JPH10291138A - 工作機械の刃物台送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削送り精度を低下させることなく、早送り
速度の高速化を図り、かつ早送り時のモータの発熱によ
る熱変形を抑制する。 【解決手段】 工作機械１の刃物台送り機構５を、早送
り機構６と切削送り機構７とで構成する。早送り機構６
は、工作機械１の基台２に進退自在に設置された早送り
用送り台９と、この早送り用送り台９を進退させる早送
り用ボールねじ１０を備えたものとする。切削送り機構
７は、早送り用送り台９上にその進退方向と同じ方向に
進退自在に設置されて刃物台１９を搭載する台または刃
物台自体となる切削送り台１４と、早送り用送り台９に
設置されて切削送り台１４を進退させる切削送り用ボー
ルねじ１５を備えたものとする。早送り用ボールねじ１
０のリードは、切削送り用ボールねじ１５のリードより
も大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タレット旋盤等
の工作機械の刃物台送り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械では、刃物台あるいは刃物台を
搭載した送り台の駆動に、ボールねじが一般に用いられ
る。例えば、タレット旋盤では、刃物台であるタレット
を搭載したクロススライド等の送り台の駆動に、ボール
ねじが用いられる。前記ボールねじは、刃物台を待機位
置から加工位置の近傍位置まで移動させるときは、早送
りのために高速回転させ、切削加工中は、切込み方向ま
たは送り方向の切削送りのために低速回転させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような刃物台送り
機構では、加工精度を上げるためにボールねじのリード
を小さくしている。特に、切込み方向の送りは、高精度
の送り制御が必要なため、ボールねじのリードを小さく
することが必要になる。そのため、刃物台を待機位置か
ら主軸に向けて早送りするときの速度を上げ、加工サイ
クルを短縮しようとすると、ボールねじを非常に高速に
回転させることが必要となる。これに伴い、ボールねじ
を回転駆動するモータも高速回転させなければならな
い。その結果、モータの発熱やボールねじの摩擦による
発熱が多くなり、ボールねじやベッドの熱変形が大きく
なる。このような熱変形は、加工精度の低下を招く。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、熱
変形を増加させることなく、早送り速度を高めることの
できる工作機械の刃物台送り機構を提供することを目的
とする。この発明の他の目的は、熱変形の減少、および
早送り速度の高速化を図りながら、切削に対する送り軸
系の剛性を上げることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械の刃
物台送り機構は、基台に進退自在に設置された早送り用
送り台、およびこの早送り用送り台を進退させる早送り
用ボールねじを備えた早送り機構と、前記早送り用送り
台上にその進退方向と同じ方向に進退自在に設置されて
刃物台を搭載する可動の台または刃物台自体となる切削
送り台、および前記早送り用送り台に設置されて前記切
削送り台を進退させる切削送り用ボールねじを備えた切
削送り機構とで構成し、前記早送り用ボールねじのリー
ドを切削送り用ボールねじのリードよりも大きくしたも
のである。この構成によると、早送り時は、早送り用ボ
ールねじにより、切削送り台の搭載された早送り用送り
台を移動させる。早送り用ボールねじはリードが大きい
ため、モータを高速回転させなくても、刃物台を高速で
移動させることができる。切削加工時は、早送り用送り
台を止めておき、切削送り用ボールねじで切削送り台を
移動させる。切削送り用ボールねじはリードが小さいた
め、精度良く送り量の調整が行える。このため、切削送
り時の高精度の送り精度を維持しながら、早送り時のモ
ータの発熱を軽減し、刃物台送り機構の熱変形を抑制で
きる。

【０００６】上記構成において、前記早送り用ボールね
じと切削送り用ボールねじとを各々別個のモータに連結
し、いずれか一方のモータの駆動時に他方のモータを停
止させるモータ切換制御手段を設けてもよい。この構成
の場合、両方のボールねじのモータが同時に駆動するこ
とがないため、モータの発熱をそれだけ小さく抑制でき
る。また、切削加工中に前記早送り用送り台を前記基台
に対して固定するためのブレーキ機構を前記早送り機構
に設けてもよい。この構成の場合、切削加工中は早送り
用送り台が基台に固定されるため、早送り用送り台と切
削送り台との２段積みにしたことによる切削加工時の剛
性低下を回避される。また、切削加工時には、切削送り
に必要なだけの長さとした短い切削用ボールねじで駆動
でき、この切削用ボールねじは、早送りが不要なことか
ら通常よりもリードの小さなものとでき、これらにより
加工精度を向上させることも可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図３と共に説明する。図１（Ａ），（Ｂ）はこの実施
形態に係る刃物台送り機構を備えた工作機械の一例であ
るタレット旋盤の正面図および平面図である。このタレ
ット旋盤１は、ベッドとなる基台２に設置した主軸台３
に、チャック４ａを有する主軸４が設けられ、主軸台３
に隣り合って刃物台送り機構５が基台２上に設置してあ
る。

【０００８】刃物台送り機構５は、早送り機構６と、切
削送り機構７とで構成される。早送り機構６は、基台２
のレール８上に、主軸４の軸方向（Ｚ軸方向）と直交す
る方向（Ｘ軸方向）に進退自在に設置された早送り用送
り台９と、この早送り用送り台９を進退させる早送り用
ボールねじ１０を備える。早送り用ボールねじ１０は、
ボールナット１１（図２）を介して早送り用送り台９に
連結されると共に、基台２に設置されたモータ１２に連
結され、このモータ１２によって回転駆動される。

【０００９】切削送り機構７は、早送り用送り台９のレ
ール１３上に、その進退方向（Ｘ軸方向）と同じ方向に
進退自在に設置された切削送り台１４と、早送り用送り
台９に設置されて切削送り台１４を進退させる切削送り
用ボールねじ１５を備える。切削送り用ボールねじ１５
は、ボールナット１６（図２）を介して切削送り台１４
に連結されると共に、早送り用送り台９に設置されたモ
ータ１７に連結され、このモータ１７によって回転駆動
される。この切削送り用ボールねじ１５のリードは、切
削送りに必要な小さなリードとされ、早送り用ボールね
じ１０のリードは切削送り用ボールねじ１５に比べて大
きく形成されている。

【００１０】切削送り台１４上には、インデックスハウ
ジング１８を介して刃物台であるタレット１９が搭載さ
れている。インデックスハウジング１８は、切削送り台
１４のレール２０上に、主軸４の軸方向と平行な方向
（Ｚ軸方向）に進退自在に設置され、前後送り用ボール
ねじ２１によってＺ軸方向に進退させられる。この前後
送り用ボールねじ２１は、ボールナット（図示せず）を
介してインデックスハウジング１８に連結されると共
に、切削送り台１４に設置されたモータ２２に連結さ
れ、このモータ２２によって回転駆動される。また、イ
ンデックスハウジング１８は、タレット１９の割り出し
回転機構を内蔵している。タレット１９は、正面形状が
多角形のドラム状のものであり、各周面部分からなる工
具ステーションには各種の工具２３が装着される。

【００１１】上記早送り機構６には、切削加工中に早送
り用送り台９を基台２に対して固定するためのブレーキ
機構２４が設けられている。このブレーキ機構２４は、
例えば早送り用送り台９の下面を押し付ける１台または
複数台の流体圧シリンダを基台２上に固定して構成され
る。

【００１２】上記各モータ１２，１７，２２やブレーキ
機構２４の駆動は、このタレット旋盤全体を制御する数
値制御装置およびプログラマブルコントローラ等からな
る制御装置２５によって制御される。この制御装置２５
に、早送り用ボールねじ１０のモータ１２、および切削
送り用ボールねじ１５のモータ１７のいずれか一方を駆
動させている間に、他方のモータを駆動停止させるモー
タ切換制御手段２６が設けられている。

【００１３】上記構成の動作を説明する。タレット１９
の工具２３によって主軸４のワークＷの切削加工を開始
するときに、刃物台送り機構５では、図１（Ａ），
（Ｂ）の待機状態から、先ず早送り機構６のモータ１２
が駆動され、これにより早送り用ボールねじ１０が回転
し、切削送り機構７およびタレット１６を搭載したまま
早送り用送り台９が、図３（Ａ）に矢印ａで示すように
主軸４に近接した所定位置までＸ軸方向に早送りされ
る。この場合、早送り用ボールねじ１０のリードは、切
削送り用ボールねじ１５のリードよりも大きくしてある
ので、早送り用ボールねじ１０のモータ１２を高速で回
転させなくても早送りできる。このため、モータ１２の
発熱を十分に抑制でき、モータ１２の発熱による刃物台
送り機構５の熱変形を軽減できる。

【００１４】早送り用送り台９が所定位置まで早送りさ
れると、早送り機構６のモータ１２が駆動停止されると
共に、ブレーキ機構２１が駆動され、これにより早送り
用送り台９は基台２に対して固定される。次に、切削送
り機構７のモータ１７，２２が駆動され、切削送り用ボ
ールねじ１５および前後送り用ボールねじ２１が回転
し、切削送り台１４がＸ軸方向に、インデックスハウジ
ング１８がＺ軸方向に送られる。これにより、タレット
１９が主軸４に対してＸ軸方向およびＺ軸方向に切削送
りされる。この場合、切削送り用ボールねじ１５のリー
ドは、早送り用ボールねじ１０のリードよりも小さいの
で、精度良くＸ軸方向へ切削送りでき、高い加工精度を
得ることができる。また、早送り用送り台９をブレーキ
機構２４で基台２に固定した状態で、切削送りが行われ
るので、刃物台送り機構５を早送り機構６と切削送り機
構７に分けたことに伴う剛性低下がなく、高精度で加工
できる。尚、所定の加工が終了してタレットが原点位置
に戻る場合は、早送り機構６のモータ１２と切削送り機
構７のモータ１７の双方を駆動する。これによって、ワ
ークＷの加工開始から加工終了までのサイクルタイムに
掛かる時間を短縮することが可能となる。

【００１５】なお、上記実施形態では、切削送り機構７
として、切削送り台１４上に、Ｚ軸方向に進退自在とし
たインデックスハウジング１８を介してタレット１９を
設置した構成のもの示したが、インデックスハウジング
１８をそのまま切削送り台１４とし、タレット１９のＺ
軸方向への送りはインデックスハウジング１８に内蔵し
た前後送り機構により行うようにしてもよい。また、こ
の発明はタレット旋盤に限らず、例えば切削送り台１４
自体が刃物台となる旋盤やその他の工作機械にも適用で
きる。

【００１６】また、上記実施形態では、早送り用送り台
９の上に切削送り台１４を載せて、各送り台９，１４に
対応させたボールねじ１０，１５で各送り台９，１４を
個別に送る構成を示したが、１つの送り台に２本のボー
ルねじを連結させ、これらのボールねじを、クラッチ機
構等を介して択一的に回転駆動させることにより、早送
りと切削送りを分けて行うようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】この発明の工作機械の刃物台送り機構
は、早送り用送り台上に切削送り台を設け、各々早送り
用ボールねじおよび切削送り用ボールねじで進退させる
ようにして、早送り用ボールねじのリードを切削送り用
ボールねじのリードよりも大きくしたため、切削送りの
精度を低下させることなく、低速回転で早送りが行え、
モータ等の発熱による熱変形を抑制することができる。
前記早送り用ボールねじと切削送り用ボールねじとを各
々別個のモータに連結し、一方のモータの駆動時に他方
のモータを停止させるようにした場合は、モータの発熱
を一層小さく抑制できる。切削加工中に早送り用送り台
を基台に対して固定するブレーキ機構を設けた場合は、
早送り用送り台と切削送り台との２段積みとしながら、
切削加工時の剛性が確保され、高い加工精度を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は各々この発明の一実施形態に
係る刃物台送り機構を備えた工作機械の正面図および平
面図である。

【図２】図１（Ａ）のII−II矢視断面図である。

【図３】同刃物台送り機構の動作説明図である。

【符号の説明】

２…基台 ６…早送り機構 ７…切削送り機構 ９…早送り用送り台 １０…早送り用ボールねじ １２…モータ １４…切削送り台 １５…切削送り用ボールねじ １７…モータ １９…タレット（刃物台） ２４…ブレーキ機構 ２６…モータ切換制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に進退自在に設置された早送り用送
   り台、およびこの早送り用送り台を進退させる早送り用
   ボールねじを備えた早送り機構と、前記早送り用送り台
   上にその進退方向と同じ方向に進退自在に設置されて刃
   物台を搭載する可動の台または刃物台自体となる切削送
   り台、および前記早送り用送り台に設置されて前記切削
   送り台を進退させる切削送り用ボールねじを備えた切削
   送り機構とで構成され、前記早送り用ボールねじのリー
   ドを切削送り用ボールねじのリードよりも大きくした工
   作機械の刃物台送り機構。
2. 【請求項２】 前記早送り用ボールねじと切削送り用ボ
   ールねじとは各々別個のモータに連結されており、いず
   れか一方のモータの駆動時に他方のモータを停止させる
   モータ切換制御手段を備えた請求項１記載の工作機械の
   刃物台送り機構。
3. 【請求項３】 切削加工中に前記早送り用送り台を前記
   基台に対して固定するためのブレーキ機構を前記早送り
   機構に設けた請求項１または請求項２記載の工作機械の
   刃物台送り機構。