(57)【要約】【課題】  主軸が旋削加工時に軸心線回りに回転することを防止すること。【解決手段】  ドローバ機構は主軸７の内周面および外周面にドローバ３０およびアンクランプリング３９をスライド可能に挿入し、ドローバ３０およびアンクランプリング３９を主軸７に回転不能に連結したものであり、アンクランプリング３９を介してドローバ３０をスライド操作することに基いてコレット３３をクランプ状態およびアンクランプ状態に切換える。アンクランプレバー４８はアンクランプリング３９を介してドローバ３０を間接的にスライド操作するものであり、旋削加工時にはアンクランプレバー４８がロック状態に回動することに基いてアンクランプレバー４８のローラがアンクランプリング３９のロック溝内に係合し、主軸７の回転がアンクランプリング３９およびアンクランプレバー４８を介して拘束される。【選択図】  図９
2006007331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す工作機械において、
前記主軸と共に回転する回転部材と、
前記主軸の回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記回転部材に係合することに基いて前記主軸の回転を規制し前記回転部材から離間することに基いて前記主軸の回転を許容する係合部材と、
前記係合部材を係合状態および離間状態に移動操作する操作機構と
を備えたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記操作機構を駆動する駆動源と、
工具の種類を判別する工具判別手段と、
前記工具判別手段の判別結果に基いて前記駆動源を駆動制御し、前記係合部材を係合状態および離間状態間で移動制御する移動制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記工具判別手段は、ワークの加工情報に基いて工具の種類を判別することを特徴とする請求項２記載の工作機械。
【請求項４】
前記主軸の内周面に収納され、前記主軸に沿って移動することに基いて工具クランプをクランプ状態およびアンクランプ状態に操作するドローバと、
前記主軸の外周面に前記主軸の回転軸線方向に沿って移動可能で且つ前記主軸に対して回転不能に連結され、前記ドローバを移動操作する回転部材としてのリングと
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工作機械。
【請求項５】
前記ドローバを前記リングを介して移動操作するレバーを備え、
前記レバーは、前記リングに係合することに基いて前記主軸の回転を規制する係合部材として機能することを特徴とする請求項４記載の工作機械。
【請求項６】
前記リングには、凹部または凸部が設けられ、
前記レバーには、前記凹部または前記凸部に係合する凸部または凹部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の工作機械。
【請求項７】
回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す加工方法において、
旋削加工を行うときには前記主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて前記主軸の回転を規制し、
回転加工を行うときには前記係合部材および前記回転部材間を係合解除することに基いて前記主軸の回転を許容する
ことを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転加工および旋削加工の双方を行うことが可能な複合形の工作機械等に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記工作機械には回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す構成のものがある。回転加工は主軸を軸心線回りに回転させる態様のドリル加工およびタップ加工等を称するものであり、ワークの相対的な静止状態で行われる。旋削加工はワークを主軸に対して相対的に旋回させる態様のフェイシング加工等を称するものであり、主軸の回転停止状態で行われる。
【特許文献１】特開２００１−３００８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記工作機械の場合、旋削加工時にワークから工具に反力が作用するので、工具を主軸に円板を介して装着することに基いて工具の主軸に対する回転を円板の摩擦力で拘束している。しかしながら、ワークから工具を通して主軸に反力が伝達される。このため、工具が主軸と共に回転する虞れがあるので、工具の回転防止の点で改善の余地がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、旋削加工時の主軸の回転を防止することができる工作機械および加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の工作機械は、回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工および旋削加工を選択的に施すものにおいて、前記主軸と共に回転する回転部材と、前記主軸の回転軸線方向に移動可能に設けられ前記回転部材に係合することに基いて前記主軸の回転を規制し前記回転部材から離間することに基いて前記主軸の回転を許容する係合部材と、前記係合部材を係合状態および離間状態に移動操作する操作機構とを備えたところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２記載の工作機械は、前記操作機構を駆動する駆動源と、工具の種類を判別する工具判別手段と、前記工具判別手段の判別結果に基いて前記駆動源を駆動制御し前記係合部材を係合状態および離間状態間で移動制御する移動制御手段とを備えたところに特徴を有する。
請求項３記載の工作機械は、前記工具判別手段がワークの加工情報に基いて工具の種類を判別するところに特徴を有する。
【０００６】
請求項４記載の工作機械、前記主軸の内周面に収納され前記主軸に沿って移動することに基いて工具クランプをクランプ状態およびアンクランプ状態に操作するドローバと、前記主軸の外周面に前記主軸の回転軸線方向に沿って移動可能で且つ前記主軸に対して回転不能に連結され前記ドローバを移動操作する回転部材としてのリングとを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項５記載の工作機械は、前記ドローバを前記リングを介して移動操作するレバーを備え、前記レバーが前記リングに係合することに基いて前記主軸の回転を規制する係合部材として機能するところに特徴を有する。
請求項６記載の工作機械は、前記リングには凹部または凸部が設けられ、前記レバーには前記凹部または前記凸部に係合する凸部または凹部が設けられているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項７記載の加工方法は、回転加工用の工具および旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着しワークに回転加工および旋削加工を選択的に施す加工方法において、旋削加工を行うときには前記主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて前記主軸の回転を規制し、回転加工を行うときには前記係合部材および前記回転部材間を係合解除することに基いて前記主軸の回転を許容するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の手段によれば、旋削加工時に係合部材を回転部材に係合させ、主軸そのものの回転を係合部材および回転部材間の係合力で規制することができる。このため、主軸がワークから工具を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具が主軸と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工時には係合部材を回転部材から離間させ、係合部材および回転部材間の係合を解除できるので、旋削加工用の主軸を利用して回転加工を支障なく行うことができる。
【００１０】
請求項２記載の手段によれば、工具の種類を自動的に判別し、種類の判別結果が旋削である場合には係合部材を回転部材に係合させることに基いて主軸の回転を規制し、種類の判別結果が旋削でない場合には係合部材を回転部材から離間させることができる。このため、使用者がキーボードを操作することに基いて係合部材の動作コマンドを入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。
【００１１】
請求項３記載の手段によれば、ワークの加工情報に基いて工具の種類を自動的に判別している。このため、使用者がキーボードを操作することに基いて種類判別専用の種類情報を入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。
請求項４記載の手段によれば、主軸の回転を規制する回転部材として既存のドローバを操作するリングを利用している。このため、専用の回転部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。
【００１２】
請求項５記載の手段によれば、主軸の回転を規制する係合部材として既存のリングを操作するレバーを利用している。このため、専用の係合部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。
請求項６記載の手段によれば、主軸の回転を凹部および凸部間の係合力で規制している。このため、主軸の回転を２面間の摩擦力で規制する場合に比べて規制力が高まるので、工具が主軸と共に回転することが確実に防止される。
【００１３】
請求項７記載の手段によれば、旋削加工を行うときには主軸の回転部材に係合部材を係合することに基いて主軸の回転を規制している。このため、主軸がワークから工具を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具が主軸と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工を行うときには係合部材および回転部材間を係合解除することに基いて主軸の回転を許容しているので、旋削加工用の主軸を利用して回転加工を支障なく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
主軸は回転加工用の工具および旋削加工用の工具が選択的に装着される複合形のものであり、回転加工時には主軸が軸心線回りに回転操作され、旋削加工時には主軸の回転停止状態で主軸がワークに対して相対的に円周方向へ旋回操作される。この旋削加工時には主軸に制動力が付与され、主軸が制動力で回転停止状態に拘束される。この制動力は操作機構の構成要素をドローバ機構の構成要素に機械的に結合させることで生成される。
【００１５】
ドローバ機構は主軸の内周面および外周面にドローバおよびリングをスライド可能に挿入し、ドローバおよびリング間を主軸に回転不能となるように相互に連結したものであり、工具クランプはドローバがリングを介してスライド操作されることに基いてクランプ状態およびアンクランプ状態に切換わる。操作機構はリングに操作力を付与することに基いてドローバを間接的にスライド操作するレバーを有するものであり、旋削加工時にはレバーがドローバ操作とは無関係な旋削加工用の特殊位置に移動することに基いてレバーの係合部がリングの被係合部に係合し、主軸の回転がリングおよびレバーを介して拘束される。以下、当該形態の一実施例を図面に基いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
基台１００には、図１に示すように、テーブル１０１がＹ軸方向に移動可能に装着され、コラム１がＸ方向へ移動可能に装着されている。前者のテーブル１０１はＹモータ２（図２参照）の回転軸に連結されたものであり、Ｙモータ２が駆動することに基いてＹ方向へ移動する。後者のコラム１はＸモータ３（図２参照）に連結されたものであり、Ｘモータ３が駆動することに基いて単独でＸ方向へ移動する。
【００１７】
コラム１には、図１に示すように、主軸ヘッド４がＺ方向へ移動可能に装着されている。この主軸ヘッド４はＺモータ５（図２参照）の回転軸に連結されたものであり、主軸ヘッド４はＺモータ５が駆動することに基いて単独でＺ方向へ移動する。この主軸ヘッド４内には、図５に示すように、複数の軸受６が固定されており、複数の軸受６の内周面には円筒状の主軸７が回転可能に装着されている。
【００１８】
主軸ヘッド４には主軸モータ８が固定されており、主軸７はカップリング９を介して主軸モータ８の回転軸１０に連結されている。このカップリング９は回転軸１０および主軸７間を回転不能に接続する軸継手から構成されたものであり、主軸７は主軸モータ８が駆動することに基いて軸心線回りに回転する。この主軸モータ８は、図３に示すように、円筒状のモータフレーム１１内に制動部１２および駆動部１３を収納することから構成されたものである。この駆動部１３はインナーロータ形の誘導モータからなるものであり、回転軸１０はロータの内周面に固定されている。また、制動部１２は回転軸１０に制動力を加える機械式のディスクブレーキからなるものであり、ディスクロータ１４および摩擦板１５間を電磁コイル１６の磁力で接触させることに基いて制動力を生成する。
【００１９】
テーブル１０１には、図４に示すように、ホルダ１７およびホルダ１８が固定されている。これらホルダ１７およびホルダ１８にはテーブル台１９がＸ方向へ延びる軸２０を中心に回転可能に装着されており、軸２０はＡモータ２１（図２参照）の回転軸に連結されている。このＡモータ２１はホルダ１７内に収納されたものであり、テーブル台１９はＡモータ２１が駆動することに基いて軸２０を中心とするＡ方向へ回転する。
【００２０】
テーブル台１９には、図４に示すように、円形状のワークテーブル２２がＺ方向へ延びる軸２３を中心に回転可能に装着されており、軸２３はＢモータ２４の回転軸に連結されている。このＢモータ２４はテーブル台１９に固定されたものであり、ワークテーブル２２はＢモータ２４が駆動することに基いて軸２３を中心とするＢ方向へ回転する。このワークテーブル２２はワークがセットされるものであり、Ｙモータ２・Ｘモータ３・Ｚモータ５はテーブル１０１・コラム１・主軸ヘッド４を操作することに基いてワークをＸ方向・Ｙ方向・Ｚ方向に位置決めし、Ａモータ２１はテーブル台１９を操作することに基いてワークをＡ方向に位置決めする。また、主軸モータ８は主軸７を軸心線回りに回転操作することに基いてワークにドリル加工およびタップ加工等の回転加工を施し、Ｂモータ２４は主軸７の回転停止状態でワークを旋回操作することに基いてワークにフェイシング加工等の旋削加工を施す。
【００２１】
主軸７内には、図５に示すように、円柱状のドローバ３０が挿入されており、ドローバ３０の上端部にはピン３１が固定されている。このピン３１の両端部はドローバ３０の外周面から突出しており、ピン３１の両端部は、図７に示すように、縦長な長孔状をなす両スロット３２内に貫通状態で挿入されている。これらスロット３２は主軸７に形成されたものであり、ドローバ３０はピン３１が両スロット３２の内周面に沿って移動することに基いて主軸７に対してスライド可能にされ、ピン３１が両スロット３２の内面によって係止されることに基いて主軸７に対して回転不能にされている。
【００２２】
ドローバ３０の下端部には、図５に示すように、工具クランプに相当するコレット３３が固定されている。このコレット３３は割目を有する円錐形のスリーブを称するものであり、ドローバ３０の上昇状態ではコレット３３が主軸７の内周面によって押圧されることに基いて縮径したクランプ状態になる。この主軸７の下端部には工具装着部３４が形成されている。この工具装着部３４は下方から上方へ向うに従って径寸法が小さくなる円錐形の空間部を称するものであり、ドローバ３０の下降状態では、図６に示すように、コレット３３が工具装着部３４に沿って拡径したアンクランプ状態になる。
【００２３】
工具装着部３４内には、図５に示すように、工具３５のアーバー３６が挿入されている。このアーバー３６は工具３５のテーパシャンクを称するものであり、アーバー３６の上端部にはプルスタッド３７が固定されている。このプルスタッド３７はネック部を有する支柱を称するものであり、ドローバ３０の上昇状態ではプルスタッド３７のネック部がコレット３３によってクランプされることに基いて工具３５がドローバ３０に保持される。
【００２４】
主軸７の内周面には複数のばね３８が固定されており、ドローバ３０は複数のばね３８の内周面に固定されている。これらばね３８はドローバ３０を上方へ付勢するものであり、ドローバ３０の上昇状態ではアーバー３６が複数のばね３８の弾性力で工具装着部３４の内面に密着する。このドローバ３０が上昇状態から下降状態に移動したときには、図６に示すように、コレット３３が工具装着部３４に到達することに基いてアンクランプ状態に拡がり、プルスタッド３７のクランプが解除される。即ち、ドローバ３０は上昇状態および下降状態に移動することに基いてコレット３３をクランプ状態およびアンクランプ状態に切換え、工具３５をクランプおよびクランプ解除するものである。
【００２５】
主軸７の外周面にはアンクランプリング３９が上下方向へスライド可能に挿入されており、アンクランプリング３９の上端部および下端部には、図８に示すように、上フランジ４０および下フランジ４１が固定されている。このアンクランプリング３９はリングおよび回転部材に相当するものであり、アンクランプリング３９の上フランジ４０には軸心を挟んで対向する２個の平面部４２が形成されている。このアンクランプリング３９には、図７に示すように、ピン３１の両端部が固定されており、アンクランプリング３９はドローバ３０にピン３１を介して一体的に連結されている。即ち、アンクランプリング３９およびドローバ３０は主軸７に対して一体的にスライド可能にされ、主軸７に対して回転不能にされている。
【００２６】
主軸ヘッド４内には、図５に示すように、係合部材およびレバーに相当するアンクランプレバー４８が収納されている。このアンクランプレバー４８は、図１０に示すように、メインアーム４９およびサブアーム５０間を軸５１を介して一体的に連結したものであり、軸５１を中心に回動可能にされている。このアンクランプレバー４８と主軸ヘッド４との間にはレバースプリングが装着されており、アンクランプレバー４８はレバースプリングの弾性力で図５の矢印方向へ付勢されている。
【００２７】
主軸ヘッド４には円筒状のプッシャケース５２が固定されている。このプッシャケース５２の内周面には円柱状のプッシャロッド５３がスライド可能に挿入されており、プッシャロッド５３にはローラ状のカムフォロワ５４が接触している。このカムフォロワ５４はメインアーム４９の上端部に回転可能に装着されたものであり、レバースプリングの付勢力でプッシャロッド５３に接触した状態に保持されている。このプッシャロッド５３と主軸ヘッド４との間にはプッシャスプリングが装着されており、プッシャスプリングはプッシャロッド５３をアンクランプレバー４８の回動力に抗して押えることに基づいて後退端に保持している。
【００２８】
プッシャロッド５３には径大な操作部５５が固定されており、プッシャロッド５３は操作部５５が板カム５６によって押圧されることに基いて後退端から前進端に前進する。このプッシャロッド５３の前進時には、図６に示すように、アンクランプレバー４８のカムフォロワ５４がプッシャロッド５３によって反矢印方向へ押圧され、アンクランプレバー４８が図５のクランプ状態から図６のアンクランプ状態に回動する。この板カム５６はコラム１に固定されたものであり、プッシャロッド５３の操作部５５は主軸ヘッド４が図５のアンクランプ位置Ｚａに上昇することに基いて傾斜面５７に沿って板カム５６に乗上げる。このアンクランプ位置Ｚａは主軸７の工具３５を別の工具３５に交換する特殊位置であり、主軸ヘッド４が原点位置Ｚｏに下降したときにはアンクランプレバー４８がレバースプリングの復元力でアンクランプ状態から矢印方向へ回動し、プッシャロッド５３がアンクランプレバー４８のカムフォロワ５４によって押圧されることに基いて後退する。このプッシャロッド５３はプッシャスプリングの弾性力で後退停止することに基いて後退端に復帰するものであり、アンクランプレバー４８はプッシャロッド５３の原点復帰に連動して回動停止することに基いてアンクランプ状態からクランプ状態に戻る。
【００２９】
アンクランプレバー４８には、図７に示すように、アーム４８ａおよびアーム４８ｂが二股状に分岐形成されている。これらアーム４８ａおよびアーム４８ｂにはローラ５８が回転自在に枢着され、アンクランプリング３９を外方から囲むと共に、アンクランプリング３９の下フランジ４１の僅か上方に非接触状態で待機している。これら両ローラ５８はアンクランプリング３９を挟んで対向するものであり、アンクランプレバー４８のクランプ状態でアンクランプリング３９の下フランジ４１から離間した非操作状態に保持され、アンクランプレバー４８のアンクランプ状態でアンクランプリングの下フランジ４１を下方へ押圧する。即ち、アンクランプレバー４８は主軸ヘッド４がアンクランプ位置Ｚａに上昇することに機械的に連動してアンクランプリング３９を上昇状態から下降状態に移動操作するものであり、ドローバ３０はアンクランプリング３９と一体的に下降することに基いてコレット３３をクランプ状態からアンクランプ状態に切換え、工具３５をクランプ解除する。このアンクランプレバー４８は主軸ヘッド４が原点位置Ｚｏに下降することに機械的に連動してクランプ状態に回動復帰するものであり、アンクランプレバー４８の回動復帰時にはドローバ３０が皿ばね３８の弾性力でアンクランプリング３９と共に上昇状態に復帰する。
【００３０】
主軸ヘッド４には、図９に示すように、駆動源に相当するエアシリンダ５９が軸６０を中心に回動可能に装着されている。このエアシリンダ５９のロッド６１にはサブアーム５０の上端部が軸６２を中心に回動可能に装着されており、アンクランプレバー４８はロッド６１の前進状態でクランプ状態に保持され、ロッド６１の後退状態でロック状態に回動する。このロック状態とはアンクランプレバー４８の両ローラ５８が上昇した状態を称しており、アンクランプレバー４８のロック状態では両ローラ５８がロック溝６３内に係合する。これらロック溝６３は、図８に示すように、アンクランプリング３９の上フランジ４０に形成されたものであり、アンクランプリング３９は両ローラ５８および両ロック溝６３間の係合力で回転不能に拘束され、主軸７およびドローバ３０はアンクランプリング３９を介して回転不能に拘束される。
【００３１】
アンクランプレバー４８は主軸７を回転不能に拘束するロックレバーとして機能するものである。このアンクランプレバー４８のロック機能は、図６に示すように、主軸ヘッド４がアンクランプ位置Ｚａに上昇した状態ではカムフォロワ５４がプッシャロッド５３を介して板カム５６によって回動不能に係止されることに基いて無効化され、図５に示すように、主軸ヘッド４が原点位置Ｚｏに下降した状態ではプッシャロッド５３が板カム５６から離間することに基いて有効化される。尚、アンクランプリング３９のロック溝６３は被係合部および凹部に相当し、アンクランプレバー４８のローラ５８は係合部および凸部に相当するものである。
【００３２】
コラム１には、図１に示すように、コラムカバー６５が固定されている。このコラムカバー６５は主軸ヘッド４を覆うものであり、コラムカバー６５には工具マガジン６６が軸６７を中心に回転可能に装着されている。この工具マガジン６６はマガジンモータ６８の回転軸に連結されたものであり、工具マガジン６６には二股状をなす複数の工具グリップ６９が軸７０を中心に回転可能に装着されている。これら工具グリップ６９の先端部には一対のクランプピン７１が軸心線に沿って移動可能に装着されており、両クランプピン７１は相手側のクランクピン７１に向って付勢されている。
【００３３】
各工具グリップ６９には一対のローラ７２が回転可能に装着されており、各工具グリップ６９の両ローラ７２は工具グリップ６９が工具交換位置に回動操作されることに基いてカムレール７３上に乗り上げる。このカムレール７３は主軸ヘッド４に固定されたものであり、両ローラ７２は主軸ヘッド４がＺ方向へ移動することに基いてカムレール７３に沿って転動し、工具グリップ６９を一定の工具交換軌跡で移動操作する。これら各工具グリップ６９の移動操作は主軸ヘッド４を原点位置Ｚｏを基準にＺ方向へ操作することに連動して行われるものであり、下記１）〜５）は主軸７の工具３５を別の工具３５に交換する工具交換動作を示している。尚、工具グリップ６９と一対のクランプピン７１と一対のローラ７２とカムレール７３は工具交換機構１０２を構成するものである。
１）主軸ヘッド４が原点位置Ｚｏからアンクランプ位置Ｚａへ上昇する。すると、両クランプピン７１が主軸７の工具３５の溝部７４内に侵入し、溝部７４の底面をクランプする。この主軸ヘッド４の上昇状態ではドローバ３０が図６の下降状態に移動し、コレット３３が主軸７の工具３５をクランプ解除する。
２）主軸ヘッド４がアンクランプ位置Ｚａから上方の抜取位置Ｚｂへ上昇する。すると、主軸７が工具装着部３４内の工具３５に対して上昇し、工具３５が工具装着部３４内から抜取られる。
３）工具マガジン６６が回転操作され、別の工具グリップ６９が工具交換位置に位置決めされる。
４）主軸ヘッド４が抜取位置Ｚｂからアンクランプ位置Ｚａに下降する。すると、別の工具グリップ６９の工具３５が主軸７の工具装着部３４内に挿入される。
５）主軸ヘッド４がアンクランプ位置Ｚａから原点位置Ｚｏに下降する。すると、工具装着部３４内の工具３５が工具グリップ６９に対して下降し、工具グリップ６９の両クランプピン７１が工具３５の溝部７４内から脱出する。この主軸ヘッド４の下降状態ではドローバ３０が図５の上昇状態に移動し、コレット３３が主軸７の工具３５をクランプする。
【００３４】
図２の制御装置８０はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵ８１・ＲＯＭ８２・ＲＡＭ８３・入力インターフェース８４・出力インターフェース８５を有している。この制御装置８０の入力インターフェース８４には前進端センサ８６および後退端センサ８７が電気的に接続されている。これら前進端センサ８６および後退端センサ８７はエアシリンダ５９のロッド６１が前進端および後退端に移動することに連動してオンするものであり、制御装置８０は前進端センサ８６からの出力信号および後退端センサ８７からの出力信号に基いて電磁バルブ８８を駆動制御することでエアシリンダ５９のシリンダチューブに対する空気の供給状態を制御し、シリンダ５９のロッド６１を前進端および後退端間で移動制御する。尚、制御装置８０は工具判別手段および移動制御手段に相当するものである。
【００３５】
制御装置８０の入力インターフェース８４にはキーボード８９が電気的に接続されており、制御装置８０はキーボード８９の操作内容に基いてＮＣデータを設定する。この制御装置８０の出力インターフェース８５にはＹモータ２・Ｘモータ３・Ｚモータ５・主軸モータ８・電磁コイル１６・Ａモータ２１・Ｂモータ２４・マガジンモータ６８・表示器９０が電気的に接続されており、制御装置８０はＮＣデータを制御プログラムに基いて処理し、Ｙモータ２・Ｘモータ３・Ｚモータ５・主軸モータ８・電磁コイル１６・Ａモータ２１・Ｂモータ２４・マガジンモータ６８・電磁バルブ８８を制御プログラムに基いて駆動制御することで主軸７の工具３５を自動的に交換しながらワークにＮＣデータに応じた加工を施す。この制御プログラムは制御装置８０のＲＯＭ８２に記録されたものであり、以下、制御プログラムについて説明する。
【００３６】
制御装置８０のＣＰＵ８１はメインルーチンで工具交換指令を検出すると、メインルーチンからサブルーチンへ移行する。この工具交換指令はＮＣデータとして設定されたものであり、ＣＰＵ８１はサブルーチンへ移行したときには図１１のステップＳ１で前進端センサ８６からの出力信号を検出する。ここで前進端センサ８６のオンを検出したときにはロックレバー４８がクランプ状態にあると判断し、ステップＳ５へ移行する。
【００３７】
ＣＰＵ８１はステップＳ１で前進端センサ８６のオフを検出すると、ロックレバー４８がクランプ状態にないと判断し、ステップＳ２で電磁バルブ８８の前進用ポートを開放することに基いてエアシリンダ５９のロッド６１を前進させる。そして、ステップＳ３で前進端センサ８６のオンを検出したときにはステップＳ４へ移行し、電磁バルブ８８の前進用ポートを閉鎖することに基いてロッド６１を前進端で停止させ、アンクランプレバー４８をクランプ状態に戻してステップＳ５へ移行する。
【００３８】
ＣＰＵ８１はステップＳ５へ移行すると、主軸ヘッド４をアンクランプ位置Ｚａを経て抜取位置Ｚｂに上昇操作する。すると、ドローバ３０が主軸７の工具３５をクランプ解除し、工具グリップ６９がドローバ３０に変わって主軸７の工具３５をクランプする。この工具３５のクランプ状態で主軸ヘッド４が工具３５に対して上昇し、主軸７から工具３５が抜取られる。
【００３９】
制御装置８０のＲＡＭ８３には、図１２に示すように、工具データが記録されている。この工具データは工具番号と工具情報とを対応付けて示すものであり、工具情報とは工具３５の長さ・工具３５の種類・工具３５の寿命等の固有情報を称する。
ＣＰＵ８１は図１１のステップＳ５で主軸７から工具３５を抜取ると、ステップＳ６で工具データから工具交換指令に応じた工具番号を検出する。そして、マガジンモータ６８を駆動制御することに基いて工具番号の検出結果に応じた新たな工具グリップ６９を工具交換位置に回動操作する。この工具グリップ６９には工具番号の検出結果に応じた工具３５が保持されており、ＣＰＵ８１は工具番号の検出結果に応じた工具３５を工具交換位置に回動操作することで主軸７の下方に搬送する。この一連の動作は工具３５の割出しと称されるものであり、ＣＰＵ８１はステップＳ６で工具３５を割出したときにはステップＳ７へ移行する。
【００４０】
ＣＰＵ８１はステップＳ７へ移行すると、主軸ヘッド４を抜取位置Ｚｂから原点位置Ｚｏに下降操作する。この主軸ヘッド４の下降状態では工具番号の検出結果に応じた新たな工具３５が新たな工具グリップ６９から抜取られ、ドローバ３０が上昇状態に移動することに基いて工具番号の検出結果に応じた新たな工具３５がコレット３３によってクランプされる。
【００４１】
ＣＰＵ８１はステップＳ７で主軸ヘッド４を下降操作すると、ステップＳ８で新たな工具３５の種類を検出し、種類の検出結果を「旋削」と比較する。この処理は工具データから工具番号の検出結果に応じた種類を検出することで行われるものであり、ＣＰＵ８１はステップＳ８で新たな工具３５が旋削用でないことを検出したときにはメインルーチンに復帰し、メインルーチンで新たな工具３５に基いてワークに加工を施す。
【００４２】
ＣＰＵ８１はステップＳ８で新たな工具３５が旋削用であることを検出すると、ステップＳ９で電磁バルブ８８の後退用ポートを開放することに基いてエアシリンダ５９のロッド６１を後退させる。このロッド６１の後退は主軸ヘッド４を原点位置Ｚｏに保持した状態で行われるものであり、ＣＰＵ８１はステップＳ１０で後退端センサ８７のオンを検出したときにはステップＳ１１へ移行し、電磁バルブ８８の後退用ポートを閉鎖することに基いてロッド６１を後退端で停止させ、メインルーチンに復帰する。このロッド６１の後退状態ではアンクランプレバー４８がロック状態に保持されることに基いて主軸７が回転不能にロックされ、主軸７のロック状態でワークテーブル２２が回転操作されることに基いてワークに旋削加工が施される。
【００４３】
上記第１実施例によれば、旋削加工時にアンクランプレバー４８のローラ５８をアンクランプリング３９のロック溝６３に係合し、主軸７そのものの回転をローラ５８およびロック溝６３間の係合力で規制した。このため、主軸７がワークから工具３５を通して伝達される反力で回転することが防止されるので、工具３５が主軸７と共に回転することがなくなる。しかも、回転加工時にはアンクランプレバー４８のローラ５８をアンクランプリング３９のロック溝６３から離間させ、ローラ５８およびロック溝６３間の係合を解除したので、旋削加工用の主軸７を利用して回転加工を支障なく行うことができる。
【００４４】
ＮＣデータに基いて工具３５の種類を判別し、種類の判別結果が旋削である場合にはアンクランプレバー４８のローラ５８をアンクランプリング３９のロック溝６３に係合させ、種類の判別結果が旋削でない場合にはアンクランプレバー４８のローラ５８をアンクランプリング３９のロック溝６３から離間させた。このため、使用者がキーボード８９を操作することに基いてアンクランプレバー４８の動作コマンドを入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。しかも、ＮＣデータに基いて工具３５の種類を判別した。このため、使用者がキーボード８９を操作することに基いて種類判別専用の種類情報を入力する必要がなくなるので、使い勝手が向上する。
【００４５】
主軸７の回転を規制する回転部材として既存のドローバ３０を操作するアンクランプリング３９を利用した。このため、専用の回転部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。しかも、主軸７の回転を規制する係合部材として既存のアンクランプリング３９を操作するアンクランプレバー４８を利用した。このため、専用の係合部材を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が抑えられる。即ち、主軸７の回転を規制するロック機構を追加する必要がなくなるので、機械的構成の複雑化が防止される。
【００４６】
主軸７の回転をローラ５８およびロック溝６３間の係合力で規制した。このため、主軸７の回転を２面間の摩擦力で拘束する場合に比べて規制力が高まるので、工具３５が主軸７と共に回転することが確実に防止される。
上記第１実施例においては、アンクランプレバー４８のローラ５８をアンクランプリング３９のロック溝６３に係合することに基いて主軸７の回転を規制したが、これに限定されるものではなく、例えばアンクランプレバー４８の凹部をアンクランプリング３９の凸部に係合することに基いて主軸７の回転を規制したり、アンクランプレバー４８の抵抗面をアンクランプリング３９の抵抗面に圧接することに基いて主軸７の回転を規制しても良い。
【００４７】
上記第１実施例においては、アンクランプレバー４８をロック状態に回動操作する駆動源としてエアシリンダ５９を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば油圧式シリンダ・電磁ソレノイド・モータ等を用いても良い。
上記第１実施例においては、アンクランプレバー４８をロック状態に回動操作する専用駆動源を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば主軸ヘッド４のＺ方向の移動力を利用してアンクランプレバー４８をロック状態に回動操作する構成としても良い。
【００４８】
上記第１実施例においては、主軸７の静止状態でワークテーブル２２を旋回させることに基いて旋削加工を行う構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばワークテーブル２２の静止状態で主軸７を旋回させることに基いて旋削加工を行う構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例を示す図（主軸ヘッドの外観をＸ方向から示す図）
【図２】電気的構成を示すブロック図
【図３】主軸モータの内部構成をＸ方向から示す図
【図４】ワークテーブルの外観を示す斜視図
【図５】主軸ヘッドの内部構成をＸ方向から示す図（アンクランプレバーのクランプ状態を示す図）
【図６】主軸ヘッドの内部構成をＸ方向から示す図（アンクランプレバーのアンクランプ状態を示す図）
【図７】アンクランプリングおよびアンクランプレバーをＹ方向から示す図
【図８】アンクランプリングの外観を示す斜視図
【図９】主軸ヘッドの内部構成をＸ方向から示す図（アンクランプレバーのロックレバーとしての機能を説明するための図）
【図１０】主軸ヘッドの内部構成をＺ方向から示す図
【図１１】制御装置の制御内容を示すフローチャート
【図１２】制御装置の記録データを示す図
【符号の説明】
【００５０】
７は主軸、３０はドローバ、３３はコレット（工具クランプ）、３５は工具、３９はアンクランプリング（回転部材，リング）、４８はアンクランプレバー（レバー，係合部材）、５８はローラ（凸部）、５９はシリンダ（駆動源）、６３はロック溝（凹部）、８０は制御装置（工具判別手段，移動制御手段）を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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