JPH0549425B2 - - Google Patents

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JPH0549425B2
JPH0549425B2 JP23921885A JP23921885A JPH0549425B2 JP H0549425 B2 JPH0549425 B2 JP H0549425B2 JP 23921885 A JP23921885 A JP 23921885A JP 23921885 A JP23921885 A JP 23921885A JP H0549425 B2 JPH0549425 B2 JP H0549425B2
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JP
Japan
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movable member
ram
oil
sliding
movement
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JP23921885A
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JPS6299037A (ja
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Masanori Kurobe
Shogo Serizawa
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6299037A publication Critical patent/JPS6299037A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/001Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine
    • B23Q11/0028Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine by actively reacting to a change of the configuration of the machine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • B23Q1/385Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports in which the thickness of the fluid-layer is adjustable
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、横フライス中ぐり盤等の工作機械に
おいて、主軸を備えるラム等の水平移動による重
心移動のため主軸が傾くのを補正する装置に関
し、特にラム等の滑動部に供給する油圧調整する
ことによる主軸の傾きを補正するようにした装置
に関する。
〔背景技術とその問題点〕
コラムに主軸頭等の第1可動部材を上下動可能
に設け、第1可動部材に工具が装着される主軸を
備えたラム等の第2可動部材を水平移動可能に設
けた工作機械においては、第2可動部材が水平移
動すると重心移動のために第1可動部材、第2可
動部材が水平方向に対して傾き、このため主軸も
傾いて工具による加工に誤差が生ずる。
このような主軸傾きによる加工誤差を補正する
ための従来装置として、第1可動部材と、この第
1可動部材の重量をバランス支持するためのバラ
ンスウエイトとを第2可動部材の水平移動方向に
並べた2本のワイヤーで連結するとともに、一方
のワイヤーにシリンダを設け、このシリンダに供
給する油圧を第2可動部材の水平移動量に応じて
変化させ、これにより2本のワイヤーに作用する
張力を異ならせて第2可動部材の水平移動に伴う
第1可動部材の傾きを修正するようにした装置が
知られいる。
この従来装置によると、2本のワイヤーの張力
に第2可動部材の水平移動量の増加に従い差が生
じるため、バランスウエイトの重心位置と2本の
ワイヤーによるバランスウエイト吊下重心位置と
にずれが生じることとなり、この結果バランスウ
エイトも傾き、バランスウエイトを上下動させる
ためのガイドレールが設けられている場合にはバ
ランスウエイトがガイドレールに部分摩擦接触
し、バランスウエイトおよび第1可動部材の円滑
な上下動が阻害されることとなる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、第1可動部材とバランスウエ
イトとを連結するワイヤーの張力を変化させるの
ではなく、コラムと第1可動部材との間や第1可
動部材と第2可動部材との間の滑動部に第2可動
部材の水平移動によつて生じる重心移動による主
軸傾きに対抗するモーメントを発生させ、これに
より第1可動部材の円滑な上下動を保障しつつ主
軸傾きによる加工誤差を解消できるようにした工
作機械の主軸傾き補正装置を提供するところにあ
る。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
このため本発明に係る装置は、コラムに第1可
動部材が第1滑動部を介して上下動可能に設けら
れ、第1可動部材には工具が装着される主軸を備
えた第2可動部材が第2滑動部を介して水平移動
可能に設けられた工作機械において、第2可動部
材の水平移動量を検出手段で検出し、第1滑動部
と第2滑動部の少なくとも一方に油調整手段によ
り油圧が調整されて供給される油室を形成し、前
記検出手段で検出された第2可動部材の水平移動
量に従つて油調整手段により油室に供給する油圧
を調整することにより、第2可動部材の水平移動
で生じる重心移動による主軸傾きを油室の油圧に
よるモーメントで補正するようにしたものであ
る。
〔実施例〕
第1図は本実施例に係る装置が適用された工作
機械を示す。ベツド1にコラムベース2を介して
コラム3がX軸方向へ移動自在に配置され、コラ
ム3には第1可動部材である主軸頭4がY軸方向
へ移動自在に組み付けられ、主軸頭4には第2可
動部材であるラム5が水平方向であるZ軸方向へ
移動自在に設けられ、ラム5は先端にドリル、エ
ンドミル等の工具が装着される主軸6を備えてい
る。主軸6はモータ7で回転し、コラム3のベツ
ド1に対する往復動、主軸頭4のコラム3に対す
る上下動、およびラム5の主軸頭4に対する進退
動により主軸6は図示しないテーブルに固定セツ
トされたワークに対して三次元移動を行い、加工
プログラムに従い工具でワークの所定位置に穴明
け等の加工を行う。
コラム3の内部にはバランスウエイト8が上下
動自在に収納され、このバランスウエイト8はガ
イドローラ9,10で走行自在となつた2本のワ
イヤー11を介して主軸頭4と連結され、主軸頭
4の上下動はバランスウエイト8で重量がバラン
ス支持されながら行われる。ラム5にはねじ軸1
2が螺合する連結部13が形成され、ねじ軸12
は歯車列14を介してモータ15と接続されてお
り、モータ15の回転駆動は歯車列14で減速さ
れつつねじ軸12に伝達され、ねじ軸12の送り
作用でラム5はZ軸方向へ進退動する。
コラム3には2本のガイドウエイ16が形成さ
れ、主軸頭4にはこのガイドウエイ16に摺動自
在に嵌合するガイド溝17が形成され、ガイドウ
エイ16の外面とガイド溝17の内面とによるす
べり面により主軸頭4がコラム3に対して上下動
自在となる第1滑動部18が設けられる。第1滑
動部18はガイドウエイ16、ガイド溝17が2
個あるためラム5の進退方向に2個所あり、それ
ぞれの第1滑動部18には第2図に示す通りガイ
ド溝17に内方へ窪んだ凹部を形成することによ
り静圧ポケツト19が設けられ、この静圧ポケツ
ト19はそれぞれの第1滑動部18において少な
くとも上下2箇所のラム進退方向前後に設けられ
ている。
また主軸頭4にはラム5のためのガイド孔20
が形成され、このガイド孔20の内面とラム5の
外面とのすべり面によりラム5を主軸頭4に対し
て水平方向へ移動自在とする第2滑動部21が設
けられる。第2滑動部21にはガイド孔20に内
方へ窪む凹部を形成することにより静圧ポケツト
22が設けられ、この静圧ポケツト22はラム5
の少なくとも進退方向2箇所の上下に形成されて
いる。以上の油室としての静圧ポケツト19,2
2には油圧が供給され、この油圧の油薄膜による
潤滑作用により主軸頭4の上下動およびラム5の
進退動がなされる。
第2図の通り前記歯車列14にはポテンシオメ
ータ23が接続され、このポテンシオメータ23
はラム5の水平移動量を検出する検出手段で、モ
ータ15によるねじ軸12の回転でラム5が水平
方向に繰り出されると、ポテンシオメータ23は
それに応じた大きさの電流による電気信号を出力
する。ポテンシオメータ23には増幅器24,2
5を介して油調整手段としての2個の比例電磁式
油圧調整弁26,27が並列接続され、この比例
電磁式油圧調整弁26,27は油圧源28、タン
ク29が接続された弁本体30と、増幅器24,
25が接続されたソレノイド31とからなる。増
幅器24,25からの電流でソレノイド31が作
動することにより設定油圧は電流の大きさに応じ
て比例的に変化し、油圧源28から弁本体30を
経て油圧回路32,33に供給される油圧は比例
的に増加する。
比例電磁式油圧調整弁26の油圧回路32は途
中で分岐され、一方の分岐路32Aは前記2箇所
の第1滑動部18のうちのラム進退方向前側の第
1滑動部18における上部のラム進退方向後側静
圧ポケツト19Aに接続され、他方の分岐路32
Bは同じ第1滑動部18における下部のラム進退
方向前側静圧ポケツト19Bに接続される。また
比例電磁式油圧調整弁27の油圧回路33も途中
で分岐され、一方の分岐路33Aは前記第2滑動
部21におけるラム進退方向前側の下部静圧ポケ
ツト22Aに接続され、他方の分岐路33Bはラ
ム進退方向後側の上部静圧ポケツト22Bに接続
される。
主軸6の先端に装着された工具でワークを加工
すべくラム5がモータ15で前方へ繰り出される
と、ラム5の水平移動量に対応してラム5および
主軸6の重量を含めた主軸頭4の重心位置がラム
5の前進方向へ移動し、主軸頭4は全体的に第2
図中反時計方向に回動する。このため主軸6は水
平方向に対して傾き、このままで加工作業を行う
と加工誤差が生ずる。しかし、ラム5の繰り出し
量に応じて前記ポテンシオメータ23から電流に
よる電気信号が出力され、増幅器24を介して比
例電磁式油圧調整弁26のソレノイド31に入力
される。このため比例電磁式油圧調整弁26はラ
ム5の水平移動量に比例した大きさの油圧を油圧
回路32に供給し、この油圧は前記静圧ポケツト
19A,19Bに与えられる。このため主軸頭4
にはラム5の水平移動量に応じて次第に大きくな
る第2図中時計方向のモーメントが発生し、主軸
6の傾きが補正される。
ラム5が繰り出されると、ラム5自体の重心位
置の変動によつても主軸6は傾く。この傾きの補
正のためにポテンシオメータ23から増幅器25
を経て電気信号が入力する比例電磁式油圧調整弁
27が設けられ、この比例電磁式油圧調整弁27
により油圧回路33を介して前記静圧ポケツト2
2A,22Bに供給される油圧がラム5の繰り出
し量に比例して大きくなり、この油圧による第2
図中時計方向へのモーメントにより主軸6の傾き
は補正される。
主軸6に工具が直接装着された場合とアングル
ヘツド等のアタツチメントを介して装着された場
合とでは主軸6に作用する重量が異なり、主軸6
の傾きに相違が生ずる。この場合には、第3図示
す通りアタツチメントなしの場合Aとアタツチメ
ントありの場合B,Cのそれぞれについて、ラム
5の水平移動量に対し主軸6の傾きを補正して工
具の高さ位置を常に一定にできる油圧を予め測定
しておき、第2図の通りこのデータに関する電気
信号34,35を前記ポテンシオメータ23と増
幅器24,25とを接続する電気回路36,37
に入力することにより、アタツチメントの有無や
アタツチメントの大きさ等によつて重量が異なる
工具が主軸6に装着されても常に主軸6の傾きを
補正できるようにしてもよい。なお、工具やアタ
ツチメントに識別マークを付し、この識別マーク
を工作機械に設けた読取装置で自動的に読み取る
ことにより主軸6に装着された工具、アタツチメ
ントを判別し、静圧ポケツト19A,19B,2
A,22Bに供給する油圧を工作機械の制御装置
により自動的に制御、調整するようにしてもよ
い。
以上の実施例は前記第1滑動部18、第2滑動
部21が油潤滑のすべり接触の場合であつたが、
第4図の通りローラ接触の場合にも本発明は適用
できる。これをコラム3と主軸頭4との間の第1
滑動部18について説明すると、主軸頭4にシリ
ンダ38を組み込み、このシリンダ38に軸39
を中心に回転自在なローラ40を備えたピストン
41を摺動自在に嵌合し、油室としてのシリンダ
室42にラム5の繰り出し量に応じた大きさの油
圧を供給することによりローラ40をコラム3に
押し付け、これにより主軸6の傾きに対抗するモ
ーメントを発生させる。以上と同様な構造は主軸
頭4とラム5との間の第2滑動部21にも実施で
きる。
なお主軸頭4の上下動、ラム5の進退動をガイ
ドレールに沿つて行わせる工作機械においては、
このガイドレールによる第1、第2滑動部に油室
を設けることにより主軸の傾きを補正できる。ラ
ム5の水平移動量を検出する検出手段は前記ポテ
ンシオメータに限らず、例えばエンコーダ、レゾ
ルバであつてもよい。さらに、本発明は第5図に
示す通りコラム43にサドル44が上下動可能に
設けられ、サドル44に主軸445を備える主軸
頭46が水平移動可能に設けられた工作機械にも
適用でき、この場合にはサドル44が第1可動部
材となり、主軸頭46が第2可動部材となる。
また本発明は油調整手段として比例電磁式流量
調整弁を使用することにより、第1、第2滑動部
に動圧を供給する工作機械にも適用可能であり、
第2可動部材の水平移動量に応じて供給する油量
を調整すれば主軸の傾きを補正できる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、コラムと第1可動部材との間
や第1可動部材と第2可動部材との間の滑動部に
第2可動部材の水平移動によつて生ずる重心移動
による主軸傾きに対抗するモーメントを発生させ
るようにし、主軸の傾きを第1可動部材とバラン
スウエイトとを連結するワイヤーの張力を変化さ
せることによつて補正するものではないため、主
軸傾きの防止を第1可動部材の円滑な上下動を保
障しつつ達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は工作機械の全体斜視図、第2図は油圧
回路等を示す本発明の原理図、第3図は主軸に装
着される工具の重量に応じて油圧を変化させる場
合のデータを示す図、第4図は滑動部がローラ接
触の場合の実施例を示す断面図、第5図は他の工
作機械の場合を示す要部斜視図である。 3,43…コラム、4…第1可動部材である主
軸頭、5…第2可動部材であるラム、6,45…
主軸、18…第1滑動部、19,22…油室であ
る静圧ポケツト、21…第2滑動部、23…検出
手段であるポテンシオメータ、26,27…油調
整手段である比例電磁式油圧調整弁、42…油室
であるシリンダ室、43…第1可動部材であるサ
ドル、46…第2可動部材である主軸頭。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コラムに第1滑動部を介して上下動可能に設
    けられた第1可動部材と、この第1可動部材に第
    2滑動部を介して水平移動可能に設けられ、かつ
    工具が装着される主軸を備えた第2可動部材とを
    有する工作機械において、第2可動部材の水平移
    動量を検出する検出手段を設け、かつ、第1滑動
    部に少なくとも上下2箇所の第2可動部材進退方
    向前後に油室を設けるとともに、第2滑動部に少
    なくとも第2可動部材進退方向2箇所の上下に油
    室を設け、第1滑動部における上部の第2可動部
    材進退方向後側と下部の第2可動部材進退方向前
    側の前記各油室、および第2滑動部における第2
    可動部材進退方向前側の下部と第2可動部材進退
    方向後側の上部の前記各油室にこれらの油室に供
    給される油圧を調整する油調整手段を接続し、こ
    の油調整手段を前記検出手段からの信号で制御可
    能としたことを特徴とする工作機械の主軸傾き補
    正装置。 2 前記第1可動部材は主軸頭であつて、前記第
    2可動部材はラムであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の工作機械の主軸傾き補正
    装置。
JP23921885A 1985-10-24 1985-10-24 工作機械の主軸傾き補正装置 Granted JPS6299037A (ja)

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JPS6299037A JPS6299037A (ja) 1987-05-08
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