JPH03221337A - 工作機械の送り案内における予圧自動調整装置 - Google Patents

工作機械の送り案内における予圧自動調整装置

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JPH03221337A
JPH03221337A JP1261790A JP1261790A JPH03221337A JP H03221337 A JPH03221337 A JP H03221337A JP 1261790 A JP1261790 A JP 1261790A JP 1261790 A JP1261790 A JP 1261790A JP H03221337 A JPH03221337 A JP H03221337A
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JP
Japan
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preload
chattering
linear motion
machine tool
voltage
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Pending
Application number
JP1261790A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Okada
岡田 康廣
Yasuhiko Terajima
寺島 泰彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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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〕 この発明は、工作機械の送り案内、特に直線運動用転が
り軸受を用いた送り案内における予圧自動調整装置に関
する。
〔従来の技術] 従来、工作機械等の案内面上における可動台の送り案内
に直線運動用転がり軸受が使用されている。
このような直線運動用転がり軸受を用いた送り案内にお
いては、可動台の高速化が可能であるが、転がり接触の
ため剛性が小さく、特に重切削の場合にはびびりが発生
し、切削精度が悪くなる。
上記した問題点を解決するために、例えば特開昭63−
162133号公報に記載されているように、可動台の
早送り、切削送り等の送り速度に応じて直線運動用転が
り軸受の予圧を変化させる予圧可変機構を備えたものが
知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の公知のものは、切削送りにおいて、予め直線運動
用転がり軸受の予圧を高める構成であるため、切削送り
中には常に高い予圧状態に保持され、直線運動用転がり
軸受の摩耗を早める問題がある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明による案内レールと可動台との間に介在し可動
台を案内レールに対し走行自在に支承する直線運動用転
がり軸受を用いた工作機械の送り案内における予圧自動
調整装置は、印加電圧に応答して前記直線運動用転がり
軸受に印加電圧に応じた予圧を付与する予圧付与部材と
、工作機械の加工によるびびり振動を判別する判別手段
と、この判別手段からの信号により前記予圧付与部材に
対する印加電圧を制御する電圧制御装置とから構成され
ている。
〔作  用〕
直線運動用転がり軸受により支承されている可動台は、
案内レールに案内されて駆動装置により円滑に走行する
工作機械における切削中にびびりが発生すると、びびり
振動は、判別手段によって判別され、その判別信号に応
じて予圧付与部材に印加する電圧が制御される。そして
、その印加電圧に応じて直線運動用転がり軸受に予圧が
付与される。
このように工作機械における加工中のびびり振動に応じ
て印加電圧を制御するので、直線運動用転がり軸受に対
してびびり状態に応じた必要最小限の予圧が付与され、
直線運動用転がり軸受の摩耗を少なくなる。
〔実 施 例〕
この発明の実施例を図面に従って説明する。
第1図に示す予圧自動調整装置を具備した直線運動用転
がり軸受による送り案内において、基台1の上面に方形
断面の案内レール2が可動台走行方向(紙面に垂直方向
)にボルトにより固着されている。基台1上には、可動
台3が走行自在に載置されており、例えば第2図に示す
ように可動台3に相当する工作機械のテーブル24、コ
ラム26及び工具主軸ヘッド29が、夫々ベツド21上
に、テーブル24上に、コラム26上に夫々走行自在に
載置されている。可動台3には、送りねじ4が通る凹欠
部5と案内レール2が嵌合する案内溝6とが上下に重な
り下方に開放されて可動台走行方向に形成されている。
更に、案内溝6の側方には案内溝6に平行して予圧自動
調整装置の予圧付与部材7が嵌装される凹欠部8が形成
されている。
可動台走行方向に設けられた送りねじ4は、基台1の両
端部において回転自在に支承され、且つ一端部に設置さ
れた図示しない駆動モータに結合されていると共に、可
動台3の凹欠部5に固着された送りナツト9に螺合し凹
欠部5に挿通されている。
案内レール2の各側面と可動台3の案内溝6の各側面と
の間には2組ずつの循環式直線運動用転がり軸受10.
10が設けられている。
循環式直線運動用転がり軸受10について詳述すると、
案内レール2の側面には、走行方向に軌道溝11が形成
され、可動台3の案内溝6の側面には、軌道溝11に対
応した位置に循環軌道溝12が形成されている。循環軌
道溝12は、その両端が可動台3の内部の循環孔に続き
、無端状となっており、循環軌道溝12に配列されてい
る鋼球13.13・・・は、軌道溝11にち係合される
予圧自動調整装置の予圧付与部材7は、ピエゾ素子14
を両側から電極15.15で挾んで構成されており、電
極間方向が循環式直線運動用転がり軸受lOに向くよう
に可動台3の凹欠部8に嵌装され、外側から剛性をもっ
て取付けられた蓋部16で取付保持されている。即ち、
凹欠部9の底面及び蓋部16の内面の円錐穴17.17
とそれらに対応した電極15、15の表面の円錐穴17
.17との間に夫々鋼球18゜18が介在している。そ
れにより、ピエゾ素子14が収縮状態にあるときにも予
圧付与部材7はの凹欠部8内の所定の上下位置に保持さ
れる。
予圧付与部材7は、循環軌道溝12の対応した位置に、
例えば可動台走行方向において循環軌道溝12の中央位
置1箇所、又は循環軌道溝12の中央位置及び略両端部
位置の3箇所等の適宜の位置に対応した位置に取付保持
される。
なお、図示の例では、予圧付与部材7は、案内溝6の片
側に設けられているが、両側に設けてもよい。
予圧付与部材7の電極15.15には、制御電圧が印加
されるように後述する電圧制御装置34が接続されてい
る。
第2図には、電圧制御装置に接続される振動変換器及び
びびり判別装置が設けられている第1図に示すような予
圧自動調整装置を具備した直線運動用転がり軸受による
送り案内が工作機械における工具主軸ヘッドを備えたコ
ラムの送り案内に適用されている場合が示されている。
第2図において、ベツド21上には、工作物ヘッド22
が載置固定されていると共に、案内レール23が工作物
ヘッド22に向って固着され、更に案内レール23に案
内されて走行自在にテーブル24が載置されている。テ
ーブル34は、テーブル送り用モータ25により駆動さ
れるテーブル送りねじに螺合したナツト部(図示しない
)を備えている。
上記のテーブルの場合と同様にして、テーブル34上に
は、コラム26がテーブルの送り方向と水平直角方向の
案内レール(図示しない)に案内されて走行自在に載置
され、コラム26は、コラム送り用モータ27により駆
動されるコラム送りねじ(図示しない)に螺合したナツ
ト部(図示しない)を備えている。
更に、テーブル24及びコラム26の各案内レール及び
送りねじ機構には、第1図に示すような循環式直線運動
用転がり軸受並びに予圧付与部材及び電圧制御装置が設
けられている。
コラム26には、切削工具28を具備し、且つ工作物ヘ
ッド22に対向子る工具主軸ヘッド29が工具主軸ヘッ
ド送り用モータ30により送りねじ機構(図示しない)
を介して上下方向に送られるように設けられている。
他方、工作物ヘッド22には、工作物Wを把持する工作
物把持部31及びそれに隣接した振動変換器32が設け
られている。振動変換器32は、切削中の工作物Wの振
動を検出し、びびり判別装置33にその検出信号を入力
するように接続され、びびり判別装置33は、電圧制御
装置34にその判別信号を入力するように接続されてい
る。
上記実施例における予圧自動調整装置の作用について説
明する。
第1図において、送りねじ4が図示しない駆動モータに
より回転駆動されることにより、可動台3は、案内レー
ル2に案内されて基台1上を走行する。その際、可動台
3は、循環式直線運動用転がり軸受lOにより支承され
ているから、円滑に走行する。
電圧制御装置21により予圧付与部材7の電極15゜1
5間に電圧が印加されると、ピエゾ素子14に電圧に応
じた量の電極間方向の膨張変形が生じる。
ピエゾ素子14が膨張変形すると、剛性が維持されてい
る蓋部16を基礎にして可動台3の凹欠部8の底面と案
内溝6の一方の側面との間の部分は、循環軌道溝12の
対応域において案内レール2に向って押圧されて弾性変
形し、可動台3の案内溝6の同対応域の両側面間隔が挟
まり、その結果、ピエゾ素子14に電圧に応じた大きさ
の予圧が循環式直線運動用転がり軸受10.10に加わ
ることになる。
そこで、第2図において、テーブル送り用モータ25、
コラム送り用モータ27及び工具主軸ヘッド送り用モー
タ30の駆動により、夫々の送りねじ機構を介して第1
図の可動台3に相当するテーブル24、コラム26及び
工具主軸ヘッド29が送られ、工作物把持部31に把持
された工作物Wは、切削工具28により切削加工される
その際のびびり振動が振動変換器32により検出され、
その検出信号がびびり判別装置33に入力される。する
と、その検出信号に基づいてびびり判別装置33におい
ては、前記検出信号に基づいて切削時のびびり状態が判
別され、その判別信号が電圧制御装置34に入力される
。電圧制御装置34は、前記判別信号に応じた電圧をテ
ーブル24及びコラム26の第1図に示すような各循環
式直線運動用転がり軸受に対する予圧付与部材の両電極
間に印加する。
その結果、第1図について説明したように、循環式直線
運動用転がり軸受に対して、びびり状態に応じた必要最
小の予圧が加えられ、びびり振動は抑制されると共に、
直線運動用転がり軸受の摩擦も最小限に留められる。
上記実施例においては、予圧付与部材がピエゾ素子によ
って構成されている例について述べたが、電圧に応じた
圧力で予圧を付与する油圧式のものも適用可能である。
〔発明の効果) この発明の工作機械の直線運動用転がり軸受を用いた送
り案内における予圧自動調整装置によれば、切削加工時
のびびり振動を検出して直線運動用転がり軸受に対する
予圧を制御するので、びびり振動の発生時にのみ、直線
運動用転がり軸受に対してびびり振動を抑制するのに必
要な最小の予圧を付与できる。従って、不必要な予圧を
与えることがないので、直線運動用転がり軸受の摩擦ち
最小限に留められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例における予圧自動調整装置
を具備した直線運動用転がり軸受による送り案内の断面
図、 第2図は、この発明の実施例における予圧自動調整装置
を具備した直線運動用転がり軸受による送り案内が適用
された工作機械の概略構成図である。 1:基台    2:案内レール 3゛可動台4°送り
ねじ  5,8:凹欠部  6:案内溝7“予圧付与部
材       9 送すナノト10:循環式直線運動
用転がり軸受11軌道溝12:循環軌道溝 13.18
:鋼球  14:ピエゾ素子15、電極    16:
蓋部   17:円錐穴21:ベッド 22.工作物ヘ
ッド 23:案内レール24:テーブル    25:
テーブル送り用モータ26:コラム      27:
コラム送り用モータ28:切削工具    29:工具
主軸ヘッド30:工具主軸ヘッド送り用モータ 31工作物把持部  32:振動変換器33゛びびり判
別装置 34:電圧制御装置W、工作物

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 案内レールと可動台との間に介在し可動台を案内レール
    に対し走行自在に支承する直線運動用転がり軸受を用い
    た工作機械の送り案内において、印加電圧に応答して前
    記直線運動用転がり軸受に印加電圧に応じた予圧を付与
    する予圧付与部材と、工作機械の加工によるびびり振動
    を判別する判別手段と、この判別手段からの信号により
    前記予圧付与部材に対する印加電圧を制御する電圧制御
    装置とから構成された予圧自動調整装置
JP1261790A 1990-01-24 1990-01-24 工作機械の送り案内における予圧自動調整装置 Pending JPH03221337A (ja)

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JP (1) JPH03221337A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04102744U (ja) * 1991-02-08 1992-09-04 アスカトレーデイング株式会社 工作機械におけるテーブルのリニアガイド
JPH05285758A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Yotaro Hatamura 直線送り装置の動特性制御システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04102744U (ja) * 1991-02-08 1992-09-04 アスカトレーデイング株式会社 工作機械におけるテーブルのリニアガイド
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