JP3827226B2 - 旋回テーブル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は工作機械において旋回角度の調整を必要とするユニット、たとえば内面研削盤の砥石軸、主軸、円筒研削盤の主軸、砥石軸、心押台その他の工作機械全般のテーブルとして用いられる旋回テーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、従来の内面研削においてはワーク内面の入口側（砥石を挿入する側）より奥部の方が砥石との接触時間が短いこと等から、ワーク内面の奥部側が研削不十分となり、円筒度が悪くなることがよくある。
【０００３】
このため、従来より円筒度の悪化を改善するために、内面研削時にはワークの中心軸線に対し砥石を傾ける、あるいは砥石側でなくワーク側を砥石の中心軸線に対し傾けることが実施されている。
【０００４】
砥石あるいはワークを傾ける手段としては特公平５−４７３４７号公報に記載の機構が知られている。
【０００５】
この機構は図７に示すようにワークに対し砥石５０を傾けるのにあたり、基点５１を中心に砥石台５２を一定角度旋回させるものであり、このような旋回動作の駆動源として油圧シリンダ５３と偏心カム機構５４が備えられている。
【０００６】
すなわち、油圧シリンダ５３のシリンダロッド５３ａが進退動作すると、偏心カム機構５４が作動し、偏心カム軸５５が変位するとともに、その左右方向の変位がベアリング５６を介してアーム部５７、５７に伝達される。これによりアーム部５７、５７およびこれに一体の連結板５８が移動し、砥石台５２が基点５１を中心に旋回する。
【０００７】
しかしながら、従来は、上記の如く旋回動作が偏心カム機構５４によるものであるため、旋回角度を数値制御により変更することはできない。また偏心カム機構５４自体を設計変更すれば旋回角度の設定変更が可能であるが、これによると偏心カム機構５４そのものを取り替える等の面倒な作業が強いられ、旋回角度の設定変更に関する使い勝手が悪い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、数値制御による旋回角度の設定変更が可能で使い勝手に優れ、またテーブル本体のスティクスリップを防止でき、テーブル本体とベースとの隙間への潤滑油の供給も不要な旋回テーブル装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ベース上に旋回可能に配設され、加工負荷により旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回軸を中心に旋回する構造の旋回テーブル装置であって、上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた円弧状の曲線案内を少なくとも１以上備え、上記加工負荷による旋回力が上記テーブル本体の旋回方向に生じている状態でも、上記ベースと上記テーブル本体が上記曲線案内と上記旋回軸のみで接続されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、ベース上に旋回可能に配設され、加工負荷により旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた円弧状の曲線案内を少なくとも１以上備え、上記加工負荷による旋回力が上記テーブル本体の旋回方向に生じている状態でも、上記ベースと上記テーブル本体が上記曲線案内のみで接続されることを特徴とするものである。
【００１１】
以上の本発明では、サーボモータの動力が動力伝達手段を介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回する。この際、テーブル本体はベース上を摺動するのではなく、円弧状の曲線案内に沿って滑らかに旋回移動する。
【００１２】
上記本発明において、ベースとテーブル本体が曲線案内のみで接続される構造では、上記曲線案内を２以上備え、その各曲線案内は一つの仮想旋回中心を共有する構造を採用することができる。
【００１３】
上記曲線案内は、上記テーブル本体の旋回軌跡と同心円のカーブを有するクロスローラ軸受と、このクロスローラ軸受にスライド可能に係合されたクロスローラとからなる構成を採用することができる。
【００１４】
上記本発明において、上記動力伝達手段としては、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転する、バックラッシュのないボールねじを採用することができる。この場合、サーボモータの動力がバックラッシュのないボールねじを介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１に示す旋回テーブル装置はベース１上に配設されたテーブル本体２を備えており、テーブル本体２は駆動源３から動力伝達手段４を介し動力を得て旋回軸５を中心に旋回する。
【００１７】
駆動源３としてはテーブル本体２の旋回角度の数値制御を図る観点から、その数値制御の対象となるサーボモータ６が、また動力伝達手段４としてはバックラッシュがなく数値制御に好適であるとの見地より、ボールねじ７が採用されており、サーボモータ６とボールねじ７とは駆動ギア８および従動ギア９を介して連結されている。
【００１８】
ボールねじ７は、テーブル本体２の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに、先端がテーブル本体２の一側面と当接するように設置されている。またこのボールねじ７のナット部１０はベース１側に固定されている。つまり、このボールねじ７はナット部１０と係合しつつ前後に移動できるように構成されている。
【００１９】
このようなボールねじ７の直線移動はサーボモータ６の正逆転動作によりなされる。すなわちサーボモータ６が正逆転すると、その動力が駆動ギア８および従動ギア９を通じてボールねじ７に伝達され、これによりボールねじ７が上述の通り前後に移動する。
【００２０】
テーブル本体２を介してボールねじ７と対向する側には付勢手段としてコイルスプリング１１が設けられており、コイルスプリング１１はテーブル本体２をボールねじ７側に常時付勢するように構成されている。
【００２１】
このように、テーブル本体２はボールねじ７とコイルスプリング１１との間に挟まれて設置され、かつ、ボールねじ７の前進による押圧力とスプリング１１の付勢力を受けるように構成されている。
【００２２】
テーブル本体２は旋回時にベース１上を摺動するが、その摺動を滑らかなものとするために、テーブル本体２とベース１の隙間にはテーブル本体２の潤滑油供給路１１２を介し潤滑油１１３が供給される。
【００２３】
テーブル本体２の表面側には押圧カム１１４、１１４が設けられており、この押圧カム１１４、１１４による押圧力で、テーブル本体２はベース１側に押圧固定され、ベース１とテーブル本体２との隙間が除去される。
【００２４】
次に、上記の如く構成された旋回テーブル装置の動作について図１を基に説明する。
【００２５】
この旋回テーブル装置にあっては、サーボモータ６が一定角度回転し、ボールねじ７がテーブル本体２側に前進すると、ボールねじ７の先端がテーブル本体２の一側面を押圧し、これによりテーブル本体２が旋回軸５を中心に旋回する。
【００２６】
逆に、ボールねじ７が後退すると、コイルスプリング１１の弾性復帰力によりテーブル本体２が上記とは反対方向に旋回する。
【００２７】
この際、テーブル本体２の旋回角度はボールねじ７の前後移動量に比例し、またボールねじ７の前後移動量はサーボモータ６の回転角度に比例する。したがって、テーブル本体２の旋回角度の数値制御はサーボモータ６の回転角度制御を通じて簡単に実現することができる。
【００２８】
なお、この旋回テーブル装置をたとえば砥石軸あるいは主軸のテーブルとして用いる場合には、その砥石軸あるいは主軸をテーブル本体２上にセットする。砥石軸をテーブル本体２上に載置固定した場合にはテーブル本体２の旋回により砥石をワークの中心軸線に対し一定の角度で傾けることができ、また主軸をテーブル本体２上に載置固定した場合はワークを砥石の中心軸線に対し一定の角度で傾けることができる。
【００２９】
すなわち、図１の旋回テーブル装置はサーボモータ６とボールねじ７によりテーブル本体２の旋回動作を実行するように構成したものである。このため、テーブル本体２の旋回角度がボールねじ７の前後移動量およびサーボモータ６の回転角度に比例することから、サーボモータ６の回転角度制御を通じてテーブル本体２の旋回角度の数値制御を簡単に実行でき、この種の旋回角度の設定変更に関する使い勝手がよい。
【００３０】
しかしながら、図１の旋回テーブル装置にあっては、旋回時にテーブル本体２とベース１が摺動する構造であるため、テーブル本体２が微小振動する、いわゆるスティクスリップが生じ、応答遅れが大きく、またテーブル本体２を介しボールねじ７とコイルスプリング１１が対向する構造であるため、コイルスプリング１１の伸縮方向にテーブル本体２が振動しやすく、振動に対する剛性が余り高くない。
【００３１】
そこで、このような点に鑑み、スティクスリップの防止と振動に対する剛性向上等を図るべく、改良されたのが図２に示す旋回テーブル装置であり、以下その改良点を中心に詳細説明する。
【００３２】
図２の旋回テーブル装置は板バネ１２、１２を有し、この板バネ１２、１２はボールねじ７の外周両側に設けられ、かつその一面がテーブル本体２の他端面２ｂ側と対向するように配置されている。
【００３３】
図３に示すように、板バネ１２、１２の一端はナット部１０に接続され、板バネ１２、１２の他端は動力伝達アーム１３を介してテーブル本体２に接続されている。
【００３４】
ナット部１０はベース１に固定されず、ボールねじ７に沿ってスライド可能に設けられ、サーボモータ６がベース１側に固定されている。また、ボールねじ７はサーボモータ６の回転軸に直結されている。つまり、サーボモータ６によりボールねじ７を直接回転させると、ナット部１０がボールねじ７に係合しつつ直線移動するように構成されている。
【００３５】
図２に示したように、ベース１とテーブル本体２との間には、図示の通り円弧状に屈曲した２つの曲線案内１４、１５が配設されており、これらの曲線案内１４、１５はテーブル本体２の旋回をガイドするために設けたものであり、一方の曲線案内１４はテーブル本体２の一端面２ａ側に設けられ、他方の曲線案内１５はテーブル本体２の他端面２ｂ側に設けられている。
【００３６】
図４に示したように、一方の曲線案内１４についてはクロスローラ軸受１６が採用されており、クロスローラ軸受１６の外輪部１６０はテーブル本体２の裏面側にねじ止め固定され、同クロスローラ軸受１６の内輪部１６１はベース１の表面側にネジ止め固定されている。
【００３７】
他方の曲線案内１５は曲線レール１５０とレール受部１５１とからなり、曲線レール１５０はテーブル本体２の旋回軌跡と同心円のカーブを有し、かつテーブル本体２の裏面側にねじで取り付けられている。また、レール受部１５１はベース１の表面側にねじで取り付けられ、かつ曲線レール１５０と同様に屈曲した係合溝１５１ａを有し、係合溝１５１ａには転動体１５１ｂを介して曲線レール１５０がスライド可能に装着されている。つまり、レール受部１５１は転動体１５１ｂを介して曲線レール１５０とスライド可能に係合する。
【００３８】
したがって、上記曲線案内１４、１５の構造上、加工負荷による旋回力がテーブル本体２の旋回方向に生じている状態でも、ベース１とテーブル本体２はこの曲線案内１４、１５のみで接続される構造となっている。
【００３９】
上記のような構成の２つの曲線案内１４、１５は図２に示す如く同心円上に位置する関係を有し、その円の中心がテーブル本体２の旋回中心Ｏ１となる。なお旋回中心Ｏ１は現物の旋回軸でなく仮想のものである。
【００４０】
本装置はテーブル本体２の旋回を２つの曲線案内１４、１５でガイドし、これによりテーブル本体２が実存の旋回軸でなく、仮想の旋回軸を中心に旋回するように構成したものである。このため、旋回中心に旋回軸を必要とせず、この種の旋回軸を設置するための余分なスペースが省略されることから、機器構成がコンパクトである。
【００４１】
次に、上記の如く構成された旋回テーブル装置の動作について図２を基に説明する。
【００４２】
この旋回テーブル装置によれば、サーボモータ６によりボールねじ７を回転させると、ナット部１０がボールねじ７に係合しつつ直線移動する。
【００４３】
上記の如くナット部１０が直線移動すると、そのナット部１０の推進力が板バネ１２、１２および動力伝達アーム１３を通じてテーブル本体２に伝達され、これによりテーブル本体２が仮想の旋回中心Ｏ１を基準に旋回する。
【００４４】
この際、テーブル本体２はベース１上を摺動するのではなく、２つの曲線案内１４、１５に沿って滑らかに旋回移動する。
【００４５】
また、ナット部１０とテーブル本体２は運動方向を異にするが、その運動方向の相違は板バネ１２、１２のひねりにより吸収される。
【００４６】
図２のテーブル旋回装置にあっては、テーブル本体２が曲線案内１４、１５を介して旋回するように構成したものである。このため、旋回時にテーブル本体２とベース１が摺接せず、このような摺接による不具合、すなわちスティクスリップを防止することができ、またテーブル本体２とベース１との隙間に潤滑油を供給する必要もなく、潤滑油のリーク防止対策を省略することができる。
【００４７】
また、本装置はテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とを板バネ１２、１２により接続したものである。このため、板バネ１２、１２を介してテーブル本体２とナット部１０側との一体化が図られることから、振動に対するテーブル本体２の剛性が高く、また機器構造も簡略であり安価である。
【００４８】
特に、本装置では板バネ１２、１２は一面をテーブル本体２の端面側に対向配置したものである。このため、テーブル本体２上に設置した砥石軸からの研削負荷がテーブル本体２に加わっても、その方向の負荷により板バネ１２、１２が簡単に曲ることはなく、この種の負荷によるテーブル本体２の振動を抑制する効果がある。
【００４９】
しかしながら、本装置にあってはテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とを板バネ１２、１２により接続した構造であるため、板バネ１２、１２のひねり力がそのひねり量によって異なることから、数値制御に好適であるとはいえず、またひねり量も少ないことから、テーブル本体２の旋回角度が小さいものである。
【００５０】
そこで、このような点に鑑み、数値制御の好適化および旋回角度の範囲拡大等を図るべく、改良されたのが図５に示す旋回テーブル装置であり、以下その改良点を中心に説明する。
【００５１】
図５の旋回テーブル装置では、テーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とが板バネ１２、１２（図３に参照）に代えて、リニアガイド１７および軸受型のベアリング１８により接続されている。
【００５２】
リニアガイド１７およびベアリング１８はナット部１０とテーブル本体２の運動方向の相違を回転成分とスライド成分に分割して吸収するものであり、リニアガイド１７はそのスライド移動を通じて当該スライド成分を、またベアリング１８はその回転を通じて当該回転成分を吸収するように構成されている。
【００５３】
すなわち、この図５の旋回テーブル装置はテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０との接続部をリニアガイド１７およびベアリング１８から構成し、これらによりテーブル本体２とナット部１０との運動方向の相違を回転成分とスライド成分に分割して吸収するように構成したものである。このため、当該接続部が板バネの場合と異なり可動の構造であることから、テーブル本体２の大きな旋回角度にも対応でき、また高剛性であるとともに、その接続部に板バネのようなひねり力が生じることもなく、テーブル本体２の旋回角度の数値制御に好適である。
【００５４】
なお、上記実施形態においては２つの曲線案内１４、１５を設ける構成を採用したが、図６に示したように一方の曲線案内１４を省略し、１つの曲線案内１５と旋回軸５とを備える構成とすることもできる。この場合、テーブル本体２は曲線案内１５によりガイドされながら旋回軸５を中心に旋回する。したがって、この図６の実施形態では、加工負荷による旋回力がテーブル本体２の旋回方向に生じている状態でも、ベース１とテーブル本体２は上記のような１つの曲線案内１５と旋回軸５のみで接続されることになる。
【００５５】
曲線案内１４、１５については曲線型の静圧軸受を適用することができ、また２以上設けることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明にあっては、サーボモータの動力が動力伝達手段を介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回するように構成したものである。このため、サーボモータの回転角度制御を通じてテーブル本体の旋回角度の数値制御が可能となり、この種の旋回角度の設定変更に関する使い勝手の向上を図ることができる。
【００５７】
さらに、本発明にあっては、テーブル本体が曲線案内を介して旋回するように構成したものである。このため、旋回時にテーブル本体とベースが摺接せず、この種の摺接による不具合、すなわちスティクスリップを防止することができ、またテーブル本体とベースとの隙間に潤滑油を供給する必要もなく、潤滑油のリーク防止対策を省略することもできる。
【００５８】
特に、請求項３に記載の発明によると、２以上の曲線案内により、テーブル本体が実存の旋回軸でなく、各曲線案内が共有する一つの仮想旋回中心、すなわち仮想の旋回軸を中心として旋回するように構成したものである。このため、旋回中心に旋回軸を必要とせず、この種の旋回軸を設置するための余分なスペースが省略されるから、コンパクトなテーブル旋回装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】旋回テーブル装置の平面図および正面図。
【図２】本発明に係る旋回テーブル装置の平面図および正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図６】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図７】従来の旋回テーブル装置の説明図。
【符号の説明】
１ ベース
２ テーブル本体
３ 駆動源
４ 動力伝達手段
５ 旋回軸
６ サーボモータ
７ ボールねじ
８ 駆動ギア
９ 従動ギア
１０ ナット部
１１ コイルスプリング
１２ 板バネ
１３ 動力伝達アーム
１４、１５ 曲線案内
１６ クロスローラ軸受
１７ リニアガイド
１８ ベアリング
５０ 砥石
５１ 基点
５２ 砥石台
５３ 油圧シリンダ
５３ａ シリンダロッド
５４ 偏心カム機構
５５ 偏心カム軸
５６ ベアリング
５７ アーム部
５８ 連結板
１１２ 潤滑供給路
１１３ 潤滑油
１１４ 押圧カム
１５０ 曲線レール
１５１ レール受部
【発明の属する技術分野】
この発明は工作機械において旋回角度の調整を必要とするユニット、たとえば内面研削盤の砥石軸、主軸、円筒研削盤の主軸、砥石軸、心押台その他の工作機械全般のテーブルとして用いられる旋回テーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、従来の内面研削においてはワーク内面の入口側（砥石を挿入する側）より奥部の方が砥石との接触時間が短いこと等から、ワーク内面の奥部側が研削不十分となり、円筒度が悪くなることがよくある。
【０００３】
このため、従来より円筒度の悪化を改善するために、内面研削時にはワークの中心軸線に対し砥石を傾ける、あるいは砥石側でなくワーク側を砥石の中心軸線に対し傾けることが実施されている。
【０００４】
砥石あるいはワークを傾ける手段としては特公平５−４７３４７号公報に記載の機構が知られている。
【０００５】
この機構は図７に示すようにワークに対し砥石５０を傾けるのにあたり、基点５１を中心に砥石台５２を一定角度旋回させるものであり、このような旋回動作の駆動源として油圧シリンダ５３と偏心カム機構５４が備えられている。
【０００６】
すなわち、油圧シリンダ５３のシリンダロッド５３ａが進退動作すると、偏心カム機構５４が作動し、偏心カム軸５５が変位するとともに、その左右方向の変位がベアリング５６を介してアーム部５７、５７に伝達される。これによりアーム部５７、５７およびこれに一体の連結板５８が移動し、砥石台５２が基点５１を中心に旋回する。
【０００７】
しかしながら、従来は、上記の如く旋回動作が偏心カム機構５４によるものであるため、旋回角度を数値制御により変更することはできない。また偏心カム機構５４自体を設計変更すれば旋回角度の設定変更が可能であるが、これによると偏心カム機構５４そのものを取り替える等の面倒な作業が強いられ、旋回角度の設定変更に関する使い勝手が悪い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、数値制御による旋回角度の設定変更が可能で使い勝手に優れ、またテーブル本体のスティクスリップを防止でき、テーブル本体とベースとの隙間への潤滑油の供給も不要な旋回テーブル装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ベース上に旋回可能に配設され、加工負荷により旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回軸を中心に旋回する構造の旋回テーブル装置であって、上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた円弧状の曲線案内を少なくとも１以上備え、上記加工負荷による旋回力が上記テーブル本体の旋回方向に生じている状態でも、上記ベースと上記テーブル本体が上記曲線案内と上記旋回軸のみで接続されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、ベース上に旋回可能に配設され、加工負荷により旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた円弧状の曲線案内を少なくとも１以上備え、上記加工負荷による旋回力が上記テーブル本体の旋回方向に生じている状態でも、上記ベースと上記テーブル本体が上記曲線案内のみで接続されることを特徴とするものである。
【００１１】
以上の本発明では、サーボモータの動力が動力伝達手段を介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回する。この際、テーブル本体はベース上を摺動するのではなく、円弧状の曲線案内に沿って滑らかに旋回移動する。
【００１２】
上記本発明において、ベースとテーブル本体が曲線案内のみで接続される構造では、上記曲線案内を２以上備え、その各曲線案内は一つの仮想旋回中心を共有する構造を採用することができる。
【００１３】
上記曲線案内は、上記テーブル本体の旋回軌跡と同心円のカーブを有するクロスローラ軸受と、このクロスローラ軸受にスライド可能に係合されたクロスローラとからなる構成を採用することができる。
【００１４】
上記本発明において、上記動力伝達手段としては、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転する、バックラッシュのないボールねじを採用することができる。この場合、サーボモータの動力がバックラッシュのないボールねじを介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１に示す旋回テーブル装置はベース１上に配設されたテーブル本体２を備えており、テーブル本体２は駆動源３から動力伝達手段４を介し動力を得て旋回軸５を中心に旋回する。
【００１７】
駆動源３としてはテーブル本体２の旋回角度の数値制御を図る観点から、その数値制御の対象となるサーボモータ６が、また動力伝達手段４としてはバックラッシュがなく数値制御に好適であるとの見地より、ボールねじ７が採用されており、サーボモータ６とボールねじ７とは駆動ギア８および従動ギア９を介して連結されている。
【００１８】
ボールねじ７は、テーブル本体２の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに、先端がテーブル本体２の一側面と当接するように設置されている。またこのボールねじ７のナット部１０はベース１側に固定されている。つまり、このボールねじ７はナット部１０と係合しつつ前後に移動できるように構成されている。
【００１９】
このようなボールねじ７の直線移動はサーボモータ６の正逆転動作によりなされる。すなわちサーボモータ６が正逆転すると、その動力が駆動ギア８および従動ギア９を通じてボールねじ７に伝達され、これによりボールねじ７が上述の通り前後に移動する。
【００２０】
テーブル本体２を介してボールねじ７と対向する側には付勢手段としてコイルスプリング１１が設けられており、コイルスプリング１１はテーブル本体２をボールねじ７側に常時付勢するように構成されている。
【００２１】
このように、テーブル本体２はボールねじ７とコイルスプリング１１との間に挟まれて設置され、かつ、ボールねじ７の前進による押圧力とスプリング１１の付勢力を受けるように構成されている。
【００２２】
テーブル本体２は旋回時にベース１上を摺動するが、その摺動を滑らかなものとするために、テーブル本体２とベース１の隙間にはテーブル本体２の潤滑油供給路１１２を介し潤滑油１１３が供給される。
【００２３】
テーブル本体２の表面側には押圧カム１１４、１１４が設けられており、この押圧カム１１４、１１４による押圧力で、テーブル本体２はベース１側に押圧固定され、ベース１とテーブル本体２との隙間が除去される。
【００２４】
次に、上記の如く構成された旋回テーブル装置の動作について図１を基に説明する。
【００２５】
この旋回テーブル装置にあっては、サーボモータ６が一定角度回転し、ボールねじ７がテーブル本体２側に前進すると、ボールねじ７の先端がテーブル本体２の一側面を押圧し、これによりテーブル本体２が旋回軸５を中心に旋回する。
【００２６】
逆に、ボールねじ７が後退すると、コイルスプリング１１の弾性復帰力によりテーブル本体２が上記とは反対方向に旋回する。
【００２７】
この際、テーブル本体２の旋回角度はボールねじ７の前後移動量に比例し、またボールねじ７の前後移動量はサーボモータ６の回転角度に比例する。したがって、テーブル本体２の旋回角度の数値制御はサーボモータ６の回転角度制御を通じて簡単に実現することができる。
【００２８】
なお、この旋回テーブル装置をたとえば砥石軸あるいは主軸のテーブルとして用いる場合には、その砥石軸あるいは主軸をテーブル本体２上にセットする。砥石軸をテーブル本体２上に載置固定した場合にはテーブル本体２の旋回により砥石をワークの中心軸線に対し一定の角度で傾けることができ、また主軸をテーブル本体２上に載置固定した場合はワークを砥石の中心軸線に対し一定の角度で傾けることができる。
【００２９】
すなわち、図１の旋回テーブル装置はサーボモータ６とボールねじ７によりテーブル本体２の旋回動作を実行するように構成したものである。このため、テーブル本体２の旋回角度がボールねじ７の前後移動量およびサーボモータ６の回転角度に比例することから、サーボモータ６の回転角度制御を通じてテーブル本体２の旋回角度の数値制御を簡単に実行でき、この種の旋回角度の設定変更に関する使い勝手がよい。
【００３０】
しかしながら、図１の旋回テーブル装置にあっては、旋回時にテーブル本体２とベース１が摺動する構造であるため、テーブル本体２が微小振動する、いわゆるスティクスリップが生じ、応答遅れが大きく、またテーブル本体２を介しボールねじ７とコイルスプリング１１が対向する構造であるため、コイルスプリング１１の伸縮方向にテーブル本体２が振動しやすく、振動に対する剛性が余り高くない。
【００３１】
そこで、このような点に鑑み、スティクスリップの防止と振動に対する剛性向上等を図るべく、改良されたのが図２に示す旋回テーブル装置であり、以下その改良点を中心に詳細説明する。
【００３２】
図２の旋回テーブル装置は板バネ１２、１２を有し、この板バネ１２、１２はボールねじ７の外周両側に設けられ、かつその一面がテーブル本体２の他端面２ｂ側と対向するように配置されている。
【００３３】
図３に示すように、板バネ１２、１２の一端はナット部１０に接続され、板バネ１２、１２の他端は動力伝達アーム１３を介してテーブル本体２に接続されている。
【００３４】
ナット部１０はベース１に固定されず、ボールねじ７に沿ってスライド可能に設けられ、サーボモータ６がベース１側に固定されている。また、ボールねじ７はサーボモータ６の回転軸に直結されている。つまり、サーボモータ６によりボールねじ７を直接回転させると、ナット部１０がボールねじ７に係合しつつ直線移動するように構成されている。
【００３５】
図２に示したように、ベース１とテーブル本体２との間には、図示の通り円弧状に屈曲した２つの曲線案内１４、１５が配設されており、これらの曲線案内１４、１５はテーブル本体２の旋回をガイドするために設けたものであり、一方の曲線案内１４はテーブル本体２の一端面２ａ側に設けられ、他方の曲線案内１５はテーブル本体２の他端面２ｂ側に設けられている。
【００３６】
図４に示したように、一方の曲線案内１４についてはクロスローラ軸受１６が採用されており、クロスローラ軸受１６の外輪部１６０はテーブル本体２の裏面側にねじ止め固定され、同クロスローラ軸受１６の内輪部１６１はベース１の表面側にネジ止め固定されている。
【００３７】
他方の曲線案内１５は曲線レール１５０とレール受部１５１とからなり、曲線レール１５０はテーブル本体２の旋回軌跡と同心円のカーブを有し、かつテーブル本体２の裏面側にねじで取り付けられている。また、レール受部１５１はベース１の表面側にねじで取り付けられ、かつ曲線レール１５０と同様に屈曲した係合溝１５１ａを有し、係合溝１５１ａには転動体１５１ｂを介して曲線レール１５０がスライド可能に装着されている。つまり、レール受部１５１は転動体１５１ｂを介して曲線レール１５０とスライド可能に係合する。
【００３８】
したがって、上記曲線案内１４、１５の構造上、加工負荷による旋回力がテーブル本体２の旋回方向に生じている状態でも、ベース１とテーブル本体２はこの曲線案内１４、１５のみで接続される構造となっている。
【００３９】
上記のような構成の２つの曲線案内１４、１５は図２に示す如く同心円上に位置する関係を有し、その円の中心がテーブル本体２の旋回中心Ｏ１となる。なお旋回中心Ｏ１は現物の旋回軸でなく仮想のものである。
【００４０】
本装置はテーブル本体２の旋回を２つの曲線案内１４、１５でガイドし、これによりテーブル本体２が実存の旋回軸でなく、仮想の旋回軸を中心に旋回するように構成したものである。このため、旋回中心に旋回軸を必要とせず、この種の旋回軸を設置するための余分なスペースが省略されることから、機器構成がコンパクトである。
【００４１】
次に、上記の如く構成された旋回テーブル装置の動作について図２を基に説明する。
【００４２】
この旋回テーブル装置によれば、サーボモータ６によりボールねじ７を回転させると、ナット部１０がボールねじ７に係合しつつ直線移動する。
【００４３】
上記の如くナット部１０が直線移動すると、そのナット部１０の推進力が板バネ１２、１２および動力伝達アーム１３を通じてテーブル本体２に伝達され、これによりテーブル本体２が仮想の旋回中心Ｏ１を基準に旋回する。
【００４４】
この際、テーブル本体２はベース１上を摺動するのではなく、２つの曲線案内１４、１５に沿って滑らかに旋回移動する。
【００４５】
また、ナット部１０とテーブル本体２は運動方向を異にするが、その運動方向の相違は板バネ１２、１２のひねりにより吸収される。
【００４６】
図２のテーブル旋回装置にあっては、テーブル本体２が曲線案内１４、１５を介して旋回するように構成したものである。このため、旋回時にテーブル本体２とベース１が摺接せず、このような摺接による不具合、すなわちスティクスリップを防止することができ、またテーブル本体２とベース１との隙間に潤滑油を供給する必要もなく、潤滑油のリーク防止対策を省略することができる。
【００４７】
また、本装置はテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とを板バネ１２、１２により接続したものである。このため、板バネ１２、１２を介してテーブル本体２とナット部１０側との一体化が図られることから、振動に対するテーブル本体２の剛性が高く、また機器構造も簡略であり安価である。
【００４８】
特に、本装置では板バネ１２、１２は一面をテーブル本体２の端面側に対向配置したものである。このため、テーブル本体２上に設置した砥石軸からの研削負荷がテーブル本体２に加わっても、その方向の負荷により板バネ１２、１２が簡単に曲ることはなく、この種の負荷によるテーブル本体２の振動を抑制する効果がある。
【００４９】
しかしながら、本装置にあってはテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とを板バネ１２、１２により接続した構造であるため、板バネ１２、１２のひねり力がそのひねり量によって異なることから、数値制御に好適であるとはいえず、またひねり量も少ないことから、テーブル本体２の旋回角度が小さいものである。
【００５０】
そこで、このような点に鑑み、数値制御の好適化および旋回角度の範囲拡大等を図るべく、改良されたのが図５に示す旋回テーブル装置であり、以下その改良点を中心に説明する。
【００５１】
図５の旋回テーブル装置では、テーブル本体２とボールねじ７のナット部１０とが板バネ１２、１２（図３に参照）に代えて、リニアガイド１７および軸受型のベアリング１８により接続されている。
【００５２】
リニアガイド１７およびベアリング１８はナット部１０とテーブル本体２の運動方向の相違を回転成分とスライド成分に分割して吸収するものであり、リニアガイド１７はそのスライド移動を通じて当該スライド成分を、またベアリング１８はその回転を通じて当該回転成分を吸収するように構成されている。
【００５３】
すなわち、この図５の旋回テーブル装置はテーブル本体２とボールねじ７のナット部１０との接続部をリニアガイド１７およびベアリング１８から構成し、これらによりテーブル本体２とナット部１０との運動方向の相違を回転成分とスライド成分に分割して吸収するように構成したものである。このため、当該接続部が板バネの場合と異なり可動の構造であることから、テーブル本体２の大きな旋回角度にも対応でき、また高剛性であるとともに、その接続部に板バネのようなひねり力が生じることもなく、テーブル本体２の旋回角度の数値制御に好適である。
【００５４】
なお、上記実施形態においては２つの曲線案内１４、１５を設ける構成を採用したが、図６に示したように一方の曲線案内１４を省略し、１つの曲線案内１５と旋回軸５とを備える構成とすることもできる。この場合、テーブル本体２は曲線案内１５によりガイドされながら旋回軸５を中心に旋回する。したがって、この図６の実施形態では、加工負荷による旋回力がテーブル本体２の旋回方向に生じている状態でも、ベース１とテーブル本体２は上記のような１つの曲線案内１５と旋回軸５のみで接続されることになる。
【００５５】
曲線案内１４、１５については曲線型の静圧軸受を適用することができ、また２以上設けることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明にあっては、サーボモータの動力が動力伝達手段を介しテーブル本体に伝達され、これによりテーブル本体が旋回するように構成したものである。このため、サーボモータの回転角度制御を通じてテーブル本体の旋回角度の数値制御が可能となり、この種の旋回角度の設定変更に関する使い勝手の向上を図ることができる。
【００５７】
さらに、本発明にあっては、テーブル本体が曲線案内を介して旋回するように構成したものである。このため、旋回時にテーブル本体とベースが摺接せず、この種の摺接による不具合、すなわちスティクスリップを防止することができ、またテーブル本体とベースとの隙間に潤滑油を供給する必要もなく、潤滑油のリーク防止対策を省略することもできる。
【００５８】
特に、請求項３に記載の発明によると、２以上の曲線案内により、テーブル本体が実存の旋回軸でなく、各曲線案内が共有する一つの仮想旋回中心、すなわち仮想の旋回軸を中心として旋回するように構成したものである。このため、旋回中心に旋回軸を必要とせず、この種の旋回軸を設置するための余分なスペースが省略されるから、コンパクトなテーブル旋回装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】旋回テーブル装置の平面図および正面図。
【図２】本発明に係る旋回テーブル装置の平面図および正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図６】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図７】従来の旋回テーブル装置の説明図。
【符号の説明】
１ ベース
２ テーブル本体
３ 駆動源
４ 動力伝達手段
５ 旋回軸
６ サーボモータ
７ ボールねじ
８ 駆動ギア
９ 従動ギア
１０ ナット部
１１ コイルスプリング
１２ 板バネ
１３ 動力伝達アーム
１４、１５ 曲線案内
１６ クロスローラ軸受
１７ リニアガイド
１８ ベアリング
５０ 砥石
５１ 基点
５２ 砥石台
５３ 油圧シリンダ
５３ａ シリンダロッド
５４ 偏心カム機構
５５ 偏心カム軸
５６ ベアリング
５７ アーム部
５８ 連結板
１１２ 潤滑供給路
１１３ 潤滑油
１１４ 押圧カム
１５０ 曲線レール
１５１ レール受部
Claims (5)
- ベース上に旋回可能に配設され、旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、
上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、
上記テーブル本体の旋回中心となる一つの旋回軸と、
上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた一つの曲線案内とを備え、
上記動力伝達手段が、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転するボールねじからなり、
上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続する手段が、上記テーブル本体の旋回中心軸線に平行に備えられた板バネからなり、
上記板バネは、上記テーブル本体の端面側に位置し、かつ、その板バネ一端が直接上記ボールねじのナット部に固定され、その板バネ他端が直接上記テーブル本体側に固定されることにより、上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続し一体化する構造であるとともに、上記ボールねじの回転による上記ナット部の直線運動軌跡と上記テーブル本体の旋回運動軌跡の相違をひねりにより吸収すること
を特徴とする旋回テーブル装置。 - ベース上に旋回可能に配設され、旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、
上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、
上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けられ、かつ、上記テーブル本体の旋回中心となる一つの仮想旋回中心を共有する曲線案内を少なくとも２以上備え、
上記動力伝達手段が、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転するボールねじからなり、
上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続する手段が、上記テーブル本体の旋回中心軸線に平行に備えられた板バネからなり、
上記板バネは、上記テーブル本体の端面側に位置し、かつ、その板バネ一端が直接上記ボールねじのナット部に固定され、その板バネ他端が直接上記テーブル本体側に固定されることにより、上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続し一体化する構造であるとともに、上記ボールねじの回転による上記ナット部の直線運動軌跡と上記テーブル本体の旋回運動軌跡の相違をひねりにより吸収すること
を特徴とする旋回テーブル装置。 - ベース上に旋回可能に配設され、旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、
上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、
上記テーブル本体の旋回中心となる一つの旋回軸と、
上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けた一つの曲線案内とを備え、
上記動力伝達手段が、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転するボールねじからなり、
上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続する手段が、
上記テーブル本体の端面側に配置されたリニアガイドと、上記テーブル本体の旋回中心軸線と平行に設置されたベアリングとからなり、
上記ベアリングと上記リニアガイドとが上下に並び、そのベアリングの中心軸線上に上記リニアガイドの中心があり、
上記ベアリングは、その外輪が上記ボールねじのナット部に固定され、
上記ベアリングの内輪に嵌っている軸を介して、該ベアリングの内輪と上記リニアガイドのレールとが固定され、
上記リニアガイドのレールにスライド可能に嵌合する該リニアガイドのスライドブロックは、上記テーブル本体側の伝達アームに固定されてなり、
上記テーブル本体が旋回動作するとき、上記テーブル本体の旋回中心軸線から上記ボールねじのナット部までの直線距離を、上記リニアガイドのスライドブロックがスライドして変化させ、
上記リニアガイドのスライドブロックおよび同リニアガイドのレールが、上記ベアリング内輪の回転により、上記テーブル本体と同時に同じ旋回角度で動作するように保たれ、
上記リニアガイドとベアリングが、上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体の運動方向の相違をスライド成分と回転成分に分割して吸収すること
を特徴とする旋回テーブル装置。 - ベース上に旋回可能に配設され、旋回力が旋回方向に生じるテーブル本体が、駆動源から動力伝達手段を介し動力を得て旋回する構造の旋回テーブル装置であって、
上記駆動源が、上記テーブル本体の旋回角度を調整するための数値制御の対象となるサーボモータからなり、
上記テーブル本体の旋回を案内する手段として、上記ベースと上記テーブル本体との間に設けられ、かつ、上記テーブル本体の旋回中心となる一つの仮想旋回中心を共有する曲線案内を少なくとも２以上備え、
上記動力伝達手段が、上記テーブル本体の旋回軌跡の接線方向に沿って設けられるとともに上記駆動源の動力により回転するボールねじからなり、
上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体側とを接続する手段が、
上記テーブル本体の端面側に配置されたリニアガイドと、上記テーブル本体の旋回中心軸線と平行に設置されたベアリングとからなり、
上記ベアリングと上記リニアガイドとが上下に並び、そのベアリングの中心軸線上に上記リニアガイドの中心があり、
上記ベアリングは、その外輪が上記ボールねじのナット部に固定され、
上記ベアリングの内輪に嵌っている軸を介して、該ベアリングの内輪と上記リニアガイドのレールとが固定され、
上記リニアガイドのレールにスライド可能に嵌合する該リニアガイドのスライドブロックは、上記テーブル本体側の伝達アームに固定されてなり、
上記テーブル本体が旋回動作するとき、上記テーブル本体の旋回中心軸線から上記ボールねじのナット部までの直線距離を、上記リニアガイドのスライドブロックがスライドして変化させ、
上記リニアガイドのスライドブロックおよび同リニアガイドのレールが、上記ベアリング内輪の回転により、上記テーブル本体と同時に同じ旋回角度で動作するように保たれ、
上記リニアガイドとベアリングが、上記ボールねじのナット部と上記テーブル本体の運動方向の相違をスライド成分と回転成分に分割して吸収すること
を特徴とする旋回テーブル装置。 - 上記曲線案内が、上記テーブル本体の旋回軌跡と同心円のカーブを有するクロスローラ軸受と、このクロスローラ軸受にスライド可能に係合されたクロスローラとからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の旋回テーブル装置。
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