JP2001162467A - Machine tool - Google Patents
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- JP2001162467A JP2001162467A JP35003999A JP35003999A JP2001162467A JP 2001162467 A JP2001162467 A JP 2001162467A JP 35003999 A JP35003999 A JP 35003999A JP 35003999 A JP35003999 A JP 35003999A JP 2001162467 A JP2001162467 A JP 2001162467A
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- rotating shaft
- machine tool
- shaft
- main
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、旋回可能な主回
転軸を有する工作機械に関し、特に主回転軸旋回型多軸
マシニングセンタなどに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool having a pivotable main rotary shaft, and more particularly to a multi-axis machining center with a rotary main rotary shaft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、主回転軸旋回型の工作機械は、主
回転軸を有する主軸頭と、ラムやサドルなどの軸移動体
よりなる主軸頭支持ベース部材に支持軸によって旋回可
能に取り付けられた主軸頭保持部材を有し、主軸頭が取
り付けられた主軸頭保持部材の旋回は、主軸頭保持部材
に取り付けられたウォームホイールと主軸頭支持ベース
部材側に設けられたウォーム、あるいは主軸頭保持部材
に取り付けられた扇形ギヤーと主軸頭支持ベース部材側
に設けられたダブルピニオンなど、歯車列により行われ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a main rotary shaft turning type machine tool is pivotally mounted on a main shaft head having a main rotary shaft and a main shaft head support base member composed of a shaft moving body such as a ram or a saddle by a support shaft. The spindle head holding member having the spindle head holding member and the spindle head holding member is pivoted by a worm wheel attached to the spindle head holding member and a worm provided on the spindle head support base member side, or a spindle head holding member. The rotation is performed by a gear train such as a sector gear attached to the member and a double pinion provided on the spindle head support base member side.
【０００３】上記従来の技術では、ウォームホイールと
ウォーム、扇形ギヤーとダブルピニオンなど、歯車の噛
み合わせによって主軸頭を旋回させているため、構造が
複雑になり、歯車による動力伝達機構上、駆動系の剛性
を大きく取ることが難しいと云う問題点があった。[0003] In the above prior art, the main shaft head is turned by meshing gears such as a worm wheel and a worm, a sector gear and a double pinion, so that the structure becomes complicated, and the power transmission mechanism by the gears and the driving system However, there is a problem that it is difficult to increase the rigidity of the device.
【０００４】上述の如き問題点に着目し、構造が簡単で
駆動系の剛性を大きくすることができる旋回可能な主回
転軸を有する工作機械として、図５に示す米国特許第２
８２３５９１号及び図６，図７に示す特開平１０−４３
９７６号といった構成が知られている。図５に示す米国
特許第２８２３５９１号では、主回転軸２１を有するシ
ャフト２２下端に設けられたボール２３の外側に主回転
軸２１がカッタ２４を支持し、シャフト２２上部のモー
タ２５により主回転軸２１を回転させてカッタ２４を駆
動する構成となっており、シャフト２２及び主回転軸２
１は下端のボール２３によりキャリアエレメント２６に
回動自在に設置されている。キャリアエレメント２６に
は、ボール２７を介して回動自在に油圧シリンダ２８が
設置されており、油圧シリンダ２８のピストンのロッド
２９端部は、モータ２５上端のキャスティング３０と図
示せざるボールを介して回動自在に連結されている。In view of the above problems, a machine tool having a pivotable main rotary shaft which is simple in structure and can increase the rigidity of a drive system is shown in FIG.
No. 823591 and JP-A-10-43 shown in FIGS.
No. 976 is known. In U.S. Pat. No. 2,823,591 shown in FIG. 5, a main rotating shaft 21 supports a cutter 24 outside a ball 23 provided at a lower end of a shaft 22 having a main rotating shaft 21, and a main rotating shaft is driven by a motor 25 above the shaft 22. The cutter 24 is driven by rotating the shaft 21 and the shaft 22 and the main rotating shaft 2.
1 is rotatably mounted on the carrier element 26 by the ball 23 at the lower end. A hydraulic cylinder 28 is rotatably mounted on the carrier element 26 via a ball 27. The end of a rod 29 of a piston of the hydraulic cylinder 28 is connected to a casting 30 at the upper end of the motor 25 and a ball (not shown). It is rotatably connected.
【０００５】上記の構成では、油圧シリンダ２８の油圧
を調整することによるピストンの直線的な伸縮と、キャ
リアエレメント２６にボール２７を介して設置されたこ
とによる油圧シリンダ２８の回動により、モータ２５上
端のキャスティング３０をシャフト２２下端に設置され
たボール２３を中心に回動させ、結果としてカッタ２４
を円弧状に移動させることができる。油圧シリンダ２８
の回動は、油圧シリンダ２８の伸縮によるキャスティン
グ３０の円弧状の移動に合せて行われるため、主回転軸
２１の旋回に必要な駆動源はシリンダ２８を伸縮させる
油圧源のみとなり、回動のための駆動源は不要なため構
造が簡単で済むと共に、ガタを有する歯車の噛み合わせ
を使用しないことにより、駆動系の剛性を大きくするこ
とができる。In the above configuration, the motor 25 is driven by the linear expansion and contraction of the piston by adjusting the oil pressure of the hydraulic cylinder 28 and the rotation of the hydraulic cylinder 28 by being mounted on the carrier element 26 via the ball 27. The casting 30 at the upper end is rotated about the ball 23 installed at the lower end of the shaft 22 so that the cutter 24
Can be moved in an arc shape. Hydraulic cylinder 28
Is performed in accordance with the arc-shaped movement of the casting 30 due to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 28. Therefore, the only driving source required for turning the main rotating shaft 21 is the hydraulic source for expanding and contracting the cylinder 28. A drive source is not required, so that the structure can be simplified, and the rigidity of the drive system can be increased by not using the meshing of the gears having the backlash.
【０００６】又、図６及び図７に示す特開平１０−４３
９７６号の構成では、水平方向の直線ガイド部３２に設
置された横スライダ３３がナット３４を介して送りねじ
棹３１と連結されており、送りねじ棹３１を電動機３５
で回転駆動することによって、主軸頭保持部材３６の旋
回によりその端部が描く円弧の弦の方向に横スライダ３
３が水平直線移動する。 この横スライダ３３には垂直
方向の直線ガイド部３７が設けられており、縦スライダ
３８がこの垂直方向の直線ガイド部３７に沿って、前記
弦の方向に垂直直線移動ができるようになっている。
主軸頭保持部材３６は、前記縦スライダ３８に連結軸３
９により枢動可能に連結されており、この連結軸３９を
有する縦スライダ３８が前記横スライダ３３と一体的に
前記弦の方向に各々水平，垂直に直線移動し、前記連結
軸３９が支持軸４０を中心する円弧を描いて移動するこ
とに伴い、主軸頭保持部材３６，及び主軸頭保持部材３
６に保持された主軸頭４１を介して主回転軸が支持軸４
０を中心として旋回する。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-43 shown in FIGS.
In the configuration of No. 976, a horizontal slider 33 installed on a horizontal linear guide portion 32 is connected to a feed screw rod 31 via a nut 34, and the feed screw rod 31 is connected to an electric motor 35.
The horizontal slider 3 moves in the direction of the chord of an arc drawn by the end of the spindle head holding member 36 by the rotation of the spindle head holding member 36.
3 moves horizontally and linearly. The horizontal slider 33 is provided with a vertical linear guide 37, and the vertical slider 38 can move linearly in the direction of the chord along the vertical linear guide 37. .
The spindle head holding member 36 is connected to the vertical slider 38 by the connecting shaft 3.
9, a vertical slider 38 having a connecting shaft 39 linearly moves horizontally and vertically in the chord direction integrally with the horizontal slider 33, and the connecting shaft 39 is supported by a supporting shaft. The spindle head holding member 36 and the spindle head holding member 3
The main rotary shaft is supported by the support shaft 4 via the main shaft head 41 held by the support shaft 4.
Turn around 0.
【０００７】 上記の構成では、送りねじ棹３１を電動
機３５で回転駆動することによる横スライダ３３の水平
直線的な移動と、横スライダ３３に垂直方向の直線ガイ
ド部３７を介して設置されたことによる縦スライダ３８
の垂直直線的な移動により、主軸頭保持部材３６，及び
主軸頭保持部材３６に保持された主軸頭４１を介して主
回転軸を、支持軸４０を中心に回動させることができ
る。縦スライダ３８の垂直直線的な移動は、横スライダ
３３の水平直線的な移動による主軸頭保持部材３６の円
弧状の移動に合せて行われるため、主回転軸の旋回に必
要な駆動源は横スライダ３３を水平直線的に移動させる
電動機３５のみとなり、縦スライダ３８を垂直移動させ
る駆動源は不要となるため構造が簡単で済むと共に、ガ
タを有する歯車の噛み合わせを使用しないことにより、
駆動系の剛性を大きくすることができる。In the above configuration, the horizontal slider 33 is moved horizontally and linearly by rotating the feed screw rod 31 with the electric motor 35, and the horizontal slider 33 is installed on the horizontal slider 33 via the vertical linear guide portion 37. Vertical slider 38 by
, The main rotation shaft can be rotated about the support shaft 40 via the spindle head holding member 36 and the spindle head 41 held by the spindle head holding member 36. The vertical linear movement of the vertical slider 38 is performed in accordance with the arc-shaped movement of the spindle head holding member 36 due to the horizontal linear movement of the horizontal slider 33. Therefore, the drive source required for turning the main rotary shaft is horizontal. Since only the electric motor 35 for moving the slider 33 horizontally and linearly is needed, and a drive source for vertically moving the vertical slider 38 is not required, the structure is simple, and the meshing of gears having looseness is not used.
The rigidity of the drive system can be increased.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図５に示す米国特許第
２８２３５９１号の構成では、シャフト２２上端のキャ
スティング３０と工作機本体上部が、工作機本体上部に
対して回動可能な油圧シリンダ２８により連結されてお
り、キャスティング３０が油圧シリンダ２８で位置決め
されるため精度が悪く、結果としてカッタ２４の位置決
め精度が悪くなり、特に加工対象物で１／１０００〜１
／１００mm程度の加工精度を要求される現在の工作機械
では実質的に使用できない。又、シャフト２２及び主回
転軸２１は下端のボール２３によりキャリアエレメント
２６に回動自在に設置されているため、ボール２３のガ
タ分により更にカッタ２４の位置決め精度が悪くなる。In the configuration of U.S. Pat. No. 2,835,591 shown in FIG. 5, the casting 30 at the upper end of the shaft 22 and the upper part of the machine body are formed by a hydraulic cylinder 28 which can rotate with respect to the upper part of the machine body. Since the casting 30 is positioned by the hydraulic cylinder 28, the accuracy is poor, and as a result, the positioning accuracy of the cutter 24 is deteriorated.
It cannot be practically used with current machine tools that require machining accuracy of about / 100 mm. Further, since the shaft 22 and the main rotating shaft 21 are rotatably mounted on the carrier element 26 by the ball 23 at the lower end, the positioning accuracy of the cutter 24 is further deteriorated by the play of the ball 23.
【０００９】これに対し、図６及び図７に示す特開平１
０−４３９７６号では、送りねじ棹３１を電動機３５に
よって回転駆動することによって横スライダ３３を直線
移動させているため精度を向上させることはできた。し
かしこの構成では、駆動源である電動機３５により横ス
ライダ３３を水平直線移動させ、この横スライダ３３の
水平直線移動の反力として主軸頭保持部材３６により発
生する主軸頭保持部材３６の描く円弧に直交する方向の
力をまず送りねじ棹３１が受け、送りねじ棹３１が受け
た反力の垂直方向成分を、縦スライダ３８が垂直方向に
移動することにより逃がしているため、横スライダ３３
の移動開始時から縦スライダ３８の移動までの間、送り
ねじ棹３１には垂直方向の力が掛かることとなり、水平
に固定された送りねじ棹３１には曲げモーメントが掛か
ることとなる。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In No. 0-43976, the precision was improved because the horizontal slider 33 was moved linearly by rotating the feed screw rod 31 by the electric motor 35. However, in this configuration, the horizontal slider 33 is moved horizontally and linearly by the electric motor 35 as a drive source, and the arc drawn by the spindle head holding member 36 generated by the spindle head holding member 36 as a reaction force of the horizontal linear movement of the horizontal slider 33 is formed. The feed screw rod 31 first receives the force in the orthogonal direction, and the vertical component of the reaction force received by the feed screw rod 31 is released by the vertical slider 38 moving in the vertical direction.
During the period from the start of the movement to the movement of the vertical slider 38, a vertical force is applied to the feed screw rod 31, and a bending moment is applied to the horizontally fixed feed screw rod 31.
【００１０】送りねじ棹３１のように高精度の位置決め
用の駆動装置では、駆動方向の力には対処できるように
なっているが、上記のような曲げモーメントについては
考慮されておらず、曲げモーメントが繰り返し発生する
と、横スライダ３３のナットの片当りによるねじ歯の破
損や、送りねじ棹自体が折れ易くなるため、その寿命が
低下する。図５に記載された通り、駆動源として油圧シ
リンダ２８のように最初から力が掛かることが想定され
た駆動装置を用いる場合には、上記のような曲げモーメ
ントは問題とはならないが、送りねじ棹３１のように精
度が要求される駆動装置では、上述の通り寿命の低下等
の問題が発生する。Although a high-precision positioning driving device such as the feed screw rod 31 can cope with the force in the driving direction, the bending moment as described above is not taken into account. When the moment is repeatedly generated, the screw teeth may be damaged due to the one-sided contact of the nut of the horizontal slider 33, and the feed screw rod itself may be easily broken, so that the life of the rod is shortened. As shown in FIG. 5, when a drive device that is assumed to be initially applied with a force, such as a hydraulic cylinder 28, is used as a drive source, the bending moment as described above does not matter, but the feed screw In a driving device such as the rod 31 which requires accuracy, problems such as a shortened life occur as described above.
【００１１】 図６及び図７の構成においては、上記の
送りねじ棹３１に掛かる曲げモーメントを低減するため
に、直線ガイド部３２を設けることで横スライダ３３に
よる垂直方向の力を受けているが、直線ガイド部３２を
設けることで沿う遅効性が複雑となる。又、直線ガイド
部３２と横スライダ３３との間にはガタがあり、このガ
タ分だけは送りねじ棹３１が曲げモーメンを直接受ける
こととなり、やはり寿命は低下する。本発明は、上記の
通り曲げモーメントには弱いが高精度な加工を可能とす
る位置決め手段を、曲げモーメントを低減させて設置す
ることにより、構造が簡単で駆動系の剛性を大きくする
ことができると共に、長寿命で加工精度の高い主回転軸
旋回型の工作機械を提供することを目的としている。In the configuration of FIGS. 6 and 7, in order to reduce the bending moment applied to the feed screw rod 31, the linear guide portion 32 is provided to receive the vertical force of the horizontal slider 33. In addition, the provision of the linear guide portion 32 complicates the delay effect. In addition, there is play between the linear guide portion 32 and the lateral slider 33, and the feed screw rod 31 is directly subjected to bending moment by the play, and the service life is also reduced. As described above, the present invention can simplify the structure and increase the rigidity of the drive system by installing the positioning means, which is weak to the bending moment but enables high-precision machining, with a reduced bending moment. It is another object of the present invention to provide a machine tool of a main rotary shaft revolving type having a long life and high processing accuracy.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１による工作機械は工具を支持する主回転
軸が旋回可能に設置された工作機械において、主回転軸
を支持する主回転軸保持部材と、主回転軸の旋回軸を支
持する旋回軸支持部材と、同旋回軸支持部材に旋回可能
に支持されたアームと、前記主回転軸保持部材とアーム
とを回動可能に連結すると共にアームに対して直線往復
移動可能な移動連結部材と、同移動連結部材をアームに
対して直線往復移動させる駆動手段とを有し、前記アー
ムと前記駆動手段により移動連結部材をアームに対して
高精度に直線往復移動させることにより工具を高精度に
旋回させている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a machine tool in which a main rotating shaft for supporting a tool is pivotably mounted on a machine tool for supporting a main rotating shaft. A rotating shaft holding member, a rotating shaft supporting member that supports a rotating shaft of the main rotating shaft, an arm pivotally supported by the rotating shaft supporting member, and the main rotating shaft holding member and the arm being rotatable. A moving connecting member connected to the arm and capable of linearly reciprocating with respect to the arm; and driving means for linearly reciprocating the moving connecting member with respect to the arm. The moving connecting member is moved to the arm by the arm and the driving means. On the other hand, the tool is turned with high precision by linearly reciprocating with high precision.
【００１３】さらに請求項２による工作機械では、上記
のアームがボールネジが形成されたアームであり、前記
主回転軸保持部材と前記アームとを連結する前記移動連
結部材が、アームのボールネジと噛み合うネジ部を有
し、前記駆動手段をボールネジを回動させるモータにて
構成して上記請求項１の工作機械を実現している。又、
請求項３による工作機械では、主回転軸保持部材が旋回
軸を介して前記旋回軸支持部材に設置されると共に、同
旋回軸支持部材が第２の軸により工作機械のフレームに
回動自在に設置されている。Further, in the machine tool according to the second aspect, the arm is an arm having a ball screw formed thereon, and the movable connecting member that connects the main rotary shaft holding member and the arm is a screw that meshes with a ball screw of the arm. And the drive means is constituted by a motor for rotating a ball screw, thereby realizing the machine tool according to claim 1 above. or,
In the machine tool according to the third aspect, the main rotary shaft holding member is installed on the rotary shaft support member via the rotary shaft, and the rotary shaft support member is rotatably mounted on the frame of the machine tool by the second shaft. is set up.
【００１４】請求項４による工作機械では、前記旋回軸
支持部材が前記第２の軸を介して回動自在に設置される
ベース部材と、同ベース部材に旋回自在に設置された第
２のアームと、前記旋回軸支持部材と前記第２のアーム
とを回動可能に連結すると共に前記アームに対して直線
往復移動可能な第２の移動連結部材と、同第２の移動連
結部材を前記アームに対して直線往復移動させる第２の
駆動手段とを有し、前記第２のアームと第２の駆動手段
により前記第２の移動連結部材を前記第２のアームに対
して高精度に直線往復移動させることにより前記旋回軸
支持部材を高精度に回動させている。In the machine tool according to the present invention, the turning shaft support member is rotatably mounted on the base member via the second shaft, and the second arm is rotatably mounted on the base member. A second movable connection member rotatably connecting the pivot shaft support member and the second arm and reciprocating linearly with respect to the arm; and connecting the second movable connection member to the arm. A second driving means for linearly reciprocating the second arm with respect to the second arm, and the second moving connecting member is linearly reciprocated with respect to the second arm by the second arm and the second driving means with high precision. By moving, the turning shaft support member is turned with high precision.
【００１５】請求項５による工作機械では、前記第２の
アームがボールネジが形成されたアームであり、前記第
２の移動連結部材が前記第２のアームに形成されたボー
ルネジと噛み合うネジ部を有し、前記第２の駆動手段を
ボールネジを回動させるモータにて構成して上記請求項
４の工作機械を実現している。[0015] In the machine tool according to the fifth aspect, the second arm is an arm having a ball screw formed thereon, and the second movable connecting member has a screw portion that meshes with the ball screw formed on the second arm. The second driving means is constituted by a motor for rotating a ball screw, thereby realizing the machine tool according to the fourth aspect.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１に本発明を用いたマシニングセン
タの正面図を、図２に本発明を用いたマシニングセンタ
の側面図を、図３に本発明による工作機械の主回転軸機
構の１つの実施の形態を、図４に図３の要部の拡大図を
示す。図１乃至図４において、主回転軸機構のベース部
材６は、工作機械のフレームに上下及び左右に移動自在
に設置されている。このベース部材６には、左右のアー
ム８，１２を介してサドル７がＢ軸を中心として回動自
在に取り付けられており、又、サドル７には、主回転軸
１６及び主回転軸１６を駆動する図示せざる駆動装置を
有した主回転軸保持部材１が、A軸を中心として旋回自
在に設置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a machining center using the present invention, FIG. 2 is a side view of the machining center using the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of a main rotary shaft mechanism of a machine tool according to the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 to 4, a base member 6 of a main rotating shaft mechanism is mounted on a frame of a machine tool so as to be movable vertically and horizontally. A saddle 7 is attached to the base member 6 via left and right arms 8 and 12 so as to be rotatable about a B axis. The saddle 7 is provided with a main rotation shaft 16 and a main rotation shaft 16. A main rotating shaft holding member 1 having a driving device (not shown) for driving is installed so as to be pivotable about the A axis.
【００１７】カッタ１７等の加工用工具は、主回転軸保
持部材１の主回転軸１６の下端に設置され，主回転軸１
６が駆動されることにより加工を行っている。上記の通
り工作機械は、ベース部材６の上下，左右の動き、サド
ル７のＢ軸を中心とした回動、及び主回転軸保持部材１
のA軸を中心とした旋回により、任意の位置に任意の向
きで対象物を加工できるようになっている。ベース部材
６とサドル７は、各々の一方側が連結部材９，１３によ
りベース部材６に回動自在に連結されると共に、他方側
が移動連結部材１１，１５によりサドル７に回動自在に
連結された左右一対のアーム８，１２により連結されて
いる。A machining tool such as a cutter 17 is installed at the lower end of the main rotary shaft 16 of the main rotary shaft holding member 1 and
6 is driven to perform processing. As described above, the machine tool includes the base member 6 in the vertical and horizontal directions, the rotation of the saddle 7 about the B axis, and the main rotary shaft holding member 1.
The object can be machined at an arbitrary position in an arbitrary direction by turning around the A axis. One side of the base member 6 and the saddle 7 are rotatably connected to the base member 6 by connecting members 9 and 13, and the other side is rotatably connected to the saddle 7 by moving connecting members 11 and 15. They are connected by a pair of left and right arms 8 and 12.
【００１８】アーム８，１２の各々にはボールネジが形
成されており、アーム８，１２の一方の端部に各々設置
されたモータ１０，１４により回転し、アーム８，１２
のボールネジと噛み合うネジ部を有する移動連結部材１
１，１５がアーム８，１２に沿って移動することによ
り、サドル７がベース部材６に対してＢ軸を中心として
旋回する。図４において、その一方側が連結部材４によ
りサドル７に回動自在に連結されると共に、他方側が移
動連結部材３により主回転軸保持部材１に回動自在に連
結されたアーム２により、サドル７と主回転軸保持部材
１が連結されている。Each of the arms 8 and 12 is formed with a ball screw, and is rotated by motors 10 and 14 provided at one end of the arms 8 and 12, respectively.
Connecting member 1 having a screw portion that meshes with a ball screw
The saddle 7 pivots about the B-axis with respect to the base member 6 as the members 1 and 15 move along the arms 8 and 12. In FIG. 4, one side is pivotally connected to a saddle 7 by a connecting member 4 and the other side is pivotally connected to a main rotating shaft holding member 1 by a movable connecting member 3 so that the saddle 7 And the main rotary shaft holding member 1 are connected.
【００１９】アーム２にはボールネジが形成されてお
り、アーム２の一方の端部に設置されたモータ５により
アーム２は回転し、このアーム２のボールネジと噛み合
うネジ部を有する移動連結部材３がアーム２に沿って移
動することにより、主回転軸保持部材１がサドル７に対
してＡ軸を中心として旋回する。上記構成においては、
図５，図６及び図７に示した構成と同様に、主回転軸の
旋回に必要な駆動源は移動連結部材３をアーム２に対し
て直線的に移動させるモータ５のみとなり、アーム２を
旋回させる駆動源は不要となるため構造が簡単で済むと
共に、ガタを有する歯車の噛み合わせを使用しないこと
により、駆動系の剛性を大きくすることができる。A ball screw is formed on the arm 2, and the arm 2 is rotated by a motor 5 installed at one end of the arm 2, and a movable connecting member 3 having a threaded portion that meshes with the ball screw of the arm 2 is formed. By moving along the arm 2, the main rotary shaft holding member 1 rotates about the A-axis with respect to the saddle 7. In the above configuration,
Similar to the configuration shown in FIGS. 5, 6, and 7, the only driving source required for turning the main rotation shaft is the motor 5 that moves the movable connecting member 3 linearly with respect to the arm 2. Since a turning drive source is not required, the structure can be simplified, and the rigidity of the drive system can be increased by not using the meshing of the gear having a play.
【００２０】又、アーム２に形成されたボールネジによ
り、移動連結部材３の移動が１／１０００mm以下の繰り
返しの位置決め精度で実現され、主回転軸の下端に設置
されたカッタからＡ軸中心までの距離と、移動連結部材
３からＡ軸中心までの距離を１：３程度に設定すれば、
カッタでの位置決め精度は１／３０００mm程度を実現で
きる。さらに、移動連結部材３の位置、又は主回転軸保
持部材１の回転角をセンサーによって検出し、この位置
又は角度信号をフィードバックして制御すれば、より精
度の高い位置決めが可能となる。Further, the movement of the movable connecting member 3 is realized with a repetitive positioning accuracy of 1/1000 mm or less by the ball screw formed on the arm 2, and the movement from the cutter provided at the lower end of the main rotary shaft to the center of the A axis is achieved. If the distance and the distance from the movable connecting member 3 to the center of the A axis are set to about 1: 3,
The positioning accuracy of the cutter can be about 1/3000 mm. Further, if the position of the movable connecting member 3 or the rotation angle of the main rotary shaft holding member 1 is detected by a sensor and this position or angle signal is fed back and controlled, more accurate positioning is possible.
【００２１】上記の実施例においては、サドル７は一対
のアーム８，１２を介してベース部材６にＢ軸を中心と
して回動自在に取り付けられているが、一対のアーム
８，１２に限定されるものでは無く、強度上及びサドル
７の回転位置決め精度上可能であれば一本のアームによ
り構成しても問題は無い。In the above embodiment, the saddle 7 is attached to the base member 6 via the pair of arms 8 and 12 so as to be rotatable about the B axis. However, the saddle 7 is limited to the pair of arms 8 and 12. However, there is no problem even if it is constituted by one arm if it is possible in terms of strength and rotational positioning accuracy of the saddle 7.
【００２２】[0022]
【発明の効果】上記の通り請求項１の構成では、アーム
２に沿った移動連結部材３の高精度に位置決め可能な往
復直線運動により、主回転軸１６に支持されるカッタ１
７がＡ軸を中心として旋回されるため、カッタ１７のＡ
軸を中心とした旋回時の位置決めも高精度に行われる。
さらに、アーム２自体が旋回可能に設置されているた
め、移動連結部材３がアーム２に沿って直線移動する時
に主回転軸保持部材１から反力として受ける、主回転軸
保持部材１の描く円弧に直交する方向の力に対しても、
アーム２自体がサドル７に回動自在に設置されているた
め、主回転軸保持部材１からの反力をアーム２自体の回
転移動により逃がすことができ、水平に固定された場合
に比べて動き出し時にアーム２に掛かる曲げモーメント
を低減することができる。As described above, in the construction of the first aspect, the cutter 1 supported on the main rotary shaft 16 by the reciprocating linear movement of the movable connecting member 3 along the arm 2 which can be positioned with high precision.
7 is turned around the A-axis, so that the cutter 17
Positioning during turning around the axis is also performed with high accuracy.
Furthermore, since the arm 2 itself is pivotally installed, the arc drawn by the main rotary shaft holding member 1 receives as a reaction force from the main rotary shaft holding member 1 when the movable connecting member 3 linearly moves along the arm 2. For forces in the direction perpendicular to
Since the arm 2 itself is rotatably mounted on the saddle 7, the reaction force from the main rotating shaft holding member 1 can be released by the rotational movement of the arm 2 itself, and the arm 2 starts to move as compared with the case where the arm 2 is fixed horizontally. Sometimes, the bending moment applied to the arm 2 can be reduced.
【００２３】本構成では、アーム２自体の旋回によって
アーム２に掛かる曲げモーメントを低減するため、図６
及び図７に記載された直線ガイド部３３のようなリニア
ガイドは不要となり、装置構成が簡素化がされる。又、
アーム２の曲げモーメントによる圧縮部及び引張部にお
いて、過剰な負荷が掛からないことにより、駆動手段で
あるモータ５のトルク変動が少なく、精度並びに応答性
の良い制御が可能となる。請求項２の構成では、上記ア
ーム２に形成されたボールネジと、同ボールネジを回転
させるモータ５により移動連結部材３の直線往復駆動を
実現しているため、１／１０００mmという高精度での主
回転軸保持部材１のＡ軸を中心とした旋回位置決めが実
現でき、結果として１／３０００mmという高精度でのカ
ッタ１７のＡ軸を中心とした旋回位置決めが実現可能と
なった。In this configuration, the bending moment applied to the arm 2 due to the rotation of the arm 2 itself is reduced.
In addition, a linear guide such as the linear guide portion 33 shown in FIG. 7 is not required, and the apparatus configuration is simplified. or,
Since an excessive load is not applied to the compression part and the tension part due to the bending moment of the arm 2, torque fluctuation of the motor 5 as the driving means is small, and control with high accuracy and responsiveness can be performed. According to the configuration of the second aspect, since the linear reciprocating drive of the movable connecting member 3 is realized by the ball screw formed on the arm 2 and the motor 5 for rotating the ball screw, the main rotation is performed with a high accuracy of 1/1000 mm. The turning positioning of the shaft holding member 1 about the A axis can be realized, and as a result, the turning positioning of the cutter 17 about the A axis with a high accuracy of 1/3000 mm can be realized.
【００２４】又、上記高精度ではあるが曲げモーメント
に弱いボールネジに掛かる動き出し時の曲げモーメント
を低減することができるため、ボールネジの寿命を向上
させると共に、ボールネジと噛み合う移動連結部材に形
成されたネジ部の寿命も向上させることができた。請求
項３の構成では、旋回軸により主回転軸保持部材１をサ
ドル７に設置すると共に、同サドル７を第２の軸により
工作機械のフレームに回動自在に設置したため、主回転
軸保持部材１の旋回時及びサドル７の回動時のガタを低
減することができ、より高精度な主回転軸保持部材１の
旋回位置決め、及びその結果としてのカッタ１７の旋回
位置決めが可能となった。In addition, since the bending moment when the ball screw starts moving on the ball screw, which has high precision but is weak to the bending moment, can be reduced, the life of the ball screw is improved, and the screw formed on the movable connecting member that meshes with the ball screw is improved. The life of the part was also improved. In the configuration of the third aspect, the main rotary shaft holding member 1 is mounted on the saddle 7 by the turning shaft, and the saddle 7 is rotatably mounted on the frame of the machine tool by the second shaft. The play at the time of turning of the spindle 1 and the turning of the saddle 7 can be reduced, and the turning of the main rotary shaft holding member 1 and the turning of the cutter 17 as a result can be performed with higher accuracy.
【００２５】請求項４の構成では、アーム８，１２に沿
った移動連結部材１１，１５の高精度に位置決め可能な
往復直線運動により、サドル７が高精度に回動され、サ
ドル７と共に主回転軸１６に支持されるカッタ１７もＢ
軸を中心に旋回されるため、カッタ１７のＢ軸を中心と
した旋回時の位置決めも高精度に行われる。さらに、ア
ーム８，１２自体が旋回可能に設置されているため、移
動連結部材１１，１５がアーム８，１２に沿って直線移
動する時にサドル７から反力として受ける、サドル７の
描く円弧に直交する方向の力に対しても、アーム８，１
２自体がベース部材６に旋回自在に設置されているた
め、サドル７からの反力をアーム８，１２自体の旋回移
動により逃がすことができ、動き出し時にアーム８，１
２に掛かる曲げモーメントを低減することができる。According to the fourth aspect of the present invention, the saddle 7 is rotated with high precision by the reciprocating linear motion of the movable connecting members 11 and 15 along the arms 8 and 12 which can be positioned with high precision. The cutter 17 supported on the shaft 16 is also B
Since the cutter 17 is turned about the axis, the positioning of the cutter 17 at the time of turning about the B axis is also performed with high accuracy. Furthermore, since the arms 8 and 12 themselves are pivotally installed, the movable connecting members 11 and 15 are orthogonal to the arc drawn by the saddle 7 as a reaction force received from the saddle 7 when moving linearly along the arms 8 and 12. Arm 8, 1
Since the arm 2 itself is pivotally mounted on the base member 6, the reaction force from the saddle 7 can be released by the pivotal movement of the arms 8, 12 themselves, and the arms 8, 1 can be moved when they start moving.
2 can be reduced.
【００２６】請求項５の構成では、上記アーム８，１２
に形成されたボールネジと、同ボールネジを回転させる
モータ１０，１４により移動連結部材１１，１５の直線
往復駆動を実現しているため、１／１０００mmという高
精度でのサドル７のＢ軸を中心とした回動位置決めが実
現でき、結果として１／１０００mm以上のカッタ１７の
Ｂ軸を中心とした旋回位置決めが実現可能となった。
又、上記高精度ではあるが曲げモーメントに弱いボール
ネジに掛かる動き出し時の曲げモーメントを低減するこ
とができるため、ボールネジの寿命を向上させることが
できた。In the configuration of claim 5, the arms 8, 12
The linear reciprocating drive of the movable connecting members 11 and 15 is realized by the ball screw formed in the above and the motors 10 and 14 for rotating the ball screw. As a result, the turning positioning of the cutter 17 about 1/1000 mm or more around the B axis can be realized.
In addition, since the bending moment at the time of starting to move on the ball screw, which is high in accuracy but weak in bending moment, can be reduced, the life of the ball screw can be improved.
【００２７】上記の通り本発明においては、曲げモーメ
ントには弱いが高精度な加工を可能とする位置決め手段
を、曲げモーメントを低減して設置することにより、構
造が簡単で駆動系の剛性を大きくすることができると共
に、長寿命で加工精度の高い主回転軸旋回型の工作機械
を実現した。As described above, in the present invention, the positioning means, which is weak to the bending moment but enables high-precision machining, is installed with a reduced bending moment, thereby simplifying the structure and increasing the rigidity of the drive system. And a long-life, high-precision machining spindle-type machine tool.
【図１】 本発明を用いたマシニングセンタの正面図FIG. 1 is a front view of a machining center using the present invention.
【図２】 本発明を用いたマシニングセンタの側面図FIG. 2 is a side view of a machining center using the present invention.
【図３】 本発明に係る工作機械の主回転軸機構FIG. 3 is a main rotary shaft mechanism of a machine tool according to the present invention.
【図４】 図３の要部拡大図FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
【図５】 従来の技術に係る工作機械の主回転軸機構FIG. 5 is a main rotary shaft mechanism of a machine tool according to the related art.
【図６】 従来の技術に係る工作機械の主回転軸機構FIG. 6 shows a main rotating shaft mechanism of a machine tool according to a conventional technique.
【図７】 図５の側面図FIG. 7 is a side view of FIG. 5;
１ 主回転軸保持部材 ２ アーム ３ 移動連結部材 ４ 連結部材 ５ モータ ６ ベース部材 ７ サドル７ ８ アーム ９ 連結部材 １０ モータ １１ 移動連結部材 １２ アーム １３ 連結部材 １４ モータ １５ 移動連結部材 １６ 主軸 １７ カッタ １８ マシニングセンタ ２１ 主回転軸 ２２ シャフト ２３ ボール ２４ カッタ ２５ モータ ２６ キャリアエレメント ２７ ボール ２８ 油圧シリンダ ２９ ロッド ３０ キャスティング ３１ 送りねじ棹 ３２ 直線ガイド部 ３３ 横スライダ ３４ ナット ３５ 電動機 ３６ 主軸頭保持部材 ３７ 直線ガイド部 ３８ 縦スライダ ３９ 連結軸 ４０ 支持軸 ４１ 主軸頭 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main rotating shaft holding member 2 Arm 3 Moving connecting member 4 Connecting member 5 Motor 6 Base member 7 Saddle 7 8 Arm 9 Connecting member 10 Motor 11 Moving connecting member 12 Arm 13 Connecting member 14 Motor 15 Moving connecting member 16 Main shaft 17 Cutter 18 Machining center 21 Main rotating shaft 22 Shaft 23 Ball 24 Cutter 25 Motor 26 Carrier element 27 Ball 28 Hydraulic cylinder 29 Rod 30 Casting 31 Feed screw rod 32 Linear guide portion 33 Horizontal slider 34 Nut 35 Electric motor 36 Main shaft head holding member 37 Linear guide portion 38 Vertical slider 39 Connecting shaft 40 Support shaft 41 Spindle head
Claims (5)
された工作機械において、主回転軸を支持する主回転軸
保持部材と、主回転軸の旋回軸を支持する旋回軸支持部
材と、同旋回軸支持部材に旋回可能に支持されたアーム
と、前記主回転軸保持部材と前記アームとを回動可能に
連結すると共に前記アームに対して直線往復移動可能な
移動連結部材と、同移動連結部材を前記アームに対して
直線往復移動させる駆動手段とを有し、前記アームと前
記駆動手段により前記移動連結部材を前記アームに対し
て高精度に直線往復移動させることにより工具を高精度
に旋回させることを特徴とした工作機械。In a machine tool in which a main rotating shaft for supporting a tool is pivotably installed, a main rotating shaft holding member for supporting the main rotating shaft, a rotating shaft supporting member for supporting a rotating shaft for the main rotating shaft, and An arm rotatably supported by the rotating shaft support member, a movable connecting member rotatably connecting the main rotary shaft holding member and the arm, and a linear reciprocating movement with respect to the arm; A drive unit for linearly reciprocating the movable connecting member with respect to the arm; and a tool being highly accurate by linearly reciprocating the movable connecting member with respect to the arm by the arm and the driving unit. A machine tool characterized in that it can be turned around.
ムであり、前記移動連結部材が前記アームに形成された
ボールネジと噛み合うネジ部を有し、前記駆動手段をボ
ールネジを回動させるモータにて構成したことを特徴と
する請求項１に記載の工作機械。2. The apparatus according to claim 1, wherein the arm is an arm having a ball screw formed thereon, the movable connecting member has a screw portion which meshes with the ball screw formed on the arm, and the driving means comprises a motor for rotating the ball screw. The machine tool according to claim 1, wherein:
置される旋回軸支持部材と、同旋回軸支持部材を回動自
在に工作機械のフレームに設置する第２の軸とを有した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。3. A rotating shaft supporting member in which the main rotating shaft holding member is installed via a rotating shaft, and a second shaft in which the rotating shaft supporting member is rotatably mounted on a frame of a machine tool. The machine tool according to claim 1, wherein:
て回動自在に設置されるベース部材と、同ベース部材に
旋回自在に設置された第２のアームと、前記旋回軸支持
部材と前記第２のアームとを回動可能に連結すると共に
前記アームに対して直線往復移動可能な第２の移動連結
部材と、同第２の移動連結部材を前記アームに対して直
線往復移動させる第２の駆動手段とを有し、前記第２の
アームと第２の駆動手段により前記第２の移動連結部材
を前記第２のアームに対して高精度に直線往復移動させ
ることにより前記旋回軸支持部材を高精度に回動させる
ことを特徴とした請求項３に記載の工作機械。4. A base member on which said pivot shaft support member is rotatably mounted via said second shaft, a second arm rotatably mounted on said base member, and said pivot shaft support. A second movable connection member rotatably connecting the member and the second arm and reciprocating linearly with respect to the arm; and a linear reciprocating movement of the second movable connection member with respect to the arm A second driving means for causing the second arm and the second driving means to linearly reciprocate the second movable connecting member with respect to the second arm with high accuracy. The machine tool according to claim 3, wherein the shaft support member is rotated with high precision.
たアームであり、前記第２の移動連結部材が前記第２の
アームに形成されたボールネジと噛み合うネジ部を有
し、前記第２の駆動手段をボールネジを回動させるモー
タにて構成したことを特徴とする請求項４に記載の工作
機械。5. The second arm is an arm having a ball screw formed thereon, the second movable connecting member has a screw portion that meshes with a ball screw formed on the second arm, and the second arm has a screw portion. The machine tool according to claim 4, wherein the driving means is constituted by a motor for rotating a ball screw.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35003999A JP2001162467A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35003999A JP2001162467A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Machine tool |
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|---|---|
| JP2001162467A true JP2001162467A (en) | 2001-06-19 |
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ID=18407825
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35003999A Withdrawn JP2001162467A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Machine tool |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001162467A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004034168A (en) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Toshiba Mach Co Ltd | Double housing machine tool |
| KR101062267B1 (en) | 2008-11-19 | 2011-09-05 | 주식회사 금창 | Multi-axis Bending Machine for Steel Tube Bending |
| CN104029026A (en) * | 2014-06-11 | 2014-09-10 | 浙江理工大学 | Y-axis movement device of five-axis computer numerical control machine tool |
| KR20160106485A (en) * | 2015-03-02 | 2016-09-12 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | Imprinting device |
-
1999
- 1999-12-09 JP JP35003999A patent/JP2001162467A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160106485A (en) * | 2015-03-02 | 2016-09-12 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | Imprinting device |
| KR102388886B1 (en) | 2015-03-02 | 2022-04-20 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | Imprinting device |
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|---|---|---|---|
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