JP5265401B2 - Portal machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも２本のコラムによって支持されたクロスレールに工作用のヘッドを取り付け、２本のコラムの間に、被工作物を載せるためのテーブルを配置した門型工作機械に関する。 The present invention relates to a portal machine tool in which a work head is mounted on a cross rail supported by at least two columns, and a table for placing a workpiece is disposed between the two columns.
門型工作機械の一例として、クロスレールを少なくとも２本のコラムで支持する構造とした、いわゆる門型構造を有し、クロスレール（天井部）に取り付けた工作具（例えば砥石）によって被工作物（工作対象物）を工作（例えば研削）する工作機械がある（例えば特許文献１参照）。 As an example of a portal machine tool, a workpiece is formed by a tool (for example, a grindstone) having a so-called portal structure in which a cross rail is supported by at least two columns and attached to the cross rail (ceiling). There is a machine tool for machining (for example, grinding) (a workpiece) (for example, see Patent Document 1).
図９を参照して、図面の表裏方向に延びるベッド１００上にテーブル１１０が設置されている。テーブル１１０はベッド１００上を図面の表裏方向に移動可能である。ベッド１００の両側には図面の表裏方向に延びるコラムベース１２０が設けられ、コラムベース１２０上にはこれに沿って移動可能にコラム１３０が設定されている。２本のコラム１３０にはクロスレール１４０が掛け渡されている。クロスレール１４０には、下端部に工作具１６０を装着した主軸ヘッド１５０が取り付けられている。主軸ヘッド１５０は、クロスレール１４０に沿って図面の左右方向に移動可能である。被工作物は、テーブル１１０に搭載される。
Referring to FIG. 9, a table 110 is installed on a
この種の工作機械には様々なタイプのものがある。すなわち、図９に示された工作機械は、テーブル１１０だけでなく、２本のコラム１３０が同期して移動可能であるが、コラムは固定式の場合もある。また、主軸ヘッドをクロスレールに対して上下方向に移動可能としたり、クロスレールを２本のコラムに対して上下方向にスライド可能にしたりするものもある。
There are various types of machine tools of this type. That is, the machine tool shown in FIG. 9 can move not only the table 110 but also the two
いずれにしても、上記のような、クロスレールを少なくとも２本のコラムで支持する構造とした工作機械が門型工作機械と呼ばれる。図９のものは門型というよりは、Ｈ型に近いが、本発明ではこのようなＨ型も、門型に含まれるものとする。 In any case, a machine tool having a structure in which the cross rail is supported by at least two columns as described above is called a portal machine tool. Although the thing of FIG. 9 is closer to the H type rather than the portal type, in the present invention, such an H type is also included in the portal type.
このような門型工作機械は、クロスレールを２本のコラムで支持するという構造上、図９の表側あるいは裏側に倒れようとする前後倒れモード、図９の左側あるいは右側に倒れようとする横倒れモード、一方のコラムが図９の表側（あるいは裏側）に倒れ、他方のコラムが図９の裏側（あるいは表側）に倒れようとする捩れモードによる振動が想定される。 Such a portal machine tool has a structure in which the cross rail is supported by two columns, and therefore, a front / rear tilt mode in which the cross rail is tilted to the front side or the back side in FIG. In the fall mode, vibration due to a torsion mode in which one column falls to the front side (or back side) of FIG. 9 and the other column falls to the back side (or front side) of FIG. 9 is assumed.
この種の門型工作機械は、また、被工作物を回転する砥石で研削する際、砥石の回転による強制振動、回転砥石が被工作物に接触した時に生ずる衝撃による自由振動等によって、門型工作機械の装置全体が共振してしまうことがある。共振によって装置全体が大きく振動すると、砥石部分も大きく振動してしまい、被工作物の研削された表面に「びびり模様」と呼ばれる好ましくない模様が生じてしまう。 This type of portal machine tool also has a portal type due to forced vibration caused by the rotation of the grindstone and free vibration caused by impact generated when the rotating grindstone comes into contact with the workpiece when grinding the workpiece with a rotating grindstone. The entire machine tool device may resonate. When the entire apparatus vibrates greatly due to resonance, the grindstone portion also vibrates greatly, resulting in an undesirable pattern called “chatter pattern” on the ground surface of the workpiece.
従来、門型工作機械における装置全体の共振を避けるために、以下のような手法が採用されている。 Conventionally, in order to avoid resonance of the entire apparatus in a portal machine tool, the following method is employed.
門型工作機械の装置に錘を付加する。 A weight is added to the portal machine tool.
門型工作機械の装置を補強して剛性を増す（装置の固有振動数を変化させる）。 Strengthen the device of the portal machine tool to increase the rigidity (change the natural frequency of the device).
門型工作機械の装置の設置の境界条件を変える（装置の固有振動数を変化させる）。 Change the installation boundary conditions of the portal machine tool (change the natural frequency of the machine).
砥石の回転数を変更する（加振側の振動数を変化させる）。 Change the rotation speed of the grindstone (change the vibration frequency on the excitation side).
クロスレールに動吸振器を取り付ける（振動レベルを低減）などが行われてきた。 For example, a dynamic vibration absorber is attached to the cross rail (reducing the vibration level).
しかし、以下のような問題点があった。 However, there were the following problems.
錘の付加、装置の補強による方法では、装置の大型化に加えて、振動モードが変わる度に錘、補強材の変更を必要とする。 In the method of adding a weight and reinforcing the device, in addition to increasing the size of the device, it is necessary to change the weight and the reinforcing material every time the vibration mode changes.
設置の境界条件を変更する方法では、振動モードが変わる度に境界条件の変更を必要とする。 In the method of changing the installation boundary condition, the boundary condition needs to be changed every time the vibration mode changes.
砥石の回転数を変更する方法では、砥石の回転数は工作精度に影響するので変更に限度がある。 In the method of changing the rotational speed of the grindstone, the rotational speed of the grindstone affects the work accuracy, so there is a limit to the change.
動吸振器を取り付ける方法では、振動の問題を引き起こす低次のいくつかの振動モードにわたって対応できないだけでなく、動吸振器の重量によりクロスレールがたわみ、工作精度（平面度）に影響を及ぼす。 The method of attaching the dynamic vibration absorber cannot cope with several vibration modes of lower orders that cause vibration problems, but also the weight of the dynamic vibration absorber causes the cross rail to bend and affects the work accuracy (flatness).
本発明の課題は、加工精度、特に平面度に影響を及ぼすことなく、振動の問題を引き起こすモード（周波数）に対して吸振機能を発揮できる門型工作機械を提供することにある。 The subject of this invention is providing the portal machine tool which can exhibit a vibration absorption function with respect to the mode (frequency) which causes the problem of vibration, without affecting processing precision, especially flatness.
本発明は、少なくとも２本のコラムとこれら２本のコラムで支持されたクロスレールとによる門型構造を有する工作機械において、前記コラムとクロスレールがクロスする少なくとも２箇所の少なくとも一方に動吸振器を設置したことを特徴とする。 The present invention provides a dynamic vibration absorber in at least one of at least two places where the column and the cross rail cross each other in a machine tool having a portal structure including at least two columns and a cross rail supported by the two columns. It is characterized by having installed.
なお、前記動吸振器は、前記クロスレール又は前記コラムの内部又は外部のいずれに設置されても良い。 The dynamic vibration absorber may be installed either inside or outside the cross rail or the column.
前記動吸振器は、前記クロスレールの延在方向である第１の方向の振動に対する吸振機能を持つもの、または前記クロスレールの延在方向である第１の方向に対して直角かつ水平な第２の方向の振動に対する吸振機能を持つもの、あるいは前記クロスレールの延在方向である第１の方向の振動に対する吸振機能と前記クロスレールの延在方向に対して直角かつ水平な第２の方向の振動に対する吸振機能とを持つものである。 The dynamic vibration absorber has a vibration absorption function with respect to vibration in a first direction that is an extension direction of the cross rail, or a first and a right angle with respect to the first direction that is the extension direction of the cross rail. 2 having a vibration absorbing function with respect to vibration in the direction of 2 or a second direction perpendicular to and horizontal with respect to the vibration absorbing function with respect to vibration in the first direction which is the extending direction of the cross rail and the extending direction of the cross rail It has a vibration absorption function against vibrations.
本発明による門型工作機械は、クロスレールとコラムの付け根部分（クロスする位置）に動吸振器を設置することにより、クロスレールには余計な荷重が作用しないので、クロスレールの撓みの影響を回避できる。これによって、クロスレールに水平方向に移動可能に設けられる工作具用の主軸ヘッドの水平方向の高さの精度が維持できるため、研削等の加工に伴う被工作物の平面度も維持できる。 In the portal machine tool according to the present invention, since a dynamic vibration absorber is installed at the base portion (crossing position) of the cross rail and the column, an excessive load does not act on the cross rail. Can be avoided. Thereby, since the accuracy of the horizontal height of the spindle head for a tool provided on the cross rail so as to be movable in the horizontal direction can be maintained, the flatness of the workpiece accompanying the processing such as grinding can also be maintained.
本発明による門型工作機械はまた、クロスレールとコラムの付け根部分（クロスする位置）に動吸振器を設置することにより、門型部の制振だけでなく、主軸ヘッドにおける振動も低減することができ、加工（研削）精度の向上、問題となるびびり振動の低減、びびり模様を抑制することができる。 The portal machine tool according to the present invention can reduce not only the vibration of the portal part but also the vibration at the spindle head by installing a dynamic vibration absorber at the base part (crossing position) of the cross rail and column. It is possible to improve machining (grinding) accuracy, reduce chatter vibrations that are problematic, and suppress chatter patterns.
図１を参照して、本発明が適用される門型工作機械の一例を説明する。 An example of a portal machine tool to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図１に示した門型工作機械は、コラムが１０−１、１０−２の２本でこれらが固定式のものである。便宜上、被工作物を載せるテーブルは図示を省略しているが、２本のコラム１０−１、１０−２の間に配置される。通常、テーブルは、２本のコラム１０−１、１０−２を結ぶ線分に対して直交する水平方向に移動可能にされる。 The portal machine tool shown in FIG. 1 has two columns 10-1 and 10-2, which are fixed. For convenience, the table on which the workpiece is placed is not shown, but is disposed between the two columns 10-1 and 10-2. Normally, the table is movable in the horizontal direction perpendicular to the line segment connecting the two columns 10-1 and 10-2.
２本のコラム１０−１、１０−２の上端部にはクロスレール２０が掛け渡されて固定されている。クロスレール２０の側面にはその延在方向（第１の方向）に上下２本のレール２０−１が設けられ、更にこの２本のレール２０−１に沿ってスライド可能なようにサドル３０が取り付けられている。サドル３０には、これと一体にスライド可能な主軸ヘッド４０が取り付けられている。主軸ヘッド４０は、その下端側に、ここでは砥石による工作具５０を有し、サドル３０に対し、上下方向にスライド可能にされている。以下では、主軸ヘッド４０が取り付けられているクロスレール２０の側面を前面側と呼び、反対側の面を背面側と呼ぶことがある。
A
なお、図示しないテーブルの駆動源は、油圧シリンダ機構、あるいはモータとラック・ピニオン機構の組み合わせにより実現できる。また、サドル３０と一体の主軸ヘッド４０の水平スライド駆動、主軸ヘッド４０の上下スライド駆動はサーボモータとボールネジの組み合わせにより実現できる。更に、工作具５０（砥石）の回転駆動はモータで実現できる。勿論、これらは一例にすぎず、リニアモータ、空気圧シリンダ機構等、様々な駆動源を用いることができる。
The table drive source (not shown) can be realized by a hydraulic cylinder mechanism or a combination of a motor and a rack and pinion mechanism. Further, the horizontal slide drive of the
また、図１に示した門型工作機械は、クロスレール２０の一端側が、一方のコラム１０−１の上端から張り出した部分（以下、オーバーハング部と呼ぶ）を持つように構成されているが、これは以下の理由によるものである。
The portal machine tool shown in FIG. 1 is configured such that one end side of the
クロスレール２０には異なる種類の主軸ヘッドが２つ装着（２ヘッド式）される場合がある。この場合、一方の主軸ヘッドを使用している際は、他方の主軸ヘッドが邪魔になる。このため、クロスレール２０のオーバーハング部を、他方の主軸ヘッドを退避させるための退避部として利用できるようにしている。
There are cases where two different types of spindle heads are mounted on the cross rail 20 (two-head type). In this case, when one spindle head is used, the other spindle head becomes an obstacle. For this reason, the overhang part of the
勿論、主軸ヘッドが１つの場合であっても、オーバーハング部を、段取り換え（テーブルの高さを変える）の際や、被工作物に対する測定の際などにテーブル上から主軸ヘッドを逃すための退避場所として利用できる。従って、オーバーハング部が、両側に確保されている機種もある。しかしながら、オーバーハング部は本発明に必須の要素ではなく、省略されても良い。 Of course, even if there is only one spindle head, the overhang part is used to replace the spindle head from the table when changing the setup (changing the height of the table) or when measuring the workpiece. It can be used as a shelter. Therefore, there is a model in which the overhang portion is secured on both sides. However, the overhang portion is not an essential element in the present invention and may be omitted.
本発明は、上記のような門型工作機械に動吸振器（制振装置）を設置することにより、前述した振動に起因する問題を解消できるようにしている。特に、前述した振動に起因する問題を効率よく解消するためには、動吸振器の設置箇所が重要であり、以下に幾つかの実施形態をあげて説明する。なお、動吸振器の構造については後述する。 In the present invention, by installing a dynamic vibration absorber (vibration control device) in the portal machine tool as described above, the above-described problems caused by vibration can be solved. In particular, in order to efficiently solve the problems caused by the vibration described above, the location of the dynamic vibration absorber is important, and several embodiments will be described below. The structure of the dynamic vibration absorber will be described later.
動吸振器の設置箇所は、クロスレール２０とコラム（１０−１、１０−２の少なくとも一方）がクロスする部分が好ましく、クロスレールの内部、外部、コラムの内部、外部のいずれでも良い。
The place where the dynamic vibration absorber is installed is preferably a portion where the
図２は、図１に示した門型工作機械に本発明を適用した第１の実施形態を示し、クロスレール２０の背面側から見た図である。本実施形態では、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２がクロスする２箇所であって、しかもクロスレール２０の外側に動吸振器６０−１、６０−２を設置している。動吸振器をクロスレール２０の外側に設置する場合には、主軸ヘッド４０のスライドを妨げないようにするために、クロスレール２０の背面側に設置する。動吸振器の設置箇所が外側であれば、動吸振器の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。
FIG. 2 shows a first embodiment in which the present invention is applied to the portal machine tool shown in FIG. 1, and is a view seen from the back side of the
図２の実施形態の変形例として、動吸振器は、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２がクロスする２箇所のうちの一方で、しかもクロスレール２０の外側に設置するようにしても良い。図３は、この変形例を示し、本例では、クロスレール２０とコラム１０−２がクロスする箇所であって、しかもクロスレール２０の外側（背面側）に動吸振器６０−２を設置している。
As a modification of the embodiment of FIG. 2, the dynamic vibration absorber is installed at one of the two locations where the
本発明の第２の実施形態として、動吸振器は、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２がクロスする２箇所の少なくとも一方で、しかもクロスレール２０の内側に設置されても良い。
As a second embodiment of the present invention, the dynamic vibration absorber may be installed at least one of two locations where the
図４（ａ）〜（ｄ）は、図１に示した門型工作機械に本発明を適用した第２の実施形態を示す。本実施形態では、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２がクロスする２箇所であって、しかもクロスレール２０の内側に動吸振器６０−１、６０−２を設置している。なお、図４（ａ）、図４（ｃ）は、動吸振器６０−１、６０−２の内蔵形態を理解し易くするために、動吸振器６０−１、６０−２の周囲のクロスレール２０を一部除去した状態で、それぞれ前面側、背面側から見た門型工作機械を示している。図４（ｂ）、図４（ｄ）はそれぞれ、門型工作機械の外観を図４（ａ）、図４（ｃ）に対応する図面として示し、クロスレール２０に内蔵された動吸振器は外からは見えない。
4A to 4D show a second embodiment in which the present invention is applied to the portal machine tool shown in FIG. In the present embodiment, the dynamic vibration absorbers 60-1 and 60-2 are installed at two locations where the
動吸振器は、第２の実施形態のように、クロスレール２０と両側のコラム１０−１、１０−２の付け根部分の内側に設けるのが好ましい。両側が好ましいのは、前述した前倒れモード、横倒れモード、捩れモードのどのモードに対しても制振効果を発揮できるためであり、両側に同じ動吸振器を配置する方がバランスが良いためである。一方、内側が好ましいのは、クロスレール２０の内側の空いたスペースを有効に利用でき、装置全体がコンパクトになり、外観も良くなるためであり、加えて、動吸振器はコラムの中心軸上に位置する内側の方がバランスが良いためである。
As in the second embodiment, the dynamic vibration absorber is preferably provided inside the base portion of the
但し、上記実施形態はあくまでも好ましい形態であって、動吸振器の設置箇所は、上記の例に限定されず、例えば、クロスレールとコラムがクロスする箇所に近い場所であれば良い。 However, the said embodiment is a preferable form to the last, and the installation location of a dynamic vibration absorber is not limited to said example, For example, what is necessary is just a location near the location where a cross rail and a column cross.
図５、図６には門型工作機械に動吸振器を取り付けた場合と取り付けていない場合の比較データを示す。 5 and 6 show comparison data when the dynamic vibration absorber is attached to the portal machine tool and when it is not attached.
これらの比較データは、動吸振器を片側に取り付け、工作具５０として装着した砥石を鉛直方向に加振したときの、砥石の鉛直方向の応答データである。特に、図５が解析結果、図６が実験データであり、実験は実研削時の波形ではなく、加振試験時の結果である。また、応答データの縦軸は周波数応答関数（伝達関数）となっている（加振力あたりの加速度）。
These comparison data are response data in the vertical direction of the grindstone when the dynamic vibration absorber is attached to one side and the grindstone mounted as the
これらの比較データによれば、特定の周波数領域にピークを持つ振動が大きく抑制されていることが理解できる。 According to these comparison data, it can be understood that vibration having a peak in a specific frequency region is greatly suppressed.
次に、図７、図８を参照して、本実施形態に用いられる動吸振器の構造についていくつかの例を説明する。 Next, some examples of the structure of the dynamic vibration absorber used in this embodiment will be described with reference to FIGS.
図７は動吸振器の第１の例を示し、一方向の吸振（制振）機能を持つタイプである。図７（ａ）は第１の実施形態における動吸振器６０−２をクロスレール２０の上面側から見た図であり、図７（ｂ）は動吸振器６０−２を側面、つまりクロスレール２０の端部側から見た図である。図７（ｃ）は動吸振器６０−２の上部側を分解して示した図であるが、図７（ａ）、図７（ｂ）に示された一部の構成要素は図示を省略している。動吸振器６０−２の下部側も上下逆にした同じ構造を有し、動吸振器６０−１もまったく同じ構造を持つ。
FIG. 7 shows a first example of a dynamic vibration absorber, which has a one-way vibration absorption (vibration suppression) function. 7A is a view of the dynamic vibration absorber 60-2 in the first embodiment as viewed from the upper surface side of the
動吸振器６０−２は、断面略コ字形状の支持板６１、支持板６１のコ字形状内に間隔をおいて入り込むことができる形状の補助質量６２、ゴム材等によるばね部材（ダンパ）６３、押圧板６４、ボルト等の締め金具６５から成る。
The dynamic vibration absorber 60-2 includes a
支持板６１は、コ字形状の閉端側がクロスレール２０に接するようにボルト等（図示せず）でクロスレール２０に取り付けられる。補助質量６２は、その上下方向に平行な一面の上下両側に、支持板６１のコ字形状の上下の開放端に対向することのできる略Ｌ字形状部６２−２１を有する。Ｌ字形状部６２−２１は、厳密に言えば、その中間部に切り欠き（穴でも良い）６２−２２を持つ。
The
ばね部材６３は、図７（ｃ）で示す上部側について言えば、支持板６１のコ字形状の開放端とこれに対向するＬ字形状部６２−２１との間に介在するように設置される２枚（図７（ｃ）では図示省略）と、このＬ字形状部６２−２１とこれに対向する押圧板６４との間に介在するように設置される２枚の合計４枚からなる。なお、支持板６１のコ字形状の内部と補助質量６２の下端面との間にもばね部材６３と同様の複数のばね部材６６を介在させている。
7C, the
支持板６１のコ字形状の開放端の中間部とこれに対応する押圧板６４の中間部にはそれぞれネジ穴６１−２１、穴６４−２１を有する。
A screw hole 61-21 and a hole 64-21 are provided in the middle part of the U-shaped open end of the
上記のように４枚のばね部材６３を介在させた状態で穴６４−２１を通してネジ穴６１−２１にボルト等の締め金具６５を螺入することにより、ばね部材６３、Ｌ字形状部６２−２１、ばね部材６３、押圧板６４が、矢印Ａで示す方向（前後方向、第２の方向）に重ねられた状態で支持板６１の開放端に押圧される。クロスレール２０が振動して支持板６１が振動すると、補助質量６２も振動する。上記のように各要素を前後方向に重ねることで、特に前後倒れモード、捩れモードに対して顕著な制振効果を得ることができる。
As described above, the
ここで、締め金具６５の螺入量を調整してばね部材６３の厚さ（初期縮み量）、すなわち支持板６１のコ字形状の開放端と押圧板６４との間の間隔を調整することでばね部材６３の剛性が変化し、矢印Ａで示す方向の振動に対して吸振（制振）を行なう共振周波数（図５、図６に実線で示す特性のピークに対応する周波数）を調整、設定することができる。
Here, by adjusting the screwing amount of the
なお、ばね部材６３、Ｌ字形状部６２−２１、ばね部材６３、押圧板６４の重ね方向は、前後方向（第２の方向）に限らず、クロスレールの延在方向（第１の方向）に重ねられても良い。この場合は、特に横倒れモード、捩れモードに対して顕著な制振効果を得ることができる。２つのばね部材６３、６３は一方のみでも良く、絞め金具は押圧力を調整できるものであれば良くボルトに限らない。更に、図７（ｃ）に一点鎖線で示すように支持板６１を中空とした場合には穴６４−２１をネジ穴とし、ネジ穴６１−２１を穴としても良いし、６４−２１と６１−２１の双方を穴として寸切りボルトとナットで締めても良い。
Note that the overlapping direction of the
図８は動吸振器の第２の例を示し、二方向の吸振（制振）機能を持つタイプである。図８（ａ）は動吸振器６０−２’をクロスレール２０の上面側から見た図であり、図８（ｂ）は動吸振器６０−２’を側面、つまりクロスレール２０の端部側から見た図である。図７と同じ構成要素には同じ参照番号を付している。
FIG. 8 shows a second example of the dynamic vibration absorber, which is a type having a bi-directional vibration absorption (vibration suppression) function. 8A is a view of the dynamic vibration absorber 60-2 ′ viewed from the upper surface side of the
第２の例が図７に示した第一の例と異なる点は以下の通りである。第２の例による動吸振器６０−２’は、第１の例で説明した矢印Ａで示す方向（前後方向、第２の方向）の振動に対する吸振（制振）機能に加えて、矢印Ｂで示す方向（左右方向、つまりクロスレール２０の延在方向、第１の方向）の振動に対する吸振（制振）機能を持つ。すなわち、前後倒れモード、横倒れモード、捩れモードのいずれに対しても顕著な制振効果を得ることができる。
The second example is different from the first example shown in FIG. 7 as follows. The dynamic vibration absorber 60-2 ′ according to the second example includes an arrow B in addition to the vibration absorption (damping) function for the vibration in the direction (front-rear direction, second direction) indicated by the arrow A described in the first example. It has a vibration absorption (vibration suppression) function for vibration in the direction indicated by (left and right direction, that is, the extending direction of the
このために、補助質量６２’は、その上下方向に平行な一面の上下両側に第１の例で説明したのと同じ略Ｌ字形状部６２−２１を有するほか、前記一面に隣接する上下方向に平行な他の一面の上下両側にも略Ｌ字形状部６２−２１’を有する。上下の略Ｌ字形状部６２−２１’は、支持板６１のコ字形状の上下の側端に対向する。Ｌ字形状部６２−２１’は、前述したＬ字形状部６２−２１と同様、その中間部に切り欠き（穴でも良い）６２−２２’を持つ。
For this purpose, the
ばね部材６３は、図８（ａ）に示される上部側について言えば、支持板６１のコ字形状の上側の側端とこれに対向するＬ字形状部６２−２１’との間に介在するように設置される２枚と、このＬ字形状部６２−２１’とこれに対向する押圧板６４との間に介在するように設置される２枚の合計４枚からなる。なお、図示していないが、支持板６１のコ字形状の内部と補助質量６２’の下端面との間にも、第１の例のばね部材６６と同様の複数のばね部材を介在させている。
8A, the
支持板６１のコ字形状の側端の中間部にはネジ穴を有し、これに対応する押圧板６４の中間部には穴（いずれも図示省略）を有する。第１の実施形態と同様、ネジ穴と穴の関係は逆であっても良いし、寸切りボルトとナットを用いるのであれば双方とも穴にしても良い。
A screw hole is provided in the middle part of the U-shaped side end of the
上記のように４枚のばね部材６３を介在させた状態で、Ａ方向、Ｂ方向のそれぞれについて押圧板６４の穴を通して支持板６１のネジ穴に締め金具６５を螺入する。締め金具６５の螺入量を調整して支持板６１のコ字形状の開放端あるいは側端と押圧板６４との間の間隔を調整することでばね部材６３の剛性が変化し、矢印Ａで示す方向（前後方向）と矢印Ｂで示す方向（左右方向）の二方向の振動に対して吸振（制振）を行なう共振周波数を調整、設定することができる。
With the four
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
上記実施形態による門型工作機械は、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２の付け根部分に動吸振器（制振装置）６０−１、６０−２を設置することにより、クロスレール２０には余計な荷重が作用しないので、クロスレール２０の撓みの影響を回避できる。これによって、クロスレール２０に水平方向に移動可能に設けられた移動体（サドル３０、主軸ヘッド４０、工作具６０）の水平方向の高さの精度が維持できるため、研削等の加工に伴う被工作物の平面度も維持できる。
The portal machine tool according to the above embodiment has the
上記実施形態による門型工作機械はまた、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２の付け根部分（クロスする位置）にそれぞれ動吸振器（制振装置）６０−１、６０−２（６０−２’）を設置することにより、振動の問題を引き起こす低次のいくつかの振動モードにわたって制振効果が発揮できる。すなわち、本実施形態における動吸振器の設置箇所は、低次のモードとして現れ、振動の問題となりやすい、門型工作機械の前後倒れモード、横倒れモード、捩れモードに対して効果的な場所である。加えて、第２の実施形態のような複数方向に制振効果が得られる動吸振器を設置することで、これらのモード全てに対して制振効果を発揮することが可能となる。
The portal machine tool according to the above embodiment also has dynamic vibration absorbers (vibration control devices) 60-1 and 60-2 (60) at the base portions (crossing positions) of the
上記実施形態による門型工作機械は更に、クロスレール２０とコラム１０−１、１０−２の付け根部分（クロスする位置）に動吸振器（制振装置）６０−１、６０−２（６０−２’）を設置することにより、門型部（クロスレールとコラム）の制振だけでなく、主軸ヘッドにおける振動も低減することができ、加工（研削）精度の向上、問題となるびびり振動の低減、びびり模様を抑制することができる。
The portal machine tool according to the above embodiment further includes dynamic vibration absorbers (vibration control devices) 60-1 and 60-2 (60-) at the base portions (crossing positions) of the
加えて、クロスレール２０やコラム１０−１、１０−２は鋳物製であるため中にスペース（空間）が存在することが多く、この場合、動吸振器６０−１、６０−２（６０−２’）はクロスレール２０やコラム１０−１、１０−２の内側に設置することができるので、空いているスペースを有効に利用することができる。
In addition, since the
上記実施形態の説明中にも記載したように、動吸振器（制振装置）の設置場所は、クロスレールとコラムの付け根部分（クロスする位置）で、外側（クロスレールやコラムの外側であって、背面側だけでなく、上面、下面、前面、側端面に設置しても同様の効果を発揮する）、内側（クロスレールやコラムの内部）、両側（クロスレールと２本のコラムの付け根部分の両側）、片側（クロスレールと２本のコラムの付け根部分の片側）のいずれでも良く、外側で両側、外側で片側、内側で両側、内側で片側の４種類の組み合わせで提供され得る。 As described in the description of the above embodiment, the installation location of the dynamic vibration absorber (vibration control device) is the base portion (crossing position) between the cross rail and the column, and the outside (the outside of the cross rail or column). In addition to the rear side, the same effect can be achieved by installing it on the top, bottom, front, and side end faces), inside (inside the cross rail or column), both sides (the root of the cross rail and two columns) Either side of the portion) or one side (one side of the base portion of the cross rail and the two columns) may be provided, and may be provided in four types of combinations of both sides on the outside, one side on the outside, both sides on the inside, and one side on the inside.
本発明は、少なくとも２本のコラムとこれら２本のコラムの間に掛け渡されたクロスレールとによる門型構造（Ｈ型を含む）を有する工作機械全般に適用可能であり、工作具は実施形態で説明した砥石に限らず、ドリル、エンドミル、バイトなども適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to all machine tools having a gate-type structure (including an H-type) having at least two columns and a cross rail spanned between the two columns. Not only the grindstone described in the form but also a drill, an end mill, a bite, etc. are applicable.
１０−１、１０−２ コラム
２０ クロスレール
２０−１ レール
３０ サドル
４０ 主軸ヘッド
５０ 工作具
６０−１、６０−２、６０−２’ 動吸振器
10-1, 10-2
Claims (4)
前記コラムとクロスレールがクロスする少なくとも２箇所の少なくとも一方に動吸振器を設置し、
前記動吸振器は、前記クロスレールの延在方向である第１の方向の振動に対する吸振機能を持つものであって、前記クロスレール又は前記コラムに取付けられる支持部材と、該支持部材からの振動を受けて振動する質量部材と、ばね部材と、前記支持部材に対して前記ばね部材、前記質量部材の一部の順序で前記第１の方向に関して重ねた状態で押圧部材を介して前記支持部材に押圧する金具とを含み、前記金具による押圧調整により前記ばね部材の厚さを調整してその剛性を変化させることにより、前記第１の方向の振動に対して吸振を行なう共振周波数を調整することを特徴とする門型工作機械。 In a machine tool having a portal structure with at least two columns and a cross rail supported by these two columns,
A dynamic vibration absorber is installed in at least one of at least two places where the column and the cross rail cross ,
The dynamic vibration absorber has a vibration absorbing function with respect to vibration in a first direction that is an extending direction of the cross rail, and includes a support member attached to the cross rail or the column, and vibration from the support member. Receiving and vibrating mass member, spring member, and support member through the pressing member in a state where the spring member and the mass member are overlapped with respect to the first direction in the order of a part of the mass member. And adjusting the resonance frequency to absorb vibrations in the first direction by adjusting the thickness of the spring member by adjusting the pressure by the metal fitting and changing its rigidity. A portal machine tool characterized by this.
前記コラムとクロスレールがクロスする少なくとも２箇所の少なくとも一方に動吸振器を設置し、
前記動吸振器は、前記クロスレールの延在方向である第１の方向に対して直角かつ水平な第２の方向の振動に対する吸振機能を持つものであって、前記クロスレール又は前記コラムに取付けられる支持部材と、該支持部材からの振動を受けて振動する質量部材と、ばね部材と、前記支持部材に対して前記ばね部材、前記質量部材の一部の順序で前記第２の方向に関して重ねた状態で押圧部材を介して前記支持部材に押圧する金具とを含み、前記金具による押圧調整により前記ばね部材の厚さを調整してその剛性を変化させることにより、前記第２の方向の振動に対して吸振を行なう共振周波数を調整することを特徴とする門型工作機械。 In a machine tool having a portal structure with at least two columns and a cross rail supported by these two columns,
A dynamic vibration absorber is installed in at least one of at least two places where the column and the cross rail cross,
The dynamic vibration absorber has a vibration absorbing function with respect to vibration in a second direction that is perpendicular to the first direction, which is the extending direction of the cross rail, and is attached to the cross rail or the column. A support member, a mass member that vibrates in response to vibration from the support member, a spring member, and a portion of the spring member and the mass member that overlaps the support member with respect to the second direction. The second direction of vibration by adjusting the thickness of the spring member by changing the rigidity of the spring member by adjusting the pressure by the pressing member. A portal machine characterized by adjusting a resonance frequency for absorbing vibration .
前記コラムとクロスレールがクロスする少なくとも２箇所の少なくとも一方に動吸振器を設置し、
前記動吸振器は、前記クロスレールの延在方向である第１の方向の振動に対する吸振機能と前記クロスレールの延在方向に対して直角かつ水平な第２の方向の振動に対する吸振機能とを持つものであって、前記クロスレール又は前記コラムに取付けられる支持部材と、該支持部材からの振動を受けて振動する質量部材と、ばね部材と、前記支持部材に対して前記ばね部材、前記質量部材の一部の順序で前記第２の方向に関して重ねた状態で押圧部材を介して前記支持部材に押圧する金具と、別のばね部材と、前記支持部材に対して前記別のばね部材、前記質量部材の他の一部の順序で前記第１の方向に関して重ねた状態で別の押圧部材を介して前記支持部材に押圧する別の金具と、を含み、
前記金具による押圧調整により前記ばね部材の厚さを調整してその剛性を変化させることにより、前記第２の方向の振動に対して吸振を行なう共振周波数を調整し、
前記別の金具による押圧調整により前記別のばね部材の厚さを調整してその剛性を変化させることにより、前記第１の方向の振動に対して吸振を行なう共振周波数を調整することを特徴とする門型工作機械。 In a machine tool having a portal structure with at least two columns and a cross rail supported by these two columns,
A dynamic vibration absorber is installed in at least one of at least two places where the column and the cross rail cross,
The dynamic vibration absorber has a vibration absorbing function with respect to vibration in a first direction which is an extending direction of the cross rail and a vibration absorbing function with respect to vibration in a second direction perpendicular to the extending direction of the cross rail. A support member attached to the cross rail or the column; a mass member that vibrates in response to vibration from the support member; a spring member; the spring member with respect to the support member; the mass A metal member that presses against the support member via the pressing member in a state of being overlapped with respect to the second direction in a partial order of the member, another spring member, the another spring member with respect to the support member, Another fitting that presses against the support member via another pressing member in a state of being overlapped with respect to the first direction in the order of the other part of the mass member,
By adjusting the thickness of the spring member by adjusting the pressure by the metal fitting and changing its rigidity, the resonance frequency for absorbing vibration with respect to the vibration in the second direction is adjusted,
The resonance frequency for absorbing vibration with respect to the vibration in the first direction is adjusted by adjusting the thickness of the another spring member by adjusting the pressure by the other metal fitting and changing its rigidity. Portal machine tool.
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