JPS63109905A - タレツトヘツドの工具解除装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は、工作機械のタレットヘッドに関し、特にタレ
ットヘッドの主軸の工具を待機位置で解除するための装
置に係る。

従来技術 通常のタレットヘッドは、外周部分で複数の工具を備え
ており、タレットヘッド自体の旋回によって、必要な工
具を加工位置に割り出す、このようなタレットヘッドで
は、工具数が多くなると、タレットヘッドの重量が大き
くなるため、その駆動に大きな駆動源が必要となるほか
、タレットヘッドの外周面積の範囲でしか工具数が増加
できないため、工具の収納数に限度がある。

しかし、このようなタレットヘッドに工具交換装置が組
み合わせられると、タレットヘッド側の主軸の数が複数
例えば２つ程度でよいため、タレットヘッドの構造が簡
略化できるほか、加工位置の主軸についての加工動作中
に、他方の主軸について自動的に工具交換が可能となる
ため、作業能率の観点からも有利である。

ところで、タレットヘッドに工具交換機能を持たせる場
合に、タレットヘッドの主軸についてツールホルダーの
アンクランプ機能が必要となる。

このようなアンクランプ機構がタレットヘッドの内部に
主軸毎に組み込まれると、タレットヘッドの内部構造が
複雑になり、またその重量も増すことからも、タレット
ヘッドの軽量化や、タレットヘッドの旋回駆動源の小容
量化にも逆行する結果となる。

発明の目的 したがって、本発明の目的は、タレットヘッドの複数の
主軸についてアンクランプ機能を持たせ、このアンクラ
ンプ操作をタレットヘッドの外部から行えるようにし、
旋回部分としてのタレットヘッドの内部構造を簡略化す
ることである。また、他の目的は、アンクランプ操作部
分をタレットヘッドの旋回運動に支障のない位置に設け
、アンクランプ時にアンクランプ操作部分と主軸とを機
械的に連結できるようにするとともに、アンクランプ動
作時に、主軸に軸線方向の外力をかけないようにし、軸
受は部分などのスラスト荷重を最小限度に抑えることで
ある。

発明の解決手段 そこで、本発明は、タレットヘッドに複数の主軸を配置
し、一方の主軸について加工位置に割り出したとき、他
方の主軸を待機側に位置させ、アンクランプシリンダの
部分と直接対向し、かつ機械的に連結できるようにして
いる。特に、このアンクランプシリンダは、タレットヘ
ッドを回転自在に支持する固定側の部分に軸線方向に移
動可能な状態で納められており、主軸のクランブロンド
にアンクランプ力を作用させるとき、主軸側の反力を主
軸と係合する部材で受は止めるようにしている。したが
って、アンクランプ操作時に、主軸には、スラスト方向
の外力が加えられないため、主軸自体や、それを支持す
る軸受けなどに無理な力がかからない。また主軸と係合
する部材すなわち実施例のドロアーは、タレットヘッド
の旋回による主軸の移動を許容する状態で主軸の移動軌
跡から外れた位置に設けられているため、タレットヘッ
ドの旋回割り出しの支障となることもない。

発明の構成 第１図ないし第５図は、本発明のタレットヘッド装置１
を工作機械のＹ軸フィードテーブル２の前面に基台３に
より組み込んだ例を示している。

なお、このＹ軸フィードテーブル２は、数値制御により
、Ｙ軸方向に基台３とともに移動可能な状態で支持され
ている。そして、基台３は、Ｙ軸フィードテーブル２の
前面に対し固定されており、Ｚ軸に対し４５度の垂直面
で、円錐台状のタレットヘッド４を回転自在に支持して
いる。すなわち、このタレットヘッド４は、水平面上で
Ｚ軸に対し４５度で交わる中心軸５および軸受け６によ
って回転自在に支持されている。なお、この中心軸５は
、クランプ用シリンダを兼用しており、内部でクランプ
ピストン７をスプリング８により進出方向に付勢した状
態で収納している。このクランプピストン７は、先端で
クランパー９を備えており、その端面をタレットヘッド
４のクランプ受けｌＯと対応させている。なおこれの駆
動用の動作流体は、基台３側のテールカバー１１および
クランプピストン７のポート１１ａを経て一方の室に入
り込む。

そして、上記タレットへラド４は、基台３と対向する面
で、中心軸５と同心的なギヤ１２を備えており、また円
錐面側で、水平面すなわちＸ−Ｚ軸面上で、中心軸５の
周りに、複数例えば１８０度間隔で゛ハウジング１３を
備えており、その内部で主軸１４を回転自在に保持して
いる。この主軸１４は、前後の軸受け１５によって回転
自在に支持されており、先端のテーパ状のソケット１６
の内部でツールホルダー１７を回り止め状態で保持して
おり、また後端部分でナツト１８によりクラッチ手段と
しての一対のクラッチ駒１９．２０の一方に連結されて
いる。このクラッチ駒１９は、第４図に示すように、主
軸１４の回り止め手段、すなわち直径方向の２つのロッ
ク溝２１でロックピン２２に嵌り合えるようになってい
る。なお、このロックピン２２は、ハウジング１３の後
端部分で、サポート２３内のロッド２２ａによりＺ軸方
向に摺動自在でスプリング２４によってロック溝２１に
係り合う方向に付勢されている。

また、上記主軸１４は、内部でクランプロッド２５およ
びリセスロフト２６を同心的に収納しており、これらは
いずれもばね２７．２８により後退方向に付勢されてい
る。そして、クランプロッド２５は、先端部分でロック
ボール２９によりツールホルダー１７のプルスタンドの
部分を抜は止め状態としており、またリセスロッド２６
は、ツールホルダー１７の内部に入り、偏心可能なツー
ル１７ａに対し、中心から離れる方向の変位を与える。

一方、前記クラッチ駒２０は、駆動軸３０の先端部分で
スプライン３１によって軸線方向に変位可能な状態で支
持されており、環状の溝部分で２つ割り型の摺動リング
２３を介し連結ピン３３により操作レバー３４に連結さ
れている。なおこの摺動リング３２は、ロックピン２２
と対応する解除体３５にも連結されている。また、上記
駆動軸３０は、基台３に対し前後の軸受け３６により回
転自在に支持されており、内部でリセス駆動ロッド３７
を軸線方向に摺動自在に支持するとともに、後端部分で
入力ギヤ３８および回転板３９を保持している。

そして、上記リセス駆動ロッド３７は、後端部分で基台
３側に固定されたリセス用シリンダ４０のピストン４１
に対し軸受け４２により回転自在で、しかも軸線方向の
動きを受ける状態で連結されている。なお、この駆動軸
３０の回転位置は、基台３側のセンサー４３により回転
板３９のドグ４４を非接触状態で検出することにより検
知され、また上記リセス駆動ロッド３７の前進および後
退位置は、ピストン４１に固定されたドグ４５と２つの
リミットスイッチ４６との当接関係によって検出される
。一方、駆動軸３０の回転力は、第３図に示すように、
主軸１４０回転駆動手段としての主軸モータ４７によっ
て与えられる。すなわち、この主軸モータ４７の回転は
、基台３の内部で回転自在に支持されたギヤ４８．４９
を介し前記入力ギヤ３８に伝達される。

また、前記基台３は、待機位置としての自動工具交換位
置の主軸１４の軸線上で、アンクランプシリンダ５０を
等配位置の複数のスプリング５１により進出方向に付勢
しながら進退自在で、しかも回り止めピン５２により回
り止めされ、かつ押え仮５３によって抜は止め状態で収
納されている。

このアンクランプシリンダ５０内のピストンロッド５４
は、ドロアー５５との間で圧縮スプリング５６によって
後退方向に付勢されており、その先端部分を待機位置の
主軸１４の、後端面に臨ませている。上記ドロアー５５
は、主軸１４の移動軌跡から外れた位置で、主軸１４の
先端方向に突出し、先端で一対の爪５７を形成し、その
部分でクラッチ駒１９の両肩部分を抱え込む位置に臨ん
でいる。

なお、アンクランプシリンダ５０、ピストンロッド５４
およびドロアー５５の部分に、ソケットクリーニング用
の空気通路５８が互いに連通ずるように形成されている
。なお、このピストンロッド５４の一部は、連結ロッド
１００によって、２つのドグ１０１を駆動し、２つのリ
ミットスイッチ１０２と対応している。

次に、タレントヘフド４の旋回運動は、駆動源としての
タレットモータ５９によって与えられる。

すなわち、このタレットモータ５９は、割り出し回転手
段の一部を構成しており、第２図に示すように、基台３
の背面側に取り付けられており、中間のギヤ６０．６１
を介し、パラレルインデックスカム６２の入力側のカム
軸６３に伝達される。

パラレルインデックスカム６２は、カム軸６３の部分で
２枚のカム６５を備えており、また出力軸６４の部分で
、円板６６ａにより支持され、カム６５の外周に接する
複数のローラ６６によって構成されている。この実施例
では、カム軸６３が１回転したとき、出力軸６４は、２
７０度だけ回転し、その位置で停止したまま拘束される
。そして、この出力軸６４の回転は、ギヤ６７により中
間軸６８のギヤ６９．７０によって、タレットヘッド４
例のギヤ１２に減速状態で伝達される。なお、これらの
カム軸６３、出力軸６４、および中間軸６８は、基台３
またはケーシング７１の部分で、軸受け７２によって回
転自在に支持されている。

また、このタレットヘッド４０回転位置は、基台３例の
リミットスイッチ７３と、タレントヘッド４のカバー９
８の外周で、直径線上に取り付けられた２つのドグ７４
との当接関係によって検出される。

また、前記パラレルインデックスカム６２のカム軸６３
は、ケーシング７１の部分から外部に突出し、その突出
部分で２つのカム７５、７６を回り止め状態で支持して
いる。これらのカム７５．７６は、−例として端面カム
であり、それぞれ端面で、クラッチ手段の操作用レバー
７７のカムフォロアー７９、位置決め用のレバー７８の
カムフォロアー８０にそれぞれ接している。一方のレバ
ー７７は、軸８１に対し回り止め状態で固定されており
、引きスプリング８３によってカムフォロアー７９を常
にカム７５に接する方向に付勢されている。また、他方
のレバー７８は、軸受け８４によって軸８１に対し回転
自在に支持されており、これと一体のギヤ８５により軸
８２のギヤ８６に噛み合っている。なおりム７５および
レバー７７の回転位置は、それらのドグ９４．９５と対
応のリミットスイッチ９６．９７との当接関係によって
検出できるようになっている。そして、これらの軸８１
．８２は、それぞれ駆動軸３０と交差する位置で、平行
な状態として基台３の両端の軸受け８７．８８により回
動自在に支持されている。

一方の軸８１は、前述の操作レバー３４と回り止め状態
で連結されている。また、他方の軸８２は、操作レバー
８９に回り止め状態と連結されており、この操作レバー
８９、およびその先端の連動ピン９０によりロケートピ
ン９１の溝部分に係り合っている。このロケートピン９
１はロケート孔９３とともに位置決め手段を構成してお
り、タレットヘッド４の底面に対し、垂直な方向で、基
台３により軸線方向に進退自在に支持されており、付勢
スプリング９２によって突出方向に付勢され、その先端
部分でタレットヘッド４の底面側のロケート孔９３に嵌
り合えるようになっている。なお、ロケートピン９１は
、後端部分のドグ１０３によりリミットスイッチ１０４
と対応している。このロケート孔９３は、２つの主軸１
４の割り出し角度と対応し、２箇所に設けられている。

なお、タレットへラド４は、外周部分でリング状のカバ
ー９８およびシール材９９によって基台３の端面または
外周面に対し滑りながら密閉性を保持している。

発明の作用 次に、一連の作用を各部分の動作との関連で説明する。

まず、タレットヘッド４を１８０度回転させ、割り出す
場合には、クランプピストン７を前進させることにより
、クランパー９をクランプ受け１０から離して、タレッ
トヘッド４を中心軸５の周りに自由に回転できる状態と
してから、タレットモータ５９を回転させる。このタレ
ットモータ５９が起動すると、その初期の段階で、カム
７５．７６の０〜４５度程度の回転によって、レバー７
７．７８がその端面に追従しながら回動する。このとき
の軸８１の回転によって、操作レバー３４が第１図で反
時計方向に回動し、クラッチ手段としての一方のクラッ
チ駒１９から他方のクラッチ駒２０をスプライン３１に
沿って引き離す。

このとき、同時に解除体３５も後退するため、ロックビ
ン２２は、クラッチ駒１９．２０の完全な引き離し前に
背反動作し、スプリング２４に付勢されて、ロック溝２
１に嵌り込む。これによって、加工位置の主軸１４は、
ハウジング１３に対し回り止め状°態となる。

この予備的な動作の後に、パラレルインデックスカム６
２は、カム軸６３の４５〜２７０度の回転角範囲で、従
動側のローラ６６を駆動し、最終的にギヤ７０を回転さ
せることにより、タレットヘッド４を１８０度だけ回転
させる。この実施例の場合に、カム軸６３が１回転した
とき、出力軸６４は、ギヤ６７とともに２７０度回転す
るように設定されている。そして、このギヤ６７の２７
０度の回転運動は、ギヤ６９によって増速され、ギヤ１
２に１８０度の正確な回転として伝達される。このよう
に、カム軸６３が２７０度回転した時点で、タレットヘ
ッド４の回転割り出しは、既に完了している。

そして、カム７５．７６が１回転し終わる後期の段階つ
まり２７０〜３６０度の範囲で、レバー７７．７８が元
の回転位相に戻る。これによって、まずロケートピン９
１は、操作レバー８９の復帰にともない、付勢スプリン
グ９２に付勢されて前進し、その先端部分で新たに割り
出されたロケート孔９３の内部に嵌り、タレットヘッド
４を正確に割り出し、回り止め状態とする。一方、クラ
ッチ駒２０は操作レバー３４の復帰によって、新たに加
工位置に割り出された主軸１４のクラッチ駒１９に噛み
合う。一対のクラッチ駒１９．２０が噛み合った時点で
解除体３５がロックピン２２をスプリング２４に抗して
押し続け、ロック溝２１から引き離すため、加工位置の
主軸１４は、ハウジング１３の内部で自由に回転できる
状態となる。

このようにして、カム軸６３が１回転する間に、タレッ
トヘッド４は、１８０度だけ回転し、またクラッチ手段
や位置決め手段は、必要な噛み合いまたは位置決め動作
あるいはその逆の動作を順次行っていく、このあと、ク
ランプシリンダ兼用の中心軸５の内部にクランプピスト
ン７を後退させる方向の油圧が掛けられるため、クラン
パー９は、クランプ受け１０に当たり、タレットヘッド
４を中心軸５の周りに回り止め状態とする。

この状態で、主軸モータ４７が回転すれば、その回転力
は、ギヤ４８．４９．３８を介し駆動軸３０に伝達され
、さらにクラッチ駒１９．２０によって加工位置の主軸
１４に伝達されるため、その先端のツールホルダー１７
のツール１７ａによって所定の切削加工が行える状態と
なる。なお、リセッシング加工が必要な場合には、リセ
ス用シリンダ４０が動作し、そのピストン４１を前進さ
せる。これによって、リセス駆動ロッド３７およびこれ
に接するリセスロッド２６が前進するため、リッセシン
グ加工可能なツールホルダー１７の内部のツール１７ａ
は、中心から偏心方向に変位し、内溝加工可能な位置ま
で案内される。

この間に、工作機械は、数値制御によって、加工位置の
主軸１４を所定の位置に割り出しながら、加工方向の送
り運動を与えていく。なお、このような工作機械側の送
り運動は、ロスタイムを少なくするために、パラレルイ
ンデックスカム６２の駆動と並行して行われる。

このようにして、必要な加工が終わると、タレットヘッ
ド４は、数値制御によって、Ｚ軸方向に戻り、そのあと
主軸モータ４７は自動的に停止する。このときの停止位
置は、センサー４３とドグ４４との対応関係によって正
確に規制される。このあと、タレントモータ５９が起動
して、パラレルインデックスカム６２が回転し始めると
、カム７５．７６の回転によって軸８１．８２が回転す
るため、まず最初に一方のクラッチ駒２０の後退によっ
て、ロックピン２２がロック溝２１に嵌って、加工位置
の主軸１４が回り止め状態となり、次いでロケートピン
９１がロケート孔９３から外れて、タレットヘッド４が
回転可能な状態となる。

同時に、クラッチ駒１９．２０も外れるため、加工位置
の主軸１４は、駆動軸３０から切り離された状態となり
、回、転自由の状態となる。このあと、パラレルインデ
ックスカム６２の出力軸６４が回り始めるため、前記と
同様にして、タレ７トヘッド４番兼、１８０度だけ回転
し、次の割り出し動作に入る。

一方、待機位置では、ハウジング１３および主軸１４が
アンクランプシリンダ５０と同一軸線上に案内される。

もちろん、主軸１４は、旋回中に、ロック溝２１とロッ
クピン２２との嵌り合いによって、回り止め状態となっ
ているため、タレットヘッド４の旋回中にも勝手な方向
に向かないことになる。このようにして、主軸１４側の
クラッチ駒１９は、ドロアー５５の一対の爪５７間に案
内され、その両肩の部分で爪５７と対向する。ここで、
加工側の主軸１４は、主軸モータ４７からの回転を受け
て、新たな切削加工を数値制御の下に開始する。これと
並行して、アンクランプシリンダ５０は、外部から油圧
を受けて、ピストンロッド５４を圧縮スプリング５６に
抗して前進させることによって、クランブロンド２５を
ツールホルダー１７の方向に押し当てる。これによって
、クランプロッド２５がばね２７に抗して前進するため
、先端のロックボール２９が中心から離れる方向に移動
できる状態となるため、その位置のツールホルダー１７
は、主軸１４のソケット１６から取り出せる状態となる
。このアンクランプ時に、アンクランプシリンダ５０が
後退自在で、しかもドロアー５５がピストンロッド５４
の反力を受けているので、ハウジング１３や、その内部
の軸受け１５などにスラスト方向の力が掛からないこと
になる。なお、このピストンロフト５４が前進限まで移
動すると、空気通路５８が互いに連通し合うため、内部
の空気は、クランプロッド２５の内部を通って、ソケッ
ト１６に噴射し、その部分のごみなどを外部に吹き飛ば
す。このようにして、待機位置で、アンクランプ状態の
ツールホルダー１７は、自動工具交換装置などによって
、次の加工に必要な新たなツールホルダー１７と交換さ
れる。

発明の変形例 上記実施例では、タレットヘッド４の割り出し駆動用と
して、パラレルインデックスカム６２が利用されている
が、他の型式例えばバレルカムなどによっても同一の機
能が得られる。また、位置決め手段やクラッチ手段など
は、図示の実施例のものに限定されず、同一の機能を有
するものであれば、他の機構で置き換えることもできる
。もちろん、駆動源は、電動モーフに限らず、油圧モー
タなどであってもよい。

なお、上記実施例は、クランプ解除シリンダを単動式で
、スプリングによる復帰式としているが、このクランプ
シリンダは、複動式のものとして構成することもできる
。また主軸の回り止め手段は、実施例のようなロック溝
２１とロックピン２２との嵌り合いによる構造のほか、
この機能を達成するものであれば、他の構成、例えば特
願昭６１−６６７５１号に記載されたような構造であっ
てもよい。

発明の効果 本発明では、次のような特有の効果が得られる。

まず、待機側の主軸の奥で基台の部分にアンクランプシ
リンダが設けられているため、複数の主軸毎にアンクラ
ンプ手段を設ける必要がなく、またタレットヘッドが軽
量化でき、その旋回用駆動源の容量も小さくできる。

また、このアンクランプシリンダが基台に対し、軸線方
向に移動可能な状態で支持され、かつ主軸と係合する部
材すなわちドロアーによって待機位置の主軸と機械的に
連結されるため、ピストンロッドがアンクランプ力を作
用させたとき、主軸にスラスト方向の外力が加えられず
、したがって、主軸やその軸受は部分などの機械的な歪
みが最小限度に抑えられる。さらに、主軸と係合する部
材がタレットヘッドの旋回割り出し時の主軸の移動軌跡
から外れた位置にあって、主軸の移動を許容するため、
タレットヘッドの旋回時に主軸とこれに係合する部材と
が相互に干渉せず、またこの干渉を回避しながら、アン
クランプシリンダが基台側に設置できる。

この結果、上記の軽量化、およびタレットヘッドの旋回
駆動力の小容量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタレットヘッド装置の水平断面図、第
２図はタレットヘッドの割り出し回転手段の垂直断面図
、第３図は主軸の回転駆動手段の水平断面図、第４図は
クラッチ手段の一部破断平面図、第５図はカム機構の部
分の一部破断圧面図である。 １・・タレットヘッド装置、２・・Ｙ軸フィードテーブ
ル、３・・基台、４・・タレットヘッド、５・・中心軸
、７・・クランプピストン、９・・クランパー、１３・
・ハウジング、１４・・主軸、１６・・ソケット、１７
・・ツールホルダー、１９．２０・・クラッチ駒、２１
・・ロック溝、２２・・ロックピン、３０・・駆動軸、
３４・・操作レバー、３５・・解除体、４０・・リセス
用シリンダ、４７・・主軸モータ、５０・・アンクラン
プシリンダ、５２・・回り止めピン、５４・・ピストン
ロッド、５５・・ドロアー、５７・・爪、５９・・タレ
ントモータ、６２・・パラレルインデックスカム、６３
・・カム軸、７５．７６・・カム、７７．７８・・レバ
ー、７９．８０・・カムフォロアー、８１．８２・・軸
、８９・・操作レバー、９１・・ロケートピン、９３・
・ロケート孔。 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の主軸をもつタレットヘッドの各主軸に、進出自在
   に後退付勢したツールホルダーのクランプロッドと、主
   軸の回り止め手段と、待機側主軸の奥に位置し、後退自
   在に進出付勢したアンクランプシリンダと、クランプロ
   ッドと当接自在に対向した上記アンクランプシリンダの
   ピストンロッドと、上記アンクランプシリンダの主軸側
   に固定し、主軸の移動軌跡から外れかつ待機位置で主軸
   と係合する部材とを有することを特徴とするタレットヘ
   ッドの工具解除装置。