JP3923759B2

JP3923759B2 - 旋削加工用の回転ワークテーブル装置

Info

Publication number: JP3923759B2
Application number: JP2001249135A
Authority: JP
Inventors: 信雄上橋; 忠男山崎
Original assignee: Aida Engineering Ltd; Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP2003053634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、立旋盤等に使用される旋削加工用の回転ワークテーブル装置に関し、特に、偏心ワーク対応の旋削加工用回転ワークテーブル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に例示しているように、旋削中心Ｃａ、Ｃｂが互いに異なった旋削周面Ａ、Ｂを有する偏心ワークＷを立旋盤等で旋削加工する場合には、旋削周面Ａの旋削段階では、旋削中心Ｃａが回転ワークテーブルの回転中心に合致するように、偏心ワークＷの位置決め段取りを行い、旋削周面Ｂの旋削段階では、旋削中心Ｃｂが回転ワークテーブルの回転中心に合致するように偏心ワークＷの位置決め段取りを行って、旋削周面Ａと旋削周面Ｂとを個別に旋削している。
【０００３】
上述したような旋削周面Ａや旋削周面Ｂの旋削加工において、質量的な回転アンバランスがある場合には、回転ワークテーブル上に別途ウエイト部材を取り付け、バランス取りを行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のものでは、上述したような偏心ワークの旋削加工を行う場合、旋削中心が異なる各旋削周面の旋削を行う度に、機上での段取り作業（心出しと固定作業）を行わなくてはならず、段取りに多くの時間を費やすことになり、効率が悪い。また、段取り作業は、全て作業者の手作業によるから、作業者の負担が大きく、心出しの微調整に手間がかかり、段取り精度は作業者の力量によってばらつくことになる。
【０００５】
また、回転ワークテーブル上にウエイト部材を取り付けてバランス取りを行う作業も全て作業者の手作業によるから、作業者の負担が大きく、バランス取りを伴う段取りでは、更に時間がかかり、しかも、そのバランス取り作業は作業者の勘や経験に依存するから、ばらつきが生じ、高精度のバランス取り精度を得ることが難しい。
【０００６】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、偏心ワークの旋削加工における段取り作業を自動化して段取り作業時間を短縮でき、併せて安定した段取り精度を得ることができ、また、バランス取り作業も自動化し、高精度のバランス取りを迅速に行う自動バランス取り機構を具備した回転ワークテーブル装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による回転ワークテーブル装置は、旋削加工用の工作機械に設けられる旋削加工用の回転ワークテーブル装置であって、ワークを回転ワークテーブル装置自身の中心軸線周りに回転可能に設けられ、ワーク載置用パレットを径方向に出入・移動可能に受け入れるリニアガイド部を備えたテーブル本体と、前記テーブル本体に組み込まれ、前記リニアガイド部に案内されて前記テーブル本体上に搭載されたワーク載置用パレットを任意のワークテーブル径方向位置にて前記テーブル本体に締弛可能に固定するパレットクランプ手段と、前記テーブル本体に設けられ、当該テーブル本体の任意の位置決め位置に変位可能なストッパ部材とを有し、前記ワーク載置用パレットが前記ストッパ部材に当接することにより、前記テーブル本体上におけるワーク載置用パレットのワークテーブル径方向位置が可変に位置決めされる構造になっている。
【０００８】
この発明による回転ワークテーブル装置は、自動バランス取り機構として、テーブル本体の外周部に当該外周部周りに変位可能に設けられたウエイト部材と、前記ウエイト部材を任意の外周部周り位置に係脱可能に固定するロック手段とを有している。
【０００９】
ロック手段は、前記テーブル本体に当該テーブル本体の外周部周りに等ピッチで設けられた一連の係合凹部と、前記ウエイト部材に設けられ前記係合凹部に係脱可能に係合するロケートピンと、前記ロケートピンを前記係合凹部との係合側に付勢するばね手段と、前記テーブル本体の固定ベッド等の固定側構造体に固定配置され前記ロケートピンを選択的に前記係合凹部より離脱させ且つ前記ウエイト部材を前記固定側構造体に仮係止するロック解除・仮係止アクチュエータとにより構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による回転ワークテーブル装置を具備した門形の立旋盤の全体構成を示している。
【００１１】
立旋盤は、左右一対のコラム１１、１２と、コラム１１と１２との間に上下移動可能に設けられたクロスレール部材１３と、クロスレール部材１３に左右方向に水平移動可能に設けられたサドル部材１４と、サドル部材１４に上下移動可能に設けられた主軸装置１５と、クロスレール部材１３の下方位置に配置された回転ワークテーブル装置１６とを有している。
【００１２】
回転ワークテーブル装置１６の詳細を図２〜図８を参照して説明する。
回転ワークテーブル装置１６は固定配置の固定ベッド２１上に円盤形状のテーブル本体２２を有している。テーブル本体２２は、図２に示されているように、自身の中心に設けられた中心軸受部２３によって固定ベッド２１に固定された回転中心軸体２４と係合し、スラスト軸受２５によってスラスト荷重を受け持たれる態様で、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。
【００１３】
テーブル本体２２の上面には、図３、図４に示されているように、当該テーブル本体２２を径方向に横切って延在する２本のリニアガイドレール２６、２７が平行に固定されている。リニアガイドレール２６、２７は、Ｖ形横断面（図１参照）をなし、ワーク載置用パレットＰをレール面上に出入可能に載置されて当該ワーク載置用パレットＰをレール延在方向であるテーブル径方向に移動可能に線形案内する。
【００１４】
ここで、図１を参照してワーク載置用パレットＰの概略について説明する。ワーク載置用パレットＰは、パレット上に被加工物である偏心ワーク（図示省略）を位置決め固定され、下底面にリニアガイドレール２６、２７とのスライド係合部ａ、ｂを有し、スライド係合部ａ、ｂがリニアガイドレール２６、２７と係合する態様で、オートパレットチェンジャ等によってテーブル本体２２上に出入される。ワーク載置用パレットＰの下底部には、後述するパレットクランププレート２８が係合するオーバハング形状の顎部ｃ、ｄが設けられている。
【００１５】
図３、図４に示されているように、テーブル本体２２の上面のリニアガイドレール２６と２７との間には、パレットクランププレート２８が設けられている。
パレットクランププレート２８は、テーブル径方向の任意の位置にてワーク載置用パレットＰを締弛可能に固定するものであり、テーブル本体２２に取り付けられた複数個の油圧シリンダ装置２９の各々のピストンロッド３０の先端に固定接続され、油圧シリンダ装置２９によって水平姿勢で上下動する。
【００１６】
なお、油圧シリンダ装置２９に対する油圧の給排は、テーブル本体２２の中心部に設けられるロータリ式の可動継手（図示省略）を介してテーブル本体２２の外部より行われる。
【００１７】
パレットクランププレート２８は、両側縁部２８ａ、２８ｂにてワーク載置用パレットＰの顎部ｃ、ｄに係合し（図１参照）、油圧シリンダ装置２９による降下駆動により、テーブル径方向（リニアガイドレール２６、２７の延在方向）の任意の位置に位置しているワーク載置用パレットＰをリニアガイドレール２６、２７上に押し付けるようにしてテーブル本体２２に対して固定する。
【００１８】
ワーク載置用パレットＰのテーブル本体２２に対する出入時には、パレットクランププレート２８は油圧シリンダ装置２９によって上昇駆動されていることにより、ワーク載置用パレットＰの顎部ｃ、ｄが、リニアガイドレール２６、２７とパレットクランププレート２８の両側縁部２８ａ、２８ｂとの間に入り込むように、あるいはこの間から抜け出すように、テーブル本体２２に対するワーク載置用パレットＰの出入が略水平な移動により行われる。
【００１９】
テーブル本体２２には、テーブル本体２２上におけるワーク載置用パレットＰのテーブル径方向位置の位置決めを行うストッパ部材３１が設けられている。ストッパ部材３１は、ワーク載置用パレットＰの端面部Ｐｅとの当接によってワーク載置用パレットＰの位置決めを行うものであり、リニアガイドレール２６、２７の一方の端部近傍に配置され、図５、図６に示されているように、リニアガイドレール２６、２７の延在方向と同方向に延在するリニアガイド部３２にスライド可能に係合し、且つ送りねじ３３とねじ係合し、送りねじ３３によってリニアガイドレール２６、２７の延在方向と同方向、すなわち、テーブル本体２２の径方向の任意の位置決め位置に変位可能になっている。
【００２０】
テーブル本体２２の外部には、図３〜図６に示されているように、載置台３４によってパワードライバ装置３５が設けられている。パワードライバ装置３５は、モータ３６によっ回転駆動される六角レンチ３７を有し、リニアガイド部３９に案内されて油圧シリンダ装置３８によって前後進されることにより、テーブル本体２２が所定の初期回転位置に位置している状態において、送りねじ３３の端部に形成されている六角レンチ孔３３ａに六角レンチ３７が係脱可能に係合し、送りねじ３３を回転駆動する。
【００２１】
テーブル本体２２の外周部には、図７に示されているように、その全周に亘って円環状の上部ガイドレール４１と下部ガイドレール４２が取り付けられている。上部ガイドレール４１と下部ガイドレール４２には、２個のウエイト部材４３、４４（図３、図４参照）の各々に取り付けられた上下のガイドローラ４５が係合している。これにより、ウエイト部材４３、４４は各々テーブル本体２２の外周部周りに全周に亘って変位可能になっている。ウエイト部材４３と４４は同じ重量のものであり、リニアガイドレール２６、２７によるパレット移動中央軸線の両側に対称配置される。
【００２２】
下部ガイドレール４２には係合凹部４６がテーブル本体２２の外周部周りの全周に亘って微小等ピッチで多数個形成されている（図８参照）。ウエイト部材４３、４４の各々には係合凹部４６に係脱可能に係合するロケートピン４７が上下動可能に設けられている。ウエイト部材４３、４４の各々にはロケートピン４７を係合凹部４６に係合させる側（下側）に付勢する圧縮コイルばね４８が組み込まれている。
【００２３】
通常時には、ロケートピン４７が圧縮コイルばね４８のばね力によって一連の係合凹部４６の内の一つにはめ込み係合することにより、ウエイト部材４３、４４が各々テーブル本体２２の外周部周りの任意の位置（係合凹部４６のピッチ間隔毎）にてテーブル本体２２に対して連結固定される。
【００２４】
固定ベッド２１には、図７に示されているように、取付具４９によってロック解除・仮係止用の油圧シリンダ装置５０が取り付けられている。油圧シリンダ装置５０のプランジャ（ピストンロッド）５１は、上昇移動により、ウエイト部材４３、４４の各々に固定されたガイドプレート５２に形成されている貫通係止孔５３に貫通係合してウエイト部材４３、４４の固定ベッド２１側に対する仮係止を行い、更に、ロケートピン４７に固定されているロック解除用プレート５４に当接してロケートピン４７を圧縮コイルばね４８のばね力に抗して係合凹部４６より離脱させる働きをする。
【００２５】
テーブル本体２２の外周部にはウエイト部材４３、４４の配置部をカバーするカバー部材５５が全周に亘って取り付けられている。
【００２６】
つぎに、上述の構成による回転ワークテーブル装置１６に図９に示されているような偏心ワークＷを取り付けて旋削中心Ｃａ、Ｃｂが互いに異なった旋削周面Ａ、Ｂを旋削する場合の段取りについて説明する。
【００２７】
なお、偏心ワークＷは、準備段階で、ワーク載置用パレットＰの巾方向中央部で、且つ端面部Ｐｅとの相対位置関係により予め定義されている位置決め位置に固定されているものとする。
【００２８】
テーブル本体２２が所定の初期回転位置に位置している状態において、油圧シリンダ装置３８によってパワードライバ装置３５を前進させ、六角レンチ３７を送りねじ３３の六角レンチ孔３３ａに係合させ、モータ３６によって六角レンチ３７を回転駆動する。これにより、送りねじ３３が回転し、図３に示されているように、ストッパ部材３１を旋削周面Ａ（センタ孔）の旋削に対応する位置に位置させる（図３参照）。このストッパ部材３１の移動が完了すれば、油圧シリンダ装置３８によってパワードライバ装置３５を後退させ、六角レンチ３７を送りねじ３３の六角レンチ孔３３ａより抜き出し、パワードライバ装置３５をテーブル本体２２側より切り離する。
【００２９】
つぎに、パレットクランププレート２８を油圧シリンダ装置２９によって上昇移動させた状態で、ワーク載置用パレットＰの顎部ｃ、ｄが、リニアガイドレール２６、２７とパレットクランププレート２８の両側縁部２８ａ、２８ｂとの間に入り込むように、図示されていないオートパレットチェンジャ等によってテーブル本体２２に対してワーク載置用パレットＰを略水平に移動させ、ワーク載置用パレットＰのスライド係合部ａ、ｂがリニアガイドレール２６、２７上に載せられた状態で、リニアガイドレール２６、２７上に滑らせてワーク載置用パレットＰをテーブル本体２２の径方向に移動させる。
【００３０】
この移動は、ワーク載置用パレットＰの端面部Ｐｅがストッパ部材３１に当接するまで行われ、ワーク載置用パレットＰの端面部Ｐｅがストッパ部材３１に当接することにより、旋削周面Ａの旋削中心Ｃａがテーブル本体２２の回転中心に合致する。この後に、油圧シリンダ装置２９によってパレットクランププレート２８を降下させ、パレットクランププレート２８の両側縁部２８ａ、２８ｂをワーク載置用パレットＰの顎部ｃ、ｄに係合させてワーク載置用パレットＰをリニアガイドレール２６、２７上に押し付け、ワーク載置用パレットＰをテーブル本体２２に対して固定する。
【００３１】
上述したワーク載置用パレットＰの位置決め固定後に、ウエイト部材４３の貫通係止孔５３がロック解除・仮係止用の油圧シリンダ装置５０のプランジャ５１に整合する位置にテーブル本体２２を回転させ、油圧シリンダ装置５０のプランジャ５１を上昇駆動する。
【００３２】
これにより、プランジャ５１が貫通係止孔５３に貫通係合してウエイト部材４３が固定ベッド２１側に対して仮係止され、更に、プランジャ５１によってロック解除用プレート５４と共にロケートピン４７を圧縮コイルばね４８のばね力に抗して押し上げてロケートピン４７を係合凹部４６より離脱させる。これにより、ウエイト部材４３がテーブル本体２２より切り離される。
【００３３】
つぎに、ワーク系の偏心モーメントに相当する新しウェイト回転角度の計算結果に基づいて、テーブル本体２２を所定の回転角度だけ回転させ、新たなウエイト取付位置をウエイト部材４３の仮係止位置に位置させる。この後に、油圧シリンダ装置５０によるプランジャ５１の上昇駆動を解除する。これにより、ロック解除用プレート５４と共にロケートピン４７が圧縮コイルばね４８のばね力により降下移動し、ロケートピン４７が新たな位置の係合凹部４６に係合し、プランジャ５１が貫通係止孔５３より抜け出す。
【００３４】
これにより、ウエイト部材４３の固定ベッド２１側に対する仮係止が解除され、ウエイト部材４３は新しい周方向位置にてテーブル本体２２に連結される。
【００３５】
もう一つのウエイト部材４４に関しても、同様の動作によってウエイト部材４４のテーブル本体２２に対する取付位置を変更する。
【００３６】
これにより、ワーク載置用パレットＰと共に偏心ワークＷをテーブル本体２２に位置決め固定した状態でのテーブル本体２２のバランス取りがウエイト部材４３、４４によって行われる。
【００３７】
旋削周面Ａ（センタ孔）の旋削完了後に、テーブル本体２２を所定の初期回転位置に位置させ、パレットクランププレート２８によるワーク載置用パレットＰのクランプを解除し、油圧シリンダ装置３８によってパワードライバ装置３５を前進させ、六角レンチ３７を送りねじ３３の六角レンチ孔３３ａに係合させ、モータ３６によって六角レンチ３７を回転駆動する。これにより、送りねじ３３が回転し、図４に示されているように、ストッパ部材３１を旋削周面Ｂ（偏心周面）の旋削に対応する位置に位置させる（図４参照）。このストッパ部材３１の移動が完了すれば、油圧シリンダ装置３８によってパワードライバ装置３５を後退させ、六角レンチ３７を送りねじ３３の六角レンチ孔３３ａより抜き出し、パワードライバ装置３５をテーブル本体２２側より切り離する。
【００３８】
つぎに、オートパレットチェンジャ等によってリニアガイドレール２６、２７上に滑らせてワーク載置用パレットＰをテーブル本体２２の径方向に、ワーク載置用パレットＰの端面部Ｐｅがストッパ部材３１に当接するまで移動させる。
【００３９】
これにより、旋削周面Ｂの旋削中心Ｃｂがテーブル本体２２の回転中心に合致する。この後に、油圧シリンダ装置２９によってパレットクランププレート２８を降下させ、パレットクランププレート２８によってワーク載置用パレットＰをクランプする。
【００４０】
この後に、上述したウエイト位置変更操作と同じ操作によってウエイト部材４３、４４のテーブル本体２２に対する取付位置を変更する。これにより、ワーク載置用パレットＰと共に偏心ワークＷをテーブル本体２２に新たに位置決め固定した状態でのテーブル本体２２のバランス取りがウエイト部材４３、４４によって行われる。
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による回転ワークテーブル装置によれば、偏心ワークの旋削加工における段取り作業を自動化して段取り作業時間を短縮でき、併せて安定した段取り精度を得ることができ、また、バランス取り作業も自動化し、高精度のバランス取りを迅速に行うことができ、偏心ワークの旋削加工を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による回転ワークテーブル装置を具備した門形の立旋盤の全体構成を示す正面図である。
【図２】この発明による回転ワークテーブル装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】この発明による回転ワークテーブル装置のセンタ孔旋削時の位置決め状態を示す平面図である。
【図４】この発明による回転ワークテーブル装置の偏心周面旋削時の位置決め状態を示す平面図である。
【図５】この発明による回転ワークテーブル装置のパレット位置決めストッパ部の一実施の形態を示す平面図である。
【図６】この発明による回転ワークテーブル装置のパレット位置決めストッパ部の一実施の形態を示す側面図である。
【図７】この発明による回転ワークテーブル装置のウエイトロック部の一実施の形態を示す側面図である。
【図８】この発明による回転ワークテーブル装置のウエイトロック部の一実施の形態を示す平面図である。
【図９】偏心ワークの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１５主軸装置
１６回転ワークテーブル装置
２１固定ベッド
２２テーブル本体
２６、２７リニアガイドレール
２８パレットクランププレート
２９油圧シリンダ装置
３１ストッパ部材
３３送りねじ
３５パワードライバ装置
３８油圧シリンダ
４３、４４ウエイト部材
４６係合凹部
４７ロケートピン
４８圧縮コイルばね
５０油圧シリンダ装置
５１プランジャ
５３貫通係止孔
Ｐワーク載置用パレット
Ｗ偏心ワーク

Claims

工作機械に設けられる旋削加工用の回転ワークテーブル装置であって、
ワークを回転ワークテーブル装置自身の中心軸線周りに回転可能に設けられ、ワーク載置用パレットを径方向に出入・移動可能に受け入れるリニアガイド部を備えたテーブル本体と、
前記テーブル本体に組み込まれ、前記リニアガイド部に案内されて前記テーブル本体上に搭載されたワーク載置用パレットを任意のワークテーブル径方向位置にて前記テーブル本体に締弛可能に固定するパレットクランプ手段と、
前記テーブル本体に設けられ、当該テーブル本体の任意の位置決め位置に変位可能なストッパ部材とを有し、
前記ワーク載置用パレットが前記ストッパ部材に当接することにより、前記テーブル本体上におけるワーク載置用パレットのワークテーブル径方向位置が可変に位置決めされることを特徴とする回転ワークテーブル装置。
前記テーブル本体の外周部に当該外周部周りに変位可能に設けられたウエイト部材と、
前記ウエイト部材を任意の外周部周り位置に係脱可能に固定するロック手段と、
を有する請求項１記載の回転ワークテーブル装置。
前記ロック手段は、前記テーブル本体に当該テーブル本体の外周部周りに等ピッチで設けられた一連の係合凹部と、前記ウエイト部材に設けられ前記係合凹部に係脱可能に係合するロケートピンと、前記ロケートピンを前記係合凹部との係合側に付勢するばね手段と、前記テーブル本体の固定ベッド等の固定側構造体に固定配置され前記ロケートピンを選択的に前記係合凹部より離脱させ且つ前記ウエイト部材を前記固定側構造体に仮係止するロック解除・仮係止アクチュエータとにより構成されている請求項２記載の回転ワークテーブル装置。