JPS5932258B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチャック型の旋盤および水平スピンドルマシニ
ングセンタとして作動する改善された工作機械に関する
ものである。

多くの工業上の利用において、きりもみ、フライス加工
、ねじ立て、筺たはリーマ通し等のごとき１つあるいは
それ以上の機械仕上げセンター作動のみでなく丸削り作
動を未仕上げ工作片に対して行うことが望ましい。

ごく最近１では、単−工作片に対する丸削り作動と機械
仕上げセンター作動の両作動を達成するには各のタイプ
の作動ごとに別個な機械が必要とされる。

丸削り作動と機械仕上げセンタ作動とを行うのに別個な
機械を維持する費用以外に、一方の型の機械から他方へ
部品を転送するための輸送システムが配備きれねばなら
ない。

部品の転送中にはこれ等の機械は遊転され、その結果機
械は非能率となる。

アメリカンマシニストの１９６９年３月２４ 日板に記
載されているキーアニイアンドトレッカーモデル「ミル
ウオーキーメーテイツクターン１２」のどとき工作機が
最近において工作片に対し機械仕上げセンター作動と丸
削り作動との両方を行うため開発された。

丸削り作動とマシニングセンタ作動との両方を達成する
ため、キーアニイアンドレッカーの［ミルウォーキーメ
ーテイツクターン１２」マシニングセンタは油圧モータ
ーにより駆動される主軸台と、前記スピンドルの反対側
に一失めされて、電気的駆動装置により駆動される回転
自在なスピンドルとを含んでいる。

自動工具チェーンジャがスピンドルに隣接して装架され
て、それぞれ丸削り作動と切削作動とを達成するように
丸削り工具と切削工具とを保持する。

上記のマシニングセンタは丸削り作動と機械仕上げセン
ター作動との両方を行うのに十分に適当にされてはいる
が上記の先行技術のマシニングセンタはスピドルと主軸
頭とにそれぞれ別個な駆動装置を必要とし、したがって
機械を複雑化し且つ機械の値段を増大している。

それとは著るしく異なって、本発明は単一のスピンドル
駆動システムのみを有し、それにより機械の複雑性と値
段とを減じている、丸削り作動と機械仕上げセンター作
動との両方を行うマシニングセンタに関する。

工作片に対し丸削り作動と機械仕上げ作動との両方を行
うための単一のスピンドル駆動システムのみを有してい
る工作機械を提供することが本発明の一目的である。

工具ホールダと工作片ホールダとの両方を保持するため
の貯蔵ドラムを有して、チャック型の旋盤としてまたマ
シニングセンタとして作動することのできる単スピンド
ル型工作機械を提供することが本発明の他の目的である
。

略言すれば、チャック型の旋盤として捷だ水平スピンド
〃型のマシニングセンタとして作動する、本発明の好ま
しい実施例にしたがった工作機械は、第１の軸線に沿っ
て表面上を運動するように直立体を表面上に滑動自在に
装架されたベッドを含んでいる。

スピンドルヘッドが前記第１の軸線に直角をなした第２
の軸線に沿って垂直に運動するように前記直立体上に滑
動自在に装架されている。

前記スピンドルヘッドは工作片ホールダまたは工具ホー
ルダを支持するように第１の軸線に平行なスピンドルヘ
ッド内に軸支されたスピンドルを有している。

前記スピンドルは、スピンドルヘッドに締着てれて工作
片または工具ホールダを回転するように、スピンドルに
連結されたモーターにより、回転駆動される。

第１と第２の軸線に直角をなした第３の軸線に沿って表
面上にて運動するように前記ベッド上に滑動自在に装架
されたサドルと、第２の軸線に平行な軸線の周りに回転
するように前記サドルに軸支されたテーブルと、このテ
ーブルに堅固に装架された工具工作片保持用の心押し台
との形をなした工具および工作片保持装置が工具ホール
ダまたは工作片ホールダを前記スピンドルに対向し、こ
れと直角をなし、あるいは上記スピンドルの側面に沿っ
て位置決めするため配備されている。

前記スピンドルによりまた心押し台により支持された工
具ホールダおよび工作片ホールダは前記ベッドに定着さ
れた腕に回転自在に軸支された貯蔵ドラムの形をなして
いる貯蔵装置内に貯蔵される。

前記腕に取付けられたモーターの形の装置と上記モータ
ーに取付けられたフィードバック変換機とが選択された
工作片ホールダまたは工作ホールダを前記スピンドと整
列した準備完了位置に位置決めするよう前記貯蔵ドラム
を回転するため配備されている。

スピンドルの回転軸線に平行な軸線の周りに回転しまた
上記軸線に沿って横動するように前記スピンドルヘッド
に軸支されたチェンジャ腕が工作片ホールダまたは工具
ホールダを前記スピンドルと貯蔵ドラムとの間にて転送
し捷だ前記心押し台が前記スピンドルと平行整列をなし
ている場合工作片ホールダおよび工具ホールダを前記ス
ピンドルと前記心押し台との間にて転送するため配備さ
れている。

先ず丸削り工具を前記貯蔵ドラムからスピンドルへ、次
で前記スピンドルから心押し台へ転送し、次で工作片を
前記貯蔵ドラムから前記スピンドルへ転送することで、
工作片に対する丸削りを行うことができる。

先ず前記スピンドル内に保持されている工作片を前記口
碑し舎内に保持されている丸削り工具と交換し、次で、
前記貯蔵ドラム内に保持されている適当な切削工具を前
記スピンドル内に保持されている丸削り工具と交換する
ことで、フライス加工、穿孔またはねじ立てのどとき機
械仕上げセンター作動を同一の工作片に対し行うことが
できる。

新規であると信ぜられる本発明の特色は特許請求の範囲
に詳細に記載されている。

だが、本発明のさらに他の目的および利点とともに本発
明の機構えならびに作動方法は添付図面についての以下
の説明できわめてＷに理解されるであろう。

添付図面の第１図から第３図までに正面図、隅部平面図
および右側面図でそれぞれ示されている本発明にしたが
って改善されたマシニングセンタ１０はチャック型の旋
盤として、また２、３の名称を列記すれば工作片に対し
穿孔し、フライス加工し、タップ立てしまたリーマ−を
通すがごとき機械仕上げセンタ作動を行うことのできる
水平スピンドル型のマシニングセンタとして両様に作動
可能である。

マシニングセンタ１０はレベリングボルト１４（第１図
に例示でれている）により床に装架されているＬ形状の
ベースまたはベット１２（第２図に明瞭に図示されてい
る）を含んでいる。

第１の１対の水平路１６ａおよび１６ｂ（第１図および
第２図に明瞭に示されている）がベッドの１つの脚部に
沿って延びているＺ軸と呼ばれる第１の軸線に平行であ
るように互いに離隔された相互関係をなしてベッド１２
に装架されている。

垂直に延びた直立体１８が水平路１６ａおよび１６ｂ上
に軸受り（図示されていない）により滑動自在に装架式
れ且つ在来の装置（図示されていない）たとえば空気シ
リンダまたはボールねじとポールナツト配列により上記
水平路に沿って駆動でれる。

直立体１８はＺ軸に直角をなしている第２の軸線あるい
はＹ軸に平行に垂直に延在するように互いに離隔された
相互関係をなして直立体１８の外方に面した側に装架さ
れた１対の垂直路２０ａおよび２０ｂ（第２図および第
３図に図示されている）を担持している。

スピンドルヘッド２２がＹ軸に沿って前記直立体上にて
運動するように通路２０ａおよび２０ｂ上に軸受（図示
されていない）により滑動自在に装架されている。

スピンドルヘッド２２を通路２０ａおよび２０ｂに沿っ
て動かすための、できればボールねじとポールナツトの
形をなすを可とする在来の装置図示されていない）が配
備れている。

工作片ホールダまたは工具ホールダのいずれかを支持す
るスピンドル２４が２軸に平行な軸線の周りに回転する
ようにスピンドルヘッド２２内に軸支されている。

スピンドル２４により支えられた前記工具ホールダと工
作片ホールダとはベッド１２に取付けられた腕３０内に
回転自在に軸支された貯蔵ドラム２８内に貯蔵される。

工具貯蔵ドラム２Ｂは腕３０に取付Ｕられたモーター３
２（第２図および第３図に図示されている）によりスピ
ンドルの回転軸線に平行な軸線の周りに回転自在に駆動
される。

できればリシールバーの形をなすを町とするフィードバ
ック変換機３４がモーター３２に取付けられ且つモータ
ー３２０回転に応じた電気出力信号を提供する。

リシールバ３４の出力信号は、貯蔵ドラム２８の正確な
角度的配向を確実にするようにリシールバ３４からのフ
ィードバック信号に応じてモーター３２をサーボ的に制
御する、この技術の分野には周知されているような工作
機機制御システム（図示されていない）に供給される。

第２の１組の水平路３６ａおよび３６ｂ（第２図および
第３図に明瞭に図示されている）が、Ｚ軸と同じ平面内
に横置するがこれに直角をなした、Ｙ軸と呼ばれる第３
の軸線に平行に延在するように他方の脚部に沿って互い
に離隔きれた相互関係をなしてベッド１２上に装架され
ている。

水平路３６ａおよび３６ｂはサドル３８を担持している
。

このサドル３８はＹ軸に沿って運動するように上記水平
路上に滑動自在に装架される。

ポールナツトとボールねじまたは空気シリンダのごとき
在来の装置（図示されていない）がサドル３８をＹ軸に
沿って動かすため配備されている。

心押し台４２を表面上に装架されているテーブル４０が
Ｙ軸に平行な軸線の周りに回転するようにサドル３８内
に軸支されている。

心押し台４２が工作片ホールダか工具ホールダのいずれ
かを支えるためのセルフィンデイツクンングチャックを
有している。

４つのインデックス位置の１にテーブル４０を回転する
ことで、心押し台４２はスピンドル２４に対向し、その
側面に沿って、あるいはこれに直角をなして位置決めさ
れることができる。

貯蔵ドラム２８とスピンドル２４との相互間におりるま
たスピンドル２４と心押し台４２との相互間における工
作片ホールダまたは工具ホールダの転送を達成するため
チェンジャー腕４４がスピンドルの回転軸線に平行な軸
線の周りに回転し、また上記軸線に沿って線状に運動す
るようにスピンドルヘッド２２に軸支されている。

以下に述へられる１連の工作機械の作動を引用すること
で明瞭に理解されるとおり、スピンドル２４が工具貯蔵
ドラム２８と整列されるように直立体１８をＺ軸に沿っ
てテーブル４０から遠方の第１の取り替え位置へ動かす
ことで貯蔵ドラム２８内に保持されている工作片ホール
ダまたは工具ホールダとの、スピンドル２４内に保持さ
れている工作片ホールダまたは工具ホールダの取り替え
が開始される。

次で、チェンジャ腕４４が作動されて、スピンドル内に
保持されている工作片または工具ホールダをスピンドル
に隣接した準備完了位置に位置決めされている貯蔵ドラ
ム２８の工作片または工具ホールダと移し変える。

前記直立体を第１の取替え位置から遠方の第２の取り替
え位置へ２軸に沿って動かしまた心押し台４２をスピン
ドル２４の側面に沿って位置決めするようにサドル３８
を動かし且つテーブル４０を回転することとで、チェン
ジャ腕４４はスピンドル内に保持されている工作片ホー
ルダまたは工具ホールダを心押し舎内に保持されている
工作片ホールダ才たは工具ホールダと相互に取変えるこ
とを達成させることができる。

丸削りと穿孔作動が行われる代表的機械仕上げサイクル
を構成する作動段階を順次第４ａ図から第４ｊ図までの
図に関して以下に説明する。

第４ａ図に例示されているように、この機械仕上げサイ
クルの開始時には、丸削り工具ホールダ４６が心押し台
４２内に保持されまた未仕上げの工作片４８がスピンド
ル２４内に保持されていると仮定されている。

丸削り作動が完了された後に、たとえば穴明けのごとき
機械仕上げセンター作動が、先ず、第４ｂ図に示されて
いるように直立体１８を２軸に沿って第２の取替え位置
に隣接した第１の取変え位置から移動することで開始さ
れる。

それと同時に、サドル（図示されていない）が動かされ
且つテーブル４０が心押し台４２をスピンドル２４の側
面に沿って整列させるように回転される。

しかる後吟、第４ｃ図に図示されているように、チェー
ンジャ腕４４が作動されて丸削り工具ホールダ４６を心
押し台４２からスピンドル２４へ転送しまた一部を仕上
げられた工作片４８′を前記スピンドルから心押し台へ
転送する。

同時に、貯蔵ドラム２Ｂが回転されて、ドリルホールダ
５０を準備完了位置に位置決めする。

次で、第４ｄ図に図示されているように、サドル（図示
されていない）がＹ軸に沿って移動せしめられ且つテー
ブル４０が９０°だけ回転されて、心押し台４２をスピ
ンドル２４に対向して位置決めする。

テーブル４０が回転されつつある間、直立体１８は貯蔵
ドラム２８と隣接した第１の取変え位置へＸ軸に沿って
移動せしめられる。

テーブル４００回転と直立体１８の運動とに引き続いて
、第４ｅ図に図示されているようにチェーンジャ腕４４
が作動されてドリルホールダ５０を貯蔵ドラム２８から
スピンドル２４へ転送しまた丸削り工具４６を貯蔵ドラ
ム２８へ戻す。

ドリルホールダ５０がスピンドル２４へ転送されると、
所要の穴明は作動がその時に心押し台４２に保持されて
いる工作片に対して完了されることができる。

仕上げられた工作片ホールダ４８′を前記スピンドル内
に留めた状態で、穴明り作動が完了された後に、先ず、
チェーンジャ腕４４を作動して第４ｆ図に示されている
ようにドリルホールダ５０を貯蔵ドラム２８へ戻し且つ
丸削り工具ホールダ４６を前記貯蔵ドラムからスピンド
ル２４へ転送することで新たな工作片に対する丸削り作
動が開始される。

しかる後に、第４ｇ図に例示されているとおり、直立体
１８が貯蔵ドラム２８から遠方の第２の取替え位置へ２
軸に沿って移動され、その間に前記サドルが移動され且
つテーブル４０が回転されて心押し台４２をスピンドル
２４の側面に沿って整列させる。

それと同時に、工具貯蔵ドラム２８が新たな工作片４８
を準備完了位置に配置するように回転せしめられる。

次に、第４ｈ図に図示されているように、チェンジャー
腕４４が作動されて、丸削り工具ホールダ４６をスピン
ドル２４から心押し台４２へ転送し且つ心押し台４２内
に保持されている仕上がった工作片のホールダ４８′
をスピンドル２４へ転送する。

しかる後に、第４１図に図示されているとおり、前記サ
ドルは移動され且つテーブル４０が回転されて心押し台
４２をスピンドル１８に対向して位置決めし、また直立
体１８はＺ軸に沿って心押し台から貯蔵ドラム２８に隣
接した第１の取替え位置へ移動されてスピンドル２４を
これと整列きせる。

第４ｊ図に図示されているようにスピンドル２４が貯蔵
ドラム２８と整列された後には、チェンジャー腕４４が
作動されて、仕上がった工作片のホールダ４８′をスピ
ンドル２４から貯蔵ドラム２８へ転送し且つ未仕上げ工
作片のホールダ４Ｂを前記貯蔵ドラムをスピンドルへ転
送し、それによりこの時点でスピンドル２４内にある未
仕上げ工作片ホールダ４８に対して丸削り作動を行わせ
る。

第４ａ図を第４ｊ図と比較することで、第４ａ図および
第４ｊ図に画かれている状態が同一であって機械仕上げ
サイクルの完了を示していることがわかる。

だが、上記の機械仕上げサイクルは代表的機械仕上げサ
イクルの単なる１例に過ぎないことが注目されるべきで
ある。

未仕上げの工作片に対して各種の機械仕上げ作動、たと
えばフライス加工、リーマ通し、タップ立てを行うには
各作動の開始時に適当な工具ホールダを貯蔵ドラム２８
からスピンドル２４へ転送する必要があることは明らか
である。

以上において、工作片ホールダおよび工具ホールダの両
方を貯蔵するための貯蔵ドラムを有して、チャック型の
旋盤として捷だマシニングセンタとして作動することの
できる単水平スピンドル型の工作機械が述べられた。

本発明の１例としての実施例が本発明を組込んだ実際的
な作動構造体を十分に開示する目的でかなり詳細に述べ
られたが開示された特定の装置は単なる例示であると企
図されまた本発明の各種の新規な特色が本発明の精神と
範囲とを逸脱することなくその他の形式の構造に組込ま
れ得ることは理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマシニングセンタの正面図、第２図は
第１図に例示されているマシニングセンタの平面図、第
３図は第１図に例始をれているマシニングセンタの右側
面図、第４ａ図から第４ｊ図までは第１図に例示されて
いるマシニングセンタにより行われる全機械仕上げサイ
クルの間行われる作動段階を順次示した概略図である。 １０・・・マシニングセンタ、１２・・・ベッド、１６
ａ、１６ｂ・・・水平運動路、１８・・・直立体、２０
ａ ｅ ２０ ｂ・・・垂直運動路、２２・・・スピ
ンドルヘッド、２４・・・スピンドル、２６・・・スピ
ンドルモーター、２８・・貯蔵ドラム、３０・・・腕、
３２・・・モーター、３４・・・フィードバック変換器
、３４・・・リゾールバ、３６ａ、３６ｂ・・・水平運
動路、３８・・・サドル、４０・・・テーブル、４２・
・・心押し台、４４・・・チェーンジャ腕、４６・・・
丸削り工具ホールダ、４Ｂ・・未仕上げ工作片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チャック型の旋盤および水平スピンドルマシニング
   センタとして作動する改善された工作機械において、フ
   レームと；このフレーム上にて垂直方向と水平方向とに
   運動するように上記フレーム上に滑動自在に装架された
   スピンドルヘッドと；工作片または切削工具を支えるよ
   うにされて、前記スピンドルヘッドの水平運動の通路に
   平行に前記スピンドルヘッド内に回転自在に軸支された
   工具および工作片担持スピンドルと：工作片ホールダま
   たは工具ホールダを前記スピンドル内で回転するように
   前記スピンドルを回転駆動するための、前記スピンドル
   に連結された装置と；前記フレーム上の前記スピンドル
   ヘッドの水平運動の通路に垂直に前記フレーム上で水平
   に運動するように前記フレーム上に滑動自在に装架され
   て、工作片または内部に保持された工具を前記スピンド
   ルと予定の相互関係をなして位置決めするようにスピン
   ドルヘッドの垂直の運動通路に平行な軸線の周りに回転
   自在である。 工具および工作枠保持装置と；前記工作片ホールドおよ
   び工具ホールダとを貯蔵するための前記ベッドに装架さ
   れた貯蔵装置で、工作片ホールダまたは工具ホールダを
   前記スピンドルに隣接した準備位置に位置決めするよう
   にスピンドルの回転軸線に平行な軸線の周りに回転する
   ことのできる貯蔵装置と；工作片と工具とを前記スピン
   ドルと前記貯蔵装置との間で転送しまた工作片と工具と
   を前記スピンドルと前記工具および工作枠保持装置との
   間で転送するため前記スピンドル軸線に平行な軸線の周
   りに回転し丑だ上記軸線に沿って長手方向に運動するよ
   うに前記スピンドルヘッドに軸支されたチェンジャー腕
   とを含んで成る工作機械。 ２、特許請求の範囲第１項記載の工作機械において、前
   記フレームが、前記工具と工作枠保持装置とを表面上に
   て、水平に運動するように表面上に滑動自在に装架され
   たベッドと；前記スピンドルヘッドを直角に運動するよ
   うに表面上に滑動自在に装架された直立体で、前記工具
   と工作片の保持装置に直角に前記ベッド上を水平方向に
   運動するように前記ベッド上に滑動自在に装架された直
   立体とを含んで成る工作機械。 ３ 特許請求の範囲第３項記載の工作機械において、前
   記スピンドルを回転自在に駆動するための前記装置が前
   記スピンドルヘッドに締着され且つ前記モーターに連結
   されたモーターを含んで成る工作−６ ４特許請求の範囲第３項記載の工作機械において、前記
   工具および工作片の保持装置が、前記スピンドルヘッド
   の水平運動の通路に直角に前記フレーム上を水平に運動
   するように前記フレーム上に滑動自在に装架されたサド
   ルと；前記スピンドルヘッドの垂直の運動通路に平行な
   軸線の周りに回転するように前記サドル内に軸支された
   テーブルト；前記工作片ホールダと工具ホールダとを保
   持するための前記テーブルに堅固に装架された心押し台
   とを含んで成る工作機械。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の工作機械において、前
   記貯蔵装置が、前記スピンドルに平行をなして前記フレ
   ームから延びるように前記フレームに締着された腕と；
   前記スピンドルの回転軸線に平行な軸線の周りに回転す
   るように前記腕白に軸支された、工具と工作片とを保持
   するための貯蔵ドラムと；前記腕に締着されて、前記貯
   蔵ドラムを回転駆動するように前記貯蔵ドラムに連結さ
   れた装置とを含んで成る工作機械。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の工作機械において前記
   貯蔵ドラムを回転駆動するための前記装置が、前記腕に
   締着され且つ前記貯蔵ドラムに連結されたモーターと；
   前記貯蔵ドラムの正確な位置決めを確実ならしめるよう
   にモーターの回転を制御するのに適当した、モーターの
   回転に応じたフィードバック信号を生成するための、前
   記モーターに連結されたフィードバック変換装置とを含
   んで成る工作機械。