JP3415174B2 - 複合加工工作機械の主軸制動装置 - Google Patents
複合加工工作機械の主軸制動装置Info
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- JP3415174B2 JP3415174B2 JP19622592A JP19622592A JP3415174B2 JP 3415174 B2 JP3415174 B2 JP 3415174B2 JP 19622592 A JP19622592 A JP 19622592A JP 19622592 A JP19622592 A JP 19622592A JP 3415174 B2 JP3415174 B2 JP 3415174B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワーク主軸がサーボ制
御可能な単一の主軸モータにより回転駆動及びＣ軸制御
される複合加工工作機械におけるワーク主軸の制動装置
に関する。
御可能な単一の主軸モータにより回転駆動及びＣ軸制御
される複合加工工作機械におけるワーク主軸の制動装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】複合加工旋盤において、チャックを介し
てワークを把持したワーク主軸（以下、単に主軸とい
う）の回転角を正確に制御（Ｃ軸制御）しながら主軸を
低速回転させ、回転工具によりコンターリング等の加工
を行なう場合、切削負荷の変動により主軸のＣ軸制御が
不安定となり、主軸にびびり振動が発生するという問題
があった。そこで、主軸を回転駆動する主軸モータにか
かる負荷が一定になるように、本来、主軸を一定角度位
置に固定し回転工具でワークを切削加工する割出加工の
ために設けられている主軸ロック用油圧ブレーキに供給
する油圧の圧力を制御してトルク負荷を付与していた。
てワークを把持したワーク主軸（以下、単に主軸とい
う）の回転角を正確に制御（Ｃ軸制御）しながら主軸を
低速回転させ、回転工具によりコンターリング等の加工
を行なう場合、切削負荷の変動により主軸のＣ軸制御が
不安定となり、主軸にびびり振動が発生するという問題
があった。そこで、主軸を回転駆動する主軸モータにか
かる負荷が一定になるように、本来、主軸を一定角度位
置に固定し回転工具でワークを切削加工する割出加工の
ために設けられている主軸ロック用油圧ブレーキに供給
する油圧の圧力を制御してトルク負荷を付与していた。
【０００３】また、前記油圧ブレーキに代えて、トルク
モータや電磁パウダークラッチなどの電気的トルク付与
装置を別置し、外部よりトルク負荷を付与するようにし
たものも提案されている（例えば、特開平３−２８１１
０１号及び特開平３−２８１１４７号公報参照）。
モータや電磁パウダークラッチなどの電気的トルク付与
装置を別置し、外部よりトルク負荷を付与するようにし
たものも提案されている（例えば、特開平３−２８１１
０１号及び特開平３−２８１１４７号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のトルク付与装置はいずれも、主軸後部に取り付けられ
ているので、Ｃ軸制御しながら加工を行なう際、切削負
荷によるびびり振動が直接Ｃ軸駆動モータに伝達され、
びびり振動に耐え得るＣ軸駆動モータの制御剛性が必要
とされていた。また、主軸自体が中空軸でねじれ剛性が
ないため回転方向にびびり振動が発生するという問題も
あった。ねじれ剛性の点は主軸自体の剛性を増すことで
解決できるけれども、軸受寸法やイナーシャ、貫通孔な
ど設計上の制約を受けるので限界があった。さらに、主
軸後部に主軸ロック用油圧ブレーキとトルク付与装置を
別個に隣接して設けた場合、主軸全長が長くなるという
問題があった。
のトルク付与装置はいずれも、主軸後部に取り付けられ
ているので、Ｃ軸制御しながら加工を行なう際、切削負
荷によるびびり振動が直接Ｃ軸駆動モータに伝達され、
びびり振動に耐え得るＣ軸駆動モータの制御剛性が必要
とされていた。また、主軸自体が中空軸でねじれ剛性が
ないため回転方向にびびり振動が発生するという問題も
あった。ねじれ剛性の点は主軸自体の剛性を増すことで
解決できるけれども、軸受寸法やイナーシャ、貫通孔な
ど設計上の制約を受けるので限界があった。さらに、主
軸後部に主軸ロック用油圧ブレーキとトルク付与装置を
別個に隣接して設けた場合、主軸全長が長くなるという
問題があった。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、主軸全長を短く構成でき、主軸の剛性に影響
されることなく高い精度で主軸のＣ軸制御が行なえる複
合加工工作機械における主軸制動装置を提供することを
目的とする。
たもので、主軸全長を短く構成でき、主軸の剛性に影響
されることなく高い精度で主軸のＣ軸制御が行なえる複
合加工工作機械における主軸制動装置を提供することを
目的とする。
【０００６】上記目的を達成するために、本発明におい
ては、前記ワーク主軸の後端部に主軸ロック用ブレーキ
を設け、前記ワーク主軸の前端外周部にトルク付与装置
を設けたことを特徴とする。
ては、前記ワーク主軸の後端部に主軸ロック用ブレーキ
を設け、前記ワーク主軸の前端外周部にトルク付与装置
を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成により、ワークを介してチャック、ワ
ーク主軸、主軸モータに伝わる切削加工時の変動負荷
（びびり振動）は、加工点に近い前記ワーク主軸の前端
外周部に設けたトルク付与装置によって減衰される。
ーク主軸、主軸モータに伝わる切削加工時の変動負荷
（びびり振動）は、加工点に近い前記ワーク主軸の前端
外周部に設けたトルク付与装置によって減衰される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【０００９】図１及び図２は、本発明に係る主軸制動装
置を備えた複合加工工作機械の主軸装置を示している。
置を備えた複合加工工作機械の主軸装置を示している。
【００１０】図において、１は主軸台、２は主軸台１に
固設した主軸ケース、３は主軸ケース２に複数の軸受４
を介して回転自在に支持されたワーク主軸で、主軸ケー
ス２内に組み込んだ回転駆動用主軸モータ５により直接
回転駆動させるようになっている。主軸３は中空軸で、
前端にフランジ部６が連設されていて、該フランジ部６
にワークＷを把持するチャック７が固着されている。ま
た、主軸３の後端にはロック用ブレーキディスク８が取
り付けられていて、該ロック用ブレーキディスク８を主
軸ケース２に装着したブレーキシリンダ９により挟圧固
定し、主軸３を一定角度位置にロックするようになって
いる。主軸３の回転角度位置は、主軸ケース２の後端に
装着した回転位置検出器１０により検出される。
固設した主軸ケース、３は主軸ケース２に複数の軸受４
を介して回転自在に支持されたワーク主軸で、主軸ケー
ス２内に組み込んだ回転駆動用主軸モータ５により直接
回転駆動させるようになっている。主軸３は中空軸で、
前端にフランジ部６が連設されていて、該フランジ部６
にワークＷを把持するチャック７が固着されている。ま
た、主軸３の後端にはロック用ブレーキディスク８が取
り付けられていて、該ロック用ブレーキディスク８を主
軸ケース２に装着したブレーキシリンダ９により挟圧固
定し、主軸３を一定角度位置にロックするようになって
いる。主軸３の回転角度位置は、主軸ケース２の後端に
装着した回転位置検出器１０により検出される。
【００１１】１１は主軸３の前端外周部に設けたトルク
付与装置である。該トルク付与装置１１は、フランジ部
６の外周部に固着されたトルク付与用ブレーキディスク
１２と、主軸ケース２の前端面に固着され、フランジ部
６及びブレーキディスク１２を囲繞する環状ブラケット
１３に設けられ、ブレーキディスク１２を挾んで両側に
配設された一対のブレーキシリンダ１４，１４と、各ブ
レーキシリンダ１４，１４内にブレーキディスク１２を
挟んで対向するように配設された一対のブレーキパッド
１５，１５とにより構成されている。ブレーキパッド１
５は環状ブラケット１３に固着した支軸１６に摺動自在
に支持され、かつ、ばね１７によりブレーキディスク１
２を解放する方向に付勢されている。一方、各ブレーキ
シリンダ１４にはエア供給口１８から連通孔１９を通じ
て圧空気が供給され、そのエア圧でばね１７に抗してブ
レーキパッド１５をブレーキディスク１２に押し付ける
ようになっている。ブレーキパッド１５の材質として
は、摩擦係数変化が少なく、耐焼付性及び耐磨耗性のす
ぐれた金属材料、例えばメタル用銅合金が望ましい。ま
た、潤滑油供給口２０（図２参照）からブレーキディス
ク１２の回転空間２１に潤滑油を定期的に注入し、ブレ
ーキディスク１２とブレーキパッド１５との摩擦係数の
変化を抑えることによって、スティックスリップ現象を
防ぐと同時に、ブレーキ動作に伴う発熱を低下させる。
なお、回転空間２１に溜った潤滑油は環状ブラケット１
３の下部に設けた排出口２２から排出され、機械の加工
部内で処理される。また、回転空間２１にはパージ用エ
ア供給口２３を通じて常時エアが供給され、シール部２
４（図２参照）から切粉や切削油等が回転空間２１に侵
入するのを防止すると共に、ブレーキディスク１２を冷
却する。ブレーキシリンダ１４，１４及びブレーキパッ
ド１５，１５は複数組からなり、ブレーキディスク１２
の周方向に適当間隔をおいて環状ブラケット１３に組み
付けられている。
付与装置である。該トルク付与装置１１は、フランジ部
６の外周部に固着されたトルク付与用ブレーキディスク
１２と、主軸ケース２の前端面に固着され、フランジ部
６及びブレーキディスク１２を囲繞する環状ブラケット
１３に設けられ、ブレーキディスク１２を挾んで両側に
配設された一対のブレーキシリンダ１４，１４と、各ブ
レーキシリンダ１４，１４内にブレーキディスク１２を
挟んで対向するように配設された一対のブレーキパッド
１５，１５とにより構成されている。ブレーキパッド１
５は環状ブラケット１３に固着した支軸１６に摺動自在
に支持され、かつ、ばね１７によりブレーキディスク１
２を解放する方向に付勢されている。一方、各ブレーキ
シリンダ１４にはエア供給口１８から連通孔１９を通じ
て圧空気が供給され、そのエア圧でばね１７に抗してブ
レーキパッド１５をブレーキディスク１２に押し付ける
ようになっている。ブレーキパッド１５の材質として
は、摩擦係数変化が少なく、耐焼付性及び耐磨耗性のす
ぐれた金属材料、例えばメタル用銅合金が望ましい。ま
た、潤滑油供給口２０（図２参照）からブレーキディス
ク１２の回転空間２１に潤滑油を定期的に注入し、ブレ
ーキディスク１２とブレーキパッド１５との摩擦係数の
変化を抑えることによって、スティックスリップ現象を
防ぐと同時に、ブレーキ動作に伴う発熱を低下させる。
なお、回転空間２１に溜った潤滑油は環状ブラケット１
３の下部に設けた排出口２２から排出され、機械の加工
部内で処理される。また、回転空間２１にはパージ用エ
ア供給口２３を通じて常時エアが供給され、シール部２
４（図２参照）から切粉や切削油等が回転空間２１に侵
入するのを防止すると共に、ブレーキディスク１２を冷
却する。ブレーキシリンダ１４，１４及びブレーキパッ
ド１５，１５は複数組からなり、ブレーキディスク１２
の周方向に適当間隔をおいて環状ブラケット１３に組み
付けられている。
【００１２】上記のように構成された主軸装置におい
て、主軸モータ５をＣ軸制御して主軸３を割出し位置決
めするとき及び主軸３を低速回転させてワークに送りを
与えるとき、トルク付与装置１１を作動する。エア供給
口１８から連通孔１９を通じて供給される圧空気は各ブ
レーキシリンダ１４に供給され、ばね１７に抗してブレ
ーキパッド１５をブレーキディスク１２に押し付け、両
ブレーキパッド１５，１５でブレーキディスク１２挟み
付けるように押圧して主軸３にトルク負荷を付与する。
そして、主軸モータ５のＣ軸制御が解除されると同時
に、圧空気の供給が停止され、ばね１７の作用でブレー
キパッド１５はブレーキディスク１２から離される。
て、主軸モータ５をＣ軸制御して主軸３を割出し位置決
めするとき及び主軸３を低速回転させてワークに送りを
与えるとき、トルク付与装置１１を作動する。エア供給
口１８から連通孔１９を通じて供給される圧空気は各ブ
レーキシリンダ１４に供給され、ばね１７に抗してブレ
ーキパッド１５をブレーキディスク１２に押し付け、両
ブレーキパッド１５，１５でブレーキディスク１２挟み
付けるように押圧して主軸３にトルク負荷を付与する。
そして、主軸モータ５のＣ軸制御が解除されると同時
に、圧空気の供給が停止され、ばね１７の作用でブレー
キパッド１５はブレーキディスク１２から離される。
【００１３】上記の実施例では、トルク付与装置１１に
摩擦ブレーキを採用した例を示したが、トルクモータ、
電磁パウダークラッチなどの電気的トルク付与装置を用
いてもよい。
摩擦ブレーキを採用した例を示したが、トルクモータ、
電磁パウダークラッチなどの電気的トルク付与装置を用
いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワーク主軸を一定の角度位置に固定し、回転工具でワー
クを切削する場合、主軸ロック用ブレーキとトルク付与
装置を併用することにより、加工による主軸のねじれ振
動を減衰させることができる。
ワーク主軸を一定の角度位置に固定し、回転工具でワー
クを切削する場合、主軸ロック用ブレーキとトルク付与
装置を併用することにより、加工による主軸のねじれ振
動を減衰させることができる。
【００１５】また、ワークを介してチャック、主軸及び
モータに伝えられる切削加工中の変動負荷（びびり振
動）は加工点に近い前記ワーク主軸の前端外周部に設け
た前記トルク付与装置により減衰されるから、モータの
制御剛性や主軸自体のねじり剛性に影響されることな
く、高い精度で主軸のＣ軸制御を行なうことができる。
モータに伝えられる切削加工中の変動負荷（びびり振
動）は加工点に近い前記ワーク主軸の前端外周部に設け
た前記トルク付与装置により減衰されるから、モータの
制御剛性や主軸自体のねじり剛性に影響されることな
く、高い精度で主軸のＣ軸制御を行なうことができる。
【００１６】さらに、主軸後部にロック用ブレーキとト
ルク付与装置を別個に隣接して設けたものに比べて主軸
全長を短くできる。
ルク付与装置を別個に隣接して設けたものに比べて主軸
全長を短くできる。
【００１７】また、上述のように主軸の全長を短くでき
るので、イナーシャを低減することができる。
るので、イナーシャを低減することができる。
【図１】本発明に係る主軸制動装置を備えた複合加工工
作機械の主軸装置部を示す縦断正面図である。
作機械の主軸装置部を示す縦断正面図である。
【図２】同要部の拡大断面図である。
１ 主軸台
２ 主軸ケース
３ ワーク主軸
５ 主軸モータ
６ フランジ部
７ チャック
１１ トルク付与装置
１２ トルク付与用ブレーキディスク
１３ 環状ブラケット
１４ ブレーキシリンダ
１５ ブレーキパッド
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23Q 5/04
B23B 19/02
B23Q 5/54
Claims (3)
- 【請求項１】 チャックを介してワークを把持するワー
ク主軸が、モータにより割出し制御及び／又はＣ軸制御
される複合加工工作機械において、前記ワーク主軸の後端部に主軸ロック用ブレーキを設
け、 前記ワーク主軸の前端外周部にトルク付与装置を設
けたことを特徴とする複合加工工作機械の主軸制動装
置。 - 【請求項２】 前記トルク付与装置が、摩擦ブレーキで
ある請求項１記載の複合加工工作機械の主軸制動装置。 - 【請求項３】 前記トルク付与装置が、トルクモータ、
電磁パウタークラッチなどの電気的トルク付与装置であ
る請求項１記載の複合加工工作機械の主軸制動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19622592A JP3415174B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 複合加工工作機械の主軸制動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19622592A JP3415174B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 複合加工工作機械の主軸制動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068094A JPH068094A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3415174B2 true JP3415174B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=16354286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19622592A Expired - Fee Related JP3415174B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 複合加工工作機械の主軸制動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415174B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60120596T2 (de) * | 2000-02-09 | 2007-06-06 | Citizen Watch Co., Ltd., Nishitokyo | Verwendung einer Schmierölzusammensetzung in einer Uhr und Uhr mit dieser Zusammensetzung |
| JP5005986B2 (ja) * | 2006-08-17 | 2012-08-22 | オークマ株式会社 | 主軸の制動装置 |
| JP2008062316A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 旋盤の主軸制動装置及びワークの加工方法 |
| JP2009061574A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Hiwin Mikrosystem Corp | 直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造 |
| JP4488375B2 (ja) | 2007-11-22 | 2010-06-23 | 株式会社森精機製作所 | 工作機械の主軸装置 |
| JP5350934B2 (ja) * | 2009-08-04 | 2013-11-27 | オークマ株式会社 | ブレーキ装置及び主軸 |
| JP6082326B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2017-02-15 | オークマ株式会社 | ブレーキ装置、及びブレーキ装置における潤滑油供給方法 |
| KR101603434B1 (ko) * | 2014-09-26 | 2016-03-14 | 현대위아 주식회사 | 복합가공기의 밀링주축용 클램프 장치 |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP19622592A patent/JP3415174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068094A (ja) | 1994-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |