JPS582787B2 - 回転体の回転割出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスピンドルの如き回転体を回転割出しする装置
に関するものである。

本発明の目的とするところは他の装置との干渉をなくし
、極めて小さな空間内に設置可能な回転割出し装置を提
供することである。

例えば自動工具交換装置を備えた工作機械においては、
工具交換時スピンドルの駆動キーと、工具のキー溝を係
合させるためにスピンドルを一定の角度位置に停止させ
る必要がある。

このため従来においてはスピンドルの後方にこのスピン
ドルの軸線に垂直な軸線を中心として回転スるカムドラ
ムを設け、このカムドラムを回転駆動装置により減速装
置を介して低速回転させ、このカムドラムのカムを前記
スピンドル後端に突設された突子に係合させてスピンド
ルを一定の角度位置に停止させている。

しかしながら、上記回転割出し装置はその設置場所に種
々の制限を受け、例えば前記回転駆動装置あるいは減速
装置を前記カムドラムの一方にかつ同一軸線上に並べて
配置するとこの回転駆動装置がカムドラムの一方に大き
く突出し、前記スピンドルの近傍に設置されたスピンド
ル駆動モータに干渉したり、あるいはスピンドルヘッド
内への設置が不可能となり、スピンドルヘッドが大型化
する欠点があった。

またカムドラムの軸線と異なる位置に前記回転駆動装置
を設置すると、両者の間にベベルギャ等特別の伝導装置
を設ける必要があり、それだけ構造が複雑化しかつコス
トも高くなる欠点があった。

本発明は従来のこのような不具合を解消するためになさ
れたものであり、その特徴とするところは、回転割出し
装置を小型化することにより、他の装置との干渉をなく
しかつ極めて小さな空間内に設置可能にしたことである
。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

まず第１図において１は自動工具交換装置を備えだ工作
機械の支持体としてのスピンドルヘッドで、このスピン
ドルヘッド１には回転体としてのスピンドル２が回転可
能に軸承されている。

このスピンドル２の先端には工具３を受入れるテーパ内
孔２ａが形成され、端面には駆動キー４が突設されてい
る。

工具３は、仮想線で示す周知の工具転送アームＡに把持
されて一定の角度位相でテーパ内孔２ａに挿入されるよ
うになっている。

工具３の先端外周部には第２図に示すーように駆動キー
４に遊嵌するキー溝５が駆動キー４の側面に係合する係
合壁面５ａを形成して刻設されている。

工具３の後端にはプルスタツド６が突設され、このプル
スタツド６は工具３をテーパ内孔２ａに圧着クランプす
るとき、スピンドル２内で皿ばね７により後方へ弾発さ
れたドローロツド８の先端に固着された把持部材９にて
引張られるようになっている。

１０はローロツド８を皿ばね７０弾発力に抗して押動し
て工具３のクランプを解除するクランプ解除用のシリン
ダ装置で、このシリンダ装置１０はスピンドルヘッド１
の後部に一体的に固着した支持ブラケット１１に形成さ
れている。

シリンダ装置１０のシリンダ１２には、ピストン１３が
ドローロツド８の後端に対向して進退可能に嵌装されて
いる。

スピンドル２の中央部外周には歯車部材１５が固着され
、この歯車部材１５に噛合する歯車部材１６はスピンド
ルヘッド１に回転支承されたスプライン軸１７にスプラ
イン係合されている。

この歯車部材１６には、スピンドルヘッド１に回転支承
した駆動軸１８に一体的に形成された歯車１９が噛合さ
れている。

駆動軸１８の一端には駆動モータ２０の出力軸２０ａが
回転連結され、他端にはディスク２１が固着されている
。

２２はこのディスク２１を押圧して駆動軸１８に制動力
を付与する制動装置で、スピンドルヘッド１に装着され
ている。

また前記スピンドル２の後端には第４図に示すようにス
ピンドル２０半径方向に係合突子２６が突設されている
。

さらに前記スピンドル２の外周には定角度位置にドッグ
２７および２８が突設され、ドッグ２７に対接する近接
スイッチＳ１は前記制動装置２２を作動させるだめのも
ので、ドツグ２８に対接する近接スイッチＳ２は制動装
置２２の作動に基づきスピンドル２が停止して係合突子
２６が第７図で示す定角度範囲２ａに位置決めされたこ
とを確認するもので、ともに支持ブラケット１１に固設
されている。

前記支持ブラケット１１は第５図に示すように一対の取
付部４１，４２を有し、この取付部４１，４２にカムド
ラム３１がベアリング４３，４４により前記スピンドル
２の軸線と直角な回転軸線の回りで回転可能に支持され
ている。

このカムドラム３１は中央に中心穴４５を有し、この中
心穴４５には連結軸４６がベアリング４７，４８により
回転自在に挿通支持されている。

この連結軸４６はその一端を前記支持ブラケット１１の
一方の取付部４１に固定された回転駆動装置４９の出力
軸５０と連結され、また他端を前記支持ブラケット１１
の取付部４２に固定された減速装置５１の入力部材５９
と連結されている。

この減速装置５１はハーモニツクドライブ（商品名）と
いわれる周知の減速装置で、内周面に多数の歯５３ａを
刻設した環状の固定部材５３と、同じく内周面に前記固
定部材５３より少数の歯５４ａを同一ピッチで刻設した
回転部材５４とを有し、前者はケーシング５５に固定さ
れ、後者は出力部材５６を介して前記カムドラム５１に
固定されている。

さらに減速装置５２は外周面に前記回転部材５４と同数
でかつ同一ピッチの歯５７ａを刻設した変形部材５７を
備え、この変形部材５７に前記固定部材５３ならびに回
転部材５４が噛合されている。

前記連結軸４６の一端に固定された入力部材５９は第６
図に示すように長円形をなし、その外周面に嵌着された
ベアリング５８の外輪を長円形に変形させている。

その結果変形部材５７の外周面に刻設された歯５７ａは
前記長円部のみで前記固定部材５３ならびに回転部材５
４の歯５３ａ，５４ａと噛合するようになっている。

従って前記連結軸４６に回転を与えると、入力部材５９
が回転し、この長円形の入力部材５９０回転によシベア
リング５８の長円部が移動し、固定部材５３ど変形部５
７の噛合位置が変化して１回転について両者の歯数の差
だけ回転部材５４が回転されるようになっている。

前記カムドラム３１の外周には第７図に示すよう前記係
合突子２６が係合するカム溝３７が刻設されている。

このカム溝３７は第８図に展開して示すようにカムドラ
ム３１のＱ１の角度位置ではカムドラム３１の回転軸線
に直角でかつ軸方向に幅の広い第１溝部３７ａとなって
おり、係合突子２６の回転軌跡とカム溝３７の干渉はな
くスピンドル２の回転を許容する。

カムドラム３１のＱ１の角度位置は、カムドラム３１に
設けた作動部３ＢがリミットスイッチＬＳＩを作動する
ことによって確認されるようになっている。

カムドラム３１のＱ１からＱ２の角度範囲ではカム溝３
７はカムドラム３１の回転方向と反対方向に溝幅が連続
的に漸減するように形成され、カムドジム３１のＱ２の
角度位置で第１溝部３７ａと平行にかつ係合突子２６が
係入する程度の幅の狭い第２溝部３７ｂとなっている。

カムドラム３１のＱ２の角度位置は、カムドラム３１に
設けた作動部３９がリミットスイッチＬＳ２を作動させ
ることによって確認されるようになっている。

さらにカムドラム３１のＱ２からＱ３の角度範囲では、
カム溝３７は第２溝部３７ｂより所定量だけ幅が広く係
合突子２６を遊合する大きさで屈曲した屈曲部３７ｃを
有する第３溝部３７ｄとなっている。

これに続くカムドラム３１のＱ３からＱ１の角度範囲で
は、カム溝３７はその溝幅が急増して第１溝部３７ａと
同じ溝幅となっている。

次に上記構成の実施例における作動について説明する。

まず加工終了に従い駆動モータ２０の電源が遮断され、
スピンドル２が惰性回転される。

そしてスピンドル２が制動されるべき特定角度位相に違
すると、近接スイッチＳ１が作動して制動装置２２が動
作され、スピンドル２は制動停止される。

このとき係合突子２６は第７図の２ａの定角度範囲内に
位置し、係合突子２６が定角度範囲２ａ内に位置したこ
とは近接スイッチＳ２より確認される。

この確認により回転駆動装置４９が起動され、この回転
は連結軸４６を介して減速装置５２へ伝えられる。

この減速装置５２によりトルクが増大され、その結果カ
ムドラム３１は第４図で時計方向にＱ１からＱ２の角度
位置まで低速で、かつ高トルクで回転され、係合突子２
６はカム溝３７の第１溝部３７ａから第２溝部３７ｂへ
と案内されてスピンドル２は角度修正され、駆動キー４
は所定の角度位置に正しく位置決めされる。

これと同時に潟 動され、この作動に基きスピンドル２に挿着された工具
３は工具転送アームＡにより把持される。

次いでクランプ解除用のシリンダ装置１０の作動により
ピストン１３が前進され、これによりドローロツド８は
皿ばね７に抗して前進されて工具３をアンクランプする
。

その後工具転送アームＡはスピンドル２の軸線方向に第
１図の下方へ下降され、スピンドル２から工具３を引き
抜き、旋回動作により新たな工具３をスピンドル２の軸
線上に一致させる。

続いて工具転送アームＡは軸方向に上昇され、工具３は
第２図で示すようにスピンドル２の駆動キー４と干渉す
ることなくテーパ内孔２ａに挿入される。

このとき駆動キー４は工具３のキー溝５に遊嵌されてキ
ー溝５の係合壁面５ａとの間には間隙が形成される。

次に制動装置２２の作動が解除されると共に回転駆動装
置４９の作動によりカムドラム３１はさらにＱ２からＱ
３の角度位置へと回転され、係合突子２６はカム溝３７
の屈曲部３７ｃに沿って案内されて第７図で右方へ移動
される。

その結果スピンドル２は第７図で反時計方向に少量角度
回転され、第３図で示すように駆動キー４はキー溝５の
係合壁面５ａに当接係合される。

前記回転駆動装置４９の前記作動開始と同時に付勢され
た図略のクランプ開始指示用のタイマがタイムアップし
てシリンダ装置１０が作動され、ピストン１３が後退さ
れる。

これにより皿ばね７の弾発方によりドローロツド８が後
退され、工具３はスピンドル２にクランプされる。

この工具３のクランプ後工具転送アームＡは工具３を開
放し、工具３およびスピンドル２は自由に回転できる状
態になる。

その結果カムドラム３１はＱ３からＱ１の位置へ回転し
、カムドラム３１の作動部３８によりリミットスイッチ
ＬＳＩが作動され、カムドラム３１は原位置に復帰され
る。

しかる後スピンドルヘッド１が加工位置へ移動され、同
時に駆動モータ２０が起動される。

こうしてスピンドル２は係合突子２６をカムドラム３１
の第１溝部３７ａ内を通過させながら歯車１９および歯
車部材１６，１５を介して回転され、工具３は駆動キー
４によって確実に駆動されて加工動作を開始する。

前記したように本発明装置は、カムドラムの一方に設け
られた回転駆動装置の回転をカムドラムの中心穴内を挿
通する連結軸を介してカムドラムの他方に設けられた減
速装置に伝達し、この減速装置にて減速して前記カムド
ラムを低速回転させるようにした構成であるため、カム
ドラムを中心とする回転駆動装置および減速装置の各先
端部までの距離が小さく、駆動モータとの干渉の問題も
なくなり、まだ小さなスペース内に設置できるためスピ
ンドルヘッドを大型化することもなくなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明に
係る回転体の回転割出し装置を示す縦断面図、第２図は
第１図を■方向から矢視した拡大矢視図、第３図は第２
図の状態変化図、第４図は第１図の■−■線拡大断面図
、第５図は第４図の■−■線断面図、第６図は第５図の
■−■線拡大断面図、第７図は第１図の■−■線拡犬断
面図、第８図はカムドラムの展開図である。 １……スピンドルヘッド、２……スピンドル、１１……
支持ブラケット、２６……係合突子、３１……カムドラ
ム、３７……カム溝、４６……連結軸、４９……回転駆
動装置、５２……減速装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支持体に回転可能に支承された回転体を回転割出し
   する装置において、前記支持体に支持ブラケットを固定
   し、この支持ブラケットには前記回転体の外周に半径方
   向に突設された係合突子と係合するカム溝を有するカム
   ドラムを前記回転体の軸線と直角な回転軸線の回りに回
   転可能に支承し、このカムドラムの中心穴には連結軸を
   挿通支持せしめ、この連結軸の一端を前記支持ブラケッ
   トに固定された回転駆動装置の出力軸と連結し、前記連
   結軸の他端を前記支持ブラケットに固定された減速装置
   の入力部材と連結し、この減速装置の出力部材を前記カ
   ムドラムと連結したことを特徴とする回転体の回転割出
   し装置。