JPH05301150A - 工作機械の工具アタッチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工用工具と計測用工具とを交換する必要が
なく、それだけ加工能率を向上できるとともに加工精度
を向上できる工作機械の工具アタッチメントを提供す
る。 【構成】 主軸に旋回割り出し可能にかつ着脱可能に装
着された工作機械の工具アタッチメントを構成する。こ
の場合にモータ軸（主軸）６に着脱可能に装着される垂
直主軸１７と、該主軸１７と直角に配置され、該垂直主
軸１７で回転駆動される水平主軸１８と、上記垂直，水
平主軸１７，１８を回転自在に収容保持するアタッチメ
ントケース１６と、上記水平主軸１８の一端部に装着さ
れた加工用工具Ｔ２と、上記アタッチメントケース１６
の上記加工用工具と旋回軸を挟んだ反対側部分に装着さ
れた計測用工具Ｔ１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば五面加工機の水
平軸用として採用される工具アタッチメントに関し、詳
細には精密加工時の修正をより迅速にかつ精度良く行う
ことができるようにした計測用工具の装着構造の改善に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば五面加工機の水平軸用等に採用さ
れる工具アタッチメントとして、従来例えば実開平３−
６２７５３号公報に記載されているものがある。これ
は、アタッチメントケース内に垂直軸と水平軸とをそれ
ぞれの軸線が直交するように配置し、上記垂直軸を主軸
に着脱可能に装着するとともに、水平軸の一端に加工用
工具を着脱可能に装着した構造となっている。

【０００３】そしてこのような工具アタッチメントを備
えた工作機械でワークの精密加工を行う場合は、上記加
工用工具で所定の加工を終了すると、工具交換位置に移
動して上記加工用工具を計測用工具に交換し、元の位置
に戻り、この計測用工具によって上記ワークを計測す
る。そして修正が必要な場合は再び加工用工具に交換
し、必要な修正を行うこととなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の工作機械で
は、上述のように加工，計測，修正を行うたびに、工具
交換位置まで移動し、必要な工具に交換し、元の位置に
戻る必要であり、それだけ加工時間が長くなり、加工能
率が低いという問題がある。また位置決め回数が多い分
だけ誤差が生じ易く加工精度が低下するという問題もあ
る。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、加工用工具と計測用工具とを交換する必要
がなく、それだけ加工能率を向上できるとともに加工精
度を向上できる工作機械の工具アタッチメントを提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸に旋回割
り出し可能にかつ着脱可能に装着された工作機械の工具
アタッチメントにおいて、上記主軸に着脱可能に装着さ
れる第１アタッチメント主軸と、該第１アタッチメント
主軸と角度をもって配置され、該第１アタッチメント主
軸で回転駆動される第２アタッチメント主軸と、上記第
１，第２アタッチメント主軸を回転自在に収容保持する
アタッチメントケースと、上記第２アタッチメント主軸
の一端部に装着された加工用工具と、上記アタッチメン
トケースに装着された計測用工具とを備えたことを特徴
としている。

【０００７】ここで本発明における計測用工具の装着位
置は、加工時及び旋回時に加工面等に干渉しないアタッ
チメントケースの部位であればアタッチメントケースの
旋回軸を挟んだ加工用工具と反対側部分がより好まし
い。

【０００８】

【作用】本発明に係る工具アタッチメントによれば、第
２アタッチメント主軸の端部に加工用工具を装着し、ア
タッチメントケースに計測用工具を装着したので、所定
の加工が終了すると、ワークとの干渉を回避できる位置
まで移動した後、工具アタッチメントを旋回することに
より直ちにワークの計測が可能である。そして補正が必
要な場合は工具アタッチメントを再び旋回することによ
り直ちに補正加工が可能である。

【０００９】このように本発明では、工具交換位置まで
移動する必要がないので、それだけ加工能率が向上し、
またワークとの干渉を回避できる位置までの移動と旋回
だけで済むので、位置決め誤差がほとんど生じることは
なく、従ってそれだけ加工精度を向上できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図３は本発明の一実施例による工
作機械の着脱式工具アタッチメントを説明するための図
であり、図１は断面正面図、図２は要部の断面平面図、
図３は本実施例アタッチメントを装着した主軸ラムの正
面図である。

【００１１】図１において、１は下端部に本実施例の工
具アタッチメント１１が旋回軸ａ回りに旋回割り出し可
能にかつ着脱可能に装着された主軸ラムである。この主
軸ラム１は、筒型のラム本体２内にモータケース３を軸
方向に進退可能に挿入配設するとともに、該ラム２の上
端に上記モータケース３を軸方向に移動させる軸送り用
モータ４を装着し、この軸送り用モータ４の出力軸４ａ
に接続されたボールねじ５を上記モータケース３の上端
に螺挿した構造となっている。

【００１２】上記モータケース３内にはモータ軸６が挿
入され、該モータケース３により軸受３ａ，３ｂを介し
て回転自在に軸支されており、このモータ軸６と上記ラ
ム２との間に該モータ軸６を回転駆動するモータ７が介
設されている。またこのモータ軸６の下端には工具保持
用テーパ穴６ａが形成されており、さらに該モータ軸６
の軸芯にはドローバー８が図示しない皿ばねで上方に付
勢されて挿入配設されている。またこのドローバー８の
下端にはロック機構２２が形成され、上端にはアンロッ
ク時に該ドローバー８を下方に押し込むための押圧シリ
ンダ９の出力軸９ａが当接している。

【００１３】上記ラム本体２の下端部にはクランプ機構
１０が配設されており、該クランプ機構１０によって本
実施例の工具アタッチメント１１が該ラム本体２の下端
部に旋回割り出し可能にかつ着脱可能に装着されてい
る。

【００１４】図１に示すように、上記クランプ機構１０
は、上記ラム本体２内に配置固定されたシリンダ１２内
に円筒状のピストン１３を配設し、このピストン１３の
下端部にクランプ用コレット１４を係止した構造のもの
である。なお、１２ａ，１２ｂは油圧通路、１５は端面
プレート１２ｃを介して上記シリンダ１２と共にラム本
体２に固定されたドッグである。

【００１５】上記工具アタッチメント１１は、アタッチ
メントケース１６と、該アタッチメントケース１６内に
配置され、加工用の工具Ｔ２を水平軸回りに回転駆動す
る回転駆動機構３０と、該回転駆動機構３０内に配設さ
れ、上記工具Ｔ２を加工半径方向に移動させる横送り機
構３１とを備えている。

【００１６】上記回転駆動機構３０は、上記アタッチメ
ントケース１６内に垂直方向に配置された垂直主軸（第
１アタッチメント主軸）１７と、水平方向に配置された
水平主軸（第２アタッチメント主軸）１８とを備えてい
る。

【００１７】上記アタッチメントケース１６は上向開口
１６ａと横向開口１６ｂとを有する箱状のもので、上記
垂直主軸１７を上記上向開口１６ａにより軸受１９ａを
介して回転自在に軸支し、また上記水平主軸１８を上記
横向開口１６ｂにより軸受１９ｂを介して回転自在に軸
支している。

【００１８】また上記アタッチメントケース１６の上向
開口１６ａの上端面には上記コレット１４が係止する係
止段部１６ｄが形成されており、該係止段部１６ｄの内
部には連結リング２０が上下移動可能に配設されてい
る。この連結リング２０は、ばね２１により上方に付勢
されており、かつ上記ドッグ１５によって上昇端位置が
規制されている。またこの連結リング２０は上記係止段
部１６ｄに軸方向に摺動可能に、かつ回転力を伝達可能
に噛合している。

【００１９】さらにまた上記アタッチメントケース１６
と上記シリンダ１２との対向面にはカップリング２８が
配設されている。このカップリング２８は、所定の割り
出しピッチの噛合歯を有する下側，上側噛合リング２８
ａ，２８ｂで構成されている。

【００２０】上記垂直主軸１７は円筒状のものであり、
該垂直主軸１７の上半部は、上記モータ軸６の回転を伝
達する伝達筒部１７ａとなっており、該伝達筒部１７ａ
の内周面上端部には伝達歯１７ｂが形成されている。こ
の伝達歯１７ｂは上記モータ軸６の外周面に形成された
伝達歯６ｂに軸方向に摺動可能に噛合しいてる。また上
記伝達筒部１７ａの外周面下部には、上述の連結リング
２０の上端に所定ピッチで形成されたスリットに係脱可
能の係止凸部１７ｄが所定ピッチで形成されている。

【００２１】上記水平主軸１８は円筒状のもので、伝達
歯車２６，２７を介して上記垂直主軸１７に連結されて
いる。そしてこの水平主軸１８の右端には矩形板状のガ
イド部１８ａが形成されており、該ガイド部１８ａには
加工半径方向に延びるガイド溝１８ｂが形成されてい
る。このガイド溝１８ｂによってスライダ３２が加工半
径方向に摺動自在に支持されている。またこのスライダ
３２にはホルダ２３に刃具２４を固着してなる加工用の
工具Ｔ２がナット部材２５によって着脱可能に装着され
ている。

【００２２】上記横送り機構３１は上記垂直主軸１７内
に挿入配置された送りねじ軸３３と、上記垂直主軸１７
で軸支され、上記送りねじ軸３３の送りねじ部３３ａに
螺合するナット３４と、上記水平主軸１８で軸支され、
上記ナット３４に伝達歯車３５ａ，３５ｂを介して連結
されたピニオン軸３６とを備えている。

【００２３】上記送りねじ軸３３の上部には、上記モー
タ軸６のテーパ穴６ａに嵌合するテーパ部３３ｂが形成
されている。また上記テーパ部３３ｂのフランジ部は上
記伝達筒部１７ａの底部に配設されたボールプランジャ
１７ｅに係脱可能になっている。これによりこの送り軸
３３は上記モータ軸６と共に上下移動可能となってお
り、かつその下端位置で伝達筒部１７ａにロックされ
る。

【００２４】また上記ピニオン軸３６の先端にはピニオ
ンギヤ３７が装着されており、該ピニオンギヤ３７は上
記スライダ３２に形成されたラックギヤ３８に噛合して
いる。

【００２５】上記アタッチメントケース１６の旋回軸ａ
を挟んだ上記加工用の工具Ｔ２と反対側壁面には支持ボ
ス部１６ｃが形成されている。この支持ボス部１６ｃに
は、ホルダ２３ａにセンサ２４ａを固定してなる計測用
の工具Ｔ１がナット部材２５によって着脱可能に装着さ
れている。この計測用工具Ｔ１は、市販のタッチセンサ
タイプのもので、測定子先端が定位置からどの方向へ変
位してもその瞬間に信号を発生するように構成されてい
る。なお、発生した信号はＦＭ電波，あるいは赤外線に
よってコントロールボックスに送信される。

【００２６】次に本実施例の作用効果を説明する。まず
本実施例の工具アタッチメント１１を主軸ラム１に着脱
する場合を説明する。図１に示す状態においてロック機
構２２によって送りねじ軸３３とモータ軸６との嵌合を
解除すれば、これにより該工具アタッチメント１１は主
軸ラム１から下方に取り外される。このとき油圧通路１
２ｂからの油圧によりピストン１３は下方端に下降して
おり、コレット１４は開放されている。

【００２７】そして別の工具アタッチメント１１を装着
するには、該工具アタッチメント１１の伝達歯１７ｂを
モータ軸６の伝達歯６ｂに噛合させながら、該工具アタ
ッチメント１１の送りねじ軸３３のテーパ部３３ｂをモ
ータ軸６のテーパ穴６ａに嵌合挿入し、続いてロック機
構２２によってロックする。そしてクランプ機構１０の
油圧通路１２ａから油圧を供給してピストン１３を上昇
させ、コレット１４でアタッチメントケース１６の係止
段部１６ｄをクランプする。これにより別の工具アタッ
チメント１１が主軸ラム１に装着されたこととなる。

【００２８】このとき連結リング２０はドッグ１５によ
って上昇が阻止されているので、該連結リング２０と垂
直主軸１７の係止凸部１７ｄとは係止していない。この
状態で上記モータ７を起動すると、モータ軸６の回転が
伝達歯６ｂ，１７ｂを介して垂直主軸１７に伝達され、
さらに該垂直主軸１７の回転が伝達歯車２７，２６を介
して水平主軸１８に伝達され、これにより工具Ｔ２が回
転し、加工が行われる。

【００２９】次に工具Ｔ２による加工半径を変化させる
には、上記送りモータ４によってモータケース３全体を
軸方向に移動させる。するとモータ軸６と共に工具アタ
ッチメント１１の送りねじ軸３３が軸方向に移動し、こ
れによりナット３４が回転し、この回転が伝達歯車３５
ａ，３５ｂを介してピニオン軸３６に伝達され、ピニオ
ンギヤ３７の回転によってラックギヤ３８を介してスラ
イダ３２が加工半径方向に移動し、その結果、工具Ｔ２
による加工半径が制御される。

【００３０】ワークの加工後の寸法を計測する場合は、
送りモータ４によってモータケース３全体を送りねじ軸
３３のフランジ部にボールプランジャ１７ｅが係止する
まで下降させ、クランプ機構１０のピストン１３を下降
させてコレット１４を開放する（図１の状態）。そして
送りモータ４によってモータ軸６をさらに下降させる
と、該モータ軸６と共に工具アタッチメント１１全体も
下降する。一方、連結リング２０はドッグ１５に当接し
た位置に付勢ばね２１によって保持されているので、該
連結リング２０のスリットが係止凸部１７ｄに係止す
る。

【００３１】この状態でモータ７によってモータ軸６を
所定角度だけ回転させると、該モータ軸６の回転が係止
凸部１７ｄ，連結リング２０を介してアタッチメントケ
ース１６に伝達され、これにより工具アタッチメント１
１全体が旋回軸ａ回りに反転し、計測用工具Ｔ１が加工
面側に位置する。そして上記送りモータ４によってモー
タ軸６と共に工具アタッチメント１１を元の高さ方向位
置に戻し、カップリング２８を結合させるとともにクラ
ンプ機構１０によってアタッチメントケース１６をクラ
ンプし、上記計測用工具Ｔ１によってワークの計測を行
う。

【００３２】このように本実施例では、水平主軸１８の
端部に加工用工具Ｔ２を装着し、アタッチメントケース
１６の旋回軸ａを挟んだ反対側部分に計測用工具Ｔ１を
装着したので、所定の加工が終了すると、ワークとの干
渉を回避できる位置まで移動した後、工具アタッチメン
ト１１を旋回することにより直ちにワークの計測が可能
である。そして補正が必要な場合は工具アタッチメント
１１を再び旋回することにより直ちに補正加工が可能で
ある。

【００３３】なお、上記実施例では、加工用工具Ｔ２を
加工半径方向に移動させる横送り機構３１を設けた場合
を説明したが、本発明は上記横送り機構３１を備えてい
ない場合にも適用できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る工作機械の工
具アタッチメントによれば、工具アタッチメントを旋回
可能に構成するとともに、アタッチメントケースの計測
用工具を装着したので、アタッチメントケースを反転さ
せるだけでワーク寸法の計測を直ちに行うことができ、
また補正が必要な場合はアタッチメントケースを再び反
転させるだけで直ちに補正加工を行うことができ、工具
交換位置まで移動する必要がないので、それだけ加工能
率が向上し、またワークとの干渉を回避できる位置まで
の移動と旋回だけで済むので、位置決め誤差がほとんど
生じることはなく、従ってそれだけ加工精度を向上でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例による工作機械の工具
アタッチメントの断面正面図である。

【図２】上記実施例の工具アタッチメントのスライダ部
分の断面平面図である。

【図３】上記実施例の工具アタッチメントを装着した主
軸ラムの正面図である。

【符号の説明】

１ 主軸ラム（主軸） １１ 工具アタッチメント １６ アタッチメントケース １７ 垂直主軸（第１アタッチメント主軸） １８ 水平主軸（第２アタッチメント主軸） ａ 旋回軸 Ｔ１ 計測用工具 Ｔ２ 加工用工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に旋回割り出し可能にかつ着脱可能
   に装着された工作機械の工具アタッチメントにおいて、
   上記主軸に着脱可能に装着される第１アタッチメント主
   軸と、該第１アタッチメント主軸と角度をもって配置さ
   れ、該第１アタッチメント主軸で回転駆動される第２ア
   タッチメント主軸と、上記第１，第２アタッチメント主
   軸を回転自在に収容保持するアタッチメントケースと、
   上記第２アタッチメント主軸の一端部に装着された加工
   用工具と、上記アタッチメントケースに装着された計測
   用工具とを備えたことを特徴とする工作機械の工具アタ
   ッチメント。