JPH012838A - 工作機械の複合形摺動案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 マシニングセンタ等の工作機械のテーブル、クロスレー
ルなどの直線摺動案内装置に関する。

〔従来の技術〕

工作機械等の摺動案内装置は１例えばワークテーブル等
の摺動体を摺動案内面に沿って低摩擦で直線遅動させる
ことを目的とする。この摺動案内装置は、機械機台に設
けられた摺動案内面と、この摺動案内面に相対して滑動
する摺動体およびこの摺動体を移動させる駆動装置から
構成され、−般に摺動体側に設けられた案内面が円滑に
摺動する様に従来より下記の摺動方式が採られている。

（１）動圧すべり方式・・・・・・潤滑油等を介して基
台案内面と摺動体を直接接触させて摺動させる方法。

（２）静圧すべり方式・・・・・・基台案内面と摺動体
の案内面間に外部より強制的に流体を圧入し、案内面間
に生じる流体圧力（静圧力）によって摺動体を浮かせた
様にして基台案内面に接触させない様に摺動体を移動さ
せる方法があり、上記流体圧力として油圧を使用した油
静圧すべり方式と、空気圧を用いた空気静圧すべり方式
がある。

従来技術としてに記２種類の工作機械摺動案内装置が採
用されているが、それぞれ長所、短所を持ち、それらを
複合した複合摺動案内装置が考案されている。本発明も
、この複合摺動案内装置に関する一装置を提供するもの
である。

尚、従来の複合摺動案内装置に関する先行技術として例
えば特公昭１３１−１６５７５にて動圧すべり面に′Ｊ
：マ気流を圧入し、動圧すべり面の接触部の凹凸相度部
にＩ−記圧入空気を流通させて、摺動体を半浮１−状態
に空気圧力を制御して荷重補償を行う装置が紹介ごれて
おり、又１例えば特公昭１３１−１７６１３にて対向す
る一対の摺動案内面にて一方を動圧すべり方式、他方を
空気静圧すべり方式を用いた複合案内装置が紹介されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｌ作機械等の摺動案内装置は、下記事項が要求される。

ｌ、摺動体を正確に定位置に位置決めする。

２、加工負荷に耐え得る充分な剛性と減衰能。

従来より採用されている動圧すべり方式或いは静圧すべ
り方式では、上記２条件を充分に満足することは難しく
、すなわち、動圧すべり方式の場合、摺動体が基台の摺
動案内面に接触して摺動するので剛性及び減衰能には優
れているが、摺動抵抗（摺動案内面間の摩擦力）が大き
く、いわゆるステイクスリップ現象を生じやすく、位置
決め精度は、静圧すべり方式に比べて劣る。一方静圧す
べり方式は、摺動案内面間に圧力流体を流通させるので
上記案内面間の摩擦力は極めて小さいのでステイクスリ
ップを生じる事は無いので、高精度の位置決めが可能で
あるが、摺動案内面間の接触が流体を介しているために
剛性、減衰能の点で劣る。そこで、動圧と静圧の長所を
取り入れ、摩擦力を低減させ、かつ剛性、減衰能をある
程度満足する複合形摺動案内装置が考案され、本発明も
これに類したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、工作機械等における摺動案内装置に於て、機
械基台の摺動案内面に接触して摺動する摺動体に動圧す
べり面と、上記摺動案内面に対して圧力空気の流出すき
まを有して、上記摺動案内面に非接触な複数の静圧パッ
トと、この静圧パットの四周に排気溝と、Ｌ記静圧パッ
トに供給される圧力空気を制御することにより、□上記
基台摺動案内面に働く荷重を補償し、任意に摺動摩擦力
を設定することを特徴とする工作機械の複合形摺動案内
装置である。

〔作用〕

本発明における工作機械等の複合摺動案内装置は、基台
の摺動案内面上を摺動する摺動体に動圧すべり面と静圧
すべり面を複合して配置する。上記静圧すべり面は、上
記基台の摺動案内面と相対する摺動体の手動面が非接触
となる様に上記動圧すべり面に対して、段差を設けて静
圧パットとし、この静圧パットの四周に排気溝を紐ける
。

−上記静圧パットには圧力空気の供給管を配設し、この
圧力空気管より、−上記摺動案内面に向けて圧力空気を
供給することにより、上記摺動体を持ち１−、げる様に
作用さ笹て、上記摺動案内面を滑動させる際の摩擦力を
少なくする。

に記静圧パットに供給された圧力空気は静圧パント四周
に設けられた排気溝より大気に逃がす。

上記静圧パット内の圧力空気が一定圧となる様に圧力セ
ンサを設け、圧力空気の送風にを制御する。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を、第１図、第２図及び第３図により
説明する。

第１図及び第２図に示す装置は、ＮＣ工作機械のテーブ
ル摺動装置部分を示すもので、平行２条の案内面に複合
案内装置設けたものである。

機械基台ｌ上の２条の摺動案内面２上に摺動体３が乗っ
ている。この摺動体３はサーボモーター４とポールねじ
５とボールナツト６にて構成され、駆動系でＸ軸方向に
往復摺動する。

上記摺動体３の摺動案内面２に相対する面には、中央部
分に動圧すべり而７と、Ｘ軸方向の前後端付近に静圧パ
ット８を排気溝９で囲む様に分離して配置する。排気溝
９は静圧パット８の四周に設は摺動体３の前後端部より
大気に放出できる様にする。動圧すべり面７には、フッ
素等の樹脂を張り付けて、できるだけ摩擦力を小さくす
ると共に潤滑油供給用の油溝！Ｏを設ける。静圧パット
８は。

摺動案内面２の頂面からすきまをＨだけ設けて間隙が生
じる様に動圧すべり面７から研削しである。

この静圧パット８への空気の供給は、空気圧源１１から
圧力制御弁！２を介して空気供給溝１３より供給する。

摺動体３−ヒには、ワーク１４がａ載され摺動体３の哨
＋ｉｔｗｔ、ワーク１４のｉｉＦｌＷｗ及びワーク１４
に崗〈切削等の力Ｆが動圧すべり面へ面圧として（動＜
。

又、静圧パットに１動く浮−ヒカＦｐは、ト記東にＷｖ
＋Ｗｔを低減する方向に１動く。

静圧パット８と摺動案内面２とのすきまＨは、摺動体３
に加わる総重量Ｗｔ＋　Ｗｗ＋　Ｆ　−Ｆｐによって動
圧すべり面７の突起が変形し、沈み込むΔＨが）−／素
樹脂の場合数量程度である。静圧パットのすきまＨは上
記ΔＨより充分に大きく、かつこのすきまから流出する
空気量が実用範囲を超えない程度とする０例えば、流出
空気敬を上記静圧パット８当り２ＯＮｊ７／ｗｉｎ程度
、空気圧力をＷａｘ、　４　ｋｇｆ／ｃｍり程度で考え
ると、すきまは１０〜２０％１Ａ程俄の値となる。実際
のすきまＨの決定は、種々の形状の静圧パラ）・を検討
し、流出空気にとの関係で決定されるが、上記前に（Ｗ
ｔ＋　Ｗｗ＋　Ｆ　−Ｆｐ）　＋：よる沈みＦ５州ΔＨ
の１０倍程度が９！ましい。

静圧パット８の空気供給ＪＭ１３又は、供給口の形状、
配置は、流出空気が、すきまＨとの関係を含めて、供給
圧力に対して最も効率良く静圧パット８面に圧力分布を
形成させる様に配置する。尚圧力分布の計算は、通常の
空気静圧軸受けと同様である。

静圧パット８に供給する空気圧の設定又は制御は１本実
施例では電気制御式の圧力制御弁を使用したが１通常使
用されている圧力レギュレータバルブも使用できる。

第４図は上記実施例に基ずき実験したものであり、横軸
に摺動体８の移動距離（層／１１）、縦軸に摩擦力（Ｋ
ｇｆ）をとり、摺動体（自動４０ＫｇＦ）上に重錘（１
００ｋｇｆ）（Ｌ　）を載せた場合と載せない場合で、
３５ｍ／ｍＸ　４０霧／腸の静圧パット８をＸ軸方向の
前端付近に４個設けて静圧パットに圧力（Ｐ）を加えた
場合と加えない場合の摩擦力を測定したものであり、加
圧時の摩擦力の低減が明瞭に出ている。

〔発明の効果〕

本発明により、静圧パットに供給される空気圧力を変え
ることにより任意の浮上刃が得られるので荷屯条件に応
じて、動圧すべり面と静圧パットの分担を任意に供給空
気圧力のみで設定でき、任意の摩擦力を設定出来る。又
各静圧パットの圧力は、独ｔして設定出来るので、偏荷
重や変動荷重に対しても、静圧パットへの供給圧力を制
御することができるので各静圧パット毎に任意の摩擦力
を１没定出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すモ面図、第２図は側面
図、第３図は第１図のＩＩ　−ＩＩ矢視の拡大図である
。第４図は上記実施例の摩擦力に対する荷重と空気圧と
の関係を示す図である。 １・・・・・・機械基台、２・・・・・・摺動案内面、
３・・・・・・摺動体、４・・・・・・サーボモータ、
５・・・・・・ポールねじ、６・・・・・・ボールナツ
ト、７・・・・・・動圧すべり面、８・・・・・・静圧
パット、９・・・・・・排気溝、ｌＯ・・・・・・油溝
、１１・・・・・・空気圧源、１２・・・・・・圧力制
御弁、１３・・・・・・空気供給溝、１４・・・・・・
ワーク、　１５・・・・・・空気流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工作機械等における摺動案内装置に於て、機械基台の摺
   動案内面に接触して摺動する摺動体に動圧すべり面と、
   上記摺動案内面に対して圧力空気の流出すきまを有して
   上記摺動案内面に非接触な複数の静圧パットと、この静
   圧パットの四周に排気溝と、上記静圧パットに供給され
   る圧力空気を制御することにより、上記基台摺動案内面
   に働く荷重を補償し、任意に摺動摩擦力を設定すること
   を特徴とする工作機械の複合形摺動案内装置。