JPS591102A

JPS591102A - 工作機械用非水平軸の自重補償機構

Info

Publication number: JPS591102A
Application number: JP11137582A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Araki; 洋荒木
Original assignee: Fanuc Corp; Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1984-01-06

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】＋１１　　発明の技術分野本発明は、工作機械用非水平軸の自重補償機構に関する
。特に、ハンティング等を伴なうことなく安定に動作し
うることを特徴とする、空気１１式シリンダを使用して
なす、工作機械用非水平軸Ｏ）自重補償機構の改良に関
する。

（２）　　技術の背景一般に、フシニングセンタ、フライス盤等の工作機械に
おいては、水平軸のみならず非水平軸があり、不平衡荷
重を支持する非水平軸にあっては、その不平衡荷重にも
とづく非水平軸の予期せざる運■１１を阻止し、また、
かかる非水平軸の摩擦抵抗を低減し、サーゼ応答例を向
上するため、非水平軸に対し、不平衡荷重と自重との補
償をなすことが望ましい。

（３）　　従来技術と問題点従来技術においては、この非水平軸を補償するために、
（イ）ノランスウェイトを使用する、あるいは、（ロ）
油圧式シリンダを使用する等の方法が用いられているが
、（イ）の方法においては慣性モーメントの増加により
サージ応答性が悪化し、しかも、作業者の作業領域を狭
めるため作業性を悪く・し、また、（ロ）の方法におい
ては、その目的のために油圧源を必要とするため、伸、
に油圧源を必要としない機械においては軒済的負担が着
像し難い。

一方、空気圧は多くの工場において他の用途にも使用可
能１あるから、上記の方法に代えて、空気圧式シリンダ
を使用する方法が考えられるが、空気は圧縮性流体であ
るため、空気圧をもって工作機械の非水平軸の自重補償
機構を構成しようとすると、往々にして振動条件を満足
しやすく、ハンティングの原因となり、制御性を低下し
やすいという不都合が生じる。したがって、このような
欠点゛を伴なわない、空気圧式シリンダを使用してなす
工作機械の非水平軸の自重補償機構の開発が望まれてい
る。

（４）発明の目的本発明の目的は、この要請に応えることにあり広い範囲
において振動条件が満足されず、ノ・ンテイング等、動
作上の悪影響を伴なわない、空気圧式シリンダを使用し
７てなす、工作機械用非水平軸の自重補償機構゛を掃供
することにある。

（５）発明の措゛成本発明の特徴的構成は、（イ）上端に開放端を不〕する
空襲月式単動シリンダと、このシリンダ中を上丁に摺動
し、工作機械用非水平軸を支持するピストンとよりなる
空気圧式シリンダ機構と、（ロ）上記のシリンダの王室
（高圧室）と連通して、上記のシリンダの王室の内圧に
応答して上記のシリンダの王室から空気圧を排除し、ま
たは、上記のシリンダの王家に叩気を追加供給するりリ
ーフレギュレータと、（ハ）このリリーフレギュレータ
の基準４１号としての基準空気圧を供給する・セイロッ
トレギーレークと、に）Ｊ：記のＸ準空気圧と比較され
る空気圧を土浦」のシリンダ下室からリリーフレギュレ
ータに導く部材と、（ホ）上記のノにイロットレギュレ
ータに上記のシリンダの下室の空気圧を導く部材と、（
へ）上記のリ−フレギュレータと上記のノξイロットレ
キ°ユレータとに押圧された空気圧を供給するレギュレ
ータとよりなる、工作機械用非水平軸の自重補償機構に
ある。

圧縮性流体である空気を非水平軸の自重補償に使用する
場合、軸の運動に伴なう空気圧の堝渡的変ｔｊ＋に起因
する振動、すなわち、ハンティングを防止することは、
任意の条件において常に損類１条件を否定しうれげ可能
である。そのたＮ）には、シリンダ内の空勿圧が空気ば
ねとし、て動作することに着目して、このげね常数を調
整して上記の振動東件番任意の条件にオ６いて否定する
こととすればよいはずである。

そこで、」；配の着想を具体化するために、本発明の発
明者は空気圧式シリンダとレギュレータとの間に、リリ
ーフレギュレータとノぞイロノトレギュレータとを配設
し、シリンダ下室の内圧をパイロットレギュレータに供
給して、ノにイロットレイーレータの作動圧の調整を可
能にすることにより、上記のげね常数を調整可能とし、
また、シリンダ下室の内圧とパイロットレギュレータの
供給スル基準空気圧とを直接比較しうるように上記のげ
ね常数の調整を可能に１．ておき、こ第１らの相乗効果
によって広い範囲にわたり、上記の振動φ件が否定され
、ハンティングが防止される効果な赫′め、本発明を完
Ｉルしたｎすなわち、ノξイロノトレギュレータにｔ′ｊシリンダ
下室の内ｒ−１が直接供給さノ１ており、ノξイロノト
レギュレータがリリーフレギュレータに供給する基ヤ空
りｉＨ−のへ１整が容易か−）ｉＦ−確に可能とさＪ＋
ており、しかも、Ｊ二ｆｉ°のげね常数をｉ′Ｉ周整り
うるようにｔ「さ＋１ており、また、シリンダ下室の内
圧はリリーフレギュレータの月力検出室に上記のばね常
数のｆｉ”ｌ　’ＩＦ−が可能となるように供給されて
いる一方、上記のリリーフレギュレータ目、微小な空包
圧の４℃゛化に対応して応答することが↑きるため、軸
の運動に伴なってシリンダ下室の内圧が変動したとき、
これに応答して、リリーフノ々ルブを開放してシリンダ
下室の空気圧を低下させるか、また１ゴ、入１１Ｊ弁を
動作させてシリンダ下室の空気Ｈ−を上昇させ、軸の移
動にかかわらずシリンダ「室の内圧を一定に保持するよ
うに作動するが、上記のようにばね常数の調整が可能と
さＪｌているため、この一連の動作において振動条件は
満足さ第１ず、ハンティングの発生が有効に防止される
。

（６）発明の実施例以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る工作機
械用非水平軸の自重補償機構について散明し、本発明の
構成と特有の効果とを明らかにする０第１図は、本発明の一実施例に係る工作機械用非水平軸
の自重補償機構を模式的に表わしたものである。図にお
いて、ｌｉ’；ｉ空気圧式単動シリンダであり、上部開
放端１３と、垂直軸ｌを々持するピストン１２とを有す
る。このとき、垂直軸ｌの自重はシリンダ１１の下室１
４の内圧によって支持される。上記シリンダ１１の下室
１４は管６１をもってリリーフレギュレータ２１と連通
しており、リリーフレギュレータ２１には、レギュレー
タ４１から管６２を介して空り圧が供給されている。ま
た、レギュレータ４１は管６３を介して空影、圧をパイ
ロットレギュレータにも０１給している。・セイロット
レギュレータ３１は基準圧をすＩＪ〜フレギュレータ２
１の圧力検出室２２に供給する。シリンダ下室１４の内
圧は管５３を介］７て、ノ２イロノトレギュレータ３１
に供給さ牙１ているが、こＪｌによりシリンダ下室１４
の圧力がフィートノ々ツクされ、ノξイロットレギュレ
ータ３１によりリリーフレギュレータ２１の出力がコン
トロールされる昭ところ〒、レギュレータ４１は静的に
垂直ｌ１１１１の自重をシリンダ下室１４が補償するよ
うに設定し、それに対し・ξイロットレギ二レータ３１
の基準圧はその圧力より高く任意に設定することによ１
）ばね割数が調整可能である。２４はダイヤフラムであ
り、シリンダ下室１４の内圧が供給さオ］てい劣すリー
フレギーレータ２１の圧力検出室２２の内圧と基準空気
圧の差に応答して動作し、シリンダ下室１４の内圧が過
大になったときはリリーフバルブｎを開放して、リリー
フレギュレータ２１の内圧を降下させ、シリンダ下室１
４の内圧を正常な状態に保つ。一方、シリンダ下室１４
の内圧が過小になったときは、リリーフレギュレータ２
】の入口弁を動作させてリリーフレギュレータ２Ｉの内
圧を上昇させてシリンダ下室１４の内圧を正常な値に戻
す。３２はノξイロットレギュレータのリリーフバルブ
である。

上記のとおり、ノぞイロノトレギュレータ、３１の基準
圧の設定系とＩ７１１−フレギュレータ２１の動作系と
のばね常数が可調整とされているの↑、上記の動作にお
いて、広い範囲にわたって振動は発生せず、所期の目的
が達成される。

（７）発明の詳細な説明せるとおり、本発明によれば、広い範囲において
振動条件が満足されず、ハンティング等、動作上の悪影
響を伴なわない、空気圧式シリンダを使用してなす、工
作機械用非水平軸の自重補償機構を提供することが１き
る。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の一実施例に件る工作機械用非水平軸の
自重補償機構を模式的に表わしたものである。１・・・垂直軸、１１・・・空気圧式シリンダ、１２・
・・垂直軸を支持するピストン、】３・・空気圧式シリ
ンダの上端に設けられた＃１４放端、１４・・・空気用
式シリンダの下室、２１・・リリーフレギュレータ、２
２・・・圧力検出室、２３．３２・・リリーフノぐルブ
、２４・・・ダイヤフラム、３１・・・ノξイロノトレ
ギュレータ、４１・・、レギュレータ、５２．６１６２
．６３・・・管。

Claims

【特許請求の範囲】

（イ）上端に開放端を有する空気圧式単動シリンダと、
該シリンダ中を上下に摺動し、工作機械用非水平軸を支
持するピストンとよりなる空気圧式シリンダ機構と、（
ロ）前記シリンダの下室（高圧室）と連通して、前記シ
リンダの王室の内圧に応答して前記シリンダの下室がら
空気圧を排除し、または、前記シリンダの王室に空気圧
を追加供給するリリーフレギュレータと、（ハ）該リリ
ーフレギュレータの基準信号としての基準空り圧を供給
する・ぞイロノトレギュレータと、に）前記基準空気圧
と比較される空気圧を前記シリンダ下室からリリーフレ
ギュレータに導く部材と、（ホ）前記・セイロットレギ
ュレータに前記シリンダの下室の空気圧を導く部材と、
（へ）前記リリーフレギュレータと前記ノξイロットレ
ギーレータとに調圧された草気圧を供給するレギュレー
タとよりなる、工作機械用非水平軸の自重補償機構。