JPH01289640A - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、ワークを連続的に割り出して効率よく加工す
ることが出来る、マシニングセンタ等の工作機械に関す
る。

（ｂ）、従来の技術 従来、回転割り出し自在に設けられたテーブル及び該テ
ーブルより上方に昇降自在に設けられたヘッドを有する
、マシニングセンタ等の工作機械において、ワークを加
工するには、まずワークをパレット上に保持し、該パレ
ットをテーブル上に装着する。その状態で、ヘッドを工
具と共に適宜昇降して、該工具によってワークを加工し
ていた。なお、ワーク加工中、作業者は別のパレットに
次に加工すべきワークを装着する作業を行なっていた。

そして、テーブル上のパレットに保持されたワークに対
する加工が完了した後は、テーブルから加工済みのワー
クを保持したパレットを取外し、該パレットと次に加工
すべき新たなワークが保持されたパレットとを、パレッ
ト交換装置を用いて交換し、その状態でテーブル上にパ
レットを介して装着された新たなワークを加工していた
。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、これで
はパレット交換装置を工作機械に設けなければならず、
工作機械が複雑・大型化する不都合があった。また、パ
レット交換中はワークを加工することが出来ず、加工効
率が低下する不都合があった。

本発明は、上記事情に鑑み、小型で、かつ効率よくワー
クを連続的に加工することが出来る、工作機械を提供す
ることを目的とする。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 本発明は１機体（２）を有し、前記機体（２）に、加工
領域（ＷＡ）を設けると共に、工具を着脱自在に保持し
得る工具保持手段（２５，２６）を、前記工具が加工領
域（ＷＡ）で移動駆動自在なる形に設け、更に、前記機
体（２）に、ワーク保持手段（９）を、該保持手段（９
）に形成されたワーク保持面（９ａ）の任意部分が前記
加工領域（ＷＡ）と該加工領域（ＷＡ）外との間で移動
し得るように移動駆動自在に設けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない、以ドのｒ　（ｅ）
、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用 上記した構成により１本発明は、ワーク保持面（９ａ）
の任意部分上にワーク（１９）を装着し７たワーク保持
手段（９）を移動關動しで、ワーク（１９）を加工領域
（ＷＡ、）内に入れ、その状態で工具保持手段（２５，
２６）を移動ルｎして、工具を加工領域（ＷＡ）で移動
させ、該工具によってワーク（１９）を加工するように
作用する。

（ｆ）、実施例 以下１図面に基づき、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による工作機械の一実施例を示す正面図
。

第２図は第１図の平面図、 第３図は第１図の側面図、 第４図及び第５図は第１図に示す工作機械のテーブルの
様子を示す図。

第６図は第４図のテーブルの要部を示す平面図、 第７図は第１図に示す工作機械のヘッドとテーブル上に
保持されたワークとの位置関係を示す図、 第８図は第１図に示す工作機械の△、ラッドテーブル上
に形成された第１保持領域との位置関係を示す図である
。

マシニングセンタ等の工作機械１は、第１図に示すよう
に１機体２を有しており１機体２には、第２図に示すよ
うに、下部直動案内軸受２１を構成する２本のガイドレ
ール２１ａ、２１ａが、矢印Ａ、Ｂ方向（即ち、Ｘ軸方
向）に平行に設けられている。ガイドレール２１ａ、２
１ａには、第３図に示すように、コラム２２が、その図
中下面２２ａに設けられた下部直動案内軸受２１を構成
する複数個のナツト２１ｂを介して、図中紙面と直角方
向、即ち第２図矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）に、後述す
る待機位置Ｗ　Ｉ）からぞれぞれ距離Ｌ　２、Ｌ、　２
だけ移ＤｌｒＨ動し得る形で支持されており、コラム２
２の第３図上部には、上部直動案内軸受２３を構成する
２本のガイドレール２３ａ、２３ａが、図中左右方向で
ある矢印Ｃ，Ｄ方向（即ち、Ｙ軸方向）に平行に設けら
れている。

ガイドレール２３　ａ、２３ａには、第３図に示すよう
に、サドル２５が、その図中下端部に設けられた上部直
動案内軸受２３を構成する複数個のナツト２３ｂを介し
て、待機位置Ｗ　Ｉ）から矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）
にそれぞれ距離Ｌ：３、Ｌ３だけ突出後退し得る形で設
けられており、サドル２５には、ヘッド２６が図中上下
方向である矢印Ｅ、Ｆ方向（即ち、Ｘ軸方向）に距離７
．５の範囲内で昇降し得る形で設けられている。ヘッド
２６には、工具主軸２６ａが、その軸心ＣＴ２を中心と
して回転即動自在な形で設けられており、工具主軸２６
ａには工具（図示せず）を着脱自在な形で装着すること
が出来る。ここで、待機位置ＷＰとは、工具主軸２６ａ
の軸心ＣＴ２が後述するテーブル３のワーク保持部材９
の回転中心ＣＴＩより矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に所
定距１ｓＬ１だけ偏心する位置を意味する。

なお、機体２には、第２図及び第３図に示すように、テ
ーブル３上に装着されたワークを加工するための加工領
域ＷＡ、即ち、コラム２２及びサドル２５を、待機位置
ＷＰからそれぞれＸ、　Ｙ軸方向に距離Ｌ２、Ｌ２及び
Ｌ３．Ｌ３だけ移動駆動すると共に、ヘッド２６を２軸
方向に距ＭＬ５の範囲に亙って移動した際、ヘッド２６
に装着された工具が移動し得る領域（第１図乃至第３図
に示す想像線で囲まれた領域）が設けられている。

なお、サドル２５には、ヘッド２６との間で工具交換を
行なうＡＴＣＪ！ｊｉ１２７が設けられている。

また、機体２上には、第３図に示すように。

テーブル３が設けられており、テーブル３は、第４図に
示すように１機体２に固着されたベース５を有している
。ベース５には、軸受部５ａが筒状に形成されており、
またベース５には、第６図に示すように、ウオーム軸１
１が矢印Ｊ、に方向に回転自在に支持されている。ウオ
ーム軸１１の図中右端部ｌｉｅには、タイミングプーリ
１３が装着されており、また、ウオーム軸１１の図中左
端部１１ｆには、連結部材２９を介して、該ウオーム軸
１１の矢印Ｊ、に方向の回転量を検出するためのエンコ
ーダ３０が接続している。

更に、ベース５には、第６図に示すように、駆動モータ
１５が設けられており、駆動モータ１５には、軸１５ａ
が、回転自在かつウオーム軸１１より第６図上方に所定
距離だけ離れる形で設けられている。軸１５ａには、タ
イミングプーリ１６が装着されており、タイミングプー
リ１６．１３間には、タイミングベルト１７が張設され
ている。なお、ウオーム軸１１の図中中央部には、ウオ
ームｌｌａが形成されている。

ところで、第４図に示すベース５の図中上方には、ワー
ク保持部材９が１回転中心ＣＴＩを中心として矢印Ｇ、
Ｈ方向に回転自在に設けられており、ワーク保持部材９
の図中下面９ｅには、円環状に形成された連結リング１
０ｂが設けられている。連結リング１０ｂの図中下端部
１０ｅには、ウオームホイール１２が装着されており、
ウオームホイール１２には、前述したウオーム軸１１の
ウオームｌｌａが噛合している。また、第４図に示すワ
ーク保持部材９の図中上部にはワーク保持面９ａが平面
状に形成されており、ワーク保持面９ａには、複数個の
ワーク保持溝９ｂが平行に穿設されている。なお、第７
図に示すワーク保持面９ａには、複数個のワーク１９が
１図示しない取付治具及び各ワーク保持溝９ｂを介して
所定の間隔で保持されている。

工作機械１は以上のような構成を有するので、該工作機
械１を用いて複数個のワーク１９を連続的に加工するに
は、最初に加工すべきワーク１９を、第７図に示すテー
ブル３のワーク保持面９ａの内、加工領域ＷＡに入って
いない保持面９８部分に、図示しない取付治具及びワー
ク保持溝９ｂを介して装着する。次に、ワーク保持面９
ａに装着したワーク１９を、テーブル３を割り出すこと
により加工領域ＷＡ内にある待機位ｗ１ｗｐに位置決め
する。それには、第６図に示す駆動モータ１５を駆動し
て、軸１５ａをタイミングプーリ１６と共に適宜回転さ
せる。すると、ウオーム軸１１が、ウオームｌｌａと共
に、タイミングプーリ１６、タイミングベルト１７及び
タイミングプーリ１３等を介して、軸１５ａによって駆
動されて矢印Ｊ、に方向に所定角度だけ回転する。する
と、第４図に示すワーク保持部材９が、ウオーム１１ａ
、ウオームホイール１２及び連結リング１０ｂ等を介し
て矢印Ｇ、Ｈ方向に所定角度だけ回転し。

該ワーク保持部材９上に保持されたワーク１９が、第３
図に示す加工領域ＷＡ内の待機位置ｗｐに位置決めされ
る。

こうして、加工すべきワーク１９が待機位置ＷＰに位置
決めされたところで、第３図に示すコラム２２を、サド
ル２５と共に下部直動案内軸受２１等を介して矢印Ａ、
Ｂ方向（Ｘ軸方向）に移動駆動し、更にサドル２５を、
ヘッド２６と共に上部直動案内軸受２３等を介して待機
位置ＷＰから矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に移動励動し
て、ヘッド２６の工具主軸２６ａに装着された回転工具
（図示せず）を所定の加工開始位置に位置決めする６次
に、回転工具を回転させ、その状態でコラム２２を矢印
Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）に、サドル２５をヘッド２６と
共に矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に、それぞれ移動励動
して、待機位置ＷＰに位置決めされたテーブル３上のワ
ーク１．９に対して、回転工具によって所定のミーリン
グ加工等の加工を行なう。

なお、ワーク加工中、第７図に示すテーブル３のワーク
保持面９ａの内、加工領域ＷＡに含まれない保持面９８
部分に、次に加工すべきワーク１９を装着する。なお、
この際、ヘッド２６は加工領域ＷＡ内を移動してワーク
１９を加工しているので１次に加工すべきワーク１９と
ヘッド２６等が干渉するようなことはなく、円滑に次に
行なうべき加工の段取りをすることが出来る。

こうして、ワーク１９に対して所定の加工がなされたと
ころで、第６図に示す励動モータ１５を励動することに
より軸１５ａを回転させて、タイミングプーリ１３．１
６及びタイミングベルト１７等を介して、ウオーム軸１
１をウオーム１１ａと共に矢印Ｊ、に方向に回転させる
。すると、第４図に示すテーブル３のワーク保持部材９
は、ウオーム１１ａ、ウオームホイール１２及び連結リ
ング１０ｂ等を介して矢印Ｇ、Ｈ方向に所定角度だけ回
転して、該ワーク保持部材９上に装着された次に加工す
べきワーク１９が、第３図に示す加工領域ＷＡ内の待機
位置ｗｐに位置決めされると共に、既に所定の加工がな
されたワーク１９は、加工領域ＷＡから外部の所定位置
に位置決めされる。

次に、その状態で第２図に示すコラム２２を。

矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）に、サドル２５を矢印Ｃ，
Ｄ方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ移動ｍＶｌ）Ｊシて、第
３図に示す加工領域ＷＡ内の待機位置ＷＰに位置決めさ
れた次に加工すべきワーク１９を、ヘッド２６に装着さ
れた回転工具によって加工する。なお、該加工中、加工
領域ＷＡ外の所定位置に位置決めされた加工済みのワー
ク１９をテーブル３のワーク保持面９ａから取り外すと
共に、当該ワーク１９が装着されていた位置及び当該位
置に近接するワーク保持面９ａ部分に、新たなワーク１
９を装着する。そして、加工領域ＷＡ内の待機位！！Ｗ
Ｐに位置決めされたワーク１９に対して。

所定の加工がなされたところで、ワーク保持部材９を矢
印Ｇ、Ｈ方向に所定角度だけ回転して、該ワーク保持部
材９上に装着された新たなワーク１９を、第３図に示す
加工領域ＷＡの待機位置ｗｐに位置決めして所定のミー
リング加工等の加工を行なう。

このような一連のワーク加工動作を繰返し行なうことに
より、複数個のワーク１９を連続的に加工してゆく。

なお、上述した実施例においては、テーブル３のワーク
保持面９ａに、加工すべきワーク１９を、図示しない取
付治具及びワーク保持溝９ｂを介して順次保持し、保持
したワーク１９をテーブル３を割り出して加工領域ＷＡ
内の待機位置ＷＰに位置決めして加工した場合について
説明した。

しかし、ワーク１９の加工方法は、これに限らず、予め
、加工すべき複数のワークを、第７図に示すように、テ
ーブル３上にセットしておき、それ等ワークを順次テー
ブル３を割り出すことにより加工してゆくことも当然可
能である。

更に１次に述べるようにワーク１９を加工することも可
能である。即ち、第８図に示すように、テーブル３のワ
ーク保持面９ａを第１保持領域ＡＲＥＩ及び第２保持領
域Ａ、　Ｒ，Ｅ　２の２つに区分し、図中斜線で示す第
１保持領域ＡＲＥＩを、第８図に示す回転中心ＣＴＩよ
り下方に位置決めしく第８図における第２保持領域ＡＲ
Ｅ２部分）、その状態で該領域ＡＲＥ１に加工すべきワ
ーク１９を、第７図に示すワーク保持溝９ｂ（ただし、
ワーク保持溝９ｂは第８図においては第１及び第１保持
領域ＡＲＥＩ せず、）等を介して所定個数だけ装着する。その状態で
、テーブル３のワーク保持部材９を矢印Ｇ、Ｈ方向に適
宜回転させて、該ワークの装着された第１保持領域ＡＲ
Ｅ１を加工領域ＷＡ内に入れると共に、第２図に示すコ
ラム２２を矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）に、サドル２５
を矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に、それぞれ移動駆動さ
せることにより、第８図に示すように、ヘッド２６を第
１保持領域ＡＲＥ１の上方に位置決めする。

次に、その状態で第２図に示すコラム２２を矢印Ａ、Ｂ
方向（Ｘ軸方向）に、サドル２５をヘッド２６と共に矢
印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に、それぞれ移動駆動させる
ことにより、第８図に示すテーブル３上の＠１保持領域
ＡＲＥ　ｌに保持されたワーク１９に対して、ヘッド２
６に装着された回転工具によっ′Ｃミーリング加工等の
加工を行なう。なお、この際、第８図に示すテーブル３
のワーク保持面９ａの内５第１保持領域ＡＲＥｌを除い
た領域（以下、第２保持領域ＡＲＥ２と称する。）に次
に加工すべき所定個数のワーク１９を装着し”Ｃおく。

こうして、第８図に示すワーク保持面９ａの第１保持領
域ＡＲＥ１に装着されたワーク１９が加工されたところ
で、テーブル３のワーク保持部材９を、加工済みのワー
ク１９と共に矢印Ｇ、Ｈ方向に１８０″′だけ回転する
。次に、第２図に示すコラム２２を矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ
軸方向）に、サドル２５をヘッド２６と共に矢印Ｃ，Ｄ
方向（Ｙ軸方向）に移動駆動することにより、ヘッド２
６を第８図に示すように第２保持領域ＡＲＥ　２の上方
に位置決めする。その状態で、第２保持領域ＡＲＥ２内
のワーク１９を、ヘッド２６に装着された回転工具によ
って加工する。

なお、加工直径の大きなワークを加工するには、該ワー
クをテーブル３のワーク保持部材９上に装着する０次に
、その状態で、加工領域ＷＡ内に入り込んでいるワーク
部分を、ヘッド２６に装着された回転工具によってミー
リング加工等の加工を行なう、加工領域ＷＡ内のワーク
部分が加工されたところで、ワーク保持部材９を該ワー
クと共に矢印Ｇ、Ｈ方向に適宜回転して、該ワークの未
加工部分を加工領域ＷＡ内に入れ、該未加工部分を加工
する。このような加工動作を繰返し行なうことにより、
加工直径の大きなワーク全体を加工する。

なお、上述した実施例においては、ヘッド２６に回転工
具を装着し、該回転工具によってテーブル３上のワーク
１９を加工した場合について述べた。しかし、工具主軸
２６ａに旋削用工具を装着すると共に、テーブル３のワ
ーク保持部材９上にワーク１９を保持し、その状態でワ
ーク保持部材９を、ワーク１９と共に矢印Ｇ又はＨ方向
に回転即動する等して、該ワーク１９を旋削用工具によ
って旋削することも可能である。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、機体２を有し
、前記機体２に、加工領域ＷＡを設けると共に、工具を
着脱自在に保持し得るサドル２５、ヘッド２６等の工具
保持手段を、前記工具が加工領域ＷＡ内で移動駆動自在
なる形に設け、更に、前記機体２に、ワーク保持部材９
等のワーク保持手段を、該保持手段に形成されたワーク
保持面９ａの任意部分が前記加工領域ＷＡと該領域ＷＡ
外との間で移動し得るように移動駆動自在に設けて構成
したので、ワーク保持面９ａの任意部分上にワーク１９
を装着したワーク保持手段を移動駆動して、ワーク１９
を加工領域ＷＡに入れ、その状態で工具保持手段に保持
された工具によってワーク１９を加工することが出来る
。その結果、加工領域内のワーク１９を加工している間
、加工領域外のワーク保持手段のワーク保持面９ａに、
次に加工すべきワーク１９を装着することが出来、加工
効率を向上させることが可能となる。

また、ワーク保持手段のワーク保持面９ａに保持された
ワーク１９の加工直径が大きくても。

該ワーク保持手段を、ワークと共に適宜移動させること
により、該ワークの未加工部分を順次加工領域ＷＡ内に
入れ、その状態で工具を移動駆動させて該未加工部分を
加工することが出来る。このため、ワークを加工する際
、ヘッド２６を、加工領域外となる待機位ＨｗｐよりＹ
軸方向に大幅に突出させる必要がなくなり、サドル２６
等の工具保持手段に生じる撓みを最小限に抑えた状態で
、加工直径の大きなワークを精度良く加工することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工作機械の一実施例を示す正面図
、 第２図は第１図の平面図、 第３図は第１図の側面図、 第４図及び第５図は第１図に示す工作機械のテーブルの
様子を示す図、 第６図は第４図のテーブルの要部を示す平面図、 第７図は第１図に示す工作機械のヘッドとテーブル上に
保持されたワークとの位置関係を示す図、 第８図は第１図に示す工作機械のヘッドとテーブル上に
形成された第１保持領域との位置関係を示す図である。 １・・・・・・工作機械 ２・・・・・・機体 ９・・・・・・ワーク保持手段（ワーク保持部材）９ａ
・・・・・・ワーク保持面 ２５・・・・・・工具保持手段（サドル）２６・・・・
・・工具保持手段（ヘッド）ＷＡ・・・・・・加工領域 出願人　　ヤマザキマザツク株式会社 代理人　　　弁理士　　　相１）伸二 （ほか２名） 、１−エイ）イ伽（序鴫阪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　機体を有し、 前記機体に、加工領域を設けると共に、工具を着脱自在
   に保持し得る工具保持手段を、前記工具が加工領域で移
   動駆動自在なる形に設け、更に、前記機体に、ワーク保
   持手段を、該保持手段に形成されたワーク保持面の任意
   部分が前記加工領域と該加工領域外との間で移動し得る
   ように移動駆動自在に設けて構成した、工作機械。