JPS63207532A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 弦斐公団 本発明は工作機械、詳しくはワークを工具に対し５軸線
方向に往復動もしくは回転可能に支持する工作機械に関
するものである。

従来技術 三軸方向に往復動可能なテーブルの上に垂直軸のまわり
に回動可能なワーク台を設けた４軸工作機械は知られて
いる。

従来の工作機械ではワーク台を回転可能に形成しである
がそのワーク台そのものの姿勢は一定であるので、ワー
ク台に取付けたワークに対する工具の相対位置は限定さ
れることになる。従ってワークの加工形態も限られたも
のになる。

例えば球面等の複雑な形状の加工の場合にはワーク台を
単に回転するだけでなくワークを工具に対して三次元的
に相対移動することが要求される。

従来は斯かる要求に応え、しかも小型にコンパクトにま
とめられた工作機械がなかった。

旦煎 本発明は従来の上記の問題点を解消し、ワークを工具に
対し三次元的に移動可能であり、小型にコウパクトに形
成した工作機械を提供することを目的とする。

盪底 本発明は上記の目的を３軸方向に往復動可能なテーブル
上に、ワークを固定し回転可能なワーク台をその回転軸
線に直交する軸線のまわりに回動可能に支持したワーク
取付台を固着した工作機械により達成した。

本発明の機械及び作用の詳細を図に示す実施例に基づい
て説明する。

第１図及び第２図において、工作機械、例えば縦軸式マ
シニングセンタの例を用いて説明する。

工作機械１は工具を支持する主軸ヘッド２とテーブル３
とを有する。テーブル３は第１図において左右方向、例
えばＸ軸方向と、前後方向例えばＹ軸方向とに往復動可
能である。更にテーブル３は上下方向、ことえばＺ軸方
向に往復動可能である。必要によっては主軸ヘッド２を
Ｚ軸方向に往復動させることも可能である。

テーブル３の上にワーク取付台４が固着されている。ワ
ーク取付台４はワークを脱着交換可能なワーク台５、例
えばパレットを有する。ワーク台５は第１図及び第２図
において垂直な中心軸線６のまわりに回動可能である。

ワーク台５は更に中心軸線６に直交し、しかもテーブル
３の短手方向、例えば第２図の左右方向に平行な回転軸
線７のまわりに回動可能に支持されている。

ワーク台５が回転軸線７のまわりに第１図の矢印への方
向に揺動することと、中心軸線６のまわりに回動するこ
とと、テーブル３を３軸方向の任意の方向に移動させる
ことによりワーク台５の上のワークは工具により三次元
的な形状の加工が可能である。

工作機械には工具交換装置８やワーク交換装置９を付設
することができる。

ワーク取付台４ば第３図において、テーブル３の上に固
着されるワーク取付台４はテーブル３にボルト１０によ
り固定される第１支台１１と第２支台１２とを有する。

第１支台１１は第４図に示すようにテーブル３にボルト
１０により固定される支台ケーシング１３を有する。

支台ケーシング１３には支軸１４がベアリング１５及び
１６により回転自在に支持されている。

支軸１４の一端には回転板１７がボルト１８により固定
され、反対端にはブレーキ板１９がボルト２０により固
定される。支台ケーシング１３には油圧ブレーキ装置２
１が固定される。油圧ブレーキ装置２１は前記ブレーキ
板１９を挟持するように配置され油圧により接離動され
るブレーキシュー２２を存する。支台ケーシング１３に
は油圧ブレーキ装置２１を外部から遮蔽するようにカバ
ー２３が固定される。

支軸１４の回転位置を検出するため公知の位置検出装置
２４例えばロータリインダクトシン（商品名）が設けら
れる。図の例では支軸１４に固定されるロータ２４ａと
支台ケーシング１３に固定されるステータ２４ｂとを有
する。

支軸１４には電線及び配管を貫通案内する貫通穴１４ａ
が形成される。

支軸１４に形成されたフランジ部１４ｂにウオーム車２
５がボルト２６により固定される。ウオーム車２５は支
軸１４と一体形成することもてきる。ウオーム車２５は
第４図及び第５図においてウオーム２７とかみあう。ウ
オーム２７は支台ケーシング１３にベアリング２８．２
９により回転可能に支持されている。ウオーム２７の軸
端には第１歯車３０が固定され、該第１歯車３０は第１
駆動歯車３１にかみあう。第１駆動歯車３１は支台ケー
シング１３に固定された第１モータ３２の出力軸に固定
される。支台ケーシング１３には配管用コネクタ３３、
配線用コネクタ３４、電気端子板３５等が必要に応じて
取付けられている。

第４図において支台ケーシング１３に回転可能に支持さ
れる支軸１４に固定され、回転支持される回転板１７は
第３図に示すようにインデックスケーシング３６にボル
ト等により固定される。

インデックスケーシング３６には、回転板１７とは反対
側端部において回転板１７と同軸状に支持ビン３７がボ
ルト３８により固定されている。

支持ビン３７は第２支台１２の支台ケーシング３９にベ
アリング４０により回転自在に支持されている。支持ビ
ン３７の自由端にはブレーキ板４１（第３図、第６図）
がボルト４２により固定されている。支台ケーシング３
９には油圧ブレーキ装置４３が取付けられ、該油圧ブレ
ーキ装置４３には油圧により作動されるブレーキシュー
４４が前記ブレーキ仮４Ｉを挟持するように配置されて
いる。インデックスケーシング３６内のモータ等の電気
配線及び油圧ブレーキや潤滑用の配管は支軸１４の貫通
穴１４ａを通して案内される。

回転板１７及び支持ビン３７により回転軸線４５のまわ
りに回動可能に支持されるインデックスケーシング３６
にはベアリング４６によりインデックス軸４７が回転可
能に支持される。インデックス軸４７にはウオーム車４
８がボルト４９により固定される。ウオーム車４８はイ
ンデックス軸４７と一体形成することもできる。ウオー
ム車４８はウオーム５０に第７図に示すようにかみあう
。

ウオーム５０はインデックスケーシング３６にベアリン
グ５１．５２により回転自在に支持される。

ウオーム５０の軸端には第２歯車５３が固定され、該第
２歯車５３はアイドルギヤ５４を介して第２駆動歯車５
５とかみあっている。第２駆動歯車５５は出力軸５６ａ
に固定される。アイドルギヤ５４はインデックスケーシ
ング３６に一体もしくは固着形成された軸５７にベアリ
ング５８により回転自在に支持されている。

回転軸４７には一端にワーク台５、例えばパレットのホ
ルダー５９を挿入するホルダー穴６０が設けられている
。ホルダー穴６０にはホルダー５９のテーパ軸部６１の
テーパー面に密着するテーパー面を有するスリーブ６２
が摺動可能に挿入され、スリーブ６２とインデックス軸
４７に形成したばね座面６３との間にばね６４が装着さ
れ、スリーブ６２を外方へ押圧している。スリーブ６２
はインデックス軸４７にボルト６６により固定されるリ
ング６５により外方への脱出を防止される。

インデックス軸４７にはシリンダー穴６７が形成されピ
ストン６８が摺動可能に装着されている。

シリンダー穴６７はキャップ６９により蓋されている。

キャップ６９はインデックス軸４７と共に回転可能であ
り、該キャップ６９に固定された回転継手部８０がイン
デックスケーシング３６に固定された流路体７０に挿入
され、シール装置により流路体７０と回転継手部８０と
の間は液封されている。キャップ６９のピストン６８の
側にガイド穴７１が形成され、該ガイド穴７１にはクラ
ンプ装置７２が摺動可能に装着されている。クランプ装
置７２はホルダー６１のクランプ軸部７３の端部***部
７４が摺動可能な中空光て７５及び中空穴７５に交叉し
て放射方向に延びる１個又は複数の貫通穴７６とを有す
る中空リング体７７と、該貫通穴７７内に挿入された複
数の球７８とを有する。中空リング体７７ば前記ピスト
ン６Ｂに固着され、ピストン６８の動きにしたがってガ
イド穴７１を摺動する。

ガイド穴７１のピストン６８に面した端部には環状四部
７９が形成され、中空リング体７７がピストン６８によ
りホルダー穴６０とは反対側に押圧されるとき貫通穴７
６の球７８がキャップ６９により中空穴７５の方に押さ
れクランプ軸部７３の***部７４が球７８に引っ掛かっ
て抜けないようになり、ホルダー５９はクランプ装置７
２にクランプされる。ピストン６８により反対方向に動
かされると環状凹部７９の位置で球７８が環状凹部７９
に入り込むことができ、パレット５が引き抜かれると球
７８は***部７４の通過を許容する。

すなわちクランプを解除する。中空リング体７７に固定
もしくは一体成形した棒状検出部９１を回転継手部８０
を貫通突出するように配置し、流路体７０に固定したセ
ンサー、例えばリミットスイッチ９２によりクランプ位
置かクランプ解除位置かを検出する。

インデックス４７に形成された第１流体路８１はシリン
ダー穴６７の底面６７ａにおいて開口し、流体をピスト
ン６８に対しバレントホルダー５９の側から供給し、ク
ランプ装置７２を作動する方向にピストン６８を動かす
。第１流体路８１はキャップ６９の第１中間路８２を経
て回転継手部８０の第１供給路８３に通しる。キャンプ
６９に形成された第２流体路８１はピストン６８に対し
第１流体路８１とは反対側から流体を供給するようにシ
リンダー穴６７に開口している。第２流体路８４ばキャ
ップ６９の第２中間路８５を経て回転継手部８０の第２
供給路８６に通じる。第２流体路８４に流体を供給する
ことによりピストン６８をパレット５に向かって押圧し
、クランプ装置７２を解除状態にする。パレットの脱着
と第１流体路及び第２流体路の切換のタイミングを取る
ことによりパレットは正確に脱着できる。

インデックス装置としてはパレット５を回転するとき相
対位置がずれずに正確に保持できるように、パレット５
に位置決め六８７を設け、インデックス軸４７に位置決
めビン８８を固定する。

インデックス軸４７には回転位置を検出する公知の位置
検出装置８９、例えば位置検出スケールが取付けられる
。

ワーク取付台４の作動を説明する。

制御装置よりの信号により第１モータ３２が駆動される
と、ウオーム２７が回転され、ウオーム車２５が回転さ
れる。ウオーム車２５の回転は支軸１４の回転として伝
動される。支軸１４は回転板１７を介してインデックス
ケーシング３６に固定されている。したがってインデッ
クスケーシング３６が支軸１４の軸線のまわりを回動さ
れる。

普通にはインデックスケーシング３６は水平軸線のまわ
りを回動するように構成するが、特に水平軸に限定する
ものではない。インデックスケーシング３６の回動によ
りワーク台５すなわちワーク台５を支持するインデック
ス軸が旋回動し、例えば水平に延びる状態や垂直に延び
る状態等適宜の姿勢に制御されることができる。

支軸１４の貫通穴１４ａを貫通配線される電線を介して
の制御装置よりの信号により第２モータ５６が駆動され
ると歯車５５，５４．５３を介してウオーム５０が回転
され、それにともないウオーム車４８が回転される。ウ
オーム車４８はインデックス軸４７に固定されているの
で、ウオーム車４８の回転にともないインデックス軸４
７が回転し、ワーク台５が回転する。

第２モータ５６の駆動によりワーク台５を３６０°の範
囲で自由に回転する−ように構成すると、ワーク台の上
のワークの主軸ヘッド２に取付けた工具に対する相対位
置は、第１モータ３２によるインデックスケーシング３
６の回動範囲は９０゜の範囲に限定しても、あらゆる状
態に設定することができる。すなわちインデックスケー
シング３６の回動範囲をインデックス軸４７が水平に延
びる位置から垂直に延びる位置までの９０°に設定して
も、インデックス軸４７自体の回転位置を選定すること
により残りの９０″範囲に回転したと同じ状態にワーク
をセットすることができる。

インデックス軸４７自体の回転角度と、インデックスケ
ーシング３６の回転角度とテーブル３のｘ、ｙ、ｚ方向
の位置とを選定することにより、ワークを工具により三
次元的に任意の形状に加工することが可能になる。

インデックス軸４７は３６０°自由に回転でき、しかも
軸線方向を水平から垂直までの任意の角度位置に移動す
ることができる。インデックス軸４７を水平に延びる位
置に移動することができるので、第１図に示すように旋
盤のテールストックに相当する芯押台９０を準備し、必
要に応じてテーブル３に固定できるように構成しておけ
ば旋盤のように細長いワークの加工も行うことができる
。

芯押台９は旋盤等で使用されるものと構造的には同様に
構成することができる。

図では原理が分る図として説明したが実用するには製造
組立てを考慮して適宜変形されることば当然であり、給
油空気供給系やシール手段についても必要に応じて考慮
されることは当然である。

四乗 本発明によりワークは工具に対して５軸についての往復
動と回転動の組合わせにより位置を設定されることがで
きるので三次元的な任意の形状の加工もしくは任意の位
置における加工を可能にした。

本発明によりワークを支持するワーク台の姿勢を任意に
設定することが可能になり、芯押台を設けることにより
旋盤のように細長いワークに対する加工も可能なマシニ
ングセンタを作り出すことが可能になった。

本発明によりインデックス軸を回転駆動する第２モータ
はインデックスケーシング内に固定配置されるので、揺
動するインデックスケーシングを用いても、駆動装置を
コンパクトな空間にまとめることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械としてのマシニングセン
タの正面図、第２図は第１図の左側面図、第３図はワー
ク取付台の正面断面図、第４図はワーク取付台の第１支
台の正面断面図、第５図は第４図のＶ−■断面図、第６
図は第３図の左側面図、第７図は第６図の■−■断面図
である。 １・・・工作機械　　　　２・・・主軸ヘッド３・・・
テーブル　　　　４・・・ワーク取付台５・・・ワーク
台　　　１１・・・第１支持台１２・・・第２支持台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具を取付ける主軸ヘッドと、ワークを取付取外し可能
   なテーブルとを有し、該テーブルが前記主軸ヘッドに対
   し左右、前後、上下の三軸方向に相対移動可能である工
   作機械において、前記テーブルにワーク取付台が固定的
   に装着され、該ワーク取付台は前記テーブルに固着され
   る支台と、該支台に前記フレームの短手方向に平行する
   軸線のまわりに回動可能に支持されるインデックスケー
   シングと、該インデックスケーシングの回転軸線とほぼ
   直交する中心軸線の回りに回動可能に該インデックスケ
   ーシングに支持されるワーク台とを有することを特徴と
   する工作機械。