JPS6334001A - 正面及び内面旋削装置 - 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〕 本発明は正面及び内面旋削装置に関する。該装置は回転
軸線回りに回転するハウジングと、上記回転軸線に横方
向に移動可能に設けた少くとも一個のキャリジと、該キ
ャリジ上に設けられる切削工具とから成る。この種形式
の装置は主として正面削り即ち平坦表面の整形加工並び
に穴内面旋削加工即ち前取って決定された特に二個の数
値制御軸線をもつ穴明き断面形素材の穴ぐり用として使
用される。

〔従来の技術〕

ごの種形式の公知装置においては切削工具を支持するキ
ャリジの移動は工具の旋削加工半径を決定し特に穴ぐり
される穴径を決定するが、その）多動運動は回転主軸か
ら伝動された駆動力により与えられて、正面および内面
旋削装置自体を確実に作動させている。更に斜面歯車噛
合伝動系を用いて軸方向に移動可能な押圧桿により上記
キャリジを移動することも公知であり、この押圧桿はこ
のとき装置の回転軸綿に対し同心状に延在する。咳装の
回転ケーシングの外側における独立したケーシング内に
設置された特殊な電動機によりキャリジを多動せしめる
こともまた公知である。上記キャリジ及びその上に担持
した切削工具を出来るだけ正確に調整するためには各キ
ャリジの移動する距離を正確に測定する必要がある。こ
の移動距離は間接的手法により正面削りと内面旋削する
ための凡ての公知装置内で測定されるようになっている
０例えばキャリジを移動する軸部の回転即ち回転角度量
が測定され次いでキャリジの移動距離はその角度量から
引出される。しかし、距離測定時に、例えば不可避的な
製作上の公差から不正確になる。これらの不正確性は切
削工具の正確な位置決め作用、並びに作業の段取り設定
に悪い影響を与える。正面削りと内面旋削に対する公知
の装置の他の欠点は該装置の回転ハウジングの外側に設
置した回転駆動装置によりキャリジの移動量を測定する
から複雑であり嵩が大きくなる。これは核装置により達
成される機械加工性能に悪い影響を及ぼしている。

〔発明の解決しようとする問題点及びその解決手段〕

本発明の目的は次の特徴によって達成される。

Ａ、駆動モータがキャリジを移動するために回転ハウジ
ング内に設けられていること。

Ｂ、上記ハウジングに相対的なキャリジの移動距離に対
する直接測定用測定装置がハウジング内に設けられてい
ること。

Ｃ３測定距離の結果を数値的に決定しかつ駆動モータを
制御する計数ユニットと制御装置が回転ハウジングの外
側に固定的に設置されていること。

Ｄ、上記回転ハウジングと固定的設置の計数、制御装置
との間に測定及び駆動力供給回路系が配備されること。

Ｅ、上記測定と駆動力供給回路系にトランスファユニッ
トが連結設置されて、回転ハウジングに通じる測定と駆
動力供給回路系の一部から上記固定の計数、制御装置に
通じる回路の一部へ測定信号並びに駆動力供給作用を移
送転換するようにしていること。

この場合キャリジ移動量は回転ハウジング内のキャリジ
において直接測定される、従ってこのことは位置決め精
度とその反復持続機能を甚だしく向上させる。位置決め
作用が正確に行なわれるので運転と機械加工性能はミク
ロン寸法の範囲の正確さを保持しうる。キャリジに対す
る駆動モータは分離した外側の固定的ハウジング内に内
蔵させないで回転ハウジング自体の内部に収容させてい
るから、正面削りおよび内面旋削のための全体装置は、
加工穴内部に挿入されこれは加工穴の深さを増加しうろ
ことを意味する。結果として、回転ハウジング内にキャ
リジモータを装備させることは簡易安定形構造を確保し
うるちので、公知の装置に比較しその機械加工性能は著
しく改善される。

本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して
より詳細に以下読込する。

〔実施例〕

第１図は正面削り及び内面旋削装置ｌの概略図である。

該装置ｌは回転ハウジング２を具備し、該回転ハウジン
グ２と一体に形成した円錐形ジャーナル軸３を介して工
作機械の回転するチャック具４の内部に従来公知の用法
に従って固着されている。このような仕方で回転ハウジ
ング２は回転軸線５の回りに回転することができる。こ
の工作機械の輪郭部は第１図の線１０によって概略的に
示される。回転ハウジング２は第１図に示す図面の平面
に対し直角方向に摺動しまたは転勤する案内通路路内に
おいて変位移動可能な２個のキャリジ６．７を含んでい
る。切削工具８はそれ自体自明な仕様で、各キャリジ上
に固定することができる。これらの工具は回転ハウジン
グ２が回転するとき加工素材の平坦な表面を切削整形し
また刑り穴内面の旋削加工に使用され、このとき機械加
工により達成される加工直径はその都度上記キャリジ６
．７の零の原点位置からのキャリジ６．７の移動距離に
より計測決定される。各キャリジ６゜７はその正面側面
上にそれぞれ歯付きラック９と１１を具えている。これ
らの歯付きラック７と９は適宜のキャリジ部分に一体的
に結合され、キャリジの移動方向と同一方向に延在して
設けられる。

角柱状ピニオン１２が上記歯付きラック９と１１に噛み
合い、歯車装置１３を介して駆動モータ１４により駆動
回転される。これによって、上記キャリジ６．７は相互
に反対方向に向かって所定の距離だけ同時に移動する。

歯車伝動ユニット１３は角柱状ピニオン１２を有し、駆
動モータ１４は回転ハウジング２内に強固に取付けられ
る。

図示の実施例において、１個またはそれ以上の切削工具
８を担持する２個のキャリジ６と７が回転ハウジング２
上に担持される。原理的には単一のキャリジとビニオン
１２により駆動される切削工具を持つものであれば充分
である。２個のキャリジを有する装置はまた１個だけの
キャリジ上に１個の切削工具８のみを設置して作業する
ことも可能である。駆動モータは電動機として設計され
る。第２図と第３図は上記キャリジ６と７の設定位置並
びにキャリジの変位移動距離を直接測定する装置を示す
。図示のように、キャリジ６の摺動案内通路路は第２図
の紙面平面に直角方向に延在しく他のキャリジ７につい
てもこれと同様である）、その案内通路路面には摺動用
被覆材１５が装填されている。適切な被覆材としては例
えばエポキシ樹脂上に二成分合成樹脂材を接合して製作
されたものを用いる。この被覆材は衝動や振動を吸収す
るばかりでなく特に躍動的運動を伴なうことなくキャリ
ジの滑らかな微小距離移動を可能にする。

取付具１７をもつ目盛ガラスがキャリジ６に固着化され
、この取付具１７は取付ねじ１８と１９によりキャリジ
６にねじ締め固定化される。それ自体公知の漸次増大す
る目盛付きガラスはキャリジ６の４％　’Ｕｓ方向と正
確な平行度を以って延在し、かつそれ自体公知の態様で
非常に微細な補助目盛付の分割目盛が施されている。光
学プリズム２１は上記目盛ガラス１６の一側面かられず
かな距離をおく位置に配置されて回転ハウジング２内に
固定的に取付けられている。このプリズム２１は光導波
管２２に結合される。それ故目盛ガラス１６は光導波管
２２とプリズム２１を介して後述する固定光源から投光
照射される。それ自体公知の光走査装置２３がまたガラ
ス目盛１６のプリズム２１と反対側位置に当る回転ハウ
ジング２内に固定的に設置される。この光走査装置２３
はガラス目盛１６の対面側に接近させて配置される。図
示の実施例において、この走査素子は所謂走査度盛板と
称されるものとして設計されたもので、これは互に非常
に接近して配列された非常に多数の線群を具えたもので
ある。４個の光信号が上記走査素子部ち走査度盛板２４
上に公知の手法に従って作動し、後述するようなトラン
スファユニットに移られ、その結果プリズム２５　、２
６と光導波管２７乃至３０を介して半波長のサイン波を
所定の順序に従って発生する。

第２図は光導波管２７　、２８の如き２個の測定回路を
示すのみである。走査度盛板として設計した走査素子上
に６個の光導波管が同様に配列結合されている。第３図
には参照数字２７乃至３３としてこれらの光導波管を表
示し、上述したトランスファユニットに半波長光波を移
送する。４個の測定用回路系がその距離測定のために必
要となり、２個の付加回路系は比較信号パルスを送信す
るために利用される。

上述した測定装置は回転ハウジング２自体の内部にその
光源部を収容することを避けており、そｎ故投射された
光信号を電気的信号に変換する電気−光素子は全くこの
ハウジング２内には存在しない。これにより該ハウジン
グ２内の測定用部材の干渉作用に対する感受性が確実に
甚だしく低減することができる。更にまた後述するよう
に、上記光導波管はまた、回転する摺動環上にわたって
弱い電気的測定信号を通さなければならぬという要請を
回避しうる。しかしながらハウジング２内に光源を収容
することは基本的には可能である。

前述したキャリジの移動距離を光により直接的に測定す
る事項に関して本装置に使用する装置は従来公知である
からその設計や作用態様についてそれ以上詳細に述べる
必要はない。測定信号はまた従来公知の方法で計数し評
価しうる。

駆動力供給用の光導波管２２と同様に光導波管として設
計された測定用の光回路系２７乃至３３は光転動性の光
ファイバ線として設計される。これらの光伝送回路系は
好ましくは全く鞘体を有しないポリマーケーブル線とし
て製作されるが、この場合上記鞘体は最大直径を有する
光導波管がより限定された中空空間内に使用可能なもの
を意味する。

第３図はまたキャリジ６に導びかれる電力供給回路系３
４を示す。この供給回路系３４はハウジング２内に固着
されたリミットスイッチ３５と３６に接続する多数の芯
部リード線を含んでいる。

これらのりミツトスイッチ３５　、３６はキャリジ６が
最大限の変位移動距離に達したとき駆動モータ１４を自
動的に停止するために取付けられている。

第１図に示した別の電力供給回路３７は後述する制御ユ
ニットから回転ハウジング２内に設けた駆動モータ１４
に接続される。凡ての光測定用回路系２７乃至３３は第
１図において参照番号３０で概略的に示される。駆動力
供給光導波管２２は第１図において太い線で示される。

測定および駆動力供給回路系２２　、３０　、３７はハ
ウジング２のジャーナル軸内に導びかれそれらの線の終
端部に当る継手装置３８の例えばそのソケット継手側に
接続される。チャンク具４（工作機械ＩＯの回転スピン
ドルに取付けたちの）は継手装置３８の区域に設けた相
補的部材例えはプラグ及びそれらの部分はジャーナル軸
３のソケット大向に密着嵌合される。上記プラグは測定
の対応する連続性を保持する測定回路系に結合されまた
ハウジング２から引出された駆動力供給回路系に結合さ
れる。これらの測定および駆動力供給回路系２２　、３
０　、３７は最終的には第１図に示すチャック具４の左
側端部から引き出される。継手装置３８はチャック具４
のところで本装置のハウジング２を容易に交換可能にす
る。上記ハウジング２から引出されて、チャック具４か
ら導出されている測定と駆動力供給回路系並びに回転軸
線５に対しハウジング２と共に回転する凡てのものは最
終的には伝送変換装置即ちトランスファユニット４０に
導びかれる。このトランスファユニットの目的は前述し
た静止回路系と回転回路系間の電気的および光学的エネ
ルギを移し替えるためのユニットとなる。

図示のように、駆動力供給用光導波管２２はその軸線が
装置の回転軸′４ｊＡ５と一致するように中心軸線方向
に向って延ばされている。その結果として固定的な光ａ
４１は光導波管２２の左側自由端に相対面して配置する
だけでよく、それによりその光導波管２２に対する光エ
ネルギ供給作用が達成される。この場合に第４図に示す
ごとく光導波管２２はころ軸受４３により回転自在に保
持された剛体スリーブ管４２内に挿通されている。第２
図および第３図に示した測定用光導波管２７乃至３３に
ついては第４図において光導波管２７のみが図示されて
いる。この光導波管２７に関して説明する下記事項は残
りの光導波管２８乃至３３に対しても同様に適用される
。光導波管２７はケーブルジェー４４により案内されス
リーブ管４２上に保持され約９０°だけ折曲げられ、そ
の端面４５はトランスファユニット４０内に固定的に配
置した固定摺動環４６の内周面に実際上平行状態におか
れる。それ故この光導波管２７の端面４５から放出する
光エネルギは固定摺動環４６の内周面上に投射される。

上記摺動環４６の内周面は互に密接して配置された光電
セル４７または他の光電素子によって構成される。これ
らの光電セルは並列接続により共通の光伝送線４８に結
合される。

この光伝送線４８は第１図に示す如く固定的設置の計数
側？ｉ［ｌ装置５０に接続し、該装置内に送られた光信
号はそれ自体公知の手段により計数評価される。この計
数制御装置５０はまたエネルギ供給用として使用し、特
に回転ハウジング２内の駆動モータ１４の駆動電力供給
用として利用する。このエネルギは第１図に符号５１に
より総括的に示した回路系を介して供給される。駆動モ
ータ１４に対する駆動電力供給回路系は第４図に示す固
定的な摺動接触子５２　、５３に従来周知の方法により
結合されるが、これは回転する摺動環５４　、５５と摺
動接触する状態におかれている。回転摺動環５４　、５
５は電気的絶縁層５６を中間に挾んで回転スリーブ管４
２に固定されている。この回転摺動環５４　、５５は従
来公知の仕様で駆動モータ１４に結合され、例えば第４
図に示すように駆動電力供給回路系３７の端部が回転摺
動環５５の蝋付用耳片５７に蝋付は結合される。回転摺
動環５４に対しても同様に結合される。回転性スリーブ
管４２は絶縁層５６を中間に挾んでスリーブ管４２と共
に回転しかつ付加的摺動接触子６１　、６２に相互に接
触する付加的摺動環５８　、５９を支持する。この部分
はりミツトスイッチ３５　、３６に接続する第３図の供
給回路３４の接続部を構成する。上述した供給回路系３
４゜３７の外に、計数制御装置５０と回転ハウジング２
間に付加的供給回路が設けられる。この付加的供給回路
は、例えばハウジング２名に組込まれた回転発電機の接
続部として使用され、これは正面切削および内面旋削加
工の計数制御装置用の付加的計測信号を供給する回路に
使用される。

チエツク具即ち機械の回転スピンドル領域には、本発明
の好ましい実施例に係る駆動力供給回路系２２　、３０
　、３７が概略的に描いた接続または連結稈６０桿とし
て案内挿通されており、これらの回路系は回転軸線５の
回りにチャック具４と共に回転する。この連結稈６０は
管材により形成され、上述した各回路接続線を取巻きこ
れを保護しているので適切な回路線部分と継手装置３８
との間に設けられた最終的な電気的な連結部材を構成す
る。

上記接続連結稈６０はまた構成上において中空管として
形成されている牽引用中空管内に挿入されてチャック具
４内に配置され、軸線方向に牽引されかつ回転するよう
に取付けられており、上記円錐状のジャーナル軸３とチ
ャック具４と間の非回転性接続部を形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動距離の直接測定装置を具備する本発明に係
る正面切削および内面旋削用工作機械の概略的全体図を
示し、第２図は移動距離直接測定装置を具備するキャリ
ジに関し、第１図の区域Ａの断面図、第３図は第２図の
矢印Ｂの方向からみた図面、第４図は回転並びに静止測
定部間の信号および電力エネルギ転換移送並び供給回路
線用のトランスファユニットの断面図を示し、第５図は
第４図における線５−５に沿う断面図を示す。 ２・・・回転ハウジング、　　４・・・工具用チャック
具、５・・・回転軸線、　　　　１０・・・工作機械、
６．７・・・キャリジ、　　　８・・・切削工具、９．
１１・・・歯付きラック、 １２・・・角柱状ピニオン、 １３・・・歯車伝動ユニット、 １４・・・駆動モータ、　　　１５・・・摺動用被覆材
、１６・・・目盛ガラス、　　　１７・・・取付具、２
３・・・走査装置、　　　２４・・・走査素子、２５　
、２６・・・プリズム、　　２７　、２８・・・光導波
管、２７〜３３・・・計測回路系、 ３５　、３６・・・リミットスイッチ、３７・・・電力
供給回路系、３８・・・継手装置、４０・・・トランス
ファユニット、 ４１・・・固定光源、　　　４６・・・固定環、５０・
・・計数制御装置、　５２　、５３・・・固定摺動環、
５４　、５５・・・摺動環。 以下余白 胃 Ｕ） Ｃ力 ！ 手続補正書（自発） 昭和６１年９月２９日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１７３９５４号 ２、発明の名称 正面及び内面旋削装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　ニーミール　ボールハウプター ウント　コンバニ ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正の対象 （１１明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （ｉ）明細書第６ページの１８行と１９行の間に次の文
章を挿入する。 ｒ本発明の目的は、前述した従来の正面及び内面旋削装
置における問題点を解決するものであり、このため本発
明に係る装置は、上記従来の装置の回転ハウジング内に
ある１個又は複数個のキャリジに対してその直接的な距
離測定手段および該キャリジの各位置を読取り走査によ
り確認するための手段を装備せしめることにある。更に
また正面および内面旋削装置の切削加工性能を改善する
ことを意図している。」 （ｉｉ）明細書第１３ページ、１８行の「鞘体」とある
のを「被覆管」に補正する。 （ｉｉｉ　）明細書第１３ページ、１９行乃至第１４ペ
ージ２行の「この場合上記鞘体・・・−意味する。」と
あるのを削除し、これに替えてｒこのようにすれば、最
大直径を有する複数本の光導波管をかなり限られている
空間内に配線することが可能になる。」を挿入する。 （ｉｖ）明細書第１８ページ、１５行の「即として」と
あるをｒ内に」に補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸線の回りに回転する回転ハウジングと、該回
   転軸線の横方向に案内通路内で移動可能なキャリジと、
   該キャリジ上に切削工具を設けた正面及び内面旋削装置
   であって、 （Ａ）前記キャリジ（６、７）の移動のために、駆動モ
   ータ（１４）が前記回転ハウジング内に設けられ、（Ｂ
   ）前記回転ハウジングに相対的なキャリジの移動距離を
   直接的に測定するための測定装置（１６、２３）が回転
   ハウジング（２）内に設けられ、（Ｃ）前記移動距離の
   結果を評価しかつ前記駆動モータ（１４）を制御するた
   めの計数制御装置（５０）が前記回転ハウジング（２）
   の外側に固定的に設置され、 （Ｄ）前記回転ハウジング（２）と固定的計数制御装置
   （５０）との間に測定及び駆動力用供給回路系（２２、
   ３０、３７）が結合されて配置し、（Ｅ）前記測定およ
   び駆動力用供給回路系（２２、３０、３７）にトランス
   ファユニット（４０）が結合配列されて前記回転ハウジ
   ング（２）に連通する測定及び駆動力用供給回路系の各
   部分から前記固定的計数制御装置（５０）に連通する回
   路系の各部分に対し測定信号並びに供給駆動力を移送変
   換するように配置される、 ようにしたことを特徴とする正面及び内面旋削装置。 ２、前記駆動モータ（１４）とキャリジ（６）間に歯車
   伝動装置（１３）が設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の正面及び内面旋削装置。 ３、前記キャリジ（６）の移動距離測定装置はキャリジ
   （６）に一体的に結合された目盛ガラス（１６）と回転
   ハウジング（２）に一体的に結合された少くとも１個の
   走査素子（２４）とを具えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の正面及び内面旋削装置。 ４、前記目盛ガラス（１６）は回転ハウジング（２）の
   外側に設けた光源（４１）から駆動力供給用光導波管（
   ２２）を経由して照射されることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の正面及び内面旋削装置。 ５、前記目盛ガラス（１６）からの光信号は走査素子（
   ２４）における付加的な測定用光導波管（２７、２８、
   ２９、３１、３２、３３）へ直接的に伝送されることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の正面及び内面旋
   削装置。 ６、前記光源（４１）はトランスファユニット（４０）
   内に設置されて、該光源投射光が前記目盛ガラス（１６
   ）に接続された駆動力供給用光導波管（２２）の照射受
   光端部と同心配置に設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の正面及び内面旋削装置。 ７、前記トランスファユニット（４０）は各測定用光導
   波管（２７、２８、２９、３１、３２、３３）に対し光
   電効果内部表面（４７）を含む固定環（４６）を具備し
   、前記測定用光導波管の伝送光出口端部（４４）は回転
   ハウジング（２）が回転するとき前記内部表面を通り伝
   送するように設けられている特許請求の範囲第５項記載
   の正面及び内面旋削装置。 ８、多数の個別光電セル（４７）が前記固定環（４６）
   の内部周面に実際上相互間に間隙を置かずに次々に相接
   して配列されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載の正面及び内面旋削装置。 ９、前記測定および駆動力供給用回路系（２２、３０、
   ３７）は管状連結桿（６０）内に封じ込められているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の正面及び内
   面旋削装置。 １０、前記管状連結桿（６０）は該装置の中央部中心軸
   線に沿って配置されかつ継手装置（３８）を具備してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の正面及
   び内面旋削装置。