JP4014247B2 - フェーシング装置における工具スライダのクランプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフェーシング加工等を行うためのフェーシング装置に係り、特に、工具が装着される工具スライダをクランプするためのクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主軸に装着された工具を回転させて加工を行う中ぐり盤やマシニングセンタなど工作機械では、例えばボーリング加工を行う場合には、各加工径に関してそれぞれ異なる工具が必要である。
また、前記工作機械では、回転する工具を半径方向に移動させることができないので、主軸に直角な端面の連続的な切削加工等は困難である。
【０００３】
これらの切削加工を行う場合には、回転駆動される主軸にフェーシング装置が取付けられたフェーシングマシンを使用することが多い。フェーシング装置の面板には、工具スライダが面板の径方向に往復移動可能に設けられている。
そして、工具が装着された工具スライダを面板に対して所定量移動させることにより、上述の任意の加工径に関するボーリング加工や主軸に直角な端面の連続的な切削加工などを行う。
【０００４】
ところで、所定の加工位置に移動させた工具スライダをクランプしないで、この工具スライダに装着された工具でボーリング加工を行う場合、重切削を行う時には振動が発生して切削ができない場合がある。
実開昭６２−４２９０１号公報には、スライダで工具を支持し、この工具を主軸にロックするツールロック手段を介してスライダの位置決め固定を行うサーフェシング装置が開示されている。即ち、クランプ部材にプルスタッドが取付けられ、ツールロック手段と係合・係合解除することにより、スライダの固定・非固定を行うようにしている。
しかしながら、この実開昭６２−４２９０１号公報に記載の技術では、スライダの固定のためにツールロック手段を使用しているので、自動工具交換装置による工具の自動交換ができず、本当の意味での自動化，無人化を実現することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプして、切削加工時における工具スライダの駆動系の剛性を高めることのできる工具スライダのクランプ装置が求められている。
また、フェーシング装置及びフェーシングマシンにおいても、自動工具交換機能や工具スライダクランプ・アンクランプ機能を付加して、切削性能の向上，自動化及び無人化を図ることが求められている。
【０００６】
更に、工具スライダをクランプするためのクランプ装置の全体を面板又は工具スライダに取付けた場合には、回転運動するこれら面板や工具スライダの構造が複雑になるとともにその重量も大きくなるので、回転時のアンバランスの原因にもなり好ましくない。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、切削加工時におけるフェーシング装置の剛性を高めてその振動を防止するとともに重切削加工を可能にするフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とを共存させて、フェーシング装置の自動化，無人化を可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明に係るフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置は、主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダと、前記面板に設けられ、前記工具スライダの摺動部を押圧して前記工具スライダを任意の位置にクランプするクランプ機構とを有し、このクランプ機構は、前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えている。
【０００９】
請求項２に記載の本発明に係るクランプ装置は、主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダとを有するフェーシング装置におけるクランプ装置であって、このクランプ装置は、回転運動する前記面板に設けられ、前記工具スライダを前記面板に対して任意の位置でクランプ可能なクランプ機構と、前記主軸支持体又はこの主軸支持体を固定している基体に設けられ、前記クランプ機構をクランプ状態及びアンクランプ状態のいずれかの状態に切換え可能に操作する工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置とを備え、前記クランプ機構は、前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えている。
【００１０】
前記動作伝達手段は、前記クランプロッドに取付けられてこのクランプロッドの中心軸線方向に傾斜する傾斜面が形成された傾斜部材と、一方の端面が前記傾斜部材の前記傾斜面に摺接し、他方の端面が前記クランプ部材の一端部に当接して前記クランプ部材を移動させる前記移動部材とを備えているのが好ましい。
【００１１】
前記工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置は、前記面板の方向に向けて前記主軸支持体又は前記基体に取付けられたクランプ用シリンダ装置及びアンクランプ用シリンダ装置を備え、前記クランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを一方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をクランプ状態にし、前記アンクランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを他方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をアンクランプ状態にするのが好ましい。
【００１２】
また、前記クランプ用シリンダ装置と前記アンクランプ用シリンダ装置は互いに平行に取付けられ、前記面板をクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記クランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をクランプ状態にし、前記面板を前記クランプ用所定位置より１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記アンクランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をアンクランプ状態にするのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態の一例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、本発明に係る工具スライダのクランプ装置を有するフェーシングマシンのフェーシング装置の概略構成図で一部を断面で示している。図２は前記フェーシング装置の一部を示す正面図、図３は図２のIII−III線側面図である。
図４は前記フェーシング装置の部分拡大正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線拡大断面図、図６は図４のVI−VI線断面図、図７は前記工具スライダに設けられたツールクランプ・アンクランプ機構を示す断面図である。
【００１４】
本実施形態のフェーシングマシンは、横形のマシニングセンタ等とほぼ同じ構成になっている。即ち、ベッド上にはコラムが移動可能に立設され、コラムには主軸頭が移動可能に取付けられ、ベッド上には工作物を載置するためのテーブルが移動可能に設けられている。
なお、この構成に限定されることはなく、主軸を回転自在に支持する主軸頭が、工作物を載置したテーブルに対して相対的に三軸方向に移動可能なフェーシングマシンであればよい。
【００１５】
図１乃至図３に示すように、フェーシングマシン１の主軸２にはフェーシング装置３が取付けられている。主軸２は、主軸頭の基体をなす主軸支持体８など非回転部に回転自在に支持されて、メインモータ（図示せず）により回転駆動される。
フェーシング装置３においては、工具４が装着される工具スライダ５が、主軸２に取付けられたほぼ円形状の面板６に、面板６の直径方向（本実施形態ではＵ軸方向と記載しており、図２における矢印Ｂ方向である）に往復移動可能に設けられている。
【００１６】
工具スライダ５に工具４が装着された状態で、工具スライダ５がＵ軸方向に移動するとともに、主軸２が主軸支持体８内で回転して、フェーシング装置３によるフェーシング加工等が行われる。
なお、工具スライダ５に装着された工具４の方向（例えば、図１の上方）を前方として説明する。
【００１７】
フェーシング装置３において、工具スライダ５の前端部には、工具４を装着するための工具装着部５ａが設けられている。
工具装着部５ａの後部には、工具４の工具ホルダ（ツールシャンク）を工具装着部５ａに装着してクランプ・アンクランプするためのツールクランプ・アンクランプ機構９が配設されている。
【００１８】
図７に示すように、工具装着部５ａの後部に配設されたツール装着用の流体圧シリンダ装置１０と、付勢部材である複数の皿ばね１１（又は、コイルばね等）とにより、工具４の工具ホルダが工具装着部５ａに着脱自在に装着される。
工具装着部５ａの後方に位置して工具装着部５ａに連通する小径部１２と、小径部１２より後方に位置して流体圧シリンダ装置１０の圧力室１５を構成するための大径部１３とが、工具スライダ５内に形成されている。
大径部１３には、流体圧シリンダ装置１０のピストン１４が中心軸線Ｃ１ 方向に進退移動自在に嵌合しており、ピストン１４の後側は、圧油，圧縮空気など圧力流体が供給される圧力室１５になっている。
【００１９】
ピストン１４の中心部には、工具４の工具ホルダをコレット１６と係合させるための係合軸１７が、前方に向けて一体的に取付けられている。ピストン１４は、複数の皿ばね１１の強い付勢力により常時後方に付勢されている。
皿ばね１１の付勢力でピストン１４が後方に付勢されて、係合軸１７がコレット１６を介して工具４のプルスタッド１８を後方に引っ張ることにより、工具ホルダが工具装着部５ａにクランプされるようになっている。
【００２０】
ツールクランプ・アンクランプ機構９は、流体圧シリンダ装置１０等によりクランプ・アンクランプ動作をする。
アンクランプ動作の場合には、流体圧シリンダ装置１０の圧力室１５に圧力流体を供給する。すると、皿ばね１１により後方に付勢されているピストン１４は、皿ばね１１の付勢力に抗して前方に移動する。
ピストン１４と一体的な係合軸１７が、皿ばね１１の付勢力に抗して中心軸線Ｃ１ 方向に前進移動するので、ツールクランプ・アンクランプ機構９がアンクランプ状態になる。
【００２１】
一方、クランプ動作の場合には、圧力室１５から圧力流体を排出する。すると、ピストン１４は皿ばね１１の付勢力により後方に強く押されるので、係合軸１７もピストン１４と一体的に後方に移動する。その結果、ツールクランプ・アンクランプ機構９がクランプ状態になる。
このようなツールクランプ・アンクランプ機構９は公知なものであり、これ以上詳しくは説明しない。なお、コレット式引っ張り機構方式のツールクランプ・アンクランプ機構９で説明を行っているが、ボール式引っ張り機構方式のもの等であってもよい。
したがって、上述のクランプ・アンクランプ動作が可能なフェーシングマシン１は、図示しない自動工具交換装置によって自動工具交換動作を行うことができる。
【００２２】
図１乃至図３において、主軸２の内部には、工具スライダ５をＵ軸方向に往復移動させるための送り軸が配設されている。送り軸は、主軸２に対して相対的に回動自在に挿通され、且つ、主軸軸線方向には移動しないようにその動作が規制されており、サーボモータにより回転駆動される。
送り軸は、工具スライダ５を移動させない時には主軸２と一体的に回転するが、工具スライダ５をＵ軸方向に移動させる時には、主軸２に対して相対的に正逆方向に回転する。
【００２３】
主軸２の前方端部に固定された面板６の反主軸側の面（即ち、前面）には、工具スライダ５を移動自在に案内保持するための案内部２０が、図２における上下方向に形成されている。
面板６の案内部２０には、後側の摺動面２２ｂと、この摺動面２２ｂの両端から直角に前方に向けて形成された両側の摺動面２２ａ，２２ｃが形成されており、面板６の前面側には、押え板２０ａ，２０ｂがボルトで固定されている。
工具スライダ５は、図２における上下方向に所定長さ延びている摺動部２１ａ，２１ｂを有している。この摺動部２１ａ，２１ｂが、面板６の案内部２０と押え板２０ａ，２０ｂに摺動可能に嵌合しているので、工具スライダ５は、図２における矢印Ｂ方向（Ｕ軸方向）に自在に往復移動する。
【００２４】
面板６の前面の中央部には、送り軸に直交して図２における上下方向を向いているねじ軸２４が取付けられている。ねじ軸２４は、案内部２０の内方に配設されて面板６に回転自在に軸支されている。
送り軸とねじ軸２４は、かさ歯車機構により連結されている。送り軸が、サーボモータにより主軸２に対して相対的に正逆方向に回転駆動されると、その回転力は、かさ歯車機構を介してねじ軸２４に伝達されて、ねじ軸２４が正逆方向に回転する。
ねじ軸２４に形成された雄ねじが、工具スライダ５に取付けられたナット２４ａ（図２，図５参照）に螺合しているので、ねじ軸２４が回転運動すると、工具スライダ５はナット２４ａを介して、図２における上下方向即ちＵ軸方向に直線運動する。
【００２５】
工具スライダ５のＵ軸方向への移動に伴うフェーシング装置３全体のバランスをとるために、バランスウエイト２３が案内部２５（図２，図５参照）に往復移動自在に嵌合している。符号２３ａは面板６に固定された押え板である。
バランスウエイト２３は工具スライダ５に対向配置されており、工具スライダ５及びバランスウエイト２３にそれぞれ取付けられたラック９１，９３が、面板６に回転自在に取付けられた中間歯車９２に噛み合っている。
【００２６】
したがって、ねじ軸２４が回転して、工具スライダ５が移動すると、ラック９１，中間歯車９２，ラック９３を介して、バランスウエイト２３が逆方向に同期して移動することになる。これにより、フェーシング装置３の全体の回転バランスが良好に保たれているので好ましいが、図１のようにバランスウエイト２３は必ずしもなくてもよい。
面板６と工具スライダ５との摺動部，及び面板６とバランスウエイト２３との摺動部には、図示しない潤滑装置より潤滑油がそれぞれ供給されて、工具スライダ５とバランスウエイト２３がスムーズに移動できるようになっている。
【００２７】
フェーシングマシン１は、工具スライダ５を面板６に対して任意の位置でクランプ可能にするためのクランプ装置３０を備えている。
クランプ装置３０は、回転運動するフェーシング装置３の面板６に設けられ工具スライダ５を面板６に対して任意の位置でクランプ可能なクランプ機構３１と、主軸２を回転自在に支持する非回転部である主軸支持体８（又は、主軸支持体８を固定している基体など）に設けられた工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置（以下、駆動装置と記載）３２とを備えている。
駆動装置３２は、クランプ機構３１をクランプ状態及びアンクランプ状態のいずれかの状態に切換え可能なように、面板６の近傍に配設されている。
【００２８】
クランプ機構３１のクランプロッド３６ａ，クランプロッド３６ｂ（図２，図６参照）が、面板６に設けられている。クランプロッド３６ａ，３６ｂは、面板６の内部に中心軸線Ｄ方向に形成された断面円形の貫通孔５０内に、中心軸線Ｄ方向に往復移動自在に嵌合している。
駆動装置３２の進退移動により操作されるクランプロッド３６ａ，３６ｂは、工具スライダ５の移動方向と平行な方向に往復移動可能になっており、一方の端部３３と他方の端部３４が、同時に又は交互に面板６からそれぞれ突出可能になっている。
クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄは、面板６の案内部２０の中心線Ｃと平行で、且つ所定距離Ｅだけ離れている。
【００２９】
クランプ機構３１は動作伝達手段３８を備えている。動作伝達手段３８は、駆動装置３２がクランプロッド３６ａ，３６ｂの端部３３又は３４を操作してクランプロッド３６ａ，３６ｂをその中心軸線Ｄ方向に移動させると、このクランプロッド３６ａ，３６ｂの移動動作に連動して移動部材３７を工具スライダ５の移動方向と直交する方向に進退移動させる。
さらに、クランプ機構３１は、クランプ部材としてのクランプレバー３９を備えている。クランプレバー３９は、移動部材３７の進退移動動作に連動して、矢印Ｈに示す如く揺動するように面板６に移動自在に支持されている。
揺動したクランプレバー３９が、工具スライダ５の摺動部２１ｂを面板６の摺動面２２ｂに押し付けることにより、工具スライダ５がクランプされるようになっている。
【００３０】
工具スライダ５の摺動部２１ａ，２１ｂは、工具スライダ５の往復移動ストロークに渡って中心軸線Ｄと平行な方向に長く形成されている。
工具スライダ５がＵ軸方向のいずれの場所に移動しても、クランプレバー３９が配設されている位置では、面板６の摺動面２２ｂと、工具スライダ５の摺動部２１ｂとが常に接触しているように、摺動部２１ａ，２１ｂと摺動面２２ａ，２２ｂ，２２ｃの長さ寸法が定められている。
したがって、工具スライダ５がどの位置に移動していても、クランプレバー３９が摺動部２１ｂを摺動面２２ｂに押付けることができるので、工具スライダ５はクランプ装置３０により任意の位置でクランプされる。
【００３１】
図４乃至図６に示すように、動作伝達手段３８は、クランプロッド３６ａ，３６ｂに挟まれるように設けられてクランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄ方向に傾斜する傾斜面４０が形成された傾斜部材４１と、一方の端面４２が傾斜部材４１の傾斜面４０に摺接し、他方の端面４３がクランプレバー３９の一端部４４に当接してクランプレバー３９を移動させる移動部材３７とを備えている。移動部材３７は、矢印Ｊ方向及びこれと反対方向に往復移動自在になっている。
【００３２】
面板６の内部に形成された貫通孔５０の長手方向のほぼ中央部は、他の部分より直径が大きい横断面円形で且つ長手方向が所定寸法Ｆの大径孔部５１になっている。
横断面が円形状の傾斜部材４１は、クランプロッド３６ａ，３６ｂのほぼ中央部に固定されており、大径孔部５１内に往復移動自在に嵌合している。傾斜部材４１には、その外周面の一部が斜めに平面状に加工された傾斜面４０が形成されている。
傾斜部材４１の外周面には、中心軸線Ｄと平行な方向に長い所定寸法の凹部５２が形成されている。面板６に取付けられた回り止めのための係止片５３の先端部が、凹部５２内に相対移動自在に係合している。これにより、大径孔部５１内の傾斜部材４１は、回転方向に回転するのを規制されて往復移動する。
【００３３】
面板６及び押え板２０ａの内部には、大径孔部５１に連通する嵌合孔５４が形成されており、この嵌合孔５４には移動部材３７が移動自在に嵌合している。嵌合孔５４の中心軸線Ｇは、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄと直交し且つ面板６の前方側平面に直交した方向を向いている。
移動部材３７の側面には、中心軸線Ｇ方向に長い長円形の長孔５５が形成されている。押え板２０ａに取付けられた係止片５７の先端部が長孔５５内に相対移動自在に係合しているので、移動部材３７は、中心軸線Ｇ方向に所定のストロークで往復移動し且つ回転運動をしないように規制されている。
【００３４】
押え板２０ａの内部には、嵌合孔５４と連通するスペース５８が形成されている。スペース５８の内部には、クランプレバー３９が、矢印Ｈ（図１）に示すように、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄに直交する平面に沿ってのみ揺動可能なように嵌合している。
クランプレバー３９のほぼ中央部には、突起５９が一体的に突出形成されている。突起５９は、クランプレバー３９の揺動動作の際の支点になるように、押え板２０ａの蓋部材６０の内側の面に当接可能になっている。
【００３５】
クランプレバー３９の一端部４４は、移動部材３７の端面４３に接触する。クランプレバー３９は、突起５９を挟んで一端部４４の反対側に押圧部６１を備えている。押圧部６１は、工具スライダ５の摺動部２１ｂの一方の面６２を、当て板２１ｃを介して押し付け可能になっている。
クランプレバー３９が、突起５９を支点として一方向（例えば、図５の反時計回り方向）に揺動することにより、摺動部２１ｂが面板６の摺動面２２ｂに押し付けられる。
【００３６】
一方のクランプロッド３６ａには、他の部分より直径の小さい所定長さの小径部６８が一体的に形成されている。小径部６８には、面板６に取付けられたストローク動作規制用のピン６９が相対移動自在に係合している。
これにより、クランプロッド３６ａ，３６ｂのストローク動作が規制されるとともに、クランプロッド３６ａ，３６ｂが貫通孔５０から外方に抜け出ないようにしている。
【００３７】
図２乃至図４に示すように、駆動装置３２は、主軸支持体８に固定された駆動装置ベース３２ａと、面板６の方向に向けて非回転部即ち主軸支持体８（又は、主軸支持体８を固定している基体）に互いに平行に駆動装置ベース３２ａに取付けられたクランプ用シリンダ装置８０及びアンクランプ用シリンダ装置８１と、互いに平行なクランプ用押圧部材８２及びアンクランプ用押圧部材８３とを備えている。
主軸支持体８に取付けられたカバー部材３２ｂは、クランプ用シリンダ装置８０，アンクランプ用シリンダ装置８１，クランプ用押圧部材８２及びアンクランプ用押圧部材８３をカバーしている。
クランプ用押圧部材８２は、連結部材８４を介してクランプ用シリンダ装置８０に連結され、アンクランプ用押圧部材８３は、連結部材８５を介してアンクランプ用シリンダ装置８１に連結されている。
【００３８】
両方の押圧部材８２，８３は、両方のシリンダ装置８０，８１に各々駆動されてそれぞれ進退移動することにより、面板６から突出しているクランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３及び他方の端部３４をそれぞれ押して、クランプロッド３６ａ，３６ｂを中心軸線Ｄ方向に移動させる。
面板６がクランプ用所定位置に位置決めされている時には、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが、クランプ用押圧部材８２の中心軸線Ｈ１ と一致する。
一方、面板６をクランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めした時は、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが、アンクランプ用押圧部材８３の中心軸線Ｈ２ と一致するようになっている。
【００３９】
クランプ状態にするには、クランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３がクランプ用押圧部材８２に対向するように、面板６をクランプ用所定位置（例えば、面板０度位置決め位置（正立位置））に位置決めする。
次いで、クランプ用シリンダ装置８０に駆動されて、連結部材８４を介してクランプ用押圧部材８２がクランプロッド３６ａ，３６ｂの突出状態の一方の端部３３を強制的に押して一方の方向に押圧移動させると、クランプ機構３１がクランプ状態になる。
【００４０】
クランプ状態からアンクランプ状態に変更するには、クランプロッド３６ａ，３６ｂの他方の端部３４がアンクランプ用押圧部材８３に対向するように、面板６をクランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置（例えば、面板１８０度位置決め位置（倒立位置））に位置決めする。
次いで、アンクランプ用シリンダ装置８１に駆動されて、連結部材８５を介してアンクランプ用押圧部材８３がクランプロッド３６ａ，３６ｂの突出状態の他方の端部３４を強制的に押して他方の方向に押圧移動させると、クランプ機構３１がクランプ状態からアンクランプ状態になる。
【００４１】
次に、本発明に係るフェーシングマシン１のフェーシング装置３におけるクランプ装置３０の動作を図１乃至図６により説明する。
例えば、ボーリング加工やミーリング加工等を行うなど、工具スライダ５をＵ軸方向に動かさないで切削加工する場合には、工具スライダ５をクランプ装置３０によりクランプする必要がある。
【００４２】
当初、クランプ装置３０がアンクランプ状態になっている時には、加工開始前に、アンクランプ状態をクランプ状態に変更する操作を行う。先ず最初に、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが図２の左側に位置するように、面板６を回してクランプ用所定位置に位置決めする。
このクランプ用所定位置では、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄがクランプ用押圧部材８２と一致するので、クランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３がクランプ用押圧部材８２に対向する。
【００４３】
次いで、クランプ用シリンダ装置８０を駆動して、クランプ用押圧部材８２を前進させることにより、一方の端部３３を所定の押圧力Ｐ１ （図６）で強制的に押して、クランプロッド３６ａ，３６ｂを前進させる。
すると、傾斜部材４１の傾斜面４０が、移動部材３７の一方の端面４２に摺接しながら前進する。これにより、移動部材３７が、矢印Ｊ（図６）に示すようにクランプレバー３９側に移動する。
【００４４】
移動部材３７によりクランプレバー３９の一端部４４が押されると、クランプレバー３９は、移動部材３７の移動動作に連動して、突起５９を支点として図５の反時計回り方向に揺動する。
その結果、クランプレバー３９の押圧部６１が、当て板２１ｃを介して工具スライダ５の摺動部２１ｂを押し付ける。したがって、摺動部２１ｂが面板６の摺動面２２ｂに強く押圧されて大きな摩擦抵抗が生じるので、工具スライダ５は面板６に対してクランプされる。このクランプ力は、傾斜面４０と移動部材３７の一方の端面４２との間の摩擦力により保持される。
【００４５】
次いで、クランプ用シリンダ装置８０を逆方向に駆動して、クランプ用押圧部材８２を後退させる。
こうして、クランプ装置３０により工具スライダ５が面板６にクランプされた状態で主軸２を回転させれば、面板６及び工具スライダ５が一体的に回転する。そして、工具４と工作物を相対移動させて、工具４により工作物に対してボーリング加工などの切削加工を行う。
【００４６】
次に、工具スライダ５をＵ軸方向に移動させる場合、又は工具スライダ５を移動させながらフェーシング加工を行う場合には、工具スライダ５をクランプ状態からアンクランプ状態に変更する操作を行う必要がある。
この場合には、一旦、主軸２の回転を停止する。次いで、面板６を、クランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めする。即ち、図２の右側にクランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが来るように、面板６を１８０度回して位置決めする。
【００４７】
すると、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄがアンクランプ用押圧部材８３と一致するので、クランプロッド３６ａ，３６ｂの他方の端部３４が、アンクランプ用押圧部材８３に対向する。
この状態で、アンクランプ用シリンダ装置８１を駆動して、アンクランプ用押圧部材８３を前進させて、クランプロッド３６ａ，３６ｂを所定の押圧力Ｐ２ （図６）で強制的に押して所定のストロークだけ後退させる。
【００４８】
クランプロッド３６ａ，３６ｂと一緒に傾斜部材４１が後退すると、傾斜部材４１の移動動作に連動して、移動部材３７が矢印Ｊとは反対方向に移動する。クランプレバー３９は、移動部材３７の移動動作に連動して、突起５９を支点として図５の時計回り方向に揺動するので、押圧部６１による摺動部２１ｂへの押し付け動作は解除される。
その結果、クランプ装置３０はクランプ状態からアンクランプ状態になり、工具スライダ５の摺動部２１ｂは、面板６の摺動面２２ｂに対して摺動自在になる。
【００４９】
次いで、アンクランプ用シリンダ装置８１を逆方向に駆動して、アンクランプ用押圧部材８３を後退させる。
これら面板の位置決め指令，クランプ動作指令，アンクランプ動作指令は、ＮＣ装置の補助機能等（例えば、Ｍコード指令，Ｇコード指令等）で指令することができる。フェーシングマシン１がＮＣ装置により制御されていれば、一連のクランプ動作，アンクランプ動作をＮＣプログラム内で指令することができる。
なお、本実施形態ではクランプ部材としてクランプレバー３９を使用し、これを揺動させて工具スライダ５をクランプしているが、クランプ部材を傾斜により直動させて工具スライダ５をクランプしてもよい。
【００５０】
以上説明したように、工具スライダ５は、クランプ時にはクランプ機構３１と面板６との間に強い力で挟まれるので、面板６に対して大きな摩擦抵抗でクランプされる。
したがって、工具スライダ５をクランプ装置３０によりクランプして切削加工を行えば、工具スライダ５は、工具スライダ５の駆動系で支持されているのではなく、クランプ装置３０のクランプ力でクランプされて面板６と工具スライダ５とが一体化するため剛性が高められることになる。
これにより、フェーシング装置３が切削加工中に切削力によって振動することはなく、重切削加工が可能になる。
【００５１】
本発明では、回転運動するフェーシング装置３には最小限のクランプ機構３１のみが設けられ、クランプ機構３１を操作するための操作用駆動装置３２は非回転部側に設けられている。
したがって、フェーシング装置３にはクランプ用の駆動部分や操作機構等を設ける必要がないので、回転側のクランプ機構３１は軽量且つシンプルでコンパクトな構成になり、回転時のフェーシング装置３のバランスなどに悪影響を及ぼすことがない。
また、非回転部側にある駆動装置３２を操作することにより、工具スライダ５をクランプ状態又はアンクランプ状態に容易且つ安全に自在に切換えて切削加工することができる。
【００５２】
更に、工具スライダ５をクランプするクランプ装置３０と、工具４の工具ホルダを工具装着部５ａに装着してクランプするツールクランプ・アンクランプ機構９との共存ができるので、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とが共存できることになり、フェーシング装置３及びフェーシングマシン１の自動化，無人化が可能になる。
【００５３】
なお、本実施形態ではクランプ機構を一方の摺動部に設けているが、クランプ機構を両側の摺動部にそれぞれ設けてもよい。この場合には、両方の操作用駆動装置で同時に工具スライダクランプ・アンクランプ動作を行うことになる。
また、本実施形態では、工具スライダと面板の案内面等がすべり案内面を構成して、クランプ機構が工具スライダの摺動部を押圧して工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプしているが、工具スライダと面板の案内面等がころがり案内面であってもよい。この場合には、クランプ機構が、工具スライダの摺動部例えばころがり案内面近傍を押圧して、工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプすればよい。
なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明は上述のように構成したので、工具スライダをクランプして切削加工する時に、工具スライダ駆動系の剛性を高めてその振動を防止できることになり重切削加工が可能になる。その結果、フェーシング装置の加工能力が向上する。
また、請求項２に係る本発明は上述のように構成したので、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とが共存でき、フェーシング装置の自動化，無人化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１乃至図７は本発明の実施形態の一例を示す図で、図１は、工具スライダのクランプ装置を有するフェーシングマシンのフェーシング装置の概略構成図である。
【図２】 前記フェーシング装置の一部を示す正面図である。
【図３】 図２のIII−III線側面図である。
【図４】 前記フェーシング装置の部分拡大正面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】 図４のVI−VI線断面図である。
【図７】 工具スライダに設けられたツールクランプ・アンクランプ機構を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 主軸
３ フェーシング装置
４ 工具
５ 工具スライダ
５ａ 工具装着部
６ 面板
８ 主軸支持体
２１ｂ 摺動部
３０ クランプ装置
３１ クランプ機構
３２ 工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置
３６ａ，３６ｂ クランプロッド
３７ 移動部材
３８ 動作伝達手段
３９ クランプレバー（クランプ部材）
４０ 傾斜面
４１ 傾斜部材
４２ 移動部材の一方の端面
４３ 移動部材の他方の端面
４４ クランプレバーの一端部
８０ クランプ用シリンダ装置
８１ アンクランプ用シリンダ装置
Ｄ クランプロッドの中心軸線
【発明の属する技術分野】
本発明はフェーシング加工等を行うためのフェーシング装置に係り、特に、工具が装着される工具スライダをクランプするためのクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主軸に装着された工具を回転させて加工を行う中ぐり盤やマシニングセンタなど工作機械では、例えばボーリング加工を行う場合には、各加工径に関してそれぞれ異なる工具が必要である。
また、前記工作機械では、回転する工具を半径方向に移動させることができないので、主軸に直角な端面の連続的な切削加工等は困難である。
【０００３】
これらの切削加工を行う場合には、回転駆動される主軸にフェーシング装置が取付けられたフェーシングマシンを使用することが多い。フェーシング装置の面板には、工具スライダが面板の径方向に往復移動可能に設けられている。
そして、工具が装着された工具スライダを面板に対して所定量移動させることにより、上述の任意の加工径に関するボーリング加工や主軸に直角な端面の連続的な切削加工などを行う。
【０００４】
ところで、所定の加工位置に移動させた工具スライダをクランプしないで、この工具スライダに装着された工具でボーリング加工を行う場合、重切削を行う時には振動が発生して切削ができない場合がある。
実開昭６２−４２９０１号公報には、スライダで工具を支持し、この工具を主軸にロックするツールロック手段を介してスライダの位置決め固定を行うサーフェシング装置が開示されている。即ち、クランプ部材にプルスタッドが取付けられ、ツールロック手段と係合・係合解除することにより、スライダの固定・非固定を行うようにしている。
しかしながら、この実開昭６２−４２９０１号公報に記載の技術では、スライダの固定のためにツールロック手段を使用しているので、自動工具交換装置による工具の自動交換ができず、本当の意味での自動化，無人化を実現することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプして、切削加工時における工具スライダの駆動系の剛性を高めることのできる工具スライダのクランプ装置が求められている。
また、フェーシング装置及びフェーシングマシンにおいても、自動工具交換機能や工具スライダクランプ・アンクランプ機能を付加して、切削性能の向上，自動化及び無人化を図ることが求められている。
【０００６】
更に、工具スライダをクランプするためのクランプ装置の全体を面板又は工具スライダに取付けた場合には、回転運動するこれら面板や工具スライダの構造が複雑になるとともにその重量も大きくなるので、回転時のアンバランスの原因にもなり好ましくない。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、切削加工時におけるフェーシング装置の剛性を高めてその振動を防止するとともに重切削加工を可能にするフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とを共存させて、フェーシング装置の自動化，無人化を可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明に係るフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置は、主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダと、前記面板に設けられ、前記工具スライダの摺動部を押圧して前記工具スライダを任意の位置にクランプするクランプ機構とを有し、このクランプ機構は、前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えている。
【０００９】
請求項２に記載の本発明に係るクランプ装置は、主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダとを有するフェーシング装置におけるクランプ装置であって、このクランプ装置は、回転運動する前記面板に設けられ、前記工具スライダを前記面板に対して任意の位置でクランプ可能なクランプ機構と、前記主軸支持体又はこの主軸支持体を固定している基体に設けられ、前記クランプ機構をクランプ状態及びアンクランプ状態のいずれかの状態に切換え可能に操作する工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置とを備え、前記クランプ機構は、前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えている。
【００１０】
前記動作伝達手段は、前記クランプロッドに取付けられてこのクランプロッドの中心軸線方向に傾斜する傾斜面が形成された傾斜部材と、一方の端面が前記傾斜部材の前記傾斜面に摺接し、他方の端面が前記クランプ部材の一端部に当接して前記クランプ部材を移動させる前記移動部材とを備えているのが好ましい。
【００１１】
前記工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置は、前記面板の方向に向けて前記主軸支持体又は前記基体に取付けられたクランプ用シリンダ装置及びアンクランプ用シリンダ装置を備え、前記クランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを一方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をクランプ状態にし、前記アンクランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを他方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をアンクランプ状態にするのが好ましい。
【００１２】
また、前記クランプ用シリンダ装置と前記アンクランプ用シリンダ装置は互いに平行に取付けられ、前記面板をクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記クランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をクランプ状態にし、前記面板を前記クランプ用所定位置より１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記アンクランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をアンクランプ状態にするのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態の一例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、本発明に係る工具スライダのクランプ装置を有するフェーシングマシンのフェーシング装置の概略構成図で一部を断面で示している。図２は前記フェーシング装置の一部を示す正面図、図３は図２のIII−III線側面図である。
図４は前記フェーシング装置の部分拡大正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線拡大断面図、図６は図４のVI−VI線断面図、図７は前記工具スライダに設けられたツールクランプ・アンクランプ機構を示す断面図である。
【００１４】
本実施形態のフェーシングマシンは、横形のマシニングセンタ等とほぼ同じ構成になっている。即ち、ベッド上にはコラムが移動可能に立設され、コラムには主軸頭が移動可能に取付けられ、ベッド上には工作物を載置するためのテーブルが移動可能に設けられている。
なお、この構成に限定されることはなく、主軸を回転自在に支持する主軸頭が、工作物を載置したテーブルに対して相対的に三軸方向に移動可能なフェーシングマシンであればよい。
【００１５】
図１乃至図３に示すように、フェーシングマシン１の主軸２にはフェーシング装置３が取付けられている。主軸２は、主軸頭の基体をなす主軸支持体８など非回転部に回転自在に支持されて、メインモータ（図示せず）により回転駆動される。
フェーシング装置３においては、工具４が装着される工具スライダ５が、主軸２に取付けられたほぼ円形状の面板６に、面板６の直径方向（本実施形態ではＵ軸方向と記載しており、図２における矢印Ｂ方向である）に往復移動可能に設けられている。
【００１６】
工具スライダ５に工具４が装着された状態で、工具スライダ５がＵ軸方向に移動するとともに、主軸２が主軸支持体８内で回転して、フェーシング装置３によるフェーシング加工等が行われる。
なお、工具スライダ５に装着された工具４の方向（例えば、図１の上方）を前方として説明する。
【００１７】
フェーシング装置３において、工具スライダ５の前端部には、工具４を装着するための工具装着部５ａが設けられている。
工具装着部５ａの後部には、工具４の工具ホルダ（ツールシャンク）を工具装着部５ａに装着してクランプ・アンクランプするためのツールクランプ・アンクランプ機構９が配設されている。
【００１８】
図７に示すように、工具装着部５ａの後部に配設されたツール装着用の流体圧シリンダ装置１０と、付勢部材である複数の皿ばね１１（又は、コイルばね等）とにより、工具４の工具ホルダが工具装着部５ａに着脱自在に装着される。
工具装着部５ａの後方に位置して工具装着部５ａに連通する小径部１２と、小径部１２より後方に位置して流体圧シリンダ装置１０の圧力室１５を構成するための大径部１３とが、工具スライダ５内に形成されている。
大径部１３には、流体圧シリンダ装置１０のピストン１４が中心軸線Ｃ１ 方向に進退移動自在に嵌合しており、ピストン１４の後側は、圧油，圧縮空気など圧力流体が供給される圧力室１５になっている。
【００１９】
ピストン１４の中心部には、工具４の工具ホルダをコレット１６と係合させるための係合軸１７が、前方に向けて一体的に取付けられている。ピストン１４は、複数の皿ばね１１の強い付勢力により常時後方に付勢されている。
皿ばね１１の付勢力でピストン１４が後方に付勢されて、係合軸１７がコレット１６を介して工具４のプルスタッド１８を後方に引っ張ることにより、工具ホルダが工具装着部５ａにクランプされるようになっている。
【００２０】
ツールクランプ・アンクランプ機構９は、流体圧シリンダ装置１０等によりクランプ・アンクランプ動作をする。
アンクランプ動作の場合には、流体圧シリンダ装置１０の圧力室１５に圧力流体を供給する。すると、皿ばね１１により後方に付勢されているピストン１４は、皿ばね１１の付勢力に抗して前方に移動する。
ピストン１４と一体的な係合軸１７が、皿ばね１１の付勢力に抗して中心軸線Ｃ１ 方向に前進移動するので、ツールクランプ・アンクランプ機構９がアンクランプ状態になる。
【００２１】
一方、クランプ動作の場合には、圧力室１５から圧力流体を排出する。すると、ピストン１４は皿ばね１１の付勢力により後方に強く押されるので、係合軸１７もピストン１４と一体的に後方に移動する。その結果、ツールクランプ・アンクランプ機構９がクランプ状態になる。
このようなツールクランプ・アンクランプ機構９は公知なものであり、これ以上詳しくは説明しない。なお、コレット式引っ張り機構方式のツールクランプ・アンクランプ機構９で説明を行っているが、ボール式引っ張り機構方式のもの等であってもよい。
したがって、上述のクランプ・アンクランプ動作が可能なフェーシングマシン１は、図示しない自動工具交換装置によって自動工具交換動作を行うことができる。
【００２２】
図１乃至図３において、主軸２の内部には、工具スライダ５をＵ軸方向に往復移動させるための送り軸が配設されている。送り軸は、主軸２に対して相対的に回動自在に挿通され、且つ、主軸軸線方向には移動しないようにその動作が規制されており、サーボモータにより回転駆動される。
送り軸は、工具スライダ５を移動させない時には主軸２と一体的に回転するが、工具スライダ５をＵ軸方向に移動させる時には、主軸２に対して相対的に正逆方向に回転する。
【００２３】
主軸２の前方端部に固定された面板６の反主軸側の面（即ち、前面）には、工具スライダ５を移動自在に案内保持するための案内部２０が、図２における上下方向に形成されている。
面板６の案内部２０には、後側の摺動面２２ｂと、この摺動面２２ｂの両端から直角に前方に向けて形成された両側の摺動面２２ａ，２２ｃが形成されており、面板６の前面側には、押え板２０ａ，２０ｂがボルトで固定されている。
工具スライダ５は、図２における上下方向に所定長さ延びている摺動部２１ａ，２１ｂを有している。この摺動部２１ａ，２１ｂが、面板６の案内部２０と押え板２０ａ，２０ｂに摺動可能に嵌合しているので、工具スライダ５は、図２における矢印Ｂ方向（Ｕ軸方向）に自在に往復移動する。
【００２４】
面板６の前面の中央部には、送り軸に直交して図２における上下方向を向いているねじ軸２４が取付けられている。ねじ軸２４は、案内部２０の内方に配設されて面板６に回転自在に軸支されている。
送り軸とねじ軸２４は、かさ歯車機構により連結されている。送り軸が、サーボモータにより主軸２に対して相対的に正逆方向に回転駆動されると、その回転力は、かさ歯車機構を介してねじ軸２４に伝達されて、ねじ軸２４が正逆方向に回転する。
ねじ軸２４に形成された雄ねじが、工具スライダ５に取付けられたナット２４ａ（図２，図５参照）に螺合しているので、ねじ軸２４が回転運動すると、工具スライダ５はナット２４ａを介して、図２における上下方向即ちＵ軸方向に直線運動する。
【００２５】
工具スライダ５のＵ軸方向への移動に伴うフェーシング装置３全体のバランスをとるために、バランスウエイト２３が案内部２５（図２，図５参照）に往復移動自在に嵌合している。符号２３ａは面板６に固定された押え板である。
バランスウエイト２３は工具スライダ５に対向配置されており、工具スライダ５及びバランスウエイト２３にそれぞれ取付けられたラック９１，９３が、面板６に回転自在に取付けられた中間歯車９２に噛み合っている。
【００２６】
したがって、ねじ軸２４が回転して、工具スライダ５が移動すると、ラック９１，中間歯車９２，ラック９３を介して、バランスウエイト２３が逆方向に同期して移動することになる。これにより、フェーシング装置３の全体の回転バランスが良好に保たれているので好ましいが、図１のようにバランスウエイト２３は必ずしもなくてもよい。
面板６と工具スライダ５との摺動部，及び面板６とバランスウエイト２３との摺動部には、図示しない潤滑装置より潤滑油がそれぞれ供給されて、工具スライダ５とバランスウエイト２３がスムーズに移動できるようになっている。
【００２７】
フェーシングマシン１は、工具スライダ５を面板６に対して任意の位置でクランプ可能にするためのクランプ装置３０を備えている。
クランプ装置３０は、回転運動するフェーシング装置３の面板６に設けられ工具スライダ５を面板６に対して任意の位置でクランプ可能なクランプ機構３１と、主軸２を回転自在に支持する非回転部である主軸支持体８（又は、主軸支持体８を固定している基体など）に設けられた工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置（以下、駆動装置と記載）３２とを備えている。
駆動装置３２は、クランプ機構３１をクランプ状態及びアンクランプ状態のいずれかの状態に切換え可能なように、面板６の近傍に配設されている。
【００２８】
クランプ機構３１のクランプロッド３６ａ，クランプロッド３６ｂ（図２，図６参照）が、面板６に設けられている。クランプロッド３６ａ，３６ｂは、面板６の内部に中心軸線Ｄ方向に形成された断面円形の貫通孔５０内に、中心軸線Ｄ方向に往復移動自在に嵌合している。
駆動装置３２の進退移動により操作されるクランプロッド３６ａ，３６ｂは、工具スライダ５の移動方向と平行な方向に往復移動可能になっており、一方の端部３３と他方の端部３４が、同時に又は交互に面板６からそれぞれ突出可能になっている。
クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄは、面板６の案内部２０の中心線Ｃと平行で、且つ所定距離Ｅだけ離れている。
【００２９】
クランプ機構３１は動作伝達手段３８を備えている。動作伝達手段３８は、駆動装置３２がクランプロッド３６ａ，３６ｂの端部３３又は３４を操作してクランプロッド３６ａ，３６ｂをその中心軸線Ｄ方向に移動させると、このクランプロッド３６ａ，３６ｂの移動動作に連動して移動部材３７を工具スライダ５の移動方向と直交する方向に進退移動させる。
さらに、クランプ機構３１は、クランプ部材としてのクランプレバー３９を備えている。クランプレバー３９は、移動部材３７の進退移動動作に連動して、矢印Ｈに示す如く揺動するように面板６に移動自在に支持されている。
揺動したクランプレバー３９が、工具スライダ５の摺動部２１ｂを面板６の摺動面２２ｂに押し付けることにより、工具スライダ５がクランプされるようになっている。
【００３０】
工具スライダ５の摺動部２１ａ，２１ｂは、工具スライダ５の往復移動ストロークに渡って中心軸線Ｄと平行な方向に長く形成されている。
工具スライダ５がＵ軸方向のいずれの場所に移動しても、クランプレバー３９が配設されている位置では、面板６の摺動面２２ｂと、工具スライダ５の摺動部２１ｂとが常に接触しているように、摺動部２１ａ，２１ｂと摺動面２２ａ，２２ｂ，２２ｃの長さ寸法が定められている。
したがって、工具スライダ５がどの位置に移動していても、クランプレバー３９が摺動部２１ｂを摺動面２２ｂに押付けることができるので、工具スライダ５はクランプ装置３０により任意の位置でクランプされる。
【００３１】
図４乃至図６に示すように、動作伝達手段３８は、クランプロッド３６ａ，３６ｂに挟まれるように設けられてクランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄ方向に傾斜する傾斜面４０が形成された傾斜部材４１と、一方の端面４２が傾斜部材４１の傾斜面４０に摺接し、他方の端面４３がクランプレバー３９の一端部４４に当接してクランプレバー３９を移動させる移動部材３７とを備えている。移動部材３７は、矢印Ｊ方向及びこれと反対方向に往復移動自在になっている。
【００３２】
面板６の内部に形成された貫通孔５０の長手方向のほぼ中央部は、他の部分より直径が大きい横断面円形で且つ長手方向が所定寸法Ｆの大径孔部５１になっている。
横断面が円形状の傾斜部材４１は、クランプロッド３６ａ，３６ｂのほぼ中央部に固定されており、大径孔部５１内に往復移動自在に嵌合している。傾斜部材４１には、その外周面の一部が斜めに平面状に加工された傾斜面４０が形成されている。
傾斜部材４１の外周面には、中心軸線Ｄと平行な方向に長い所定寸法の凹部５２が形成されている。面板６に取付けられた回り止めのための係止片５３の先端部が、凹部５２内に相対移動自在に係合している。これにより、大径孔部５１内の傾斜部材４１は、回転方向に回転するのを規制されて往復移動する。
【００３３】
面板６及び押え板２０ａの内部には、大径孔部５１に連通する嵌合孔５４が形成されており、この嵌合孔５４には移動部材３７が移動自在に嵌合している。嵌合孔５４の中心軸線Ｇは、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄと直交し且つ面板６の前方側平面に直交した方向を向いている。
移動部材３７の側面には、中心軸線Ｇ方向に長い長円形の長孔５５が形成されている。押え板２０ａに取付けられた係止片５７の先端部が長孔５５内に相対移動自在に係合しているので、移動部材３７は、中心軸線Ｇ方向に所定のストロークで往復移動し且つ回転運動をしないように規制されている。
【００３４】
押え板２０ａの内部には、嵌合孔５４と連通するスペース５８が形成されている。スペース５８の内部には、クランプレバー３９が、矢印Ｈ（図１）に示すように、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄに直交する平面に沿ってのみ揺動可能なように嵌合している。
クランプレバー３９のほぼ中央部には、突起５９が一体的に突出形成されている。突起５９は、クランプレバー３９の揺動動作の際の支点になるように、押え板２０ａの蓋部材６０の内側の面に当接可能になっている。
【００３５】
クランプレバー３９の一端部４４は、移動部材３７の端面４３に接触する。クランプレバー３９は、突起５９を挟んで一端部４４の反対側に押圧部６１を備えている。押圧部６１は、工具スライダ５の摺動部２１ｂの一方の面６２を、当て板２１ｃを介して押し付け可能になっている。
クランプレバー３９が、突起５９を支点として一方向（例えば、図５の反時計回り方向）に揺動することにより、摺動部２１ｂが面板６の摺動面２２ｂに押し付けられる。
【００３６】
一方のクランプロッド３６ａには、他の部分より直径の小さい所定長さの小径部６８が一体的に形成されている。小径部６８には、面板６に取付けられたストローク動作規制用のピン６９が相対移動自在に係合している。
これにより、クランプロッド３６ａ，３６ｂのストローク動作が規制されるとともに、クランプロッド３６ａ，３６ｂが貫通孔５０から外方に抜け出ないようにしている。
【００３７】
図２乃至図４に示すように、駆動装置３２は、主軸支持体８に固定された駆動装置ベース３２ａと、面板６の方向に向けて非回転部即ち主軸支持体８（又は、主軸支持体８を固定している基体）に互いに平行に駆動装置ベース３２ａに取付けられたクランプ用シリンダ装置８０及びアンクランプ用シリンダ装置８１と、互いに平行なクランプ用押圧部材８２及びアンクランプ用押圧部材８３とを備えている。
主軸支持体８に取付けられたカバー部材３２ｂは、クランプ用シリンダ装置８０，アンクランプ用シリンダ装置８１，クランプ用押圧部材８２及びアンクランプ用押圧部材８３をカバーしている。
クランプ用押圧部材８２は、連結部材８４を介してクランプ用シリンダ装置８０に連結され、アンクランプ用押圧部材８３は、連結部材８５を介してアンクランプ用シリンダ装置８１に連結されている。
【００３８】
両方の押圧部材８２，８３は、両方のシリンダ装置８０，８１に各々駆動されてそれぞれ進退移動することにより、面板６から突出しているクランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３及び他方の端部３４をそれぞれ押して、クランプロッド３６ａ，３６ｂを中心軸線Ｄ方向に移動させる。
面板６がクランプ用所定位置に位置決めされている時には、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが、クランプ用押圧部材８２の中心軸線Ｈ１ と一致する。
一方、面板６をクランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めした時は、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが、アンクランプ用押圧部材８３の中心軸線Ｈ２ と一致するようになっている。
【００３９】
クランプ状態にするには、クランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３がクランプ用押圧部材８２に対向するように、面板６をクランプ用所定位置（例えば、面板０度位置決め位置（正立位置））に位置決めする。
次いで、クランプ用シリンダ装置８０に駆動されて、連結部材８４を介してクランプ用押圧部材８２がクランプロッド３６ａ，３６ｂの突出状態の一方の端部３３を強制的に押して一方の方向に押圧移動させると、クランプ機構３１がクランプ状態になる。
【００４０】
クランプ状態からアンクランプ状態に変更するには、クランプロッド３６ａ，３６ｂの他方の端部３４がアンクランプ用押圧部材８３に対向するように、面板６をクランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置（例えば、面板１８０度位置決め位置（倒立位置））に位置決めする。
次いで、アンクランプ用シリンダ装置８１に駆動されて、連結部材８５を介してアンクランプ用押圧部材８３がクランプロッド３６ａ，３６ｂの突出状態の他方の端部３４を強制的に押して他方の方向に押圧移動させると、クランプ機構３１がクランプ状態からアンクランプ状態になる。
【００４１】
次に、本発明に係るフェーシングマシン１のフェーシング装置３におけるクランプ装置３０の動作を図１乃至図６により説明する。
例えば、ボーリング加工やミーリング加工等を行うなど、工具スライダ５をＵ軸方向に動かさないで切削加工する場合には、工具スライダ５をクランプ装置３０によりクランプする必要がある。
【００４２】
当初、クランプ装置３０がアンクランプ状態になっている時には、加工開始前に、アンクランプ状態をクランプ状態に変更する操作を行う。先ず最初に、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが図２の左側に位置するように、面板６を回してクランプ用所定位置に位置決めする。
このクランプ用所定位置では、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄがクランプ用押圧部材８２と一致するので、クランプロッド３６ａ，３６ｂの一方の端部３３がクランプ用押圧部材８２に対向する。
【００４３】
次いで、クランプ用シリンダ装置８０を駆動して、クランプ用押圧部材８２を前進させることにより、一方の端部３３を所定の押圧力Ｐ１ （図６）で強制的に押して、クランプロッド３６ａ，３６ｂを前進させる。
すると、傾斜部材４１の傾斜面４０が、移動部材３７の一方の端面４２に摺接しながら前進する。これにより、移動部材３７が、矢印Ｊ（図６）に示すようにクランプレバー３９側に移動する。
【００４４】
移動部材３７によりクランプレバー３９の一端部４４が押されると、クランプレバー３９は、移動部材３７の移動動作に連動して、突起５９を支点として図５の反時計回り方向に揺動する。
その結果、クランプレバー３９の押圧部６１が、当て板２１ｃを介して工具スライダ５の摺動部２１ｂを押し付ける。したがって、摺動部２１ｂが面板６の摺動面２２ｂに強く押圧されて大きな摩擦抵抗が生じるので、工具スライダ５は面板６に対してクランプされる。このクランプ力は、傾斜面４０と移動部材３７の一方の端面４２との間の摩擦力により保持される。
【００４５】
次いで、クランプ用シリンダ装置８０を逆方向に駆動して、クランプ用押圧部材８２を後退させる。
こうして、クランプ装置３０により工具スライダ５が面板６にクランプされた状態で主軸２を回転させれば、面板６及び工具スライダ５が一体的に回転する。そして、工具４と工作物を相対移動させて、工具４により工作物に対してボーリング加工などの切削加工を行う。
【００４６】
次に、工具スライダ５をＵ軸方向に移動させる場合、又は工具スライダ５を移動させながらフェーシング加工を行う場合には、工具スライダ５をクランプ状態からアンクランプ状態に変更する操作を行う必要がある。
この場合には、一旦、主軸２の回転を停止する。次いで、面板６を、クランプ用所定位置から１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めする。即ち、図２の右側にクランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄが来るように、面板６を１８０度回して位置決めする。
【００４７】
すると、クランプロッド３６ａ，３６ｂの中心軸線Ｄがアンクランプ用押圧部材８３と一致するので、クランプロッド３６ａ，３６ｂの他方の端部３４が、アンクランプ用押圧部材８３に対向する。
この状態で、アンクランプ用シリンダ装置８１を駆動して、アンクランプ用押圧部材８３を前進させて、クランプロッド３６ａ，３６ｂを所定の押圧力Ｐ２ （図６）で強制的に押して所定のストロークだけ後退させる。
【００４８】
クランプロッド３６ａ，３６ｂと一緒に傾斜部材４１が後退すると、傾斜部材４１の移動動作に連動して、移動部材３７が矢印Ｊとは反対方向に移動する。クランプレバー３９は、移動部材３７の移動動作に連動して、突起５９を支点として図５の時計回り方向に揺動するので、押圧部６１による摺動部２１ｂへの押し付け動作は解除される。
その結果、クランプ装置３０はクランプ状態からアンクランプ状態になり、工具スライダ５の摺動部２１ｂは、面板６の摺動面２２ｂに対して摺動自在になる。
【００４９】
次いで、アンクランプ用シリンダ装置８１を逆方向に駆動して、アンクランプ用押圧部材８３を後退させる。
これら面板の位置決め指令，クランプ動作指令，アンクランプ動作指令は、ＮＣ装置の補助機能等（例えば、Ｍコード指令，Ｇコード指令等）で指令することができる。フェーシングマシン１がＮＣ装置により制御されていれば、一連のクランプ動作，アンクランプ動作をＮＣプログラム内で指令することができる。
なお、本実施形態ではクランプ部材としてクランプレバー３９を使用し、これを揺動させて工具スライダ５をクランプしているが、クランプ部材を傾斜により直動させて工具スライダ５をクランプしてもよい。
【００５０】
以上説明したように、工具スライダ５は、クランプ時にはクランプ機構３１と面板６との間に強い力で挟まれるので、面板６に対して大きな摩擦抵抗でクランプされる。
したがって、工具スライダ５をクランプ装置３０によりクランプして切削加工を行えば、工具スライダ５は、工具スライダ５の駆動系で支持されているのではなく、クランプ装置３０のクランプ力でクランプされて面板６と工具スライダ５とが一体化するため剛性が高められることになる。
これにより、フェーシング装置３が切削加工中に切削力によって振動することはなく、重切削加工が可能になる。
【００５１】
本発明では、回転運動するフェーシング装置３には最小限のクランプ機構３１のみが設けられ、クランプ機構３１を操作するための操作用駆動装置３２は非回転部側に設けられている。
したがって、フェーシング装置３にはクランプ用の駆動部分や操作機構等を設ける必要がないので、回転側のクランプ機構３１は軽量且つシンプルでコンパクトな構成になり、回転時のフェーシング装置３のバランスなどに悪影響を及ぼすことがない。
また、非回転部側にある駆動装置３２を操作することにより、工具スライダ５をクランプ状態又はアンクランプ状態に容易且つ安全に自在に切換えて切削加工することができる。
【００５２】
更に、工具スライダ５をクランプするクランプ装置３０と、工具４の工具ホルダを工具装着部５ａに装着してクランプするツールクランプ・アンクランプ機構９との共存ができるので、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とが共存できることになり、フェーシング装置３及びフェーシングマシン１の自動化，無人化が可能になる。
【００５３】
なお、本実施形態ではクランプ機構を一方の摺動部に設けているが、クランプ機構を両側の摺動部にそれぞれ設けてもよい。この場合には、両方の操作用駆動装置で同時に工具スライダクランプ・アンクランプ動作を行うことになる。
また、本実施形態では、工具スライダと面板の案内面等がすべり案内面を構成して、クランプ機構が工具スライダの摺動部を押圧して工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプしているが、工具スライダと面板の案内面等がころがり案内面であってもよい。この場合には、クランプ機構が、工具スライダの摺動部例えばころがり案内面近傍を押圧して、工具スライダを面板に対して任意の位置でクランプすればよい。
なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明は上述のように構成したので、工具スライダをクランプして切削加工する時に、工具スライダ駆動系の剛性を高めてその振動を防止できることになり重切削加工が可能になる。その結果、フェーシング装置の加工能力が向上する。
また、請求項２に係る本発明は上述のように構成したので、工具スライダクランプ・アンクランプ動作と自動工具交換動作とが共存でき、フェーシング装置の自動化，無人化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１乃至図７は本発明の実施形態の一例を示す図で、図１は、工具スライダのクランプ装置を有するフェーシングマシンのフェーシング装置の概略構成図である。
【図２】 前記フェーシング装置の一部を示す正面図である。
【図３】 図２のIII−III線側面図である。
【図４】 前記フェーシング装置の部分拡大正面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】 図４のVI−VI線断面図である。
【図７】 工具スライダに設けられたツールクランプ・アンクランプ機構を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 主軸
３ フェーシング装置
４ 工具
５ 工具スライダ
５ａ 工具装着部
６ 面板
８ 主軸支持体
２１ｂ 摺動部
３０ クランプ装置
３１ クランプ機構
３２ 工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置
３６ａ，３６ｂ クランプロッド
３７ 移動部材
３８ 動作伝達手段
３９ クランプレバー（クランプ部材）
４０ 傾斜面
４１ 傾斜部材
４２ 移動部材の一方の端面
４３ 移動部材の他方の端面
４４ クランプレバーの一端部
８０ クランプ用シリンダ装置
８１ アンクランプ用シリンダ装置
Ｄ クランプロッドの中心軸線
Claims (5)
- 主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、
この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダと、
前記面板に設けられ、前記工具スライダの摺動部を押圧して前記工具スライダを任意の位置にクランプするクランプ機構とを有し、
このクランプ機構は、
前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、
前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、
前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えたことを特徴とするフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置。 - 主軸支持体に回転自在に支持された主軸に取付けられた面板と、
この面板に対して前記主軸の径方向に移動自在に設けられ、且つ工具装着部に工具が装着される工具スライダとを有するフェーシング装置におけるクランプ装置であって、
このクランプ装置は、
回転運動する前記面板に設けられ、前記工具スライダを前記面板に対して任意の位置でクランプ可能なクランプ機構と、
前記主軸支持体又はこの主軸支持体を固定している基体に設けられ、前記クランプ機構をクランプ状態及びアンクランプ状態のいずれかの状態に切換え可能に操作する工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置とを備え、
前記クランプ機構は、
前記工具スライダの移動方向と平行な方向に往復移動可能に前記面板に設けられ、前記操作用駆動装置の進退移動により操作されるクランプロッドと、
前記操作用駆動装置が前記クランプロッドを操作して前記工具スライダの移動方向に進退移動させることにより、移動部材を前記工具スライダの移動方向と直交する方向に進退移動させる動作伝達手段と、
前記面板に移動自在に設けられ、前記移動部材の進退移動動作により前記工具スライダの摺動部を押圧してクランプするクランプ部材とを備えたことを特徴とするフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置。 - 前記動作伝達手段は、
前記クランプロッドに取付けられてこのクランプロッドの中心軸線方向に傾斜する傾斜面が形成された傾斜部材と、
一方の端面が前記傾斜部材の前記傾斜面に摺接し、他方の端面が前記クランプ部材の一端部に当接して前記クランプ部材を移動させる前記移動部材とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置。 - 前記工具スライダクランプ・アンクランプ操作用駆動装置は、
前記面板の方向に向けて前記主軸支持体又は前記基体に取付けられたクランプ用シリンダ装置及びアンクランプ用シリンダ装置を備え、
前記クランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを一方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をクランプ状態にし、
前記アンクランプ用シリンダ装置を操作して前記クランプロッドを他方の方向に押圧移動させたとき前記クランプ機構をアンクランプ状態にすることを特徴とする請求項２に記載のフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置。 - 前記クランプ用シリンダ装置と前記アンクランプ用シリンダ装置は互いに平行に取付けられ、
前記面板をクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記クランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をクランプ状態にし、
前記面板を前記クランプ用所定位置より１８０度回転したアンクランプ用所定位置に位置決めした時には、前記アンクランプ用シリンダ装置に操作されて前記クランプロッドを押圧して前記クランプ機構をアンクランプ状態にすることを特徴とする請求項４に記載のフェーシング装置における工具スライダのクランプ装置。
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