JP2006007331A - Machine tool and machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転加工および旋削加工の双方を行うことが可能な複合形の工作機械等に関する。 The present invention relates to a compound machine tool capable of performing both rotary processing and turning processing.
上記工作機械には回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す構成のものがある。回転加工は主軸を軸心線回りに回転させる態様のドリル加工およびタップ加工等を称するものであり、ワークの相対的な静止状態で行われる。旋削加工はワークを主軸に対して相対的に旋回させる態様のフェイシング加工等を称するものであり、主軸の回転停止状態で行われる。
上記工作機械の場合、旋削加工時にワークから工具に反力が作用するので、工具を主軸に円板を介して装着することに基いて工具の主軸に対する回転を円板の摩擦力で拘束している。しかしながら、ワークから工具を通して主軸に反力が伝達される。このため、工具が主軸と共に回転する虞れがあるので、工具の回転防止の点で改善の余地がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、旋削加工時の主軸の回転を防止することができる工作機械および加工方法を提供することにある。
In the case of the above machine tools, a reaction force acts on the tool from the workpiece during turning, so that the rotation of the tool with respect to the spindle is constrained by the frictional force of the disk based on mounting the tool to the spindle via the disk. Yes. However, a reaction force is transmitted from the workpiece through the tool to the spindle. For this reason, since there exists a possibility that a tool may rotate with a main axis | shaft, there exists room for improvement in the point of rotation prevention of a tool.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a machine tool and a machining method capable of preventing rotation of a main shaft during turning.
請求項1記載の工作機械は、回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施すものにおいて、前記主軸と共に回転する回転部材と、前記主軸の回転軸線方向に移動可能に設けられ前記回転部材に係合することに基いて前記主軸の回転を規制し前記回転部材から離間することに基いて前記主軸の回転を許容する係合部材と、前記係合部材を係合状態および離間状態に移動操作する操作機構とを備えたところに特徴を有する。
The machine tool according to
請求項2記載の工作機械は、前記操作機構を駆動する駆動源と、工具の種類を判別する工具判別手段と、前記工具判別手段の判別結果に基いて前記駆動源を駆動制御し前記係合部材を係合状態および離間状態間で移動制御する移動制御手段とを備えたところに特徴を有する。
請求項3記載の工作機械は、前記工具判別手段がワークの加工情報に基いて工具の種類を判別するところに特徴を有する。
The machine tool according to
The machine tool according to
請求項4記載の工作機械、前記主軸の内周面に収納され前記主軸に沿って移動することに基いて工具クランプをクランプ状態およびアンクランプ状態に操作するドローバと、前記主軸の外周面に前記主軸の回転軸線方向に沿って移動可能で且つ前記主軸に対して回転不能に連結され前記ドローバを移動操作する回転部材としてのリングとを備えたところに特徴を有する。
5. The machine tool according to
請求項5記載の工作機械は、前記ドローバを前記リングを介して移動操作するレバーを備え、前記レバーが前記リングに係合することに基いて前記主軸の回転を規制する係合部材として機能するところに特徴を有する。
請求項6記載の工作機械は、前記リングには凹部または凸部が設けられ、前記レバーには前記凹部または前記凸部に係合する凸部または凹部が設けられているところに特徴を有する。
The machine tool according to
The machine tool according to
請求項7記載の加工方法は、回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着しワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す加工方法において、旋削加工を行うときには前記主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて前記主軸の回転を規制し、回転加工を行うときには前記係合部材および前記回転部材間を係合解除することに基いて前記主軸の回転を許容するところに特徴を有する。
The machining method according to
請求項1記載の手段によれば、旋削加工時に係合部材を回転部材に係合させ、主軸そのものの回転を係合部材および回転部材間の係合力で規制することができる。このため、主軸がワークから工具を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具が主軸と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工時には係合部材を回転部材から離間させ、係合部材および回転部材間の係合を解除できるので、旋削加工用の主軸を利用して回転加工を支障なく行うことができる。 According to the first aspect, the engaging member can be engaged with the rotating member at the time of turning, and the rotation of the main shaft itself can be restricted by the engaging force between the engaging member and the rotating member. For this reason, since the main shaft is prevented from rotating by the reaction force transmitted from the workpiece through the tool, the tool does not rotate together with the main shaft. Moreover, since the engaging member can be separated from the rotating member and the engagement between the engaging member and the rotating member can be released at the time of the rotating process, the rotating process can be performed without any trouble using the main shaft for the turning process.
請求項2記載の手段によれば、工具の種類を自動的に判別し、種類の判別結果が旋削である場合には係合部材を回転部材に係合させることに基いて主軸の回転を規制し、種類の判別結果が旋削でない場合には係合部材を回転部材から離間させることができる。このため、使用者がキーボードを操作することに基いて係合部材の動作コマンドを入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。 According to the second aspect of the present invention, the type of tool is automatically determined, and when the type determination result is turning, the rotation of the spindle is restricted based on engaging the engaging member with the rotating member. When the type determination result is not turning, the engaging member can be separated from the rotating member. This eliminates the need for the user to input an operation command for the engaging member based on the operation of the keyboard, thus improving usability.
請求項3記載の手段によれば、ワークの加工情報に基いて工具の種類を自動的に判別している。このため、使用者がキーボードを操作することに基いて種類判別専用の種類情報を入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。
請求項4記載の手段によれば、主軸の回転を規制する回転部材として既存のドローバを操作するリングを利用している。このため、専用の回転部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。
According to the means described in
According to the means of the fourth aspect, a ring for operating an existing draw bar is used as a rotating member for restricting the rotation of the main shaft. For this reason, since it becomes unnecessary to add a dedicated rotating member, the complexity of the mechanical configuration can be suppressed.
請求項5記載の手段によれば、主軸の回転を規制する係合部材として既存のリングを操作するレバーを利用している。このため、専用の係合部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。
請求項6記載の手段によれば、主軸の回転を凹部および凸部間の係合力で規制している。このため、主軸の回転を2面間の摩擦力で規制する場合に比べて規制力が高まるので、工具が主軸と共に回転することが確実に防止される。
According to the means of the fifth aspect, the lever for operating the existing ring is used as the engaging member for restricting the rotation of the main shaft. For this reason, since it is not necessary to add a dedicated engaging member, complication of the mechanical configuration can be suppressed.
According to the means of the sixth aspect, the rotation of the main shaft is restricted by the engaging force between the concave portion and the convex portion. For this reason, since the regulation force increases compared with the case where the rotation of the spindle is regulated by the frictional force between the two surfaces, the tool is reliably prevented from rotating together with the spindle.
請求項7記載の手段によれば、旋削加工を行うときには主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて主軸の回転を規制している。このため、主軸がワークから工具を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具が主軸と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工を行うときには係合部材および回転部材間を係合解除することに基いて主軸の回転を許容しているので、旋削加工用の主軸を利用して回転加工を支障なく行うことができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when turning, the rotation of the main shaft is restricted based on engaging the engaging member with the rotating member of the main shaft. For this reason, since the main shaft is prevented from rotating by the reaction force transmitted from the workpiece through the tool, the tool does not rotate together with the main shaft. Moreover, since the rotation of the main shaft is allowed based on the disengagement between the engaging member and the rotating member when performing the rotational processing, the rotational processing can be performed without any trouble using the main shaft for turning. it can.
主軸は回転加工用の工具および旋削加工用の工具が選択的に装着される複合形のものであり、回転加工時には主軸が軸心線回りに回転操作され、旋削加工時には主軸の回転停止状態で主軸がワークに対して相対的に円周方向へ旋回操作される。この旋削加工時には主軸に制動力が付与され、主軸が制動力で回転停止状態に拘束される。この制動力は操作機構の構成要素をドローバ機構の構成要素に機械的に結合させることで生成される。 The spindle is a composite type that is selectively equipped with a rotary tool and a turning tool, and the spindle is rotated around the axis when rotating, and the spindle is stopped when turning. The spindle is turned in the circumferential direction relative to the workpiece. During this turning process, a braking force is applied to the main shaft, and the main shaft is constrained to a rotation stopped state by the braking force. This braking force is generated by mechanically coupling the operating mechanism components to the drawbar mechanism components.
ドローバ機構は主軸の内周面および外周面にドローバおよびリングをスライド可能に挿入し、ドローバおよびリング間を主軸に回転不能となるように相互に連結したものであり、工具クランプはドローバがリングを介してスライド操作されることに基いてクランプ状態およびアンクランプ状態に切換わる。操作機構はリングに操作力を付与することに基いてドローバを間接的にスライド操作するレバーを有するものであり、旋削加工時にはレバーがドローバ操作とは無関係な旋削加工用の特殊位置に移動することに基いてレバーの係合部がリングの被係合部に係合し、主軸の回転がリングおよびレバーを介して拘束される。以下、当該形態の一実施例を図面に基いて説明する。 The drawbar mechanism is such that the drawbar and ring are slidably inserted on the inner and outer peripheral surfaces of the main shaft, and the drawbar and ring are connected to each other so that they cannot rotate on the main shaft. Is switched between a clamped state and an unclamped state based on the sliding operation. The operating mechanism has a lever that slides the draw bar indirectly based on applying operating force to the ring, and the lever moves to a special turning position that is unrelated to the draw bar operation during turning. Accordingly, the engaging portion of the lever is engaged with the engaged portion of the ring, and the rotation of the main shaft is restrained through the ring and the lever. Hereinafter, an example of the embodiment will be described with reference to the drawings.
基台100には、図1に示すように、テーブル101がY軸方向に移動可能に装着され、コラム1がX方向へ移動可能に装着されている。前者のテーブル101はYモータ2(図2参照)の回転軸に連結されたものであり、Yモータ2が駆動することに基いてY方向へ移動する。後者のコラム1はXモータ3(図2参照)に連結されたものであり、Xモータ3が駆動することに基いて単独でX方向へ移動する。
As shown in FIG. 1, a table 101 is mounted on the
コラム1には、図1に示すように、主軸ヘッド4がZ方向へ移動可能に装着されている。この主軸ヘッド4はZモータ5(図2参照)の回転軸に連結されたものであり、主軸ヘッド4はZモータ5が駆動することに基いて単独でZ方向へ移動する。この主軸ヘッド4内には、図5に示すように、複数の軸受6が固定されており、複数の軸受6の内周面には円筒状の主軸7が回転可能に装着されている。
As shown in FIG. 1, the
主軸ヘッド4には主軸モータ8が固定されており、主軸7はカップリング9を介して主軸モータ8の回転軸10に連結されている。このカップリング9は回転軸10および主軸7間を回転不能に接続する軸継手から構成されたものであり、主軸7は主軸モータ8が駆動することに基いて軸心線回りに回転する。この主軸モータ8は、図3に示すように、円筒状のモータフレーム11内に制動部12および駆動部13を収納することから構成されたものである。この駆動部13はインナーロータ形の誘導モータからなるものであり、回転軸10はロータの内周面に固定されている。また、制動部12は回転軸10に制動力を加える機械式のディスクブレーキからなるものであり、ディスクロータ14および摩擦板15間を電磁コイル16の磁力で接触させることに基いて制動力を生成する。
A
テーブル101には、図4に示すように、ホルダ17およびホルダ18が固定されている。これらホルダ17およびホルダ18にはテーブル台19がX方向へ延びる軸20を中心に回転可能に装着されており、軸20はAモータ21(図2参照)の回転軸に連結されている。このAモータ21はホルダ17内に収納されたものであり、テーブル台19はAモータ21が駆動することに基いて軸20を中心とするA方向へ回転する。
As shown in FIG. 4, a
テーブル台19には、図4に示すように、円形状のワークテーブル22がZ方向へ延びる軸23を中心に回転可能に装着されており、軸23はBモータ24の回転軸に連結されている。このBモータ24はテーブル台19に固定されたものであり、ワークテーブル22はBモータ24が駆動することに基いて軸23を中心とするB方向へ回転する。このワークテーブル22はワークがセットされるものであり、Yモータ2・Xモータ3・Zモータ5はテーブル101・コラム1・主軸ヘッド4を操作することに基いてワークをX方向・Y方向・Z方向に位置決めし、Aモータ21はテーブル台19を操作することに基いてワークをA方向に位置決めする。また、主軸モータ8は主軸7を軸心線回りに回転操作することに基いてワークにドリル加工およびタップ加工等の回転加工を施し、Bモータ24は主軸7の回転停止状態でワークを旋回操作することに基いてワークにフェイシング加工等の旋削加工を施す。
As shown in FIG. 4, a circular work table 22 is mounted on the table base 19 so as to be rotatable about a
主軸7内には、図5に示すように、円柱状のドローバ30が挿入されており、ドローバ30の上端部にはピン31が固定されている。このピン31の両端部はドローバ30の外周面から突出しており、ピン31の両端部は、図7に示すように、縦長な長孔状をなす両スロット32内に貫通状態で挿入されている。これらスロット32は主軸7に形成されたものであり、ドローバ30はピン31が両スロット32の内周面に沿って移動することに基いて主軸7に対してスライド可能にされ、ピン31が両スロット32の内面によって係止されることに基いて主軸7に対して回転不能にされている。
As shown in FIG. 5, a
ドローバ30の下端部には、図5に示すように、工具クランプに相当するコレット33が固定されている。このコレット33は割目を有する円錐形のスリーブを称するものであり、ドローバ30の上昇状態ではコレット33が主軸7の内周面によって押圧されることに基いて縮径したクランプ状態になる。この主軸7の下端部には工具装着部34が形成されている。この工具装着部34は下方から上方へ向うに従って径寸法が小さくなる円錐形の空間部を称するものであり、ドローバ30の下降状態では、図6に示すように、コレット33が工具装着部34に沿って拡径したアンクランプ状態になる。
As shown in FIG. 5, a
工具装着部34内には、図5に示すように、工具35のアーバー36が挿入されている。このアーバー36は工具35のテーパシャンクを称するものであり、アーバー36の上端部にはプルスタッド37が固定されている。このプルスタッド37はネック部を有する支柱を称するものであり、ドローバ30の上昇状態ではプルスタッド37のネック部がコレット33によってクランプされることに基いて工具35がドローバ30に保持される。
As shown in FIG. 5, an
主軸7の内周面には複数のばね38が固定されており、ドローバ30は複数のばね38の内周面に固定されている。これらばね38はドローバ30を上方へ付勢するものであり、ドローバ30の上昇状態ではアーバー36が複数のばね38の弾性力で工具装着部34の内面に密着する。このドローバ30が上昇状態から下降状態に移動したときには、図6に示すように、コレット33が工具装着部34に到達することに基いてアンクランプ状態に拡がり、プルスタッド37のクランプが解除される。即ち、ドローバ30は上昇状態および下降状態に移動することに基いてコレット33をクランプ状態およびアンクランプ状態に切換え、工具35をクランプおよびクランプ解除するものである。
A plurality of
主軸7の外周面にはアンクランプリング39が上下方向へスライド可能に挿入されており、アンクランプリング39の上端部および下端部には、図8に示すように、上フランジ40および下フランジ41が固定されている。このアンクランプリング39はリングおよび回転部材に相当するものであり、アンクランプリング39の上フランジ40には軸心を挟んで対向する2個の平面部42が形成されている。このアンクランプリング39には、図7に示すように、ピン31の両端部が固定されており、アンクランプリング39はドローバ30にピン31を介して一体的に連結されている。即ち、アンクランプリング39およびドローバ30は主軸7に対して一体的にスライド可能にされ、主軸7に対して回転不能にされている。
An
主軸ヘッド4内には、図5に示すように、係合部材およびレバーに相当するアンクランプレバー48が収納されている。このアンクランプレバー48は、図10に示すように、メインアーム49およびサブアーム50間を軸51を介して一体的に連結したものであり、軸51を中心に回動可能にされている。このアンクランプレバー48と主軸ヘッド4との間にはレバースプリングが装着されており、アンクランプレバー48はレバースプリングの弾性力で図5の矢印方向へ付勢されている。
As shown in FIG. 5, an unclamping
主軸ヘッド4には円筒状のプッシャケース52が固定されている。このプッシャケース52の内周面には円柱状のプッシャロッド53がスライド可能に挿入されており、プッシャロッド53にはローラ状のカムフォロワ54が接触している。このカムフォロワ54はメインアーム49の上端部に回転可能に装着されたものであり、レバースプリングの付勢力でプッシャロッド53に接触した状態に保持されている。このプッシャロッド53と主軸ヘッド4との間にはプッシャスプリングが装着されており、プッシャスプリングはプッシャロッド53をアンクランプレバー48の回動力に抗して押えることに基づいて後退端に保持している。
A
プッシャロッド53には径大な操作部55が固定されており、プッシャロッド53は操作部55が板カム56によって押圧されることに基いて後退端から前進端に前進する。このプッシャロッド53の前進時には、図6に示すように、アンクランプレバー48のカムフォロワ54がプッシャロッド53によって反矢印方向へ押圧され、アンクランプレバー48が図5のクランプ状態から図6のアンクランプ状態に回動する。この板カム56はコラム1に固定されたものであり、プッシャロッド53の操作部55は主軸ヘッド4が図5のアンクランプ位置Zaに上昇することに基いて傾斜面57に沿って板カム56に乗上げる。このアンクランプ位置Zaは主軸7の工具35を別の工具35に交換する特殊位置であり、主軸ヘッド4が原点位置Zoに下降したときにはアンクランプレバー48がレバースプリングの復元力でアンクランプ状態から矢印方向へ回動し、プッシャロッド53がアンクランプレバー48のカムフォロワ54によって押圧されることに基いて後退する。このプッシャロッド53はプッシャスプリングの弾性力で後退停止することに基いて後退端に復帰するものであり、アンクランプレバー48はプッシャロッド53の原点復帰に連動して回動停止することに基いてアンクランプ状態からクランプ状態に戻る。
A large-
アンクランプレバー48には、図7に示すように、アーム48aおよびアーム48bが二股状に分岐形成されている。これらアーム48aおよびアーム48bにはローラ58が回転自在に枢着され、アンクランプリング39を外方から囲むと共に、アンクランプリング39の下フランジ41の僅か上方に非接触状態で待機している。これら両ローラ58はアンクランプリング39を挟んで対向するものであり、アンクランプレバー48のクランプ状態でアンクランプリング39の下フランジ41から離間した非操作状態に保持され、アンクランプレバー48のアンクランプ状態でアンクランプリングの下フランジ41を下方へ押圧する。即ち、アンクランプレバー48は主軸ヘッド4がアンクランプ位置Zaに上昇することに機械的に連動してアンクランプリング39を上昇状態から下降状態に移動操作するものであり、ドローバ30はアンクランプリング39と一体的に下降することに基いてコレット33をクランプ状態からアンクランプ状態に切換え、工具35をクランプ解除する。このアンクランプレバー48は主軸ヘッド4が原点位置Zoに下降することに機械的に連動してクランプ状態に回動復帰するものであり、アンクランプレバー48の回動復帰時にはドローバ30が皿ばね38の弾性力でアンクランプリング39と共に上昇状態に復帰する。
As shown in FIG. 7, the
主軸ヘッド4には、図9に示すように、駆動源に相当するエアシリンダ59が軸60を中心に回動可能に装着されている。このエアシリンダ59のロッド61にはサブアーム50の上端部が軸62を中心に回動可能に装着されており、アンクランプレバー48はロッド61の前進状態でクランプ状態に保持され、ロッド61の後退状態でロック状態に回動する。このロック状態とはアンクランプレバー48の両ローラ58が上昇した状態を称しており、アンクランプレバー48のロック状態では両ローラ58がロック溝63内に係合する。これらロック溝63は、図8に示すように、アンクランプリング39の上フランジ40に形成されたものであり、アンクランプリング39は両ローラ58および両ロック溝63間の係合力で回転不能に拘束され、主軸7およびドローバ30はアンクランプリング39を介して回転不能に拘束される。
As shown in FIG. 9, an
アンクランプレバー48は主軸7を回転不能に拘束するロックレバーとして機能するものである。このアンクランプレバー48のロック機能は、図6に示すように、主軸ヘッド4がアンクランプ位置Zaに上昇した状態ではカムフォロワ54がプッシャロッド53を介して板カム56によって回動不能に係止されることに基いて無効化され、図5に示すように、主軸ヘッド4が原点位置Zoに下降した状態ではプッシャロッド53が板カム56から離間することに基いて有効化される。尚、アンクランプリング39のロック溝63は被係合部および凹部に相当し、アンクランプレバー48のローラ58は係合部および凸部に相当するものである。
The
コラム1には、図1に示すように、コラムカバー65が固定されている。このコラムカバー65は主軸ヘッド4を覆うものであり、コラムカバー65には工具マガジン66が軸67を中心に回転可能に装着されている。この工具マガジン66はマガジンモータ68の回転軸に連結されたものであり、工具マガジン66には二股状をなす複数の工具グリップ69が軸70を中心に回転可能に装着されている。これら工具グリップ69の先端部には一対のクランプピン71が軸心線に沿って移動可能に装着されており、両クランプピン71は相手側のクランクピン71に向って付勢されている。
As shown in FIG. 1, a
各工具グリップ69には一対のローラ72が回転可能に装着されており、各工具グリップ69の両ローラ72は工具グリップ69が工具交換位置に回動操作されることに基いてカムレール73上に乗り上げる。このカムレール73は主軸ヘッド4に固定されたものであり、両ローラ72は主軸ヘッド4がZ方向へ移動することに基いてカムレール73に沿って転動し、工具グリップ69を一定の工具交換軌跡で移動操作する。これら各工具グリップ69の移動操作は主軸ヘッド4を原点位置Zoを基準にZ方向へ操作することに連動して行われるものであり、下記1)〜5)は主軸7の工具35を別の工具35に交換する工具交換動作を示している。尚、工具グリップ69と一対のクランプピン71と一対のローラ72とカムレール73は工具交換機構102を構成するものである。
1)主軸ヘッド4が原点位置Zoからアンクランプ位置Zaへ上昇する。すると、両クランプピン71が主軸7の工具35の溝部74内に侵入し、溝部74の底面をクランプする。この主軸ヘッド4の上昇状態ではドローバ30が図6の下降状態に移動し、コレット33が主軸7の工具35をクランプ解除する。
2)主軸ヘッド4がアンクランプ位置Zaから上方の抜取位置Zbへ上昇する。すると、主軸7が工具装着部34内の工具35に対して上昇し、工具35が工具装着部34内から抜取られる。
3)工具マガジン66が回転操作され、別の工具グリップ69が工具交換位置に位置決めされる。
4)主軸ヘッド4が抜取位置Zbからアンクランプ位置Zaに下降する。すると、別の工具グリップ69の工具35が主軸7の工具装着部34内に挿入される。
5)主軸ヘッド4がアンクランプ位置Zaから原点位置Zoに下降する。すると、工具装着部34内の工具35が工具グリップ69に対して下降し、工具グリップ69の両クランプピン71が工具35の溝部74内から脱出する。この主軸ヘッド4の下降状態ではドローバ30が図5の上昇状態に移動し、コレット33が主軸7の工具35をクランプする。
A pair of
1) The
2) The
3) The
4) The
5) The
図2の制御装置80はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、CPU81・ROM82・RAM83・入力インターフェース84・出力インターフェース85を有している。この制御装置80の入力インターフェース84には前進端センサ86および後退端センサ87が電気的に接続されている。これら前進端センサ86および後退端センサ87はエアシリンダ59のロッド61が前進端および後退端に移動することに連動してオンするものであり、制御装置80は前進端センサ86からの出力信号および後退端センサ87からの出力信号に基いて電磁バルブ88を駆動制御することでエアシリンダ59のシリンダチューブに対する空気の供給状態を制御し、シリンダ59のロッド61を前進端および後退端間で移動制御する。尚、制御装置80は工具判別手段および移動制御手段に相当するものである。
The
制御装置80の入力インターフェース84にはキーボード89が電気的に接続されており、制御装置80はキーボード89の操作内容に基いてNCデータを設定する。この制御装置80の出力インターフェース85にはYモータ2・Xモータ3・Zモータ5・主軸モータ8・電磁コイル16・Aモータ21・Bモータ24・マガジンモータ68・表示器90が電気的に接続されており、制御装置80はNCデータを制御プログラムに基いて処理し、Yモータ2・Xモータ3・Zモータ5・主軸モータ8・電磁コイル16・Aモータ21・Bモータ24・マガジンモータ68・電磁バルブ88を制御プログラムに基いて駆動制御することで主軸7の工具35を自動的に交換しながらワークにNCデータに応じた加工を施す。この制御プログラムは制御装置80のROM82に記録されたものであり、以下、制御プログラムについて説明する。
A
制御装置80のCPU81はメインルーチンで工具交換指令を検出すると、メインルーチンからサブルーチンへ移行する。この工具交換指令はNCデータとして設定されたものであり、CPU81はサブルーチンへ移行したときには図11のステップS1で前進端センサ86からの出力信号を検出する。ここで前進端センサ86のオンを検出したときにはロックレバー48がクランプ状態にあると判断し、ステップS5へ移行する。
When the
CPU81はステップS1で前進端センサ86のオフを検出すると、ロックレバー48がクランプ状態にないと判断し、ステップS2で電磁バルブ88の前進用ポートを開放することに基いてエアシリンダ59のロッド61を前進させる。そして、ステップS3で前進端センサ86のオンを検出したときにはステップS4へ移行し、電磁バルブ88の前進用ポートを閉鎖することに基いてロッド61を前進端で停止させ、アンクランプレバー48をクランプ状態に戻してステップS5へ移行する。
When the
CPU81はステップS5へ移行すると、主軸ヘッド4をアンクランプ位置Zaを経て抜取位置Zbに上昇操作する。すると、ドローバ30が主軸7の工具35をクランプ解除し、工具グリップ69がドローバ30に変わって主軸7の工具35をクランプする。この工具35のクランプ状態で主軸ヘッド4が工具35に対して上昇し、主軸7から工具35が抜取られる。
When the
制御装置80のRAM83には、図12に示すように、工具データが記録されている。この工具データは工具番号と工具情報とを対応付けて示すものであり、工具情報とは工具35の長さ・工具35の種類・工具35の寿命等の固有情報を称する。
CPU81は図11のステップS5で主軸7から工具35を抜取ると、ステップS6で工具データから工具交換指令に応じた工具番号を検出する。そして、マガジンモータ68を駆動制御することに基いて工具番号の検出結果に応じた新たな工具グリップ69を工具交換位置に回動操作する。この工具グリップ69には工具番号の検出結果に応じた工具35が保持されており、CPU81は工具番号の検出結果に応じた工具35を工具交換位置に回動操作することで主軸7の下方に搬送する。この一連の動作は工具35の割出しと称されるものであり、CPU81はステップS6で工具35を割出したときにはステップS7へ移行する。
Tool data is recorded in the
When the
CPU81はステップS7へ移行すると、主軸ヘッド4を抜取位置Zbから原点位置Zoに下降操作する。この主軸ヘッド4の下降状態では工具番号の検出結果に応じた新たな工具35が新たな工具グリップ69から抜取られ、ドローバ30が上昇状態に移動することに基いて工具番号の検出結果に応じた新たな工具35がコレット33によってクランプされる。
When the
CPU81はステップS7で主軸ヘッド4を下降操作すると、ステップS8で新たな工具35の種類を検出し、種類の検出結果を「旋削」と比較する。この処理は工具データから工具番号の検出結果に応じた種類を検出することで行われるものであり、CPU81はステップS8で新たな工具35が旋削用でないことを検出したときにはメインルーチンに復帰し、メインルーチンで新たな工具35に基いてワークに加工を施す。
When the
CPU81はステップS8で新たな工具35が旋削用であることを検出すると、ステップS9で電磁バルブ88の後退用ポートを開放することに基いてエアシリンダ59のロッド61を後退させる。このロッド61の後退は主軸ヘッド4を原点位置Zoに保持した状態で行われるものであり、CPU81はステップS10で後退端センサ87のオンを検出したときにはステップS11へ移行し、電磁バルブ88の後退用ポートを閉鎖することに基いてロッド61を後退端で停止させ、メインルーチンに復帰する。このロッド61の後退状態ではアンクランプレバー48がロック状態に保持されることに基いて主軸7が回転不能にロックされ、主軸7のロック状態でワークテーブル22が回転操作されることに基いてワークに旋削加工が施される。
When the
上記第1実施例によれば、旋削加工時にアンクランプレバー48のローラ58をアンクランプリング39のロック溝63に係合し、主軸7そのものの回転をローラ58およびロック溝63間の係合力で規制した。このため、主軸7がワークから工具35を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具35が主軸7と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工時にはアンクランプレバー48のローラ58をアンクランプリング39のロック溝63から離間させ、ローラ58およびロック溝63間の係合を解除したので、旋削加工用の主軸7を利用して回転加工を支障なく行うことができる。
According to the first embodiment, the
NCデータに基いて工具35の種類を判別し、種類の判別結果が旋削である場合にはアンクランプレバー48のローラ58をアンクランプリング39のロック溝63に係合させ、種類の判別結果が旋削でない場合にはアンクランプレバー48のローラ58をアンクランプリング39のロック溝63から離間させた。このため、使用者がキーボード89を操作することに基いてアンクランプレバー48の動作コマンドを入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。しかも、NCデータに基いて工具35の種類を判別した。このため、使用者がキーボード89を操作することに基いて種類判別専用の種類情報を入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。
The type of the
主軸7の回転を規制する回転部材として既存のドローバ30を操作するアンクランプリング39を利用した。このため、専用の回転部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。しかも、主軸7の回転を規制する係合部材として既存のアンクランプリング39を操作するアンクランプレバー48を利用した。このため、専用の係合部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。即ち、主軸7の回転を規制するロック機構を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が防止される。
An
主軸7の回転をローラ58およびロック溝63間の係合力で規制した。このため、主軸7の回転を2面間の摩擦力で拘束する場合に比べて規制力が高まるので、工具35が主軸7と共に回転することが確実に防止される。
上記第1実施例においては、アンクランプレバー48のローラ58をアンクランプリング39のロック溝63に係合することに基いて主軸7の回転を規制したが、これに限定されるものではなく、例えばアンクランプレバー48の凹部をアンクランプリング39の凸部に係合することに基いて主軸7の回転を規制したり、アンクランプレバー48の抵抗面をアンクランプリング39の抵抗面に圧接することに基いて主軸7の回転を規制しても良い。
The rotation of the
In the first embodiment, the rotation of the
上記第1実施例においては、アンクランプレバー48をロック状態に回動操作する駆動源としてエアシリンダ59を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば油圧式シリンダ・電磁ソレノイド・モータ等を用いても良い。
上記第1実施例においては、アンクランプレバー48をロック状態に回動操作する専用駆動源を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば主軸ヘッド4のZ方向の移動力を利用してアンクランプレバー48をロック状態に回動操作する構成としても良い。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, the dedicated drive source for rotating the
上記第1実施例においては、主軸7の静止状態でワークテーブル22を旋回させることに基いて旋削加工を行う構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばワークテーブル22の静止状態で主軸7を旋回させることに基いて旋削加工を行う構成としても良い。
In the first embodiment, the turning process is performed based on turning the work table 22 while the
7は主軸、30はドローバ、33はコレット(工具クランプ)、35は工具、39はアンクランプリング(回転部材,リング)、48はアンクランプレバー(レバー,係合部材)、58はローラ(凸部)、59はシリンダ(駆動源)、63はロック溝(凹部)、80は制御装置(工具判別手段,移動制御手段)を示している。
7 is a spindle, 30 is a draw bar, 33 is a collet (tool clamp), 35 is a tool, 39 is an unclamp ring (rotating member, ring), 48 is an unclamp lever (lever, engaging member), 58 is a roller (convex) Part), 59 is a cylinder (drive source), 63 is a lock groove (concave part), and 80 is a control device (tool discriminating means, movement control means).
Claims (7)
前記主軸と共に回転する回転部材と、
前記主軸の回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記回転部材に係合することに基いて前記主軸の回転を規制し前記回転部材から離間することに基いて前記主軸の回転を許容する係合部材と、
前記係合部材を係合状態および離間状態に移動操作する操作機構と
を備えたことを特徴とする工作機械。 In a machine tool that selectively attaches a rotary tool and a turning tool to a common spindle and selectively rotates and turns a workpiece,
A rotating member that rotates with the main shaft;
Engagement that is movable in the direction of the rotation axis of the main shaft, and that restricts rotation of the main shaft based on engagement with the rotation member and allows rotation of the main shaft based on separation from the rotation member. Members,
A machine tool comprising: an operating mechanism that moves the engaging member to an engaged state and a separated state.
工具の種類を判別する工具判別手段と、
前記工具判別手段の判別結果に基いて前記駆動源を駆動制御し、前記係合部材を係合状態および離間状態間で移動制御する移動制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載の工作機械。 A drive source for driving the operation mechanism;
Tool discriminating means for discriminating the type of tool;
2. A movement control unit that controls driving of the drive source based on a determination result of the tool determination unit, and controls movement of the engagement member between an engaged state and a separated state. Machine tools.
前記主軸の外周面に前記主軸の回転軸線方向に沿って移動可能で且つ前記主軸に対して回転不能に連結され、前記ドローバを移動操作する回転部材としてのリングと
を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の工作機械。 A drawbar which is housed in the inner peripheral surface of the main shaft and operates the tool clamp in a clamped state and an unclamped state based on movement along the main shaft;
A ring as a rotating member that is movable on the outer peripheral surface of the main shaft along the rotational axis direction of the main shaft and is non-rotatably connected to the main shaft, and that moves the draw bar. The machine tool according to claim 1.
前記レバーは、前記リングに係合することに基いて前記主軸の回転を規制する係合部材として機能することを特徴とする請求項4記載の工作機械。 A lever for moving the drawbar through the ring;
The machine tool according to claim 4, wherein the lever functions as an engagement member that restricts rotation of the main shaft based on engagement with the ring.
前記レバーには、前記凹部または前記凸部に係合する凸部または凹部が設けられていることを特徴とする請求項5記載の工作機械。 The ring is provided with a concave portion or a convex portion,
The machine tool according to claim 5, wherein the lever is provided with a convex portion or a concave portion that engages with the concave portion or the convex portion.
旋削加工を行うときには前記主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて前記主軸の回転を規制し、
回転加工を行うときには前記係合部材および前記回転部材間を係合解除することに基いて前記主軸の回転を許容する
ことを特徴とする加工方法。
In a machining method in which a rotary tool and a turning tool are selectively mounted on a common spindle, and the workpiece is selectively rotated and turned,
When turning, the rotation of the main shaft is regulated based on engaging the engaging member with the rotating member of the main shaft,
A machining method characterized by allowing rotation of the main shaft based on releasing the engagement between the engaging member and the rotating member when rotating.
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