JPS59201744A - 工具径可変形主軸装置における内側主軸の回転角制御方法 - Google Patents

工具径可変形主軸装置における内側主軸の回転角制御方法

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JPS59201744A
JPS59201744A JP7397483A JP7397483A JPS59201744A JP S59201744 A JPS59201744 A JP S59201744A JP 7397483 A JP7397483 A JP 7397483A JP 7397483 A JP7397483 A JP 7397483A JP S59201744 A JPS59201744 A JP S59201744A
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JP
Japan
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spindle
main shaft
tool
angle
eccentric
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Pending
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JP7397483A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Tanabe
田辺 利之
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03Boring heads
    • B23B29/034Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03478Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by means of an eccentric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • B23Q1/5468Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed parallelly by a single rotating pair

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

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】 主軸間に偏心を与え、この内タト主軸の回転方向の相対
位置を変えることによりlA側主軸のφ+lH心に対す
る工具径を変化するようにした工具径p1変形主軸装置
における内側主軸の回転制御力法に関するものである。
従来の上記装置における内側主軸の回転制御方法として
は、(1)アらかじめ計算した結果をオフラインにて指
令する。(2)数表により得た数値を指令する。(3〕
偏心機構を有するパルス発生装置により指令する等の方
法があるが、上記(1)1の場合は、その都度計算しな
ければならず面倒であり、また自動補正が不可能であり
、(2)の場合は数値は有限のため、はとんどの場合、
計算が必要となって面倒であジ、また自動補正が不可能
であり、式らに(3)の場合は機械的な偏心機構を有し
ているため、誤差が出やすく、また高価であるというそ
れぞれの不具合がめった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、内側1
主軸を回転する駆動装置に演算機能を持ったコンピュー
タ7VC装置を接続することにより、内側主軸の位置決
め角度をオンラインにて演算して上記内側主軸の回転角
を制御することにより、内側主軸の回転角制御のプログ
ラムが容易になり、また自動寸法補正が可能となり、さ
らに高精度に制御できるようにした工具径可変形主軸装
置における内側主軸の回転角制御方法を提供しようとす
るものである。
以下本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
図中1は立形のコラム、2はこのコラム1に上下方向に
摺動自在に装着された主軸ユニット、3はこの主軸ユニ
ット2に装着された工具径可変形主軸装置である。また
4はコラム1の側力に設けられた工具ストック用のマガ
ジン装置で、このマガジン装置4にある工具7j と、
上記工具径可変形主軸装置3に装着された工具T2とは
工具交換装置5にて選択的に交換されるようになってい
る。
上記工具径可変形主軸装置3は第2図に示すようになっ
ていて、主軸6は内側主軸7と外側主軸8の二重構造と
なっており、内側主軸7Vi外側主軸8に対して回転可
能に、かつ夕)側主軸8の軸心に対してeだけ偏心して
いる。また内側主軸7の先端部には、この内側主軸7の
軸心に対して上記偏心量Cだけ偏心した位置にテーパ状
の工具取付穴9が設けである。夕+側主軸8は主軸箱1
oに支承されている。
寸た上記主Ii!I1箱ioには主軸1を中心に複数本
、例えば3本のボールねじ軸12が主軸6と平行に支承
されている。これらのボールねじ軸12の一端側には歯
車13が設けられでいて、これら歯車13は主軸箱1o
に支承された同期歯M14に同時に噛合されておジ、こ
の同期歯車14により各ボールねじ軸12が同期きれる
ようになっている。上記ボールねじ軸12のうちの1本
のボールねじ軸の一端が@車機構15を介してザーボイ
ーータ16に連結しである。
上記各ボールねじ軸12は、略3角形状をなすシフタ本
体17の各隅部に回転自在にかつ軸力向に係合したナツ
ト18に螺合しである。上記シフタ本体17の中心部に
はホルダ19が回転自在に、かつ軸方向に係合して嵌合
しである。
このホルダ1つの内周部にはめねじ部20が台形状に突
設されている。そしてこのめねじ部2゜は外側主軸8の
夕を周部に軸線に沿って形成されたガイド溝8aに移動
自在にかつ回転力向に係合して嵌合し、このめねじ部2
0は上記内1tij+主軸7の夕1周面に形成されたお
ねじ部21に螺合しており、ホルダ19が軸方向に移動
することにより内側主軸7が回転するようになっている
一方上記内側主軸70基端部は歯止機構22を介して回
転駆動モータ23に連結しである。
このような工具径可変形主軸装置にあっては、サーボモ
ータ16を駆動することにより内側主軸7が外側主軸8
に対して相対的に回転される。
咬た回転駆動モータ23を駆動することにより内、外側
主軸7,8が一体状になって外側主軸8の軸心を中心と
して回転される。
上記構成の工具径可変形主軸装置に用いる工具1′は第
3図、第4図に示すようになっており、基部には内側主
軸7の工具取付穴9に嵌合するテーパ部24が、また先
端部に工具半径γの刃具25が固着しである。々おテー
パ部24の端部に係止部26が設けてを・υ、この係止
部26が主軸装置の内側主軸7内に設はプCソケット2
7に係脱自在に係合するようになっている。上記伴止部
25とソケット27との係脱はソケット27を軸方向に
移動することによってなされる。
上記第4図において、θは外側玉軸8に対する内側主軸
の回転角、すなわち、偏心角、0は外側玉軸8の軸心、
Eは内側主軸7の軸心、T。
は工具中心、Cは工具刃先、OE = 、ET = e
 (偏心角)、ToC−r(工具半径、0C=R(加工
半径)、βは工具取付角とすれば、加工半径R及び偏心
角θは下記の計算式により求められる。
す々わち、 R−CyI3in(θ十β)+g311θ]  +(7
CO5(θ十β) −g+gcosθ 〕2−γsin
 (θ+β)+2γeSinθ・5in(θ+β)+g
 5iftθ+r C08(θ+βI+e  +  a
 cosθ −27CO3(θ十β)+2rccoSθ
・cos(θ+β)−2gcosθ= r +2e (
l−cosθ)+2ra(cosβ−cos(θ+β)
 :]−・−・・・(+)但し、A=Il−r2 E= g (g + rcosβ) C=τe sinβ       となる。
上記サーボモータ16にはコンピュータNC装置28と
レゾルバ等の回転角検出器29とが接続されており、上
記サーボモータ16はコンピュータIC装置28にて制
御されるようになっている。そしてその回転角は回転角
検出器29にて検出されてコンピュータNC装置へフィ
ードバックされるようになっている。また加工物の加工
径は自動計測装置30にて計測をれてその値がコンピュ
ータNC装置28に入力きれるようになっている。そし
て上記コンピュータNC装置28に、上記偏心角θを算
出する第2式にデータe、r、β及びに丁丑のRfイン
プットすれば必要とする偏心角(内側主軸割出角度)θ
が得られるソフトウェアをコンピュータ7vcy2置2
8にインプットしておく。
しかして上記コンピュータ)JC%置装8に所要のデー
タg、r、β及びR2インプットすると内側主軸7が必
要とする偏心角θがコンピュータIVC装置28にて算
出される。得られfc偏心角θに相当するパルスをサー
ボモータ16に送ってこのサーボモータ16を所定の回
転数だけ回転して位置決めを行なう。
上記データのインプットハ、テープ指令によるか、あら
かじめメモリされたプログラムからの指令によるか、さ
らにマニアルデータインプット(MDi )指令による
第5図はコンピュータNC装置28にてサーボモータ1
6を制御する際の状態を示すブロック線図で、31は演
算ソフトウェア、32は位置フィードバックである。な
お演算ソフトウェア31j実際にはコンピュータIVC
装置28に含捷れる。−また図中「W」とは半径指定の
場合はu = R、直径指定の場合はw=2Rである。
本発明は以上のようになり、外側主軸8に対して工具と
共に偏心回転する内側主軸7を回転  4するサーボモ
ータ16に、偏心角θの算出式、Rは加工半径、rは工
具半径、 6は偏心量、βは工具取付角、 にデータg 、r、β及び所要のRfインプットすれば
必要とする偏心角θがイ0られるソフトウェアをインプ
ットされたコンピュータNC装置28を接続し、このコ
ンピュータNC装置28にデータg、r、β及びRfイ
ンプットして偏心角θを得、この得られた偏心角θに相
当するパルスをサーボモータ16に送り、このサーボモ
ータ16を所定回転数だけ回転するようにしたから、内
側主軸の回転角すなわち、偏心角θの制御のプログラム
が容易になり、′!!:り自動補正が可能となり、さら
にソフトウェアによる演算であるため高精度に制御でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は工具径可変形主軸装置の全体を示す正面図、第
2図は敬部を示す断面図、第3図は工具の側面図、第4
図はその正面図、第5図はブロック線図でおる。 7は内側主軸、8は外側玉軸、16はサーボモータ、2
8はコンピュータNC装置。 弁理士 洪水  店 第1図 第3図 第5図 手続補正書(自発) 特許庁長官 若杉和夫 殿 1事件の表示  特願昭58−073974号2g:明
の名称 工具径可変形主軸装置における 内側主軸の回転角部制御方法 3 補正をする渚 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都港区赤坂二丁目3番6号氏 名  U2
3)株式会社 小松製作所代表者  能 川 昭 二 4゛1ゝ 1!″   東京都港区虎ノ門−丁目5番1
6号住  所    −!A−−”’   Tj 晩翠
ビル氏  名    (714(i)    米  原
  正  章電話東京(03) 504−1075ψγ
盃5、補正命令の日イq 自発補正 6、補正の対象 明1vti書、1而 7補正の内容 明細書第1頁6行目から第2頁12行自重、の特許請求
の範囲全下記の通り補正する。 記 r回転自在に支承された外側主軸8と、この外[111
主軸8の中心OK対して偏心量eたけ偏心した位置に回
転自在に支承された内側主軸7と、この内側主軸7の端
部で、かつ内側主軸7の中心L゛に対して所定の偏心量
だけ偏心した位置に設けた工具増付穴9に係脱自在に装
着され、さらに刃具25を固着した工具Tとからなる工
具径可変形主軸装置において、外側主軸Sに対して工具
Tと共に酉μ回転する内側主軸7を回転するサーボモー
フ16に、偏心角(内側主軸回、性力)の算出式にテー
ク全インプットすれは必要とする偏心角が得られるソフ
トウェアをインプットされたコンピュータIVC装置2
8を接続し、このコンピュータ装置28にテークをイン
プットして偏心角を得、この得られた偏r9角に相当す
るパルス全サーボモーフ16に送り、このサーボモーフ
16を所定回転数だけ回転するようにしたこ2全特徴と
する工具径可変形主軸装置における内側主軸の回転角制
御方法。」(2)第5頁2行目の「主軸1」を「主M6
Jと補正する。 (3)  第7頁最終行の「となる。」を削除し、この
最終行の次に下記の行を追刀口する。 記 「または、 となる。 なお上記式(2)と(2yは数学的に等しい。」(4)
@8頁11行目の「・・・・・する第2式に・・・」を
「・・・・・・する(2)式またはC2Y式に・・・・
・・」と補正する。 (5)  第9頁最終行の次に下記の行を追加する。 「!、たけ (6)  添付図面中箱5図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 回転自在に支承はれた外側主軸8と、この外側主軸8の
    中心Oに対して偏心Ji1gだけ偏心した位置に回転自
    在に支承された内側主軸7と、この内側主軸フの端部で
    、かつ内側主軸7の中心h゛に対して所定の偏心量だけ
    偏心した位置に設けた工具取付穴9に係脱自在に装着さ
    れ、さらに刃具25を固層した工具Tとからなる工具径
    可変形主軸装置にふ・いて、外側主軸8に対して工具T
    と共に偏心回転する内側主@7を回転するサーボモータ
    16に、偏心角θの算出式、但し 、4=R2−γ2 B=、−e (e十r cosβ) C= rg!、inβ  1 Rは加工半径、 γは工具中径、 eは偏心量、  βは工具数句角、 にデータg、y、β及び所要のRをインプットすれば必
    要とする偏心角θが得られるソフトウェアをインプット
    されたコンピュータNC装置28を接続し、このコンピ
    ュータ装置28にデータg 、r、β及びRyeインプ
    ットして偏心角θを得、この得られた偏心角θに相当す
    るパルスをサーボモータ16に送り、このサーボモータ
    16e所定回転数だけ回転するようにしたことを特徴と
    する工具径可変形主軸装置における内側主軸の回転角制
    御方法。
JP7397483A 1983-04-28 1983-04-28 工具径可変形主軸装置における内側主軸の回転角制御方法 Pending JPS59201744A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1103341A1 (en) * 1999-11-29 2001-05-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Machining apparatus and machining method

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JPS4916398A (ja) * 1972-05-19 1974-02-13

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