JP3584775B2

JP3584775B2 - Cutting equipment

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Publication number: JP3584775B2
Application number: JP05767899A
Authority: JP
Inventors: 博樹野中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000246527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外周部に切刃を設けた切削工具を、その切削工具の中心軸線を中心に自転させると同時に、その中心軸線と平行な軸線を中心に公転させて切削をおこなういわゆるコンタリング加工の可能な装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンタリング加工と称される加工方法は、切刃を備えた切削工具を自転させると同時に、その切削工具を被削材を中心に公転させる加工方法であり、その典型的な例はエンドミル加工である。その一例が、特開平６３−２１２４４２号公報に記載されている。この公報に記載されたコンタリング加工方法は、エンドミルを自転させつつ公転させて加工をおこなうにあたり、自転かつ公転するエンドミルの刃先の回転径をレーザ光線によって測定し、その測定結果に基づいて数値制御装置における工具径補正機能により工具径を補正するように構成したものである。そして、実際の切削加工においては、エンドミルを先ず加工対象孔の中心部に挿入し、その位置から刃先が加工対象孔の内面に接する位置、より正確には加工径となる位置に移動させ、その後、加工対象孔の内面に沿って移動させる。すなわちエンドミルを工作機械の主軸に取り付けて自転させ、その主軸をいわゆるＸ−Ｙ平面内で円運動させることにより、エンドミルを公転させている。
【０００３】
またこれとは異なる形式の装置として、極座標系の機構を使用した装置が知られている。すなわち、モータによって回転もしくは揺動運動させられる主アームの先端に、主軸用のモータと工具軸アームとが取り付けられ、その工具軸アームの先端に主軸用モータによって回転させられる工具軸が取り付けられている。この種の装置では、主アームと工具軸アームとを連動させて揺動運動させることにより、工具軸を円運動すなわち公転させ、あるいは主アームを回転させることにより、工具軸を公転させ、その公転半径を工具軸アームの主アームに対する相対角度を変えることによって変更する。
【０００４】
さらに他の形式の装置として、第１の軸にその半径方向に移動する工具軸を取り付け、その工具軸を第１の軸と共に回転させることにより工具軸を公転させ、かつ第１の軸の半径方向における工具軸の位置を変えることにより、工具軸の公転半径を変更するように構成した装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したコンタリング加工における切刃と被削材との相対速度すなわち切削速度は、工具の自転よる切刃の周速と公転による円運動速度とを加えたものになる。しかしながら、上述した従来のコンタリング加工では、工具を取り付けた主軸を円運動させることにより、工具を公転させているので、公転速度が自転速度に比較してきわめて低速であり、切削速度は実質的に工具の自転速度すなわち主軸の回転数で決定されてしまう。
【０００６】
すなわち従来のいわゆるＸ−Ｙ座標系の装置では、Ｘ−Ｙ平面での２軸方向への送りを協調させることにより工具を公転させているので、制御上の制約で公転速度を高速化することが困難である。また主軸を２軸方向に移動させるためには、例えば主軸頭をコラムに沿って上下動させると同時に、コラムをベッド上で水平移動させることになり、したがって移動させるべき部分の質量がきわめて大きいので、主軸の公転速度を高速化することが困難である。
【０００７】
また、揺動運動する主アームの先端部で工具軸アームを揺動させることにより、工具軸を公転運動させる極座標系の装置においても、工具軸アームを揺動させるモータや工具軸を自転させるモータを主アームと共に揺動運動させることになり、また上記のＸ−Ｙ座標系の装置と同様に、２つのモータの協調動作によって工具軸を公転運動させるので、工具軸の公転速度を高速化することが困難である。
【０００８】
さらに、他の形式の装置においても、工具軸を自転させるためのモータを、工具軸と共に公転運動させることになるので、その質量が大きいことにより、高速回転させることが困難である。そして、工具軸を公転させる形式の装置では、工具軸の公転半径を変更するのに伴って工具軸を自転させるためのモータの位置が変化するので、回転する部材の全体としての重心位置が変化する。そのために、公転速度の増大に伴って振動が大きくなるおそれがある。
【０００９】
結局、従来では、工具軸あるいはこれに取り付けた切削工具の公転速度を速くすることができないので、加工条件が制約され、能率を向上し、また工具寿命を長くすることが困難であった。さらに、公転半径を変更する場合、Ｘ−Ｙ座標系の装置では、各軸方向の送り量を協調して変更する必要があり、また極座標系の装置では、アームの揺動角速度を協調して変更するなどの操作が必要であり、高速で公転させている状態での公転半径の変更が困難であり、そのために加工形状が制約されるなどの不都合があった。
【００１０】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、回転切削工具の自転回転数と公転回転数との比率を任意に設定することができるうえに、工具の公転半径を容易に変更することができ、しかも構成の簡素化を図ることのできる装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、中心軸線を中心に自転し、かつ少なくとも軸線方向に前後動させられる公転軸と、その公転軸の中心軸線から外れた偏心位置に前記公転軸の中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された偏心軸と、その偏心軸の中心軸線から外れた偏心位置に前記公転軸の中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持され先端部に取り付けられた切削工具の切刃を被削材に断続的に作用させて被削材の切削をおこなう主軸と、その主軸を自転させる固定設置された主軸用モータと、その主軸用モータから前記主軸にトルクを伝達する主軸用伝動機構と、前記公転軸と偏心軸とのいずれか一方の軸に常時連結された公転用モータとを備えた切削加工装置において、前記公転用モータと前記公転軸および偏心軸のいずれか他方の軸とを連結した状態と非連結の状態とに切り換えるクラッチ機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
したがってこの発明の装置では、主軸用モータを回転させることにより主軸用伝動機構を介して主軸にトルクが伝達され、先端部に工具を取り付けた主軸が自転する。その主軸は、公転軸の偏心位置に配置されているので、公転軸を自転させることにより、主軸が公転軸の軸心を中心に公転する。また、その公転軸の偏心位置に配置した偏心軸の偏心位置に主軸が自転自在に保持されているから、偏心軸を自転させることにより、公転軸の軸心と主軸との距離すなわち公転半径が変化する。
【００１３】
そしてこの発明では、公転軸と偏心軸との一方の軸が公転用モータに常時連結され、その公転用モータにクラッチ機構を介して他方の軸が選択的に連結されるので、これらの軸同士をクラッチ機構によって非連結状態とすることによりこれらの軸の相対回転が生じる。その結果、公転軸と偏心軸との相対回転が生じ、すなわち偏心軸が公転軸に保持された状態で自転し、公転軸の軸心に対する主軸の半径方向の位置が変化する。すなわち、この発明の装置では、公転軸と偏心軸と主軸との相対回転する少なくとも３本の回転軸を備えているものの、公転用のモータが、クラッチ機構と協働して、主軸の公転半径を変更する機構として機能するので、回転軸の数よりモータの数が少なくてよく、そのためにモータの数が少なくなり、構成が簡素化される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。先ず、この発明に係る切削加工装置の一例を説明すると、図１および図２において、工具を先端部に装着する主軸１が、保持軸２の内部に配置されている。この保持軸２は、円筒状の軸であって、図１に示す切削加工装置３全体のハウジング（すなわち基台部）４に一体化されている。したがって保持軸２は、被削材（図示せず）に対して移動させられるものの、自転することはない。
【００１５】
この保持軸２の内部には、公転軸５が軸受６によって自転自在に保持されている。この公転軸５には、その軸心に対して偏心しかつ軸線方向に延びた孔が形成され、その内部に偏心軸７が軸受８によって自転自在に保持されている。したがってこの偏心軸７は、公転軸５が自転することにより、公転軸５の軸心を中心にして公転する。この偏心軸７は、前記主軸１の公転半径を変更するためのものであって、その軸心に対して偏心しかつ軸線方向に貫通した貫通孔が形成され、その貫通孔の内部に主軸１が軸受９によって自転自在に保持されている。
【００１６】
図３は、上述した各軸の半径方向での相対位置を模式的に示しており、保持軸２に対して公転軸５が同軸上に配置されている。この公転軸５の軸心Ｏ５に対して偏心した位置に軸心Ｏ７を持つ偏心軸７が、公転軸５の内部に配置されている。この偏心軸７の内部に自転自在に配置された主軸１は、偏心軸７の軸心Ｏ７に対して偏心している。
【００１７】
したがって偏心軸７を自転させると、その軸心Ｏ７から外れた位置にある主軸１が、その軸心Ｏ７を中心とした円周Ｃ７上を移動する。その公転軸５に対する偏心軸７の偏心量と、偏心軸７に対する主軸１の偏心量とが等しい場合には、主軸１の軸心Ｏ１が公転軸５の軸心Ｏ５に一致して公転軸５に対する主軸１の偏心量がゼロとなることがある。すなわち、偏心軸７を自転させることにより、その内部に配置した主軸１の公転軸５に対する偏心量が変化する。そして、公転軸５に対する偏心軸７の偏心量と、偏心軸７に対する主軸１の偏心量とが等しい場合には、その偏心量の２倍を限度として、公転軸５に対する主軸１の偏心量が、ゼロからそれ以上に変化する。
【００１８】
この主軸１に取り付けられた工具は、主軸１と共に自転する一方、主軸１が公転軸５の内部に保持されているので、公転軸５が自転することにより、主軸１すなわち工具が、公転軸５の軸心Ｏ５を中心に公転する。その場合の公転半径が、前記偏心軸７を回転させて設定される公転軸５に対する主軸１の偏心量となる。
【００１９】
前記公転軸５の図２における右側の端部は、ハウジング４の後端部側まで延びており、その外周に嵌合させた軸受１０を介してハウジング４によって回転自在に支持されている。この公転軸５における後端側の部分には、軸心を中心とした貫通孔が形成されており、その貫通孔の内部に入力軸１１が軸受１２を介して回転自在に保持されている。この入力軸１１は前記主軸１を自転させるためのものであって、主軸用モータＭ１に連結されている。なお、この主軸用モータＭ１は、基台部であるハウジング４にブラケット１３によって連結されて固定されている。またこの入力軸１１における図２での左側端部は、公転軸５の内部で前記主軸１の後端部に接近した位置に延びている。
【００２０】
そしてこの入力軸１１の端部には外径の異なる複数のローラ１４が接触した状態に配置されている。これらのローラ１４は、入力軸１１の軸線と平行となるように公転軸５に取り付けた支持ピン１５に回転自在に取り付けられている。さらに、これら複数のローラ１４の全体を覆うように円筒体１６が嵌合させられている。なお、各ローラ１４は、この円筒体１６と入力軸１１との間に圧入された状態となっており、それぞれの接触圧力が高いことにより、摩擦力もしくは油膜の剪断力によってトルクを伝達するようになっている。
【００２１】
円筒体１６は、主軸１の後端部の外周を覆っており、その主軸１の外周面と円筒体１６の内周面との間に、前記ローラ１４と同様に外径の異なる複数のローラ１７が圧入されている。そのローラ１７を回転自在に取り付けてある支持ピン１８が、主軸１の外周側に軸受を介して回転自在に配置したリング状歯車１９に連結されている。さらにこのリング状歯車１９が、前記偏心軸７の後端部に連結されている。
【００２２】
したがって入力軸１１のトルクが、その外周面に接触しているローラ１４の自転により円筒体１６に伝達され、またこの円筒体１６のトルクが、その内周面に密着している他の複数のローラ１７の自転によって主軸１に伝達される。すなわちモータＭ１によって入力軸１１を回転させることにより、そのトルクが主軸１に伝達されて主軸１が自転する。そして各ローラ１４，１７が相対的に公転することにより、入力軸１１に対する主軸１の偏心量すなわち主軸１の公転半径が変更される。
【００２３】
前記公転軸５のうちリング状歯車１９の外周側の部分に、内外周面に貫通した複数の切欠き部が形成され、前記リング状歯車１９に噛合した中間歯車２０が各切欠き部に配置されている。これらの中間歯車２０が配置されている各部分における公転軸５の肉厚が、その内側の軸線方向に沿う孔の軸心が公転軸５の軸心に対して偏心していることにより、相互に異なっており、したがって各中間歯車２０の外径が、それぞれの部分における公転軸５の肉厚に合わせて大小に異なっている。すなわち各中間歯車２０の最も外周側の部分を結んだ円が、公転軸５の軸心を中心とした円となるように構成されている。なお、各中間歯車２０は公転軸５に取り付けた支持ピン２１によって回転自在に支持されている。
【００２４】
また各中間歯車２０が、内歯歯車である公転半径変更歯車２２に噛合している。この公転半径変更歯車２２は、円筒軸２３の先端部に一体化されている。そしてこの円筒軸２３は、前記公転軸５の外周側に入力軸１１と同軸上に嵌合させて配置され、かつ軸受２４によって回転自在に保持されている。
【００２５】
前記入力軸１１の外周側に位置する公転軸５の外周部に公転軸歯車２５が固定されている。また、前記円筒軸２３の外周部に、歯車２６が一体的に設けられている。
【００２６】
これらの公転軸歯車２５と歯車２６との外周側に、これらの歯車２５，２６の中心軸線に対して平行にモータ軸２７が配置されている。このモータ軸２７の両端部は、軸受２８を介してハウジング４によって回転自在に保持されている。またこのモータ軸２７の図２における右側の端部には、公転用モータＭ２が連結されている。そしてこの公転用モータＭ２は、ブラケット２９を介してハウジング４に連結・固定されている。
【００２７】
さらに、モータ軸２７には、前述した円筒軸２３と一体の歯車２６に噛合している第１駆動歯車３０が、一体的に回転するように取り付けられている。また、前記公転軸歯車２５に噛合している第２駆動歯車３１が、軸受３２を介してモータ軸２８に回転自在に取り付けられている。そしてこの第２駆動歯車３１は、クラッチ機構３３によってモータ軸２８に選択的に連結されるように構成されている。
【００２８】
そのクラッチ機構３３について説明すると、第２駆動歯車３１の左右両側には、第２駆動歯車３１と一体に回転し、かつ軸線方向にわずか移動可能な連結プレート３４，３５が設けられている。図２における右側の連結プレート３４に軸線方向で対向して駆動プレート３６が配置されており、この駆動プレート３６は、前記モータ軸２７と一体に回転するようにキーなどによってモータ軸２７に対して固定されている。さらに、この駆動プレート３６を挟んで連結プレート３４とは反対側および他方の連結プレート３５を挟んで第２駆動歯車３１とは反対側のそれぞれに電磁コイル３７，３８がハウジング４に固定して設けられている。すなわち図２における右側の電磁コイル３７に通電すると、その電磁力によって連結プレート３４が電磁コイル３７側に吸引されて駆動プレート３６に密着し、これらのプレート３４，３６の間で生じる摩擦力でトルクを伝達し、その結果、第２駆動歯車３１がモータ軸２７に連結され、これとは反対の電磁コイル３８に通電すると、その電磁力で他方の連結プレート３５がその電磁コイル３８すなわちハウジング４に吸着されて連結プレート３５および第２駆動歯車３１が固定されるように構成されている。
【００２９】
そして、前記駆動プレート３６の外周側には、モータ軸２７と第２駆動歯車３１との相対的な回転角度すなわち公転軸５と偏心軸７との相対的な回転角度（位相）を検出する位相検出センサ３９がハウジング４に固定して配置されている。この位相検出センサ３９は、要は、駆動プレート３６の連結プレート３４に対する相対回転角度を検出するためのものであって、光学的もしくは電気的あるいは磁気的に角度を検出して信号を出力するセンサによって構成されている。
【００３０】
なお、上述した主軸用モータＭ１から主軸１に到るトルクの伝達系統がこの発明の主軸用伝動機構に相当している。
【００３１】
つぎに上記のこの発明にかかる切削加工装置の作用について説明する。先ず、主軸１を自転させる作用について説明すると、前記主軸モータＭ１を駆動すると、入力軸１１が回転し、そのトルクがローラ１４に伝達され、これが回転する。これらのローラ１４を保持している支持ピン１５がハウジング４に固定されているので、これらのローラ１４が自転し、それに伴って円筒体１６が回転する。この円筒体１６と主軸１との間には他のローラ１７が圧入されているので、円筒体１６が回転することにより、これらのローラ１７を介して主軸１にトルクが伝達されて主軸１が自転する。
【００３２】
つぎに主軸１を公転させる作用について説明する。前記クラッチ機構３３における図２での左側の電磁コイル３７にのみ通電すると、連結プレート３４が電磁力によって吸着され、駆動プレート３６に密着する。すなわち図２での左側の第１クラッチ部が係合状態となる。その結果、公転用モータＭ２と第２駆動歯車３１とがモータ軸２７を介して連結される。これに対して第１駆動歯車３０がモータ軸２７に回転方向で一体化されているので、公転用モータＭ２を回転させれば、これらの駆動歯車３０，３１を介して歯車２６および公転半径変更歯車２２と公転軸歯車２５、すなわち偏心軸７と公転軸５とにトルクが伝達されてこれらの軸７，５が回転する。その場合、それぞれのトルクの伝達経路におけるギヤ比を同一にしておくことにより、偏心軸７と公転軸５とが同一速度で回転し、相対回転が生じない。その結果、主軸１の公転軸５の軸心からの距離すなわち公転半径が一定に維持され、その状態で主軸１が公転軸５と共に回転する。すなわち主軸１が公転軸５の軸心を中心に公転する。
【００３３】
さらに主軸１の公転半径を変更する作用について説明する。前述したように、主軸１が偏心軸７の軸心から外れた位置に保持され、またその偏心軸７が公転軸５の軸心から外れた位置に保持されているから、偏心軸７が自転することにより、これに保持された主軸１の公転軸５の軸心に対する位置すなわち公転半径が変化する。したがって公転軸５に対して偏心軸７を相対回転させることにより、主軸１の公転半径が変更される。
【００３４】
具体的には、前述した図２における左側の電磁コイル３７に対する通電を止めるとともに、右側の電磁コイル３８に通電し、図２における右側のいわゆる第２クラッチ部を動作状態とする。その結果、前述したいわゆる第１クラッチ部における連結プレート３４の吸着が解除されて駆動プレート３６すなわちモータ軸２７と第２駆動歯車３１との連結が解除され、これに対して図２の右側の連結プレート３５が電磁コイル３８に吸着されてハウジング４に対して連結される。すなわち第２駆動歯車３１が固定される。
【００３５】
この状態では、公転軸５が固定された状態で第１駆動歯車３０から歯車２６を介して円筒軸２３ならびにこれに取り付けた公転半径変更歯車２２にトルクが伝達されてこれらが回転する。この公転半径変更歯車２２は、公転軸５の外周部に保持させた中間歯車２０に噛合しているので、これらの中間歯車２０が自転する。そしてこれらの中間歯車２０に、偏心軸７の後端部に設けたリング状歯車１９が噛合しているので、このリング状歯車１９を介して偏心軸７にトルクが伝達されて自転する。したがって両者の軸５，７の間に相対回転が生じ、主軸１が公転軸５の軸心に対して相対的に接近もしくは離隔する。すなわち公転半径が変化する。
【００３６】
このようにして主軸１の公転半径を変更した場合、前記モータ軸２７に一体回転するように取り付けた駆動プレート３６と第２駆動歯車３１もしくはこれと一体の連結プレート３４との間に相対回転あるいは相対的な位相の変化が生じる。この位相の変化は、これらの外周側に配置してある位相検出センサ３９によって検出される。したがってこの位相検出センサ３９の出力信号に基づいて主軸１の公転半径を知ることができる。すなわち主軸１の公転半径を所定の値に設定する場合には、この位相検出センサ３９から出力される信号に基づいて公転半径を検出し、その検出値が所定の値になった時点で、前記第２クラッチ部をオフにするとともに第１クラッチ部をオンにし、もしくは公転用モータＭ２の回転を止める。
【００３７】
上述したこの発明に係る切削加工装置は、主軸１の自転と公転とを、それぞれ固定設置したモータＭ１，Ｍ２を駆動することによっておこなうことができ、しかも主軸１を公転させる際にこれらのモータＭ１，Ｍ２を互いに独立して駆動すればよく、協調動作させる必要はない。そのため主軸１の公転速度を従来になく高速化することができ、また主軸１の自転回転数と公転回転数との比を任意に設定することができる。そのため、この発明に係る上記の切削加工装置によれば、工具寿命を低下させることなく高能率の切削加工をおこなうことが可能になる。
【００３８】
そして上記の加工装置では、公転軸５に偏心軸７を保持させ、かつその偏心軸７に主軸１を保持させたいわゆる３軸構造であって、それぞれの軸を回転させることによって、主軸１の自転および公転ならびに公転半径の変更をおこなう構成であるにも関わらず、必要とするモータが２つであり、その点で構成部品数を削減して装置の小型化が可能になる。
【００３９】
なお、この発明におけるクラッチ機構は、公転軸５に対して偏心軸７を相対的に自転させることのできる機構であればよく、上述した構成に限定されない。図４は、そのクラッチ機構の他の例を示す部分断面図であり、第２駆動歯車３１に替えて第１駆動歯車３０をモータ軸２７に対して選択的に連結するように構成した例である。
【００４０】
すなわち図４において、公転軸歯車２５に噛合している第２駆動歯車３１がモータ軸２７にキーなどを介して一体回転するように連結されており、これに対して歯車２６に噛合している第１駆動歯車３０がモータ軸２７に対して回転自在に取り付けられている。その第１駆動歯車３０の図４での右側にモータ軸２７と一体的に回転する駆動プレート３６が配置され、その駆動プレート３６と第１駆動歯車３０との間に、第１駆動歯車３０とは一体に回転しかつ軸線方向にわずか移動可能な連結プレート３４が配置されている。そして、駆動プレート３６よりも図４での右側に、ハウジング４に固定した電磁コイル３７が配置され、これら電磁コイル３７と、駆動プレート３６と、連結プレート３４とによって第１クラッチ部が形成されている。
【００４１】
また、第１駆動歯車３０の図４での左側に、第１駆動歯車３０と一体に回転しかつ軸線方向にわずか移動可能な連結プレート３５が配置されており、この連結プレート３５を挟んで第１駆動歯車３０とは反対側に、電磁コイル３８がハウジング４に固定されて配置されている。したがってこの電磁コイル３８と、連結プレート３５とによって第２クラッチ部が形成されている。そして、駆動プレート３６と連結プレート３４との外周側に位相検出センサ３９が配置されている。
【００４２】
この図４に示すクラッチ機構によれば、第１クラッチ部を構成している電磁コイル３７のみに通電して連結プレート３４を磁気吸着すれば、その連結プレート３４が駆動プレート３６にトルク伝達するように摩擦接触し、第１駆動歯車３０を介してモータ軸２７が公転半径変更歯車２２に連結される。これに対して第２駆動歯車３１がモータ軸２７に常時連結されていて、モータ軸２７が公転軸歯車２５に連結されているから、結局、公転軸５と偏心軸７とに同時にトルクが伝達されてこれらが一体となって回転する。すなわち主軸１の公転半径が一定に維持される。
【００４３】
これに対して、第２クラッチ部を構成している電磁コイル３８のみに通電すれば、連結プレート３５がハウジング４に対して磁気吸着されて第１駆動歯車３０が固定される。その結果、第１駆動歯車３０と第２駆動歯車３１との相対回転、すなわち公転半径変更歯車２２と公転軸歯車２５との相対回転が生じ、偏心軸７が公転軸５に対して自転するために、主軸１の公転軸５の軸心に対する位置すなわち公転半径が変更される。
【００４４】
クラッチ機構３３を図４に示すように構成した場合であっても、１つのモータで主軸１の公転およびその公転半径の変更をおこなうことができ、したがって装置の部品点数を削減してその小型軽量化を図ることができる。
【００４５】
なお、上記の各具体例では、主軸１の公転半径を変更する場合に第１駆動歯車３０と第２駆動歯車３１とのいずれか一方を固定することとして説明したが、そのいずれか一方の駆動歯車は必ずしも固定する必要はなく、要は、モータ軸２７に対して自由に回転できる状態とすればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、主軸用モータを回転させることにより主軸用伝動機構を介して主軸にトルクが伝達され、先端部に工具を取り付けた主軸が自転し、その主軸が、公転軸の偏心位置に配置されているので、公転軸を自転させることにより、主軸が公転軸の軸心を中心に公転する。また、その主軸は、公転軸の偏心位置に配置した偏心軸の偏心位置に、自転自在に保持されているから、偏心軸を自転させることにより、公転軸の軸心と主軸との距離すなわち公転半径が変化する。そしてこの発明では、公転軸と偏心軸との一方の軸が公転用モータに常時連結され、その公転用モータにクラッチ機構を介して他方の軸が選択的に連結されるので、これらの軸同士をクラッチ機構によって非連結状態とすることによりこれらの軸の相対回転が生じ、その結果、公転軸と偏心軸との相対回転が生じ、すなわち偏心軸が公転軸の保持された状態で自転し、主軸の公転軸の軸心に対する半径方向に位置が変化する。すなわち、この発明の装置では、公転用のモータが、クラッチ機構と協働して、主軸の公転半径を変更する機構として機能し、そのためにモータの数が少なくなり、装置の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の装置の一例を示す部分断面図である。
【図２】その装置の他の部分を示す部分断面図である。
【図３】主軸および偏心軸ならびに公転軸の半径方向での相対位置を示す図である。
【図４】この発明で使用可能なクラッチ機構の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１…主軸、３…切削加工装置、４…ハウジング、５…公転軸、７…偏心軸、３３…クラッチ機構、１１…入力軸、１４，１７…ローラ、２３…円筒軸、Ｍ１ …主軸用モータ、Ｍ２ …公転用モータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a so-called contouring process in which a cutting tool provided with a cutting edge on its outer periphery is rotated around a central axis of the cutting tool and is revolved around an axis parallel to the central axis to perform cutting. It relates to a device which can be used.
[0002]
[Prior art]
A machining method called contouring is a machining method in which a cutting tool provided with a cutting edge is revolved at the same time as the cutting tool is revolved around a work material, and a typical example is end milling. is there. One example is described in JP-A-63-212442. In the contouring processing method described in this publication, when performing machining by rotating the end mill while revolving, the rotating diameter of the blade of the end mill that rotates and revolves is measured by a laser beam, and numerical control is performed based on the measurement result. The tool diameter is corrected by a tool diameter correction function in the apparatus. Then, in actual cutting, the end mill is first inserted into the center of the hole to be machined, and from that position, the edge is moved to a position where it comes into contact with the inner surface of the hole to be machined, more precisely to a position where the machining diameter is obtained. Is moved along the inner surface of the hole to be machined. That is, the end mill is revolved by attaching the end mill to the main shaft of the machine tool, rotating the main shaft, and rotating the main shaft in a so-called XY plane.
[0003]
As a different type of device, a device using a polar coordinate system mechanism is known. That is, a motor for a spindle and a tool shaft arm are attached to the tip of a main arm rotated or rocked by a motor, and a tool shaft rotated by the spindle motor is attached to the tip of the tool shaft arm. I have. In this type of device, the tool axis is revolved by rotating the tool axis in a circular motion, that is, by revolving the tool axis, or by rotating the main arm by swinging the main arm and the tool axis arm in an interlocking manner. The radius is changed by changing the relative angle of the tool axis arm to the main arm.
[0004]
In yet another type of apparatus, a first axis is provided with a tool axis that moves in its radial direction, the tool axis is revolved by rotating the tool axis with the first axis, and a radius of the first axis is provided. Devices are known that are configured to change the revolving radius of the tool axis by changing the position of the tool axis in the direction.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The relative speed between the cutting blade and the workpiece in the above-described contouring, that is, the cutting speed, is obtained by adding the peripheral speed of the cutting blade due to the rotation of the tool and the circular motion speed due to the revolution. However, in the above-mentioned conventional contouring processing, the tool is revolved by making the main shaft on which the tool is mounted circularly move, so that the revolving speed is extremely low compared to the rotation speed, and the cutting speed is substantially reduced. In addition, the rotation speed of the tool, that is, the rotation speed of the spindle, is determined.
[0006]
That is, in the conventional apparatus of the so-called XY coordinate system, the tool revolves by coordinating the feed in the two axes on the XY plane. Therefore, the revolving speed is increased due to control restrictions. Is difficult. In order to move the spindle in two axial directions, for example, the head of the spindle is moved up and down along the column, and at the same time, the column is moved horizontally on the bed. Therefore, the mass of the part to be moved is extremely large. It is difficult to increase the revolution speed of the spindle.
[0007]
Also, in a polar coordinate system in which the tool axis revolves by swinging the tool axis arm at the tip of the swinging main arm, a motor that swings the tool axis arm or a motor that rotates the tool axis by itself. Is rotated with the main arm, and the tool axis is revolved by the cooperative operation of the two motors, similarly to the XY coordinate system, so that the revolving speed of the tool axis is increased. It is difficult.
[0008]
Further, even in other types of apparatuses, the motor for rotating the tool axis is revolved with the tool axis, so that it is difficult to rotate at high speed due to its large mass. In a device of the type that revolves the tool axis, the position of the motor for rotating the tool axis changes as the revolving radius of the tool axis changes, so that the position of the center of gravity of the rotating member as a whole changes. I do. For this reason, there is a possibility that the vibration increases with an increase in the revolution speed.
[0009]
As a result, conventionally, since the revolving speed of the tool shaft or the cutting tool attached thereto cannot be increased, the machining conditions are restricted, and it has been difficult to improve the efficiency and extend the tool life. Further, when changing the orbital radius, it is necessary to coordinately change the feed amount in each axis direction in the XY coordinate system device, and to coordinate the arm swing angular velocity in the polar coordinate system device. An operation such as a change is required, and it is difficult to change the orbital radius in a state where the orbit is revolved at a high speed, and thus there is an inconvenience that a processing shape is restricted.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and can set an arbitrary ratio between the rotation speed and the revolution speed of a rotary cutting tool and easily change the revolution radius of the tool. It is an object of the present invention to provide a device which can perform a simple configuration.
[0011]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, the present invention provides a revolving shaft that rotates around a central axis and is moved back and forth at least in the axial direction, and the revolving shaft is located at an eccentric position deviated from the central axis of the revolving shaft. An eccentric shaft held so as to rotate around an axis parallel to the center axis, and an eccentric shaft held at an eccentric position deviated from the center axis of the eccentric shaft so as to rotate around an axis parallel to the center axis of the revolving shaft. A spindle that cuts the work material by intermittently applying the cutting edge of the cutting tool attached to the tip to the work material, a fixedly installed spindle motor that rotates the spindle, and for the spindle A spindle transmission mechanism for transmitting torque from a motor to the spindle, and a cutting apparatus including a revolution motor constantly connected to one of the revolving shaft and the eccentric shaft; The revolving shaft and Der which is characterized in that the clutch mechanism to switch to the state in which coupling the other one of the axes of the fine eccentric shaft and the non-connecting state is providedYou.
[0012]
Therefore, in the apparatus of the present invention, the torque is transmitted to the main shaft through the main shaft transmission mechanism by rotating the main shaft motor, and the main shaft with the tool attached to the tip end rotates. Since the main shaft is arranged at an eccentric position of the revolving shaft, the main shaft revolves around the axis of the revolving shaft by rotating the revolving shaft. In addition, since the main shaft is rotatably held at the eccentric position of the eccentric shaft arranged at the eccentric position of the orbital shaft, by rotating the eccentric shaft, the distance between the axis of the orbital shaft and the main shaft, that is, the orbital radius is changed. Change.
[0013]
According to the present invention, one of the revolving shaft and the eccentric shaft is always connected to the revolving motor, and the other shaft is selectively connected to the revolving motor via the clutch mechanism. Are disengaged by a clutch mechanism, thereby causing relative rotation of these shafts. As a result, the relative rotation between the revolving shaft and the eccentric shaft occurs, that is, the eccentric shaft revolves.AxisIt rotates while holding it, and the radial position of the main shaft with respect to the axis of the revolving shaft changes. That is, in the device of the present invention,Although it has at least three rotating shafts that rotate relative to the orbital shaft, the eccentric shaft, and the main shaft,The diversion motor works as a mechanism that changes the revolution radius of the main shaft in cooperation with the clutch mechanism.Function, so the number of motors may be smaller than the number of rotating shafts.Therefore, the number of motors is reduced, and the configuration is simplified.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. First, an example of a cutting apparatus according to the present invention will be described. In FIGS. 1 and 2, a main shaft 1 for mounting a tool to a tip portion is disposed inside a holding shaft 2. The holding shaft 2 is a cylindrical shaft, and is integrated with a housing (that is, a base portion) 4 of the entire cutting apparatus 3 shown in FIG. Therefore, although the holding shaft 2 is moved with respect to the work material (not shown), it does not rotate.
[0015]
A revolving shaft 5 is rotatably held inside the holding shaft 2 by a bearing 6. The revolving shaft 5 is formed with a hole which is eccentric with respect to its axis and extends in the axial direction, and an eccentric shaft 7 is rotatably held by a bearing 8 therein. Therefore, the eccentric shaft 7 revolves around the axis of the revolving shaft 5 as the revolving shaft 5 rotates. The eccentric shaft 7 is for changing the radius of revolution of the main shaft 1, and is formed with a through hole eccentric to the axis and penetrating in the axial direction, and the main shaft 1 is provided inside the through hole. Are rotatably held by the bearing 9.
[0016]
FIG. 3 schematically shows a relative position of each of the above-described shafts in the radial direction, and a revolving shaft 5 is coaxially arranged with respect to the holding shaft 2. An eccentric shaft 7 having an axis O7 at a position eccentric to the axis O5 of the revolving shaft 5 is arranged inside the revolving shaft 5. The main shaft 1 rotatably arranged inside the eccentric shaft 7 is eccentric with respect to the axis O7 of the eccentric shaft 7.
[0017]
Therefore, when the eccentric shaft 7 rotates, the main shaft 1 located at a position deviated from the axis O7 moves on a circumference C7 around the axis O7. When the amount of eccentricity of the eccentric shaft 7 with respect to the revolving shaft 5 is equal to the amount of eccentricity of the main shaft 1 with respect to the eccentric shaft 7, the axis O1 of the main shaft 1 coincides with the axis O5 of the revolving shaft 5, and the revolving shaft 5 The eccentric amount of the main shaft 1 with respect to is sometimes zero. That is, by rotating the eccentric shaft 7, the amount of eccentricity of the main shaft 1 disposed therein with respect to the revolution shaft 5 changes. When the amount of eccentricity of the eccentric shaft 7 with respect to the revolving shaft 5 is equal to the amount of eccentricity of the main shaft 1 with respect to the eccentric shaft 7, the amount of eccentricity of the main shaft 1 with respect to the revolving shaft 5 is limited to twice the amount of eccentricity. , Vary from zero to more.
[0018]
The tool attached to the main shaft 1 rotates with the main shaft 1, while the main shaft 1 is held inside the revolving shaft 5. Revolves around the axis O5 of The revolution radius in that case is the amount of eccentricity of the main shaft 1 with respect to the revolution shaft 5 set by rotating the eccentric shaft 7.
[0019]
The right end of the revolving shaft 5 in FIG. 2 extends to the rear end of the housing 4 and is rotatably supported by the housing 4 via a bearing 10 fitted on the outer periphery thereof. A through hole centering on the axis is formed in a portion of the revolving shaft 5 on the rear end side, and the input shaft 11 is rotatably held in the through hole via a bearing 12. The input shaft 11 is for rotating the spindle 1 and is connected to a spindle motor M1. The spindle motor M1 is connected to and fixed to the housing 4 as a base by a bracket 13. The left end of the input shaft 11 in FIG. 2 extends to a position close to the rear end of the main shaft 1 inside the revolution shaft 5.
[0020]
A plurality of rollers 14 having different outer diameters are arranged in contact with the end of the input shaft 11. These rollers 14 are rotatably attached to support pins 15 attached to the revolving shaft 5 so as to be parallel to the axis of the input shaft 11. Further, a cylindrical body 16 is fitted so as to cover the entirety of the plurality of rollers 14. Each of the rollers 14 is press-fitted between the cylindrical body 16 and the input shaft 11, and the torque is transmitted by frictional force or oil film shearing force due to a high contact pressure of each roller. It has become.
[0021]
The cylindrical body 16 covers the outer periphery of the rear end portion of the main shaft 1, and a plurality of rollers having different outer diameters like the roller 14 between the outer peripheral surface of the main shaft 1 and the inner peripheral surface of the cylindrical body 16. 17 is press-fitted. A support pin 18 to which the roller 17 is rotatably attached is connected to a ring-shaped gear 19 rotatably disposed on the outer peripheral side of the main shaft 1 via a bearing. Further, the ring gear 19 is connected to the rear end of the eccentric shaft 7.
[0022]
Therefore, the torque of the input shaft 11 is transmitted to the cylindrical body 16 by the rotation of the roller 14 that is in contact with the outer peripheral surface, and the torque of the cylindrical body 16 is transmitted to the other plurality of cylinders that are in close contact with the inner peripheral surface. The power is transmitted to the main shaft 1 by the rotation of the roller 17. That is, when the input shaft 11 is rotated by the motor M1, the torque is transmitted to the main shaft 1, and the main shaft 1 rotates. When the rollers 14 and 17 relatively revolve, the amount of eccentricity of the main shaft 1 with respect to the input shaft 11, that is, the revolution radius of the main shaft 1 is changed.
[0023]
A plurality of notches penetrating through the inner and outer peripheral surfaces of the revolving shaft 5 on the outer peripheral side of the ring gear 19 are formed, and an intermediate gear 20 meshed with the ring gear 19 is arranged in each notch. Have been. The thickness of the revolving shaft 5 in each portion where the intermediate gear 20 is arranged is mutually eccentric because the axis of the hole along the axial direction inside the revolving shaft 5 is eccentric with respect to the axis of the revolving shaft 5. Therefore, the outer diameter of each intermediate gear 20 is different depending on the thickness of the revolving shaft 5 in each part. That is, the circle connecting the outermost peripheral portions of the respective intermediate gears 20 is configured to be a circle centered on the axis of the revolution shaft 5. Each intermediate gear 20 is rotatably supported by a support pin 21 attached to the revolution shaft 5.
[0024]
Each intermediate gear 20 meshes with a revolution radius changing gear 22 which is an internal gear. The revolving radius changing gear 22 is integrated with the tip of the cylindrical shaft 23. The cylindrical shaft 23 is disposed coaxially with the input shaft 11 on the outer peripheral side of the revolution shaft 5 and is rotatably held by a bearing 24.
[0025]
A revolving shaft gear 25 is fixed to the outer peripheral portion of the revolving shaft 5 located on the outer peripheral side of the input shaft 11. Further, a gear 26 is integrally provided on the outer peripheral portion of the cylindrical shaft 23.
[0026]
A motor shaft 27 is arranged on the outer peripheral side of the revolving shaft gear 25 and the gear 26 in parallel with the central axis of the gears 25 and 26. Both ends of the motor shaft 27 are rotatably held by the housing 4 via bearings 28. A revolving motor M2 is connected to the right end of the motor shaft 27 in FIG. The revolving motor M2 is connected and fixed to the housing 4 via a bracket 29.
[0027]
Further, a first drive gear 30 meshing with the gear 26 integral with the cylindrical shaft 23 described above is attached to the motor shaft 27 so as to rotate integrally. Further, a second drive gear 31 meshing with the revolving shaft gear 25 is rotatably attached to the motor shaft 28 via a bearing 32. The second drive gear 31 is configured to be selectively connected to the motor shaft 28 by a clutch mechanism 33.
[0028]
The clutch mechanism 33 will be described. On both left and right sides of the second drive gear 31, connection plates 34 and 35 that rotate integrally with the second drive gear 31 and are slightly movable in the axial direction are provided. A drive plate 36 is disposed axially opposite the connection plate 34 on the right side in FIG. 2, and the drive plate 36 is rotated by a key or the like with respect to the motor shaft 27 so as to rotate integrally with the motor shaft 27. Fixed. Further, electromagnetic coils 37 and 38 are fixedly provided on the housing 4 on the opposite side of the drive plate 36 from the connecting plate 34 and on the opposite side of the other drive plate 31 across the other connecting plate 35. Have been. That is, when the electromagnetic coil 37 on the right side in FIG. 2 is energized, the connecting plate 34 is attracted to the electromagnetic coil 37 side by the electromagnetic force and adheres to the driving plate 36, and the torque is generated by the frictional force generated between these plates 34, 36. As a result, when the second drive gear 31 is connected to the motor shaft 27 and the opposite electromagnetic coil 38 is energized, the other coupling plate 35 is connected to the electromagnetic coil 38, that is, the housing 4 by the electromagnetic force. The connecting plate 35 and the second drive gear 31 are fixed by suction.
[0029]
On the outer peripheral side of the drive plate 36, a phase for detecting a relative rotation angle (phase) between the motor shaft 27 and the second drive gear 31, that is, a relative rotation angle (phase) between the revolution shaft 5 and the eccentric shaft 7 is detected. A detection sensor 39 is fixedly arranged on the housing 4. The phase detection sensor 39 is for detecting the relative rotation angle of the drive plate 36 with respect to the connection plate 34, and detects the angle optically, electrically or magnetically and outputs a signal. It is constituted by.
[0030]
The transmission system of the torque from the spindle motor M1 to the spindle 1 described above corresponds to the spindle transmission mechanism of the present invention.
[0031]
Next, the operation of the cutting apparatus according to the present invention will be described. First, the operation of rotating the main shaft 1 will be described. When the main shaft motor M1 is driven, the input shaft 11 rotates and its torque is transmitted to the roller 14, which rotates. Since the support pins 15 holding these rollers 14 are fixed to the housing 4, these rollers 14 rotate and the cylindrical body 16 rotates with it. Since another roller 17 is press-fitted between the cylindrical body 16 and the main shaft 1, when the cylindrical body 16 rotates, torque is transmitted to the main shaft 1 via these rollers 17 and the main shaft 1 is rotated. To rotate.
[0032]
Next, the operation of revolving the main shaft 1 will be described. When only the electromagnetic coil 37 on the left side in FIG. 2 of the clutch mechanism 33 is energized, the coupling plate 34 is attracted by the electromagnetic force and comes into close contact with the drive plate 36. That is, the first clutch unit on the left side in FIG. 2 is in the engaged state. As a result, the revolution motor M2 and the second drive gear 31 are connected via the motor shaft 27. On the other hand, since the first drive gear 30 is integrated with the motor shaft 27 in the rotation direction, if the revolution motor M2 is rotated, the gear 26 and the revolution radius change via these drive gears 30 and 31. Torque is transmitted to the gear 22 and the revolving shaft gear 25, that is, the eccentric shaft 7 and the revolving shaft 5, and the shafts 7, 5 rotate. In this case, the eccentric shaft 7 and the revolving shaft 5 rotate at the same speed by setting the same gear ratio in each torque transmission path, and no relative rotation occurs. As a result, the distance of the main shaft 1 from the axis of the revolving shaft 5, that is, the revolving radius, is kept constant, and the main shaft 1 rotates together with the revolving shaft 5 in this state. That is, the main shaft 1 revolves around the axis of the revolving shaft 5.
[0033]
Further, the operation of changing the revolution radius of the main shaft 1 will be described. As described above, the main shaft 1 is held at a position deviated from the axis of the eccentric shaft 7, and the eccentric shaft 7 is held at a position deviated from the axis of the revolving shaft 5. As a result, the position of the main shaft 1 held by the main shaft 1 with respect to the axis of the revolution shaft 5, that is, the revolution radius changes. Therefore, by rotating the eccentric shaft 7 relative to the revolution shaft 5, the revolution radius of the main shaft 1 is changed.
[0034]
Specifically, the energization of the left electromagnetic coil 37 in FIG. 2 described above is stopped, and the energization of the right electromagnetic coil 38 causes the so-called second clutch portion on the right in FIG. As a result, the suction of the connection plate 34 in the so-called first clutch portion described above is released, and the connection between the drive plate 36, that is, the motor shaft 27 and the second drive gear 31, is released. The plate 35 is attracted to the electromagnetic coil 38 and connected to the housing 4. That is, the second drive gear 31 is fixed.
[0035]
In this state, with the orbital shaft 5 fixed, torque is transmitted from the first drive gear 30 via the gear 26 to the cylindrical shaft 23 and the orbital radius changing gear 22 attached thereto to rotate them. Since the revolution radius changing gear 22 meshes with the intermediate gears 20 held on the outer periphery of the revolution shaft 5, these intermediate gears 20 rotate. Since the ring gear 19 provided at the rear end of the eccentric shaft 7 meshes with these intermediate gears 20, torque is transmitted to the eccentric shaft 7 via the ring gear 19 and the eccentric shaft 7 rotates on its own. Therefore, relative rotation occurs between the two shafts 5 and 7, and the main shaft 1 relatively approaches or separates from the axis of the revolution shaft 5. That is, the orbital radius changes.
[0036]
When the revolution radius of the main shaft 1 is changed in this manner, the relative rotation or the rotation between the drive plate 36 attached to the motor shaft 27 and the second drive gear 31 or the connection plate 34 integral therewith is made. A relative phase change occurs. This change in phase is detected by the phase detection sensor 39 disposed on the outer peripheral side. Therefore, the revolution radius of the spindle 1 can be known based on the output signal of the phase detection sensor 39. That is, when the revolution radius of the main shaft 1 is set to a predetermined value, the revolution radius is detected based on a signal output from the phase detection sensor 39, and when the detected value becomes a predetermined value, The second clutch unit is turned off and the first clutch unit is turned on, or the rotation of the revolution motor M2 is stopped.
[0037]
The above-described cutting apparatus according to the present invention can rotate and revolve the spindle 1 by driving the motors M1 and M2 which are fixedly installed, respectively. Further, when the spindle 1 revolves, the motor M1 rotates. , M2 need only be driven independently of each other, and there is no need for cooperative operation. Therefore, the revolution speed of the main shaft 1 can be made faster than ever, and the ratio between the rotation speed and the revolution speed of the main shaft 1 can be set arbitrarily. Therefore, according to the above-described cutting apparatus according to the present invention, it is possible to perform highly efficient cutting without reducing the tool life.
[0038]
The above-described processing apparatus has a so-called three-axis structure in which the revolving shaft 5 holds the eccentric shaft 7 and the eccentric shaft 7 holds the main shaft 1. In spite of the configuration in which the rotation and the revolution and the revolution radius are changed, two motors are required. In this respect, the number of components can be reduced and the apparatus can be downsized.
[0039]
The clutch mechanism according to the present invention is not limited to the above-described configuration, as long as it can rotate the eccentric shaft 7 relative to the revolving shaft 5. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another example of the clutch mechanism, in which the first drive gear 30 is selectively connected to the motor shaft 27 instead of the second drive gear 31. is there.
[0040]
That is, in FIG. 4, the second drive gear 31 meshing with the revolving shaft gear 25 is connected to the motor shaft 27 via a key or the like so as to rotate integrally therewith, and meshes with the gear 26. The first drive gear 30 is rotatably mounted on the motor shaft 27. A drive plate 36 that rotates integrally with the motor shaft 27 is disposed on the right side of the first drive gear 30 in FIG. 4, and the first drive gear 30 and the first drive gear 30 are disposed between the drive plate 36 and the first drive gear 30. A connecting plate 34 which rotates integrally and is slightly movable in the axial direction is arranged. An electromagnetic coil 37 fixed to the housing 4 is disposed on the right side of the drive plate 36 in FIG. 4, and a first clutch portion is formed by the electromagnetic coil 37, the drive plate 36, and the connection plate 34. I have.
[0041]
On the left side of the first drive gear 30 in FIG. 4, a connection plate 35 that rotates integrally with the first drive gear 30 and is slightly movable in the axial direction is disposed. An electromagnetic coil 38 is fixed to the housing 4 on the side opposite to the one drive gear 30. Therefore, a second clutch portion is formed by the electromagnetic coil 38 and the connection plate 35. Further, a phase detection sensor 39 is arranged on the outer peripheral side of the drive plate 36 and the connection plate 34.
[0042]
According to the clutch mechanism shown in FIG. 4, if only the electromagnetic coil 37 constituting the first clutch portion is energized to magnetically attract the coupling plate 34, the coupling plate 34 transmits torque to the drive plate 36. , And the motor shaft 27 is connected to the revolution radius changing gear 22 via the first drive gear 30. On the other hand, since the second drive gear 31 is always connected to the motor shaft 27 and the motor shaft 27 is connected to the revolving shaft gear 25, the torque is transmitted to the revolving shaft 5 and the eccentric shaft 7 simultaneously. Then, they rotate together. That is, the revolution radius of the main shaft 1 is maintained constant.
[0043]
On the other hand, if only the electromagnetic coil 38 constituting the second clutch portion is energized, the coupling plate 35 is magnetically attracted to the housing 4 and the first drive gear 30 is fixed. As a result, relative rotation between the first drive gear 30 and the second drive gear 31, that is, relative rotation between the revolution radius changing gear 22 and the revolution shaft gear 25 occurs, and the eccentric shaft 7 rotates with respect to the revolution shaft 5. Then, the position of the main shaft 1 with respect to the axis of the revolution shaft 5, that is, the revolution radius is changed.
[0044]
Even when the clutch mechanism 33 is configured as shown in FIG. 4, the revolution of the main shaft 1 and the change of the revolution radius can be performed by one motor, so that the number of parts of the apparatus can be reduced and its size and weight can be reduced. Can be achieved.
[0045]
In each of the above specific examples, one of the first drive gear 30 and the second drive gear 31 is fixed when the revolution radius of the main shaft 1 is changed. The gear does not necessarily have to be fixed, but it is essential only that the gear can be freely rotated with respect to the motor shaft 27.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by rotating the spindle motor, torque is transmitted to the spindle via the spindle transmission mechanism, the spindle with the tool attached to the tip rotates on its own axis, and the spindle revolves. Since the revolving shaft is rotated at its eccentric position, the main shaft revolves around the axis of the revolving shaft. In addition, since the main shaft is rotatably held at the eccentric position of the eccentric shaft arranged at the eccentric position of the revolving shaft, by rotating the eccentric shaft, the distance between the axis of the revolving shaft and the main shaft, that is, the revolution The radius changes. According to the present invention, one of the revolving shaft and the eccentric shaft is always connected to the revolving motor, and the other shaft is selectively connected to the revolving motor via the clutch mechanism. By causing the clutch mechanism to be in a non-coupled state, relative rotation of these shafts occurs, as a result, relative rotation between the revolving shaft and the eccentric shaft occurs, that is, the eccentric shaft rotates while the orbital shaft is held, The position of the main shaft changes in the radial direction with respect to the axis of the revolution shaft. That is, in the device of the present invention, the motor for revolution functions as a mechanism for changing the revolution radius of the main shaft in cooperation with the clutch mechanism, and therefore, the number of motors is reduced, and the configuration of the device is simplified. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of the device of the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional view showing another portion of the device.
FIG. 3 is a diagram showing relative positions of a main shaft, an eccentric shaft, and a revolving shaft in a radial direction.
FIG. 4 is a partial sectional view showing another example of the clutch mechanism usable in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spindle, 3 ... Cutting device, 4 ... Housing, 5 ... Revolution shaft, 7 ... Eccentric shaft, 33 ... Clutch mechanism, 11 ... Input shaft, 14, 17 ... Roller, 23 ... Cylindrical shaft, M1 ... Spindle motor , M2 ... revolving motor.

Claims

A revolving shaft that rotates around a center axis and is moved back and forth at least in the axial direction, and rotates around an axis parallel to the center axis of the revolving shaft at an eccentric position deviated from the center axis of the revolving shaft. The held eccentric shaft and the cutting edge of the cutting tool attached to the tip held and rotated at an eccentric position deviated from the center axis of the eccentric shaft so as to rotate around an axis parallel to the center axis of the revolving shaft. A spindle that intermittently acts on the workpiece to cut the workpiece, a fixedly mounted spindle motor that rotates the spindle, and a transmission mechanism for the spindle that transmits torque from the spindle motor to the spindle. And, in a cutting apparatus including a revolving motor constantly connected to one of the revolving shaft and the eccentric shaft,
A cutting apparatus, comprising: a clutch mechanism for switching between a state in which the revolving motor and one of the revolving shaft and the eccentric shaft are connected and a state in which the shaft is not connected.