JPH0129642B2

JPH0129642B2 -

Info

Publication number: JPH0129642B2
Application number: JP58053746A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tsukiji
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1989-06-13
Also published as: JPS59182006A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主軸が内外二重構造で、かつ内外主
軸間に偏心を与え、この内外主軸の回転方向の相
対位置を変えることにより外側主軸の軸心に対す
る工具径を変化するようにした工具径可変形主軸
装置における工具装着方法に関するものである。

工具径可変形主軸装置の特徴の１つとして工具
径可変機能による工具の共用化、すなわちボーリ
ングバー等の工具数の削減効果がある。

ところが従来の工具径可変形主軸装置にあつて
は１個の工具でもつて直径寸法の異なる穴の加工
ができるが、この場合各寸法の穴とも同一工具に
固着したツールチツプでしか加工を行なうことが
できなかつた。

従つて工具の先端に固着してあるツールチツプ
の刃具としての特性、例えばツールの材種、チツ
プサイズ、形状等を変えたい場合は、それぞれ
別々の工具を用意しなければならなかつた。

上記刃具の特性を変えたい場合とは、アルミ材
切削用、鋼材切削用、あるいは荒加工用、仕上加
工用等を使いわけたい場合である。

本発明は上記のことにかんがみなされたもの
で、１個の工具でもつて数種の異なる特性の加工
を行なうことができるようにした工具径可変形主
軸装置における工具装着方法を提供しようとする
ものである。

以下本発明の実施態様を説明する。

図中１は立形のコラム、２はこのコラム１に上
下方向に摺動自在に装着された主軸ユニツト、３
はこの主軸ユニツト２に装着された工具径可変形
主軸装置である。また４はコラム１の側方に設け
られた工具ストツク用のマガジン装置で、このマ
ガジン装置４にある工具A₁と、上記工具径可変
形主軸装置３に装着された工具A₂とは工具交換
装置５にて選択的に交換されるようになつてい
る。

上記工具径可変形主軸装置３は第２図に示すよ
うになつていて、主軸６は内側主軸７と外側主軸
８の二重構造となつており、内側主軸７は外側主
軸８に対して回転可能に、かつ外側主軸８の軸心
に対してｅだけ偏心している。また内側主軸７の
先端部には、この内側主軸７の軸心に対して上記
偏心量ｅだけ偏心した位置にテーパ状の工具取付
穴９が設けてある。外側主軸８は主軸箱１０に支
承されている。

また上記主軸箱１０には主軸６を中心に複数
本、例えば３本のボールねじ軸１２が主軸６と平
行に支承されている。これらのボールねじ軸１２
の一端側には歯車１３が設けられていて、これら
歯車１３は主軸箱１０に支承された同期歯車１４
に同時に噛合されており、この同期歯車１４によ
り各ボールねじ軸１２が同期されるようになつて
いる。上記ボールねじ軸１２のうちの１本のボー
ルねじ軸の一端が歯車機構１５を介してサーボモ
ータ１６に連結してある。

上記各ボールねじ軸１２は、略３角形状をなす
シフタ本体１７の各隅部に回転自在にかつ軸方向
に係合したナツト１８に螺合してある。上記シフ
タ本体１７の中心部にはホルダ１９が回転自在
に、かつ軸方向に係合して嵌合してある。このホ
ルダ１９の内周部にはめねじ部２０が台形状に突
設されている。そしてこのめねじ部２０は外側主
軸８の外周部に軸線に沿つて形成されたガイド溝
８ａに移動自在にかつ回転方向に係合して嵌合
し、このめねじ部２０は上記内側主軸７の外周面
に形成されたおねじ部２１に螺合しており、ホル
ダ１９が軸方向に移動することにより内側主軸７
が回転するようになつている。

一方上記内側主軸７の基端部は歯車機構２２を
介して回転駆動モータ２３に連結してある。また
上記歯車機構２２の１個の歯車軸２４に割出し用
駆動歯車２５が固着してあり、この駆動歯車２５
に噛合する従動歯車２６の軸に割出し用円板２７
が固着してある。この円板２７はドツグ２８ａ，
２８ｂが設けてあり、このドツグ２８ａ，２８ｂ
に対向する位置に検出器２９が設けてある。

このような工具径可変形主軸装置にあつては、
サーボモータ１６を駆動することにより内側主軸
７が外側主軸８に対して相対的に回転される。ま
た回転駆動モータ２３を駆動することにより内・
外側主軸７，８が一体状になつて外側主軸８の軸
心を中心として回転される。さらに内側、外側主
軸７，８は上記回転駆動モータ２３と複数のドツ
グ２８ａ，２８ｂを設けた円板２７と検出器２９
により一体状になつて割出し回転される。

上記構成の工具径可変形主軸装置に用いる工具
Ａは第３図に示すようになつており、基部には内
側主軸７の工具取付穴９に嵌合するテーパ部３０
が、また先端に複数個、例えば２個のそれぞれ特
性の異なる第１、第２のツールチツプ３１ａ，３
１ｂが同一半径ｌの位置で、かつ円弧方向に180
度ずれた位置に固着してある。なおテーパ部３０
の端部に係止部３２が設けてあり、この係止部３
２が主軸装置の内側主軸７内に設けたソケツト３
３に係脱自在に係合するようになつている。上記
係止部３２とソケツト３３の係脱はソケツト３３
を軸方向に移動することによつてなされる。

しかして工具径可変形主軸装置の内側主軸７と
外側主軸８の相互の位置関係を第４図に示す状
態、すなわち、外側主軸８に対して内側主軸７を
回転して、この内側主軸７に設けた工具取付穴９
の軸心を外側主軸８の回転中心Ｏに一致させた状
態にする。この状態で上記工具Ａを、この工具Ａ
のツールチツプ３１ａ，３１ｂが、外側主軸８の
中心Ｏと内側主軸７の中心Ｅとを結ぶ直線Ｌに一
致させた状態にして装着する。この状態での外側
主軸８の中心Ｏに対する各ツールチツプ３１ａ，
３１ｂの切削半径は同一である。

上記状態で内側主軸７を第４図において時計方
向にθだけ回転する。かくすると内側主軸７の中
心Ｅから遠くに位置する第１のツールチツプ３１
ａは内側主軸７の中心Ｅを中心として軌跡Ｂを描
いて外側主軸８の中心Ｏより遠ざかり、このツー
ルチツプ３１ａによる切削半径Ｒは徐々に大きく
なる。

一方第２のツールチツプ３１ｂは同様に中心Ｅ
を中心として軌跡Ｃを描いて外側主軸８の中心に
近づき、このツールチツプ３１ｂによる切削半径
ｒは徐々に小さくなる。

この状態、すなわち、内側主軸７をθだけ回転
した状態で主軸６を回転駆動モータ２３により回
転することにより、外側主軸８の中心Ｏに対して
内側主軸７の中心Ｅの反対側に位置する第１のツ
ールチツプ３１ａにより半径Ｒの穴ぐり加工がな
される。このときＲ＞ｒであるから第２のツール
チツプ３１ｂは切削に関与せずアイドル状態とな
つている。上記第１のツールチツプ３１ａにより
加工することができる範囲は、第４図に示す状態
から時計方向に０＜θ≦180゜の任意の範囲であ
る。そしてその加工径は工具Ａの半径ｌであると
き、ｌから〔ｌ＋２（）〕の範囲にわたつて変
化される。

次に第２のツールチツプ３１ｂにて加工を行な
いたい場合には、外側主軸８を停止して外側主軸
８の中心Ｏと工具取付穴９とが一致した状態で工
具Ａを内側主軸７から抜き出し、内側、外側主軸
７，８を停止したまま工具Ａだけを180゜回転して
この工具Ａを再び内側主軸７に装着する。この状
態で、第１、第２の両ツールチツプ３１ａ，３１
ｂの位置は第４図に示す状態と逆になり、外側主
軸８を回転駆動することにより第２のツールチツ
プ３１ｂにて上記の第１のツールチツプ３１ａと
全く同様の切削加工がなされる。

すなわち、１個の工具Ａにてこの工具Ａに装着
した各ツールチツプによる加工が可能となり、１
個の工具Ａでもつて特性の異なる複数の切削加工
が行なえる。

なお上記実施例においては、切削に関与するツ
ールチツプを変更する場合に、主軸を停止した状
態で工具Ａを回転する例を示したが、これは工具
Ａを工具取付穴９から抜き取つた状態で停止して
おき、内側、外側主軸７，８、すなわち主軸６を
180゜回転し、外側主軸８の中心Ｏと工具取付穴９
とが一致した状態でこの状態の工具取付穴９に上
記工具Ａを装着するようにしてもよい。このとき
の主軸６の回転制御は円板２７のドツグ２８ａ，
２８ｂと検出器２９とで行なう。

さらに上記実施例ではツールチツプが２個の場
合について説明したが、第６図Ａ，Ｂ，Ｃに示す
ように、このツールチツプは２個に限るものでは
なく、またその固着位置も円周方向に等分位置に
する必要はない。

第５図はツールチツプがT₁，T₂，T₃の３個用
いられ、かつ円周方向等分位置に固着した場合を
示すものであり、以下その作用を説明する。

第５図において、第１のツールチツプT₁にて
加工する場合、内側主軸７を時計方向に回転する
と直線Ｌの左側においてその切削半径が徐々に大
きくなる。このとき直線Ｌの左側に位置する第２
のツールチツプT₂の切削半径も大きくなり、こ
の第２のツールチツプT₂との関係が問題になる。
すなわち、T₂が点P₂₁にくると、T₁がP₁₁に位置
され、このとき、₂₁＞、₁₁であり、T₁が
P₁₁に至る間は、₂＞、₁であるからT₁で
は加工不能である。

内側主軸７をさらに回転し、T₁がP₁₂を越える
とT₂もP₂₁を越えるからT₁による加工が可能にな
る。なお厳密にはP₁₁〜P₁₂のある点から、₁
＞、₂となつてT₁による加工が可能になる。
このとき第３のツールチツプT₃はＯ、T₃が小さ
くなつていくので問題はない。

上記のように、３個のツールチツプT₁、T₂、
T₃を用いて加工するとき、ある条件もとで、使
用しようとするツールチツプを直線Ｌ上で、かつ
内側主軸７の中心に遠い方の点P₀に位置させて
工具Ａを装着すればそのツールチツプにて加工を
行なうことができ、工具Ａをツールチツプの数に
応じてその取付姿勢を変えることにより、各ツー
ルチツプT₁、T₂、T₃による加工をそれぞれ行な
うことができる。

なお主軸６を割出し回転することによつてツー
ルチツプの位置合せを行なうようにした場合、外
側主軸８を駆動するモータ２３を割出し回転させ
るためのドツグ２８ａ，２８ｂをそれに応じた数
だけ設ける。

さらに上記実施例において、使い方によつて
は、工具Ａの装着をやりなおすことなく、T₂を
先に使用して、次にT₁を使用してもよい。

本発明は上記のようになり、回転自在に支承さ
れた外側主軸８と、この外側主軸８の中心Ｏに対
して偏心量ｅだけ偏心した位置に回転自在に支承
された内側主軸７と、この内側主軸７の端部で、
かつ内側主軸７の中心Ｅに対して偏心量ｅだけ偏
心した位置に設けた工具取付穴９に係脱自在に装
着される工具Ａとからなり、上記内側、外側主軸
７，８を一体回転する回転駆動手段と、内側、外
側主軸７，８を相対回転させる他の回転駆動手段
とを有する工具径可変形主軸装置において、内側
主軸７の工具取付穴９の中心を外側主軸８の中心
Ｏと一致させた状態にし、この工具取付穴９に、
円周方向に複数個のツールチツプ３１ａ，３１ｂ
を設けた工具Ａを、上記複数個のツールチツプ３
１ａ，３１ｂのうち、使用しようとするツールチ
ツプを内側主軸７の中心Ｅから軸直角方向に遠い
方に位置させて嵌合し、この状態から内側、外側
主軸７，８を相対回転させて上記使用しようとす
るツールチツプの切削半径Ｒを所定寸法に設定し
て使用し、ついで他のツールチツプを使用しよう
とする場合、工具Ａを内側主軸７に対して相対回
転して上記他のツールチツプを内側主軸７に中心
Ｅから軸直角方向に遠い方に位置させて嵌合し、
この状態から内側、外側主軸７，８を相対回転さ
せてこのツールチツプの切削半径Ｒを所定寸法に
設定するようにしたから、主軸に対して工具Ａの
取付姿勢を順次ツールチツプの数に応じて変える
ことにより、１個の工具Ａでもつて数種の異なる
ツールチツプによる各特性の加工を行なうことが
でき、少ない工具数で多くの種類の加工を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具径可変形主軸装置の全体を示す正
面図、第２図は要部を示す断面図、第３図は本発
明において用いる工具の側面図、第４図、第５図
は作用説明図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃは工具の他例を
示す説明図である。６は主軸、７は内側主軸、８は外側主軸、９は
工具取付穴、３１ａ，３１ｂはツールチツプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１回転自在に支承された外側主軸８と、この外
側主軸８の中心Ｏに対して偏心量ｅだけ偏心した
位置に回転自在に支承された内側主軸７と、この
内側主軸７の端部で、かつ内側主軸７の中心Ｅに
対して偏心量ｅだけ偏心した位置に設けた工具取
付穴９に係脱自在に装着される工具Ａとからな
り、上記内側、外側主軸７，８を一体回転する回
転駆動手段と、内側、外側主軸７，８を相対回転
させる他の回転駆動手段とを有する工具径可変形
主軸装置において、内側主軸７の工具取付穴９の
中心を外側主軸８の中心Ｏと一致させた状態に
し、この工具取付穴９に、円周方向に複数個のツ
ールチツプ３１ａ，３１ｂを設けた工具Ａを、上
記複数個のツールチツプ３１ａ，３１ｂのうち、
使用しようとするツールチツプを、外側主軸８の
中心Ｏと内側主軸７の中心Ｅを結ぶ線上で、かつ
外側主軸８の中心Ｏに対して内側主軸７の中心Ｅ
の反対側に位置させて嵌合し、この状態から内
側、外側主軸７，８を相対回転させて上記使用し
ようとするツールチツプの切削半径Ｒを所定寸法
に設定して使用し、ついで他のツールチツプを使
用しようとする場合、工具Ａを内側主軸７に対し
て相対回転して上記他のツールチツプを内側主軸
７に中心Ｅから軸直角方向に遠い方に位置させて
嵌合し、この状態から内側、外側主軸７，８を相
対回転させてこのツールチツプの切削半径Ｒを所
定寸法に設定するようにしたことを特徴とする工
具径可変形主軸装置における工具装着方法。