JPH07290331A - 立型マシニングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミーリング加工と旋削加工の両方の加工を可
能にする。 【構成】 主軸ヘッド３の周囲に配置されているＡＴＣ
に工具の一つとして把持具２を保持させておき、把持具
２を主軸１２に取り付けて移動させるとともに、把持具
２の把持および解除の動作をマシニングセンタ本体側の
指令で制御する。それにより、ワークをストッカから取
り出してテーブル３１にセットし、加工終了後はストッ
カへ再び戻すことが可能になる。また、テーブル３１に
刃物台３７を設置してバイト３６を固定しておくこと
で、把持具２にワークＷを把持した状態でそのまま主軸
１２を回転駆動して旋削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミーリング加工と旋削
加工の両方の加工が可能な立型マシニングセンタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に行われている機械加工は、大別す
ると、平面切削や穴あけ等のミーリング加工と、円形の
外削りや中ぐり等の旋削加工の２種類に分けられる。通
常、ミーリング加工はフライス盤、マシニングセンタ等
により行われ、旋削加工は旋盤等により行われる。その
ため、同一のワークに２種類の加工を行おうとする場合
は、２台の工作機械を使い分けて加工する必要があり、
ワークを取り付る際の芯出し等の段取りをする手間が２
倍となり作業効率が悪い。そこで１台の工作機械で両方
の加工を可能にした複合工作機械が開発されて実際に使
用されている。この複合工作機械は、スクロールチャッ
クを備えたワークヘッドと、ワークヘッドに対向する位
置に工具を保持するツールヘッドとが設置されており、
旋削加工時にはツールヘッドの工具を固定したままでワ
ークヘッドのワークを回転させて旋削加工を行い、ミー
リング加工時にはワークヘッドに内蔵するクランプによ
りスクロールチャックが回転しないようにしてワークを
固定してからツールヘッドの工具を回転させてミーリン
グ加工を行う。これらワークヘッドとツールヘッドの相
対位置はＮＣにより３軸制御されることで、旋削、ミー
リング加工が同一機械で連続して行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た複合工作機械は、それぞれ一種類の加工を行うマシニ
ングセンタ、フライス盤、旋盤等に比べて、構造が複雑
かつ大型であるためより広い設置面積を必要とし、価格
も割高となる。また、複合加工をしない場合は、マシニ
ングセンタ、フライス盤、旋盤等に比べて、作業効率が
落ちるため、用途が限られてしまうという問題があっ
た。本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、複合加工が可能な立型マ
シニングセンタを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、主軸ヘッドの周囲に主軸と平行に複数の
工具マガジンを配設し、軸方向の移動機構と平行リンク
機構とにより工具マガジンに保持されている工具を主軸
に着脱する自動工具交換装置を備えた立型マシニングセ
ンタにおいて、自動工具交換装置および主軸への取り付
けが可能でかつ主軸へ取り付けられた状態でワークを把
持して主軸とともに回転可能なワーク把持具と、テーブ
ル上に取り付けられた旋削用刃物台とを備えたことを特
徴とする。

【０００５】

【作用】本発明においては、工具マガジンにワーク把持
具が保持されたことにより、自動工具交換装置が作動し
てワーク把持具を主軸へ取り付けた状態で主軸ヘッドの
移動とワーク把持具の把持動作を組み合わせてワーク搬
送が可能となり、テーブル上のワークの取り付け取り外
しができる。また、ワーク把持具がワークを把持した状
態で主軸を回転させると、テーブル上に取り付けられて
いる旋削用刃物台の刃物により旋削加工が可能になる。

【０００６】

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の第１の実施例に係るマシニングセン
タの自動工具交換装置（ＡＴＣ）についての構成および
工具と把持具の交換動作を示す説明図である。図におい
て、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向の移動が可能な主軸ヘッド３
に、ツールチェンジャフレーム４が上下動自在に嵌装さ
れ、フレーム４はエアシリンダ５により上下方向に駆動
される。また、フレーム４には、主軸ヘッド３を囲むよ
うにエアシリンダ６，７が配置され、それぞれ下方に接
続されている平行リンク機構８，９を回動する。平行リ
ンク機構８，９の先端には、工具１，把持具２が取り付
けられて平行に支持されている。

【０００７】これら工具１，把持具２が主軸ヘッド３の
周囲に保持されて工具マガジンが形成される。主軸ヘッ
ド３とフレーム４の間に、バネ１１が装着されており、
エアシリンダ５によりフレーム４が上昇する際の補助と
して作用する。図１の左端の最初の工程では、主軸１２
に工具１が嵌着されており、このときフレーム４は、エ
アシリンダ５により引き上げられて上方に位置してい
る。この状態で、工具１によるワーク（図示せず）の加
工が可能である。次の第２工程では、工具１を取り外す
ためにエアシリンダ５のロッドを前進させてフレーム４
を下降させる。

【０００８】すると、フレーム４に支持されている工具
１が下降して主軸１２から外れる。次の第３工程では、
工具１を待機位置へ移動するため、エアシリンダ６のロ
ッドを後退させる。すると、平行リンク機構８の先端が
右上方に移動して、工具１が主軸１２の右横の待機位置
へ移動する。さらに、第４工程では、エアシリンダ７の
ロッドを前進させると、平行リンク機構９の先端が右下
方に移動して、把持具２が主軸１２の左横の待機位置か
ら主軸１２の真下の位置へ移動する。

【０００９】次に、第５工程では、把持具２を装着する
ために、エアシリンダ５のロッドを後退させてフレーム
４を上昇させると、把持具２の上部テーパ面が主軸１２
のテーパ穴へ嵌着して固定される。この状態で主軸ヘッ
ド３をマシニングセンタの数値制御により移動させると
ともに把持具２の把持・解除動作を行わせることで、ワ
ークをストッカから取り出して加工位置にセットし、次
いで加工がすんだワークを加工位置から取り出してスト
ッカへ戻すことが可能になる。

【００１０】また、ワークを把持した状態で主軸１２を
回転させて、テーブルに設置しておいたバイトにより、
ワークの旋削加工を行うこともできる。なお、把持具２
を外して工具１に取り換えたい場合は、図１の逆の工程
を経ることにより交換される。また、図１では、説明の
都合上、工具１と把持具２しか示していないが、主軸ヘ
ッド３の周囲には、さらに他の工具が取り付け可能であ
る。

【００１１】図２は、図１の把持具２が主軸１２に嵌合
している状態の断面図である。図において、把持具２は
ツールホルダ１４にチャック部１５が取り付けられてお
り、チャック部１５はエア圧により作動する。その動作
は、先ず、主軸１２に形成された空気導入路１６から高
圧エアが供給されると、ツールホルダ１４のテーパ面の
内部に形成された空気路１７を経て、エアシリンダ１８
へ送られる。エアシリンダ１８内のピストン１９は、高
圧エアが供給されると、図中の右半分に示されるよう
に、押圧されて下降する。

【００１２】ピストンロッド２１の下端は外周部にテー
パ面を形成したスライダ２２に接続されており、ピスト
ン１９の下降とともにテーパ面に摺動自在に当接してい
るマスタジョー２３が外方へ押圧されて移動する。それ
により、マスタジョー２３に固定されているトップジョ
ー２４が外側に移動してチャック開となる。ここで、高
圧エアの供給が絶たれると、図中の左半分に示されるよ
うに、ピストンロッド２１の上端部に装着されている圧
縮コイルバネ２５の復元力により、ピストン１９が上昇
する。

【００１３】すると、スライダ２２も上昇して、マスタ
ジョー２３が内側に移動しチャック閉となる。このマス
タジョー２３およびトップジョー２４は、円周方向に３
個配設されて三つ爪チャックが構成され、スライダ２３
の上下動とともに同期して開閉動作しワークを把持およ
び解除する。なお、図中の２６はプルスタッド、２７は
ノーズキー、２８は平行リンク機構９の先端となるグリ
ップアームである。

【００１４】図３は、図１のマシニングセンタのテーブ
ルを示す平面図である。図において、テーブル３１の右
奥の位置に、通常のミーリング加工を行う場合にワーク
を把持・固定するワークグリッパ３２が設置されてい
る。このワークグリッパ３２に把持具２によりワークＷ
をセットした後に、主軸１２の把持具２を工具に代えて
ミーリング加工をすることができる。また、テーブル３
１の左側には、回転軸が水平方向である回転テーブル３
３が設置され、その表面にワークグリッパ３４が設置さ
れている。

【００１５】このワークグリッパ３４にワークＷをセッ
トして、回転テーブル３３によりワークＷを回転させて
位置決めすることで、効率のよいミーリング加工が可能
である。なお、このワークグリッパ３４にワークＷをセ
ットする場合は、図２で説明した把持具２と異なる把持
具３５を用いる。この把持具３５の構造は図示しないが
ツールホルダとクランプ部との間に水平軸回りに９０度
回動する機構を備え、ワークＷを把持した後に、９０度
回動してワークＷをワークグリッパ３４の面と平行にし
てセットする。

【００１６】さらに、テーブル３１の右手前に、旋削加
工をする場合のバイト３６を固定する刃物台３７が設置
されており、把持具２にワークＷを把持した状態で主軸
１２を回転させ、バイト３６に対してワークＷを送るこ
とで、ワークＷはバイト３６により旋削加工される。な
お、ワークグリッパ３２、回転テーブル３３、ワークグ
リッパ３４および把持具３５はいずれもエア圧により駆
動されるが、油圧や電動により駆動することも可能であ
る。

【００１７】このようにして実施例では、主軸ヘッド３
の周囲に配置されるＡＴＣに工具の一つとして把持具２
を保持させ、この把持具２を主軸１２に嵌着してから工
具を取り付けた場合と同じ要領で主軸１２を移動させる
とともに、把持具２の把持および解除の動作をマシニン
グセンタ本体側の指令で制御することで、他のロボット
装置等によらずにワークをストッカから取り出してテー
ブル３１にセットし、加工終了後はストッカへ再び戻す
ことが可能になる。また、把持具２にワークＷを把持し
た状態でそのまま主軸１２を回転駆動しながら、刃物台
３７のバイト３６により旋削加工を行うことも可能にな
る。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、立型マシニ
ングセンタにワーク把持具と旋削用刃物台を増設したこ
とにより旋削加工が可能になり、従来の複合加工機械に
比べ、汎用性にすぐれるとともに設置面積が小さくてす
む利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例におけるＡＴＣの構成と動
作を示す説明図である。

【図２】図１の把持具が主軸に嵌合している状態を示す
断面図である。

【図３】実施例のマシニングセンタのテーブルを示す平
面図である。

【符号の説明】

１ 工具 ２ 把持具 ３ 主軸ヘッド ４ ツールチェンジャフレーム ５〜７ エアシリンダ ８，９ 平行リンク機構 １１ バネ １２ 主軸 １４ ツールホルダ １５ チャック部 １６ 空気導入路 １７ 空気路 １８ エアシリンダ １９ ピストン ２１ ピストンロッド ２２ スライダ ２３ マスタジョー ２４ トップジョー ２５ 圧縮コイルバネ ２６ プルスタッド ２７ ノーズキー ２８ グリップアーム ３１ テーブル ３２ ワークグリッパ ３３ 回転テーブル ３４ ワークグリッパ ３５ 把持具 ３６ バイト ３７ 刃物台 Ｗ ワーク

フロントページの続き (72)発明者 岩井田 勉 東京都品川区西五反田５−５−15 浜井産 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸ヘッドの周囲に主軸と平行に複数の
   工具マガジンを配設し、軸方向の移動機構と平行リンク
   機構とにより工具マガジンに保持されている工具を主軸
   に着脱する自動工具交換装置を備えた立型マシニングセ
   ンタにおいて、 自動工具交換装置および主軸への取り付けが可能でかつ
   主軸へ取り付けられた状態でワークを把持して主軸とと
   もに回転可能なワーク把持具と、 テーブル上に取り付けられた旋削用刃物台と、 を備えたことを特徴とする立型マシニングセンタ。