JP3923759B2 - 旋削加工用の回転ワークテーブル装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、立旋盤等に使用される旋削加工用の回転ワークテーブル装置に関し、特に、偏心ワーク対応の旋削加工用回転ワークテーブル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、図9に例示しているように、旋削中心Ca、Cbが互いに異なった旋削周面A、Bを有する偏心ワークWを立旋盤等で旋削加工する場合には、旋削周面Aの旋削段階では、旋削中心Caが回転ワークテーブルの回転中心に合致するように、偏心ワークWの位置決め段取りを行い、旋削周面Bの旋削段階では、旋削中心Cbが回転ワークテーブルの回転中心に合致するように偏心ワークWの位置決め段取りを行って、旋削周面Aと旋削周面Bとを個別に旋削している。
【0003】
上述したような旋削周面Aや旋削周面Bの旋削加工において、質量的な回転アンバランスがある場合には、回転ワークテーブル上に別途ウエイト部材を取り付け、バランス取りを行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のものでは、上述したような偏心ワークの旋削加工を行う場合、旋削中心が異なる各旋削周面の旋削を行う度に、機上での段取り作業(心出しと固定作業)を行わなくてはならず、段取りに多くの時間を費やすことになり、効率が悪い。また、段取り作業は、全て作業者の手作業によるから、作業者の負担が大きく、心出しの微調整に手間がかかり、段取り精度は作業者の力量によってばらつくことになる。
【0005】
また、回転ワークテーブル上にウエイト部材を取り付けてバランス取りを行う作業も全て作業者の手作業によるから、作業者の負担が大きく、バランス取りを伴う段取りでは、更に時間がかかり、しかも、そのバランス取り作業は作業者の勘や経験に依存するから、ばらつきが生じ、高精度のバランス取り精度を得ることが難しい。
【0006】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、偏心ワークの旋削加工における段取り作業を自動化して段取り作業時間を短縮でき、併せて安定した段取り精度を得ることができ、また、バランス取り作業も自動化し、高精度のバランス取りを迅速に行う自動バランス取り機構を具備した回転ワークテーブル装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による回転ワークテーブル装置は、旋削加工用の工作機械に設けられる旋削加工用の回転ワークテーブル装置であって、ワークを回転ワークテーブル装置自身の中心軸線周りに回転可能に設けられ、ワーク載置用パレットを径方向に出入・移動可能に受け入れるリニアガイド部を備えたテーブル本体と、前記テーブル本体に組み込まれ、前記リニアガイド部に案内されて前記テーブル本体上に搭載されたワーク載置用パレットを任意のワークテーブル径方向位置にて前記テーブル本体に締弛可能に固定するパレットクランプ手段と、前記テーブル本体に設けられ、当該テーブル本体の任意の位置決め位置に変位可能なストッパ部材とを有し、前記ワーク載置用パレットが前記ストッパ部材に当接することにより、前記テーブル本体上におけるワーク載置用パレットのワークテーブル径方向位置が可変に位置決めされる構造になっている。
【0008】
この発明による回転ワークテーブル装置は、自動バランス取り機構として、テーブル本体の外周部に当該外周部周りに変位可能に設けられたウエイト部材と、前記ウエイト部材を任意の外周部周り位置に係脱可能に固定するロック手段とを有している。
【0009】
ロック手段は、前記テーブル本体に当該テーブル本体の外周部周りに等ピッチで設けられた一連の係合凹部と、前記ウエイト部材に設けられ前記係合凹部に係脱可能に係合するロケートピンと、前記ロケートピンを前記係合凹部との係合側に付勢するばね手段と、前記テーブル本体の固定ベッド等の固定側構造体に固定配置され前記ロケートピンを選択的に前記係合凹部より離脱させ且つ前記ウエイト部材を前記固定側構造体に仮係止するロック解除・仮係止アクチュエータとにより構成されている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1はこの発明による回転ワークテーブル装置を具備した門形の立旋盤の全体構成を示している。
【0011】
立旋盤は、左右一対のコラム11、12と、コラム11と12との間に上下移動可能に設けられたクロスレール部材13と、クロスレール部材13に左右方向に水平移動可能に設けられたサドル部材14と、サドル部材14に上下移動可能に設けられた主軸装置15と、クロスレール部材13の下方位置に配置された回転ワークテーブル装置16とを有している。
【0012】
回転ワークテーブル装置16の詳細を図2〜図8を参照して説明する。
回転ワークテーブル装置16は固定配置の固定ベッド21上に円盤形状のテーブル本体22を有している。テーブル本体22は、図2に示されているように、自身の中心に設けられた中心軸受部23によって固定ベッド21に固定された回転中心軸体24と係合し、スラスト軸受25によってスラスト荷重を受け持たれる態様で、自身の中心軸線周りに回転可能になっている。
【0013】
テーブル本体22の上面には、図3、図4に示されているように、当該テーブル本体22を径方向に横切って延在する2本のリニアガイドレール26、27が平行に固定されている。リニアガイドレール26、27は、V形横断面(図1参照)をなし、ワーク載置用パレットPをレール面上に出入可能に載置されて当該ワーク載置用パレットPをレール延在方向であるテーブル径方向に移動可能に線形案内する。
【0014】
ここで、図1を参照してワーク載置用パレットPの概略について説明する。ワーク載置用パレットPは、パレット上に被加工物である偏心ワーク(図示省略)を位置決め固定され、下底面にリニアガイドレール26、27とのスライド係合部a、bを有し、スライド係合部a、bがリニアガイドレール26、27と係合する態様で、オートパレットチェンジャ等によってテーブル本体22上に出入される。ワーク載置用パレットPの下底部には、後述するパレットクランププレート28が係合するオーバハング形状の顎部c、dが設けられている。
【0015】
図3、図4に示されているように、テーブル本体22の上面のリニアガイドレール26と27との間には、パレットクランププレート28が設けられている。
パレットクランププレート28は、テーブル径方向の任意の位置にてワーク載置用パレットPを締弛可能に固定するものであり、テーブル本体22に取り付けられた複数個の油圧シリンダ装置29の各々のピストンロッド30の先端に固定接続され、油圧シリンダ装置29によって水平姿勢で上下動する。
【0016】
なお、油圧シリンダ装置29に対する油圧の給排は、テーブル本体22の中心部に設けられるロータリ式の可動継手(図示省略)を介してテーブル本体22の外部より行われる。
【0017】
パレットクランププレート28は、両側縁部28a、28bにてワーク載置用パレットPの顎部c、dに係合し(図1参照)、油圧シリンダ装置29による降下駆動により、テーブル径方向(リニアガイドレール26、27の延在方向)の任意の位置に位置しているワーク載置用パレットPをリニアガイドレール26、27上に押し付けるようにしてテーブル本体22に対して固定する。
【0018】
ワーク載置用パレットPのテーブル本体22に対する出入時には、パレットクランププレート28は油圧シリンダ装置29によって上昇駆動されていることにより、ワーク載置用パレットPの顎部c、dが、リニアガイドレール26、27とパレットクランププレート28の両側縁部28a、28bとの間に入り込むように、あるいはこの間から抜け出すように、テーブル本体22に対するワーク載置用パレットPの出入が略水平な移動により行われる。
【0019】
テーブル本体22には、テーブル本体22上におけるワーク載置用パレットPのテーブル径方向位置の位置決めを行うストッパ部材31が設けられている。ストッパ部材31は、ワーク載置用パレットPの端面部Peとの当接によってワーク載置用パレットPの位置決めを行うものであり、リニアガイドレール26、27の一方の端部近傍に配置され、図5、図6に示されているように、リニアガイドレール26、27の延在方向と同方向に延在するリニアガイド部32にスライド可能に係合し、且つ送りねじ33とねじ係合し、送りねじ33によってリニアガイドレール26、27の延在方向と同方向、すなわち、テーブル本体22の径方向の任意の位置決め位置に変位可能になっている。
【0020】
テーブル本体22の外部には、図3〜図6に示されているように、載置台34によってパワードライバ装置35が設けられている。パワードライバ装置35は、モータ36によっ回転駆動される六角レンチ37を有し、リニアガイド部39に案内されて油圧シリンダ装置38によって前後進されることにより、テーブル本体22が所定の初期回転位置に位置している状態において、送りねじ33の端部に形成されている六角レンチ孔33aに六角レンチ37が係脱可能に係合し、送りねじ33を回転駆動する。
【0021】
テーブル本体22の外周部には、図7に示されているように、その全周に亘って円環状の上部ガイドレール41と下部ガイドレール42が取り付けられている。上部ガイドレール41と下部ガイドレール42には、2個のウエイト部材43、44(図3、図4参照)の各々に取り付けられた上下のガイドローラ45が係合している。これにより、ウエイト部材43、44は各々テーブル本体22の外周部周りに全周に亘って変位可能になっている。ウエイト部材43と44は同じ重量のものであり、リニアガイドレール26、27によるパレット移動中央軸線の両側に対称配置される。
【0022】
下部ガイドレール42には係合凹部46がテーブル本体22の外周部周りの全周に亘って微小等ピッチで多数個形成されている(図8参照)。ウエイト部材43、44の各々には係合凹部46に係脱可能に係合するロケートピン47が上下動可能に設けられている。ウエイト部材43、44の各々にはロケートピン47を係合凹部46に係合させる側(下側)に付勢する圧縮コイルばね48が組み込まれている。
【0023】
通常時には、ロケートピン47が圧縮コイルばね48のばね力によって一連の係合凹部46の内の一つにはめ込み係合することにより、ウエイト部材43、44が各々テーブル本体22の外周部周りの任意の位置(係合凹部46のピッチ間隔毎)にてテーブル本体22に対して連結固定される。
【0024】
固定ベッド21には、図7に示されているように、取付具49によってロック解除・仮係止用の油圧シリンダ装置50が取り付けられている。油圧シリンダ装置50のプランジャ(ピストンロッド)51は、上昇移動により、ウエイト部材43、44の各々に固定されたガイドプレート52に形成されている貫通係止孔53に貫通係合してウエイト部材43、44の固定ベッド21側に対する仮係止を行い、更に、ロケートピン47に固定されているロック解除用プレート54に当接してロケートピン47を圧縮コイルばね48のばね力に抗して係合凹部46より離脱させる働きをする。
【0025】
テーブル本体22の外周部にはウエイト部材43、44の配置部をカバーするカバー部材55が全周に亘って取り付けられている。
【0026】
つぎに、上述の構成による回転ワークテーブル装置16に図9に示されているような偏心ワークWを取り付けて旋削中心Ca、Cbが互いに異なった旋削周面A、Bを旋削する場合の段取りについて説明する。
【0027】
なお、偏心ワークWは、準備段階で、ワーク載置用パレットPの巾方向中央部で、且つ端面部Peとの相対位置関係により予め定義されている位置決め位置に固定されているものとする。
【0028】
テーブル本体22が所定の初期回転位置に位置している状態において、油圧シリンダ装置38によってパワードライバ装置35を前進させ、六角レンチ37を送りねじ33の六角レンチ孔33aに係合させ、モータ36によって六角レンチ37を回転駆動する。これにより、送りねじ33が回転し、図3に示されているように、ストッパ部材31を旋削周面A(センタ孔)の旋削に対応する位置に位置させる(図3参照)。このストッパ部材31の移動が完了すれば、油圧シリンダ装置38によってパワードライバ装置35を後退させ、六角レンチ37を送りねじ33の六角レンチ孔33aより抜き出し、パワードライバ装置35をテーブル本体22側より切り離する。
【0029】
つぎに、パレットクランププレート28を油圧シリンダ装置29によって上昇移動させた状態で、ワーク載置用パレットPの顎部c、dが、リニアガイドレール26、27とパレットクランププレート28の両側縁部28a、28bとの間に入り込むように、図示されていないオートパレットチェンジャ等によってテーブル本体22に対してワーク載置用パレットPを略水平に移動させ、ワーク載置用パレットPのスライド係合部a、bがリニアガイドレール26、27上に載せられた状態で、リニアガイドレール26、27上に滑らせてワーク載置用パレットPをテーブル本体22の径方向に移動させる。
【0030】
この移動は、ワーク載置用パレットPの端面部Peがストッパ部材31に当接するまで行われ、ワーク載置用パレットPの端面部Peがストッパ部材31に当接することにより、旋削周面Aの旋削中心Caがテーブル本体22の回転中心に合致する。この後に、油圧シリンダ装置29によってパレットクランププレート28を降下させ、パレットクランププレート28の両側縁部28a、28bをワーク載置用パレットPの顎部c、dに係合させてワーク載置用パレットPをリニアガイドレール26、27上に押し付け、ワーク載置用パレットPをテーブル本体22に対して固定する。
【0031】
上述したワーク載置用パレットPの位置決め固定後に、ウエイト部材43の貫通係止孔53がロック解除・仮係止用の油圧シリンダ装置50のプランジャ51に整合する位置にテーブル本体22を回転させ、油圧シリンダ装置50のプランジャ51を上昇駆動する。
【0032】
これにより、プランジャ51が貫通係止孔53に貫通係合してウエイト部材43が固定ベッド21側に対して仮係止され、更に、プランジャ51によってロック解除用プレート54と共にロケートピン47を圧縮コイルばね48のばね力に抗して押し上げてロケートピン47を係合凹部46より離脱させる。これにより、ウエイト部材43がテーブル本体22より切り離される。
【0033】
つぎに、ワーク系の偏心モーメントに相当する新しウェイト回転角度の計算結果に基づいて、テーブル本体22を所定の回転角度だけ回転させ、新たなウエイト取付位置をウエイト部材43の仮係止位置に位置させる。この後に、油圧シリンダ装置50によるプランジャ51の上昇駆動を解除する。これにより、ロック解除用プレート54と共にロケートピン47が圧縮コイルばね48のばね力により降下移動し、ロケートピン47が新たな位置の係合凹部46に係合し、プランジャ51が貫通係止孔53より抜け出す。
【0034】
これにより、ウエイト部材43の固定ベッド21側に対する仮係止が解除され、ウエイト部材43は新しい周方向位置にてテーブル本体22に連結される。
【0035】
もう一つのウエイト部材44に関しても、同様の動作によってウエイト部材44のテーブル本体22に対する取付位置を変更する。
【0036】
これにより、ワーク載置用パレットPと共に偏心ワークWをテーブル本体22に位置決め固定した状態でのテーブル本体22のバランス取りがウエイト部材43、44によって行われる。
【0037】
旋削周面A(センタ孔)の旋削完了後に、テーブル本体22を所定の初期回転位置に位置させ、パレットクランププレート28によるワーク載置用パレットPのクランプを解除し、油圧シリンダ装置38によってパワードライバ装置35を前進させ、六角レンチ37を送りねじ33の六角レンチ孔33aに係合させ、モータ36によって六角レンチ37を回転駆動する。これにより、送りねじ33が回転し、図4に示されているように、ストッパ部材31を旋削周面B(偏心周面)の旋削に対応する位置に位置させる(図4参照)。このストッパ部材31の移動が完了すれば、油圧シリンダ装置38によってパワードライバ装置35を後退させ、六角レンチ37を送りねじ33の六角レンチ孔33aより抜き出し、パワードライバ装置35をテーブル本体22側より切り離する。
【0038】
つぎに、オートパレットチェンジャ等によってリニアガイドレール26、27上に滑らせてワーク載置用パレットPをテーブル本体22の径方向に、ワーク載置用パレットPの端面部Peがストッパ部材31に当接するまで移動させる。
【0039】
これにより、旋削周面Bの旋削中心Cbがテーブル本体22の回転中心に合致する。この後に、油圧シリンダ装置29によってパレットクランププレート28を降下させ、パレットクランププレート28によってワーク載置用パレットPをクランプする。
【0040】
この後に、上述したウエイト位置変更操作と同じ操作によってウエイト部材43、44のテーブル本体22に対する取付位置を変更する。これにより、ワーク載置用パレットPと共に偏心ワークWをテーブル本体22に新たに位置決め固定した状態でのテーブル本体22のバランス取りがウエイト部材43、44によって行われる。
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による回転ワークテーブル装置によれば、偏心ワークの旋削加工における段取り作業を自動化して段取り作業時間を短縮でき、併せて安定した段取り精度を得ることができ、また、バランス取り作業も自動化し、高精度のバランス取りを迅速に行うことができ、偏心ワークの旋削加工を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による回転ワークテーブル装置を具備した門形の立旋盤の全体構成を示す正面図である。
【図2】 この発明による回転ワークテーブル装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図3】 この発明による回転ワークテーブル装置のセンタ孔旋削時の位置決め状態を示す平面図である。
【図4】 この発明による回転ワークテーブル装置の偏心周面旋削時の位置決め状態を示す平面図である。
【図5】 この発明による回転ワークテーブル装置のパレット位置決めストッパ部の一実施の形態を示す平面図である。
【図6】 この発明による回転ワークテーブル装置のパレット位置決めストッパ部の一実施の形態を示す側面図である。
【図7】 この発明による回転ワークテーブル装置のウエイトロック部の一実施の形態を示す側面図である。
【図8】 この発明による回転ワークテーブル装置のウエイトロック部の一実施の形態を示す平面図である。
【図9】 偏心ワークの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
15 主軸装置
16 回転ワークテーブル装置
21 固定ベッド
22 テーブル本体
26、27 リニアガイドレール
28 パレットクランププレート
29 油圧シリンダ装置
31 ストッパ部材
33 送りねじ
35 パワードライバ装置
38 油圧シリンダ
43、44 ウエイト部材
46 係合凹部
47 ロケートピン
48 圧縮コイルばね
50 油圧シリンダ装置
51 プランジャ
53 貫通係止孔
P ワーク載置用パレット
W 偏心ワーク
Claims (3)
- 工作機械に設けられる旋削加工用の回転ワークテーブル装置であって、
ワークを回転ワークテーブル装置自身の中心軸線周りに回転可能に設けられ、ワーク載置用パレットを径方向に出入・移動可能に受け入れるリニアガイド部を備えたテーブル本体と、
前記テーブル本体に組み込まれ、前記リニアガイド部に案内されて前記テーブル本体上に搭載されたワーク載置用パレットを任意のワークテーブル径方向位置にて前記テーブル本体に締弛可能に固定するパレットクランプ手段と、
前記テーブル本体に設けられ、当該テーブル本体の任意の位置決め位置に変位可能なストッパ部材とを有し、
前記ワーク載置用パレットが前記ストッパ部材に当接することにより、前記テーブル本体上におけるワーク載置用パレットのワークテーブル径方向位置が可変に位置決めされることを特徴とする回転ワークテーブル装置。 - 前記テーブル本体の外周部に当該外周部周りに変位可能に設けられたウエイト部材と、
前記ウエイト部材を任意の外周部周り位置に係脱可能に固定するロック手段と、
を有する請求項1記載の回転ワークテーブル装置。 - 前記ロック手段は、前記テーブル本体に当該テーブル本体の外周部周りに等ピッチで設けられた一連の係合凹部と、前記ウエイト部材に設けられ前記係合凹部に係脱可能に係合するロケートピンと、前記ロケートピンを前記係合凹部との係合側に付勢するばね手段と、前記テーブル本体の固定ベッド等の固定側構造体に固定配置され前記ロケートピンを選択的に前記係合凹部より離脱させ且つ前記ウエイト部材を前記固定側構造体に仮係止するロック解除・仮係止アクチュエータとにより構成されている請求項2記載の回転ワークテーブル装置。
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