(57)【要約】【課題】制御装置と高周波モータ内蔵形工具との距離が２０ｍ程度であっても、高周波モータを正しく作動させることのできる高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械を提供する。【解決手段】高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械において、工具側電路用コネクタ１８が接脱可能に主軸頭６の先端部に設けられた主軸側電路用コネクタ２１と、この主軸側電路用コネクタ２１に配線され、工具ホルダ１１に動力を供給するためのシールド被覆された動力線２２と、信号を伝送するためのシールド被覆された信号線２３を一まとめにして、ノイズ遮断用のシールドチューブで被覆する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸頭に回転可能に取り付けられている主軸に対し自動工具交換可能で、内部に高周波モータを内蔵し、外径部に動力および信号用の工具側電路用コネクタを有する工具ホルダに、切削工具を着脱可能に取付けてなる高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械において、
前記工具側電路用コネクタが接脱可能に前記主軸頭の先端部に設けられた主軸側電路用コネクタと、
この主軸側電路用コネクタに配線され、前記工具ホルダに内蔵された高周波モータに動力を供給するためのシールド被覆された動力線と、
前記主軸側電路用コネクタに配線され、前記工具ホルダに内蔵された高周波モータに信号を伝送するためのシールド被覆された信号線と、
前記高周波モータ内蔵形工具の回転制御を行う制御装置と、を有し
前記動力線および前記信号線は一まとめにして、前記主軸側電路用コネクタと制御装置間をノイズ遮断用のシールドチューブで被覆されていることを特徴とする高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に使用され、自動工具交換装置により工具交換可能な高周波モータ内蔵形工具に係り、特にノイズ対策した高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械では、主軸回転速度が低い重切削から、主軸回転が数万回転にも及ぶ高速切削をカバーする主軸は現状ではない。従って、重切削仕様の工作機械で高速切削したい場合には、機械的機構による増速ヘッドを主軸に取付けて対応したり、また増速機構を持つ工具ホルダを直接主軸に取付けたりすることもあった。
【０００３】
しかし、機械的機構の増速ヘッドあるいは工具ホルダでは、機構部が発熱し、熱膨張により加工精度が低下するので高精度を要する加工には不向きであった。また、切削工具の回転数が数万回転にも及ぶ高速切削になると、機械的機構の増速ヘッドでは対応できなくなってきている。近年、高速切削用として工具ホルダに高周波モータを内蔵させたものが使用されるようになってきている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１６２４６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、図４に示すように工具ホルダ１１に高周波モータ１２を内蔵した高周波モータ内蔵形工具１０を使用する対象の工作機械は、殆どが工具ホルダ１１と制御装置間の配線距離は、３ｍ以内で処理可能である。従って、高周波モータ内蔵形工具１０への専用の配線は、その配線処理の容易さのためから、動力線３２と信号線３３が一本にまとめられてシールド被覆され一本のケーブル３４となっていた。このケーブル３４は、主軸や送り軸用の動力線などと一緒に束ねて配線され、信号線３２は、これらの動力線から出るノイズの影響で、制御装置から工具ホルダ１１までの制御可能距離はせいぜい５ｍ程度である。
【０００６】
それ以上の配線長さになると、ノイズにより、高周波モータ内蔵形工具１０専用の制御装置が指令する指令回転で高周波モータ１２を回転させることはできなく、配線距離が１０ｍ以上にも及ぶ大形工作機械では使用できないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、制御装置と高周波モータ内蔵形工具との距離が２０ｍ程度であっても、高周波モータを正しく作動させることのできる高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため本発明は、工作機械の主軸頭に回転可能に取り付けられている主軸に対し自動工具交換可能で、内部に高周波モータを内蔵し、外径部に動力および信号用の工具側電路用コネクタを有する工具ホルダに、切削工具を着脱可能に取付けてなる高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械において、
前記工具側電路用コネクタが接脱可能に前記主軸頭の先端部に設けられた主軸側電路用コネクタと、この主軸側電路用コネクタに配線され、前記工具ホルダに内蔵された高周波モータに動力を供給するためのシールド被覆された動力線と、前記主軸側電路用コネクタに配線され、前記工具ホルダに内蔵された高周波モータに信号を伝送するためのシールド被覆された信号線と、前記高周波モータ内蔵形工具の回転制御を行う制御装置と、を有し前記動力線および前記信号線は一まとめにして、前記主軸側電路用コネクタと制御装置間をノイズ遮断用のシールドチューブで被覆されていることを特徴とする高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の高周波モータ内蔵形工具を使用する門形工作機械の全体図である。図１において、参照符号１はベッドを示し、２はコラムを示している。
【００１０】
コラム２には、クロスレール３（図１では蛇腹カバー３Ａで覆われている）が水平に架設され、このクロスレール３は、上下方向に昇降することができる。このクロスレール３には、サドル４が水平方向左右に移動可能に設置されている。主軸頭６は、サドル４に取り付けられている。図２に示すように、主軸頭６の主軸２０には、工具ホルダ１１に高周波モータ１２が内蔵された高周波モータ内蔵形工具１０が取り付けられている。ベッド１（図１では入子式のカバー１Ａで覆われている）上には、テーブル５が配置されている。このテーブル５はベッド１上を前後方向に移動する。図１において、Ｘ軸はテーブル５を前後方向に送る制御軸で、Ｙ軸はサドル４を左右方向に送る制御軸で、Ｚ軸はクロスレール３を上下方向に送る制御軸である。ＮＣ装置９は門形工作機械全体を制御する。高周波モータ１２を制御する制御装置７がＮＣ装置７の内部に配置されている。
【００１１】
図２に示すように、高周波モータ内蔵形工具１０は、工具ホルダ１１の内部に高周波モータを内蔵し、先端には前記高周波モータ１２によって高速回転駆動される工具チャック１５が設けられており、後端には自動工具交換用に把持部１３とテーパシャンク１４が設けられている。工具チャック１５には、切削工具１６が取り付けられている。把持部１３には位置決め用キー溝１７が形成されている。主軸２０には前記工具ホルダ１１のテーパシャンク１４が嵌合されるテーパ孔２９と前記工具ホルダ１１の位置決め用キー溝１７に嵌合する位置決め用キー３０とが設けられている。
【００１２】
工具ホルダ１１の外周部には、主軸２０側に向かってＬ字状に突設された工具側電路用コネク１８が設けられている。この工具側電路用コネクタ１８から前記高周波モータ１２に配線されている。
【００１３】
主軸側電路用コネクタ２１は、主軸頭６の先端部に取付けられ、夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３が接続されている。夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３は一まとめにして更に、シールドチューブ２４ａで被覆されている。
【００１４】
図３に示すように、夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３は、主軸側電路用コネクタ２１と中継箱２５ａ間をシールドチューブ２４ａで被覆されている。そして、夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３は中継箱２７ａおよび中継箱２７ｂ間、中継箱２７ｂおよび中継箱２７ｃ間、中継箱２５ｃおよび制御装置２８間をシールドチューブ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ２４ｄで被覆されている。
【００１５】
動力線２２および信号線２３は、制御装置２８と主軸側電路用コネクタ２１間を、中継箱２５ａ、２５ｂ、２５ｃを用いて接続されている。中継箱２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、工作機械が大形であるため配線長さが２０ｍにも及ぶので、組立てや解体のために設けられている。
【００１６】
動力線２２は、高周波モータ１２に動力を伝えるためのものでありＡＣ１００Ｖを使用しており、信号線２３は、回転速度指令としてＤＣ０〜１０Ｖを、回転方向指令としてＤＣ２４Ｖを使用している。
【００１７】
シールドチューブ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、難燃性、軟質のプラスチクで作られ、内側にはアルミ箔が設けられノイズをシールドするようになっており、シールドしたい線を包み込みホックあるいはファスナーで着脱できるよう構成されている。
【００１８】
制御装置２８は、高周波モータ内蔵形工具１０専用のものであり、信号線２３を通して回転方向の信号と、起動・停止信号および回転速度指令信号を工具ホルダ１１の高周波モータ１２に出す。同時に制御装置２８は、動力線２２を通して高周波モータ１２の駆動用動力を供給する。
【００１９】
主軸側電路用コネクタ２１には、夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３が接続されている。夫々シールド被覆された動力線２２および信号線２３は一まとめにして更に、図３に示す様に、主軸側電路用コネクタ２１と中継箱間２５ａ間をシールドチューブ２４ａで被覆されている。そして、中継箱２５ａおよび２５ｂ間、中継箱２５ｂおよび２５ｃ間、中継箱２５ｃおよび制御装置２８間をシールドチューブ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄで被覆されているので、主軸や送り軸用の動力線などと一緒に束ねて配線されても、これらの動力線からのノイズを遮断し、信号線２３の信号は、乱されることなく正しい信号として工具ホルダ１１の高周波モータ１２に伝送される。
【００２０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、主軸や送り軸用の動力線などからのノイズを遮断するようにしたので工具ホルダに内蔵されている高周波モータへの信号は乱されることなく、制御装置と高周波モータ内蔵形工具との距離が２０ｍ程度であっても、高周波モータを正しく作動させることのできる高周波モータ内蔵形工具を用いる工作機械とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高周波モータ内蔵形工具を使用する工作機械の１実施形態を示す全体図である。
【図２】図１に示した工作機械の主軸に工具ホルダを取付けた状態を示す部分拡大側面図である。
【図３】本発明による工作機械の１実施形態を示す制御装置から工具ホルダまでの配線の１実施形態を示す図である。
【図４】従来の工作機械の主軸に工具ホルダを取付けた状態を示す部分拡大側面図である。
【符号の説明】
１  ベッド
２  コラム
３  クロスレール
４  サドル
５  テーブル
６  主軸頭
１０  高周波モータ内蔵形工具
１１  工具ホルダ
１２  高周波モータ
１８  工具側電路用コネクタ
２０  主軸
２１  主軸側電路用コネクタ
２２  動力線
２３  信号線
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  シールドチューブ
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  中継箱
２８  制御装置
【図１】
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【図２】
2004283928.tif 000004
【図３】
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【図４】
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