JPH05138414A - 多軸工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの異なる位置に対して、容易かつ簡単
に加工すること。 【構成】 駆動軸１２を有する固定部１１と、固定部に
対して回転自在に設けられた多軸ヘッド１３とを備えて
いる。多軸ヘッド１３の所定円周３１上を複数等分し
て、この等分点をワーク中心Ｔ1 〜Ｔ8 とする。各ワー
ク中心Ｔ1 〜Ｔ8 に対して各々所望の位相だけずれた近
傍位置が工具中心となっており、この工具中心に工具Ｓ
1 〜Ｓ8 が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワーク搬送ラインによっ
て搬送されるワークに対して位置決め穴等を加工する多
軸工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばクランクシャフト等のワ
ークにガバナを取付ける際、クランクシャフトの端面に
カバナ取付用の位置決め穴を開けている。このようにク
ランクシャフトに位置決め穴を開けるために、穴開ツー
ルを保持するヘッドを備えた工作機械が用いられてい
る。

【０００３】ところで、異機種または異仕様に対応し
て、クランクシャフトの位置決め穴の位置は種々変化す
る。従来、位置決め穴の位置を種々変化させる場合、穴
開ツールを保持するヘッドをその都度交換している。す
なわち、各々の位置決め穴に対応した位置に穴開ツール
を保持したヘッドに交換している。しかしながら、この
ようにヘッドをいろいろ交換する作業は煩雑であり、長
時間かかる。

【０００４】他方、マシニングセンタを用いて異なる位
置に位置決め穴を開ける方法を考えられるが、マシニン
グセンタは高価であり、クランクシャフトの位置決め穴
の穴開作業には適当でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、クラン
クシャフトの端面の異なる位置に、位置決め穴を穴開け
する場合、その都度ヘッドを交換することが考えられる
が、いろいろ変換する作業は煩雑である。またマシニン
グセンタを用いる方法は、高価すぎて位置決め穴の穴開
作業には適さない。

【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、いちいちヘッドを交換する必要なくまた安
価で場所を取らない多軸工作機械を提供することを目的
とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、駆動軸を有
する固定部と、この固定部に対して回転自在に設けられ
るとともに複数の工具を有する多軸ヘッドとを備え、前
記多軸ヘッドに前記駆動軸を中心とする所定円を描きこ
の所定円周上を複数等分してこの等分点をワーク中心と
し、各ワーク中心に対して各々所望の位相だけずれた近
傍位置を工具中心として工具を配設し、前記多軸ヘッド
を前記固定部に固定する固定装置を設けるとともに、前
記駆動軸と前記各工具とを連結自在としたことを特徴と
する多軸工作機械である。

【０００８】

【作用】固定装置を解除して、所定工具近傍のワーク中
心がワークの中心部にくるまで多軸ヘッドを回転させ
る。その後、固定装置によって多軸ヘッドを固定し、所
定工具によってワークを加工する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１乃至図５は、本発明による多軸工作機
械の一実施例を示す図である。

【００１０】図２に示すように、多軸工作機械１０は、
駆動軸１２を有する固定部１１と、この固定部１１に対
して回転自在に設けられた多軸ヘッド１３とを備え、例
えばクランクシャフトのようなワークＷに対して穴開け
作業を行なうようになっている（図４および図５）。多
軸ヘッド１３にはハンドル１４が取付けられている。

【００１１】すなわち、固定部１１は固定軸１１ａを有
し、この固定軸１１ａの回りにボールベアリング３２を
介して多軸ヘッド１３が回転自在に設けられている。ま
た図２に示すように、駆動軸１２はＶベルト２９により
駆動されるようになっており、駆動軸１２の回転は後述
するアイドラＩ1 、Ｉ2 …を介して駆動アイドラ２５お
よび駆動アイドラ２７に伝達される。駆動アイドラ２５
の回転は、連結アイドラ２６を介してドリル１５を有す
る工具Ｓ1 に伝達され、他方、駆動アイドラ２７の回転
は、連結アイドラ２８を介してリーマ１６を有す工具Ｓ
2 に伝達される。

【００１２】固定部１１には、固定部１１に多軸ヘッド
１３を固定する固定装置３５が設けられている。固定装
置３５はピン２３ａおよび２３ｂを駆動する油圧シリン
ダ２４を有している。このうちピン２３ａは、回転軸２
１ａの回りを回動するクランプ２１の端面を押圧し、ク
ランプ２１の先端３６によって多軸ヘッド１３を押圧保
持するようになっている。また、ピン２３ｂは、多軸ヘ
ッド１３の所定の凹部３７内に挿入し多軸ヘッド１３の
位置決めを行なうようになっている。

【００１３】また、多軸ヘッド１３には、複数、例えば
８個の工具Ｓ1 、Ｓ2 …Ｓ8 が設けられている。この工
具Ｓ1 、Ｓ2 …Ｓ8 の配置について、図１により説明す
る。図１に示すように、多軸ヘッド１３の端面に、固定
部１１の駆動軸１２と同軸に中心０を有する所定円３１
が描かれ、この所定円３１の円周が複数、例えば８つに
等分されている。そして所定円３１の８つの等分点Ｔ1
、Ｔ2 、Ｔ3 …Ｔ8 がワークＷの中心となっている。
そして等分点Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 …Ｔ8 の近傍に、工具Ｓ
1 、Ｓ2 …Ｓ8 が配置されている。

【００１４】工具Ｓ1 、Ｓ2 …Ｓ8 のうち、工具Ｓ1 お
よびＳ2 、工具Ｓ3 およびＳ4 、工具Ｓ5 およびＳ6 、
工具Ｓ7 およびＳ8 が各々対の関係となっている。すな
わち、工具Ｓ1 、Ｓ3 、Ｓ5 およびＳ7 はドリルを有
し、工具Ｓ2 、Ｓ4 、Ｓ6 およびＳ8 はドリルと対のリ
ーマを有している。そして工具Ｓ1 （ドリル）および工
具Ｓ2 （リーマ）は、各々等分点Ｔ1 およびＴ2 に対し
て同一距離および同一方向へずれた点（同一位相だけず
れた点）に配置されている。例えば、工具Ｓ1 およびＳ
2 は等分点Ｔ1 およびＴ2 に対して、所定円３１の円周
方向から２．５°の方向に６mmだけずれた点に配置され
ている。

【００１５】同様に、工具Ｓ3 およびＳ4 は等分点Ｔ3
およびＴ4 に対して、円周方向から３５°の方向に６mm
だけずれた点に配置されている。また工具Ｓ5 およびＳ
6 は等分点Ｔ5 およびＴ6 に対して、円周方向から５．
５°の方向に６mmだけずれた点に配置されている。さら
に工具Ｓ7 およびＳ8 は等分点Ｔ7 およびＴ8 に対して
円周方向から８°の方向に６mmだけずれた点に配置され
ている。

【００１６】工具Ｓ1 〜Ｓ8 は、上記のように配置され
ているので、工具Ｓ1 およびＳ2 間のピッチ、工具Ｓ3
およびＳ4 間のピッチ、工具Ｓ5 およびＳ6 間のピッ
チ、工具Ｓ7 およびＳ8 間のピッチは、所定円３１の直
径Ｌと一致している。また、互いに対応する等分点、例
えばＴ1 とＴ2 が水平となるよう多軸ヘッド１３を固定
し、ワークＷをワーク中心がＴ1 およびＴ2 に一致する
よう順次水平方向に搬送した場合（図４）、ワークＷに
対する工具Ｓ1 の加工中心と工具Ｓ2 の加工中心は完全
に一致する。

【００１７】次に、駆動軸１２から各工具Ｓ1 、Ｓ2 …
Ｓ8 への回転駆動機構４０について、図３により説明す
る。駆動軸１２の両側には、一対の共通アイドラＩ1 お
よびＩ2 が配設され、また各工具Ｓ1、Ｓ2 …Ｓ8 は各
々固有アイドラＩ3 〜Ｉ18を有している。すなわち共通
アイドラＩ1 およびＩ2 は固定されており、他方固有ア
イドラＩ3 〜Ｉ18は多軸ヘッド１３の回転に応じて工具
Ｓ1 、Ｓ2 …Ｓ8 とともに回転するようになっている。
これら固有アイドラＩ3 〜Ｉ18のうち、固有アイドラＩ
3 およびＩ11は工具Ｓ1 を駆動されるものであり、また
固有アイドラＩ4 およびＩ12は工具Ｓ2 を、固有アイド
ラＩ5 およびＩ13は工具Ｓ3 を、固有アイドラＩ6 およ
びＩ14は工具Ｓ4 を、固有アイドラＩ7 およびＩ15は工
具Ｓ5 を、固有アイドラＩ8 およびＩ16は工具Ｓ6 を、
固有アイドラＩ9 およびＩ17は工具Ｓ7 を、固有アイド
ラＩ10およびＩ18は工具Ｓ8 を各々駆動させるものであ
る。次にこのような構成からなる実施例の作用について
説明する。

【００１８】まず、固定装置３５をアンクランプとす
る。すなわち、油圧シリンダ２４により、ピン２３ａお
よび２３ｂを図２の右方向へ移動させ、ピン２３ａをク
ランプ２１から引離すとともに、ピン２３ｂを凹部３７
内から引抜く。続いて多軸ヘッド１３をハンドル１４に
より回転させ、所望の一対の等分点、例えばＴ1 とＴ2
が水平となる位置（図１に示す位置）で停止させる。次
に油圧シリンダ２４により、ピン２３ａおよび２３ｂを
図２の左方向へ移動させ、ピン２３ａによってクランプ
２１を回動させる。そしてクランプ２１の先端３６によ
って、多軸ヘッド１３を押圧保持（クランプ）する。同
時にピン２３ｂを凹部３７内に挿入し、多軸ヘッド１３
の位置決めを行なう。

【００１９】次に、例えば図４および図５に示すよう
に、ワークＷを所定ピッチ（所定円３１の直径Ｌ）で水
平方向に移送する。図４および図５において、固定部１
１はベット３３上を摺動し、ワークＷに対して離接自在
となっている。また固定部１１上には、駆動軸１２を回
転駆動するためのモータＭが載置されている。また、固
定部１１の両側方には、一対の工具破損検出器４１ａ、
４１ｂが設けられている。なお、図４および図５におい
て、便宜上、工具Ｓ1 およびＳ2 のみが示されている。
この間、モータＭによって駆動軸１２が回転駆動し、駆
動軸１２の回転が共通アイドラＩ1 およびＩ2 に伝達さ
れる（図３）。共通アイドラＩ1 の回転は、固有アイド
ラＩ3 およびＩ11を経て工具Ｓ1 側の駆動アイドラ２５
に伝達される。その後、駆動アイドラ２５の回転は、連
結アイドラ２６を経て工具Ｓ1 に伝達される。他方、共
通アイドラＩ2 の回転は、その後固有アイドラＩ4 およ
びＩ12を経て工具Ｓ2 側の駆動アイドラ２７に伝達され
る。その後、駆動アイドラ２７の回転は、連結アイドラ
２８を経て工具Ｓ2 に伝達される。

【００２０】続いて、固定部１１がベット３３上を摺動
してワークＷ側に接近する。このようにして工具Ｓ1 の
ドリル１５がワーク（クランクシャフト）Ｗに対してガ
バナ取付用の位置決め穴を開ける。同時に工具Ｓ2 のリ
ーマ１６が、ドリル１５によって開けられたワークＷの
位置決め穴に対してリーマ作業を行なう。この場合、ワ
ークＷは所定円３１の直径Ｌと同一ピッチで搬送される
ので、上述のようにドリル１５によって開口された位置
決め穴とリーマ１６の加工中心は完全に一致する。

【００２１】このような作業を繰り返すことにより、ワ
ークＷの所定位置に位置決め穴が開口され、この位置決
め穴に対してリーマ作業が施される。

【００２２】次に、異機種に対応できるようワークＷに
対して従前と異なる位置に位置決め穴を開口したい場合
は、次のように行なう。

【００２３】すなわち、固定装置３５をアンクランプす
る。続いてハンドル１４により多軸ヘッド１３を回転さ
せ、次の等分点、例えばＴ3 とＴ4 が水平になる位置で
多軸ヘッド１３の回転を停止させる。その後、固定装置
３５により多軸ヘッド１３をクランプする。

【００２４】この間、図３に示すように、共通アイドラ
Ｉ1 と固有アイドラＩ3 および共通アイドラＩ1 と固有
アイドラＩ4 との係合が解除され、その後共通アイドラ
Ｉ1およびＩ2 と、固有アイドラＩ5 およびＩ6 とが係
合する。

【００２５】続いて、駆動軸１２からの回転が、上述と
同様にして工具Ｓ3 およびＳ4 に伝達される。次に工具
Ｓ3 のドリルと工具Ｓ4 のリーマとによって、ワークＷ
に対して従前と異なる位置に位置決め穴を開口すること
ができ、またこの位置決め穴に対してリーマ作業を施す
ことができる。

【００２６】以上のように本実施例によれば、所望の一
対の等分点が水平となるまで多軸ヘッド１３を回転させ
固定することにより、容易かつ簡単にワークＷの異なる
位置に位置決め穴を開口しリーマ作業を施すことができ
る。このため、工具保持用のヘッドをいちいち交換する
必要がなくなる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワーク中心に対して所望位相だけずれた所定工具を用い
てワークを加工することにより、容易かつ簡単にワーク
の異なる位置を加工することができる。このため、ワー
クの異なる位置を加工する毎に、いちいち工具保持用の
ヘッドを交換する必要がない。従って、交換用ヘッドの
ための収納スペースを設ける必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多軸工作機械の多軸ヘッド部の一
実施例を示す正面図。

【図２】図１に示す多軸工作機械の多軸ヘッド部の側断
面図。

【図３】多軸工作機械の回転駆動機構を示す概略図。

【図４】多軸工作機械の全体上面図であって、便宜的に
工具Ｓ1 およびＳ2 の他の工具を取外した状態を示す
図。

【図５】図４のＶ線方向矢視図。

【符号の説明】

１０ 多軸工作機械 １１ 固定部 １２ 駆動軸 １３ 多軸ヘッド ３１ 所定円 ３５ 固定装置 Ｓ 工具 Ｔ ワーク中心 Ｗ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸を有する固定部と、この固定部に対
   して回転自在に設けられるとともに複数の工具を有する
   多軸ヘッドとを備え、前記多軸ヘッドに前記駆動軸を中
   心とする所定円を描きこの所定円周上を複数等分してこ
   の等分点をワーク中心とし、各ワーク中心に対して各々
   所望の位相だけずれた近傍位置を工具中心として工具を
   配設し、前記多軸ヘッドを前記固定部に固定する固定装
   置を設けるとともに、前記駆動軸と前記各工具とを連結
   自在としたことを特徴とする多軸工作機械。