JPH04129603A - 自動旋盤の主軸台 - 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） 本発明は自動旋盤の主軸台に係り、特にワークを連続回
転させ固定刃物により加工すると共に、上記ワークを割
出し、回転刃物により加工する自動旋盤の主軸台に関す
る。

（従来の技術） ワークをチャッキングした主軸を所定の速度で連続回転
させ、バイト等の固定刃物によりワークの旋削加工を行
うと共に、その主軸を分割回転させてワークを割出し、
エンドミルやドリル等の回転刃物により穴あけ加工等の
２次加工を行うことができる自動旋盤の主軸台がある。

このような主軸台には、主軸を一台のモータにより高速
回転および分割回転させるものと、２台のモータにより
それぞれ高速回転および分割回転させるものとがある。

つまり、１台のモータによる場合には通常ベルト等によ
って回転を伝達して主軸を高速回転させ、割出しを行う
時にはそのモータを所定位置に停止させた後、位置決め
手段等により割り出しの位置決めを行う。

また、２台のモータを使用する場合には旋削加工用に高
速回転するスピンドルモータと、ワークの割出し用に分
割回転するＣ軸モータとを主軸にそれぞれベルト、ギヤ
駆動等を介して接続しており、バイトにより旋削加工す
る場合にはスピンドルモータにより主軸を回転させ、回
転刃物により穴あけ等を行う場合にはＣ軸モータにより
主軸を分割回転させるようにしている。

（本発明が解決しようとする課題） しかし、従来の１台のモータにより高速回転および分割
回転を行うように構成した場合、１台のモータが高速回
転および分割回転の２つの機能を兼ね備えることになる
ので、その割出しの数が限定されると共に、ベルト駆動
であるとどうしても分割回転の際に割出し位置にずれが
発生し、正確にワークの割出しが行えないという問題が
あった。

また、従来の２台のモータを使用する場合にあっては、
常に主軸とスピンドルモータとが接続されているため、
Ｃ軸モータによりワークを割出し、そしてその割出し位
置をクランプする場合に、スピンドルモータが連動して
回転することにより分割回転時の負荷イナーシャが大き
くなる。このため、割出しに時間がかかると共にその割
出しが不正確になるという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、旋削
加工時にはワークの高速回転が可能であると共に、ワー
クの割出しを行う時にはその割りだしを高速かつ正確に
行うことができる自動旋盤の主軸台を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明は、ワークを連続回転さ
せ固定刃物により加工すると共に、ワークを分割回転さ
せて割出し、回転刃物により加工する自動旋盤の主軸台
において、回転伝動軸および主軸を備え、これら軸内に
ワークを挿通し、ワク先端をチャックするチャッキング
手段と、上記回転伝動軸および主軸をベルトを介して連
続回転させる連続回転駆動手段と、上記回転伝動軸と主
軸とを接続あるいは切り離す切換え手段と、その切換え
手段により上記主軸が回転伝動軸から切り離されたのち
、上記主軸を分割回転させワークの割出しを行う割出し
手段とを具備することを特徴とするものである。

（作用） 上記構成によれば、固定刃物による加工時には、連続回
転駆動手段により回転伝動軸および主軸をベルトを介し
て回転させる。

この場合には、切換え手段により回転伝動軸と主軸とが
接続されていて、割出し手段が主軸と接続されていない
ので、主軸を高速回転させることができる。

これに対し、回転刃物による加工時には切換え手段によ
り上記主軸が回転伝動軸から切り離されたのち、割出し
手段が上記主軸を分割回転させワークの割出しを行うの
で、その主軸を割出し手段だけにより回転させることが
できる。

このため、ワークの割出しを行う場合には、主軸を連続
回転駆動手段とは完全に切り離して分割回転させること
ができるので、分割回転時の負荷イナーシャが小さくな
り高速かつ正確な割出しが可能になる。

（実施例） 以下、本発明に係る自動旋盤の主軸台の一実施例を図面
に基づいて説明する。

第１図は本実施例の全体構成を示す断面図であって、本
装置の主軸台１は、ワークＷを挿通してチャックする主
軸２をスピンドルモータ３により連続的に高速回転させ
、その主軸２の前方に設置されているバイト等の固定刃
物１１により当該ワクＷを旋削加工すると共に、その主
軸２を分割回転させてワークＷを割出し、そのワークＷ
を例えばエンドミルやドリル等の回転刃物１２により穴
あけ加工等とを交互に行えるように構成されている。

主軸台１には前述の主軸２と、その主軸２の後方かつ同
軸上で、主軸２と同様にワークＷを挿通し、固定刃物に
よる旋削加工時にスピンドルモタ３から高速回転が伝達
される回転伝動軸４とがそれぞれベアリング９１．９２
等により回転自在に設けられている。

主軸２にはその先端にワークＷをチャックするチャック
２１が設けられており、またその中央にはチャック２１
と連繋してチャック２１にワークＷをチャックする際の
外力を与えるトグル機構２２が設けられている。トグル
機構２２にはその後端部が斜めに切断された傾斜面を有
するスリーブ２２ａが回転且つその軸方向に摺動自在に
設けられており、トグル機構２２はそのスリーブ２２ａ
摺動させてその傾斜面によりレバー２２ｂの突出部を押
圧し、レバー２２ｂを支点２２ｃを中心に揺動させてチ
ャック２１を作動させ、ワークＷをチャックするように
構成されている。

そして、主軸２の後端の側面にはその軸方向に伸長する
少なくとも３条のキー溝を有するスプライン２３が形成
されている一方、そのスプライン２３の手前には、後述
する駆動側ギヤ５５と摩擦接合する受動側クラッチコー
ン５４が固定されている。

また、スピンドルモータ３にはそのＶベルト３２が掛は
渡されるプーリ部３１が設けられており、スピンドルモ
ータ３は回転伝動軸４を回転させるため、そのプーリ部
３１を一定の高速度で連続回転させる。

さらに、回転伝動軸４は前述したようワークＷを挿通ず
ると共に主軸台１にベアリング９２により回転自在に取
り（ｔ　Ｉすられており、その先端つまり主軸２と対向
する前端部の側面には、主軸２のスプライン２３と同形
状のスプライン４１が形成されている一方、その中央部
にはスピンドルモータ３の回転がＶベルト３２を介して
伝達されるプーリ部４２が形成され、さらにその後端部
にはこの回転伝動軸４が所定の位置（角変）に停止して
いるか否かを検出する定位置停止センサ４３が設けられ
ている。

そして、上記主軸２および回転伝動軸１２の両スプライ
ン２３．４１の周囲には、第２図に示すようにその両ス
プライン２３．４１とボス６５を介して係合し、回転伝
動軸４と主軸２との接続を切換える切換え手段としての
切換え機構６と、その切換え機構６と連携して主軸２を
分割回転させてワークの割出しを行う割出し手段として
の割出し機構５が設けられている。

切換え機構６は主軸２と回転伝動軸４とを接続あるいは
切り離す接続部６１と、その接続部６１を摺動させ主軸
２と回転伝動軸４との接続を切換える切換え手段として
の切換え駆動部６２とからなり、接続部６１と切換え駆
動部６２とはロッド６３を介して連結されている。

そして、接続部６１はそのロッド６３の一端が連結され
た外環部６４と、その外環部６４の内周に取り付けられ
た外側ベアリング９４と、その外側ベアリング９４に支
持され後述する割出し機構５を構成する駆動側ギヤ５５
と、その駆動側ギヤ５５の内周に取り付けられた内側ベ
アリング９３と、その内側ベアリング９３の内側で回転
自在に支持されると共に、主軸２のスプライン２３およ
び回転伝動軸４のスプライン４１と係合するようにその
内周にスプライン溝が形成され、上記外環部６４や駆動
側ギヤ５５等と共に移動してそのスプライン２３．４１
上を摺動するボス６５とで構成される。

ボス６５は本実施例の場合その長さを主軸２のスプライ
ン２３の長さより短くしておき、そのボス６５が主軸２
方向に摺動した際に、ボス６５全てが主軸２上に移動し
、ボス６５を介して連結していた主軸２と回転伝動軸４
とが完全に切り離されるようにしておく。

そして、切換え駆動部６２は図示しない油圧シリンダ等
からの出力をレバー６２ａを介してロッド６３の一端に
伝達し、そのロンドロ３の他端に接続された接続部６１
を構成する外環部６４、駆動側ギヤ５５およびボス６５
等を同時に、主軸２あるいは回転伝動軸４の軸方向に移
動させるものである。

また、割出し機構５は同図に示すようにビニオン５２を
分割回転させるＣ軸モータ５１と、ピニオン５２と噛合
しＣ軸モータ５１の回転を伝達するアイドルギヤ５３と
、接続部６１内でベアリング９３．９４の間に回転自在
に支持されていると共に、切換え機構６の動作に応じて
そのアイドルギヤ５３と噛合する駆動側ギヤ５５と、主
軸２に固定されその駆動側ギヤ５５と摩擦接合してコン
クラッチを構成する受動側クラッチコーン５４とを有す
る。

そして、駆動側ギヤ５５および受動側クラッチコーン５
４の対向する面には、それぞれ摩擦斜面５５ａ、５４ａ
が形成されており、駆動側ギヤ５５が主軸２の方向に移
動して双方の摩擦斜面５５ａ、５４ａが摩擦接合した際
、駆動側ギヤ５５の上部外周に形成されたギヤ部５５ｂ
がアイドルギヤ５３のギヤ部５３ｂと噛合し、ピニオン
５２およびアイドルギヤ５３等を介して主軸２とＣ軸モ
ータ５１とが連結され、そのＣ軸モータ５１から主軸２
へ分割回転が伝達されワークＷの割出しを行うように構
成されている。

尚、以上のような構成からなる主軸台１は、第１図に示
すように本装置のベース１０に形成された案内台１１上
を、図示されていないサーポモタやボールネジを介して
摺動するように構成されている。

次に、上述の如く構成された主軸台の動作を、図面を参
照して説明する。ただし、最初に固定刃物による旋削加
工、次に回転刃物による穴あけ加工という順で作動する
ものとする。

まず、最初は固定刃物１１による旋削加工を行うため、
ボス６５が切換え駆動部６２により主軸２のスプライン
２３上と回転伝動軸４のスプライン４１上とに位置決め
されて、主軸２と回転伝動軸４とが接続されており（第
１図あるいは第２図に示す状態）、その状態で例えば図
示されていないプログラマブルコントローラ（以下、Ｐ
Ｃという）等からの指令によりスピンドルモータ３が駆
動される。

すると、プーリ部３１が回転し、その回転力がプーリ部
３１に掛は渡されたＶベルト３２を介して回転伝動軸４
のプーリ部４２に伝達し回転伝動軸４を回転させる。そ
して、その回転力が回転伝動軸４のスプライン４１とボ
ス６５との間のスプライン結合を介してボス６５に伝達
され、さらにボス６５と主軸２のスプライン２３との間
のスプライン結合を介して主軸２に伝達され、主軸２を
回転させる。

その際、第１図あるいは第２図に示すように駆動側ギヤ
５５のギヤ部５５ｂはアイドルギヤ５３のギヤ部５３ｂ
とは噛合してなく、また駆動側ギヤ５５の摩擦斜面５５
ａは主軸２に取り付けられた受動側クラッチコーン５４
の摩擦斜面５４ａと接触してないので、Ｃ軸モータ５１
と主軸２とは切り離されている。

このため、本実施例によれば固定刃物１］による加工時
には、主軸２が駆動側ギヤ５５やアイドルギヤ５３等の
ギヤおよびＣ軸モータ５１と切り離された状態で回転し
、駆動側ギヤ５５やアイドルギヤ５３等の大径部分が回
転しないので、振動および風切り音による騒音を低下さ
せて主軸２を高速回転させることができる。

また、スピンドルモータ３から主軸２への回転の伝達は
、その主軸２と回転伝動軸４との間のボス６５を介した
スプライン結合によるので、主軸２の高速回転時におけ
る振動や雑音の発生をさらに低下することができる。

次に、回転刃物１２による穴あけ加工を行う。

この場合には、まず主軸２および回転伝動軸４とが、所
定の位置（角度）に停止しているか否かを定位置停止セ
ンサ４３により検出した後、その加工サイクルを開始す
る。主軸２が所定位置に停止していなければ、ＰＣ等か
らの指令によりスピンドルモータ３を回転させ主軸２を
所定位置に位置決めさせる。

そして、主軸２が所定の位置に位置決めされると、切換
え駆動部６２はＰＣ等からの指令によりロッド６３を介
して接続部６１を前方つまり主軸２の方向に移動させる
。

すると、接続部６１のボス６５は主軸２および回転伝動
軸４のスプライン４１上を係合しつつ、第３図に示すよ
うに主軸２のスプライン２１上に完全に移動し、主軸２
と回転伝動軸４との間の連結が切り離される。

また、駆動側ギヤ５５は同図に示すように主軸２に固定
されている受動側クラッチコーン５４に押し付けられて
、その摩擦斜面５５ａが受動側クラッチコーン５４の摩
擦斜面５４ａと摩擦接合すると共に、駆動側キャラ５上
部のギヤ部５５ｂがアイドルギヤ５３のギヤ部５３ｂと
噛合する。

このため、駆動側ギヤ５５がアイドルギヤ５３を介して
ピニオン５２と連結されるので、Ｃ軸モタ５１がピニオ
ン５２を分割回転させると、アイドルギヤ５３を介して
駆動側ギヤ５５が分割回転する。そして、その回転力が
駆動側ギヤ５５と摩擦接合している受動側クラッチコー
ン５４に伝達されて、主軸２が回転し、ワークＷの割出
しが行われる。

その時、ボス６５は主軸２のスプライン２３上に完全に
移動しており、主軸２は回転伝動軸４およびスピンドル
モータ３と切り離されている一方、Ｃ軸モータ５１から
の分割回転はピニオン５２、アイドルギヤ５３、駆動側
ギヤ５５、受動側クラッチコーン５４および主軸２とい
うように伝達されるので、主軸２をスピンドルモータ３
と切り離して分割回転させることになり、その分、分割
回転時の負荷イナーシャが小さくなり、ワークの割出し
が高速かつ正確になる。

したかって、本実施例によれば固定刃物による加工時に
は主軸２から駆動側ギヤ５５等のギヤやＣ軸モータ５１
を切り離し、スピンドルモータ３により回転伝動軸４と
主軸２との間のスプライン結合を介して主軸２を回転さ
せるようにしたので、その加工時には振動や騒音の発生
を減少させて主軸２の高速回転が可能になると共に、回
転刃物による加工時には主軸２とスピンドルモータ３を
切り離し、Ｃ軸モータ５１だけにより主軸２を分割回転
させてワークＷの割出しを行うようにしたので、その回
転時の負荷イナーシャが小さくなり、高速かつ正確なワ
ークＷの割出しを行うことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば固定刃物による旋
削加工時には主軸から割出し手段を切り離し、回転伝動
軸を介して連続回転駆動手段により主軸を回転させるよ
うにしたので、駆動ギヤ等の大径部分が回転せず、振動
および風切り音による騒音を低下させて主軸を高速回転
させることができる。

また、回転刃物による加工時には切換え手段により主軸
と連続回転駆動手段とが完全に切り離され、割出し手段
により主軸を分割回転させてワクの割出しを行うように
したので、連続回転駆動手段が接続されていないだけ負
荷イナーシャか小さくなり、高速かつ正確な割出しが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動旋盤の一実施例の全体構成を
示す断面図、第２図は本装置において主軸を高速回転さ
せる場合の要部の結合状態を示す断面図、第３図は本装
置において主軸を分割回転させる場合の要部の結合状態
を示す断面図である。 １・・・主軸台 ２・・・主軸 ３・・・スピンドルモータ（連続回転駆動手段）４・・
・回転伝動軸 ５・・・割出し機構（割出し手段） ６・・・切換え機構 １１・・・固定刃物 １２・・・回転刃物 Ｗ・・・ワーク （切換え手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークを連続回転させ固定刃物により加工すると共
   に、ワークを割出し、回転刃物により加工する自動旋盤
   の主軸台において、 回転伝動軸および主軸を備え、 これら軸内にワークを挿通し、ワーク先端をチャックす
   るチャッキング手段と、 上記回転伝動軸および主軸をベルトを介して連続回転さ
   せる連続回転駆動手段と、 上記回転伝動軸と主軸とを接続あるいは切り離す切換え
   手段と、 その切換え手段により上記主軸が回転伝動軸から切り離
   されたのち、上記主軸を分割回転させワークの割出しを
   行う割出し手段とを具備することを特徴とする自動旋盤
   の主軸台。