JPS58177201A - 数値制御方式主軸摺動型自動旋盤におけるガイドブツシユ、チヤツク自動交換装置 - 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】 けるカイトプッシュ、チャック自動交換装置に関し、そ
の目的とするところは省力化により生産性向」−をはか
ることにある。

従来、核種の自動旋盤においては１つのチャックによっ
て異径の加工棒材を把持する範囲は限定され、且、加工
棒材の先端部を回転自在に保持するカイト゛ブッノユも
加工精度上、その範囲は限定される。従って、その機械
の加工能力内における前記使用範囲外の加工棒材を加工
する場合は前記の如く理由により、通常、該加］一棒材
に適合するチャックとカイトブツシュＣ−二交換する必
要性がある。しかしながら、核種の自動旋盤においては
これらの作業を人手により交換を行っているため非常に
手数を要し、このことは特に数値制御方式自動旋盤に見
られる如く多種少量生産になるとその繁雑さが顕著とな
り、加工プログラムのし易さとは相反し生産性向上の面
における大きな問題となっている。

本発明はこれら欠点を除去するものであり、使用異径材
料に対応し複数の使用範囲の異なるチャックとガイト゛
フッンユを備λ　この１１コ上ｈ柿１１１Ｈ料径に適合
するものを選択し自動セットする構造であり、特に、主
軸摺動台におけるチャックの交換動作において所定のチ
ャックを主軸軸心位置に選択位置決め停止すると共に、
該チャックに対する把持解除動作と主軸摺動台と該チャ
ックとの間の相対的な主軸軸方向へ動作により、チャッ
クを主軸摺動台内に着脱する構造にて目的を達成したも
のである。

以下、本発明を一実施例にて説明する。第１図は本発明
数値制御方式主軸摺動型自動旋盤を示す概略平面図であ
る。１は刃物台であり、主軸に対し直交する方向（矢印
ホ、へ）に摺動制御できるよう本体フレーム５上に配設
してなり、且、２つのタレットＩＡ、１Ｂはおのおのセ
ットされる刃物を所定の位置に割出し停止する機構を有
している。２はカイトブツシュトラムであり、第２図に
示す如くカイトフッツユ保持用フレーム３に回転自在に
支持され、且、該ドラム前端部に形成した７ランノ部２
Ａと後部に形成した不ソ部２Ｂに不ソ止めしたナツト６
０とにより軸方向への摺動が規制されると共に該ドラム
軸方向中間外周部に形成したウオームキャー２Ｃがウオ
ーム６１とかみ合い、ウオーム駆動モータ６２の駆動回
転制御により該ドラム２が伝達回転制御される。該ドラ
ム回転中心を中心として、同一円周上には該ドラムを主
軸軸方向に貫通した複数のカイトブツシュセット用の穴
を有し、該ガイド穴を通しそれぞれ使用材料径に対し使
用範囲の異なるガイドブツシュ４Ａ及至４Ｄが配設固定
してなる。そして、ガイドブツシュ保持用フレーム３は
前記トラム２の回転により各ガイドブツシュ４Ａ及至４
Ｄの軸心が主軸軸心と一致するよう本体フレーム５上に
固定されると共に、更にガイドブツシュドラム２は複数
のガイド゛ブツシュの中より所定のガイドブツシュを選
択し、主軸軸心位置に割出し選択する機構を有している
。該割出し選択する機構としては該実施例の場合、例え
ば、ガイドブツシュドラム２の後端部各 外周上、前記、ガイドブツシュ４Ａ及至４Ｄと対応する
位置に該ドラム軸心に向は位置決め用穴２Ｄ及至２Ｇを
形成し、且、所定のかイドブツシュ選択信号に基づきソ
レノイド、流体圧アクチェータ６３の作動によりピン（
図示なし）を突出せしめ、該ピンと前記位置決め用穴と
の嵌合にて、該所定のカイトフッンユが主軸軸心位置に
割出し選択される。核間においては位置決め用穴２Ｆと
ピンとの嵌合によりカイト゛ブツシュ４Ｃが割出し選択
された状態である。６はチャックピースローダであり、
該ローダ丁は前記カイトブツシュ４Ａ及至４Ｄと対をな
すそれぞれ使用材料径に対し使用範囲Ａ 機能を有するチャックピース稜容参を同一円周上に有し
たチャックピースマ力ノン８を回転自在に支持してなり
、主軸に対し直交する方向に前後摺動（矢印イ、口）で
きるよう構成してなり、前進摺動（矢印イ方向）時には
割出し選択されたチャックピースの軸心が主軸軸心と一
致する度決め機構を有し、且、後退摺動（矢印口方向）
時においてはチャックピースマガンン８が主軸摺動台９
の摺動動作（矢印・・、二方向）に対し係合しない位ピ
ースマガジン８は前記ガイドブツシュドラム２と同様選
択されたチャックピースを所定の位置に位置決めする割
出し選択機構を有している。そして、前記チャックピー
スマ力ジン８の割出し選択動作とチャックピースローダ
６の摺動制御とチャックピースマガソン８に収容するチ
ャックヒース７Ａ及至７Ｄに設けたチャックピース把持
解除制御、並びに主軸摺動台９の前進後退制御による組
合せ制御にて主軸摺動台９の先端部９Ａに位置する中空
のチャックピース把持作用部に対するチャックピースの
着脱交換が行われる。

次に第３図ドブ第８図により前記チャック交換した図で
ある。１０はチャックピースを把持解除するためのチャ
ックピースホルダーであり、主軸摺動台側前部が断面テ
ーパ部１１Ａ、後部が断面段付部１１Ｂを有し、チャッ
クピースマガジン８内を主軸軸心と平行に貫通したガイ
ド穴１１に嵌挿してな部は前記断面テーパ部１１Ａに当
接するチー、ｏ部１０Ａを有し、第４図に示す如く二側
加工してなり、且、チャックピースホルダー１０、カイ
ト穴１１内軸方向に形成されたキー溝部１２に係合した
キー１３により回り止めされ、軸方向に摺動自在に形成
されると共に該後端部に配設した）＜ネ受け１４とピー
スマガジン貫通穴１１内における断面段付部１１Ｂに内
在したバネ１５の弾性力にてピースマ力ジンに保持して
なる。１８はチャックピース収容部、１９はチャックピ
ース位置決め用突起部である。通常、該チャックピース
ホルダー１０へのチャックピースセ・ントは該バ不力に
て把持される。チャックピースホルダ−１０は更に前記
バネ受け１４に一端が枢着され、ビースチャックマ力ジ
ン８に固定された枢軸１６を支点として、揺動するレバ
ー１７を有してなり、該レバーの矢印Ｊ向への駆動によ
りバネ１５の力に抗し、チャックピースホルダー１０を
矢印チ方向に移動すると、チャックピースホルダー１０
の先端テーパ部１０Ａがピースマガジン貫通穴１１に形
成したテ逆にレバー１７の矢印Ｂ方向への駆動によりチ
ャックピースホルダー１０を矢印ト方向に移動するとチ
ャックピースホルダー１０は前記とは逆にピースマガジ
ンテーパ部１１Ａとの係合作用により圧縮されガシン８
における同一円周上に配設される各ｅ＝−八 ＃ヰ〒冊≠毎同じ様に構成され、且、チャック開閉選択
は流体圧又はソレノイド等を駆動源とする押圧装置によ
って行われる。第５図、第６図は前記チャックピースホ
ルタ−１０にセットされるチャックピース２０の断面図
、及び該左側面図である。

核間に示す如く二側加工が施されると共にチャックピー
スホルダー１０におけるチャックピース収容部１８に収
容されるフランジ部２１、及び、該チャックピース２０
を所定の態様でセットするためチャックピース位置決め
用突起部Ｉ９に係合するための切欠部２２を形成してん
り、更には後述する主軸摺動台前端部に位置するチャッ
ク内への嵌挿セットにおいて位置決め保持するための位
置決め用突起２３−パ部１１Ａに沿って移動することに
より拡開する。

（９１ における前端部に位置するチャック部の構造を示す断面
図、及び、第７図のＡ　−Ａ’断面図である。

３０はチャック開閉用スリーブ、３１はチャックピース
を内包するメインチャックであり、該後部におけるチャ
ック開閉用スリーブ３０内に配設した）くネ３２の力に
て前方に付勢され、該チャック先端部が軸支されたスピ
ンドル３６の先端部にネジ止めしてなるキャップ３３に
て係止され弾性保持される。そしてメインチャック３１
とチャック開閉用スリーブ３０、スピンドル３６とはキ
ー３７．３８とキー溝３７Ａ、３８Ａとの係合によりこ
れら全体がスピンドル３６の回転により一体回転すると
共に、メインチャ・ツク３１とチャック開閉用スリーブ
３０とが軸方向に摺動できるよう形成してなる。該状態
にてチャ・ツク開閉用スリーブ３０が前後摺動すると該
スリーブ先端内部に形成したテーパ部とメインチャック
３１の前部外方に形成したテーパ部との係合作用により
、メインチャック３１の開閉動作が行われる。そして該
メインチャック３１内は前記チャックピース２０をを形
成してなる。第７図、第８図は主軸摺動台９叫 ２０の位置決め用突起２３と係合し所定の位置に保持す
るための切欠部３４を有し、更には前端部にはチャック
ヒース２０の装填においてチャックピース２０のフラン
ジ２１の切欠部２２と係合する該チャックピース回り止
め用の突起３５を有し、且、主軸回転停止においては該
突起３５が該装填されるチャックピース２０を把持する
チャックピースホルダー１０のチャックピース位置決め
用突起１９と相対向する位置に停止するよう制御される
。

以上、構成のチャック交換機構についてチャックピース
着脱を行うための動作作用を第９図ドブ第１１図にて説
明する。第９図は第１図においてチャックピースマガジ
ン８の割出し選択にて所定のチャックピース２０が選択
位置決めされ、且、チャックピースローダ６の前進摺動
（矢印イ方向）により、チャックピース２０が主軸軸心
と同心位置に停止された状態である。該状態においては
、いうまでもなくメインチャック３１が拡開状態にて棒
材の排出処理が行われた状態であり、且、チャック該状
態にて、主軸摺動台９が所定ストローク矢印方向に前進
摺動する。メインチャック３１内にチャックピース２０
か嵌挿されると共に、チャックピース２０のフランツ２
１の切欠部２２にチャック前端部に形成された突起３５
トが係合され、且、メインチャック３１の切欠部３４に
チャックピース２０の位置決め用突起２３とがチャック
ピースの径方向に作用する弾性力にて係合保持される。

該状態を第１０図に示す。次にレバー１７の矢印。方向
への駆動によりチャ脩＋廿勢把持解除されると共に、主
軸摺動台９の後退摺動にてチャックピース２０がチャッ
クピースホルタ−１０より引出される。該状態を第１１
図に示後、所定の棒材がチャックピースを通し案内され
、チャック開閉用スリーフ３０の前後摺動制御によりメ
インチャック３１を介しチャックピース２０による棒材
の把持解除動作が行われる。次にメインチャック３１（
こ装填されたチャックピース２０の抜取り動作を説明す
る。基本的には前記動作の逆であり、第１１図において
チャック開状態にて主軸摺動台Ｌ〜矢印方向に所定スト
ローク移動せしめ、第１０図の状態とし、該状態にてレ
バー１７をＢ方向に駆動せしめることによりチャックピ
ース２０のフランツ２１を把持せしめ、主軸摺動台を所
定ストローク後退せしめることによりメインチャック３
１内よりチャックピース２０を抜出す。該状態にてレバ
〜１７の駆動は解除され、バネ１５の力にてチャックピ
ース２０が把持される。該状態が前記第９図の状態であ
り、チャックピースローダ６の後退摺動にて完了する。

以上、説明の如く加工部品形状に基づき交換を要するガ
イドフッシュ、及びチャックピースの交換は数値制御指
令に基づき自動交換することができる。なお、チャック
ピース交換については必ずしも本実施例の如く構、成し
なくともロボットの手の如くチャックピース把持解除機
能を有し、選択された所定のチャックピースを主軸軸心
位置に位置決めせしめ、本実施例と同様の動作にて着脱
するよう構成してもよく、又、チャックピースの着脱動
作においては主軸摺動台の前後摺動を利用し行う好適な
例にて説明したが主軸摺動台を定位置に停止せしめた状
態にて、選択されたチャックピース把持側の主軸摺動台
に対する摺動動作を介して行ってもよく、又、本実施例
においては主軸摺動台前端部内に配設されたメインチャ
ックに対し、チャックピースを着脱する２重チャック構
造のものについて説明したが使用異径材料に対応し、複
数の使用範囲の異なるメインチャックを備え、該メイン
チャックを直接選択交換するものでもよい。

該実施例について第１２図ドブ第１４図にて説明する。

４０は刃物台、４１はカイトブツシュドラム、４２はメ
インチャックローダ、４３はメインチャックマガジン、
４４は主軸摺動台であり、基本構造としては路面実施例
と同様であるが、以下、相違点を含み説明すると、前記
メインチャックマガジン４３における同一円周上に配設
されたメインチャックホルタ−４５は第１４図に示す如
く把持されたメインチャック開閉用スリーブ内への装填
動作において前記メインチャックホルダー４５の開動作
（メインチャッり開閉レバー４７の矢印。方向への動作
）と共にメインチャック４６を離脱させるため作用する
バネ４８及び該作用にて弾性的に保持されたメインチャ
ック離脱部材４９を該ホルダー中心部内に配設してなる
。

ソシて、メインチャック開閉レバー４７がＡＢ方向に動
作しない定常状態においてメインチャックマガジン４３
へのメインチャック４６のセットは前記パイ、４８に抗
してメインチャック４６がメインチャックホルダー４５
内に装填されると共にバネ５０の力により把持されるよ
う構成している。５１は前記主軸摺動台先端部内に位置
するメインチャック先端部の軸方向の動きを規制するた
めのキャップ５５を把持するためのキャップチャッキン
グアームであり、第１３図に示す如く該アーム５１はロ
ータリーアクチュータ５３の回転制御により回転する軸
５２を中心として、一体に揺動し、矢印Ｃ方向への揺動
動作によりキャップ５５を把持し、且、矢印り方向への
揺て係合しない位置まで退避するよう構成している。

不ノ結合したメインチャック係土用のキャップ５５は前
記キャップチャッキングアーム５１のＣ方向への揺動動
作により回動係止され、キャップ５５を係止するアーム
先端部に内装された一対のバネ５４と把持部材５６とに
よりキャップ５５が弾性的に把持される。なお、キャッ
プチャッキングアーム５１の機能としては不ン止めされ
たキャップ５５の取外しに際し、該キャップと該アーム
との係合状態において、キャップの回り止めを行う機能
とキャップ保持機能を有すれば、必すしも該実施例の如
くバネ５４と把持部材５６との協働によりキャップを把
持しなくともよく、例えは、該部アーム構造を袋形状と
しキャップ先端部を嵌合保持するよう形成してもよい。

以上、構成のメインチャック着脱機構についてその動作
を説明する。キャップチャッキングアーム５１の矢印Ｃ
方向への揺動動作により所定の位置に停止したキャップ
５５が把持されると共に、主軸の該キャップをゆるめる
方向への回転と共に、主軸摺動台４４の後退動作（回転
数Ｘネジピッチの速度）にて離脱保持される。次にキャ
ップチャッキングアーム５１のＤ方向への揺動によりキ
ャップ５５が主軸摺動台４４の動作により係合しない位
置に退避する。該状態においてはいうまでもなく主軸摺
動台前端部内にはメインチャックが装着されていない状
態であり、第１４図に示す如く、前実施例と同様、割出
し選択され主軸軸心位置に位置したメインチャック４６
に対し、主軸摺動台４４の前進摺動にてチャック開閉用
スリーフ内にメインチャック４６が嵌入する。次にレバ
ー４７のＡ方向への揺動によりメインチャックホルダー
４５が拡開し、メインチャック４６の把持解除が行われ
ると共に、主軸摺動台４４の後退摺動と同時にバネ４８
の押圧作用にてメインチャック離脱部材４９を介し該ホ
ルダー４５内よりメインチャック４６の離脱動作が行わ
れる。そして、メインチャ□ツクローダ４２は主軸摺動
台４４の摺動動作に対し、メインチャックマガジン４３
が係合しない位置に後退摺動する。次に前記チャッキン
グアーム５１のＣ方向への揺動動作にて、前記キャップ
５５が主軸軸心位置に位置決め静止すると共に、主軸摺
動台４４の前進摺動にてメインチャック先端部がキャッ
プ５５に当接し、メインチャック４６の後端に弾接する
バネを圧縮し、更に主軸の前記キャップ５５をネン止め
する方向への回転と同時に主軸摺動台４４の前進摺動に
て主軸摺動台先端部への該キャップの不ノ止め固定作業
が行われる。そして、チャッキングアーム５１がＤ方向
へ揺動退避し、メインチャックの装填作業が完了する。

一方、主軸摺動台先端部内に装填されたメインチャック
４６の抜取り動作は前記逆の動作にて行われる。該作業
は第１４図においてレバー４７のＢ方向への揺動動作に
よりメインチャックを把持した状態にて主軸摺動台４４
を後退することにより行われる。該実施例においても主
軸摺動台の動きを利用しチャックを着脱する方法である
が、該動作は主軸摺動台と対応する相手方部材の動作に
て行ってもよい。

又、メインチャックの主軸軸心位置への選択割出しを工
業用ロボットを介し行ってもよい。又、核間に示す如く
キャップ全体を着脱することにより行う方法であるが、
主軸摺動台先端部内に位置するチャックの着脱動作に支
障のないようキャップ先端部をスライド開閉できる駆動
制御機構を設けてもよく、これら組合せ変形は本発明の
要旨を変更するものではない。

以上、説明の如く本発明によれば加工部品形状変化に伴
い選択される加工棒材径の変化に対応し、ガイドブツシ
ュとチャックとを自動交換せしめることができるため、
数値制御方式自動旋盤としての稼動率向上となり生産性
向上をはかることができる。そして、特に第１の実施例
である２重チャック構造のものは比較的構造の複雑なメ
インチャック１つに対し比較的構造の簡単なチャックピ
ースを複数準備しておけばよく、且、着脱制御機構につ
いてもメインチャック後端と弾接するバネの負荷をチャ
ック着脱に際し考慮する必要がないため簡単な構成にて
実施できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置を採用した数値制御方式主軸摺動型自動
旋盤の概略平面図、第２図はガイドブツシュドラム部正
面図、第３図はチャックピースマカシンにおけるチャッ
クピースホルダ一部を示す要部断面図、第４図は第３図
における右側面図、第５図はチャックピース断面図、第
６図は第５図における左側面図、第７図は主軸摺動台前
端部における断面図、第８図は第７図においてキャップ
を取外した状態のＡ　−Ａ’断面図、第９図ドブ第１１
図はチャック交換動作作用を説明するための断面図であ
る。第１２図ドブ第１４図は本発明の他の実施例を示す
ものであり、第１２図は概略平面図、第１３図はキャッ
プを把持したチャッキングアームの動作作用を説明する
ための部分断面図、第１４図はメインチャックを把持し
た状態の前記第１の実施例における第１０図に対応する
断面図である。 ２．４１ニガイトブツシユドラム　６：チャックピース
ロータ　８：チャックピースマガシン　９．４４：主軸
摺動台　１０：チャックピースホルダー１フ：チヤツク
開閉レバー　１８：チャックピ−ス収容部２ｏ：チャッ
クピース　２３：チャックヒース位置決め突起　３１．
４６二メインチャック　３４：チャックピ−ス位置決め
用切欠部　４２：メインチャックローダ　４３：メイン
チャックマガジン　４５：メインチャックホルダー　４
７＝メインチャック開閉レバー　４９：メインチャック
離脱部材５１：キャップチャッキングアーム　５６：把
持部材特許出願人 第２図 ２′　　　篇　５図　　　　　　第　６　因第１０図 第ｔ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 数値制御方式主軸摺動型自動旋盤において異なる棒材径
   に適合する複数のカイトブツシュと該棒材を直接把持し
   異なる棒材径に適合する複数のチャックを備え、それぞ
   れ所定のカイトブツシュとチャックを主軸軸心位置に選
   択位置決めする手段を有すると共に該チャック選択位置
   決め手段はチャック把持解除機構を有し、且、主軸摺動
   台先端部内にはチャックカイト穴を形成したチャック開
   を規制するための係合手段を備えてなる事を特徴とする
   ガイドブツシュ、チャック自動交換装置