JPS58196902A - 周面加工用機械 - 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】 能な工作主軸、及び被加工材料の非円形輪郭に対応して
変位し得る少なくとも１つ以上の工具支持部材とからな
り、この工具支持部材の被加工材料へ向う方向の変位運
動が個々の変位９の多数を重ね合わせることによって行
われる、特にピストンリングの非円形加工用の機械に関
する。

ドイツ特許公報第２７３２３４５号によって中でもピス
トンリングの非円形加工用の旋盤がすでに公知であり、
その際工具支持部材はいくつかの、数値的に制御可能な
サーボモータによって移動可能である。このものはその
角度ステップ量に関して種々異って設計されている。こ
の公知の旋盤においては、経済性改善のために望ましい
高い回転数に際して特に二重型回転において外面輪郭の
不正確さが現われることが欠点である。これは主として
動的な種々の外乱力によってもたらされるものである。

これらの外乱力は位置制御用においてその工具の位置の
実際値がデータ記憶装置から予め与えられた目標位置か
ら偏倚することをもたらす。

上述の不正確度は中でもサーボモータの加速と減速とに
基くものである。特にピストンリングの加工に際しては
被加工材料の一回転の間にそれらの各サーボモータはそ
の回転方向を４回変化させなけれ（ｆならず、これに基
いて比較的高い角加速度が生ずる。

更にまたドイツ特許公開公報第２００６７６０号によっ
て種々の旋盤のだめの非円形回転装置が公知であり、こ
の場合にはその工（実は工作主軸と一緒に回転する被加
工材料の回転用度に無関係に半径方向に変イ☆させるこ
とができる。この場合にこの変位は並列に隣合って配置
された少なくとも２個以上のサーボモータを使用するこ
とによって行われこれらのサーボモータの個々のサーボ
策はコネクション伝動装置中で互いに重ね合わされた上
でその工具支持手段に伝達される０それらのサーボモー
タ（づ比軟的複雑で従って高価な且つ障害を受けやすい
幾つかの伝動段階によって互いに連結されている１、そ
の上にこの装置は特に高い速度で比較的大きなス）ｏ−
り範囲を・世過するようには設計されていない。

本発明は、被加工材料の外周面を非円形加工するための
新規な旋盤機械を作り出すことを課題とするものであり
、この機樺１ハその非円形回転システムがある特定の回
転数範囲において不正確度を少なくするため、捷たは主
軸の回転数を上昇させるために、その運動の経過に関与
するすべての質量慣性モーメントの減少及び剛性の増大
に加えて中でもその位置制御円内で作用をもたらす種々
の行程、速硬、及び加速度の績少をもたらすものである
。

この課題は本発明に従えばその形成されるべき非円形輪
郭に近似させた正弦曲線の、又は正弦曲線輪郭の基本運
動、及びこれにコ貝加的に重ね合わされるところの、こ
の形成されるべき非円形輪郭と上記基本運動との間のそ
の時々の差に相当する追加的運動によって解決される。

待にピストンリングの場合にはその形ＩＪｋされるべき
非円形輪郭のある適当な基本軸＃ｌ）　（ｆ／＋１えば
正弦曲線輪郭）からの偏倚が比較的少ないときはこの系
は従来技術のものに比して比較的僅かな補正用移動量し
か必要としないというオリ点を南”し、これはまた加速
又は減速値を腋小にすることをもたらすＯこのことは高
いＴイ′［主軸回転数を許賓し、これは機械性能の上昇
に相当する。

この基本運動の経過はその形成されるべき非円形輪郭の
対称的形状に対応してこのもの５２種のサイクルを有し
ているのが好ましい。首い換えればその工作主軸の１１
０！Ｊ転に除して工具支持部材又は工具の上記基本運動
のだめの駆動装置が２回転し、その際この基本運動はす
でにその都度望まれる非円）し輪郭への大きな近似を実
現している。

更に−まだ上記基本運動を公知のコネクション伝動装置
（クランク、クランクループ、その他）によって恍械的
に、そして上を己追加的運動を電子的（数１１ｒ１．旧
）に実施可能とすることが提案される。

基本連：ＰｒＪ　（例えば正弦曲紛）は下死点から上死
点までの最大行程を有し、これはピストンリングの場合
にはそのリングの最大半径との間の差額に相当する６、
追加的運動は例えば主軸回転数の２倍に相当する制御可
能な駆動装置ＰＬの非対称的運動（一定でない角速度）
によって連成される。半径方向の必贅な行程の補正は例
えば基本運動のだめのりランク回転角朋を対応する工作
主軸回転角度に対して先行させるか追随させるかによっ
て達成することができる。この場合にクランクの駆動用
モータは好ましくは電子的な制御系によって制御されそ
の際このクランク由モータの回転方向は変化させない。

この場合角速ルの変化は基本運動用駆動装置に電子的に
作用をもたらすことによって直接に（例えは各クランク
メンバーの形を変化させることによって）又は一定回転
数で回転している基本運動用駆動装置に（例えは遊星車
伝動装置を用いて）その都度必要な補正値が伝達される
数値的な追加運動用駆動を重ね合わせることによって行
うことができる。このような実施態様のもの＼公知系に
対する本質的な利点は次の通りである。

上記の電子的な部分は補正の機能しか行わないので高い
同転数また従って尚い切削速笈を得ることができ、すべ
てのピストンリングの輪郭形状を作り出すことができ、
その都度のピストンリングの非円形形状だけを対応的に
クランク装置で調節すれば済むのでピストンリングの輪
郭の補正が簡単であって取付時間も短かい。

本発明のもう１つの技術思想に従えば、その正又は負の
変位量の追加的な重ね合わせは、基本運動に前Ｖ又は後
置された電気機械的な、又は液圧的な１・段によって行
われる。

もし基本運動の駆動がすでに述べたようなギヤ比１：２
を考慮して工作主軸から導き出される場合に（−、［、
それによって加エノ１］工具の運−】過程と工作主軸の
回転との間の是非とも必要な同期化が簡単で体笑に達成
される。その追加的運動は基本運動と同期しているのが
好ましく、それによってこれも上記主軸回転数の２倍に
相当するようになる。

更に丑だ基本運動のみならず追加的運動も少なくとも１
つ以上の電子的にｔａｉｌ　ｈ可能又は操作可能な駆動
士段によって行うという可能性も考えられる。

以下不発明を亦付の図面の参照のもとに更に詳細に説明
する。＠１図は本発明に従う非円形回転装置の一実施例
の説明図である。第２図は種々の曲線を示す。

第１図は本発明に従う非円形回転装置の一実施例を原理
説明図で示す。多数のピストンリング３から組立てられ
た被加工工作物の集合体２が取付けられた主軸１は歯車
４を備えている。この歯車はもう１つの歯車５と２＝１
の歯車比で噛み合っている。この第２の歯車５の被動１
戸１転数がクランク６の駆動のために用いられ、これは
更に公知のねじ付き軸７の回動可能に配置されたナラ）
７ａ、に作用をもたらす。工作物集合体２の加工のため
に長手方向スキッド８が設けられており、このもの＼上
に、半径方向へ移動させることができる横方向のスキッ
ド９が設けられている。この横方向スキッド９の半径方
向への移動は一方において基本運動を形成するため、ま
た他方において追加的運動を作り出すだめに上記ねじ付
き軸７及びそのナツト７ａに係合するクランク６によっ
て行なわれ、このクランクは横方向スキッド９に設けら
れた制御可能な「流モータ１５によって駆動される。

横方向スキッドには更に揺りリンク１０が固定されてお
り、そしてこれには、若しこれに工具１１及び１３が横
方向スキッド９と固定結合して配置されていない限り、
内側周面１２を加工するための工具１１及び外側周面１
４１を加工するだめの工具１３か保持されている。

加工作業の経過はほぼ次の如くである。

工作物の集合体２が取付けられて回転を開始してし寸っ
だ後で長手方向スキッド８が軸方向にこｑ工作？！ｌ集
合体２の方向へ動かされる。図示の場合には両歯車４及
び５　（これらは場合によって連結部制によって分離さ
れていてもよい）により固定的な結合か与えられている
ので横方向スキッドも同時にその工作主軸の２倍のサイ
クルで中間配置されたクランク６によって半径方向に正
弦曲線的な基本運動を行い、これがねじ付き軸７によっ
て横方向スキッド９へ、まだ従って最終的にはその加工
用工具１１．１３にも伝Ｊ卒される。基本運動の正弦曲
線又は正弦曲線知似の経過はこの形の運動によって集合
体として引揃えたピストンリング３の形状への比較的大
きな近似が得られるために選はｔた。次にこの基本連動
に追加的運動が重ね合わされるが、これは横方向スキッ
ド９と同様に結合されている制御可能な直流モータ１５
によりこの横方向スキッド９の中に回転可能に支承され
たねじ付き軸７を介して行われる。この追加的運動はそ
の形成されるべきピストンリング３の非円形輪郭形状と
クランク６によって作り出された正弦曲線状基本運動と
の間のその時々の数学的に定義される差額に相当する。

第２図には基本運動の移動行程Ｓ　（縦軸）と工作主軸
回転角度Ｗｓｐとの関係を示すグラフの形で種々異った
形の曲線が示されている。

すでに述べたようにピストンリングの曲線−１６はほぼ
正弦曲線状の経過を示す０基本運動（正弦曲線）１７は
上死点ＯＴからＵＴまでの最大移動工程Ｓを鳴し、これ
はその加工されるべきピストンリングの最大半径と最小
半径との差額に相当する。この基本運動１７に追加運動
１８が重ね合わされ、これはその時々の、形□成される
べき非円形輪郭１６と上記基本運ｋｈ１７との間の数学
的に定義された差ＭＤに相当する。追加運動は例えば数
値的に作り出され、その際このものの縦軸の値はその形
成されるべき非円形輪郭の形と大きさ、並びにその選ば
れた基本運動の大きさに依存して算出され、そして記憶
される。追加運動１８は基本運動１７がすでにそれへの
大きな近似を示してしまっているのでその形成されるべ
き非円形輪郭１６に対する移動行程、速度、受び加速度
と比較して七の実際に経過すべき移動長さ、速度、及び
中でも加速度が著しく小さいことによって優れている。

以上に挙けた本発明の技術思想の説明は単に可能ないく
つかの具体例を表しただけである。追加運動の正又は負
の縦軸の値を追加的に重ね合わせることに同様に適当な
電気機械的、液圧的、又はその他の、基本運動に前置又
は後置された種々の手段によって行うことが用層である
。これはまたその基本運動のための種々の要素の中に、
例えばクランクアーム、連接棒等の長さを変えるような
種々の情構によつ°て一体化されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１区は本発明に従う非円形加工装置の一実施例の説明
図、第２図は本発明の装置で実現されるべき基本運動と
追加運動とのグラフ的表示である１・・工作主軸　　　
　　２・・・被加工材料集合体３・・被加工材料　　　
　４．５・・・歯車６・・・クランク　　　　　７・・
・ねじ付き軸７・・・ナツト　　　　　　８・・長手方
向スキッド９・・・横方向スキッド　　１０・・・揺り
リンク１１．１３・・・工具　　　１５・・・直流モー
タＳｍａｘ・・・最大移動行程 Ｄ・・・追加運動のだめの差額 ＯＴ・・・上死点　　　　　ＵＴ・・・下死点Ｆｓｐ・
・・主軸回転角度

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工材料の集合体を取りつける駆動可能な工作
   主軸と、および被加工材料の非円形輪郭に対応して変位
   し得る少なくとも一つ以上の工具支持部材とからなり、
   この工具支持部材の被加工材料へ向かう方向の変位運動
   が個々の変位量の多数を重ね合わせることによって行な
   われる、特にピストンリングの非円形加工用の機械にお
   いて、その形成されるべき非円形輪郭に近似させた正弦
   曲線の、または正弦曲線的な基本運動に迫力口して、上
   記形成されるべき非円形輪郭（１６）と上記基本運動（
   １７）との間のその時々の差額に相当する追加的運動が
   重ね合わされることを特徴とする、周面〃日工用慎械。
2. （２）その形成されるべき非円形輪郭（１６）の対称的
   形状に対応してその基本運動（１７）の経過がこのもの
   の２重のサイクルを有している、上記特許請求の範囲第
   １項記載の機械。
3. （３）基本運動（１７）を公知のコネクシミン伝動装置
   （６）によって機械的に、そして追加的運動（１８）を
   電子的（数値的）に実施することができる、上記特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の機械。
4. （４）　　正又は負の変位値の追加的な重ね合わせが電
   気機械的又は液圧的手段によって行われる、前記特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の機械。
5. （５）基本連動（１７）のみならず追加的運動（１８）
   も電子的に制御可能な少なくとも１つ以上の駆動装置（
   １５）によって作り出すことができる、前記特許請求の
   範囲第１項又は４２項記載の機械。
6. （６）基本運動（１７）と追加的運動（１８）との重ね
   合わせが基本運動用駆動装置の角速度の連続的な変化に
   よって行われる、上記特許請求の範囲第１項ないし第５
   項のいづれかに記載された機械。