(57)【要約】 【課題】  工具ユニット側の負担を軽減することができ、しかも装置の軽量化が図れる工作機械を提供する。【解決手段】  シリンダユニット８が最圧縮状態でベースプレート９がパレット６を保持したアーム５の下方に位置した状態から、シリンダユニット８を伸長せしめと、ベースプレート９が上昇し、ベースプレート９に設けた保持プレート機構１１を構成する左右の上プレート１３，１３がアーム５からパレット６を受け取る。更にシリンダユニット８を伸長せしめるとミッションケースの左右の半体ＷＬ，ＷＲのそれぞれの基準面（上面）の一部が中間プレート３２の位置決めピン３５に下方から当接する。この状態でミッションケースの左右の半体ＷＬ，ＷＲは保持プレート機構１１を構成する左右の上プレート１３，１３に個別に支持されているため、各上プレート１３，１３が中間プレート３２から受ける反力によって傾動して正確な位置出しが行なわれる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台に固定された加工ユニットと、この加工ユニットに対して被加工物を接近・離反させるべく機台に設けたレールに沿って進退動可能とされたベースプレートとを備えた工作機械において、前記ベースプレートには被加工物がセットされたパレットを支持する保持プレート機構が設けられ、この保持プレート機構は１枚の下プレートと、１対の上プレートからなり、前記下プレートはベースプレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結され、前記１対の上プレートはそれぞれ下プレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１に記載の工作機械において、前記ベースプレートと下プレートとの間には下プレートを動きを阻止するロック機構が設けられていることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項１に記載の工作機械において、前記パレットには位置決めピンが抜け落ち防止機構を介して貫通して支持されていることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一方の面に基準面があり他方の面（反対側の面）に基準面がない被加工物のうち、特に対をなす被加工物の基準面側に同時に加工を施すのに好適する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミッションケースは左右の半体を合せることで製品となる。この左右の半体は合せ面が基準面となっており、他方の面（反対側の面）には基準面がない。このような一方の面が基準面となっている被加工物を加工する場合、基準面を加工軸線に対して正確に位置出しする必要がある。
【０００３】
一般に、工具ヘッドと被加工物を支持する取付治具を相対的に位置決めする機構として、ガイドバーとガイドポストを嵌合させるような位置決め方式が知られており、このような方式では、ガイドバーとガイドポストとの間にクリアランスを設ける必要があることから位置決め精度に限界があり、また、加工時に被加工物に生じる振動が工具に伝達されやすいという問題がある。
【０００４】
このため特許文献１には、工具ヘッド側に進退動自在なガイドバーと、このガイドバーの外周面を押圧した状態で進退可能に案内するリニアガイド手段を設け、取付治具側に流体圧力で収縮してガイドバーの外周面を挟持固定する締結手段を設けることで、両者のクリアランスをなくすようにした横型の工作機が知られている。
【０００５】
また特許文献２には、縦型の工作機として複数の工具ヘッドを、回転枠の反転作動とシフト枠のシフト作動により上下左右に循環移動させるようにした技術も知られており、この技術では、ガイドバーとガイドポストによる相対位置決め方式を使用しておらず、工具ヘッド側を柔構造にし、取付治具側を工具ヘッド側に追従させるような方式としている。
【０００６】
また特許文献３には、軸線に対して傾動可能に支持する機構として、ジンバル機構が示されている。ジンバル機構の一般的な構造は、一方の部材に凸球面受け部を設け、他方の部材にこの凸球面受け部に摺接する凹球面受け部を設けた構造になっている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２７５６４０６号公報
【特許文献２】特公昭６３−６５４４４号公報
【特許文献３】特開２００２−２１０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、工具ヘッド側のガイドバーを取付治具の締結手段で締付け固定する技術では、設備構成が複雑になるとともに、重量が重くなり、しかも、両者の相対的な位置決めが確固として確立されているため、被加工物の振動が工具ヘッド側に伝わりやすくなり、工具ヘッド側の刃具やギヤ等に負担がかかる。
また、特許文献２のように、工具ヘッド側を柔構造にする場合は、工具ヘッド側の刃具やギヤ等の負担は軽減されるものの、加工精度に限界がある。
【０００９】
また特許文献３にはジンバル機構が示されているが、このジンバル機構をどのように利用して対をなす被加工物を同時に加工するかについては何ら提案されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解消するため本発明は、機台に固定された加工ユニットと、この加工ユニットに対して被加工物を接近・離反させるべく機台に設けたレールに沿って進退動可能とされたベースプレートとを備えた工作機械において、前記ベースプレートには被加工物がセットされたパレットを支持する保持プレート機構が設けられ、この保持プレート機構は１枚の下プレートと、１対の上プレートからなり、前記下プレートはベースプレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結され、前記１対の上プレートはそれぞれ下プレートに対してジンバル連結部を介して加工軸線に対して傾動可能に連結された構成とした。
【００１１】
加工治具によって作業する場合には、被加工物の姿勢が動くと加工精度が悪くなる。そこで、前記ベースプレートと下プレートとの間には下プレートを動きを阻止するロック機構を設けることが好ましい。ロック機構としては例えば楔部材が考えられる。
【００１２】
また、１つのパレットに対をなす被加工物をセットする場合には、パレットに設けられる位置決めピンは抜け落ち防止機構を介してパレットを貫通して支持される構造とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る工作機械によれば、対をなす２つの部材を同時に位置決めして不同時に加工することができる。例えばミッションケースについて言えば、このミッションケースは左右の半体を基準面で合せて１つの製品が完成する。このような最終的に一体化される部材について、左右一方の半体のみを連続して多数製作し、またそれとは別に他方の半体についても連続して多数製作し、最終的に任意の組合わせで結合させることもできるが、鋳造品などにあっては、経時的に鋳造条件が変化し、製品の収縮率なども異なる。このような対をなす部材についてはできるだけ２つの部材を同じ条件で加工することが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、１つのパレットに対をなす被加工物をセットしても、各被加工物は個別に位置決めピンを介して、保持プレート機構を構成する左右の上プレートに独立して傾動可能に載置される。
【００１５】
また本発明に係る工作機械は、加工精度を高く維持できると同時に、工具ユニット側の負担を軽減することができ、しかも装置の軽量化が図れる。また、切削加工等において被加工物の振動が工具側に伝達される不具合を抑制できるので、加工ユニット側の負荷が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本願発明の最適な実施例について図に基づいて説明する。図１は本発明に係る工作機械の全体斜視図、図２は同工作機械の待機状態の側面図、図３はベースプレートにパレットがセットされた状態を示す拡大図、図４は同工作機械の待機状態の正面図、図５は同工作機械の加工状態の側面図、図６は図５に示した位置からワークが更に上昇して加工されている状態を示す図である。
【００１７】
工作機械は基台１の底部から前方に向かって張出し部２が設けられ、この張り出し部２の端にターンテーブル３を取り付けている。このターンテーブル３のモータにて回転せしめられる軸４には、１８０°位相を異ならせてアーム５が取り付けられ、このアーム５の水平面内の回転により、パレット６上に位置決めピン７を介して載置された被加工物Ｗを工作機械に対して搬入・搬出するようにしている。
【００１８】
前記張出し部２の上面には上下方向にシリンダユニット８が設けられ、このシリンダユニット８のロッド先端にベースプレート９が連結され、このベースプレート９は基台１の側面に設けた上下方向のレール１０に係合している。而して、シリンダユニット８を駆動することで、ベースプレート９は昇降動する。
【００１９】
ベースプレート９には前記パレットを加工軸線に対して傾動可能に支持する保持プレート機構１１が設けられている。この保持プレート機構１１は下プレート１２とこの下プレート１２の上に配置される２枚の上プレート１３，１３からなり、下プレート１２はベースプレート９に植設した軸１４が貫通するとともに軸１４の周囲に配置した皿バネ１５によってベースプレート９から若干浮いた状態で支持され、また皿バネ１５と下プレート１２との間に凸球面受け部１６と凹球面受け部１７からなるジンバル機構が介在し、下プレート１２はこのジンバル機構の部分を中心として、加工軸線Ｌに対して傾動可能とされている。
【００２０】
上プレート１３，１３は下プレート１２に対して逆トーナメント状に支持されている。具体的には、下プレート１２の左右の端部に軸１８，１８を植設し、これら軸１８，１８に上プレート１３，１３をそれぞれ遊びをもって貫通させ、それぞれの軸１８に凸球面受け部１９と凹球面受け部２０からなるジンバル機構を介して支持している。したがって、上プレート１３もジンバル機構の部分を中心として、加工軸線Ｌに対して傾動可能とされている。ただし、上プレート１３の傾動はベースプレート９に設けたストッパボルト２１によって規制される。
【００２１】
上記２枚の上プレート１３，１３上には１枚のパレット６が載置されている。このパレット６には前記したように位置決めピン７が設けられている。実施例にあっては６本の位置決めピン７がパレット６を挿通するとともに、ストッパ２２によって抜止めが施されている。
【００２２】
図３において、６本の位置決めピン７のうち左側の３本がミッションケース左半体ＷＬを支持する位置決めピン７であり、右側の３本がミッションケース右半体ＷＲを支持する位置決めピン７である。これらミッションケース左半体ＷＬ，右半体ＷＲはいずれも基準面である合せ面が上を向くように位置決めピン７に支持されている。
【００２３】
前記上プレート１３，１３の上面にはそれぞれ凸部２３が３個設けられ、各凸部２３に前記位置決めピン７の底面が乗った状態で支持される。即ち、上プレート１３，１３の上面に直接パレット６が載置されるのではなく、パレット６は上プレート１３，１３から若干浮いたフリーの状態となり、その結果、ミッションケース左半体ＷＬは左側の３本の位置決めピン７を介して直接左側の上プレート１３に傾動可能に支持され、ミッションケース右半体ＷＲは右側の３本の位置決めピン７を介して直接右側の上プレート１３に傾動可能に支持される。
【００２４】
また、前記ベースプレート９上には楔部材２４を配置し、シリンダユニット２５を駆動することで楔部材２４をベースプレート９と下プレート１２との間に挿入することで下プレート１２を所定の位置でロックするようにしている。
【００２５】
また前記ベースプレート９の上方には加工ユニット３０が配置されている。この加工ユニット３０は基台１の上部に固定され且つ複数の加工治具３１を備えている。
【００２６】
更に、前記ベースプレート９と加工ユニット３０との間には中間プレート３２を配置している。この中間プレート３２は前記加工ユニット３０の前端部に設けた上下方向のエアシリンダユニット３３のロッド下端および前記機台１の上端部に設けた上下方向のエアシリンダユニット３４のロッド下端に連結され、且つ前記レール１０に係合している。したがって、中間プレート３２は下からの押上げ力が加わると、レール１０に沿ってエアシリンダユニット３３，３４を圧縮しながら上昇する。
【００２７】
また中間プレート３２の下面には位置決めピン３５，３５が下方に向かって突出している。本実施例にあっては一方の位置決めピン３５はミッションケース左半体ＷＬの一部に係合してミッションケース左半体ＷＬの位置決めを行い、他方の位置決めピン３５はミッションケース右半体ＷＲの一部に係合してミッションケース右半体ＷＲの位置決めを行う。
【００２８】
以上の構成からなる工作機械を用いた加工方法の一例を以下に述べる。
先ず、図２の状態を出発点として説明する。この状態ではターンテーブル３のアーム５はパレット６を下から保持しており、パレット６上にはミッションケースＷ（左右の半体）がセットされている。そして、この状態ではシリンダユニット８は最圧縮状態にあり、ベースプレート９はパレット６を保持したアーム５の下方に位置している。
【００２９】
この状態から、シリンダユニット８を伸長せしめる。すると、ベースプレート９が上昇し、ベースプレート９に設けた保持プレート機構１１を構成する左右の上プレート１３，１３がアーム５からパレット６を受け取る。具体的には、前記したように、上プレート１３上面に設けた凸部２３が位置決めピン７の下端に当たり、位置決めピン７を介してミッションケースＷ（左右の半体）を持ち上げ、パレット６は位置決めピン７に係止しフリーになっている。
【００３０】
更にシリンダユニット８を伸長せしめるとミッションケースの左右の半体ＷＬ，ＷＲのそれぞれの基準面（上面）の一部が中間プレート３２の位置決めピン３５に下方から当接する。この状態でミッションケースの左右の半体ＷＬ，ＷＲは保持プレート機構１１を構成する左右の上プレート１３，１３に個別に支持されているため、各上プレート１３，１３が中間プレート３２から受ける反力によって傾動して正確な位置出しが行なわれる。
【００３１】
上記の位置出しが終了したら、シリンダユニット２５を駆動して、楔部材２４をベースプレート９と下プレート１２との間に差し込みロックする。この状態でも保持プレート機構１１を構成する上プレート１３は傾動可能であるが、上方から位置決めピン３５によって押えられているので傾動しない。
【００３２】
そして、更にシリンダユニット８を伸長せしめることでミッションケースの左右の半体ＷＬ，ＷＲは加工位置まで上昇し、加工ユニット３０の加工工具３１によって加工される。この後は前記と逆の操作によって加工済みのミッションケースはパレットごとターンテーブル３のアーム５に受け渡され作業は完了する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る工作機械の全体斜視図
【図２】同工作機械の待機状態の側面図
【図３】ベースプレートにパレットがセットされた状態を示す拡大図
【図４】同工作機械の待機状態の正面図
【図５】同工作機械の加工状態の側面図
【図６】図５に示した位置からワークが更に上昇して加工されている状態を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１…基台、２…張出し部、３…ターンテーブル、４…ターンテーブルの軸、５…アーム、６…パレット、７…パレットの位置決めピン、８…シリンダユニット、９…ベースプレート、１０…レール、１１…保持プレート機構、１２…下プレート、１３…上プレート、１４…ベースプレートに植設した軸、１５…皿バネ、１６…凸球面受け部、１７…凹球面受け部、１８…下プレートに設けた軸、１９…凸球面受け部、２０…凹球面受け部、２１…ストッパボルト、２２…ストッパ、２３…凸部、２４…楔部材、２５…シリンダユニット、３０…加工ユニット、３１…加工工具、３２…中間プレート、３３，３４…エアシリンダユニット、３５…位置決めピン、Ｌ…加工軸線、Ｗ…ミッションケース、ＷＬ、ＷＲ…ミッションケース半体。
【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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