JPH0386440A

JPH0386440A - 加工機械の円運動機構

Info

Publication number: JPH0386440A
Application number: JP22376689A
Authority: JP
Inventors: Hideji Shinkawa; 新川　秀嗣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-11

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、ワークや加工ヘッドに円運動を行わせるた
めの加工機械の円運動機構に関するものである。

（従来の技術）例えばマシニングセンタでは、主軸台又はテーブルを主
軸と直交する平面（ＸＹ平面）上で円運動させることが
可能である。この場合の円運動は、ＮＣ装置から与えら
れるＸ方向送りとＹ方向送りの合成軌跡であり、このと
きのＸ方向送り量及びＹ方向送り量はデジタル量である
。

また、旋回テーブルを備えた加工機械では、そのテーブ
ルの軸回りにワークを円運動させることが可能である。

更に治具グラインダのホルダとして、偏心位置に砥石を
装着するための回転軸を有し、工作機械の主軸でホルダ
を回転させながら前記回転軸に装着した砥石を回転させ
て研削加工を行う円運動機構が公知である。

（発明が解決しようとする課題）例えば第６図に示すように、肉厚が薄く径が小さいパイ
プ５０とフランジ５１とをテーブルに固定し、レーザ溶
接ヘッド７で両者５０．５１を溶接するという加工が必
要となった場合、上記のような従来の加工手段では、充
分な精度が得られなかったり、段取が非常に難しい等の
問題が生ずる。

即ち、ワーク６を固定したテーブルをＮＣ制御によって
円運動させると、その精度は２／１００ｍｍ程度であり
、ワークの径が小さいと更に精度が低下する。例えば、
ある任意の位置を原点としてテーブルに数ｍｍ程度の円
を描かせると、極端に描くと第７図のような軌跡となり
、正確な加工ができない。

一方旋回テーブルを旋回させてワークを回転させようと
すると、ワークとテーブルのセンタを合わせるのが非常
に難しく、センタ合わせの誤差がそのまま誤差となって
現れるし、テーブル上へのワークの固定に非常に時間が
かかってしまう。

また、主軸回りに加工ヘッドを旋回させる上記治具グラ
インダのホルダのようなものは、溶接機のように加工ヘ
ッド７に溶接ワイヤやガスホース等が接続される場合に
は、これらを捩じってしまうので、使用できない。

そこでこの発明は、加工ヘッドやワークを自転させるこ
となく正確に円運動させることができ、且つその加工原
点を容易に出すことができる円運動機構を得ることを課
題としている。

（課題を解決するための手段）この発明の加工機械の円運動機構は、一つ又は複数の周
駆動装置８を備えている。周駆動装置８は、テーブル面
に垂直な中心軸１０回りに駆動装置２１で回転駆動され
る偏心ビン１７を備えている。

加工機械が二次元平面上で摺動自在で且つ該平面に垂直
な軸回りに旋回不能に装着されたテーブル５又はヘッド
ホルダ２７を有する場合には、該テーブル又はヘッドホ
ルダにブラケット１９を固定し、該ブラケットの軸孔１
９ａを上記円駆動装Ｗ８の偏心ビン１７に回転自在に嵌
合する構造を採用することができる。

また他の構造として、ある二次元平面上で摺動自在で且
つ該平面に垂直な軸回りに旋回自在に装着されたテーブ
ル５又はヘッドホルダ２７を設け、該テーブル又はヘッ
ドホルダに固定したブラケット１９の複数の軸孔１９ａ
を複数の上記周駆動装置８の偏心ビン１７に各々回転自
在に嵌合し、該複数の周駆動装置を同位相で同期駆動す
る構造が採用可能である。

上記構造において、軸孔１９ａは、テーブル５やヘッド
ホルダ２７に直接設けることも可能である。

（作用）この発明の加工機械の円運動機構は、テーブル５とヘッ
ドホルダ２７の何れの側にも設けることができ、テーブ
ル側に設けたときは、周駆動装置８の中心軸１０の回転
に伴ってワーク６が円運動し、ヘッドホルダ側に設けた
ときは加工ヘッド７．４３が円運動する。このときのテ
ーブル５又はへラドホルダ２７の向きは一定であり、自
転しない。

第５図に基づきテーブル５に搭載されたワーク６の加工
原点の求め方を説明する。周駆動装置８の偏心ピン１７
の偏心量ｌを運動させようとする円軌跡の半径に設定し
、偏心ピン１７を原点位置（偏心方向がテーブル又は加
工ヘッドのＸ方向と平行な方向となる位置）で止め、そ
のときの偏心ピン１７の偏心方向と直交する方向に沿っ
て加工へラド７．４３とワーク６とを相対移動させて接
近させ、加工ヘッドがワークに当接した位置ａを検出す
る。次に反対方向から接近させて位置すを検出する。ａ
とｂとの中間点Ｃから偏心方向に平行な方向に加工ヘッ
ド７．４３とワーク６とを相対移動させ加工ヘンド７．
４３がワークに当接した位置ｄで加工ヘッド７．４３と
ワーク６との相対位置を固定する。そのあと周駆動装置
８を駆動してやれば加工ヘッド７．４３とワーク６との
間の相対移動軌跡が所望の円軌跡となる。

（実施例）第１図は本発明の第１実施例を示したもので、図中、１
は加工機械の機枠、２は機枠ｌの上面に配置されたレー
ル、３はレール２の上を左右方向に移動自在に設けられ
た移動台、４は移動台３の上面にレール２と直交する方
向に配置されたレール、５はレール４の上を紙面直角方
向に移動自在に設けられたテーブル、６はテーブル５の
上面に治具で固定されたワーク、７はワーク６を溶接す
るレーザ溶接ヘッド、８は機枠１の右側に配設された周
駆動装置、９は該装置のケーシング、ｌＯはケーシング
９にベアリング１１で回転自在に支持された中心軸、１
２は中心軸１０の上端に固設された円板、１３は円板の
凹所１４に円板の半径方向に摺動可能に装着された移動
ブロック、１５は円板１２に装着された位置調整ネジで
、その先端が移動ブロック１３に螺合している。１６は
位置調整ネジ１５の反対側に装着されたマイクロメータ
で、その先端は移動ブロック１３の周面に当接している
。１７は移動ブロック１３に植設された偏心ピン、１８
は偏心ピン１７の先端に設けられたベアリング、１９は
テーブル５の側面に固着されたブラケットで、その先端
の軸孔１９ａがベアリング１８に嵌合されている。２０
は中心軸１０の下方に固設されたプーリ、２１は機枠１
の右端に配置され駆動モータ、２２は駆動モータの軸に
固着されたプーリ、２３はプーリ２０，２２に張架され
たタイミングベルト、２４は中心軸１０の下端に設置さ
れたスリット円板、２５はセンサである。

ワーク６の加工原点ｄの割出し時には、マイクロメータ
１６で偏倚量を確認しながら位置調整ネジ１５を回動し
て周駆動装置８の偏心ピン１７の偏心量ｌ（第５図）を
ワーク６の半径に合わせ、次にセンサ２５で偏心ピン１
７の位置を検出しながら周駆動装置８を回動させて偏心
ピンの偏心方向がテーブル５のＸ移動方向（図上左右方
向）となる位置にする。そして前記作用の項で説明した
操作により、加工原点を割り出す。

第２図は本発明の第２実施例を示したもので、第１実施
例で説明した部材と同一の部材には同じ符号を付してそ
の説明を省略する（以下第３．４実施例においても同じ
）。機枠１には一対のレール２が架設されており、その
レール２の上を紙面直角方向に移動自在な移動台３が設
けられている。

移動台３の下面にはレール２と直交する方向に逆Ｔ形の
レール４が固設されており、このレール４に左右方向に
移動自在なキャリア２６が懸吊されており、このキャリ
アの下面にヘッドホルダ２７が固設されている。ヘッド
ホルダ２７と周駆動装置８とはブラケット１９で連結さ
れており、ヘッドホルダ２７は周駆動装置ｔ８により二
次元平面上で円運動する。一方、機枠１の上面には２対
の支持レール２９．３０により二次元平面上に摺動自在
なワーク載置台３１が設けられており、ワーク６はこの
載置台上に固定される。加工原点ｄの割出しは、ワーク
載置台３１を左右及び紙面直角方向に移動させることに
よって第１実施例のものと同様な操作で行う。

第３図は本発明の第３実施例を示したもので、テーブル
５は、その中心位置で下端にフランジ３２を有する支持
軸３３で支持されており、機枠１の上面を摺動自在かつ
旋回自在である。３４はテーブルの倒伏及び上下動を防
止するためのフランジ押えである。テーブル５は、その
周面に固着されたブラケット１９で機枠１の両側に設け
られた周駆動装置８に連結されている。２つの周駆動装
置８は中心軸１０の下端に設けられたウオームホイール
３５に噛合するウオーム３６で同位相で同期回転駆動さ
れる。第１実施例のものでは、テーブル５が垂直軸回り
に回動不能に支持されることによってテーブル５の方向
が一定に保たれており、この第３実施例のものでは、テ
ーブル５同位相で同期回転する複数の偏心ビン１７によ
って駆動されることにより、テーブル５の方向が一定に
保たれる。

第４図は本発明の第４実施例を示したもので、３８はＮ
Ｇ旋盤の主軸ハウジング、３９は主軸ハウジング３８に
固着されたヘッドケーシング、４０はヘッドケーシング
の開口で、該開口にはブラケット１９と一体のキャリア
２６が二次元平面上に摺動自在に設けられている。この
キャリア２６にベアリング４１を介してヘッドホルダ２
７が旋回自在に装着されている。４２はヘッドホルダ２
７に装着されたチャック、４３はチャック４２に把持さ
れた回転刃物、４４は主軸ハウジング３８に収納された
主軸、４５は主軸４４に装着されたシャンク、４６は一
方がシャンク４５に他方がヘッドホルダ２７に連結され
た自在継手である。周駆動装置８はヘッドケーシング３
９の両側に配設されており、駆動モータ２１で同位相で
同期回転駆動される。周駆動装置８によりキャリア２６
が円運動し、自在継手４６により主軸４４の回転力が刃
物４３に伝達される。したがって刃物４３は自転しなが
ら所望の円運動をすることができ、ワークに正確な円加
工をすることができる。

（発明の効果）以上のように本発明の円運動機構は、加工ヘッドやワー
クが固定されたキャリアやテーブルを周駆動装置により
円運動をさせたので、加工ヘッドやワークが自転するこ
とがなく、しかも正確に円運動させることができる。ま
た、加工ヘッドの加工原点を簡単に検出することができ
るから、ワークとテーブルのセンタを合わせる必要がな
く、ワークをテーブルの任意の位置に固定することがで
きるので段取が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第■実施例を示す断面側面図、第２図
は本発明の第２実施例を示す断面側面図、第３図は本発
明の第３実施例を示す断面断面図、第４図は本発明の第
４実施例を示す断面側面図、第５図はワークの加工原点
の検出方法の説明図、第６図はワークの斜視図、第７図
はテーブルをＮＣ制御によって円運動させた場合の軌跡
の模式図である。図中、５：テーブル　　　　　　７：レーザ溶接ヘッド８：周
駆動装置　　　　　１０：中心軸１７：偏心ピン　　　
　　　Ｌ９ａ：軸孔２１：駆動モータ　　　　　２７：
ヘツドホルダ３５：ウオームホイル　　　３６：ウオー
ム４３：刃物

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二次元平面上に摺動自在且つ該平面に垂直な軸回
りに旋回不能に装着されたテーブル（５）を備えた加工
機械において、駆動装置（２１）でテーブル面に垂直な
中心軸（１０）回りに回転駆動される偏心ピン（１７）
を備えた円駆動装置（８）が設けられ、上記テーブルと
実質上一体の軸孔（１９ａ）が上記円駆動装置（８）の
偏心ピン（１７）に回転自在に嵌合されていることを特
徴とする、加工機械の円運動機構。
（２）二次元平面上に摺動自在且つ該平面に垂直な軸回
りに旋回不能に装着されたヘッドホルダ（２７）を備え
た加工機械において、駆動装置（２１）で上記平面に垂
直な中心軸（１０）回りに回転駆動される偏心ピン（１
７）を備えた円駆動装置（８）が設けられ、上記ヘッド
ホルダと実質上一体の軸孔（１９ａ）が上記円駆動装置
（８）の偏心ピン（１７）に回転自在に嵌合されている
ことを特徴とする、加工機械の円運動機構。
（３）二次元平面上に摺動自在且つ該平面に垂直な軸回
りに旋回自在に装着されたテーブル（５）と、駆動装置
（２１）でテーブル面に垂直な中心軸（１０）回りに回
転駆動される偏心ピン（１７）を備えた複数の円駆動装
置（８）と、該複数の円駆動装置の偏心ピン（１７）を
同位相で同期駆動する駆動連結機構（３５、３６）とが
設けられ、上記テーブルと実質上一体の複数の軸孔（１
９ａ）が上記複数の円駆動装置（８）の偏心ピン（１７
）に各々回転自在に嵌合されていることを特徴とする、
加工機械の円運動機構。
（４）二次元平面上に摺動自在且つ該平面に垂直な軸回
りに旋回自在に装着されたヘッドホルダ（２７）と、駆
動装置（２１）で上記平面に垂直な中心軸（１０）回り
に回転駆動される偏心ピン（１７）を備えた複数の円駆
動装置（８）と、該複数の円駆動装置の偏心ピン（１７
）を同位相で同期駆動する駆動連結機構（３５、３６）
とが設けられ、上記ヘッドホルダと実質上一体の複数の
軸孔（１９ａ）が上記複数の円駆動装置（８）の偏心ピ
ン（１７）に各々回転自在に嵌合されていることを特徴
とする、加工機械の円運動機構。