JP2008178965A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一方の面に基準面があり他方の面(反対側の面)に基準面がない被加工物のうち、特に対をなす被加工物の基準面側に同時に加工を施すのに好適する工作機械に関する。 The present invention is suitable for processing simultaneously on the reference surface side of a pair of workpieces among workpieces having a reference surface on one surface and no reference surface on the other surface (opposite surface). Related to machine tools.
ミッションケースは左右の半体を合せることで製品となる。この左右の半体は合せ面が基準面となっており、他方の面(反対側の面)には基準面がない。このような一方の面が基準面となっている被加工物を加工する場合、基準面を加工軸線に対して正確に位置出しする必要がある。 The mission case becomes a product by combining the left and right halves. In the left and right halves, the mating surface is the reference surface, and the other surface (the opposite surface) has no reference surface. When processing such a workpiece having one surface as a reference surface, it is necessary to accurately position the reference surface with respect to the processing axis.
一般に、工具ヘッドと被加工物を支持する取付治具を相対的に位置決めする機構として、ガイドバーとガイドポストを嵌合させるような位置決め方式が知られており、このような方式では、ガイドバーとガイドポストとの間にクリアランスを設ける必要があることから位置決め精度に限界があり、また、加工時に被加工物に生じる振動が工具に伝達されやすいという問題がある。 In general, as a mechanism for relatively positioning a mounting jig that supports a tool head and a work piece, a positioning method in which a guide bar and a guide post are fitted is known. Since there is a need to provide a clearance between the guide post and the guide post, there is a limit in positioning accuracy, and there is a problem that vibration generated in the workpiece during processing is easily transmitted to the tool.
このため特許文献1には、工具ヘッド側に進退動自在なガイドバーと、このガイドバーの外周面を押圧した状態で進退可能に案内するリニアガイド手段を設け、取付治具側に流体圧力で収縮してガイドバーの外周面を挟持固定する締結手段を設けることで、両者のクリアランスをなくすようにした横型の工作機が知られている。 For this reason, Patent Document 1 is provided with a guide bar that can be moved forward and backward on the tool head side, and linear guide means that guides the outer peripheral surface of the guide bar so that it can move forward and backward. 2. Description of the Related Art A horizontal type machine tool is known that is provided with fastening means that clamps and fixes an outer peripheral surface of a guide bar so as to eliminate the clearance between them.
また特許文献2には、縦型の工作機として複数の工具ヘッドを、回転枠の反転作動とシフト枠のシフト作動により上下左右に循環移動させるようにした技術も知られており、この技術では、ガイドバーとガイドポストによる相対位置決め方式を使用しておらず、工具ヘッド側を柔構造にし、取付治具側を工具ヘッド側に追従させるような方式としている。
また特許文献3には、軸線に対して傾動可能に支持する機構として、ジンバル機構が示されている。ジンバル機構の一般的な構造は、一方の部材に凸球面受け部を設け、他方の部材にこの凸球面受け部に摺接する凹球面受け部を設けた構造になっている。
特許文献1のように、工具ヘッド側のガイドバーを取付治具の締結手段で締付け固定する技術では、設備構成が複雑になるとともに、重量が重くなり、しかも、両者の相対的な位置決めが確固として確立されているため、被加工物の振動が工具ヘッド側に伝わりやすくなり、工具ヘッド側の刃具やギヤ等に負担がかかる。
また、特許文献2のように、工具ヘッド側を柔構造にする場合は、工具ヘッド側の刃具やギヤ等の負担は軽減されるものの、加工精度に限界がある。
As in Patent Document 1, in the technique of tightening and fixing the guide bar on the tool head side with the fastening means of the mounting jig, the equipment configuration is complicated, the weight is increased, and the relative positioning of both is firmly established. Therefore, the vibration of the workpiece is easily transmitted to the tool head side, and a load is applied to the cutting tool and gear on the tool head side.
In addition, when the tool head side has a flexible structure as in
また特許文献3にはジンバル機構が示されているが、このジンバル機構をどのように利用して対をなす被加工物を同時に加工するかについては何ら提案されていない。
上記課題を解消するため本発明は、機台に固定された加工ユニットと、この加工ユニットに対して被加工物を接近・離反させるべく機台に設けたレールに沿って進退動可能とされたベースプレートとを備えた工作機械において、前記ベースプレートには被加工物がセットされたパレットを支持する保持プレート機構が設けられ、この保持プレート機構は1枚の下プレートと、1対の上プレートからなり、前記下プレートはベースプレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結され、前記1対の上プレートはそれぞれ下プレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結された構成とした。 In order to solve the above-described problems, the present invention is capable of moving forward and backward along a processing unit fixed to a machine base and a rail provided on the machine base so as to move a workpiece toward and away from the processing unit. In a machine tool having a base plate, the base plate is provided with a holding plate mechanism for supporting a pallet on which a workpiece is set. The holding plate mechanism is composed of one lower plate and a pair of upper plates. The lower plate is connected to the base plate via a gimbal connecting portion so as to be tiltable with respect to the processing axis, and the pair of upper plates are respectively connected to the lower plate with respect to the processing axis via the gimbal connecting portion. The structure is connected so as to be tiltable.
加工治具によって作業する場合には、被加工物の姿勢が動くと加工精度が悪くなる。そこで、前記ベースプレートと下プレートとの間には下プレートを動きを阻止するロック機構を設けることが好ましい。ロック機構としては例えば楔部材が考えられる。 When working with a processing jig, the processing accuracy deteriorates if the posture of the workpiece moves. Therefore, it is preferable to provide a lock mechanism that prevents the lower plate from moving between the base plate and the lower plate. For example, a wedge member is conceivable as the locking mechanism.
また、1つのパレットに対をなす被加工物をセットする場合には、パレットに設けられる位置決めピンは抜け落ち防止機構を介してパレットを貫通して支持される構造とすることが好ましい。 When a workpiece to be paired is set on one pallet, it is preferable that a positioning pin provided on the pallet is supported by penetrating the pallet via a drop-off preventing mechanism.
本発明に係る工作機械によれば、対をなす2つの部材を同時に位置決めして不同時に加工することができる。例えばミッションケースについて言えば、このミッションケースは左右の半体を基準面で合せて1つの製品が完成する。このような最終的に一体化される部材について、左右一方の半体のみを連続して多数製作し、またそれとは別に他方の半体についても連続して多数製作し、最終的に任意の組合わせで結合させることもできるが、鋳造品などにあっては、経時的に鋳造条件が変化し、製品の収縮率なども異なる。このような対をなす部材についてはできるだけ2つの部材を同じ条件で加工することが好ましい。 According to the machine tool of the present invention, two members forming a pair can be simultaneously positioned and processed simultaneously. For example, in the case of a mission case, one product is completed by combining the left and right halves on the reference plane. For such a finally integrated member, a large number of the left and right halves are manufactured in succession, and separately, the other half is also manufactured in succession. They can be combined together, but for castings and the like, the casting conditions change over time, and the shrinkage rate of the product also differs. As for such a pair of members, it is preferable to process two members under the same conditions as much as possible.
本発明によれば、1つのパレットに対をなす被加工物をセットしても、各被加工物は個別に位置決めピンを介して、保持プレート機構を構成する左右の上プレートに独立して傾動可能に載置される。 According to the present invention, even when a pair of workpieces is set on one pallet, each workpiece is individually tilted to the left and right upper plates constituting the holding plate mechanism via the positioning pins. Mounted as possible.
また本発明に係る工作機械は、加工精度を高く維持できると同時に、工具ユニット側の負担を軽減することができ、しかも装置の軽量化が図れる。また、切削加工等において被加工物の振動が工具側に伝達される不具合を抑制できるので、加工ユニット側の負荷が軽減される。 In addition, the machine tool according to the present invention can maintain high machining accuracy, and at the same time, can reduce the load on the tool unit side, and can reduce the weight of the apparatus. Moreover, since the trouble that the vibration of the workpiece is transmitted to the tool side in cutting or the like can be suppressed, the load on the processing unit side is reduced.
以下に、本願発明の最適な実施例について図に基づいて説明する。図1は本発明に係る工作機械の全体斜視図、図2は同工作機械の待機状態の側面図、図3はベースプレートにパレットがセットされた状態を示す拡大図、図4は同工作機械の待機状態の正面図、図5は同工作機械の加工状態の側面図、図6は図5に示した位置からワークが更に上昇して加工されている状態を示す図である。 Hereinafter, an optimum embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall perspective view of a machine tool according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the machine tool in a standby state, FIG. 3 is an enlarged view showing a state where a pallet is set on a base plate, and FIG. FIG. 5 is a side view of a machining state of the machine tool, and FIG. 6 is a diagram showing a state in which the workpiece is further raised from the position shown in FIG.
工作機械は基台1の底部から前方に向かって張出し部2が設けられ、この張り出し部2の端にターンテーブル3を取り付けている。このターンテーブル3のモータにて回転せしめられる軸4には、180°位相を異ならせてアーム5が取り付けられ、このアーム5の水平面内の回転により、パレット6上に位置決めピン7を介して載置された被加工物Wを工作機械に対して搬入・搬出するようにしている。
The machine tool is provided with an
前記張出し部2の上面には上下方向にシリンダユニット8が設けられ、このシリンダユニット8のロッド先端にベースプレート9が連結され、このベースプレート9は基台1の側面に設けた上下方向のレール10に係合している。而して、シリンダユニット8を駆動することで、ベースプレート9は昇降動する。
A
ベースプレート9には前記パレットを加工軸線に対して傾動可能に支持する保持プレート機構11が設けられている。この保持プレート機構11は下プレート12とこの下プレート12の上に配置される2枚の上プレート13,13からなり、下プレート12はベースプレート9に植設した軸14が貫通するとともに軸14の周囲に配置した皿バネ15によってベースプレート9から若干浮いた状態で支持され、また皿バネ15と下プレート12との間に凸球面受け部16と凹球面受け部17からなるジンバル機構が介在し、下プレート12はこのジンバル機構の部分を中心として、加工軸線Lに対して傾動可能とされている。
The
上プレート13,13は下プレート12に対して逆トーナメント状に支持されている。具体的には、下プレート12の左右の端部に軸18,18を植設し、これら軸18,18に上プレート13,13をそれぞれ遊びをもって貫通させ、それぞれの軸18に凸球面受け部19と凹球面受け部20からなるジンバル機構を介して支持している。したがって、上プレート13もジンバル機構の部分を中心として、加工軸線Lに対して傾動可能とされている。ただし、上プレート13の傾動はベースプレート9に設けたストッパボルト21によって規制される。
The
上記2枚の上プレート13,13上には1枚のパレット6が載置されている。このパレット6には前記したように位置決めピン7が設けられている。実施例にあっては6本の位置決めピン7がパレット6を挿通するとともに、ストッパ22によって抜止めが施されている。
One pallet 6 is placed on the two
図3において、6本の位置決めピン7のうち左側の3本がミッションケース左半体WLを支持する位置決めピン7であり、右側の3本がミッションケース右半体WRを支持する位置決めピン7である。これらミッションケース左半体WL,右半体WRはいずれも基準面である合せ面が上を向くように位置決めピン7に支持されている。
In FIG. 3, the left three of the six
前記上プレート13,13の上面にはそれぞれ凸部23が3個設けられ、各凸部23に前記位置決めピン7の底面が乗った状態で支持される。即ち、上プレート13,13の上面に直接パレット6が載置されるのではなく、パレット6は上プレート13,13から若干浮いたフリーの状態となり、その結果、ミッションケース左半体WLは左側の3本の位置決めピン7を介して直接左側の上プレート13に傾動可能に支持され、ミッションケース右半体WRは右側の3本の位置決めピン7を介して直接右側の上プレート13に傾動可能に支持される。
Three
また、前記ベースプレート9上には楔部材24を配置し、シリンダユニット25を駆動することで楔部材24をベースプレート9と下プレート12との間に挿入することで下プレート12を所定の位置でロックするようにしている。
Further, a
また前記ベースプレート9の上方には加工ユニット30が配置されている。この加工ユニット30は基台1の上部に固定され且つ複数の加工治具31を備えている。
A
更に、前記ベースプレート9と加工ユニット30との間には中間プレート32を配置している。この中間プレート32は前記加工ユニット30の前端部に設けた上下方向のエアシリンダユニット33のロッド下端および前記機台1の上端部に設けた上下方向のエアシリンダユニット34のロッド下端に連結され、且つ前記レール10に係合している。したがって、中間プレート32は下からの押上げ力が加わると、レール10に沿ってエアシリンダユニット33,34を圧縮しながら上昇する。
Further, an
また中間プレート32の下面には位置決めピン35,35が下方に向かって突出している。本実施例にあっては一方の位置決めピン35はミッションケース左半体WLの一部に係合してミッションケース左半体WLの位置決めを行い、他方の位置決めピン35はミッションケース右半体WRの一部に係合してミッションケース右半体WRの位置決めを行う。
Positioning pins 35, 35 protrude downward from the lower surface of the
以上の構成からなる工作機械を用いた加工方法の一例を以下に述べる。
先ず、図2の状態を出発点として説明する。この状態ではターンテーブル3のアーム5はパレット6を下から保持しており、パレット6上にはミッションケースW(左右の半体)がセットされている。そして、この状態ではシリンダユニット8は最圧縮状態にあり、ベースプレート9はパレット6を保持したアーム5の下方に位置している。
An example of a machining method using the machine tool having the above configuration will be described below.
First, the state of FIG. 2 will be described as a starting point. In this state, the
この状態から、シリンダユニット8を伸長せしめる。すると、ベースプレート9が上昇し、ベースプレート9に設けた保持プレート機構11を構成する左右の上プレート13,13がアーム5からパレット6を受け取る。具体的には、前記したように、上プレート13上面に設けた凸部23が位置決めピン7の下端に当たり、位置決めピン7を介してミッションケースW(左右の半体)を持ち上げ、パレット6は位置決めピン7に係止しフリーになっている。
From this state, the
更にシリンダユニット8を伸長せしめるとミッションケースの左右の半体WL,WRのそれぞれの基準面(上面)の一部が中間プレート32の位置決めピン35に下方から当接する。この状態でミッションケースの左右の半体WL,WRは保持プレート機構11を構成する左右の上プレート13,13に個別に支持されているため、各上プレート13,13が中間プレート32から受ける反力によって傾動して正確な位置出しが行なわれる。
When the
上記の位置出しが終了したら、シリンダユニット25を駆動して、楔部材24をベースプレート9と下プレート12との間に差し込みロックする。この状態でも保持プレート機構11を構成する上プレート13は傾動可能であるが、上方から位置決めピン35によって押えられているので傾動しない。
When the positioning is completed, the
そして、更にシリンダユニット8を伸長せしめることでミッションケースの左右の半体WL,WRは加工位置まで上昇し、加工ユニット30の加工工具31によって加工される。この後は前記と逆の操作によって加工済みのミッションケースはパレットごとターンテーブル3のアーム5に受け渡され作業は完了する。
Further, by further extending the
1…基台、2…張出し部、3…ターンテーブル、4…ターンテーブルの軸、5…アーム、6…パレット、7…パレットの位置決めピン、8…シリンダユニット、9…ベースプレート、10…レール、11…保持プレート機構、12…下プレート、13…上プレート、14…ベースプレートに植設した軸、15…皿バネ、16…凸球面受け部、17…凹球面受け部、18…下プレートに設けた軸、19…凸球面受け部、20…凹球面受け部、21…ストッパボルト、22…ストッパ、23…凸部、24…楔部材、25…シリンダユニット、30…加工ユニット、31…加工工具、32…中間プレート、33,34…エアシリンダユニット、35…位置決めピン、L…加工軸線、W…ミッションケース、WL、WR…ミッションケース半体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 2 ... Overhang part, 3 ... Turntable, 4 ... Turntable axis, 5 ... Arm, 6 ... Pallet, 7 ... Pallet positioning pin, 8 ... Cylinder unit, 9 ... Base plate, 10 ... Rail, DESCRIPTION OF
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