JPH0215933A - 施回体のバランス機構 - Google Patents

施回体のバランス機構

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JPH0215933A
JPH0215933A JP16372388A JP16372388A JPH0215933A JP H0215933 A JPH0215933 A JP H0215933A JP 16372388 A JP16372388 A JP 16372388A JP 16372388 A JP16372388 A JP 16372388A JP H0215933 A JPH0215933 A JP H0215933A
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Takaaki Kuzutani
葛谷 隆明
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    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/001Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine
    • B23Q11/0017Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts
    • B23Q11/0021Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts the elements being rotating or pivoting
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は垂直平面内で旋回可能な主軸台を有する工作機
械等の偏荷重に対するバランス機構に関するものである
従来の技術 第7図〜第9図において、従来垂直平面内で旋回可能な
主軸台101をY軸方向に移動可能なラム102の先端
に備えるフライス盤等の旋回主軸台の偏荷重に対するバ
ランス機構としては、旋回軸103に偏荷重相当分の重
り104を取付けてバランスを取っていた。また旋回軸
103に嵌着したピニオン105に噛合するランク軸1
06の両端をばね107により押圧しばねによる反力で
バランスを取っていた。
発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べたもののうち前者においては偏荷重が
大きい場合に重り104が大形になり取付は場所等の設
計上の問題点がある。また後者においては主軸台101
の旋回角θと偏荷重との関係は第10図のようにサイン
曲線を描くが、ばね107による反力は直線性を示すた
め、曲線と直線との差の部分だけはバランスを取り切る
ことが出来ず更に旋回角θが90°を越すとその差が急
速に大きくなるので90″以上では使用できないという
問題点を有している。
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは旋回角全
域にわたり正確にバランスを取ることのできるバランス
機構を提供しようとするものである。
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おけるバランス機構は
、垂直平面内で旋回可能な旋回体を有する工作機械にお
いて、前記旋回体を旋回する駆動手段と、前記旋回体の
偏荷重に対して反力を発生させる反力発生手段と、前記
旋回体の旋回角を検出する検出手段と、該検出手段の出
力により前記反力発生手段を制御する制御手段とを備え
てなるものである。
作用 駆動手段により旋回体(主軸頭)が旋回されると検出器
より刻々の旋回角が分別回路及び演算回路に出力される
0分別回路では例えば垂直位置(0°)にあった主軸頭
が時計回りに旋回し始めると直りに電磁弁制御回路に信
号を送り、この信号で電磁弁制御回路は一方のソレノイ
ドに通電して、主軸頭が傾いた方向の流体圧シリンダに
圧力流体を供給できるように電磁弁を切換える。同時に
演算回路では旋回角によって変化する主軸頭の偏荷重に
見合った数値を演算により算出して圧力制御回路に出力
する。これを受けて圧力制御回路では数値に比例する流
体圧シリンダへの供給圧力が得られるよう比例電磁式リ
リーフ弁への供給電圧を調整して供給圧を調整する。こ
のようにして調整された供給圧力が作用して発生するピ
ストンの推力により主軸台の偏荷重に対応する反力を得
る。
実施例 実施例について図面を参照して説明する。第1図〜第6
図において、周知のNCフライス盤においてベース1上
に垂直方向(Z軸)のすべり案内面2aを有するコラム
2が固着されており、すべり案内面2a上にニー3がN
C制御で移動位置決め可能に設けられ、ニー3の上面に
削設されたX軸方向のすべり案内面上にテーブル4がN
C制御で移動位置決め可能に載置されている。更にコラ
ム2上面にはY軸方向のすべり案内面が削設されており
、このすべり案内面上にラム5が移動可能に載置され、
ラム5はN CII j8のサーボモータ6によりボー
ルねじ7を介して移動位置決めされる。
ラム5の先端には後述のY軸方向の旋回軸の回りで旋回
可能に主軸頭8が設けられており、主軸頭には旋回軸に
対して直角な主軸9が図示しない複数の軸受により軸承
されている。
ラムの先端部に穿設された穴5aに軸受ハウジング10
が嵌着され、軸受ハウジング内の複数の軸受11により
旋回可能に軸承される旋回元軸12が主軸台本体13に
固着されている。そして旋回元軸12には歯車14が嵌
着され、歯車14は中間軸15に嵌着される歯車16と
噛合し、更に中間軸15にはウオームホイール17が嵌
着されている。そしてラム5に固定のサーボモータ18
の出力軸18aに嵌着される歯車19に、バンクギヤー
20を介して歯車21が噛合され、歯車21は前記ウオ
ームホイール17に噛合されるウオーム22が刻設され
たウオーム軸23に嵌着されている。このようにして主
軸台8はN C$制御のサーボモータ18により旋回位
置決めされるようになっている。
主軸台本体13には旋回元軸12と同心に一体のボス部
13aが設けられ、ボス部13aはラム5の穴5bに遊
に嵌挿され、先端にテーパ穴25aを有するクランプリ
ング25が同心に固着されている。そして軸受ハウジン
グ10の外周はピストン27が嵌挿されて油圧シリンダ
26に形成されており、油路28,29に供給される圧
油によりピストン27が移動されるようになっている。
そしてピストン27の先端部は前記テーパ穴25aに嵌
挿されるテーパ27aに形成され、油路28に圧油が送
られてピストンが右行したときテーパ27aとテーパ穴
25aが当接してクランプリング25を介して主軸台本
体13を引込み、ボス部13aの左端面とラムの先端面
5Cとが圧接され、同時にピストン27のテーパ27a
がテーパ穴 25aに圧着されてテーパ部の内径が縮小
し、軸受ハウジング10の外周10aに嵌着して主軸台
8がクランプされるようになっている。
ラム5の後端部に穴5aと同心に穿設された穴5d、5
sに複数の軸受により回転可能に旋回軸30が軸承され
ており、旋回軸先端のスプライン軸部30aは前記旋回
元軸12のスプライン穴り2a内に嵌挿されている。そ
してラム5に固定の検出器32の回転軸が継軸31を介
して旋回軸30の後端に連結されており、検出器32は
主軸台8の旋回角θを検知して後述の分別回路49及び
演算回路51に出力するようになっている。更に旋回軸
30の後端部には、ピニオン34が嵌着されており、ピ
ニオン34に噛合されるラック350両端にピストン3
6.37が固着されている。
そしてピストン36.37は同心かつ対称にラムに固着
の油圧シリンダ38.39に嵌挿されている。シリンダ
38.39に゛供給される圧油は開示しない油圧ポンプ
から管路42を経て供給される元圧Pを、管路42の途
中に設けられた比例電磁式リリーフ弁43により圧力調
節されたのち、3位置電磁弁44により切損えられて、
何れか一方の管路45又は46を通って一方のシリンダ
に供給されるようになっている。
シリンダ38.39へ供給する圧油の切換え及び圧力調
整を行う前記リリーフ弁43及び電磁弁44の制御回路
は第6図のブロック線図に示すように、検出器32によ
って出力される主軸台8の旋回角θが分別回路49に入
力され、分別回路では旋回角θが0″ (主軸台垂直位
置)又は180(主軸台倒立位置)を越えているかを分
別して信号を電磁弁制御回・路50に出力し、電磁弁i
l制御回路では旋回角0″〜1800まではソレノイド
5OL1に、また180 〜360  ’まではソレノ
イド5QL2に通電して電磁弁44を切換えるようにな
っている。
更に演算回路51では旋回角θによって変わる主軸台8
の偏荷重に見合う数値を圧力制御回路52に出力する。
この演算回路5I内での出力数値の演算は、例えば主軸
台の偏荷重によって発生する最大トルクTは旋回中心か
ら主軸台重心位置aまでの距離りと主軸台の重心重量W
の積(WL)で決まり、最大トルクTは旋回角θが90
″又は270 °のときで旋回角θによって変化する実
際のトルクはTsin θとなる。一方このトルクに対
抗してシリンダ38.39によって与えねばならないト
ルク(反力)は、旋回中心からシリンダ中心までの距離
lとシリンダの推力Fとの積(Fl)決まり、推力Fは
シリンダ面積と供給圧力によって求められるので、Ts
in θに見合う数値を演算により求めることができる
。演算回路の出力信号を受けて圧力制御回路52は、入
力数値に比例した圧力に元圧Pを調整するよう比例電磁
式リリーフ弁43に電圧を印加して励磁電流を送る。こ
うして圧力調整された圧油は電磁弁44を介してシリン
ダ38.39の何れか一方に供給される。
尚シリンダ38.39及びピストン36.37は本実施
例のように直進式に限定されるものではなく、回転アク
チエエータ等が使用できるのは勿論である。
また流体圧は油圧に限定されるものではなく圧力空気等
が使用できるのは勿論である。
効果 本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。
主軸台の旋回角を検出し、この旋回角を基に2つの流体
圧シリンダに供給する流体圧の切換えと圧力の調整を行
いピストンを介して旋回軸に嵌着されたピニオンと噛合
するランク端面に反力を付与するようになしたので、3
60  ’にわたり正確にバランスを取ることが可能と
なり、主軸台の旋回位置決めが容易となり、位置決め精
度が向上するとともに、主軸台を旋回しながら加工を行
う場合の工作精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は主軸頭の旋回機構及び本発明のバランス機構を
表す正面切断図、第2図は第1図の要部拡大図、第3図
はバランス機構のシリンダ部を表す切断図、第4図は主
軸頭旋回駆動部を表す切断図、第5図は旋回主軸台を有
するフライス盤の側面図、第6図は制御回路のブロック
線図及び油圧回路図、第7図、第8図は従来の技術の説
明図、第9図は第8図のA−A線視切断図、第10図は
従来の技術説明用グラフ図である。 2 ・ 2 ・ 8 。 9 ・ 0 ・ 主軸台(旋回体) 49・・分別回路 ・旋回元軸    30・・旋回軸 ・検出器 39・・油圧シリンダ ・分別回路 ・電磁弁制御回路 ・演算回路  52・・圧力制御回路 旋回角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)垂直平面内で旋回可能な旋回体(8)を有する工
    作機械において、前記旋回体を旋回する駆動手段と、前
    記旋回体の偏荷重に対して反力を発生させる反力発生手
    段と、前記旋回体の旋回角(θ)を検出する検出手段と
    、該検出手段の出力により前記反力発生手段を制御する
    制御手段とを備えてなる旋回体のバランス機構。
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