JP4699794B2 - 多軸ヘッド交換式工作機械 - Google Patents
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Description
第1本体部に対して第2本体部を相対移動させて、第1固定レールと第2固定レールとを相対移動させるときには、第2固定レールに懸架した多軸ヘッドが移動しないように懸架機構のローラを移動ロック機構でロックする。
図1は本発明に係る多軸ヘッド交換式工作機械の斜視図であり、多軸ヘッド交換式工作機械10は、X軸方向に第1固定レール11(アッパ第1固定レール11aとこのアッパ第1固定レール11aの下方に設けたロア第1レール11bとからなる。)と第2固定レール12(アッパ第2固定レール12aとこのアッパ第2固定レール12aの下方に設けたロア第2レール12bとからなる。)とに分割可能な環状レール13(アッパ環状レール13aとこのアッパ環状レール13aの下方に設けたロア環状レール13bとからなる。)に複数の多軸ヘッド(ギャングヘッドとも呼ばれる。)21〜26を移動自在に取付け、第1固定レール11と第2固定レール12とを連結した際には、環状レール13の上方中央に設けたインデックステーブル28を回転駆動源31により回転駆動することで多軸ヘッド21〜26を環状レール13に沿って移動させ、第1固定レール11と第2固定レール12とを分離した際には、第1固定レール11側に位置する、例えば、多軸ヘッド21,22を第1固定レール11及びこの第1固定レール11に連結した可動レール33(アッパ可動レール33aとこのアッパ可動レール33aの下方に設けたロア可動レール33bとからなる。詳細は後述する。)上で移動させ、これらの多軸ヘッド21,22のうちの1台、例えば、多軸ヘッド21を加工ユニット35に連結し、この加工ユニット35に設けた駆動源(不図示)の動力で多軸ヘッド21に備える複数の回転工具(説明の都合上、回転工具の一部に符号36〜38を記す。)を駆動し、図示せぬ治具台に載せたワークを加工するものである。
第1本体部65は、前述の第1固定レール11と、内部に加工ユニット35を収納するとともに上部にインデックス機構62を設けたかまくら形のハウジング68と、回転駆動源71を支持する駆動源支持部72とを備え、基台41に固定した部分である。
係止機構76は、多軸ヘッド21,22のそれぞれの被係止片81を係止する係止部材78,79を備える。
(a)において、移動ロック機構131は、ロックプレート134と、このロックプレート134を上下動させるために第2本体部66の枠体66aに取付けたシリンダ装置136と、ロックプレート134の上限位置と下限位置とを検出するために枠体66aにL字形ブラケット137を介して取付けた位置検出センサ141,142と、ロックプレート134の移動をガイドするガイドロッド(不図示)とからなる。
図9から分かる通り、第2カム溝167aは、第2カム部材167の外形と同様なほぼL字形状の溝である。
ロア可動レール33bは、円弧形状の部材であり、ロア第1固定レール11bの延長上に位置することでロア第1固定レール11bと共に円の一部を構成する。
カム部材156の第1カム溝156aは、支軸155から見て拡開部材157の他端向き、即ち遠心方向にストレートに設けた部分である。
拡開部材157及びリンクプレート166は、第1本体部65を構成する部材である。
図10は本発明に係る係止機構の作用を示す作用図である。
図6の状態から図10に示すように、カム駆動シリンダ装置113を作動させてロッド部材117を伸ばすと、係止カム部材92が軸部材91を中心にして時計回りに回転し、カム溝92a〜92dに挿入したピン94〜97がそれぞれカム溝92a〜92dの他端92fから一端92eに移動するため、ロッド部材101〜104はピン94〜97の移動に伴って軸部材91に近づくように移動し、ロッド部材101〜104に連結した係止部材106〜109が多軸ヘッド23〜26(図4参照)の被係止片81から外れる。
第1本体部65に第2本体部66を近接させて、第1固定レール11に第2固定レール12を連結した状態を示す。
第1本体部65に対して第2本体部66が中心線153の延びる方向であって第1本体部65から離れる方向に移動し始めると、リンクプレート166の第2軸部材164は、第2カム部材167の中心線153と平行なストレート溝部167b内を移動する。従って、リンクプレート166はスイングせず、拡開部材157もスイングせず、静止したままの状態である。
第1本体部65に対して第2本体部66が中心線153の延びる方向であって第1本体部65から離れる方向に移動し続け、リンクプレート166の第2軸部材164が、第2カム部材167のストレート溝部167bから屈曲溝部167c内へ移動すると、第2軸部材164は中心線153側に近づくから、スイングプレート166は、矢印Aで示すように、ブラケット部材158の支軸161を中心にして時計回りにスイングし、スイングプレート166の第1軸部材163の移動に伴って、拡開部材157が、矢印Bで示すように、支軸155を中心にして反時計回りにスイングする。
図14(a),(b)は本発明に係る多軸ヘッド交換式工作機械の作用を示す第1作用図である。
(a)において、第1固定レール11と第2固定レール12とを連結した状態で、インデックス機構62により、例えば、多軸ヘッド21〜26(位置の把握を容易にするためにそれぞれの多軸ヘッド21〜26に1〜6の番号を付けた。)のうちの多軸ヘッド21を中心線153上に移動させ、この位置から加工ユニットとともに矢印Cの方向に前進させ、ワークWの加工を行う。ワークWの加工が終了したら、多軸ヘッド21を元の位置に後退させ、多軸ヘッド23〜26のうちの少なくとも1台を交換するためにインデックス機構62により多軸ヘッド21〜26を環状レール13上で、矢印Dで示すように、反時計回りに移動させる。このとき、インデックス機構62の係止部材78,79,106〜109で多軸ヘッド21〜26のそれぞれの被係止片81を係止した状態にある。
この状態で、第2固定レール12側に位置する多軸ヘッド23〜26が第2固定レール12上で移動しないように、多軸ヘッド23,24を一方の移動ロック機構131でロックし、多軸ヘッド25,26を他方の移動ロック機構131でロックする。なお、アーム部87については、説明に必要な部分のみ図示し、他は省略した(以下同じ)。
(a)において、係止機構76(図6参照)を作動させ、係止部材106〜109による多軸ヘッド23〜26の被係止片81の係止を解除する。なお、係止部材78,79と多軸ヘッド21,22の被係止片81とは係止した状態にある。
次に、矢印Eで示す向きに第2本体部66を第1本体部65に対して移動させる。
(a)において、係止機構76(図6参照)を作動させ、係止部材106〜109を突出させる。これは、係止部材106〜109を突出させないと、インターロック機構(異常動作防止機構)が作用するためにインデックス機構62が作動しない、即ち、インデックステーブル28が回転しないからであり、例えば、第1固定レール11と第2固定レール12とを連結した状態で、多軸ヘッド23〜26の被係止片81に係止部材106〜109が係止されないでインデックステーブル28が回転した場合に、インデックステーブル28と多軸ヘッド23〜26との位置関係が異なってしまうのを防止する。つまり、係止部材106〜109が突出するという条件で、インデックステーブル28が回転するように設定している。次に、インデックス機構62を作動させて、多軸ヘッド21,22を、矢印Fに示すように、反時計回りに回転させる。
多軸ヘッド22でワークWを加工中に、多軸ヘッド23〜26のうちの少なくとも1台を第2固定レール12から外して、別の多軸ヘッドに交換し、回転工具の段取り替えをする。
前述のようにすることによって、第1本体部65に残った多軸ヘッド21,22の間で加工を続けている間は、続いて第2本体部66の第2固定レール12上の別の多軸ヘッドを交換し、回転工具の段取り替えをすることができる。
移動ロック機構131によって、第2固定レール12が移動するときの多軸ヘッド23〜26の移動をロックして多軸ヘッド23〜26を所定位置に止めておくことができる。
移動ロック機構131により、懸架機構131のインナサイドローラ部材133をロックし、多軸ヘッド23〜26の移動を防止して、所定位置に止めておくことができる。
Claims (2)
- 本体部(61)と、
この本体部(61)を囲む環状レール(13)と、
この環状レール(13)に移動自在に取付けた複数の多軸ヘッド(21〜26)と、
これらの多軸ヘッド(21〜26)から選択した1台の多軸ヘッドに係合離間自在にするとともに前記多軸ヘッドに備える工具(36〜38)を駆動する加工ユニット(35)とを備え、
この加工ユニット(35)により前記工具(36〜38)を駆動してワーク(W)を加工する際に、加工に使用しない複数の前記多軸ヘッドを、前記加工ユニット(35)側から分離自在とした多軸ヘッド交換式工作機械(10)であって、
前記本体部(61)は、前記加工ユニット(35)を備える第1本体部(65)と、この第1本体部(65)に設けた駆動源(71)により前記第1本体部(65)に対して移動自在とした第2本体部(66)とからなり、
前記環状レール(13)は、前記第1本体部(65)に取付けた第1固定レール(11)と、前記第2本体部(66)に取付けた第2固定レール(12)とに分割自在とし、
前記複数の多軸ヘッド(21〜26)のそれぞれは、前記本体部(61)側に、前記環状レール(13)に沿って転がるローラ(133)を有するとともに前記環状レール(13)に懸架される懸架機構(130)を備え、
前記第1本体部(65)は、前記第2固定レール(12)に残った前記多軸ヘッドに係止する係止機構(76)を備え、
前記第2本体部(66)は、前記懸架機構(130)のローラ(133)の転がりを規制する移動ロック機構(131)を備え、
前記係止機構(76)で、前記第2固定レール(12)に残っている前記多軸ヘッドの係止を解除し、前記移動ロック機構(131)で、前記第2本体部(66)が前記第1本体部(65)に対して離間するときに、前記第2固定レール(12)に残っている前記多軸ヘッドの移動を禁止するように構成することを特徴とする多軸ヘッド交換式工作機械。 - 前記係止機構(76)は、前記第1本体部(65)に備えるハウジング(68)の中央に取付けた軸部材(91)と、この軸部材(91)に回転自在に取付けた多角形状の係止カム部材(92)と、この係止カム部材(92)の各頂点に接近するように円弧状に形成した複数のカム溝(92a〜92d)と、これらのカム溝(92a〜92d)内にそれぞれ設けたピン(94〜97)と、これらのピン(94〜97)に一端をそれぞれ連結するとともに前記ハウジング(68)に設ける案内溝(98a)に移動自在に挿入したロッド部材(101〜104)と、これらのロッド部材(101〜104)のそれぞれの他端に設けた鉤部(101a〜104a)と、これらの鉤部(101a〜104a)に一端をそれぞれ係合させるとともに前記複数の多軸ヘッド(21〜26)の被係止片(81)にそれぞれ係止する係止用切欠き(106b〜109b)を他端に有する係止部材(106〜109)と、前記ハウジング(68)に一端を揺動自在に取付け前記係止カム部材(92)に他端を取付けるとともに前記係止カム部材(92)を回転させるための駆動力を発生するカム駆動シリンダ装置(113)と、前記係止カム部材(92)の回転を規制するストッパ部材(114)とからなり、
前記移動ロック機構(131)は、前記第2本体部(66)に取付けたプレート移動シリンダ装置(136)と、このプレート移動シリンダ装置(136)のピストンロッド(145)の先端に取付けたロックプレート(134)と、このロックプレート(134)に設け前記懸架機構(130)のローラ(133)に係合する係合凹部(134a)とを備えることを特徴とする請求項1記載の多軸ヘッド交換式工作機械。
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