JPH0767580B2 - 工作機械の可動テーブル移動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、加工物をセットして、加工を行なう可動テ
ーブルを備えた工作機械の可動テーブル移動機構に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、可動テーブルを備えた工作機械は例えば第６図に
示すようなものが知られている。この工作機械は、可動
テーブル101の直線運動案内用に２本の平行レール102を
設け、これらレール102に支持されそれぞれのレール102
上を摺動する各移動台104に可動テーブル101を架けわた
して載置することでこの可動テーブル101の直線運動を
行なっていた。

そして、可動テーブル101を所望の位置に位置決め制御
するためにボールネジなどにより構成された駆動機構10
3を２本の平行レール102間に設けていた。

また、Ｘ方向とＹ方向に移動自在な可動テーブル101を
備えた工作機械は、前述した可動テーブル101上に、こ
の可動テーブルと同等の可動テーブル105を設け、それ
ぞれの可動テーブルが直交して移動できるように構成さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような従来技術では、前記各可動
テーブル101,105の直線運動の精度を示す真直度や直角
度は、２本の平行レール102の真直度と平行度とによっ
て左右されるが、これら２本のレール102を、互いに精
度の良い真直度で形成し、しかも各レール102を完全な
平行に配設することは大変困難な作業であって現実的に
は完全平行な状態に作り上げるのは不可能である。

そのため、２本のレールの間隔が位置によって異なるの
で、可動テーブル101,105が移動する際にレール102とこ
のレール102に沿って摺動する移動台104との間の摩擦が
移動位置によって大きくバラ付く。そして、この摩擦が
ボールネジなどの駆動機構103を支点として可動テーブ
ルを回そうとする偶力を発生し、可動テーブル101,105
を回転させてしまうため、直線運動の精度を大きく低下
させていた。また、レール102と移動台104間の摩擦力が
可動テーブル101,105の移動位置によって変動してしま
うため、可動テーブル101,105を位置決め移動するサー
ボモータ（図示せず）の出力も不規則に変動し、可動テ
ーブルは安定した動きができないことから位置決め精度
を低下させてしまうという欠点があった。

そこで本発明は、上記問題点を解決するため、２本の離
れた位置にある平行レール102のそれぞれの近傍に独立
した位置決め駆動のための駆動機構を設けることで可動
テーブルを回そうとする偶力の発生を互いに防ぐこと
と、これら駆動機構の一方の駆動機構と可動テーブルと
の間に、可動テーブルの信行方向と直角方向に微動可能
な連結金具を備えることで２本のレールが互いに平行で
ないことによって生じる摺動摩擦のバラ付きを無くし高
精度な位置決めを可能とする工作機械の可動テーブル移
動機構を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 次に、上記の問題点を解決するための手段を、実施例に
対応する第１図乃至第５図を参照して説明する。

この発明の工作機械の可動テーブル移動機構は、回転運
動を直線運動に変換する駆動機構を組み付けて直線運動
する可動テーブルと、該可動テーブルを支え直線運動の
案内をするレールとを備えた数値制御による工作機械の
可動テーブル移動機構において； 第１の駆動機構Ａと該第１の駆動機構Ａによって直線運
動する第１の可動台15と、該第１の可動台15を支え直線
運動の案内をする第１のレール12とを組み合わせた第１
の直線運動機構と； 前記第１の駆動機構Ａに離れた位置に対で設けた第２の
駆動機構Ｂと、該第２の駆動機構Ｂによって直線運動す
る第２の可動台33と、該第２の可動台33を支え直線運動
の案内をする第２のレール30とを組み合わせた第２の直
線運動機構と； 前記第１の駆動機構Ａと前記第２の駆動機構Ｂとを連動
させる連結軸23と； 前記第１の可動台15と前記第２の可動台33とに架設さ
れ、どちらか一方の可動台に固定された可動テーブル41
と； 該可動テーブル41の運転方向と同方向の軸心を有し、前
記可動テーブル41が固定されない他方の可動台に軸支さ
れた第１の回転体67aと； 該第１の回転体67aと同方向の軸心を有し、前記可動テ
ーブル41に軸支された第２の回転体67bと； 前記第１の回転体67aと前記第２の回転体67bとを連結す
る連結金具66と； を備え、 前記一方の可動台と、前記可動テーブル41との間で、前
記可動テーブル41の運動方向と直交する方向に該可動テ
ーブル41を微動自在としたことを特徴としている。

［作 用］ 以上のごとく、工作機械の可動テーブル41を直線的に案
内する機構を、２つに独立した機構とし、独立したそれ
ぞれの案内機構に忠実に案内され直進可動する第1,第２
の可動台15,33のそれぞれに駆動機構A,Bを設けたこと
で、各可動台15,33に跨って架設され直線運動する可動
テーブル41は、通常機構の可動テーブルで発生する可動
テーブル41を回そうとする動き（偶力による動き）を完
全に無くすことができる。

更に、第1,第２の可動台のどちらか一方の可動台と可動
テーブル41との間に、可動テーブル41の運動方向と直交
する方向（横方向）にガタなく動ける構造を設け、この
構造を介し前記一方の可動台と可動テーブル41を連結し
たことで、２本の案内をするレール12,30の平行度が悪
くても可動台テーブル41の直線運動時に各レール12,30
と可動台15,33との間に発生する摺動摩擦抵抗が一定と
なる。

また、他方の可動台には、前述した横方向の動きをする
構造を設けずこの可動台と可動テーブル41を互いに固着
しているので、可動テーブル41の運動方向の直進性を拘
束しているが、可動テーブル41に固着している方の可動
台を案内している一方のレールだけになる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す工作機械の可動テーブ
ル移動機構の一部省略斜視図、第２図は同実施例を示す
工作機械の可動テーブル移動機構の一部省略側面図、第
３図は同実施例の第２図におけるIII−III線断面図、第
４図は同実施例の第２図におけるIV−IV線断面図であ
る。

この実施例の工作機械の可動テーブル移動機構は、被加
工材50の打抜き加工を行なう数値制御によるタレットパ
ンチプレス機に設けられたもので、可動テーブル41に被
加工材50を保持させＸ・Ｙ方向（第１図参照）に移動さ
せるものである。

まず、この工作機械には、ベースフレーム71上に可動テ
ーブルをＹ軸方向へ移動させるための第１及び第２のボ
ールネジ8,28を備えた第１及び第２の駆動機構A,Bが平
行に１対設けられている。

これら駆動機構の一方である第１の駆動機構Ａは、動力
源として第１のサーボモータ２が設けられている。この
サーボモータ２のシャフトには第１のモータギヤ３が嵌
合され、ボールネジギヤ４と歯合している。このボール
ネジギヤ４は第１のボールネジ８の一端に嵌合して設け
られている。また、この第１のボールネジ８の一端には
前記ボールネジギヤ４と近接してベベルギヤ５が設けら
れている。このベベルギヤ５は後述する第２の駆動機構
Ｂを駆動するために設けられている。また、第１のボー
ルネジ８の他端には、終端軸受10を内蔵したブラケット
11が設けられ、ベースフレーム71に固定されている。ま
た、この第１のボールネジ８の両傍には、第１の可動台
15を摺動し、直線運動の案内をするための第１のガイド
レール12と第１のガイドバー14がそれぞれ平行にベース
フレーム71上に設けられている。

そして他方の駆動機構である第２の駆動機構Ｂは、前述
したベベルギヤ５に歯合したベベルギヤ20を一端に設け
た連結体としての連結軸23によって、第１のサーボモー
タ２の動力が分配され、連結軸23の他端に設けられたベ
ベルギヤ26と第２のボールネジ28の一端に設けられたベ
ベルギヤ５とが歯合することで第２のボールネジ28を回
転させるようになっている。この第２のボールネジ28の
他端にも、第１のボールネジ８と同様に終端軸受10を内
蔵したブラケット11が設けられ、ベースフレーム71に固
定されている。また、この第２のボールネジ28の両傍に
は第２の可動台33を摺動案内するための第２のガイドレ
ール30と第２のガイドバー32がそれぞれ平行にベースフ
レーム71上に設けられている。

そして、前記第１のボールネジ８と第２のボールネジ28
には、それぞれに第１のボールナット９と第２のボール
ナット29が嵌合し並列して設けられている。そして、こ
れらボールナット9,29は回転運動を直線運動に変換する
ようになっている。つまり、これら第１のボールナット
９と第２のボールナット29には、連結軸23によって第１
のサーボモータ２の動力が同時に伝えられＹ方向の直線
運動をするようになっている。

次に可動台15,33は前述した第１及び第２の駆動機構A,B
のボールナット9,29をそれぞれ内蔵する構造になってい
る。そして各可動台15,33は、それぞれの駆動機構A,Bに
よって直線運動をするようになっている。まず、第１の
可動台15の下面には、前記ガイドレール12に摺動可能に
嵌合する第１のガイドスライダ13が設けられている。さ
らに、この第１の可動台15の側面には回動自在なカムフ
ォロア17が第１のガイドバー14に形成されている案内部
14aを挟持するように対になって配設されている。そし
て、これら第１のガイドレール12と第１のガイドバー14
は第１のボールネジ８によって第１の可動台15が直線運
動する際の案内をするようになっている。

一方、第２の可動台33も第１の可動台と同様に第２のガ
イドスライダ31が下面に設けられ、また側面にカムフォ
ロア17が設けられている。そして第２の可動台33は、第
２のボールネジ28によって直線運動する際に第２のガイ
ドレール30と第２のガイドバー32で案内されるようにな
っている。また、この第２の可動台33の上面には、矩形
状の凹部33aが形成されている。この凹部33aには、互い
に前記第２の可動台の運動方向と同一方向に対向して形
成された凹部33aの各対向内壁面に、第１の回転体とし
ての第１の連結回転体67aの両端を軸支するための軸受6
8がそれぞれ設けられている。この第１の連結回転体67a
は、方形状に形成されている連結金具66の下部に設けら
れた貫通孔を貫通し、第１の連結回転体67aの両端が連
結金具66の両側面からそれぞれ突出するように挿着され
ている。つまり、これら突出した第１の連結回転体67a
の両端が前記軸受68に、第２の可動台33の運動方向に対
して直交する方向に微動自在として、それぞれ軸支され
るようになっている。

さらに可動テーブル41は、前述した第１の可動台15と第
２の可動台33のそれぞれの上面に架設されている。この
可動テーブル41には、Ｘ軸方向へ被加工材を移動させる
クランパレール体45のための動力源である第２のサーボ
モータ42が設けられている。また、この可動テーブル41
の前面側にはガイドスライダ47が設けられ、可動テーブ
ル41の上部に形成されている上板41aの裏面にはカムフ
ォロア48が対になって設けられている。さらに、この可
動テーブル41の第１の可動台15側は、固定ネジ69によっ
て第１の可動台15と固定されている。そして可動テーブ
ル41の第２の可動台33側には、前述した第２の可動台33
の凹部33aに対応する場所に、この凹部の開口形状と同
形状の貫通穴41bが形成されている。この貫通穴41bにも
前述した軸受68が内壁面に対向して設けられている。こ
れら軸受68には、第２の回転体としての第２の連結回転
体67bの両端がそれぞれ軸支されるようになっている。
そして、前述した連結金具66の上部に設けられた貫通孔
に第２の連結回転体67bが貫通し、前述した第１の連結
回転体67aと同様にこの第２の連結回転体67bの両端が連
結金具66の両側面からそれぞれ突出するようになってお
り、この突出した両端に軸受68が軸支するようになって
いる。つまり、前記連結金具66により可動テーブル41は
第２の可動台33に連結されるようになっている。

また可動テーブル41と第２の可動台33との間には、クリ
アランスが設けられ、前述した連結金具66が第２の可動
台33の運動方向に対して直交する方向に運動する際、可
動テーブル41と第２の可動台33が接習しないようになっ
ている。つまり、可動テーブル41と第２の可動台33は、
連結金具66を介したリンク結合になっている。そして可
動テーブル41は第２の可動台33に対して横方向に微動自
在になっている。

また、クランパレール体45は金属板などの被加工材50を
チャッキングするワーククランパ49が複数個設けられて
いる。このワーククランパ49は空気圧や油圧によって被
加工材50をチャッキングするようになっている。このク
ランパレール体は裏面にラックギヤ44とガイドレール46
とが設けられ、前述した第２のサーボモータ42に備えら
れている第２のモータギヤ43とラックギヤ44とが歯合
し、可動テーブル41のガイドスライダ47とガイドレール
46とが摺動自在に嵌合するようになている。そして、第
２のサーボモータ42を動力源としてクランパレール体45
はＸ軸方向へ移動自在になっている。また、このクラン
パレール体45の上端部は、前記可動テーブル41に設けら
れているカムフォロア48に保持されＸ軸方向への直線運
動の案内をしている。

さらに、この工作機械には、ワーククランパ49にチャッ
キングされた被加工材50を撓まないように支えるため
に、前記各駆動機構A,Bの間に支えテーブル35がベース
フレーム上に設けられている。そしてこの支えテーブル
35には、回転支え36が複数設けられ、支えテーブル35上
を被加工材50がスムーズに移動できるようになってい
る。

従って以上のように構成された工作機械の可動テーブル
移動機構では、Ｙ軸用である第１のサーボモータ２が回
転すると、第１のモータギヤ３が回転し、このギヤ３に
噛み合っているボールネジギヤ４を回転させる。この回
転によって第１のボールネジ８を回転させると共に第１
のボールネジ８に嵌合されているベベルギヤ５をも回転
させる。第１の駆動機構Ａのベベルギヤ５の回転は、こ
れと噛み合っていて連結軸23の一端に固着されているベ
ベルギヤ20を回転させ、さらに連結軸23に他端に固着し
ているベベルギヤ26を回転させる。また、前記ベベルギ
ヤ５の回転は、第２のボールネジ28に嵌合されていて、
ベベルギヤ26と噛み合っている第２の駆動機構Ｂのベベ
ルギヤ５を回転させると共に第２のボールネジ28を回転
させる。これにより、ボールネジ８と28が同時に回転
し、それぞれのボールネジに嵌合している第１のボール
ナット９と第２のボールナット29を直線方向に同じ距離
に移動させる。この動きによって、第１の可動台15と第
２の可動台33は同じ方向に、同じ距離移動する。

そして、第１の可動台15と可動テーブル41が固定ネジ69
によって固定され、また第２の可動台33と可動テーブル
41は第２の可動台33の運動方向と直交する方向に微動す
る連結金具66と第1,第２の連結回転体67a,67bとによっ
て結合していることで、可動テーブル41はＹ方向に正確
で滑らかに移動することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明による工作機械の可動テーブ
ル移動機構は、可動テーブルを直線案内する２本のレー
ルの平行度が悪くても駆動位置決め精度を低下させるこ
とがなく、加工上特別の配慮を必要としないため、一般
的な加工機での加工と、通常の組立調整技術で作り上げ
ても高精度の位置決め機構が容易に得られる。

更に、この組立調整作業では、２本のレールの相互関係
を考慮する必要がなく、片側づつの独立した作業となる
のと、可動テーブルの動きの真直性を出す作業も片側の
１本だけのレールとなるので、直進性の良い可動テーブ
ルを得るのが、容易である。

また、位置決めの起動停止時における可動テーブルの回
ろうとする動作（偶力による回転運動）や振動が、２系
統の駆動機構方式によって防げるのと、摺動抵抗の変動
がないため、高速での位置決め動作が精度良く行える。

以上のことから、工作機械の高速運動と高精度位置決め
とを同時に可能とし、しかも容易に組立調整作業を行え
るので、生産コストが従来形の１系統による駆動方式よ
り安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工作機械の可動テーブ
ル移動機構の一部省略斜視図、第２図は同実施例を示す
工作機械の可動テーブル移動機構の一部省略側面図、第
３図は同実施例の第２図におけるIII−III線断面図、第
４図は同実施例の第２図におけるIV−IV線断面図、第５
図（ａ）は同実施例による可動テーブルと可動台との連
結部分を示す部分拡大正面図、第５図（ｂ）は同実施例
の第５図（ａ）におけるＶ−Ｖ線断面図、第６図は従来
例の工作機械を示す斜視図である。 Ａ……第１の駆動機構、Ｂ……第２の駆動機構、２……
第２のサーボモータ、３……第１のモータギヤ、４……
ボールネジギヤ、５……ベベルギヤ、８……第１のボー
ルネジ、９……第１のボールナット、10……終端軸受、
11……ブラケット、12……第１のレール（第１のガイド
レール）、13……第１のガイドスライダ、14……第１の
ガイドバー、14a……案内部、15……第１の可動台、17
……カムフォロア、20……ベベルギヤ、23……連結体
（連結軸）、26……ベベルギヤ、28……第２のボールネ
ジ、29……第２のボールナット、30……第２のレール
（第２のガイドレール）、31……第２のガイドスライ
ダ、32……第２のガイドバー、33……第２の可動台、33
a……凹部、35……支えテーブル、36……回転支え、41
……可動テーブル、41a……上板、41b……貫通穴、42…
…第２のサーボモータ、43……第２のモータギヤ、44…
…ラックギヤ、45……クランパレール体、46……ガイド
レール、47……ガイドスライダ、48……カムフォロア、
49……ワーククランパ、50……被加工材、66……連結金
具、67a……第１の回転体（第１の連結回転体）、67b…
…第２の回転体（第２の連結回転体）、68……軸受、69
……固定ネジ、71……ベースフレーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転運動を直線運動に変換する駆動機構を
   組み付けて直線運動する可動テーブルと、該可動テーブ
   ルを支え直線運動の案内をするレールとを備えた数値制
   御による工作機械の可動テーブル移動機構において； 第１の駆動機構（Ａ）と該第１の駆動機構（Ａ）によっ
   て直線運動する第１の可動台（15）と、該第１の可動台
   （15）を支え直線運動の案内をする第１のレール（12）
   とを組み合わせた第１の直線運動機構と； 前記第１の駆動機構（Ａ）に離れた位置に対で設けた第
   ２の駆動機構（Ｂ）と、該第２の駆動機構（Ｂ）によっ
   て直線運動する第２の可動台（33）と、該第２の可動台
   （33）を支え直線運動の案内をする第２のレール（30）
   とを組み合わせた第２の直線運動機構と； 前記第１の駆動機構（Ａ）と前記第２の駆動機構（Ｂ）
   とを連動させる連結軸（23）と； 前記第１の可動台（15）と前記第２の可動台（33）とに
   架設され、どちらか一方の可動台に固定された可動テー
   ブル（41）と； 該可動テーブル（41）の運転方向と同方向の軸心を有
   し、前記可動テーブル（41）が固定されない他方の可動
   台に軸支された第１の回転体（67a）と； 該第１の回転体（67a）と同方向の軸心を有し、前記可
   動テーブル（41）に軸支された第２の回転体（67b）
   と； 前記第１の回転体（67a）と前記第２の回転体（67b）と
   を連結する連結金具（66）と； を備え、 前記一方の可動台と、前記可動テーブル（41）との間
   で、前記可動テーブル（41）の運動方向と直交する方向
   に該可動テーブル（41）を微動自在としたことを特徴と
   する工作機械の可動テーブル移動機構。