JPS61284364A - 切削加工装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、孔あけ加工等の切削加工に用いられるクイ
ルフィード式スピンドルユニットに関する。

従来の技術 クイルフィード式スピンドルユニットの１つとして例え
ば第６図に示すようなドリリングユニットがある。

これは同図から明らかなように、ケース１内には軸方向
に移動可能なりイル２が配設されており、さらにクイル
２には先端にドリル３を有するスピンドル４が内挿され
ている。スピンドル４の後端部には補助スピンドル５が
あり、これらスピンドル４と補助スピンドル５とはスプ
ライン部４ａにおいてスプライン結合されている。した
がって、スピンドル４と補助スピンドル５とは一体とな
って回転するものの、軸方向には相対移動可能である。

つまり、補助スピンドル５にはプーリ６．７およびＶベ
ルト８を介してモータ９の出力が伝達され、これにより
補助スピンドル５とスピンビル４とが一体となって回転
する。

ケース１にはスピンドル４と平行にボールスクリューシ
ャフト等の送りねじ１０が配設されており、送りねじ１
０はカップリング１１を介してモータ１２により回転駆
動される。また、送りねじ１０に螺合する送りナツト１
３はクイル側のブラケット１４に固定されている。

したがって、送りねじ１００回転によりクイル２に送り
が与えられ、クイル２はスピンドル４とともに前進また
は後退することになる。

発明が解決しようとする問題点 上記のような従来のクイルフィード式ドリリングユニッ
トにあっては、いわゆる１スピンドル２モータの構造で
あり、２つのモータを平行に並べて取り付けることにな
る。このため、１台で例えばドリリング、タッピング、
リーマといった数種類の孔加工を行なう機械を製作しよ
うとする場合に、上記のようなユニットを複数設置する
か、ツール交換装置を用意する必要がある。したがって
、機械が必要以上に大きくなるほか、ツール゛交換に無
駄な時間を費すことになる。

また、ドリリングユニットの大盤化は、ユニット自体を
スピンドルの軸心と直交する軸心回りを旋回可能な構成
として、例えば斜め孔加工等を対象としたいわゆる切削
ロボットを製作しようとするときに特に問題となる。

例えば第６図の軸心０．または０．を旋回中心としてド
リリングユニット全体を旋回させようとするとき、軸心
０．　、０．とモータ９，１２の軸心とは一致しない。

そのために重量バランスが悪く、軸心０゜または０．の
位置の選定にあたって十分に配慮する必要がある。

また、上記の旋回のほかにド１３１Ｊングユニツトを上
下方向および左右方向Ｉこも移動可能な構成としようと
する場合に、モータ９，１２のレイアウトからしてドリ
リングユニットが移動できる範囲が制約されるほか、装
置全体も大盤なものとなるとともに、動力系の負荷も大
きくなる。

本発明は、′上記のような種々の問題点を解消して、と
りわけロボット化に適した小型のクイルフィード式スピ
ンドルユニットを提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、回転可能なスピンドルが内挿され、かつ軸方
向に移動可能な一対のクイルを互いに平行に配設し、こ
れらのクイルと平行な軸線上に、双方のスピンドルを回
転駆動させるモータを配設するとともに、前記クイルと
直交する軸線上に、各クイルに軸方向の送りを個別に与
える一対のモータを互いに対向するように配設した構造
である。

作用 本発明によれば、スピンドル回転駆動用のモータを一対
のスピンドルに共用する一方で、クイルの送りは個別に
与える方式であり、いわゆる２スピンドル３モータの構
造である。

したがって、１台のユニットで複数の孔加工′に対処で
きることはもちろん、全体としてコンパクトな構造とす
ることができる。

また、前述した旋回式のスピンドルユニットヲ構成する
場合に、その旋回中心とモータの軸心とを一致させるこ
とができるようになり、コンパクトな切削ロボットを無
理なく実現できる。

実施例 第２図〜第４図は本発明の一実施例を示す図で、ドリリ
ングユニットを３自由度をも゛つぃわゆる切削ロボット
に適用した場合について例示している。

第２図〜第４図に示すように、一対のガイドレール２０
を備えたベース２１にはスライドベース２２カ搭載され
ており、さらにスライドベース２２にはコラムｎが一体
に立設されている。スライドベース２２はモータ２４に
より水平方向の送りが与えられて、コラムｎとともにＹ
方向にスライドする。

コラムｎには一対のガイドレール四があり、ガイドレー
ル５にキャリア２６が配設されている。キャリア２６に
はモータ２７詔よび送りねじ路により鉛直方向の送りが
与えられて、キャリア２６は２方向にスライドする。

キャリア２６にはクイルフィード式のスピンドルユニッ
トとしてのドリリングユニット四が搭載されているほか
、ドリリングユニット２９を旋回させる。ためのモータ
３０および送りねじ３１が搭載されている。

したがって、第５図に示すようにドリリングユニット２
９をθ方向に所定量だけ旋回させることにより、治具３
２にクランプされたワークＷに対して斜めの孔加工を行
なえる。

第１図はドリリングユニット２９の詳細について示して
おり、第２図のｌ−１ｍ断面に対応している。

ケースお内には軸方向に移動可能な一対のクイルア、３
５が支持されており、各クイル詞、３５内にはベアリン
グ３６を介してスピンドル３７またはあが回転可能に支
持されている。各スピンドル３７　、３８は、その先端
にホルダー３９に保持されたドリル４０を備えるほか、
後端部にはボールスプライン軸部４１　、４２が一体に
形成されている。

スピンドル３７　、３８の後端部には各スピンドル３７
゜３８に対応する補助スピンドル４３　、４４が配設さ
れている。補助スピンドル４３　、４４はベアリング４
５を介してケース真に回転可能に支持されるとともに、
先端にはボールスプラインブツシュ４６または４７が一
体に取り付けられている。そして、ボールスプラインブ
ツシュ４６　、４７がボールスプライン軸部４１または
４２とスプライン結合されている。

ケース羽の後端には、スピンドル３７　、３８を回転駆
動させるためのモータ化が取り付けられている。

モータ４８は双方のスピンドル３７　、３８と平行な軸
線上に位置しており、出力軸４９に固定した歯車（資）
が各補助スピンドル招、４４に固定した歯車５１．５２
と噛み合っている。

したがって、モータ４８のはたらきにより、補助スピン
ドル４３，４４．ボールスプラインブツシュ４６゜４７
およびボールスプライン軸部４１　、４２を介して双方
のスピンドル３７　、３８が回転する。

ケース３３内にはクイルと平行な送りねじとしてのボー
ルスクリューシャフト５３．５４が各クイル３４゜皿に
対応して設けられている。ボールスクリューシャフト５
３．５４はベアリングＩにより回転可能に支持される一
方、各クイル３４　、３５の後端に取り付けたボールス
クリューナツト団または５７に螺合している。そして、
ボールスクリューシャフト５３゜５４の一端にはベベル
ギヤ絽または５９が固定されている一方、他端にはロー
タリーエンコーダ６０または６１が連結されている。こ
のロータリーエンコーダ６０．６１　　はクイルア、３
５の送り量を検出する。６２゜６３はストッパーである
。

ケースおの前端部の両側には、クイル３４　、３５に軸
方向（第４図のＸ方向）の送りを与えるための一対のモ
ータ６４，６５が互いに向き合うように配設されている
。これらのモータ６４，６５は各スピンドル３７　、３
８の軸心と直交する軸線上に位置している。

各モータ６４，６５はキャリア２６に固定されており、
それらの出力軸６６．６７はカップリング絽を介してそ
れぞれ中間シャフト６９または旬に連結されている。中
間シャフト６９　、７０にはベベルギヤ７１　、７２が
固定されており、これらのベベルギヤ７１．７２はボー
ルスクリューシャフト５３．５４側のベベルギヤ犯また
は男と噛み合っている。したがって、モータ６４　、６
５のはたらきによりボールスクリューシャフト５３．５
４およびボールスクリューナツト５６．５７　ヲ介ルて
クイルア、３５に軸方向の送りが与えられる。

尚、出力軸間または６７とカップリング艶との連結、お
よびカップリング絽と中間シャフトのまたは７０との連
結はいずれもシュパンリングによる。

中間シャフト６９，７０の外周には旋回軸７３または７
４が同芯状に配設されている。そして、旋回軸７３゜７
４はケース３３に固定され、かつベアリングπを介して
キャリア２６に回転可能に支持されている。

このように構成されたドリリングユニットは次のように
作用する。

例えばドリリングユニット２９が第４図のような水平姿
勢にあるものとすると、モータ化の起動により歯車列５
０．５１，５２　　および補助スピンドル４３゜祠を介
してドリル４０を備えた双方のスピンドル３７゜あが回
転する。

また、モータ刺の起動によりベベルギヤ７１．５８を介
してボールスクリューシャフト田が回転する。

ボールスクリューシャフト団の回転変位がボールスクリ
ューナツト５６との螺合によりクイル３３のスライド変
位に変換され、クイル３３はスピントール３７とともに
軸方向に前進（または後退）する。この時、ボールスプ
ラインブツシュ４６はスピンドル３７の軸方向の移動を
許容する。

同様にして、モータ６５の起動によりクイル３５に軸方
向の送りが与えられる。つまり、双方のクイルア、３５
にはそれぞれ個別に軸方向の送りが与えられる。

そして、第２図〜第４図に示したようにスライドテーブ
ル２２のＹ方向の移動とキャリア２６の２方向の移動と
を併用することで、任意位置に詔ける水平な孔の加工が
可能となる。

一方、ｔｉＩＪ４図に示したモータ凹が起動すると、送
りねじとしてのボールスクリューシャフト３１とボール
スクリューナツトｇＯとのはたらきζζより、ドリリン
グユニット２９が旋回軸７３，７４　（第１図）を中心
として第４図のθ方向に旋回する。

したがって、θ方向の送り量として所定の指令値をモー
タ３０に与えた上で、クイルあまたは３５に軸方向の送
りを与えることで第５図に示すような斜め孔の加工が可
能となる。

この場合、加工形態としては双方のクイル３４゜３５に
同時に軸方向の送りを与えてもよく、また交互に送りを
与えるようにしてもよい。例えば、一方のスピンドルあ
に下穴加工用のドリルを、他方のスピンドル３７にタッ
グをそれぞれ保持させ、先ず一方のスピンドル３８に軸
方向の送りを与えて下孔を加工する。そののちに、スピ
ンドルピッチ分だけドリリングユニット全体をシフトさ
せ、他方のスピンドル３７に軸方向の送りを与えてタッ
ピングを行なうこともできる。

以上のように本実施例によれば、スピンドルの軸心と直
交する軸線上において、ケース３３ヲはさんで左右対称
にモータ６４，６５を配置し、かつそれらのモータ６４
，６５の軸心とドリリングユニット２９の旋回中心とを
一致させているものである。したがってユニット全体と
しての重量バランスがよく、旋回用のモータ５１の負荷
を小さくできる。

また、スピンドル回転駆動用のモータ４８がスピンドル
３７　、３８と平行な軸線上に位置していることにより
、ドリリングユニット後端部の構造がシンプルなものと
なり、ドリリングユニット２９の旋回スペースの制約が
緩和される。

発明の効果 本発明によれば、基本的には２スピンドル３モータの構
造であって、各スピンドルに対応するクイルに個別に軸
方向の送りを与える構造である。

したがって、コンパクトな構造でありながら１台のユニ
ットで複数の孔加工を行なえる。

また、斜め孔加工を対象とした旋回式のスピンドルユニ
ットを構成する場合に、その旋回中心と送り用のモータ
の軸心とを一致させることができる。このため、実施例
に示したようないわゆる切削ロボットに用いた場合に、
モータのレイアウトによる作動範囲の制約を緩和できる
ほか、全体の重量バランスもよくなり動力系の負荷も軽
減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図でｇ４図の１−１線
に沿う断面図、第２図は本発明のスピンドルユニットを
備えた切削加工用産業用ロボットの正面図、第３図は第
２図の平面図、第４図は第２図の右側面図、第５図は第
４図の作動説明図、第６図は従来のクイルフィード式ド
リリングユニットの断面図である。 ２９・・・スピンドルユニットとしてのドリリングユニ
ット、３３・・・ケース、３４　、３５・・・クイル、
　３７　、３８・・・スピンドル、　４０・・・ドリル
、４８・・・モータ、５３．５４・・・ボールスクリュ
ーシャフト、　６４，６５・・・モータ、７３゜７４　
　・・・旋回軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転可能なスピンドルが内挿され、かつ軸方向に
   移動可能な一対のクイルを互いに平行に配設し、これら
   のクイルと平行な軸線上に、双方のスピンドルを回転駆
   動させるモータを配設するとともに、前記クイルと直交
   する軸線上に各クイルに軸方向の送りを個別に与える一
   対のモータを互いに対向するように配設したことを特徴
   とするクイルフイード式スピンドルユニット。