JPH07164219A - 多軸ヘッドの割出し搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の多軸ヘッドをコンパクトに収容するとと
もに、任意の多軸ヘッドを加工位置に対し効率的に割出
すことを可能にする。 【構成】多軸ヘッド１６を鉛直面に沿って循環搬送させ
るための環状搬送路４０と、可動レール４２ａ、４２ｂ
に保持された前記多軸ヘッド１６を位置決め保持すると
ともに複数の工具１４を回転駆動させる駆動ユニット４
４と、前記環状搬送路４０に沿って周回走行可能な一対
のチェーン４８ａ、４８ｂと、前記チェーン４８ａ、４
８ｂに設けられ前記多軸ヘッド１６のフック部材５０
ａ、５０ｂに離脱可能に係合する搬送ローラ５２ａ、５
２ｂ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、多数の工具を装着した
複数の多軸ヘッドを循環搬送するとともに、任意の多軸
ヘッドを加工位置に対応して割出すための多軸ヘッドの
割出し搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】単一の工具ヘッドに複数の工具を装着し
て構成された多軸ヘッドを用い、種々の加工作業を同時
に行う多軸ヘッド型工作機械が、従来より広く採用され
ている。この種の多軸ヘッド型工作機械では、種々の異
なる被加工物に対応すべく、複数の多軸ヘッドを備え、
任意の一の多軸ヘッドを加工位置に配設して加工作業を
行うように構成されたものが知られている。ところが、
通常、これらの多軸ヘッドは、水平面内で循環搬送され
るために、装置全体が相当に大型化するという不具合が
あった。

【０００３】そこで、例えば、実公昭５８−５２００３
号公報に開示されているように、水平方向から４５°傾
斜した支持軸を介して回転可能なターレットヘッドを有
するとともに、このターレットヘッドに設けられた各工
具ヘッド載置台に多軸ヘッドが装着され、前記ターレッ
トヘッドを所定の角度だけ回転させて一の多軸ヘッドを
加工姿勢である水平姿勢に位置決めする一方、他の多軸
ヘッドを交換姿勢である鉛直姿勢に位置決めするように
構成された装置が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、ターレットヘッドに多くて４台の多軸ヘ
ッドしか装着することができず、多種類の異なる加工が
必要な際には工具ヘッド交換装置を用いてこのターレッ
トヘッドとマガジンとの間で多軸ヘッドを交換する作業
が行われている。このため、工具ヘッド交換装置を設置
するためのスペースを設けなければならず、工作機械全
体が大型化かつ複雑化するとともに、前記工具ヘッド交
換装置による多軸ヘッドの交換作業が煩雑なものとなっ
てしまい、加工作業全体の効率化が遂行されないという
問題が指摘されている。

【０００５】本発明はこの種の問題を解決するためのも
のであり、複数の多軸ヘッドをコンパクトに収容するこ
とができるとともに、任意の多軸ヘッドを加工位置に対
し効率的に割出すことが可能な多軸ヘッドの割出し搬送
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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、多数の工具を装着した複数の多軸ヘッ
ドを循環搬送するとともに、任意の多軸ヘッドを加工位
置に対応して割出すための割出し搬送装置であって、上
下に平行に配設されるそれぞれ一対の上側固定ガイド部
材および下側固定ガイド部材と、前記一対の上側固定ガ
イド部材および下側固定ガイド部材の加工位置側の端部
同士を連結して前記多軸ヘッドを循環搬送させるための
環状搬送路を形成するとともに、水平方向に進退可能な
一対の可動ガイド部材と、前記上側固定ガイド部材と前
記下側固定ガイド部材との間に配設され、前記可動ガイ
ド部材に保持された前記多軸ヘッドを位置決め保持する
とともに、該多軸ヘッドの複数の工具を回転駆動させる
駆動ユニットと、前記環状搬送路内に配設され、アクチ
ュエータの作用下に該環状搬送路に沿って周回走行可能
な移送手段と、前記移送手段に設けられ、前記多軸ヘッ
ドの係止部材に係合して該多軸ヘッドを循環搬送させる
とともに、前記係止部材から離脱可能な搬送部材と、を
備えることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記の本発明に係る多軸ヘッドの割出し搬送装
置では、環状搬送路に複数の多軸ヘッドが配設されてお
り、アクチュエータを介して移送手段が周回走行される
と、この移送手段に設けられた搬送部材が各多軸ヘッド
の係止部材に係合し、前記多軸ヘッドが該環状搬送路に
沿って循環搬送される。ここで、多軸ヘッドは、鉛直面
に沿って循環搬送されるため、前記多軸ヘッド配置用の
スペースが横方向に広がることがなく、装置全体の省ス
ペース化が容易に遂行されるとともに、多数の多軸ヘッ
ドを収容することができ、多種類の異なる加工作業に有
効に対応することが可能になる。

【０００８】さらに、任意の多軸ヘッドが可動レールに
対応して配置された後、駆動ユニットを介してこの多軸
ヘッドが加工位置で位置決め保持されるとともに、工具
が回転駆動されて加工作業が行われる。従って、任意の
多軸ヘッドを加工位置に迅速かつ容易に配置することが
でき、種々の加工作業が効率的に遂行される。

【０００９】しかも、移送手段には、多軸ヘッドの係止
部材に離脱可能に係合してこの多軸ヘッドを循環搬送さ
せるための搬送部材が設けられており、前記多軸ヘッド
を該移送手段から容易に離脱させることが可能になる。
これにより、割出し搬送装置に装着されている多軸ヘッ
ドとストック装置等に収容されている多軸ヘッドとを容
易かつ自動的に交換することができる。

【００１０】

【実施例】本発明に係る多軸ヘッドの割出し搬送装置に
ついて実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００１１】図１乃至図３において、参照数字１０は、
本実施例に係る割出し搬送装置を組み込む多軸ヘッド型
工作機械を示す。この工作機械１０は、コラム１２と、
多数の工具１４を装着した複数の多軸ヘッド１６を鉛直
面に沿って循環搬送するとともに、任意の多軸ヘッド１
６を加工位置に対応して割出すための本実施例に係る割
出し搬送装置１８と、前記コラム１２の側面１２ａに水
平方向（矢印Ａ方向）に対して進退可能に配設される治
具テーブル２２と、この治具テーブル２２に設けられ被
加工物Ｗを取り付けるためのロータリ治具２４とを備え
る。

【００１２】コラム１２は、基台２６上に載置されてお
り（図１参照）、図４乃至図６に示すように、このコラ
ム１２の側面１２ａの端部から水平方向に膨出部３４が
突出形成され、この膨出部３４に、割出し搬送装置１８
が装着される。

【００１３】割出し搬送装置１８は、上下に平行に配設
されるそれぞれ一対の上側固定レール（上側固定ガイド
部材）３６ａ、３６ｂおよび下側固定レール（下側固定
ガイド部材）３８ａ、３８ｂと、この上側固定レール３
６ａ、３６ｂおよび下側固定レール３８ａ、３８ｂの加
工位置側（矢印Ａ₁ 側）の端部同士を連結して多軸ヘッ
ド１６を循環搬送させるための環状搬送路４０を形成す
るとともに、水平方向に進退可能な一対の円弧状の可動
レール（可動ガイド部材）４２ａ、４２ｂと、前記上側
固定レール３６ａ、３６ｂと下側固定レール３８ａ、３
８ｂとの間に配設され前記可動レール４２ａ、４２ｂに
保持された前記多軸ヘッド１６を位置決め保持するとと
もに、該多軸ヘッド１６の複数の工具１４を回転駆動さ
せる駆動ユニット４４と、前記環状搬送路４０内に配設
され、回転駆動源（アクチュエータ）４６の作用下に該
環状搬送路４０に沿って周回走行可能な一対のチェーン
（移送手段）４８ａ、４８ｂと、前記チェーン４８ａ、
４８ｂに設けられ、前記多軸ヘッド１６のフック部材
（係止部材）５０ａ、５０ｂに係合して該多軸ヘッド１
６を循環搬送させるとともに、前記フック部材５０ａ、
５０ｂから離脱可能なそれぞれ複数の搬送ローラ（搬送
部材）５２ａ、５２ｂとを備える。

【００１４】上側固定レール３６ａ、３６ｂと下側固定
レール３８ａ、３８ｂと可動レール４２ａ、４２ｂに
は、それぞれ対向する鉛直面にガイド溝５４ａ、５４ｂ
とガイド溝５６ａ、５６ｂとガイド溝５８ａ、５８ｂが
形成される（図６参照）。上側固定レール３６ａ、３６
ｂの他端側には、所定の長さにわたって上部を切り欠い
て切欠部位６０ａ、６０ｂが設けられる（図４および図
５参照）。

【００１５】図５に示すように、上側固定レール３６ｂ
および下側固定レール３８ｂの矢印Ａ₂ 側端縁部には、
回転駆動源４６が装着され、この回転駆動源４６に軸方
向を交差させて回転軸６２が連結される。この回転軸６
２は、図４に示すように、取付部材６４ａ、６４ｂに回
転自在に支持されており、前記回転軸６２にスプロケッ
ト６６ａ、６６ｂが固着される。スプロケット６６ａ、
６６ｂには、チェーン４８ａ、４８ｂが係合するととも
に、このチェーン４８ａ、４８ｂが、取付部材６４ａ、
６４ｂおよび膨出部３４に設けられて上下方向に平行し
かつ加工位置側端部で円弧状に湾曲するチェーンガイド
７０ａ、７０ｂに保持される。チェーン４８ａ、４８ｂ
は、連結板７１を介して互いに連結されており、このチ
ェーン４８ａ、４８ｂには、それぞれ外方に突出しかつ
所定間隔ずつ離間して複数の搬送ローラ５２ａ、５２ｂ
が装着される（図５参照）。

【００１６】図６に示すように、膨出部３４の先端面の
四隅に、位置決めクランプ手段７４を構成する位置決め
用座７６が設けられ、各座７６にクランプ穴７８が形成
される。クランプ穴７８内には、多軸ヘッド１６に設け
られた後述するプルスタッド１０４を保持する機構が設
けられており、その詳細な説明は省略する。

【００１７】図７に示すように、駆動ユニット４４は、
可動レール４２ａ、４２ｂを水平方向に進退変位させる
ためのシリンダ部８２を備え、このシリンダ部８２を構
成するリング状ピストン８４が流体圧を介して矢印Ａ方
向に進退自在に配設される。このピストン８４の先端に
連結板８６が固定され、この連結板８６に可動レール４
２ａ、４２ｂが固着されるとともに、前記連結板８６に
は、膨出部３４内に摺動可能なそれぞれ一対のガイドバ
ー８８ａ、８８ｂが設けられる（図８参照）。

【００１８】膨出部３４には、シリンダ部８２と同軸的
に回転駆動源９０が装着され、この回転駆動源９０の回
転軸９２に中間軸９４が連結される。中間軸９４にスプ
ラインクラッチ９６がばね９８を介して進退自在に設け
られる。膨出部３４は、スプラインクラッチ９６の両側
にかつチェーン４８ａ、４８ｂの搬送ローラ５２ａ、５
２ｂに対応して仮位置決めピン１００ａ、１００ｂが固
着され、この仮位置決めピン１００ａ、１００ｂの先端
部は縮径している。

【００１９】図６および図８に示すように、多軸ヘッド
１６を構成するハウジング１０２の底部四隅には、膨出
部３４の各クランプ穴７８に挿入されるプルスタッド１
０４が設けられ、この底部に、上側固定レール３６ａ、
３６ｂ、下側固定レール３８ａ、３８ｂおよび可動レー
ル４２ａ、４２ｂのガイド溝５４ａ、５４ｂ、５６ａ、
５６ｂおよび５８ａ、５８ｂに係合するそれぞれ一対の
ガイドローラ１０６ａ、１０６ｂが回転自在に装着され
る。

【００２０】各ガイドローラ１０６ａ、１０６ａの間お
よび各ガイドローラ１０６ｂ、１０６ｂの間には、チェ
ーン４８ａ、４８ｂの搬送ローラ５２ａ、５２ｂを把持
するとともに仮位置決めピン１００ａ、１００ｂに係合
する一対の爪部材からなるフック部材５０ａ、５０ｂが
固着される。ハウジング１０２の底部略中心には、スプ
ライン付回転軸１０８が配設され、このスプライン付回
転軸１０８は、スプラインクラッチ９６に噛合すること
により、複数の工具１４を一体的に回転駆動する。

【００２１】図１および図３に示すように、コラム１２
の側面１２ａには、上下方向に所定間隔離間してガイド
レール１１０ａ、１１０ｂが配設され、下方のガイドレ
ール１１０ｂに近接して回転駆動源１１２が装着され
る。回転駆動源１１２には、矢印Ａ方向に延びるボール
ねじ１１４が連結され、このボールねじ１１４が、治具
テーブル２２に設けられたナット部材１１６に噛合す
る。

【００２２】治具テーブル２２は、鉛直姿勢に保持され
ており、コラム１２側の面部には、ロータリ治具２４を
回転させるための駆動モータ１１８が固着される。ロー
タリ治具２４は、水平方向に突出する取付板部１２０を
備え、この取付板部１２０に被加工物Ｗが位置決め保持
される。

【００２３】図２に示すように、基台２６上には、割出
し搬送装置１８と平行にストック装置１３０が配設され
る。このストック装置１３０は、複数の多軸ヘッド１６
を循環搬送するものであり、その構成は割出し搬送装置
１８と同様であってその詳細な説明は省略する。

【００２４】ストック装置１３０の多軸ヘッド交換位置
１３２と、割出し搬送装置１８を構成する上側固定レー
ル３６ａ、３６ｂの切欠部位６０ａ、６０ｂとの間に
は、多軸ヘッド交換装置１４０が配設され、この多軸ヘ
ッド交換装置１４０は、割出し搬送装置１８の多軸ヘッ
ド１６とストック装置１３０の多軸ヘッド１６を自動的
に交換する機能を有する。

【００２５】次に、このように構成される本実施例に係
る割出し搬送装置１８の動作について、工作機械１０と
の関連で説明する。

【００２６】まず、ロータリ治具２４の取付板部１２０
に被加工物Ｗが保持された後、治具テーブル２２を介し
て前記被加工物Ｗが所望の加工位置かつ加工姿勢に調整
される。すなわち、回転駆動源１１２が駆動されてボー
ルねじ１１４が回転されると、治具テーブル２２がガイ
ドレール１１０ａ、１１０ｂに沿って矢印Ａ方向に移動
する。また、駆動モータ１１８が駆動されると、ロータ
リ治具２４が回転し、取付板部１２０が所望の角度姿勢
に配置される。これにより、被加工物Ｗの位置調整が行
われる。

【００２７】一方、図７に示すように、駆動ユニット４
４を構成する回転駆動源９０の作用下に回転軸９２を介
して中間軸９４が回転されると、スプラインクラッチ９
６に噛合するスプライン付回転軸１０８が回転し、図示
しない歯車列を介して複数の工具１４が一体的に回転す
る。従って、上記の動作を選択的に行うことにより、被
加工物Ｗに対して所望の加工作業が遂行されることにな
る。

【００２８】次いで、上記加工作業に使用された多軸ヘ
ッド１６と異なる多軸ヘッド１６を使用する際には、回
転駆動源９０の駆動が停止された状態で、位置決めクラ
ンプ手段７４によるプルスタッド１０４の保持が解除さ
れるとともに、駆動ユニット４４を構成するシリンダ部
８２のピストン８４が、流体圧を介して、図７中、矢印
Ａ₁ 方向に移動される。このため、ピストン８４に連結
板８６によって連結された可動レール４２ａ、４２ｂ
が、ガイドバー８８ａ、８８ｂの案内作用下に矢印Ａ₁
方向に移動して上側固定レール３６ａ、３６ｂと下側固
定レール３８ａ、３８ｂの端部と一致する（図９参
照）。これにより、環状搬送路４０が形成される一方、
加工姿勢にある多軸ヘッド１６が位置決めクランプ手段
７４から離脱するとともに、フック部材５０ａ、５０ｂ
が仮位置決めピン１００ａ、１００ｂから離間する。

【００２９】そこで、回転駆動源４６の作用下に回転軸
６２が回転されると、スプロケット６６ａ、６６ｂが、
図４中、矢印Ｂ方向に回転してこのスプロケット６６
ａ、６６ｂに係合するチェーン４８ａ、４８ｂが矢印Ｂ
方向に周回走行する。そして、所定の多軸ヘッド１６が
加工位置、すなわち可動レール４２ａ、４２ｂに対応し
て配置された時、回転駆動源４６の駆動が停止される。

【００３０】所望の多軸ヘッド１６が可動レール４２
ａ、４２ｂに配置された後、シリンダ部８２のピストン
８４が、流体圧を介して矢印Ａ₂ 方向に移動される。こ
のため、可動レール４２ａ、４２ｂが矢印Ａ₂ 方向に移
動し、この可動レール４２ａ、４２ｂのガイド溝５８
ａ、５８ｂにガイドローラ１０６ａ、１０６ｂが係合さ
れている多軸ヘッド１６は、矢印Ａ₂ 方向に移動して、
まずフック部材５０ａ、５０ｂに仮位置決めピン１００
ａ、１００ｂが挿入されて仮位置決めがなされる（図８
参照）。

【００３１】多軸ヘッド１６が、さらに矢印Ａ₂ 方向に
移動すると、各プルスタッド１０４が位置決めクランプ
手段７４を構成する各クランプ穴７８に挿入され、この
位置決めクランプ手段７４が駆動されて前記多軸ヘッド
１６が座７６に押圧保持されるとともに、該多軸ヘッド
１６のスプライン付回転軸１０８がスプラインクラッチ
９６に噛合する。従って、駆動ユニット４４を構成する
回転駆動源９０が駆動されると、新たな多軸ヘッド１６
に設けられている複数の工具１４により被加工物Ｗに新
たな加工作業が遂行される。

【００３２】この場合、本実施例では、複数の多軸ヘッ
ド１６が、割出し搬送装置１８を構成する上下に平行な
上側固定レール３６ａ、３６ｂおよび下側固定レール３
８ａ、３８ｂとこれらに連設される可動レール４２ａ、
４２ｂとを介し鉛直面に沿って循環搬送される。このた
め、多軸ヘッド１６を水平面に沿って循環搬送する従来
の構成に比べ、この多軸ヘッド１６配置用の横方向の占
有スペースが一挙に削減され、工作機械１０全体の省ス
ペース化が容易に遂行されるとともに、多数の多軸ヘッ
ド１６を収容して多種類の異なる加工作業に適用するこ
とが可能になるという効果が得られる。

【００３３】さらに、本実施例では、任意の多軸ヘッド
１６が可動レール４２ａ、４２ｂに対応して配置される
と、駆動ユニット４４を構成するシリンダ部８２を介し
てこの多軸ヘッド１６が加工位置で位置決め保持され、
次いで、回転駆動源９０を介して前記多軸ヘッド１６の
複数の工具１４が一体的に駆動されて加工作業が行われ
る。従って、任意の多軸ヘッド１６を加工位置に対し迅
速かつ容易に配置することができ、種々の加工作業が効
率的に遂行される。

【００３４】しかも、本実施例では、多軸ヘッド１６
は、チェーン４８ａ、４８ｂに設けられた搬送ローラ５
２ａ、５２ｂに離脱自在に係合するフック部材５０ａ、
５０ｂを備えている。このため、多軸ヘッド１６を上側
固定レール３６ａ、３６ｂに設けられた切欠部位６０
ａ、６０ｂに対応して配置させた状態で、この多軸ヘッ
ド１６を上昇させるだけで、前記多軸ヘッド１６が割出
し搬送装置１８から容易に取り出される。これによっ
て、割出し搬送装置１８とストック装置１３０との間に
おける多軸ヘッド１６の交換作業が、自動的かつ迅速に
遂行されるという効果がある。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係る多軸ヘッドの割出し搬送装
置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００３６】複数の多軸ヘッドが、上下に平行に配設さ
れた固定ガイド部材および可動ガイド部材を介して鉛直
面に沿って循環搬送されるため、前記多軸ヘッド配置用
のスペースが横方向に広がることがなく、装置全体の省
スペース化が容易に遂行されるとともに、多数の多軸ヘ
ッドを収容することが可能になり、多種類の異なる加工
作業に有効に対応することができる。

【００３７】さらに、任意の多軸ヘッドが可動レールに
対応して配置された後、駆動ユニットを介してこの多軸
ヘッドが加工位置で位置決め保持されるとともに、工具
が駆動されて加工作業が行われる。従って、任意の多軸
ヘッドを加工位置に迅速かつ容易に配置することがで
き、種々の加工作業が効率的に遂行される。

【００３８】しかも、移送手段には、多軸ヘッドの係止
部材に離脱可能に係合してこの多軸ヘッドを循環搬送さ
せるための搬送部材が設けられており、前記多軸ヘッド
を移送手段から容易に離脱させることが可能になる。こ
れにより、割出し搬送装置に装着されている多軸ヘッド
とストック装置等に収容されている多軸ヘッドとを容易
かつ自動的に交換することができ、該多軸ヘッドの交換
作業の効率化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る割出し搬送装置を組み込
む多軸ヘッド型工作機械の概略正面図である。

【図２】前記工作機械の概略平面図である。

【図３】前記工作機械の概略側面図である。

【図４】前記割出し搬送装置の正面説明図である。

【図５】前記割出し搬送装置の平面説明図である。

【図６】前記割出し搬送装置の側面説明図である。

【図７】前記割出し搬送装置を構成する駆動ユニットの
要部拡大横断面図である。

【図８】前記駆動ユニットの要部拡大縦断面図である。

【図９】前記駆動ユニットの動作説明図である。

【符号の説明】

１０…工作機械 １２…コラム １２ａ…側面 １４…工具 １６…多軸ヘッド １８…割出し搬
送装置 ２２…治具テーブル ３４…膨出部 ３６ａ、３６ｂ…上側固定レール ３８ａ、３８ｂ
…下側固定レール ４０…環状搬送路 ４２ａ、４２ｂ
…可動レール ４４…駆動ユニット ４８ａ、４８ｂ
…チェーン ５０ａ、５０ｂ…フック部材 ５２ａ、５２ｂ
…搬送ローラ ６６ａ、６６ｂ…スプロケット ８２…シリンダ
部 １０６ａ、１０６ｂ…ガイドローラ １０８…スプラ
イン付回転軸 １３０…ストック装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の工具を装着した複数の多軸ヘッドを
   循環搬送するとともに、任意の多軸ヘッドを加工位置に
   対応して割出すための割出し搬送装置であって、 上下に平行に配設されるそれぞれ一対の上側固定ガイド
   部材および下側固定ガイド部材と、 前記一対の上側固定ガイド部材および下側固定ガイド部
   材の加工位置側の端部同士を連結して前記多軸ヘッドを
   循環搬送させるための環状搬送路を形成するとともに、
   水平方向に進退可能な一対の可動ガイド部材と、 前記上側固定ガイド部材と前記下側固定ガイド部材との
   間に配設され、前記可動ガイド部材に保持された前記多
   軸ヘッドを位置決め保持するとともに、該多軸ヘッドの
   複数の工具を回転駆動させる駆動ユニットと、 前記環状搬送路内に配設され、アクチュエータの作用下
   に該環状搬送路に沿って周回走行可能な移送手段と、 前記移送手段に設けられ、前記多軸ヘッドの係止部材に
   係合して該多軸ヘッドを循環搬送させるとともに、前記
   係止部材から離脱可能な搬送部材と、 を備えることを特徴とする多軸ヘッドの割出し搬送装
   置。