JP5721506B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

主軸軸間距離を調整することができる工作機械に関する。

従来から、生産性の向上等を図ることを目的として、ワークを複数の工具によって同時に加工する工作機械が提供されている。この種の工作機械においては、ワークの各孔位置に応じて、工具が装着された主軸間の軸間距離を調整可能としている。そして、このような、主軸軸間距離調整機構を有する工作機械は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０００−８４７８７号公報

上記従来の工作機械においては、左右一対の主軸を備えており、これら２つの主軸を、機械上下方向に昇降可能に支持すると共に、機械幅方向に接近離間可能に支持している。しかしながら、このような主軸軸間距離調整機構を採用した場合には、主軸の配列を、斜め方向や水平方向に沿うように設定することができるものの、上下方向に沿うように設定することができない。

このように、主軸の配列に制約が生じると、ワークの取付位置（方向）に影響を与えるため、ワークの取付位置を加工途中に変更したり、場合によっては、ワークを別の工作機械を用いて加工したりする必要がある。これにより、従来の工作機械においては、特定の孔位置に対応した加工しかできなかった。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、主軸の配列方向を自由に設定可能とすることにより、様々な孔位置に対応した孔開け加工を行うことができる工作機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る工作機械は、
第１主軸を回転可能に支持する第１主軸ヘッドと、
前記第１主軸と平行となるように配置された第２主軸を回転可能に支持する第２主軸ヘッドと、
前記第１主軸ヘッド及び前記第２主軸ヘッドを、前記第１主軸と前記第２主軸との間の軸間距離が調整できるように移動可能に支持するサドルと、
前記サドルを上下方向に移動可能に支持し、且つ、水平方向に移動可能に支持されるコラムとを備え、
前記サドルは、前記第１主軸ヘッドを、前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持すると共に、前記第２主軸ヘッドを、前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持しており、
前記第１主軸の移動範囲と前記第２主軸の移動範囲とは、互いに直交する交点を有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る工作機械は、
前記サドルは、
前記第１主軸ヘッドを前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持する鉛直部と、
前記第２主軸ヘッドを前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持する水平部とを有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る工作機械は、
前記第１主軸ヘッドを前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持し、且つ、前記鉛直部に前記第１主軸の軸方向に移動可能に支持される第１移動体と、
前記第２主軸ヘッドを前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持し、且つ、前記水平部に前記第２主軸の軸方向に移動可能に支持される第２移動体とを有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る工作機械は、
前記交点は、前記鉛直部と前記水平部とから形成される内側角部に対向する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る工作機械は、
前記第１主軸及び前記第２主軸のいずれか一方が前記交点に移動したときに、前記第１主軸及び前記第２主軸のいずれか他方に対して、前記交点への移動を規制する主軸移動規制手段を備える
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る工作機械によれば、第１主軸の移動範囲と第２主軸の移動範囲とが、互いに直交する交点を有することにより、第１主軸及び第２主軸を、水平方向、上下方向、斜め方向において、一直線上に並べて位置決めすることができる。これにより、第１主軸及び第２主軸の配列方向を自由に設定することができるので、様々な孔位置に対応した孔開け加工を行うことができる。

本発明の一実施例に係る工作機械の概略斜視図である。 サドル上に設けられた主軸軸間距離調整機構の正面図である。 サドル上に設けられた主軸軸間距離調整機構の側面図である。

以下、本発明に係る工作機械について、図面を用いて詳細に説明する。

図１乃至図３に示すように、工作機械１の下部には、ベッド１１が設けられており、このベッド１１上には、コラム１２が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。更に、コラム１２の側面には、サドル１３が鉛直なＹ軸方向に移動可能に支持されている。

サドル１３は、水平なＺ軸方向から見た正面視の形状がＬ字状をなしており、鉛直部１３ａと水平部１３ｂとから構成されている。鉛直部１３ａは、Ｙ軸方向に延在するものであって、コラム１２の側面に昇降可能に支持されている。また、水平部１３ｂは、Ｘ軸方向に延在するものであって、鉛直部１３ａの下端に一体に形成されている。なお、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向である。

鉛直部１３ａには、上下一対のガイドレール２１が、Ｚ軸方向に延びるように設けられており、このガイドレール２１には、第１移動体２２がＺ軸方向に移動可能に支持されている。更に、第１移動体２２には、前後一対のガイドレール２３が、Ｙ軸方向と平行なＶ軸方向に延びるように設けられており、このガイドレール２３には、第１主軸ヘッド２４がＶ軸方向に移動可能に支持されている。そして、第１主軸ヘッド２４内には、第１主軸２５がＺ軸周りに回転可能に支持されており、この第１主軸２５の先端には、工具（第１工具）Ｔ１が着脱可能に装着されている。

また、水平部１３ｂには、左右一対のガイドレール３１が、Ｚ軸方向と平行なＷ軸方向に延びるように設けられており、このガイドレール３１には、第２移動体３２がＷ軸方向に移動可能に支持されえいる。更に、第２移動体３２には、前後一対のガイドレール３３が、Ｘ軸方向と平行なＵ軸方向に延びるように設けられており、このガイドレール３３には、第２主軸ヘッド３４がＵ軸方向に移動可能に支持されている。そして、第２主軸ヘッド３４内には、第２主軸３５がＷ軸周りに回転可能に支持されており、この第２主軸３５の先端には、工具（第２工具）Ｔ２が着脱可能に装着されている。

即ち、コラム１２をＸ軸方向に移動させると共に、サドル１３をＹ軸方向に移動させることにより、第１主軸２５及び第２主軸３５をＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めすることができる。

また、第１移動体２２をＺ軸方向に移動させることにより、第１主軸２５に対してＺ軸方向に送りを与えることができる。一方、第２移動体３２をＷ軸方向に移動させることにより、第２主軸３５に対してＷ軸方向に送りを与えることができる。

更に、第１主軸ヘッド２４をＶ軸方向に移動させることにより、第１主軸２５をＶ軸方向に位置決めすることができる。一方、第２主軸ヘッド３４をＵ軸方向に移動させることにより、第２主軸３５をＵ軸方向に位置決めすることができる。そして、上述したように、第１主軸ヘッド２４をＶ軸方向に移動させると共に、第２主軸ヘッド３４をＵ軸方向に移動させることにより、第１主軸２５と第２主軸３５との間の軸間距離が調整可能となっている。

このとき、第１主軸２５（工具Ｔ１）のＶ軸方向の移動範囲と、第２主軸３５（工具Ｔ２）のＵ軸方向の移動範囲とは、互いに直交する交点を有している。即ち、それらの移動範囲は、第１移動体２２（鉛直部１３ａ）と第２移動体３２（水平部１３ｂ）とから形成される内側角部に対向した共用加工位置（共用加工点）Ｐを共有している。そして、この共用加工位置Ｐには、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか一方が位置決め可能となっている。

ここで、工作機械１には、当該工作機械１全体を統合的に制御するＮＣ装置（主軸移動規制手段）５０が設けられている。このＮＣ装置５０は、例えば、ベッド１１、コラム１２、サドル１３、移動体２２，３２、主軸ヘッド２４，３４、主軸２５，３５等に接続されている。

従って、ＮＣ装置５０においては、コラム１２、サドル１３、移動体２２，３２、主軸ヘッド２４，３４の移動、及び、主軸２５，３５の回転を、それぞれ独立して行うことができ、加工条件やワーク（図示省略）の形状に基づいて、装着された工具Ｔ１，Ｔ２の加工動作（各軸方向の移動及び位置決めや、Ｕ−Ｖ平面内における主軸軸間距離の調整）を制御するようになっている。そして、上述した加工動作の制御においては、移動体２２，３２、主軸ヘッド２４，３４、工具Ｔ１，Ｔ２が互いに接触しないようになっており、更に、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか一方が、共用加工位置Ｐに位置決めされているときには、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか他方に対して、共用加工位置Ｐへの移動を規制するようになっている。

よって、工作機械１を用いて孔開け加工を行う場合には、先ず、コラム１２及びサドル１３を移動させ、第１主軸２５及び第２主軸３５をＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めする。これにより、工具Ｔ１，Ｔ２が、ワークにおける２つの孔位置に対して、それぞれ大まかに位置決めされる。

次いで、第１主軸ヘッド２４を移動させ、第１主軸２５をＶ軸方向に位置決めすると共に、第２主軸ヘッド３４を移動させ、第２主軸３５をＵ軸方向に位置決めする。即ち、第１主軸２５と第２主軸３５との間の軸間距離を調整する。これにより、工具Ｔ１が、ワークにおける一方の孔位置と同軸上に位置決めされる共に、工具２が、ワークにおける他方の孔位置と同軸上に位置決めされる。

そして、第１移動体２２を移動させ、第１主軸２５に対してＺ軸方向に送りを与えると共に、第２移動体３２を移動させ、第２主軸３５に対してＷ軸方向に送りを与える。これにより、回転した工具Ｔ１，Ｔ２がワークの各孔位置に対して孔開け加工を行うことになり、当該ワークに対して、所定のピッチを有した２つの孔が加工される。

このとき、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか一方を、共用加工位置Ｐに位置決めすることができるので、当該第１主軸２５及び第２主軸３５を、水平方向、上下方向、斜め方向において、一直線上に並べて位置決めすることができる。従って、第１主軸２５及び第２主軸３５の配列方向を自由に設定することができるので、様々な孔位置に対応した孔開け加工を行うことができる。

更に、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか一方が、共用加工位置Ｐに位置決めされているときには、第１主軸２５及び第２主軸３５のいずれか他方に対して、共用加工位置Ｐへの移動を規制しているので、第１主軸２５の加工動作と第２主軸３５の加工動作とを、それぞれ同時に行うようにしても、移動体２２，３２、主軸ヘッド２４，３４、工具Ｔ１，Ｔ２が互いに接触することを防止することができる。

本発明は、簡素な構成により主軸軸間距離を調整することができる工作機械に適用可能である。

１ 工作機械
１１ ベッド
１２ コラム
１３ サドル
１３ａ 鉛直部
１３ｂ 水平部
２２ 第１移動体
２４ 第１主軸ヘッド
２５ 第１主軸
３２ 第２移動体
３４ 第２主軸ヘッド
３５ 第２主軸
５０ ＮＣ装置
Ｔ１，Ｔ２ 工具
Ｐ 共用加工位置

Claims (5)

1. 第１主軸を回転可能に支持する第１主軸ヘッドと、
   前記第１主軸と平行となるように配置された第２主軸を回転可能に支持する第２主軸ヘッドと、
   前記第１主軸ヘッド及び前記第２主軸ヘッドを、前記第１主軸と前記第２主軸との間の軸間距離が調整できるように移動可能に支持するサドルと、
   前記サドルを上下方向に移動可能に支持し、且つ、水平方向に移動可能に支持されるコラムとを備え、
   前記サドルは、前記第１主軸ヘッドを、前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持すると共に、前記第２主軸ヘッドを、前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持しており、
   前記第１主軸の移動範囲と前記第２主軸の移動範囲とは、互いに直交する交点を有する
   ことを特徴とする工作機械。
2. 請求項１に記載の工作機械において、
   前記サドルは、
   前記第１主軸ヘッドを前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持する鉛直部と、
   前記第２主軸ヘッドを前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持する水平部とを有する
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項２に記載の工作機械において、
   前記第１主軸ヘッドを前記サドルの移動方向と同じ方向に移動可能に支持し、且つ、前記鉛直部に前記第１主軸の軸方向に移動可能に支持される第１移動体と、
   前記第２主軸ヘッドを前記コラムの移動方向と同じ方向に移動可能に支持し、且つ、前記水平部に前記第２主軸の軸方向に移動可能に支持される第２移動体とを有する
   ことを特徴とする工作機械。
4. 請求項２または３に記載の工作機械において、
   前記交点は、前記鉛直部と前記水平部とから形成される内側角部に対向する
   ことを特徴とする工作機械。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の工作機械において、
   前記第１主軸及び前記第２主軸のいずれか一方が前記交点に移動したときに、前記第１主軸及び前記第２主軸のいずれか他方に対して、前記交点への移動を規制する主軸移動規制手段を備える
   ことを特徴とする工作機械。

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