JPH06246519A - Ｎｃボーリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加工中間部に細径のくびれ部が存在するワーク
を、高い同軸度精度で両側から同時に容易に加工できる
ＮＣボーリング装置を提供する。 【構成】第１ユニット部４に、一体に回転且つ軸方向相
対移動可能に第１スピンドル25と第２スピンドル29を同
軸に設け、第１スピンドル25先端に第１ツールヘッド26
を固定し、ワーク３を挟んで反対側に突出する第２スピ
ンドル29先端に加工直前にドローバー36によって第２ツ
ールヘッド40をクランプして固定する。これにより、Ａ
Ｃサーボモータ７を駆動して両スピンドル25，29を介し
て両ツールヘッド26，40を回転させつつ、第１スピンド
ル25と第２スピンドル29を互いに反対方向に移動させる
ことでワーク３を両側から同時に加工でき、同軸度の高
い加工が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣボーリング装置に
関し、特に、ワークの加工部間に細径のくびれ部があ
り、一方向からの中ぐり加工が難しいワークの加工に好
適なＮＣボーリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボーリング装置は、中空加工物の内面加
工等に使用されるもので、一般的には、加工物を加工す
るツールを保持するためのツールヘッドが１つであり、
一方向から加工するものが多い。ところで、例えば自動
車における車輪取付け用のハブ内面のベアリング嵌合部
のように、その間に細径のくびれ部があるような加工物
では、一方向からの加工が難しく、上述の通常のボーリ
ング装置は使用できない。

【０００３】このため、このようなハブのベアリング嵌
合部のボーリング加工のように、内面加工部間に細径の
くびれ部が存在するようなワークを加工する場合、従来
では、水平対向型のボーリング装置を使用している。こ
のものは、それぞれツールヘッドを備えた互いに独立の
ユニットをワークを挟んで対向配置し、各ユニットを駆
動してワークの両側から各ユニットをワーク方向に接近
させながらそれぞれ独立のツールヘッドで、細径くびれ
部の両側の加工部位をボーリング加工するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水平対向型ボーリング装置では、対向配置するユニ
ットが互いに独立したものでありツールヘッドも独立し
ているので、互いのツールヘッドを同軸上に高い精度で
配置することが難しい。このため、ワークの加工部位の
同軸度の精度を今まで以上に高めることは難しい。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、加工部間に細径くびれ部が存在し一方向から同時加
工が難しいワークを、高い同軸度精度で且つ容易に加工
できるＮＣボーリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のＮＣ
ボーリング装置は、基台上の略中央部に設けられ加工す
るワークを保持するワーク保持部と、該ワーク保持部を
挟んで対向配置され前記ワーク保持部に対して接近及び
離間方向に移動可能に前記基台上に設けられた第１及び
第２ユニット部と、該第１及び第２各ユニットをそれぞ
れスライド駆動する第１及び第２ユニットの各駆動手段
とを有し、前記第１ユニット部は、ハウジングに回転可
能に軸支され前記ワーク保持部側端部に加工ツール保持
用の中空の第１ツールヘッドが同心状に着脱自由に取り
付けられる中空の第１スピンドルと、第１スピンドル及
び第１ツールヘッドを貫通し、当該第１スピンドル及び
第１ツールヘッドに対して一体回転且つ軸方向移動可能
な中空の第２スピンドルと、該第２スピンドルに軸方向
相対移動可能に貫通するドローバーと、前記第２スピン
ドルのワーク保持部側とは反対側端部に取付けられ前記
ドローバーを第２スピンドルに対してスライド駆動する
ドローバー駆動手段と、前記第２スピンドルを第１スピ
ンドル及び第１ツールヘッドに対してスライド駆動する
第２スピンドル駆動手段と、前記第１スピンドルを回転
駆動する第１スピンドル駆動手段とを備えて構成され、
前記第２ユニット部は、前記ドローバー先端部によって
クランプされて前記第１ツールヘッドと対向配置されて
前記第２スピンドル先端部に固定可能な加工ツール保持
用の第２ツールヘッドを着脱可能に保持するツールヘッ
ド保持部を備えて構成されてなり、且つ、ワーク加工時
に、第１及び第２スピンドルを回転させつつ互いに相反
する方向に移動させてワーク両側からワークを同時加工
すべく前記第１及び第２ユニットの各駆動手段及び各ス
ピンドル駆動手段を制御するＮＣ制御手段を備えて構成
した。

【０００７】

【作用】かかる構成において、第１ツールヘッドと第２
ツールヘッドは、ワークを挟んで対向配置され、しか
も、第１ツールヘッド保持用の第１スピンドル内部を貫
通させて第２ツールヘッド保持用の第２スピンドルを配
置するため、両ツールヘッドが略同心上に配置されるた
め、細径のくびれ部を挟んで位置する加工部位を高精度
の同軸度で且つ容易に加工することが可能である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のＮＣボーリング装置の一実施例
を示す全体図である。図１において、基台１上の略中央
部には、図示しないトランスファ装置によって搬入・搬
出されるワーク保持部としての治具２が配置されてい
る。該治具２内に、例えばハブ等のワーク３がクランプ
されている。そして、前記治具３を挟んで図中右側に第
１ユニット部４が、図中左側に第２ユニット部５がそれ
ぞれ対向配置されている。

【０００９】前記第１ユニット部４には、ユニット部駆
動用のＡＣサーボモータ６、第１スピンドル回転駆動用
のスピンドルモータ７及び第２スピンドル駆動用のＡＣ
サーボモータ８等が備えられており、第１ユニット部４
は、前記ＡＣサーボモータ６によってボールスクリュー
方式で基台１に対して前記治具２の接近及び離間方向に
移動可能に構成されている。また、第２ユニット部５に
は、後述する第２ツールヘッド40を着脱可能に保持する
ツールヘッド保持部としてのツールヘッド保持具９が備
えられており、第２ユニット部５は、油圧方式で基台１
に対して前記治具２の接近及び離間方向に移動可能に構
成されている。そして、前記ＡＣサーボモータ６，８、
スピンドルモータ７、第２ユニット部５の油圧機構等
は、ＮＣ制御手段としてのＮＣコントロールユニット及
びシーケンサユニット10によって後述する図５及び図６
に示すフローチャートに示す如く駆動制御される。

【００１０】次に、前記第１ユニット部５の詳細な構成
を図２〜図４を参照しながら説明する。図２において、
ハウジング21内に、前記スピンドルモータ７の軸部にキ
ー嵌合された駆動軸22が軸支されている。該駆動軸22外
周には第１ギヤ23が一体に結合され、該第１ギヤ23に噛
合する第２ギヤ24が第１スピンドル25外周にキー嵌合し
て設けられている。

【００１１】前記第１スピンドル25は、中空略円筒状で
ハウジング21内に回転可能に軸支され、ワーク３を保持
する治具２側端部に加工ツール保持用の中空の第１ツー
ルヘッド（クイル）26が同心状に着脱自由に取り付けら
れている。前記第１ツールヘッド26は、加工するワーク
の形状に応じて外形が形成され、外周にワーク３を加工
するためのチップが着脱自由に取付け可能に形成されて
いる。前記第１スピンドル25の内面には、保持部材26を
介して又は直接にメタル軸受27が２ヵ所に設けられる共
に、これらメタル軸受27間に、略円筒状で内面にスプラ
イン歯が形成されたスプライン部材28が固定されてい
る。そして、第１スピンドル25及び第１ツールヘッド26
を貫通して第２スピンドル29が設けられている。

【００１２】第２スピンドル29は、ワーク３の最小内径
より小径で中空状をなし、第１スピンドル25内面の前記
スプライン部材28にスプライン嵌合するスプライン歯が
形成されており、前記第１スピンドル25及び第１ツール
ヘッド26に対して一体に回転するよう構成されている。
また、図３に示すように、第２スピンドル駆動用のＡＣ
サーボモータ８は、ナット30（図２参照）に螺合する雄
ねじ31とからなるボールスクリューがカップリング32を
介して結合され、前記雄ねじ31は基端側と先端側がハウ
ジング21に軸受33，34を介して軸支されている。そし
て、ＡＣサーボモータ８の回転駆動によって雄ねじ31が
回転すると、回転方向に応じてナット30が移動し、図２
に示すように、ナット30と一体になった軸受部35を介し
て第２スピンドル29が、第１スピンドル25及び第１ツー
ルヘッド26に対して軸方向に移動するようになってい
る。従って、第２スピンドル29は、第１スピンドル25及
び第１ツールヘッド26に対して一体回転且つ軸方向相対
移動可能に構成されている。

【００１３】前記第２スピンドル29内には、第２ツール
ヘッド40をクランプして第２スピンドル29先端に固定す
るためのドローバー36が貫通している。該ドローバー36
の基端部には、図３に示すように、第２スピンドル29の
基端部に結合されたドローバー駆動手段としての回転流
体圧シリンダ37のロッド38が結合している。前記回転流
体圧シリンダ37は、内部のピストン両側の流体室に対し
てハウジング21に固定されたロータリジョイント39を介
して作動流体の給排が行われ、ドローバー36を第２スピ
ンドル29に対して軸方向に移動させる。

【００１４】前記第２ツールヘッド40の詳細を図４に示
し説明する。図４において、第２ツールヘッド40は、略
円筒中空状で第２スピンドル29の先端部にキー嵌合可能
なヘッド本体41の外周にワーク加工用のチップ（図示せ
ず）が着脱自由に取付けられるようになっている。そし
て、前記ヘッド本体41の内部には、周囲に複数のボール
42を設けたクランパ43と、該クランパ43の外周とヘッド
本体内周との間にスライド可能に設けられるスリーブ44
と、該スリーブ44を常時、第２スピンドル先端部側（図
中左方向）に弾性付勢するスプリング45等を備えてい
る。そして、第２スピンドル29との結合以前の状態で
は、スリーブ44はスプリング45の弾性力によって止め輪
46で規制される位置まで移動しており、この状態では、
スリーブ44内面の凹部44ａがクランパ43のボール42の位
置にあり、前記ボール42がスリーブ44側に突出可能な状
態にある。この時に、第２ツールヘッド40と第２スピン
ドル29の接近動作によってドローバー36の先端部がクラ
ンパ43内に進入する。ドローバー36先端部がクランパ43
内に進入した後、更に第２ツールヘッド40と第２スピン
ドル29が接近すると、第２スピンドル29先端部がスリー
ブ44に当接してスリーブ44をスプリング45の弾性力に抗
して押し付け、スリーブ44は図４に示す位置となる。こ
の状態で、スリーブ44の内面によってボール42は、クラ
ンパ43内面から突出する。そして、ドローバー36を後退
（図４中左方向に移動）させると、ドローバー36の先端
部がボール42に係合し、第２ツールヘッド40がドローバ
ー36でクランプされて第２スピンドル29と一体に結合さ
れ、第２スピンドル29と第２ツールヘッド40とが一体に
回転可能となる。

【００１５】次に、本実施例のＮＣボーリング装置の動
作を図５、図６及び図７のフローチャート及びタイミン
グチャートを参照しながら説明する。まず、加工サイク
ルがスタートすると、トランスファ装置によってワーク
３が治具２に搬入され、ワーク３をクランプし、ワーク
３のクランプ確認動作が実行される。また、加工サイク
ルのスタートでトランスファ装置によるワーク搬入と同
時に第１ユニット部４のワーク加工のためのスピンドル
及びツールヘッドの位置決め等のためのオリエンテーシ
ョンを開始する。

【００１６】ワーク３のクランプ確認が行われると、次
にＡＣサーボモータ６を駆動して第１ユニット部４を加
工原位置（加工開始点）まで早送りで治具２側に前進さ
せる。第１ユニット部４が加工原位置に到達したことを
確認すると、次に第２ユニット部５を油圧駆動によって
同じく早送りで治具２側に前進させる。この第２ユニッ
ト部５の前進動作に伴って、ドローバー36の先端部が、
前記第２ユニット部５のツールヘッド保持部９に保持さ
れている第２ツールヘッド40内に進入し、また、第２ス
ピンドル29の先端部が第２ツールヘッド40内のスリーブ
44に当接してスリーブ44をスプリング45の弾性力に抗し
て図４中右方向に押し付けて行く。そして、第２ユニッ
ト部５が所定の前進端まで到達した時には、図４に示す
ように、第２スピンドル29先端部に、第２ツールヘッド
40がキー嵌合状態となって結合されると共に、ドローバ
ー36は鎖線で示す位置にあり、また、スリーブ44内面に
よってクランパ43のボール42が内方に突出した状態に規
制される。

【００１７】第２ユニット部５が所定の前進端まで到達
するとこの確認動作を実行する。そして、前進端到達が
確認されると、次には、回転流体圧シリンダ37への作動
流体の給・排を制御してドローバー36を後退させる。こ
れにより、ドローバー36の先端が図４の実線位置でボー
ル42と係合し、第２ツールヘッド40をクランプして第２
スピンドル29先端に一体に結合させる。そして、第２ツ
ールヘッド40の着座確認を行い、ツールヘッド保持具９
の緩め動作を実行して図４の矢印方向に移動させて、第
２ツールヘッド40をツールヘッド保持具９から解放す
る。これにより、ワーク３を挟んで２つのツールヘッド
26，40が同軸上に対向配置される。

【００１８】次に、スピンドルモータ７を駆動して第１
及び第２スピンドル25，29の回転を開始すると同時に、
第２ユニット部５の後退動作を実行する。前記第１及び
第２スピンドル25，29の回転機構は、スピンドルモータ
７が回転すると、そのロッドにキー嵌合した駆動軸22を
介して第１ギヤ23が回転する。この第１ギヤ23の回転
は、第２ギヤ24を介して第１スピンドル25に伝達され、
第１スピンドル25及び第１ツールヘッド26が回転する。
また、第１スピンドル25が回転すると、スプライン部材
28を介して第２スピンドル29が回転し流体回転シリンダ
37及びドローバー36も一体に回転し、第２ツールヘッド
40が回転する。従って、第１及び第２スピンドル25，2
9、第１及び第２ツールヘッド26，40が、スピンドルモ
ータ７の駆動によって一体に回転を開始する。

【００１９】そして、第１及び第２ツールヘッド26，40
の回転動作と同時に、ＡＣサーボモータ６を駆動して第
１ユニット部４を前進させて第１スピンドル25及び第１
ツールヘッド26を前進させると同時に、ＡＣサーボモー
タ８を駆動しておねじ31とナット30とからなるボールス
クリューを介して第２スピンドル29を第１スピンドル25
に対して第１ユニット部４とは反対側に後退移動させ
て、第２ツールヘッド40をワーク３側に前進させ、第１
ツールヘッド26と第２ツールヘッド40によりワーク３の
切削加工を開始する。この際には、第１ユニット部４上
に第２スピンドル29があるので、第１ユニット部４の前
進速度より第２スピンドル29の後退速度は速く設定され
ている。

【００２０】次に、第２スピンドル29が後退端に到達し
たことを確認すると、第２ツールヘッド40側のワーク切
削加工終了と判断して、ＡＣサーボモータ８を逆回転さ
せて第２スピンドル29を早送りで前進させる。次いで、
第１ユニット部４が前進端に到達したことを確認する
と、第１ツールヘッド26側のワーク切削加工終了と判断
して、スピンドルモータ７の回転を停止させて第１及び
第２スピンドル25，29及び第１及び第２ツールヘッド2
6，40の回転を停止させると共に、ＡＣサーボモータ６
を逆回転させて第１ユニット部４を早送りで後退させ
る。そして、第１ユニット部４が加工原位置に到達した
こと及び第２スピンドル29が前進端にあることを確認す
る。

【００２１】次に、第１ユニット部４のスピンドルやツ
ールヘッドのオリエンテーションを行い、更に、第２ユ
ニット部５を早送りでワーク側に前進移動させ、前進端
に到達したことの確認動作を行う。次に、流体回転シリ
ンダ37の作動流体の給・排を逆に行い、ドローバー36を
前進させ、第２ツールヘッド40のクランプを解除（アン
クランプ）する。そして、第２ユニット部５のツールヘ
ッド保持具９を締めて第２ツールヘッド40を、第２ユニ
ット部５側に保持させる。

【００２２】このツールヘッド保持具９による第２ツー
ルヘッド40の保持動作が完了したら、第１及び第２ユニ
ット部４，５をそれぞれ後退させる。そして、各ユニッ
ト部４，５の後退端の到達を確認した後、切削加工した
ワーク３のクランプを解除（アンクランプ）し、トラン
スファ装置によってワーク３を搬出する。かかる本実施
例のＮＣボーリング装置によれば、第１ユニット部４
に、２つのツールヘッド26，40をワークを挟んで互いに
対向させ、且つ、同軸に配置できるので、加工中間部に
細径のくびれ部が存在するワーク３でも、同軸度の精度
の高い加工を極めて容易に施すことができる。また、本
実施例では、両ツールヘッド26，40共に着脱自由である
ため、多品種加工に対応できる。更に、第２ツールヘッ
ド40は、ＡＴＣ（オートツールチェンジ）による自動段
取替えが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
つのユニット部に、２つのツールヘッドをワークを挟ん
で互いに対向させ、且つ、同軸に配置し、両ツールヘッ
ドを互いに反対方向に移動させてワーク両側から同時加
工が可能に構成したので、加工中間部に細径のくびれ部
が存在するワークでも、同軸度の精度の高い加工を極め
て容易に且つ効率的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＮＣボーリング装置の一実施例を
示す概略全体図

【図２】同上実施例の第１ユニット部のスピンドル回転
駆動部の構成図

【図３】同上実施例の第１ユニット部の第２スピンドル
及びドローバーのスライド駆動部の構成図

【図４】同上実施例の第２ツールヘッドのクランプ機構
を示す拡大構成図

【図５】同上実施例の加工行程を説明するフローチャー
ト

【図６】同上実施例の加工行程を説明するフローチャー
ト

【図７】同上実施例の加工行程を説明するタイミングチ
ャート

【符号の説明】

１ 基台 ２ 治具 ３ ワーク ４ 第１ユニット部 ５ 第２ユニット部 ６ ＡＣサーボモータ（第１ユニット部駆動用） ７ スピンドルモータ ８ ＡＣサーボモータ（第２スピンドルスライド用） ９ ツールヘッド保持具 10 ＮＣコントロールユニット及びシーケンサユニン
ト 25 第１スピンドル 26 第１ツールヘッド 29 第２スピンドル 36 ドローバー 37 流体回転シリンダ 40 第２ツールヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台上の略中央部に設けられ加工するワー
   クを保持するワーク保持部と、該ワーク保持部を挟んで
   対向配置され前記ワーク保持部に対して接近及び離間方
   向に移動可能に前記基台上に設けられた第１及び第２ユ
   ニット部と、該第１及び第２各ユニットをそれぞれスラ
   イド駆動する第１及び第２ユニットの各駆動手段とを有
   し、 前記第１ユニット部は、ハウジングに回転可能に軸支さ
   れ前記ワーク保持部側端部に加工ツール保持用の中空の
   第１ツールヘッドが同心状に着脱自由に取り付けられる
   中空の第１スピンドルと、第１スピンドル及び第１ツー
   ルヘッドを貫通し、当該第１スピンドル及び第１ツール
   ヘッドに対して一体回転且つ軸方向移動可能な中空の第
   ２スピンドルと、該第２スピンドルに軸方向相対移動可
   能に貫通するドローバーと、前記第２スピンドルのワー
   ク保持部側とは反対側端部に取付けられ前記ドローバー
   を第２スピンドルに対してスライド駆動するドローバー
   駆動手段と、前記第２スピンドルを第１スピンドル及び
   第１ツールヘッドに対してスライド駆動する第２スピン
   ドル駆動手段と、前記第１スピンドルを回転駆動する第
   １スピンドル駆動手段とを備えて構成され、 前記第２ユニット部は、前記ドローバー先端部によって
   クランプされて前記第１ツールヘッドと対向配置されて
   前記第２スピンドル先端部に固定可能な加工ツール保持
   用の第２ツールヘッドを着脱可能に保持するツールヘッ
   ド保持部を備えて構成されてなり、 且つ、ワーク加工時に、第１及び第２スピンドルを回転
   させつつ互いに相反する方向に移動させてワーク両側か
   らワークを同時加工すべく前記第１及び第２ユニットの
   各駆動手段及び各スピンドル駆動手段を制御するＮＣ制
   御手段を備えたことを特徴とするＮＣボーリング装置。