JPH033743A - 複数スピンドル加工機械用の駆動装置 - 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〕 本発明は切削装置に関するものであり、更に詳しく言う
ならば作動機構と、軸について割り出し可能なバレルと
、軸の周囲に前記バレル上に配される一連のスピンドル
と、フレムと、バレルの前部に位置して、それらの少な
くとも幾つかが回転駆動機構を備えた前取り付けの集合
体を形成するワークステーションとを有する型式の多重
スピンドル加工機械に用いる為の駆動及び制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

現在に至るまで、所定の切削ステーションに設けられた
１個のスピンドルによって支える棒や、加工物に対する
二回の切削操作の間に、割り出し操作を実施しなければ
ならない際ニハ、バレル支持台の上でそのような割り出
しが実行されるべきその瞬間に、割り出しがされるよう
にスピンドルを係合することのできる付属的モータを含
む装置が備わり、又スピンドルをその通常の駆動シャフ
トとの結合から解除する為の機構も備わり、それを停止
させたり、自由に回転させたりして、付属的モータがそ
れを所望の角度でもって回転させることができるように
している。

多重スピンドル加工機械の幾つかは既に切削スピンドル
の工作物を確保し、一連のサイクルの途中でそれを別の
スピンドルに転送するためチャックを含めた補助装置を
備えている。西独特許第３２０４８８６号は複数スピン
ドル割り出し可能バレルと、バレルの前と後ろのそれぞ
れに配置される合わせて二つの前取り付け型ワークステ
ーション集合体とを開示している。この補助装置のチャ
ックはワークステーション集合体の一つに方向を合わせ
たバレルのスピンドルにある工作物を確保することがで
きて、それを別の集合体に方向を合わせたスピンドルに
転送する。しかし、このチャックは回転的に駆動されて
いる加工物を支持することはできない。

その一方では既に、工作機構の技法において、特に米国
特許第２３９２９９９号と英国特許第８６０９２７号に
おいて空気圧で制御される根本的に一体型のチャックが
提案されている。

〔本発明の課題〕

本発明の目的の一つは、よりコンパクトで簡単なそして
何よりもまず操作に際してより融通性に富む改良された
駆動及び制御装置をもたらすことにある。

本発明の別の目的の一つはスピンドルの割り出しばかり
でなく、複数スピンドルの加工機構の操作性能を向上さ
せる為の更にいくつかの機能をも可能にする装置をもた
らすことにある。

本発明の更にもう一つの目的は」二部の従来の技術の欠
点を克服する装置をもたらし、よって複数スピンドルの
加工機械の改良と新たな開発の為の必要に答えることに
ある。

〔課題解決のための手段〕

これらの目的のために本発明による冒頭で述べた型式の
駆動、制御装置はチャックと動作部分とを備えた自律制
御ユニットと、プログラム可能な制御機構とを含み、前
記ユニットが前取り付け式ワークステーションに取り付
けられるように調節され、且つその回転駆動機構に接続
することと、前記制御機構が動作部分と作動機構とを作
動させることで、機械が前記前取り付け式ワークステー
ションの反対にある切削ステーションにすえられたスピ
ンドルの一つに支えられた棒又は工作物に対して少なく
とも一回の割り出し操作を含めた一種類以上の操作を実
行することを特徴とするものである。

以下において、本発明の推奨実施例の一つを添付の図面
と照らし合わせながら詳細に説明する。

〔実施例〕

まず、第１図において示される加工機構の基本要素に簡
単な説明を加える。この機械はバレル３を回転可能に支
えるバレルの支柱を構成する直立柱２を備えた台１を含
む。バレル３は水平軸の周りを回転し、バレル３の中実
軸の周囲に分散された平行軸を有する一連のスピンドル
４を支えており、それらのそれぞれはスピンドル４の一
つに内包される棒材（図示されず）を把持するためのチ
ャック５を備えている。この機械の全体としての操作を
ここで詳細に説明する必要はない。これらのチャックは
定期的に開放され棒材を適切な手段によって所定の長さ
だけ前進させ、その後に棒の前端に例えば、工具保持器
６の中に取り付けられたラジアル工具や、ドリル７や、
ねじ立て盤８等の前部取り付け型工具等の工具で切削を
施す。これらの棒材は軸を有して回転する複数のスピン
ドル４と、チャック５によって切削ステーションの−っ
において、それぞれ一体的なものとされる。構成要素９
及び１０はバレル３に割り出しをする際に、シャフト１
１を通して割り出し用モータ１２によって駆動されるス
クロールであり、バレル３とスピンドル４内に保持され
た一群の棒材とが一緒に回転し、それぞれの棒材が次の
切削ステーションに到達するようにしている。

この機械は台１の上にフレーム１３を備えており、その
上部には複数のワークステーション１４をそれぞれがバ
レル３の停止位置によって限定される切削ステーション
の一つと対面するように配置、取り付けしている。台１
はベルト１６によってシャフトＩ７を駆動させる主要モ
ータ１５を内蔵しており、その回転は適切な伝導装置に
よって各スピンドル４に伝えられる。その一方で、ここ
で説明するに及ばない種々の小歯車、ｌ・ランスミッシ
ョンや結合機構によってなる回転駆動機構１８経由でワ
クステーション１４や更にドリル７やねし立て盤８等の
回転駆動工具に取り付けられた例えばモータＩ９や可変
速度モータ２０等の種々のモータが工作スピンドル（図
示されず）を回転させている。

ここで説明する駆動装置はワークステーション１４の一
つを利用したものである。これは一方に自律ユニット２
１を、もう一方には制御機構２２を備えている。装置の
これら二つの部分を第２図に略図的に示し、更に第３及
び４図においてより詳細に図示する。ユニット２１はワ
ークステーション１４の一つにおいてフレーム１３に対
して固定されるように、ささえ２３に取り付けられる。

ささえ２３の内にはすべりスリーブ２４が取り付けられ
ている。第２図に見られるように、ユニット２１はシリ
ンダー２５を含み、すべりスリーブ２４はその長さ方向
の略中間に、ガスケットを備えてピストンとして機能す
る継ぎ輪２６を含む。シリンダー２５の両端はダクト２
７及び２８につながり、第２図における左右方向への軸
に沿った動きが制御され、スリーブ２４を移動させるよ
うにしている。

ベアリングによってスリーブ２４内に保持され且つみそ
付き中空軸３０を有する回転集合体２９がスリーブ２４
の中に配置されており、この後方端は第２図に見られる
。中空軸３０のこのみそのついた端は１個以上のキー３
１によってハブ３２に結合し、その中央部分はスリーブ
２４の後方端を囲み、ベアリング３３及び３４によって
フレーム１３の中に保持される。ハブ３２には軸方向に
移動可能な複合小歯車３５が統合一体的に取り付けられ
、ギヤー要素３６と連動して、中空軸３０とそれに一体
的な要素とを油圧装置によって制御されるピスト・ン２
６の動作に応じて軸方向に移動させる一方で、回転集合
体２９を変速可能に駆動している。

第３図はささえ２３の部分、シリンダー２５及びスリー
ブ２４の前端を示すものである。これには又、ベアリン
グ３７によってスリーブ２４の中に保持される中空軸３
０の前端が示されている。

スリーブ２４はその前端に全体を参照符号３８で示した
チャックを備えており、その詳細は第３及び４図におい
て示される。チャック３８はロッキング機構４０によっ
てスリーブ２４の端に接続される後方延長部４１を含め
た略円筒状のチャック構造３９によって構成される。後
方延長部４１はより直径の大きな前軸受４３と軸を同一
にする後軸受４２を保持する。これら二つのベアリング
はチャックの回転部を支えており、これがスピンドル４
４を結合スリーブ４６によって中空軸３０に接続させる
みぞを伴なったロケット形部４５を後端とするスピンド
ル４４と１　」。

２ なっている。スピンドル４４は軸方向に移動可能なコレ
ット４７と従来設計のチャック要素４８とを、その前端
のくぼみにそって案内する。

コレット４７は吸込み接続部５１を通して注入される空
気圧に応じて、放射状に配置された３木のレバー及び軸
方向に移動可能なピストン５０と連動する。軸に沿って
前方に移動することによって、ピストン５０はスピンド
ル４４の肩部分を圧するようにレバー４９に作用し、コ
レット４７をチャッキングバネ５２の歪みに対して後ろ
方向に後退させる。このようにして、補助的ばね５３に
よって所定の位置にとどめられているチャック要素４８
は開放され開くことが可能であり、その一方でピストン
５０とチャック構造４１の中に形成されるシリンダーの
背面との間に存するチャンバに空気圧力が生じずにコレ
ット４７がばね５２によって前方に押される場合には閉
じられるのである。

空気圧はソレノイド・バルブ５５（第２図）によって監
視され、管５４を通って接結部５１に到達し、このバル
ブはシリンダー２５に油圧を送り込む管２７及び２８に
正比例又は逆比例的に供給をするソレノイド・バルブ５
８と連動して作動する。従って、ソレノイド・バルブ５
５及び５８にかかる制御装置２２が、チャック３８の開
閉とスリーブ２４の監視された軸方向の動きとを制御可
能にしている。制御装置２２は又、小歯車３５を通じて
軸３０を回転させるモータ１９及び２０のどちらかに接
続する。この電子ユニットは又、例えばその一つが第１
図において符号６１によって示されるような検知器に接
続される。これは自律ユニット２１を備えたワークステ
ーションの反対に位置するスピンドル４の角度状態を調
べるための検知器である。検知器６１は例えば、スピン
ドル４に固定されたスタッド５６と連繋の近接検知器で
ある。この検知器はそれがスタッド５６と一致するよう
なスピンドルの方向において信号を発する。例えばスピ
ンドル４で支えられる棒が輪切りされた棒である場合に
、この検知器はスピンドル４が棒の断面と所定の方向で
固定されることを確実にする。この操作が完了すると、
制御ユニット２２は例えばチャック３８の動作を制御し
、このチャックがその反対に位置する棒の端を把持する
ように移動させることができる。この操作が棒を保持す
るチャックの設計、これに関わるスピンドルの配列、そ
してバレル３の配列のいずれにも変更を加えることなし
に実行されることが知れよう。この操作が実施されたこ
とによって、制御ユニット２２は、自律ユニットに関わ
るものや、各ワークステーションを駆動させるモータに
関わる要素についてばかりではなく、この加工機械の他
の構成部分についても多様な作業プログラムを制御する
状態に置かれる。

これらの理念を明確にするため、以下に例示的且つ概略
的に、いくつかの段階からなるプログラムをこれらの段
階のいくつかについては変化例を加えて示すものである
。

〔工程サイクルの説明〕

１、（予備操作） バレルの割り出し。

この動作の間、スピンドル４にはブレーキがかけられ、
速度Ｎから速度ゼロまで変速する。

バレルのロッキング。

スピンドルを停止した時点でロッキングする。この操作
の実行はスピンドル上でスライドし、且つ中間位置（０
）から（＋）のシャフト１７によって回転する小歯車６
４とクラッチ状態にある位置、又は（２）のロッキング
コーン６２と接触するロッキングされた位置へのいずれ
かへ移動することができるスライディングクラッチ部分
６３と連動するロッキングコーン６２をバレル３の中に
スピンドル４と同時に配置（第６図）によってなされる
。このスライディング部材６３はスピンドル４のシャフ
ト上にキーを介して取り付けられる。

２、　スピンドル３８の制御。

５ ６ 棒の端又は工作物のチャック３９による把持。

３、　スライディング部材６３のロッキング状態からの
開放。

４、　棒又は工作物の割り出しの制御及び駆動モータ２
０又は１９による回転の検知器６１からの信号による停
止。

５、　切削操作（穴あけ、フライス削り、薄切りなど）
の制御。

６、　第２の放射状切削操作に対しての所定の角度での
スピンドル３８の回転、又は、補助的切削部品の取り付
けと、それに続くスピンドル３８を固定したままでのそ
の部品による工作の実行、又は、 例えばフライス削りによるつる巻状のみぞの切削を可能
にするＣ軸切削操作で、制御ユニットにより棒又は工作
物をチャック３９で把持したままでの、スピンドル３８
の回転動作と切削工具の軸方向の動作の同時制御。

７、　スピンドル３８のその始動位置への復帰。

８、　チャック３９のクランプの開放と、スピンドル３
８の引き戻し。

９、　バレル３の割り出し。この動作の間、スピンドル
は再び速度ゼロから速度Ｎへ変速されるように駆動され
る。ユニット２１が設けられている切削ステーションの
位置に入ってくる新たなスピンドルが上記１に説明され
る動作を経て、このサイクルは完了する。

従って、この例に基づいてもわかり得るように、制御ユ
ニット２２はこれら異なった操作のすべてを制御するた
めの入力機構と出力機構とで構成され得るものである。

第５図において更に、円筒状工作物５７の側面上につる
巻状のみぞを形成する切削操作を実行する配置を図式的
に示す。この図ではフレームＩ３に固定されたささえ２
３と、チャックの本体３９、スピンドル３８が示される
。支柱２の先端には、バレル３をピボットさせるための
、スピンドル３８の軸に対して放射状に動くようにスラ
イドで支持されてフライス削り工具５９を支える工具支
持台５８が取り付けられる。

バレル３のこれに対応するスピンドルのチャック５も第
５図に示される。チャック５に把持された棒の端に切削
操作が施されており、そのため工作物５７はスピンドル
３８の軸方向移動によってチャック５から遠ざけられて
いることがわかる。フライス６０の放射状の動作はその
制御が判定基準Ｘを満たすところの動作であり、それに
対してスピンドル３８の回転はＣ軸とよばれる判定基準
を満たす動作である。

スピンドル３８の軸方向移動はＺ２とよばれる判定基準
を満たすものである。従って、工作物５７の円筒状側面
につる巻状のみぞを作り出すことは、ＸＣＺ２制御を必
要とする作業である。このような制御は加工機械が数値
制御を備えている際には、容易にプログラム可能である
。このことは当然、シャフト３０を駆動するのに用いら
れるモータが機械の数値制御装置によって、Ｃ軸に沿っ
て案内可能でなければならないことを意味する。

第５図についていえば、別の変化例において工作物５７
が棒から分離していない場合に、操作を実行するための
プログラムはフライス６０による切削操作時において棒
金体の軸方向移動を許容するためのチャック５の開放と
、そして棒のその通常位置への復帰とチャック５を再び
クランプされた状態に戻すことで構成され得ることも示
されよう。次に、チャック３９は開放され、スピンドル
３８はバレルの割り出しと次の棒への操作の繰り返しと
をさせるために後退することになる。工作物５７が輪切
りにされたか又は分離した一片である場合には、それは
明らかに操作の終了時、即ち、チャック３９に開放に際
して受は皿に排出されることとなろう。

もう一つの変化例として、動作Ｚ２が切削ユニット２１
によって実行されるのではなく、むしろフライス工具５
９の軸方向の動きによっ９ ０ てなされるものがあげられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく装置を備えた加工機械の概略立
面図。 第２図は本発明による駆動装置の一部を形成する自律ユ
ニットの部分的概略断面図。 第３図は当該自律ユニットの一部を形成するチャックの
軸に沿った詳細な断面図。 第４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図。 第５図は本発明による装置を備えた加工機械上で、Ｃ軸
加工を実行しているところを示す部分的概略立面図。 第６図はスピンドルロッキングメカニズムの部分的概略
立面図である。 １・・・台、２・・・支柱、３・・・バレル、４・・・
スピンドル、５・・・チャック、６・・・工具保持器、
７・・・ドリル、８・・・ねじ立て盤、９．１０・・・
スクロール、１１・・・シャフト、１２・・・割り出し
用モータ、１３・・・フレーム、１４・・・ワークステ
ーション、１５・・・主要モータ、１６・・・ベルト、
１７・・シャフト、１８・・・回転駆動機構、１９・・
・モータ、２０・・・可変速度モータ、２Ｉ・・自律ユ
ニット、２２・・・制御機構、２３・・・ささえ、２４
・・・すべりスリーブ、２５・・シリンダー　２６・・
継ぎ輪、２７．２８・・・ダクト、２９・・・回転集合
体、３ｏ・・みぞ付き中空軸、３７・・・キー　３２・
・・ハブ、３３３４・ベアリング、３５・・・小歯車、
３６・・・ギア要素、３７・・・ベアリング、３８・・
・チャック、３９・・チャック機構、４０・・・ロッキ
ング機構、４１・・後方延長部、４２・後軸受、４３・
・・前軸受、４４・・・スピンドル、４５・ロケット形
部、４６・・・結合スリーブ、４７・・・コレット、４
８・・・チャック要素、４９・・・レバー　５０・・・
ピストン、５１・・・吸込み接続部、５２・・・チャッ
キングばね、５３・・・補助ばね、５４・・・管、５５
・・・ソレノイドバルブ、５６・・・スタッド、５７・
・・円筒状工作物、５８・・・ソレノイドバルブ、５８
・・・工具ささえ、５９・・・フライス工具、６０・・
・フライス、６１・・・検知器、６２・・・ロッキング
コーン、６３・・スライディング部）ｒＡ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動機構と、軸について割り出し可能なバレルと
   、前記バレル上で前記軸の周囲に配置される複数のスピ
   ンドルと、フレームと、前記バレルの前方の複数のワー
   クステーションの少なくとも一つがそれぞれ別個の回転
   駆動機構を含む前部取り付け集合体を形成するような前
   記ワークステーションとを有する型式の複数スピンドル
   加工機械向けの駆動及び制御装置において： チャックと操作構成部分とを有する自律ユニットと、 プログラム可能な制御機構とが、 前記ユニットが前記ワークステーションの前部取り付け
   のものに取り付けられるように調整され、且つ前記回転
   駆動機構のこれと対応するものに接続することと、前記
   制御機構が前記操作構成部分と前記作動機構とを作動さ
   せることができ、従ってこの加工機械が前記前取り付け
   ワークステーションに相対する切削ステーションの中に
   配置される前記スピンドルの一つによって支えられる棒
   又は工作物に少なくとも一回の割り出し操作を含めた一
   回以上の操作を施すことを特徴とする駆動及び制御装置
   。
2. （２）前記ユニットが前記チャックを支えるシャフト要
   素と、前記チャックを開閉する為の油圧又は油圧空気圧
   制御及び前記シャフト要素によって監視される軸方向駆
   動で構成される前記操作部分と、前記チャックの開閉及
   び軸方向移動操作の繰返しを制御するために配列された
   前記制御機構とを含むことを特徴とする請求項（１）記
   載の装置。
3. （３）前記制御機構が前記回転駆動機構が前記自律ユニ
   ットに接続する場合に、前記回転駆動機構に接続し、そ
   の回転を制御、監視することを意図する出力手段を含む
   ことを特徴とする請求項（２）記載の装置。
4. （４）請求項（３）の装置が更に、前記バレルに取り付
   けられて前記切削ステーション内に位置する前記スピン
   ドルの所定の方向の少なくとも一つのための信号を発す
   ることができる検知器を含み、前記制御機構が前記検知
   器に接続するための入力手段を含むことを特徴とする請
   求項（３）記載の装置。
5. （５）前記プログラム可能な制御機構が、前記切削ステ
   ーションに位置する前記一つのスピンドルの中に含まれ
   るスピンドル結合ユニットに接続する為の出力手段を有
   することを特徴とする請求項（４）記載の装置。
6. （６）前記制御機構が前記切削ステーションに位置する
   スピンドルに固定された前記棒又は前記工作物の角度基
   準値の検知と、 切削操作、又は、第２の切削操作についての一定の角度
   での割り出し、又は、切削操作と前記棒又は前記加工物
   の回転操作又は、 これら二つの操作が組合わせられてＣ軸操作を構成する
   ようにする、 ことのうちのいずれかの操作と、 を制御するために調整されていることを特徴とする請求
   項（５）記載の装置。
7. （７）第３項に記載の装置が更に、前記自律ユニットを
   含みシャフト及び支えを有する補助的装置を備えており
   、前記装置が前取り付けワークステーションのいずれか
   一つの位置において前記フレームに固定されるように設
   計されていることを特徴とする請求項（３）記載の装置
   。