JP5018079B2 - Spindle device and multi-task machine tool provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、主軸装置及びそれを備えた複合加工工作機械に関し、より詳細には、門形マシニングセンタの主軸ヘッドに取り付けられる主軸装置及びそれを備えた複合加工工作機械に関する。 The present invention relates to a spindle device and a multi-tasking machine tool including the same, and more particularly to a main spindle device attached to a main spindle head of a portal machining center and a multi-tasking machine tool including the same.
従来、大物ワークと工具との三次元的な相対移動によって、切削、穴あけ等の加工を行なう複合加工工作機械として、例えば、ワークを取り付けたテーブルを直進往復運動させると共に、工具を有する主軸をX軸、Y軸、Z軸方向に制御する門形マシニングセンタが使用されている。 Conventionally, as a multi-tasking machine tool that performs machining such as cutting and drilling by three-dimensional relative movement between a large workpiece and a tool, for example, a table to which a workpiece is attached is reciprocated linearly, and a spindle having a tool is set to X A portal machining center that controls in the direction of the axis, Y axis, and Z axis is used.
門形マシニングセンタでは、2つのコラムによって支持されたクロスレールにサドルが取り付けられ、サドルに対してZ軸方向に移動するラムの端部に主軸ヘッドが取り付けられ、さらに、この主軸ヘッドの2本の支持アームにブラケットを介してモータビルトイン式の主軸が旋回可能に取り付けられる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に記載の工作機械では、主軸のモータを駆動するための動力線や、信号線等の配索についての記載がない。工作機械の主軸は、常時クーラントに晒されるような環境で使用されているため、これら配線を主軸から主軸ヘッド側へ配索するためにはこれら配線の防水性を考慮することが要求される。
By the way, in the machine tool described in
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、これら配線の防水性を確保することができる主軸装置及び複合加工工作機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a spindle device and a multi-task machine tool capable of ensuring the waterproofness of these wires.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 間隔を空けて配置された一対の支持アームに、該支持アームのそれぞれに軸支された一対の旋回シャフトを介して旋回可能に取り付けられ、その旋回軸に対して略垂直な筒部を有するブラケットと、工具が取り付け可能な回転部と、該回転部を回転自在に支持するハウジングとを有し、該ハウジングが前記ブラケットの筒部に挿脱可能に取り付けられるモータビルトイン式の主軸と、を備える主軸装置であって、
前記ブラケットは、前記筒部を有するブラケット本体と、前記ブラケット本体の後端面に取り付けられるカバー部材と、を有し、前記主軸のハウジングは、前記ブラケット本体の筒部に挿入された状態で前記ブラケット本体の前端面に固定されるフランジ部を有し、
前記モータのステータに電力を供給する動力線と、前記主軸に設けられたセンサの信号線とが、前記ブラケット本体の筒部の後端から露出する前記ハウジングの部分より延出して、前記カバー部材内に収容され、
前記動力線は、前記ブラケット本体に形成された第1空間を通って一方の前記旋回シャフトの位置に配索されて、該旋回シャフトの円筒穴から導出され、
前記信号線は、前記ブラケット本体の筒部の中心線に対して前記第1空間と略対称位置に形成された第2空間を通って他方の前記旋回シャフトの位置に配索されて、該旋回シャフトの円筒穴から導出されることを特徴とする主軸装置。
(2) 前記ブラケット本体の後端面と前記カバー部材の前端面との間には、密封部材が配置されることを特徴とする(1)に記載の主軸装置。
(3) (1)又は(2)に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする複合加工工作機械。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A cylindrical portion that is pivotally attached to a pair of support arms arranged at intervals via a pair of pivot shafts pivotally supported on each of the support arms, and is substantially perpendicular to the pivot axis bracket and has a rotating unit capable tool attachment, and a housing for rotatably supporting the rotary part, the housing of the motor built-in that mounted detachably on the cylindrical portion of the bracket main shaft having a A spindle device comprising:
The bracket includes a bracket body having the tubular portion, have a, a cover member that is attached to the rear end surface of the bracket body, the housing of the main spindle, said in a state of being inserted in the cylindrical portion of the bracket body Having a flange portion fixed to the front end surface of the bracket body;
A power line for supplying electric power to the stator of the motor and a signal line of a sensor provided on the main shaft extend from the housing portion exposed from the rear end of the cylindrical portion of the bracket body, and the cover member Contained within,
The power line is routed to the position of one of the pivot shafts through a first space formed in the bracket body, and is led out from a cylindrical hole of the pivot shaft,
The signal line is routed to the position of the other swivel shaft through a second space formed in a substantially symmetrical position with respect to the first space with respect to the center line of the cylindrical portion of the bracket body. A main spindle device derived from a cylindrical hole of a shaft.
(2) between the rear surface and the front surface of the cover member of the bracket body, the spindle apparatus according to, characterized in that the sealing member is disposed (1).
(3) A multi-task machine tool comprising the spindle device according to (1) or (2).
本発明によれば、主軸の他端側から延出した配線は、ブラケット本体の後端面に取り付けられたカバー部材に収容されているので、配線は外部に晒されることなく支持アーム側に配索することができ、配線の防水性を確保することができる。 According to the present invention, since the wiring extending from the other end side of the main shaft is accommodated in the cover member attached to the rear end surface of the bracket body, the wiring is routed to the support arm side without being exposed to the outside. It is possible to ensure the waterproofness of the wiring .
また、ブラケット本体の後端面とカバー部材の前端面との間には、密封部材が配置されるので、配線の防水性をより向上することができる。 Between the rear end surface and the front surface of the cover member of the bracket body, since the sealing member is disposed, it is possible to further improve the water resistance of the wiring.
以下、本発明に係る主軸装置及び複合加工工作機械としての門形マシニングセンタについて図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a spindle machine and a portal machining center as a combined machining machine tool according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1に示すように、門形マシニングセンタ1では、ベッド2の上にテーブル3がX軸方向へ移動可能に支持されており、ベッド2の両側には一対のコラム4が立設されている。コラム4の上端にはクロスレール5が架設されており、クロスレール5には、サドル6がY軸方向へ移動可能に設けられる。また、サドル6には、Z軸方向に昇降可能なラム7が支持されており、ラム7の下端には、本発明の主軸装置20をY軸回り及びZ軸回りに回転割出し駆動可能に保持する主軸ヘッド8が装着されている。
As shown in FIG. 1, in the
図2及び図3に示すように、主軸ヘッド8には、主軸装置20のブラケット21を挟むように一対の支持アーム9が設けられており、支持アーム9の内部には、ブラケット21の両側面に固定された一対の旋回シャフト10が複数の軸受11を介して回転可能に収容されている。また、一方の旋回シャフト10にはモータ12が配置されており、これにより、主軸装置20は一対の支持アーム9にY軸(旋回軸A)回りに旋回可能に取り付けられる。なお、主軸装置20の旋回駆動は、旋回シャフト10まわりにモータ12を配置する代わりに、旋回シャフト10をギア駆動するものであってもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に示すように、主軸装置20のブラケット21は、旋回シャフト10がY軸方向の両側面に固定され、X軸方向(旋回軸に対して略垂直)に貫通する筒部22を有するブラケット本体23と、ブラケット本体23のZ軸方向の両側面に固定される一対の平板カバー24と、ブラケット本体23の後端面23aに固定される筒状穴付きカバー部材25と、を備える。そして、このブラケット本体23の筒部22には、一端側である先端側に工具Wが取り付けられる主軸30が挿脱可能に取り付けられている。図4及び図5に示すように、カバー部材25は、筒状の部分25dと、その後端側で穴が形成された底部25aとを有する。そして、カバー部材25は、ブラケット本体23に装着されてその後端面23aから突出する主軸30の後端部外周面に底部25aの内周面25bを外嵌させ、前端面25cをブラケット本体23の後端面23aに対向させて、これらの四隅を締結するボルト26でブラケット本体23に固定される。なお、図4中、符号23bは、旋回シャフト10を取り付けるためのボルト孔である。
As shown in FIG. 4, the
主軸30では、内蔵された図示しないモータの駆動により、工具Wを備える回転部31がハウジング32に対して図示しない軸受を介して回転自在に支持される。なお、主軸30は、モータビルトイン式の公知のものが適用可能である。この主軸30は、ハウジング32に設けられたフランジ部32aをブラケット本体23の先端面にボルト締結することで、ブラケット21に固定されている。このため、主軸30は、複数のボルト33を外すことで、ブラケット21から先端側に抜き取られる。
In the
主軸30の他端側であるハウジング32の後端部は小径に形成されており、モータのステータに動力を伝送する動力線41(配線)と、主軸30に設けられたセンサの信号線42(配線)がブラケット本体23の筒部22と干渉しないように後方へ延出される。なお、本実施形態では、センサとして、回転部31の回転速度を検出するエンコーダや、クランプ用ピストンの位置を検出する位置検出センサ、工具の有無を検出する工具検出センサが設けられている。
The rear end of the
ハウジング32からカバー部材25内に導出された動力線41は、ブラケット本体23に形成された第1空間S1に配索されており、一方、カバー部材25内の各信号線42は、ブラケット本体23の筒部22の中心軸Bに対して第1空間S1と略対称位置に形成された第2空間S2に配索されている。
ブラケット本体23の後端面23aとカバー部材25の前端面25cとの間、主軸30のハウジング32の後端部外周面とカバー部材25の底部25aの内周面25bとの間には、密封部材であるOリング50,51がそれぞれ配置されており、カバー部材25の内部を、ブラケット本体23及びハウジング32と共に外部から密封する。このため、主軸30のハウジング32からブラケット本体23の各空間S1,S2へ導入されるこれら配線41,42は、カバー部材25によって確実に密封される。
A sealing member is provided between the
第1及び第2空間S1,S2は、互いに略同形状に形成されており、図4及び図5に示すように、ブラケット本体23には、ブラケット本体23の旋回軸Aと筒部22の中心軸Bに垂直な(Z軸方向の)両側面上に形成される溝部70,70´と、ブラケット本体23の後端面から溝部70,70´に貫通する開口孔71,71´と、溝部70,70´の底面から旋回シャフト10が取り付けられる各取付面に開口し、且つ、部分的に筒部22の内周面に開口した傾斜孔72,72´と、がそれぞれ形成されている。また、溝部70,70´の周囲には、図示しないOリングが装着されるリング溝73が形成されており、それぞれ一対の平板カバー24をブラケット本体23に固定することで、溝部70,70´の側面開口は密封される。
The first and second spaces S 1 and S 2 are formed in substantially the same shape as each other. As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、このように形成された第1及び第2空間S1,S2内を配索されて各取付面から導出された動力線41と信号線42は、それぞれ一対の旋回シャフト10に形成された円筒面10aから取り出され、主軸ヘッド側へ導かれる(図3参照)。図4に示すように、動力線41及び信号線42は、それぞれ圧着端子やコネクタ等のジョイント部品74,74´によって途中接続されている。ジョイント部品74,74´は、ハウジング32の外面から延出する配線41,42の延出部分から所定の長さ離れた位置に設けられており、ジョイント部品74,74´は溝部70内に収容される。なお、ジョイント部品74,74´は、カバー部材25内に収容されてもよい。
Further, the
このように構成される本実施形態の主軸装置20によれば、ブラケット21は、筒部22を有するブラケット本体23と、ブラケット本体23の後端面23a及び主軸30の後端部外周面に取り付けられ、延出した動力線41及び信号線42を収容する筒状穴付きカバー部材25と、を有するので、これら配線41,42はカバー部材25内に収容されて外部に晒されることなく支持アーム側に配索することができ、これら配線41,42の防水性を確保することができる。特に、本実施形態では、配線41,42の途中にジョイント部品74,74´が設けられているので、この部分からクーラント等の流体が入り込むことをより確実に防止することができる。また、カバー部材25は主軸30の後端部外周面に取り付けられているので、主軸装置20全体を軸方向に伸ばすことなくカバー部材25が設けられ、コンパクトな構成とすることができる。
According to the
また、ブラケット本体23の後端面23aとカバー部材25の前端面25cとの間、及び主軸30の後端部外周面とカバー部材25の底部25aの内周面25bとの間には、Oリング50,51がそれぞれ配置されるので、配線41,42の防水性をより向上することができる。
Further, an O-ring is provided between the
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、主軸装置20は、主軸ヘッド8の一対の支持アーム9によって旋回可能に支持されているが、一本の支持アームによって片持ち支持される構成であってもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
In the present embodiment, the
また、ブラケット本体23に形成される第1及び第2空間S1,S2は、本発明が達成されるものであれば任意の形状に変更可能である。
さらに、本実施形態では、カバー部材25の底部25aの内周面25bを主軸30のハウジング32の後端部外周面に外嵌させているが、ブラケット本体23の後端面23aから延出して配線41,42を収容可能な軸方向位置で外周面に外嵌されればよく、カバー部材25の後方に主軸30が突出してもよい。
The first and second spaces S 1 and S 2 formed in the
Furthermore, in this embodiment, the inner
加えて、本実施形態では、主軸に給排されるクーラントや冷却油などの流体は、ブラケット本体23や主軸30のハウジング32に形成された図示しない流路を介して供給されているが、ブラケット本体23から主軸30のハウジング32に配管を介して供給する場合には、配管をカバー部材25内に配置することで配管の防水性も確保することができる。
In addition, in this embodiment, fluid such as coolant and cooling oil supplied to and discharged from the main shaft is supplied through a flow path (not shown) formed in the
1 門形マシニングセンタ(複合加工工作機械)
20 主軸装置
21 ブラケット
22 筒部
23 ブラケット本体
24 平板カバー
25 カバー部材
30 主軸
41 動力線(配線)
42 信号線(配線)
50,51 Oリング
1 Portal machining center (multi-task machine tool)
20
42 Signal lines (wiring)
50, 51 O-ring
Claims (3)
工具が取り付け可能な回転部と、該回転部を回転自在に支持するハウジングとを有し、該ハウジングが前記ブラケットの筒部に挿脱可能に取り付けられるモータビルトイン式の主軸と、を備える主軸装置であって、
前記ブラケットは、前記筒部を有するブラケット本体と、前記ブラケット本体の後端面に取り付けられるカバー部材と、を有し、
前記主軸のハウジングは、前記ブラケット本体の筒部に挿入された状態で前記ブラケット本体の前端面に固定されるフランジ部を有し、
前記モータのステータに電力を供給する動力線と、前記主軸に設けられたセンサの信号線とが、前記ブラケット本体の筒部の後端から露出する前記ハウジングの部分より延出して、前記カバー部材内に収容され、
前記動力線は、前記ブラケット本体に形成された第1空間を通って一方の前記旋回シャフトの位置に配索されて、該旋回シャフトの円筒穴から導出され、
前記信号線は、前記ブラケット本体の筒部の中心線に対して前記第1空間と略対称位置に形成された第2空間を通って他方の前記旋回シャフトの位置に配索されて、該旋回シャフトの円筒穴から導出されることを特徴とする主軸装置。 A bracket having a cylindrical portion that is pivotally attached to a pair of support arms arranged at intervals via a pair of pivot shafts that are pivotally supported on the respective support arms, and that is substantially perpendicular to the pivot axis. When,
Spindle comprising a tool-installable rotating part, and a housing for rotatably supporting the rotating portion, and the major axis of said housing motor built-in that mounted detachably on the cylindrical portion of the bracket, the A device,
The bracket, possess a bracket body having the cylindrical portion, and a cover member that is attached to the rear end surface of the bracket body, and
The housing of the main shaft has a flange portion fixed to the front end surface of the bracket body in a state of being inserted into the cylindrical portion of the bracket body;
A power line for supplying electric power to the stator of the motor and a signal line of a sensor provided on the main shaft extend from the housing portion exposed from the rear end of the cylindrical portion of the bracket body, and the cover member Contained within,
The power line is routed to the position of one of the pivot shafts through a first space formed in the bracket body, and is led out from a cylindrical hole of the pivot shaft,
The signal line is routed to the position of the other swivel shaft through a second space formed in a substantially symmetrical position with respect to the first space with respect to the center line of the cylindrical portion of the bracket body. A main spindle device derived from a cylindrical hole of a shaft.
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