JPH0430933A - 多軸ヘッド交換式のターレットヘッドを有するｎｃ専用機 - 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、自動搬送されたワークを姿勢変えしながらワ
ーク把持装置で把持しターレットヘッドで所定の加工を
行うＮＣ専用機に係り、特に前記ターレツトヘッドを４
面から形成し、その内の１面で多軸ヘッドストッカと自
動交換し得るように構成される多軸ヘッド交換式のター
レツトヘッドを有するＮＣ専用機に関する。

［従来の技術］ ５個の多軸ヘッドを用いてワークを自動加工するＮＣ専
用機では次のような装置が必要となる。

すなわち、自動搬送されてきたワークをワーク把持装置
側に引き渡すワーク引き渡し装置と、引き渡されたワー
クを所定の加工位置に位置決めするように構成される前
記ワーク把持装置と、５個の多軸ヘッドを装着する５面
のターレットヘッド等とを少なくとも配設することが必
要となる。従来技術でも前記各装置を設けたＮＣ専用機
は存在可能であるが見当らない。

［発明が解決しようとする課題］ 自動搬送されてきたワークをワーク把持装置に引き渡す
場合、該ワークを加工可能な状態にしなければならない
。そのためには、単に前記ワーク引き渡し装置でワーク
を把持し、そのままワーク把持装置側に引き渡すとワー
クが加工可能な状態にならない場合が多い。そのため、
ワークの姿勢換え装置が必要となる。また、５個の多軸
ヘッドを必要とする場合には前記のように５面のターレ
ットヘッドが必要となる。しかしながら、５面のターレ
ットヘッドを製作する場合、装置の各部を５分割せねば
ならず、加工が極めてやりに＜＜。

かつ高精度測定が複雑となる問題点が生ずる。また、隣
接する駆動機構間にスペース的の余裕がなく、保守がや
りにくく、保守作業に多くの時間を要することになる。

また、当然ながら大型で高重量のものとなり、ターレッ
トヘッドを割り出し回動する機構も複雑で、かつ大型な
ものとなる。更に、前記ターレットヘッド内に工具の自
動開き出し機構を設ける場合には、スペースの制限を受
け、ターレットヘッドの一面にしか前記機構を配置出来
ない問題点も生ずる。

以上のように、従来技術では前記のようにワークの姿勢
換え装置が必要となり１機械の構造が複雑、かつ高価な
ものとなると共にその分だけ加工時間が多くなる問題点
が生ずると共に、機械が大型、かつ高価なものとなる問
題点が生ずる。

本発明は以上の問題点を解決するもので、比較的コンパ
クトに、かつ小型に形成され、省スペース化が図れると
共に、加工９組み立てが容易に。

かつ高精度に出来、機械の総重量も軽減できる多軸ヘッ
ド交換式のターレットヘッドを有するＮＣ専用機を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上の目的を達成するために、互いに直交す
る４面に多軸ヘッドを装着し、９０°割り出し回動する
と共に前記多軸ヘッドの１つを交換可能に保持し機械の
固定側にＸ軸方向に沿って摺動可能に支持される４面タ
ーレットヘッドと、前記多軸ヘッドをストックすると共
に必要時に前記４面ターレットヘッド側の多軸ヘッドと
自動交換すべく構成される多軸へラドストッカと、ワー
クを把持すると共に該ワークを前記４面ターレツトヘッ
ドと対峙する位置に回動可能に、かつ前記Ｘ軸と直交す
るＹ軸方向に沿って機械の固定側に摺動可能に支持され
るワーク把持装置と、機械の固定側にその基端部を枢支
されるアーム状部材であって自動搬送されてきたワーク
をその他端部で把持し前記基端部を中心に回動しながら
前記ワークを姿勢変えさせて前記ワーク把持装置に前記
ワークを引き渡すワーク引き渡し装置とを設けてなる多
軸ヘッド交換式のターレットヘッドを有するＮＣ専用機
を構成するものである。

［作用］ 自動搬送されてきたワークはワーク引き渡し装置により
把持される。ワーク引き渡し装置はワーク把持装置側に
ワークを回動させるが、回動作用に伴ってワークの姿勢
変えを行ない加工可能な状態にしてワーク把持装置に引
き渡す。ワーク把持装置はＹ軸方向に移動可能に形成さ
れると共に回動可能に形成されるため、ワーク引き渡し
装置および４面ターレットヘッドとの位置合わせを行う
ことが出来、かつ引き渡されたワークを４面ターレット
ヘッドと対峙する位置に位置決めすることが出来る。

４面ターレツトヘッドは互いに直交する４面からなり、
加工２組み立てが容易であるが、５個の多軸ヘッドが必
要なため４面の内の１面は多軸ヘッドを交換可能に保持
している。また、４面タレットヘッドは９０°割り出し
回転可能に形成されると共にＸ軸方向に移動可能に形成
され、ワーク把持装置側に近接して所定の加工を行うこ
とが８来ると共に、多軸ヘッドストッカ側にも近接する
ことが可能となる。多軸へラドストッカには多軸ヘッド
が収納され、４面ターレットヘッドの交換可能な多軸ヘ
ッドを収納すると共に収納していた多軸ヘッドを４面タ
ーレットヘッド側に引き渡し可能に形成され１両者間で
多軸ストッカの自動交換が行われる。以上の各装置はＮ
Ｇ装置により。

それぞれ同期して行われ、全体がほぼ一直線上に配設さ
れるためコンパクトで、小型なものから形成される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図および第２図に実施例の全体構造を示す。

実施例に係るＮＣ専用機は４面ターレットヘッド１と、
多軸へラドストッカ２と、ワーク把持装置３と、ワーク
引き渡し装置４とから構成され、更に、ワーク５を自動
搬送する搬送コンベア６が付設される。

以下、それぞれの装置を順次説明する。

４面ターレットヘッド１をまず説明する。

４面ターレットヘッド１の本体１ａは互いに直交する４
面を形成し、４つの多軸ヘッド７．８゜９．１０が連結
される。以上の多軸ヘッド７．８゜９．１０の内、多軸
ヘッド７．８．９は固定式のものであり、多軸ヘッド１
０は交換可能に保持されるものである。

フロア１１上に載置されるベツド１２上にはスライドベ
ース１３がＥ矢印方向（この方向をＸ軸方向とする）に
摺動可能に支持される。また、スライドベース１３内の
同格の割り出し回転機構により４面ターレットヘッド１
の本体１ａをＦ矢印の方向に９０”づつ割り出し回転す
るように形成される。

第３図は４面ターレットヘッド１の内部構造（第４図の
■−■線断面図）を示し、第４図は交換可能な多軸ヘッ
ド１０の正面図を示す。

４面ターレツトヘッド１の内部の主構造としては駆動モ
ータ１４の回転を各多軸ヘッド７．８゜９．１０の回転
軸１５．１５ａ　（第３図に示す）に伝達する機構と、
交換可能な多軸ヘッド１０のクランプおよびアンクラン
プ機構が上げられる。

回転軸１５は第３図に示すように本体１ａに固定装置さ
れる多軸ヘッド７．８．９用の回転軸であり１回転軸１
５ａは交換可能な多軸ヘッド１０用の回転軸をそれぞれ
示すものである。

第３図に示すように本体１ａの中央部には回転ケーシン
グ１６が配置され、本体１ａの上部および下部に枢支さ
れる。回転ケーシング１６は駆動軸１７に連結し１同格
の割り出し回転機構により９０°づつ割り出し回転され
る。なお、駆動モク１４は回転ケーシング１６の頂部に
固定される。

変動モータ１４のモータ軸１８に連結する軸１９には歯
車２０．２１が固定され、歯車２０は中心軸２２に固定
する歯車２３に噛合する。中心軸２２の下端には傘歯車
２４が形成される。傘歯車２４に噛合する傘歯車２５を
一端側に形成する傘歯車軸２６は中実軸２２と直交する
方向に配置され。

その軸線方向の移動を拘束された状態で回転ケーシング
１６に枢支される。また、その内部にはスプライン軸２
７が噛合するスプライン溝が形成される。スプライン軸
２７の一端側は回転軸１５゜１５ａと相対向する位置に
配設され、その先端側には揺動レバ２８の先端部がコロ
を介して連結される。回転軸１５は本体１に枢支される
と共に、スプライン軸２７と噛合するスプライン溝２９
を形成する。また、その突出端には歯車３０が固定され
る。歯車３０は同格の多軸ヘッド７．８９内に設けられ
た歯車機構に連結し、多軸ヘッド７゜８．９のそれぞれ
の主軸を回転駆動することになる。また、軸１９に連結
する歯車２１は同格の歯車機構を介し油圧ポンプ３１の
歯車３２に連結し、油圧ポンプ３１を駆動するためのも
のである。多軸ヘッド１０をクランプ又はアンクランプ
するためのクランププレート３３は本体１ａに摺動可能
に支持され、第４図に示すように中央に回転軸１５ａが
枢支され、その左右に１対の案内軸３４゜３４が嵌合す
る案内孔３５が設けられ、斜め隅部に１対の摺動部材３
６．３６が固定される。クランププレート３３は多軸ヘ
ッド１０の顎部３７に係止し、クランプ時には顎部３７
を本体ｌａ側に押圧し１本体１ａに固定される支持座３
８に顎部３７の端面を圧接するように機能するものであ
る。

なお、案内軸３４は本体１ａに固定される。摺動部材３
６は本体１ａに形成されるガイド孔３９に摺動可能に支
持されると共にガイド孔３９の中央に設けられた固定軸
４０に支持される。固定軸４０と摺動部材３６間には摺
動部材３６が固定されているクランププレート３３をク
ランプ方向に押圧するように付勢するスプリング４１が
介設される。

クランププレート３３の回転軸１５ａが支持される中央
部にはピストン４２が当接係合する受は板４３が固定さ
れる。ピストン４２は回転ケーシング１６に形成される
シリンダ４４に摺動可能に支持され、その前後のシリン
ダ室４５．４６には油路４７，４８が連通する。また、
油路４７，４８は回路の油路を介して油圧ポンプ３１に
連通ずる。

第５図に示すように１回転ケーシング１６にはシリンダ
４９が固定され、そのピストンロッド５０に連結する往
復ロッド５１はレバ５２を介し揺動レバ２８に連結しス
プライン軸２７を往復動させる。また、往復ロッド５１
の移動は回転ケーシング１６の上部に固定されるリミッ
トスイッチ５３．５４により検出される。

次に、多軸ヘッドストッカ２についてその要点を簡単に
説明する。

第１図および第２図に示すように、フロア１１上に載置
されるベース台５５上に固定されるガイドレール５６上
にはスライドテーブル５７が摺動可能に支持され、シリ
ンダ５８によりＧ矢印方向（Ｘ軸方向）に往復動する。

自動交換すべき多軸ヘッド１０ａはスライドテーブル５
７上にＨ矢印方向（Ｙ軸方向）に沿って移動可能に支持
され。

第１図に示すように図の上方又は下方のいずれかに収納
されて待機している。多軸ヘッド１０ａをＨ矢印方向に
移動させるためにシリンダ５９がその方向に並設されベ
ース台５５側に固持される。

シリンダ５９のロンドロ０には２つの係止具６１゜６２
があり、多軸ヘッド１０．１０ａ上に設けられた係止具
６３，６３ａにそれぞれ係止し得るように配置される。

以上の構造により４面ターレットヘッド１のＥ矢印方向
に移動すると共にスライドテーブル５７がＧ矢印方向に
移動して交換すべき多軸ヘッド１０がスライドテーブル
５７上に搭載されると（第２図の状態）、係止具６１が
多軸ヘッド１０の係止具６３に係止すると共に、収納さ
れていた多軸ヘッド１０ａの係止具６３ａに係止具６２
が係止し、シリンダ５９の作動により多軸ヘッド１０，
１０ａが同時に移動し、多軸ヘッド１０ａが交換可能な
位置づけされ、４面ターレットヘッド１側に装着される
。

次に、ワーク把持装置３についてその要点を説明する。

フロア１１上にはペッド６４が載置されベツド６４上に
設けられたスライドレール６５上にはスライドテーブル
６６がＤ矢印方向（Ｘ軸方向）に摺動可能に支持される
。スライドテーブル６６上には矢印方向に回路の駆動手
段により１８０°づつ割り出し回転し得る回転ヘッド６
７が支持される。

回転ヘッド６７にはワーク５を把持する把持具６９がそ
れぞれ相対向する２面に設けられ、シリンダ６８により
開閉動作される。

第２図に示すように回転ヘッド６７の一面側で把持され
たワーク５は１８０°回転し、４面ターレツトヘッド１
に対峙する位置に位置決めされ。

スライドテーブル６６の移動と共に多軸ヘッド７゜８．
９．ｔｏ、１０ａ等により所定の加工が行われることに
なる。

次に２ワーク引き渡し装置４の要点を説明する。

フロア１１上に載置された架台７０に固定されたブラケ
ット７１にはアーム本体７２の基端部が枢支され、回路
の駆動手段によりＢ矢印方向に回動可能に支持される。

アーム本体７２の先端側にはシリンダ７３，７４により
Ａ矢印方向（Ｘ軸方向）に沿って互いに近接又は離隔す
る方向に移動するワーク把持具７５，７６が取付けられ
ている。

図に明示されていないが、把持具７５．７６はアーム本
体７２側に支持される歯車７７の回転により回動可能に
支持される。また、アーム本体７２側には歯車７７と噛
合する中間歯車７８および中間歯車７８に噛合する大歯
車７９がそれぞれ支持されている。一方、架台７０上に
固定されるブラケット８０にはリンクロッド８１の一端
側がピン結合し、その他端側は大歯車７９にピン結合す
る６以上の構造によりワーク把持具７５，７６でワーク
を把持した状態でアーム本体７２をＢ矢印方向に回動す
るとリンクロッド８１がその回動に伴って動作し、大歯
車７９を回動させ、中間歯車７８を介し歯車７７を回動
させる。従って５把持具７５．７６が回動し、ワーク５
の姿勢換えが自動的に行われ、ワーク５は図示のように
ワーク把持装置３側に引き渡し可能な状態で係合するこ
とになる。

次に、本実施例の作用動作について更に詳細に説明する
。

ワーク５は搬送コンベア６上をＡ矢印方向（Ｘ軸方向）
に搬送され、ワーク引き渡し装Ｗ４のワーク把持具７５
，７６間に位置決めされる。シリンダ７３．７４を動作
しワーク５を把持すると共に１図略の駆動手段によりア
ーム本体７２をＢ矢印の如く回動する。前記したように
アーム本体７２の回動に伴ってリンクロッド８１が動作
し、大歯車７９．中間歯車７８．歯車７７を介しワーク
把持具７５，７６が回動し、ワーク５の姿勢換えを行う
。アーム本体７２は第２図の２点鎖線で示す位置に回動
し、ワーク５を把持装置３の把持具６９内に挿着する。

シリンダ６８の動作により把持具６９がワーク５を把持
すると回転ヘッド６７が１８０°回動し、ワーク５を４
面ターレットヘッド１側に向け、切削加工可能に位置決
めする。

次に、４面ターレットヘッド１の動作をやや詳しく説明
する。

ワーク把持装置３にワーク５が位置決めされると同時に
、所望の多軸ヘッド７等をワーク５と対峙する位置に位
置するため回路の割り出し回転機構により本体１ａを回
動すると共に、スライドベースをＥ矢印方向に沿って前
進させ、ワーク５に近接させる。次に、ワーク５と対峙
する位置に割り出し位置決めされた多軸ヘッド７等の主
軸に回転を伝達するため駆動モータ１４が作動する。

駆動モータ１４の回転は軸１９に固定する歯車２０から
中心軸２２の歯車２３に伝達され、中心軸２２の傘歯車
２４から傘歯車２５に伝えられ傘歯車２６を回転させる
。一方、第５図に示すようにシリンダ４９を作動し往復
ロッド５１．レバ５２を介し、揺動レバ２８を回動し、
スプライン軸２７を移動させ、スプライン軸２７を多軸
ヘッド７等の回転軸１５のスプライン溝２９に噛合させ
る。以上によりスプライン軸２７の回転が回転軸１５に
伝達され、回転軸１５に固定する歯車３０を回転駆動す
ることになる。歯車３ｏは前記したように多軸ヘッド７
．８．９の回路の内部の歯車機構に噛合するため前記歯
車機構に連結する主軸が回転することになる。

交換可能な多軸ヘッド１０．ｌｏａの場合にはスプライ
ン軸２７が回転軸１５ａに噛合することになり１回転軸
１５ａが多軸ヘッド１０．ｌｏａ内の回路の歯車機構に
連結するように構成されるため、前記と同様に多軸ヘッ
ド１０．１０ａの主軸を回転駆動することが８来る。

次に、交換可能な多軸ヘッド１０．ｌｏａを本体１ａに
把持する作用について説明する。

第３図に示すように油路４８からシリンダ室４６に油圧
ポンプ３１側から圧油が導入されるとピストン４２が図
の右方向に移動し、受は板４３を押圧する。そのため、
クランププレート３３は案内軸３４に案内され、その軸
線方向に移動する。

従って、クランププレート３３は支持座３８から離れる
。その状態で紙面直角方向から多軸ヘッド１０．１０ａ
が挿入され、クランププレート３３の係止部に顎部３７
を係止して装着される。次に、シリンダ室４６内の圧油
を排出し、油路４７がらシリンダ室４５内に圧油を導入
してピストン４２を戻す。一方、クランププレート３３
に固定された摺動部材３６はスプリング４１により常時
図の左方向に押圧さ九ているため、ピストン４２による
押圧力が無くなるとスプリング４１の反力によりクラン
ププレート３３は本体１ａ側に押圧され、多軸ヘッド１
０．ｌＯａの顎部３７が支持座３８に圧接される。それ
により多軸ヘッド１０，１０ａは本体１ａに固定される
ことになる。一方、多軸ヘッド１０，１０ａを本体１ａ
から解放するには、ピストン４２を作動し、前記したよ
うに受は板４３を押圧し、クランププレート３３を図の
方向に移動させればよい。１つの多軸ヘト７等の所定の
切削加工が終了すると、シリンダ４９を作動し、スプラ
イン軸２７と回転軸１５との噛合を解放する。本体１ａ
を９０’回動し次の工程に必要な多軸ヘッド８をワーク
５と対峙する位置に位置決めし、前記と同様の動作を行
い、回転軸１５を回転し次の切削加工を行う。

４面の多軸ヘッド７．８，９．１０による所定の加工が
終了後、又は工程の途中において多軸ヘッド１０と多軸
ヘッド１０ａと自動交換が行われる９まず、本体１ａを
支持するスライドベース１３をＥ矢印方向に沿い１図の
方向に移動させ、多軸へラドストッカ２側に挿入する。

同時に多軸ヘッドストッカ２のシリンダ５８が動作し、
スライドテーブル５７がＧ矢印方向に沿い図の左方向に
移動する。シリンダ５９のロッド６ｏに固定されている
。係止具６１が多軸ヘッド１０の係止具６３に係止する
。同時にロッド６０に固定されている係止具６２に収納
されている多軸ヘッド１０ａの係止具６３ａに係止する
。シリンダ５７のロンドロ０をシリンダ５７内に引き入
れる方向に移動することにより、多軸ヘッド１０の顎部
３７がクランププレート３３から外れながら第１図の図
の上方側に移動する。同時に交換すべき多軸ヘッド１０
ａが図の下側から中央側に移動し、その顎部がクランプ
プレート３３に挿入され装着される６次に、４面ターレ
ットヘッド１のスライドベース１３をＥ矢印方向に沿っ
て図の左方向に移動させることにより多軸ヘッド１０ａ
の自動交換が完了する。

以上の如くして、ワーク５の搬入、移動位置決めと５個
の多軸ヘッドによる加工が自動的に、かつロスタイムな
く順次行われることになる。

［発明の効果］ 本発明によれば１次のような効果を奏する。

１）搬送コンベアにより自動搬入されたワークはほぼ一
直線に配置された前記各装置により順次移動位置決めさ
れると共に、４面ターレットヘッドと多軸ヘッドストッ
カにより所定の加工が連続的に行われるように構成され
るため１機械全体がコンパクトに、かつ小型低重量にま
とめられ、省スペース化を図ることが出来る。

２）特別の姿勢換え装置等を必要としないため安価に形
成される。

３）ターレットヘッドが互いに直交する４面のものから
形成されるため製作が容易であると共に。

精度測定も正確に行われ、高精度加工が可能となる。ま
た、４面のため隣接する多軸ヘッド間の駆動機構の干渉
もなく、ターレットヘッド内に開き出し機構の如きもの
を並設することも可能となる。

また、４面ターレツトヘッドのため組み立て性。

保守性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構造を示す平面図、第
２図は第１図の正面図、第３図は第１図における４面タ
ーレツトヘッドの内部構造を示す第４図のｍ−■線断面
図、第４図は第３図におけるクランププレートの主要部
を説明するためのＮ矢視部分側面図、第５図は揺動レバ
２８の能動系を説明するための一部断面図である。 １・・・４面ターレットヘッド、２・・・多軸へットス
トツ力、３・・・ワーク把持装置、４・・・ワーク引き
渡し装置、５・・・ワーク、６・・・搬送コンベア、７
，８，９，１０．ｌｏａ・・・多軸ヘッド、１１・・・
フロア、１２．６４・・・ベツド、１３・・・スライド
ベース、１４・・・駆動モータ、１．５．１５ａ・・・
回転軸、１６・・・回転ケーシング、１７・・・駆動軸
、１８・・・モータ軸、１９・・・軸、２０，２１，２
３，３０．３２．７７・・・歯車、２２・・・中心軸、
２４．２５・・・傘歯車、２６・・・傘歯車軸、２７・
・・スプライン軸、２８・・・揺動レバ、２９・・・ス
プライン溝、３１・・・油圧ポンプ。 ３３・・・クランププレート、３４・・・案内軸、３５
・・・案内孔、３６・・・摺動部材、３７・・・顎部、
３８・・・支持座、３９・・・ガイド孔、４０・・・固
定軸、４１・・・スプリング、４２・・・ピストン、４
３・・・受は板、４４，４９゜５８．５９，６８，７３
．７４・・・シリンダ、４５．４６・・・シリンダ室、
４７，４８・・・油路、５０・・・ピストンロッド、５
１・・・往復ロッド、５２・・・レバ、５３，５４・−
−１，Ｊミツトスイッチ、５５・・・ベース台、５６・
・・ガイドレール、５７・・・スライドテーブル、６０
−・・ロッド、６１，６２，６３．６３ａ　・・・係止
具、６５・・・スライドレール、６６・・・スライドテ
ーブル。 ・・把持具、７０・ ブラケット、７２・ ・・ワーク把持具。 ・大歯車、８１・・ ６７・・・回転ヘッド、６９・ ・・架台、７１．８０・・・ ・・アーム本体、７５．７６・ ７８・・・中間歯車、７９・・ ・リンクロンド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに直交する４面に多軸ヘッドを装着し、９０゜割り
   出し回動すると共に前記多軸ヘッドの１つを交換可能に
   保持し機械の固定側にＸ軸方向に沿って摺動可能に支持
   される４面ターレツトヘッドと、前記多軸ヘッドをスト
   ックすると共に必要時に前記４面ターレツトヘッド側の
   多軸ヘッドと自動交換可能に構成される多軸ヘッドスト
   ッカと、ワークを把持すると共に該ワークを前記４面タ
   ーレツトヘッドと対峙する位置に回動可能に、かつ前記
   Ｘ軸と直交するＹ軸方向に沿って機械の固定側に摺動可
   能に支持されるワーク把持装置と、機械の固定側にその
   基端部を枢支されるアーム状部材であって自動搬送され
   てきたワークをその他端部で把持し前記基端部を中心に
   回動しながら前記ワークを姿勢変えさせて前記ワーク把
   持装置に前記ワークを引き渡すワーク引き渡し装置とを
   設けることを特徴とする多軸ヘッド交換式のターレツト
   ヘッドを有するＮＣ専用機。