JP3626265B2 - 工作機械 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具を保持したスピンドルユニットを自在に移動させてワークの加工を行う工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加工対象であるワークに対して、工具を保持したスピンドルユニットを移動させて所定位置に位置決めさせた後、前記工具を駆動して所望の加工を行うようにしたＮＣ工作機械が使用されている。このＮＣ工作機械では、通常、複数のスライドテーブルに前記スピンドルユニットを支持させ、前記スライドテーブルを直交する３軸方向に移動させることにより、前記スピンドルユニットに保持された工具をワークの所定位置に位置決めするようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、前記複数のスライドテーブルは相当な重量物となるため、スピンドルユニットを所定位置まで移動させる駆動手段に対する負担が大きいだけでなく、その位置決め精度を維持するために種々の技術が必要になる。
【０００４】
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたもので、スピンドルユニットを移動させる機構を軽量化し、工具の位置決めを容易、迅速且つ高精度に行うことのできる工作機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、加工対象であるワークに対して進退自在なスライドテーブルと、
一端部が前記スライドテーブルに軸支され、他端部が前記スライドテーブルの進退方向と直交する面内で移動可能な第１アームと、一端部が前記第１アームの前記他端部に軸支され、他端部が前記面内で移動可能な第２アームとにより構成される第１支持アームおよび第２支持アームと、
前記ワークに対して所定の加工を行う工具を有し、前記各第２アームの前記各他端部が連結され、前記第１支持アームおよび前記第２支持アームによって前記スライドテーブルの進退方向に対して支持されるスピンドルユニットと、
前記スピンドルユニットに装着され、前記スピンドルユニットの軸線を中心として独立に回転可能な一対のリング部材と、
一端部側が前記スライドテーブルに対して進退自在な状態で軸支され、他端部が前記各リング部材に連結され、前記スライドテーブルの進退方向と直交する面内で前記スピンドルユニットを支持するとともに、前記スピンドルユニットを前記面内で移動させる第１移動手段および第２移動手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記移動手段の作用下に前記支持アームとともに前記スピンドルユニットが移動し、このスピンドルユニットに装着された工具が前記ワークの所定位置に位置決めされる。次いで、前記スライドテーブルを前記ワークに対して移動させ、前記支持アームにより前記スピンドルユニットを支持した状態で所望の加工が遂行される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本実施形態の工作機械１０の構成を示す。この工作機械１０は、ベース１２と、前記ベース１２上に支持され、加工対象であるワークＷに向かって矢印Ｚ方向に移動するスライドテーブル１４と、前記ワークＷを加工する工具Ｔを保持するスピンドルユニット１６と、一端部が前記スライドテーブル１４に軸支され、他端部が前記スピンドルユニット１６を矢印Ｘ方向およびＹ方向に移動可能な状態で支持する一対の支持アーム１８、２０（第１支持アームおよび第２支持アーム）と、前記スライドテーブル１４に軸支されるとともに、前記スピンドルユニット１６に連結され、前記スピンドルユニット１６を矢印Ｘ方向およびＹ方向に移動させる一対の移動手段２２、２４（第１移動手段および第２移動手段）とから基本的に構成される。
【０００８】
ベース１２は、その上面部に矢印Ｚ方向に延在するガイドレール２６ａ、２６ｂを有しており、このガイドレール２６ａ、２６ｂに対してスライドテーブル１４の下面部に設けられたレール受け２８ａ、２８ｂが係合する。また、ベース１２には、スライドテーブル１４を移動させるためのモータ３０が固定される。前記モータ３０によって回転するボールねじ３２は、ガイドレール２６ａ、２６ｂ間に配設され、前記スライドテーブル１４に固定されたナット部材３４に螺合する。
【０００９】
スピンドルユニット１６は、その内部に収納されたモータ３６によって工具Ｔを回転させる。
【００１０】
支持アーム１８、２０は、スライドテーブル１４に固定された軸受３８、４０に一端部が軸支された第１アーム４２、４４と、前記第１アーム４２、４４の他端部に固定された軸受４６、４８に一端部が軸支された第２アーム５０、５２とから構成されており、前記第２アーム５０、５２の他端部にスピンドルユニット１６が連結される。なお、第２アーム５０、５２は、軸受４６、４８を中心として回動した際に第１アーム４２、４４に干渉することを最大限回避させるため、その中間部分が前記第１アーム４２、４４から離間する方向に屈曲している。
【００１１】
移動手段２２、２４を構成するケーシング部材５４、５６は、スライドテーブル１４に固定されたブラケット５８、６０に軸支される。そして、前記ケーシング部材５４、５６には、ボールねじ６２、６４が螺合するナット部材６６、６８が収納される。前記ナット部材６６、６８は、前記ケーシング部材５４、５６に連設されたモータ７０、７２によって回転するように構成される。前記ボールねじ６２、６４は、端部がスピンドルユニット１６に装着されたリング部材７４、７６に固定されている。なお、前記リング部材７４、７６は、Ｚ軸を中心としてスピンドルユニット１６に対して夫々独立に回動可能に構成される。
【００１２】
次に、前記のように構成される工作機械１０の動作について説明する。
【００１３】
先ず、ワークＷに対するＸ−Ｙ平面での工具Ｔの位置決めを行う。すなわち、移動手段２２、２４を構成するモータ７０、７２によりナット部材６６、６８を回転させ、前記各ボールねじ６２、６４をその軸線に沿って所定量進退させる。この場合、前記ボールねじ６２、６４の端部は、スピンドルユニット１６のリング部材７４、７６に固定されるとともに、ケーシング部材５４、５６がブラケット５８、６０を中心として回動可能となっているため、前記ボールねじ６２、６４の端部に支持されたスピンドルユニット１６は、図２中、点線で示す移動範囲Ａ内で矢印Ｘ方向およびＹ方向の所望の位置まで移動されることになる。なお、スピンドルユニット１６の移動に伴って、それを支持する第１アーム４２、４４および第２アーム５０、５２も各軸受３８、４０および４６、４８を介して移動することになる。
【００１４】
ここで、前記のようにして位置決めされるスピンドルユニット１６は、軽量に構成された支持アーム１８、２０によって支持されている。従って、移動手段２２、２４は、容易且つ迅速に工具Ｔの位置決めを行うことができる。
【００１５】
次に、工具Ｔを矢印Ｚ方向に移動させることにより、ワークＷに対する加工を行う。すなわち、ベース１２に配設されたモータ３０によりボールねじ３２が回転することで、それに螺合するナット部材３４を介してスライドテーブル１４が矢印Ｚ方向に移動する。一方、スピンドルユニット１６に装着された工具Ｔは、モータ３６により回転する。そして、ワークＷに対する加工が遂行される。
【００１６】
この場合、前記工具ＴのワークＷに対するＸ−Ｙ方向の位置は、移動手段２２、２４によって設定されており、しかも、スピンドルユニット１６が支持アーム１８、２０により確実に保持されているため、ワークＷに対して高精度な加工を行うことができる。なお、支持アーム１８、２０は、前記スピンドルユニット１６が比較的軽量である場合、あるいは、ワークＷからの加工による抵抗（切削抵抗等）が小さい場合には、いずれか一方のみで構成することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、スピンドルユニットを支持する支持アームが軽量であるため、前記スピンドルユニットを極めて容易且つ迅速に所定の位置に設定することができる。また、前記スピンドルユニットは、それを移動させる移動手段とは別に構成される支持アームによって確実に支持されるため、高精度に加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の工作機械の斜視構成図である。
【図２】本実施形態の工作機械の正面図である。
【図３】図２に示す工作機械の正面図の他の状態の説明図である。
【図４】本実施形態の工作機械の側面図である。
【符号の説明】
１０…工作機械 １２…ベース
１４…スライドテーブル １６…スピンドルユニット
１８、２０…支持アーム ２２、２４…移動手段
４２、４４…第１アーム ５０、５２…第２アーム
６２、６４…ボールねじ ７４、７６…リング部材
Ａ…移動範囲 Ｔ…工具
Ｗ…ワーク

Claims (1)

  1. 加工対象であるワークに対して進退自在なスライドテーブルと、
    一端部が前記スライドテーブルに軸支され、他端部が前記スライドテーブルの進退方向と直交する面内で移動可能な第１アームと、一端部が前記第１アームの前記他端部に軸支され、他端部が前記面内で移動可能な第２アームとにより構成される第１支持アームおよび第２支持アームと、
    前記ワークに対して所定の加工を行う工具を有し、前記各第２アームの前記各他端部が連結され、前記第１支持アームおよび前記第２支持アームによって前記スライドテーブルの進退方向に対して支持されるスピンドルユニットと、
    前記スピンドルユニットに装着され、前記スピンドルユニットの軸線を中心として独立に回転可能な一対のリング部材と、
    一端部側が前記スライドテーブルに対して進退自在な状態で軸支され、他端部が前記各リング部材に連結され、前記スライドテーブルの進退方向と直交する面内で前記スピンドルユニットを支持するとともに、前記スピンドルユニットを前記面内で移動させる第１移動手段および第２移動手段と、
    を備えることを特徴とする工作機械。
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