JP5294016B2 - 回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、回転テーブルの振れ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、基台に対して軸受の転動体を自転させながら公転させることで回転テーブルを回転させて回転テーブルの上面の振れを抑制するようにした回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法に関する。

近年、工作機械において、高精度加工や高速加工の要求により、切削加工のためにワークを取り付ける回転テーブルにおいても、その支持手段を摺動抵抗の大きい滑り軸受から転がり軸受に移行しつつある。
転がり軸受によって回転テーブルを回転させたり角度調整する機構として、例えば下記特許文献１および２に記載されたものがある。
特許文献１に記載された工作機械の回転テーブル装置は、回転テーブルとこれを回転可能に支持する支持基台との間にクロスローラ軸受を設けている。このクロスローラ軸受は中心軸が所定角度傾斜する転動体が第１Ｖ字状溝と第２Ｖ字状溝との間に回転可能に収納され接触して転動する。隣接する転動体はその転動軸を直交させて配列されている。
また、特許文献２に記載された角度調整テーブル装置は、クロスローラ軸受で回転テーブルを回転可能に支持すると共にアームを回転テーブルに接触させている。そして、互いに直交する直動案内ユニットによってアームを当該直交する方向に移動させることで回転テーブルを微少角度回転駆動させるようにしている。

特開２００３−３１１５６５号公報 特開２００２−３４１０７６号公報

ところで、上述したクロスローラ軸受を含む転がり軸受は内外輪の間に転動体を挟む構造であるため、回転テーブルの回転角度と転動体の公転角度とには位置ずれが生じる。この位置ずれは回転テーブルが１回転して割出し角度的に原点（０°）に戻った状態でも、軸受内部の転動体の位置は元の位置である原点に戻らない。転動体は球状または円柱形状に形成されているが、径方向に極微細な寸法誤差が残っている。
この場合、転動体が元の位置である原点に戻らないと、内外輪と接触する転動体の直径の誤差分の振れが回転テーブルの上面に発生することになる。この回転テーブルの振れは回転テーブル上に支持されたワークの取り付け位置に回転テーブルのアキシャル方向（回転軸線方向）に誤差を生じさせるため、回転テーブルの割出し位置が同じであってもアキシャル方向に加工誤差を生じさせ、加工精度が安定しないことになる。
図６はワークを固定したイケールを保持する回転テーブルのアキシャル方向の振れを示す図である。

なお、回転テーブル及び転がり軸受の回転角とその転動体の回転面内での移動角（原点からの公転角）には次式（１）の関係がある。
転動体の移動角β＝{１−（Ｄａ・ｃｏｓα／ｄｐｃ}／２・ξ ……（１）
但し、Ｄａ：転動体の外径
α：回転テーブルの中心軸に対する転動体の接触角
ｄｐｃ：転動体ピッチ円径。
ξ：軸受の内輪の回転角
ところで、回転テーブルの支持に用いる軸受は精密級で振れ精度Ｍａｘ：５μｍ、超精密級でＭａｘ：３μｍが一般的であり、振れゼロはあり得ない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、転がり軸受の振れを回転テーブルの原点位置で抑制して、高精度の加工を実現できるようにした回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法を提供することを目的とする。

本発明による回転テーブルの振れ制御装置は、基台に対して回転可能に支持されている回転テーブルと、駆動モータからの駆動力を伝達するウオーム軸と、回転テーブルを一体回転させると共にウオーム軸の出力ギヤに噛合して駆動力を伝達させる円盤ギヤと、基台と回転テーブルとの間に配設され回転テーブルの回転に従って自転しつつ公転する転動体を備えた軸受と、駆動モータに連結された出力ギヤの１回転毎の原点位置を検出する回転位置検出器と、回転テーブルの１回転毎の原点位置を検出する回転テーブル位置検出器とを備えていて、回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置と回転位置検出器で検出する駆動モータの出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、軸受の転動体の公転位置が原点に復帰するようにしたことを特徴とする。

駆動モータの回転を出力ギヤからウオーム軸を介して円盤ギヤに伝達し、円盤ギヤと一体に回転テーブルが軸受の転動体を公転させつつ回転させ、そして回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置と回転位置検出器で検出する駆動モータの出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、軸受における転動体の公転位置を原点に復帰させることができる。この原点位置を割出し位置として繰り返して検出し、その位置で例えば回転テーブルに固定したワークを加工することを繰り返せば、これら複数のワークについて誤差の変動を抑制して安定した加工精度が得られる。

また、駆動モータの出力ギヤと該出力ギヤに噛合するウオーム軸に設けたウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が１：Ｎ．５（但し、Ｎは正の整数）であると共に、ウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤと該ウオーム軸出力ギヤに噛合する円盤ギヤとのギヤ比が１：Ｎａ（但し、Ｎａは奇数）であることが好ましい。
本発明によれば、円盤ギヤの偶数回の回転数毎に回転テーブル位置検出器で検出する回転テーブルの原点位置について、回転位置検出器で検出する駆動モータに連結された出力ギヤの原点位置と同期して検出できる。
また、軸受は、転動体が、固定保持された外輪部と回転テーブルに一体回転する内輪部とで挟持されて構成され、転動体は内輪部に連動して自転しつつ公転するようにしたことが好ましい。
これにより回転テーブルの回転に連動して内輪部によって転動体が自転しつつ公転する。

また、軸受に設けた転動体の、回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが９０°に設定され、この場合、回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、転動体の原点位置から公転した移動角β＝ξ／２となるようにしたことが好ましい。
この場合、回転テーブル及び内輪部の回転角ξと転動体の公転角即ち移動角βとが２：１との関係になるから、駆動モータの出力ギヤとウオーム軸入力ギヤとのギヤ比、ウオーム軸出力ギヤと円盤ギヤとのギヤ比を設定し易くなる。

また、軸受に設けた転動体の、回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが９０°未満に設定され、回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、転動体の原点位置から公転した移動角βは下記（１）式で表されるようにしてもよい。
β＝{１−（Ｄａ・ｃｏｓα／ｄｐｃ}／２・ξ ……（１）
但し、Ｄａ：転動体の外径
α：回転テーブルの中心軸に対する転動体の接触角
ｄｐｃ：転動体ピッチ円径。
この場合には、（１）式により、転動体の移動角βを算出すると共に、移動角βを積算することによって得られた回転テーブルと出力ギヤとが原点位置となる位置をメモリしておき、当該位置で軸受の転動体を公転させて原点に復帰させることができる。

本発明による回転テーブルの振れ制御装置を備えた工作機械では、回転テーブルはワークを工具で加工する工作機械に設けられていて、回転テーブルに固定された保持具の基準面にワークが固定されており、軸受の転動体が原点に復帰した位置で、基準面に固定されたワークを加工できるようにしてもよい。
この場合、それぞれの加工時に、軸受の転動体が原点に復帰した位置にあり、ワークの加工精度から転動体の直径の差分による振れ誤差を排除できるから、複数のワークについて加工精度が安定する。

本発明による回転テーブルの振れ制御方法は、駆動モータからの駆動力をウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤを介して円盤ギヤに伝達させ、該円盤ギヤと一体に回転する回転テーブルを基台に対して軸受を介して回転可能に支持しており、回転テーブルの回転に従って軸受の転動体を自転させつつ公転させるようにした回転テーブルの振れ制御方法であって、駆動モータの出力ギヤとこれに噛合するウオーム軸のウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が１：Ｎ．５（但し、Ｎは正の整数）に設定されていると共に、ウオーム軸出力ギヤとこれに噛合する円盤ギヤとのギヤ比が１：Ｎａ（但し、Ｎａは奇数）に設定されており、駆動モータの出力ギヤ１回転毎の原点位置を検出するタイミングと、回転テーブルの１回転毎の原点位置を検出するタイミングとが同期して検出された位置で、転動体が回転テーブルと共に原点位置に復帰するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、駆動モータの出力ギヤが偶数回回転することで、原点に復帰する出力ギヤを回転位置検出器によって検出し、出力ギヤに噛合するウオーム軸のウオーム軸入力ギヤも原点に位置する。そして、ウオーム軸出力ギヤも一体回転するため、これに噛合する奇数の歯数Ｎａの円盤ギヤも原点に復帰し、回転テーブルも原点に位置する。軸受の転動体は（１）式に基づいて回転テーブルの偶数回の回転に連動して自転しつつ公転するため、回転前のスタート時と回転後の原点復帰時とで加工誤差等を同一に制御できる。

また、回転テーブルの中心軸に対する転動体の角度である接触角度αが９０°に設定されていてもよい。
転動体の接触角度αが９０°の場合には、転動体は回転テーブルの偶数回の回転数の１／２回回転して原点に復帰することになり、回転テーブルの中心軸方向の振れが同一となる。この場合、上記（１）式により、回転テーブル及び内輪部の回転角ξと転動体の公転角即ち移動角βとが２：１との関係になるから、駆動モータの出力ギヤとウオーム軸入力ギヤとのギヤ比、ウオーム軸出力ギヤと円盤ギヤとのギヤ比を設定し易くなる。

本発明による回転テーブルの振れ制御装置及びこれを備えた工作機械、並びに回転テーブルの振れ制御方法は、転がり軸受の特性である転動体の振れを割出し角度０°の原点位置で元の状態に戻して回転テーブルを同じ姿勢に保つことで回転テーブルの振れを抑制して高精度な加工を実現できる。

本発明の実施形態による工作機械の回転テーブルの振れ制御装置の中央縦断面図である。 図１において回転テーブルと基台との間に設けた軸受の要部縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線水平断面図である。 図２に示す軸受の外輪部に対して内輪部と転動体の回転角を説明するための模式図である。 実施例による回転テーブルの振れ制御装置において、回転テーブルの振れ測定箇所を示す平面図である。 従来の回転テーブルに転がり軸受を設けた場合に、アキシャル方向の振れが発生する状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態による工作機械における回転テーブルの振れ制御装置について図１乃至図４に基づいて説明する。
図１乃至図４は本発明の実施形態を示すものである。本実施形態における工作機械は例えばマシニングセンターであり、図示しないベース上に設けた主軸を備えたコラムに対向して、図１に示す回転テーブルの振れ制御装置１が設けられている。そして、ワークＷを保持する回転テーブルの振れ制御装置１と工具を固定した主軸とは互いに直交する３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に相対移動可能とされている。

図１に示す回転テーブル３の振れ制御装置１は基台２上に回転テーブル３が回転可能に支持されている。回転テーブル３はこれに連結されたパレット４の上面４ａに固定した保持具（ジグ）としてのイケール７にワークＷを保持してパレット４の上面４ａに直交する中心軸Ｏ回りに回転可能としている。基台２は、スライドレール５にスライドブロック６が摺動可能に嵌合されていることで、回転テーブル３の振れ制御装置１を例えばＺ軸方向に摺動可能とされている。この場合、例えば図示しないコラムはＸ軸方向に移動可能であり、コラムに設けた主軸はＹ軸方向に昇降可能とされている。
そして、回転テーブル３の振れ制御装置１は、パレット４の上面４ａに例えば四角柱からなるイケール７を固定し、イケール７の一の側面を基準面７ａとして加工または姿勢を調整し、基準面７ａにワークＷを取り付けて加工に供することになる。なお、イケール７の基準面７ａに対向する側面７ｂや隣接する二側面にワークＷを取り付けてもよく、任意の１または複数の側面にワークＷを取り付けて加工に供することができる。

図２において、回転テーブル３の下面には中心軸Ｏを回転軸とする略円筒状のターレット９が固定され、ターレット９と基台２との間には軸受として例えば複合転がり軸受１０が中心軸Ｏ回りに全周に亘って設けられている。この複合転がり軸受１０は外輪部１１と内輪部１２との間に縦断面視３個の第一コロ１３、第二コロ１４、第三コロ１５が所定間隔で周方向に配列されている。
外輪部１１は、図２に示すように、内周面１１ａと上面１１ｂと下面１１ｃを有する所定厚みのリング板形状をなしていて基台２に固定配置されている。内輪部１２は、ターレット９の外周面側に断面凹部に形成されていてターレット９と一体に回転可能である。内輪部１２の凹部内に外輪部１１が挿入されてその各面１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対向して外周面１２ａと上面１２ｂと下面１２ｃが形成されている。
互いに対向する内外輪部１１，１２の外内周面１２ａ、１１ａ、上面１２ｂ、１１ｂ、下面１２ｃ、１１ｃ間に第一コロ１３，第二コロ１４、第三コロ１５が自転及び公転可能に支承されている。これらのコロ１３、１４，１５は例えば円柱状のニードルローラからなっており、転動体を構成する。
複合転がり軸受１０は、回転テーブル３のアキシャル方向（中心軸Ｏ方向）荷重、ラジアル荷重及びモーメント荷重の複合荷重を支えるものである。

また、図１において、回転テーブル３におけるターレット９の下部には同軸にリング状の円盤ギヤ１７が連結されている。
図３は図１における円盤ギヤ１７に回転力を伝達する伝達機構を示す水平断面図である。図３において、基台２の一側面には駆動モータ１８が取り付けられ、その出力軸には出力ギヤ１９が連結されている。
出力ギヤ１９は、駆動モータ１８の停止状態からの回転スタート位置を割出し位置（０°）即ち原点と設定する。そして、原点における１の歯部に検出ドグ（標識）２０を取り付け、原点にある検出ドグ２０に対向して検出ドグ２０を検出する回転位置検出器２１が設けられている。回転位置検出器２１によって駆動モータ１８の１回転毎に原点位置に復帰する検出ドグ２０を検出してＯＮ信号を出力し、出力ギヤ１９が他の角度の場合には検出ドグ２０を検出せず、ＯＦＦ信号を出力する。

また、この出力ギヤ１９は、基台２に回転可能に取り付けられたウオーム軸２３の一端に設けたウオーム軸入力ギヤ２４と噛合しており、駆動モータ１８の回転を直接または図示しない減速機構を介してウオーム軸２３に伝達して回転させる。ウオーム軸２３には上述した回転テーブル３の円盤ギヤ１７に噛合するウオーム軸出力ギヤ２５が一体に固定されている。なお、ウオーム軸入力ギヤ２４に代えて、ねじ歯車やハイポイドギヤ等を採用して噛合させて出力ギヤ１９に噛合させもよい。
また、回転テーブル３には回転テーブル位置検出器２７が設けられている。回転テーブル位置検出器２７は、回転テーブル３の回転スタート位置を割り出し位置（０°）即ち原点と設定する。そして、回転テーブル位置検出器２７は回転テーブル３の回転角度を検出する。

また、駆動モータ１８の出力ギヤ１９とウオーム軸入力ギヤ２４のギヤ比は１：Ｎ＋０．５に設定されているものとする。なお、Ｎは正の整数である。ウオーム軸２３のウオーム軸出力ギヤ２５と円盤ギヤ１７のギヤ比は１：Ｎａ（但しＮａは奇数）に設定されているものとする。
そして、回転テーブル３（及びパレット４）が奇数回回転すると、ウオーム軸出力ギヤ２５とのギヤ比が奇数：１であるため、ウオーム軸２３は奇数回回転する。この場合、ウオーム軸入力ギヤ２４のギヤ比は出力ギヤ１９に対してＮ＋０．５：１であるため、出力ギヤ１９は（整数＋０．５）回回転することになる。この場合、回転テーブル位置検出器２７は原点（０°位置）を検出して出力するが、回転位置検出器２１はＯＦＦ信号を出力する。
他方、回転テーブル３（及びパレット４）が偶数回回転すると、ウオーム軸出力軸２５とのギヤ比が奇数であっても、ウオーム軸２３は偶数回回転する。この場合、ウオーム軸入力ギヤ２４のギヤ比が出力ギヤ１９に対してＮ＋０．５であるから、出力ギヤ１９は整数回回転することになる。この場合、回転テーブル位置検出器２７は原点（０°位置）を出力し、回転位置検出器２１はＯＮ信号を出力する。
これらの関係は表１に示すようになる。

上述した複合転がり軸受１０のスラスト方向振れ精度は精密級で最大５μｍ、超精密級で最大３μｍが一般的である。
ここで、本実施形態による回転テーブル３の振れ制御装置１では、図１及び図２に示す複合転がり軸受１０において、第一コロ１３は回転テーブル３の中心軸Ｏと平行な垂直方向に配設されており、径の寸法誤差による振れがあってもパレット４の上面４ａの振れに影響を与えない。
一方、第二コロ１４及び第三コロ１５は中心軸Ｏに対して例えば９０°傾斜した角度（接触角αという）で凹部形状の内輪部１２の上下面１２ｂ、１２ｃに接触しており、これら上下面１２ｂ、１２ｃは中心軸Ｏに対して９０°をなす平面を構成している。そのため、第二、第三コロ１４，１５の直径の差分による各振れは回転テーブル３及びパレット４の上面４ａに位置誤差が発生し、イケール７の基準面７ａや他の側面に取り付けたワークＷの加工誤差の原因になる。
なお、イケール７の基準面７ａに発生する振れは、転動体である第二、第三コロ１４，１５の寸法誤差による振れと、これに接触する内外輪部１１，１２の上面１２ｂ、１１ｂ、下面１２ｃ、１１ｃの平面度、平坦度、平行度による振れとに因る。また、各コロ１３，１４，１５の径は下記に示す公転によるピッチ円径ｄｐｃと比較して非常に小さく、その寸法や真円度の精度も内外輪部１１，１２の接触面の精度と比較して格段に優れているので、各コロの自転位置による周方向の微細な誤差は無視できる。

図４は、第二コロ１４（及び第三コロ１５、第一コロ１３）と内外輪部１１，１２との転動による位置関係を示す模式図である。円盤ギヤ１７及びパレット４が中心軸Ｏ回りに回転すると、複合転がり軸受１０の内輪部１２が中心軸Ｏ回りに回転し、第二コロ１４（及び第三コロ１５）も転動して公転する。そのため、例えば回転テーブル３及び内輪部１２が角度ξだけ回転すると、内輪部１２の上面１２ｂ（下面１２ｃ）に線接触して自転しつつ公転する第二コロ１４（第三コロ１５）は次式（１）によって割出し位置を基準として角度β（これを移動角βという）だけ公転する。
移動角β＝{１−（Ｄａ・ｃｏｓα／ｄｐｃ}／２・ξ ……（１）
但し、Ｄａ：第二コロ１４（第三コロ１５）の外径
α：第二コロ１４（第三コロ１５）の接触角
ｄｐｃ：第二コロ１４（第三コロ１５）のピッチ円径
ξ：内輪部１２の回転角。
なお、第二コロ１４（第三コロ１５、第一コロ１３）のピッチ円径ｄｐｃとは、第二コロ１４（第三コロ１５、第一コロ１３）の公転による中心軸の円の直径を示す。

そのため、接触角α＝９０°の場合、（１）式により、第二コロ１４及び第三コロ１５の移動角βは０．５ξとなる。即ち回転テーブル３の原点位置からの２回転（偶数回転）で第二コロ１４（第三コロ１５）が公転１回転して原点位置に復帰することになる。回転テーブル３に固定されたイケール７で固定するワークＷの切削加工を行う際、常に第二コロ１４（及び第三コロ１５）の原点が内輪部１２の上面１２ｂ（及び下面１２ｃ）に接触する基準位置であれば回転テーブル３及びパレット４の上面４ａに振れの変動が表れないために同一精度で切削加工を行える。
なお、この回転テーブル３の振れ制御装置１では、回転位置検出器２１からのＯＮ信号と回転テーブル位置検出器２７からの原点（０°）信号とを制御装置３０に入力させる。制御装置３０では、入力するこれらのＯＮ信号と原点信号が同期したか否かを判別して、同期している場合には回転テーブル３と第二コロ１４及び第三コロ１５とが原点（０°）の状態に戻されていることを認識できる。

本実施の形態における工作機械の回転テーブル３の振れ制御装置１は上述の構成を備えており、次に振れ制御方法について説明する。
先ず、回転テーブル３の振れ制御装置１を初期位置に設置する。この位置で、振れ制御装置１の駆動モータ１８に設けた出力ギヤ１９及び回転テーブル３がいずれも原点位置にあるものとする。このときの回転位置検出器２１はＯＮ状態であり、回転テーブル位置検出器２７は原点（０°位置）を示す。
この位置における回転テーブル３に固定したイケール７の図示しない主軸に対向する側面を加工または位置決め調整することで基準面７ａとして設定し、この基準面７ａや他の側面７ｂにワークＷをそれぞれ固定する。基準面７ａでのワークＷの切削加工においては主軸に固定した工具とワークＷとの位置関係が予め決められており、軸受１０における外輪部１１に対して内輪部１２との間に設けた各水平方向の第二及び第三コロ１４、１５は例えば傾斜角度９０°に設定されている。この状態で基準面７ａに固定したワークＷを切削加工する。

そして、駆動モータ１８を駆動して、回転テーブル３及びパレット４を例えば所定角度回転させて他の側面７ｂ等に固定した別のワークＷを加工した後、加工済みのワークＷを取り外し、新たな未加工のワークＷをイケール７の基準面７ａ等に取り付ける。基準面７ａに固定した新たなワークＷを加工するために、駆動モータ１８を回転駆動してウオーム軸２３を介して円盤ギヤ１７及び回転テーブル３を回転させる。
そして、駆動モータ１８の回転によって出力ギヤ１９を回転させると、１回転毎に出力ギヤ１９の検出ドグ２０を回転位置検出器２１で検出してＯＮ信号を制御装置３０に出力する。出力ギヤ１９の回転に連動して、これに噛合するウオーム軸入力ギヤ２４を介してウオーム軸２３を回転させる。ウオーム軸２３に固定したウオーム軸出力ギヤ２５はこれに噛合する円盤ギヤ１７を回転させ、回転テーブル３及びパレット４を一体に回転させる。回転テーブル３は１回転毎に回転テーブル位置検出器２７で原点（０°位置）を検出して制御装置３０に出力する。

回転テーブル３及びパレット４の回転に応じて軸受１０の内輪部１２も一体回転し、図４に示すように凹部形状の内輪部１２の上面１２ｂ及び下面１２ｃに接触する第二コロ１４及び第三コロ１５も自転しながら公転する。本実施形態では第二コロ１４及び第三コロ１５の接触角αが９０°であるから、内輪部１２及び回転テーブル３の回転角ξに対して第二コロ１４及び第三コロ１５の移動角βは上記（１）式から１／２ξとなる。そのため、内輪部１２及び回転テーブル３が２回転（２ξ＝７２０°）すると、第二コロ１４及び第三コロ１５は１回公転（β＝３６０°）して原点（０°）に復帰する。

従って、表１により、回転テーブル３が奇数回回転（例えば１回転）すると、１回転毎に回転テーブル検出器２７は原点（０°位置）信号を制御装置３０に出力する。回転テーブル３の奇数回回転により、円盤ギヤ１７のウオーム軸出力ギヤ２５に対するギヤ比が奇数：１であるから、ウオーム軸２３も奇数回転する。すると、ウオーム軸入力ギヤ２４は出力ギヤ１９に対してギヤ比Ｎ．５：１であるから、奇数×Ｎ．５回転し、出力ギヤ１９は（整数＋０．５）回転する。そのため回転位置検出器２１では検出ドグ２０を検出できず、ＯＦＦとなる。
そして、回転テーブル３が偶数回回転（例えば２回転）すると、１回転毎に回転テーブル検出器２７は奇数回回転時と同じ原点（０°位置）信号を制御装置３０に出力する。回転テーブル３の偶数回回転により、ウオーム軸２３も偶数回回転し、ウオーム軸入力ギヤ２４は偶数×Ｎ．５回転し、出力ギヤ１９は整数回回転する。そのため回転位置検出器２１では検出ドグ２０を検出してＯＮ信号を出力する。回転テーブル３が偶数回回転すると、軸受１０の第二及び第三コロ１４、１５は回転テーブル３の１／２回転するため、原点に復帰する。そのため、第二及び第三コロ１４、１５の振れは元の状態に戻り、回転テーブル３の上面３ａの振れを同一の状態に調整できる。

しかも、この位置は、回転位置検出器２１と回転テーブル位置検出器２７から制御装置３０に同期してＯＮ信号が出力することで識別できる。従って、これらのＯＮ信号を同期出力させることによって、繰り返して回転テーブル３の停止位置を検出でき、そして基準面７ａに交換固定したワークＷを順次加工することで、先に基準面７ａで加工したワークＷと同一の状態であるから同一の加工精度が得られる。

上述のように、本実施形態による回転テーブル３の振れ制御装置１によれば、摺動抵抗の小さい複合転がり軸受１０によってワークＷを固定保持する回転テーブル３及びパレット４を回転可能に支持し、転がり軸受１０の特性である振れを割出し位置（０°）の原点において元の状態に戻すよう第二及び第三コロ１４，１５の公転位置（角度）を制御する。これによって、第二及び第三コロ１４，１５の自転を伴う公転による直径の差分に起因する振れを変化させないで回転テーブル３の上面３ａのワークＷをイケール７を介して同じ姿勢に保持し、ワークＷを順次加工できる。そのため、高精度の加工を行うことができる。

なお、イケール７の基準面７ａでない他の側面、例えば対向する側面７ｂに設けたワークＷを切削加工する場合（図１参照）、上述の実施形態による回転テーブル３の振れ制御方法と同様に回転位置検出器２１と回転テーブル位置検出器２７から原点（０°位置）信号が同期して出力された回転テーブル３及びパレット４の回転位置でイケール７の基準面７ａを割出して、更に回転テーブル３及びパレット４を１８０°回転させてワークＷを加工すれば、同様に同一の振れが得られて同一の加工精度が得られる。また、イケール７の基準面７ａの両側の側面にワークＷを固定した場合でも同様にして、同一加工精度でワークＷを加工できる。

次に上述した実施形態による回転テーブル３の振れ制御装置１の実施例として、回転テーブル３に固定したパレット４の上面４ａにおける振れを測定具、例えばダイヤルゲージで測定して検証した。
上述した回転テーブル３の振れ制御装置１における軸受１０のアキシャル方向（中心軸Ｏ方向）の振れ精度は実測値４μｍのものを使用した。図５に示すように、回転テーブル３に固定したパレット４を８００ｍｍ×８００ｍｍの略四角形とし、軸受１０の外径寸法φ５６０ｍｍのものを使用した。パレット４のコーナー部Ｐ１と中心軸Ｏとの距離を５００ｍｍとし、回転テーブル３及びパレット４を１回転させる毎に上面４ａの隣接する２つのコーナー部Ｐ１とＰ２間をダイヤルゲージを走行させて上面４ａのアキシャル方向の振れを測定した。その結果は表２に示すとおりである。
表２において、回転テーブル３を偶数回回転させた状態で、パレット４の上面４ａのアキシャル方向の振れは０であり、奇数回転させた状態では７〜８μｍの振れが発生した。

上述の実施形態では、軸受１０に設けた第二、第三コロ１４，１５の中心軸Ｏに対する傾斜角度である接触角度αを９０°に設定したが、これに代えて転動体の接触角度を９０°未満に設定してもよい。
接触角αが９０°未満の場合でも、回転テーブル３の原点位置からの回転角ξに対し、第二、第三コロ１４，１５の原点位置（０°）から公転による移動角βは下記（１）式で表される。
β＝{１−（Ｄａ・ｃｏｓα／ｄｐｃ}／２・ξ ……（１）
但し、Ｄａ：転動体の外径
α：転動体の垂線に対する接触角
ｄｐｃ：転動体ピッチ円径。
この場合には、（１）式により、第二、第三コロ１４，１５の移動角βを算出すると共に、算出した移動角βを積算することによって得られた回転テーブル３と出力ギヤ１９とが駆動モータ１８のスタート位置から原点位置となる特定位置（角度）のデータを記憶しておく。そして、これらの特定位置から原点位置を割り出すように制御すればよい。

１ 回転テーブルの振れ制御装置
２ 基台
３ 回転テーブル
４ パレット
１０ 軸受
１１ 外輪部
１２ 内輪部
１３ 第一コロ（転動体）
１４ 第二コロ（転動体）
１５ 第三コロ（転動体）
１８ 駆動モータ
１９ 出力ギヤ
２０ 検出ドグ
２１ 回転位置検出器
２３ ウオーム軸
２４ ウオーム軸入力ギヤ
２５ ウオーム軸出力ギヤ
２７ 回転テーブル位置検出器
３０ 制御装置
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. 基台に対して回転可能に支持されている回転テーブルと、
   駆動モータからの駆動力を伝達するウオーム軸と、
   前記回転テーブルを一体回転させると共に前記ウオーム軸の出力ギヤに噛合して駆動力を伝達させる円盤ギヤと、
   前記基台と回転テーブルとの間に配設され該回転テーブルの回転に従って自転しつつ公転する転動体を備えた軸受と、
   前記駆動モータに連結された出力ギヤの１回転毎の原点位置を検出する回転位置検出器と、
   前記回転テーブルの１回転毎の原点位置を検出する回転テーブル位置検出器とを備えていて、
   前記回転テーブル位置検出器で検出する前記回転テーブルの原点位置と前記回転位置検出器で検出する前記出力ギヤの原点位置とが同期して検出された位置で、前記軸受の転動体の公転位置が原点に復帰するようにしたことを特徴とする回転テーブルの振れ制御装置。
2. 前記駆動モータの出力ギヤと該出力ギヤに噛合する前記ウオーム軸に設けたウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が１：Ｎ．５（但し、Ｎは正の整数）であると共に、前記ウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤと該ウオーム軸出力ギヤに噛合する前記円盤ギヤとのギヤ比が１：Ｎａ（但し、Ｎａは奇数）である請求項１に記載された回転テーブルの振れ制御装置。
3. 前記軸受は、前記転動体が、固定保持された外輪部と前記回転テーブルに一体回転させる内輪部とで挟持されて構成され、前記転動体は内輪部に連動して自転しつつ公転するようにした請求項１または２に記載された回転テーブルの振れ制御装置。
4. 前記軸受に設けた転動体の、前記回転テーブルの中心軸に対する角度である接触角度αが９０°に設定され、
   前記回転テーブルの原点位置からの回転角をξとすると、前記転動体の原点位置から公転した移動角β＝ξ／２となるようにした請求項１乃至３のいずれかに記載された回転テーブルの振れ制御装置。
5. 前記回転テーブルはワークを加工する工作機械に設けられていて、前記回転テーブルに固定された保持具の基準面にワークが固定されており、前記軸受の転動体が原点に復帰した位置で、前記基準面に固定されたワークを加工するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載された回転テーブルの振れ制御装置を備えた工作機械。
6. 駆動モータからの駆動力をウオーム軸に設けたウオーム軸出力ギヤを介して円盤ギヤに伝達させ、該円盤ギヤと一体に回転する回転テーブルを基台に対して軸受を介して回転可能に支持しており、前記回転テーブルの回転に従って前記軸受の転動体を自転させつつ公転させるようにした回転テーブルの振れ制御方法であって、
   前記駆動モータの出力ギヤとこれに噛合する前記ウオーム軸のウオーム軸入力ギヤとのギヤ比が１：Ｎ．５（但し、Ｎは正の整数）に設定されていると共に、前記ウオーム軸出力ギヤとこれに噛合する前記円盤ギヤとのギヤ比が１：Ｎａ（但し、Ｎａは奇数）に設定されており、
   前記駆動モータの出力ギヤ１回転毎の原点位置を検出するタイミングと、前記回転テーブルの１回転毎の原点位置を検出するタイミングとが同期して検出された位置で、前記転動体が前記回転テーブルと共に原点位置に復帰するようにしたことを特徴とする回転テーブルの振れ制御方法。
7. 前記回転テーブルの中心軸に対する前記転動体の角度である接触角度αが９０°に設定されている請求項６に記載された回転テーブルの振れ制御方法。

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