JPWO2013161330A1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

工作機械(10)は、基台(11)と、支柱(12)と、梁(13)と、この梁(13)の下方に設けられた架台(14)と、この架台(14)に設けられワーク(15)を加工する加工ヘッド(20)と、この加工ヘッド(20)から下方に延びるガイドポスト(21)と、架台(14)に沿って設けられるレール(16)及びラック(17)と、これらのレール(16)及びラック(17)にスライド可能に設けられるスライド機構(30)と、このスライド機構(30)に吊り下げられワーク(15)を搬送するワーク搬送治具(40)を備えている。

Description

本発明は、ワークを搬送するワーク搬送治具と、ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械に関する。

工作機械には、一つの加工ヘッドに複数の工具を持つ多軸加工ヘッドを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図２１は従来技術に係る工作機械の基本原理を説明する図であり、工作機械２００は、加工ユニット２０１と、搬送ライン２０２上のクランプユニット２０３とからなる。加工ユニット２０１では、回転インデックス２０４の６個のアーム２０５の先端にそれぞれ多軸加工ヘッド２０６が設けられる。

クランプユニット２０３では、ターンテーブル２０７に治具２０８を介してワーク２０９が取付けられ、ワーク２０９に多軸加工ヘッド２０６を近づけることでワーク２０９に加工が施される。加工の際、回転インデックス２０４を回転させ、異なる多軸加工ヘッド２０６を使用することにより、ワーク２０９に複数工程の加工を施すことができる。

しかし、回転インデックス２０４は、６０°毎に起動、停止が繰り返される。特に停止精度は、加工精度に影響するために、十分に高める必要がある。しかし、回転インデックス２０４は重量物であり、慣性モーメントが大きいために停止位置がずれ易い。停止精度を高めるためには、高度なフィードバック制御が不可欠となり、装置全体のコストが高くなる。また、多軸加工ヘッド２０６は重いため、複数の多軸加工ヘッドを回転インデックスで回転させると、消費エネルギーが増大し、ランニングコストが高くなる。すなわち、装置の構造が簡単で装置全体のコストを低くすることができ、且つ、ランニングコストも抑えることができる工作機械が求められている。

特開２０１１−２４０４６６公報

本発明は、装置の構造が簡単で装置全体のコストを低くすることができ、且つ、ランニングコストも抑えることができる工作機械を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、架台にスライド可能に設けられワークを搬送するワーク搬送治具と、前記架台に固定され前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械において、前記加工ヘッドに対向する位置に前記ワーク搬送治具を移動させる動力源と、前記ワーク搬送治具に設けられ前記ワークの被加工部を加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構とを備えている工作機械が提供される。

請求項２に係る発明では、好ましくは、加工ヘッドに下向きに装着されワークを加工する工具と、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備え、ワーク搬送治具が上昇することにより、加工ヘッドにワーク搬送治具が昇降自在に連結され、ワーク搬送治具に取付けられたワークが工具により加工される。

請求項３に係る発明では、好ましくは、ワーク搬送治具は、架台をスライドするスライド機構を介して架台に吊り下げられ、被加工部移動機構は、スライド機構とワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結され、進退ロッドが退くことによりワーク搬送治具が上昇する。

請求項４に係る発明では、好ましくは、動力源は、ワーク搬送治具に設けられ、ワーク搬送治具を自走させる。

請求項５に係る発明では、ガイドポストおよびガイドブッシュにより、加工ヘッドとワーク搬送治具とを位置決めする位置決め機構が構成され、加工ヘッドは、複数の工具をそれぞれ保持する複数のスピンドルを備え、ワークが取付けられたワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも２回分の加工に必要な数の工具が、スピンドルを介して加工ヘッドに設けられている。

請求項１に係る発明では、加工ヘッドに対向する位置にワーク搬送治具を移動させる動力源と、ワーク搬送治具に設けられワークの被加工部を加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構とからなる。
動力源で加工ヘッドに対向する位置にワーク搬送治具を移動させるとともに、被加工部移動機構をワーク搬送治具に設けたので、複数の加工ヘッドをインデックス機構で切換える工作機械に比較し、本発明では複雑なインデックス機構を必要とせず、装置の構造が簡単で装置全体のコストの低減を図ることができる。

加えて、複数の加工ヘッドのそれぞれに被加工部移動機構を設けた場合に比較しても、本発明では一つのワーク搬送治具に被加工部移動機構を設けるので、装置の構造を簡単にでき、装置全体のコストを低くすることができる。
さらに、仮に複数の重い加工ヘッドを交換機構で交換すると消費エネルギーが増大するが、本発明ではワーク搬送治具を移動させるだけであるので、消費エネルギーを抑えられ、ランニングコストを抑えることができる。

請求項２に係る発明では、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備える。
ワーク搬送治具が上昇することにより、ガイドポストがガイドブッシュに挿入されるので、加工ヘッドにワーク搬送治具が位置決めできる。結果、ワークの加工精度の向上を図ることができる。

請求項３に係る発明では、ワーク搬送治具は、架台をスライドするスライド機構を介して架台に吊り下げられ、被加工部移動機構は、スライド機構とワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結される。
被加工部移動機構はスライド機構に進退ロッドを連結しただけであるので、被加工部移動機構を簡易な構造にできる。

請求項４に係る発明では、動力源は、ワーク搬送治具に設けられ、ワーク搬送治具を自走させる。
動力源をワーク搬送治具に設けたので、複数の加工ヘッドのそれぞれに動力源を設けた場合に比較し、装置の構造を簡単にでき、より一層装置全体のコストを低くすることができる。

請求項５に係る発明では、ワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも２回分の加工に必要な数の工具が、スピンドルを介して加工ヘッドに設けられている。
加工ヘッドに少なくとも２回分の加工に必要な工具が設けられているので、加工ヘッドによってワークに１回目の加工を施した後、ワーク搬送治具を移動させ、同じ加工ヘッドによりワークに２回目の加工を施すことができる。結果、一つの加工ヘッドで実施できる工程を複数に増やすことができ、工作機械の省スペース化を図ることができる。

実施例１に係る工作機械の正面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 図２の３−３線に沿った断面図である。 実施例１に係る工作機械の平面図である。 ワーク搬送治具の移動工程を説明する図である。 加工工程を説明する図である。 １つの加工ヘッドで２つのワークを一度に加工する場合を説明する図である。 １つの加工ヘッドで１つのワークに２回加工する場合を説明する図である。 実施例２に係る工作機械の断面図である。 図９の１０−１０線に沿った断面図である。 実施例２に係る工作機械の作用図である。 実施例２に係る工作機械の別態様を説明する図である。 実施例２の別態様のガイドポストとガイドブッシュの位置関係を説明する図である。 偏心ブッシュを説明する図である。 実施例２に係る工作機械の更なる別態様を説明する図である。 実施例２の更なる別態様のガイドポストとガイドブッシュの位置関係を説明する図である。 実施例３に係る工作機械の断面図である。 図１７の領域１８の拡大図である。 図１７の１９線に沿った断面図である。 実施例３に係る工作機械の作用図である。 従来技術に係る工作機械の基本原理を説明する図である。

以下、本発明の好ましい幾つかの実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、実施例１による工作機械１０は、基台１１と、この基台１１に立てられた支柱１２と、この支柱１２の上端に設けられた梁１３と、この梁１３の下方に設けられた架台１４と、この架台１４に設けられワーク１５を加工する加工ヘッド２０と、この加工ヘッド２０から下方に延びるガイドポスト２１と、架台１４に沿って設けられるレール１６及びラック１７と、これらのレール１６及びラック１７にスライド可能に設けられるスライド機構３０と、このスライド機構３０に吊り下げられワーク１５を搬送するワーク搬送治具４０と、加工ヘッド２０の下方に設けられ切りくず及び切削液を回収する回収部１８とからなる。

また、ワーク搬送治具４０に一体的にスライド機構３０が設けられる。スライド機構３０は、スライド本体部３１と、このスライド本体部３１に設けられワーク搬送治具４０を自走させる動力源３２と、スライド本体部３１から吊り下げられワーク搬送治具４０を昇降可能に支持する支持ロッド３３とを備える。

ワーク搬送治具４０は、治具本体部４１と、この治具本体部４１に設けられ支持ロッド３３が挿通される支持ブッシュ４２と、治具本体部４１に設けられガイドポスト２１が挿通されるガイドブッシュ４３と、治具本体部４１に設けられワーク１５の被加工部を加工ヘッドに近づける被加工部移動機構５０とを備える。支持ロッド３３の下端にストッパ片３４が設けられており、ストッパ片３４が治具本体部４１に当接することで、ワーク搬送治具４０の下方への移動が制限される。

次に被加工部移動機構及び位置決め機構について詳しく説明する。
図２に示すように、被加工部移動機構５０は、治具本体部４１に設けられるシリンダ５１と、このシリンダ５１から延びスライド機構３０に接続される進退ロッド５２とからなる。シリンダ５１を稼働させ進退ロッド５２を縮めることで、ワーク搬送治具４０が上昇する。ワーク１５が加工ヘッド２０に近づけられ、ワーク１５の被加工部が加工される。

加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０を位置決めする位置決め機構２２は、加工ヘッド２０に設けられるガイドポスト２１と、ワーク搬送治具４０に設けられるガイドブッシュ４３とからなる。被加工部移動機構５０によりワーク搬送治具４０が上昇し、ガイドポスト２１がガイドブッシュ４３に挿通されることで、ワーク搬送治具４０が位置決めされる。

また、加工ヘッド２０は、加工ヘッド本体部２３と、この加工ヘッド本体部２３の下部に設けられ工具２４を保持するスピンドル２５と、加工ヘッド本体部２３の上部に設けられスピンドルを駆動させる加工用動力源２６とからなる。加工ヘッド２０は、支柱１２、１２に掛け渡された梁１３に、固定部材２７により固定されている。

なお、実施例では、加工ヘッド２０にガイドポスト２１を設け、ワーク搬送治具４０にガイドブッシュ４３を設けたが、これに限定されず、ワーク搬送治具が上昇することにより、加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０が連結されて位置決めされれば、加工ヘッド２０にガイドブッシュを設け、ワーク搬送治具４０にガイドポストを設ける構成であっても差し支えない。

次にスライド機構３０について詳しく説明する。
図３に示すように、スライド機構３０は、スライド本体部３１と、このスライド本体部３１に第１の軸３５を介して回転自在に設けられラック１７に噛み合うピニオン３６と、第１の軸３５に設けられレール１６（図２）に載せられる第１の車輪３７（図２）と、スライド本体部３１にもうけられピニオン３６を駆動させる動力源３２と、スライド本体部３１に第２の軸３８を介して回転自在に設けられレール１６に載せられる第２の車輪３９とからなる。

動力源３２を駆動させ、ピンオン３６を任意の量だけ回転させることで、スライド機構３０を移動させることができる。

次に平面図に基づいて加工ヘッドとワーク搬送治具の位置関係について説明する。
図４に示すように、工作機械１０の図右側には、ワーク１５を投入するワーク投入部５３が設けられる。ワーク投入部５３の図左側に、続けて複数の加工ヘッド２０が配置されたワーク加工部５４が設けられる。ワーク搬送治具４０に、２個のワーク１５、１５が載せられており、ワーク搬送治具４０を図左に移動させ、各ワーク加工部５４で順次ワーク１５、１５に加工が施される。

以上に述べた工作機械の作用を次に述べる。
図５（ａ）に示すように、ワーク投入部５３で、ワーク１５を矢印（１）のようにワーク搬送治具４０にセットする。ワーク搬送治具４０を矢印（２）のように移動させる。

図５（ｂ）に示すように、被加工部移動機構５０を稼働させ、ワーク搬送治具４０を矢印（３）のように上昇させる。

図６（ａ）に示すように、ワーク搬送治具４０が上昇すると、先ずガイドポスト２１がガイドブッシュ４３に挿通され、加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０が位置決めされる。位置決めさたワーク搬送治具４０は、矢印（４）のようにさらに上昇される。

図６（ｂ）に示すように、ワーク搬送治具４０が上昇すると、工具２４の先端がワーク１５に接触する。ワーク搬送治具４０を矢印（５）のようにさらに上昇させると、工具２４によりワーク１５が加工される。

図６（ｃ）に示すように、ワーク搬送治具４０を矢印（６）のように下降させることで１回の加工が終了となる。

次にワークの配置の違いによる加工方法を平面図に基づいて説明する。
図７（ａ）に示すように、２個のワーク１５は、ワーク搬送治具４０の進行方向に対して左右に配置されている。ワーク搬送治具４０を矢印（７）のように移動させる。

図７（ｂ）に示すように、２個のワーク１５は、全体が１箇所目の加工ヘッド２０の下に入れられ、一度に２個のワーク１５に加工が施される。加工後、ワーク搬送治具４０を矢印（８）のように移動させる。

図７（ｃ）に示すように、２個のワーク１５は、全体が２箇所目の加工ヘッド２０の下に入れられ、一度に２個のワーク１５に次の加工が施される。加工後、ワーク搬送治具４０を矢印（９）のように移動させる。結果、一度に２個のワークに対して加工を施すことができる。

次に図７と異なる加工方法を平面図に基づいて説明する。
図８（ａ）に示すように、２個のワーク１５は、ワーク搬送治具４０の進行方向に対して前後に配置されている。ワーク搬送治具４０を矢印（１０）のように移動させる。

図８（ｂ）に示すように、２個のワーク１５のうち、進行方向前側のワーク１５のみを加工ヘッド２０の下に移動させる。前側のワーク１５にのみ加工を施す。加工後、ワーク搬送治具４０を矢印（１１）のように移動させる。

図８（ｃ）に示すように、２個のワーク１５は、全体が１箇所目の加工ヘッド２０の下に移動される。すなわち、前側のワーク１５は、１箇所目の加工ヘッド２０の前側の工具２４の下に移動される。後側のワーク１５は、１箇所目の加工ヘッドの後側の工具２４の下に移動される。前側の工具２４と後側の工具２４とで、異なる工具を使用し、または、異なる位置に配置することで、１箇所の加工ヘッド２０で２種類の加工を施すことができる。加工後、ワーク搬送治具４０を矢印（１２）のように移動させる。

図８（ｄ）に示すように、前側のワーク１５は、１箇所目の加工ヘッド２０から外れる。後側のワーク１５は、１箇所目の加工ヘッド２０の前側の工具２４の下に移動される。結果、後側のワーク１５にも１箇所目の加工ヘッド２０で異なる種類の加工を施すことができる。加工後、ワーク搬送治具４０を矢印（１３）のように移動させ、２箇所目の加工ヘッド２０での加工が施される。

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。なお、図２に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図９に示すように、工作機械１０は、ガイドポスト２１をガイドブッシュ４３の穴の内周面４４に付勢する付勢手段６０を備える。

付勢手段６０は、加工ヘッド２０を架台１４に対して傾斜させる傾斜機構６１（図１０参照）を有する。傾斜機構６１は、加工ヘッド本体部２３の下部に設けられ加工ヘッド２０を回転自在に支持する傾斜軸６２と、架台１４に設けられ傾斜軸６２を支持する軸受６３とからなる。加工ヘッド２０は、架台１４に設けられた貫通穴６４に配置される。

図１０に示すように、貫通穴６４の幅は、加工ヘッド本体部２３下部の幅よりも大きい。貫通穴６４と加工ヘッド本体部２３との間には隙間６５が設けられる。加工ヘッド２０は、傾斜軸６２を中心に傾斜する。加工ヘッド本体部２３の側部が、貫通穴６４の内壁に当接することで、加工ヘッド２０の傾斜が規制される。

符号６６は鉛直線であり、符号６７はガイドポスト２１に平行な平行線である。鉛直線６６と平行線６７との傾斜角はＡである。すなわち、加工ヘッド２０の鉛直線６６に対する傾斜角はＡである。なお、平行線６７、ガイドポスト２１、工具２４の軸は平行である。

また、架台１４に凹部７１が設けられ、この凹部７１に弾性体７２が設けられる。加工ヘッド本体部２３にアーム部７３が設けられ、アーム部７３が弾性体７２に付勢される。結果、ガイドポスト２１は傾斜する方向へ付勢される。

以上に述べた実施例２に係る工作機械の作用を次に述べる。
図１１（ａ）に示すように、ガイドポスト２１は傾斜角Ａで傾斜している。ワーク搬送治具４０を矢印（１４）のように上昇させる。ガイドポスト２１先端のテーパ部２８がガイドブッシュ４３に挿通され、ガイドポスト２１は矢印（１５）のように移動される。なお、アーム部７３は、弾性体７２により力Ｆ１で付勢される。

図１１（ｂ）に示すように、ガイドポスト２１はガイドブッシュ４３に挿通される。ガイドポスト２１は、ガイドブッシュ４３の内周面４４に力Ｆ２で付勢される。この状態で、ワーク搬送治具４０を上昇させ、加工ヘッド２０によりワークを加工すると、加工によるビビリ(chatter)の低減を図ることができる。

次に実施例２の別態様について説明する。なお、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１２（ａ）に示すように、付勢手段８０は、複数のガイドポスト２１、２１と、これらの複数のガイドポスト２１、２１が挿通されるガイドブッシュ４３、４３とからなる。２つのガイドブッシュ４３、４３の中心間距離はＬ１である。２つのガイドポスト２１、２１の中心間距離はＬ２である。Ｌ１＜Ｌ２であり、ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も外側間の距離が大きい。

以上に述べた実施例２の別態様に係る工作機械の作用を次に述べる。
図１２（ｂ）に示すように、２つのガイドブッシュ４３、４３にそれぞれガイドポスト２１、２１が挿入される。ガイドポスト２１、２１挿入前の状態は、ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト２１、２１により、ガイドブッシュ４３、４３の内周面４４、４４は、力Ｆ３で付勢される。この状態で、ワーク搬送治具４０を上昇させ、加工ヘッド２０によりワークを加工すると、加工によるビビリの低減を図ることができる。

次にガイドポスト間の距離とガイドブッシュ間の距離との関係を説明する。
図１３（ａ）は比較例のガイドポスト２２０とガイドブッシュ２２１の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２２０の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ２２１の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２２０、２２０の中心間距離はＬ１であり、２つのガイドブッシュ２２１の穴の中心間距離はＬ１であり、等しい。

図１３（ｂ）は実施例２の別態様に示すガイドポスト２１、２１とガイドブッシュ４３、４３の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２１、２１の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ４３、４３の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２１、２１の中心間距離はＬ２でありと、２つのガイドブッシュ４３、４３の穴の中心間距離はＬ１であり、Ｌ１＜Ｌ２である。ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト２１、２１により、ガイドブッシュ４３、４３の内周面４４、４４は付勢される。

図１３（ｃ）は実施例２の別態様における変形例を示すガイドポスト２１、２１とガイドブッシュ４３、４３の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２１、２１の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ４３、４３の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２１、２１の中心間距離はＬ３でありと、２つのガイドブッシュ４３、４３の穴の中心間距離はＬ１であり、Ｌ３＜Ｌ１である。ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も内側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も内側間の距離が小さいので、ガイドポスト２１、２１により、ガイドブッシュ４３、４３の内周面４４、４４は付勢される。

次に偏心ブッシュについて説明する。
図１４に示すように、ガイドポスト２１の基端部８１に、ガイドブッシュ４３（図１２）に付勢されることでガイドポスト２１同士が近づくように偏心する偏心ブッシュ８２が設けられる。ガイドブッシュ４３へのガイドポスト２１挿通前の偏心ブッシュ８２の中心は中心線８３であり、ガイドポスト２１挿通後の偏心ブッシュ８２の中心は中心線８４である。

次に実施例２の更なる別態様について説明する。なお、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１５はガイドブッシュ４３周辺の拡大図であり、付勢手段９０は、ガイドブッシュ４３の穴の内周面４４の一部に設けられる。

付勢手段９０は、ガイドブッシュ４３に設けられた切り欠き部９１と、この切り欠き部９１に移動可能に設けられガイドブッシュ４３の穴の径方向に移動する押圧部９２と、治具本体部４１に設けられ押圧部９２を押すボルト９３と、切り欠き部９１にボルト９３に対向するように設けられ押圧部９２を受ける受け部材９４とからなる。

以上に述べた実施例２の更なる別態様に係る工作機械の作用を次に述べる。
ボルト９３をねじ込むと、押圧部９２はガイドブッシュ４３の穴の径方向に移動する。押圧部９２によりガイドポスト２１は力Ｆ４で付勢される。結果、ガイドポスト２１をガイドブッシュ４３の穴の内周面４４に付勢することができる。なお、受け部材９４は弾性体である。

次にガイドポスト間の距離とガイドブッシュ間の距離との関係を説明する。
図１６（ａ）は比較例のガイドポスト２２０とガイドブッシュ２２１の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２２０の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ２２１の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２２０、２２０の中心間距離はＬ１であり、２つのガイドブッシュ２２１の穴の中心間距離はＬ１であり、等しい。

図１６（ｂ）は実施例２の更なる別態様に示すガイドポスト２１、２１とガイドブッシュ４３、４３の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２１、２１の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ４３、４３の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２１、２１の中心間距離はＬ１であり、２つのガイドブッシュ４３、４３の穴の中心間距離はＬ４であり、Ｌ４＜Ｌ１である。ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト２１、２１により、ガイドブッシュ４３、４３の内周面４４、４４は付勢される。

図１６（ｃ）は実施例２の更なる別態様における変形例を示すガイドポスト２１、２１とガイドブッシュ４３、４３の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト２１、２１の外径はｄ１であり、ガイドブッシュ４３、４３の穴の内径はＤ１あり、ｄ１＜Ｄ１である。また、２つのガイドポスト２１、２１の中心間距離はＬ１であり、２つのガイドブッシュ４３、４３の穴の中心間距離はＬ５であり、Ｌ１＜Ｌ５である。ガイドブッシュ４３、４３の穴間の最も内側の距離よりも、ガイドポスト２１、２１の最も内側間の距離が小さいので、ガイドポスト２１、２１により、ガイドブッシュ４３、４３の内周面４４、４４は付勢される。

次に、本発明の実施例３を図面に基づいて説明する。なお、図２に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１７に示すように、加工ヘッド２０は、加工ヘッド本体部２３と、この加工ヘッド本体部２３の下部に設けられ工具２４を保持するスピンドル２５と、ギヤボックス１００とからなる。

ワーク搬送治具４０は、治具本体部４１に設けられ加工ヘッド２０を駆動させる加工用動力源１０１と、加工用動力源１０１から上方に延び回転するスプライン軸１０２と、このスプライン軸１０２の上端に設けられギヤボックス１００に接続される接続部１１０と、加工用動力源１０１にスプライン軸１０２を囲うように設けられ接続部１１０を上方に付勢する弾性部材１０３とを備える。

ギヤボックス１００は、ケース部１０４と、このケース部１０４に設けられ従動軸１０５を介して回転自在に設けられる従動歯車１０６と、ケース部１０４の上部に設けられ接続部１１０を受ける軸受け部１０７とからなる。

次に、接続部１１０について詳しく説明する。
図１８に示すように、接続部１１０は、スプライン軸１０２に沿って移動自在に設けられる従動歯車１０６に噛み合う駆動歯車１１１と、この駆動歯車１１１の下部に設けられる下部スラスト軸受１１２と、駆動歯車１１１に設けられ下部スラスト軸受１１２を留めるクリップ部材１１３と、駆動歯車１１１の上部に設けられる上部スラスト軸受１１４とからなる。

下部スラスト軸受１１２には凹部１１５がもうけられており、この凹部１１５に弾性部材１０３が当接する。駆動歯車１１１は弾性部材１０３により上方に付勢される。スプライン軸１０２は、受け部１０７に挿通される。上部スラスト軸受１１４は受け台１０８に当接される。

次に、スプライン軸１０２について説明する。
図１９に示すように、スプライン軸１０２の外周にスプライン部１１６が設けられる。駆動歯車１１１には、スプライン部１１６を受けるスプライン溝１１７が設けられる。駆動歯車１１１は、スプライン軸１０２と一体になり回転するが、スプライン軸１０２の軸方向に沿って移動可能である。

以上に述べた実施例３に係る工作機械の作用を次に述べる。
図２０（ａ）に示すように、ワーク搬送治具４０を上昇させると、接続部１１０も矢印（１６）のように上昇する。ガイドポスト２１がガイドブッシュ４３に挿通され、加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０が位置決めされる。

図２０（ｂ）に示すように、ワーク搬送治具４０をさらに上昇させると、接続部１１０はギヤボックス１００に接続され、駆動歯車１１１に従動歯車１０６が噛み合う。スプライン軸１０２はケース部１０４を貫通し、駆動歯車１１１は従動歯車１０６に噛み合った状態を保つ。結果、加工用動力源１０１の動力が加工ヘッド２０に伝達され、加工ヘッド２０により、ワーク１５に加工が施される。

以上に述べた実施例１に係る工作機械１０をまとめて以下に記載する。
図１及び図２に示すように、架台１４にスライド可能に設けられワーク１５を搬送するワーク搬送治具４０と、架台１４に固定されワーク搬送治具４０に取付けられたワーク１５を加工する加工ヘッド２０とからなる工作機械１０において、加工ヘッド２０に対向する位置にワーク搬送治具４０を移動させる動力源３２と、ワーク搬送治具４０に設けられワーク１５の被加工部を加工ヘッド２０に近づけて加工する被加工部移動機構５０とからなる。

この構成により、動力源３２で加工ヘッド２０に対向する位置にワーク搬送治具４０を移動させるとともに、被加工部移動機構５０をワーク搬送治具４０に設けたので、複数の加工ヘッド２０をインデックス機構で切換える工作機械に比較し、本発明では複雑なインデックス機構を必要とせず、装置の構造が簡単で装置全体のコストの低減を図ることができる。
なお、ワーク搬送治具４０を自走させる動力源３２をワーク搬送治具に設ける例を示したが、ワーク搬送治具４０を移動させるためには、架台１４等に設けられた図示しない駆動源にて図示しない無端状歯車付きベルトを、架台１４に沿って駆動させ、その駆動力でワーク搬送治具４０を移動させても構わない。しかしながら、無端状歯車付きベルトは不可避的な経年的延びが生じ、比較的精度が高い位置決めには向かない。スライド機構３０をピニオン３６とラック１７による構成とした方が、比較的精度が高い位置決めができる。無端状歯車付きベルトに替えて、金属チェーンでも構わない。しかしながら、不可避的な経年的帯が生じることは変わらない。

加えて、複数の加工ヘッド２０のそれぞれに被加工部移動機構５０を設けた場合に比較しても、本発明では一つのワーク搬送治具４０に被加工部移動機構５０を設けるので、装置の構造を簡単にでき、装置全体のコストを低くすることができる。
さらに、仮に複数の重い加工ヘッドを交換機構で交換すると消費エネルギーが増大するが、本発明ではワーク搬送治具４０を移動させるだけであるので、消費エネルギーを抑えられ、ランニングコストを抑えることができる。

図２に示すように、加工ヘッド２０に下向きに装着されワーク１５を加工する工具２４と、ワーク搬送治具４０または加工ヘッド２０のうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポスト２１と、ワーク搬送治具４０または加工ヘッド２０のうちどちらか他方に設けられガイドポスト２１が挿通されるガイドブッシュ４３とを備え、ワーク搬送治具４０が上昇することにより、加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０が昇降自在に連結され、ワーク搬送治具４０に取付けられたワーク１５が工具２４により加工される。

この構成により、ワーク搬送治具４０が上昇することにより、ガイドポスト２１がガイドブッシュ４３に挿入されるので、加工ヘッド２０にワーク搬送治具４０が位置決めできる。この結果、ワーク１５の加工精度の向上を図ることができる。

図２に示すように、ワーク搬送治具４０は、架台１４をスライドするスライド機構３０を介して架台１４に吊り下げられ、被加工部移動機構５０は、スライド機構３０とワーク搬送治具４０とに上下に延び進退する進退ロッド５２を介して連結され、進退ロッド５２が退くことによりワーク搬送治具４０が上昇する。

この構成により、被加工部移動機構５０はスライド機構３０に進退ロッド５２を連結しただけであるので、被加工部移動機構５０を簡易な構造にできる。

図２に示すように、動力源３２は、ワーク搬送治具４０に設けられ、ワーク搬送治具４０を自走させる。

動力源３２をワーク搬送治具４０に設けたので、複数の加工ヘッド２０のそれぞれに動力源３２を設けた場合に比較し、装置の構造を簡単にでき、より一層装置全体のコストを低くすることができる。

図２に示すように、ガイドポスト２１およびガイドブッシュ４３により、加工ヘッド２０とワーク搬送治具４０とを位置決めする位置決め機構２２が構成され、加工ヘッド２０は、複数の工具２４をそれぞれ保持する複数のスピンドル２５を備え、ワーク１５が取付けられたワーク搬送治具４０が上昇することにより施される少なくとも２回分の加工に必要な数の工具２４が、スピンドル２５を介して加工ヘッド２０に設けられている。

この構成により、加工ヘッド２０に少なくとも２回分の加工に必要な工具２４が設けられているので、加工ヘッド２０によってワーク１５に１回目の加工を施した後、ワーク搬送治具４０を移動させ、同じ加工ヘッド２０によりワーク１５に２回目の加工を施すことができる。結果、一つの加工ヘッド２０で実施できる工程を複数に増やすことができ、工作機械の省スペース化を図ることができる。

尚、本発明の工作機械１０は、被加工部移動機構５０により、ワーク搬送装置４０全体を昇降させる構成としたが、これに限定されず、加工ヘッドにワーク１５が位置決めされれば、ワーク１５のみを昇降させてワーク１５の被加工部を加工ヘッド２０によって加工する構成としても差し支えない。
加えて、スライド機構３０をピニオン３６とラック１７による構成としたが、これに限定されず、ワーク搬送治具４０の移動を制御できれば、レール１６に車輪３７、３９を載せる構成など他の構成であっても差し支えない。

本発明の工作機械は、加工ヘッドにワーク搬送治具を近づけてワークを加工する工作機械に好適である。

１０…工作機械、１４…架台、１５…ワーク、２０…加工ヘッド、２１…ガイドポスト、２２…位置決め機構、２４…工具、２５…スピンドル、３０…スライド機構、３２…動力源、４０…ワーク搬送治具、４３…ガイドブッシュ、５０…被加工部移動機構、５２…進退ロッド。

Claims (5)

1. 架台にスライド可能に設けられワークを搬送するワーク搬送治具と、前記架台に固定され前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械において、
   前記加工ヘッドに対向する位置に前記ワーク搬送治具を移動させる動力源と、
   前記ワーク搬送治具に設けられ前記ワークの被加工部を前記加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構と、
   を備えていることを特徴とする工作機械。
2. 前記加工ヘッドに下向きに装着され前記ワークを加工する工具と、前記ワーク搬送治具または前記加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、前記ワーク搬送治具または前記加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられ前記ガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備え、
   前記ワーク搬送治具が上昇することにより、前記加工ヘッドに前記ワーク搬送治具が昇降自在に連結され、前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークが前記工具により加工される、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記ワーク搬送治具は、前記架台をスライドするスライド機構を介して前記架台に吊り下げられ、
   前記被加工部移動機構は、前記スライド機構と前記ワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結され、
   前記進退ロッドが退くことにより前記ワーク搬送治具が上昇する、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
4. 前記動力源は、前記ワーク搬送治具に設けられ、前記ワーク搬送治具を自走させる、請求項１に記載の工作機械。
5. 前記ガイドポストおよび前記ガイドブッシュにより、前記加工ヘッドと前記ワーク搬送治具とを位置決めする位置決め機構が構成され、
   前記加工ヘッドは、複数の前記工具をそれぞれ保持する複数のスピンドルを備え、
   前記ワークが取付けられた前記ワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも２回分の加工に必要な数の前記工具が、前記スピンドルを介して前記加工ヘッドに設けられている、請求項２に記載の工作機械。

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