JPS63120007A - 工作機械における送り制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ボール盤等の工作機械において、その作業
用ヘッド（以下これを単にヘッドと言う。）を、ねじ軸
を利用して送る送り制御装置に係るものである。

（従来の技術） 従来のこの種の工作機械における送り制御装置は、 （１）第１図に示すような状態で、フレームにねじ軸を
回転自在に支持して該ねじ軸をモータの原動軸に連結し
、一方、そのフレームに摺動自在に嵌合するヘッドに固
定したナツトを上記ねじ軸に螺合させる。

そして、モータの原動軸の回転数を変更し、ねじ軸を高
速または低速に駆動してヘッドの早送り、切削送り、早
戻り等の制御を行う。

または、 （２）７１／−ムにヘッドを摺動自在に嵌合して該ヘッ
ドに直接、空圧や油圧のシリンダのピストンロッドを連
結する。

そして、そのシリンダのピストンロッドによってヘッド
を駆動し、ヘッドの早送り、切削送り、任意位置での停
止、早戻り等の制御は、シリンダの＠ｍ＃１ｍ弁と機械
的ストッパー等によって行う。

ものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の工作機械における送り制御装置の、前者（１
）においては、 ヘッドを早送りから切削送りへ切換える場合は、高速回
転しているねじ軸を瞬時に低速回転にするから、電気的
、機械的に非常に無理な力が生じて大きな慣性が働く。

従って、 （イ）　ねじ軸やモータに大きな力が働（ので、電磁ブ
レーキが滑って正確に止らない。そのために、位置精度
が悪（なる。

（ロ）大きな慣性を吸収するためのブレーキ装置、機械
的ストッパー等の複雑な機構が必要になるだけでなく、
ブレーキの磨耗がはげしくて耐久性に欠げる。

後者（２）においては、 ヘッドを直接シリンダのピストンロッドによって駆動す
るから、この送り制御装置でも、駆動源の性質上、非常
に複雑な位置定め機構が必要になる。

等の点に問題がある。

（問題点を解決するための手段） ボールねじ軸にボールナツトを螺合したものにおいては
、該ボールナットのボールを介してその螺合状態が非常
に軽快であるから、ボールねじ軸が固定されていても、
ボールナットを一七とで、この発明は、上記従来の問題
点を解決するために、上記のボールねじ軸とボールナッ
トの螺合における作用に着目してそれを工作機械のヘッ
ドの送り制御に利用した。

すなわち、従来のねじ軸を回転してそれに螺合したナツ
トを移動させる作用とは反対に、ボール盤等の工作機械
のフレーム（１）にボールねじ軸（２）を固定し、該フ
レーム（１）に摺動自在に取付けるヘッド（３）に回転
自在に嵌着したボールナット（４）をボールねじ軸（２
）のねじ（５）に螺合し、そのヘッド（３）にボールね
じ軸（２）方向へ押し引きする作動機構（６）を連結し
、ボールナット（４）に対向してそれを固定する電磁ブ
レーキ（力を設ける。

（作用） 作動機構（６）によってヘッド（３）を押し、または引
くと、そのボールナット（４）のボール（８）がボール
ねじ軸（２）のねじ（５）に沿ってボールナット（４）
が回転しながらヘッド（３）は下降または上昇する。

而して、ヘッド（３）が所定位置まで移動する毎に電磁
ブレーキ（７）に通電すると、その電磁ブレーキ（力に
よってボールナット（４）の回転を停止し、ヘッド（３
）の移動が止まってその送りが制御される。

（実施例） 図面に示すこの発明の一実施態様についてその構造を説
明すれば、（９）はボール盤の主フレームで、図示して
ないがその下部に被加工物を取付けるテーブルを、側方
の適当箇所には自動制御する操作盤をそれぞれ設け、該
主フレーム（９）上にフレーム（１）を取付ける。（２
）はフレーム（１）内の中間部に縦方向にして固定した
ボールねじ軸、鵠はヘッド（３）の機筺で、その中間両
側部に突設した７ランジαυをフレーム（１）の前端に
摺動自在に取付ける。（４）は機筺α値内の後部に配置
するボールナットで、その上面に大歯車（１３を固定し
、該大歯車＠付きボールナット（４）を機筺（１１に回
転自在に嵌着してそのボールナット（４）のボール（８
）をボールねじ軸（２）のねじ（５）に係合すると共に
、大歯車←りの上面に対向して機筺（１０に電磁ブレー
キ（７）を固設する。（１３はフレーム（１）の頂板で
、その前方突出部上にはヘッド（３）の作動機構である
エヤシリンダ（６）を搭載して該エヤシリンダ（６）の
ピストンロッドＩに機筺ｅｌｌ）を固定する。α９はボ
ールねじ軸（２）の前方に回転自在に並架した伝動軸で
、その中間部には大歯車（１２１と噛合する小歯車αｅ
を固定して上部に小歯車ａηを、下部に大歯車αυをそ
れぞれ回転自在に嵌着すると共に、該伝動軸α９の上部
には小歯車−の上面に対向するねじ立て用電磁クラッチ
（ＣＲ，）を、下部には大歯車（１８の下面に対向する
穴明は用電磁クラッチ（ＣＲ，）をそれぞれ固定する。

α１は伝動軸αωの前方に回転自在に並架した中間軸で
、その上部に小歯車αηと噛合する大歯車■を、下部に
大歯車α樽と噛合する小歯車ＱＢをそれぞれ固定する。

■は機筺顛の前部上に搭載した正逆回転モータで、その
原動軸器の機筺顛内突入部に大小の歯車＠、■を固定す
る。■は機筺（Ｉｔ）の前部に回転自在に支持したスピ
ンドルで、その上部には交互に大小の歯車＠、のに噛合
する小および犬の歯車−，磯より成る切換歯車（至）を
摺動自在に嵌着し、図示してないが該切換歯車■にはそ
の上下操作機構を附設する。一方、スピンドル■と中間
軸−とは、゛ウオーム歯車機構（至）、送り量変更用交
換歯車機構ｃ（ｎ、平歯車機構（３ｚ゛、傘歯車機構器
より成る歯車機構（ａ）により連結する。＠は機筺α呻
のフランジαυの一側面に固定したドッグ台板で、これ
に所要数のドッグ四、（至）、■、（至）、Ｃ３１１４
Ｇを各別に上下移動調節可能に取付けると共に、そのド
ッグ（ト）に対向して後進限ｌリミットスイッチ（ＬＳ
、）を、ドッグ■に対向して早送りから切削送りへの切
換リミットスイッチ（ＬＳ、）を、ドッグ■に対向して
切削送りから早送りへの切換リミットスイッチ（ＬＳ、
）を、ドッグ（至）に対向して前進限および早戻りのリ
ミットスイッチ（ＬＳ、）を、ドッグ（至）、およびα
Ｇに対向してステップ穴明は時における早送りから切削
送りへの切換リミットスイッチ（ＬＳ、）および（ＬＳ
、）をそれぞれ設ける。（４１）はスピンドル（至）に
取付けたチャック、（４ｚはチャックＧ４１１で挟持す
るドリル、またはタップである。

而して、図示してないが、エヤシリンダ（６）は電磁切
換弁を介してコンプレッサに連結し、その電磁切換弁、
電磁ブレーキ（７）、正逆回転モータ■の電磁切換スイ
ッチ、電磁クラッチ（ＣＬ）、（ＣＲ，）、リミットス
イッチ（Ｌ８υ、（ＬＳ、）、（ＬＳ、）、（ＬＳ、）
、（ＬＳ、）、（Ｉ、Ｓ、）およびタイマ付き操作盤の
間に適宜の電気回路を形成する。また、電磁クラッチ（
ＣＲθ、（ＣＲ，）の間には切換スイッチを設ける。

次にその作用を第４図（５）に示す穴明は作業について
説明する。先ず、テーブル上に被加工物を取付けてチャ
ックＱυによりドリル（４２を挟持する。電磁クラッチ
（ＣＲ，）、（ＣＲ，）間の切換スイッチを穴明は用電
磁クラッチ（ＯＲ，）側へ切換える。ドッグ（ト）、■
、Ｃ３７１、（至）、Ｃ３！Ｊ、（４（ｌ中の必要ドッ
グ（至）、■、（至）をそれぞれ上下移動し所要位置に
おいて台板＠に固定する。切換歯車■を第１図に示すよ
うに上昇させてその小歯重罰を大歯車＠に噛合させる。

そこで、主スィッチを入れて機械の運転を開始すれば、
モータ■が正回転し、その原動軸力の歯車（財）から切
換歯車（至）を介してスピンドル■が回転し、そのスピ
ンドル□□□より歯車機構（ａ）を経て歯車αη、（ｌ
ｅｔ−ｉ遊転する。

一方、シリンタ責６）のピストンロッドα４が前進する
から、該ピストンロッド（１４）の押圧力によりボール
ナツト（４）のポー／Ｉ／（８）がポールねじ軸（２）
のねじ（５）に沿い、そのボールナツト（４）と一体の
歯−車←りによって歯車（ＩＥＥＩ付き伝動軸（１５）
を遊転させながら歯車αり付きボールナツト（４）が回
転し、ヘッド（３）はピストンロッドαａと一体的に早
く下降してドリル（４６の早送りがなされる。

而して、ドリルわが被加工物の上面の近接位置に至るま
でヘッド（３）が下降すると、該ヘッド（３）のドッグ
（至）がリミットスイッチ（ＬＳ、）に当って電磁クラ
ッチ（ＣＬ）に通電するから、歯車α樽より電磁クラッ
チ（ＣＲＩ）、伝動軸＜ｉｓ、歯車（Ｌｅ、　（Ｉａを
経てその歯車（Ｉ２付きボールナツト（４）が低速度で
駆動回転され、ヘッド（３）がゆるやかに下降しドリル
（ハ）は切削送りされてこれＫより被加工物への穴明は
作業を行う。

その後、ドリル（４３によって所要深さの穴明けを行っ
たとき、ヘッド（３）のドッグ（至）がリミットスイッ
チ（ＬＳ、）に当り１．電磁クラッチ（ＣＲ，）への通
電が止まると共に、シリンダ（６）の電磁切換弁が切換
わって該シリンダ（６）のピストンロッドＩは後進する
から、そのピストンロッドα４の引張力により、歯車（
Ｉａ付きボールナツト（４）および歯車（Ｌｅ付き伝動
軸α９が上記と反対方向へ回転し、ヘッド（３）はピス
トンロッドＩと一体的に早く上昇してドリル０ｚの早戻
りがなされる。

次いで、ヘッド（３）が上昇位置まで復帰したとき、ヘ
ッド（３）のドッグ関がリミットスイッチ（ＬＳ、）に
当ってモーターへの通電、およびシリンダ（６）への圧
縮空気の供給が止まり、且つ電磁ブレーキ（７）に通電
してヘッド（３）は上昇位置に停止する。

一方、ドッグ■、Ｃ３７１、（至）、（至）、（イ）を
適宜に上下操作して所要位置に設定すれば、上記と同様
に、且つリミットスイッチ（ＬＳり、（ＬＳ、）、（Ｌ
Ｓ、）、（ＬＳ、）、（ＬＳ、）中の所要のリミットス
イッチおよびタイマが適時にそれぞれ作用し、ドリルり
を自動的に順次早送り、切削送り、早戻りさせながら、
第４図の同に示すジャンプ穴明は作業、（ＱＫ示すドウ
エル付き穴明は作業、（ＤＪに示すステップ穴明げ作業
等を行って所要深さの穴が明けられる。

また、ねじ立て作業を行うときは、電磁クラッチ（ＣＲ
，）、（ＣＲ，）間の切換スイッチを電磁りるから、歯
車αηより電磁クラッチ（ＣＲ，）、伝動軸ａり、歯車
翰、（１３を介しその歯車αり付きボールナラ）　（４
）　ｂｔ駆動回転されてヘッド（３）はピッチ送りされ
る。

従って、チャック（４υにタップを取付け、そのタップ
のピッチに合った交換歯車Ｃ３１）を取付け、ドッグ田
、＠、（至）を適宜に上下操作して所要位置に設定すれ
ば、上記と同様に、且つリミットスイッチ（ＬＳ、）、
（ＬＳ、）、（ＬＳ、）、（ＬＳ、）が適時にそれぞれ
作用し、第４図の■に示すように、タップが自動的に順
次早送り、ピッチ送り、ピッチ戻り、早戻りして所要長
さのねじ立てが行われる。

なお、作動機構（６）に、上記エヤシリンダに代えて油
圧シリンダを用いても、上記と同様に作用する。

また、この発明は、上記スピンドル■に代えて適宜の駆
動軸を設けたり、上記歯車機構（ａ）に代えてチエン伝
動機構、ベルト伝動機構等を設けたボール盤以外の工作
機械に施しても、上記と同様に作用する。

（発明の効果） この発明の工作機械における送り制御装置は、下記のよ
うな顕著な効果を有する。

ボールねじ軸を固定してこれにヘッドのボールナットを
螺合し、そのヘッドを押し、または引くことにより、ボ
ールナットをボールねじ軸に沿い回転させてヘッドを移
動させるから、（１）　　ヘッドを押し、または引くだ
けでヘッドが作動し、一方、ヘッドの送り変更の任意の
位置は、ボールナットの回転を電磁ブレーキにより制御
するだけで決まる。従って、非常に小さい力により高頻
度で迅速正確且つ自由に制御することができる。

（２ン　　ねじの外径に対して長い回転長さのところで
制御するから、容易に高い精度が得られる。

（３）ボールナットに直接電気でブレーキをきかせるか
ら、非常に小さい力でボールナットを正確に停止し、し
かも、高頻度の使用に耐える。そのために、工作機械と
して必要な工具の送りの早さ、停止位置、長さ等の複雑
な制御が正確に行われて加工精度を向上することができ
る。

（４）極めて簡単な機構であるから、容易安価に製作で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施態様を示すボール盤の要部の
縦断側面図、第２図はそのボールナット取付部の拡大側
断面図、第３図：ｉ第１図のＩ−１線断面図、第４図は
ヘッドの種々の作動状態を示す作動説明図である。 （１）・・・フレーム、（２）・・・ボールねじ軸、（
３）・・・作業用ヘッド、（４）・・・ボールナット、
（５）・・・ねじ、（６）・・・作動機構、（７）・・
・電磁ブレーキ、特許出願人　　芦品鉄工株式会社 手続補正書（方式） 昭和６２年９月３日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第０９４２０１号 ２、発明の名称 工作機械における送り制御装置 ３、補正をする者 ４、代理人　〒２３３ ５、補正命令の日付（発送日） 昭和６２年８月５日（８月２５日） ６、補正の対象 図面の第４図。 ７、補正の内容 （１）図面中、第４図の分区番号（Ｄ）、■）の図面を
別紙のとおりに補正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フレームにボールねじ軸を固定し、該フレームに摺動自
   在に取付ける作業用ヘッドに回転自在に嵌着したボール
   ナットを上記ボールねじ軸のねじに螺合し、そのヘッド
   にボールねじ軸方向へ押し引きする作動機構を連結し、
   上記ボールナットに対向してそれを固定する電磁ブレー
   キを設けたことを特徴とする工作機械における送り制御
   装置。