(57)【要約】【課題】ＮＣ加工機において、加工動作に代わって、掃除動作を自動的に実行する。【解決手段】Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動自在である刃物台16に、外周面に複数の工具取付面18を有するタレット17がＴ軸回りに回転自在に支持されている。タレット17の１つの工具取付面18に、Ｔ軸から半径方向に隔ててＴ軸と平行するＭ軸上をのびたグリッパ軸82が回転自在に支持されている。グリッパ軸82の一端に、切粉掃除部材101を着脱自在にグリップしうる可動グリッパ84が取り付けられている。切粉掃除部材101を着脱自在にグリップしうる固定グリッパ111が、刃物台16のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動並びにタレット17のＴ軸回りの回転の合成動作による移動範囲内の可動グリッパ84と切粉掃除部材101を受け渡ししうるように配置されている。【選択図】図１
2008126353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動自在である刃物台に、工具取付部がＴ軸回りに回転自在に支持されているＮＣ加工機において、前記工具取付部に切粉清掃部材が支持されており、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行う切粉掃除装置。
【請求項２】
工具取付部に取り付けられた工具を回転させる回転駆動手段を有し、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転と、工具の回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行う切粉掃除装置。
【請求項３】
工具取付部が外周面に複数の工具取付面を有するタレットであり、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、タレットのＴ軸回りの回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行う請求項１に記載の切粉掃除装置。
【請求項４】
タレットの工具取付面に取り付けられた工具を回転させるための駆動手段を有し、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転と、工具の回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行う請求項３に記載の切粉掃除装置。
【請求項５】
タレットの１つの工具取付面にグリッパ軸が支持されており、グリッパ軸の一端に、切粉掃除部材を着脱自在にグリップしうる可動グリッパが取り付けられており、切粉掃除部材を着脱自在にグリップしうる固定グリッパが、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動並びにタレットのＴ軸回りの回転の合成動作による移動範囲内の可動グリッパと切粉掃除部材を受け渡ししうるように配置されている請求項４に記載の切粉掃除装置。
【請求項６】
グリッパ軸が回転可能に支持されている請求項５に記載の切粉掃除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械、とくに、ＮＣ旋盤、ＮＣ複合旋盤など旋削機能を有するＮＣ加工機における切粉掃除装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工具自動交換装置を備えている工作機械においては、通常のワーク加工中は、主軸に加工に必要な工具を保持させるとともに、工具マガジンに切粉掃除部材を収納しておき、主軸の周辺に飛散した切粉を掃除する場合、主軸から工具を取外して工具マガジンに収納し、工具に代わって、主軸に切粉掃除部材を保持させて、主軸にＮＣ動作をさせるようにして掃除するようにしているものは知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照。）。
【０００３】
ＮＣ旋盤、ＮＣ複合旋盤など旋削機能を有するＮＣ加工機では、複数種類の工具をタレットに保持させるようにしているため、工具自動交換装置は備えていない。そのため、工具マガジンの切粉掃除部材を、工具に代わって、主軸に自動的に保持させて掃除をしようとするようなことは、できなかった。
【特許文献１】実開昭５６−１２１５４３号公報
【特許文献２】実開昭５５−９３４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、ＮＣ旋盤、ＮＣ複合旋盤など旋削機能を有するＮＣ加工機において、加工動作に代わって、掃除動作を自動的に実行することができる切粉掃除装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明による請求項１に記載の切粉掃除装置は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動自在である刃物台に、工具取付部がＴ軸回りに回転自在に支持されているＮＣ加工機において、前記工具取付部に切粉清掃部材が支持されており、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行うものである。
【０００６】
この発明による請求項２に記載の切粉掃除装置は、工具取付部に取り付けられた工具を回転させる回転駆動手段を有し、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転と、工具の回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行うものである。
【０００７】
この発明による請求項３に記載の切粉掃除装置は、請求項１に記載の切粉掃除装置において、工具取付部が外周面に複数の工具取付面を有するタレットであり、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、タレットのＴ軸回りの回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行うものである。
【０００８】
この発明による請求項４に記載の切粉掃除装置は、請求項３に記載の切粉掃除装置において、タレットの工具取付面に取り付けられた工具を回転させるための駆動手段を有し、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動と、工具取付部のＴ軸回りの回転と、工具の回転との合成動作により、加工室内の切粉清掃を行うものである。
【０００９】
この発明による請求項５に記載の切粉掃除装置は、請求項４に記載の切粉掃除装置において、タレットの１つの工具取付面にグリッパ軸が支持されており、グリッパ軸の一端に、切粉掃除部材を着脱自在にグリップしうる可動グリッパが取り付けられており、切粉掃除部材を着脱自在にグリップしうる固定グリッパが、刃物台のＺ軸方向およびＸ軸方向の移動並びにタレットのＴ軸回りの回転の合成動作による移動範囲内の可動グリッパと切粉掃除部材を受け渡ししうるように配置されているものである。
【００１０】
この発明による請求項６に記載の切粉掃除装置は、請求項５に記載の切粉掃除装置において、グリッパ軸が回転可能に支持されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による切粉掃除装置では、刃物台のＸ軸及びＺ軸の動作と、切粉掃除部材を取り付けたタレットなど工具取付部の回転との合成動作により、切粉掃除部材が届く範囲を最大限とし、機械の加工室内の切粉を自動で清掃することが可能となる。ここで切粉掃除部材を回転可能となした場合には、切粉掃除部材が届く範囲を一層拡大でき、機械の加工室内の切粉除去能力をさらに向上させることができる。工具取付部をタレットとした場合にはタレットの１面に常時取り付けられていることにより、迅速な清掃が可能となり、この場合にも切粉掃除部材が回転可能となっていれば効果的にな清掃が可能である。また、タレットの工具取付面に切粉掃除部材を直接取り付けるのではなく、切粉掃除部材を着脱可能なグリッパを設け、刃物台のＸ軸移動及びＺ軸移動とタレットの旋回によりグリッパの届くところに切粉掃除部材を保管するようにすれば、必要なときにだけ切粉掃除部材を迅速に取り付けることができる。また、この場合、加工時には切粉掃除部材がタレットから取り外されることになるので、タレット上に取り付けられる他の工具による加工時に切粉掃除部材がワークや加工室内部と干渉することがない。干渉への配慮が不要となるので一層大きい切粉掃除部材を設けて掃除範囲を一層拡大することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。
【００１３】
図１および図２に、ＮＣ加工機の全体構造が示されている。以下の説明において、前後（Ｚ軸方向）とは、図１の左側を前、これと反対側を後といい、左右とは、後方より見て、その左右の側を左右（図２の左右の側）というものとする。
【００１４】
ベッド11には右上り傾斜状頂面が設けられている。Ｚ軸方向と直交してベッド頂面の傾斜にそう方向がＸ軸方向である。衝立カバー13の後側スペースにおいて、ベッド頂面から右側を覆うカバー12と全体カバー８及び全体カバーの一部切欠かれた部分を覆うドア９と、衝立カバー13とによって加工室が形成されている。
【００１５】
ベッド頂面の左側に主軸台14および心押台15が前後向き合うように装備されている。主軸台14の主軸がその先端部を衝立カバー13に貫通させて加工室側に進入させられている。ベッド頂面の右側には刃物台16が装備されている。刃物台16は、ベッド頂面にそってＺ軸方向およびＸ軸方向に移動自在である。刃物台16の後面にタレット17が支持されている。タレット17は、Ｚ軸と平行するＴ軸の回りに回転自在である。タレット17の外周面には複数の工具取付面18が設けられている。
【００１６】
図３および図４に、刃物台16およびタレット17が詳細に示されている。
【００１７】
刃物台16は、刃物台本体21を有している。刃物台本体21は、前壁22および後壁23を有している。前壁22には水平状前保持筒24が、後壁23には水平状後保持筒25が同心状に設けられている。前後保持筒24、25は、前後方向に間隔をおいて並んでいる。前後保持筒24、25の内側には内保持筒26が前後保持筒24、25と同心状に挿入されている。内保持筒26の後端部は、後保持筒25に固定状に保持されている。前後保持筒24、25および内保持筒26間を水平中空状旋回軸27がのびている。内保持筒26の軸中心を中空軸状歯車軸28がのびている。
【００１８】
後保持筒25の上方において前後方向にのびた水平伝達軸31が後壁23を貫通して保持されている。伝達軸31外面の前部には伝達歯32が形成されている。伝達歯32には従動歯車33が噛み合わされている。従動歯車33は、前後保持筒24、25間に位置して旋回軸27に固定されている。伝達軸31外面の後部には伝達歯車34が固定されている。伝達歯車34には駆動歯車35が噛み合わされている。駆動歯車35は、旋回用モータ36の出力軸に固定されている。
【００１９】
歯車軸28の後端部には従動プーリ37が固定されている。従動プーリ37は、ベルト39によって駆動プーリ38に連結されている。駆動プーリ38は、回転用モータ40の出力軸に固定されている。
【００２０】
タレット17は、中空ケース状タレット本体42を有している。タレット本体42は、刃物台本体21にカップリング41よって結合されかつ旋回軸27の前端に連結されてＺ軸と平行するＴ軸の回りで回転自在である。タレット本体42の内部にはハウジング43が収容されている。ハウジング43は、内保持筒26の前端に回り止められるように連結されかつタレット本体42の回転を自由とするようにタレット本体42に支持されている。
【００２１】
カップリング41は、３ピースタイプのもので、直動カップリング部材44、回転カップリング部材45および固定カップリング部材48よりなる。これらのカップリング部材44、45、48は、ともにリング状のものである。直動カップリング部材44と、回転カップリング部材45および固定カップリング部材48とは、前後方向から相対させられて、それぞれの対向面には一定角度毎に互いに噛み合いうる割出歯46、47、49が設けられている。
【００２２】
直動カップリング部材44は、前保持筒24の外面に前後摺動自在にはめ被せられた筒状ピストン52の前端部にピストン52とともに前後動しうるように固定されている。回転カップリング部材45は、タレット本体42の後端面にタレット本体42とともに回転するように固定されている。固定カップリング部材48は、刃物台本体21の側に固定されている。
【００２３】
歯車軸28の前端部には駆動ベベル歯車61が設けられている。駆動ベベル歯車61には従動ベベル歯車62が噛み合わされている。従動ベベル歯車62には垂直状クラッチ軸63がはめ入れられている。従動ベベル歯車62は、クラッチ軸63の回転は拘束するが、その軸方向の移動は自由とするようにクラッチ軸63に連結されている。クラッチ軸63は、ばね64によって上向きに付勢されている。クラッチ軸63の上端面には上下揺動リフトアーム65の先端部が当接させられている。リフトアーム65の基部には水平リフトピン66の前端部が当接させられている。リフトピン66の後端部は、直動カップリング部材44の前側面に当接させられている。
【００２４】
タレット本体42の下向き工具取付面18には工具Ｃが装備されている。工具Ｃの垂直上向入力軸を挿入させた取付孔71がタレット本体42に形成されている。クラッチ軸63の下端部および入力軸の上端部には、噛み合いクラッチ部72、73が設けられている。
【００２５】
クラッチ軸63を挟んで駆動ベベル歯車61とは反対側に、従動ベベル歯車62に噛み合わされた伝達ベベル歯車74が設けられている。伝達ベベル歯車74の歯車軸75は、ハウジング43前壁を貫通してその前方に突出させられている。
【００２６】
タレット本体42の上向き工具取付面18にはホルダ81が固定されている。ホルダ81には水平グリッパ軸82が回転自在に支持されている。グリッパ軸82は、Ｔ軸と平行するＭ軸の回りに回転自在である。グリッパ軸82の前端部には可動グリッパ84がグリッパ軸82とともに回転しかつ開閉自在に設けられている。グリッパ軸82にはドローシャフト89が前後動自在にはめ入れられている。ドローシャフト89の前端部は、可動グリッパ84の一端部に連結されている。ドローシャフト89は、ばね83によって後向きに付勢されている。ドローシャフト89の後方に位置するようにホルダ81にシリンダ85が設けられている。シリンダ85にはプッシャ86が前後動自在に収容されている。プッシャ86は、シリンダ85前壁22を貫通してドローシャフト89後端面と間隔をおいて相対させられたプッシャピン87を有している。
【００２７】
伝達ベベル歯車74の歯車軸75には駆動プーリ91が固定されている。これと対応するように、従動プーリ92がグリッパ軸82に固定されている。駆動プーリ91および従動プーリ92にはベルト93が巻き掛けられている。
【００２８】
可動グリッパ84には掃除具101が保持されている。掃除具101は、可動グリッパ84に把持されている丸棒状柄103と、柄103の一端部に植えられているブラシ102とよりなる。
【００２９】
図３および図４は、回転カップリング部材45は、前進限に位置させられ、直動カップリング部材44、回転カップリング部材45および固定カップリング部材48のカップリングＯＦＦの状態を示している。この状態では、刃物台本体21に対しタレット本体42の回転が自由となっている。この状態で、旋回用モータ36の駆動によって、旋回軸27を回転させると、旋回軸27とともにタレット本体42が回転させられる。
【００３０】
一方、噛み合いクラッチ部72、73の噛み合いは、ＯＦＦとなっている。この状態で、回転用モータ40によって、歯車軸28を回転させると、従動ベベル歯車62によって、クラッチ軸63が回転させられるが、その回転は工具Ｔの入力軸には伝達されない。従動ベベル歯車62の回転は、常時、伝達ベベル歯車74に伝達され、伝達ベベル歯車74の回転は、駆動プーリ91、従動プーリ92およびベルト93によってによってグリッパ軸82に伝達される。グリッパ軸82は、掃除具101とともに回転させられる。
【００３１】
図３および図４に示す状態から、図示しない流体圧手段によって、ピストン52を後退させると、ピストン52とともに回転カップリング部材45およびリフトピン66が後退させられる。回転カップリング部材45の後退によって、直動カップリング部材44、回転カップリング部材45および固定カップリング部材48がカップリングＯＮとなる。刃物台本体21に対しタレット本体42の回転が拘束される。これにより、タレット本体42の割出位置への位置決めが果たされる。
【００３２】
リフトピン66が後退させられると、リフトアーム65が支えを失って、ばね64の力によってクラッチ軸63が下向きに移動させられ、噛み合いクラッチ部72、73の噛み合いは、ＯＮとなる。クラッチ軸63の回転は、工具Ｔの入力軸に伝達される。これが、通常の加工状態である。
【００３３】
さらに、図３および図４に示す状態から、図示しない流体圧手段によってシリンダ85に流体圧を作用させて、プッシャ86を前進させると、プッシャピン87がドローシャフト89を前向きに押動し、これにより、可動グリッパ84が開かれる。同流体圧の供給を停止すると、ばね83によってドローシャフト89が後退させられ、可動グリッパ84が閉じられる。
【００３４】
図６および図７に示すように、衝立カバー13には固定グリッパ111が設けられている。固定グリッパ111は、ばね112によって閉じる方向に付勢されている。
【００３５】
図８は、ＮＣ加工機のＮＣ動作による刃物台16およびタレット17の軌跡Ｓ、すなわち、刃物台16をＸ方向に移動させられるとともに、タレット17をＴ軸回りに回転させて描いたものである。図８中実線で示すように、刃物台16が右限に位置させられ、可動グリッパ84が真上に位置させられたときに、前後方向から見て、可動グリッパ84および固定グリッパ111が重なるように固定グリッパ111の位置が設定されている。このように、可動グリッパ84および固定グリッパ111を位置決めした状態で、刃物台本体21をＺ方向に移動させ、可動グリッパ84および固定グリッパ111を開閉させることによって、可動グリッパ84および固定グリッパ111間で掃除具101の受け渡しが行われる。
【００３６】
通常の加工作業が行われている場合、掃除具101は、図６および図７に示すように、固定グリッパ111にグリップされている。掃除作業を行う場合、グリッパ軸82の回転は停止させる。固定グリップおよび可動グリッパ84を相対する位置、すなわち、上記した重なる位置まで可動グリッパ84を移動させ、固定グリッパ111に向かって可動グリッパ84を前向きに移動させる。このときに、可動グリッパ84は開いておく。固定グリッパ111にグリップされた掃除具101を可動グリッパ84がグリップしうる位置まで達すると、その移動を停止し、可動グリッパ84を閉じて掃除具101をグリップする。そのまま、可動グリッパ84を後退させると、掃除具101をグリップしていた固定グリッパ111がばね112の力に抗して強制的に開かれる。これにより、掃除具101が固定グリッパ111から可動グリッパ84に渡される。
【００３７】
そして、刃物台本体21のＸ軸方向およびＺ軸方向の移動と、タレット本体42の旋回およびグリッパ軸82の回転を用いて、掃除具101を任意の位置に位置決めし更に移動させることにより、図８に仮想線で示すように、例えば主軸台14の上部に堆積した切粉や、カバー12上に堆積した切粉の掃除を行う。この際の動作は、掃除具101の着脱も含め、加工動作と同様に予めプログラムとして作成しておけば、自動で行うことが可能である。
【００３８】
掃除が終了すると、上記した手順と逆の手順によって、今度は、可動グリッパ84から固定グリッパ111へに掃除具101の受け渡しを行えばよい。
【００３９】
尚、上記の実施形態では、Ｔ軸がＺ軸に平行、即ちタレットがＺ軸に平行に旋回する形式のＮＣ旋盤を例に説明したが、Ｔ軸の軸線はＺ軸に平行なものに限定されず、Ｘ軸に平行な回転軸線としたり、Ｘ軸とＺ軸を含む平面内の回転軸線としたり、或いはＸ軸及びＺ軸に直交する軸線回りで回転可能な軸線とするなど適宜変更可能である。また、工具取付面を有するものとしてタレットを挙げているが、刃物台に対してＴ軸回りで旋回するものであれば、タレットに限定されるものではない。また、タレットなどの工具取付部に切粉掃除部材を事前に取り付けて置くようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明による切粉掃除装置を備えたＮＣ加工機全体側面図である。
【図２】同背面図である。
【図３】図２のIII−III千にそう同ＮＣ加工機の刃物台およびタレットを中心とする縦垂直断面図である。
【図４】図３の一部拡大断面図である。
【図５】切粉掃除装置の可動グリッパおよびこれにグリップされた掃除具の平面図である。
【図６】切粉掃除装置の固定グリッパの側面図の側面図である。
【図７】同平面図である。
【図８】同ＮＣ加工機の刃物台およびタレットのＮＣ動作による軌跡を示す説明である。
【符号の説明】
【００４１】
16  刃物台
17  タレット
18  工具取付面
82  グリッパ軸
84  可動グリッパ
101  切粉掃除部材
111  固定グリッパ
【図１】
2008126353.tif 000003
【図２】
2008126353.tif 000004
【図３】
2008126353.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008126353.tif 000008
【図７】
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【図８】
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