JP2002346870A - ツインスピンドル型切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のモーターパワーと負荷容量のスピンドル
ユニットを有するツインスピンドル型切削装置であって
も、単一ブレードによる重切削やマルチブレードによる
マルチ切削が可能な切削装置を提供すること。 【解決手段】ワークを切削するブレードユニット１４を
フレキシブルカップリング１６、１６を介して、２本の
スピンドルユニット１２、１２Ａで両持ちに挟持した切
削部１１を設け、該２本のスピンドルユニット１２、１
２Ａを同時に同じ方向に同じ距離だけ一体的に移動させ
るコントローラ４０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は切削装置に関し、 特
に２本のスピンドルユニットを対向配置したツインスピ
ンドル型切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２本のスピンドルユニットを対向配置し
た従来のツインスピンドル型切削装置は、例えば特開平
１０−６４８５３公報に記載のように、スピンドルの先
端に夫々ブレードを取付け、該ブレードを高速回転させ
てワークを切削している。この特開平１０−６４８５３
公報に記載の従来のツインスピンドル型切削装置では、
２本のスピンドルユニットはＹ方向に夫々独立してイン
デックス送りされると共に、垂直方向であるＺ方向に夫
々切込み送りされるように構成され、ワークを載置した
ワークテーブルがＸ方向に切削送りされることによって
ワークが加工されるようになっている。このように構成
された従来のツインスピンドル型切削装置では、２本の
スピンドルに夫々１枚づつ取付けられた同種のブレード
で、ワークの２本のストリートを同時に加工したり、２
本のスピンドルに夫々１枚づつ取付けられた異種のブレ
ードで異なる加工を同時に行うことがなされていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のツ
インスピンドル型切削装置では、各スピンドルの先端に
ブレードを取付け、片持ちで支持する構造になってい
る。このため、ラジアル剛性が低く、ブレードの回転駆
動パワーもスピンドルユニットに組み込まれた高周波モ
ータの出力で決められているので、重切削や複数枚のブ
レードを用いたマルチブレード切削には不向きであっ
た。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、従来のモーターパワーと付加容量のスピンド
ルユニットを有するツインスピンドル型切削装置であっ
ても、単枚ブレードによる重切削やマルチブレードによ
るマルチ切削が可能な切削装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、請求項１に記載のように、一直線上に対
向して配置された２本のスピンドルユニットを有するツ
インスピンドル型切削装置において、ワークを切削する
ブレードユニットを前記２本のスピンドルユニットで挟
持した切削部を有していることを特徴としている。

【０００６】請求項１に記載の発明によれば、ワークを
切削するブレードユニットを前記２本のスピンドルユニ
ットで挟持しているので、前記ブレードユニットは両持
ちで保持されると共に、ラジアル及びスラストの付加容
量が夫々２倍になり、モータパワーも２倍になる。従っ
て重切削に対応することができる。

【０００７】更に本発明は、請求項２に記載のように、
前記ブレードユニットと前記２本のスピンドルユニット
とは、夫々軸継手を介して連結されていることを特徴と
している。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、前記ブレ
ードユニットと前記２本のスピンドルユニットとは、夫
々軸継手を介して連結されているので、前記ブレードユ
ニットと前記２本のスピンドルとは互いに抜き差しが可
能であり、ブレードユニットの交換が容易である。

【０００９】更に請求項３に記載のように本発明は、前
記軸継手は、フレキシブルカップリングであることを特
徴としている。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、前記ブレ
ードユニットと前記２本のスピンドルユニットとを連結
している軸継手がフレキシブルカップリングであるの
で、前記２本のスピンドルの軸心の傾きやズレを吸収し
て前記ブレードユニットを回転することができる。

【００１１】また本発明は、請求項４に記載のように、
前記ブレードユニットを挟持した２本のスピンドルユニ
ットを、同時に同一方向に同じ距離を一体的に駆動する
コントローラを有することを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、２本のス
ピンドルユニットは、同一方向に同じ距離を同時に移動
するので、前記ブレードユニットと前記２本のスピンド
ルユニットとは一体的に連結されたまま切込み送りとイ
ンデックス送りとがなされる。

【００１３】このように本発明によれば、ツインスピン
ドル型切削装置の２本のスピンドルユニットの負荷容量
とモーターパワーを１つにまとめて使用するようになっ
ているので、通常は従来のツインスピンドル型切削装置
として使用し、必要に応じ、前記ブレードユニットと２
本のスピンドルユニットとを一体的に連結して重切削を
行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る切削装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚
各図において、同一の部材については同一の番号を付し
ている。

【００１５】図１は、２本のスピンドルユニットが対向
配置されたツインスピンドル型切削装置の外観を示す斜
視図であり、図２は２本のスピンドルユニットの取付け
関係を示す斜視図である。

【００１６】図１に示すように、ツインスピンドル型切
削装置１０では、切削部１１には２本のスピンドル（第
１スピンドルユニット１２と第２スピンドルユニット１
２Ａ）がＹ方向に対向して配置されている。また、Ｘテ
ーブル３２には加工するワークを載置するワークテーブ
ル３０が組み込まれていて、ワークをＸ方向に切削送り
する。またツインスピンドル型切削装置１０には、装置
外部と前記ワークを受渡しするロードポート６０、前記
ワークの搬送手段６２、及び加工後のワークを洗浄する
洗浄部６４がある。第１スピンドルユニット１２及び第
２スピンドルユニット１２Ａは図示しない高周波モータ
内臓型エアーベアリングスピンドルで、図２に示すよう
に、夫々ホルダ１８を介してＺテーブル２０に保持され
ている。Ｚテーブル２０はＹテーブル２２に設けられた
Ｚガイド２０Ａ、２０Ａにガイドされ、図示しないボー
ルネジとステッピングモータによってＺ方向に切込み送
りされる。Ｙテーブル２２は、Ｙベース２２Ｃに設けら
れたＹガイド２２Ａ、２２Ａでガイドされ、同じく図示
しないボールネジとステッピングモータによってＹ方向
にインデックス送りされる。このような構造により、第
１スピンドルユニット１２の第１スピンドル１３及び第
２スピンドルユニット１２Ａの第２スピンドル１３Ａ
は、Ｚ方向の切込み送りとＹ方向のインデックス送りと
がされるように構成されている。

【００１７】図３は、本発明の主要部分の切削部１１を
説明する平面図である。図３において、ブレードユニッ
ト１４は複数枚のブレード１４Ａ、１４Ａ、…、ユニッ
ト本体１４Ｂ、クランプボルト１４Ｃ、及びリング状の
スペーサ１４Ｄ、１４Ｄ、…から構成されている。ドー
ナツ型のブレード１４Ａ、１４Ａ、…は、隣同士に夫々
スペーサ１４Ｄ、１４Ｄ、…を介してユニット本体１４
Ｂに組み込まれ、クランプボルト１４Ｃで固定される。
この場合、クランプボルト１４Ｃの小径部１４Ｈがユニ
ット本体１４Ｂの穴部１４Ｇとの嵌め合いで案内され、
ユニット本体１４Ｂのメネジ１４Ｅとクランプボルト１
４Ｃのオネジ１４Ｆとで締め込まれる。ユニット本体１
４Ｂとクランプボルト１４Ｃに設けられている小穴１４
Ｉ、１４Ｉ、…は両者を締め込むときに用いられるカニ
メレンチの突起部が挿入される穴である。ブレードユニ
ット１４の軸心の一方に形成されたシャフト１４J と前
記第１スピンドルユニット１２の第１スピンドル１３と
は、フレキシブルカップリング１６で連結されている。
フレキシブルカップリング１６は、ゴム等の弾性部材を
介してジョイント部材同士を結合したたわみ軸継手が用
いられている。また、シャフト１４J とフレキシブルカ
ップリング１６及びフレキシブルカップリング１６と第
１スピンドル１３とは夫々抜き差し可能な構造となって
おり、差し込まれた状態で回転を伝達するようになって
いる。ブレードユニット１４の軸心の他方に形成された
シャフト１４J と前記第２スピンドルユニット１２Ａの
第２スピンドル１３Ａとの間も同じくフレキシブルカッ
プリング１６で連結されると共に、夫々抜き差し可能な
構造となっている。

【００１８】ツインスピンドル型切削装置１０のコント
ローラ４０は、図４の１点鎖線内に示すような構成にな
っている。図４に示すように、コントローラ４０は、操
作部５２、表示部５４、記憶部５６、及び制御装置５０
を有し、更に第１スピンドルユニット１２及び第２スピ
ンドルユニット１２Ａの夫々に対応する第１スピンドル
駆動装置４６、第２スピンドル駆動装置４６Ａ、第１Ｙ
軸駆動装置４２、第２Ｙ軸駆動装置４２Ａ、第１Ｚ軸駆
動装置４４、第２Ｚ軸駆動装置４４Ａ、及びＸ軸駆動装
置４８を有している。

【００１９】このように構成された本発明のツインスピ
ンドル型切削装置１０の作用を説明する。先ず、多数枚
のブレード１４Ａ、１４Ａ、…を組み込んだブレードユ
ニット１４が、フレキシブルカップリング１６、１６を
介して対向する第１スピンドル１３と第２スピンドル１
３Ａとで挟持されている。このツインスピンドル型切削
装置１０のロードポート６０に被加工物であるワークが
投入されると、搬送手段６２が該ワークをワークテーブ
ル３０上に載置する。次いでＸテーブル３２がワークを
載置したワークテーブル３０を切削部１１に搬送する。
切削部１１では、第１スピンドル駆動装置４６、第２ス
ピンドル駆動装置４６Ａが第１スピンドルユニット１２
及び第２スピンドルユニット１２Ａに内蔵された夫々の
高周波モータを同時に回転駆動する。これによりブレー
ドユニット１４は第１スピンドル１３と第２スピンドル
１３Ａとで両持ちで挟持された状態で高速回転される。
次に、第１Ｚ軸駆動装置４４、第２Ｚ軸駆動装置４４Ａ
が夫々第１Ｙ・Ｚ駆動機構２４、第２Ｙ・Ｚ駆動機構２
４Ａの各Ｚ軸モータを駆動して第１スピンドルユニット
１２及び第２スピンドルユニット１２Ａを同時にＺ軸方
向の切込み送りを行う。これによりブレードユニット１
４は第１スピンドル１３と第２スピンドル１３Ａとで両
持ちで挟持された状態でＺ軸方向に切込み送りされる。
ここでＸ軸駆動装置４８がＸ軸駆動機構３４のＸ軸モー
タを駆動して、Ｘテーブル３２をＸ軸方向に切削送りす
る。Ｘテーブル３２にはワークを載置したワークテーブ
ル３０が組み込まれているので、ワークはＸ軸方向に切
削送りされる。この前記ブレードユニット１４の高速回
転とワークのＸ軸方向切削送りによって、ワークが前記
ブレード１４Ａの枚数分だけ同時に切削加工される。次
に、第１Ｙ軸駆動装置４２、第２Ｙ軸駆動装置４２Ａが
夫々第１Ｙ・Ｚ駆動機構２４、第２Ｙ・Ｚ駆動機構２４
Ａの各Ｙ軸モータを駆動して第１スピンドルユニット１
２及び第２スピンドルユニット１２Ａを同時にＹ軸方向
に必要量だけインデックス送りを行う。これによりブレ
ードユニット１４は第１スピンドル１３と第２スピンド
ル１３Ａとで両持ちで挟持された状態でＹ軸方向にイン
デックス送りされる。このようにワークの切削送りとブ
レードユニット１４のインデックス送りとを繰り返して
ワークは切削加工される。これらの動作は、予めコント
ローラ４０の操作部５２から入力され、記憶部５６に記
憶されている切削シーケンスに基づいて、制御装置５０
の制御下で行われる。尚、第１Ｙ・Ｚ駆動機構２４、第
２Ｙ・Ｚ駆動機構２４Ａは夫々Ｙ軸及びＺ軸のリニアス
ケールからなる位置センサを有しており、夫々第１スピ
ンドルユニット１２及び第２スピンドルユニット１２Ａ
の現在位置を高分解能で逐一コントローラ４０の制御装
置５０にフィードバックし、制御装置５０はこのフィー
ドバック信号によって各軸を精密に駆動制御している。
この精密な駆動制御により、第１スピンドルユニット１
２及び第２スピンドルユニット１２Ａは同時に、同一方
向に、同じ距離を、一体的に駆動される。また、第１ス
ピンドルユニット１２及び第２スピンドルユニット１２
Ａの各軸の移動における真直度誤差及び位置決め誤差か
ら生ずる第１スピンドル１３、及び第２スピンドル１３
Ａの軸心同士の多少の位置ズレや傾きは、フレキシブル
カップリング１６、１６によって吸収される。このよう
にして全ての加工が終了すると、ワークは前記搬送手段
６２によって洗浄部６４に搬送され、洗浄後は前記ロー
ドポートに戻される。

【００２０】以上説明したように、本発明によれば、ブ
レードユニット１４が第１スピンドル１３と第２スピン
ドル１３Ａとで両持ちで挟持されているので、ラジアル
剛性及びスラスト剛性が倍増し、モーターパワーも２倍
の出力となるため、ブレード１４Ａを多数枚使用したマ
ルチ切削が可能になり、単枚ブレードでも重切削が可能
になる。また、ブレードユニット１４とフレキシブルカ
ップリング１６、１６とは抜き差し可能に構成されてい
るので、ブレードユニット１４の交換が容易である。

【００２１】なお、前述の実施の形態では、第１スピン
ドルユニット１２と第２スピンドルユニット１２Ａとが
夫々独立してＹ方向及びＺ方向に移動できる通常のツイ
ンスピンドル型切削装置をベースにして実施の形態を説
明したが、本発明の切削部１１を組み込んだ専用機とし
て実施してもよい。またフレキシブルカップリング１６
をゴム等の弾性部材を介してジョイント部材同士を結合
したたわみ軸継手を用いたが、これに限らず、こま形自
在軸継手、オルダム軸継手、歯車形軸継手、セレーショ
ン軸継手、あるいはパウダカップリングや流体軸継手等
々、等速形自在軸継手であれば種々のカップリングが利
用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
ークを切削するブレードユニットを前記２本のスピンド
ルユニットで両持ちで挟持しているので、ラジアル及び
スラストの付加容量が夫々２倍になり、モータパワーも
２倍になる。従って単枚ブレードによる重切削やマルチ
ブレードによるマルチ切削が可能になる。

【００２３】また、前記ブレードユニットと前記２本の
スピンドルユニットとは、夫々軸継手を介して連結され
ているので、前記ブレードユニットと前記２本のスピン
ドルとは互いに抜き差しが可能になり、ブレードユニッ
トの交換が容易である。

【００２４】更に、前記ブレードユニットと前記２本の
スピンドルユニットとを連結している軸継手がフレキシ
ブルカップリングであるので、前記２本のスピンドルの
軸心の傾きやズレを吸収して前記ブレードユニットを回
転することができる。

【００２５】また、２本のスピンドルユニットは、同一
方向に同じ距離を同時に移動するので、前記ブレードユ
ニットと前記２本のスピンドルユニットとは一体的に連
結されたまま切込み送りとインデックス送りとがなされ
る。

【００２６】このように本発明では、ツインスピンドル
型切削装置の２本のスピンドルユニットの負荷容量とモ
ーターパワーを１つにまとめて使用するようになってい
るので、通常は従来のツインスピンドル型切削装置とし
て使用し、必要に応じ、前記ブレードユニットと２本の
スピンドルユニットとを一体的に連結して重切削を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るツインスピンドル型
切削装置の外観斜視図

【図２】本発明の実施の形態に係るツインスピンドル型
切削装置の２本のスピンドルユニットの取付け関係を示
す斜視図

【図３】本発明の実施の形態に係るツインスピンドル型
切削装置の主要部分である切削部を説明する平面図

【図４】本発明の実施の形態に係るツインスピンドル型
切削装置の制御関係を説明するブロック図

【符号の説明】

１０…ツインスピンドル型切削装置、１１…切削部、１
２…第１スピンドルユニット、１２Ａ…第２スピンドル
ユニット、１４…ブレードユニット、１６…フレキシブ
ルカップリング、４０…コントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一直線上に対向して配置された２本のスピ
   ンドルユニットを有するツインスピンドル型切削装置に
   おいて、ワークを切削するブレードユニットを前記２本
   のスピンドルユニットで挟持した切削部を有しているこ
   とを特徴とするツインスピンドル型切削装置。
2. 【請求項２】前記ブレードユニットと前記２本のスピン
   ドルユニットとは、夫々軸継手を介して連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のツインスピンドル型
   切削装置。
3. 【請求項３】前記軸継手は、フレキシブルカップリング
   である請求項１又は請求項２に記載のツインスピンドル
   型切削装置。
4. 【請求項４】前記ブレードユニットを挟持した２本のス
   ピンドルユニットを、同時に同一方向に同じ距離を一体
   的に駆動するコントローラを有することを特徴とする請
   求項１、２、又は３の内いずれか１項に記載のツインス
   ピンドル型切削装置。