JP4889893B2 - Vertical lathe equipped with a dust collection nozzle moving device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立旋盤等のNC旋盤で加工中に発生する切り屑を取り除く集塵ノズルを移動させるための装置に係り、特に、集塵ノズルを刃物台の工具に追従して移動させる集塵ノズル移動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年では、旋盤のNC化と精密化が進んでおり、光学機械部品などの高精度加工を必要とする工作物を加工できる高精密旋盤が開発されている。
この種の高精密旋盤では、旋削によって発生する切屑を集塵ノズルで吸引し、集塵ホースを通して外部に排除するようにしている。従来、立旋盤の場合、集塵ノズルは刃物台に取り付けられており、また、集塵ホースも機械本体に配管されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集塵ノズルが刃物台に固定されていることから、加工精度に次のような悪影響を与えている。
【0004】
その1つは、切屑を吸入するときの集塵ノズル内および集塵ホース内の空気の流れは、集塵ノズルおよび集塵ホースに振動を発生させ、この振動が刃物台に取り付けてあるバイトに伝わって加工精度を低下させるという問題である。とりわけ、超精密加工機では、振動の加工精度に及ぼす影響は大きくなる。
【0005】
また、刃物台は、加工の進行にしたがって回転し、バイトを割り出す。この刃物台の割り出しによって加工点が変化するため、位置が固定である集塵ノズルと加工点との相対的な位置も変わってくる。したがって、あるバイトで切削する場合は効率よく切屑を集塵ノズルから吸引できるが、他のバイトで切削する場合には、切屑の除去がうまくいかずに、残留した切屑で工作物の加工面に傷を付けることがある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、集塵ノズルを刃物台のバイトに追従して移動するようにして、刃物台への振動の伝わりを防止するとともに切屑を効率良く取り除けるようにした集塵ノズル移動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、立旋盤の刃物台で旋削中の工具から発生する切屑を吸引する集塵ノズルを前記刃物台に同期させて移動させるための集塵ノズル移動装置を備えた立旋盤であって、コラムに設けられ、水平方向に移動するサドルと、前記サドルに支持され、工具を割り出す割出軸を有し上下方向に移動する刃物台と、工作物を載せる旋削加工テーブルを有し、旋削加工のために前記旋削加工テーブルを水平面上で回転させる立旋盤用のロータリテーブルと、前記刃物台を上下移動させる制御軸をZ軸、前記刃物台を水平移動する制御軸をX軸、前記刃物台の割出軸をB軸として数値制御するNC装置と、前記集塵ノズルの運動を制御する軸として、前記刃物台を水平に移動するX軸と平行に前記集塵ノズルを移動するU軸と、刃物台を上下に移動させるZ軸と平行に前記集塵ノズルを移動させるW軸と、前記刃物台を割り出すB軸と平行な軸回りに前記集塵ノズルを旋回させるE軸と、を有する集塵ノズル送り機構と、立旋盤本体とは独立して設置され前記集塵ノズル送り機構および集塵ホースを支持する架台と、を備え、前記NC装置は、前記U軸、前記W軸、前記E軸にそれぞれ、前記NC装置からX軸の位置指令、Z軸の位置指令、B軸の割出指令を与える位置制御手段を有し、前記集塵ノズルの位置が前記刃物台の旋削中の工具による加工点の変化に追従し、また前記刃物台の割り出しに追従するように制御するようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
本発明によれば、立旋盤においてワークを加工している間は、常に、集塵ノズルを刃物台の工具の動きに対して追従して移動するので、刃物台の工具の加工点の位置が加工の進行にしたがって変わっても、集塵ノズルと加工点との相対的な位置関係は変わらず、また、架台を立旋盤本体と別体とすることで加工精度に悪影響する振動発生源を除去することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による集塵ノズル移動装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の集塵ノズル移動装置が適用される立旋盤の側面図である。図2は、同立旋盤の正面図である。
【0010】
参照符号10はベッドを示し、12は、ベッド10に組み込まれているロータリテーブルである。ベッド10の上面には、水平面上にあるコラム取付面13になっていて、コラム14は、この取付面13に固定されている。コラム14の上面には、V溝からなる案内面をもったサドル案内15が取り付けられ、サドル16は、案内面を摺動自在に設置されている。
【0011】
このサドル16には、図示しないボールねじ送り機構を介して刃物台18が支持されている。刃物台18の本体には、4つのツールホルダが回転軸に関して対称な位置に配置されており、割出モータ20の回転を制御することで、一万分の1度の精度で工具の位置を割り出すことができるようになっている。
【0012】
この立旋盤の場合、サドル16とともに水平移動する刃物台18の送り運動を制御する軸がX軸で、21はサドル16のボールネジ送り機構を駆動するX軸サーボモータである。また刃物台18を上下に移動させる軸がZ軸で、22は、刃物台18を上下方向に移動されるボールねじ送り機構を駆動するZ軸サーボモータである。刃物台18を割り出し軸がB軸である。なお、図2において、24はロータリテーブルを駆動する駆動装置である。図示しないNC装置は、前記X軸、Z軸およびB軸を位置制御および速度制御を行い、また、前記ロータリテーブル10の駆動も制御できるようになっている。
【0013】
次に、図3は、本実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図であり、図4は、同集塵ノズル移動装置の正面図である。
【0014】
この集塵ノズル移動装置は、立旋盤の本体を構成するベッド10およびコラム14とは、独立の一体をなす架台26を備えている。この架台26は、フロア25に固定されている。架台26には、集塵ノズル送り機構27が取り付けられている。なお、図3、図4において、参照符号28が集塵ノズルである。30が吸引するための負圧を発生する真空ポンプと、吸引した切屑を溜めるタンクとを備えた集塵装置である。
【0015】
次に、集塵ノズル送り機構27について説明する。
架台26には、水平案内としてサイドウェイ32a、32bが取り付けられ、このサイドウェイ32a、32bには、第1移動台34が摺動自在に係合している。この第1移動台34の上面には、図4に示すように、第2移動台36を上下方向に案内する案内面を有する案内部材35が取り付けられている。
【0016】
第2移動台36には、その長さ方向、すなわち上下方向に集塵パイプ37が固定具38を用いて固定されている。集塵ノズル28は、集塵パイプ37の先端部に継手39を介して取り付けられている。集塵パイプ37の後端部には、集塵ノズル送り機構27の動きとともに撓むフレキシブルチェーン40が接続され、このフレキシブルチェーン40と接続される集塵ホース41は、架台26に沿って固定されるとともに集塵装置30の吸込口と接続されている。
【0017】
第1移動台34を水平方向に送るボールねじ機構は、架台26に取り付けられているボールねじ42と、第1移動台34の下面に固定された図示しないボールナットからなり、ボールねじ42は、U軸サーボモータ44によって駆動され、この第1移動台34の送りを制御する軸がU軸である。同様に、第2移動台36を上下方向に送るボールねじ機構は、図4に示されるように、第1移動台34に配設されたボールねじ45と、第2移動台36の下面に固定されたボールナット46から構成されている。ボールねじ45は、W軸サーボモータ48によって駆動され、第2移動台36の送りを制御する軸がW軸である。
【0018】
図5は、NC装置の備えるサーボモータ制御部を示す。この実施形態では、立旋盤のNC装置を集塵ノズル移動装置と共用するようになっている。サーボモータ制御部50は、立旋盤の刃物台18を水平移動させるX軸サーボモータ21に指令を出力するX軸サーボアンプ51、刃物台18を上下移動させるZ軸サーボモータ22に指令を出力するZ軸サーボアンプ52、刃物台18を割り出すB軸サーボモータ20に指令するB軸サーボアンプ53に加えて、集塵ノズル28の移動をX軸と平行なU軸、Z軸と平行なW軸について制御する制御回路が付加されている。すなわち、NC装置の図示しない演算装置から与えられた立旋盤のX軸の位置指令は、X軸サーボアンプ51に与えられるとともに、U軸サーボアンプ54にも導入される。このU軸サーボアンプ54は、立旋盤の刃物台18のX軸移動に追従するようにU軸サーボモータ44を制御する。同様に、立旋盤のZ軸の位置指令は、Z軸サーボアンプ52に与えられるとともに、W軸サーボアンプ55に導入される。このU軸サーボアンプ55は、立旋盤の刃物台18のZ軸移動に追従するようにW軸サーボモータ48を制御する。
【0019】
本実施形態によれば、立旋盤においてワークを加工している間は、常に、集塵ノズル28が刃物台18の工具の動きに対して追従して移動することができる。したがって、刃物台18の工具の加工点の位置が加工の進行にしたがって変わっても、集塵ノズル28と加工点との相対的な位置関係は不変であるため、ワーク加工面に切屑を残すことなく、効率良く切屑を吸引することができる。
【0020】
しかも、立旋盤の本体とは独立した一体をなす架台26に、集塵ノズル26、集塵パイプ37、送り機構27を設けているため、切屑を吸引するときに発生する振動が立旋盤側には伝わらないので、上記の高効率の集塵性能と相俟って振動源除去により高精度の加工を可能とする。
【0021】
次に、本発明による集塵ノズル移動装置の他の実施形態について、図6を参照しながら説明する。
この第2実施形態では、集塵ノズル28を移動させる集塵ノズル送り機構27の制御軸をU軸、W軸に加えて、さらに、立旋盤の刃物台18を割り出すB軸と平行に回転するE軸を付加した実施形態である。このE軸を付加した以外は、第1実施形態と同様であり、同一の機構部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【0022】
図6において、集塵ノズル28は、スイベル60を用いて集塵パイプ37と接続されている。そして集塵ノズル28は、スイベル60の回転体60aの偏心した位置に取り付けられている。62が集塵ノズル28の位置を割り出すE軸サーボモータである。図5において、刃物台18の割出指令は、B軸サーボアンプに与えられるとともに、E軸サーボアンプに導入される。このE軸サーボアンプ56は刃物台18のB軸割出しに追従するようにE軸サーボモータ62を制御する。これにより、集塵ノズル26をB軸と平行に回転させ刃物台18に追従させて割り出すことができるので、加工点に対してノズル位置を最適な位置に保持しながら、相対的位置を変えずに制御することができ、切屑を残すことなく確実に除去できる。
【0023】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、集塵ノズルや集塵ホースを旋盤本体とは独立した架台に設けるともに、集塵ノズルを刃物台のバイトに追従して移動させる送り機構を設けているので、刃物台への振動の伝わりを防止するとともに切屑を効率良く取り除けることができ、旋削加工の精度向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による集塵ノズル移動装置が適用される立旋盤の側面図。
【図2】同立旋盤の正面図。
【図3】本発明の一実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図。
【図4】同集塵ノズル移動装置の正面図。
【図5】集塵ノズルの位置を制御する制御装置を示すブロック図。
【図6】本発明の他の実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図。
【符号の説明】
10 ベッド
12 ロータリテーブル
14 コラム
16 サドル
18 刃物台
26 架台
27 集塵ノズル送り機構
28 集塵ノズル
34 第1移動台
36 第2移動台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for moving a dust collection nozzle that removes chips generated during machining by an NC lathe such as a vertical lathe, and in particular, a dust collection nozzle that moves the dust collection nozzle following a tool of a tool post. The present invention relates to a nozzle moving device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, NC and precision of lathes have progressed, and high-precision lathes capable of machining workpieces that require high-precision machining such as optical machine parts have been developed.
In this type of high-precision lathe, chips generated by turning are sucked by a dust collection nozzle and removed to the outside through a dust collection hose. Conventionally, in the case of a vertical lathe, the dust collection nozzle is attached to the tool post, and the dust collection hose is also piped to the machine body.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional dust collection nozzle is fixed to the tool post, the following adverse effects are exerted on the machining accuracy.
[0004]
For one, the flow of air in the dust collection nozzle and dust collection hose when inhaling chips generates vibrations in the dust collection nozzle and dust collection hose, and this vibration is applied to the tool attached to the tool post. This is a problem that the processing accuracy is lowered. In particular, in an ultra-precise machine, the influence of vibration on the machining accuracy becomes large.
[0005]
Moreover, the tool post rotates as the machining progresses, and indexes the cutting tool. Since the machining point is changed by the indexing of the tool post, the relative position between the dust collection nozzle whose position is fixed and the machining point also changes. Therefore, when cutting with a certain cutting tool, chips can be efficiently sucked from the dust collection nozzle, but when cutting with another cutting tool, the removal of chips is not successful, and the remaining chips are applied to the work surface of the workpiece. May cause scratches.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to move the dust collecting nozzle following the tool bit of the tool rest, thereby preventing transmission of vibration to the tool rest and removing chips. An object of the present invention is to provide a dust collection nozzle moving device that can be efficiently removed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a dust collection nozzle moving device for moving a dust collection nozzle for sucking chips generated from a tool being turned by a tool rest of a vertical lathe in synchronization with the tool rest. A saddle provided on a column and moving in a horizontal direction, a tool post supported by the saddle and having an indexing shaft for indexing a tool, and a workpiece mounted thereon A rotary table for a vertical lathe that has a turning table and rotates the turning table on a horizontal plane for turning, a Z axis as a control axis for moving the tool post up and down, and a horizontal movement of the tool post An NC device that numerically controls the control axis as an X axis and the indexing axis of the tool rest as a B axis, and an axis that controls the movement of the dust collecting nozzle, in parallel with the X axis that moves the tool rest horizontally. Move the dust collection nozzle A shaft, and E-axis for swiveling and a W-axis moving parallel to the dust collecting nozzle and the Z-axis for moving the tool rest up and down, the dust collecting nozzle B axis parallel to axis indexing the tool rest, The NC device includes the U-axis and the W-axis. The NC device includes a dust-collecting nozzle-feeding mechanism and a frame that is installed independently of the vertical lathe body and supports the dust-collecting nozzle feeding mechanism and the dust collecting hose. Each of the E-axis has position control means for giving an X-axis position command, a Z-axis position command , and a B-axis indexing command from the NC device, and the position of the dust collecting nozzle is determined by turning the tool post. Control is performed so as to follow the change of the machining point by the tool inside and follow the indexing of the tool post .
[0008]
According to the present invention, while the workpiece is being machined on the vertical lathe, the dust collecting nozzle always moves following the movement of the tool on the tool rest, so that the position of the machining point of the tool on the tool rest is determined. The relative positional relationship between the dust collection nozzle and the machining point does not change even if it changes with the progress of machining, and the vibration source that adversely affects machining accuracy is eliminated by making the platform separate from the vertical lathe body. can do.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a dust collection nozzle moving device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view of a vertical lathe to which the dust collection nozzle moving device of the present invention is applied. FIG. 2 is a front view of the vertical lathe.
[0010]
[0011]
A
[0012]
In this vertical lathe, the axis that controls the feed movement of the
[0013]
Next, FIG. 3 is a side view showing the dust collection nozzle moving device according to the present embodiment, and FIG. 4 is a front view of the dust collection nozzle moving device.
[0014]
This dust collecting nozzle moving device includes a
[0015]
Next, the dust collection
Sideways 32a and 32b are attached to the
[0016]
A
[0017]
The ball screw mechanism for sending the first moving table 34 in the horizontal direction includes a
[0018]
FIG. 5 shows a servo motor control unit provided in the NC device. In this embodiment, the NC device of the vertical lathe is shared with the dust collection nozzle moving device. The servo
[0019]
According to the present embodiment, the
[0020]
In addition, since the
[0021]
Next, another embodiment of the dust collection nozzle moving device according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the control axis of the dust collection
[0022]
In FIG. 6, the
[0023]
【Effect of the invention】
As is clear from the above description, according to the present invention, the dust collection nozzle and the dust collection hose are provided on a stand independent of the lathe body, and the dust collection nozzle is moved following the tool bit of the tool post. Therefore, the transmission of vibration to the tool post can be prevented and the chips can be removed efficiently, which contributes to improving the accuracy of the turning process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a vertical lathe to which a dust collection nozzle moving device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of the same lathe.
FIG. 3 is a side view showing a dust collection nozzle moving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of the dust collection nozzle moving device.
FIG. 5 is a block diagram showing a control device for controlling the position of the dust collection nozzle.
FIG. 6 is a side view showing a dust collection nozzle moving device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10
Claims (1)
コラムに設けられ、水平方向に移動するサドルと、
前記サドルに支持され、工具を割り出す割出軸を有し上下方向に移動する刃物台と、
工作物を載せる旋削加工テーブルを有し、旋削加工のために前記旋削加工テーブルを水平面上で回転させる立旋盤用のロータリテーブルと、
前記刃物台を上下移動させる制御軸をZ軸、前記刃物台を水平移動する制御軸をX軸、前記刃物台の割出軸をB軸として数値制御するNC装置と、
前記集塵ノズルの運動を制御する軸として、前記刃物台を水平に移動するX軸と平行に前記集塵ノズルを移動するU軸と、刃物台を上下に移動させるZ軸と平行に前記集塵ノズルを移動させるW軸と、前記刃物台を割り出すB軸と平行な軸回りに前記集塵ノズルを旋回させるE軸と、を有する集塵ノズル送り機構と、
立旋盤本体とは独立して設置され前記集塵ノズル送り機構および集塵ホースを支持する架台と、を備え、
前記NC装置は、前記U軸、前記W軸、前記E軸にそれぞれ、前記NC装置からX軸の位置指令、Z軸の位置指令、B軸の割出指令を与える位置制御手段を有し、前記集塵ノズルの位置が前記刃物台の旋削中の工具による加工点の変化に追従し、また前記刃物台の割り出しに追従するように制御するようにしたことを特徴とする集塵ノズル移動装置を備えた立旋盤。A vertical lathe equipped with a dust collection nozzle moving device for moving a dust collection nozzle for sucking chips generated from a tool being turned by a tool post of a vertical lathe in synchronization with the tool post,
A saddle provided on the column and moving in the horizontal direction;
A tool post supported by the saddle and having an indexing shaft for indexing the tool and moving in the vertical direction;
A rotary table for a vertical lathe that has a turning table on which a workpiece is placed and rotates the turning table on a horizontal plane for turning;
An NC device that numerically controls the Z axis as the control axis for moving the tool post up and down, the X axis as the control axis for horizontally moving the tool post, and the B axis as the index axis of the tool post;
As axes for controlling the movement of the dust collecting nozzle, the U axis for moving the dust collecting nozzle in parallel with the X axis for moving the tool post horizontally, and the Z axis for moving the tool post up and down in parallel. A dust collection nozzle feed mechanism having a W axis for moving the dust nozzle, and an E axis for rotating the dust collection nozzle about an axis parallel to the B axis for indexing the tool post ;
A stand that is installed independently of the vertical lathe body and supports the dust collection nozzle feed mechanism and the dust collection hose,
The NC device has position control means for giving an X-axis position command, a Z-axis position command , and a B-axis indexing command to the U axis, the W axis, and the E axis , respectively. The dust collecting nozzle moving device is controlled so that the position of the dust collecting nozzle follows a change in a machining point by a tool during turning of the tool post and follows the indexing of the tool post. Vertical lathe equipped with.
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