JP2604616Y2 - ３台のｚ軸台を有する自動多面加工機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ワークの多面加工を行
う単一の自動加工機に係り、特に３つの加工ステーショ
ンごとにＺ軸台を対応させて、かつ、それぞれのＺ軸台
の複数個のスピンドルに装着した切削工具により所定の
工程ごとの加工を順次自動的に行うようにした３台のＺ
軸台を有する自動多面加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１１に示すワーク３を未加工
のワークブランクから加工する場合には、まずＡ面にお
いて内径Ｄ₁ およびＤ₂ の穴加工と内ねじ径Ｄ₃ のねじ
加工をする３台の加工機または前記３工程を単一の機械
で行う自動機が必要になる。次に、Ｂ面において内径Ｄ
₄ の穴加工と座ぐり部２８の座ぐり加工と溝２９の座面
加工用の３台の加工機または単一の自動機が必要にな
り、さらに、Ｃ面において内径Ｄ₅ および内径Ｄ₆ の穴
加工とテーパねじ部３０のねじ加工を行う３台の加工機
または単一の自動機が必要になる。

【０００３】一方、工程毎に多台加工を行う場合にはワ
ークの着脱、搬送、搬入の機構部が機械間に必要にな
る。さらに、マシニングセンタにより前記ワーク３の加
工を行う場合、ワーク３をインデックスしながら主軸台
に所望の切削工具を自動交換することによって加工可能
であり、タレット式の自動機でワーク３を加工する場
合、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面毎の自動加工は可能であるが、各
面ごとにワークの姿勢換えが必要になる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】前記したように、工程
毎に単一の加工機を配列する従来の多台加工方式により
ワーク３を加工する場合には、多台の加工機と搬出入装
置等が必要になり、大掛かりなものになる。一方、マシ
ニングセンタやタレット式の自動機の場合には、工具交
換やワークの姿勢換えに時間を要し、加工時間が大とな
る問題点がある。さらに、ワーク３に近似する類似ワー
クを加工する場合には、前記したいずれの加工方式も段
取り換えに多くの時間を必要とし、機械稼働率が低下す
る問題点がある。

【０００５】本考案は、以上の問題点を解決するため
に、図１１に示したような多面多工程の加工を必要とす
るワークおよび類似ワークを効率的に加工でき、段取り
換えも比較的容易にでき、作業効率および機械稼働率を
向上し得ると共に、コンパクト構造にまとめられ省スペ
ース化が図れる３台のＺ軸台を有する自動多面加工機を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記したよう
な従来技術の問題点に鑑み、ワーク３の着脱ステーショ
ンＤと３つの加工ステーションＡ，Ｂ，Ｃとに対応する
ように割出し回転位置決めして回転した後に停止するイ
ンデックステーブル２と、このインデックステーブル２
に設け前記３つの加工ステーションＡ，Ｂ，Ｃに順次対
応して割出し回転位置決めして回転して停止するワーク
の把持具４と、それぞれの加工ステーションにＺ軸方向
に沿って進退する３台のＺ軸台５，６，７と、これらの
Ｚ軸台に駆動自在に支持される切削工具５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂを装着し
た複数個のスピンドル５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，
６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃと、前記Ｚ軸台をＸ軸方向に沿
って往復駆動するＸ軸駆動機構部と、前記インデックス
テーブルとＺ軸台およびＸ軸駆動機構部を自動制御する
制御装置１６とを設けることを特徴とする３台のＺ軸台
を有する自動多面加工機としたものである。また、前記
インデックステーブルのワーク着脱位置に対応してワー
クの供給、排出を行う自動ワーク供給排出機構部を付設
したことを特徴とする請求項１に記載の３台のＺ軸台を
有する自動多面加工機としたものである。

【０００７】

【作用】前記インデックステーブル２に設けたワークの
把持具４に、ワークの着脱ステーションＤにおいてセッ
トされたワーク３は、第１の加工ステーションＡに自動
割出し位置決めされて回転した後に停止し、この第１の
加工ステーションＡに対応する第１のＺ軸台５により、
例えばＡ面のすべての加工が行われる。すなわち、第１
のＺ軸台５には、複数個のスピンドル５ａ，５ｂ，５ｃ
が配設されているため、各スピンドル５ａ，５ｂ，５ｃ
に所定の切削工具５０ａ，５０ｂ，５０ｃを装着し、第
１のＺ軸台５をＺ軸方向に移動すると共に、Ｘ軸駆動機
構部によりＺ軸台をＸ軸方向に移動することにより、Ａ
面のすべての加工が行われる。

【０００８】Ａ面の加工が完了したらワーク３は、その
まま次の第２の加工ステーションＢに割出し回転位置決
めされて回転した後に停止し、ワーク３のＢ面に対応し
て配設される第２のＺ軸台６の複数個のスピンドル６
ａ，６ｂに装着された切削工具６０ａ，６０ｂをＺ軸お
よびＸ軸方向に移動することにより、ワークのＢ面のす
べての加工が行われる。以下、同様の加工工程を順次行
うことにより、インデックステーブル２の１回転毎にワ
ーク３の全加工を完了することが可能になる。着脱ステ
ーションでワークを一度セットすることにより自動加工
が効率的に行われる。また、類似ワークについては各ス
ピンドルに装着する切削工具の入れ替えのみでよく、比
較的簡単に、かつ、迅速に自動加工が行われる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明
する。本実施例は例えば図１１に示したようなワーク３
を加工するもので、３台のＺ軸台とそれぞれのＺ軸台に
３個のスピンドルを配設した自動多面加工機について説
明するが、勿論それに限定するものではない。図１は本
実施例の全体構造を示す平面図、図２は図１のＥ矢視の
側面図、図３はインデックステーブルと各Ｚ軸台との対
応状態をわかり易く説明するための説明用一部平面図、
図４乃至図１０は本実施例の自動多面加工機による各工
程毎の加工内容を説明するための断面図である。

【００１０】まず、図１および図２により本考案の一実
施例の自動多面加工機１の全体構造を説明する。インデ
ックステーブル２は本実施例では機械の本体側に水平面
に沿って割出し回転自在に枢支され、このインデックス
テーブル２が９０度回転する毎に割出し位置決めされて
停止する１箇所の着脱ステーションと３箇所の加工ステ
ーションを有するものからなる。このインデックステー
ブル２の割出し回転方向としては、図１および図３にお
いて矢印で示されるように、一番手前がワークの着脱ス
テーションＤで、反時計廻りに第１の加工ステーション
Ａ、第２の加工ステーションＢおよび第３の加工ステー
ションＣから構成される。また、このインデックステー
ブル２には、９０度間隔で４つの把持具４が設けられ、
この把持具４に着脱ステーションＤで把持された未加工
のワーク３は、各加工ステーションＡ、Ｂ、Ｃに所定の
姿勢で回転搬送されて停止し、各Ｚ軸台５，６，７のス
ピンドルに装着された切削工具によって、ワーク３の各
面の加工が行われる。この把持具４にワークを着脱可能
に自動把持するための詳細な構造は省略する。

【００１１】本実施例では第１乃至第３の加工ステーシ
ョンＡ、Ｂ、Ｃに対応して３台のＺ軸台が設けられてい
る。第１の加工ステーションＡに対応する位置には、第
１のＺ軸台５が設けられ、第２の加工ステーションＢお
よび第３の加工ステーションＣに対応する位置には第２
のＺ軸台６および第３のＺ軸台７がそれぞれ配置されて
いる。本実施例では第１乃至第３のＺ軸台５、６、７は
互いに隣接して並設され、それぞれのＺ軸台はスライド
ベース８，９，１０（図１参照）上にインデックステー
ブル２に接離するようにＺ軸方向に沿って摺動自在に支
持されている。なお、第１乃至第３のＺ軸台５、６、７
のＺ軸方向の移動はそれぞれに設けられるサーボモータ
１１、１２、１３により行われる。

【００１２】前記第１乃至第３のＺ軸台５、６、７のそ
れぞれには、複数個（本実施例ではそれぞれ３個）のス
ピンドルがＸ軸方向に沿って並設されている。説明の都
合上、第１のＺ軸台５のスピンドルは図１および図３の
左からスピンドル５ａ、スピンドル５ｂ、スピンドル５
ｃとし、第２のＺ軸台６のスピンドルを左からスピンド
ル６ａ、スピンドル６ｂ、スピンドル６ｃとし、第３の
Ｚ軸台７のスピンドルを右からスピンドル７ａ、スピン
ドル７ｂ、スピンドル７ｃとする。前記スピンドル５ａ
乃至５ｃ、スピンドル６ａ乃至６ｃおよびスピンドル７
ａ乃至７ｃはそれぞれ第１のＺ軸台５、第２のＺ軸台６
および第３のＺ軸台７に枢支され、図示していない駆動
手段により回転駆動される。また、これらのスピンドル
には所望の切削工具が着脱可能に装着される。

【００１３】次に、Ｘ軸駆動機構部を説明する。本実施
例では、スライドベース８、９、１０は共通のＸ軸テー
ブル１４（図３参照）上に載置され、Ｘ軸テーブル１４
は図略のベッド上に載置されるＸ軸スライドベース（図
略）上にＸ軸方向に沿って往復動自在に支持される。な
お、Ｘ軸は水平面上においてＺ軸と直交する図示の矢視
方向である。なお、Ｘ軸テーブル１４の移動はＸ軸サー
ボモータ１５により行われる。

【００１４】図１に示す制御装置１６は制御回路（図示
しない）を収納する電装箱１７と、操作箱アーム１８を
介して電装箱１７側に連結される操作盤１９等からな
る。前記制御回路は、インデックステーブル２と、第１
乃至第３のＺ軸台５，６，７のサーボモータ１１，１
２，１３およびＸ軸サーボモータ１５を自動制御すると
共に、後記する自動ワーク供給排出機構部等の附属機器
の自動制御を行う。また、操作盤１９（図２参照）は実
際のワーク加工時における各種の操作指令を手動操作に
より入出力するためのものである。

【００１５】自動ワーク供給排出機構部は、ロボット２
０と、ワーク投入用のホッパ２１と、コンベア２２と、
パーツフィーダ２３と、ワーク洗浄器２４と、ワーク回
収箱２５等からなる。前記ホッパ２１内に投入された未
加工のワークブランクはコンベア２２によりパーツフィ
ーダ２３に搬送されてロボット２０に送られる。

【００１６】前記ロボット２０はワークを１個ずつ把持
しインデックステーブル２のワークの着脱ステーション
Ｄにワークを供給すると共に、加工済のワーク３をワー
クの着脱ステーションＤから引き取りワーク洗浄器２４
内に搬送する。洗浄済のワーク３はワーク回収箱２５を
介して次工程側に送られる。また、図１に示すように、
機械の図示していないベッドまわりには、チップコンベ
ア２６およびチップボックス２７が設けられ、ワーク３
の加工によって生じる切粉の排出を行う。

【００１７】次に、図１１に示したワーク３を本実施例
の自動多面加工機１により加工する場合について、主と
して図３を参照して各工程順に図４乃至図１０により説
明する。説明を解り易くするため、第１のＺ軸台５のス
ピンドル５ａ、５ｂ、５ｃに装着される切削工具を５０
ａ、５０ｂ、５０ｃとし、第２のＺ軸台６のスピンドル
６ａ、６ｂに装着される切削工具を６０ａ、６０ｂと
し、第３のＺ軸台７のスピンドル７ａ，７ｂに装着され
る切削工具を７０ａ、７０ｂとする。

【００１８】また、ワーク３は、図１１に示すように、
Ａ面が第１のステーションＡで加工され、Ｂ面が第２の
ステーションＢで、Ｃ面が第３のステーションＣで加工
されるものとする。図３に示すようにワーク３は、第１
の加工ステーションＡに割出し位置決めされて回転して
停止した場合に、ワーク３のＡ面が第１のＺ軸台５側に
向き、第２の加工ステーションＢに回転して停止した時
にＢ面が第２のＺ軸台６側に向き、さらに、９０度回転
して第３の加工ステーションＣに停止した時にワーク３
のＣ面が第３のＺ軸台７側に向くように、ワークの着脱
ステーションＤにおいて把持具４に把持される。

【００１９】未加工のワークブランクが、ロボット２０
によりインデックステーブル２のワークの着脱ステーシ
ョンＤに引き渡され把持具４により把持される。前記イ
ンデックステーブル２を９０度回転し、ワークブランク
を第１の加工ステーションＡに割出し位置決めして停止
する。図３および図４乃至図６に示すように、第１のＺ
軸台５のスピンドル５ａ，５ｂ，５ｃには、それぞれ切
削工具５０ａとしてドリルが、切削工具５０ｂとして段
付きドリルが、また、切削工具５０ｃとしてタップが装
着されている。

【００２０】まず、第１のＺ軸台５をサーボモータ１１
によりＺ軸方向に前進させ、切削工具５０ａであるドリ
ルによりワークブランク（以下ワーク３と称する）に下
穴３２を穿孔する。この下穴３２は図１１におけるワー
ク３の内径Ｄ₁ より小径のものである。次に、前記第１
のＺ軸台５をＺ軸方向に移動させると共に、Ｘ軸テーブ
ル１４をＸ軸方向に移動しスピンドル５ｂに装着されて
いる切削工具５０ｂである段付きドリルをワーク３と相
対向する位置に位置決めする。段付きドリルは図１１の
ワーク３の内径Ｄ₁ およびＤ₂ に相当する段付き部を有
するものからなる。第１のＺ軸台５をＺ軸方向に前進さ
せることによりワーク３の内径Ｄ₁ ，Ｄ₂ の段付き穴３
３（図５参照）が穿穴される。

【００２１】同様にしてスピンドル５ｃの切削工具５０
ｃであるタップをワーク３と相対向する位置に位置決め
し、図１１のねじ径Ｄ₃ のねじ穴３４（図６参照）が加
工される。ワーク３のＡ面の加工完了後、インデックス
テーブル２を９０度回転し、ワーク３を第２の加工ステ
ーションＢに割出し位置決めして停止する。ワーク３の
Ｂ面の加工は、図１および図３に示す第２のＺ軸台６の
スピンドル６ａに装着された切削工具６０ａであるバニ
ッシングドリルと、スピンドル６ｂに装着された切削工
具６０ｂである溝入れバイトによって行われる。

【００２２】なお、本実施例ではスピンドル６ｃには切
削工具が装着されない。切削工具６０ａであるバニッシ
ングドリルはワーク３の内径Ｄ₄ のドリル穴３５（図７
参照）と座ぐり部２８（図７参照）を同時加工するもの
であり、切削工具６０ｂである溝入れバイトは図８およ
び図１１に示すワークの溝２９を加工するものである。
第２のＺ軸台６をＺ軸方向に移動させると共に、Ｘ軸テ
ーブル１４のＸ軸方向の移動により、図７および図８に
示すようにワーク３のＢ面の加工が行われる。次に、イ
ンデックステーブル２をさらに９０度回転し、ワーク３
を第３の加工ステーションＣに移動させる。

【００２３】ワーク３のＣ面の加工は、図３に示す第３
のＺ軸台７のスピンドル７ａに装着された切削工具７０
ａである段付きドリルと、スピンドル７ｂに装着された
切削工具７０ｂであるダイスにより行われる。前記段付
きドリルは図９に示すワーク３の内径Ｄ₅ ，Ｄ₆ の段付
き穴３６を加工するものであり、切削工具７０ｂである
ダイスは図１１に示すワーク３のテーパねじ部３０をね
じ加工するものである。図９、図１０に示すように、第
３のＺ軸台７のＺ軸方向の移動とＸ軸テーブル１４のＸ
軸方向の移動とにより、ワーク３の段付き穴３６とテー
パねじ部３０の加工が順次行われる。

【００２４】ワーク３のＡ面、Ｂ面、Ｃ面の全加工が完
了すると、インデックステーブル２はさらに９０度回転
し、加工済のワーク３をワークの着脱ステーションＤ側
に移動する。この位置で加工済のワーク３は、ロボット
２０により把持され、ワーク洗浄器２４側に送られる。
同時に、着脱ステーションＤにおいてワークが空になっ
た把持具４にワークが装着され、順次前記と同様に加工
が行われる。以上のように、本実施例によれば、ワーク
の着脱ステーションＤで把持具４にワークを装着するこ
とにより、それ以後はインデックステーブル２の割出し
回転と第１乃至第３のＺ軸台５，６，７のスピンドルに
装着された各種切削工具５０ａ，５０ｂ・・・７０ａ，
７０ｂ等の移動により自動的にワークの加工が行われ
る。

【００２５】また、他の類似ワークに対しては、第１、
第２、第３のＺ軸台５，６，７のスピンドル５ａ乃至７
ｃに装着する切削工具を段取り換えすることにより、比
較的容易に対応することができる。

【００２６】

【考案の効果】本考案によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 （１）インデックステーブルに設け３つの加工ステーシ
ョンに順次対応して割出し回転位置決めして回転するワ
ークの把持具と、この把持具に把持されたワークが回動
して停止する３台のＺ軸台と、このＺ軸台に配置される
切削工具を装着した複数個のスピンドルとの組み合わせ
により、ワークの多面加工が自動的に、かつ、効率的に
行われる。 （２）インデックステーブルに設けたワークの把持具
に、着脱ステーションでワークを装着することにより、
以後、自動的にワークの全加工が行われ、生産性の向上
と無人加工が可能になる。 （３）ワークに対応して切削工具を１度段取りして交換
すればよく、加工の工程毎に工具交換を必要としない。
そのため、機械稼働率の向上が図れる。 （４）類似ワークに対しても容易に対応し得る。 （５）インデックステーブルに設けられたワークを把持
する４つの把持具と、そのインデックステーブルの周辺
に配置される３台のＺ軸台から自動多面加工機が構成さ
れるため、その自動多面加工機がコンパクトにまとめら
れ、省スペース化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体構造を示す平面図であ
る。

【図２】図１の矢印方向の矢視側面図である。

【図３】本実施例のインデックステーブルと各Ｚ軸台と
の対応状態を示す説明用の部分平面図である。

【図４】第１の加工ステーションＡにおける第１工程の
下穴加工状態を示す説明用の断面図である。

【図５】第１の加工ステーションＡにおける第２工程の
段付き穴加工状態を示す説明用の断面図である。

【図６】第１の加工ステーションＡにおける第３工程の
ねじ穴加工状態を示す説明用の断面図である。

【図７】第２の加工ステーションＢにおける第１工程の
ドリル穴および座ぐり部加工の状態を示す説明用の断面
図である。

【図８】第２の加工ステーションＢにおける第２工程の
溝加工状態を示す説明用の断面図である。

【図９】第３の加工ステーションＣにおける第１工程の
段付き穴加工の状態を示す説明用の断面図である。

【図１０】第３の加工ステーションＣにおける第２工程
のテーパねじ部加工状態を示す説明用の断面図である。

【図１１】本実施例のワークの加工箇所を説明するため
の断面図である。

【符号の説明】

１ 自動多面加工機 ２ インデックステーブル ３ ワーク ４ 把持具 ５ 第１のＺ軸台 ５ａ スピンドル ５ｂ スピンドル ５ｃ スピンドル ６ 第２のＺ軸台 ６ａ スピンドル ６ｂ スピンドル ６ｃ スピンドル ７ 第３のＺ軸台 ７ａ スピンドル ７ｂ スピンドル ７ｃ スピンドル ８ スライドベース ９ スライドベース １０ スライドベース １１ サーボモータ １２ サーボモータ １３ サーボモータ １４ Ｘ軸テーブル １５ Ｘ軸サーボモータ １６ 制御装置 １７ 電装箱 １８ 操作箱アーム １９ 操作盤 ２０ ロボット ２１ ワーク投入用のホッパ ２２ コンベア ２３ パーツフィーダ ２４ ワーク洗浄器 ２５ ワーク回収箱 ２６ チップコンベア ２７ チップボックス ２８ 座ぐり部 ２９ 溝 ３０ テーパねじ部 ３２ 下穴 ３３ 段付き穴 ３４ ねじ穴 ３５ ドリル穴 ３６ 段付き穴 ５０ａ 切削工具 ５０ｂ 切削工具 ５０ｃ 切削工具 ６０ａ 切削工具 ６０ｂ 切削工具 ７０ａ 切削工具 ７０ｂ 切削工具

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク（３）の着脱ステーションＤと３
   つの加工ステーションＡ，Ｂ，Ｃとに対応するように割
   出し回転位置決めして回転した後に停止するインデック
   ステーブル（２）と、 このインデックステーブル（２）に設け前記３つの加工
   ステーションＡ，Ｂ，Ｃに順次対応して割出し回転位置
   決めして回転して停止するワークの把持具（４）と、 それぞれの加工ステーションにＺ軸方向に沿って進退す
   る３台のＺ軸台（５，６，７）と、 これらのＺ軸台に駆動自在に支持される切削工具（５０
   ａ，５０ｂ，５０ｃ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０
   ｂ）を装着した複数個のスピンドル（５ａ，５ｂ，５
   ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃ）と、 前記Ｚ軸台をＸ軸方向に沿って往復駆動するＸ軸駆動機
   構部と、 前記インデックステーブルとＺ軸台およびＸ軸駆動機構
   部を自動制御する制御装置（１６）とを設けることを特
   徴とする３台のＺ軸台を有する自動多面加工機。
2. 【請求項２】 前記インデックステーブルのワーク着脱
   位置に対応してワークの供給、排出を行う自動ワーク供
   給排出機構部を付設したことを特徴とする請求項１に記
   載の３台のＺ軸台を有する自動多面加工機。