JPH048405A - 工作主軸装置 - 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、工作主軸センタが主軸軸線方向に変位し得
る工作主軸装置に関する。

〔従来の技術） 一般に軸物を工作する円筒研削盤やカム研削盤は、第５
図に示すような主要構成である。

即ち、ベツド１０１上には、砥石台１０２が図面上下方
向に、テーブル１０３が図面左右方向に夫々案内に沿っ
て滑動自在に設けられ、砥石台１０２には、砥石車１０
４ａ、　１０４ｂが取付けられた砥石軸１０５がモータ
１０６によりベルト・プーリ機構１０７を介して回転駆
動されるように設けられている。

テーブル１０３上の−・端にはモータ１０８で回転駆動
され、チャック部及びセンター２９が装着された工作主
軸１０９を具備した主軸台１１０が、他端にはセンタ１
１１が装着された心押軸１１２を具備した心押台１１３
が設けられ、工作主軸１０９と心押軸１１２とが対向し
ている。

更にはテーブル１０３上には、工作主軸１０９と心押軸
１１２との夫々の先端近くに工作物仮受台１１４ａ。

１１４ｂが設けられ、ベツド１０１上には長手方向端面
測定装置１１５ａ、　１１５ｂが設けられている。

従来の技術においては、テーブル１０３上には、工作主
軸１０９と心押軸１１２との中間に工作物シフト装置１
５０が設けられている。

研削盤における研削加工において、工作物Ｗの装着に際
し、前回の加工の工作物Ｗ”の取外し搬呂のためもあっ
て、心押軸１１２、即ちセンタ１１１は後退位置にある
ものとする。

工作物Ｗは、ローダ等で搬入されて、工作物仮受台１１
５ａ、　１１５ｂ上の定位置に一時載置された後、工作
物シフト装置１５０により工作主軸１０９の方に移動さ
れ、一端が工作主軸１０９側のセンタ１２９に係合支承
される。そして、心押軸１１２が前進し、工作物の他端
がセンタ１１１に係合支承される。

それから、工作主軸のチャック部により工作物Ｗの工作
主軸側端部が把持される。

その後、モータ１０８の回転駆動により回転する工作物
Ｗに対し、砥石台１０２が前進し、モータ１０６により
ベルト・プーリ機構１０７を介して回転される砥石軸１
０５の砥石車１０４ａ、　１０４ｂにより研削加工が行
われる。

研削加工が完了して、砥石台１０２が後退し、モータ１
０８が停止する。

工作物Ｗをチャック部より解放し、心押軸１１２を後退
位置まで後退させ、工作物シフト装置１５０により工作
物仮受台１１５ａ、　１１５ｂ上の定位置に移動した上
で、ローダ等で搬出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の技術による研削盤における工作物の取付け
・取外しは、工作物シフト装置１５０の設置が必要であ
るため、研削盤がスペース的に不利な上、操作性も悪い
。しかも、工作物の重量が大きい場合は、工作物シフト
装置１５０が対応し難い。

そうして、工作物は、工作物仮受台１１５ａ、　１１５
ｂ上から工作主軸１０９側に工作物シフト装置１５０に
より変位されているので、その分だけ心押軸１１２の突
出量及び進退距離が増大する。それにより剛性が低下し
、それを補うとすると心押台１１３・心押軸１１２が大
形化してしまう。

又、工作物シフト装置１５０の作動時間及び増大された
距離の心押軸１１２の進退時間が必要となり作業時間が
長くなる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による工作主軸装置は、主軸台に回転自在に支
承され、モータで回転駆動される中空の工作主軸と、工
作主軸端に取付けられ適宜偏心位置に主軸軸線方向の駆
動ビンが植設された主軸側面板と、工作主軸の中空孔に
滑動自在に嵌合されており、先端にセンタを嵌着したラ
ム部材と、このラケ部材を工作物の支持時に前記センタ
を工作物の一端に係合させるべく前進させるラム進退装
置と、前記ラム部材先端部の外周に回転自在に支承され
、前記駆動ビンに対し主軸軸線方向の相対変位可能で且
つ回転方向で係合する係合部材と、この係合部材の前面
に取付られ前記ラム部材の移動前進端で把持作用をする
チャック部材とから構成されている。

〔作　　用〕

工作機械における加工において、工作物の装着に際し、
前回の加工の工作物の取外し搬出のためもあって、心押
台のセンタ及びラム部材、即ちセンタは夫々後退位置に
ある。

工作物はローダ等で搬入されて、主軸台と心押台との間
の工作物仮受台上の定位置に一時載置される。

ラム部材が工作主軸内をラム進退装置により滑動前進す
る。やや遅れて心押台の心押軸が前進する。かくして、
工作物仮受台上の工作物は両センタにより両端支持され
る。

それから、工作物の工作主軸側端部に対しチャック部材
が把持作用すると同時に、長手方向端面測定装置が測定
位置に前進し、工作物の長手方向位置が測定され、その
検出信号に基づき制御装置によりラム部材、即ちセンタ
の進退により工作物の長平方向位置決めが行われる。か
くして、テーブルの移動によらずに工作物は定位置にお
いてチャック部材に把持される。

その後、工作主軸の回転駆動により回転する工作物に対
し、加工が行われる。

工作物を把持したチャック部材の回転について述べると
、工作主軸の回転は、駆動ビン及び係合部材を介してチ
ャック部材、即ち工作物に伝達される。その際、ラム部
材の前進後退に拘らず駆動ピンは係合部材と常に係合し
ているので、チャンク部の回転には支障がない。

加工が完了すると、工作物をチャック部材より解放し、
心神軸を後退位置まで後退させ、ラム部材を工作主軸内
でラム進退装置により後退位置まで滑動後退させる。か
くして、工作物は、両センタから解放されて工作物仮受
台上に載置された上、ローダ等で搬出される。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

この発明の主軸駆動装置が適用具備されている研削盤が
第４図に示されている。

ベツド１上には、砥石台２が図面上下方向に、テーブル
３が図面左右方向に夫々案内に沿って滑動自在に設けら
れ、砥石台２には、砥石車４ａ。

４ｂが取付けられた砥石軸５がモータ６によりベルト・
プーリ機構７を介して回転駆動されるように設けられて
いる。

テーブル３上の一端にはモータ８で回転駆動される工作
主軸９を具備した主軸台１０が、他端にはセンタ１１が
装着された心神軸１２を具備した心理台１３が設けられ
、工作主軸９と心神軸１２とが対向している。

更にはテーブル３上には、工作主軸９と心神軸１２との
夫々の先端近くに工作物仮受台１４ａ　１４ｂが設けら
れ、ベツド１上には長手方向端面測定装置１５ａ、　１
５ｂが設けられている。

主軸台ｌＯにおける工作主軸９の詳細については、第１
図に示されている。

主軸台１０には、中空の工作主軸９と歯車軸２ｏとが互
いに平行状態で、夫々転がり軸受２１．２１；２２゜２
２により回転自在に支承されている。工作主軸９の突出
先端には適宜偏心位置に主軸軸線方向の駆動ピン２３が
植設された主軸側面板２４が取付けられていると共に、
同じく後端には歯車２５が形成されており、歯車軸２０
の先端に取付けられた歯車２６は、主軸台１０内で歯車
２５と噛合い、歯車軸２ｏの後端は、軸継手２７を介し
てモータ８のモータ軸と結合されている。

工作主軸９の中空孔には、中空状のラム部材２８が滑動
自在に嵌合しており、先端中空孔にはセンタｚ９が嵌着
４されていると共に、ラム部材２８の突出先端部の外周
には、前後端に前側フランジ部３０と後側フランジ部３
１とが形成された係合部材３２が転がり軸受３３．３３
を介して回転自在に支承され、同フランジ部３０．３１
には駆動ピン２３が主軸軸線回りの旋回を拘束されて係
合し得る係合孔３４又は係合溝３５が形成されている。

（図示の例では、前側フランジ部３０に係合孔３４が、
後側フランジ部３１に係合溝３５が夫々形成されている
。）前側フランジ部２９の前面には同心的に中心孔が形
成されたチャック面板５２が固着され、チャック面板５
２の中心孔からセンタ２９の先端が突出している。

次にラム進退装置について説明する。

主軸台１０内において、ラム部材２８と同軸関係にねじ
軸３９が転がり軸受３８により回転自在に支承されてい
る。ねじ軸３９先端側のねじ部３９ａは、ラム部材２８
の後端中空孔に固着されたナツト部材４０に螺合してお
り、ねじ軸３９後端側の細部３９ｂに固着された歯車４
１は、主軸台１０に設けられたサーボモータ４２のモー
タ軸の歯車４３と噛み合っている。

チャック面板５２には、チャック部Ｃが取付けられてお
り、チャック部Ｃは、例えば油圧作動のオートマチック
ドックでも図示のような２面幅ドライブドックでもよい
。サーボモータ４２は、制御装置４４に接続され、長手
方向端面測定装置＋５ａ、　１５ｂの検圧信号に基づい
ても制御されるようになっている。

２面幅ドライブドックについて、第２図及び第３図に従
って説明する。

２面幅ドライブドックは、中心孔５５が形成された前述
のチャック面板５２の前面に回動自在に取付けられ、押
え爪５３．５３を具備したフローティング部材５４から
構成される。フローティング部材５４は、中心孔５５が
形成された環状部５６と環状部５６の直径方向に岡外方
に突出した腕部５７．５８とから成り、環状部５６の前
面には、腕部５７，５８に対し９０度位相ずれで、直径
方向に対向して押え爪５３．５３が取付けられ、押え爪
５３．５３の先端は、中心孔５５の内周より内方に突出
している。フローティング部材５４の一方の腕部５７は
、チャック面板５２の前面においてその外周付近で主軸
軸線と垂直交差にブラケット５９で取付けられた軸ピン
６０により回動自在に軸着され、他方の腕部５８の先端
部には、ビン孔６１が形成され、ビン孔６１は、チャッ
ク面板５２の前面においてその外周付近に主軸軸線方向
に突設された案内ピン６２に嵌合している。案内ピン６
２付近には、チャック面板５２の前面と腕部５８との間
に圧縮ばね６３．６３が嵌装され、腕部５８はチャック
面板５２から浮くように付勢されている。なお、案内ピ
ン６２以外に腕部５８の変位を案内するべくその両側面
を挾むように案内部材６４．６４がチャック面板５２の
前面から突出している。

上記の研削盤における工作主軸の操作・作用について説
明する。

研削盤における研削加工において、工作物Ｗの装着に際
し、前回の加工の工作物Ｗ“の取外し搬出のためもあっ
て、心押軸ＩＺ、即ちセンタ１１及びラム部材２８、即
ちセンタ２９は夫々後退位置にあるものとする。

工作物Ｗはローダ等で搬入されて、工作物仮受台１４ａ
、　１４ｂ上の定位置に一時載置される。

サーボモータ４２が駆動され、歯車４３．４１を介して
ねじ軸３９のねじ部３９ａが回転するので、ナツト部材
４０をもつラム部材２８が工作主軸９内を滑動前進する
５やや遅れて心押台１３の心押軸１２が前進する。かく
して、工作物仮受台１４ａ、　１４ｂ上の工作物Ｗは両
センタ１１．２９により両側支持される。

それから、ラム部材２８の前進位置で工作物Ｗの工作主
軸側端部に対しチャック部Ｃが把持作用する。このチャ
ック部Ｃの把持作用と同時に、長手方向端面測定装置１
５ａ、　１５ｂが測定位置に前進し、工作物Ｗの長手方
向位置が測定され、その検量信号に基づき制御装置４４
によりサーボモータ４２が駆動され、それによる上記と
同様のラム部材２８、即ちセンタ２９の進退とそれに追
従するセンタ１１の進退により工作物Ｗの長手方向位置
決めが行われる。

かくして、テーブル３の移動によらずに工作物Ｗは定位
置においてチャック部Ｃに把持される。

２面幅ドライブドックの場合は、工作物の係合面部と押
え爪５３との位相が一致していない場合には、ラム部材
２８が前進することにより工作物の保合面部の肩面によ
り押え爪５３が押えられ、フローティング部材５４は、
圧縮ばね６３のばね力に抗して軸ピン６０を中心に押込
み回動されているが、工作主軸９の微速回転により押え
爪５３が旋回し、工作物の保合面部と一致すると、押え
爪５３が肩面より外れ、フローティング部材５４は、圧
縮ばね６３のばね力により軸ピン６０を中心に回動し、
その結果、押え爪５３は前進して工作物の係合面部に係
合するようになるので、工作主軸９の回転により工作物
Ｗは回転され得る。

その後、モータ８の回転駆動により回転する工作物Ｗに
対し、砥石台２が前進し、モータ６によりベルト・プー
リ機構７を介して回転される砥石軸５の砥石車４ａ、４
ｂにより研削加工が行われる。

工作物Ｗを把持したチャック部Ｃの回転について述べる
と、モータ８の回転駆動は、軸継手２７、歯車軸２０、
官軍２６．２５、工作主軸９、主軸側面板２４、駆動ピ
ン２３、係合部材３２及びチャック面板５２を介してチ
ャック部Ｃ１即ち工作物Ｗに伝達される。その際、ラム
部材２８の前進後退に拘らず駆動ピン２３は係合部材３
２の前側フランジ部３０・後側フランジ部３１の係合孔
３４・係合溝３５と常に係合しているので、チャック部
Ｃの回転には支障がない。

研削加工が完了して、砥石台２が後退し、モータ８が停
止する。

工作物Ｗをチャック部Ｃより解放し、心押軸Ｉ２を後退
位置まで後退させ、やや遅れてサーボモータ４２が逆転
され、歯車４３，４１、ねじ部４２　ａ、ナツト部材４
０を介してラム部材２８を工作主軸９内で後退位置まで
滑動後退させる。かくして、工作物Ｗは、センタ１１．
１２から解放されて工作物仮受台１４ａ、　１４ｂ上に
載置された上、ローダ等で搬出される。

〔発明の効果］ この発明によれば、工作物シフト装置が不必要であるた
め、それの保守がなくなり、研削盤のテーブル上がスペ
ース的に有利で操作性がよくなり、清掃等が容易となっ
たり、例えば振止めの増設が可能になり、加工精度が向
上する。しかも、工作物シフト装置のシフトがないため
重量が大きい工作物の場合にも支障がない。

工作物のセンタ支承時におけるセンタの進退距離が心神
軸のセンタだけでなく、心神軸と工作主軸とのセンタに
より分担されるので、心神軸の進退距離・突出量が短縮
される結果、剛性が向上し、心神台・心神軸の小型化が
図れる。それと共に心神軸の進退時間が短縮され、更に
工作物シフト装置の作動時間がなくなるので、作業時間
が短縮され作業効率が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における工作主軸装置の断
面正面図、 第２図は、この発明の実施例における工作主軸装置の２
面幅ドライブドックの正面図、第３図は、この発明の実
施例における工作主軸装置の２面幅ドライブドックの側
面図、第４図は、この発明の実施例における工作主軸装
置を具備した研削盤の平面図、 第５図は、従来の技術における工作主軸装置を具備した
研削盤の平面図である。 １、ベツド　　　　２：砥石台　　　３：テーブル４ａ
、４ｂ：砥石車　　５：砥石軸　　　６，８：モータ７
：ベルト・プーリ機構　　　　　９：工作主軸ｌＯ：主
軸台　　　１１，２９：センタ　　１２：心理軸１３：
心押台　　　　　　１４ａ、　１４ｂ：工作物仮受台１
５ａ、　１５ｂ：長手方向端面測定装置　　２０：歯車
軸２１．２２，３３，３７，３８：転がり軸受　　　２
３：駆動ピン２４：主軸側面板　２５，２６，４１，４
３：歯車２７コ軸継手２８：ラム部材　　　　　　３０
：前側フランジ部３１：後側フランジ部　　３２：係合
部材３４：係合孔　　　　　　３５：係合溝３９ａ：ね
じ部　　　　　　４０：ナット部材４２：サーボモータ
　　　　４４：制御装置５１．５５：中心孔　５２．チ
ャック面板　５３：押え爪５４：フローティング部材５
６環状部５．７．５８：腕部５９、ブラケット　　　６
０：軸ピン　　６１′ピン孔６２：案内ピン ６３：圧縮ばね ６４：案内部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸台に回転自在に支承され、モータで回転駆動される
   中空の工作主軸と、工作主軸端に取付けられ適宜偏心位
   置に主軸軸線方向の駆動ピンが植設された主軸側面板と
   、工作主軸の中空孔に滑動自在に嵌合されており、先端
   にセンタを嵌着したラム部材と、このラム部材を工作物
   の支持時に前記センタを工作物の一端に係合させるべく
   前進させるラム進退装置と、前記ラム部材先端部の外周
   に回転自在に支承され、前記駆動ピンに対し主軸軸線方
   向の相対変位可能で且つ回転方向で係合する係合部材と
   、この係合部材の前面に取付られ前記ラム部材の移動前
   進端で把持作用をするチャック部材とから構成された工
   作主軸装置