０の伸びが相殺され、工具下端の高さ位置
は、真の高さ位置に対して大きくずれることがなくＺ軸
方向の位置決め精度が向上し、孔深さ精度が極めて向上
する。
Ｗをクランプし、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の移動制御を行い
つつ加工が行われる。この時、Ｚ軸用の送りモータ５に
より、送りねじ軸６が回転され、主軸ヘッド４が昇降す
る。送りモータ５の発熱及び送りねじ軸６の回転による
自体の発熱、支持ベアリング７の発熱等により、送りね
じ軸６は熱変位するが、支持ベアリング７がベッド１に
近い位置であるので、ベッド１から伝わる熱によって、
コラム２が伸びて支持ベアリング７の上下方向位置が変
化することが防止される。しかも、支持ベアリング７が
主軸ヘッド４より加工方向前方位置にあり、しかも、送
りねじ軸６の上端が自体の熱変位に対してたわみ継手１
５により自由となっているので、送りねじ軸６は支持ベ
アリング７を基準に上方へ伸びる。この結果、送りナッ
ト８（主軸ヘッド４）の上下方向位置は、真の位置に比
べ上方へずれる。一方、主軸１０は主軸モータ９の発熱
及び回転に併なう自体の発熱により、主軸ヘッド４に対
して下方へ伸びる。従って上方へずれた主軸ヘッド４に
対して主軸１０が下方へ伸びるので、送りねじ軸６の伸
びと主軸１０の伸びが相殺され、工具下端の高さ位置
は、真の高さ位置に対して大きくずれることがなくＺ軸
方向の位置決め精度が向上し、孔深さ精度が極めて向上
する。
【００１１】また、コラム２に接近した位置でＹ軸用の
送りねじ軸２４の一端を支持したので、送りねじ軸２４
に送りモータ２５や、自体の回転による発熱で伸びが生
じた場合には、支持ベアリング２５を基準にＹ軸方向前
方へ伸び、一方、主軸ヘッド４もコラム２からＹ軸方向
前方へ突出していて、そのコラム２からのＹ軸方向位置
が主軸１０の回転等による発熱によりＹ軸方向前方へず
れる。従って、支持ベアリング２５がコラム２から離れ
ている従来のものに比べＹ軸方向での主軸（工具位置）
とワークテーブル２７の位置の見かけ上のずれが小さく
なるという利点がある。
送りねじ軸２４の一端を支持したので、送りねじ軸２４
に送りモータ２５や、自体の回転による発熱で伸びが生
じた場合には、支持ベアリング２５を基準にＹ軸方向前
方へ伸び、一方、主軸ヘッド４もコラム２からＹ軸方向
前方へ突出していて、そのコラム２からのＹ軸方向位置
が主軸１０の回転等による発熱によりＹ軸方向前方へず
れる。従って、支持ベアリング２５がコラム２から離れ
ている従来のものに比べＹ軸方向での主軸（工具位置）
とワークテーブル２７の位置の見かけ上のずれが小さく
なるという利点がある。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明では、主軸と沿う方
向の送りねじ軸の熱変位と、この送りねじ軸で移動する
主軸ヘッドに支持された主軸の熱変位とが互いに逆方向
の伸びとなって相殺されるので、主軸に装着した工具前
端の位置決め精度が向上する利点がある。また、本発明
の工作機では、上記利点に加えて、コラムに接近した位
置でＹ軸用の送りねじ軸の後端を支持して、その送りね
じ軸の熱による伸びの方向と、熱による主軸ヘッドのコ
ラムからのＹ軸方向の位置ずれが共にＹ軸方向前方とな
るようにしたので、Ｙ軸方向での主軸とワークテーブル
の位置の見かけ上のずれが小さくなるという利点があ
る。
向の送りねじ軸の熱変位と、この送りねじ軸で移動する
主軸ヘッドに支持された主軸の熱変位とが互いに逆方向
の伸びとなって相殺されるので、主軸に装着した工具前
端の位置決め精度が向上する利点がある。また、本発明
の工作機では、上記利点に加えて、コラムに接近した位
置でＹ軸用の送りねじ軸の後端を支持して、その送りね
じ軸の熱による伸びの方向と、熱による主軸ヘッドのコ
ラムからのＹ軸方向の位置ずれが共にＹ軸方向前方とな
るようにしたので、Ｙ軸方向での主軸とワークテーブル
の位置の見かけ上のずれが小さくなるという利点があ
る。
【図１】本発明を示す側面図である。
【図２】たわみ継手の説明図である。
【図３】従来技術を示す図である。
２ コラム（機体）、 ４ 主軸ヘッド、 ５ 送りモ
ータ、５ａ 出力軸、 ６ 送りねじ軸、 ６Ａ 送り
機構、７ 支持ベアリング、 １０ 主軸、 １５ 、
たわみ継手、２７ ワークテーブル
ータ、５ａ 出力軸、 ６ 送りねじ軸、 ６Ａ 送り
機構、７ 支持ベアリング、 １０ 主軸、 １５ 、
たわみ継手、２７ ワークテーブル
Claims (1)
- 【請求項１】 ベッド上に立設したコラム前面に、Ｚ軸
方向の主軸を回転自在に支承した主軸ヘッドをＺ軸方向
に昇降自在に案内し、この主軸ヘッドを、Ｚ軸方向の送
りねじ軸を備えた送り機構で主軸下方のワークに対して
進退させるようにし、ベッド上には移動テーブルを、Ｙ
軸用送りモ−タで回転されるＹ軸方向の送りねじ軸によ
って前後動可能に設け、この移動テーブル上にワークテ
ーブルをＸ軸方向に移動可能に設けてある工作機におい
て、コラムには、Ｚ軸方向の送りねじ軸の支持ベアリン
グを、主軸ヘッドより加工方向前方位置に取付け、この
支持ベアリングに前記Ｚ軸方向の送りねじ軸の下端を回
動自在に支持して送りねじ軸の上端部分を、自体の軸方
向熱変位に対して自由となるようにＺ軸用モータに連結
し、また、Ｙ軸方向の送りねじ軸の後端を、コラムに接
近した位置に設けた支持ベアリングで支持し、Ｙ軸方向
の送りねじ軸に熱による伸びが生じたときに、この支持
ベアリングを基準にＹ軸方向前方に伸びることができる
ように構成されていることを特徴とする工作機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22065993A JP3536928B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 工作機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22065993A JP3536928B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 工作機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751974A JPH0751974A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3536928B2 true JP3536928B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=16754441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22065993A Expired - Lifetime JP3536928B2 (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 工作機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536928B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450347B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2004-10-06 | 화천기공 주식회사 | 고속회전용 스핀들 헤드 |
| US7261796B2 (en) * | 2002-09-23 | 2007-08-28 | General Electric Company | Method and apparatus for aligning a machine tool |
| JP2012086309A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Komatsu Ntc Ltd | クランクシャフトミラー |
| WO2012054934A1 (en) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Olympus Endo Technology America Inc. | Rotate-to-advance catheterization system |
| JP6994099B1 (ja) * | 2020-10-28 | 2022-01-14 | 株式会社スギノマシン | 穴あけ機 |
| CN113245863B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-04-12 | 厦门大金机械有限公司 | 一种高精度光机 |
-
1993
- 1993-08-11 JP JP22065993A patent/JP3536928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0751974A (ja) | 1995-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040226 |
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
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