JPH08215962A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH08215962A
JPH08215962A JP7306249A JP30624995A JPH08215962A JP H08215962 A JPH08215962 A JP H08215962A JP 7306249 A JP7306249 A JP 7306249A JP 30624995 A JP30624995 A JP 30624995A JP H08215962 A JPH08215962 A JP H08215962A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 擦過可能な走行範囲が機械テーブルの変更な
しに拡張され、しかも１つの工作機械で粗削り加工も仕
上げ加工も可能となり、さらに工作機械自体も簡単でか
つ経済的に製造可能であって、かつ安全に使用可能とな
るような工作機械を提供する。 【解決手段】 スピンドルボックス１０の、ワークに面
した側が、機械テーブル２に向けられた軸線を中心にし
て回転可能なターンテーブル４によって形成されてお
り、該ターンテーブル４が、該ターンテーブル４の回転
軸線Ｚの外側に配置されたスピンドル１０を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械であっ
て、機械テーブルが設けられており、該機械テーブルに
ワークが緊締可能であり、機械テーブルに向い合って位
置するように配置されたスピンドルボックスが設けられ
ており、該スピンドルボックスが駆動装置を備えた、ワ
ークに向けられた少なくとも１つのスピンドルを備えて
おり、該スピンドルが、切削工具を収容している形式の
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ワークを切削加工するためには、このワ
ークが一般に機械テーブルに緊締されて、回転する工具
によって材料を除去されて所望の形状にもたらされる。
工具はスピンドルによって保持されて、駆動される。こ
のスピンドルは機械テーブルに向かい合って位置するよ
うに配置されたスピンドルボックスに支承されている。
このスピンドルボックスはスピンドル駆動装置と、さら
に場合によっては存在する冷却媒体供給部をも収容して
いる。スピンドルボックスまたはスピンドル自体は機械
テーブルに向かう方向と、機械テーブルから離れる方向
とで運動させることができ、これによって、加工深さを
調節することができる。加工のためには荒削り工具が使
用され、これにより粗形状が得られる。引き続き、仕上
げ工具を用いて仕上げ加工が行なわれる。一般に仕上げ
加工は前加工時よりも高回転型の工具を必要とする。こ
の場合に重要となるのは、工具がワークの全ての部分に
到達し得ることである。このことは公知の構成では容易
に可能でない。すなわち、擦過可能な走行範囲は機械テ
ーブルの移動可能性によって規定されており、このこと
は必ずしも全ての場合に満足し得るものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の工作機械を改良して、擦過可能な走行範
囲が機械テーブルの変更なしに拡張され、しかも１つの
工作機械で粗削り加工も仕上げ加工も可能となり、さら
に工作機械自体も簡単でかつ経済的に製造可能であっ
て、かつ安全に使用可能となるような工作機械を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、スピンドルボックスの、ワークに
面した側が、機械テーブルに向けられた軸線を中心にし
て回転可能なターンテーブルによって形成されており、
該ターンテーブルが、該ターンテーブルの回転軸線の外
側に配置されたスピンドルを備えているようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、スピンドルボックス
の、ワークに面した側が、ワークに向けられた軸線を中
心にして回転可能なターンテーブルによって形成されて
いる。このターンテーブルは、ターンテーブル回転軸線
の外側に配置されたスピンドルを備えている。このよう
な構成に基づき、このスピンドルによって擦過すること
のできる範囲はスピンドルの偏心的な配置の半径分だけ
拡張されている。なぜならば、機械テーブルはワークと
共に少なくとも１つの方向、一般には互いに直角に位置
する２つの方向で移動させることができるからである。
ターンテーブルの回転時に、このターンテーブルに挿入
されたスピンドルは、スピンドルに挿入された工具と共
に、スピンドルの偏心的な位置の半径に相当する軌道に
沿って案内されるので、機械テーブルの移動の他にスピ
ンドルの変位が加工個所を規定する。すなわち、作業範
囲全体でワークの全ての個所に到達することができる。
【０００６】スピンドルは高回転型のスピンドルとして
形成されていると有利である。このようなスピンドルは
仕上げ加工のために適している。スピンドルに挿入され
た工具は一般に細いシャンクを有する工具であるので、
複雑な形状への深い侵入も可能となる。
【０００７】本発明の有利な構成では、スピンドルが半
径方向に変位可能に配置されている。本発明の別の有利
な構成では、スピンドルがターンテーブルの回転軸線に
対して旋回可能である。この場合、工具が半径の方向に
変位されるようにスピンドルが旋回可能であると有利で
ある。スピンドルを旋回させるためには、フォーク形支
承部が使用されると有利である。この場合、フォーク形
支承装置の支承台は工作機械に別の軸線を付与する。半
径方向の変位も、旋回も、加工のために提供される走行
範囲を拡張させ、この場合、旋回はアンダカット部の加
工をも可能にする。両可能性が一緒に使用されると、こ
れまでの固定スピンドル配置には与えられていなかった
多数の使用可能性が得られる。
【０００８】本発明のさらに別の有利な構成では、ター
ンテーブルの回転中心に第２のスピンドルが設けられて
いる。この第２のスピンドルの回転軸線はワークに向け
られている。有利には低回転型のスピンドルとして形成
されている、この中心のスピンドルは、荒削り加工によ
る汎用の粗加工を可能にする。後続の仕上げ加工は偏心
的に設けられた第１のスピンドルによって引き受けられ
る。この第１のスピンドルは高回転型のスピンドルとし
て、対応する仕上げ加工工具を備えている。
【０００９】駆動のためには、正確な位置決めを可能に
する精密駆動装置（たとえばセレーションや、生じる力
を受け止めるブレーキを備えた駆動装置）が使用される
と有利である。この場合に、戻り止め式もしくはセルフ
ロック式の伝動装置を有するか、またはセルフロック式
の旋回駆動装置として作動する、減速されるモータが使
用される。このようなセルフロックにより、規定の位置
が確実に維持されるようになる。偏心的なスピンドルの
半径方向の変位および／または旋回のための駆動装置と
しては、ステップモータまたはＡＣモータが設けられて
いると有利である。この駆動装置と一緒に、公知のＣＮ
Ｃ制御装置を使用することができる。このＣＮＣ制御装
置はワークのピンポイント加工を可能にし、この場合、
１つの工作機械を用いて、組換えを行なう必要なしに粗
加工も仕上げ加工も実施することができる。
【００１０】このような構成により、工作機械の使用可
能性は著しく拡大される。工作機械が通常有している３
つの自由度（一般に機械テーブルによって実施される、
両座標における側方運動、機械コラムに配置された工具
部分か、または機械テーブルのいずれかによって実施さ
れる高さ運動）に対して、少なくとも２つの別の自由度
が加えられる。偏心的に配置されたスピンドルを機械軸
線に対して半径方向に変位させることができる。偏心的
に配置されたスピンドルを「Ｚ」軸に対して半径方向に
変位させることができる。工作機械のスピンドルのチャ
ックによって収容された工具は、工具を備えたスピンド
ルの軸線が「Ｚ」軸に対して有利には最大±９０゜の角
度で位置し得るように旋回させられ得るので、極端な場
合では、水平方向での加工も可能となる。駆動ボックス
とターンテーブルとスピンドルとを備えた工具部分はあ
とから取り付けることができる。すなわち、この工具部
分は機械コラムに懸吊される。
【００１１】偏心的に配置されたスピンドルを用いるこ
のような構成に基づき、工作機械の作業範囲は機械テー
ブルの移動範囲の増大なしに拡張される。このことは、
センタスピンドルが設けられている場合に特に重要とな
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００１３】図１および図２に示した工作機械１は機械
テーブル２を有している。この機械テーブル２には、加
工したいワーク（図示しない）が汎用のチャックつめに
よって緊締される。ワークを切削加工するためには、ス
ピンドル１０が設けられている。このスピンドル１０は
ターンテーブル４に配置されており、このターンテーブ
ル４はスピンドルボックス３の下面に設けられている。
このスピンドルボックス３には、スピンドル１０のため
の駆動装置（図示しない）が設けられている。スピンド
ル１０のスピンドルヘッド１２は切削工具、この場合に
はフライスドリル１３を備えている。このフライスドリ
ル１３は駆動装置によって回転させられる。スピンドル
シャンク１１はスピンドルヘッド１２をターンテーブル
４の下面に対して所望の間隔で保持している。この場合
に、スピンドルボックス３全体か、またはスピンドル１
０自体が、場合によってはフォーク形支承部５と共に機
械テーブル２の方向に向かって、または機械テーブル２
から離れる方向で移動可能である。スピンドル１０を旋
回させるためには、ターンテーブル４が中心の回転軸線
Ｚを中心にして回転可能である。フォーク形支承部５は
スピンドルシャンク１１を保持しており、このスピンド
ルシャンク１１は支承ピン６を中心にして旋回可能とな
り、この場合、切削工具の先端部は、ターンテーブル４
の回転軸線に対して半径方向で描かれる運動を実施す
る。当然ながら、このフォーク形支承部５は、たとえば
支承ピン６が２つの部分に分割されることにより、支承
フォークを通って延びるスピンドル駆動装置（フライス
ドリル１３の回転運動はスピンドルボックス３からスピ
ンドルシャンク１１を介してスピンドルヘッド１２に伝
達される）が妨げられないように形成されている。ター
ンテーブル４が中心の回転軸線Ｚを中心にして回転させ
られると、スピンドル１０も一緒に変位する（１８０゜
の旋回角度で示した図２参照）。このときにフォーク形
支承部５がたとえば図２に二重矢印で示したようにター
ンテーブル４の半径に沿って移動させられると、スピン
ドルヘッド１２に緊締された切削工具１３は、センタス
ピンドルに取り付けられた工具だけでは到達することの
できない多数の座標に到達することができる（個々の運
動可能性は二重矢印で示されている）。
【００１４】図３に示した有利な改良形では、自体公知
のセンタスピンドル７（短縮して図示する）が設けられ
ている。このセンタスピンドル７のスピンドルヘッド８
には、やはり切削工具（図示しない）を取り付けること
ができる。この実施例では、工作機械１を慣用の形式
で、切削工具がセンタスピンドル７に設けられた状態で
使用することができる。この場合、与えられた個々の運
動可能性は図１および図２におけると同様に二重矢印に
よって示されている。さらに、中心の回転軸線Ｚに対し
て偏心的に配置されたスピンドルだけを使用することも
可能である。さらに、両スピンドルを用いた、組み合わ
された使用も考えられる。
【００１５】図４に示した工作機械では、スピンドル１
０が図１に示した位置に対して９０゜だけ旋回させられ
て示されている。機械テーブル２の上方では、工作機械
１が機械コラム（図示しない）に配置されている。この
機械コラムでは、工具部分が鉛直方向で移動可能であ
る。スピンドル１０のチャックもしくはスピンドルヘッ
ド１２に収容された工具１３（フライスドリルとして図
示されている）は、スピンドルハウジングもしくはスピ
ンドルシャンク１１に設けられた駆動装置によって高回
転または低回転で駆動される。スピンドル１０を鉛直な
回転軸線Ｚを中心にして回転させることができるように
するためには、ターンテーブル４がスピンドルボックス
３内に設けられた駆動装置を備えている。この駆動装置
は付加部（図示しない）を介してウォーム歯車を備えて
いる。このウォーム歯車には、ウォームスピンドル１
５．１が噛み合っており、このウォームスピンドル１
５．１は作動モータ１５によって駆動される。このウォ
ーム伝動装置は戻り止め式もしくはセルフロック式に形
成されていて、ターンテーブル４の正確な位置決めを可
能にする。水平軸線Ｈを中心にしてスピンドル１０を旋
回させるためには、フォーク形支承部５に配置された駆
動装置が設けられている。この駆動装置は駆動モータ１
４を備えている。この駆動モータ１４の出力側は出力歯
車１４．１と、駆動される歯車６．１とを備えた伝動装
置を介して、フォーク形支承部５に収容された軸を形成
する支承ピン６によってスピンドル１０に作用してい
て、駆動モータ１４の作動時にこのスピンドル１０を旋
回させる。この場合に駆動モータ１４は、被駆動がセル
フロックされるように形成されている。当然ながら、図
示の駆動装置はたんに考えられ得る駆動装置の１例でし
かない。すなわち、たとえばスピンドル１０を水平軸Ｈ
を中心にして旋回させるための旋回駆動装置のために
は、ウォーム伝動装置またはステップモータを使用する
こともできる。この場合、ステップモータは運動させた
い構成要素に直接に作用する。この場合に、手によって
実施される運動も設定されていてよい。この場合、運動
させられた構成要素は運動後に解放される。ただし当然
ながら、この場合にも、たとえば駆動されるねじ山付ス
ピンドルとねじ山付ブシュとを備えた直動駆動装置が設
けられており、前記ねじ山付ブシュは水平方向ガイドに
収容されたフォーク形支承部に結合されている。このよ
うな運動は、たとえば回転軸線Ｚに対するスピンドル１
０の半径方向での変位となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工作機械の側面図である。
【図２】図１に示した工作機械を１８０゜だけ旋回させ
て示した図である。
【図３】別の実施例による工作機械の側面図である。
【図４】図１に示した工作機械を、スピンドルが９０゜
だけ旋回させられた状態で示す図である。
【符号の説明】
１ 工作機械、 ２ 機械テーブル、 ３ スピンドル
ボックス、 ４ ターンテーブル、 ５ フォーク形支
承部、 ６ 支承ピン、 ６．１ 歯車、 ７センタス
ピンドル、 ８ スピンドルヘッド、 １０ スピンド
ル、 １１スピンドルシャンク、 １２ スピンドルヘ
ッド、 １３ フライスドリル、１４ 駆動モータ、
１４．１ 出力歯車、 １５ 作動モータ、 １５．１
ウォームスピンドル

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械であって、機械テーブルが設け
    られており、該機械テーブルにワークが緊締可能であ
    り、機械テーブルに向い合って位置するように配置され
    たスピンドルボックスが設けられており、該スピンドル
    ボックスが駆動装置を備えた、ワークに向けられた少な
    くとも１つのスピンドルを備えており、該スピンドル
    が、切削工具を収容している形式のものにおいて、スピ
    ンドルボックス（３）の、ワークに面した側が、機械テ
    ーブル（２）に向けられた軸線を中心にして回転可能な
    ターンテーブル（４）によって形成されており、該ター
    ンテーブル（４）が、該ターンテーブル（４）の回転軸
    線（Ｚ）の外側に配置されたスピンドル（１０）を備え
    ていることを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 スピンドル（１０）が、高回転型のスピ
    ンドルとして形成されている、請求項１記載の工作機
    械。
  3. 【請求項３】 スピンドル（１０）が半径方向で変位可
    能である、請求項１または２記載の工作機械。
  4. 【請求項４】 スピンドル（１０）が、ターンテーブル
    （４）の回転軸線（Ｚ）の方向に対して旋回可能であ
    る、請求項１から３までのいずれか１項記載の工作機
    械。
  5. 【請求項５】 工具（１３）が半径方向に変位されるよ
    うにスピンドル（１０）が旋回可能である、請求項４記
    載の工作機械。
  6. 【請求項６】 ターンテーブル（４）の回転中心に第２
    のスピンドル（７）が設けられており、該第２のスピン
    ドル（７）の回転軸線（Ｚ）が、機械テーブル（２）に
    向けられている、請求項１から５までのいずれか１項記
    載の工作機械。
  7. 【請求項７】 中心の第２のスピンドル（７）が、低回
    転型のスピンドルとして形成されている、請求項６記載
    の工作機械。
  8. 【請求項８】 偏心的なスピンドルの半径方向変位およ
    び／または旋回のための駆動装置として、有利にはＣＮ
    Ｃ制御装置によって制御されるステップモータまたはＡ
    Ｃモータが設けられている、請求項３から７までのいず
    れか１項記載の工作機械。
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EP (1) EP0713749B1 (ja)
JP (1) JP3761230B2 (ja)
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