JP2012206178A - 回転テーブル装置及び工作機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転テーブルの上面の水平精度を容易に調整できる回転テーブル装置を提供する。
【解決手段】回転テーブル装置20は、ベース21上に水平に回転可能な回転テーブル22を備える。ベース21はスピンドル50を備える。回転テーブル22の台座部31の底面と、スピンドル50の鍔部51の上面との間に板状のスペーサ70を挟み込んでいる。ボルト67は、回転テーブル22とスピンドル50との間にスペーサ70を挟み込んだ状態で、回転テーブル22とスピンドル50とを固定している。作業者は回転テーブル22の保持面32の水平精度を調整する場合、スペーサ70の厚さを部分的に調整すればよい。作業者はスペーサ70を取り出して研磨するだけであるので回転テーブル22を裏返す等の作業は不要である。故に回転テーブル22の上面の水平精度を容易に調整できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、回転テーブル装置、及び該回転テーブル装置を備えた工作機械に関する。
工作機械は回転テーブル装置を備える。回転テーブル装置は、本体部と、スピンドルと、回転テーブルとを備える。スピンドルは本体部に回転可能に設けてある。回転テーブルはスピンドルと一体的に回転する。回転テーブルは上面の両側の位置にワークを保持する。特許文献1が開示する工作機械は、回転テーブルの上面の一方に保持したワークに加工を施す。回転テーブルは上面の一方に保持したワークの加工が終了したら180度回転する。工作機械は回転テーブルの上面の他方に保持した別のワークの加工を開始する。それ故に回転テーブルの上面は高度な水平精度が必要である。回転テーブル装置の構成部品の精度のばらつき、クランプ機構の外力等によって高度な水平精度を確保するのは困難である。作業者は回転テーブルの上面の両側における位置の相互差を測定し、規格を超えている部分をキサゲ作業で微調整する。
特開2007−7758号公報
キサゲ作業は一般的に回転テーブルの固定面に施すものである。作業者は回転テーブルを一旦裏返さなければならない。故に作業工数が多く発生してしまうという問題点があった。キサゲ作業は熟練した技術が必要である。発生する作業工数、精度は技術者によって異なるので定量的ではない。故に回転テーブルに施す微調整の正確な管理ができない。
本発明の目的は、回転テーブルの上面の水平精度を容易に調整できる回転テーブル装置を提供することである。
本発明の第1態様に係る回転テーブル装置は、本体部と、前記本体部に回転可能に設け且つ上下方向に軸線を有するスピンドルと、前記スピンドルの上端部に固定し且つワークを保持する水平な保持面を上部に有する回転テーブルとを備えた回転テーブル装置であって、前記スピンドルの前記上端部に設け、前記回転テーブルを固定するスピンドル側固定部と、前記回転テーブルの前記支持面とは反対側の下部に設け、前記スピンドル側固定部に固定するテーブル側固定部と、前記スピンドル側固定部と前記テーブル側固定部との間に挟持するスペーサと、前記スペーサを挟持した状態で前記スピンドル側固定部と前記テーブル側固定部とを固定する固定部とを備える。
第1態様に係る回転テーブル装置は、スピンドル側固定部とテーブル側固定部との間にスペーサを挟持している。固定部はスペーサを挟持した状態でスピンドル側固定部とテーブル側固定部とを固定する。作業者はスペーサの厚さを部分的に調整するだけで回転テーブルの保持面の水平精度を容易に調整できる。回転テーブルを裏返す等の作業は不要である。キサゲ作業のような熟練した技術は不要である。故に発生する作業工数、精度は定量的である。本態様は回転テーブルの傾きの微調整を正確に管理できる。
また、第1態様において、前記スピンドル側固定部と、前記テーブル側固定部とは、前記スピンドルの前記軸線上に位置し、前記スペーサは前記軸線上に中心を有する円盤状に形成してもよい。スピンドルと回転テーブルとは一体して、スピンドル側固定部とテーブル側固定部とを中心に回転する。スペーサの中心は、スピンドル側固定部とテーブル側固定部とが位置する軸線上に位置する。故に作業者はスペーサの中心を基準にその周囲の厚さを調整することにより回転テーブルを何れの方向にも傾けることができる。
また、第1態様において、前記スペーサは、前記中心から径方向外側に延びる複数の切断線により2以上の扇型の部分に切断した複数の小片部を備えてもよい。スペーサにおいて厚さを調整したい部分に対応する小片部のみの厚さを調整すればよい。故にスペーサの厚さ調整が容易になる。厚さ調整の要らない小片部を取り出す必要がないので、スピンドル側固定部とテーブル側固定部とに対するスペーサの位置がずれにくい。
また、第1態様において、前記回転テーブルは前記軸線上で貫通するテーブル側軸孔を有し、前記スピンドルは前記軸線に沿って貫通するスピンドル側軸孔を有し、前記スペーサは前記中心に前記スピンドルの前記軸孔に連通する孔部を備えてもよい。回転テーブルの保持面に測定機器を設置する場合がある。作業者は、測定機器の配線を、テーブル側軸孔、スピンドル側軸孔、及び孔部に通すことができる。
本発明の第2態様に係る工作機械は、第1態様の回転テーブル装置と、前記回転テーブル装置の前記回転テーブルの前記保持面に保持したワークに加工を施す加工手段とを備える。
第2態様に係る工作機械は、第1態様の回転テーブル装置を備える。故に作業者はスペーサの厚さを調整するだけで回転テーブルの保持面の傾きを調整できる。回転テーブルの保持面の傾きを調整できるので、加工手段は保持面に保持したワークに対して正確な加工を施すことができる。
工作機械1の斜視図である。 回転テーブル装置20の平面図である。 図2に示すI−I線矢視方向断面図である。 スペーサ70を使用した回転テーブル装置20(回転テーブル22を取り外した状態)の斜視図である。 スペーサ70の斜視図である。 変形例であるスペーサ80の斜視図である。 スペーサ80を使用した回転テーブル装置120(回転テーブル22を取り外した状態)の斜視図である。
以下、本発明の一実施形態である回転テーブル装置20及び工作機械1について、図面を参照して説明する。参照する図面は本開示が採用し得る技術的特徴を説明する為に用いるものである。記載している装置の構成等はそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例である。図1の左斜め下方、右斜め上方、右斜め下方、左斜め上方を、工作機械1の前方、後方、右方、左方とする。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向を、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とする。
工作機械1の構造について簡単に説明する。図1に示すように、工作機械1は、ベース2と、機械本体3と、スプラッシュカバー5と、制御ボックス6、回転テーブル装置20等を備える。ベース2は工作機械1の土台である。機械本体3はベース2の上部後方に設けてある。機械本体3はワーク(図示略)に切削加工を施す。スプラッシュカバー5はベース2の上部に設けてある。スプラッシュカバー5は機械本体3を取り囲む。スプラッシュカバー5は機械本体3から切粉、切削液の飛沫等が外部に飛散するのを防止する。制御ボックス6はスプラッシュカバー5の背面に設けてある。制御ボックス6は工作機械1の動作を制御する数値制御装置(図示略)を格納する。数値制御装置はメモリ(図示略)に記憶したNCプログラムに基づき、工作機械1によるワークの加工動作を制御する。回転テーブル装置20はベース2の上部に設けてある。
図1に示すように、回転テーブル装置20はベース2の上部に固定してある。回転テーブル装置20は回転テーブル22を上部に有する。回転テーブル22は水平に360°回転可能である。回転テーブル22は平面視略長方形状の保持面32を備える。保持面32は複数のワークを保持できる。例えば、作業者は保持面32の長手方向の一方に保持したワークに工作機械1による加工を施している間、保持面32の他方において別のワークの着脱が可能である。
機械本体3の構造について簡単に説明する。図1に示すように、機械本体3は、主台7と、コラム8と、主軸ヘッド9と、主軸10、自動工具交換装置15等を備える。主台7はベース2の上部後方に設けてある。コラム8は主台7上をX軸方向及びY軸方向に移動可能に設けてある。主軸ヘッド9はコラム8の前面に沿ってZ軸方向に移動可能である。主軸10は主軸ヘッド9の下部に設けてある。主軸10は工具(図示略)を装着し、主軸モータ12の駆動で高速回転する。工作機械1は、主軸10に装着した工具と、回転テーブル装置20の回転テーブル22上に保持したワークとの相対移動により、ワークに切削加工を施すことができる。自動工具交換装置15は主軸ヘッド9の近傍に設けてある。自動工具交換装置15はNCプログラム中の工具交換指令に基づき、主軸10に装着してある工具を別の工具と交換する。
回転テーブル装置20の構造について説明する。図2乃至図4に示すように、回転テーブル装置20は、ベース21(図3、図4参照)と、回転テーブル22と、駆動モータ23(図3参照)とを備える。ベース21は回転テーブル装置20の土台である。回転テーブル22はベース21の上部に360°回転可能に設けてある。駆動モータ23は回転テーブル22を回転する駆動源である。
ベース21の構造について説明する。図3、図4に示すように、ベース21は略直方体状である。ベース21は上部に平面視円形状の開口部40(図4参照)を備える。図3に示すように、ベース21は開口部40の内側にスピンドル50を設けている。スピンドル50は筒状である。スピンドル50は上下方向に軸線を向けた状態で回転可能に設けてある。スピンドル50は鍔部51と軸孔53とを備える。鍔部51はスピンドル50の軸線方向一端側である上端部から径方向外側に略水平に延出している。鍔部51は上面に2本の位置決め軸57、58(図4参照)を備える。位置決め軸57、58は軸孔53を中央に挟んで互いに対向する位置に設けてある。位置決め軸57、58は上方に延出している。位置決め軸57は位置決め軸58よりも長く径が大きい。位置決め軸57、58は回転テーブル22(図3参照)の底面に設けた一対の位置決め孔(図示略)に各々嵌合する。位置決め軸57、58はスピンドル50と回転テーブル22との位置決めを行う。軸孔53は配線を通す為に使用する。作業者は例えば回転テーブル22の保持面32に機器等を保持した場合、該機器の配線をスピンドル50の軸孔53、後述する回転テーブル22の軸孔38に通すことができる。
図3、図4に示すように、ベース21は、ベアリング61(図3参照)、外側ベアリング押さえ62、内側ベアリング押さえ63を備える。ベアリング61は平面視略リング状である。ベアリング61はスピンドル50の鍔部51の外周を取り囲むように位置する。鍔部51の外周面はベアリング61の転動面に沿って摺動する。外側ベアリング押さえ62、及び内側ベアリング押さえ63は何れも平面視略リング状である。外側ベアリング押さえ62は内側ベアリング押さえ63よりも径が大きい。内側ベアリング押さえ63は外側ベアリング押さえ62の内側に位置する。外側ベアリング押さえ62及び内側ベアリング押さえ63はベアリング61を上方からベース21下方側に押さえている。図3、図4に示すように、外側ベアリング押さえ62は複数のネジ62Aでベース21に固定している。内側ベアリング押さえ63は複数のネジ(図示略)でスピンドル50の鍔部51の上面に固定している。
図3に示すように、ベース21は内部中央に空洞部41を設けている。ベース21は空洞部41内に大歯車65を設けている。大歯車65は上下方向に軸線を向けた状態で回転可能に設けてある。大歯車65はスピンドル50の下部に嵌合している。大歯車65は回転テーブル22の保持面32から挿入した6本のボルト67でスピンドル50に固定してある。大歯車65はスピンドル50及び回転テーブル22と一体的に回転する。
図4に示すように、ベース21は上部において開口部40を取り囲む位置に平面視リング状のガイドリブ42を備える。ガイドリブ42は上方に突出している。ガイドリブ42は回転テーブル22の底面に設けた被ガイド溝(図示略)に係合している。回転テーブル22はガイドリブ42に沿って安定して回転できる。
回転テーブル22の構造について説明する。図2、図3に示すように、回転テーブル22は上部を水平に切断した略円錐状の台座部31を備える。台座部31は上部に上述の保持面32を備えている。保持面32は水平に調整してある。図2に示すように、保持面32は中央を挟んで1本の縦溝34と6本の横溝35を備える。作業者は縦溝34及び横溝35を用いて保持面32にワークを直接的又は治具(図示略)で間接的に取り付けて固定する。
図2、図3に示すように、保持面32は略中央に凹部36を設けている。凹部36は平面視円形状であり下方に凹んでいる。凹部36の底部には6つのボルト67を締結している。図3に示すように、ボルト67は回転テーブル22とスピンドル50と大歯車65とを固定する。本実施形態は、回転テーブル22の台座部31の底面と、スピンドル50の鍔部51の上面との間に板状のスペーサ70を挟み込んでいる。ボルト67は、回転テーブル22とスピンドル50との間にスペーサ70を挟み込んだ状態で、回転テーブル22とスピンドル50とを固定している。スペーサ70は回転テーブル22の傾きを微調整する為の金属部材である。スペーサ70の形状、使用方法等については後述する。
回転テーブル22は凹部36の略中央に軸孔38を備える。軸孔38は配線を通す為に使用する。軸孔38はスピンドル50の軸孔53と同軸上に位置する。作業者は例えば回転テーブル22の保持面32に機器等を保持した場合、該機器の配線をスピンドル50の軸孔53、回転テーブル22の軸孔38に通すことができる。図2、図3に示すように、工作機械1の切削加工中、軸孔38の上部は蓋39で閉塞する。蓋39は回転テーブル22及びスピンドル50内に切粉及び切削液の飛沫等が侵入するのを防ぐ。
駆動モータ23について説明する。駆動モータ23はベース2に固定した箱状の保護カバー28に格納している。駆動モータ23の出力軸24は先端にギア25を備える。駆動モータ23が駆動すると出力軸24、ギア25が回転する。ギア25の駆動力は非図示のギア機構によって大歯車65を回転する。回転テーブル22及びスピンドル50は、大歯車65と一体して回転する。回転テーブル22の回転角度は、駆動モータ23の出力軸24の回転角に基づいて決定する。
本発明の特徴であるスペーサ70の形状について説明する。図5に示すように、スペーサ70は所定厚(約5mm)を有する平面視リング状金属板である。スペーサ70は軸孔71、取付孔72、貫通孔75、76を備える。軸孔71はスペーサ70の中心に設けてある。軸孔71はスピンドル50の軸孔53と、回転テーブル22の軸孔38と同軸上に位置する(図3参照)。故に作業者は、スピンドル50の軸孔53、スペーサ70の軸孔71、回転テーブル22の軸孔38に配線を通すことができる。取付孔72は軸孔71の周囲を取り囲むように6つ設けてある。6つの取付孔72は回転テーブル22とスピンドル50とを固定する6本のボルト67を内挿する。故に作業者は6本のボルト67を締結すると、回転テーブル22とスピンドル50との間にスペーサ70を挟み込んだ状態で固定できる。貫通孔75、76は取付孔72よりも径方向内側に設けてある。貫通孔75、76は軸孔71を中央に挟んで対向している。図4に示すように、貫通孔75はスピンドル50の鍔部51の上面から上方に突出する位置決め軸57を内挿する。貫通孔76はスピンドル50の鍔部51の上面から上方に突出する位置決め軸58を内挿する。故に本実施形態はスピンドル50及び回転テーブル22に対してスペーサ70の位置決めができる。
上記構成を有する回転テーブル装置20において、回転テーブル22の傾きを微調整する方法について説明する。本実施形態は回転テーブル22の傾きを微調整することで、保持面32の水平精度を保持できる。本実施形態は、回転テーブル22の台座部31の底面と、スピンドル50の鍔部51の上面との間に円盤状のスペーサ70を挟み込んで固定している。スペーサ70の軸中心は、回転テーブル22の軸線、スピンドル50の軸線と同軸上に位置している。故にスペーサ70の中心を基準にその周囲の厚さを調整することにより回転テーブル22の保持面32を何れの方向にも傾けることができる。
例えば、作業者は回転テーブル22の保持面32の長手方向の一端側と他端側との相互差を測定器(図示略)で測定する。保持面32の一端側の方が他端側よりも高かった場合、作業者は回転テーブル22の角度調整を行う。作業者は6本のボルト67を全て取り外し、回転テーブル22をスピンドル50から取り外す(図4参照)。開口部40の内側において、スペーサ70が露出する。作業者はスピンドル50の上面からスペーサ70を取り外す。作業者はスペーサ70のうち保持面32の一端側に対応する部分を工具等で研磨する。研磨する量は保持面32の一端側と他端側との相互差に相当する量である。
作業者は研磨したスペーサ70をスピンドル50の上面に再び設置する。作業者はスペーサ70の上面に回転テーブル22の台座部31の底面を合わせる。作業者は6本のボルト67を締結し、スペーサ70を間に挟んだ状態で回転テーブル22をスピンドル50に固定する。作業者はスペーサ70を取り出して研磨するだけでよいので、回転テーブル22を裏返す等の作業は不要である。作業者は回転テーブル22の保持面32の水平精度を容易に保持できる。スペーサ70の限られた領域内を研磨するだけであるので研磨量が少なくて済む。スペーサ70のみを研磨するので、研磨した位置、研磨量によって回転テーブル22の傾きを予測し易い。スペーサ70を研磨するだけであるので、発生する作業工数、精度は定量的である。故に作業者は回転テーブル22に施す微調整の正確な管理が可能である。
以上説明において、図3に示すベース21は本発明の本体部の一例である。スピンドル50の鍔部51は本発明のスピンドル側固定部の一例である。回転テーブル22の台座部31の底面は本発明のテーブル側固定部の一例である。6本のボルト67は本発明の固定部の一例である。図5に示すスペーサ70の軸孔71は本発明の孔部の一例である。図1に示す機械本体3は本発明の加工手段の一例である。
以上説明したように、本実施形態の回転テーブル装置20は、回転テーブル22の台座部31の底面と、スピンドル50の鍔部51の上面との間に板状のスペーサ70を挟み込んでいる。ボルト67は、回転テーブル22とスピンドル50との間にスペーサ70を挟み込んだ状態で、回転テーブル22とスピンドル50とを固定している。作業者は回転テーブル22の保持面32の水平精度を調整する場合、スペーサ70の厚さを部分的に調整すればよい。作業者はスペーサ70を取り出して研磨するだけであるので回転テーブルを裏返す等の作業は不要である。キサゲ作業のような熟練した技術も不要である。故に発生する作業工数、精度は定量的である。本実施形態は回転テーブル22の傾きの微調整を正確に管理できる。
また本実施形態は特に、スピンドル50の鍔部51の上面と、回転テーブル22の台座部31の底面とは、スピンドル50の軸線上に位置している。スペーサ70は軸線上に中心を有する円盤状に形成してある。スペーサ70の中心は、スピンドル50の鍔部51の上面と、回転テーブル22の台座部31の底面とが位置する軸線上に位置する。故に作業者はスペーサ70の中心を基準にその周囲の厚さを調整することにより回転テーブル22を何れの方向にも傾けることができる。故に本実施形態は回転テーブル22の保持面32の水平精度を容易に調整できる。
また本実施形態では特に、回転テーブル22は軸孔38を有する。スピンドル50は軸孔53を有する。スペーサ70は軸孔53を有する。軸孔38、軸孔53、及び軸孔53は同軸上に位置する。回転テーブル22の保持面32に測定機器等を設置する場合がある。作業者は測定機器の配線を軸孔38、軸孔53、及び軸孔53に通すことができる。
なお本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えばスペーサ70の形状は上記実施形態に限らず種々の変更が可能である。例えば図6に示すスペーサ80は上記実施形態のスペーサ70の変形例である。スペーサ80は所定厚を有する平面視平面視リング状金属板である。スペーサ80は中心に軸孔87を備える。スペーサ80は軸孔87から径方向外側に延びる6本の切断線により分割した6つの小片部81〜86を備える。小片部81〜86は平面視扇型である。小片部81は取付孔81A、小片部82は取付孔82A、小片部83は取付孔83A、小片部84は取付孔84A、小片部85は取付孔85A、小片部86は取付孔86Aを備える。
小片部81における小片部86に隣接する一辺は半孔81Bを備える。小片部86における小片部81に隣接する一辺は半孔86Bを備える。半孔81Bと86Bとで、スピンドル50の鍔部51の上面に設けた位置決め軸57を内挿する一つの孔88を形成する。小片部83における小片部84に隣接する一辺は半孔83Bを備える。小片部84における小片部83に隣接する一辺は半孔84Bを備える。半孔83Bと84Bとで、スピンドル50の鍔部51の上面に設けた位置決め軸58を内挿する一つの孔89を形成する。
図7に示すように、回転テーブル装置120の回転テーブル22(図2参照)を取り外すと、開口部40の内側にスペーサ80が露出する。作業者はスペーサ80において厚さを調整したい部分に対応する小片部81〜86のみを取り出せばよい。作業者は取り出した小片部81〜86の研磨をすればよい。厚さ調整の要らない他の小片部81〜86を取り出す必要がないので、回転テーブル22の台座部31の底面と、スピンドル50の鍔部51の上面とに対するスペーサ80の位置がずれにくい。
上記変形例の他にも種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、スペーサ70を部分毎に研磨して厚さを調整しているが、厚さの異なるスペーサと入れ替えるようにしてもよい。変形例であるスペーサ80であれば厚さの異なる小片部を用意することで、スペーサの厚さ調整がさらに容易である。
また上記実施形態では、軸孔71を備えたスペーサ70及び軸孔88を備えたスペーサ80について説明したが、軸孔を備えていないスペーサでもよい。回転テーブル22、スピンドル50についても軸孔38及び軸孔53を備えていなくてもよい。
また上記変形例では、扇型の小片部81〜86を有するスペーサ80について説明したが、複数に分割したものであれば小片部81〜86は扇型でなくてもよい。
1 工作機械
3 機械本体
20 回転テーブル装置
21 ベース
22 回転テーブル
31 台座部
32 保持面
38 軸孔
50 スピンドル
51 鍔部
53 軸孔
67 ボルト
70 スペーサ
71 軸孔
80 スペーサ
81〜86 小片部

Claims (5)

  1. 本体部と、前記本体部に回転可能に設け且つ上下方向に軸線を有するスピンドルと、前記スピンドルの上端部に固定し且つワークを保持する水平な保持面を上部に有する回転テーブルとを備えた回転テーブル装置であって、
    前記スピンドルの前記上端部に設け、前記回転テーブルを固定するスピンドル側固定部と、
    前記回転テーブルの前記支持面とは反対側の下部に設け、前記スピンドル側固定部に固定するテーブル側固定部と、
    前記スピンドル側固定部と前記テーブル側固定部との間に挟持するスペーサと、
    前記スペーサを挟持した状態で前記スピンドル側固定部と前記テーブル側固定部とを固定する固定部と
    を備えたことを特徴とする回転テーブル装置。
  2. 前記スピンドル側固定部と、前記テーブル側固定部とは、前記スピンドルの前記軸線上に位置し、
    前記スペーサは前記軸線上に中心を有する円盤状に形成したことを特徴とする請求項1に記載の回転テーブル装置。
  3. 前記スペーサは、前記中心から径方向外側に延びる複数の切断線により2以上の扇型の部分に切断した複数の小片部を備えたことを特徴とする請求項2に記載の回転テーブル装置。
  4. 前記回転テーブルは前記軸線上で貫通するテーブル側軸孔を有し、
    前記スピンドルは前記軸線に沿って貫通するスピンドル側軸孔を有し、
    前記スペーサは前記中心に前記スピンドルの前記軸孔に連通する孔部を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の回転テーブル装置。
  5. 請求項1乃至4の何れかに記載の回転テーブル装置と、
    前記回転テーブル装置の前記回転テーブルの前記保持面に保持したワークに加工を施す加工手段と
    を備えた工作機械。
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