JPH0592302A - 複合工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 工具およびワ−クを対向した一対のチャッキ
ングユニットに保持させる作動と、その位置決めの自動
化を可能にする。 ［構成］ マシニングセンタ１のテーブル２にチャッキ
ングユニット６を設け、マシニングセンタ１の回転主軸
４に同一構造のチャッキングユニットを設ける。ワ−ク
１１を有したホルダ７，回転工具１２を有したホルダ
７，バイト１３を有したホルダ７をホルダストッカ１４
に収納する。必要なホルダ７をホルダストッカ１４から
選択し、所定のチャッキングユニット６に搬送して保持
させる自動交換装置１６を設ける。ホルダ７の装着時に
ホルダの規制部とチャッキングユニット６の係合部とを
係合させ、ホルダ７の相対回転を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は旋盤加工とフライス等の
回転工具による加工とを単一の装置で行う複合工作機械
に関する。

【０００２】

【従来の技術】フライス削りや中ぐり等の回転工具によ
る加工と、被削物を回転させる旋削加工とを行う従来の
工作機械としては、特開昭６３−２７８７４８号公報に
記載されたものである。この従来の工作機械は、工具マ
ガジンを有する工具の自動交換装置と、マシニングセン
タのテーブルに取り付けられるパレットを収納し、その
自動交換を行うパレットストッカとを備え、マシニング
センタの回転主軸に装着されるワ−クのホルダを工具マ
ガジン内に収容し、旋削工具を有する旋削ユニットをパ
レットストッカのパレットに搭載した構造となってい
る。

【０００３】かかる工作機械によって旋削加工を行う場
合には、旋削ユニットをマシニングセンタのテーブルに
移動させて取り付けると共に、ワ−クを取り付けたホル
ダを自動交換装置によりマシニングセンタの回転主軸に
取り付け、この状態で回転主軸を回転させ、テーブルを
移動させながら所定の切り込みを行う。一方、フライス
加工を行う場合は、ワ−クのホルダをマシニングセンタ
のテーブルに取り付けると共に、マシニングセンタの回
転主軸に回転工具を取り付けることによって行ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の工作機械
は、マシニングセンタと旋盤の双方の機能を有している
が、１個のワ−クに対して旋盤加工（またはフライス加
工）を行った後、フライス加工（または旋盤加工）を行
う場合には、ホルダまたはパレットからワ−クを一旦、
取り外さなければならない。このため旋盤による加工部
および回転工具による加工部が必要なワ−ク、例えば図
７および図８に示すように旋盤中心軸１０１とドリル等
による穴１０２の中心軸１０３の平行度の精度が高度に
要求されるワ−ク１００などの場合は、移し換え時に加
工部がずれて要求された精度に加工することができない
問題があった。また、この移し換えを人手で行う場合に
は、その後のワ−ク芯出しなどが必要となり、作業が煩
雑ともなっている。

【０００５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、ワ−クや工具などの着脱を自動的に行い、移し
換え作業を不要として連続的な加工を行うことができる
複合工作機械を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、一端部にワ−クを取り付けるとともに壁面に
回転規制の規制部を有する第１のホルダと、一端部に工
具を取り付けるとともに壁面に回転規制の規制部を有す
る第２のホルダと、前記第１および第２のホルダの複数
個を収納可能なホルダストッカと、マシニングセンタの
回転主軸および該回転主軸に対向するテーブルに対向し
てそれぞれ取り付けられ、前記第１のホルダおよび第２
のホルダのいずれも着脱自在に保持する一対のチャッキ
ングユニットと、前記ホルダの規制部に係合して各チャ
ッキングユニットに対する各ホルダの相対回転を規制す
るように各チャッキングユニットに配設した係合部と、
反転機構を有し、前記ホルダストッカと各チャッキング
ユニットとの間で第１のホルダおよび第２のホルダの搬
送および着脱をする自動交換装置とを備えているもので
ある。

【０００７】

【作用】上記構成では、マシニングセンタの回転主軸お
よびテーブルに設けた一対のチャッキングユニットに対
して、第１のホルダおよび第２のホルダを装着すること
により、旋盤加工またはフライス加工のいずれか一方を
行い、装着を逆にすることにより他方の加工を行う。か
かる第１のホルダおよび第２のホルダの装着において
は、各ホルダの規制部とチャッキングユニットの係合部
とが係合するため、ホルダの相対回転が規制され、これ
により自動的な位置決めを行うことができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例の全体構成を示し、
直交するＸＹ方向の２軸の制御軸を有したテーブル２
と、Ｚ方向制御軸を有してテーブル２上に設けられたコ
ラム１５に取り付けられた主軸ヘッド３とを有してマシ
ニングセンタ１が構成されている。主軸ヘッド３には回
転主軸４が垂下しており、この回転主軸４に対向したテ
ーブル２上面にはチャッキングユニット６が設けられて
いる。前記回転主軸４にも、このチャッキングユニット
６と同一の機構を有したチャッキングユニットが設けら
れており、これらに対向する一対のチャッキングユニッ
トによって、ワ−クを取り付けたホルダおよび工具を取
り付けられたホルダを保持するようになっている。

【０００９】前記コラム１５における主軸ヘッド３の側
方には、ホルダストッカ１４が取り付けられている。こ
のホルダストッカ１４はワ−ク１１，回転工具１２，バ
イト１３などを取り付けたホルダ７を収納するものであ
る。図２はバイト１３を取り付けたホルダ７を、図３は
ワ−ク１１を取り付けたホルダ７を示し、図２のホルダ
７においてはバイトホルダ１７にバイト１３がクランプ
ねじ１８によって固定されており、図３のホルダ７にお
いてはワ−クホルダ１９にワ−ク１１が止めねじ２０に
よって固定されている。また、いずれのホルダ７におい
ても、テーパ状の取付部８と、取付部８に連設したドロ
ーバ９とを有しており、その壁面には溝状の規制部２２
が形成されている。

【００１０】取付部８およびドローバ９はホルダ７をチ
ャッキングユニット６に取り付けるように作用するもの
であり、規制部２２はチャッキングユニット６に対する
ホルダ７の相対回転を規制するように作用するものであ
る。

【００１１】図４はバイト１３を取り付けたホルダ７が
テーブル２側のチャッキングユニット６に保持される構
造を示し、ワ−ク１１を取り付けたホルダ７，回転工具
１２を取り付けたホルダ７に対しても同様に適用するこ
とができる。チャッキングユニット６はホルダ７の取付
部８が挿入されるホルダ取付部５を備えており、このホ
ルダ取付部５の下方に位置するテーブル２内にはホルダ
７のドローバ９をチャッキングするロック爪２５が左右
に一対設けられている。

【００１２】ロック爪２５はピン２４を中心に開閉方向
に回動するようになっており、その下端部には解除突起
２７が一体的に形成されている。このロック爪２５はそ
の上部外面がテーパ形状に形成されると共に、上下方向
に移動するロックリング２６内に挿入されている。

【００１３】ロックリング２６はロック爪２５の上部外
面のテーパ形状と逆テーパの摺動面を有すると共に、エ
アシリンダ（図示省略）などの駆動源の駆動によりシャ
フトバー２３に沿って、その軸方向に摺動する。ロック
リング２６はその移動範囲の上端に位置したとき、ロッ
ク爪２５を閉じて、同爪２５によるドローバ９のチャッ
キングを行うが、その移動範囲の下端に位置したとき、
解除突起２７に当接してロック爪２５を開き、これによ
りドローバ９のチャッキングを解除する。

【００１４】さらにチャッキングユニット６の上部には
ホルダ７の溝状の規制部２２と係合する突起状の係合部
２１が形成されている。この係合部２１はホルダ７の規
制部２２に係合することにより、チャッキングユニット
６に対するホルダの相対回転を規制するものであり、こ
れによりチャッキングユニット６に対するホルダ７の自
動位置決めを行うことができる。

【００１５】かかるテーブル側２のチャッキングユニッ
ト６の構造は、回転主軸４側におけるチャッキングユニ
ットに対しても同様に適用されている。このため図４に
おいて、ホルダ７の規制部２２に係合する係合部２１が
回転主軸４側に示されている。なお、図４において、１
０はテーブル２上のチャッキングユニット６に臨むよう
に設けられたエアノズルであり、図示しない圧縮エア源
に接続され、マシニングセンタ１の制御装置（図示省
略）が圧縮エア源の弁を制御することによりエアをチャ
ッキングユニット６方向に噴出する。

【００１６】さらにマシニングセンタ１のコラム１５に
は、図１に示すように自動交換装置１６が設けられてい
る。自動交換装置１６は回転主軸４とホルダストッカ１
４との中間に位置するように設けられており、ホルダス
トッカ１４から必要なホルダを選択して取り出し、回転
主軸４側のチャッキングユニットあるいはテーブル２側
のチャッキングユニット６に搬送して、そのチャッキン
グユニットによるホルダ７の自動保持を行うものであ
る。

【００１７】かかる作動を行うため自動交換装置１６は
図５および図６に示すように、ホルダ７を保持する保持
アーム１６ａと、保持アーム１６ａを反転させる反転機
構１６ｂとを備えている。

【００１８】次に上記構成の作動を説明する。まず、旋
削加工を行う場合、加工されるワ−ク１１が取り付けら
れたホルダ７が、マシニングセンタ１の制御装置の指令
により選択され、自動交換装置１６によりホルダストッ
カ１４より取出し把持され、ホルダ７の取付部８を上に
した状態で回転主軸４の真下に移動した後上昇し、回転
主軸４のチャッキングユニットに保持される（図５参
照）。

【００１９】次に自動交換装置１６は、バイト１３が取
り付けられたホルダ７をホルダストッカ１４より取出し
把持し、反転機構１６ｂによりホルダの取付部８を下に
した状態とする。このあと、エアノズル１０から圧縮エ
アーを吹き付けて切粉などの異物を除去する。次にテー
ブル２が移動してチャッキングユニット６がホルダ７の
真下で停止し、この状態でホルダ７を下降させチャッキ
ングユニット６に装着させる（図６参照）。このとき、
チャッキングユニット６の係合部２１とホルダ７の規制
部２２とが係合するため、ホルダ７が回転規制された状
態で保持される。その後、自動交換装置１６は所定の退
避位置に退避する。

【００２０】このようなセットの後、回転主軸４はワ−
クを保持した状態で図示されていないモータにより高速
で回転を行う。一方チャッキングユニット６に装着され
たバイト１３は、テーブル２により所定の切り込み位置
にＸＹ座標位置決めされる。次にＸ，Ｚ軸を所定の加工
形状プログラムで位置決め制御することにより旋削加工
が行われる。

【００２１】次に、この旋削加工に引き続きエンドミル
によるミゾ加工を行う場合など、回転工具による加工を
行う場合について説明する。自動交換装置１６はバイト
１３を保持しているホルダ７を、上記装着時と反対手順
でホルダストッカ１４に収納し、回転主軸４に装着され
ているワ−ク１１を有したホルダ７を回転主軸４から外
し反転させ、前述したバイト１３のホルダ７の装着時と
同じ手順でテーブル２側のチャッキングユニット６に装
着させる。さらに、回転工具１２を有したホルダ７をホ
ルダストッカ１４から取出して回転主軸４に取り付け
る。この状態の後、通常のフライス加工等と変わりない
加工を行うことができる。

【００２２】このような本実施例では、単一の装置で旋
削加工、回転加工を行うことができるが、自動交換装置
１６が回転主軸４，テーブル２の双方のチャッキングユ
ニットに対して、必要なホルダ７を着脱するため、ホル
ダ交換を自動化することができる。また、ホルダ７の装
着時には、規制部２１と係合部２２との係合によってチ
ャッキングユニットに対するホルダの相対回転を防止し
て、位置決めするため正確な位置決めを行うことができ
る。

【００２３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく種々変更が可能である。例えば、チャッキングユ
ニット６をテーブル２上に設置する必要はなく、ホルダ
７の自動交換が可能な開口部がテーブル２の上面にあれ
ばテーブル２内部に設置しても良い。このようにする
と、テーブル面に凹凸がなくなり、ホルダ７に取り付け
ることができない大型のワ−クの固定をテーブル２上で
行うことができるため、旋削加工以外の加工を行うこと
ができる。

【００２４】また、マシニングセンタ１は３軸制御とな
っているが、Ｂ，Ｃ軸（回転、傾斜の割出し軸）を有し
ていても良く、これにより放電加工機の電極等の複雑な
旋削加工要素を有した形状の加工を精度良く短時間で行
うことができる。また、ホルダ７の取付部８の形状は図
示のようなテーパ形状には限定されることなく、さらに
は、チャッキングユニットと回転主軸のそれぞれのチャ
ッキングユニットの保持機構は同一の必要はなく、ホル
ダの取付部が両方の保持機構に対応する構造であれば良
い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は旋盤加
工、回転加工を単一の装置で行うことができるが、工具
およびワ−クの着脱を自動交換装置で行うため、無人化
ができると共に、工具およびワ−クの位置決めも自動的
に行うため芯出し等の作業が不要となり、高精度に加工
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示す側面図。

【図２】バイトを有したホルダの側面図。

【図３】ワ−クを有したホルダの側面図。

【図４】実施例における保持機構を示す一部破断側面
図。

【図５】作動を示す側面図。

【図６】作動を示す側面図。

【図７】ワ−クの加工例を示す一部破断側面図。

【図８】図７の正面図。

【符号の説明】

１ マシニングセンタ ２ テーブル ４ 回転主軸 ６ チャッキングユニット ７ ホルダ ２１ 規制部 ２２ 係合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部にワ−クを取り付けるとともに壁
   面に回転規制の規制部を有する第１のホルダと、 一端部に工具を取り付けるとともに壁面に回転規制の規
   制部を有する第２のホルダと、 前記第１および第２のホルダの複数個を収納可能なホル
   ダストッカと、 マシニングセンタの回転主軸および該回転主軸に対向す
   るテーブルに対向してそれぞれ取り付けられ、前記第１
   のホルダおよび第２のホルダのいずれも着脱自在に保持
   する一対のチャッキングユニットと、 前記ホルダの規制部に係合して各チャッキングユニット
   に対する各ホルダの相対回転を規制するように各チャッ
   キングユニットに配設した係合部と、 反転機構を有し、前記ホルダストッカと各チャッキング
   ユニットとの間で第１のホルダおよび第２のホルダの搬
   送および着脱をする自動交換装置とを備えていることを
   特徴とする複合工作機械。