JP6902691B2 - Work machine with position correction function. - Google Patents
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Description
本発明は、スピンドルと一体的に回転可能なツールホルダに、道具取り付け部が径方向に位置補正可能に取り付けられる位置補正機能付き作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine with a position correction function in which a tool attachment portion is attached to a tool holder that can rotate integrally with a spindle so that the tool attachment portion can be corrected in the radial direction.
一般的に、ツールホルダに取り付けられた道具、例えば、加工工具を介してワークに加工処理を施す種々の工作機が使用されている。工作機は、通常、前記工作機の動作に連動して作業する機能及び機構を備えた作業機械に組み込まれている。 Generally, a tool attached to a tool holder, for example, various machine tools for processing a work through a processing tool are used. The machine tool is usually incorporated in a work machine having a function and a mechanism for working in conjunction with the operation of the machine tool.
例えば、エンジンブロックを構成するシリンダのボーリング加工は、内筒径寸法をミクロンオーダで高精度に加工する必要がある。ところが、自動車のエンジンでは、量産工程で同一の刃先により加工を行うと、CBN工具等の硬質工具であっても、前記刃先に摩耗が発生する。従って、工具の刃先は、摩耗により加工径が小さくなるため、一定の穴径を維持するように、補正機能を有する補正ツールホルダが採用されている。 For example, in the boring process of the cylinders constituting the engine block, it is necessary to process the inner cylinder diameter dimension with high accuracy on the order of microns. However, in an automobile engine, if the same cutting edge is used in the mass production process, the cutting edge is worn even with a hard tool such as a CBN tool. Therefore, since the machining diameter of the cutting edge of the tool becomes smaller due to wear, a correction tool holder having a correction function is adopted so as to maintain a constant hole diameter.
そこで、特許文献1に開示されているファインボーリング装置が知られている。このファインボーリング装置は、工作機械の主軸に相対回転不能に取り付けられるホルダと、前記ホルダの中心線上に相対回転可能に配設され、且つ、その中心線に対して偏心した偏心嵌合部を有する偏心部材と、基端部が前記偏心嵌合部に相対回転可能に嵌合されるとともに、先端部にボーリング用刃具が取り付けられて、前記ホルダに対して相対回転不能に配設される刃具保持部材とを備えている。そして、偏心部材がホルダに対して相対回転させられることにより、前記ホルダの中心線に対する刃具の刃先位置が補正されている。 Therefore, the fine boring device disclosed in Patent Document 1 is known. This fine boring device has a holder that is non-rotatably attached to the spindle of the machine tool, and an eccentric fitting portion that is rotatably arranged on the center line of the holder and is eccentric to the center line. The eccentric member and the base end portion are fitted to the eccentric fitting portion so as to be relatively rotatable, and the boring cutting tool is attached to the tip portion so that the cutting tool holder is arranged so as not to rotate relative to the holder. It is equipped with a member. Then, the eccentric member is rotated relative to the holder, so that the position of the cutting edge of the cutting tool with respect to the center line of the holder is corrected.
さらに、ファインボーリング装置は、ホルダに往復移動可能に配設される一対の移動部材と、主軸の近傍に位置する非回転部材とを設けている。一対の移動部材は、ホルダを常に一定の回転位相において停止する主軸に予め定められた相対位相で固定可能なものとするとともに、偏心部材にラチェットホイールを設ける一方、各ラチェットホイールと一方向において噛み合うことによりラチェットホイールを正逆両方向に回転させ且つ常には付勢手段によって他方向に付勢されている。非回転部材には、ホルダに対する相対移動によって各移動部材に当接させられ、前記移動部材を一方向に移動させる当接部材が設けられている。 Further, the fine boring device is provided with a pair of moving members arranged so as to be reciprocally movable in the holder, and a non-rotating member located in the vicinity of the main shaft. The pair of moving members can fix the holder to the spindle that always stops in a constant rotational phase in a predetermined relative phase, and provide a ratchet wheel to the eccentric member while engaging with each ratchet wheel in one direction. As a result, the ratchet wheel is rotated in both forward and reverse directions and is always urged in the other direction by the urging means. The non-rotating member is provided with a contact member that is brought into contact with each moving member by relative movement with respect to the holder and moves the moving member in one direction.
上記の特許文献1では、刃具の刃先位置の補正動作を行うために、偏心リング構造(偏心部材)が用いられている。従って、駆動ロッド(当接部材)によりスライダ(移動部材)を駆動(プッシュ)させる際、刃具の刃先位置の補正動作量は、サインカーブとなる。これにより、補正指示と補正動作とは、正比例の関係とはならず、制御が相当に煩雑化するという問題がある。 In the above-mentioned Patent Document 1, an eccentric ring structure (eccentric member) is used in order to correct the position of the cutting edge of the cutting tool. Therefore, when the slider (moving member) is driven (pushed) by the drive rod (contact member), the correction operation amount of the cutting edge position of the cutting tool becomes a sine curve. As a result, the correction instruction and the correction operation do not have a direct proportional relationship, and there is a problem that the control becomes considerably complicated.
例えば、偏心量を0.1mmとした場合、動作範囲の中心付近での1°制御時は、0.1mm×(sin1°−sin0°)=1.7μmの動作量が得られる。一方、サインカーブの60°の位相位置では、0.1mm×(sin61°−sin60°)=0.9μmの動作量となり、中心付近の略半分の動作量となってしまう。このため、プッシュ動作でコントロールする量と補正量の関係が複雑なものとなっている。 For example, when the amount of eccentricity is 0.1 mm, an operating amount of 0.1 mm × (sin1 ° −sin0 °) = 1.7 μm can be obtained when 1 ° is controlled near the center of the operating range. On the other hand, at the phase position of 60 ° of the sine curve, the operating amount is 0.1 mm × (sin61 ° −sin60 °) = 0.9 μm, which is about half the operating amount near the center. Therefore, the relationship between the amount controlled by the push operation and the correction amount is complicated.
さらに、上記の特許文献1では、NCによりスライダを押圧することで、ラチェット爪がラチェットホイールを回転させ、前記ラチェットホイールと一体の偏心リングが回転するように構成されている。しかしながら、ファインボーリング装置が使用される環境は、切粉やクーラントが飛散する劣悪な状況下である場合が多い。従って、プッシュ動作を回転に変換するラチェット爪は、係合部に僅かな摩耗やゴミあるいは傷が存在するだけで、前記ラチェット爪とラチェットホイールの歯との係合不良が発生し、所望の動作機能が失われるおそれがある。 Further, in Patent Document 1 described above, the ratchet claw rotates the ratchet wheel by pressing the slider with NC, and the eccentric ring integrated with the ratchet wheel rotates. However, the environment in which the fine boring device is used is often in a poor condition where chips and coolant are scattered. Therefore, the ratchet claw that converts the push operation into rotation causes a poor engagement between the ratchet claw and the ratchet wheel teeth even if there is slight wear, dust, or scratches on the engaging portion, and the desired operation occurs. Function may be lost.
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、ツールホルダに取り付けられる道具を、高精度且つ容易に位置補正することが可能な位置補正機能付き作業機械を提供することを目的とする。 The present invention solves this kind of problem, and provides a work machine with a position correction function capable of correcting the position of a tool attached to a tool holder with high accuracy and easily in a simple and compact configuration. The purpose is to do.
本発明に係る位置補正機能付き作業機械は、スピンドルと一体的に回転可能なツールホルダと、前記ツールホルダの前記スピンドルとは反対の先端部に、該ツールホルダの回転軸方向に交差する径方向に移動可能に装着されるとともに、道具が取り付けられる道具取り付け部と、前記ツールホルダに内蔵され、前記道具取り付け部を前記径方向に位置補正する調整装置と、を備えている。調整装置は、作動部材、回転軸部材、第1ピニオン部材、第2ピニオン部材、第1ラック部材及び第2ラック部材を備えている。 The work machine with a position correction function according to the present invention has a tool holder that can rotate integrally with a spindle, and a tip portion of the tool holder opposite to the spindle in a radial direction that intersects the rotation axis direction of the tool holder. It is provided with a tool mounting portion to which the tool is mounted so as to be movable, and an adjusting device built in the tool holder to correct the position of the tool mounting portion in the radial direction. The adjusting device includes an operating member, a rotating shaft member, a first pinion member, a second pinion member, a first rack member, and a second rack member.
作動部材は、回転軸方向に向かって径方向に傾斜し、道具取り付け部の係合部に当接する傾斜面を有している。回転軸部材は、回転軸方向に延在し、一方の端部が作動部材に螺合して回転することにより、前記作動部材を前記回転軸方向に進退させている。第1ピニオン部材は、回転軸部材の他方の端部外周に設けられ、第1ワンウエイクラッチを介して第1回転方向にのみ前記回転軸部材と一体に回転している。第2ピニオン部材は、回転軸部材の他方の端部外周に設けられ、第2ワンウエイクラッチを介して第1回転方向とは反対の第2回転方向にのみ前記回転軸部材と一体に回転している。第1ラック部材は、回転軸方向に交差して進退自在に配設され、外部荷重が付与されている際に第1ピニオン部材に噛合して前記第1ピニオン部材を回転軸部材と一体に第1回転方向に回転させている一方、 前記外部荷重が付与されていない際に前記第1ピニオン部材との噛合が解除されている。第2ラック部材は、回転軸方向に交差して進退自在に配設され、外部荷重が付与されている際に第2ピニオン部材に噛合して前記第2ピニオン部材を回転軸部材と一体に第2回転方向に回転させている一方、前記外部荷重が付与されていない際に前記第2ピニオン部材との噛合が解除されている。The operating member has an inclined surface that is inclined in the radial direction toward the rotation axis direction and abuts on the engaging portion of the tool mounting portion. The rotating shaft member extends in the direction of the rotating shaft, and one end of the rotating shaft member is screwed into the operating member to rotate, so that the operating member is moved forward and backward in the direction of the rotating shaft. The first pinion member is provided on the outer periphery of the other end of the rotary shaft member, and rotates integrally with the rotary shaft member only in the first rotation direction via the first one-way clutch. The second pinion member is provided on the outer periphery of the other end of the rotary shaft member, and rotates integrally with the rotary shaft member only in the second rotation direction opposite to the first rotation direction via the second one-way clutch. There is. The first rack member is arranged so as to be able to advance and retreat so as to intersect in the direction of the rotation axis, and when an external load is applied , the first rack member meshes with the first pinion member to integrally form the first pinion member with the rotation shaft member. while being rotated in one rotational direction, meshing with the first pinion member when said external load is not applied it is released. The second rack member is arranged so as to be able to advance and retreat so as to intersect in the direction of the rotation axis, and when an external load is applied , the second rack member meshes with the second pinion member to integrally form the second pinion member with the rotation shaft member. While rotating in two rotation directions, the engagement with the second pinion member is released when the external load is not applied .
また、ツールホルダには、第1ラック部材が摺動自在に配置される第1開口部と、第2ラック部材が摺動自在に配置される第2開口部とが、回転軸部材を挟んで互いに平行に形成されるとともに、前記第1開口部の一端及び前記第2開口部の一端は、外部に開放されていることが好ましい。 Further, in the tool holder, a first opening in which the first rack member is slidably arranged and a second opening in which the second rack member is slidably arranged sandwich the rotary shaft member. It is preferable that one end of the first opening and one end of the second opening are open to the outside while being formed parallel to each other.
さらに、第1開口部の他端には、第1ラック部材を該第1開口部の一端側に押圧する第1弾性部材が配置されている一方、第2開口部の他端には、第2ラック部材を該第2開口部の一端側に押圧する第2弾性部材が配置されていることが好ましい。 Further, a first elastic member that presses the first rack member toward one end side of the first opening is arranged at the other end of the first opening, while a first elastic member is arranged at the other end of the second opening. It is preferable that a second elastic member that presses the two rack members on one end side of the second opening is arranged.
さらにまた、位置補正機能付き作業機械は、第1ラック部材及び第2ラック部材を外部から操作する操作機構を備え、前記操作機構は、第1開口部の一端側及び第2開口部の一端側に挿入され、前記第1ラック部材及び前記第2第1ラック部材を押圧する押圧部材を備えていることが好ましい。 Furthermore, the work machine with a position correction function includes an operation mechanism for operating the first rack member and the second rack member from the outside, and the operation mechanism is on one end side of the first opening and one end side of the second opening. It is preferable that the first rack member and the pressing member for pressing the second rack member are provided.
また、第1ラック部材の外周部には、該第1ラック部材の進退方向に延在する第1キー溝が形成される一方、第2ラック部材の外周部には、該第2ラック部材の進退方向に延在する第2キー溝が形成されていることが好ましい。その際、ツールホルダには、第1キー溝に挿入されて第1ラック部材の回転及び飛び出しを規制する第1キー部材と、第2キー溝に挿入されて第2ラック部材の回転及び飛び出しを規制する第2キー部材と、が設けられていることが好ましい。 Further, a first key groove extending in the advancing / retreating direction of the first rack member is formed on the outer peripheral portion of the first rack member, while the outer peripheral portion of the second rack member is formed by the second rack member. It is preferable that a second key groove extending in the advancing / retreating direction is formed. At that time, the tool holder is inserted into the first key groove to regulate the rotation and pop-out of the first rack member, and the tool holder is inserted into the second key groove to rotate and pop out the second rack member. It is preferable that a second key member for regulation is provided.
さらに、ツールホルダには、第1ラック部材と第1ピニオン部材との噛合が解除された位置で、該第1ピニオン部材の回転を規制する第1周り止め部材と、第2ラック部材と第2ピニオン部材との噛合が解除された位置で、該第2ピニオン部材の回転を規制する第2周り止め部材と、が設けられていることが好ましい。 Further, the tool holder includes a first rotation stopper member that regulates the rotation of the first pinion member at a position where the first rack member and the first pinion member are disengaged, a second rack member, and a second pinion member. It is preferable that a second rotation stop member that regulates the rotation of the second pinion member is provided at a position where the meshing with the pinion member is released.
さらにまた、ツールホルダには、道具取り付け部の係合部を、作動部材の傾斜面に押圧させる弾性部材が配置されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the tool holder is provided with an elastic member that presses the engaging portion of the tool mounting portion against the inclined surface of the operating member.
また、ツールホルダの先端部と道具取り付け部の前記ツールホルダ側の端部には、一対のアリ溝及び該アリ溝に嵌合する一対の突起部が、該道具取り付け部の移動方向に延在して形成されていることが好ましい。 Further, at the tip of the tool holder and the end of the tool mounting portion on the tool holder side, a pair of dovetail grooves and a pair of protrusions fitted to the dovetail grooves extend in the moving direction of the tool mounting portion. It is preferable that it is formed.
さらに、一方のアリ溝が設けられた摺動部は、前記一方のアリ溝に沿って延在するスリットが形成されることにより、弾性変形部を構成していることが好ましい。 Further, it is preferable that the sliding portion provided with one dovetail groove constitutes an elastically deformed portion by forming a slit extending along the one dovetail groove.
さらにまた、ツールホルダには、弾性変形部を一方の突起部に押圧させるねじ部材が設けられていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the tool holder is provided with a screw member that presses the elastically deformed portion against one of the protrusions.
本発明に係る位置補正機能付き作業機械では、第1ラック部材が押圧されると、前記第1ラック部材に噛合する第1ピニオン部材は、第1ワンウエイクラッチを介して第1回転方向に回転軸部材と一体に回転する。回転軸部材が第1回転方向に回転すると、前記回転軸部材の一方の端部が螺合する作動部材は、一方向に移動する。その際、作動部材の傾斜面に当接する道具取り付け部は、前記傾斜面の傾斜に沿って、ツールホルダの径方向一方に移動する。 In the work machine with a position correction function according to the present invention, when the first rack member is pressed, the first pinion member that meshes with the first rack member has a rotation shaft in the first rotation direction via the first one-way clutch. It rotates integrally with the member. When the rotating shaft member rotates in the first rotation direction, the operating member to which one end of the rotating shaft member is screwed moves in one direction. At that time, the tool mounting portion that comes into contact with the inclined surface of the operating member moves in one of the radial directions of the tool holder along the inclination of the inclined surface.
また、第2ラック部材が押圧されると、前記第2ラック部材に噛合する第2ピニオン部材は、第2ワンウエイクラッチを介して第2回転方向に回転軸部材と一体に回転する。回転軸部材が第2回転方向に回転すると、前記回転軸部材の一方の端部が螺合する作動部材は、他方向に移動する。その際、作動部材の傾斜面に当接する道具取り付け部は、前記傾斜面の傾斜に沿ってツールホルダの径方向他方に移動する。 Further, when the second rack member is pressed, the second pinion member that meshes with the second rack member rotates integrally with the rotation shaft member in the second rotation direction via the second one-way clutch. When the rotating shaft member rotates in the second rotation direction, the operating member to which one end of the rotating shaft member is screwed moves in the other direction. At that time, the tool mounting portion that comes into contact with the inclined surface of the operating member moves to the other side in the radial direction of the tool holder along the inclination of the inclined surface.
このように、第1ラック部材又は第2ラック部材が押圧された回数や該第1ラック部材又は該第2ラック部材の押し込み量と、道具取り付け部に取り付けられた道具の径方向への移動量(補正量)とは、比例関係にある。このため、特にNCプログラムによる制御が一挙に簡素化するという効果が得られる。しかも、第1ラック部材と第2ラック部材とは、互いの動作に影響されることがなく、回転軸部材を第1回転方向及び第2回転方向に独立して回転させることができる。従って、道具取り付け部の径方向の調整作業が容易且つ確実に遂行可能になる。 In this way, the number of times the first rack member or the second rack member is pressed, the amount of pushing the first rack member or the second rack member, and the amount of movement of the tool attached to the tool mounting portion in the radial direction. There is a proportional relationship with (correction amount). Therefore, in particular, the effect of simplifying the control by the NC program at once can be obtained. Moreover, the first rack member and the second rack member are not affected by each other's movements, and the rotation shaft member can be rotated independently in the first rotation direction and the second rotation direction. Therefore, the radial adjustment work of the tool mounting portion can be easily and surely performed.
さらに、道具取り付け部の径方向の位置補正する調整装置は、ラック・ピニオン構造を採用している。これにより、調整装置として、例えば、ラチェット爪構造を使用する場合に比べ、所望の動作機能を確実且つ安定的に維持することができ、位置補正処理が効率的に遂行可能になる。このため、ツールホルダに取り付けられる道具を、前記ツールホルダの径方向にミクロンオーダで高精度且つ容易に位置補正することできる。 Further, the adjusting device for correcting the radial position of the tool mounting portion adopts a rack and pinion structure. As a result, as compared with the case where, for example, a ratchet claw structure is used as the adjusting device, the desired operating function can be maintained reliably and stably, and the position correction process can be efficiently performed. Therefore, the tool attached to the tool holder can be easily and accurately corrected in the radial direction of the tool holder on the order of microns.
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る位置補正機能付き作業機械を構成する工作機10は、本体部12を備え、この本体部12には、主軸ハウジング14がX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に摺動可能に装着される。図2に示すように、主軸ハウジング14には、スピンドル(主軸)16がベアリング18を介して回転可能に設けられ、前記スピンドル16には、ツールホルダ20が着脱自在に取り付けられる。本願の作業機械は、工作機10のスピンドル16に装着されたツールホルダ20が、前記工作機10の動作に連動して作業する機能及び機構を備える。 As shown in FIG. 1, the
ツールホルダ20は、スピンドル16に連結されるシャンク部22を有し、前記シャンク部22には、本体ハウジング24が一体に設けられる。本体ハウジング24のシャンク部22側(スピンドル16側)とは反対の先端部には、ツールホルダ20の回転軸方向(矢印L方向)に交差する径方向(矢印R方向)に移動可能に道具取り付け部26が装着される。道具取り付け部26の先端には、道具、例えば、ボーリングバー28が取り付けられる。 The
図3に示すように、本体ハウジング24の先端面24e(ツールホルダ20の先端部)には、一対のアリ溝30a、30bが形成される。道具取り付け部26の本体ハウジング24側の端部26aには、アリ溝30a、30bに嵌合する一対の突起部32a、32bが形成される。アリ溝30a、30b及び突起部32a、32bは、道具取り付け部26の移動方向(図4中、矢印R方向)に延在して形成される。図3及び図4に示すように、一方のアリ溝30aが設けられた摺動部は、前記一方のアリ溝30aに沿って延在するスリット34が形成されることにより、弾性変形部36を構成する。 As shown in FIG. 3, a pair of
図2に示すように、道具取り付け部26の端部26aには、本体ハウジング24の先端面24eから内方に突出して係合部38が膨出形成される。係合部38は、本体ハウジング24の回転軸線に平行しており、前記回転軸線に向かって半球状に突出するコンタクト部38aを有する。本体ハウジング24には、道具取り付け部26の係合部38を、後述する作動部材44の傾斜面44aに押圧させる与圧スプリング(弾性部材)40が配置される。 As shown in FIG. 2, the engaging
ツールホルダ20には、道具取り付け部26を径方向(矢印R方向)に位置補正する調整装置42が内蔵される。図2及び図5に示すように、調整装置42は、作動部材44、回転軸部材46、第1ピニオン部材48A、第2ピニオン部材48B、第1ラック部材50A及び第2ラック部材50Bを備える。図2及び図4に示すように、作動部材44は、略ブロック形状を有し、本体ハウジング24の内壁面52に沿って矢印L方向に摺動自在に配置される。作動部材44は、回転軸方向前方(矢印Lf方向)に向かって径方向内方に傾斜し、道具取り付け部26のコンタクト部38aに当接する傾斜面44aを有する。作動部材44には、ねじ孔54が貫通形成される。 The
回転軸部材46は、回転軸線に沿って延在し、一方の端部には、作動部材44のねじ孔54に螺合するねじ部56が設けられる。図2及び図5に示すように、第1ピニオン部材48Aは、回転軸部材46の他方の端部外周に設けられ、第1ワンウエイクラッチ58Aを介して第1回転方向(図5中、矢印A方向)にのみ前記回転軸部材46と一体に回転する。第1回転方向は、回転軸部材46に螺合する作動部材44を、例えば、図2中、矢印Lb方向(スピンドル16側)に移動させる回転方向である。 The
第2ピニオン部材48Bは、回転軸部材46の他方の端部外周に、第1ピニオン部材48Aと並列して設けられ、第2ワンウエイクラッチ58Bを介して第1回転方向とは反対の第2回転方向(図5中、矢印B方向)にのみ前記回転軸部材46と一体に回転する。第2回転方向は、回転軸部材46に螺合する作動部材44を、例えば、図2中、矢印Lf方向(ボーリングバー28側)に移動させる回転方向である。 The
図5に示すように、本体ハウジング24には、第1ラック部材50Aが摺動自在に配置される第1摺動孔部(第1開口部)60aと、第2ラック部材50Bが摺動自在に配置される第2摺動孔部(第2開口部)60bとが、回転軸部材46を挟んで互いに平行に形成される。第1摺動孔部60aには、第1ラック部材50Aが回転軸方向に交差する方向(矢印R方向)に摺動自在に配置される一方、第2摺動孔部60bには、第2ラック部材50Bが矢印R方向に摺動自在に配置される。第1摺動孔部60aの一端及び第2摺動孔部60bの一端は、外部に開放される。 As shown in FIG. 5, in the
第1ラック部材50Aは、一端にガスケット62aを介して第1摺動孔部60aの内周面に摺接する摺動部64aを設けるとともに、第1ピニオン部材48Aに噛合する第1ラックギア66aを設ける(図5及び図6参照)。第1ラック部材50Aには、第1ラックギア66aとは反対側の側部に、前記第1ラック部材50Aの進退方向に延在する第1キー溝68aが形成される。本体ハウジング24には、第1キー溝68aに挿入されて第1ラック部材50Aの回転及び飛び出しを規制する第1キー部材70aが設けられる。 The
第1摺動孔部60aの他端(底部)には、第1ラック部材50Aを前記第1摺動孔部60aの一端側(開放側)に押圧する第1スプリング(第1弾性部材)72aが配置される。第1ラック部材50Aは、外部荷重が付与されない状態では、第1スプリング72aの押圧作用下に、第1キー部材70aが第1キー溝68aの端部に係合するとともに、第1ラックギア66aと第1ピニオン部材48Aとの噛合関係が解除される(図5参照)。 At the other end (bottom portion) of the first sliding
第2ラック部材50Bは、一端にガスケット62bを介して第2摺動孔部60bの内周面に摺接する摺動部64bを設けるとともに、第2ピニオン部材48Bに噛合する第2ラックギア66b設ける(図5及び図6参照)。第2ラック部材50Bには、第2ラックギア66bとは反対側の側部に、前記第2ラック部材50Bの進退方向に延在する第2キー溝68bが形成される。本体ハウジング24には、第2キー溝68bに挿入されて第2ラック部材50Bの回転及び飛び出しを規制する第2キー部材70bが設けられる。 The
第2摺動孔部60bの他端(底部)には、第2ラック部材50Bを前記第2摺動孔部60bの一端側(開放側)に押圧する第2スプリング(第2弾性部材)72bが配置される。第2ラック部材50Bは、外部荷重が付与されない状態では、第2スプリング72bの押圧作用下に、第2キー部材70bが第2キー溝68bの端部に係合するとともに、第2ラックギア66bと第2ピニオン部材48Bとの噛合関係が解除される(図5参照)。 A second spring (second elastic member) 72b that presses the
図2に示すように、本体ハウジング24には、第1ラックギア66aと第1ピニオン部材48Aとの噛合が解除された位置で、該第1ピニオン部材48Aの回転を規制する第1周り止め部材、例えば、第1ボールプランジャ74aが設けられる。本体ハウジング24には、第2ラックギア66bと第2ピニオン部材48Bとの噛合が解除された位置で、該第2ピニオン部材48Bの回転を規制する第2周り止め部材、例えば、第2ボールプランジャ74bが設けられる。 As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、工作機10は、第1ラック部材50A及び第2ラック部材50Bを外部から操作する操作機構76を備える。操作機構76は、第1摺動孔部60aの一端側及び第2摺動孔部60bの一端側に選択的に挿入され、第1ラック部材50A及び第2ラック部材50Bを選択的に押圧する押圧部材78を備える。 As shown in FIG. 1, the
このように構成される第1の実施形態に係る工作機10の動作について、以下に説明する。 The operation of the
ボーリングバー28の刃先が磨耗した際には、調整装置42を介して前記ボーリングバー28を径方向に位置調整(補正)する。例えば、工作機10は、プログラム制御(NC制御)に沿って自動的に操作される。そして、工作機10の本体ハウジング24は、オリエンテーション機能により特定位相で操作機構76に連結される。具体的には、図7に示すように、本体ハウジング24の第2摺動孔部60bが、押圧部材78と同軸(同一位相)上に配置される。次いで、NC制御により、ツールホルダ20がラジアル方向に移送され、第2摺動孔部60bに押圧部材78が挿入される。なお、上記の動作は、NC制御に替えて、手動操作により行うこともできる。 When the cutting edge of the
図8に示すように、押圧部材78は、第2摺動孔部60b内に向かって(矢印C方向)、相対的に進入しながら、第2ラック部材50Bを矢印C方向に押圧する。第2ラック部材50Bは、第2スプリング72bの弾発力に抗して第2摺動孔部60bの底部側に移動する。このため、第2ラック部材50Bの第2ラックギア66bは、第2ピニオン部材48Bに噛合して前記第2ピニオン部材48Bを矢印B方向に所定の角度位置まで回転させる。 As shown in FIG. 8, the pressing
第2ピニオン部材48Bには、第2ワンウエイクラッチ58Bが設けられており、前記第2ワンウエイクラッチ58Bは、回転軸部材46と一体に第2回転方向である矢印B方向に所定の角度位置まで回転する。図2に示すように、回転軸部材46の先端に設けられたねじ部56は、作動部材44のねじ孔54に螺合しており、前記ねじ部56が所定の角度だけ矢印B方向に回転すると、前記作動部材44は、矢印Lf方向に所定の距離だけ移動する。従って、作動部材44の傾斜面44aに当接するコンタクト部38aを設けた道具取り付け部26は、ツールホルダ20の径方向外方に所定の距離だけ移動する(プラス補正)。これにより、道具取り付け部26に設けられたボーリングバー28は、半径方向外方に移動して加工径が拡大される。 The
次いで、NC制御(又は手動操作)によって、押圧部材78が第2摺動孔部60bから相対的に離脱されると(図8中、矢印D方向)、第2ラック部材50Bは、第2スプリング72bの弾性力を介して前記第2摺動孔部60bの開放端部側に移動する。このため、第2ラック部材50Bに噛合する第2ピニオン部材48Bは、矢印A方向に回転する一方、回転軸部材46は、第2ワンウエイクラッチ58Bを介して回転することがない。従って、作動部材44は、移動することがなく、ボーリングバー28の位置も変動することがない。そして、上記と同様に、第2ラック部材50Bの押圧操作を所定の回数だけ繰り返すことにより、ボーリングバー28は、半径方向外方に所定量だけ移動して所望の加工径に調整される。 Then, when the pressing
一方、押圧部材78は、NC制御(又は手動操作)により、第1摺動孔部60a内に向かって相対的に進入しながら、第1ラック部材50Aを、図8中、矢印C方向に押圧する。第1ラック部材50Aは、第1スプリング72aの弾発力に抗して第1摺動孔部60aの底部側に移動する。このため、第1ラック部材50Aの第1ラックギア66aは、第1ピニオン部材48Aに噛合して前記第1ピニオン部材48Aを矢印A方向に所定の角度位置まで回転させる。 On the other hand, the pressing
第1ピニオン部材48Aには、第1ワンウエイクラッチ58Aが設けられており、前記第1ワンウエイクラッチ58Aは、回転軸部材46と一体に第1回転方向である矢印A方向に所定の角度位置まで回転する。図2に示すように、回転軸部材46のねじ部56が所定の角度だけ矢印A方向に回転すると、前記作動部材44は、矢印Lb方向に所定の距離だけ移動する。従って、作動部材44の傾斜面44aに当接するコンタクト部38aを設けた道具取り付け部26は、ツールホルダ20の径方向内方に所定の距離だけ移動する(マイナス補正)。これにより、道具取り付け部26に設けられたボーリングバー28は、半径方向内方に移動して加工径が縮小される。 The
ボーリング加工では、摩耗による小径化分に対応して刃先位置を拡径方向に調整させる、所謂、プラス補正の制御が行われる。そして、数μm毎のプラス補正が繰り返し行われた後、刃先の摩耗限界に至った際には、補正状態を0に戻して、すなわち、マイナス補正(縮径方向)の制御が行われて、新たな刃先が装着される。 In the boring process, so-called positive correction control is performed in which the position of the cutting edge is adjusted in the diameter expansion direction in response to the reduction in diameter due to wear. Then, after the positive correction is repeatedly performed every several μm, when the wear limit of the cutting edge is reached, the correction state is returned to 0, that is, the negative correction (diameter reduction direction) is controlled. A new cutting edge is installed.
この場合、第1の実施形態では、第2ラック部材50Bが押圧されると、前記第2ラック部材50Bに噛合する第2ピニオン部材48Bは、第2ワンウエイクラッチ58Bを介して矢印B方向(第2回転方向)に回転軸部材46と一体に回転する。回転軸部材46が矢印B方向に回転すると、前記回転軸部材46の一方の端部(ねじ部56)が螺合する作動部材44は、矢印Lf方向に移動する。その際、作動部材44の傾斜面44aに当接する道具取り付け部26は、前記傾斜面44aの傾斜に沿ってツールホルダ20の径方向外方に移動する。 In this case, in the first embodiment, when the
一方、第1ラック部材50Aが押圧されると、前記第1ラック部材50Aに噛合する第1ピニオン部材48Aは、第1ワンウエイクラッチ58Aを介して矢印A方向(第1回転方向)に回転軸部材46と一体に回転する。回転軸部材46が矢印A方向に回転すると、前記回転軸部材46の一方の端部が螺合する作動部材44は、矢印Lb方向に移動する。その際、作動部材44の傾斜面44aに当接する道具取り付け部26は、前記傾斜面44aの傾斜に沿って、ツールホルダ20の径方向内方に移動する。 On the other hand, when the
このように、第1ラック部材50A又は第2ラック部材50Bが押圧された回数や該第1ラック部材50A又は第2ラック部材50Bの押し込み量と、道具取り付け部26に取り付けられたボーリングバー28の径方向への移動量(補正量)とは、比例関係にある。このため、特にNCプログラムによる制御が一挙に簡素化するという効果が得られる。しかも、第1ラック部材50Aと第2ラック部材50Bとは、第1ワンウエイクラッチ58Aと第2ワンウエイクラッチ58Bとにより互いの動作に影響されることがなく、回転軸部材46を第1回転方向及び第2回転方向に独立して回転させることができる。従って、道具取り付け部26の径方向の調整作業が容易且つ確実に遂行可能になるという効果が得られる。 In this way, the number of times the
さらに、道具取り付け部26を径方向に位置補正する調整装置42は、ラック・ピニオン構造(第1ラック部材50Aと第1ピニオン部材48A及び第2ラック部材50Bと第2ピニオン部材48B)を採用している。これにより、調整装置42として、例えば、ラチェット爪構造を使用する場合に比べ、所望の動作機能を確実且つ安定的に維持することができ、位置補正処理が効率的に遂行可能になる。このため、ツールホルダ20に取り付けられる道具、例えば、ボーリングバー28を、前記ツールホルダ20の径方向にミクロンオーダで高精度且つ容易に位置補正することできる。 Further, the adjusting
また、図5に示すように、ツールホルダ20には、第1摺動孔部60a及び第2摺動孔部60bが、回転軸部材46を挟んで互いに平行に形成されるとともに、前記第1摺動孔部60aの底部及び前記第2摺動孔部60bの底部には、第1スプリング72a及び第2スプリング72bが配置されている。このため、第1ラック部材50Aへの押圧や第2ラック部材50Bへの押圧が解除されると、前記第1ラック部材50A及び前記第2ラック部材50Bは、第1スプリング72a及び第2スプリング72bの弾性力を介して元の位置まで確実に戻される。 Further, as shown in FIG. 5, in the
その際、第1ラック部材50Aの外周部には、該第1ラック部材50Aの進退方向に延在する第1キー溝68aが形成される一方、第2ラック部材50Bの外周部には、該第2ラック部材50Bの進退方向に延在する第2キー溝68bが形成されている。一方、本体ハウジング24には、第1キー溝68aに挿入されて第1ラック部材50Aの回転及び飛び出しを規制する第1キー部材70aと、第2キー溝68bに挿入されて第2ラック部材50Bの回転及び飛び出しを規制する第2キー部材70bと、が設けられている。従って、第1ラック部材50A及び第2ラック部材50Bは、所望の姿勢に保持された状態で、規定の原位置に確実に戻される。 At that time, the first
さらに、本体ハウジング24には、第1ラックギア66aと第1ピニオン部材48Aとの噛合が解除された位置で、該第1ピニオン部材48Aの回転を規制する第1周り止め部材、例えば、第1ボールプランジャ74aが設けられている。本体ハウジング24には、第2ラックギア66bと第2ピニオン部材48Bとの噛合が解除された位置で、該第2ピニオン部材48Bの回転を規制する第2周り止め部材、例えば、第2ボールプランジャ74bが設けられている。これにより、加工使用中に、第1ピニオン部材48A及び第2ピニオン部材48Bが不要に回転することがなく、第1ラック部材50A及び第2ラック部材50Bとの相対位置関係を確実に保持することが可能になる。 Further, the
さらにまた、図2に示すように、本体ハウジング24には、道具取り付け部26の係合部38を、作動部材44の傾斜面44aに押圧させる与圧スプリング40が配置されている。このため、係合部38に設けられたコンタクト部38aは、傾斜面44aに対し、常時安定した接触状態を保持することができ、作動部材44の軸方向の動作を、傾斜面44aの傾斜角の動作に正確に変換し、ボーリングバー28の補正動作が高精度に遂行される。 Furthermore, as shown in FIG. 2, a
また、図3に示すように、本体ハウジング24の先端面24eには、一対のアリ溝30a、30bが形成される一方、道具取り付け部26の端部26aには、前記アリ溝30a、30bに嵌合する一対の突起部32a、32bが形成されている。アリ溝30a、30b及び突起部32a、32bは、道具取り付け部26の移動方向(図4中、矢印R方向)に延在して形成されている。従って、道具取り付け部26は、径方向に沿って円滑に移動することができる。 Further, as shown in FIG. 3, a pair of
しかも、図3及び図4に示すように、一方のアリ溝30aが設けられた摺動部は、前記一方のアリ溝30aに沿って延在するスリット34が形成されることにより、弾性変形部36を構成している。これにより、摺動により接合面が摩耗しても、弾性変形部36の押圧作用下に、摩耗による隙間の発生を所定の範囲内で確実に阻止することができ、耐久性の向上が容易に図られる。なお、弾性変形部36は、図示しないが、工具等を使用して予め拡張側に変形させておき、道具取り付け部26を挿入した後、拡張力を取り除くことにより、前記道具取り付け部26側に弾性反力による与圧を与えておくことができる。 Moreover, as shown in FIGS. 3 and 4, the sliding portion provided with the one
図9は、本発明の第2の実施形態に係る位置補正機能付き作業機械を構成する工作機90に設けられたツールホルダ92の要部断面説明図である。なお、第1の実施形態に係る工作機10のツールホルダ20と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a
ツールホルダ92を構成する本体ハウジング94には、弾性変形部36を一方の突起部32aに押圧させる複数本のねじ部材96が設けられる。ねじ部96は、先端がスリット34に突出して突起部32aに当接配置される。 The
このように構成される第2の実施形態では、弾性変形部36が、複数本のねじ部材96により押圧保持されるため、ギブ構造を構成することができる。このため、道具取り付け部26にガタが発生することを有効に抑制することが可能になる。 In the second embodiment configured in this way, the elastically
10、90…工作機 14…主軸ハウジング
16…スピンドル 20、92…ツールホルダ
24…本体ハウジング 26…道具取り付け部
28…ボーリングバー 30a、30b…アリ溝
32a、32b…突起部 36…弾性変形部
38…係合部 38a…コンタクト部
40…与圧スプリング 42…調整装置
44…作動部材 46…回転軸部材
48A、48B…ピニオン部材 50A、50B…ラック部材
58A、58B…ワンウエイクラッチ
60a、60b…摺動孔部 72a、72b…スプリング
74a、74b…ボールプランジャ 76…操作機構10, 90 ...
Claims (10)
前記ツールホルダの前記スピンドルとは反対の先端部に、該ツールホルダの回転軸方向に交差する径方向に移動可能に装着されるとともに、道具が取り付けられる道具取り付け部と、
前記ツールホルダに内蔵され、前記道具取り付け部を前記径方向に位置補正する調整装置と、
を備え、
前記調整装置は、前記回転軸方向に向かって前記径方向に傾斜し、前記道具取り付け部の係合部に当接する傾斜面を有する作動部材と、
前記回転軸方向に延在し、一方の端部が前記作動部材に螺合して回転することにより、該作動部材を前記回転軸方向に進退させる回転軸部材と、
前記回転軸部材の他方の端部外周に設けられ、第1ワンウエイクラッチを介して第1回転方向にのみ該回転軸部材と一体に回転する第1ピニオン部材と、
前記回転軸部材の他方の端部外周に設けられ、第2ワンウエイクラッチを介して前記第1回転方向とは反対の第2回転方向にのみ該回転軸部材と一体に回転する第2ピニオン部材と、
前記回転軸方向に交差して進退自在に配設され、外部荷重が付与されている際に前記第1ピニオン部材に噛合して該第1ピニオン部材を前記回転軸部材と一体に前記第1回転方向に回転させる一方、前記外部荷重が付与されていない際に前記第1ピニオン部材との噛合が解除される第1ラック部材と、
前記回転軸方向に交差して進退自在に配設され、前記外部荷重が付与されている際に前記第2ピニオン部材に噛合して該第2ピニオン部材を前記回転軸部材と一体に前記第2回転方向に回転させる一方、前記外部荷重が付与されていない際に前記第2ピニオン部材との噛合が解除される第2ラック部材と、
を備えていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。A tool holder that can rotate integrally with the spindle,
At the tip of the tool holder opposite to the spindle, a tool mounting portion that is movably mounted in the radial direction intersecting the rotation axis direction of the tool holder and to which the tool is mounted,
An adjustment device built into the tool holder that corrects the position of the tool attachment portion in the radial direction.
With
The adjusting device includes an operating member that is inclined in the radial direction toward the rotation axis direction and has an inclined surface that abuts on the engaging portion of the tool mounting portion.
A rotating shaft member that extends in the direction of the rotating shaft and one end of which is screwed into the operating member to rotate so that the operating member moves back and forth in the direction of the rotating shaft.
A first pinion member provided on the outer periphery of the other end of the rotating shaft member and rotating integrally with the rotating shaft member only in the first rotation direction via the first one-way clutch.
A second pinion member provided on the outer periphery of the other end of the rotating shaft member and rotating integrally with the rotating shaft member only in the second rotating direction opposite to the first rotating direction via the second one-way clutch. ,
The first pinion member is integrally arranged with the rotation shaft member by engaging with the first pinion member when an external load is applied to the first pinion member. A first rack member that is rotated in a direction while being disengaged from the first pinion member when no external load is applied.
The second pinion member is integrally arranged with the rotating shaft member so as to intersect with the second pinion member and engage with the second pinion member when the external load is applied. A second rack member that is rotated in the rotational direction while being disengaged from the second pinion member when no external load is applied.
A work machine with a position correction function, which is characterized by being equipped with.
前記第2ラック部材が摺動自在に配置される第2開口部と、
が、前記回転軸部材を挟んで互いに平行に形成されるとともに、
前記第1開口部の一端及び前記第2開口部の一端は、外部に開放されていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。In the work machine according to claim 1, the tool holder has a first opening in which the first rack member is slidably arranged, and a first opening.
A second opening in which the second rack member is slidably arranged, and
Are formed parallel to each other with the rotating shaft member in between, and
A work machine with a position correction function, wherein one end of the first opening and one end of the second opening are open to the outside.
前記第2開口部の他端には、前記第2ラック部材を該第2開口部の一端側に押圧する第2弾性部材が配置されていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。In the work machine according to claim 2, a first elastic member that presses the first rack member toward one end side of the first opening is arranged at the other end of the first opening.
A work machine with a position correction function, characterized in that a second elastic member that presses the second rack member toward one end side of the second opening is arranged at the other end of the second opening.
前記操作機構は、前記第1開口部の前記一端側及び前記第2開口部の前記一端側に挿入され、前記第1ラック部材及び前記第2第1ラック部材を押圧する押圧部材を備えていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。The work machine according to claim 3 includes an operation mechanism for operating the first rack member and the second rack member from the outside.
The operating mechanism includes a pressing member that is inserted into the one end side of the first opening and the one end side of the second opening to press the first rack member and the second first rack member. A work machine with a position correction function that is characterized by this.
前記第2ラック部材の外周部には、該第2ラック部材の進退方向に延在する第2キー溝が形成されており、
前記ツールホルダには、前記第1キー溝に挿入されて前記第1ラック部材の回転及び飛び出しを規制する第1キー部材と、
前記第2キー溝に挿入されて前記第2ラック部材の回転及び飛び出しを規制する第2キー部材と、
が設けられていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。In the work machine according to claim 2 or 3, a first key groove extending in the advancing / retreating direction of the first rack member is formed on the outer peripheral portion of the first rack member.
A second key groove extending in the advancing / retreating direction of the second rack member is formed on the outer peripheral portion of the second rack member.
The tool holder includes a first key member that is inserted into the first key groove to regulate rotation and popping out of the first rack member.
A second key member that is inserted into the second key groove to regulate the rotation and popping out of the second rack member,
A work machine with a position correction function, which is characterized by being provided with.
前記第2ラック部材と前記第2ピニオン部材との噛合が解除された位置で、該第2ピニオン部材の回転を規制する第2周り止め部材と、
が設けられていることを特徴とする位置補正機能付き作業機械。In the work machine according to any one of claims 1 to 5, the tool holder is provided with the first pinion member at a position where the first rack member and the first pinion member are disengaged from each other. The first detent member that regulates rotation,
At the position where the engagement between the second rack member and the second pinion member is released, the second rotation stopper member that regulates the rotation of the second pinion member and the second pinion member.
A work machine with a position correction function, which is characterized by being provided with.
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