JP3151376U

JP3151376U - 工作機械

Info

Publication number: JP3151376U
Application number: JP2009002264U
Authority: JP
Inventors: 彰浩北村; 耕作北村
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2019-04-10

Abstract

【課題】象限の切換時に食い込み又は突起の加工現象の生じにくい工作機械を提供する。【解決手段】Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、それらの軸のうち、Ｙ軸又はＺ軸が重量軸であり、その重量軸にカウンターバランスシリンダ１４を取りつけてウェートバランスをとる工作機械であって、カウンターバランスシリンダ１４の圧力を切換える構成にしたことを特徴とする。カウンターバランスシリンダ１４にライン１６を通って流入する油圧を切換えて、カウンターバランスシリンダ１４の圧力を低圧と高圧に切換える。【選択図】図１

Description

本考案は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、それらの軸のうち、Ｙ軸又はＺ軸が重量軸であり、その重量軸にカウンターバランスシリンダを取りつけてウェートバランスをとる工作機械に関する。

立形マシニングセンタの場合、高重量の移動体である主軸頭が重量軸（つまりＺ軸）の軸心方向に上下移動する。上方移動（上昇）時には、主軸頭(移動体)に見合ったウェートバランスをとる必要がある。

重量軸のウェートバランスをとるために、油圧や空気圧を使用するカウンターバランスシリンダを重量軸に取りつけることは公知である。主軸頭(移動体)の重量の６０％程度をカウンタバランス力（シリンダ内径受圧面積×圧力ＭＰａ）としている。

しかし、従来は、カウンタバランス力が一定であった。そのようにカウンタバランス力が一定であると、Ｚ軸（重量軸）の駆動用サーボ・モータの負荷は軽減されるが、Ｚ軸関連の真円加工（例えば、Ｘ−Ｚ方向の真円加工や、Ｙ−Ｚ方向の真円加工）に精度上問題が生じる。とくに、真円加工の際、上下方向の「＋」（プラス）と「−」（マイナス）の切換時には、換言すれば、象限の切換時には、食い込み又は突起の加工現象が生じる。そのような食い込み又は突起の加工現象が過度であると、真円加工精度が極端に悪くなる。

本考案の目的は、象限の切換時に食い込み又は突起の加工現象の生じにくい工作機械を提供することである。

本考案の解決手段を例示すると、次のとおりである。

（１）Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、それらの軸のうち、Ｙ軸又はＺ軸が重量軸であり、その重量軸にカウンターバランスシリンダを取りつけてウェートバランスをとる工作機械であって、カウンターバランスシリンダの圧力を切換える構成にしたことを特徴とする工作機械。

（２）カウンターバランスシリンダの圧力を低圧と高圧に切換える構成にしたことを特徴とする前述の工作機械。

（３）カウンターバランスシリンダの圧力を１ＭＰａと４ＭＰａに切換える構成にしたことを特徴とする前述の工作機械。

（４）重量軸がＺ軸で、立形マシニングセンタとして構成されていることを特徴とする前述の工作機械。

（５）重量軸がＹ軸で、横形マシニングセンタとして構成されていることを特徴とする前述の工作機械。

本考案者の実験によれば、カウンターバランスシリンダの圧力を大きくすると、例えば０ＭＰａから４ＭＰａまで変化させると、真円に対する食い込みの量が大きくなることが判明した。とくに、金型加工時のウェーブ加工のように、Ｚ軸が「＋」から「−」に切換わる時に、大きな食い込みや突起の加工現象が発生し、加工面を悪くする。

そこで、本考案は、カウンターバランスシリンダの圧力を可変にし、大きな食い込みや突起の加工現象が発生しないように、カウンターバランスシリンダの圧力を切換える。好ましくは、象限切換時に、「高圧」（例えば４ＭＰａ）と「低圧」（例えば１ＭＰａ）に切換える。

カウンターバランスシリンダの圧力を低くすると、真円加工動作の際、プラス（＋）とマイナス（−）の切換時、つまり象限切換時に、食い込みや突起の量が小さくなる。そのように食い込みや突起の量が小さくなると、加工面が良好となる。

本考案の最良の実施形態においては、１）加工精度を向上することと、２）重量軸を制御するためのＺ軸用モータの負荷を軽減することを両立するために、カウンターバランスシリンダ圧を低圧「１．０ＭＰａ」と高圧「４．０ＭＰａ」に切換えるようにする。

切換えのタイミングは、加工状況に応じて予めプログラミングしておくのが好ましい。

本考案の別の形態においては、工作機械が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、それらの軸のうち、Ｙ軸又はＺ軸が重量軸である。そして、その重量軸に油圧又はエア圧のカウンターバランスシリンダを取りつけてウェートバランスをとる。カウンターバランスシリンダの圧力をプログラムにしたがって可変とし、加工状態に応じて所定の複数の圧に切換えるようにする。

例えば、予め設定されたプログラムにしたがって、カウンターバランスシリンダの圧力を象限が変わるとき低圧と高圧に一方から他方に切換える。例えば、象限が変わるとき、プログラムにしたがって、カウンターバランスシリンダの圧力を４ＭＰａから１ＭＰａに切換えるようにするのが好ましい。

また、重量軸をＺ軸とし、立形マシニングセンタとして構成したり、重量軸をＹ軸とし、横形マシニングセンタとして構成する。

本考案の１つの実施例による工作機械の概略を示す説明図。図１に示す工作機械による、型のウエブ加工の一例を示す説明図。図１に示す工作機械による、型のウエブ加工の他の例を示す説明図。図１に示す工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダの圧力を０ＭＰａにしたときの、非真円度の測定結果を示すグラフ。図１に示す工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダの圧力を１ＭＰａにしたときの、非真円度の測定結果を示すグラフ。図１に示す工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダの圧力を２ＭＰａにしたときの、非真円度の測定結果を示すグラフ。図１に示す工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダの圧力を３ＭＰａにしたときの、非真円度の測定結果を示すグラフ。図１に示す工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダの圧力を４ＭＰａにしたときの、非真円度の測定結果を示すグラフ。

以下、図面を参照して、本考案の実施例を説明する。

図１は、本考案の１つの実施例による立形マシニングセンタを示す概略正面図である。

図１に示す工作機械すなわち立形マシニングセンタは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する。

Ｘ軸とＹ軸は従来のものと同じであるので、説明を省略する。

Ｚ軸は、重量移動体である主軸頭１０が上下に移動可能に設けられた重量軸である。このＺ軸には、Ｚ軸用のサーボモータ１２と、１本又は２本のカウンターバランスシリンダ１４が設けられている。

重量軸（Ｚ軸）にカウンターバランスシリンダ１４を取りつけて、ウェートバランスをとる。

カウンターバランスシリンダ１４にライン１６を通って流入する湯圧を切換えて、カウンターバランスシリンダ１４の圧力を低圧と高圧に切換える。

象限の切換時に、カウンターバランスシリンダ１４の圧力をプログラムどおりに４ＭＰａと１ＭＰａに切換える。

図２〜３は、型のウェブ加工の例を示す。

図２〜３において、エンドミル２０は型２２の表面をウェブ状に加工している。型２２の表面２２ａのウェブ形状の頂点２４ではプラス（＋）からマイナス（−）に象限が切換わり、型２２の表面２２ａのウェブ形状の最下頂点２６では、マイナス（−）からプラス（＋）に象限が切換わる。

図４〜８は、図１の工作機械を使用して、カウンターバランスシリンダ１４の圧力を大きくすると、例えば０ＭＰａから４ＭＰａまで変化させると、真円に対する食い込みの量が大きくなることを示す。実行１は右回りの例を示し、実行２は、左回りの例を示す。

図４〜８を示すカウンターバランスシリンダ１４の圧力と食い込み量との関係を考慮して、象限の切換時に、カウンターバランスシリンダ１４の圧力をプログラムどおりに低圧と高圧に一方から他方に切換えて、食い込み量を減少させる。

Claims

Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、それらの軸のうち、Ｙ軸又はＺ軸が重量軸であり、その重量軸にカウンターバランスシリンダを取りつけてウェートバランスをとる工作機械であって、カウンターバランスシリンダの圧力を切換える構成にしたことを特徴とする工作機械。
カウンターバランスシリンダの圧力を低圧と高圧に切換える構成にしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
カウンターバランスシリンダの圧力を１ＭＰａと４ＭＰａに切換える構成にしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
重量軸がＺ軸で、立形マシニングセンタとして構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作機械。
重量軸がＹ軸で、横形マシニングセンタとして構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作機械。