JPH042434A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、工作機械に関する。更に詳しくは、角度が
異なる二面の工作物を同時に加工するために２つの加工
主軸ヘッドを有する工作機械に関する。

［従来技術］ 一般のマシニングセンタは、１つの主軸へ・ンドに１つ
の工具を有している。したがって同時に加工できる工作
物の面は、１つの面のみであり、加工能率が悪い。加工
能率を向上させるために対向する２つ以上の主軸ヘッド
を有するタイプの専用機も知られている。このタイプは
、各加工主軸に対応して工具貯蔵マガジンも各々別々に
２***立に配置されているので高価である。

通常は、複数の工程を要する加工の場合は、工程を分割
させて単体機を並べて加工を施している。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した対向型の専用機、複数台の専用機を連結するタ
イプのものは、専用床面積が広い。また、工具マガジン
を各々の主軸ヘッドに所有しているため、２台の工具マ
ガジンが必要になる。

この発明の目的は、スペース効率の良い工作機械を提供
することにある。

この発明の他の目的は、角度の異なる方向から同時加工
ができる工作機械を提供することにある。

この発明の他の目的は、同一の加工物に対して異なる面
を同時に加工するものであって、かつ同一コラムに２つ
のヘッドを持たせた構成の工作機械を提供することにあ
る。

この発明の他の目的は、１つの工具マガジンで２つの主
軸ヘッドの工具を共用できる工作機械を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

工作機械のベッド（１）と、このベッド（１）上に垂直
に固定されるコラム（２）と、このコラム（２）の一面
に第１軸線方向に形成された案内面（３）上を移動され
る第１送り台（４）と、この第１送り台（４）を前記第
１軸線方向に駆動するための第１駆動手段（５）と、前
記第１送り台（４）上の案内面を前記第１軸線方向と直
角方向である第２軸線方向に移動される第１クロス台（
６）と、この第１クロス台（６）を前記第２軸線方向に
駆動するための第２駆動手段（７）と、前記第１クロス
台（６）上の案内面を前記第１軸線および第２軸線方向
と直角方向である第３軸線方向に移動される第１主軸台
（９）と、この第１主軸台（９）を前記第３軸線方向に
駆動するための第３駆動手段（１０）と、前記第１主軸
台〈９）に回転自在に設けられ前端に工具を取り付ける
ための第１主軸と、この第１主軸を回転駆動するための
第１主軸駆動モータ（１２）と、前記コラム（２）の前
記一面と異なる角度をなす他面に形成された案内面（２
３）上を移動される第２送り台（２４）と、この第２送
り台（２４）を駆動するための第４駆動手段（２５）と
、前記第２送り台（２４）上を他面に直角方向に移動さ
れる第２クロス台（２６）と、この第２クロス台（２６
）を前記他面に直角方向に駆動するための第５駆動手段
（２７）と、この第２クロス台（２６）上の案内面を前
記第２送り台（２４）と第２クロス台（２６）の移動方
向に直角な方向に移動される第２主軸台（２９）と、こ
の第２主軸台（２９）を駆動するための第６駆動手段（
３０〉と、前記第２主軸台（３９）に回転自在に設けら
れ前端に工具を取り付けるための第２主軸と、この第２
主軸を回転駆動するための第２主軸駆動モータ（３１）
と、前記ベッド（１〉に設けられ割出し制御される工作
物テーブル（３５）とからなる工作機械である。

前記コラム（２）は、前記一面と前記他面が直角をなす
ものが角形の工作物の加工には良い。

また、前記工作機械は、多数の工具を貯蔵するための工
具マガジン（４１）と、前記第１主軸の工具と前記工具
マガジン（４１〉の工具を自動交換するための第１自動
工具交換装置と、前記第２主軸の工具と前記工具マガジ
ン（４１）の前記工具とを自動交換するための第２自動
工具交換装置を設けると更に効率的である。

更に、前記工作機械は、割出し制御される前記工作物テ
ーブル（３５）が加工装置と段取り位置との間で反転動
作するための反転動作手段を有すると段取り能率が良い
。

［作　用］ 工作物テーブル３５上の工作物Ｗの上面は、第１主軸ヘ
ツド１１の工具Ｔ、により加工を行う。

工具Ｔ、の加工軌跡は、第１Ｘ軸サーボモータ５、第１
Ｙ軸サーボモータ７、第１Ｚ軸サーボモータ１０により
駆動制御される。この加工と平行して、工作物Ｗの側面
は、主に第２主軸３１の工具Ｔ２により加工を行う。、
工具Ｔ２の加工軌跡は、第２Ｘ軸サーボモータ３０、第
２Ｙ軸サーボモータ２７、第２７軸サーボモータ２５に
より駆動制御される。この工作機械は、工作物の取り換
え作業を少なく工作物Ｗの多面を同時に加工できる。

［実施例］ ＬＬＬ創ｌ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、第１実施例の工作機械を示す外観図である。

ベッド１は、本工作機械の本体を構成する台である。ベ
ッド１の側面には、コラム２が垂直に固定されて、ベッ
ド１と共に本工作機械の本体を構成している。ベッド１
とコラム２との構成は、Ｌ形をなしている。コラム２の
上面には、２本の第１Ｘ軸案内面３．３が形成されてい
る。

募」コ町よ１口【 第１Ｘ軸案内面３．３上には、第１送り台４が移動自在
に設けられている。第１送り台４は、第１Ｘ軸案内面３
．３上を第１Ｘ軸サーボモータ５に連結された送りねじ
（図示せず）により移動制御される。第１送り台４上の
第１Ｙ軸案内面（図示せず）には、第１クロス台６がＹ
軸線方向に移動自在に設けられている。第１クロス台６
は、Ｙ軸サーボモータフの出力軸に連結されたＹ輸送り
ねしく図示せず）により送り台４上を送り駆動される。

第１クロス台６の前面には、Ｚ軸線方向に第１Ｚ軸案内
面８．８が形成されている。

第１ｚ軸案内面８．８上には、第１主軸台９が移動自在
に設けられている。第１主軸台９は、第１Ｚ軸サーボモ
ータ１０の出力軸に連結されたＺ輸送りねじ（図示せず
）により第１Ｚ軸案内面８．８上を移動制御される。第
１主軸台９には、第１主軸ヘツド１１が設けられ、この
第１主軸ヘツドｌｌ内には、第１主軸が軸受により（図
示せず）回転自在に支持されている９第１主軸の後端に
は、第１主軸モータ１２が連結されており、第１主軸を
回転駆動する。第１主軸の下端には、工具チャックを介
して工具Ｔ、が取り付けられている。この工具Ｔ、は工
作物Ｗの上面を主に加工する。

１λ力、１ＬＬ 一方、コラム２の側面には、第２加工装置が配置されて
いる。本実施例では前記第１加工装置に対し９０度角度
の異なる位置に配置されている。

コラム２の側面で第１Ｘ軸案内面３．３と直角の面には
、２本の第２Ｚ軸案内面２３．２３が形成されている。

第２Ｚ軸案内面２３．２３上には、第２送り台２４が移
動自在に設けられている。第２送り台２４は、第２Ｚ軸
案内面２３．２３上を第２２軸サーボモータ２５に連結
された第２２軸送りねじ（図示せず）により移動制御さ
れる。

第２送り台２４上は、第２Ｙ軸の案内面（図示せず〉か
形成され、この第２Ｙ軸案内面には、第２クロス台２６
がＹ軸線方向に移動自在に設けられている。第２クロス
台２６は、第２Ｙ軸サーボモータ２７の出力軸に連結さ
れた第２Ｙ軸送りねじ（図示せず）により第２送り台２
４上を送り駆動される。第２クロス台２６の前面には、
Ｚ軸線方向に第２Ｘ軸案内面２８．２８が形成されてい
る。

第２Ｘ軸案内面２８．２８上には、第２主軸台２９が移
動自在に設けられている。第２主軸台２９は、第２Ｘ軸
サーボモータ３０の出力軸に連結されたＺ輸送りねしく
図示せず）により第２Ｘ軸案内面２８．２８上を移動制
御される。第２主軸台２９には、第２主軸へラド３１が
設けられ、この第２主軸ヘツド３１内には、第１主軸が
軸受により（図示せず）回転自在に支持されている。第
２主軸の先端には、第２主軸モータ３２が連結されてお
り、第２主軸を回転駆動する。第２主軸の後端には、工
具チャックを介して工具Ｔ２か取り付けられている。

ベッド１の前面上部には、テーブル３５が設けられてい
る。テーブル３５は、工作物Ｗを直接または各種取付装
ＭＰを用いて固定する台である。

この工作物テーブル３５は、Ｚ軸線と平行な軸であるＣ
軸を中心に周知の割出駆動手段により割出制御される。

作　　動 工作物テーブル３５上の工作物Ｗの上面は、第１主軸ヘ
ツド１１の工具Ｔ、により加工を行う。

工具Ｔ１の加工軌跡は、第１Ｘ軸サーボモータ５、第１
Ｙ軸サーボモータ７、第１Ｚ軸サーボモータ１０により
駆動制御される。この加工と平行して、工作物Ｗの側面
は、主に第２主軸ヘツド３１の工具Ｔ２により加工を行
う。工具Ｔ２の加工軌跡は、第２Ｘ軸サーボモータ３０
、第２Ｙ軸サーボモータ２７、第２７軸サーボモータ２
５により駆動制御される。この工作機械は、工作物の取
り換え作業を少なく工作物の多面を同時に加工できる。

４１割ｉ鰺 前記第１実施例では、工具Ｔ、、Ｔ２を交換するための
工具交換装置は有していない。第２図に示す工作機械は
、自動工具交換装置４０を備えたマシニングセンタの例
である。自動工具交換装置４０は、１台の工具マガジン
４２と、２台の交換アーム機構５０などからなる。１台
の工具マガジン４２の工具を２つの加工装置に対して共
有して使用ができる。

第３図は、自動工具交換装置４０の詳細を示す正面図で
ある。工具マガジン４１の本体フレームは、外形は略矩
形をしたものである。この外形に沿ってチェーン４２が
配置されている。チェーン４２は、各角部の本体フレー
ムに設けた複数個のスプロケット４３に噛み合って架は
渡されている。工具マガジン４１の本体フレーム角部の
一つは、凹状に切欠いて工具交換位置を確保するための
凹部４６が設けられている。チェーン４２の一定間隔位
置には、工具を把持して固定するための工具ボット４４
が設けられている。

チェーン４２と工具ボット４４とは、案内板４５に案内
されて移動する。また、チェーン４２は、スプロケット
４３に連結された駆動モータ（図示せず〉により駆動さ
れ、所望の工具ボ・ソト４４を必要な位置に割出制御で
きる。これらの駆動割出制御装置は、周知技術であり、
その詳細は開示しない。

一方、第１主軸へ・・／ド１１の横には、第１交換アー
ム機横５０か設けられている。第１交換アーム機横５０
は、第１主軸に取り付けられた工具Ｔｌと工具マガジン
４１の工具ボット４４内の工具Ｔｎとを交換するための
ものである。第１交換アーム機横５０は、ツインアーム
５１、シリンダ装置５２などからなる。ツインアーム５
１の両端は、工具把持機構（図示せず）が設けられてい
る。

ツインアーム５１の中心部は、シリンダ装置５２のピス
トンロッド５３の先端に連結されている。このシリンダ
装置５２は、前後動すなわち２軸線方向の直線移動をさ
せるものであり、またこのＺ軸線を中心に回転駆動する
ための駆動手段は周知のもので行う。この種のシリンダ
装置は、周知であるのでこの詳細は記述しない。更に、
第２交換アーム［１５５は、第２加工装置用の自動工具
交換装置を示し、第１交換アーム機構５０と同−機構で
ある。第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図
であり、工具ポット４４の倒立機構を示すものである。

工具ボット４４の工具Ｔｎの軸線は、工具交換するとき
に第１主軸の工具Ｔ１の軸線と平行に配置されなければ
工具交換できないので、そのための倒立機構である。工
具ボット４４は、工具ポットホルダー４７に設けた軸４
６を中心に揺動自在に設けられているつ工具ボット４４
の後端には、円筒状のカムフォロワ４８が設けられてい
る。カムフォロワ４８は、凹状の凹カム４９に挿入され
ている。凹カム４９は、シリンダ６０のピストンロッド
６１の先端に連結されている。

１１ｒ１制御 以上のような構造であり、第２実施例のマシニングセン
タの工具交換は以下の作動を行う。数値制御装置から工
具交換指令が発せられると、スプロケット４３の軸に連
結されたサーボモータ（図示せず）か起動させられ、工
具交換位置に所望の工具Ｔｎを割出し位置決めして停止
する。この工具Ｔｎの識別は、工具ボット４４に設けら
れた識別装置を読み取って行う。

所望の工具が保持された工具ボット４４か位置決め固定
される位置は、カムフォロワ４８が凹カム４９に挿入さ
れた位置である。シリンダ６０に油圧が導入されると、
ピストンロッド６１は引き込まれ凹カム４９を移動させ
る（２点鎖線）。このピストンロッド６１の移動により
、軸４６を中心に工具ボット４４が揺動させて９０度方
向を変える。

一方、第１主軸へラド１１は、第１Ｘ軸サーボモータ５
、Ｙ軸サーボモータ７、第１Ｚ軸サーボモータ１０の駆
動により交換位置に移動させられる。シリンダ装置５２
に油圧が導入され、ツインアーム５１が９０度角度を旋
回して、第１主軸の工具Ｔ１と工具貯蔵マガジン４１の
工具Ｔｎの両方をつかみ、その後、下方すなわちＺ軸線
方向にせり出す。

このせり出しで工具Ｔ、と工具Ｔｎを第１主軸と工具ボ
ット４４から抜き出した後、１８０度の角度でツインア
ーム５１を旋回させ、前記方向と逆のＺ軸線方向すなわ
ち上方に画工具Ｔｌ　、　Ｔｎを引き上げて第１主軸お
よび工具ボット４４に挿入させ、ツインアーム５１を元
の角度位置に戻して工具交換は終了する。シリンダ６０
を作動させて、前記動作と逆に工具ボット４４を軸４６
を中心に揺動させて元の位置に戻しく第４図参照）、工
具交換動作は終了する。第２主軸ヘツド３１の工具交換
動作も第２交換アーム機横５５も同様に行う。

剃３，４）Ｉ！Ｎ 第５図は第３実施例のマシニングセンタの外観を示す図
である。前記第１．２実施例の工作物テーブル３５は、
Ｃ軸すなわちＺ軸と平行な軸線を中心に割出し制御され
る。第３実施例の工作物テーブル３５は、Ｘ軸線と平行
な軸線であるＡ軸線を中心に割出し制御される。工作物
テーブル３５は、揺動台３６上に支持されている。揺動
台３６は、Ｙ軸と平行軸線すなわちＢ軸を中心に９０度
揺動する。

揺動台３６がＢ軸線を中心に機械外側へ９０度揺動され
ると、工作物Ｗは９０度反転させられ段取り位置３７に
位置される。この段取り位置３７は、新旧の工作物Ｗの
着脱を行う位置である。

ベッド１の前面中央部は、切粉排除のために円錐柱状の
空間３８が形成されており、効率良く切粉を集めて底部
から外部に切粉搬送装置（図示せず）により機体の外に
排出できる。なお、段取り位置３７を搬送ラインに直接
的に接続することもできる。

第３実施例は、段取り位置３７をマシニングセンタの側
面に設けられている。第６図に示す第４実施例は、マシ
ニングセンタの正面位置に段取り台３７ａを設けた例で
ある。揺動台３６は、Ａ軸線を中心に９０度揺動される
。この実施例は、工作物Ｗの側面の加工を２面づつ同時
加工ができる。第３実施例と同様に第４実施例は、段取
り位置３７ａで搬送ラインと直接に接続できる。

１１１１燵 第７図は、第５実施例の工作機械の外観を示す図である
。前記第１〜４実施例は、二つの加工主軸を有している
。第５実施例の工作機械は、三つの加工主軸を設けたも
のである。すなわち工作物の側面加工用にコラム２の側
面に、第３加工装置が設けられており、この加工装置は
横軸の第３主軸ヘツド７０が設けられている。構造機能
および動作は、第２加工装置と対称的に配置されている
のみであり、両者に、差違はない。

以上の実施例は、２つの主軸ヘッドを９０度または１８
０度対向させた構成を述べたが他の角度の異なる構成で
も同様に構成できる。要は、ワークの形状に応じて前記
した実施例の思想のように構成する。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明の工作機械は、１つのコ
ラムに複数台の加工主軸ヘッドを設けることにより、構
成がコンパクトになる。独立した専用機を並列して配置
するより所要床面積が小さい。また、マシニングセンタ
は、１台の工具マガジンで２つの加工主軸ヘットの工具
の交換ができるので、機構が簡素である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す工作機械を示す外観図、第２
図は第２実施例のマシニングセンタを示す外観図、第３
図は自動工具交換装置の正面図、第４図は第３図のＩＶ
−ＩＶ線の切断断面図、第５図は第３実施例のマシニン
グセンタの外観図、第６図は第４実施例のマシニングセ
ンタの外観図、第７図は第５実施例の工作機械の外観図
である。 １・・・ベッド、２・・・コラム、３・・・第１Ｘ軸案
内面、４・・・第１送り台、５・・・第１軸サーボモー
タ、６・・・第１クロス台、７・・・第１Ｙ軸サーボモ
ータ、８・・・第１軸案内面、９・・第１主軸台、１０
・・・第１Ｚ軸サーボモータ、１１・・・第１主軸ヘツ
ド、１２・・・第１主軸モータ、２３・・・第２Ｚ軸案
内面、２４・・・第２送り台、２５・・・第２７軸サー
ボモータ、２６・・・第２クロス台、２７・・・第２Ｙ
軸サーボモータ、２８・・・第２Ｘ軸案内面、２９・・
・第２主軸台、３０・・・第Ｘ軸サーボモータ、３１・
・・第２主軸ヘツド、３２・・・第２主軸モータ、Ｔｌ
、Ｔ２．Ｔｎ・・・工具 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工作機械のベッド（１）と、このベッド（１）上に
   垂直に固定されるコラム（２）と、このコラム（２）の
   一面に第１軸線方向に形成された案内面（３）上を移動
   される第１送り台（４）と、この第１送り台（４）を前
   記第１軸線方向に駆動するための第１駆動手段（５）と
   、前記第１送り台（４）上の案内面を前記第１軸線方向
   と直角方向である第２軸線方向に移動される第１クロス
   台（６）と、この第１クロス台（６）を前記第２軸線方
   向に駆動するための第２駆動手段（７）と、前記第１ク
   ロス台（６）上の案内面を前記第１軸線および第２軸線
   方向と直角方向である第３軸線方向に移動される第１主
   軸台（９）と、この第１主軸台（９）を前記第３軸線方
   向に駆動するための第３駆動手段（１０）と、前記第１
   主軸台（９）に回転自在に設けられ前端に工具を取り付
   けるための第１主軸と、この第１主軸を回転駆動するた
   めの第１主軸駆動モータ（１２）と、前記コラム（２）
   の前記一面と異なる角度をなす他面に形成された案内面
   （２３）上を移動される第２送り台（２４）と、この第
   ２送り台（２４）を駆動するための第４駆動手段（２５
   ）と、前記第２送り台（２４）上を他面に直角方向に移
   動される第２クロス台（２６）と、この第２クロス台（
   ２６）を前記他面に直角方向に駆動するための第５駆動
   手段（２７）と、この第２クロス台（２６）上の案内面
   を前記第２送り台（２４）と第２クロス台（２６）の移
   動方向に直角な方向に移動される第２主軸台（２９）と
   、この第２主軸台（２９）を駆動するための第６駆動手
   段（３０）と、前記第２主軸台（３９）に回転自在に設
   けられ前端に工具を取り付けるための第２主軸と、この
   第２主軸を回転駆動するための第２主軸駆動モータ（３
   １）と、前記ベッド（１）に設けられ割出し制御される
   工作物テーブル（３５）とからなる工作機械。 ２、請求項１において、前記コラム（２）の前記一面と
   前記他面が直角をなすことを特徴とする工作機械。 ３、請求項１において、多数の工具を貯蔵するための工
   具マガジン（４１）と、前記第１主軸の工具と前記工具
   マガジン（４１）の工具を自動交換するための第１自動
   工具交換装置と、前記第２主軸の工具と前記工具マガジ
   ン（４１）の前記工具とを自動交換するための第２自動
   工具交換装置とからなる工作機械。 ４、請求項１において、割出し制御される前記工作物テ
   ーブル（３５）が加工装置と段取り位置との間で反転動
   作するための反転動作手段を有することを特徴とする工
   作機械。