(57)【要約】【課題】長尺のテーブルをもつ工作機械のテーブル駆動装置を提供する。【解決手段】タンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械１は、ベッド１０上に摺動自在に支持される長尺のテーブル２０を有する。門型のコラム３０には加工ヘッド７０が設けれ、５面加工を行なう。テーブル２０の両端部には２基の駆動装置１００，２００が装備される。第１の駆動装置１００は、固定されたボールネジ１１０に対してサーボ駆動されるボールナット１２０を有し、第１のテーブルエンジン１５０を駆動する。第１のテーブルエンジン１５０はテーブル２０をその長さ寸法の半分程度まで駆動し、第２の駆動装置２００に引き渡す。第２の駆動装置２００は残りのストロークを駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドと、ベッド上に摺動自在に支持される長尺のテーブルを備えた工作機械であって、テーブルの両端部側に配備される第１及び第２の駆動装置を備え、
第１の駆動装置は、ベッドの前側の位置に設置されるボールネジと、ボールネジに螺合するボールナットと、ボールネジまたはボールナットを駆動するサーボモータと、ボールナットと一体に駆動される第１のテーブルエンジンと、第１のテーブルエンジンとテーブルを離接自在に連結する連結装置を備え、
第２の駆動装置は、ベッドの後側の位置に設置されるボールネジと、ボールネジに螺合するボールナットと、ボールネジまたはボールナットを駆動するサーボモータと、ボールナットと一体に駆動される第２のテーブルエンジンと、第２のテーブルエンジンとテーブルを離接自在に連結する連結装置を備えるタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械。
【請求項２】
第１の駆動装置のボールネジの長さ寸法と、第２の駆動装置のボールネジの長さ寸法は、テーブルの長さ寸法の略半分の長さ寸法である請求項１記載のタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械。
【請求項３】
第１のテーブルエンジンがテーブルを駆動している間は、第２のテーブルエンジンはベッドの中央部に設定される待機位置で待機し、第２のテーブルエンジンがテーブルを駆動している間は、第１のテーブルエンジンはベッドの中央部に設定される待機位置で待機する請求項１記載のタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械。
【請求項４】
第１の駆動装置と第２の駆動装置は同期してテーブルを駆動する制御区間を有する請求項１記載のタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型のワークを加工することができるタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１、２は、ベッド上に２台のテーブルを装備して大型のワークを加工する工作機械が開示されている。
また、特許文献３は、ボールネジに螺合するナットキャリアを交換自在にベッド上に送られてくるテーブルに系合して駆動する工作機械が開示されている。
【特許文献１】特公昭６１−０１３９３６号公報
【特許文献２】実公昭６２−００４４２９号公報
【特許文献３】特公平０７−１１０４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大型のワークを加工するために、大型のテーブルを装備する工作機械にあってはテーブルを駆動するボールネジの長尺化が必要となる。ところが、ボールネジを長くすると、いわゆる縄跳び現象が発生してネジの中央部が偏心回転しやすくなる。このためにボールネジの回転速度を早くすることが困難となり、送り速度の高速化が達成できない。
また、長尺のボールネジは加工も困難であり、運搬上の制的もある。
そこで、本発明の目的は、２本のボールネジとボールナットを備えた２基のテーブルエンジンを用いたタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の工作機械は、基本的手段として、ベッドと、ベッド上に摺動自在に支持される長尺のテーブルと、テーブルの両端部側に配備される第１及び第２の駆動装置を備える。
【０００５】
そして、第１の駆動装置は、ベッドの前側の位置に設置されるボールネジと、ボールネジに螺合するボールナットと、ボールネジまたはボールナットを駆動するサーボモータと、ボールナットと一体に駆動される第１のテーブルエンジンと、第１のテーブルエンジンとテーブルを離接自在に連結する連結装置を備え、第２の駆動装置は、ベッドの後側の位置に設置されるボールネジと、ボールネジに螺合するボールナットと、ボールネジまたはボールナットを駆動するサーボモータと、ボールナットと一体に駆動される第２のテーブルエンジンと、第２のテーブルエンジンとテーブルを離接自在に連結する連結装置を備える。
【０００６】
また、第１の駆動装置のボールネジの長さ寸法と、第２の駆動装置のボールネジの長さ寸法は、テーブルの長さ寸法の略半分の長さ寸法である。
さらに、第１のテーブルエンジンがテーブルを駆動している間は、第２のテーブルエンジンはベッドの中央部に設定される待機位置で待機し、第２のテーブルエンジンがテーブルを駆動している間は、第１のテーブルエンジンはベッドの中央部に設定される待機位置で待機する。
また、第１の駆動装置と第２の駆動装置は同期してテーブルを駆動する制御区間を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上の構成を備えることによって、２本のボールネジを用いて長尺のテーブルを駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明が適用される工作機械の例としてタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械の外観を示す斜視図である。
全体を符号１で示すタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械は、長尺のベッド１０上に摺動自在に搭載される長尺のテーブル２０を有する。ベッド上には３本のリニアガイド１１，１２，１３が設けられて、テーブル２０を支持する。
ベッド１０の中央部には門型のコラム３０が設けられ、コラム３０の前面に沿って上下動するクロスレール４０には、水平方向に移動するサドル５０が装備される。サドル５０は垂直方向に昇降するラム６０を有し、ラム６０の先端にとりつけられた加工ヘッド７０により、テーブル２０上のワークに対して５面加工を施す。
【０００９】
このタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械１は、テーブル２０の前後に装備される２基の駆動装置１００，２００を有する。
符号Ｆで示すベッド１０の前側に装備される第１の駆動装置１００は、ベッド１０上に両端が固定されるボールネジ１１０と、サーボモータで駆動されるボールナット１２０を有する第１のテーブルエンジン１５０を備える。
符号Ｒで示すベッド１０の後側に装備される第２の駆動装置２００も同様に、ベッド１０上に両端が固定されるボールネジ２１０と、サーボモータで駆動されるボールナット２２０を有する第２のテーブルエンジン２５０を備える。
【００１０】
図２は、第１の駆動装置１００と第２の駆動装置２００の配置を示す平面図、図３は第１の駆動装置の正面図、図４はテーブルの端部の平面図、図５はテーブルの端部を裏側から見た斜視図、図６はテーブルとテーブルエンジンの連結装置を示す断面図である。
【００１１】
図２に示すように、第１の駆動装置１００はベッド１０の前側Ｆに取付部材１１１を介して一端が固定されるボールネジ１１０を有する。
ボールネジ１１０の他端部は、取付部材１１２を介してベッド１０の内側に固定される。
第１のテーブルエンジン１５０は、ボールネジ１１０に案内されて第１の軸Ｘ１に沿って移動する。
【００１２】
第２の駆動装置２００は、ベッド１０の後側Ｒに取付部材２１１を介して一端が固定されるボールネジ２１０を有する。
ボールネジ２１０の他端部は取付部材２１２を介してベッド１０の内側に固定される。
第２のテーブルエンジン２５０はボールネジ２１０に案内されて第２の軸Ｘ２に沿って移動する。
【００１３】
図３において、第１の駆動装置１００の第１のテーブルエンジン１５０は、３個のリニアブロック１５１，１５２，１５３を有し、ベッド１０上のリニアガイド１１，１２，１３上を移動する。
ベッド１０上に固定されたボールネジ１１０に螺合するボールナット１２０は、サーボモータにより駆動され、第１のテーブルエンジン１５０を第１の軸Ｘ１に沿って移動制御する。
【００１４】
図４、図５、図６に示すように、テーブル２０の両端部には連結部材２２が設けられる。連結部材２２は溝２４を有し、この溝２４に対して、第１のテーブルエンジン１５０に設けられた連結装置１６０のピストン１６１が係合することで第１のテーブルエンジン１５０とテーブル２０は連結される。
連結装置１６０はシリンダ室１６２を有し、ピストン１６１を軸方向に駆動する。
ボールネジ１１０の上部はテーブル２０にとりつけられたカバー１８０で覆われる。
【００１５】
図７はボールナットのサーボ装置を示す断面図である。
ボールナットのサーボ装置１３０は、ハウジング１３１の内側に固定されるステータ１３２とロータ１３３により構成されるサーボモータを有する。ロータ１３３は、連結部材１３４を介してボールナット１２０に連結され、ボールナット１２０を回転駆動する。ボールナット１２０やロータ１３３とハウジング１３１の間にはベアリング１４１，１４２，１４３が装備される。
ボールナット１２０はボールネジ１１０に螺合し、ボールナット１２０の回転は軸方向の推力に変換させてサーボ装置１３０と一体の第１のテーブルエンジンを第１の軸Ｘ１方向に駆動する。
【００１６】
図８は、本発明の作用を示し、テーブル２０を略７ｍのボールネジ２本を使用して１４ｍのストロークで移動させる工程を示す。
図８の（ａ）は、テーブル２０が機械原点Ｘ＝０にある状態を示す。
第２のテーブルエンジン２５０は中間位置で待機している。
【００１７】
図８の（ｂ）は、テーブル２０を第１のテーブルエンジン１５０により第１の軸Ｘ１に沿って、Ｘ＝０からＸ＝−６５００ｍｍまで駆動する状態を示す。その間には第２のテーブルエンジン２５０は中間位置の待機状態を維持する。
図８の（ｃ）はテーブル２０が第２のテーブルエンジン２５０に当接した状態を示す。第２のテーブルエンジン２５０の連結装置２６０を作動してテーブル２０に連結させる。
Ｘ座標で−６５００ｍｍから−７５００ｍｍの間は、第１の軸Ｘ１と第２の軸Ｘ２は同期して動きながら、第２のテーブルエンジン２５０がテーブル２０に連結し、その後第１のテーブルエンジン１５０の連結を解除し、テーブル２０の駆動を受け渡す。
Ｘ座標で−７５００ｍｍを超えると、テーブル２０は第２のテーブルエンジン２５０によってＸ座標−１４０００ｍｍまで駆動される。
【００１８】
図９は、第１の軸Ｘ１と第２の軸Ｘ２の位置と速度の関係を示す説明図である。
テーブル２０を座標０から−１４０００へ同一速度で送る場合、第２のテーブルエンジン２５０は待機位置の−６５００にテーブルが接近したら、接触する直前に加速を開始し、接触したとき同期を完了させ、第２のテーブルエンジン２５０を連結し、第１のテーブルエンジン１５０の連結を解除する。第２のテーブルエンジン２５０は、そのまま目的位置の−１４０００に位置決めする。一方第１のテーブルエンジン１５０は、連結を解除後、減速し、待機位置の−７５００で停止し、待機する。
テーブル２０を−１４０００から０へ同一速度で送る場合、上記の手順の逆の手順で制御を行なう。
以上に説明した装置は、テーブルエンジンの駆動する手段として、ボールナット側を駆動する手段を説明したが、ボールナットを駆動することにかえてボールネジ側を駆動することも当然に可能である。
【００１９】
図１０〜図１２はボールネジを駆動する例を示す。
長尺のテーブル１０の両側に第１の駆動装置１００Ａと第２の駆動装置２００Ａを備える。
第１の駆動装置１００Ａは、軸受４２１，４２２で回転自在に支持されるボールネジ４１０を備え、ボールネジ４１０はサーボモータ４００により駆動される。ボールネジ４１０は、第１のテーブルエンジン１５０のボールナット４３０に螺合される。
第２の駆動装置２００Ａも同様に軸受５２１，５２２で回転自在に支持されるボールネジ５１０を備え、ボールネジ５１０はサーボモータ５００により駆動される。ボールネジ５１０は、第２のテーブルエンジン２５０のボールナット５３０に螺合される。
【００２０】
図１２は、第２の駆動装置２００Ａの詳細を示し、サーボモータ５００の出力軸とりつけられたギヤ５０２は歯車機構を介してボールネジ５１０にとりつけられたギヤ５０４を駆動する。ボールネジ５１０は軸受５２１，５２２で回転自在に支持される。ボールネジ５１０は第２のテーブルエンジン２５０にとりつけられたボールナット５３０に螺合する。ボールネジ５１０の回転量はエンコーダ５０６で検出される。
【００２１】
本発明のタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械は以上の様に、短い長さ寸法をもつボールネジ２本を用いて長いストロークを達成することができる。そこで、長尺のテーブルを用いて大型のワークに対して５面加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明が適用されるタンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械の斜視図。
【図２】駆動装置の配置を示す平面図。
【図３】第１の駆動装置の正面図。
【図４】テーブルの端部の平面図。
【図５】テーブル端部を裏側から見た斜視図。
【図６】連結装置の断面図。
【図７】ボールナットのサーボ装置の断面図。
【図８】本発明の作用を示す説明図。
【図９】本発明の作用を示す説明図。
【図１０】本発明の駆動装置の他の例を示す平面図。
【図１１】本発明の駆動装置の他の例を示す平面図。
【図１２】本発明の駆動装置の他の例を示す正面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    タンデム駆動の長尺テーブルを有する工作機械
１０  ベッド
２０  テーブル
３０  コラム
４０  クロスレール
５０  サドル
６０  ラム
７０  加工ヘッド
１００  第１の駆動装置
１１０  ボールネジ
１２０  ボールナット
１５０  第１のテーブルエンジン
１６０  連結装置
２００  第２の駆動装置
２１０  ボールネジ
２２０  ボールナット
２５０  第２のテーブルエンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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