JP2023177006A - 複合加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな動力源を必要とすることなくテールストックユニットを移動させることができ、装置全体の小型化を図ることが可能な複合加工機を提供する。【解決手段】本発明にかかる複合加工機の構成は、工具１１２を交換可能に取り付けられる工具主軸１１０と、ワークＷを交換可能に取り付けられるワーク主軸１２０と、ワーク主軸１２０をワークＷの回転軸方向であるＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動機構１４０と、Ｚ軸方向に移動可能なテールストックユニット１３０と、ワーク主軸１２０とテールストックユニット１３０とを、Ｚ軸方向における相対的な間隔を変更自在に接続するパイロットバー１６０と、パイロットバー１６０をＺ軸方向に進退させて相対的な間隔を変更するクランプ駆動源１７０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、工具主軸とワーク主軸とテールストックユニットとを備えた複合加工機に関する。

近年では、例えばＮＣ旋盤のような旋削加工が可能な装置と、穴あけ加工やギヤスカイビング加工が可能な装置とが一体化された複合加工機が実用化されている。複合加工機では、ワークがワーク主軸とテールストックとによって保持される場合がある。

ワークをワーク主軸とテールストックとにより保持する一例として、厳密には複合加工機ではないが、例えば特許文献１に「ベッドと、ベッド上に装備される主軸台と、ベッド上に配設されるリニアガイドレールと、ガイドレールにより案内される刃物台を有するキャリッジと、リニアガイドレールにより案内されるテールストックと、キャリッジを駆動する手段」を備える旋盤が開示されている。

特許文献１の旋盤のテールストックは、リニアガイドレールに係合されるリニアガイドブロックと、リニアガイドブロックを昇降させる油圧装置と、リニアガイドレール上に当接される面を有している。特許文献１ではテールストックは、移動時にはリニアガイドブロックのみでリニアガイドレールにより案内され、クランプ時には油圧装置によりテールストックがリニアガイドレールの上面に押し出されるとしている。

特開２００３－０８０４０４号公報

特許文献１では、ワーク主軸の回転軸方向（以下、Ｚ軸方向という）に移動可能な刃物台を移動制御することによって、テールストックをＺ軸方向に移動させている。しかしながら、刃物台すなわち工具軸は、高い加工精度を得るために高剛性が必要であり、重量が極めて重い。すると、重量が重い工具軸を移動させるためには、当然にして大きな動力源が必要となる。このため、特許文献１の旋盤では装置全体が必然的に大型化してしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、大きな動力源を必要とすることなくテールストックユニットを移動させることができ、装置全体の小型化を図ることが可能な複合加工機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる複合加工機の代表的な構成は、工具を交換可能に取り付けられる工具主軸と、ワークを交換可能に取り付けられるワーク主軸と、ワーク主軸をワークの回転軸方向であるＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動機構と、Ｚ軸方向に移動可能なテールストックユニットと、ワーク主軸とテールストックユニットとを、Ｚ軸方向の相対的における間隔を変更自在に接続するパイロットバーと、パイロットバーをＺ軸方向に進退させて相対的な間隔を変更するクランプ駆動源と、を備える。

本発明によれば、大きな動力源を必要とすることなくテールストックユニットを移動させることができ、装置全体の小型化を図ることが可能な複合加工機を提供することができる。

本実施形態にかかる複合加工機の全体の構成を概略的に示す図である。 図１の複合加工機におけるワークのアンクランプ状態を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる複合加工機１００の全体の構成を概略的に示す図である。図２は、図１の複合加工機におけるワークのアンクランプ状態を示す図である。図１は、ワークＷがクランプ状態の複合加工機１００を例示する図である。図２は、ワークＷがアンプランプ状態の複合加工機１００を例示する図である。

図１および図２に示すように本実施形態の複合加工機１００は、工具主軸１１０、ワーク主軸１２０およびテールストックユニット１３０を備える。工具主軸１１０に、工具１１２が交換可能に取り付けられる。工具主軸１１０は、Ｂ方向に回動可能である。また工具主軸１１０は、Ｘ軸方向（図中前後方向）およびＹ軸方向（図中上下方向）に移動可能であり、且つＡ方向（Ｘ軸中心と平行な軸回り回動）に旋回可能である。

ワーク主軸１２０に、ワークＷが交換可能に取り付けられる。ワーク主軸１２０は、Ｃ方向に回動可能であり、且つ後述するＺ軸駆動機構１４０によってワークＷの回転軸Ｒ方向であるＺ軸方向（図中左右方向。以下、単にＺ軸方向と称する。）に移動可能である。本実施形態ではワーク主軸１２０は、その下方に配置されたＺ軸テーブル１０２に固定されている。

テールストックユニット１３０は、ワークＷをクランプまたはアンクランプする装置であり、Ｚ軸方向に移動可能である。テールストックユニット１３０のワークＷと対向する面には、ワークＷをワーク主軸１２０に押し付けるように心押しセンタ１３２が設けられている。本実施形態の複合加工機１００は、図１に示すようにワーク主軸１２０に取り付けられたワークＷをテールストックユニット１３０によってクランプし、かかるワークＷを工具主軸１１０に取り付けられた工具によって加工する。

また本実施形態の複合加工機１００は更に、Ｚ軸駆動機構１４０、第１レール１５２、第２レール１５４（後述するように、第１レール１５２と第２レール１５４とが連続して一体となっていてもよい）、パイロットバー１６０およびクランプ駆動源１７０を備える。Ｚ軸駆動機構１４０は、Ｚ軸駆動モータ１４２およびＺ軸駆動ボールネジ１４４を含んで構成され、ワーク主軸１２０（Ｚ軸テーブル１０２）をワークＷのＺ軸方向に移動させる。

Ｚ軸駆動モータ１４２は、Ｚ軸方向に沿って設けられたＺ軸駆動ボールネジ１４４を回動させるための駆動源であり、ベッド１０４上に固定されている。Ｚ軸駆動ボールネジ１４４は、Ｚ軸駆動モータ１４２に一端が固定され、ベッド１０４上に配置されたストッパ１４６に他端が固定されている。

第１レール１５２は、ベッド１０４上に配置されていて、ワーク主軸１２０のＺ軸方向の移動を案内する。第２レール１５４は、ベッド１０４上に配置されていて、テールストックユニット１３０のＺ軸方向の移動を案内する。

パイロットバー１６０は、ワーク主軸１２０とテールストックユニット１３０とを、Ｚ軸方向における相対的な間隔を変更自在に接続する部材である。これにより、ワーク主軸１２０は、パイロットバー１６０によってＺ軸テーブル１０２を介してテールストックユニット１３０に接続されている。したがってワーク主軸１２０が移動すると、テールストックユニット１３０がワーク主軸１２０に追従して同じ方向に移動する。

クランプ駆動源１７０は、パイロットバー１６０を進退させることでワーク主軸１２０とテールストックユニット１３０との相対的な間隔を変更する。クランプ駆動源１７０としては、例えば油圧シリンダやモータを例示することができるが、これに限定するものではなく、他の既知の装置を用いてもよい。

以下、図１および図２に示す複合加工機１００の動作を説明する。本実施形態の複合加工機１００では、Ｚ軸駆動機構１４０によってワーク主軸１２０をワークＷのＺ軸方向に移動させ、クランプ駆動源１７０によってワーク主軸１２０とテールストックユニット１３０との相対的な間隔を変更することにより、ワークＷをクランプまたはアンクランプする。

詳細には図１に示すようにワークＷがクランプされている状態では、ワークＷは、ワーク主軸１２０に取り付けられ、テールストックユニット１３０の心押しセンタ１３２によって矢印Ｄ１方向に付勢されることにより、それらに挟持されている。

本実施形態の複合加工機１００では、ワークＷを加工する際にまずＺ軸駆動モータ１４２を駆動する。これにより、Ｚ軸駆動ボールネジ１４４が回転することでＺ軸テーブル１０２が第１レール１５２を走行し、ひいてはワーク主軸１２０がＺ軸方向に移動する。ワーク主軸１２０はパイロットバー１６０によってテールストックユニット１３０と接続されているため、テールストックユニット１３０は、ワーク主軸１２０に追従して第２レール１５４上を走行してＺ軸方向に移動する。その結果、ワーク主軸１２０およびテールストックユニット１３０はワークＷを挟持した状態でＺ軸方向に移動し、ワークＷは、工具主軸１１０に取り付けられた工具１１２に対して相対的に移動する。

上記構成によれば、ワーク主軸１２０を移動させる動力源であるＺ軸駆動モータ１４２によってワーク主軸１２０と連動してテールストックユニット１３０を移動させることができる。したがって従来のように工具主軸１１０にＺ軸方向への駆動源を持たせる場合に比して、大きな動力源を必要とすることなく工具主軸１１０およびテールストックユニット１３０を移動させることができる。したがって複合加工機１００の小型化を図ることが可能である。

ワークＷを交換する場合等、ワークＷをアンクランプする際には、まずクランプ駆動源１７０を駆動する。これにより、パイロットバー１６０がテールストックユニット１３０に向かって前進する。換言すれば、テールストックユニット１３０はパイロットバー１６０によってワーク主軸１２０から離間する方向（Ｄ２方向）に付勢され、第２レール１５４上を走行する。その結果、図２に示すようにテールストックユニット１３０の心押しセンタ１３２がワークＷから離れた状態となり、ワークＷがアンクランプされた状態となる。

ワークＷの交換等の作業が完了したら、クランプ駆動源１７０を再度駆動する。そしてパイロットバー１６０をワーク主軸１２０に向かって後退させる。これにより、テールストックユニット１３０はパイロットバー１６０によってワーク主軸１２０に近接する方向（Ｄ１方向）に付勢され、第２レール１５４上を走行する。その結果、図１に示すようにテールストックユニット１３０の心押しセンタ１３２がワークＷに接触した状態となり、ワークＷがクランプされた状態となる。

上記説明したように本実施形態の複合加工機１００によれば、クランプ駆動源１７０によってパイロットバー１６０を進退させることでワーク主軸１２０とテールストックユニット１３０との相対的な間隔を変更することができる。したがって、ワークＷのクランプおよびアンクランプを容易に行うことが可能である。

またパイロットバー１６０はねじが切ってあり、テールストックユニット１３０はパイロットバー１６０に対して位置調整可能となっている。これにより、ワークＷのサイズに応じて大まかにテールストックユニット１３０の位置を合わせておき、クランプ駆動源１７０は短いストロークでクランプとアンクランプを行うことが可能である。

なお本実施形態の複合加工機１００では第１レール１５２と第２レール１５４とを別体とする構成を例示したが、これに限定するものではない。第１レール１５２と第２レール１５４とが一体となった構成であっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、工具主軸とワーク主軸とテールストックユニットとを備えた複合加工機として利用することができる。

１００…複合加工機、１０２…Ｚ軸テーブル、１０４…ベッド、１１０…工具主軸、１１２…工具、１２０…ワーク主軸、１３０…テールストックユニット、１３２…心押しセンタ、１４０…Ｚ軸駆動機構、１４２…Ｚ軸駆動モータ、１４４…Ｚ軸駆動ボールネジ、１４６…ストッパ、１５２…第１レール、１５４…第２レール、１６０…パイロットバー、１７０…クランプ駆動源、Ｒ…回転軸、Ｗ…ワーク

Claims (1)

1. 工具を交換可能に取り付けられる工具主軸と、
   ワークを交換可能に取り付けられるワーク主軸と、
   前記ワーク主軸を前記ワークの回転軸方向であるＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動機構と、
   前記Ｚ軸方向に移動可能なテールストックユニットと、
   前記ワーク主軸と前記テールストックユニットとを、前記Ｚ軸方向における相対的な間隔を変更自在に接続するパイロットバーと、
   前記パイロットバーを前記Ｚ軸方向に進退させて前記相対的な間隔を変更するクランプ駆動源と、
   を備えたことを特徴とする複合加工機。

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