JPH0120030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は数値制御工作機械（以下、NC工作機
械）におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸の駆動機構の動作を利
用してワークを回転割出しするワークの割出し装
置に関する。

従来技術 工作機械にてワークを加工するに当り、ワーク
の回転割出しに従来から用いられているいわゆる
ロータリーワークヘツドまたはロータリーワーク
テーブルはウオーム軸とウオーム歯車を用い、従
動側のウオーム歯車軸にワークホルダー又はチヤ
ツク装置を連結し、駆動側のウオーム軸に駆動モ
ータを連結し、NC装置等の制御装置により駆動
モータを制御してワークホルダーに掴持されたワ
ークを所望の角度に亘つて割出す構成がとられて
いる。このような駆動モータをその配線ケーブル
を介して制御装置により制御駆動する構成では必
然的に装置価格が割高となり、しかも無人化工場
のある１台の自動機械で上記のロータリーワーク
ヘツドないしロータリーワークテーブルを使用す
る加工プロセスと使用しない加工プロセスとがあ
り、その都度、ロータリーワークヘツドないしロ
ータリーワークテーブルを機械に取付けたり、取
りはずしたりすることを人手によらず、自動的に
遂行させようとすると、駆動モータへの配線ケー
ブル等の接続や取はずし等の派生作業が非常に困
難となり、効率向上の妨げとなつていた。

発明の開示 依つて本発明の目的は、上述した従来の不都合
に鑑みてロータリーワークヘツドないしロータリ
ーワークテーブル等の回転割出し装置を工作機械
の本体上に自動的にしかも余分な派生作業を要す
ることなく着脱可能にし、しかもNC工作機械に
固有のＸ、Ｙ、Ｚ軸の駆動機構の動作を利用して
所望の回転角の割出しを行うことができるように
し、かつ、回転割出し装置のクランプ、アンクラ
ンプが信頼性高く確実に行え、しかも構造簡単な
クランプ装置を有した回転割出し装置を提供せん
とするものである。

本発明によれば、NC工作機械のＸ、Ｙ、Ｚ軸
の駆動機構の動作を利用してワークを回転割出し
する回転割出し装置において、NC工作機械のワ
ークテーブル上に取付け得るハウジングと、前記
ハウジングに軸承された直交歯車伝動装置と、前
記直交歯車伝動装置の従動軸側に設けたワーク掴
持装置と、前記直交歯車伝動装置に回転力を付与
すると共に軸線方向に往復動可能な駆動軸と、前
記駆動軸の一端に取付けられ前記NC工作機械の
主軸ヘツド部と係合し得る回し金と、前記駆動軸
に取付けられた可動摩擦板及び前記ハウジングに
固定された固定摩擦板が互いに対向配置され前記
駆動軸の往復動作によつて離接自在な摩擦ブレー
キ装置と、前記ブレーキ装置の可動摩擦板が固定
摩擦板に接合する方向に前記駆動軸を付勢する弾
性手段と、前記駆動軸を割出し角に応じて回転さ
せる割出し回転起動装置とを具備して構成される
ことを特徴とし、前記回し金と主軸ヘツド部とを
NC工作機械の１軸の動作によつて係合させ、他
の２軸の動作を利用して前記係合のための位置決
めと割出し回転起動とをおこない、前記直交歯車
伝動装置を介して前記ワーク掴持装置を割出し回
転させる回転割出し装置が提供されるのである。
また、上述した構成に更に前記直交歯車伝動装置
の駆動軸又は従動軸上にワークの割出し位置固定
用のブレーキ装置を設け、所望の割出し位置でワ
ークを不動に保持するようにすれば加工を安定か
つ高精度に遂行することができる。以下、本発明
を添付図面に示す実施例に基いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による回転割出し装置が搭載さ
れたNC工作機械の正面図であり、特に主軸ヘツ
ドが縦軸型の実施例を示している。第２図、第３
図は同回転割出し装置の実施例における構成と作
用を説明する断面図、第４図は同実施例による回
転割出し装置が第１図のNC工作機械に搭載され
た場合の一部断面を含んだ平面図である。

第１図において、本実施例に示された縦軸型
NC工作機械は固定ベツド１０上に第１図の紙面
に垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動可能なサドル１
２を有し、このサドル１２上にＹ軸方向と直交す
るＸ軸方向に移動可能なテーブル１４が載設され
ている。また、ベツド１０から直立したコラム１
６には上記テーブル１４の面に対して垂直方向
（Ｚ軸方向）に摺動可能な主軸ヘツド部１８と多
数の交換工具を収納した回転形工具マガジン２０
とが搭載されている。主軸ヘツド部１８の頂部に
は、主軸２２を高低速回転させる主軸モータ２４
が取付けられている。またコラム１６の側部には
公知のNC装置２６が設けられ、このNC装置２
６によつてサドル１２のＹ軸方向の動作、テーブ
ル１４のＸ軸方向の動作、主軸ヘツド部１８のＺ
軸方向の動作および回転工具マガジン２０の工具
割出し回転等が全て制御されており、第１図には
テーブル１４駆動用のＸ軸駆動モータMxだけが
見えている。勿論、サドル１２駆動用のＹ軸駆動
モータ、主軸ヘツド部１８駆動用のＺ軸駆動モー
タ、回転工具マガジン２０の割出し回転駆動用の
モータ等がそれぞれ具備され、NC装置２６と電
気的に接続されていることは周知のとおりであ
る。コラム１６の反対側の側部には工作機械への
潤滑油供給、加工液の供給等を制御する機械制御
装置２８が設けられている。３０は回転工具マガ
ジン２０と主軸２２との間で工具交換をおこなう
工具交換アームである。

さて、テーブル１４上には本発明に係るロータ
リーワークヘツド形の回転割出し装置４０とテー
ルストツク３２とが着脱自在に載設されており、
これら両者間に保持されたワークＷに対して主軸
２２に装着した切削工具により機械加工を施すこ
とが可能であると共に以下に詳述の如く、ワーク
Ｗをその軸心まわりに所望の角度づつ割出し回転
させれば、例えば棒状ワークの外周に一定角度毎
にキー溝を穿設する等の割出し加工を施すことも
できるのである。なお、回転割出し装置４０はテ
ールストツク３２と共に又は個別にパレツト上に
固定して、そのパレツトをテーブル１４上に搭載
する構成とすれば周知のパレツト交換装置によつ
てテーブル１４と図示されていないパレツト載台
との間で同じく機械制御装置の制御の下に自動転
送することも可能であり、特に無人化工場におけ
るNC工作機械ではこの自動転送方式が採られ
る。その場合にパレツト載台上には予めワークＷ
が装着された状態で準備されることは言うまでも
ない。テーブル１４上の回転割出し装置４０は該
テーブル１４のＸ軸方向の動作、サドル１２のＹ
軸方向動作を介しておこなわれるテーブル１４の
Ｙ軸方向の動作、主軸ヘツド部１８がコラム１６
に関してＺ軸方向に移動する動作の３軸方向の動
作を利用してワークＷの割出し作用を行うが、こ
れについては、以下に第２図から第４図を参照し
て説明する。

第２図において、回転割出し装置４０は上述し
たパレツトを介して又はテーブル１４に直接取付
けられた状態を示しており、ハウジング４２がク
ランプ３４のクランプ作動によつてテーブル１４
上又はパレツト上に固定されている。このハウジ
ング４２の内部には、直交歯車伝動装置を形成す
るウオーム４４とウオーム歯車４６とが収納さ
れ、ウオーム４４は上・下一対の回転軸受４８
ａ，４８ｂによつて回転自在に軸承されており、
またその中心孔に駆動軸５０がキー５２を介して
軸線方向に摺動可能に挿着され、駆動軸５０とウ
オーム４４の回転は一体に行われるように形成さ
れている。この駆動軸５０は上端にフランジ５４
とこのフランジ５４の上面に載置してねじ又はボ
ルトナツト等の適宜固定手段（第２図に明示）で
固定された後述の係合突起５６ａ付き回し金部材
５６とを具備し、かつウオーム４４の沈め孔とフ
ランジ５４の下面との間において該駆動軸５０に
巻設されたスプリング５８によつて常時上向きば
ね圧を受けている。また駆動軸５０の下端には周
縁にブレーキシユを有した摩擦板６０がボルトナ
ツト固定手段によつて固定されている。この摩擦
板６０はハウジング４２に回転軸受４８ｂの下側
で間隔板６２を介して固定保持されている同じく
ブレーキシユーを介した他の摩擦板６４に対向配
置されており、通常は駆動軸５０がスプリング５
８のばね圧を受けて上向きに変位されているから
両板６０，６４が相互に圧接され、故に駆動軸５
０およびウオーム４４の回転に制動作用がかけら
れている。つまり、両摩擦板６０，６４は摩擦ブ
レーキ装置を形成しているのである。この摩擦ブ
レーキ装置の両摩擦板６０，６４は、第３図に示
すように回し金５６の係合突起５６ａが主軸２２
に装着された係合突起受容部材６６の係合孔６６
ａに嵌入され、主軸ヘツド部１８（第１図）のＺ
軸動作によつて該回し金５６を介し、またスプリ
ング５８の上向きばね圧に抗して駆動軸５０が押
下されると、摩擦板６４が摩擦板６０から解離す
る。なおこの駆動軸５０は押下されると、キー５
６と共にウオーム４４に対して下向きに摺動す
る。

他方、ウオーム４４と噛合したウオーム歯車４
６はその中心部に嵌設された従動軸７２にキー７
４によつて固定されており、この従動軸７２がハ
ウジング４２に回転軸受７６ａ，７６ｂ（第４図
参照）を介して回転自在に軸承されている。そし
て、従動軸７２は直交歯車伝動装置７０を形成す
るウオーム４４、ウオーム歯車４６の回転伝動方
向に従つて矢印で示す左・右方向に回転する。こ
の従動軸７２のハウジング４２から突出する外端
には第４図に明示するようにワークホルダー又は
チヤツク装置からなるワーク掴持装置７８が該従
動軸７２と一体回転可能に取付けられている。第
４図に図示されたワーク掴持装置７８は掴持爪を
有したチヤツク装置によつて形成され、ワークＷ
の一端を掴持し、ワークＷの他端はテールストツ
ク３２にセンター支持されている。

上述した構成からなる本実施例の回転割出し装
置４０による角度割出し作用を一部、第１図をも
参照しながら次に説明する。

回転割出し装置４０は先ずワークＷの割出し加
工に当つて先ずNC工作機械のテーブル１４に直
接又はパレツトを介して載置、固定されるが、こ
のとき駆動軸５０の上端に取付けられた回し金５
６の係合突起５６ａは予め一定位置にセツトされ
ている。つまり、回転割出し装置４０がテーブル
１４上の予め定めた位置に載置、固定されると、
回し金５６の係合突起５６ａの位置もＸ、Ｙ両軸
で定まる平面内でNC装置２６（第１図）に予め
記憶された位置と一致するようにセツトされてい
る。故にNC装置２６の指令に従つて、サドル１
２を介してテーブル１４をＹ軸方向に、またテー
ブル１４自体をＸ軸方向にそれぞれの駆動機構を
経て動作させることにより、回し金５６の係合突
起５６ａを主軸ヘツド部１８の主軸２２に装着さ
れた係合突起受容部材６６の直下に移動させるこ
とができる。次いで、この状態のときに主軸ヘツ
ド部１８をＺ軸方向下向きに同じくNC装置２６
の指令でＺ軸駆動機構を経て動作させることによ
り、上記受容部材６６の係合孔６６ａに係合突起
５６ａを嵌入係合させることができる。そして、
回し金５６を介して駆動軸５０を既述の如く押下
げて摩擦ブレーキ装置の摩擦板６０，６４間を切
り離す（第３図）。

このように、駆動軸５０の上端に取付けた回し
金５６の係合突起５６ａを主軸２２の係合突起受
容部材６６における係合孔６６ａに嵌入、係合さ
せ、かつ摩擦ブレーキ装置を解除させた状態で
は、駆動軸５０がウオーム４４と一緒に回転可能
となつている。故にここで、再びNC装置２６の
指令制御によつてテーブル１４をＸ軸、Ｙ軸両方
向に同時に数値制御技術において周知の同時２軸
の円弧補間法により移動させると、該テーブル１
４上の回転割出し装置４０における駆動軸５０は
回転運動を行う。故に、この駆動軸５０の回転に
伴つてウオーム４４が回転し、ウオーム歯車４６
に回転伝動がなされる。依つてこのウオーム歯車
４６の回転によつて従動軸７２が回転し、該従動
軸７２に取付けられたワークＷの掴持装置７８に
回転を生ぜしめる。この結果、ワークＷがその軸
心まわりに回転するのである。従つて、NC制御
装置２６によるテーブル１４のＸ、Y2軸方向の
動作量を適量に制御すれば、駆動軸５０、ウオー
ム４４、ウオーム歯車４６からなる直交歯車伝動
装置７０、従動軸７２を介してワーク掴持装置７
８に掴持されたワークＷを所望の角度分だけ正確
に割出し回転させることができる。

ワーク掴持装置７８に掴持されたワークＷを所
望角度に亘つて割出し回転させた状態で、再び主
軸ヘツド１８をＺ軸方向の上向きに制御移動させ
れば、回し金５６の係合突起５６ａが係合突起受
容部材６６の係合孔６６ａから離脱し、同時にス
プリング５８のばね圧によつて摩擦板６０が対向
する他の摩擦板６４に圧接されて制動がはたら
く。依つて駆動軸５０が回転方向に固定されるか
ら、直交歯車伝動装置７０を介して従動軸７２も
その回転方向に固定され、故にワーク掴持装置７
８は割出し回転した位置に固定される。この状態
ではワークＷも該ワーク掴持装置７８により不動
固定されるから、次に主軸２２に切削工具を装着
してワークＷに所望の機械加工を施すことができ
る。加工完了後には再び前述と同様にしてワーク
Ｗを更に所望の角度だけ割出し回転させ、その位
置でまた機械加工を施すことができるのである。
第４図に示したワークＷにはこのようにして角度
割出しを順次に行つて機械加工した３つの加工孔
W₁，W₂，W₃が図示してある。なお、上述した
主軸２２に切削工具を装着する際には、予め係合
突起受容部材６６をホルダー付きに形成して回転
工具マガジン２０（第１図）の切削工具と自動交
換できるようにしておけば、機械制御装置２８の
制御に従つて所望の切削工具を主軸２２に装着す
ることができる。また、回転割出し装置４０の摩
擦ブレーキ装置は各割出し回転位置における機械
加工時に切削力中の振動成分によりワーク掴持装
置７８に位置ずれが生ずるのを確実に防止する上
で効果がある。更に上述のように、各割出し回転
位置における位置ずれ防止を更に確実にする必要
がある場合には、例えばハウジング４２の外側面
とワーク掴持装置７８との間に周知のロータリー
ワークテーブル等に採用されている歯形カツプリ
ング装置を介挿すれば、各割出し角度毎に機械的
な噛合構造によつてワーク掴持装置７８を完全に
固定することができる。つまり、このような歯形
カツプリング装置をブレーキ装置として用いるこ
とも可能である。

また、上述したウオーム４４、ウオーム歯車４
６からなる直交歯車伝動装置７０は傘歯歯車機
構、ハイポイドギヤ、またはねじ歯車等からなる
直交歯車伝動装置に替えることもできる。

なお、上述した実施例の回転割出し装置４０
は、主軸ヘツド部１８が上・下のＺ軸方向の軸心
を有する縦軸型NC工作機械におけるＸ、Ｙ、Ｚ
軸方向の駆動機構の動作を利用したものである
が、コラムに沿つて上・下動する主軸ヘツド部の
回転軸心が水平向きの横型NC工作機構の場合に
もそのＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向における駆動機構
の動作を利用して回転割出しを行う回転割出し装
置も上述したものと同技術思想に基き当業者が容
易に設計製作できることは理解できるであろう。
なお、この場合には回転割出し装置の駆動軸は水
平軸心を有し、従動軸はそれと直交した垂直軸心
を有し、円弧補間法による駆動軸の回転は主軸ヘ
ツド部の上・下方向（Ｙ軸）の動作とテーブルの
左右方向（Ｘ軸）の動作とを利用して達成され、
回転割出し装置の回し金と主軸ヘツド部の主軸と
の係合はテーブルの前後方向（Ｚ軸）の動作又は
主軸ヘツド部の前後方向（Ｚ軸）の動作を利用し
て達成される。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、NC工作機械が有するＸ、Ｙ、Ｚ軸の駆動機
構の動作を利用してワークの割出し加工における
角度割出しを行う回転割出し装置が得られ、割出
し動作に専用の駆動モータやそれに伴う配線ケー
ブル等の付帯設備の削減が可能となり、故に回転
割出し装置自体のコスト低減が可能となる。ま
た、回転割出し装置自体は機械的構造装置として
形成されているから堅牢性にすぐれ、またパレツ
トに設置してNC工作機械が有するパレツトチエ
ンジヤーで転送交換をおこなえば機械への取付
け、取はずしを容易にかつ無人操作で達成でき、
無人化工場における自動機械要素として有効に利
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転割出し装置が装着さ
れた主軸縦軸型NC工作機械の例を示す正面図、
第２図、第３図は本発明による回転割出し装置の
具体的実施例をNC工作機械の主軸ヘツド部との
係合前と係合状態との２状態を示す図、第４図は
第１図の−線から見た一部断面した平面図。 １０……ベツド、１２……サドル、１４……テ
ーブル、１６……コラム、１８……主軸ヘツド
部、２２……主軸、２０……回転工具マガジン、
２６……NC装置、４０……回転割出し装置、４
２……ハウジング、４４……ウオーム、４６……
ウオーム歯車、５０……駆動軸、５６……回し
金、５６ａ……係合突起、５８……スプリング、
６０……摩擦板、６４……摩擦板、６６……係合
突起受容部材、６６ａ……係合孔、７０……直交
歯車伝動装置、７２……従動軸、７８……ワーク
掴持装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ NC工作機械のＸ、Ｙ、Ｚ軸の駆動機構の動
   作を利用してワークの角度割出しをおこなう回転
   割出し装置において、NC工作機械のワークテー
   ブル上に取付け得るハウジングと、前記ハウジン
   グに軸承された直交歯車伝動装置と、前記直交歯
   車伝動装置の従動軸側に設けたワーク掴持装置
   と、前記直交歯車伝動装置に回転力を付与すると
   共に軸線方向に往復動可能な駆動軸と、前記駆動
   軸の一端に取付けられ前記NC工作機械の主軸ヘ
   ツド部と係合し得る回し金と、前記駆動軸に取付
   けられた可動摩擦板及び前記ハウジングに固定さ
   れた固定摩擦板が互いに対向配置され前記駆動軸
   の往復動作によつて離接自在な摩擦ブレーキ装置
   と、前記ブレーキ装置の可動摩擦板が固定摩擦板
   に接合する方向に前記駆動軸を付勢する弾性手段
   と、前記駆動軸を割出し角に応じて回転させる割
   出し回転起動装置とを具備して構成されたことを
   特徴とする回転割出し装置。 ２ 前記直交歯車伝動装置は、前記駆動軸の外周
   に軸支されたウオームと、前記従動軸に取付けた
   ウオーム歯車との噛合体からなるウオーム歯車装
   置である特許請求の範囲１．に記載の回転割出し
   装置。 ３ 前記割出し回転起動装置は、前記回し金に設
   けた係合突起と前記主軸ヘツド部に装着される係
   合突起の受容部材とを具備してなる特許請求の範
   囲１．または２．に記載の回転割出し装置。