JPS6284941A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPS6284941A
JPS6284941A JP61176543A JP17654386A JPS6284941A JP S6284941 A JPS6284941 A JP S6284941A JP 61176543 A JP61176543 A JP 61176543A JP 17654386 A JP17654386 A JP 17654386A JP S6284941 A JPS6284941 A JP S6284941A
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spindle
holding table
blank
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SATEKO
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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、日本を指定国とする国際特許出願ＰＣＴ　／
　Ｆ　Ｒ８５１０００３４（１９８５年２月２７日）に
係る工作機械の改良を目的とするものである。工作機械
は、フレーム上で揺動可能なりレードルと、クレードル
に装着され、工作すべきブランクを載置するためのテー
ブルと、フレームに支持された工作手段とを備えている
。クレードルは、揺動可能に装着されている。テーブル
の回転軸はクレードルに対して平行運動不能に取付けら
れている。工作手段は、旋削、フライス削り、及び／ま
たは中ぐり用工具を備えている。これらの工具は、クレ
ードルの広い揺動範囲にわたって、工具がテーブルまで
近接することができるように空間内で三次元的に可動な
手段によって支持されている。
クレードルの揺動軸は水平であり、テーブルの回転軸は
この水平な揺動軸と交叉し、且つクレードルの揺動軸は
工作すべきブランクの保持テーブルの上部表面の上方に
配置されていることが好ましい。
工作手段は、クレードルの揺動軸から離間する平面、特
に該揺動軸に平行な平面内で、例えば水平方向に移動可
能な主スライダによって支持されることが好ましい。
このような主スライダは、テーブルのフレームの一部を
構成し且つクレードルの揺動軸を支持する２つの平行な
堅固な鉛直材の上端部の案内溝上を滑動することができ
る。
本発明は、上記特許出願に記載の工作機械を改良して、
単純な特定の構成を有し、且つ普遍的な用途の工作機械
を実現することを目的とする。
本発明は、また上記特許出願に記載の工作機械を改良し
て、特に旋削作業の際に大きな応力及び反力で大寸法の
ブランクを機械加工することができる極めて強力な工作
機械を簡易に製作することを目的とする。
本発明は、さらに人間もしくは自動制御装置を介在させ
ることなく、ブランクに所望の旋削、フライス削り、あ
るいは穿孔等の種々の作業を確実に行い、従って最大稼
動率を達成し、いわゆる多目的の自動化機械加工工場と
代替可能な、極めて経済的な工作機械を提供することを
目的とする。
本発明によると、特に大きなブランクについて強力な工
作及び旋削作業が実施可能な工作機械が提供される。本
発明の工作機械において、クレードルは、上端部に主ス
ライダの案内溝を支持する２つの堅固な鉛直材上で、水
平揺動軸のまわりに揺動できるにように装着されている
。さらに、クレードルは、上記水平揺動軸に作用する割
出し駆動手段によって、該水平軸まわりに揺動すること
ができる。クレードルは、そのジャーナルを貫通する伝
動手段を備えており、例えばフレームに固定された外部
の強力なモータによって駆動される。
該伝動手段によって、ブランク保持回転テーブルの駆動
スピンドルの回転が確実になされる。
クレードルは、好ましくはさらにその内部に、伝動手段
及び適切な減速装置を有する小さなモータを備える。該
モータは、クレードル上でブランクが不動であるような
作業、特にフライス削りもしくは穿孔等の作業の際に、
ブランク保持テーブルを支持するスピンドルの角度位置
調整を確実に行う。位置センサは、クレードルのジャー
ナル及びブランク保持テーブル軸にそれぞれ連結されて
おり、これによって正確な位置を知得する。
本発明の工作機械は、主スライダ上にフライス削り、旋
削、中ぐり、あるいは穿孔用の工具を次々に受ける１つ
のスピンドルユニットを有する。
このスピンドルは、フライス削りもしくは穿孔の際には
回転し、旋削もしくは中ぐりの際には所望の角度位置を
執って不動である。
すなわち、本発明に従うと、フレームに揺動自在に装着
されたクレードルと、該クレードルに装着されて工作す
べきブランクを受ける保持テーブルと、旋削、フライス
削り及び／または中ぐり用工具を支持する手段からなり
、そのうちのいくつかの手段は、該クレードルの広い揺
動範囲にわたって工具を該保持テーブルに近接できるよ
うに、空間を三次元的に移動可能である工作手段とを備
える工作機械において、上記クレードルは水平なジャー
ナルで軸支され且つ該ジャーナルに作用する割出し駆動
装置によって揺動駆動され、さらに該ジャーナルを貫通
する伝動手段を備えて、該保持テーブルは該伝動手段を
介して外部の強力なモータによって強力に回転駆動され
ることを特徴とする工作機械が提供される。
本発明の好ましい態様に従うと、保持テーブルは一定値
以下の応力の作用では該クレードルと一体に回転駆動可
能であり、該一定値以上の応力が作用すると該クレード
ルとの一体状態が解除するように、該クレードルに装着
されている。例えば保持テーブルを、クレードルにバネ
を介して弾性的に偏倚して当接保持してもよい。
好ましい実施態様として、本発明の工作機械は、フライ
ス削り及び旋削、あるいは穿孔もしくは中ぐり用の工具
を工具保持用スピンドルの所定位置に取り付け、随時工
具保持用スピンドルから取り外すことのできる工具自動
交換装置を備える。
さらに好ましい実施態様によるならば、本発明の工作機
械は、ブランクの自動供給装置を備える。
該自動供給装置は、工作機械が別のブランクを工作して
いる間に、別の交換可能なテーブル上の所定位置に工作
すべきブランクを載置し、あるいはブランクをテーブル
上から取り外す。自動供給装置は、好ましくは例えば毎
回１８０°の角度回転を行うターンテーブルを備える。
ターンテーブルは、ブランク保持テーブルを受ける少な
くとも２つのステーションを有する。自動供給装置は、
ターンテーブルが支持するテーブルをクレードルの方へ
移動させる。クレードル上では、ターンテーブルが回転
できるように、ブランク保持テーブルのスピンドルの端
部に固定されている。
従って、他のブランクの工作中に、工作されたブランク
を取り外し、ターンテーブルが支持するテーブル上に工
作すべき新しいブランクを載置することが可能となる。
本発明のその他の利点及び特徴は、添付図面を参照して
行う以下の説明によって明らかとなろう。
但し、以下の説明は、本発明の範囲を何ら限定するもの
ではない。
まず、第１図乃至第３図を参照する。
図示の工作機械は、主として各々が上部案内溝を有する
互いに平行な２つの鉛直材１．２からなるフレームを備
えている。２つの平行な案内溝によって、主スライダ駆
動用モーフ５により回転するスクリュ４が駆動する主ス
ライダ３が滑動可能となる。揺動自在なりレードル６は
、２つの水平なジャーナル７によって、それぞれ平行な
鉛直材１．２が支持する軸受に軸支されている。
機械の上部でスクリュ４の方向に滑動する主スライダ３
は、該スクリュ及び鉛直材１．２に垂直な方向に水平案
内溝９上を滑動する移動テーブルすなわち往復テーブル
８を備えている。水平案内溝９は、従来の方法では伸縮
自在なカバー１０によって保護されている。また移動テ
ーブル８は、鉛直案内溝１１を備えている。移動台１２
が内蔵する強力モータ（図示していない）によって回転
駆動される鉛直のスピンドル１３を備え、鉛直案内溝１
１上を滑動する。スピンドル１３は、移動台１２が内蔵
する従来のスピンドルブロック装置（図示していない）
によって所望の角度位置に固定される。
従って、スピンドル１３は、クレードル６の周囲であら
ゆる空間位置を執ることができる。
第４図に示すようにクレードル６が鉛直位置に保持され
ているとき、同じく鉛直な位置をとるスピンドル１４が
クレードル６に備えられている。スピンドル１４の上端
部は、好ましくはジヤツキのようなスピンドル１４の内
部ブロックジヤツキを使用する迅速固定手段によって、
固定テーブルの代わりにブランク保持板すなわち保持テ
ーブル１５を支持することができる。あるいは、図示の
如くバネ１６によって保持テーブル１５をスピンドル１
４の方に偏倚して支持してもよい。このように構成する
と、一定値以下の応力下では保持テーブル１５はスピン
ドル１４と一体に回転可能であり、一方、大きな応力が
両者間に作用すると、保持テーブル１５とスピンドル１
４との連結状態が解除され、工具の破損等の事故を防止
できる。
図示の好ましい実施例では、ブランクを保持する保持テ
ーブル１５は、クレードル６が回転するジャーナル７の
水平軸の位置より低い位置に位置している。
鉛直材１の高さ位置に、従来の型の工具自動交換装置１
７が設置されている。装置１７は、回転格納箱１８から
工具を取り出し、これを軸回転させて位置１９に提供す
ることができる。主スライダ３、移動テーブル８及び移
動台１２の連係動作により工具を保持する位置にあるス
ピンドル１３の工具保持先端部、即ちチャック２０によ
って、工具は保持される。工具の取りはずし及び新たな
工具の取換えは、同様の方法で実施される。
このような工具自動交換装置は市販されているので詳細
な説明を省略する。
本発明の工作機械は、モータ２３が駆動する鉛直軸２２
に装着され、１回転毎に１８０度の回転を行うターンテ
ーブル２１を後方部に備えている。ターンテーブル２１
は、保持テーブル１５と同一な２つのテーブル１５ａ、
１５ｂを固定する２つのステーションを備えている。第
１図および第２図に示すように、テーブル１５ａは機械
から突出した位置に設置されている。従って、工作すべ
きブランクを載置し、もしくは既に工作されたブランク
を取り外すために、操作者はテーブル１５ａに容易に接
近することができる。また、工作機械から離間したまま
で、テーブル上にブランクを用意し、毎回テーブル上に
既に固定されたブランクをターンテーブル上に設置し、
さらにテーブル上で工作されたブランクを取り除くこと
が可能である。ターンテーブルの回転によって、テーブ
ル１５ａはテーブル１５ｂの位置を執ることができ、１
５ｂは再び１５ａの位置を執ることができる。このとき
、テーブルはスピンドル１４の頭部上の保持テーブル１
５の位置をとるように移動する。実際、保持テーブル１
５上でブランクが加工されている間、テーブル１５ｂは
ターンテーブル２１の上に配置されておらず、テーブル
１５ａだけが工作機械の外側にある。操作者がテーブル
１５ａの上に工作すべきブランクを載置する。テーブル
上のブランクの工作が終了すると、このブランクはテー
ブル１５ｂ上に移され、ターンテーブル２１が回転し、
テーブル１５ａは１５の位置に移動し、工作されたブラ
ンクは取り外される。移動は、伸縮自在な腕状部材及び
ジヤツキ（図示していない）によって実施される。
第４図に示すように輪郭がＵ字形状のクレードル６は、
Ｕ字の腕部の上端部のジャーナル７によって軸支されて
いる。鉛直材２が支持する軸受を貫通する左のジャーナ
ル７は、鉛直材２の一方の側に種々のギアから成る伝動
手段２５を介してモータ２６が駆動するギア２４を備え
ている。モータ２６は、クレードル６のジャーナルを駆
動する。上記鉛直材が支持する軸受を貫通するもう１つ
のジャーナルは、３６０．０００点の位置センサ２７の
回転部分を駆動する。
鉛直材２の一端に備えられたジャーナル７は、軸受すな
わちジャーナル７の内部の軸受に備えられたスピンドル
２８によって貫通されている。スピンドル２８は、外部
側に動力ベルト３０が駆動するプーリ２９を備えている
。動力ベルト３０は、旋削作業のためにスピンドル１４
を回転させてブランクを回転させる動力モータ３２のプ
ーリ３１に連結されている。
クレードル６の内部では、スピンドル２８は先端部にプ
ーリ３３を備えている。プーリ３３は、ベルト３４及び
プーリ３５を介してクレードルの内部の軸３６を駆動す
る。軸３６は、スピンドル１４の下端に連結されたかさ
歯車３８に直接噛合し且つかさ歯車３８と９０°の角度
をなすかさ歯車３７を備えている。スピンドル１４の下
端部は、さらに適切な連結を介して２６０、０００点の
位置センサ３９を駆動する。従って、モータ３２は、こ
の伝動装置を介して旋削作業のためにスピンドル１４を
回転させる。モータ３２は、極めて強力な動力モータで
あり、伝動によってクレードル自体に反力が生じないよ
うにクレードル６の外部に備えられている。
スピンドル１４、従って、保持テーブル１５及び保持す
るブランクが所定の角度位置になければならないような
操作、例えばフライス削り加工もしくはきりもみ加工の
場合のために、クレードル６はさらにその内部に小さな
モータ４０を備えている。
モータ４０はギア減速装置４１を介してスピンドル１４
の周辺部に回動自在に装着されたギア４２に回転軸受及
びクラッチ４３によって接続可能である。正面が歯状の
クラッチ４３は、必要な場合はギア４４を介してスピン
ドル１４とギア４２を連結させることができる。但し、
４４は、回転不能であるがスピンドル１４上で平行移動
は自在である。
旋削作業位置では、クラッチは連結されておらず、スピ
ンドルはモータ４０と接続されていないので、モータ３
２により高速回転することができる。
反、’ｄ　ｉｊ、モータ３２が停止し、スピンドル１４
を所定の角度位置に設置することが必要な場合、クラッ
チは連結の位置を執り、モータ４０は、位置センサ３９
の出力指令に応じて所望の位置までスピンドルを回転移
動させる。ジヤツキ４５により、連結及び解放が確実に
なる。
以上の装置は次のように動作する。
ブランクが保持テーブル１５上の所定位置に設置された
とき、主スライダ及び移動台は、通常のコンピュータの
数値制御によって作動し、スピンドルの頭部すなわちチ
ャックが分配器１７からの旋削用工具を保持する。スピ
ンドルのチャック２０が旋削用工具を保持すると、移動
台は操作されて工具がブランク上の所定位置を執る。必
要な場合には、クレードルは数値制御により回転して所
望の角度位置を執る。このとき、モータ３２が作動し、
旋削が開始する。スピンドル１３は不動であり、移動台
は所望の旋削形に応じて数値制御によって移動する。モ
ータ３２が停止して、旋削作業が終了する。
他の旋盤作業を実施する場合には、必要な工具の交換を
行った後に旋削操作を行う。
旋削作業の終了時に、スピンドル１３は移動台によって
分配器１９の近くに移動する。旋削用工具の自動交換の
後、フライス削り加工に必要な工具がスピンドル１３の
チャック２０に自動的に取り付けられる。クレードル６
は、位置センサ２７と協働するモータ２６によってジャ
ーナル７の周囲を回動して所望の角度位置を執る。全体
は数値制御手段によって制御される。さらに、この数値
制御手段は、スピンドル１４が所望の角度位置を執るま
で、クラッチ４３を連結状態にし、モータ４０を回転さ
せる。
この間に、移動台３．８及び１２は、フライス削り加工
に必要な初期的位置にスピンドル１３を移動させる。数
値制御下にフライス削り加工が開始し続行する。複数の
フライス削り作業が実施される場合、上述の作業ステッ
プの一部もしくは全部が繰り返される。同一の作業ステ
ップを、穿孔作業にも利用することができる。
ブランクの加工が完了すると、ブランクと共に保持テー
ブル１５は、ターンテーブルへ移動する。
ターンテーブルを回転させて、工作すべきブランクと共
に新たなテーブルは逆方向に、クレードルへ移動する。
本発明の工作機械の様々な構成部材の様々な動作は、工
作すべきブランクに適合するプログラムによりコンピュ
ータが指示する数値制御装置によって制御される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による工作機械の部分断面立面図であ
る。 第２図は、本発明による工作機械の平面図である。 第３図は、本発明による工作機械の側面図である。 第４図は、本発明による工作機械、特にクレードルの駆
動手段及び伝動手段の概略図である。 〔主な参照番号〕 １．２・・フレーム、　　３・・主スライダ、６・・ク
レードル、１４．２８・・スピンドル、１５・・ブラン
ク保持テーブル、 ３２・・強力モータ、　　４０・・モータ、４１・・伝
動装置、　　　４２．４４・・冠ギア、４３・・クラッ
チ 特許出願人　　サ　　テ　　　コ 代　理　人　　弁理士新居正彦 りｒ／

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）フレームに揺動自在に装着されたクレードルと、
    該クレードルに装着されて工作すべきブランクを受ける
    保持テーブルと、旋削、フライス削り及び／または中ぐ
    り用工具を支持する手段からなり、そのうちのいくつか
    の手段は、該クレードルの広い揺動範囲にわたって工具
    を該保持テーブルに近接できるように、空間を三次元的
    に移動可能である工作手段とを備える工作機械において
    、上記クレードルは水平なジャーナルで軸支され且つ該
    ジャーナルに作用する割出し駆動装置によって揺動駆動
    され、さらに該ジャーナルを貫通する伝動手段を備えて
    、該保持テーブルは該伝動手段を介して外部の強力なモ
    ータによって強力に回転駆動されることを特徴とする工
    作機械。
  2. （２）該保持テーブルは一定値以下の応力の作用では該
    クレードルと一体に回転駆動可能であり、該一定値以上
    の応力が作用すると該クレードルとの一体状態が解除す
    るように、該クレードルに装着されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の工作機械。
  3. （３）該保持テーブルは、該クレードルにバネを介して
    弾性的に偏倚して当接保持されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項に記載の工作機械。
  4. （４）該クレードルは、フレームを構成する２つの堅固
    な鉛直材上に揺動可能に支持され、該鉛直材上に主スラ
    イダの案内溝が設けられていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の工作
    機械。
  5. （５）上記伝動手段は、該ジャーナルを貫通する同軸の
    シャフトと該シャフトの両端に装着された２つのプーリ
    を備えており、一方のプーリは上記外部の強力なモータ
    からのベルトと連結し、もう一方のプーリは該クレード
    ルの内部に設けられ且つ該保持テーブルを駆動するシャ
    フトと連結していることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第４項のいずれか１項に記載の工作機械。
  6. （６）上記工作機械は、該保持テーブルが装着された該
    クレードルのスピンドルの角度位置を決定するモータを
    備えており、該モータはクラッチ手段を介して前記スピ
    ンドルを駆動可能であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の工作機械。
  7. （７）該クラッチ手段は、該保持テーブルのスピンドル
    に回転自在に装着され、且つ伝動手段を介して上記スピ
    ンドルの角度位置を決定するモータと連結した第１のギ
    アと、該スピンドルに回動不能に装着され、且つ該スピ
    ンドルの軸方向に移動して該第１のギアと係合、離脱可
    能な第２のギアとから構成されることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項に記載の工作機械。
  8. （８）上記工作機械は、さらにフライス削り及び旋削、
    または穿孔もしくは中ぐり用の工具を該工作手段に取り
    付け、且つ随時取り外す工具自動交換装置を備えること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
    か１項に記載の機械。
  9. （９）上記工具自動交換装置は、該フレームの鉛直材の
    水平位置に備えられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第８項に記載の工作機械。
  10. （１０）上記工作機械は、他のブランクを工作中に、該
    保持テーブルと交換可能な別のテーブル上に工作すべき
    ブランクを載置し、または該テーブルからブランクを取
    り外す自動供給装置を備えることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項に記載の工作機
    械。
  11. （１１）上記自動供給装置は、ターンテーブルを備える
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の工作
    機械。
  12. （１２）上記保持テーブルは、クレードルが鉛直位置に
    あるときはクレードルの揺動軸の下方に位置することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれ
    か１項に記載の工作機械。
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