JP2517458Y2 - 複合工作機械のスィングヘッド装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はボーリングやターニング、ミーリング等の
加工が可能な複合工作機械のスイングヘッド装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来この種の複合工作機械には、加工すべきワークを
取付けるターンテーブルと、該ターンテーブルの上方に
ワークを加工するための工具を取付けるスイングヘッド
が設けられており、ターンテーブルはＸ軸方向へ移動可
能となっており、スイングヘッドはＺ軸方向及びＹ軸方
向への移動と、旋回軸を中心とする旋回動が可能となっ
ている。

またスイングヘッドを旋回させるスイング機構として
は例えば第９図に示すように、旋回自在なスイングヘッ
ドａ側に設けたピニオンｂにスイングシリンダｃにより
上下動されるラックｄを噛合させて、スイングシリンダ
ｃによりラックｄ及びピニオンｂを介してスイングヘッ
ドａを旋回する方式が使用されており、スイングヘッド
ａを主軸ヘッド（図示せず）の間にはカービッグカップ
リングｅが設けられていて、このカービッグカップリン
グｅによりスイングヘッドａを割出し位置へ固定するよ
うになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし上記従来のスイングヘッド装置では、スイング
ヘッドをラック及びピニオンを介してスイングさせてい
るため、ラック及びピニオン間のバックラッシュにより
割出し位置にバラツキが発生する。

特にスイングヘッドには重量の異なる種々の工具を取
付けるため、工具の重量によっても割出し位置にバラツ
キが発生して精度の高い位置決めができなくなり、その
結果精度の高い加工ができないなどの不具合があった。

この考案はかかる不具合を改善するためになされたも
のでスイングヘッドをスイングするラック及びピニオン
間のバックラッシュを除去した状態でスイングヘッドの
割出しが行える複合工作機械のスイングヘッド装置を提
供して、精度の高い位置決め及び加工を可能にすること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

この考案は上記目的を達成するために、加工すべきワ
ークを取付けるターンテーブルと、上記ターンテーブル
の上方に上下動自在に支承された主軸ヘッドと、上記主
軸ヘッドに水平に支承された駆動軸の一端に固着された
スイングヘッドと、上記主軸ヘッドとスイングヘッドの
間に設けられ、スイングヘッドを割出し位置にクランプ
するカービックカップリングと、ラック及びピニオンを
介して上記駆動軸に接続され、かつ駆動軸を中心に上記
スイングヘッドをスイングさせるスイングシリンダと、
上記スイングシリンダに接続され、上記スイングヘッド
を早送りで割出し位置へスイングさせ、かつ割出し位置
よりオーバシュートさせて停止させる油圧切換え手段
と、上記スイングシリンダに接続され、かつ割出し位置
よりオーバシュートしたスイングヘッドを遅送りで割出
し位置へ戻す油圧切換え手段とより構成したもので、一
旦割出し位置よりオーバシュートさせたスイングヘッド
の自重によりラックとピニオンの間のバックラッシュを
除去した状態でスイングヘッドを割出し位置へ位置決め
するため、ラックやピニオンのバックラッシュに影響さ
れずにスイングヘッド割出しが精度良く行え、これによ
って加工精度も向上する。

〔実施例〕

この考案の一実施例を第１図ないし第８図に示す図面
を参照して詳述する。

第１図は複合工作機械の全体的な概略構成図で、この
図において１はコラム、２はコラム１の前面に設けられ
た主軸ヘッドで、コラム１上に設けられたＺ軸送りモー
タ３によりＺ軸方向へ移動自在となっている。

４は上記主軸ヘッド２の下方に設けられたターンテー
ブルで、Ｘ軸方向へ移動自在となっていると共に、加工
すべきワークはこのターンテーブル４上に固定される。

５は上記主軸ヘッド２に設けられたスイングヘッド
で、スイングシリンダ６により旋回中心０を中心にスイ
ング自在となっている。

上記スイングシリンダ６は両ロッドの油圧シリンダよ
りなり、下方へ突出されたピストン杆6aの先端にラック
７が接続されていると共に、上方に突出されたピストン
杆6aにより割出し位置を検出するリニアエンコーダ８が
駆動されるようになっている（第５図参照）。

上記ラック７には一端側がスイングヘッド５に固着さ
れた駆動軸９の他端側に固着されたピニオン10が噛合さ
れている。

そして上記駆動軸９にクランプシリンダ11の中空なピ
ストン杆11aが嵌挿されている。上記クランプシリンダ1
1は主軸ヘッド２内に設けられていて、上記ピストン杆1
1aの中間部に突設されたピストン11bが収容されている
と共に、ピストン杆11aの両端はスラスト軸受け12を介
してピニオン10と駆動軸９のフランジ部9aにそれぞれ当
接されている。

また図中14はカービックカップリングで、一方の部材
14aは主軸ヘッド２側に固着され、他方の部材14bはスイ
ングヘッド５側に固着されている。

そしてクランプシリンダ11の油圧室11₁へ供給された
油圧によりスイングヘッド５がクランプされ、油圧室11
₁へ供給された油圧によりアンクランプされるようにな
っている。

なお図中15はクランプ確認用近接スイッチで、ピニオ
ン10の側面に設けられたドッグ16を検出することによ
り、カービッグカップリング14のクランプ、アンクラン
プが検出できるようになっている。

一方第５図はスイングヘッド５のスイングを制御する
油圧回路で、割出し用の電磁弁17,18と、割出し時スイ
ングヘッド５のスイング速度を調整する流量制御弁19を
有しており、流量制御弁19を出た圧油は、スイングシリ
ンダ６へ供給されるようになっている。

また20はカービックカップリング14の嵌合時ラックの
位置ずれによる油容積を吸収するためのアキュームレタ
である。

次に作用を説明すると、複合工作機械で加工すべきワ
ークはターンテーブル上に固定され、これを加工する工
具21はスイングヘッド５側へ取付ける。

この状態でワークの加工位置に応じてスイングヘッド
５の割出しを行うが、割出しに当って、まずクランプ、
アンクランプ用電磁弁22よりクランプシリンダ11の油圧
室11₂へ圧油を供給して、ピストン11b及びピストン杆11
aを介してスイングヘッド５を右方へ押圧することによ
り、カービックカップリング14の係合を解除する。

この状態で電磁弁18をオンにしてスイングシリンダ６
の上室6₁へ油圧を供給すると、ラック７及びピニオン10
を介して駆動軸９が回転され、スイングヘッド５が割出
し位置方向へ早送りで旋回される。

そして割出し位置へ達すると電磁弁18はオフされる
が、スイングヘッド６は惰性により第６図に示すように
割出し角度θよりαだけオーバシュートする。

その後電磁弁17がオンされて、絞り弁19により流量調
整された圧油がスイングシリンダ６の下室6₂へ供給され
るため、重力方向と逆の方向スイングヘッド６が旋回さ
れることにより、ラック７及びピニオン10間に第７図に
示すように発生しているバックラッシュが除去された状
態で割り出し位置まで微速で戻されるため、所定の割出
し位置へ正確に位置決めされると共に、割出し位置へ位
置決めされたのをリニアスケール８が検出すると電磁弁
17がオフされる。

なお上記動作を線図にすると第８図に示すようにな
る。

次にこの状態でクランプアンクランプ用電磁弁22がク
ランプ側へ切換えられて、クランプシリンダ11の油圧室
11₁へ圧油が供給されるため、ピストン11b及びピストン
杆11aを介して駆動軸９が左方へ押圧され、カービック
カップリング14が係合されて主軸ヘッド２側へスイング
ヘッド５がクランプされる。

従ってこの状態でスイングヘッド５に取付けられた工
具22によりワークの所定位置を加工することができるよ
うになる。

またワークの加工が完了したら上記と逆の操作を行っ
て、スイングヘッド５を初めの位置復帰させることによ
り、次の割出しが行えるようになる。

〔考案の効果〕

この考案は以上詳述したように、スイングヘッドを駆
動軸を中心にスイングさせて割出す際、スイングヘッド
を早送りで割出し位置へスイングさせ、かつ割出し位置
よりオーバシュートさせて停止させたら、遅送りで割出
し位置まで戻して割出し位置に位置決めするようにした
ことから、スイングヘッドをスイングさせるラック及び
ピニオンにバックラッシュがあっても、スイングヘッド
を割出し位置に戻す際、スイングヘッドの自重によりラ
ック及びピニオン間のバックラッシュが除去されるた
め、バックラッシュに影響されることなくスイングヘッ
ドの割出しが行える。

これによってスイングヘッドの割出し精度が向上する
ため、精度の高い加工が可能になると共に、スイングス
リンダの動作を制御する油圧切換え手段にアキュムレー
タを設けることにより、スイングヘッドを割出し位置に
クランプするカービックカップリングの噛み合せにずれ
があっても、これをアキュムレータが吸収するため、カ
ービックカップリングを確実に噛合させることができ、
これによってスイングヘッドを割出し位置に確実にクラ
ンプできる効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は全体的な概
略構成図、第２図は主軸ヘッド部分の拡大側面図、第３
図はスイング機構の詳細図、第４図は同断面図、第５図
は油圧回路図、第６図ないし第８図は作用説明図、第９
図は従来の説明図である。 ２は主軸ヘッド、４はターンテーブル、５はスイングヘ
ッド、６はスイングシリンダ、７はラック、８はリニア
エンコーダ、10はピニオン、11はクランプシリンダ、14
はカービックカップリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−18370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−29671（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−171304（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加工すべきワークを取付けるターンテーブ
   ル４と、上記ターンテーブル４の上方に上下動自在に支
   承された主軸ヘッド２と、上記主軸ヘッド２に水平に支
   承された駆動軸９の一端に固着されたスイングヘッド５
   と、上記主軸ヘッド２とスイングヘッド５の間に設けら
   れ、スイングヘッド５を割出し位置にクランプするカー
   ビックカップリング14と、ラック７及びピニオン10を介
   して上記駆動軸９に接続され、かつ駆動軸９を中心に上
   記スイングヘッド５をスイングさせるスイングシリンダ
   ６と、上記スイングシリンダ６に接続され、上記スイン
   グヘッド５を早送りで割出し位置へスイングさせ、かつ
   割出し位置よりオーバシュートさせて停止させる油圧切
   換え手段と、上記スイングシリンダ６に接続され、かつ
   割出し位置よりオーバシュートしたスイングヘッド５を
   遅送りで割出し位置へ戻す油圧切換え手段とを具備して
   なる複合工作機械のスイングヘッド装置。
2. 【請求項２】油圧切換え手段に、カービックカップリン
   グ14の噛合時歯の位置ずれを吸収するアキュムレータ20
   を設けてなる請求項１記載のスイングヘッド装置。