JPS63196343A - 工作機械 - 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】 Ａ０発明の目的 ＋１）　　産業上の利用分野 本発明は、加工ユニットのまわりに、該加工ユニットと
の選択的な連結を可能にして複数種類の工具が配置され
る工作機械に関する。　′（２）従来の技術 従来、かかる工作機械は、たとえば特公昭４９−３３９
９２号公報により公知である。

（３）発明が解決しようとする問題点 ところで、上記従来のものでは加工ユニットがそのスピ
ンドルの軸線方向である水平なＸ軸方向にのみ移動可能
であり、Ｘ軸に直交する水平なＹ軸および鉛直なＹ軸方
向にワークを移動させてワークの加工範囲をカバーして
いる。しかるに、このような工作機械では、少種小量生
産あるいは少工程小量生産には対処することができるも
のの、たとえば自動二輪車のエンジン等の多種大量生産
のワークに対応するには、複数台の工作機械を用意する
必要がある。しかもワーク側をＹ軸およびＹ軸方向に移
動させる必要があることから、工作機械をトランスファ
ーラインに組込むことが困難であり、工作機械のワーク
搬送に特別な設備を用意する必要が生じる。

また、上記従来のものでは複数の工具を保持するための
複数の保持孔を周方向に間隔をあけて備える截頭円錐状
のドラムを回転させて工具の交換を行なっており、ドラ
ムの軸線が傾斜しているので、ドラムを回動駆動するた
めの構造が複雑となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ワ
ークの加工範囲を拡大するとともに工具を移動させるた
めの構造を簡単にした工作機械を提供することを目的と
する。

Ｂ６発明の構成 （１１問題点を解決するための手段 本発明に従う工作機械は、固定の基台上で水平なＺ軸方
向に移動可能なスライドテーブルと：該スライドテーブ
ルに立設されたガイドバーに沿って鉛直なＹ軸方向に移
動可能な昇降テーブルと；Ｙ軸およびＹ軸に直交する水
平なＸ軸方向に沿う原位置および加工位置間で進退可能
にして昇降テーブル上に配設される加工ユニットと；昇
降テーブルと一体的に連結されるとともに水平に配設さ
れるマガジンプレートと；原位置にある加工ユニットを
ほぼ中心とした円環状にしてマガジンプレートに設けら
れるガイドレールと；着脱可能にしてガイドレール上を
走行可能であり、加工ユニットとの受け渡しを可能とす
べく工具を着脱可能に把持する複数の把持機構と；を備
える。

（２）作　用 上記構成によれば、加工ユニットは、Ｘ軸、Ｙ軸および
Ｙ軸のいずれの方向にも移動可能であり、ワークを固定
しておいても加工範囲を拡大することができ、また各把
持機構は鉛直軸線まわりに移動するので、その駆動のた
めの構造も簡単になる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図、第２図および第３図において、この工作
機械は、ワークＷたとえば自動二輪車のエンジンを加工
するためのものであり、搬送手段１で搬送されて来るワ
ークＷを所定位置で固定した状態で、複数種類たとえば
８種類の工具Ｔ１〜Ｔ８からワークＷの種類、形状に対
応して選択した１つによりワークＷを加工することがで
きる。

該工作機械は、固定の基台２上で水平なＺ軸方向に移動
可能なスライドテーブル３と、スライドテーブル３に立
設された４つのガイドバー４に沿って鉛直なＹ軸方向に
移動可能な昇降テーブル５と、Ｚ軸およびＹ軸に直交す
る水平なＸ軸方向に沿う原位置ＨＰおよび加工位１ｗｐ
で進退可能にして昇降テーブル５上に配設される加工ユ
ニフト６と、昇降テーブル５と一体的にして水平に配設
されるマガジンプレート７と、マガジンプレート７に固
設される円環状のガイドレール８と、工具Ｔ１〜Ｔ８を
個別に着脱可能に把持するとともにガイドレール８に沿
って走行可能な複数たとえば８個の把持機構９，９・・
・とを備える。

基台２のＸ軸方向に沿う一側方には、Ｚ軸方向に沿って
延びる搬送手段１が敷設されており、パレット１１に載
ったワークＷが該搬送手段１により順次搬送される。し
かも搬送手段１の途中の加工ユニット６に対応する部分
には、バレン）１１およびワークＷを一時的に固定せし
めるための固定手段（図示せず）が設けられる。

基台２上には、Ｚ軸方向に沿って延びる一対のレール１
３．１３が相互間に間隔をあけて平行に固設されており
、スライドテーブル３はそれらのレール１３．１３で案
内されてＺ軸方向に移動可能である。

両レール１３．１３間でスライドテーブル３にはＺ軸方
向に延びるスクリュウシャフト１４が貫通、螺合されて
おり、このスクリュウシャフト１４の一端は基台２に設
けた支持部２１で回転自在に支承される。またスクリュ
ウシャフト１４の他端は基台２に設けたギヤボックス１
５内で回転自在に支承される。さらに基台２の側部には
、Ｚ軸モータ１６と、そのＺ軸モータ１６に連なる歯車
機構を内蔵したギヤボックス１７とが配設されており、
一方のギヤボックス１５内でスクリュウシャフト１４に
連動、連結された歯車機構と他方のギヤボックス１７内
の歯車機構とが伝動シャフト１８を介して連結される。

したがってＺ軸モータ１６の作動によりスクリュウシャ
フト１４が回転駆動され、スライドテーブル３がＺ軸方
向に駆動される。

スライドテーブル３上には上下に延びる４本のガイドバ
ー４が立設されており、この４本のガイドバー４により
昇降テーブル５が昇降自在に案内される。該昇降テーブ
ル５にはＸ軸方向に延びる一対の相互に平行なレール２
０．２０が固設されており、このレール２０．２０によ
り、搬送手段１上で固定されたワークＷを加工する加工
位置ＷＰと、加工位置ＷＰから退避した原位置ＨＰとの
間で加工ユニット６がＸ軸方向に案内される。

昇降テーブル５の搬送手段１と反対側の側部に、Ｘ軸方
向に延びる回転軸線を有するＸ軸モータ２２が取付けら
れる。しかも該Ｘ軸モータ２２に一端を連結するととも
に他端を昇降テーブル５で支承されたスクリュウシャフ
ト２３が両レール２０゜２０間でＸ軸と平行にして加工
ユニット６に貫通、螺合されており、Ｘ軸モータ２２の
作動により加工ユニット６がＸ軸方向に駆動される。

加工ユニット６は、両レール２０．２０に嵌合されると
ともに前記スクリュウシャフト２３が螺合されるユニッ
ト本体２４に、Ｘ軸方向に沿う回転軸線を有するスピン
ドル駆動モータ２５と、そのスピンドル駆動モータ２５
に連結される歯車機構を内蔵するとともに該歯車機構に
連なるスピンドル２６を突出させたギヤボックス２７と
が取付けられて成り、スピンドル２６はギヤボックス２
７の上部からＸ軸方向に沿って加工位置ｗＰ側に突出さ
れる。

昇降テーブル５には、各ガイドバー４を緩やかに貫通さ
せた４つの円筒状ガイドポスト２８の下端が固定されて
おり、これらのガイドポスト２８の上端は、加工ユニッ
ト６の上方で水平に配置されたマガジンプレート７に固
着され、各ガイドバー４はマガジンプレート７をも貫通
する。したがって昇降テーブル５およびマガジンプレー
ト７は、４つのガイドポスト２８を介して一体的に連結
されており、一体的に昇降する。

第４図を併せて参照して、マガジンプレート７は、その
中央部に開口部３０を有して円板状に形成されており、
このマガジンプレート７の外周縁上面には、原位置ＨＰ
にある加工ユニット６をほぼ中心とした円環状ガイドレ
ール８がその外側面をマガジンプレート７の外側面と面
一にして複数のボルト３１により固着される。しかもマ
ガジンプレート７およびガイドレール８の外周面直径は
、加工ユニット６が属僚ｆｉＨＰにあるときのスピンド
ル２６の先端よりもマガジンプレート７およびガイドレ
ール８の外側面が外方位置にあるように設定される。

第５図において、マガジンプレート７上には、内歯３２
ａを有するリングギヤ３２がその外側面をガイドレール
８の内側面に摺接させて摺動可能に載置される。しかも
マガジンプレート７上には、鉛直な軸線を有するインデ
ックスモーク３３がブラケット３４を介して固設されて
おり、このインデックスモータ３３の出力軸に固設され
たピニオンギヤ３５がリングギヤ３２の内歯３２ａに噛
合される。したがってインデックスモーク３３を作動せ
しめることによりリングギヤ３２を所望角度。

だけ角変位駆動することができる。

各ガイドバー４の上端は、水平な連結板３６によって連
結されており、この連結板３６の下面には鉛直な軸線を
有するＹ軸モータ３７が固定、支持される。また、Ｙ軸
モータ３７とずれた位置で、上下に延びるボールねじ３
８の上端が連結板３６で回転自在に支承されており、こ
のボールねじ３８の下端はマガジンプレート７に螺合さ
れる。しかもＹ軸モータ３７およびボールねじ３８の上
端は、連結板３６の上部に配設されたチェンボックス３
９に内蔵された無端状チェ７４ｏを介して連結されてお
り、連結板３６およびマガジンプレート７間にはボール
ねじ３８を囲繞するテレスコピック式カバー４１が配設
される。したがって、Ｙ軸モータ３７を作動せしめるこ
とにより、マガジンプレート７およびそれと一体的な昇
降テーブル５がＹ軸方向すなわち上下方向に移動する。

各把持機構９，９・・・は、リングギヤ３２に連結され
るとともに、ガイドレール８に沿って摺動可能な支持板
４３と、該支持板４３に揺動可能に支承される一対の把
持部材４４．４５と、再把持部材４４．４５間に張設さ
れるばね４６とから成る。

支持板４３は、マガジンプレート７およびガイドレール
８の外側面、ならびにガイドレール８の上面に摺接する
ようにして縦断面略し字状に形成されており、ピン４７
によりリングギヤ３２に連結される。すなわちリングギ
ヤ３２の上面にはピン４７を嵌合すべき複数の嵌合穴３
８が周方向に間隔をあけて複数個設けられており、支持
板４３にはピン４７を圧入すべき圧入孔４９が穿設され
る。したがって、リングギヤ３２に多数の嵌合穴４８を
設けておくことにより、任意の位置でリングギヤ３２に
支持板４３を連結することが可能であり、把持機構９の
個数を嵌合穴４８の個数内で任意に選択することができ
る。

把持部材４４．４５は、相互に向き合った略Ｃ字状に形
成されており、各把持部材４４．４５はそれらの上部の
相互に離隔した部分で支軸５１゜５２により支持板４３
に摺動可能に支承される。

ところで各工具ＴＩ、Ｔ２・・・Ｔ８は、ホルダ５３に
それぞれ取付けられており、このホルダ５３の外面に設
けられた環状溝５４に嵌り込んでホルダ５３をスピンド
ル２６と同一軸線上で両側から把持するための把持爪４
４ａ、４５ａが各把持部材４４．４５の下部に設けられ
る。またばね４６は支軸５１．５２よりも下方位置で再
把持部材４４゜４５間にわたって張設されており、この
ばね４６のばね力により再把持部材４４．４５はそれら
の下部の把持爪４４ａ、４５ａが相互に近接する方向す
なわちホルダ５３を両側から把持する方向に付勢される
。

把持部材４４．４５の上部には相互に重合する押圧部４
４ｂ、４５ｂがそれぞれ設けられており、これらの押圧
部４４ｂ、４５ｂを下方に押圧することにより、再把持
部材４４．４５ばばね４６のばね力に抗して把持爪４４
ａ、４５ａが相互に離反する方向すなわちホルダ５３の
把持状態を解除する方向に付勢される。

加工ユニット６のスピンドル２６に対応する部分でマガ
ジンプレート７には、把持機構９における支持板４３よ
りも外方に張出すブラケット５５が固設されており、こ
のブラケット５５の先端には鉛直軸線を有するシリンダ
５６が取付けられる。

該シリンダ５６は、把持機構９の把持状態を解除するた
めのものであり、そのピストンロッド５７が再把持部材
４４．４５の押圧部４４ｂ、４４ｂをともに下方に押圧
することが可能な位置でブラケット５５に取付けられる
。すなわちシリンダ５７が押圧部４４ｂ、４５ｂを下方
に押圧し、それにより把持機構９の再把持部材４４．４
５がホルダ５３の把持状態を解除する方向に回動する。

次にこの実施例の作用について説明すると、搬送手段１
で搬送されて来るワークＷの種類形状および加工形態は
、そのワークＷが固定手段で固定される前に検知されて
おり、その情報に基づいて工具Ｔ１〜Ｔ８の１つが選択
され、加工ユニット６のスピンドル２６に装着される。

すなわち加工ユニシト６が原付１ｉＨＰにある状態でイ
ンデックスモータ３３を作動せしめてリングギヤ３２を
角変位駆動し、工具Ｔ１〜Ｔ８の内の選択された１つを
保持した把持機構９がスピンドル２６に対応する位置ま
で回動される１次いで、Ｘ軸モータ２２により加工ユニ
ット６をその原付ｆｉＨＰから加工位置ＷＰ側にわずか
たけ前進せしめる。これによりホルダ５３にスピンドル
２６を嵌入して、ホルダ５３内に内蔵した締結機構によ
りホルダ５３をスピンドル２６に連結する。

次いでシリンダ５６を伸長作動せしめることにより、把
持機構９の押圧部４４ｂ、４５ｂを下方に押圧し、把持
機構９によるホルダ５３の把持状態を解除する。この際
、把持機構９の再把持部材４４．４５は、ホルダ５３の
把持状態を解除するだけでなく、加工ユニット６が加工
位置ＷＰまで前進するのを妨げることのない位置まで上
方に回動せしめられる。

そこでＸ軸モータ２２をさらに作動せしめて加工ユニッ
ト６を加工位置ＷＰまで前進させ、スピンドル駆動モー
タ２５を作動させることにより、ワークＷの加工を開始
する。この際、加工ユニット６はＹ軸方向に移動可能な
昇降テーブル５上にあり、昇降テーブル５はＺ軸方向に
移動可能なスライドテーブル３上にあるので、加工ユニ
ット６は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＸ軸のいずれの方向にも移
動可能であり、固定状態にあるワークＷを広い範囲にわ
たって有効に加工することができる。したがって搬送手
段１側にワークＷを動かすための特別な装置が不要とな
り、搬送手段１の構成が簡単となる。

加工ユニット６からホルダ５３を取外す際には、加工ユ
ニット６が加工位置ＷＰから原位置Ｐに戻る途中でホル
ダ５３の環状溝５４が開放状態にある把持機構９に対応
する位置に来たときに、加工ユニット６の後退動作を一
旦停止し、シリンダ５６を収縮作動せしめる。これによ
り、把持機構９の両把持部材４４．４５はばね４６によ
り把持爪４４ａ、４５ａが相互に近接する方向に回動し
、把持爪４４ａ、４５ａは環状溝５４に嵌り込むととも
にホルダ５３をその両側から把持する。そこで加工ユニ
ット６の後退動作を再開すると、ホルダ５３とスピンド
ル２６との締結状態が解除される。

このようにして各工具Ｔｌ−７８の内の任意のものを選
択して加工ユニット６に装着することができ、ワークＷ
の種類、形状および加工形態の変化に対応することがで
きる。しかも各把持機構９は、ビン４７によりリングギ
ヤ３２に連結されるものであり、リングギヤ３２に多数
設けた嵌合穴４８の位置を選択することにより、使用す
る把持機構９の個数の増減が可能であり、その装着、取
外しも容易である。さらに加工ユニット６に対応する位
置にある把持機構９を除く他の把持機構９の着脱および
交換操作を、加工中に容易に行なうことができ、加工作
動を停止しなくてもすむので加工時間の短縮が図られる
。

また、各把持機構９は、支持板４３に支承された２枚の
把持部材４４．４５間にばね４６を張設しただけの簡単
な構造であり、スピンドル２６に対応した位置にあるシ
リンダ５６の伸縮作動により、どの把持機構９も確実に
開閉作動される。

さらに、ガイドレール８は水平なマガジンプレート７に
固設されており、各把持機構９はそのガイドレール８に
沿って鉛直軸線まわりに移動するので、各把持機構９を
移動せしめるための構造は、マガジンプレート７上に摺
動可能に載置したリングギヤ３２をインデックスモータ
３３で駆動するようにした簡単なものですむ。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明に従う工作機械は、固定の基台上で
水平なＺ軸方向に移動可能なスライドテーブルと；該ス
ライドテーブルに立設されたガイドバーに沿って鉛直な
Ｙ軸方向に移動可能な昇降テーブルと；２輪およびＹ軸
に直交する水平なＸ軸方向に沿う原位置および加工位置
間で進退可能にして昇降テーブル上に配設される加工ユ
ニットと；昇降テーブルと一体的に連結されるとと″も
に水平に配設されるマガジンプレートと；原位置にある
加工ユニットをほぼ中心とした円環状にしてマガジンプ
レートに設けられるガイドレールと；着脱可能にしてガ
イドレール上を走行可能であり、加工ユニットとの受け
渡しを可能とすべく工具を着脱可能に把持する複数の把
持機構と；を備えるので、加工ユニットをＸ軸、Ｙ軸お
よびＹ軸のいずれの方向にも移動可能として加工可能範
囲を拡大することができ、ワークを移動させるための装
置が不要である。しかも各把持機構を鉛直軸線まわりに
角変位するので、把持機構を角変位駆動するための構造
も単純となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は全
体正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は
第１図の■−■線断面図、第４図は第３図の■矢示部拡
大縦断面図、第５図は第２図の■矢示部拡大縦断面図で
ある。 ２・・・基台、３・・・スライドテーブル、５・・・昇
降テーブル、６・・・加工ユニット、７・・・マガジン
プレート、８・・・ガイドレール、９・・・把持機構、
ＨＰ・・・原位置、Ｔ１〜Ｔ８・・・工具、Ｗ・・・ワ
ーク、ｗｐ・・・加工位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工ユニットのまわりに、該加工ユニットとの選択的な
   連結を可能にして複数種類の工具が配置される工作機械
   において、固定の基台上で水平なＺ軸方向に移動可能な
   スライドテーブルと；該スライドテーブルに立設された
   ガイドバーに沿って鉛直なＹ軸方向に移動可能な昇降テ
   ーブルと；Ｚ軸およびＹ軸に直交する水平なＸ軸方向に
   沿う原位置および加工位置間で進退可能にして昇降テー
   ブル上に配設される加工ユニットと；昇降テーブルと一
   体的に連結されるとともに水平に配設されるマガジンプ
   レートと；原位置にある加工ユニットをほぼ中心とした
   円環状にしてマガジンプレートに設けられるガイドレー
   ルと；着脱可能にしてガイドレール上を走行可能であり
   、加工ユニットとの受け渡しを可能とすべく工具を着脱
   可能に把持する複数の把持機構と；を備えることを特徴
   とする工作機械。