JP3685879B2 - 旋回可能な主軸頭を有する工作機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋回可能な主軸頭を有する工作機械に関し、特に主軸頭旋回型多軸マシニングセンタなどに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、主軸頭旋回型の工作機械は、ラムやサドルなどの軸移動体よりなる主軸頭支持ベース部材に支持軸によって旋回可能に取り付けられた主軸頭保持部材を有し、主軸頭保持部材に主軸頭が取り付けられおり、主軸頭保持部材の旋回は、主軸頭保持部材に取り付けられたウォームホイールと主軸頭支持ベース部材側に設けられたウォーム、あるいは主軸頭保持部材に取り付けられた扇形ギヤーと主軸頭支持ベース部材側に設けられたダブルピニオンなど、歯車列により行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、ウォームホイールとウォーム、扇形ギヤーとダブルピニオンなど、歯車の噛み合わせによって主軸頭を旋回させているため、構造が複雑になり、歯車による動力伝達機構上、駆動系の剛性を大きく取ることが難しいと云う問題点があった。
【0004】
また、多頭機の場合には、歯車機構が隣の主軸頭保持部材(スピンドルユニット)と干渉するため、主軸頭支持ベース部材における主軸頭保持部材の配置間隔を大きく取らねばならず、このために機械全体が大型化すると云う問題点がある。
【0005】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、構造が簡単で、駆動系の剛性を大きくすることができ、また多頭機の場合には機械全体を大型化することがない旋回可能な主軸頭を有する工作機械を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1による工作機械は、旋回可能な主軸頭を有する工作機械において、旋回可能な主軸頭を有する工作機械において、
主軸頭支持ベース部材1と、主軸頭7を搭載され、支持軸3によって前記主軸頭支持ベース部材1に旋回可能に取り付けられた主軸頭保持部材5と、前記主軸頭支持ベース1部材に設けられ、前記主軸頭保持部材5の旋回により当該主軸頭保持部材5の端部が描く円弧の弦の方向に延在する第1の直線ガイド部13と、前記主軸頭支持ベース部材1に設けられた前記第1の直線ガイド部13に係合し、当該第1の直線ガイド部13に案内されて前記弦の方向に往復直線移動可能な横スライダ15と、前記横スライダ15に設けられ、前記弦の高さ方向に延在する第2の直線ガイド部19と、前記横スライダ15に設けられた前記第2の直線ガイド部19に係合し、当該第2の直線ガイド部19に案内されて前記弦の高さ方向に往復直線移動可能な往復直線移動可能な縦スライダ21と、前記主軸頭保持部材5と前記縦スライダ23とを枢動可能に連結する連結軸23と、前記主軸頭支持ベース部材1に回転可能に取り付けられ、第1の直線ガイド部13の延在方向と同方向に延在する送りねじ棹27と、前記横スライダ15に取り付けられて前記送りねじ棹27に螺合する送りナット29と、前記主軸頭支持ベース部材1に搭載されて前記送りねじ棹27を回転駆動するサーボモータ31とを有する。
【0007】
この発明による工作機械では、送りねじ棹27がサーボモータ31によって回転駆動されることにより、送りナット29と共に横スライダ15が主軸頭支持ベース部材1に設けられた第1の直線ガイド部13に案内されて前記弦の方向に直線移動すると共に、縦スライダ21が横スライダ15と一体的に前記弦の方向に移動しながら横スライダ15に設けられた第2の直線ガイド部19に案内されて前記弦の高さ方向に直線移動し、連結軸23が支持軸3を中心する円弧を描いて移動することに伴い主軸頭保持部5が支持軸3を中心して旋回する。
【0008】
請求項2による工作機械は、請求項1に記載の工作機械において、前記主軸頭支持ベース部材1に前記主軸頭保持部材5が複数個設けられていると共に、前記主軸頭支持ベース部材5に前記横スライダ15が前記弦の方向に互いに隔置して複数個設けられて互いに固定連結され、その横スライダ15の各々に前記縦スライダ21が設けられ、その縦スライダ21の各々に前記連結軸23によって前記主軸頭保持部材5が連結されている。
【0009】
この発明による工作機械は、多頭機であり、横スライダ15の一つが前記弦の方向に直線移動することにより、他の横スライダ15も一体的に前記弦の方向に直線移動し、各主軸頭保持部材5が同方向に旋回する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【0011】
図1、図2はこの発明による工作機械の一つの実施の形態を示している。
【0012】
これらの図において、符号1はラムやサドルなどの軸移動体よりなる主軸頭支持ベース部材である。
【0013】
主軸頭支持ベース部材1には支持軸3によって主軸頭保持部材5が支持軸3の中心軸線A周りに旋回可能に取り付けられている。この実施の形態では、多頭機として、主軸頭支持ベース部材1に2つの主軸頭保持部材5が図1にて左右方向に互いに所定間隔をおいて配置されている。
【0014】
主軸頭保持部材5の各々には主軸頭7が取り付けられている。主軸頭7は、ビルドインモータ方式のものであり、下向きに主軸9を有している。
【0015】
なお、主軸頭7は、支持軸11によって主軸頭保持部材5より支持軸11の中心軸線B周りに回転可能に支持され、主軸頭保持部材5に搭載された図示されていない一般的なB軸旋回駆動機構によりB軸についても旋回可能であってよい。
【0016】
主軸頭支持ベース部材1には旋回により主軸頭保持部材5の端部が描く円弧の弦の方向、即ち図1にて左右方向に直線ガイド部(第1の直線ガイド部)13が設けられている。直線ガイド部13には2つの横スライダ15が往復直線移動可能に係合している。
【0017】
横スライダ15は各々、直線ガイド部13に案内されて前記円弧の弦の方向(左右方向)に往復直線移動可能であり、2つの横スライダ15は連結ロッド17により前記弦の方向に互いに所定間隔を置いて固定連結されている。
【0018】
横スライダ15の各々には前記弦の高さ方向、即ち図1、2にて上下垂直方向に直線ガイド部(第2の直線ガイド部)19が設けられており、直線ガイド部19には縦スライダ21が往復直線移動可能に係合している。
【0019】
各横スライダ15に設けられている縦スライダ21は直線ガイド部19に案内されて前記弦の高さ方向(上下方向)に往復直線移動可能であり、縦スライダ21には各々連結軸23によって主軸頭保持部材5の上端が枢動可能に連結されている。
【0020】
主軸頭支持ベース部材1には軸受部25によって送りねじ棹27が回転可能に取り付けられている。送りねじ棹27は直線ガイド部13の延在方向に同方向、換言すれば、横スライダ15の往復直線移動方向に同方向に延在しており、この送りねじ棹27には図1にて左側の横スライダ15に取り付けられた送りナット29が螺合している。これにより、送りねじ棹27が回転すると、送りナット29によって図1にて右側の横スライダ15が図1にて左右方向(前記弦の方向)に直線移動し、この右側の横スライダ15に連結ロッド17に固定連結されている図1にて左側の横スライダ15も図1にて左右方向(前記弦の方向)に直線移動する。
【0021】
主軸頭支持ベース部材1には送りねじ駆動用のサーボモータ31が搭載されている。サーボモータ31の出力軸32には駆動歯車33が取り付けられており、駆動歯車33は中間歯車35を介して送りねじ棹27の歯車37と駆動連結されている。
【0022】
つぎに主軸頭7の旋回動作について説明する。サーボモータ31によって送りねじ棹27が回転駆動されることにより、図1にて右側の横スライダ15が図1にて左右方向(弦の方向)に直線移動し、この右側の横スライダ15に連結ロッド17によって固定連結されている図1にて左側の横スライダ15も図1にて左右方向に直線移動する。この両横スライダ15の左右方向移動により、各横スライダ15の縦スライダ21が横スライダ15と一体的に左右方向に移動しながら上下方向(弦の高さ方向)に直線移動する。
【0023】
これにより各縦スライダ21の連結軸23が各々支持軸3を中心する円弧を描いて移動し、これに伴い各主軸頭保持部材5が支持軸3を中心して旋回し、各主軸頭保持部材5の主軸頭7が支持軸3を中心して旋回する。
【0024】
主軸頭7の旋回駆動機構が上述のように構成されているから、主軸頭7の旋回駆動機構の構造が簡単で、旋回駆動系の構成部品にプリロードを与えることが可能になって駆動系の剛性を大きくすることができ、また多頭機の場合には機械全体を大型化することがない。
【0025】
以上に於ては、この発明を特定の実施の形態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項1による工作機械によれば、横スライダが、旋回により主軸頭保持部材の端部が描く円弧の弦の方向に直線移動することにより、縦スライダが横スライダと一体的に前記弦の方向に移動しながら前記弦の高さ方向に直線移動し、連結軸が支持軸を中心とする円弧を描いて移動することに伴い主軸頭保持部が支持軸を中心して旋回するから、構造が簡単で、駆動系の剛性を大きくすることができるようになる。
【0027】
また、送りねじ棹がサーボモータによって回転駆動されることにより送りナットと共に横スライダが弦の方向に直線移動するから、構造が簡単で、横スライダを弦の方向に高精度に移動させることができ、主軸頭の旋回角精度を高精度に保つことができる。
【0028】
請求項2による工作機械によれば、多頭機において横スライダの一つが前記弦の方向に直線移動することにより、他の横スライダも一体的に弦の方向に直線移動し、各主軸頭保持部材が同方向に旋回するから、歯車機構との干渉の問題がなく、主軸頭支持ベース部材における主軸頭保持部材の配置間隔を従来に比して小さくでき、機械全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による旋回可能な主軸頭を有する工作機械の一つの実施の形態を示す正面図である。
【図2】 この発明による旋回可能な主軸頭を有する工作機械の一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 主軸頭支持ベース部材
3 支持軸
5 主軸頭保持部材
7 主軸頭
13 直線ガイド部(第1の直線ガイド部)
15 横スライダ
17 連結ロッド
19 直線ガイド部(第2の直線ガイド部)
21 縦スライダ
23 連結軸
27 送りねじ棹
29 送りナット
31 サーボモータ
Claims (2)
- 旋回可能な主軸頭を有する工作機械において、
主軸頭支持ベース部材1と、
主軸頭7を搭載され、支持軸3によって前記主軸頭支持ベース部材1に旋回可能に取り付けられた主軸頭保持部材5と、
前記主軸頭支持ベース1部材に設けられ、前記主軸頭保持部材5の旋回により当該主軸頭保持部材5の端部が描く円弧の弦の方向に延在する第1の直線ガイド部13と、
前記主軸頭支持ベース部材1に設けられた前記第1の直線ガイド部13に係合し、当該第1の直線ガイド部13に案内されて前記弦の方向に往復直線移動可能な横スライダ15と、
前記横スライダ15に設けられ、前記弦の高さ方向に延在する第2の直線ガイド部19と、
前記横スライダ15に設けられた前記第2の直線ガイド部19に係合し、当該第2の直線ガイド部19に案内されて前記弦の高さ方向に往復直線移動可能な往復直線移動可能な縦スライダ21と、
前記主軸頭保持部材5と前記縦スライダ23とを枢動可能に連結する連結軸23と、
前記主軸頭支持ベース部材1に回転可能に取り付けられ、第1の直線ガイド部13の延在方向と同方向に延在する送りねじ棹27と、
前記横スライダ15に取り付けられて前記送りねじ棹27に螺合する送りナット29と、
前記主軸頭支持ベース部材1に搭載されて前記送りねじ棹27を回転駆動するサーボモータ31と、
を有する工作機械。 - 前記主軸頭支持ベース部材1に前記主軸頭保持部材5が複数個設けられていると共に、前記主軸頭支持ベース部材5に前記横スライダ15が前記弦の方向に互いに隔置して複数個設けられて互いに固定連結され、その横スライダ15の各々に前記縦スライダ21が設けられ、その縦スライダ21の各々に前記連結軸23によって前記主軸頭保持部材5が連結されていることを特徴とする請求項1記載の工作機械。
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