JP2708376B2 - 工作機械の割り出し位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コラムの側面に配設さ
れた回転テーブルを、所定の回転角度に割り出して位置
決めするための工作機械の割り出し位置決め装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械に対してワークを所定の姿勢で
位置決めするために、回転テーブル（治具テーブル）が
使用されている。この回転テーブルは、ワークを取り付
けた状態で所定の角度だけ回転することにより、前記ワ
ークを工作機械の所望の加工工具に対して割り出し位置
決めするように構成されている。

【０００３】この場合、ワークを工作機械に対して高精
度に割り出し位置決めすることが望まれており、従来よ
り、互いに対向する面に歯形が形成された一対のカップ
リングを備えたカービックカップリングが広く使用され
ている。このカービックカップリングは、一方のカップ
リングが基台に装着されるとともに、他方のカップリン
グが軸受を介して回転する回転テーブルに装着されてお
り、一対のカップリングを互いに離間させた状態で前記
回転テーブルを所定の角度だけ回転させた後、該一対の
カップリングを噛合させることにより、前記回転テーブ
ルに取り付けられたワークの割り出し位置決めが行われ
るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のカー
ビックカップリングでは、それぞれのカップリングが水
平姿勢で配置されている場合（回転テーブルが鉛直軸線
回りに回転する場合）に精度よく割り出しができるもの
の、回転テーブルの軸心が、鉛直方向に対して傾斜した
り水平方向に指向していると、その割り出し位置決め精
度が低下してしまうという問題がある。すなわち、回転
テーブルを支持する軸受は、特に鉛直方向に交差する軸
線回りに回転される場合に、その予圧剛性を高める必要
がある。ところが、この予圧剛性を高めると、組み立て
誤差等で軸受部の軸心とカップリングの軸心とに心ずれ
が生じた際に前述した精度低下を招いてしまう。このた
め、一般的に、軸受部には許容範囲内でのガタが設けら
れている。しかしながら、鉛直軸線回りに回転する場合
は問題がないが、これに交差する軸線回りでの回転に際
しては回転テーブルが傾いてしまい、カップリングの締
結の支障となり、また、締結されても精度低下が惹起さ
れてしまう。

【０００５】本発明はこの種の問題を解決するためのも
のであり、鉛直方向に交差する軸線回りに回転自在な回
転テーブルを、コラムに対して高精度かつ確実に割り出
し位置決めすることが可能な工作機械の割り出し位置決
め装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、コラムの側面に配設され、鉛直方向に
交差する軸線回りに回転自在な回転テーブルを、所定の
回転角度に割り出して位置決めするための工作機械の割
り出し位置決め装置であって、前記回転テーブルに前記
コラム側に向かって設けられたリング状第１カップリン
グ部材と、前記第１カップリング部材の外周側に対応し
て前記コラム側に設けられ、該第１カップリング部材と
同軸的にかつ同一方向に向かって配置されたリング状第
２カップリング部材と、前記コラム側に前記回転テーブ
ルの軸線方向に進退自在に設けられ、前記第１および第
２カップリング部材に一体的に係合して前記回転テーブ
ルの位置決めを行うとともに、前記回転テーブルの軸線
方向に進退して該第１および第２カップリング部材から
離脱可能なリング状可動カップリング部材と、前記回転
テーブルの軸部外周面に形成されたテーパ部に係合自在
なテーパ孔を有し、前記コラム側に回転自在に支持され
る心出し部材と、前記回転テーブルの軸部と前記心出し
部材の間に構成され、前記回転テーブルを前記コラムに
対して進退移動させるためのシリンダ部と、 を備え、 前
記シリンダ部は、該回転テーブルを前記コラム側に移動
させることにより前記テーパ孔に前記テーパ部を嵌着さ
せて心出しを行いかつ前記第１カップリング部材のみを
前記可動カップリング部材に係脱自在にさせる一方、該
回転テーブルを前記コラムから離間する方向に移動させ
ることにより前記テーパ孔から前記テーパ部を離脱させ
かつ前記第１および第２カップリング部材を前記可動カ
ップリング部材に一体的に係合可能にさせることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】上記の本発明に係る工作機械の割り出し位置決
め装置では、回転テーブルが心出し部材に嵌着されて心
出しされた状態で所定の角度だけ回転された後、可動カ
ップリング部材がこの回転テーブル側に移動して、ま
ず、この可動カップリング部材が第１カップリング部材
にのみ係合する。次いで、シリンダ部を介して回転テー
ブルが心出し部材から離脱する方向に移動され、第１カ
ップリング部材と第２カップリング部材に可動カップリ
ング部材が一体的に係合し、前記回転テーブルの割り出
し位置決めが行われる。

【０００８】すなわち、回転テーブルが心出し部材によ
り心出しされた状態で可動カップリング部材が第１カッ
プリング部材に係合してこの回転テーブルの位置決めを
行い、さらに前記回転テーブルが前記心出し部材から離
脱するとともに、前記可動カップリング部材が前記第１
カップリング部材および第２カップリング部材に一体的
に係合する。従って、鉛直方向に交差する軸線回りに回
転自在な回転テーブルは、その重量に影響されることな
く高精度に割り出し位置決め作業が遂行される。

【０００９】

【実施例】本発明に係る工作機械の割り出し位置決め装
置について、これを組み込む多軸ヘッド型工作機械との
関連で実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００１０】図１乃至図３において、参照数字１０は、
多軸ヘッド型工作機械を示す。この工作機械１０は、コ
ラム１２と、多数の工具１４を装着した複数の多軸ヘッ
ド１６を鉛直面に沿って循環搬送するとともに前記コラ
ム１２に支持される環状搬送手段１８と、前記コラム１
２の側面１２ａに水平方向（矢印Ａ方向）に対して進退
可能に配設されるスライドテーブル２０と、このスライ
ドテーブル２０に設けられ被加工物Ｗを取り付けるため
の治具テーブル（回転テーブル）２２とを備え、前記ス
ライドテーブル２０と前記治具テーブル２２には、該治
具テーブル２２を所定の回転角度に割り出して位置決め
するための本実施例に係る割り出し位置決め装置２４が
組み込まれる。

【００１１】図１に示すように、環状搬送手段１８は、
回転駆動源２６を備え、この回転駆動源２６に係合する
チェーン２８ａ、２８ｂが多軸ヘッド１６を矢印Ｂ方向
に循環搬送する。環状搬送手段１８内には、加工姿勢で
ある水平姿勢に保持される一の多軸ヘッド１６の複数の
工具１４を一体的に回転駆動させる回転駆動源３０が装
着される。

【００１２】図２に示すように、環状搬送手段１８と平
行にストック手段３２が配設されるとともに、このスト
ック手段３２と前記環状搬送手段１８との間には、多軸
ヘッド１６を自動的に交換するための多軸ヘッド交換機
構３４が配設される。

【００１３】図１および図３に示すように、コラム１２
の側面１２ａには、上下方向に所定間隔離間してガイド
レール３６ａ、３６ｂが配設され、下方のガイドレール
３６ｂに近接して回転駆動源３８が装着される。回転駆
動源３８には、矢印Ａ方向に延びるボールねじ４０が連
結され、このボールねじ４０が、スライドテーブル２０
に設けられたナット部材４２に噛合する。

【００１４】図４に示すように、スライドテーブル２０
は、鉛直姿勢に保持されており、コラム１２に水平方向
に長尺に形成された開口部４４に挿入される軸受け筒体
４６を有する。軸受け筒体４６の端部には、治具テーブ
ル２２を回転させるためのサーボモータ４８が装着され
る一方、この治具テーブル２２は、水平方向に突出して
被加工物Ｗを位置決め保持する取付板部５０と、この取
付板部５０の端部から水平方向に延在してスライドテー
ブル２０の軸受け筒体４６内に回転自在に挿入されて前
記サーボモータ４８に連結される軸部５２とを備える。

【００１５】割り出し位置決め装置２４は、図４に示す
ように、治具テーブル２２に設けられるリング状第１カ
ップリング部材５４と、この第１カップリング部材５４
の外周側に対応してスライドテーブル２０（コラム１２
側）に設けられるリング状第２カップリング部材５６
と、前記第１および第２カップリング部材５４、５６に
一体的に係合して前記治具テーブル２２の位置決めを行
うとともに、前記治具テーブル２２の軸線方向（矢印Ｘ
方向）に進退して該第１および第２カップリング部材５
４、５６から離脱可能なリング状可動カップリング部材
５８と、前記治具テーブル２２の軸部５２の外周面に形
成されたテーパ部６０に係合自在なテーパ孔６２を有し
前記スライドテーブル２０（コラム１２側）に回転自在
に支持される心出し部材６４と、前記軸部５２と前記心
出し部材６４の間に構成され該治具テーブル２２を矢印
Ｘ方向に進退させるシリンダ部６６とを備える。

【００１６】第１カップリング部材５４は、コラム１２
側に歯形部５４ａを有し、第２カップリング部材５６
は、この第１カップリング部材５４と同軸的にかつ歯形
部５６ａを前記コラム１２側に向けて固着される。可動
カップリング部材５８は、第１および第２カップリング
部材５４、５６の歯形部５４ａ、５６ａに対向する歯形
部５８ａを有し、スライドテーブル２０とこの可動カッ
プリング部材５８の間に介装された比較的弾発力の大き
なばね６８を介して前記第１および第２カップリング部
材５４、５６側に付勢されている。

【００１７】可動カップリング部材５８の内周面にシリ
ンダを構成するピストン部７０が形成されており、この
ピストン部７０に作用する圧油を介して前記可動カップ
リング部材５８が矢印Ｘ方向に進退される。可動カップ
リング部材５８に係合するばね６８は、この圧油が切れ
た際に該可動カップリング部材５８を矢印Ｘ₁ 方向（第
１カップリング部材５４側）に付勢するための安全機構
を構成する。

【００１８】心出し部材６４は、スライドテーブル２０
にベアリング７２を介して回転自在に装着され、治具テ
ーブル２２の軸部５２に形成されたフランジ部７４とこ
の心出し部材６４の間に介装されたばね７６を介して前
記治具テーブル２２がコラム１２側に付勢されている。
シリンダ部６６は、心出し部材６４の内周面に形成され
たピストン部７８と、この内周面と軸部５２の外周面に
より形成され前記ピストン部７８が摺動自在に配設され
るシリンダ室８０ａ、８０ｂとを備える。ばね７６は、
ばね６８と同様に圧油の切れに対する安全機構としての
機能を有している。

【００１９】次に、本実施例に係る割り出し位置決め装
置２４の動作を、工作機械１０との関連で説明する。

【００２０】まず、治具テーブル２２の取付板部５０に
被加工物Ｗが保持された後、回転駆動源３８が駆動され
てボールねじ４０が回転されると、スライドテーブル２
０がガイドレール３６ａ、３６ｂに沿って矢印Ａ方向に
移動する。そして、被加工物Ｗが所定の加工位置に配置
されると、回転駆動源３０の作用下に一の多軸ヘッド１
６に装着された複数の工具１４が一体的に回転する。こ
れにより、被加工物Ｗに対して所望の加工作業が遂行さ
れることになる。

【００２１】ところで、被加工物Ｗに対して種々の加工
を行うために、この被加工物Ｗが取り付けられた治具テ
ーブル２２の回転割り出し作業が遂行される。すなわ
ち、治具テーブル２２の割り出し締結時には、図５に示
すように、第１および第２カップリング部材５４、５６
が、可動カップリング部材５８に一体的に噛合して治具
テーブル２２が位置決め固定されている。

【００２２】そこで、シリンダ部６６を構成するシリン
ダ室８０ａに圧力流体、例えば、圧油が供給されると、
治具テーブル２２の軸部５２が、図６中、矢印Ｘ₁ 方向
に押圧される。このため、治具テーブル２２が矢印Ｘ₁
方向に移動し、心出し部材６４のテーパ孔６２に軸部５
２のテーパ部６０が嵌着されてこの治具テーブル２２の
心出しが行われるとともに、第１カップリング部材５４
が可動カップリング部材５８をばね６８に抗して矢印Ｘ
₁ 方向に押圧し、この可動カップリング部材５８が第２
カップリング部材５６から離間する（図６参照）。

【００２３】一方、可動カップリング部材５８は、ピス
トン部７０に作用する圧油を介して矢印Ｘ₁ 方向に移動
し、第１カップリング部材５４から離間する（図７参
照）。この状態で、サーボモータ４８の駆動作用下に軸
部５２を介して治具テーブル２２が所定の角度だけ回転
され、取付板部５０に取り付けられた被加工物Ｗが所望
の加工姿勢に配置された際に、このサーボモータ４８の
駆動が停止される。

【００２４】上記のように、治具テーブル２２の割り出
しが行われた後、可動カップリング部材５８のピストン
部７０に逆方向に圧油が作用される。従って、可動カッ
プリング部材５８は、圧油およびばね６８の弾発力を介
して矢印Ｘ₂ 方向に移動し、この可動カップリング部材
５８が第１カップリング部材５４にのみ噛合する。これ
により、治具テーブル２２は、心出し部材６４を介して
正確に心出しされた状態で、所望の角度に割り出し位置
決めされることになる。

【００２５】次いで、シリンダ部６６を構成するシリン
ダ室８０ｂに圧油が供給されると、治具テーブル２２の
軸部５２が矢印Ｘ₂ 方向に移動し、心出し部材６４のテ
ーパ孔６２からテーパ部６０が離脱されるとともに、第
１カップリング部材５４が矢印Ｘ₂ 方向に移動して第２
カップリング部材５６と同一面上に配置される。このた
め、可動カップリング部材５８が、圧油およびばね６８
の弾発力を介して矢印Ｘ₂ 方向に移動すると、この可動
カップリング部材５８が第１および第２カップリング部
材５４、５６に一体的に噛合し、治具テーブル２２の割
り出し位置決め作業が終了する。

【００２６】このように、本実施例に係る割り出し位置
決め装置２４では、治具テーブル２２の軸部５２を心出
し部材６４に嵌着させて割り出しさせた後、前記治具テ
ーブル２２が前記心出し部材６４により心出しされた状
態で、第１カップリング部材５４に可動カップリング部
材５８が噛合して該治具テーブル２２の位置決めが行わ
れる。さらに、軸部５２が心出し部材６４から離脱する
とともに、第１カップリング部材５４と第２カップリン
グ部材５６とに前記可動カップリング部材５８が一体的
に噛合する。

【００２７】従って、治具テーブル２２の回転軸線方向
が水平方向に指向している場合に、この治具テーブル２
２の重量により前記治具テーブル２２の軸心が傾斜する
ことを確実に阻止できる。これによって、治具テーブル
２２をスライドテーブル２０（コラム１２側）に対して
高精度かつ効率的に割り出し位置決めすることが可能に
なるという効果が得られる。

【００２８】なお、本実施例では、治具テーブル２２の
軸部５２が水平方向に指向しているが、例えば、水平方
向に対し４５°傾斜する場合等、この軸部５２が鉛直方
向に交差する種々の方向に指向する場合に有効に対応す
ることができる。

【００２９】また、治具テーブル２２は、コラム１２に
進退可能に装着されたスライドテーブル２０に設けられ
ているが、この治具テーブル２２をコラム１２に直接装
着しても同様の効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る工作機械の割り出し位置決
め装置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００３１】回転テーブルが心出し部材により心出しさ
れた状態で、可動カップリング部材が第１カップリング
部材に係合してこの回転テーブルの位置決めを行い、さ
らに前記回転テーブルが前記心出し部材から離脱すると
ともに、前記可動カップリング部材が前記第１カップリ
ング部材および第２カップリング部材に一体的に係合す
る。従って、鉛直方向に交差する軸線回りに回転自在な
回転テーブルは、その重量に影響されることなく心出し
された状態で可動カップリング部材を介して確実に位置
決めされ、この回転テーブルの割り出し位置決め作業が
高精度かつ効率的に遂行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る割り出し位置決め装置を
組み込む多軸ヘッド型工作機械の概略正面図である。

【図２】前記工作機械の概略平面図である。

【図３】前記工作機械の概略側面図である。

【図４】前記割り出し位置決め装置の縦断面図である。

【図５】前記割り出し位置決め装置において、治具テー
ブルが割り出しされた状態の一部説明図である。

【図６】前記割り出し位置決め装置において、治具テー
ブルが心出しされた状態の一部説明図である。

【図７】前記割り出し位置決め装置において、治具テー
ブルが回転自在にされた状態の一部説明図である。

【符号の説明】

１０…工作機械 １２…コラム １４…工具 １６…多軸ヘッ
ド １８…環状搬送手段 ２０…スライド
テーブル ２２…治具テーブル ２４…割り出し
位置決め装置 ３６ａ、３６ｂ…ガイドレール ３８…回転駆動
源 ４８…サーボモータ ５２…軸部 ５４、５６…カップリング部材 ５８…可動カッ
プリング部材 ６０…テーパ部 ６２…テーパ孔 ６４…心出し部材 ６６…シリンダ
部６８、７６…ばね

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コラムの側面に配設され、鉛直方向に交差
   する軸線回りに回転自在な回転テーブルを、所定の回転
   角度に割り出して位置決めするための工作機械の割り出
   し位置決め装置であって、 前記回転テーブルに前記コラム側に向かって設けられた
   リング状第１カップリング部材と、 前記第１カップリング部材の外周側に対応して前記コラ
   ム側に設けられ、該第１カップリング部材と同軸的にか
   つ同一方向に向かって配置されたリング状第２カップリ
   ング部材と、前記コラム側に前記回転テーブルの軸線方向に進退自在
   に設けられ、 前記第１および第２カップリング部材に一
   体的に係合して前記回転テーブルの位置決めを行うとと
   もに、前記回転テーブルの軸線方向に進退して該第１お
   よび第２カップリング部材から離脱可能なリング状可動
   カップリング部材と、 前記回転テーブルの軸部外周面に形成されたテーパ部に
   係合自在なテーパ孔を有し、前記コラム側に回転自在に
   支持される心出し部材と、 前記回転テーブルの軸部と前記心出し部材の間に構成さ
   れ、前記回転テーブルを前記コラムに対して進退移動さ
   せるためのシリンダ部と、 を備え、 前記シリンダ部は、 該回転テーブルを前記コラム側に移
   動させることにより前記テーパ孔に前記テーパ部を嵌着
   させて心出しを行いかつ前記第１カップリング部材のみ
   を前記可動カップリング部材に係脱自在にさせる一方、
   該回転テーブルを前記コラムから離間する方向に移動さ
   せることにより前記テーパ孔から前記テーパ部を離脱さ
   せかつ前記第１および第２カップリング部材を前記可動
   カップリング部材に一体的に係合可能にさせることを特
   徴とする工作機械の割り出し位置決め装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の工作機械において、前記コ
   ラムの側面には、前記回転テーブルを支持して移動自在
   なスライドテーブルが配設されるとともに、 前記スライドテーブルには、前記第２カップリング部材
   と前記可動カップリング部材と前記心出し部材が装着さ
   れることを特徴とする工作機械の割り出し位置決め装
   置。