JPH0650118Y2 - 旋回主軸台付マシニングセンタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、旋回及び任意な角度に割出可能な旋回主軸台
を有するマシニングセンタに関するものである。

従来の技術 従来、マシニングセンタ等の旋回主軸台は重切削に耐え
得る強固なクランプ力が必要であり、クラウン形ギヤー
カップリングを用いて位置決めクランプを行っているも
のが殆どである。

考案が解決しようとする課題 従来の技術で述べたクラウン形ギヤーカップリングによ
る位置決めは、歯のピッチ相当角の整数倍角度以外の任
意な角度には位置決めができないという問題点を有して
いる。

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、クラウ
ン形ギヤーカップリングによる所定角の強固な位置決め
クランプと、任意の角度のクランプとをそれぞれ目的に
応じて使い分けることができる旋回主軸台を提供しよう
とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案における旋回主軸台
付マシニングセンタは、主軸台本体にテーブル移動方向
垂直平面上において旋回可能に設けられた主軸ユニット
と、該主軸ユニットの旋回及び割出を行う駆動割出手段
と、該駆動割出手段により所定角度に割出された前記主
軸ユニットを位置決めクランプするギヤーカップリング
手段と、前記所定角度以外の任意の角度に割出された前
記主軸ユニットをクランプする流体圧クランプ手段とを
含むものである。

作用 主軸ユニットが駆動割出手段によりギヤーカップリング
の歯の整数倍角に割出されたときは、ギヤーカップリン
グ手段により位置決めクランプし、上記以外の任意角に
割出されたときには、流体圧クランプ手段により主軸ユ
ニットを主軸台本体にクランプする。

実施例 実施例について第１図〜第３図を参照して説明する。公
知の門形マシニングセンタにおいて、ベッド１上に削設
されＸ軸方向の滑り案内面1a上に、往復台２が移動可能
に載置され、NCにより移動位置決めされる。往復台２上
にNCにより旋回割出されるテーブル３が水平面上におい
て旋回可能に載置されている。ベッド１の両側面には角
形コラム４が立設されており、コラム４上にＹ軸方向の
すべり案内面5aを有するトップビーム５が固着され、案
内面5a上にＺ軸方向のすべり案内面を有するラムヘッド
６が移動可能に設けられ、NC駆動のサーボモータ７によ
り移動位置決めされる。ラムヘッド６のすべり案内面上
に、ラム８がNCにより移動位置決め可能に設けられ、ラ
ム８の下側に旋回主軸台10が取付けられており、更に角
形コラム４の側面には工具マガジン装置９が取付けられ
ている。

旋回主軸台10の主軸台本体11下側中央部のすり割部11a
に、主軸ユニット12がＸ軸垂直平面上において旋回可能
に設けられ、主軸ユニットの枠体14に、複数の軸受によ
り主軸13が回転可能に軸承されている。

主軸13を回転する駆動機構については、主軸台本体11の
上面に固着される主軸モータ15により図示しない歯車列
を介して歯車24に回転が伝達され、歯車24に噛合する歯
車26が嵌着される駆動軸25は一体の傘歯車27を有し、傘
歯車27は主軸13に嵌着される傘歯車28と噛合されてい
る。

次に主軸ユニット12の旋回及び位置決めクランプ機構に
ついては、主軸ユニット12の枠体14の右側に旋回中心軸
30が嵌着され、左側には旋回中心軸と同心に軸受ハウジ
ング29が嵌着されており、本体11に穿設された旋回中心
穴の右端にフランジ31を介して軸受ハウジング32が嵌着
されており、旋回中心軸30は軸受ハウジング32に、軸受
33,34により回転可能に軸承されている。更に枠体14の
左側に固着の軸受ハウジング29は、外周部が本体11の旋
回中心穴に、軸受35により回転可能に軸承されている。
枠体14には旋回中心軸30と同心に、ウオームホイール36
が固着されており、ウオームホイール36は本体11の対応
位置に回転可能に設けられたウオーム37に噛合され、ウ
オーム37と一体のウオーム軸38は、先端部が本体11に固
着のサーボモータ39と、図示しないカップリングにより
連結されている。更に枠体14には旋回中心軸30と同心の
クラウン歯車40が固着されており、フランジ31の左端面
には同一歯形のクラウン歯車41が歯面を同一方向にして
取付けられている。そしてフランジ31の中心穴に、軸方
向のみ移動可能に油圧シリンダ42が嵌挿されており、油
圧シリンダ42の左端面にクラウン歯車40,41とかけ外し
自在に係合するクラウン歯車43が固着されている。油圧
シリンダ42に嵌挿されるピストン44は、軸受ハウジング
32の段差部端面にボルト23により固着されており、油圧
シリンダ44には軸受ハウジング32右端面に設けられた圧
油供給口45,46から、油路32a,32bを介して圧油が供給さ
れるようになっている。更に旋回中心軸30の右端部には
主軸ユニット12の旋回角を検出する検出器47及びドッグ
プレート48がそれぞれ嵌着されており、ドッグプレート
48にドッグ49,50がそれぞれ取付けられている。そして
フランジ31の右側面に、支え51により主軸ユニット12の
旋回端確認用近接スイッチ52,53が固着されている。更
に軸受ハウジング32には中心穴と平行に、ばね56により
油圧シリンダ42側に突出勝手に付勢されるドッグピン55
が軸方向移動可能に嵌挿されており、軸受ハウジング32
右側面の対応位置に支え57により固着されるアンクラン
プ確認用近接スイッチ58が固着されている。

本体11の右側には旋回中心円周上等間隔に複数のダブル
シリンダ構造の油圧シリンダ59,60が、旋回中心軸30と
平行に取付けられており、両油圧シリンダ59,60の間に
隔壁61が嵌着され、油圧シリンダ59にはピストン62が、
また油圧シリンダ60にはピストン63がそれぞれ嵌挿され
ており、ピストン62,63は一体のピストンロッド64に嵌
着されている。そしてピストンロッド64はピストンロッ
ド62端面と油圧シリンダ59の段差部端面との間に介装さ
れるばね65により常時右側へ付勢されており、油圧シリ
ンダ60には右室に連通する油圧供給口60aが設けられ、
ピストンロッド64には油圧シリンダ59,60のそれぞれの
右室に連通する油路64aが穿設されている。そして本体1
1に油圧シリンダ59,60と平行に穿設された穴に嵌着され
るブラケット66にピン67により揺動アーム68が揺動可能
に枢支されており、揺動アーム68の一方の端面がブレー
キパット69を介して枠体14の鍔端面14aと接触し、他方
の端面がピストンロッド64の左端により押圧されるよう
になっており、圧油供給口60aからの圧油の供給で主軸
ユニット12のクランプが行われるようになっている。

更に本体11の左側には旋回中心円周上等間隔に複数の油
圧シリンダ70が駆動軸25に対して平行に設けられてお
り、油圧シリンダ70に嵌挿されるピストンと一体のピス
トンロッド71の先端にブレーキシュー72が嵌挿されてい
る。ブレーキシュー72は枠体14の左側端面に固着の円板
73と接触するようになっており、油圧シリンダ70にフラ
ンジ54に螺着の圧油供給口74から圧油が供給されて、主
軸ユニット12の旋回に対して常時摺動抵抗を付加するよ
うになっている。

続いて本実施例の作用について説明する。テーブル３上
に垂直面と上面及び任意の角度の傾斜面75aを有する工
作物75が取付けられている。一方旋回主軸台の主軸ユニ
ット12は、工具交換のためNC駆動のサーボモータ39が回
転し、ウオーム37,ウオームホイール36を介して旋回さ
れて主軸13がＸ軸方向前向きに割出される。そして圧油
供給口45から油路32aを通って圧油が油圧シリンダ42の
左室に供給されて、油圧シリンダ42に固着のクラウン歯
車43が、主軸台本体11にフランジ31を介して固着のクラ
ウン歯車41と、枠体14に固着のクラウン歯車40とに係合
押圧されてクラウン歯車41を基準に歯筋が揃えられて位
置決め及びクランプが行われる。次いでラムヘッドのＹ
軸方向マガジン側への移動で旋回主軸台10が工具交換位
置に位置決めされて、図示しない自動工具交換位置によ
りマガジン装置９の工具交換位置に割出されＸ軸方向前
向き姿勢で待機中の工具と主軸13の工具とが交換され、
主軸に装着された工具は公知のクランプ装置によりプル
スタッド22が引込まれてクランプされる。

次いで旋回主軸台がＹ軸方向及びＺ軸方向に移動し、同
時にテーブル３がＸ軸方向に移動して切削開始位置に位
置決めされ、主軸モータ15が回転して図示しない歯車列
及び歯車24,26を介して駆動軸25が回転され、傘歯車27,
28を介して主軸13が回転する。次いでテーブル３のＸ軸
方向の切込送りと、旋回主軸台10のＹ軸又はＺ軸方向の
切削送りで側面の切削加工が行われ一面の加工が終わる
たびにテーブル３が90°旋回されて四面の加工が行われ
る。

側面の加工が終わると、旋回主軸台10がＺ軸方向上側に
移動退避したのち、圧油が切り換えられて、圧油供給口
46から油路32bを通って油圧シリンダ42の右室に供給さ
れてシリンダ42が右行して、クラウン歯車43が移動し、
クラウン歯車40,41との係合が外れる。次いでサーボモ
ータ39が回転してウオーム38が回転され、ウオームホイ
ール36を介して枠体14が旋回し、旋回中心軸30先端の検
出器47から現在位置信号が出力され、NC指令値と一致し
た位置でサーボモータ39が停止して主軸13がＺ軸方向下
向きに割出される。

再び圧油が切換えられて、圧油供給口45から油圧シリン
ダ42の左室に供給され、クラウン歯車40,41,43が係合し
て位置決め及びクランプが行われる。次いで切削開始位
置に旋回主軸台及びテーブルが移動位置決めされたの
ち、旋回主軸台10のＺ軸方向の切込送りと、Ｙ軸方向の
切削送り又はテーブル３のＸ軸方向切削送りにより上面
の切削加工が行われる。

上面の切削加工が終わると、旋回主軸台はＺ軸方向上側
に移動退避し、NC制御でテーブル３が旋回されて、工作
物の任意の角度を有する傾斜面70aがＸ軸方向後側向き
に割出される。そして再び圧油が切換えられて圧油供給
口45から油圧シリンダ42の右室に供給され、クラウン歯
車40,41,43の係合が外され、サーボモータ39が回転して
主軸ユニット12が回転され、主軸台13が工作物の任意の
角度の傾斜面70a対応角度に割出される。

次いで圧油供給口60aから油圧シリンダ60の右室に圧油
が供給されると、ピストンロッド64に穿設された油路64
aを通って油圧シリンダ59の右室にも同時に圧油が供給
され、ピストン62,63に同時に作用して、ピストンロッ
ド64が左行する。そして揺動アーム68の端部を押圧して
枠体の鍔部端面14aに、ブレーキパット69を圧接して主
軸ユニット12をクランプする。次いで旋回主軸台10がＹ
軸及びＺ軸方向に移動され、同時にテーブル３がＸ軸方
向に移動されて切削開始位置に位置決めされたのち、旋
回主軸台10のＺ軸方向とテーブル３のＸ軸方向の合成移
動により傾斜面75aの切削が行われる。

尚傾斜面75aがクラウン歯車のピッチの整数倍の所定角
の場合には、NCの選択によりインタロックが解除されて
クラウン歯車40,41,43による位置決めクランプを行うこ
とができるようになる。そしてこの位置決めクランプ及
び油圧シリンダ59,68による油圧クランプ及び油圧シリ
ンダ70によるブレーキはすべてオペレータの判断により
操作される。

考案の効果 本考案は上述のとおり構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。

主軸台本体に旋回割出可能に設けられた主軸ユニット
が、所定角に割出されたときは、ギヤーカップリングに
より位置決めクランプを行い、主軸ユニットが所定角以
外の任意な角度に割出されたときには、油圧クランプ手
段によってクランプするようにしたので、任意の傾斜面
の加工が可能となるとともに、ギヤーカップリングによ
る位置決めで重切削にも対応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋回主軸台の主として主軸ユニット部の断面
図、第２図はマシニングセンタの斜視図、第３図はラム
及び旋回主軸台の斜視図である。 11……主軸台本体、12……主軸ユニット 36……ウオームホイール、37……ウオーム 39……サーボモータ 40,41,43……クラウン歯車 59,60……油圧シリンダ 64……ピストンロッド、68……揺動アーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸台本体（11）にテーブル移動方向垂直
   平面上において旋回可能に設けられた主軸ユニット（1
   2）と、該主軸ユニットの旋回及び割出を行う駆動割出
   手段（36,37）と、該駆動割出手段により所定角度に割
   出された前記主軸ユニットを位置決めクランプするギヤ
   ーカップリング（40,41,43）手段と、前記所定角度以外
   の任意の角度に割出された前記主軸ユニットをクランプ
   する流体圧クランプ手段とを含んでなる旋回主軸台付マ
   シニングセンタ。