JP2007152532A - Tool holder for processing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋盤系の切削工具を保持して加工機に装着する加工機用工具ホルダーに関する。 The present invention relates to a tool holder for a processing machine that holds a lathe-type cutting tool and attaches it to a processing machine.
精密加工機の分野において、旋盤系の工具(バイト)により、ワークを切削加工する場合、工具による切削部位の外側に位置する周辺にホース状のノズル管を配置し、そのノズル管の先端から切削部位に向けて切削液を噴き付けていた。
しかしながら、旋盤系の工具により切削加工する場合、ホース状のノズル管が刃物による切削加工部位の真横位置に配置される。このため、バイトホルダーから突き出す刃物の突出長さや形態が異なる毎にノズル管の設置条件が異なってしまう。 However, when cutting with a lathe-type tool, a hose-like nozzle tube is arranged at a position directly beside the cutting portion of the cutting tool. For this reason, the installation conditions of the nozzle tube differ every time the protruding length and form of the blade protruding from the tool holder are different.
そこで、バイトホルダーから突き出す刃物の突出長さや形態の相違に対応できるようにノズル管の配置を設計しなければならず、その結果、ノズル管に関係する部分の設計が制限されてきた。また、加工品や加工の種類が変わる都度、ホース状のノズル管の配置を変更する必要があって、使用上の管理が煩雑になると共に、加工能率を損なう原因になっていた。 Therefore, the arrangement of the nozzle tube must be designed so as to cope with the difference in the protruding length and form of the blade protruding from the tool holder, and as a result, the design of the portion related to the nozzle tube has been limited. Moreover, it is necessary to change the arrangement of the hose-shaped nozzle pipe each time the processed product or the type of processing is changed, which makes the management in use complicated and impairs the processing efficiency.
さらに、切削加工部位に向けるノズル管を刃物の外側周辺に配置するので、刃物による切削加工部位にノズル管の先端を近づけることに限界があった。このような設置上の制限や限界が加工部位に切削液を供給する上での阻害要因になっていた。 Furthermore, since the nozzle tube directed toward the cutting portion is disposed around the outer periphery of the blade, there is a limit in bringing the tip of the nozzle tube close to the cutting portion by the blade. Such limitations and limitations on installation have been an impediment to supplying cutting fluid to the machining site.
また、ノズル管が刃物を避けて切削加工部位の横まで伸びる長い構造になるため、ノズル孔から高圧の切削液を噴出させた際の反動力が、長尺なホース状のノズル管の先端に加わってノズル管に大きなモーメント(撓み力)を与え、ノズル管を撓ませたり振動(音)させたりし易くなるため、切削液の噴出圧力を小さく制限したり、ノズル管自体の強度を高めたり、さらにはノズル管の支持構造を工夫したりする等の対策が必要であった。 In addition, since the nozzle tube has a long structure that extends to the side of the machined part while avoiding the cutting tool, the reaction force when high-pressure cutting fluid is ejected from the nozzle hole is applied to the tip of the long hose-like nozzle tube. In addition, a large moment (flexing force) is applied to the nozzle tube, making it easier to bend and vibrate (sound) the nozzle tube, thus limiting the cutting fluid jet pressure to a small level and increasing the strength of the nozzle tube itself. Furthermore, measures such as devising the support structure of the nozzle tube are necessary.
このような対策を採ることから切削液の噴出圧力を高めることには限界があるとともに、これが切削液による機能の低下を来たす要因となっていた。 Taking such measures has a limit in increasing the jetting pressure of the cutting fluid, and this has been a factor that causes a decrease in function due to the cutting fluid.
また、刃物による切削加工部位の横周辺にノズル管を配置するため、工具の交換やノズル管の交換時にそのノズル管が邪魔になり、交換動作が複雑かつ煩雑なものになる。しかも、ノズル管の種類や配管の選択などのノズル管に関係する配管構造やその切削液の噴出動作の制御が複雑になってしまう。 In addition, since the nozzle tube is arranged around the side of the part to be cut by the blade, the nozzle tube becomes an obstacle when the tool is replaced or the nozzle tube is replaced, and the replacement operation becomes complicated and complicated. In addition, the control of the piping structure related to the nozzle pipe, such as the type of the nozzle pipe and the selection of the pipe, and the ejection operation of the cutting fluid become complicated.
さらに、刃物による切削加工部位の横の周囲にノズル管を配置する形態になるので、そのノズル管に切り粉が当たったり絡まったりし易くなる。しかも、切り粉の外側にノズル管が位置し、その切り粉の外側から切削液を噴き付けるので、切削加工部位への切削液の噴き付けを一部妨げてしまう関係にあった。また、ノズル管に切り粉が絡まってしまい易いこともあり、これが加工物にその切り粉が当たって不良品の発生原因になる。そして、ノズル管に絡まった切り粉の除去作業に手間がかかり、製造効率を低下させてしまう。 Furthermore, since it becomes a form which arrange | positions a nozzle tube around the side of the cutting process site | part by a cutter, it becomes easy to hit and entangle with the nozzle tube. In addition, since the nozzle tube is located outside the cutting powder and the cutting fluid is sprayed from the outside of the cutting powder, there is a relationship that partially obstructs the spraying of the cutting fluid to the cutting portion. In addition, chips may easily get entangled in the nozzle tube, which causes the chips to hit the workpiece and cause defective products. And it takes time and effort to remove the chips entangled in the nozzle tube, and the manufacturing efficiency is lowered.
以上のような問題点は、特に最近のように多数の工具を交換しながら精密部品を高速で加工する高速精密加工機において重大な課題となる。 The above-mentioned problems become a serious problem particularly in a high-speed precision processing machine that processes precision parts at high speed while exchanging a large number of tools as in recent years.
本発明は、上記課題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、工具ホルダー自体を有効に活用して、旋盤系工具により切削加工する場合の切削液による作用および機能を高め、加工精度の向上が図れ、併せて多数の工具を交換しながら部品を加工する加工においての製造効率を高め、さらに加工機の簡略化が図れる加工機用工具ホルダーを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to effectively utilize the tool holder itself and to provide an action and function by the cutting fluid when cutting with a lathe system tool. An object of the present invention is to provide a tool holder for a processing machine that can improve the processing accuracy, increase manufacturing efficiency in processing a part while exchanging a large number of tools, and can further simplify the processing machine.
本発明は、回転するワークを固定式工具により切削する場合に使用する加工機用工具ホルダーにあって、上記工具を取り付ける受座を有するホルダーと、上記ホルダーに設けられ、上記受座に保持された上記工具の刃先に向けて開口して切削液を噴出するノズル孔とを備えたものである。 The present invention relates to a tool holder for a processing machine used when a rotating work is cut with a fixed tool, the holder having a receiving seat to which the tool is attached, the holder, and the holder being held by the receiving seat. And a nozzle hole that opens toward the cutting edge of the tool and ejects the cutting fluid.
本発明によれば、旋盤系工具により切削加工する場合の切削液による作用および機能を高め、加工精度の向上が図れ、併せて多数の工具を交換しながら部品を加工する加工において製造効率を高め、さらに加工機の簡略化が図れる。 According to the present invention, the action and function of the cutting fluid when cutting with a lathe-type tool can be improved, the processing accuracy can be improved, and at the same time, the manufacturing efficiency can be increased in processing of parts while exchanging many tools. Furthermore, the processing machine can be simplified.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る工具ホルダーを採用した複合加工機について説明する。 Hereinafter, a multi-tasking machine employing a tool holder according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
この複合加工機30は、工具を交換しながら旋盤系の固定式切削工具を用いる切削加工と、回転式切削工具を用いる切削加工の両方の加工を組み合わせて行う多品種複合加工機である。図1はその複合加工機30の本体と、その情報を管理するデータベースサーバ31とを併せて示した正面図、図2は複合加工機30の左側面図、図3は複合加工機30の平面図である。
The
上記複合加工機30の近傍にはデータベースサーバ31の他に図示しない遠隔スケジュール入力装置部が設置されている。遠隔スケジュール入力装置部では作業者が、加工製品の種類と、その加工スケジュール等を入力するところである。そして、複合加工機30は、データベースサーバ31の情報を受けながら加工しようとする製品の加工スケジュールに従って制御され、供給されたワーク(材料)20に対して複数の工具を適宜交換しながら複数種類の加工を施して製品を作り出す。
In addition to the
次に、上記複合加工機30に備えられた各装置部について説明する。まず、図3に示すように、機体上面後方部領域には、これから加工しようとする製品の適した複数種のワーク(材料)20を保管したワーク供給部(1)が設けられている。ワーク供給部(1)は複数種のワーク20をそれぞれ収納した複数の保管パレット36を備える。各保管パレット36は図示しない操作駆動手段によってレール37に沿って移動させられ、後述するワーク取り出しハンド部(3)の移動路上に搬入し、そのワーク取り出しハンド部(3)によって、加工しようとする製品に適したワーク20が取り出される。
Next, each unit provided in the
図2および図3に示すワーク取り出しハンド部(3)は図示しない走行駆動手段によってレール38に沿って移動させられると共に、図示しない昇降駆動手段によって上下方向にも移動させられ、他の駆動手段によって開閉操作される。ワーク取り出しハンド部(3)は保管パレット36から加工しようとする製品のワーク20を把持して取り上げ、そのワーク20を加工部に供給するようになっている。
2 and 3 is moved along the
また、ワーク20の搬入路途中には洗浄部(2)が設けられていて、この洗浄部(2)では搬送途中のワーク20に対してエヤーなどを噴き付けて洗浄するようになっている。洗浄部(2)により洗浄済みのワーク20はワーク加工機内投入ハンド(4)によって加工機内のワーク把持チャック部(5)に対して受け渡される。ワーク加工機内投入ハンド(4)の把持アームは、反転が可能なものであり、受け取った把持したワーク20を加工機内に供給させるだけではなく、把持したワーク20の向きを反転させることができる。
Further, a cleaning unit (2) is provided in the middle of the carry-in path of the
上記ワーク把持チャック部(5)に向き合う位置には把持したワーク20の寸法や姿勢を測定するための検査装置(図示せず)が設けられている。この検査装置はレーザ光利用に加えて接触子などを利用して測定を行う。
An inspection device (not shown) for measuring the size and posture of the
図1に示すように、上記ワーク把持チャック部(5)の上方位置には、高圧切削液供給装置(6)および開閉操作用電磁弁(7)に通じる工具スピンドル(上主軸)(8)を支持するブロック39が設置されている。このブロック39はレール40によってX軸方向への移動が可能であり(図1参照)、図示しない移動操作駆動手段によってX軸方向へ移動させられるようになっている。
As shown in FIG. 1, a tool spindle (upper spindle) (8) communicating with the high-pressure cutting fluid supply device (6) and the opening / closing solenoid valve (7) is located above the workpiece gripping chuck portion (5). A supporting
工具スピンドル8は、図示しないサーボモータによってZ軸まわりに回転駆動されるとともに、図示しないロック機構と位置決めセンサーによって所定の位置での固定が可能である。さらに、工具スピンドル8は、図示しない昇降駆動装置によって昇降操作されるとともに、図示しないロック機構と、位置決めセンサーによって所定の位置に位置決め固定が可能である。
The
図1に示すように、工具スピンドル8の下端部には、工具チャック41が設けられている。この工具チャック41には、後述する自動工具交換部(15)から供給される工具ホルダー75を装着できる。工具チャック41の側方には、工具交換ハンド51を備えた自動工具交換部(15)が設けられ、この自動工具交換部(15)では、上記工具チャック41に対するホルダー付きの工具の供給と取り外しを行う。
As shown in FIG. 1, a
また、図1および図2に示す自動工具交換部(15)には、図3に示すように工具清掃用ブラシ(9)と、工具長測定部(10)が設けられている。工具長測定部(10)による工具の測定は、工具ホルダー75に組み付けられた工具の種類と、その組付け状態の確認と、工具ホルダー75に組み付けられた適正な工具の寸法の測定があり、工具の寸法測定はその工具で加工する時のミクロン単位レベルの補正値を求めるために行う。
The automatic tool changer (15) shown in FIGS. 1 and 2 is provided with a tool cleaning brush (9) and a tool length measuring part (10) as shown in FIG. The measurement of the tool by the tool length measuring unit (10) includes the type of the tool assembled in the
図1に示すように、上記ワーク把持チャック部(5)は、加工テーブル(11)に揺軸Aまわりに回動自在に支持されたワークスピンドル(下主軸)46に保持されている。ワークスピンドル46の回転軸Bは、上記加工テーブル(11)の揺軸Aに交差する。上記加工テーブル(11)は、レール48に沿って揺軸Aに直交するY軸方向への移動が可能であり(図2参照)、また、図示しない駆動装置によって移動させられる。
As shown in FIG. 1, the workpiece gripping chuck portion (5) is held by a workpiece spindle (lower spindle) 46 that is supported on a machining table (11) so as to be rotatable about a rocking axis A. The rotation axis B of the
図1および図3に示すように、加工テーブル(11)の側方には上記ワーク把持チャック部(5)から加工品を回収する加工品回収部(12)が設けられている。この加工品回収部(12)では、伸縮と旋回が可能な受け皿付き回収アーム53によって加工品を受け取って排出コンベア部(13)に移送することによって、加工品を機外へ排出する。
As shown in FIGS. 1 and 3, a processed product collection unit (12) that collects a processed product from the workpiece gripping chuck unit (5) is provided on the side of the machining table (11). In the processed product collection unit (12), the processed product is received by the
次に、図4〜8を参照して上記加工テーブル(11)に装備されるワーク把持チャック部(5)の構成について説明する。ワーク把持チャック部5は上記ワークスピンドル46に対して同軸的に取り付けられたチャック本体61を備える。チャック本体61はワークスピンドル46と一緒に回転する。ワークスピンドル46は、加工テーブル11に支持されており、加工テーブル11に取り付けられた図示しないサーボモータによって回転駆動されるようになっている。
Next, with reference to FIGS. 4-8, the structure of the workpiece | work holding | grip chuck | zipper part (5) with which the said process table (11) is equipped is demonstrated. The workpiece gripping
図4および図5に示すように、チャック本体61には、複数のチャック爪63が設けられ、本実施形態では6個のチャック爪63を備える。図5に示すように、チャック爪63はチャック本体61の前面部位に均等な角間隔で同心放射状に配置され、図示しないチャック駆動手段によって、チャック本体61の中心から放射方向へ同時に同方向へ進退してチャックの開閉動作が行われる。各チャック爪63を操作するチャック駆動手段はチャック本体61内に組み込まれている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
このチャック爪63を開閉する駆動手段としては種々の方式が利用できる。しかし、後述するように切り粉等をエヤーで除去する手段を併用する関係で、空圧による駆動手段が適する。この空圧による駆動手段としては、エヤーチャック方式やダイヤフラムチャック方式等がある。
Various methods can be used as the driving means for opening and closing the
エヤーチャック方式は、シリンダ内でエヤー圧によりピストンを移動し、そのピストンの軸方向の移動を、テーパー摺動面によって直角な方向へのチャック爪の移動に変換するスライド方式である。また、ダイヤフラムチャック方式は、エヤー圧により、チャック爪を保持するダイヤフラム(弾性体)を弾性変形させ、同時にチャック爪を開閉移動させる。ダイヤフラムチャック方式ではテーパー摺動部分がないので、上記エヤーチャック方式に比べて、ワーク20を把持する際の位置決め精度がよく、また、繰り返し動作が高速度で可能であり、また、把持精度が一段と良い。このため、本実施形態では、ダイヤフラムチャック方式を採用する。
The air chuck method is a slide method in which a piston is moved by air pressure in a cylinder, and the axial movement of the piston is converted into a movement of a chuck claw in a direction perpendicular to the taper sliding surface. In the diaphragm chuck system, the diaphragm (elastic body) that holds the chuck claw is elastically deformed by the air pressure, and at the same time, the chuck claw is opened and closed. Since the diaphragm chuck method does not have a taper sliding portion, the positioning accuracy when gripping the
上記チャック本体61にはチャック爪63を開閉するバルーン部が設けられている。バルーン部には、チャック爪63を閉じるときに加圧エヤーを送り込んでチャック爪63を保持するダイヤフラム(弾性体)をクランプ方向に変形させるためのクランプ機能領域(室)と、チャック爪63を開くときにエヤーを送り込んでチャック爪63を保持するダイヤフラム(弾性体)を開き方向に変形させるためのオープン機能領域(室)が区画形成されている。そして、各チャック爪63は脚部64を介してダイヤフラム(弾性体)に取り付けられる。各チャック爪63は脚部64にビス60により取り付けられる。
The
図4および図5に示すように、上記チャック本体61の前壁中央には、各チャック爪63で把持しようとするワーク20を当て付けて把持位置を決めるためのワーク当付け部材65が設けられている。ワーク当付け部材65は各チャック爪63の中央に位置しており、その露出した先端面が、ワーク当付け基準面としてのワーク当付け面65aとなっている。ワーク当付け面65aの中央には、別部材のノズルチップ65bがビス65cにより固定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, at the center of the front wall of the
しかして、各チャック爪63はワーク当付け部材65の周囲に均等な間隔で放射状に配置される。各チャック爪63の中央に位置して上記ワーク当付け部材65が配置されている。また、各チャック爪63の把持端面63aは、ワーク当付け部材65側へ臨んで位置する状態にあり、かつ、上記ノズルチップ65bを囲む周囲に配置されている。
Accordingly, the
上記ノズルチップ65bはワーク当付け部材65とは別部材である。このため、図6に示すように、ワーク当付け部材65からノズルチップ65bの部分を取り外すことができる。ノズルチップ65bを取り外せば、ワーク当付け面65aの部分は広くなってこの部分を容易に研磨加工できるようになる。そこで、例えば、太い研磨工具を用い、ワーク当付け面65aを高精度で加工できるとともに、ワーク20の着座精度を高めることができる。
The
図4〜6に示すように、上記ワーク当付け部材65には、エヤーまたはクーラントの噴出し孔66が形成されている。ワーク当付け面65aには、チャック爪63の把持端面63aに向かって斜めに開口した第1の噴出し孔66aが設けられている。この第1の噴出し孔66aはこれより吐き出すエヤーまたはクーラントをチャック爪63の把持端面62aに直接吹き付けるものである。また、第1の噴出し孔66aはワーク当付け部材65の中心軸に対して斜めに角度θで、例えば、図6に示すように、30°の角度で傾斜して設けられている。
As shown in FIGS. 4 to 6, an air or coolant injection hole 66 is formed in the
さらに、上記ノズルチップ65bにはチャック爪63の間の隙間および当付け面65aに向かって開口し、そのチャック爪63間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを吐き出す第2の噴出し孔66bが設けられている。
Further, the
図6に示すように、ビス65cには、ノズルチップ65bの第2の噴出し孔66bに連通する通孔66dが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
なお、ノズルチップ65bの先端面にも、前方へ向けて開口する第3の噴出し孔(図示せず)を付加してもよい。また、本実施形態では、各チャック爪63の把持端面63aそれぞれに対応する第1の噴出し孔66aと、チャック爪63の間の隙間および当付け面65aにそれぞれに対応する第2の噴出し孔66bとを設け、対応する相手毎に、一個ずつ形成するようにしたが、対応する相手毎に必要と思われる複数の噴出し孔66aを形成するようにしてもよい。
In addition, you may add the 3rd ejection hole (not shown) opened toward the front also to the front end surface of the
さらに、上記ワーク当付け部材65において、上記ノズルチップ65bの周囲に位置するワーク当付け面65aは全面が平らな当付け着座面でもよいが、本実施形態では、図6および図7に示すように、ワーク20に突き当てる部分を、複数の台部67として形成している。この場合、図7に示すように、第1の噴出し孔66aはその台部67を避けて台部67の間にある谷の底面部分に形成するのがよい。
Further, in the
なお、第2の噴出し孔66bはこれから噴き出すエヤーまたはクーラントの少なくともその一部のものを上記当付け着座面に向けるように形成するようにしたり、上記当付け着座面を含む領域に広がって噴き出すように形成するようにしたりしてもよい。また、第2の噴出し孔66bの一部のものを上記当付け着座面に向けるように形成してもよい。
The
また、図6に示すように、上記ワーク当付け部材65は、この本体部分とは別体でノズルチップ65bを設け、両者を、ビス66によって固定したが、両者を一体に形成してなるワーク当付け部材としてもよい。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、図8に示すように、ワーク当付け面65aと第1の噴出し孔66aを形成した下段部材68aと、第2の噴出し孔66bを形成したリング状の中段部材68bと、この中段部材68bを貫通し、さらに上記下段部材68aに貫入して下段部材68aにねじ込まれる貫通部材(上段部材)68cとの3体によって構成するようにしてもよい。貫通部材68cの貫入先端部の外周に雄ねじ部69aを形成し、この雄ねじ部69aの部分を、上記下段部材68aの内面に形成した雌ねじ部69bにねじ込んで、3つの部材68a,68b,68cを組み立てるようにする。
Also, as shown in FIG. 8, a lower member 68a in which a
さらに、図8に示すように、貫通部材68cの外周面には全周に周回する溝からなる第1の経路70aおよび第2の経路70bと、この第1の経路70aと第2の経路70bに一端が連通して貫通部材69の軸方向に沿って形成した溝状の第3の経路70cとが形成される。そして、組み立てたとき、第1の経路70aは下段部材68aに形成した第1の噴出し孔66aに連通し、第2の経路70bは中段部材68bに形成した第2の噴出し孔66bに連通し、第3の経路70cはワーク当付け部材65内の供給経路70dに接続される。
Further, as shown in FIG. 8, on the outer peripheral surface of the penetrating
このように3つの部材によって、ワーク当付け部材を構成する場合、図8に示すように貫通部材68cを取り外すことによって、下段部材68aから中段部材68bも取り外せるので、上記下段部材68aのワーク当付け面65aが広い状態に開放され、ワーク当付け面65aが広い状態で研磨できる。したがって、太い研磨工具を用い、精度よく研磨でき、また、ワーク20の着座精度を高めることができる。また、中段部材68b(ノズルチップ)に形成した第2の噴出し孔69bの位置は貫通部材68cの締め付け具合に関係がなく、中段部材68bを自由に回転させ得るため、第2の噴出し孔69bの向きを容易に調整でき、第2の噴出し孔66bの向きを簡単かつ正確に位置決めできる。
When the workpiece application member is constituted by three members in this way, the
一方、図4に示すように、チャック本体61には、チャック爪63を開閉するバルーン部に通じる管路と、エヤーまたはクーラントの噴出し孔66に通じる管路を形成した複数管路構造のダクト71が接続されている。すなわち、ダクト71は3本のパイプを同軸三重層に配置してなり、中央に位置するスペースを第1の噴出し孔66aに通じる吐出し管路72aとし、中間層に位置するスペースをオープン用管路72bとし、最外層に位置するスペースをクランプ用管路72cとしている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
このようなダクト71は機体に固定的に配置され、回転するものではないが、ワークスピンドル46の中央孔内にそのワークスピンドル46の回転を阻害しない状態で配置される。つまり、上記ダクト71の先端部にはシーリング機構73を介してチャック本体61に連結される。そして、吐出し管路72aは上述したすべての噴出し孔66に連通しており、オープン用管路72bは上記バルーン部のオープン機能領域に連通し、クランプ用管路72cは上記バルーン部のクランプ機能領域に連通するようになっている。
Such a
上記ダクト71の基端部にはコネクタ74が取り付けられている。このコネクタ74には、吐出し管路72aに連通する2つのクーラント取入口74aと、オープン用管路72bに連通するエヤー取入口74bと、クランプ用管路72cに連通するエヤー取入口74cが設けられている。
A
このようなワーク把持チャック部(5)にあっては、チャック爪63に加工しようとするワーク20を把持する直前、各噴出し孔66からエヤーまたはクーラントを吐き出し、この流れの勢いで、チャック爪63の把持端面63aおよびチャック爪63間の隙間を清掃する。特に、チャック爪63の把持端面63aおよびチャック爪63の隙間に近接した位置からそれらの部位に向けて、エヤーまたはクーラントを集中的に直接噴き付ける。このため、それらの部位に残った切り粉等を強力に除去し得る。このように切り粉等を除去した状態で、次のワーク20をチャック爪63に把持する。
In such a workpiece gripping chuck portion (5), immediately before gripping the
また、第1の噴出し孔66aは台部67の当て付け面を避けて、台部67間の谷の底面部分に開口しているので、台部67のワーク当付け面65aにワーク20が最終的に突き当る時点までエヤーまたはクーラントの噴き付け量が十分に確保されることになり、ワーク当付け面65aに対する切り粉等の除去能力を把持し終わるまで維持する。したがって、切り粉が把持途中で再び把持部位に進入することがなく、切り粉等の除去能力の信頼性を高める。そして、サブミクロンオーダーの高いワーク位置決め精度が容易に得られ、精密な加工が可能になる。
Moreover, since the
なお、エヤーまたはクーラントの流体を噴き付ける動作は、ワーク20を把持しての加工中にも行うとよい。このようにすれば、切削加工中において、噴出し孔66や把持部位への切り粉等の進入を阻止することが可能であり、切削加工を阻害する要因を極力除ける。
The operation of spraying the air or coolant fluid may be performed even during the processing with the
また、噴き付け流体としては、気体のみだけではなく、油等の液体または気体に液体が混じったミスト流体であってもよく、このようなミスト流体を使用すると、切り粉等の除去力が強まる利点がある。 Further, the spraying fluid may be not only gas but also liquid such as oil or mist fluid in which liquid is mixed with gas. When such mist fluid is used, the removal power of chips and the like is enhanced. There are advantages.
次に、図9〜14を参照して、上記工具チャック41と、上記工具ホルダー75の構成について説明する。工具チャック41は、図2に示すように機体に対してX方向へ移動可能に装備されたブロック39に取り付けられた工具スピンドル(上主軸)8に対して設けられている。工具スピンドル8はブロック39に対して回転および昇降自在に支持されている。
Next, the configuration of the
図11に示すように、工具スピンドル8の支持機構は、その工具スピンドル8を軸支する軸受部76と、この軸受部76を保持して工具スピンドル8をZ軸まわりに回転駆動するサーボモータ(図示せず)を内蔵した保持ケース77を備える。工具スピンドル8の上端にはロータリージョイント78が設けられ、そのロータリージョイント78を介して切削液の供給路および上記サーボモータに対する給電路が接続される。また、図9に示すように、工具スピンドル8の上部側方には、その工具スピンドル8をロックするためのロックシリンダ79が設置されている。そして、工具スピンドル8の下端部に、工具ホルダー75を着脱自在に取り付ける工具チャック41が構成されている。
As shown in FIG. 11, the support mechanism of the
本機において、工具チャック41に装着可能な工具ホルダー75の形式には、ワーク20を旋盤式に旋削する場合に使用する固定式工具(バイト)を保持する固定系工具ホルダー75と、ミーリングやドリリングの加工を行う場合に工具スピンドル8と共に回転させる回転系工具を保持する回転系工具ホルダーとがある。
In this machine, the
そして、旋盤方式でワーク20を旋削する場合に使用する固定式工具を保持する形式の工具ホルダー75は次のように構成される。図12および図13に示すように、工具ホルダー75は上記工具チャック41に嵌着されるテーパー部81と、旋盤系の工具80を取り付ける受座82と、テーパー部81と受座82の間に位置した中間フランジ部83を備える。中間フランジ部83の外周にはシーリング部材84を嵌め込んで装着する周回溝85と、工具チャック41に設けたキー86が係止する切欠平坦部87が形成されている。上記切欠平坦部87は工具チャック41に工具ホルダー75を組み付けたとき、その工具ホルダー75の回転方向の向きを決める位置決め手段を構成する。この位置決め手段としては他の方式のものを採用してもよい。また、テーパー部81の上端部分には工具ホルダー75を取り扱う際に把持する金具(プルスタット)88が螺着することにより取り付けられている。
And the
なお、工具80を取り付ける受座としては台状のものに限らず、工具80を定位置に固定できれば、例えば、工具80の基端部を差し込み係合し得る孔状のものであってもよい。
The receiving seat for attaching the
上記受座82は中間フランジ部83の端面より直角に延びる延出した突出し部分として形成される。この受座82の部分の横断面形状は図12(c)に示すように半円形のものであり、その平坦面部分には上記工具80の基部を嵌め込む溝状の位置決め装着部89が形成される。そして、図13に示すように、位置決め装着部89に対して工具80の基部を密に嵌め込み、工具抑としてのボルト90によって工具80を受座82に組み付けて定位置に工具80を固定するようになっている。位置決め装着部89の底面には、ボルト90をねじ込むための複数のねじ孔91が形成されている。
The
また、図13に示すように、工具80を工具ホルダー75の所定の位置に組み付け固定した状態で、その工具80の刃先80aは、上記受座82の先端よりも突き出しており、刃先80aの位置と向きは定まる。
Further, as shown in FIG. 13, in a state where the
図12(b)(c)に示すように、延出した受座82の先端部、ここでは、最先端面部分には、切削液を噴出するノズル孔93が形成されている。工具ホルダー75の本体部材内にはノズル孔93に連通する、切削液の通路92が形成されている。
As shown in FIGS. 12B and 12C, a
図12(b)に示すように、上記通路92は、テーパー部81、受座82および中間フランジ部83にわたりそれらの内部に形成され、通路92の基端はテーパー部81の基端面に同軸的に位置して開口している。したがって、図11に示すように、工具チャック41に工具ホルダー75を装着したとき、通路92の基端側の開口は工具スピンドル8に設けられた切削液の供給路94に連通することになる。
As shown in FIG. 12B, the
図13(b)(c)に示すように、上記ノズル孔93は、工具ホルダー75の受座82の先端に開口しており、上記ノズル孔93の噴出方向Pは、工具ホルダー75に組み付けた工具80の刃先80aに向いている。さらに、図14(c)に示すように、上記ノズル孔93は、ワーク20の回転方向を考慮して、受座82の先端面部分に切削時に出る切り粉の軌跡Qの工具側領域から上記工具の刃先に向き、ワークの切削加工部位に対し、直接に切削液を噴き付け得る位置と向きに形成されている。このため、ワーク20を旋削する切削加工部位に近接するようになる工具ホルダー75の部位からその切削加工部位に向けて直接に切削液を噴き付けることができる(図13(b)参照)。
As shown in FIGS. 13B and 13C, the
また、上記ノズル孔93の噴出中心方向Pは、工具ホルダー75に組み付けた工具80の切削加工による生じる切り粉の軌跡Qに対して極力交差せず、切削加工部位まで達する。したがって、切削液の多くが、切り粉を横切ることなく、切削加工部位まで達することができ、切削液を無駄なく有効に切削加工部位に噴き付けることができる。
Further, the ejection center direction P of the
なお、上記ノズル孔は、その噴出方向が上記工具の刃部のすくい面側から上記工具の刃先に向くように設定することが望ましい。しかし、切り粉の軌跡Qに交差しないようにして刃部のフランク面側から刃先80aに向くように設定してもよいものである。
The nozzle hole is preferably set so that the ejection direction is directed from the rake face side of the blade portion of the tool toward the blade edge of the tool. However, it may be set so as to face the
図14に示すように、工具ホルダー75ではその近接する懐位置から切削加工部位となる刃先80aに向けてP方向へ切削液を直接に噴き付けるので、切削液による切削能力の向上や冷却作用が有効に発揮される。しかも、切り粉の排出も容易で速やかに行われる。よって、工具の切削能力が高まり、また、製品の品質(加工精度)の向上が図れる。
As shown in FIG. 14, in the
また、切削加工の進行に応じて、刃先80aの位置が変わっても、切削液の噴き付け方向はその切削加工位置に追従し、常に最良の位置から切削液をピンポイントで切削加工位置に供給できるようになる。このため、切削液を無駄なく有効に使用できると共に、その切削作用が確実に得られ、切削作用が安定する。しかも、切削液の使用量を減らせるので、経済的であると共に環境にも優しい。
Even if the position of the
また、ノズル管を含むホース状の噴出管を工具の外側周辺に配置するようにした場合のようにホース状の噴出管が工具等の部材と干渉することがなく、ホース状の噴出管に切り粉が絡まることもない。しかも、工具ホルダー75から突き出す刃物の突出長さや形態に応じてノズル管等の設置条件をその都度大きく変更する必要もなくなるとともに、工具の移動の自由度も大幅に高まる。
In addition, the hose-like jet pipe including the nozzle pipe is arranged around the outside of the tool so that the hose-like jet pipe does not interfere with members such as tools and is cut into a hose-like jet pipe. Powder does not get tangled. In addition, it is not necessary to greatly change the installation conditions of the nozzle tube or the like according to the protruding length or form of the blade protruding from the
さらに、工具ホルダー75にノズル孔93を設けるので、加工毎に噴出する向きをいちいち調整する必要がなく、加工毎に異なる工具の使用条件の変動による影響もなくなり、加工部位へ常に切削液を供給することができるので、切削液の機能が有効に発揮できる。
Furthermore, since the
工具ホルダー75とは別のホース状のノズル管を使用しないで、工具チャック41から工具ホルダー75のノズル孔93に切削液を供給できるので、工具ホルダー75とは別の長いノズル管を使用する場合のようにその管にモーメント(撓み力)が加わり、そのノズル管を撓めたり振動させたりすることがない。
When the cutting fluid can be supplied from the
このため、切削液の噴出圧力を制限したり、ノズル管自体の強度を高めたり、ノズル管の支持構造を工夫したりするなどの暴れ対策が不要になり、加工機設計の自由度が大幅に増す。特に、ノズル管を使用する場合の圧力に比べて強力な圧力(0.5MP〜3.5MP)で切削液を噴出できるようになるので、切削液による機能が格段に高まる。 This eliminates the need for rampage measures such as limiting the jetting pressure of the cutting fluid, increasing the strength of the nozzle tube itself, and devising the support structure of the nozzle tube, greatly increasing the degree of freedom in machine tool design. Increase. In particular, since the cutting fluid can be ejected at a pressure (0.5MP to 3.5MP) stronger than the pressure when the nozzle tube is used, the function of the cutting fluid is remarkably enhanced.
工具ホルダー75の外側に配置するノズル管を使用する場合ではそのノズル管の先端を切削加工部位に近づけることが非常に難しく、また、工具の交換やノズル管の交換が煩雑になって難しいとともに、ノズル管の種類や配管の選択などのノズル管に関係する配管や制御の設計も難しいが、本実施形態に係る工具ホルダー75を採用する場合ではその外側にノズル管を配置しないで済むことからそれらの不都合を容易に解消できるようになる。
When using a nozzle tube arranged outside the
また、工具ホルダー75の外側にノズル管を配置する場合にあってはそのノズル管に切り粉が当たったり絡まったりするとともに、その切り粉が切削液の噴き付け作用を妨げたりするようになるが、本実施形態に係る工具ホルダー75を採用した場合はノズル管を使用しないので済むので、その不具合が起きない。ノズル管に切り粉が絡まったりすることが無いことから切り粉が加工物に当たって不良品を発生させることも少なくなる。しかも、切り粉の除去もスムーズに行われ、製造効率を高める。
Further, in the case where the nozzle tube is disposed outside the
また、本実施形態では、工具スピンドル8に回転系工具を保持する回転系工具ホルダーも装着されるが、工具スピンドル8にセンタースルー方式で形成した上記供給路94を共用して研削液を供給することができる。つまり、切削液供給路を同経路とすることにより、研削液の供給の切り替えが不要となり、切削液の供給ストップをなくし、不良品の発生量を削減できる。
In this embodiment, a rotary tool holder for holding a rotary tool is also mounted on the
次に、図15および図16に基づいて上記複合加工機の動作について説明する。まず、作業者が加工させる機種や個数を決め、パソコン上で入力操作を行うと、そのデータに対応したデータベースサーバ31のデータが遠隔スケジュール入力装置部に入力する。
Next, the operation of the multi-task machine will be described with reference to FIGS. 15 and 16. First, when the operator decides the model and number to be processed and performs an input operation on the personal computer, the data of the
加工機本体での加工が開始されると、ワーク供給部(1)の保管パレット36が移動し、ワーク取り出しハンド部(3)によって機種に合うワーク20を取り出しにいく(ステップ1)。
When processing in the processing machine main body is started, the
次に、ワーク搬入路途中にある洗浄部(2)で取り出したワーク20に向けてエヤーなどを噴き付けて取り出したワーク20の洗浄を行う(ステップ2)。このときに合わせて上述したワーク把持チャック部5のチャック爪63周辺の洗浄も行う。
Next, the
洗浄済みのワーク20はワーク加工機内投入ハンド(4)によって加工機内に入り、ワーク把持チャック部(5)に受け渡される(ステップ3)。
The cleaned
上記ワーク把持チャック部(5)に把持したワーク20の寸法や姿勢を測定し、把持姿勢が正常か検査するする(ステップ4)。把持姿勢が正常でないときはワーク20の洗浄からやり直す。また、正常ならワーク20の寸法測定値より補正値を決定する(ステップ5)。工具を呼び出す(ステップ6)。
The dimensions and posture of the
一方、自動工具交換部(15)では、回転系工具パレットより測定センサーを供給し(ステップ7)、呼び出す工具が固定式工具か回転系工具かを判断する(ステップ8)。 On the other hand, the automatic tool changer (15) supplies a measurement sensor from the rotary tool pallet (step 7), and determines whether the tool to be called is a fixed tool or a rotary tool (step 8).
次に、カム駆動の工具交換用ハンドで加工機の主軸にある工具と、工具交換部(15)の工具と交換する(ステップ9)。 Next, the tool on the spindle of the processing machine and the tool in the tool changer (15) are exchanged with a cam-driven tool exchange hand (step 9).
そして、呼び出した工具の長さ、直径を測定する(ステップ10)。NGなら測定をし直し(ステップ11)、このNGが3回続けば、アラームを作動し、動作の進行を停止する(ステップ12)。一方、OKなら加工を開始する(ステップ13)。 Then, the length and diameter of the called tool are measured (step 10). If it is NG, the measurement is restarted (step 11), and if this NG continues three times, an alarm is activated and the progress of the operation is stopped (step 12). On the other hand, if OK, machining is started (step 13).
そして、高圧切削液供給装置(6)により切削液を高圧で供給する(ステップ14)。この後、刃物とホルダーの切削液を除去するために工具スピンドル8側ではエアーを噴く(ステップ15)。また、切り粉を除去するためにブラシにかける(ドリルの場合のみ)(ステップ16)。
Then, the cutting fluid is supplied at a high pressure by the high pressure cutting fluid supply device (6) (step 14). Thereafter, air is blown on the
次に、工具を測定し、工具の欠損の有無を検査する(作業者任意)(ステップ17)。この後、工具を交換し(ステップ18)、加工を開始する(ステップ19)。 Next, the tool is measured and inspected for the presence or absence of the tool (arbitrary) (step 17). Thereafter, the tool is changed (step 18), and machining is started (step 19).
工具交換部(15)で加工部から返却された工具が欠損または寿命などの異常があるかを検査し(ステップ20)、異常がない場合は工具ホルダーと刃物を分解してそれぞれパレットに返却する(ステップ21)。異常がある場合はその刃物を排出用パレットに返却する(ステップ22)。そして、予備刃物がある場合は新規投入パレットから取り出して使用後パレットに返却する(ステップ23)。 The tool changer (15) inspects whether the tool returned from the machining unit has an abnormality such as a defect or a life (step 20). If there is no abnormality, the tool holder and the blade are disassembled and returned to the pallet. (Step 21). If there is an abnormality, the blade is returned to the discharge pallet (step 22). If there is a spare blade, it is taken out from the newly loaded pallet and returned to the pallet after use (step 23).
加工部では反転前の加工(ステップ19)が終了すると(ステップ24)、ワーク20の上下位置を反転する(ステップ25)。この際、把持チャックを圧縮エヤーと高圧切削液で洗浄する(ステップ26)と共に、ワーク20を圧縮エヤーで洗浄する(ステップ27)。
When the processing before reversing (step 19) is completed in the processing unit (step 24), the vertical position of the
次に、ワーク20の寸法を測定し、ワーク20の把持姿勢が正常か検査する(ステップ28)。そして、NGであれば、ワーク20の洗浄からやり直し(ステップ29)、NGが3回続けばアラームを作動し、動作の進行を停止する(ステップ30)。
Next, the dimension of the
一方、OKであれば、ワーク20の寸法測定値より補正値を決定し(ステップ31)、加工を開始する(ステップ32)。この加工中、加工品回収部(12)の受け皿付き回収アーム53が加工テーブル(11)に向けて移動する(ステップ33)。
On the other hand, if OK, a correction value is determined from the dimension measurement value of the workpiece 20 (step 31), and machining is started (step 32). During this processing, the
ワーク把持チャック部(5)の把持された部分を残して加工済みの加工品を切り出し、加工品回収部(12)に受け取る(ステップ34)。加工品回収部(12)では加工完成品を回収し、加工機外のコンベアに自動的に排出する(ステップ35)。また、加工テーブル(11)に残ったワーク20の残り部分を把持チャックのエアー吹きにより吐き捨てる(ステップ36)。
The processed workpiece is cut out while leaving the gripped portion of the workpiece gripping chuck portion (5), and is received by the workpiece recovery portion (12) (step 34). The processed product collection unit (12) collects the processed product and automatically discharges it to a conveyor outside the processing machine (step 35). Further, the remaining part of the
ワーク把持チャック部(5)を圧縮エヤーと、工具スピンドル8では高圧切削液により洗浄する(ステップ37)。これにより加工が完了する。また、工具寿命データをデータベースサーバへアップロードする(ステップ38)。
The workpiece gripping chuck portion (5) is cleaned with a compression air and the
なお、本発明は前述した実施形態のものに限定されるものではなく、この他の形態にも適用可能なものである。 In addition, this invention is not limited to the thing of embodiment mentioned above, It can apply also to this other form.
5 …ワーク把持チャック部
8 …工具スピンドル
11 …加工テーブル
20 …ワーク
30 …複合加工機
41 …工具チャック
46 …ワークスピンドル
61 …チャック本体
62a…把持端面
63 …チャック爪
63a…把持端面
75 …工具ホルダー
80 …工具
80a…刃先
93 …ノズル孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記工具を取り付ける受座を有するホルダーと、
上記ホルダーに設けられ、上記受座に保持された上記工具の刃先に向けて開口して切削液を噴出するノズル孔と、
を備えたことを特徴とする加工機用工具ホルダー。 In the tool holder for a processing machine used when cutting a rotating workpiece with a fixed tool,
A holder having a seat for attaching the tool;
A nozzle hole that is provided in the holder and opens toward the cutting edge of the tool held by the seat, and ejects cutting fluid;
A tool holder for a processing machine characterized by comprising:
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