JPS58137542A - 複合旋盤における刃物台の支持装置 - 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】 この発明は、複合旋盤の刃物台の支持構造に関するもの
である。

第１図は複合旋盤の一例を示す図で、１はベッド、２は
主軸に装着されたチャック、３はベッド１上に主軸方向
（図の紙面と直角の方向）に摺動自在に装着されたクロ
ススライド、４はクロススライド３上に図の左右方向に
摺動自在に装着された機台、５はこの機台４に装着され
た刃物台、６は機台４を摺動させるための電動機である
。複合旋盤には取付けられた工具７を回転させることが
出来る工具取付軸８が設けられており、バイト等による
旋削加工の他に、回転工具７による各種の加工を行なう
ことが出来、刃物台５をタレットにして工具交換を行な
うものや自動工具交換装置を設けたもの等が知られてい
る。図中９は工具取付軸８を回転させるための電動機で
ある。

ところで従来の複合旋盤では、刃物台５は機台４に固定
されているか或いは回動自在に装着されており、主軸及
び工具軸と直角の方向（第１図の上下方向。以下Ｙ軸方
向という。）への移動は許容されていない。従って例え
ば工具取付軸８にミ＝　ＩＪソングッタを取付けてキー
溝の加工を行なうような場合、加工されるキー溝の幅は
ミーリングカッタの外径によって規定されてカッタが摩
耗したときには加工されるキー溝の幅も狭（なってしま
い、又、キー溝の幅を少し広げたい場合にもカッタをい
ちいち交換してやらねばならなかった。

この発明は、刃物台にＹ軸方向に微小変位を与えること
が出来る刃物台の支持構造を提供することを目的とする
もので、機台４と刃物台５とを支柱によって連結してこ
の支柱の内部又は周囲に油圧室を形成してこの油圧室に
供給される作動油の圧力を前記支柱に作用させ、これに
よって生ずる支柱の弾性歪を利用して刃物台にＹ軸方向
の微小変位を生じさせるようにしたものである。この様
な構造によって刃物台５！とＹ軸方向の微小送りを与え
ることが出来るようにすれば、前述したキー溝を加工す
る際にもカッタにキー溝の幅方向の送りを与えてその寸
法を補正してやることが出来るようになり、工具交換の
煩雑さが解消されると共に加工精度を向上させることも
可能となる。

第２図及び第３図はこの発明の一実施例を示す図で、第
２図は刃物台支持部の詳細構造を示す図、第３図は圧油
供給装置とその制御系統を示す図である。第２図の１０
は支柱で、この支柱１０の下端は機台４に締着されてお
り、その上端は刃物０ 台５に締着されている。刃物台５にはこの支柱メを中心
とする円筒状の凹所が設けられて油圧室１１が形成され
ている。１２は座金状のバ、ネ板で、このバネ板１２の
内径部は支柱１０の下端と機台４とで挟圧されて機台４
側に固定され、その外径部は油圧室１１を形成する刃物
台５の下端部と押え金１３とで挟圧されて刃物台５側に
固定されている。１５は刃物台５に形成された前記円筒
状の凹所に嵌装したスリーブで、このスリーブ１５は油
圧室１１内の作動油の圧力が鋳物で製作された刃物台５
に直接作用することが無い様にするために設けられたも
のである。同様な理由によって油圧室１１の上端はキャ
ップ１６で形成され、支柱１０と刃物台５とはこのキャ
ップ１６を介して固定されている。従って刃物台５が溶
接構造物で製作される場合には、スリーブ１５を設ける
必要はなく、支柱１０は刃物台５に直接固定することが
出来る。１７．１８は機台４と支柱１０とに設けられた
圧油供給孔、１９．２０は液封装置、想像線で示す２１
は加工物である。

この様に構成された支持構造部の油圧室１１に圧油を供
給してやれば、圧油の圧力は支柱１０に軸線方向の引張
り応力を生じさせ、これに起因する支柱１０の弾性歪に
よって刃物台５が第２図上、上方に微小量変位するから
、工具取付軸８にＹ軸方向の微小送りを与えることが出
来る。バネ板１２は機台４と刃物台５との間のＹ軸方向
の微小変位を許容すると共に支柱１０の軸に直角方向に
作用する外力に対する剛性を保障するために設けたもの
である。

油圧室１１への圧油供給装置及びその制御系統が第３図
に示されており、第３図中、２２は圧油供給装置のシリ
ンダ、２３はシリンダ２２内を進退するプランジャ、２
４はプランジャ２３と一体に形成された螺杵、２５′ま
螺杵２４と螺合している歯車、２６は歯車２５と噛合１
．ている歯車、２７は歯車２６を駆動するＤＣモータ、
２８は油圧パイプである。ＤＣモータ２７は後述する制
御装置によってサーボ制御されて回転し、図示しないフ
レームに軸受２９を介して支持された歯車２５を回転さ
せ、プランジャ２３を進退させて油圧室１１に供給され
る作動油の圧力を変化させ、刃物台５のＹ軸方向の変位
量を変化させる。

刃物台５の変位量は、差動トランス３０によって検出さ
れて絶縁ア゛ンプ３１を経て差動アンプａ２に与えられ
、一方図示しないＮＣ装置その他の指令装置から与えら
れる指令データがＤ−Ａ変換器を経て差動アンプ３２に
与えられて、その差信号によってサーボアンプがＤＣモ
ータ２７を制御する。差動アンプ３２の出力が一定の許
容値内になるとコンパレータ３３から一致信号が指令装
置に向けて出力され、刃物台５、即ち工具７のＹ軸方向
位置が指令された位置に設定されたことが指令装置に報
告される。

第２図に示す実施例は、支柱１０の周囲に油圧室１１を
形成したものであるが、第４図に示す様に、円筒状の支
柱３４によって機台４と刃物台５とを連結して油圧室３
５をこの支柱３４の内部に形成することも勿論可能であ
る。ここで支柱３４の上端は刃物台５に、その下端は機
台４に締結されていることはいうまでもない。

以上説明したような支持構造によれば、例えばプランジ
ャ装置２２．２３によって７００に４７ｃｄ程度の油圧
力を発生させて刃物台５をその剛性を損なうことなくＹ
軸方向に０．３１ＲＭ程度変位させることが可能であり
、回転工具７の摩耗量の補正、キー溝等のはめ合い寸法
の補正を行なうこと、あるいはＹ軸方向の微小送りによ
って同一工具で荒削りと仕上削りを行なう等の加工が可
能となり、工具交換に要する時間が短縮されてより高精
度な加工も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合旋盤をテールストック側から見た側面図、
第２図はこの発明の刃物台支持構造部の詳細を示す一部
断面側面図、第３図は油圧発生袋面図である。 図中、１はベッド、３はクロススライド、４は機台、５
は刃物台、７は回転工具、８は工具取付軸、１０．３４
は支柱、１１．３５は油圧室、１２はバネ板、１３は押
え金、１７．１８は圧油供給孔、２１は加工物、２２は
シリンダ、２３はプランジャ、２７はＤＣモータ、２８
は油圧パイプ、３０は差動トランス、３２は差動アンプ
である。 代理人　弁理士　西　孝雄 第４図 ５ 手　　続　　補　　正　　書 昭和５７年１２月ＩＦｔ日 特許庁長官　若　杉　和　夫　　　殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第０２０５２１−
２、発明の名称　複合旋盤における刃着台の支持構造３
、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　石川県石用郡鶴来町熱野町ロ１５番地ナフ＾ラ
ド（會イ芝・ンコ’７ｆ”ａ’７名　称　中村留精密工
業株式会社 代表者　中村　留別 ４、代理人 住　所　石川県金沢市長町３丁目１番５７号〒９２０　
　電話０７６２−２３−０４１７７・補正の対称　　明
細書の全文および図面の全部明　　　細　　　書 １、発明の名称 機械装置の結合構造 ２、特許請求の範囲 ３、発明の詳細な説明 この発明は、高い剛性と精度とを要求される機械装置に
おける構成機体相互の結合構造に関するものである。こ
こでいう機体とは、機械装置の基台、支持枠や本体枠、
機械装置に装着される各種構成ユニットの機筺や取付台
などを含むものであり、例えばボール盤の基台とコラム
との結合部分、旋盤の刃物台やテールストックとこれら
の摺動台との結合部分など、従来固定的に結合されてい
る機体相互の結合部分に使用されて、これらの結合部分
における剛性を損うことなく、機械装置の熱変形や摩耗
による位置誤差を補正して機械装置の作動精度を維持す
ることが可能な、また、必要に応じて機体相互間に制御
された微細な変位を与えて該機械装置により豊富な機能
を付与することが可能な締結構造を提供しようとするも
のである。 例えば第１図に示す複合旋盤において、従来装置では刃
物台１はその摺動台２に固着されているかあるいは図の
上下方向の軸回りに回動自在に装着されており、主軸お
よび工具軸と直角の方向（第１図の上下方向。以下「Ｙ
軸方向」という。）への移動は許容されていない。した
がって、例えば工具取付軸３にミーリングカッタ４を取
り付けてキー溝の加工を行う場合、加工されるキー溝の
幅はミーリングカッタ４の外径によって規定されてカッ
タ４が摩耗したときには加工されるキー溝の幅も狭くな
ってしまう。また、キー溝の幅を少し広げたい場合にも
カッタ４をいちいち交換する必要があった。ここで、第
１図中、５はベッド、６は主軸に装着されたチャック、
７はベッド５上に主軸方向（図の紙面と直角の方向）に
摺動自在に装着されたクロススライド、８は摺動台２を
クロススライド７に沿って摺動させる為の電動機、９は
工具取付軸３を回転させる為の電動機である。 この発明は、例えば上述した複合旋盤における刃物台１
と摺動台２との改良された結合構造を提供しようとする
もので、刃物台１と摺動台２相互間の剛性を損うことな
く、刃物台１をＹ軸方゛向に微細に移動させてミーリン
グカッタ４の摩耗を補正して正確な幅のキー溝を加工す
ることができ、また、１本のミーリングカッタ４ではめ
あい寸法差の異なるキー溝を自由に切削できる様にした
ものである。 第２図に示す実施例を参照して説明すれば、本発明は、
機械装置の機体１，２相互の結合構造であって、圧室１
０と、圧室１０内の流体圧を軸線方向の均一な引張応力
とじて受ける柱状体１１と、実質上剛体であって柱状体
１１の先端１２に固着されかつ該柱状体１１の基部１３
に前記軸線方向にのみ移動自在に連係されている保持体
１５とからなり、柱状体１１の基端１４と保持体１６と
を相互に結合される機体２．１のそれぞれに一体化して
設けることにより、圧室１ｏ内の流体圧による柱状体１
１の弾性変形を利用して結合された機体１．２相互の位
置関係を微細に調整可能としたものである。柱状体の基
部１３と保持体１５とは座金状のバネ板１６または摺着
部１６８によって軸線方向にのみ移動可能に連係されて
いるので、Ｙ軸直角方向に作用する切削反力は当該連係
部分において摺動台２に伝達され、柱状体１１には曲げ
応力が全く作用しないから、結合部における剛性は保証
され、また、圧室１０内の流体圧と機体１のＹ軸方向の
変位量との間の正確なりニアリテイが保証される。 次に第２図および第３図に示す実施例に基づいて更に説
明する。 第２図の柱状体１１は、図示しないボルトによって基端
１４が摺動台２に定着され、その先端１２はヘッド材１
７を介して刃物台１に定着されて林 いる。保持［１５は刃物台１と一体で、刃物台１に柱状
体１１を中心とする円筒孔が設けられ１該円筒孔にスリ
ーブ１８が嵌装されて圧室１０が形成されている。この
スリーブ１８は圧室１０内の流体圧が鋳物で製作された
刃物台１に直接作用しない様に装着されたもので、保持
体１５と実質上一体であり、その下端部は、柱状体の基
部１３に摺着している。この摺着部１６ａによって、柱
状体の基部１３と保持体１５とは柱状体１１の軸線方向
にのみ移動自在に連係されるが、当該連係部分の剛性を
より大ならしめる為に、保持体１５と柱状体の基部１３
とは座金状のバネ板１６で連係されている。このバネ板
１６の内径部は柱状体１１の基端１４と摺動台２とで挟
着されて摺動台２側に固定され、その外径部は保持体１
６の下端部と押え金１９とで挟着されて保持体１５側に
固定されている。２０，２１．２２は摺動台２と柱状体
１１に設けられた圧油供給孔、２３．２４は液封装置、
想像線で示す２５は加工物である。 上述の構造において、圧室１０に高圧の作動油を供給し
てやれば、その圧力は柱状体１１に軸線方向の均一な引
張応力を生じさせ、これに起因する柱状体１１の弾性歪
によって刃物台１が第２図上、上方に微少量変位するか
ら、工具取付軸３にＹ軸方向の微少送りを与えることが
できる。 圧室１０への圧油供給装置およびその制御系統は第３図
に示されており、２６は圧油供給装置のシリンダ、２７
はシリンダ２６内を進退するプランジャ、２８はプラン
ジャ２７と一体に形成された螺杵、２９は螺杵２８と螺
合している歯車、３０は歯車２９と噛合している歯車、
３１は歯車３０を駆動するＤＣモータ、３２は油圧パイ
プである。ＤＣモータ３１は後述する側柵装置によって
サーボ創部されて回転し、図示しないフレームに軸受３
３を介して支持された歯車２９を回転させ、回転しない
プランジャ２７を進退させて圧室１０に供給される作動
油の圧力を変化させ、刃物台１のＹ軸方向の変位量を変
化させる。 刃物台１の変位量は、差動トランス３４によって検出さ
れて絶縁アンプ３５を経て差動アンプ３６に与えられ、
一方図示しないＮＣ装置その他の指令装置から与えられ
る指令データがＤ−Ａ変換器を経て差動アンプ３６に与
えられて、その差信号によってサーボアンプがＤＣモー
タ３１を制御する。差動アンプ３６の出力が一定の許容
値内になるとコンパレータ３７から一致信号が指令装置
に出力され、刃物台１即ち工具４のＹ軸方向位置が指令
された位置に設定されたことが報告さくる。 以上の様にして刃物台１は、Ｙ軸方向に位置補正ないし
変位させられて、装着された加工物２５の熱変形による
加工誤差や工具４の摩耗による加工誤差が補正され、ま
た、キー溝等の各種嵌め合い寸法差に応じた精度の加工
が刃物台１のＹ軸方向の変位によって達成されることと
なるが、前述した構造によって柱状体１１には均一な引
張応力のみが作用することとなるので、圧室１０に供給
される圧油の圧力と刃物台１の変位との間の正確な直線
関係が保証されて変位量の制御を極めて正確かつ容易シ
こ行うことが可能となる。 以上の実施例は、複合旋盤の刃物台のＹ軸補正装置とし
て本発明の結合構造を用いたものであるが、本発明の結
合構造は、結合部分の高い剛性が保証されかつ結合され
た機体相互の位置関係を微細にかつ高精度で制御できる
という作用効果を有しているので、高い剛性と精度とが
要求される機械装置における各種機体相互の結合構造と
して利用することができる。例えば第４図に示すボール
盤は、そのコラム３８と基台３９とを本発明の結＆ｉｌ
ｌ！４０・・・・４０によって結合したものであり、各
結合構造４０・・・・４０に選択的に圧油を供給するこ
とにより、コラム３８の角度を微細に調整ないし補正す
ることができるものである。また、第５図に示す旋盤に
おいて、テールストック４１とその摺動台４２とを本発
明の結合構造４０・・・・４０を水平方向に用いて結合
した場合には、主軸４３とテールストック４１間に装架
された加工物２５を水平面内で微少角変位させて加工物
２５のテーパ補正や円筒度の補正を行うことが可能とな
り、更に、刃物台４４とその摺動台４５とを本発明の結
合構造４０・・・・４０を水平方向に用いて結合した場
合には、バイト４６を静的または動的に進退させて加工
物２５の外径寸法差や真円度の補正を行うことが可能と
なる。なお、第４図の４７は支持板あって、コラム３８
はこの支持板４７に固着されており、支持板４７と基台
３９とが結合構造４０・・・・４０によって結合されて
おり、第５図の４８はベッド、４９は基台、５０は主軸
駆動機構が内装された機筺である。 本発明の結合構造における柱状体１１は、軸線方向の高
い剛性を有しており、結合される機体相互間の可能な変
位量は１ミリメートル以下である。 変位量の制御は、１ミクロン台の精度で行うことが可能
であり、圧室１０に供給される流体圧は、平方センチメ
ートル当り５００ないし７０，０キロダラム程度の高圧
とするのが実際的である。この様な高圧流体においては
、流体中に混入する空気による圧縮性が変位量の制御精
度、特に動的制御精度を悪化させる主な要因となる。混
入空気による制御精度の低下を避けるには、圧室１０の
体積をできる限り小さくするのが有効で、第２図に想像
線で示す様に、圧室１０内にスリーブ５１を挿入して圧
室１０の体積を小さくしてやるのが効果的である。 以上説明した様に、本発明の機械装置の結合構造は、結
合された機体相互の位置関係を微細にかつ極めて高精度
に調節することが可能なものであって、各種原因による
機体相互間の位置誤差−２高い精度で補正することが可
能であり、かつその結合部分の高い剛性を保証すること
ができるものであるから、剛性と精度とを要求される機
械装置における機体相互の結合構造として極めて有用な
ものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は複合旋盤を模式的に示した側面図、第２図は本
発明の結合構造を複合旋盤の刃物台とその摺動台との結
合部分に採用した場合の一実施例を示した部分断面図、
第３図は上記実施例における刃物台の変位量制御装置を
示すブロック図、第４図はコラムと基台との結合部分に
本発明の結合構造を採用したボール盤を模式的に示した
斜視図、第５図はテールストックとその摺動台および刃
物台とその摺動台の結合部分に本発明の結合構造を採用
した旋盤を模式的に示した斜視図である。 図中１は刃物台、２は摺動台、３は工具取付軸、１０は
圧室、１１は柱状体、１．２は柱状体の先端、１′３は
柱状体の基部、１５は保持体、１６はバネ板、１７はヘ
ッド材、１８はスリーブ、１９は押え金、２５は加工物
、３８はコラム、３９は基台、４０は結合構造、４１は
テールストック、４２は摺動台、４４は刃物台、４５は
摺動台である。 代理人　弁理士　西　孝雄 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　クロススライド（３）上を摺動する機台（４）に刃
   物台（５）が支柱（１０）、　（３４）によって支持さ
   れており、この支柱の内部又は周囲に油圧室（ｉｔ）、
   　（３５）が形成されてこの油圧室に供給される作動油
   の圧力を前記支柱に作用させ、これによって生ずる支柱
   の弾性歪を利用して刃物台に工具軸と直角方向の微小変
   位を生じさせることを特徴とする、複合旋盤における刃
   物台の支持構造。 ２　支柱の機台側端部と刃物台とがバネ板（１２）によ
   って連結されている、特許請求の範囲第１項記載の刃物
   台の支持構造。