JP3699024B2 - Machine tool, operation method of the machine tool, and operation jig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面が円形及び円形以外の形状を有するワークを保持することが出来るチャック装置を装着した工作機械と、その工作機械の操作方法及びその操作に使用する操作用治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、旋盤などに装着される工作機械用チャック装置は、断面が円形のワークを保持するために製作されたものが殆どであり、断面が多角形や不定形のワークを保持することは、生爪などの特殊なジョーを使用する場合を除いて、出来なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
最近、旋盤などの工作機械における加工内容は、複雑高度化する傾向にあり、単なる旋削に加えて、ミーリング、フライス、ドリル加工など多様な加工が可能となっている。
【0004】
しかし、より効率的に加工を行なおうとした場合、第1のチャック装置に保持され、第1工程の加工が終了したワークを、第1のチャック装置と対向する第2のチャック装置に受け渡しし、当該第2のチャック装置で、第1工程での加工済み部を保持して、それまで第1のチャック装置で保持され、未だ加工の行なわれていない部分について、第2工程での加工を行ない、同一の工作機械内で当該ワークに関する全ての加工が終了するようにすることが望まれている。
【0005】
こうした場合、ワークの第2のチャック装置で把持すべき部分は、既に第1工程の加工が終了した部分であり、円形に限らず、多様な形状をしている可能性がある。特に、最近のように、加工内容が多様化すると、その断面形状は円形でない場合が多く、そうしたワークでも適切に把持して第2工程の加工を行なう必要がある。
【0006】
しかし、従来の生爪を用いる方法では、ワークが変わるたびに生爪を加工する必要があり、非能率的で、多数種のワークを加工するには不適当であった。従って、生爪の加工などの手間が掛かる作業を行なわずとも、多様な断面形状を有するワークを適切に保持し、加工することの出来る工作機械の開発が望まれていた。
【0007】
また、このような工作機械を開発するためには、多様な断面形状を有するワークを、ワークを保持するための爪に特別な加工を施すことなく、簡単な操作で適切にワークを保持することが出来るチャック装置や、前記チャック装置にワークの保持、開放動作を行なわせるための操作用治具の開発が重要な課題となる。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑み、円形は勿論、多様な断面形状を有するワークを適切に保持し、加工することが出来る工作機械と、その工作機械の操作方法及びその操作に使用する操作用治具を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、少なくとも1個の主軸台(2、3)及び工具が装着される刃物台(26)を有し、前記主軸台に主軸(5、9)を回転駆動自在に設け、前記主軸にワーク(7)を保持することの出来るチャック装置(8)が装着された工作機械において、
前記チャック装置(8)は、
軸心(CT2)を中心に回転駆動可能な本体(11)を有し、
該本体に2個以上のスライド部材(21又は21、22)を、スライド部材駆動手段(19、20)を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、
前記各スライド部材にワーク把持部材(25、40)を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、
前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッド(25g、58,59)を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けると共に、外部から操作可能な操作部(25d)を設け、
前記刃物台に、前記チャック装置(8)を操作する操作用治具(27)を着脱自在に設け、
前記操作用治具(27)に、
前記ワーク把持部材の操作部と係合して、前記ワーク保持ロッドを移動駆動する駆動操作部(27a)、
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避移動させるための退避操作部(27b)及び、
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設けて構成される。
【0010】
請求項2の発明は、少なくとも1個の主軸台及び、工具が装着される刃物台を有し、前記主軸台に主軸を回転駆動自在に設け、前記主軸にワークを保持することの出来るチャック装置が装着された工作機械において、
前記チャック装置は、
軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、
該本体に2個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、
前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、
前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、ロッド駆動手段により前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けると共に、前記ワーク保持ロッドの固定手段及び、外部から前記ロッド駆動手段及び固定手段を共に操作可能な単一の操作部を設け、
前記刃物台に、前記チャック装置を操作する操作用治具を着脱自在に設け、
前記操作用治具に、
前記ワーク把持部材の操作部と係合して、前記ワーク保持ロッドを移動駆動又は固定する駆動操作部、
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させるための退避操作部及び、
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設けて構成される。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記操作用治具(27)は、前記刃物台(26)の回転工具が装着される部位と同じ部位に、回転駆動自在に装着されて構成される。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記操作用治具(27)は、回転駆動自在に設けられて構成される。
【0013】
請求項5の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記操作用治具(27)には、外部に流体を供給し得る流体供給路(27e)が形成されて構成される。
【0014】
請求項6の発明は、請求項5記載の発明において、前記流体供給路(27e)は、前記駆動操作部(27a)に先端が開口しており、該駆動操作部が前記ワーク把持部材(25,40)の操作部と係合した際に、駆動用流体を前記ワーク把持部材側に供給し得るように構成される。
【0015】
請求項7の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記退避操作部の幅は、前記駆動操作部(27a)の幅より大きく形成されて構成される。
【0016】
請求項8の発明は、請求項1又は2記載の発明において、
前記操作用治具(27)の駆動操作部(27a)を、前記チャック装置(8)のワーク把持部材(25,40)に設けられた操作部に係合させて、前記駆動操作部によりワーク把持部材を操作してワーク保持ロッドの移動操作を行なう。
【0017】
請求項9の発明は、請求項5記載の発明において、
前記操作用治具(27)を、ワーク把持部材(25,40)のワーク保持ロッドと対向させ、
前記操作用治具の流体供給路(27e)からワーク保持ロッドに向けて流体を吹きつけて、ワーク保持ロッドに付着する切粉を除去する。
【0018】
請求項10の発明は、請求項1又は2記載の発明において、
前記操作用治具(27)の退避操作部(27b)を、ワーク把持部材(25、40)のワーク保持ロッドと対向する位置へ移動させ、
該退避操作部で、ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させる。
【0019】
請求項11の発明は、チャック装置(8)のワーク把持部材(25、40)の操作を行なう操作用治具(27)であって、
ワーク把持部材の操作部と係合して、該ワーク把持部材に配設された複数のワーク保持ロッドを移動駆動する駆動操作部(27a)、
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させる退避操作部(27c)及び、
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設けて構成される。
【0020】
請求項12の発明は、請求項11記載の発明において、前記操作用治具(27)は、シャンク(27d)を有しており、該シャンクを介して、該操作用治具を工作機械の刃物台(26)に装着することが出来るように構成される。
【0021】
請求項13の発明は、請求項11記載の発明において、操作用治具(27)には、外部に流体を供給し得る流体供給路(27e)が形成されて構成される。
【0022】
請求項14の発明は、請求項11記載の発明において、前記退避操作部の幅は、前記駆動操作部(27a)の幅より大きく形成されて構成される。
【0023】
【発明の効果】
請求項1及び2の発明によると、ワーク保持ロッド(25g)により円形以外の多様な断面形状に加工された部分を介してワーク(7)を保持することが可能となり、円形以外の加工断面形状を有するワークを、生爪を用いることなく、当該加工済みの異形断面部分を把持した形で、加工を行なうことが可能となる。従って、第1及び第2工程の加工を、ワークを主軸間で受け渡しつつ、単一の工作機械で連続して行なうことが可能となり、加工作業の飛躍的な効率化が可能となる。また、操作用治具(27)で、ワーク保持ロッド(25g、58、59)の通常の操作だけでなく、強制的な退避操作をも行なわせることが出来るので、操作の信頼性を向上させることが出来る。
【0024】
また、操作用治具(27)を刃物台(26)に着脱自在に取付けてチャック装置(8)の操作を行なうことが出来るので、操作用治具を取付ける特別な装着装置を設ける必要がなく、工作機械の構造を簡素化することが出来る。
【0025】
請求項3記載の発明によると、操作用治具(27)を刃物台(26)の回転工具が装着される部位に着脱自在に取付けてチャック装置(8)の操作を行なうことが出来るので、操作用治具を回転駆動するための特別な駆動源を必要とせず、工作機械の構造を簡素化することが出来る。
【0026】
請求項4記載の発明によれば、操作用治具(27)を回転駆動自在に設けることにより、加工用の工具とは独立した形で、操作用治具を回転させてチャック装置(8)を操作することが出来る。
【0027】
請求項5記載の発明によると、操作用治具(27)の流体供給路(27e)を介して外部流体を供給することが出来るので、チャック装置(8)側に特別なワーク保持ロッド(25g、58、59)駆動用の流体供給手段を設ける必要がなく、チャック装置の小型化を図ることが出来る。
【0028】
請求項6記載の発明によると、操作用治具(27)の流体供給路(27e)は、駆動操作部の先端の開口しているので、操作用治具の駆動操作部(27a)をチャック装置(8)の操作部(25e、39)に係合させるだけで、チャック装置の駆動操作と流体の供給を行なうことが出来、チャック装置の操作を容易にすることが出来る。
【0029】
請求項7記載の発明によると、平板状の退避操作部(27c)の幅を広くすることにより、各ワーク把持部材(25、40)に配設された複数のワーク保持ロッド(25g、58、59)を一度の操作で退避移動させることが出来、操作時間を短くして作業能率を向上させることが出来る。
【0030】
請求項8記載の発明によると、操作用治具(27)の駆動操作部(27a)でチャック装置(8)のワーク保持部材(25、40)の操作を行なうことが出来るので、操作が容易である。
【0031】
請求項9記載の発明によると、操作用治具(27)の流体供給路(27e)からワーク保持ロッド(25g、58、59)に流体を吹きつけることにより、ワーク保持ロッドに付着する切粉を除去し、ワーク保持ロッドの動きを円滑に行なわせることが出来る。
【0032】
請求項10記載の発明によると、操作用治具(27)の退避操作部(27c)で、ワーク保持ロッドを(25g、58、59)その退避方向に押圧することにより、各ワーク把持部材(25、40)に配設されたワーク保持ロッドを、確実に退避移動させることが出来る。
【0033】
請求項11記載の発明によると、操作用治具(27)に駆動操作部(27a)と退避操作部(27c)を設けているので、ワーク保持ロッド(25g、58、59)のワーク保持操作と退避操作を行なう通常の操作と、この通常の操作でワーク保持ロッドが退避しない場合の強制退避操作とを1本の操作用治具で行なうことが出来る。
【0034】
請求項12記載の発明によると、通常の工具と同様に、操作用治具(27)を工作機械の刃物台(26)に装着して使用することが出来るので、操作用治具専用の駆動装置を必要とせず、工作機械の構成を簡素化することが出来る。
【0035】
請求項13記載の発明によると、操作用治具(27)に流体供給路(27e)を形成することにより、チャック装置(8)内に特別な流体供給手段を配置する必要がなく、チャック装置の構成を簡素化し、小型化することが出来る。
【0036】
請求項14記載の発明によると、平板状の退避操作部(27c)の幅を広くすることにより、各ワーク把持部材(25、40)に配設された複数のワーク保持ロッド(25g、58、59)、一度の操作で退避移動させることが出来、操作時間を短くして作業能率を向上させることが出来る。
【0037】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【0039】
図1は、本発明が適用される工作機械の一例を示す図、図2から図12は、図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図、図13は、操作用治具の斜視図、図14は、操作用治具にシャンクを取りつけた状態を示す斜視図である。
【0040】
工作機械である旋盤1は、図1に示すように、互いに対向する形で設けられた主軸台2、3を有しており、主軸台2、3は、Z軸方向である矢印A、B方向に移動駆動自在に設けられている。主軸台2には、主軸5が、Z軸と平行に設けられた軸心CT1を中心に回転駆動自在に、かつ軸心CT1を中心に任意角度で回転位置決め自在、即ち、C軸角度位置決め自在に設けられており、主軸5の先端には、チャック6が装着されている。チャック6には、複数の爪6aが軸心CT1を中心に放射方向である矢印C、D方向に移動駆動自在に設けられている。
【0041】
また、主軸台3には、主軸9が、Z軸と平行に設けられた軸心CT2(軸心CT1と一致)を中心に回転駆動自在に、かつ軸心CT2を中心に任意角度で回転位置決め自在、即ち、C軸角度位置決め自在に設けられており、主軸9の先端には、チャック装置8を構成するチャック10が装着されている。
【0042】
チャック10は、円筒形の本体11を有しており、本体11の中心部には、貫通穴12が、その中心を軸心CT2に一致させた形で貫通穿設されている。貫通穴12には、スリーブ13が嵌入しており、スリーブ13の図中左方には、孔13aが穿設されている。孔13aには、その中心を軸心CT2に一致させた形で穿設された油圧供給孔13bが接続しており、孔13aにはセンタ15が軸心CT2とその軸心を一致させた形で矢印A、B方向に摺動自在に嵌入係合している。
【0043】
センタ15には、孔15aが穿設されており、孔15aの図中左端の壁面と孔13aの図中右端の壁面との間には、コイルスプリング16が縮設され、コイルスプリング16は、センタ15を常時矢印A方向に付勢している。センタ15の図中左端には、円錐状の突起部15bが形成されており、更に、スリーブ13の図中左端面には、ストップリング17が装着されている。
【0044】
スリーブ13の図中右方の基端部には、ベース19が装着されており、ベース19には、バー19aがその軸心を軸心CT2と一致させる形で設けられている。ベース19の外周部には、係合面19bが、後述する第1の爪に対応する形で、軸心CT2を中心に120°ピッチで3個形成されており、各係合面19bには、軸20aに矢印G、H方向に回動自在に支持されたカム20が係合している。カム20は、軸心CT2を中心に120°ピッチで3個設けられており、各カム20には、係合部20bが形成されている。
【0045】
また、本体11には、第1の爪21が、軸心CT2を中心に放射方向である矢印C、D方向に移動自在に支持されており、第1の爪21は、前述のカム20と対向する形で3個設けられている。各第1の爪21の図中右方には、溝21aが穿設されており、溝21aには、前述のカム20の係合部20bが係合している。各第1の爪21には、第2の爪22がそれぞれ装着されており、第2の爪22には、調整ネジ23が回転自在に係合している。
【0046】
調整ネジ23は、チャック10の外周面10a側に形成された断面が四角形の調整穴23aを有しており、また、調整ネジ23の外周部には、送りネジ23cが形成されている。
【0047】
第2の爪22には、更に、第3の爪25が、軸心CT2を中心に放射方向である矢印C、D方向に移動自在に設けられており、第3の爪25の図中右側には、ネジ25aが、前述の調整ネジ23の送りネジ23cと係合する形で形成されている。第3の爪25には、シリンダ25bが形成されており、シリンダ25bには、ピストン25cが矢印C、D方向に摺動自在に嵌入係合している。
【0048】
ピストン25cには、第3の爪25に螺合した操作ロッド25dが相対回転自在に係合しており、操作ロッド25dの図中上端は、チャック10の外周面10a側に突出し、更に、その先端部には、断面が四角形の調整穴25eが形成されている。シリンダ25bの図中下方には、サブシリンダ25fが複数形成されており、各サブシリンダ25fには、ピストンロッド25gがサブシリンダ25fの軸心方向である矢印C、D方向に沿って、互いに独立した形で摺動自在に係合している。
【0049】
また、主軸台2、3の図中上方には、刃物台26がZ軸方向である矢印A、B方向及び、Z軸と直交するY軸方向である矢印C、D方向に移動駆動自在に設けられており、刃物台26には、バイト、ドリル、ミーリングなどの通常の切削工具のほかに、操作用治具27を着脱自在に装着することが出来る。
【0050】
操作用治具27は、図13に示すように、先端に、前記調整穴23a、25eに嵌入可能なように、幅W1の断面形状が四角形の駆動操作部27aが形成されている。また、駆動操作部27aの根元部には、前記第3の爪(ワーク把持部材)25に配設されたワーク保持ロッド25gの配設領域に対応する大きさの平面27bを有する平板状に形成された退避操作部27cが形成されている。即ち、前記平面27bは、長さL1、幅W2の大きさに形成され、一個のワーク把持部材25に配設された全てのワーク保持ロッド25gが、同時に接触する大きさを有している。また、退避操作部27cの後端には、シャンク27dが形成されている。
【0051】
操作用治具27の軸心には、前記シャンク27dから退避操作部27c及び駆動操作部27aを貫通する流体供給穴27eが、駆動操作部27aの先端に開口する形で形成されている。また、シャンク27dの外周から流体供給穴27eに連通する接続穴27fが形成されている。
【0052】
また、操作用治具27を刃物台26に取りつけるためのシャンク28は、図14に示すように、操作用治具27のシャンク27dを装着する穴(図示せず)と、接続穴27fに連通する接続穴28aが形成されている。
【0053】
そして、操作用治具27は、刃物台26に取りつけることにより、チャック装置8に対し、図1に示す矢印A、B方向及び矢印C、D方向に移動可能である。また、回転工具と同様に刃物台26に装着することにより、図示しない駆動装置を介して、軸心CT3を中心に矢印E、F方向に任意角度で回転し、更に図示しない刃物台26の旋回中心CT4を中心にB軸方向である矢印P、Q方向に任意角度に渡り、回転駆動、位置決め自在に設けられている。
【0054】
旋盤1などは、以上のような構成を有するので、旋盤1を用いて断面が円形の素材ワーク7を加工する場合には、まず、図2に示すように、素材ワーク7を、主軸台2側のチャック6に爪6aを介して装着し、刃物台26に装着されたセンタ穴ドリル(図示せず)により、素材ワーク7の端面にセンタ穴7aを穿設する。次に、図3に示すように、バイト29等の切削工具又はミーリング、ドリリングなどの回転工具を刃物台26に装着して、素材ワーク7に対して第1工程の加工を行なう。この際、素材ワーク7は、断面が円形なので、通常のチャック6により容易に保持することが出来、その状態で、円滑に素材ワーク7の右方部分に対して第1工程の加工を行なうことが出来る。
【0055】
こうして、図4に示すように、素材ワーク7の図中右方部分に対する第1工程の加工が終了したところで、当該第1工程の加工が終了したワーク7を主軸台3側のチャック装置8に受け渡しし、それまでチャック6に保持されていたワーク7の左方の未加工部分について加工を行なう。ワーク7の左方部分を加工するには、第1工程の加工が終了して、断面形状が、素材の円形形状から多様な形状に加工されたワーク7の右方部分をチャック10で保持する必要がある。
【0056】
それには、まず、図1に示すように、第1工程の加工が終了したワーク7を保持した状態の主軸台2側のチャック6を、矢印B方向に移動して、ワーク7の先端を、主軸台3側のチャック装置8の、開放状態にある複数の第3の爪25に囲まれる形で形成されたワーク保持空間30に挿入する。この際、第3の爪25、第2の爪22及び第1の爪21は、図中矢印C方向に最も移動した開放状態となっており、しかも、第3の爪25のピストンロッド25gは、ピストン25cが操作ロッド25dにより、図中C方向に最も移動した状態となっている。
【0057】
従って、ピストンロッド25gの先端のワーク保持部25hは、軸心CT2に対して放射方向に最大に開放された状態、即ち、最も矢印C方向に移動した状態となっており、第1工程の加工が終了したワーク7の先端は、ピストンロッド25gと干渉することなく円滑にワーク保持空間30内に挿入される。
【0058】
第1工程の加工が終了したワーク7の先端が、チャック装置8における第3の爪25の間に形成されるワーク保持空間30内に挿入されると、ワーク7の先端のセンタ穴7aに、センタ15の突起部15aが嵌入係合し、更に、主軸台2を矢印B方向に駆動することにより、センタ15は、コイルスプリング16の弾性に抗する形で矢印B方向に僅かに移動し、ワーク7は、チャック6とセンタ15との間で、その軸心が主軸5及び主軸9の軸心CT1、CT2と一致した形で正確に保持される。
【0059】
次に、刃物台26に、操作用治具27を装着し、その状態で、刃物台26を矢印A、B及びC、D方向に移動駆動して、操作用治具27の先端の駆動操作部27aを、第2の爪22の調整ネジ23方向に移動させて、調整穴23a内に嵌入係合させる。
【0060】
この状態で、操作用治具27を、矢印F方向に所定回転角度駆動すると、調整ネジ23も矢印F方向に回転して、送りネジ23c、ネジ25aを介して第3の爪25は、矢印D方向、即ち、軸心CT2方向に徐々に移動する。こうして、第3の爪25を徐々にワーク7の方向に移動させて、第3の爪25の、ピストンロッド25gの先端のワーク保持部25hがワーク7の外周部に接触する直前まで移動させる。
【0061】
この時点で、操作用治具27による調整ネジ23の回転駆動を停止させ、操作用治具27を、矢印C方向に退避させると共に、チャック装置8を、軸心CT2を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先程駆動操作した調整ネジ23に隣接した調整ネジ23と操作用治具27を対向させる。そして、前記と同様の手順で、操作用治具27の駆動操作部27aを調整ネジ23の調整穴23aに嵌入係合させ、当該調整ネジ23に接続された第3の爪25のワーク保持部25hをワーク7の外周部に接触する直前まで移動させる。
【0062】
同様の手順で、残りの調整ネジ23についても、操作用治具27により、対応する第3の爪25のワーク保持部25hをワーク7の外周面に接触する直前まで移動させたところで、図5に示すように、今度は、操作用治具27の先端の駆動操作部27aを、第3の爪25の操作ロッド25dの方向に移動させて調整穴25e内に嵌入係合させる。
【0063】
この状態で、操作用治具27を、矢印F方向に所定回転角度駆動すると、第3の爪25に螺合した操作ロッド25dも矢印F方向に回転して、操作ロッド25dは、先端のピストン25cと共に、矢印D方向、即ち、軸心CT2方向に徐々に移動する。すると、シリンダ25b内に充填された圧油の作用により、サブシリンダ25f内のピストンロッド25gが軸心CT2方向に移動して行く。
【0064】
この際、各ピストンロッド25gは、先端のワーク保持部25hが第1工程の加工が終了したワーク7の加工済み外周部に当接し、その時点で、それ以上軸心CT2方向、即ち、矢印D方向への移動は阻止される。しかし、複数のピストンロッド25gの内、未だワーク7と当接していないピストンロッド25gは、既に当接状態となったピストンロッド25gとは無関係に軸心CT2方向に移動して行き、先端のワーク保持部25hがワーク7の加工済み外周部と当接した段階で停止する。
【0065】
あるピストンロッド25gがワーク7の外周部と当接したとしても、少なくとも1本のピストンロッド25gがワーク7の外周面と当接していない状態に維持される限り、既に当接状態にあるピストンロッド25gのワーク保持部25hとワーク7の外周部との間の接触圧力は高まることはない。即ち、シリンダ25b内の圧油のエネルギーは、未だワーク7と接触していないピストンロッド25gの駆動に消費され、ワーク7に接触済みのピストンロッド25gから不用意に強い圧力がワーク7に作用することはなく、ワーク7は、その軸心を主軸5、9の軸心CT1、CT2と一致させた形で保持される。
【0066】
これにより、結果的に、一つの第3の爪25の、全てのピストンロッド25gが、ワーク7の加工形状に沿った形でワーク7の外周部と当接接触する形となる。この際、ワーク7は、既に述べたように、センタ15及びチャック6により、その軸心が主軸5及び9の軸心CT1、CT2と一致した形で正確に保持されているので、ピストンロッド25gがワーク7の加工済みの輪郭部分と当接したとしても、ワーク7が撓んでしまうようなことがない。
【0067】
第3の爪25の、全てのピストンロッド25gが、ワーク7と軽く当接した状態となったところで、操作用治具27による操作ロッド25dの回転駆動を停止させ、操作用治具27を、矢印C方向に退避させると共に、チャック装置8を、軸心CT2を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先程ピストンロッド25gがワーク7と当接した第3の爪25に隣接した、第3の爪25の操作ロッド25dと操作用治具27を対向させる。
【0068】
この状態で、前述の場合と同様に、操作用治具27の駆動操作部27aと操作ロッド25dを係合させ、操作用治具27により、当該第3の爪25の、全てのピストンロッド25gを、ワーク7と軽く当接した状態にする。更に、残りの第3の爪25の、ピストンロッド25gについても、同様の操作を行なう。こうして、結果的に、図5に示すように、ワーク7の第1工程の加工が終了した部分を、その軸心に対して放射方向から、多数のピストンロッド25gのワーク保持部25hで包み込む形で、全てのピストンロッド25gが僅かにワーク7の外周部と当接接触した状態にする。
【0069】
次に、操作用治具27を矢印C方向に退避させ、図6に示すように、ベース19のバー19aを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印B方向に引き込む。すると、ベース19の係合面19bと係合しているカム20は、軸20aを介して矢印G方向に回動し、それに伴い、係合部20b、溝21aを介して3個の第1の爪21が、矢印D方向、即ち、軸心CT2方向に同期的に移動する。すると、第1の爪21に装着された第2の爪22及び第3の爪25も同様に矢印D方向に移動して、3個の第3の爪25のピストンロッド25gは、軸心CT2方向に同期的に押圧される。
【0070】
第3の爪25のピストンロッド25gが設けられているシリンダ25dは、ピストン25cが第3の爪25と螺合した操作ロッド25dにより固定されているので、その容積が固定されており、シリンダ25b内の圧油が非圧縮性であることを考慮すると、第3の爪25が軸心CT2方向に移動することにより、それまで軽い接触圧での接触状態となっていた各ピストンロッド25gは、第3の爪25の矢印D方向への移動ストロークに対応した圧力でワーク7の外周部と当接係合する形となり、ワーク7は3個の第3の爪25により、それらに設けられた多数のピストンロッド25gを介して強固に保持される。
【0071】
なお、各第3の爪25のピストンロッド25gは、単一のシリンダ25b内で連通しているので、ワーク7に対する当接圧力は、当初のワーク7の外周部への接触に際した移動ストローク量に係わらず一定に保持される。しかも、第1の爪21の矢印D方向への移動の前は、各ピストンロッド25gとワーク7の外周部との間の接触状態は、ピストンロッド25gが僅かにワーク7の外周部と当接接触した状態なので、その状態での、各第3の爪25のピストンロッド25gの接触圧力差は無視できるものである。
【0072】
このことから、第1の爪21の引き込みに伴う第3の爪25によるワーク7の保持に際して、ピストンロッド25g間に生じるワーク7との接触圧力は略均等となり、ワーク7は均等な保持圧力で各第3の爪25に保持される。
【0073】
次に、主軸台2側のチャック6の爪6aを矢印C方向に開放すると、図7に示すように、第1工程の加工が終了したワーク7は、第3の爪25により、その軸心を主軸9の軸心CT2に一致させた形で、チャック装置8により確実に保持される。
【0074】
この状態で、図8に示すように、主軸台2、3を互いに離反する方向に相対移動させ、刃物台26に操作用治具27に変えて、バイト29、ミーリング、フライス、ドリルなどの工具を装着する。そして、主軸9をワーク7の加工プログラムに従って、所定の回転数で回転駆動し、あるいは所定の回転角度位置で位置決め保持したりして、ワーク7の図中左半分の未だ加工が行なわれていない部分に対して第2工程の加工を行なう。ワーク7は、既に述べたように、第3の爪25により、第1工程の加工が終了した部分を介して確実に保持されているので、第2工程の加工は、円滑に行なわれる。
【0075】
こうして、ワーク7の第2工程の加工が終了したところで、図9に示すように、ハンドリングロボット31により、チャック装置8に保持され第2工程の加工が終了したワーク7を把持し、その状態で、ベース19のバー19aを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印A方向に押圧する。
【0076】
すると、ベース19の係合面19bと係合しているカム20は、軸20aを介して矢印H方向に回動し、それに伴い、係合部20b、溝21aを介して3個の第1の爪21が、矢印C方向、即ち、軸心CT2を中心に放射方向に、該軸心CT2から遠ざかる方向に同期的に移動する。すると、第1の爪21に装着された第2の爪22及び第3の爪25も同様に矢印C方向に移動して、3個の第3の爪25のピストンロッド25gも矢印C方向に移動し、それまでワーク7に所定の保持圧で当接係合していたワーク保持部25hも矢印C方向に移動する。
【0077】
これにより、ピストンロッド25gとワーク7の外周部との当接係合関係も解除され、ワーク7は、ハンドリングロボット31により保持された状態となる。そこで、図10に示すように、ハンドリングロボット31を主軸台3に対して相対的に矢印A方向に移動させることにより、加工済みのワーク7をチャック装置8のワーク保持空間30から取り出す。
【0078】
なお、ワーク7の形状により、ベース19による第1の爪21のアンクランプ動作だけでは、ピストンロッド25gとワーク7の外周部が干渉して、ワーク7を矢印A方向に引き出せない場合には、更に、操作用治具27を刃物台26に装着して、3個の第2の爪22の、調整ネジ23を矢印E方向にそれぞれ回転させて、第3の爪25を矢印C方向に移動させて、ピストンロッド25gのワーク保持部25hを、ワーク7の外周部と干渉しない位置にまで退避させ、ワーク7を矢印A方向に引き出す。引き出された加工済みワーク7は、機外の適宜なパーツキャッチャーなどに搬出される。
【0079】
こうして、加工済みのワーク7がチャック装置8から取り出されたところで、第3の爪25が矢印C方向に開放されていない場合には、前述のように、操作用治具27により、第2の爪22の調整ネジ23を回転させ、第3の爪25を矢印C方向に開放駆動する。次に、第3の爪25の操作ロッド25dを矢印E方向に回転駆動して、ピストン25cを矢印C方向、即ち、軸心CT2から遠ざかる方向に移動させる。
【0080】
すると、図11に示すように、サブシリンダ25f内の各ピストンロッド25gは、矢印C方向に、軸心CT2から遠ざかる方向に移動して、退避位置RPに収納される。これにより、ワーク保持部25hも矢印C方向に退避して、軸心CT2の周辺にワーク保持空間30が大きく開放される。
【0081】
ピストンロッド25gを退避位置RPへ移動させる際に、刃物台26に装着された操作用治具27の流体供給穴27eから、第3の爪25から突出するピストンロッド25gに向けて、切削液、圧縮空気などを吹きつけて、ピストンロッド25gに付着する切粉を除去するようにしてもよい。
【0082】
なお、ピストン25cの矢印C方向への移動だけでは、ピストンロッド25gが十分に矢印C方向の退避位置RPにまで移動しない場合には、各第3の爪25の外周部、操作ロッド25dの調整穴25e付近に開口形成された空気供給路25iを介して、刃物台26等の適宜な作動流体供給手段側から各サブシリンダ25fの下部(軸心CT2側)に圧縮空気を供給して、ピストンロッド25gを強制的に矢印C方向に移動させることもできる。
【0083】
更に、主軸9を中速回転させ、その遠心力で、各ピストンロッド25gを矢印C方向に強制的に移動させて、サブシリンダ25f内に収納する方法もある。
【0084】
サブシリンダ25fとピストンロッド25gの間に切粉などが侵入すると、前記のように、ピストン25cを矢印C方向へ移動させる、又は、サブシリンダ25fへの圧縮空気の供給する、あるいは、主軸9の中速回転させるなどの操作では、図11に示すように、退避位置RPへ移動しないピストンロッド25gが発生することがある。
【0085】
このような場合には、刃物台26に操作用治具27を装着し、刃物台26を矢印A、B方向、矢印C、D方向及び矢印P、Q方向に移動させ、図12に示すように、操作用治具27のスティック状に形成された退避操作部27cを、チャック装置8の正面からワーク保持空間30内に挿入し、退避操作部27cの平面部27bを第3の爪25のワーク保持部25hと対向させる。そして、刃物台26を矢印C方向に移動させ、操作用治具27の退避操作部27cの平面27bで、ピストンロッド25gのワーク保持部25hを押圧して、ピストンロッド25gを退避位置RPへ強制的に退避させる。
【0086】
なお、ピストンロッド25gを、その退避位置RPへ強制的に移動させる場合、前記のような刃物台26の矢印C方向の移動によらず、操作用治具27を、図12に示す矢印P、Q方向、即ち、B軸方向に揺動させて、ピストンロッド25gを移動させるなど、他の適宜な操作方法を採用することが出来る。
【0087】
なお、上記の実施形態における、第2の爪22及び調整ネジ23は、第3の爪25の、軸心CT2方向のストロークが十分確保することができる場合には、必要がなく、直接第1の爪21で第3の爪25を矢印C、D方向に同期移動させるように構成することもできる。
【0088】
また、第1、第2及び第3の爪21、22、25は、第1及び第2の爪21、22を、スライド部材として一体構成としてもよく、第1の爪21に調整ネジ23を設け、調整ネジ23により、直接第3の爪25を矢印C、D方向に移動駆動するように構成することもできる。
【0089】
なお、チャック装置8の本体11に装着される、第3の爪25等のワーク把持部材及びワーク把持部材を開閉駆動する第1の爪21等のスライド部材は、3個に限らず2個又は4個以上であってもよい。
【0090】
また、各ワーク把持部材25に装着されるピストンロッド25g等のワーク保持ロッド25gは、各第3の爪25について上記実施形態のように一列4本に限らず、複数列、複数本設けるようにしてもよい。また、各第3の爪25について複数列、図1の紙面と直角方向に配置することも可能である。
【0091】
更に、ワーク保持ロッド25gを、軸心CT2に対して矢印C方向に後退した退避位置RPに付勢する付勢手段は、空気供給路25iに限らず、コイルスプリングを、ワーク保持ロッド25gを常時矢印C方向に付勢する形で縮設しておき、開放時には、コイルスプリングの弾性を利用して矢印C方向に移動させるように構成することも可能である。
【0092】
なお、チャック装置8は、図1に示すように、第2工程の加工を行なう主軸9側にのみ設けるほかに、主軸9に加えて第1工程の加工を行なう主軸5側にも装着することができる。主軸5側に設けることにより、素材ワーク7として、断面が円形以外の異形断面のものも使用することができる。
【0093】
また、工作機械としても、上述の、主軸台2、3が互いに対向した形の工作機械のほかに、単一の主軸台からなる工作機械を用い、当該主軸台の単一主軸にチャック装置8を装着し、断面が円形以外の異形断面ワークをチャック装置8で把持して加工するようにすることもできる。
【0094】
更に、チャック装置8の部材移動機構である調整ネジ23やピストン操作手段である操作ロッド25dを操作する操作用治具27は、実施形態で述べたように、加工用の工具が交換装着される刃物台26の工具装着部に、通常の工具と同様に交換装着する他に、刃物台26の他の部位、又は刃物台26以外の部位に操作用治具27を装着しておき、刃物台26の工具の交換動作とは独立した形で移動駆動可能に構成することも可能である。
【0095】
更に、操作用治具27を、刃物台26の回転工具が装着される部位と同じ部位に、回転工具と同様に着脱自在に装着すると、刃物台26側の回転工具駆動手段、例えば、刃物台26内に設けられたモータなどを利用して、操作用治具27を回転駆動することができ、操作用治具27を簡略小型化することが出来る。
【0096】
また、操作用治具27の退避操作部27cの幅W2は、例えば、図14に二点鎖線で示すように、駆動操作部27aの幅W1と同じ幅に形成し、駆動操作部27aも退避操作部27cの一部として利用することにより、ワーク保持ロッド25gの軸心CT2と平行な列ごとに退避操作を行なうようにしてもよい。このようにすることにより、図12に示すように、センタ15とピストンロッド25gの間が狭い場合でも、ピストンロッド25gを退避させることが出来る。
【0097】
また、退避操作部27cの幅W2を駆動操作部27aの幅W1よりも幅広にすることにより、図15などで後述するワーク保持ロッド25g、58、59が複数列配置された第4の爪40に対しても、一度の操作で全て(図14ではワーク保持ロッドが10本の場合を示す)のワーク保持ロッド25g、58、59のワーク保持部25h、59bを当接(図14の一点鎖線で示す円を参照)させて、同時にワーク保持ロッド25g、58、59を後退させることが出来、便利である。
【0098】
また、操作用治具27に、前記流体供給穴27eとは別に、図14に示すように、流体供給穴27eと平行に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給穴27g(図示せず)を形成し、この洗浄用流体供給穴に連通する形で、操作用治具27の平面27bに開口する1もしくは複数の噴出穴27h(図14では1個のみ表示)を形成し、この噴出穴27hから洗浄用流体を噴出させて、ワーク保持ロッド25gを洗浄するようにしても良い。
【0099】
また、第2の爪22及び第3の爪25を一体で把持ユニットとして形成し、第1の爪21部分として公知の、断面が円形のワークを保持するための、三爪チャックや四爪チャックなどのチャック装置を使用し、そうした既存のチャック装置に、把持ユニットを着脱自在に装着することにより、簡易にチャック装置8を構成することもできる。また、既存のチャック装置の、それぞれの爪に、第3の爪25、又は第2の爪22及び第3の爪25を着脱自在に装着するように構成することも可能である。
【0100】
図15乃至図20は、本発明による工作機械に使用するチャック装置の第2の実施形態を示すもので、図15は、本発明に適用する旋盤用チャック装置の第2の実施形態を示す斜視図、図16は、図15に示す旋盤用チャック装置の正面図、図17から図20は、図15の旋盤用チャック装置の第4の爪部分における動作を示す説明図である。
【0101】
この実施形態におけるチャック装置8は、前記実施形態における第1の爪21に第3の爪25に相当する第4の爪40を取りつけた構成になっている。そして、前記実施形態と同様に、このチャック装置8は、主軸9に取り付けられている。従って、チャック装置8内部の説明を省略し、第4の爪40について以下に説明する。なお、図1乃至図12と同等のものには、同じ符号を付けて示してある。
【0102】
チャック装置8は、図15、図16に示すように、円筒形の本体11を有している。この本体11の正面には、軸心CT2を中心に120°ピッチで放射方向に3個のT溝11aが形成されている。これら各T溝11a内には、前記実施形態の第1の爪21に相当する3個のスライダ(図示せず)が、それぞれT溝11aにそって摺動自在に支持されている。
【0103】
第4の爪40は、前記スライダに固定され、T溝11aに沿って放射方向に移動自在に配設されている。本体11の正面には、各第4の爪40の間に位置するようにU字状の溝が形成された3個のピット36が固定され、その溝の開口部を覆う蓋37が着脱可能に固定されている。
【0104】
各ピット36の溝の内には、それぞれフレキシブルチューブで形成された空圧用の2本の配管(図示せず)と、油圧用の1本の配管(図示せず)が配設され、隣接する第4の爪40の間を接続している。即ち、3個の第4の爪40は、それぞれ2本の空圧用の配管と、1本の油圧用の配管で接続されており、いずれか1個の第4の爪40を操作したとき、他の2個の第4の爪40も同時に作動するようになっている。なお、前記空圧用の配管と油圧用の配管としては、金属製のフレキシブルパイプ、もしくは合成樹脂製のホースを用いることが出来る。
【0105】
第4の爪40は、図17に示すように、操作部39とワーク保持部54で構成されている。なお、図17においては、図面作成上の都合で単一の操作部39と単一のワーク保持部54のみを示している。実際には、単一の操作部39でチャック装置8に配置された全てのワーク保持部54を、前述した空圧及び油圧配管を介して操作するようになっている。
【0106】
第4の爪40は、本体41とその両端に固定された一対の面板41a、41bを備えている。これら本体41と面板41a、41bには、貫通穴42が形成され、その面板41a側の端部は、ネジ穴42aになっている。この貫通穴42に操作部39が配設されている。
【0107】
座43は、貫通穴42の面板41b側に固定されており、貫通穴42内に嵌入される突起43aを備えている。この突起43aには、その軸方向に貫通する貫通穴43bが形成されている。この貫通穴43bの面板41b側の端部はネジ穴43cになっている。そして、このネジ穴43cには、調整ネジ44が螺合している。
【0108】
この調整ネジ44の軸心には、貫通穴44aが形成されている。また、調整ネジ44には、バックアップ用のネジ44bが配置され、このネジ44bにもその軸心に貫通穴44aと連通する貫通穴44cが形成されている。そして、貫通穴44aと貫通穴44cは、排気口を形成している。
【0109】
円筒状のピストン45は、その外周面が貫通穴42に摺動自在に嵌合し、内周面が突起43bと摺動自在に嵌合している。そして、このピストン45は、突起43aの外周に装着されたコイルスプリング46で支持されている。このピストン45の中央部には、その外周面と内周面にそれぞれ環状の溝45a、45bが形成され、これらの溝45a、45bを接続する複数の貫通穴45cが形成されている。また、ピストン45の面板41a側には、圧縮空気の通路となる貫通穴45dが形成されている。
【0110】
油室47は、貫通穴42の内周面と、突起43aの外周面と、座43の本体41側の端面、及びピストン45の面板41b側の端面で囲まれる空間で構成され、油が充填されている。即ち、ピストン45は、その移動によって油室47の容積を変えて油圧を発生させる油圧発生手段39bを構成している。
【0111】
スプール48は、ピストン45内に摺動自在に嵌合し、突起43aの貫通穴43bに装着されたコイルスプリング50に支持されている。このコイルスプリング50は、調整ネジ44でピストン45の軸方向に位置が調整可能であり、スプール48を常時矢印L方向に付勢している。
【0112】
このスプール48には、軸心に圧縮空気の通路となる穴48aが形成され、この穴48aの一端とピストン45の溝45bを連通させるための貫通穴48bが形成されている。また、スプール48の穴48aの面板41a側の端面には、ゴム等の弾性体で環状に形成されたリング48cが配設されている。また、スプール48の面板41a側の端面外周面は、ピストン45との間に、貫通穴45dと連通する圧縮空気の通路48dを形成するように小径に形成されている。即ち、前記ピストン45とスプール48で圧縮空気の流路切替手段39aを構成している。
【0113】
操作ロッド49は、その外周にネジ49aが形成され、貫通穴42のネジ42aに螺合している。この操作ロッド49の軸心には、断面が四角形の操作穴49bと断面が円形の穴49cが連通するように形成され、その軸方向に貫通している。そして、操作ロッド49の穴49cは、スプール48の面板41a側の端部外周面との間に通路48dを形成するように外嵌している。また、操作ロッド49の本体41側の端面は、ピストン45の面板41a側の端面とコイルスプリング46の抗圧力で当接している。
【0114】
貫通穴55は、本体41と面板41bを貫通するように形成されている。この貫通穴55にワーク保持部54が配設されている。
【0115】
貫通穴55の面板41b側には、スリーブ56が装着されている。スリーブ56の外周面には、環状の溝56aが形成され、この溝56aとスリーブ56の内周面を接続する貫通穴56bが形成されている。クランパ57は、その径方向に弾性変形可能な薄い金属で円筒状に形成され、スリーブ56の内側に、その内周面との間に所定の隙間を形成するように配設されている。
【0116】
ピストンロッド58は、貫通穴55に摺動自在に嵌合するピストン58aと、クランパ57に摺動自在に嵌合するロッド58bを有し、貫通穴55とピストンロッド58で駆動手段(エアシリンダ)54aを構成している。そして、ピストンロッド58の面板41b側の端部には、ロッド59aが設けられ、ピストンロッド58と共に保持ロッド59を構成している。このロッド59aの先端にユニバーサルジョイント(図示せず)を介して揺動自在に支持したパッド59b(図17にのみ表示、図18乃至図20では図示省略)を備えている。そして、このパッド59bをワーク7に接触させて、ワーク7を保持する。
【0117】
前記貫通穴55の面板41a側の端部は、本体41に形成された連通穴61を介してピストン45の貫通穴45dと接続されている。また、貫通穴55の中央部は、本体41に形成された連通穴62を介してピストン45の溝45aと接続されている。
【0118】
また、スリーブ56の溝56aと油室47は、本体41に形成された連通穴63で接続されている。そして、油室47から供給される油圧によってクランパ57をその径方向に弾性変形させ、ピストンロッド58のロッド58bを拘束し、その位置を固定する固定手段54bを構成している。
【0119】
以上のような構成を有するので、チャック装置8におけるワーク7の保持工程を、前記実施形態を参照しながら説明する。なお、前記実施形態における第3の爪25は、本実施形態においては第4の爪40となる。
【0120】
前記実施形態の図1に示すように、第4の爪40が軸心CT2に対して放射方向に本体11の外周方向に移動した状態、即ち、ワーク保持部54が軸心CT2に対して最も開放された状態で、ワーク保持部54によって形成されるワーク保持空間30(図16参照)を最も広い状態に設定しておく。そして、このワーク保持空間30に、第1工程の加工が終了したワーク7の先端を挿入する。
【0121】
ワーク保持空間30に第1工程の加工が終了したワーク7の先端が挿入されると、前記実施形態の図1に示すように、ワーク7は、そのセンタ穴7aにセンタ15が嵌合し、主軸5側のチャック6とセンタ15により、ワーク7の軸心が軸心CT2と一致する形で正確に支持される。
【0122】
この状態で、前記実施形態の図6に示すように、ベース19のバー19aを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印B方向に向けて引き込む。すると、ベース19の係合面19bと係合しているカム20は、軸20aを介して矢印G方向に回動し、それに伴い、係合部20b、溝21aを介して3個の第1の爪21が矢印D方向、即ち、軸心CT2方向に同期的に移動する。
【0123】
すると、第1の爪21にスライダを介して結合された第4の爪40も同様に、軸心CT2方向に移動する。即ち、第4の爪40は、ワーク7に近接する方向に移動する。このとき、ワーク保持部54のパッド59bは、まだワーク7と接触していない。
【0124】
次に、前記実施形態の図5に示すように、刃物台26に操作用治具27を装着する。その状態で、刃物台26を移動駆動して、図17に示すように、操作用治具27の先端の駆動操作部27aを、操作ロッド49の操作穴49bに嵌入係合させる。
【0125】
そして、操作用治具27の駆動操作部27aの先端から、操作用治具27に形成された流体供給穴27eを介して、スプール48に向けて圧縮空気を供給する。すると、スプール48は、圧縮空気により矢印J方向にコイルスプリング50の弾性に抗する形で移動され、それまでスプール48により閉塞されていた貫通穴45dは、図17に示すように、スプール48の外周面の間隙に形成された通路48dと連通する。これにより、操作ロッド49とスプール48の間に供給された圧縮空気は、操作ロッド49の穴49cの内周面とスプール48の外周面の間と、ピストン45の内周面とスプール48の外周面との間に形成された通路48d、ピストン45の貫通穴45d及び連通穴61を通りワーク保持部54の貫通穴55の上部に供給される。
【0126】
このとき、操作用治具27から供給された圧縮空気は、ピット36(図15、16参照)内に配設された空圧用の配管を通して、隣接する他の第4の爪40にも供給され、各第4の爪40のワーク保持部54にも供給される。
【0127】
従って、操作用治具27から供給する圧縮空気の必要量は、チャック装置8に配設された全てのワーク保持部54を作動させるのに必要な量と、連通路61を通り、貫通穴42の内周面とピストン45の外周面の間に形成された隙間、ネジ42aとネジ49aの間に形成された隙間を通して大気中に放出される量を加えた量、あるいはそれより若干多い量になる。
【0128】
なお、他の第4の爪40のスプール48は、コイルバネ50の弾性により、図15の矢印L方向に付勢され、スプール48の外周面が貫通穴45dを閉塞した状態になっているので、操作用治具27が接続された第4の爪40から配管を通って圧縮空気が供給されても、該圧縮空気が漏れることはなく、ピストンロッド58の矢印J方向への移動に有効に使用される。
【0129】
すると、この圧縮空気の圧力により、図17に示すように、ピストンロッド58が第4の爪40からワーク7に向けて矢印J方向に突出し、パッド59bがワーク7に当設する。この際、各保持ロッド59は、先端のパッド59bがワーク7の外周面に当接した時点で、一旦その移動が停止する。このとき、パッド59bとワーク7との接触圧力は、圧縮空気が未だワーク7と接触していない保持ロッド59の移動に費やされるため、高まることはない。
【0130】
このとき、ワーク保持部54のピストン58の面板41b側の空気は、連通穴62、ピストン45の溝45a、貫通穴45c、溝45bを通してピストン45の内部に流入する。更に、座43の貫通穴43b、調整ネジ44の貫通穴44a、及びネジ44bの貫通穴44cを通して大気中に放出される。
【0131】
そして、全ての保持ロッド59のパッド59bがワーク7の外周面に当接すると、貫通穴55内に供給される圧縮空気の圧力が上昇し、パッド59bがワーク7と接触する圧力が高まる。このとき、全ての貫通穴55内に供給された圧縮空気の圧力は、ほぼ均一な圧力となって上昇する。従って、ワーク7は、その外周面に接触した保持ロッド59からほぼ均一な圧力で押されるので、その軸心を軸心CT2と一致させた形で、保持ロッド59、即ち、第4の爪40で確実に保持される。なお、ワーク7に対する保持ロッド59の接触圧力は、供給する圧縮空気の圧力により設定する。
【0132】
この状態で、図18に示すように、操作用治具27が矢印K方向に回転し、操作ロッド49を矢印K方向に回転させる。すると、面板41aに形成されたネジ42aとネジ49aが螺合している操作ロッド49は、矢印K方向に回転しながら矢印J方向に移動する。この操作ロッド49の矢印J方向の移動によりピストン45が押され、ピストン45は、コイルスプリング46を圧縮しながら矢印J方向に移動する。すると、油室47の容積が圧縮されるため、油室47内に充填された油が連通路63を通してスリーブ56とクランパ57の間に移動する。
【0133】
このとき、油室47から流出した油は、ピット36(図15、16参照)内に配設された油圧用の配管を通して、隣接する他の第4の爪40にも供給され、各第4の爪40の固定手段54bにも供給される。
【0134】
そして、油の圧力が上昇すると、クランパ57をその半径方向に弾性変形させて、クランパ57をピストンロッド58のロッド58bに接触させ、その接触圧力でロッド58bをクランプする。即ち、スリーブ56とクランパ57の間に流入した油の圧力で、ピストンロッド58bを拘束し固定する。これにより、第4の爪40に配置された保持ロッド59は、ワーク7の外周面を立体トレースした形で固定されることになる。
【0135】
保持ロッド59が固定されると、操作用治具27が第4の爪40から後退し、図19に示すように、ワークの加工が可能な状態になる。このとき、ピストン45は、コイルスプリング46の抗圧力により操作ロッド49側に向けて押されるが、ネジ42aと螺合するネジ49aの摩擦力により、その位置が維持され、油圧が維持される。即ち、クランパ57によるピストンロッド58のクランプ力が維持される。そして、前記実施形態の図8に示すように、ワーク7に所要の加工を行なう。
【0136】
第4の爪40で保持したワーク7の加工が終了すると、前記実施形態の図9に示すように、ハンドリングロボット31により、チャック装置8に保持され、第2工程の加工が終了したワーク7を把持する。この状態で、ベース19のバー19aを、図示しない油圧アクチュエータを介して矢印A方向に押圧する。すると、ベース19の係合面19bと係合しているカム20は、軸20Aを介して矢印H方向に回動し、それに伴い、係合部20b、溝21aを介して第1の爪21が、矢印C方向、即ち、軸心CT2を中心に放射方向に、該軸心CT2から遠ざかる方向に同期的に移動する。
【0137】
すると、第1の爪21にスライダを介して結合された第4の爪40も、軸心CT2から遠ざかる方向に移動して、それまで所定の保持圧でワーク7を保持していた保持ロッド59も、軸心CT2から遠ざかる方向に同期的に移動して、ワーク7を解放する。このとき、保持ロッド59は、クランパ57で第4の爪40に対する相対位置が固定されているので、ワーク7の外形を立体トレースした状態に維持される。そして、各第4の爪40の保持ロッド59により新たなワーク保持空間30を形成する。
【0138】
これにより、ワーク7は、ハンドリングロボット31により保持された状態となる。そして、前記実施形態の図10に示すように、ハンドリングロボット31を主軸第3に対して相対的に矢印A方向に移動させることにより、加工済みワーク7をチャック装置8のワーク保持空間30から取り出す。なお、取り出された加工済みワーク7は、機外の適宜なパーツキャッチャーなどに搬出される。
【0139】
同一種類のワーク7を繰り返し加工する場合、前記新たなワーク保持空間30に第1工程の加工が終了したワーク7の先端が挿入されると、前記実施形態と同様(図1参照)に、ワーク7は、そのセンタ穴7aにセンタ15が嵌合し、主軸5側のチャック6とセンタ15により、ワーク7の軸心が軸心CT2と一致する形で正確に支持される。
【0140】
この状態で、前記実施形態の図6に示すように、ベース19のバー19aを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印B方向に向けて引き込む。すると、ベース19の係合面19bと係合しているカム20は、軸20aを介して矢印G方向に回動し、それに伴い、係合部20b、溝21aを介して3個の第1の爪21が矢印D方向、即ち、軸心CT2方向に同期的に移動する。
【0141】
このとき、保持ロッド59が、既にワーク7の外形を立体トレースした状態に維持されているので、全ての保持ロッド59がワーク7を包み込むように、同時にワーク7の外周面に当接し、所要の圧力でワーク7と接触する。従って、チャック6からチャック装置8へワーク7を受け渡す際に、その都度、全ての保持ロッド59をワーク7の外周面に倣わせる必要がない。即ち、単に、第4の爪40を軸心CT2の放射方向に移動させるだけでよいから、チャック6からチャック装置8へのワーク7の受け渡しを短時間で行なうことが出来る。
【0142】
ワークの形状、大きさなどが変わった場合には、第4の爪40に対しピストン58aを面板41a側に後退させ、保持ロッド59を退避させる必要がある。保持ロッド59の退避操作は以下のように行なう。
【0143】
図20に示すように、操作用治具27の先端の駆動操作部27aを、操作ロッド49の操作穴49bに嵌入係合させる。このとき、駆動操作部27aの先端がスプール48のリング48cと接触し、更に、スプール48を押圧して、コイルスプリング50を圧縮しながら、スプール48の貫通穴48bがピストン45の溝45aと連通する位置で停止させる。
【0144】
この状態で、操作用治具27を矢印M方向に回転させ、操作ロッド49を矢印M方向に回転させる。すると、操作ロッド49は、矢印M方向に回転すると共に、矢印L方向に移動する。このとき、コイルスプリング46の抗圧力により、ピストン45も、操作ロッド49と共に矢印L方向に移動する。
【0145】
すると油室47の容積が大きくなり、油室47内が負圧となる。このため、スリーブ56とクランパ57の間に流入し、クランパ57を弾性変形させていた油が、油室47に発生した負圧により吸引され、連通穴63を通して油室47に回収される。従って、クランパ57は、その弾性により復元してピストンロッド58のロッド58bを解放する。
【0146】
この状態で、操作用治具27の先端から流体供給穴27eを介して圧縮空気を供給する。供給された圧縮空気は、スプール48の穴48a、貫通穴48b、ピストン45の溝45b、貫通穴45c、溝45a及び連通穴62を通して、ピストン58aの面板41b側に供給される。この圧縮空気の圧力により、ピストン58aは、矢印L方向(面板41a側)に移動後退し、保持ロッド59も矢印L方向に退避する。
【0147】
ここで、前記実施形態でも説明したように、保持ロッド59が退避しないケースが発生することがある。この場合には、前記実施形態と同様に強制的に保持ロッド59を退避させる必要がある。このような場合には、前記実施形態と同様に、刃物台26に操作用治具27を装着した状態で、操作用治具27の退避操作部27cの平面27bで、保持ロッド59を強制的に退避させる。
【0148】
このとき、ピストン58aと面板41aの間にある空気の一部は、連通路61を通り、貫通穴42の内周面とピストン45の外周面の間に形成された隙間、ネジ42aとネジ49aの間に形成された隙間を通して大気中に放出される。また、他の一部は、ピストン45の貫通穴45d、通路48d、穴49cを通り、操作ロッド49の操作穴49bと操作用治具27の駆動操作部27aとの隙間を通り大気中に放出される。
【0149】
上述のように、本実施形態では、同一種類の複数のワーク7を加工する際に、チャック6からチャック装置8へワーク7を受け渡す時間を短縮して、作業能率を向上させることができる。
【0150】
図21及び図22は、本発明による工作機械に使用するチャック装置の第3の実施形態を示すもので、図21は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第3の実施形態を示す斜視図、図22は、図21に示す旋盤用チャック装置の正面図である。
【0151】
この実施形態におけるチャック装置8と前記第2の実施形態におけるチャック装置8との差異は、本実施形態でチャック装置8は、第4の爪40を4個取り付けた構成になっている点と、各爪40を結ぶ金属製の可撓性配管70、71にある。なお、チャック装置8の内部構成と、第4の爪40の内部構成は、前記第2の実施形態と同一であるので、図15、16と同じものは同じ符号を付けて示し、説明を省略する。以下、配管の支持手段について説明する。
【0152】
同図において、可撓性配管70、71は、各第4の爪40の両側面に固設された中空のホルダ65を有している。各ホルダ65には、それぞれ長さの異なる一対の中空のアーム66a、66bが中空のピン67を介して揺動自在に支持されている。隣接する第4の爪40の対向面に支持されたそれぞれのアーム66a、66aとアーム66b、66bは、隣接する第4の爪40の中間で、中空のピン67で揺動自在に接続されている。
【0153】
そして、空圧用の2本の流体供給路(図示せず)は、可撓性配管70のホルダ65、アーム66a、ピン67、アーム66a及びホルダ65の内部に形成され、隣接する第4の爪40間を接続している。また、油圧用の1本の流体供給路は、ホルダ65、アーム66b、ピン67、アーム66b及びホルダ65の内部に形成され、隣接する第4の爪40間を接続している。
【0154】
これら可撓性配管70、71を、ワークの加工によって発生する切粉から保護するために、本体11に固定され、可撓性配管70、71の移動領域を覆うカバー(図示せず)を設けている。
【0155】
この実施形態におけるチャック装置8では、4個の第4の爪40を、軸心CT2を中心として放射方向に移動駆動する場合、公知の4つ爪チャックと同様に、第4の爪40の内、保持ロッド59(ピストンロッド58)が互いに対向する2個の第4の爪40を組として、各組がそれぞれ独立して動作するように構成することが出来る。
【0156】
そして、第4の爪40が軸心CT2に対して放射方向に移動した場合、可撓性配管70、71のアーム66a、66bのそれぞれの接続角度α(図21参照)が変化して、各第4の爪40の間隔の変化に対応することが出来る。従って、二組の第4の爪40の互いに独立した放射方向の動きにも十分追随することが出来る。
【0157】
このような構成としても、前記第2の実施形態と同じ効果を得ることが出来る。また、二組の第4の爪40をそれぞれ独立して放射方向に移動させることにより、多様な断面形状のワークに対応することが出来る。
【0158】
空圧用の配管と油圧用の配管が、それぞれ金属製の可撓性配管によって形成されているので強度が高く、合成樹脂製の配管に比べ、可撓性配管70、71を細くして、チャック装置を小型化することが出来る。しかも、ワーク把持装置を確実に動作させることが出来る。
【0159】
なお、図1乃至図12に示す実施形態におけるチャック装置8においても、3個の第3の爪25のシリンダ25bを連通する連通管を設け、1個の第3の爪25の操作ロッド25dの操作により、3個の第3の爪25に設けられた全てのピストンロッド25g(ワーク保持ロッド)を操作するようにしてもよい。従って、操作ロッド25dは、3個の第3の爪25のいずれか一個、即ち、チャック装置8に一個配置すればよく、チャック装置8の構成を簡略化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される工作機械の一例を示す図。
【図2】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図3】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図4】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図5】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図6】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図7】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図8】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図9】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図10】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図11】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図12】図1の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図13】操作用治具の斜視図。
【図14】操作用治具にシャンクを取りつけた状態を示す斜視図。
【図15】本発明に適用する旋盤用チャック装置の第2の実施形態を示す斜視図。
【図16】図14に示す旋盤用チャック装置の正面図。
【図17】図14の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図18】図14の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図19】図14の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図20】図14の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図21】本発明が適用される旋盤用チャック装置の第3の実施形態を示す斜視図。
【図22】図21に示す旋盤用チャック装置の正面図。
【符号の説明】
7………ワーク
8………チャック装置
11……本体
15……ワーク心押し部材(センタ)
19……スライド部材駆動手段、第1の部材(ベース)
19a…第1の部材(バー)
20……スライド部材(カム)
21……スライド部材(第1の爪)
22……スライド部材(第2の爪)
23……部材駆動手段(調整ネジ)
23a…操作部(調整穴)
25……ワーク把持部材(第3の爪)
25b…液体シリンダ駆動手段(シリンダ)
25c…ピストン
25d…ピストン操作手段(操作ロッド)
25e…操作部(調整穴)
25f…液体圧シリンダ駆動手段、シリンダ(サブシリンダ)
25g…ワーク保持ロッド(ピストンロッド)
25i…付勢手段(空気供給路)
27……操作用治具
27a…駆動操作部
27c…退避操作部
27e…流体供給穴
39……操作部
39a…流路切替手段
39b…油圧発生手段
40……ワーク把持部材(第4の爪)
45……ピストン
48……スプール
49……操作ロッド
54……ワーク保持部
54a…駆動手段
54b…固定手段
57……固定手段(クランパ)
58……ピストンロッド
59……ワーク保持ロッド(保持ロッド)
61……連通穴
62……連通穴
63……連通穴
66a…アーム
66b…アーム
70……可撓性配管
71……可撓性配管
CT2…軸心
RP……退避位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool equipped with a chuck device capable of holding a workpiece having a circular cross section and a shape other than a circular shape, an operation method of the machine tool, and an operation jig used for the operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, most machine tool chuck devices mounted on a lathe or the like have been manufactured to hold a workpiece having a circular cross section, and holding a workpiece having a polygonal or irregular cross section is This was not possible except when using special jaws.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, machining contents in machine tools such as lathes tend to be complex and sophisticated, and various machining such as milling, milling, and drilling are possible in addition to simple turning.
[0004]
However, when machining is to be performed more efficiently, the workpiece held by the first chuck device and finished in the first step is transferred to the second chuck device facing the first chuck device. The second chuck device holds the processed portion in the first step, and the portion that has been held in the first chuck device and has not been processed yet is processed in the second step. It is desired that all machining related to the workpiece be completed within the same machine tool.
[0005]
In such a case, the portion of the workpiece to be gripped by the second chuck device is a portion that has already been processed in the first step, and is not limited to a circle, and may have various shapes. In particular, when machining contents are diversified as in recent years, the cross-sectional shape is often not circular, and it is necessary to appropriately grip such a workpiece and perform the machining in the second step.
[0006]
However, the conventional method using raw nails needs to process the raw nails every time the workpiece is changed, which is inefficient and unsuitable for processing many kinds of workpieces. Accordingly, there has been a demand for development of a machine tool that can appropriately hold and process a workpiece having various cross-sectional shapes without performing laborious operations such as processing of raw nails.
[0007]
Moreover, in order to develop such a machine tool, it is necessary to hold a workpiece having various cross-sectional shapes appropriately with a simple operation without applying special processing to a nail for holding the workpiece. The development of a chuck device that can be used and an operation jig for causing the chuck device to hold and release the workpiece are important issues.
[0008]
In view of the above circumstances, the present invention provides a machine tool capable of appropriately holding and machining a workpiece having various cross-sectional shapes as well as a circle, an operation method of the machine tool, and an operation jig used for the operation. The purpose is to provide ingredients.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 has at least one head stock (2, 3) and a tool post (26) on which a tool is mounted, and the main stock (5, 9) is rotatably provided on the head stock. In a machine tool equipped with a chuck device (8) capable of holding a workpiece (7) on the spindle,
The chuck device (8)
It has a main body (11) that can be rotationally driven around an axis (CT2),
Two or more slide members (21 or 21, 22) are provided on the main body via a slide member driving means (19, 20) so as to be movable in a radial direction with respect to the axis of the main body,
A workpiece gripping member (25, 40) is provided on each slide member so that it can move together with the slide member,
A plurality of work holding rods (25g, 58, 59) are provided on the work gripping member so as to be movable in the radial direction around the axis, and an operation section (25d) operable from the outside is provided.
An operation jig (27) for operating the chuck device (8) is detachably provided on the tool post,
In the operation jig (27),
A drive operation portion (27a) that engages with the operation portion of the workpiece gripping member to move and drive the workpiece holding rod;
The base portion of the drive operation unit is formed in a flat plate shape having a plane having a size corresponding to the arrangement area of the work holding rod,Push the work holding rod to move the work holding rod backTo makeRetraction operation unit (27b)as well as,
An ejection hole for ejecting the cleaning fluid is provided in the form formed in the plane.Configured.
[0010]
The invention of claim 2In a machine tool having at least one head stock and a tool rest on which a tool is mounted, a main shaft is rotatably provided on the head stock, and a chuck device capable of holding a workpiece is mounted on the main shaft. ,
The chuck device includes:
It has a body that can be driven to rotate around its axis,
Two or more slide members are provided on the main body so as to be movable in a radial direction with respect to the axis of the main body via a slide member driving means,
A work gripping member is provided on each slide member so that it can move together with the slide member,
A plurality of workpiece holding rods are provided on the workpiece gripping member so as to be movable in the radial direction around the axis by rod driving means, and the workpiece holding rod fixing means and the rod driving means and fixing from the outside. Provide a single operation unit that can be operated together,
An operation jig for operating the chuck device is detachably provided on the tool post,
In the operation jig,
A drive operation unit that engages with an operation unit of the workpiece gripping member to drive or fix the workpiece holding rod;
A base portion of the driving operation portion is formed in a flat plate shape having a plane corresponding to the region where the workpiece holding rod is disposed, and the workpiece holding rod is pressed in the retracting direction by pressing the workpiece holding rod. A retraction operation unit for movement; and
An ejection hole for ejecting the cleaning fluid is provided in the form formed in the plane.
[0011]
The invention of
[0012]
The invention of claim 4 is claimed in claim1 or 2In the described invention, the operation jig (27) is configured to be rotatably driven.
[0013]
The invention of claim 5 claims1 or 2In the described invention, the operation jig (27) includes a fluid supply path (27e) that can supply a fluid to the outside.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the fluid supply path (27e) has an opening at the tip of the drive operation portion (27a), and the drive operation portion serves as the workpiece gripping member (25). , 40) is configured to be able to supply the driving fluid to the workpiece gripping member side when engaged with the operation portion.
[0015]
The invention of
[0016]
The invention of
The drive operation portion (27a) of the operation jig (27) is engaged with the operation portion provided on the work gripping member (25, 40) of the chuck device (8), and the work is operated by the drive operation portion. The gripping member is operated to move the work holding rod.
[0017]
The invention of claim 9 is the invention of claim 5,
The operation jig (27) is opposed to the work holding rod of the work gripping member (25, 40),
Fluid is sprayed from the fluid supply path (27e) of the operation jig toward the work holding rod to remove chips adhering to the work holding rod.
[0018]
The invention of
The retraction operation part (27b) of the operation jig (27) is moved to a position facing the work holding rod of the work gripping member (25, 40),
The retraction operation unit presses the work holding rod to move the work holding rod in the retraction direction.
[0019]
The invention of
A drive operation unit (27a) that engages with the operation unit of the workpiece gripping member to move and drive a plurality of workpiece holding rods disposed on the workpiece gripping member;
The base portion of the drive operation unit is formed in a flat plate shape having a plane having a size corresponding to the arrangement area of the work holding rod,Retraction operation unit (27c) for pressing the work holding rod and moving the work holding rod in the retreat directionas well as,
An ejection hole for ejecting the cleaning fluid is provided in the form formed in the plane.Configured.
[0020]
The invention according to
[0021]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to the eleventh aspect, the operation jig (27) is formed with a fluid supply path (27e) capable of supplying a fluid to the outside.
[0022]
The invention of claim 14 is the invention of
[0023]
【The invention's effect】
Claim1 and 2According to the invention, it becomes possible to hold the workpiece (7) through the portion processed into various cross-sectional shapes other than a circle by the workpiece holding rod (25g), and a workpiece having a processed cross-sectional shape other than a circle is obtained. It is possible to perform processing while gripping the processed deformed cross section without using a raw nail. Accordingly, the machining in the first and second steps can be continuously performed with a single machine tool while the workpiece is transferred between the main spindles, and the machining operation can be dramatically improved in efficiency. In addition, the operation jig (27) can perform not only the normal operation of the work holding rod (25g, 58, 59) but also the forced retraction operation, so that the operation reliability is improved. I can do it.
[0024]
Also,Since the chuck (8) can be operated by detachably attaching the operation jig (27) to the tool post (26), there is no need to provide a special mounting device for mounting the operation jig. The structure of the machine can be simplified.
[0025]
According to the invention of
[0026]
According to the fourth aspect of the present invention, the operation jig (27) is rotatably provided so that the operation jig is rotated in a form independent of the machining tool, thereby the chuck device (8). Can be operated.
[0027]
According to the fifth aspect of the present invention, since an external fluid can be supplied through the fluid supply path (27e) of the operation jig (27), a special work holding rod (25g) is provided on the chuck device (8) side. 58, 59) There is no need to provide a fluid supply means for driving, and the chuck device can be miniaturized.
[0028]
According to the sixth aspect of the present invention, since the fluid supply path (27e) of the operation jig (27) is opened at the tip of the drive operation section, the drive operation section (27a) of the operation jig is chucked. By merely engaging the operating portion (25e, 39) of the device (8), the chuck device can be driven and fluid can be supplied, and the chuck device can be easily operated.
[0029]
According to the seventh aspect of the present invention, the plurality of work holding rods (25g, 58, 58) disposed on each work gripping member (25, 40) by increasing the width of the flat retreat operation part (27c). 59) can be evacuated and moved in one operation, and the operation time can be shortened to improve the work efficiency.
[0030]
According to the eighth aspect of the present invention, the operation of the work holding members (25, 40) of the chuck device (8) can be performed by the driving operation portion (27a) of the operation jig (27), so that the operation is easy. It is.
[0031]
According to the ninth aspect of the invention, the chips adhering to the work holding rod by spraying the fluid from the fluid supply path (27e) of the operation jig (27) to the work holding rod (25g, 58, 59). And the work holding rod can be smoothly moved.
[0032]
According to the tenth aspect of the present invention, each workpiece gripping member (25g, 58, 59) is pressed in the retracting direction by the retracting operation portion (27c) of the operation jig (27) in the retracting direction. 25, 40) can be reliably retracted and moved.
[0033]
According to the eleventh aspect of the invention, since the operation jig (27) is provided with the drive operation portion (27a) and the retreat operation portion (27c), the workpiece holding operation of the workpiece holding rod (25g, 58, 59) is performed. The normal operation for performing the retraction operation and the forced retraction operation when the work holding rod does not retreat by this normal operation can be performed by one operation jig.
[0034]
According to the invention of
[0035]
According to the thirteenth aspect of the present invention, by forming the fluid supply path (27e) in the operation jig (27), it is not necessary to arrange a special fluid supply means in the chuck device (8), and the chuck device. The configuration can be simplified and reduced in size.
[0036]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the plurality of work holding rods (25g, 58, 58) disposed on the work gripping members (25, 40) by increasing the width of the plate-like retraction operation part (27c). 59), it can be retreated by one operation, and the operation time can be shortened to improve the work efficiency.
[0037]
Note that the numbers in parentheses are for the sake of convenience indicating the corresponding elements in the drawings, and therefore the present description is not limited to the descriptions on the drawings.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a machine tool to which the present invention is applied, FIGS. 2 to 12 are diagrams showing steps when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1, and FIG. FIG. 14 is a perspective view showing a state in which a shank is attached to an operation jig.
[0040]
As shown in FIG. 1, a lathe 1 that is a machine tool has
[0041]
Further, in the
[0042]
The
[0043]
A
[0044]
A
[0045]
Further, the
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
An
[0049]
Further, in the upper part of the
[0050]
As shown in FIG. 13, the
[0051]
A
[0052]
Further, as shown in FIG. 14, the
[0053]
Then, the
[0054]
Since the lathe 1 and the like have the above-described configuration, when the lathe 1 is used to process the
[0055]
Thus, as shown in FIG. 4, when the first process for the right portion of the
[0056]
For this purpose, first, as shown in FIG. 1, the
[0057]
Accordingly, the
[0058]
When the tip of the
[0059]
Next, an
[0060]
In this state, when the
[0061]
At this time, the rotational drive of the
[0062]
In the same procedure, the remaining adjustment screws 23 are moved by the
[0063]
In this state, when the
[0064]
At this time, each
[0065]
Even if a
[0066]
As a result, all of the
[0067]
When all the
[0068]
In this state, as in the case described above, the
[0069]
Next, the operating
[0070]
The
[0071]
Since the
[0072]
Therefore, when the
[0073]
Next, when the
[0074]
In this state, as shown in FIG. 8, the
[0075]
Thus, when the machining of the second step of the
[0076]
Then, the
[0077]
Thereby, the contact engagement relationship between the
[0078]
If the
[0079]
In this way, when the processed
[0080]
Then, as shown in FIG. 11, each
[0081]
When moving the
[0082]
If the
[0083]
Furthermore, there is also a method in which the main shaft 9 is rotated at a medium speed, and each
[0084]
When chips enter between the
[0085]
In such a case, the
[0086]
When the
[0087]
In the above embodiment, the
[0088]
The first, second and
[0089]
The work gripping member such as the
[0090]
Further, the
[0091]
Further, the biasing means for biasing the
[0092]
As shown in FIG. 1, the
[0093]
Further, as the machine tool, in addition to the above-described machine tool in which the
[0094]
Further, as described in the embodiment, the
[0095]
Further, when the
[0096]
Further, the width W2 of the
[0097]
Further, by making the width W2 of the retracting
[0098]
In addition to the
[0099]
Also, a three-claw chuck or a four-claw chuck for holding a workpiece having a circular cross section, which is formed as a first gripper unit by forming the
[0100]
15 to 20 show a second embodiment of a chuck device used in a machine tool according to the present invention, and FIG. 15 is a perspective view showing a second embodiment of a lathe chuck device applied to the present invention. 16 and 16 are front views of the lathe chuck device shown in FIG. 15, and FIGS. 17 to 20 are explanatory views showing the operation of the fourth claw portion of the lathe chuck device of FIG.
[0101]
The
[0102]
As shown in FIGS. 15 and 16, the
[0103]
The 4th nail | claw 40 is fixed to the said slider, and is arrange | positioned so that a movement to a radial direction is possible along the T groove |
[0104]
In the groove of each
[0105]
As shown in FIG. 17, the
[0106]
The
[0107]
The
[0108]
A through
[0109]
The
[0110]
The
[0111]
The
[0112]
The
[0113]
The
[0114]
The through
[0115]
A
[0116]
The
[0117]
An end of the through
[0118]
Further, the
[0119]
Since it has the above structure, the holding | maintenance process of the workpiece |
[0120]
As shown in FIG. 1 of the above-described embodiment, the
[0121]
When the tip of the
[0122]
In this state, as shown in FIG. 6 of the above embodiment, the
[0123]
Then, the 4th nail | claw 40 couple | bonded with the 1st nail | claw 21 via the slider similarly moves to axial center CT2. That is, the
[0124]
Next, as shown in FIG. 5 of the embodiment, an
[0125]
Then, compressed air is supplied from the front end of the
[0126]
At this time, the compressed air supplied from the
[0127]
Therefore, the required amount of compressed air supplied from the
[0128]
The
[0129]
Then, due to the pressure of the compressed air, as shown in FIG. 17, the
[0130]
At this time, air on the
[0131]
When the
[0132]
In this state, as shown in FIG. 18, the
[0133]
At this time, the oil flowing out from the
[0134]
When the oil pressure rises, the
[0135]
When the holding
[0136]
When the processing of the
[0137]
Then, the 4th nail | claw 40 couple | bonded with the 1st nail | claw 21 via the slider also moves to the direction away from axial center CT2, and the holding
[0138]
As a result, the
[0139]
When the same type of
[0140]
In this state, as shown in FIG. 6 of the above embodiment, the
[0141]
At this time, since the holding
[0142]
When the shape, size, etc. of the work changes, it is necessary to retract the
[0143]
As shown in FIG. 20, the
[0144]
In this state, the
[0145]
Then, the volume of the
[0146]
In this state, compressed air is supplied from the tip of the
[0147]
Here, as described in the above embodiment, there may be a case where the holding
[0148]
At this time, a part of the air between the
[0149]
As described above, in this embodiment, when processing a plurality of
[0150]
FIGS. 21 and 22 show a third embodiment of a chuck device used in a machine tool according to the present invention, and FIG. 21 shows a third embodiment of a lathe chuck device to which the present invention is applied. FIG. 22 is a front view of the lathe chuck device shown in FIG.
[0151]
The difference between the
[0152]
In the figure,
[0153]
Two pneumatic fluid supply paths (not shown) for pneumatic pressure are formed inside the
[0154]
In order to protect these
[0155]
In the
[0156]
And when the 4th nail | claw 40 moves to radial direction with respect to axial center CT2, each connection angle (alpha) (refer FIG. 21) of the
[0157]
Even with such a configuration, the same effects as those of the second embodiment can be obtained. Also, by moving the two sets of
[0158]
Since the pneumatic piping and the hydraulic piping are each formed by a metal flexible piping, the strength is high, and the
[0159]
In the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a machine tool to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
6 is a diagram showing a process when a workpiece is machined using the machine tool of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 11 is a diagram showing a process for machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 12 is a diagram showing a process when machining a workpiece using the machine tool of FIG. 1;
FIG. 13 is a perspective view of an operation jig.
FIG. 14 is a perspective view showing a state where a shank is attached to an operation jig.
FIG. 15 is a perspective view showing a second embodiment of a lathe chuck device applied to the present invention.
16 is a front view of the lathe chuck device shown in FIG. 14;
FIG. 17 is an explanatory view showing the operation of the lathe chuck device of FIG. 14;
18 is an explanatory view showing the operation of the lathe chuck device of FIG. 14;
FIG. 19 is an explanatory view showing the operation of the lathe chuck device of FIG. 14;
20 is an explanatory view showing the operation of the lathe chuck device of FIG. 14;
FIG. 21 is a perspective view showing a third embodiment of a lathe chuck device to which the present invention is applied.
22 is a front view of the lathe chuck device shown in FIG. 21. FIG.
[Explanation of symbols]
7 ……… Work
8 ... Chuck device
11 …… Body
15 …… Work center pusher (center)
19... Slide member driving means, first member (base)
19a ... 1st member (bar)
20 ... Slide member (cam)
21 …… Sliding member (first claw)
22 ... Slide member (second claw)
23 …… Member drive means (adjustment screw)
23a ... operation part (adjustment hole)
25 …… Workpiece gripping member (third claw)
25b ... Liquid cylinder driving means (cylinder)
25c ... Piston
25d ... piston operating means (operating rod)
25e ... operation part (adjustment hole)
25f ... Liquid pressure cylinder driving means, cylinder (sub-cylinder)
25g ... Workpiece holding rod (piston rod)
25i ... Energizing means (air supply path)
27 …… Jig for operation
27a ... Drive operation unit
27c ... Retraction operation unit
27e ... Fluid supply hole
39 …… Operation section
39a ... Channel switching means
39b ... Oil pressure generating means
40 …… Workpiece gripping member (fourth claw)
45 …… Piston
48 …… Spool
49 …… Operating rod
54 …… Workpiece holding part
54a ... Driving means
54b. Fixing means
57 …… Fixing means (clamper)
58 …… Piston rod
59 …… Workpiece holding rod (holding rod)
61 …… Communication hole
62 …… Communication hole
63 …… Communication hole
66a ... arm
66b ... Arm
70: Flexible piping
71 …… Flexible piping
CT2 ... axis
RP: Retraction position
Claims (14)
前記チャック装置は、
軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、
該本体に2個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、
前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、
前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けると共に、外部から操作可能な操作部を設け、
前記刃物台に、前記チャック装置を操作する操作用治具を着脱自在に設け、
前記操作用治具に、
前記ワーク把持部材の操作部と係合して、前記ワーク保持ロッドを移動駆動する駆動操作部、
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させるための退避操作部及び、
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設け、
て構成した工作機械。In a machine tool having at least one head stock and a tool rest on which a tool is mounted, a main shaft is rotatably provided on the head stock, and a chuck device capable of holding a workpiece is mounted on the main shaft. ,
The chuck device includes:
It has a body that can be driven to rotate around its axis,
Two or more slide members are provided on the main body so as to be movable in a radial direction with respect to the axis of the main body via a slide member driving means,
A work gripping member is provided on each slide member so that it can move together with the slide member,
A plurality of work holding rods are provided on the work gripping member so as to be movable in a radial direction around the axis, and an operation unit operable from the outside is provided.
An operation jig for operating the chuck device is detachably provided on the tool post,
In the operation jig,
A drive operation unit that engages with the operation unit of the workpiece gripping member to move and drive the workpiece holding rod;
A base portion of the driving operation portion is formed in a flat plate shape having a plane corresponding to the region where the workpiece holding rod is disposed, and the workpiece holding rod is pressed in the retracting direction by pressing the workpiece holding rod. A retraction operation unit for movement ; and
In the form formed in the plane, provided with a jet hole for jetting the cleaning fluid,
Machine tool.
前記チャック装置は、 The chuck device includes:
軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、 It has a body that can be driven to rotate around its axis,
該本体に2個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、 Two or more slide members are provided on the main body so as to be movable in a radial direction with respect to the axis of the main body via a slide member driving means,
前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、 A work gripping member is provided on each slide member so that it can move together with the slide member,
前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、ロッド駆動手段により前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けると共に、前記ワーク保持ロッドの固定手段及び、外部から前記ロッド駆動手段及び固定手段を共に操作可能な単一の操作部を設け、 A plurality of workpiece holding rods are provided on the workpiece gripping member so as to be movable in the radial direction about the axis by rod driving means, and the workpiece holding rod fixing means and the rod driving means and fixing from the outside. Provide a single operation unit that can be operated together,
前記刃物台に、前記チャック装置を操作する操作用治具を着脱自在に設け、 An operation jig for operating the chuck device is detachably provided on the tool post,
前記操作用治具に、In the operation jig,
前記ワーク把持部材の操作部と係合して、前記ワーク保持ロッドを移動駆動又は固定する駆動操作部、 A drive operation unit that engages with an operation unit of the workpiece gripping member to drive or fix the workpiece holding rod;
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させるための退避操作部及び、A base portion of the driving operation portion is formed in a flat plate shape having a plane corresponding to the region where the workpiece holding rod is disposed, and the workpiece holding rod is pressed in the retracting direction by pressing the workpiece holding rod. A retraction operation unit for movement; and
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設け、 In the form formed in the plane, provided with a jet hole for jetting the cleaning fluid,
て構成した工作機械。 Machine tool.
前記操作用治具の駆動操作部を、前記チャック装置のワーク把持部材に設けられた操作部に係合させて、前記駆動操作部によりワーク把持部材を操作してワーク保持ロッドの移動操作を行なう、
ことを特徴とする、工作機械の操作方法。The machine tool according to claim 1 or 2 ,
The drive operation part of the operation jig is engaged with the operation part provided on the work gripping member of the chuck device, and the work gripping member is operated by the drive operation part to move the work holding rod. ,
A method for operating a machine tool, characterized in that
前記操作用治具の流体供給路からワーク保持ロッドに向けて流体を吹きつけて、ワーク保持ロッドに付着する切粉を除去する、
ことを特徴とする、工作機械の操作方法。The machine tool according to claim 5, wherein the operation jig is opposed to a work holding rod of a work holding member,
Spraying fluid from the fluid supply path of the operation jig toward the work holding rod to remove chips adhering to the work holding rod;
A method for operating a machine tool, characterized in that
前記操作用治具の退避操作部を、ワーク把持部材のワーク保持ロッドと対向する位置へ移動させ、
該退避操作部で、ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させる、
ことを特徴とする、工作機械の操作方法。The machine tool according to claim 1 or 2 ,
Move the retraction operation part of the operation jig to a position facing the work holding rod of the work gripping member,
In the retracting operation unit, the work holding rod is pressed to move the work holding rod in the retracting direction.
A method for operating a machine tool, characterized in that
ワーク把持部材の操作部と係合して、該ワーク把持部材に配設された複数のワーク保持ロッドを移動駆動する駆動操作部、
前記駆動操作部の根本部には、前記ワーク保持ロッドの配設領域に対応する大きさの平面を有する平板状に形成され、前記ワーク保持ロッドを押圧して、該ワーク保持ロッドを退避方向へ移動させるための退避操作部及び、
前記平面に形成する形で、洗浄用流体を噴出させる噴出穴を、設け、
て構成した操作用治具。An operation jig for operating the workpiece gripping member of the chuck device,
A drive operation unit that engages with an operation unit of the work gripping member to move and drive a plurality of work holding rods disposed on the work gripping member;
A base portion of the driving operation portion is formed in a flat plate shape having a plane corresponding to the region where the workpiece holding rod is disposed, and the workpiece holding rod is pressed in the retracting direction by pressing the workpiece holding rod. A retraction operation unit for movement ; and
In the form formed in the plane, provided with a jet hole for jetting the cleaning fluid,
An operating jig configured.
ことを特徴とする請求項11記載の操作用治具。The operation jig has a shank, and the operation jig can be attached to the tool post of the machine tool via the shank.
The operation jig according to claim 11, wherein:
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