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JP3650021B2 - NC machine - Google Patents

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JP3650021B2
JP3650021B2 JP2000322239A JP2000322239A JP3650021B2 JP 3650021 B2 JP3650021 B2 JP 3650021B2 JP 2000322239 A JP2000322239 A JP 2000322239A JP 2000322239 A JP2000322239 A JP 2000322239A JP 3650021 B2 JP3650021 B2 JP 3650021B2
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JP
Japan
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slide block
slider
axis direction
spindle
linear motor
Prior art date
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Application number
JP2000322239A
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Japanese (ja)
Other versions
JP2002126907A (en
Inventor
晋也 中里
忍 平山
敏郎 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Original Assignee
Seibu Electric and Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Seibu Electric and Machinery Co Ltd filed Critical Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Priority to JP2000322239A priority Critical patent/JP3650021B2/en
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  • Turning (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は,工作物に対してリード加工等の切削加工を行うバイトを取り付けたスライダを備え,スライダを主軸に同期させて,外部データ追従等によって高速高加速度で往復運動させて工作物を切削加工するNC加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,光学デバイスや情報機器デバイス等には,種々の種類の光学レンズが組み込まれている。光学レンズは一般に軸対称非球面をしており,ガラスの表面を成形又は加工し,仕上げとして研磨装置で研磨して製作される。また,非軸対称非球面を研磨して製作する方法として,特開平8−192348号公報に記載された研削研磨方法がある。該研削研磨方法は,位置が固定された工作物を,X軸,Y軸及びZ軸の方向の位置を制御することによって位置制御がなされる砥石を回転させて研削する第1の工程と,次いで,工作物を研磨剤としてダイヤモンドペーストを使用して砥石と略同サイズとされ且つ位置制御と同様に位置制御されるポリッシャを回転させて研磨する第2の工程と,次いで,工作物を砥石と同サイズとされ且つ位置制御と同様に位置制御される電極と共に,微細砥粒を分散,帯電させたコロイド溶液中に浸し,該電極を回転させ,該電極周辺に形成される該微細砥粒の凝集層を工作物に接触させて研磨する第3の工程とからなる。しかしながら,上記研削研磨方法及び上記の非球面研削機を使用した研削方法は,いずれにしても,研磨による方法であるから,加工速度が遅く,加工に長時間を要するという問題がある。
【0003】
また,慣性力を小さくして高速往復運動を可能にしたNC加工機として,特開平11−309602号公報に開示されたNC加工機が知られている。該公報に開示されたNC加工機は,図5及び図6に示すように,主軸Cの長手方向であるZ軸方向に移動可能なZ軸テーブル3と,Z軸方向に直交するX軸方向に移動可能なX軸テーブル4とが加工機ベース2に載置されている。Z軸テーブル3には,主軸台5が載置されている。Z軸テーブル3は,ベース2に取り付けられたサーボモータ6によって駆動され,Z軸方向に往復運動することができる。また,主軸台5には,主軸Cを回転させるモータ,特に,スピンドルモータ7が組み込まれている。主軸Cの先端にはチャック8が設けられており,チャック8には工作物9が保持されている。
【0004】
また,X軸テーブル4は,工作物9と対向する位置に設置され,サーボモータ10によって駆動され,X軸方向に移動可能である。また,X軸テーブル4にはターナ11が載置されている。ターナ11は,Z軸方向に往復運動し得るスライダ12と,スライダ12を駆動する駆動装置とから構成されている。スライダ12は,先端部にバイトホルダ46を有しており,バイトホルダ46にはバイト15が取り付けられる。また,駆動装置はX軸テーブル4に取り付けられたスライドベース13上に載置されたサーボモータ14と,スライダ12をZ軸方向に移動可能に支持する軸受を備えている。スライダ12は,サーボモータ14の駆動軸と一体構造の回転軸に形成した雄ねじに螺合するナット部材に固定されており,回転軸の回転運動に応じて往復運動することができる。
【0005】
NC加工機で工作物9を切削加工する際には,主軸台5を載置したZ軸テーブル3は動かないように固定される。工作物9は,主軸台5の主軸(C軸)の先端に設けられたチャック8によって保持され,スピンドルモータ7によってC軸回りに,例えば,500rpmの回転速度で回転する。工作物9としては,プラスチック材や非金属が好適である。一方,スライダ12の先端に取り付けられたバイト15は,スライダ12の往復運動に伴ってZ軸方向に往復運動すると共に,X軸テーブル4と一緒にX軸方向にも往復運動する。NC加工機は,スライダ12の重量やターナ11を載置したX軸テーブル4の重量がそれぞれかなり小さいので,慣性力も小さくなり,高速往復運動が可能となる。
【0006】
NC加工機による工作物9に対する切削加工は,上記数値データに基づいて主軸駆動用のサーボモータ6及びスライダ12を駆動するサーボモータ14を制御することにより行われるが,刻々変化する主軸の回転角は高分解能のロータリエンコーダによって連続的に検出され,スライダ12の往復運動によるバイト15の刻々変わる実際の移動量はサーボモータ14に設けられたパルスコーダにより連続的に検出され,該検出値はNC制御装置の記憶情報と比較され,比較情報に基づいてサーボモータ7及びサーボモータ14は制御される。また,X軸テーブル4の位置もパルスコーダによって検出され,X軸テーブル4駆動用のサーボモータ10がNC制御される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,通常のNC加工機では,テーブルの慣性力が大きいためにテーブルが高速で追従できないという理由から,加工物の回転速度も低くなり,バイトで切削して非軸対称非球面を製作することは困難であると考えられてきた。しかしながら,研磨による方法は加工に長時間を要するという問題があることから,非軸対称非球面を短時間で製作することが求められていた。また,従来のNC加工機は,ボールねじによるモータ回転をエンコーダによって検出した位置データをフィードバックし,セミクロス制御をしていたが,高精度の制御や高速精度加工が期待できなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は,上記課題を解決することであり,NC加工機が有する慣性力の小さい高速往復運動性能に着目し,工作物に対してリード,非軸対称非球面等を精度よく加工するものであり,従来からリード加工等の専用機として使用されてきた装置をリニアモータを利用してスライダを高速高加速度に往復移動させ,スライダの往復移動を主軸の回転に同期させると共に,外部データに追従できる加工を達成し,工作物の加工を精度よく短時間で加工することができるNC加工機を提供することである。
【0009】
この発明は,モータで回転駆動される工作物を取り付けられた主軸が配置された主軸台,前記主軸台を載置し且つ前記主軸の長手方向であるZ軸方向に移動可能なZ軸テーブル,前記Z軸方向に直交するX軸方向に移動可能なX軸テーブル,前記主軸に対向して前記X軸テーブルに固定されたターナベースと各種バイトを取り付ける刃物台,前記ターナベース上に固定された前記X軸方向に直交するZ軸方向に延びる軌道レールを備えたスライドブロック,前記スライドブロックに対して前記軌道レールに沿って高速で往復移動し且つ前記工作物に切削加工するバイトを取り付けたスライダ,及び前記スライダを前記軌道レールに沿って前記スライドブロック上で往復移動させる駆動装置を有し,
前記駆動装置は,前記スライダを高速高加速度に往復移動させるリニアモータであり, 前記リニアモータは,前記軌道レールに沿って前記スライドブロックに固定されたリニアモータコイルと前記スライダに組み込まれたリニアモータ磁石板とから構成され
前記スライドブロックは,対向した一対のスライドブロック部材から成り,
前記スライドブロック部材は,前記ターナベース上で互いに対向状態に幅決めブロックで位置決めされ,
前記リニアモータ磁石板を組み込んだ前記スライダは,対向した前記スライドブロック部材間に形成された収容室に往復移動可能に配設され,
対向した前記スライドブロック部材には,前記リニアモータコイルを冷却するための冷却プレートがそれぞれ配設されていることから成るNC加工機に関する。
【0010
このNC加工機は,上記のように構成されているので,従来のボールねじによるモータ回転をエンコーダによって検出した位置データをフィードバック制御したNC加工機に比較して,スライダが高速高加速度の往復移動に追従できるので,主軸の回転速度をアップして工作物を高速に切削加工することができ,特に,スライダの往復移動にリニアモータを利用しているので,スライダにリニアモータを構成するリニアモータ磁石板のみの組み込みであり,往復移動するスライダそのものを極めて軽量に構成でき,スライダに発生する慣性力を小さく抑えることができ,主軸の回転速度を上昇させても,主軸の高速度に追従してスライダの動きを高速高加速度に高精度に制御することができ,特に,リニアスケールによって直接的に高精度に制御することができ,工作物に対する高精度高速度加工を達成することができ,ボールねじを使用していないので,それらの部品に対する摩耗等を考慮する必要がなく,NC加工機そのものの寿命を延ばすことができる。
【0011
【発明の実施の形態】
以下,図面を参照して,この発明によるNC加工機の実施例を説明する。この発明によるNC加工機は,図5及び図6に示すNC加工機と比較して,主軸,Z軸方向に移動可能なZ軸テーブル及びX軸方向に移動可能なX軸テーブルは対応するので,それらの部品には同一の符号を付して説明することとする。また,この発明によるNC加工機におけるターナベース1は,図5及び図6に示すNC加工機におけるスライドベース13に対応している。
【0012
このNC加工機は,工作物9に対してリード加工,VTR用ドラム加工,非球面加工等の切削加工を行うバイト31を取り付けた高速高加速度に対応できるスライダ18を備えている。スライダ18は,コントローラによって,主軸Cの回転運動に同期させて往復移動させられると共に,外部データ入力等に追従して制御されて高速高加速度で往復移動可能であり,バイト31で工作物9を高速に切削加工するものである。
【0013
このNC加工機は,主軸Cの長手方向であるZ軸方向に移動可能なZ軸テーブル3と,Z軸テーブル3とは独立してZ軸方向に直交するX軸方向に移動可能なX軸テーブル4とが加工機ベース2に載置されている。Z軸テーブル3には主軸台5が載置され,Z軸テーブル3は加工機ベース2に取り付けられたサーボモータ6によって駆動され,Z軸方向に往復運動することができる。また,主軸台5には,主軸Cを回転させるモータ7が組み込まれている。主軸Cの先端にはチャック8が設けられており,チャック8には工作物9が保持され,工作物9は回転駆動される。主軸台5は,主軸Cの長手方向であるZ軸方向に移動可能なZ軸テーブル3上に載置されている。
【0014
また,Z軸テーブル3のZ軸方向に直交するX軸方向に移動可能なX軸テーブル4は,主軸Cのチャック8に取り付けられた工作物9と対向する位置に配置されている。X軸テーブル4には,直接或いは刃物台テーブルを介在してターナベース1が固定されると共に,主軸Cに対向して各種のバイト44が取り付けられる刃物台43が固定されている。ターナベース1には,長手方向に延びる凹部40A,40Bをそれぞれ備えた一対のスライドブロック部材16A,16Bから成るスライドブロック16が取り付けられている。スライドブロック16は,ターナベース1上にスライドブロック部材16A,16Bの凹部40A,40Bを互いに対向状態に配置し,一方のスライドブロック部材16Aをターナベース1に形成された係止段部27に当接させ,スライドブロック部材16Aの対向面41Aに他方のスライドブロック部材16Bの対向面41Bを当接させてターナベース1に設けた幅決めブロック26で固定することによって組み立てられ,ターナベース1に固定されている。
【0015
スライドブロック部材16A,16Bの長手方向の凹部40A,40Bを対向させてターナベース1に固定することによって,スライドブロック部材16Aとスライドブロック部材16Bと間に凹部40A,40Bによってスライダ18の収容室42が形成される。スライドブロック部材12A,12Bの上端部には上蓋24が取り付けられ,収容室42の上部が閉鎖されている。スライドブロック16の収容室42には,スライダ18がZ軸方向に往復移動可能に配設されている。収容室42の側方に形成された開口部からスライダ12が突出し,その先端部にバイト取付部材45が固定されている。スライダ18の先端部に取り付けられたバイト取付部材45には,バイトホルダ28が取り付けられている。バイト31は,バイトホルダ28に交換可能にセットされるように構成されている。バイト31は,スライダ18に直接取り付けたバイトホルダ28にセットするように構成することもできる。
【0016
このNC加工機は,特に,スライダ18をスライドブロック16に対してY軸方向(Z軸方向と同一方向)に往復移動させる駆動装置に特徴を有している。スライダ18を往復移動させる駆動装置は,スライドブロック16に固定されたリニアモータコイル19と,スライダ18に設けられたリニアモータ磁石板20とから構成されるリニアモータである。スライドブロック16には,ターナベース1上に固定されたX軸方向に直交するZ軸方向(又はY軸方向という)に延びるリニアガイドを構成する軌道レール17が複数箇所(図2では長手方向に二箇所,図4では下部と側部)に固定されている。スライダ18には,スライドガイド33が固定されており,スライダ18は,スライドブロック16に設けた軌道レール17に沿ってスライドガイド33を往復移動させることによって高速高加速度で往復移動することができる。
【0017
スライダ18の移動範囲において,リニアモータコイル19に沿って延びるリニアスケール21とリニアスケール検出器22が設けられている。従って,スライダ18のスライドブロック16に対する移動量は,リニアスケール検出器22によって直ちに検出され,その移動量の情報はコントローラにフィードバックされ,次のスライダ18の移動制御に反映される。更に,スライドブロック16とリニアスケール21との間には,リニアスケール21の位置決めのためスケール部ライナ39が設けられている。このNC加工機に設けられたコントローラは,予め決められた加工指令値に基づいてスライダ18に設けたバイト31によって工作物9の切削加工を行わせ,その切削加工情報をフィードバックさせ,切削加工情報と加工指令値との差を零に近づける制御をし,工作物9に対する次の切削加工に活かす学習機能を備えている。また,コントローラは,予め備えている切削能力を考慮してスライダ18に設けたバイト31によって工作物9の切削加工を行わせる予見機能を備えている。
【0018
スライドブロック16を構成する対向したスライドブロック部材16Aとスライドブロック部材16Bには,リニアモータコイル19を冷却するための冷却プレート23がそれぞれ設けられている。リニアモータコイル19には,リニアモータ磁石板20がスライダ18の往復移動に伴って磁力を切るが,その時に熱が発生し,高温になる。そこで,冷却プレート23は,リニアモータコイル19に発生した熱を冷却するため設けられている。また,ターナベース1のターナ軸とZ軸テーブル3のZ軸との平行度を調整するため基準ブロック32がX軸テーブル4に取り付けられている。ターナベース1には調節ブロック36が設けられているので,調節ブロック36に設けた調整ねじ37によって,ターナベース1を基準ブロック32に対して調整し,ターナ軸とZ軸との平行度が調整される。
【0019
また,スライドブロック16と軌道レール17との間には,スライダ12のスライドブロック16に対する移動範囲の位置決めをするためLM部ライナ38が設けられている。スライドブロック16には,スライダ18のストロークを規制するためのストッパ29,30が設けられている。スライダ18には,ストッパ29,30に当接してスライダ18の移動範囲を規制するストッパ当接部材34が設けられている。図示していないが,スライダ18に設けられた駆動装置に接続される動力線,信号線等の配線,及び前記ターナのための冷却,潤滑等の配管は,スライダ18の移動に伴って屈曲可能なガイドカバー,被覆部材等に収容されている。
【0020
【発明の効果】
この発明によるNC加工機は,上記のように,工作物がZ軸方向に移動設定できる主軸にセットされ,工作物を切削加工するバイトがZ軸方向と同方向のY軸方向に移動するターナベースに設けられたZ軸方向に往復移動するスライダにセットされている。特に,スライダは,リニアモータコイルとリニアモータ磁石板から成るリニアモータで往復移動されるので,高速高加速度に対応でき,バイトによる工作物の切削加工が高速で,しかも高精度に行うことができる。また,スライダは,X軸テーブルに固定されたターナベースに固定されたスライドブロックで往復移動するように構成され,スライダとスライドブロックとの共働でリニアモータが構成されているので,往復移動するスライダを極めて軽量に構成することができ,高速高加速度の往復移動にスライダを対応させて追従性,応答性を向上させ,高精度の切削加工を可能にすることができる。しかも,スライド及びX軸テーブルを高速で往復運動することができるため,主軸の回転速度を上げることができ,短時間で工作物を加工することができる。上記のように,この発明によるNC加工機はスライダをリニアモータで駆動する構成であるので,従来のNC加工機に比較して,高速高加速度の切削加工が可能になり,工作物に対して短時間でしかも高精度の切削加工ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるNC加工機を説明する概略平面図である。
【図2】 この発明によるNC加工機の一実施例の要部を示す正面図である。
【図3】 図2のNC加工機の要部を示す平面図である。
【図4】 図2のNC加工機の要部を示す側面図である。
【図5】 従来のNC加工機を示す概略正面図である。
【図6】 図5のNC加工機の概略平面図である。
【符号の説明】
1 ターナベース
Z軸テーブル
4 X軸テーブル
5 主軸台
スピンドルモータ
工作物
15,31,44 バイト
16 スライドブロック
17 軌道レール
18 スライダ
19 リニアモータコイル
20 リニアモータ磁石板
23 冷却プレート
42 収容室
43 刃物台
45 バイト取付部材
C 主軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided with a slider having a cutting tool for performing a cutting process such as lead machining on a workpiece, and the workpiece is cut by reciprocating at a high speed and a high acceleration by following external data in synchronization with the spindle. The present invention relates to an NC processing machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of optical lenses are incorporated in optical devices and information equipment devices. An optical lens generally has an axisymmetric aspheric surface, and is manufactured by molding or processing a glass surface and polishing it with a polishing apparatus as a finish. Further, as a method for polishing and manufacturing a non-axisymmetric aspherical surface, there is a grinding and polishing method described in JP-A-8-192348. The grinding and polishing method includes a first step of grinding a workpiece whose position is fixed by rotating a grindstone whose position is controlled by controlling positions in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions; Next, a second step of polishing the workpiece by rotating a polisher that is approximately the same size as the grindstone using diamond paste as a polishing agent and is position-controlled in the same manner as the position control, and then grinds the workpiece to the grindstone. The fine abrasive grains formed around the electrodes are immersed in a colloidal solution in which fine abrasive grains are dispersed and charged together with an electrode having the same size as the position control and the position control. And a third step of polishing the agglomerated layer in contact with the workpiece. However, in any case, the grinding and polishing method and the grinding method using the aspherical grinding machine are polishing methods, so that there is a problem that the processing speed is slow and the processing takes a long time.
[0003]
Further, an NC processing machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-309602 is known as an NC processing machine capable of reducing the inertial force and enabling high-speed reciprocation. As shown in FIGS. 5 and 6, the NC processing machine disclosed in the publication includes a Z-axis table 3 that can move in the Z-axis direction that is the longitudinal direction of the spindle C, and an X-axis direction that is orthogonal to the Z-axis direction. An X-axis table 4 that can be moved to the processing machine base 2. A headstock 5 is placed on the Z-axis table 3. The Z-axis table 3 is driven by a servo motor 6 attached to the base 2 and can reciprocate in the Z-axis direction. Further, the spindle stock 5 incorporates a motor for rotating the spindle C, particularly a spindle motor 7. A chuck 8 is provided at the tip of the main shaft C, and a workpiece 9 is held on the chuck 8.
[0004]
The X-axis table 4 is installed at a position facing the workpiece 9 and is driven by a servo motor 10 to be movable in the X-axis direction. A turner 11 is placed on the X-axis table 4. The turner 11 includes a slider 12 that can reciprocate in the Z-axis direction and a drive device that drives the slider 12. The slider 12 has a tool holder 46 at the tip, and the tool 15 is attached to the tool holder 46. The drive device also includes a servo motor 14 placed on a slide base 13 attached to the X-axis table 4 and a bearing that supports the slider 12 so as to be movable in the Z-axis direction. The slider 12 is fixed to a nut member that is screwed into a male screw formed on a rotary shaft that is integral with the drive shaft of the servo motor 14, and can reciprocate according to the rotational motion of the rotary shaft.
[0005]
When cutting the workpiece 9 with an NC machine, the Z-axis table 3 on which the headstock 5 is mounted is fixed so as not to move. The workpiece 9 is held by a chuck 8 provided at the tip of the spindle (C axis) of the spindle stock 5 and is rotated around the C axis by a spindle motor 7 at a rotational speed of, for example, 500 rpm. The workpiece 9 is preferably a plastic material or a non-metal. On the other hand, the cutting tool 15 attached to the tip of the slider 12 reciprocates in the Z-axis direction as the slider 12 reciprocates, and reciprocates in the X-axis direction together with the X-axis table 4. In the NC processing machine, since the weight of the slider 12 and the weight of the X-axis table 4 on which the turner 11 is placed are considerably small, the inertial force is also reduced and high-speed reciprocation is possible.
[0006]
The machining of the workpiece 9 by the NC machine is performed by controlling the servo motor 6 for driving the spindle and the servo motor 14 for driving the slider 12 based on the numerical data. The rotation angle of the spindle that changes every moment. Is continuously detected by a high-resolution rotary encoder, and the actual amount of movement of the cutting tool 15 due to the reciprocating motion of the slider 12 is continuously detected by a pulse coder provided in the servo motor 14, and the detected value is controlled by NC control. The servo motor 7 and the servo motor 14 are controlled based on the comparison information. The position of the X-axis table 4 is also detected by a pulse coder, and the servo motor 10 for driving the X-axis table 4 is NC-controlled.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with a normal NC machine, because the table's inertia force is large, the table cannot follow at high speed, so the rotational speed of the workpiece is also reduced, and a non-axisymmetric aspherical surface is produced by cutting with a cutting tool. Has been considered difficult. However, since the polishing method has a problem that it takes a long time to process, it has been required to produce a non-axisymmetric aspheric surface in a short time. In addition, the conventional NC processing machine feeds back the position data detected by the encoder of the motor rotation by the ball screw and performs semi-cross control, but high-precision control and high-speed precision machining could not be expected.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, focusing on the high-speed reciprocating motion performance of an NC processing machine having a small inertial force, and processing a lead, a non-axisymmetric aspherical surface, etc. with high accuracy on a workpiece. The device that has been used as a dedicated machine for lead processing, etc., is reciprocated at high speed and high acceleration using a linear motor, and the reciprocating movement of the slider is synchronized with the rotation of the spindle. NC processing machine that can achieve the machining that can follow the machine and can machine the workpiece accurately and in a short time.
[0009]
The present invention includes a spindle head on which a spindle to which a workpiece that is rotationally driven by a motor is mounted, a Z-axis table on which the spindle table is mounted and movable in a Z-axis direction that is a longitudinal direction of the spindle, An X-axis table movable in the X-axis direction orthogonal to the Z-axis direction, a turner base fixed to the X-axis table facing the main shaft and a tool post for attaching various tools, fixed on the turner base A slide block having a track rail extending in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and a slider attached with a cutting tool that reciprocates at high speed along the track rail with respect to the slide block and cuts the workpiece. And a drive device for reciprocating the slider along the track rail on the slide block,
The drive unit is a linear motor for reciprocating the slider in a high speed and high acceleration, the linear motor is re linear motors to the linear motor coil secured to the slide block along the track rail built into the slider A magnetic plate ,
The slide block comprises a pair of opposed slide block members,
The slide block members are positioned by the width determining blocks so as to face each other on the turner base,
The slider incorporating the linear motor magnet plate is disposed so as to reciprocate in a storage chamber formed between the opposed slide block members,
The present invention relates to an NC processing machine in which a cooling plate for cooling the linear motor coil is provided on each of the opposed slide block members .
[00 10 ]
Since this NC machine is configured as described above, the slider is reciprocated at a high speed and high acceleration compared to a conventional NC machine that feedback-controls position data detected by an encoder for motor rotation by a ball screw. Therefore, it is possible to cut the workpiece at high speed by increasing the rotation speed of the spindle, and in particular, the linear motor is used for the reciprocating movement of the slider. Since only the magnetic plate is incorporated, the reciprocating slider itself can be configured to be extremely lightweight, the inertial force generated in the slider can be kept small, and even if the spindle speed increases, it follows the high speed of the spindle. The slider movement can be controlled with high precision at high speed and high acceleration. It is possible to achieve high-precision and high-speed machining of workpieces, and since ball screws are not used, there is no need to consider wear on these parts, and the life of the NC machine itself can be reduced. Can be extended.
[00 11 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an NC machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings . NC processing machine according to the invention this is compared to the NC processing machine shown in FIGS. 5 and 6, the spindle, the Z-axis direction movable in the movable Z-axis table and the X-axis direction X-axis table corresponding Therefore, these parts will be described with the same reference numerals. Further, the turner base 1 in the NC machine according to the present invention corresponds to the slide base 13 in the NC machine shown in FIGS.
[00 12 ]
This NC processing machine includes a slider 18 that can handle high-speed and high-acceleration with a cutting tool 31 that performs cutting processing such as lead processing, VTR drum processing, and aspherical processing on the workpiece 9. The slider 18 is reciprocated by the controller in synchronism with the rotational movement of the spindle C, and is controlled in accordance with external data input or the like so as to be reciprocated at high speed and high acceleration. It cuts at high speed.
[00 13 ]
This NC processing machine includes a Z-axis table 3 that can move in the Z-axis direction, which is the longitudinal direction of the spindle C, and an X-axis that can move independently of the Z-axis table 3 in the X-axis direction perpendicular to the Z-axis direction. A table 4 is placed on the processing machine base 2. A headstock 5 is mounted on the Z-axis table 3, and the Z-axis table 3 is driven by a servo motor 6 attached to the processing machine base 2 so as to reciprocate in the Z-axis direction. A motor 7 that rotates the spindle C is incorporated in the spindle stock 5. A chuck 8 is provided at the tip of the spindle C, and a workpiece 9 is held on the chuck 8 and the workpiece 9 is rotationally driven. The headstock 5 is placed on a Z-axis table 3 that can move in the Z-axis direction, which is the longitudinal direction of the main spindle C.
[00 14 ]
The X-axis table 4 that can move in the X-axis direction orthogonal to the Z-axis direction of the Z-axis table 3 is disposed at a position facing the workpiece 9 attached to the chuck 8 of the main shaft C. The turner base 1 is fixed to the X-axis table 4 directly or via a tool post table, and a tool post 43 to which various tools 44 are attached facing the main shaft C is fixed. The turner base 1 is attached with a slide block 16 composed of a pair of slide block members 16A and 16B each having recesses 40A and 40B extending in the longitudinal direction. The slide block 16 has the concave portions 40A and 40B of the slide block members 16A and 16B arranged on the turner base 1 so as to face each other, and one slide block member 16A is brought into contact with a locking step portion 27 formed on the turner base 1. The opposite surface 41B of the other slide block member 16B is brought into contact with the opposite surface 41A of the slide block member 16A and fixed by the width determining block 26 provided on the turner base 1, and fixed to the turner base 1. Has been.
[00 15 ]
The recesses 40A and 40B in the longitudinal direction of the slide block members 16A and 16B are fixed to the turner base 1 so as to face each other, whereby the accommodation chamber 42 of the slider 18 is formed by the recesses 40A and 40B between the slide block member 16A and the slide block member 16B. Is formed. An upper lid 24 is attached to the upper ends of the slide block members 12A and 12B, and the upper portion of the accommodation chamber 42 is closed. In the accommodation chamber 42 of the slide block 16, the slider 18 is disposed so as to be reciprocally movable in the Z-axis direction. The slider 12 protrudes from an opening formed on the side of the storage chamber 42, and a cutting tool mounting member 45 is fixed to the front end thereof. A tool holder 28 is attached to a tool attachment member 45 attached to the tip of the slider 18. The cutting tool 31 is configured to be exchangeably set in the cutting tool holder 28. The cutting tool 31 can also be configured to be set on a cutting tool holder 28 attached directly to the slider 18.
[00 16 ]
This NC processing machine is particularly characterized by a drive device that reciprocates the slider 18 with respect to the slide block 16 in the Y-axis direction (the same direction as the Z-axis direction). Drive device for reciprocally moving the slider 18, the linear motor coil 19 fixed to the slide block 16, Ru Oh linear motor that consists of a linear motor magnet plates 20. provided on the slider 18. The slide block 16 has a plurality of track rails 17 (in FIG. 2, in the longitudinal direction) that constitute linear guides that extend in the Z-axis direction (or referred to as the Y-axis direction) orthogonal to the X-axis direction fixed on the turner base 1. It is fixed at two places (lower and side in FIG. 4). A slide guide 33 is fixed to the slider 18, and the slider 18 can reciprocate at high speed and high acceleration by reciprocating the slide guide 33 along the track rail 17 provided on the slide block 16.
[00 17 ]
A linear scale 21 and a linear scale detector 22 extending along the linear motor coil 19 are provided in the movement range of the slider 18. Therefore, the amount of movement of the slider 18 relative to the slide block 16 is immediately detected by the linear scale detector 22, and information on the amount of movement is fed back to the controller and reflected in the next movement control of the slider 18. Further, a scale liner 39 is provided between the slide block 16 and the linear scale 21 for positioning the linear scale 21. A controller provided in the NC processing machine causes the workpiece 9 to be cut by a cutting tool 31 provided on the slider 18 based on a predetermined machining command value, feeds back the cutting information, and provides cutting information. Is provided with a learning function for controlling the difference between the machining command value and the machining command value to be close to zero and making use of it for the next cutting of the workpiece 9. In addition, the controller has a foreseeing function for cutting the workpiece 9 by a cutting tool 31 provided on the slider 18 in consideration of the cutting ability provided in advance.
[00 18 ]
A cooling plate 23 for cooling the linear motor coil 19 is provided on each of the opposed slide block member 16A and slide block member 16B constituting the slide block 16. The linear motor magnet plate 20 turns off the magnetic force with the reciprocating movement of the slider 18 in the linear motor coil 19, but at that time heat is generated and the temperature becomes high. Therefore, the cooling plate 23 is provided to cool the heat generated in the linear motor coil 19. A reference block 32 is attached to the X-axis table 4 in order to adjust the parallelism between the turner shaft of the turner base 1 and the Z-axis of the Z-axis table 3. Since the adjustment block 36 is provided on the turner base 1, the turner base 1 is adjusted with respect to the reference block 32 by the adjustment screw 37 provided on the adjustment block 36, and the parallelism between the turner axis and the Z axis is adjusted. Is done.
[00 19 ]
Also, an LM liner 38 is provided between the slide block 16 and the track rail 17 in order to position the moving range of the slider 12 relative to the slide block 16. The slide block 16 is provided with stoppers 29 and 30 for restricting the stroke of the slider 18. The slider 18 is provided with a stopper abutting member 34 that abuts against the stoppers 29 and 30 and restricts the moving range of the slider 18. Although not shown, power lines and signal lines connected to a driving device provided on the slider 18 and piping for cooling and lubrication for the turner can be bent as the slider 18 moves. It is housed in a guide cover, covering member, etc.
[00 20 ]
【The invention's effect】
In the NC machine according to the present invention, as described above, the workpiece is set on the spindle that can be set to move in the Z-axis direction, and the turning tool for cutting the workpiece in the Y-axis direction is the same as the Z-axis direction. It is set on a slider provided on the base that reciprocates in the Z-axis direction. In particular, since the slider is reciprocated by a linear motor consisting of a linear motor coil and a linear motor magnet plate, it can handle high speed and high acceleration, and can cut a workpiece with a cutting tool at high speed and with high accuracy. . The slider is configured to reciprocate on the slide block fixed to the turner base fixed to the X-axis table, and the linear motor is configured by the slider and slide block working together. The slider can be configured to be extremely lightweight, and the slider can be adapted to high-speed and high-acceleration reciprocation to improve followability and responsiveness, thereby enabling high-precision cutting. In addition, since the slide and the X-axis table can be reciprocated at high speed, the rotational speed of the spindle can be increased and the workpiece can be machined in a short time. As described above, the NC machine according to the present invention has a configuration in which the slider is driven by a linear motor, so that cutting with high speed and high acceleration is possible as compared with the conventional NC machine, High-precision cutting can be performed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an NC processing machine according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a main part of one embodiment of the NC machine according to the present invention.
3 is a plan view showing a main part of the NC processing machine of FIG. 2. FIG.
4 is a side view showing a main part of the NC processing machine of FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a schematic front view showing a conventional NC processing machine.
6 is a schematic plan view of the NC processing machine of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Turner base
3 Z-axis table 4 X-axis table 5 Headstock
7 spindle motor
9 workpieces
15 , 31, 44 bytes 16 Slide block
17 track rail 18 slider 19 linear motor coil 20 linear motor magnet plate
23 cooling plate
42 containment room
43 turrets
45 byte mounting member
C Spindle

Claims (1)

モータで回転駆動される工作物を取り付けられた主軸が配置された主軸台,前記主軸台を載置し且つ前記主軸の長手方向であるZ軸方向に移動可能なZ軸テーブル,前記Z軸方向に直交するX軸方向に移動可能なX軸テーブル,前記主軸に対向して前記X軸テーブルに固定されたターナベースと各種バイトを取り付ける刃物台,前記ターナベース上に固定された前記X軸方向に直交するZ軸方向に延びる軌道レールを備えたスライドブロック,前記スライドブロックに対して前記軌道レールに沿って高速で往復移動し且つ前記工作物に切削加工するバイトを取り付けたスライダ,及び前記スライダを前記軌道レールに沿って前記スライドブロック上で往復移動させる駆動装置を有し,
前記駆動装置は,前記スライダを高速高加速度に往復移動させるリニアモータであり, 前記リニアモータは,前記軌道レールに沿って前記スライドブロックに固定されたリニアモータコイルと前記スライダに組み込まれたリニアモータ磁石板とから構成され
前記スライドブロックは,対向した一対のスライドブロック部材から成り,
前記スライドブロック部材は,前記ターナベース上で互いに対向状態に幅決めブロックで位置決めされ,
前記リニアモータ磁石板を組み込んだ前記スライダは,対向した前記スライドブロック部材間に形成された収容室に往復移動可能に配設され,
対向した前記スライドブロック部材には,前記リニアモータコイルを冷却するための冷却プレートがそれぞれ配設されていることから成るNC加工機。
A spindle head on which a spindle to which a workpiece to be rotated by a motor is mounted is arranged, a Z-axis table on which the spindle table is mounted and movable in the Z-axis direction which is the longitudinal direction of the spindle, the Z-axis direction X-axis table movable in the X-axis direction orthogonal to the X-axis direction, a turret base fixed to the X-axis table facing the main shaft and a tool post for attaching various tools, and the X-axis direction fixed on the turner base A slide block having a track rail extending in the Z-axis direction orthogonal to the slider, a slider attached with a cutting tool that reciprocates at high speed along the track rail with respect to the slide block, and the slider. Having a drive device that reciprocates on the slide block along the track rail,
The drive unit is a linear motor for reciprocating the slider in a high speed and high acceleration, the linear motor is re linear motors to the linear motor coil secured to the slide block along the track rail built into the slider A magnetic plate ,
The slide block comprises a pair of opposed slide block members,
The slide block members are positioned by the width determining blocks so as to face each other on the turner base,
The slider incorporating the linear motor magnet plate is disposed so as to reciprocate in a storage chamber formed between the opposed slide block members,
An NC processing machine comprising cooling plates for cooling the linear motor coils provided on the opposed slide block members .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4171363B2 (en) * 2003-07-11 2008-10-22 西部電機株式会社 High-speed curved surface machining method that cuts a workpiece into an arbitrary curved surface
JP2014054679A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Eguro:Kk Nc knurling lathe
JP6721307B2 (en) * 2015-09-16 2020-07-15 ファナック株式会社 Machine tool controller with multiple axes
CN110000415A (en) * 2018-09-07 2019-07-12 浙江武义鸿业机床有限公司 A kind of high-speed milling machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002160104A (en) * 2000-11-24 2002-06-04 Seibu Electric & Mach Co Ltd Double-row working machine having sliders back-to-back
JP4638980B2 (en) * 2000-11-24 2011-02-23 西部電機株式会社 Double row processing machine with sliders back to back

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