JP5005500B2 - Precision roll lathe - Google Patents

Precision roll lathe Download PDF

Info

Publication number
JP5005500B2
JP5005500B2 JP2007281684A JP2007281684A JP5005500B2 JP 5005500 B2 JP5005500 B2 JP 5005500B2 JP 2007281684 A JP2007281684 A JP 2007281684A JP 2007281684 A JP2007281684 A JP 2007281684A JP 5005500 B2 JP5005500 B2 JP 5005500B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
air
slide device
axis
precision
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007281684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009107066A (en
Inventor
山 貴 信 秋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2007281684A priority Critical patent/JP5005500B2/en
Priority to TW097141189A priority patent/TWI411481B/en
Priority to KR1020080106218A priority patent/KR101021379B1/en
Priority to US12/260,143 priority patent/US8272302B2/en
Priority to CN2008101739848A priority patent/CN101422819B/en
Publication of JP2009107066A publication Critical patent/JP2009107066A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5005500B2 publication Critical patent/JP5005500B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、精密ロール旋盤に係り、特に、レンズシートなどの光学製品を押出成形するロール金型の加工に用いられる精密ロール旋盤に関する。   The present invention relates to a precision roll lathe, and more particularly to a precision roll lathe used for processing a roll die for extruding an optical product such as a lens sheet.

ロールを加工する工作機械にはロール旋盤がある。ロール旋盤は、ダイヤモンドバイトなどを取り付けた刃物台を往復台に設置した旋盤である。主軸台でロールを回転させ、往復台を前後方向(X軸)に送りながら周方向の溝を加工するのが基本的な使い方である。ロールに軸方向の溝を加工する場合は、主軸台(C軸)でロールを割り出しながら、往復台を左右方向(Z軸)に送ることにより、軸方向の溝を創生することができる。   A machine tool for processing a roll includes a roll lathe. A roll lathe is a lathe in which a tool post equipped with a diamond tool is installed on a carriage. The basic usage is to process the circumferential groove while rotating the roll on the headstock and feeding the carriage back and forth (X axis). When machining the axial groove on the roll, the axial groove can be created by feeding the carriage to the left-right direction (Z-axis) while indexing the roll on the headstock (C-axis).

近年、機械制御技術の進歩によって、ロール旋盤による超精密加工が実現されている。最近では、光学レンズの成形に用いる金型の加工がロール旋盤で実施されるようになってきている。このような超精密加工を実現するロール旋盤として、出願人は、特許文献1乃至5に挙げる精密ロール旋盤を提案している。   In recent years, with the advance of machine control technology, ultra-precision machining with a roll lathe has been realized. Recently, a mold used for molding an optical lens has been processed on a roll lathe. As a roll lathe for realizing such ultra-precision machining, the applicant has proposed a precision roll lathe described in Patent Documents 1 to 5.

この精密ロール旋盤は、刃物旋回台に通常の刃物台とフライカッタスピンドル装置とを設置しているので、両者を使い分けることにより、ロールを連続回転させて縦溝(周方向の溝)を切削できるのはもちろん、フライカッタによりロールを割り出しながら横溝(軸方向の溝)についても高精度の加工を行うことができる。   This precision roll lathe is equipped with a normal turret and a fly cutter spindle device on the tool swivel, so by using both properly, the roll can be continuously rotated to cut vertical grooves (grooves in the circumferential direction). Of course, it is possible to perform highly accurate processing on the lateral groove (groove in the axial direction) while indexing the roll with a fly cutter.

この精密ロール旋盤によれば、液晶パネルのバックライトに使用されるレンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートなどの押出成形に用いる超精密のロール金型の加工を実現することができる。
特願2006−130066号 特願2006−135560号 特願2006−156388号 特願2006−165144号 特願2006−166404号
According to this precision roll lathe, it is possible to realize processing of an ultra-precision roll mold used for extrusion molding of a lenticular lens sheet, a cross lenticular lens sheet, a prism sheet and the like used for a backlight of a liquid crystal panel.
Japanese Patent Application No. 2006-130066 Japanese Patent Application No. 2006-135560 Japanese Patent Application No. 2006-156388 Japanese Patent Application No. 2006-165144 Japanese Patent Application No. 2006-166404

この種のロール旋盤によるロール金型の超精密加工では、1本のロールについて加工を終了するまでに長時間を要するという問題がある。最近では、液晶パネルの大型化の進展に伴い、ロールも大型になっており、例えば、長さ2メートルものレンズシート用ロール金型を加工することもある。   In this type of roll lathe, ultra-precision machining of a roll mold has a problem that it takes a long time to complete the machining of one roll. Recently, as the size of liquid crystal panels has increased, the rolls have become larger. For example, a lens sheet roll mold having a length of 2 meters is sometimes processed.

1本の溝を加工すること自体は、時間がかかるものではない。上記のロールの場合、軸方向に1本の横溝を加工するのに1分程度かかる。しかし、レンズシート用のロール金型の場合は、その溝一つ一つが微細なため、全体では膨大な数の溝を加工しなければならない点に大きな特徴がある。ロール全体では、横溝を仮に3万本とすると、1本のロールにすべての横溝を中断なく加工して30000分、つまり500時間、3週間かかることになる。   Processing a single groove itself does not take time. In the case of the roll described above, it takes about 1 minute to process one lateral groove in the axial direction. However, in the case of a roll mold for a lens sheet, since each of the grooves is fine, there is a great feature in that an enormous number of grooves must be processed as a whole. In the entire roll, if the number of lateral grooves is 30,000, it takes 30000 minutes, that is, 500 hours, 3 weeks, after processing all the lateral grooves in one roll without interruption.

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、従来に較べて格段に高速な微細溝加工を実現し、1本あたりの加工時間を大幅に短縮することができるようにした精密ロール旋盤を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, realize a much faster microgroove processing than before, and significantly reduce the processing time per one. Is to provide a precision roll lathe.

また、本発明の他の目的は、超精密加工範囲が著しく広くなるロール加工をより高精度にするために支援する様々な機能を付加した精密ロール旋盤を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a precision roll lathe to which various functions are added to support roll processing with a remarkably wide range of ultra-precision processing to achieve higher accuracy.

前記の目的を達成するために、本発明に係る精密ロール旋盤は、ベッドと、前記ベッド上に設置され、ワークであるロールの一端をチャックで保持しながら該ロールに回転を与える主軸を有する主軸台と、前記主軸台に対向して前記ベッド上に配置され、前記ロールの一端を回転自在に支持する心押台と、前記ロールの長手方向を移動可能に前記ベッド上に設置されたサドルと、ロールの長手方向と直角の方向に移動可能に前記サドル上に設置されたテーブルと、前記テーブル上に設置され、前記ロールの長手方向と平行に延びるガイドレールと、前記ガイドレール上を浮揚状態で走行し、ダイヤモンドバイトを保持するエアスライダと、前記エアスライダを駆動するリニアモータと、を備えたエアスライド装置と、を具備したことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a precision roll lathe according to the present invention includes a bed and a spindle that is installed on the bed and has a spindle that rotates the roll while holding one end of the roll as a workpiece with a chuck. A table, a tailstock arranged on the bed opposite to the headstock, and rotatably supporting one end of the roll; and a saddle installed on the bed so as to be movable in the longitudinal direction of the roll A table installed on the saddle so as to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the roll, a guide rail installed on the table and extending parallel to the longitudinal direction of the roll, and a floating state on the guide rail And an air slide device comprising an air slider that holds the diamond bite and a linear motor that drives the air slider. Is shall.

また、本発明に係る精密ロール旋盤専用エアスライド装置は、ロール旋盤の刃物台に取り付けられ、バイトを高速でロールの長手方向に直線移動させるためのエアスライド装置であって、前記ロールの長手方向と平行に延びるガイドレールと、前記ガイドレール上を浮揚状態で走行し、ダイヤモンドバイトを保持するエアスライダと、前記エアスライダを駆動するリニアモータと、前記ガイドレール、エアスライダ、リニアモータを一体的に収納するケースと、を備えたことを特徴とするものである。   The air slide device for precision roll lathe according to the present invention is an air slide device that is attached to the tool rest of the roll lathe and moves the cutting tool linearly in the longitudinal direction of the roll at a high speed, the longitudinal direction of the roll A guide rail that extends parallel to the guide rail, an air slider that floats on the guide rail and holds a diamond tool, a linear motor that drives the air slider, and the guide rail, air slider, and linear motor are integrated. And a case to be housed in the housing.

本発明によれば、従来に較べて格段に高速な微細溝加工を実現し、1本あたりの加工時間を大幅に短縮することができ、また、超精密加工範囲が著しく広くなるロール加工をより高精度に、高能率にすることができる。   According to the present invention, it is possible to realize a significantly faster micro-groove processing than before, to significantly reduce the processing time per one, and to further roll processing that significantly increases the ultra-precision processing range. High accuracy and high efficiency can be achieved.

以下、本発明による精密ロール旋盤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、本発明の一実施形態による精密ロール旋盤を正面から表した斜視図であり、図2は、ロールを設置していない状態で、図1とは反対側から表した斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of a precision roll lathe according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a precision roll lathe according to an embodiment of the present invention from the front, and FIG. 2 is a perspective view showing from the opposite side to FIG. 1 in a state where no roll is installed. .

図1および図2において、参照番号10は、ベッドを示す。このベッド10の上には、主軸台12、心押台14、往復台16が配置されている。ワークはロール形状のロールWであり、主軸台12と心押台14とで回転自在に支持されている。
主軸台12は、ベッド10の長手方向の一端部に配置されている。この主軸台12は、本体部17と、主軸18と、この主軸18の先端に取り付けられたチャック19と、主軸18を駆動するサーボモータ20を含む。主軸18は本体部17に内蔵されている図示しない油静圧軸受により支持されている。チャック19は、ロールWの軸を把持し、主軸18の回転をロールWに伝達する。
1 and 2, reference numeral 10 indicates a bed. On the bed 10, a spindle stock 12, a tailstock 14, and a carriage 16 are arranged. The workpiece is a roll-shaped roll W, and is rotatably supported by the headstock 12 and the tailstock 14.
The headstock 12 is disposed at one end of the bed 10 in the longitudinal direction. The headstock 12 includes a main body portion 17, a main shaft 18, a chuck 19 attached to the tip of the main shaft 18, and a servo motor 20 that drives the main shaft 18. The main shaft 18 is supported by a hydrostatic bearing (not shown) built in the main body portion 17. The chuck 19 grips the shaft of the roll W and transmits the rotation of the main shaft 18 to the roll W.

この主軸台12では、主軸18を駆動するサーボモータ20は、主軸18を直接駆動するビルトイン型のサーボモータとして構成されている。主軸18の回転量は、エンコーダにより検出される。このエンコーダの検出信号をフィードバックして主軸18の位置制御および速度制御を行うことにより、主軸台12にはロールWの円周方向の割出しを行う割出し軸(C軸)としての機能と、主軸18を一定の回転数(数百回転まで)で連続回転させる機能が付加されている。   In the head stock 12, the servo motor 20 that drives the main shaft 18 is configured as a built-in servo motor that directly drives the main shaft 18. The amount of rotation of the main shaft 18 is detected by an encoder. By feeding back the detection signal of this encoder and performing position control and speed control of the spindle 18, the spindle stock 12 has a function as an indexing axis (C axis) for indexing the roll W in the circumferential direction, A function of continuously rotating the main shaft 18 at a constant rotation speed (up to several hundred rotations) is added.

次に、図1、図2において、心押台14は、主軸台12に対向してベッド10上に配置されている。ベッド10の上面には図示しない案内面が設けられ、心押台14は移動可能に設置されている。心押台14は、従来一般の心押軸の代わりに主軸24を備えており、この主軸24に取り付けたチャック25でロールWの軸を回転自在に支持する。このような心押台14は、基本的な構成は主軸台12と同様のものである。   Next, in FIGS. 1 and 2, the tailstock 14 is arranged on the bed 10 so as to face the headstock 12. A guide surface (not shown) is provided on the upper surface of the bed 10, and the tailstock 14 is movably installed. The tailstock 14 includes a main shaft 24 instead of a conventional general tailstock shaft, and a shaft of the roll W is rotatably supported by a chuck 25 attached to the main shaft 24. The basic structure of the tailstock 14 is the same as that of the headstock 12.

次に、往復台16について説明する。
往復台16は、ロールWの軸方向に移動可能にベッド10上に設置されているサドル26を含む。このサドル26の上には、ロールWの軸方向と直角な方向に移動可能にテーブル28が設置されている。
Next, the carriage 16 will be described.
The carriage 16 includes a saddle 26 installed on the bed 10 so as to be movable in the axial direction of the roll W. A table 28 is installed on the saddle 26 so as to be movable in a direction perpendicular to the axial direction of the roll W.

本実施形態の精密ロール旋盤では、サドル26を送る軸がZ1軸で、サドル26上でテーブル28を送る軸がX軸である。そして、この精密ロール旋盤では、X軸、Z1軸の他、主軸台12にはC軸、テーブル28に設けられた刃物旋回台30にはB軸および、以下に詳細に説明するように、Z2軸、W軸が設けられている。   In the precision roll lathe of the present embodiment, the axis for feeding the saddle 26 is the Z1 axis, and the axis for feeding the table 28 on the saddle 26 is the X axis. In this precision roll lathe, in addition to the X axis and the Z1 axis, the spindle base 12 has a C axis, the cutter swivel 30 provided on the table 28 has a B axis, and Z2 as described in detail below. An axis and a W axis are provided.

刃物旋回台30の上には、刃物台32が取り付けられている。この実施形態の場合、刃物台32には、通常のバイト31が取り付けられる他、エアスライド装置40がアタッチメントとして着脱できるようになっている。   A tool rest 32 is attached on the tool turntable 30. In the case of this embodiment, a normal cutting tool 31 is attached to the tool post 32, and the air slide device 40 can be attached and detached as an attachment.

刃物台32には、周方向に所定の間隔でバイト31が配列されている。この実施形態では、バイト31が4本、刃物台32を60度毎旋回させて割り出すことができるようになっている。バイト31には、超精密加工の場合にはダイヤモンドバイトが使用される。   Bits 31 are arranged on the tool post 32 at predetermined intervals in the circumferential direction. In this embodiment, four cutting tools 31 and the tool post 32 can be indexed by turning every 60 degrees. As the cutting tool 31, a diamond cutting tool is used in the case of ultra-precision machining.

本実施形態による精密ロール旋盤では、刃物台32には、次のようなエアスライド装置40が設置されている。
図3は、エアスライド装置40の本体を示す斜視図である。このエアスライド装置40は、ダイヤモンドバイトを高速でロールWの長手方向に直線移動させ、軸方向に溝を高効率で加工するために、アタッチメントとして刃物台32に取り付けられるものである。
In the precision roll lathe according to this embodiment, the following air slide device 40 is installed on the tool post 32.
FIG. 3 is a perspective view showing the main body of the air slide device 40. The air slide device 40 is attached to the tool post 32 as an attachment in order to linearly move the diamond tool at a high speed in the longitudinal direction of the roll W and to process the groove in the axial direction with high efficiency.

この実施形態によるエアスライド装置40は、エアスライダ41をリニアモータにより駆動してガイドレール42に沿って浮揚状態で高速で走行させる装置で、エアスライダ41には、ダイヤモンドバイト50が微細加工ユニット44を介して取り付けられている。エアスライダ41は、ケース45の内部で走行し、ダイヤモンドバイト50は、ケース45に形成されたスリット48から突出し、この状態で移動する。このようにエアスライド装置40は、長尺な箱状のケース45に収納されてあらかじめユニット化されており、ケース45ごと刃物台32に取り付けたり、取り外すことができるようになっている。なお、刃物台32にエアスライド装置40を設置していないときは、普通の刃物台32としてバイト31で加工できるようになっている。   The air slide device 40 according to this embodiment is a device that drives an air slider 41 by a linear motor and travels along a guide rail 42 at high speed in a floating state. Is attached through. The air slider 41 travels inside the case 45, and the diamond tool 50 protrudes from a slit 48 formed in the case 45 and moves in this state. Thus, the air slide device 40 is housed in a long box-like case 45 and unitized in advance, and can be attached to or removed from the tool post 32 together with the case 45. When the air slide device 40 is not installed on the tool post 32, it can be processed with the cutting tool 31 as an ordinary tool post 32.

次に、図4は、エアスライド装置40のケース45に収まっていない状態でのエアスライダ41およびガイドレール42を示す図である。
ガイドレール42は、ロールWと平行になるように位置決めされるもので、大型の長いロールWの加工にも対応できるように、大型のロール旋盤では2〜3メートル前後の長さのものが用いられる。もちろん、短いロールに対応できるように短いレールであってもよい。ガイドレール42は、水平部42aと垂直部42bとがT字に交差するT字断面をもつレールである。この場合、エアスライダ41は、水平部42aを両側から抱き込むように嵌合している。また、ガイドレール42の水平部42aの上面では、中央にリニアモータの固定子を構成する磁石46がレール長手方向に配列されている。
Next, FIG. 4 is a view showing the air slider 41 and the guide rail 42 in a state where they are not housed in the case 45 of the air slide device 40.
The guide rail 42 is positioned so as to be parallel to the roll W, and a large roll lathe having a length of about 2 to 3 meters is used so that the large roll lathe can be processed. It is done. Of course, it may be a short rail so that it can accommodate short rolls. The guide rail 42 is a rail having a T-shaped cross section in which the horizontal portion 42a and the vertical portion 42b intersect the T-shape. In this case, the air slider 41 is fitted so as to embrace the horizontal portion 42a from both sides. In addition, on the upper surface of the horizontal portion 42a of the guide rail 42, magnets 46 constituting the stator of the linear motor are arranged at the center in the rail longitudinal direction.

図5に示すように、ガイドレール42では、水平部42aの上下面および側面にエアスライダ41の滑動面43a、43b、43cが形成されている。エアスライダ41からは活動面43a、43b、43cに向けてエアが噴出されることで、エアスライダ41は滑動面43a、43b、43cからごくわずかに浮き上がるようになっている。リニアモータの可動子48は、磁石46と対向するように、エアスライダ41の下部に冷却ブロック47を介して担持されている。冷却ブロック47には、冷却水が供給されるようになっており、可動子48の過熱を抑制している。このようなリニアモータは、エアスライダ41を移動させ、その位置、速度制御をするZ2軸の駆動機構を構成している。   As shown in FIG. 5, in the guide rail 42, sliding surfaces 43a, 43b, and 43c of the air slider 41 are formed on the upper and lower surfaces and side surfaces of the horizontal portion 42a. Air is ejected from the air slider 41 toward the active surfaces 43a, 43b, and 43c, so that the air slider 41 is slightly lifted from the sliding surfaces 43a, 43b, and 43c. The linear motor movable element 48 is supported by a lower part of the air slider 41 via a cooling block 47 so as to face the magnet 46. Cooling water is supplied to the cooling block 47 to suppress overheating of the mover 48. Such a linear motor constitutes a Z2 axis drive mechanism that moves the air slider 41 and controls its position and speed.

図5に示すように、エアスライダ41において、ロールWに向き合う方の側面下部には、微細加工ユニット44を介してバイトホルダ49が取り付けられている。このバイトホルダ49にはダイヤモンドバイト50が装着されている。   As shown in FIG. 5, in the air slider 41, a bite holder 49 is attached to the lower part of the side surface facing the roll W via a fine processing unit 44. A diamond tool 50 is mounted on the tool holder 49.

微細加工ユニット44は、ピエゾ素子に電圧を印加したときの微小な変形を利用して、ダイヤモンドバイト50の刃先の位置を切込方向に微小変位させる装置である。この場合、ダイヤモンドバイト50の刃先は、ロールWの中心線を含むX−Z平面上にあり、X軸で移動させロールWに刃先を接触するかしないかのおおまかな位置に位置決めしておいてから、微細加工ユニット44で所要の電圧を印加してピエゾ素子を膨張させ、ダイヤモンドバイト50の切込量を設定することができるようになる。   The microfabrication unit 44 is a device that minutely displaces the position of the cutting edge of the diamond cutting tool 50 in the cutting direction by utilizing minute deformation when a voltage is applied to the piezo element. In this case, the cutting edge of the diamond cutting tool 50 is on the XZ plane including the center line of the roll W, and is moved at the X axis and positioned at an approximate position whether or not the cutting edge contacts the roll W. Therefore, a required voltage is applied by the microfabrication unit 44 to expand the piezo element, and the cutting amount of the diamond cutting tool 50 can be set.

以上のようなエアスライド装置40は、構成要素一式がケース45に収容されて刃物台32に取り付けて用いられるが、次のように脚部と受け台で両端部を支える構造になっている。   The air slide device 40 as described above has a structure in which a set of components is housed in a case 45 and attached to the tool post 32, and has both ends supported by legs and a cradle as follows.

図1並びに図6において、ケース45の両端部に近い位置には、脚部51が取り付けられている。この脚部51の下端にはエアパッド52a、52bが取り付けられている。このエアパッド52a、52bは、多孔質材料から形成されており、微細な孔を通じて真空引きを行い、エアパッド52a、52bをベッド上に配置した受け台54に固定できるようになっている。また、エアスライド装置40を刃物台32とともにX軸方向に移動させるときには、エアパッド52a、52bからエアを噴き出すことにより、わずかに受け台54の表面から浮かせることができるようになっている。   In FIG. 1 and FIG. 6, legs 51 are attached at positions close to both ends of the case 45. Air pads 52 a and 52 b are attached to the lower ends of the leg portions 51. The air pads 52a and 52b are formed of a porous material, and are evacuated through fine holes so that the air pads 52a and 52b can be fixed to a cradle 54 disposed on a bed. Further, when the air slide device 40 is moved in the X-axis direction together with the tool post 32, the air can be slightly floated from the surface of the cradle 54 by ejecting air from the air pads 52a and 52b.

なお、図1、2において、参照番号60は、切子吸引装置を示す。この切子吸引装置60は、エアスライド装置40のZ2と同期するW軸を制御軸をもっている。吸引口61は、エアスライダ41のダイヤモンドバイト50の近くにも配置されている。   1 and 2, reference numeral 60 indicates a face suction device. This facet suction device 60 has a W axis synchronized with Z2 of the air slide device 40 as a control axis. The suction port 61 is also disposed near the diamond cutting tool 50 of the air slider 41.

本実施形態による精密ロール旋盤は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
本実施形態による精密ロール旋盤では、刃物台32にエアスライド装置40を取り付けてロールWを加工する使用態様と、エアスライド装置40を取り付けない状態で通常のロール旋盤としてロールを加工する使用態様とがあるが、まず、前者のエアスライド装置40を取り付けた場合のロール軸方向の溝加工について説明する。
加工前には、ロールWを、主軸台12と心押台14に取り付けるときに芯出しを行なっておく。次いで、刃物台32に設置してあるエアスライド装置40がロールWに対して平行になるようにB軸で割り出す。その後、テーブル28ごと刃物旋回台30をX軸で送って、ダイヤモンドバイト50の刃先とロールWの距離がほぼゼロになる位置に位置決めすることになる。
The precision roll lathe according to the present embodiment is configured as described above. Next, its operation and effect will be described.
In the precision roll lathe according to the present embodiment, a usage mode in which the air slide device 40 is attached to the tool post 32 and the roll W is processed, and a usage mode in which the roll is processed as a normal roll lathe without the air slide device 40 being attached, First, the groove processing in the roll axis direction when the former air slide device 40 is attached will be described.
Prior to machining, centering is performed when the roll W is attached to the spindle stock 12 and the tailstock 14. Next, the air slide device 40 installed on the tool post 32 is indexed by the B axis so as to be parallel to the roll W. Thereafter, the cutter swivel 30 together with the table 28 is sent along the X axis and positioned at a position where the distance between the cutting edge of the diamond tool 50 and the roll W becomes substantially zero.

図6において、エアスライド装置40を位置決めするまでは、脚部51のエアパッド52a、52bからはエアが噴き出され、エアパッド52a、52bは受け台54の表面からわずかに浮いた状態にある。X軸での位置が決まると(二点鎖線で示す)、エアパッド52a、52bから真空引きすることにより、エアパッド52a、52bが受け台54に吸着するので、エアスライド装置40をクランプすることができる。このように、エアパッド52a、52bを用いて受け台54上の移動およびクランプ動作を円滑に行うことができる。   In FIG. 6, until the air slide device 40 is positioned, air is ejected from the air pads 52 a and 52 b of the leg 51, and the air pads 52 a and 52 b are slightly lifted from the surface of the cradle 54. When the position on the X-axis is determined (indicated by a two-dot chain line), the air pads 52a and 52b are attracted to the cradle 54 by evacuating the air pads 52a and 52b, so that the air slide device 40 can be clamped. . Thus, the movement and clamping operation on the cradle 54 can be smoothly performed using the air pads 52a and 52b.

こうして、エアスライド装置40をクランプした位置では、ダイヤモンドバイト50の刃先とロールWの距離がほぼ0になっている。引き続いて、加工基準面を出すため、ロールWを回転させた状態のまま、エアスライダ41をZ2軸で送ってロールWの加工範囲に全面加工を行う。この全面加工により、加工の基準が確立する。ダイヤモンドバイト50による超精密本加工は、その後で行うことになる。   Thus, at the position where the air slide device 40 is clamped, the distance between the cutting edge of the diamond cutting tool 50 and the roll W is substantially zero. Subsequently, the air slider 41 is fed along the Z2 axis while the roll W is rotated in order to obtain a processing reference surface, and the entire surface is processed in the processing range of the roll W. By this whole surface processing, the standard of processing is established. The ultra-precision main processing using the diamond tool 50 is performed after that.

この超精密本加工としては、例えば、ロールWの全面に亘って微細な溝を軸方向に加工する例を挙げて説明する。この場合、エアスライダ41を高速で移動させてロールWに微細な溝を1本ずつ加工する。そして、1本の溝の加工が終了すると、C軸で割り出してからエアスライダ41を移動させて次の溝をロールWに加工する。これを繰り返して、ロールW全体に溝を加工する。   As the ultra-precision main processing, for example, an example in which a fine groove is processed in the axial direction over the entire surface of the roll W will be described. In this case, the air slider 41 is moved at a high speed to process minute grooves one by one in the roll W. When the processing of one groove is completed, the air slider 41 is moved after indexing with the C axis, and the next groove is processed into the roll W. By repeating this, a groove is processed in the entire roll W.

ロールW全体にわたって微細な溝を軸方向に加工する場合、加工範囲が広くなる上に、溝の本数が膨大な数になる。   When fine grooves are machined in the axial direction over the entire roll W, the machining range is widened and the number of grooves is enormous.

そこで、本実施形態による精密ロール旋盤によれば、次のようにして加工の効率化を図っている。   Therefore, according to the precision roll lathe according to the present embodiment, the processing efficiency is improved as follows.

第1に、刃物台32の載った往復台16を送るZ1軸とともに、Z2軸を構成するエアスライド装置40を併設することにより、エアスライド装置40の高速性を十二分に活用できるようにしている。すなわち、Z2軸を構成するエアスライド装置40は、ダイヤモンドバイト50を有するエアスライダ41を高速で走行させながら溝を加工できるため、従来のロール旋盤のように、刃物台32の載った往復台16を送って溝を加工する場合と較べると、送り速度に格段の違いが生じる。   First, by providing an air slide device 40 that constitutes the Z2 axis together with the Z1 axis that sends the carriage 16 on which the tool rest 32 is placed, the high speed of the air slide device 40 can be fully utilized. ing. That is, since the air slide device 40 constituting the Z2 axis can process the groove while the air slider 41 having the diamond cutting tool 50 travels at a high speed, the carriage 16 on which the tool post 32 is mounted is provided like a conventional roll lathe. Compared with the case where the groove is processed by feeding the wire, the feeding speed is remarkably different.

実際、従来のロール旋盤での往復台は、速いものでも15m/分程度であるのに対して、エアスライド装置40ではエアスライダ41を3倍の45m/分の送り速度で走行させることが可能である。
また、エアスライド装置40では、単純に高速になるだけにとどまるものではなく、エアスライダエアに浮遊させたまま直進運動を与えるので、運動の真直度が高く、また、摩擦がなく、位置および速度の制御を高精度に行える利点がある。
In fact, the speed of the carriage in a conventional roll lathe is about 15 m / min even if it is fast, but the air slide device 40 can run the air slider 41 at a triple feed rate of 45 m / min. It is.
In addition, the air slide device 40 is not limited to simply a high speed, but is given a straight movement while being suspended in the air slider air, so that the straightness of the movement is high, there is no friction, and the position and speed. There is an advantage that can be controlled with high accuracy.

第2に、ロールWに微細な溝を加工する場合には、1本の溝を仕上げるには、ダイヤモンドバイトで数回切削する必要があり、従来は、1回切削するごとにX軸で刃先の位置を変えるとともに、切込量を調整する必要があった。   Secondly, when a minute groove is processed on the roll W, it is necessary to cut several times with a diamond tool to finish one groove, and conventionally, the cutting edge is cut with the X axis every time it is cut once. It was necessary to adjust the depth of cut as well as the position of.

本実施形態によるロール旋盤では、エアスライダ41に微細加工ユニット44を設け、この微細加工ユニット44を介してダイヤモンドバイト50を取り付けることにより、ピエゾ素子に印加する電圧でダイヤモンドバイト50の切込量を微少量だけ制御することができる。このため、最初にダイヤモンドバイト50の刃先を軸上で位置を決めておくと、その後は、微細加工ユニット44により、刃先の位置を微小変位させることができるので、溝加工の精度を高めると同時に、X軸での微小量の移動が不要になる分だけ、効率を格段に高めることができる。   In the roll lathe according to the present embodiment, the micromachining unit 44 is provided on the air slider 41, and the diamond cutting tool 50 is attached via the micromachining unit 44, whereby the cutting amount of the diamond cutting tool 50 can be reduced by the voltage applied to the piezo element. Only a small amount can be controlled. For this reason, if the position of the cutting edge of the diamond bite 50 is first determined on the axis, the position of the cutting edge can be finely displaced by the fine processing unit 44 thereafter, and at the same time the accuracy of grooving is improved. The efficiency can be significantly increased by the amount that does not require a very small amount of movement on the X axis.

このようにして、本実施形態のロール旋盤によれば、ロールWの全面にわたる軸方向の溝の超精密加工を従来に較べて効率を格段に高めることができる。実際、大型のロール1本に、全部で数万本もの溝を加工する場合、従来は中断することなく連続して加工しても3週間から一月かかっていたのに対して、約2週間で加工することができた。   In this way, according to the roll lathe of the present embodiment, the efficiency of the ultra-precision machining of the axial groove over the entire surface of the roll W can be significantly improved as compared with the conventional case. In fact, when processing tens of thousands of grooves on a single large roll, it takes about 2 weeks compared to 3 months to 1 month even if it was continuously processed without interruption. It was possible to process with.

以上、ロールWに軸方向の溝を加工する例を説明したが、エアスライド装置40を使って、ロールWに周方向の微細な溝をロール全体に加工することもできるのはもちろんである。この場合、1本の溝を加工するごとに、エアスライダ41を軸方向に微少量送って溝加工を繰り返せばよい。   As described above, the example in which the groove in the axial direction is processed in the roll W has been described, but it is needless to say that the fine groove in the circumferential direction can be processed in the entire roll in the roll W by using the air slide device 40. In this case, every time one groove is processed, the air slider 41 is fed in a small amount in the axial direction and the groove processing is repeated.

また、本実施形態の精密ロール旋盤では、刃物台32からエアスライド装置40を取り外しても、刃物台32のバイト31により、通常のロール旋盤の用法にしたがって、ロールを加工することができることはもちろんである。   In the precision roll lathe of this embodiment, even if the air slide device 40 is removed from the tool post 32, the roll can be processed by the cutting tool 31 of the tool post 32 according to the usage of a normal roll lathe. It is.

以上、本発明に係る精密ロール旋盤について、エアスライド装置を取り付けることより、Z2軸を付加する実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、当初から固定的にZ2軸を構成するようにしてもよい。   As described above, the precision roll lathe according to the present invention has been described with reference to the embodiment in which the Z2 axis is added by attaching the air slide device, but the present invention is not limited to this embodiment, and from the beginning. You may make it comprise Z2 axis | shaft fixedly.

本発明の一実施形態による精密ロール旋盤を正面から表した斜視図である。It is the perspective view which represented the precision roll lathe by one Embodiment of this invention from the front. 本発明の一実施形態による精密ロール旋盤を背面から表した斜視図である。It is the perspective view which represented the precision roll lathe by one Embodiment of this invention from the back surface. 本発明の一実施形態による精密ロール旋盤で用いられるエアスライド装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the air slide apparatus used with the precision roll lathe by one Embodiment of this invention. 図3のエアスライド装置のエアスライダとガイドレールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the air slider and guide rail of the air slide apparatus of FIG. エアスライダの側面を示す図。The figure which shows the side surface of an air slider. エアスライダ装置の取り付けられた刃物台の側面図。The side view of the tool post with which the air slider apparatus was attached.

符号の説明Explanation of symbols

10 ベッド
12 主軸台
14 心押台
16 往復台
26 サドル
28 テーブル
31 バイト
32 刃物台
40 エアスライド装置
41 エアスライダ
42 ガイドレール
44 微細加工ユニット
45 ケース
46 磁石
48 可動子
49 バイトホルダ
50 ダイヤモンドバイト
52a、52b エアパッド
54 受け台
10 bed 12 headstock 14 tailstock 16 carriage 26 saddle 28 table 31 tool 32 tool rest 40 air slide device 41 air slider 42 guide rail 44 micro-processing unit 45 case 46 magnet 48 mover 49 tool holder 50 diamond tool 52a, 52b Air pad 54 cradle

Claims (10)

ベッドと、
前記ベッド上に設置され、ワークであるロールの一端をチャックで保持しながら該ロールに回転を与える主軸を有する主軸台と、
前記主軸台に対向して前記ベッド上に配置され、前記ロールの一端を回転自在に支持する心押台と、
前記ロールの長手方向を移動可能に前記ベッド上に設置されたサドルと、
ロールの長手方向と直角の方向に移動可能に前記サドル上に設置されたテーブルと、
前記テーブル上に設置され、前記ロールの長手方向と平行に延びるガイドレールと、前記ガイドレール上を浮揚状態で走行し、ダイヤモンドバイトを保持するエアスライダと、前記エアスライダを駆動するリニアモータと、を備えたエアスライド装置と、
を具備したことを特徴とする精密ロール旋盤。
Bed and
A headstock having a spindle installed on the bed and providing rotation to the roll while holding one end of the roll as a workpiece;
A tailstock arranged on the bed facing the headstock and rotatably supporting one end of the roll;
A saddle installed on the bed movably in the longitudinal direction of the roll;
A table installed on the saddle movably in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the roll;
A guide rail installed on the table and extending in parallel with the longitudinal direction of the roll; an air slider that floats on the guide rail and holds a diamond tool; and a linear motor that drives the air slider; An air slide device comprising:
A precision roll lathe characterized by comprising:
前記テーブルには、複数本のバイトが固定された刃物台を有する旋回台が設置され、前記刃物台に、前記エアスライド装置が配置されたことを特徴とする請求項1に記載の精密ロール旋盤。   2. The precision roll lathe according to claim 1, wherein the table is provided with a swivel having a tool rest to which a plurality of cutting tools are fixed, and the air slide device is disposed on the tool rest. . 前記エアスライド装置は、前記ピエゾ素子に電圧を印加したときの伸縮により、ダイヤモンドバイトの刃先の位置を切込方向に微小変位させる微細加工ユニットを備えることを特徴とする請求項1に記載の精密ロール旋盤。   2. The precision according to claim 1, wherein the air slide device includes a microfabrication unit that finely displaces the position of the cutting edge of the diamond tool in a cutting direction by expansion and contraction when a voltage is applied to the piezo element. Roll lathe. 前記テーブル上で前記旋回台をロールの長手方向と直角に移動し、前記エアスライド装置を加工位置に位置決めする軸をX軸、前記サドルをロールの長手方向に移動する軸をZ1軸、前記エアスライダを前記リニアモータで移動する軸をZ2軸とし、さらに、前記旋回台の旋回軸をB軸としたことを特徴とする請求項2に記載の精密ロール旋盤。   On the table, the swivel base is moved at right angles to the longitudinal direction of the roll, the axis for positioning the air slide device at the processing position is the X axis, the axis for moving the saddle in the longitudinal direction of the roll is the Z1 axis, and the air 3. The precision roll lathe according to claim 2, wherein an axis for moving the slider by the linear motor is a Z2 axis, and a turning axis of the swivel base is a B axis. エアスライド装置は、前記刃物台に着脱可能に取り付けられるアタッチメントとして構成されたことを特徴とする請求項2に記載の精密ロール旋盤。   The precision roll lathe according to claim 2, wherein the air slide device is configured as an attachment that is detachably attached to the tool post. ロール旋盤の刃物台に取り付けられ、バイトを高速でロールの長手方向に直線移動させるためのエアスライド装置であって、
前記ロールの長手方向と平行に延びるガイドレールと、
前記ガイドレール上を浮揚状態で走行し、ダイヤモンドバイトを保持するエアスライダと、
前記エアスライダを駆動するリニアモータと、
前記ガイドレール、エアスライダ、リニアモータを一体的に収納するケースと、を備えたことを特徴とする精密ロール旋盤専用エアスライド装置。
An air slide device that is attached to a tool post of a roll lathe and moves a cutting tool linearly in the longitudinal direction of the roll at a high speed,
A guide rail extending parallel to the longitudinal direction of the roll;
An air slider that floats on the guide rail and holds a diamond tool;
A linear motor for driving the air slider;
An air slide device for exclusive use with a precision roll lathe , comprising: a case for integrally housing the guide rail, the air slider, and the linear motor .
前記ピエゾ素子に電圧を印加したときの伸縮により、ダイヤモンドバイトの刃先の位置を切込方向に微小変位させる微細加工手段をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の精密ロール旋盤専用エアスライド装置。   7. The air slide for exclusive use with a precision roll lathe according to claim 6, further comprising fine processing means for finely displacing the position of the cutting edge of the diamond tool in the cutting direction by expansion and contraction when a voltage is applied to the piezo element. apparatus. 前記ガイドレールは、前記エアスライダが嵌合する水平部と、垂直部がT字をなす断面T字形のレールからなり、前記水平部の上面には、中央に長手方向にリニアモータの磁石が配列され、磁石の配列の両側に、前記エアスライダがエアにより滑動する滑動面が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の精密ロール旋盤専用エアスライド装置。   The guide rail is composed of a horizontal portion into which the air slider is fitted and a T-shaped rail having a T-shaped vertical portion, and a linear motor magnet is arranged in the longitudinal direction in the center on the upper surface of the horizontal portion. 7. A precision roll lathe dedicated air slide device according to claim 6, wherein sliding surfaces on which the air slider slides by air are formed on both sides of the magnet array. 前記ケースに取り付けられエアスライド装置を水平に支持する脚部と、
前記脚部を滑動可能に支持する受け台と、
をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の精密ロール旋盤専用エアスライド装置。
Legs attached to the case and supporting the air slide device horizontally;
A cradle that slidably supports the legs,
The air slide device for exclusive use with a precision roll lathe according to claim 6, further comprising:
前記脚部の下端には、エアを噴出しおよび吸引するエアパッドが取り付けられ、該エアスライド装置は、前記エアパッドからエアを噴出させることにより、受け台の表面を浮揚滑動可能になり、前記エアパッドからの真空吸引により、任意の位置に固定クランプできることを特徴とする請求項9に記載の精密ロール旋盤専用エアスライド装置。   An air pad for ejecting and sucking air is attached to the lower end of the leg portion, and the air slide device can float and slide the surface of the cradle by ejecting air from the air pad. The air slide device for precision roll lathe according to claim 9, wherein the air slide device can be fixed and clamped at an arbitrary position by vacuum suction.
JP2007281684A 2007-10-30 2007-10-30 Precision roll lathe Active JP5005500B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007281684A JP5005500B2 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Precision roll lathe
TW097141189A TWI411481B (en) 2007-10-30 2008-10-27 Precision roll turning lathe
KR1020080106218A KR101021379B1 (en) 2007-10-30 2008-10-29 Precision Roll Turning Lathe
US12/260,143 US8272302B2 (en) 2007-10-30 2008-10-29 Precision roll turning lathe
CN2008101739848A CN101422819B (en) 2007-10-30 2008-10-30 Precision roll turning lathe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007281684A JP5005500B2 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Precision roll lathe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009107066A JP2009107066A (en) 2009-05-21
JP5005500B2 true JP5005500B2 (en) 2012-08-22

Family

ID=40613821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007281684A Active JP5005500B2 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Precision roll lathe

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5005500B2 (en)
CN (1) CN101422819B (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5384196B2 (en) * 2009-05-21 2014-01-08 東芝機械株式会社 Ultra precision roll lathe
JP5399213B2 (en) * 2009-11-17 2014-01-29 東芝機械株式会社 Roll lathe with movable accessory
CN102078971B (en) * 2009-11-27 2012-10-03 天津百利阳光环保设备有限公司 Roller notching machine
JP5539012B2 (en) * 2010-05-17 2014-07-02 東芝機械株式会社 Automatic tool changer for precision roll lathe
CN101982263B (en) * 2010-10-22 2013-03-27 大连机床(数控)股份有限公司 Level bed numerical-controlled lathe with supporting chain protective structure
JP7144920B2 (en) * 2017-01-06 2022-09-30 株式会社ミツトヨ Shape measuring device and moving mechanism
CN106938342A (en) * 2017-04-28 2017-07-11 盐城工业职业技术学院 The sub- car special purpose machine tool of double card coil pipe
CN107089480A (en) * 2017-05-20 2017-08-25 上汽通用五菱汽车股份有限公司 A kind of movable roller bed device
JP6379264B1 (en) * 2017-08-30 2018-08-22 東芝機械株式会社 High speed grooving method
CN107866602A (en) * 2017-12-08 2018-04-03 威海科莱默自动化设备有限公司 A kind of steel band feeds cutting device
CN112122946B (en) * 2020-08-27 2022-04-19 森合(天津)科技有限公司 High-precision closed type internal feedback static pressure linear guide rail
CN112846249A (en) * 2021-01-05 2021-05-28 刘巧茹 High-precision horizontal numerically controlled lathe
CN114918440A (en) * 2022-06-24 2022-08-19 哈尔滨工业大学(威海) High-rigidity roller die ultra-precise single-point diamond machine tool
CN116728103B (en) * 2023-08-11 2023-10-13 江苏凯达重工股份有限公司 Production equipment for hot rolling roller

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0857702A (en) * 1994-08-17 1996-03-05 Okuma Mach Works Ltd Non-circular and eccentric work attachment for composite work lathe
JPH09248701A (en) * 1996-03-12 1997-09-22 Shinko Electric Co Ltd Commutator working machine
JP3696480B2 (en) * 2000-05-31 2005-09-21 東芝機械株式会社 Ball screw feeder
JP2004136421A (en) * 2002-10-21 2004-05-13 Seibu Electric & Mach Co Ltd Cutting tool for cutting synthetic resin-made work
JP4072551B2 (en) * 2005-11-09 2008-04-09 ファナック株式会社 Processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
CN101422819B (en) 2011-01-26
JP2009107066A (en) 2009-05-21
CN101422819A (en) 2009-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5005500B2 (en) Precision roll lathe
JP4739108B2 (en) Precision roll lathe
JP5384196B2 (en) Ultra precision roll lathe
US8413557B2 (en) Method and apparatus for machining roll surface
KR100944288B1 (en) Precision roll turning lathe
TWI326233B (en) Precision roll turning lathe
JP5539012B2 (en) Automatic tool changer for precision roll lathe
US9162289B2 (en) Machine tool apparatus and method
WO2000051779A2 (en) Machine tool
TW201016358A (en) Method and apparatus for machining V grooves
KR101021379B1 (en) Precision Roll Turning Lathe
EP2687307B1 (en) Method for machining curved surface using lathe
JP4959222B2 (en) Precision roll lathe saddle guide cooling device
JP4777137B2 (en) Precision roll lathe
JP5005501B2 (en) Precision roll lathe
CN115741263A (en) Multifunctional high-speed silicon carbide rolling and grinding machine
CN220637470U (en) Workpiece movement device of optical element composite processing equipment
JP2007313622A (en) Slide guide unit of machine tool
JP2009050933A (en) High-speed movable tool rest
UA15632U (en) Multioperation machine tool
JPWO2016075766A1 (en) Machine Tools

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120229

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120301

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120427

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120523

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5005500

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350