JPH10138064A

JPH10138064A - 複合加工装置

Info

Publication number: JPH10138064A
Application number: JP29293596A
Authority: JP
Inventors: Riichi Otani; 谷利一大; Masahiro Komata; 又正博小; Minoru Ota; 田稔太
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1996-11-05
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】切削用と研削用の２つのユニットを備えた複
合加工装置では、コストが高いとともに設置スペースも
大きくなり、両方を同時に使用することができず、加工
形態に対する制約が大きいという問題があった。【解決手段】基台１上に、ワークを載置するワークテ
ーブル２と、工具を取付ける主軸ヘッド４を備え、ワー
クテーブル２と主軸ヘッド４の間で、互いに直交する
Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向および主軸ヘッド４の軸Ｃに直交す
る２本の軸Ｚ、Ｐの各軸回り方向の相対的な移動を可能
にした複合加工装置Ｍ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに対して切
削や研削などの加工を行うのに用いられる複合加工装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の複合加工装置としては、例えば
図３０に示すものがあった。図示の複合加工装置１００
は、基台１０１上に、ワークテーブル１０２と、切削ユ
ニット１０３と、研削ユニット１０４を備えている。

【０００３】ワークテーブル１０２は、基台１０１上に
設けた第１案内部１０５により、図の左右方向であるＸ
方向に移動可能であり、その上面には、モータを内蔵し
た第１ワーク保持具１０６と、これに相対向する第２ワ
ーク保持具１０７が同軸状態で設けてある。第１ワーク
保持具１０６は、ワークテーブル１０２上に固定してあ
り、他方、第２ワーク保持具１０７は、ワークテーブル
１０２上に設けた第２案内部１０８によってワークテー
ブル１０２と同じＸ方向に移動可能であり、これによ
り、第１ワーク保持具１０６に対して近接離間可能にな
っている。

【０００４】切削ユニット１０３および研削ユニット１
０４は、基台１０１上に設けた第３および第４の案内部
１０９，１１０により、図の上下方向であるＹ方向に移
動可能である。切削ユニット１０３は、その側面に切削
工具１１１が取付けてある。研削ユニット１０４は、図
に対して垂直方向のＺ軸回りに回動可能であり、その２
つの側面に、外側研削工具１１２と内側研削工具１１３
が取付けてある。

【０００５】上記の複合加工装置１００は、第１および
第２のワーク保持具１０６，１０７により図示しないワ
ークの両端部を保持して同ワークを軸回りに回転させ、
ワークテーブル１０３および各ユニット１０３，１０４
を移動させながらワークに切削あるいは研削を行うこと
となる。このような複合加工装置は、例えば、特開平４
−３６５５２６号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の複合加工装置にあっては、切削用と研削
用の２つのユニットを備えているため、コストが高いと
ともに設置スペースも大きくなり、また、２つのユニッ
トがあるにもかかわらず両方を同時に使用することがで
きないと共に、ワークテーブルのＸ方向の移動と各ユニ
ットのＹ方向の移動だけでは加工形態に対する制約が大
きいという問題があり、このような問題を解決すること
が課題であった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、コストの低下や設置スペースの縮小を実
現することができると共に、切削および研削を含む各種
の加工および様々な加工形態に対応することができる複
合加工装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる複合加工
装置は、請求項１として、基台上に、ワークを載置する
ワークテーブルと、工具を取付ける主軸ヘッドを備え、
ワークテーブルと主軸ヘッドの間で、互いに直交する３
方向および主軸ヘッドの軸に直交する２本の軸の各軸回
り方向の相対的な移動を可能にした構成とし、請求項２
として、基台上に、コラムを水平方向に移動可能に且つ
基台に対する垂直軸回りに回動可能に設けると共に、コ
ラムに、主軸ヘッドを基台に対する垂直方向に移動可能
に且つ主軸ヘッドの軸に直交する水平軸回りに回動可能
に設けた構成とし、請求項３として、ワークテーブルが
水平方向に移動可能に設けてある構成とし、請求項４と
して、ワークテーブルが固定してある構成とし、請求項
５として、ワークテーブル上に、第１および第２のワー
ク保持具が対向する状態で近接離間可能に設けてある構
成とし、請求項６として、第１および第２のワーク保持
具のうち、少なくとも一方の保持具が保持したワークの
回転駆動源を備えている構成とし、請求項７として、第
１および第２のワーク保持具のうち、少なくとも一方の
保持具を基台に対する垂直軸回りに回動可能に設けた構
成とし、請求項８として、ワークテーブルが基台に対す
る垂直軸回りに回動可能に設けてある構成とし、請求項
９として、基台におけるワークテーブルの支持面と主軸
ヘッドの支持面とが互いに内向きに傾斜していると共
に、その各傾斜支持面を基準にしてワークテーブルおよ
び主軸ヘッドを互いに内向きに傾斜した状態に配置し、
両支持面の間に略水平方向に駆動されるコンベアを備え
た構成とし、請求項１０として、コラムに、基台に対し
て垂直方向に移動する昇降体を設けると共に、昇降体
に、水平軸回りに回動する中空状の回動体を設け、この
回動体に主軸ヘッドを設けた構成とし、請求項１１とし
て、コラムに、主軸ヘッドがその軸方向に移動可能に設
けてある構成とし、請求項１２として、主軸ヘッドが正
逆回転可能な主軸を備えている構成とし、請求項１３と
して、主軸ヘッドが第２の主軸ヘッドを着脱自在に備え
ている構成とし、請求項１４として、主軸ヘッドに対す
る工具交換装置を備えた構成とし、請求項１５として、
主軸ヘッドが切削用工具および研削用工具を各々着脱可
能な共通の主軸を備えている構成としており、上記の構
成を従来の課題を解決するための手段としている。

【０００９】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる複合加工装置
では、主軸ヘッドが１つであり、この主軸ヘッドに各種
工具が着脱されることとなり、ワークテーブルと主軸ヘ
ッドの間で、互いに直交する３方向および主軸ヘッドの
軸に直交する２本の軸の各軸回り方向の相対的な移動を
可能にしているので、ワークにおける様々な加工形態に
対応して、ワークに対する主軸ヘッドの工具の姿勢を自
在に変化し得ることとなる。

【００１０】本発明の請求項２に係わる複合加工装置で
は、コラムの水平移動および垂直軸回りの回動、コラム
に対する主軸ヘッドの垂直移動および水平軸回りの回動
により、ワークにおける様々な加工形態に対応して、ワ
ークに対する主軸ヘッドの工具の姿勢が自在に変化す
る。

【００１１】本発明の請求項３に係わる複合加工装置で
は、ワークテーブルが水平方向に移動するので、主軸ヘ
ッド側の水平方向の移動が一方向あるいは水平方向に固
定とすることが可能になり、ワークテーブルおよび主軸
ヘッドの移動により、ワークに対する主軸ヘッドの工具
の姿勢が自在に変化する。

【００１２】本発明の請求項４に係わる複合加工装置で
は、ワークテーブルが固定してあって、主軸ヘッド側の
みの移動により、ワークに対する主軸ヘッドの工具の姿
勢が自在に変化する。

【００１３】本発明の請求項５に係わる複合加工装置で
は、ワークテーブル上に設けた第１および第２のワーク
保持具の近接離間に伴ってワークの保持および解放が行
われ、第１および第２のワーク保持具で保持したワーク
に加工を行う。

【００１４】本発明の請求項６に係わる複合加工装置で
は、第１および第２のワーク保持具でワークを保持し、
少なくとも一方のワーク保持具に設けた回転駆動源によ
りワークを軸回りに回転させながら加工を行う。

【００１５】本発明の請求項７に係わる複合加工装置で
は、第１および第２のワーク保持具のうち、少なくとも
一方の保持具が基台に対する垂直軸回りに回動するの
で、そのワーク保持具の回動により主軸ヘッドに対して
ワークの姿勢を傾けることが可能となる。

【００１６】本発明の請求項８に係わる複合加工装置で
は、ワークテーブルが基台に対する垂直軸回りに回動可
能に設けてあるので、ワークテーブルの回動により主軸
ヘッドに対してワークの姿勢を傾けることが可能とな
る。

【００１７】本発明の請求項９に係わる複合加工装置で
は、基台におけるワークテーブルの支持面と主軸ヘッド
の支持面とが互いに内向きに傾斜し、これに合わせてワ
ークテーブルと主軸ヘッドも内向きに傾斜した状態にな
っているので、加工により発生した切り屑がワークテー
ブルと主軸ヘッドの間に落下することとなり、その切り
屑をワークテーブルの支持面と主軸ヘッドの支持面の間
に設けたコンベアにより装置外部に搬出する。

【００１８】本発明の請求項１０に係わる複合加工装置
では、コラムに対して昇降体とともに移動する中空状の
回動体に主軸ヘッドを設けているので、回動体の中空部
内に主軸ヘッドに対する動力源等の供給系を通すことが
可能になる。

【００１９】本発明の請求項１１に係わる複合加工装置
では、コラムに対して主軸ヘッドがその軸方向に移動可
能に設けてあるので、ワークに対する主軸ヘッドおよび
工具の突出量を大きくして加工を行うことが可能にな
る。

【００２０】本発明の請求項１２に係わる複合加工装置
では、主軸ヘッドが正逆回転可能な主軸を備えているの
で、主軸ヘッドの１８０度異なる回動位置において主軸
の回転方向を変えることにより、ワークに対する主軸の
回転方向が同一になる。

【００２１】本発明の請求項１３に係わる複合加工装置
では、加工形態などに応じて主軸ヘッドに対して第２の
主軸ヘッドが装着され、この第２の主軸ヘッドに取付け
た工具により加工を行う。

【００２２】本発明の請求項１４に係わる複合加工装置
では、主軸ヘッドに対する工具交換装置を備えているの
で、全自動化による連続的な複合加工に対応し得ること
となる。

【００２３】本発明の請求項１５に係わる複合加工装置
では、主軸ヘッドが切削用工具および研削用工具を各々
着脱可能な共通の主軸を備えているので、１つの主軸ヘ
ッドにおいて、工具の交換とともに切削および研削の加
工を連続的に行う。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる複合加工装置
によれば、各種工具が着脱される主軸ヘッドが１つであ
って、コストの低下や設置スペースの縮小を実現するこ
とができると共に、１つの主軸ヘッドを用いて切削や研
削等の各種加工を行うことができ、さらに、ワークテー
ブルと主軸ヘッドの間で、互いに直交する３方向および
主軸ヘッドの軸に直交する２本の軸の各軸回り方向の相
対的な移動を可能にしたことから、当該装置１台でワー
クにおける様々な加工形態に容易に且つ確実に対応する
ことができる。

【００２５】本発明の請求項２に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１と同様にコストの低下や設置スペース
の縮小を実現することができると共に、コラムの水平移
動および垂直軸回りの回動、コラムに対する主軸ヘッド
の垂直移動および水平軸回りの回動により、請求項１と
同様に当該装置１台でワークにおける様々な加工形態に
対応することができる。

【００２６】本発明の請求項３に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１および２と同様の効果を得ることがで
きるうえに、とくに、ワークテーブルおよび主軸ヘッド
の移動により、当該装置１台でワークにおける様々な加
工形態に対応することができる。

【００２７】本発明の請求項４に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１および２と同様の効果を得ることがで
きるうえに、ワークテーブルが固定してあることから、
ワークテーブル周囲の構造を簡略化して装置の正面幅な
どを小さくすることができ、装置の設置スペースのさら
なる縮小に貢献し得る。

【００２８】本発明の請求項５に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１〜４と同様の効果を得ることができる
うえに、第１および第２のワーク保持具の近接より、ワ
ークを確実に保持することができると共に、両ワーク保
持具の離間によりワークを簡単に解放することができ、
作業性の向上なども図ることができる。

【００２９】本発明の請求項６に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１〜５と同様の効果を得ることができる
うえに、ワークを回転させながら加工を行うことがで
き、ワークの周方向にわたる切削や研削等の加工に容易
に対処することができる。

【００３０】本発明の請求項７に係わる複合加工装置に
よれば、請求項６と同様の効果を得ることができるうえ
に、ワーク保持具の回動により主軸ヘッドに対してワー
クの姿勢を傾けることができ、例えば、ワークの端部に
おけるテーパ面の成形などにも容易に対処することがで
きる。

【００３１】本発明の請求項８に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１〜７と同様の効果を得ることができる
うえに、ワークテーブルの回動により主軸ヘッドに対し
てワークの姿勢を傾けることができ、例えば、軸方向全
体にわたってテーパ状を成すワークの加工などに容易に
対処することができる。

【００３２】本発明の請求項９に係わる複合加工装置に
よれば、請求項１〜７と同様の効果を得ることができる
うえに、ワークテーブルと主軸ヘッドを内向きに傾斜し
た状態にしたことから、加工により発生した切り屑がワ
ークテーブルと主軸ヘッドの間に落下することとなっ
て、加工位置から切り屑を容易に除去することができ、
しかも、その切り屑をワークテーブルの支持面と主軸ヘ
ッドの支持面の間に設けたコンベアにより装置外部に搬
出するので、切り屑の処理性を著しく高めることができ
る。

【００３３】本発明の請求項１０に係わる複合加工装置
によれば、請求項２〜９と同様の効果を得ることができ
るうえに、回動体の中空部内に主軸ヘッドに対する動力
源等の供給系を通すことが可能になることから、例え
ば、主軸ヘッドに高速で高精度の加工が可能な流体軸受
け内蔵型のビルトインモータを採用することができ、こ
の際、軸受け用流体の供給系を回動体の内側に通すこと
ができる。

【００３４】本発明の請求項１１に係わる複合加工装置
によれば、請求項２〜１０と同様の効果を得ることがで
きるうえに、コラムに対して主軸ヘッドがその軸方向に
移動可能に設けてあることから、ワークに対する主軸ヘ
ッドおよび工具の突出量を大きくすることができ、例え
ば、ワークの内周に切削や研削等の加工を行う場合に容
易に対処することができる。

【００３５】本発明の請求項１２に係わる複合加工装置
によれば、請求項１〜１１と同様の効果を得ることがで
きるうえに、主軸ヘッドの１８０度異なる回動位置にお
いて主軸の回転方向を変えることにより、ワークに対す
る主軸の回転方向を同一にすることができ、ワークにお
ける様々な加工位置および加工形態により広く対応する
ことができる。

【００３６】本発明の請求項１３に係わる複合加工装置
によれば、請求項１〜１２と同様の効果を得ることがで
きるうえに、必要に応じて第２の主軸ヘッドを着脱する
ことにより、ワークにおける様々な加工位置および加工
形態への対応機能をより一層高めることができる。

【００３７】本発明の請求項１４に係わる複合加工装置
によれば、請求項１〜１３と同様の効果を得ることがで
きるうえに、主軸ヘッドに対する工具交換装置を備えて
いることから、全自動化による連続的な複合加工に対応
することができ、生産性などを著しく高めることができ
る。

【００３８】本発明の請求項１５に係わる複合加工装置
によれば、請求項１〜１４と同様の効果を得ることがで
きるうえに、１つの主軸ヘッドにおいて、工具の交換と
ともに切削および研削の加工を連続的に行うことができ
る。

【００３９】

【実施例】図１〜図９は、本発明の請求項１〜３、１１
および１５に係わる複合加工装置の一実施例を説明する
図である。

【００４０】図１〜図３に示す複合加工装置Ｍ１は、基
台１上に、ワーク載置用のワークテーブル２と、コラム
３および主軸ヘッド４を備えている。

【００４１】ワークテーブル２は、基台１上に設けたレ
ール状の第１案内部５により、図１の左右方向である水
平なＸ方向に移動自在であって、第１案内部５の一端側
に設けたワークテーブル移動用のモータ６を駆動源とし
て往復駆動される。

【００４２】コラム３は、第１案内部５のほぼ中央に対
する位置において基台１上に設けたレール状の第２案内
部７により、図１の上下方向である水平なＹ方向に移動
自在であって、第２案内部７の一端側に設けたコラム移
動用のモータ８を駆動源としてワークテーブル２に向け
て進退駆動される。

【００４３】また、コラム３は、とくに図３に示すよう
に、第２案内部７に直接案内されるスライダ９と、この
スライダ９に対して竪軸回りに回転自在に装着される回
転テーブル１０を備えると共に、コラム３の内部に設け
たコラム回動用のモータ１１の出力軸と、回転テーブル
１０の中心軸とを歯車機構１２で連結した構成になって
いる。これにより、コラム３は、コラム回動用のモータ
１１を駆動源として基台１に対して垂直なＺ軸回りに回
動する。

【００４４】さらに、コラム３は、その上下方向にわた
るスクリューシャフト１３と、スクリューシャフト１３
を軸回りに回転させるヘッド昇降用モータ１４を備えて
おり、スクリューシャフト１３には、昇降体１５が螺合
した状態で装着してある。昇降体１５は、図１において
Ｘ方向と同方向の水平なＰ軸を中心に回動する回動体１
６と、回動体１６の駆動源であるヘッド回動用モータ１
７を備えている。

【００４５】主軸ヘッド４は、回動体１６に設けたレー
ル状の第３案内部１８により、その軸Ｃ方向に移動自在
に設けてあり、第３案内部１８の一端側に設けたヘッド
進退用モータ１９により進退駆動される。つまり、主軸
ヘッド４は、コラム３とともにＹ方向に移動可能で且つ
Ｚ軸回りに回動可能であると共に、コラム３に対する昇
降体１５の上下動によりＺ方向に移動可能であり、さら
に、昇降体１５に対する回動体１６の回動により水平な
Ｐ軸回りに回動可能である。

【００４６】これにより、複合加工装置Ｍ１では、ワー
クテーブル２とコラム３に設けた主軸ヘッド４の間で、
互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３方向、および主軸ヘッド
４の軸Ｃに直交する２本のＺ軸およびＰ軸の各軸回り方
向の相対的な移動が可能になっており、さらに、主軸ヘ
ッド４がその軸Ｃ方向にも移動可能になっている。

【００４７】また、各モータ６，８，１１，１４，１
７，１９は、制御装置２０に電気的に接続してある。こ
の制御装置２０は、ワークに施そうとする加工形態に応
じて予めデータが入力され、そのデータに基づいて各モ
ータを駆動する。また、主軸ヘッド４における主軸４ａ
は、切削や研削などの各種の工具（Ｔ１）が着脱可能で
あると共に、加工内容に応じて回転速度を変化させるこ
とができる。この主軸４ａにあっても制御装置２０によ
り制御される。

【００４８】上記の構成を備えた複合加工装置Ｍ１で
は、ワークテーブル２、コラム３および主軸ヘッド４の
移動により、ワークに対する主軸ヘッド４の工具Ｔ１の
姿勢を自在に変化させることが可能であって、コラム３
に対して主軸ヘッド４がその軸Ｃ方向に移動可能に設け
てあるので、ワークに対する工具Ｔ１の突出量を大きく
することが可能であると共に、１つの主軸ヘッド４を用
いて切削や研削等の加工を行うことが可能であり、例え
ば図４〜図９に示すような加工に用いられる。

【００４９】図４は、ワークテーブル２上に固定したワ
ークＷ１のＸＺ面に平行な面Ｓ１の加工を示す図であ
る。工具Ｔ１がドリルであれば穴加工が行われ、工具Ｔ
１がエンドミルやフライスであれば溝加工や面加工が行
われ、工具Ｔ１が砥石であれば溝や面の研削が行われ
る。加工位置は、ワークテーブル２のＸ方向の移動およ
び主軸ヘッド４のＺ方向の移動により制御し、加工深さ
は、コラム３のＹ方向の移動または主軸ヘッド４の軸Ｃ
方向の移動により制御する。また、ワークテーブル２の
Ｘ方向の移動および主軸ヘッド４のＺ軸方向の移動を同
時に制御すれば、図５および図６に示すようにコンタリ
ング加工が行われる。

【００５０】図７は、ワークテーブル２上に固定したワ
ークＷ１において、ＸＺ面に対してＺ軸回りに角度を有
する面Ｓ２の加工を示す図である。この場合には、図４
に示す状態からコラム３をＺ軸回りに面Ｓ２の角度分だ
け回動させることとなる。そして、加工位置は、ワーク
テーブル２のＸ方向の移動、コラム３のＹ方向の移動お
よび主軸ヘッド４のＺ方向の移動により制御し、加工深
さは、主軸ヘッド４の軸Ｃ方向の移動により制御する。

【００５１】図８は、ワークテーブル２上に固定したワ
ークＷ１のＹＺ面に平行な面Ｓ３の加工を示す図であ
る。この場合には、図４に示す状態から、コラム３に対
して主軸ヘッド４を水平なＰ軸回りに１８０度回動させ
ると共に、コラム３をＺ軸回りに９０度回動させること
となる。そして、加工位置は、コラム３のＹ方向の移動
および主軸ヘッド４のＺ方向の移動により制御し、加工
深さは、ワークテーブル２のＸ方向の移動または主軸ヘ
ッド４の軸Ｃ方向の移動により制御する。

【００５２】図９は、ワークテーブル２上に固定したワ
ークＷ２において、ＹＺ面に対してＹ軸回りに角度を有
する上向きの面Ｓ４の加工を示す図である。この場合に
は、図４に示す状態からコラム３をＺ軸回りに９０度回
動させると共に、コラム３に対して主軸ヘッド４を水平
なＰ軸回りに面Ｓ４の角度分だけ回動させる。そして、
加工位置は、ワークテーブル２のＸ方向の移動、コラム
３のＹ方向の移動および主軸ヘッド４のＺ方向の移動に
より制御し、加工深さは、主軸ヘッド４の軸Ｃ方向の移
動により制御する。

【００５３】このように、上記実施例の複合加工装置Ｍ
１では、１つの主軸ヘッド４を用いて切削や研削等の各
種加工が行われることとなり、さらに、ワークテーブル
２と主軸ヘッド４の間で、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの
３方向および主軸ヘッド４の軸Ｃに直交するＺ軸および
水平なＰ軸の各軸回り方向の相対的な移動を可能にした
ことから、当該装置１台でワークにおける様々な加工形
態に容易に且つ確実に対応し得る。

【００５４】図１０は、本発明の請求項４に係わる複合
加工装置の一実施例を説明する図である。なお、先の実
施例と同様の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明
を省略し、この実施例以降の実施例も同様とする。

【００５５】この実施例の複合加工装置Ｍ２は、基台１
上にワークテーブル２を固定した構成になっている。ま
た基台１上には、ワークテーブル２と平行に第１案内部
５が設けてあり、この第１案内部５により、コラム３を
Ｙ方向に案内する第２案内部７をＸ方向に移動可能にし
ている。

【００５６】この実施例における複合加工装置Ｍ２で
は、固定したワークテーブル２に対して、主軸ヘッド４
側のみの移動により、ワークに対する主軸ヘッド４の工
具Ｔ１の姿勢が自在に変化することとなり、また、ワー
クテーブル２の周囲の構造が簡略化されるので装置の正
面幅（Ｘ方向の幅）などを小さくすることができる。

【００５７】図１１〜図１９は、本発明の請求項５およ
び６に係わる複合加工装置の一実施例を説明する図であ
る。

【００５８】図１１および図１２に示す複合加工装置Ｍ
３は、第１案内部５によりＸ方向に移動するワークテー
ブル２上に、第１および第２のワーク保持具２１，２２
を同軸上で対向する状態に備えている。両ワーク保持具
２１，２２は、ワーク保持用のチャック２１ａ，２２
ａ、および保持したワークの回転駆動源であるモータ２
１ｂ，２２ｂを備えている。

【００５９】第１ワーク保持具２１は、ワークテーブル
２の一端部寄りに固定してある。他方、第２ワーク保持
具２２は、ワークテーブル２上に設けたレール状の第４
案内部２３により、ワークテーブル２と同様にＸ方向に
移動自在であって、第４案内部２３の端部に設けた保持
具移動用モータ２４を駆動源として、第１ワーク保持具
２１に対して近接離間するように進退駆動される。つま
り、両ワーク保持具２１，２２は、各々のチャック２１
ａ，２２ａによりワークを把持・解放することが可能で
あると共に、互いに近接離間によってもワークを把持・
解放することが可能である。

【００６０】上記の複合加工装置Ｍ３は、１つの主軸ヘ
ッド４を用いて切削および研削等の加工を行うことが可
能であり、例えば図１３〜図１９に示すような加工に用
いられる。

【００６１】図１３は円筒状ワークＷ３の外周面への加
工を示す図である。この場合、ワークＷ３は、その一端
部が第１ワーク保持具２１のチャック２１ａによって把
持されると共に、他端部が第２ワーク保持具２２のチャ
ック２２ａに組込んだセンター２５によって支持されて
いる。そして、工具Ｔ１がドリルであれば穴加工が行わ
れ、工具Ｔ１がエンドミルやフライスであれば溝加工や
面加工が行われ、工具Ｔ１が砥石であれば溝や面の研削
が行われることとなり、第１保持具２１のモータ２１ｂ
の作動により適宜ワークＷ３を軸回り（Ｘ軸回り）に回
転させる。

【００６２】このとき、加工位置は、ワークテーブル２
のＸ方向の移動および主軸ヘッド４のＺ方向の移動によ
り制御し、加工深さは、コラム３のＹ方向の移動または
主軸ヘッド４の軸Ｃ方向の移動により制御する。また、
ワークテーブル２のＸ方向の移動とワークＷ３の軸回り
の回動を同期制御することにより、図１４に示すよう
に、エンドミルである工具Ｔ１でワークＷ３の外周面に
ねじれ溝Ｇを形成することができる。

【００６３】図１５は第２ワーク保持具２２で保持した
円筒状ワークＷ３の外周面に研削を行う場合を示す図で
ある。主軸ヘッド４の主軸４ａには、砥石である工具Ｔ
２が取付けてある。この場合には、図１１に示す状態か
らコラム３をＺ軸回りに９０度回動させると共に、コラ
ム３に対して主軸ヘッド４を水平なＰ軸回りに１８０度
回動させる。そして、ワークＷ３の軸方向の加工位置
は、ワークテーブル２のＸ方向の移動または第２保持具
２２のＸ方向の移動により制御し、切り込みは、コラム
３のＹ方向の移動により制御する。

【００６４】また、第２ワーク保持具２２による回転と
コラム３のＹ方向の移動を同期制御することにより、図
１６に示すように、砥石である工具Ｔ２を用いて断面楕
円形状ワークＷ４の外周面の研削も可能である。

【００６５】図１７は、第１ワーク保持具２１で保持し
た段付き円筒状ワークＷ５における段の角部分に研削を
行う場合を示す図である。主軸ヘッド４の主軸４ａに
は、成形砥石である工具Ｔ３が取付けてある。この場合
には、図１５に示す状態からさらにコラム３をＺ軸回り
に４５度回動させる。そして、コラム３のＹ方向の移動
およびワークテーブル２のＸ方向の移動で加工位置およ
び切り込みを制御することによってアンギュラー研削が
行われる。

【００６６】図１８は、第１ワーク保持具２１で保持し
たテーパ付き円筒状ワークＷ６におけるテーパ面Ｓ５に
研削を行う場合を示す図である。主軸ヘッド４の主軸４
ａには、砥石である工具Ｔ２が取付けてある。この場合
には、テーパ面Ｓ５の角度に対応してコラム３をＺ軸回
りに可動させる。そして、主軸ヘッド４の軸Ｃ方向の移
動により加工位置を制御し、コラム３のＹ方向の移動あ
るいはワークテーブル２のＸ方向の移動により切り込み
を制御する。

【００６７】図１９は、両ワーク保持具２１，２２で保
持した棒状ワークＷ７の外周面に切削を行う場合を示す
図である。この場合には、図１１に示す状態から、コラ
ム３をＺ軸回りに１８０度回動させると共に、コラム３
に対して主軸ヘッド４を水平なＰ軸回りに１８０度回動
させ、さらに、主軸ヘッド４の主軸４ａに切削用の工具
Ｔ４を取付ける。そして、ワークＷ７を軸回りに回転さ
せ、コラム３のＹ方向の移動または主軸ヘッド４の軸Ｃ
方向の移動により切り込みを制御すると共に、ワークテ
ーブル２をＸ方向に移動させることにより、ワークＷ７
の外周面を切削する。

【００６８】図２０は、本発明の請求項７に係わる複合
加工装置の一実施例を説明する図である。

【００６９】この実施例の複合加工装置Ｍ４は、ワーク
テーブル２上の第４案内部２３と第２ワーク保持具２２
間に、第４案内部２３によりＸ方向に案内される回転テ
ーブル２６を備えており、回転テーブル２６により、第
２ワーク保持具２２が基台１に対する垂直軸（Ｚ軸）回
りに回動するようになっている。

【００７０】この複合加工装置Ｍ４では、図８と同様の
テーパ付き円筒状ワークＷ６のテーパ面Ｓ５に研削を行
う場合に、主軸ヘッド４の軸Ｃの方向をワークテーブル
２の移動方向であるＸ方向に向けた状態にしておき、第
２ワーク保持具２２によりワークＷ５を把持すると共
に、この第２ワーク保持具２２をテーパ面Ｓ５の角度に
対応してＺ軸回りに回動させることで、テーパ面Ｓ５の
研削が可能となる。

【００７１】図２１は、本発明の請求項８に係わる複合
加工装置の一実施例を説明する図である。

【００７２】この実施例の複合加工装置Ｍ５は、基台１
上の第１案内部５とワークテーブル２の間に、第１案内
部５によりＸ方向に案内される回転テーブル２７を備
え、この回転テーブル２７により、ワークテーブル２が
基台１に対する垂直軸（Ｚ軸）回りに回動するようにな
っている。

【００７３】この複合加工装置Ｍ５では、軸方向の中間
部分にテーパ面Ｓ６を有する円柱状ワークＷ８におい
て、テーパ面Ｓ６の外周面に研削を行う場合、主軸ヘッ
ド４の軸Ｃの方向をワークテーブル２の移動方向である
Ｘ方向に向けた状態にしておき、第１および第２のワー
ク保持具２１，２２でワークＷ８の両端部を保持すると
共に、テーパ面Ｓ６の角度に対応してワークテーブル２
をＺ軸回りに回動させ、さらにはワークＷ８を軸回りに
回転させ、この状態で砥石である工具Ｔ２を用いてテー
パ面Ｓ６の研削を行うこととなる。

【００７４】図２２および図２３は、本発明の請求項９
に係わる複合加工装置の一実施例を説明する図である。

【００７５】この実施例の複合加工装置Ｍ６は、基台１
におけるワークテーブル２の支持面ＳＴと主軸ヘッド４
４の支持面ＳＨとが互いに内向きに傾斜していると共
に、その各傾斜支持面ＳＴ，ＳＨを基準にしてワークテ
ーブル２および主軸ヘッド４４を互いに内向きに傾斜し
た状態に配置しており、両支持面ＳＴ，ＳＨの間に略水
平方向に駆動されるチップコンベア２８を備えている。

【００７６】両支持面ＳＴ，ＳＨは、装置の中心に対し
て互いに内向きに４５度ずつ傾斜しており、直角の位置
関係にある。ワークテーブル２は、支持面ＳＴに設けた
第１案内部５によりＸ方向に移動可能である。主軸ヘッ
ド４４は、支持面ＳＨに設けた第２案内部７によりＹ方
向に移動可能である。また、コンベア２８は、ワークテ
ーブル２の移動方向であるＸ方向に動いている。

【００７７】上記の複合加工装置Ｍ６では、ワークテー
ブル２と主軸ヘッド４４が内向きに傾斜した状態になっ
ているので、主軸ヘッド４４がワークテーブル２の上面
に対向した状態で進退することとなり、ワークテーブル
２と主軸ヘッド４４とが干渉することがなく、また、加
工により発生した切り屑をワークテーブル２と主軸ヘッ
ド４４の間に落下させ、コンベア２８により装置外部に
搬出する。

【００７８】図２４および図２５は、本発明の請求項９
に係わる複合加工装置の他の実施例を説明する図であ
る。

【００７９】この実施例の複合加工装置Ｍ７は、ワーク
テーブル２および主軸ヘッド４の構成が先の図１１に示
す実施例の装置に類似しており、基台１において、ワー
クテーブル２の支持面ＳＴと主軸ヘッド４の支持面ＳＨ
とを互いに内向きに４５度ずつ傾斜させると共に、その
各傾斜支持面ＳＴ，ＳＨを基準にして、ワークテーブル
２と、コラム３および主軸ヘッド４とを互いに内向きに
傾斜した状態に配置しており、両支持面ＳＴ，ＳＨの間
に略水平方向に駆動されるコンベア２８を備えている。
なお、この実施例では、コラム３の回動軸であるＺ軸は
支持面ＳＨに対して垂直である。この複合加工装置Ｍ７
にあっても先の実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００８０】図２６は、本発明の請求項１０に係わる複
合加工装置の一実施例を説明する図である。

【００８１】この実施例の複合加工装置Ｍ８は、コラム
３に、基台１に対して垂直方向に移動する昇降体２９を
設けると共に、昇降体２９に、水平なＰ軸回りに回動す
る中空状の回動体３０を設け、この回動体３０に主軸ヘ
ッド４を設けた構成になっている。昇降体２９は、図１
〜図３に示す実施例の装置と同様に、コラム３の上下方
向にわたるスクリューシャフト１３と、スクリューシャ
フト１３を軸回りに回転させるヘッド昇降用モータ１４
により昇降駆動される。

【００８２】回動体３０は、円筒状の部材であって、一
端部に歯車３０ａが設けてあると共に、他端部にフラン
ジ部３０ｂを一体的に有している。この回動体は、歯車
３０ａが設けてある一端部をコラム３の内側にし、且つ
他端部をコラム３の外側にした状態で昇降体２９に回転
自在に保持してある。歯車３０ａには、昇降体２９に設
けたヘッド回動用モータ１７の出力歯車１７ａが係合し
ている。

【００８３】また、回動体３０のフランジ部３０ｂの端
面には、主軸ヘッド４をその軸Ｃ方向に案内するレール
状の第３案内部１８と、主軸ヘッド４側に係合するスク
リューシャフト３１が平行に設けてあり、スクリューシ
ャフト３１を図示しないモータで軸回りに回転させるこ
とにより、回動体３０に対して主軸ヘッド４をその軸Ｃ
方向に移動させるようになっている。ここで、スクリュ
ーシャフト３１は、回動体３０のフランジ部３０ｂの端
面において、中心から片側に偏った位置に設けてある。

【００８４】上記回動体３０により支持された主軸ヘッ
ド４には、流体軸受けを内蔵したビルトインモータが用
いられる。そして、回動体３０の中空部内には、ビルト
インモータに冷却油や軸受け油を送るための供給管３２
およびビルトインモータから排出された油の排出管３３
が通してある。供給管３２および排出管３３は、コラム
３内において、昇降体２９の動きを妨げないように適当
な緩みをもたせた状態にしてあると共に、コラム３の側
壁に設けた継手３４から外部に導き出され、各油の供給
源およびドレンに接続してある。

【００８５】このように、上記実施例の複合加工装置Ｍ
８では、ビルトインモータを採用しているので、高速で
高精度の加工が可能になり、また、ビルトインモータに
対する油等の供給系が各可動部分の動きを妨げる心配も
まったくない。

【００８６】図２７は、本発明の請求項１２に係わる複
合加工装置の一実施例を説明する図である。

【００８７】図示の複合加工装置Ｍ３は、図１１に示す
実施例の装置と同様の構成を有するものであって、主軸
ヘッド４が正逆回転可能な主軸４ａを備えている。した
がって、複合加工装置Ｍ３は、コラム３において主軸ヘ
ッド４をワークテーブル２側にし、主軸ヘッド４をＰ軸
回りに回動させた際に、１８０度異なる回動位置におい
て主軸４ａの回転方向を変えることにより、ワークＷ３
に対する主軸４ａおよび工具Ｔ２の回転方向を同一にす
ることができる。

【００８８】図２８は、本発明の請求項１３に係わる複
合加工装置の一実施例を説明する図である。

【００８９】図示の複合加工装置Ｍ９は、主軸ヘッド４
の反コラム側の側面に、第２の主軸ヘッド３５を着脱自
在に備えている。第２の主軸ヘッド３５は、その軸方向
を第１の主軸ヘッド４の軸Ｃ方向と平行にし且つ主軸３
５ａも同方向に向けた状態で設けてある。

【００９０】上記の複合加工装置Ｍ９は、コラム３にお
いて主軸ヘッド４をワークテーブル２側にした状態で、
第２の主軸ヘッド３５がさらにワークテーブル２側に突
出することとなる。したがって、例えば第１ワーク保持
具２１に保持された円筒状ワークＷ９に対して、第２主
軸ヘッド３５の主軸３５ａに取付けた工具Ｔ５を用いて
ワークＷ９の内面側の切削あるいは研削が行われる。

【００９１】図２９は、本発明の請求項１４に係わる複
合加工装置の一実施例を説明する図である。

【００９２】図示の複合加工装置Ｍ１０は、前実施例の
装置と同様の構成を備えると共に、主軸ヘッド４に対す
る工具交換装置３６を備えている。工具交換装置３６
は、複数の工具Ｔ６〜Ｔ１０を収容した割出し機構付き
のマガジン３７と、割出し位置にセットした工具と主軸
ヘッド４の工具Ｔ１１とを交換する回動式の交換アーム
３８を備えている。この複合加工装置Ｍ１０では、主軸
ヘッド４の主軸４ａをワークテーブル２の反対側に向け
た状態にして工具の交換が行われる。そして、この複合
加工装置Ｍ１０では、工具交換装置３６の付設により、
全自動化による連続的な複合加工に対応し得ることとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１〜３、１１および１５に係わ
る複合加工装置の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１に示す複合加工装置の正面図である。

【図３】図１に示す複合加工装置のコラム部分の正面断
面図である。

【図４】図１に示す複合加工装置の一加工例を示す要部
の平面図である。

【図５】図１に示す複合加工装置の他の加工例を示す要
部の側面図である。

【図６】図５に示すワークの加工面の正面図である。

【図７】図１に示す複合加工装置のさらに他の加工例を
示す要部の平面図である。

【図８】図１に示す複合加工装置のさらに他の加工例を
示す要部の平面図である。

【図９】図１に示す複合加工装置のさらに他の加工例を
示す要部の正面図である。

【図１０】本発明の請求項４に係わる複合加工装置の一
実施例を示す平面図である。

【図１１】本発明の請求項５および６に係わる複合加工
装置の一実施例を示す平面図である。

【図１２】図１１に示す複合加工装置の正面図である。

【図１３】図１１に示す複合加工装置の一加工例を示す
要部の平面図である。

【図１４】図１３に示すワークの加工部分の正面図であ
る。

【図１５】図１１に示す複合加工装置の他の加工例を示
す要部の平面図である。

【図１６】図１５に示す加工において断面楕円形状のワ
ークと砥石である工具を示す説明図である。

【図１７】図１１に示す複合加工装置のさらに他の加工
例を示す要部の平面図である。

【図１８】図１１に示す複合加工装置のさらに他の加工
例を示す要部の平面図である。

【図１９】図１１に示す複合加工装置のさらに他の加工
例を示す平面図である。

【図２０】本発明の請求項７に係わる複合加工装置の一
実施例を示す平面図である。

【図２１】本発明の請求項８に係わる複合加工装置の一
実施例を示す平面図である。

【図２２】本発明の請求項９に係わる複合加工装置の一
実施例を示す側面図である。

【図２３】図２２に示す複合加工装置の正面図である。

【図２４】本発明の請求項９に係わる複合加工装置の他
の実施例を示す側面図である。

【図２５】図２４に示す複合加工装置の正面図である。

【図２６】本発明の請求項１０に係わる複合加工装置の
一実施例を示すコラム部分の正面断面図である。

【図２７】本発明の請求項１２に係わる複合加工装置の
一実施例を示す平面図である。

【図２８】本発明の請求項１３に係わる複合加工装置の
一実施例を示す平面図である。

【図２９】本発明の請求項１４に係わる複合加工装置の
一実施例を示す平面図である。

【図３０】切削および研削を行う従来の複合加工装置を
示す平面図である。

【符号の説明】

Ｍ１〜Ｍ１０複合加工装置ＳＴワークテーブルの支持面ＳＨ主軸ヘッドの支持面Ｔ１〜Ｔ１１工具Ｗ１〜Ｗ９ワーク１基台２ワークテーブル３コラム４４４主軸ヘッド４ａ主軸２１第１ワーク保持具２２第２ワーク保持具２８コンベア３０中空状の回動体３５第２の主軸ヘッド３６工具交換装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台上に、ワークを載置するワークテー
ブルと、工具を取付ける主軸ヘッドを備え、ワークテー
ブルと主軸ヘッドの間で、互いに直交する３方向および
主軸ヘッドの軸に直交する２本の軸の各軸回り方向の相
対的な移動を可能にしたことを特徴とする複合加工装
置。
【請求項２】基台上に、コラムを水平方向に移動可能
に且つ基台に対する垂直軸回りに回動可能に設けると共
に、コラムに、主軸ヘッドを基台に対する垂直方向に移
動可能に且つ主軸ヘッドの軸に直交する水平軸回りに回
動可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の複合
加工装置。
【請求項３】ワークテーブルが水平方向に移動可能に
設けてあることを特徴とする請求項１または２に記載の
複合加工装置。
【請求項４】ワークテーブルが固定してあることを特
徴とする請求項１または２に記載の複合加工装置。
【請求項５】ワークテーブル上に、第１および第２の
ワーク保持具が対向する状態で近接離間可能に設けてあ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複
合加工装置。
【請求項６】第１および第２のワーク保持具のうち、
少なくとも一方の保持具が保持したワークの回転駆動源
を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の複合加工装置。
【請求項７】第１および第２のワーク保持具のうち、
少なくとも一方の保持具を基台に対する垂直軸回りに回
動可能に設けたことを特徴とする請求項６に記載の複合
加工装置。
【請求項８】ワークテーブルが基台に対する垂直軸回
りに回動可能に設けてあることを特徴とする請求項１〜
７のいずれかに記載の複合加工装置。
【請求項９】基台におけるワークテーブルの支持面と
主軸ヘッドの支持面とが互いに内向きに傾斜していると
共に、その各傾斜支持面を基準にしてワークテーブルお
よび主軸ヘッドを互いに内向きに傾斜した状態に配置
し、両支持面の間に略水平方向に駆動されるコンベアを
備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
の複合加工装置。
【請求項１０】コラムに、基台に対して垂直方向に移
動する昇降体を設けると共に、昇降体に、水平軸回りに
回動する中空状の回動体を設け、この回動体に主軸ヘッ
ドを設けたことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに
記載の複合加工装置。
【請求項１１】コラムに、主軸ヘッドがその軸方向に
移動可能に設けてあることを特徴とする請求項２〜１０
のいずれかに記載の複合加工装置。
【請求項１２】主軸ヘッドが正逆回転可能な主軸を備
えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに
記載の複合加工装置。
【請求項１３】主軸ヘッドが第２の主軸ヘッドを着脱
自在に備えていることを特徴とする請求項１〜１２のい
ずれかに記載の複合加工装置。
【請求項１４】主軸ヘッドに対する工具交換装置を備
えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載
の複合加工装置。
【請求項１５】主軸ヘッドが切削用工具および研削用
工具を各々着脱可能な共通の主軸を備えていることを特
徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の複合加工装
置。