JP2551292B2

JP2551292B2 - 切削加工装置

Info

Publication number: JP2551292B2
Application number: JP4015071A
Authority: JP
Inventors: 弘小林
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JPH0623643A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削加工装置、特に、
切削加工用工具を主軸ヘッドにチャックさせて切削加工
を行う切削加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】たとえばタッピング装置等
の切削加工装置は、一般に、工具を保持する回転可能な
主軸チャックと、複数の工具を収容する工具収容部と、
主軸チャック及び工具収容部の間で工具交換を行う工具
交換装置とを備えている。加工の際には、工具交換装置
により、工具収容部内の所望の工具を主軸チャックに保
持させる。そして、主軸チャックの回転により、ワーク
に所望の切削加工が行われる。

【０００３】前記従来装置では、主軸チャック及び工具
収容部の他に工具交換装置が別個必要であり、このため
構造が複雑である。本発明の目的は、構造を簡略化する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る切削加工装
置は、主軸ヘッドと、タレットとを備えている。前記主
軸ヘッドは、切削加工用工具をチャックするためのチャ
ック部を有し、回転可能かつ昇降可能になっている。前
記タレットは、切削加工用工具をそれぞれ保持するため
の複数のステーションと加工用エリアを形成する切欠き
とを有し、各ステーション及び切欠きが、それらの移動
軌跡の一点に対向した固定位置に主軸ヘッドが配置され
るように回動可能に設けられている。切削加工装置は、
各ステーションが固定位置に対向したときにおける切削
加工用工具の前記チャック部への着脱動作と、前記切欠
きが固定位置に対向したときにおける前記主軸ヘッドに
よる切削加工とを行う。

【０００５】

【作用】本発明では、まず、タレットの回転により、所
望の切削用工具が保持されたステーションを固定位置に
配置された主軸ヘッドに対向配置させて、この工具を主
軸ヘッドのチャック部にチャックさせ工具の着脱動作を
行う。次に、タレットを回動させて、切欠きを固定位置
で主軸ヘッドに対向配置させる。この状態から、主軸ヘ
ッドを回転させるとともに昇降させることによって、主
軸ヘッドに装着された工具により切削加工が行われる。

【０００６】この場合には、タレットの各ステーション
及び切欠きの移動軌跡の一点に対向する固定位置に主軸
ヘッドが配置されるので、主軸ヘッドとタレットとの間
で工具交換を行うための工具交換装置を設ける必要がな
くなり、構造を簡略化できる。また、タレットに形成さ
れた切欠きを利用して加工を行うので、装置全体をコン
パクトに構成できる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例によるパンチプレス
機を示している。このパンチプレス機１は、主に、下部
フレーム２と、その上方に配置された上部フレーム３
と、上部フレーム３を後方（図１上方）で支持するスロ
ート部４とから構成されている。

【０００８】下部フレーム２の上面中央には、固定テー
ブル１０が配置されている。また、下部フレーム２の上
面両側部には、１対のガイドレール５，６が配置されて
いる。ガイドレール５，６上には、キャリッジ７が前後
方向（Ｙ軸方向）に移動可能に配置されている。キャリ
ッジ７には、固定テーブル１０の両側方に配置された移
動テーブル８，９が固定されている。また、キャリッジ
７内には、クロススライド１５が左右方向（Ｘ軸方向）
に移動可能に設けられている。クロススライド１５に
は、板材Ｗを把持するためのワークホルダ１１，１２が
取り付けられている。

【０００９】上部フレーム３には、円周上に配置された
複数のパンチ（図示せず）を収容する上タレット１４が
回動可能に設けられている。一方、下部フレーム２側に
は、円周上に配置された複数のダイ（図示せず）を収容
する下タレット１６が上タレット１４に対向配置されて
いる。これら上タレット１４及び下タレット１６によっ
てパンチ加工部１７が構成されており、その加工センタ
位置はＰである。

【００１０】上タレット１４の側方には、切削加工装置
２０が配置されている。この切削加工装置２０は、上部
フレーム３側部に設けられており、図２及び図３に示す
ように、ドリル，タップ，エンドミル等の各種の切削加
工用工具２１を保持する工具ホルダ２９が装着されたタ
レット２２と、タレット２２上の所望の工具２１を割り
出すためのインデックスモータ２３と、割り出された工
具２１が装着される主軸スピンドル２４と、主軸スピン
ドル２４を昇降駆動するためのシリンダ２５及びサーボ
モータ２６と、主軸スピンドル２４を回転駆動するため
のスピンドルモータ２７とから主として構成されてい
る。

【００１１】タレット２２は、図４に示すような概ね円
板状の部材であり、複数の工具把持部３０が放射状に配
置された複数のステーションを有している。各工具把持
部３０は、開閉可能な１対の爪部材３１をそれぞれ有し
ている。爪部材３１は、その後端側（タレット２２内方
側）に設けられたコイルばね３２のばね力により、工具
の把持状態である閉状態に常時置かれている。一方、タ
レット２２側方には、図３に示すように、エアシリンダ
３３が配置されている。このエアシリンダ３３のピスト
ンロッド先端には、工具把持部３０の爪部材３１先端に
当接して爪部材３１を開くための当接部３４が取り付け
られている。また、エアシリンダ３３の下方には、工具
２１の切損を検出するための光センサ３８が設けられて
いる。光センサ３８は、図２に示すように、投光部３８
ａ及び受光部３８ｂから構成されている。また、光セン
サ３８は、エアシリンダ３３下方に配置されたエアシリ
ンダ１９のピストンロッド１９ａ先端に設けられてい
る。これにより、光センサ３８が工具２１に対して接近
・離反可能となっている。タレット２２外周の一部に
は、図４に示すように、切り欠き２２ａが形成されてい
る。この切り欠き２２ａは、切削加工装置２０による加
工時においてスピンドル２４下方に配置されてスピンド
ル２４が昇降するための加工エリアとなっている。この
ような加工エリアとしての切り欠き２２ａを設けること
により、工具把持部３０とスピンドル２４との間で工具
交換を行うための工具交換装置等が不要となり、構造が
簡略化され、コンパクトな装置が実現される。

【００１２】また、タレット２２中央部には、図５に示
すように、孔２２ｂが形成されている。一方、タレット
２２上方の横フレーム３４には、下方に突出する支軸３
５の上部が固定されている。支軸３５周囲には、軸受を
介してブラケット３６が設けられている。ブラケット３
６下部は孔２２ｂ内に挿入されタレット２２上に固定さ
れている。この構成により、ブラケット３６及びタレッ
ト２２が支軸３５の回りを回動自在となっている。ま
た、ブラケット３６の周囲にはギア４０が固定されてい
る。インデックスモータ２３の出力軸２３ａには、ギア
４０と噛み合うピニオン４１が固定されている。また、
ギア４１のボス部には、ドグ４２が取り付けられてい
る。一方、横フレーム３４には、ドグ４２を検出するた
めの近接スイッチ（図示せず）が設けられている。この
近接スイッチによるドグ４２の検出により、タレット２
２の回動位置（割り出し位置）が検出され得る。

【００１３】シリンダ２５本体は、図６に示すように、
縦フレーム４５側部に固定されている。シリンダ２５の
ピストンロッド２５ａ先端には、フローティングジョイ
ント４６を介して連結部材４７が取り付けられている。
また、シリンダ２５下方において縦フレーム４５上に
は、ロッドレスシリンダ４８が上下に配置されている。
ロッドレスシリンダ４８は、その上下端に配置されたフ
ローティングジョイント４９及び５０を介して縦フレー
ム４５側部に固定されている。一方、縦フレーム４５側
方には、上下方向に延びるサポート部材５１が配置され
ている。このサポート部材５１の上端は連結部材４７
に、中央部はロッドレスシリンダ４８のピストン５２に
連結されている。サポート部材５１上端には、図３に示
すように、サーボモータ２６が固定されている。一方、
縦フレーム４５上には、上下方向に延びるレール５５が
配設されており、サポート部材５１は、その側部に固定
されたガイド部材５２を介してレール５５上を昇降自在
となっている。また、サーボモータ２６の出力軸端には
タイミングプーリ５６が取り付けられている。

【００１４】サポート部材５１側方には、図６に示すよ
うに、上下方向に延びるボールねじ５７が配置されてい
る。ボールねじ５７は、サポート部材５１側部に固定さ
れた支持ユニット５８を挿通しており、支持ユニット５
８により回転自在に支持されている。ボールねじ５７上
端にはタイミングプーリ５９が取り付けられている。各
タイミングプーリ５６及び５９間にはタイミングベルト
６０が巻き掛けられている。

【００１５】ボールねじ５７には、ボールナット６２が
螺合している。ボールナット６２側部には、上下方向に
延びるサポート部材６３が固定されている。一方、サポ
ート部材５１上には、図３に示すように、上下方向に延
びるレール６４が配設されている。サポート部材６３
は、その背面側に固定されレール６４と係合するガイド
部材６５を介してレール６４上を昇降自在となってい
る。

【００１６】スライド部材６３側部には、スピンドル２
４と、その上方に配置されスピンドル２４に対して工具
の装着を行うためのシリンダ７８が設けられている。ス
ピンドル２４は、図７に示すように、上下方向に延びる
部材であり、サポート部材６３上に固定されたブラケッ
ト６６に回転自在に支持されている。スピンドル２４先
端には、工具ホルダ２９を装着するための工具取付孔２
４ａが形成されている。スピンドル２４中央部の周囲に
は、タイミングプーリ６７及び６８が取り付けられてい
る。一方、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａにはタ
イミングプーリ６９が取り付けられている。各タイミン
グプーリ６８及び６９間には、タイミングベルト７０が
巻き掛けられている。これにより、スピンドルモータ２
５の駆動によって、タイミングベルト７０を介してスピ
ンドル２４が回転し、スピンドル２４先端に取り付けら
れた工具ホルダ２９の工具２１が回転し得る。

【００１７】また、スピンドル２４側方には、ロータリ
ーエンコーダ７２が取り付けられている。このロータリ
ーエンコーダ７２は、スピンドル２４の回転位置を検出
するためのものである。ロータリーエンコーダ７２の回
転軸７２ａ先端には、タイミングプーリ７３が取り付け
られている。各タイミングプーリ７３及び６７間には、
タイミングベルト７４が巻き掛けられている。このロー
タリーエンコーダ７２によるスピンドル２４の回転位置
の検出によって、スピンドル２４の工具取付孔２４ａ内
のキー溝と工具ホルダ２９のキー３９との位置合わせが
行われるようになっている。

【００１８】また、スピンドル２４内には、工具取り付
け用孔２４ａと連通し上下方向に延びる孔２４ｂが形成
されている。孔２４ｂ内には上下方向に延びるロッド８
０が上下動自在に挿入されている。ロッド８０は、孔２
４ｂ内に積層された皿ばね８１のばね力により常時上方
に付勢されている。また、孔２４ｂ内においてロッド８
０下部の周囲には、工具ホルダ２９の頭部２９ａを把持
するためのコレットチャック８２が装着されている。一
方、スピンドル２４上方には、シリンダ７８が配置され
ている。シリンダ７８のピストンロッド７８ａはロッド
８０の上部８０ａに当接し得るようになっている。これ
により、シリンダ７８の駆動によってピストンロッド７
８ａがロッド８０を押し下げ、コレットチャック８２に
よる工具ホルダ２９の把持が解除されるようになってい
る。また、シリンダ７８の側方には、ピストンロッド７
８ａの上下位置を検出するための近接スイッチ８５が配
置されている。

【００１９】次に、動作について説明する。パンチ加工
の際には、板材Ｗをワークホルダ１１，１２（図１）で
把持した状態で、キャリッジ７及びクロススライド１５
をそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に移動させることにより、
板材Ｗの加工位置を加工センタ位置Ｐに配置させる。こ
の状態からパンチ加工部１７を駆動することにより、板
材Ｗにパンチ加工が行われる。

【００２０】板材Ｗに切削加工を行う際には、まず、タ
レット２２（図２〜図５）を回動させて、所望の切削加
工（ドリル加工，タップ加工，エンドミル加工等）を行
うための所望の工具２１をスピンドル２４下方の位置に
割り出す。この場合には、インデックスモータ２３の駆
動により、ピニオン４１、ギア４０及びブラケット３６
を介してタレット２２を回転させる。このとき、タレッ
ト２２の各ステーションの位置は、インデックスモータ
２３の出力軸２３ａに取り付けられたドグ４２を近接ス
イッチ（図示せず）が検出することにより行われる。

【００２１】次に、シリンダ２５及びロッドレスシリン
ダ４８の駆動により、ピストンロッド２５ａ及びピスト
ン５２を下降させる（図６）。これにより、サポート部
材５１を介してサーボモータ２６、ボールねじ５７、シ
リンダ７８及びスピンドル２４が一体的に下降し、スピ
ンドル２４がタレット２２側の割り出された工具に接近
する。次に、サーボモータ２６を駆動して、タイミング
プーリ５６，５９及びタイミングベルト６０を介してボ
ールねじ５７を回転させる。これにより、ボールねじ５
７に螺合するボールナット６２を介してスピンドル２４
が徐々に下降して、スピンドル２４下部の工具取付孔２
４ａ内に工具ホルダ頭部２９ａが挿入される（図７）。
なお、この場合には、予めロータリーエンコーダ７２の
駆動により、スピンドル２４のキー溝と工具ホルダ２９
側のキー３９との位置合わせが行われている。また、シ
リンダ７８の駆動によりピストンロッド７８ａが突出し
てロッド８０の上端８０ａを押し下げており、コレット
チャック８２が開状態にある。これにより、スピンドル
２４の工具取付孔２４ａ内への工具ホルダ２９の挿入が
スムーズに行われる。工具取付孔２４ａ内への工具ホル
ダ２９の装着後、シリンダ７８を駆動してピストンロッ
ド７８ａを後退させる。これにより、ロッド８０が皿ば
ね８１のばね力により押し上げられ、コレットチャック
８２が工具ホルダ２９の頭部２９ａをチャックする。ま
た、このとき、エアシリンダ３３（図３）の駆動により
そのピストンロッド先端の当接部３４が工具把持部３０
の爪部材３１に当接して、爪部材３１による把持が解除
される。この状態から、サーボモータ２６を前記とは逆
方向に駆動することにより、スピンドル２４を上昇させ
る。これにより、スピンドル２４にチャックされた工具
ホルダ２９が工具把持部３０から外れる。

【００２２】次に、インデックスモータ２３の駆動によ
り、タレット２２を回動させて、タレット２２の切り欠
き２２ａ（図４）をスピンドル２４下方に配置させる。
一方、キャリッジ７及びクロススライド１５の駆動によ
り、板材Ｗの切削加工位置がスピンドル２４の下方位置
に配置されている。この状態から、スピンドルモータ２
７の駆動によりタイミングプーリ６９，６８及びタイミ
ングベルト７０を介してスピンドル２４を回転させると
ともに、サーボモータ２６の駆動によりボールねじ５７
を回転させてスピンドル２４を下降させる。これによ
り、スピンドル２４に装着された工具２１によって板材
Ｗに所望の切削加工が行われる。なお、この切削加工時
において、スピンドル２４の回転数（すなわちスピンド
ルモータ２７の回転数）及びスピンドル２４の送り量
（サーボモータ２６の回転量）は、スピンドル２４に装
着される工具２１の径、タップ加工時のねじピッチ等に
より適宜決定される。

【００２３】切削加工を連続して行う場合には、前記と
同様にして、インデックスモータ２３の駆動によりタレ
ット２２を回動させて所望の工具２１を割り出し、この
工具２１をスピンドル２４に装着させることにより、加
工を行う。このようにして、多種類の切削加工が連続し
て行われる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る切削加工装置によれば、タ
レットに設けられた各ステーション及び切欠きの移動軌
跡の一点に対向する固定位置に主軸ヘッドが配置される
ので、構造を簡略化でき、しかもコンパクトな装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が採用されたパンチプレス機
の平面概略図。

【図２】前記実施例の正面概略図。

【図３】図２のIII-III 矢視概略図。

【図４】図２のIV-IV 矢視概略図。

【図５】図３のＶ−Ｖ断面概略図。

【図６】スピンドルの昇降装置部分の概略構成図。

【図７】図６のVII-VII 断面概略図。

【符号の説明】

２０切削加工装置２１切削加工用工具２２タレット２２ａ切欠き２４スピンドル２４ａ工具取付孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】切削加工用工具をチャックするためのチャ
ック部を有する回転可能かつ昇降可能な主軸ヘッドと、
前記切削加工用工具をそれぞれ保持するための複数のス
テーションと加工用エリアを形成する切欠きとを有し、
前記各ステーション及び切欠きが、それらの移動軌跡の
一点に対向した固定位置に前記主軸ヘッドが配置される
ように回動可能に設けられたタレットとを備え、各ステ
ーションが固定位置に対向したときにおける前記切削加
工用工具の前記チャック部への着脱動作と、前記切欠き
が固定位置に対向したときにおける前記主軸ヘッドによ
る切削加工とを行う切削加工装置。