JP2021133455A - 回転工具装置および工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
主軸により保持されたワークを加工する回転工具を保持する工具保持部と、
先端に前記工具保持部が装着可能に形成されるスピンドル軸と、
前記スピンドル軸の基端に直接的に連結され、前記スピンドル軸を前記工具保持部とともに軸回転させるモータと、
前記モータを支持し、前記回転工具の刃先が前記主軸により保持された前記ワークの軸線に交わる方向を向くように、軸回転可能に前記スピンドル軸を収容する筐体と、を備える。
回転工具装置と、
前記ワークを軸回転可能に保持する前記主軸と、を備える。
主軸ユニット10は、図1及び図2に示すように、ワークの前面(+Z側に向く面)及び側面を加工するための機構である。主軸ユニット10は、ワークを回転可能に保持する主軸11と、主軸11を回転可能に支持する主軸台12と、を備える。主軸11は、ワークを保持するチャックを先端に備える。主軸台12は、チャックで保持したワークを回転させる主軸回転用モータを内蔵する(図示せず)。主軸ユニット10は、主軸台12をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構20を備える。
工具機構30は、図1及び図2に示すように、主軸ユニット10により把持されたワークに対して工具ユニット31,32の工具31a,32aをX軸方向及びY軸方向に移動させる機構である。
固定台41には、X軸移動機構33と、X軸移動機構33を介してY軸移動機構34とが設けられる。X軸移動機構33及びY軸移動機構34は、Z軸移動機構20と同様に、モータ、ボールねじ及びナットにより構成される。
回転工具装置50は、図1、図3及び図4に示すように、工具ユニット31の下方のY軸移動機構34に設けられ、自身が回転する回転工具51によってワークを加工する。回転工具51は、例えばドリル、タップ、フライスなどで構成される。
また、各スピンドル軸53にそれぞれ独立した工具回転用モータ54を設けることから、それぞれが異なる仕様のモータであっても良く、使用する回転工具51に応じて回転数や出力が異なるものを適宜選択して設ける。工具回転用モータ54は、例えば回転数が5000rpmのものと、高速回転用の20000rpmのものとで構成することもできる。
制御部90は、工作機械1全体を制御するものであり、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、CPU(Central Processing Unit)と、を備える。なお、制御部90は、図1などに模式的に示した。
工具機構30による加工では、制御部90による数値制御により、図1及び図2に示すように、主軸11を介してワークを把持しつつ軸回転させた状態で、工具機構30を介して工具31a,32aの刃先をワークに接触させ、Z軸移動機構20を介してワークをZ軸方向に送る。これにより、ワークの加工が行われる。
回転工具装置50による加工では、回転工具51としては、ドリル、タップ、フライスなどが使用される。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)回転工具装置50は、主軸11により保持されたワークを加工する回転工具51を保持する工具保持部52と、先端53aに工具保持部52が装着可能に形成されるスピンドル軸53と、スピンドル軸53の基端53bに直接的に連結され、スピンドル軸53を工具保持部52とともに軸回転させる工具回転用モータ(モータ)54と、工具回転用モータ54を支持し、回転工具51の刃先が主軸11により保持された主軸11の中心軸(ワークの軸線)Aに交わる方向を向くように、軸回転可能にスピンドル軸53を収容する筐体55と、を備える。
この構成によれば、回転工具51が先端53aに保持されるスピンドル軸53の基端53bに工具回転用モータ54を直接的に連結することにより、歯車機構やベルト機構を介して回転工具51を軸回転する場合に生じるバックラッシュ、振動及び発熱などの影響を抑えて回転工具51で加工することができる。これにより、高精度の加工を行うことができ、主軸11の回転と同期させて行うポリゴン加工やギア加工などの加工も高精度に行うことができる。また、歯車機構やベルト機構を使用しないことから回転工具装置50をコンパクトにすることができる。
この構成によれば、各スピンドル軸53を独立した別々の工具回転用モータ54で駆動することで、加工に用いる回転工具51以外の工具回転用モータ54を停止しておくことができ、加工する回転工具51以外からの振動や発熱の影響がなく、高精度に加工することができる。また、回転工具51に応じて工具回転用モータ54を小型のモータにすることができ、回転工具装置50をコンパクトにすることができる。また、工具回転用モータ54を回転工具51に応じて異なる仕様のものとすることができ、適切な仕様のもので高精度の加工を行うことができる。
この構成によれば、回転工具51が先端53aに保持されるスピンドル軸53の基端53bに工具回転用モータ54を直接的に連結することで、歯車機構やベルト機構を介して回転工具51を軸回転する場合に生じるバックラッシュ、振動及び発熱などの影響を抑えて回転工具51で加工することができる。これにより、高精度の加工を行うことができ、主軸11の回転と同期させて行うポリゴン加工やギア加工などの加工も高精度に行うことができる。また、歯車機構やベルト機構を使用しないことから回転工具装置50をコンパクトにでき、工作機械1もコンパクトにすることができる。これにより、精度の高いワークの加工を実現することができる。
上記実施形態においては、工作機械1は、主軸11により保持されたワークを回転工具装置50の回転工具51で加工するように構成したが、主軸11に加えて主軸11と対向して第2主軸を設けるようにしても良い。これにより、主軸11によりワークの前面を加工するのに加えて第2主軸にワークを受け渡すことによりワークの背面を回転工具装置50で加工することができる。
このように、工作機械1にガイドブッシュレス用カバーが設けられた場合であっても、上記実施形態と同様に回転工具装置50で加工が行われ、同様の作用効果を奏することができる。
Claims (3)
- 主軸により保持されたワークを加工する回転工具を保持する工具保持部と、
先端に前記工具保持部が装着可能に形成されるスピンドル軸と、
前記スピンドル軸の基端に直接的に連結され、前記スピンドル軸を前記工具保持部とともに軸回転させるモータと、
前記モータを支持し、前記回転工具の刃先が前記主軸により保持された前記ワークの軸線に交わる方向を向くように、軸回転可能に前記スピンドル軸を収容する筐体と、を備える、
回転工具装置。 - 複数の前記スピンドル軸は、1つの前記筐体に互いに平行をなすように並べられた状態で収容され、
前記モータは、複数とされ、複数の前記スピンドル軸の各々に設けられる、
請求項1に記載の回転工具装置。 - 請求項1または2に記載の回転工具装置と、
前記ワークを軸回転可能に保持する前記主軸と、を備える、
工作機械。
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