JPS6316908A - 多軸軸頭交換式工作機械 - 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〕 この発明は、多軸軸頭を交換する型式の］１作機械に関
する。

〔従来の技術〕

一つの工作物に多数且つ多種類の孔加工をする場合、更
には工作物が多種に亘る場合は、自動工具交換方式の単
軸工作Ｒ械（いわゆるマシニングセンタ）や多軸ユニッ
トのトランスファーマシンを用いていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術におけるようにマシニングセンタのような車軸
工作機械は、用いる工具数、加工種類及び工作物種類に
対して融通性が高いが、工程数が増大し、生産性が低い
不利があり、或は生産性を一ヒげるためには工程分割を
し゛（工作機械の台数を多くする短所がある。

又、多軸ユニットを用いると、工具数即ち加工孔故に関
しては車軸工作機械より生産性は高（はなるが、加工種
類に関してはそれだけの台数を必要とし、工作物の種類
に対応しては多軸軸頭を取換えねばならず、その取換作
業が容易でないので、とくに工作物の種類に対する融通
性が低い欠点がある。

この発明は、多数・多種類の孔加工をする場合、更には
工作物が多種に亘る場合に、工程数が少く、且つ台数を
増さず、工具交換も容易にして、上記の従来技術の欠点
を解消した工作機械を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による工作機械は、多軸軸頭、いわゆるギヤン
グヘッド（以下「軸頭」という）を有する多軸工作機械
であって、基台−にのヘッドに摺動可能である主軸台と
その前方正面にある工作物テーブルと主軸台の背面後方
にある軸頭転送装置とで工作機械本体が構成され、主軸
台に装着可能な軸頭を横方向（主軸軸線に垂直方向）に
移動する手段がに軸台の前面り部及び前記軸頭転送装置
に設けられている。

そうして、前記工作機械Ｃ１１、縦並びに（主軸軸線と
平行方向に３１ｒｚべて）複数（多種）の軸頭を搭載貯
蔵し、その軸頭を縦力向に間欠移送する手段が設けられ
ている輔１１ｒ］貯蔵台を前記］二作機械本体の両側に
具備している。

更には、前記］゛作機械本体・軸頭貯蔵台の背後には、
軸頭移送１段をもう、横方向に前記軸頭貯蔵台と相関位
置をもゲ（配列された軸頭貯蔵装置を具備し、且つ横方
向に移動可能な軸頭１般送台が配備されている。

そうして、前記軸頭貯蔵装置列中の少くともｌ又は２の
装置を除いては複数（多種）の軸頭が搭載されている。

〔作　用〕

工作機械本体両側の軸頭１［；１代台には夫々、工程順
・工作物順に応して順■・・逆順に所要の複数（多種）
の軸頭を配列１１゛；“蔵する。そうして、−力の軸頭
貯蔵台に順番に配列された軸頭の最前位の軸頭を後退位
置の主軸台と工作物テーブルとの間のヘッド交換スペー
スへと横方向に移動させ、主軸台に装着し、主軸台を前
進・後退させてテーブル上の工作物を加工する。

この間、順番配列の軸頭は一斉に１ピンチ前進し、他方
の軸頭貯蔵台に逆順に配列された軸頭の最後位の軸頭ば
、ヘット”転送装置で一方の軸頭貯蔵台の最後位へ移さ
れ、他方の軸頭貯蔵台上の逆順配列の軸頭は一斉に１ピ
ンチ後退する。

そうして、この軸頭の移動と最初の加工（第１工程）が
終了すると、使用済軸頭は主軸台から外され、他方の軸
頭貯蔵台上の逆順配列の最前位へ７　　移動される。

上記のような一工程の作用が、→ノ゛イクリソクに行な
われ、両側の主軸台貯蔵台−ｈの軸頭は、順番に主軸台
に装着されて、所定の一種又は複数種の工作物に対し多
数孔の多種類孔加工が工程順に行なわれる。

更には、使用済の軸頭列毎に順次、軸頭を工作機械本体
背後に配備された軸頭搬送台上の空の軸頭貯蔵装置へ移
送し、軸頭搬送台上の別の軸頭貯蔵装置から新しい別の
軸頭列の軸頭を順次空になった軸頭貯蔵台・＼移送する
ごとにより、工作物の種類や加工種類の多様化に対応す
る。

〔実施例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

工作機械本体１は、基台２１−に設けられた工作物テー
ブル３及び・・・ソ］４・１ｆ−びにノ、１台２後部に
設けられた軸頭転送装；６５を具備し、ヘッド４」−に
は主軸台６がねじ機構・油圧Ｒ１１η等の周知の手段で
前進・後退するよう設６ノられている。

主軸台６の前面に番、１、輔＋＋ｎ　Ｉ＜：内締打体７
及び位置決めピン８が、ト輔台にの前面−に部には軸頭
シフト装置９が夫々設ＬＪられ、軸頭案内締付体７は油
圧機構で作動する。基台２の後部に設けられた軸頭転送
装置５は、基台２に固着された軸頭支持台１０と基台２
又番：１軸ｉｉｉ貯藏台の基台２２の任意箇所に支持ブ
ラケットで軸＋ｊＱ支持台士方に取付けられた軸頭シフ
ト装置１１とから構成されている。

軸頭１２の上面には軸頭シフト装置９，１１の爪（移出
）が係合する二つの凹部（第１四部１３−１゜第２凹部
１３−２）が設けられ、軸頭１２の後面には、主軸台前
面の軸頭案内締付体７及び位置決めピン８と夫々係合す
る保合溝部及び位置決め穴がある。

軸頭１２は、軸頭案内締付体７に案内されて主軸台６の
前面にもたらされ、位置決めピン８で位置決めされ、油
圧作動の軸頭案内締付体７により主軸台６の前面に固定
装着されたとき、を軸台の駆動モータで駆動される主軸
と軸頭の工具駆動軸とが係合するようになっている。

軸頭シフト装置９と軸頭シフト装置１１とは、同一構造
で、第３図に示すようなロッドレスシリンダとそれによ
り往復動される爪とで構成されている。更に詳しく述べ
ると、枠体１４にシリンダ１５と案内棒１６とが平行に
架設され、シリンダ１５と案内棒１６とが貫通し、その
上を摺動する摺動体１７には、相前後する二つの爪（第
１爪１８−．１．第２爪１Ｂ−２）が一方向に賦勢（例
えばばねを用いる）されて揺動自在に設けられている。

そうしてシリンダ１５内にはピストン１９が収容され、
シリンダ内を油圧で往復動する。摺動体１７とピストン
１９とは、シリンダ１５の壁を介してス、１向し、てｒ
（に吸引し合う研石２０を備えている。そごで、油ｊ１
−によりピストン１９が往復動すると、１１？動体１７
、延いては第１．第２爪１８−Ｌ　１８−２は往復動す
る。

軸頭貯蔵台は、Ｌ作機械本体１の両側に隣接して１台ず
つ固定配置され、−・側に置かれた第１軸頭貯蔵台２１
−１と他側に置かれた第２軸頭貯藏台２１２とは、実質
的には同一構造であり、基台２２に移送バー２３を備え
、Ｊｌ（台」−に搭載された複数（図示の例では３個）
の軸頭１２を移送バー２３で所定ピッチずつ割出移送す
る。但し、両軸頭貯砲台２１−１゜２１−２における移
送方向は、第１軸頭貯蔵台２１−１においては、後方か
ら前方・・・と前進方向であり、第２軸頭貯藏台２１−
２においては、前方から後方へと後退方向である。

」二記に述べたエイ１機械番Ｊ、一層機能を高めるため
更に軸頭搬送台２４を付属設：ｉ１？１゛ることができ
る。

第４図及び第５［λ１に示すように、工作機械、即ら両
側に軸頭貯蔵台２１１．２１２を６７Ｎえた工作機械本
体１の背後に、それに隣接して両側の軸頭貯蔵台におけ
る軸頭移送方向と垂直方向に横並びに配列された軸頭貯
蔵装置群をもち、その配列方向にその軸頭貯蔵装置の配
列ピッチ１ｉ位で割出し移動する軸頭搬送台２４が設備
される。

そうして、軸頭搬送台の軸頭貯蔵装置の配列ピッチは、
二台の軸頭貯蔵装置の夫々が同時に第１軸頭貯蔵台１２
−１及び第２軸頭貯蔵台２１−２の夫々に一直線上に縦
並びになることが好ましい。

第４図及び第５図の例では、軸頭貯蔵装置は、第１．第
２．第３．第４軸頭貯蔵装置２５−１．２５−２゜２５
−３．２５−４の４台であり、１台おきの軸頭貯蔵装置
が両側の第１軸頭貯蔵台２１−１と第２軸頭貯蔵台２１
−２の夫々と一致するように間隔がとられている。

軸頭搬送台２４は、例えば車輪をもち、工作機械本体や
軸頭貯蔵台の基台２．２２の背面に設けられた案内２６
により案内されて自動又は不動で移動する。そうして、
前記基台２２に設けられた位置決めピン２７との保合に
より割出し位置決めされる。

又、工作機械本体等から離脱して走行させることも可能
である。

各軸頭貯蔵装置２５−１〜４は、全て同一構成であり、
且つ前記軸頭貯蔵台と４）原理的にし、１゛実際、に同
一構成である。イ！１し、第５図において明らかのよう
に、軸頭貯蔵台の移送バー２３は、移送爪が３個あって
、３台の軸頭に保合するようになっており、後退位置に
おいては最後位の移送爪が軸頭搬送台２４の軸頭貯蔵装
置にお＆Ｊる最ｔｉｉｉ位の軸頭と保合するようになっ
ている。これに対して、搬送台２４の軸頭貯蔵装置の移
送バー２８は、移送爪が２個であり後退位置で最前位の
軸頭を除く他の２つの軸頭に係合するように２（っ°ζ
いろ。

即ち、移送バー２３は、軸頭貯蔵台２１と軸頭搬送台２
４との間の軸頭の受渡しも行なっている。この二つの移
送バーの関係ｉｔ逆にし′Ｃもよい。

又、図示はされていないが、軸頭搬送台の変形として、
第１輔頭１１’ｉ’藏装置２５Ｉ（７）　、ｌ′、に第
２軸頭貯藏装置２５−２を、ｊ’ｉｌ　ＬＳ　＜第３輔
ｆｌ（ｌ　ＩＩ’＋’蔵装置２５３（７）　ｌに第４軸
頭貯藏装置２５−４を夫々重ねて重層構造とし、且つそ
れらについて１土方向割出変（ｑ可能のリフト装置を具
備する型式がある。この場合は、軸頭搬送台の割出し横
移動は不必要で、基台２２にか 対し、固定であるが、又は、工作機械本体等からの脱可
能な型式では基台２２に対する位置決め・固定手段を設
ければよい。

上記工作機械の操作・作用を述べ為。

先ず予め、第３図に示された軸頭シフト装置に用いられ
るロッドレスシリンダについて述べる。

シリンダ１５内のピストン１９が左右からの圧油供給に
よりシリンダ１５内を往復動すると、ピストンの磁石２
０とシリンダ１５に上を摺動する摺動体Ｉ７の磁石２０
とがシリンダ壁を通して互いに吸引し合うので、摺動体
１７はビスＩ・ン１９に引張られて進退往復動すること
になる。即ち第１．第２爪１８４．１８−２も進退往復
動する。

さて、各軸頭貯蔵台上に所要の軸頭を所定の配列で搭載
する。

先ず、第１軸頭貯蔵台２１−１には、前から後へ第１工
程用から工程順に第１軸頭１２−１、第２軸頭１２−２
、第３軸頭１２−３を搭載し、第２軸頭貯蔵台２１−２
には後から前へ第４．第５．第６の各軸ｒｔ１目２−４
〜６を搭載する。

この軸頭群は、１つの工作物へに対する６工程分を順に
並べてもよく、又は、１つの工作物に対して３工程分の
加圧を施１として、第１〜第３軸頭１２−１〜３を１つ
の工作物Ａの加工［川に、第４〜第６軸頭１２４〜にを
次の別種の１作物Ｂの加工用に夫々用意して４）、１、
い。

同様に、輔：ｒｔｔ搬送台２４の第３及び第４軸頭貯藏
装置２５−３．２５−／ｌに）す１望の輔１１１］を３
個ずつ所望順に夫々搭載し、他の第１．第２゛軸頭貯１
代装置２５−１゜２５−２は交換用に空にしておく。

そうして、輔ロイ１ジット装；ｌ’／　！ｌの摺動体１
７、延いては爪２１を第１軸１１ｆ口１；＝載台２＋　
１の方へ油圧駆動で後退させる。すると第１輔１！ｆ」
貯蔵倉２１−１の最前位の第１軸頭１２−１の１一部の
第１四部１３−１に第２爪１８−２が係合する。次いで
摺・助体１７の油圧駆動前進により第１軸頭１２−１４
Ｊ：　ｉ巳軸台１１；Ｉ而の軸頭交換スペースへ移動す
る。この際、軸頭貯蔵台」―の軸頭高さは、その背面に
ある保合溝部が主軸台の軸頭案内締付体７と横滑りに係
合する高さであるので、軸頭貯蔵台の支承と軸頭案内締
付体７の案内支承とが相俟って、第１軸頭１２−１を円
滑に軸頭交換スペースに移動さセる。第１軸頭１２−１
の背面の保合溝部に係合した軸頭案内締付体７の油圧作
動による締付作用と第１軸頭の位置決め穴に保合する位
置決めピン８の位置決め作用とにより第１軸頭１２−１
は、正確に主軸台６に装着され、主軸台の駆動モータで
駆動される主軸と第１軸頭の工具駆動軸とは係合する。

そうして、主軸台６の前進・後退により工作物へに第一
工程の加工が行なわれる。

その間に、第１軸頭貯藏台２１−１の移送バー２３は、
ｌピッチ前進し、第２及び第３軸頭１２−２．１２−２
は前進し、同時に第２軸頭貯蔵台２１−２．、にの最後
位の第４軸頭１２−４は、軸頭転送装置５の軸頭シフト
装置１１により第１軸頭貯蔵台の最後位へ送られる。

この際、軸頭シフト装置１１は、その第２爪１８−２を
第４軸頭１２−４の第２四部１３−２に係合さ七て、先
ず軸頭転送装置５の軸頭支持台１０へ送り、一旦後退し
てから、次に第１爪１８−１を第４軸頭１２−４の側面
に係合させて第１軸頭貯蔵台２１−１へ送るのである。

そうして、第２軸頭貯藏台２１２の移送バー２３はｌピ
ッチ後退し、第５．第に軸頭は後退する。

やがて第１軸頭１２−１による第１玉程が完了すると、
軸頭案内締付体７は前進して、第１軸頭１２−１を主軸
台６より解放し、軸頭シフト装置９の摺動体２０は、後
退し、第１爪１８−１を第１軸頭１２−１の側面に第２
爪１８２を第２軸頭１２−１の第１四部１３−１に夫々
係合させ、再び前進して第１軸ｇＩｔｌ　２−１を第２
軸頭貯蔵台２１−２の最前位に、第２軸頭１２〜２をヘ
ッド交換スペースに同時に送る。

以上のような軸頭の交換操作・作用をザイクリックに行
なうことにより６種の軸頭を順次使用することができる
。

更に、工作機械本体の背後に配備した軸頭搬送台２４を
使用すると使用可能な軸頭の種類は倍増する。

その操作・作用について述べる。

今、軸頭搬送台２４の第３軸頭貯蔵装置２５−３及び空
の第１軸頭貯藏装置２５−１の夫々を第１軸頭貯蔵台２
１−１及び第２軸頭貯蔵台２１−２の夫々に一致させる
。Ｌう軸頭搬送台２４を位置決めする（第４図参照）。

既述の軸頭交換の作用・操作において、第４軸頭１２−
４により加工が行なわれている間に第１軸頭貯蔵台２１
−１の移送バー２３はその前進によって、軸頭搬送台２
４の第３軸頭貯蔵装置２５−３の最前位にある第７軸頭
１２−７を、第５．第６軸頭１２−５．１２−６と共に
前進させる。即ち第７軸頭１２−７は第１軸頭貯蔵台２
１の最後位へと移される。同時に第３軸頭貯蔵装置２５
−３の第８．第９軸頭１２−８．１２−９は移送バー２
８によりｌピッチ前進する。

他方、第２軸頭貯蔵台２１−２の移送バー２３は後退し
て、第１．第２．第３軸頭１２−１．１２−２．１２−
３を一斉に後退させる。即ち第１軸頭１２−１は軸頭搬
送台２４の第１軸頭貯蔵装置２５−１の最前位へ移され
る。

その後の工程を追うに従って、第１輔頭貯藏装置２５＝
１の移送バー２８により第１軸頭１２１．第２軸頭１２
−２という具合に第１軸頭貯蔵装置２１−１上を後退す
る。

そうして順送りし−Ｃ土程が進み、第７軸頭１２−７に
より加−［が行なわれ−（いる間に、軸頭搬送台２４は
横方向に１ピッ−ニー移動し、今度は第４軸頭貯藏装置
２５−４及び空の第２輔頭貯藏装置２５−２夫々を第１
軸頭貯藏台２１−１及び第２輔＋ｒｒｒ貯藏台２１−２
の夫々に一致させるように位：６決めを１１ない、前述
の軸頭交換移動を繰返ず。

以十のような軸頭交換移動により全部で１２種類の軸頭
を順次使用し得る。

軸頭貯蔵台及び各軸頭貯蔵装置の搭載軸頭数並びに軸頭
搬送台上の軸頭貯蔵装置数は任意に増すことは可能であ
り、それにより使用軸頭の種類は増加する。

軸頭転送装置５を使用せず、軸頭転送台２４の使用のみ
のサイクル形式でも、１２神類の交換はｉｉＪ能であり
、又、軸頭転送台２４の使用により、当初の空の軸頭貯
蔵台への輔＋ｒｎの搭載を自動的に行ない得ることは容
易に理解できるとごろである。

変形としての重層型代の軸ｊｉｆｆ　ＩＩ送台において
は、軸頭搬送台自体の横方向の割出し移動の代りに軸頭
貯蔵装置の上下方向割出し移動により軸頭搬送台横方向
割出し移動の型式のものと同じことが行ない得ることは
、明らかである。

〔効果〕

この発明の多軸軸頭交換式工作機械によれば、多種工作
物における多数孔に対する多種の孔加工を高生産性をも
って行ない得るのである。

即ち多軸軸頭を使用することにより車軸のマシニングセ
ンタより多数孔の加工が効率よくでき、しかも軸頭交換
が従来の多軸ユニットに比し迩かに容易に自動的に行わ
れる為、工作機械の台数を多く要せずに効率よく多種類
の孔加工を行ない得、しかも多種の工作物に対する対応
も可能となる。

又、軸頭搬送台の使用により使用軸頭の軸頭貯蔵台への
搭載作業も自動化でき、同時に使用可能走行することも
できるので、それを複数台用意して、工具室で適宜軸頭
を搭載し、順次工作機械本体の背後に移動してくれば、
使用軸頭の多様化が体の平面的大きさも作動床面積も小
さくなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の土１１機械における工作機械本体
の側面図、 第２図は、この発明の１８作機械の正面図、第３図は、
この発明の一１１″１機械における軸頭シフト装置の一
部破砕断面１’曲図、 第４図は、この発明の−１１４’Ｉｎ、械の平面図、第
５図は、この発明の１’−１１ｍ械における軸頭貯蔵台
及び軸頭搬送台の側面図である。 １：工作機械本体 ３：工作物テーブル ５：軸頭転送装；ｎ ６：主軸台 ９：軸頭シフト装置 １０：軸頭支持台 １１：軸頭シフト装置 １２：多軸軸頭 ２１−１７第１軸頭貯蔵台 ２１−２　：第２軸頭貯蔵台 ２３．２８　　：移送バー ２４：軸頭搬送台 ２５：軸頭貯蔵装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工作物テーブル、主軸台及び主軸台背後の軸頭転送装置
   を備えた工作機械本体と、前記工作機械本体の両側に配
   置された軸頭貯蔵台と、前記工作機械本体及び前記軸頭
   貯蔵台の背後に配置された軸頭搬送台とから構成され； 前記主軸台は、前記軸頭貯蔵台と主軸台との間で多軸軸
   頭を移動する軸頭シフト装置を備え、多軸軸頭の装着・
   離脱が可能であり； 前記軸頭転送装置は、軸頭支持台及び主軸台と同様の軸
   頭シフト装置を備えており； 前記軸頭貯蔵台は、多軸軸頭を移送する手段を備え、複
   数の多軸軸頭を搭載しており； 前記軸頭搬送台は、前記軸頭貯蔵台と相関位置をもって
   配列された複数列の軸頭貯蔵装置であり、且つ、その一
   部の列には複数の多軸軸頭が搭載されており、且つその
   列毎に軸頭移送手段を備えた軸頭貯蔵装置から構成され
   、前記工作機械本体と前記軸頭貯蔵台との配列方向に移
   動可能であることを特徴とする多軸軸頭交換式工作機械
   。