(57)【要約】【課題】本発明は、良好な平滑度が得られるとともに三次元曲面を加工できる旋盤を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る旋盤は、台座、駆動部材、作業台、移動機構及び送り装置を備える。作業台は、駆動部材によって回転され、移動機構は、横梁、第一駆動アセンブリ及び第二駆動アセンブリを備え、横梁は、スライド可能に台座に装着され、且つ第一駆動アセンブリの駆動によって第一方向に沿って移動し、送り装置は、スライド可能に移動機構に装着され、且つ第二駆動アセンブリの駆動によって第一方向に垂直である第二方向に沿って移動し、送り装置は、旋盤用バイト及び送り駆動機構を備え、送り駆動機構は、旋盤用バイトを、第一方向及び前記第二方向に垂直である第三方向に高速で往復運動を行うように駆動且つ制御して、ワークに対して旋削加工を行う。【選択図】図１
2014018951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と、前記台座に装着されている駆動部材と、ワークを支持するための作業台と、移動機構と、送り装置と、を備える旋盤において、
前記作業台は、前記駆動部材によって回転され、前記移動機構は、横梁、第一駆動アセンブリ及び第二駆動アセンブリを備え、前記横梁は、スライド可能に前記台座に装着され、且つ前記第一駆動アセンブリの駆動によって前記台座に対して第一方向に沿って移動し、前記送り装置は、スライド可能に前記移動機構に装着され、且つ前記第二駆動アセンブリの駆動によって前記移動機構に対して前記第一方向に垂直である第二方向に沿って移動し、前記送り装置は、旋盤用バイト及び送り駆動機構を備え、前記送り駆動機構は、前記旋盤用バイトを、前記送り装置に対して前記第一方向及び前記第二方向に垂直である第三方向に高速で往復運動を行うように駆動且つ制御して、前記ワークに対して旋削加工を行うことを特徴とする旋盤。
【請求項２】
前記台座は、基底部と、前記基底部に間隔をあけて互いに平行に突設されている２つの支持体と、を備え、各支持体の前記基底部から離れている端面には、間隔をあけて且つ互いに平行である２つの第一レールが設置され、前記移動機構は、前記横梁の両端に形成されているスライド台をさらに備え、各スライド台は、２つの第一スライド部を備え、前記２つの第一スライド部と前記２つの第一レールとがスライド可能に結合されて、前記移動機構の前記第一方向に沿う移動を実現することを特徴とする請求項１に記載の旋盤。
【請求項３】
前記第一駆動アセンブリは、前記スライド台に固定される第一可動子及び前記支持体に固定される第一固定子を備え、前記第一可動子と前記第一固定子とが互いに作用して推進されることによって、前記スライド台は前記支持体に対して前記第一方向に移動することを特徴とする請求項２に記載の旋盤。
【請求項４】
前記支持体の２つの第一レールの間には、第一スライド凹部が形成されており、前記第一固定子は、前記第一スライド凹部内に固定され、前記第一可動子は、前記第一スライド凹部にスライド可能に収容されることを特徴とする請求項３に記載の旋盤。
【請求項５】
前記第二駆動アセンブリは、前記送り装置に固定される第二可動子及び前記横梁に固定される第二固定子を備え、前記第二可動子と前記第二固定子とが互いに作用して推進されることによって、前記送り装置は前記横梁に対して前記第二方向に移動することを特徴とする請求項３または４に記載の旋盤。
【請求項６】
前記送り装置は、固定座及び前記旋盤用バイトを固定するためのバイトホルダをさらに備え、前記固定座は、前記移動機構にスライド可能に装着され、前記バイトホルダは、前記固定座にスライド可能に装着され、前記送り駆動機構は、前記固定座内に収容状態に装着され、且つ前記バイトホルダを前記固定座に対して移動するように制御して、前記バイトホルダを前記第三方向に沿って移動させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の旋盤。
【請求項７】
前記固定座は、筐体を備え、前記筐体は、互いに平行な第一側壁及び第二側壁を備え、前記第一側壁の前記第二側壁から離れている表面には、第一ガイドレールが設置されており、前記第二側壁には、前記第一ガイドレールと対応する位置にガイド溝が設けられており、前記ガイド溝の両側には、第二ガイドレールが設置され、前記第二ガイドレールは、前記第二側壁の前記第一側壁から離れている表面に位置し、前記バイトホルダは、主体及びスライド板を備え、前記主体は、前記第二ガイドレールとスライド可能に結合され、前記スライド板は、前記ガイド溝から前記筐体内に挿入されて第一ガイドレールとスライド可能に結合されることを特徴とする請求項６に記載の旋盤。
【請求項８】
前記主体には、前記第二ガイドレールと結合するためのスライダーが設置され、前記スライド板の前記主体から離れている端面には、前記第一ガイドレールと結合するためのガイド部が形成され、前記主体の前記スライド板から離れている面には、前記旋盤用バイトを固定するための２つの固定部が間隔をあけて設置されていることを特徴とする請求項７に記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤に関し、特に曲面加工を行う旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の工作機械の加工技術において、一般的にはフライス工具を用いて曲面加工を行う。しかし、フライス工具における隣り合う切削刃は、順に加工表面を切削するため、その加工表面に不連続な切削痕が形成される場合がある。従って、更に研磨してより良好な平滑度を得る必要がある。また、従来の旋盤加工は、旋盤用バイトの移動位置の制限によって軸対称となる加工表面にしか加工することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、より良好な平滑度が得られるとともに三次元曲面に加工できる旋盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明に係る旋盤は、台座と、前記台座に装着されている駆動部材と、ワークを支持するための作業台と、移動機構と、送り装置と、を備える。前記作業台は、前記駆動部材によって回転され、前記移動機構は、横梁、第一駆動アセンブリ及び第二駆動アセンブリを備え、前記横梁は、スライド可能に前記台座に装着され、且つ前記第一駆動アセンブリの駆動によって前記台座に対して第一方向に沿って移動し、前記送り装置は、スライド可能に前記移動機構に装着され、且つ前記第二駆動アセンブリの駆動によって前記移動機構に対して前記第一方向に垂直である第二方向に沿って移動し、前記送り装置は、旋盤用バイト及び送り駆動機構を備え、前記送り駆動機構は、前記旋盤用バイトを、前記送り装置に対して前記第一方向及び前記第二方向に垂直である第三方向に高速で往復運動を行うように駆動且つ制御して、前記ワークに対して旋削加工を行う。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る旋盤は、送り装置が移動機構によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動する一方、Ｚ軸において送り装置の高速の往復移動によって、３次元曲面を有する加工品を加工することができる。つまり、旋盤が移動機構及び送り装置を通して３つの方向からワークに対して加工を行なうので、一度の加工で良好な平滑度を有する３次元曲面を得ることができる。また、作業台が駆動部材の駆動によって直接回転されるので、旋盤の切削量が比較的大きい場合は、更にその動力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る旋盤の斜視図である。
【図２】本発明に係る旋盤の一部分を取り除いた状態の斜視図である。
【図３】図２に示した旋盤の分解図である。
【図４】図１に示した旋盤の送り装置及び作業台の斜視図である。
【図５】図１に示した旋盤の送り装置の分解図である。
【図６】図５に示した旋盤の送り装置の別の視角から見た分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて、本発明に係る旋盤について詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２を参照すると、本発明に係る旋盤１００は、ワークに対して曲面加工を行う。旋盤１００は、台座１０と、作業台２０と、移動機構３０と、送り装置４０と、制御装置（図示せず）と、を備える。作業台２０は、前記台座１０に装着されている。移動機構３０は、台座１０に移動可能に装着され且つ作業台２０の上方に位置する。送り装置４０は、移動機構３０にスライド可能に装着されている。制御装置は、作業台２０、移動機構３０及び送り装置４０に電気接続されている。移動機構３０は、制御装置の命令に基づいて送り装置４０を連動して移動させる。
【０００９】
台座１０は、基底部１１と、基底部１１上に間隔をあけて平行に突設されている２つの支持体１３と、を備える。各支持体１３の前記基底部１１から離れている端面には、間隔をあけて且つ平行に２つの第一レール１３１が設置されている。第一レール１３１は、Ｘ軸方向（第一方向）に沿って延伸している。２つの第一レール１３１の間には、第一スライド凹部１３３がそれぞれ形成されている。
【００１０】
作業台２０は、ほぼ円柱形であり、駆動部材２１を介して基底部１１に回転可能に装着されている。なお、作業台２０は、２つの支持体１３の間に位置する。作業台２０は、駆動部材２１の回転によってワーク（図示せず）を回転させる。本実施形態において、駆動部材２１は、ダイレクトドライブモータ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｒｉｖｅ  Ｍｏｔｏｒ）である。
【００１１】
図１乃至図３を参照すると、移動機構３０は、２つの支持体１３上にスライド可能に装着されている。また、該移動機構３０は、２つの支持体１３に垂直であり且つ作業台２０の上方に位置する。移動機構３０は、横梁３１と、横梁３１の両端に形成されているスライド台３３と、スライド台３３に装着されている第一駆動アセンブリ３５と、横梁３１に装着されている第二駆動アセンブリ３７と、を備える。横梁３１は、長板状を呈し且つＸ軸方向に直交したＹ軸方向（第二方向）に沿って延伸している。横梁３１には、互いに平行な、且つ互いに離間された２つの第二レール３１１が形成されている。各スライド台３３は、２つの第一スライド部３３１を備える。スライド台３３は、第一スライド部３３１を介して第一レール１３１にスライド可能に取り付けられる。第一駆動アセンブリ３５は、第一スライド凹部１３３内に収容され且つ横梁３１をＸ軸方向に沿って移動する。第一駆動アセンブリ３５は、第一可動子３５１及び第一固定子３５３を備える。第一可動子３５１はスライド台３３に固定され、第一固定子３５３は第一スライド凹部１３３内に固定される。第一可動子３５１と第一固定子３５３とが互いに作用して推進されることによって、前記スライド台３３は前記支持体１３に対してＸ軸方向に移動する。第二駆動アセンブリ３７は、横梁３１の２つの第二レール３１１の間に固定され、且つ第二可動子３７１及び第二固定子３７３を備える。第二可動子３７１は送り装置４０に固定され、第二固定子３７３は横梁３１に固定される。第二可動子３７１と第二固定子３７３とが互いに作用して推進されることによって、送り装置４０は横梁３１に対してＹ軸方向に移動する。本実施形態において、第一駆動アセンブリ３５及び第二駆動アセンブリ３７は、全て高性能のリニアモーター（ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｔｏｒ）である。
【００１２】
図４乃至図５を併せて参照すると、送り装置４０は、滑動部４１、固定座４３、バイトホルダ４５、送り駆動機構４７及び旋盤用バイト４９を備える。滑動部４１には、２つの第二スライド部４１１が設置されており、送り装置４０は第二スライド部４１１を介して第二レール３１１にスライド可能に取り付けられる。バイトホルダ４５は、固定座４３にスライド可能に装着される。送り駆動機構４７は、固定座４３内に収容して装着され且つ前記制御装置に電気接続されてバイトホルダ４５の上下移動を制御する。旋盤用バイト４９は、バイトホルダ４５に固定される。
【００１３】
固定座４３は、筐体４３１及び該筐体４３１の両側に装着された２つの装着板４３３を備える。筐体４３１は、互いに平行な第一側壁４３１１及び第二側壁４３１３を備え、第一側壁４３１１と第二側壁４３１３との間には、収容空間４３１５が形成されている。第一側壁４３１１における前記収容空間４３１５側の表面（つまり、筐体４３１の内側面）には、第一ガイドレール４３１７が設置されている。第二側壁４３１３には、第一ガイドレール４３１７と対応する位置に、ガイド溝４３１８が設けられている。ガイド溝４３１８の両側には、２つの第二ガイドレール４３１９が設置され、該２つの第二ガイドレール４３１９は、第二側壁４３１３における収容空間４３１５の背面側（つまり、筐体４３１の外側面）に位置する。２つの装着板４３３が収容空間４３１５を封止するように筐体４３１の両側に固定された後、固定座４３が滑動部４１に固定される。
【００１４】
図６を併せて参照すると、バイトホルダ４５は、ほぼ「Ｔ」字形を呈し、且つ主体４５１及び該主体４５１の長手方向の略中央部から主体４５１に対して略垂直に突設されているスライド板４５３を備える。主体４５１は、ほぼシャトル形を呈し（すなわち、主体４５１のＺ軸方向（第三方向）前方の端部の幅は、Ｚ軸方向前方に向かうにしたがって狭くなるようにテーパ状とされており）且つ該主体４５１のスライド板４５３から離れている面には、２つの固定部４５１１が間隔をあけて設置されている。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向である。主体４５１のスライド板４５３が位置する面には、４つのスライダー４５１３が設置されている。この４つのスライダー４５１３は、スライド板４５３の両側にそれぞれ２つずつ設置され、且つ第二側壁４３１３の第二ガイドレール４３１９にスライド可能に取り付けられる。スライド板４５３は、ガイド溝４３１８から収容空間４３１５内に挿入されて、収容空間４３１５を２つの空間に分割する。スライド板４５３の主体４５１から離れている端面には、ガイド部４５３１が形成されている。ガイド部４５３１は、第一側壁４３１１の第一ガイドレール４３１７にスライド可能に取り付けられる。これにより、バイトホルダ４５は、Ｚ軸方向に沿って往復運動することができる。
【００１５】
送り駆動機構４７は、２つの駆動モジュール４７１を備える。２つの駆動モジュール４７１は、収容空間４３１５のスライド板４５３によって分割された２つの空間にそれぞれ収容される。各駆動モジュール４７１は、可動子４７１１及び固定子４７１３を備える。可動子４７１１は装着板４３３に固定され、固定子４７１３はスライド板４５３の側面に固定される。本実施形態において、駆動モジュール４７１は高性能のリニアモーターである。
【００１６】
旋盤用バイト４９は、２つの固定部４５１１の間に固定される。
【００１７】
旋盤１００を組み立てる際、先ず、駆動部材２１を２つの支持体１３の間に装着した後、作業台２０を駆動部材２１に固定させる。次に、横梁３１をスライド台３３を介して２つの支持体１３にスライド可能に設置する。次に、第一駆動アセンブリ３５の第一可動子３５１を移動機構３０のスライド台３３に固定し、第一駆動アセンブリ３５の第一固定子３５３を支持体１３の第一スライド凹部１３３内に固定し、第二駆動アセンブリ３７の第二可動子３７１を送り装置４０の滑動部４１に固定し、第二駆動アセンブリ３７の第二固定子３７３を、移動機構３０の横梁３１の２つの第二レール３１１の間に固定させた後、第一駆動アセンブリ３５及び第二駆動アセンブリ３７をそれぞれ制御装置に電気接続させる。次に、バイトホルダ４５を固定座４３に装着し、２つの駆動モジュール４７１を、収容空間４３１５の分割された２つの空間にそれぞれ収容してバイトホルダ４５の両側面に固定させ、２つの装着板４３３を固定座４３に装着して収容空間４３１５を封止する。次いで、滑動部４１を固定座４３に装着した後、旋盤用バイト４９をバイトホルダ４５に固定する。最後に、第二スライド部４１１と第二レール３１１とを結合させて、送り装置４０を移動機構３０にスライド可能に装着させる。
【００１８】
旋盤１００を使用する際、ワークを作業台２０に設置し、送り装置４０をワークの上方に位置するようにＹ軸方向に沿って移動させる。ワークは、作業台２０の回転に連動して回転する。旋盤用バイト４９は、送り装置４０の駆動及び制御の下、切削量に基づいて、ワークに対して前記第一方向及び前記第二方向への移動速度よりも高速で往復移動して加工を行う。この往復運動によって、Ｚ軸方向におけるワークの円周方向に沿った切削量は異なるようになる。この際、移動機構３０は、同時に、制御装置の命令に基づいて送り装置４０を連動してＸ軸方向へ移動して、ワーク全体に対して旋削加工を行うことができる。これにより、３次元曲面を有する加工品を加工することができる。
【００１９】
また、滑動部４１を省略することもできる。この時、２つの第二スライド部４１１は、筐体４３１の第一側壁４３１１の、収容空間４３１５の背面側の表面に直接形成され、第二可動子３７１は、２つの第二スライド部４１１の間に位置するように筐体４３１に固定される。
【００２０】
本発明に係る旋盤１００は、送り装置４０が移動機構３０によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動する一方、Ｚ軸において送り装置４０の高速な往復移動によって、３次元曲面を有する加工品を加工することができる。つまり、旋盤１００が移動機構３０及び送り装置４０を通して３つの方向からワークに対して加工を行なうので、一度の加工で良好な平滑度を有する３次元曲面を得ることができる。また、作業台２０が駆動部材２１の駆動によって直接回転されるので、旋盤１００の切削量が比較的大きい場合は、更にその動力を発揮することができる。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００２２】
１００    旋盤
１０      台座
１１      基底部
１３      支持体
１３１    第一レール
１３３    第一スライド凹部
２０      作業台
２１      駆動部材
３０      移動機構
３１      横梁
３１１    第二レール
３３      スライド台
３３１    第一スライド部
３５      第一駆動アセンブリ
３５１    第一可動子
３５３    第一固定子
３７      第二駆動アセンブリ
３７１    第二可動子
３７３    第二固定子
４０      送り装置
４１      滑動部
４１１    第二スライド部
４３      固定座
４３１    筐体
４３１１  第一側壁
４３１３  第二側壁
４３１５  収容空間
４３１７  第一ガイドレール
４３１８  ガイド溝
４３１９  第二ガイドレール
４３３    装着板
４５      バイトホルダ
４５１    主体
４５１１  固定部
４５１３  スライダー
４５３    スライド板
４５３１  ガイド部
４７      送り駆動機構
４７１    駆動モジュール
４７１１  可動子
４７１３  固定子
４９      旋盤用バイト
【図１】
2014018951.tif 000003
【図２】
2014018951.tif 000004
【図３】
2014018951.tif 000005
【図４】
2014018951.tif 000006
【図５】
2014018951.tif 000007
【図６】
2014018951.tif 000008