WO2022097190A1 - 工具主軸装置 - Google Patents

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WO2022097190A1
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tool
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tool spindle
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白木翔平
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株式会社Fuji
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work

Definitions

  • the present invention relates to a tool spindle device having a wiring structure corresponding to a power cable or the like extending from a spindle head that rotates according to workpiece processing.
  • Examples of the tool spindle device having a wiring structure corresponding to a power cable or the like include those disclosed in Patent Document 1 below.
  • This tool spindle device has a configuration in which a spindle head provided with a tool spindle for mounting a rotary tool such as a drill can be swiveled with respect to a base portion.
  • the drive motor that rotates the tool spindle is a built-in type in order to make the configuration suitable for miniaturization of the spindle head.
  • the built-in motor of the swingable spindle head needs to correspond to the wiring structure for the power cable extending from the built-in motor through the base portion. This is because it is necessary to absorb the turning motion and movement of the spindle head so that an excessive force is not applied to the power cable or the like.
  • a swivel wiring box serving as a swivel connector is fixed to the tip of a cable protection pipe fixed to the swivel shaft portion.
  • Electric cables and air hoses extending from the spindle head are guided to the swivel wiring box through the hollow holes of the swivel shaft and cable protection pipe, and cables that cannot be twisted are twisted via the connector in the box.
  • the reconnection is made to one or more cables that are allowed, and the cables are led to the mobile wiring box through the inside of the soft protective cover.
  • an object of the present invention is to provide a tool spindle device having a wiring structure corresponding to a power cable extending from a swivel spindle head in order to solve such a problem.
  • the tool spindle device includes a spindle head having a built-in spindle motor that gives rotation to the mounted spindle head tool, a table that rotatably supports the spindle head, and the spindle head that transmits rotation to the spindle head.
  • a receiving member that is fixed to the rotating member of the table and guides the cable of the spindle motor along the center of the axis, a rotating support member that rotationally supports the receiving member on the opposite side of the rotating member of the table, and the receiving member. It has a guide member which is fixed to the center of the shaft, guides the cable in a direction orthogonal to the center of the shaft, and guides the cable to rotate around the center of the shaft.
  • the cable extending from the spindle motor built in the spindle head is fixed to the rotating member along the center of the shaft. It is possible to prevent a local unreasonable force from being applied to the cable even if the spindle head swings, because the spindle head is mounted on the cable and held by the guide member and swings and deforms together.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the main structure of the multi-tasking machine.
  • the multi-tasking machine 1 is a machine tool having both functions of an NC lathe and a machining center.
  • the first work spindle device 3 and the second work spindle device 4 for gripping the work W, and the first turret device 5 and the second turret device 6 having a plurality of tools T are arranged symmetrically.
  • the tool spindle device 2 is provided in the center of the machine body.
  • the first and second work spindle devices 3 and 4 have the same structure, a spindle is rotatably incorporated in the headstock 22, and a chuck mechanism 21 for gripping and releasing the work W to be machined is assembled therein. There is.
  • the spindle is rotated by the drive of the spindle motor 23, and is given a phase determination at the time of machining and rotation at a predetermined speed with respect to the work W gripped by the chuck mechanism 21.
  • the headstock 22 and the spindle motor 23 are mounted on the spindle slide 24, and the spindle slide 24 that slides along the guide rail 25 fixed to the front inclined surface 11 of the bed 7 is a screw shaft that is rotated by the Z-axis servomotor 28. It is configured to move in the Z-axis direction, which is the width direction of the machine body, by the ball screw mechanism of 27.
  • a plurality of tools T are attached to the turret 31 at equal intervals in the circumferential direction, and are arbitrarily controlled by the rotation control of the indexing servomotor 32.
  • Tool T is configured to be positioned at a machining position on the circumference.
  • the first and second turret devices 5 and 6 are provided with a drive mechanism for moving the turret 31 in two directions orthogonal to the Z axis.
  • the substantially triangular base slide 34 is slidable 45 degrees forward diagonally upward with respect to the bed 7, and the turret slide 37 equipped with the turret 31 is slidably assembled 45 degrees forward diagonally downward with respect to the base slide 34. ing.
  • the base slide 34 and the turret slide 37 are configured to move in each direction by a ball screw mechanism of a screw shaft rotated by each servomotor 39.
  • FIG. 2 is a side view showing the tool spindle device 2 of the present embodiment.
  • the tool spindle device 2 processes the work W at a depth and an angle that cannot be achieved by the first and second turret devices 5 and 6.
  • the multi-tasking machine 1 can machine the work W at the same time by the first work spindle device 3 and the second work spindle device 4, and can also replace the tool T (spindle head tool) in the tool spindle device 2. Therefore, the multi-tasking machine 1 is provided with two separation shutters 15 that can be opened and closed so that each device is not affected by coolant, chips, and the like.
  • the tool spindle device 2 is a built-in type in which the servomotor 51 for the spindle and the tool spindle are built in the spindle head 41, and various tools T are replaced with respect to the tool mounting portion provided at the lower end portion.
  • the spindle head 41 is rotatably attached to the B-axis table 42, and is configured to transmit the rotation of the B-axis motor 43 via a rotation transmission mechanism.
  • the tool spindle device 2 can adjust the angle of turning the tool T around the horizontal rotation axis (B-axis) parallel to the Y-axis.
  • the tool spindle device 2 moves the spindle head 41 in the horizontal Y-axis direction and the vertical X-axis direction in order to move the tool T to the work W gripped by the first and second work spindle devices 3 and 4.
  • a drive mechanism for driving is provided.
  • a guide rail 36 in the Y-axis direction is fixed on the bed 7, and the guide portion 46 of the movable column 45 is slidably meshed with the bed 7.
  • a vertical guide rail 38 is configured on the front side of the movable column 45, and a guide portion 47 of the B-axis table 42 is slidably meshed with the guide rail 38.
  • Both the movable column 45 and the B-axis table 42 are provided with a ball screw mechanism, and the screw axis in each direction passes through the nut member fixed to the movable column 45 or the B-axis table 42, and the Y-axis servo-motor 48 or the X-axis servo The motor 49 is connected.
  • the work W of the input side stocker is carried to the first work spindle device 3 by the work automatic transfer device, and is gripped by the chuck mechanism 21.
  • the tool T selected by driving the turret 31 moves so as to be lowered toward the front side of the machine body, and is positioned at the machining position with respect to the work W.
  • the work W gripped by the chuck mechanism 21 is rotated by the drive of the spindle motor 23, and the spindle slide 24 moves along the guide rail 25 in the Z-axis direction with respect to the work W.
  • the tool T is applied to perform a predetermined process.
  • the first machining of the work W in the first work spindle device 3 is performed by the first turret device 5, the machining by adding the tool spindle device 2, or the machining by only the tool spindle device 2.
  • the turret 31 moves toward the rear side of the machine body and separates from the first work spindle device 3.
  • the B-axis table 42 moves in the Y-axis direction and the X-axis direction, and the tool T of the spindle head 41 is carried to the machining position of the first work spindle device 3 with respect to the work W.
  • the vertically downward tool T is tilted at a predetermined angle by the rotation of the B-axis motor 43.
  • both devices approach the center of the machine body, and the second work spindle device is opposed to the first work spindle device 3 that has stopped earlier. 4 goes to pick up the work W, and the chuck mechanisms 21 re-grasp the work W.
  • the second machining by the second turret device 6 is executed on the work W as in the first machining, or the machining by the tool spindle device 2 is performed, and the tool spindle device 2 alone is used. Processing is done.
  • the tool T of the spindle head 41 is carried to the machining position with respect to the work W of the second work spindle device 3, and in the spindle head 41, the tool T is rotated at a predetermined angle by the rotation of the B-axis motor 43. Can be tilted to.
  • the angle is adjusted by turning the vertically downward tool T up to 95 degrees to the left and right by rotating the B axis. Further, the spindle head 41 equipped with the tool T also moves in the front-rear direction and the up-down direction (Y-axis direction and X-axis direction) along the guide rails 36 and 38.
  • a plurality of various cables and hoses such as a control cable, an air hose, and a coolant hose extend from the spindle head 41 to the rear of the machine body.
  • the servomotor 51 for the spindle outputs a high torque, so that the power cable is thick. Therefore, if the cable or the like 52 is simply wired or piped, the cable or the like 52 becomes a resistance to turning or moving the spindle head 41 when the work of the tool spindle device 2 is machined.
  • the tool spindle device 2 of the present embodiment is provided with a wiring structure in which cables and the like 52 are put together so as to follow the turning and displacement of the spindle head 41.
  • FIG. 3 and 4 are perspective views showing a tool spindle device 2 to which a wiring structure for passing a cable or the like 52 is added.
  • FIG. 3 is a view seen from the front side
  • FIG. 4 is a view seen from the rear side.
  • FIG. 5 and 6 are perspective views showing a part of the wiring structure. Therefore, first, the cable or the like 52 extends from the spindle head 41 to the rear of the tool spindle device 2 through the B-axis table 42 and the movable column 45.
  • a receiving member 53 having a shape in which the circular tube shown in FIG. 5 is split in half is used.
  • the receiving member 53 is fixed to the rotating portion of the B-axis table 42 that transmits rotation to the spindle head 41, and is configured to swing integrally with the rotation of the spindle head 41.
  • the movable column 45 has a vertically long through hole 451 formed in the central portion, and the receiving member 53 extends horizontally to the rear of the machine body through the through hole 451. Therefore, if the spindle head 41 turns and moves up and down, the receiving member 53 located at the center of the swing may swing and move up and down while the cable and the like 52 are mounted so as to be guided to the rear of the machine body. can.
  • a mounting frame 55 is fixed to the guide portion 47 of the B-axis table 42, and the receiving member 53 is rotationally supported by the mounting frame 55. As shown in FIG. 5, the mounting frame 55 is assembled by joining a plurality of square pipes, and three vertical frames 501 extending in the front-rear direction are provided on a guide portion 47 via a fixing bracket 502. It is screwed to both the left and right sides.
  • the horizontal frame 503 spanning the vertical frames 501 on both the left and right sides is connected to the opposite side of the fixing bracket 502.
  • the upper and lower horizontal frames 503a and 503b located on the front side of the machine body have a swing support structure shown in the enlarged portion of FIG. 5 so that the receiving member 53 swings while maintaining a posture parallel to the shaft center O of the spindle head 41. Is provided.
  • a rotation support ring 57 is fixed to the end of the receiving member 53, and cam followers 58 that rotatably support the receiving member 53 via the rotation support ring 57 are attached to the upper and lower horizontal frames 503a and 503b at three locations. ing.
  • the cam follower 58 which is applied from above to the rotation support ring 57, is attached to a bracket 59 having an elongated hole and is screwed to a horizontal frame 503a.
  • the rotation support ring 57 is a half-divided ring so that a cable or the like 52 placed on the receiving member 53 can pass through.
  • the cable or the like 52 mounted on the receiving member 53 and extending to the rear of the machine body is bent so that the portion passing through the rotation support ring 57 is guided in the direction orthogonal to the axis center O. It is 521.
  • the bent portion 521 is provided with a guide member 61 fixed to the rotation support ring 57 so that local deformation does not occur, and the cable or the like 52 is held so as to be wound around the bent portion 521. Therefore, when the spindle head 41 turns, the cable or the like 52 can be swung while the guide member 61 keeps the shape of the bent portion 521.
  • a cable bear 62 arranged so as to rotate around the center O of the shaft is connected to the guide member 61, and the cable or the like 52 (omitted for convenience in FIG. 6) from the guide portion 61 is the cable bear 62. Is held in.
  • the mounting frame 55 a rectangular frame is formed by the horizontal frame 503, and as shown in FIGS. 3 and 4, the guide member 61 and the cable bear 62 are housed therein.
  • the first end portion 621 is connected to the guide member 61
  • the cable bear 62 hangs downward from the guide member 61
  • the second end portion 622 facing upward is connected to the mounting frame 55.
  • the turning angle of the tool T pointing straight down is 0 degrees
  • the cable bear 62 is wound up or hangs down. transform.
  • the cable or the like 52 coming out of the second end 622 is passed over the cable bear 62 and turned to the opposite side, and passes through the movable terminal 63 provided in the mounting frame 55.
  • the cable or the like 52 is held in the fixed terminal 63 so as to be sent downward from the movable terminal 63 to form a U-shaped portion 522 that hangs down greatly.
  • the size of the U-shaped portion 522 is such that the head shaft 41 can be deformed in the front-rear direction and the vertical direction movement for the cable or the like 52.
  • the spindle head 41 equipped with the tool T moves in the front-rear direction and the vertical direction (Y-axis direction and X-axis direction) of the machine, and further by rotating the B axis.
  • the spindle head 41 swings to adjust the angle of the tool T. Therefore, the wiring structure of the cable or the like 52 can prevent a force that causes damage to the cable or the like 52 that accompanies the movement even if such movement is repeated.
  • the receiving member 53 swings in accordance with the spindle head 41, and the rotary support ring 57 and the guide member 61 swing integrally. Therefore, the cable or the like 52 mounted on the receiving member 53 and held by the guide member 61 swings in accordance with the spindle head 41, so that no force is locally applied. Further, the portion held by the cable bear 62 does not exert an unreasonable force on the cable or the like 52 that is deformed integrally with the cable bear 62. Further, when the spindle head 41 moves in the front-rear direction and the up-down direction, the U-shaped portion 522 changes according to each movement, but since the movement of the U-shaped portion 522 is large, it is local to the cable or the like 52. No force is applied.
  • the spindle head 41 moves in the front-rear direction and the up-down direction, but may only rotate on the B axis.
  • Multi-tasking machine 2 Tool spindle device 3 ... 1st work spindle device 4 ... 2nd work spindle device 5 ... 1st turret device 6 ... 2nd turret device 41 ... Spindle head 42 ... B-axis table 45 ... Movable column 51 ... Spindle servo motor 52 ... Cable, etc. 53 ... Receiving member 55 ... Mounting frame 57 ... Rotation support ring 58 ... Cam follower 61 ... Guide member 62 ... Cable bear 63 ... Fixed terminal 521 ... Bending part 522 ... U-shaped part

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

装着した主軸ヘッド工具に回転を与える主軸モータを内蔵した主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを回転可能に支持するテーブルと、前記主軸ヘッドに回転を伝達する前記テーブルの回転部材に固定され、その軸中心に沿って前記主軸モータのケーブルを案内する受け部材と、前記テーブルの回転部材の反対側で前記受け部材を回転支持する回転支持部材と、前記受け部材に固定され、前記ケーブルを前記軸中心と直交する方向に誘導し、前記軸中心に回転するように案内するガイド部材とを有する工具主軸装置。

Description

工具主軸装置
　本発明は、ワーク加工に応じて旋回する主軸ヘッドから延びる電源ケーブルなどに対応した配線構造を有する工具主軸装置に関する。
　電源ケーブルなどに対応した配線構造を有する工具主軸装置としては、例えば下記特許文献１に開示されたものを挙げることができる。この工具主軸装置は、ドリルなどの回転工具を装着する工具スピンドルを備えた主軸ヘッドが、ベース部に対して旋回可能な構成を有している。主軸ヘッドの小型化に適する構成とするため、工具スピンドルを回転させる駆動モータはビルトインタイプである。しかし、旋回可能な主軸ヘッドのビルトインモータは、そこからベース部を通して延びる電源ケーブルなどに対する配線構造の対応が必要である。主軸ヘッドの旋回動作や移動を吸収して電源ケーブルなどに無理な力がかからないようにする必要があるからである。
　この点、従来例の工具主軸装置は、旋回軸部に固定されたケーブル保護パイプの先端に旋回接続具となる旋回配線ボックスが固定されている。主軸ヘッドから延びる電気ケーブルやエアホースなどは、旋回軸部とケーブル保護パイプの中空孔を通って旋回配線ボックスに導かれ、捻りが許容されないケーブルなどは、同ボックス内のコネクタを介して、それぞれ捻りが許容される１本又は複数本のケーブル類に接続替えが行われ、軟質の保護カバー内を通って移動配線ボックスへと導かれている。
特開２０１１－１１２８５号公報
　工具の回転やクーラントの噴出などが行われる主軸ヘッドに旋回が生じる工具主軸装置では、ケーブルなどが捻りによって局所的に無理な力がかかってしまう。そのため、ケーブルなどが捻じられて損傷するのを防ぐため、これまで様々な対応が採られてきた。前記従来例においても、旋回配線ボックスと移動配線ボックス間のケーブルは捻れが許容されるものが用いられている。しかし、同従来例からは捻りが許容されないケーブルなどの取り扱いが明確ではなく、より現実的な構成の提供が求められている。
　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、旋回する主軸ヘッドから延びる電源ケーブルなどに対応した配線構造を有する工具主軸装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様における工具主軸装置は、装着した主軸ヘッド工具に回転を与える主軸モータを内蔵した主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを回転可能に支持するテーブルと、前記主軸ヘッドに回転を伝達する前記テーブルの回転部材に固定され、その軸中心に沿って前記主軸モータのケーブルを案内する受け部材と、前記テーブルの回転部材の反対側で前記受け部材を回転支持する回転支持部材と、前記受け部材に固定され、前記ケーブルを前記軸中心と直交する方向に誘導し、前記軸中心に回転するように案内するガイド部材とを有する。
　前記構成によれば、テーブルに回転可能に支持された主軸ヘッドが揺動した場合、その主軸ヘッドに内蔵された主軸モータから延びるケーブルは、軸中心に沿うように回転部材に固定された受け部材に載せられ、且つガイド部材に保持されて共に揺動して変形することにより、主軸ヘッドが揺動してもケーブルに対する局所的に無理な力かかることを防止することができる。
複合加工機の主要な構造を示した斜視図である。 工具主軸装置の一実施形態を示した側面図である。 ケーブル等を通す配線構造を含めた工具主軸装置を示した斜視図である。 ケーブル等を通す配線構造を含めた工具主軸装置を示した斜視図である。 配線構造の一部を示した斜視図である。 配線構造の一部を示した斜視図である。
　本発明に係る工具主軸装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の工具主軸装置は、複合加工機の一部を構成するものである。図１は、その複合加工機の主要な構造を示した斜視図である。複合加工機１は、ＮＣ旋盤とマシニングセンタの両方の機能を持った工作機械である。具体的には、ワークＷを把持する第１ワーク主軸装置３および第２ワーク主軸装置４と、複数の工具Ｔを有する第１タレット装置５および第２タレット装置６が、それぞれ左右対称に配置された対向２軸旋盤に加え、機体中央に工具主軸装置２が設けられている。
　第１および第２ワーク主軸装置３，４は同じ構造であり、主軸台２２にスピンドルが回転自在に組み込まれ、そこに加工対象であるワークＷを把持および解放するチャック機構２１が組付けられている。スピンドルはスピンドルモータ２３の駆動によって回転し、チャック機構２１に把持されたワークＷに対する加工時の位相決めや所定速度の回転が与えられる。主軸台２２やスピンドルモータ２３は主軸スライド２４に搭載され、ベッド７の前側傾斜面１１に固定されたガイドレール２５に沿って摺動する主軸スライド２４が、Ｚ軸サーボモータ２８によって回転するネジ軸２７のボールネジ機構によって機体幅方向であるＺ軸方向に移動するよう構成されている。
　次に、第１タレット装置５および第２タレット装置６は、タレット３１に複数の工具Ｔ（タレット工具）が円周方向に等間隔で取り付けられ、割出し用サーボモータ３２の回転制御によって、任意の工具Ｔを円周上の加工位置に位置決めできるよう構成されている。第１および第２タレット装置５，６は、タレット３１をＺ軸に直交する２方向に移動させるようにした駆動機構が設けられている。略三角形状のベーススライド３４がベッド７に対して前方斜め４５度上方にスライド可能であり、タレット３１を搭載したタレットスライド３７がベーススライド３４に対して前方斜め４５度下方にスライド可能に組み付けられている。そして、ベーススライド３４やタレットスライド３７は、各々のサーボモータ３９によって回転するネジ軸のボールネジ機構によって各方向に移動するよう構成されている。
　図２は、本実施形態の工具主軸装置２を示した側面図である。工具主軸装置２は、第１および第２タレット装置５，６ではできない深さや角度でのワークＷを加工するものである。複合加工機１は、第１ワーク主軸装置３と第２ワーク主軸装置４で同時にワークＷを加工するほか、工具主軸装置２における工具Ｔ（主軸ヘッド工具）の交換も行うことが可能である。そのため、複合加工機１には各装置がクーラントや切屑などの影響を受けないように、開閉可能な２枚の分離シャッタ１５が設けられている。
　工具主軸装置２は、主軸ヘッド４１内に主軸用サーボモータ５１や工具スピンドルが内蔵されたビルトインタイプであり、下端部に設けられた工具装着部に対して様々な工具Ｔの取り替えが行われる。主軸ヘッド４１は、Ｂ軸テーブル４２に対して回転可能に取り付けられ、回転伝達機構を介してＢ軸モータ４３の回転が伝達されるよう構成されている。Ｚ軸に直交する機体前後方向をＹ軸とした場合、工具主軸装置２は、そのＹ軸に平行な水平の回転軸（Ｂ軸）を中心に工具Ｔを旋回させる角度調整が可能である。
　さらに工具主軸装置２は、工具Ｔを第１および第２ワーク主軸装置３，４に把持されたワークＷへと移動させるため、主軸ヘッド４１を水平なＹ軸方向と鉛直なＸ軸方向に移動させる駆動機構が設けられている。ベッド７上にＹ軸方向のガイドレール３６が固定され、可動コラム４５のガイド部４６が摺動可能に噛み合っている。可動コラム４５には前側に鉛直なガイドレール３８が構成され、そこにＢ軸テーブル４２のガイド部４７が摺動可能に噛み合っている。可動コラム４５とＢ軸テーブル４２は、ともにボールネジ機構が設けられ、各方向のネジ軸が可動コラム４５またはＢ軸テーブル４２に固定されたナット部材を通り、Ｙ軸サーボ―モータ４８またはＸ軸サーボモータ４９が連結されている。
　複合加工機１は、入力側ストッカのワークＷがワーク自動搬送装置によって第１ワーク主軸装置３へと運ばれ、チャック機構２１によって把持される。その第１タレット装置５では、タレット３１の駆動によって選択された工具Ｔが機体前方側へと下がるように移動し、ワークＷに対する加工位置に位置決めされる。第１ワーク主軸装置３では、スピンドルモータ２３の駆動によりチャック機構２１に把持されたワークＷが回転し、主軸スライド２４がガイドレール２５に沿ってＺ軸方向に移動することにより、ワークＷに対して工具Ｔが当てられて所定の加工が行われる。
　第１ワーク主軸装置３におけるワークＷの第１加工は、第１タレット装置５による加工のほか、工具主軸装置２を加えた加工、或いは工具主軸装置２のみによる加工が行われる。工具主軸装置２によってワークＷの加工が行われる場合には、タレット３１が機体後方側へと移動して第１ワーク主軸装置３から離れる。工具主軸装置２は、Ｂ軸テーブル４２がＹ軸方向およびＸ軸方向に移動し、主軸ヘッド４１の工具Ｔが第１ワーク主軸装置３のワークＷに対する加工位置へと運ばれる。そして、主軸ヘッド４１は、Ｂ軸モータ４３の回転により鉛直下向きの工具Ｔが所定角度に傾けられる。
　次に、第１ワーク主軸装置３から第２ワーク主軸装置４へとワークＷを移すため、両装置が機体中央に近づき、先に停止した第１ワーク主軸装置３に対して第２ワーク主軸装置４がワークＷを取りにいき、チャック機構２１同士によるワークＷの掴み替えが行われる。第２ワーク主軸装置４では、第１加工と同様にワークＷに対して第２タレット装置６による第２加工が実行され、或いは工具主軸装置２による加工を加え、また、工具主軸装置２のみによる加工が行われる。その際、工具主軸装置２は、主軸ヘッド４１の工具Ｔが第２ワーク主軸装置３のワークＷに対する加工位置へと運ばれ、主軸ヘッド４１は、Ｂ軸モータ４３の回転により工具Ｔが所定角度に傾けられる。
　工具主軸装置２におけるワーク加工では、Ｂ軸回転によって鉛直下向きの工具Ｔが左右に９５度までの旋回によって角度調整が行われる。さらに、工具Ｔを装着した主軸ヘッド４１は、ガイドレール３６，３８に沿って前後方向と上下方向（Ｙ軸方向とＸ軸方向）に移動することにもなる。
　工具主軸装置２は、電源ケーブルのほかにも制御ケーブルやエアホースあるいはクーラントホースなど複数本の各種ケーブルやホース（以下、「ケーブル等」という）５２が主軸ヘッド４１から機体後方へと延びている。特に、工具主軸装置２は、主軸用サーボモータ５１は高トルクを出力するため電源ケーブルが太い。そのため、ケーブル等５２が単純な配線や配管されたものであれば、工具主軸装置２のワーク加工に際してそのケーブル等５２が主軸ヘッド４１の旋回や移動の抵抗となる。一方で、ケーブル等５２は、無理な捩じりや変位によって局所的に無理な力がかかって損傷してしまうことになる。そこで、本実施形態の工具主軸装置２には、ケーブル等５２をまとめ、それらを主軸ヘッド４１の旋回や変位に倣うようにした配線構造が設けられている。
　図３および図４は、ケーブル等５２を通す配線構造を加えた工具主軸装置２を示した斜視図であり、特に図３は前方側から見た図であり、図４は後方側から見た図である。また、図５及び図６は、配線構造の一部を示した斜視図である。そこで先ず、ケーブル等５２は、主軸ヘッド４１からＢ軸テーブル４２および可動コラム４５を抜けて工具主軸装置２の後方へと延びている。配線構造には、そのようなケーブル等５２を支えるため、図５に示す円管を半割にした形状の受け部材５３が用いられている。受け部材５３は、主軸ヘッド４１に回転を伝達するＢ軸テーブル４２の回転部に固定され、主軸ヘッド４１の旋回に伴って一体的に揺動するよう構成されている。
　可動コラム４５は、中央部分に縦長の通し孔４５１が形成され、受け部材５３が、その中を通って機体後方へと水平に延びている。従って、主軸ヘッド４１が旋回および上下動すれば、その揺動中心に位置する受け部材５３は、ケーブル等５２を機体後方へと案内するように載せたまま揺動し、上下に移動することができる。Ｂ軸テーブル４２のガイド部４７には取付けフレーム５５が固定され、受け部材５３は、その取付けフレーム５５によって回転支持されている。取付けフレーム５５は、図５に示すように複数本の角パイプを接合して組み立てられたものであり、前後方向に延びる上下３本の縦フレーム５０１が、固定ブラケット５０２を介してガイド部４７の左右両側面にそれぞれねじ止めされている。
　また、取付けフレーム５５は、固定ブラケット５０２の反対側に、左右両側の縦フレーム５０１に架かった横フレーム５０３が接続されている。機体前側に位置する上下の横フレーム５０３ａ，５０３ｂには、受け部材５３が主軸ヘッド４１の軸中心Ｏと平行な姿勢を保って揺動するように、図５の拡大部に示す揺動支持構造が設けられている。受け部材５３の端部には回転支持リング５７が固定され、上下の横フレーム５０３ａ，５０３ｂには、回転支持リング５７を介して受け部材５３を回転可能に支持するカムフォロア５８が３箇所に取り付けられている。回転支持リング５７に対して上から当てられたカムフォロア５８は、長孔が形成されたブラケット５９に取り付けられ、横フレーム５０３ａにネジ止めされている。回転支持リング５７は、受け部材５３に載せるケーブル等５２を通せるように半割りの分割リングである。
　受け部材５３に載せられて機体後方に延びたケーブル等５２は、図６に示すように、回転支持リング５７を通った部分が軸中心Ｏと直交する方向へ誘導するように曲げられた曲げ部５２１になっている。その曲げ部５２１は、局所的な変形が生じないように回転支持リング５７に固定されたガイド部材６１が設けられ、ケーブル等５２が巻き付けられるようにして保持されている。従って、主軸ヘッド４１が旋回した場合には、曲げ部５２１の形状をガイド部材６１が保ったままケーブル等５２を揺動させることができる。そして、ガイド部材６１には軸中心Ｏをまわるように配置されたケーブルベア６２が連結され、ガイド部６１から出たケーブル等５２（図６では便宜的に省略されている）がそのケーブルベア６２に保持される。
　取付けフレーム５５は、横フレーム５０３によって矩形の枠が形成され、図３及び図４に示すように、ガイド部材６１およびケーブルベア６２がその中に収められている。ケーブルベア６２は、第１端部６２１がガイド部材６１に連結され、そこから下向きに垂れ下がり、上方を向いた第２端部６２２が取付けフレーム５５に連結されている。図４および図６に示す状態は工具Ｔが真下を向いた旋回角度が０度であり、左右に９５度ずつ旋回することにより、ケーブルベア６２が巻き上げられ、或はより下方へと垂れ下がるように変形する。
　第２端部６２２から出たケーブル等５２は、ケーブルベア６２の上を通って反対側に回され、取付けフレーム５５に設けられた可動ターミナル６３を通っている。ケーブル等５２は、その可動ターミナル６３から下方へと送られて大きく垂れ下がったＵ字部５２２が作られるようにして固定ターミナル６３に保持される。Ｕ字部５２２の大きさは、ケーブル等５２にとって、主軸ヘッド４１が前後方向及び上下方向の移動における変形が許容できる程度である。
　本実施形態の工具主軸装置２は、ワークＷを加工する場合、工具Ｔを装着した主軸ヘッド４１が機体前後方向と上下方向（Ｙ軸方向とＸ軸方向）に移動し、さらにＢ軸回転によって主軸ヘッド４１が揺動して工具Ｔの角度調整が行われる。そこで、ケーブル等５２における配線構造は、このような動きが繰り返されたとしても、それに応じた動きを伴うケーブル等５２に対して損傷を生じさせるような力が加わらないようにすることができる。
　具体的には、主軸ヘッド４１が旋回した場合にでも、受け部材５３が主軸ヘッド４１に合わせて揺動し、回転支持リング５７およびガイド部材６１までが一体的に揺動する。従って、受け部材５３に載せられ、ガイド部材６１に保持されたケーブル等５２は、主軸ヘッド４１に合わせて揺動するため局所的に力が加わることはない。さらにケーブルベア６２に保持された部分も、そのケーブルベア６２と一体になって変形するケーブル等５２に無理な力が加わることはない。また、主軸ヘッド４１が前後方向及び上下方向に移動した場合には、Ｕ字部５２２が各々の動きに応じて変化するが、Ｕ字部５２２の動きが大きいためケーブル等５２に対して局所的な力が加わることはない。
　本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　例えば、前記実施形態の工具主軸装置２は、主軸ヘッド４１が前後方向及び上下方向に移動するものであるがＢ軸回転するだけのものであってもよい。
１…複合加工機　２…工具主軸装置　３…第１ワーク主軸装置　４…第２ワーク主軸装置　５…第１タレット装置　６…第２タレット装置　４１…主軸ヘッド　４２…Ｂ軸テーブル　４５…可動コラム　５１…主軸用サーボモータ　５２…ケーブル等　５３…受け部材　５５…取付けフレーム　５７…回転支持リング　５８…カムフォロア　６１…ガイド部材　６２…ケーブルベア　６３…固定ターミナル　５２１…曲げ部　５２２…Ｕ字部
 
 

Claims (7)

  1. 　装着した主軸ヘッド工具に回転を与える主軸モータを内蔵した主軸ヘッドと、
    　前記主軸ヘッドを回転可能に支持するテーブルと、
    　前記主軸ヘッドに回転を伝達する前記テーブルの回転部材に固定され、その軸中心に沿って前記主軸モータのケーブルを案内する受け部材と、
    　前記テーブルの回転部材の反対側で前記受け部材を回転支持する回転支持部材と、
    　前記受け部材に固定され、前記ケーブルを前記軸中心と直交する方向に誘導し、前記軸中心に回転するように案内するガイド部材と、
    を有する工具主軸装置。
  2. 　前記ガイド部材は、前記軸中心と平行な端部にケーブルベアが連結され、前記主軸ヘッドから案内された前記ケーブルを前記ガイド部材から前記ケーブルベアを通して保持する請求項１に記載の工具主軸装置。
  3. 　前記テーブルが、水平な前記軸中心に沿って移動が可能な可動コラムに上下方向に移動可能に組付けられ、前記受け部材が、前記テーブとともに上下動する請求項１または請求項２に記載の工具主軸装置。
  4. 　前記回転支持部材が、前記テーブルに固定されたフレーム部材に取り付けられた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工具主軸装置。
  5. 　前記受け部材は、端部に前記回転支持部材が回転支持する回転支持リングが固定された請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の工具主軸装置。
  6. 　前記回転支持リングは、半割りの分割リングである請求項５に記載の工具主軸装置。
  7. 　前記ケーブルは、前記ケーブルベアを通り、前記フレーム部材に形成された可動ターミナルと前記可動コラムの外部に設けられた固定ターミナルとの間で、前記可動コラムの前記軸中心に沿った移動および前記テーブルの上下方向の移動を許容する長さを持たせて保持された請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の工具主軸装置。
     
     
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024730U (ja) * 1988-06-22 1990-01-12
JPH0567405U (ja) * 1991-04-23 1993-09-07 東芝タンガロイ株式会社 ボーリング加工用の刃物台装置
JPH0631934U (ja) * 1992-09-30 1994-04-26 豊田工機株式会社 端子台を備えた工作機械
JP2007229904A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Disco Abrasive Syst Ltd ターンテーブルを有する加工装置
WO2009036785A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-26 Flerrylane Trading Llc Rotating arrangement for a supply line to a toolholder for a machine for working block or slab materials
WO2010029670A1 (ja) * 2008-09-12 2010-03-18 パナソニック株式会社 ポジショナ
JP2010162646A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Jtekt Corp 工作機械
JP2011011285A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋回型回転工具ヘッドのケーブル接続構造
JP2011115888A (ja) * 2009-12-03 2011-06-16 Kuroda Precision Ind Ltd 工具ホルダ
JP2018062015A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 三菱重工工作機械株式会社 工作機械

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024730U (ja) * 1988-06-22 1990-01-12
JPH0567405U (ja) * 1991-04-23 1993-09-07 東芝タンガロイ株式会社 ボーリング加工用の刃物台装置
JPH0631934U (ja) * 1992-09-30 1994-04-26 豊田工機株式会社 端子台を備えた工作機械
JP2007229904A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Disco Abrasive Syst Ltd ターンテーブルを有する加工装置
WO2009036785A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-26 Flerrylane Trading Llc Rotating arrangement for a supply line to a toolholder for a machine for working block or slab materials
WO2010029670A1 (ja) * 2008-09-12 2010-03-18 パナソニック株式会社 ポジショナ
JP2010162646A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Jtekt Corp 工作機械
JP2011011285A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋回型回転工具ヘッドのケーブル接続構造
JP2011115888A (ja) * 2009-12-03 2011-06-16 Kuroda Precision Ind Ltd 工具ホルダ
JP2018062015A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 三菱重工工作機械株式会社 工作機械

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