JPH0418763Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、複数の工具主軸を備えた多軸スピン
ドル型マシニングセンタに関する。更に詳しく
は、コラムトラベル型のマシニングセンタであつ
て、Ｚ軸（横方向）の主軸をＹ軸線方向（縦方
向）に並列して設けた二つの主軸と、工具を貯蔵
する工具マガジンと、主軸と工具マガジンの間で
工具を交換する自動工具交換装置（ATC）とを
備え、二つの主軸間隔を固定した型の２軸スピン
ドル型のマシニングセンタに関する。

〈従来技術〉 マシニングセンタは、１回の取付けで工作物の
複数の面に、種々の作業（例えばフライス削り、
穴明け、中ぐり、リーマ加工、ねじ切り、旋盤な
ど）のできる、自動工具交換装置を備えた数値制
御工作機械である。この中で、コラムトラベル形
マシニングセンタと呼ばれているマシニングセン
タは、ベース上のコラムが移動するタイプであ
る。一方、シーケンス制御される単能工作機械を
連結して、それらの間を工作物を運ぶためのトラ
ンスフア装置で連結したトランスフアマシンは、
少品種大量生産用として知られている。

この単能工作機械をマシニングセンタで置き換
えてトランスフアマシンをフレキシブルにしたフ
レキシブルトランスフアライン（FTL）も知ら
れている。前記コラムトラベル型マシニングセン
タは、簡単な構造で加工能率が良いことからフレ
キシブルトランスフアライン（FTL）に投入し
て使用されることが多い。このタイプのマシニン
グセンタで二つの主軸を備えたものは知られてい
る。このタイプは、主軸の間の間隔を調節できな
い二つ主軸を、Ｘ軸線方向（ベツドの平面方向）
に並列に設けたものである。

また、複数種類の工具を収納した工具マガジン
は、通常移動するコラムの上部に載せてある。複
数の主軸を備えているため、並列して置いた二つ
の工作物を同時に加工できるので加工能率が良い
などの特徴がある。

〈考案が解決しようとする問題点〉 前記した二つの主軸を備ええたコラムトラベル
形マシニングセンタは、移動するコラムに工具マ
ガジンが取り付けられているため、工具マガジン
の重量でコラムが不安定なことと、変形すること
などのため工具マガジンを大きくできない問題が
ある。したがつて、収容可能な工具の本数に限界
があつた。また、第５図のように従来のものは、
Ｘ軸線方向に主軸を並列して（主軸コラムの移動
平面上）設けたものであるから、同一テーブル４
０に並列して置いた工作物W₁，W₂を加工する場
合、ａ，ｂ，ｃ，ｄの面すなわちテーブルの割り
出し軸であるＢ軸に平行な面のうち向かい合わせ
たｄ面が加工できない欠点があつた。

また、二つの主軸で工作物W₁，W₂を同時に加
工できる面は、面ａ，面ｃの加工に限られてい
た。このため二つの工作物テーブルを設けて加工
する方法もあるが機構的に複雑になるなどの問題
もあつた。本考案は、これらの問題を解決するも
のである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、前記問題点を解決するため以下の技
術的手段を採る。

上面にすべり案内面を備えたベツド２と、前記
すべり案内面上をサーボ装置により平面的（Ｘ
軸，Ｚ軸平面）に摺動して駆動される立コラム５
と、前記立コラム５内に設けられた二つの主軸
８，９の軸線（Ｚ軸）が前記平面と平行な方向で
かつ前記平面と垂直な方向（Ｙ軸線）に並列させ
て配置した二つの主軸８，９と、前記二つの主軸
８，９を回転駆動する主軸駆動モータと、前記二
つの主軸８，９を前記主軸軸線と垂直な方向に駆
動させるＹ軸サーボモータ１０と、工作物を固定
して前記平面と垂直な軸（Ｂ軸）で回転割出しす
る工作物テーブル４０と、前記ベツド２の近傍に
設けられ前記二つの主軸８，９で使用する工具を
貯蔵する工具マガジン２０と、前記二つの主軸
８，９と前記工具マガジン２０の間で工具を交換
する自動工具交換装置３０とを備えた２軸スピン
ドル型マシニングセンタである。

〈作用〉 二つの工作物W₁，W₂をＹ軸線方向に並列して
治具４５に取り付ける。（第４図）NC制御装置
を起動して自動工具交換装置３０を作動させて、
工具マガジン２０から必要な工具を取り出し主軸
８，主軸９に装着する。主軸８，主軸９はＸ，
Ｙ，Ｚ軸の各々のサーボモータによりプログラム
された形状にしたがつて駆動され、工作物W₁，
W₂を同時に同じ加工を行う。一面の加工が終わ
ると工作物テーブル４０をＢ軸回りに回転割出し
して、次の面を主軸８，９に向けて割出して、順
次４面の加工を終了する。

〈実施例〉 以下、本考案の２軸スピンドル型マシニングセ
ンタ１の実施例を図面とともに説明する。

第１図に示すものは本考案の２軸スピンドル型
マシニングセンタ１の外観図である。ベツド２
は、長方体状の形状をなしており、本実施例では
溶接構造の鋼で作られている。ベツド２の上表面
には、Ｘ軸線方向のＸ軸すべり案内面（Ｘ軸案内
面カバー１１で隠れて見えない）が形成してあ
る。Ｘ軸すべり案内面上には、コラム台３がＸ軸
すべり案内面に沿つて摺動自在に設けてある。コ
ラム台３のＸ軸線方向の駆動は、サーボモータに
よつて駆動されるねじ軸によつて行う。（図示せ
ず）コラム台３の上表面は、Ｚ軸線方向に摺動自
在にＺ軸すべり案内面４が設けてある。

Ｚ軸すべり案内面４の上には、長方体状の構造
体である立コラム５が設けてあり、Ｚ軸すべり案
内面４に沿つて摺動自在に設けてある。立コラム
５のＺ軸線方向の移動は、Ｚ軸サーボモータ６
（第２図）によつて回転駆動されるねじ軸によつ
て行う。立コラム台５の長手方向、すなわちＹ軸
線方向には主軸頭７が移動自在に設けてある。主
軸頭７には、主軸８，主軸９がＺ軸線方向でかつ
Ｙ軸線方向並列に間隔おいて設けてあり、両主軸
８、主軸９の間隔は固定されており、間隔の調節
はできない。

主軸頭７は、Ｙ軸サーボモータ１０の回転駆動
されるねじ軸によりＹ軸線方向に移動自在に移動
するので、主軸頭７内の主軸８，主軸９も同時に
移動する。Ｘ軸すべり案内面を切削液、切粉など
から保護するＸ軸案内面カバー１１と、Ｚ軸すべ
り案内面４を保護するＺ軸案内面カバー１２とが
それぞれ設けてある。Ｘ軸案内面カバー１１、Ｚ
軸案内面カバー１２の両カバーは、入れ子式で多
段になつていて、そのカバーの長さが立コラム５
の移動に従つて伸縮自在である。

ベツド２の横には、工具マガジン２０が設置し
てある。（駆動機構は図示せず）工具マガジン２
０は、無端チエーン２１に工具ソケツト２２が複
数設けてある。無端チエーン２１は、両スプロケ
ツト２３間に掛け渡してある。工具マガジン２０
内の工具を選択するには、スプロケツト２３を回
転駆動させて、所望位置に工具を割り出して行な
う。工具マガジン２０には、アームスライド２５
がＸ軸線方向に固定してある。アームスライド２
５には、自動工具交換装置３０がＸ軸線方向に摺
動自在に設けてある。

この自動工具交換装置３０（第３図）には、同
時に二つの工具を交換できるタイプのものであ
る。アーム本体３１内には、シリンダ装置３２が
Ｚ軸線方向に設けてある。シリンダ装置３２内の
ピストンロツド３３の一端には、アーム保持体３
７が固定されている。アーム保持体３７には、ク
ロスアーム３４が軸受３８を介して設けられてい
て、クロスアーム３４はほぼ四角形でありこの角
部には工具把持機構３９が設けてある。この工具
把持機構３９は工具の側面から押し付けるだけで
把持するタイプの周知の機構であり、本実施例で
は詳細は開示をしない。

シリンダ装置３２と平行にベーン式揺動シリン
ダ３５が設けてあり、揺動シヤフト３６を180度
回転駆動する。揺動シヤフト３６の他端にはクロ
スアーム３４がキー結合されていて、揺動シヤフ
ト３６の軸線の回りに回転駆動される。立コラム
５の前方には、工作物テーブル４０が設けてあ
り、工作物テーブル４０は工作物を取り付けるも
のである。工作物テーブル４０はテーブル割出台
４１上に回転自在に設けてあり、工作物のどの面
でも加工できるように工作物テーブル４０の面に
垂直な軸Ｂ軸回りに割出し位置決めができる。テ
ーブル割出台４１は、本実施例ではベツド２に固
定されたもので移動できない。本実施例の多軸ス
ピンドル型マシニングセンタ１の数値制御
（NC）装置１５は、立コラム５の横に配置され
ている。

〈本実施例の作動〉 前記実施例の作動を以下に述べる。加工したい
工作物W₁，W₂をＹ軸線方向に２個並列して取付
治具４５に設ける。（第４図参照）この取付治具
４５は工作物テーブル４０上にボルト等の手段で
固定する。数値制御装置１５をスタートさせる
と、Ｘ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータ６、Ｙ
軸サーボモータ１０を作動させ、かつ主軸８、主
軸９を回転させながら取付治具４５上の２個の工
作物W₁，W₂を同時に同じ加工を行なう。一つの
面が加工を終了すると工作物テーブル４０をＢ軸
線の回りに回転割出して次の面を加工する。これ
を繰り返して４面の加工を行う。

工具を交換するときは、NC制御装置１５の工
具交換指令で主軸頭７と、立コラム５とを移動さ
せ主軸８、主軸９を予め決められた位置に待機さ
せる。一方、工具交換装置３０のアーム本体３１
は、アームスライド２５上をスライドして工具マ
ガジン２０側へ移動し、工具マガジン側２０の二
つの工具を同時につかむ。シリンダ装置３２を前
方に作動させて、クロスアーム３４をＺ軸方向移
動させて工具マガジン２０の工具ソケツト２２か
ら工具を抜き取る。抜き取りが完了すると工具を
把持した状態で立コラム側５側の中間位置にアー
ム本体３１を摺動して移動させる。

シリンダ装置３２を再び作動させＺ軸方向に引
き込む。アーム本体３１を立コラム５側に移動さ
せて工具マガジン２０と反対側のクロスアーム３
４の工具把持で主軸８、主軸９の工具をクランプ
する。主軸８，主軸９の工具クランプをアンクラ
ンプし、クロスアーム３４を再びＺ軸方向に前進
させて主軸８，主軸９から工具を抜き出す。クロ
スアーム３４を旋回させて、工具マガジン側２０
側の工具と、主軸８，主軸９側の工具とを位置を
入れ換える。シリンダ装置３２を作動させてクロ
スアーム３４をＺ軸方向に後退させる。主軸８、
主軸９の工具クランプ手段で工具をクランプす
る。再び工具マガジン２０側にクロスアーム３４
はスライドして最初の中間位置で待機している。

〈他の実施例〉 本考案は、前記実施例に限定されるものでな
く、本考案の範囲内で以下の変形例もとり得る。

前記実施例では、二つの主軸間隔は調節できな
いが、工作物の大きさなどに応じてねじ機構等で
機械の休止中間隔を調節できるタイプでも良い。
また、前記問題点を解決する手段、実施例では二
つの主軸と限定したが必ずしも二つの主軸に限定
する必要はなく複数の主軸であれば良い。工具マ
ガジン２０は、工具の配置を円周上の位置に配置
したもの、マトリツクス状に配置したものなどそ
の工具貯蔵の形式を問わない。また、自動工具交
換装置３０は、同時に工具を２本交換するもので
あるが、１本単位で交換するタイプでも良い。

〈考案の効果〉 複数の工作物を同時に加工でき、対向した工作
物の側面も加工できる。また、加工工具が多数収
納できるので複数種類の加工に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例をしめす立体外観図、
第２図は第１図の平面図、第３図は自動工具交換
装置の断面図、第４図は本考案の工作物の固定状
況を示す図、第５図は従来技術の工作物の固定状
況を示す図である。 １……２軸スピンドル型マシニングセンタ、２
……ベツド、５……立コラム、８……主軸、９…
…主軸、１０……Ｙ軸サーボモータ、２０……工
具マガジン、３０……自動工具交換装置、３４…
…クロスアーム、４０……工作物テーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上面にすべり案内面を備えたベツドと、前記す
   べり案内面上をサーボ装置により平面的に摺動し
   て駆動される立コラムと、前記立コラム内に設け
   られた複数の主軸の軸線が前記平面と平行な方向
   でかつ前記平面と垂直な方向に並列させて配置し
   た複数の主軸と、前記複数の主軸を回転駆動する
   主軸駆動モータと、前記複数の主軸を前記主軸軸
   線と垂直な方向に駆動させるサーボモータと、工
   作物を固定して前記平面と垂直な軸で回転割出し
   する工作物テーブルと、前記ベツドの近傍に設け
   られ前記複数の主軸で使用する工具を貯蔵する工
   具マガジンと、前記複数の主軸と前記工具マガジ
   ンの間で工具を交換する自動工具交換装置とを備
   えた多軸スピンドル型マシニングセンタ。