JP5399213B2 - 可動型付帯装置を備えたロール旋盤 - Google Patents

Description

本発明は、ロール旋盤で利用される可動型付帯装置に係り、特に、切粉吸引装置や、クーラント供給装置、加工面観察用のマイクロスコープなどの設置された可動型付帯装置に関する。

近年、ロール旋盤による超精密加工が進歩し、液晶パネルに使用されるレンチキュラーレンズ、クロスレンチキュラーレンズ、プリズムシートなどの成形に用いるロール金型の超精密加工が実現されている。

この種のロール旋盤では、超精密加工を実現するために、従来のロール旋盤にはない機能が強化付加されている。

図８は、本出願人が特許文献１、特許文献２において提案したロール旋盤を示す。このロール旋盤は、刃物台を高速で送るエアスライド装置を設けたものである。
この図８において、ベッド１０の上には、主軸台１２と心押台１４と往復台１６が配置され、ワークである図示しないロールは、主軸台１２と心押台１４とにより回転自在に支持されるようになっている。１９はチャック、２０は主軸を駆動するサーボモータを示す。参照番号４０は、刃物台をロールの長手方向にリニアモータで高速で送るエアスライド装置である。

図８に示すロール旋盤では、エアスライド装置４０の設置されている方が前側であり、この前側に図示しない操作盤が設置されて、作業員は、この操作盤を操作して旋盤を運転することになる。

ロール旋盤の後ろ側には、付帯装置として、支柱４２により切粉吸引装置６０が設置されている。この切粉吸引装置６０は、エアスライド装置４０と同期して走行する移動テーブル６１を備えている。移動テーブル６１には、支持アーム６２を介して吸引パイプ６３が支持されている。

このロール旋盤では、エアスライド装置４０で刃物台を高速（例えば、４５ｍ／分）で送りながら、ロールの軸方向に溝を切削することができるので、従来に較べて大幅に加工時間を短縮することができる。

特開２００９−１０７０６６号公報 特開２００９−１０７０６７号公報

ロール旋盤では、加工前にロールを設置する段取り作業や、加工後にロールの加工面の観察などを行う場合、一般に、ロール旋盤の前側からのアプローチが基本になっている。

しかし、図８に示したロール旋盤のように、エアスライド装置４０が前側に設置されていると、前側からのアプローチが困難になり、その作業性は非常に悪くなる。

他方で、後ろ側からアプローチしようとしても、切粉吸引装置６０が近接して配置されているために、後ろ側からのアプローチも困難となる。

また、超精密加工の場合、温度の変動により、構造物の変形やロールの伸び縮等が加工精度に悪影響を及ぼす。このため、ロール旋盤全体をカバー内に収容し、カバー内部の温度を一定に管理することが行われている。このカバーがあることによって、さらに、ロール旋盤の前側からのアプローチは困難となる。

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、付帯装置が配置されていてもロール旋盤の後ろ側からのアプローチを容易にし、段取り作業や加工面観察などの付帯作業の作業性を高めることができるようにした可動型付帯装置を備えたロール旋盤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、切粉やクーラントの飛散防止や、安全、温度管理のために、ロール旋盤をカバーで囲んでも、後ろ側から容易にアプローチできるようにした可動型付帯装置を備えたロール旋盤を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、ベッド上にロールを回転可能に支持する主軸台と心押台が設置され、ベッド上に搭載された刃物台を備えたロール旋盤において、前記刃物台との反対側のベッド脇に配置され、ロール加工に付帯する諸作業を実施するのに必要な装置、器具類、種々の配管を備え付けた付帯装置を、前記ベッドの長手方向と直角な方向に移動可能にベース上に設置したことを特徴とするものである。

本発明では、前記付帯装置は、前記ベースの上に設けられた案内にそって前記ベッドの長手方向と直角な方向に移動自在な可動台と、前記可動台の上に設置され、前記ベッドの長手方向と平行に延びるガイドレールが取り付けられるレール台と、前記ガイドレールに案内されて移動し、切粉吸引部を搭載した移動テーブルを備えている。

また、本発明では、前記付帯装置には、前記ロールの加工面を観察するための撮像装置が設けられる。

また、本発明は、前記ロール旋盤および付帯装置を収容する機械カバーをさらに有し、前記機械カバーは、前記ロール旋盤を前側から覆う前カバーと、前記付帯装置を覆う後ろカバーとからなり、前記後ろカバーは、前記付帯装置に取り付けられ該付帯装置の移動とともに機械カバーが開閉するように構成される。

また、本発明では、前記可動台を駆動し、該可動台を前記ベッドの長手方向と直角な方向に走行させる可動台駆動装置を設けるようにしてもよい。

本発明によれば、付帯装置が配置されていてもロール旋盤の後ろ側からのアプローチを容易にし、段取り作業や加工面観察などの付帯作業の作業性を高めることができる。

また、本発明によれば、切粉やクーラントの飛散防止や、安全、温度管理のために、ロール旋盤をカバーで囲んでも、後ろ側から容易にアプローチすることができる。

本発明の一実施形態による可動型付帯装置を備えたロール旋盤を示す側面図である。 同ロール旋盤の正面図である。 同ロール旋盤における可動型付帯装置の位置を示す側面図である。 可動型付帯装置をシリンダで移動させる実施形態を示す側面図である。 可動型付帯装置をボールねじ機構で移動させる実施形態を示す側面図である。 可動型付帯装置をピニオン・ラック機構で移動させる実施形態を示す側面図である。 図６のピニオンラック機構を示す図である。 従来のロール旋盤の背面図である。

以下、本発明による可動型付帯装置を備えたロール旋盤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、本発明の一実施形態によるロール旋盤の側面を示す図である。図１において、参照番号２４はロール旋盤を示し、参照番号２５はロール旋盤２４に隣接して配置される付帯装置を示している。

まず、ロール旋盤２４について説明する。図２は、前側からみたロール旋盤２４の正面図である。ベッド１０上には、主軸台２７と心押台２８が設置されており、ロール３０は、主軸台２７と心押台２８とによって回転可能に支持されている。

図１に示すように、ベッド１０の上には、サドル２９が設置されており、このサドル２９には、テーブル３２、３２が設置されており、このテーブル３２は、ベッド１０の長手方向と直角の方向に移動することができる。

この実施形態のロール旋盤２４では、刃物台をリニアモータ駆動で走行させるエアスライド装置４０がテーブル３２、３２に搭載されている。

テーブル３２の上には、レール受け３３を介して断面Ｔ字型のガイドレール４１がロール３０と平行に支持されている。このガイドレール４１には、エアスライダ４２が嵌合し、ガイドレール４１に沿って、リニアモータにより浮揚状態で走行するようになっている。エアスライダ４２は、刃物台を兼用しており、ロール３０を切削するバイトはエアスライダ４２に取り付けられている。なお、このロール旋盤２４では、エアスライド装置４０が配置されている側が前側である。

次に、付帯装置２５について説明する。この付帯装置２５は、エアスライド装置４０とは反対側に、ベッド１０の脇に配置される。

この実施形態では、付帯装置２５は、ロール旋盤２４でのロール加工に付帯する諸作業として、切粉の吸引や、ロール３０の加工面の観察の他、エアスライド装置４０へのエア、冷却水、クーラントの供給などを行うのに必要な装置、器具、配管が取り付けられている。

図１において、この付帯装置２５は、ベース４４と、可動台４５を含む。ベース４４は、床面に対して固定されている。ベース４４の上には、ガイド４６がベッド１０の長手方向と直角な方向に敷設されている。可動台４５は、ガイド４６を摺動しながらベッド１０の長手方向と直角に移動することができる。なお、この実施形態では、可動台４５を手動で移動させる。

可動台４５の上には、レール台４７が載せられている。このレール台４７には、ガイドレール４８ａ、４８ｂがベッド１０の長手方向と平行に敷設されている。そして、移動テーブル４９は、ガイドレール４８ａ、４８ｂを案内にしてリニアモータ駆動によりエアスライダ４２と同期して移動する。

移動テーブル４９には、吸引パイプ５１がフレーム５２によって支持されており、この吸引パイプ５１には、加工時には、さらに吸引パイプが継ぎ足されてエアスライダ４２の近くまで延びるようになっている。なお、吸引パイプ５１に沿っては、エアスライダ４２に電力を供給するケーブルや、エアを供給するエア配管、冷却水を供給する冷却水配管や、クーラント配管などのケーブル束も図示しないが配管されている。これらの配管は、ひとまとめに接続部５３、５４間に接続されている図示しないケーブルチェーンに接続されており、このケーブルチェーンは、移動テーブル４９の移動に追従して撓むようになっている。

この実施形態では、移動テーブル４９の上には、ロール３０の加工面を観察するための撮像装置５６が搭載されている。ロール旋盤２４では、ロール３０の表面にミクロンオーダの深さの溝が無数に切削されるので、肉眼では加工面の状態は判らない。このため、撮像装置５６では、高精度、高倍率のＣＣＤを有するカメラで撮影し、必要な画像処理を経てモニタに映し出すことで、リアルタイムに加工面を観察することができる。

次に、図１、図２に示されるように、本実施形態のロール旋盤２４および付帯装置２５は、機械カバー６６の中に収容されていて、加工中は、機械カバー６６によって四囲および天井を取り囲まれている。

この機械カバー６６は、ロール旋盤２４を前側から覆う前カバー６７と、付帯装置２５を背後から覆う後カバー６８とに２分割されている。
このうち、前カバー６７は、取付板６９を介してベッド１０に固定されている。前カバー６７の正面には、引き戸式にドア７０が取り付けられている。前カバー６７の上部は、ロール３０の頭上まで延びるようになっている。

後カバー６８は、可動台４５に固定されており、可動台４５といっしょに動くようになっている。後カバー６８の裏側には、取手７１が取り付けられ、作業員は、この取手７１を持って押したり引いたりすることで、付帯装置２５ごと後カバー６８を移動させることができる。後カバー６８の天井部には、庇部７２が前方に延びでいる。図１では、付帯装置２５は最も後退した位置にある。この状況では、ロール３０の設置されるあたりの上方は開放されている。後退位置から付帯装置２５が前進すると、後カバー６８の庇部７２は、前カバー６７の端縁に係合し、前カバー６７と後カバーは閉じたカバーを構成する。

本実施形態は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
図３において、図３（ａ）は、ロール加工を行うときのロール旋盤を示し、図３（ｂ）は、作業員がワークの段取り作業を行っているときのロール旋盤を示す。

ロール３０を主軸台２７に取り付けるときには、図３（ｂ）に示すように、付帯装置２５は引いて後退させておく。このとき付帯装置２５といっしょに後カバー６８も移動して開くことになる。これによって、ロール旋盤２４の後側には、作業用のスペースを確保することができる。

ロール旋盤２４の前カバー６７のドア７０を開けて前側からアプローチしないでも、後カバー６８が後退した状態で、後側からのアプローチが可能になり、作業員は作業用スペースに出入りすることができる。

このように付帯装置２５が後退している状態では、機械カバー６６の天井は開放されているので、ロール３０の搬入、搬出なども吊り上げて行うことができる。
また、作業スペースは、主軸台２７、心押台２８のすぐ脇にできるので、ロール３０を主軸台２７、心押台２８に取り付ける作業も近い位置から作業性良く行うことができる。

加工前の準備作業としては、様々なものがあるが、例えば、付帯装置２５との関連では、切粉の吸引パイプ５１をエアスライダ４２の方に延ばしていく接続作業や、エアスライダ４２に電気ケーブル、エア、冷却水、クーラントの配管を接続するなどの作業がある。このような作業も付帯装置２５を後退させてできた作業スペースからアプローチして、楽な姿勢で作業性良く行うことができる。

加工した後には、例えば、付帯装置２５との関連では、撮像装置５６によるロール加工面の観察がある。その際、撮像装置５６の調整作業などは、付帯装置２５を後退させて作業スペースを確保し、作業性良く作業を行うことができる。

ロール加工中は、図３（ａ）に示されるように、付帯装置２５は、ベッド１０に引き寄せた位置で固定される。このとき、後カバー６８は前カバー６７と一体になって機械カバー６６が閉じることになる。ロール加工中は、機械カバー６６の内部は、外気とは遮断された中で温度管理が適切に行われる。

次に、本発明の他の実施形態について、図４乃至図７を参照して説明する。

図１の実施形態は、付帯装置２５を手動で移動させる構成にしたが、図４乃至図６に示す実施形態は、付帯装置２５の移動を自動化した実施の形態である。

図４では、付帯装置２５の移動にシリンダ７０を駆動源として用いている。シリンダ７０は、ベース４４上に取り付けられ、ピストンロッド７１の先端を可動台４５に連結している。したがって、シリンダ７０のピストンロッド７１が伸びると、図４に示すように、付帯装置２５は後退するようになっている。

次に、図５は、付帯装置２５の移動にボールねじ機構を利用するようにした実施形態である。ベース４４の上には、サーボモータ８３と減速機とボールねじ７３が取り付けられており、サーボモータ８３によって、ボールねじ７３が回転駆動される。このボールねじ７３には、可動台４５の底面に固定されているボールナット７４が螺合しており、付帯装置２５を移動させるボールねじ機構を構成している。

図６は、付帯装置２５の移動にピニオン・ラック歯車機構を利用した実施形態である。可動台４５の底面には、ラック７５が取り付けられている。図６に示すように、ベース４４には、サーボモータ７６と減速機７７が取り付けられており、この減速機７７の出力軸には、ラック７５に噛み合っているピニオン７８が設けられている。

以上のように、付帯装置２５を移動される機構としてはさまざま機構が考えられる。付帯装置２５の移動を自動化する場合、各種センサを配置して、ロール旋盤２４と付帯装置２５の間に人がいるときには、これを検知して付帯装置２５が移動しないようにする安全装置が設けられている。

以上、本発明について、好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、エアスライド装置４０の替わりに往復台の上に通常の刃物台を用いたロール旋盤や、旋盤一般に適用することができる。

１０…ベッド、２４…ロール旋盤、２５…付帯装置、２７…主軸台、２８…心押台、２９…サドル、３０…ロール、３２…テーブル、４０…エアスライド装置、４２…エアスライダ、４４…ベース、４５…可動台、４９…移動テーブル、５１…吸引パイプ、５６…撮像装置

Claims (5)

1. ベッド上にロールを回転可能に支持する主軸台と心押台が設置され、ベッド上に搭載された刃物台を備えたロール旋盤において、
   前記刃物台との反対側のベッド脇に配置され、ロール加工に付帯する諸作業を実施するのに必要な装置、器具類、種々の配管を備え付けた付帯装置を、前記ベッドの長手方向と直角な方向に移動可能にベース上に設置したことを特徴とする可動型付帯装置を備えたロール旋盤。
2. 前記ロール旋盤および付帯装置を収容する機械カバーをさらに有し、前記機械カバーは、前記ロール旋盤を前側から覆う前カバーと、前記付帯装置を覆う後ろカバーとからなり、前記後ろカバーは、前記付帯装置に取り付けられ該付帯装置の移動とともに機械カバーが開閉するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可動型付帯装置を備えたロール旋盤。
3. 前記付帯装置は、前記ロールの加工面を観察するための撮像装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の可動型付帯装置を備えたロール旋盤。
4. 前記付帯装置は、
   前記ベースの上に設けられた案内にそって前記ベッドの長手方向と直角な方向に移動自在な可動台と、
   前記可動台の上に設置され、前記ベッドの長手方向と平行に延びるガイドレールが取り付けられるレール台と、
   前記ガイドレールに案内されて移動し、切粉吸引部を搭載した移動テーブルと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の可動型付帯装置を備えたロール旋盤。
5. 前記可動台を駆動し、該可動台を前記ベッドの長手方向と直角な方向に走行させる可動台駆動装置を具備したことを特徴とする請求項４に記載の可動型付帯装置。

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