JP3664446B2 - 軸受装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、工作機械における摺動面の軸受装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マシニングセンタ等において、ワークテーブルを構成しているスライドテーブル及び回転テーブルのスベリスライドの場合、移動物の重量が重くなった時、スライドにかかる接触面圧が大きくなる。この接触面圧が大きくなるとスティックスリップが発生しやすくなり、位置決め精度、加工精度が悪くなる。
【0003】
これを避けるために、スベリスライドとコロガリスライドとを組み合わせたハイブリッドスライド軸受を用いているものがある。このハイブリッドスライド軸受は、一定の予圧を皿バネによりローラに付与し、常に一定重量をローラに分担させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記皿バネによる予圧は、皿バネ個々の特性のバラツキ、皿バネの撓みが若干変わることによる出力値の過敏な変動等により調整が非常に難しい。また、皿バネでは、移動物重量(テーブル+ワーク等)の一定荷重しか分担できないため、ワークの加工条件による荷重の変動でスライド面圧が変わってしまい、最適な制御ができない。
【0005】
すなわち、エンドミルによって溝側面を加工するコンタリング加工においては切削抵抗が小さく、また、フライスによって平面を加工する面加工では切削抵抗がい大きくなり、この切削抵抗の変化による荷重の変動でスライド面圧が変わってしまう。そこで、スベリスライドの荷重分担を大きくすれば、加工時のビビリには対処できるが、位置決め精度、コンタリング加工精度には不利となり、コロガリスライドの荷重分担を大きくすれば、この逆の現象となる問題があった。
【0006】
本発明の目的は、ワークの加工条件に応じてコロガリスライドの荷重分担比率を変え、コロガリスライドとスベリスライドの主、従関係を変化させることによりスライドテーブルの支持剛性並びにスライドテーブルに付与される摺動抵抗の最適な制御を可能とした軸受装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の特徴とする構成は、請求項1の発明においてはは、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、ワークへの切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えたものである。
また、請求項2の発明においては、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えたものである。
【0008】
【作用】
上記の構成により、位置決め、コンタリング加工、面加工等のワークの加工条件に応じてコロガリスライドの荷重分担比率を変え、コロガリスライドとスベリスライドの主、従関係を変化させ、ワークの加工条件に応じたフレキシブな制御を可能とする。
【0009】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明を用いた工作機械の1例を示す平面図であり、1はマシニングセンタであり、ベッド2と、このベッド2上に進退移動可能に設けられたコラム3と、このコラム3に上下動可能もに設けられた主軸ヘッド5と、コラム3の前方のベッド2上に配置されたワークテーブル7とからなり、5aは前記主軸ヘッド5に回転可能に軸承されたスピンドル、4は前記コラム3の進退作動用サーボモータ、6は前記主軸ヘッド5の上下動用サーボモータである。
【0010】
前記ワークテーブル7は、前記コラム3の進退移動方向とは直交する左右方向に移動可能に案内されたスライドテーブル8と、このスライドテーブル8上に回転可能に案内された回転テーブル10とから構成され、前記回転テーブル10上にはワークを載置したパレット11が搬入出される。9は前記スライドテーブル8の左右移動用サーボモータである。12はパレット11のクランプ部材であり回転テーブル10に設けられている。
【0011】
13は前記ワークテーブル7の前方に配置しているパレットチェンジャである。このパレットチェンジャ13は、前記スライドテーブル8の左右移動方向に対して平面内で直交する方向に移動可能なフック16を備えた交換駆動装置15と、この交換駆動装置15の左右位置に配置されたパレット支持台14a、14bとから構成されている。
【0012】
17は数値制御装置であり、入力装置18とメモリ19が接続され、この数値制御装置17と前記コラム3の進退作動用サーボモータ4、主軸ヘッド5の上下動用サーボモータ6及びスライドテーブル8の左右移動用サーボモータ9のそれぞれにパルス分配回路20a、20b、20c、駆動回路21a、21b、21cを介して接続されている。また、前記数値制御装置17とパレット11の交換駆動装置15とはシーケンスコントローラ22を介して接続されている。
【0013】
前記ワークテーブル7の詳細な構成を図2によって説明する。スライドテーブル8はベッド2に平面部と立面部との複数個所のスベリスライド用の案内面30を介してスライド可能に案内され、この複数個所のスベリスライド用の案内面30内で平面部の1個所にはローラ31によるコロガリスライドによるものであり、前記スベリスライドとコロガリスライドとによるハイブリッドスライド軸受を構成している。
【0014】
前記回転テーブル10は、前記スライドテーブル8の中央に立設した支持軸23に回転可能に案内され、またスライドテーブル8上の平面部の複数個所のスベリスライド回転用の案内面25を介して支持されている。スライドテーブル8にはローラ27と、回転テーブル10の割り出し位置でローラ27を案内面25に押し付けて回転テーブル10を拘束するクランプ用の油圧シリンダ26とが回転テーブル10の回転方向に複数設けられている。前記回転テーブル10は図示省略しているモータによりウォーム28とウォームホイール29を介して回転割り出しされる。
【0015】
前記パレット11のクランプ部材12は回転テーブル10上に配設されたクランプシリンダ24に設けられている。
【0016】
そこで、本発明は、図5にも示すようにローラ31に連結されたピストン33を有し、このピストン33に油圧を加えることによりスライドテーブル8を支持する油圧シリンダ装置32と、ワークの加工条件に応じて前記コラム3の進退作動用サーボモータ4の送り装置を制御し、かつ前記油圧シリンダ装置32に供給する油圧力を調整する制御装置とを備えている。前記ローラ31と油圧シリンダ装置32はスライドテーブル8の下面にスライド方向に複数設けられ、ローラ31は案内面30上を転動する。
【0017】
前記ワークの加工条件に応じて前記コラム3の進退作動用サーボモータ4の送り装置を制御し、かつ前記油圧シリンダ装置32に供給する油圧力を調整する制御装置について図2により説明する。
【0018】
コラム3の進退作動用サーボモータ4の送り装置の制御装置は前記したように、数値制御装置17とコラム3の進退作動用サーボモータ4とをパルス分配回路20a、駆動回路21aを介して接続されている。
【0019】
油圧シリンダ装置32に供給する油圧力を調整する制御装置は、油圧ポンプ34から油圧シリンダ装置32への配管に、圧力P1、P2、P3に調整する複数個の減圧弁42、43、44と、この複数個の減圧弁42、43、44に接続した複数個の切換弁42a、43b、44cを配置し、数値制御装置17の信号に基づいてシーケンスコントローラ22により前記複数個の切換弁42a、43b、44cを選択して制御する構造である。
【0020】
また、前記数値制御装置17に接続されているメモリ19には、位置決め、コンタリング加工、面加工等のワークの加工条件を区別させるGコードが入った加工プログラムと、Gコードに基づきシーケンサ22に油圧切換え指令を出す油圧切換プログラムが記憶されている。たの変形例として、減圧弁、切換弁を多数用意すれば、スライドテーブル8を動かすか動かさないかを区別するMコードを加工プログラムにいれても良い。また、メモリ19に記憶された加工プログラムを順次数値制御装置17のCPUで読み取ることにより、図3及び図4のフローチャートに示す動作が行われる。
【0021】
上記本発明の動作を図3及び図4のフローチャートに沿って説明する。先ず、加工サイクルとしては図3で示すように、スタートによりスライドテーブル8をパレット交換位置Aへ位置決め(ステップ50)する。次いでスライドテーブル8からパレットプールへパレットを搬出(ステップ51)する。その後、スライドテーブル8をパレット交換位置Bへ位置決めし(ステップ53)、パレットプールからスライドテーブル8へ搬出(ステップ53)して、スライドテーブル8を加工開始位置へ位置決め(ステップ54)する。
【0022】
このステップ54によるスライドテーブル8の加工開始位置への位置決め後にコンタリング加工(ステップ55)を行い、このコンタリング加工(ステップ55)終了で工具交換(ステップ56)が行われ、スライドテーブル8を加工開始位置へ位置決め(ステップ57)し、面加工(ステップ58)を行う。
【0023】
前記ステップ58の面加工の終了でスライドテーブル8をパレット交換位置Bへ位置決めし(ステップ59)、スライドテーブル8からパレットプールへパレットを搬出(ステップ53)してエンドとなる。
【0024】
上記の加工サイクルにおいて、ステップ50、52、54、57、59のスライドテーブル8の位置決め及びステップ55のコンタリング加工、ステップ58の面加工ではそれぞれ条件を異にしている。そこで、数値制御装置17はメモリ19のGコードを読み取ると、図4で示す油圧切換プログラムがスタートし、Gコードによって位置決め、コンタリング加工、面加工かを判別(ステップ61)し、位置決めの場合は図2の切換弁42aを切り換えて減圧弁42で設定されている圧力P1(Akg/cm2 )の油圧をローラ部31の油圧シリンダ装置32に供給(ステップ62)し、スライドテーブル8を位置決めする。
【0025】
また、コンタリング加工の場合は図2の切換弁43aを切り換えて減圧弁43で設定されている圧力P2(Bkg/cm2 )の油圧をローラ31の油圧シリンダ装置32に供給(ステップ63)し、コンタリング加工を行い、面加工の場合は図2の切換弁44aを切り換えて減圧弁44で設定されている圧力P3(Ckg/cm2 )の油圧をローラ部31の油圧シリンダ装置32に供給(ステップ63)し,面加工を行うのである。
【0026】
上記コンタリング加工は、エンドミルによる溝側面加工であり、切削抵抗は比較的小さい、面加工は、フライスによる平面加工であり、切削抵抗はコンタリング加工よりも大きい。従って、面加工の場合は大きな切削抵抗に対処するようスライドテーブル8の支持剛性を上げる必要があり、また、スライドテーブル8の早送りでは高精度の位置決めができるように摺動抵抗を下げる必要がある。そこで、メモリ18のGコードによるスライドテーブル8を動かす場合で、スベリスライドとコロガリスライドによるスライドテーブル8の支持割合を下記の比率に制御する。
【0027】
また、メモリ18のMコードによるスライドテーブル8を動かさない場合のスベリスライドとコロガリスライドによるスライドテーブル8の支持割合を下記の比率に制御する。
【0028】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明は、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えた構成であるから、位置決め、コンタリング加工、面加工等の加工条件が異なる場合、このワーク加工条件に応じてコロガリスライドとスベリスライ主、従関係を変化し、スライドテーブルの位置決め精度を向上すると共に、スライドテーブルの支持剛性をワーク加工条件に応じた最適な制御が得られる。
また、請求項2の発明は、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えた構成であるから、スライドテーブルの早送り時には、スライドテーブルの摺動抵抗を下げることができ、低いモータ動力消費で高精度な位置決めが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を用いた工作機械の実施例を示す平面図
【図2】本発明装置の要部を示す断面図
【図3】本発明装置の加工サイクルのフローチャート
【図4】本発明装置の制御のフローチャート
【図5】本発明装置のローラ、油圧シリンダ装置の拡大図
【符号の説明】
2 ベッド
8 スライドテーブル
10 回転テーブル
30 スベリスライド用の案内面
31 ローラ
32 油圧シリンダ装置
34 油圧ポンプ
42 減圧弁
43 減圧弁
44 減圧弁
Claims (2)
- ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、
前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、
ワークへの切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする軸受装置。 - ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、
前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、
少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする軸受装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP19266292A JP3664446B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19266292A JP3664446B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 軸受装置 |
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JPH0617829A JPH0617829A (ja) | 1994-01-25 |
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ID=16294964
Family Applications (1)
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JP19266292A Expired - Lifetime JP3664446B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3664446B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10347360B4 (de) * | 2003-10-11 | 2021-07-01 | Robert Bosch Gmbh | Führung mit Messeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Führung |
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1992
- 1992-06-29 JP JP19266292A patent/JP3664446B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH0617829A (ja) | 1994-01-25 |
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