JPH04348847A - 割出装置の補正機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は工作機のテーブル上に
取付けられる割出装置に関し、特に割出機構にウオーム
を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】前記のような割出装置は、例えば特公平
１−２００３０号に開示してある。これによれば、工作
機の主軸ヘッド部をウオーム軸の回し金に嵌合し、工作
機（マシニングセンタ）のＸ，Ｙ，Ｚ軸の作用でウオー
ム軸を回転し、このウオーム軸のウオームと噛み合うウ
オーム歯車と一体の従動軸に固着したチャック（割出テ
ーブルに相当する）を割出し、チャックの割出し位置の
位置ずれ防止を確実にするために、従動軸を回動自在に
支持しているハウジングとチャックの間に歯形カップリ
ング等の位置決め装置を介挿すると好適である旨の記載
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記によればウオーム
軸が正確に回転されていれば歯形カップリングも正確に
噛み合い、チャックの割出位置の位置ずれ防止が確実と
なるが、例えばウオーム軸と一体の回し金と主軸ヘッド
部との嵌合にガタを生じてくると、ウオーム軸が所望の
量だけ回転されない結果、割出量が不足し、この状態で
歯形カップリングを噛み合わせ、この噛み合わせでチャ
ックを目的の割出位置まで補正しようとしてもウオーム
をウオーム歯車のセルフロックによってウオーム歯車が
回転できず、結局、割出できない問題が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明はウオーム軸に
おいて割出時に回転遅れ、回転進みがあっても、これを
補正して正確な割出位置に割出テーブルを割出す割出装
置の補正機構を提供しようとするもので、本体に回動自
在に支持した割出テーブルにウオームホイールを一体装
着し、このウオームホイールと噛み合うウオーム軸を回
転して割出テーブルを割出回転し、割出テーブルと本体
間に割出位置の位置決め装置を備えた割出装置において
、前記ウオーム軸と本体の何れか一方には、ウオーム軸
方向にのみ移動可能に移動補正部材を、他方には前記移
動補正部材と係脱する固定補正部材を夫々設け、これら
の補正部材を、両者の軸方向係合によりウオーム軸が補
正回転されるように形成し、前記位置決め装置による位
置決めに先立ち、前記補正回転を行うようにしたことを
特徴とする。

【０００５】

【作用】前記構成によれば、割出テーブルの位置決めに
先立ち、移動補正部材を固定補正部材と係合させてウオ
ーム軸を所定の割出位置まで補正回転させ、ウオーム軸
の回転遅れ、あるいは回転進みを補正するため、ウオー
ムホイールも補正回転され、割出テーブルが正確に割出
される。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照し説明する。図１
、図２に示すように本願発明の割出装置１はマシニング
センタ等の工作機の加工テーブル２上に搭載される。 割出装置１の上方には正、逆回転可能な主軸３がＸＹ方
向（水平方向）と、加工テーブル２面に対してＺ軸方向
（垂直方向）に移動可能に備えられている。主軸３の下
端には後述の正、逆回転用入力軸４，５と係脱可能なク
ラッチ１１を先端に備えた駆動アダプタ１０を着脱自在
に装着してある。この駆動アダプタ１０はマシニングセ
ンタが加工テーブル２上で加工を行っている間はツール
マガジンの所定の位置に保持されている。

【０００７】マシニングセンタはこの主軸３の制御機能
として、所謂、リジットタップ機能、つまり主軸３の回
転数（回転角度）と軸方向移動量とを同期させ通常ねじ
孔加工時に用いられ、主軸３と回転方向、軸方向に一体
のタップを１回転につき、そのタップのねじピッチだけ
軸方向に下降移動させてねじ孔を加工し、所定深さまで
加工すると停止して今度はタップを前記と逆方向へ同期
して回転させつつ上昇させてタップをねじ孔から取出す
機能を備えている。従って主軸３の回転はねじ加工する
ときと同じように右ねじ用の回転のときは右回転、停止
、左回転、左ねじ用の回転のときには左回転、停止、右
回転である。

【０００８】まず入力軸４，５と割出テーブル４７間の
入力回転伝達機構１００について説明する。図面におい
て１２は割出装置１の本体で、４は右ねじ用回転の入力
軸、５は左ねじ用回転の入力軸であって本体１２に前後
方向に垂直に並設してあり、夫々本体１２に軸方向に往
復動自在に挿通された支障部材１３，１４に内蔵された
一対の軸受１５，１５、１６，１６を介して回転自由に
支承され、上端部は本体１２より外部に突出している。 この支承部材１３，１４は支承部材１３，１４と本体１
２の穴段付部１２ａ間に亘って介在させたばね２５，２
６の圧縮力によって入力軸４，５をクラッチ方向（上方
）へ付勢している。

【０００９】前記突出部分の上端には図３に示すように
前記クラッチ１１と係脱可能な十字溝形状のクラッチ１
８，１９が形成してある。入力軸４，５の下端には一方
向クラッチ２０，２１を介して駆動歯車２２，２３が取
付けられている。これらの一方向クラッチ２０，２１は
入力軸４では左回転させられる時に入力軸４と一体に駆
動歯車２２が回転し、また入力軸５では右回転されると
きに入力軸５と一体に駆動歯車２３が回転し、夫々の入
力軸４，５において、上記と反対方向に回転する時は駆
動歯車２２，２３に対して各入力軸４，５は空回りをす
るようにしてある。

【００１０】次に、入力軸４，５の各駆動歯車２２，２
３は、本体１２内部に収納される直交歯車伝導装置３０
のウオーム軸３１下方の従動歯車２４とそれぞれ噛み合
っている。前記ウオーム軸３１は本体１２と一体のウオ
ーム軸受箱３６内に上下一対の軸受３７を介して回動自
在に支持されている。このウオーム軸３１の下端部には
、前記、従動歯車２４がキー３５を介して軸方向に往復
動自在に嵌着され、ウオーム軸３１の下端に取着したス
トッパ３３との間に介在されたばね３４により上方へ付
勢してある。

【００１１】従動歯車２４の下端にはプレート３２が一
体取着してある。従って主軸３のＺ軸方向の往復動によ
っていずれか一方の入力軸４，５が下降されると駆動歯
車２２，２３の下端がプレート３２に係合され従動歯車
２４は、ばね３４のばね力に抗して駆動歯車２２，２３
と噛み合ったまま押下げられるようにしてある。

【００１２】ウオーム軸３１の中間に設けたウオーム４
５と噛み合うウオームホイール４６は図２に示すように
、本体１２内の中空なウオームホイール軸４８に一体締
着されており、このウオームホイール軸４８は本体１２
に内蔵された軸受４９と本体１２の軸受箱５０に嵌着さ
れた軸受５１を介して回動自在に軸承してある。そして
ウオームホイール軸４８の前端には割出テーブル４７が
一体固着してあり、後端には外周に多数の噛合爪（位置
決め係止部）５２を有したクランププレート５３が一体
固着してある。ウオーム４５とウオームホイール４６と
はこの実施例ではウオーム４５の１回転でウオームホイ
ール４６が５度、割出回動するギヤ比となっており、割
出テーブル４７を７２等分した位置で夫々位置決めされ
るようにクランププレート５３に７２個の噛合爪５２が
設けられている。

【００１３】次に位置決め装置について説明する。図５
に示すように前記２本の入力軸４，５の側方で本体１２
に固着されたＬ字状のホルダ５４に位置決め軸５５が前
記噛合爪５２に向かう方向に往復摺動自在に挿通されて
おり、その先端に前記クランププレート５３の噛合爪５
２と係脱される位置決めピン５６が一体形成してある。 また位置決め軸５５の他方端の欠切部下面には摺動方向
に対して斜方向の案内溝５７が削設してある。

【００１４】ホルダ５４には更に伝達軸６０が位置決め
軸５５に直交し、かつ、入力軸４，５と交差する方向に
往復動自在に挿通してあり内蔵したばね６１によって位
置決め軸５５方向に伝達軸６０を付勢してある。その一
端にはピン５８が先端部を突出して取付けられ、ピン５
８の突出部は、前記、案内溝５７に嵌挿されている。そ
して伝達軸６０が往復動されるとピン５８と位置決め軸
５５の案内溝５７の係合により位置決め軸５５を軸方向
に移動し、位置決めピン５６とクランププレート５３の
噛合爪５２とが係脱するようにしてある。

【００１５】又、図６において伝達軸６０にはガイドピ
ン６２，６３が入力軸４，５の両軸にそれぞれ対向した
位置に取付けられ先端部が支承部材１３，１４の中間に
設けられた案内溝６４，６５に係合するようにしてある
。この案内溝６４，６５には伝達軸６０のガイドピン６
２，６３が伝達軸６０の往復動時に支承部材１３，１４
に当接しないように案内溝６４，６５連続した横溝６６
，６７が設けてある。この案内溝６４，６５は支承部材
１３，１４のいずれか一方が軸方向に摺動させられると
、前記ガイドピン６２，６３を案内して伝達軸６０を軸
方向にＰだけ往復動させるようにしてある。

【００１６】次に割出装置１の補正機構について説明す
る。図４に示すようにこの往復歯車２４上端面の円周２
等分した位置にウオーム軸受箱３６側に向けて一対の突
片（移動補正部材）４０が突出され、本体１２に内蔵さ
れたウオーム軸受箱３６の下端に突片４０と対応して割
出基準位置となる切欠（固定補正部材）４１とが設けて
あり、従動歯車２４の往復動によって突片４０が切欠４
１に係脱自在にしてある。

【００１７】これらの突片４０と切欠４１は、前述のよ
うにウオーム軸３１が正確に一回転（又はその整数倍回
転）した時、上記突片４０と切欠４１は上下に正確に対
向するが、前記一方向クラッチ２０，２１の内部構造に
よる噛合、遅れによってウオーム軸３１に僅かに回転遅
れを生じたときには、上下に正確に対向しない。このと
きには、上記突片４０が軸方向に移動されて割出基準と
なる切欠４０の斜面４２との係合で突片４０の軸方向移
動を円周方向移動に変換しウオーム軸３１の回転遅れを
補正して正確な割出位置にウオーム軸３１を位置させる
ようになっている。

【００１８】次に上記実施例の作用を説明図に基づいて
説明する。上記構成では割出テーブル４７の割出角度θ
は入力軸４，５の回転角度に比例する。そしてマシニン
グセンタのリジットタップ機能では主軸３の回転角度と
その軸方向移動量が同期されるため、結局、入力軸４，
５を回す主軸３の軸方向移動量Ｚによって入力軸４，５
の回転角度が決定され、割出テーブル４７の割出角度θ
が決まる。即ち、割出装置１の入力軸４，５から割出テ
ーブル４７までの総減速比が１／ｒ、タップピッチＰ、
割出テーブルの割出角度θとしたとき、Ｚ＝Ｐ×θ×ｒ
／３６０となる。

【００１９】この実施例では、θ＝５度（最小割出角度
）として算出したＺが割出のための最小の軸方向移動量
であり、この移動量の整数倍の値を割出角度に対応した
移動量Ｚｎとして、予めマシニングセンタの制御装置内
に記憶させておく。またクランププレート５３と位置決
めピン５６を外しその後突片４０と切欠４１を外すのに
要する入力軸４，５のストロークＬ１も制御装置内に記
憶させておく。従って割出角度θを変更する時には前記
した値Ｚｎを変更するだけの手間でよく設定が容易とな
る。又リジットタップ機能で主軸３の回転角度が極めて
正確に制御されるので割出装置本体側で割出回転を検出
してその信号を工作機側へ送り制御するための配線等の
必要がない。

【００２０】このような状態で割出しを行う場合、主軸
３は制御装置に入力されたプログラムに従って入力軸４
，５の決められた一方、例えば入力軸４の鉛直上方に位
置され、次いで回転を伴わずに下降し主軸３のクラッチ
１１と入力軸４のクラッチ１８とが嵌入される。両方の
クラッチ１１，１８が互いに噛合って主軸３が下降して
図７に示す回転開始位置Ｒ１に至るまでに入力軸４と共
に支承部材１３が下降し、支承部材１３外周の案内溝６
４によって伝達軸６０のピン６２が案内されて、伝達軸
６０を軸方向にＰだけ後退させる。この時ピン６３は他
の入力軸５の支承部材１４外周の横溝６７に沿って移動
する。

【００２１】そして伝達軸６０先端のピン５８が案内溝
５７を案内して位置決め軸５５を左方向に移動しこれに
より位置決めピン５６とクランププレート５３の係止が
解除される。また入力軸４の下降に伴い下端の駆動歯車
２２がプレート３２に当接して従動歯車２４を押下げ、
前記クランププレート５３とピン５６の解除後に突片４
０と切欠４１の係合も外れ従動歯車２４は回転自在とな
る。回転開始位置Ｒ１に至ると主軸３がリジットタップ
機能によって回転角度と移動量が同期して右回転される
。この回転により入力軸４も右回転されるが一方向クラ
ッチ２０の作用で駆動歯車２２は回転せず割出テーブル
４７は割出回転されない。

【００２２】尚クラッチ１１が噛み合わない場合には、
クラッチ１１の歯の高さ分だけ入力軸４が余分に押込ま
れるが、主軸３が右回転されるとこの回転によって直ち
に両方のクラッチ１１，１８は対向する位置で嵌入され
る。入力軸４がＬ１＋Ｚｎだけ下降しＲ２に至るとリジ
ットタップ機能によって主軸３が停止し、前記、同様回
転角度と移動量が同期して左方向に回転されつつ上昇す
る。回転開始位置Ｒ１へ戻るまでの軸方向移動量Ｚｎの
間に割出角度θに対応するだけ入力軸４が左回転され、
この回転は一方向クラッチ２０を介して駆動歯車２２に
伝えられ、更に駆動歯車２２の回転は従動歯車２４を介
して直交伝導装置３０のウオームホイール４６に伝達さ
れ、割出テーブル４７を割出回転させる。この時、他の
入力軸５は、その駆動歯車２３が従動歯車２４により回
転されて同時に回転されるが割出には何ら支承はない。

【００２３】一方向クラッチ２０には一般的に構造的に
遊びがあるので入力軸４の回転に対して駆動歯車２２が
僅かに回転遅れを生じ、当然ウオーム軸３１にも回転遅
れが生じており、その結果、回転開始位置Ｒ１へ戻った
ときには突片４０と切欠４１は上下に正しく対向せず僅
かに円周方向にずれている。回転開始位置Ｒ１で回転停
止した主軸３が更に上昇されると従動歯車２４は軸方向
の圧縮力で付勢するばね３４で押し上げられて突片４０
はウオーム軸受箱３６の切欠４１斜面によって円周方向
に回動され割出基準位置となる切欠４１に嵌入されてウ
オーム軸３１の回転遅れを補正する。

【００２４】この補正によって割出テーブル４７が目的
の割出位置で正確に位置された後、主軸３が更に上昇し
て押し下げられていた支承部材１３は、ばね２５の圧縮
力により上方に押し戻され伝達軸６０を介して位置決め
軸５５の位置決めピン５６を右方向に移動させ、クラン
ププレート５３の噛合爪５２と位置決めピン５６とを噛
み合わせ、割出位置でクランププレート５３をクランプ
する。こうして割出装置１の位置決めを入力軸４、伝達
軸６０、位置決め軸５５の軸方向移動によって行うので
コンパクトな構成になり余分な空間が少なくなる。そし
て更に主軸３が上昇して両方のクラッチ１１及び１８の
係合が外された後、主軸３の駆動アダプタ１０が所定の
工具交換位置で次の加工に使用するツールと交換される
。

【００２５】尚、入力軸５により割出回転を行う時には
、左回転、停止、右回転と主軸回転を制御することで割
出テーブル４７を入力軸４による回転方向と逆方向に割
出回転することになる。このように逆回転する２本の入
力軸４，５を備えたことで割出テーブル４７の割出回転
角度を夫々の入力軸４，５につき１８０度以下にでき近
回り割出しができる利点があるがこの入力軸４，５は１
本でも差し支えはない。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明装置によれば、ウ
オーム軸とウオームホイールとから成るウオーム装置を
用いて割出テーブルを割出回転する際に、割出テーブル
の位置決めに先立ち、移動補正部材を軸方向へ動かして
固定補正部材と係合させ、ウオーム軸を補正回転するよ
うにしたので、ウオーム軸に回転遅れ、回転進みがあっ
てもこれを補正して割出テーブルを所定の割出位置へ回
転させることができる。従って、ウオーム軸を回転する
までの伝達回転機構中に、一方向クラッチなど多少のバ
ックラッシュが存在しても正確な割出ができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本装置の駆動経路に従って断面した詳細図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】クラッチの平面図である。

【図４】補正機構の詳細図である。

【図５】位置決め軸部の詳細断面図である。

【図６】本装置の前面の一部とカバーを切欠いた正面図
である。

【図７】主軸の動作説明図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　本体に回動自在に支持した割出テーブ
   ルにウオームホイールを一体装着し、このウオームホイ
   ールと噛み合うウオーム軸を回転して割出テーブルを割
   出回転し、割出テーブルと本体間に割出位置の位置決め
   装置を備えた割出装置において、前記ウオーム軸と本体
   の何れか一方には、ウオーム軸方向にのみ移動可能に移
   動補正部材を、他方には前記移動補正部材と係脱する固
   定補正部材を夫々設け、これらの補正部材を、両者の軸
   方向係合によりウオーム軸が補正回転されるように形成
   し、前記位置決め装置による位置決めに先立ち、前記補
   正回転を行うようにしたことを特徴とする割出装置の補
   正機構。