JPS59196102A - 多軸旋盤用案内棒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多軸旋盤のための案内棒装置であって、複数本
の案内管から成る胴を有し、前記案内管のおのおのが機
械加工さるべき１本の棒を流体内で回転可能に支持し、
該俸の後部が前記案内管内に配置されるピストンによっ
て支持されるものに係る。

一般的に言って、今日まで、多軸旋盤については、同じ
能力の単軸旋盤において現在得られる速度と同じ主軸回
転速度を得ることは不可能であった。し、かし７、一方
において切削工具並びにオイルの技術的進歩と、他方に
おいてマーケットの絶対的要求は、主軸回転速度をきわ
めて決定的に増すことを強いる。これはカム付きの在来
型単軸旋盤と数値制御（ＣＮＣ）式単軸旋盤との間で過
去に生じた進歩と同様の進歩である。従って、多軸旋盤
のための案内棒装置の技術的進歩は、将来において現用
機械的装置は多軸旋盤の可能主軸速度にもはや追随し得
ないという事実によって重要な役割りを演じると考えら
れる。多軸旋盤の生産能力は・したがって、案内棒装置
によって実現される改良に大きく依存す・る。本発明の
目的は明確にそのような改良を提供することである。

既知の案内棒装置は複数本の鋼管の胴から成り、俸の送
りは一般的に旋盤の主軸台に位置される送りコレットに
よつ゛て提供される。回転速度が小さいことによって、
外部への騒音を抑圧するために胴の管の周囲に絶縁材料
を配設することにより、または組立体の全体を被榎する
ことにより、回転する俸の振動によって生じる騒音を吸
収することは比較的容易である。しかし、これら音減衰
装置は満足されるものではない。その理由は騒音は振動
の結果として生じるものであることと、たと（へ完全な
音響絶縁手段を設けたとしても棒の振動を抑止すること
はできず、振動は棒に沿ってその機械加工区域に伝達さ
れて表面仕上げを劣化させ且つ切削工具の劣化のみなら
ず規定公差の、保持を困難にすることとに在る。

ドイツ国、）〜ウデトシュラツセ１０３．７０００シユ
タツトガル小８０（？々イヒンゲン）所在のへルマン・
フェルヒ（Ｈｅｒｍａｎ　Ｆ′６ｒｃｈ）社の回報から
、ＰＬＯと呼称されるシステムが知られるが、このシス
テムは、回転する棒の振動を成る程度減衰させるたの油
膜または乳濁液膜を作るために該俸の案内管と機械加工
さるべき棒との間に潤滑を生じさせるため切削油または
乳濁液の使用を許すように在来の案内棒装置を修正する
ことを以て成っている。しかし、そのような装置は、俸
の後部が支持されずまたは定心されず、従って棒は浮動
し、回転時にその案内管の内壁をたたくという事実によ
って不満足である。これによって騒音が生じ、振動が俸
に沿ってそれが機械加工される区域に伝達される。機械
所有者は使用さるべき流体に就ては選択の自由を有せず
、案内棒においては棒の機械加工区域において使用され
るそ汁と同じ油または冷却水を使用することを強制され
る。この１組の条件は完全に一貫性を有しない。そのよ
うな適用において流体力学的支承を提供し得る流体は、
切削工具を冷却するため提供される流体（例えは石けん
水）と同じ特性例えは粘性、乳濁液などを有しない。か
つまた、既知装置の案内管は一般的に機械的溶接構造に
されている。胴の管の内径は旋盤の最大能力の面がら選
択される。従って、要求に基いて内径を選択することは
不可能である。

また、流体力学的支持を実現するためには管の内径を機
械加工さるべき俸の直径と輪郭に適応させることが必要
であり、且つこれを達成されることを望む回転速度の面
から適応させることが必要であることも知られている。

既知装置は既に存在する構造に対して適用されるように
設けられるという事実によって、案内管の前部と後部に
出現する流体を回復することはしはしは困難であり、ま
たは不可能ですらある。

同じ出願人の米国特許＠　Ｓ、Ｎ、　５４０，３８３か
らは、俸の後部をその案内管内において支持するピスト
ンの送りを制御するため液圧分配器を具えた多軸旋盤（
第１図参照）のための案内棒装置が知られる。新らしい
棒が供給さるべきときは、ピストンが後退されて分配器
のハウジング内に完全に収容され、次いで分配器が回転
されて棒を供給さるべき空管に対向して開口を提供し、
そして新らしい棒が前記開口を通じて前記管内に導入さ
れる。しかし、分配器が割出されていない間に各機械加
工運転において割出される胴に前記管が据付けられてい
るという事実によって、ピストンは胴の回転を許す以前
に案内管内に完全に係合されることを保証することが必
要である。そのような装置は次ぎの欠点を有する：装置
によって占有され１　る空間は、胴が割出されるときピ
ストンの損傷の　　゛危険を防ぐためピストンは案内管
内に完全に係合されなくてはならないから最小ではない
。これは俸の後部が少なくともピストンの長さに等しい
距離を以て案内管内に係合されることを保証するため困
難な点検を必要とする。かつまた、案内管はそれ自体回
転可能に取付けられなくてはならない分配器内でピスト
ンのハウジングに対して完全に整合されなくてはならな
い。　　　　　　　　　　　１近代的な多軸旋盤は、今
日、振動と騒音とを抑制するとともに精度を向上させる
ため、近代的ならくごとを要求する。主軸がそれぞれの
切削工具及び遂行さるべき運転の関数として異なる回転
数で回転し得る新式の機械が現れる。

本発明の目的は多軸旋盤のための案内棒であって、既知
装置の欠点を有せず、占有する空間量が削減されそして
新俸供給の自動化を容易ならしめるものを実現すること
である。

前記問題を解決するため、本発明に基く案内棒装置はさ
らに案内管の後端に配列される延長管であって多軸旋盤
の定常作動サイクル間に胴に対し削出され、棒供給時に
おいてピストンに対しノ・ウジングとして役立ちそして
機械加工さるべき新らしい棒が給俸さるべき案内管の開
口に対向する側から導入されるのを許すため各個に横方
向へ撤退され得るものを含む。

本発明に基く案内棒装置は、さらに、主軸の回転速度を
増し且つ多軸旋盤の送りコレットを廃止することを可能
にする利点を有する。

棒が送りピストンによってそれらの後部においがそれぞ
れの管内で少なくともそれらの中央部分において流体力
学的に支持されるという事実によって、振動はきわめて
強力に減じられ、案内棒装置そのものによって発生され
る騒音は、旋盤によって発生されるそれよりも弱い。こ
のことによって、今までまた達成されていない高速度で
回転する多軸旋盤のため高速度で装置を使用することと
、機械加工さるべき部片の精度を向上させることとが可
能にされる。棒供給時に、俸を収容していない管の送り
ピストンは案内管から引出されて対応する延長管内に導
入され、該延長管は、横方向に撤退されて案内管の入口
を解放し、かくして、新らし、い俸が前記案内管の端に
対向する側から提供されて該管内に導入されることを可
能にする。かくのごとき構成は、一方においては、装置
の長さが既知の装置と比較して少なくとも送りピストン
の長さに等しい値（Ｐ）’ｊ’け小さくされることを許
しく第１図参照）、そして他方においては、俸供給の容
易な自動化を可能ならしめ、これら俸は給俸さるべき案
内管の入口に対向して軸方向ではなく横方向に提供され
得る。送りピストンが機械加工さるべき俸の、その案内
管及び旋盤の主軸台内における送りを制御するという事
実によって、多軸旋盤の送りコレットは廃止され得、そ
れによって機械の複雑且つ高価な装置は排除される。

次ぎに添付図面を参照して実施例によってさらに詳細に
本発明を説明する。

第１図は前記既知装置によって占められる空間を示して
いる。給俸時において、長さ■２を有しそしてその案内
管Ｔ内で俸Ｂの後部を普通支持する送りピストンＰは、
管Ｔから後退されて、胴の管Ｔに関して割出しを為され
ない分配器りのハウジング内に導入されなくてはならな
い。長さ禄を有する棒Ｂが、給俸さるべき空の管の反対
側に位置される前記分配器の開口を通じて軸方向に導入
される。俸Ｂの右側の端が、案内管内で分配器りから距
［Ｉ、のところに達するとき、信号が送られて分配器が
回転され、従って、その内部に係合されている送りピス
トンは、新らしい俸を供給されたばかりの管の端に対向
せしめられ、そしてピストンはその後面が装置の割出し
作動が実行される前に管の光分内側に配置されるように
管内に導入されなくてはならない。この時点で、新らし
い棒の左端は多軸旋盤の主軸台のつかみ装置内に位置し
ている。

第２図は、本発明に基く装置か、給俸時に送りざヌトン
１８を入れている延長管１２を含むことを示す。延長管
１２は旋盤の定常作動間に案内管１１に対し７て割出し
を為される。第６図に示されるごとく、給俸時において
、延長管１２は引込められまたしま横方向に＃ｌけられ
、このとき送りピストンは依然その内部に係合した状態
に保たれ、新らし２い俸が案内管１１の解放端に対向し
て横方向にまたは側方から提供されそして前記管内に充
分に差込ま第１ることを可能にする。このとき、俸Ｂの
左端は多軸旋盤の主軸台内に在る。

第１図と第２図とを比較すると、本発明に依る装置は、
送りピストンの長さ丁、に少なくとも等しい量だけ既知
装置よりも短かいことが判る。これは延長管１２が案内
管１１と一緒に割出され、従って給俸動作後、延長管１
２が送りピストンをそのなかに係合されたままその作動
位置に戻されるのに充分であるという事実に基く。装置
の割出し前に前記送りピストン１８を案内管内に差込む
ことは必要でない。

第４Ａ図、第４Ｂ図、第５図及び第６図に依れば、本発
明に基く案内棒装置は、多軸旋盤の後部に結合さるべき
前円板２と、中間円板３と、後円板４とを支持する６本
の軸１を有する胴を有する。

円板３，４は移転可能の案内管１１及びこれら案内管を
延長するため装置の後部に配置される移転可能の延長管
１２を適所に位置決めして保持するために設置されろ。

案内管１１及び延長管１２はし７まり継手２４を有する
摺動リング１３によって定常的に整合されそして互いに
しっかりと拘束されている。これら摺動リングは前記管
１１と１２の対向端部にまたがって位置している。後円
板４は装置全体を多軸旋盤に対して整合させて保持する
図示されていない後支持体に位置する。中間円板３は案
内管内における棒の流体力学的支持を保証するために、
案内管内で回転する機械加工さるべき俸と案内管１１の
内壁との間にパイプ２５ともどし弁２６とを介して分配
器ＩＴから注入され。

る油または液圧流体の分配にも役立つ。

案内管１１は７ランジ１４によって中間円板３に結合さ
れるリング１５と組立てられる。延長管１２は分配器１
７の回転部分５に一端によって取付けられた管状の軸７
を中心として回転し得る連接棒９，１０にカラー１６に
よって暇付けられる。

前記回転部分５は管状の軸Ｔと固着俸６とを介して後円
板４によって回転可能に配設されている。

連接棒１０は延長管１２の後部へ流体を供給するため軸
７と結合される開口を有する。案内管１１と延長管１２
との開の整合、駆動及び緊密な締金は摺動リング１３に
よって達成される。分配器１７によって液圧的に制御さ
れる送りピストン１８は、案内管゛１１または延長管１
２内に差込まれる。この配列は案内管１１と延長管１２
との互換性を促進する。案内管１１を取外すには、フラ
ンジ１４を緩め、管をリング１５及びスリープ２７と共
に装置の前方向に撤退させるだけで充分である。延長管
１２を取外すには、カラー１６を緩めて鎖管を後退させ
るたけで充分である。この特殊構造は管１１と１２の内
径の自由選択を保証し、このことは機械加工さるべき俸
の全ての現存する直径と輪郭とにおいて本装置の適用を
容易ならしめ、それによって全ての場合において案内管
内の棒の流体力学的支持体の形成を保証する。

油圧分配器１７は複数個の圧力給源を有する図示されて
いない独立しだ液圧グループに接続された固定部分８と
、管状の軸７及び固着俸６とに結合された回転部分５と
を有する。該分配器１７はそれに供給された流体を、一
方においては、案内管１１とこれら管内に係合された機
械加工さるべき回転する棒との間に、管状の軸７、パイ
プ２５及びもどし弁２６によって分配し、他方において
は、延長管１２の後部に管状の軸７と連接棒１０の開口
とによって分配し以て案内管１１及び多軸旋盤の主軸台
の内部における機械加工さるべき俸の送りを前記送りピ
ストン１８を介して制御する機能を有する。説明された
実施例において、流体の供給は２個の圧力給源によって
実現される。第１の給源は開口１９へ流体を供給し、そ
れは給俸位置に配置される管の供給に対応する。第２の
給源は開口２０へ流木を供給し、それは中間の円形溝２
８（第８図）を介して胴の全ての他の管へ流体を分配す
る。

本装置の基本的要素は以上において説明された。

次ぎに、装置の作動について検討する。定常作動サイク
ルの場合、１本の俸が胴の案内管のおのおのの内部に係
合され、これら管は摺動リング１３によって延長管１２
と整合して保持されており、該摺動１ングは同時、に案
内管１１と延長ｗ１２との間の締め合わせを保証する。

分配器１７の開口１９．２０は液圧グループによって給
送される流体の圧力下におかれる。全ての送りピストン
１８は、それらの後部に作用する流体の圧力の故に、機
械加工さるべき棒の後面に対し圧接する。旋盤は自動的
サイクルで働らく。即ち、多軸旋盤によって駆動される
胴の割出しと、主軸台のつかみ装置Ｕの開放時における
送りピストン１８の押し運動によって生じる俸の送りが
各機誠加工作動において生じる。前記サイクルは棒の１
木が゛完全に機械加工されるまで続く。この時点におい
て、旋盤は停止しく割出しはもはや行なわれない）そし
て機械加工さるべき材料の無いことを示す信号が送出さ
れる。従って機械加工さるべき新らしい棒を棒無しの案
内管内に差込むことが必要である。このため、分配器１
７の開口１９は真空下に置かれ、それによってピストン
１８は棒無しの案内管から後退される。その他の案内管
は開口２０へ供給される流体の圧力下にとどまる。俸無
しの案内管内の送りピストン１８は対応する延長管１２
内に完全に入り、その後面はストッパ２１に当接し、そ
して図示されていない変換器が該送りピストン１８のこ
の特定位置を示す信号を送出する。この信号を受取ると
ともに、摺動リング１３が延長管１２に沿って後方へ移
転されて案内管１１を解放し、それによって延長管１２
は摺動リンク″１３、＠７に結合された連接棒９，１０
及び延長管１２内に係合した送りピストン１８と一緒に
軸γを回って側方へ枢動して第７図に示される位置に移
ることを可能にされる。従って、給棒位置に在る案内管
の入口は開放され、機械加工さるべき新らしい棒が側方
から該入口の前方にそれと対向するように提供されて案
内管１１内に完全に導入され得る。次いで延長管１２し
ま案内管１１と整合するように戻され、そして案内管１
１と延長管１２は、摺動リング１３が前方へ移転されて
前記管１１゜１２の端部にまたがって位置するその作用
位置に在るとき互いにボルト締めされる。

本発明に基く装置は棒の自動供給を許す。このまため（
第４Ｂ図及び第７図）、摺動リング１３の軸方向移転が
、送りピストン１８が延長管１２に充分係合されるとき
送出される信号に反応して制御シリンダ２２によって生
起され、そして軸７を中心とする延長管１２の回転が第
２の制御シリンダ２３によって生起される。従って、市
販の在来型の俸送り装置から、多軸旋盤の完全自動給棒
が容易に実現され得る。

本発明に基く装置の有する利点は、多軸旋盤の主軸台に
通常取付けられる送りコレットを不必要にすることであ
る。その理由は、棒の送りが送りピストンによって既に
制御されているからである。

このことは次ぎの理由によってきわめて望ましい：送り
コレットは複雑且つ高価な機械要素である。

棒の各前進運動における棒上の元応力を有する送りコレ
ットの軸方向の単振は棒にしるしを残し、そして送りコ
レットの塵耗を生じ、従って送りコレットは調整または
交換されなくてはならない。

送°リコレットは機械加工さるべき棒の決定された直径
に対して設計されており、従ってそれらは棒径が変更さ
れるたびに取換えられなくてはならず、それは時間のか
かる作業であり且つ相当な工具費用になる。送りコレッ
トは主軸台の最大能力を直径において１２〜１６ａｍに
減じ、そしてこれら送りコレットが元応力を生じさせら
れている事実によって、新しい俸の差込みは、送りコレ
ットを開くにはその後部に対して相当大きな力が必要と
されるから問題になる。

多軸旋盤の送りコレットの廃止の利点としては、主軸台
の最大実用能力の増加、きわめて高価な機構の廃止、工
具経費の節減、調整時間及び整備の削減、及び棒上の縦
方向ひっかき傷の抑制が挙げられる。

前書きにおいて挙げた既知装置（米国特許願Ｓ、Ｎ、　
５４０３８３　）と比べると、本発明は次ぎの利点を有
する。

棒はその後面が案内管１１にちょうど係合するまで案内
管１１内に差込まれることを要するに過ぎないが、既知
装置においては、棒（まその後面が案内管１１の入口か
ら少なくとも送りピストンの長さと同じ距離に在るよう
に係合されることが必要であり、そのことは送りピスト
ンの後部が案内管内に完全に挿入されていることを確認
する回船な点検を必要とする。延長管は胴に対して割出
されるから案内管と延長管との間において送りピストン
が損傷するおそれはない。送りピストンの通過に関して
案内管と分配器固定部分との間の整合について何らの問
題も存在しない。流体の分配器は比較的小さく、送りピ
ストンのための）・ウジングを有しないから、簡単化さ
れた構造である。また、前記固定部−分は旋回を必要と
しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知案内棒装置によって占有される空間を示す
概略図；第２図は本発明に依る案内棒装置によって占有
される空間を示す概略図；第６図は延長管を横方向に撤
退された第２図の装置の概略同；第４Ａ図は第７図の■
−ＩＶ絣に沿って取られた装置前部の横断面図；第４Ｂ
図は第７図の■−ＩＶ線に沿って取られた装置後部の横
断面図；第５図は第４Ａ図のＶ−Ｖ線に沿って取られた
装置横断面図；第６図は第４Ｂ図のＶＩ　−ＶＩ線に沿
って取られた装置横断面図；第７図しま給棒位置におけ
る装置の第４Ｂ図のＶｌ　−ＶＩ線に沿って取られた横
断面図：第８図は分配器の固定部分の上面図である。 図面上Ｂは「捧」、；　１は「軸」、；２は「前円助；
、３は「中間円板」　；４は「後円板」　；５は「回転
部分」　；６は「固着部」　；Ｔは「軸」　；８は「固
定部分」　；９は「連接棒」；１０は「連接棒」；１１
は「案内管」　；１２は「延長管」　；１３は「摺動リ
ングｊ　　；１４は「フランジｊ　　；１５は「リング
」　；１６は「カラー」　；１７しま「分配管」；１８
は「送りピストンｊ；１９，２０は「開口」；２１は「
ストッパｊ　　；２２，２３は「制御シリンダ」　；２
４は「しまり継手」　；２５は「パイプ」；２６は「も
どり管」　；２７は「スリーブ」；２８は「溝」を示す
。 代理人　浅　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　複数本の案内管から成る胴を有し、前記管の
   おのおのが機械加工さるべき俸を流体内で回転自在に支
   持し、前記棒の後部が前記案内管内に位置される送りピ
   ストンによって支持される多軸旋盤用の案内棒装置にお
   いて、前記案内管の後端に配置された延長管を有し、該
   延長管か、多軸旋盤の定常作動サイクル間に前記胴に対
   して割出され、そして機械加工さるべき新らしい棒を案
   内管に供給する時に前記送りピストンのためのハウジン
   グと［２て鋤もき、そして給、俸さるべき前記案内管に
   対向して横方向に前記性らしい棒が配達されることを許
   ずよ５に各ｆｌｆｆｉ　Ｋ横方向に引込められ得る多軸
   旋盤用の案内棒装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の案内棒装置において
   、前記案内管の内壁と機械加工さるべき前記棒との間と
   案内管内の前記送りピストンの送りを制御するため前記
   送りピストンの後部に圧力下の前記流体を分配するため
   の分配器を含む多軸旋盤用の案内棒装置。− （３）特許請求の範囲第２項記載の案内棒装置において
   、機械加工さるべき前記棒の送りかもっばら前記送りピ
   ストンによって生じる多軸旋盤用の案内棒装置。 （４）特許請求の範囲第２項記載の案内棒装置において
   、前記分配器が、それぞれ前記案内管にそれらの作動位
   置及びそれらの給俸位置において圧力を供給する少なく
   とも１個の圧力給源に接続され得る多軸旋盤用の案内棒
   ５装置。 （５）特許請求の範囲第４項記載の案内棒装置において
   、前記分配器が、・複数１固の送りピストンに対して圧
   力を分配しそして同時に前記案内管の内壁と機械加工さ
   るべき俸との間に流体を供給する複数のパイプに供給す
   ることを前舵にする単一の入口を有する少なくとも１個
   の分配ハウジングを含む多軸旋盤用の案内棒装置。 （６）特許請求の範囲第一２項記載の案内棒装置におい
   て、前記分配器が前記胴と一体にされた回転部分と、各
   入口によって圧力給源と接続された固定部分とを含む多
   軸旋盤用の案内棒装置。 （７）特許請求の範囲第１項記載の案内棒装置において
   、摺動リングが対応する案内管と延長管の端部にそれら
   管の整合と緊密な締金とを生じさせるようにまたがって
   位置し、該摺動リングが給棒時に延長管に沿って軸方向
   に移転され得る多軸旋盤用の案内棒装置。 （８）特許請求の範囲第１項記載の案内棒装置において
   、前記延長管が連接棒によって筒状の軸に取付げられ、
   給俸時に該軸を中心として揺動して横方向に変位されそ
   れによって対応案内管の後端を解放し得る多軸旋盤用の
   案内棒装置。 （９）特許請求の範囲第８項記載の案内棒装置において
   、前記連接棒が、前記分配器と前記送り２ストンの後部
   との間に流体を供給させるために前記筒状の軸を前記延
   長管に結合する開口を有する多軸旋盤用の案内棒装置。 ００）特許請求の範囲第１項記載の案内棒装置において
   、摺動リングが対応する案内管と延長管の端部にそれら
   管の整合と緊密な締金とを生じさせるようにまたがって
   位置し、該摺動リングが給俸時に延長管に沿って軸方向
   に移転され得、前記延長管が連接棒によって筒状の軸に
   取付けられ、結俸時に該軸を中心として揺動して横方向
   に変位されそれによって対応案内管の後端を解放するよ
   うにされ、さらに延長管の後部分に位置されたストッパ
   に前記送りピストンが接触していることを示す信号に反
   応して前記摺動リングの移転を制御する第１のシリンダ
   と、前記案内管に対する機械加工さるべき棒の自動的供
   給を許すため前記筒状の軸を中心とする前記延長管の揺
   動を制御する第２のシリンダとを有する多軸旋盤用の案
   内棒装置。 ０１）特許請求の範囲第１項記載の案内棒装置において
   、前記案内管と延長管が取外し自在であり、したがって
   、装置が異なる直径の管を取付け−られることを許し、
   取外し及びそれぞれ１本の管に代る設定がそれぞれ液圧
   管の開口の閉鎖を生じさせる多軸旋盤用の案内棒装置。