JP5936502B2

JP5936502B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP5936502B2
Application number: JP2012209878A
Authority: JP
Inventors: 木下　俊之; 俊之木下; 哲古立
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2014065084A

Description

本発明は、主軸を回転可能に支持するラムのたわみを補正することができる工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool capable of correcting the deflection of a ram that rotatably supports a main shaft.

一般に、横中ぐり盤等の工作機械では、工具を装着可能な主軸を、ラム内に回転可能に支持すると共に、そのラムを水平方向に繰り出し可能に支持している。そして、ラムとワークとの相対的な直交３軸方向の移動と、そのラムの繰り出しとを制御することにより、ワークに対して、所望の加工を行うことができる。 In general, in a machine tool such as a horizontal boring machine, a spindle on which a tool can be mounted is rotatably supported in a ram, and the ram is supported so as to be fed out in a horizontal direction. Then, by controlling the relative movement of the ram and the workpiece in the three orthogonal axes and feeding of the ram, the workpiece can be processed as desired.

また、上述した工作機械においては、ラムが水平方向に繰り出されると、その繰り出し量に応じて、ラム自身にたわみが生じてしまうことがある。このように、ラムにたわみが生じると、当該ラムに支持された主軸の先端位置に、上下方向の誤差が発生するため、加工精度が低下するおそれがあった。 In the above-described machine tool, when the ram is extended in the horizontal direction, the ram itself may bend depending on the amount of extension. As described above, when the ram is deflected, an error in the vertical direction occurs at the tip position of the main shaft supported by the ram, which may reduce the machining accuracy.

そこで、従来から、ラムの繰り出しによるそれ自身のたわみを補正することができる工作機械が提供されている。そして、このような、従来の工作機械は、例えば、特許文献１に開示されている。 Therefore, conventionally, there has been provided a machine tool capable of correcting its own deflection due to the feeding of the ram. Such a conventional machine tool is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開２０１１−９８４１０号公報JP 2011-98410 A

一方、マシニングセンタ等の工作機械の中には、ラムを上下方向に繰り出し可能に支持するだけでなく、更に、そのラムを水平軸周りに旋回可能に支持するようにしたものがある。これにより、上記工作機械では、ラムを鉛直方向に対して傾かせた状態で、ワークに対する加工を行うことができる。 On the other hand, some machine tools such as a machining center not only support the ram so that it can be extended in the vertical direction, but also support the ram so that it can pivot about a horizontal axis. Thereby, in the said machine tool, the process with respect to a workpiece | work can be performed in the state which inclined the ram with respect to the perpendicular direction.

つまり、上述した工作機械では、ラムが旋回すると、その旋回角度に応じて、ラム自身にたわみが生じてしまう。よって、このような工作機械においては、ラムのたわみを補正する際に、当該ラムの繰り出し量のみを考慮したのでは、加工精度の低下を防止することができないおそれがある。 In other words, in the above-described machine tool, when the ram turns, the ram itself bends according to the turning angle. Therefore, in such a machine tool, when only the amount of ram feeding is taken into account when correcting the ram deflection, it may not be possible to prevent a reduction in machining accuracy.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ラムの繰り出し及び旋回によって生じる当該ラム自身のたわみを補正することにより、加工精度の低下を防止することができる工作機械を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described problem, and provides a machine tool capable of preventing a reduction in machining accuracy by correcting the deflection of the ram itself caused by the feeding and turning of the ram. Objective.

上記課題を解決する第１の発明に係る工作機械は、
移動可能に支持されるサドルと、
主軸を回転可能に支持すると共に、前記サドルに対して、前記主軸の軸心方向に繰り出し可能で、且つ、前記主軸の軸心と直交する旋回軸周りに旋回可能に支持されるラムと、
前記ラム内に設けられ、前記ラムの先端を上方に向けて引っ張り上げることにより、前記ラムのたわみを補正するテンションバーと、
前記ラム内に形成されるシリンダ部と、
前記テンションバーに設けられ、前記シリンダ部内に摺動可能に支持されるピストン部と、
前記シリンダ部内に圧力を供給して、前記ピストン部を摺動させる圧力供給手段と、
前記圧力供給手段によって供給される圧力を、前記ラムの繰り出し量に応じて制御する繰り出し用圧力制御弁と、
前記ラムの繰り出し動作に連動して回転し、前記繰り出し用圧力制御弁を開閉させる繰り出し用カムと、
前記圧力供給手段によって供給される圧力を、前記ラムの旋回角度に応じて制御する旋回用圧力制御弁と、
前記ラムの旋回動作に連動して回転し、前記旋回用圧力制御弁を開閉させる旋回用カムとを備え、
前記テンションバーの引張力を、前記ラムの繰り出し量及び旋回角度に応じて制御する
ことを特徴とする。 A machine tool according to a first invention for solving the above-described problem is
A saddle supported movably,
A ram that rotatably supports the main shaft, and that can be extended with respect to the saddle in the axial direction of the main shaft, and that is supported so as to be rotatable about a swivel axis perpendicular to the axis of the main shaft;
A tension bar that is provided in the ram and corrects the deflection of the ram by pulling the tip of the ram upward ;
A cylinder part formed in the ram;
A piston part provided on the tension bar and slidably supported in the cylinder part;
Pressure supply means for supplying pressure into the cylinder part and sliding the piston part;
A supply pressure control valve for controlling the pressure supplied by the pressure supply means in accordance with the supply amount of the ram;
A feeding cam that rotates in conjunction with the feeding operation of the ram and opens and closes the feeding pressure control valve;
A turning pressure control valve for controlling the pressure supplied by the pressure supply means according to the turning angle of the ram;
A turning cam that rotates in conjunction with the turning operation of the ram and opens and closes the turning pressure control valve;
The tension force of the tension bar is controlled in accordance with the ram feed amount and the turning angle.

上記課題を解決する第２の発明に係る工作機械は、
前記繰り出し用カムのカム形状は、前記繰り出し用カムの回転角度に対応させた前記繰り出し量と、前記繰り出し用圧力制御弁の設定圧力とに基づいて設定され、
前記旋回用カムのカム形状は、前記旋回用カムの回転角度に対応させた前記旋回角度と、前記旋回用圧力制御弁の設定圧力とに基づいて設定される
ことを特徴とする。 A machine tool according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The cam shape of the feeding cam is set based on the feeding amount corresponding to the rotation angle of the feeding cam and the set pressure of the feeding pressure control valve,
The cam shape of the turning cam is set based on the turning angle corresponding to the rotation angle of the turning cam and the set pressure of the turning pressure control valve.

従って、本発明に係る工作機械にとれば、ラムの繰り出し及び旋回によって生じる当該ラム自身のたわみを、その繰り出し量及び旋回角度に応じて補正することができるので、加工精度の低下を防止することができる。 Therefore, according to the machine tool of the present invention, the deflection of the ram itself caused by the ram feeding and turning can be corrected according to the feeding amount and the turning angle, thereby preventing a reduction in machining accuracy. Can do.

本発明の一実施例に係る工作機械の正面図である。1 is a front view of a machine tool according to an embodiment of the present invention. ラムの支持構造を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the support structure of the ram. 図２のIII−III矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2. テンションバーの支持構造を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the support structure of the tension bar. 本発明の一実施例に係る工作機械に設けられた油圧装置の概略図である。It is the schematic of the hydraulic device provided in the machine tool which concerns on one Example of this invention. （ａ）は旋回用板カムのカム形状を示した図、（ｂ）は旋回用板カムの回転角度に対応させた旋回角度と、旋回用油圧制御弁の設定圧力との関係を示した線図である。(A) is a diagram showing the cam shape of the turning plate cam, (b) is a line showing the relationship between the turning angle corresponding to the rotation angle of the turning plate cam and the set pressure of the turning hydraulic control valve. FIG. （ａ）は繰り出し用板カムのカム形状を示した図、（ｂ）は繰り出し用板カムの回転角度に対応させた繰り出し量と、繰り出し用油圧制御弁の設定圧力との関係を示した線図である。(A) is a diagram showing the cam shape of the feeding plate cam, (b) is a line showing the relationship between the feeding amount corresponding to the rotation angle of the feeding plate cam and the set pressure of the feeding hydraulic control valve. FIG.

以下、本発明に係る工作機械について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示すように、門形をなす工作機械１の下部には、ベッド１１が設けられている。このベッド１１の幅方向中央部には、テーブル１２がＸ軸方向（機械前後方向）に移動可能に支持されており、このテーブル１２の上面には、ワークＷｏが着脱可能に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, a bed 11 is provided at the lower part of a machine tool 1 having a gate shape. A table 12 is supported at the center in the width direction of the bed 11 so as to be movable in the X-axis direction (machine longitudinal direction). A work Wo is detachably attached to the upper surface of the table 12.

また、ベッド１１上には、左右一対のコラム１３ａ，１３ｂが立設されており、これらコラム１３ａ，１３ｂの上端間には、ブリッジ部１４が架け渡されている。そして、コラム１３ａ，１３ｂの前面には、クロスレール１５がＷ軸方向（機械上下方向）に昇降可能に支持されており、このクロスレール１５の前面には、サドル１６がＹ軸方向（機械左右方向）に移動可能に支持されている。 A pair of left and right columns 13a and 13b is erected on the bed 11, and a bridge portion 14 is bridged between the upper ends of the columns 13a and 13b. A cross rail 15 is supported on the front surfaces of the columns 13a and 13b so as to be movable up and down in the W-axis direction (machine vertical direction). A saddle 16 is mounted on the front surface of the cross rail 15 in the Y-axis direction (machine left and right). Direction).

更に、サドル１６には、ラム１７がＺ軸方向（後述する主軸１８の軸心方向）に繰り出し可能に支持されており、このラム１７内には、主軸１８が回転可能に支持されている。そして、主軸１８の先端には、工具Ｔが着脱可能に装着されている。 Further, a ram 17 is supported on the saddle 16 so as to be able to extend in the Z-axis direction (axial direction of a main shaft 18 to be described later), and the main shaft 18 is rotatably supported in the ram 17. A tool T is detachably attached to the tip of the main shaft 18.

ここで、図１乃至図３に示すように、サドル１６は、移動部材２１及び旋回部材２２から構成されている。移動部材２１は、クロスレール１５に対して、Ｙ軸方向に移動可能に支持されており、旋回部材２２は、その移動部材２１に対して、旋回軸Ａ周りに旋回可能に支持されている。なお、旋回部材２２の旋回中心（傾動中心）となる旋回軸Ａは、Ｘ軸方向と平行で、且つ、Ｚ軸方向（主軸１８の軸心）と直交している。 Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the saddle 16 includes a moving member 21 and a turning member 22. The moving member 21 is supported so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the cross rail 15, and the turning member 22 is supported so as to be turnable around the turning axis A with respect to the moving member 21. In addition, the turning axis A serving as the turning center (tilting center) of the turning member 22 is parallel to the X-axis direction and orthogonal to the Z-axis direction (axial center of the main shaft 18).

移動部材２１には、ラム旋回用モータ４１が設けられており、このラム旋回用モータ４１の出力軸４１ａには、ピニオン４２及び板カム（旋回用カム）４６が接続されている。そして、板カム４６のカム面には、油圧制御弁（旋回用圧力制御弁）４７の従動子４７ａが接触している。 The moving member 21 is provided with a ram turning motor 41, and a pinion 42 and a plate cam (turning cam) 46 are connected to an output shaft 41 a of the ram turning motor 41. A follower 47 a of a hydraulic control valve (swing pressure control valve) 47 is in contact with the cam surface of the plate cam 46.

一方、旋回部材２２には、ラム支持孔２２ａ、収納部２２ｂ、及び、ラック部２２ｃが形成されている。ラム支持孔２２ａは、旋回部材２２の中央部を上下方向に貫通するように形成されており、ラム１７をＺ軸方向に繰り出し可能に支持している。また、収納部２２ｂは、旋回部材２２における上部の一部分を開口するような有底孔となっており、ラム支持孔２２ａの側部と連通している。更に、ラック部２２ｃは、旋回部材２２の後面を形成しており、上記ピニオン４２と噛み合っている。 On the other hand, the slewing member 22 is formed with a ram support hole 22a, a storage portion 22b, and a rack portion 22c. The ram support hole 22a is formed so as to penetrate the central portion of the turning member 22 in the vertical direction, and supports the ram 17 so that the ram 17 can be extended in the Z-axis direction. The storage portion 22b is a bottomed hole that opens a part of the upper portion of the turning member 22, and communicates with the side portion of the ram support hole 22a. Further, the rack portion 22 c forms the rear surface of the revolving member 22 and meshes with the pinion 42.

また、ラム１７の側方には、モータ支持部材５１が配置されている。このモータ支持部材５１の上端には、ラム繰り出し用モータ５２が設けられており、当該モータ支持部材５１の下端は、収納部２２ｂ内に支持されている。更に、ラム繰り出し用モータ５２には、送りねじ５３が回転可能に連結されており、この送りねじ５３の下端は、収納部２２ｂ内において、歯車列５５を介して、板カム（繰り出し用カム）５６ａ，５６ｂと接続している。そして、板カム５６ａ，５６ｂのカム面には、油圧制御弁（繰り出し用圧力制御弁）５７ａ，５７ｂの従動子５７１ａ，５７１ｂが接触している。 Further, a motor support member 51 is disposed on the side of the ram 17. A ram feeding motor 52 is provided at the upper end of the motor support member 51, and the lower end of the motor support member 51 is supported in the storage portion 22b. Further, a feed screw 53 is rotatably connected to the ram feed motor 52, and the lower end of the feed screw 53 is a plate cam (feed cam) via a gear train 55 in the storage portion 22b. 56a and 56b are connected. The followers 571a and 571b of the hydraulic control valves (feeding pressure control valves) 57a and 57b are in contact with the cam surfaces of the plate cams 56a and 56b.

一方、ラム１７の側部には、螺合部材５４が設けられており、この螺合部材５４のねじ孔内には、上記送りねじ５３が螺合されている。 On the other hand, a screwing member 54 is provided on a side portion of the ram 17, and the feed screw 53 is screwed into a screw hole of the screwing member 54.

従って、ラム旋回用モータ４１を駆動させることにより、移動部材２１に対して、旋回部材２２を旋回軸Ａ周りに旋回させることができる。これにより、その旋回部材２２に支持されたラム１７（主軸１８、工具Ｔ）を、Ｚ軸方向に対して、所定の旋回角度（傾斜角度）αで傾斜させることができる。なお、旋回角度αは、鉛直軸（Ｚ軸、Ｗ軸）を基準として、反時計回り方向をプラス方向とし、時計回り方向をマイナス方向としている。 Therefore, by driving the ram turning motor 41, the turning member 22 can be turned around the turning axis A with respect to the moving member 21. Thereby, the ram 17 (main shaft 18, tool T) supported by the turning member 22 can be inclined at a predetermined turning angle (inclination angle) α with respect to the Z-axis direction. With respect to the turning angle α, the counterclockwise direction is a positive direction and the clockwise direction is a negative direction with respect to the vertical axis (Z axis, W axis).

また、ラム繰り出し用モータ５２を駆動させることにより、旋回部材２２に対して、ラム１７をＺ軸方向に繰り出すことができる。これにより、ラム１７（主軸１８、工具Ｔ）の繰り出し量ΔＺを調整することができる。 Further, the ram 17 can be fed out in the Z-axis direction with respect to the turning member 22 by driving the ram feeding motor 52. As a result, the feed amount ΔZ of the ram 17 (spindle 18, tool T) can be adjusted.

そして、上述したように、ラム１７を、繰り出したり、旋回させたりすると、当該ラム１７には、その繰り出し量ΔＺや旋回角度αに応じて、たわみが生じることになる。なお、ラム１７のたわみ量をδで示しており、このたわみ量δにおいては、ラム１７の旋回角度αがプラスの値となる場合にはプラスの値とし、ラム１７の旋回角度αがマイナスの値となる場合にはマイナスの値としている。 As described above, when the ram 17 is fed out or turned, the ram 17 is deflected according to the feeding amount ΔZ and the turning angle α. The deflection amount of the ram 17 is indicated by δ. In this deflection amount δ, when the turning angle α of the ram 17 is a positive value, it is a positive value, and the turning angle α of the ram 17 is a negative value. If it is a value, it is a negative value.

更に、図２乃至図４に示すように、ラム１７内における四隅には、左右二対のテンションバー３１ａ，３１ｂが、Ｚ軸方向に摺動可能に挿入されている。テンションバー３１ａ，３１ｂの上端には、ナット３４の上方からの締め付けによって、環状のピストン部材３２ａ，３２ｂが嵌合されている。一方、テンションバー３１ａ，３１ｂの下端には、ナット３４の下方からの締め付けによって、環状の引張用スリーブ３３ａ，３３ｂが嵌合されている。 Further, as shown in FIGS. 2 to 4, two pairs of left and right tension bars 31a and 31b are inserted into the four corners in the ram 17 so as to be slidable in the Z-axis direction. The annular piston members 32a and 32b are fitted to the upper ends of the tension bars 31a and 31b by tightening the nut 34 from above. On the other hand, annular tension sleeves 33a and 33b are fitted to the lower ends of the tension bars 31a and 31b by tightening the nut 34 from below.

また、ラム１７内における上部及び下部の四隅には、左右二対のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂ及び受け部１７２ａ，１７２ｂが、テンションバー３１ａ，３１ｂと同軸となるように形成されている。即ち、シリンダ部１７１ａ，１７１ｂ内には、ピストン部材３２ａ，３２ｂが摺動可能に支持されており、受け部１７２ａ，１７２ｂ内には、引張用スリーブ３３ａ，３３ｂが摺動可能に支持されている。 Further, two pairs of left and right cylinder portions 171a and 171b and receiving portions 172a and 172b are formed at the four corners of the upper and lower portions in the ram 17 so as to be coaxial with the tension bars 31a and 31b. That is, piston members 32a and 32b are slidably supported in the cylinder portions 171a and 171b, and tension sleeves 33a and 33b are slidably supported in the receiving portions 172a and 172b. .

従って、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂに対して、圧力を加減（給排）することにより、テンションバー３１ａ，３１ｂのピストン部材３２ａ，３２ｂを摺動させることができる。これにより、テンションバー３１ａ，３１ｂの引張用スリーブ３３ａ，３３ｂも、ラム１７の受け部１７２ａ，１７２ｂ内を摺動することになり、この摺動した引張用スリーブ３３ａ，３３ｂが、受け部１７２ａ，１７２ｂを上方に向けて引っ張り上げることになる。 Therefore, the piston members 32a and 32b of the tension bars 31a and 31b can be slid by adjusting the pressure to the cylinder portions 171a and 171b of the ram 17 (supply / discharge). Accordingly, the tension sleeves 33a and 33b of the tension bars 31a and 31b also slide in the receiving portions 172a and 172b of the ram 17, and the sliding tension sleeves 33a and 33b are moved to the receiving portions 172a and 172a. The 172b is pulled upward.

この結果、ラム１７の先端を、テンションバー３１ａ，３１ｂの引張力によって、上方に向けて引っ張りあげることができるので、当該ラム１７の先端を変位させ、最終的に、ラム１７全体のたわみを補正することができる。即ち、ラム１７の繰り出し量ΔＺ及び旋回角度αに応じて、そのシリンダ部１７１ａ，１７１ｂ内に供給する圧力を制御することにより、ラム１７のたわみ量δをゼロにすることができる。 As a result, the tip of the ram 17 can be pulled upward by the tension force of the tension bars 31a and 31b, so that the tip of the ram 17 is displaced and finally the deflection of the entire ram 17 is corrected. can do. That is, the deflection amount δ of the ram 17 can be made zero by controlling the pressure supplied into the cylinder portions 171a and 171b according to the feed amount ΔZ and the turning angle α of the ram 17.

そこで、工作機械１には、油圧をラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂ内に供給するための油圧装置（圧力供給手段）６０が設けられており、この油圧装置６０は、図５に示すような油圧回路を有している。 Therefore, the machine tool 1 is provided with a hydraulic device (pressure supply means) 60 for supplying hydraulic pressure into the cylinder portions 171a and 171b of the ram 17, and the hydraulic device 60 is as shown in FIG. It has a hydraulic circuit.

つまり、図５に示すように、油圧装置６０においては、タンク７１に貯められた油を、油圧供給管６１と、この油圧供給管６１の下流側端部から分岐した油圧分岐管６２ａ，６２ｂとを介して、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂ内に供給するようにしている。 That is, as shown in FIG. 5, in the hydraulic device 60, the oil stored in the tank 71 is divided into a hydraulic supply pipe 61 and hydraulic branch pipes 62 a and 62 b branched from the downstream end of the hydraulic supply pipe 61. The cylinders 171a and 171b of the ram 17 are supplied via

油圧供給管６１の上流側端部は、タンク７１と接続しており、当該油圧供給管６１には、ポンプ７２が設けられている。なお、ポンプ７２には、ポンプ駆動用モータ７３及び油圧計７４が接続されている。 The upstream end of the hydraulic supply pipe 61 is connected to a tank 71, and a pump 72 is provided in the hydraulic supply pipe 61. The pump 72 is connected to a pump driving motor 73 and a hydraulic pressure gauge 74.

一方、油圧分岐管６２ａ，６２ｂの下流側端部は、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂと接続しており、当該油圧分岐管６２ａ，６２ｂには、逆止弁７５ａ，７５ｂが設けられている。 On the other hand, the downstream ends of the hydraulic branch pipes 62a and 62b are connected to the cylinder parts 171a and 171b of the ram 17, and check valves 75a and 75b are provided in the hydraulic branch pipes 62a and 62b. .

また、油圧供給管６１における油圧分岐管６２ａ，６２ｂとの接続部よりも上流側には、油圧逃がし管６３が接続されている。そして、油圧逃がし管６３の下流側端部は、タンク７１と接続しており、当該油圧逃がし管６３には、上記油圧制御弁４７が設けられている。 In addition, a hydraulic pressure relief pipe 63 is connected to the upstream side of the connection portion of the hydraulic pressure supply pipe 61 with the hydraulic branch pipes 62a and 62b. The downstream end of the hydraulic relief pipe 63 is connected to the tank 71, and the hydraulic control valve 47 is provided in the hydraulic relief pipe 63.

更に、油圧分岐管６２ａ，６２ｂにおける逆止弁７５ａ，７５ｂの設置位置よりも下流側には、油圧逃がし管６４ａ，６４ｂ及び油圧計７６ａ，７６ｂが接続されている。そして、油圧逃がし管６４ａ，６４ｂの下流側端部は、タンク７１と接続しており、当該油圧逃がし管６４ａ，６４ｂには、上記油圧制御弁５７ａ，５７ｂが設けられている。 Further, hydraulic relief pipes 64a and 64b and hydraulic gauges 76a and 76b are connected to the downstream side of the installation positions of the check valves 75a and 75b in the hydraulic branch pipes 62a and 62b. The downstream end portions of the hydraulic relief pipes 64a and 64b are connected to the tank 71, and the hydraulic control valves 57a and 57b are provided in the hydraulic relief pipes 64a and 64b.

ここで、図６（ａ）に示すように、油圧制御弁４７においては、その従動子４７ａを板カム４６のカム面に押圧可能としているため、板カム４６の回転に伴う従動子４７ａの運動によって、油圧分岐管６２ａ，６２ｂ側（油圧制御弁５７ａ，５７ｂ側）に供給する油圧（設定圧力）が変化するようになっている。つまり、油圧制御弁４７においては、板カム４６の回転に伴って、従動子４７ａの変位量（突出量）が変化し、その変位量に応じて、弁開度が調整されるようになっている。 Here, as shown in FIG. 6 (a), in the hydraulic control valve 47, the follower 47a can be pressed against the cam surface of the plate cam 46, so that the movement of the follower 47a accompanying the rotation of the plate cam 46 is achieved. As a result, the hydraulic pressure (set pressure) supplied to the hydraulic branch pipes 62a and 62b (hydraulic control valves 57a and 57b) changes. That is, in the hydraulic control valve 47, the displacement amount (protrusion amount) of the follower 47a changes as the plate cam 46 rotates, and the valve opening degree is adjusted according to the displacement amount. Yes.

具体的には、従動子４７ａが板カム４６の回転によって上方に移動すると、当該従動子４７ａの変位量が少なくなり、油圧制御弁４７の弁開度が小さくなる。これにより、油圧制御弁４７を通過する油量（タンク７１側に逃がす油量）が減少するため、油圧分岐管６２ａ，６２ｂ側に流れる油量が増大する。 Specifically, when the follower 47a moves upward by the rotation of the plate cam 46, the displacement amount of the follower 47a decreases, and the valve opening degree of the hydraulic control valve 47 decreases. As a result, the amount of oil passing through the hydraulic control valve 47 (the amount of oil released to the tank 71 side) decreases, so the amount of oil flowing to the hydraulic branch pipes 62a and 62b increases.

一方、従動子４７ａが板カム４６の回転によって下方に移動すると、当該従動子４７ａの変位量が大きくなり、油圧制御弁４７の弁開度が大きくなる。これにより、油圧制御弁４７を通過する油量（タンク７１側に逃がす油量）が増大するため、油圧分岐管６２ａ，６２ｂ側に流れる油量が減少する。 On the other hand, when the follower 47a is moved downward by the rotation of the plate cam 46, the displacement amount of the follower 47a is increased, and the valve opening degree of the hydraulic control valve 47 is increased. As a result, the amount of oil passing through the hydraulic control valve 47 (the amount of oil released to the tank 71 side) increases, and the amount of oil flowing to the hydraulic branch pipes 62a and 62b decreases.

そして、図６（ａ），（ｂ）に示すように、板カム４６のカム形状は、ラム１７の旋回角度α及び油圧制御弁４７の設定圧力に基づいて設定されている。 6A and 6B, the cam shape of the plate cam 46 is set based on the turning angle α of the ram 17 and the set pressure of the hydraulic control valve 47.

例えば、カム４６の左右の回転角度に対して、左右の最大旋回角度（ここでは、±４０°としている）までの各旋回角度（ここでは、０°、±５°、±１０°、±２０°、±３０°、±４０°としている）αを対応させ、それら各旋回角度αに応じて、油圧制御弁４７の設定圧力（ここでは、０〜７ＭＰａとしている）を規定する。 For example, each turning angle (here, 0 °, ± 5 °, ± 10 °, ± 20) up to the left and right maximum turning angles (here, ± 40 °) with respect to the left and right rotation angles of the cam 46 (Α, ± 30 °, ± 40 °) corresponding to each other, and the set pressure (here, 0 to 7 MPa) of the hydraulic control valve 47 is defined according to each of the turning angles α.

即ち、旋回角度αが大きくなると、その分、ラム１７のたわみ量δも大きくなるため、板カム４６のカム形状を設定する場合には、旋回角度αが大きくなるに従って、油圧制御弁４７の設定圧力が大きくなるようにする。 That is, as the turning angle α increases, the amount of deflection δ of the ram 17 also increases accordingly. Therefore, when setting the cam shape of the plate cam 46, the hydraulic control valve 47 is set as the turning angle α increases. Try to increase the pressure.

同様に、図７（ａ）に示すように、油圧制御弁５７ａ，５７ｂにおいては、その従動子５７１ａ，５７１ｂを板カム５６ａ，５６ｂのカム面に押圧可能としているため、板カム５６ａ，５６ｂの回転に伴う従動子５７１ａ，５７１ｂの運動によって、シリンダ部１７１ａ，１７１ｂ側に供給する油圧（設定圧力）が変化するようになっている。つまり、油圧制御弁５７ａ，５７ｂにおいては、板カム５６ａ，５６ｂの回転に伴って、従動子５７１ａ，５７１ｂの変位量（突出量）が変化し、その変位量に応じて、弁開度が調整されるようになっている。 Similarly, as shown in FIG. 7A, in the hydraulic control valves 57a and 57b, the followers 571a and 571b can be pressed against the cam surfaces of the plate cams 56a and 56b. The hydraulic pressure (set pressure) supplied to the cylinder portions 171a and 171b changes by the movement of the followers 571a and 571b accompanying the rotation. That is, in the hydraulic control valves 57a and 57b, the displacement amounts (protrusion amounts) of the followers 571a and 571b change as the plate cams 56a and 56b rotate, and the valve opening is adjusted according to the displacement amounts. It has come to be.

具体的には、従動子５７１ａ，５７１ｂが板カム５６ａ，５６ｂの回転によって上方に移動すると、当該従動子５７１ａ，５７１ｂの変位量が少なくなり、油圧制御弁５７ａ，５７ｂの弁開度が小さくなる。これにより、油圧制御弁５７ａ，５７ｂを通過する油量（タンク７１側に逃がす油量）が減少するため、シリンダ部１７１ａ，１７１ｂ側に流れる油量が増大する。 Specifically, when the followers 571a and 571b are moved upward by the rotation of the plate cams 56a and 56b, the displacement amounts of the followers 571a and 571b are reduced, and the valve openings of the hydraulic control valves 57a and 57b are reduced. . As a result, the amount of oil that passes through the hydraulic control valves 57a and 57b (the amount of oil that escapes to the tank 71 side) decreases, so the amount of oil that flows to the cylinder portions 171a and 171b increases.

一方、従動子５７１ａ，５７１ｂが板カム５６ａ，５６ｂの回転によって下方に移動すると、当該従動子５７１ａ，５７１ｂの変位量が大きくなり、油圧制御弁５７ａ，５７ｂの弁開度が大きくなる。これにより、油圧制御弁５７ａ，５７ｂを通過する油量（タンク７１側に逃がす油量）が増大するため、シリンダ部１７１ａ，１７１ｂ側に流れる油量が減少する。 On the other hand, when the followers 571a and 571b are moved downward by the rotation of the plate cams 56a and 56b, the displacement amounts of the followers 571a and 571b are increased, and the valve openings of the hydraulic control valves 57a and 57b are increased. As a result, the amount of oil passing through the hydraulic control valves 57a and 57b (the amount of oil released to the tank 71 side) increases, and the amount of oil flowing to the cylinder portions 171a and 171b decreases.

そして、図７（ａ），（ｂ）に示すように、板カム５６ａ，５６ｂのカム形状は、ラム１７の繰り出し量ΔＺ及び油圧制御弁５７ａ，５７ｂの設定圧力に基づいて設定されている。 7A and 7B, the cam shapes of the plate cams 56a and 56b are set based on the feed amount ΔZ of the ram 17 and the set pressure of the hydraulic control valves 57a and 57b.

例えば、カム５６ａ，５６ｂの回転角度に対して、最大繰り出し量（ここでは、１２００ｍｍとしている）までの各繰り出し量（ここでは、０、２５０、５００、７５０、１０００、１２００ｍｍとしている）ΔＺを対応させ、それら各繰り出し量ΔＺに応じて、油圧制御弁５７ａ，５７ｂの設定圧力（ここでは、０〜６ＭＰａとしている）を規定する。 For example, each feed amount (here, 0, 250, 500, 750, 1000, 1200 mm) ΔZ up to the maximum feed amount (here, 1200 mm) corresponds to the rotation angle of the cams 56a, 56b. The set pressures (here, 0 to 6 MPa) of the hydraulic control valves 57a and 57b are defined in accordance with the respective feed amounts ΔZ.

即ち、繰り出し量ΔＺが大きくなると、その分、ラム１７のたわみ量δも大きくなるため、板カム５６ａ，５６ｂのカム形状を設定する場合には、繰り出し量ΔＺが大きくなるに従って、油圧制御弁５７ａ，５７ｂの設定圧力が大きくなるようにする。 That is, as the feed amount ΔZ increases, the deflection amount δ of the ram 17 also increases accordingly. Therefore, when setting the cam shape of the plate cams 56a, 56b, the hydraulic control valve 57a increases as the feed amount ΔZ increases. , 57b so that the set pressure is increased.

従って、ワークＷｏを加工する際に、ラム繰り出し用モータ５２及びラム旋回用モータ４１を駆動させ、ラム１７を、所定の繰り出し量ΔＺで繰り出すと共に、所定の旋回角度αで旋回させると、それらラム旋回用モータ４１及びラム繰り出し用モータ５２の駆動に連動して、板カム４６，５６ａ，５６ｂが回転する。 Therefore, when the workpiece Wo is machined, the ram feeding motor 52 and the ram turning motor 41 are driven, and the ram 17 is fed at a predetermined feeding amount ΔZ and turned at a predetermined turning angle α. The plate cams 46, 56a, and 56b rotate in conjunction with the driving of the turning motor 41 and the ram feeding motor 52.

これと同時に、ポンプ駆動用モータ７３の駆動によって、ポンプ７２が作動しており、このポンプ７２によって汲み上げられた油は、油圧供給管６１及び油圧分岐管６２ａ，６２ｂを介して、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂに供給される。 At the same time, the pump 72 is operated by driving the pump driving motor 73, and the oil pumped up by the pump 72 is supplied to the cylinder of the ram 17 via the hydraulic supply pipe 61 and the hydraulic branch pipes 62a and 62b. Are supplied to the units 171a and 171b.

このとき、油圧供給管６１に供給された油の一部は、板カム４６の回転によって開閉した油圧制御弁４７を通過して、油圧逃がし管６３からタンク７１に排出される。これにより、油圧分岐管６２ａ，６２ｂに供給される油は、ラム１７の旋回角度αに応じた油圧となる。 At this time, a part of the oil supplied to the hydraulic supply pipe 61 passes through the hydraulic control valve 47 opened and closed by the rotation of the plate cam 46 and is discharged from the hydraulic relief pipe 63 to the tank 71. As a result, the oil supplied to the hydraulic branch pipes 62 a and 62 b has a hydraulic pressure corresponding to the turning angle α of the ram 17.

次いで、油圧分岐管６２ａ，６２ｂに供給された油の一部は、板カム５６ａ，５６ｂの回転によって開閉した油圧制御弁５７ａ，５７ｂを通過して、油圧逃がし管６４ａ，６４ｂからタンク７１に排出される。これにより、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂに供給される油は、ラム１７の旋回角度αに応じた油圧となるだけでなく、繰り出し量ΔＺにも応じた油圧となる。 Next, part of the oil supplied to the hydraulic branch pipes 62a and 62b passes through the hydraulic control valves 57a and 57b opened and closed by the rotation of the plate cams 56a and 56b, and is discharged to the tank 71 from the hydraulic relief pipes 64a and 64b. Is done. As a result, the oil supplied to the cylinder portions 171a and 171b of the ram 17 becomes not only the hydraulic pressure corresponding to the turning angle α of the ram 17 but also the hydraulic pressure corresponding to the feed amount ΔZ.

そして、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂに油が供給されると、テンションバー３１ａ，３１ｂのピストン部材３２ａ，３２ｂが摺動するため、その引張用スリーブ３３ａ，３３ｂが、ラム１７の受け部１７２ａ，１７２ｂを上方に向けて引っ張り上げる。これにより、ラム１７の繰り出し量ΔＺ及び旋回角度αに応じたたわみが補正される。 When oil is supplied to the cylinder portions 171 a and 171 b of the ram 17, the piston members 32 a and 32 b of the tension bars 31 a and 31 b slide, so that the tension sleeves 33 a and 33 b become the receiving portions 172 a of the ram 17. , 172b is pulled upward. Thereby, the deflection according to the feed amount ΔZ and the turning angle α of the ram 17 is corrected.

なお、上述した実施形態では、テンションバー３１ａ，３１ｂの引張力を、板カム４６，５６ａ，５６ｂ及び油圧制御弁４７，５７ａ，５７ｂを用いて制御するようにしているが、それらに替えて、比例電磁制御弁を用いて制御するようにしても構わない。このような構成では、比例電磁制御弁に加える電流値を変えることより、ラム１７のシリンダ部１７１ａ，１７１ｂ内に供給する設定圧力を変更することができるので、テンションバー３１ａ，３１ｂの引張力が制御可能となる。 In the above-described embodiment, the tension force of the tension bars 31a, 31b is controlled using the plate cams 46, 56a, 56b and the hydraulic control valves 47, 57a, 57b. You may make it control using a proportional electromagnetic control valve. In such a configuration, the set pressure supplied into the cylinder portions 171a and 171b of the ram 17 can be changed by changing the current value applied to the proportional electromagnetic control valve, so that the tensile force of the tension bars 31a and 31b is reduced. Control becomes possible.

従って、本発明に係る工作機械１によれば、ラム１７の繰り出し及び旋回によって生じる当該ラム１７自身のたわみを、その繰り出し量ΔＺ及び旋回角度αに応じて補正することができるので、加工精度の低下を防止することができる。 Therefore, according to the machine tool 1 according to the present invention, the deflection of the ram 17 itself caused by the feeding and turning of the ram 17 can be corrected according to the feeding amount ΔZ and the turning angle α. A decrease can be prevented.

本発明は、主軸にアタッチメントを装着したときに生じるラム先端の変位や傾きを補正して、高精度な加工を行うことができる工作機械に適用可能である。 The present invention can be applied to a machine tool capable of performing high-precision machining by correcting displacement and inclination of a ram tip that occurs when an attachment is attached to a spindle.

１工作機械
１６サドル
１７ラム
１７１ａ，１７１ｂシリンダ部
１７２ａ，１７２ｂ受け部
１８主軸
２１移動部材
２２旋回部材
３１ａ，３１ｂテンションバー
３２ａ，３２ｂピストン部材
３３ａ，３３ｂ引張用スリーブ
４１ラム旋回用モータ
５２ラム繰り出し用モータ
４６，５６ａ，５６ｂ板カム
４７，５７ａ，５７ｂ油圧制御弁
６０油圧装置
６１油圧供給管
６２ａ，６２ｂ油圧分岐管
６３，６４ａ，６４ｂ油圧逃がし管
ΔＺ繰り出し量
α 旋回角度
δ たわみ量 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 16 Saddle 17 Ram 171a, 171b Cylinder part 172a, 172b Receiving part 18 Main shaft 21 Moving member 22 Turning member 31a, 31b Tension bar 32a, 32b Piston member 33a, 33b Pulling sleeve 41 Ram turning motor 52 Ram feeding Motors 46, 56a, 56b Plate cams 47, 57a, 57b Hydraulic control valve 60 Hydraulic device 61 Hydraulic supply pipes 62a, 62b Hydraulic branch pipes 63, 64a, 64b Hydraulic relief pipes ΔZ Feeding amount α Turning angle δ Deflection amount

Claims

移動可能に支持されるサドルと、
主軸を回転可能に支持すると共に、前記サドルに対して、前記主軸の軸心方向に繰り出し可能で、且つ、前記主軸の軸心と直交する旋回軸周りに旋回可能に支持されるラムと、
前記ラム内に設けられ、前記ラムの先端を上方に向けて引っ張り上げることにより、前記ラムのたわみを補正するテンションバーと、
前記ラム内に形成されるシリンダ部と、
前記テンションバーに設けられ、前記シリンダ部内に摺動可能に支持されるピストン部と、
前記シリンダ部内に圧力を供給して、前記ピストン部を摺動させる圧力供給手段と、
前記圧力供給手段によって供給される圧力を、前記ラムの繰り出し量に応じて制御する繰り出し用圧力制御弁と、
前記ラムの繰り出し動作に連動して回転し、前記繰り出し用圧力制御弁を開閉させる繰り出し用カムと、
前記圧力供給手段によって供給される圧力を、前記ラムの旋回角度に応じて制御する旋回用圧力制御弁と、
前記ラムの旋回動作に連動して回転し、前記旋回用圧力制御弁を開閉させる旋回用カムとを備え、
前記テンションバーの引張力を、前記ラムの繰り出し量及び旋回角度に応じて制御する
ことを特徴とする工作機械。 A saddle supported movably,
A ram that rotatably supports the main shaft, and that can be extended with respect to the saddle in the axial direction of the main shaft, and that is supported so as to be rotatable about a swivel axis perpendicular to the axis of the main shaft;
A tension bar that is provided in the ram and corrects the deflection of the ram by pulling the tip of the ram upward ;
A cylinder part formed in the ram;
A piston part provided on the tension bar and slidably supported in the cylinder part;
Pressure supply means for supplying pressure into the cylinder part and sliding the piston part;
A supply pressure control valve for controlling the pressure supplied by the pressure supply means in accordance with the supply amount of the ram;
A feeding cam that rotates in conjunction with the feeding operation of the ram and opens and closes the feeding pressure control valve;
A turning pressure control valve for controlling the pressure supplied by the pressure supply means according to the turning angle of the ram;
A turning cam that rotates in conjunction with the turning operation of the ram and opens and closes the turning pressure control valve;
A machine tool, wherein a tension force of the tension bar is controlled in accordance with a feeding amount and a turning angle of the ram.

請求項１に記載の工作機械において、
前記繰り出し用カムのカム形状は、前記繰り出し用カムの回転角度に対応させた前記繰り出し量と、前記繰り出し用圧力制御弁の設定圧力とに基づいて設定され、
前記旋回用カムのカム形状は、前記旋回用カムの回転角度に対応させた前記旋回角度と、前記旋回用圧力制御弁の設定圧力とに基づいて設定される
ことを特徴とする工作機械。 The machine tool according to claim 1 ,
The cam shape of the feeding cam is set based on the feeding amount corresponding to the rotation angle of the feeding cam and the set pressure of the feeding pressure control valve,
The machine tool according to claim 1, wherein the cam shape of the turning cam is set based on the turning angle corresponding to a rotation angle of the turning cam and a set pressure of the turning pressure control valve.