JP6823900B2 - 5-axis control machine tool - Google Patents

5-axis control machine tool Download PDF

Info

Publication number
JP6823900B2
JP6823900B2 JP2016063221A JP2016063221A JP6823900B2 JP 6823900 B2 JP6823900 B2 JP 6823900B2 JP 2016063221 A JP2016063221 A JP 2016063221A JP 2016063221 A JP2016063221 A JP 2016063221A JP 6823900 B2 JP6823900 B2 JP 6823900B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
work
tool
control machine
machine tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016063221A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017177230A (en
Inventor
浩之 木場
浩之 木場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Original Assignee
MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA filed Critical MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Priority to JP2016063221A priority Critical patent/JP6823900B2/en
Publication of JP2017177230A publication Critical patent/JP2017177230A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6823900B2 publication Critical patent/JP6823900B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、5軸制御工作機械に関し、例えば、ブレード加工に利用される5軸制御工作機械に関する。 The present invention relates to a 5-axis control machine tool, for example, a 5-axis control machine tool used for blade machining.

いわゆる5軸制御により、主軸に装着した工具により加工対象物(以下、「ワーク」と称する)に対して切削加工を行うマシニングセンタ等の工作機械が普及している。ここで、5軸というのは、工具のワークに対する、3次元空間の互いに直交する方向の移動を規定する直進移動軸(X,Y,Z)の3軸と、工具に対する、ワーク自体の回転とワークの旋回を規定する回転中心軸(A,C)の2軸である。このような5軸に関して動作制御することにより、湾曲面を有するような部品でも加工できるようにしている。かかる工作機械を開示したものとして、例えば、特許文献1及び2がある。なお、工具とワークとの間の旋回動作で、物理的に工具側を旋回させる構成のものもある。 Machine tools such as machining centers that perform cutting on an object to be machined (hereinafter referred to as "work") with a tool mounted on the spindle by so-called 5-axis control have become widespread. Here, the five axes are the three axes of the linear movement axes (X, Y, Z) that define the movement of the tool work in the directions orthogonal to each other in the three-dimensional space, and the rotation of the work itself with respect to the tool. It is two axes of rotation center axes (A, C) that define the rotation of the work. By controlling the operation with respect to such five axes, it is possible to process even a part having a curved surface. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose such machine tools. In addition, there is also a configuration in which the tool side is physically swiveled by the swivel operation between the tool and the work.

また、作業空間を有効に利用して加工作業工程の効率を高めることができる5軸制御工作機械も本出願人により提案されている(特許文献3参照)。 In addition, the applicant has also proposed a 5-axis control machine tool that can effectively utilize the work space to improve the efficiency of the machining work process (see Patent Document 3).

特開2003−266275号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-266275 特開2007−219951号公報JP-A-2007-219951 特開2014−094425号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-04425

上述した特許文献1及び2記載の標準5軸制御工作機械では、例えば航空機エンジンのブレード形状のような複雑に湾曲する特殊な部品の加工速度を短縮することが困難であり、また、多種類のワークの加工に対応するために機械構成も複雑・大型化を免れず、省スペース化が困難であった。これに対して、上述した特許文献3記載の5軸制御工作機械では、省スペース化と加工作業工程の効率化が可能であるが、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応可能な工作機械で、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮に貢献できる工作機械の開発が待たれている。 With the standard 5-axis control machine tools described in Patent Documents 1 and 2 described above, it is difficult to reduce the machining speed of special parts that are complicatedly curved, such as the blade shape of an aircraft engine, and there are many types. It was difficult to save space because the machine configuration was complicated and large in order to handle the machining of the workpiece. On the other hand, in the 5-axis control machine tool described in Patent Document 3 described above, it is possible to save space and improve the efficiency of the machining work process, but not only general-purpose machining but also machining speed, torque, rigidity, etc. From this aspect, it is a machine tool that can effectively handle the machining of various types of workpieces, and the development of a machine tool that can contribute to further space saving and shortening of lead time for product machining is awaited.

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応できる上に、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮が可能な5軸制御工作機械を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ブレード加工機として優れた性能を有する5軸制御工作機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention can effectively cope with not only general-purpose machining but also machining of various types of workpieces in terms of machining speed, torque, rigidity, and the like. Above, it is to provide a 5-axis control machine tool capable of further saving space and shortening the lead time of product processing. Another object of the present invention is to provide a 5-axis control machine tool having excellent performance as a blade processing machine.

上記目的を達成するため、本発明の5軸制御工作機械は、加工領域部と応用領域部を備え、前記加工領域部は、第一回転動作軸についてワークを回転させると共に、その第一回転動作軸に直交する第二回転動作軸についてベッド部に対して回転するテーブルにより前記ワークを回転させつつ、また、その1つが前記第二回転動作軸と同方向の互いに直交する第一、第二、及び第三直進動作軸について工具を前記ベッド部に対して三次元的に移動させつつ、前記工具により前記ワークを加工する5軸制御工作機械であって、前記第二回転動作軸について回転可能なように、その軸方向の一端が、前記ベッド部に枢支される回転体と、前記回転体の前記第一回転動作軸方向の両端にあって、前記ワークを、前記第一回転動作軸について回転可能なように前記第一回転動作軸方向から挟持する一対の挟持部材とを備え、前記応用領域部は、前記工具をドレッシングするためのドレス装置と、前記工具によるワークの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステムと、工具自動交換装置を備え、前記一対の挟持部材は、一方側に前記ワークを把持する第1のチャック及びその第1のチャックを回転駆動させる第1の駆動体と、他方側に前記ワークを把持する第2のチャック及びその第2のチャックを回転駆動させる第2の駆動体を含み、前記第1及び第2のチャックにより両側から前記ワークを把持すると共に、前記第1及び第2の駆動体により両側から前記ワークを前記第1及び第2のチャックを介して回転させるものであり、更に、前記加工領域部の両側は、それぞれ固定壁が立設され、また、後方側は可動壁が開閉可能に立設されることで、周囲3方向が壁体により囲われており、前記テーブルは、前記第二回転動作軸について360度以上回転可能であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the 5-axis control machine tool of the present invention includes a machining area portion and an application region portion, and the machining area portion rotates the work with respect to the first rotation operation axis and the first rotation operation thereof. Regarding the second rotation operation axis orthogonal to the axis, the work is rotated by a table rotating with respect to the bed portion , and one of them is orthogonal to each other in the same direction as the second rotation operation axis. A 5-axis control machine tool that processes the workpiece with the tool while moving the tool three-dimensionally with respect to the bed portion with respect to the third linear motion axis, and is rotatable about the second rotary motion axis. As described above, one end in the axial direction is at both ends of the rotating body pivotally supported by the bed portion and the rotating body in the first rotation operating axis direction, and the work is provided on the first rotating operating axis. provided from the to be rotatable first rotation axis and a pair of clamping members for clamping, the application area section, coolant pre SL tool and dresser for dressing, the working point of the workpiece by the tool A tank system for supplying a tool and an automatic tool changing device are provided, and the pair of holding members is a first driving body that rotationally drives a first chuck that grips the work and the first chuck thereof on one side. The other side includes a second chuck for gripping the work and a second driving body for rotationally driving the second chuck, and the first and second chucks grip the work from both sides and grip the work. The work is rotated from both sides by the first and second driving bodies via the first and second chucks, and fixed walls are erected on both sides of the processing region portion. Further, on the rear side, the movable wall is erected so as to be openable and closable, so that the surrounding three directions are surrounded by the wall body, and the table can rotate 360 degrees or more with respect to the second rotation operation axis. It is a feature.

前記後方側の可動壁は、前記工具自動交換装置による工具交換のタイミングに合わせて開閉可能に構成されているようにしても良い。また、前記固定壁の円形穴を介して前記テーブルが更にもう1個設けられていることで、前記テーブルは前記加工領域部に2個設けられているようにしても良い。また、本発明の上記好適な5軸制御工作機械は、ブレード製品の加工及びカム溝の加工に用いることが可能である。 The movable wall on the rear side may be configured to be openable and closable at the timing of tool exchange by the automatic tool exchange device. Further, since another table is provided through the circular hole of the fixed wall, two tables may be provided in the processing region portion. Further, the above-mentioned suitable 5-axis control machine tool of the present invention can be used for processing blade products and cam grooves.

本発明によれば、汎用的な加工のみならず、加工速度やトルク・剛性等の面から多種類のワークの加工にも有効に対応できる上に、更なる省スペース化や製品加工のリードタイム短縮が可能になる。また、ブレード加工機として優れた性能を有する5軸制御工作機械を提供することができる。 According to the present invention, not only general-purpose machining but also machining of various types of workpieces can be effectively supported in terms of machining speed, torque, rigidity, etc., and further space saving and lead time for product machining can be achieved. It can be shortened. Further, it is possible to provide a 5-axis control machine tool having excellent performance as a blade processing machine.

出願人の先願に係る5軸制御工作機械の平面図である。It is a top view of the 5-axis control machine tool which concerns on the applicant's prior application. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械の正面図である。It is a front view of the 5-axis control machine tool which concerns on the applicant's prior application. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械の側面図である。It is a side view of the 5-axis control machine tool which concerns on the applicant's prior application. 出願人の先願に係る5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of the structure which concerns on the A-axis and C-axis operation in the 5-axis control machine tool which concerns on the applicant's prior application. 本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械のレイアウト構成を示す平面図である。It is a top view which shows the layout structure of the 5-axis control machine tool which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の拡大平面図であり、片側テールストック仕様を示す図である。It is an enlarged plan view of the structure which concerns on the A-axis and C-axis operation in the 5-axis control machine tool which concerns on 1st Embodiment of this invention, and is the figure which shows the tail stock specification on one side. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における加工領域部を中心とした斜視図であり、A軸及びC軸動作に係る構造体のタンデム仕様を示す図である。It is a perspective view centering on the processing area part in the 5-axis control machine tool which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and is the figure which shows the tandem specification of the structure which concerns on A-axis and C-axis operation. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における主軸とワークの動作上の相対的位置関係を説明するための第1の図である。It is the first figure for demonstrating the relative positional relationship between the spindle and the work in operation in the 5-axis control machine tool which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械における主軸とワークの動作上の相対的位置関係を説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the relative positional relationship between the spindle and the work in operation in the 5-axis control machine tool which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械によるブレード加工の優位性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating superiority of blade processing by a 5-axis control machine tool which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

まず、本発明の理解を容易にするため、図1乃至図4を参照して、本出願人の先願である特願2012−247075号に記載の5軸制御工作機械について簡単に述べる。図1はその5軸制御工作機械の平面図、図2はその5軸制御工作機械の正面図、図3はその5軸制御工作機械の側面図、図4はその5軸制御工作機械におけるA軸及びC軸動作に係る構造体の詳細を示す斜視図である。この図1乃至図4に示す5軸制御工作機械100は、基礎であるベッド20と、そのベッド20に対してY軸方向に摺動可能なY軸移動体(コラム)30と、そのY軸移動体30に対してX軸方向に摺動可能なX軸移動体40と、そのX軸移動体40に対してZ軸方向に摺動可能なZ軸移動体50とを備えている。また、Z軸移動体50の下部には、Z軸と同方向の軸を有する主軸51が設けられ、その主軸51の下端に、工具が取り付け可能となっている。主軸51に取り付けられた工具は、その主軸51に内蔵された主軸モータ(図示せず)により主軸周りに回転可能となる。ここで、Y軸移動体30、X軸移動体40、及びZ軸移動体50は、それぞれ、Y軸駆動モータ31、X軸駆動モータ(図示せず)、及びZ軸駆動モータ(図示せず)により駆動されて、それぞれの軸方向に移動する。以上の構造により、主軸モータにより回転状態にある工具が、ベッド20に対して3次元的に相対移動が可能となり、この動作により、後述するワークWに対する3次元的な接近/離反動作を実現している。 First, in order to facilitate the understanding of the present invention, the five-axis control machine tool described in Japanese Patent Application No. 2012-247075, which is the prior application of the applicant, will be briefly described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a plan view of the 5-axis control machine tool, FIG. 2 is a front view of the 5-axis control machine tool, FIG. 3 is a side view of the 5-axis control machine tool, and FIG. 4 is A in the 5-axis control machine tool. It is a perspective view which shows the detail of the structure which concerns on the axis and C-axis operation. The 5-axis control machine tool 100 shown in FIGS. 1 to 4 has a bed 20 as a base, a Y-axis moving body (column) 30 slidable in the Y-axis direction with respect to the bed 20, and its Y-axis. It includes an X-axis moving body 40 that can slide in the X-axis direction with respect to the moving body 30, and a Z-axis moving body 50 that can slide in the Z-axis direction with respect to the X-axis moving body 40. Further, a spindle 51 having an axis in the same direction as the Z axis is provided at the lower portion of the Z-axis moving body 50, and a tool can be attached to the lower end of the spindle 51. The tool attached to the spindle 51 can be rotated around the spindle by a spindle motor (not shown) built in the spindle 51. Here, the Y-axis moving body 30, the X-axis moving body 40, and the Z-axis moving body 50 are the Y-axis drive motor 31, the X-axis drive motor (not shown), and the Z-axis drive motor (not shown), respectively. ) To move in each axial direction. With the above structure, the tool in the rotating state by the spindle motor can move relative to the bed 20 in three dimensions, and this operation realizes a three-dimensional approach / separation operation with respect to the work W described later. ing.

次に、図4をも参照することにより、A軸及びC軸動作に係る構造体400について説明する。図4は、その詳細構造を示す図である。そこで、A軸は、図1及び図2に示すように、X軸に平行な軸であり、C軸は、図1に示すように、A軸に対して直交する軸であると共に、後に詳述するように、A軸回転に伴ってY軸とZ軸で画定される平面内を回動可能な軸である。そこで、図1及び図2に示すように、ベッド20内の加工動作可能領域MSの左側壁に、略四角柱縦長形状であり、その中央部がA軸周りに回転可能に枢支されたA軸回転体11が備わっている。A軸回転体11は、A軸回転駆動モータ15により回転駆動される。また、A軸回転体11の一端には、C軸回転駆動体12が備わっており、その他端には、油圧駆動される心押し台13が備わっている。また、C軸回転駆動体12には、ワークWを把持可能なものであって、そのC軸回転駆動体12によりC軸周りに回転駆動されるチャック14が取り付けられている。動作としては、ワークWの一端をチャック14で把持し、その他端を心押し台13で支持した状態で、C軸回転駆動体12によりチャック14を回転させると、ワークWがC軸周りに回転することになる。従って、チャック14がC軸回転し、かつ、A軸回転体11A軸回転駆動モータ15によりA軸について回転すると、ワークWは、C軸について自転しつつ、A軸について回転するような動作となる。このワークWの、C軸及びA軸に関する回転によるベッド20に対する相対動作と、工具のX軸、Y軸、及びZ軸に関する移動によるベッド20に対する相対動作により、工具によるワークWへの5軸制御加工が実現できる。なお、図3における2点鎖線は、A軸回転体11の両端の回転軌跡を表している。このように5軸制御工作機械100にあっては、ワークWのベッド20に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークWについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成している。簡単に言えば、いわゆる片持ち構造としている。また、それに伴って、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12及び心押し台13によりワークWを挟持する構造を採用している。また、5軸制御工作機械100は、工具自動交換装置60を備えており、その工具把持交換機構61が、複数の工具から所望の工具を選択して、把持、移動し、主軸51に取り付けると共に、加工後の工具を撤退させることが可能となっている。また、上述及び後述の機械的動作の制御は、NC(Numerical Control)制御部70により行われる。更に、5軸制御工作機械100は、操作/表示パネル80を備えている。 Next, the structure 400 related to the A-axis and C-axis operations will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the detailed structure thereof. Therefore, the A-axis is an axis parallel to the X-axis as shown in FIGS. 1 and 2, and the C-axis is an axis orthogonal to the A-axis as shown in FIG. As described above, it is an axis that can rotate in a plane defined by the Y axis and the Z axis as the A axis rotates. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, A has a substantially square pillar vertically elongated shape on the left wall of the processable region MS in the bed 20, and the central portion thereof is rotatably supported around the A axis. The shaft rotating body 11 is provided. The A-axis rotating body 11 is rotationally driven by the A-axis rotating drive motor 15. Further, one end of the A-axis rotating body 11 is provided with a C-axis rotating driving body 12, and the other end is provided with a tailstock 13 that is driven hydraulically. Further, the C-axis rotation drive body 12 is equipped with a chuck 14 that can grip the work W and is rotationally driven around the C-axis by the C-axis rotation drive body 12. As an operation, when one end of the work W is gripped by the chuck 14 and the other end is supported by the tailstock 13 and the chuck 14 is rotated by the C-axis rotation drive body 12, the work W rotates around the C-axis. Will be done. Therefore, when the chuck 14 rotates on the C-axis and the A-axis rotating body 11 A-axis rotation drive motor 15 rotates on the A-axis, the work W rotates on the C-axis and rotates on the A-axis. .. 5-axis control of the work W to the work W by the relative movement of the work W with respect to the bed 20 due to rotation about the C-axis and A-axis and relative movement with respect to the bed 20 by movement of the tool with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis Processing can be realized. The two-dot chain line in FIG. 3 represents the rotation locus at both ends of the A-axis rotating body 11. As described above, in the 5-axis control machine tool 100, the member that realizes the relative A-axis rotation of the work W with respect to the bed 20 is configured to pivotally support the work W with respect to the bed 20 at one end in the A-axis direction. doing. Simply put, it has a so-called cantilever structure. Along with this, as a structure for defining the C-axis rotation of the work, a structure in which the work W is sandwiched by the C-axis rotation drive body 12 and the tailstock 13 fixed to the A-axis rotating body 11, respectively, is adopted. There is. Further, the 5-axis control machine tool 100 includes an automatic tool changing device 60, and the tool gripping and changing mechanism 61 selects a desired tool from a plurality of tools, grips and moves the tool, and attaches the tool to the spindle 51. , It is possible to withdraw the tool after machining. Further, the control of the mechanical operation described above and described later is performed by the NC (Numerical Control) control unit 70. Further, the 5-axis control machine tool 100 includes an operation / display panel 80.

以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。図5は本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械のレイアウト構成を示す平面図、図6はそのA軸及びC軸動作に係る構造体500の拡大平面図であり、片側テールストック仕様を示す図である。図5及び図6を参照しつつ、本発明の第1の実施形態に係る5軸制御工作機械200のNC加工部220の基本的構成は、図1乃至図4に示した出願人の先願に係る5軸制御工作機械100と略同様であるので、その詳しい説明及び図示は省略する。本実施形態に係る5軸制御工作機械200も、図6に示すように、A軸及びC軸動作に係る構造体500は、片側テールストック仕様に構成されている。即ち、ワークWのベッド20(図3等参照)に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークWについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成し、いわゆる片持ち構造としている。また、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12及び心押し台13によりワークWを挟持する構造を採用している。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a plan view showing a layout configuration of a 5-axis control machine tool according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged plan view of a structure 500 related to its A-axis and C-axis operation, and one side tail. It is a figure which shows the stock specification. With reference to FIGS. 5 and 6, the basic configuration of the NC machining section 220 of the 5-axis controlled machine tool 200 according to the first embodiment of the present invention is the prior application of the applicant shown in FIGS. 1 to 4. Since it is substantially the same as the 5-axis control machine tool 100 according to the above, detailed description and illustration thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, in the 5-axis control machine tool 200 according to the present embodiment, the structure 500 related to the A-axis and C-axis operations is configured to have a one-sided tailstock specification. That is, a member that realizes relative A-axis rotation of the work W with respect to the bed 20 (see FIG. 3 and the like) is configured to pivotally support the work W with respect to the bed 20 at one end in the A-axis direction, so-called cantilever structure. It is supposed to be. Further, as a structure that regulates the C-axis rotation of the work, a structure is adopted in which the work W is sandwiched by the C-axis rotation driving body 12 and the tailstock 13 fixed to the A-axis rotating body 11, respectively.

さて、本実施形態に係る5軸制御工作機械200の大きな特徴は、ブレード加工機としての優位性を追求した点にある。即ち、5軸制御工作機械200は、加工領域部としてのNC加工部220と、応用領域部230を備え、図5に示すように、応用領域部230は、図示しないドレス装置、タンクシステム260等、汎用的な加工を可能にするための総合的アプリケーションとして構成されており、このため加工製品製作までのリードタイム短縮が可能なように構成されている。また、総合的アプリケーションとして省スペース化を実現し、機構的にも・制御的にも高加減速を実現した機械として構成されている。また、専用機ではなく、汎用機として製作可能であるためこの5軸制御工作機械200の製品納期までを短くすることができ、機械トータルもより安価に製作できるというメリットがある。即ち、図5に示すように、本実施形態の5軸制御工作機械200は、工具としての砥石等をドレッシングするための図示しないドレス装置を備えている。また、工具によるワークWの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステム260を備えている。このため、多種の機能を搭載しながらも、図5に示すように、コンパクトな平面構成になっており、等、汎用的な加工を可能にするための総合的アプリケーションとして構成されており、このため加工製品製作までのリードタイム短縮が可能である。また、本実施形態の5軸制御工作機械200では、A軸及びC軸動作に係る構造体500をコンパクトに構成しているので、加工動作可能領域MS(図1等参照)が従来と同様の容積であれば、そのコンパクト化により有意に生じた領域を有効利用でき、そのために、図5に示すように、段取り用テーブル216を設けている。このように、段取りテーブル216を並置すれば、ワークWの加工に並行して、他のワークのチャッキング部分の加工などの前加工やその他の加工を行うことができ、より複合的な加工が可能となり、多様性が増すと共に、全加工工程の効率化・時間短縮が図れる。 By the way, a major feature of the 5-axis control machine tool 200 according to the present embodiment is that it pursues superiority as a blade processing machine. That is, the 5-axis control machine tool 200 includes an NC machining section 220 as a machining area section and an application area section 230, and as shown in FIG. 5, the application area section 230 includes a dressing device, a tank system 260, etc. (not shown). , It is configured as a comprehensive application to enable general-purpose machining, and therefore it is configured to shorten the lead time until the production of machined products. In addition, it is configured as a machine that realizes space saving as a comprehensive application and realizes high acceleration / deceleration both mechanically and in terms of control. Further, since it can be manufactured as a general-purpose machine instead of a dedicated machine, it is possible to shorten the product delivery time of the 5-axis control machine tool 200, and there is an advantage that the total machine can be manufactured at a lower cost. That is, as shown in FIG. 5, the 5-axis control machine tool 200 of the present embodiment includes a dressing device (not shown) for dressing a grindstone or the like as a tool. It also includes a tank system 260 for supplying coolant to the machining point of the work W by the tool. Therefore, as shown in FIG. 5, it has a compact planar configuration while being equipped with various functions, and is configured as a comprehensive application to enable general-purpose machining. Therefore, it is possible to shorten the lead time until the production of processed products. Further, in the 5-axis control machine tool 200 of the present embodiment, since the structure 500 related to the A-axis and C-axis operations is compactly configured, the machining operationable area MS (see FIG. 1 and the like) is the same as the conventional one. If it is a volume, a region significantly generated by the compactness can be effectively used, and for that purpose, a setup table 216 is provided as shown in FIG. By arranging the setup tables 216 side by side in this way, pre-processing such as processing of the chucking portion of another work and other processing can be performed in parallel with the processing of the work W, and more complex processing can be performed. This will make it possible, increase the variety, and improve the efficiency and time of all processing processes.

次に、図7乃至図10を参照して、本発明の第2の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る5軸制御工作機械300のNC加工部320では、図示しないワークのベッド20に対する相対的A軸回転を実現する部材を、ワークについてA軸方向一端でベッド20に対して枢支するように構成し、いわゆる片持ち構造としているのは、図1乃至図4に示した出願人の先願に係る5軸制御工作機械100と同様であるが、A軸及びC軸動作に係る構造体600は、出願人の先願に係る5軸制御工作機械100及び上述した第1の実施形態と異なり、タンデム仕様に構成されている。即ち、ワークのC軸回転を規定する構造としては、A軸回転体11の両端側にそれぞれ固定されたC軸回転駆動体12A及び12Bによりワークを挟持する構造、従って、C軸回転駆動体12A及び12Bによる、いわゆるタンデム駆動の構成を採用している。即ち、本実施形態に係る5軸制御工作機械300の大きな特徴は、タンデム駆動の優位性を追求した点にあり、これにより、トルクの増強と支持剛性の強化、ひいては回転スピードの向上が図られている。尚、図7に示すように、段取り用テーブル216を設けているのは、上述した第1の実施形態と同様である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 10. In the NC processing unit 320 of the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment, a member that realizes the relative A-axis rotation of the work with respect to the bed 20 (not shown) is pivotally supported with respect to the bed 20 at one end in the A-axis direction of the work. The so-called cantilever structure is the same as that of the 5-axis control machine tool 100 according to the applicant's prior application shown in FIGS. 1 to 4, but is related to the A-axis and C-axis operations. The structure 600 is configured in tandem specifications, unlike the 5-axis controlled machine tool 100 according to the applicant's prior application and the first embodiment described above. That is, as a structure that regulates the C-axis rotation of the work, a structure in which the work is sandwiched by C-axis rotation drive bodies 12A and 12B fixed to both ends of the A-axis rotation body 11, respectively, and therefore, the C-axis rotation drive body 12A And 12B, so-called tandem drive configuration is adopted. That is, a major feature of the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment is that it pursues the superiority of tandem drive, thereby increasing torque, strengthening support rigidity, and improving rotational speed. ing. As shown in FIG. 7, the setup table 216 is provided in the same manner as in the first embodiment described above.

また、図7に示すように、この第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300では、NC加工部320のうち加工動作可能領域MS(図1等参照)の周囲3方向が壁体により囲われている。即ち、5軸制御工作機械300では、加工動作可能領域MSの両側は、それぞれ固定壁302、304が立設され、また、後方側は可動壁306が開閉可能に立設されることで、周囲3方向が壁体により囲われている。これにより、加工による金属加工粉やクーラントが飛散してしまうのを防止している。尚、後方側の可動壁306は、工具自動交換装置60(図5等参照)による工具交換のタイミング等に合わせて開閉可能に構成されている。また、図7に示す例では、A軸及びC軸動作に係る構造体600は、加工動作可能領域MSに1個のみ設けられているが、固定壁304の円形穴304Hを介して、A軸及びC軸動作に係る構造体600をもう一対設ける変形例も可能である。かかる変形例によれば、2つのワークを並行で加工する、いわゆるタンデム加工(タンデム駆動+タンデム加工)を実現できる。 Further, as shown in FIG. 7, in the 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment, the three directions around the machining operable area MS (see FIG. 1 and the like) in the NC machining section 320 are formed by the wall body. It is surrounded. That is, in the 5-axis control machine tool 300, fixed walls 302 and 304 are erected on both sides of the machining operable area MS, respectively, and movable walls 306 are erected on the rear side so as to be openable and closable. It is surrounded by walls in three directions. This prevents metalworking powder and coolant from being scattered during processing. The movable wall 306 on the rear side is configured to be openable and closable in accordance with the timing of tool change by the automatic tool change device 60 (see FIG. 5 and the like). Further, in the example shown in FIG. 7, only one structure 600 related to the A-axis and C-axis movements is provided in the machining movable region MS, but the A-axis is provided through the circular hole 304H of the fixed wall 304. It is also possible to provide another pair of structures 600 related to the C-axis operation. According to such a modification, so-called tandem processing (tandem drive + tandem processing) in which two workpieces are processed in parallel can be realized.

次に、図8及び図9を参照して、主軸51とワークW(図示せず、後述する図10参照)の動作上の相対的位置関係について説明する。図8(a)は、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分正面図であり、当該構造体600に対する主軸51のX軸及びZ軸に係る相対移動のストロークを示している。また、図8(b)は、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分平面図である。また、図8(c)及び図9(a)〜(d)は、同様に、A軸及びC軸動作に係る構造体600の部分の部分側面図であり、当該構造体600に対する主軸51のY軸に係る相対移動と、当該構造体600のA軸回転動作の関係を示している。詳細には、図8(c)及び図9(a)は、C軸の方向とY軸の方向が一致している場合(このとき、例えば、A軸の回転を0度とする)を示しており、そのときの主軸51のY軸方向の移動(ワークWに対する長手方向の移動)のストロークを示している。なお、図8(c)では円形の一点鎖線、図9(a)〜(d)では円形の二点鎖線は、それぞれA軸回転体11の両端の回転軌跡を表している。また、図9(b)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について−45度回転し、つまり、C軸がY軸に対して−45度傾いている状態を示している。また、図8(c)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について−90度回転し、つまり、C軸がY軸に対して直交している状態を示している。また、図9(d)は、同様に、主軸51のY軸方向の移動のストロークを示すものであり、特に、構造体600がA軸について45度回転し、つまり、C軸がY軸に対して45度傾いている状態を示している。このように、主軸51は、構造体600がA軸に関して回転しても、そのC軸回転駆動体12等と干渉しないように移動動作する。 Next, with reference to FIGS. 8 and 9, the relative positional relationship between the spindle 51 and the work W (not shown, see FIG. 10 described later) in operation will be described. FIG. 8A is a partial front view of a portion of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations, and shows the stroke of relative movement of the spindle 51 with respect to the structure 600 with respect to the X-axis and the Z-axis. .. Further, FIG. 8B is a partial plan view of a portion of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations. 8 (c) and 9 (a) to 9 (d) are similarly partial side views of the portion of the structure 600 related to the A-axis and C-axis operations, and the spindle 51 with respect to the structure 600. The relationship between the relative movement related to the Y-axis and the A-axis rotation operation of the structure 600 is shown. In detail, FIGS. 8 (c) and 9 (a) show the case where the direction of the C axis and the direction of the Y axis match (at this time, for example, the rotation of the A axis is 0 degree). The stroke of the movement of the spindle 51 in the Y-axis direction (movement in the longitudinal direction with respect to the work W) at that time is shown. Note that the circular alternate long and short dash line in FIG. 8 (c) and the circular alternate long and short dash line in FIGS. 9 (a) to 9 (d) represent the rotation loci at both ends of the A-axis rotating body 11, respectively. Similarly, FIG. 9B shows the stroke of movement of the spindle 51 in the Y-axis direction. In particular, the structure 600 rotates −45 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis is the Y-axis. It shows a state of being tilted by -45 degrees with respect to. Similarly, FIG. 8 (c) shows the stroke of movement of the spindle 51 in the Y-axis direction. In particular, the structure 600 is rotated by −90 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis is the Y-axis. It shows a state that is orthogonal to. Similarly, FIG. 9D shows the stroke of movement of the spindle 51 in the Y-axis direction. In particular, the structure 600 rotates 45 degrees with respect to the A-axis, that is, the C-axis is on the Y-axis. It shows a state of being tilted 45 degrees. In this way, even if the structure 600 rotates with respect to the A axis, the spindle 51 moves so as not to interfere with the C axis rotation driving body 12 and the like.

本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300は、ブレード加工機としての優位性を追求した点にある。ここで、本実施形態に係る5軸制御工作機械300と比較例としての標準5軸機によるブレード製品の加工について説明しておく。図10(a)(b)は、比較例1、2の標準5軸機でブレード製品の加工が難しいことを説明するための図であり、(c)は、本実施形態に係る5軸制御工作機械300によるブレード製品の加工における優位性を説明するための図である。図10(a)(b)(c)では、航空機エンジンのブレードとして用いられる加工物を加工する例が示されている。尚、説明の便宜上、前述したC軸に相当する軸をB軸として説明する場合がある。即ち、固定端側が三角体にギア状の溝が加工され、そこから伸びる羽根状の回転体が滑らかに湾曲する複雑な形状の加工部品を加工する必要がある。しかしながら、図10(a)に示すように、比較例1の標準5軸機では、(1)B軸テーブルにあたる回転軸のC軸が大きい、(2)イナーシャが大きい、(3)A軸回転角度が小さい、(4)ワークWを片側固定のみで剛性が不足する、(5)干渉が大きい、等の理由から上記ブレード製品の加工が難しいという問題がある。また、図10(b)に示すように、比較例2の標準5軸機では、(1)B軸テーブルにあたる回転軸が大きい、(2)イナーシャが大きい、(3)A軸回転角度が±75度ぐらいまでしか回転できない小さい、等の理由から、やはり上記ブレード製品の加工が難しいという問題がある。これに対して、本発明の第2の実施形態に係る5軸制御工作機械300は、図10(c)に示すように、(1)A軸及びC軸動作に係る構造体600のふところが大きいので、主軸との干渉を回避可能である、(2)ワークWを両側で固定できるので、支持剛性が強い、(3)B軸テーブルは速く回転でき(イナーシャが小さい)、回転の切替が早い(イナーシャが小さい)上に、図9(a)〜(d)にも示したように、360度以上回転可能である(スピンテーブル)、等の理由から、上記ブレード製品の加工が可能且つ容易であるという画期的な利点がある。尚、上記と同様の構成上の利点を生かして、例えば、ローラギアカムのカム溝の加工も可能であることを確認している。 The 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment of the present invention is in pursuit of superiority as a blade processing machine. Here, the machining of the blade product by the 5-axis control machine tool 300 according to the present embodiment and the standard 5-axis machine as a comparative example will be described. 10 (a) and 10 (b) are diagrams for explaining that it is difficult to process a blade product with the standard 5-axis machine of Comparative Examples 1 and 2, and FIG. 10 (c) is a 5-axis control according to the present embodiment. It is a figure for demonstrating superiority in processing of a blade product by a machine tool 300. 10 (a), (b), and (c) show an example of processing a workpiece used as a blade of an aircraft engine. For convenience of explanation, the axis corresponding to the above-mentioned C axis may be described as the B axis. That is, it is necessary to process a machined part having a complicated shape in which a gear-shaped groove is machined into a triangular body on the fixed end side and a blade-shaped rotating body extending from the groove is smoothly curved. However, as shown in FIG. 10A, in the standard 5-axis machine of Comparative Example 1, (1) the C-axis of the rotation axis corresponding to the B-axis table is large, (2) the inertia is large, and (3) the A-axis rotation. There are problems that it is difficult to process the blade product because the angle is small, (4) the work W is fixed only on one side and the rigidity is insufficient, and (5) the interference is large. Further, as shown in FIG. 10B, in the standard 5-axis machine of Comparative Example 2, (1) the rotation axis corresponding to the B-axis table is large, (2) the inertia is large, and (3) the A-axis rotation angle is ±. There is also a problem that it is difficult to process the above-mentioned blade product because it is small and can rotate only up to about 75 degrees. On the other hand, in the 5-axis control machine tool 300 according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10 (c), (1) the structure 600 related to the A-axis and C-axis operation is located. Since it is large, it is possible to avoid interference with the spindle. (2) The work W can be fixed on both sides, so the support rigidity is strong. (3) The B-axis table can rotate quickly (small inertia), and the rotation can be switched. The blade product can be processed because it is fast (small inertia) and can rotate 360 degrees or more (spin table) as shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d). It has the epoch-making advantage of being easy. It has been confirmed that, for example, it is possible to process a cam groove of a roller gear cam by taking advantage of the same configuration as described above.

以上のように、本発明の5軸制御工作機械における上述の実施形態によれば、従来の標準5軸機では困難であったブレード製品の加工やカム溝の加工が可能になる上に、汎用機としてこれらの加工が可能になるという大きな利点が得られる。 As described above, according to the above-described embodiment of the 5-axis control machine tool of the present invention, it is possible to process blade products and cam grooves, which are difficult with the conventional standard 5-axis machine, and also for general purposes. A great advantage is obtained that these processes can be performed as a machine.

本発明の5軸制御工作機械は、マシニングセンタ、特にブレード加工機として使用できる。また、カム溝の加工機としても使用できる。 The 5-axis control machine tool of the present invention can be used as a machining center, particularly a blade processing machine. It can also be used as a cam groove processing machine.

100 5軸制御工作機械
11 A軸回転体
12 C軸回転駆動体
13 心押し台
14 チャック
15 A軸回転駆動モータ
16 段取りテーブル
20 ベッド
30 Y軸移動体
40 X軸移動体
50 Z軸移動体
51 主軸
60 自動工具交換装置
61 工具把持交換機構
70 NC制御部
80 操作/表示パネル
W ワーク
MS 加工動作可能領域
100 5-axis control machine tool 11 A-axis rotary body 12 C-axis rotary drive body 13 tailstock 14 chuck 15 A-axis rotary drive motor 16 setup table 20 bed 30 Y-axis moving body 40 X-axis moving body 50 Z-axis moving body 51 Spindle 60 Automatic tool changer 61 Tool grip change mechanism 70 NC control unit 80 Operation / display panel W Work MS Machining workable area

Claims (3)

加工領域部と応用領域部を備え、前記加工領域部は、第一回転動作軸についてワークを回転させると共に、その第一回転動作軸に直交する第二回転動作軸についてベッド部に対して回転するテーブルにより前記ワークを回転させつつ、また、その1つが前記第二回転動作軸と同方向の互いに直交する第一、第二、及び第三直進動作軸について工具を前記ベッド部に対して三次元的に移動させつつ、前記工具により前記ワークを加工する5軸制御工作機械であって、前記第二回転動作軸について回転可能なように、その軸方向の一端が、前記ベッド部に枢支される回転体と、前記回転体の前記第一回転動作軸方向の両端にあって、前記ワークを、前記第一回転動作軸について回転可能なように前記第一回転動作軸方向から挟持する一対の挟持部材とを備え、前記応用領域部は、前記工具をドレッシングするためのドレス装置と、前記工具によるワークの加工点へクーラントを供給するためのタンクシステムと、工具自動交換装置を備え、前記一対の挟持部材は、一方側に前記ワークを把持する第1のチャック及びその第1のチャックを回転駆動させる第1の駆動体と、他方側に前記ワークを把持する第2のチャック及びその第2のチャックを回転駆動させる第2の駆動体を含み、前記第1及び第2のチャックにより両側から前記ワークを把持すると共に、前記第1及び第2の駆動体により両側から前記ワークを前記第1及び第2のチャックを介して回転させるものであり、更に、前記加工領域部の両側は、それぞれ固定壁が立設され、また、後方側は可動壁が開閉可能に立設されることで、周囲3方向が壁体により囲われており、前記テーブルは、前記第二回転動作軸について360度以上回転可能であることを特徴とする5軸制御工作機械。 A machining area portion and an application region portion are provided, and the machining region portion rotates the work about the first rotation operation axis and rotates with respect to the bed portion about the second rotation operation axis orthogonal to the first rotation operation axis. While rotating the work by the table , one of them is three-dimensional with respect to the bed portion with respect to the first, second, and third straight motion axes orthogonal to each other in the same direction as the second rotary motion axis. A 5-axis control machine that processes the work with the tool while moving the work, and one end in the axial direction is pivotally supported by the bed portion so as to be rotatable about the second rotation operation axis. A pair of rotating bodies and a pair of workpieces at both ends of the rotating body in the direction of the first rotation operation axis, sandwiching the work from the direction of the first rotation operation axis so as to be rotatable about the first rotation operation axis. and a clamping member, the application area portion includes a front SL tool dresser for dressing and a tank system for supplying coolant to the machining point of the workpiece by the tool, the tool automatic changing apparatus, the The pair of sandwiching members includes a first chuck that grips the work on one side and a first driving body that rotationally drives the first chuck thereof, and a second chuck that grips the work on the other side and a second chuck thereof. A second driving body for rotationally driving the two chucks is included, the work is gripped from both sides by the first and second chucks, and the work is held from both sides by the first and second driving bodies. It is rotated via the first and second chucks, and fixed walls are erected on both sides of the processing region, and movable walls are erected on the rear side so as to be openable and closable. A 5-axis control machine tool characterized in that the surrounding three directions are surrounded by a wall body, and the table can rotate 360 degrees or more with respect to the second rotation operation axis . 前記後方側の可動壁は、前記工具自動交換装置による工具交換のタイミングに合わせて開閉可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の5軸制御工作機械。The 5-axis control machine tool according to claim 1, wherein the movable wall on the rear side is configured to be openable and closable in accordance with the timing of tool change by the automatic tool change device. 前記固定壁の円形穴を介して前記テーブルが更にもう1個設けられていることで、前記テーブルは前記加工領域部に2個設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の5軸制御工作機械。The first or second aspect of the present invention, wherein two more tables are provided in the processing area portion by further providing another table through the circular hole of the fixed wall. 5-axis control machine tool.
JP2016063221A 2016-03-28 2016-03-28 5-axis control machine tool Active JP6823900B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063221A JP6823900B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 5-axis control machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063221A JP6823900B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 5-axis control machine tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017177230A JP2017177230A (en) 2017-10-05
JP6823900B2 true JP6823900B2 (en) 2021-02-03

Family

ID=60008854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016063221A Active JP6823900B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 5-axis control machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6823900B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112191900A (en) * 2020-10-09 2021-01-08 马鞍山方圆动力科技有限公司 Five-axis milling process special for aluminum alloy impeller
CN114012456A (en) * 2021-12-14 2022-02-08 东莞市巨冈机械工业有限公司 Cradle type five-axis machining center

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017177230A (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5026599B2 (en) Combined lathe
JP4997240B2 (en) Automatic lathe with multiple turrets
JP5094465B2 (en) Machine tool and method of machining inner surface of workpiece using the machine tool
JP2004114238A (en) Multi-function machine tool and machining method in multi-function machine tool
JP6059947B2 (en) Combined processing machine and processing method
JP2008264891A (en) Universal head and machine tool equipped with it
JP2007075995A (en) Machine tool
JP2003025169A (en) Machine tool for machining barlike workpiece and method therefor
JP4681191B2 (en) 2-spindle facing lathe
US20200180036A1 (en) Lathe with tool unit mounted thereto
JP2003025101A (en) Machine tool for machining bar-shaped workpiece
JP6823900B2 (en) 5-axis control machine tool
KR101207727B1 (en) Machine tool
JP2002160133A (en) Composite working machine
JP2014065133A (en) Parallel two-axis composite machine tool
KR101265708B1 (en) 4 axis work machining center
JP2008093808A (en) Lathe
CN107872994B (en) Machine tool
JP2014087865A (en) Lathe, and method for processing workpiece
JP2017127949A (en) Impeller processing device
TWI505907B (en) Machining method for metallic workpiece
JP2010253591A (en) Compound machining machine and compound machining line
JP4384915B2 (en) Multi-axis machining center with workpiece holding spindle
JP3216820U (en) 5-axis machine tool
JP2010076048A (en) Compound working machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200731

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6823900

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150