JPH03149102A - 旋盤 - Google Patents

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、機械ベッドと、この機械ベッド上に不動配置
されたモータ駆動式主軸のための主軸台と、主軸の軸線
方向で摺動可能に配置された芯押台と、クロステーブル
とを備えている旋−盤であって、クロステーブルが主軸
の軸線方向で調節可能な縦テーブルとこれに対して横方
向で調節可能な横テーブルとを有しており、この場合、
縦テーブルが回転駆動可能な縦方向案内スピンドルを介
して、また横テーブルがやはり回転駆動可能な横方向案
内スピンドルを介して、それぞれ操作され得るように構
成されている形式のものに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題１−最に
この種の旋盤における主軸と芯押台との間には、主軸を
介してその縦軸線を中心にした回転運動を与えられる旋
削部分が受容される。クロステーブルにおける横テーブ
ル上には旋削イ（イト又はそれに類する工具が固定され
ており、この種の工具は、横テーブルの調節運動により
工作物軸線に対し垂直に、また縦テーブルの調節運動に
より工作物軸線と平行に、それぞれ移動可能ならしめら
れているので、通常の形式で工作物の旋削加工を実施す
ることが出来る。

比較的単純な旋盤、殊に小型の卓上旋盤もしくはホビー
用の旋盤における縦方向案内スピンドル及び横方向案内
スピンドルは、それぞれ所属の案内スピンドルの一端部
に相対回動不能に配設されたハンドル車を介して操作す
ることができる。この種の簡単な旋盤で一般に実施され
得る旋削作業は、縦方向往復台および横方向往復台にお
ける同時に重畳し且つ互いに正確に整合される運動を必
要としないような比較的単純な作業であるに過ぎない。

矢張りこの種の旋盤で自動化された高性能のものも既に
公知となっており、この場合、縦方向案内スピンドルと
横方向案内スピンドルとはそれぞれＮ　Ｃｉ制御装置に
より制御される調節モータによって操作することができ
る。現代や新しいＮＣ制御装置およびＮＣ駆動装置にか
なりの投資をしたとしても、それに見合った効果が得ら
れるのは、一般に高い切削効率と極めて高い製作精度と
が保証された生産機械の場合に限られる。更にこの切削
効率および製作精度など現代の生産機械が必要とする特
性は、機械が最新の技術水準によるものであればあるほ
ど、ＮＣ制御装置およびＮＣ駆動装置に要するコストを
より一層高くすることになる。この種の制御装置および
駆動装置は、本来の工作機械の価格に相応しくないほど
高価であるため、小規模な工場または家内工業で用いる
小型の旋盤には適していない。

なお、ハンドル車を介してのみならず駆動モー夕を介し
ても送りスピンドルを操作することのできる工作機械も
、既に極めて一般的なものとして公知となっている。こ
の場合の駆動モータは、例えば各案内スピンドルにおけ
るハンドル車とは反対側の端部に配置されるか、或いは
駆動モータのトルク導入が、各案内スピンドル間におけ
るいずれかの箇所で、これらの案内スピンドルに連結さ
れた伝動システムを介して行われる。然しそのいずれの
場合にも、各案内スピンドルには構成上かなりの費用を
かけることにより、案内スピンドルがハンドル車を介し
て手動式に、また制御可能なモータを介して自動的に駆
動され得るように構成されていなければならない、更に
この場合、比較的長時間に亘る手動操作に際しては、駆
動モータを案内スピンドルから解離可能に構成して、案
内スピンドルが必ずしも常には連動されないようにする
ことが必要とされる。このことを達成するためには、一
般に、電気的又は機械的に操作された高価な連結装置が
用いられる。特に冒頭に述べた形式による旋盤において
は、ハンドル車とは反対側に位置する縦方向案内スピン
ドル端部に駆動モータを取り付けることが困難である。

何故ならば、このスピンドル端部には、一般にねじ切り
もしくは他の螺旋加工を実施するため縮方向案内スピン
ドルを主軸の駆動装置に連結可能ならしめる伝動装置が
設けられているからである。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式による旋盤の構造を
比較的簡単に且つ低廉な費用で製作され得るものとし、
少なくともその縦テーブルおよび横テーブルを手動およ
びモータ駆動式の操作に適したものにするところにある
。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決すべく提案された本発明の装置によれば
、縦方向案内スピンドル及び横方向案内スピンドルにそ
れぞれ１つのハンドル車が装着されており、各ハンドル
車が所属の調節モータに連結可能な伝動車に剛性的に結
合されている。

［発明の作用と効果１ 各案内スピンドルのハンドル車はそれぞれダイレクトに
伝動車と剛性結合されており、伝動車内にはそれぞれ所
属の駆動モータのトルクを導入することができる。

本発明の装置によれば、工作機械構造に対するその他の
干渉を必要としない、駆動モータは、例えば各案内スピ
ンドルに対して軸線平行に、案内−スピンドルを支承す
る部品に簡単な形式で固定することとができるので、極
めて簡単な伝動装置を用いてハンドル車をそれぞれ所属
の駆動モータに結合することが可能になる。手動による
駆動力も、或いはモータを用いた駆動力も、ハンドル車
を介して案内スピンドル内に導入されるので、案内スピ
ンドルの軸受けは、トルク導入に際して生ずる剪断力に
対応するように、単にハンドル車を担持する端部に形成
しておきさえすればよい。

本発明による旋盤の別の実施態様では、鉛直方向調節可
能なモータ駆動式の立スピンドルを備えた文型スピンド
ルスタンドが機械ベッドに固定可能ならしめられており
、この場合、立スピンドルを調節するための駆動装置に
はハンドル車の取り付けられた鉛直方向案内スピンドル
が設けられていおり、このハンドル車が、交差型往復台
（クロスキャリッジ）におけるハンドル車の場合と同じ
ように、所属の調節モータに連結可能な伝動車と剛性的
に結合されている。このような構成様式ががとられてい
るならば、上述した本発明の原理を応用することによっ
て、当該旋盤をその立スピンドルがモータ駆動方式で送
られるような文中制り盤およびフライス盤として改造す
ることが容易に達成される。

いずれの場合にも、ハンドル車は作業員にとってアプロ
ーチし易い機械部分に配置されているので、伝動装置に
おける設計上のＷ造を適宜に簡易化しておきさえすれば
、駆動モータと各ハンドル車とを簡単な形式で連結し或
いは解離することも可能である。従って、送り操作を手
動方式で行なおうとする場合には、駆動モータが案内ス
ピンドルから容易に解離されるので、手動送りに際して
案内スピンドルが強制的に連動されることは回避され、
駆動モータと案内スピンドルとを選択的に連結乃至解離
するための特別な連結装置は不要ならしめられる。

本発明の有利な−実施態様によれば、各伝動車がそれぞ
れハンドル車と一体に構成されている。

この種のユニットは、例えば精密インジェクション・モ
ールディング又はそれに類する適宜な製作方法によって
簡単にしかも低置なコストで製作可能である。

構成上の簡易化を図るためにも、伝動車を歯付きベルト
車として構成しておくと有利であって、この歯付きベル
ト車は歯付きベルトを介して駆動モータの出力軸に配置
された対応するビニオンに接続されている。駆動モータ
を取り付け、且つこのモータを歯付きベルトによりハン
ドル車に結合する操作は、工場に備え付けの手段を利用
することより難なく達成され、家内工業においてもその
ための′特別な措置を講することなく容易に実施するこ
とができる。

公知の形式により各ハンドル車にそれぞれクランクハン
ドルが設けられているようさ旋盤においては、送りがモ
ータによって行なわれる場合にこのクランクハンドルを
取り外せるようにするため本発明ではクランクハンドル
がハンドル車に解離可能に固定されている。

案内スピンドル用の駆動モータは、その最も簡単な実施
態様ではスイッチによりオンオフ切換え可能な電気モー
タとして構成されている。然し本発明における有利な実
施例では、駆動モータがＮＣ制御装置を介して制御可能
ならしめられており、従って工作機械は工作物の輪郭形
状が複雑である場合にも自動的に制御される加エブログ
ラムを実施することが可能とされ、この場合、縦テーブ
ルと横テーブルとの運動を、また必要とされるならば立
スピンドルの遅動をも、同時に且つ互いに整合された状
態で行なわせることができる。ＮＣ制御装置としては、
単に駆動モータの行程制御のみならずモータの出力制御
をも行なうパーソナルコンピュータ規模のＤＶ装置（デ
ータ処理装置）を用いると効果的である。

本発明の有利な一実施例によれば、各駆動モータはそれ
ぞれブレーキの組み込まれたステラ１モータとして構成
されている。この場合、電流の供給が遮断されると自動
的にブレーキが作動するので、電気モータは殆ど慣性回
転しないように制動することができる。更に、本発明の
別の実施例によれば、ステラ１モータの始動および制動
がＮＣ制御装置によって制御され、この場合、ＮＣ制御
装置はステップモータにおける所望の始動特性および制
動特性に応じて増減するパルス列周波数を発生する。

［実施例］ 次に添付図面に示した実施例につき本発明を詳細に説明
する。

第１図および第２図に示された本発明による旋盤は、機
械ベッド２と、機械ベッド２上に不動配置されたモータ
駆動式主軸６のための主軸台４と、主軸軸線８に沿って
縦方向摺動可能に機械ベッド２上に支承された芯押台１
０と、主軸６と芯押第１０との間に配置され主軸軸線８
に沿って縦方向摺動可能な縦テーブル１４及びこれに対
して横方向で摺動可能な横テーブル１６を有するクロス
テーブル１２とを備えている。

主軸６は、軸受け１８を介しても主軸台４内に回動自在
に支承されており、第１図および第２図の図平面で見て
この主軸６の右端部には工作物チャック２０が担持され
、この工作物チャック２０内には図示されてない旋削加
工部品を通常の形式により緊締することができる。更に
第１図および第２図の図平面で見て主軸６の左端部には
ベルト車装Ｍ２２が担持されており、このベルト車装置
２２は、駆動ベルトを介して主軸台４内に不動配置され
たスピンドル駆動モータ２６の出力軸に固定される別の
ベルト車装置ｆ２４に接続されている。

芯押台ｌＯは主軸軸線８方向で移動可能に構成された２
本の互いに平行なガイドロッド２８゜３０上に支承され
ている。そのため、芯押台１０には上位の軸受はシェル
ユニット３２と下位の軸受はシェルユニット３４とが設
けられており、これらの軸受はシェルユニット３２．３
４は結合ねじ３６によって互いに接合可能であると同時
に、芯押台ＩＯをガイドロッド２８．３０上に固定する
ように相互緊締可能である。芯押台尖端部３８にはセン
タースリーブ４０内に支承されており、このセンタース
リーブ４０は、ハンドル車４２を操作することにより芯
押台尖端部３８の軸線方向で外行させ或いは内行させる
ことができる。

クロステーブル１２は、下位の縦テーブル１４および上
位の横テーブル１６を有しており、この場合、編テーブ
ル１４が芯押台１０と同じように、ガイドロッド２８．
３０に沿って摺動可能に支承されているのに対し、横テ
ーブル１６は縦テーブル１４に配置された横方向レール
４４に沿って摺動可能に支承されている。

縦テーブル１４を操作してこれを摺動させるためには、
機械ベッド２に回動可能に支承されガイドロッド２８．
３０と平行に延びる縦方向案内スピンドル４６が用いら
れるが、この縦方向案内スピンドル４６には、縦方向往
復台として機能する縦テーブル１４に不動配置されたス
ピンドルナ・１ト４８の雌ねじと協働する雄ねじが切ら
れている。

縦方向案内スピンドル４６を回動させることにより、他
縦方向往復台としての縦テーブル１４は主軸軸線８方向
で摺動せしめられる。第１図および第２図の開平面を見
て、この縦方向案内スピンドル４６の右端部には、縦方
向案内スピンドル４６を手で回動させるために用いられ
るハンドル車５０が固定されており、このハンドル車５
ｏの１区分は歯付きベルト車５２として構成されている
。

第１図および第２図の開平面で見て機械ベッド２の右端
面側には、駆動モータ５４がその出力軸５６を縦方向案
内スピンドル４６と平行に延在させるように配置されて
いる。この出力軸５６上にはビニオン５８か坐着せしめ
られており、ビニオン５８は歯付きベルト６ｏを介して
ハンドル車５０における歯付きベルト車５２と回転結合
されている。

横テーブル１６を横方向で摺動させるためには横方向案
内スピンドル６２が用いられるが、この横方向案内スピ
ンドル６２は、縦テーブル１４に回動可能に支承されて
いる。第２図におけるこの横方向案内スピンドル６２の
下端部には横方向案内スピンドル６２を手動で回動可能
ならしめるためのハンドル車６４が固定されており、こ
の場合、横方向案内スピンドル６２の雄ねじは横テーブ
ル１６内に不動配置されたスピンドルナツトの雌ねじと
係合するので、横方向案内スピンドル６２を回動させれ
ば横チーブレ１６が二重矢印６６の方向で摺動せしめら
れる。ハンドル車６４の１区分は歯付きベルト車６８と
して構成されており、この歯付きベルト車６８は歯付き
ベルト７０を介して縦テーブル１４に固定された駆動モ
ータ７４のビニオン７２と回転結合されている。

特に第１図に示されているように、駆動モータ５４は接
続導線７６を介して、また駆動モータ７４は接続導、１
１７８を介して、それぞれ予めプログラミング可能なデ
ータ処理装置８０に接続されており、このデータ処理装
置８０は、ステップモータとして構成された各駆動モー
タ５４．７４における行程制御ならびに出力制御を行な
う、駆動モータ７４の接続導線７８は、駆動モータ７４
を縦テーブル１４と共に移動可能ならしめる所謂「ドラ
ブケーブル」として構成されている。

ハンドル車５０及びハンドル車６４は互いに同等に構成
されており、更にはハンドル車４２６部品の規格化を図
る目的で等しいものとして構成される。なお以下で説明
するハンドル車の構造は、ハンドル車５０によるもので
ある。ハンドル車はほぼ鉢形またはカップ状に形成され
ており、この場合、所属の案内スピンドルに面している
カップ底面８２は、縦方向案内スピンドル４６の端部上
に被せ嵌められてこれと相対回動不能に結合される嵌合
ボス８４内に移行しており、縦方向案内スピンドル４６
とは反対側のカップ開口部はカバー８６によって閉鎖さ
れている。嵌合ボス８４は固定ナツト９０により接続ス
リーブ８８を介在させた状態で縦方向案内スピンドル４
６に相対回動不能に結合されている。第１図から明らか
なように、固定ナツト９０と縦方向案内スピンドル４６
の端部とは、カバー８６によって外部から閉鎖されたカ
ップの内部に位置している。この装置は安全条件を満す
ためのものであり、視覚的な面からしても適正な措置で
ある。

歯付きベルト車５２は嵌合ボス８４に直接続くハンドル
車５０の歯付きベルト区分９２によって構成されている
。この場合、嵌合ボス８４上にはこれに対して相対回動
可能な目盛リング９４が摩擦接続式に支承されており、
この目盛リング９４には、歯付きベルト区分９２の外径
寸法より大きな直径を有するフランジ９６が設けられ、
歯付きベルト区分９２はこのフランジ９ローによって片
側を制限されている。歯付きベルト区分９２における他
方の側は、ハンドル車５０の適宜に段付けられた部分に
よって制限されているので、歯付きベルト６０は、この
歯付きベルト区分９２上で確実に保持される。特に第２
図に示されたハンドル車６４から明らかなように、目盛
リング９４には目盛マーキングが形成されており、この
目盛マーキングが通、常の形式により対応マーキングと
協働せしめられる。目盛リング９４は摩擦接続に抗して
嵌合ボス８４上で相対回動可能ならしめられており、こ
れによって目盛をその都度所望の位置にセットすること
ができる。

各ハンドル車には、それぞれクランクハンドル９８が設
けられており、手動による送り制御を行なわない比較的
長時間の作業が予定されている場合には、このクランク
ハンドル９８を取り外すことができるので、ハンドル車
の回転運動に際して操作員がこのクランクハンドル９８
によって負傷する恐れは回避される。

ハンドル車５０とは反対側に位置する縦方向案内スピン
ドル４６の端部には縦方向案内スピンドル４６を種々異
なる伝動比で主軸６に連結させることのできる伝動およ
び連結装置１００が配置されている。従って、主軸６に
緊締された工作物を自体公知の形式で螺旋加工すること
が可能になるが、この場合、縦テーブル１４の縦方向運
動は主軸ローの回転運動に対して所定の比で行なわれね
ばならない、この伝動および連結装置１００を用いるな
らば、種々異なるスパイラルピッチで螺旋加工を実施す
ることが可能である。

第３図には、第１図に暗示された形式により機械ベッド
２内に差し込むことのできる文型スピンドルスタンド１
０２が示されている。この立型スピンドルスタンド１０
２は立コラム１０４を有しており、立コラム１０４上に
はスピンドルケーシング１０６が二重矢印１０ｇの方向
で摺動可能に支承されている。

スピンドルケーシング１０６内には、モータ１０９によ
りベルト車装置１１１を介して駆動可能な立スピンドル
１１０が支承さてれおり、立スピンドル１１Ｇ内には加
エニ具を緊締することができる。

スピンドルケーシング１０６を調節するための手段は鉛
直方向案内スピンドル１１２を有しており、鉛直方向案
内スピンドル１１２は立コラム１０４の上端部に配置さ
れた軸受は台１１４内に回動自在に、但し軸方向摺動不
能に支承されている。鉛直方向案内スピンドル１１２の
上端部にはハンドル車１１６が相対回動不能に配置され
ている。このハンドル車１１６は第１図で詳しく説明し
たハンドル車５０に相当するものであり、従ってここで
はその説明を省略する。

鉛直方向案内スピンドル１１２には雄ネジが切られてお
り、この雄ねじがスピンドルケーシング１０６内に不動
配置されたスピンドルナツト１１８の雌ねじと協働する
ので、鉛直方向案内スピンドル１１２　番回動させれば
、スピンドルゲージング［６が立コラム１０４に沿って
調節される。

歯付きベルト車１２０はハンドル車１１６と一体に構成
されており、所属の歯付きベルト１２２を介して、駆動
モータ１２４の出力軸上に配置されたビニオン１２６に
回転結合されている。この実施例においては、駆動モー
タ１２４が軸受は台１１４に取り付けられている。

この駆動モータ１２４も、やはり接続導線１２８を介し
てデータ処理装置８０に接続されており、データ処理装
置８０は駆動モータ１２４の行程制御と出力Ｍ御とを行
なうので、立スピンドル１１０の送り運動をも自動化す
ることができる。

ハンドルレバー１３Ｇはスピンドルケーシング１０６の
内部に配置されたビニオンに結合されており、このビニ
オンは立コラム１０４に固定されたラック１３２と協働
する。例えば中明り加工を行なう場合には、このハンド
レバー１３０を旋回させることによって、スピンドルケ
ーシング１０６を立スピンドル１１０と共に鉛直方向で
調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦方向案内スピンドルと横方向案内スピンドル
とのための各ハンドル車および駆動モータを備えた本発
明による旋盤の側面図、第２図は第１図による旋盤の平
面図、 第３図は鉛直方向案内スピンドルのためのハンドル車と
駆動モータとを有し、第１図に暗示された形式により本
発明の旋盤に装着可能な立型スピンドルスタンドの側面
図である。 図中、２は機械ベッド、４は主軸台、６は主軸、８は主
軸軸線、１０は芯押台、１２はクロステーブル、１４は
縦テーブル、１６は横テーブル、１８は軸受け、２０は
工作物チャック、２２．２４はベルト車装置、２６はス
ピンドル駆動モータ、２８．３０はガイドロッド、３２
は上位の軸受はシェルユニット、３４は下位の軸受はシ
ェルユニット、３６は結合ねじ、３８は芯押台尖端部、
４０はセンタースリーブ、４２はハンドル車、４４は横
方向レール、４６は縦方向案内スピンドル、４８はスピ
ンドルナツト、５゜はハンドル車、５２は歯付きベルト
車、５４は駆動モータ、５６は出力軸、５８はビニオン
、６゜は歯付きベルト、６２は横方向案内スピンドル、
６４はハンドル車、６６は横テーブルの摺動方向を示す
二重矢印、６８は歯付きベルト車、７０は歯付きベルト
、７２はビニオン、７４は駆動モータ、７６．７８は接
続導線、８０はデータ処理装置、８２はカップ底面、８
４は嵌合ボス、８６はカバー、８８は接続スリーブ、９
０は固定ナツト、９２は歯付きベルト区分、９４は目盛
リング、９６はフランジ、９８はクランクハンドル、１
００は伝動および連結装置、１０２は文型スピンドルス
タンド、１０４は立コラム、１０６はスピンドルケーシ
ング、１０８はスピンドルケーシングの摺動方向を示す
二重矢印、１０９はモータ、１００は立スピンドル、１
１１はベルト車装置、１１２は鉛直方向案内スピンドル
、１１４は軸受は台、１００はハンドル車、１１８はス
ピンドルナツト、１００は歯付きベルト車、１２２は歯
付きベルト、１２４は駆動モータ、１２６はビニオン、
１２８は接続導線、１３０はハンドレバー、１３２はラ
ックである。 旋盤出願人　　　ニー・エム・ラニー・オー・マイエル
・プルス・カンパニー ・ファブリーク・フェア・ シュペツィアールマシネン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械ベッドと、この機械ベッド上に不動配置された
   モータ駆動式主軸のための主軸台と、主軸の軸線方向で
   摺動可能に配置された芯押台と、クロステーブルとを備
   えている旋盤であって、クロステーブルが主軸の軸線方
   向で調節可能な縦テーブルとこれに対して横方向で調節
   可能な横テーブルとを有しており、この場合、縦テーブ
   ルが回転駆動可能な縦方向案内スピンドルを介して、ま
   た横テーブルが矢張り回転駆動可能な横方向案内スピン
   ドルを介して、それぞれ操作され得るように構成されて
   いる形式のものにおいて、縦方向案内スピンドル及び横
   方向案内スピンドルにはそれぞれ１つのハンドル車が装
   着されており、各ハンドル車が所属の調節モータに連結
   可能な伝動車に剛性的に結合されていることを特徴とす
   る旋盤。 ２、鉛直方向調節可能なモータ駆動式の立スピンドルを
   備えた立型スピンドルスタンドが機械ベッドに固定可能
   であり、この場合、立スピンドルを調節するため駆動装
   置が、ハンドル車の取り付けられた鉛直方向案内スピン
   ドルを有しており、このハンドル車が所属の調節モータ
   に連結可能な伝動車と剛性的に結合されていることを特
   徴とする請求項１記載の旋盤。 ３、各伝動車が、ハンドル車とそれぞれ一体に構成され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の旋盤。 ４、各伝動車が、それぞれ歯付きベルト車として構成さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載の旋盤。 ５、各ハンドル車にはそれぞれ１つのクランクハンドル
   が解離可能に固定されていることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれかに記載の旋盤。 ６、ハンドル車がほぼ鉢形またはカップ状に形成されて
   おり、この場合、所属の縦方向案内スピンドルに面した
   側に位置しているカップ底面が、縦方向案内スピンドル
   の一端部上に被せ嵌めてそのスピンドルと相対回動不能
   に結合することの出来る嵌合ボス内に移行しており、更
   にこの場合、縦方向案内スピンドルとは反対側に位置す
   るカップ開口部がカバーによって閉鎖可能であることを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の旋盤。 ７、歯付きベルト車が、嵌合ボスにダイレクトに接続さ
   れているハンドル車の歯付きベルト区分によって構成さ
   れており、嵌合ボス上にはこのボスに対して相対回動可
   能な目盛りリングが摩擦接続式に支承されており、目盛
   リングが歯付きベルト区分の外径より大きな直径を有す
   るフランジを備えており、フランジが歯付きベルト区分
   を片側で制限していることを特徴とする請求項６記載の
   旋盤。 ８、歯付きベルト車がそれぞれ所属の歯付きベルトを介
   して、ＮＣ制御装置により制御可能な電気モータに接続
   されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の旋盤。 ９、各電気モータが、それぞれブレーキの組み込まれた
   ステップモータとして構成されていることを特徴とする
   請求項８記載の旋盤。