JPH0259240A - 工作機械におけるワークの位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の加工テーブ
ル上に装着し、工作物（被加工物）をチャッキングして
位置決めするための位置決め装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のマシニングセンタ等における工作物（以下ワーク
という）をチャフキングしつつ工具（刃具）に対して位
置決めする付加的な位置決め装置には、 （イ）　　任意の回転角度にて位置決め可能なサーキュ
ラ装置（サーキュラテーブル）、 （ロ）　　任意の傾斜角度にて位置決め可能なティルテ
ィング装置（ティルティングテーブル）、 （ハ）　上記（＜）、　（＋１）を組合わせた回転、傾
斜の可能な位置決め装置、 がある。

いずれの装置においても、テーブルに配設されたチャッ
クにワークをチャッキングした後は、ワークの着脱を行
うことなく加工できるので、ワークの加工範囲、加工自
由度が増している。特に上記（ハ）の場合には特に便利
である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、いずれの位置決め装置においても、例え
ば第４図に示すような内視鏡用の生検鉗子の先端部に組
込まれるカップ部品１を加工する時には、以下のような
問題点が生じていた。

（１）カップ部品１の先端球状半径８部１ａを加工する
場合には、第５図ａ、ｂに示すように、円柱状のワーク
２に対して刃具３の移動する軌跡が球状Ｒとなるように
小刻みに動作する必要があり、刃具３の移動量が多くな
る。従って加工時間も長くなる。

（２）また第６図のように先端球状半径８部１ａやくび
れ部２ａのＲ部ｌｂ、ｌｃに合致した刃部を有する刃具
（総刃）４．５を製作して加工を行う場合には、使用す
る刃具数を増加することになり、刃具交換回数の増加に
伴う加工時間の増大になる。

（３）　　さらに、それぞれのＲ部１ａ、ｌｂ、ｌｃを
予め旋盤によって旋削加工し、次いでマシニングセンタ
によりフライス加工する場合には、第７図に示すように
カップ部品の凹部１ｅの加工時に、くびれ部２ａの剛性
不足によってワーク２に座屈を生じる危惧がある。また
工程変更毎にチャックに対してワーク２を着脱すると、
加工精度の低下や段取時間が発生する。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ワ
ークの一度の装着により、旋削加工、フライス加工等も
できて加工時間の短縮が図れるような工作機械用の位置
決め装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用］本発明は、任意
の傾斜角度に設定可能なティルティングテーブル上に、
任意の回転角度に割出し可能な割出しテーブルを介して
サーキュラテーブルを配設するとともに、このサーキュ
ラテーブル自体を高速度で回転可能にする駆動手段を設
け、サーキュラテーブルのチャンクに取付けたワークの
旋削加工も可能にした位置決め装置であって、刃具に対
してワークの傾斜１割出し、旋回の単独あるいはこれら
の組合わせの姿勢ができるようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって説明する。

（第１実施例） 第１図ａ、ｂは第１実施例の位置決め装置の平面図およ
びその要部を説明するための断面図である。

図において、工作機械に装着するためのステージ１０上
には、位置決め用に３個の駆動源を有する。位置決め装
置９における第１の駆動源は、チルト（ティルティング
）機構を構成するチルト用サーボモータ１１で、ステー
ジ１０に固定している。このサーボモータ１１の回転は
、歯車列１２を介してボールネジ１３の端部に取付けた
ベベルギヤ１４に伝達するとともに、ボールネジ１３の
回転によってスライダ１５に刻設したラック１６をボー
ルネジ１３の軸方向に移動し、チルト軸１７に取付けた
ピニオンギヤ１８を駆動する構成となっている（図ａ）
。一対のチルト軸１７を支持するのはベアリング１９で
ある。またボールネジ１３の他端には、ベヘルギャ１４
の回転量検出用のエンコーダ２０が配設されている。上
記一対のチルト軸１７は、輪帯状のチルトテーブル２１
の側面に植設され、該テーブル２１の下面には支持板２
２が固定されている。このチルトテーブル２１上には、
割出し機構を構成するための駆動源（第２）として割出
し用サーボモータ２３が固定されている（図ａ）。この
サーボモータ２３の回転は、歯車列２４およびクラッチ
機構部２５を介してギヤ２６によりベベルギヤ２７を駆
動し、端に配設したエンコーダ２８によって割出ししな
がら、割出しテーブル２９（図ｂ）に固定したギヤ３０
と噛合わせつつ割出しを行う構成となっている。割出し
テーブル２９の軸心部には、サーキュラ機構を構成する
ための第３の駆動源としてのサーキュラ用モータ（イン
ジェクシジンモータ）３１が固定され、出力軸に固設し
たギヤ３１ａを介してサーキュラテーブル３２を回転可
能な構成にしている（図ｂ）。サーキュラテーブル３２
の端面には周知のチャック３３例えばエアチャック等が
取付けられている。なお図すにおいて、チルト用テーブ
ル２１２割出し用テーブル２９、サーキュラテーブル３
２のそれぞれの間には、多数個の鋼球３４（ラジアルや
スラストのベアリングでもよい）が介在されている。ま
たチルドテーブル２１上には、割出しテーブル２９の浮
きを防止するカバ一部材３５１割出しテーブル２９上に
はサーキュラテーブル３２の浮きを防止するカバ一部材
３６がそれぞれ取付けられている。チルト用エンコーダ
２０１割出し用エンコーダ２８の下部には、高さ調整用
の台座２０ａ２８ａが介在されている。サーキュラ用モ
ータ３１のギヤ３１ａ上方には、切粉の落下防止用のカ
バー３７が配設されている。なお図においては、歯車列
１２．２４およびボールネジ１３の各支軸、軸受等の図
示は省略している。

上記のような構成からなる位置決め装置９においては、
サーキュラテーブル３２のチャンク３３にチャッキング
されたワーク２（不図示）は、チルト用サーボモータ１
１によって所定の傾斜をする。即ちモータ１１の回転は
エンコーダ２０によって割出しされながら、モータ１１
にフィードバックされ回転量が制御されて所定角度分の
傾斜が行われる。

また割出しテーブル２９は、割出し用モータ２３によっ
てエンコーダ２８による割出しおよびモータ２３へのフ
ィードバック制御をしながら、ベベルギヤ２７を介して
ギヤ３０を回転し所定角度の回転を行っている。

さらに割出しテーブル２９に取付けたモータ３１によっ
て、サーキュラテーブル３２を高速にて回転を行わせる
。

このようにチルト用サーボモータ１１によってワークを
傾斜し、割出し用サーボモータ２３によってワークの向
きを変え、モータ３１によってワークの高速回転を行え
るので、チャッキングされたワークに各種の形状加工を
するために、タレント４０に配設した複数の工具に対し
て、所望の姿勢にてワークを位置させることができる。

なお、上記の操作において、サーキュラテーブル３２を
旋削加工用に行うには、割出し機構のクラッチ２５を切
断（解除）しておくものである。

またサーキュラテーブル３２の高速回転制御（−般には
３００ｒｐｍ以上）から割出しテーブル２９の割出し制
御に切換える（クラッチ２５の再接続）には、エンコー
ダ２８の情報を基にクラッチ２５の切断された位置に、
サーキュラテーブル３２を移動することによって達成さ
れる。

（第２実施例） 第２図ａ、ｂは第２実施例の位置決め装置の平面図およ
びその要部を一部断面にした説明図であり、第１図と同
様の部材には同一符号を用い、その詳細な説明を省略す
る。

ステージ１０上には、チルト用サーボモータ１１の回転
を、歯車列１２．ヘベルギヤ１４゜ボールネジ１３．ス
ライダ１５のラック１６．ピニオンギヤ１８を介して伝
達し、チルト軸１７にてチルトテーブル２１を傾斜する
構成となっている。チルトテーブル２１は、側壁の一部
を切欠いた筒形状で、底部には割出し用サーボモータ２
３を固定する支持板２２が固定されている。このモータ
２３の回転を、クラッチ２５．歯車列２４゜ギヤ２６．
ヘベルギヤ２７を介して、デルトチ−プル２１上に回転
自在にＲ置された割出しテーブル２９に伝達し、エンコ
ーダ２８にて所定角度の割出しをする構成となっている
。この割出しテーブル２９の下面に設けたギヤ３０の内
側には、モータ３１が固定され、この出力軸の端部にプ
ーリ３１ａが取付けられている０割出しテーブル２９の
軸心部には、サーユラテーブル３２が回転自在に配置さ
れ、この上面部にはチャック３３が取付けられており、
また下面部には割出しテーブル２９の一部を挟持するよ
うに螺合したプーリ部材４１がある。このプーリ部材４
１とモータ３１のブー’Ｊ　３１　ａ間にタイミングベ
ルト４２が張架されている。また、割出しテーブル２９
の浮き防止用カバー３５．多数個の鋼球３４も同様に配
置されている。

上記のような位置決め装置においても、第１実施例と同
様にワークを工具に対して所望の姿勢で位置決めされる
。

この実施例の場合には、切粉を軸心部から排出−シやす
く、また高さの低い薄型の位置決め装置にすることがで
きる。

以下、第１実施例または第２実施例の位置決め装置のス
テージ１０をマシニングセンタの加工テーブル（不図示
）上に装着し、内視鏡用生検鉗子の先端部のカップ部品
１　（第４図）を加工する場合について、第３図ａ　−
ｈに基づいて述べる。

（１）　　円柱状のワーク２の軸心とサーキュラテーブ
ル３２に取付けられたチャック３３の回転軸心とを一致
させてチャッキングされたワーク２の先端部に対し、半
径Ｒの球状面を形成するために、モータ３１によりサー
キュラテーブル３２を介してワーク３３を旋削可能な高
速度（３００ｒｐｒｎ以上）で回転させる。一方、フラ
イス５工を回転させつつタレン）４０をワーク２の先端
部に半径Ｒを形成するように、ワーク２に対して９０度
より僅かに大きい範囲で移動し、ワーク２端部に球状面
１ａを形成する（第３図ａ、ｂ）、その後ワーク２がモ
ータ３１に内蔵された割出し装置にて制御され、所定位
置で回転を停止する。

この球状面１ａの形成においては、刃具３の軌跡を球状
形状に移動して加工した第５図と比べて、刃具の移動量
は大巾に短縮され、制御用のプログラムも油路化される
。また刃具とワークとを回転しているので、送り速度が
大きくなってもフライスの加工が追従でき、切削が良好
に行われて加工時間も短縮できる。

（２）次いでワーク２の球状形状部１ａの半分を、タレ
ット４０のエンドミル５２で切削し、力・ノブ部分の上
面（噛合い面）となる平面部１ｄを形成する（図Ｃ）。

（３）カップ部分の凹部１ｅをｈｐ面形成用エンドミル
５４で彫り込み加工し、カップ部品の刃部５５を形成す
る。（図ｄ）。

（４）　　カップ部分のくびれ部２ａに隣接する８部１
ｂ　　ｌｃを、サーキュラテーブル３２を介してワーク
２の回転とフライス５１の回転により旋削した後、ワー
ク２を再度モータ３１に内蔵の割出し装置にて制御し、
所定位置でワーク２を停止する（図ｅ）。

（５）　　カップ部分を１対にしたときの合わせ面１ｒ
を、割出しテーブル２９を回動して位置出しした後、エ
ンドミル５６で加工する。この加工を両面ｉｆ、２ｆに
対して行う（図ｆ）。

（６）カップ部分の合わせ面１ｆ、２ｒの所定位置に、
所定径のドリルで穿設し、穴５７．５８を形成する（図
ｇ）。

（７）カップ部分の合わせ面１Ｆ、２ｆの外周部（輪隔
）を、チルトテーブル２１とタレット４０の刃具５９の
移動によりトレース６０する（図ｈ）。

このように、円柱状のワーク２を一部チャッキングした
後は、旋削加工、フライス加工、穴あけ加工を適宜選択
、＆［１合わせて行うことができ、工程毎にワークの着
脱が無くなる。なお上記の加工部品の加工工程、形状に
限定されることなく、適宜適用することができる。そし
て、上記実施例の位置決め装置を使用して得られたカッ
プ部品１は、刃部の肉厚や穴位置のバラツキが極めて少
なく、従って組立てられた生検鉗子の刃部の噛合いも良
く、生検も良好に行うことができた。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明の位置決め装置を、マシニン
グセンタ等の工作機械の加工テーブル上に装着すること
により、フライス加工や穴あけ加工に加えて旋削加工を
も行うことができる。従って、ワークの着脱回数を減少
して１回で済ますことができ、またフライス加工と旋削
加工等の工程を効率よく反復して行えるので、部品の加
工精度の向上や加工時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは本発明の第１実施例の平面図および要部
の一部断面図、第２図ａ、ｂは第２実施例の平面図およ
び要部の一部断面図、第３図ａ〜ｈは内視鏡用生検鉗子
のカップ部品の加工工程の説明図、第４図ａはカップ部
品の側面図、ｂは外観斜視の説明図、第５図ａ、ｂ、第
６図、第７図は従来の力ノブ部品の加工工程の説明図で
ある。 ｌ・・・工作物（ワーク） ９・・・位置決め装置 １０・・・ステージ １１・・・チルト用サーボモータ ２０．２８・・・エンコーダ ２１・・・チルトテーブル ２２・・・支持板 ２３・・・割出し用サーボモーフ ２５・・・クラッチ機構部 ２９・・・割出しテーブル ３１・・・サーキュラ用モータ ３２・・・サーキュラテーブル ３３・・・チャック ４０・・・タレント 許 出 願 人 オリンパス光学工業株式会社 第 図 第 図 第 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工作機械の加工テーブルに取付けるステージに配設した
   任意の傾斜角度に設定可能なティルティングテーブルと
   、該ティルティングテーブルに配設した任意の回転角度
   に割出し可能な割出しテーブルと、該割出しテーブルに
   それぞれ配設した端部にチャックを有する回転自在なサ
   ーキュラテーブルと該サーキュラテーブルの回転駆動手
   段と、 を備えたことを特徴とする工作機械におけるワークの位
   置決め装置。