JPH0657374B2

JPH0657374B2 - 切削加工装置

Info

Publication number: JPH0657374B2
Application number: JP60123374A
Authority: JP
Inventors: 重伸柴田; 正章轟木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPS61284364A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発は、孔あけ加工等の切削加工を対象としたクイル
フィード式の切削加工装置に関する。

従来の技術クイルフィード式のスピンドルユニットの一つとして例
えば第６図に示すようなドリリングユニットがある。

これは同図から明らかなように、ケース１内には軸方向
に移動可能なクイル２が配設されており、さらにクイル
２には先端にドリル３を有するスピンドル４が内挿され
ている。スピンドル４の後端部には補助スピンドル５が
あり、これらスピンドル４と補助スピンドル５とスプラ
イン部４ａにおいてスプライン結合されている。したが
って、スピンドル４と補助スピンドル５とは一体となっ
て回転するものの、軸方向には相対移動可能である。

すなわち、補助スピンドル５にはプーリ６，７およびＶ
ベルト８を介してモータ９の出力が伝達され、これによ
り補助スピンドル５とスピンドル４とが一体となって回
転する。

また、ケース１にはスピンドル４と平行にボールスクリ
ューシャフト等の送りねじ１０が配設されており、送り
ねじ１０はカップリング１１を介してモータ１２により
回転駆動される一方、送りねじ１０に螺合する送りナッ
ト１３はクイル２側のブラケット１４に固定されてい
る。

したがって、前記送りねじ１０の回転によりクイル２に
送りが与えられ、クイル２はスピンドル４とともに前進
または後退することになる。

発明が解決しようとする問題点上記のような従来のクイルフィード式のドリリングユニ
ットにあっては、いわゆる１スピンドル２モータの構造
であり、二つのモータ９，１２を平行に並べて取り付け
ることになる。このため、１台で例えばドリリング、タ
ッピング、リーマといった数種類の孔加工を行う機械を
製作しようとする場合に、上記のようなユニットを複数
設置するか、ツール交換装置を用意する必要がある。し
たがって、機械が必要以上に大きくなるほか、ツール交
換に無駄な時間を費やすことになる。

また、上記のように二つのモータ９，１２を平行に並べ
て取り付けたことによりドリリングユニットの大型化
は、ユニット自体をスピンドル４の軸心と直交する軸を
旋回中心として旋回可能な構成として、斜め孔加工等を
対象としたいわゆる切削加工ロボットを製作しようとす
る場合に特に問題となる。

例えば第６図において、スピンドル４と直交する方向の
軸心Ｏ_１またはＯ_２を旋回中心としてドリリングユニッ
ト全体を旋回させる場合に、当然に軸心Ｏ_１またはＯ_２
とモータ９，１２の軸心とが一致しないことから、軸心
Ｏ_１またはＯ_２を中心としたドリリングユニットの前後
方向の重量バランスが悪く、軸心Ｏ_１またはＯ_２の位置
の選定にあたって十分な配慮が必要となる。

しかも、上記の軸心Ｏ_１またはＯ_２を旋回中心としてド
リリングユニット全体を旋回モータにより旋回させる場
合に、二つのモータ９，１２の重量がそのまま旋回モー
タの重量負荷となることから、ドリリングユニット全体
を旋回させるための旋回モータとして能力の大きなもの
が必要になる。

また、上記のようにモータ９，１２を二つ平行に並べて
取り付けることにより、ドリリングユニットの後端部で
の上下方向の占有スペースが大きくなることから、特に
軸心Ｏ_２を旋回中心としてドリリングユニットを旋回さ
せたり、あるいはドリリングユニットを上下方向に移動
させる場合に、ドリリングユニットの可動範囲が著しく
制約されることになって好ましくない。

本発明は以上のような問題点に着目してなされたもの
で、特にロボット化に適した小型のクイルフィード式の
切削加工装置を提供し、併せてモータのレイアウトによ
るクイルフィード式スピンドルユニットの可動範囲の制
約を緩和しつつスピンドルユニット全体の重量バランス
をよくし、それによってスピンドルユニットを旋回させ
るモータの負荷を軽減することを目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段本発明の切削加工装置は、回転駆動されるスピンドルが
個別に内挿された一対のクイルとこの一対のクイルをス
ライド可能に案内支持する略筒状のケースとを有してな
るクイルフィード式スピンドルユニットと、前記各スピ
ンドルの軸心と直交する方向の軸を旋回中心として、前
記スピンドルユニットのケースのうちクイルをはさんで
その両側の二箇所を旋回可能に両持ち支持する支持体
と、前記支持体に対してスピンドルユニットを旋回させ
る旋回駆動機構とを備えている。

そして、前記スピンドルユニットのケースの後端部に
は、前記各スピンドルを回転駆動させる単一のスピンド
ル回転駆動用モータをそのスピンドルの軸心と平行に配
置する。

さらに、前記支持体の両側部のうち一方の側部には一方
のクイルに送りを与えるクイル送り用モータを、他方の
側部には他方のクイルに送りを与えるクイル送り用モー
タを、それぞれ前記スピンドルユニットの旋回中心上で
互いに対向するように配置した構造としている。

作用この構造によると、スピンドル回転駆動用のモータを一
対のスピンドルに共用する一方で、クイルの送りは個別
に与える方式であり、いわゆる２スピンドル３モータの
構造である。したがって、１台の装置で複数種類の孔加
工に対処できることはもちろん、全体としてコンパクト
な構造とすることができる。

また、クイルフィード式のスピンドルユニットに直接付
帯するモータはそのスピンドルユニット後端のスピンド
ル回転駆動用モータだけとなり、それ以外の二つのクイ
ル送り用モータは支持体側においてスピンドルユニット
の旋回中心上に対向配置されていることから、スピンド
ルユニットの形状が単純化されるとともに、全体の重量
バランスもよくなる。

しかも、上記のようにスピンドルユニットの旋回中心上
で二つのクイル送り用モータを対向配置することによっ
て、少なくともクイル送り用モータの重量がスピンドル
ユニットを旋回させるための旋回駆動機構の重量負荷と
なることがない。

実施例第２図〜第４図は本発明の一実施例を示す図で、ドリリ
ング加工を目的とした切削加工装置の例を示している。

第２図〜第４図に示すように、一対のガイドレール２０
を備えたベース２１にはスライドベース２２が搭載され
ており、さらにスライドベース２２にはコラム２３が一
体に立設されている。スライドベース２２はモータ２４
により水平方向の送りが与えられて、コラム２３ととも
にＹ方向にスライドする。

コラム２３には一対のガイドレール２５があり、ガイド
レール２５には支持体としてのキャリア２６が配設され
ている。キャリア２６にはモータ２７および送りねじ２
８により鉛直方向の送りが与えられて、キャリア２６は
Ｚ方向にスライドする。

キャリア２６にはクイルフィード式のスピンドルユニッ
トすなわちドリリングユニット２９が搭載されているほ
か、このドリリングユニット２９を旋回動作させるため
の旋回駆動モータ３０および送りねじとしてのボールス
クリューシャフト３１が搭載されていて、これら旋回駆
動モータ３０とボールスクリューシャフト３１はドリリ
ングユニット２９の旋回駆動機構を構成している。

したがって、第５図に示すようにドリリングユニット２
９をθ方向に所定量だけ旋回させることにより、治具３
２にクランプされたワークＷに対して斜めの孔加工を行
える。

第１図はドリリングユニット２９の詳細について示して
おり、第２図のＩ−Ｉ線断面に対応している。

筒状のケース３３には軸方向に移動可能な一対のクイル
３４，３５が支持されており、各クイル３４，３５内に
はベアリング３６を介してスピンドル３７または３８が
回転可能に支持されている。各スピンドル３７，３８
は、その先端にホルダー３９に保持されたドリル４０を
備えるほか、後端部にはボールスプライン軸部４１，４
２が一体に形成されている。

スピンドル３７，３８の後端部には各スピンドル３７，
３８に対応する補助スピンドル４３，４４が配設されて
いる。補助スピンドル４３，４４はベアリング４５を介
してケース３３に回転可能に支持されるとともに、先端
にはボールスプラインブッシュ４６または４７が一体に
取り付けられている。そして、ボールスプラインブッシ
ュ４６，４７がボールスプライン軸部４１または４２と
スプライン結合されている。

ケース３３の後端には、スピンドル３７，３８を回転駆
動させるためのモータ４８が取り付けられている。モー
タ４８は双方のスピンドル３７，３８と平行な軸線上に
位置しており、出力軸４９に固定した歯車５０が各補助
スピンドル４３，４４に固定した歯車５１，５２と噛み
合っている。

したがって、モータ４８のはたらきにより、補助スピン
ドル４３，４４、ボールスプラインブッシュ４６，４７
およびボールスプライン軸部４１，４２を介して双方の
スピンドル３７，３８が回転する。

ケース３３にはクイル３４，３５と平行な送りねじとし
てのボールスクリューシャフト５３，５４が各クイル３
４，３５に対応して設けられている。ボールスクリュー
シャフト５３，５４はベアリング５５により回転可能に
支持される一方、各クイル３４，３５の後端に取り付け
たボールスクリューナット５６または５７に螺合してい
る。そして、ボールスクリューシャフト５３，５４の一
端にはベベルギヤ５８または５９が固定されている一
方、他端にはロータリーエンコーダ６０または６１の入
力軸が連結されている。このロータリーエンコーダ６
０，６１は各クイル３４，３５の送り量を検出する。６
２，６３は各クイル３４，３５のストロークエンドを決
めるストッパーである。

ケース３３の前端部の両側には、各クイル３４，３５に
軸方向（第４図のＸ方向）の送りを与えるための一対の
モータ６４，６５が互いに向き合うように配設されてい
る。これらの二つのモータ６４，６５はいずれもスピン
ドル３７，３８の軸心と直交する方向の水平な軸線上に
位置している。

各モータ６４，６５はキャリア２６に固定されており、
それらの出力軸６６，６７はカップリング６８を介して
それぞれ中間シャフト６９または７０に連結されてい
る。中間シャフト６９，７０にはベベルギヤ７１，７２
が固定されており、これらのベベルギヤ７１，７２はボ
ールスクリューシャフト５３，５４側のベベルギヤ５８
または５９と噛み合っている。したがって、モータ６
４，６５のはたらきによりボールスクリューシャフト５
３，５４およびボールスクリューナット５６，５７を介
して各クイル３４，３５に軸方向の送りが与えられる。

なお、出力軸６６または６７とカップリング６８との連
結、およびカップリング６８と中間シャフト６９または
７０との連結はいずれもシュパンリングによる。

中間シャフト６９，７０の外周には旋回軸７３または７
４が同心状に配設されている。そして、旋回軸７３，７
４はケース３３に固定され、かつベアリング７５を介し
てキャリア２６に回転可能に支持されている。したがっ
て、ドリリングユニット２９は、スピンドル３７，３８
の軸心と直交する方向の水平な旋回軸７３，７４を旋回
中心として、ケース３３のうちクイル３４，３５をはさ
んでその両側の二箇所をキャリア２６に旋回可能に両持
ち支持されているものである。

このように構成された切削加工装置は次のように作用す
る。

例えばドリリングユニット２９が第４図のような水平姿
勢にあるものとすると、モータ４８の起動により歯車列
５０，５１，５２および補助スピンドル４３，４４を介
して、ドリル４０を備えた双方のスピンドル３７，３８
が回転する。

また、モータ６４の起動によりベベルギヤ７１，５８を
介してボールスクリューシャフト５３が回転する。ボー
ルスクリューシャフト５３の回転変位がボールスクリュ
ーナット５６との螺合によりクイル３４のスライド変位
に変換され、クイル３４はスピンドル３７とともに軸方
向に前進（または後退）する。

同様にして、モータ６５の起動によりクイル３５に軸方
向の送りが与えられる。つまり、双方のクイル３４，３
５にはそれぞれ個別に軸方向の送りが与えられる。

そして、第２図〜第４図に示したように、スライドテー
ブル２２のＹ方向の移動とキャリア２６のＺ方向の移動
とを併用してドリリングユニット２９を位置決めした上
で、クイル３４または３５に切削送りを与えることによ
り、任意位置における水平な孔の加工が可能となる。

一方、第４図に示したモータ３０が起動すると、送りね
じとしてのボールスクリューシャフト３１とケース３３
側のボールスクリューナット８０との螺合により、ドリ
リングユニット２９が旋回軸７３，７４（第１図）を中
心として第４図のθ方向に旋回する。

したがって、θ方向の送り量として所定の指令値をモー
タ３０に与えた上で、クイル３４または３５に軸方向の
送りを与えることで第５図に示すように斜め孔の加工が
可能となる。

この場合、加工形態としては双方のクイル３４，３５に
同時に軸方向の送りを与えてもよく、また交互に送りを
与えるようにしてもよい。例えば、一方のスピンドル３
８に下孔加工用のドリルを、他方のスピンドル３７にタ
ップをそれぞれ保持させ、先ず一方のスピンドル３８に
軸方向の送りを与えて下孔を加工する。そののちに、ス
ピンドルピッチ分だけドリリングユニット２９全体をシ
フトさせ、他方のスピンドル３７に軸方向の送りを与え
てタッピングを行うこともできる。

以上のように本実施例によれば、スピンドル３７，３８
の軸心と直交する水平な軸線上において、ケース３３を
はさんで左右対称にクイル送り用モータ６４，６５を対
向配置し、かつそれらのモータ６４，６５の軸心とドリ
リングユニット２９の旋回中心とを一致させているもの
である。したがってユニット全体としての重量のバラン
スがよく、しかもクイル３４，３５に送りを与えるため
のモータ６４，６５の重量がドリリングユニット２９を
旋回させるためのモータ３０の重量負荷とならないの
で、ドリリングユニット旋回駆動用のモータ３０の負荷
を小さくできる。

また、スピンドル回転駆動用のモータ４８がスピンドル
３７，３８と平行な軸線上に位置していることにより、
ドリリングユニット後端部の構造がシンプルなものとな
り、ドリリングユニット２９の旋回スペースの制約が緩
和される。

発明の効果以上のように本発明によれば、スピンドルユニットとし
ては基本的には２スピンドル３モータの構造であって、
単一のモータにより各スピンドルを回転駆動させなが
ら、各スピンドルに対応するクイルには個別に軸方向の
送りを与えることから、コンパクトな構造でありながら
１台の装置で複数種類の孔加工を行える。

また、スピンドルの軸心と直交する方向の軸を旋回中心
として、スピンドルユニットの両側の二箇所を支持体に
旋回可能に両持ち支持させた上、スピンドルユニットの
後端部には、スピンドル回転駆動用モータをそのスピン
ドルの軸心と平行に配置するとともに、支持体の両側部
にはクイルに個別に送りを与えるクイル送り用モータを
スピンドルユニットの旋回中心上で互いに対向するよう
に配置したものである。

したがって、クイルフィード式のスピンドルユニットで
ありながらスピンドルユニット側に付帯するモータが一
つだけとなることによってスピンドルユニットの小型軽
量化が図れてスピンドルユニット全体の重量バランスが
よくなる一方、支持体側に付帯することになるクイル送
り用モータの重量がスピンドルユニットを旋回させるた
めの旋回駆動機構の重量負荷とならないので、その旋回
駆動機構のモータの負荷を大幅に小さくして小型化でき
る。

その上、上記のようにスピンドル回転駆動用モータがス
ピンドルユニットの後端部においてスピンドルの軸心と
平行となるように配置されているため、スピンドルユニ
ット後端部の構造が簡素化されその占有スペースが小さ
くなり、スピンドルユニットを旋回させた場合に他の構
造物と干渉しにくくなって、スピンドルユニットの可動
範囲の制約を緩和してその可動範囲を大きく確保できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図で第４図のＩ−Ｉ線
に沿う断面図、第２図は同実施例の切削加工装置全体の
正面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第２図の右
側面図、第５図は第４図の作動説明図、第６図は従来の
クイルフィード式ドリリングユニットの一例を示す断面
図である。２２……スライドベース、２６……支持体としてのキャ
リア、２９……クイルフィード式スピンドルユニットと
してのドリリングユニット、３０……旋回駆動用モー
タ、３１……ボールスクリューシャフト、３３……ケー
ス、３４，３５……クイル、３７，３８……スピンド
ル、４０……ドリル、４８……スピンドル回転駆動用モ
ータ、５３，５４……ボールスクリューシャフト、６
４，６５……クイル送り用モータ、７３，７４……旋回
軸。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動されるスピンドルが個別に内挿さ
れた一対のクイルとこの一対のクイルをスライド可能に
案内支持する略筒状のケースとを有してなるクイルフィ
ード式スピンドルユニットと、前記各スピンドルの軸心と直交する方向の軸を旋回中心
として、前記スピンドルユニットのケースのうちクイル
をはさんでその両側の二箇所を旋回可能に両持ち支持す
る支持体と、前記支持体に対してスピンドルユニットを旋回させる旋
回駆動機構とを備えてなり、前記スピンドルユニットのケースの後端部には、前記各
スピンドルを回転駆動させる単一のスピンドル回転駆動
用モータをそのスピンドルの軸心と平行に配置するとと
もに、前記支持体の両側部のうち一方の側部には一方のクイル
に送りを与えるクイル送り用モータを、他方の側部には
他方のクイルに送り与えるクイル送り用モータを、それ
ぞれ前記スピンドルユニットの旋回中心上で互いに対向
するように配置したことを特徴とする切削加工装置。