JP2017177230A - Five-axis control machine tool - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a five-axis control machine tool which not only can process various kinds of workpieces in terms of torque and rigidity but also has excellent performance as a blade process machine.SOLUTION: A five-axis control machine tool comprises: a rotor whose one end in an axial direction is pivotally supported on a bed 20 part so as to be rotatable about a second rotational operation shaft; and a pair of clamping members which are located at both ends of the rotor in a first rotational operation shaft direction and clamp a workpiece W from the first rotational operation shaft direction so as to be rotatable about a first rotational operation shaft. The pair of clamping members include: a first chuck for gripping the workpiece W and a first driver 12A for rotationally driving the first chuck which are provided on one side; and a second chuck for gripping the workpiece W and a second driver 12B for rotationally driving the second chuck which are provided on the other side. The workpiece W is gripped by the first and second chucks from both sides. The workpiece W is rotated by the first and second drivers 12A, 12B from both sides through the first and second chucks.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、5軸制御工作機械に関し、例えば、ブレード加工に利用される5軸制御工作機械に関する。   The present invention relates to a 5-axis control machine tool, for example, a 5-axis control machine tool used for blade machining.

いわゆる5軸制御により、主軸に装着した工具により加工対象物(以下、「ワーク」と称する)に対して切削加工を行うマシニングセンタ等の工作機械が普及している。ここで、5軸というのは、工具のワークに対する、3次元空間の互いに直交する方向の移動を規定する直進移動軸(X,Y,Z)の3軸と、工具に対する、ワーク自体の回転とワークの旋回を規定する回転中心軸(A,C)の2軸である。このような5軸に関して動作制御することにより、湾曲面を有するような部品でも加工できるようにしている。かかる工作機械を開示したものとして、例えば、特許文献1及び2がある。なお、工具とワークとの間の旋回動作で、物理的に工具側を旋回させる構成のものもある。   A machine tool such as a machining center that performs cutting on a workpiece (hereinafter referred to as “workpiece”) with a tool attached to the spindle by so-called five-axis control has become widespread. Here, the five axes are the three axes of the linear movement axes (X, Y, Z) that define the movement of the tool workpiece in the direction orthogonal to each other in the three-dimensional space, and the rotation of the workpiece itself with respect to the tool. These are the two rotation center axes (A, C) that define the turning of the workpiece. By controlling the operation with respect to such five axes, it is possible to process even parts having curved surfaces. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose such machine tools. Note that there is a configuration in which the tool side is physically swung by a swiveling operation between the tool and the workpiece.

また、作業空間を有効に利用して加工作業工程の効率を高めることができる5軸制御工作機械も本出願人により提案されている(特許文献3参照)。   In addition, the present applicant has also proposed a 5-axis control machine tool that can effectively use the work space to increase the efficiency of the machining work process (see Patent Document 3).

特開2003−266275号公報JP 2003-266275 A 特開2007−219951号公報JP 2007-219591 A 特開2014−094425号公報JP 2014-094425 A

上述した特許文献1及び2記載の標準5軸制御工作機械では、例えば航空機エンジンのブレード形状のような複雑に湾曲する特殊な部品の加工速度を短縮することが困難であり、また、多種類のワークの加工に対応するために機械構成も複雑・大型化を免れず、省スペース化が困難であった。これに対して、上述した特許文献3記載の5軸制御工作機械では、省スペース化と加工作業工程の効率化が可能であるが、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応可能な工作機械で、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮に貢献できる工作機械の開発が待たれている。   In the standard 5-axis control machine tool described in Patent Documents 1 and 2 described above, it is difficult to reduce the processing speed of special parts that are curved in a complicated manner, such as the blade shape of an aircraft engine. In order to cope with the machining of workpieces, the machine configuration is also complicated and large, and it is difficult to save space. On the other hand, in the 5-axis control machine tool described in Patent Document 3 described above, it is possible to save space and improve the efficiency of the machining operation process. However, not only general-purpose machining but also machining speed, torque, rigidity, etc. From this aspect, it is a machine tool that can effectively handle various types of workpieces, and the development of machine tools that can contribute to further space saving and lead time reduction of product processing is awaited.

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応できる上に、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮が可能な5軸制御工作機械を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ブレード加工機として優れた性能を有する5軸制御工作機械を提供することにある。   The present invention has been made for the above-mentioned circumstances, and the purpose thereof is not only for general-purpose machining, but also can effectively handle various types of workpieces in terms of machining speed, torque, rigidity, and the like. Another object is to provide a 5-axis control machine tool capable of further saving space and shortening the lead time for product processing. Another object of the present invention is to provide a 5-axis control machine tool having excellent performance as a blade processing machine.

上記目的を達成するため、本発明の5軸制御工作機械は、加工領域部と応用領域部を備え、前記加工領域部は、第一回転動作軸についてワークを回転させると共に、その第一回転動作軸に直交する第二回転動作軸についてベッド部に対して前記ワークを回転させつつ、また、その1つが前記第二回転動作軸と同方向の互いに直交する第一、第二、及び第三直進動作軸について工具を前記ベッド部に対して三次元的に移動させつつ、前記工具により前記ワークを加工する5軸制御工作機械であって、前記第二回転動作軸について回転可能なように、その軸方向の一端が、前記ベッド部に枢支される回転体と、前記回転体の前記第一回転動作軸方向の両端にあって、前記ワークを、前記第一回転動作軸について回転可能なように前記第一回転動作軸方向から挟持する一対の挟持部材とを備え、前記応用領域部は、少なくとも前記工具をドレッシングするためのドレス装置と、前記工具によるワークの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステムを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a 5-axis control machine tool of the present invention includes a machining area section and an application area section, and the machining area section rotates a workpiece about a first rotation operation axis and performs a first rotation operation thereof. First, second, and third rectilinearly moving while rotating the workpiece with respect to the bed portion with respect to a second rotational motion axis that is orthogonal to the axis, one of which is orthogonal to the second rotational motion axis in the same direction A 5-axis control machine tool that processes the workpiece with the tool while moving the tool three-dimensionally with respect to the bed portion with respect to the operation axis, so that the tool can rotate about the second rotation operation axis. One end in the axial direction is located at both ends of the rotating body pivotally supported by the bed portion and the first rotating operation axis direction of the rotating body, so that the workpiece can be rotated about the first rotating operation axis. In the first rotation operation A pair of clamping members for clamping from the direction, and the application area unit includes at least a dressing device for dressing the tool and a tank system for supplying coolant to a processing point of the workpiece by the tool. It is characterized by that.

ここで、本発明の好適な5軸制御工作機械は、前記一対の挟持部材は、一方側に前記ワークを把持する第1のチャック及びその第1のチャックを回転駆動させる第1の駆動体と、他方側に前記ワークを把持する第2のチャック及びその第2のチャックを回転駆動させる第2の駆動体を含み、前記第1及び第2のチャックにより両側から前記ワークを把持すると共に、前記第1及び第2の駆動体により両側から前記ワークを前記第1及び第2のチャックを介して回転させるのが望ましい。   Here, in the preferred 5-axis control machine tool of the present invention, the pair of clamping members includes a first chuck for gripping the workpiece on one side, and a first driver for rotationally driving the first chuck. A second chuck for gripping the workpiece on the other side and a second driving body for rotationally driving the second chuck, and gripping the workpiece from both sides by the first and second chucks, It is desirable that the work is rotated from both sides by the first and second driving bodies via the first and second chucks.

また、本発明の上記好適な5軸制御工作機械は、ブレード製品の加工及びカム溝の加工に用いることが可能である。   The preferred 5-axis control machine tool of the present invention can be used for machining blade products and cam grooves.

本発明によれば、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応できる上に、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮が可能になる。また、ブレード加工機として優れた性能を有する5軸制御工作機械を提供することができる。   According to the present invention, not only general-purpose machining but also various types of workpieces can be effectively handled from the viewpoint of machining speed, torque, rigidity, etc., and further space saving and lead time for product machining are possible. Shortening becomes possible. Moreover, the 5-axis control machine tool which has the outstanding performance as a blade processing machine can be provided.

出願人の先願に係る5軸制御工作機械の平面図である。It is a top view of a 5-axis control machine tool concerning an applicant's prior application. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械の正面図である。It is a front view of a 5-axis control machine tool concerning an applicant's previous application. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械の側面図である。It is a side view of a 5-axis control machine tool according to the prior application of the applicant. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of the structure which concerns on A-axis and C-axis operation | movement in the 5-axis control machine tool which concerns on an applicant's prior application. 本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械のレイアウト構成を示す平面図である。It is a top view which shows the layout structure of the 5-axis control machine tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の拡大平面図であり、片側テールストック仕様を示す図である。It is an enlarged plan view of the structure concerning the A-axis and C-axis operation in the 5-axis control machine tool according to the first embodiment of the present invention, and is a view showing one-side tailstock specifications. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における加工領域部を中心とした斜視図であり、A軸及びC軸動作に係る構造体のタンデム仕様を示す図である。It is a perspective view centering on the process area | region part in the 5-axis control machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and is a figure which shows the tandem specification of the structure which concerns on an A-axis and C-axis operation | movement. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における主軸とワークの動作上の相対的位置関係を説明するための第1の図である。It is a 1st figure for demonstrating the relative positional relationship on the operation | movement of a main axis | shaft and a workpiece | work in the 5-axis control machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における主軸とワークの動作上の相対的位置関係を説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the relative positional relationship on the operation | movement of a main axis | shaft and a workpiece | work in the 5-axis control machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械によるブレード加工の優位性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the predominance of the blade process by the 5-axis control machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

まず、本発明の理解を容易にするため、図1乃至図4を参照して、本出願人の先願である特願2012−247075号に記載の5軸制御工作機械について簡単に述べる。図1はその5軸制御工作機械の平面図、図2はその5軸制御工作機械の正面図、図3はその5軸制御工作機械の側面図、図4はその5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の詳細を示す斜視図である。この図1乃至図4に示す5軸制御工作機械100は、基礎であるベッド20と、そのベッド20に対してY軸方向に摺動可能なY軸移動体(コラム)30と、そのY軸移動体30に対してX軸方向に摺動可能なX軸移動体40と、そのX軸移動体40に対してZ軸方向に摺動可能なZ軸移動体50とを備えている。また、Z軸移動体50の下部には、Z軸と同方向の軸を有する主軸51が設けられ、その主軸51の下端に、工具が取り付け可能となっている。主軸51に取り付けられた工具は、その主軸51に内蔵された主軸モータ(図示せず)により主軸周りに回転可能となる。ここで、Y軸移動体30、X軸移動体40、及びZ軸移動体50は、それぞれ、Y軸駆動モータ31、X軸駆動モータ(図示せず)、及びZ軸駆動モータ(図示せず)により駆動されて、それぞれの軸方向に移動する。以上の構造により、主軸モータにより回転状態にある工具が、ベッド20に対して3次元的に相対移動が可能となり、この動作により、後述するワークWに対する3次元的な接近/離反動作を実現している。   First, in order to facilitate understanding of the present invention, a five-axis control machine tool described in Japanese Patent Application No. 2012-247075, which is the prior application of the present applicant, will be briefly described with reference to FIGS. 1 is a plan view of the 5-axis control machine tool, FIG. 2 is a front view of the 5-axis control machine tool, FIG. 3 is a side view of the 5-axis control machine tool, and FIG. It is a perspective view which shows the detail of the structure which concerns on an axis | shaft and C-axis operation | movement. A 5-axis control machine tool 100 shown in FIGS. 1 to 4 includes a bed 20 as a foundation, a Y-axis moving body (column) 30 that can slide in the Y-axis direction with respect to the bed 20, and a Y-axis thereof. An X-axis moving body 40 that can slide in the X-axis direction with respect to the moving body 30 and a Z-axis moving body 50 that can slide in the Z-axis direction with respect to the X-axis moving body 40 are provided. A main shaft 51 having an axis in the same direction as the Z axis is provided at the lower portion of the Z axis moving body 50, and a tool can be attached to the lower end of the main shaft 51. A tool attached to the spindle 51 can be rotated around the spindle by a spindle motor (not shown) built in the spindle 51. Here, the Y-axis moving body 30, the X-axis moving body 40, and the Z-axis moving body 50 are respectively a Y-axis driving motor 31, an X-axis driving motor (not shown), and a Z-axis driving motor (not shown). ) To move in the respective axial directions. With the above structure, the tool rotated by the spindle motor can be moved relative to the bed 20 in a three-dimensional manner, and this operation realizes a three-dimensional approach / separation operation with respect to the workpiece W described later. ing.

次に、図4をも参照することにより、A軸及びC軸動作に係る構造体400について説明する。図4は、その詳細構造を示す図である。そこで、A軸は、図1及び図2に示すように、X軸に平行な軸であり、C軸は、図1に示すように、A軸に対して直交する軸であると共に、後に詳述するように、A軸回転に伴ってY軸とZ軸で画定される平面内を回動可能な軸である。そこで、図1及び図2に示すように、ベッド20内の加工動作可能領域MSの左側壁に、略四角柱縦長形状であり、その中央部がA軸周りに回転可能に枢支されたA軸回転体11が備わっている。A軸回転体11は、A軸回転駆動モータ15により回転駆動される。また、A軸回転体11の一端には、C軸回転駆動体12が備わっており、その他端には、油圧駆動される心押し台13が備わっている。また、C軸回転駆動体12には、ワークWを把持可能なものであって、そのC軸回転駆動体12によりC軸周りに回転駆動されるチャック14が取り付けられている。動作としては、ワークWの一端をチャック14で把持し、その他端を心押し台13で支持した状態で、C軸回転駆動体12によりチャック14を回転させると、ワークWがC軸周りに回転することになる。従って、チャック14がC軸回転し、かつ、A軸回転体11A軸回転駆動モータ15によりA軸について回転すると、ワークWは、C軸について自転しつつ、A軸について回転するような動作となる。このワークWの、C軸及びA軸に関する回転によるベッド20に対する相対動作と、工具のX軸、Y軸、及びZ軸に関する移動によるベッド20に対する相対動作により、工具によるワークWへの5軸制御加工が実現できる。なお、図3における2点鎖線は、A軸回転体11の両端の回転軌跡を表している。このように5軸制御工作機械100にあっては、ワークWのベッド20に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークWについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成している。簡単に言えば、いわゆる片持ち構造としている。また、それに伴って、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12及び心押し台13によりワークWを挟持する構造を採用している。また、5軸制御工作機械100は、工具自動交換装置60を備えており、その工具把持交換機構61が、複数の工具から所望の工具を選択して、把持、移動し、主軸51に取り付けると共に、加工後の工具を撤退させることが可能となっている。また、上述及び後述の機械的動作の制御は、NC(Numerical Control)制御部70により行われる。更に、5軸制御工作機械100は、操作/表示パネル80を備えている。   Next, the structure 400 according to the A-axis and C-axis operations will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the detailed structure. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the A axis is an axis parallel to the X axis, and the C axis is an axis orthogonal to the A axis as shown in FIG. As will be described, it is an axis that can rotate in a plane defined by the Y axis and the Z axis as the A axis rotates. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the left side wall of the workable region MS in the bed 20 has a substantially rectangular column vertically long shape, and its central portion is pivotally supported so as to be rotatable around the A axis. A shaft rotating body 11 is provided. The A-axis rotating body 11 is driven to rotate by an A-axis rotation drive motor 15. One end of the A-axis rotating body 11 is provided with a C-axis rotating drive body 12, and the other end is provided with a tailstock 13 that is hydraulically driven. The C-axis rotation drive body 12 is attached with a chuck 14 that can grip the workpiece W and is driven to rotate around the C-axis by the C-axis rotation drive body 12. As an operation, when the chuck 14 is rotated by the C-axis rotation driving body 12 with one end of the workpiece W held by the chuck 14 and the other end supported by the tailstock 13, the workpiece W rotates around the C-axis. Will do. Therefore, when the chuck 14 rotates about the C axis and rotates about the A axis by the A axis rotating body 11A axis rotation driving motor 15, the workpiece W rotates about the A axis while rotating about the C axis. . The relative movement of the workpiece W relative to the bed 20 due to the rotation about the C axis and the A axis and the relative movement relative to the bed 20 due to the movement of the tool relative to the X axis, the Y axis, and the Z axis. Processing can be realized. Note that the two-dot chain line in FIG. 3 represents the rotation trajectory at both ends of the A-axis rotating body 11. Thus, in the 5-axis control machine tool 100, the member that realizes the relative A-axis rotation of the work W with respect to the bed 20 is configured to pivotally support the work W with respect to the bed 20 at one end in the A-axis direction. doing. Simply put, it has a so-called cantilever structure. Along with this, as a structure for regulating the C-axis rotation of the work, a structure is adopted in which the work W is sandwiched between the C-axis rotation driving body 12 and the tailstock 13 fixed to the A-axis rotation body 11, respectively. Yes. The 5-axis control machine tool 100 includes an automatic tool changer 60. The tool gripping and changing mechanism 61 selects a desired tool from a plurality of tools, grips and moves it, and attaches it to the spindle 51. It is possible to withdraw the tool after processing. The above-described and later-described mechanical operation control is performed by an NC (Numerical Control) control unit 70. Further, the 5-axis control machine tool 100 includes an operation / display panel 80.

以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。図5は本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械のレイアウト構成を示す平面図、図6はそのA軸及びC軸動作に係る構造体500の拡大平面図であり、片側テールストック仕様を示す図である。図5及び図6を参照しつつ、本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械200のNC加工部220の基本的構成は、図1乃至図4に示した出願人の先願に係る5軸制御工作機械100と略同様であるので、その詳しい説明及び図示は省略する。本実施形態に係る5軸制御工作機械200も、図6に示すように、A軸及びC軸動作に係る構造体500は、片側テールストック仕様に構成されている。即ち、ワークWのベッド20(図3等参照)に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークWについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成し、いわゆる片持ち構造としている。また、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12及び心押し台13によりワークWを挟持する構造を採用している。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a plan view showing the layout configuration of the 5-axis control machine tool according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged plan view of the structure 500 related to the A-axis and C-axis operations. It is a figure which shows a stock specification. 5 and 6, the basic configuration of the NC machining unit 220 of the 5-axis control machine tool 200 according to the first embodiment of the present invention is the prior application of the applicant shown in FIGS. 1 to 4. Therefore, detailed description and illustration thereof are omitted. In the 5-axis control machine tool 200 according to this embodiment, as shown in FIG. 6, the structure 500 related to the A-axis and C-axis operation is configured to have a one-side tailstock specification. That is, the member that realizes relative rotation of the A axis with respect to the bed 20 (see FIG. 3 and the like) of the workpiece W is configured to pivot with respect to the bed 20 at one end in the A axis direction with respect to the workpiece W. It is said. In addition, as a structure for defining the C-axis rotation of the work, a structure in which the work W is sandwiched between the C-axis rotation driving body 12 and the tailstock 13 respectively fixed to the A-axis rotation body 11 is adopted.

さて、本実施形態に係る5軸制御工作機械200の大きな特徴は、ブレード加工機としての優位性を追求した点にある。即ち、5軸制御工作機械200は、加工領域部としてのNC加工部220と、応用領域部230を備え、図5に示すように、応用領域部230は、図示しないドレス装置、タンクシステム260等、汎用的な加工を可能にするための総合的アプリケーションとして構成されており、このため加工製品製作までのリードタイム短縮が可能なように構成されている。また、総合的アプリケーションとして省スペース化を実現し、機構的にも・制御的にも高加減速を実現した機械として構成されている。また、専用機ではなく、汎用機として製作可能であるためこの5軸制御工作機械200の製品納期までを短くすることができ、機械トータルもより安価に製作できるというメリットがある。即ち、図5に示すように、本実施形態の5軸制御工作機械200は、工具としての砥石等をドレッシングするための図示しないドレス装置を備えている。また、工具によるワークWの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステム260を備えている。このため、多種の機能を搭載しながらも、図5に示すように、コンパクトな平面構成になっており、等、汎用的な加工を可能にするための総合的アプリケーションとして構成されており、このため加工製品製作までのリードタイム短縮が可能である。また、本実施形態の5軸制御工作機械200では、A軸及びC軸動作に係る構造体500をコンパクトに構成しているので、加工動作可能領域MS(図1等参照)が従来と同様の容積であれば、そのコンパクト化により有意に生じた領域を有効利用でき、そのために、図5に示すように、段取り用テーブル216を設けている。このように、段取りテーブル216を並置すれば、ワークWの加工に並行して、他のワークのチャッキング部分の加工などの前加工やその他の加工を行うことができ、より複合的な加工が可能となり、多様性が増すと共に、全加工工程の効率化・時間短縮が図れる。   Now, a major feature of the 5-axis control machine tool 200 according to the present embodiment is that it pursues superiority as a blade processing machine. That is, the 5-axis control machine tool 200 includes an NC processing unit 220 as a processing region unit and an application region unit 230. As shown in FIG. 5, the application region unit 230 includes a dressing device, a tank system 260, etc. (not shown). It is configured as a comprehensive application for enabling general-purpose processing, and for this reason, it is configured so that the lead time until manufacturing of the processed product can be shortened. In addition, space saving is realized as a comprehensive application, and it is configured as a machine that realizes high acceleration and deceleration in terms of mechanism and control. Further, since it can be manufactured as a general-purpose machine instead of a dedicated machine, the delivery time of the 5-axis control machine tool 200 can be shortened, and the total machine can be manufactured at a lower cost. That is, as shown in FIG. 5, the 5-axis control machine tool 200 of the present embodiment includes a dressing device (not shown) for dressing a grindstone or the like as a tool. Moreover, the tank system 260 for supplying a coolant to the processing point of the workpiece | work W with a tool is provided. For this reason, while having various functions, it has a compact plane configuration as shown in FIG. 5, and is configured as a comprehensive application for enabling general-purpose machining. Therefore, it is possible to shorten the lead time until manufacturing the processed product. Further, in the 5-axis control machine tool 200 of the present embodiment, the structure 500 related to the A-axis and C-axis operations is configured in a compact manner, so that the machining operation possible region MS (see FIG. 1 and the like) is the same as the conventional one. If it is a volume, the area significantly generated by the downsizing can be used effectively. For this purpose, a setup table 216 is provided as shown in FIG. If the setup table 216 is juxtaposed in this way, pre-processing such as processing of the chucking portion of other workpieces and other processing can be performed in parallel with processing of the workpiece W, and more complex processing can be performed. This makes it possible to increase the diversity and to improve the efficiency and time of the entire machining process.

次に、図7乃至図10を参照して、本発明の第2の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る5軸制御工作機械300のNC加工部320では、図示しないワークのベッド20に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成し、いわゆる片持ち構造としているのは、図1乃至図4に示した出願人の先願に係る5軸制御工作機械100と同様であるが、A軸及びC軸動作に係る構造体600は、出願人の先願に係る5軸制御工作機械100及び上述した第1の実施形態と異なり、タンデム仕様に構成されている。即ち、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11の両端側にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12A及び12Bによりワークを挟持する構造、従って、C軸回転駆動体12A及び12Bによる、いわゆるタンデム駆動の構成を採用している。即ち、本実施形態に係る5軸制御工作機械300の大きな特徴は、タンデム駆動の優位性を追求した点にあり、これにより、トルクの増強と支持剛性の強化、ひいては回転スピードの向上が図られている。尚、図7に示すように、段取り用テーブル216を設けているのは、上述した第1の実施形態と同様である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the NC processing unit 320 of the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment, a member that realizes relative rotation of the A axis with respect to the bed 20 of the workpiece (not shown) is pivotally supported with respect to the bed 20 at one end in the A axis direction. The so-called cantilever structure is the same as that of the 5-axis control machine tool 100 according to the prior application of the applicant shown in FIGS. 1 to 4, but is related to the A-axis and C-axis operations. Unlike the 5-axis control machine tool 100 according to the applicant's previous application and the first embodiment described above, the structure 600 is configured in tandem specifications. In other words, the structure that regulates the C-axis rotation of the workpiece is a structure in which the workpiece is sandwiched between the C-axis rotation driving bodies 12A and 12B fixed to both ends of the A-axis rotation body 11, respectively. And the structure of what is called a tandem drive by 12B is employ | adopted. In other words, a major feature of the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment is that it pursues the superiority of tandem drive, and thereby, it is possible to enhance torque and support rigidity, and thus improve rotational speed. ing. As shown in FIG. 7, the setup table 216 is provided in the same manner as in the first embodiment.

また、図7に示すように、この第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300では、NC加工部320のうち加工動作可能領域MS(図1等参照)の周囲3方向が壁体により囲われている。即ち、5軸制御工作機械300では、加工動作可能領域MSの両側は、それぞれ固定壁302、304が立設され、また、後方側は可動壁306が開閉可能に立設されることで、周囲3方向が壁体により囲われている。これにより、加工による金属加工粉やクーラントが飛散してしまうのを防止している。尚、後方側の可動壁306は、工具自動交換装置60(図5等参照)による工具交換のタイミング等に合わせて開閉可能に構成されている。また、図7に示す例では、A軸及びC軸動作に係る構造体600は、加工動作可能領域MSに1個のみ設けられているが、固定壁304の円形穴304Hを介して、A軸及びC軸動作に係る構造体600をもう一対設ける変形例も可能である。かかる変形例によれば、2つのワークを並行で加工する、いわゆるタンデム加工(タンデム駆動+タンデム加工)を実現できる。   Further, as shown in FIG. 7, in the 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment, the three directions around the machining operation possible region MS (see FIG. 1 and the like) of the NC machining unit 320 are due to the wall body. Surrounded. That is, in the 5-axis control machine tool 300, the fixed walls 302 and 304 are erected on both sides of the machining operation possible region MS, and the movable wall 306 is erected on the rear side so as to be opened and closed. Three directions are surrounded by a wall. Thereby, metal processing powder and coolant by processing are prevented from scattering. The rear movable wall 306 is configured to be openable and closable in accordance with the timing of tool change by the automatic tool changer 60 (see FIG. 5 and the like). In the example shown in FIG. 7, only one structure 600 related to the A-axis and C-axis operations is provided in the machining operation possible region MS, but the A-axis is connected via the circular hole 304H of the fixed wall 304. Further, a modification in which another pair of structures 600 related to the C-axis operation is provided is also possible. According to such a modification, so-called tandem machining (tandem drive + tandem machining) in which two workpieces are machined in parallel can be realized.

次に、図8及び図9を参照して、主軸51とワークW(図示せず、後述する図10参照)の動作上の相対的位置関係について説明する。図8(a)は、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分正面図であり、当該構造体600に対する主軸51のX軸及びZ軸に係る相対移動のストロークを示している。また、図8(b)は、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分平面図である。また、図8(c)及び図9(a)〜(d)は、同様に、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分側面図であり、当該構造体600に対する主軸51のY軸に係る相対移動と、当該構造体600のA軸回転動作の関係を示している。詳細には、図8(c)及び図9(a)は、C軸の方向とY軸の方向が一致している場合(このとき、例えば、A軸の回転を0度とする)を示しており、そのときの主軸51のY軸方向の移動(ワークWに対する長手方向の移動)のストロークを示している。なお、図8(c)では円形の一点鎖線、図9(a)〜(d)では円形の二点鎖線は、それぞれA軸回転体11の両端の回転軌跡を表している。また、図9(b)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について−45度回転し、つまり、C軸がY軸に対して−45度傾いている状態を示している。また、図8(c)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について−90度回転し、つまり、C軸がY軸に対して直交している状態を示している。また、図9(d)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について45度回転し、つまり、C軸がY軸に対して45度傾いている状態を示している。このように、主軸51は、構造体600がA軸に関して回転しても、そのC軸回転駆動体12等と干渉しないように移動動作する。   Next, the relative positional relationship in operation between the spindle 51 and the workpiece W (not shown, see FIG. 10 described later) will be described with reference to FIGS. FIG. 8A is a partial front view of a portion of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations, and shows a relative movement stroke related to the X-axis and the Z-axis of the main shaft 51 with respect to the structure 600. . FIG. 8B is a partial plan view of the portion of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations. FIGS. 8C and 9A to 9D are also partial side views of the part of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations, and show the main shaft 51 with respect to the structure 600. The relationship between the relative movement about the Y-axis and the A-axis rotation operation of the structure 600 is shown. Specifically, FIG. 8C and FIG. 9A show a case where the direction of the C-axis and the direction of the Y-axis coincide (for example, the rotation of the A-axis is set to 0 degree). The stroke of the movement of the main shaft 51 in the Y-axis direction (movement in the longitudinal direction with respect to the workpiece W) at that time is shown. In FIG. 8C, a circular one-dot chain line, and in FIGS. 9A to 9D, a circular two-dot chain line represents the rotation locus of both ends of the A-axis rotating body 11, respectively. Similarly, FIG. 9B shows a stroke of movement of the main shaft 51 in the Y-axis direction, and in particular, the structure 600 is rotated by −45 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis is the Y-axis. It shows a state tilted by −45 degrees with respect to the angle. Similarly, FIG. 8C shows a stroke of movement of the main shaft 51 in the Y-axis direction. In particular, the structure 600 is rotated by −90 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis is the Y-axis. The state which is orthogonal to is shown. Similarly, FIG. 9D shows a stroke of movement of the main shaft 51 in the Y-axis direction. In particular, the structure 600 rotates 45 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis changes to the Y-axis. It shows a state tilted by 45 degrees. Thus, even if the structure 600 rotates with respect to the A axis, the main shaft 51 moves so as not to interfere with the C axis rotation driving body 12 and the like.

本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300は、ブレード加工機としての優位性を追求した点にある。ここで、本実施形態に係る5軸制御工作機械300と比較例としての標準5軸機によるブレード製品の加工について説明しておく。図10(a)(b)は、比較例1、2の標準5軸機でブレード製品の加工が難しいことを説明するための図であり、(c)は、本実施形態に係る5軸制御工作機械300によるブレード製品の加工における優位性を説明するための図である。図10(a)(b)(c)では、航空機エンジンのブレードとして用いられる加工物を加工する例が示されている。尚、説明の便宜上、前述したC軸に相当する軸をB軸として説明する場合がある。即ち、固定端側が三角体にギア状の溝が加工され、そこから伸びる羽根状の回転体が滑らかに湾曲する複雑な形状の加工部品を加工する必要がある。しかしながら、図10(a)に示すように、比較例1の標準5軸機では、(1)B軸テーブルにあたる回転軸のC軸が大きい、(2)イナーシャが大きい、(3)A軸回転角度が小さい、(4)ワークWを片側固定のみで剛性が不足する、(5)干渉が大きい、等の理由から上記ブレード製品の加工が難しいという問題がある。また、図10(b)に示すように、比較例2の標準5軸機では、(1)B軸テーブルにあたる回転軸が大きい、(2)イナーシャが大きい、(3)A軸回転角度が±75度ぐらいまでしか回転できない小さい、等の理由から、やはり上記ブレード製品の加工が難しいという問題がある。これに対して、本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300は、図10(c)に示すように、(1)A軸及びC軸動作に係る構造体600のふところが大きいので、主軸との干渉を回避可能である、(2)ワークWを両側で固定できるので、支持剛性が強い、(3)B軸テーブルは速く回転でき(イナーシャが小さい)、回転の切替が早い(イナーシャが小さい)上に、図9(a)〜(d)にも示したように、360度以上回転可能である(スピンテーブル)、等の理由から、上記ブレード製品の加工が可能且つ容易であるという画期的な利点がある。尚、上記と同様の構成上の利点を生かして、例えば、ローラギアカムのカム溝の加工も可能であることを確認している。   The 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment of the present invention is in pursuit of superiority as a blade processing machine. Here, processing of the blade product by the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment and a standard 5-axis machine as a comparative example will be described. FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining that it is difficult to machine a blade product in the standard 5-axis machine of Comparative Examples 1 and 2, and FIG. 10C is a 5-axis control according to the present embodiment. It is a figure for demonstrating the predominance in the process of the blade product by the machine tool 300. FIG. FIGS. 10A, 10B, and 10C show an example of processing a workpiece used as an aircraft engine blade. For convenience of explanation, the axis corresponding to the C axis described above may be described as the B axis. In other words, it is necessary to machine a complex-shaped processed part in which a gear-like groove is machined into a triangular body on the fixed end side, and a blade-like rotator extending therefrom is smoothly curved. However, as shown in FIG. 10A, in the standard 5-shaft machine of Comparative Example 1, (1) the C-axis of the rotating shaft corresponding to the B-axis table is large, (2) the inertia is large, (3) A-axis rotation There is a problem that it is difficult to process the blade product because the angle is small, (4) the work W is fixed only on one side, the rigidity is insufficient, and (5) the interference is large. In addition, as shown in FIG. 10B, in the standard 5-axis machine of Comparative Example 2, (1) the rotation axis corresponding to the B-axis table is large, (2) the inertia is large, and (3) the A-axis rotation angle is ± There is a problem that it is difficult to process the blade product because it is small enough to rotate only up to about 75 degrees. On the other hand, as shown in FIG. 10C, the 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment of the present invention includes (1) the place of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations. Because it is large, interference with the spindle can be avoided. (2) Since the work W can be fixed on both sides, the support rigidity is strong. (3) The B-axis table can rotate quickly (small inertia), and the rotation can be switched. The blade product can be processed for reasons such as being fast (small inertia) and capable of rotating 360 degrees or more (spin table) as shown in FIGS. 9A to 9D. There is an epoch-making advantage of being easy. It has been confirmed that, for example, the cam groove of the roller gear cam can be processed by taking advantage of the same structural advantage as described above.

以上のように、本発明の5軸制御工作機械における上述の実施形態によれば、従来の標準5軸機では困難であったブレード製品の加工やカム溝の加工が可能になる上に、汎用機としてこれらの加工が可能になるという大きな利点が得られる。   As described above, according to the above-described embodiment of the 5-axis control machine tool of the present invention, it is possible to process blade products and cam grooves, which are difficult with conventional standard 5-axis machines, and A great advantage is that these processes can be performed as a machine.

本発明の5軸制御工作機械は、マシニングセンタ、特にブレード加工機として使用できる。また、カム溝の加工機としても使用できる。   The 5-axis control machine tool of the present invention can be used as a machining center, particularly as a blade processing machine. It can also be used as a cam groove processing machine.

100 5軸制御工作機械
11 A軸回転体
12 C軸回転駆動体
13 心押し台
14 チャック
15 A軸回転駆動モータ
16 段取りテーブル
20 ベッド
30 Y軸移動体
40 X軸移動体
50 Z軸移動体
51 主軸
60 自動工具交換装置
61 工具把持交換機構
70 NC制御部
80 操作/表示パネル
W ワーク
MS 加工動作可能領域
100 5-axis control machine tool 11 A-axis rotating body 12 C-axis rotating drive body 13 Tailstock 14 Chuck 15 A-axis rotating drive motor 16 Setup table 20 Bed 30 Y-axis moving body 40 X-axis moving body 50 Z-axis moving body 51 Spindle 60 Automatic tool changer 61 Tool gripping change mechanism 70 NC control unit 80 Operation / display panel W Work MS Workable range

Claims (3)

加工領域部と応用領域部を備え、前記加工領域部は、第一回転動作軸についてワークを回転させると共に、その第一回転動作軸に直交する第二回転動作軸についてベッド部に対して前記ワークを回転させつつ、また、その1つが前記第二回転動作軸と同方向の互いに直交する第一、第二、及び第三直進動作軸について工具を前記ベッド部に対して三次元的に移動させつつ、前記工具により前記ワークを加工する5軸制御工作機械であって、前記第二回転動作軸について回転可能なように、その軸方向の一端が、前記ベッド部に枢支される回転体と、前記回転体の前記第一回転動作軸方向の両端にあって、前記ワークを、前記第一回転動作軸について回転可能なように前記第一回転動作軸方向から挟持する一対の挟持部材とを備え、前記応用領域部は、少なくとも前記工具をドレッシングするためのドレス装置と、前記工具によるワークの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステムを備えていることを特徴とする5軸制御工作機械。   A machining area section and an application area section, wherein the machining area section rotates the workpiece about the first rotation operation axis and the workpiece with respect to the bed section about the second rotation operation axis perpendicular to the first rotation operation axis. The tool is moved three-dimensionally with respect to the bed portion with respect to the first, second, and third rectilinear motion axes, one of which is orthogonal to the second rotational motion axis in the same direction as the second rotational motion axis. Meanwhile, a 5-axis control machine tool that processes the workpiece with the tool, and a rotating body having one end in the axial direction pivotally supported by the bed portion so as to be rotatable about the second rotational movement axis A pair of clamping members that are at both ends of the rotating body in the first rotational motion axis direction and sandwich the workpiece from the first rotational motion axis direction so as to be rotatable about the first rotational motion axis. The application area Parts includes a dresser for dressing at least the tool, 5-axis control machine tool, characterized in that it comprises a tank system for supplying coolant to the machining point of the workpiece by the tool. 前記一対の挟持部材は、一方側に前記ワークを把持する第1のチャック及びその第1のチャックを回転駆動させる第1の駆動体と、他方側に前記ワークを把持する第2のチャック及びその第2のチャックを回転駆動させる第2の駆動体を含み、前記第1及び第2のチャックにより両側から前記ワークを把持すると共に、前記第1及び第2の駆動体により両側から前記ワークを前記第1及び第2のチャックを介して回転させることを特徴とする請求項1に記載の5軸制御工作機械。   The pair of clamping members includes a first chuck for gripping the workpiece on one side and a first driving body for rotating the first chuck, a second chuck for gripping the workpiece on the other side, and A second driving body for rotating the second chuck, gripping the workpiece from both sides by the first and second chucks, and holding the workpiece from both sides by the first and second driving bodies. The 5-axis control machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is rotated via the first and second chucks. ブレード製品の加工及びカム溝の加工に用いることが可能であることを特徴とする請求項2に記載の5軸制御工作機械。
The 5-axis control machine tool according to claim 2, which can be used for machining a blade product and machining a cam groove.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112191900A (en) * 2020-10-09 2021-01-08 马鞍山方圆动力科技有限公司 Five-axis milling process special for aluminum alloy impeller
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