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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のラムの先端に装着されるアタッチメントの割り出しに用いられるアタッチメントの割り出し装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、門型マシニングセンタの一例を示す構成図である。
図8に示すマシニングセンタは、いわゆる門型のマシニングセンタであって、門型のコラム38の各軸によって両端部を移動可能に支持されたクロスレール37を備え、このクロスレール37上に移動可能に支持されたサドル44を介してラム45が鉛直方向(Z軸方向)に移動可能に設けられている。
【0003】
サドル44には、水平方向にクロスレール37内を通じて図示しないナット部を備え、このナット部にボールねじ41が螺合している。ボールねじ41の端部には、Y軸サーボモータ18が設けられており、ボールねじ41はY軸サーボモータ18によって回転駆動される。
ボールねじ41の回転駆動によって、サドル44はY軸方向に移動可能となる。
【0004】
さらに、サドル44には、鉛直方向に方向に図示しないナット部を備えており、このナット部にボールねじ42が螺合している。ボールねじ42の端部には、Z軸サーボモータ20が設けられている。Z軸サーボモータ20によってボールねじ42が回転駆動され、これによりサドル44に移動可能に設けられたラム45のZ軸方向の移動が行われる。
【0005】
ラム45内には、主軸モータ31が内蔵され、主軸モータ31は、ラム45の先端に設けられるエンドミルなどの切削工具Tを回転駆動する。
ラム45の下方には、X軸テーブル35がX軸方向に移動可能に設けられている。X軸テーブル35は、図示しないナット部を備えており、このナット部にX軸方向に沿って設けられた図示しないボールねじが螺合しており、このボールねじにX軸サーボモータ19が接続されている。
X軸テーブル35は、X軸サーボモータ19の回転駆動によってX軸方向の移動が行われる。
Y軸サーボモータ18、X軸サーボモータ19およびZ軸サーボモータ20の駆動制御は、NC装置1によって行われる。
【0006】
門型コラム38には、図示しない雌ねじ部がそれぞれ形成されており、これに螺合するボールねじ32aをクロスレール昇降用モータ32によって回転駆動することによりクロスレール37は昇降する。
切削工具Tは自動工具交換装置(ATC)39によって種々のものに交換可能になっている。
【0007】
ラム45の先端には、アタッチメント50が装着されており、このアタッチメント50は、各種のアタッチメントに交換可能になっている。アタッチメントの交換は、自動交換装置(AAC)40によって行われる。
アタッチメント50には、ワークの形状や加工面の向き、使用工具の直径の制限等に応じて、たとえば、標準スナウト型、特長スナウト型、30°ヘッド型、アングルヘッド型、5面加工ヘッド型、インデックスヘッド型等の各種のアタッチメントが使用される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した30°ヘッド型、アングルヘッド型、5面加工ヘッド型、インデックスヘッド型等のアタッチメント50では、ワークの形状や加工面の向きに応じて、アタッチメント50をラム45の軸線(C軸)回りの回転位置を割り出す割り出し機能を備えたものが知られている。
ラム45に対するアタッチメント50の回転位置の割り出しは、たとえば、ラム45に対してカップリングを介して回転可能に設けられたアタッチメント50を、ラム45に対してC軸方向に移動させることによってカップリングの結合を解放し、代わりにアタッチメント50を駆動軸としての工具を回転させる主軸に結合してこの主軸の回転によって所望の回転位置に回転させ、再度カップリングを結合させることにより行う。
【0009】
また、ラム45内を通じてアタッチメント50側には、潤滑油、クーラント、エア等を供給する必要があり、ラム45とアタッチメント50との間にはこれらの流体を供給する流路が形成されている。これらの流路には、流路をシーリングするためのOリング等の複数のシール部材が用いられ、アタッチメント50をラム45に対して回転させると、アタッチメント50とラム45との間にはこれらのシール部材の摺動抵抗が発生する。
ところで、上記のアタッチメント50の割り出しにおいて、カップリングを解放した状態から再度カップリングを結合する際にアタッチメント50と主軸との結合が解放されると、アタッチメント50はラム45に対して自由に回転できる状態となる。
この状態において、シール部材の摺動抵抗が発生していると、アタッチメント50はシール部材の摺動抵抗によって微小角度回転してしまうことがある。
アタッチメント50の最小割り出し角度が、たとえば、90度のように大きいと、カップリングの歯数もこれに応じて少ないため、カップリングは所望の回転位置で結合する。一方、たとえば、最小割り出し角度が、5度や1度のように小さくなると、カップリングの歯数も多いため、アタッチメント50のシール部材の摺動抵抗による微小回転が発生するとカップリングが正確な回転位置で結合せず、アタッチメント50の回転位置の正確な割り出しができないことがある。
【0010】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、割り出し動作の際の割り出し不良の発生を防止できるアタッチメントの割り出し装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点に係るアタッチメントの割り出し装置は、工作機械のラムの先端に当該ラムの軸線回りに回転可能に装着されたアタッチメントの回転位置を割り出すアタッチメントの割り出し装置であって、前記アタッチメントの前記軸線方向の移動により、前記アタッチメントと前記ラムとを結合、解放する当該アタッチメントの最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有するカップリングと、前記カップリングの解放に応じて前記アタッチメントと結合し、前記アタッチメントを前記軸線回りに回転させて割り出す駆動軸と、前記カップリングが解放状態から結合状態に移行する際に、前記アタッチメントと前記駆動軸との結合が解放される前に前記アタッチメントの前記軸線回りの回転を規制しつつ前記軸線方向に案内するアタッチメント回転規制手段とを有する。
【0012】
前記アタッチメント回転規制手段は、前記アタッチメントまたは前記ラムの一方に設けられ、前記カップリングの各噛合歯に対応づけて配置される当該カップリングの噛合歯と同数の噛合歯を円周上に沿って有する第1の噛合歯部材と、前記アタッチメントまたは前記ラムの他方に設けられ、前記アタッチメントと前記ラムとの解放状態から結合状態への移行に伴って前記第1の噛合歯部材の少なくとも一部に噛合する噛合歯を有する第2の噛合歯部材とを有する。
【0013】
前記アタッチメントは、アタッチメント本体に対して所定の旋回軸の軸線回り旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部の前記旋回軸方向への移動により、前記アタッチメント本体と前記旋回部とを結合、解放する当該旋回部の最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有する第2のカップリングと、前記第2のカップリングが解放状態において割り出された当該旋回部の旋回位置を拘束するクランプ手段と、前記第2のカップリングが解放状態から結合状態に移行する際に、前記クランプ手段による前記旋回部の拘束が解放される前に当該旋回部の旋回を規制しつつ前記旋回軸の軸線方向に案内する旋回規制案内手段とを有する。
【0014】
前記旋回規制案内手段は、前記旋回軸および前記アタッチメント本体の一方に設けられ、前記第2のカップリングの各噛合歯に対応づけて配置される当該カップリングの噛合歯と同数の噛合歯を円周上に沿って有する第1の噛合歯部材と、前記旋回軸および前記アタッチメント本体の他方に設けられ、前記アタッチメントと前記ラムとの解放状態から結合状態への移行に伴って前記第1の噛合歯部材の少なくとも一部に噛合する噛合歯を有する第2の噛合歯部材とを有する。
【0015】
本発明の第2の観点に係るアタッチメントの割り出し装置は、工作機械のラムの先端に装着されるアタッチメントの所定の旋回軸線回り旋回可能に設けられた旋回部の旋回位置を割り出す割り出し装置であって、前記ラム内に内蔵され前記旋回軸と結合、解放可能に設けられ、前記旋回軸を回転させる駆動軸と、前記旋回部の前記旋回軸方向への移動により、前記アタッチメント本体と前記旋回部とを結合、解放する当該旋回部の最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有するカップリングと、前記カップリングが解放状態から結合状態へ移行する際に、前記駆動軸と前記旋回軸との結合が解放される前に当該旋回部の旋回を規制しつつ前記旋回軸線方向に案内する旋回規制案内手段とを有する。
【0016】
本発明では、アタッチメントの回転位置を割り出すために、アタッチメントをラムの軸線方向に移動してカップリングを解放する。これにより、駆動軸とアタッチメントとが結合する。
この状態から、駆動軸を回転させてアタッチメントを所望の回転位置に回転させ、上記とは反対向きの軸線方向にアタッチメントを移動させると、アタッチメントは、駆動軸との結合が解放される前にアタッチメント回転規制手段によって軸線回りの回転が規制される。
さらに、アタッチメントは、アタッチメント回転規制手段によって軸線方向の移動が案内され、駆動軸との結合が解放されて、カップリングが結合し、アタッチメントの割り出しが完了する。
このように、本発明では、アタッチメントと駆動軸との結合が解放される前に回転規制手段によって軸線回りの回転が規制され、かつ、回転が規制された状態で軸線方向に案内されるため、カップリングの割り出し最小角度が小さくなっても割り出し不良が発生することがない。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明のアタッチメントの割り出し装置が適用されるアタッチメントの一例を示す斜視図である。
図1に示すアタッチメント71は、いわゆるインデックスアタッチメントであって、ラム61の先端に装着されている。
アタッチメント71は、ラム61の軸線であるC軸の回りの回転位置を割り出し可能になっており、また、アタッチメント71は、C軸と直交するB軸の回りに旋回可能な本発明の旋回部としての工具保持部100を備えている。
この工具保持部100は、切削工具Tを保持しており、また、B軸の回りの回転位置を割り出し可能になっている。
【0018】
工具保持部100に装着された工具Tは、ラム61に内蔵された主軸モータによって駆動される本発明の駆動軸としての主軸の回転力が伝達されて回転する。なお、主軸から工具Tへの回転力の伝達機構は、周知技術であり詳細な説明については省略する。
【0019】
図2は、本発明のアタッチメントの割り出し装置の第1の実施形態を示す図であって、図1に示したアタッチメント71のC軸回りの割り出しを行う割り出し装置の構成を示す断面図である。
図2に示す割り出し装置60は、ラム61内の空洞に配設された主軸72と、主軸72に挿入されアタッチメント71の一部に固定された結合/解放部材78と、アタッチメント71とラム61とを結合するカービックカップリング62と、ラム61の外周部に設けられた噛合歯部材81と、アタッチメント71の外周部に設けられた噛合歯部材82とを備える。
【0020】
ラム61は、たとえば、角状の部材からなり、内周面61aは円形となっている。また、ラム61は、内部に図示しない主軸モータを内蔵している。
【0021】
主軸72は、ラム61の中心軸であるC軸に沿って配設され、上記の主軸モータによって回転駆動される。
主軸72の軸部には、偶数個の歯部73が周方向に沿って等間隔形成されており、この歯部73は平行になっている。
なお、主軸72は、上記した工具Tと図示しない伝達機構によって結合および解放が可能に接続されており、主軸72の回転によって工具Tが回転する。
【0022】
結合/解放部材78は、円筒状の部材からなり、上端部側の穴78aに主軸72が挿入されており、C軸方向に移動可能となっている。
この穴78aの内周面には、上記の主軸72に形成された歯部73と噛合する複数の溝部74が形成されている。
この溝部74は、結合/解放部材78のC軸に沿った矢印D2の方向の移動によって、主軸72の歯部73と噛合し、矢印D1の方向の移動によって噛合が解放され、結合/解放部材78の溝部74と主軸72の歯部73とはスプラインを構成している。
【0023】
結合/解放部材78の下端端部のフランジ部78bは、たとえば、ボルト等の締結手段によってアタッチメント71と連結されている。したがって、結合/解放部材78の矢印D1およびD2の向きの移動に応じてアタッチメント71も移動する。
【0024】
結合/解放部材78の外周面78cとラム61の内周面61aとの間には、複数のシール部材、たとえば、Oリング75が介在しており、結合/解放部材78の外周面78cはOリング75に対して摺動可能となっている。
【0025】
Oリング75は、ラム61側からアタッチメント71側へ潤滑油やクーラント、エア等の流体を供給するための流路をシーリングするためのものである。
【0026】
カービックカップリング62は、2つのリング状部材62aおよび62bからなり、一方のリング状部材62aはアタッチメント71に固定されており、他方のリング状部材62bはラム61側に固定されている。
これら2つのリング状部材62aおよび62bの対向面の一方には、アタッチメント71のC軸回りの最小割り出し角度に応じた数の噛合歯であるコンベックス歯(凸歯)が形成されており、他方にはこのコンベックス歯に噛み合うコンケーブ歯(凹歯)が形成されている。
たとえば、アタッチメント71のC軸回りの最小割り出し角度が5度の場合には、72枚のコンケーブ歯およびコンベックス歯がそれぞれ形成され、最小割り出し角度が1度の場合には、360枚のコンケーブ歯およびコンベックス歯がそれぞれ形成される。
このようなコンケーブ歯およびコンベックス歯が全歯面接触することにより、高い剛性および自動的な調心性が得られる。
【0027】
ここで、図3は噛合歯部材81と噛合歯部材82との位置関係を示す図であって、ラム61側から見た図である。
図3に示すように、噛合歯部材82は、リング状の部材からなり、アタッチメント71の外周に嵌合固定されている。
この噛合歯部材82は、外周に上記のカービックカップリング62に形成された噛合歯と同数の噛合歯82aがカービックカップリング62の各噛合歯と対応する位置に形成されている。
また、噛合歯部材82の噛合歯82aは、C軸に沿って直線状に伸びている。
【0028】
噛合歯部材81は、ラム61の外周に固定部材80によって固定されており、C軸に関して対称な位置に配置されている。
この噛合歯部材81は、噛合歯部材82の噛合歯82aの一部と噛合可能な複数毎、たとえば、3枚の噛合歯81aを備えている。
【0029】
次に、上記構成のアタッチメントの割り出し装置60によるアタッチメント71の割り出しの動作の一例について説明する。
図2おけるアタッチメントの割り出し装置60は、カービックカップリング62のリング状部材62aおよび62bの噛合歯が噛み合った状態にあり、アタッチメント71とラム61とは結合している。
また、噛合歯部材82の噛合歯82aと噛合歯部材81の噛合歯81aとは噛み合っており、この状態では、アタッチメント71のC軸回りの回転は規制された状態にある。
この状態から、結合/解放部材78を矢印D2の向きに移動させる。結合/解放部材78の矢印D2の向きの移動は、図示しない駆動手段、たとえば、油圧シリンダによって行われる。
【0030】
結合/解放部材78が矢印D2の向きに移動すると、図4に示すように、カービックカップリング62の結合状態が解放され、また、噛合歯部材82の噛合歯82aと噛合歯部材81の噛合歯81aとの噛合も解放される。
これにより、アタッチメント71はC軸の回りを回転可能になる。
これと同時に、主軸72に形成された歯部73と、結合/解放部材78に形成された溝部74とが噛み合い、主軸72によってアタッチメント71を回転させることができる状態になる。
【0031】
この状態から、主軸72を所定角度、すなわち、アタッチメント71を割り出したい回転位置に回転させる。
主軸72を回転させると、結合/解放部材78はOリング75に対して摺動しながら回転し、結合/解放部材78の外周面78cにはOリング75から摺動抵抗が作用する。
【0032】
主軸72を所定の割り出し位置まで回転させたら、結合/解放部材78を油圧シリンダによって矢印D1の向き、すなわち、カービックカップリング62を結合させる向きに移動させる。
結合/解放部材78を矢印D1の向きに移動させると、主軸72に形成された歯部73と結合/解放部材78に形成された溝部74との噛み合い状態が保持された状態、すなわち、主軸72とアタッチメント71とが結合された状態では、結合/解放部材78はOリング75からの摺動抵抗の作用によっては回転しない。
【0033】
結合/解放部材78を矢印D1の向きへの移動によって、まず、噛合歯部材82の噛合歯82aと噛合歯部材81の噛合歯81aとが噛み合う。
これにより、主軸72に形成された歯部73と結合/解放部材78に形成された溝部74との噛み合い状態が解放されても、結合/解放部材78はOリング75からの摺動抵抗の作用によって回転しない。
【0034】
噛合歯部材82の噛合歯82aと噛合歯部材81の噛合歯81aとが噛み合うと、噛合歯部材82の噛合歯82aはC軸に沿って形成されているので、結合/解放部材78は回転が規制された状態でC軸に沿って案内される。
【0035】
さらに、結合/解放部材78を矢印D1の向きへの移動が進むと、主軸72に形成された歯部73と結合/解放部材78に形成された溝部74との噛み合い状態が解放される。
【0036】
結合/解放部材78が矢印D1の向きの所定の位置に達すると、カービクックカップリング62の2つのリング状部材62aおよび62bが接触し、噛み合う。
【0037】
以上のように、本実施形態によれば、アタッチメント71を所望の回転位置に回転させた後、カップリング62を結合させて割り出し位置を確定する際に、主軸72に形成された歯部73と結合/解放部材78に形成された溝部74との噛み合い状態が解放される前に、噛合歯部材82の噛合歯82aと噛合歯部材81の噛合歯81aとを噛合させてアタッチメント71の回転を規制し、かつ、これらによってアタッチメント71をC軸方向に案内させることで、カップリング62を所望の割り出し位置で確実に結合させることができる。
この結果、カップリング62の最小割り出し角度を、たとえば、1度のように小さくしても、アタッチメント71のC軸回りの割り出し不良の発生を防止することができる。
【0038】
図5は、本発明のアタッチメントの割り出し装置の第1の実施形態を示す図であって、図1に示したアタッチメント71のB軸回りの割り出しを行う割り出し装置の構成を示す断面図である。
図5に示すアタッチメントの割り出し装置90は、上記したアタッチメント71のB軸に沿って設けられアタッチメント71に回転自在に保持された旋回軸91と、旋回軸91に固定された工具保持部100と、アタッチメント71と工具保持部100とを結合するカービックカップリング92と、旋回軸91の一方の軸端側に設けられた旋回規制案内機構部111とを有する。
なお、旋回規制案内機構部111は、本発明の旋回規制案内手段の一具体例に対応している。
【0039】
旋回軸91は、上記した主軸72と直交する方向に配置されており、主軸72と、たとえば、傘歯車等の伝達手段によって結合している。
また、旋回軸91は、図5に示す矢印E1およびE2の方向に移動可能に保持されており、旋回軸91が矢印E1方向に移動すると旋回軸91と主軸72とは結合され、主軸72の回転に応じて旋回軸91も回転する。なお、旋回軸91の矢印E1およびE2の方向への移動は図示しない油圧シリンダによって行われる。
一方、旋回軸91が矢印E2方向に移動すると旋回軸91と主軸72とは解放され、代わりに、工具Tと主軸72とが結合されるようになっている。
【0040】
カービックカップリング92は、上記したカービックカップリング62と同様に、2つのリング状部材92aおよび92bからなり、一方のリング状部材92aは工具保持部100に固定されており、他方のリング状部材92bはアタッチメント71に固定されている。
これら2つのリング状部材92aおよび92bの対向面の一方には、工具保持部100のB軸回りの最小割り出し角度に応じた数の噛合歯であるコンベックス歯(凸歯)が形成されており、他方にはこのコンベックス歯に噛み合うコンケーブ歯(凹歯)が形成されている。
たとえば、工具保持部100のB軸回りの最小割り出し角度が5度の場合には、72枚のコンケーブ歯およびコンベックス歯がそれぞれ形成され、最小割り出し角度が1度の場合には、360枚のコンケーブ歯およびコンベックス歯がそれぞれ形成される。
【0041】
旋回規制案内機構部111は、カービックカップリング92が解放状態から結合状態に移行する際に、旋回軸91と主軸72との結合が解放される前に工具保持部100の旋回を規制しつつB軸方向に案内する。
ここで、図6は、旋回規制案内機構部111の具体的構造を示す断面図であり、図7は図5の矢印A方向から見た旋回規制案内機構部111の構造を示す図である。
図6および図7において、旋回規制案内機構部111は、上記の旋回軸91のアタッチメント71の外側に突出した軸端部に嵌合固定された噛合歯部材115と、旋回軸91のさらに軸端側に嵌合固定された当接部材120と、アタッチメント71の外側面にそれぞれ固定されたクランプ確認用のリミットスイッチ150およびアンクランプ確認用のリミットスイッチ160と、旋回軸91の軸端を囲むようにアタッチメント71の外側面に設けられた噛合歯部材130とを備える。
【0042】
噛合歯部材115は、旋回軸91の軸心を中心とする回転体であり、外周に沿って上記のカービックカップリング92の噛合歯と同数の噛合歯115aが形成されており、これらの噛合歯115aは、B軸方向に沿って形成されているとともに、カービックカップリング92の噛合歯に対応する位置に形成されている。
【0043】
当接部材120は、旋回軸91の軸心を中心とする円盤状の部材であり、外周面に反対向きにそれぞれ所定の角度で傾斜している傾斜面120aおよび120bを備える。
【0044】
クランプ確認用のリミットスイッチ150は、先端に当接部材151を備えており、この当接部材151が当接部材120の傾斜面120bに当接可能となっている。
アンクランプ確認用のリミットスイッチ160は、先端に当接部材161を備えており、この当接部材161が当接部材120の傾斜面120aに当接可能となっている。
【0045】
噛合歯部材130は、図7に示すように、円弧状の部材からなり、内周部に上記の噛合歯部材115に噛合する噛合歯130aが形成されている。噛合歯130aはB軸方向に沿って形成されている。
【0046】
次に、上記構成の割り出し装置90による工具保持部100のB軸回りの割り出し動作の一例について説明する。
図5に示す状態および図6において実線で示す状態では、カービックカップリング92が結合状態にあり、旋回軸91と主軸72とは解放状態にある。
さらに、噛合歯部材130の噛合歯130aと噛合歯部材115の噛合歯115aは噛み合い状態にあり、このため、旋回軸91はB軸回りの回転が規制されている。
【0047】
この状態から、図示しない油圧シリンダによって旋回軸91を矢印E1の向きに移動させると、まず、旋回軸91と主軸72とが結合状態となり、さらに、旋回軸91が矢印E1の向きに移動すると、噛合歯部材130の噛合歯130aと噛合歯部材115の噛合歯115aとの噛み合い状態が解除される。また、カービックカップリング92も解放される。
これにより、旋回軸91、すなわち、工具保持部100はB軸回りに旋回可能となる。
また、旋回軸91の矢印E1の向きへの移動によって、アンクランプ確認用のリミットスイッチ160の当接部材161と当接部材120の傾斜面120aとが接触し、これにより、旋回軸91と主軸72とが結合状態になったことが検出される。
【0048】
旋回軸91が矢印E1の向きの所定の位置まで移動して停止したら、主軸72を駆動して、工具保持部100を所望の旋回位置に旋回させる。
工具保持部100を所望の旋回位置に旋回させたのち、カービックカップリング92を結合させるため、今度は、旋回軸91を矢印E2の向きに移動させる。
【0049】
旋回軸91が矢印E2の向きに移動すると、旋回軸91と主軸72との結合状態が解放される前に、まず、噛合歯部材130の噛合歯130aと噛合歯部材115の噛合歯115aとが噛み合う。
このため、旋回軸91には工具保持部100の自重によって回転する力が作用しているが、噛合歯部材130の噛合歯130aと噛合歯部材115の噛合歯115aとの噛み合いによって旋回軸91の旋回は規制される。
【0050】
旋回軸91が矢印E2の向きにさらに移動すると、工具保持部100は噛合歯130aと噛合歯115aとの噛み合いによって旋回が規制された状態でB軸方向に案内され、旋回軸91と主軸72との結合状態が解放される。
【0051】
さらに、旋回軸91が矢印E2の向きにさらに移動すると、カービックカップリング92が結合し、B軸回りの割り出しが完了する。
また、旋回軸91の矢印E2の向きへの移動によって、クランプ確認用のリミットスイッチ150の当接部材151と当接部材120の傾斜面120bとが接触し、これにより、旋回軸91と主軸72とが結合状態になったことが検出される。
【0052】
以上のように、本実施形態によれば、工具保持部100を所望の旋回位置に回転させた後、カップリング92を結合させて割り出し位置を確定する際に、主軸72と旋回軸91との結合状態が解放される前に、噛合歯部材130の噛合歯130aと噛合歯部材115の噛合歯115aとを噛合させて工具保持部100の自重による旋回を規制し、かつ、これらによって工具保持部100をB軸方向に案内させることで、カップリング92を所望の割り出し位置で確実に結合させることができる。
この結果、カップリング92の最小割り出し角度を、たとえば、1度のように小さくしても、工具保持部100のB軸回りの割り出し不良の発生を防止することができる。
【0053】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、噛合歯部材82をアタッチメント71側に設け、噛合歯部材81をラム61側に設ける構成としたが、逆の配置とすることも可能である。
また、噛合歯部材81の噛合歯81aをリング状ではなく、断片的に設けたが、リング状にすることも可能である。
また、上述した実施形態では、本発明を図1に示したタイプのアタッチメントに適用した場合について説明したが、他のタイプのアタッチメントへの適用も当然可能である。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、工作機械のラムの先端に装着されたアタッチメントの割り出し動作の際の割り出し不良の発生を防止でき、アタッチメントおよび旋回部の最小割り出し角度を小さくしても精度のよい割り出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアタッチメントの割り出し装置が適用されるアタッチメントの一例を示す斜視図である。
【図2】C軸回りの割り出しを行う割り出し装置の構成を示す断面図である。
【図3】噛合歯部材81と噛合歯部材82との位置関係を示す図である。
【図4】C軸回りの割り出しを行う割り出し装置の動作を説明するための断面図である。
【図5】B軸回りの割り出しを行う割り出し装置の構成を示す断面図である。
【図6】図6の割り出し装置における旋回規制案内機構部の具体的構造を示す断面図である。
【図7】図5の矢印A方向から見た旋回規制案内機構部の構造を示す図である。
【図8】マシニングセンタの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
60,90…割り出し装置
61…ラム
62…カービックカップリング
71…アタッチメント
72…駆動軸
73…歯部
74…溝部
75…Oリング
78…結合/解放部材
80…固定部材
82…噛合歯部材
82a…噛合歯
81…噛合歯部材
81a…噛合歯
91…旋回軸
92…カービックカップリング
100…工具ホルダ
111…旋回規制案内機構部
115…噛合歯部材
115a…噛合歯
120…当接部材
130…噛合歯部材
130a…噛合歯
150…クランプ確認用リミットスイッチ
160…アンクランプ確認用リミットスイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an attachment indexing device used for indexing an attachment attached to a tip of a ram of a machine tool.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a portal machining center.
The machining center shown in FIG. 8 is a so-called portal-type machining center, and includes a cross rail 37 movably supported at both ends by the shafts of the portal column 38, and is movably supported on the cross rail 37. A ram 45 is provided so as to be movable in the vertical direction (Z-axis direction) via the saddle 44 formed.
[0003]
The saddle 44 is provided with a nut portion (not shown) through the inside of the cross rail 37 in the horizontal direction, and a ball screw 41 is screwed to the nut portion. A Y-axis servomotor 18 is provided at the end of the ball screw 41, and the ball screw 41 is rotationally driven by the Y-axis servomotor 18.
The saddle 44 can be moved in the Y-axis direction by the rotational drive of the ball screw 41.
[0004]
Further, the saddle 44 includes a nut portion (not shown) in the vertical direction, and a ball screw 42 is screwed to the nut portion. A Z-axis servo motor 20 is provided at the end of the ball screw 42. The ball screw 42 is rotationally driven by the Z-axis servomotor 20, whereby the ram 45 movably provided on the saddle 44 is moved in the Z-axis direction.
[0005]
A spindle motor 31 is built in the ram 45, and the spindle motor 31 rotationally drives a cutting tool T such as an end mill provided at the tip of the ram 45.
An X-axis table 35 is provided below the ram 45 so as to be movable in the X-axis direction. The X-axis table 35 includes a nut portion (not shown), and a ball screw (not shown) provided along the X-axis direction is screwed to the nut portion, and the X-axis servo motor 19 is connected to the ball screw. Has been.
The X-axis table 35 is moved in the X-axis direction by the rotational drive of the X-axis servomotor 19.
The drive control of the Y-axis servomotor 18, the X-axis servomotor 19 and the Z-axis servomotor 20 is performed by the NC device 1.
[0006]
The gate-shaped column 38 is formed with a female screw portion (not shown), and the cross rail 37 is moved up and down by rotationally driving a ball screw 32 a screwed to the column column 38 by the cross rail lifting motor 32.
The cutting tool T can be changed to various types by an automatic tool changer (ATC) 39.
[0007]
An attachment 50 is attached to the tip of the ram 45, and this attachment 50 can be replaced with various attachments. Attachment replacement is performed by an automatic changer (AAC) 40.
The attachment 50 may be, for example, a standard snout type, a feature snout type, a 30 ° head type, an angle head type, a five-side machining head type, depending on the shape of the workpiece, the orientation of the machining surface, the diameter limit of the tool used, etc. Various attachments such as an index head type are used.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the attachment 50 such as the 30 ° head type, the angle head type, the five-face machining head type, and the index head type, the attachment 50 is attached to the axis of the ram 45 (C-axis) according to the shape of the workpiece and the orientation of the machining surface. ) One having an indexing function for determining a rotational position around is known.
The rotational position of the attachment 50 with respect to the ram 45 is determined by, for example, moving the attachment 50 provided rotatably with respect to the ram 45 via the coupling in the C-axis direction with respect to the ram 45. The coupling is released, and instead, the attachment 50 is coupled to a main shaft for rotating a tool as a drive shaft, rotated to a desired rotational position by the rotation of the main shaft, and coupled again to the coupling.
[0009]
Further, it is necessary to supply lubricating oil, coolant, air, and the like to the attachment 50 side through the ram 45, and a flow path for supplying these fluids is formed between the ram 45 and the attachment 50. A plurality of sealing members such as an O-ring for sealing the flow path are used for these flow paths. When the attachment 50 is rotated with respect to the ram 45, these attachments 50 and the ram 45 have a gap between them. A sliding resistance of the seal member is generated.
By the way, in the above-described indexing of the attachment 50, when the coupling between the attachment 50 and the main shaft is released when the coupling is coupled again from the state where the coupling is released, the attachment 50 can freely rotate with respect to the ram 45. It becomes a state.
In this state, if the sliding resistance of the sealing member is generated, the attachment 50 may rotate by a small angle due to the sliding resistance of the sealing member.
If the minimum indexing angle of the attachment 50 is large, for example, 90 degrees, the number of teeth of the coupling is small accordingly, so that the coupling is coupled at a desired rotational position. On the other hand, for example, if the minimum indexing angle is reduced to 5 degrees or 1 degree, the number of teeth of the coupling is large. Therefore, if a minute rotation occurs due to the sliding resistance of the seal member of the attachment 50, the coupling rotates accurately. There is a case where the rotational position of the attachment 50 cannot be accurately determined without coupling at the position.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an attachment indexing device that can prevent the occurrence of indexing failure during indexing operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An attachment indexing device according to a first aspect of the present invention is an attachment indexing device for determining the rotational position of an attachment that is rotatably mounted around the axis of the ram at the tip of a ram of a machine tool. The coupling having the number of meshing teeth according to the minimum index angle of the attachment for coupling and releasing the attachment and the ram by the movement of the axial direction, and coupling with the attachment according to the release of the coupling The attachment to the axis Around When the coupling shifts from the released state to the coupled state, the rotation of the attachment around the axis is restricted before the coupling between the attachment and the drive shaft is released. And attachment rotation restricting means for guiding in the axial direction.
[0012]
The attachment rotation restricting means is provided on one of the attachment or the ram, and has the same number of meshing teeth as the meshing teeth of the coupling arranged in correspondence with the meshing teeth of the coupling along the circumference. A first meshing tooth member that is provided on the other of the attachment or the ram, and is attached to at least a part of the first meshing tooth member as the attachment and the ram are shifted from a released state to a coupled state. And a second meshing tooth member having meshing teeth for meshing.
[0013]
The attachment is a swivel portion provided so as to be turnable about an axis of a predetermined swivel axis with respect to the attachment main body, and the attachment main body and the swivel portion are coupled by movement of the swivel portion in the swivel axis direction. A second coupling having a number of meshing teeth according to the minimum index angle of the revolving part to be released, and a clamping means for restraining the revolving position of the revolving part which is indexed in the released state. And when the second coupling shifts from the released state to the coupled state, the turning direction of the swivel shaft is controlled before the swivel unit is restrained from turning before the clamping means is released. And turn regulation guide means for guiding the vehicle.
[0014]
The turning restriction guide means is provided on one of the turning shaft and the attachment main body, and has the same number of meshing teeth as the meshing teeth of the coupling arranged in correspondence with the meshing teeth of the second coupling. A first meshing tooth member provided along a circumference, provided on the other of the pivot shaft and the attachment main body, and the first meshing with a transition from a released state to a coupled state of the attachment and the ram. And a second meshing tooth member having meshing teeth meshing with at least a part of the tooth member.
[0015]
An attachment indexing device according to a second aspect of the present invention is an indexing device for indexing a turning position of a turning portion provided so as to be turnable around a predetermined turning axis of an attachment attached to a tip of a ram of a machine tool. A drive shaft which is built in the ram and can be coupled to and released from the swivel shaft, and rotates the swivel shaft, and the attachment main body and the swivel portion are moved by moving the swivel portion in the swivel axis direction. A coupling having a number of meshing teeth according to the minimum indexing angle of the swivel unit for coupling and releasing, and coupling of the drive shaft and the swivel shaft when the coupling shifts from the released state to the coupled state And turning regulation guide means for guiding the turning part in the direction of the turning axis while restricting the turning of the turning part before being released.
[0016]
In the present invention, in order to determine the rotational position of the attachment, the attachment is moved in the axial direction of the ram to release the coupling. Thereby, a drive shaft and an attachment couple | bond.
From this state, if the drive shaft is rotated to rotate the attachment to a desired rotation position and the attachment is moved in the opposite axial direction, the attachment is attached before the coupling with the drive shaft is released. The rotation around the axis is regulated by the rotation regulating means.
Further, the attachment is guided in the axial direction by the attachment rotation restricting means, the coupling with the drive shaft is released, the coupling is coupled, and the indexing of the attachment is completed.
Thus, in the present invention, before the coupling between the attachment and the drive shaft is released, rotation around the axis is restricted by the rotation restricting means, and the rotation is restricted and guided in the axial direction. Even if the indexing minimum angle of the coupling is reduced, the indexing failure does not occur.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an attachment to which the attachment indexing device of the present invention is applied.
The attachment 71 shown in FIG. 1 is a so-called index attachment, and is attached to the tip of the ram 61.
The attachment 71 can determine the rotational position around the C axis, which is the axis of the ram 61, and the attachment 71 can be turned around the B axis perpendicular to the C axis as a turning portion of the present invention. The tool holding unit 100 is provided.
The tool holding unit 100 holds the cutting tool T, and can determine the rotational position around the B axis.
[0018]
The tool T mounted on the tool holding unit 100 is rotated by transmitting the rotational force of the main shaft as the drive shaft of the present invention driven by the main shaft motor built in the ram 61. The mechanism for transmitting the rotational force from the spindle to the tool T is a well-known technique and will not be described in detail.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the attachment indexing device of the present invention, and is a cross-sectional view showing the configuration of the indexing device for indexing around the C axis of the attachment 71 shown in FIG.
The indexing device 60 shown in FIG. 2 includes a main shaft 72 disposed in a cavity in the ram 61, a coupling / release member 78 inserted into the main shaft 72 and fixed to a part of the attachment 71, the attachment 71, the ram 61, and the like. , A meshing tooth member 81 provided on the outer periphery of the ram 61, and a meshing tooth member 82 provided on the outer periphery of the attachment 71.
[0020]
The ram 61 is made of, for example, a square member, and the inner peripheral surface 61a is circular. The ram 61 incorporates a spindle motor (not shown) inside.
[0021]
The main shaft 72 is disposed along the C axis, which is the central axis of the ram 61, and is rotationally driven by the main shaft motor.
An even number of tooth portions 73 are formed at equal intervals along the circumferential direction in the shaft portion of the main shaft 72, and the tooth portions 73 are parallel to each other.
The main shaft 72 is connected to the above-described tool T by a transmission mechanism (not shown) so that the main shaft 72 can be coupled and released, and the tool T is rotated by the rotation of the main shaft 72.
[0022]
The coupling / release member 78 is formed of a cylindrical member, and the main shaft 72 is inserted into the hole 78a on the upper end side, and is movable in the C-axis direction.
A plurality of groove portions 74 that mesh with the tooth portions 73 formed on the main shaft 72 are formed on the inner peripheral surface of the hole 78a.
The groove portion 74 meshes with the tooth portion 73 of the main shaft 72 by the movement in the direction of the arrow D2 along the C axis of the coupling / release member 78, and the meshing is released by the movement in the direction of the arrow D1. The groove part 74 of 78 and the tooth | gear part 73 of the main axis | shaft 72 comprise the spline.
[0023]
The flange portion 78b at the lower end of the coupling / release member 78 is connected to the attachment 71 by fastening means such as a bolt. Accordingly, the attachment 71 also moves in accordance with the movement of the coupling / release member 78 in the directions of the arrows D1 and D2.
[0024]
A plurality of seal members, for example, O-rings 75, are interposed between the outer peripheral surface 78c of the coupling / release member 78 and the inner peripheral surface 61a of the ram 61. The outer peripheral surface 78c of the coupling / release member 78 is O It can slide with respect to the ring 75.
[0025]
The O-ring 75 is for sealing a flow path for supplying fluid such as lubricating oil, coolant, air, or the like from the ram 61 side to the attachment 71 side.
[0026]
The Kirbic coupling 62 includes two ring-shaped members 62a and 62b. One ring-shaped member 62a is fixed to the attachment 71, and the other ring-shaped member 62b is fixed to the ram 61 side.
Convex teeth (convex teeth) that are the number of meshing teeth corresponding to the minimum indexing angle around the C axis of the attachment 71 are formed on one of the opposing surfaces of these two ring-shaped members 62a and 62b. Convex teeth (concave teeth) meshing with the convex teeth are formed.
For example, when the minimum indexing angle around the C-axis of the attachment 71 is 5 degrees, 72 concave teeth and convex teeth are formed, respectively. When the minimum indexing angle is 1 degree, 360 concave teeth and Each convex tooth is formed.
Such concave teeth and convex teeth contact all the tooth surfaces, so that high rigidity and automatic alignment can be obtained.
[0027]
Here, FIG. 3 is a view showing the positional relationship between the meshing tooth member 81 and the meshing tooth member 82, and is a view seen from the ram 61 side.
As shown in FIG. 3, the meshing tooth member 82 is a ring-shaped member, and is fitted and fixed to the outer periphery of the attachment 71.
The meshing tooth member 82 has the same number of meshing teeth 82 a as the meshing teeth formed on the above-described Kirbic coupling 62 on the outer periphery at positions corresponding to the meshing teeth of the Kirbic coupling 62.
Further, the meshing teeth 82a of the meshing tooth member 82 extend linearly along the C axis.
[0028]
The meshing tooth member 81 is fixed to the outer periphery of the ram 61 by a fixing member 80 and is disposed at a symmetrical position with respect to the C axis.
The meshing tooth member 81 includes a plurality of, for example, three meshing teeth 81 a that can mesh with a part of the meshing teeth 82 a of the meshing tooth member 82.
[0029]
Next, an example of an indexing operation of the attachment 71 by the attachment indexing device 60 having the above configuration will be described.
The attachment indexing device 60 in FIG. 2 is in a state in which the meshing teeth of the ring-shaped members 62a and 62b of the Kirvic coupling 62 are engaged, and the attachment 71 and the ram 61 are coupled.
Further, the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 and the meshing tooth 81a of the meshing tooth member 81 are engaged with each other. In this state, the rotation of the attachment 71 around the C axis is restricted.
From this state, the coupling / release member 78 is moved in the direction of the arrow D2. The movement of the coupling / release member 78 in the direction of the arrow D2 is performed by a driving means (not shown), for example, a hydraulic cylinder.
[0030]
When the coupling / release member 78 moves in the direction of the arrow D2, as shown in FIG. 4, the coupled state of the carbic coupling 62 is released, and the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 and the meshing tooth member 81 mesh. The meshing with the teeth 81a is also released.
Thereby, the attachment 71 can rotate around the C axis.
At the same time, the tooth portion 73 formed on the main shaft 72 and the groove portion 74 formed on the coupling / release member 78 are engaged with each other, and the attachment 71 can be rotated by the main shaft 72.
[0031]
From this state, the main shaft 72 is rotated to a predetermined angle, that is, the rotation position at which the attachment 71 is to be indexed.
When the main shaft 72 is rotated, the coupling / release member 78 rotates while sliding with respect to the O-ring 75, and a sliding resistance acts on the outer peripheral surface 78 c of the coupling / release member 78 from the O-ring 75.
[0032]
When the main shaft 72 is rotated to a predetermined index position, the coupling / release member 78 is moved by the hydraulic cylinder in the direction of the arrow D1, that is, the direction in which the Kirbic coupling 62 is coupled.
When the coupling / release member 78 is moved in the direction of the arrow D1, the meshed state between the tooth portion 73 formed on the main shaft 72 and the groove portion 74 formed on the coupling / release member 78, that is, the main shaft 72 is maintained. In the state where the attachment 71 and the attachment 71 are coupled, the coupling / release member 78 does not rotate by the action of the sliding resistance from the O-ring 75.
[0033]
By moving the coupling / release member 78 in the direction of the arrow D1, first, the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 and the meshing tooth 81a of the meshing tooth member 81 mesh.
As a result, even if the meshing state between the tooth portion 73 formed on the main shaft 72 and the groove portion 74 formed on the coupling / release member 78 is released, the coupling / release member 78 acts on the sliding resistance from the O-ring 75. Does not rotate by.
[0034]
When the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 meshes with the meshing tooth 81a of the meshing tooth member 81, the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 is formed along the C axis, so that the coupling / release member 78 rotates. Guided along the C-axis in a restricted state.
[0035]
Further, as the movement of the coupling / release member 78 in the direction of the arrow D1 proceeds, the meshed state between the tooth portion 73 formed on the main shaft 72 and the groove portion 74 formed on the coupling / release member 78 is released.
[0036]
When the coupling / release member 78 reaches a predetermined position in the direction of the arrow D1, the two ring-shaped members 62a and 62b of the carbide coupling 62 come into contact with each other and mesh with each other.
[0037]
As described above, according to the present embodiment, when the attachment 71 is rotated to a desired rotation position and then the coupling 62 is coupled to determine the index position, the tooth portion 73 formed on the main shaft 72 and Before the meshed state with the groove 74 formed in the coupling / release member 78 is released, the meshing tooth 82a of the meshing tooth member 82 and the meshing tooth 81a of the meshing tooth member 81 are meshed to restrict the rotation of the attachment 71. In addition, by guiding the attachment 71 in the C-axis direction with these, the coupling 62 can be reliably coupled at a desired index position.
As a result, even if the minimum indexing angle of the coupling 62 is reduced to, for example, 1 degree, it is possible to prevent the indexing defect around the C axis of the attachment 71 from occurring.
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the attachment indexing device according to the present invention, and is a cross-sectional view showing the configuration of the indexing device for indexing around the B axis of the attachment 71 shown in FIG.
An attachment indexing device 90 shown in FIG. 5 includes a turning shaft 91 provided along the B axis of the attachment 71 and rotatably held by the attachment 71, a tool holding unit 100 fixed to the turning shaft 91, and It has a Kirvic coupling 92 that couples the attachment 71 and the tool holding unit 100, and a turning restriction guide mechanism 111 provided on one shaft end side of the turning shaft 91.
The turning restriction guide mechanism 111 corresponds to a specific example of turning restriction guide means of the present invention.
[0039]
The turning shaft 91 is disposed in a direction orthogonal to the main shaft 72 described above, and is coupled to the main shaft 72 by a transmission means such as a bevel gear.
Further, the turning shaft 91 is held so as to be movable in the directions of arrows E1 and E2 shown in FIG. 5. When the turning shaft 91 moves in the direction of the arrow E1, the turning shaft 91 and the main shaft 72 are coupled to each other. The turning shaft 91 also rotates according to the rotation. The revolving shaft 91 is moved in the directions of arrows E1 and E2 by a hydraulic cylinder (not shown).
On the other hand, when the turning shaft 91 moves in the direction of the arrow E2, the turning shaft 91 and the main shaft 72 are released, and instead, the tool T and the main shaft 72 are coupled.
[0040]
The Kirbic coupling 92 is composed of two ring-shaped members 92a and 92b, similar to the above-described Kirbic coupling 62. One ring-shaped member 92a is fixed to the tool holding unit 100, and the other ring-shaped member The member 92b is fixed to the attachment 71.
Convex teeth (convex teeth) that are the number of meshing teeth corresponding to the minimum indexing angle around the B axis of the tool holding unit 100 are formed on one of the opposing surfaces of the two ring-shaped members 92a and 92b. On the other side, concave teeth are formed to mesh with the convex teeth.
For example, when the minimum indexing angle around the B-axis of the tool holder 100 is 5 degrees, 72 concave teeth and convex teeth are formed, respectively, and when the minimum indexing angle is 1 degree, 360 concaves are formed. Teeth and convex teeth are formed respectively.
[0041]
The turning restriction guide mechanism unit 111 restricts the turning of the tool holding unit 100 before the connection between the turning shaft 91 and the main shaft 72 is released when the Kirvic coupling 92 shifts from the released state to the connected state. Guide in the B-axis direction.
Here, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a specific structure of the turning restriction guiding mechanism 111, and FIG. 7 is a view showing the structure of the turning restriction guiding mechanism 111 seen from the direction of arrow A in FIG.
6 and 7, the turning restriction guide mechanism 111 includes a meshing tooth member 115 fitted and fixed to a shaft end projecting outside the attachment 71 of the turning shaft 91, and a further shaft end of the turning shaft 91. The abutting member 120 fitted and fixed to the side, the limit switch 150 for clamping confirmation and the limit switch 160 for checking unclamping, which are respectively secured to the outer surface of the attachment 71, and the shaft end of the turning shaft 91. And a meshing tooth member 130 provided on the outer surface of the attachment 71.
[0042]
The meshing tooth member 115 is a rotating body centered on the axis of the turning shaft 91, and the same number of meshing teeth 115 a as the meshing teeth of the above-mentioned carbic coupling 92 are formed along the outer periphery. The teeth 115 a are formed along the B-axis direction, and are formed at positions corresponding to the meshing teeth of the Kirvic coupling 92.
[0043]
The contact member 120 is a disk-shaped member centered on the axis of the pivot shaft 91, and includes inclined surfaces 120a and 120b that are inclined at a predetermined angle in opposite directions on the outer peripheral surface.
[0044]
The clamp confirmation limit switch 150 includes a contact member 151 at the tip, and the contact member 151 can contact the inclined surface 120 b of the contact member 120.
The limit switch 160 for confirming unclamping includes a contact member 161 at the tip, and the contact member 161 can contact the inclined surface 120 a of the contact member 120.
[0045]
As shown in FIG. 7, the meshing tooth member 130 is an arc-shaped member, and meshing teeth 130 a that mesh with the meshing tooth member 115 are formed on the inner peripheral portion. The meshing teeth 130a are formed along the B-axis direction.
[0046]
Next, an example of an indexing operation around the B axis of the tool holding unit 100 by the indexing device 90 having the above-described configuration will be described.
In the state shown in FIG. 5 and the state shown by the solid line in FIG.
Further, the meshing tooth 130a of the meshing tooth member 130 and the meshing tooth 115a of the meshing tooth member 115 are in mesh with each other, and the rotation of the turning shaft 91 around the B axis is restricted.
[0047]
From this state, when the turning shaft 91 is moved in the direction of arrow E1 by a hydraulic cylinder (not shown), first, the turning shaft 91 and the main shaft 72 are in a coupled state, and further, when the turning shaft 91 is moved in the direction of arrow E1, The meshing state between the meshing teeth 130a of the meshing tooth member 130 and the meshing teeth 115a of the meshing tooth member 115 is released. Also, the Kirvic coupling 92 is released.
Thereby, the turning shaft 91, that is, the tool holding unit 100 can turn about the B axis.
Further, by the movement of the turning shaft 91 in the direction of the arrow E1, the contact member 161 of the limit switch 160 for unclamping and the inclined surface 120a of the contact member 120 come into contact with each other. 72 is detected to be in a combined state.
[0048]
When the turning shaft 91 moves to a predetermined position in the direction of the arrow E1 and stops, the spindle 72 is driven to turn the tool holding unit 100 to a desired turning position.
After the tool holding unit 100 is swung to a desired swiveling position, the swiveling shaft 91 is moved in the direction of the arrow E2 this time in order to connect the Kirvic coupling 92.
[0049]
When the pivot shaft 91 moves in the direction of the arrow E2, first, the meshing tooth 130a of the meshing tooth member 130 and the meshing tooth 115a of the meshing tooth member 115 are released before the coupled state between the pivot shaft 91 and the main shaft 72 is released. Engage.
For this reason, a force that rotates due to the weight of the tool holder 100 acts on the swivel shaft 91, but the swivel shaft 91 has a meshing force between the meshing teeth 130 a of the meshing tooth member 130 and the meshing teeth 115 a of the meshing tooth member 115. Turning is restricted.
[0050]
When the turning shaft 91 further moves in the direction of the arrow E2, the tool holding unit 100 is guided in the B-axis direction in a state in which turning is restricted by the meshing of the meshing teeth 130a and the meshing teeth 115a. The combined state of is released.
[0051]
Further, when the turning shaft 91 further moves in the direction of the arrow E2, the Kirvic coupling 92 is coupled, and the indexing around the B axis is completed.
Further, due to the movement of the turning shaft 91 in the direction of the arrow E2, the contact member 151 of the clamp confirmation limit switch 150 and the inclined surface 120b of the contact member 120 come into contact with each other. Are detected to be in a combined state.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, after the tool holding unit 100 is rotated to a desired turning position, when the coupling 92 is coupled and the indexing position is determined, the main shaft 72 and the turning shaft 91 are Before the coupled state is released, the meshing teeth 130a of the meshing tooth member 130 and the meshing teeth 115a of the meshing tooth member 115 are engaged to restrict the turning of the tool holding unit 100 due to its own weight, and by these, the tool holding unit By guiding 100 in the B-axis direction, the coupling 92 can be reliably coupled at a desired index position.
As a result, even if the minimum indexing angle of the coupling 92 is reduced to, for example, 1 degree, it is possible to prevent the occurrence of indexing failure around the B axis of the tool holder 100.
[0053]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above.
In the above-described embodiment, the meshing tooth member 82 is provided on the attachment 71 side and the meshing tooth member 81 is provided on the ram 61 side. However, the arrangement may be reversed.
Further, although the meshing teeth 81a of the meshing tooth member 81 are provided not in a ring shape but in pieces, it is also possible to form a ring shape.
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the attachment of the type shown in FIG. 1 has been described, but it is naturally possible to apply to other types of attachments.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of an indexing failure during indexing operation of an attachment attached to the tip of a ram of a machine tool, and it is possible to perform indexing accurately even if the minimum indexing angle of the attachment and the turning part is reduced. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an attachment to which an attachment indexing device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an indexing device that performs indexing around the C axis.
FIG. 3 is a view showing a positional relationship between a meshing tooth member 81 and a meshing tooth member 82;
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of an indexing device that performs indexing around the C axis.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of an indexing device that performs indexing about the B axis.
6 is a cross-sectional view showing a specific structure of a turning restriction guide mechanism in the indexing device of FIG. 6;
7 is a view showing a structure of a turning restriction guide mechanism portion viewed from the direction of arrow A in FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a machining center.
[Explanation of symbols]
60, 90 ... Indexing device
61 ... Lamb
62 ... Kirvic coupling
71 ... Attachment
72 ... Drive shaft
73 ... Teeth
74: Groove
75 ... O-ring
78... Coupling / release member
80 ... Fixing member
82 ... meshing tooth member
82a ... meshing teeth
81 ... meshing tooth member
81a ... meshing teeth
91 ... Swivel axis
92 ... Kirvic coupling
100 ... Tool holder
111 ... Turning restriction guide mechanism
115 ... meshing tooth member
115a ... mesh teeth
120 ... Contact member
130 ... meshing tooth member
130a ... meshing teeth
150 ... Limit switch for clamp confirmation
160 ... Limit switch for unclamping confirmation

Claims (6)

工作機械のラムの先端に当該ラムの軸線回りに回転可能に装着されたアタッチメントの回転位置を割り出すアタッチメントの割り出し装置であって、
前記アタッチメントの前記軸線方向の移動により、前記アタッチメントと前記ラムとを結合、解放する当該アタッチメントの最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有するカップリングと、
前記カップリングの解放に応じて前記アタッチメントと結合し、前記アタッチメントを前記軸線回りに回転させて割り出す駆動軸と、
前記カップリングが解放状態から結合状態に移行する際に、前記アタッチメントと前記駆動軸との結合が解放される前に前記アタッチメントの前記軸線回りの回転を規制しつつ前記軸線方向に案内するアタッチメント回転規制手段と
を有するアタッチメントの割り出し装置。
An attachment indexing device for determining the rotational position of an attachment that is rotatably mounted around the axis of the ram at the tip of the ram of the machine tool,
A coupling having a number of meshing teeth according to the minimum indexing angle of the attachment for coupling and releasing the attachment and the ram by the movement of the attachment in the axial direction;
A drive shaft that is coupled to the attachment in response to the release of the coupling, and that is indexed by rotating the attachment around the axis;
Attachment rotation that guides the attachment in the axial direction while restricting rotation of the attachment around the axis before the coupling between the attachment and the drive shaft is released when the coupling transitions from the released state to the connected state An attachment indexing device comprising: a regulating means.
前記アタッチメント回転規制手段は、前記アタッチメントまたは前記ラムの一方に設けられ、前記カップリングの各噛合歯に対応づけて配置される当該カップリングの噛合歯と同数の噛合歯を円周上に沿って有する第1の噛合歯部材と、
前記アタッチメントまたは前記ラムの他方に設けられ、前記アタッチメントと前記ラムとの解放状態から結合状態への移行に伴って前記第1の噛合歯部材の少なくとも一部に噛合する噛合歯を有する第2の噛合歯部材と
を有する請求項1に記載のアタッチメントの割り出し装置。
The attachment rotation restricting means is provided on one of the attachment or the ram, and has the same number of meshing teeth as the meshing teeth of the coupling arranged in correspondence with the meshing teeth of the coupling along the circumference. A first meshing tooth member having;
A second tooth provided on the other of the attachment or the ram, and meshing with at least a part of the first meshing tooth member when the attachment and the ram are shifted from a released state to a coupled state; The attachment indexing device according to claim 1, further comprising an engagement tooth member.
前記アタッチメントは、前記駆動軸と結合、解放可能に設けられ、当該駆動軸によって回転される旋回軸の回りに旋回可能に設けられた旋回部と、
前記旋回部の前記旋回軸方向への移動により、前記アタッチメント本体と前記旋回部とを結合、解放する当該旋回部の最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有する第2のカップリングと、
前記第2のカップリングが解放状態から結合状態に移行する際に、前記旋回軸と前記駆動軸との結合が解放される前に当該旋回部の旋回を規制しつつ前記旋回軸線方向に案内する旋回規制案内手段と
を有する請求項1または2に記載のアタッチメントの割り出し装置。
The attachment is coupled to the drive shaft, is provided so as to be releasable, and a swivel portion provided so as to be able to swivel around a swivel shaft rotated by the drive shaft;
A second coupling having a number of meshing teeth according to a minimum indexing angle of the swivel unit that couples and releases the attachment body and the swivel unit by movement of the swivel unit in the swivel axis direction;
When the second coupling shifts from the released state to the coupled state, it guides in the direction of the pivot axis while restricting the pivoting of the pivot section before the coupling between the pivot shaft and the drive shaft is released. The attachment indexing device according to claim 1, further comprising: a turning restriction guide unit.
前記旋回規制案内手段は、前記旋回軸および前記アタッチメント本体の一方に設けられ、前記第2のカップリングの各噛合歯に対応づけて配置される当該カップリングの噛合歯と同数の噛合歯を円周上に沿って有する第3の噛合歯部材と、 前記旋回軸および前記アタッチメント本体の他方に設けられ、前記アタッチメントと前記ラムとの解放状態から結合状態への移行に伴って前記第1の噛合歯部材の少なくとも一部に噛合する噛合歯を有する第4の噛合歯部材と
を有する請求項3に記載のアタッチメントの割り出し装置。
The turning restriction guide means is provided on one of the turning shaft and the attachment main body, and has the same number of meshing teeth as the meshing teeth of the coupling arranged in correspondence with the meshing teeth of the second coupling. A third meshing tooth member provided along a circumference; provided on the other of the pivot shaft and the attachment main body; and the first meshing with a transition from a released state to a coupled state of the attachment and the ram. The attachment indexing device according to claim 3, further comprising: a fourth meshing tooth member having a meshing tooth meshing with at least a part of the tooth member.
工作機械のラムの先端に装着されるアタッチメントの所定の旋回軸線回り旋回可能に設けられた旋回部の旋回位置を割り出す割り出し装置であって、
前記ラム内に内蔵され前記旋回軸と結合、解放可能に設けられ、前記旋回軸を回転させる駆動軸と、
前記旋回部の前記旋回軸方向への移動により、前記アタッチメント本体と前記旋回部とを結合、解放する当該旋回部の最小割り出し角度に応じた数の噛合歯を有するカップリングと、
前記カップリングが解放状態から結合状態へ移行する際に、前記駆動軸と前記旋回軸との結合が解放される前に当該旋回部の旋回を規制しつつ前記旋回軸線方向に案内する旋回規制案内手段と
を有するアタッチメントの割り出し装置。
An indexing device for determining a turning position of a turning portion provided so as to be turnable about a predetermined turning axis of an attachment attached to a tip of a ram of a machine tool,
A drive shaft that is built in the ram and is releasably coupled to the pivot shaft, and rotates the pivot shaft;
A coupling having a number of meshing teeth according to a minimum index angle of the swivel unit that couples and releases the attachment main body and the swivel unit by moving the swivel unit in the swivel axis direction;
When the coupling transitions from the released state to the coupled state, the turning restriction guide that guides the turning portion in the direction of the turning axis while restricting the turning of the turning portion before the connection between the drive shaft and the turning shaft is released. An attachment indexing device comprising: means.
前記旋回規制案内手段は、前記旋回軸および前記アタッチメント本体の一方に設けられ、前記カップリングの各噛合歯に対応づけて配置される当該カップリングの噛合歯と同数の噛合歯を円周上に沿って有する被噛合歯部材と、
前記旋回軸および前記アタッチメント本体の他方に設けられ、前記アタッチメントと前記ラムとの解放状態から結合状態への移行に伴って前記被噛合歯部材の少なくとも一部に噛合する噛合歯部材と
を有する請求項5に記載のアタッチメントの割り出し装置。
The turning regulation guide means is provided on one of the turning shaft and the attachment main body, and has the same number of meshing teeth as the meshing teeth of the coupling arranged in correspondence with the meshing teeth of the coupling on the circumference. A to-be-engaged tooth member,
An engagement tooth member provided on the other of the pivot shaft and the attachment main body and meshing with at least a part of the engagement tooth member as the attachment and the ram are shifted from a released state to a coupled state. Item 6. The attachment indexing device according to Item 5.
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