JPH0653321B2 - 旋盤の球状旋削装置 - Google Patents

旋盤の球状旋削装置

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JPH0653321B2
JPH0653321B2 JP63102809A JP10280988A JPH0653321B2 JP H0653321 B2 JPH0653321 B2 JP H0653321B2 JP 63102809 A JP63102809 A JP 63102809A JP 10280988 A JP10280988 A JP 10280988A JP H0653321 B2 JPH0653321 B2 JP H0653321B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は送りモータと、このモータによって駆動装置さ
れる回転可能な主軸と、主軸と作用結合している工具ホ
ルダと回転発信手段とを備えた移動可能な工具固定板と
から成る球形態の生成のための旋盤の球状旋削装置（工
作物を球状に旋削する装置）に関する。
（従来の技術） 軌道制御部とクロススライドとを備えた旋盤上で特別の
追加装置なしにその形態が球状である工作物が生成され
るものが公知である。多くの場合その際そのようにして
作られる工作物の形態精度は充分である。しかし球部分
の形態精度についての最高の要求はこの加工方法では充
足されることができない。このことは主として２つの理
由からであり、第１にバイトはその瞬間的な位置に従っ
てそれぞれ刃（第１図）の他の個所S1、S1、S3で切削す
ること、相応してバイトの刃は完全な曲率に相応せず、
加工される工作物は完全な球形態を有しない。
さらに送り装置においてさえ非常に剛固なクロススライ
ドもバックラッシュを有する。このことは往復台は方向
変更の際には往復台を遅延なしに動かせず、むしろ一瞬
間だけその位置に位置に係止されることを意味する。そ
れによって点P(第１図) における球形の旋削の際に短い
円筒状の部材従って理想的形態からの偏位が生ずる。
記載の問題点は公知であり、従って高精度の球状旋削の
ために既にずっと以前からいわゆる旋盤の球状旋削装置
が設けられている。そのような装置は例えばDr.-Ing.He
rmutJaegerの刊行物「Drehautomation) の500 頁に記載
されている。これらの全ての装置は同様な原理によって
作動する。バイトはその際回転点の周りに旋回される。
それによって工具が常にその刃の同一個所で切削しそし
てクロススライドで生ずるようなバックラッシュの問題
は排除されることが達成される、そのわけはその精度が
旋回点の支承部によってのみ特定される円軌道上でバイ
トが動かされるからである。
公知の旋盤の球状旋削装置では旋回運動は縦スライドに
よって導入されるか又は例えば油圧旋回駆動装置によっ
て発生される。第１の場合、旋回角度は縦スライドの縦
路程によって特定され、第２の場合は固定ストッパによ
って調整される。しかしいかなる場合でも旋回角度は直
接コンピュータ制御部(CNC制御) によってプログラムさ
れることができる。さらにこの旋盤の球状旋削装置では
工具摩耗は手動によって実施されるバイトの移動によっ
て修正されなければならない。このことは今日目標とさ
れる自動的及びフレキシブル製造では懸案とされる欠点
である。
（発明の課題） 本発明は旋盤の球状旋削装置を創造することであり、そ
の際旋回角度はCNC 制御を介してプログラムされること
ができかつ工具摩耗に基づいて必要な工具修正もCNC 制
御部における修正されるべき値の付与を通じて可能にさ
れるような旋盤の球状旋削装置を創造することである。
この解決は簡単ではなく装置全体が非常にコンパクトに
構成されなければならない、そのわけはさもなければ旋
盤の球状旋削装置はクランプ工具又はスピンドルストッ
クによって修正されるからである。
（課題の解決のための手段） 本発明の課題は主軸に同軸的に支承された補助軸はその
上端で溝手段を介して工具固定板と作用結合している偏
心体をかつその下端では偏心体と結合しかつ凹部を備え
たホィールを有し、その際前記凹部は位置固定のストッ
パカムと作用し、その結果送りモータは球状旋削装置の
旋削運動及び主軸と補助軸との間の相対的回転運動によ
って行われる工具修正を作用することができることによ
って解決される。
（実施例） 第３、４及び５図は必要に応じ通常のバイトと同様にそ
の作業位置に持来される旋盤のクロススライド上に配置
された球上旋削装置を示す。
球上旋削装置はクロススライド上に固定される基本１
と、送りモータ２と、摩擦伝導装置３、４と摩擦車４と
固定されて主軸として役立つ軸５と、摩擦車４と軸５と
に歯付伝導装置６、７、８を介して作用結合している回
転発信機９と、軸５上に磁石10を備えかつピン11、11′
が溝12（第６図、７、８図）内を案内されるようにした
工具固定板13と、工具固定板上に配置された工具ホルダ
ー14と、バイト15と、軸５内に縦運動及び回転運動可能
に支承されてピストンとして設けられ、その上端には偏
心軸17をその下端には溝18を有する円板19を固定されて
いる軸16と、本体24に固定されたストッパカム22とから
成る。軸５及びピストン16の共通の回転軸線はC1を通
る。偏心軸17の回転軸線はC2を通る。更に偏心軸17は工
具固定板13の溝21内に案内されたスライダ20内に係入す
る。
基本24内にローラ軸受23によって支承された軸５、軸５
とともに工具固定板13並びにその上にねじ止めされた工
具ホルダー15がその工具と共に電気的送りモータ２によ
って摩擦伝導装置３、４を介して駆動される。その際バ
イト15は軸５のC1を通る回転軸線の回りに円形旋回運動
を実施し、かつその加工されるべき工作物上に高精度の
球形を生成する。
製造されるべき球の大きさに依存する旋回角度の大きさ
は歯付伝導装置６、７、８を介して結合された回転発信
機９によって検出され、かつ電気的信号として公知の方
法でCNC 制御装置内で処理される。
それによって旋回角度の大きさが直接パラメータとして
又はプログラムを介してCNC 制御装置内に入力されるこ
とが可能である。
自動的な工具修正の工程はサブプログラムの読み出しに
よって導入される。次に第４５、７、８及び９図に基づ
いて説明する。その際修正値がCNC 制御装置内に既に入
力されていることが前提である。
先ず、送りモータ２が摩擦伝導装置３、４を介して軸５
及びこれと結合している全ての部分13、14、15並びに円
板19及びこれと結合しているピストン16をゼロ位置に対
して10゜だけ移動した位置に回転させる。ゼロ位置はバ
イト15の刃が加工されるべき工作物の回転軸線上にある
位置である（旋盤のバンクの軸線、第２図、４及び9A
図）。この位置においては溝18及びストッパカム22はそ
れが相互に係合することができるように向かい合って位
置する。進入の際にカムと溝との接触を回避するため
に、安全角βが設定されている（第9B図）。その上工具
固定板13は軸５と永久磁石10の磁力によって固着されて
いる。第６図に示すねじ31は固定機能を有さない。それ
は安全のみに役立ち、次に説明するように前記の工具固
定板13が軸５から容易に持ち上げられないように上方か
ら締め付けられる。ピストン16が孔26、27を介して圧縮
空気を附勢されかつばね25の力に抗してそのストッパま
で上方へ動かされる。その際自由度は円錐30によって形
成される摩擦車４との摩擦結合から得られる（第５
図）。ピストン16及びこれと結合した円板19が上方へ運
動すると、ストッパカム22は円板19の溝18中に係入する
（第9B図）。
同時に圧縮空気は孔27を通りかつ孔28によって相互に連
通しているリング面29内に達する（第５図、７、８
図）。
リング面29内に発生する圧縮空気によって永久磁石10の
保持力の作用は中断される。次に軸５は摩擦伝達装置
３、４を介して送りモータ２によってゼロ位置の方向に
戻される（第9C図）。発生する摩擦力に基づいてその際
ピストンは溝18がカム22に突き当たるまで回転される。
ピストン16は最早回転されることができず、ピストンは
ゼロ位置にある。軸５は残りの角βだけ、軸５が零位置
に達するまで回転される、同時に偏心軸17によってスラ
イダ20を介して工具固定板13がそのゼロ位置にもたらさ
れる（第9c図）。それによって、誤差の発生は回避され
る。修正工程は誤差のないものとなる。
このゼロ位置から送りモータ２は全システム、軸５、ピ
ストン16、及びこれと結合された円板19とを反対方向に
11゜回転させる（第9D図）。この工程の後にカム22は溝
壁に突き当たりそしてピストン16は最早それ以上回転し
ない。しかし軸５は尚入力された修正値に相応する、計
算された角度αだけ回転され（第9E図）そして偏心軸17
を介して工具固定板13をかつこれとともにその工具ホル
ダー14をこれにクランプされた工具15とともに直線方向
に所望の修正値だけ移動させる。その際スライダ20は溝
21中を活動する（第７図）。修正工程の終了のために上
記のシステムは排気されかつ力拘束的結合が再び形成さ
れる。
永久磁石10の保持力は再び作用し、ピストン16はばね25
の力によって再び円錐30（第５図）によって形成された
摩擦車４との摩擦結合が生ずるように押圧されそして円
板19はストッパカム22との係合から外される。それによ
って工具修正のためのサブプログラムは終了しかつ通常
の旋盤加工によって更に運転が行われる。
精度のために前記角度移動は偏心体によって作用される
工具固定板13の移動が実際上角度変位に対してリニアに
なるような領域に限定される。換言すれば偏心体17は記
載の例では常に-5゜、+5゜の範囲内で動かされる。αの
最大値は10゜であるその際円板19の回転自由度はその上
方の位置、即ちストッパカム22が凹部18と係合した時に
11゜に制限される。運転の際のカム及び溝の接触の安全
角βの例では略１゜である。
全ての回転運動は工程中回転発信機によって確定されか
つCNC 制御装置に送られる。例えば偏心体は0.01度の角
度変位が0.5 μｍの球半径の修正値に相当する。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は発明が解決しようとする問題の説明
のための図式図、第３図は本発明による球状部旋削装置
の部分断面正面図、第４図は球状部旋削装置の平面図、
第５図は第４図のV-V 線に沿う断面図、第６図は工具固
定板の第４図のVI- VI線に沿う断面図、第７図は工具固
定板の平面図、第８図は第７図のVIII- VIII線に沿う断
面図、そして第９Ａ図〜第９Ｅ図は工具修正工程の説明
のための図式図である。 図中符号 ２……送りモータ ５……主軸 ６、７、８、９……回転発信機 13……工具固定板 14……工具ホルダー 16……補助軸 17……偏心体 18……凹部 19……円板 20、21……溝 22……ストッパカム

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送りモータ(２)と、このモータによって駆
    動される回転可能な主軸(５)と、主軸と作用結合してい
    る工具ホルダ(14)と回転発信手段(６、７、８、９)とを
    備えた移動可能な工具固定板(13)とから成る球形態に加
    工するための旋盤の球状旋削装置において、 主軸(５)に同軸的に支承された補助軸(16)はその上端で
    溝手段(20、21)を介して工具固定板(13)と作用結合して
    いる偏心体(17)を、そしてその下端では偏心体と結合し
    かつ凹部(18)を備えたホィール(19)を有し、その際前記
    凹部は位置固定のストッパカム(22)に作用し、その結果
    送りモータ(２)は球状旋削装置の旋削運動及び主軸(５)
    と補助軸(16)との間の相対的回転運動によって行われる
    工具修正を作用することができることを特徴とする旋盤
    の球状旋削装置。
  2. 【請求項２】主軸(５)上に送りモータ(２)によって生成
    される回転運動は摩擦伝導装置(３、４)を介して行れる
    請求項１記載の旋盤の球状旋削装置。
  3. 【請求項３】補助軸(16)は空気圧駆動ピストンであり、
    その際ピストンは孔(26)を介して附勢される空気圧によ
    ってばね(25)の作用に抗して上方へ運動することがで
    き、その結果ピストンと固定されたホィール(15)の凹部
    (18)は位置固定のストッパカム(22)と協働作用する、請
    求項１又は２記載の旋盤の球状旋削装置。
  4. 【請求項４】移動可能な工具固定板(13)は主軸(５)上で
    優先的には前記主軸の上方の頭部面に配置された永久磁
    石(10)によって保持され、それによって生ずる保持力は
    孔(27、28)を介して空気圧によって中断されることがで
    きる、請求項２記載の旋盤の球状旋削装置。
  5. 【請求項５】円板(19)従って補助軸(５)の回転自由度は
    凹部(18)内でのカム(22)の作用位置では11゜になる請求
    項４記載の旋盤の球状旋削装置。
  6. 【請求項６】各修正工程は誤差が伴うことを回避するた
    め、原始的に等しいゼロ位置から出発する、請求項５記
    載の旋盤の球状旋削装置。
  7. 【請求項７】偏心体(17)が固定されている場合、工具固
    定板(13)は主軸(５)の回転によって溝(21)中を滑るスラ
    イダ(20)を介して直線方向に移動され、その際偏心体(1
    7)は、偏心体によって作用される工具固定板(13)の移動
    が実際に尚修正のために必要な角度変化とリニァな関係
    にあるような制限された範囲内で運動することができ
    る、請求項６記載の旋盤の球状旋削装置。
  8. 【請求項８】偏心体(17)は-5゜と＋５゜と間の範囲内で
    運動することができる、請求項７記載の旋盤の球状旋削
    装置。
  9. 【請求項９】全ての運動はコンピュータによって数値制
    御(CNC制御) され、そして主軸(５)の回転速度、回転角
    の大きさ及び工具修正の大きさがパラメータとしてCNC
    制御部内に入力される、請求項１から８までのうちのい
    ずれか一記載の旋盤の球状旋削装置。
JP63102809A 1987-04-27 1988-04-27 旋盤の球状旋削装置 Expired - Fee Related JPH0653321B2 (ja)

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