JP2000296430A - 内面加工可能なマシニングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークの中空内面のみならず、その外周部の加
工を１チャッキングで行うことができる加工装置を提供
する。 【解決手段】主軸頭４，テーブル８，工具交換手段など
を備えたマシニングセンタであって、主軸５及び工具マ
ガジンに保持可能に設けられた駆動ロッド７と、回転可
能に支持され、駆動ロッド７に対し対向配置される作動
位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で移動可能に設けられる
従動ロッド１９を備えるとともに、従動ロッド１９を進
退させる駆動機構を備え、テーブル８を挟んで主軸頭４
に対し対向配置される支持手段１６と、中心部の貫通孔
Ｔｄに駆動ロッド７及び従動ロッド１９が嵌挿される工
具Ｔと、テーブル８上のワークＷの中空部Ｗａ内に工具
Ｔを供給する工具供給手段２０とを備える。駆動ロッド
７及び従動ロッド１９により工具Ｔを挟持して軸方向に
移動させ、ワークＷの中空部Ｗａ内面を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空部を有する、
例えばデファレンシャルギアケースなどのワークを加工
対象とし、その中空部に平面座や球面座を加工，形成す
るのに適したマシニングセンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述したデファレンシャルギアケースな
どの中空部に平面座や球面座を加工，形成する内面加工
装置として、従来、特開平１０−２７７８２５号公報に
開示された内面加工装置が知られている。

【０００３】この加工装置は、対向配置された駆動側ス
ピンドル及び従動側スピンドルを備え、カッターホルダ
によりカッターを保持してこれを前記駆動側スピンドル
と従動側スピンドルとの中間位置に配置し、カッターの
下方位置に搬入したワークを上昇させてその上部開口部
からカッターを中空内に相対的に挿入した後、前記駆動
側スピンドルと従動側スピンドルとを相互に接近移動さ
せ、ワークの側部開口部からこれらを挿入してその先端
部で前記カッターを挟持し、前記駆動側スピンドルを回
転駆動させた後、駆動側スピンドル及び従動側スピンド
ルを同期させて軸方向に移動させることにより、ワーク
の中空部に平面座や球面座を加工，形成するように設け
られている。

【０００４】また、前記駆動側スピンドル，従動側スピ
ンドル及びカッターホルダは、これを１組としてその２
組が並列配置されており、各組に設定された加工位置に
ワークを搬入することができ、各加工位置でその水平姿
勢を９０゜異ならせることができるようになっている。

【０００５】斯くして、この内面加工装置によれば、ワ
ーク中空部への平面座や球面座の加工を自動的に行うこ
とができ、更に、複数の平面座や球面座が相互に９０゜
水平方向に回転した位置に設定される場合であっても、
これを自動的に加工することができるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の特開
平１０−２７７８２５号公報に開示された内面加工装置
は、ワークの中空部に平面座や球面座を加工，形成する
ために開発された専用機であり、ワークの外周部に穴あ
け加工や平面加工を行う必要がある場合には、これらの
加工を別の加工装置で行わなければならず、このため、
当該加工装置へのワークの搬入や取付けといったハンド
リングに時間を要し、効率的な加工を行うことができな
いという問題を有していた。

【０００７】また、ワークをアンクランプ状態で加工位
置に搬入した後、所定の加工治具にこれを固定するよう
に設けられているため、ワークが重量物であることか
ら、これを正確に治具に位置決めすることが甚だ難し
く、その結果、良好な加工精度を得ることができないと
いう問題も生じていた。

【０００８】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、ワークの中空内面のみならず、その外周部の加
工を１チャッキングで行うことができる加工装置の提供
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、直交３
軸方向に相対移動するように設けられた主軸頭及びテー
ブルと、複数の工具を保持する工具マガジンと、主軸に
装着された工具と工具マガジンに保持された工具とを交
換する工具交換手段とを備えたマシニングセンタであっ
て、前記主軸に装着可能に設けられ、且つ前記工具マガ
ジンに保持可能に設けられた駆動ロッドと、軸中心に回
転可能に支持され、前記主軸に装着された駆動ロッドに
対し対向配置される作動位置と該作動位置から旋回移動
した退避位置との間で移動可能に設けられる従動ロッド
を備えるとともに、該従動ロッドを軸方向に進退させる
駆動機構を備え、前記テーブルを挟んで前記主軸頭と対
向するように配置される支持手段と、中心部に貫通孔を
備え、該貫通孔に前記駆動ロッド及び従動ロッドの先端
部が嵌挿されるように設けられてなる内面加工用工具
と、前記テーブル上に固定されたワークの中空部内に前
記内面加工用工具を供給する工具供給手段とを備えてな
り、前記主軸に装着された駆動ロッド及び前記作動位置
に配置された従動ロッドにより前記内面加工用工具を挟
持するとともに、該駆動ロッド及び従動ロッドとワーク
とをその軸方向に相対移動させることにより、ワークの
中空内面を加工するように構成されてなるものである。

【００１０】この発明によれば、まず、加工治具などを
介してテーブル上にワークを固定する。次に、従動ロッ
ドを作動位置に旋回移動させる一方、工具交換手段を駆
動して駆動ロッドを工具マガジンから主軸に移送，装着
し、ついで、これを作動位置にある従動ロッドと対向し
且つその軸線が一致する位置に移動させた後、工具供給
手段を駆動して内面加工用工具をワークの中空部内に供
給し、その貫通孔の軸線が前記駆動ロッド及び従動ロッ
ドの軸線と一致するようにする。

【００１１】そして、主軸頭がテーブルに対し離接する
方向に移動するように構成されている場合には、次に、
支持手段の駆動機構を駆動して従動ロッドを前進させる
と同時に、主軸頭をテーブル側に接近する方向に移動さ
せる。これにより、ワークに設けられた開口部からそれ
ぞれ駆動ロッド及び従動ロッドの先端部がワークの中空
部内に進入して、これらが内面加工用工具の貫通孔内に
嵌挿され、これら駆動ロッド及び従動ロッドによって内
面加工用工具が挟持される。ついで、駆動ロッドを軸中
心に回転させて内面加工用工具を回転させた後、駆動ロ
ッド及び従動ロッドをその軸方向に適宜移動させること
により、ワークの中空内面が内面加工用工具によって加
工される。尚、駆動ロッドを回転させることにより、内
面加工用工具を介してそのトルクが従動ロッドに伝達さ
れ、当該従動ロッドも回転する。

【００１２】一方、テーブルが主軸頭に対し離接する方
向に移動するように構成されている場合には、まず、支
持手段の駆動機構を駆動して従動ロッドを前進させる。
これにより、ワークに設けられた開口部から従動ロッド
の先端部がワークの中空部内に進入して、内面加工用工
具の貫通孔内に嵌挿され、この従動ロッドによって内面
加工用工具が片持ち支持された状態となる。次に、テー
ブルと従動ロッドとを同期させて主軸頭と接近する方向
に移動させると、ワークに設けられた開口部から駆動ロ
ッドの先端部がワークの中空部内に相対的に進入して、
内面加工用工具の貫通孔内に嵌挿され、駆動ロッド及び
従動ロッドによって内面加工用工具が挟持された状態と
なる。この後、駆動ロッドを軸中心に回転させて内面加
工用工具を回転させ、テーブルを駆動ロッド及び従動ロ
ッドの軸方向に沿って適宜移動させることにより、ワー
クの中空内面が内面加工用工具によって加工される。

【００１３】以上のようにして、ワークの中空内面を加
工した後、それぞれ逆の手順を実施することにより内面
加工用工具を元の状態に戻す。そして、ワークに対し内
面加工以外の加工を行う場合には、従動ロッドをこの加
工に支障のない退避位置に旋回移動させるとともに、主
軸に装着された駆動ロッドを工具マガジンに保持された
他の工具と交換して、以降の加工を実施する。

【００１４】このように、この発明によれば、ワークに
形成された中空内面をマシニングセンタという汎用機に
よって加工することができ、したがって、この中空内面
以外の例えばワーク外周部への加工を行う必要がある場
合にも、容易にこれを行うことができるとともに、１チ
ャッキングでこのような複数種の加工を行うことができ
ることから、このために従来要していたハンドリング時
間を省くことができ、効率的な加工を行うことができ
る。

【００１５】上述した工具供給手段は、請求項２に係る
発明のようにこれを構成するのが好ましい。即ち、請求
項２に係る発明は、前記工具供給手段を、作動流体によ
って駆動され、前記内面加工用工具を把持するチャック
と、該チャックを支持するとともに前記主軸及び工具マ
ガジンに保持されるように設けられたチャックホルダと
を備えたものとして構成し、前記内面加工用工具が前記
チャックにより把持されて工具マガジン内に格納され、
必要に応じて前記工具交換手段によって前記主軸に装着
され、主軸に装着された際に該主軸頭から前記チャック
に作動流体が供給されるように構成したことを特徴とす
る。

【００１６】この発明によれば、工具供給手段を、ロボ
ットを用いたような大がかりな装置構成とすることな
く、比較的簡単且つコンパクトな構成としているので、
その制御が容易であり、しかもその製造コストを低く押
えることができるといった効果が得られる。

【００１７】尚、この発明においては次のようにしてワ
ークの中空内面を加工することができる。即ち、まず、
上記と同様にして、ワークをテーブル上に固定し、つい
で、従動ロッドを作動位置に旋回移動させるとともに、
工具交換手段を駆動して内面加工用工具を把持したチャ
ックホルダを主軸に装着する。次に、主軸頭又は、主軸
頭及びテーブルを移動させて、内面加工用工具をワーク
の中空部内に供給し、その貫通孔の軸線が従動ロッドの
軸線と一致するようにした後、上記と同様に、支持手段
の駆動機構を駆動して従動ロッドを前進させ、その先端
部に内面加工用工具を片持ち支持させる。次に、チャッ
クによる内面加工用工具の把持を解除した後、主軸頭を
移動させてチャックをワークの中空部内から工具交換位
置に移動させ、工具交換手段を駆動してチャックホルダ
を主軸から抜き取る一方、駆動ロッドを主軸に装着し、
しかる後、主軸頭を移動させて駆動ロッドが従動ロッド
と対向し且つその軸線が相互に一致するようにする。

【００１８】次に、主軸頭がテーブルに対し離接する方
向に移動するように構成されている場合には、主軸頭を
テーブルと接近する方向に移動させ、一方、テーブルが
主軸頭に対し離接する方向に移動するように構成されて
いる場合には、テーブルと従動ロッドとを同期させて主
軸頭と接近する方向に移動させて、内面加工用工具を駆
動ロッド及び従動ロッドによって挟持する。ついで、駆
動ロッド，従動ロッド及び内面加工用工具を軸中心に回
転させた後、ワークと内面加工用工具とをその軸方向に
相対的に移動させる。これにより、内面加工用工具によ
ってワークの中空内面が加工される。

【００１９】また、本発明の請求項３に係る発明は、上
記請求項１又は２の発明における工具供給手段に、内面
加工用工具を回転方向に位置決めするための位置決め機
構を設けたことを特徴とするものである。前記内面加工
用工具と駆動ロッド及び従動ロッドとは、その回転駆動
の都合上、例えばキーなどによって相互に回転方向に係
止されている。この発明によれば、内面加工用工具を回
転方向に位置決めするための位置決め機構を工具供給手
段に配設しているので、内面加工用工具の回転方向の姿
勢を、前記キーなどを挿入し易い角度位置に位置決めし
てワークの中空部内に供給することができる。このた
め、駆動ロッド及び従動ロッドの先端部をスムーズに内
面加工用工具の貫通孔に嵌挿して、これを挟持すること
ができる。

【００２０】また、本発明の請求項４に係る発明は、上
記請求項１又は２又は３の発明における駆動ロッド及び
従動ロッドの一方が係合突起を備えるとともに他方が係
合孔を備え、駆動ロッド及び従動ロッドが内面加工用工
具を挟持した際に、係合突起が係合孔に挿入されて駆動
ロッド及び従動ロッドが相互に係合するように設けられ
るものである。この発明によれば、駆動ロッドと従動ロ
ッドとを相互に係合させることによりこれらを連結する
ようにしているので、従動ロッドが駆動ロッドを支える
役割を果たし、加工時の負荷によって駆動ロッドがふら
ついたり、逃げたりするのを防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態にかかるマシニングセンタの主要部を示す平面図であ
り、図２は、その矢視Ａ方向の側面図である。

【００２２】図１及び図２に示すように、本例のマシニ
ングセンタ１は、ベッド２、このベッド２上に配設さ
れ、矢示Ｘ軸方向に移動可能に設けられたコラム３、主
軸５を回転可能に支持するとともに、前記コラム３に支
持され上下方向（紙面に対して直交する方向、即ちＹ軸
方向）に移動可能に設けられた主軸頭４、ベッド２上に
配設され、矢示Ｚ軸方向に移動可能に設けられた回転テ
ーブル８、ベッド２の端部に配設されたパレット交換装
置１１、前記回転テーブル８を挟み前記主軸頭４と対向
するように設けられた支持手段１６、並びに内面加工用
工具Ｔを供給する工具供給装置２０などを備え、更に、
図示は省略するが、工具交換装置や数値制御装置などを
備えている。

【００２３】尚、前記ベッド２はその全体の平面形状が
Ｔ字形状をしたものであり、図１においてはその一部分
を示している。同様に、図１においては、前記コラム３
の一部分を示している。また、工具交換装置（図示せ
ず）は、工具が装着された工具ホルダを保持する複数の
保持ポットを備えた工具マガジン、並びにこの工具マガ
ジンに保持された工具ホルダと主軸５に装着された工具
ホルダとを交換する交換アームなどを備えており、前記
数値制御装置（図示せず）共々従来より公知の構成であ
るので、その詳しい説明を省略する。

【００２４】前記ベッド２上には、その長手方向に沿っ
て２本のスライドレール９，９が配設されており、前記
回転テーブル８がこのスライドレール９，９上に載置さ
れ、これがボールネジ，ボールナット及びサーボモータ
などからなる送り機構（図示せず）によって駆動され、
主軸頭４に対し離接する方向、即ち矢示Ｚ軸方向に移動
するようになっている。また、回転テーブル８上には、
パレット１０が載置，固定されており、この回転テーブ
ル８の作動によってパレット１０を矢示Ｂ方向に水平回
転させることができるようになっている。また、パレッ
ト８上には、ワークＷを取り付けるための治具Ｊが固定
されている。

【００２５】前記工具マガジン（図示せず）には、工具
ホルダ６に装着された駆動ロッド７が格納されている。
この駆動ロッド７は前記交換アーム（図示せず）の作動
によって前記工具マガジン（図示せず）から移送されて
主軸５に装着され、これと逆の動作により、主軸５から
抜き取られて工具マガジン（図示せず）に格納される。
図４に示すように、駆動ロッド７は、その先端部７ｂが
基部７ａより細径に設けられており、この先端部７ｂの
先端には更に細径となった係合突起７ｃが形成されてい
る。

【００２６】前記パレット交換装置１１は、加工領域Ｋ
に配設されたパレット１０と作業領域Ｓに配設されたパ
レット１０とを交換する装置であって、作業領域Ｓに配
設されたベッド部１３と、ベッド部１３上に固定された
基台１４と、この基台１４に、回転可能且つ軸方向に上
下動可能に支持された支持柱１５と、この支持柱１５に
固定された平面視Ｈ形状の保持アーム１２と、前記支持
柱１５を回転方向及び上下方向に駆動する交換駆動機構
（図示せず）と、前記ベッド部１３上に設けられ、パレ
ット１０が載置されるパレット載置台（図示せず）とか
らなる。前記パレット載置台（図示せず）上に載置され
たパレット１０は前記保持アーム１２の一方の平行辺間
に位置し、一方、回転テーブル８上に載置されたパレッ
ト１０は回転テーブル８が前記ベッド部１３寄りの端部
である交換位置に移動した際に、前記保持アーム１２の
他方の平行辺間に位置するようになっている。そして、
回転テーブル８を前記交換位置に移動させた後、前記交
換駆動機構（図示せず）を駆動して前記支持柱１５及び
これに固定された保持アーム１２を上方に移動させるこ
とにより、前記パレット載置台（図示せず）上のパレッ
ト１０及び回転テーブル８上のパレット１０がそれそれ
保持アーム１２の平行辺上に載置，保持され、ついで前
記支持柱１５及び保持アーム１２を支持柱１５の軸中心
に１８０゜回転させた後、これら支持柱１５及び保持ア
ーム１２を下方に移動させることにより、それぞれ交換
されたパレット１０が回転テーブル８及びパレット載置
台（図示せず）上に載置される。以上の動作によって、
加工領域Ｋのパレット１０と作業領域Ｓのパレット１０
とが交換される。

【００２７】前記支持手段１６は、前記支持柱１５上
に、この支持柱１５の軸中心に回転自在に設けられたベ
ース部１７と、このベース部１７を回転させる回転駆動
機構（図示せず）と、前記ベース部１７の頂部から水平
方向に延出するように設けられた支持アーム１８と、こ
の支持アーム１８に回転自在に支持された従動ロッド１
９と、この従動ロッド１９を軸方向に進退させる進退駆
動機構（図示せず）とからなる。前記回転駆動機構（図
示せず）は、例えば、ラック，ピニオン及びラックを駆
動する油圧シリンダなどの駆動機構からなり、その作動
により前記ベース部１７及び支持アーム１８を、支持ア
ーム１８が前記主軸５に対し対向配置される作動位置Ｐ
１と、これが前記支持柱１５を中心として９０゜水平旋
回した退避位置Ｐ２とに旋回移動させる。また、図４に
示すように、従動ロッド１９は、その先端部１９ｂが基
部１９ａより細径に設けられており、この先端部１９ｂ
には前記駆動ロッド７の係合突起７ｃが嵌挿される係合
孔１９ｃが形成されている。また、前記進退駆動機構
（図示せず）は、油圧シリンダなどの送り機構からな
る。

【００２８】前記工具供給装置２０は、前記ベッド２の
側方に配設された供給ロボット２１と、複数の内面加工
用工具Ｔが載置される載置台２８と、この供給ロボット
２１を制御する制御装置（図示せず）とからなる。この
供給ロボット２１は、図示する如く、基台２２，第１水
平アーム２３及び第２水平アーム２４などからなる水平
多関節型のロボットであり、第２水平アーム２４の先端
には、上下動可能に設けられた図３に示すチャック２５
を備えている。チャック２５は、内面加工用工具Ｔの外
周に設けられた溝部Ｔａを把持する一対の把持爪２６，
２６、及びこの把持爪２６，２６間に設けられた位置決
ピン２７を備えている。前記内面加工用工具Ｔは、図３
及び図４に示した形状を備えており、その外周部に球面
座加工や平面座加工に応じた形状の切刃が設けられると
ともに、中央部に溝部Ｔａが形成され、その上下にそれ
ぞれ位置決孔Ｔｂ，Ｔｃが形成されている。そして、前
記チャック２５によって把持される際には、前記位置決
ピン２７が位置決孔Ｔｂに嵌挿され、これより内面加工
用工具Ｔがその中心軸を中心とした回転方向に位置決め
されるようになっている。また、この内面加工用工具Ｔ
が前記載置台２８上に載置される際には、当該載置台２
８上に立設された位置決ピン（図示せず）がこの位置決
孔Ｔｃに嵌挿され、その回転方向における位置決めが行
われるようになっている。

【００２９】以上の構成を備えた本例のマシニングセン
タ１によれば、以下に説明する作動によってワークＷの
中空部Ｗａ内面が加工される。尚、図１に示すように、
ワークＷが加工領域Ｋ内のパレット１０上の治具Ｊに取
り付けられているものとし、支持アーム１８は退避位置
Ｐ２にあって、その従動ロッド１９が後退端にあり、更
に駆動ロッド７は工具マガジン内に格納されているもの
とする。

【００３０】まず、前記回転テーブル８をＺ軸方向の適
宜加工開始位置に移動させた後、前記支持手段１６の回
転駆動機構（図示せず）を駆動して前記支持アーム１８
を作動位置Ｐ１に旋回移動させる一方、駆動ロッド７を
保持した工具ホルダ６を前記工具交換装置（図示せず）
により工具マガジン（図示せず）から移送して主軸５に
装着し、ついで主軸頭４をＸ軸方向及びＹ軸方向に適宜
移動させて駆動ロッド７の先端部７ｂを従動ロッド１９
の先端部１９ｂと対向させ、駆動ロッド７の軸芯と従動
ロッド１９の軸芯とを一致させる。次に、工具供給装置
２０の供給ロボット２１を駆動して、載置台２８上に載
置される複数の内面加工用工具Ｔの中から次加工に使用
する内面加工用工具Ｔを前記チャック２５により把持し
て、これをワークＷの中空部Ｗａ内に移送する。その
際、上述したように、チャック２５に設けられた位置決
ピン２７が内面加工用工具Ｔの位置決孔Ｔｂに嵌挿さ
れ、これにより内面加工用工具Ｔが回転方向に位置決め
される。このようにして、内面加工用工具ＴがワークＷ
の中空部Ｗａ内に移送された状態を図６に示す。

【００３１】次に、前記支持手段１６の進退駆動機構
（図示せず）を駆動して従動ロッド１９を前進させる。
これにより、従動ロッド１９は治具Ｊに設けられた軸受
メタルＪａを貫通してワークＷの中空部Ｗａ内に進入
し、その先端部１９ｂが内面加工用工具Ｔの貫通孔Ｔｄ
に嵌挿される。尚、従動ロッド１９は、その先端部１９
ｂが内面加工用工具Ｔの貫通孔Ｔｄに完全に嵌挿された
状態で、進退駆動機構（図示せず）による駆動が停止さ
れるようになっている。また、先の説明では特に触れな
かったが、従動ロッド１９の先端部１９ｂと内面加工用
工具Ｔの貫通孔Ｔｄとは、キー，セレーションやスプラ
インなどの適宜係止手段によって相互に回転方向に係止
されるようになっている。また、この先端部１９ｂの基
部１９ａ側にはＯリング（図示せず）が嵌め込まれてお
り、先端部１９ｂが内面加工用工具Ｔの貫通孔Ｔｄに嵌
挿された際、このＯリング（図示せず）によって内面加
工用工具Ｔが内張され保持されるようになっている。こ
のようにして、従動ロッド１９の先端部１９ｂが内面加
工用工具Ｔの貫通孔Ｔｄに嵌挿された状態を図７に示
す。

【００３２】次に、前記供給ロボット２１を駆動して前
記チャック２５による内面加工用工具Ｔの把持を解除し
当該チャック２５を原位置に復帰させた後、回転テーブ
ル８と従動ロッド１９とを同期させて駆動ロッド７側に
移動させる。これにより、駆動ロッド７がワークＷの中
空部Ｗａ内に進入し、その先端部７ｂが内面加工用工具
Ｔの貫通孔Ｔｄに嵌挿され、図４に示すように、駆動ロ
ッド７の係合突起７ｃが従動ロッド１９の係合孔１９ｃ
に嵌挿されるとともに、駆動ロッド７の段部及び従動ロ
ッド１９の段部によって内面加工用工具Ｔが挟持され
る。そして、このようにして内面加工用工具Ｔが駆動ロ
ッド７の段部及び従動ロッド１９の段部によって挟持さ
れた後、回転テーブル８及び従動ロッド１９の移動を停
止する。また、先の説明では特に触れなかったが、従動
ロッド１９の場合と同様に、駆動ロッド７の先端部７ｂ
と内面加工用工具Ｔの貫通孔Ｔｄとは、キー，セレーシ
ョンやスプラインなどの適宜係止手段によって相互に回
転方向に係止されるようになっている。このようにし
て、内面加工用工具Ｔが駆動ロッド７の段部及び従動ロ
ッド１９の段部によって挟持された状態を図８に示す。
尚、駆動ロッド７の係合突起７ｃを従動ロッド１９の係
合孔１９ｃに嵌挿することにより、これら駆動ロッド７
と従動ロッド１９とを連結するようにしているので、従
動ロッド１９が駆動ロッド７を支える役割を果たし、加
工時の負荷によって駆動ロッド７がふらついたり、逃げ
たりするのを防止することができる。

【００３３】次に、主軸５を駆動して駆動ロッド７を軸
中心に回転させると、駆動ロッド７，内面加工用工具Ｔ
及び従動ロッド１９間の係止関係から、駆動ロッド７の
回転に伴って内面加工用工具Ｔ及び従動ロッド１９が軸
中心に回転する。ついで、回転テーブル８をＺ軸方向に
適宜移動させて、内面加工用工具ＴをワークＷの中空部
Ｗａ内面と接触させることにより、当該内面加工用工具
ＴによってワークＷの中空部Ｗａ内面が加工される。内
面加工用工具ＴをワークＷの中空部Ｗａ内面と接触させ
た状態を図９に示す。

【００３４】こうにしてワークＷの中空部Ｗａ内面に対
し所定の加工を行った後、主軸５を回転方向の定位置
（内面加工用工具Ｔの位置決孔Ｔｂが上に来る位置）に
割り出して、即ち、オリエンテーションしてその回転を
停止させ、再び、回転テーブル８と従動ロッド１９とを
同期させて駆動ロッド７から離れる方向に移動させて前
記加工開始位置に復帰させる。これにより、駆動ロッド
７の先端部７ｂが内面加工用工具Ｔから相対的に抜き取
られる。次に、前記供給ロボット２１を駆動してチャッ
ク２５をワークＷの中空部Ｗａ内に移動させ、当該チャ
ック２５により内面加工用工具Ｔを把持せしめる。この
後、従動ロッド１９を更に後退させて、当該従動ロッド
１９を内面加工用工具Ｔから抜き取る。この状態を図１
０に示す。尚、このように、主軸５をオリエンテーショ
ンしてその回転を停止させることにより、チャック２５
によって内面加工用工具Ｔを把持する際に、位置決ピン
２７を容易に位置決孔Ｔｂに嵌挿することができ、更
に、次の加工に用いられる内面加工用工具Ｔが供給され
た後、前記従動ロッド１９及び駆動ロッド７の各先端部
１９ｂ，７ｂが貫通孔Ｔｄに嵌挿される際に、これらの
例えばキー溝とキーなどの係止関係を正確に合わせるこ
とができることから、前記先端部１９ｂ，７ｂを容易に
貫通孔Ｔｄに嵌挿することができる。

【００３５】ついで、前記供給ロボット２１を駆動して
チャック２５をワークＷの中空部Ｗａ内から抜き出し、
把持した内面加工用工具Ｔを載置台２８上に格納する。
このようにして、ワークＷの中空部Ｗａ内面に対し所定
の加工を行った後、当該中空部Ｗａ内面に対し他の加工
を行う場合、例えば、図５に示すような平面座加工を行
う場合には、回転テーブル８を９０゜回転させた後、平
面座加工用の内面加工用工具Ｔを用いて上述した一連の
動作を繰り返すことにより、当該加工を行う。そして、
このワークＷに対し、更にその外周部など中空部Ｗａ内
面以外の加工部位に対して加工を行う必要がある場合に
は、工具マガジン（図示せず）に格納された工具を工具
交換装置により主軸５に装着し、各部を適宜動作させる
ことにより、当該加工を行う。尚、この際には、回転テ
ーブル８の回転動作やＺ軸方向の移動に際して、従動ロ
ッド１９が治具ＪやワークＷと干渉するおそれがあるの
で、これを退避位置Ｐ２に旋回移動させておくのが好ま
しい。

【００３６】そして、以上のようにしてワークＷに対し
て全ての加工を完了した後、回転テーブル８を前記交換
位置に移動させ、回転テーブル８上のパレット１０と作
業領域Ｓ側のパレット１０とをパレット交換装置１１に
より交換して、新たなワークＷを加工する。

【００３７】このように、本例のマシニングセンタ１に
よれば、ワークＷの中空部Ｗａに対して加工を行うこと
ができるとともに、これ以外の例えばワークＷの外周部
への加工を行う必要がある場合にも、これを容易に行う
ことができ、１チャッキングで複数種の加工を行うこと
ができる。したがって、このような加工のために従来要
していたハンドリングを省くことができ、効率的な加工
を行うことができる。また、ワークＷをパレット１０に
固定した状態で搬送し、これを加工することができるの
で、高精度な加工を実現することができる。

【００３８】尚、上述した例では、回転テーブル８がＺ
軸方向に移動するように構成されたものを例示したが、
これに限られるものではなく、主軸頭４がＺ軸方向に移
動するように構成されたものであっても良い。この場合
には、図１０に示すように、供給ロボット２１を駆動し
て内面加工用工具ＴをワークＷの中空部Ｗａ内に移送し
た後、従動ロッド１９及び駆動ロッド７が相互に接近す
るように、従動ロッド１９前進させるとともに主軸頭４
をＺ軸方向に移動させ、図１１に示すように、これら従
動ロッド１９及び駆動ロッド７により内面加工用工具Ｔ
を挟持した後、供給ロボット２１を駆動してチャック２
５を原位置に復帰させる。そして、以後上述したと同様
の動作を行うことによってワークＷの中空部Ｗａ内面を
加工する。

【００３９】また、上述した例では、供給ロボット２１
により内面加工用工具ＴをワークＷの中空部Ｗａ内に供
給するように構成したが、これに限られるものではな
く、図１２に示すような供給手段３０によりこれを供給
するように構成しても良い。この供給手段３０は、主軸
５に装着可能なチャックホルダ３１と、このチャックホ
ルダ３１の先端部に設けられたチャック３２とからな
り、内面加工用工具Ｔをチャック３２に把持した状態で
工具交換装置（図示せず）の工具マガジン（図示せず）
に格納され、加工に際して交換アーム（図示せず）の作
動により工具マガジン（図示せず）から主軸５に移送さ
れ、これに装着される。

【００４０】前記チャック３２は上述したチャック２５
と略同様の構成を備えるものであり、開閉する一対の把
持爪３３により内面加工用工具Ｔを把持する。また、特
に図示はしないが、チャック２５と同様に位置決ピンを
備えており、内面加工用工具Ｔを把持する際に、この位
置決ピンにより内面加工用工具Ｔを回転方向に位置決め
する。また、通常の状態では、前記把持爪３３はバネな
どの付勢手段によって閉じる方向に付勢されており、供
給手段３０が主軸５に装着された際に、チャックホルダ
３１が主軸５に設けられた作動流体供給部３４に連結さ
れ、この作動流体供給部３４からチャックホルダ３１を
介してチャック３２に圧縮空気などの作動流体が供給さ
れ、これにより把持爪３３が開かれるようになってい
る。

【００４１】この供給手段３０を用いた内面加工用工具
Ｔの供給態様について説明すると、まず、前記工具マガ
ジン（図示せず）に格納された供給手段３０を交換アー
ム（図示せず）の作動によって工具マガジン（図示せ
ず）から主軸５に移送し、これを当該主軸５に装着す
る。尚、回転テーブル８は加工開始位置にあり、従動ロ
ッド１９は作動位置Ｐ１にあるものとする。次に、回転
テーブル８がＺ軸方向に移動するように設けられている
場合には、内面加工用工具ＴをワークＷの中空部Ｗａ内
に挿入できる位置に回転テーブル８を移動させる一方、
主軸頭４がＺ軸方向に移動するように設けられている場
合には、前記挿入位置に主軸頭４を移動させた後、主軸
頭４を下方に移動させて、内面加工用工具ＴをワークＷ
の中空部Ｗａ内に挿入する。

【００４２】次に、支持手段１６の進退駆動機構（図示
せず）を駆動して、従動ロッド１９を前進させ、図７に
示すと同様に、その先端部１９ｂを内面加工用工具Ｔの
貫通孔Ｔｄに嵌挿する。この後、前記作動流体供給部３
４からチャック３２作動流体を供給し、把持爪３３を開
いて内面加工用工具Ｔの把持を解除し、主軸頭４を上方
に移動させる。ついで、前記工具交換装置（図示せず）
を駆動して駆動ロッド７を主軸５に装着し、以降、上記
と同様にしてワークＷの中空部Ｗａ内面を加工する。

【００４３】以上のように、この工具供給手段３０によ
れば、上例の如き供給ロボット２１を用いたような大が
かりな装置構成とすることなく、比較的簡単且つコンパ
クトな構成により、内面加工用工具ＴをワークＷの中空
部Ｗａ内に供給することができるので、その制御が容易
であり、しかもその製造コストを低く押えることができ
るといった効果が得られる。尚、当然のことながら、球
面座加工や平面座加工など複数種の加工を行う必要があ
り、１つの内面加工用工具Ｔでこれを加工できない場合
には、各内面加工用工具Ｔを保持した複数の工具供給手
段３０を工具マガジン（図示せず）に格納しておき、必
要に応じてこれを選択的に主軸５に装着して加工を行
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一具体的な実施形態にかかるマシニン
グセンタを示す平面図である。

【図２】図１における矢示Ａ方向の側面図である。

【図３】本実施形態にかかるチャックにより内面加工用
工具を把持した状態を示す説明図である。

【図４】球面座加工におけるワークと、内面加工用工
具，駆動ロッド及び従動ロッドとの関係を示す説明図で
ある。

【図５】平面座加工におけるワークと、内面加工用工
具，駆動ロッド及び従動ロッドとの関係を示す説明図で
ある。

【図６】本実施形態における工具供給形態を示す説明図
である。

【図７】本実施形態における工具供給形態を示す説明図
である。

【図８】本実施形態における工具供給形態を示す説明図
である。

【図９】本実施形態における工具供給形態を示す説明図
である。

【図１０】本実施形態の変形例にかかる工具供給形態を
示す説明図である。

【図１１】本実施形態の変形例にかかる工具供給形態を
示す説明図である。

【図１２】本発明における工具供給手段の他の実施形態
を示す正面図である。

【符号の説明】

１ マシニングセンタ ４ 主軸頭 ５ 主軸 ６ 工具ホルダ ７ 駆動ロッド ７ｂ 先端部 ７ｃ 係合突起 ８ 回転テーブル １０ パレット １１ パレット交換装置 １６ 支持手段 １９ 従動ロッド １９ｂ 先端部 １９ｃ 係合孔 ２０ 工具供給装置 ２１ 供給ロボット Ｔ 内面加工用工具 Ｗ ワーク Ｗａ 中空部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交３軸方向に相対移動するように設け
   られた主軸頭及びテーブルと、複数の工具を保持する工
   具マガジンと、主軸に装着された工具と工具マガジンに
   保持された工具とを交換する工具交換手段とを備えたマ
   シニングセンタであって、 前記主軸に装着可能に設けられ、且つ前記工具マガジン
   に保持可能に設けられた駆動ロッドと、 軸中心に回転可能に支持され、前記主軸に装着された駆
   動ロッドに対し対向配置される作動位置と該作動位置か
   ら旋回移動した退避位置との間で移動可能に設けられる
   従動ロッドを備えるとともに、該従動ロッドを軸方向に
   進退させる駆動機構を備え、前記テーブルを挟んで前記
   主軸頭と対向するように配置される支持手段と、 中心部に貫通孔を備え、該貫通孔に前記駆動ロッド及び
   従動ロッドの先端部が嵌挿されるように設けられてなる
   内面加工用工具と、 前記テーブル上に固定されたワークの中空部内に前記内
   面加工用工具を供給する工具供給手段とを備えてなり、 前記主軸に装着された駆動ロッド及び前記作動位置に配
   置された従動ロッドにより前記内面加工用工具を挟持す
   るとともに、該駆動ロッド及び従動ロッドとワークとを
   その軸方向に相対移動させることにより、ワークの中空
   内面を加工するように構成されてなる内面加工可能なマ
   シニングセンタ。
2. 【請求項２】 前記工具供給手段が、作動流体によって
   駆動され、前記内面加工用工具を把持するチャックと、
   該チャックを支持するとともに前記主軸及び工具マガジ
   ンに保持されるように設けられたチャックホルダとを備
   えてなり、 前記内面加工用工具が前記チャックにより把持されて工
   具マガジン内に格納され、必要に応じて前記工具交換手
   段によって前記主軸に装着され、主軸に装着された際に
   該主軸から前記チャックに作動流体が供給されるように
   設けられてなる請求項１記載の内面加工可能なマシニン
   グセンタ。
3. 【請求項３】 前記工具供給手段が、前記内面加工用工
   具を回転方向に位置決めするための位置決め機構を備え
   てなる請求項１又は２記載の内面加工可能なマシニング
   センタ。
4. 【請求項４】 前記駆動ロッド及び従動ロッドの一方が
   係合突起を備えるとともに他方が係合孔を備え、前記駆
   動ロッド及び従動ロッドが前記内面加工用工具を挟持し
   た際に、前記係合突起が係合孔に挿入されて前記駆動ロ
   ッド及び従動ロッドが係合するように設けられてなる請
   求項１又は２又は３記載の内面加工可能なマシニングセ
   ンタ。