JPH10118819A - 微***などの加工機用テーブル送り装置 - Google Patents
微***などの加工機用テーブル送り装置Info
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- JPH10118819A JPH10118819A JP29716696A JP29716696A JPH10118819A JP H10118819 A JPH10118819 A JP H10118819A JP 29716696 A JP29716696 A JP 29716696A JP 29716696 A JP29716696 A JP 29716696A JP H10118819 A JPH10118819 A JP H10118819A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main shaft
- tool
- belt
- feed
- cutting force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Drilling And Boring (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】微***などの加工機における回転する工具の切
削力の検出信号に基づいて切り込みを制御する場合に、
オーバロード信号により直ちに切り込みを停止できる高
応答速度の送りテーブルを提供する。 【構成】先端部に工具把持装置及び工具に加わる切削力
の検出装置を備えた主軸を、ガイド上を摺動するテーブ
ルの進行方向と同一方向にその軸心が一致するようにか
つ回転自由で軸方向の移動を拘束するように両端付近を
ベアリング支持してテーブル上に固定し、この主軸に接
するベルトを主軸外周面に軸心に直角な方向より所要の
角度傾けた方向に送り、摩擦駆動により回転力と推力を
同時に付与する。
削力の検出信号に基づいて切り込みを制御する場合に、
オーバロード信号により直ちに切り込みを停止できる高
応答速度の送りテーブルを提供する。 【構成】先端部に工具把持装置及び工具に加わる切削力
の検出装置を備えた主軸を、ガイド上を摺動するテーブ
ルの進行方向と同一方向にその軸心が一致するようにか
つ回転自由で軸方向の移動を拘束するように両端付近を
ベアリング支持してテーブル上に固定し、この主軸に接
するベルトを主軸外周面に軸心に直角な方向より所要の
角度傾けた方向に送り、摩擦駆動により回転力と推力を
同時に付与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微***などの加工機に
おける回転する工具の送り装置に係わり、切削力の検出
信号に基づいて切り込みを制御する場合に、オーバロー
ド信号により直ちに切り込みを停止できる高応答速度の
送りテーブルに関する。
おける回転する工具の送り装置に係わり、切削力の検出
信号に基づいて切り込みを制御する場合に、オーバロー
ド信号により直ちに切り込みを停止できる高応答速度の
送りテーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドリルなど小径工具により微小な穴加工
をする場合、小径工具は折破損しやすいのでこれを防止
するため、小径工具を保持するスピンドルの先端にトル
クセンサあるいはスラスト力の検出器を組み込んで、加
工中の小径工具に加わるトルクあるいはスラスト力など
の切削力を測定し、これが予め設定したしきい値を越え
たとき、小径工具を引き戻し、小径工具に付着した切り
屑を除去した後再び切り込む操作を所要の深さ加工でき
るまで繰り返すことが行われている。従来の小径工具に
加わる切削力を検出する計測手段を持ち、切り込みを制
御する制御手段を有する微***などの加工機に用いられ
ている、小径工具を支持し回転させるモータを内蔵した
スピンドル、またはモータは外部にあってベルト等によ
り工具を回転するスピンドルを搭載し、ベースに固定さ
れたガイド上を摺動するテーブルは、ベースに固定した
サーボモータの出力軸に継ぎ手を介して回転力を伝達す
るように結合した送りネジと嵌合するナットを該テーブ
ルに固定し、サーボモータの回転により送りネジを回転
させ、これと嵌合するナットを送ることにより、このナ
ットを固定したテーブルをガイドにそって摺動させてい
た。
をする場合、小径工具は折破損しやすいのでこれを防止
するため、小径工具を保持するスピンドルの先端にトル
クセンサあるいはスラスト力の検出器を組み込んで、加
工中の小径工具に加わるトルクあるいはスラスト力など
の切削力を測定し、これが予め設定したしきい値を越え
たとき、小径工具を引き戻し、小径工具に付着した切り
屑を除去した後再び切り込む操作を所要の深さ加工でき
るまで繰り返すことが行われている。従来の小径工具に
加わる切削力を検出する計測手段を持ち、切り込みを制
御する制御手段を有する微***などの加工機に用いられ
ている、小径工具を支持し回転させるモータを内蔵した
スピンドル、またはモータは外部にあってベルト等によ
り工具を回転するスピンドルを搭載し、ベースに固定さ
れたガイド上を摺動するテーブルは、ベースに固定した
サーボモータの出力軸に継ぎ手を介して回転力を伝達す
るように結合した送りネジと嵌合するナットを該テーブ
ルに固定し、サーボモータの回転により送りネジを回転
させ、これと嵌合するナットを送ることにより、このナ
ットを固定したテーブルをガイドにそって摺動させてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】例えば、ドリル加工
において、切削力がしきい値をこえたとき、テーブルを
後退させるには、サーボモータの回転を停止し、逆回転
させる必要があるが、モータのロータ部、継ぎ手及び送
りネジの回転慣性モーメントはテーブルの直線運動質量
の回転慣性モーメントの換算量に比較し極めて大きいた
め、応答速度すなわち切削力がしきい値を越えてから切
り込みを停止し引き戻すまでの時間が永くなってドリル
が切り込み過すぎて、折れてしまったり、ドリルが切り
込み過ぎても折れないようにするため、しきい値を低く
設定しなければならなくなり、引き戻しの指令が絶えず
出されて加工能率がわるくなったり、また応答速度を早
くしようとすると大きな出力のモータが必要で、コスト
高になるなどの問題点があった。
において、切削力がしきい値をこえたとき、テーブルを
後退させるには、サーボモータの回転を停止し、逆回転
させる必要があるが、モータのロータ部、継ぎ手及び送
りネジの回転慣性モーメントはテーブルの直線運動質量
の回転慣性モーメントの換算量に比較し極めて大きいた
め、応答速度すなわち切削力がしきい値を越えてから切
り込みを停止し引き戻すまでの時間が永くなってドリル
が切り込み過すぎて、折れてしまったり、ドリルが切り
込み過ぎても折れないようにするため、しきい値を低く
設定しなければならなくなり、引き戻しの指令が絶えず
出されて加工能率がわるくなったり、また応答速度を早
くしようとすると大きな出力のモータが必要で、コスト
高になるなどの問題点があった。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】先端部に工具把持装置
及び工具に加わる切削力の検出装置を備えた主軸を、ガ
イド上を摺動するテーブルの進行方向と同一方向にその
軸心が一致するようにかつ回転自由で軸方向の移動を拘
束するように両端付近をベアリング支持してテーブル上
に固定し、この主軸に接するベルトを主軸外周面に軸心
に直角な方向より所要の角度傾けた方向に送り、摩擦駆
動により回転力と推力を同時に付与する。ベルトの送り
方向の変更は、ベルトを主軸に押さえつけるテンション
プーリ２個または４個が主軸の両サイドにあり、このテ
ンションプーリを支持している軸を圧電素子またはソレ
ノイドあるいはリニアモータを介してフレームに軸方向
に移動自由に取り付け、主軸両側にあるテンションプー
リを軸方向で互いに逆向きに移動させることにより行え
る。
及び工具に加わる切削力の検出装置を備えた主軸を、ガ
イド上を摺動するテーブルの進行方向と同一方向にその
軸心が一致するようにかつ回転自由で軸方向の移動を拘
束するように両端付近をベアリング支持してテーブル上
に固定し、この主軸に接するベルトを主軸外周面に軸心
に直角な方向より所要の角度傾けた方向に送り、摩擦駆
動により回転力と推力を同時に付与する。ベルトの送り
方向の変更は、ベルトを主軸に押さえつけるテンション
プーリ２個または４個が主軸の両サイドにあり、このテ
ンションプーリを支持している軸を圧電素子またはソレ
ノイドあるいはリニアモータを介してフレームに軸方向
に移動自由に取り付け、主軸両側にあるテンションプー
リを軸方向で互いに逆向きに移動させることにより行え
る。
【０００５】
【作用】いまベルトの主軸との接触位置における送り方
向を、主軸の軸心に直角な方向から前側に所要の角度傾
けて、主軸に回転力と推力を与えると、主軸は回転しな
がら進もうとする。主軸を固定したテーブルは主軸に押
されて、ベルトの送り方向の主軸の軸心に直角な方向か
ら傾けた方向へ進む。主軸先端に取る付けた工具により
穴加工が行われ、切削力を先端に組み込んだセンサによ
り検出し、切削力が予め設定したしきい値を越えたと
き、テンションプーリの軸方向位置をかえて、ベルトの
送り方向を、主軸の軸心に直角方向から後退側へずらす
と、主軸の回転はそのままで、主軸は後方へ進もうとす
るので、これを支持しているテーブルも後退する。この
とき主軸の回転を停止することなく、ベルトの傾き方向
のみを変えるだけで、主軸を切り込みから後退へ進行方
向を変化させることができ、主軸とテーブルの質量の運
動方向を変化するのみでよく、極めて速い応答が得ら
れ、行き過ぎ量が少ないので工具を破損することがな
い。またモータ１台で工具の回転とテーブルの移動の両
方ができ、穴加工機のコストが低く抑えられる。
向を、主軸の軸心に直角な方向から前側に所要の角度傾
けて、主軸に回転力と推力を与えると、主軸は回転しな
がら進もうとする。主軸を固定したテーブルは主軸に押
されて、ベルトの送り方向の主軸の軸心に直角な方向か
ら傾けた方向へ進む。主軸先端に取る付けた工具により
穴加工が行われ、切削力を先端に組み込んだセンサによ
り検出し、切削力が予め設定したしきい値を越えたと
き、テンションプーリの軸方向位置をかえて、ベルトの
送り方向を、主軸の軸心に直角方向から後退側へずらす
と、主軸の回転はそのままで、主軸は後方へ進もうとす
るので、これを支持しているテーブルも後退する。この
とき主軸の回転を停止することなく、ベルトの傾き方向
のみを変えるだけで、主軸を切り込みから後退へ進行方
向を変化させることができ、主軸とテーブルの質量の運
動方向を変化するのみでよく、極めて速い応答が得ら
れ、行き過ぎ量が少ないので工具を破損することがな
い。またモータ１台で工具の回転とテーブルの移動の両
方ができ、穴加工機のコストが低く抑えられる。
【０００６】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を説明
する。図１、図２、図３、図４は、本発明の第１実施例
で、図２は図１の軸部の詳細、図３は主軸先端の工具支
持部およびトルクセンサおよびスラスト力検出器の詳
細、また図４は第１実施例の動作説明図である。構成は
図１に示すように、ベース１に固定されたガイド２上を
摺動する送りテーブル３に主軸４が図２に示すようにフ
ロントベアリングブロック５内のベアリング２１、２
１’及びレアベアリングブロック６内のベアリング２２
により回転自由で軸方向に相対移動しないように拘束さ
れている。主軸４は上記ベアリングブロック５、６間で
ベルト１０により挟み込まれている。ベルト１０はモー
タ１１のプーリ１３と上側テンションプーリ１６、１
６’アイドルプーリ１２、下側テンションプーリ１７、
１７’に掛かって、モータ１１が回転するとベルトが送
られ回転力を主軸４に伝達する。テンションプーリは図
４に示すように圧電アクチュエータ１５と皿バネ２０を
介してフレーム１４に軸方向に微動可能に固定されたシ
ャフト３３にベアリング３５を介して回転自由に取り付
けられている。また主軸４の先端側には図２、図３に示
すようにトルクにより半径が変化するねじれバネ２７を
介してドリル９を把持するコレットチャック８とこれに
嵌合するスリーブ２３がベアリング２４、２４’により
支持されている。コレットチャック８の後方には主軸４
の貫通穴内に挿入された後端がエアーピストン１９に直
結した工具着脱時にコレットチャック８を開閉させるプ
ッシュバー３０があり、プッシュバー３０の先端部には
スラスト力によるコレットチャック８の軸方向への微小
な変位を検出する変位センサ３８が組み込まれている。
検出ケーブル３９がプッシュバー３０内をとおって後端
のエアーシリンダ側からでている。
する。図１、図２、図３、図４は、本発明の第１実施例
で、図２は図１の軸部の詳細、図３は主軸先端の工具支
持部およびトルクセンサおよびスラスト力検出器の詳
細、また図４は第１実施例の動作説明図である。構成は
図１に示すように、ベース１に固定されたガイド２上を
摺動する送りテーブル３に主軸４が図２に示すようにフ
ロントベアリングブロック５内のベアリング２１、２
１’及びレアベアリングブロック６内のベアリング２２
により回転自由で軸方向に相対移動しないように拘束さ
れている。主軸４は上記ベアリングブロック５、６間で
ベルト１０により挟み込まれている。ベルト１０はモー
タ１１のプーリ１３と上側テンションプーリ１６、１
６’アイドルプーリ１２、下側テンションプーリ１７、
１７’に掛かって、モータ１１が回転するとベルトが送
られ回転力を主軸４に伝達する。テンションプーリは図
４に示すように圧電アクチュエータ１５と皿バネ２０を
介してフレーム１４に軸方向に微動可能に固定されたシ
ャフト３３にベアリング３５を介して回転自由に取り付
けられている。また主軸４の先端側には図２、図３に示
すようにトルクにより半径が変化するねじれバネ２７を
介してドリル９を把持するコレットチャック８とこれに
嵌合するスリーブ２３がベアリング２４、２４’により
支持されている。コレットチャック８の後方には主軸４
の貫通穴内に挿入された後端がエアーピストン１９に直
結した工具着脱時にコレットチャック８を開閉させるプ
ッシュバー３０があり、プッシュバー３０の先端部には
スラスト力によるコレットチャック８の軸方向への微小
な変位を検出する変位センサ３８が組み込まれている。
検出ケーブル３９がプッシュバー３０内をとおって後端
のエアーシリンダ側からでている。
【０００７】主軸４の先端部のコレットチャック８にド
リル９を装着して、モータ１１を回し、ベルト１０を送
って主軸４を回転させる。最初図４（ａ）に示すよう
に、テンションプーリ１６、１６’の位置が主軸４の軸
方向で同一位置にある時、ベルトの送り方向は主軸４の
軸心に対し直角方向となるため、主軸４は回転はするが
軸方向の推力は発生しない。次に図４（ｂ）のように、
テンションプーリ１６側の圧電アクチュエータ１５に電
圧を加えこれを伸ばすとテンションプーリ１６は１６’
より前へでて、ベルト１０の送り方向が軸心に直角な方
向から角αだけ前方（紙面左）に傾き主軸４に推力を与
える。従って主軸４は回転しながら前方へ送られる。ド
リル９の前方には図示しないが工作物がありこれにドリ
ル９が食い込んで穴加工するが、切り屑の詰まりになど
により切削トルクが上昇すると、トルク検出用のねじれ
バネ２７が撓んで半径が変化するので、これをねじれバ
ネ２７の外周に設置した変位センサ２８により検出しト
ルクの大きさを測定する。検出トルクは図示しないコン
トローラにて処理され予め設定したしきい値と比較し
て、検出トルクがしきい値を越えたとき、図４（Ｃ）に
示すように圧電アクチュエータ１５の電圧を切って伸び
を元へ戻し、圧電アクチュエータ１５’に電圧を加えこ
れを伸ばすことによって、テンションプーリ１６を戻
し、テンションプーリ１６’を前方へ出すことによりベ
ルト１０の送り方向を主軸４の軸心に直角な方向から後
方へ角度βだけ傾くので、主軸４は回転しながら、後方
への推力を受けるので、これを支持している送りテーブ
ル３は後方へ後退する。ドリル９が工作物から引き抜か
れ切り屑が取り除かれると、逆に圧電アクチュエータ１
５に電圧を加え、圧電アクチュエータ１５’の電圧を切
って伸びを元へ戻し、図４（ｂ）に示すようにテンショ
ンプーリ１６を前方へ移動し、テンションプーリ１６’
を元の位置へ引き戻す。ベルト１０の送り方向が軸心に
直角な方向から前方に傾き再び主軸４を前へ回転しなが
ら押し出す。図示していないが、テンションプーリ１７
はテンションプーリ１６と変位は同じで逆方向の運動を
行い、テンションプーリ１７’もテンションプーリ１
６’と変位は同じで逆方向の運動を行う。この操作によ
り、主軸４の上下でベルトにより同一方向に主軸に回転
と推力を与えベルトのテンションによる半径方向の力を
打ち消して主軸が撓むことがない。また、圧電アクチュ
エータに加える電圧をコントロールすることにより、圧
電アクチュエータの伸び量を制御できるので、テンショ
ンプーリ１６、１６’、１７、１７’の位置を任意に設
定し、ベルトの送り方向の主軸に軸心に直角な方向から
の傾き角α、βを任意に設定することができ、主軸一回
転の工具送り量を任意に設定できる。テンションプーリ
の軸方向移動には、圧電アクチュエータだけでなく、電
磁ソレノイド、空気圧ピストン、リニヤモータなども利
用できる。また送りテーブル３の前進、後退位置の検出
は図示しないが市販のリミットスイッチや近接センサあ
るいはリニヤスケールなどが利用できる。
リル９を装着して、モータ１１を回し、ベルト１０を送
って主軸４を回転させる。最初図４（ａ）に示すよう
に、テンションプーリ１６、１６’の位置が主軸４の軸
方向で同一位置にある時、ベルトの送り方向は主軸４の
軸心に対し直角方向となるため、主軸４は回転はするが
軸方向の推力は発生しない。次に図４（ｂ）のように、
テンションプーリ１６側の圧電アクチュエータ１５に電
圧を加えこれを伸ばすとテンションプーリ１６は１６’
より前へでて、ベルト１０の送り方向が軸心に直角な方
向から角αだけ前方（紙面左）に傾き主軸４に推力を与
える。従って主軸４は回転しながら前方へ送られる。ド
リル９の前方には図示しないが工作物がありこれにドリ
ル９が食い込んで穴加工するが、切り屑の詰まりになど
により切削トルクが上昇すると、トルク検出用のねじれ
バネ２７が撓んで半径が変化するので、これをねじれバ
ネ２７の外周に設置した変位センサ２８により検出しト
ルクの大きさを測定する。検出トルクは図示しないコン
トローラにて処理され予め設定したしきい値と比較し
て、検出トルクがしきい値を越えたとき、図４（Ｃ）に
示すように圧電アクチュエータ１５の電圧を切って伸び
を元へ戻し、圧電アクチュエータ１５’に電圧を加えこ
れを伸ばすことによって、テンションプーリ１６を戻
し、テンションプーリ１６’を前方へ出すことによりベ
ルト１０の送り方向を主軸４の軸心に直角な方向から後
方へ角度βだけ傾くので、主軸４は回転しながら、後方
への推力を受けるので、これを支持している送りテーブ
ル３は後方へ後退する。ドリル９が工作物から引き抜か
れ切り屑が取り除かれると、逆に圧電アクチュエータ１
５に電圧を加え、圧電アクチュエータ１５’の電圧を切
って伸びを元へ戻し、図４（ｂ）に示すようにテンショ
ンプーリ１６を前方へ移動し、テンションプーリ１６’
を元の位置へ引き戻す。ベルト１０の送り方向が軸心に
直角な方向から前方に傾き再び主軸４を前へ回転しなが
ら押し出す。図示していないが、テンションプーリ１７
はテンションプーリ１６と変位は同じで逆方向の運動を
行い、テンションプーリ１７’もテンションプーリ１
６’と変位は同じで逆方向の運動を行う。この操作によ
り、主軸４の上下でベルトにより同一方向に主軸に回転
と推力を与えベルトのテンションによる半径方向の力を
打ち消して主軸が撓むことがない。また、圧電アクチュ
エータに加える電圧をコントロールすることにより、圧
電アクチュエータの伸び量を制御できるので、テンショ
ンプーリ１６、１６’、１７、１７’の位置を任意に設
定し、ベルトの送り方向の主軸に軸心に直角な方向から
の傾き角α、βを任意に設定することができ、主軸一回
転の工具送り量を任意に設定できる。テンションプーリ
の軸方向移動には、圧電アクチュエータだけでなく、電
磁ソレノイド、空気圧ピストン、リニヤモータなども利
用できる。また送りテーブル３の前進、後退位置の検出
は図示しないが市販のリミットスイッチや近接センサあ
るいはリニヤスケールなどが利用できる。
【０００８】図５に本発明の第２実施例を示す。第１実
施例では主軸４をベルト１０により上下から挟み込ん
で、主軸４に半径方向の力が加わるのを避けているが、
軸径が太くまた軸受け間が短く主軸のベルトのテンショ
ンによる主軸の曲がりが問題にならない場合には、図５
に示すように、圧電アチュエータ１５と皿バネ２０を介
してモータ１１を支持するモータベース３６を支えるフ
レーム３７内を貫通して固定された軸方向に微動できる
軸に回転自由に取り付けられたテンションプーリ１６、
１６’２個で主軸４にベルト１０を押しつける簡単な構
造とすることができる。その他の構成は上記した第１実
施例と同様である。作用は第１実施例と同様である。
施例では主軸４をベルト１０により上下から挟み込ん
で、主軸４に半径方向の力が加わるのを避けているが、
軸径が太くまた軸受け間が短く主軸のベルトのテンショ
ンによる主軸の曲がりが問題にならない場合には、図５
に示すように、圧電アチュエータ１５と皿バネ２０を介
してモータ１１を支持するモータベース３６を支えるフ
レーム３７内を貫通して固定された軸方向に微動できる
軸に回転自由に取り付けられたテンションプーリ１６、
１６’２個で主軸４にベルト１０を押しつける簡単な構
造とすることができる。その他の構成は上記した第１実
施例と同様である。作用は第１実施例と同様である。
【０００９】図６、図７、図８、図９は本発明の第３実
施例で、主軸に回転と推力を与える方法として、ベルト
の替わりに摩擦車を用いたものである。図６に全体構成
を示すが、駆動力を与える手段として、第１実施例にお
けるベルトとその駆動系が、摩擦車とその駆動系に置き
換わったことを除いて、他の構成は第１実施例と同様で
ある。図６、図７に示すように、主軸４を挟んで対向す
る位置に摩擦車４１及び４１’がおかれている。摩擦車
４１’は皿バネ２０’及び圧電アクチュエータ１５’を
介して軸受けブロック３９に回転自由に取り付けられた
軸の一端に固定され、皿バネ２０により主軸４に強く押
しつけられている。軸の他端側はプーリ１６’が取り付
けられており、プーリ１６’にはベルト４０’を介して
モータ１１’より回転力が伝達される。軸受けブロック
１４’は上下方向に移動する第２圧電アクチュエータ４
２の上に固定されている。摩擦車４１は摩擦車４１’と
構成は全く同一で、主軸４を挟んで対称位置に置かれて
いる。図７は摩擦車４１、４１’と主軸の位置関係及び
接触状態を示したもので、摩擦車４１及び４１’は端面
の１点で接するようにそれぞれの軸心Ｂ，及びＣが、主
軸４の軸心Ａの直角方向より若干傾けて置かれている。
施例で、主軸に回転と推力を与える方法として、ベルト
の替わりに摩擦車を用いたものである。図６に全体構成
を示すが、駆動力を与える手段として、第１実施例にお
けるベルトとその駆動系が、摩擦車とその駆動系に置き
換わったことを除いて、他の構成は第１実施例と同様で
ある。図６、図７に示すように、主軸４を挟んで対向す
る位置に摩擦車４１及び４１’がおかれている。摩擦車
４１’は皿バネ２０’及び圧電アクチュエータ１５’を
介して軸受けブロック３９に回転自由に取り付けられた
軸の一端に固定され、皿バネ２０により主軸４に強く押
しつけられている。軸の他端側はプーリ１６’が取り付
けられており、プーリ１６’にはベルト４０’を介して
モータ１１’より回転力が伝達される。軸受けブロック
１４’は上下方向に移動する第２圧電アクチュエータ４
２の上に固定されている。摩擦車４１は摩擦車４１’と
構成は全く同一で、主軸４を挟んで対称位置に置かれて
いる。図７は摩擦車４１、４１’と主軸の位置関係及び
接触状態を示したもので、摩擦車４１及び４１’は端面
の１点で接するようにそれぞれの軸心Ｂ，及びＣが、主
軸４の軸心Ａの直角方向より若干傾けて置かれている。
【００１０】図８は摩擦車から主軸へ回転と推力を与え
得る方法を示したもので、主軸４の軸心Ａと摩擦車４
１’の軸心の高さ方向の位置が同一の場合、摩擦車４
１’と主軸４の接触点Ｐでは主軸４は上向きの摩擦力ｈ
を受けｘ方向へ回転するのみで、軸方向への推力は働か
ない。このとき摩擦車４１は摩擦車４１’と主軸４を挟
んで反対側にあって摩擦車４１’側から見てこれと逆方
向、同一速度で回転し、中心位置の高さも同一となって
いる。いま摩擦車４１’を上方へ移動させ、中心位置を
主軸４の軸心位置Ｏよりも高いＯ’まで移動させると、
摩擦車４１’と主軸４の接点Ｐにおける摩擦方向はｈ’
となり、軸心に直角な方向より前側へ角γだけ傾く。こ
れにより主軸４はｘ方向へ回転しながらｙ方向（前方）
への推力を得前へ進む。このとき摩擦車４１は下方へ摩
擦車４１’と同一距離だけ同時に移動している。
得る方法を示したもので、主軸４の軸心Ａと摩擦車４
１’の軸心の高さ方向の位置が同一の場合、摩擦車４
１’と主軸４の接触点Ｐでは主軸４は上向きの摩擦力ｈ
を受けｘ方向へ回転するのみで、軸方向への推力は働か
ない。このとき摩擦車４１は摩擦車４１’と主軸４を挟
んで反対側にあって摩擦車４１’側から見てこれと逆方
向、同一速度で回転し、中心位置の高さも同一となって
いる。いま摩擦車４１’を上方へ移動させ、中心位置を
主軸４の軸心位置Ｏよりも高いＯ’まで移動させると、
摩擦車４１’と主軸４の接点Ｐにおける摩擦方向はｈ’
となり、軸心に直角な方向より前側へ角γだけ傾く。こ
れにより主軸４はｘ方向へ回転しながらｙ方向（前方）
への推力を得前へ進む。このとき摩擦車４１は下方へ摩
擦車４１’と同一距離だけ同時に移動している。
【００１１】次にトルクあるいはスラスト力などの切削
力が高くなったり、所要量の切り込みが終了し、ドリル
引き戻しの指令がでたとき、図８（ｃ）に示すように摩
擦車４１’を下方へ移動させる。摩擦車の中心位置は
Ｏ”に移動し、摩擦車４１’と主軸４の接点Ｐにおける
摩擦方向はｈ”となり、主軸４の軸心に直角な方向より
角δ傾き、主軸４はｘ方向に回転しながらｙ’方向（後
方）へ進む。このとき摩擦車４１は摩擦車４１’と逆に
上方へ摩擦車４１’と同一量だけ同時に移動させる。摩
擦車４１、４１’の上下方向の移動時は摩擦車と主軸４
は常時接触させていても良いし、圧電アクチュエータ１
５、１５’に通電してこれを伸ばして、摩擦車４１、４
１’を主軸から引き離して移動させ、所定量移動した
後、通電を切り、再び接触させてもよい。
力が高くなったり、所要量の切り込みが終了し、ドリル
引き戻しの指令がでたとき、図８（ｃ）に示すように摩
擦車４１’を下方へ移動させる。摩擦車の中心位置は
Ｏ”に移動し、摩擦車４１’と主軸４の接点Ｐにおける
摩擦方向はｈ”となり、主軸４の軸心に直角な方向より
角δ傾き、主軸４はｘ方向に回転しながらｙ’方向（後
方）へ進む。このとき摩擦車４１は摩擦車４１’と逆に
上方へ摩擦車４１’と同一量だけ同時に移動させる。摩
擦車４１、４１’の上下方向の移動時は摩擦車と主軸４
は常時接触させていても良いし、圧電アクチュエータ１
５、１５’に通電してこれを伸ばして、摩擦車４１、４
１’を主軸から引き離して移動させ、所定量移動した
後、通電を切り、再び接触させてもよい。
【００１２】ドリル加工の場合は回転方向は常に一定方
向であるが、タップ加工などのネジ切りの場合は、逆転
させる必要がある。この場合は摩擦車４１、４１’を摩
擦車４１’側からみて常に同一方向に回転させておき、
摩擦車の摩擦方向の傾き角が加工しようとするネジのリ
ード角と一致するように、上下方向に主軸４の中心軸よ
り一定量ずらして、どちらか一方を主軸４に接触させる
ようにすれば良い。図９（ａ）に示すように摩擦車４
１’の中心がＯ’にあって、主軸４にＰ点で接し、摩擦
力ｈを与えている。これにより主軸４はｘ方向の回転と
ｙ方向（前方）への移動を行う。このとき摩擦車４１は
回転はしているが圧電アクチュエータ１５に通電してこ
れを伸ばし、主軸４から引き離され接触していない。い
ま切削力の上昇や、所定量の切り込みが終了して、工具
引き戻しの指令が出たとき、圧電アクチュエータ１５’
に通電しこれを伸ばして主軸４から摩擦車４１’を引き
離すと同時に圧電アクチュエータ１５の通電を切って、
摩擦車４１を主軸４に接触させる。このとき摩擦車は図
９（ｂ）に示すようにその中心がＯ”にあり主軸との接
点Ｐ’における摩擦力ｈ”はネジのリード角と一致する
ように主軸４の軸心に直角な方向より後方へδ傾いてお
り、主軸４はｘ’方向へ逆転しながらｙ’方向（後方）
へ後退する。
向であるが、タップ加工などのネジ切りの場合は、逆転
させる必要がある。この場合は摩擦車４１、４１’を摩
擦車４１’側からみて常に同一方向に回転させておき、
摩擦車の摩擦方向の傾き角が加工しようとするネジのリ
ード角と一致するように、上下方向に主軸４の中心軸よ
り一定量ずらして、どちらか一方を主軸４に接触させる
ようにすれば良い。図９（ａ）に示すように摩擦車４
１’の中心がＯ’にあって、主軸４にＰ点で接し、摩擦
力ｈを与えている。これにより主軸４はｘ方向の回転と
ｙ方向（前方）への移動を行う。このとき摩擦車４１は
回転はしているが圧電アクチュエータ１５に通電してこ
れを伸ばし、主軸４から引き離され接触していない。い
ま切削力の上昇や、所定量の切り込みが終了して、工具
引き戻しの指令が出たとき、圧電アクチュエータ１５’
に通電しこれを伸ばして主軸４から摩擦車４１’を引き
離すと同時に圧電アクチュエータ１５の通電を切って、
摩擦車４１を主軸４に接触させる。このとき摩擦車は図
９（ｂ）に示すようにその中心がＯ”にあり主軸との接
点Ｐ’における摩擦力ｈ”はネジのリード角と一致する
ように主軸４の軸心に直角な方向より後方へδ傾いてお
り、主軸４はｘ’方向へ逆転しながらｙ’方向（後方）
へ後退する。
【００１３】上記第３実施例では、工具の回転と送りテ
ーブルの移動を同一のモータでおこなっているが、工具
回転用の主軸を高速回転するスピンドルとし、これを搭
載したテーブルの摺動のみを本発明の送りテーブルを用
いて行っても良い。
ーブルの移動を同一のモータでおこなっているが、工具
回転用の主軸を高速回転するスピンドルとし、これを搭
載したテーブルの摺動のみを本発明の送りテーブルを用
いて行っても良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、送りテーブルを後退さ
せる場合も、主軸を逆転させる必要がなく、常に同一方
向に回転しているので、回転慣性モーメントを小さくで
き、速い応答速度を持つ送りテーブルとなるので、工具
の破損を防止したり、加工能率を高めることができる。
また工具回転とテーブルの送りを１台のモータで実現で
きるので機械装置の価格を安価にできる効果がある。
せる場合も、主軸を逆転させる必要がなく、常に同一方
向に回転しているので、回転慣性モーメントを小さくで
き、速い応答速度を持つ送りテーブルとなるので、工具
の破損を防止したり、加工能率を高めることができる。
また工具回転とテーブルの送りを１台のモータで実現で
きるので機械装置の価格を安価にできる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例の斜視図
【図２】本発明の第１実施例の主軸部の正面図
【図３】本発明の第１実施例の主軸の先端部の要部断面
図
図
【図４】本発明の第１実施例の作用説明図
【図５】本発明の第２実施例の斜視図
【図６】本発明の第３実施例の斜視図
【図７】本発明の第３実施例の要部平面図
【図８】本発明の第３実施例の第１作用説明図
【図９】本発明の第３実施例の第２作用説明図
１ ベース ２ ガイド ３ 送りテーブル ４ 主軸 ５ フロントベアリングブロック ６ レアベアリング
ブロック ７ トルクセンサ ８ コレットチャッ
ク ９ ドリル １０，４０ ベルト １１ モータ １２ アイドルプー
リ １３ モータプーリ １４，３７ フレー
ム １５，１５’ 圧電アクチュエータ １６，１６’，１７，１７’ テンションプーリ １８ シリンダ １９ エアーピスト
ン ２０，２０’，２５ 皿バネ ２１，２１’，２２，２４，２４’，３５，４５ ベア
リング ２３ スリーブ ２６，２９，３１，３
２，４６ ナット ２７ ねじれバネ ２８，３８ 変位セ
ンサ ３０ プッシュバー ３３，４３ シャフ
ト ３６ モータベース ３９ 軸受けブロック ４１，４１’ 摩擦車 ４２，４２’ 第２圧電
アクチュエータ ４４ キー
ブロック ７ トルクセンサ ８ コレットチャッ
ク ９ ドリル １０，４０ ベルト １１ モータ １２ アイドルプー
リ １３ モータプーリ １４，３７ フレー
ム １５，１５’ 圧電アクチュエータ １６，１６’，１７，１７’ テンションプーリ １８ シリンダ １９ エアーピスト
ン ２０，２０’，２５ 皿バネ ２１，２１’，２２，２４，２４’，３５，４５ ベア
リング ２３ スリーブ ２６，２９，３１，３
２，４６ ナット ２７ ねじれバネ ２８，３８ 変位セ
ンサ ３０ プッシュバー ３３，４３ シャフ
ト ３６ モータベース ３９ 軸受けブロック ４１，４１’ 摩擦車 ４２，４２’ 第２圧電
アクチュエータ ４４ キー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 17/09 Ｂ２３Ｑ 17/09 Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】先端部に工具把持装置及び工具に加わる切
削力の検出装置を備えた主軸と、この主軸を搭載しベー
ス上のガイドに沿って工作物側へ送る送りテーブルと、
切り込み指令及び切削力検出装置からの信号に基づいて
送りテーブルの送りを制御する制御装置を持った微***
などの加工機において、先端部に工具把持装置及び工具
に加わる切削力の検出装置を備えた主軸の両端付近をベ
アリングで回転自由にかつ軸方向へは拘束するように、
その軸心と送りテーブルの摺動方向が一致するように送
りテーブル上に支持された主軸と、この主軸のベアリン
グ支持間において主軸と接するベルトと、このベルトを
駆動し主軸に回転力を与えるベース上に固定されたモー
タと、このベルトを主軸に一定の張力を付与して接する
ようにするテンションプーリと、このテンションプーリ
をその軸方向へ移動させるアクチュエータを備え、この
アクチュエータによりプーリを軸方向に移動させ、ベル
トの摩擦駆動方向を主軸に直角な方向から軸方向へ傾
け、主軸に回転と推力を同時に与えることを特徴とする
微***などの加工機用テーブル送り装置。 - 【請求項２】先端部に工具把持装置及び工具に加わる切
削力の検出装置を備えた主軸と、この主軸を搭載しベー
ス上のガイドに沿って工作物側へ送る送りテーブルと、
切り込み指令及び切削力検出装置からの信号に基づいて
送りテーブルの送りを制御する制御装置を持った微***
などの加工機において、先端部に工具把持装置及び工具
に加わる切削力の検出装置を備えた主軸の両端付近をベ
アリングで回転自由にかつ軸方向へは拘束するように、
その軸心と送りテーブルの摺動方向が一致するように送
りテーブル上に支持された主軸と、この主軸のベアリン
グ支持間において、主軸を挟んで軸対称の位置から主軸
に接するベースに固定された１対のモータにより回転せ
られる摩擦車と、この摩擦車の中心位置を上下に移動さ
せるアクチュエータ及び前後に移動させるアクチュエー
タを持つことを特徴とするテーブル送り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29716696A JPH10118819A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 微***などの加工機用テーブル送り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29716696A JPH10118819A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 微***などの加工機用テーブル送り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10118819A true JPH10118819A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17843050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29716696A Pending JPH10118819A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 微***などの加工機用テーブル送り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10118819A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139752A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| CN110052882A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-07-26 | 科德数控股份有限公司 | 一种带有双摆铣头的滑枕装置 |
| KR20200036442A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사화신 | 공구 고정 장치 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP29716696A patent/JPH10118819A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139752A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| KR20200036442A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사화신 | 공구 고정 장치 |
| CN110052882A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-07-26 | 科德数控股份有限公司 | 一种带有双摆铣头的滑枕装置 |
| CN110052882B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-09-17 | 科德数控股份有限公司 | 一种带有双摆铣头的滑枕装置 |
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