JP2005125415A - 横型マシニングセンタ - Google Patents
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Abstract
【課題】スピンドルヘッドを上下動するサドルに対して前進・後退させる上下二本のレールをケースに付け、前後二つのスライダーをサドルに固定し、スピンドルヘッド前進ではスピンドルヘッドの重心位置が前後のスライダーの間に位置し、後退では重心位置が後側のスライダーよりも後方にある構成で、質量の増加を抑え、スピンドルヘッドのZ軸方向の真直度を向上する横型マシニングセンタを提供する。
【解決手段】一本の補助レール10と補助スライダー13のうち一方をケースに、他方をサドルにそれぞれ固定し、スピンドルヘッド4を後退した場合に、後側のスライダーよりも重心位置Gに近い箇所を補助スライダーで支持する。スピンドルヘッドを後退した場合に、重心位置よりも後方を補助スライダーで支持する。スピンドル本体の後方にリジットカップリングを介して中間スピンドルを直結し、中間スピンドルをカップリングを介してモータに直結してある。
【選択図】図1
【解決手段】一本の補助レール10と補助スライダー13のうち一方をケースに、他方をサドルにそれぞれ固定し、スピンドルヘッド4を後退した場合に、後側のスライダーよりも重心位置Gに近い箇所を補助スライダーで支持する。スピンドルヘッドを後退した場合に、重心位置よりも後方を補助スライダーで支持する。スピンドル本体の後方にリジットカップリングを介して中間スピンドルを直結し、中間スピンドルをカップリングを介してモータに直結してある。
【選択図】図1
Description
本発明は、横型マシニングセンタのスピンドルヘッドのレール移動装置(スライダーユニット)、及びスピンドルヘッド内のスピンドルに関するものである。
前記横型マシニングセンタは、コラムを左右方向に移動可能に設け、コラムに沿ってサドルを上下動可能に支持し、サドルに対してスピンドルヘッドを前進・後退させる。その前進・後退のために上下二本のレールと、一本のレールにつき前後二個のスライダーを利用している。ここでは、スピンドルヘッドにレールを固定してある場合をレール移動式と言い、この方式を本発明では採用する。一方、スライダーを固定してある場合をスライダー移動式と言う。
スライダー移動式では図6に示すように、スピンドルヘッド91のサドル面に支持ブロック92を取り付け、支持ブロックをスピンドルモータ93側に向かって延長し、その支持ブロックにスライダー94を固定していた(特許文献1参照)。
ところが、支持ブロックの分だけ、サドル95とスピンドルヘッド91との間隔が離れるので、スピンドルヘッドの支持剛性がレール移動式に比べて劣り、ドリルタップマシンとしてしか使用できない。
一方、本発明で採用するレール移動式の場合は支持ブロックがなく、図7(ハ)に示すようにスピンドルヘッド91のサドル面にレール96を直に付けてあるので、支持剛性が高いが、その反面、スピンドルヘッドの前後方向の真直度が悪くなるという問題がある(特許文献2参照)。というのは、図7(ロ)に示すようにスピンドルヘッドの前進時に重心位置が前後のスライダー94,94の間に位置する構造となっているので、前進時では理想的な支持となっているが、スピンドルヘッドの後退時では図7(イ)に示すように、前後のスライダー94で支持される部分がスピンドルヘッドの先部となって重心位置Gから遠く離れ、モータ側が僅かにたわんで下がるからである。これを防ぐには、前後のスライダーの間に常に重心が位置するように、各スライダーの前後幅を広げると共に、レールを長くすることも考えられる。しかし、二本ともレールを長くすると、その分だけ質量増となるので高速加工には不向きとなる。また、スピンドルヘッドの後のモータと前のケースは別部品であり、通常、モータとケースの面は一致しないことから、レールを長くしてもその延長部分をモータに固定することが難しい。かといって、レールを長くした分だけケース及びその内蔵部品を長くするのも、質量の大幅増となって、スピンドルヘッドを高速に移動するには不向きであるし、長いスピンドルを精度良く製作するのは困難で、スピンドルの回転時に振動が発生する原因となる。
特開2002−200534号公報
特開2002−137128号公報
本発明は上記実情を考慮して開発されたもので、その解決課題は、支持剛性の高いレール移動式を採用しながらも、質量の増加を抑え、その上、スピンドルヘッドのZ軸方向(往復方向)の真直度を向上することである。
本発明は、ケースの後方にモータが付いたスピンドルヘッドを、上下動可能なサドルに対して前進・後退可能に設けるために、二本のレールを上下に間隔をあけてスピンドルヘッドのケースに付け、各レールを案内する二つのスライダーを前後に間隔をあけてサドルに固定し、サドルに対してスピンドルヘッドを前進した場合にはスピンドルヘッドの重心位置が前後のスライダーの間に位置し、スピンドルヘッドを後退した場合には重心位置が後側のスライダーよりも後方に離れる位置関係にある横型マシニングセンタを前提とする。
そして請求項1記載の発明は、一本の補助レールと、補助レールを案内する補助スライダーのうち一方をケースに、他方をサドルにそれぞれ固定し、スピンドルヘッドを後退した場合に、後側のスライダーよりも重心位置に近い箇所を、補助スライダーで支持することを特徴とする。
また、スピンドルヘッドを後退した場合に補助スライダーが支持する箇所は、後側のスライダーよりも重心位置に近い箇所であれば、重心位置よりも前方であっても良いが、支持剛性を高めるには、請求項2記載の発明のように、スピンドルヘッドを後退した場合に、重心位置又はそれよりも後方を補助スライダーで支持することが望ましい。
スピンドル本体を長く形成してモータに直結しても良いが、スピンドル本体が長いと、スピンドル本体の同軸度あるいは振れ精度が悪化し、回転時に振動が発生しやすくなる。それを防ぐには請求項3記載の発明のように、ケース内で回転するスピンドル本体の後方にリジットカップリングを介して中間スピンドルを直結し、中間スピンドルをリジットカップリングを介してモータに直結してあることが望ましい。つまり、スピンドル本体、中間スピンドル及びモータをそれぞれリジットカップリングで剛結することが望ましい。
請求項1記載の発明は、補助スライダー及び補助レールを利用して、スピンドルヘッドを後退した場合に後側のスライダーよりも重心位置に近い箇所を、補助スライダーで支持するので、補助スライダー等がない従来品に比べて、支持剛性が高まり、スピンドルヘッドのZ軸方向(往復方向)の真直度が向上する。また、補助レールは一本なので、レールを二本とも長く延ばす方式よりも、質量の増加を抑えることができ、スピンドルヘッドの高速移動に適している。
請求項2記載の発明は、スピンドルヘッドを後退した場合に、重心位置又はそれよりも後方を補助スライダーで支持するので、支持剛性が一段と高まる。
請求項3記載の発明は、スピンドル本体、中間スピンドル及びモータをリジットカップリングによって剛結してあるので、それぞれの軸線が自然に調心されて直結することになり、同軸度が向上し、回転時に振れが発生しにくくなる。
本発明に使用する横型マシニングセンタは、レール移動式スピンドルヘッドを持つもので、図1に示すように、スライドユニット1,2,3を利用してX、Y、Z軸方向にスピンドルヘッド4を移動する。詳しくいえば、ベッド5上には、X軸方向(左右方向)用のスライドユニット1を介してコラム6を取り付けてある。コラム6には、Y軸方向(上下方向)用のスライドユニット2を介してサドル7を取り付けてある。そして、サドル7にはZ軸方向用のスライドユニット3を介してスピンドルヘッド4を取り付け、スピンドルヘッド4を前後動可能に支持してある。
各スライドユニットは、ボールネジをサーボモータで回転させることによって、スライダーをレールに沿って移動させる機構を用いている。本発明では、Z軸方向用のスライドユニットのスライダーとレールに関係の深い事柄について工夫がなされている。
Z軸方向用のスライドユニット3の第一例は図1と図2に示すように、スピンドルヘッド4のケース8の平らなサドル面の上下に間隔をあけて二本のレール9,9をZ軸方向に沿って取り付けると共に、ケース8のサドル面後部であって上下のレール9,9の間に補助レール10を取り付け、補助レール10をスピンドルヘッド4のモータ11のスライド面側まで延長してある。サドル7には、レール9を案内するスライダー12を、上下・前後に間隔をあけて四つ取り付け、前後二つのスライダー12,12で各レール9を支持すると共に、補助レール10を案内する一つの補助スライダー13を、後方のスライダー12よりも後側であって、高さについては上下のスライダーの間に取り付けてある。取付には例えばボルト止めを用いる。
そして、図2(イ)に示すようにスピンドルヘッド4を後退させた場合には、スピンドルヘッド4の重心位置Gが補助スライダー13と後方のスライダー12の間に位置することになる。一方、図2(ロ)に示すようにサドル7に対してスピンドルヘッド4を前進させた場合には、スピンドルヘッド4の重心位置Gが前後のスライダー12,12の間に位置することになる。つまり、前進・後退の間、常に重心位置Gの前後二箇所を支持していることになるので、Z軸方向の真直度が向上する。なお、スピンドルヘッド4の重心位置Gは、ケース8の後部にある。
Z軸方向用のスライドユニット3の第二例は図3に示すように、補助レール10と補助スライダー13の取り付け対象を第一例とは逆にしたもので、補助レール10をサドル7に固定し、一方、補助スライダー13をケース8のサドル面であって重心位置Gよりも後方に取り付けたものである。
スピンドルヘッド4は図4に示すように、ツール14をクランプして回転するスピンドル15をケース8内に有する。スピンドル15は、モータ11の回転軸16にリジットカップリング17を介して中間スピンドル18を剛結し、中間スピンドル18に別のリジットカップリング19を介してスピンドル本体20を剛結し、中間スピンドル18とスピンドル本体20をベアリング21で回転可能に支持したものである。スピンドル本体20と中間スピンドル18を、全長に亘って均等な間隔でベアリング21によって支持すれば、回転が安定するので望ましい。符号22は、ケース内に固定するためのアウターチューブであり、アウターチューブ22やスピンドル本体20等に他の部品を組み付けることによって、スピンドル本体20や中間スピンドル18の前後方向を位置決めして支持してある。なお、ケース8の後部に補助スライダー13をボルト止めしてあることが明示してある。補助スライダー13は、前後幅が補助レール10よりも極端に短く、図2に示す第一例のように補助レール10がモータ11及びケース8の二部材にまたがって取り付くことが無く、Z軸方向の真直度は向上する。
スピンドル本体20は図5に示すように筒状であって、ドローバー23をZ軸方向に摺動可能に内蔵している。ドローバー23の先端のコレット24でツール末端のプルスタッド25をつかみ、ドローバー23とスピンドル本体20の間に内蔵する皿バネ26でドローバー23を後方に引きこむことによって、ツール14をクランプする。ドローバー23の後部では受動ピン27がスピンドル本体20の長孔28から外側に突き出しており、長孔28の末端に受動ピン27が引っかかって、ドローバー23の後方への引き込み状態を一定に保持する。そして、ドローバー23を押出装置29によって前方に押し込むと、受動ピン27が長孔28の先端側に移動しながらドローバー23が前進し、ツール14がアンクランプされる。
4 スピンドルヘッド
7 サドル
8 ケース
9 レール
10 補助レール
11 モータ
12 スライダー
13 補助スライダー
17 リジットカップリング
18 中間スピンドル
19 リジットカップリング
20 スピンドル本体
G 重心位置
7 サドル
8 ケース
9 レール
10 補助レール
11 モータ
12 スライダー
13 補助スライダー
17 リジットカップリング
18 中間スピンドル
19 リジットカップリング
20 スピンドル本体
G 重心位置
Claims (3)
- ケース(8)の後方にモータ(11)が付いたスピンドルヘッド(4)を、上下動可能なサドル(7)に対して前進・後退可能に設けるために、二本のレール(9,9)を上下に間隔をあけてスピンドルヘッドのケース(8)に付け、各レールを案内する二つのスライダー(12,12)を前後に間隔をあけてサドル(7)に固定し、
サドルに対してスピンドルヘッド(4)を前進した場合にはスピンドルヘッドの重心位置(G)が前後のスライダー(12,12)の間に位置し、スピンドルヘッド(4)を後退した場合には重心位置(G)が後側のスライダー(12)よりも後方に離れる位置関係にある横型マシニングセンタにおいて、
一本の補助レール(10)と、補助レールを案内する補助スライダー(13)のうち一方をケース(8)に、他方をサドル(7)にそれぞれ固定し、
スピンドルヘッド(4)を後退した場合に、後側のスライダー(12)よりも重心位置(G)に近い箇所を、補助スライダー(13)で支持することを特徴とする横型マシニングセンタ。 - スピンドルヘッド(4)を後退した場合に、重心位置(G)又はそれよりも後方を補助スライダー(13)で支持することを特徴とする請求項1記載の横型マシニングセンタ。
- ケース(8)内で回転するスピンドル本体(20)の後方にリジットカップリング(19)を介して中間スピンドル(18)を直結し、中間スピンドル(18)をリジットカップリング(17)を介してモータ(11)に直結してあることを特徴とする請求項1又は2記載の横型マシニングセンタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003360792A JP2005125415A (ja) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | 横型マシニングセンタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003360792A JP2005125415A (ja) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | 横型マシニングセンタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005125415A true JP2005125415A (ja) | 2005-05-19 |
Family
ID=34640996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003360792A Pending JP2005125415A (ja) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | 横型マシニングセンタ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005125415A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012152894A (ja) * | 2012-03-30 | 2012-08-16 | Yamazaki Mazak Corp | マシニングセンタ |
CN102883855A (zh) * | 2010-08-30 | 2013-01-16 | 小松Ntc株式会社 | 卧式机床 |
-
2003
- 2003-10-21 JP JP2003360792A patent/JP2005125415A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102883855A (zh) * | 2010-08-30 | 2013-01-16 | 小松Ntc株式会社 | 卧式机床 |
CN102883855B (zh) * | 2010-08-30 | 2016-06-29 | 小松Ntc株式会社 | 卧式机床 |
JP2012152894A (ja) * | 2012-03-30 | 2012-08-16 | Yamazaki Mazak Corp | マシニングセンタ |
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