JPH01289632A - 工作機械の主軸ヘッド装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の主軸ヘッド装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の縦型フライス盤或いはマシニングセンタにおいて
は、機械仕様外のアングル加工や高速回転を必要とする
加工の場合、或いは、ワークを取り外すことなく連続し
て他工程を行なおうとする場合（例えば、計測やデジタ
イジング、研摩、放電加工等）、本体主軸のテーパ孔に
、それぞれのアタッチメントヘッドを装着していた。

上記本体主軸のテーパ孔は、各工具ホルダに共通のテー
バシャンク部を装着して、主軸の回転を伝えるように構
成されている部分であり、上記テーパ孔の奥には、各工
具ホルダのプルスタッド部を着脱するコレット、ドロー
パー、皿ばね、アンクランプシリンダ等の工具着脱機械
が設置されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

各アタッチメントヘッドは、それぞれ、その使用目的に
適合し５た支持ｉ造や駆動部等を具備する必要があるた
め、切削加工用の工具類に比べると、これらの支持構造
や駆動部等の設置スペース分だけ、長大となり、主軸ヘ
ッドの有効移動ストロークが減少し、特に小型機種では
、大きな問題となっている。−船釣な機械のテーブル上
面から主軸端面までの最小距離は１５０〜２００閤であ
り、従って、それ以上の長さのアタッチメントでは、そ
の分、実質ストロークが減少する。

本発明は、従来の工作機械の主軸ヘッド装置の上記問題
点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは
、種々のアタッチメントヘッドを装着した場合でも、主
軸ヘッドの有効移動ストロークが減少しない構成の工作
機械の主軸へ・ラド装置を提供しようとするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、主軸及び工具装着
部を除去し、先端に主軸係合部をもち、主軸へ主軸モー
タの回転を伝達する伝達シャフトを有し、かつ、主軸係
合部を含むアタッチメント装着部を先端面に形成し、該
アタッチメント装着部に作動手段を含むアタッチメント
クランプ装置を備え、機械本体に直線移動可能に支承さ
れた主軸ヘッドと、 各使用目的に適合した支持構造及び駆動手段並びに工具
装着部等を含み、上記主軸ヘッドのアタッチメント装着
部に対応する同一形状の被装着部を後端に有し、上記主
軸ヘッドに択一的に装着される複数のアタッチメントと
で構成したものである。

また、上記アタッチメント装着部及び被装着部に、各ア
タッチメントの識別及びアタッチメントの装着の確認を
行わせるための電気接点手段を設けたものである。

〔作用） 主軸ヘッドは、主軸及び工具装着部を除去してあり、一
方、アタッチメント側には、それぞれの使用目的に適合
した支持構造及び駆動手段並びに工具装着部等を具備さ
せであるため、主軸ヘッドに装着したときの各アタッチ
メントの突出寸法が路間−となり、主軸ヘッドの有効移
動ストロークが減少することはない。

また、電気接点手段は、バイナリコード等により、アタ
ッチメントの装着の確認及び識別を行わせることかでき
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る工作機械の主軸ヘッド装置の要部
概略側面図及び各種アタッチメントの例示側面図、第２
図はそのアタッチメント装着部の平面図を示すもので、
（Ａ）は主軸ヘッド、（Ｂｌ）（Ｂオ）（Ｂ３）・・・
はアタッチメントを示している。

主軸−・ラド（Ａ）は、主軸（１）及び工具装着部（２
）を除去し、先端に主軸係合部（３ａ）をもち、主軸（
１）へ主軸モータ（４）の回転を伝達する伝達シャフト
（３）を有し、かつ、主軸係合部（３ａ）を含むアタッ
チメント装着部（５）を先端面に形成し、該アタッチメ
ント装着部（５）の周囲に作動手段（６）を含むアタッ
チメントクランプ装置（７）を備え、機械本体（図示省
略）に主軸（１）の軸線方向（図は上下方向）に直線移
動可能に支承されている。

アタッチメント（Ｂｌ）（Ｂ、）（Ｂｓ）・・・は、各
使用目的に適合した支持構造及び駆動手段並びに工具装
着部等を含み、主軸ヘッド（Ａ）のアタッチメント装着
部（５）に対応する同一形状の被装着部（８）を後端に
有し、主軸ヘッド（Ａ）に択一的に装着される構成であ
る。

アタッチメント（Ｂ、）＜Ｂｔ”）（Ｂ、）・・・は、
切削加工用アタッチメント（Ｂｌ）、モデル形状等の計
測・デジタイジング用のトレーサ用アタッチメント（Ｂ
り、研磨用アタッチメント（Ｂ、）、超音波加工用アタ
ッチメント（図示省略）、放電加工用アタッチメント（
図示省略）等、使用目的の異なる種々のアタッチメント
を含むことができる。

切削加工用アタッチメント（Ｂ、）は、主軸（１）及び
工具装着部（２）を設け、主軸（１）はアタッチメント
本体（９）に回転可能に軸承し、工具装置部（２）は、
主軸（１）の先端に形成したテーパ孔、テーパ孔の奥に
設けたコレット部、ドローパー及び皿ばね等、従来の主
軸ヘッドに装着されている構成と路間−のものが装備さ
れる。即ち、工具ホルダ（１０）の装着用テーバ孔の奥
に、工具ホルダ（１０）の後端のプルスタッド部をクラ
ンプするコレット部を有し、このコレット部を常時、皿
ばねによってクランプ方向に付勢するドローパーが内蔵
されており、ドローパーの後端は主軸（１）の中心部を
貫通して主軸（１）の後端付近まで延長させてあり、主
軸（１）の後端は、主軸ヘッド（Ａ）の伝達シャフト（
３）の先端の主軸係合部（３ａ）と保合可能な構造とさ
れている。

主軸ヘッド（Ａ）側には、切削加工用アタッチメンＩ−
（Ｂｌ）のドローパーの後端を皿ばねに抗してアンクラ
ンプ方向に押圧作動させるプルスタッドアンクランプ装
置（１１）が設置されており、この装置（１１）は、シ
リンダ（ｌｌａ）とシリンダ内で往復作動するピストン
と、このピストンに連結された作動ロッド（１１ｂ　”
）とよりなり、作動ロッド（１１ｂ　）の先端でドロー
パーの後端を押圧作動する構成とされている。

トレーサ用アタッチメント（Ｂ８）は、先端にモデル形
状等を倣うスタイラス（１２）を有し、このスタイラス
（１２）の基部をアタッチメント本体（１３）内で３次
元方向運動可能に支持し、かつ、３次元方向の変位量に
分解し、電気信号に変換して出力する変位量検出手段を
内蔵し、これらの電気信号の授受を行わせるため、被装
着部（８）には、電気接点手段を内蔵した電気カプラ（
１４）が設置されている。この電気カブラ（１４）に対
応して、主軸ヘッド（Ａ）のアタッチメント装着部（５
）にも電気カブラが設置されている。

研磨用アタッチメント（Ｂ３）は、先端に砥石（１５）
を装着した回転軸（Ｊ６）をアタッチメント本体（１７
）内で回転可能に支持し、専用のエアモータを内蔵して
おり、被装着部（８）に形成したエアカプラ（１８）を
介して主軸ヘッド（Ａ）のエア配管から高圧エアが供給
され、砥石（１５）の回転軸（１６）をエアモータによ
り高速回転させるように構成されている。

超音波加工用アタッチメントの場合は、図示していない
が、アタッチメント本体内に超音波発生装置及び振動子
を内蔵させ、振動子に接続したエクスポーネンシャルホ
ーンの先端に工具を装着する構成とされる。

また、放電加工用゛７タツチメントの場合は、アタッチ
メント本体内に放電加工用電源電圧発生装置を内蔵させ
、放電加工電極によって加工を行うように構成される。

上記各アタッチメントの内、主軸ヘッド（Ａ）の主軸モ
ータ（４）からの回転動力を必要としないアタッチメン
トは、主軸係合部（３ａ）を必要とせず、而して、夫々
の使用目的に適合する電気カブラ（１４）　、エアカプ
ラ（１８）等の動力源接続機構が設置され、これらは、
主軸ヘッド（Ａ）のアタッチメント装着部（５）に、第
２図のように円形配置されている。尚、第２図において
、（１９）は切削油供給カプラを示し、切削加工用アタ
ッチメント（Ｂ、）の場合に使用される。

各アタッチメント（Ｂ、）（Ｂり（ＢＳ）・・・は、第
３図に示す様に、その被装着部（８）の外周部に係止フ
ランジ（８ａ）を有し、この係止フランジ（８ａ）は係
止突起（８ｂ）を１個以上（図面は３個を円周等配位置
に形成している）設けている。上記係止フランジ（８ａ
）に対応して、主軸ヘッド（Ａ）のアタッチメント装着
部（５）の周囲には、作動手段（６）を含むアタッチメ
ントクランプ装置（７）を設けている。

主軸ヘッド（Ａ）のアタッチメント装着部（５）と、各
アタッチメントの被装着部（８）とには、第４図に示す
様に、環状凹部と環状凸部とからなる同心係合部（２０
）が形成してあり、アタッチメントクランプ装置（７）
によるクランプが行われる前に同心状に係合した上でク
ランプを行わせるように構成している。

アタッチメントクランプ装置（７）は、アタッチメント
の係止フランジ（８ａ）に係止するクランプ筒（７ａ）
を有し、このクランプ筒（７ａ）の先端は内方に突出し
た係止突部（７ｂ）を有し、この係止突部（７ｂ）には
、係止フランジ（８ａ）の係止突起（８ｂ）を通過させ
る切欠部（７ｃ）を形成している（第３図参照）。

各アタッチメント（Ｂυ（Ｂｚ）（Ｂｓ）・・・の主軸
ヘッド（Ａ）への着脱は、係止フランジ（８ａ）の係止
突起（８ｈ）を、切欠部（７ｃ）に合致させて通過させ
、係止フランジ（８ａ）の上面が、主軸ヘッド（Ａ）の
アタッチメント装着部（５）の下面に当接した位置で回
動させて係止突起（８ｂ）を切欠部（７ｃ）からずらせ
た位置とし、この状態で、クランプ筒（７ａ）を作動手
段（６）で上昇方向に動作させて係止突部（７ｂ）によ
り係止フランジ（８Ｂ）を主軸ヘッド（Ａ）に持ち上げ
て密着させ、クランプする。この持ち上げに関連して、
主軸係合部（３ａ）の保合、電気カブラ（１４）　、エ
アカブラ（１８）及び切削油供給カブラ（１９）の保合
が行われるようにしてあり、そのために、係止突起（８
ｂ）を切欠部（７ｃ）から回動させてずらせる位置を常
に一定としておくため、規制ビン（７ｄ）が主軸ヘッド
（Ａ）に設けである。

上記規制ビン（７ｄ）は、アタッチメントの上下方向の
可動距離を一定とするため作動手段（６）に連結されて
いる。作動手段（６）は、第４図に示す様に、主軸ヘッ
ド（Ａ）内に形成したシリンダ（６ａ）とピストン（６
ｂ）とよりなり、このピストン（６ｂ）に規制ビン（７
ｄ）とクランプ筒（７ａ）とが連結ブロック（６ｄ）を
介して連結してあり、ピストン（６ｂ）には、皿ばね（
６ｃ）によって、クランプ力が付与されており、所定時
、皿ばね（６ｃ）に抗してエアまたは油圧によりピスト
ン（６ｂ）をクランプ解除方向（下方）に動作させるよ
うに構成している。規制ビン（７ｄ）’は、クランプ解
除の際、アタッチメントの同心係合部（２０）を主軸ヘ
ッド（Ａ）から押し出す役目を合わせもつ。

規制ビン（７ｄ）を含む作動手段（６）は、主軸ヘッド
（Ａ）の円周等配位置３ケ所に設置しである。

主軸ヘッド（Ａ）は、Ｚ軸モータ（２１）により回転す
るＺ軸ボールネジ（２２）にポールナツト部（２３）を
介して螺合し、主軸（１）の軸線方向に直線移動可能と
され、さらに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にも移動可能に構
成され得る。尚、テーブル（図示省略）をＸ軸方向及び
Ｙ軸方向に移動可能にした構成の工作機械にも通用可能
である。

電気カブラ（１４）は、接点部分にバイナリ−コードを
採用して、各アタッチメントの識別を行わせると共に、
例えば、全桁の出力がすべてゼロ出力のとき、アタッチ
メントの装着がなされていないか不完全を表わすように
させることができる。

尚、アタッチメントクランプ装置（７）は、図示した実
施例に制約されるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、主軸ヘッドに対する切削加工用アタッ
チメントと他のアタッチメントとを路間−取付寸法とす
ることができ、主軸ヘッドの有効移動ストロークを減少
させることなく、各種のアタッチメントによる作業を行
わせることができる利点がある。

また、電気接点手段によって、アタッチメントの識別及
び装着の確認を行わせることができ、誤装着による事故
を防止させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械の主軸ヘッド装置の要部
概略側面図及び各種アタッチメントの例示側面図、第２
図はそのアタッチメント装着部の平面図、第３図はアタ
ッチメントクランプ部の平面図、第４図はアタッチメン
トクランプ部の縦断側面図である。 （Ａ）・−主軸ヘッド、 （Ｂυ（Ｂり（Ｂ３）・−アタッチメント、（１）−・
−・主軸、　　　　　（２）−・工具装着部、（３）　
−伝達シャフト、（４）−主軸モータ、（５）−・−ア
タッチメント装着部、 （６）・・−作動手段、 （７）・−アタッチメントクランプ装置、（８）−・−
被装着部、　　　（１０）−・−工具ホルダ、（１４）
−・−電気カプラ。 特許　出　願　人　大阪機工株式会社 代　　　　理　　　　人　　　江　　原　　　省　　　
吾第１図 第２図　　　　　　　　第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸及び工具装着部を除去し、先端に主軸係合部
   をもち、主軸へ主軸モータの回転を伝達する伝達シャフ
   トを有し、かつ、主軸係合部を含むアタッチメント装着
   部を先端面に形成し、該アタッチメント装着部に作動手
   段を含むアタッチメントクランプ装置を備え、機械本体
   に直線移動可能に支承された主軸ヘッドと、 各使用目的に適合した支持構造及び駆動手段並びに工具
   装着部等を含み、上記主軸ヘッドのアタッチメント装着
   部に対応する同一形状の被装着部を後端に有し、上記主
   軸ヘッドに択一的に装着される複数のアタッチメントと
   で構成したことを特徴とする工作機械の主軸ヘッド装置
   。
2. （２）アタッチメント装着部及び被装着部に、各アタッ
   チメントの識別及びアタッチメントの装着の確認を行わ
   せるための電気接点手段を設けたことを特徴とする請求
   項（１）に記載の工作機械の主軸ヘッド装置。