(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立旋盤の刃物台で旋削中の工具から発生する切屑を吸引する集塵ノズルを前記刃物台に同期させて移動させるための集塵ノズル移動装置を備えた立旋盤であって、
コラムに設けられ、水平方向に移動するサドルと、
前記サドルに支持され、工具を割り出す割出軸を有し上下方向に移動する刃物台と、
工作物を載せる旋削加工テーブルを有し、旋削加工のために前記旋削加工テーブルを水平面上で回転させる立旋盤用のロータリテーブルと、
前記刃物台を上下移動させる制御軸をＺ軸、前記刃物台を水平移動する制御軸をＸ軸、前記刃物台の割出軸をＢ軸として数値制御するＮＣ装置と、
前記集塵ノズルの運動を制御する軸として、前記刃物台を水平に移動するＸ軸と平行に前記集塵ノズルを移動するＵ軸と、刃物台を上下に移動させるＺ軸と平行に前記集塵ノズルを移動させるＷ軸と、前記刃物台を割り出すＢ軸と平行な軸回りに前記集塵ノズルを旋回させるＥ軸と、を有する集塵ノズル送り機構と、
立旋盤本体とは独立して設置され前記集塵ノズル送り機構および集塵ホースを支持する架台と、を備え、
前記ＮＣ装置は、前記Ｕ軸、前記Ｗ軸、前記Ｅ軸にそれぞれ、前記ＮＣ装置からＸ軸の位置指令、Ｚ軸の位置指令、Ｂ軸の割出指令を与える位置制御手段を有し、前記集塵ノズルの位置が前記刃物台の旋削中の工具による加工点の変化に追従し、また前記刃物台の割り出しに追従するように制御するようにしたことを特徴とする集塵ノズル移動装置を備えた立旋盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立旋盤等のＮＣ旋盤で加工中に発生する切り屑を取り除く集塵ノズルを移動させるための装置に係り、特に、集塵ノズルを刃物台の工具に追従して移動させる集塵ノズル移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、旋盤のＮＣ化と精密化が進んでおり、光学機械部品などの高精度加工を必要とする工作物を加工できる高精密旋盤が開発されている。
この種の高精密旋盤では、旋削によって発生する切屑を集塵ノズルで吸引し、集塵ホースを通して外部に排除するようにしている。従来、立旋盤の場合、集塵ノズルは刃物台に取り付けられており、また、集塵ホースも機械本体に配管されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集塵ノズルが刃物台に固定されていることから、加工精度に次のような悪影響を与えている。
【０００４】
その１つは、切屑を吸入するときの集塵ノズル内および集塵ホース内の空気の流れは、集塵ノズルおよび集塵ホースに振動を発生させ、この振動が刃物台に取り付けてあるバイトに伝わって加工精度を低下させるという問題である。とりわけ、超精密加工機では、振動の加工精度に及ぼす影響は大きくなる。
【０００５】
また、刃物台は、加工の進行にしたがって回転し、バイトを割り出す。この刃物台の割り出しによって加工点が変化するため、位置が固定である集塵ノズルと加工点との相対的な位置も変わってくる。したがって、あるバイトで切削する場合は効率よく切屑を集塵ノズルから吸引できるが、他のバイトで切削する場合には、切屑の除去がうまくいかずに、残留した切屑で工作物の加工面に傷を付けることがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、集塵ノズルを刃物台のバイトに追従して移動するようにして、刃物台への振動の伝わりを防止するとともに切屑を効率良く取り除けるようにした集塵ノズル移動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、立旋盤の刃物台で旋削中の工具から発生する切屑を吸引する集塵ノズルを前記刃物台に同期させて移動させるための集塵ノズル移動装置を備えた立旋盤であって、コラムに設けられ、水平方向に移動するサドルと、前記サドルに支持され、工具を割り出す割出軸を有し上下方向に移動する刃物台と、工作物を載せる旋削加工テーブルを有し、旋削加工のために前記旋削加工テーブルを水平面上で回転させる立旋盤用のロータリテーブルと、前記刃物台を上下移動させる制御軸をＺ軸、前記刃物台を水平移動する制御軸をＸ軸、前記刃物台の割出軸をＢ軸として数値制御するＮＣ装置と、前記集塵ノズルの運動を制御する軸として、前記刃物台を水平に移動するＸ軸と平行に前記集塵ノズルを移動するＵ軸と、刃物台を上下に移動させるＺ軸と平行に前記集塵ノズルを移動させるＷ軸と、前記刃物台を割り出すＢ軸と平行な軸回りに前記集塵ノズルを旋回させるＥ軸と、を有する集塵ノズル送り機構と、立旋盤本体とは独立して設置され前記集塵ノズル送り機構および集塵ホースを支持する架台と、を備え、前記ＮＣ装置は、前記Ｕ軸、前記Ｗ軸、前記Ｅ軸にそれぞれ、前記ＮＣ装置からＸ軸の位置指令、Ｚ軸の位置指令、Ｂ軸の割出指令を与える位置制御手段を有し、前記集塵ノズルの位置が前記刃物台の旋削中の工具による加工点の変化に追従し、また前記刃物台の割り出しに追従するように制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、立旋盤においてワークを加工している間は、常に、集塵ノズルを刃物台の工具の動きに対して追従して移動するので、刃物台の工具の加工点の位置が加工の進行にしたがって変わっても、集塵ノズルと加工点との相対的な位置関係は変わらず、また、架台を立旋盤本体と別体とすることで加工精度に悪影響する振動発生源を除去することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による集塵ノズル移動装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の集塵ノズル移動装置が適用される立旋盤の側面図である。図２は、同立旋盤の正面図である。
【００１０】
参照符号１０はベッドを示し、１２は、ベッド１０に組み込まれているロータリテーブルである。ベッド１０の上面には、水平面上にあるコラム取付面１３になっていて、コラム１４は、この取付面１３に固定されている。コラム１４の上面には、Ｖ溝からなる案内面をもったサドル案内１５が取り付けられ、サドル１６は、案内面を摺動自在に設置されている。
【００１１】
このサドル１６には、図示しないボールねじ送り機構を介して刃物台１８が支持されている。刃物台１８の本体には、４つのツールホルダが回転軸に関して対称な位置に配置されており、割出モータ２０の回転を制御することで、一万分の１度の精度で工具の位置を割り出すことができるようになっている。
【００１２】
この立旋盤の場合、サドル１６とともに水平移動する刃物台１８の送り運動を制御する軸がＸ軸で、２１はサドル１６のボールネジ送り機構を駆動するＸ軸サーボモータである。また刃物台１８を上下に移動させる軸がＺ軸で、２２は、刃物台１８を上下方向に移動されるボールねじ送り機構を駆動するＺ軸サーボモータである。刃物台１８を割り出し軸がＢ軸である。なお、図２において、２４はロータリテーブルを駆動する駆動装置である。図示しないＮＣ装置は、前記Ｘ軸、Ｚ軸およびＢ軸を位置制御および速度制御を行い、また、前記ロータリテーブル１０の駆動も制御できるようになっている。
【００１３】
次に、図３は、本実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図であり、図４は、同集塵ノズル移動装置の正面図である。
【００１４】
この集塵ノズル移動装置は、立旋盤の本体を構成するベッド１０およびコラム１４とは、独立の一体をなす架台２６を備えている。この架台２６は、フロア２５に固定されている。架台２６には、集塵ノズル送り機構２７が取り付けられている。なお、図３、図４において、参照符号２８が集塵ノズルである。３０が吸引するための負圧を発生する真空ポンプと、吸引した切屑を溜めるタンクとを備えた集塵装置である。
【００１５】
次に、集塵ノズル送り機構２７について説明する。
架台２６には、水平案内としてサイドウェイ３２ａ、３２ｂが取り付けられ、このサイドウェイ３２ａ、３２ｂには、第１移動台３４が摺動自在に係合している。この第１移動台３４の上面には、図４に示すように、第２移動台３６を上下方向に案内する案内面を有する案内部材３５が取り付けられている。
【００１６】
第２移動台３６には、その長さ方向、すなわち上下方向に集塵パイプ３７が固定具３８を用いて固定されている。集塵ノズル２８は、集塵パイプ３７の先端部に継手３９を介して取り付けられている。集塵パイプ３７の後端部には、集塵ノズル送り機構２７の動きとともに撓むフレキシブルチェーン４０が接続され、このフレキシブルチェーン４０と接続される集塵ホース４１は、架台２６に沿って固定されるとともに集塵装置３０の吸込口と接続されている。
【００１７】
第１移動台３４を水平方向に送るボールねじ機構は、架台２６に取り付けられているボールねじ４２と、第１移動台３４の下面に固定された図示しないボールナットからなり、ボールねじ４２は、Ｕ軸サーボモータ４４によって駆動され、この第１移動台３４の送りを制御する軸がＵ軸である。同様に、第２移動台３６を上下方向に送るボールねじ機構は、図４に示されるように、第１移動台３４に配設されたボールねじ４５と、第２移動台３６の下面に固定されたボールナット４６から構成されている。ボールねじ４５は、Ｗ軸サーボモータ４８によって駆動され、第２移動台３６の送りを制御する軸がＷ軸である。
【００１８】
図５は、ＮＣ装置の備えるサーボモータ制御部を示す。この実施形態では、立旋盤のＮＣ装置を集塵ノズル移動装置と共用するようになっている。サーボモータ制御部５０は、立旋盤の刃物台１８を水平移動させるＸ軸サーボモータ２１に指令を出力するＸ軸サーボアンプ５１、刃物台１８を上下移動させるＺ軸サーボモータ２２に指令を出力するＺ軸サーボアンプ５２、刃物台１８を割り出すＢ軸サーボモータ２０に指令するＢ軸サーボアンプ５３に加えて、集塵ノズル２８の移動をＸ軸と平行なＵ軸、Ｚ軸と平行なＷ軸について制御する制御回路が付加されている。すなわち、ＮＣ装置の図示しない演算装置から与えられた立旋盤のＸ軸の位置指令は、Ｘ軸サーボアンプ５１に与えられるとともに、Ｕ軸サーボアンプ５４にも導入される。このＵ軸サーボアンプ５４は、立旋盤の刃物台１８のＸ軸移動に追従するようにＵ軸サーボモータ４４を制御する。同様に、立旋盤のＺ軸の位置指令は、Ｚ軸サーボアンプ５２に与えられるとともに、Ｗ軸サーボアンプ５５に導入される。このＵ軸サーボアンプ５５は、立旋盤の刃物台１８のＺ軸移動に追従するようにＷ軸サーボモータ４８を制御する。
【００１９】
本実施形態によれば、立旋盤においてワークを加工している間は、常に、集塵ノズル２８が刃物台１８の工具の動きに対して追従して移動することができる。したがって、刃物台１８の工具の加工点の位置が加工の進行にしたがって変わっても、集塵ノズル２８と加工点との相対的な位置関係は不変であるため、ワーク加工面に切屑を残すことなく、効率良く切屑を吸引することができる。
【００２０】
しかも、立旋盤の本体とは独立した一体をなす架台２６に、集塵ノズル２６、集塵パイプ３７、送り機構２７を設けているため、切屑を吸引するときに発生する振動が立旋盤側には伝わらないので、上記の高効率の集塵性能と相俟って振動源除去により高精度の加工を可能とする。
【００２１】
次に、本発明による集塵ノズル移動装置の他の実施形態について、図６を参照しながら説明する。
この第２実施形態では、集塵ノズル２８を移動させる集塵ノズル送り機構２７の制御軸をＵ軸、Ｗ軸に加えて、さらに、立旋盤の刃物台１８を割り出すＢ軸と平行に回転するＥ軸を付加した実施形態である。このＥ軸を付加した以外は、第１実施形態と同様であり、同一の機構部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２２】
図６において、集塵ノズル２８は、スイベル６０を用いて集塵パイプ３７と接続されている。そして集塵ノズル２８は、スイベル６０の回転体６０ａの偏心した位置に取り付けられている。６２が集塵ノズル２８の位置を割り出すＥ軸サーボモータである。図５において、刃物台１８の割出指令は、Ｂ軸サーボアンプに与えられるとともに、Ｅ軸サーボアンプに導入される。このＥ軸サーボアンプ５６は刃物台１８のＢ軸割出しに追従するようにＥ軸サーボモータ６２を制御する。これにより、集塵ノズル２６をＢ軸と平行に回転させ刃物台１８に追従させて割り出すことができるので、加工点に対してノズル位置を最適な位置に保持しながら、相対的位置を変えずに制御することができ、切屑を残すことなく確実に除去できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、集塵ノズルや集塵ホースを旋盤本体とは独立した架台に設けるともに、集塵ノズルを刃物台のバイトに追従して移動させる送り機構を設けているので、刃物台への振動の伝わりを防止するとともに切屑を効率良く取り除けることができ、旋削加工の精度向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による集塵ノズル移動装置が適用される立旋盤の側面図。
【図２】同立旋盤の正面図。
【図３】本発明の一実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図。
【図４】同集塵ノズル移動装置の正面図。
【図５】集塵ノズルの位置を制御する制御装置を示すブロック図。
【図６】本発明の他の実施形態による集塵ノズル移動装置を示す側面図。
【符号の説明】
１０  ベッド
１２  ロータリテーブル
１４  コラム
１６  サドル
１８  刃物台
２６  架台
２７  集塵ノズル送り機構
２８  集塵ノズル
３４  第１移動台
３６  第２移動台
【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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