JPH0513775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械のユニバーサルヘツドの割
出装置に関する。

〔従来の技術〕

マシニングセンタ、NC工作機械等におけるユ
ニバーサルヘツドは、一般に単一の主軸でもつて
ツール取付軸を可変としたもので、ワークに対す
るあらゆる方向からの機械加工を可能とするもの
である。そのために、該ヘツドは水平割出面ある
いは垂直割出面と45゜傾斜した傾斜割出面の２つ
の割出面を有し、それぞれの割出面には自動ロツ
ク機構と割出用サーボモータを備えている。そし
て、使用に際しては、上記２つの割出面の一方を
固定したうえで他方を回動して割り出すことによ
り所望の角度にツール取付軸を設定して機械加工
を行うのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のユニバーサルヘツドの割出装置は、上記
のようにそれぞれの割出面にサーボモータを備え
たものであるので、ヘツドが必然的に大きくな
り、そのためワークとの干渉を引き起こすおそれ
があつた。また各割出面は回転可能に構成されね
ばならない関係上、配線の捩れ等が起こらないよ
うに留意しなければならず配線処理が非常に大変
であつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るユニバーサルヘツドの割出装置
は、主軸を内蔵した主軸ヘツドに、前記主軸に対
し直角に設けられた第１割出面を有する第１ヘツ
ドを回動自在に取付け、該第１ヘツドに45゜傾斜
した第２割出面を介して第２ヘツドを回動自在に
取付け、該第２ヘツド内にツール取付軸及び該ツ
ール取付軸のブレーキ装置を設け、前記第１及び
第２の割出面にそれぞれロツク機構を設け、前記
主軸とツール取付軸の間に傘歯車伝導機構を介装
し、前記主軸に割出用の単一のサーボモータを連
結し、前記ロツク機構を、前記主軸または前記傘
歯車伝導機構に同心に割出面の一方の側に形成し
たＴ字状断面の環状溝と、該環状溝に沿つて複数
配置されて前記Ｔ字状断面に係止される係止部材
と、該係止部材のそれぞれに対し配置されて係止
部材を付勢して割出面を圧着させるシリンダ装置
とによつて構成したものである。

〔作用〕

本発明においては、主軸に割出用の単一のサー
ボモータを連結したので、そのサーボモータを回
転することによつて第１及び第２の割出面の一方
を固定したうえで他方を割出のために回動させる
ことができ、任意の方向に連続的にツール取付軸
を設定できる。このとき、専ら付勢部材近傍で割
出面の強い圧着が発生し、割出面全体の平均圧力
は小さい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明の実施例の断面図で、第２図は
ツール取付軸が第１図の水平に対し垂直に向けら
れたときの状態図である。図において、１は主
軸、２は主軸１を回転自在に内蔵した主軸ヘツド
である。なお、主軸１の駆動装置は図示されてい
ないが常法により主軸ヘツド２の上部に設置され
ている。３は主軸ヘツド２の下端に回動自在に取
り付けられた第１ヘツドで、主軸１と直角の水平
な取付面２１に対し任意の角度に回動し得る第１
割出面Ａを有する。４は第１ヘツド３の45゜傾斜
取付面３１に第２割出面Ｂを第１割出面Ａと同様
の構成で回動自在に取り付けられた第２ヘツド
で、内部には第２ヘツド４が旋回したときに主軸
１と直角及び平行となるツール取付軸５が装着さ
れている。６は第１割出面Ａ及び取付面２１間に
装着されたロツク機構、７は第２割出面Ｂ及び
45゜傾斜取付面３１間に装着されたロツク機構で
ある。これらのロツク機構６，７はそれぞれ主軸
ヘツド２及び第１ヘツド３に凹設されたＴ字状断
面の環状溝６１，７１と、各環状溝６１，７１に
嵌入されシリンダ装置６２，７２によつて環状溝
の段部６３，７３と係脱自在に係合するＴ形の係
止部材６４，７４とからなる。８は第１ヘツド３
及び第２ヘツド４内に装着された傘歯車伝導機構
で、傘歯車は全てスパイラルギヤに形成されてい
る。この傘歯車伝導機構８は主軸１にテーパーシ
ヤンク部８１ａ及び自動着脱機構８１ｂを介して
直結された伝導軸８１と、この伝導軸８１に傘歯
車８２，８３を介して連結される傾斜中間軸８４
と、この傾斜中間軸８４に傘歯車８５，８６を介
して連結される取付軸５とからなる。なお、主軸
１、伝導軸８１、傾斜中間軸８４及びツール取付
軸５はそれぞれ軸受（図示せず）により回転自在
に支承されている。ツール取付軸５は主軸１と同
様にツールホルダ（図示せず）に対する自動着脱
機構（図示せず）を内蔵する。９はツール取付軸
５の回転を停止させる電磁又は油圧デイスクブレ
ーキ等のブレーキ装置である。１０は主軸ヘツド
２内に装着された割出用のサーボモータで、タイ
ミングベルト機構１０１を介して主軸１に連結さ
れている。なお、サーボモータ１０は主軸１が加
工のために回転しているときは無通電とされ自由
に回転し得るようになつている。また、クラツチ
機構（図示せず）により主軸１に対するサーボモ
ータ１０の回転を断続するように構成してもよ
い。

次に、上記実施例の動作を説明する。

第１図に示すようにツール取付軸５が水平の状
態において、第１割出面Ａについて割出を行うと
きは、まずその割出面Ａのロツク機構６を解除
し、他方の第２割出面Ｂのロツク機構７及びツー
ル取付軸５のブレーキ装置９はロツクしておく。
したがつて、この状態ではツール取付軸５及びこ
れに噛合する傾斜中間軸８４は回転できないの
で、サーボモータ１０により主軸１を回転すると
これに直結された伝導軸８１と傾斜中間軸８４の
噛合のため第１ヘツド３及び第２ヘツド４が一体
物となつて第１割出面Ａ内で回動する。したがつ
て、この場合はツール取付軸５を水平面内で任意
の角度位置に割出することができる。

次に、第１割出面Ａとツール取付軸５をロツク
しておき、第２割出面Ｂのロツク機構７のみを解
除する。この状態でサーボモータ１０を回転させ
ればその動力は主軸１から伝導軸８１、傾斜中間
軸８４へと伝達される。そして、傾斜中間軸８４
は回転不可のツール取付軸５に噛合しているから
第２ヘツド４が第２割出面Ｂ内で回動する。この
結果、第２ヘツド４、したがつてその内部に装着
されたツール取付軸５は第１図の水平の向きから
第２図に示すように垂直の向きまで任意の角度に
回動し得る。

かくして、第１割出面Ａについての割出操作と
第２割出面Ｂについての割出操作を適宜組合せる
ことによりワーク（図示せず）に対して任意の方
向からの機械加工を可能とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば次のような効果がある。

(1) 割出用のサーボモータをただ１個主軸ヘツド
内に設けたので、第１及び第２ヘツドを小形軽
量にできる。そのためワークとの干渉の危険も
少ない。また、ロツク時には割出面が強くロツ
クされるが、割出面の軸方向の移動または変形
が小さく、ユニバーサルヘツドにおける重切削
と精度が両立する。これに加えて、主軸および
傘歯車伝導機構の軸周辺の構造が簡略化され、
従来のユニバーサルヘツドとの構成部品の共通
化または転用が容易である。

(2) サーボモータの配線処理が非常に簡単にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図はツ
ール取付軸が第１図の水平から垂直に向けられた
ときの状態図である。 １：主軸、２：主軸ヘツド、３：第１ヘツド、
４：第２ヘツド、５：ツール取付軸、６，７：ロ
ツク機構、８：傘歯車伝導機構、９：ブレーキ装
置、１０：サーボモータ、６１，７１：環状溝、
６２，７２：シリンダ装置、６４，７４：係止部
材、Ａ：第１割出面、Ｂ：第２割出面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸を内蔵した主軸ヘツドと、該主軸ヘツド
   に前記主軸に対し直角に回動自在に取り付けられ
   る第１割出面を有する第１ヘツドと、該第１ヘツ
   ドに45度の傾斜で回動自在に取り付けられる第２
   割出面を有する第２ヘツドと、該第２ヘツド内に
   装着されたツール取付軸と、前記第１及び第２の
   割出面のロツク及びロツク解除を行うそれぞれの
   割出面のロツク機構と、前記ツール取付軸のブレ
   ーキ装置と、前記主軸とツール取付軸の間に介装
   された傘歯車伝導機構と、前記主軸に連結された
   単一のサーボモータとを備え、前記ロツク機構
   は、前記主軸または前記傘歯車伝導機構に同心に
   割出面の一方の側に形成したＴ字状断面の環状溝
   と、該環状溝に沿つて複数配置されて前記Ｔ字型
   断面に係止される係止部材と、該係止部材のそれ
   ぞれに対し配置されて係止部材を付勢して割出面
   を圧着させるシリンダ装置とからなることを特長
   とするユニバーサルヘツドの割出装置。