JP2005088098A - マシニングセンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 １台の機械本体で横形，立形タレットヘッドの何れにも対応できるマシニングセンタを提供する。
【解決手段】 ベッド２上に固着されたコラム３によりサドル４をＸ軸方向に移動可能に支持し、該サドル４によりタレットベース５をＹ軸方向に移動可能に支持し、該タレットベース５によりクイル６をＺ軸方向に移動可能に支持し、該クイル６に、複数の工具Ｔが上記クイル軸線Ｃを中心とする円周上に位置するように、かつクイル軸線Ｃと平行に配置された横形タレットヘッド２０と、複数の工具が上記クイル軸と直角方向に放射状をなすように配置された立形タレットヘッド５０とを選択的に着脱可能に装着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タレットヘッドを備えたマシニングセンタに関する。

一般に、タレットヘッドを備えたマシニングセンタでは、工具の軸線を水平に向けてワーク加工を行なうようにした横形マシニングセンタ（例えば、特許文献１参照）と、工具の軸線を垂直に向けてワーク加工を行なうようにした立形マシニングセンタ（例えば、特許文献２参照）とがあり、ワーク形状や穴，溝，面加工等の加工種類に応じて採用されている。
特開平６−１３４６４０号公報 実開平９−５２９号公報

ところで、ユーザ側で横形，立形のマシニングセンタをそれぞれ設置するとなると、設置スペースが拡大するとともに、設備コストが上昇するという問題がある。またメーカ側で横形と立形とをそれぞれ製造する場合には、生産コストが高くつくという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、１台の機械本体で横形，立形タレットヘッドの何れにも対応できるマシニングセンタを提供することを目的としている。

請求項１の発明は、ベッド上に固着されたコラムによりサドルを左右（Ｘ軸）方向に移動可能に支持し、該サドルによりタレットベースを上下（Ｙ軸）方向に移動可能に支持し、該タレットベースによりクイルを前後（Ｚ軸）方向に移動可能に支持し、該クイルに、複数の工具がクイル軸を中心とする円周上に位置し、かつクイル軸と平行となるよう配置された横形タレットヘッドと、複数の工具が上記クイル軸と直角方向に放射状をなすように配置された立形タレットヘッドとを選択的に着脱可能に装着したことを特徴とするマシニングセンタである。

請求項２の発明は、請求項１において、上記横形，立形タレットヘッドは、上記クイルにより両者共通のタレット軸を回転割り出し可能に支持し、該タレット軸に横形タレット本体又は立形タレット本体を選択的に着脱可能に装着するように構成されていることを特徴としている。

請求項１の発明のマシニングセンタでは、横形タレットヘッドと立形タレットヘッドとを選択的に着脱可能としたので、ユーザ側ではワークの形状，加工の種類に応じて横形，立形タレットヘッドの何れかに取り替えることにより１台の機械本体で横形，立形の何れにも対応でき、設置スペースを縮小できるとともに、設備コストを低減できる。

またメーカ側ではユーザの注文に応じて横形，立形タレットヘッドの何れかを組み付けるだけで済み、機械本体を共通化でき、製造コストを低減できる。

請求項２の発明では、横形，立形タレットヘッド自体の構造を、両者共通のタレット軸に横形タレット本体又は立形タレット本体の何れかを選択的に着脱可能としたので、各種の工具が装着されるタレット本体のみを別途準備するだけで済み、共通部分を増やすことができ、さらなるコストの低減が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図６は、本発明の一実施形態によるマシニングセンタを説明するための図であり、図１は横形タレットヘッドを備えたマシニングセンタの斜視図、図２は横形タレットヘッドの断面図、図３は工具駆動モータの断面図、図４は横形タレットヘッドが装着されたマシニングセンタの斜視図、図５は立形タレットヘッドが装着されたマシニングセンタの斜視図、図６は立形タレットヘッドの正面図である。

図において、１は後述する横形タレットヘッド２０を備えたマシニングセンタを示しており、これは概ね縦横寸法が５００〜８００ｍｍ程度で、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向における加工ストロークが１５０ｍｍ程度の卓上型のものである。

上記マシニングセンタ１は、機械正面から見て、有底箱状の固定ベッド２の後端部２ａに垂直上方に延びるコラム３を固着し、該コラム３によりサドル４を左右（Ｘ軸）方向に移動可能に支持し、該サドル４によりタレットベース５を上下（Ｙ軸）方向に移動可能に支持し、該タレットベース５によりクイル６を前後（Ｚ軸）方向に移動可能に支持した概略構造を有している。上記固定ベッド２の前端部２ｂにはワークＷが搭載されるテーブル７が配設されている。

上記コラム３は中央部に開口を有する矩形枠状に形成されている。このコラム３の前面には上下一対のガイドレール８，８が配設されており、該各ガイドレール８により上記サドル４がＸ軸方向に移動可能に支持されている。該サドル４はコラム３の上面に配設されたボールねじ９ａとサーボモータ９ｂにより往復駆動される。

上記サドル４は上ベース１１と下ベース１２とを左右の支柱１３，１３により結合することにより中央部に開口を有する枠状に形成されている。この左右の支柱１３の前面にはガイドレール１４が配設されており、該左右のガイドレール１４により上記タレットベース５のフランジ部５ｃ，５ｃがＹ軸方向に移動可能に支持されている。該タレットベース５は上，下ベース１１，１２により軸支された左右のボールねじ１５ａ，１５ａとサーボモータ１５ｂ，１５ｂにより往復駆動される。

上記タレットベース５はサドル４及びコラム３の開口内を通って後方に延びる概ね直方体状に形成されたベース本体５ｂの左，右にフランジ部５ｃ，５ｃを形成したものである。上記ベース本体５ｂの軸芯部には摺動孔５ａが形成されており、該摺動孔５ａ内に上記クイル６がＺ軸方向に摺動可能にかつ回転不能に挿入されている。該クイル６と摺動孔５ａとの間はシール部材１６によりシールされている。このクイル６はタレットベース５のベース本体５ｂの略全長に渡る長さを有する円筒状のもので、コラム３の背面側に配設された不図示のボールねじ，サーボモータにより往復駆動される。

上記クイル６の前端部には上記横形タレットヘッド２０が着脱可能に装着されている。この横形タレットヘッド２０は、上記クイル６内に挿入され、軸受２３，２４を介して回転可能に支持された円筒状のタレット軸２２と、該タレット軸２２の前端面２２ａに複数本のボルト２６により着脱可能に締結固定された横形タレット本体２５とを有している。

上記横形タレット本体２５は、軸芯部に凹部２５ａを有する円形のドラム本体２５ｂの外周部に所定角度間隔をあけて複数のモータ取付け孔２５ｃを形成した構造のものであり、該ドラム本体２５ｂの底壁部２５ｅは上記凹部２５ａを介して挿入された上記ボルト２６により上記タレット軸２２に取付けられている。また上記底壁部２５ｅには後方に突出する円筒状のフランジ部２５ｄが形成されている。

上記各モータ取付け孔２５ｃにはそれぞれ工具駆動モータ３３がこれの回転軸線Ｒがクイル軸線Ｃと平行になるよう装着されている。この各工具駆動モータ３３は、ドラム本体２５ｂに固定されたハウジング３８内に軸受３９，３９を介して回転軸４０を回転自在にかつ軸方向に移動不能に挿入し、該回転軸４０の外周面にロータ４１を配置するとともに、ハウジング３８の内周面にロータ４１と対向するようにステータ４２を配置した構造となっている。なお、４３は回転軸４０の回転速度・回転角度を検出するセンサである。

上記各工具駆動モータ３３の回転軸４０には工具Ｔが装着されたコレット４５がテーパ嵌合により固定されている。この各工具Ｔは、タレット本体２５の前端面のクイル軸線Ｃを中心とする円周上に位置するように、かつクイル軸線Ｃと平行になるよう配置されている。このようにして各工具駆動モータ３３は工具毎に設けられており、各工具Ｔをそれぞれ独立して回転駆動するように構成されている。

上記横形タレットヘッド２０にはクイル軸線Ｃ回りに所望の工具Ｔを所定の加工位置に回転割り出し位置決めする回転割り出し機構２８が配設されており、該回転割り出し機構２８は、以下の構造となっている。

上記クイル６の前端部に形成された外周フランジ部２１ａには環状の固定側カップリング２９がボルト３０により締結固定されている。該固定側カップリング２９の外側には環状の旋回側カップリング３１が同軸をなすように配置されており、該旋回側カップリング３１は上記タレット本体２５のフランジ部２５ｄにボルト３２により締結固定されている。

上記フランジ部２５ｄとクイル６の外周フランジ部２１ａより前側部分との間には断面凸形状の環状の結合カップリング３５が上記固定側，旋回側カップリング２９，３１の両方に噛合する噛合位置と、該両カップリング２９，３１との噛合を解除する噛合解除位置との間で軸方向に進退可能に配置されている。

この結合カップリング３５は、上記クイル６の前端部２１ｂにボルト締め固定された断面凹状のシリンダ部材３６に係合可能に支持されており、該結合カップリング３５とシリンダ部材３６とで形成された油圧室３７，３７に油圧を供給することにより軸方向に進退駆動される。

上記タレット軸２２の後端部２２ｂにはウォームホイール４０が固着されており、該ウォームホイール４０には不図示の回転割り出し駆動モータにより回転駆動されるウォームギヤ４１が噛合している。

上記結合カップリング３５が固定側，旋回側カップリング２９，３１の両方に噛合する噛合位置にあるときにはタレット本体２５は所望の工具Ｔが加工位置に位置するように位置決め固定されており、該加工位置にある工具Ｔで切削加工が行なわれる。

次加工工具を加工位置に割り出すには、結合カップリング３５が油圧により噛合解除位置に前進して両カップリング２９，３１との噛合を解除する。これによりタレット軸２２及びタレット本体２５がクイル６に対して回転可能となり、回転割り出しモータによりタレット本体２５が回転し、次加工工具を加工位置に回転割り出しする。次加工工具が加工位置に割り出されると、結合カップリング３５が油圧により噛合位置に後退して固定側，旋回側カップリング２９，３１の両方に噛合する。その結果、タレット本体２５は位置決め固定され、次加工工具により切削加工が行なわれる。

図５は立形タレットヘッド５０を備えたマシニングセンタ１を、図６は立形タレットヘッド５０をそれぞれ示している。上記立形タレットヘッド５０の立形タレット本体５１は軸芯部に凹部５１ａを有する六角形状のドラム本体５１ｂの各外壁部５１ｃに各種の工具Ｔを上述のクイル軸線Ｃに対して直角方向に放射状をなすように配置した構造となっている。上記立形タレットヘッド５０のタレット軸（不図示）は上記横形タレットヘッド２０のタレット軸２２と共通となっている。

また上記ドラム本体５１ｂには各工具Ｔが装着された工具駆動モータ５２がクイル軸線Ｃに対して直角方向に向けて装着されている。なお工具駆動モータの基本的な構造は上述のものと同様である。

上記マシニングセンタ１に装着された横形タレットヘッド２０を立形タレットヘッド５０に取り替えるには、まず旋回側カップリング３１を固定している各ボルト３２を取り外し、横形タレット本体２５の凹部２５ａの各ボルト２６を取り外し、この状態で横形タレット本体２５を前方に取り外す。次に、立形タレット本体５１を前側からタレット軸２２の先端面に当接させ、凹部５１ａにて上記各ボルト２６を締め付け、該立形タレット本体５１に上記各ボルト３２を締め付けて旋回側カップリング３１を固定する。

またユーザの注文に応じて横形タレットヘッド２０又は立形タレットヘッド５０の何れかを取付けるには、両者共通のタレット軸２２及び回転割り出し機構２８をクイル６に組み付け、これらの共通部品に横形タレット本体２５又は立形タレット本体５１の何れかを組み付けることとなる。

このように本実施形態によれば、１台のマシニングセンタ１に横形タレットヘッド２０と立形タレットヘッド５０とを選択的に着脱可能に装着したので、ユーザ側ではワークの形状，加工の種類に応じて横形，立形タレットヘッド２０，５０の何れかに取り替えることにより１台のマシニングセンタ１で横形，立形の何れにも対応でき、設置スペースを縮小できるとともに、設備コストを低減できる。

またメーカ側ではユーザの注文に応じて横形，立形タレットヘッド２０，５０の何れかを組み付けるだけで済み、マシニングセンタ１の大部分を共通化でき、製造コストを低減できる。

また本実施形態では、横形，立形タレットヘッド２０，５０自体を、両者共通のタレット軸２２に横形タレット本体２５又は立形タレット本体５１の何れかを選択的に装着する構造としたので、各タレット本体２５，５１のみを別途準備するだけで済み、横形，立形タレットヘッド自体についても部品を共通化することができ、さらなるコストの低減が可能となる。

本発明の一実施形態による横形タレットヘッドを備えたマシニングセンタの斜視図である。 上記横形タレットヘッドの断面図である。 上記横形タレットヘッドの工具駆動モータの断面図である。 上記横形タレットヘッドが装着されたマシニングセンタの斜視図である。 立形タレットヘッドが装着されたマシニングセンタの斜視図である。 上記立形タレットヘッドの正面図である。

符号の説明

１ マシニングセンタ
２ 固定ベッド
３ コラム
４ サドル
５ タレットベース
６ クイル
２０ 横形タレットヘッド
２２ タレットベース
２５ 横形タレット本体
５０ 立形タレットヘッド
５１ 立形タレット本体
Ｃ クイル軸線
Ｔ 工具

Claims (2)

1. ベッド上に固着されたコラムによりサドルを左右（Ｘ軸）方向に移動可能に支持し、該サドルによりタレットベースを上下（Ｙ軸）方向に移動可能に支持し、該タレットベースによりクイルを前後（Ｚ軸）方向に移動可能に支持し、該クイルに、複数の工具がクイル軸を中心とする円周上に位置し、かつクイル軸と平行となるよう配置された横形タレットヘッドと、複数の工具が上記クイル軸と直角方向に放射状をなすように配置された立形タレットヘッドとを選択的に着脱可能に装着したことを特徴とするマシニングセンタ。
2. 請求項１において、上記横形，立形タレットヘッドは、上記クイルにより両者共通のタレット軸を回転割り出し可能に支持し、該タレット軸に横形タレット本体又は立形タレット本体を選択的に着脱可能に装着するように構成されていることを特徴とするマシニングセンタ。

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