JP2678798B2 - Spindle carrier for multi-axis machine tools - Google Patents
Spindle carrier for multi-axis machine toolsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は多軸自動盤の主軸キャリアの位置決めおよび
割出し精度を高く保証する装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for ensuring high positioning and indexing accuracy of a spindle carrier of a multi-spindle automatic lathe.
(従来の技術) 従来、円周上に等間隔に主軸をドラム状のキャリア上
に回転自在に支承し、製品の加工工程ごとに振分けられ
た加工位置に該当する工具台に、順次、複数の主軸を割
出し、位置決めを行い機械の一サイクルで、1個の製品
を仕上げる多軸自動盤の主軸キャリアの構造に関する。
従来、主軸と工具台との相対位置を決める主軸キャリア
の位置決め手段の構成は、二通りあり、一つは古くから
知られている主軸キャリアの半径方向に進退動するダウ
エルピンをキャリア上に設けたピン穴に係止させるもの
であるが、主軸キャリアと、キャリアを円周上に回転自
在に支える大径のスベリ軸受との間には、僅かな隙間が
ある為に、その位置決めにおいては高い精度を保証する
のは難しい。(Prior Art) Conventionally, a main shaft is rotatably supported on a drum-shaped carrier at equal intervals on the circumference, and a plurality of tool stands corresponding to the machining positions assigned to each machining step of a product are sequentially sewn. The present invention relates to the structure of a spindle carrier of a multi-spindle automatic lathe that indexes a spindle, positions it, and finishes one product in one cycle of the machine.
Conventionally, there are two configurations of the positioning means for the spindle carrier that determines the relative position between the spindle and the tool base, and one is the dowel pin that moves forward and backward in the radial direction of the spindle carrier, which has been known for a long time. Although it is locked in the pin hole, there is a small gap between the spindle carrier and the large-diameter sliding bearing that rotatably supports the carrier on the circumference. Is hard to guarantee.
二つ目は、上記の問題を解決する為に開発されたもの
で、自動調芯性を保証する3枚を一組とするカップリン
グを用いたもので、主軸キャリア軸線と相対する主軸軸
芯間の相対位置をきわめて高い精度で保証することが可
能である。その具体的な構成について、簡単に第1図を
基に説明する。同一円周平面においてインナーとアウタ
ーの位置関係にある二枚のカップリングに対応して噛み
合う一枚のメインカップリングを一組とする構成でメイ
ンカップリングが主軸キャリア軸線方向に前後動作する
ことで、主軸キャリアに固定されたインナーカップリン
グと、主軸キャリアに対して固定側の主軸コラムに固定
され、メインカップリング自体の固定を位置決めするア
ウターカップリングとの噛み合いで、主軸キャリアが位
置決めされるもので、割出しの被動側にある主軸キャリ
アを割出し動作の際リフトさせないことに特長がある。
主軸キャリア径が大きく、それ自体重量が大きい為、そ
の支えには回転軸受は用いられず、スベリ軸受を用いる
のが大半である。その為構造上インナーまたはアウター
カップリングの肩部いずれかが、スベリ軸受を境界とす
る上記カップリングのいずれかの固定例の肩部と接する
関係にある。面接触の状態である為、長期間の割出し繰
り替し動作で両者の肩部が摩耗し段差を招き、カップリ
ング相互の噛み合い相対位置関係が変化し、正確な位置
決めはもとより、噛み合いが不可能となる場合がある。The second one was developed to solve the above problems and uses a coupling consisting of three sheets that guarantees self-alignment. It has a spindle axis that is opposite to the spindle carrier axis. It is possible to guarantee the relative position between them with very high accuracy. The specific configuration will be briefly described with reference to FIG. In the configuration that one main coupling that meshes corresponding to two couplings that are in the inner and outer positions on the same circumferential plane is set, and the main coupling moves back and forth in the main carrier axis direction. The main shaft carrier is positioned by meshing with the inner coupling fixed to the main shaft carrier and the outer coupling that is fixed to the main shaft column fixed to the main shaft carrier and positions the main coupling itself. The advantage is that the spindle carrier on the driven side of the index is not lifted during the indexing operation.
Since the spindle carrier diameter is large and the weight itself is large, a rotating bearing is not used for supporting the spindle carrier, but a sliding bearing is mostly used. Therefore, structurally, either the shoulder portion of the inner or outer coupling is in contact with the shoulder portion of any of the fixed examples of the above-described coupling with the sliding bearing as a boundary. Since they are in surface contact with each other, the shoulders of both parts wear due to repeated indexing operation for a long period of time, causing a step, and the relative positional relationship between the couplings of the couplings changes. It may be possible.
(発明が解決する問題点) 本発明では上記の後者のカップリングを用いた場合に
生じる上記問題を解決することを目的とした新規な装置
を提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention provides a novel device aiming at solving the above-mentioned problems that occur when the latter coupling is used.
(問題を解決するための手段) メインカップリングの噛み合いの入切を操作する流体
シリンダ内の流体の背圧を介して、上記双方の肩部の接
触を絶つ方向に主軸キャリアを該キャリア軸線方向に1/
10mm程フローチングさせることで、主軸キャリアの割出
し時の双方肩部の接触が避けられる。(Means for Solving the Problem) Through the back pressure of the fluid in the fluid cylinder that operates the engagement / disengagement of the main coupling, the main carrier is moved in the carrier axial direction in the direction in which the contact between the shoulders is cut off. To 1 /
Floating about 10 mm avoids contact between both shoulders when indexing the spindle carrier.
(実施例) 以下、本発明を実施図に基づき説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
1は多軸工作機械の主軸コラム2上に間欠駆動手段を
介して回動自在に支承されたドラム状の主軸キャリア、
3は主軸キャリア1の円周上に等しい間隔で回転自在に
支持された主軸で、主軸キャリア1の回動で所定の加工
位置へ順次割出され、適当な回転速度で駆動される。4
は主軸3に装着されたチャックで、被加工物を把持す
る。5は主軸キャリア1の割り出し回動後に、主軸3を
所定の位置に相対的に位置決めするキャリア位置決め手
段で、同一円周平面においてインナーとアウターの位置
関係にある2枚のカップリングに対応して噛み合う1枚
のメインカップリングを1組とする構成で、メインカッ
プリングが主軸キャリア1軸方向に進退動することで、
主軸キャリア1に固定されたインナーカップリングと、
主軸キャリア1に対して固定例の主軸コラム2に固定さ
れ、メインカップリング自体の固定を位置決めするアウ
ターカップリングとの相対的な入切り動作を介して主軸
3を所定の加工位置に正確に位置決め保証するものであ
る。その具体的構成について、次に説明する。6は主軸
キャリア1の軸周りを囲んで、主軸コラム2上に配設さ
れたクランプ流体シリンダ7を介して、主軸キャリア1
軸方向に進退動自在に主軸コラム2上に装着されたメイ
ンカップリングで、該カップリングの端面には歯部6aを
有している。8はメインカップリング6の歯部6aと対応
して噛み合いが自在な歯部8aを有するインナーカップリ
ングで、主軸キャリア1の外周上に固着されている。9
は同一円周平面上においてインナーカップリング8の外
周の外側に位置して、メインカップリング6の歯部6aと
対応して噛み合いが自在な歯部9aを有するアウターカッ
プリングで、主軸コラム2上に固着されている。10は主
軸キャリア1の後部に固着されたインデックス歯車で、
主軸キャリア1を前記間欠駆動手段の伝達を得て回動さ
せ、主軸3を所定の加工位置に割出す。11はインナーカ
ップリング8の肩部8bと対応するアウターカップリング
9の固定側の肩部9bとが、主軸キャリア1の回動の際、
接しない様に、主軸キャリア1の回動開始直前に主軸キ
ャリア1をメインカップリング6側に押圧しフローチン
グさせ上記肩部8b、9b双方間に隙間Nを導出させるキャ
リアフローチング手段で、次の構成より成る。12は、イ
ンデックス歯車10または主軸キャリア1後部端面側に接
し、主軸キャリア1軸方向に上記隙間Nと等しいストロ
ークを進退動するフローチング当座で、リングを形成し
主軸キャリア1軸上の円周上に位置している。13はフロ
ーチング当座12を介して主軸キャリア1を主軸キャリア
1軸前方に押出すフローチング流体シリンダ、14はクラ
ンプ流体シリンダ7のピストン前進動作室7aとフローチ
ング流体シリンダ13のピストン前進動作室13aに通じる
流路で、メインカップリング6の入切りを操作するクラ
ンプ流体シリンダ7のピストン7Aが後退し、インナーお
よびアウターカップリング89の双方から切離された時、
クランプ流体シリンダ7のピストン前進動作室7aに流入
されていた流体が上記流路14を経て、フローチング流体
シリンダ13のピストン前進動作室13aに流入し、これに
よってフローチング当座12を介して主軸キャリア1を押
圧し軸方向にフローチングさせる。Reference numeral 1 denotes a drum-shaped main spindle carrier rotatably supported on a main spindle column 2 of a multi-spindle machine tool through intermittent driving means.
Reference numeral 3 denotes a spindle rotatably supported on the circumference of the spindle carrier 1 at equal intervals, which is indexed in sequence to a predetermined machining position by the rotation of the spindle carrier 1 and driven at an appropriate rotational speed. 4
Is a chuck mounted on the main shaft 3 and holds a workpiece. Reference numeral 5 denotes carrier positioning means for relatively positioning the spindle 3 at a predetermined position after the spindle carrier 1 has been indexed and rotated, and corresponds to two couplings having an inner and outer positional relationship on the same circumferential plane. With a configuration in which one main coupling that meshes with each other is one set, and the main coupling moves back and forth in the direction of one main spindle carrier,
An inner coupling fixed to the spindle carrier 1,
It is fixed to the main spindle column 2 of the fixed example with respect to the main spindle carrier 1, and the main spindle 3 is accurately positioned at a predetermined machining position through the relative opening and closing operation with the outer coupling that positions the fixing of the main coupling itself. It is a guarantee. The specific configuration will be described below. Reference numeral 6 surrounds the axis of the spindle carrier 1 and, via a clamp fluid cylinder 7 arranged on the spindle column 2, through the spindle carrier 1
The main coupling is mounted on the spindle column 2 so as to be movable back and forth in the axial direction, and has a tooth portion 6a on the end surface of the coupling. Reference numeral 8 denotes an inner coupling having a tooth portion 8a which can freely mesh with the tooth portion 6a of the main coupling 6, and is fixed to the outer periphery of the spindle carrier 1. 9
Is an outer coupling that is located outside the outer periphery of the inner coupling 8 on the same circumferential plane and that has tooth portions 9a that can freely mesh in correspondence with the tooth portions 6a of the main coupling 6. Is stuck to. 10 is an index gear fixed to the rear part of the spindle carrier 1,
The spindle carrier 1 is rotated by receiving the transmission of the intermittent driving means, and the spindle 3 is indexed to a predetermined machining position. Reference numeral 11 denotes a shoulder portion 8b of the inner coupling 8 and a corresponding fixed shoulder portion 9b of the outer coupling 9 when the main spindle carrier 1 is rotated.
Just before starting the rotation of the main spindle carrier 1, the main carrier 1 is pushed toward the main coupling 6 side to float so that the clearance N is drawn out between the shoulder portions 8b and 9b. It consists of The reference numeral 12 designates a floating contact which is in contact with the index gear 10 or the rear end face side of the spindle carrier 1 and moves back and forth in the axial direction of the spindle carrier 1 by a stroke equal to the above clearance N, forming a ring on the circumference of the spindle carrier 1 axis. Is located in. 13 is a floating fluid cylinder for pushing the spindle carrier 1 forward of the spindle carrier 1 via the floating seat 12, and 14 is a piston forward movement chamber 7a of the clamp fluid cylinder 7 and a piston forward movement chamber 13a of the floating fluid cylinder 13. When the piston 7A of the clamp fluid cylinder 7 that operates the opening and closing of the main coupling 6 is retracted in the flow path leading to and is separated from both the inner and outer couplings 89,
The fluid having flowed into the piston advancing operation chamber 7a of the clamp fluid cylinder 7 flows through the flow path 14 into the piston advancing operation chamber 13a of the floating fluid cylinder 13, thereby causing the spindle carrier via the floating seat 12 to flow. Press 1 to float in the axial direction.
次に本発明の作用について説明する。 Next, the operation of the present invention will be described.
主軸キャリア1は製品の加工工程に従って振り分けさ
れた加工位置に主軸を位置決めし、割出しで順次その位
置に持来す手段であるが、その割出しおよび位置決め作
用と並行して本発明の作用を説明する。主軸キャリア1
の割出しは、ゼネバ歯車等の間欠駆動手段を介してイン
デックス歯車10を経て主軸キャリア1が割出されるが、
割出しの際には、メインカップリング6がインナーおよ
びアウターカップリング8、9双方から切離され噛み合
いが解れる。メインカップリング6のインナーおよびア
ウターカップリング8、9に対する切離しには、クラン
プ流体シリンダ7のピストン後退動作室7bに流体を流入
しピストン7Aを動作させ、メインカップリング6を後退
させる。このピストン7Aの後退でピストン前進動作室7a
に流入されていた流体の背圧で、流体は流路14を経て、
フローチング流体シリンダ13のピストン前進動作室13a
に流入し、フローチング流体シリンダ13のピストン13A
を作動させる。ピストン13Aの前進でフローチング当座1
2を介して、主軸キャリア1はメインカップリング6が
インナーおよびアウターカップリング8、9に対して遠
ざかる軸方向に押圧され主軸キャリア1の位置決めが相
対位置に対してわずかにフローチングされた状態にあ
る。The main spindle carrier 1 is a means for positioning the main spindle at a machining position that is distributed according to the machining process of the product and sequentially bringing it to that position by indexing. In parallel with the indexing and positioning action, the action of the present invention is achieved. explain. Spindle carrier 1
For indexing, the spindle carrier 1 is indexed through the index gear 10 via an intermittent drive means such as a Geneva gear,
At the time of indexing, the main coupling 6 is disengaged from both the inner and outer couplings 8 and 9, and the engagement is released. In order to separate the main coupling 6 from the inner and outer couplings 8 and 9, a fluid is introduced into the piston retreating operation chamber 7b of the clamp fluid cylinder 7 to operate the piston 7A to retract the main coupling 6. When the piston 7A retreats, the piston advancing chamber 7a
By the back pressure of the fluid that has flowed into the fluid, the fluid passes through the flow path 14,
Piston advancing chamber 13a of floating fluid cylinder 13
Flowing into the piston 13A of the floating fluid cylinder 13
Activate Floating for the time being as piston 13A advances 1
2, the main shaft carrier 1 is pushed in the axial direction in which the main coupling 6 moves away from the inner and outer couplings 8 and 9, and the positioning of the main shaft carrier 1 is slightly floated with respect to the relative position. is there.
この際、インナーカップリング8の肩部8bと、アウタ
ーカップリング9の肩部9bとの相対位置にわずかな隙間
(N)をつくり、上記カップリング双方の肩部8b、9bの
接触関係が絶れる。この後に、主軸キャリア1の割出し
動作が再び始まるが、上記肩部8b、9bの接触が無いた
め、主軸キャリア1の割出し動作が円滑に行われ、しか
も、金属接触が無いので摩耗が生ずることなく、次の作
用動作で説明する位置決め作用において、高い精度を保
証することが可能である。主軸キャリア1の割出し後の
位置決め作用を説明すると、クランプ流体シリンダ7の
ピストン前進動作室7aにバルブが切換って流体が流入す
ると、ピストン7Aが動作しメインカップリング6がイン
ナーおよびアウターカップリング8、9に向かって前進
し、先に、主軸キャリア1のフローチング動作により、
アウターカップリング9により前方に突出したインナー
カップリング8と噛み合い、更にピストン7Aの続行でメ
インカップリング6はインナーカップリング8との噛み
合い相対位置を維持した状態で、前進しアウターカップ
リング9と噛み合う。この状態においてはインナーカッ
プリング8およびアウターカップリング9の双方の肩部
8b、9bは互いに接触し、位置決め状態を保持する相対位
置関係にある。クランプ流体シリンダ7の前進動作で、
主軸キャリア1は後方に後退し、主軸キャリア1と当接
していたそ当座リング12を押出されフローチング流体シ
リンダ13のピストン13Aを後退原位置に復帰させる。At this time, a slight gap (N) is formed at the relative position between the shoulder portion 8b of the inner coupling 8 and the shoulder portion 9b of the outer coupling 9 so that the contact relationship between the shoulder portions 8b and 9b of both couplings is broken. Be done. After this, the indexing operation of the spindle carrier 1 starts again, but since there is no contact between the shoulders 8b and 9b, the indexing operation of the spindle carrier 1 is performed smoothly, and since there is no metal contact, wear occurs. Without it, it is possible to ensure high accuracy in the positioning operation described in the next operation operation. The positioning operation of the spindle carrier 1 after indexing will be described. When the valve is switched to the piston advancing operation chamber 7a of the clamp fluid cylinder 7 and the fluid flows in, the piston 7A operates and the main coupling 6 becomes the inner and outer couplings. It advances toward 8 and 9, first, by the floating operation of the spindle carrier 1,
The outer coupling 9 meshes with the inner coupling 8 projecting forward, and further the piston 7A continues, the main coupling 6 moves forward and meshes with the outer coupling 9 while maintaining the relative position of meshing with the inner coupling 8. . In this state, shoulder portions of both the inner coupling 8 and the outer coupling 9
8b and 9b are in a relative positional relationship in which they are in contact with each other and maintain a positioning state. With the forward movement of the clamp fluid cylinder 7,
The spindle carrier 1 is retracted rearward, and the seat ring 12 that is in contact with the spindle carrier 1 is pushed out to return the piston 13A of the floating fluid cylinder 13 to the retracted original position.
以上から本発明においては、カップリングの切離しの
際に、クランプ流体シリンダの後退動作により生ずる流
体の背圧を他のフローチング流体シリンダ側に流入させ
主軸キャリアを軸方向にフローチングさせることで、イ
ンナーおよびアウターカップリング双方の肩部の接触を
避けることが可能である。その為、主軸キャリアの割出
し動作時には、円滑に割出しが可能であると共に肩部双
方の接触がない為、金属摩耗がなく高い位置決め精度が
保証される。From the above, in the present invention, at the time of disconnecting the coupling, the back pressure of the fluid generated by the backward movement of the clamp fluid cylinder is caused to flow into the other floating fluid cylinder side to float the spindle carrier in the axial direction, It is possible to avoid shoulder contact on both the inner and outer couplings. Therefore, during the indexing operation of the spindle carrier, the indexing can be performed smoothly, and since there is no contact between the shoulders, there is no metal wear and high positioning accuracy is guaranteed.
第1図は本発明の多軸工作機械の主軸キャリアおよびそ
の位置決め手段を示す縦断面図、第2図は、本発明の主
軸キャリアのフローチングを作用さす構成の一実施例
図、第3図は、第2図の簡略図 1……主軸キャリア、3……主軸 6……メインカップリンク、8……インナーカップリン
グ 9……アウターカップリング、7……クランプ流体シリ
ンダ 13……フローチング流体シリンダ、14……流路FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a spindle carrier of a multi-axis machine tool of the present invention and a positioning means thereof, and FIG. 2 is an embodiment of a configuration for effecting the floating of the spindle carrier of the present invention. Is a simplified diagram of Fig. 2 1 ... Spindle carrier, 3 ... Spindle 6 ... Main coupling link, 8 ... Inner coupling 9 ... Outer coupling, 7 ... Clamp fluid cylinder 13 ... Floating fluid Cylinder, 14 ... Flow path
Claims (1)
に支承された主軸を所定の加工位置に割出し、同一円周
平面においてインナーとアウターの位置関係にある二枚
のカップリングに対応して噛み合う一枚のメインカップ
リングを一組として主軸と加工位置との相対位置を位置
決めする装置において、インナーとアウターカップリン
グに対してメインカップリングの噛み合いの入切を動作
させるクランプ流体シリンダの流体の背圧を介して作動
し主軸キャリアを軸方向にフローチングさせるフローチ
ング流体シリンダを有することを特長とする多軸工作機
械の主軸キャリア1. A spindle, which is rotatably supported at equal intervals on the circumference of a spindle carrier, is indexed at a predetermined machining position, and is formed into two couplings having an inner and an outer positional relationship on the same circumferential plane. In a device that positions the relative position between the spindle and the machining position with a pair of corresponding main couplings as a set, a clamp fluid cylinder that activates and deactivates the engagement of the main coupling with respect to the inner and outer couplings. Spindle carrier for a multi-axis machine tool, characterized by having a floating fluid cylinder that is actuated by the back pressure of the fluid and floats the spindle carrier in the axial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32906089A JP2678798B2 (en) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | Spindle carrier for multi-axis machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32906089A JP2678798B2 (en) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | Spindle carrier for multi-axis machine tools |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03190603A JPH03190603A (en) | 1991-08-20 |
JP2678798B2 true JP2678798B2 (en) | 1997-11-17 |
Family
ID=18217164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32906089A Expired - Lifetime JP2678798B2 (en) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | Spindle carrier for multi-axis machine tools |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2678798B2 (en) |
-
1989
- 1989-12-19 JP JP32906089A patent/JP2678798B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03190603A (en) | 1991-08-20 |
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