JP2002292510A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】工具に嵌挿されたガイドブッシュを、ワークに
対し迅速かつ円滑に位置決めし、前記工具を介してワー
クの加工作業を効率的に行うことを可能にする。 【解決手段】ガイドブッシュ１２が嵌挿された工具１４
を装着する主軸ユニット１６と、前記主軸ユニット１６
を基台１８上で進退させる第１駆動機構２０と、前記ガ
イドブッシュ１２を保持するガイドブッシュ保持ユニッ
ト２２と、前記ガイドブッシュ保持ユニット２２を前記
主軸ユニット１６とは個別に進退させる第２駆動機構２
４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸ユニットに装
着された工具をガイドブッシュで支持した状態で、前記
工具によりワークを加工する加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具として、例えば、ボーリングバーや
ガンドリル等の長尺なツールバーを用い、ワークに対し
て穴開け加工を行う加工装置が用いられている。この種
の加工装置では、ツールバーの軸長さが長尺であるため
に、加工作業時にこのツールバーをガイドブッシュに挿
入して前記ツールバーの芯出しを行う必要がある。

【０００３】ところが、複数のツールバーを収容し、各
ツールバーを主軸に対して自動的に交換可能な自動工具
交換装置（ＡＴＣ）が採用されている場合、それぞれの
ツールバーに対応した専用のガイドブッシュを複数用意
し、各ガイドブッシュを自動的に使い分けるための自動
ブッシュ割り出し装置が必要となっている。これによ
り、装置全体の構造が複雑かつ大型化するという不具合
が指摘されている。

【０００４】そこで、例えば、特開平６−７９５６８号
公報に開示されているように、各ツールバーには、それ
ぞれのツールバー専用のガイドブッシュを予め挿入して
支持させる一方、ガイドヘッドには前記ガイドブッシュ
をチャッキングするチャックを設けておき、ツール交換
時に切削加工ユニットから除去されるツールバーおよび
ツール交換によって切削加工ユニットに装着された直後
のツールバーを、前記切削加工ユニット毎に前進後退動
作させながら前記チャックを開閉動作させることによ
り、前記ガイドヘッドに対するガイドブッシュの着脱並
びにガイドヘッドとツールバーとの間の該当するガイド
ブッシュの受け渡しを行うツール交換方法が知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、ガイドヘッドがワークに近接して固定さ
れており、まず、ツールバーを前進させて予めこのツー
ルバーに挿入支持されているガイドブッシュを前記ガイ
ドヘッドに受け渡した後、前記ツールバーを後退させて
ワークを搬入し、再度、前記ツールバーを前進させるこ
とにより、前記ワークの加工作業を行っている。

【０００６】このように、予めツールバーに支持されて
いるガイドブッシュをガイドヘッドに受け渡してチャッ
キングする作業と、このチャッキング作業を行うべく前
進したツールバーを一旦後退させるとともに、ワークを
パレット上に搬入する作業と、前記ツールバーを前進さ
せて前記ワークを加工する作業とが必要になり、作業全
体が煩雑化するとともに、時間のかかるものとなってし
まう。

【０００７】しかも、ツールバーに支持されているガイ
ドブッシュを、固定式のガイドヘッドに挿入しなければ
ならず、前記ツールバーを前記ガイドベッドに対して高
精度に位置合わせする必要がある。これにより、ガイド
ブッシュをガイドヘッドに円滑に受け渡す作業が困難で
あるとともに、構造が複雑化するという問題が指摘され
ている。

【０００８】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、簡単な構成で、工具に嵌挿されたガイドブッシュを
ワークに対して良好かつ迅速に配置し、効率的な加工作
業を遂行することが可能な加工装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る加工装置で
は、予めガイドブッシュが嵌挿されている工具が主軸ユ
ニットに装着されており、ガイドブッシュ保持ユニット
が、前記ガイドブッシュを保持して第２駆動機構の作用
下にワークに近接して配置された状態で、前記主軸ユニ
ットが第１駆動機構の作用下に前記ワーク側に移動す
る。従って、主軸ユニットを介して回転駆動される工具
は、ワークの近傍でガイドブッシュにより確実に支持さ
れるため、前記工具にぶれ等が発生することがなく、こ
のワークを良好かつ円滑に加工することができる。

【００１０】しかも、ガイドブッシュを保持するガイド
ブッシュ保持ユニットは、第２駆動機構の作用下に主軸
ユニットとは個別にワークに対して進退する。このた
め、ガイドブッシュ保持ユニットの移動作用下にガイド
ブッシュがワークの近傍に配置された後、主軸ユニット
に装着されている工具を介して前記ワークの加工を即座
に開始することができ、加工作業全体の効率化が容易に
遂行可能となる。

【００１１】また、ガイドブッシュにホルダ部材が設け
られるとともに、ガイドブッシュ保持ユニットには、前
記ホルダ部材を着脱可能なクランプ機構が設けられてい
る。従って、ガイドブッシュが嵌挿された工具を、ガイ
ドブッシュ保持ユニットに対して容易に着脱させること
ができ、自動工具交換装置を用いる際にも有効に対応す
ることが可能になる。

【００１２】さらにまた、主軸ユニットおよびガイドブ
ッシュ保持ユニットを、第１および第２駆動機構による
進退方向に直交する方向に一体的に進退させる第３駆動
機構を備えている。これにより、ワークの任意の部位に
対し加工処理を施す際には、第３駆動機構を駆動させる
だけでよく、前記ワークに対する所望の加工作業が効率
的かつ容易に遂行可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
加工装置１０の概略斜視説明図であり、図２は、前記加
工装置１０の一部断面側面図であり、図３は、前記加工
装置１０の一部断面平面図である。

【００１４】加工装置１０は、予めガイドブッシュ１２
が挿通されている工具１４を装着する主軸ユニット１６
と、前記主軸ユニット１６を基台１８上でワークＷに対
して矢印Ｚ方向に進退させる第１駆動機構２０と、前記
工具１４に挿通されている前記ガイドブッシュ１２を保
持するガイドブッシュ保持ユニット２２と、前記ガイド
ブッシュ保持ユニット２２を前記基台１８上で前記主軸
ユニット１６とは個別に矢印Ｚ方向に進退させる第２駆
動機構２４と、前記基台１８を前記第１および第２駆動
機構２０、２４による進退方向に直交する矢印Ｘ方向に
進退させる第３駆動機構２６とを備える。

【００１５】加工装置１０を構成するベース部材２８上
には、互いに平行して矢印Ｘ方向に延在するＸ軸レール
３０ａ、３０ｂが設けられるとともに、前記Ｘ軸レール
３０ａ側に近接して第３駆動機構２６を構成するＸ軸モ
ータ３２が固定される。図４に示すように、Ｘ軸モータ
３２の回転駆動軸３２ａには、ボールねじ３４の一端が
連結されるとともに、前記ボールねじ３４が矢印Ｘ方向
に延在しており、その両端がベース部材２８にベアリン
グ３６を介して回転自在に支持される。ボールねじ３４
にはナット部材３８が螺合しており、このナット部材３
８は、基台１８の下部に設けられている。

【００１６】図２に示すように、基台１８の下部には、
Ｘ軸レール３０ａ、３０ｂに係合するレールガイド４０
ａ、４０ｂが固定される。この基台１８には、第１駆動
機構２０を構成するＺ軸モータ４２が装着され、このＺ
軸モータ４２の回転駆動軸４２ａにボールねじ４４が連
結される。ボールねじ４４の両端部は、基台１８にベア
リング４６を介して回転自在に支持されるとともに、前
記ボールねじ４４にナット部材４８が噛合する。

【００１７】ナット部材４８は、第１テーブル５０の下
部に設けられるとともに、この第１テーブル５０は、基
台１８上に互いに平行して矢印Ｚ方向に延在する第１Ｚ
軸レール５２ａ、５２ｂに摺動自在に支持される。第１
テーブル５０には主軸ユニット１６が装着されており、
この主軸ユニット１６は、モータ５１を介して回転駆動
される主軸５３を備える。この主軸５３には、工具１４
が工具ホルダ５４を介して取り外し自在に装着される。

【００１８】工具１４には、ガイドブッシュ１２が予め
嵌挿されるとともに、前記ガイドブッシュ１２にブッシ
ュホルダ（ホルダ部材）５６が固定されている。このブ
ッシュホルダ５６の外周部には、例えば、図示しない自
動工具交換装置（ＡＴＣ）の爪部により、前記ブッシュ
ホルダ５６および工具１４を一体的に把持するための溝
部５８ａ、５８ｂが設けられている。

【００１９】図１および図３に示すように、第２駆動機
構２４は第２Ｚ軸レール６０を備え、この第２Ｚ軸レー
ル６０が第１テーブル５０に装着される。第２Ｚ軸レー
ル６０の回転駆動軸６０ａには、矢印Ｚ方向に延在する
ボールねじ６２の一端が連結されるとともに、前記ボー
ルねじ６２が有底円筒状のケーシング６４内に収容され
ている。

【００２０】ボールねじ６２にナット部材６６が螺合し
ており、このナット部材６６がガイドブッシュ保持ユニ
ット２２を構成する第２テーブル６８に設けられてい
る。第２テーブル６８は、第１Ｚ軸レール５２ａ、５２
ｂの案内作用下に、第１テーブル５０とは個別に矢印Ｚ
方向に進退可能である。

【００２１】ガイドブッシュ保持ユニット２２の先端部
には、ブッシュホルダ５６を着脱可能なクランプ機構７
０が設けられる。図５に示すように、クランプ機構７０
は、ブッシュホルダ５６を仮クランプするためのボール
プランジャ７２と、スプリング７４を介して主軸５３側
に付勢される円筒状の引き込み部材７６とを備える。こ
の引き込み部材７６の端部には孔部７８が形成され、こ
の孔部７８に挿入されるボール８０が、ブッシュホルダ
５６の外周面に形成されるテーパ面８２に係合自在であ
る。

【００２２】このように構成される加工装置１０の動作
について、以下に説明する。

【００２３】図１乃至図３に示すように、主軸ユニット
１６を構成する主軸５３には、予めガイドブッシュ１２
およびブッシュホルダ５６が嵌挿された工具１４を取り
付けており、このブッシュホルダ５６がクランプ機構７
０を介してガイドブッシュ保持ユニット２２に連結され
ている。

【００２４】そこで、ワークＷが図示しない搬送手段を
介して加工位置に搬送され、図示しないクランプ構造に
より位置決め保持された後、まず、第２駆動機構２４が
駆動される。このため、第２駆動機構２４を構成する第
２Ｚ軸レール６０を介してボールねじ６２が回転され、
このボールねじ６２に噛合するナット部材６６が設けら
れている第２テーブル６８は、工具１４の軸線方向に平
行して矢印Ｚ１方向（ワークＷに近接する方向）に移動
する。

【００２５】ここで、ガイドブッシュ保持ユニット２２
には、クランプ機構７０を介してブッシュホルダ５６が
連結されており、前記ブッシュホルダ５６およびガイド
ブッシュ１２は、工具１４に嵌挿された状態で、このガ
イドブッシュ保持ユニット２２を構成する第２テーブル
６８と一体的に、矢印Ｚ１方向に移動する。

【００２６】図６に示すように、ガイドブッシュ１２が
ワークＷの加工位置近傍まで移動すると、第２駆動機構
２４を構成する第２Ｚ軸レール６０の駆動が停止され
る。次いで、第１駆動機構２０の駆動作用下に、主軸ユ
ニット１６に装着されている工具１４を介してワークＷ
の加工が開始されるとともに、第２駆動機構２４の駆動
作用下に、ガイドブッシュ１２が前記ワークＷの近傍の
一定位置に停止して前記工具１４を案内する。

【００２７】すなわち、第１駆動機構２０を構成するＺ
軸モータ４２の駆動作用下に、ボールねじ４４が回転す
ると、このボールねじ４４に螺合するナット部材４８を
介して第１テーブル５０が矢印Ｚ１方向に移動する。こ
の第１テーブル５０には主軸ユニット１６が装着されて
おり、前記主軸ユニット１６を構成するモータ５１が駆
動される。このため、主軸５３に取り付けられている工
具１４が、前記主軸５３と一体的に回転し、ワークＷ
に、例えば、穴開け加工が開始される（図７参照）。

【００２８】一方、第１テーブル５０上には、第２駆動
機構２４を構成する第２Ｚ軸レール６０が配設されてお
り、前記第１テーブル５０が矢印Ｚ１方向に移動する際
に、第２テーブル６８に支持されているガイドブッシュ
１２をワークＷの近傍で一定位置に停止させるため、前
記第２Ｚ軸レール６０が上記とは逆方向に駆動される。
これにより、第２テーブル６８は、ボールねじ６２およ
びナット部材６６を介して第１テーブル５０に対して矢
印Ｚ２方向に移動し、前記ガイドブッシュ１２を一定位
置に保持している。

【００２９】そして、図８に示すように、工具１４を介
してワークＷの加工が終了すると、第１および第２駆動
機構２０、２４が駆動され、第１および第２テーブル５
０、６８がワークＷから離間する方向（矢印Ｚ２方向）
に移動する。

【００３０】このように、本実施形態では、予めガイド
ブッシュ１２およびブッシュホルダ５６を嵌挿している
工具１４が主軸ユニット１６に装着されており、前記ブ
ッシュホルダ５６がガイドブッシュ保持ユニット２２に
連結されるとともに、前記ガイドブッシュ保持ユニット
２２は、第２駆動機構２４を介して前記主軸ユニット１
６とは個別に矢印Ｚ方向に進退可能に構成されている。

【００３１】このため、工具１４を介してワークＷの加
工を行う際には、まず、第２駆動機構２４の作用下に、
ガイドブッシュ保持ユニット２２を介してガイドブッシ
ュ１２を前記ワークＷの近傍に移動させた後、第１駆動
機構２０の作用下に、前記主軸ユニット１６を矢印Ｚ１
方向に移動させながら前記工具１４を回転駆動するだけ
でよい。

【００３２】これにより、本実施形態では、ガイドブッ
シュ１２をワークＷの所定の位置に配置した後、工具１
４を介して前記ワークＷの所望の位置に迅速かつ円滑に
加工作業を開始することができ、前記加工作業全体の効
率化が容易に図られるという効果が得られる。

【００３３】さらに、本実施形態では、ワークＷの任意
の箇所に加工作業を施す際に、容易かつ迅速に対応する
ことが可能になる。すなわち、図４に示すように、第３
駆動機構２６を構成するＸ軸モータ３２が駆動され、ボ
ールねじ３４の回転作用下に、ナット部材３８を介して
基台１８が矢印Ｘ方向に移動される。そして、工具１４
がワークＷの所定の加工部位に対応して配置される際、
Ｘ軸モータ３２の駆動を停止すれば、前記工具１４およ
びガイドブッシュ保持ユニット２２が前記ワークＷの所
定の加工部位に対応して配置されることになる。従っ
て、ワークＷの任意の箇所に所望の加工作業が迅速かつ
円滑に遂行されるとともに、汎用性に優れるという利点
がある。

【００３４】また、工具１４を主軸ユニット１６に対し
て着脱する際には、図５に示すように、ブッシュホルダ
５６に設けられている溝部５８ａ、５８ｂに、例えば、
図示しないＡＴＣの爪部が係合するとともに、クランプ
機構７０がガイドブッシュ保持ユニット２２を介して矢
印Ｚ２方向に移動される。このため、引き込み部材７６
の端面が主軸ユニット１６の先端面に当接し、前記引き
込み部材７６の孔部７８に挿入されているボール８０が
ブッシュホルダ５６のテーパ面８２から離脱し、該ブッ
シュホルダ５６のクランプ作用が解除される。

【００３５】次に、第１および第２駆動機構２０、２４
の作用下に、主軸ユニット１６およびガイドブッシュ保
持ユニット２２が矢印Ｚ２方向に移動すると、クランプ
機構７０からブッシュホルダ５６が取り外されるととも
に、工具１４が主軸５３から取り出される。そこで、新
たなガイドブッシュ１２が嵌挿されている新たな工具１
４が主軸ユニット１６に装着されるとともに、クランプ
機構７０を介して前記新たなガイドブッシュ１２に固定
されている新たなブッシュホルダ５６がガイドブッシュ
保持ユニット２２に連結される。

【００３６】なお、本実施形態では、基台１８を介して
主軸ユニット１６およびガイドブッシュ保持ユニット２
２を一体的に矢印Ｘ方向に進退させるための第３駆動機
構２６を備えているが、これに限定されるものではな
く、前記主軸ユニット１６および前記ガイドブッシュ保
持ユニット２２を図示しないＹ軸方向（Ｘ軸およびＺ軸
方向に直交する方向）にも進退可能なように構成しても
よい。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る加工装置では、ガイドブッ
シュ保持ユニットがガイドユニットを保持してワークに
近接配置された状態で、主軸ユニットが前記ワーク側に
移動することにより、前記ガイドブッシュに支持される
工具を介して該ワークの加工作業が迅速かつ円滑に遂行
される。これにより、ガイドブッシュを介して工具を確
実に支持することができ、ワークに対して所望の加工作
業が高精度に遂行されるとともに、加工作業全体の効率
化が容易に図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る加工装置の概略斜視説
明図である。

【図２】前記加工装置の一部断面側面図である。

【図３】前記加工装置の一部断面平面図である。

【図４】前記加工装置の一部断面背面図である。

【図５】前記加工装置を構成するガイドブッシュ、ブッ
シュホルダおよびクランプ機構の説明図である。

【図６】前記ガイドブッシュをワークに近接する位置に
移動する際の動作説明図である。

【図７】前記ワークに加工を行っている際の動作説明図
である。

【図８】前記ワークの加工が終了した際の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…加工装置 １２…ガイドブッ
シュ １４…工具 １６…主軸ユニッ
ト １８…基台 ２０、２４、２６
…駆動機構 ２２…ガイドブッシュ保持ユニット ３０ａ、３０ｂ…
Ｘ軸レール ３２…Ｘ軸モータ ３４、４４、６２
…ボールねじ ４２…Ｚ軸モータ ５０、６８…テー
ブル ５１…モータ ５２ａ、５２ｂ、
６０…Ｚ軸レール ５４…工具ホルダ ５６…ブッシュホ
ルダ ７０…クランプ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内川 元紀 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 松方 啓一 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3C036 AA16 BB12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予めガイドブッシュが嵌挿されている工具
   を装着する主軸ユニットと、 前記主軸ユニットを、ワークに対して進退させる第１駆
   動機構と、 前記工具に嵌挿されている前記ガイドブッシュを保持す
   るガイドブッシュ保持ユニットと、 前記ガイドブッシュ保持ユニットを、前記主軸ユニット
   とは個別に前記ワークに対して進退させる第２駆動機構
   と、 を備え、ガイドブッシュ保持ユニットが、前記ガイドブ
   ッシュを保持して前記第２駆動機構の作用下に前記ワー
   クに近接して配置された状態で、前記主軸ユニットが前
   記第１駆動機構の作用下に前記ワーク側に移動すること
   により、前記ガイドブッシュに支持される前記工具を介
   して該ワークを加工することを特徴とする加工装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の加工装置において、前記ガ
   イドブッシュにホルダ部材が設けられるとともに、 前記ガイドブッシュ保持ユニットには、前記ホルダ部材
   を着脱可能なクランプ機構が設けられることを特徴とす
   る加工装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の加工装置におい
   て、前記主軸ユニットおよび前記ガイドブッシュ保持ユ
   ニットを、前記第１および第２駆動機構による進退方向
   に直交する方向に一体的に進退させる第３駆動機構を備
   えることを特徴とする加工装置。