JP2782324B2 - 旋回頭主軸ハウジングの締め・緩め検出機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械特に立形マシニ
ングセンタの旋回主軸頭内における主軸ハウジングの締
め・緩めを検出する機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】立形マシニングセンタの旋回頭が垂直な
Ｚ軸方向を旋回中心としてＣ軸旋回割出しを行う動作
と、この旋回頭内で主軸ハウジングが水平Ｘ軸または水
平Ｙ軸を旋回中心としてＢ軸旋回割出しを行う動作とに
より、主軸ハウジング内に設けられた主軸及びその主軸
に取付けられた工具が、マシニングセンタのテーブル上
に載置されたワークに対してほぼ任意の方向から加工を
行うことができるようにする場合に、従来では主軸ハウ
ジングの締め・緩め動作の確認を検出するに際し、動作
確認用のリミットスイッチを旋回頭内に取付けていた。
そのため旋回頭から主軸ラムまでの配線はＣ軸旋回割出
し動作を行っても支障のないような構造とする必要があ
った。

【０００３】第１の従来例では図７に示すように主軸ラ
ム６の下面と旋回頭７の上面とに伝送カプラ３３の信号
を受ける近接スイッチを取り付けていて、旋回頭内に設
けた主軸ハウジングの締め用リミットスイッチ３１及び
緩め用リミットスイッチ３２の確認信号を旋回頭７から
主軸ラム６に伝えている。

【０００４】第２の従来例は実公平４−４５３９１号で
公知の技術で、旋回頭と主軸ラムとにそれぞれ外太陽歯
車と内太陽歯車を設け、これら２つの太陽歯車間に遊星
歯車群を介在させて、旋回主軸頭の旋回時常に電線をほ
ぼ同じ張力とするものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた第
１の従来例では多くの機構を内蔵させる関係から、近接
スイッチの取り付けスペースに制約を受けて、Ｃ軸の最
小割出し角度が約９０°となり、ワークに対して任意方
向から加工を行うことが出来ないという問題があった。

【０００６】また第２の従来例では電線の長さが有限で
あるため、旋回頭を同一方向に任意に旋回させることが
出来ず、Ｃ軸の旋回範囲が制限されるという問題があっ
た。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、Ｃ軸の最小割出し角度が５°程
度でも検出可能とし、Ｃ軸旋回範囲に制限のない主軸ハ
ウジング締め・緩め動作の検出を行わせる機構を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における旋回頭主軸ハウジングの締め・緩め機
構は、立形マシニングセンタの主軸ラム先端の水平面内
において第１旋回割出可能な旋回頭に垂直平面内におい
て第２旋回割出可能に設けられた主軸ハウジングの締め
・緩めの検出機構であって、前記主軸ハウジングに第２
旋回中心に対して同心に設けられた円弧状のレール形溝
部材と、前記旋回頭の前記主軸ラムの近傍に第１旋回中
心に対して同心かつ回転可能に設けられ第１旋回割出数
と同数の凹凸部を有する円筒状検出体と、前記レール形
溝部材に係合して前記主軸ハウジングの締め・緩め動作
により前記検出体を旋回する伝達手段と、前記主軸ラム
に設けられ前記検出体の凸部又は凹部を検出するスイッ
チとを含んでなるものである。

【０００９】

【作用】主軸ハウジングが締め・緩め動作のために主軸
２１に対して直角な方向に移動すると、レール形溝部材
も共に移動し、レール形溝部材の溝にはめ込まれたリン
ク部材が旋回させられる。従って駒３０が旋回して検出
体が回転させられて凹凸部が移動し、この凹凸部を固定
位置にある近接スイッチが感知して主軸ハウジングの締
め・緩めを検出する。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。図１は門形マシニングセンタの全体図であり、ベッ
ド１の上面には紙面に直角な方向に移動可能にテーブル
２が載置されていて、ベッドの両側部には２本のコラム
３が立設されている。この両コラム３には垂直方向に移
動可能にクロスレール４が取付けられていて、クロスレ
ール４上にサドル５が水平かつ移動可能に設けられてい
る。

【００１１】サドル５には主軸ラム６が垂直方向に移動
可能に取り付けられていて、この主軸ラムの下端には垂
直なＺ軸方向を中心にＣ軸旋回割出し可能に旋回頭７が
取り付けられている。

【００１２】そして図２に示すように主軸ラム６の下端
と旋回頭７の上端とには旋回割出し用の第１のカービッ
クカップリング８が設けられている。旋回頭７の本体９
内には水平なＸ軸またはＹ軸方向を中心にＢ軸旋回割出
し可能で、水平方向に移動可能に主軸ハウジング１０が
収容されていて、主軸ハウジング１０は両側部の円筒突
出部が本体９に軸承されている。

【００１３】図２において右側突出部１１の右端部と本
体９の右側に設けられた円筒部１２の左端部とには第２
のカービックカップリング１３が形成されている。また
円筒部１２の中心位置にはピストン１４が本体９に固設
されていて、このピストン１４には圧油によって水平に
移動させられるシリンダ１５が嵌装されている。シリン
ダ１５の外周には係合部１６が形成されていて前記右側
突出部１１の内径段部１７と係合している。

【００１４】図２において左側突出部１８にはその左に
二つの歯車１９，２０が設けられていて、歯車１９は主
軸ハウジング１０に一体的に取り付けられており、歯車
２０は主軸ハウジング１０内の図示しない伝導機構によ
り主軸２１を回転させるものである。歯車１９，２０は
主軸ラム６の中心部に設けた回転駆動軸２２から歯車列
を介して回転駆動されるが、前記シリンダ１５が左行し
て主軸ハウジング１０を左方に押圧移動させた場合に
は、歯車列の中間歯車２３Ａ，２３Ｂに歯車１９，２０
が噛み合い、主軸ハウジング１０を旋回割出しさせるよ
うに作用する。

【００１５】またシリンダ１５が右行して係合部１６に
より内径段部１７を介して主軸ハウジング１０を右方に
移動させた場合には、歯車例の中間歯車２３Ｂに歯車２
０のみが噛み合い、主軸ハウジング１０内の主軸２１に
退転を伝達するよう作用する。

【００１６】主軸ハウジング１０の上部外周は図３に示
すように円弧状に形成されていて、この外周に沿って主
軸ハウジング１０の旋回軸線に対し直角な面内でレール
状の溝部材２４が取り付けられている。この溝部材２４
の溝には駒状のリンク部材２５がはめ込まれていて、こ
のリンク部材２５は本体側面に回転支持されている連結
部材２６に取り付けられている。

【００１７】一方、本体９の上部には第１のカービック
カップリング８を取り囲む状態で円筒状の検出体２７が
回転自在に取り付けられていて、この検出体２７には図
６に示すように第１のカービックカップリング８の歯数
と同数の凹凸部が設けられている。主軸ラム６の下部に
は検出体の凹凸部検出するための近接スイッチ２８が取
り付けられている。

【００１８】検出体２７には一部切欠き２９が設けられ
ていて、この切欠き２９には検出体２７回転用の駒３０
がはまり込んでいる。この駒３０は前記連結部材２６の
上部に取り付けられていて、主軸ハウジング１０の左右
動はリンク部材２５を介して駒３０に旋回運動を与え検
出体２７を回転させるものである。

【００１９】次に本実施例の作用について説明する。主
軸２１を所望の方向に角度変更するには先ずシリンダ１
５の右室１５ｂに圧油を送りシリンダ１５を左行させ
る。これによりシリンダ１５の左端が主軸ハウジング１
０を押圧して主軸ハウジング１０は左へ移動する。この
とき第２のカービックカップリング１３の噛み合いが解
除し主軸ハウジング１０は締結が解かれて緩めの状態と
なり旋回可能になる。

【００２０】同時に歯車１９が中間歯車２３Ａと噛み合
う。この主軸ハウジング１０の左方へ移動によって溝部
材２４も左方に移動させられる。溝部材２４の溝にはリ
ンク部材２５がはまり込んでいるのでリンク部材２５は
連結部材２６を中心に旋回し、これによって連結部材２
６に回転を与える。

【００２１】連結部材２６の回転は駒３０に伝えられ、
駒３０が連結部材２６を中心に旋回するため駒３０と切
欠き２９で係合している検出体２７が回転させられる。
検出体には凹凸が形成されているので、この凹凸を近接
スイッチ２８Ａが例えば凸部を感知し、近接スイッチ２
８Ｂが凹部を感知して主軸ハウジング１０の左方への移
動を確認する。

【００２２】この確認によって歯車列が回転駆動させら
れ、中間歯車２３Ａから歯車１９が回転させられて主軸
ハウジング１０が所望角度位置まで旋回させられる。所
望位置に到達後シリンダの左室１５ａに圧油を送りシリ
ンダ１５を右行させて係合部１６によって主軸ハウジン
グ１０を右方へ移動させ第２のカービックカップリング
１３を噛み合わせる。

【００２３】このとき主軸ハウジング１０は締めの状態
となり溝部材２４も右方に移動しリンク部材２５，駒３
０によって検出体２７が上記と逆方向に回転させられ凹
凸を近接スイッチ２８Ａが凹部を感知し、近接スイッチ
２８Ｂが凸部を感知して主軸ハウジング１０の右方への
移動を確認する。このとき中間歯車２３には歯車２０の
みが噛み合っていて、この確認によって歯車列が回転さ
れると主軸２１が回転駆動される。

【００２４】主軸ハウジング１０を移動させるシリンダ
１５には圧油以外にエアーを用いてもよく、また２つの
室の一方に圧縮ばねを用いてもよい。中間歯車２３Ａ，
２３Ｂは歯巾の大きな１つの歯車とし歯車２０と同一歯
形の歯車１９に噛み合わせるようにしてもよい。

【００２５】検出体２７の凹凸は溝を刻設してもよく、
また穴を穿孔してもよい。近接スイッチ２８は凹凸確認
用として１個設けてもよく、また凹部用凸部用にそれぞ
れ１個ずつ設けて、より確実に確認できるようにしても
よい。近接スイッチ２８はリミットスイッチとすること
も可能である。

【００２６】また、円弧状のレール形溝部材２４は凹形
断面形状の溝部材と限定されるものではなく、凸状断面
形状の部材とすることもでき、この場合リンク部材２５
は凸部を挟む溝付リンク部材とする必要がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。主軸ハウジングに円弧状
のレール形溝部材を取り付けたため、主軸ハウジングが
どの角度位置に割出されていても締め・緩めを検知るす
ることが出来る。検出体として円筒状の検出体を用いた
ため、旋回頭がどの角度位置に割出されていても、主軸
ハウジングの締め・緩めを検出することができる。検出
体を旋回頭のうち主軸ラムの近傍に設けたためスイッチ
類を主軸ラム側に取り付けることが可能となり、旋回頭
内に検出用の電線を張設する必要がなく、旋回頭をほぼ
任意に旋回割出し駆動することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の立形マシニングセンタの全体図であ
る。

【図２】旋回主軸頭内の機構図である。

【図３】主軸ハウジングの締め・緩め動作の伝達機構を
示す図２のＡ−Ａ線視図である。

【図４】主軸ハウジングに取り付けた溝部材とリンク部
材の係合状態を示す図３のＢ−Ｂ線視断面図である。

【図５】検出体と駒及びスイッチの相関関係を示す図３
のＣ−Ｃ線視断面図である。

【図６】検出体の溝状検出部を示す図５のＤ−Ｄ線視断
面図である。

【図７】第１の従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

６ 主軸ラム ７ 旋回頭 １０ 主軸ハウジング ２４ 溝部材 ２６ 連結部材 ２７ 検出体 ２８Ａ，２８Ｂ 近接スイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立形マシニングセンタの主軸ラム先端の
   水平面内において第１旋回割出可能な旋回頭に垂直平面
   内において第２旋回割出可能に設けられた主軸ハウジン
   グの締め・緩めの検出機構であって、前記主軸ハウジン
   グに第２旋回中心に対して同心に設けられた円弧状のレ
   ール形溝部材と、前記旋回頭の前記主軸ラムの近傍に第
   １旋回中心に対して同心かつ回転可能に設けられ第１旋
   回割出数と同数の凹凸部を有する円筒状検出体と、前記
   レール形溝部材に係合して前記主軸ハウジングの締め・
   緩め動作により前記検出体を旋回する伝達手段と、前記
   主軸ラムに設けられ前記検出体の凸部又は凹部を検出す
   るスイッチとを含んでなる旋回頭主軸ハウジングの締め
   ・緩め機構。