WO2023032063A1 - Ｎｃ円テーブル装置 - Google Patents

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rotary table
table device
servomotor
transmission shaft
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浅川和哉
加藤正樹
鈴木俊史
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株式会社Fuji
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    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles

Definitions

  • the present invention relates to an NC rotary table device with a reduced width dimension.
  • the NC rotary table device is mounted on the NC machine tool and rotates or determines the phase of the gripped workpiece by assembling the chuck.
  • Patent Literature 1 listed below discloses a conventional NC rotary table device mounted on a machine tool. A slide block is movably mounted on the table of the machine tool, and an NC rotary table device is mounted on the slide block. A column is erected next to the NC rotary table device, and a tool or the like for processing a workpiece gripped by the NC rotary table device is provided.
  • the NC rotary table device is configured such that a rotary table is formed integrally with a spindle whose center line is the sliding direction, and rotation is transmitted to the spindle to which a worm wheel is fixed via a worm shaft.
  • a rotating structure is built into the table body, and a servomotor is built into a motor housing box fixed to the side of the table body. Rotation is imparted to the worm shaft by drive control of the servomotor, and rotation of the spindle and rotary table is controlled by the worm wheel.
  • the rotation structure of the NC rotary table device is covered with the table body, and next to it, a motor storage box with a built-in servomotor is integrally formed. Therefore, although the axial dimension of the spindle is short, the width dimension perpendicular to the axial direction is large. In other words, the machine tool of Patent Document 1 does not have a problem with the width dimension, but it can meet the demands of machine tools for the purpose of miniaturization and machine tools with limited space inside the machine. It wasn't.
  • the conventional NC rotary table device has a servomotor positioned close to the rotary table, and is easily affected by coolant that is vigorously ejected from the machine tool and chips generated by machining the workpiece.
  • an object of the present invention is to provide an NC rotary table device with a reduced dimension in the width direction of the machine body.
  • An NC rotary table device comprises a spindle rotatably supported by a front bearing and a rear bearing, a rotary table being fixed to the front end, and a rotating shaft parallel to the center line of the spindle.
  • a servomotor disposed behind the rear side bearing; and a rotation transmission mechanism provided between the rotating shaft of the servomotor and the spindle.
  • the spindle to which the rotary table is fixed and the rotating shaft of the servomotor are arranged so as to be parallel to each other, and the position of the servomotor is arranged behind the spindle. It is an NC rotary table with reduced dimensions.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a machining center equipped with an NC rotary table device;
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an NC rotary table device;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the NC rotary table device shown in FIG. 2 taken along the line AA.
  • 4 is a cross-sectional view of the NC rotary table device shown in FIG. 3 taken along the line BB.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the NC rotary table device shown in FIG. 3 taken along line CC.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 showing the NC rotary table device of the second embodiment that can be used as a spindle device;
  • 1 is a front view showing a processing machine line composed of a plurality of modular working machines;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the internal structure of a machining center equipped with an NC rotary table device.
  • the machining center 1 is entirely covered with a machine body cover (not shown), and a machining chamber 4 indicated by a dashed line in which workpieces are machined is formed therein.
  • the machining center 1 is assembled on a movable bed 11 and has a structure capable of moving on the base 2 in the front-rear direction.
  • the machining center 1 is one of the work machines 85 that make up the processing machine line 80 shown in FIG.
  • a plurality of work machines 85 such as the machining center 1, machine tools such as lathes, and inspection devices, are arranged close to each other in the width direction.
  • the work machine 85 that constitutes the processing machine line 80 is modularized and compactly configured with a constant width.
  • two working machines 85 are mounted on one base 2 (see FIG. 1).
  • the machining center 1 is equipped with a spindle head 12 that holds a tool on the front side, a spindle chuck 13 that allows a tool such as a drill to be attached and detached, and a spindle motor 14 to rotate the attached tool.
  • the spindle head 12 is mounted on the machining driving device 3 so as to be movable in three axial directions for machining, parts replacement, and the like.
  • an X-axis slide 16 that moves in the width direction of the machine body is mounted on a Y-axis slide 15 that moves in the longitudinal direction of the machine body. 17 is installed. Movement of each slide is configured to convert the rotation output of the servomotor into rectilinear motion by means of a ball screw mechanism.
  • An NC rotary table device 18 equipped with a chuck device 75 for gripping a workpiece and a tool magazine 19 positioned thereon are provided below the spindle head 12 that is moved by the machining drive device 3 .
  • a tool magazine 19 accommodates a plurality of tools between the NC rotary table device 18 and the spindle head 12, and an automatic tool changer is incorporated inside the opening/closing door.
  • a control device 5 for controlling the drive of the spindle head 12, the NC rotary table device 18, the machining drive device 3, and the tool magazine 19 is mounted at the rear part of the machine body.
  • FIG. 2 is a plan view showing the NC rotary table device 18.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the NC rotary table device 18 shown in FIG. 2 taken along line AA.
  • 4 is a cross-sectional view of the NC rotary table device 18 shown in FIG. 3 along the line BB
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the NC rotary table device 18 shown in FIG. 3 along the line CC.
  • the NC rotary table device 18 is a so-called horizontal B-axis table with a horizontal center of rotation, and is built into the main body block 21 .
  • a cylindrical support member 22 is fixed in the body block 21, and a spindle 23, which is a hollow rotating shaft, is rotatably incorporated therein via a bearing.
  • the spindle 23 protrudes forward from the main body block 21, and an annular rotary table 25 is fixed thereon.
  • the spindle 23 is longer in the axial direction than in the conventional example, and extends from the processing chamber 4 toward the back of the body (in the Y-axis direction shown in FIG. 1).
  • the NC rotary table device 18 has a configuration in which the width dimension D shown in FIG. 2 is suppressed.
  • the modular work machine 85 shown in FIG. 7 has a body width of 450 mm except for the hobbing machine 85n, and the width D of the NC rotary table device 18 incorporated in the machining center 1 is 420 mm. Therefore, in the NC rotary table device 18, the servomotor 31 is arranged behind the spindle 23 and connected via a rotation transmission mechanism.
  • the spindle 23 is rotatably supported by a front bearing 27 and a rear bearing 28 .
  • the front side bearing 27 has a structure with increased rigidity to receive the load during machining of the workpiece.
  • a jig 70 such as a chuck device 75 shown in FIG. 1 can be attached to and detached from the rotary table 25 of the NC rotary table device 18 at a position indicated by a dashed line.
  • a jig 70 fixed to project forward of the NC rotary table device 18 grips a work, and the work is machined by applying a tool to the work in a direction orthogonal to the rotation axis. Therefore, the spindle 23 of the NC rotary table device 18 is subjected to a machining load from the direction orthogonal to the rotation axis to the overhanging workpiece.
  • the axial dimension of the spindle is short and the rigidity of the bearing is low.
  • a spindle 23 with a long shaft dimension is supported by a front side bearing 27 and a rear side bearing 28, and the front side bearing 27 uses two single-row tapered roller bearings. It has a configuration in which rigidity is increased by taking a predetermined distance so as to face each other.
  • the rear side bearing 28 is a double-row cylindrical roller bearing and is provided near a rotation transmission mechanism that transmits rotation from the servomotor 31 .
  • the NC rotary table device 18 of the machining center 1 not only has no space in the machine width direction, but also has a movable bed 11 immediately below and a tool magazine 19 arranged above. Therefore, the servomotor 31 is positioned on the rear side of the spindle 23 and arranged so as to fit within the width dimension of the main body block 21 .
  • the servomotor 31 is arranged so that its rotating shaft 310 is parallel to the center line O of the spindle 23, and between them, as shown in FIG.
  • a rotation transmission mechanism is provided to reduce the rotation speed and transmit the rotation.
  • the first transmission shaft 33 of the servomotor 31 is coaxially connected to the rotating shaft 310 by the shaft coupling 35 .
  • a first transmission shaft 33 which is rotatably supported by a holder portion 36 with a bearing, has a small bevel gear 37 fixed to the opposite end of the shaft coupling 35 , and is fixed to one end of a second transmission shaft 34 perpendicular to the spindle 23 . It meshes with the large bevel gear 38.
  • An orthogonal reduction gear is formed between the second transmission shaft 34 and the spindle 23, which are rotatably supported by bearings.
  • the orthogonal type speed reducer is a roller drive (registered trademark), and a roller gear cam 41 (illustrated without a screw) is formed on the second transmission shaft 34 on the input side, and a plurality of roller followers are provided on the spindle 23 on the output side.
  • a turret 42 is formed on the outer periphery.
  • the NC rotary table device 18 grips the workpiece by the jig 70 fixed to the rotary table 25 , and the servomotor 31 is driven and controlled to match the phase of the workpiece.
  • Rotation of the servomotor 31 rotates the first transmission shaft 33 and is transmitted to the orthogonal second transmission shaft 34 via the small bevel gear 37 and the large bevel gear 38 at reduced speed.
  • the rotation of the second transmission shaft 34 is transmitted from the roller gear cam 41 to the turret 42 at a reduced speed, resulting in the rotation of the spindle 23 .
  • the NC rotary table device 18 of this embodiment is arranged so that the spindle 23 to which the rotary table 25 is fixed and the rotation axis of the servomotor 31 are parallel, and the servomotor 31 is positioned behind the spindle 23. Therefore, the size in the width direction is suppressed.
  • the NC rotary table device 18 has a structure in which the front side bearing 27, which receives a large load during workpiece machining, has two single-row conical roller bearings spaced apart by a predetermined distance to increase rigidity, thereby realizing stable machining. Thereby, machining accuracy can be improved.
  • the NC rotary table device 18 has the servomotor 31 arranged at a position far from the rotary table 25, it is less likely to be affected by the coolant used during workpiece machining and chips generated during machining. .
  • the work machines 85 that constitute the processing machine line 80 include lathes and the like in addition to the machining center 1 as machine tools.
  • the spindle of the lathe also has a chuck device attached to the spindle.
  • some lathe spindle devices have a configuration in which the chuck is opened and closed by the output of a hydraulic cylinder. Therefore, in the following second embodiment, an improvement that allows the NC rotary table device 18 of the first embodiment to be used as a spindle device of a lathe will be described.
  • the NC rotary table device 18 has a rotary joint 45 behind the spindle 23 .
  • the rotary joint 45 has a hollow rotating shaft 46 coaxially fixed to the end of the spindle 23 via a spacer 47, and the rotating shaft 46 is inserted into a non-rotating joint block 48 via a bearing.
  • the rotary shaft 46 is formed with a plurality of annular grooves, each of which is formed with a continuous flow path through the spindle in the axial direction.
  • a plurality of ports are formed in the joint block 48 so as to correspond to the annular groove of the rotary shaft 46, and hydraulic oil is supplied and discharged.
  • the NC rotary table device 18 can operate the jig fixed to the rotary table 25 via this rotary joint 45 with hydraulic oil.
  • a lathe spindle device is configured to operate the opening and closing of a chuck using a hydraulic cylinder.
  • FIG. 6 is a sectional view corresponding to FIG. 3, showing an NC rotary table device of a second embodiment that can be used as such a spindle device.
  • the same components as those of the NC rotary table device 18 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the spindle 23 in the main body block 21 is rotatably incorporated by two single-row conical roller bearings such as the front side bearing 27, and the rotary table 25 is fixed to the front end thereof.
  • a servomotor 31 parallel to the spindle 23 has a first transmission shaft 33 and a second transmission shaft 34 that are orthogonal to each other and connected by bevel gears 37 and 38. are connected by meshed RollerDrive®.
  • the rotary joint 45 of the NC rotary table device 18 is replaced with a rotary joint 52 with a cylinder having a hydraulic cylinder 51 .
  • the cylinder-equipped rotary joint 52 has a rotating cylinder 53 coaxially fixed to the end of the spindle 23, and the rotating cylinder 53 is inserted into a non-rotating joint block 54 via a bearing.
  • a piston 55 is housed in the rotating cylinder 53, and a piston rod 56 protrudes in the front-rear axial direction.
  • the rotating cylinder 53 is formed with a plurality of annular grooves, and each annular groove is formed with a continuous flow path through the spindle 23 in the axial direction.
  • the joint block 54 is formed with a plurality of ports, which are connected to the annular groove of the rotating cylinder 53 and also to pressure chambers before and after the piston 55 is pressurized.
  • An inducer 58 is fixed to a piston rod 56 projecting rearward from the piston 55 .
  • the piston 55 and the piston rod 56 are hollow, and a pipe-shaped drawbar 61 is fixed to the piston rod 56 and inserted into the hollow spindle 23 .
  • An air pipe 62 connected to the inducer 58 is inserted into the drawbar 61 .
  • the NC rotary table device 50 of this embodiment has a configuration in which the dimension in the width direction is suppressed as in the first embodiment, it can be used as a modularized spindle device of a lathe that constitutes the same processing machine line 80. is.
  • the NC rotary table device 50 has the same main configuration as the first embodiment, and the front side bearing 27 is composed of two single-row conical roller bearings. can be done. Since the NC rotary table device 50 has the servomotor 31 disposed at a position far from the rotary table 25, it is less likely to be affected by the coolant used during workpiece machining and chips generated during machining. .
  • the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the NC rotary table of the present invention is also effective for models where the installation location in the machine is narrow in the width direction. . It is also effective not only for the dimension in the width direction, but also for the rigidity against the load during machining of the workpiece, and for the protection of the servo motor from coolant and the like.
  • a worm gear may be used for the rotation transmission structure that transmits rotation from the second transmission shaft 34 to the spindle 23 .

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Abstract

機体幅方向の寸法を小さくしたＮＣ円テーブル装置であって、前側軸受と後側軸受とによって回転自在に支持され前側端部に回転テーブルが固定されたスピンドルと、回転軸が前記スピンドルの中心線と平行であって前記後側軸受の後方に配置されたサーボモータと、前記サーボモータの回転軸と前記スピンドルとの間に設けられた回転伝達機構とを有し、例えば、前記前側軸受は、２つの単列円すいコロ軸受が互いに対向するように所定の距離をとって配置されたものである。

Description

ＮＣ円テーブル装置
　本発明は、幅方向の寸法を小さくしたＮＣ円テーブル装置に関する。
　ＮＣ円テーブル装置はＮＣ工作機械に搭載され、チャックの組み付けなどによって把持したワークを回転或いは位相決めするものである。下記特許文献１には、工作機械に搭載された従来のＮＣ円テーブル装置が開示されている。その工作機械にはテーブル上にスライドブロックが移動可能に組付けられ、そのスライドブロック上にＮＣ円テーブル装置が搭載されている。ＮＣ円テーブル装置の隣にはコラムが立設され、ＮＣ円テーブル装置に把持されたワークに対して加工を行う工具などが設けられている。
　ＮＣ円テーブル装置は、スライド方向を中心線とするスピンドルに回転テーブルが一体に形成され、ウォームホイールが固着されたスピンドルにはウォームシャフトを介して回転が伝達されるよう構成されている。こうした回転構造はテーブル本体内に組み込まれ、その側面に固定されたモータ収容箱内にサーボモータが組み込まれている。そして、サーボモータの駆動制御によりウォームシャフトに回転が与えられ、ウォームホイールからスピンドルおよび回転テーブルの回転がコントロールされる。
特開２０２０－４４６１４号公報
　従来のＮＣ円テーブル装置は、ＮＣ円テーブル装置の回転構がテーブル本体に覆われ、その隣にサーボモータを内蔵したモータ収容箱が一体に形成されている。そのため、スピンドルの軸方向の寸法は短いものの、軸方向に直交する幅寸法が大きいため機体幅寸法を抑えた工作機械などには適していなかった。すなわち、前記特許文献１の工作機械であれば幅方向の寸法が問題になることはないが、小型化を目的とした工作機械や機内におけるスペースの制限された工作機内などの要求に応えられるものではなかった。また、従来のＮＣ円テーブル装置はサーボモータの位置が回転テーブルに近く、工作機械内で勢いよく噴出されるクーラントやワーク加工によって発生する切粉の影響を受けやすかった。
　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、機体幅方向の寸法を小さくしたＮＣ円テーブル装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様におけるＮＣ円テーブル装置は、前側軸受と後側軸受とによって回転自在に支持され前側端部に回転テーブルが固定されたスピンドルと、回転軸が前記スピンドルの中心線と平行であって前記後側軸受の後方に配置されたサーボモータと、前記サーボモータの回転軸と前記スピンドルとの間に設けられた回転伝達機構と、を有する。
　前記構成によれば、回転テーブルが固定されたスピンドルとサーボモータの回転軸とが平行になるように配置され、しかもサーボモータの位置がスピンドルよりも後側に配置されているため、幅方向の寸法が抑えられたＮＣ円テーブルとなっている。
ＮＣ円テーブル装置を搭載したマシニングセンタの内部構造を示した斜視図である。 ＮＣ円テーブル装置の一実施形態を示した平面図である。 図２に示すＮＣ円テーブル装置のＡ－Ａ矢視断面図である。 図３に示すＮＣ円テーブル装置のＢ－Ｂ矢視断面図である。 図３に示すＮＣ円テーブル装置のＣ－Ｃ矢視断面図である。 主軸装置として利用可能な第２実施形態のＮＣ円テーブル装置を示した、図３に対応する断面図である。 モジュール化した複数の作業機からなる加工機械ラインを示した正面図である。
　本発明に係るＮＣ円テーブル装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、ＮＣ円テーブル装置を搭載したマシニングセンタの内部構造を示した斜視図である。マシニングセンタ１は、全体が不図示の機体カバーによって覆われ、その内部にワーク加工が行われる一点鎖線で示す加工室４が構成されている。そのマシニングセンタ１は可動ベッド１１に組み付けられ、ベース２の上を前後方向に移動可能な構造となっている。
　マシニングセンタ１は、図７に示す加工機械ライン８０を構成する作業機８５の一つである。加工機械ライン８０は、マシニングセンタ１や旋盤などの工作機械や検測装置といった複数の作業機８５が幅方向に近接して並べられている。特に、加工機械ライン８０を構成する作業機８５はモジュール化され、一定の幅寸法でコンパクトに構成されている。加工機械ライン８０の場合、各作業機８５は１台のベース２に対して２機ずつ搭載されている（図１参照）。
　マシニングセンタ１は、工具を保持する主軸ヘッド１２が前側に設けられ、ドリルなど工具の着脱が可能な主軸チャック１３を備え、取り付けられた工具が主軸用モータ１４によって回転するよう構成されている。その主軸ヘッド１２は、加工や部品交換などに伴う３軸方向に移動できるよう加工駆動装置３に搭載されている。加工駆動装置３は、機体前後方向に移動するＹ軸スライド１５に対して機体幅方向に移動するＸ軸スライド１６が搭載され、そのＸ軸スライド１６に対して機体上下方向に移動するＺ軸スライド１７が搭載されている。各スライドの移動は、サーボモータの回転出力をボールネジ機構によって直進運動に変換するよう構成されている。
　加工駆動装置３により移動する主軸ヘッド１２の下方には、ワークを把持するチャック装置７５を備えたＮＣ円テーブル装置１８と、その上に位置するツールマガジン１９が設けられている。ツールマガジン１９は、ＮＣ円テーブル装置１８と主軸ヘッド１２との間に複数の工具を収納したものであり、開閉扉の内側には自動工具交換機が組み込まれている。そしてマシニングセンタ１には、主軸ヘッド１２やＮＣ円テーブル装置１８あるいは加工駆動装置３、さらにツールマガジン１９などの駆動を制御するための制御装置５が機体後部に搭載されている。
　加工機械ライン８０のマシニングセンタ１は、幅寸法を抑えるように加工駆動装置３のＹ軸スライド１５、Ｘ軸スライド１６およびＺ軸スライド１７が機体前後方向に配置され、その下にＮＣ円テーブル装置１８とツールマガジン１９とが重ねられるように構成されている。そして、それぞれの装置は、幅方向の寸法が抑えられた構成となっている。図２は、そのＮＣ円テーブル装置１８を示した平面図である。また、図３は、図２に示すＮＣ円テーブル装置１８のＡ－Ａ矢視断面図である。図４は、図３に示すＮＣ円テーブル装置１８のＢ－Ｂ矢視断面図であり、図５は、図３に示すＮＣ円テーブル装置１８のＣ－Ｃ矢視断面図である。
　ＮＣ円テーブル装置１８は、回転中心が水平な横置きのいわゆるＢ軸テーブルであり、本体ブロック２１内に組み込まれている。本体ブロック２１内には筒状の支持部材２２が固定され、その中に中空の回転軸であるスピンドル２３が軸受を介して回転自在に組み込まれている。スピンドル２３は、本体ブロック２１から前方に突き出しており、そこに円環状の回転テーブル２５が固定されている。スピンドル２３は、従来例に比べて軸方向に長いものであり、加工室４から機体奥の後側（図１に示すＹ軸方向）へと延びている。
　一方で、ＮＣ円テーブル装置１８は、図２に示す幅寸法Ｄが抑えられた構成となっている。例えば、図７に示すモジュール化した作業機８５は、ホブ盤８５ｎを除き機体幅寸法が４５０ｍｍであり、そのマシニングセンタ１内に組み込まれたＮＣ円テーブル装置１８の幅寸法Ｄは４２０ｍｍである。そこで、ＮＣ円テーブル装置１８は、サーボモータ３１がスピンドル２３の位置よりも機体後側に配置され、回転伝達機構を介して連結されている。
　スピンドル２３は、前側軸受２７と後側軸受２８とによって回転自在に支持されている。特に、前側軸受２７は、ワーク加工時の荷重を受ける剛性を高めた構成が採られている。ＮＣ円テーブル装置１８の回転テーブル２５には、例えば図１に示すチャック装置７５などの治具７０が一点鎖線で示す位置に着脱可能になっている。ＮＣ円テーブル装置１８の前方に突き出すように固定された治具７０にはワークが把持され、そのワークに対して回転軸に直交する方向から工具が当てられるなどして加工が行われる。そのため、ＮＣ円テーブル装置１８のスピンドル２３には、オーバーハング状態のワークに対し、回転軸に直交する方向から加工時の荷重が加わる。
　前述した従来のＮＣ円テーブル装置などは、スピンドルの軸方向寸法が短く軸受の剛性も低いため、加工時に生じる荷重の影響によって加工精度を低下させてしまう問題があった。これに対してＮＣ円テーブル装置１８は、長い軸寸法のスピンドル２３が前側軸受２７と後側軸受２８とによって軸支され、更に前側軸受２７は、２つの単列円すいコロ軸受が使用され、互いに対向するように所定の距離をとることで剛性を高めた構成となっている。後側軸受２８は、複列円筒コロ軸受であって、サーボモータ３１からの回転を伝達する回転伝達機構近くに設けられている。
　マシニングセンタ１のＮＣ円テーブル装置１８は、機体幅方向に余裕がないだけではなく、すぐ下には可動ベッド１１があり、上方にはツールマガジン１９が配置されている。そのため、サーボモータ３１は、スピンドル２３の後側に位置し、本体ブロック２１の幅寸法内に収まるように配置されている。サーボモータ３１は、その回転軸３１０がスピンドル２３の中心線Ｏと平行になるように配置され、両者の間には図５に示すように直交する第１伝達軸３３および第２伝達軸３４が設けられ、そこに回転を減速させて伝達する回転伝達機構が構成されている。
　サーボモータ３１は、回転軸３１０に対して軸継手３５によって第１伝達軸３３が同軸に連結されている。軸受によってホルダ部３６に回転支持された第１伝達軸３３は、軸継手３５の反対側端部に小傘歯車３７が固定され、スピンドル２３に直交する第２伝達軸３４の一端部に固定された大傘歯車３８と噛合している。そして、軸受によって回転支持された第２伝達軸３４とスピンドル２３との間には直交型減速機が構成されている。その直交型減速機はローラドライブ（登録商標）であり、入力側の第２伝達軸３４にスクリューを省略して図示したローラギヤカム４１が形成され、出力側であるピンドル２３には複数のローラフォロアを外周に設けたタレット４２が形成されている。
　マシニングセンタ１におけるワーク加工時には、ＮＣ円テーブル装置１８は、回転テーブル２５に固定された治具７０にワークが把持され、サーボモータ３１の駆動制御によってワークに対する位相合わせなどが行われる。サーボモータ３１の回転は第１伝達軸３３を回転させ、小傘歯車３７および大傘歯車３８を介して直交する第２伝達軸３４に減速して伝達される。さらに第２伝達軸３４の回転は、ローラギヤカム４１からタレット４２へと減速して伝わりスピンドル２３の回転となる。
　本実施形態のＮＣ円テーブル装置１８は、回転テーブル２５が固定されたスピンドル２３とサーボモータ３１の回転軸とが平行になるように配置され、しかもサーボモータ３１がスピンドル２３よりも後側に位置しているため、幅方向の寸法が抑えられた構成となっている。ＮＣ円テーブル装置１８は、ワーク加工時に大きな荷重を受ける前側軸受２７が２つの単列円すいコロ軸受を所定の距離をとって剛性を高めた構造を有しているため、安定した加工を実現することにより加工精度を高めることができる。また、ＮＣ円テーブル装置１８は、回転テーブル２５から遠い位置にサーボモータ３１が配置されているため、ワーク加工時に使用されるクーラントや、加工によって発生する切粉などの影響を受け難くなっている。
　ところで、加工機械ライン８０を構成する作業機８５には、工作機械としてマシニングセンタ１のほかにも旋盤などが存在する。そして旋盤の主軸装置にもスピンドルにチャック装置が組み付けられている。ただ、旋盤の主軸装置は油圧シリンダの出力によってチャックを開閉する構成のものもある。そこで、次の第２実施形態では、第１実施形態のＮＣ円テーブル装置１８を旋盤の主軸装置として利用可能な改良を加えたものを説明する。
　まず、ＮＣ円テーブル装置１８は、スピンドル２３の後方にロータリージョイント４５が設けられている。ロータリージョイント４５は、中空の回転軸４６がスペーサ４７を介してスピンドル２３の端部に対し同軸に固定され、その回転軸４６が非回転のジョイントブロック４８内に軸受けを介して挿入されている。回転軸４６は、複数の環状溝が形成され、それぞれの環状溝には軸方向にスピンドルを通して連続する流路が形成されている。そして、ジョイントブロック４８には複数のポートが回転軸４６の環状溝に対応するように形成され、作動油の供給および排出が行われるようになっている。
　ＮＣ円テーブル装置１８は、このロータリージョイント４５を介して回転テーブル２５に固定された治具に対して作動油による操作を行うことが可能になっている。これに対して旋盤の主軸装置は、油圧シリンダを利用してチャックの開閉を操作する構成となっている。図６は、そうした主軸装置として利用可能な第２実施形態のＮＣ円テーブル装置を示した、図３に対応する断面図である。第１実施形態のＮＣ円テーブル装置１８と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
　第２実施形態のＮＣ円テーブル装置５０は、本体ブロック２１内のスピンドル２３が２つの単列円すいコロ軸受の前側軸受２７などによって回転自在に組み込まれ、その前端部に回転テーブル２５が固定されている。スピンドル２３と平行なサーボモータ３１は、直交する第１伝達軸３３および第２伝達軸３４が傘歯車３７、３８によって連結され、その第２伝達軸３４とスピンドル２３とは、ローラギヤカム４１とタレット４２が噛合したローラドライブ（登録商標）によって連結されている。そして、ＮＣ円テーブル装置１８のロータリージョイント４５が油圧シリンダ５１を備えたシリンダ付きロータリージョイント５２に組み換えられている。
　シリンダ付きロータリージョイント５２は、回転シリンダ５３がスピンドル２３の端部に対し同軸に固定され、その回転シリンダ５３が非回転のジョイントブロック５４内に軸受けを介して挿入されている。回転シリンダ５３にはピストン５５が内蔵され、前後の軸方向にピストンロッド５６が突き出している。また、回転シリンダ５３は、複数の環状溝が形成され、それぞれの環状溝には軸方向にスピンドル２３を通して連続する流路が形成されている。
　一方、ジョイントブロック５４には複数のポートが形成され、回転シリンダ５３の環状溝に接続されるほか、ピストン５５を加圧する前後の加圧室に接続されている。ピストン５５から後側に突き出したピストンロッド５６にはインジューサ５８が固定されている。ピストン５５およびピストンロッド５６は中空であり、ピストンロッド５６にはパイプ形状のドローバ６１が固定され、中空のスピンドル２３内に挿入されている。また、そのドローバ６１内にはインジューサ５８に連結されたエアパイプ６２が挿入されている。
　ＮＣ円テーブル装置５０では、回転テーブル２５に固定されたチャック７７を介してワークを把持する際、シリンダ付きロータリージョイント５２を介して作動油が供給および排出され、ピストン５５が変位することによりスピンドルの２３内を通るドローバ６１が操作されてチャック爪の開閉が行われる。チャック７７によってワークが把持されると、インジューサ５８を通して供給されるエアによりワークの着座検出が行われる。そして、サーボモータ３１の駆動制御によって回転がスピンドル２３へと伝達され、チャック７７の回転によりワークに対して切削加工などが行われる。
　本実施形態のＮＣ円テーブル装置５０は、前記第１実施形態と同様に幅方向の寸法が抑えられた構成であるため、同じ加工機械ライン８０を構成するモジュール化した旋盤の主軸装置として使用可能である。また、ＮＣ円テーブル装置５０は、主要な構成が前記第１実施形態と同じであり、前側軸受２７が２つの単列円すいコロ軸受によって構成されているため、十分な剛性により加工精度を高めることができる。そして、ＮＣ円テーブル装置５０は、回転テーブル２５から遠い位置にサーボモータ３１が配置されているため、ワーク加工時に使用されるクーラントや、加工によって発生する切粉などの影響を受け難くなっている。
　本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　例えば、前記実施形態では幅寸法を抑えてモジュール化したマシニングセンタ１や旋盤を例に挙げて説明したが、本発明のＮＣ円テーブルは機内の設置個所が幅方向に狭い機種などにも有効である。また、幅方向の寸法のみならずワーク加工時の荷重に対する剛性や、サーボモータをクーラントなどから保護するために使用することも有効である。
　また、例えば、第２伝達軸３４からピンドル２３へ回転を伝達する回転伝達構成にウオームギヤを使用するようにしてもよい。
１…マシニングセンタ　３…加工駆動装置　１８…ＮＣ円テーブル装置　２１…本体ブロック　２３…スピンドル　２５…回転テーブル　２７…前側軸受　２８…後側軸受　３１…サーボモータ　３３…第１伝達軸　３４…第２伝達軸　３７…小傘歯車　３８…大傘歯車　４１…ローラギヤカム　４２…タレット　４５…ロータリージョイント　５２…シリンダ付きロータリージョイント　８０…加工機械ライン
 

Claims (4)

  1. 　前側軸受と後側軸受とによって回転自在に支持され前側端部に回転テーブルが固定されたスピンドルと、
    　回転軸が前記スピンドルの中心線と平行であって前記後側軸受の後方に配置されたサーボモータと、
    　前記サーボモータの回転軸と前記スピンドルとの間に設けられた回転伝達機構と、
    を有するＮＣ円テーブル装置。
  2. 　前記前側軸受は、２つの単列円すいコロ軸受が互いに対向するように所定の距離をとって配置されたものである請求項１に記載のＮＣ円テーブル装置。
  3. 　前記回転伝達機構は、前記サーボモータと連結した第１伝達軸と、前記スピンドルと直交する第２伝達軸と、前記第１伝達軸および前記第２伝達軸の間で回転を伝達する傘歯車と、前記第２伝達軸に形成されたローラギヤカムおよび前記スピンドルに形成されたタレットからなる直交型減速機とを有する請求項１または請求項２に記載のＮＣ円テーブル装置。
  4. 　前記スピンドルは中空軸であり、前記スピンドルの後側端部に設けられたロータリージョイントが、前記中空軸内を通すドローバを操作する油圧シリンダを内蔵したシリンダ付きロータリージョイントと組み換えが可能な請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＮＣ円テーブル装置。
     
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