JP3979329B2 - Machining equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工具と被加工材との相対回転によって加工をおこなう機械加工装置に関し、特に工具もしくは被加工材を自転かつ公転させると共に、その公転軸に対する偏心量を調製することを可能とした機械加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
機械加工方法の一種であるコンタリング加工と称される加工方法は、切刃を備えた切削工具を自転させると同時に、その切削工具を被削材(被加工材)を中心に公転させる加工方法であり、その典型的な例はエンドミル加工である。特許文献1には、改良されたコンタリング加工のための機械加工装置が記載されており、この装置は、図5に示すように、中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された公転軸8と、その公転軸8の中心軸線に対して偏心しかつその公転軸8の中心軸線に対して平行な軸線を中心に自転し、さらに先端部に工具1が装着される主軸4と、これら公転軸8と主軸4とをそれぞれ異なる回転数で回転させる回転駆動機構とを備えている。
【0003】
主軸4を回転駆動する機構は、公転軸8の後端側に軸心を中心として形成した貫通孔の内部に軸受15を介して回転自在に保持されている入力軸14と、入力軸14を回転駆動する主軸用モータM1と、入力軸14のトルクを主軸4側に伝えるトルク伝達機構とからなる。トルク伝達機構は、入力軸14の端部と主軸4の対向する端部にわたって配置された円筒体18と、入力軸14および主軸4の外周面と前記円筒体18の内周面との間に圧入された外径の異なる複数のローラ16、19とからなり、主軸用モータM1によって入力軸14を回転させると入力軸14のトルクがローラ16の自転により円筒体18に伝達され、円筒体18のトルクがローラ19の自転によって主軸4に伝達され、それにより主軸4が自転する。
【0004】
公転軸8を回転駆動する機構は、入力軸14の外周側に位置する公転軸8の外周部に固定された公転軸歯車27と、公転軸歯車27にトルクを伝達する入力歯車30と、入力歯車30に歯車37を介して回転を伝える公転用モータM3を備えており、公転用モータM3を回転駆動すると、その回転数に応じて公転軸8が自転する。主軸4は公転軸8に対して偏心しており、基台部に固定してモータM1およびM3を回転駆動すると、主軸4はモータM1の回転数に応じて自転すると共に、モータM3による公転軸8の自転により、主軸4は同時に公転する。それにより、主軸4の先端部に取り付けた工具1を自転かつ公転させることができ、加工速度における公転による速度割合すなわち工具と被加工材との相対送り速度や送り量を大きくすることができる。さらに、運転中にモータM1,M3は基台部に固定してあり、主軸4を公転させるのに伴って旋回運動させるときの質量が小さくなる。そのために、主軸の公転速度を高速化することができるメリットがある。
【0005】
上記特許文献1に記載の機械加工装置は、さらに、前記公転軸8の内部に該公転軸8の中心軸線に対して偏心した軸線を中心にして自転する偏心軸10が配置され、前記主軸4は該偏心軸10の中心軸線に対して偏心した位置に自転自在に保持されている。そして、前記偏心軸10を前記公転軸8と一体となって回転させると共に公転軸8に対して相対回転させる公転半径変更機構が設けられており、該公転半径変更機構を操作することにより、主軸4に取り付けた工具1を自転かつ公転させつつ、その公転半径を変更できるようになっている。そのため、テーパ加工やリセス加工などの加工対象形状の径が変化する加工を容易におこなうことができるメリットがある。
【0006】
公転半径変更機構は、基本的に従来、S(太陽歯車)−C(キャリア)−P(遊星歯車)型と呼ばれる遊星歯車機構の一形態を差動機構29として利用している。すなわち、S−C−P形は、太陽歯車、遊星歯車、キャリアの軸を基本構成としており、図6に示すよう、ウェーブジェネレータ104によって、弾性歯車103を押し付けた部分で内歯車101とかみ合いが行われ、その際に、弾性歯車103と内歯車101の歯数に差があれば、その歯数差だけ相対的な移動が生じる。ここでは、ウェーブジェネレータ104の軸がキャリア軸、弾性歯車103が遊星歯車の役割をしている。
【0007】
すなわち、図5で、32,33は内歯車101に相当する一対のサーキュラースプライン、34はこれらに噛合する弾性歯車103に相当するフレクスプライン、35はその内周側に嵌合させられたウェーブジェネレータであり、一方のサーキュラースプライン32が前記入力歯車30の内周側に嵌合固定され、他方のサーキュラースプライン33が出力歯車31の内周側に嵌合固定されている。そしてそのウェーブジェネレータ35に調整軸(キャリア軸)36が嵌合固定され、かつその調整軸36が半径変更モータM2に連結されている。
【0008】
前記円筒体18は、主軸4の後端部の外周を覆っており、その主軸4の外周面と円筒体18の内周面との間に、前記ローラ19が圧入されている。そのローラ19を回転自在に取り付けてある支持ピン20が、前記主軸4の外周側に軸受を介して回転自在に配置したリング状歯車21に連結され、このリング状歯車21が偏心軸10の後端部にピンによって連結されている。そして、公転軸8の前記リング状歯車21の外周側の部分には、内外周面に貫通した複数の切欠き部が形成され、前記リング状歯車21に噛合した中間歯車22が各切欠き部に配置されている。これらの中間歯車22はその最も外周側の部分を結んだ円が、公転軸8の軸心を中心とした円となるように構成されている。また各中間歯車22が、内歯歯車である公転半径変更歯車24に噛合している。
【0009】
前記のように、入力軸14の外周側に位置する公転軸8の外周部に公転軸歯車27が固定され、またこの公転軸歯車27に隣接して配置された中間軸歯車28が前記公転半径変更歯車24に円筒軸25を介して一体化している。その公転軸歯車27が、差動機構29における入力歯車30に噛合し、また中間軸歯車28が差動機構29における出力歯車31に噛合している。
【0010】
従って、上記の差動機構29では、ウェーブジェネレータ35すなわち調整軸36を固定した状態で入力歯車30を回転させると、入力歯車30と出力歯車31とに回転数の差が生じるが、入力歯車30と公転軸歯車27との歯数比および出力歯車31と中間軸歯車28との歯数比を適宜設定することにより、公転軸8の回転数と円筒軸25との回転数とを等しくすることができ、これにより、円筒軸25に形成した公転半径変更歯車24とこれに噛合している中間歯車22とこれに噛合しているリング状歯車21とが一体となって回転するので、各ローラ16,19の公転方向の位相が一定に維持される。一方、調整軸36と共にフレクスプライン34を回転させると、入力歯車30と出力歯車31との相対回転運動を生じさせることができる。この相対回転は、公転軸8とリング状歯車21との相対回転すなわち各ローラ16,19の相対的な公転速度として現れ、各ローラ16,19の相対的な公転によって主軸4の入力軸14に対する偏心量すなわち公転半径が変化する。それにより、公転半径変更モータM2を駆動して調整軸36を適宜回転することにより、主軸4の公転半径の微調整を容易におこなうことができる。
【特許文献1】
特開2000−308938号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の機械加工装置は、いわゆるコンタリング加工を行うに際しての多くの利点を備えている。特に、偏心軸を自転させることにより、工具の公転軸に対する偏心量を変化させることができるので、工具の送り量や加工半径を任意に変化させることができるうえに、加工途中で偏心軸を自転させることにより、テーパ形状の加工やリセス加工などをおこなうことが可能になる。さらに、主軸を回転させるための機構と、主軸を公転させるための機構と、その公転半径を変更する機構とが互いに独立した構成となり、またモータなどの重量の大きい部材を円運動させることがないので、主軸の公転速度を高速化することができ、それに伴って主軸の自転速度と公転速度との比率を自由に設定でき、さらには主軸の公転中にその公転半径を任意に変更することができるなど、多くの利点を備える。しかし、動力伝達系をすべて歯車伝導によっていることから、部品数が多くなり構成がやや複雑化している。
【0012】
本発明はそのような事情に鑑みてなされたものであり、上記の機械加工装置における動力伝達系のうち、主軸の公転半径を変更する機構における動力伝達系を歯車伝導ではなくボールとスプラインによる動力伝達系とすることによって、機械加工装置としての機能は上記した装置と同様に奏しながら、部品数を低減して構成をより簡素化した改良された機械加工装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明による機械加工装置は、前記図5に基づき説明した機械加工装置における主軸の公転半径を変更する機構における動力伝達系、すなわち、公転半径変更機構が、前記公転軸と前記偏心軸との間に介在した中心軸線方向に移動自在な中間材と、中間材を中心軸線方向に移動させる手段とからなり、前記中間材は公転軸とは一体回転し、偏心軸とは対向する多条ねじ溝とその間に介装されるボールとで構成されるボールカップリングを介して接続していることを特徴とする。
【0014】
好ましくは、前記中間材は外円筒部材と内円筒部材とからなる2重壁構造であり、外円筒部材の内面と公転軸の外表面とは対向するストレートスプラインとその間に介装されるボールとで構成される第1のボールカップリングを介して接続しており、内円筒部材の内面と偏心軸の外表面とは対向する多条ねじ溝とその間に介装されるボールとで構成される第2のボールカップリングを介して接続するようにされる。
【0015】
本発明による機械加工装置では、公転軸に対する偏心軸の相対回転移動は、いわゆるボールネジによる動力伝達で行われるので、歯車伝導の場合に回避することが困難なバックラッシュによる微細な作動誤差を回避できる利点がある。さらに、歯車伝導機構と比較して、部品数も少なくなり構造的にも簡素化される。また、このような相対回転はボールネジとそこに嵌合したハウジングとを介して生じるので、公転半径の微調整を容易におこなうことができる利点もある。
【0016】
好ましい態様において、前記回転駆動機構は、基台部に固定された公転用モータと、その公転用モータから前記公転軸に動力を伝達する公転用伝動機構と、前記基台部に固定された主軸用モータと、その主軸用モータから前記主軸に動力を伝達する主軸用伝動機構とを備えており、さらに、前記公転半径変更機構の前記中間材を駆動するための、前記基台部に固定された半径変更モータを備えている。この態様では、駆動に必要な各モータは基台部に固定してあり、主軸を公転させるのに伴って旋回運動させるときの質量が小さくなる。そのために、主軸の公転速度を高速化することができるメリットがある。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する装置は、図5に基づき説明した切削加工装置と実質的に同じ機能を奏する切削加工装置Aであり、以下の説明では、図5に基づき説明した装置における各部材と同じ機能を奏する部材に対しては同じ符号を付している。
【0018】
図1に示すように、本発明による機械加工装置でも、工具1を先端部に装着する主軸4が保持軸5の内部に配置されている。この保持軸5は切削加工装置A全体のハウジング(すなわち基台部)7に一体化されている。さらに、保持軸5の内部には、公転軸8が軸受9によって自転自在に保持されている。
【0019】
この公転軸8にはその軸心に対して偏心しかつ軸線方向に延びた孔が形成され、該孔の内部に偏心軸10が軸受11によって自転自在に保持されている。したがってこの偏心軸10は、公転軸8が自転することにより、公転軸8の軸心を中心にして公転する。この偏心軸10は、前記主軸4の公転半径を変更するためのものであって、その軸心に対して偏心しかつ軸線方向に貫通した貫通孔が形成され、その貫通孔の内部に前記主軸4が軸受12によって自転自在に保持されている。
【0020】
図1のIII−III線に沿った要部の断面図である図3、および本発明による機械加工装置の動力伝達系を説明するための概念図である図4にも示すように、公転軸8には内外周面に貫通した複数(図示の例では4個)の切欠き部8aが軸線方向に形成され、さらに外周面には複数本(図示の例では3×4個)のストレートスプライン52が形成されている。一方、偏心軸10の外周面における、前記公転軸8の外周面に形成されたストレートスプライン52に対向する領域に、複数条のネジ溝53が形成されている。これらストレートスプライン52およびネジ溝53は、後記する2重壁構造の中間材60とともに、公転軸8に対して偏心軸10に相対的な回転を生じさせる機能を果たす。
【0021】
図2は、上述した各軸の半径方向での相対位置を模式的に示しており、保持軸5に対して公転軸8が同軸上に配置されている。この公転軸8の軸心O8に対して偏心した位置に軸心O10を持つ偏心軸10が、公転軸8の内部に配置されている。この偏心軸10の内部に自転自在に配置された主軸4は、偏心軸10の軸心O10に対して偏心している。
【0022】
したがって偏心軸10を自転させると、図5に示した装置と同様に、その軸心O10から外れた位置にある主軸4が、その軸心O10を中心とした円周C10上を移動する。その公転軸8に対する偏心軸10の偏心量と、偏心軸10に対する主軸4の偏心量とが等しい場合には、主軸4の軸心O4が公転軸8の軸心O8に一致して公転軸8に対する主軸4の偏心量がゼロとなることがある。すなわち、偏心軸10を自転させることにより、その内部に配置した主軸4の公転軸8に対する偏心量が変化する。そして、公転軸8に対する偏心軸10の偏心量と、偏心軸10に対する主軸4の偏心量とが等しい場合には、その偏心量の2倍を限度として、公転軸8に対する主軸4の偏心量が、ゼロからそれ以上に変化する。そして、主軸4に取り付けられた工具1は、主軸4と共に自転する一方、主軸4が公転軸8の内部に保持されているので、公転軸8が自転することにより、主軸4すなわち工具1が、公転軸8の軸心O8を中心に公転する。その場合の公転半径が、前記偏心軸10を回転させて設定される公転軸8に対する主軸4の偏心量となる。
【0023】
公転軸8の図1における右側の端部は、ハウジング7の後端部側まで延びており、その外周に嵌合させた軸受13を介してハウジング7によって回転自在に支持されている。この公転軸8における後端側の部分には、軸心を中心とした貫通孔が形成されており、その貫通孔の内部に入力軸14が軸受15を介して回転自在に保持されている。この入力軸14は前記主軸4を自転させるためのものであって、主軸用モータM1に連結されている。なお、この主軸用モータM1は、基台部であるハウジング7に固定されている。この入力軸14における図1での左側端部と主軸4の右側端部との間には、偏心した軸心間でのトルク伝達可能な従来知られた適宜のカップリング51により接続されており、主軸用モータM1により入力軸14が回転すると、カップリング51を介して主軸4にトルクが伝達され、主軸4が自転する。
【0024】
公転軸8を回転駆動する機構は、入力軸14の外周側に位置する公転軸8の外周部に固定された公転軸歯車27と、基台部7に固定された公転用モータM3と、モータM3の主軸に取り付けた歯車37と、公転軸歯車27と歯車37との間に卷装したタイミングベルト30Aとからなり、公転用モータM3を回転駆動すると、その回転数に応じて公転軸8が自転する。
【0025】
次に、前記した2重壁構造の中間材60を説明する。2重壁中間材60は、公転軸8に外嵌合する外円筒部材61と、偏心軸10に外嵌合する内円筒部材62とを備え、両者は公転軸8に形成した切欠き部8a内を通過する連結プレート63により一体化されている。そして、外円筒部材61の内周面には公転軸8の外周面に形成したストレートスプライン52に対向するようにして第2のストレートスプライン64が形成されており、ストレートスプライン52と第2のストレートスプライン64の間には複数個のボール65が遊びのない状態で配置されている。また、内円筒部材62の内周面には偏心軸10の外周面に形成した複数条のネジ溝53に対向するようにして第2の複数条のネジ溝66が形成されており、ネジ溝53と第2のネジ溝66の間には複数個のボール67が遊びのない状態で配置されている。なお、それぞれのボール65、67は、外円筒部材61及び内円筒部材62内部を通り無限循環するため、中間材60が軸方向のどの位置にあってもボール65、67が抜けることなく、常にボール65、67が配置される状態にある。
【0026】
従って、2重壁中間材60は、ストレートスプライン52と第2のストレートスプライン64とその間に介装したボール65とからなる第1のボールカップリングを介して、公転軸8の外表面に沿って軸心線方向に(図1で左右方向に)自由に移動することができる。一方、2重壁中間材60が公転軸8の外表面に沿って移動すると、その内円筒部材62の内周面に形成した第2のネジ溝66と偏心軸10の外周面に形成したネジ溝53とその間に介装したボール67からなる第2のボールカップリングを介して、偏心軸10には公転軸8に対して相対的に回転が与えられる。その量は2重壁中間材60の移動量に比例する。従って、2重壁中間材60が、図1での右側端である実線の位置から仮想線で示す左側端にまで移動するときに、偏心軸10が180度回転するできるように、第2のボールカップリングを構成するネジ溝53、66の巻き角度を設定しておくことにより、公転軸8に対する偏心軸10の偏心量、すなわち、公転軸8に対する主軸4の偏心量をゼロから最大値までの間で変化させることができる。
【0027】
2重壁中間材60の外円筒部材61はベアリング9と同じ中心軸を持つベアリング68により保持されており、該ベアリング68を保持しているハウジング69は装置の軸心線と平行方向に配置されたボールネジ70と螺号している。そして、該ボールネジ70は半径変更モータM2に接続している。従って、半径変更モータM2を駆動するとボールネジ70が回転し、その回転量に比例してハウジング69と共に2重壁中間材60が軸心線方向に、すなわち、公転軸8の外表面に沿って軸心線方向に移動する。その移動により、前記した公転軸8に対する偏心軸10の相対回転がもたらされる。
【0028】
上記の装置では、公転軸8に対する偏心軸10の相対回転移動を歯車伝導による動力伝達ではなく、いわゆるボールネジによる動力伝達で行われるので、歯車伝導の場合に回避することが困難なバックラッシュによる微細な作動誤差を回避できる利点がある。さらに、歯車伝導機構と比較して、部品数も少なくなり構造的にも簡素化される。また、このような相対回転はボールネジ70とそこに嵌合したハウジング69とを介して生じるので、公転半径の微調整を容易におこなうことができる。
【0029】
また、上記の例では、偏心軸10の自転によって主軸4の公転軸8に対する偏心量を変更できるので、図5に基づき説明した装置と同様に、公転中にその半径を変更することができる。さらに、詳細な説明は省略するが、必要な場合に、主軸4、公転軸8および偏心軸10を自転あるいは公転させた場合の振動を防止するために、動的バランス調整を行うことが望ましいことも、前記特開2000−308938号公報に示される機械加工装置の場合と同様である。また、工具の自転回転数と公転回転数との最適な比率Kを設定する手法なども前記公報に記載される従来装置の場合と同様である。さらに、本発明は、工具を回転させる代わりに、被加工材を回転させる機械加工装置にも適用することができることも当然である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による機械加工装置の一例を示す断面図。
【図2】その主軸、偏心軸、公転軸ならびに保持軸の半径方向での相対位置を説明するための図。
【図3】図1のIII−IIIに沿う断面であり、要部のみを示している。
【図4】本発明による加工装置の動力伝達系を説明するための概念図。
【図5】本発明による機械加工装置のベースとなる従来の機械加工装置を示す断面図。
【図6】従来の機械加工装置で使用されているS−C−P型遊星歯車機構である差動機構を説明するための図。
【符号の説明】
A…切削加工装置、1…工具、4…主軸、6…、7…ハウジング、8…公転軸、8a…公転軸に形成した切り欠き部、10…偏心軸、14…入力軸、60…2重壁構造の中間材、61…外円筒部材、62…内円筒部材、63…連結プレート、52…ストレートスプライン、64…第2のストレートスプライン、65…ボール、53…ネジ溝、66…第2の複数条のネジ溝、67…ボール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machining apparatus that performs machining by relative rotation between a tool and a workpiece, and in particular, a machine that can rotate and revolve a tool or a workpiece and adjust the amount of eccentricity with respect to the revolution axis. It relates to a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
A machining method called contouring, which is a kind of machining method, is a machining method in which a cutting tool provided with a cutting edge is rotated and the cutting tool is revolved around a work material (work material). A typical example is end milling.
[0003]
The mechanism for rotationally driving the
[0004]
A mechanism for rotationally driving the
[0005]
In the machining apparatus described in
[0006]
The revolution radius changing mechanism basically uses, as the
[0007]
5, 32 and 33 are a pair of circular splines corresponding to the
[0008]
The
[0009]
As described above, the
[0010]
Therefore, in the
[Patent Document 1]
JP 2000-308938 A
[Problems to be solved by the invention]
The machining apparatus having the above-described configuration has many advantages when performing so-called contouring. In particular, by rotating the eccentric shaft, the amount of eccentricity with respect to the revolution axis of the tool can be changed, so that the feed amount and machining radius of the tool can be changed arbitrarily, and the eccentric shaft is rotated during machining. By doing so, it becomes possible to perform taper-shaped processing, recess processing, and the like. Further, the mechanism for rotating the main shaft, the mechanism for revolving the main shaft, and the mechanism for changing the revolving radius are independent from each other, and a heavy member such as a motor does not move circularly. Therefore, the revolution speed of the spindle can be increased, and accordingly, the ratio between the rotation speed and the revolution speed of the spindle can be freely set, and the revolution radius can be arbitrarily changed during the revolution of the spindle. It has many advantages such as being able to. However, since the power transmission system is entirely gear transmission, the number of parts increases and the configuration is somewhat complicated.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances. Among the power transmission systems in the machining apparatus described above, the power transmission system in the mechanism for changing the revolution radius of the main shaft is not power transmission by gears but power by balls and splines. By using the transmission system, an object of the present invention is to provide an improved machining apparatus in which the function as a machining apparatus is similar to the above-described apparatus, while the number of components is reduced and the configuration is further simplified.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The machining apparatus according to the present invention for solving the above-described problems is a power transmission system in a mechanism for changing the revolution radius of the main shaft in the machining apparatus described with reference to FIG. It consists of an intermediate material that is movable in the direction of the central axis interposed between the eccentric shaft and means for moving the intermediate material in the direction of the central axis. The intermediate material rotates integrally with the revolution shaft. It is characterized by being connected via a ball coupling composed of opposing multi-threaded grooves and balls interposed therebetween.
[0014]
Preferably, the intermediate member has a double wall structure composed of an outer cylindrical member and an inner cylindrical member, and an inner surface of the outer cylindrical member and an outer surface of the revolution shaft are opposed to a straight spline and a ball interposed therebetween. The inner surface of the inner cylindrical member and the outer surface of the eccentric shaft are configured by opposing multi-threaded screw grooves and a ball interposed therebetween. The connection is made via a second ball coupling.
[0015]
In the machining apparatus according to the present invention, since the relative rotational movement of the eccentric shaft with respect to the revolution shaft is performed by power transmission by a so-called ball screw, it is possible to avoid a minute operation error due to backlash that is difficult to avoid in the case of gear transmission. There are advantages. Furthermore, the number of parts is reduced and the structure is simplified as compared with the gear transmission mechanism. In addition, since such relative rotation occurs through the ball screw and the housing fitted therein, there is an advantage that fine adjustment of the revolution radius can be easily performed.
[0016]
In a preferred embodiment, the rotation drive mechanism includes a revolution motor fixed to a base portion, a revolution transmission mechanism that transmits power from the revolution motor to the revolution shaft, and a main shaft fixed to the base portion. And a main shaft transmission mechanism that transmits power from the main shaft motor to the main shaft, and is fixed to the base portion for driving the intermediate member of the revolution radius changing mechanism. A radius changing motor is provided. In this aspect, each motor required for driving is fixed to the base portion, and the mass when rotating by rotating the main shaft is reduced. Therefore, there is an advantage that the revolution speed of the spindle can be increased.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The apparatus described below is a cutting apparatus A that has substantially the same function as the cutting apparatus described based on FIG. 5, and in the following description, the same as each member in the apparatus described based on FIG. The members having the functions are denoted by the same reference numerals.
[0018]
As shown in FIG. 1, also in the machining apparatus according to the present invention, a
[0019]
The
[0020]
As shown in FIG. 3 which is a cross-sectional view of the main part along line III-III in FIG. 1 and FIG. 4 which is a conceptual diagram for explaining the power transmission system of the machining apparatus according to the present invention, 8 includes a plurality of (four in the illustrated example)
[0021]
FIG. 2 schematically shows the relative positions in the radial direction of the respective axes described above, and the
[0022]
Therefore, when the
[0023]
The right end of the revolving
[0024]
The mechanism for rotationally driving the
[0025]
Next, the
[0026]
Accordingly, the double wall
[0027]
The outer
[0028]
In the above apparatus, since the relative rotational movement of the
[0029]
In the above example, the eccentric amount of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a machining apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the relative positions in the radial direction of the main shaft, the eccentric shaft, the revolution shaft, and the holding shaft.
FIG. 3 is a cross section taken along line III-III in FIG. 1, showing only the main part.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a power transmission system of a machining apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional machining apparatus serving as a base of a machining apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining a differential mechanism which is an SCP type planetary gear mechanism used in a conventional machining apparatus.
[Explanation of symbols]
A: Cutting device, 1 ... Tool, 4 ... Main shaft, 6 ..., 7 ... Housing, 8 ... Revolving shaft, 8a ... Notch formed in the revolving shaft, 10 ... Eccentric shaft, 14 ... Input shaft, 60 ... 2 Intermediate material of heavy wall structure, 61 ... outer cylindrical member, 62 ... inner cylindrical member, 63 ... connecting plate, 52 ... straight spline, 64 ... second straight spline, 65 ... ball, 53 ... screw groove, 66 ... second Multiple thread grooves, 67 ... ball
Claims (3)
中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された公転軸と、
その公転軸の中心軸線に対して偏心しかつその公転軸の中心軸線に対して平行な軸線を中心に自転し、さらに先端部に前記被加工材と工具とのいずれか一方が装着される主軸と、
これら公転軸と主軸とをそれぞれ異なる回転数で回転させる回転駆動機構とを備えており、
前記公転軸の内部に該公転軸の中心軸線に対して偏心した軸線を中心にして自転する偏心軸が配置され、
その偏心軸の中心軸線に対して偏心した位置に前記主軸が自転自在に保持されており、
前記偏心軸を、前記公転軸と一体となって回転させるとともに公転軸に対して相対回転させる公転半径変更機構が設けられている機械加工装置であって、
前記公転半径変更機構は、前記公転軸と前記偏心軸との間に介在しておりかつ前記中心軸線方向に移動自在な中間材と、中間材を中心軸線方向に移動させる手段とからなり、
前記中間材を中心軸線方向に移動させる手段は、モータ駆動するボールネジと、該ボールネジと螺号するハウジングと、該ハウジングに保持されかつ前記中間材を保持するベアリングとにより構成されており、
前記中間材は公転軸とは一体回転し、偏心軸とは対向する多条ねじ溝とその間に介装されるボールとで構成されるボールカップリングを介して接続していることを特徴とする機械加工装置。In a machining device that processes a workpiece by relatively rotating the workpiece and the tool,
A revolution axis held to rotate about an axis parallel to the central axis,
A spindle that is eccentric with respect to the center axis of the revolution axis and rotates about an axis parallel to the center axis of the revolution axis, and further, either the workpiece or the tool is mounted on the tip. When,
It has a rotation drive mechanism that rotates the revolution shaft and the main shaft at different rotation speeds, respectively.
An eccentric shaft that rotates about an axis that is eccentric with respect to the center axis of the revolution shaft is disposed inside the revolution shaft,
The main shaft is rotatably held at a position eccentric with respect to the central axis of the eccentric shaft,
A machining apparatus provided with a revolution radius changing mechanism for rotating the eccentric shaft integrally with the revolution shaft and rotating the eccentric shaft relative to the revolution shaft,
The revolution radius changing mechanism comprises an intermediate material interposed between the revolution shaft and the eccentric shaft and movable in the central axis direction, and means for moving the intermediate material in the central axis direction,
The means for moving the intermediate material in the direction of the central axis includes a ball screw driven by a motor, a housing screwed with the ball screw, and a bearing held by the housing and holding the intermediate material,
The intermediate member rotates integrally with the revolution shaft, and is connected to the eccentric shaft via a ball coupling constituted by a multi-thread screw groove opposed to each other and a ball interposed therebetween. Machining equipment.
外円筒部材の内面と公転軸の外表面とは対向するストレートスプラインとその間に介装されるボールとで構成される第1のボールカップリングを介して接続しており、
内円筒部材の内面と偏心軸の外表面とは対向する多条ねじ溝とその間に介装されるボールとで構成される第2のボールカップリングを介して接続していることを特徴とする請求項1に記載の機械加工装置。The intermediate material has a double wall structure composed of an outer cylindrical member and an inner cylindrical member,
The inner surface of the outer cylindrical member and the outer surface of the revolution shaft are connected via a first ball coupling composed of an opposing straight spline and a ball interposed therebetween,
The inner surface of the inner cylindrical member and the outer surface of the eccentric shaft are connected via a second ball coupling composed of opposed multi-thread screw grooves and balls interposed therebetween. The machining apparatus according to claim 1.
基台部に固定された公転用モータと、
その公転用モータから前記公転軸に動力を伝達する公転用伝動機構と、
前記基台部に固定された主軸用モータと、
その主軸用モータから前記主軸に動力を伝達する主軸用伝動機構を備えており、さらに、
前記公転半径変更機構の前記中間材を駆動する、前記基台部に固定された半径変更モータを備えている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の機械加工装置。The rotational drive mechanism is
A revolving motor fixed to the base,
A revolution transmission mechanism for transmitting power from the revolution motor to the revolution shaft;
A spindle motor fixed to the base,
A main shaft transmission mechanism for transmitting power from the main shaft motor to the main shaft;
The machining apparatus according to claim 1, further comprising a radius changing motor that drives the intermediate member of the revolution radius changing mechanism and is fixed to the base portion.
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