JPH0653331B2 - 多頭汎用工作機械 - Google Patents

多頭汎用工作機械

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JPH0653331B2
JPH0653331B2 JP59158431A JP15843184A JPH0653331B2 JP H0653331 B2 JPH0653331 B2 JP H0653331B2 JP 59158431 A JP59158431 A JP 59158431A JP 15843184 A JP15843184 A JP 15843184A JP H0653331 B2 JPH0653331 B2 JP H0653331B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (発明の対象) 本発明は、工作物加工する穴あけ、フライス加工等を行
う装置に関するもので、2つのユニツトから構成され、
該一方の主軸ユニツトには工作物を加工する主軸を前
後、左右及び上下に移動及び駆動する機構を有し、他方
の治具ユニツトには工作物を固定するもので、加工物を
高速にかつ効率的に加工する汎用工作機械に関するもの
である。
(産業上の利用分野) 上記汎用工作機械は加工のための主軸ユニツトは左右、
上下、前後(以下X軸、Y軸、.Z軸方向という)に高
速に移動することが可能で、マシニングセンターに代る
機械或いはトランスフアーマシンに組込む汎用切削ユニ
ツト等に利用されるものである。
(従来の技術) 本発明に係る従来技術としては、特開昭57−8951
3号「数値制御汎用トランスフアー用フライス盤」及び
特開昭58−14910号「複合工作機械」等の公報が
あり、これらの公知技術のうち本発明に関連のある汎用
工作機械について第5図にその概略を示す。
すなわち50は横型コラム型数値制御機としてトランス
フアーマシン及び単体機として使用されているもので、
主軸ユニツト50a、治具ユニツト50bよりなり、5
1は被加工物62を加工する主軸で51aは主軸台で、
52は刃物、53はモータで、主軸51を回転させる。
54はY軸方向への移動用モータでネジ軸54aの回転
により、主軸台51aを上下に移動させる。55はモー
タで主軸台51aを装着したコラムベツド56をZ軸方
向へスライド台57の上を前後に移動させ、58はコラ
ムベツド56及びスライド台57をX軸方向に移動させ
るためのモータで、コラムベツド56及びスライド台5
7をスライド台に固着された溝57a及び基礎台61に
固定されたレールよりなるスライド溝60を介して、左
右に移動させるものである。61は装置50の基礎台で
63は被加工物62の治具固定台である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した汎用工作機械では、Y軸方向往復台51aに主
軸51を装着し、Y軸方向往復台51aよりも下方に前
後方向に移動可能なスライド台即ちX軸方向往復台57
及びZ軸方向往復台を配設した構成であるので、主軸ユ
ニット50aの高さ制約上、Y軸方向往復台51aの上
下方向長さを短くしなければならない。従って、第5図
に示すように、短いY軸方向往復台51aの上下端の両
端をガイドを介してコラムヘッド56に支持しても、そ
こ支持部間距離(図示上下方向)が短くなる。その結
果、加工時に主軸にその回転方向に反力が加わった場合
において、Y軸方向往復台51aに発生する歪(即ち傾
き量)が大きくなる。
又、スライド台57上にZ軸方向往復台,Y軸方向往復
台51a及びそれらの駆動装置を載せる構成であるの
で、加工時に反力により本装置50全体にM方向のモー
メントが加わると、Z軸方向往復台,Y軸方向往復台5
1a及びそれらの駆動装置等の重量の総和がスライド台
57上にかかり、スライド台57に発生する歪が大きく
なる。
以上より、主軸の位置制度が悪くなり、加工精度も悪く
なる。
故に、本発明は、加工時に主軸にその回転方向に反力が
加わった場合においてY軸方向往復台及びX軸方向往復
台に発生する歪を小さくすることを、その技術的課題と
する。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 上記技術的課題を解決するために本発明において講じた
技術的手段は、ベッド上に固定され工作物を装着する治
具ユニットと、前面が治具ユニットと対向するようにベ
ッド上に固定され切削工具を装着する主軸ユニットとを
有する多頭汎用工作機械において、主軸ユニットを、ベ
ット上に固定された中空のコラムヘッドと、主軸ユニッ
トの前後方向に形成された貫通孔を有し、上下端が夫々
ガイドを介してコラムヘッドの前面に支持され、上下方
向に移動可能な第1の往復台と、貫通孔を貫通するよう
に第1の往復台に支持され、主軸ユニットの左右方向に
移動自在な第2の往復台と、第2の往復台の下面に固定
され、且つ第1往復台の前面に主軸ユニットの左右方向
に移動自在に支持された補助台と、貫通孔を貫通するよ
うに第2の往復台上に支持され、主軸ユニットの前後方
向に移動自在な第3の往復台と、第3の往復台上に支持
され、前面に切削工具を装着する主軸と、第1の往復台
に加わる重量を調節するバランス機構とから構成したこ
とである。
(作用) 上記技術的手段によれば、第1の往復台に貫通孔を形成
し、その貫通孔内に第2及び第3の往復台を配置したの
で、第2及び第3の往復台を第1往復台の外部に設ける
場合(従来技術)と比較して、主軸ユニットの高さを変
化させることなく第1の往復台の上下方向の長さを長く
することが可能になる。ここで、第1の往復台の上下方
向の長さを出来るだけ長くした上で、本願では、第1の
往復台の上下端を夫々ガイドを介してコラムベッドに支
持したので、支持部間距離(上下方向)を充分に確保で
きる。その結果、加工時に主軸に反力による回転モーメ
ントが加わっても、支持部間距離が短い場合(従来技
術)と比較して、第1の往復台に発生する歪が小さくな
る。
又、第2の往復台を補助台を介して第1の往復台の前面
に支持すると共に第1の往復台上に直接支持したので、
加工時に反力による第2の往復台に加わる荷重に対して
強くなり、第2の往復台に発生する歪も低減できる。
以上より、従来技術として、主軸の位置精度が確保さ
れ、工作物の加工精度が確保される。
(実施例) 以下、上記技術的手段の実施例について第1〜3図より
説明する。
Aは主軸ユニツト、Bは治具ユニツトで、生産性を高め
るために交互に切削を行うようにZ軸を双頭にした例で
ある。
1は刃物、2は主軸で双頭2a,2bよりなり、3はエ
ンコーダ内蔵の原点位置決め装置、4は増減速機、5は
刃物回転用モータ、6はZ軸方向往復台(第3の往復
台)、7は前記往復台6のガイド、8はメネジの支えと
メネジ、9は送りネジ、10はX軸方向往復台(第2の
往復台)、11は減速機、12はX軸用モータ、13は
X軸往復台の補助台、14はX軸方向スライドガイドで
垂直ガイド14a,14bと水平ガイド14cよりな
り、15は支え−16はメネジ、17はY軸方向往復台
(第1の往復台)でコラム33の前面にあり、18はY
軸の往復台17の補助板、19はギヤーボツクス、20
はカツプリング、21はX軸方向のモータ、22a,2
2b・・・の6個のガイドは往復台17に固着し、コラ
ムベツドのガイドレール33a,33bをスライドす
る。23及び24はY軸往復台17を移動するための支
えとネジで、25,29はギヤボツクス、26,28は
電動軸、27はカツプリングで、30はY軸方向用モー
タ、31はシリンダ、32は天板、33はコラムベツ
ド、34はコラム用下板、35はヘツドで、36は支え
板である。また37は治具ユニツトの固定台、38はイ
ンデツクス、39は治具、40は被加工物である。
以上の構成において、その作動を説明すれば、ベツド3
5上に固定された主軸ユニツトA、治具ユニツトBがあ
り、主軸部には刃物1を保持しながら回転する主軸2
a、2bをZ軸往復台6a,6bで交互に作動させると
共にX軸往復台10、Y軸往復台17を作動させて工作
物を切削加工するものである。
主軸2は主軸原点位置決め装置3、増減速機4を介し、
モータ5にて回転する、Z軸往復台6a,6bはガイド
7を介しX軸往復台10に支持されており、メネジ及び
支持台8、ネジ9、減速機11を介し、モータ12にて
Z軸を駆動する、補助台13はX軸方向の往復台10に
固定されており、ガイドレール14a・・・に摺動し、
中空のY軸往復台17と、それに固定された補助台18
に支持されていて、メネジ及び支持体15、ネジ16、
ギヤーボツクス19、カツプリング20を介し、モータ
21にてX軸往復台を駆動する。更にY軸往復台17は
ガイド22a,22bにて摺動移動し、コラムベツドの
天板32,コラムベツド33,天板34で支持されてい
て、天板32に取付けられたシリンダ31でY軸往復台
17を引き上げバランスを取りながら、ネジ24a,2
4b,メネジ及び支持体23a,23b,ギヤーボツク
ス29を介して電動機30にてY軸往復台17を移動す
るものである。
第4図は多の変形実施例で(イ)及び(ロ)はバランス
シリンダー31とY軸方向往復ネジ1軸24cを並列に
設置し、簡素化し、主軸を双頭でなく単頭2cにしたも
のであり、(ハ)はギヤーによる往復ネジ1軸2cへの
伝導を、直接電動機30を取り付けたものである。
〔発明の効果〕
本発明は次の特有の効果を生じる。すなわち、本装置は
X軸往復台を確実に保持することにより加工軸の歪がな
いことは勿論さらに、 (1)X軸往復台用モータを本装置後部に取り付けるこ
とにより、機械の巾を小さくすることができ、 (2)本発明に係る従来の工作機械では困難であるが、
本装置の構造においては加工軸の多頭化が容易であり、
工具の交換により種々の加工が1台で容易に実施出来
る、 (3)X軸及びY軸往復台の剛性がアツプされるために
X軸及びY軸方向への移動について、迅速に行うことが
出来、装置全体が加工のために高速化ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の側面図であり、第2図の(イ)は平
面図であり、(ロ)は(イ)のα〜α断面図である。 第3図はX軸往復台駆動機構の簡略した説明である。第
4図は他の変形実施例で、(イ)は側面図であり、
(ロ)は(イ)のβ〜β断面図であり、(ハ)は(ロ)
の変形例である。第5図は従来例の側面図である。 A……主軸ユニツト,B……治具ユニツト,6……Z軸
方向往復台(第3の往復台),10……X軸方向往復台
(第2の往復台),13……補助台,17……Y軸方向
往復台(第1の往復台),33……コラムベツド、36
……ベツド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベッド上に固定され工作物を装着する治具
    ユニットと、前面が前記治具ユニットと対向するように
    前記ベッド上に固定され切削工具を装着する主軸ユニッ
    トとを有する多頭汎用工作機械において、 前記主軸ユニットは、 前記ベッド上に固定された中空のコラムヘッドと、 前記主軸ユニットの前後方向に形成された貫通孔を有
    し、上下端が夫々ガイドを介して前記コラムヘッドの前
    面に支持され、上下方向に移動可能な第1の往復台と、 前記貫通孔を貫通するように前記第1の往復台に支持さ
    れ、前記主軸ユニットの左右方向に移動自在な第2の往
    復台と、 前記第2の往復台の下面に固定され、且つ前記第1往復
    台の前面に前記主軸ユニットの左右方向に移動自在に支
    持された補助台と、 前記貫通孔を貫通するように前記第2の往復台上に支持
    され、前記主軸ユニットの前後方向に移動自在な第3の
    往復台と、 前記第3の往復台上に支持され、前面に切削工具を装着
    する主軸と、 前記第1の往復台に加わる重量を調節するバランス機構
    とから構成されていることを特徴とする多頭汎用工作機
    械。
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