WO1992015425A1

WO1992015425A1 - Machine tool

Info

Publication number: WO1992015425A1
Application number: PCT/JP1992/000250
Authority: WO
Inventors: Koichiro Kitamura
Original assignee: Kitamura Machinery Co., Ltd.
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1992-09-17
Also published as: EP0528052A1; JPH04283037A; EP0528052A4

Description

明細書工作機械技術分野

この発明は工作機械に関する。

背景

通常、ロッド状ワークは、たとえば旋盤により加工されフライス盤により別の加工が行われる。

したがって少なくとも旋盤とフライス盤を使用しなければならない。このため設備費用がかかり、しかも設置するための大きいスペースを必要とする。また、たとえばヮークを旋盤からはずしてフライス盤にセッティングし直さなければならず、製造コストが上昇する。また多量の切りくずを作業中に工作機械から他の切りくず収容部に送る必要か、ある。

発明の概要

この発明は多様な加工を行えしかも加工中生じた多量の切りくずを加工中に処理できる工作機械を提供することを目的とする。

この発明は、工具を備える複数の工具ホルダと、各工具ホルダを保持するための第 1主軸と、

第 1主軸を回転自在に保持する主軸頭と、

主軸頭に対して第 1主軸を回転するための第 1駆動手段第 1主軸の軸方向と平行である第 1方向にそつて主軸頭を移動する第 1移動手段と、

第 1方向と直角の方向である第 2方向にそって主軸頭を移動するための第 2移動手段と、

ワークを着脱自在に固定する固定手段と、

固定手段を保持し、第 1主軸と直角の方向にそって配置されている第 2主軸と、

第 2主軸を回転自在に支える支持部と、

支持部を支えるベースと、

第 2主軸をィンデックスするためのインデックス手段と、第 2主軸を連続回転するための第 2駆動手段と、

支持部を、第 1方向と第 2方向の両方に直角な方向の第 3方向に移動する第 3移動手段と、を備える工作機械であ o

この発明の工作機械において、好ましくは第 1主軸のェ具によりワークを加工するときに出る切りくずを加工時に連続的に排出する切りくず排出手段をさらに備える。

この発明の工作機械において、好ましくは切りくず排出手段は無限軌道状の運搬手段である。

図面の簡単な説明

図 1 はこの発明の工作機械の実施例を示す斜視図。

図 2はこの発明の工作機械の実施例を示す正面図。

図 3は切りくず排出手段を示す側面図。

図 4は旋削加工されたワークを示す図。

図 5は主軸にドリルを付けた場合を示す図。図 6はこのドリルにより加工されたワークを示す図。

図 7はェンドミルを付けた場合を示す図。

図 8はこのェンドミルにより加工されたワークを示す図 c 図 9は工作機械の別の実施例を示す図。

好適な実施例の詳細な説明

図 1 と図 2に示す工作機械 1は、主軸頭ユニット 1 0、支持台 2 0、自動工具交換装置 3 0、 C N C操作盤 4 1および切りくず排出手段 5 0を備えている。

フレーム 1 1 に対しては、水平方向にレール 1 2 a、 1 2 bが取付けてある。レール 1 2 a , 1 2 bの取付部 1 2 c , 1 2 dの間には送りねじ 1 2が設けられている。この送りねじ 1 2の一端はサーボモータ 1 3の出力軸に取付けられている。

この送りねじ 1 2には主軸頭ュニット 1 0のプレート 1 4がかみ合わせてある。すなわちサ一ボモータ 1 3の回転により、所定位置 Pからベース 1 4は送りねじ 1 2に沿つて Z方向（図 2では右方向）に移動可能となっている。図 1 に示すようにレール 1 2 a， 1 2 b と送りねじ 1 2にはダストよけの伸縮カバー 1 2 eが設けられている。図 2ではこのカバー 1 2 eの図示はしていない。フレーム 1 1はベース 5 3に対して固定されている。

このプレート 1 4には主軸頭 1 5が取付けられている。この主軸頭 1 5内に回転可能に設定されている主軸 1 6は、 X方向に向いている。この主軸 1 6は、モータ 1 7 aにより連続回転可能である。主軸頭 1 5はサーボモータ 1 8により X方向（上下方向）に移動可能である。

主軸 1 6の下端にはツールホルダ 1 9が着脱可能に取付けてある。このツールホルダ 1 9は、たとえば旋削工具 1 9 aを有している。

主軸合ともいう支持台 2 0は、主軸 2 1を有している。この主軸 2 1の一端には、チャック 2 2が着脱可能に取付けてある。このチャック 2 2は、たとえば油圧式チャックである。主軸 2 1 は水平方向（Z方向）に向いている。チャック 2 2にはヮーク Wが取付けてある。このワーク Wは実施例では円柱状またはロッド形のものである。支持台 2 0にはモータ 2 5 とモータ 2 4が取付けられている。モー夕 2 5 は主軸 2 1を所定角度ィンデックスする。モータ 2 4は主軸 2 1を連続回転する。支持台 2 0はベース 5 3のレール 5 3 aの上に設けられている。支持台 2 0は、図 3 のようにナツト 5 3 bを有しこのナット 5 3 bには送りねじ 5 3 cがかみ合っている。送りねじ 5 3 cはモタ 2 3 の出力軸に連結されている。支持台 2 0はモータ 2 3により Y方向にスライド可能である。この Y方向は上記 X方向、 Z方向と互いに直交している。

図 2の自動工具交換装置 3 0は通常使われているものであり、工具マガジン 3 1 と工具交換用のアーム 3 2を備えている。たとえば工具マガジン 3 1のツールホルダ 4 と主軸 1 6の下端に取付けられたツールホルダ 1 9は、アーム 3 2により下方に引抜かれる。そして、アーム 3 2が軸 3 2 aを中心に 1 8 0 ° 回転したあと上る。これにより、ッールホルダ 4は主軸 1 6の下端に取付けられ、かつツールホルダ 1 9は工具マガジン 3 1の所定位置にもどせるようになっている。

〇 1^ (：装置 4 1 は、モータ 1 7 a、サーボモータ 1 8、サーボモータ 1 3、インデックスモータ 2 5、サーボモー夕 2 3 , モータ 2 4 , 2 5、主軸 1 6 のロック装置 1 6 a および自動工具交換装置 3 0などを制御できるようになつている。

切りくず排出手段 5 0 は図 1 と図 3 に示すように、ベース 5 3 の開口部 5 2 と箱 5 4 の間に設けられている。箱 5 4がベース 5 3の後方にあり、旋削やドリル加工などで生じた切りくず C Hを収容する。開口部 5 2 はベース 5 3の前面から後面にわたって設けられている。この開口部 5 2 の上には受け部 5 1が形成されている。切りくず排出手段 5 0はェンドレスベルト状の運搬部 5 6 とこれを動かすモ一夕 2 5を有する。運ばん部 5 6は複数のコロ 5 7により支持されている。

次に、工作機械 1 による外周削り加工、ドリル加工および溝加工を順に説明する。これらの加工は、 C N C装置 4 1の指令信号に基づいて行なわれるものである。

まず図 2 と図 4を参照してワーク Wの外周削り加工を説明する。

主軸 1 6の下端にはツールホルダ 1 9が取付けられている。この時主軸 1 6が主軸頭 1 5 に対してロック装置 1 6 により回転しないようにロックする。したがってモータ 1 7 aは作動しない。

主軸 2 1のチャック 2 2にはワーク Wが取付けてある。主軸 2 1をモータ 2 4により C方向に高速連続回転させる。モータ 2 3を作動して支持台 2 0を Y方向に移動し所定位置で止める。

一方サーボモータ 1 8を作動して図 2の所定位置 Pにある主軸頭 1 5を X方向に下げて旋削工具 1 9 aを任意の位置に設定する。

サーボモータ 1 3を作動して主軸頭 1 5を Z方向（右方向）に移動する。このようにすることで、図 4に示すようにワーク Wは、深さ dだけその外周が削られる。

加工が終了したら、主軸頭 1 5を X方向（上方向）および Z方向（左方向）に移動して主軸頭 1 5を所定位置 Pにもどし、主軸 2 1の回転を止める。

ところでワーク Wの端面 W 1を旋削工具 1 9 aで必要に応じて加工することもできる。この場合、旋削工具 1 9 a は端面 W 1 と向合せてヮーク Wの外周削りとほぼ同じ要領で行なえばよい。

つぎにワーク Wのドリル加工を説明する。図 5 と図 6を参照する。ロック装置 1 6 aを作動して主軸 1 6のロックをはずして回転可能にする。つぎに図 2のアーム 3 2を操作して図 2のツールホルダ 1 9 と工具マガジン 3 1のツールホルダ 4 とを交換する。すなわちツールホルダ 4は図 5 のように主軸 1 6の下端に取付けられる。このツールホルダ 4はドリル 4 aを有している。支持台主軸 2 0を Y方向に移動して所定位置に設定する主軸頭 1 5を図 2 の所定位置 Pから Z方向（右方向）に移動し、かつモータ 1 7 a によりドリノレ 4 aを回転する。そして主軸頭 1 5を X方向（下方向）に移動して図 6 に示すようにワーク Wに穴 5 aを明ける。

つぎに主軸頭 1 5を X方向（上方向）に移動して、ドリル 4 aをワーク Wからはなす。そしてサ一ボモータ 2 5を回転して主軸 2 1を 9 0 ° C方向にインデックスする。そして再び主軸頭 1 5を X方向に下げて図 6 に示すようにヮーク Wに別の穴 5 bを形成する。

その後、主軸頭 1 5を X方向（上方向）に移動ししかも Z方向（左方向）に移動して主軸頭 1 5を所定位置 Pにもどす。そしてドリル 4 aの回転を止める。

つぎにワーク Wに図 8の溝 8を形成する。

まず、インデックスモータ 2 5を作動して C方向と逆方向に 4 5 ° インデックスする。

図 2のアーム 3 2を操作してツールホルダ 4 とツールホルダ 7 と交換する。図 7に示すようにツールホルダ 7は、主軸 1 6の下端に取付けられる。ツールホルダ 7はエンドミル 7 aを有している。

ェンドミル 7 aを回転する。主軸頭 1 5を Z方向（右方向）に移動したあと X方向に下げる。この時点でエンドミル 7 a はワーク Wを切削し始める。さらに、主軸頭 1 5 は Z方向に移動するとともに、ワーク Wを C方向に低速で回転する。これによりエンドミル 7 a は図 8に示すようにヮ —ク Wの外周面にスパイラル状の溝 8を形成することがでさる。

この加工が終了したら、主軸頭 1 5を X方向（上方向）に移動しエンドミル 7 aの回転を止める。そして主軸頭 1 5を Z方向（左方向）に移動して、主軸頭 1 5を所定位置 Pに戻す。そして主軸 2 1の回転を止める。

このようにしてワーク Wには外周削り加工、ドリル加工もしくは穴明け加工、および溝加工を施すことができる。

ところで、図 1にはロボット 2 0 0を示している。このロボット 2 0 0はヮーク Wを支持台 2 0のチャック 2 2に供給したり除去したりするものである。ベース 2 0 1の上部にはアーム 2 0 2が装着されている。アーム 2 0 2はモ一夕 2 0 3により B方向に回転できる。またモータ 2 0 4 によりアーム 2 0 2の部分 2 0 5が D方向に回転できる。この部分 2 0 5にはフィンガ 2 0 6が設けられている。フインガ 2 0 6の開閉と部分 2 0 5の伸長作動はァクチヱェ一夕 2 0 7により行う。ベース 2 0 1はモータ 2 0 8により A方向に回転する。フィンガ 2 0 6によりワーク Wをチャック 2 2に対して着脱する。

上述のように加工している間に、図 1のようにモータ 2 5を作動して、チップ C Hをベース 5 3から連続的に箱 5 4へ移す。このようにすることで、ドリル加工、旋削加工、溝加工などにより生じたチップ C Hを加工中スムーズにべース 5 3から箱 54に移せる。このためチップ C Hの監視をオペレー夕が行う必要がなく、加工の障害にならない。ところでこの発明は上述の実施例に限定されない。たとえば図 9に示すようにフレーム 1 1 1をベース 5 3に対してモータ 1 0 0， 1 0 0を用いて Y方向に移動できるようにしてもよい。この場合支持台 2 0はベース 5 3に対して固定するかもしくは支持台は Y方向にスライド可能にしてもよい。フレーム 1 1 1 は、レール 2 2 0に沿ってモー夕 1 0 0により Y方向に移動できる。つまりモータ 1 0 0の送りねじ 1 0 0 bがナット 1 0 0 aにかみ合っている。ナット 1 0 0 aはフレーム 1 1 1に固定されている。

この発明によれば、第 1 と第 2方向の 2つの方向に工具を移動し、第 1 と第 2方向の両方に直交している第 3方向にワークを移動して、多様な加工をワークに施すことができる。このため製造コストを下げることができる。

この発明によれば、さらに加工中に生じる切りくずを加ェと同時に排出が行える。このため長時間連続加工しても、チップがたまらず加工の障害にならない。

この発明によれば加工中に連続して多量の切りくずを排出できる。

Claims

請求の範囲

1 . 工具（4 a、 7 a、 1 9 a ) を備える複数の工具ホルダ（ 4、 7、 1 9 ) と、

各工具ホルダ（4、 7、 1 9 ) を保持するための第 1主軸（ 1 6 ) と、

第 1主軸（ 1 6 ) を回転自在に保持する主軸頭（ 1 5 ) と、

主軸頭（ 1 5 ) に対して第 1主軸（ 1 6 ) を回転するための第 1駆動手段（ 1 7 a ) と、

第 1主軸（ 1 6 ) の軸方向と平行である第 1方向（X) にそつて主軸頭（ 1 5 ) を移動する第 1移動手段（ 1 8) 第 1方向（X) と直角の方向である第 2方向（Z) にそつて主軸頭（ 1 5 ) を移動するための第 2移動手段（ 1 2、

1 3、 1 2 a、 1 2 b) と、

ワーク（W) を着脱自在に固定する固定手段（2 2 ) と、固定手段（2 2 ) を保持し、第 1主軸（ 1 6 ) と直角の方向にそって配置されている第 2主軸（2 1 ) と、

第 2主軸（2 1 ) を回転自在に支える支持部（2 0) と、支持部（2 0 ) を支えるベース（ 5 3 ) と、

第 2主軸（2 1 ) をインデックスするためのインデックス手段（2 5 ) と、

第 2主軸（2 1 ) を連続回転するための第 2駆動手段 (2 4) と、支持部（ 2 0 ) を、第 1方向（X) と第 2方向（Z ) の両方に直角な方向の第 3方向（Y) に移動する第 3移動手段（ 2 3、 5 3 a、 5 3 b、 5 3 c ) と、を備える工作機械 ο

2 . 第 1主軸（ 1 6 ) の工具（ 4 a、 7 a、 1 9 a ) によりワーク（W) を加工するときに出る切りくず（ C H) を加工時に連続的に排出する切りくず排出手段（ 5 0 ) をさらに備える請求の範囲第 1項に記載の工作機械。

3 . 切りくず排出手段（ 5 0 ) は無限軌道状の運搬手段 ( 5 6、 5 7 ) である請求の範囲第 2項に記載の工作機械 _c