JPS5854948B2 - 工作機械の送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械Ｖこ関―特に加工物搭載用テーブル又
は切削工具取付用主軸頭等の移動体を基台（ベット、コ
ラム、サドル等）の案内面に沿って移動させるための送
り装置に関するものである。

工作機械で製造する製品の寸法精度を向上させるために
は加工物あるいは切削工具の位置決めを正確に行なう必
要があり、この位置決め作業を能率良く精密に行なうた
めに移動体の位置決め送り動作をサーボ機構によるフィ
ードバック自動制御を用いて行なう方式は公知である。

また、従来の送り機構としては、基台に送りネジを装着
しこの送りネジに係合するナラトラ移動体側に固定して
送りネジの回転により移動体を直線運動させる方式やあ
るいは直動形の油圧又は空圧シリンダによる方式が用い
られている。

しかしながら、送りネジ方式の場合には送りネジと基台
の案内面との平行度は極めて精度高くしなければならず
このため組立作業に多くの手間ヲ要し、平行度が低い場
合には移動体と基台の案内面との摩擦抵抗が増加して案
内面に応力が加わり位置決め精度が低下しまた送り装置
の寿命も短くなっていた。

直動形の油圧又は空圧シリンダ方式を用いた送り位置の
場合にもシリンダと案内面との平行度が問題となり組立
作業に手間を要し位置決め精度の低下や寿命の短縮等の
不具合を生ずる場合がある。

さらに、近年、多種類の寸法の加工物を一台の工作機械
で加工できるようにするために基台ユニットを継きたす
ことにより基台の長さを変更可能にした工作機械の実現
要求が高まっているが、従来の送りネジ式あるいはシリ
ンダ式の送り装置を備えた工作機械においては送り装置
の構造上単に基台ユニットを接続して移動体のストロー
クを長くすることはできない。

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、送り装
置の取付位置に厳密な精度を要さず、従って組立作業に
手間を要さず、しかも案内面に加わる応力をなくし、安
定した姿勢でかつ高い位置決め精度で移動体を駆動する
ことができ、さらに移動体の入トローク距離が簡単に変
更できるような工作機械の送り装置の提供を目的とする
。

このため本発明に係る送り装置は基台に該基台の案内面
に対してほぼ平行に移動体駆動用の摩擦板を設け、また
移動体にこの摩擦板の摩擦面を両側から互いに等しい力
で圧接する複数の駆動ローラを設け、この摩擦板が移動
体の移動方向に対し直角方向に弾性的に変位可能でかつ
移動方向には高い剛性を有するように構成されている。

以下、図面に基いて本発明の実施例に基づいて説明する
。

第１図ないし第３図は本発明に係る送り装置の一実施例
の断面図である。

第１図は第２図、第３図のＩ−Ｉ線に沿った断面を表わ
している。

第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第１図の■−
■断面図である。

さて第１図において、図面に対し直角方向に長手方向を
有する基台１の両側繰上端に移動テーブル摺動用の案内
部３が形成される。

移動テーブル２はこの案内部３上に案内面３ａ、３ｂ、
３ｃに沿って摺動可能に装着される。

移動テーブル２の上面には加工物搭載固定用の溝４が設
けられる。

基台１には移動テーブル２の駆動用摩擦板２７が薄肉弾
性部２８を介して摩擦板取付部２６により固定される。

従って、この摩擦板２７は図の左右方向の横剛性が小さ
く矢印Ａのように弾性的に変位可能な構造である。

摩擦板２γの両側には摩擦面２７ａ 、２７ｂが形成さ
れる。

この摩擦面２７ａ 、２７ｂが基台１の案内部３の案内
面３ａ、３ｂ、３ｃに沿って移動する移動テーブル２の
移動方向とほぼ平行になるように摩擦板２７は摩擦板取
付部２６により基台１上に固定される。

摩擦面２７ａには第１駆動ローラ１５が圧接し、反対側
の摩擦案内面２７ｂには第２駆動ローラ１６および第３
駆動ローラ１７が圧接する（第２図参照）。

第１、第２、第３の各駆動ローラ１５，１６，１７は各
シャフト１５ｃ。

１６ｃ、１７ｃの先端部に装着した剛体金属ローラ１５
ｃ、１６ｂ、１７ｂの表面にゴム膜等からなる弾性材料
層１５ａ、１６ａ、１７ａを設けて構成される。

第１駆動ローラ１５はそのシャフト１５ｃがベアリング
２２．２３に介してハウジング１９内に回転自在に取付
けられ、ハウジング１９は移動テーブル２に固定される
。

第２駆動ローラ１６はそのシャツＮ ６ｃがベアリング
２４゜２５を介してハウジング２０内に回転自在に取付
けられ、このハウジング２０は第１駆動ローラ１５のハ
ウジング１９に対しカラー３６を介して取付ナツト３７
により回転可能に装着される。

ハウジング２０にはブラケット３０が固定され、このブ
ラケット３０にスチールベルト３１の一端が固定され、
スチールベルト３１の他端はネジ棒３３に固定したブラ
ケット３４に固定される（第３図参照）。

３５はガイドローラである。ネジ棒３３はナツト３２に
より移動テーブル２に固定され、ナツト３２の回転によ
りスチールベルト３１の張力を調整することができ各駆
動ローラ１５゜１６の摩擦板２７の摩擦面２７ａ、２７
ｂに対する圧接力を調整することかできる。

同様にして第３駆動ローラ１７はハウジング２１内に装
着サレ、ハウジング２１はハウジング１９に対し回転可
能に取付けられる。

第１駆動ローラ１５のシャフト１５ｃの一端部には傘歯
車１０が固定され送すモータ８側に固定された傘歯車９
と噛み合う。

シャツＮ ５ｃ上には歯車１３がキー止め固定される。

この歯車１３は移動テーブル２に対しベアリング２９を
介して回転可能に取付けられる。

この歯車１３は第２駆動ローラ１６のシャツＮ ６ｃに
キー止め固定した歯車１４と噛み合い、同様に第３駆動
ローラ１７のシャツＮ７ｃにキー止め固定した歯車１８
とも噛み合う。

送りモータ８は制御回路７を介して移動テーブル２の位
置検出器６０に連結される。

この位置検出器６０は移動テーブル２側に固定したスケ
ール５および基台１個に固定した読取りヘッド６により
構成され、スケール５は光を透過する材料からなり等間
隔に不透明の目盛５６が形成される（第４図参照）。

読取りラド６は第４図に示すようにこのスケール５を両
側から挾み込む形状であって、一方の側に発光素子５０
を備え他方にこれと対面して受光素子５１が備わる。

移動テーブル２が移動してこれとともにスケール５が矢
印Ｂのように移動すると発光素子５０の光が目盛５６に
より透過または遮断されることにより受光素子５１が通
過した目盛数に応じた検知信号ｂＫ発する。

制御回路７は受光素子５１が検知した通過目盛数を計数
する計数回路５５、検知した目盛数と指令信号ａによる
移動すべき距離に応した目盛数とを比較する比較回路５
２、Ｄ−Ａ変換器５３、増幅器５４等からなり送りモー
タ８に連結される。

以上のような構成の送り装置の作動について以下に説明
する。

まず、ナツト３２の操作によりスチールベルＩ・３１の
張力を調整し各駆動ローラ１５．１６．１７が摩擦面２
７ａ 、２７ｂ上ですべり作用を起さない程度の適度な
圧力で摩擦板２７を挾み込むように圧接力を加える。

このとき第２駆動ローラ１６および第３駆動ローラ１７
の各シャフト１６ｃ、１７ｃは第１駆動ローラ１５のシ
ャツＮ５ｃｆ中心とした円弧上を運転するためシャフト
１５ｃと両シャフト１６ｃ 、 １７ｃとの軸心間の距
離は不変であり、駆動力伝達用の歯車１３，１４．１８
の噛み合いは確実に保たれる。

送りモータ８が回転すると傘歯車９．１０ｆ介して回転
力が第１駆動ローラ１５に伝達され、さらに歯車１３，
１４．１８を介して第２、第３駆動ローラ１６，１７に
回転力が伝達される。

従って、例えば第１駆動ローラ１５が第２図の矢印Ｃ方
向に回転すれば第２．３図の各駆動ローラ１６．１γは
各々矢印り、Ｅ方向に回転し、表面の弾性材料層１５ａ
、１６ａ、１７ａの摩擦係数が大きいため各駆動ローラ
１５，１６．１７は摩擦面２７ａ、２７ｂに対しすべる
ことなく確実に摩擦圧接し移動テーブルは矢印Ｆ方向に
移動する。

このとき、基台１の案内部３および駆動用摩擦板２７と
が取付誤差等により完全に平行でない場合であっても、
駆動用摩擦板２γが薄肉弾性部２８を有するため摩擦板
２７６よ矢印Ａ（第１図）のように弾性的に揺動じ、さ
らに釜駆動ローラ１５゜１６．１７の弾性材料層１５ａ
、１６ａ、１７ａが弾性変形するため移動テーブル２の
移動中に基台１の案内面３ａに無理な応力が加わること
はない。

また、第５図に示すように基台１に対し同様な摩擦板２
７ｃ、２７ｄＫ有する基台ユニット１ａ、１ｂを接続さ
せることも容易にでき、各案内部３，３ｄ、３ｅｇよび
摩擦板２７．２７ｃ 。

２γｄを整合させて接続させれは移動テーブル２のスト
ローク延長が簡単に達成される。

以上、説明したような本発明に係る送り装置においては
、移動体を駆動するための摩擦板を設け、この摩擦板の
摩擦面に圧接する駆動ローラにより移動体を移動させる
ようにし、この移動体の移動方向に対し直角方向に摩擦
板が弾性的に変位して摩擦板と基台の案内面との間の平
行度に狂いが生じた場合でも送り装置の駆動機構がこの
平行度の狂いに弾性的に追従する手段を備えるような構
成としている。

つまり、摩擦板の摩擦面と基台の案内面との間に平行度
の狂いかあると、移動体はあくまでも案内面を基準にし
て移動しようとするので、駆動ローラを介して摩擦板に
横方向の押圧力が作用する。

このとき摩擦板の薄肉弾性部は、事実上、案内面から離
れた位置に取付けられているので移動体の移動方向に対
して直角方向に、比較的小さな力で摩擦板だけが弾性的
に変形可能である。

よって摩擦板の摩擦面と駆動ローラとの間の摩擦力はほ
とんど変化せず、また、摩擦板からの反力によって移動
体が案内面に横方向から強く押し付けられるこトモない
。

そしてまた、このような構成により基台に対し別の基台
ユニットを接続することにより簡単に移動体のストロー
クを長くすることが可能となり、また送り装置の駆動用
摩擦板と基台の案内面との間の平行度に厳密な精度が要
求されないため送り装置の取付作業に手間を要さず組立
作業が短時間ですみ、かつ案内面には無理な力が加わら
ない。

更に摩擦板を両側から複数個の駆動ローラではさみ込ん
で駆動するので、移動体には移動方向の推力だけが伝わ
り、案内面がこじられて移動体の運動姿勢が不安定にな
ることはない。

また摩擦板は薄肉弾性部を廟しているが、長手方向（移
動体の移動方向）には高い剛性をもっており、位置検出
器および制御装置とあいまって移動体を高い精度で位置
決めすることができる。

なお、摩擦板２７を基台１に対し剛体的に設は駆動ロー
ラの取付部を弾性的に支持して移動体の移動方向と直角
方向に変位可能でかつ移動方向には高い剛性を有するよ
うな構造にしても前記実施例と同様の効果が得られる。

また、移動体のストローラが短い場合には移動体に摩擦
板を設は基台に駆動ローラを設けて送り運動を行なわせ
てもよい。

本実施例では、摩擦板の摩擦面が薄肉弾性部より厚い場
合を示したが、摩擦面を薄肉弾性部と同じ厚みで形成し
ても同一の効果が得られる。

さらにまた、前記実施例の位置検出器には光学式スケー
ルを用いたが、他の磁気式、電磁式あるいはレーザ干渉
計等の方式のものを用いても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る送り装置の一実施例の縦断面図で
あり第２図、第３図のＩ−Ｉ線に沿った断面を表わして
いる。 第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第１図のｌｌ
ｌ−１断面図である。 第４図は第１図に示した送り装置の位置決め制御回路の
一例を示すブロック図、第５図は本発明に係る送り装置
のストローク延長方法を示す構成説明図、である。 １・・・・・・基台、２・・・・・・移動テーブル、３
ａ 、 ３ｂ 。 ３ｃ・・・・・・案内面、１・・・・・・制御回路、８
・・・・・・送りモータ、１５，１６．１７・・・・・
・駆動ローラ、１５ａ。 １６ ａ 、 １７ ａ・”弾性材料層、１５ｃ、１６
ｃ。 １７ｃ・・・・・・シャフト、２６・・・・・・摩擦板
取付部、２７・・・・・・摩擦板、２７ａ、２７ｂ・・
・・・・摩擦面、２８・・・・・・薄肉弾性部、２７ｃ
、２７ｄ・・・・・・摩擦板、６０・・・・・・位置検
出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台と、該基台に設けた案内面と、該案内面に沿っ
   て移動する移動体と、該移動体を前記案内面に沿って移
   動させる送り駆動装置と、前記移動体の位置を検出する
   位置検出器と、該位置検出器の信号を受は前記送り駆動
   装置を制御する制御装置とを具備した送り装置において
   、前記基台に前記移動体駆動用の摩擦板を前記案内面に
   対してほぼ平行に設け、前記移動体に該摩擦板の摩擦面
   を両側から互いに等しい力で圧接するように複数個の駆
   動ローラを設け、この駆動ローラのうち少くとも１個を
   前記送り駆動装置に連結し、前記摩擦板の摩擦面と前記
   案内面との平行度に狂いかあるとき、前記移動体か前記
   案内面を基準にして移動すると前記駆動ローラを介して
   前記摩擦板に押圧力が作用し、該押圧力によって前記摩
   擦板は前記移動体の移動方向に対して直角方向には弾性
   的に変位可能で、しかも前記移動体の移動方向には高い
   剛性を持つように薄肉弾性部を有して槽底し、前記摩擦
   板と前記案内面との間で前記薄肉弾性部が弾性変形し得
   るように前記摩擦板は前記案内面から離れた位置に取付
   けられたことを特徴とする工作機械の送り装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の工作機械の送り装置に
   おいて、前記摩擦板に両側から圧接する駆動ローラの表
   面を弾性材料層で形成し、この駆動ローラの圧接表面が
   移動体の移動方向に対し直角方向に弾性的に変位可能な
   構造とした工作機械の送り装置。