(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、
前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、
ワークへの切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、
前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、
少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工作機械における摺動面の軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等において、ワークテーブルを構成しているスライドテーブル及び回転テーブルのスベリスライドの場合、移動物の重量が重くなった時、スライドにかかる接触面圧が大きくなる。この接触面圧が大きくなるとスティックスリップが発生しやすくなり、位置決め精度、加工精度が悪くなる。
【０００３】
これを避けるために、スベリスライドとコロガリスライドとを組み合わせたハイブリッドスライド軸受を用いているものがある。このハイブリッドスライド軸受は、一定の予圧を皿バネによりローラに付与し、常に一定重量をローラに分担させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記皿バネによる予圧は、皿バネ個々の特性のバラツキ、皿バネの撓みが若干変わることによる出力値の過敏な変動等により調整が非常に難しい。また、皿バネでは、移動物重量（テーブル＋ワーク等）の一定荷重しか分担できないため、ワークの加工条件による荷重の変動でスライド面圧が変わってしまい、最適な制御ができない。
【０００５】
すなわち、エンドミルによって溝側面を加工するコンタリング加工においては切削抵抗が小さく、また、フライスによって平面を加工する面加工では切削抵抗がい大きくなり、この切削抵抗の変化による荷重の変動でスライド面圧が変わってしまう。そこで、スベリスライドの荷重分担を大きくすれば、加工時のビビリには対処できるが、位置決め精度、コンタリング加工精度には不利となり、コロガリスライドの荷重分担を大きくすれば、この逆の現象となる問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ワークの加工条件に応じてコロガリスライドの荷重分担比率を変え、コロガリスライドとスベリスライドの主、従関係を変化させることによりスライドテーブルの支持剛性並びにスライドテーブルに付与される摺動抵抗の最適な制御を可能とした軸受装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の特徴とする構成は、請求項１の発明においてはは、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、ワークへの切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えたものである。
また、請求項２の発明においては、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えたものである。
【０００８】
【作用】
上記の構成により、位置決め、コンタリング加工、面加工等のワークの加工条件に応じてコロガリスライドの荷重分担比率を変え、コロガリスライドとスベリスライドの主、従関係を変化させ、ワークの加工条件に応じたフレキシブな制御を可能とする。
【０００９】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明を用いた工作機械の１例を示す平面図であり、１はマシニングセンタであり、ベッド２と、このベッド２上に進退移動可能に設けられたコラム３と、このコラム３に上下動可能もに設けられた主軸ヘッド５と、コラム３の前方のベッド２上に配置されたワークテーブル７とからなり、５ａは前記主軸ヘッド５に回転可能に軸承されたスピンドル、４は前記コラム３の進退作動用サーボモータ、６は前記主軸ヘッド５の上下動用サーボモータである。
【００１０】
前記ワークテーブル７は、前記コラム３の進退移動方向とは直交する左右方向に移動可能に案内されたスライドテーブル８と、このスライドテーブル８上に回転可能に案内された回転テーブル１０とから構成され、前記回転テーブル１０上にはワークを載置したパレット１１が搬入出される。９は前記スライドテーブル８の左右移動用サーボモータである。１２はパレット１１のクランプ部材であり回転テーブル１０に設けられている。
【００１１】
１３は前記ワークテーブル７の前方に配置しているパレットチェンジャである。このパレットチェンジャ１３は、前記スライドテーブル８の左右移動方向に対して平面内で直交する方向に移動可能なフック１６を備えた交換駆動装置１５と、この交換駆動装置１５の左右位置に配置されたパレット支持台１４ａ、１４ｂとから構成されている。
【００１２】
１７は数値制御装置であり、入力装置１８とメモリ１９が接続され、この数値制御装置１７と前記コラム３の進退作動用サーボモータ４、主軸ヘッド５の上下動用サーボモータ６及びスライドテーブル８の左右移動用サーボモータ９のそれぞれにパルス分配回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、駆動回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃを介して接続されている。また、前記数値制御装置１７とパレット１１の交換駆動装置１５とはシーケンスコントローラ２２を介して接続されている。
【００１３】
前記ワークテーブル７の詳細な構成を図２によって説明する。スライドテーブル８はベッド２に平面部と立面部との複数個所のスベリスライド用の案内面３０を介してスライド可能に案内され、この複数個所のスベリスライド用の案内面３０内で平面部の１個所にはローラ３１によるコロガリスライドによるものであり、前記スベリスライドとコロガリスライドとによるハイブリッドスライド軸受を構成している。
【００１４】
前記回転テーブル１０は、前記スライドテーブル８の中央に立設した支持軸２３に回転可能に案内され、またスライドテーブル８上の平面部の複数個所のスベリスライド回転用の案内面２５を介して支持されている。スライドテーブル８にはローラ２７と、回転テーブル１０の割り出し位置でローラ２７を案内面２５に押し付けて回転テーブル１０を拘束するクランプ用の油圧シリンダ２６とが回転テーブル１０の回転方向に複数設けられている。前記回転テーブル１０は図示省略しているモータによりウォーム２８とウォームホイール２９を介して回転割り出しされる。
【００１５】
前記パレット１１のクランプ部材１２は回転テーブル１０上に配設されたクランプシリンダ２４に設けられている。
【００１６】
そこで、本発明は、図５にも示すようにローラ３１に連結されたピストン３３を有し、このピストン３３に油圧を加えることによりスライドテーブル８を支持する油圧シリンダ装置３２と、ワークの加工条件に応じて前記コラム３の進退作動用サーボモータ４の送り装置を制御し、かつ前記油圧シリンダ装置３２に供給する油圧力を調整する制御装置とを備えている。前記ローラ３１と油圧シリンダ装置３２はスライドテーブル８の下面にスライド方向に複数設けられ、ローラ３１は案内面３０上を転動する。
【００１７】
前記ワークの加工条件に応じて前記コラム３の進退作動用サーボモータ４の送り装置を制御し、かつ前記油圧シリンダ装置３２に供給する油圧力を調整する制御装置について図２により説明する。
【００１８】
コラム３の進退作動用サーボモータ４の送り装置の制御装置は前記したように、数値制御装置１７とコラム３の進退作動用サーボモータ４とをパルス分配回路２０ａ、駆動回路２１ａを介して接続されている。
【００１９】
油圧シリンダ装置３２に供給する油圧力を調整する制御装置は、油圧ポンプ３４から油圧シリンダ装置３２への配管に、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に調整する複数個の減圧弁４２、４３、４４と、この複数個の減圧弁４２、４３、４４に接続した複数個の切換弁４２ａ、４３ｂ、４４ｃを配置し、数値制御装置１７の信号に基づいてシーケンスコントローラ２２により前記複数個の切換弁４２ａ、４３ｂ、４４ｃを選択して制御する構造である。
【００２０】
また、前記数値制御装置１７に接続されているメモリ１９には、位置決め、コンタリング加工、面加工等のワークの加工条件を区別させるＧコードが入った加工プログラムと、Ｇコードに基づきシーケンサ２２に油圧切換え指令を出す油圧切換プログラムが記憶されている。たの変形例として、減圧弁、切換弁を多数用意すれば、スライドテーブル８を動かすか動かさないかを区別するＭコードを加工プログラムにいれても良い。また、メモリ１９に記憶された加工プログラムを順次数値制御装置１７のＣＰＵで読み取ることにより、図３及び図４のフローチャートに示す動作が行われる。
【００２１】
上記本発明の動作を図３及び図４のフローチャートに沿って説明する。先ず、加工サイクルとしては図３で示すように、スタートによりスライドテーブル８をパレット交換位置Ａへ位置決め（ステップ５０）する。次いでスライドテーブル８からパレットプールへパレットを搬出（ステップ５１）する。その後、スライドテーブル８をパレット交換位置Ｂへ位置決めし（ステップ５３）、パレットプールからスライドテーブル８へ搬出（ステップ５３）して、スライドテーブル８を加工開始位置へ位置決め（ステップ５４）する。
【００２２】
このステップ５４によるスライドテーブル８の加工開始位置への位置決め後にコンタリング加工（ステップ５５）を行い、このコンタリング加工（ステップ５５）終了で工具交換（ステップ５６）が行われ、スライドテーブル８を加工開始位置へ位置決め（ステップ５７）し、面加工（ステップ５８）を行う。
【００２３】
前記ステップ５８の面加工の終了でスライドテーブル８をパレット交換位置Ｂへ位置決めし（ステップ５９）、スライドテーブル８からパレットプールへパレットを搬出（ステップ５３）してエンドとなる。
【００２４】
上記の加工サイクルにおいて、ステップ５０、５２、５４、５７、５９のスライドテーブル８の位置決め及びステップ５５のコンタリング加工、ステップ５８の面加工ではそれぞれ条件を異にしている。そこで、数値制御装置１７はメモリ１９のＧコードを読み取ると、図４で示す油圧切換プログラムがスタートし、Ｇコードによって位置決め、コンタリング加工、面加工かを判別（ステップ６１）し、位置決めの場合は図２の切換弁４２ａを切り換えて減圧弁４２で設定されている圧力Ｐ１（Ａｋｇ／ｃｍ２  ）の油圧をローラ部３１の油圧シリンダ装置３２に供給（ステップ６２）し、スライドテーブル８を位置決めする。
【００２５】
また、コンタリング加工の場合は図２の切換弁４３ａを切り換えて減圧弁４３で設定されている圧力Ｐ２（Ｂｋｇ／ｃｍ２  ）の油圧をローラ３１の油圧シリンダ装置３２に供給（ステップ６３）し、コンタリング加工を行い、面加工の場合は図２の切換弁４４ａを切り換えて減圧弁４４で設定されている圧力Ｐ３（Ｃｋｇ／ｃｍ２  ）の油圧をローラ部３１の油圧シリンダ装置３２に供給（ステップ６３）し，面加工を行うのである。
【００２６】
上記コンタリング加工は、エンドミルによる溝側面加工であり、切削抵抗は比較的小さい、面加工は、フライスによる平面加工であり、切削抵抗はコンタリング加工よりも大きい。従って、面加工の場合は大きな切削抵抗に対処するようスライドテーブル８の支持剛性を上げる必要があり、また、スライドテーブル８の早送りでは高精度の位置決めができるように摺動抵抗を下げる必要がある。そこで、メモリ１８のＧコードによるスライドテーブル８を動かす場合で、スベリスライドとコロガリスライドによるスライドテーブル８の支持割合を下記の比率に制御する。
0003664446.tif 000002
【００２７】
また、メモリ１８のＭコードによるスライドテーブル８を動かさない場合のスベリスライドとコロガリスライドによるスライドテーブル８の支持割合を下記の比率に制御する。
0003664446.tif 000003
【００２８】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明は、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、切削抵抗が大きい場合には前記ローラの支持力を小さくし、ワークへの切削抵抗が小さい場合には前記ローラの支持力を大きくするように、前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えた構成であるから、位置決め、コンタリング加工、面加工等の加工条件が異なる場合、このワーク加工条件に応じてコロガリスライドとスベリスライ主、従関係を変化し、スライドテーブルの位置決め精度を向上すると共に、スライドテーブルの支持剛性をワーク加工条件に応じた最適な制御が得られる。
また、請求項２の発明は、ベッド上にスライドテーブルを同一スライド面に設けたスベリスライドとローラによるコロガリスライドとからなる一対のハイブリッドスライド軸受を介して前記スライドテーブルの可動範囲に渡って直線運動可能に支持した軸受装置において、前記一対のハイブリッドスライド軸受のローラ部を上下方向に駆動して前記ローラによるスライドテーブルの支持力を変化させる流体圧シリンダ装置と、少なくとも前記スライドテーブルの早送り時には実質的に前記コロガリスライドのみで前記スライドテーブルを支持すると共に、ワークへの切削抵抗が大きい場合には実質的に前記スベリスライドにて前記スライドテーブルを支持するように前記流体圧シリンダ装置の動作を制御する制御装置と、を備えた構成であるから、スライドテーブルの早送り時には、スライドテーブルの摺動抵抗を下げることができ、低いモータ動力消費で高精度な位置決めが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置を用いた工作機械の実施例を示す平面図
【図２】本発明装置の要部を示す断面図
【図３】本発明装置の加工サイクルのフローチャート
【図４】本発明装置の制御のフローチャート
【図５】本発明装置のローラ、油圧シリンダ装置の拡大図
【符号の説明】
２    ベッド
８    スライドテーブル
１０  回転テーブル
３０  スベリスライド用の案内面
３１  ローラ
３２  油圧シリンダ装置
３４  油圧ポンプ
４２  減圧弁
４３  減圧弁
４４  減圧弁
【図１】
0003664446.tif 000004
【図２】
0003664446.tif 000005
【図３】
0003664446.tif 000006
【図４】
0003664446.tif 000007
【図５】
0003664446.tif 000008