JPH074762B2 - テ−ブル送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、例えば研削盤のテーブルを往復運動させる
ためのテーブル送り装置に関する。

《従来技術とその問題点》 例えば内面研削盤のテーブルの下面には、油圧シリンダ
が固定され、この油圧シリンダの駆動によりテーブルを
加工待機位置から加工位置へと急速移動させ（トラバー
ス運動と称する）、シリンダをこの位置に保持した状態
でシリンダより突出する往復軸の他端に設けた偏心カム
機構を回転駆動することで、砥石を往復運動（オシレー
ション運動と称する）させるようにしている。

さらに、この偏心カム機構は、従来前記往復軸に固定さ
れたスライドリングと、このスライドリングの内側にあ
って、移動方向の前後に摺接する偏心カム及び偏心カム
を駆動させるレシプロ軸とからなっていて、レシプロ軸
を回転駆動させることにより偏心カムが偏心運動し、ス
ライドリングの内側に摺接することで、偏心カムの偏心
量に応じた往復運動を行なっている。

また、前記偏心カムは２重リング状となっており、その
外側カムがフライドリングの内周壁に接し、これによっ
て横方向の分力を極力抑えるとともに、往復軸の軸方向
に沿ってのみ修正するようになっている。

しかしながら、上記テーブルの送り装置にあっては、ま
ずトラバース運動の駆動手段として、油圧シリンダを用
いているため、被加工物に対して低速切込みが困難であ
り、研削加工に大きな制限をもたらしていた。

さらに、砥石台テーブルのオシレーション動作について
は、このオシレーション動作が停止した状態では、偏心
カムの偏心位置が一定せず、テーブルの正確な位置決め
がなされない。

そのため、例えばオシレーションストロークを変換しよ
うとする場合、偏心カムを基準位置に戻し、その後スト
ローク変更する必要があり、偏心カムの偏心ストローク
調整作業に非常に手間取り、作業能率を著しく低下させ
ているのが実情である。

このように、従来のテーブル送り装置では、低速切込み
が困難であり、またオシレーション動作の停止時、テー
ブルの正確な位置決めができないという欠点が指摘され
ていた。

上記低速切込み用の砥石台テーブル送り装置として、ト
ラバース運動の駆動手段に、駆動モータとこれに連結す
るボールネジ機構を取付けたテーブルが提案されている
が、この構成のテーブルは拘束のオシレーション運動を
行なわせることができないという問題点を持っていた。

さらに従来のテーブル送り装置にあっては、偏心ストロ
ークを変更する際、外側カムを内側カムに対して調整ネ
ジを緩めることによりフリー状態にし、所望角度外側カ
ムを回転させた後調整ネジを締付けることにより偏心ス
トロークの調整作業を行なっていた。

このように手動で行なうため作業が煩雑になる欠点があ
るとともに、例えばテーブル送り装置のオシレーション
動作については機械的な加速度限界（振動限界）が存在
し、偏心ストロークを大きく設定した場合、そのストロ
ークに対してオシレーションサイクル、すなわち偏心カ
ムの回転数は大きな制限を受ける。従って実際の作業に
おいては上記オシレーションストロークとオシレーショ
ンサイクルとの相互関係について、上記加速度限界（振
動限界）の許容範囲内でインターロックをとることが好
ましいが、手動では困難であり、ストローク調整の作業
をより一層繁雑なものにしているのが実情であった。

《発明の目的》 この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、本発
明の目的とするところは、低速切込み加工と、高速オシ
レーション動作の双方を可能とし、かつオシレーション
動作の停止時には常にテーブルを正確な位置に位置決め
することができるとともに、オシレーションストローク
の変更を容易かつ確実にすることにより、作業能率を著
しく向上させたテーブル送り装置を提供することにあ
る。

《発明の構成》 前記目的を達成するために、本発明は、テーブル駆動用
のモータの回転をボールネジ機構を介してテーブルの往
復運動に変換し、上記テーブルを加工待機位置と加工位
置との間でトラバース運動させるとともに、 レシプロ軸駆動用モータの回転を偏心カムを介してテー
ブルの往復運動に変換し、テーブル加工位置におけるテ
ーブルのオシレーション動作とするテーブル送り装置で
あって、 前記偏心カムは、レシプロ軸線上に偏心して延長された
カム軸と、該カム軸に回動可能に軸支され外周が前記カ
ム軸に対して偏心して形成されたカム板と、前記カム板
の外周に摺接するカムブロックと、該カムブロックが摺
接し該カムブロックの偏心回転運動を前記テーブルの往
復運動に変換するスライドリングと、前記カム軸とカム
板とを連結、解放するクラッチ機構と、前記カム板の回
転をカムブロック、スライドリングを介して砥石テーブ
ルのオシレーション動作に変換する変換機構からなり、 前記偏心カムの駆動制御手段は、レシプロ軸駆動用モー
タに付設され、該モータの回転位置を読み取るエンコー
ダと、前記偏心カムにおける前記カム軸に対する前記カ
ム板の回動方向の角度である偏心角度を検出する角度検
出器と、前記レシプロ軸駆動用モータの回転駆動を制御
する制御装置とからなり、前記角度検出器の出力に応じ
て前記制御装置の指令により、前記偏心カムを定角停止
させるとともに、前記クラッチ機構を動作させ、前記カ
ム板と前記カム軸とを連結、解放することにより、前記
カム板をカム軸に対して所定角度回転させて前記偏心カ
ムの偏心量を調整し、前記偏心量を調整することにより
前記オシレーション動作のストロークを変化させる構成
であることを特徴とする。

《実施例の説明》 以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら
詳細に説明する。

第１図は本発明を小形内面研削盤のテーブル送り装置に
適用した実施例を示す縦断面図、第２図はその要部であ
る偏心カム機構を示す断面図、第３図は同偏心カム機構
を示す分解斜視図、第４図並びに第５図はこの偏心カム
機構の制御に附随するシステムブロック図、そのフロー
チャート図である。

図面において、１はテーブルベース、２はこのテーブル
ベース１上に前後方向にスライド可能に設置された砥石
テーブルであって、このテーブル２の上部には高周波ス
ピンドルモータ３が固定され、その先端の砥石軸3aを図
示しない主軸スピンドルに対向させてある。

テーブル２の下面には、テーブル駆動用のサーボモータ
４が固定されており、このサーボモータ４の回転シャフ
ト５に所定角度のリードを刻設したボールネジ６を設
け、このボールネジ６はナット７に嵌合されており、テ
ーブルベース１側に固定されているナット７に対して、
サーボモータ４の回転によりこのボールネジ機構を介し
て砥石テーブル２はトラバース運動と称する往復運動を
行ない、砥石テーブル２を加工待機位置と加工位置との
間で急速に往復運動させる。

なお、上記サーボモータ４にはエンコーダ８が付設され
ており、このエンコーダ８によりサーボモータ４の回転
数を読み取り、図示しない制御装置の指令により、サー
ボモータ４の駆動を制御し、前記トラバース運動を正確
なものとしている。

なお、上記ナット７はナットホルダ7aに保持されている
とともに、このナットホリダ7aは連結板９を介して後述
する偏心カム機構10と連結している。

上記偏心カム機構10はテーブルベース１に軸受12を介し
て保持されたレシプロ軸11と、このレシプロ軸駆動用サ
ーボモータ13と、このサーボモータ13の回転角度を読み
取るエンコーダ14とを備え、レシプロ軸11上端が上記偏
心カム機構10と連結しており、サーボモータ13の回転に
より、偏心カム機構10を介して連結板９を往復運動さ
せ、よって砥石台テーブル２を往復動、いわゆるオシレ
ーション動作させるようにしている。

次に、第２図，第３図に基づき偏心カム機構10の構成を
具体的に説明する。

まず、レシプロ軸11の上端にはフランジ11aが形成され
ているとともに、フランジ11aの突出端には所定量偏心
したカム軸11bが一体に設けられている。

そしてこのカム軸11bの上端とカム板15が連結，解放自
在となるように、両者の間に、クラッチ板16が介在され
ている。

一方カム板15はブレーキ板17を介してカムブロック18に
も同様連結，解放自在となる構成になっている。

すなわち、クラッチ19の通電により、クラッチ板16によ
りカム軸11bとカム板15とが連結し、クラッチ19への通
電がストップすれば、カム軸11bとカム板15との連結が
解除され、カム板15はブレーキ板17によりカムブロック
18と連結するように、クラッチ板19のトルクをブレーキ
板17のトルクより大きく設定されている。

なお図中20はカムブロック18により往復動されるスライ
ドリングを示し、このスライドリング20は連結板９を通
じて、砥石台テーブル２にその往復動を伝達する。

前記スライドリング20は矩形状をなしており、その両側
部にガイドレール部20aが形成され、テーブルベース１
に設けられたコロに沿って直線往復運動する。また、そ
の内側部には前後方向に一対のカムフロアブロック21,2
2を設けてある。

これに対しカムブロック18の先端部には、１箇所、後端
部には２箇所ベアリング保持穴18aが形成され、この保
持穴18a内にニードルベアリング23を嵌挿し、その上部
より軸24を挿通し、下端をＥリング25で止めることによ
り、カムブロック18の外周にわずかにニードルベアリン
グ23の外周部が突出した状態で回転自在に保持してい
る。

これによって、各カムフォロアブロック21,22にはニー
ドルベアリング23の外周部が３点で接触することにな
る。

また第２図、第３図において、カムブロック18の下面側
には近接スイッチ26が設けられており、この近接スイッ
チ26に対面するカム板15の所定個所にドック27が設けら
れている。この近接スイッチ26はドック27が最も接近し
たとき信号を出力し、すなわちカム板15の一回転をこの
近接スイッチ26は検出する。

さらに、ストッパー28がカム軸11bの先端にネジ止め固
定され、カム板15の上面に90度の扇型に形成された切欠
部の中に収容されている。このストッパー28は、クラッ
チ19への通電がストップしカム軸11bとカム板15の連結
が解除されたとき、カム板15の扇型の切欠部の中を90度
の範囲で自由に回動し、このストッパー28が切欠部の端
部に達した後はカム軸11bの回転をカム板15へ伝達す
る。

以上の構成により、テーブル駆動用のサーボモータ４を
駆動し、砥石テーブル２を第１図に示す最前進位置に前
進させた状態で、レシプロ軸駆動用のサーボモータ13を
駆動させれば、レシプロ軸11に対するカム板15の偏心量
に応じてカム板15が往復運動を行ない、よって砥石テー
ブル２が細かなオシレーション動作を行なうことにな
る。

次に、上記偏心カム機構の制御手段並びにその制御装置
について第４図のシステムブロック図、第５図のフロー
チャート図を基に説明する。

まず、本実施例においては、砥石テーブル２のトラバー
ス運動を行なわせるテーブル駆動用モータ４の制御並び
に砥石テーブル２をオシレーション動作させるレシプロ
軸駆動用モータ13の制御は、制御装置29によりその駆動
制御がなされる。

この制御装置29は、プログラマブルコントローラと、こ
のコントローラにより制御されるマイコンとで構成さ
れ、上記テーブル駆動用モータ並びにレシプロ軸駆動用
モータ13の駆動開始，駆動停止等の制御を行なう。

さらに本実施例においては、偏心カムすなわちカム板15
の回転角度を検出する角度検出器30を備えており、オシ
レーション動作の停止時、偏心カムすなわちカム板15を
定角停止するようにタイミング制御がなされる。

なお、制御装置29には操作パネル31が設けられており、
この操作パネル31には砥石テーブル２の送りに関する各
項目、すなわち砥石テーブル２のトラバース量並びにト
ラバース速度、さらにオシレーション動作時のオシレー
ションストローク並びにオシレーションサイクル等の各
項目が設定されており、各項目毎に所要数値をテンキー
により操作し、これらの各項目のデータをCRTディスプ
レイ32に表示するようになっている。

さらに、砥石テーブル２のオシレーションストロークを
変更する際、クラッチ19への通電がストップされ、カム
軸11bとカム板15とを解放した状態で、レシプロ軸駆動
用サーボモータ13を所定角度低速で回転させ、カム軸11
bとカム板15との偏心量が所定値に達したとき、クラッ
チ19に通電を行ない、カム軸11bとカム板15とを連結す
る。このとき偏心カムにおける、カム軸11bに対するカ
ム板15の回動方向の角度である偏心角度と偏心ストロー
クとの相互関係のデータを示したテーブルが予め制御装
置29内にインプットされており、所望の偏心ストローク
を得る角度だけ、カム軸11bを回転させるようにしてい
る。

従って、第５図に示すフローチャート図にあるように、
まず、制御装置29の指令により、サーボモータ13を駆動
させ、砥石テーブル２のオシレーション動作を開始する
とともに、エンコーダ14によりサーボモータ13の回転数
を読み取り、オシレーション動作を所定時間行なった
後、制御装置29の指令によりサーボモータ13の駆動を停
止し、オシレーション動作を停止するのであるが、この
停止のタイミング指令は、カム板15を定角停止するため
に、角度検出器30の信号に基づき、制御装置29からカム
板15を定角停止するようにタイミング指令を発する。

なお偏心カムのオシレーションストロークの変更の操作
については、まずカム板15を原点位置に復帰させる操作
が必要である。

まずセットされているオシレーションストロークから定
角停止した時のドック27の角位置を、角度検出器30の出
力から算出する。次いでドック27を近接スイッチ26がオ
ンする角位置に対して５゜程度手前の角位置に定角停止
させる。そしてクラッチ19への通電をストップし、レシ
プロ軸11、すなわちカム軸11bを低速回転（1rpm程度）
させる。このときストッパ28がカム板15の切欠端部に当
たり、カム板15がカム軸11bと一体となって回転し、ド
ック27が、近接スイッチ26がオンする角位置まで来たと
きサーボモータの回転が停止する。

このように原点位置にカム板15を設定した後、偏心角度
−偏心ストロークのテーブルに従い、所望のストローク
を得る偏心角度だけ、カム軸11b,レシプロ軸11をサーボ
モータ13の駆動により回転させ、次いで操作パネル31の
操作によりクラッチ19に通電を行ない、カム軸11bとカ
ム板15とを連結させ、所望の偏心ストロークを得ること
ができる。

以上のように、カム板15はオシレーション動作の停止時
には常に偏心中心位置に戻っており、砥石テーブル２の
正確な位置決めが可能となるとともに、カム板15のオシ
レーションストローク変更の際、操作パネルを操作する
ことにより、そのオシレーションストロークの調整を自
動的に行なうことができ、オシレーションストロークの
調整作業が従来に比べ著しく簡易なものとなり、加えて
オシレーションストロークとオシレーションサイクルと
の危険な組合せを回避すること、すなわちインターロッ
クをとることができる。

なお、本実施例のものは、テーブル駆動用サーボモータ
４を砥石テーブル２の下面に固定し、かつボールネジ６
と嵌合するナット７をテーブルベース１側に設定した
が、テーブル下面にナットを固定し、テーブル駆動用の
サーボモータ４をテーブルベース１側に設定しても良い
ものであり、このような変更は、当業者にとって適宜行
なわれてよいことは勿論である。

《発明の効果》 以上説明してきたように、本発明に係るテーブル送り装
置にあっては、テーブルのトラバース運動の駆動に、サ
ーボモータ並びにボールネジ機構を用いるとともに、テ
ーブルのオシレーション動作に偏心カム機構を採用した
ものであるから、特に内面研削盤等における低速切込み
加工と、高速オシレーション加工の双方を可能なものと
し、研削加工の汎用性を大幅に向上させることができ
る。

さらに、従来偏心カム機構によりオシレーション動作を
行なった場合、オシレーション動作の停止時、砥石テー
ブルの正確な位置決めが不可能であったが、本発明によ
ればレシプロ軸を定角停止させることにより、オシレー
ション動作の停止時常に正確な位置でテーブルを位置決
めすることができ、加えて偏心カムの連結，解放を行な
うクラッチ機構を用いることにより、偏心カムのオシレ
ーションストロークの変更を容易かつ確実に行なうよう
にしたものであるから、テーブルの正確な位置決め、並
びにオシレーションストロークの調整作業を著しく簡易
なものにすることができるなど極めて実用的なものであ
り、特に内面研削盤等に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るテーブル送り装置を小形内面研削
盤に適用した実施例を示す縦断面図、第２図は要部を示
す縦断面図、第３図は同要部を示す分解斜視図、第４図
は本発明に用いる偏心カム機構の制御に附随するシステ
ムブロック図、第５図はそのフローチャート図である。 １……テーブルベース ２……砥石テーブル ４……テーブル駆動用サーボモータ ６……ボールネジ ７……ナット ８……エンコーダ 10……偏心カム機構 11……レシプロ軸 11b……カム軸 13……レシプロ軸駆動用サーボモータ 14……エンコーダ 15……カム板 16……クラッチ板 17……ブレーキ板 18……カムブロック 19……クラッチ 20……スライドリング 26……近接スイッチ 27……ドック 28……ストッパ 29……制御装置 30……角度検出器 31……操作パネル 32……CRTディスプレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テーブル駆動用モータの回転をボールネジ
   機構を介してテーブルの往復運動に変換し、該テーブル
   を加工待機位置と加工位置との間でトラバース運動させ
   るとともに、 レシプロ軸駆動用モータの回転を偏心カムを介してテー
   ブルの往復運動に変換し、テーブル加工位置におけるテ
   ーブルのオシレーション動作とするテーブル送り装置で
   あって、 前記偏心カムは、レシプロ軸線上に偏心して延長された
   カム軸と、該カム軸に回動可能に軸支され外周が前記カ
   ム軸に対して偏心して形成されたカム板と、前記カム板
   の外周に摺接するカムブロックと、該カムブロックが摺
   接し該カムブロックの偏心回転運動を前記テーブルの往
   復運動に変換するスライドリングと、前記カム軸とカム
   板とを連結、解放するクラッチ機構と、前記カム板の回
   転をカムブロック、スライドリングを介して砥石テーブ
   ルのオシレーション動作に変換する変換機構からなり、 前記偏心カムの駆動制御手段は、レシプロ軸駆動用モー
   タに付設され、該モータの回転位置を読み取るエンコー
   ダと、前記偏心カムにおける前記カム軸に対する前記カ
   ム板の回動方向の角度である偏心角度を検出する角度検
   出器と、前記レシプロ軸駆動用モータの回転駆動を制御
   する制御装置とからなり、前記角度検出器の出力に応じ
   て前記制御装置の指令により、前記偏心カムを定角停止
   させるとともに、前記クラッチ機構を動作させ、前記カ
   ム板と前記カム軸とを連結、解放することにより、前記
   カム板をカム軸に対して所定角度回転させて前記偏心カ
   ムの偏心量を調整し、前記偏心量を調整することにより
   前記オシレーション動作のストロークを変化させる構成
   であることを特徴とするテーブル送り装置。