JPH08174323A - 工作機械 - Google Patents
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- JPH08174323A JPH08174323A JP7235227A JP23522795A JPH08174323A JP H08174323 A JPH08174323 A JP H08174323A JP 7235227 A JP7235227 A JP 7235227A JP 23522795 A JP23522795 A JP 23522795A JP H08174323 A JPH08174323 A JP H08174323A
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Abstract
る、加減速可能な、小型の工作機械を提供する。 【解決手段】 直交する2方向へ変位し得るスピンドル
ヘッド36を含んでいる。スピンドルヘッドは複数の主
スピンドル40と少なくとも1つの共通な中央駆動ギヤ
ー56を支持している。スピンドルヘッド36は3本の
可撓桿34により吊されており、且つ固定の主駆動モー
ター16は可撓桿を介して中央駆動ギヤーに連結されて
いる。
Description
イス盤に関するものであって、カード状のプラスチック
板に、電子チップを収容するため基準寸法を有していな
ければならない凹陥部をフライス加工するのに特に適す
るフライス盤を提供するものである。かかる凹陥部は高
い寸法精度を有していなければならない。この機械は、
同時に、チップカードの生産の他の部署の加工にも適す
る高い生産性を有していなければならないが、本発明に
係る工作機械は、かかる用途に限定されるものではな
い。
及び減速可能な小型の工作機械を提供することにある。
本発明の他の目的は、加工工具が限定された位置に正し
く休止し得る工作機械を提供することにある。
ため、本発明による工作機械は、スピンドルヘッドに回
転可能に軸受けされた少なくとも1つの主スピンドルを
含んでいる。スピンドルヘッドは、3つの直交するX,
Y,Z方向へ変位可能であり、且つスピンドル軸はZ軸
方向へ延びている。スピンドルはフライス工具をくわえ
るためのチャックを担持している。固定フレームはスピ
ンドルヘッドからZ方向に隔置されたスピンドル駆動モ
ーターを支持している。更に本工作機械は、上記のスピ
ンドルヘッドを上記固定フレーム上に支持させるための
手段を含んでいる。上記固定フレームに吊された基板
は、該基板に対してX及びY方向へ変位可能に案内され
るスピンドルヘッドと一緒に、Z方向へ変位し得る。
て本発明を詳細に説明する。先ず図1において、支持板
10は、図面には1本だけが示されている多数の柱12
を担持している。この柱12は頂板14を担持してい
る。支持板10と柱12と頂板14は固定フレームを構
成している。頂板14上にはスピンドル駆動モーター1
6が装着されている。このスピンドル駆動モーター16
の出力軸18は後述する方法で主スピンドルに連結され
ている。更に、頂板14は6個の軸受けブロック20を
支持している。各軸受けブロック20にはねじナット2
2が軸支され且つ回転可能に受容されている。各ナット
22はピニオン24を有しており、歯付きベルト23
が、これらのピニオン24の総てに、同じ感じで且つZ
−モーター26により同一速度で回転するように連結さ
れている。
ャフトが螺合されている。符号28で指示された3本の
ねじシャフトは基板30上に植設されており、符号32
で指示された他の3本のねじシャフト部32は可撓桿3
4に夫々結合されている。可撓桿34の各他端はスピン
ドルヘッド36に夫々固着されている。
を支持することが主目的で、スピンドルヘッド36のX
及びY方向への変位駆動の際の加速及び減速に寄与する
復元力を提供するのにも役立つ。図中、X,Y及びZ方
向は夫々矢印で示されている。3本の可撓桿34はスピ
ンドルヘッド36の水平面上の3点を限定するために設
けられている。スピンドルヘッド36は後述する方法で
回転し得ないように保持されている。可撓桿34は当業
者間に知られている他の手段、例えば、ボールベアリン
グにより支持されたクロステーブルにより置換されても
よい。
主スピンドルを支持している。図示の実施例では、符号
40で指示された同一設計の4本の主スピンドルが設け
られている。スピンドルヘッドにより支持される主スピ
ンドルの数は4本よりも少なくても多くてもよいが、主
スピンドルは総てギヤーにより互いに連結されている。
42を含んでいて、スピンドルシャフト48は図3に示
された如くローラーベアリング44,46により軸受け
されている。スピンドルシャフト48の下端には工具5
2例えば単一歯のフライス工具をくわえるためのチャッ
ク50が装着されている。スピンドルシャフト48の上
端にはピニオン54が取付けられている。4個のピニオ
ン54は共通の駆動歯輪即ち駆動ギヤー56に噛合して
いる。ピニオン54と駆動ギヤー56の材質は潤滑剤を
殆ど必要としないか又は全く必要としないように選定さ
れている。例えば、スチールのピニオンの場合にはプラ
スチックギヤーが組み合わされる。これは伝達されるト
ルクが小さい本実施例には当てはまるが、何れにして
も、加工片の汚染の危険は総ゆる状況の下で回避されな
ければならない。
ー16によりその出力軸18を介して駆動される。この
出力軸18は一般に「可撓軸」として設計される。その
理由は、出力軸18の下端が駆動ギヤー56に結合され
て、その上端が動かない状態でも下端がX方向とY方向
への変位に追従し得なければならないからである。「可
撓」という用語は、物理的には湾曲することを意味する
が、作用上両軸端が一線に揃わない軸、例えば、自由接
手軸をも許容する公知の総ゆる形式の軸を含むものとす
る。どのような設計の可撓軸を選択するかは、意図する
機械の用途特に伝達されるべきトルクに依存する。
の第1の側板60を担持しており、また第1の円柱状案
内桿62はこれらの側板60間に延びている。この案内
桿62上には、図示しないローラーベアリングを介して
連結部材64が摺動可能に装架されている。この連結部
材64は、更に、好ましくはボール軸であるウォーム6
6と協働する図示しないウォームホイールによってX方
向へも変位し得るように構成されている。この2本のウ
ォーム66はX−モーター68によりその出力ピニオン
70,歯付きベルト72及びギヤー74を介して等角度
回転せしめられる。この組立体はスピンドルヘッド36
を軸方向へ案内し、Z軸の周りの回転を阻止する。
行われる。即ち、この目的のために、一対の側板60
a,案内桿62a,連結部材64a(ここでは1個だけ
必要である)と関連するウォーム66a,Y−モーター
68a,ピニオン70a,歯付きベルト72a及びギヤ
ー74aが設けられている。X−モーター68,Y−モ
ーター68a及びZ−モーター26はCNC制御され得
るが、これによると加工速度が抑制される。プラスチッ
ク板に電子チップ収容用の凹陥部をフライス加工する場
合のように常に形状が同じ場合には、リミットスイッチ
と組み合わせてカムフォロワーと協働する案内カーブ又
は案内カムを使用することにより、制御を容易にするこ
とは可能である。
2を含んでいる。この上板80と下板82は主スピンド
ル40の1つを受容する一線に揃った孔を夫々有してい
る。主スピンドル40の軸受けスリーブ42は、上記孔
に摺動可能に嵌装されていて、そのZ方向の位置が調節
され得るようになっている。従って、ピニオン54の軸
方向寸法は、高さ調節の範囲を限定する駆動ギヤー56
の軸方向寸法よりも大きい。使用中、軸受スリーブ42
は軸方向には固定されていなければならないことは言う
までもない。この目的のために、作動時スピンドルヘッ
ド36の上板80と下板82に対して主スピンドルの1
つを押し付けるクランプレバー86にそのピストンロッ
ドが連結されている空気シリンダー84を含む、クラン
プ装置が設けられている。
場合には、基板30が、ねじシャフト28により案内柱
88に沿って、可撓桿34のねじシャフト部32を介し
て駆動されるスピンドルヘッド36と共に、持ち上げら
れる。次に、主スピンドル40は釈放されてパネル90
及び92と共に下方へ移動せしめられ、分解されて、取
り外される。この構成は機械を簡単に組み立てることを
可能にする。本実施例におけるように、4つの凹陥部が
4枚のプラスチック板に同時にスライス加工される場合
には、先ず4本の単一歯のフライス工具が各主スピンド
ルのチャックに取付けられる。そして軸受けスリーブ4
2が釈放され、スピンドルヘッド36が、4本のフライ
ス工具の総てがプラスチック板の表面に接するまで、下
げられる。次に、軸受けスリーブ42がクランプ装置に
よりクランプされ、そしてプラスチック板の表面を基準
面としてスピンドルシャフト48のZ軸方向への変位が
行われる。
の変位に際しZ方向(上方)への変位も生じるであろう
ことは、理解されるであろう。プラスチック板に凹陥部
をフライス加工する場合、凹陥部内に電子チップを固定
するのに用いられる膠は内方へ流れるので、このZ方向
へ変位することが欠点にはならない。然しながら、他に
適用する場合には、かかるZ方向への変位による誤差は
Z方向とは反対方向に制御される変位により補正されな
ければならないし、その寸法は実験により求められるか
或は計算により求められる。
は、機械と加工片の汚染を回避することが最も重要なこ
とである。とくに、切削の切れ端が加工片と一緒に機械
から搬出されないように注意が払われなければならな
い。この目的のために独特の吸引装置が設けられてい
る。
い孔と保護パネル90の下側にある案内パネル92の比
較的大きい孔とを貫通して延びている。この2つのパネ
ルの間に画成された空洞94は一端(図3において左
端)が閉じられていて、他端から矢印96により表示さ
れる送風装置によって圧縮空気が吹き込まれる。この圧
縮空気は、パネル92の孔を通過して、機械と加工片を
冷却する。案内パネル92の下側の空間99は真空源に
対向する送風装置96の出口98に接続されている。案
内パネル92は、空間99の入口100が出口98より
も流入断面が小さくなるように、厚さが徐々に薄くされ
ている。その結果、入口100から出口98に向って圧
力勾配があり、矢印によって示された方向にのみ空気流
ができて総ての切り屑が除去されるようになっている。
れているが、このウエブ38は冷却された吸引板58に
よってフライス加工される位置に保持され、図示しない
整列ピンにより位置決めされるようになっている。
る。
Claims (18)
- 【請求項1】 直交するX,Y,Z方向に変位可能なス
ピンドルヘッドに、回転可能に軸受けされた少なくとも
1つの主スピンドルと、 前記スピンドルヘッドからZ方向に隔置されたスピンド
ル駆動モーターを支持する固定フレームと、 前記固定フレームに前記スピンドルヘッドを支持させる
ための手段と、 前記固定フレームに吊された基板と、を含んでいて、 スピンドル軸はZ方向に延びていて、前記スピンドルは
フライス工具をくわえるためのチャックを担持してお
り、 前記基板と前記スピンドルヘッドはZ方向に一緒に変位
可能であり、前記スピンドルヘッドは前記基板に対して
X及びY方向に変位し得るように案内されている、工作
機械。 - 【請求項2】 前記手段はZ方向に延びた少なくとも3
つの可撓桿を含み、前記スピンドルヘッドは前記可撓桿
により前記フレーム上に吊されている、請求項1に記載
の工作機械。 - 【請求項3】 前記基板は前記スピンドルヘッドをX及
びY方向へ夫々変位させるための駆動モーターを支持し
ている、請求項1又は2に記載の工作機械。 - 【請求項4】 前記スピンドル駆動モーターは可撓シャ
フトを介して前記スピンドルに連結されている、請求項
1又は2に記載の工作機械。 - 【請求項5】 複数の主スピンドルは前記スピンドルヘ
ッドに配置されており、単一のスピンドル駆動モーター
が総てのスピンドルに連結されている、請求項1又は2
に記載の工作機械。 - 【請求項6】 前記スピンドルヘッドと前記基板はねじ
シャフトを介してZ方向に一緒に変位可能である、請求
項1又は2に記載の工作機械。 - 【請求項7】 前記可撓桿には前記基板と前記スピンド
ルヘッドとの一緒の変位を可能にするようにねじが刻設
されている、請求項2に記載の工作機械。 - 【請求項8】 総てのねじシャフトに連結された単一の
Z−変位モーターを含んでいる、請求項6に記載の工作
機械。 - 【請求項9】 総ての前記可撓桿に連結された単一のZ
−変位モーターを含んでいる、請求項7に記載の工作機
械。 - 【請求項10】 前記基板は3本のねじシャフトにより
前記フレームに吊されている、請求項6に記載の工作機
械。 - 【請求項11】 前記の各主スピンドルは該スピンドル
を回転可能に受容する軸受けスリーブを含んでおり、該
軸受けスリーブは前記スピンドルヘッドに取り外し可能
に締結されていて且つZ方向に移動させることにより取
り外しできるようになっている、請求項1に記載の工作
機械。 - 【請求項12】 前記スピンドルヘッドは案内用カーブ
に沿ってX及びY方向へ変位し得るようになっている、
請求項1に記載の工作機械。 - 【請求項13】 X方向の変位からY方向の変位へ及び
Y方向の変位からX方向の変位への転換を制御する末端
スイッチを含んでいる、請求項12に記載の工作機械。 - 【請求項14】 前記基板の下側空間に取付けられた切
り屑吸引装置を含んでいる、請求項1に記載の工作機
械。 - 【請求項15】 前記切り屑吸引装置は、 前記スピンドルの下側に配置されていて且つ工具軸が貫
通し得る比較的小さい孔を有する保護パネルと、 前記保護パネルの下側に配置されていて且つ工具軸のた
めの比較的大きい孔を有する案内パネルと、 入口から前記保護パネルと前記案内パネルとの間の空間
内へ冷却空気を供給するための送風装置と、 前記案内パネルの下側に配置されていて前記冷却空気の
入口に対向し且つ真空源に接続された吸引出口と、を含
んでいる請求項14に記載の工作機械。 - 【請求項16】 各スピンドルチャックはプラスチック
板に電子チップを受容する凹陥部を切削するための工具
をくわえるようになっている、請求項1に記載の工作機
械。 - 【請求項17】 軸受けスリーブに夫々軸受けされた複
数のスピンドルを含み、前記各軸受けスリーブはZ方向
に変位可能なように前記スピンドルヘッドに取り外し可
能に結合されている、請求項16に記載の工作機械。 - 【請求項18】 スピンドルヘッドを持ち上げるステッ
プと、 軸受けスリーブを取り外すステップと、 総ての工具が凹陥部の形成されるべきプラスチック板上
に乗るまでスピンドルヘッドを下げ、前記プラスチック
板の上面を凹陥部の深さのための基準面とするステップ
と、 前記軸受けスリーブをスピンドルヘッドに結合するステ
ップと、を含む、請求項1に記載の工作機械を用意し且
つ調整する方法。
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