JPH04125554U - 旋 盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機体の熱変位による原点位置の誤差を小さく
し、加工精度の向上を図る。 【構成】 タレット２を搭載してＸ軸方向に移動するタ
レットキャリッジ３に、先端が被検出部15となる低熱膨
張係数の検出アーム14を主軸台７側へ延ばして設ける。
この被検出部15を検出する原点検出スイッチ13を主軸台
７の近傍に設ける。このように、主軸台７から原点検出
スイッチ13までの距離を短くすることにより、ベッド４
の熱変位による機械原点Ｑ_XOの設定位置のずれを小さく
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、タレットを搭載したタレットキャリッジを、ベッドのレール上に 主軸台に対する遠近方向に送り可能に設置した旋盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、タレット旋盤では、図５に示すようにタレット33のＸ軸方向の機械原点 Ｑ_XOを主軸31から離して設定している。このように主軸31から離れた位置に機械 原点Ｑ_XOを設定するのは、例えば次の理由等による。すなわち、タレット31の回 転による工具割出は、機械原点Ｑ_XOに復帰したときに行われるが、この割出回転 を主軸31に近い位置で行うと工具38との干渉が生じる恐れがあるためである。

【０００３】 タレット33が機械原点Ｑ_XOに復帰したことの検出は、タレット33を搭載してＸ 軸方向に移動するタレットキャリッジ34にドグ35を設け、ベッド30に設置した原 点検出用のリミットスイッチ32をドグ35でオンさせることにより行う。リミット スイッチ32のオン信号に応答し、ＮＣ装置内では機械原点Ｑ_XOと数値制御の絶対 座標の原点とを一致させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、機械原点Ｑ_XOが主軸31から離れた位置にあり、原点検出用のリミット スイッチ32も主軸31から離れてベッド30に設置されているため、運転に伴う温度 変化によりベッド30が熱膨張すると、機械原点Ｑ_XOの位置が主軸31の軸心Ｑ₁ か ら離れる量が多くなる。そのため、加工誤差が大きくなるという問題点がある。

【０００５】 この問題点につき詳述する。加工時には、使用する工具38を割り出すことによ り、タレット33の軸心Ｑ₂ からその工具38の刃先までのＸ軸方向距離Ｘｔである 刃先位置データがＮＣ装置に入力され、これによって工具38の刃先位置が決めら れる。この後、タレット33を送りねじ３７の回転でＸ軸方向に移動させることに より、工具38が加工位置へ近づけられ、加工が行われる。そのときの工具38の刃 先位置は、Ｘ軸サーボモータ36に設けられたパルスジェネレータ36ａから発する パルス数をカウントするとによりＮＣ装置で演算される。

【０００６】 いま、１パルス当たりのＸ軸方向への移動距離をΔＸ₁ とした場合、機械原点 Ｑ_x0からパルス数ｍをカウントしたときの工具38の刃先位置Ｑは絶対座標上にお いて、 Ｑ＝Ｘｔ＋ｍ・ΔＸ₁ … となる。 しかし、ベッド30が温度上昇により膨張すると、主軸31の軸心Ｑ₁ からリミッ トスイッチ32までの距離ＸｓがＸｓ＋ΔＸｓに増大し、図６に示すように温度上 昇後の機械原点Ｑ’_x0は、温度上昇前の機械原点Ｑ_x0よりも主軸31の軸心Ｑ₁ か らΔＸｓだけ遠くなる。

【０００７】 すなわち、タレット33の軸心Ｑ₂ からリミットスイッチ32までの距離をＬ₁ と し、この距離の温度変化を無視すると、主軸31の軸心Ｑ₁ から機械原点Ｑ_x0まで の距離は、温度上昇前ではＸｓ−Ｌ₁ であるのに対して、温度上昇後ではＸｓ＋ ΔＸｓ−Ｌ₁ となる。その結果、温度上昇前において機械原点Ｑ_x0からパルス数 ｍをカウントしたときの工具38の刃先位置Ｑに比べて、温度上昇後における同じ パルス数ｍをカウントしたときの刃先位置Ｑ’は、主軸31の軸心Ｑ₁ からΔＸｓ だけ遠くなる。 前記のように機械原点Ｑ_x0は主軸31の軸心Ｑ₁ から遠い位置に設定されるため 、距離Ｘｓは相当大きい値となり、熱変位による誤差分ΔＸｓもこの距離Ｘｓに 応じて増大することになる。そのため、上記従来実施例では、機体の熱変位に起 因して加工精度が大きく低下する。

【０００８】 この考案の目的は、機体の熱変位にかかわらず、精度良く加工できる旋盤を提 供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の構成を実施例に対応する図１と共に説明する。 この考案は、タレット（２）を搭載したタレットキャリッジ（３）を、ベッド （４）のレール（５）上に主軸台（７）に対する遠近方向（Ｘ軸方向）に送り可 能に設置した旋盤（１）において、先端が被検出部（15）となる低熱膨張係数の 検出アーム（14）を前記タレッットキャリッジ（３）に前記主軸台（７）側へ延 ばして設け、前記被検出部（15）を検出する原点検出スイッチ（13）を前記主軸 台（７）の近傍に設けたものである。

【００１０】

【作用】

主軸台（７）に対する遠近方向についての原点（Ｑ_x0）は、タレットキャリッ ジ（３）側の被検出部（15）によって原点検出スイッチ（13）がオンするときの タレット（２）の軸心（Ｑ₂ ）の位置である。したがって、原点（Ｑ_x0）から主 軸台（７）までの距離は、主軸台（７）から原点検出スイッチ（13）までの距離 （Ｘｓ）に、タレット（２）の軸心（Ｑ₂ ）から被検出部（15）までの距離（Ｌ ）を加えたものとなる。 原点検出スイッチ（13）は主軸台（７）の近傍に設けているので距離（Ｘｓ） は充分短く、ベッド（４）の熱変位に起因する距離（Ｘｓ）の誤差は小さい。一 方、被検出部（15）もタレットキャリッジ（３）から延ばして設けた低熱膨張係 数の検出アーム（14）の先端からなるので、熱変位による距離（Ｌ）の誤差も小 さい。そのため、主軸台（７）から原点（Ｑ_x0）までの距離について、機体の熱 変位の影響で生じる誤差は小さくなり、それだけ加工精度が向上する。

【００１１】

【実施例】

この考案の一実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。 図１において、旋盤１はタレット旋盤からなり、タレット２を搭載したタレッ トキャリッジ３が、ベッド４のレール５上に、主軸６の軸方向（Ｚ軸方向）と直 行する方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設置されている。主軸６はベッド４に設置 した主軸台７に支持され、主軸チャック６ａが装着してある。

【００１２】 タレットキャリッジ３は、レール８上に設置されてＺ軸方向に移動自在とした インデックスハウジング９を有し、このインデックスハウジング９にタレット軸 ２ａを介してタレット２が回転自在に支持されている。インデックスハウジング ９は、タレット２の割り出し回転機構と前後送り機構とを内蔵している。タレッ トキャリッジ３のＸ軸方向への移動は、送りねじ10を介してＸ軸サーボモータ11 により行われる。タレット２は、正面形状が多角形のドラム状のものであり、各 周面部分からなる工具ステーションに各種の工具12が装着してある。

【００１３】 ベッド４の後部の主軸台７に近い位置、すなわち主軸６の軸心Ｑ₁ からＸ軸方 向に距離Ｘｓだけタレットキャリッジ３側に離れた位置に、Ｘ軸方向についての 機械原点Ｑ_x0を検出するための原点検出スイッチ13が設けられている。また、タ レットキャリッジ３には、タレット２の軸心Ｑ₂ に相当する位置から主軸台７に 向けて延びる検出アーム14が設けられている。検出アーム14は、低熱膨張係数の 材料からなり、例えばセラミックや低熱膨張係数の合金が用いられる。この検出 アーム14の先端には、前記原点検出スイッチ13によって検出される被検出部であ るドグ15が形成されている。すなわち、このドグ15は、タレット２の軸心Ｑ₂ が Ｘ軸方向についての機械原点Ｑ_x0と一致するとき、原点検出スイッチ13に接触し て原点検出スイッチ13をオンさせる位置に形成されている。

【００１４】 主軸台７には、図２に示すようにタレット２が主軸６側に接近したときの検出 アーム14との衝突を避けるためのアーム逃がし穴７ａが貫通形成されている。

【００１５】 図１において、制御装置16は旋盤１の全体を制御する装置であって、プログラ マブルコントローラとＮＣ装置とからなり、加工プログラム17を解析して実行す る演算制御部18と、Ｘ軸サーボーモータ11および他の各軸サーボモータ19を駆動 するサーボドライバ20とを備えている。

【００１６】 上記構成の動作を説明する。 図３に示すように、ワーク加工の開始に際して、まず制御装置16の演算制御部 18において設定される絶対座標の原点を機械原点と一致させる動作が行われる（ S1）。この動作をＸ軸方向の動作について説明すると、以下の通りである。

【００１７】 検出アーム14先端のドグ15が原点検出スイッチ13に接触して原点検出スイッチ 13がオンするまで、タレットキャリッジ３をＸ軸方向に移動させる。タレットキ ャリッジ３のＸ軸方向への移動に伴って制御装置16の演算制御部18は、Ｘ軸サー ボモータ11のパルスジェネレータ11ａのパルス数をカウントする。 原点検出スイッチ13がオンしているとき、タレット２の軸心Ｑ₂ はＸ軸方向に ついての機械原点Ｑ_x0と一致している。原点検出スイッチ13のオン信号は演算制 御部18に入力され、この時点で演算制御部18は、パルスジェネレータ11ａのカウ ントパルス数を０にリセットする。これにより、絶対座標におけるＸ軸上の０点 が機械原点Ｑ_x0と一致する。

【００１８】 次に、タレット２の回転による使用工具12の割り出しと、演算制御部18へのそ の工具12の刃先位置データの入力とが行われる（S2）。 刃先位置データの入力では、例えばＸ軸についてのデータの場合、割り出され た工具12の刃先位置からタレット２の軸心Ｑ₂ までの距離Ｘｔが演算制御部18に 入力される。これによって、タレット２の軸心Ｑ₂ が機械原点Ｑ_x0と一致してい るとき、絶対座標でのＸ軸上の刃先位置は原点からＸｔの位置と決められる。

【００１９】 次に、ワークＷの加工位置へ工具11の刃先を移動させる動作が行われる（S3） 。この動作は、Ｘ軸方向の動きについていえば以下の通りである。加工位置とし て加工プログラム17が指定するＸ座標値を目標値として、工具11の送りが行われ るとき、サーボドライバ20ではＸ軸サーボモータ11のパルスジェネレータ11ａの パルス数がカウントされる。１パルス当たりのＸ軸方向の移動量をΔＸとすると 、機械原点Ｑ_x0からパルス数ｍをカウントしたときの絶対座標での工具11の刃先 位置Ｑは、 Ｑ＝Ｘｔ＋ｍ・ΔＸ … となる。

【００２０】 この演算位置が目標の加工位置と一致するまで移動させながら、加工動作が実 行される（S4）。加工が終了するまで（S5）、以上の動作が繰り返される。

【００２１】 ところで、上記原点合わせにおいて、例えば温度上昇により主軸台７と原点検 出スイッチ13との間の距離ＸｓがΔＸｓだけ増大したとし、低熱膨張係数の材料 からなる検出アーム14の熱膨張を無視して考えると、主軸６から機械原点Ｑ_x0ま での距離もΔＸｓだけ増大したことになる。そのため、図４に示すように温度上 昇前の機械原点Ｑ_x0からΔＸｓだけずれた位置を機械原点Ｑ’_x0として原点合わ せが行われることになる。したがって、Ｘ軸サーボモータ11のパルスジェネレー タ11ａのカウントパルス数が例えばｍのときの工具12の刃先位置Ｑ’の主軸６の 軸心Ｑ₁ からの距離も、温度上昇前のカウントパルス数ｍのときの刃先位置Ｑま での距離に比べてΔＸｓだけ遠くなる。

【００２２】 しかし、この旋盤では、主軸６の軸心Ｑ₁ から原点検出スイッチ13までの距離 Ｘｓが短いので、それだけ誤差ΔＸｓも小さくなり、熱変位に起因する加工精度 の低下を極力抑えることができる。 また、原点検出スイッチ13に接触してこれをオンさせるドグ15は、タレットキ ャリッジ３から主軸台７側に延ばして設けた検出アーム14の先端に形成されてい るので、主軸台７の近傍に原点検出スイッチ13が位置しているにもかかわらず、 Ｘ軸についての機械原点Ｑ_x0を主軸６の軸心Ｑ₁ から充分遠くに設定できる。

【００２３】

【考案の効果】

この考案の旋盤は、ベッドのレール上に主軸台に対する遠近方向に送り可能に 設置したタレットキャリッジに対して、先端が被検出部となる低熱膨張係数の検 出アームを前記主軸台側へ延ばして設けると共に、前記被検出部を検出する原点 検出スイッチを前記主軸台の近傍に設けたため、機体の熱変位による原点位置の 誤差が小さくなり、精度の良い加工を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の構成を示す概念図であ
る。

【図２】同実施例における要部を示す斜視図である。

【図３】その加工動作を示すフローチャートである。

【図４】その旋盤での機体の熱変位に起因する刃先位置
の誤差を示す説明図である。

【図５】従来の旋盤の構成を示す概念図である。

【図６】その旋盤での機体の熱変位に起因する刃先位置
の誤差を示す説明図である。

【符号の説明】

２…タレット、３…タレットキャリッジ、４…ベッド、
５…レール、６…主軸、７…主軸台、７ａ…アーム逃が
し穴、11…Ｘ軸サーボモータ、11ａ…パルスジェネレー
タ、12…工具、13…原点検出スイッチ、14…検出アー
ム、15…ドグ（被検出部）、16制御装置、18…演算制御
部、Ｑ_x0…機械原点

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タレットを搭載したタレットキャリッジ
   を、ベッドのレール上に主軸台に対する遠近方向に送り
   可能に設置した旋盤において、先端が被検出部となる低
   熱膨張係数の検出アームを前記タレッットキャリッジに
   前記主軸台側へ延ばして設け、前記被検出部を検出する
   原点検出スイッチを前記主軸台の近傍に設けた旋盤。