JP2021008022A - Turret type cutter holder with atc - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、刃物台の上方へATC装置を搭載して自動工具交換をするATC付タレット形刃物台に関する。 The present invention relates to a turret type tool post with ATC in which an ATC device is mounted above the tool post to automatically change tools.
従来、1台の機械で必要な工具を自動工具交換しながら工作物の表裏2面の複合加工を完成させ、仕掛品のゼロ化と、省スペース、省人化を達成することを目的として出願・公開されたATC装置付複合加工機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図12に示すように、このATC装置付複合加工機の構成は、第1刃物台221と第2刃物台229を有し、この2個の刃物台に対応可能なATC装置234を備えた複合加工機である。左主軸台はベッドに固定、これと対向するZ軸移動可能な右主軸台204と、X・Y・Z方向に移動可能でかつ任意の旋回制御可能なB軸を有する第1刃物台221と、X・Z方向に移動可能な第2刃物台229とを両主軸中心線を挟んで有する複合旋盤の右側床上に工具交換アームユニット238を備える工具マガジン装置235を設置し、第1タレット224のA位置に工具又は第2タレット233のC位置に割出された工具を主軸中心と同心かつZ軸方向右端の工具交換位置にそれぞれ位置決めして、工具交換アーム239により工具マガジン装置235の工具交換位置に割り出された工具と交換する。Conventionally, we applied for the purpose of completing the combined machining of the front and back sides of the workpiece while automatically exchanging the necessary tools with one machine, and achieving zero work in process, space saving, and labor saving. A publicly available multi-tasking machine with an ATC device is known (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 12, the configuration of the multi-tasking machine with an ATC device includes a
しかしながら、図12に示すように、工具マガジン装置235は右側床上に設けられたスタンド240の上に設置されている。つまり、工具マガジン装置235を含むATC装置は刃物台の上方へ搭載されてはおらず、刃物台と共に移動する移動形ではなく固定形であるため、ATC時間を短縮するには問題があった。 However, as shown in FIG. 12, the
また、工具交換アーム付刃物台を有する旋盤が知られている(例えば、特許文献2参照)
図13に示すように、ベッド301には主軸台302が固定され、その隣にはZ軸方向へ移動可能なサドル303と、サドル303上にはX軸方向へ移動可能なクロススライドが、またクロススライドの上面には刃物台304が配置されている。刃物台304に形成された円形状のタレット342には凹状の収納溝4cが設けられ、工具交換アーム312を格納する。さらに、この収納溝4cに直角に交差するように工具交換アーム312が回動し、固定工具TAまたは回転工具TBを工具交換する。
さらに、ベッド301の後側面に設けられた支え305を介して工具マガジン306が配置されている。工具マガジン306の旋回割出し円板(図示せず)には外周に90°旋回可能な複数のポットアーム308が放射状に枢支されており、ポットアーム308にバイト等の固定工具TAがX軸方向反本機側向きに貯蔵されている。そして次工具に指定された工具を有するポットアーム308が主軸台側の交換位置に割出されると、図示しない駆動手段により90°旋回してサドルカバー309が開口した小窓(図示せず)から本機内に突出し、次工具がZ軸方向の主軸側を向くようになっている。Further, a lathe having a tool post with a tool change arm is known (see, for example, Patent Document 2).
As shown in FIG. 13, a
Further, the
しかしながら、図13に示すように、工具マガジン306はベッド301の後側面に設けられた支え305を介して固定されており、ATC装置は刃物台304の上方には搭載されていない。そのため、工具マガジン306が刃物台304の動作を共有する移動をすることができない構成では、工具交換の度に指定位置に戻らなければならず、大きな非切削時間を生むことになる。
また、工具マガジン装置235はこれもまた移動形ではなく固定形である。これでは工具交換に要するATC時間を短縮することはできない。However, as shown in FIG. 13, the
Further, the
NC旋盤にATC装置を設けると、そのNC旋盤の名称は複合加工機またはターニングセンタと呼ばれる。
従来の技術で述べた工作機械は複合加工機やターニングセンタが該当し、工具サイズは小形、中形、大形の3つに区分すると、中形工具に該当する。中形工具を格納したマガジンを有するATC装置の質量は200kg以上にもなるため、これまで別置形としてきた。このため、工具交換(ATC)時間が長く、結果として非切削時間が長くなるという問題があった。
そこで、本発明は、従来の問題を解消するもので、工具のサイズを小形工具にすると共に、刃物台の制御軸にX、Y、Zと回転軸のB軸を設け、刃物台の上方にATC装置を搭載することにより、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高め、工具交換の動作をダイレクトに、また工具交換の動作を単純化・簡素化して非切削時間の短縮を図ることができるATC付タレット形刃物台を提供することを課題とする。When an ATC device is provided on an NC lathe, the name of the NC lathe is called a multi-tasking machine or a turning center.
The machine tools described in the conventional technology correspond to multi-tasking machines and turning centers, and when the tool sizes are classified into three types, small, medium, and large, they correspond to medium-sized tools. Since the mass of the ATC device having a magazine containing a medium-sized tool is 200 kg or more, it has been a separate type so far. Therefore, there is a problem that the tool change (ATC) time is long, and as a result, the non-cutting time is long.
Therefore, the present invention solves the conventional problem by reducing the size of the tool to a small tool and providing X, Y, Z and the B axis of the rotation axis on the control axis of the tool post to be above the tool post. By installing the ATC device, the ATC time is removed from the current non-cutting time, the ratio of machining time is increased, the tool change operation is direct, and the tool change operation is simplified / simplified to reduce the non-cutting time. An object of the present invention is to provide a turret type tool post with ATC that can be shortened.
前記した課題を解決するため、請求項1に係るATC付タレット形刃物台の発明は、複合加工機、ターニングセンタ等の工作機械を構成するATC付タレット形刃物台であって、ベッド(2)上のZ軸方向に摺動自在に設けられたサドル(4)と、前記サドル(4)上のX軸方向に摺動自在に設けられたクロススライド(5)と、前記クロススライド(5)上のY軸方向に立設されたY軸コラム(6)と、前記Y軸コラム(6)が旋回自在に設けられたB軸と、前記Y軸コラム(6)のY軸方向に摺動自在に設けられた刃物台(7)と、前記刃物台(7)に固定工具および回転工具を装着するタレット(8)と、前記刃物台(7)の上方にATC装置(10)を搭載したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of the turret-type tool post with ATC according to claim 1 is a turret-type tool post with ATC that constitutes a machine tool such as a multi-tasking machine or a turning center, and is a bed (2). A saddle (4) slidably provided in the Z-axis direction, a cross slide (5) slidably provided in the X-axis direction on the saddle (4), and the cross slide (5). The Y-axis column (6) erected in the upper Y-axis direction, the B-axis in which the Y-axis column (6) is provided so as to be rotatable, and the Y-axis column (6) slide in the Y-axis direction. A freely provided tool post (7), a turret (8) for mounting a fixing tool and a rotary tool on the tool post (7), and an ATC device (10) mounted above the tool post (7). It is characterized by that.
請求項1に係る発明によれば、クロススライド上のY軸方向に摺動自在に設けられたY軸コラムと、さらにB軸方向に旋回自在に設けられたY軸コラムと、刃物台に固定工具および回転工具を装着するタレットと、X、Y、Z、Bの送り軸と回転軸を持つ刃物台の上方にATC装置を搭載したことにより、加工中であってもATCができる。また、タレットの工具交換位置とマガジンの位置は変わらないため、どの場所にあってもATCができる。さらに、工具交換をダイレクトにし、また動作の単純化・簡素化ができるので、非切削時間(アイドルタイム)を削減するATC付タレット形刃物台を提供することができる。また、刃物台の上方にマガジン自からダイレクトに工具を着脱することができるATC装置を搭載したことにより、B軸によりY軸コラムと刃物台が回動してもタレットの工具交換位置とマガジンとの位置関係は維持できるため、プログラムも容易にできる。 According to the invention of claim 1, a Y-axis column slidably provided in the Y-axis direction on the cross slide, a Y-axis column slidably provided in the B-axis direction, and a tool post are fixed to the tool post. By mounting the ATC device above the turret on which the tools and rotary tools are mounted and the tool post having the feed shafts and rotary shafts of X, Y, Z, and B, ATC can be performed even during machining. Also, since the tool change position of the turret and the position of the magazine do not change, ATC can be performed at any location. Further, since the tool can be changed directly and the operation can be simplified / simplified, it is possible to provide a turret type tool post with ATC that reduces the non-cutting time (idle time). In addition, by installing an ATC device above the tool post that allows tools to be attached and detached directly from the magazine itself, even if the Y-axis column and tool post rotate due to the B axis, the tool change position of the turret and the magazine Since the positional relationship between the two can be maintained, the program can be easily performed.
さらに、刃物台の上方にATC装置を搭載したことにより、工具交換アームが不要にできるため、工具交換は7動作でできる。7動作のうち、マガジン自身の動作は5動作(71%)、タレット自身の動作は2動作(29%)で工具交換作業を完了する。これにより、ATC装置の構成を簡素化して無駄なパーツを排除したため、アイドルタイムを大幅に短縮することができる。 Further, since the ATC device is mounted above the tool post, the tool change arm can be eliminated, and the tool can be changed in 7 operations. Of the 7 movements, the magazine itself has 5 movements (71%) and the turret itself has 2 movements (29%) to complete the tool change work. As a result, the configuration of the ATC device is simplified and unnecessary parts are eliminated, so that the idle time can be significantly shortened.
<加工面の工具対応>
例えば、加工に6本(▲1▼〜▲6▼)の工具を使用する場合、
(1)工具▲1▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(2)工具▲2▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(3)工具▲3▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(4)工具▲4▼が加工中、工具▲1▼が新工具▲5▼にATCして、インデックス
(5)新工具▲5▼が加工中、工具▲2▼が新工具▲6▼にATCして、インデックス
(6)新工具▲6▼が加工中、順次ATCされる。
<工具交換手順>
本発明のATC付タレット形刃物台(1)による工具交換手順は1〜7による。
(図7に記載の1〜7の動作を参照)
(1)タレット8の旧工具を工具交換位置まで時計回りに1/4回転する。
(2)マガジン11が100mm前進してクランパの旧工具を把持する。
(3)マガジン11が30mm上昇してクランパから旧工具を引き抜く。
(4)マガジン11が旋回し、新工具を呼び出す。
(5)マガジン11が30mm下降し、クランパに新工具をセットする。
(6)マガジン11が100mm後退し、退避する。
(7)タレット8の新工具を加工位置まで時計回りに1/4回転する。<Tool support for machined surfaces>
For example, when using 6 tools (▲ 1 ▼ to ▲ 6 ▼) for machining,
(1) Tool ▲ 1 ▼ is machined and rotated 1/4 clockwise to index (2) Tool ▲ 2 ▼ is machined and rotated 1/4 clockwise to index (3) Tool ▲ 3 ▼ Machining and rotating 1/4 clockwise, index (4) tool ▲ 4 ▼ is being machined, tool ▲ 1 ▼ is ATC to new tool ▲ 5 ▼, and index (5) new tool ▲ 5 ▼ is machining. In the middle, the tool ▲ 2 ▼ is ATC to the new tool ▲ 6 ▼, and the index (6) new tool ▲ 6 ▼ is sequentially ATCed during machining.
<Tool change procedure>
The tool change procedure by the turret type tool post (1) with ATC of the present invention is as described in 1 to 7.
(See the operations 1 to 7 shown in FIG. 7)
(1) Rotate the old tool of the
(2) The
(3) The
(4) The
(5) The
(6) The
(7) Rotate the new tool of the
<ATC付タレット形刃物台>
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態であるATC付タレット形刃物台を説明する。
図1は、本発明のATC付タレット形刃物台を刃物台の上方へ搭載した複合加工機の右側面図である。
図1に示すように、ベッド2は切粉はけを考慮して45°スラントにしている。主軸台3はベッド2に固定されたベース3cに載置されている。主軸台3の主軸3aには主に三ツ爪チャック3bが装着され、ワークを三ツ爪で把持する。また、主軸台3の下のベース3cは別体としているが、主軸台3と一体にしても構わない。
この主軸台3に隣設して配置したのが、本発明のATC付タレット形刃物台1である。<Turret type tool post with ATC>
Hereinafter, the turret type tool post with ATC, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a right side view of a multi-tasking machine in which the turret type tool post with ATC of the present invention is mounted above the tool post.
As shown in FIG. 1, the
The turret-type tool post 1 with ATC of the present invention is arranged adjacent to the
図2は、説明をより容易にし、理解し易くするためにスラントベッドの傾斜角45°を0°にした場合の右側面図である。以下の図面も同様に傾斜角を0°にしてATC付タレット形刃物台1を説明する。
図2に示すように、ベッド2の上面には2本のZ軸ガイドが設けられ、図示しないZ軸用サーボモータと、Z軸用ボールねじが配置されている。リニアモータにしてもよい。
2本のZ軸ガイド上にはサドル4が載置され、直行するクロススライド5には2本の図示しないX軸ガイドが設けられ、図示しないX軸用サーボモータと、X軸用ボールねじが配置されている。これらもリニアモータに代えても構わない。
2本のX軸ガイド上にはクロススライド5が載置され、直立するY軸方向へは2本のY軸ガイド6pが設けられ、Y軸用サーボモータ6m(図4参照)と、Y軸用ボールねじ6qが配置されている。さらに、2本のY軸ガイド上には刃物台7のボデー7aが装着され、刃物台7の上方にはマガジン11を有するATC装置10が搭載されている(図3参照)。FIG. 2 is a right side view when the inclination angle 45 ° of the slant bed is set to 0 ° in order to make the explanation easier and easier to understand. Similarly, in the following drawings, the turret type tool post 1 with ATC will be described with the inclination angle set to 0 °.
As shown in FIG. 2, two Z-axis guides are provided on the upper surface of the
A saddle 4 is placed on the two Z-axis guides, and two X-axis guides (not shown) are provided on the
A
図3、図4に示すように、Y軸コラム6はU字状に形成され、中央に大きな開口部を確保し、左右に1本ずつ垂直方向にN2のY軸ガイド6pが配置され、このY軸ガイド6pに刃物台7のボデー7aが装着されている。
また、図3のY軸コラム6の下部にはY軸の回転軸であるB軸の機構が格納されている。
さらに、図3の上部にATC装置10のマガジン11の断面図を示す。As shown in FIGS. 3 and 4, the Y-
Further, a B-axis mechanism, which is a rotation axis of the Y-axis, is stored in the lower part of the Y-
Further, a cross-sectional view of the
Y軸についてはJISB6310に規定されている。Y軸はZ軸とX軸に直行する軸であり、回転軸Bは、直線軸Y回りの回転軸である。
機械本体の4(X、Y、Z、B)軸の軸移動機構は、図示しないサーボモータに連結されたボールねじと摺動自在のガイド等の軸移動機構により行われる。ここでは、Y軸、B軸の移動機構を説明し、X、Zその他の軸移動機構についての詳細な説明は省略する。The Y-axis is defined in JIS B6310. The Y-axis is an axis orthogonal to the Z-axis and the X-axis, and the rotation axis B is a rotation axis around the linear axis Y.
The axis moving mechanism of the 4 (X, Y, Z, B) axes of the machine body is performed by an axis moving mechanism such as a ball screw connected to a servomotor (not shown) and a slidable guide. Here, the Y-axis and B-axis movement mechanisms will be described, and detailed description of the X, Z and other axis movement mechanisms will be omitted.
<Y軸移動機構>
図3のY軸コラム6に左右の裏側に縦方向に破線で示すのが、Y軸用ガイド6pである。図4は図3に示すA−A線の断面図である。図4に示すように、Y軸移動機構(以下、Y軸)は、連結し一体化した刃物台7とタレット8を上下(Y軸)方向へ移動させる。Y軸は、Y軸用ボールねじ6qに平行にY軸用サーボモータ6mが設けられ、Y軸用ボールねじ6qとY軸用サーボモータ6mは、それぞれの軸端に固定されたプーリと、タイミングベルトによって連結されている。したがって、Y軸用サーボモータ6mの回転がY軸用ボールねじ6qによって変換されて刃物台7を上下方向へ移動する。<Y-axis movement mechanism>
The Y-
<B軸>
B軸とは、直線軸のY軸回りの回転軸をいう。B軸は、例えば、エンドミルのような回転工具を使って加工を行なう場合、X、Z軸だけでは加工できないケースがある。例えば、ワークの軸心に対して傾きのある穴加工の場合は、B軸で例えば、15°、30°、45°等の工具の傾きができる。(図10参照)
B軸の機構は、図3の下部に示すように、クロススライド5(固定側)とY軸コラム6(旋回体)にDDモータ(Direct Drive Motor)が配置され、DDモータのロータ6rとステータ6sにより、Y軸コラム6全体を旋回させる。<B axis>
The B-axis refers to a rotation axis around the Y-axis of the linear axis. When machining the B-axis using a rotary tool such as an end mill, there are cases where the B-axis cannot be machined only with the X and Z axes. For example, in the case of drilling a hole that is tilted with respect to the axis of the work, the tool can be tilted at, for example, 15 °, 30 °, 45 °, etc. on the B axis. (See Fig. 10)
As shown in the lower part of FIG. 3, the B-axis mechanism has a DD motor (Direct Drive Motor) arranged on a cross slide 5 (fixed side) and a Y-axis column 6 (swivel body), and a rotor 6r and a stator of the DD motor. The entire Y-
<B軸の機構>
図3に示すように、旋回側ロータリーバルブ6bはシャフト状に上方に延びている。シャフト状の外周の中央にはDDモータのロータ6rが嵌着され、ロータ6rの外周をステータ6sが覆うようにしてクロススライド5から上方に伸びた固定の内側シリンダ6uに嵌入されている。さらに、この内側シリンダ6uと外側シリンダ6vにより形成されたシリンダのスペースにはピストン6fが挿入され、クランプシリンダ6gとアンクランプシリンダ6hが形成されている。また、ピストン6fに連結・解除用カップリング6eが固定されている。
3ピースカップリングは3個のカップリングから構成されている。ピストン6fの下端に固定されている連結・解除用カップリング6eと、Y軸コラム6に固定されているのが旋回側用カップリング6cと、クロススライド5に固定された固定側カップリング6dから成る。<B-axis mechanism>
As shown in FIG. 3, the swivel side
The 3-piece coupling consists of 3 couplings. From the coupling /
<B軸の動作>
アンクランプシリンダ6hに油圧が入るとピストン6fに一体の連結・解除用カップリング6eが上昇し、旋回用カップリング6cと固定側カップリング6dとの噛み合いを解除する。その後、DDモータに回転指令が入ると、ロータ6rが回転し、Y軸コラム6が指令の角度だけ回転する。その結果はセンサ6mとリング6nは瞬時に測定してフィードバックをする。一方、この反対にクランプシリンダ6gに油圧が入ると、ピストン6fは下降して連結・解除用カップリング6eが旋回用カップリング6cと固定側カップリング6dとの歯の谷に歯を噛み合わせて連結する。B軸の旋回(回転)経路は、DDモータ、ロータリーバルブ6aの中央軸6b、キャップ6o、カップリング6c、Y軸コラムの順に回転力が伝達される。<B-axis operation>
When the
<ロータリーバルブ>
図3の下部に示すように、ロータリーバルブは、クロススライド5に設けられた大穴に埋設された固定軸6aと、旋回の中央軸6bから構成され、図示しない複数本の油圧回路、クーラント供給回路が形成されている。
ロータリーバルブの固定軸6aと中央軸6bの機能は、固定側(クロススライド)から旋回体(Y軸コラム)へ油圧(クーラント液を含む)を供給するためのバルブである。中央軸6bの上方にはキャップ6oが載置されている。刃物台7への液体の供給は、このキャップ6oから油圧ホースに引き継がれ、必要な箇所へ供給される。<Rotary valve>
As shown in the lower part of FIG. 3, the rotary valve is composed of a fixed
The function of the fixed
<タレットの形状>
図7は、タレットの正面を示す左側面図であり、マガジンによる工具交換の動作順(1〜7)も示す説明図である。図7に示すように、タレット8は、ボデー8aとボデー用カバー8w、そして4個のクランパ8bが接続され、十字形状のタレットを形成している。なお、この十字形(4角)の他に、その他の角数のタレットであっても構わない。<Turret shape>
FIG. 7 is a left side view showing the front surface of the turret, and is an explanatory view showing the operation order (1 to 7) of tool replacement by the magazine. As shown in FIG. 7, in the
<クランパの構成>
図8に示すように、クランパ8bにはスピンドル8sが配置され、ベアリングで両端支持されている。スピンドル8sのとば口は二面拘束仕様のショートテーパに形成され、ボールの係合によりクランプするためのドローシャフト8vが設けられている。<Clamper configuration>
As shown in FIG. 8, a
<回転工具の回転機構>
図4の中央に示すように、刃物台7のボデー7aにはブラケット7pが設けられ、回転工具用モータ7mが接続されている。回転工具用モータ7mとスピンドル7sとは連結リング7nで一体に締結され、連結バー7tはベアリングで両端支持されている。
回転工具用モータ7mの駆動により、回転工具を回転させる。
<工具の種類>
工具には回転工具(図8参照)と固定工具(図9参照)の2つがある。回転工具はエンドミルやドリル等に代表される刃具を回転させてワークを加工する工具をいう。もう一方の固定工具はバイトやボーリングバーのように回転するワークに固定した刃具を切り込んで加工する工具をいう。<Rotating mechanism of rotating tool>
As shown in the center of FIG. 4, a
The rotary tool is rotated by driving the
<Type of tool>
There are two types of tools: rotary tools (see FIG. 8) and fixed tools (see FIG. 9). A rotary tool is a tool that processes a workpiece by rotating a cutting tool such as an end mill or a drill. The other fixing tool is a tool that cuts and processes a cutting tool fixed to a rotating workpiece such as a cutting tool or a boring bar.
<クランプ状態の解除>
図7に示すように、工具交換位置はタレットを時計に見立てると、12時の場所のみで可能である。
固定工具、回転工具も同様に、タレット8のボデー8aとクランパ8bの接続部においてドローシャフト8vの下端には1〜2ミリの隙間を設け、図7に示すように、プッシャ8qが構えている。一度油圧が駆動するとシリンダ8oのピストン8pが勢いよく作動し、先端部のプッシャ8qがドローシャフト8vの下端を加圧して、ドローシャフト8vを約7mm上昇させてクランプ状態を解除する。
図9は、固定工具である。固定工具用にはキー8kが設けられており、このキー8kにより位置決めおよび回り止めをする。<Release of clamp state>
As shown in FIG. 7, the tool change position is possible only at the 12 o'clock position when the turret is regarded as a clock.
Similarly, for the fixing tool and the rotary tool, a gap of 1 to 2 mm is provided at the lower end of the
FIG. 9 is a fixing tool. A key 8k is provided for the fixing tool, and the key 8k is used for positioning and detenting.
<回転工具の回転>
図8に示すように、タレット8の取付部に回転工具(例えば、エンドミル)が挿着された場合の回転は、回転工具用モータ7mに例えば毎分2000回転の回転指令が入ると、回転工具用モータ7mは2000回転で起動し、タレット8の本体8aとカバー8wの中に装着した例えば、傘歯車により方向を90°変換され、スピンドル8sを回転することによりエンドミルが回転する。<Rotation of rotary tool>
As shown in FIG. 8, when a rotary tool (for example, an end mill) is inserted into the mounting portion of the
<2つの機能>
歯車付旋回側カップリング8cの歯車は、二つの機能を持っている。一つ目の機能は小歯車8nの回転を伝え、タレット8の位置を割り出す割出しの機能である。タレット8は十字形のため、割出し角度は90°の倍数となる。
歯車付旋回側カップリング8cの二つ目の機能は、3ピースカップリングの機能である。図4に示すように、タレット8の首根っ子には、3個のカップリングからなる3ピースカップリングが配置されている。その一つ、連結・解除側カップリング8eは、ピストン8fに固定されている。クランプシリンダ8hに油圧が入ると、ピストン8fの下降に伴い、連結・解除側カップリング8eも下降するため、歯車付旋回側カップリング8cとタレット8のボデー8aに固定された固定側カップリング8dの両カップリングの歯に噛み合い、連結状態になる。
一方、アンランプシリンダ8gに油圧が入ると、ピストン8fと同様に連結・解除側カップリング8eが上昇するため、アンクランプ状態になり、連結状態が解除される。<Two functions>
The gear of the
The second function of the geared
On the other hand, when the flood control enters the
<タレットの旋回>
図4に示すように、タレット8の首根っ子には3ピースカップリングが配置されている。3ピースカップリングは、歯車付旋回側カップリング8cと、ボデー7aに固定された固定側カップリング8dと、ピストンに固定され、両者に噛み合い上下方向へ移動する連結・解除側カップリング8eである。
歯車付旋回側カップリング8cの歯車は、外周側に形成された大歯車であり、図4の左端に図示された小歯車8nと噛み合い状態で取付けられる。つまり、小歯車8nは、タレット割出し用のサーボモータ8mのモータシャフトに固定されており、サーボモータ8mは減速機付となっている。
減速機付のタレット割出し用サーボモータ8mに回転指令が出ると、ピストン8fのアンクランプシリンダ8gに油圧が入り、連結・解除側カップリング8eが上昇し、両カップリング8c、8dとは連結状態が解除する(アンクランプ状態)。
また、減速機付タレット割出し用サーボモータ8mの回転指令により、小歯車8nが回転し、これと噛み合う歯車付旋回側カップリング8cが回転する。
タレットの旋回が終わると、ピストン8fのクランプシリンダ8hに油圧が入り、連結・解除側カップリング8eが下降すると両カップリング8c、8dに係合し連結状態になる(クランプ状態)。<Turret turning>
As shown in FIG. 4, a three-piece coupling is arranged at the neck root of the
The gear of the
When a rotation command is issued to the
Further, the
When the turning of the turret is completed, hydraulic pressure is applied to the
<タレットの工具交換位置>
図7に示すように、タレット8は十字状を形成した4角タレットである。タレット8を時計に見立てると、3時、6時、9時、12時の4位置であり、工具交換位置は、その中の、12時の所になる。
ワークの切削位置は、主軸台の中心と一致する3時と9時の2箇所となる。したがって、旧工具を新工具に交換する場合は、例えば9時の位置にある旧工具をタレット1/4回転して12時の位置に移動して交換する。<Turret tool change position>
As shown in FIG. 7, the
There are two cutting positions for the workpiece, 3 o'clock and 9 o'clock, which coincide with the center of the headstock. Therefore, when replacing the old tool with a new tool, for example, the old tool at the 9 o'clock position is rotated by 1/4 of the turret and moved to the 12 o'clock position for replacement.
<マガジンの構成>
図3の上部は、マガジン11の断面を示す。また、図5はマガジンの平面図、図6は図5に示すB−B断面図である。図5に示すように、刃物台7のボデー7aの上面には略羽子板形状のベース11aが設けられ、その上面に空圧シリンダ(前進・後退)11bが配置されている。また、図6に示すように、そのベース11aの上面にはZ2方向へ摺動自在の2本のガイドが左右両側に設けられ、2本のガイドにはマガジン台11cが載置され、さらに、マガジン台11cにはマガジン11が載置されている。
この結果、マガジン11を含むATC装置10は刃物台の上方に搭載されている。
したがって、空圧シリンダ11bの駆動により、マガジン台11cとマガジン11を前進・後退方向へ移動する。この移動距離は、例えば、100mmが好適である。
図5に示すように、マガジン11の工具本数は例えば、20本が好適である。<Magazine structure>
The upper part of FIG. 3 shows a cross section of the
As a result, the
Therefore, the
As shown in FIG. 5, the number of tools of the
<マガジンへのツール格納>
図6に示すように、マガジン11は山高帽のような形状をしており、つば部11hの幅を狭く形成し、このつば部11hの下面に20組のグリッパ11gを配置している。
グリッパ(ワーク把持機構)11gは、図5に示すように、左右2個で構成する。グリッパ11gの中心には回動する支点ピン11pが装着され、さらに、ばね11sが装着され、ばね11sの弾性力により常時締付勝手に付勢されている。グリッパ11gのV字状凸部が工具11kに設けられたV溝に係合し、工具11kを把持する。
マガジン11へのツール格納段取り作業は、マガジン11を割り出し、ポットNOを確認しながら固定工具や回転工具をグリッパ11gに手動で押し込む。<Storing tools in magazine>
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 5, the gripper (work gripping mechanism) 11g is composed of two left and right grippers. A rotating fulcrum pin 11p is attached to the center of the
For the tool storage setup work in the
<マガジンの旋回>
図6に示すように、マガジン台11cの中央には空圧シリンダ(上昇・下降)11dが格納され、マガジン台11cの上に載置されたマガジン11を上昇させる。山高帽形状のマガジン11の中央部の下面にはマガジン旋回用の大歯車11eが装着され、この大歯車11eと噛み合う小歯車11fが配置されている。小歯車11fはマガジン割出用の減速機付サーボモータ11mのモータシャフトに装着されている。また、減速機付サーボモータ11mは、マガジン台11cから延びた架台11tに固定されている。したがって、この小歯車11fは、マガジン11の上昇・下降時は移動しない。小歯車11fは、移動しなくても大歯車11eとの噛み合わせが外れないように歯幅を広くして確保されている。
そこで、図6の右上に示すように、一度空圧シリンダ11dが駆動すると、マガジン11は例えば30mm上昇する。タレット8の12時のクランパ8bの位置を2点鎖線で示す。この時、クランパ8bの上面と工具との隙間sは10mmであり、干渉はない。
マガジン11の旋回は、減速機付きサーボモータ11mのモータシャフトに装着された小歯車11fが回転すると、大歯車11eが減速回転し、マガジン11が旋回する。ただし、20本仕様の場合、1ポットは18°相当になるため、旋回はこの倍数となる。<Magazine turning>
As shown in FIG. 6, a pneumatic cylinder (up / down) 11d is stored in the center of the
Therefore, as shown in the upper right of FIG. 6, once the
When the
<回転工具の回転>
図4に示すように、タレット8と刃物台7の断面図において中心部から回転を伝えるスピンドル7sがベアリングによって両端支持され、刃物台7のボデー7aの後面にブラケット7pが接続され、回転工具用モータ7mが連結リング7nによって連結されている。
図8に示すように、クランパ8bに装着された回転工具8xは、例えば、高速回転を与える場合、回転指令が入ると、回転起動する。この回転はスピンドル7sに伝達され、タレット8の中央部で、図示しない例えば傘歯車で90度変換され、タレット8のクランパ8bに装着されたスピンドル8sに伝達され回転工具のエンドミルを回転する。<Rotation of rotary tool>
As shown in FIG. 4, in the cross-sectional view of the
As shown in FIG. 8, the
<工具交換の手順>
刃物台7の上方にATC装置10を搭載したATC付タレット形刃物台1による工具交換の手順を詳細に説明する(図7に記載の1〜7の動作順を参照)。
図7に示すように、十字状のタレット7のボディー7aから伸びた4つのクランパ8bを時計に見立てれば、3、6、9、12時の4つ。その中のマガジン11が一番接近できる12時の場所が工具交換位置となる。
(1)タレット割出用サーボモータ8mが駆動し、交換する旧工具を交換位置(12時)まで移動。旧工具が9時の位置であれば、9時から12時まで時計回りで1/4回転する。
(2)空圧シリンダ11bが駆動し、マガジン11がタレット側へ100mm前進して空のグリッパ11gが旧工具を把持する(図5参照)。
(3)空圧シリンダ11dが駆動してマガジン11が30mm上昇、グリッパ11gが旧工具をクランパ8bから上方へ引き抜く(図6参照)。
(4)マガジン割出用減速機付サーボモータ11mが駆動してマガジン11が旋回し、新工具を割り出す。
(5)空圧シリンダ11dが駆動してマガジン11が30mm下降、グリッパ11gが新工具をクランパ8bにセットする(図6参照)。
(6)空圧シリンダ11bが駆動し、マガジン11が100mm後退して待機する(図5参照)。
(7)タレット割出用サーボモータ8mが駆動し、交換した新工具を加工位置まで移動。例えば、12時の位置から3時まで時計回りで1/4回転する。
このATC(工具交換)の手順によれば、(2)〜(6)のATCの動作は加工中であっても支障なく並行にできるので、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高めることができる。<Procedure for changing tools>
The procedure of tool replacement by the turret type tool post 1 with ATC in which the
As shown in FIG. 7, if the four
(1) The turret
(2) The
(3) The
(4) The
(5) The
(6) The
(7) The turret
According to this ATC (tool change) procedure, the ATC operations (2) to (6) can be performed in parallel without any trouble even during machining, so the ATC time is removed from the current non-cutting time and the machining time is removed. The ratio of can be increased.
<B軸の活用>
図10に示すように、このターニングセンタ15は、左側には主軸台3が固定、右側には対向する2主軸台16が設けられた対向形主軸台である。主軸台の向こう側にはATC付タレット形刃物台1が搭載されており、実線で図示している。
例えば、B軸を利用してエンドミルで斜め穴を加工する場合、タレット8に装着したエンドミルの中心線と主軸3aの端面との傾きを0°とすると、このタレット8の傾き0(ゼロ)をaポジションとすれば、bポジションは15°の傾き、さらに、cポジションはタレットの反対側のエンドミルと交代して工具を45°の傾き、また、dポジションはさらに45°傾けて90°の傾きが可能であり、0°〜90°の任意角度で斜め穴を加工することができる。
ちなみに、図示したa′はタレット形刃物台aが回動するB軸中心点を示し、図示したb′はタレット形刃物台bが回動するB軸中心点、図示したc′はタレット形刃物台cが回動するB軸中心点を示す。
さらに、第2主軸台のワークを加工する場合はATC付タレット形刃物台1のB軸を180°回転すれば、タレット形刃物台eになる。このように、干渉なく向きを変えることができる。<Utilization of B axis>
As shown in FIG. 10, the turning
For example, when machining an oblique hole with an end mill using the B axis, if the inclination between the center line of the end mill mounted on the
By the way, a'in the figure indicates the B-axis center point where the turret-type tool post a rotates, b'in the figure indicates the B-axis center point in which the turret-type tool post b rotates, and c'in the figure indicates the turret-type tool. Indicates the B-axis center point where the turret c rotates.
Further, when machining the work of the second headstock, the B axis of the turret type tool post 1 with ATC is rotated by 180 ° to obtain the turret type tool post e. In this way, the orientation can be changed without interference.
図11は図10に示すC矢視図である。ここでのATC付タレット形刃物台1の説明は、重複するので割愛する。
図11に示すように、ATC付タレット形刃物台1の採用は、2主軸、2刃物台のターニングセンタにも好適である。
<ターニングセンタ>
ターニングセンタ15は、ベッド2の上面に第2ベース18が設けられ、その上面に摺動自在のW軸ガイドが配置されており、このW軸ガイドの上面にベース17を介して第2主軸台16が載置され、主軸台3と第2主軸台16とは対向主軸台を構成している。FIG. 11 is a view taken along the arrow C shown in FIG. The description of the turret type tool post 1 with ATC here is omitted because it is duplicated.
As shown in FIG. 11, the adoption of the turret type tool post 1 with ATC is also suitable for the turning center of the two spindles and the two tool post.
<Turning center>
In the
<第2刃物台>
図11に示すように、ベッド2の上面に設けられた第2ベース18の上面に摺動自在のZ3軸ガイドが配置されている。さらに、このZ3軸ガイドの上面には第2サドル19が設けられ、また、第2サドル19の上面にはX2軸ガイドが配置され、摺動自在の第2クロススライド20が配置されている。さらに、第2クロススライド20の上面には第2刃物台が搭載されている。第2刃物台には、例えば12角タレットが搭載されており、対向主軸台の主軸台3または第2主軸台16の切削加工を支援する。尚、Z3、X2軸等の軸移動機構については、サーボモータとボールねじを使用した従来の技術であるため、図示せず、説明も省略する。<2nd tool post>
As shown in FIG. 11, a slidable Z3 axis guide is arranged on the upper surface of the
<コンセプト>
このATC付タレット形刃物台1の開発に先立つコンセプトを示す。
(1)加工中であってもATC(自動工具交換)ができる。
(2)どの場所にあっても干渉がなく、ATCができる。
(3)コンパクト(例えば、HSK40Aのホルダの採用)で、加工時間を短縮する。
(4)低価格で提供する。
これらのコンセプトを実現するため、送り軸を持つ刃物台の上方にATC装置を搭載したことにより、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高めることができる。また、マガジンの移動距離を最小にしてダイレクトで工具交換を可能とする。
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、ATC付タレット形刃物台1は、複合加工機、ターニングセンタ用の刃物台として説明したが、専用機(その他の工作機械)に採用してもよい。刃物台の送り軸に同期するATC装置、つまり、刃物台にATC装置を搭載した構成のATC付タレット形刃物台ならば本願に抵触する。<Concept>
The concept prior to the development of the turret type tool post 1 with ATC is shown.
(1) ATC (automatic tool change) can be performed even during machining.
(2) ATC can be performed without interference at any location.
(3) Compact (for example, adoption of HSK40A holder), shortening the processing time.
(4) Offer at a low price.
In order to realize these concepts, by mounting the ATC device above the tool post with the feed shaft, it is possible to remove the ATC time from the current non-cutting time and increase the ratio of the machining time. In addition, the moving distance of the magazine is minimized to enable direct tool replacement.
The present invention can be modified and modified in various ways within the scope of the technical idea. For example, the turret type tool post 1 with ATC has been described as a tool post for a multi-tasking machine and a turning center, but it may be adopted as a dedicated machine (other machine tool). An ATC device that synchronizes with the feed axis of the tool post, that is, a turret-type tool post with an ATC having an ATC device mounted on the tool post conflicts with the present application.
1 ATC付タレット形刃物台
2 ベッド(45度スラント)
3 主軸台
3a 主軸
3b 三ツ爪チャック
3c ベース
4 サドル
5 クロススライド
6 Y軸コラム
6a 外周軸(ロータリーバルブ)
6b 中央軸(ロータリーバルブ)
6c 旋回側カップリング
6d 固定側カップリング
6e 連結・解除側カップリング
6f ピストン
6g クランプシリンダ
6h アンクランプシリンダ
6k ベアリング(クロスローラ)
6m Y軸用サーボモータ
6n リング
6o キャップ
6p Y軸ガイド
6q Y軸用ボールねじ
6r ロータ(DDモータの旋回側)
6s ステータ(DDモータの固定側)
6t センサ
6u 内側シリンダ
6v 外側シリンダ
7 刃物台
7a ボデー
7b ベース
7d 大歯車(旋回側カップリング8cの外周に歯を切ったもの)
7e 小歯車
7f カバー
7m 回転工具用モータ
7n 連結リング
7p ブラケット
7s スピンドル
8 タレット
8a 本体
8b クランパ
8c 歯車付旋回側カップリング(大歯車)
8d 固定側カップリング
8e 連結・解除側カップリング
8f ピストン
8g アンランプシリンダ
8h クランプシリンダ
8j キー
8k キー
8m タレット割出用サーボモータ
8n 小歯車
8o シリンダ
8p ピストン
8q プッシャ
8s スピンドル
8v ドローシャフト
8w カバー
8x 回転工具
8y 固定工具
10 ATC装置
11 マガジン
11a ベース
11b 空圧シリンダ(前進・後退)
11c マガジン台
11d 空圧シリンダ(上昇・下降)
11e 大歯車
11f 小歯車
11g グリッパ
11h つば部
11m マガジン割出用減速機付サーボモータ
11k 工具
11p 回動の支点ピン
11s ばね
11t 架台
15 ターニングセンタ
16 第2主軸台
17 ベース
18 第2ベース
19 第2サドル
20 第2クロススライド
21 第2刃物台
22 第2タレット1 Turret type tool post with
3
6b Central shaft (rotary valve)
6c
6m Y-
6s stator (fixed side of DD motor)
7e Small gear 7f
8d
11e
本発明は、刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載して自動工具交換をするATC付タレット形刃物台に関する。The present invention relates to a turret type tool post with ATC in which an ATC device is mounted on an upper surface of the tool post orthogonal to the Y axis to automatically change tools.
従来、1台の機械で必要な工具を自動工具交換しながら工作物の表裏2面の複合加工を完成させ、仕掛品のゼロ化と、省スペース、省人化を達成することを目的として出願・公開されたATC装置付複合加工機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図12に示すように、このATC装置付複合加工機の構成は、第1刃物台221と第2刃物台229を有し、この2個の刃物台に対応可能なATC装置234を備えた複合加工機である。左主軸台はベッドに固定、これと対向するZ軸移動可能な右主軸台204と、X・Y・Z方向に移動可能でかつ任意の旋回制御可能なB軸を有する第1刃物台221と、X・Z方向に移動可能な第2刃物台229とを両主軸中心線を挟んで有する複合旋盤の右側床上に工具交換アームユニット238を備える工具マガジン装置235を設置し、第1タレット224のA位置に工具又は第2タレット233のC位置に割出された工具を主軸中心と同心かつZ軸方向右端の工具交換位置にそれぞれ位置決めして、工具交換アーム239により工具マガジン装置235の工具交換位置に割り出された工具と交換する。Conventionally, we applied for the purpose of completing the combined machining of the front and back sides of the workpiece while automatically exchanging the necessary tools with one machine, and achieving zero work in process, space saving, and labor saving. A publicly available multi-tasking machine with an ATC device is known (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 12, the configuration of the multi-tasking machine with an ATC device includes a
しかしながら、図12に示すように、工具マガジン装置235は右側床上に設けられたスタンド240の上に設置されている。つまり、工具マガジン装置235を含むATC装置は刃物台の上面へ搭載されてはおらず、刃物台と共に移動する移動形ではなく固定形であるため、ATC時間を短縮するには問題があった。However, as shown in FIG. 12, the
また、工具交換アーム付刃物台を有する旋盤が知られている(例えば、特許文献2参照)
図13に示すように、ベッド301には主軸台302が固定され、その隣にはZ軸方向へ移動可能なサドル303と、サドル303上にはX軸方向へ移動可能なクロススライドが、またクロススライドの上面には刃物台304が配置されている。刃物台304に形成された円形状のタレット342には凹状の収納溝4cが設けられ、工具交換アーム312を格納する。さらに、この収納溝4cに直角に交差するように工具交換アーム312が回動し、固定工具TAまたは回転工具TBを工具交換する。
さらに、ベッド301の後側面に設けられた支え305を介して工具マガジン306が配置されている。工具マガジン306の旋回割出し円板(図示せず)には外周に90°旋回可能な複数のポットアーム308が放射状に枢支されており、ポットアーム308にバイト等の固定工具TAがX軸方向反本機側向きに貯蔵されている。そして次工具に指定された工具を有するポットアーム308が主軸台側の交換位置に割出されると、図示しない駆動手段により90°旋回してサドルカバー309が開口した小窓(図示せず)から本機内に突出し、次工具がZ軸方向の主軸側を向くようになっている。Further, a lathe having a tool post with a tool change arm is known (see, for example, Patent Document 2).
As shown in FIG. 13, a
Further, the
しかしながら、図13に示すように、工具マガジン306はベッド301の後側面に設けられた支え305を介して固定されており、ATC装置は刃物台304の上面には搭載されていない。そのため、工具マガジン306が刃物台304の動作を共有する移動をすることができない構成では、工具交換の度に指定位置に戻らなければならず、大きな非切削時間を生むことになる。
また、前記した工具マガジン装置235はこれもまた移動形ではなく固定形である。これでは工具交換に要するATC時間を短縮することはできない。However, as shown in FIG. 13, the
Further, the
NC旋盤にATC装置を設けると、そのNC旋盤の名称は複合加工機またはターニングセンタと呼ばれる。
従来の技術で述べた工作機械は複合加工機やターニングセンタが該当し、工具サイズは小形、中形、大形の3つに区分すると、中形工具に該当する。中形工具を格納したマガジンを有するATC装置の質量は200kg以上にもなるため、これまで別置形としてきた。このため、工具交換(ATC)時間が長く、結果として非切削時間が長くなるという問題があった。
そこで、本発明は、従来の問題を解消するもので、工具のサイズを小形工具にすると共に、刃物台の制御軸にX、Y、Zと回転軸のB軸を設け、刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載することにより、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高め、工具交換の動作をダイレクトに、また工具交換の動作を単純化・簡素化して非切削時間の短縮を図ることができるATC付タレット形刃物台を提供することを課題とする。When an ATC device is provided on an NC lathe, the name of the NC lathe is called a multi-tasking machine or a turning center.
The machine tools described in the conventional technology correspond to multi-tasking machines and turning centers, and when the tool sizes are classified into three types, small, medium, and large, they correspond to medium-sized tools. Since the mass of the ATC device having a magazine containing a medium-sized tool is 200 kg or more, it has been a separate type so far. Therefore, there is a problem that the tool change (ATC) time is long, and as a result, the non-cutting time is long.
Therefore, the present invention solves the conventional problem by reducing the size of the tool to a small tool and providing X, Y, Z and the B axis of the rotary axis on the control axis of the tool post to provide the Y axis of the tool post. By mounting the ATC device on the upper surface orthogonal to, the ATC time is removed from the current non-cutting time, the ratio of machining time is increased, the tool change operation is direct, and the tool change operation is simplified and simplified. An object of the present invention is to provide a turret type tool post with ATC capable of shortening the non-cutting time.
前記した課題を解決するため、請求項1に係るATC付タレット形刃物台の発明は、ターニングセンタを構成するATC付タレット形刃物台であって、ベッド(2)上のZ軸方向に摺動自在に設けられたサドル(4)と、前記サドル(4)上のX軸方向に摺動自在に設けられたクロススライド(5)と、前記クロススライド(5)上のY軸方向に立設されたY軸コラム(6)と、前記Y軸コラム(6)が旋回自在に設けられたB軸と、前記Y軸コラム(6)のY軸方向に摺動自在に設けられた刃物台(7)と、前記刃物台(7)に固定工具および回転工具を装着するタレット(8)と、前記刃物台(7)の前記Y軸に直交する上面にマガジン台(11c)をZ軸方向へ前進、後退させる摺動自在のガイド(Z2)と、前記マガジン台(11c)にマガジン(11)を上昇、下降させる空圧シリンダ(11d)が格納されたATC装置(10)を搭載したことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of the turret-type tool post with ATC according to claim 1 is a turret-type tool post with ATC that constitutes a turning center , and slides in the Z-axis direction on the bed (2). A freely provided saddle (4), a cross slide (5) slidably provided in the X-axis direction on the saddle (4), and an erection in the Y-axis direction on the cross slide (5). A Y-axis column (6), a B-axis in which the Y-axis column (6) is provided so as to be rotatable, and a tool post (sliding in the Y-axis direction of the Y-axis column (6)). 7), a turret (8) for mounting a fixing tool and a rotary tool on the tool post (7), and a magazine stand (11c) on the upper surface of the tool post (7) orthogonal to the Y axis in the Z-axis direction. A slidable guide (Z2) for moving forward and backward, and an ATC device (10) in which a pneumatic cylinder (11d) for raising and lowering the magazine (11 ) is mounted on the magazine stand (11c). It is a feature.
請求項1に係る発明によれば、クロススライド上のY軸方向に摺動自在に設けられたY軸コラムと、さらにB軸方向に旋回自在に設けられたY軸コラムと、刃物台に固定工具および回転工具を装着するタレットと、X、Y、Z、Bの送り軸と回転軸を持つ刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載したことにより、加工中であってもATCができる。また、タレットの工具交換位置とマガジンの位置は変わらないため、どの場所にあってもATCができる。さらに、工具交換をダイレクトにし、また動作の単純化・簡素化ができるので、非切削時間(アイドルタイム)を削減するATC付タレット形刃物台を提供することができる。また、刃物台のY軸に直交する上面にマガジン自からダイレクトに工具を着脱することができるATC装置を搭載したことにより、B軸によりY軸コラムと刃物台が回動してもタレットの工具交換位置とマガジンとの位置関係は維持できるため、プログラムも容易にできる。According to the invention of claim 1, a Y-axis column slidably provided in the Y-axis direction on the cross slide, a Y-axis column slidably provided in the B-axis direction, and a tool post are fixed to the tool post. By mounting the ATC device on the turret on which the tools and rotary tools are mounted and on the upper surface of the tool post that has the feed axes and rotation axes of X, Y, Z, and B, which is orthogonal to the Y axis , the ATC device is mounted even during machining. Can be done. Also, since the tool change position of the turret and the position of the magazine do not change, ATC can be performed at any location. Further, since the tool can be changed directly and the operation can be simplified / simplified, it is possible to provide a turret type tool post with ATC that reduces the non-cutting time (idle time). In addition, by mounting an ATC device that allows tools to be attached and detached directly from the magazine itself on the upper surface of the tool post that is orthogonal to the Y axis, the turret tool can be used even if the Y-axis column and tool post rotate due to the B axis. Since the positional relationship between the replacement position and the magazine can be maintained, the program can be easily performed.
さらに、刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載したことにより、工具交換アームが不要にできるため、工具交換は7動作でできる。7動作のうち、マガジン自身の動作は5動作(71%)、タレット自身の動作は2動作(29%)で工具交換作業を完了する。これにより、ATC装置の構成を簡素化して無駄なパーツを排除したため、アイドルタイムを大幅に短縮することができる。Further, since the ATC device is mounted on the upper surface of the tool post orthogonal to the Y-axis , the tool change arm can be eliminated, so that the tool can be changed in 7 operations. Of the 7 movements, the magazine itself has 5 movements (71%) and the turret itself has 2 movements (29%) to complete the tool change work. As a result, the configuration of the ATC device is simplified and unnecessary parts are eliminated, so that the idle time can be significantly shortened.
<加工面の工具対応>
例えば、加工に6本(▲1▼〜▲6▼)の工具を使用する場合、
(1)工具▲1▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(2)工具▲2▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(3)工具▲3▼が加工し、時計回りで1/4回転してインデックス
(4)工具▲4▼が加工中、工具▲1▼が新工具▲5▼にATCして、インデックス
(5)新工具▲5▼が加工中、工具▲2▼が新工具▲6▼にATCして、インデックス
(6)新工具▲6▼が加工中、順次ATCされる。
<工具交換手順>
本発明のATC付タレット形刃物台(1)による工具交換手順は1〜7による。
(図7に記載の1〜7の動作を参照)
(1)タレット8の旧工具を工具交換位置まで時計回りに1/4回転する。
(2)マガジン11が100mm前進してクランパの旧工具を把持する。
(3)マガジン11が30mm上昇してクランパから旧工具を引き抜く。
(4)マガジン11が旋回し、新工具を呼び出す。
(5)マガジン11が30mm下降し、クランパに新工具をセットする。
(6)マガジン11が100mm後退し、退避する。
(7)タレット8の新工具を加工位置まで時計回りに1/4回転する。<Tool support for machined surfaces>
For example, when using 6 tools (▲ 1 ▼ to ▲ 6 ▼) for machining,
(1) Tool ▲ 1 ▼ is machined and rotated 1/4 clockwise to index (2) Tool ▲ 2 ▼ is machined and rotated 1/4 clockwise to index (3) Tool ▲ 3 ▼ Machining and rotating 1/4 clockwise, index (4) tool ▲ 4 ▼ is being machined, tool ▲ 1 ▼ is ATC to new tool ▲ 5 ▼, and index (5) new tool ▲ 5 ▼ is machining. In the middle, the tool ▲ 2 ▼ is ATC to the new tool ▲ 6 ▼, and the index (6) new tool ▲ 6 ▼ is sequentially ATCed during machining.
<Tool change procedure>
The tool change procedure by the turret type tool post (1) with ATC of the present invention is as described in 1 to 7.
(See the operations 1 to 7 shown in FIG. 7)
(1) Rotate the old tool of the
(2) The
(3) The
(4) The
(5) The
(6) The
(7) Rotate the new tool of the
<ATC付タレット形刃物台>
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態であるATC付タレット形刃物台を説明する。
図1は、本発明のATC付タレット形刃物台を刃物台のY軸に直交する上面に搭載した複合加工機の右側面図である。
図1に示すように、ベッド2は切粉はけを考慮して45°スラントにしている。主軸台3はベッド2に固定されたベース3cに載置されている。主軸台3の主軸3aには主に三ツ爪チャック3bが装着され、ワークを三ツ爪で把持する。また、主軸台3の下のベース3cは別体としているが、主軸台3と一体にしても構わない。
この主軸台3に隣設して配置したのが、本発明のATC付タレット形刃物台1である。<Turret type tool post with ATC>
Hereinafter, the turret type tool post with ATC, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a right side view of a multi-tasking machine in which the turret type tool post with ATC of the present invention is mounted on the upper surface orthogonal to the Y axis of the tool post.
As shown in FIG. 1, the
The turret-type tool post 1 with ATC of the present invention is arranged adjacent to the
図2は、説明をより容易にし、理解し易くするためにスラントベッドの傾斜角45°を0°にした場合の右側面図である。以下の図面も同様に傾斜角を0°にしてATC付タレット形刃物台1を説明する。
図2に示すように、ベッド2の上面には2本のZ軸ガイドが設けられ、図示しないZ軸用サーボモータと、Z軸用ボールねじが配置されている。リニアモータにしてもよい。
2本のZ軸ガイド上にはサドル4が載置され、直行するクロススライド5には2本の図示しないX軸ガイドが設けられ、図示しないX軸用サーボモータと、X軸用ボールねじが配置されている。これらもリニアモータに代えても構わない。
2本のX軸ガイド上にはクロススライド5が載置され、直立するY軸方向へは2本のY軸ガイド6pが設けられ、Y軸用サーボモータ6m(図4参照)と、Y軸用ボールねじ6qが配置されている。さらに、2本のY軸ガイド上には刃物台7のボデー7aが装着され、刃物台7のY軸に直交する上面にはマガジン11を有するATC装置10が搭載されている(図3参照)。FIG. 2 is a right side view when the inclination angle 45 ° of the slant bed is set to 0 ° in order to make the explanation easier and easier to understand. Similarly, in the following drawings, the turret type tool post 1 with ATC will be described with the inclination angle set to 0 °.
As shown in FIG. 2, two Z-axis guides are provided on the upper surface of the
A saddle 4 is placed on the two Z-axis guides, and two X-axis guides (not shown) are provided on the
A
図3、図4に示すように、Y軸コラム6はU字状に形成され、中央に大きな開口部を確保し、左右に1本ずつクロススライド5の上面に対して垂直方向にY軸ガイド6pが配置され、このY軸ガイド6pに刃物台7のボデー7aが装着されている。
また、図3のY軸コラム6の下部にはY軸の回転軸であるB軸の機構が格納されている。
さらに、図3の上部にATC装置10のマガジン11の断面図を示す。As shown in FIGS. 3 and 4, Y-
Further, a B-axis mechanism, which is a rotation axis of the Y-axis, is stored in the lower part of the Y-
Further, a cross-sectional view of the
Y軸についてはJISB6310に規定されている。Y軸はZ軸とX軸に直行する軸であり、回転軸Bは、直線軸のY軸回りの回転軸である。
機械本体の4(X、Y、Z、B)軸の軸移動機構は、図示しないサーボモータに連結されたボールねじと摺動自在のガイド等の軸移動機構により行われる。ここでは、Y軸、B軸の移動機構を説明し、X、Zその他の軸移動機構についての詳細な説明は省略する。The Y-axis is defined in JIS B6310. Y-axis is an axis orthogonal to the Z axis and the X axis, the rotation axis B is a Y-axis of the rotating shaft of the linear axis.
The axis moving mechanism of the 4 (X, Y, Z, B) axes of the machine body is performed by an axis moving mechanism such as a ball screw connected to a servomotor (not shown) and a slidable guide. Here, the Y-axis and B-axis movement mechanisms will be described, and detailed description of the X, Z and other axis movement mechanisms will be omitted.
<Y軸移動機構>
図3のY軸コラム6に左右の裏側に縦方向に破線で示すのが、Y軸用ガイド6pである。図4は図3に示すA−A線の断面図である。図4に示すように、Y軸移動機構(以下、Y軸)は、連結し一体化した刃物台7とタレット8を上下(Y軸)方向へ移動させる。Y軸は、Y軸用ボールねじ6qに平行にY軸用サーボモータ6mが設けられ、Y軸用ボールねじ6qとY軸用サーボモータ6mは、それぞれの軸端に固定されたプーリと、タイミングベルトによって連結されている。したがって、Y軸用サーボモータ6mの回転がY軸用ボールねじ6qによって変換されて刃物台7を上下方向へ移動する。<Y-axis movement mechanism>
The Y-
<B軸>
B軸とは、直線軸のY軸回りの回転軸をいう。B軸は、例えば、エンドミルのような回転工具を使って加工を行なう場合、X、Z軸だけでは加工できないケースがある。例えば、ワークの軸心に対して傾きのある穴加工の場合は、B軸で例えば、15°、30°、45°等の工具の傾きができる。(図10参照)
B軸の機構は、図3の下部に示すように、クロススライド5(固定側)とY軸コラム6(旋回体)にDDモータ(Direct Drive Motor)が配置され、DDモータのロータ6rとステータ6sにより、Y軸コラム6全体を旋回させる。<B axis>
The B-axis refers to a rotation axis around the Y-axis of the linear axis. When machining the B-axis using a rotary tool such as an end mill, there are cases where the B-axis cannot be machined only with the X and Z axes. For example, in the case of drilling a hole that is tilted with respect to the axis of the work, the tool can be tilted at, for example, 15 °, 30 °, 45 °, etc. on the B axis. (See Fig. 10)
As shown in the lower part of FIG. 3, the B-axis mechanism has a DD motor (Direct Drive Motor) arranged on a cross slide 5 (fixed side) and a Y-axis column 6 (swivel body), and a rotor 6r and a stator of the DD motor. The entire Y-
<B軸の機構>
図3の下部に示すように、旋回側ロータリーバルブ6bはシャフト状に上方に延びている。シャフト状の外周の中央にはDDモータのロータ6rが嵌着され、ロータ6rの外周をステータ6sが覆うようにしてクロススライド5から上方に伸びた固定の内側シリンダ6uに嵌入されている。さらに、この内側シリンダ6uと外側シリンダ6vにより形成されたシリンダのスペースにはピストン6fが挿入され、クランプシリンダ6gとアンクランプシリンダ6hが形成されている。また、ピストン6fに連結・解除用カップリング6eが固定されている。
3ピースカップリングは3個のカップリングから構成されている。ピストン6fの下端に固定されている連結・解除用カップリング6eと、Y軸コラム6に固定されているのが旋回側用カップリング6cと、クロススライド5に固定された固定側カップリング6dから成る。<B-axis mechanism>
As shown in the lower part of FIG. 3, the swivel side
The 3-piece coupling consists of 3 couplings. From the coupling /
<B軸の動作>
アンクランプシリンダ6hに油圧が入るとピストン6fに一体の連結・解除用カップリング6eが上昇し、旋回用カップリング6cと固定側カップリング6dとの噛み合いを解除する。その後、DDモータに回転指令が入ると、ロータ6rが回転し、Y軸コラム6が指令の角度だけ回転する。その結果はセンサ6tとリング6nは瞬時に測定してフィードバックをする。一方、この反対にクランプシリンダ6gに油圧が入ると、ピストン6fは下降して連結・解除用カップリング6eが旋回用カップリング6cと固定側カップリング6dとの歯の谷に歯を噛み合わせて連結する。B軸の旋回(回転)経路は、DDモータ、ロータリーバルブ6aの中央軸6b、キャップ6o、カップリング6c、Y軸コラム6の順に回転力が伝達される。<B-axis operation>
When the
<ロータリーバルブ>
図3の下部に示すように、ロータリーバルブは、クロススライド5に設けられた大穴に埋設された固定軸6aと、旋回する中央軸6bから構成され、図示しない複数本の油圧回路、クーラント供給回路が形成されている。
ロータリーバルブの固定軸6aと中央軸6bの機能は、固定側(クロススライド)から旋回体(Y軸コラム)へ油圧(クーラント液を含む)を供給するためのバルブである。中央軸6bの上方にはキャップ6oが載置されている。刃物台7への液体の供給は、このキャップ6oから油圧ホースに引き継がれ、必要な箇所へ供給される。<Rotary valve>
As shown in the lower part of FIG. 3, the rotary valve includes a fixed
The function of the fixed
<タレットの形状>
図4は、図3に示すA−A線の断面図である。図4に示すように、タレット8は、ボデー8aとボデー用カバー8w、そして4個のクランパ8bが接続されている。
図7は、タレットの正面を示す左側面図である。マガジン11による工具交換の動作順(1〜7)も示す説明図である。タレット8は、十字形状のタレットを形成している。この十字形(4角)の他に、その他の角数のタレットであっても構わない。<Turret shape>
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. As shown in FIG. 4 , the
FIG. 7 is a left side view showing the front of the turret. It is explanatory drawing which also shows the operation order (1-7) of the tool exchange by a
<クランパの構成>
図8に示すように、クランパ8bにはスピンドル8sが配置され、ベアリングで両端支持されている。スピンドル8sと工具ホルダとの連結部は二面拘束仕様のショートテーパに形成され、ボールの係合によりクランプするためのドローシャフト8vが設けられている。<Clamper configuration>
As shown in FIG. 8, a
<回転工具の回転機構>
図4の中央に示すように、刃物台7のボデー7aにはブラケット7pが設けられ、回転工具用モータ7mが接続されている。回転工具用モータ7mとスピンドル7sとは連結リング7nで一体に締結され、スピンドル7sはベアリングで両端支持されている。
回転工具用モータ7mの駆動により、回転工具を回転させる。
<工具の種類>
工具には回転工具(図8参照)と固定工具(図9参照)の2つがある。回転工具はエンドミルやドリル等に代表される刃具を回転させてワークを加工する工具をいう。もう一方の固定工具はバイトやボーリングバーのように回転するワークに固定した刃具を切り込んで加工する工具をいう。<Rotating mechanism of rotating tool>
As shown in the center of FIG. 4, a
The rotary tool is rotated by driving the
<Type of tool>
There are two types of tools: rotary tools (see FIG. 8) and fixed tools (see FIG. 9). A rotary tool is a tool that processes a workpiece by rotating a cutting tool such as an end mill or a drill. The other fixing tool is a tool that cuts and processes a cutting tool fixed to a rotating workpiece such as a cutting tool or a boring bar.
<クランプ状態の解除>
図7に示すように、工具交換位置はタレットを時計に見立てると、12時の場所のみで可能である。
固定工具、回転工具も同様に、タレット8のボデー8aとクランパ8bの接続部においてドローシャフト8vの下端には1〜2ミリの隙間を設け、図7に示すように、プッシャ8qが構えている。一度油圧が駆動するとシリンダ8oのピストン8pが勢いよく作動し、先端部のプッシャ8qがドローシャフト8vの下端を加圧して、ドローシャフト8vを約7mm上昇させてクランプ状態を解除する。
図9は、固定工具である。固定工具用にはキー8kが設けられており、このキー8kにより位置決めおよび回り止めをする。<Release of clamp state>
As shown in FIG. 7, the tool change position is possible only at the 12 o'clock position when the turret is regarded as a clock.
Similarly, for the fixing tool and the rotary tool, a gap of 1 to 2 mm is provided at the lower end of the
FIG. 9 is a fixing tool. A key 8k is provided for the fixing tool, and the key 8k is used for positioning and detenting.
<回転工具の回転>
図8に示すように、タレット8の取付部に回転工具(例えば、エンドミル)が挿着された場合の回転は、回転工具用モータ7mに例えば毎分2000回転の回転指令が入ると、回転工具用モータ7mは2000回転で起動し、タレット8の本体8aとカバー8wの中に装着した例えば、傘歯車により方向を90°変換され、スピンドル8sを回転することによりエンドミルが回転する。<Rotation of rotary tool>
As shown in FIG. 8, when a rotary tool (for example, an end mill) is inserted into the mounting portion of the
<2つの機能>
図4に示すように、歯車付旋回側カップリング8cの歯車は、二つの機能を持っている。一つ目の機能は小歯車8nの回転を伝え、タレット8の位置を割り出す割出しの機能である。タレット8は十字形のため、割出し角度は90°の倍数となる。
歯車付旋回側カップリング8cの二つ目の機能は、3ピースカップリングの機能である。図4に示すように、タレット8の首根っ子には、3個のカップリングからなる3ピースカップリングが配置されている。その一つ、連結・解除側カップリング8eは、ピストン8fに固定されている。クランプシリンダ8hに油圧が入ると、ピストン8fの下降に伴い、連結・解除側カップリング8eも下降するため、歯車付旋回側カップリング8cとタレット8のボデー8aに固定された固定側カップリング8dの両カップリングの歯に噛み合い、連結状態になる。
一方、アンランプシリンダ8gに油圧が入ると、ピストン8fと同様に連結・解除側カップリング8eが上昇するため、アンクランプ状態になり、連結状態が解除される。<Two functions>
As shown in FIG. 4 , the gear of the
The second function of the geared
On the other hand, when the flood control enters the
<タレットの旋回>
図4に示すように、タレット8の首根っ子には3ピースカップリングが配置されている。3ピースカップリングは、歯車付旋回側カップリング8cと、ボデー7aに固定された固定側カップリング8dと、ピストン8fに固定され、両者に噛み合い上下方向へ移動する連結・解除側カップリング8eである。
歯車付旋回側カップリング8cの歯車は、外周側に形成された大歯車であり、図4の左端に図示された小歯車8nと噛み合い状態で取付けられる。つまり、小歯車8nは、タレット割出し用のサーボモータ8mのモータシャフトに固定されており、サーボモータ8mは減速機付となっている。
減速機付のタレット割出し用サーボモータ8mに回転指令が出ると、ピストン8fのアンクランプシリンダ8gに油圧が入り、連結・解除側カップリング8eが上昇し、両カップリング8c、8dとは連結状態が解除する(アンクランプ状態)。
また、減速機付タレット割出し用サーボモータ8mの回転指令により、小歯車8nが回転し、これと噛み合う歯車付旋回側カップリング8cが回転する。
タレットの旋回が終わると、ピストン8fのクランプシリンダ8hに油圧が入り、連結・解除側カップリング8eが下降すると両カップリング8c、8dに係合し連結状態になる(クランプ状態)。<Turret turning>
As shown in FIG. 4, a three-piece coupling is arranged at the neck root of the
The gear of the
When a rotation command is issued to the
Further, the
When the turning of the turret is completed, hydraulic pressure is applied to the
<タレットの工具交換位置>
図7に示すように、タレット8は十字状を形成した4角タレットである。タレット8を時計に見立てると、3時、6時、9時、12時の4位置であり、工具交換位置は、その中の、12時の所になる。
ワークの切削位置は、主軸台の中心と一致する3時と9時の2箇所となる。したがって、旧工具を新工具に交換する場合は、例えば9時の位置にある旧工具をタレット1/4回転して12時の位置に移動して交換する。<Turret tool change position>
As shown in FIG. 7, the
There are two cutting positions for the workpiece, 3 o'clock and 9 o'clock, which coincide with the center of the headstock. Therefore, when replacing the old tool with a new tool, for example, the old tool at the 9 o'clock position is rotated by 1/4 of the turret and moved to the 12 o'clock position for replacement.
<マガジンの構成>
図3の上部は、マガジン11の断面を示す。また、図5はマガジンの平面図、図6は図5に示すB−B断面図である。図5に示すように、刃物台7のボデー7aの上面には略羽子板形状のベース11aが設けられ、その上面に空圧シリンダ(前進・後退)11bが配置されている。また、図6に示すように、そのベース11aの上面にはZ2方向へ摺動自在の2本のガイドが左右両側に設けられ、2本のガイドにはマガジン台11cが載置され、さらに、マガジン台11cにはマガジン11が載置されている。
この結果、マガジン11を含むATC装置10は刃物台の上方に搭載されている。
したがって、空圧シリンダ11bの駆動により、マガジン台11cとマガジン11を前進・後退方向へ移動する。この移動距離は、例えば、100mmが好適である。
図5に示すように、マガジン11の工具本数は例えば、20本が好適である。<Magazine structure>
The upper part of FIG. 3 shows a cross section of the
As a result, the
Therefore, the
As shown in FIG. 5, the number of tools of the
<マガジンへのツール格納>
図6に示すように、マガジン11は山高帽のような形状をしており、つば部11hの幅を狭く形成し、このつば部11hの下面に20組のグリッパ11gを配置している。
グリッパ(ワーク把持機構)11gは、図5に示すように、左右2個で構成する。グリッパ11gの中心には回動する支点ピン11pが装着され、さらに、ばね11sが装着され、ばね11sの弾性力により常時締付勝手に付勢されている。グリッパ11gのV字状凸部が工具11kに設けられたV溝に係合し、工具11kを把持する。
マガジン11へのツール格納段取り作業は、マガジン11を割り出し、ポットNOを確認しながら固定工具や回転工具をグリッパ11gに手動で押し込む。<Storing tools in magazine>
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 5, the gripper (work gripping mechanism) 11g is composed of two left and right grippers. A rotating fulcrum pin 11p is attached to the center of the
For the tool storage setup work in the
<マガジンの旋回>
図6に示すように、マガジン台11cの中央には空圧シリンダ(上昇・下降)11dが格納され、マガジン台11cの上に載置されたマガジン11をY軸方向へ上昇、下降させる。山高帽形状のマガジン11の中央部の下面にはマガジン旋回用の大歯車11eが装着され、この大歯車11eと噛み合う小歯車11fが配置されている。小歯車11fはマガジン割出用の減速機付サーボモータ11mのモータシャフトに装着されている。また、減速機付サーボモータ11mは、マガジン台11cから延びた架台11tに固定されている。したがって、この小歯車11fは、マガジン11の上昇・下降時は移動しない。小歯車11fは、移動しなくても大歯車11eとの噛み合わせが外れないように歯幅を広くして確保されている。
そこで、図6の右上に示すように、一度空圧シリンダ11dが駆動すると、マガジン11は例えば30mm上昇する。タレット8の12時のクランパ8bの位置を2点鎖線で示す。この時、クランパ8bの上面と工具との隙間sは10mmであり、干渉はない。
マガジン11の旋回は、減速機付きサーボモータ11mのモータシャフトに装着された小歯車11fが回転すると、大歯車11eが減速回転し、マガジン11が旋回する。ただし、20本仕様の場合、1ポットは18°相当になるため、旋回はこの倍数となる。<Magazine turning>
As shown in FIG. 6, a pneumatic cylinder (up / down) 11d is stored in the center of the
Therefore, as shown in the upper right of FIG. 6, once the
When the
<回転工具の回転>
図4に示すように、タレット8と刃物台7の断面図において中心部から回転を伝えるスピンドル7sがベアリングによって両端支持され、刃物台7のボデー7aの下面にブラケット7pが接続され、回転工具用モータ7mが連結リング7nによって連結されている。
図8に示すように、クランパ8bに装着された回転工具8xは、例えば、高速回転を与える場合、回転指令が入ると、回転起動する。この回転はスピンドル7sに伝達され、タレット8の中央部で、図示しない例えば傘歯車で90度変換され、タレット8のクランパ8bに装着されたスピンドル8sに伝達され回転工具のエンドミルを回転する。<Rotation of rotary tool>
As shown in FIG. 4, in the cross-sectional view of the
As shown in FIG. 8, the
<工具交換の手順>
刃物台7の上方にATC装置10を搭載したATC付タレット形刃物台1による工具交換の手順を詳細に説明する(図7に記載の1〜7の動作順を参照)。
図7に示すように、十字状のタレット7のボディー7aから伸びた4つのクランパ8bを時計に見立てれば、3、6、9、12時の4つ。その中のマガジン11が一番接近できる12時の場所が工具交換位置となる。
(1)タレット割出用サーボモータ8mが駆動し、交換する旧工具を交換位置(12時)まで移動。旧工具が9時の位置であれば、9時から12時まで時計回りで1/4回転する。
(2)空圧シリンダ11bが駆動し、マガジン11がタレット側へ100mm前進して空のグリッパ11gが旧工具を把持する(図5参照)。
(3)空圧シリンダ11dが駆動してマガジン11が30mm上昇、グリッパ11gが旧工具をクランパ8bから上方へ引き抜く(図6参照)。
(4)マガジン割出用減速機付サーボモータ11mが駆動してマガジン11が旋回し、新工具を割り出す。
(5)空圧シリンダ11dが駆動してマガジン11が30mm下降、グリッパ11gが新工具をクランパ8bにセットする(図6参照)。
(6)空圧シリンダ11bが駆動し、マガジン11が100mm後退して待機する(図5参照)。
(7)タレット割出用サーボモータ8mが駆動し、交換した新工具を加工位置まで移動。例えば、12時の位置から3時まで時計回りで1/4回転する。
このATC(工具交換)の手順によれば、(2)〜(6)のATCの動作は加工中であっても支障なく並行にできるので、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高めることができる。<Procedure for changing tools>
The procedure of tool replacement by the turret type tool post 1 with ATC in which the
As shown in FIG. 7, if the four
(1) The turret
(2) The
(3) The
(4) The
(5) The
(6) The
(7) The turret
According to this ATC (tool change) procedure, the ATC operations (2) to (6) can be performed in parallel without any trouble even during machining, so the ATC time is removed from the current non-cutting time and the machining time is removed. The ratio of can be increased.
<B軸の活用>
図10に示すように、このターニングセンタ15は、左側には主軸台3が固定、右側には対向する2主軸台16が設けられた対向形主軸台である。主軸台の向こう側にはATC付タレット形刃物台1が搭載されており、実線で図示している。
例えば、B軸を利用してエンドミルで斜め穴を加工する場合、タレット8に装着したエンドミルの中心線と主軸3aの端面との傾きを0°とすると、このタレット8の傾き0(ゼロ)をaポジションとすれば、bポジションは15°の傾き、さらに、cポジションはタレットの反対側のエンドミルと交代して工具を45°の傾き、また、dポジションはさらに45°傾けて90°の傾きが可能であり、0°〜90°の任意角度で斜め穴を加工することができる。
ちなみに、図示したa′はタレット形刃物台aが回動するB軸中心点を示し、図示したb′はタレット形刃物台bが回動するB軸中心点、図示したc′はタレット形刃物台cが回動するB軸中心点を示す。
さらに、第2主軸台のワークを加工する場合はATC付タレット形刃物台1のB軸を180°回転すれば、タレット形刃物台eになる。このように、干渉なく向きを変えることができる。<Utilization of B axis>
As shown in FIG. 10, the turning
For example, when machining an oblique hole with an end mill using the B axis, if the inclination between the center line of the end mill mounted on the
By the way, a'in the figure indicates the B-axis center point where the turret-type tool post a rotates, b'in the figure indicates the B-axis center point in which the turret-type tool post b rotates, and c'in the figure indicates the turret-type tool. Indicates the B-axis center point where the turret c rotates.
Further, when machining the work of the second headstock, the B axis of the turret type tool post 1 with ATC is rotated by 180 ° to obtain the turret type tool post e. In this way, the orientation can be changed without interference.
図11は図10に示すC矢視図である。ここでのATC付タレット形刃物台1の説明は、重複するので割愛する。
図11に示すように、ATC付タレット形刃物台1の採用は、2主軸、2刃物台のターニングセンタにも好適である。
<ターニングセンタ>
ターニングセンタ15は、ベッド2の上面に第2ベース18が設けられ、その上面に摺動自在のW軸ガイドが配置されており、このW軸ガイドの上面にベース17を介して第2主軸台16が載置され、主軸台3と第2主軸台16とは対向主軸台を構成している。FIG. 11 is a view taken along the arrow C shown in FIG. The description of the turret type tool post 1 with ATC here is omitted because it is duplicated.
As shown in FIG. 11, the adoption of the turret type tool post 1 with ATC is also suitable for the turning center of the two spindles and the two tool post.
<Turning center>
In the
<第2刃物台>
図11に示すように、ベッド2の上面に設けられた第2ベース18の上面に摺動自在のZ3軸ガイドが配置されている。さらに、このZ3軸ガイドの上面には第2サドル19が設けられ、また、第2サドル19の上面にはX2軸ガイドが配置され、摺動自在の第2クロススライド20が配置されている。さらに、第2クロススライド20の上面には第2刃物台が搭載されている。第2刃物台には、例えば12角タレットが搭載されており、対向主軸台の主軸台3または第2主軸台16の切削加工を支援する。尚、Z3、X2軸等の軸移動機構については、サーボモータとボールねじを使用した従来の技術であるため、図示せず、説明も省略する。<2nd tool post>
As shown in FIG. 11, a slidable Z3 axis guide is arranged on the upper surface of the
<コンセプト>
このATC付タレット形刃物台1の開発に先立つコンセプトを示す。
(1)加工中であってもATC(自動工具交換)ができる。
(2)どの場所にあっても干渉がなく、ATCができる。
(3)コンパクト(例えば、HSK40Aのホルダの採用)で、加工時間を短縮する。
(4)低価格で提供する。
これらのコンセプトを実現するため、刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載したことにより、現状の非切削時間からATC時間を取り去り、加工時間の比率を高めることができる。また、マガジンの移動距離を最小にしてダイレクトで工具交換を可能とする。
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、ATC付タレット形刃物台1は、ターニングセンタ用の刃物台として説明したが、専用機に採用してもよい。刃物台の送り軸に同期するATC装置、つまり、刃物台のY軸に直交する上面にATC装置を搭載した構成のATC付タレット形刃物台ならば本願に抵触する。<Concept>
The concept prior to the development of the turret type tool post 1 with ATC is shown.
(1) ATC (automatic tool change) can be performed even during machining.
(2) ATC can be performed without interference at any location.
(3) Compact (for example, adoption of HSK40A holder), shortening the processing time.
(4) Offer at a low price.
In order to realize these concepts, by mounting the ATC device on the upper surface of the tool post orthogonal to the Y axis, the ATC time can be removed from the current non-cutting time and the ratio of the machining time can be increased. In addition, the moving distance of the magazine is minimized to enable direct tool replacement.
The present invention can be modified and modified in various ways within the scope of the technical idea. For example, the turret type tool post 1 with ATC has been described as a tool post for a turning center , but it may be used in a dedicated machine. An ATC device synchronized with the feed axis of the tool post, that is, a turret type tool post with ATC having an ATC device mounted on the upper surface orthogonal to the Y axis of the tool post conflicts with the present application.
1 ATC付タレット形刃物台
2 ベッド(45度スラント)
3 主軸台
3a 主軸
3b 三ツ爪チャック
3c ベース
4 サドル
5 クロススライド
6 Y軸コラム
6a 外周軸(ロータリーバルブ)
6b 中央軸(ロータリーバルブ)
6c 旋回側カップリング
6d 固定側カップリング
6e 連結・解除側カップリング
6f ピストン
6g クランプシリンダ
6h アンクランプシリンダ
6k ベアリング(クロスローラ)
6m Y軸用サーボモータ
6n リング
6o キャップ
6p Y軸ガイド
6q Y軸用ボールねじ
6r ロータ(DDモータの旋回側)
6s ステータ(DDモータの固定側)
6t センサ
6u 内側シリンダ
6v 外側シリンダ
7 刃物台
7a ボデー
7b ベース
7d 大歯車(旋回側カップリング8cの外周に歯を切ったもの)
7e 小歯車
7f カバー
7m 回転工具用モータ
7n 連結リング
7p ブラケット
7s スピンドル
8 タレット
8a 本体
8b クランパ
8c 歯車付旋回側カップリング(大歯車)
8d 固定側カップリング
8e 連結・解除側カップリング
8f ピストン
8g アンランプシリンダ
8h クランプシリンダ
8j キー
8k キー
8m タレット割出用サーボモータ
8n 小歯車
8o シリンダ
8p ピストン
8q プッシャ
8s スピンドル
8v ドローシャフト
8w カバー
8x 回転工具
8y 固定工具
10 ATC装置
11 マガジン
11a ベース
11b 空圧シリンダ(前進・後退)
11c マガジン台
11d 空圧シリンダ(上昇・下降)
11e 大歯車
11f 小歯車
11g グリッパ
11h つば部
11m マガジン割出用減速機付サーボモータ
11k 工具
11p 回動の支点ピン
11s ばね
11t 架台
15 ターニングセンタ
16 第2主軸台
17 ベース
18 第2ベース
19 第2サドル
20 第2クロススライド
21 第2刃物台
22 第2タレット1 Turret type tool post with
3
6b Central shaft (rotary valve)
6c
6m Y-
6s stator (fixed side of DD motor)
7e Small gear 7f
8d
11e
Claims (1)
ベッド(2)上のZ軸方向に摺動自在に設けられたサドル(4)と、
前記サドル(4)上のX軸方向に摺動自在に設けられたクロススライド(5)と、
前記クロススライド(5)上のY軸方向に立設されたY軸コラム(6)と、
前記Y軸コラム(6)が旋回自在に設けられたB軸と、
前記Y軸コラム(6)のY軸方向に摺動自在に設けられた刃物台(7)と、
前記刃物台(7)に固定工具および回転工具を装着するタレット(8)と、
前記刃物台(7)の上方にATC装置(10)を搭載したことを特徴とするATC付タレット形刃物台(1)。A turret-type tool post with ATC that constitutes machine tools such as multi-tasking machines and turning centers.
A saddle (4) slidable in the Z-axis direction on the bed (2),
A cross slide (5) slidably provided in the X-axis direction on the saddle (4) and
A Y-axis column (6) erected in the Y-axis direction on the cross slide (5) and
The B-axis in which the Y-axis column (6) is provided so as to be rotatable, and
A tool post (7) slidably provided in the Y-axis direction of the Y-axis column (6), and
A turret (8) for mounting a fixing tool and a rotary tool on the tool post (7),
A turret-type tool post (1) with an ATC, characterized in that the ATC device (10) is mounted above the tool post (7).
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- 2019-06-28 JP JP2019131467A patent/JP6698252B1/en active Active
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