本發(fā)明涉及機(jī)床的傾斜裝置。
背景技術(shù):
公知有具備以能夠擺動(dòng)的方式設(shè)置的傾斜體、和賦予用于使傾斜體擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的傾斜裝置。這樣的傾斜裝置設(shè)置于機(jī)床,機(jī)床通過(guò)使配置于傾斜體的工件、工具傾斜來(lái)進(jìn)行工件、工具的分度,從而進(jìn)行規(guī)定的加工。
此處,相對(duì)于平衡位置處于傾斜的狀態(tài)的傾斜體產(chǎn)生因重力欲使傾斜體恢復(fù)平衡位置的力矩(以下稱(chēng)為不平衡力矩)。產(chǎn)生于傾斜體的不平衡力矩隨著傾斜體的傾斜角度越大而越變大,并成為施加于欲維持傾斜體傾斜的狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的載荷。因此,在傾斜體以及欲配置于傾斜體的工件等的重量大的情況下在欲僅通過(guò)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩支承由于不平衡力矩而施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的載荷的情況下,需要使用大型的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
與此相對(duì),日本特開(kāi)2010-167508號(hào)公報(bào)公開(kāi)了使汽缸裝置與傾斜體連結(jié),通過(guò)從汽缸裝置賦予傾斜體的作用力抵消不平衡力矩,從而實(shí)現(xiàn)施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的載荷減少的技術(shù)。
在上述的日本特開(kāi)2010-167508號(hào)公報(bào)中,若傾斜體的傾斜角度比規(guī)定的傾斜角度小,則從汽缸裝置賦予傾斜體的力矩大于產(chǎn)生于傾斜體的不平衡力矩。即,傾斜體的傾斜角度大于和小于上述的規(guī)定的傾斜角度的情況下,施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的負(fù)載的方向相反,基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩的方向也相反。因此,在使傾斜體擺動(dòng)的過(guò)程中,以?xún)A斜體的傾斜角度超過(guò)上述的規(guī)定的傾斜角度時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩反轉(zhuǎn)為契機(jī),存在傾斜體產(chǎn)生抖動(dòng)的擔(dān)憂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的之一在于提供能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的大型化、并且防止傾斜體產(chǎn)生抖動(dòng)的機(jī)床的傾斜裝置。
作為本發(fā)明的一方式的機(jī)床的傾斜裝置具備:傾斜體,其供工件或者工具配置;支承體,其將上述傾斜體支承為能夠擺動(dòng),并在與上述傾斜體的重心不同的位置具有擺動(dòng)軸線;驅(qū)動(dòng)馬達(dá),其設(shè)置于上述支承體,并賦予用于使上述傾斜體相對(duì)于上述支承體擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力;輔助汽缸,其與上述傾斜體連結(jié),并通過(guò)賦予汽缸壓力來(lái)輔助基于上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的上述傾斜體的擺動(dòng);以及控制裝置,其對(duì)上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以及上述輔助汽缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
由于重力而產(chǎn)生于上述傾斜體的繞上述擺動(dòng)軸線的力矩在上述傾斜體的可動(dòng)范圍內(nèi)總是僅沿旋轉(zhuǎn)方向作用,通過(guò)上述汽缸壓力而賦予上述傾斜體的繞上述擺動(dòng)軸線的輔助力矩在上述傾斜體的可動(dòng)范圍內(nèi)總是僅在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向作用,上述控制裝置以使上述輔助力矩小于由于重力而產(chǎn)生于上述傾斜體的上述力矩的方式使上述汽缸壓力變動(dòng)。
根據(jù)上述方式的機(jī)床的傾斜裝置,通過(guò)將輔助汽缸的汽缸壓力賦予傾斜體,輔助基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的傾斜體的擺動(dòng),因此能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩。因此,能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的大型化。
另外,在傾斜體的可動(dòng)范圍內(nèi),由于重力而產(chǎn)生于傾斜體的繞擺動(dòng)軸線的力矩總是僅沿旋轉(zhuǎn)方向作用,通過(guò)汽缸壓力而賦予傾斜體的輔助力矩總是僅在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向作用。此外,控制裝置以使輔助力矩小于由于重力而產(chǎn)生于傾斜體的力矩的方式使汽缸壓力變動(dòng)。該情況下,在傾斜體的可動(dòng)范圍內(nèi),對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)總是施加基于由于重力而產(chǎn)生于傾斜體的力矩的載荷,基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩的方向總是一定的。因此,在使傾斜體擺動(dòng)的過(guò)程中,能夠避免驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩反轉(zhuǎn),因此能夠防止傾斜體產(chǎn)生抖動(dòng)。
附圖說(shuō)明
根據(jù)以下參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明,本發(fā)明的上述以及更多的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚,其中對(duì)相同的元素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,其中,
圖1是具備本發(fā)明的一實(shí)施方式的傾斜裝置的齒輪加工裝置的外觀立體圖。
圖2是表示加工用工具的動(dòng)作的圖。
圖3是傾斜裝置的主視圖。
圖4是從圖3的iv方向觀察的傾斜裝置的側(cè)視圖。
圖5a是示意性地表示處于平衡位置的傾斜體的圖,且示出傾斜體的傾斜角度為-30度的狀態(tài)。
圖5b是示意性地表示傾斜體的圖,且示出傾斜體的傾斜角度為0度的狀態(tài)。
圖5c是示意性地表示傾斜體的動(dòng)作的圖,且示出傾斜體的傾斜角度為20度的狀態(tài)。
圖5d是示意性地表示傾斜體的動(dòng)作的圖,且示出傾斜體的傾斜角度為60度的狀態(tài)。
圖6a是表示汽缸壓力、不平衡力矩以及輔助力矩與驅(qū)動(dòng)扭矩的關(guān)系的圖。
圖6b是表示傾斜體的傾斜角度與輔助汽缸的汽缸壓力以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的機(jī)床的傾斜裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,將作為機(jī)床的齒輪加工裝置1使用傾斜裝置100的情況舉例說(shuō)明。此外,傾斜裝置也能夠用于進(jìn)行齒輪加工的機(jī)床以外的機(jī)床,例如進(jìn)行鉆孔加工的機(jī)床。
首先,參照?qǐng)D1,對(duì)齒輪加工裝置1的概要進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示,齒輪加工裝置1是具備相互正交的三個(gè)直線進(jìn)給軸(x軸、y軸以及z軸)、以及相互正交的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(a軸以及b軸)的5軸加工中心。齒輪加工裝置1主要具備機(jī)座10、立柱20、鞍座30、旋轉(zhuǎn)主軸40、工作臺(tái)50以及傾斜裝置100。此外,圖1中簡(jiǎn)化了傾斜裝置100的圖示。
機(jī)座10固定于設(shè)置面。在機(jī)座10的上表面形成有沿x軸方向平行延伸的一對(duì)x軸導(dǎo)軌11a、11b、以及沿z軸方向平行延伸的一對(duì)z軸導(dǎo)軌12a、12b。
立柱20相對(duì)于機(jī)座10沿x軸方向相對(duì)移動(dòng)。在立柱20的底面形成有沿x軸方向平行延伸的一對(duì)x軸引導(dǎo)槽21a、21b,在與工作臺(tái)50以及傾斜裝置100對(duì)置的立柱20的一側(cè)面形成有沿y軸方向平行延伸的一對(duì)y軸導(dǎo)軌22a、22b。一對(duì)x軸引導(dǎo)槽21a、21b經(jīng)由滾珠導(dǎo)軌(未圖示)嵌入一對(duì)x軸導(dǎo)軌11a、11b。在機(jī)座10設(shè)置有配置于一對(duì)x軸導(dǎo)軌11a、11b之間的x軸滾珠絲杠(未圖示)、和使該x軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的x軸馬達(dá)(未圖示),通過(guò)被這些x軸滾珠絲杠以及x軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng),立柱20相對(duì)于機(jī)座10沿x軸方向相對(duì)移動(dòng)。
鞍座30相對(duì)于立柱20沿y軸方向相對(duì)移動(dòng)。在與立柱20對(duì)置的鞍座30的一側(cè)面形成有沿y軸方向平行延伸的一對(duì)y軸引導(dǎo)槽31a、31b,一對(duì)y軸引導(dǎo)槽31a、31b經(jīng)由滾珠導(dǎo)軌(未圖示)嵌入一對(duì)y軸導(dǎo)軌22a、22b。在立柱20設(shè)置有配置于一對(duì)y軸導(dǎo)軌22a、22b之間的y軸滾珠絲杠(未圖示)、以及使該y軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的y軸馬達(dá)(未圖示),通過(guò)被這些y軸滾珠絲杠以及y軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng),鞍座30相對(duì)于立柱20沿y軸方向相對(duì)移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)主軸40設(shè)置為通過(guò)收納于鞍座30的主軸馬達(dá)(未圖示)而能夠旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)主軸40的前端固定有加工用工具41,加工用工具41伴隨著旋轉(zhuǎn)主軸40的旋轉(zhuǎn)而繞中心軸線o旋轉(zhuǎn)。此外,圖1簡(jiǎn)略顯示加工用工具41,能夠供圖2所示的加工用工具41安裝。工作臺(tái)50配置在一對(duì)z軸導(dǎo)軌12a、12b上,并以相對(duì)于機(jī)座10能夠沿z軸方向移動(dòng)的方式設(shè)置。
傾斜裝置100相對(duì)于與工作臺(tái)50一體形成的一對(duì)支承體110,以?xún)A斜體120能夠繞a軸擺動(dòng)的方式設(shè)置。在傾斜體120設(shè)置有將工件w支承為能夠繞b軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125通過(guò)設(shè)置于傾斜體120的旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126(參照?qǐng)D3)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此外,傾斜裝置100的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)將后述。
接下來(lái),參照?qǐng)D2,對(duì)在工件w進(jìn)行切削加工時(shí)的加工用工具41的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。此外,此處將在形成為圓環(huán)狀的工件w的內(nèi)周面形成內(nèi)齒的情況列舉為例子進(jìn)行說(shuō)明。
如圖2所示,在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125,工件w與b軸同軸地配置,工件w通過(guò)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125被支承為能夠繞b軸旋轉(zhuǎn)。加工用工具41與o軸同軸配置,通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸40(參照?qǐng)D1)被支承為能夠繞o軸旋轉(zhuǎn)。加工用工具41具備:相對(duì)于加工用工具41的中心軸線具有扭轉(zhuǎn)角的多個(gè)工具刃42。工具刃42的徑向外表面相對(duì)于加工用工具的中心軸線具有后角,工具刃42的端面相對(duì)于與加工用工具41的中心軸線正交的平面具有前角。
在齒輪加工裝置1中進(jìn)行齒輪加工時(shí),以使工件w的中心軸線(b軸)相對(duì)于加工用工具41的中心軸線(o軸)成為傾斜并且扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)的方式使傾斜體120(參照?qǐng)D1)擺動(dòng)。其后,在維持了傾斜體120的傾斜角度的狀態(tài)下,一邊使加工用工具41與工件w同步旋轉(zhuǎn),一邊使加工用工具41沿b軸方向相對(duì)移動(dòng)。此時(shí),通過(guò)在工件w與加工用工具41之間產(chǎn)生相對(duì)速度差,在與工具刃42的接觸部位對(duì)工件w的內(nèi)周面進(jìn)行切削,在工件w形成內(nèi)齒。
接下來(lái),參照?qǐng)D3以及圖4,對(duì)傾斜裝置100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖3以及圖4所示,傾斜裝置100主要具備:一對(duì)支承體110、傾斜體120、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130、輔助汽缸140以及控制裝置150。支承體110是一體地固定于工作臺(tái)50的上表面的板狀部件,一對(duì)支承體110以在x軸方向上隔開(kāi)間隔的方式對(duì)置配置,在一對(duì)支承體110之間配置有傾斜體120。
傾斜體120具備傾斜板121、一對(duì)立設(shè)部122以及一對(duì)軸部123。傾斜板121形成為以x軸方向?yàn)殚L(zhǎng)邊方向的矩形板狀。一對(duì)立設(shè)部122是立設(shè)于傾斜板121的長(zhǎng)邊方向兩端部的板狀的部位,且以在x軸方向上隔開(kāi)間隔的方式對(duì)置配置。
軸部123是沿x軸方向延伸的圓柱狀的部位。各個(gè)軸部123在一對(duì)立設(shè)部122的彼此朝向外側(cè)的面同軸地配置,并被一對(duì)支承體110支承為能夠擺動(dòng)。各個(gè)軸部123以貫通于一對(duì)支承體110的狀態(tài)設(shè)置,在從一對(duì)支承體110的彼此朝向外側(cè)的面突出的軸部123的前端部分固定有朝徑向外側(cè)伸出的伸出部124。此外,作為各個(gè)軸部123的中心軸線的a軸配置于包括傾斜板121的寬度方向(圖4左右方向)的中心的平面且與傾斜板121的上表面垂直的平面上。
另外,傾斜體120具備旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125是將工件w支承為能夠繞b軸旋轉(zhuǎn)的部件,并配置在與b軸正交的傾斜板121的上表面。旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126是賦予用于使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)。
此外,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126配置為,相對(duì)于傾斜板121的寬度方向(圖4左右方向)的中心,使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的重心向從鞍座30(參照?qǐng)D1)離開(kāi)的方向(圖4左方)偏移的狀態(tài)。即,在傾斜板121的寬度方向上,包含旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的傾斜體120的重心相對(duì)于軸部123的中心軸線且作為傾斜體120的擺動(dòng)軸線的a軸,朝從鞍座30離開(kāi)的方向偏移。
驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130是賦予用于使傾斜體120旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá),被收納于支承體110的內(nèi)部。傾斜體120通過(guò)從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130對(duì)軸部123賦予驅(qū)動(dòng)力,從而繞作為軸部123的中心軸線的a軸擺動(dòng)。
輔助汽缸140是輔助基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的傾斜體120的擺動(dòng)的油壓汽缸。輔助汽缸140具備:經(jīng)由托架被支承體110支承為能夠擺動(dòng)的汽缸主體141、以及以相對(duì)于汽缸主體141能夠伸縮的方式設(shè)置的桿142。此外,在軸部123形成有朝徑向外側(cè)伸出的伸出部124,桿142的前端在從a軸偏移的位置與伸出部124連結(jié)。即,輔助汽缸140與傾斜體120在與作為傾斜體120的擺動(dòng)軸線的a軸不同位置連結(jié)。
控制裝置150在使傾斜體120擺動(dòng)時(shí),對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130以及輔助汽缸140進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外,控制裝置150在使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
此處,若使處于平衡位置的傾斜體120擺動(dòng),則由于重力而欲使傾斜體120恢復(fù)平衡位置的不平衡力矩產(chǎn)生于傾斜體120。傾斜體120的傾斜角度越大不平衡力矩越大,伴隨于此,對(duì)欲維持傾斜體120傾斜的狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130施加較大的載荷。因此,在欲配置于傾斜體120以及傾斜體120的工件w(參照?qǐng)D1)的重量大的情況下,欲僅通過(guò)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩對(duì)由于不平衡力矩而施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷進(jìn)行支承的情況下,使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130大型化。
與此相對(duì),在傾斜裝置100中,將輔助汽缸140的汽缸壓力賦予軸部123,使與產(chǎn)生于傾斜體120的不平衡力矩相反方向的力矩產(chǎn)生。由此,不平衡力矩的一部分與由于汽缸壓力而賦予傾斜體120的力矩(以下稱(chēng)為輔助力矩)抵消,因此能夠減少因不平衡力矩而施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷。其結(jié)果,能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩,因此能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的大型化。另外,根據(jù)加工方法,也可以為了變更平衡位置而使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的重心朝靠近鞍座30的方向偏移。
如上述那樣,在傾斜板121的寬度方向上,傾斜體120的重心相對(duì)于a軸朝從鞍座30遠(yuǎn)離的方向偏移。因此,處于平衡狀態(tài)的傾斜體120成為隨著傾斜板121的上表面朝向從鞍座30離開(kāi)的方向而下降傾斜的狀態(tài)(參照?qǐng)D5a)。
此外,以下,將傾斜板121處于與z軸方向平行的狀態(tài)的傾斜體120(參照?qǐng)D5b)的傾斜角度設(shè)為0度。另外,用正的數(shù)值表示使傾斜角度為0度的傾斜體120朝圖5b所示的順時(shí)針?lè)较騼A斜的情況下的傾斜角度,用負(fù)的數(shù)值表示使傾斜角度為0度的傾斜體120朝圖5b所示的順時(shí)針?lè)较騼A斜的情況下的傾斜角度。
圖5a圖示出處于平衡位置的傾斜體120,處于平衡位置的傾斜體120的傾斜角度為-30度。另一方面,傾斜裝置100將傾斜體120的傾斜角度成為-5度~95度的范圍作為能夠通過(guò)控制裝置150對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130以及輔助汽缸140的驅(qū)動(dòng)控制使傾斜體120擺動(dòng)的范圍。由此,產(chǎn)生于傾斜體120的不平衡力矩的方向在傾斜體120的可動(dòng)范圍總是恒定。此外,在軸部123設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式編碼器(未圖示),控制裝置150基于從旋轉(zhuǎn)式編碼器得到的檢測(cè)信息,掌握傾斜體120的傾斜角度。
在傾斜體120與輔助汽缸140的關(guān)系中,在軸部123設(shè)置有伸出部124,在該伸出部124連結(jié)桿142的前端。因此,伴隨著傾斜體120的擺動(dòng),桿142與伸出部124的連結(jié)位置能夠繞a軸旋轉(zhuǎn)移動(dòng),桿142的伸縮方向相對(duì)于將桿142以及伸出部124的連結(jié)位置與a軸連結(jié)的方向(伸出部124的伸出方向)變化。該情況下,若輔助汽缸140的汽缸壓力為恒定,則賦予傾斜體120的輔助力矩根據(jù)傾斜體120的傾斜角度變化。
關(guān)于該點(diǎn),傾斜裝置100在傾斜體120的可動(dòng)范圍,通過(guò)汽缸壓力而賦予傾斜體120的輔助力矩的方向總是成為恒定并且以成為與不平衡力矩的方向的相反方向的方式對(duì)輔助汽缸140的配置、以及伸出部124與桿142的連結(jié)位置進(jìn)行設(shè)定。由此,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,能夠通過(guò)輔助力矩來(lái)抵消產(chǎn)生于傾斜體120的不平衡力矩。
另外,在傾斜裝置100中,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,以隨著不平衡力矩變大而使輔助力矩變大的方式設(shè)定桿142與伸出部124的連結(jié)位置。因此,能夠縮小不平衡力矩與輔助力矩之差。
接下來(lái),參照?qǐng)D6a以及圖6b,對(duì)基于控制裝置150的輔助汽缸140的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行說(shuō)明??刂蒲b置150將從輔助汽缸140輸出的汽缸壓力設(shè)定為高壓(例如,6mpa)與低壓(例如,3mpa)任一方,通過(guò)汽缸壓力對(duì)賦予傾斜體120的輔助力矩的大小進(jìn)行調(diào)整。
如圖6a所示,在將汽缸壓力設(shè)定為高壓的情況下,與將汽缸壓力設(shè)定為低壓的情況相比,賦予傾斜體120的輔助力矩變大。因此,在傾斜體120的傾斜角度大、產(chǎn)生于傾斜體120的不平衡力矩大的狀態(tài)下,優(yōu)選以使賦予傾斜體120的輔助力矩變大的方式將輔助汽缸140的汽缸壓力較大地設(shè)定。
然而,在無(wú)論傾斜體120的傾斜角度如何而將輔助汽缸140的汽缸壓力總是設(shè)定為高壓的情況下,在傾斜體120的傾斜角度為約10度以下時(shí),輔助力矩大于不平衡力矩。該情況下,在傾斜體120的傾斜角度較大和較小的情況下,施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷的方向成為相反方向,基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩的方向也成為相反方向。因此,在使傾斜體120擺動(dòng)的過(guò)程中,不平衡力矩與輔助力矩的大小關(guān)系反轉(zhuǎn),以伴隨于此而基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩反轉(zhuǎn)為契機(jī),存在傾斜體120產(chǎn)生抖動(dòng)的擔(dān)憂。
另一方面,在將汽缸壓力設(shè)定為低壓的情況下,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,賦予傾斜體120的輔助力矩總是小于不平衡力矩,因此能夠避免產(chǎn)生基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩的反轉(zhuǎn)。然而,在若無(wú)論傾斜體120的傾斜角度如何而將汽缸壓力總是設(shè)定為低壓而使傾斜體120的傾斜角度變大了的情況下,不平衡力矩與輔助力矩之差變大。其結(jié)果,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩變大,從而使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130大型化。
與此相對(duì),如圖6b所示,控制裝置150在傾斜體120的傾斜角度到達(dá)20度的情況下(參照?qǐng)D5c),使汽缸壓力變動(dòng)。即,在將汽缸壓力設(shè)定為低壓的狀態(tài)下傾斜體120的傾斜角度成為20度以上的情況下,控制裝置150將汽缸壓力從低壓切換為高壓。同樣,在將汽缸壓力設(shè)定為高壓的狀態(tài)下傾斜體120的傾斜角度成為20度以下的情況下,控制裝置150將汽缸壓力從高壓切換為低壓。
該情況下,在傾斜體120的傾斜角度超過(guò)20度的狀態(tài)下,能夠使賦予傾斜體120的輔助力矩變大,因此能夠使不平衡力矩與輔助力矩之差變小。由此,在傾斜體120的傾斜角度變大的狀態(tài)下,也能夠減少因不平衡力矩施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷,因此能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩。因此,能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的大型化。
另一方面,在傾斜體120的傾斜角度低于20度的狀態(tài)下,能夠使賦予傾斜體120的輔助力矩較小,因此能夠避免輔助力矩與不平衡力矩的大小關(guān)系反轉(zhuǎn)。
這樣,控制裝置150在傾斜體120的可動(dòng)范圍,以使輔助力矩總是小于不平衡力矩的方式使輔助汽缸140的汽缸壓力變動(dòng)。由此,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,總是對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130施加基于不平衡力矩的僅一個(gè)方向的載荷,因此基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩的方向總是成為恒定。其結(jié)果,在使傾斜體120擺動(dòng)的過(guò)程中,能夠避免驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩反轉(zhuǎn),因此能夠防止傾斜體120產(chǎn)生抖動(dòng)。
另外,控制裝置150基于傾斜體120的傾斜角度進(jìn)行汽缸壓力的變動(dòng),在傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了預(yù)先決定的既定的傾斜角度(在本實(shí)施方式中20度)的情況下,使汽缸壓力從低壓朝高壓或者從高壓朝低壓變動(dòng)。因此,與根據(jù)傾斜體120的傾斜角度而使汽缸壓力連續(xù)地變動(dòng)的情況相比,能夠簡(jiǎn)化輔助汽缸140的驅(qū)動(dòng)控制。
此外,齒輪加工裝置1(參照?qǐng)D1)在將傾斜體120的傾斜角度維持為60度的狀態(tài)(參照?qǐng)D5d)下,進(jìn)行相對(duì)于工件w(參照?qǐng)D1)的齒輪加工。即,控制裝置150在傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了20度時(shí),使輔助汽缸140的汽缸壓力變動(dòng),相對(duì)于此,齒輪加工在超過(guò)傾斜體120的傾斜角度即20度的范圍進(jìn)行。該情況下,能夠避免齒輪加工時(shí)進(jìn)行汽缸壓力的變動(dòng),因此能夠防止齒輪加工時(shí)的加工精度的降低。
另外,控制裝置150在傾斜體120的傾斜角度超過(guò)了20度的范圍,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的驅(qū)動(dòng)控制。即,控制裝置150以不使汽缸壓力的驅(qū)動(dòng)控制與旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的驅(qū)動(dòng)控制同時(shí)進(jìn)行的方式設(shè)定。由此,能夠避免傾斜體120的擺動(dòng)與齒輪加工時(shí)進(jìn)行的工件w的旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行,因此能夠預(yù)先防止齒輪加工時(shí)進(jìn)行汽缸壓力的變動(dòng)。
以上,基于上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式,能夠容易推斷在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形改進(jìn)。另外,上述實(shí)施方式舉出的數(shù)值是一個(gè)例子,當(dāng)然能夠采用其他的數(shù)值。
例如,上述實(shí)施方式中,對(duì)傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了20度時(shí)使汽缸壓力變動(dòng)的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但不局限于此。即,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,以使輔助力矩總是小于不平衡力矩的方式使汽缸壓力變動(dòng)即可,只要這樣,也可以將使汽缸壓力變動(dòng)時(shí)的傾斜體120的傾斜角度任意設(shè)定。并且,上述實(shí)施方式中,對(duì)從輔助汽缸140輸出的汽缸壓力成為低壓或者高壓的兩種類(lèi)型的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以輸出三個(gè)類(lèi)型以上的汽缸壓力。
另外,上述實(shí)施方式中,對(duì)傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了60度的情況下進(jìn)行齒輪加工的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但不局限于此。即,進(jìn)行齒輪加工時(shí)的傾斜體120的傾斜角度超過(guò)使汽缸壓力變動(dòng)時(shí)的傾斜體120的傾斜角度的范圍即可,只要這樣,也可以將進(jìn)行齒輪加工時(shí)的傾斜體120的傾斜角度任意設(shè)定。
另外,上述實(shí)施方式中,對(duì)傾斜體120的傾斜角度為-30度的情況下傾斜體120成為平衡狀態(tài)的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但成為平衡位置的傾斜體120的傾斜角度設(shè)定為比傾斜體120的可動(dòng)范圍的下限(上述實(shí)施方式為-5度)小的傾斜角度即可,只要這樣,也可以將成為平衡位置的傾斜體120的傾斜角度任意設(shè)定。另外,傾斜體120的可動(dòng)范圍設(shè)定為超過(guò)成為平衡位置的傾斜體120的傾斜角度的范圍即可,只要這樣,也可以將傾斜體120的可動(dòng)范圍任意設(shè)定。
上述實(shí)施方式中,對(duì)傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了預(yù)先決定的既定的傾斜角度(上述實(shí)施方式中20度)的情況下使汽缸壓力變動(dòng)的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但不局限于此,也可以根據(jù)傾斜體120的傾斜角度的變動(dòng)而使汽缸壓力連續(xù)地變動(dòng)。該情況下,在使傾斜體120擺動(dòng)的過(guò)程中,能夠避免輔助力矩與不平衡力矩的大小關(guān)系反轉(zhuǎn),因此能夠防止以基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩的反轉(zhuǎn)為契機(jī)而在傾斜體120產(chǎn)生抖動(dòng)的情況。另外,能夠使輔助力矩接近不平衡力矩,因此能夠減少因不平衡力矩而施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷。因此,能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩,因此能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的大型化。另外,能夠僅將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130設(shè)置于支承體110的一側(cè)。
另外,上述實(shí)施方式中,在傾斜板121的寬度方向上,使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的重心從a軸偏移,由此對(duì)將包括旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125以及旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)126的傾斜體120的重心設(shè)置于與作為傾斜體120的擺動(dòng)軸線的a軸不同的位置的情況進(jìn)行了說(shuō)明。與此相對(duì),也可以通過(guò)變更傾斜體120的形狀、軸部123的配置,來(lái)使傾斜體120的重心從a軸偏移。
如以上說(shuō)明的那樣,本發(fā)明的傾斜裝置100設(shè)置于作為機(jī)床的齒輪加工裝置1。傾斜裝置100具備:傾斜體120,其供工件w或者工具配置;支承體110,其將傾斜體120支承為能夠擺動(dòng),并在與傾斜體120的重心不同的位置具有作為擺動(dòng)軸線的a軸;驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130,其設(shè)置于支承體110,并賦予用于使傾斜體120相對(duì)于支承體110擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力;輔助汽缸140,其與傾斜體120連結(jié),并通過(guò)賦予汽缸壓力而對(duì)基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的傾斜體120的擺動(dòng)進(jìn)行輔助;以及控制裝置150,其對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130以及輔助汽缸140進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
另外,傾斜裝置100中,由于重力而產(chǎn)生于傾斜體120的繞擺動(dòng)軸線的力矩亦即不平衡力矩在傾斜體120的可動(dòng)范圍,總是僅沿旋轉(zhuǎn)方向作用,通過(guò)汽缸壓力賦予傾斜體120的繞擺動(dòng)軸線的輔助力矩在傾斜體120的可動(dòng)范圍,總是僅在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向作用。并且,在傾斜裝置100中,控制裝置150以使輔助力矩比因重力而產(chǎn)生于傾斜體120的力矩小的方式使汽缸壓力變動(dòng)。
根據(jù)該傾斜裝置100,通過(guò)將輔助汽缸140的汽缸壓力賦予傾斜體120,可輔助基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的傾斜體120的擺動(dòng),因此能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩。因此,在工件w大型的情況下、工件w的重量大的情況下,能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的大型化。
另外,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,因重力而產(chǎn)生于傾斜體120的繞擺動(dòng)軸線的力矩亦即不平衡力矩總是僅沿旋轉(zhuǎn)方向作用,通過(guò)汽缸壓力而賦予傾斜體120的輔助力矩總是僅在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向作用。此外,控制裝置150以使輔助力矩比因重力而產(chǎn)生于傾斜體120的力矩小的方式使汽缸壓力變動(dòng)。該情況下,在傾斜體120的可動(dòng)范圍,在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130總是施加基于因重力而產(chǎn)生于傾斜體120的力矩的載荷,基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩的方向總是恒定。因此,在使傾斜體120擺動(dòng)的過(guò)程中,能夠避免驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩反轉(zhuǎn),因此能夠防止傾斜體120產(chǎn)生抖動(dòng)。
在上述的傾斜裝置100中,控制裝置150根據(jù)傾斜體120的傾斜角度使汽缸壓力變動(dòng)。根據(jù)該傾斜裝置100,能夠簡(jiǎn)化基于控制裝置150的輔助汽缸140的驅(qū)動(dòng)控制。
在上述的傾斜裝置100中,控制裝置150在傾斜體120的傾斜角度到達(dá)了預(yù)先決定的既定的傾斜角度的情況下,使汽缸壓力變動(dòng)。根據(jù)該傾斜裝置100,能夠簡(jiǎn)化基于控制裝置150的輔助汽缸140的驅(qū)動(dòng)控制。
在上述的傾斜裝置100中,作為機(jī)床的齒輪加工裝置1僅在傾斜體120超過(guò)了既定的傾斜角度的范圍,進(jìn)行工件的加工。根據(jù)該傾斜裝置100,能夠避免齒輪加工時(shí)進(jìn)行汽缸壓力的變動(dòng),因此能夠防止齒輪加工時(shí)的加工精度的降低。
在上述的傾斜裝置100中,傾斜體120具備使工件w繞與傾斜體120的擺動(dòng)軸線正交的軸線亦即b軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125,控制裝置150僅在傾斜體120超過(guò)了既定的傾斜角度的范圍,對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)125進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。根據(jù)該傾斜裝置100,能夠避免傾斜體120的擺動(dòng)與齒輪加工時(shí)進(jìn)行的工件w的旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行。因此,能夠預(yù)先防止齒輪加工時(shí)進(jìn)行汽缸壓力的變動(dòng)。
在上述的傾斜裝置100中,控制裝置150根據(jù)傾斜體120的傾斜角度使汽缸壓力連續(xù)地變動(dòng)。根據(jù)該傾斜裝置100,在使傾斜體120擺動(dòng)的過(guò)程中,能夠避免輔助力矩與不平衡力矩的大小關(guān)系反轉(zhuǎn)。因此,能夠防止以基于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的驅(qū)動(dòng)扭矩的反轉(zhuǎn)為契機(jī)而在傾斜體120產(chǎn)生抖動(dòng)的情況。另外,能夠使輔助力矩接近不平衡力矩,因此能夠減少因不平衡力矩而施加于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的載荷。其結(jié)果,能夠減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩,因此能夠抑制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130的大型化。