(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な数値制御工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるＬ形ベースと、該Ｌ形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する駆動手段と、前記内研主軸頭の旋回角度を前記砥石軸が主軸軸心線と主軸テーパ面とのなす角度とほぼ一致するように調整する手段とからなり、工作機械の主軸回転と数値制御による各軸制御機能とを利用して再研削加工することを特徴とする主軸テーパ穴再研装置。
【請求項２】
主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるＬ形ベースと、該Ｌ形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台上の直線案内に沿って移動可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭を移動する第１駆動手段と、前記内研主軸頭に前記直線案内と平行に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する第２駆動手段と、前記旋回台を前記砥石軸が主軸軸線と主軸テーパ面とのなす角度と一致するように旋回する第３駆動手段と、前記第１駆動手段及び第３駆動手段のそれぞれのモータを制御する数値制御装置とを設けたことを特徴とする主軸テーパ穴再研装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マシニングセンタ等工作機械の主軸テーパ穴は長期間の使用で摩耗や疵が付くと加工制度に影響が出るのでテーパ穴の再研削加工が行われている。この作業は主軸を工作機械から分解取外して専用の内面研削盤で再研削を行っていた。この方法は大変面倒で、時間を要し能率が悪いため、最近実公平４−４０８４４号で公知の可搬式加工装置が開発された。
【０００３】
このものは図８に示すように工作機械のテーブル上に設置可能なベース１０１の長手方向に移動可能に設けられたスライドベース１０２上に、水平軸回りに回転可能に支持される旋回テーブル１０３を設け、この旋回テーブル上に移動可能に設けられているスライドベース１０４に駆動モータ１０５を有するホイールヘッド１０６が取着されている。このホイールヘッド１０６は旋回テーブル１０３の９０°旋回で横形主軸１０７Ａにもたて形主軸１０７Ｂにも対応可能で、バイエルモータ１０８により軸方向移動可能とされており、研削時の砥石の切込はハンドル１０９により行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた実公平４−４０８４４号の先行技術は、横形主軸とたて形主軸とに対応するための旋回テーブルを有し、研削時の砥石の切込とオッシレーション用の送り機構を有する大掛かりな装置となっている。このため持ち運びに不便で、コスト高になるという問題を有している。
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、マシニングセンタ等工作機械が有している軸制御機能を利用して再研削を行う簡素かつ低コストの主軸テーパ穴再研削装置を供給しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の主軸テーパ穴再研装置は、主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な数値制御工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるＬ形ベースと、該Ｌ形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する駆動手段と、前記内研主軸頭の旋回角度を前記砥石軸が主軸軸心線と主軸テーパ面とのなす角度とほぼ一致するように調整する手段とからなり、工作機械の主軸回転と数値制御による各軸制御機能とを利用して再研削加工するものである。
【０００６】
また主軸とテーブルとが主軸軸線方向と主軸軸線と直角な水平方向とに相対移動可能な工作機械の主軸テーパ穴を機上において再研削する装置であって、前記テーブル上に着脱可能に固着される外側の二面の何れかが選択的にテーブル当接面となるＬ形ベースと、該Ｌ形ベース内側の一方の平面上に該平面と直角な軸の回りで旋回可能に設けられた旋回台と、該旋回台上の直線案内に沿って移動可能に設けられた内研主軸頭と、該内研主軸頭を移動する第１駆動手段と、前記内研主軸頭に前記直線案内と平行に回転可能に軸承され先端に内研砥石を着脱可能に有する砥石軸と、該砥石軸を回転する第２駆動手段と、前記旋回台を前記砥石軸が主軸軸線と主軸テーパ面とのなす角度と一致するように旋回する第３駆動手段と、前記第１駆動手段及び第３駆動手段のそれぞれのサーボモータを制御する数値制御装置とを設けたものである。
【０００７】
【作用】
請求項１の主軸テーパ穴再研装置でたて形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、例えばＬ形ベースを内研主軸頭が取り付けられている内側の一方の平面が垂直でテーブル移動方向と直交するようにテーブル上に固定し、砥石軸がテーパ面と一致するように内研主軸頭を旋回し、主軸を回転して主軸頭のテーブル移動方向と直交するの水平方向移動による砥石の切込みと、主軸スリーブの主軸軸心方向の移動と主軸頭の水平方向移動とのＮＣ同期制御による斜め方向の往復動とでたて形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【０００８】
また、請求項１の主軸テーパ穴再研装置で横形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、Ｌ形ベースを外側のテーブル取付面でない一方の平面が垂直でテーブル移動可能と平行にテーブル上に固定し、砥石軸がテーパ面と一致するように内研主軸頭を旋回し、テーブルの主軸軸心線と直角な水平方向の移動による砥石の切込みと、主軸頭の主軸軸心方向の移動とテーブルの水平方向の移動とのＮＣ同期制御による斜め方向の往復動とで横形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【０００９】
請求項２の主軸テーパ穴再研装置で同期二軸制御のできない旧形の数値制御工作機械のたて形主軸テーパ穴を再研削する場合は、請求項１の作用と同様、Ｌ形ベースを旋回台が取り付けられている面が垂直でテーブル移動方向と直交するようにテーブル上に固定し、ＮＣ制御で旋回台を砥石軸が主軸テーパ穴のテーパ面と一致するように旋回し、主軸頭のテーブル移動方向と直交する水平方向移動による砥石の切込みと、ＮＣ制御による内研主軸頭の砥石軸方向の往復移動とによりたて形主軸のテーパ穴の再研削加工を行う。
【００１０】
また、請求項２の主軸テーパ穴再研装置で上述と同様の旧形の数値制御工作機械の横形主軸のテーパ穴を再研削する場合は、請求項１と同様、Ｌ形ベースを外側のテーブル取付面でない一方の平面が垂直でテーブル移動方向と平行にテーブル上に固定し、ＮＣ制御で旋回台を砥石軸がテーパ面と一致するように旋回し、テーブルの水平方向の移動による砥石の切込みと、ＮＣ制御による内研主軸頭の砥石軸方向の往復移動とにより横形主軸のテーパ穴の再研加工を行う。
【００１１】
【実施例】
以下実施例について図面にもとづいて説明する。
実施例１
図１は実施例１の主軸テーパ穴再研装置により門形式のたて形マシニングセンタの主軸テーパ穴を再研削していることを示す正面図で、図３は主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。図１のたて形マシニングセンタにおいて、ベッド１上に設けられた前後方向（Ｘ軸方向）の案内上にテーブル２が移動位置決め可能に載置され、図示しない門形コラムに設けられているクロスビーム上の左右方向（Ｙ軸方向）の案内上にテーブル２が移動位置決め可能に載置され、図示しない門形コラムに設けられているクロスビーム上の左右方向（Ｙ軸方向）の案内上に移動位置決め可能に載架されている図示しない主軸頭に、主軸スリーブ３が上下方向（Ｚ軸方向）に移動位置決め可能に支持され、主軸スリーブ３に主軸４が回転可能に軸承されている。
【００１２】
実施例１の主軸テーパ穴再研装置５のテーブル２上に取付けられるＬ形ベース６は、図３に示すように外側の互いに直角をなす二面６ａ，６ｂがたて形マシニングセンタのテーブル２と後述の横形マシニングセンタのテーブル１２との上面に選択的に当接される取付面に形成されていて、内側の一方の平面６ｃの中央部に案内穴６ｄ〔図２（ｂ）〕が垂直に穿設されている。この案内穴６ｄに回転可能に嵌合されるボス部を一体に有する旋回台７が平面６ｃ上に旋回角度位置変更可能に載置され、旋回台７上に内研主軸頭８が固着されている。
【００１３】
内研主軸頭８には砥石軸９が回転可能に軸承されていて、砥石軸９の先端に内研用砥石１０が着脱可能に嵌着されており、砥石軸９は砥石モータ１１によりベルト２２を介して回転される。旋回台７は主軸テーパ穴４ａのテーパ面と主軸中心線とのなす角度θと砥石軸心線がほぼ一致するように複数本のボルト１３によりＬ形ベース６に固着されていて、予めこのときの旋回角度位置を表すゼロマーク７ａが刻印されている。そして旋回台７のボルト穴は円弧状の長穴に形成されていて、旋回台７の外周に凸部７ｂが一体に形成されている。Ｌ形ベース６の旋回台取付面６ｃ上には、この凸部７ｂの両側位置に座１４が固着されていて、この両側の座１４に調整ボルト１５が凸部７ｂにほぼ直角に先端が当接するように螺着されている。
【００１４】
以上のように構成されている実施例１の主軸テーパ穴の再研装置５をたて形マシニングセンタのテーブル２上に取り付け、主軸４のテーパ穴４ａの再研削を行う場合は、図１に示すように先ずＬ形ベース６の外側の一面６ａをテーブル取付面とし、テーブル２に刻設されている図示しないＸ軸方向のＴ溝を基準として、旋回台７が取付られている垂直面６ｃが例えばＸ軸方向前側を向くように主軸テーパ穴再研削装置５をテーブル２上に固着する。
【００１５】
次いで主軸テーパ穴４ａに図示しない工具ホルダ付の砥石修正用ダイヤモンドドレッサを装着する。そして回転する砥石１０の外周にドレッサのダイヤモンドの先端が当接するようにテーブル２と図示しない主軸頭と主軸スリーブ３とをそれぞれ位置決めしたのち、主軸頭のＹ軸移動と主軸スリーブ３のＺ軸移動とのＮＣ同期制御によりダイヤを斜め（角度θ）方向に移動して砥石修正を行う。
【００１６】
次いでダイヤモンドドレッサを主軸から取り外し、図示しない主軸頭のＹ軸移動と主軸スリーブのＺ軸移動とで砥石１０を切削開始位置に位置決めしたのち、主軸頭のＹ軸方向移動による切込みと主軸頭と主軸スリーブ３のＹ・Ｚ同期移動による斜め方向の往復動とにより主軸テーパ穴４ａの再研削加工が行われる。
尚、再研削装置５は旋回台取付面１ｃがＹ軸方向を向くようにしてテーブル２上に取付けることも可能である。
また、マグネットベースを有するダイヤモンドドレッサを主軸スリーブ先端面に取り付けて砥石修正を行うこともできる。
【００１７】
図２は横形マシニングセンタの主軸テーパ穴の再研削を行うために主軸テーパ品再研装置５をテーブル上に取り付けた図である。図２の横形マシニングセンタにおいて、床上に設置された図示しないベッド上に設けられた左右（Ｘ軸）方向の案内上にテーブル１２が移動位置決め可能に載置され、ベッド上の前後（Ｚ軸）方向の案内上に図示しないコラムが移動位置決め可能に載置されている。コラムの前側面に設けられている垂直（Ｙ軸）方向の案内上に主軸頭１３が移動位置決め可能に載架され、主軸頭１３に複数の軸受により主軸１４が水平かつ回転可能に軸承されていて、主軸１４の中心穴は先端部がテーパ穴１４ａに形成されている。
【００１８】
このように構成されている横形マシニングセンタのテーブル１２上に主軸テーパ穴再研装置５を取着する場合は、Ｌ形ベース６外側の一方の平面６ｂをテーブル取付面とし、テーブル１２上の図示しないＸ軸方向のＴ溝を基準とし、外側の他方の平面６ａがＺ軸方向反主軸頭１３側を向くように主軸テーパ穴再研装置５をテーブル１２上に固着する。そして主軸頭１３のＹ軸移動で主軸１４の軸心を砥石軸９の軸心と同一高さに位置決めしたのち、例えば主軸テーパ穴１４ａにダイヤモンドドレッサを取り付けてテーブル１２のＸ軸移動による切込みと、図示しないコラムのＺ軸移動とテーブル１２のＸ軸移動との同期制御による斜め（角度θ）方向の送りとで砥石修正を行い、ダイヤモンドドレッサを主軸テーパ穴から取外したのち前述と同様の砥石の切込み送りと斜め方向の送り（往復動）とにより主軸テーパ穴１４ａの再研削加工を行う。
【００１９】
実施例２
実施例２の図６に示す主軸テーパ穴再研装置は、二軸同期制御機能を有しない旧形のＮＣ装置を有するたて形マシニングセンタ又は横形マシニングセンタ或いは手動式のたて又はよこ形中ぐりフライス盤の主軸テーパ穴の再研削を行うものである。従って図４のたて形マシニングセンタ及び図５の横形マシニングセンタの構造は実施例１と同一のため、同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
主軸テーパ穴再研装置２５のＬ形ベース２６は外側の互いに直角をなす二面２６ａ，２６ｂがたて形又はよこ形マシニングセンタのテーブル上面と選択的に当接される取付面に形成され、内側の一方の面２６ｃの中央部に長手方向の案内２７ａを上面に有し底面に旋回中心軸２７ｂを一体に有する旋回台２７が回転可能に設けられている。旋回中心軸２７ｂの先端部はＬ形ベース外側の一面２６ｂに設けられている凹部２６ｄ内に突出し、この突出する先端部にギヤ２８が嵌着されている〔図４（ｂ）〕。
【００２１】
長手方向の案内２７ａ上に移動台２９が移動可能に載置され、移動台２９上に内研主軸頭３０が案内２７ａと平行に固着されている。旋回台２７には案内２７ａの中間にボールねじ３１が回転可能に支持され、ボールねじ３１の後端にプーリ３２が嵌着されている〔図４〕。旋回台２７に一体に形成されているモータベース２７ｂ上にＮＣ制御の送りモータ４０が固着され、送りモータ４０の出力軸にプーリ４１が嵌着されていて、プーリ３２，４１間にベルト４２が張設されている。
【００２２】
内研主軸頭３０には砥石軸３３が回転可能に支持され、砥石軸３３の先端に内研用砥石３４が着脱可能に嵌着されている。砥石軸３３は移動台２９上に内研主軸頭３０を跨ぐように固着されているモータベース３５上に固着の砥石モータ３６によりベルト３７を介して駆動される。
【００２３】
更にＬ形ベース２６の内側の一面２６ｃ上にはＮＣ制御の旋回モータ３８が垂直に固着され、旋回モータ３８の出力軸の先端部は凹部２６ｄ内に突出し、この先端部にギヤ２８と噛合するギヤ３９が嵌着されている。
従って実施例２の主軸テーパ穴再研装置２５は、砥石修正時と研削時の送り機能と、テーパ角度合わせ用の旋回機能とを有している点が実施例１の主軸テーパ穴再研装置５と異なるとこであり、送りモータ４０と旋回モータ３８を制御するための図示しないＮＣ装置が設けられている。
【００２４】
以上のように構成されている実施例２の主軸テーパ穴再研装置２５をたて形マシニングセンタのテーブル２上に取り付けて主軸テーパ穴４ａの再研削を行う場合は、図４に示すようにＬ形ベース２６外側の一面２６ａをテーブル取付面とし、テーブル２に刻設されている図示しないＸ軸方向のＴ溝を基準とし、旋回台２７が取付けられている内側の一面２６ｃが、例えばＸ軸方向前側を向くように主軸テーパ穴再研装置２５をテーブル２上に固着する。
【００２５】
次いで旋回台２７が主軸テーパ穴４ａのテーパ面の主軸軸心線とのなす角度θと一致する旋回角度位置に位置決めされているかを確認し、一致していなければＮＣに角度θを入力して旋回台２７を指定旋回角度に位置決めする。次いで例えば主軸スリーブ３の下面に図示しないマグネットベースを有するダイヤモンドドレッサを取着し、ＮＣのドレッシングプログラムに従って送りモータ４０を制御して移動台２９をドレッシング送り速度で移動して砥石３４の修正を行う。
次いでダイヤモンドドレッサを主軸頭３より取外したのち、砥石軸３３の軸心が主軸４の軸心を通るＹ軸線と一致するようにテーブル２をＸ軸移動位置決めし図示しない主軸頭のＹ軸移動と、主軸スリーブ３のＺ軸移動とで砥石３４を研削開始位置に位置決めする。
【００２６】
次いで砥石３４を回転し、送りモータ４０による移動台２９の移動で砥石３４をテーパ穴４ａ内に挿入し、軽くテーパ面に当接させて旋回台２７の旋回角度位置が正しいかを確認する。そして万一間違っていたらＮＣに角度補正値を入力して、旋回台２７の旋回角度位置を補正したのち、再度試し研削を行う。また旋回台２７の旋回角度位置が正しければＮＣの研削プログラムに従って送りモータ４０を回転制御して移動台２９を往復動させ、主軸頭３のＹ軸方向の切込み送りとこの往復動とで主軸テーパ穴４ａの再研削加工を行う。
【００２７】
実施例２の主軸テーパ穴再研装置２５を横形マシニングセンタのテーブル１２に取り付けて主軸テーパ穴１４ａの再研削を行う場合は、図５に示すようにＬ形ベース２６外側の一方の面２６ｂをテーブル取付面とし、テーブル１２上の図示しないＸ軸方向のＴ溝を基準とし、外側の他方の面２６ａをＺ軸方向反主軸頭１３側向きとして主軸テーパ穴再研装置２５をテーブル１２上に固着する。
【００２８】
次いで、前述のように旋回台２７の旋回角度位置が主軸テーパ穴１４ａのテーパ面と主軸軸心線とのなす角度θと一致しているかを確認し、一致していたら主軸頭１３をＹ軸移動して砥石軸３３の軸心が主軸１４の軸心と同一高さになる位置に位置決めして、砥石修正を行う。
【００２９】
次いでテーブル１２のＸ軸移動と主軸頭１３のＺ軸移動で砥石３４を研削開始位置に位置決めし、前述のように砥石３４をテーパ面に軽く当接させて試し研削を行い旋回台２７の旋回角度位置が正しいかを確認する。そして正しければＮＣの研削プログラムに従って送りモータ４０を回転制御して移動台を往復動させ、テーブル１２のＸ軸方向の切込み送りとこの往復動とで主軸テーパ穴１４ａの再研削加工を行う。
【００３０】
尚、実施例２の主軸テーパ穴再研装置２５は必ずしも旋回台２７の自動旋回機構を必要とするものではなく、図７に示すように実施例１の旋回台７と同様の旋回台４７上にスライドベース４８を固着し、旋回台４７の角度位置調整を調整ボルト４５により行うようにすることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の主軸テーパ穴再研装置は上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏するものである。
請求項１は、外側の二面がたて形又は横形主軸に対応するテーブル取付面に形成されたＬ形ベースの内側の一方の平面上に内研主軸頭を旋回可能に設けた主軸テーパ穴再研装置を、工作機械のテーブル上に取付け、工作機械の主軸回転及び数値制御による軸制御機能を利用して主軸テーパ穴の再研削加工を行うようにしたので、最も簡素で低コストのたて形主軸にも横形主軸にも対応可能な装置となり、可搬性と経済性が向上する。
【００３２】
請求項２は、請求項１の主軸テーパ穴再研装置にＮＣ制御による内研主軸頭を砥石軸方向に往復移動する送り機能と、内研主軸頭の自動旋回機能とを加えたので、二軸同期制御のできない旧形の数値制御装置を有する工作機械或いは手動式工作機械の主軸テーパ穴の再研削を行うことができる極めて高能率かつ可搬性に優れた装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の主軸テーパ穴再研装置をたて形マシニングセンタのテーブル上に取着して主軸テーパ穴の再研削加工を行っている状態を示す側面図である。
【図２】同じく実施例１の主軸テーパ穴再研装置を横形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、（ａ）は上視図、（ｂ）は側面図である。
【図３】実施例１の主軸テーパ穴再研装置の傾斜図である。
【図４】本発明の実施例２の主軸テーパ穴再研装置をたて形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】同じく実施例２の主軸テーパ穴再研装置を横形マシニングセンタのテーブル上に取着した状態を示す図で、（ａ）は上視図、（ｂ）は側面図である。
【図６】実施例２の主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。
【図７】実施例２の他の実施例の主軸テーパ穴再研装置の斜視図である。
【図８】従来の技術の可搬式加工装置の側面図である。
【符号の説明】
１  ベッド        ２，１２  テーブル
３  主軸スリーブ  １３  主軸頭
５，２５  主軸テーパ穴再研装置
６，２６  Ｌ形ベース
７，２７  旋回台  ８，３０  内研主軸頭
９，３３  砥石軸
１０，３４  内研用砥石
１１，３６  砥石モータ
１５  調整ボルト  ２９  移動台
３１  ボールねじ  ４０  送りモータ
３８  旋回モータ
【図１】
0003566403.tif 000002
【図２】
0003566403.tif 000003
【図３】
0003566403.tif 000004
【図４】
0003566403.tif 000005
【図５】
0003566403.tif 000006
【図６】
0003566403.tif 000007
【図７】
0003566403.tif 000008
【図８】
0003566403.tif 000009