JP5294016B2 - Rotary table runout control apparatus, machine tool equipped with the same, and rotary table runout control method - Google Patents

Rotary table runout control apparatus, machine tool equipped with the same, and rotary table runout control method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a highly accurate processing by suppressing the deflection of a bearing at the original point of a turn table. <P>SOLUTION: The turn table 3 is rotatably supported through the bearing 10 with respect to a base 2. The driving force of a drive motor is transmitted from an output gear to a worm shaft input gear of a worm shaft, and a disc gear 17 is rotated integrally with the turn table through a worm shaft output gear. The original point of every one rotation of the output gear is detected by a rotational position detector, and the original point of every one rotation of the turn table is detected by a turn table position detector. The gear ratio of the output gear to the worm shaft input gear is made to be 1:N.5 (N is a positive integer), and the gear ratio of the worm shaft output gear to the disc gear is made to be 1:Na (Na is an odd number). A contact angle &alpha; in a second and third rollers 14, 15 is 90&deg;, and a movement angle &beta; by the revolution is 1/2 of a rotational angle &xi; of the turn table 3. When the turn table 3 is rotated even-numbered times, the second and third rollers of the bearing 10 are returned to the original point and thereby the fluctuation of deflection can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、基台に対して軸受の転動体を自転させながら公転させることで回転テーブルを回転させて回転テーブルの上面の振れを抑制するようにした回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法に関する。   The present invention includes a rotary table runout control apparatus that rotates the rotary table to suppress runout of the upper surface of the rotary table by rotating while rotating the rolling element of the bearing with respect to the base, and the same. The present invention relates to a machine tool and a method for controlling a swing of a rotary table.

近年、工作機械において、高精度加工や高速加工の要求により、切削加工のためにワークを取り付ける回転テーブルにおいても、その支持手段を摺動抵抗の大きい滑り軸受から転がり軸受に移行しつつある。
転がり軸受によって回転テーブルを回転させたり角度調整する機構として、例えば下記特許文献1および2に記載されたものがある。
特許文献1に記載された工作機械の回転テーブル装置は、回転テーブルとこれを回転可能に支持する支持基台との間にクロスローラ軸受を設けている。このクロスローラ軸受は中心軸が所定角度傾斜する転動体が第1V字状溝と第2V字状溝との間に回転可能に収納され接触して転動する。隣接する転動体はその転動軸を直交させて配列されている。
また、特許文献2に記載された角度調整テーブル装置は、クロスローラ軸受で回転テーブルを回転可能に支持すると共にアームを回転テーブルに接触させている。そして、互いに直交する直動案内ユニットによってアームを当該直交する方向に移動させることで回転テーブルを微少角度回転駆動させるようにしている。
In recent years, due to demands for high-precision machining and high-speed machining in machine tools, the support means of a rotary table to which a workpiece is attached for machining is shifting from a sliding bearing having a large sliding resistance to a rolling bearing.
As a mechanism for rotating a rotary table or adjusting an angle by a rolling bearing, for example, there are mechanisms described in Patent Documents 1 and 2 below.
The rotary table device of the machine tool described in Patent Document 1 includes a cross roller bearing between the rotary table and a support base that rotatably supports the rotary table. In this cross roller bearing, a rolling element whose central axis is inclined at a predetermined angle is rotatably accommodated between the first V-shaped groove and the second V-shaped groove and rolls in contact therewith. Adjacent rolling elements are arranged with their rolling axes orthogonal.
Moreover, the angle adjustment table apparatus described in patent document 2 supports the rotary table rotatably with a cross roller bearing, and makes the arm contact the rotary table. Then, the rotary table is rotationally driven by a minute angle by moving the arm in the orthogonal direction by the linear motion guide units orthogonal to each other.

特開2003−311565号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-311565 特開2002−341076号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-341076

ところで、上述したクロスローラ軸受を含む転がり軸受は内外輪の間に転動体を挟む構造であるため、回転テーブルの回転角度と転動体の公転角度とには位置ずれが生じる。この位置ずれは回転テーブルが1回転して割出し角度的に原点(0°)に戻った状態でも、軸受内部の転動体の位置は元の位置である原点に戻らない。転動体は球状または円柱形状に形成されているが、径方向に極微細な寸法誤差が残っている。
この場合、転動体が元の位置である原点に戻らないと、内外輪と接触する転動体の直径の誤差分の振れが回転テーブルの上面に発生することになる。この回転テーブルの振れは回転テーブル上に支持されたワークの取り付け位置に回転テーブルのアキシャル方向(回転軸線方向)に誤差を生じさせるため、回転テーブルの割出し位置が同じであってもアキシャル方向に加工誤差を生じさせ、加工精度が安定しないことになる。
図6はワークを固定したイケールを保持する回転テーブルのアキシャル方向の振れを示す図である。
By the way, since the rolling bearing including the cross roller bearing described above has a structure in which the rolling element is sandwiched between the inner and outer rings, a positional deviation occurs between the rotation angle of the rotary table and the revolution angle of the rolling element. Even when the rotary table rotates once and the indexing angle returns to the origin (0 °), the position of the rolling element inside the bearing does not return to the original position that is the original position. Although the rolling element is formed in a spherical or cylindrical shape, an extremely fine dimensional error remains in the radial direction.
In this case, if the rolling element does not return to the original position which is the original position, a deviation corresponding to an error in the diameter of the rolling element that contacts the inner and outer rings occurs on the upper surface of the rotary table. This swing of the rotary table causes an error in the axial direction (rotational axis direction) of the rotary table at the mounting position of the work supported on the rotary table. Therefore, even if the indexing position of the rotary table is the same, A processing error is caused and processing accuracy is not stable.
FIG. 6 is a diagram showing axial deflection of the rotary table that holds the scale to which the workpiece is fixed.

なお、回転テーブル及び転がり軸受の回転角とその転動体の回転面内での移動角(原点からの公転角)には次式(1)の関係がある。
転動体の移動角β={1−(Da・cosα/dpc}/2・ξ ……(1)
但し、Da:転動体の外径
α:回転テーブルの中心軸に対する転動体の接触角
dpc:転動体ピッチ円径。
ξ:軸受の内輪の回転角
ところで、回転テーブルの支持に用いる軸受は精密級で振れ精度Max:5μm、超精密級でMax:3μmが一般的であり、振れゼロはあり得ない。
The rotation angle of the rotary table and the rolling bearing and the movement angle (revolution angle from the origin) of the rolling element in the plane of rotation have the relationship of the following equation (1).
Rolling body movement angle β = {1- (Da · cos α / dpc} / 2 · ξ (1)
Where Da: outer diameter of the rolling element α: contact angle of the rolling element with respect to the center axis of the rotary table dpc: rolling element pitch circle diameter.
ξ: Rotation angle of inner ring of bearing By the way, the bearing used for supporting the rotary table is generally a precision grade with a runout accuracy Max: 5 μm, and an ultraprecision grade with Max: 3 μm, and no runout is possible.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、転がり軸受の振れを回転テーブルの原点位置で抑制して、高精度の加工を実現できるようにした回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a shake control device for a rotary table capable of realizing high-precision machining by suppressing the shake of the rolling bearing at the origin position of the rotary table, and the same. It is an object to provide a machine tool equipped with a rotary table and a method for controlling a swing of a rotary table.

本発明による回転テーブルの振れ制御装置は、基台に対して回転可能に支持されている回転テーブルと、駆動モータからの駆動力を伝達するウオーム軸と、回転テーブルを一体回転させると共にウオーム軸の出力ギヤに噛合して駆動力を伝達させる円盤ギヤと、基台と回転テーブルとの間に配設され回転テーブルの回転に従って自転しつつ公転する転動体を備えた軸受と、駆動モータに連結された出力ギヤの1回転毎の原点位置を検出する回転位置検出器と、回転テーブルの1回転毎の原点位置を検出する回転テーブル位置検出器とを備えていて、回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置と回転位置検出器で検出する駆動モータの出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、軸受の転動体の公転位置が原点に復帰するようにしたことを特徴とする。   A shake control device for a rotary table according to the present invention includes a rotary table that is rotatably supported with respect to a base, a worm shaft that transmits a driving force from a drive motor, a rotary table that rotates integrally with the rotary table, and A disc gear that meshes with the output gear to transmit the driving force, a bearing that is disposed between the base and the rotary table, and that includes a rolling element that rotates and revolves according to the rotation of the rotary table, and is connected to the drive motor. A rotation position detector for detecting the origin position for each rotation of the output gear, and a rotation table position detector for detecting the origin position for each rotation of the rotation table, which are detected by the rotation table position detector. The revolution position of the rolling element of the bearing returns to the origin at the position where the origin position of the rotary table and the origin position of the output gear of the drive motor detected by the rotation position detector are detected in synchronization. Characterized in that the so that.

駆動モータの回転を出力ギヤからウオーム軸を介して円盤ギヤに伝達し、円盤ギヤと一体に回転テーブルが軸受の転動体を公転させつつ回転させ、そして回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置と回転位置検出器で検出する駆動モータの出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、軸受における転動体の公転位置を原点に復帰させることができる。この原点位置を割出し位置として繰り返して検出し、その位置で例えば回転テーブルに固定したワークを加工することを繰り返せば、これら複数のワークについて誤差の変動を抑制して安定した加工精度が得られる。   The rotation of the drive motor is transmitted from the output gear to the disk gear via the worm shaft, and the rotating table rotates together with the disk gear while revolving the rolling element of the bearing, and is detected by the rotating table position detector. The revolution position of the rolling element in the bearing can be returned to the origin at a position where the origin position and the origin position of the output gear of the drive motor detected by the rotational position detector are detected in synchronization. If this origin position is repeatedly detected as an index position, and machining a workpiece fixed to the rotary table, for example, at that position is repeated, fluctuations in error can be suppressed for these workpieces and stable machining accuracy can be obtained. .

また、駆動モータの出力ギヤと該出力ギヤに噛合するウオーム軸に設けたウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が1:N.5(但し、Nは正の整数)であると共に、ウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤと該ウオーム軸出力ギヤに噛合する円盤ギヤとのギヤ比が1:Na(但し、Naは奇数)であることが好ましい。
本発明によれば、円盤ギヤの偶数回の回転数毎に回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置について、回転位置検出器で検出する駆動モータに連結された出力ギヤの原点位置と同期して検出できる。
また、軸受は、転動体が、固定保持された外輪部と回転テーブルに一体回転する内輪部とで挟持されて構成され、転動体は内輪部に連動して自転しつつ公転するようにしたことが好ましい。
これにより回転テーブルの回転に連動して内輪部によって転動体が自転しつつ公転する。
The gear ratio between the output gear of the drive motor and the worm shaft input gear provided on the worm shaft meshing with the output gear is 1: N. 5 (where N is a positive integer) and the gear ratio between the worm shaft output gear provided on the worm shaft and the disc gear meshing with the worm shaft output gear is 1: Na (where Na is an odd number) Preferably there is.
According to the present invention, for the origin position of the rotary table detected by the rotary table position detector at every even number of rotations of the disc gear, the origin position of the output gear connected to the drive motor detected by the rotary position detector and Can be detected synchronously.
In addition, the bearing is configured such that the rolling element is sandwiched between an outer ring portion that is fixed and held and an inner ring portion that rotates integrally with the rotary table, and the rolling element revolves while revolving in conjunction with the inner ring portion. Is preferred.
Thereby, the rolling element revolves while rotating by the inner ring portion in conjunction with the rotation of the rotary table.

また、軸受に設けた転動体の、回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが90°に設定され、この場合、回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、転動体の原点位置から公転した移動角β=ξ/2となるようにしたことが好ましい。
この場合、回転テーブル及び内輪部の回転角ξと転動体の公転角即ち移動角βとが2:1との関係になるから、駆動モータの出力ギヤとウオーム軸入力ギヤとのギヤ比、ウオーム軸出力ギヤと円盤ギヤとのギヤ比を設定し易くなる。
Further, the contact angle α of the rolling element provided in the bearing with respect to the center axis of the rotary table is set to 90 °. In this case, if the rotation angle from the origin position of the rotary table is ξ, the origin of the rolling element is It is preferable to make the movement angle β revolved from the position β = ξ / 2.
In this case, since the rotation angle ξ of the rotary table and the inner ring portion and the revolution angle of the rolling element, that is, the movement angle β, are 2: 1, the gear ratio between the output gear of the drive motor and the worm shaft input gear, the worm It becomes easy to set the gear ratio between the shaft output gear and the disk gear.

また、軸受に設けた転動体の、回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが90°未満に設定され、回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、転動体の原点位置から公転した移動角βは下記(1)式で表されるようにしてもよい。
β={1−(Da・cosα/dpc}/2・ξ ……(1)
但し、Da:転動体の外径
α:回転テーブルの中心軸に対する転動体の接触角
dpc:転動体ピッチ円径。
この場合には、(1)式により、転動体の移動角βを算出すると共に、移動角βを積算することによって得られた回転テーブルと出力ギヤとが原点位置となる位置をメモリしておき、当該位置で軸受の転動体を公転させて原点に復帰させることができる。
In addition, when the contact angle α, which is the angle of the rolling element provided on the bearing with respect to the center axis of the rotary table, is set to less than 90 °, and the rotation angle from the origin position of the rotary table is ξ, from the origin position of the rolling element The revolved movement angle β may be expressed by the following equation (1).
β = {1- (Da · cos α / dpc} / 2 · ξ (1)
Where Da: outer diameter of the rolling element α: contact angle of the rolling element with respect to the center axis of the rotary table dpc: rolling element pitch circle diameter.
In this case, the movement angle β of the rolling element is calculated by the equation (1), and the position where the rotation table and the output gear obtained by integrating the movement angle β are the origin positions is stored in memory. The rolling element of the bearing can be revolved at the position to return to the origin.

本発明による回転テーブルの振れ制御装置を備えた工作機械では、回転テーブルはワークを工具で加工する工作機械に設けられていて、回転テーブルに固定された保持具の基準面にワークが固定されており、軸受の転動体が原点に復帰した位置で、基準面に固定されたワークを加工できるようにしてもよい。
この場合、それぞれの加工時に、軸受の転動体が原点に復帰した位置にあり、ワークの加工精度から転動体の直径の差分による振れ誤差を排除できるから、複数のワークについて加工精度が安定する。
In a machine tool equipped with a turntable deflection control device according to the present invention, the turntable is provided in a machine tool for machining a work with a tool, and the work is fixed to a reference surface of a holder fixed to the turntable. The workpiece fixed to the reference surface may be processed at the position where the rolling element of the bearing returns to the origin.
In this case, at the time of each processing, the rolling element of the bearing is at the position where it has returned to the origin, and the deflection error due to the difference in the diameter of the rolling element can be eliminated from the processing accuracy of the work, so that the processing accuracy is stabilized for a plurality of works.

本発明による回転テーブルの振れ制御方法は、駆動モータからの駆動力をウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤを介して円盤ギヤに伝達させ、該円盤ギヤと一体に回転する回転テーブルを基台に対して軸受を介して回転可能に支持しており、回転テーブルの回転に従って軸受の転動体を自転させつつ公転させるようにした回転テーブルの振れ制御方法であって、駆動モータの出力ギヤとこれに噛合するウオーム軸のウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が1:N.5(但し、Nは正の整数)に設定されていると共に、ウオーム軸出力ギヤとこれに噛合する円盤ギヤとのギヤ比が1:Na(但し、Naは奇数)に設定されており、駆動モータの出力ギヤ1回転毎の原点位置を検出するタイミングと、回転テーブルの1回転毎の原点位置を検出するタイミングとが同期して検出された位置で、転動体が回転テーブルと共に原点位置に復帰するようにしたことを特徴とする。   According to the rotation table swing control method of the present invention, the driving force from the drive motor is transmitted to the disk gear via the worm shaft output gear provided on the worm shaft, and the rotation table that rotates integrally with the disk gear is used as a base. On the other hand, it is a method of controlling the runout of the rotary table that is supported rotatably via a bearing and revolves while rotating the rolling elements of the bearing according to the rotation of the rotary table. The gear ratio of the meshing worm shaft to the worm shaft input gear is 1: N. 5 (where N is a positive integer) and the gear ratio between the worm shaft output gear and the disc gear meshing with it is set to 1: Na (where Na is an odd number) The rolling element returns to the origin position together with the rotary table at a position where the timing for detecting the origin position for each rotation of the output gear of the motor and the timing for detecting the origin position for each revolution of the rotary table are detected in synchronization. It was made to do.

本発明によれば、駆動モータの出力ギヤが偶数回回転することで、原点に復帰する出力ギヤを回転位置検出器によって検出し、出力ギヤに噛合するウオーム軸のウオーム軸入力ギヤも原点に位置する。そして、ウオーム軸出力ギヤも一体回転するため、これに噛合する奇数の歯数Naの円盤ギヤも原点に復帰し、回転テーブルも原点に位置する。軸受の転動体は(1)式に基づいて回転テーブルの偶数回の回転に連動して自転しつつ公転するため、回転前のスタート時と回転後の原点復帰時とで加工誤差等を同一に制御できる。   According to the present invention, when the output gear of the drive motor rotates an even number of times, the output gear that returns to the origin is detected by the rotational position detector, and the worm shaft input gear of the worm shaft that meshes with the output gear is also located at the origin. To do. Since the worm shaft output gear also rotates integrally, the disk gear with an odd number of teeth Na meshing with the worm shaft output gear also returns to the origin, and the rotary table is also located at the origin. The rolling elements of the bearing revolve while rotating in synchronization with an even number of rotations of the rotary table based on the formula (1), so that the processing error, etc. is the same at the start before rotation and at the return to origin after rotation. Can be controlled.

また、回転テーブルの中心軸に対する転動体の角度である接触角度αが90°に設定されていてもよい。
転動体の接触角度αが90°の場合には、転動体は回転テーブルの偶数回の回転数の1/2回回転して原点に復帰することになり、回転テーブルの中心軸方向の振れが同一となる。この場合、上記(1)式により、回転テーブル及び内輪部の回転角ξと転動体の公転角即ち移動角βとが2:1との関係になるから、駆動モータの出力ギヤとウオーム軸入力ギヤとのギヤ比、ウオーム軸出力ギヤと円盤ギヤとのギヤ比を設定し易くなる。
Further, the contact angle α that is the angle of the rolling element with respect to the central axis of the rotary table may be set to 90 °.
When the contact angle α of the rolling element is 90 °, the rolling element rotates 1/2 times the even number of rotations of the rotating table and returns to the origin, and the swinging of the rotating table in the central axis direction occurs. It will be the same. In this case, since the rotation angle ξ of the rotary table and the inner ring portion and the revolution angle of the rolling element, that is, the movement angle β are 2: 1 by the above formula (1), the output gear of the drive motor and the worm shaft input It becomes easy to set the gear ratio between the gear and the gear ratio between the worm shaft output gear and the disk gear.

本発明による回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法は、転がり軸受の特性である転動体の振れを割出し角度0°の原点位置で元の状態に戻して回転テーブルを同じ姿勢に保つことで回転テーブルの振れを抑制して高精度な加工を実現できる。   According to the present invention, there is provided a rotary table shake control device, a machine tool equipped with the same, and a rotary table shake control method that restores the rolling element shake, which is a characteristic of a rolling bearing, to its original state at the origin position of an index angle of 0 °. By returning and maintaining the rotary table in the same posture, the swing of the rotary table can be suppressed and high-precision machining can be realized.

本発明の実施形態による工作機械の回転テーブルの振れ制御装置の中央縦断面図である。It is a center longitudinal cross-sectional view of the shake control apparatus of the rotary table of the machine tool by embodiment of this invention. 図1において回転テーブルと基台との間に設けた軸受の要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of the bearing provided between the rotary table and the base in FIG. 図1におけるA−A線水平断面図である。It is an AA line horizontal sectional view in FIG. 図2に示す軸受の外輪部に対して内輪部と転動体の回転角を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the rotation angle of an inner ring | wheel part and a rolling element with respect to the outer ring | wheel part of the bearing shown in FIG. 実施例による回転テーブルの振れ制御装置において、回転テーブルの振れ測定箇所を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a shake measurement location of the rotary table in the rotary table shake control apparatus according to the embodiment. 従来の回転テーブルに転がり軸受を設けた場合に、アキシャル方向の振れが発生する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which a shake of an axial direction generate | occur | produces, when a rolling bearing is provided in the conventional rotary table.

以下、本発明の実施の形態による工作機械における回転テーブルの振れ制御装置について図1乃至図4に基づいて説明する。
図1乃至図4は本発明の実施形態を示すものである。本実施形態における工作機械は例えばマシニングセンターであり、図示しないベース上に設けた主軸を備えたコラムに対向して、図1に示す回転テーブルの振れ制御装置1が設けられている。そして、ワークWを保持する回転テーブルの振れ制御装置1と工具を固定した主軸とは互いに直交する3軸(X軸,Y軸,Z軸)方向に相対移動可能とされている。
Hereinafter, a swing table swing control device in a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 4 show an embodiment of the present invention. The machine tool in this embodiment is, for example, a machining center, and is provided with a turntable deflection control device 1 shown in FIG. 1 facing a column having a main shaft provided on a base (not shown). The rotary table deflection control device 1 that holds the workpiece W and the main shaft to which the tool is fixed are relatively movable in the directions of three axes (X axis, Y axis, Z axis) orthogonal to each other.

図1に示す回転テーブル3の振れ制御装置1は基台2上に回転テーブル3が回転可能に支持されている。回転テーブル3はこれに連結されたパレット4の上面4aに固定した保持具(ジグ)としてのイケール7にワークWを保持してパレット4の上面4aに直交する中心軸O回りに回転可能としている。基台2は、スライドレール5にスライドブロック6が摺動可能に嵌合されていることで、回転テーブル3の振れ制御装置1を例えばZ軸方向に摺動可能とされている。この場合、例えば図示しないコラムはX軸方向に移動可能であり、コラムに設けた主軸はY軸方向に昇降可能とされている。
そして、回転テーブル3の振れ制御装置1は、パレット4の上面4aに例えば四角柱からなるイケール7を固定し、イケール7の一の側面を基準面7aとして加工または姿勢を調整し、基準面7aにワークWを取り付けて加工に供することになる。なお、イケール7の基準面7aに対向する側面7bや隣接する二側面にワークWを取り付けてもよく、任意の1または複数の側面にワークWを取り付けて加工に供することができる。
In the shake control device 1 for the turntable 3 shown in FIG. 1, the turntable 3 is rotatably supported on a base 2. The rotary table 3 holds a workpiece W on an scale 7 as a holder (jig) fixed to the upper surface 4 a of the pallet 4 connected to the rotary table 3, and can rotate around a central axis O perpendicular to the upper surface 4 a of the pallet 4. . The base 2 is configured such that the swing control device 1 of the rotary table 3 can slide in the Z-axis direction, for example, by the slide block 6 being slidably fitted to the slide rail 5. In this case, for example, a column (not shown) can move in the X-axis direction, and a main shaft provided on the column can move up and down in the Y-axis direction.
Then, the shake control device 1 of the rotary table 3 fixes the scale 7 made of, for example, a quadrangular prism to the top surface 4a of the pallet 4, adjusts the processing or posture with one side surface of the scale 7 as the reference surface 7a, and adjusts the reference surface 7a. The workpiece W is attached to the workpiece and used for processing. In addition, the workpiece | work W may be attached to the side surface 7b facing the reference surface 7a of the scale 7 or two adjacent side surfaces, and the workpiece W can be attached to any one or a plurality of side surfaces for processing.

図2において、回転テーブル3の下面には中心軸Oを回転軸とする略円筒状のターレット9が固定され、ターレット9と基台2との間には軸受として例えば複合転がり軸受10が中心軸O回りに全周に亘って設けられている。この複合転がり軸受10は外輪部11と内輪部12との間に縦断面視3個の第一コロ13、第二コロ14、第三コロ15が所定間隔で周方向に配列されている。
外輪部11は、図2に示すように、内周面11aと上面11bと下面11cを有する所定厚みのリング板形状をなしていて基台2に固定配置されている。内輪部12は、ターレット9の外周面側に断面凹部に形成されていてターレット9と一体に回転可能である。内輪部12の凹部内に外輪部11が挿入されてその各面11a、11b、11cに対向して外周面12aと上面12bと下面12cが形成されている。
互いに対向する内外輪部11,12の外内周面12a、11a、上面12b、11b、下面12c、11c間に第一コロ13,第二コロ14、第三コロ15が自転及び公転可能に支承されている。これらのコロ13、14,15は例えば円柱状のニードルローラからなっており、転動体を構成する。
複合転がり軸受10は、回転テーブル3のアキシャル方向(中心軸O方向)荷重、ラジアル荷重及びモーメント荷重の複合荷重を支えるものである。
In FIG. 2, a substantially cylindrical turret 9 having a central axis O as a rotational axis is fixed to the lower surface of the rotary table 3, and a compound rolling bearing 10, for example, serves as a bearing between the turret 9 and the base 2. It is provided over the entire circumference around O. In the composite rolling bearing 10, three first rollers 13, second rollers 14, and third rollers 15 are arranged in the circumferential direction at predetermined intervals between an outer ring portion 11 and an inner ring portion 12 in a longitudinal sectional view.
As shown in FIG. 2, the outer ring portion 11 has a ring plate shape with a predetermined thickness having an inner peripheral surface 11 a, an upper surface 11 b, and a lower surface 11 c, and is fixedly disposed on the base 2. The inner ring portion 12 is formed in a recessed section in the outer peripheral surface side of the turret 9 and can rotate integrally with the turret 9. The outer ring portion 11 is inserted into the concave portion of the inner ring portion 12, and an outer peripheral surface 12a, an upper surface 12b, and a lower surface 12c are formed to face the respective surfaces 11a, 11b, and 11c.
The first roller 13, the second roller 14, and the third roller 15 are supported so as to be able to rotate and revolve between the outer and inner peripheral surfaces 12a, 11a, the upper surfaces 12b, 11b, the lower surfaces 12c, 11c of the inner and outer ring portions 11, 12 facing each other. Has been. These rollers 13, 14, 15 are made of, for example, a cylindrical needle roller, and constitute rolling elements.
The composite rolling bearing 10 supports a composite load of an axial direction (center axis O direction) load, a radial load, and a moment load of the rotary table 3.

また、図1において、回転テーブル3におけるターレット9の下部には同軸にリング状の円盤ギヤ17が連結されている。
図3は図1における円盤ギヤ17に回転力を伝達する伝達機構を示す水平断面図である。図3において、基台2の一側面には駆動モータ18が取り付けられ、その出力軸には出力ギヤ19が連結されている。
出力ギヤ19は、駆動モータ18の停止状態からの回転スタート位置を割出し位置(0°)即ち原点と設定する。そして、原点における1の歯部に検出ドグ(標識)20を取り付け、原点にある検出ドグ20に対向して検出ドグ20を検出する回転位置検出器21が設けられている。回転位置検出器21によって駆動モータ18の1回転毎に原点位置に復帰する検出ドグ20を検出してON信号を出力し、出力ギヤ19が他の角度の場合には検出ドグ20を検出せず、OFF信号を出力する。
In FIG. 1, a ring-shaped disk gear 17 is coaxially connected to the lower part of the turret 9 in the rotary table 3.
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a transmission mechanism for transmitting the rotational force to the disk gear 17 in FIG. In FIG. 3, a drive motor 18 is attached to one side surface of the base 2, and an output gear 19 is connected to an output shaft thereof.
The output gear 19 sets the rotation start position from the stop state of the drive motor 18 as the index position (0 °), that is, the origin. A detection dog (marker) 20 is attached to one tooth portion at the origin, and a rotational position detector 21 that detects the detection dog 20 is provided opposite to the detection dog 20 at the origin. The rotation position detector 21 detects the detection dog 20 that returns to the origin position every rotation of the drive motor 18 and outputs an ON signal. When the output gear 19 is at another angle, the detection dog 20 is not detected. , OFF signal is output.

また、この出力ギヤ19は、基台2に回転可能に取り付けられたウオーム軸23の一端に設けたウオーム軸入力ギヤ24と噛合しており、駆動モータ18の回転を直接または図示しない減速機構を介してウオーム軸23に伝達して回転させる。ウオーム軸23には上述した回転テーブル3の円盤ギヤ17に噛合するウオーム軸出力ギヤ25が一体に固定されている。なお、ウオーム軸入力ギヤ24に代えて、ねじ歯車やハイポイドギヤ等を採用して噛合させて出力ギヤ19に噛合させもよい。
また、回転テーブル3には回転テーブル位置検出器27が設けられている。回転テーブル位置検出器27は、回転テーブル3の回転スタート位置を割り出し位置(0°)即ち原点と設定する。そして、回転テーブル位置検出器27は回転テーブル3の回転角度を検出する。
The output gear 19 meshes with a worm shaft input gear 24 provided at one end of a worm shaft 23 that is rotatably attached to the base 2, and the rotation of the drive motor 18 directly or through a reduction mechanism (not shown). And transmitted to the worm shaft 23 through the rotation. A worm shaft output gear 25 that meshes with the disk gear 17 of the rotary table 3 is integrally fixed to the worm shaft 23. In place of the worm shaft input gear 24, a screw gear, a hypoid gear, or the like may be used for meshing with the output gear 19.
The rotary table 3 is provided with a rotary table position detector 27. The rotary table position detector 27 sets the rotation start position of the rotary table 3 as the index position (0 °), that is, the origin. The rotary table position detector 27 detects the rotation angle of the rotary table 3.

また、駆動モータ18の出力ギヤ19とウオーム軸入力ギヤ24のギヤ比は1:N+0.5に設定されているものとする。なお、Nは正の整数である。ウオーム軸23のウオーム軸出力ギヤ25と円盤ギヤ17のギヤ比は1:Na(但しNaは奇数)に設定されているものとする。
そして、回転テーブル3(及びパレット4)が奇数回回転すると、ウオーム軸出力ギヤ25とのギヤ比が奇数:1であるため、ウオーム軸23は奇数回回転する。この場合、ウオーム軸入力ギヤ24のギヤ比は出力ギヤ19に対してN+0.5:1であるため、出力ギヤ19は(整数+0.5)回回転することになる。この場合、回転テーブル位置検出器27は原点(0°位置)を検出して出力するが、回転位置検出器21はOFF信号を出力する。
他方、回転テーブル3(及びパレット4)が偶数回回転すると、ウオーム軸出力軸25とのギヤ比が奇数であっても、ウオーム軸23は偶数回回転する。この場合、ウオーム軸入力ギヤ24のギヤ比が出力ギヤ19に対してN+0.5であるから、出力ギヤ19は整数回回転することになる。この場合、回転テーブル位置検出器27は原点(0°位置)を出力し、回転位置検出器21はON信号を出力する。
これらの関係は表1に示すようになる。
Further, it is assumed that the gear ratio between the output gear 19 of the drive motor 18 and the worm shaft input gear 24 is set to 1: N + 0.5. N is a positive integer. It is assumed that the gear ratio between the worm shaft output gear 25 of the worm shaft 23 and the disk gear 17 is set to 1: Na (where Na is an odd number).
When the turntable 3 (and the pallet 4) rotates an odd number of times, the gear ratio with the worm shaft output gear 25 is an odd number: 1, so the worm shaft 23 rotates an odd number of times. In this case, since the gear ratio of the worm shaft input gear 24 is N + 0.5: 1 with respect to the output gear 19, the output gear 19 rotates (integer + 0.5) times. In this case, the rotary table position detector 27 detects and outputs the origin (0 ° position), but the rotary position detector 21 outputs an OFF signal.
On the other hand, when the rotary table 3 (and the pallet 4) rotates an even number of times, the worm shaft 23 rotates an even number of times even if the gear ratio with the worm shaft output shaft 25 is an odd number. In this case, since the gear ratio of the worm shaft input gear 24 is N + 0.5 with respect to the output gear 19, the output gear 19 rotates an integer number of times. In this case, the rotary table position detector 27 outputs the origin (0 ° position), and the rotary position detector 21 outputs an ON signal.
These relationships are as shown in Table 1.

Figure 0005294016
Figure 0005294016

上述した複合転がり軸受10のスラスト方向振れ精度は精密級で最大5μm、超精密級で最大3μmが一般的である。
ここで、本実施形態による回転テーブル3の振れ制御装置1では、図1及び図2に示す複合転がり軸受10において、第一コロ13は回転テーブル3の中心軸Oと平行な垂直方向に配設されており、径の寸法誤差による振れがあってもパレット4の上面4aの振れに影響を与えない。
一方、第二コロ14及び第三コロ15は中心軸Oに対して例えば90°傾斜した角度(接触角αという)で凹部形状の内輪部12の上下面12b、12cに接触しており、これら上下面12b、12cは中心軸Oに対して90°をなす平面を構成している。そのため、第二、第三コロ14,15の直径の差分による各振れは回転テーブル3及びパレット4の上面4aに位置誤差が発生し、イケール7の基準面7aや他の側面に取り付けたワークWの加工誤差の原因になる。
なお、イケール7の基準面7aに発生する振れは、転動体である第二、第三コロ14,15の寸法誤差による振れと、これに接触する内外輪部11,12の上面12b、11b、下面12c、11cの平面度、平坦度、平行度による振れとに因る。また、各コロ13,14,15の径は下記に示す公転によるピッチ円径dpcと比較して非常に小さく、その寸法や真円度の精度も内外輪部11,12の接触面の精度と比較して格段に優れているので、各コロの自転位置による周方向の微細な誤差は無視できる。
The above-described composite rolling bearing 10 has a typical deflection accuracy in the thrust direction of a maximum of 5 μm in the precision class and a maximum of 3 μm in the ultra-precision class.
Here, in the shake control device 1 for the turntable 3 according to the present embodiment, the first roller 13 is arranged in a vertical direction parallel to the central axis O of the turntable 3 in the composite rolling bearing 10 shown in FIGS. Thus, even if there is a shake due to a dimensional error of the diameter, the shake of the upper surface 4a of the pallet 4 is not affected.
On the other hand, the second roller 14 and the third roller 15 are in contact with the upper and lower surfaces 12b and 12c of the concave inner ring portion 12 at an angle inclined by 90 ° with respect to the central axis O (referred to as a contact angle α). The upper and lower surfaces 12b and 12c form a plane that forms 90 ° with respect to the central axis O. Therefore, each shake due to the difference in diameter between the second and third rollers 14 and 15 causes a position error on the upper surface 4a of the rotary table 3 and the pallet 4, and the workpiece W attached to the reference surface 7a of the scale 7 or other side surface. Cause machining errors.
The wobbling generated on the reference surface 7a of the scale 7 is due to wobbling due to dimensional errors of the second and third rollers 14 and 15, which are rolling elements, and the upper surfaces 12b and 11b of the inner and outer ring portions 11 and 12 in contact with the wobbling. This is due to the flatness, flatness, and shake due to the parallelism of the lower surfaces 12c and 11c. Further, the diameters of the rollers 13, 14, and 15 are very small as compared with the pitch circle diameter dpc by revolution shown below, and the accuracy of the dimensions and roundness is the same as the accuracy of the contact surfaces of the inner and outer ring portions 11 and 12. Since it is far superior in comparison, a minute error in the circumferential direction due to the rotation position of each roller can be ignored.

図4は、第二コロ14(及び第三コロ15、第一コロ13)と内外輪部11,12との転動による位置関係を示す模式図である。円盤ギヤ17及びパレット4が中心軸O回りに回転すると、複合転がり軸受10の内輪部12が中心軸O回りに回転し、第二コロ14(及び第三コロ15)も転動して公転する。そのため、例えば回転テーブル3及び内輪部12が角度ξだけ回転すると、内輪部12の上面12b(下面12c)に線接触して自転しつつ公転する第二コロ14(第三コロ15)は次式(1)によって割出し位置を基準として角度β(これを移動角βという)だけ公転する。
移動角β={1−(Da・cosα/dpc}/2・ξ ……(1)
但し、Da:第二コロ14(第三コロ15)の外径
α:第二コロ14(第三コロ15)の接触角
dpc:第二コロ14(第三コロ15)のピッチ円径
ξ:内輪部12の回転角。
なお、第二コロ14(第三コロ15、第一コロ13)のピッチ円径dpcとは、第二コロ14(第三コロ15、第一コロ13)の公転による中心軸の円の直径を示す。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a positional relationship by rolling between the second roller 14 (and the third roller 15 and the first roller 13) and the inner and outer ring portions 11 and 12. As shown in FIG. When the disk gear 17 and the pallet 4 rotate around the central axis O, the inner ring portion 12 of the composite rolling bearing 10 rotates around the central axis O, and the second roller 14 (and the third roller 15) also rolls and revolves. . Therefore, for example, when the turntable 3 and the inner ring portion 12 rotate by an angle ξ, the second roller 14 (third roller 15) that revolves while rotating in contact with the upper surface 12b (lower surface 12c) of the inner ring portion 12 is expressed by the following equation. By (1), the angle β (this is called the movement angle β) is revolved with the index position as a reference.
Traveling angle β = {1- (Da · cos α / dpc} / 2 · ξ (1)
Where Da: outer diameter of second roller 14 (third roller 15) α: contact angle of second roller 14 (third roller 15) dpc: pitch circle diameter of second roller 14 (third roller 15) ξ: The rotation angle of the inner ring portion 12.
The pitch circle diameter dpc of the second roller 14 (third roller 15, first roller 13) is the diameter of the circle of the central axis due to the revolution of the second roller 14 (third roller 15, first roller 13). Show.

そのため、接触角α=90°の場合、(1)式により、第二コロ14及び第三コロ15の移動角βは0.5ξとなる。即ち回転テーブル3の原点位置からの2回転(偶数回転)で第二コロ14(第三コロ15)が公転1回転して原点位置に復帰することになる。回転テーブル3に固定されたイケール7で固定するワークWの切削加工を行う際、常に第二コロ14(及び第三コロ15)の原点が内輪部12の上面12b(及び下面12c)に接触する基準位置であれば回転テーブル3及びパレット4の上面4aに振れの変動が表れないために同一精度で切削加工を行える。
なお、この回転テーブル3の振れ制御装置1では、回転位置検出器21からのON信号と回転テーブル位置検出器27からの原点(0°)信号とを制御装置30に入力させる。制御装置30では、入力するこれらのON信号と原点信号が同期したか否かを判別して、同期している場合には回転テーブル3と第二コロ14及び第三コロ15とが原点(0°)の状態に戻されていることを認識できる。
Therefore, when the contact angle α = 90 °, the movement angle β of the second roller 14 and the third roller 15 is 0.5ξ according to the equation (1). That is, the second roller 14 (third roller 15) makes one revolution and returns to the original position by two rotations (even rotations) from the original position of the turntable 3. When the workpiece W fixed with the scale 7 fixed to the rotary table 3 is cut, the origin of the second roller 14 (and the third roller 15) always contacts the upper surface 12b (and the lower surface 12c) of the inner ring portion 12. If it is the reference position, no fluctuations appear on the upper surface 4a of the rotary table 3 and the pallet 4, so that cutting can be performed with the same accuracy.
In the shake table control device 1 of the rotary table 3, an ON signal from the rotary position detector 21 and an origin (0 °) signal from the rotary table position detector 27 are input to the control device 30. The control device 30 determines whether or not these input ON signals and the origin signal are synchronized. If they are synchronized, the rotary table 3, the second roller 14 and the third roller 15 are located at the origin (0). It can be recognized that the state has been returned to (°).

本実施の形態における工作機械の回転テーブル3の振れ制御装置1は上述の構成を備えており、次に振れ制御方法について説明する。
先ず、回転テーブル3の振れ制御装置1を初期位置に設置する。この位置で、振れ制御装置1の駆動モータ18に設けた出力ギヤ19及び回転テーブル3がいずれも原点位置にあるものとする。このときの回転位置検出器21はON状態であり、回転テーブル位置検出器27は原点(0°位置)を示す。
この位置における回転テーブル3に固定したイケール7の図示しない主軸に対向する側面を加工または位置決め調整することで基準面7aとして設定し、この基準面7aや他の側面7bにワークWをそれぞれ固定する。基準面7aでのワークWの切削加工においては主軸に固定した工具とワークWとの位置関係が予め決められており、軸受10における外輪部11に対して内輪部12との間に設けた各水平方向の第二及び第三コロ14、15は例えば傾斜角度90°に設定されている。この状態で基準面7aに固定したワークWを切削加工する。
The shake control device 1 for the rotary table 3 of the machine tool according to the present embodiment has the above-described configuration, and a shake control method will be described next.
First, the shake control device 1 of the rotary table 3 is installed at the initial position. At this position, it is assumed that the output gear 19 and the rotary table 3 provided on the drive motor 18 of the shake control device 1 are both at the origin position. At this time, the rotational position detector 21 is in the ON state, and the rotary table position detector 27 indicates the origin (0 ° position).
At this position, the side surface of the scale 7 fixed to the rotary table 3 that faces the main shaft (not shown) is set as a reference surface 7a by machining or positioning adjustment, and the workpiece W is fixed to the reference surface 7a and the other side surface 7b, respectively. . In the cutting of the workpiece W on the reference surface 7a, the positional relationship between the tool fixed to the main shaft and the workpiece W is determined in advance, and each of the bearings 10 provided between the outer ring portion 11 and the inner ring portion 12 is provided. The second and third rollers 14 and 15 in the horizontal direction are set at an inclination angle of 90 °, for example. In this state, the workpiece W fixed to the reference surface 7a is cut.

そして、駆動モータ18を駆動して、回転テーブル3及びパレット4を例えば所定角度回転させて他の側面7b等に固定した別のワークWを加工した後、加工済みのワークWを取り外し、新たな未加工のワークWをイケール7の基準面7a等に取り付ける。基準面7aに固定した新たなワークWを加工するために、駆動モータ18を回転駆動してウオーム軸23を介して円盤ギヤ17及び回転テーブル3を回転させる。
そして、駆動モータ18の回転によって出力ギヤ19を回転させると、1回転毎に出力ギヤ19の検出ドグ20を回転位置検出器21で検出してON信号を制御装置30に出力する。出力ギヤ19の回転に連動して、これに噛合するウオーム軸入力ギヤ24を介してウオーム軸23を回転させる。ウオーム軸23に固定したウオーム軸出力ギヤ25はこれに噛合する円盤ギヤ17を回転させ、回転テーブル3及びパレット4を一体に回転させる。回転テーブル3は1回転毎に回転テーブル位置検出器27で原点(0°位置)を検出して制御装置30に出力する。
Then, the drive motor 18 is driven to rotate the rotary table 3 and the pallet 4 by a predetermined angle, for example, to process another workpiece W fixed to the other side surface 7b, etc., and then the processed workpiece W is removed and a new workpiece W is removed. An unprocessed workpiece W is attached to the reference surface 7a of the scale 7 or the like. In order to machine a new workpiece W fixed to the reference surface 7 a, the drive motor 18 is rotationally driven to rotate the disk gear 17 and the rotary table 3 via the worm shaft 23.
When the output gear 19 is rotated by the rotation of the drive motor 18, the detection dog 20 of the output gear 19 is detected by the rotation position detector 21 for each rotation, and an ON signal is output to the control device 30. In conjunction with the rotation of the output gear 19, the worm shaft 23 is rotated via the worm shaft input gear 24 that meshes therewith. The worm shaft output gear 25 fixed to the worm shaft 23 rotates the disk gear 17 meshing with the worm shaft output gear 25 to rotate the rotary table 3 and the pallet 4 together. The rotation table 3 detects the origin (0 ° position) by the rotation table position detector 27 for each rotation and outputs it to the control device 30.

回転テーブル3及びパレット4の回転に応じて軸受10の内輪部12も一体回転し、図4に示すように凹部形状の内輪部12の上面12b及び下面12cに接触する第二コロ14及び第三コロ15も自転しながら公転する。本実施形態では第二コロ14及び第三コロ15の接触角αが90°であるから、内輪部12及び回転テーブル3の回転角ξに対して第二コロ14及び第三コロ15の移動角βは上記(1)式から1/2ξとなる。そのため、内輪部12及び回転テーブル3が2回転(2ξ=720°)すると、第二コロ14及び第三コロ15は1回公転(β=360°)して原点(0°)に復帰する。   As the rotary table 3 and the pallet 4 rotate, the inner ring portion 12 of the bearing 10 also rotates integrally, and as shown in FIG. 4, the second roller 14 and the third roller 14 are in contact with the upper surface 12b and the lower surface 12c of the concave inner ring portion 12. The roller 15 revolves while rotating. In this embodiment, since the contact angle α between the second roller 14 and the third roller 15 is 90 °, the movement angle of the second roller 14 and the third roller 15 with respect to the rotation angle ξ of the inner ring portion 12 and the rotary table 3. β is 1 / 2ξ from the above equation (1). Therefore, when the inner ring portion 12 and the rotary table 3 rotate twice (2ξ = 720 °), the second roller 14 and the third roller 15 revolve once (β = 360 °) and return to the origin (0 °).

従って、表1により、回転テーブル3が奇数回回転(例えば1回転)すると、1回転毎に回転テーブル検出器27は原点(0°位置)信号を制御装置30に出力する。回転テーブル3の奇数回回転により、円盤ギヤ17のウオーム軸出力ギヤ25に対するギヤ比が奇数:1であるから、ウオーム軸23も奇数回転する。すると、ウオーム軸入力ギヤ24は出力ギヤ19に対してギヤ比N.5:1であるから、奇数×N.5回転し、出力ギヤ19は(整数+0.5)回転する。そのため回転位置検出器21では検出ドグ20を検出できず、OFFとなる。
そして、回転テーブル3が偶数回回転(例えば2回転)すると、1回転毎に回転テーブル検出器27は奇数回回転時と同じ原点(0°位置)信号を制御装置30に出力する。回転テーブル3の偶数回回転により、ウオーム軸23も偶数回回転し、ウオーム軸入力ギヤ24は偶数×N.5回転し、出力ギヤ19は整数回回転する。そのため回転位置検出器21では検出ドグ20を検出してON信号を出力する。回転テーブル3が偶数回回転すると、軸受10の第二及び第三コロ14、15は回転テーブル3の1/2回転するため、原点に復帰する。そのため、第二及び第三コロ14、15の振れは元の状態に戻り、回転テーブル3の上面3aの振れを同一の状態に調整できる。
Therefore, according to Table 1, when the rotary table 3 rotates an odd number of times (for example, one rotation), the rotary table detector 27 outputs an origin (0 ° position) signal to the control device 30 every rotation. Due to the odd number of rotations of the turntable 3, the gear ratio of the disc gear 17 to the worm shaft output gear 25 is odd: 1, so the worm shaft 23 also rotates odd. Then, the worm shaft input gear 24 has a gear ratio N. 5: 1, so odd number × N. The output gear 19 rotates by (integer + 0.5). Therefore, the rotation position detector 21 cannot detect the detection dog 20 and is turned OFF.
When the turntable 3 rotates an even number of times (for example, two turns), the turntable detector 27 outputs the same origin (0 ° position) signal to the control device 30 every turn. As the rotary table 3 rotates even times, the worm shaft 23 also rotates even times, and the worm shaft input gear 24 is an even number × N. The output gear 19 rotates an integer number of times. Therefore, the rotational position detector 21 detects the detection dog 20 and outputs an ON signal. When the rotary table 3 rotates an even number of times, the second and third rollers 14 and 15 of the bearing 10 rotate 1/2 of the rotary table 3 and thus return to the origin. Therefore, the shake of the second and third rollers 14 and 15 returns to the original state, and the shake of the upper surface 3a of the turntable 3 can be adjusted to the same state.

しかも、この位置は、回転位置検出器21と回転テーブル位置検出器27から制御装置30に同期してON信号が出力することで識別できる。従って、これらのON信号を同期出力させることによって、繰り返して回転テーブル3の停止位置を検出でき、そして基準面7aに交換固定したワークWを順次加工することで、先に基準面7aで加工したワークWと同一の状態であるから同一の加工精度が得られる。   In addition, this position can be identified by outputting an ON signal from the rotational position detector 21 and the rotary table position detector 27 in synchronization with the control device 30. Therefore, by synchronously outputting these ON signals, the stop position of the rotary table 3 can be repeatedly detected, and the workpiece W exchanged and fixed on the reference surface 7a is sequentially processed, so that the workpiece is first processed on the reference surface 7a. Since the workpiece W is in the same state, the same machining accuracy can be obtained.

上述のように、本実施形態による回転テーブル3の振れ制御装置1によれば、摺動抵抗の小さい複合転がり軸受10によってワークWを固定保持する回転テーブル3及びパレット4を回転可能に支持し、転がり軸受10の特性である振れを割出し位置(0°)の原点において元の状態に戻すよう第二及び第三コロ14,15の公転位置(角度)を制御する。これによって、第二及び第三コロ14,15の自転を伴う公転による直径の差分に起因する振れを変化させないで回転テーブル3の上面3aのワークWをイケール7を介して同じ姿勢に保持し、ワークWを順次加工できる。そのため、高精度の加工を行うことができる。   As described above, according to the deflection control device 1 of the rotary table 3 according to the present embodiment, the rotary table 3 and the pallet 4 that hold and hold the workpiece W by the composite rolling bearing 10 having a small sliding resistance are rotatably supported. The revolution positions (angles) of the second and third rollers 14 and 15 are controlled so as to return the deflection, which is a characteristic of the rolling bearing 10, to the original state at the origin of the index position (0 °). Accordingly, the workpiece W on the upper surface 3a of the rotary table 3 is held in the same posture via the scale 7 without changing the deflection caused by the difference in diameter due to the revolution accompanying the rotation of the second and third rollers 14 and 15. Work W can be processed sequentially. Therefore, highly accurate processing can be performed.

なお、イケール7の基準面7aでない他の側面、例えば対向する側面7bに設けたワークWを切削加工する場合(図1参照)、上述の実施形態による回転テーブル3の振れ制御方法と同様に回転位置検出器21と回転テーブル位置検出器27から原点(0°位置)信号が同期して出力された回転テーブル3及びパレット4の回転位置でイケール7の基準面7aを割出して、更に回転テーブル3及びパレット4を180°回転させてワークWを加工すれば、同様に同一の振れが得られて同一の加工精度が得られる。また、イケール7の基準面7aの両側の側面にワークWを固定した場合でも同様にして、同一加工精度でワークWを加工できる。   In addition, when cutting the workpiece W provided on the other side of the scale 7 other than the reference surface 7a, for example, the opposing side surface 7b (see FIG. 1), the rotation is performed in the same manner as the swing control method of the turntable 3 according to the above-described embodiment. The reference surface 7a of the scale 7 is indexed at the rotational position of the rotary table 3 and the pallet 4 output in synchronization with the origin (0 ° position) signal from the position detector 21 and the rotary table position detector 27, and further the rotary table. If the workpiece W is machined by rotating 3 and the pallet 4 by 180 °, the same runout can be obtained and the same machining accuracy can be obtained. Further, even when the workpiece W is fixed to both side surfaces of the reference surface 7a of the scale 7, the workpiece W can be processed with the same processing accuracy in the same manner.

次に上述した実施形態による回転テーブル3の振れ制御装置1の実施例として、回転テーブル3に固定したパレット4の上面4aにおける振れを測定具、例えばダイヤルゲージで測定して検証した。
上述した回転テーブル3の振れ制御装置1における軸受10のアキシャル方向(中心軸O方向)の振れ精度は実測値4μmのものを使用した。図5に示すように、回転テーブル3に固定したパレット4を800mm×800mmの略四角形とし、軸受10の外径寸法φ560mmのものを使用した。パレット4のコーナー部P1と中心軸Oとの距離を500mmとし、回転テーブル3及びパレット4を1回転させる毎に上面4aの隣接する2つのコーナー部P1とP2間をダイヤルゲージを走行させて上面4aのアキシャル方向の振れを測定した。その結果は表2に示すとおりである。
表2において、回転テーブル3を偶数回回転させた状態で、パレット4の上面4aのアキシャル方向の振れは0であり、奇数回転させた状態では7〜8μmの振れが発生した。
Next, as an example of the shake control device 1 for the turntable 3 according to the above-described embodiment, the shake on the upper surface 4a of the pallet 4 fixed to the turntable 3 was measured by a measuring tool such as a dial gauge and verified.
The deflection accuracy in the axial direction (center axis O direction) of the bearing 10 in the deflection control device 1 of the rotary table 3 described above was measured 4 μm. As shown in FIG. 5, the pallet 4 fixed to the turntable 3 was made into a substantially square of 800 mm × 800 mm, and the bearing 10 having an outer diameter of φ560 mm was used. The distance between the corner portion P1 of the pallet 4 and the central axis O is set to 500 mm, and each time the rotary table 3 and the pallet 4 are rotated once, the dial gauge runs between the two adjacent corner portions P1 and P2 of the upper surface 4a. The axial runout of 4a was measured. The results are shown in Table 2.
In Table 2, the axial deflection of the upper surface 4a of the pallet 4 was 0 when the rotary table 3 was rotated an even number of times, and a shake of 7 to 8 μm occurred when the rotary table 3 was rotated an odd number.

Figure 0005294016
Figure 0005294016

上述の実施形態では、軸受10に設けた第二、第三コロ14,15の中心軸Oに対する傾斜角度である接触角度αを90°に設定したが、これに代えて転動体の接触角度を90°未満に設定してもよい。
接触角αが90°未満の場合でも、回転テーブル3の原点位置からの回転角ξに対し、第二、第三コロ14,15の原点位置(0°)から公転による移動角βは下記(1)式で表される。
β={1−(Da・cosα/dpc}/2・ξ ……(1)
但し、Da:転動体の外径
α:転動体の垂線に対する接触角
dpc:転動体ピッチ円径。
この場合には、(1)式により、第二、第三コロ14,15の移動角βを算出すると共に、算出した移動角βを積算することによって得られた回転テーブル3と出力ギヤ19とが駆動モータ18のスタート位置から原点位置となる特定位置(角度)のデータを記憶しておく。そして、これらの特定位置から原点位置を割り出すように制御すればよい。
In the above-described embodiment, the contact angle α that is the inclination angle of the second and third rollers 14 and 15 provided on the bearing 10 with respect to the central axis O is set to 90 °, but instead, the contact angle of the rolling elements is set to 90 °. You may set to less than 90 degrees.
Even when the contact angle α is less than 90 °, the rotation angle β from the origin position (0 °) of the second and third rollers 14 and 15 with respect to the rotation angle ξ from the origin position of the turntable 3 is 1) It is represented by the formula.
β = {1- (Da · cos α / dpc} / 2 · ξ (1)
Where Da: outer diameter of the rolling element α: contact angle with the perpendicular of the rolling element dpc: rolling element pitch circle diameter.
In this case, the rotation table 3 and the output gear 19 obtained by calculating the movement angle β of the second and third rollers 14 and 15 and integrating the calculated movement angle β by the equation (1) Stores data of a specific position (angle) from the start position of the drive motor 18 to the origin position. Then, control may be performed so as to determine the origin position from these specific positions.

1 回転テーブルの振れ制御装置
2 基台
3 回転テーブル
4 パレット
10 軸受
11 外輪部
12 内輪部
13 第一コロ(転動体)
14 第二コロ(転動体)
15 第三コロ(転動体)
18 駆動モータ
19 出力ギヤ
20 検出ドグ
21 回転位置検出器
23 ウオーム軸
24 ウオーム軸入力ギヤ
25 ウオーム軸出力ギヤ
27 回転テーブル位置検出器
30 制御装置
W ワーク
1. Swing control device for rotary table
2 Base 3 Rotary table 4 Pallet 10 Bearing 11 Outer ring part 12 Inner ring part 13 First roller (rolling element)
14 Second roller (rolling element)
15 Third roller (rolling element)
18 drive motor 19 output gear 20 detection dog 21 rotational position detector 23 worm shaft 24 worm shaft input gear 25 worm shaft output gear 27 rotary table position detector 30 controller W work

Claims (7)

基台に対して回転可能に支持されている回転テーブルと、
駆動モータからの駆動力を伝達するウオーム軸と、
前記回転テーブルを一体回転させると共に前記ウオーム軸の出力ギヤに噛合して駆動力を伝達させる円盤ギヤと、
前記基台と回転テーブルとの間に配設され該回転テーブルの回転に従って自転しつつ公転する転動体を備えた軸受と、
前記駆動モータに連結された出力ギヤの1回転毎の原点位置を検出する回転位置検出器と、
前記回転テーブルの1回転毎の原点位置を検出する回転テーブル位置検出器とを備えていて、
前記回転テーブル位置検出器で検出する前記回転テーブルの原点位置と前記回転位置検出器で検出する前記出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、前記軸受の転動体の公転位置が原点に復帰するようにしたことを特徴とする回転テーブルの振れ制御装置。
A turntable supported rotatably with respect to the base;
A worm shaft for transmitting driving force from the driving motor;
A disk gear that rotates the rotary table integrally and meshes with an output gear of the worm shaft to transmit a driving force;
A bearing provided with a rolling element disposed between the base and the rotary table and revolving while rotating according to the rotation of the rotary table;
A rotational position detector for detecting an origin position for each rotation of an output gear coupled to the drive motor;
A rotary table position detector for detecting an origin position for each rotation of the rotary table;
The revolution position of the rolling element of the bearing is a position where the origin position of the rotation table detected by the rotation table position detector and the origin position of the output gear detected by the rotation position detector are detected in synchronization. A swing control device for a rotary table, characterized in that it returns to the origin.
前記駆動モータの出力ギヤと該出力ギヤに噛合する前記ウオーム軸に設けたウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が1:N.5(但し、Nは正の整数)であると共に、前記ウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤと該ウオーム軸出力ギヤに噛合する前記円盤ギヤとのギヤ比が1:Na(但し、Naは奇数)である請求項1に記載された回転テーブルの振れ制御装置。   The gear ratio between the output gear of the drive motor and the worm shaft input gear provided on the worm shaft meshing with the output gear is 1: N. 5 (where N is a positive integer), and the gear ratio between the worm shaft output gear provided on the worm shaft and the disk gear meshing with the worm shaft output gear is 1: Na (where Na is an odd number) 2. The swing control device for a rotary table according to claim 1. 前記軸受は、前記転動体が、固定保持された外輪部と前記回転テーブルに一体回転させる内輪部とで挟持されて構成され、前記転動体は内輪部に連動して自転しつつ公転するようにした請求項1または2に記載された回転テーブルの振れ制御装置。   The bearing is configured such that the rolling element is sandwiched between an outer ring portion that is fixedly held and an inner ring portion that rotates integrally with the rotary table, and the rolling element revolves while rotating in conjunction with the inner ring portion. The shake control device for a rotary table according to claim 1 or 2. 前記軸受に設けた転動体の、前記回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが90°に設定され、
前記回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、前記転動体の原点位置から公転した移動角β=ξ/2となるようにした請求項1乃至3のいずれかに記載された回転テーブルの振れ制御装置。
The contact angle α, which is the angle of the rolling element provided in the bearing with respect to the central axis of the rotary table, is set to 90 °,
The rotary table according to any one of claims 1 to 3, wherein when the rotation angle from the origin position of the rotary table is ξ, the movement angle β revolved from the origin position of the rolling element is equal to ξ / 2. Run-out control device.
前記回転テーブルはワークを加工する工作機械に設けられていて、前記回転テーブルに固定された保持具の基準面にワークが固定されており、前記軸受の転動体が原点に復帰した位置で、前記基準面に固定されたワークを加工するようにした請求項1乃至4のいずれかに記載された回転テーブルの振れ制御装置を備えた工作機械。   The rotary table is provided in a machine tool for processing a workpiece, the workpiece is fixed to a reference surface of a holder fixed to the rotary table, and the rolling element of the bearing returns to the origin, A machine tool comprising the turntable deflection control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a workpiece fixed to a reference surface is machined. 駆動モータからの駆動力をウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤを介して円盤ギヤに伝達させ、該円盤ギヤと一体に回転する回転テーブルを基台に対して軸受を介して回転可能に支持しており、前記回転テーブルの回転に従って前記軸受の転動体を自転させつつ公転させるようにした回転テーブルの振れ制御方法であって、
前記駆動モータの出力ギヤとこれに噛合する前記ウオーム軸のウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が1:N.5(但し、Nは正の整数)に設定されていると共に、前記ウオーム軸出力ギヤとこれに噛合する前記円盤ギヤとのギヤ比が1:Na(但し、Naは奇数)に設定されており、
前記駆動モータの出力ギヤ1回転毎の原点位置を検出するタイミングと、前記回転テーブルの1回転毎の原点位置を検出するタイミングとが同期して検出された位置で、前記転動体が前記回転テーブルと共に原点位置に復帰するようにしたことを特徴とする回転テーブルの振れ制御方法。
The driving force from the drive motor is transmitted to the disk gear via the worm shaft output gear provided on the worm shaft, and the rotary table that rotates integrally with the disk gear is supported rotatably on the base via the bearing. And a swing control method for the rotary table that revolves while rotating the rolling elements of the bearing according to the rotation of the rotary table,
The gear ratio between the output gear of the drive motor and the worm shaft input gear of the worm shaft meshing therewith is 1: N. 5 (where N is a positive integer), and the gear ratio between the worm shaft output gear and the disk gear meshing therewith is set to 1: Na (where Na is an odd number) ,
At the position where the timing for detecting the origin position for each rotation of the output gear of the drive motor and the timing for detecting the origin position for each rotation of the rotary table are detected synchronously, the rolling element is the rotary table. And a swing control method for the rotary table, wherein the return to the home position is performed.
前記回転テーブルの中心軸に対する前記転動体の角度である接触角度αが90°に設定されている請求項6に記載された回転テーブルの振れ制御方法。   7. The method of controlling a shake of the rotary table according to claim 6, wherein a contact angle α, which is an angle of the rolling element with respect to a central axis of the rotary table, is set to 90 °.
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