JP2552608B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作物を加工するための機械とし
て種々の工作機械が用いられている。この工作機械にお
いては、工具を保持する工具保持装置と、加工中に工作
物を保持する工作物保持装置が用いられるが、工具を回
転させて加工を行なう場合は加工物を固定し、加工物を
回転させて加工を行なう場合は工具を固定する必要があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来、フライ
ス盤、マシニングセンタ等回転工具を取り付けた工作機
械の場合は、工作物保持装置は加工時に回転不能に取付
けられており、一方旋盤等工作物を回転可能に取り付け
た工作機械の場合は工具を加工時回転不能に取り付けて
いる。

【０００４】このため、回転工具と固定工具とを用いる
加工の場合は、マシニングセンタにより孔明け加工を施
した後、旋盤により旋削加工を施す等のように、複数の
工作機械を使用しなければならない。また、工作物を工
作物保持装置へ取付ける作業が２回必要となるため、作
業時間が増える。

【０００５】本発明の目的は、回転工具と固定工具を使
用可能な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、小型のタレットを用いて、多数の工具を
保持可能な工作機械を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による工作機械
は、工作物を保持するチャックと、チャックの上方に設
けられ、複数の工具を取付けられたタレットと、タレッ
トを回転させて工具を選択する手段と、タレットに取付
けられた工具を加工時に回転させる手段と、チャックを
回転させる手段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】好ましくは、チャックをＸ方向に移動させ
る手段と、タレットをＹおよびＺ方向に移動させる手段
とを有する。また、加工時に、チャックを回転させる手
段と工具を回転させる手段のうちの一方を駆動する制御
手段を有することが望ましい。

【０００８】さらに好ましくは、タレットは複数の工具
ホルダを有し、該工具ホルダは工具を保持する工具保持
部が設けられ、複数の工具ホルダのうちの少なくともひ
とつには工具を回転可能に保持する回転工具保持部およ
び工具を回転不能に保持する固定工具保持部が設けられ
ている。

【０００９】この場合、固定工具保持部と回転工具保持
部との間隔は、チャックの半径よりも大きいことが望ま
しい。また、チャックを回転させて工具と工作物の位置
を調節して該工具と工作物の当接を防止する手段を有す
ることが好ましい。

【００１０】

【作用】工具を回転させてフライス加工や孔明け加工等
を行なう場合は、まず、工作物をチャックの上に固定
し、次いでタレット回転手段によりタレットを回転させ
て工具を選択する。所望の工具が加工位置に位置した
後、タレットの回転を停止する。次いで工具を回転させ
る手段により、工具を回転させ、タレットを移動させな
がら工作物を加工する。

【００１１】引続いてチャックを回転させて旋削加工等
を行なう場合は、まず、タレット回転手段により、タレ
ットを回転させて工具を選択する。次いでチャック回転
手段により、チャックを回転させ、タレットを移動させ
て工作物を加工する。

【００１２】請求項２記載のチャックをＸ方向に移動さ
せる手段と、タレットをＺ方向に移動させる手段を設け
た工作機械を用いて、工具を回転させてフライス加工や
孔明け加工等を行なう場合は、まず、工作物をチャック
の上に固定し、次いでタレット回転手段によりタレット
を回転させて工具を選択する。所望の工具が作業位置に
位置した後、タレットの回転を停止する。

【００１３】次に、タレットを移動させる手段により、
タレットをＹ方向に移動させる及び／又はチャック移動
手段によりチャックをＸ方向に移動させて、タレットと
工作物の位置合わせを行なう。

【００１４】工具を回転させる手段により、工具を回転
させ、タレットをＹおよびＺ方向に移動させる手段によ
りタレットを移動させながら工作物を加工する。なお、
請求項４記載の、回転工具保持部および固定工具保持部
を設けられた工具ホルダを用いると、タレットに取付け
可能な工具の数を増やすことができる。また、回転工具
保持部と固定工具保持部との間の間隔を、チャックの半
径よりも大きくした場合には、回転工具を用いて加工す
るときに固定工具がこのチャックに当接することが効果
的に防止される。また、かく構成した場合、チャックを
所定角度回転させて工具と加工物との相対的角度位置を
変えることにより、固定工具と加工物との当接が防止さ
れる。

【００１５】引続いてチャックを回転させて旋削加工等
を行なう場合は、まず、タレット回転手段により、タレ
ットを回転させて工具を選択する。次いでチャック回転
手段により、チャックを回転させる。次に、タレットを
移動させる手段により、タレットを移動させるとともに
チャック移動手段によりチャックを移動させて、タレッ
トと工作物の位置合わせを行なう。次いで、タレットを
移動させる手段によりタレットを移動させて工作物を加
工する。

【００１６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の工作機械の一実施例の一部断面側面
図である。図２は同実施例の一部を切り欠いて示した正
面図である。

【００１７】これらの図において、ベース２上にチャッ
ク支持台４が取付けられ、このチャック支持台４の上に
工作物を保持するチャック６が固定支持されている。チ
ャック支持台４は、ベース２上に設けられたＸ方向（工
作機械の横方向であって、図１にて紙面に垂直な方向、
図２において左右方向）移動用サーボモータＭXおよび
ボールスクリューＢXにより、ベース２に対してＸ方向
に移動可能にされている。

【００１８】また、チャック支持台４内には、チャック
６に連結される主軸３が鉛直方向に延在し、ベルト５を
介して該主軸３を回転させる主軸モータＭCが設けられ
ている。

【００１９】ベース２上にはまた、Ｙ方向（工作機械の
前後方向であって、図１にて左右方向、図２において紙
面に垂直な方向）移動用サーボモータＭYおよびボール
スクリューＢYが設けられ、該Ｙ方向移動用サーボモー
タＭYおよびボールスクリューＢYによりＹ方向に移動可
能とされたブロック９にはＺ方向（工作機械の上下方向
であって、図１および図２において上下方向）移動用サ
ーボモータＭZおよびボールスクリューＢZが設けられ、
該Ｚ方向移動用サーボモータＭZおよびボールスクリュ
ーＢZによりタレット支持台８がブロック９に対してＺ
軸方向に移動可能にされている。

【００２０】したがって、タレット支持台８およびタレ
ット１０は、ベース２に対して、Ｙ方向およびＺ方向に
移動可能である。また、このタレット支持台８へタレッ
ト１０が回転可能に支持されている。

【００２１】タレット支持台８内には回転軸２１は水平
に延在し、ベルト２２を介して工具回転モータＭTによ
り回転される。この回転軸２１と同軸上にインデックス
軸２３が設けられており、このインデックス軸２３は図
示しないベアリングを介して該回転軸２１を回転自在に
支持している。このインデックス軸２３はギヤ２３Ａ，
２７を介してタレット回転用モータＭIにより回転され
る。

【００２２】タレット１０には複数個の工具ホルダ１４
を取付けることができ、各工具ホルダ１４に工具１２が
取付けられる。なお、図１においてタレット１０の上部
に示されている工具ホルダ１４Ａと下部に示されている
工具ホルダ１４Ｂとは構造が異なる。

【００２３】図３は図１に示した実施例の一部断面図で
ある。同図に示すように、工具ホルダ１４Ｂの下方には
回転工具保持部２８が取付けられており、この回転工具
保持部２８へドリル、エンドミル、タップ等の各種の工
具を回転可能に取付けられる。

【００２４】また、この工具ホルダ１４Ｂには、水平に
延びる突出部３０が形成されており、該突出部３０の先
端部に固定工具保持部３２が取付けられている。この固
定工具保持部３２には、バイト、ボーリングバー、ドリ
ル、タップ、リーマ、エンドミル等の工具が回転不能に
取付けられる。

【００２５】回転工具保持部２８の中心位置と固定工具
保持部３２の中心位置間の間隔Ｌは、チャック６の半径
Ｒ（図１参照）よりも大きくされている。工具ホルダ１
４Ｂの上方には回転軸１８が延在しており、この回転軸
１８は噛み合いクラッチ１６を介して工具ホルダ１４Ｂ
に接続されている。なお、噛み合いクラッチ１６は回転
軸１８に固定された上クラッチＡと、工具ホルダ１４Ｂ
に固定された下クラッチ１６Ｂにより構成されている。

【００２６】タレット１０にはかさ歯車２０がベアリン
グ１７を介して支持されている。回転軸１８は、すべり
キー１９Ａを介してかさ歯車２０へ摺動自在に連結さ
れ、該かさ歯車２０が回転軸２１に固定されたかさ歯車
２４と噛み合うことにより、回転軸２１からの回転力が
伝達される。なお、１９Ｂは回転軸１８に形成されたキ
ー溝である。

【００２７】回転軸１８の上方には、シリンダ２５が設
けられている。シリンダ２５内のシリンダ室２５ａへ、
図示しない空気圧源または油圧源から空気圧または油圧
を供給し、回転軸１８を下方に降下させると、上クラッ
チ１６Ａと下クラッチ１６Ｂが噛み合い、回転軸１８と
回転工具保持部２８とがクラッチ１６を介して連結され
る。一方、シリンダ室２５ａから空気または圧油が排出
されると、クラッチ１６の連結が解除される（タレット
１０の回転が可能となる）。なお、かさ歯車２０と回転
軸１８の間には復帰バネ２６が設けられている。

【００２８】図４は図１のタレット１０の上部に示され
ている工具ホルダ１４Ａを示す。この工具ホルダ１４Ａ
は図３の工具ホルダ１４Ｂと異なり、突出部３０および
固定工具保持部３２が設けられていない。他の点は図４
の工具ホルダ１４Ｂと同様である。したがって、この工
具ホルダ１４Ａは、工具１２を１個だけ回転可能に保持
する。

【００２９】タレット１０にはたとえば図４の工具ホル
ダ１４Ａが８個、図３の工具ホルダ１４Ｂが４個、計１
２個の工具ホルダ１４が取付けられる。この場合、回転
工具を１２個、固定工具を４個、計１６個の工具をタレ
ット１０へ取付けることができる。

【００３０】図５は図１に示した実施例の主要部分のブ
ロック図である。図において、チャック支持台４はチャ
ック移動手段４０によりＸ方向に移動し、かつ、チャッ
ク回転手段４１により回転する。

【００３１】なお、チャック移動手段４０は、Ｘ方向移
動用サーボモータＭXおよびボールスクリューＢXにより
構成される。また、チャック回転手段４１は主軸３、ベ
ルト５および主軸モータ（チャック回転用モータ）ＭC
により構成される。

【００３２】タレット１０はタレット移動手段４２によ
り（タレット支持台８を介して）Ｙ方向およびＺ方向に
移動し、さらにタレット回転手段４３により回転する。
タレット移動手段４２は、Ｙ方向移動用サーボモータＭ
Y、ボールスクリューＢYおよびＺ方向移動用サーボモー
タＭZ、ボールスクリューＢZにより構成される。また、
タレット回転手段４３はタレットインデックス軸２３、
ギヤ２３Ａ，２７およびタレット回転用モータＭIによ
り構成される。

【００３３】工具１２は回転軸２１、ベルト２２および
工具回転モータＭTにより構成される工具回転手段４４
により回転する。これらチャック移動手段４０、チャッ
ク回転手段４１、タレット移動手段４２、タレット回転
手段４３および工具回転手段４４は制御手段１３により
制御される。

【００３４】上記構成の工作機械を用いて工作物を加工
する方法について説明する。工具１２を回転させて孔明
け加工等を行なう場合は、 まず、工作物をチャック６の上に固定し、次いで 制御手段１３によりタレット回転手段４３を駆動して
タレット１０を回転させて工具１２を選択する。所望の
工具１２が作業位置、実施例では最下位に位置させた
後、タレット１０の回転を停止する。

【００３５】制御手段１３によりタレット移動手段４
２を駆動し、タレット１０をＹ方向に移動させるととも
にチャック移動手段４０を駆動し、チャック６をＸ方向
に移動させて、タレット１０と工作物の位置合わせを行
なう。

【００３６】制御手段１３により工具回転手段４４を
駆動し、工具１２を回転させる。また、制御手段１３に
よりタレット移動手段４２を駆動してタレット１０を下
降させながら工作物を加工する。

【００３７】なお、図３に示した工具ホルダ１４Ｂの回
転工具保持部２８を用いて加工を行なう場合において、
図６（Ａ）に示すように、回転工具により加工する部位
が工作物５０の部位Ｐ1であるときに、固定工具保持部
３２の工具部Ｐ2が工作物５０上に位置するときは、
（Ｂ）に示すように工具部Ｐ2が工作物５０の外部に位
置するように制御手段１３によりチャック回転手段４１
を駆動して、チャック６を所定角度（図示の例では約１
８０度）回転させる。かく回転させたときには、図６
（Ａ）および（Ｂ）から理解させるとおり、工作物５０
に対する工具ホルダ１４Ｂの相対的位置を変える必要が
ある。

【００３８】本実施例においては、回転工具保持部２８
と固定工具保持部３２との間の間隔を、チャック６の半
径よりも大きくしてあるので、工具１２がチャック６上
の工作物５０に当接することはない。

【００３９】チャック６を回転させて旋削加工や孔明け
加工等を行なう場合は、 まず、工作物をチャック６の上に固定し、 制御手段１３によりタレット回転手段４３を駆動し、
タレット１０を回転させて工具１２を選択する。

【００４０】制御手段１３によりチャック回転手段４
１を駆動し、チャック６を回転させる。 制御手段１３により、タレット移動手段４２を駆動
し、タレット１０をＹ方向に移動させるとともにチャッ
ク移動手段４０を駆動してチャック６をＸ方向に移動さ
せて、タレット１０と工作物の位置合わせを行なう。

【００４１】制御手段１３によりタレット移動手段４
２を駆動してタレット１０を下降して工作物を加工す
る。 工具１２を回転させて孔明け加工等を行なった後、引続
き、チャック６を回転させて旋削加工や孔明け加工等を
行なう場合あるいはその逆の加工を行なう場合は、前述
のの工作物をチャック６へ固定する作業は一度だけで
よい。したがって、１台の工作機械で加工を行なうこと
ができるのみならず、作業時間が短縮される。

【００４２】以上、本発明の工作機械を図面に示した実
施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例には限
定されず、種々変形可能である。たとえば、図４の工具
ホルダ１４Ａを８個、図３の工具ホルダ１４Ｂを４個、
計１２個の工具ホルダ１４をタレット１０に取付けられ
る例を説明したが、タレット１０に取付ける工具ホルダ
１４Ｂの個数を５個以上とすることもできる。この場
合、取付け可能な工具の数が１７個以上となる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、回転工具と固定工具を
使用可能な工作機械が提供される。また、本発明によれ
ば、小型のタレットにより多数の工具を保持可能な工作
機械が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械の一実施例の一部断面側面図
である。

【図２】図１の実施例のタレットの一部を切り欠いて示
した正面図である。

【図３】図１に示した実施例の一部断面図である。

【図４】工具ホルダの例を示す図である。

【図５】図１に示した実施例の要部のブロック図であ
る。

【図６】工具ホルダの中心位置とチャックの位置関係を
示す図である。

【符号の説明】

ＭX Ｘ方向移動用サーボモータ ＭY Ｙ方向移動用サーボモータ ＭZ Ｚ方向移動用サーボモータ ＭC チャック回転用モータ ＭT 工具回転モータ ＭI タレット回転用モータ ＢX，ＢY，ＢZ ボールスクリュー ２ ベース ３ 主軸 ４ チャック支持台 ５ ベルト ６ チャック ８ タレット支持台 ９ ブロック １０ タレット １２ 工具 １３ 制御手段 １４，１４Ａ，１４Ｂ 工具ホルダ １６（１６Ａ，１６Ｂ） 噛み合いクラッチ １７ ベアリング １８ 回転軸 １９ キー ２０ かさ歯車 ２１ 回転軸 ２２ ベルト ２３ タレットインデックス軸 ２３Ａ，２７ ギヤ ２４ かさ歯車 ２５ シリンダ ２５ａ シリンダ室 ２６ 復帰バネ ２８ 回転工具保持部 ３０ 突出部 ３２ 固定工具保持部 ４０ チャック移動手段 ４１ チャック回転手段 ４２ タレット移動手段 ４３ タレット回転手段 ４４ 工具回転手段 ５０ 加工物

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作物を保持するチャックと、 前記チャックの上方に設けられ、回転工具及び固定工具
   を含む複数の工具を取付けられたタレットと、 前記タレットを回転させて回転工具又は固定工具を選択
   する手段と、 タレットに取付けられた回転工具を加工時に回転させる
   手段と、 前記チャックを回転させる手段とを備え、 前記タレットは複数の工具ホルダを有し、該工具ホルダ
   は工具を保持する工具保持部が設けられ、複数の工具ホ
   ルダのうちの少なくともひとつには回転工具を回転可能
   に保持する回転工具保持部および固定工具を回転不能に
   保持する固定工具保持部が設けられていることを特徴と
   する工作機械。
2. 【請求項２】前記固定工具保持部と回転工具保持部との
   間隔は、チャックの半径よりも大きいことを特徴とす
   る、請求項１記載の工作機械。