JPH0899242A

JPH0899242A - 複合加工用の工作機械

Info

Publication number: JPH0899242A
Application number: JP6258983A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kitamura; 省三北村
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークを１度取付けることにより、研削加工
を含む一連の複合加工をワークに施すことができ、しか
も砥石の目直しや形直しを適格に行う。【構成】少くともドリル、旋削加工具、砥石から任意
に選ばれる１つのツールを装着するツールヘッドと、ツ
ールに対してワークを相対移動させる送り手段と、ドレ
ッシング手段と、砥石計測手段を備え、ドレッシング手
段と砥石計測手段を共通の送り手段に設けて、ツールと
して砥石をツールヘッドに装着した状態で、送り手段に
よって砥石にドレッシング手段を接触させるように相対
移動させてドレッシング手段によって砥石をドレッシン
グし、かつ、送り手段によって砥石に砥石計測手段を接
触させるように相対移動させて砥石計測手段によって砥
石の寸法を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークの複合加工を
するための工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のワーク加工の一例として、円柱体
のワークの外周を旋削したあと、このワークに穴を設
け、さらに研削する複合加工について説明する。

【０００３】まず、ワークを旋盤のチャックに取付けて
バイトでその外周を旋削する。次にワークを旋盤からは
ずしてボール盤に取付けてドリルで穴あけをする。

【０００４】次に、ワークをボール盤からはずして研削
盤に取り付けて研削する。

【０００５】研削後、ワークを研削盤から外して、三次
元測定器などに取り付けて、ワークの形状測定などを行
う。

【０００６】研削盤の砥石の表面に目つぶれ、目つま
り、すり減りなどが生じた場合は、ドレッサや砥石修正
装置などによって、目直しや形直しなどを行い、さらに
砥石の径の寸法を計測する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようにワークを旋
盤からはずしてボール盤に取付けたり、ボール盤からは
ずして研削盤に取り付けたりする。このため、ワークの
取付け、取はずしに時間がかかり、高い加工精度を保つ
のが難しい。

【０００８】しかも、砥石を取り外して、目直しや形直
しを行う。このため、砥石の取付け、取外しに時間や手
間がかかるという問題がある。

【０００９】さらに、目直しなどによる砥石の径の変化
を正確に補正することが容易でなく、研削精度が悪くな
り易いという問題がある。

【００１０】この発明は、ワークを１度取付けることに
より、研削加工を含む多様な加工をワークに施すことが
でき、しかも砥石の目直しや形直しを適格に行って、高
い加工精度を保つことができる複合加工用の工作機械を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、少く
ともドリル、旋削加工具、砥石から任意に選ばれる１つ
のツールを装着するツールヘッドと、ツールに対してワ
ークを相対移動させる送り手段と、ドレッシング手段
と、砥石計測手段を備え、ドレッシング手段と砥石計測
手段を共通の送り手段に設けて、ツールとして砥石をツ
ールヘッドに装着した状態で、送り手段によって砥石に
ドレッシング手段を接触させるように相対移動させてド
レッシング手段によって砥石をドレッシングし、かつ、
送り手段によって砥石に砥石計測手段を接触させるよう
に相対移動させて砥石計測手段によって砥石の寸法を計
測する構成にしたことを特徴とする複合加工用の工作機
械を要旨とする。

【００１２】本願の第２発明は、ワークスピンドル（１
６）を有し、このワークスピンドル（１６）にワークを
着脱可能なワークヘッド（４）と、ツールスピンドル
（４２）を有し、このツールスピンドル（４２）に少な
くともドリル、旋削加工具、砥石から任意に選ばれた１
つのツールを着脱可能なツールヘッド（５）と、ワーク
ヘッド（４）とツールヘッド（５）を有する工作機械本
体（１）と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル
（１６）の軸方向に対するツールヘッド（５）のツール
スピンドル（４２）の軸方向の向きを変える第１インデ
ックス部（６）と、ワークヘッド（４）のワークスピン
ドル（１６）を第１方向（Ａ）に連続回転可能な第１駆
動部（７）と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル
（１６）を第１方向（Ａ）にインデックスする第２イン
デックス部（８）と、ワークヘッド（４）のワークスピ
ンドル（１６）の回転を必要に応じて阻止する第１阻止
部（９）と、ツールヘッド（５）のツールスピンドル
（４２）の連続回転可能な第２駆動部（１０）と、ツー
ルヘッド（５）のツールスピンドル（４２）の回転を必
要に応じて阻止する第２阻止部（１１）と、工作機械本
体（１）に設けられて、ワークヘッド（４）とツールヘ
ッド（５）を相対的に３次元的に運動可能な駆動系（１
２，１３）と、ドレッシング手段（３０２）と、砥石計
測手段（３０３）を備え、ツールとして砥石（３４３
ａ）をツールヘッドに装着した状態で、駆動系（１２，
１３）によって砥石（３４３ａ）にドレッシング手段
（３０２）を接触させるように相対移動させて、ドレッ
シング手段（３０２）によって砥石（３４３ａ）をドレ
ッシングし、かつ、駆動系（１２，１３）によって砥石
（３４３ａ）に砥石計測手段（３０３）を接触させるよ
うに相対移動させて、砥石計測手段（３０３）によって
砥石（３４３ａ）の寸法を計測することを特徴とする複
合加工用の工作機械を要旨とする。

【００１３】また、本願の第３発明は、ツールスピンド
ルに砥石軸を取付けた状態で、ワークの円筒面や平面や
穴の研削を行う複合加工手段と、砥石を修正するドレッ
シング手段と、砥石の径を測定する砥石計測手段と、研
削加工後のワークの計測を行うワーク計測手段と、ワー
ク計測手段をツールスピンドルに取付ける自動工具交換
装置を備えることを特徴とする複合加工用の工作機械を
要旨とする。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例による工作機械について説明
する。

【００１５】この工作機械は、ツールスピンドルに砥石
軸を取付けた状態でワークの円筒面や平面や穴の研削を
行う複合加工手段と、砥石を修正するドレッシング手段
と、砥石の径を測定する砥石計測手段と、研削加工後の
ワークの計測を行うワーク計測手段と、ワーク計測手段
をツールスピンドルに取付ける自動工具交換装置を備え
る。

【００１６】そして、複合加工手段が、ワークスピンド
ルに取り付けられたワークにたいして少くとも旋削加工
および研削加工を行い、旋削加工、フライス加工、ドリ
リング加工、タッピング加工、グラインダー加工から選
ばれた任意の複数の加工を含む一連の複合加工を行うよ
うに、少くとも旋削加工具、フライス加工具、ドリル、
タッピング加工具、砥石から選ばれる複数のツールを順
に１つずつツールスピンドルに取り付ける。

【００１７】砥石は、研削加工を行なうための工具であ
り、通常の種々の研削といしを使用できる。例えば、砥
石軸、平形といし、リング形といしなど、種々の形状の
研削といしを使用できる。

【００１８】ドレッシング手段は、ドレッシング、例え
ば砥石の目直しや形直しなどの修正を行うための工具で
あり、通常のダイヤモンド工具などのドレッサを使用で
きる。

【００１９】砥石計測手段は、砥石に対して相対移動し
て接触することによって、砥石の寸法を計測する手段で
あり、通常のタッチセンサーなどを使用できる。

【００２０】送り手段は、ツールに対して、ワーク、ド
レッシング手段、砥石計測手段のそれぞれを相対移動さ
せる手段である。各相対移動の方向は、任意に設定でき
る。例えば、ツールに対して、ワーク、ドレッシング手
段、砥石計測手段のそれぞれを３つの直線軸に沿って相
対移動させ、しかもワークを２つの回転軸に関して相対
移動させてインデックスすることができる。さらに、ド
レッシング手段、砥石計測手段を回転軸に関して相対移
動させてインデックスするようにしてもよい。

【００２１】ツールとして、砥石、旋削加工具、切削工
具、ドリル、フライス加工具、タッピング加工具などを
使用できる。

【００２２】ツールとして砥石を使用する場合は、各種
の研削加工、例えば、ワークの円筒面や平面や穴の研削
加工が可能である。

【００２３】ツールとして旋削工具や切削工具などを使
用する場合は、旋削加工、フライス加工、ドリリング加
工、タッピング加工などが可能である。

【００２４】したがって、種々のツールを順に使用する
ことによって、旋削加工、フライス加工、ドリリング加
工、タッピング加工、グラインダー加工の一連の複合加
工が可能である。

【００２５】また、通常の自動工具交換装置（ＡＴＣ）
を使用することによって、ツールとワーク計測手段を交
換してもよい。ワーク計測手段は、ワークの寸法や形状
を測定するためのものであり、通常のタッチセンサーを
採用できる。この場合、ワークとタッチセンサーを互い
に接触させるように相対移動させて、ワークの寸法や形
状などを計測できる。

【００２６】次に、本発明の第１〜第３実施例による複
合加工用の工作機械について順に説明する。

【００２７】第１実施例本発明の第１実施例による複合加工用の工作機械につい
て説明する。

【００２８】図１を参照する。この第１実施例による工
作機械は、複合加工手段、ＣＮＣ装置１００、ワークチ
ェンジ１０１、ツールチェンジャ１０２、ワークマガジ
ン１０３、ツールマガジン１０４、ワーク計測手段３０
１、ドレッシング手段３０２、砥石計測手段３０３を有
している。

【００２９】複合加工手段は、工作機械本体１、ワーク
ヘッド４、ツールヘッド５、第１インデックス部６、第
１駆動部７、第２インデックス部８、第１阻止部９、第
２駆動部１０、第１駆動系１２，第２駆動系１３，切削
油のタンク２００，切削油供給装置２０１を有してい
る。

【００３０】第１駆動系１２および第２駆動系１３は、
駆動系を構成している。

【００３１】工作機械本体１、ワークヘッド４、ツール
ヘッド５、第１インデックス部６、第２インデックス部
８および駆動系は、送り手段を構成している。

【００３２】工作機械本体１は、ベッド２とコラム３を
有している。

【００３３】図１と図２を参照すると、ワークヘッド４
は、第１ケーシング１５、ワークスピンドル１６、ベア
リング１７〜１９、油圧装置２３を有している。第１ケ
ーシング１５には、第１駆動部７、第２インデックス部
８および第１阻止部９が設けられている。さらに、第１
ケーシング１５には、ワークスピンドル１６が回転可能
にベアリング１７〜１９を介して設けられている。ワー
クスピンドル１６には、通常のコレットチャック式でワ
ークホルダ２０が着脱可能に取り付けられている。ワー
クホルダ２０のテーパ部２１の形は、ワークスピンドル
１６の取付穴２２に合っている。

【００３４】油圧装置２３のロッド２４ａは、ｅ方向に
動かすことができる。それによって、ワークホルダ２０
のテーパ部２１を取付穴２２にはめこむことができる。
ロッド２４ａをｆ方向に動かすことでテーパ部２１を取
付穴２２からはずすことができる。

【００３５】ワークスピンドル１６の他端の付近には、
第１阻止部９が設けられている。第１阻止部９は、油圧
ブレーキ装置２５とロータ２６を有している。油圧ブレ
ーキ装置２５は、第１ケーシング１５に取付けられてい
る。ロータ２６は、ワークスピンドル１６の他端に固定
されている。油圧ブレーキ装置２５を作動して、ロータ
２６の回転、つまりワークスピンドル１６の回転を必要
に応じて止めることができる。

【００３６】第１駆動部７は、第１回転駆動モータ２
７、第１ギヤ２８，第２ギア２９などを有している。第
１ギヤ２８は、第１回転駆動モータ２７の出力軸に固定
されている。第２ギヤ２９は、ワークスピンドル１６に
固定されている。第１ギヤ２８と第２ギア２９は、図示
しないギヤ等により動力を伝達できる。第１回転駆動モ
ータ２７が駆動されると、ワークスピンドル１６が第１
方向Ａに連続回転する。

【００３７】第２インデックス部８は、第１インデック
ス用モータ３０、第３ギヤ３１，第４ギア３２，第５ギ
ア３３，第６ギア３４、スライド機構３５、第１軸３６
を有している。第３ギヤ３１は、第１インデックス用モ
ータ３０の出力軸に固定されている。第４ギヤ３２は、
第１軸３６に固定されている。第４ギヤ３２は、第３ギ
ア３１とかみ合い、第５ギヤ３３は、第６ギヤ３４とか
み合っている。第１インデックス用モータ３０により、
ワークスピンドル１６を図１の第１方向Ａにインデック
スできる。たとえば、１０°又は１°ごとにインデック
スできる。

【００３８】ただし、第５ギヤ３３は、第１軸３６の軸
方向にのみスライド自在である。スライド機構３５のレ
バー３７ａが、第５ギヤ３３の部分３３ａにかみ合って
おり、シリンダ３７のロッド３７ｂを収縮すると、第５
ギヤ３３は、第１軸３６の方向にスライドする。これに
より、第５ギヤ３３は、第６ギヤ３４から離れる。つま
り、第１インデックス用モータ３０の力は、ワークスピ
ンドル１６に伝わらない。このようにするのは、第１回
転駆動モータ２７により、ワークスピンドル１６を連続
回転しているときに、第１インデックス用モータ３０が
回ってしまわないようにして、第１インデックス用モー
タ３０を保護するためである。第１インデックス用モー
タ３０は、たとえばサーボモータである。

【００３９】図２のワークホルダ２０は、通常のエアチ
ャック４０を有している。このエアチャック４０には、
円柱状のワークＷが固定されている。

【００４０】図１を参照する。ツールヘッド５は、第２
ケーシング４１、ツールスピンドル４２を有している。
第２ケーシング４１には、第２阻止部１１及び第２駆動
部１０が設けられている。

【００４１】ツールスピンドル４２は、ワークヘッド４
のワークスピンドル１６と同形式のものである。ただ
し、ツールスピンドル４２には、通常のコレットチャッ
ク式でツールホルダが着脱可能に取付けられる。

【００４２】ツールホルダは、例えば、後述の研削用ツ
ールホルダ、旋削用ツールホルダ、切削用ツールホルダ
などであり、従来と同様のものを採用することもでき
る。

【００４３】図１においては、ツールホルダとして研削
用ツールホルダ３４３が着脱可能に取付けられている。
後述のように、研削用ツールホルダ３４３を、その他の
ツールホルダ、例えば旋削用ツールホルダなどに交換す
ることができる。

【００４４】第２駆動部１０は、モータ（図示せず）や
その他ギヤ等（図示せず）を有し、ツールスピンドル４
２を連続回転させることができる。

【００４５】図１に示す第１インデックス部６は、第１
駆動系１２の第１サドル６０の上に設けられている。第
１インデックス部６は、回転ディスク５１、固定ディス
ク５３と第２インデックス用モータ５２を有している。
回転ディスク５１上には、ワークヘッド４が固定されて
いる。回転ディスク５１は、第２インデックス用モータ
５２によりＢ方向にインデックス可能である。このイン
デックスをするための機構は、通常用いられているもの
である。

【００４６】第１駆動系１２，第２駆動系１３は、ツー
ルヘッド５とワークヘッド４を相対的に運動させるため
のものである。

【００４７】第１駆動系１２は、第１サドル６０、第２
サドル６１、Ｘ軸用モータ６２，Ｚ軸用モータ６３を有
している。第２サドル６１は、Ｚ軸用モータ６３の駆動
によって、ベッド２のＺ軸用ガイド６４に沿ってＺ軸方
向に移動できる。また、第１サドル６０は、Ｘ軸用モー
タ６２の駆動によって、第２サドル６１のＸ軸用ガイド
６５に沿ってＸ軸方向に移動できる。

【００４８】第２駆動系１３は、Ｙ軸用モータ６６とＹ
軸用ガイド６７を有する。Ｙ軸用モータ６６の駆動によ
り、ツールヘッド５をＹ軸方向に移動可能である。

【００４９】図４および図５を参照して、旋削用ツール
ホルダ４３、回り止め手段および切削油供給装置２０１
について説明する。

【００５０】図４および図５においては、研削用ツール
ホルダ３４３を旋削用ツールホルダ４３に交換してあ
る。ツールスピンドル４２には、通常のコレットチャッ
ク式で旋削用ツールホルダ４３が取付けられている。

【００５１】回り止め手段は、固定部材２０８，回り止
め部材２１２，位置決めブロック２０３を有している。

【００５２】切削油供給装置２０１は、第１切削油ライ
ン２０５，第２切削油ライン２０６、球体２１４を有し
ている。

【００５３】ツールスピンドル４２には、上述のように
バイトホルダともいう旋削用ツールホルダ４３が挿入さ
れている。第２ケーシング４１のエンドカバー４１ａに
は、位置決めブロック２０３が着脱自在に固定されてい
る。この位置決めブロック２０３には、Ｌ形の第１通路
２０４が形成されている。第１通路２０４の一端には、
第１切削油ライン２０５の一端が接続されている。この
第１切削油ライン２０５の他端は、タンク２００に接続
されている。また、必要に応じて別の第２切削油ライン
２０６が、図１のように設けられている。第２切削油ラ
イン２０６の一端は切削油吐出部２０７であり、他端は
タンク２００に接続されている。

【００５４】旋削用ツールホルダ４３には、固定部材２
０８が固定されている。この固定部材２０８には、図４
と図５に示すように旋削用ツール２０９が止めねじ３０
０、３０１により固定されている。旋削用ツール２０９
には、チップ２１０が固定されている。固定部材２０８
の突出部２１１には、回り止め部材２１２が突出するよ
うに設けられている。この回り止め部材２１２は、パイ
プ状のものである。

【００５５】回り止め部材２１２には、第２通路２１２
ａが形成されている。固定部材２０８には、第３通路２
１３が形成されている。回り止め部材２１２の第２通路
２１２ａの一端は、第１通路２０４の他端に接続されて
いる。回り止め部材２１２の第２通路２１２ａの他端と
固定部材２０８の第３通路２１３の一端は、接続されて
おり、切削油の通路を構成している。

【００５６】固定部材２０８の外面には、球体２１４が
設けられ、この球体２１４のノズル２１５は、第３通路
２１３の他端とつながっている。球体２１４は、固定部
材２０８に対して回転可能であり、切削油ＯＩＬの吐出
方向を変えることができる。図４では、切削油ＯＩＬの
吐出方向が、チップ２１０の方向に向いている。

【００５７】旋削用ツールホルダ４３をツールスピンド
ル４２に挿入する際に、回り止め部材２１２は、位置決
めブロック２０３に対して軸方向に挿入してかみ合う。
これにより、旋削用ツールホルダ４３が、ツールスピン
ドル４２またはエンドカバー４１ａまたは第２ケーシン
グ４１に対して回るのを阻止できる。回り止め部材２１
２の第２通路２１２ａは、位置決めブロック２０３の第
１通路２０４とつながっている。

【００５８】切削油タンク２００の供給モータ２００ａ
によって、切削油タンク２００内の切削油は、第１切削
油ライン２０５、第１通路２０４、第２通路２１２ａ、
第３通路２１３およびノズル２１５を経て、チップ２１
０の方へ吐出される。

【００５９】図３に示すように、ＣＮＣ装置１００によ
り次のものが制御される。

【００６０】まず、ワークヘッド４に関連するものとし
ては、第１回転駆動モータ２７、第１インデックス用モ
ータ３０、第１阻止部９、油圧装置２３、Ｘ軸用モータ
６２，Ｚ軸用モータ６３，第２インデックス用モータ５
２が制御される。そして、ツールヘッド５に関連するも
のとしては、第２駆動部１０，Ｙ軸用モータ６６が制御
される。そして、切削油のタンク２００の供給モータ２
００ａが制御される。

【００６１】ワークチェンジャ１０１は、ワークヘッド
４に取り付けられたワークホルダ２０を別のワークホル
ダに取かえるためのものである。また、ツールチェンジ
ャ１０２は、ツールヘッド５に取り付けられたツールホ
ルダ４３を別のツールホルダに取かえるためのものであ
る。このツールチェンジャ１０２は、上述のワークチェ
ンジャ１０１と同様の形式のものを採用できる。

【００６２】ワークマガジン１０３は、多数のワークホ
ルダを保管するためのものである。ツールマガジン１０
４は、多数のツールホルダを保管するためのものであ
る。

【００６３】タンク２００は、第１切削油ライン２０５
あるいは第２切削油ライン２０６に切削油を送る供給モ
ータ２００ａを有しており、この供給モータ２００ａ
は、ＣＮＣ装置１００によって制御されて作動する。

【００６４】次に、図６〜図８を参照して、１つのワー
クＷを複合加工する場合について説明する。

【００６５】図６に示すように、ワークヘッド４のワー
クスピンドル１６に取り付けられたワークホルダ２０の
エアーチャック４０には、円柱状のワークＷが固定され
ている。一方、ツールヘッド５に取り付けられた旋削用
ツールホルダ４３には、旋削用ツール２０９（バイトと
もいう）が固定されている。

【００６６】旋削用ツールホルダ４３がツールスピンド
ル４２に挿入され、固定部材２０８の回り止め部材２１
２が、位置決めブロック２０３にかみ合うことによっ
て、円周方向において正しい位置にツール２０９が位置
決めされるのである。

【００６７】ワークスピンドル１６を連続回転し、かつ
ワークヘッド４をＺ１方向に移動し、タンク２００の切
削油を図６に示すようにノズル２１５から吐出しなが
ら、バイト２０９によりワークＷの外周を旋削する。

【００６８】次に、図７を参照する。図６に示す旋削用
ツールホルダ４３の代わりに、別の切削用ツールホルダ
１４３を取付ける。この切削用ツールホルダ１４３は、
ドリル１４３ａを有している。ドリル１４３ａは、ワー
クホルダ４０のワークＷの端面と対面している。

【００６９】ワークスピンドル１６が回転しないように
したのち、ワークホルダ４をＺ１方向に移動する。一
方、ツールスピンドル４２を連続回転する。これによ
り、ワークＷに穴ｈを軸方向にあける（図９参照）。こ
のときも、ライン２０６を介して切削油を供給する。

【００７０】図７のＺ２方向にワークヘッド４をもど
す。そして図８のようにＢ１方向にワークヘッド４をイ
ンデックスする。そのあと、ワークヘッド４をＺ１方向
に移動して、図９のようなワークＷに穴ｈ２をあける。
穴ｈの軸方向と穴ｈ２の軸方向は所定角度で交差してい
る。このときは、第２切削油ライン２０６を介して切削
油を供給する。

【００７１】次に、図１０〜図１２を参照して、別のワ
ーク加工例について説明する。

【００７２】図１０に示すワークＷ１は、２つの穴を有
している。穴ｈ３の軸方向と穴ｈ４の軸方向は直交して
いる。

【００７３】図１１に示すワークＷ２は、丸い部分Ｐ１
と傾斜部Ｐ２を有している。

【００７４】図１２に示すワークＷ３は、小径部Ｐ３の
側面に穴ｈ５が形成されている。

【００７５】次に、図１、図３、図１３、図１４を参照
して、ドレッシング手段３０２および砥石計測手段３０
３について説明する。

【００７６】砥石計測手段３０３は、回転ディスク５１
に設けられている。ドレッシング手段３０２は、砥石計
測手段３０３に設けられている。

【００７７】ドレッシング手段３０２は、ドレッシング
を行えるものであればよい。例えば、ダイヤモンド・ド
レッサなど、通常のドレッサを採用できる。図示例にお
いては、ドレッシング手段３０２は、ダイヤモンド・ド
レッサであり、その先端にダイヤモンド３０２ａを有す
る。

【００７８】砥石計測手段３０３は、砥石の寸法や形状
などを測定できるものであればよい。例えば、タッチセ
ンサーなど、通常の測定手段を採用できる。図示例にお
いては、砥石計測手段３０３は、タッチセンサーであ
る。

【００７９】研削加工においては、切削油に代えて、そ
れとは別の研削油を使用する。例えば、タンク２００に
切削油と研削油を別々に貯蔵して、いずれかを選択的に
切削油供給装置２０１に送るようにする。

【００８０】次に、図１５を参照して、平面研削につい
て説明する。

【００８１】まず、ワークスピンドル１６を位置決め
し、かつツールスピンドル４２を連続回転させる。

【００８２】ツールスピンドル４２には、研削用ツール
ホルダ３４３が取り付けられている。研削用ツールホル
ダ３４３には、砥石３４３ａが取り付けられている。砥
石３４３ａは、円筒形状の砥石軸である。

【００８３】ワークスピンドル１６には、直方体形状の
ワークＷ４を保持するワークホルダ３４０が取付けられ
ている。このワークホルダ３４０は、前述の図１に示す
ワークホルダ４０と同様のものである。

【００８４】その状態で、ワークヘッド４およびツール
ヘッド５をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対移動させて、砥
石３４３ａの周面をワークＷ４の所望の側面に接触さ
せ、その状態で、砥石３４３ａをＸ軸方向に移動させて
平面研削を行う。この研削において、砥石３４３ａやワ
ークＷ４に向けて、第２切削油ライン２０６の切削油吐
出部２０７から研削油が吐出される。それによって、研
削加工において砥石の目つまり、目つぶれをできるだけ
防ぎ、研削熱、研削抵抗を現象させ、仕上げの程度を向
上させることができる。研削油は、従来と同様のものを
採用できる。

【００８５】また、研削加工においては、切削油に代え
て、それとは別の研削油を使用することもできる。例え
ば、タンク２００に切削油と研削油を別々に貯蔵して、
いずれかを選択的に切削油供給装置に送るようにするこ
とができる。

【００８６】次に、図１６を参照して、別の平面研削に
ついて説明する。

【００８７】図１６に示す状態からワークヘッド４をＺ
１方向に移動させて、砥石３４３ａの端面をワークＷ４
の所望の側面に接触させ、その状態でワークヘッド４と
ツールヘッド５をＸ軸あるいはＹ軸方向に相対移動させ
て研削を行う。この点を除いて、前述の図１５に示す平
面研削と同様である。

【００８８】次に、図１７を参照して、円筒研削につい
て説明する。

【００８９】まず、ワークスピンドル１６を連続回転さ
せ、かつツールスピンドル４２を連続回転させる。

【００９０】ワークスピンドル１６には、円柱形状のワ
ークＷ５を保持するワークホルダ３４１が取付けられて
いる。ワークスピンドル１６、ツールスピンドル４２、
ワークＷ５、砥石３４３ａの軸線方向は互いに平行であ
り、Ｙ軸方向の位置が互いに一致している。

【００９１】その状態から、ワークヘッド４をＺ２方向
に移動させ、さらにＸ１方向に移動させて、砥石３４３
ａの周面をワークＷ５の周面に接触させる。それによっ
て、円筒研削が行われる。この時に、砥石３４３ａやワ
ークＷ５に向けて、第２切削油ライン２０６の切削油吐
出部２０７から研削油が吐出される。

【００９２】次に、図１８を参照して、内面研削につい
て説明する。

【００９３】まず、ワークスピンドル１６を連続回転さ
せ、かつツールスピンドル４２を連続回転させる。

【００９４】ワークスピンドル１６には、ワークＷ６を
保持するワークホルダ３４２が取付けられている。

【００９５】ワークＷ６は、円板形状であり、軸線方向
に穴６Ｗａを有する。ワークＷ６の穴Ｗ６ａの径の寸法
は、砥石３４３ａの径の寸法より大きい。ワークスピン
ドル１６、ツールスピンドル４２、ワークＷ６の穴Ｗ６
ａ、砥石３４３ａの軸線方向は互いに平行である。砥石
３４３ａは、Ｙ軸方向に関して穴Ｗ６ａに対応するよう
に位置している。

【００９６】その状態から、ワークヘッド４をＺ１方向
に移動させ、さらにＸ１あるいはＸ２方向に移動させ
て、砥石３４３ａの周面をワークＷ６の内面Ｗ６ａに接
触させる。それによって、内面研削が行われる。この時
に、砥石３４３ａやワークＷ６の内面Ｗ６ａに向けて、
第２切削油ライン２０６の切削油吐出部２０７から研削
油が吐出される。

【００９７】本発明は、以上に説明した平面研削、円筒
研削、内面研削に限らず、その他の研削加工を行うこと
もできる。

【００９８】次に、砥石３４３ａの目直しや形直しなど
を行う方法について説明する。

【００９９】まず、第１駆動系１２によって、砥石修正
手段３００の位置を、砥石修正手段原点位置に移動さ
せ、第２駆動系１３によって、ツールヘッド５を所定の
Ｙ軸機械原点位置に移動させる。砥石３４３ａの目直し
や形直しにおいては、この状態の位置関係を基準とし
て、第１駆動系１２および第２駆動系１３による相対移
動を行う。

【０１００】その後、ツールスピンドル４２を連続回転
させる。この状態で、第１駆動系１２および第２駆動系
１３によって、ドレッシング装置３０１と砥石３４３ａ
を相対移動させて、ドレッシング手段３０２の先端３０
２ａを砥石３４３ａに接触させて目直しや形直しを行
う。図１４に、この状態の砥石を符号３４３ａ（イ）で
示す。

【０１０１】砥石３４３ａに対するドレッシング手段３
０２の角度は任意に設定できる。例えば、適当な角度
で、ドレッシング手段３０２を砥石３４３ａのといし面
に対して傾斜させるように設定できる。それによって、
食込みや条痕の発生を防止できる。

【０１０２】その後、ドレッシング手段３０２の先端３
０２ａと砥石３４３ａを互いに離して、ツールスピンド
ル４２の回転を止める。そして、第１駆動系１２および
第２駆動系１３によって、砥石計測手段３０３と砥石３
４３ａを相対移動させて、砥石計測手段３０３と砥石３
４３ａを互いに接触させる。この状態の砥石を符号３４
３ａ（ロ）で示す。その後、砥石の直径方向の反対側に
接触させる。各接触点の位置を砥石計測手段によって測
定し、それに基づいて、砥石３４３ａの径の寸法を求め
る。

【０１０３】さらに、必要によっては、砥石３４３ａの
三次元的な形状を計測することもできる。これらの計測
方法は、従来のタッチセンサーなどによる計測方法と同
様である。

【０１０４】砥石の計測結果は、ＣＮＣ装置１００に送
信される。

【０１０５】なお、砥石３４３ａの計測は、目直しや形
直しの前に行うこともできる。

【０１０６】ＣＮＣ装置１００は、砥石３４３ａの径の
寸法に基づいて、目直しや形直しを適格に行うことがで
きる。

【０１０７】また、ＣＮＣ装置１００は、砥石３４３ａ
の径の寸法に基づいて、ワークヘッド４およびツールヘ
ッド５の相対移動を調節して、前述の各研削加工を行う
こともできる。それによって、目直しや形直しを行った
後も、その前と同様の精度で研削加工を行うことができ
る。

【０１０８】次に、図１３を参照して、加工後のワーク
の形状を計測する方法について説明する。

【０１０９】加工後、自動工具交換装置（図示せず。以
下、ＡＴＣという）によって、ワーク計測手段３０１を
ワークホルダ４３と交換して、ツールスピンドル４２に
取り付ける。ワーク計測手段３０１は、ワークホルダ３
４３と同様にして、着脱可能にツールスピンドル４２に
取り付けられる。このワーク計測手段３０１とワークホ
ルダ４３の交換を、矢印３０４によって模式的に示す。
ＡＴＣは、従来と同様のものを採用できるが、前述のツ
ールチェンジャ１０２をＡＴＣとして使用してもよい。

【０１１０】そして、第１駆動系１２および第２駆動系
１３によって、ワーク計測手段３０１とワークＷを相対
移動させて、ワーク計測手段３０１とワークＷを互いに
接触させることによって、ワークＷの寸法や形状を計測
する。この計測方法は、従来のタッチセンサーなどによ
る計測方法と同様である。その計測結果は、ＣＮＣ装置
１００に送信される。

【０１１１】第２実施例図１９および図２０を参照して、本発明の第２実施例に
よる複合加工用の工作機械について説明する。

【０１１２】この工作機械は、第２阻止部１１、センサ
４７を有している。そして、ツールスピンドル４２に、
凹部４６および検知板４８を設けている。その他の構成
については、前述の第１実施例による工作機械と同様の
構成であり、同じ符号を付してある。

【０１１３】第２阻止部１１は、図１９と図２０に示す
ように、エアシリンダ２４３とロック部材４４を有す
る。ロック部材４４は、エアシリンダ２４３のロッド４
５に取付けてある。ロッド４５が伸びて、ロック部材４
４がツールスピンドル４２の凹部４６にかみ合う。これ
により、ツールスピンドル４２の回転を阻止して、ツー
ルスピンドル４２を位置決めできる。

【０１１４】なお、凹部４６とロック部材４４の位置合
せのために、図２０に示すセンサ４７を用いる。センサ
４７がツールスピンドル４２の検知板４８を検知した時
に、ＣＮＣ装置１００の指令に基いて、第２駆動部１０
を止めて、ツールスピンドル４２を位置決めするのであ
る。

【０１１５】第２阻止部１１は、ＣＮＣ装置１００によ
って制御される。

【０１１６】図２０に示すセンサ４７の位置決め信号
が、ＣＮＣ装置１００に伝えられると、必要に応じてＣ
ＮＣ装置１００が第２駆動部１０を止める。

【０１１７】第３実施例図２１および図２２を参照して、本発明の第３実施例に
よる複合加工用の工作機械について説明する。この工作
機械は、多面加工装置であり、しかも横型マシニングセ
ンタ式のものである。

【０１１８】この工作機械４０１には、操作パネル４０
２、ＮＣ装置４０３、ワーク供給手段４０４、加工装置
本体５００が設定されている。工作機械４０１は、チッ
プガード４０７で囲まれている。チップガード４０７
は、ドア４０５、４０６を有している。

【０１１９】加工装置本体５００は、前述の第１実施例
あるいは第２実施例における複合加工手段、ワーク計測
手段、ドレッシング手段および砥石計測手段と同様の構
成を有している。さらに、加工装置本体５００は、自動
工具交換手段（図示せず）を有している。自動工具交換
手段は、前述の第１実施例のツールチェンジャおよびツ
ールマガジンと同様のものである。

【０１２０】ＮＣ装置４０３は、前述の第１実施例のＣ
ＮＣ装置と同様の構成を有している。

【０１２１】次に、ワーク供給手段４０４を説明する。
ワーク供給手段４０４は、ワークステーション４２１と
自動ワークチェンジャ４２２を有している。

【０１２２】ワークステーション４２１のコンベア４２
５には、多数のワークホルダ４２３が配置されている。
各ワークホルダ４２３の上にはワークＷが装着してあ
る。ワークホルダ４２３は、前述の第１実施例のワーク
ホルダと同様のものである。

【０１２３】ワーク供給手段４０４は、ワークステーシ
ョン４２１に多数配置されたワークＷを１つづつ加工装
置本体５００にロードし、加工後、ワークＷを加工装置
本体５００からアンロードするためのものである。

【０１２４】このワークステーション４２１のコンベア
４２５は、図示しない駆動手段で作動される。コンベア
４２５の回転タイミングは、ＮＣ装置４０３のプログラ
ムにより与えられる。また、次に説明する自動ワークチ
ェンジャ４２２の各動作は、ＮＣ装置４０３のプログラ
ムにしたがって行なわれる。

【０１２５】自動ワークチェンジャ４２２は、チェンジ
ャ本体４２９、アーム４３６を有している。チェンジャ
本体４２９は、垂直支点軸４３１を中心に１８０°回転
可能である。

【０１２６】アーム４３６は、ワークホルダ４２３を着
脱自在に保持できる形状である。

【０１２７】次に、自動ワークチェンジャ４２２の動作
について説明する。

【０１２８】自動ワークチェンジャ４２２は、ワークス
テーション４２１に取付けられているワークホルダ４２
３をアーム４３６によって保持する。そして、ワークホ
ルダ４２３をワークステーション４２１から外し、チェ
ンジャ本体４２９を１８０°順回転させて、アーム４３
６を加工装置本体５００に移動させ、加工装置本体５０
０のワークヘッドにワークホルダ２３を取り付ける。そ
の後、チェンジャ本体４２９を１８０°逆回転させて、
アーム４３６をワークステーション４２１側にもどして
おく。

【０１２９】この状態で、前述の第１実施例あるいは第
２実施例と同様にして、加工装置本体５００によってワ
ークに対して研削加工、旋削加工、ドリル加工などを行
なう。

【０１３０】加工後、加工ずみのワークＷをワークステ
ーション４２１にアンロードする手順を説明する。

【０１３１】前述のように、アーム４３６は、ワークス
テーション４２１側にもどっている。この状態から、チ
ェンジャ本体４２９は１８０°順回転する。そして、ア
ーム４３６が、ワークホルダ４２３を保持して加工装置
本体５００から取り外す。このあと、チェンジャ本体４
２９を１８０°逆回転させて、アーム４３６によってワ
ークホルダ４２３をワークステーション４２１に取り付
ける。

【０１３２】このようにして、一つのワークＷのロー
ド、加工およびアンロードが終了する。

【０１３３】次に加工するべきワークＷは、コンベア４
２５によって、アーム４３６と対面する位置まで送られ
る。順次送られてくるワークＷは、上述した手順で順
次、加工装置本体５００にロードされ、加工後、加工装
置本体５００からアンロードされてワークステーション
４２１にもどされる。

【０１３４】変形例ところでこの発明は前述の各実施例に限定されない。

【０１３５】例えば、第１実施例において、ドレッシン
グ手段３０２および砥石計測手段３０３を、回転ディス
ク５１ではなく、その他のものに取り付けてもよい。例
えば、ワークヘッド４に設けてもよい。この場合、第１
インデックス部６によって、ドレッシング手段および砥
石計測手段をインデックスできる。それによって、砥石
の形状が複雑な場合でも、ドレッシング手段、砥石計測
手段を適確な角度で砥石に接触させることができる。

【０１３６】また、図６に示す実施例において、固定部
材２０８を旋削用ツールホルダ４３の一部として形成し
てもよい。また、第２切削油ライン２０６は必ずしも設
けなくてよい。その場合、例えば、図８や図７に示す加
工においては、位置決め部材から直接切削油あるいは研
削油をツールやワークに供給することができる。

【０１３７】また、図１に示すツールヘッド５をＸ軸方
向やＺ軸方向に移動できるようにしてもよい。その場合
は、ワークヘッド４をＸ軸方向やＺ軸方向に移動する必
要はない。また、ワークを旋削した後にドリル加工を行
う他に、適当なツールを選択することによってタップ加
工、フライス加工、などを行うことができる。

【０１３８】

【発明の効果】本発明によれば、一度のワーク取り付け
で、研削加工などを含む一連の複合加工を行うことがで
き、かつ砥石の目直しや形直しを行うことができる。

【０１３９】さらに、砥石の径の寸法に基づいて、研削
加工を行うこともできる。それによって、目直しや形直
しを行った後も、その前と同様の精度で研削加工を行う
ことができる。

【０１４０】したがって、複数回のワーク取り付けを行
う場合と比較して、高い精度を保って複合加工や砥石の
目直しなどを行うことができる。しかも、取り付けに有
する手間や時間を省くこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による複合加工用の工作機
械を示す斜視図。

【図２】図１に示す工作機械のワークヘッドの内部構造
を示す断面図。

【図３】図１に示す工作機械の制御系を示す模式図。

【図４】図１に示す工作機械のツールホルダとその周辺
部を示す側面図。

【図５】図１に示す工作機械の旋削用ツールホルダとそ
の周辺部を示す正面図。

【図６】図１に示す工作機械によるワークの旋削加工例
を示す図。

【図７】別のワーク加工例を示す図。

【図８】別のワーク加工例を示す図。

【図９】加工したワークの例を示す図。

【図１０】別の加工したワークの例を示す図。

【図１１】別の加工したワークの例を示す図。

【図１２】別の加工したワークの例を示す図。

【図１３】図１に示す工作機械における自動工具交換を
示す図。

【図１４】図１に示す工作機械のドレッシング手段およ
びツール計測手段を示す側面図。

【図１５】図１に示す工作機械による平面研削を示す部
分的な斜視図。

【図１６】図１５に示す平面研削とは別の方法による平
面研削を示す部分的な平面図。

【図１７】図１に示す工作機械による円筒研削を示す部
分的な平面図。

【図１８】図１に示す工作機械による内面研削を示す部
分的な平面図。

【図１９】本発明の第２実施例による複合加工用の工作
機械のツールスピンドルの回転を阻止する構成について
示す部分的な軸線方向の断面図。

【図２０】図１９に示すツールスピンドルの軸線に垂直
な方向の部分的な断面図。

【図２１】本発明の第３実施例による複合加工用の工作
機械を示す正面図。

【図２２】図２１に示す工作機械の平面図。

【符号の説明】

１工作機械本体２ベッド３コラム４ワークヘッド５ツールヘッド１０第２駆動部１２第１駆動系１３第２駆動系４２ツールスピンドル４３旋削用ツールホルダ２００切削油タンク２０３位置決めブロック２０８固定部材２０９ツール２１２回り止め部材３０１ワーク計測手段３０２ドレッシング手段３０３砥石計測手段３４３研削用ツールホルダ３４３ａ砥石４０１工作機械４０３ＮＣ装置４０４ワーク供給手段４２１ワークステーション４２２自動ワークチェンジャ４２３ワークホルダ４３６アーム５００加工装置本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少くともドリル、旋削加工具、砥石から
任意に選ばれる１つのツールを装着するツールヘッド
と、ツールに対してワークを相対移動させる送り手段
と、ドレッシング手段と、砥石計測手段を備え、ドレッ
シング手段と砥石計測手段を共通の送り手段に設けて、
ツールとして砥石をツールヘッドに装着した状態で、送
り手段によって砥石にドレッシング手段を接触させるよ
うに相対移動させてドレッシング手段によって砥石をド
レッシングし、かつ、送り手段によって砥石に砥石計測
手段を接触させるように相対移動させて砥石計測手段に
よって砥石の寸法を計測する構成にしたことを特徴とす
る複合加工用の工作機械。
【請求項２】ワークスピンドル（１６）を有し、この
ワークスピンドル（１６）にワークを着脱可能なワーク
ヘッド（４）と、ツールスピンドル（４２）を有し、このツールスピンド
ル（４２）に少なくともドリル、旋削加工具、砥石から
任意に選ばれた１つのツールを着脱可能なツールヘッド
（５）と、ワークヘッド（４）とツールヘッド（５）を有する工作
機械本体（１）と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル（１６）の軸方
向に対するツールヘッド（５）のツールスピンドル（４
２）の軸方向の向きを変える第１インデックス部（６）
と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル（１６）を第１
方向（Ａ）に連続回転可能な第１駆動部（７）と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル（１６）を第１
方向（Ａ）にインデックスする第２インデックス部
（８）と、ワークヘッド（４）のワークスピンドル（１６）の回転
を必要に応じて阻止する第１阻止部（９）と、ツールヘッド（５）のツールスピンドル（４２）の連続
回転可能な第２駆動部（１０）と、ツールヘッド（５）のツールスピンドル（４２）の回転
を必要に応じて阻止する第２阻止部（１１）と、工作機械本体（１）に設けられて、ワークヘッド（４）
とツールヘッド（５）を相対的に３次元的に運動可能な
駆動系（１２，１３）と、ドレッシング手段（３０２）と、砥石計測手段（３０３）を備え、ツールとして砥石（３４３ａ）をツールヘッドに装着し
た状態で、駆動系（１２，１３）によって砥石（３４３
ａ）にドレッシング手段（３０２）を接触させるように
相対移動させて、ドレッシング手段（３０２）によって
砥石（３４３ａ）をドレッシングし、かつ、駆動系（１
２，１３）によって砥石（３４３ａ）に砥石計測手段
（３０３）を接触させるように相対移動させて、砥石計
測手段（３０３）によって砥石（３４３ａ）の寸法を計
測することを特徴とする複合加工用の工作機械。
【請求項３】ツールスピンドルに砥石軸を取付けた状
態で、ワークの円筒面や平面や穴の研削を行う複合加工
手段と、砥石を修正するドレッシング手段と、砥石の径を測定する砥石計測手段と、研削加工後のワークの計測を行うワーク計測手段と、ワーク計測手段をツールスピンドルに取付ける自動工具
交換装置を備えることを特徴とする複合加工用の工作機
械。
【請求項４】複合加工手段が、ワークスピンドルに取
り付けられたワークにたいして少くとも旋削加工および
研削加工を行い、旋削加工、フライス加工、ドリリング
加工、タッピング加工、グラインダー加工から選ばれた
任意の複数の加工を含む一連の複合加工を行うように、
少くとも旋削加工具、フライス加工具、ドリル、タッピ
ング加工具、砥石から選ばれる複数のツールを順に１つ
ずつツールスピンドルに取り付けることを特徴とする請
求項３に記載の複合加工用の工作機械。