JP5446214B2

JP5446214B2 - Multi-axis machine tool

Info

Publication number: JP5446214B2
Application number: JP2008283908A
Authority: JP
Inventors: 篤久野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: JP2010110841A

Description

本発明は、ワークを複数の切削工具によって同時に加工する多軸工作機械に関する。 The present invention relates to a multi-axis machine tool that simultaneously processes a workpiece with a plurality of cutting tools.

従来より、ワークを複数の切削工具により同時に加工する工作機械があった（例えば、特許文献１参照）。これは、一般的に多軸工作機械と呼ばれるもので、複数の切削工具が互いに平行に取り付けられた多軸ヘッドを備え、複数の切削工具を同時に回転させてワークを切削加工するものであった。 Conventionally, there has been a machine tool that simultaneously processes a workpiece with a plurality of cutting tools (see, for example, Patent Document 1). This is generally called a multi-axis machine tool, which has a multi-axis head in which a plurality of cutting tools are mounted in parallel to each other, and cuts a workpiece by simultaneously rotating a plurality of cutting tools. .

上述した従来技術による多軸工作機械においては、ワークを複数の切削工具により同時に切削加工することができるため、加工時間を短縮して生産性を向上させることができる。また、加工にともなう各々の切削工具の摩耗等のダメージも低減でき、切削工具の寿命を長期化することができる。
さらに、ワークに対して複数の切削工具を当接させることにより、ワークに発生する偏荷重を低減し、ワークのかたぎ、ずれ等を減少させて加工精度を向上させることも可能となる。 In the multi-axis machine tool according to the conventional technique described above, the workpiece can be simultaneously cut by a plurality of cutting tools, so that the machining time can be shortened and the productivity can be improved. In addition, damage such as wear of each cutting tool accompanying processing can be reduced, and the life of the cutting tool can be extended.
Furthermore, by bringing a plurality of cutting tools into contact with the workpiece, it is possible to reduce the unbalanced load generated on the workpiece and to reduce the keying and displacement of the workpiece, thereby improving the machining accuracy.

一方、ワークを同時に加工する複数の切削工具の、軸間距離を変化させることが可能な工作機械に関する従来技術もあった（例えば、特許文献２参照）。これは、電動モーターにギヤ機構を介して長尺状のネジ部材を接続し、ネジ部材上に互いにピッチが等しく向きが反対の一対の雄ネジが形成されている。各々の雄ネジには、それぞれバイトが取り付けられた一対のスライド部材が螺合しており、スライド部材はネジ部材に対して移動可能に係合している。 On the other hand, there has also been a conventional technique related to a machine tool capable of changing the distance between axes of a plurality of cutting tools that simultaneously process a workpiece (see, for example, Patent Document 2). In this case, a long screw member is connected to an electric motor via a gear mechanism, and a pair of male screws having the same pitch and opposite directions are formed on the screw member. Each male screw is screwed with a pair of slide members each having a bite attached thereto, and the slide members are movably engaged with the screw members.

これにより、電動モーターを作動させると、ネジ部材の回転によって双方のスライド部材がネジ部材上を互いに反対方向に移動して、バイト間の距離を増減させることができる。したがって、ワークに施す加工寸法を変化させることができるとともに、一対のバイトにより短時間で切削加工を行うことができる。
特開平１０−１１８８７２号公報特開昭５６−８２１４８号公報 Accordingly, when the electric motor is operated, both slide members move on the screw members in opposite directions by the rotation of the screw members, and the distance between the tools can be increased or decreased. Therefore, the machining dimension applied to the workpiece can be changed, and cutting can be performed in a short time with a pair of cutting tools.
JP-A-10-118872 JP-A-56-82148

しかしながら、上述した特許文献２に開示された従来技術においては、バイト間の距離を変化させることができるものの、各々のバイトに加わる切削抵抗により、スライド部材からネジ部材に対してモーメントが働き、ネジ部材のバックラッシュに起因するガタあるいはネジ部材の撓みにより、バイトの位置あるいは向きが不正確となる恐れがあった。バイトの位置あるいは向きが不正確になると、ワークの加工精度を低下させることは言うまでもない。
また、従来技術においては、バイト間の距離を変化させるために、バイトの移動方向に延びた長尺状のネジ部材を必要とし、工作機械の大型化を招いている。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 2 described above, although the distance between the cutting tools can be changed, a moment acts on the screw member from the slide member due to the cutting resistance applied to each cutting tool. There is a risk that the position or orientation of the cutting tool may be inaccurate due to backlash due to backlash of the member or bending of the screw member. Needless to say, when the position or orientation of the cutting tool becomes inaccurate, the machining accuracy of the workpiece is lowered.
Further, in the prior art, in order to change the distance between the cutting tools, a long screw member extending in the moving direction of the cutting tools is required, which increases the size of the machine tool.

さらに、上述した従来技術において、切削工具を回転工具にする場合には、バイトを移動させる駆動装置とは別系統のパワートレーンを必要とし、いっそう構成が複雑となり、工作機械が大型化することを余儀なくされる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成により複数の切削工具の軸間距離を変化させることができる多軸工作機械を提供することにある。 Furthermore, in the above-described prior art, when the cutting tool is a rotary tool, a power train of a system different from the driving device for moving the cutting tool is required, which further complicates the configuration and increases the size of the machine tool. Forced.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a multi-axis machine tool capable of changing the inter-axis distances of a plurality of cutting tools with a simple configuration.

上述した課題を解決するために、請求項１に係る多軸工作機械の発明の構成上の特徴は、
基体と、
それぞれ軸方向の先端に切削工具が取り付けられ、前記軸方向が互いに平行になるとともに、前記軸を中心とした半径方向に移動可能なように前記基体に対して取り付けられた複数の移動体と、
複数の前記移動体同士の間に配置されて、側部が各々の前記移動体の側面と係合するとともに、前記基体に対して前記軸方向に移動可能に取り付けられた内側押圧体と、
円環状に形成され、複数の前記移動体の半径方向外方に配置されて、内周面が各々の前記移動体の前記側面と係合するとともに、前記基体に対して前記軸方向に移動可能に取り付けられた外側押圧体と、
前記内側押圧体および前記外側押圧体を、前記基体に対して前記軸方向に移動させる押圧体位置決め手段と、
を備え、
前記移動体の前記側面と前記内側押圧体の前記側部は、互いの係合部において、前記軸方向に対し同方向に傾斜しているとともに、
前記移動体の前記側面と前記外側押圧体の前記内周面は、互いの係合部において、前記軸方向に対し同方向に傾斜しており、
前記押圧体位置決め手段が、前記内側押圧体および前記外側押圧体を前記基体に対して前記軸方向に移動させることにより、複数の前記切削工具の軸間距離を変化させ、前記内側押圧体および前記外側押圧体を前記基体に対して前記軸方向に固定することにより、各々の前記切削工具の半径方向の位置を固定することである。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural features of the invention of the multi-axis machine tool according to claim 1 are:
A substrate;
A cutting tool is attached to each tip in the axial direction, and a plurality of moving bodies attached to the base body so that the axial directions are parallel to each other and movable in a radial direction around the axis;
An inner pressing body that is disposed between the plurality of moving bodies, the side portions engage with the side surfaces of the respective moving bodies, and is attached to the base body so as to be movable in the axial direction;
Formed in an annular shape and arranged radially outward of the plurality of moving bodies, the inner peripheral surface engages with the side surface of each moving body and is movable in the axial direction with respect to the base body An outer pressing body attached to the
A pressing body positioning means for moving the inner pressing body and the outer pressing body in the axial direction with respect to the base;
With
The side surface of the movable body and the side portion of the inner pressing body are inclined in the same direction with respect to the axial direction at the mutual engaging portion ,
The side surface of the movable body and the inner peripheral surface of the outer pressing body are inclined in the same direction with respect to the axial direction at the mutual engaging portion ,
The pressing body positioning means changes the distance between the axes of the plurality of cutting tools by moving the inner pressing body and the outer pressing body in the axial direction with respect to the base. By fixing the outer pressing body in the axial direction with respect to the base body, the radial position of each cutting tool is fixed.

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の多軸工作機械において、
前記内側押圧体は前記側部が傾斜した円錐形状または円錐台形状を有しており、
各々の前記移動体は、前記内側押圧体と係合可能なように、前記側面が前記内側押圧体の前記側部と同方向に傾斜した円錐形状または円錐台形状を有しており、
前記外側押圧体は、前記移動体と係合可能なように、前記内周面が前記移動体の前記側面と同方向に傾斜しており、
前記内側押圧体および前記外側押圧体のうちの少なくともいずれかを前記軸中心に回転させる一つの回転用モーターを備え、
前記内側押圧体および前記外側押圧体のうちのいずれかが回転されることにより、前記移動体を介して前記切削工具が回転されることである。 The structural feature of the invention according to claim 2 is the multi-axis machine tool according to claim 1,
The inner pressing body has a cone shape or a truncated cone shape in which the side portion is inclined,
Each of the moving bodies has a conical shape or a truncated cone shape in which the side surface is inclined in the same direction as the side portion of the inner pressing body so as to be engageable with the inner pressing body.
The outer pressing body is inclined in the same direction as the side surface of the moving body so that the inner peripheral surface can be engaged with the moving body,
A rotation motor that rotates at least one of the inner pressing body and the outer pressing body about the axis;
When one of the inner pressing body and the outer pressing body is rotated, the cutting tool is rotated via the movable body.

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２の多軸工作機械において、
前記内側押圧体の回りには３個の前記移動体が設けられ、前記内側押圧体の前記側部上において、前記移動体は互いに等間隔に配置されていることである。 The structural feature of the invention according to claim 3 is the multi-axis machine tool according to claim 2,
Three moving bodies are provided around the inner pressing body, and the moving bodies are arranged at equal intervals on the side portion of the inner pressing body.

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または３の多軸工作機械において、
前記内側押圧体は前記回転用モーターの出力シャフトに接続されて回転可能とされ、
前記出力シャフトと前記内側押圧体との間には、前記内側押圧体を前記軸方向に押圧する付勢手段を備え、
前記押圧体位置決め手段は、
前記回転用モーターおよび前記外側押圧体にそれぞれ接続された、回転不能の一対のナット部材と、
該ナット部材とそれぞれ噛合したネジ部材を含み、該ネジ部材をそれぞれ回転させる一対の移動用モーターと、
前記移動用モーターの作動をＮＣ制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記移動用モーターを作動させて、各々の前記ネジ部材を個別に回動させることにより、各々の前記ナット部材が前記ネジ部材上を直進移動し、前記回転用モーターまたは前記外側押圧体を前記基体に対して前記軸方向に移動させることである。 The structural feature of the invention according to claim 4 is the multi-axis machine tool according to claim 2 or 3,
The inner pressing body is connected to an output shaft of the rotation motor and is rotatable.
Between the output shaft and the inner pressing body, provided with a biasing means for pressing the inner pressing body in the axial direction,
The pressing body positioning means is
A pair of non-rotatable nut members connected to the rotation motor and the outer pressing body, and
A pair of moving motors each including a screw member meshed with the nut member, each of which rotates the screw member;
Control means for NC controlling the operation of the moving motor;
With
The control means includes
By operating the moving motor and individually rotating the screw members, the nut members move straight on the screw members, and the rotating motor or the outer pressing body is moved to the base body. Is moved in the axial direction.

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２乃至４のいずれかの多軸工作機械において、
前記基体は、
互いに対向した一対のプレート部材と、
該プレートの縁部同士の間に架設され前記軸方向に延びたガイドバーと、
を備え、
前記ガイドバーには、直進部材が前記軸方向に移動可能に係合しており、
前記外側押圧体は、前記直進部材に回転可能に連結されており、
前記プレート部材には、
半径方向に延びるスリットが形成され、
該スリットには、スライド部材が半径方向に移動可能に係合し、
前記移動体は、前記スライド部材に回転可能に連結されていることである。 The structural feature of the invention according to claim 5 is the multi-axis machine tool according to any one of claims 2 to 4,
The substrate is
A pair of plate members facing each other;
A guide bar extending between the edges of the plate and extending in the axial direction;
With
A rectilinear member is engaged with the guide bar so as to be movable in the axial direction,
The outer pressing body is rotatably connected to the rectilinear member,
In the plate member,
A slit extending in the radial direction is formed,
A sliding member is engaged with the slit so as to be movable in the radial direction,
The moving body is rotatably connected to the slide member.

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項２乃至５のいずれかの多軸工作機械において、
前記内側押圧体は前記回転用モーターの出力シャフトに接続されて回転可能とされ、
前記押圧体位置決め手段は、
前記回転用モーターおよび前記外側押圧体にそれぞれ接続された、回転不能の一対のナット部材と、
該ナット部材とそれぞれ噛合したネジ部材を含み、該ネジ部材をそれぞれ回転させる一対の移動用モーターと、
前記移動用モーターの作動をＮＣ制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記移動用モーターを作動させて、各々の前記ネジ部材を個別に回動させることにより、各々の前記ナット部材が前記ネジ部材上を直進移動し、前記回転用モーターまたは前記外側押圧体を前記基体に対して前記軸方向に移動させるとともに、前記移動用モーターのいずれかを作動させて前記内側押圧体または前記外側押圧体を移動させ、所定の予圧荷重を発生させることである。 The structural feature of the invention according to claim 6 is the multi-axis machine tool according to any one of claims 2 to 5,
The inner pressing body is connected to an output shaft of the rotation motor and is rotatable.
The pressing body positioning means is
A pair of non-rotatable nut members connected to the rotation motor and the outer pressing body, and
A pair of moving motors each including a screw member meshed with the nut member, each of which rotates the screw member;
Control means for NC controlling the operation of the moving motor;
With
The control means includes
By operating the moving motor and individually rotating the screw members, the nut members move straight on the screw members, and the rotating motor or the outer pressing body is moved to the base body. And moving the inner pressing body or the outer pressing body by operating one of the moving motors to generate a predetermined preload.

請求項１に係る多軸工作機械によれば、移動体に対して傾斜面を介して係合した内側押圧体および外側押圧体を、基体に対して軸方向に移動させて複数の切削工具の軸間距離を変化させる構成にしたことにより、移動体を内側押圧体および外側押圧体により双方から強固に保持することができ、ワークの振れを抑え加工精度を向上させることができる。
また、簡単な構成により、複数の切削工具の軸間距離を変化させることができ、ワークの内周面および外周面といった複数の加工部位を、１種類の切削工具により加工することができる。 According to the multi-axis machine tool of the first aspect, the inner pressing body and the outer pressing body that are engaged with the moving body via the inclined surface are moved in the axial direction with respect to the base body. By adopting a configuration in which the inter-axis distance is changed, the moving body can be firmly held from both the inner pressing body and the outer pressing body, and the workpiece accuracy can be suppressed and the machining accuracy can be improved.
Further, with a simple configuration, the distance between the axes of the plurality of cutting tools can be changed, and a plurality of processing parts such as the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the workpiece can be processed with one type of cutting tool.

請求項２に係る多軸工作機械によれば、内側押圧体および外側押圧体のうちの少なくともいずれかを軸中心に回転させて、移動体を介して切削工具を回転させる構成にしたことにより、一つの回転用モーターにより複数の切削工具を容易に回転させることができ、エネルギー効率を向上させることができるとともに、設備全体の小型化が実現できる。 According to the multi-axis machine tool according to claim 2, by rotating at least one of the inner pressing body and the outer pressing body about the axis, and rotating the cutting tool through the moving body, A plurality of cutting tools can be easily rotated by a single rotating motor, energy efficiency can be improved, and downsizing of the entire facility can be realized.

請求項３に係る多軸工作機械によれば、内側押圧体の側部上において、３個の移動体が互いに等間隔に配置されている構成にしたことにより、ワークが３か所において切削工具に対して均等に当接するため、ワークに偏荷重が発生しにくく加工精度を向上させることができる。 According to the multi-axis machine tool of the third aspect, the three moving bodies are arranged at equal intervals on the side portion of the inner pressing body, so that the workpiece is cut at three places. Therefore, it is difficult to generate an uneven load on the workpiece, and the machining accuracy can be improved.

請求項４に係る多軸工作機械によれば、ＮＣ制御により内側押圧体および外側押圧体の位置を設定する構成にしたことにより、複数の切削工具の軸間距離を正確に設定することができ、加工精度をいっそう向上させることができる。尚、内側押圧体の位置は移動用モーターを作動させて、回転用モーターを介して移動させている。
また、回転用モーターの出力シャフトと内側押圧体との間に付勢手段を備えた構成にしたことにより、付勢手段により内側押圧体が軸方向に付勢され、内側押圧体の側部から移動体に対して所定の押圧荷重を与えるため、内側押圧体と移動体との間のガタを無くし、内側押圧体から移動体に対して十分な回転力を伝達することができる。 According to the multi-axis machine tool of the fourth aspect, by setting the positions of the inner pressing body and the outer pressing body by NC control, the inter-axis distances of the plurality of cutting tools can be set accurately. The processing accuracy can be further improved. Note that the position of the inner pressing body is moved via the rotation motor by operating the movement motor.
In addition, since the urging means is provided between the output shaft of the rotating motor and the inner pressing body, the inner pressing body is urged in the axial direction by the urging means, and the side of the inner pressing body is Since a predetermined pressing load is applied to the moving body, a backlash between the inner pressing body and the moving body can be eliminated, and a sufficient rotational force can be transmitted from the inner pressing body to the moving body.

請求項５に係る多軸工作機械によれば、一対のプレート部材に架設されたガイドバーに移動可能に係合した直進部材と、プレート部材に形成されたスリットに半径方向に移動可能に係合したスライド部材を備え、直進部材およびスライド部材に、外側押圧体および移動体がそれぞれ回転可能に連結された構成にしたことにより、簡単な構成により、移動体に取り付けられた複数の切削工具の軸間距離を変化させることができる。 According to the multi-axis machine tool of the fifth aspect, the linearly-moving member that is movably engaged with the guide bar provided on the pair of plate members and the slit that is formed on the plate member are movably engaged in the radial direction. And a plurality of cutting tool shafts attached to the movable body with a simple configuration by the structure in which the outer pressing body and the movable body are rotatably connected to the rectilinear member and the slide member, respectively. The distance can be changed.

請求項６に係る多軸工作機械によれば、移動用モーターのいずれかを作動させて、内側押圧体または外側押圧体を移動させることにより予圧荷重を発生させるため、予圧荷重を与えるために特別な付勢手段を設ける必要がない。 According to the multi-axis machine tool of the sixth aspect, the preload is generated by operating any of the moving motors to move the inner pressing body or the outer pressing body. There is no need to provide any urging means.

＜実施形態１＞
図１乃至図３に基づき、本発明の実施形態１による多軸工作機械１について説明する。尚、説明中において、図１および図２の左右方向を、多軸工作機械１および各構成部品の軸方向（本発明の軸方向に該当する）とし、図１および図２の左方を、多軸工作機械１の前方とする。 <Embodiment 1>
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 3, the multi-axis machine tool 1 by Embodiment 1 of this invention is demonstrated. In the description, the left-right direction of FIGS. 1 and 2 is defined as the axial direction of the multi-axis machine tool 1 and each component (corresponding to the axial direction of the present invention), and the left side of FIGS. The front of the multi-axis machine tool 1 is assumed.

多軸工作機械１は、基台２と、基台２上に設けられた主軸装置３、多軸ヘッド４、駆動部５、およびコントローラー６、モータードライバー７を備えている。主軸装置３は、主軸台３１に回転可能に取り付けられた主軸３２と、主軸３２と主軸台３１に内蔵された減速機構（図示せず）を介して接続された主軸モーター３３とを具備している。主軸３２はチャック機能を有しており、ワークＷを保持可能に形成されている。 The multi-axis machine tool 1 includes a base 2, a spindle device 3 provided on the base 2, a multi-axis head 4, a drive unit 5, a controller 6, and a motor driver 7. The spindle device 3 includes a spindle 32 that is rotatably attached to the spindle stock 31, and a spindle motor 33 that is connected to the spindle 32 via a speed reduction mechanism (not shown) built in the spindle stock 31. Yes. The main shaft 32 has a chuck function and is formed so as to hold the workpiece W.

基台２を形成する本体２１の端部には刃具台移動モーター２２が取り付けられ、刃具台移動モーター２２からは、先端に雄ネジが形成された出力軸２２１が突出している。出力軸２２１には刃具台ナット２３が螺合しており、出力軸２２１と刃具台ナット２３とによりボールネジが形成されている。 A tool base moving motor 22 is attached to the end of the main body 21 forming the base 2, and an output shaft 221 with a male screw formed at the tip protrudes from the tool base moving motor 22. A tool base nut 23 is screwed onto the output shaft 221, and a ball screw is formed by the output shaft 221 and the tool base nut 23.

本体２１上には、刃具台２４が軸方向（図１において左右方向）に移動可能に載置され、刃具台２４には刃具台ナット２３が連結されており、これにより刃具台ナット２３は回転不能に形成されている。刃具台２４上には、上述した多軸ヘッド４および駆動部５が取り付けられており、刃具台移動モーター２２を作動させて出力軸２２１を回転させると、刃具台ナット２３が刃具台２４とともに移動し、多軸ヘッド４および駆動部５が軸方向に移動する。 A tool base 24 is mounted on the main body 21 so as to be movable in the axial direction (left-right direction in FIG. 1), and a tool base nut 23 is connected to the tool base 24, whereby the tool base nut 23 rotates. It is formed impossible. The multi-axis head 4 and the drive unit 5 described above are mounted on the blade base 24. When the blade base movement motor 22 is operated to rotate the output shaft 221, the blade base nut 23 moves together with the blade base 24. Then, the multi-axis head 4 and the drive unit 5 move in the axial direction.

図２に示すように多軸ヘッド４は、刃具台２４上に固定されたフレーム４１（本発明の基体に該当する）、フレーム４１に軸方向に移動可能に取り付けられた内側テーパーコロ４２（本発明の内側押圧体に該当する）、内側テーパーコロ４２の外周面と係合した３個の刃具ホルダー４３（本発明の移動体に該当する）および刃具ホルダー４３の外周側に配置された外側テーパーコロ４４（本発明の外側押圧体に該当する）を備えている。 As shown in FIG. 2, the multi-axis head 4 includes a frame 41 (corresponding to the base body of the present invention) fixed on the blade base 24, and an inner taper roller 42 (this book) attached to the frame 41 so as to be movable in the axial direction. (Corresponding to the inner pressing body of the invention), three cutting tool holders 43 (corresponding to the moving body of the present invention) engaged with the outer peripheral surface of the inner taper roller 42, and the outer taper arranged on the outer peripheral side of the cutting tool holder 43. A roller 44 (corresponding to the outer pressing body of the present invention) is provided.

フレーム４１は、互いに対向した一対の円形プレート４１１ａ、４１１ｂ（本発明のプレート部材に該当する）と、円形プレート４１１ａ、４１１ｂの縁部同士の間に架け渡された３本の周縁ガイド４１２（本発明のガイドバーに該当する）とを有している。双方の円形プレート４１１ａ、４１１ｂは真円状に形成され、周縁ガイド４１２は円形プレート４１１ａ、４１１ｂの外周縁に、互いに均等の間隔になるように設けられている。 The frame 41 includes a pair of circular plates 411a and 411b (corresponding to the plate member of the present invention) facing each other, and three peripheral guides 412 (a book) spanned between the edges of the circular plates 411a and 411b. (Corresponding to the guide bar of the invention). Both the circular plates 411a and 411b are formed in a perfect circle shape, and the peripheral guide 412 is provided on the outer peripheral edge of the circular plates 411a and 411b so as to be equally spaced from each other.

各々の周縁ガイド４１２は軸方向に延びており、それぞれには外方保持部材４５（本発明の直進部材に該当する）が軸方向に移動可能に取り付けられている。外方保持部材４５は、周縁ガイド４１２に係合したシュー４５１と、シュー４５１を取り囲んでいる移動ハウジング４５２とにより形成されている。 Each peripheral guide 412 extends in the axial direction, and an outer holding member 45 (corresponding to a rectilinear member of the present invention) is attached to each of the peripheral guides 412 so as to be movable in the axial direction. The outer holding member 45 is formed by a shoe 451 engaged with the peripheral guide 412 and a moving housing 452 surrounding the shoe 451.

一方、図３に示すように、双方の円形プレート４１１ａ、４１１ｂには、その中心から半径方向（ラジアル方向）に延びるように、３個のスリット４１１ｃ（本発明のスリットに該当する）が形成されている。各々の円形プレート４１１ａ、４１１ｂに形成された各スリット４１１ｃは、円形プレート４１１ａ、４１１ｂ同士の間において対向するように、その円周上における位置が一致している。各スリット４１１ｃには、スライダコマ４６ａ、４６ｂ（本発明のスライド部材に該当する）がスリット４１１ｃに沿って半径方向に移動可能なように係合している。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the three circular plates 411a and 411b are formed with three slits 411c (corresponding to the slits of the present invention) so as to extend in the radial direction (radial direction) from the center. ing. Each slit 411c formed in each circular plate 411a, 411b has the same position on the circumference so as to face each other between the circular plates 411a, 411b. Slider pieces 46a and 46b (corresponding to the slide member of the present invention) are engaged with each slit 411c so as to be movable in the radial direction along the slit 411c.

上述した内側テーパーコロ４２は、側面（本発明の側部に該当する）が傾斜した円錐台形状をしたコロ部４２１と、コロ部４２１の大径側に連結された回転軸部４２２とにより形成されている。回転軸部４２２は、一側（後方）の円形プレート４１１ａの中心位置に、軸中心に回転可能、かつ、軸方向に移動可能に保持されている。 The inner tapered roller 42 described above is formed by a roller part 421 having a truncated cone shape whose side surface (corresponding to a side part of the present invention) is inclined, and a rotating shaft part 422 connected to the larger diameter side of the roller part 421. Has been. The rotation shaft portion 422 is held at the center position of the circular plate 411a on one side (rear side) so as to be rotatable about the shaft center and movable in the axial direction.

刃具ホルダー４３は、それぞれ側面（本発明の側面に該当する）が内側テーパーコロ４２の側面と係合可能なように、内側テーパーコロ４２の側面と同方向かつ等角度に傾斜した円錐台形状をしたコーン部４３１と、コーン部４３１の小径側から突出した支承部４３２と、コーン部４３１の大径側から突出したエンドミルカッター４３３（本発明の切削工具に該当する）とを備えている。 The blade holder 43 has a truncated cone shape that is inclined in the same direction and at the same angle as the side surface of the inner tapered roller 42 so that each side surface (corresponding to the side surface of the present invention) can be engaged with the side surface of the inner tapered roller 42. The cone part 431, the support part 432 projected from the small diameter side of the cone part 431, and the end mill cutter 433 (corresponding to the cutting tool of the present invention) projected from the large diameter side of the cone part 431 are provided.

それぞれの支承部４３２は、前述の一側（後方）の円形プレート４１１ａに取り付けられたスライダコマ４６ａに対し、ベアリング装置４７ａを介して軸中心に回転可能に支持されている。また、各々のエンドミルカッター４３３の外周には刃具ガイド４３４が装着され、刃具ガイド４３４は他側（前方）の円形プレート４１１ｂに取り付けられたスライダコマ４６ｂに対し、ベアリング装置４７ｂを介して軸中心に回転可能に支持されている。 Each support portion 432 is supported by a slider piece 46a attached to the circular plate 411a on the one side (rear side) described above so as to be rotatable about an axis via a bearing device 47a. A blade tool guide 434 is mounted on the outer periphery of each end mill cutter 433. The blade tool guide 434 is centered on the axis of the slider piece 46b attached to the circular plate 411b on the other side (front) via a bearing device 47b. It is rotatably supported.

これにより、３個の刃具ホルダー４３は、それぞれ側面の傾斜を内側テーパーコロ４２の側面の傾斜と一致させながら、内側テーパーコロ４２の回りに互いに等間隔に配置されている。刃具ホルダー４３は、その軸方向が互いに平行となるようにフレーム４１に取り付けられ、円形プレート４１１ａ、４１１ｂ上を半径方向に移動可能に形成されている。 As a result, the three blade holders 43 are arranged at equal intervals around the inner tapered roller 42 while the inclination of the side surface is matched with the inclination of the side surface of the inner tapered roller 42. The blade holder 43 is attached to the frame 41 so that the axial directions thereof are parallel to each other, and is formed so as to be movable in the radial direction on the circular plates 411a and 411b.

外側テーパーコロ４４は円環状に形成されており、内周面が刃具ホルダー４３の側面と係合可能なように、刃具ホルダー４３の側面と同方向かつ等角度に傾斜している。外側テーパーコロ４４は、内周面が刃具ホルダー４３の側面と係合するように、刃具ホルダー４３に対して半径方向外方に配置されており、外周部がベアリング装置４８を介して上述した外方保持部材４５に対し連結されている。これにより、外側テーパーコロ４４は、フレーム４１に対し回転可能、かつ、軸方向に移動可能に支持されている。 The outer tapered roller 44 is formed in an annular shape and is inclined in the same direction and at the same angle as the side surface of the blade holder 43 so that the inner peripheral surface can be engaged with the side surface of the blade holder 43. The outer tapered roller 44 is arranged radially outward with respect to the blade holder 43 so that the inner peripheral surface engages with the side surface of the blade holder 43, and the outer peripheral portion is arranged on the outer side via the bearing device 48. It is connected to the side holding member 45. Thus, the outer tapered roller 44 is supported so as to be rotatable with respect to the frame 41 and movable in the axial direction.

図１に戻り、駆動部５は外側コロ移動用モーター５１、内側コロ移動用モーター５２（ともに本発明の押圧体位置決め手段および移動用モーターに該当する）および内側コロ回転用モーター５３（本発明の回転用モーターに該当する）を備えている。外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２は、それぞれモーターステー２５、２６により刃具台２４上に支持されている。 Returning to FIG. 1, the drive unit 5 includes an outer roller moving motor 51, an inner roller moving motor 52 (both corresponding to the pressing body positioning means and the moving motor of the present invention) and an inner roller rotating motor 53 (of the present invention). Corresponds to the motor for rotation). The outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 are supported on the blade base 24 by motor stays 25 and 26, respectively.

外側コロ移動用モーター５１からは出力シャフト５１１（本発明のネジ部材に該当する）が突出しており、出力シャフト５１１上には雄ネジが形成されている。出力シャフト５１１の雄ネジには、移動用ナット５１２（本発明のナット部材に該当する）が螺合しており、出力シャフト５１１と移動用ナット５１２によりボールネジが形成されている。 An output shaft 511 (corresponding to the screw member of the present invention) protrudes from the outer roller moving motor 51, and a male screw is formed on the output shaft 511. A moving nut 512 (corresponding to a nut member of the present invention) is screwed into the male screw of the output shaft 511, and a ball screw is formed by the output shaft 511 and the moving nut 512.

上述した多軸ヘッド４の各々の外方保持部材４５の後面には、軸方向に延びた複数の第１連結竿５４が接続されている。第１連結竿５４は、外方保持部材４５の円周上に均等に連結されている。各第１連結竿５４は、軸方向に対して垂直方向に延びた移動部材５５により互いに連結されており、移動部材５５には、前述した移動用ナット５１２が回転不能に固着されている。 A plurality of first connecting rods 54 extending in the axial direction are connected to the rear surface of each outer holding member 45 of the multi-axis head 4 described above. The first connecting rods 54 are evenly connected on the circumference of the outer holding member 45. The first connecting rods 54 are connected to each other by a moving member 55 extending in a direction perpendicular to the axial direction, and the moving nut 512 is fixed to the moving member 55 so as not to rotate.

これにより、外側コロ移動用モーター５１を回転させると、出力シャフト５１１上を移動用ナット５１２が移動し、移動部材５５および第１連結竿５４を介して、外方保持部材４５を軸方向に移動させる。外方保持部材４５の移動により、ベアリング装置４８を介して外側テーパーコロ４４が軸方向に移動する。 Accordingly, when the outer roller moving motor 51 is rotated, the moving nut 512 is moved on the output shaft 511, and the outer holding member 45 is moved in the axial direction via the moving member 55 and the first connecting rod 54. Let Due to the movement of the outer holding member 45, the outer tapered roller 44 moves in the axial direction via the bearing device 48.

内側コロ回転用モーター５３のアウトプットシャフト５３１（本発明の出力シャフトに該当する）には、予圧印加装置５６（本発明の付勢手段に該当する）を介して、内側テーパーコロ４２の回転軸部４２２が接続されている。また、アウトプットシャフト５３１には、後述する第２連結竿５７と接続される軸受部材５３２が取り付けられている。軸受部材５３２は、アウトプットシャフト５３１に対して回転可能かつ、軸方向に移動不能に取り付けられている。 The output shaft 531 (corresponding to the output shaft of the present invention) of the inner roller rotating motor 53 is connected to the rotating shaft portion of the inner tapered roller 42 via a preload applying device 56 (corresponding to the biasing means of the present invention). 422 is connected. Further, a bearing member 532 connected to a second connecting rod 57 described later is attached to the output shaft 531. The bearing member 532 is attached to be rotatable with respect to the output shaft 531 and immovable in the axial direction.

予圧印加装置５６は、ハウジング５６１内に弾性スプリング５６２を収め、ハウジング５６１の内周端と、回転軸部４２２に取り付けられた端面ピストン５６３とにより、常に弾性スプリング５６２を所定量だけ圧縮し、所定の予圧荷重を発生させている。弾性スプリング５６２に発生した予圧荷重は、常時、内側テーパーコロ４２を軸方向前向きに押圧している。尚、弾性スプリング５６２による予圧荷重は、切削抵抗に起因して、内側テーパーコロ４２に対して働く後方への戻し荷重よりも大きく設定している。 The preload application device 56 accommodates an elastic spring 562 in a housing 561, and always compresses the elastic spring 562 by a predetermined amount by an inner peripheral end of the housing 561 and an end surface piston 563 attached to the rotary shaft portion 422. The preload load is generated. The preload generated in the elastic spring 562 always presses the inner tapered roller 42 forward in the axial direction. Note that the preload load by the elastic spring 562 is set to be larger than the backward return load acting on the inner tapered roller 42 due to the cutting resistance.

内側コロ回転用モーター５３の作動により、予圧印加装置５６はアウトプットシャフト５３１とともに回転して、回転軸部４２２に内側コロ回転用モーター５３の駆動力を伝達し、内側テーパーコロ４２を回転させる。内側テーパーコロ４２の回転は、後述するように、内側テーパーコロ４２と外側テーパーコロ４４との間で挟圧された刃具ホルダー４３を回転させ、最終的に各々のエンドミルカッター４３３を回転させることができる。 Due to the operation of the inner roller rotating motor 53, the preload applying device 56 rotates together with the output shaft 531, transmits the driving force of the inner roller rotating motor 53 to the rotating shaft portion 422, and rotates the inner tapered roller 42. As will be described later, the inner tapered roller 42 is rotated by rotating the blade holder 43 sandwiched between the inner tapered roller 42 and the outer tapered roller 44 and finally rotating each end mill cutter 433. it can.

この時、多軸ヘッド４および駆動部５の各構成部品に寸法のばらつきが存在しても、予圧印加装置５６の予圧荷重により、常に内側テーパーコロ４２に対して、図１において軸方向前向きの荷重を加えることができ、内側テーパーコロ４２と刃具ホルダー４３との接触面に所定の面圧を発生させることができるため、内側コロ回転用モーター５３の駆動力を、エンドミルカッター４３３に対し確実に伝達することが可能となる。 At this time, even if there are dimensional variations in the components of the multi-axis head 4 and the drive unit 5, the inner taper roller 42 is always directed forward in the axial direction in FIG. Since a load can be applied and a predetermined surface pressure can be generated on the contact surface between the inner tapered roller 42 and the blade holder 43, the driving force of the inner roller rotating motor 53 is reliably applied to the end mill cutter 433. It is possible to communicate.

内側コロ移動用モーター５２からは、外側コロ移動用モーター５１と同様に出力シャフト５２１（本発明のネジ部材に該当する）が突出しており、出力シャフト５２１上には雄ネジが形成されている。出力シャフト５２１の雄ネジには、移動用ナット５２２（本発明のナット部材に該当する）が螺合しており、出力シャフト５２１と移動用ナット５２２によりボールネジが形成されている。移動用ナット５２２は第２連結竿５７に対し回転不能に取り付けられ、第２連結竿５７には、内側コロ回転用モーター５３および軸受部材５３２が固着されている。 An output shaft 521 (corresponding to the screw member of the present invention) protrudes from the inner roller moving motor 52 in the same manner as the outer roller moving motor 51, and a male screw is formed on the output shaft 521. A moving nut 522 (corresponding to a nut member of the present invention) is screwed onto the male screw of the output shaft 521, and a ball screw is formed by the output shaft 521 and the moving nut 522. The moving nut 522 is non-rotatably attached to the second connecting rod 57, and the inner roller rotating motor 53 and the bearing member 532 are fixed to the second connecting rod 57.

これにより、内側コロ移動用モーター５２を回転させると、出力シャフト５２１上を移動用ナット５２２が移動し、第２連結竿５７および軸受部材５３２を介して、内側コロ回転用モーター５３を軸方向に移動させる。内側コロ回転用モーター５３の移動により、予圧印加装置５６を介して、内側テーパーコロ４２を軸方向に移動させる。 Accordingly, when the inner roller moving motor 52 is rotated, the moving nut 522 moves on the output shaft 521, and the inner roller rotating motor 53 is moved in the axial direction via the second connecting rod 57 and the bearing member 532. Move. The inner tapered roller 42 is moved in the axial direction via the preload applying device 56 by the movement of the inner roller rotating motor 53.

上述したように、外側コロ移動用モーター５１を作動させて、外側テーパーコロ４４を軸方向前向きに移動させると、外側テーパーコロ４４の傾斜した内周面が刃具ホルダー４３のコーン部４３１の側面を押圧して、その分力により刃具ホルダー４３を半径方向内方へと押圧し、各刃具ホルダー４３の軸間距離を減少させる。 As described above, when the outer roller moving motor 51 is operated to move the outer tapered roller 44 forward in the axial direction, the inclined inner peripheral surface of the outer tapered roller 44 moves the side surface of the cone portion 431 of the blade holder 43. By pressing, the tool holder 43 is pressed radially inward by the component force, and the distance between the axes of each tool holder 43 is reduced.

一方、内側コロ移動用モーター５２を作動させて、内側テーパーコロ４２を軸方向前向きに移動させると、内側テーパーコロ４２のコロ部４２１の傾斜した側面が刃具ホルダー４３のコーン部４３１の側面を押圧して、その分力により刃具ホルダー４３を半径方向外方へと押圧し、各刃具ホルダー４３の軸間距離を増大させる。 On the other hand, when the inner roller moving motor 52 is operated to move the inner tapered roller 42 forward in the axial direction, the inclined side surface of the roller portion 421 of the inner tapered roller 42 presses the side surface of the cone portion 431 of the blade holder 43. Then, the cutting tool holder 43 is pressed radially outward by the component force, and the distance between the axes of the cutting tool holders 43 is increased.

すなわち、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２の作動により、外側テーパーコロ４４および内側テーパーコロ４２の軸方向位置が決定され、その時の外側テーパーコロ４４と内側テーパーコロ４２とから加えられる荷重との間で、刃具ホルダー４３が半径方向にバランスする。これにより、刃具ホルダー４３の半径方向の位置が決定され、エンドミルカッター４３３同士の軸間距離が定まる。 That is, the axial positions of the outer tapered roller 44 and the inner tapered roller 42 are determined by the operation of the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52, and are added from the outer tapered roller 44 and the inner tapered roller 42 at that time. The blade holder 43 is balanced in the radial direction with the applied load. Thereby, the radial position of the blade holder 43 is determined, and the inter-axis distance between the end mill cutters 433 is determined.

刃具台移動モーター２２、主軸モーター３３、外側コロ移動用モーター５１、内側コロ移動用モーター５２および内側コロ回転用モーター５３は、モータードライバー７を介してコントローラー６（本発明の制御手段に該当する）に電気的に接続されている。コントローラー６には、各モーター２２、３３、５１、５２、５３に取り付けられたパルスエンコーダにより、それぞれのモーター２２、３３、５１、５２、５３の回転位置が入力されている。また、モータードライバー７は、通常のインバーター回路であり、コントローラー６は、モータードライバー７に対し制御信号を送信し、各モーター２２、３３、５１、５２、５３の回転をＮＣ制御する。 The tool rest moving motor 22, the spindle motor 33, the outer roller moving motor 51, the inner roller moving motor 52, and the inner roller rotating motor 53 are connected to the controller 6 via the motor driver 7 (corresponding to the control means of the present invention). Is electrically connected. The rotational position of each motor 22, 33, 51, 52, 53 is input to the controller 6 by a pulse encoder attached to each motor 22, 33, 51, 52, 53. The motor driver 7 is a normal inverter circuit, and the controller 6 transmits a control signal to the motor driver 7 to perform NC control on the rotation of the motors 22, 33, 51, 52, 53.

コントローラー６は、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２を作動させて、各々の出力シャフト５１１、５２１を個別に回動させることにより、それぞれの移動用ナット５１２、５２２を、出力シャフト５１１、５２１上に直進移動させ、外側テーパーコロ４４または内側コロ回転用モーター５３をフレーム４１に対して軸方向に移動させる。 The controller 6 operates the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 to individually rotate the output shafts 511 and 521, so that the respective moving nuts 512 and 522 are moved to the output shaft. The outer tapered roller 44 or the inner roller rotating motor 53 is moved in the axial direction with respect to the frame 41.

また、コントローラー６は、刃具台移動モーター２２を作動させて、刃具台２４を軸方向に移動させ、さらに、主軸モーター３３および内側コロ回転用モーター５３を作動させ、ワークＷを保持した主軸３２および各々のエンドミルカッター４３３を回転させる。 In addition, the controller 6 operates the tool rest moving motor 22 to move the tool rest 24 in the axial direction, and further operates the main shaft motor 33 and the inner roller rotating motor 53 to hold the main shaft 32 holding the workpiece W and Each end mill cutter 433 is rotated.

本実施形態による多軸工作機械１における、ワークＷの外周面に対する切削加工の方法について説明する。最初に、刃具台移動モーター２２を作動させて、刃具台２４を後方に移動させる。主軸３２へのワークＷの取り付けおよび多軸ヘッド４の段取りを終了させた後、刃具台移動モーター２２を作動させて、刃具台２４を前方に復帰させ所定の位置に配置する。 A method of cutting the outer peripheral surface of the workpiece W in the multi-axis machine tool 1 according to the present embodiment will be described. First, the tool rest moving motor 22 is operated to move the tool rest 24 backward. After the work W has been attached to the spindle 32 and the multi-axis head 4 has been set up, the tool rest moving motor 22 is operated to return the tool rest 24 forward and place it at a predetermined position.

次に、コントローラー６は、オペレーターの操作あるいは入力されたプログラムに基づいて、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２を作動させて、刃具ホルダー４３に取り付けられたエンドミルカッター４３３の半径方向の初期位置を設定する。それとともにコントローラー６は、主軸モーター３３および内側コロ回転用モーター５３を作動させ、主軸３２によるワークＷの回転と、各々のエンドミルカッター４３３の回転を開始する。
この場合、ワークＷとエンドミルカッター４３３とが、互いに離れた状態で、ワークＷとエンドミルカッター４３３の回転を開始させた後に、エンドミルカッター４３３をワークＷに対して接近させていってもよい。 Next, the controller 6 operates the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 on the basis of the operator's operation or the input program, so that the radial direction of the end mill cutter 433 attached to the blade holder 43 is reached. Set the initial position of. At the same time, the controller 6 operates the main shaft motor 33 and the inner roller rotation motor 53 to start the rotation of the workpiece W by the main shaft 32 and the rotation of each end mill cutter 433.
In this case, after the work W and the end mill cutter 433 are separated from each other, the end mill cutter 433 may be brought closer to the work W after the work W and the end mill cutter 433 start to rotate.

エンドミルカッター４３３による、ワークＷの外周面の切削加工が進行するにつれて、コントローラー６は、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２を作動させて、エンドミルカッター４３３を徐々に半径方向内方に移動させていく。また、切削加工に合わせて必要であれば、刃具台移動モーター２２を作動させて刃具台２４を移動させ、エンドミルカッター４３３に軸方向の送り動作を与えてもよい。 As the end mill cutter 433 cuts the outer peripheral surface of the workpiece W, the controller 6 operates the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 to gradually move the end mill cutter 433 radially inward. I will move to. Further, if necessary in accordance with the cutting process, the tool base moving motor 22 may be operated to move the tool base 24 to give the end mill cutter 433 an axial feed operation.

切削加工中に、エンドミルカッター４３３はワークＷから切削抵抗に起因する半径方向外方への押圧力を受けているが、この荷重は外側コロ移動用モーター５１のサーボロックにより受け止められ、エンドミルカッター４３３が半径方向に逃げることはない。
また、本実施形態によるエンドミルカッター４３３により、ワークＷの内周面も加工可能であるが、この場合にも、上述した場合と同様の理由により、エンドミルカッター４３３はワークＷから半径方向内方への押圧力を受けているが、この荷重は内側コロ移動用モーター５２のサーボロックにより受け止められ、エンドミルカッター４３３が半径方向に逃げることはない。 During the cutting process, the end mill cutter 433 receives a pressing force radially outward due to the cutting force from the workpiece W, but this load is received by the servo lock of the outer roller moving motor 51 and the end mill cutter 433. Will not run away in the radial direction.
Further, the inner peripheral surface of the workpiece W can also be processed by the end mill cutter 433 according to the present embodiment. In this case, the end mill cutter 433 is also radially inward from the workpiece W for the same reason as described above. However, this load is received by the servo lock of the inner roller moving motor 52, and the end mill cutter 433 does not escape in the radial direction.

本実施形態によれば、刃具ホルダー４３に対して傾斜面を介して係合した内側テーパーコロ４２および外側テーパーコロ４４を、フレーム４１に対して軸方向に移動させて複数のエンドミルカッター４３３の軸間距離を変化させる構成にしたことにより、刃具ホルダー４３を内側テーパーコロ４２および外側テーパーコロ４４により双方から強固に保持することができ、ワークＷの振れを抑え加工精度を向上させることができる。 According to this embodiment, the inner taper roller 42 and the outer taper roller 44 engaged with the blade holder 43 via the inclined surface are moved in the axial direction with respect to the frame 41, and the shafts of the plurality of end mill cutters 433 are arranged. With the configuration in which the distance is changed, the blade holder 43 can be firmly held from both by the inner tapered roller 42 and the outer tapered roller 44, and the workpiece W can be prevented from being shaken and the machining accuracy can be improved.

また、簡単な構成により、複数のエンドミルカッター４３３の軸間距離を変化させることができ、ワークの内周面および外周面といった複数の加工部位を、１種類のエンドミルカッター４３３により加工することができる。
また、内側テーパーコロ４２および外側テーパーコロ４４のうちの少なくともいずれかを軸中心に回転させて、刃具ホルダー４３を介してエンドミルカッター４３３を回転させる構成にしたことにより、一つの内側コロ回転用モーター５３により、複数のエンドミルカッター４３３を容易に回転させることができ、エネルギー効率を向上させることができるとともに、設備全体の小型化が実現できる。 Further, with a simple configuration, the distance between the axes of the plurality of end mill cutters 433 can be changed, and a plurality of processing parts such as the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the workpiece can be processed by one type of end mill cutter 433. .
In addition, by rotating at least one of the inner tapered roller 42 and the outer tapered roller 44 about the axis and rotating the end mill cutter 433 via the blade holder 43, one inner roller rotating motor is provided. 53, the plurality of end mill cutters 433 can be easily rotated, energy efficiency can be improved, and downsizing of the entire facility can be realized.

また、内側テーパーコロ４２の側部上において、３個の刃具ホルダー４３が互いに等間隔に配置されている構成にしたことにより、ワークＷが３か所においてエンドミルカッター４３３に対して均等に当接するため、ワークＷに偏荷重が発生しにくく加工精度を向上させることができる。
また、コントローラー６が、ＮＣ制御により内側テーパーコロ４２および外側テーパーコロ４４の位置を設定する構成にしたことにより、複数のエンドミルカッター４３３の軸間距離を正確に設定することができ、加工精度をいっそう向上させることができる。 In addition, since the three blade holders 43 are arranged at equal intervals on the side portion of the inner tapered roller 42, the workpiece W uniformly abuts against the end mill cutter 433 at three locations. For this reason, an uneven load is hardly generated on the workpiece W, and the machining accuracy can be improved.
In addition, since the controller 6 is configured to set the positions of the inner tapered roller 42 and the outer tapered roller 44 by NC control, the distance between the axes of the plurality of end mill cutters 433 can be set accurately, and machining accuracy can be increased. It can be further improved.

また、内側コロ回転用モーター５３のアウトプットシャフト５３１と、内側テーパーコロ４２との間に予圧印加装置５６を備えた構成にしたことにより、予圧印加装置５６により内側テーパーコロ４２が軸方向に付勢され、内側テーパーコロ４２の側面から刃具ホルダー４３に対して所定の押圧荷重を与えるため、内側テーパーコロ４２と刃具ホルダー４３との間のガタを無くし、内側テーパーコロ４２から刃具ホルダー４３に対して十分な回転力を伝達することができる。 Further, since the preload application device 56 is provided between the output shaft 531 of the inner roller rotation motor 53 and the inner taper roller 42, the inner taper roller 42 is urged in the axial direction by the preload application device 56. In order to apply a predetermined pressing load to the blade holder 43 from the side surface of the inner taper roller 42, the play between the inner taper roller 42 and the blade holder 43 is eliminated, and the inner taper roller 42 is applied to the blade holder 43. Sufficient rotational force can be transmitted.

また、一対の円形プレート４１１ａ、４１１ｂに架設された３本の周縁ガイド４１２に移動可能に係合した外方保持部材４５と、円形プレート４１１ａ、４１１ｂに形成された３個のスリット４１１ｃに半径方向に移動可能に係合したスライダコマ４６ａ、４６ｂを備え、外方保持部材４５およびスライダコマ４６ａ、４６ｂに、外側テーパーコロ４４および刃具ホルダー４３がそれぞれ回転可能に連結された構成にしたことにより、簡単な構成により、刃具ホルダー４３に取り付けられた複数のエンドミルカッター４３３の軸間距離を変化させることができる。 The outer holding member 45 movably engaged with the three peripheral guides 412 provided on the pair of circular plates 411a and 411b and the three slits 411c formed on the circular plates 411a and 411b are arranged in the radial direction. The slider pieces 46a and 46b are movably engaged with the outer holding member 45 and the slider pieces 46a and 46b, and the outer tapered roller 44 and the blade tool holder 43 are rotatably connected to the outer holding member 45 and the slider pieces 46a and 46b, respectively. With a simple configuration, the distance between the axes of the plurality of end mill cutters 433 attached to the blade holder 43 can be changed.

＜実施形態２＞
図４に基づき、本発明の実施形態２による多軸ヘッド８について説明する。本実施形態は、それぞれの刃具ホルダー４３に対して、エンドミルカッター４３３の代わりに、先端にチップ４３５ａが装着された切削バイト４３５が取り付けられた場合を示している。本実施形態において、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２を作動させて、各々の切削バイト４３５の半径方向の位置を設定することは、実施形態１の場合と同様である。 <Embodiment 2>
A multi-axis head 8 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment shows a case where a cutting tool 435 having a tip 435 a attached to the tip is attached to each blade holder 43 instead of the end mill cutter 433. In this embodiment, operating the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 to set the radial position of each cutting tool 435 is the same as in the first embodiment.

また、刃具台移動モーター２２を作動させて刃具台２４を移動させ、切削バイト４３５に軸方向の送り動作を与えてもよいことも、実施形態１の場合と同様である。しかしながら本実施形態においては、内側コロ回転用モーター５３は作動せずに、切削バイト４３５が回転することはなく、ワークＷが回転することによりワークＷの外周面を切削加工する。 In addition, as in the case of the first embodiment, it is also possible to apply the axial feed operation to the cutting tool 435 by moving the tool table 24 by operating the tool table moving motor 22. However, in the present embodiment, the inner roller rotation motor 53 does not operate, the cutting tool 435 does not rotate, and the work W rotates to cut the outer peripheral surface of the work W.

＜実施形態３＞
図５に基づき、本発明の実施形態３による多軸ヘッド９について説明する。本実施形態は、それぞれの刃具ホルダー４３に切削工具を取り付ける代わりに、前方のスライダコマ４６ｂに対して、先端にチップ４６１ａが装着されたＬ字形バイト４６１が取り付けられている場合を示している。本実施形態においても実施形態２の場合と同様に、外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２を作動させて、各々のＬ字形バイト４６１の半径方向の位置が設定され、刃具台移動モーター２２を作動させて、Ｌ字形バイト４６１に軸方向の送り動作を与えているが、Ｌ字形バイト４６１は回転することなく、ワークＷが回転することによりワークＷの外周面に溝加工を行う。 <Embodiment 3>
A multi-axis head 9 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of attaching a cutting tool to each blade holder 43, an L-shaped cutting tool 461 having a tip 461a attached to the tip is attached to the front slider piece 46b. Also in the present embodiment, as in the case of the second embodiment, the outer roller moving motor 51 and the inner roller moving motor 52 are operated to set the radial position of each L-shaped cutting tool 461 and move the tool rest. The motor 22 is actuated to give the L-shaped cutting tool 461 an axial feed operation. However, the L-shaped cutting tool 461 does not rotate, and the work W rotates to groove the outer peripheral surface of the work W. .

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
エンドミルカッター４３３による切削加工の場合、切削可能なワークＷの内外径間の範囲は、内側テーパーコロ４２、刃具ホルダー４３および外側テーパーコロ４４の傾斜面の内外径間の差により決まるが、それに加えて切削工具径を大きくすることにより、さらに、切削可能なワークＷの内外径間の範囲を増大させることができる。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
In the case of cutting by the end mill cutter 433, the range between the inner and outer diameters of the work W that can be cut is determined by the difference between the inner and outer diameters of the inclined surfaces of the inner tapered roller 42, the blade holder 43, and the outer tapered roller 44. By increasing the cutting tool diameter, the range between the inner and outer diameters of the work W that can be cut can be further increased.

内側コロ回転用モーター５３を内側テーパーコロ４２に接続する代わりに、回転用モーターを外側テーパーコロ４４に接続して、外側テーパーコロ４４を回転させることにより、エンドミルカッター４３３を回転させてもよい。

Instead of connecting the inner roller rotating motor 53 to the inner tapered roller 42, the end mill cutter 433 may be rotated by connecting the rotating motor to the outer tapered roller 44 and rotating the outer tapered roller 44 .

予圧印加装置５６により、外側テーパーコロ４４に対して予圧荷重を与えてもよい。
また、予圧印加装置５６に代えて、あるいは予圧印加装置５６とともに、コントローラー６によって外側コロ移動用モーター５１および内側コロ移動用モーター５２のいずれかを作動させることにより、外側テーパーコロ４４または内側テーパーコロ４２を移動させて、予圧荷重を発生させるようにしてもよい。この場合、外側テーパーコロ４４または内側テーパーコロ４２に荷重センサを設け、荷重センサによる検出値に基づき、外側コロ移動用モーター５１または内側コロ移動用モーター５２の作動を制御すればよい。あるいは、発生するモーター負荷電流に基づき、適正な予圧荷重となるように、外側コロ移動用モーター５１または内側コロ移動用モーター５２の作動を制御してもよい。
内側テーパーコロ４２の外周には、切削工具が取り付けられる刃具ホルダー４３をいくつ配置してもよい。 A preload may be applied to the outer tapered roller 44 by the preload applying device 56.
Further, instead of the preload application device 56 or together with the preload application device 56, either the outer roller moving motor 51 or the inner roller moving motor 52 is operated by the controller 6, whereby the outer tapered roller 44 or the inner tapered roller is operated. 42 may be moved to generate a preload. In this case, a load sensor may be provided on the outer tapered roller 44 or the inner tapered roller 42, and the operation of the outer roller moving motor 51 or the inner roller moving motor 52 may be controlled based on the detection value of the load sensor. Alternatively, the operation of the outer roller moving motor 51 or the inner roller moving motor 52 may be controlled based on the generated motor load current so as to obtain an appropriate preload.
Any number of blade holders 43 to which cutting tools are attached may be arranged on the outer periphery of the inner tapered roller 42.

本発明の実施形態１による多軸工作機械の全体図Overall view of a multi-axis machine tool according to Embodiment 1 of the present invention 図１に示した多軸ヘッドの断面図Sectional view of the multi-axis head shown in FIG. 図２に示した多軸ヘッドの前方から見た図The figure seen from the front of the multi-axis head shown in FIG. 実施形態２による多軸ヘッドの断面図Sectional drawing of the multi-axis head by Embodiment 2. FIG. 実施形態３による多軸ヘッドの断面図Sectional drawing of the multi-axis head by Embodiment 3.

Explanation of symbols

図面中、１は多軸工作機械、６はコントローラー（押圧体位置決め手段、制御手段）、４１はフレーム（基体）、４２は内側テーパーコロ（内側押圧体）、４３は刃具ホルダー（移動体）、４４は外側テーパーコロ（外側押圧体）、４５は外方保持部材（直進部材）、４６ａ，４６ｂはスライダコマ、５１は外側コロ移動用モーター（押圧体位置決め手段、移動用モーター）、５２は内側コロ移動用モーター（押圧体位置決め手段、移動用モーター）、５３は回転用モーター、５６は予圧印加装置（付勢手段）、４１１ａ，４１１ｂは円形プレート（プレート部材）、４１１ｃはスリット、４１２は周縁ガイド（ガイドバー）、４３３はエンドミルカッター（切削工具）、４３５は切削バイト（切削工具）、４６１はＬ字形バイト（切削工具）、５１１，５２１は出力シャフト（ネジ部材）、５１２，５２２は移動用ナット（押圧体位置決め手段、ナット部材）、５３１はアウトプットシャフト（出力シャフト）、Ｗはワークを示している。
In the drawings, 1 is a multi-axis machine tool, 6 is a controller (pressing body positioning means, control means), 41 is a frame (base), 42 is an inner tapered roller (inner pressing body), 43 is a blade holder (moving body), 44 is an outer tapered roller (outer pressing body), 45 is an outer holding member (straightly moving member), 46a and 46b are slider pieces, 51 is an outer roller moving motor (pressing body positioning means, moving motor), and 52 is an inner side. Roller moving motor (pressing body positioning means, moving motor), 53 a rotating motor, 56 a preload applying device (biasing means), 411a and 411b are circular plates (plate members), 411c is a slit, and 412 is a peripheral edge Guide (guide bar), 433 is an end mill cutter (cutting tool), 435 is a cutting tool (cutting tool), 461 is an L-shaped tool (cutting tool) , 511 and 521 output shaft (screw member), 512 and 522 move nut (pressing body positioning means, the nut member) 531 output shaft (output shaft), W indicates a workpiece.

Claims

A substrate;
A cutting tool is attached to each tip in the axial direction, and a plurality of moving bodies attached to the base body so that the axial directions are parallel to each other and movable in a radial direction around the axis;
An inner pressing body that is disposed between the plurality of moving bodies, the side portions engage with the side surfaces of the respective moving bodies, and is attached to the base body so as to be movable in the axial direction;
Formed in an annular shape and arranged radially outward of the plurality of moving bodies, the inner peripheral surface engages with the side surface of each moving body and is movable in the axial direction with respect to the base body An outer pressing body attached to the
A pressing body positioning means for moving the inner pressing body and the outer pressing body in the axial direction with respect to the base;
With
The side surface of the movable body and the side portion of the inner pressing body are inclined in the same direction with respect to the axial direction at the mutual engaging portion ,
The side surface of the movable body and the inner peripheral surface of the outer pressing body are inclined in the same direction with respect to the axial direction at the mutual engaging portion ,
The pressing body positioning means changes the distance between the axes of the plurality of cutting tools by moving the inner pressing body and the outer pressing body in the axial direction with respect to the base. A multi-axis machine tool, wherein a radial position of each cutting tool is fixed by fixing an outer pressing body to the base in the axial direction.

The inner pressing body has a cone shape or a truncated cone shape in which the side portion is inclined,
Each of the moving bodies has a conical shape or a truncated cone shape in which the side surface is inclined in the same direction as the side portion of the inner pressing body so as to be engageable with the inner pressing body.
The outer pressing body is inclined in the same direction as the side surface of the moving body so that the inner peripheral surface can be engaged with the moving body,
A rotation motor that rotates at least one of the inner pressing body and the outer pressing body about the axis;
2. The multi-axis machine tool according to claim 1, wherein the cutting tool is rotated via the movable body when one of the inner pressing body and the outer pressing body is rotated.

The three said moving bodies are provided around the said inner side pressing body, The said moving bodies are arrange | positioned at equal intervals mutually on the said side part of the said inner side pressing body. Multi-axis machine tool.

The inner pressing body is connected to an output shaft of the rotation motor and is rotatable.
Between the output shaft and the inner pressing body, provided with a biasing means for pressing the inner pressing body in the axial direction,
The pressing body positioning means is
A pair of non-rotatable nut members connected to the rotation motor and the outer pressing body, and
A pair of moving motors each including a screw member meshed with the nut member, each of which rotates the screw member;
Control means for NC controlling the operation of the moving motor;
With
The control means includes
By operating the moving motor and individually rotating the screw members, the nut members move straight on the screw members, and the rotating motor or the outer pressing body is moved to the base body. The multi-axis machine tool according to claim 2, wherein the multi-axis machine tool is moved in the axial direction with respect to the axis.

The substrate is
A pair of plate members facing each other;
A guide bar extending between the edges of the plate and extending in the axial direction;
With
A rectilinear member is engaged with the guide bar so as to be movable in the axial direction,
The outer pressing body is rotatably connected to the rectilinear member,
In the plate member,
A slit extending in the radial direction is formed,
A sliding member is engaged with the slit so as to be movable in the radial direction,
The multi-axis machine tool according to any one of claims 2 to 4, wherein the movable body is rotatably connected to the slide member.

The inner pressing body is connected to an output shaft of the rotation motor and is rotatable.
The pressing body positioning means is
A pair of non-rotatable nut members connected to the rotation motor and the outer pressing body, and
A pair of moving motors each including a screw member meshed with the nut member, each of which rotates the screw member;
Control means for NC controlling the operation of the moving motor;
With
The control means includes
By operating the moving motor and individually rotating the screw members, the nut members move straight on the screw members, and the rotating motor or the outer pressing body is moved to the base body. And moving the inner pressing body or the outer pressing body by operating one of the moving motors to generate a predetermined preload. The multi-axis machine tool according to claim 1.