工作台装置
阅读：1040发布：2020-05-22
专利汇可以提供工作台装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供一种 工作台 装置，其能够实现具有 配重 部件的工作台装置的小型化。与工作台(20)向相反方向往复移动的配重部件(24)具有一对侧配重(26、28)，当从往复移动方向观察时，该一对侧配重(26、28)配置在工作台(20)的左右。，下面是工作台装置专利的具体信息内容。
1.一种工作台装置，其特征在于，该工作台装置具有：
基台，其具有相对于规定的轴线方向平行地延伸的第1线性引导件和第2线性引导件；
工作台，其能够被所述第1线性引导件引导而移动；
配重部件，其能够被所述第2线性引导件引导而移动；以及
驱动装置，其使所述工作台和所述配重部件彼此向相反方向往复移动，所述配重部件具有一对侧配重，当从所述轴线方向观察时，所述一对侧配重配置在所述工作台的左右。
2.根据权利要求1所述的工作台装置，其中，
所述配重部件还具有一对端配重，当从所述轴线方向观察时，所述一对端配重配置在所述工作台的前后，并将所述一对侧配重相互连结。
3.根据权利要求2所述的工作台装置，其中，
所述配重部件通过所述一对侧配重和所述一对端配重而形成为在中央部具有开口的框状，所述工作台以能够往复移动的方式配置于所述开口。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的工作台装置，其中，
所述工作台的上表面与所述配重部件的上表面相比位于上侧。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的工作台装置，其中，
所述第1线性引导件与所述第2线性引导件位于同一面上。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的工作台装置，其中，
所述驱动装置具有：
曲柄轴，其具备彼此具有180度的旋转相位差的第1曲柄销和第2曲柄销；
第1连杆，其将所述第1曲柄销与所述工作台连结；
第2连杆，其将所述第2曲柄销与所述配重部件连结；以及
致动器，其对所述曲柄轴进行旋转驱动。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的工作台装置，其中，
所述驱动装置具有：
曲柄机构，其使所述工作台往复移动；
传动带机构，其包含环状带，该环状带张挂在多个带轮之间，并在所述带轮之间形成两个带延伸部，所述两个带延伸部在与所述工作台的移动方向相同的方向上延伸且彼此平行，在所述两个带延伸部中的一方上连结有所述工作台且在另一方上连结有所述配重部件；以及
致动器，其对所述曲柄机构进行驱动。
8.根据权利要求7所述的工作台装置，其中，
所述曲柄机构具有：
旋转部件，其被所述致动器旋转驱动；
可变曲柄销，其以能够在所述旋转部件的半径方向上移位的方式设置；以及连杆，其将所述可变曲柄销与所述工作台连结。
工作台装置
技术领域
[0001] 本发明涉及工作台装置，更详细而言涉及主要用于工作机械并具有进行往复移动的工作台的工作台装置。
背景技术
[0002] 使工作台在基台上往复移动的工作台装置会因行程终点处的工作台的移动方向反转时的惯性而产生振动。为了降低该振动而提出了如下方法：在基台上设置与工作台向相反方向往复移动的配重部件，利用配重部件的惯性来抵消工作台的惯性(例如，专利文献1、2)。
[0003] 专利文献1：日本特开2002-120146号公报
[0004] 专利文献2：日本特开2003-53663号公报
[0005] 作为以往的工作台装置中的配重部件，为了避免与工作台的干涉而将其配置在远离工作台的位置，并对其设定不与工作台的往复移动范围重复的往复移动范围。
[0006] 因此，在以往的工作台装置中，基台大型化，并且使工作台与配重部件往复移动的驱动装置也大型化，难以实现小型化。
发明内容
[0007] 本发明要解决的课题在于提供一种工作台装置，能够实现具有配重部件的工作台装置的小型化。
[0008] 本发明的工作台装置具有：基台(12)，其具有相对于规定的轴线方向平行地延伸的第1线性引导件(14)和第2线性引导件(16)；工作台(20)，其能够被所述第1线性引导件(14)引导而移动；配重部件(24)，其能够被所述第2线性引导件(16)引导而移动；以及驱动装置(50、90)，其使所述工作台(20)和所述配重部件(24)彼此向相反方向往复移动，所述配重部件(24)具有当从所述轴线方向观察时配置在所述工作台(20)的左右的一对侧配重(26、28)。
[0009] 根据该结构，侧配重(26、28)的往复移动范围(区间)与工作台(20)的往复移动范围(区间)重复。由此，能够使基台(12)小型化。
[0010] 本发明的工作台装置优选为，所述配重部件(24)还具有一对端配重(30、32)，当从所述轴线方向观察时该一对端配重(30、32)配置在所述工作台(20)的前后，并将所述一对侧配重(26、28)彼此连结。
[0011] 根据该结构，端配重(30、32)承担配重部件(24)的重量的一部分，能够使侧配重(26、28)小型化。
[0012] 本发明的工作台装置优选为，所述配重部件(24)通过所述一对侧配重(26、28)和所述一对端配重(30、32)而形成为在中央部具有开口(34)的框状，所述工作台(20)以能够往复移动的方式配置于所述开口(34)。
[0013] 根据该结构，配重部件(24)在工作台(20)的周围平衡性良好地配置，能够使工作台装置小型化。
[0014] 本发明的工作台装置优选为，所述工作台(20)的上表面(20A)与所述配重部件(24)的上表面(24A)相比位于上侧。
[0015] 根据该结构，在工作台(20)上进行机械加工的工具不会与配重部件(24)干涉。
[0016] 本发明的工作台装置优选为，所述第1线性引导件(14)与所述第2线性引导件(16)实质上位于同一面上。
[0017] 根据该结构，与第1线性引导件(14)和第2线性引导件(16)被设置成高度不同的情况相比，能够减小基台(20)的高度尺寸。
[0018] 本发明的工作台装置的所述驱动装置优选为，其具有：曲柄轴(50)，其具备彼此具有180度的旋转相位差的第1曲柄销(54)和第2曲柄销(58)；第1连杆(70)，其将所述第1曲柄销(54)与所述工作台(20)连结；第2连杆(78)，其将所述第2曲柄销(58)与所述配重部件(24)连结；以及致动器(90)，其对所述曲柄轴(50)进行旋转驱动。
[0019] 根据该结构，能够使驱动装置小型化。
[0020] 本发明的工作台装置的所述驱动装置优选为，其具有：曲柄机构(122)，其使所述工作台(20)往复移动；传动带机构(137)，其包含环状带(136)，该环状带(136)张挂在多个带轮(133、134)之间，并在所述带轮(133、134)之间形成两个带延伸部(136A、136B)，该两个带延伸部(136A、136B)在与所述工作台(20)的移动方向相同的方向上延伸且彼此平行，在所述两个带延伸部中的一方(136A)上连结有所述工作台(20)且在另一方(136B)上连结有所述配重部件(24)；以及致动器(124)，其对所述曲柄机构(122)进行驱动。
[0021] 根据该结构，通过致动器(124)驱动曲柄机构(122)而使工作台(20)往复移动，通过工作台(20)驱动传动带机构(137)而使配重部件(24)往复移动，工作台(20)的往复移动与配重部件(24)的往复移动始终准确同步。
[0022] 本发明的工作台装置的所述曲柄机构(122)优选为，其具有：旋转部件(102)，其被所述致动器(90)旋转驱动；可变曲柄销(116)，其以能够在所述旋转部件(102)的半径方向上移位的方式设置；以及连杆(118)，其将所述可变曲柄销(116)与所述工作台(20)连结。
[0023] 根据该结构，能够以可变的方式设定工作台(20)的往复移动行程。
[0025] 图1是示出本发明的工作台装置的实施方式1的立体图。
[0026] 图2是实施方式1的工作台装置的俯视图。
[0027] 图3是实施方式1的工作台装置的纵剖视图。
[0028] 图4是从右侧观察本发明的工作台装置的实施方式2的立体图。
[0029] 图5是从左侧观察实施方式2的工作台装置的立体图。
[0030] 图6是从下侧观察实施方式2的工作台装置的立体图。
[0031] 标号说明
[0032] 10：工作台装置；12：基台；14：内侧导轨；16：外侧导轨；18：滚动引导件；20：工作台；22：滚动引导件；24：配重部件；26：侧配重；28：侧配重；30：端配重；32：端配重；34：开口；50：曲柄轴；54：第1曲柄销；58：第2曲柄销；70：第1连杆；78：第2连杆；90：电动机(致动器)；100：中心轴；102：旋转部件；104：滑块；106：螺母；108：螺杆；110：转轮齿轮；112：蜗轮；116：可变曲柄销；118：连杆；120：销；122：曲柄机构；123：电动机(致动器)；133：带轮；134：带轮；136：环状带；136A：带延伸部；136B：带延伸部；137：传动带机构；144：张力调节片；148：调节螺钉。
具体实施方式
[0033] 以下，参照图1～图3对本发明的工作台装置的实施方式1进行说明。另外，以下说明中的X轴、Y轴、Z轴依照工作机械的标准坐标轴。
[0034] 工作台装置10是使用于磨削盘等的装置，具有箱形的基台(床身)12。在基台12的上部安装有相对于一个轴线方向(Z轴方向)平行地呈直线状延伸的内侧导轨(第1线性引导件)14和外侧导轨(第2线性引导件)16。内侧导轨14从Z轴方向观察时相比外侧导轨16位于左右方向的内侧。内侧导轨14和外侧导轨16分别在X轴方向上隔置且在同一面上各形成一对，各自的延伸区间在整个区域中重复。
[0035] 长方体形状的工作台20通过由未图示的保持器保持的具有滚珠的滚动引导件18以能够在Z轴方向上移动的方式与一对内侧导轨14卡合。
[0036] 配重部件24通过由未图示的保持器保持的具有滚珠的滚动引导件22以能够在Z轴方向上移动的方式与一对外侧导轨16卡合。
[0037] 配重部件24由一张板体构成，其具有：在Z轴方向上较长的一对侧配重26和28，它们从Z轴方向观察时配置在工作台20的左右；以及一对端配重30和32，它们从Z轴方向观察时配置在工作台20的前后，并将侧配重26和28彼此连结。配重部件24的重量优选与包含设置在工作台20上的卡盘装置在内的工作台20的重量相等，考虑到被加工物的重量，配重部件24的重量也可以大于工作台20的重量。
[0038] 配重部件24通过侧配重26、28以及端配重30、32而成为在中央部具有矩形的开口34的矩形的框状。在开口34中配置工作台20。开口34的X轴方向上的内寸稍稍大于工作台20的X轴方向的外寸，且开口34的Z轴方向的内寸稍稍大于工作台20的X轴方向的往复移动的最大行程(设定行程)。由此，工作台20虽然配置于开口34也能够在不与配重部件24冲突(干涉)的情况下在X轴方向上进行往复移动。
[0039] 如图3所示，工作台20的Y轴方向上的尺寸(高度尺寸)大于配重部件24，由此虽然内侧导轨14与外侧导轨16形成在同一面上，工作台20的上表面20A也位于配重部件24的上表面24A的上侧(参照图3)。由此，在工作台20上进行的磨削加工的砂轮等加工工具(未图示)也会不与配重部件24干涉。在该情况下，由于内侧导轨14与外侧导轨16形成在同一面上，因此与将内侧导轨14和外侧导轨16设置成高度不同的情况相比，能够减小基台12的Y轴方向上的尺寸。
[0040] 如图3所示，基台12的一方(左侧)的壁部12A通过多列滚珠轴承40以能够绕X轴旋转的方式支承中心轴38，该中心轴38插入到形成于该壁部12A的在X轴方向上延伸的轴承孔36中。与壁部12A相对的基台12的另一方的壁部12B通过多列滚珠轴承46以能够绕X轴旋转的方式支承中心轴44，该中心轴44插入到形成于该壁部12B的在X轴方向上延伸的轴承孔42中。中心轴38与44在X轴上同心。
[0041] 在基台12的壁部12A与12B之间的内部空间配置有曲柄轴50。曲柄轴50在X轴方向上延伸，成为从左侧到右侧依次具有曲柄臂52、第1曲柄销54、曲柄臂56、第2曲柄销58、曲柄臂60的一体构造。左侧的曲柄臂52固定于中心轴38，右侧的曲柄臂60固定于中心轴44。由此，曲柄轴50能够将两端支承在基台12上并绕中心轴44和将44的轴心作为旋转中心的X轴方向的轴线旋转。
[0042] 第1曲柄销54位于左侧的曲柄臂52与中间的曲柄臂56之间，第2曲柄销58位于中间的曲柄臂56与右侧的曲柄臂60之间。第1曲柄销54与第2曲柄销58绕曲柄轴50的旋转中心具有180度的旋转相位差，双方的偏心量(曲柄臂长度)彼此相同。
[0043] 第1连杆70的一方的端部经由滚珠轴承72以能够相对旋转的方式与第1曲柄销54连结。第1连杆70的另一方的端部通过连结销76以能够相对转动的方式与设置于工作台20的底部的突出片74连结(参照图1)。第2连杆78的一方的端部经由滚珠轴承80以能够相对旋转的方式与第2曲柄销58连结。第2连杆78的另一方的端部通过连结销
84(参照图1)以能够相对转动的方式与设置于配重部件24的底部的突出片82连结。第1连杆70和第2连杆78的杆长彼此相同。
84(参照图1)以能够相对转动的方式与设置于配重部件24的底部的突出片82连结。第1连杆70和第2连杆78的杆长彼此相同。
[0044] 中心轴38的外端向基台12的外方突出。在该突出部分上固定有从动带轮86。电动机90通过安装板88安装于基台12。在电动机90的输出轴92上固定有驱动带轮94。在驱动带轮94与从动带轮86上张挂着环状传动带96。由此，通过电动机90绕X轴方向的轴线旋转驱动曲柄轴50。
[0045] 通过旋转驱动曲柄轴50，而使工作台20与配重部件24彼此同步地在基台12上沿Z方向往复移动。第1曲柄销54与第2曲柄销58绕曲柄轴50的旋转中心具有180度的旋转相位差，由此彼此在相反方向上进行该往复移动，而且第1曲柄销54和第2曲柄销58的偏心量彼此相同，由此以具有相同行程的方式进行该往复移动。由此，行程终点时的工作台20的惯性与配重部件24的惯性在彼此同步的时刻被抵消，能够降低因惯性引起的基台12的振动。
[0046] 由于侧配重26、28从Z轴方向观察时配置在工作台20的左右两侧，因此侧配重26、28的往复移动范围与工作台20的往复移动范围重复。换言之，由于工作台20的往复移动范围与侧配重26、28的往复移动范围在Z轴方向上重叠，因此与不重叠的情况相比能够减小基台12的Z轴方向上的尺寸。
[0047] 由于侧配重26、28位于工作台20的外侧，因此侧配重26、28不会给工作台20的尺寸设定带来影响。由此，能够在将工作台20的尺寸设定成所需最小限度的大小后，根据所需最小限度的大小的工作台20的重量设定侧配重26、28的重量。
[0048] 由于工作台20的往复移动范围(往复移动行程)的1/2点与配重部件24的往复移动范围的(往复移动行程)1/2点为Z轴方向上的同一位置，因此能够通过基于一个曲柄轴50的曲柄机构对工作台20与配重部件24进行同步驱动。由此，实现包含曲柄机构的工作台20和配重部件24的驱动装置的小型化。
[0049] 由于端配重30、32与基台12的Z轴方向上的尺寸降低相反，因此优选Z轴方向的尺寸尽可能小。但是，由于端配重30、32会使配重部件24的整体重量增加，因此端配重30、32有助于侧配重26、28的X轴方向上的尺寸降低。由此，基台12的Z轴方向与X轴方向的尺寸设计的自由度增大，在减小基台12的Z轴方向上的尺寸的情况下，只要尽可能地减小端配重30、32的Z轴方向上的尺寸且通过侧配重26、28补偿配重部件24的所需重量即可，在减小基台12的X轴方向上的尺寸的情况下，只要尽可能地减小侧配重26、28的X轴方向上的尺寸且通过端配重30、32补偿配重部件24的所需重量即可。
[0050] 由于侧配重26、28在从Z轴方向观察时在工作台20的左右两侧对称，端配重30、32在从Z轴方向观察时在工作台20的前后两侧对称，因此能够通过配重部件24抑制偏负载作用于基台12，避免因基台12的变形导致的机械精度的降低。
[0051] 接着，参照图4～图6对本发明的工作台装置的实施方式2进行说明。另外，在图4～图6中对与图1～图3对应的部分标注与在图1～图3中标注的标号相同的标号，省略其说明。
[0052] 与实施方式1相同，配重部件24通过侧配重26、28以及端配重30、32成为在中央部具有矩形开口34的矩形的框状。在开口34中配置工作台20。
[0053] 圆盘状的旋转部件102通过在Y轴方向上延伸的中心轴100以能够旋转的方式安装于基台12。滑块104以能够在旋转部件102的半径方向上移动的方式安装于旋转部件102。在滑块104上固定有进给螺母106。与进给螺母106螺合的进给螺杆108以能够旋转的方式安装于旋转部件102。滑块104借助进给螺杆108的旋转在旋转部件102的半径方向上移动，而决定滑块104的位置。在进给螺杆108上固定有转轮齿轮110，与转轮齿轮
110啮合的蜗轮112以能够旋转的方式安装于旋转部件102。六角孔114形成于蜗轮112的端部，蜗轮112借助与六角孔114卡合的六角扳钳(未图示)的操作而旋转。
110啮合的蜗轮112以能够旋转的方式安装于旋转部件102。六角孔114形成于蜗轮112的端部，蜗轮112借助与六角孔114卡合的六角扳钳(未图示)的操作而旋转。
[0054] 可变曲柄销116固定于滑块104。可变曲柄销116在Y轴方向上延伸，因滑块104而在旋转部件102的半径方向上移位，即改变配置位置。连杆118的一端以能够旋转的方式与可变曲柄销116连结。连杆118的另一端以能够旋转的方式与固定于工作台20的下底部的销120连结。
[0055] 以这种方式构成使工作台20往复移动的曲柄机构122。曲柄机构122的曲柄臂长度因可变曲柄销116的移位而变化。因曲柄机构122的曲柄臂长度的变化，工作台20的往复移动行程发生变化。即，曲柄机构122能够定量地可变设定工作台20的往复移动行程。通过六角扳钳(未图示)对蜗轮11的旋转操作来进行该行程调节。
[0056] 将电动机123安装于基台12。在电动机123的输出轴124上固定有驱动带轮125。在中心轴100上固定有从动带轮130。在驱动带轮125和从动带轮130上张挂着环状传动带132。由此，通过电动机123绕中心轴线旋转驱动旋转部件102。
[0057] 在基台12上，在沿着Z轴方向分开的2个部位固定有分别沿Y轴方向延伸的轴127、128。同一外径的带轮133、134以能够旋转的方式安装于轴127、128。在带轮133、134之间张挂着环状带136，通过带轮133、134与环状带136构成传动带机构137。
[0058] 环状带136在带轮133、134之间具有在与工作台20的移动方向相同方向、即Z轴方向上延伸且彼此平行的两个带延伸部136A、136B。带延伸部136A、136B是直线状延伸的带轮间路径，这些带延伸部136A、136B的Y轴方向长度为配重部件24的往复移动的最大行程以上。
[0059] 一方的带延伸部136A通过连结片138与工作台20的下底部连结。另一方的带延伸部136B通过该连结片140与配重部件24的一方的侧配重26连结。通过连结片138而实现的带延伸部136A与工作台20的连结以如下方式进行：当工作台20位于自身的往复移动行程的1/2点的状态时，带延伸部136A的Z轴方向上的1/2的部位与工作台20连结。通过连结片140而实现的带延伸部136B与配重部件24的连结以如下方式进行：当配重部件24位于自身的往复移动行程的1/2点的状态时，带延伸部136A的Z轴方向的1/2的部位与工作台20连结。
[0060] 在带延伸部136B上在与连结片140在Z轴方向上相邻的位置上固定有固定片142。在固定片142上固定有张力调节片144，该张力调节片144包含朝向连结片140延伸且与连结片140在X轴方向上重叠的部分。
[0061] 带有头部的调节螺钉148通过块146以能够旋转的方式安装于连结片140。调节螺钉148与形成于张力调节片144的螺纹孔(未图示)螺纹卡合，通过旋转以进给丝杠的方式使张力调节片144在Z轴方向上移动。通过张力调节片144的Z轴方向上的移动来调节环状带136的张力。在不阻碍所需要的带延伸部136B的直行性的情况下进行该张力调节。
[0062] 在张力调节片144中，沿X轴方向贯通形成有在Z轴方向上较长的多个长孔150。在各长孔150中配置有螺栓152，各螺栓152与连结片140的螺纹孔(未图示)螺纹卡合，由此完成张力调节的张力调节片144被长孔150固定。
[0063] 当通过电动机123旋转驱动旋转部件102时，通过曲柄机构122使工作台20在基台12上沿Z方向往复移动。通过工作台20的往复移动来驱动环状带136，带延伸部136A与136B在Z轴方向上向彼此相反的方向往复移动。由于环状带136从动于工作台20的往复移动，因此带延伸部136A、136B的往复移动行程与工作台20的往复移动行程相同。
[0064] 由此，配重部件24与工作台20的往复移动同步且具有与工作台20的往复移动行程相同的往复移动行程，并在与工作台20的移动方向相反的方向上沿Z轴方向移动。与实施方式1相同，通过该动作，行程终点时的工作台20的惯性与配重部件24的惯性在彼此同步的时刻被抵消，因惯性引起的基台12的振动降低。
[0065] 在实施方式2中，由于配重部件24从动于工作台20的往复移动，因此工作台20的往复移动与配重部件24的往复移动始终准确同步。
[0066] 同样在实施方式2中，由于侧配重26、28从Z轴方向观察时配置在工作台20的左右两侧，因此工作台20的往复移动范围与侧配重26、28的往复移动范围在Z轴方向上重叠，与不重叠的情况相比能够减小基台12的Z轴方向上的尺寸。
[0067] 以上，利用该优选的实施方式对本发明进行了说明，但只要是本领域技术人员能够容易理解的方式，本发明不限于本实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当变更。
[0068] 例如，使工作台20和配重部件24往复移动的驱动装置不限于基于曲柄机构的装置，也可以是基于传动带等的装置。需要工作台20的往复移动与配重部件24的往复移动彼此同步且为相反方向，但也可以通过独立的驱动装置进行工作台20的往复移动与配重部件24的往复移动。另外，工作台20与配重部件24的行程也可以不必相同。
[0069] 也可以是省略端配重30、32而不将侧配重26、28彼此连结的结构。在该情况下，使用对侧配重26、28彼此同步地进行驱动的驱动装置。
[0070] 并且，上述实施方式所示的结构要素并非全部必不可少，在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当取舍选择。
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