JPS6215006A - 工作機械におけるアタツチメントヘツドの割出装置 - 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］ 本発明は、横巾ぐり盤、横スライス盤等の工作機械にお
いて、アタッチメントヘッドが角度調整可能とされたア
タッチメントユニットを使用する際に、アタッチメント
ヘッドを所定角度に設定する割出装置に係り、特に、自
動割出する機構の改良に関する。

［背景技術とその問題点］ 従来、横巾ぐり盤のような工作機械においては、アング
ルヘッド、五軸ヘッド等といわれ、ヘッド部が本体に対
して取付角度変更可能なアタッチメントユニットが用い
られている。このアタッチメントユニットにおけるヘッ
ド部の回転角度、すなわち割出角度は９０度が一般的で
あり、この割出は手動により行われるのが通常である。

しかし、加工の高度化に伴い任意角度に割出すものも開
発されており、この割出も手動により行うものが多く、
一部モータを使って割出すものもある。この際、モータ
により自動的に割出すものにおいては、モータがアタッ
チメントユニットに取付けられている。このため、アタ
ッチメントユニットの重量が増加して取扱い上不便であ
るばかりでなく、アタッチメントユニットを取付けるラ
ムが繰出された時、ラムが撓んで加工誤差を発生する恐
れもあり、更に、アタッチメントユニット毎にモータを
取付けなければならないから、コス。

ドアツブの原因となるという不都合もある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、アタッチメントユニットの重量をそれ
程増加することなく、アタッチメントヘッドの割出を自
動で行うことのできる工作機械におけるアタッチメント
ヘッドの割出装置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
アタッチメントヘッドの割出用のモータを工作機械の主
軸頭側に設けることにより、前記目的を達成しようとす
るものである。すなわち、互いに軸方向に係合回走かつ
その係合時に回転を伝達可能なカップリングの第１要素
をアタッチメントユニットのアタッチメント本体に、そ
の第２要素をアタッチメントユニットが取付けられるラ
ムに夫々設け、この第２要素は回転伝達機構を介して主
軸頭に設けられた駆動モータに連結され、更に、前記第
２要素に係合された第１要素の回転は角度伝達機構を介
してアタッチメントヘッドに伝達するようにし、これに
よりアタッチメントヘッドの割出を自動的に行えるよう
にするとともに、アタッチメントユニットの重量の増加
を少なくしたものである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、コラムベッド１０上にはコラム１１が
矢印Ｘ方向に移動可能に設けられ、このコラム１１には
主軸頭１２が矢印Ｙ方向に移動可能に設けられている。

この主軸頭１２は、矢印Ｚ方向に移動可能なラム１３を
有するとともに、このラム１３にはスピンドル１４が回
転自在に支持されている。

前記コラムベッド１０の前方には一対のガイドウェイ１
５が設けられ、ガイドウェイ１５上にはテーブルベース
１６が前記Ｚ方向を平行な矢印Ｖ方向に移動可能に設け
られ、このテーブルベース１６にはテーブル１７が矢印
Ｂ方向に回転可能に設けられている。

前記主軸頭１２のラム１３にはアタッチメント二二ッ）
２０が着脱可能に設けられ、このアタッチメント二二ッ
）２０はラム１３に取付けられるアタッチメント本体２
１と、このアタッチメント本体２１に対し矢印Ｃ方向す
なわち前記スピンドル１４の回転軸回りに角度変更可能
に取付けられたアタッチメントヘッド２２とを備えてい
る。

前記アタッチメントヘッド２２内には、第２図に示され
るように、伝達軸２３が回転自在に支持され、この伝達
軸２３の一端外方には前記スピンドル１４内に配こされ
た図示しないコレットチャック等により把持されるプル
スタッド２４が設けられるとともに、他端にはベベルギ
ヤ２５が設けられている。また、アタッチメントヘッド
２２内には前記伝達軸２３と直交する方向に回転軸２６
が回転自在に支持され、この回転軸２６の途−中に固定
されたベベルギヤ２７と前記ベベルギヤ２５とが噛合さ
れ、伝達軸２３に伝えられるスピンドル１４の回転が回
転軸２６に伝達されるようになっている。この回転軸２
６内には図示しないコレットチャックが設けられ、この
コレットチャ・ンクにより工具のプルスタッドを把持で
きるようになっている。

前記アタッチメント本体２１には、同じく第２図に示さ
れるように、軸３１が回転自在に支持され、この軸３１
の一端にはスプライン穴からなるカップリングの第１要
素３２が形成されるとともに、他端側には角度伝達機構
３５の一部を構成するギヤ３６が一体に設けられている
。角度伝達機構３５はギヤ３６の他に、このギヤ３６に
図示しないギヤトレインを介して連結されるウオーム３
７を備えるとともに、このウオーム３７に噛合される前
記アタッチメントヘッド２２に一体に形成されたウオー
ムホイル３８を備え、曲記軸３１の回転に伴いアタッチ
メントヘッド２２を所定角度に設定できるようになって
いる。

前記主軸頭１２には、第３図に示されるように、駆動モ
ータ４０が取付けられ、この駆動モータ４０の回転がギ
ヤトレインからなる回転伝達機構４１を介してラム１３
・に回転自在に支持された軸４２に伝達されるようにな
っている。この軸４゛２の一端部にはスプラインからな
るカップリングの第２要素４３が一体に形成され、この
第２要素４３と前記アタッチメント本体２１に設けられ
たカップリングの第１要素３２とは軸方向に互いに係合
され、その係合時に回転伝達可能とされるようになって
いる。また、カップリングの第２要素４３はラム１３か
ら一部突出され、この突出された部分は第２要素４３を
使用しない時にはカバー４４で被覆されるようになって
いる。

前記回転伝達機構４１は、途中にスプライン軸４５を備
えるとともに、このスプライン軸４５に回転不渣、軸方
向摺動可能に係合され、かつ、ラム１３に固定されたボ
ックス４６に回転自在に支持され軸４２の他端に固定さ
れたギヤ４７に噛合される摺動ギヤ４８を備え、これに
より主軸頭１２に対しＺ方向に進退するラム１３に回転
自在に支持された軸４２へ駆動モータ４０の回転をラム
１３の進退に拘らず伝達できるようになっている。すな
わち、ラム１３の進退に伴い摺動ギヤ４８がスプライン
軸４５に沿って摺動することにより、駆動モータ４０の
回転をスプライン軸４５及び摺動ギヤ４８を介して軸４
２のギヤ４７に伝達できるものである。

前記回転伝達機構４１の途中には原点位置検出用ギヤト
レイン５０が噛合され、このギヤトレイン５０の最終段
に設けられたハーモニック減速機５１の外周ドラム５２
には一対のドック５３及びカム板５４が固定されている
。また、主軸頭１２にはブラケット５５を介してスイッ
チボックス５６が取付けられ、このスイッチボックス５
６は前記一対のドック５３及びカム板５４に当接されて
その位置を検出する複数のリミットスイッチから構成さ
れている。ここにおいて、前記ギヤトレイン５０からス
イッチボックス５６に至る一連の符号の部材により原点
位置検出手段５８が構成されている。また、原点位置と
は、前記アタッチメントユニット２０において、このユ
ニット２０がラム１３に取付けられた状態で、アタッチ
メントヘッド２２の回転軸２６が鉛直方向に向いた第２
図図示状態とされ、この原点位置がスイッチボックス５
６等により検出されると駆動モータ４０が自動的に停止
されるようになっている。

前記カップリングの第１要素３２の外周には、第４図に
も拡大して示されるように、溝６１が形成され、この溝
６１にはキー６２が係合可能にされている。このキー６
２は、アタッチメント本体２１に取付けられたガイド６
３にピン６４を介して摺動自在に支持されるとともに、
付勢手段としてのばね６５により溝６１に係合する方向
に常時付勢され、その溝６１への係合状態では第１の要
素３２すなわち軸３１の回転を防止でき、かつ、ピン６
４の一端がガイド６３から突出されるようになっている
。この際、溝６１の形成位置は、アタッチメントへラド
２２が前記原点位置にあるときにキー６２と係合する位
置とされ、従って溝６１とキー６２とが係合されている
状態ではアタッチメントヘッド２２が原点位置となるよ
うにされている。また、アタッチメント本体２１のラム
ｌ３への取付は状態では、ラム１３の端面の作用により
ピン６４がばね６５に抗して図中左方に移動され、キー
６２と溝６１との係合がはずれるようになっている。こ
こにおいて、溝６１からばね６５へ至る一連の符号の部
材によりロック手段６７が構成されている。

前記伝達軸２３には、第２図に示されるように、鍔部７
１が一体に固定され、この鍔７１の外局には切欠溝７２
が形成され、この切欠溝７２にはキー７３が係合可能と
されている。このキー７３はピン７４を介してアタッチ
メント本体２１に固定されたガイド７５に摺動自在に支
持されるとともに、付勢手段としてのばね７６により切
欠溝７２に常時係合する方向に付勢されている。従って
、キー７３が切欠溝７２に係合されている状態では、伝
達ＩＩｄＩ２３の回転が防止され、かつ、ピン７４の一
端はガイド７５から突出されるようになっている。一方
、アタッチメント本体２１がラム１３に取付けられた状
態においては、ラム１３の端面の作用によりピン７４が
ばね７６に抗して図中左方に移動され、キー７３と切欠
溝７２との係合がはずれ、伝達軸２３の回転が可能とな
るようにされている。ここにおいて、鍔部７１の切欠溝
７２からばね７６に至る一連の符号の部材により伝達軸
２３の回転止め手段７８が構成されている。

次に本実施例の作用につき説明する。

多数のアタッチメントユニット２０を収納したアタッチ
メントマガジン（図示せず）の位置に主軸頭１２のラム
１３の先端を対向させ、所定のアタッチメントユニット
２０をラム１３に取付ける。この取付けは通常の場合と
同様にして行われるが、具体的には、アタッチメント本
体２１の端面に突出された四隅のプルスタッド（図示せ
ず）をラム１３のチャックで引き込むとともに、伝達軸
２３のプルスタッド２４をスピンドル１４内に設けられ
たコレットチャックにより引き込み固定する。これによ
り、カップリングの第１要素３２とラム１３側に設けら
れたカップリングの第２要素４３とが係合されるととも
に、ロック手段６７のピン６４及び回転止め手段７８の
ピン７４とが共にラム１３の端面によりアタッチメント
本体２１の内側に押し込められ、軸３１及び伝達軸２３
は共に回転可能な状態とされる。

この状態で、アタッチメントヘッド２２の角度を調整す
るには、駆動モータ４０を駆動して回転伝達機構４１を
介して軸４２を回転させ、更にカップリングの第２要素
４３、第１要素３２）軸３１及び角度伝達機構３５を介
してアタッチメントヘッド２２を所定角度回動させ、駆
動モータ４０を停止することにより行われる。この際、
駆動モータ４０内にはレゾルバ、パルスコーダその他の
回転角度検出手段が内蔵されており、アタッチメントヘ
ッド２２の回動角度を正確に設定できる゛ようになって
いる。

次にスピンドル１４を駆動し、伝達軸２３、ベベルギヤ
２５．２７を介して回転軸２６を回転することにより、
回転軸２６に取付けられた工具を回転させて所定の加工
を行うこととなる。なお、回転軸２６への工具の固定は
、アタッチメントヘッド２２の角度変更前あるいは変更
後において工具マガジンとの取合い位置の関係で適宜な
時期に行われ、かつ、その工具のロックは回転軸２６内
に設けられたコレットチャックにより行われる。

このようにして、所定工具による加工がなされた後、ア
タッチメントユニット２０を交換するには、原点位置検
出手段５８により原点位置にアタッチメントヘッド２２
が復帰されたことを検知して行われることとなる。すな
わち、アタッチメントヘッド２２内の回転軸２６が鉛直
状態に位置された状態で原点位置検出手段５８により原
点位置が検出され、このとき、駆動モータ４０が停止さ
れる。この状態で、ラム１３によるアタッチメントユニ
ット２０の固定を開放すればよい。これにより、ロック
手段６７のキー６２は、軸３１の溝６１内に係合されて
角度伝達機構３５の位置が不変となってアタッチメント
ヘッド２２の角度変化が防止される。

一方、伝達軸２３の角度位置は、主軸頭１２内に設けら
れたスピンドル割出装置により所定位置に割出されて停
止されることにより決定され、これにより伝達軸２３の
鍔部７１に設けられた切欠溝７２がキー７３と対向する
位置に停止され、アタッチメントユニット２０の取外し
によりキー７３がばね７６により図中右方に移動されて
キー７３と切欠溝７２とが係合され、伝達軸２３の回転
が防止されることとなる。

以下、前述と同様にしてアタッチメントユニット２０の
交換をしながら、かつ、アタッチメントヘッド２２の角
度を調整して順次ワークの加工を行うこととなる。

上述のような本実施例によれば、次のような効果がある
。

すなわち、アタッチメントヘッド２２を角度変更するた
めの駆動モータ４０を、主軸頭１２偏に設けたから、ア
タッチメントヘッド２２による重量増加は僅かであり、
ラム１３の進出によってもラム１３の撓みによる変形は
少なく、加工精度の誤差を極めて僅かにできる。また、
駆動モータ４０はアタッチメントユニット２０毎に設け
る必要がないから、製作コストを低減できる。更に、主
軸ｊ：５：ｉ　ｌ　２側には原点位置検出手段５８が設
けられるとともに、アタッチメントユニット２０にはロ
ック手段６７が設けられているから、アタッチメントヘ
ッド２２を常に一定位置すなわち原点位置で停止させた
状態でアタッチメントユニット２０の交換を行えるため
、アタッチメントヘッド２２の角度設定を正確に行うこ
とができる。また、同様な理由から、カップリングの第
１要素３２と第２要素４３とは常に一定な位置関係で取
外されるから、次回の係合を円滑に行うことができる。

更に、伝達軸２３の回転止め手段７８が設けられている
から、伝達軸２３及び回転軸２６の無用な回転を防止で
き、スピンドル１４と伝達軸２３との係合及び回転軸２
６と工具との係合を所定位置で確実に行うことができる
。

なお、前記実施例においてはカップリングの第１要素３
２をスプライン穴、第２要素４３をスプラインとしたが
、実施に当りこれを逆としてもよく、かつ、第１要素３
２及び第２要素４３との係合はスプライン係合に限らず
、角軸での係合等他の係合手段でもよく、要するに、軸
方向に係合可能で回転伝達可撤な係合手段であればよい
、また、ロック手段６７は溝６１とキー６２等によるも
のに限らず、軸３１を外周から締め付けるブレーキ装置
等他の手段でもよい、更に、本発明に用いられるアタッ
チメントユニット２０としてはいわゆるアングルヘッド
、三輪ヘッド等といわれるものに限らず、ヘッド部の角
度変更可能なアタッチメントユニットであれば如何なる
ものであってもよい。また、本発明に用いられる工作機
械としては、横巾ぐり盤、横スライス盤に限らず、他の
工作機械であってもよい。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、アタッチメントユニット
の重量をさほど増加することなくアタッチメントヘッド
の角度を自動的に設定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は工作機械
とアタッチメントユニットとの取付は関係を示す斜視図
、第２図はアタッチメントユニットを示す断面図、第３
図は主軸頭部分を示す断面図、第４図は第２図の要部の
拡大図である。 １２・・・主軸頭、１３・・・ラム、１４・・・スピン
ドル、２０・・・アタッチメントユニット、２１・・・
アタッチメント本体、２２・・・アタッチメントヘッド
、２６・・・回転軸、３２・・・カップリングの第１要
素、３５・・・角度伝達機構、４０・・・駆動モータ、
４１・・・回転伝達機構、４３・・・カップリングの第
２要素、５８・・・原点位置検出手段、６７・・・ロッ
ク手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の主軸頭と、この主軸頭に軸方向移動可
   能に設けられたラムと、このラムに回転自在に支持され
   たスピンドルと、前記ラムに着脱可能に取付けられるア
   タッチメント本体を有するとともにこのアタッチメント
   本体に対しスピンドルの回転軸回りに角度変更可能に取
   付けられたアタッチメントヘッドを有するアタッチメン
   トユニットとを備え、前記アタッチメントヘッドの角度
   を所定角度に設定する工作機械におけるアタッチメント
   ヘッドの割出装置であって、前記アタッチメント本体に
   設けられたカップリングの第１要素と、前記ラムに設け
   られるとともに前記カップリングの第１要素と軸方向に
   係合可能とされその係合時に回転伝達可能にされたカッ
   プリングの第２要素と、前記主軸頭に設けられた駆動モ
   ータと、この駆動モータの回転をカップリングの第２要
   素に伝達する回転伝達機構と、前記カップリングの第１
   要素の回転をアタッチメントヘッドに伝達してアタッチ
   メントヘッドの角度を所定角度に設定する角度伝達機構
   とを具備したことを特徴とする工作機械におけるアタッ
   チメントヘッドの割出装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記アタッチメ
   ントヘッドが予め定められた原点位置にあることを検出
   する原点位置検出手段と、アタッチメントヘッドが原点
   位置にある状態でアタッチメント本体がラムから取外さ
   れた際作動され前記カップリングの第１要素の回転止め
   をするロック手段とを具備したことを特徴とする工作機
   械におけるアタッチメントヘッドの割出装置。