JP2008142860A - パレットテーブルの回転角補正装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】５軸マシニングセンタ等に使用されるパレットテーブルの回転時における回転角度の誤差を正確に補正して高精度加工を行うようにした、パレットテーブルの回転角補正装置及び方法を提供する。
【解決手段】重量物のワーク５を搭載して回転するパレット２と、これを支持すると共に基点４を中心として回転する回転テーブル３との間に回転によって変化する微少隙間量を検出する一対のセンサ１６，１６を設け、このセンサ１６，１６の偏差分だけ割出し角度を補正することにより割出し誤差をなくすことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、５軸のマシニングセンタに配設されるパレットテーブルに係り、重量物のワークの回転時における回転角の誤差を補正し、正しい回転位置にワークをセットできるパレットテーブルの回転角度補正装置及び方法に関する。

工作機械に配設されているパレットとしてはワークを搭載して主に水平面に沿って回転するものが多く、垂直方向側に傾斜するパレットとしては通称チルチングテーブルが用いられている。一方、マシニングセンタの多軸化に伴って別体のパレットテーブルを設置するものではなく、工作機械と一体的に形成されるパレットテーブルが要請されているが、従来技術ではこの要請に対応するものが開示されていない。５軸のマシニングセンタにおけるパレットとしては「特許文献１」に開示するものが挙げられるが、本発明とは相違するものである。
実用新案登録第３０９９８３１号（図１）

５軸のマシニングセンタとしては、例えば、図１に示すものが挙げられる。コラム８はベッド９に搭載されＹ軸方向に移動する。また、主軸１０はコラム８に沿ってＺ軸方向に移動すると共にその軸線（Ａ軸）方向に沿って移動するように装着される。一方、パレットテーブル１はテーブル台７上にＸ軸方向に移動可能に支持されているパレットテーブル支持台６に回転可能に支持され、その構成要素としてはワーク５を搭載するパレット２とこのパレット２を支持すると共にパレットテーブル支持台６に基点４を中心として回転する回転テーブル３とから構成される。

図１に示すように、ワーク５は水平面に沿って配置されているパレット２上に搭載された状態で主軸１０により加工されるが、必要に応じて図２に示すように図１の位置から９０°回転した状態で加工されることも生ずる。勿論、水平側から垂直側の途中の角度位置にセットされて加工される場合も多い。

ワーク５が図１に示す状態でパレット２上に搭載されている場合には、ワーク５の重量がパレット２の上面に作用するため安定支持されるが、図２のように９０°回転した位置又はその途中の位置ではワーク５の重量がパレット２の上面にのみ作用せず、ワーク５はパレット２の上面から離れるようにモーメント力が作用する。
パレットテーブル１は各構成要素が高精度に加工され、かつ夫々剛性のあるものからなるため、図２の状態にあってもパレット２に安定支持されるが、前記のようにモーメント力が作用するため、ワーク５はパレット２の上面から離れようとする力が作用する。従って、理論上はパレットテーブル１を９０°正確に回転したとしてもその回転角度が９０°にならない場合が生じ、９０°の角度位置を正しく保持するには補正が必要となる。

本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、パレットテーブルが任意の回転位置にあっても、常に正確な角度位置にセットされるように回転角を補正するパレットテーブルの回転角補正装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、加工物（ワーク）を搭載して回転するパレット及び該パレットを回転自在に支持すると共に基点を中心に前記パレットを水平面側から垂直面側に回転する回転テーブルとを有するパレットテーブルの回転角補正装置であって、該装置は、パレットテーブルの回転により前記パレット側と前記回転テーブル側との間に生ずる微少隙間量を検出すべく前記回転テーブル側において１８０°隔てた位置に相対向して配置される一対のセンサと、該センサ間の偏差を求めて回転角の補正をする回転角補正手段とを設けることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記請求項１のパレットテーブルの回転角補正装置による回転角補正方法であって、該方法は、一対の前記センサの偏差を回転テーブルの複数の回転角度位置において求め、その偏差に対応する偏差角度分だけ回転テーブルの回転角をその都度補正することを特徴とする。

本発明の請求項１の「パレットテーブルの回転角補正装置」によれば、回転角の誤差が一対のセンサの偏差によって補正されるため、すべての回転角において正しい回転位置にパレットテーブルがセットされ、正確なワーク加工を行うことができる。

また、本発明の請求項２の「パレットテーブルの回転角補正方法」によれば、回転角によって変化する微少隙間量の偏差を検出することにより、補正すべく回転角の量がその都度求められ、パレットテーブルを正しい回転位置にセットすることができる。以上により、高精度のワーク加工を行うことができる。

以下、本発明の「パレットテーブルの回転角補正装置及び方法」の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図３に示すように、パレットテーブル１は、ワーク５を搭載するパレット２と回転テーブル３とからなり、回転テーブル３はパレット２を回転自在に支持するパレット回転機構部３ａと、パレット回転機構部３ａを基点４を中心に回転する回転アーム部３ｂとから構成される。なお、図３においてパレット回転機構部３ａと、回転アーム部３ｂとの連結構造が明示されていないが、回転アーム部３ｂはパレット回転機構部３ａの両側に一体的に連結され、固定側の基点４を中心としてパレット２及び回転テーブル３全体を回転する構造のものからなる。

パレット２はワーク５を搭載する円盤状のものからなり、図３に示すように回転テーブル３のパレット回転機構部３ａを介して本体ケース１２の摺動面１１に回転自在に支持する。
回転テーブル３のパレット回転機構部３ａは、回転アーム部３ｂ側に固定される本体ケース部１２と、この内部に収納されパレット２側に固定されるウォームギヤ１３に噛合するウォームホイール１４やパレット２の回転を検出及び制御するためのエンコーダ１５等を有するものからなる。

図３及び図４に示すように、パレット２側と本体ケース部１２側との間にはセンサ１６が配置される。なお、センサ１６は、図３に示すように本体ケース部１２側において１８０°離れた相対向位置において配置される一対のセンサ１６，１６とからなる。パレット２は前記のように回転テーブル３側に摺動面１１を介して支持されるが、図１，図２に示したようにパレットテーブル１の回転によりワーク５の重量によるモーメントが作用し、パレット２側に回転テーブル３側との間には微少隙間Ｓが生ずる。前記センサ１６，１６はこの微少隙間量を検出するためのものである。

前記の微少隙間Ｓはパレットテーブル１の回転位置によって変化し、左右の一対のセンサ１６，１６間の微少隙間量も変化する。この左右のセンサ１６，１６の微少隙間量の偏差を求めると、この偏差は図５に示すように割出し角度に対してＡ線のように変化する。
一方、パレットテーブル１の回転による割出し角度とその割出し誤差を求めると図６のＢ線のようになる。このＡ線とＢ線とを比較し、これを合体させると図７の如くなり、両者はほぼ完全に一致する。

以上の結果により、パレットテーブル１の回転によって生ずる割出し角度の変化はセンサ１６の偏差を求めてこの偏差分に相当する角度だけ補正すればよいことになる。本発明では、この補正を図略の回転角補正手段により行う。よって、この回転角補正手段によってパレットテーブル１の回転時における補正を行うことにより、パレットテーブル１は正しい回転角位置に補正されることになる。

回転角度の補正はパレットテーブル１の回転の都度行うようにしてもよいが、実際上は、そのワーク５により予め数点の回転角度における偏差を求めて補正曲線を求め、この補正曲線をベースとして回転角度ごとの補正を行うようにすることが便利である。勿論、これに限定するものではない。

以上により、回転角度の補正は正確にできるが、センサ１６の配置等については以上の説明の位置に限定するものでなく、パレット２と回転テーブル３との形状により、適宜の位置を求めることが望ましい。

本発明は、回転するパレットテーブルについて適用されるが、その形式については限定するものでなく、回転するすべてのテーブルに適用可能であり、その利用範囲は広い。

本発明のパレットテーブルの回転角補正装置及び方法の適用されている５軸のマシニングセンタの全体概要図。 本発明のパレットテーブルの回転角補正装置及び方法の適用されている５軸のマシニングセンタの全体概要図。 本発明におけるパレットテーブルの概要構造を示す軸断面図。 本発明におけるセンサの取り付け状態を示す部分拡大図。 センサの割出し精度と割出し角度（回転角度）との関係を示す線図。 パレットテーブルの割出し角度とその割出し誤差との関係を示す線図。 図５及び図６の相関関係を示す線図。

符号の説明

１ パレットテーブル
２ パレット
３ 回転テーブル
３ａ パレット回転機構部
３ｂ 回転アーム部
４ 基点
５ ワーク
６ パレットテーブル支持台
７ テーブル台
８ コラム
９ ベッド
１０ 主軸
１１ 摺動面
１２ 本体ケース部
１３ ウォームギヤ
１４ ウォームホイール
１５ エンコーダ
１６ センサ

Claims (2)

1. 加工物（ワーク）を搭載して回転するパレット及び該パレットを回転自在に支持すると共に基点を中心に前記パレットを水平面側から垂直面側に回転する回転テーブルとを有するパレットテーブルの回転角補正装置であって、該装置は、パレットテーブルの回転により前記パレット側と前記回転テーブル側との間に生ずる微少隙間量を検出すべく前記回転テーブル側において１８０°隔てた位置に相対向して配置される一対のセンサと、該センサ間の偏差を求めて回転角の補正をする回転角補正手段とを設けることを特徴とするパレットテーブルの回転角補正装置。
2. 前記請求項１のパレットテーブルの回転角補正装置による回転角補正方法であって、該方法は、一対の前記センサの偏差を回転テーブルの複数の回転角度位置において求め、その偏差に対応する偏差角度分だけ回転テーブルの回転角をその都度補正することを特徴とするパレットテーブルの回転角補正方法。

Images