JPH1148018A - フライス盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークテーブルに複数種類のバイトその他の
工具を装着した取付治具を取り付け、被加工物を回転さ
せることにより高精度加工を行う、旋盤の機能を兼ね備
えたフライス盤を提供する。 【解決手段】 一端に被加工物を支持して回転する主軸
３０の昇降運動と、複数種類の加工工具を装着した工具
取付治具５０，５１が固定されたワークテーブル４０の
水平面内での運動により、被加工物を所望の形状に加工
する。ワークテーブル４０を移動制御することによるフ
ライス盤としての機能と、被加工物Ｗを回転させて丸物
加工を行う旋盤の機能とを兼ね備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具取付治具を装
着して構成された、旋盤の機能を兼ね備えたフライス盤
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金型等を製作するために、高
精度加工を実現するフライス盤が汎用されている。しか
し、金型に取り付けられる丸物コアーのような加工は、
旋盤等の丸物加工専用の工作機械を使用するのが普通で
ある。工具側が回転するフライス盤でこのような丸物を
製作することは非常に効率が悪いからである。このた
め、一般的には丸物部品のみ外注へ製作依頼するか、若
しくは高価な旋盤を購入して丸物加工を別工程で行う必
要があった。

【０００３】しかしながら、上記のように外注に出す場
合には、納期の関係で支障をきたすことが多く、また、
高価な旋盤を購入するとなると経済上の負担が大きいと
いった問題があった。そこで、上記問題を解決するもの
として、実開平２−１１７８０１号公報において、ＮＣ
フライス盤で丸棒外周等の丸削りを行い、ＮＣ旋盤等の
高価な装置がなくとも緊急時に内作で対処可能なＮＣフ
ライス盤におけるテーブル取付用切削工具について開示
されている。これは、上面中央に基準面を形成させた刃
物台の両端にバイトとダイヤルゲージを立設し、この刃
物台をＮＣフライス盤のテーブルにセットするために必
要なＴスロットナット，ボルト及び溝用ガイド部材を刃
物台の下方に設けたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような切
削工具を取り付けることは、簡易な加工における応急的
な処置としては有効であるが、複雑形状の被加工物を加
工するために、複数種類のバイトその他の工具を使用す
る連続した作業を必要とする場合には適用できない。

【０００５】本発明は、ワークテーブルに複数種類のバ
イトその他の工具を装着した取付治具を取り付け、被加
工物を回転させることにより高精度加工を行うフライス
盤、特に、旋盤の機能を兼ね備えたフライス盤を提供す
ることにより、フライス盤による加工能率の向上と加工
コストの削減を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
に鑑みて、本発明に係るフライス盤は、被加工物を把持
可能なチャックを支持する主軸と、該主軸の軸線に平行
に延びるガイドレールを有するコラムに対して、摺動可
能に支持され、上記主軸を回転自在に支持する主軸ヘッ
ドと、複数種類の工具を装着した少なくとも一つの工具
取付治具を固定したワークテーブルと、該ワークテーブ
ルを主軸の軸線に垂直な面内で互いに直交する２方向に
摺動させるためのテーブル移動手段とを備え、上記ワー
クテーブルの移動を制御することにより上記工具取付治
具に装着された所望の工具を選択し、上記チャックに把
持された被加工物を所望の形状に加工可能としたことを
特徴とする。

【０００７】本発明は、一般のフライス盤において、工
具と被加工物の配置を入れ替えた態様を有し、ワークテ
ーブルに複数種類のバイトその他の工具を装着した取付
治具を取り付け、被加工物を回転させることにより高精
度加工を行う。ワークテーブルを移動制御するフライス
盤としての機能と、被加工物を回転することにより、容
易に丸物加工を行う旋盤の機能とを兼ね備える。このた
め、加工工程によってフライス盤と旋盤とを使い分ける
必要がなく、フライス盤のみによる加工能率の向上と加
工コストの削減を図ることができる。

【０００８】具体的には、上記工具取付治具の少なくと
も一つには、複数種類のバイトが水平に装着されたこと
を特徴とするものでもよい。あるいは、上記工具取付治
具の少なくとも一つには、複数の穴あけ工具用の工具ホ
ルダが装着され、該工具ホルダに相互に交換可能な穴あ
け工具を装着可能としたことを特徴とするものでもよ
い。

【０００９】このように、各種の工具を装着しておくこ
とにより、様々な態様の加工が可能となる。また、上記
フライス盤は、制御装置を有するＮＣフライス盤に適用
させてもよく、その場合、上記該ＮＣフライス盤は、上
記チャックに替えて、上記主軸に上記工具の刃先位置を
検出するための位置検出センサを取りつけ、該位置検出
センサと上記工具取付治具に装着された工具の刃先との
接触により、該工具の刃先の初期位置を検出して該刃先
の位置を制御プログラムに入力することを特徴とするも
のでもよい。

【００１０】上記ＮＣフライス盤によれば、制御装置の
ＮＣプログラムにおいて設定された座標系により許容さ
れる最大個数までのバイトその他の工具を工具取付治具
にセットすることができる。また、マシニングセンタに
おいて、通常工具交換として使用されるツールポットを
被加工物の収納用に適用すれば、ツールポット数だけの
被加工物がセットでき、無人加工することも可能であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を一層
明確にするため、本発明の好適な実施例を図面と共に説
明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に
何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属
する限り、種々の態様で実施できることはいうまでもな
い。

【００１２】図１は本実施例に係るフライス盤の外観を
示す正面図であり、図２はその側面図、図３はフライス
盤のワークテーブルに本実施例の工具取付治具が装着さ
れた状態を示す図、図４及び図５は本実施例に用いられ
る工具取付治具の斜視図、図６は主軸ヘッドの部分切欠
き側面図、図７はフライス盤の主軸に被加工物Ｗを取り
付けた状態を示した説明図である。

【００１３】図１に示すように、本実施例に係るフライ
ス盤は、ＮＣフライス盤１であり、一端に被加工物を支
持して回転するための主軸３０（図６参照）及び該主軸
３０を収納する主軸ヘッド３５、該主軸ヘッド３５を保
持し、主軸ヘッド３５の昇降のガイドとなるコラム２
０、複数種類の加工工具を装着した工具取付治具５０，
５１、該工具取付治具を固定するためのワークテーブル
４０、ワークテーブル４０の水平面の移動をつかさどる
テーブル移動手段としてのＸ軸スライド１３及びＹ軸ス
ライド１７等により構成される。以下詳細について説明
する。

【００１４】図１に示すように、基台２上に設けられた
ベース１０の上面にはＸ軸方向（水平方向）に延びる一
対のガイドレール１１が設けられ、Ｘ軸スライド１３を
Ｘ軸方向に摺動可能に支持している。このＸ軸スライド
１３には、Ｘ軸方向駆動モータ１９により回転させられ
るボールねじに螺合するナット（図示せず）が装着され
ている。上記Ｘ軸スライド１３は、Ｘ軸方向駆動モータ
１９の駆動により、Ｘ軸方向に移動される。

【００１５】図２に示すように、上記Ｘ軸スライド１３
上面には、Ｙ軸方向（水平面内においてＸ軸と直交する
方向）に延びる一対のガイドレール１５が設けられ、Ｙ
軸スライド１７をＹ軸方向に摺動可能に支持している。
このＹ軸スライド１７には、Ｙ軸方向駆動モータ１８に
より回転させられるボールねじ１２に螺合するナット１
４が装着されている。上記Ｙ軸スライド１７は、Ｙ軸方
向駆動モータ１８の駆動により、Ｙ軸方向に移動され
る。該Ｙ軸スライド１７の上面には上記ワークテーブル
４０が固定されている。上記Ｘ軸スライド１３及びＹ軸
スライド１７の移動を制御することによって、ワークテ
ーブル４０の水平面内での位置が決定される。

【００１６】上記ベース２上にはコラム２０が直立して
固定されており、コラム２０の前面には、Ｚ軸方向（上
下方向）に延びる一対のリニアガイド２２が設けられ、
主軸ヘッド３５をＺ軸方向に摺動可能に支持している。
この主軸ヘッド３５には、Ｚ軸方向駆動モータ２３によ
り回転させられるボールねじに螺合するナット２６が装
着されている。上記主軸ヘッド３５は、Ｚ軸方向駆動モ
ータ２３の駆動により、上下方向に移動される。主軸ヘ
ッド３５前部には、Ｚ軸方向に延びる主軸３０が収納さ
れており（図６参照）、該主軸３０は、下端部に被加工
物Ｗを把持したチャック４１を装着し、主軸ヘッド３５
上部に設けられた駆動モータ３８によって回転駆動され
る。

【００１７】図３に示すように、ワークテーブル４０上
には工具取付治具５０，５１が取り付けられている。ワ
ークテーブル４０上面に設けられたガイド溝６１には、
公知のＴスロットナットＴＮが複数配置されており（図
１参照）、上記工具取付治具５０，５１のベース５２，
５３（後述する）に設けられた複数の段付穴６３，６４
にボルト８１，８２が挿通され、該Ｔスロットナットと
緊締されることにより、工具取付治具５０，５１がワー
クテーブル４０に固定されている。

【００１８】なお、上記ワークテーブル４０上の工具取
付治具５０，５１の取付方向は、図３に示す取付方向に
限られず、図３の状態から９０゜あるいは１８０゜回転
移動した方向に取り付けてもよい。例えば、工具取付治
具５０に取り付けられた後述するバイトが、Ｘ軸方向
（図１参照）に平行になるように取り付けてもよい。

【００１９】図４に示すように、工具取付治具５１は、
板状のベース５３の一端に近接した上面に工具固定部材
５５が一体的に立設されている。該工具固定部材５５の
上記一端に面する側面はベース５３の上面に対して垂直
になっており、その略長方形状の水平断面はベース５３
側に近接するほど大きくなっている。工具固定部材５５
の上記一端側の面には、バイトを挿入固定するための複
数のガイド溝５７が鉛直上方に延びている。該ガイド溝
５７には、異なった種類のバイト７１，７３，７５がそ
れぞれ一つのガイド溝５７を隔てて挿入されている。上
記各バイトに挟まれた各ガイド溝５７の片側の側面には
隣接するバイトに近接する方向に小さくなる段付穴８４
が複数設けられ、各段付穴８４の小穴にはボルト用のネ
ジが切られている。また、工具固定部材５５の一側面に
も上記段付穴８４が設けられている。上記各段付穴８４
に六角穴付ボルト（以下単に「ボルト」と称す）９２を
挿入して六角レンチを用いて緊締し、該ボルト９２の先
端面で上記各バイトの側面を押圧することにより、上記
各バイトは、その各々が挿入されたガイド溝に固定され
る。各バイトは、上記各ガイド溝に沿ってスライドさせ
ることができるため、刃先の高さを所定量調節すること
が可能である。

【００２０】なお、上記では、段付穴８４及びこれに螺
合する六角ボルト９２を使用したが、段がなく、内周に
ネジを切った貫通孔に六角穴付止めネジ螺合し、該六角
穴付止めネジの緊締により上記各バイトを固定する構成
としてもよい。また、ベース５３上面の他端に近接する
位置には、穴あけ加工工具用の工具ホルダ７７，７９が
立設されている。該各工具ホルダ７７，７９は、その上
部に穴あけ工具を挿入するための雌ねじが切られた挿入
孔７７ａ，７９ａが設けられている。上記挿通孔７７
ａ，７９ａには、穴あけ加工工具としてのドリル７７Ｔ
及びエンドミル７９Ｔが螺合固定されている。すなわ
ち、上記各穴あけ加工工具の一端には装着部７７ｂ，７
９ｂが設けられており、該装着部の下部外周に上記雌ね
じに螺合する雄ねじが切られている。また、上記ドリル
７７Ｔ及びエンドミル７９Ｔは、相互に交換可能であ
る。すなわち、本実施例においては、上記工具ホルダ７
７，７９に固定され得る複数種類の穴あけ工具が用意さ
れており（例えば、タップや、径の異なるドリルやエン
ドミル等）、これらがいずれも交換装着可能に構成され
ている。なお、上記において、各工具ホルダと各穴あけ
加工工具とを螺合固定しているが、はめ込み嵌合等その
他の接合形態をとってもよいことはもちろんである。

【００２１】また、図５に示すように、工具取付治具５
０は、板状のベース５２上面に支持部材５４が立設さ
れ、該支持部材５４上面に長方形状の工具固定部材５６
が水平に設けられたものである。なお、支持部材５４の
水平断面はベース５２側に近接するほど大きくなってい
る。工具固定部材５６の上端面には、バイトを挿入固定
するための複数のガイド溝５８が水平に設けられてい
る。該ガイド溝５８には、異なった種類のバイト７２，
７４，７６がそれぞれ一つのガイド溝５８を隔てて挿入
されている。上記バイトに挟まれた各ガイド溝５８の片
側の側面には隣接するバイトに近接する方向に小さくな
る段付穴８６が複数設けられ、各段付穴８４の小穴には
ボルト用のネジが切られている。また、工具固定部材５
６の一側面にも段付穴８４が設けられている。上記各段
付穴８６にボルト９６を挿入緊締し、該ボルト９６の先
端面で上記各バイトの側面を押圧することにより、各バ
イトは、その各々が挿入されたガイド溝に固定されてい
る。各バイトは、上記各ガイド溝に沿ってスライドさせ
ることができるため、工具固定部材５６の側面から各バ
イトの刃先が延出する長さを所定量調節することが可能
である。

【００２２】なお、上記では、段付穴８６及びこれに螺
合する六角ボルト９６を使用したが、段がなく、内周に
ネジを切った貫通孔に六角穴付止めネジを螺合し、該六
角穴付止めネジの緊締により上記各バイトを固定する構
成としてもよい。図６に主軸ヘッド３５の部分切欠き側
面図を示すように、主軸ヘッド３５内部には、駆動モー
タ３８に接続された駆動軸３２、該駆動軸３２に平行に
設けられたパラレル軸３４及び下端にチャック装着部を
有する主軸３０が、それぞれ図示しない軸受けを介して
支承されている。上記駆動軸３２上部にはギヤ９４が装
着され、パラレル軸３４の上部には該ギヤ９４に歯合す
るギヤ９６が設けられている。また、パラレル軸３４の
中央部にはギヤ９８が装着され、主軸３０の中央部に
は、上記ギヤ９８に歯合するギヤ９２が設けられてい
る。

【００２３】上記駆動モータ３８が駆動され、駆動軸３
２が回転すると、上記ギヤ９４がギヤ９６を介してパラ
レル軸３４に回転を伝え、該パラレル軸の回転が、ギヤ
９８によりギヤ９２に伝えられ、主軸３０が回転する。
中空円筒形状の主軸３０は、下端に後述するチャック４
１に装着されたアーバ４５の挿通を許容する裁頭円錐形
状の開口部として形成されたワーク装着部３０ａを有
し、主軸３０の上方に設けられたアクチュエータ３６の
操作による公知のコレット方式によってチャック４１が
装着されたアーバ４５を着脱可能に支持し得るように構
成されている。

【００２４】本実施例のＮＣフライス盤１は、被加工物
Ｗを回転させる形式のものであり、被加工物Ｗは、公知
のチャック４１に備えられた爪４２に挟持される。図７
に示すように、チャック４１の上部には、テーパシャン
クからなるアーバ４５が螺合装着されている。チャック
４１及びアーバ４５の中央には各々同径の挿通孔４１
ａ，４５ａが設けられ、アーバの上端から上記挿通孔の
内径にほぼ等しい外径を有する芯材４３を上記挿通孔４
１ａ，４５ａに挿通することにより、心出しを行ってい
る。

【００２５】図８に本実施例に用いられるバイトの刃先
位置を検出するための工具位置検出センサ４６を示す。
これは、上記アーバ４５に図９に示す工具位置検出部材
４７を装着し、その平面４６ａ上に市販の接触センサ４
８を取り付けたものである。図９に示すように、工具位
置検出部材４７は円筒部材とそれより径の大きい円柱部
材とを同一軸線を有するように接合し、その接合面に近
接する部分に上記円柱部材の円柱を残して、そこから該
円柱部材の先端までの半円筒を切り取った形状を有す
る。この切り取ってできた平面４６ａには中心位置を割
り出すため、軸線に沿ったケガキ線４７ａが設けられて
いる。

【００２６】以下に、本実施例に用いられる刃先位置検
出方法について説明する。各バイトの刃先位置の検出
は、図８の状態で、工具検出センサ４６をその平面４６
ａがＸ方向（図１参照）に対し垂直となるように主軸を
回転させる。そしてこの状態で、位置を検出しようとす
るバイトの刃先高さまで主軸を下降させた後、ワークテ
ーブル４０をＸ方向に移動して上記接触センサ４８がバ
イトの刃先に接触した位置で停止させる。このとき接触
したＸ方向の位置が、ＮＣフライス盤１の図示しない制
御装置のＮＣプログラムが読み出し可能な記憶領域にワ
ーク座標系として入力される。同様に、工具検出部材４
７をその平面４６ａがＹ方向（図２参照）に対し垂直と
なるように主軸をある角度だけ回転させた状態で、ワー
クテーブル４０をＹ方向に移動して上記接触センサ４８
をバイトの刃先に接触させる。そして、このとき接触し
たＹ方向の位置が、上記記憶装置に入力される。なお、
Ｚ方向の位置は、各被加工物Ｗを装着後、加工前の該被
加工物そのものの底面を基準位置として入力される。

【００２７】本発明のＮＣフライス盤１によれば、ワー
クテーブル４０を移動制御することによるＮＣフライス
盤としての機能と、被加工物Ｗを回転することにより、
容易に丸物加工を行うＮＣ旋盤の機能とを兼ね備えるこ
とができる。このため、加工工程によってＮＣフライス
盤とＮＣ旋盤とを使い分ける必要がなく、ＮＣフライス
盤のみによる加工能率の向上と加工コストの削減を図る
ことができる。

【００２８】また、制御装置のＮＣプログラムにおいて
設定された座標系により許容される最大個数までのバイ
トその他の工具を工具取付治具にセットすることができ
る。更に、マシニングセンタにおいて、通常工具交換と
して使用されるツールポットを被加工物の収納用に適用
すれば、ツールポット数だけの被加工物がセットでき、
無人加工することも可能である。

【００２９】なお、本実施例では、縦型のＮＣフライス
盤を使用したが、横型のＮＣフライス盤を適用させても
よい。また、２つの工具取付治具５０，５１を装着した
が、ワークテーブル４０にあわせた個数の工具装着治具
を装着してもよい。更に、工具装着治具の形状について
は上記のものに限られず、被加工物の大きさや長さにあ
わせて種々の形状をとり得ることはいうまでもない。

【００３０】また、本実施例においては、ＮＣフライス
盤を使用したが、数値制御を伴わないフライス盤に適用
させてもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るフライス盤の外観を示
す正面図である。

【図２】 本発明の実施例に係るフライス盤の外観を示
す側面図である。

【図３】 フライス盤のワークテーブルに本実施例の工
具取付治具が装着された状態を示す図である。

【図４】 本実施例に用いられる工具取付治具の斜視図
である。

【図５】 本実施例に用いられる工具取付治具の斜視図
である。

【図６】 本実施例の主軸ヘッドの部分切欠き側面図で
ある。

【図７】 本実施例のフライス盤の主軸に被加工物が取
り付けられた状態を示した説明図である。

【図８】 本実施例のフライス盤の主軸に工具位置検出
装置が取り付けられた状態を示した説明図である。

【図９】 本実施例の工具位置検出装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１・・・ＮＣフライス盤、２０・・・コラム、 ３０・
・・主軸、３０ａ・・・ワーク装着部、 ３２・・・駆
動軸、３５・・・主軸ヘッド、 ３６・・・アクチュエ
ータ、３８・・・駆動モータ、 ４０・・・ワークテー
ブル、４１・・・チャック、 ４５・・・アーバ、４６
・・・工具検出センサ、 ４７・・・工具位置検出部
材、４８・・・接触センサ、 ５０・・・工具取付治
具、５１・・・工具取付治具、 ５４・・・支持部材、
５５・・・工具固定部材、 ５６・・・工具固定部材、
７７・・・工具ホルダ、 ７７ａ・・・挿入孔、７７ｂ
・・・装着部、 ＴＮ・・・Ｔスロットナット、Ｗ・・
・被加工物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を把持可能なチャックを支持す
   る主軸と、 該主軸の軸線に平行に延びるガイドレールを有するコラ
   ムに対して、摺動可能に支持され、前記主軸を回転自在
   に支持する主軸ヘッドと、 複数種類の工具を装着した少なくとも一つの工具取付治
   具を固定したワークテーブルと、 該ワークテーブルを主軸の軸線に垂直な面内で互いに直
   交する２方向に摺動させるためのテーブル移動手段と、
   を備え、 前記ワークテーブルの移動を制御することにより前記工
   具取付治具に装着された所望の工具を選択し、前記チャ
   ックに把持された被加工物を所望の形状に加工可能とし
   たことを特徴とするフライス盤。
2. 【請求項２】 前記工具取付治具の少なくとも一つに
   は、複数種類のバイトが水平に装着されたことを特徴と
   する請求項１記載のフライス盤。
3. 【請求項３】 前記工具取付治具の少なくとも一つに
   は、複数の穴あけ工具用の工具ホルダが装着され、該工
   具ホルダに相互に交換可能な穴あけ工具を装着可能とし
   たことを特徴とする請求項１記載のフライス盤。
4. 【請求項４】 前記フライス盤は、制御装置を有するＮ
   Ｃフライス盤であることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載のフライス盤。
5. 【請求項５】 前記チャックに替えて、前記主軸に前記
   工具の刃先位置を検出するための位置検出センサを取り
   つけ、該位置検出センサと前記工具取付治具に装着され
   た工具の刃先との接触により該工具の刃先位置を検出
   し、該刃先位置を制御装置のＮＣプログラムが読みとり
   可能な記憶領域に入力可能としたことを特徴とする請求
   項４記載のフライス盤。