特許 5972632 ５面加工アタッチメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972632

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】５面加工アタッチメント

(51)【国際特許分類】

   B23Q 5/04 20060101AFI20160804BHJP

【ＦＩ】

   B23Q5/04 520C

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-74352(P2012-74352)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-202735(P2013-202735A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】東芝機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100107537

【弁理士】

【氏名又は名称】磯貝 克臣

(74)【代理人】

【識別番号】100105795

【弁理士】

【氏名又は名称】名塚 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100096895

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 淳平

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】稲 津 正 人

(72)【発明者】

【氏名】松 崎 敬 彦

(72)【発明者】

【氏名】井 口 貴 博

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０１９７３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−０４１１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０１４８３２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ５／０４

３／１２

３／１５５

１６／０２ − １６／１０

Ｂ２３Ｂ ３１／１１７

２９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マシニングセンタのラムの先端に取り付けられ、ワークの上面に加えて側面を加工するための５面加工のアタッチメントにおいて、
前記ラムの先端に装着されアタッチメントに前記ラムに設けられている主軸の回転を伝達するテーパシャンクと、
前記テーパシャンクと着脱可能に連結され、水平に支持された工具ホルダに前記主軸の回転を伝達する伝達軸と、前記主軸と同軸の旋回軸と、を有し、前記旋回軸周りに水平面上を旋回するアタッチメント旋回部と、
前記旋回軸を支持し、前記アタックメント旋回部を割り出した位置に固定し、その解除をする割出カップリングを有するアタッチメント本体部と、
前記ラムの端面にボルトで取り付け可能なアタッチメント固定用台座となる本体を有し、前記アタッチメント本体部を前記本体に着脱可能に固定するクランプ手段が当該本体に組み込まれたクランプ装置と、を備え、
アタッチメント旋回部は、
前記主軸と同軸に回転自在に支持され、前記テーパシャンクと接続可能な第１軸と、前記主軸の軸線と直交するように回転自在に支持され、前記第１軸と歯車を介して接続され工具ホルダが先端に装着される第２軸と、からなる前記伝達軸と、
前記第１軸を収容し前記主軸と同軸の前記旋回軸と、を有し、
前記旋回軸回りに前記主軸と直交する平面内を前記第２軸が旋回可能であり、
前記アタッチメント本体部は、前記旋回軸と連結される伝動切換ピストンと、前記伝動切換ピストンの位置に応じて前記主軸の回転を前記第１軸と前記旋回軸のうち一方に択一的に伝動すると同時に、前記割出カップリングの噛み合いによる前記アタッチメント旋回部の固定、噛み合い解除による固定解除を切り換える伝動切換手段と、を有することを特徴とする５面加工アタッチメント。

【請求項2】

前記伝動切換手段は、
前記主軸の回転を前記テーパシャンクから前記第１軸に伝達させる第１の位置と、前記主軸の回転を前記テーパシャンクから前記旋回軸に伝達させる第２の位置と、の２つの位置の間を前記主軸の軸方向に移動する前記伝動切換ピストンと、
前記伝動切換ピストンが前記第１の位置に移動すると係合し合い前記テーパシャンクと前記第１軸とを接続する第１の接続手段と、
前記伝動切換ピストンが前記第２の位置に移動すると係合し合い前記テーパシャンクと前記旋回軸とを接続する第２の接続手段と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の５面加工アタッチメント。

【請求項3】

前記割出カップリングは、円周を等分した間隔で多数の歯が配列している一対のカップリングからなり、一方のカップリングは前記伝動切換ピストンに取り付けられ、他方のカップリングは、前記一方のカップリングに対向するように前記アタッチメント本体部を構成するアッパカバーに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の５面加工用アタッチメント。

【請求項4】

前記クランプ装置は、前記本体の四隅に前記アタッチメント本体部をクランプするクランプユニットが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の５面加工アタッチメント。

【請求項5】

前記クランプ装置は、前記ラムの先端に取り付けられ、マシニングセンタの油圧系統から延びる油圧配管が接続される油圧マニホールドを備え、前記油圧マニホールドから前記各クランプユニットおよびアタッチメント本体部に圧油を供給する油圧配管が分岐するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の５面加工アタッチメント。

【請求項6】

前記５面加工用アタッチメントは、主軸が鉛直方向に取り付けられている門形または立形のマシニングセンタでラムの下端面に前記クランプ装置を介して取り付けられ、前記アタッチメント旋回部は、水平面内を旋回することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の５面加工アタッチメント。

【請求項7】

前記門形または立形マシニングセンタは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸のみを有するマシニングセンタであることを特徴とする請求項６に記載の５面加工アタッチメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、門形マシンニングセンタや立形マシニングセンタなどの工作機械で用いられる５面加工アタッチメントに関する。

【背景技術】

【0002】

主軸が鉛直に取り付けられている門形マシニングセンタや立形マシニングセンタは、最低限３つの直線軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）をもっており、３軸を制御しながらの加工が基本である。近年では、ワークに複雑な形状を加工するために、３つの直線軸に加えて、アタッチメントを利用することよって回転軸や割出軸を付加可能なマシニングセンタが開発されており、ワークの上面と４つの側面を加工する５面加工も行えるようになっている。

【0003】

例えば、特許文献１には、４つのコレットチャックが円周上に等間隔に配置されたクランプユニットを主軸ヘッドに設けるとともに、アングルツールホルダのアームにプルスタッドを取り付け、４つのコレットチャックのいずれかでプルスタッドを把持することで、アングルツールホルダの割り出しを９０°単位で行える５面加工アタッチメントが開示されている。
しかし、特許文献１の５面加工アタッチメントでは、小さい角度での割り出しを行うことができない欠点がある。

【0004】

特許文献２には、４隅クランプ方式のクランプ装置や割出用のカップリング部材を装備したマシニングセンタのラムに、回転割出ヘッドを装着した５面加工用のアタッチメントが開示されている。このアタッチメントでは、四隅クランプ方式が採用されているマシニングセンタのラムにアタッチメントを取り付けて、小さい角度での割り出しを行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１１／０３０４３２号公報

【特許文献2】特開２００７−１４４５７８号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載されているアタッチメントは、アタッチメントを装着することを前提として、アタッチメント装着用のクランプ装置やカップリング部材があらかじめラムに装備された新しいタイプのマシニングセンタでしか利用することができない。３軸加工を行うことを基本としている既存の古いタイプのマシニングセンタでは、アタッチメントを取り付けられないという問題があった。

【0007】

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸の直線軸しか装備されていない既存の、主軸が鉛直方向に取り付けられている門形マシニングセンタや立形マシニングセンタにも小さい角度でもアタッチメント旋回部の割り出し可能なアタッチメントを装着することができ、５面加工を行えるようにする５面加工アタッチメントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の目的を達成するために、本発明は、マシニングセンタのラムの先端に取り付けられ、ワークの上面に加えて側面を加工するための５面加工のアタッチメントにおいて、前記ラムの先端に装着されアタッチメントに前記ラムに設けられている主軸の回転を伝達するテーパシャンクと、前記テーパシャンクと着脱可能に連結され、水平に支持された工具ホルダに前記主軸の回転を伝達する伝達軸と、前記主軸と同軸の旋回軸と、を有し、前記旋回軸周りに水平面上を旋回するアタッチメント旋回部と、前記旋回軸を支持し、前記アタックメント旋回部を割り出した位置に固定し、その解除をする割出カップリングを有するアタッチメント本体部と、前記ラムの端面にボルトで取り付け可能なアタッチメント固定用台座となる本体を有し、前記アタッチメント本体部を前記本体に着脱可能に固定するクランプ手段が当該本体に組み込まれたクランプ装置と、を備え、アタッチメント旋回部は、前記主軸と同軸に回転自在に支持され、前記テーパシャンクと接続可能な第１軸と、前記主軸の軸線と直交するように回転自在に支持され、前記第１軸と歯車を介して接続され工具ホルダが先端に装着される第２軸と、からなる前記伝達軸と、前記第１軸を収容し前記主軸と同軸の前記旋回軸と、を有し、前記旋回軸回りに前記主軸と直交する平面内を前記第２軸が旋回可能であり、前記アタッチメント本体部は、前記旋回軸と連結される伝動切換ピストンと、前記伝動切換ピストンの位置に応じて前記主軸の回転を前記第１軸と前記旋回軸のうち一方に択一的に伝動すると同時に、前記割出カップリングの噛み合いによる前記アタッチメント旋回部の固定、噛み合い解除による固定解除を切り換える伝動切換手段と、を有することを特徴とするものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明による５面加工アタッチメントが使用される門形マシニングセンタの正面図である。

【図2】門形マシニングセンタのラムに本発明の一実施形態による５面加工アタッチメントを装着した門形マシニングセンタのラムを示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による５面加工アタッチメントを構成するクランプ装置と、アタッチメント本体およびアタッチメント旋回部を示す斜視図である。

【図4】図３において、クランプ装置をラムに取り付けた状態の門形マシニングセンタのラムを示す斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態による５面加工アタッチメントにおいて、ワークを加工可能な状態でのアタッチメント本体およびアタッチメント旋回部の縦断面図である。

【図6】本発明の一実施形態による５面加工アタッチメントにおいて、割り出し可能な状態でのアタッチメント本体およびアタッチメント旋回部の縦断面図である。

【図7】本発明の一実施形態による５面加工アタッチメントのクランプ装置を裏側から示す斜視図である。

【図8】クランプ装置が取り付けられるラムの端面を示す斜視図である。

【図9】クランプ装置のクランプ・アンクランプの動作を示す断面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

以下、本発明による５面加工アタッチメントの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による５面加工アタッチメントが適用される門形マシニングセンタを示す。この図１において、参照番号１０はベッド、１１はコラムを示している。ベッド１０の上には、テーブル１２が設置されており、このテーブル１２にはワークが載置される。門形コラム１１には、クロスレール１３が水平に架け渡されている。このクロスレール１３にはサドル１４を介してラム１５が鉛直に支持されている。本実施形態による５面加工アタッチメントは、ラム１５の下端に取り付けられる。

【0011】

このマシニングセンタでは、サドル１４は、クロスレール１３の案内に沿って水平方向に移動し、その制御軸がＹ軸である。ラム１５は鉛直方向に移動し、その制御軸がＺ軸である。テーブル１２は、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ直交するＸ軸によって制御される。なお、参照番号１６は、自動工具交換装置である。

【0012】

次に、図２は、本実施形態による５面加工アタッチメントがラム１５に装着された状態を示す斜視図である。この５面加工アタッチメントは、大きく分けると、アタッチメント本体部５０と、鉛直方向に延びるラム１５に設けられている主軸２０を旋回中心にして水平面上を旋回し、その旋回位置を割り出し可能なアタッチメント旋回部５２と、アタッチメント本体部５０をのラム１５に固定するためのクランプ装置５４の３つの主要部から構成されている。図３は、クランプ装置５４と、５面加工アタッチメントを構成するアタッチメント本体部５０アタッチメント旋回部５２を分離して示している。図４は、クランプ装置５４がラム１５に取り付けられた状態を示している。

【0013】

アタッチメント旋回部
次に、図５は、アタッチメント本体部５０およびアタッチメント旋回部５２の縦断面を示す図である。図５において、参照番号５５は、アタッチメント旋回部５２のハウジングを示す。アタッチメント旋回部５２は、主要な構成要素として、主軸２０の回転を伝動する伝動軸として、主軸２０と同軸に支持された第１軸５６と、第１軸５６と直交する水平な姿勢で支持された第２軸５８とを有し、さらに、水平面上で旋回運動をするための旋回軸６２と、工具ホルダ６０を第２軸５８にクランプするクランプ機構と、を備えている。

【0014】

第２軸５８の先端にはテーパ孔５７が形成されており、このテーパ孔５７には、工具５９を保持している工具ホルダ６０が着脱自在に装着されている。

【0015】

アタッチメント旋回部５２のハウジング５５には、このハウジング５５の軸線に対して直角な方向に延び、主軸２０と同軸な中空の旋回軸６２がハウジング５５と一体的に設けられている。この旋回軸６２の内部には内筒６３が固定され、この内筒６３の内側に軸受６４を介して第１軸５６が回転自在に支持されている。

【0016】

アタッチメント旋回部５２には、テーパシャンク６６が付属しており、このテーパシャンク６６は第１軸５６の上端部と当接するように同軸に配置されている。主軸２０の先端部には、テーパ孔６７が開口しており、このテーパ孔６７にはテーパシャンク６６が着脱可能に嵌合する。テーパシャンク６６の末端には、プルスタッド６８が取り付けられており、このプルスタッド６８は、コレットチャック６９によって把持される。コレットチャック６９は、主軸２０の内部に設けられている図示しない工具クランプ機構のドローバーと連結されている。

【0017】

主軸２０の端面には、主軸２０の回転を伝達する第１キー７０が取り付けられており、この第１キー７０は、テーパシャンク６６の先端部のフランジ部７１の背面に形成されている第１のキー溝７２に嵌合するようになっている。

【0018】

主軸２０の回転は、次のような伝達キーおよび歯車によって、第２軸５８に伝達される。
テーパシャンク６６のフランジ部７１の端面には、第２のキー溝７３が形成され、このキー溝７３には、後述するようにアタッチメント旋回部５２全体が上昇したときに、第１軸５６の上端面に取り付けられている第２のキー７４が嵌合する。このような第２キー７４とキー溝７３は、テーパシャンク６６と第１軸５６とを接続する第１の接続手段を構成するようになっている。

【0019】

第２軸５８は、ハウジング５５の内部において、軸受７５、７６を介して回転自在に支持されている。この第２軸５８にはかさ歯歯車７７が固着されており、このかさ歯歯車７７には、第１軸５６の下端部に固着されているかさ歯歯車７８が噛み合うようになっている。

【0020】

次に、第２軸５８の内部構造について説明する。第２軸５８の内部には、工具ホルダ６０をクランプする工具クランプ機構が次のように組み込まれている。
第２軸５８の内径部には、ドローバー８０が挿入されている。このドローバー８０の先端には、コレットチャック８１が連結されている。工具ホルダ６０の尾端部には、コレットチャック８１によって把持されるプルスタッド８２が取りけられている。ドローバー８０は、皿ばね８３の弾性力によって、工具ホルダ６０を引き込む方向に付勢されており、コレットチャック８１によりプルスタッド８２を把持された工具ホルダ６０は、皿ばね８３の弾性力によって第２軸５８の端面に押し付けられて固定される。

【0021】

ドローバー８０の後端には、自動工具交換の際に、工具ホルダ６０を第２軸５８の先端から着脱させるための工具アンクランプシリンダ８４が取り付けられている。この工具アンクランプシリンダ８４のピストン８５とドローバー８０とは同軸に配置されている。この場合、シリンダ室８６に圧油が供給されると、ピストン８５は、ドローバー８０を皿ばね８３の弾性力に抗して押し出し、これにより、コレットチャック８１からプルスタッド８２が離脱するようになるので、工具ホルダ６０をアンクランプして取り外すことができる。逆に、シリンダ室８６から圧油を排出させれば、上述したように、皿ばね８３の弾性力によって工具ホルダ６０はクランプされることになる（図６参照）。

【0022】

アタッチメント本体部
次に、アタッチメント本体部５０の内部構造について説明する。
アタッチメント本体部５０には、主軸２０の回転を第２軸５８に伝達しワークを切削可能な動作モードから、アタッチメント旋回部５２を割り出し可能な動作モードに切り換え、あるいは、アタッチメント旋回部５２を割り出した後、ワークを切削可能な動作モードに切り換えるための切換機構が次のように設けられている。

【0023】

図５において、アタッチメント本体部５０は、主要な構成要素として、伝動切換ピストン９０を含むシリンダ機構を構成しているシリンダ９２、アッパカバー９１、リアカバー９３と、アタッチメント旋回部５２を割り出し位置に固定するためのカービックカップリング９７、９８を含む。

【0024】

このアタッチメント本体部５０を構成するシリンダ９２には、伝動切換ピストン９０が摺動自在に嵌合している。このシリンダ９２の下部にはリアカバー９３が固定されている。伝動切換ピストン９０の下端面と、リアカバー９３の間には、第１の油室９４が形成されている。また、シリンダ９２の内径部には、内径の小さく段差のついた段差部９５が形成されており、この段差部９５とピストン９０の大径部９０ａとによって第２の油室９６が形成されている。

【0025】

シリンダ９２の上端部にはアッパカバー９１が固定されている。このアッパカバー９１の中央部には、主軸が遊嵌する孔８７が形成されている。また、アッパカバー９１の下面には、割出用のカップリング部材として、一方のカービックカップリング（米国クリーソン社登録商標）９７が固定されている。これに対向するように、他方のカービックカップリング９８は、伝動切換ピストン９０の上端部に固定されている。カービックカップリング９７、９８は、円周を等分して多数形成された歯の歯数に応じた割り出し角度（例えば、１°、５°）を設定できる割出結合カップリングである。

【0026】

伝動切換ピストン９０は、ボルト９９によってアタッチメント旋回部５２の旋回軸６２と連結されており、旋回軸６２とともに旋回できるように構成されている。そして、アタッチメント旋回部５２を割り出すにあたって、主軸２０の回転を旋回軸６２に伝達するための爪１００が内側に周方向に複数配列されているリング部材１０１が、旋回軸６２の内側の内筒６３の上端面に取り付けられている。主軸２０に装着されているテーパシャンク６６の先端にあるフランジ部７１には、爪１００が係合する溝１０２が周方向に複数配列されている。このような爪１００と溝１０２は、テーパシャンク６６と旋回軸６２とを接続する第２の接続手段を構成するようになっている。

【0027】

ここで、伝動切換ピストン９０のストロークと、主軸２０の回転を第１軸５６に伝達する第２のキー７４および主軸２０の回転を旋回軸６２に伝達する爪１００との関係は次のようになっている。

【0028】

図５には、伝動切換ピストン９０が最上昇位置（第１の位置）にあるときの第２キー７４と爪１００の位置が示されている。このとき伝動切換ピストン９０といっしょにアタッチメント旋回部５２の全体が上がり、第２のキー７４は第２のキー溝７３に係合する。それと同時に、爪１００は溝１０２から離脱する。また、同時に、カービックカップリング９７、９８は互いに噛み合うようになり、アタッチメント旋回部５２は割り出された位置に固定されるとともに、主軸２０の回転が、第２のキー７４を介して第１軸５６に伝達可能になる。

【0029】

これに対して、図６には、伝動切換ピストン９０が最下降位置（第２の位置）にあるときの第２キー７４と爪１００の位置を示されている。この場合は、伝動切換ピストン９０といっしょにアタッチメント旋回部５２の全体が下がり、第２のキー７４は第２のキー溝７３から離脱する。他方、爪１００は溝１０２に係合するが、爪１００の方は、第２のキー７４が第２のキー溝７３から完全に外れる前に、溝１０２に係合するように位置関係が設定されているので、第２のキー７４と第２のキー溝７３との位相は保持されることになる。この状態では、カーピックカップリング９７、９８は噛み合いが外れるので、主軸２０の回転を爪１００を介して旋回軸６２に伝達して、アタッチメント旋回部５２を所望の割り出し位置に回転させることが可能な状態になる。

【0030】

クランプ装置
次に、アタッチメント本体部５０をラム１５に取り付けるクランプ装置５４について説明する。
まず、図７は、アタッチメント本体部５０にクランプ装置５４が連結している状態で、クランプ装置５４を裏側から示す図である。図８は、クランプ装置５４が取り付けられるラム１５の下端面を示す図である。

【0031】

クランプ装置５４は、ラム１５の断面形状に対応した短角柱形の部材で、アタッチメント本体部５０を固定する固定用台座を兼ねた本体１１０を有している。この本体１１０の中央部には、ラム１５の端面から突出している主軸２０が挿入される孔１１１が形成されている。そして、本体１１０の四隅には、それぞれアタッチメント本体５０を固定するための４つのクランプユニット１１２が組み込まれている。

【0032】

このようなクランプ装置５４の本体１１０には、厚さ方向に貫通するボルト孔１１３が複数個形成されている。ラム１５に端面にもボルト孔１１３に対応する位置に雌ねじ１３０が複数形成されている。

【0033】

図７に示されるように、本体１１０の側面には、作動させる圧油を各クランプユニット１１２に配分する油圧マニホールド１１４が取り付けられている。この油圧マニホールド１１４には配管継手として雄形の油圧カプラ１１５が設けられている。他方、図８に示されるように、ラム１５の側面には、工作機械の油圧系統と接続されている所要数の一次側の油圧配管１１６がラム１５の端面まで延びており、それぞれ一次側の油圧配管１１６の末端には雌形継手１１７が取り付けられている。これら雌形継手１１７は、ブラケット１１８によって、油圧カプラ１１５の配列間隔と対応する間隔で保持されている。

【0034】

ラム１５の端面にクランプ装置５４を取り付ける場合、ボルト孔１１３から挿入した図示しないボルトを雌ねじ１１４に螺入することで、クランプ装置５４の本体部１１０をラム４０の端面に取り付けることができる。このとき、一次側の油圧配管１１６も同時に油圧マニホールド１１４に接続される。油圧マニホールド１１４からは、圧油を供給する二次側の油圧配管１１８が各クランプユニット１１２まで延びている。また、アタッチメント本体５０にも油圧マニホールド１１４から圧油が供給される。

【0035】

次に、図９は、クランプユニット１１２のクランプ動作とアンクランプ動作を示す図である。アタッチメント本体部５０のアッパカバー９１の上面には、クランプリング１２０が固定されており、この実施形態のクランプユニット１１２では、先端部のホルダ１２１に円周方向に配列されている複数の鋼球１２２をクランプリング１２０に係合させることでアタッチメント本体部５０を固定するようになっている。

【0036】

クランプユニット１１２は、鋼球１２２をばねの力で押し出すロッドを内蔵しており、鋼球１２２が半径に押し出されてクランプリング１２０に係合することで、図９（ｂ）に示されるように、アタッチメント本体部５０はクランプ状態となる。

【0037】

また、クランプユニット１１２は、アンクランプさせるための油圧シリンダを内蔵しており、この油圧シリンダに圧油を供給すると、図９（ａ）に示されるように、鋼球１１２は引っ込める状態になり、クランプ状態を解除することができるようになっている。

【0038】

本実施形態による５面アタッチメントは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。

【0039】

アタッチメントの装着
本実施形態のように、門形マシニングセンタが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線３軸しか備えていない工作機械である場合、この門形マシニングセンタでは、本来、５面加工アタッチメントを使ってワークに５面加工を行うことは予定していない。このため、ラム１５の下端面には、５面加工アタッチメントを取り付けるための備えがないが、本実施形態の５面加工用アタッチメントは、次のようにしてラム１５に装着することができる。

【0040】

図４に示すように、ラム１５の下端面には、ボルトを用いてあらかじめクランプ装置５４を取り付けておく。このとき５面加工アタッチメントのアタッチメント本体部５０とアタッチメント旋回部は一体に組み合わされて図示しないアタッチメントストッカに載置されて待機している。そして、マシニングセンタの油圧系統から延びる一次側の油圧配管１１６をクランプ装置５４の油圧マニホールド１１４に接続しておく。

【0041】

そこで、アタッチメントストッカに載置されている５面加工アタッチメントのアタッチメント本体部５０にクランプ装置５４が当接するまでラム１５を下降させてから、ＮＣ装置からの指令でクランプ装置５４を作動させれば、アタッチメントを自動で装着することができる。

【0042】

このようにして、マシニングセンタ側には、アタッチメント装着のための特別な構造、装置は必要とされずに、マシニングセンタの油圧系統から油圧配管１１６をラム１５の下端面まで引き延ばし、あとはボルトでクランプ装置５４をラム１５に固定しておけば、クランプ装置５４を動作させることができるようになる。このため、本来、５面加工アタッチメントの利用を予定していない既存のマシニングセンタでも、本実施形態の５面加工用アタッチメントを自動で取り付けることができる。

【0043】

アタッチメント旋回部の割り出し
次に、図５並びに図６を参照して、アタッチメント旋回部５２を割り出す動作について説明する。
図５には、工具５９でワークの側面を加工するときのアタッチメントの縦断面が示されている。アタッチメント本体部５０内の第１油室９４には圧油が供給されており、伝動切換ピストン９０はストロークの上限位置にある。この状態では、第２のキー７４は第２のキー溝７３に係合しており、爪１００は溝１０２から離脱している。したがって、主軸２０の回転は、第２のキー７４を介して第１軸５６に伝わり、さらに、この第１軸５６からかさ歯歯車７８、７７を介して第２軸５８に伝達され、回転する工具５９によってワークの側面を切削することができる。
ワークの別の側面を加工する場合には、主軸２０を停止してから、図６に示されるように、第２油室９６に圧油を供給する。伝動切換ピストン９０は、ストロークの下限位置に下がり、アタッチメント旋回部５２の全体がストローク分だけ下降する。この過程では、第２のキー７４が第２のキー溝７３から外れつつあるときに、爪１００方が先に溝１０２に係合する。そして、第２のキー７４が第２のキー溝７３から完全に外れるに至る。この結果、第２のキー７４と第２のキー溝７３との位相は次に係合し合うときに備えて保持されることになる。この状態では、カーピックカップリング９７、９８の噛み合いが外れるので、主軸２０の回転を爪１００を介して旋回軸６２に伝達して、アタッチメント旋回部５２を所望の割り出し位置に旋回させることが可能な状態になる。

【0044】

その後、主軸２０をゆっくりと回転させ、アタッチメント旋回部５２が所望の割り出し位置まで旋回したら、主軸２０を停止する。そして今度は、図５に示したように、第１油室９４に圧油が供給されて伝動切換ピストン９０はストロークの上限位置に上がる。この結果、カービックカップリング９７、９８は互いに噛み合い、アタッチメント旋回部５２は割り出し位置に堅固に固定される。なお、カービックカップリング９７、９８は、例えば、１°単位あるいは５°単位で噛み合う歯が形成されているので、細かい角度での割り出しが可能である。

【0045】

こうして割り出しが終了した時点では、爪１００が溝１０２から離脱している。そして、第２のキー７４は第２のキー溝７３に係合しているので、主軸２０の回転が第２軸５８に伝わる状態に切り替わっている。以後、割り出した位置でワークの側面を加工することになる。

【0046】

このようにして、次々とアタッチメント旋回部５２を所望の割り出し位置に変えていることで、ワークのすべての側面４面を加工することができる。

【0047】

アタッチメント装着状態での工具交換
本実施形態では、アタッチメント旋回部５２の第２軸５８は、工具アンクランプシリンダ８４と連結されているので、自動工具交換装置を使って工具ホルダ６０を着脱させることで、加工中に工具交換を行うことが可能である。

【0048】

なお、５面加工アタッチメントを未装着状態では自動工具交換できることはもちろんである。５面加工アタッチメントを使用しない間は、アタッチメント本体部５０とアタッチメント旋回部５２は一体でアタッチメントストッカに保管されており、必要な時には、この５面加工アタッチメントに自動交換することができる。

【0049】

以上、本発明に係る５面加工アタッチメントについて、門形のマシニングセンタに適用する実施形態を挙げて説明したが、本発明の５面加工アタッチメントは、門形マシニングセンタと同様に主軸が鉛直に取り付けられている立型のマシニングセンタにも適用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０…ベッド、１１…コラム、１２…テーブル、１３…クロスレール、１４…サドル、１５…ラム、５０…アタッチメント本体部、５２…アタッチメント旋回部、５４…クランプ装置、５６…第１軸、５８…第２軸、５９…工具、７４…第２キー、８４…工具アンクランプシリンダ、９０…伝動切換ピストン、９４…第１油室、９６…第２油室、９７、９８…カービックカップリング、１００…爪、１１２…クランプユニット、１１４…油圧マニホールド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】