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JPH0763916B2 - マシニングセンタ - Google Patents

マシニングセンタ

Info

Publication number
JPH0763916B2
JPH0763916B2 JP61079487A JP7948786A JPH0763916B2 JP H0763916 B2 JPH0763916 B2 JP H0763916B2 JP 61079487 A JP61079487 A JP 61079487A JP 7948786 A JP7948786 A JP 7948786A JP H0763916 B2 JPH0763916 B2 JP H0763916B2
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JP
Japan
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water injection
holder
machining center
tool
machining
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61079487A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62236649A (ja
Inventor
嚴一 佐藤
Original Assignee
佐藤 厳一
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 佐藤 厳一 filed Critical 佐藤 厳一
Priority to JP61079487A priority Critical patent/JPH0763916B2/ja
Priority to US07/090,887 priority patent/US4822218A/en
Priority to EP87307790A priority patent/EP0305616B1/en
Priority to DE8787307790T priority patent/DE3783036T2/de
Priority to EP92201525A priority patent/EP0515002A1/en
Publication of JPS62236649A publication Critical patent/JPS62236649A/ja
Publication of JPH0763916B2 publication Critical patent/JPH0763916B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1084Arrangements for cooling or lubricating tools or work specially adapted for being fitted to different kinds of machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043Accessories for spindle drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2220/00Machine tool components
    • B23Q2220/008Rotatable tool holders coupled in parallel to a non rotating accessory

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工作物に対する種々の加工を、自動的かつ
高速で行うマシニングセンタに関するものである。
〔従来の技術〕
近年、生産ラインの合理化,無人化の見地から、フライ
ス加工,タツプ切り,ボーリングといつた種々の機械加
工を自動的かつ高性能に行いうるマシニングセンタ(複
合工作機械)が汎用されている。上記マシニングセンタ
は、通常、工作物を自動的に位置決めする位置決め機能
と、目的とする工作物の加工部位にフライス加工,タツ
プ切り,ボーリング等の必要な加工を施す工作機能とを
有するもので、上記必要な加工を施すための多種多様な
加工工具を工具ホルダーに連結固定して内蔵しており、
必要な工具をその中から自動的に選択して工具ホルダー
ごと取り出し、それ自身のスピドル下端に装着して加工
を行うようになつている。
このようなマシニングセンタに加工工具が工具ホルダー
ごと装着された状態を第10図に示す。図はマシニングセ
ンタの工作用スピンドル周辺部の縦断面図である。図に
おいて、1は工作物の加工に際し加工工具に回転運動を
与えるためのスピンドルで、2はスピンドル1の下端に
装着された工具ホルダー、3はこの工具ホルダー2の先
端に連結固定された加工工具である。この工具ホルダー
2を詳しく説明すると、工具ホルダー2は、上記スピン
ドルの下端近傍のテーパの付いた内壁3に嵌合する円錐
台状の嵌合部4と、上記嵌合部4の上端面中央からボル
ト状に突出していて上記スピンドル内のチヤツク部5と
係合する被把持部6と、上記嵌合部4の底部に形成され
マシニングセンタの工具脱着用アーム(図示せず)と係
合する係合溝部7を有するアーム被把持部8と、上記ア
ーム被把持部8の下端面中央から下方に延びる工具連結
軸9とを有する。そして、上記工具ホルダー2の工具連
結軸9の下端には加工工具3aが挿入され固定ねじ10によ
つて連結固定されている。
このような状態において、マシニングセンタの加工作業
はつぎのようにして行われる。すなわち、まず、上記ス
ピンドル1の下方に設けられている工作物載置用テーブ
ル(図示せず)上に工作物を載置する。上記テーブル
は、予め入力された指示に従つてXY方向にスライドする
ようになつており、工作物の加工開始点(原点)に上記
工作物を位置決めする。そして、スピンドル1を回転駆
動して工具ホルダー2ごと加工工具3aを回転させると同
時に上記テーブルを上昇させ(場合によつてはスピンド
ル1側を下降させ)加工工具3a外周の刃先を工作物の被
加工部位に圧接し、工作物の加工を開始する。その結
果、予め入力された指示に従つたテーブルの移動もしく
はスピンドル1の移動によつて上記圧接位置(加工点)
が時々刻々変化し一定の加工形状が工作物に付与され
る。このようにして一連の加工作業が終了し、加工工具
3aと工作物の圧接が解除され、加工済工作物はテーブル
上から取り出される。なお、同一加工を複数の工作物に
行う場合には、加工済工作物がテーブルから取り出され
ると同時に新たな工作物がテーブル上に供給されて、上
記一連の操作を繰り返すことにより連続的な加工が自動
的に行われる。
ところで、このようなマシニングセンタによる自動加工
においても、通常の加工作業と同様に切削液や研削液等
の注水が必要な場合があり、マシニングセンタ内に切削
液や研削液吐出用の注水ノズルが設けられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、工作物に対する工具の加工方向が、上記
のように工作物を載置したテーブルとスピンドルとの相
対的な位置関係によつて規制されるにもかかわらず、切
削液や研削液の注水は、通常、マシニングセンタ内のテ
ーブルおよびスピンドルの動きから全く無関係な部位に
固定された注水ノズルから行われており、上記テーブル
等の動き、すなわち工作物に対する工具の加工方向とは
無関係になつているのが実情である。したがつて、本
来、切削,研削等の加工において最も発熱する点、つま
り工具の刃が工作物に入つていくその接点を重点的に冷
却するのが望ましいにもかかわらず、的はずれな注水と
なつてしまい加工時の発熱を適切に冷却できないととも
に切削屑等が適切に除去できず、工具の損傷が激しい等
の問題を生じている。
そこで、注水用ノズルを第11図に示すように長く延ばし
て手指で方向を変えうるものとし、加工状態を見ながら
人間がノズル50を適当に動かしたりして対処することが
行われているが、マシニングセンタの特性である作業の
無人化を損なうこととなつている。したがつて、注水が
常に上記発熱点をねらつて行われるような機構を備えた
マシニングセンタの実現が望まれているが未だ実用化な
されていないのが現状である。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、マ
シニングセンタにおける注水が、常に工具の刃が工作物
に入つていくその接点をねらつて行われるような機能を
備えたマシニングセンタの提供をその目的とするもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、この発明のマシニングセン
タは、注水ノズルと注水パイプを取り付けた保持具が回
転自在に取り付けられた工具ホルダーをその下端内部に
嵌合しうるスピンドルと、上記スピンドルを駆動するス
ピンドル駆動手段とを備えたマシニングセンタであつ
て、上記工具ホルダーの保持具に取り付られた注水パイ
プと着脱自在に嵌合して嵌合時に注水パイプと連通一体
化する連結手段と、上記連結手段に注水液を供給する供
給手段と、上記連結手段を介して保持具を駆動する補助
駆動手段と、加工時に保持具に取り付けられた注水ノズ
ルの注水口が加工点を向くように上記保持具の補助駆動
手段による駆動を制御する制御手段とを有するという構
成をとる。
〔作用〕
すなわち、この発明者は、マシニングセンタにおける注
水が、常に工具の刃が工作物に入つていくその接点を狙
つて行われるような機能をマシニングセンタに付加する
ためには、注水用ノズル自体が一定の制御のもとで工作
物の動きと連動しなければならない、と考えた。そこ
で、工作物の動きと連動する注水用ノズルを、マシニン
グセンタ本体に取り付けるか、マシニングセンタに装備
される工具ホルダーに取り付けるかについて検討した結
果、マシニングセンタ本体に注水用ノズルを取り付ける
と、その駆動制御や注水経路の形成等が簡単である反
面、加工点と注水用ノズル取り付け位置との距離が遠
くなつて注水方向を正確に定めにくい、加工の種類に
応じてそれに合つた工具が工具ホルダーごと自動的に選
択されマシニングセンタ本体のスピンドルにセツトされ
るが、工具の大きさや種類等によつて加工点の高さが変
わるため、その都度いちいち注水用ノズルの高さを調節
しなければならない、等の不都合があることが判明し
た。これに対し、工具ホルダーに注水用ノズルを取り付
け、マシニングセンタ本体側から駆動制御や注水を行う
ことにすると、工具ホルダー装着時にマシニングセンタ
本体側と上記注水用ノズルとを連結しなければならない
点で工夫が必要であるが、工具交換ごとに注水用ノズル
の高さを調節することは不要となり、常に加工点に向か
つて的確な注水を行うことができる。このような立場か
ら、工具ホルダー側に注水用ノズルを取り付けることに
ついて一連の研究を行つた。その結果、マシニングセン
タに装着する工具ホルダーの工具連結軸に注水液の跳ね
返りを防ぐ保持具を取り付け、この保持具に注水ノズル
を取り付けるとともに上記保持具から突出してマシニン
グセンタ本体側と着脱自在に嵌合する注水パイプを取り
付け、上記注水パイプを介して上記保持具を、工作物に
対する工具の動きに連動させるように回転もしくは停止
させて注水ノズルの注水口を加工点に向けながら注水を
行うようにすると、所期の目的を達成することを見出い
だし、この発明に到達した。
〔実施例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。
この発明のマシニングセンタの一実施例であつて、工具
ホルダー14を装着した状態のものを第1図に示す。
このマシニングセンタは、基本的な構成は従来のマシニ
ングセンタ(第10図参照)と同様であるが、後述の特殊
な工具ホルダー14を装着してこれを駆動し制御するため
一部を改造している。すなわち、このマシニングセンタ
は、スピンドル1の外筒1a下端面に、その円周に沿つて
回動するリングギヤ30と、これにかみ合い上記リングギ
ヤ30を円周方向に駆動するウオームギヤ31と、これに間
欠的な回動を与えるステツピングモータ等のパルスモー
タ32とからなる補助駆動手段を備えており、スピンドル
1の回転駆動系からは全く独立してリングギヤ30を回転
させるようになつている。30aは上記リングギヤ30をス
ピンドル1の外筒1aの下端面に回転自在に保持するガイ
ドリングで、リングギヤ30とウオームギヤ31とがかみ合
う部分に対応する部分が切欠かれている。上記リングギ
ヤ30の下端面の一個所には、連結パイプ33が取り付けら
れていて、これに注水用チユーブ(図示せず)が連通さ
れている。このマシニングセンタにおけるスピンドル1
内には、保持具16と、これに取り付け固定された注水ノ
ズル17と、この注水ノズル17と連通する注水パイプ18を
備えた特殊構造の工具ホルダー14が挿入固定される。こ
の場合、上記保持具16は、工具ホルダー14自体の回転に
は影響を受けないようになつており、上記連結パイプ33
と連結した状態の注水パイプ18を介して上記リングギヤ
30の回動に伴い回動するようになつている。これによ
り、上記注水ノズル17のノズル口の指向方向も変化す
る。このマシニングセンタは、上記注水ノズル17のノズ
ル口を自動的に加工点に向け、その加工点に注水液を自
動的に投射するようにするものである。このため、上記
出力にもとずいてパルスモータ32にはリングギヤ30の駆
動を制御する制御手段(図示せず)が連結されている。
上記制御手段としては、例えば、加工点の位置を読み取
つて信号を出力する読み取り手段と、上記読み取り手段
からの出力信号にもとづいて注水ノズル17の注水口が加
工点を向くような保持具16の回転角を演算しこれを出力
する演算処理手段と、上記出力にもとづいてパルスモー
タ32に通電する通電手段とを組み合わせたものがあげら
れる。このような組合せにおいて、上記読み取り手段
は、例えば適切は加工を施すために工作物を移動させる
工作物載置テーブルの動きをX,Y座標で読み取るもの
で、工作物載置テーブルの動きに合わせて加工点が移動
するというマシニングセンタの特質を利用するものであ
る。上記読み取りは、加工開始点のテーブルの位置を原
点(0,0)とし、t1秒後の位置を(x1,y1),t2秒後の
位置を(x2,y2)……として連続的に読み取ることによ
り行う。上記読み取り手段によつて得られたデータ信号
は、コンピュータ等の演算処理手段に入力される。上記
演算処理手段では、上記データ信号の入力を受けてΔt
におけるテーブルの変位から、これに対応する保持具16
の回転角を演算して出力するようになつている。ただ
し、テーブルの変位から保持具16の回転角を演算するた
めの演算式は、研削すべき工作物の形状によつて異なる
ので、マシニングセンタのプリセツト段階で予め演算式
を入力し、もしくはすでに入力された複数の演算式から
選択しておく必要がある。そして、上記演算処理手段か
らの出力にもとづいて上記補助駆動手段に信号が送ら
れ、必要な角度だけリングギヤ30を回転するようになつ
ている。ここで、上記特殊な工具ホルダー14について詳
しく説明する。この工具ホルダー14は、上記マシニング
センタの改造に合わせて開発されたものであり、第2図
に示すように構成されている。すなわち、この工具ホル
ダー14は、スピンドル1の下端近傍のテーパの付いた内
壁3に嵌合する円錐台状の嵌合部4と、上記嵌合部4の
上端面中央からボルト状に突出していて上記スピンドル
1内のチヤツク部5と係合する被把持部6と、上記嵌合
部4の底部に形成されマシニングセンタの工具脱着用ア
ーム(図示せず)と係合する係合溝部7を有するアーム
被把持部8と、上記アーム被把持部8の下端面中央から
下方に延びる工具連結軸9とを有している。16は、工具
連結軸9に玉軸受15を介して取り付けられ上記工具連結
軸9の回転の影響を受けず静止状態を保持しうる保持具
である。この保持具16は、側面の一部が切断された有天
円筒状をしており、その外周部には、根元が一体となつ
ており保持具16の側面に沿つて延びる左右一対の注水ノ
ズル17が、上記保持具16における切断部の左右両側縁か
らノズル口を加工点に向けた状態で取り付けられてい
る。18は注水パイプであり、それ自身の下端が上記注水
ノズル17の根元部に連通し上端が前記マシニングセンタ
の補助駆動系の連結パイプ33に着脱自在に嵌合するよう
になつている。上記保持具16における玉軸受15の内側に
は、上記工具連結軸9に遊嵌されたスライダ19が嵌合さ
れ、その下に同軸的に装着さればね当て21で支受されて
いる圧縮ばね材20のばね力によつて矢印Aの方向に押し
上げ付勢されている。この押し上げ付勢力により、上記
注水パイプ18は連結パイプ33に強固に嵌合し嵌合部を水
密構造(第1図参照)にする。22は先端が半球状に加工
されたストツパで、保持具16がマシニングセンタのスピ
ドル1から取り外されたときに、第2図に示すようにア
ーム被把持部8の下端面の適正位置に設けられた円錐状
溝部23に嵌合し、注水パイプ18を適正位置に位置決めす
る作用を発揮する。13は加工工具である研削砥石であ
り、図示の二点鎖線のように上記工具連結軸9の先端に
取り付けられている。
上記工具ホルダー14についてそのB−B′断面を示す第
3図にもとづきより詳しく説明すると、上記保持具16
は、側面の一部が切断された有天円筒状をしており、そ
の切断部の左右両側縁に注水ノズル17のノズル口が位置
していて上記研削砥石13の研削面の頂部13a(研削点と
なる)を狙うようにプリセツト段階で調整されている。
このような工具ホルダー14を装着して駆動するために、
この発明のマシニングセンタ側の前記リングギヤ30に備
えられた連結パイプ33と、工具ホルダー14側の注水パイ
プ18とが工具ホルダー14の装着時に自動的に嵌合するよ
うになつている。これは、工具ホルダー14をマシニング
センタのスピンドル1から自動的に取り外したり装着し
たりする際には、工具ホルダー14とスピンドル1とマシ
ニングセンタとが相互に同一の位置関係を保つて行われ
るという特性を利用して行うものである。すなわち、工
具ホルダー14の取り外し時にはスピンドル1はマシニン
グセンタに対して常時同一位置(円周方向の停止位置)
で停止し、かつ工具ホルダー14はそのスピンドル1に対
して同一位置関係を保つて取り外される。そして、工具
ホルダー14の装着時も上記と同様、同一位置関係を保つ
て行われる。したがつて、工具ホルダー14を装着する際
には、自動的に注水パイプ18が連結パイプ33に対峙し連
結されるようになる。より詳しく説明すると、この工具
ホルダー14では、前記のように工具ホルダー14に対して
保持具16が、ストツパ22とアーム被把持部8底面の円錐
状溝部23との嵌合によつて適正位置に位置決めされてい
るため。結局工具ホルダー14に対して、保持具16、ひい
ては、注水パイプ18が工具ホルダー14の円周方向におい
て必ず一定の位置にあるようになつている。したがつ
て、上記工具ホルダー14は、スピンドル1に装着される
際、その注水パイプ18がマシニングセンタに対して必ず
一定の位置にくるように装着されるようになる。なお、
上記嵌合時の注水パイプ18の長さは、工具ホルダー14が
マシニングセンタに装着された状態では、ストツパ22が
円錐状溝部23と嵌合しないよう調製する必要がある。す
なわち、保持具16は、工具ホルダー14の装着後研削作業
開始時には、前記マシニングセンタのスピンドル1の外
筒1a下端面に配設されたリングギヤ30の動きに合わせて
円周方向に回転,停止を行わなければならないのであ
り、上記ストツパ22が上記溝部23と嵌合しているとこれ
が不可能になるからである。このとき、一体化した注水
パイプ18と連結パイプ33は、単に注水液の通路となるだ
けでなく、上記マシニングセンタ側のリングギヤ30の駆
動を保持具16に伝達する働きを兼ねる。上記リングギヤ
30の駆動は、ウオームホイール31を介してパルスモータ
32によつて与えられる。このパルスモータ32の駆動は、
前記駆動制御システムによつて制御されており、研削砥
石13の工作物に対する研削点が移動するに従つて保持具
16を回転もしくは停止させ、保持具16に固定されて注水
ノズル17のノズル口を適正位置に位置決めするようにな
つている。
このようにして、工具ホルダー14が装着されると同時に
保持具16がそれに取り付けられた注水パイプ18を介して
マシニングセンタに設けられた補助駆動手段からの駆動
に連結された状態となり、研削加工が開始される。この
場合、研削対象である工作物の位置決め,移動は、通常
のマシニングセンタと同様に行われる。しかしながら、
上記マシニングセンタを用いた研削は、研削液の注水が
従来のマシニングセンタのように固定位置からの注水で
はなく、研削点の移動に合わせて回転,停止を行う保持
具16に取り付けた注水ノズル17からの注水であるため、
常時研削点を狙つて注水することができる。これがこの
発明の最大の特徴である。これについて詳しく説明す
る。第4図は、この発明のマシニングセンタに工具ホル
ダー14を装着して、その平面形状が4つの頂角A,B,C,D
を有する四角形の工作物40の4側面を研削する場合の注
水を説明するため模式的な平面図である。砥石13には上
方のスピンドル(図示せず)から矢印Pの方向に回転が
与えられており、いま、工作物40の頂角Aから頂角Bに
向かつて研削が行われている。このとき、注水ノズル17
からの注水は矢印Q,Q′のように研削点を狙つているの
で研削点での発熱が抑えられると同時に研削屑の除去が
適切に行われ、優れた研削面を得ることができる。つぎ
に、工作物40の頂角Bから頂角Cに向かつて研削が行わ
れる。この状態を第5図に示す。このとき、砥石13の工
作物に対する相対的な動きは、矢印Rのように示すこと
ができる。一方、保持具16は、上記砥石13の動きに追従
するのみでは、二点鎖線16′で示される配置になつてし
まうため、注水が常に研削点を狙つて行われるようにす
るには、保持具16を、さらに円周方向時計回りに90°回
転させなければならない。このような保持具16の90°回
転は、注水パイプ18に連結されたリングギヤ30(第1
図)の動きによつて行われる。上記リングギヤ30の駆動
制御はすでに述べた通り、マシニングセンタに内蔵され
た制御システムによつて行われる。したがつて、頂角B,
C間の研削においても、第5図に示すように、注水が常
に研削点を狙つて行われるようになる。頂角C,D間D,A間
においても、上記と同様に注水が常に研削点を狙つて行
われるようになる。
このように、上記マシニングセンタを用いた研削では、
研削点の移動とともに、その動きと連動された保持具16
の動きによつて注水が常に研削点を狙つて行われるよう
になるのである。特に、上記保持具16が、マシニングセ
ンタ本体側ではなく工具ホルダー14側に取り付けられて
おり、砥石13のごく近傍から注水ノズル17が延びている
ため、加工点への注水の向きを非常に正確に設定するこ
とができる。また、上記保持具16は、マシニングセンタ
に装備される各工具ホルダー(加工工具の種類が異な
る)ごとに取り付けられるため、実際の加工作業におい
て、工具の交換(工具ホルダーの交換)のたびに、その
加工に応じて予め位置決めされた注入ノズルが工具とと
もにセツトされることとなり、いちいち人間が手でノズ
ルの高さや向きを調節し直す必要がない。
なお、上記実施例において注水パイプ33の嵌合部は、第
6図に示すように注水パイプ18の先端外径が細径になつ
ており、一方、連結パイプ33の先端開口部は、下方に向
かつて拡がつていて、嵌合が容易になされるようになつ
ているが、この関係を逆にしてもよい。
また、注水が高圧で行われる場合には嵌合部から水が洩
れて両者の嵌合が離れやすいため、第7図に示すように
連結パイプ33の内壁にゴムパツキン33aを接着してお
き、このゴムパツキン33aと連結パイプ33の内壁の間隙
に注水パイプ18の先端を挿入するようにしてもよい。こ
のようにすると、高圧注水を行つても上記ゴムパツキン
33aが水圧を受けて嵌合部内壁を内側から外側に押すた
めに両者の境目が密着した状態を保ち、離れることがな
い。
また、上記研削加工において、研削対象である工作物
は、上記のような四角状に限らず、六角状,八角状等の
多角形状のものや、円形状,特殊形状のもの等、いずれ
の形状をしていてもよい。前記のようにマシニングセン
タのプリセツト段階で、補助駆動制御システムに入力す
る制御のための演算式を変換すれば足りるからである。
さらに、この発明のマシニングセンタに取り付ける加工
工具としては、上記研削砥石13に限らず、フライスカツ
ター,ドリル等、通常マシニングセンタに装備される種
々の加工工具から選択することができ、工具の種類によ
つて、種々の加工作業に供することができる。ただし、
この発明のマシニングセンタは、注水を、常に加工点を
狙つて行うことができるのが最大の特徴であり、従来か
ら注水について問題の多かつた研削加工に供することが
その効果の点から最適であると考えられる。
また、上記マシニングセンタにおいて、第8図に示すよ
うに、注水パイプ18をそれぞれ2本(a)あるいは3本
(b)設けて注水ノズル17の本数を増やすために、リン
グギヤ30の下端面の連結パイプ33を2個あるいは3個に
増やしてもよい。このようにすると、低圧注水と高圧注
水を適宜組み合わせて、よりきめ細やかな注水を行うこ
とができるのである。
さらに、上記マシニングセンタにおいて、リングギヤ30
の回転駆動を保持具16に伝達する注水パイプ18は、上記
回転駆動をその上端部(連結パイプ33との連結部)のみ
で受けるため、上記回転方向に荷重がかかり、損傷を招
くおそれがある。したがつて、第9図のように、注水パ
イプ18に対してリングギヤ30の回転方向と逆の位置にシ
リンダ35を設けておき、リングギヤ30の回転が矢印のよ
うに開始されると同時に、上記シリンダ35のピストンロ
ツド先端36で注水パイプ18の外壁面を押圧するようにし
てもよい。
また、上記実施例では、保持具16を工具連結軸9に、玉
軸受15を介して回転自在に取り付けているが、保持具16
を工具連結軸9に対し回転自在に取り付ける態様は、ど
のようなものであつても差し支えはない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明のマシニングセンタは、従来の
マシニングセンタの本体および工具ホルダーに数点の部
品を組み合わせて取りつけただけで、注水を常に加工点
を狙つて行うことができるという従来にない優れた効果
を発揮するものである。したがつて、この発明のマシニ
ングセンタを用い、これに適合した所定の工具ホルダー
を介して加工工具を装着して加工を行うと、注水が常に
工作物と加工工具との接点である加工点に行われるた
め、加工点での発熱が抑えられると同時に研削屑の除去
等が適切に行われ、精度のよい加工を実現することがで
きるのである。また、加工工具の損傷,摩耗も極めて少
なくなり、作業効率の向上効果を得ることもできるよう
になる。特に、この発明のマシニングセンタでは、マシ
ニングセンタに装備される工具ホルダーに注水ノズルが
取り付けられているため、工具のごとく近傍から注水が
行われることになり、加工点への注水の向きを非常に正
確に設定することができる。しかも、実際の加工作業に
おいて、工具の交換(工具ホルダーの交換)のたびに、
その加工に応じて予め位置決めされた注水ノズルが工具
とともにセツトされるため、いちいち人間が手でノズル
の高さや向きを調節し直す必要がないという利点を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は
この発明に用いる工具ホルダーの正面図、第3図は第2
図のB−B′断面図、第4図および第5図はこの発明の
実施例品を用いた加工工程の説明図、第6図はこの発明
のマシニングセンタと工具ホルダーの連結部の説明図、
第7図はその変形例の説明図、第8図はこの発明に用い
る工具ホルダーの注水ノズルと注水パイプの変形例を示
す説明図、第9図はこの発明の他の実施例の一部分を示
す正面図、第10図は従来のマシニングセンタを示す縦断
面図、第11図は従来のマシニングセンタの注水機構を示
す部分的斜視図である。 1……スピンドル、1a……スピンドル外筒、4……嵌合
部、5……チヤツク部、6……被把持部、7……係合溝
部、8……アーム被把持部、9……工具連結軸、13……
研削砥石、14……工具ホルダー、15……玉軸受、16……
保持具、17……注水ノズル、18……注水パイプ、19……
スライダ、20……圧縮ばね、21……ばね当て、22……ス
トツパ、23……溝部、30……リングギヤ、30a……ガイ
ドリング、31……ウオームホイール、32……パルスモー
タ、33……連結パイプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】注水ノズルと注水パイプを取り付けた保持
    具が回転自在に取り付けられた工具ホルダーをその下端
    内部に嵌合しうるスピンドルと、上記スピンドルを駆動
    するスピンドル駆動手段とを備えたマシニングセンタで
    あつて、上記工具ホルダーの保持具に取り付られた注水
    パイプと着脱自在に嵌合して嵌合時に注水パイプと連通
    一体化する連結手段と、上記連結手段に注水液を供給す
    る供給手段と、上記連結手段を介して保持具を駆動する
    補助駆動手段と、加工時に保持具に取り付けられた注水
    ノズルの注水口が加工点を向くように上記保持具の補助
    駆動手段による駆動を制御する制御手段とを有すること
    を特徴とするマシニングセンタ。
  2. 【請求項2】保持具を駆動する補助駆動手段として、リ
    ングギヤとこれにかみ合うウオームギヤとこれに間欠的
    な回動を与えるパルスモータが設けられている特許請求
    の範囲第1項記載のマシニングセンタ。
  3. 【請求項3】補助駆動手段による駆動を制御する制御手
    段として、加工点の位置を読み取り信号を出力する読み
    取り手段と、上記読み取り手段の出力信号を入力しその
    信号にもとづいて保持具に取り付けられた注水ノズルの
    注水口が加工点を向くような上記保持具の回転角を求め
    て出力する演算処理手段と、上記出力にもとづいて上記
    補助駆動手段を制御する信号を送る信号伝達手段とが設
    けられている特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    マシニングセンタ。
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DE8787307790T DE3783036T2 (de) 1986-03-31 1987-09-03 Bearbeitungszentrum mit fluidzufuehreinrichtungitungszentrum.
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