JP7441678B2 - Rotary tool equipment and machine tools - Google Patents

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Description

本発明は、回転工具装置および工作機械に関する。 The present invention relates to a rotary tool device and a machine tool.

従来の工作機械として、特許文献1には、水平方向に複数のスピンドル軸が配置された回転工具装置が開示され、ワークの軸線に対して複数の回転工具の刃先の向きを調整して加工が行われる。 As a conventional machine tool, Patent Document 1 discloses a rotary tool device in which a plurality of spindle axes are arranged in the horizontal direction, and machining is performed by adjusting the direction of the cutting edges of the plurality of rotary tools with respect to the axis of the workpiece. It will be done.

特開2019-181653号公報JP 2019-181653 Publication

特許文献1に開示された工作機械では、回転工具装置は、スペース上の制約から複数の回転工具の駆動を1つのモータと歯車機構を組み合わせて複数のスピンドル軸を駆動している。このため、スピンドル軸にバックラッシによるずれや同時に回転する加工スピンドル軸以外のスピンドル軸での発熱や振動が伝わり、高精度な加工ができない。1つのモータとベルト機構を組み合わせる場合も同様である。 In the machine tool disclosed in Patent Document 1, due to space constraints, the rotary tool device drives a plurality of spindle shafts by combining one motor and a gear mechanism to drive a plurality of rotary tools. For this reason, displacement due to backlash and heat generation and vibration from spindle shafts other than the processing spindle shafts rotating simultaneously are transmitted to the spindle shaft, making it impossible to perform highly accurate processing. The same applies when combining one motor and a belt mechanism.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高精度な加工を行うことができる回転工具装置および工作機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotary tool device and a machine tool that can perform highly accurate machining.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る回転工具装置は、
主軸により保持されたワークを加工する回転工具を保持する工具保持部と、
先端に前記工具保持部が装着可能に形成されるスピンドル軸と、
前記スピンドル軸の基端に出力軸が直接的に連結され、前記スピンドル軸を前記工具保持部とともに軸回転させるモータと、
前記モータを支持し、複数の前記スピンドル軸が互いに平行をなすように並べられた状態で収容され、軸回転可能に前記スピンドル軸を収容する1つの筐体と、を備え、
前記モータは、複数とされ、複数の前記スピンドル軸の各々に前記回転工具に応じた仕様で設けられ、
前記回転工具の刃先は、前記主軸により保持された前記ワークの軸方向と前記回転工具の複数軸方向との相対移動により、前記ワークに接触させて加工する
回転工具装置。
In order to achieve the above object, a rotary tool device according to a first aspect of the present invention includes:
a tool holder that holds a rotary tool for machining a workpiece held by a spindle;
a spindle shaft formed such that the tool holding portion can be attached to the tip;
a motor having an output shaft directly connected to a base end of the spindle shaft and rotating the spindle shaft together with the tool holding portion;
one casing that supports the motor, accommodates a plurality of spindle shafts arranged parallel to each other, and rotatably accommodates the spindle shafts;
A plurality of the motors are provided on each of the plurality of spindle shafts with specifications according to the rotary tool ,
The cutting edge of the rotary tool is brought into contact with the workpiece and processed by relative movement between the axial direction of the workpiece held by the main shaft and the plurality of axial directions of the rotary tool,
Rotary tool equipment.

上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る工作機械は、
回転工具装置と、
前記ワークを軸回転可能に保持する前記主軸と、を備える。
In order to achieve the above object, a machine tool according to a second aspect of the present invention includes:
a rotary tool device;
The main shaft rotatably holds the workpiece.

本発明によれば、高精度な加工を行うことができる。 According to the present invention, highly accurate processing can be performed.

本発明の一実施形態に係る工作機械の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る工作機械の概略正面の部分断面図である。1 is a schematic front partial sectional view of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る工作機械の概略側面図である。1 is a schematic side view of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る回転工具装置を拡大した部分断面図である。FIG. 1 is an enlarged partial cross-sectional view of a rotary tool device according to an embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態に係る回転工具装置および工作機械について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、鉛直方向を「Y軸方向」とし、ワークの中心線に沿った水平方向を「Z軸方向」とし、Y軸及びZ軸方向に垂直な水平方向を「X軸方向」とする。 A rotary tool device and a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following explanation, the vertical direction is referred to as the "Y-axis direction," the horizontal direction along the center line of the workpiece is referred to as the "Z-axis direction," and the horizontal direction perpendicular to the Y-axis and Z-axis directions is referred to as the "X-axis direction." ”.

工作機械1は、図1及び図2に示すように、例えばワークを加工するNC(Numerical Control)旋盤として構成される。工作機械1は、工作機械1全体の台であるベッドSと、主軸ユニット10と、Z軸移動機構20と、工具機構30と、回転工具装置50と、工作機械1を制御する制御部90と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the machine tool 1 is configured, for example, as an NC (Numerical Control) lathe that processes a workpiece. The machine tool 1 includes a bed S, which is the base of the entire machine tool 1, a spindle unit 10, a Z-axis moving mechanism 20, a tool mechanism 30, a rotary tool device 50, and a control unit 90 that controls the machine tool 1. , is provided.

(主軸ユニット10)
主軸ユニット10は、図1及び図2に示すように、ワークの前面(+Z側に向く面)及び側面を加工するための機構である。主軸ユニット10は、ワークを回転可能に保持する主軸11と、主軸11を回転可能に支持する主軸台12と、を備える。主軸11は、ワークを保持するチャックを先端に備える。主軸台12は、チャックで保持したワークを回転させる主軸回転用モータを内蔵する(図示せず)。主軸ユニット10は、主軸台12をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構20を備える。
(Spindle unit 10)
As shown in FIGS. 1 and 2, the spindle unit 10 is a mechanism for processing the front surface (the surface facing the +Z side) and the side surface of the workpiece. The spindle unit 10 includes a spindle 11 that rotatably holds a workpiece, and a headstock 12 that rotatably supports the spindle 11. The main shaft 11 is equipped with a chuck at its tip for holding a workpiece. The headstock 12 has a built-in spindle rotation motor (not shown) that rotates the workpiece held by the chuck. The spindle unit 10 includes a Z-axis moving mechanism 20 that moves the spindle stock 12 in the Z-axis direction.

Z軸移動機構20は、図1に示すように、ベッドS上にZ軸方向に沿ってレール21が取り付けられ、主軸台12がレール21に沿って移動可能とされる。Z軸移動機構20は、Z軸用モータ21bによりボールねじ21aを回転させることで、ナット12a(図2参照)とともに主軸台12をZ軸方向に移動させる。これにより、主軸11がベッドSに対してZ軸方向に移動する。 As shown in FIG. 1, in the Z-axis moving mechanism 20, a rail 21 is attached to the bed S along the Z-axis direction, and the headstock 12 is movable along the rail 21. The Z-axis moving mechanism 20 moves the headstock 12 together with the nut 12a (see FIG. 2) in the Z-axis direction by rotating the ball screw 21a using the Z-axis motor 21b. As a result, the main shaft 11 moves relative to the bed S in the Z-axis direction.

(工具機構30)
工具機構30は、図1及び図2に示すように、主軸ユニット10により把持されたワークに対して工具ユニット31,32の工具31a,32aをX軸方向及びY軸方向に移動させる機構である。
(Tool mechanism 30)
As shown in FIGS. 1 and 2, the tool mechanism 30 is a mechanism that moves tools 31a and 32a of tool units 31 and 32 in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the workpiece gripped by the spindle unit 10. .

工具機構30は、ベッドSに固定された固定台41と、工具ユニット31,32と、工具ユニット31,32をX軸方向に移動させるX軸移動機構33と、工具ユニット31,32を高さ方向に沿うY軸方向に移動させるY軸移動機構34と、固定台41に固定されるガイドブッシュ装置80と、を備える。 The tool mechanism 30 includes a fixed base 41 fixed to the bed S, tool units 31 and 32, an X-axis moving mechanism 33 that moves the tool units 31 and 32 in the It includes a Y-axis moving mechanism 34 that moves in the Y-axis direction along the Y-axis direction, and a guide bush device 80 that is fixed to the fixed base 41.

固定台41は、図1及び図2に示すように、主軸11の中心軸Aに沿う方向に貫通する空洞部41aを有する。
固定台41には、X軸移動機構33と、X軸移動機構33を介してY軸移動機構34とが設けられる。X軸移動機構33及びY軸移動機構34は、Z軸移動機構20と同様に、モータ、ボールねじ及びナットにより構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fixing base 41 has a cavity 41a that penetrates in a direction along the central axis A of the main shaft 11.
The fixed base 41 is provided with an X-axis moving mechanism 33 and a Y-axis moving mechanism 34 via the X-axis moving mechanism 33. Like the Z-axis moving mechanism 20, the X-axis moving mechanism 33 and the Y-axis moving mechanism 34 are configured by a motor, a ball screw, and a nut.

工具ユニット31,32は、図2及び図3に示すように、Y軸移動機構34の図3における左右箇所に配置されて構成される。工具ユニット31,32は、主軸11が把持するワークをX軸方向において両側から挟み込むように位置する。工具ユニット31,32には、複数の工具31a,32aと、複数の工具31a,32aをX軸方向に沿うように保持する刃物台31b,32bと、を備える。刃物台31b、32bには、複数の工具31a,32aがY軸方向に櫛状に並べられて設けられている。それぞれの工具31a,32aは、例えばバイトなどで構成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the tool units 31 and 32 are arranged on the left and right sides of the Y-axis moving mechanism 34 in FIG. The tool units 31 and 32 are positioned so as to sandwich the workpiece held by the main spindle 11 from both sides in the X-axis direction. The tool units 31 and 32 include a plurality of tools 31a and 32a, and tool rests 31b and 32b that hold the plurality of tools 31a and 32a along the X-axis direction. A plurality of tools 31a, 32a are provided in the tool rests 31b, 32b, arranged in a comb shape in the Y-axis direction. Each of the tools 31a and 32a is composed of, for example, a cutting tool.

Z軸移動機構20、X軸移動機構33又はY軸移動機構34は、制御部90による制御のもと、工具31a,32aを主軸11により回転されるワークの軸線(Z軸方向)に対して交わる方向を向くように移動させることによりワークの加工を行う。 Under the control of the control unit 90, the Z-axis moving mechanism 20, the X-axis moving mechanism 33, or the Y-axis moving mechanism 34 moves the tools 31a and 32a relative to the axis (Z-axis direction) of the workpiece rotated by the main shaft 11. Workpieces are processed by moving them so that they face in the intersecting directions.

固定台41の空洞部41aには、ガイドブッシュ装置80が配置される。ガイドブッシュ装置80は、主軸11の移動に伴いワークの保持および移動を補助する。ガイドブッシュ装置80は、加工するワークに合わせて適宜変更することができる。 A guide bush device 80 is arranged in the cavity 41a of the fixed base 41. The guide bush device 80 assists in holding and moving the workpiece as the main shaft 11 moves. The guide bush device 80 can be changed as appropriate depending on the workpiece to be processed.

(回転工具装置50)
回転工具装置50は、図1、図3及び図4に示すように、工具ユニット31の下方のY軸移動機構34に設けられ、自身が回転する回転工具51によってワークを加工する。回転工具51は、例えばドリル、タップ、フライスなどで構成される。
(Rotary tool device 50)
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the rotary tool device 50 is provided in the Y-axis moving mechanism 34 below the tool unit 31, and processes a workpiece using a rotary tool 51 that rotates itself. The rotary tool 51 is composed of, for example, a drill, a tap, a milling cutter, or the like.

回転工具装置50は、主軸11により保持されたワークを加工する回転工具51を保持する工具保持部52と、先端53aに工具保持部52が装着可能に形成されるスピンドル軸53と、スピンドル軸53の基端53bに直接的に連結され、スピンドル軸53を工具保持部52とともに軸回転させる工具回転用モータ(モータ)54と、工具回転用モータ54を支持し、回転工具51の刃先が主軸11により保持された主軸11の中心軸(ワークの軸線)Aに交わる方向を向くように、軸回転可能にスピンドル軸53を収容する筐体55と、を備える。 The rotary tool device 50 includes a tool holder 52 that holds a rotary tool 51 for machining a workpiece held by the main spindle 11, a spindle shaft 53 on which the tool holder 52 can be attached to a tip 53a, and a spindle shaft 53. A tool rotation motor (motor) 54 is directly connected to the base end 53b of the rotary tool 51 and rotates the spindle shaft 53 along with the tool holder 52. The casing 55 accommodates the spindle shaft 53 in a rotatable manner so as to face a direction intersecting the central axis (axis of the workpiece) A of the main shaft 11 held by the main shaft 11 .

回転工具装置50は、Y軸移動機構34の工具ユニット31の下方に筐体55が固定される。筐体55には、スピンドル軸53がX軸方向に沿う水平方向に平行に配置され、複数本(図示例では、2本)のスピンドル軸53がY軸方向(上下方向)に並べられている。これにより、筐体55に取り付けた回転工具51の刃先は、主軸11の中心軸Aと直交する方向(X軸方向)を向くように配置される。 In the rotary tool device 50, a housing 55 is fixed below the tool unit 31 of the Y-axis moving mechanism 34. In the housing 55, a spindle shaft 53 is arranged parallel to the horizontal direction along the X-axis direction, and a plurality of (in the illustrated example, two) spindle shafts 53 are arranged in the Y-axis direction (vertical direction). . Thereby, the cutting edge of the rotary tool 51 attached to the housing 55 is arranged so as to face the direction (X-axis direction) perpendicular to the central axis A of the main shaft 11.

各スピンドル軸53は、筐体55に回転可能に支持されている。筐体55には、X軸方向に間隔をあけて複数の軸受55aが設けられている。各スピンドル軸53は、複数の軸受55aによりスピンドル軸53の中心軸の振れ、加工にともなう回転荷重やスラスト荷重が支持される。 Each spindle shaft 53 is rotatably supported by a housing 55. A plurality of bearings 55a are provided in the housing 55 at intervals in the X-axis direction. In each spindle shaft 53, a plurality of bearings 55a support vibration of the central axis of the spindle shaft 53, rotational load and thrust load accompanying machining.

各スピンドル軸53の先端53aには、工具保持部52が着脱可能に取り付けられており、工具保持部52に回転工具51が固定される。工具保持部52及び回転工具51は、1つの工具ユニットを構成する。複数の種類の工具ユニットのうちからいずれかが選択的にスピンドル軸53の先端53aに装着される。 A tool holder 52 is detachably attached to the tip 53a of each spindle shaft 53, and the rotary tool 51 is fixed to the tool holder 52. The tool holder 52 and the rotary tool 51 constitute one tool unit. One of the plurality of types of tool units is selectively attached to the tip 53a of the spindle shaft 53.

各スピンドル軸53の基端53bには、図4に示すように、工具回転用モータ54のモータ出力軸54aが連結用カップリング54bを介して直接的に連結されている。スピンドル軸53の基端53bは、スピンドル軸53の本体部よりも小径の円柱状をなす。モータ出力軸54aは、スピンドル軸53の基端53bと同一径の円柱状をなす。連結用カップリング54bは、円筒状をなす。連結用カップリング54bの一端側の内部には、スピンドル軸53の基端53bが固定され、連結用カップリング54bの他端側の内部には、モータ出力軸54aが固定される。すなわち、工具回転用モータ54は、スピンドル軸53の本数に応じて同数用意され、歯車機構やベルト機構などの駆動力伝達機構を介せずに連結用カップリング54bのみを介して直接スピンドル軸53を駆動する。これにより、工具保持部52とともに、装着された回転工具51を独立した別々の工具回転用モータ54で軸回転させる。 As shown in FIG. 4, a motor output shaft 54a of a tool rotation motor 54 is directly connected to a base end 53b of each spindle shaft 53 via a connection coupling 54b. The base end 53b of the spindle shaft 53 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the main body of the spindle shaft 53. The motor output shaft 54a has a cylindrical shape with the same diameter as the base end 53b of the spindle shaft 53. The coupling coupling 54b has a cylindrical shape. A base end 53b of the spindle shaft 53 is fixed inside one end of the coupling coupling 54b, and a motor output shaft 54a is fixed inside the other end of the coupling coupling 54b. That is, the same number of tool rotation motors 54 are prepared according to the number of spindle shafts 53, and the tool rotation motors 54 are directly connected to the spindle shafts 53 through only the coupling coupling 54b without using a driving force transmission mechanism such as a gear mechanism or a belt mechanism. to drive. As a result, together with the tool holder 52, the mounted rotary tool 51 is rotated by an independent tool rotation motor 54.

工具回転用モータ54は、筐体55への取り付けスペースなどを確保するため小型なモータが好ましく、同期電動機や誘導電動機などの交流電動機や直流電動機が回転工具51に応じて用いられる。
また、各スピンドル軸53にそれぞれ独立した工具回転用モータ54を設けることから、それぞれが異なる仕様のモータであっても良く、使用する回転工具51に応じて回転数や出力が異なるものを適宜選択して設ける。工具回転用モータ54は、例えば回転数が5000rpmのものと、高速回転用の20000rpmのものとで構成することもできる。
The tool rotation motor 54 is preferably a small motor in order to secure mounting space to the housing 55, and an AC motor or a DC motor such as a synchronous motor or an induction motor is used depending on the rotary tool 51.
Furthermore, since each spindle shaft 53 is provided with an independent tool rotation motor 54, each motor may have different specifications, and motors with different rotational speeds and outputs may be selected as appropriate depending on the rotary tool 51 to be used. and set it up. The tool rotation motor 54 can also be configured with, for example, one with a rotation speed of 5,000 rpm and one with a high-speed rotation of 20,000 rpm.

このような回転工具装置50では、回転工具51を軸回転する工具回転用モータ54を各スピンドル軸53に独立したモータとしてダイレクトに連結しているので、各工具回転用モータ54をコンパクトのものにでき、回転工具装置50自体もコンパクトにすることができる。また、歯車機構やベルト機構などの駆動力伝達機構を使用しないので、バックラッシュや振動の伝達を抑えることができ、高精度な加工ができる。また、加工に用いる回転工具51以外の回転工具51を停止したままにでき、振動や発熱の影響もなく、高精度の加工ができる。また、1台のモータで複数の回転工具51を駆動する場合には、歯車機構やベルトとプーリによるベルト機構で回転数などが規制され回転数の変更が不可能に近くなるのに対し、回転工具51に応じた回転工具用モータ54を用いることで回転数の選択が可能であり、加工可能な範囲を拡大することもできる。 In such a rotary tool device 50, the tool rotation motor 54 that rotates the rotary tool 51 is directly connected to each spindle shaft 53 as an independent motor, so each tool rotation motor 54 can be made compact. Therefore, the rotary tool device 50 itself can be made compact. In addition, since a drive force transmission mechanism such as a gear mechanism or a belt mechanism is not used, backlash and vibration transmission can be suppressed and highly accurate machining can be performed. Further, the rotary tools 51 other than the rotary tool 51 used for machining can be kept stopped, and high-precision machining can be performed without the effects of vibration or heat generation. In addition, when driving multiple rotary tools 51 with one motor, the rotation speed is regulated by a gear mechanism or a belt mechanism using a belt and a pulley, making it nearly impossible to change the rotation speed. By using the rotary tool motor 54 that corresponds to the tool 51, it is possible to select the number of rotations, and it is also possible to expand the workable range.

回転工具装置50は、上記のように、Y軸移動機構34に筐体55を固定することで、X軸方向及びY軸方向に移動可能に構成したが、さらに、Y軸移動機構34に対して筐体55を、例えば、鉛直軸回りに回転させる回転軸を備えた回転位置調整部(図示しない)を設けるようにすることもできる。これにより、回転工具51の向きを主軸11の中心軸(ワークの軸線)A及び回転工具51の延びる方向(スピンドル軸53の中心軸の方向)に交わる方向(例えば、Y軸に平行な鉛直軸方向)の回転軸を中心に筐体55を回転することが可能となり、回転工具51の刃先を、X軸及びZ軸で形成される水平面上で回転させて向きを調整することができる。これにより、回転工具装置50により加工可能となる範囲を拡大することができる。 As described above, the rotary tool device 50 is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by fixing the housing 55 to the Y-axis moving mechanism 34. It is also possible to provide a rotational position adjusting section (not shown) having a rotating shaft for rotating the casing 55 around a vertical axis, for example. This allows the rotating tool 51 to be oriented in a direction that intersects the central axis A of the main spindle 11 (the axis of the workpiece) and the direction in which the rotating tool 51 extends (direction of the central axis of the spindle shaft 53) (e.g., a vertical axis parallel to the Y axis). The housing 55 can be rotated around the rotation axis (direction), and the direction of the cutting edge of the rotary tool 51 can be adjusted by rotating it on a horizontal plane formed by the X-axis and the Z-axis. Thereby, the range that can be processed by the rotary tool device 50 can be expanded.

(制御部90)
制御部90は、工作機械1全体を制御するものであり、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、CPU(Central Processing Unit)と、を備える。なお、制御部90は、図1などに模式的に示した。
(Control unit 90)
The control unit 90 controls the entire machine tool 1, and includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a CPU (Central Processing Unit). Note that the control unit 90 is schematically shown in FIG. 1 and the like.

制御部90は、図示しない操作部から供給されたNC(Numerical Control)プログラムに従って各部を数値制御する。制御部90は、数値制御によって主軸11、Z軸移動機構20、工具機構30、X軸移動機構33、Y軸移動機構34および回転工具装置50を制御する。 The control section 90 numerically controls each section according to an NC (Numerical Control) program supplied from an operation section (not shown). The control unit 90 controls the main spindle 11, the Z-axis moving mechanism 20, the tool mechanism 30, the X-axis moving mechanism 33, the Y-axis moving mechanism 34, and the rotary tool device 50 through numerical control.

次に、工作機械1によるワークの加工の一例について説明する。
工具機構30による加工では、制御部90による数値制御により、図1及び図2に示すように、主軸11を介してワークを把持しつつ軸回転させた状態で、工具機構30を介して工具31a,32aの刃先をワークに接触させ、Z軸移動機構20を介してワークをZ軸方向に送る。これにより、ワークの加工が行われる。
Next, an example of machining a workpiece by the machine tool 1 will be described.
In machining by the tool mechanism 30, under numerical control by the control unit 90, as shown in FIGS. , 32a are brought into contact with the workpiece, and the workpiece is sent in the Z-axis direction via the Z-axis moving mechanism 20. As a result, the workpiece is processed.

回転工具装置50による加工では、制御部90による数値制御により、図1及び図2に示すように、主軸11を介してワークを把持しつつ軸回転させた状態、あるいは主軸11を固定した状態で、回転工具装置50の加工に用いる回転工具51のみの工具回転用モータ54を回転させ、回転工具51の刃先をワークに接触させ、Z軸移動機構20、X軸移動機構33及びY軸移動機構34によりワークのZ軸方向の送り、回転工具51のX軸方向及びY軸方向の移動を組み合わせる。これにより、回転工具51によるワークの加工が行われる。
回転工具装置50による加工では、回転工具51としては、ドリル、タップ、フライスなどが使用される。
In machining using the rotary tool device 50, under numerical control by the control unit 90, as shown in FIGS. , the tool rotation motor 54 of only the rotary tool 51 used for machining by the rotary tool device 50 is rotated, the cutting edge of the rotary tool 51 is brought into contact with the workpiece, and the Z-axis moving mechanism 20, the X-axis moving mechanism 33, and the Y-axis moving mechanism 34 combines the feeding of the workpiece in the Z-axis direction and the movement of the rotary tool 51 in the X-axis and Y-axis directions. As a result, the workpiece is processed by the rotary tool 51.
In machining using the rotary tool device 50, the rotary tool 51 used is a drill, tap, milling cutter, or the like.

これらの工具機構30による加工と回転工具装置50による加工は、第1の加工とこれに続く第2の加工として組わせて行われたり、それぞれが独立した加工として行われる。加工が完了すると、ワークを図示しないシュートに落下させて、加工済みのワークを工作機械1から排出する。このようにして工作機械1によるワークの加工が行われる。 The machining by the tool mechanism 30 and the machining by the rotary tool device 50 may be performed in combination as a first machining and a subsequent second machining, or each may be performed as independent machining. When the machining is completed, the workpiece is dropped into a chute (not shown) and the machined workpiece is discharged from the machine tool 1. In this manner, the workpiece is processed by the machine tool 1.

(効果)
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)回転工具装置50は、主軸11により保持されたワークを加工する回転工具51を保持する工具保持部52と、先端53aに工具保持部52が装着可能に形成されるスピンドル軸53と、スピンドル軸53の基端53bに直接的に連結され、スピンドル軸53を工具保持部52とともに軸回転させる工具回転用モータ(モータ)54と、工具回転用モータ54を支持し、回転工具51の刃先が主軸11により保持された主軸11の中心軸(ワークの軸線)Aに交わる方向を向くように、軸回転可能にスピンドル軸53を収容する筐体55と、を備える。
この構成によれば、回転工具51が先端53aに保持されるスピンドル軸53の基端53bに工具回転用モータ54を直接的に連結することにより、歯車機構やベルト機構を介して回転工具51を軸回転する場合に生じるバックラッシュ、振動及び発熱などの影響を抑えて回転工具51で加工することができる。これにより、高精度の加工を行うことができ、主軸11の回転と同期させて行うポリゴン加工やギア加工などの加工も高精度に行うことができる。また、歯車機構やベルト機構を使用しないことから回転工具装置50をコンパクトにすることができる。
(effect)
According to the embodiment described above, the following effects are achieved.
(1) The rotary tool device 50 includes a tool holder 52 that holds a rotary tool 51 that processes a workpiece held by the main spindle 11, a spindle shaft 53 that is formed on a tip 53a so that the tool holder 52 can be attached, A tool rotation motor (motor) 54 that is directly connected to the base end 53b of the spindle shaft 53 and rotates the spindle shaft 53 together with the tool holder 52; The casing 55 accommodates the spindle shaft 53 in a rotatable manner so as to face a direction intersecting the central axis (axis of the workpiece) A of the main shaft 11 held by the main shaft 11.
According to this configuration, the tool rotation motor 54 is directly connected to the base end 53b of the spindle shaft 53 on which the rotary tool 51 is held at the tip 53a, so that the rotary tool 51 can be rotated through the gear mechanism or the belt mechanism. Machining can be performed with the rotary tool 51 while suppressing the effects of backlash, vibration, heat generation, etc. that occur when the shaft rotates. Thereby, highly accurate machining can be performed, and machining such as polygon machining and gear machining that is performed in synchronization with the rotation of the main shaft 11 can also be performed with high precision. Further, since no gear mechanism or belt mechanism is used, the rotary tool device 50 can be made compact.

(2)複数のスピンドル軸53は、1つの筐体55に互いに平行をなすように並べられた状態で収容され、工具回転用モータ54は、複数とされ、複数のスピンドル軸53の各々に設けられる。
この構成によれば、各スピンドル軸53を独立した別々の工具回転用モータ54で駆動することで、加工に用いる回転工具51以外の工具回転用モータ54を停止しておくことができ、加工する回転工具51以外からの振動や発熱の影響がなく、高精度に加工することができる。また、回転工具51に応じて工具回転用モータ54を小型のモータにすることができ、回転工具装置50をコンパクトにすることができる。また、工具回転用モータ54を回転工具51に応じて異なる仕様のものとすることができ、適切な仕様のもので高精度の加工を行うことができる。
(2) The plurality of spindle shafts 53 are housed in one housing 55 in a state in which they are arranged parallel to each other, and a plurality of tool rotation motors 54 are provided for each of the plurality of spindle shafts 53. It will be done.
According to this configuration, by driving each spindle shaft 53 with an independent tool rotation motor 54, the tool rotation motors 54 other than the rotary tool 51 used for machining can be stopped, and the tool rotation motors 54 other than the rotary tool 51 used for machining can be stopped. There is no influence of vibration or heat generation from sources other than the rotary tool 51, and highly accurate machining is possible. Moreover, the tool rotation motor 54 can be made into a small motor depending on the rotary tool 51, and the rotary tool device 50 can be made compact. Further, the tool rotation motor 54 can have different specifications depending on the rotary tool 51, and high-precision machining can be performed with an appropriate specification.

(3)工作機械1は、回転工具装置50と、ワークを軸回転可能に保持する主軸11と、を備える。
この構成によれば、回転工具51が先端53aに保持されるスピンドル軸53の基端53bに工具回転用モータ54を直接的に連結することで、歯車機構やベルト機構を介して回転工具51を軸回転する場合に生じるバックラッシュ、振動及び発熱などの影響を抑えて回転工具51で加工することができる。これにより、高精度の加工を行うことができ、主軸11の回転と同期させて行うポリゴン加工やギア加工などの加工も高精度に行うことができる。また、歯車機構やベルト機構を使用しないことから回転工具装置50をコンパクトにでき、工作機械1もコンパクトにすることができる。これにより、精度の高いワークの加工を実現することができる。
(3) The machine tool 1 includes a rotary tool device 50 and a main shaft 11 that rotatably holds a workpiece.
According to this configuration, the tool rotation motor 54 is directly connected to the base end 53b of the spindle shaft 53 on which the rotary tool 51 is held at the tip 53a, so that the rotary tool 51 can be rotated through the gear mechanism or the belt mechanism. Machining can be performed with the rotary tool 51 while suppressing the effects of backlash, vibration, heat generation, etc. that occur when the shaft rotates. Thereby, highly accurate machining can be performed, and machining such as polygon machining and gear machining that is performed in synchronization with the rotation of the main shaft 11 can also be performed with high precision. Further, since no gear mechanism or belt mechanism is used, the rotary tool device 50 can be made compact, and the machine tool 1 can also be made compact. Thereby, highly accurate workpiece machining can be realized.

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments and drawings. It is possible to make changes (including deletion of constituent elements) as appropriate without changing the gist of the present invention. An example of the modification will be described below.

(変形例)
上記実施形態においては、工作機械1は、主軸11により保持されたワークを回転工具装置50の回転工具51で加工するように構成したが、主軸11に加えて主軸11と対向して第2主軸を設けるようにしても良い。これにより、主軸11によりワークの前面を加工するのに加えて第2主軸にワークを受け渡すことによりワークの背面を回転工具装置50で加工することができる。
(Modified example)
In the above embodiment, the machine tool 1 is configured so that the workpiece held by the spindle 11 is machined by the rotary tool 51 of the rotary tool device 50. may be provided. Thereby, in addition to machining the front side of the workpiece with the main spindle 11, the back side of the workpiece can be processed with the rotary tool device 50 by transferring the workpiece to the second main spindle.

上記実施形態においては、工作機械1は、ガイドブッシュ装置80を設けて主軸11の移動に伴いワークの保持及び移動を補助するようにしたが、主軸11が移動せずワークを支持する必要がない場合には、ガイドブッシュ装置80に代えてガイドブッシュレス用カバーを備えてもよい。ガイドブッシュレス用カバーは、固定台41の空洞部41aに配置され、ワークとは接触しないように設けられる。
このように、工作機械1にガイドブッシュレス用カバーが設けられた場合であっても、上記実施形態と同様に回転工具装置50で加工が行われ、同様の作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the machine tool 1 is provided with the guide bush device 80 to assist in holding and moving the workpiece as the spindle 11 moves, but the spindle 11 does not move and there is no need to support the workpiece. In some cases, the guide bush device 80 may be replaced with a guide bushless cover. The guide bushless cover is disposed in the cavity 41a of the fixed base 41 so as not to come into contact with the workpiece.
In this way, even if the machine tool 1 is provided with a guide bushless cover, machining can be performed with the rotary tool device 50 in the same manner as in the above embodiment, and the same effects can be achieved.

上記実施形態においては、工作機械1は、回転工具装置50とともに工具ユニット31,32を含む工具機構30を備えていたが、工具機構30に代えて、又は工具機構30とともに、工具ユニットの一例であるタレット装置を備えていてもよい。回転軸回りに回転するタレットに複数の工具を交換可能に設け、タレットを回転して複数の工具を選択して加工する。このように、工作機械1にタレット装置が設けられた場合であっても、上記実施形態と同様に回転工具装置50で加工が行われ、同様の作用効果を奏することができる。 In the above embodiment, the machine tool 1 was equipped with the tool mechanism 30 including the tool units 31 and 32 together with the rotary tool device 50, but instead of the tool mechanism 30 or together with the tool mechanism 30, an example of the tool unit It may also be equipped with a turret device. A plurality of tools are replaceably installed on a turret that rotates around a rotation axis, and the turret is rotated to select and process a plurality of tools. In this way, even when the machine tool 1 is provided with the turret device, machining is performed by the rotary tool device 50 in the same manner as in the above embodiment, and the same effects can be achieved.

上記実施形態における工作機械1は、少なくとも回転工具装置50を備えれば良く、工具機構30の一方または両方を省略してもよい。 The machine tool 1 in the embodiment described above only needs to include at least the rotary tool device 50, and one or both of the tool mechanisms 30 may be omitted.

上記実施形態において、工作機械1を作業者が操作部から行っている作業の少なくとも一部は、作業者の代わりに、制御部90による制御のもと作業ロボットが行ってもよい。 In the embodiment described above, at least part of the work performed by the operator using the operating section of the machine tool 1 may be performed by a working robot under the control of the control section 90 instead of the worker.

1…工作機械、10…主軸ユニット、11…主軸、12…主軸台、12a…ナット、20…Z軸移動機構、21…レール、21a…ボールねじ、21b…Z軸用モータ、30…工具機構、31,32…工具ユニット、31a,32a…工具、31b、32b…刃物台、33…X軸移動機構、34…Y軸移動機構、41…固定台、41a…空洞部、50…回転工具装置、51…回転工具、52…工具保持部、53…スピンドル軸、53a…先端、53b…基端、54…回転工具用モータ、54a…モータ出力軸、54b…連結用カップリング、55…筐体、55a…軸受、80…ガイドブッシュ装置、90…制御部、A…主軸の中心軸(ワークの軸線)、S…ベッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Machine tool, 10... Spindle unit, 11... Spindle, 12... Headstock, 12a... Nut, 20... Z-axis movement mechanism, 21... Rail, 21a... Ball screw, 21b... Z-axis motor, 30... Tool mechanism , 31, 32... Tool unit, 31a, 32a... Tool, 31b, 32b... Tool rest, 33... X-axis moving mechanism, 34... Y-axis moving mechanism, 41... Fixed base, 41a... Cavity part, 50... Rotating tool device , 51...Rotary tool, 52...Tool holder, 53...Spindle shaft, 53a...Tip, 53b...Base end, 54...Rotary tool motor, 54a...Motor output shaft, 54b...Coupling for connection, 55...Housing , 55a...bearing, 80...guide bush device, 90...control unit, A...center axis of main spindle (work axis), S...bed

Claims (3)

主軸により保持されたワークを加工する回転工具を保持する工具保持部と、
先端に前記工具保持部が装着可能に形成されるスピンドル軸と、
前記スピンドル軸の基端に出力軸が直接的に連結され、前記スピンドル軸を前記工具保持部とともに軸回転させるモータと、
前記モータを支持し、複数の前記スピンドル軸が互いに平行をなすように並べられた状態で収容され、軸回転可能に前記スピンドル軸を収容する1つの筐体と、を備え、
前記モータは、複数とされ、複数の前記スピンドル軸の各々に前記回転工具に応じた仕様で設けられ、
前記回転工具の刃先は、前記主軸により保持された前記ワークの軸方向と前記回転工具の複数軸方向との相対移動により、前記ワークに接触させて加工する
回転工具装置。
a tool holder that holds a rotary tool for machining a workpiece held by a spindle;
a spindle shaft formed such that the tool holding portion can be attached to the tip;
a motor having an output shaft directly connected to a base end of the spindle shaft and rotating the spindle shaft together with the tool holding portion;
one casing that supports the motor, accommodates a plurality of spindle shafts arranged parallel to each other, and rotatably accommodates the spindle shafts;
A plurality of the motors are provided on each of the plurality of spindle shafts with specifications according to the rotary tool ,
The cutting edge of the rotary tool is brought into contact with the workpiece and processed by relative movement between the axial direction of the workpiece held by the main shaft and the plurality of axial directions of the rotary tool,
Rotary tool equipment.
加工する前記回転工具以外の前記モータは停止される、The motors other than those for the rotary tool to be processed are stopped;
請求項1に記載の回転工具装置。 The rotary tool device according to claim 1.
請求項1または2に記載の回転工具装置と、
前記ワークを軸回転可能に保持する前記主軸と、を備える、
工作機械。
The rotary tool device according to claim 1 or 2 ,
the main shaft that rotatably holds the work;
Machine Tools.
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