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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
[0003]
The
The
[0004]
Further, the
[0005]
A
An X-axis table 35 is provided below the
The X-axis table 35 is moved in the X-axis direction by the rotational drive of the
The drive control of the Y-
[0006]
The gate-
The cutting tool T can be changed to various types by an automatic tool changer (ATC) 39.
[0007]
An
The
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the
The rotational position of the
[0009]
Further, it is necessary to supply lubricating oil, coolant, air, and the like to the
By the way, in the above-described indexing of the
In this state, if the sliding resistance of the sealing member is generated, the
If the minimum indexing angle of the
[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
The
The
[0018]
The tool T mounted on the
[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
The
[0020]
The
[0021]
The
An even number of
The
[0022]
The coupling /
A plurality of
The
[0023]
The
[0024]
A plurality of seal members, for example, O-
[0025]
The O-
[0026]
The
Convex teeth (convex teeth) that are the number of meshing teeth corresponding to the minimum indexing angle around the C axis of the
For example, when the minimum indexing angle around the C-axis of the
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
As shown in FIG. 3, the meshing
The meshing
Further, the meshing teeth 82a of the meshing
[0028]
The meshing
The meshing
[0029]
Next, an example of an indexing operation of the
The
Further, the meshing tooth 82a of the meshing
From this state, the coupling /
[0030]
When the coupling /
Thereby, the
At the same time, the
[0031]
From this state, the
When the
[0032]
When the
When the coupling /
[0033]
By moving the coupling /
As a result, even if the meshing state between the
[0034]
When the meshing tooth 82a of the meshing
[0035]
Further, as the movement of the coupling /
[0036]
When the coupling /
[0037]
As described above, according to the present embodiment, when the
As a result, even if the minimum indexing angle of the
[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
An
The turning restriction guide mechanism 111 corresponds to a specific example of turning restriction guide means of the present invention.
[0039]
The turning
Further, the turning
On the other hand, when the turning
[0040]
The
Convex teeth (convex teeth) that are the number of meshing teeth corresponding to the minimum indexing angle around the B axis of the
For example, when the minimum indexing angle around the B-axis of the
[0041]
The turning restriction guide mechanism unit 111 restricts the turning of the
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
[0042]
The meshing
[0043]
The
[0044]
The clamp
The
[0045]
As shown in FIG. 7, the meshing
[0046]
Next, an example of an indexing operation around the B axis of the
In the state shown in FIG. 5 and the state shown by the solid line in FIG.
Further, the meshing
[0047]
From this state, when the turning
Thereby, the turning
Further, by the movement of the turning
[0048]
When the turning
After the
[0049]
When the
For this reason, a force that rotates due to the weight of the
[0050]
When the turning
[0051]
Further, when the turning
Further, due to the movement of the turning
[0052]
As described above, according to the present embodiment, after the
As a result, even if the minimum indexing angle of the
[0053]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above.
In the above-described embodiment, the meshing
Further, although the meshing teeth 81a of the meshing
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
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)
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.
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.
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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