(57)【要約】      （修正有）【課題】  ワークを保持するクランプ装置により、ワーク支持台からのワークの受け取り、加工完了後のワークのワーク支持台への戻しを行なうことにより、自動化に適したセンタリングマシンを得る。【解決手段】  フレーム１に支持される主軸ヘッド１０に主軸１２を回転自在に設け、該主軸の軸方向外端部にフライスカッター１６を設けるとともに、該フライスカッターの軸心部にセンタードリル２８を設け、主軸を介してフライスカッター及びセンタードリルを回転させるモータ２０と、主軸ヘッドを軸方向に移動させるヘッド移動装置５とを設け、主軸の軸方向外方にワークＷを主軸と平行に位置決めして挟持するクランプ装置５５を設け、主軸の軸方向外方であってかつ該主軸に対して直交方向に離間する部位にワークを主軸と平行に位置決めして支持するワーク支持台７５を設け、クランプ装置を主軸部位とワーク支持台部位とに移動させるクランプ移動装置４６を設ける。【選択図】  図１
2005047002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（１）に支持される主軸ヘッド（１０）に主軸（１２）を回転自在に設け、該主軸（１２）の軸方向外端部にフライスカッター（１６）を設けるとともに、該フライスカッター（１６）の軸心部にセンタードリル（２８）を設け、前記主軸（１２）を介して前記フライスカッター（１６）及びセンタードリル（２８）を回転させるモータ（２０）と、前記主軸ヘッド（１０）を軸方向に移動させるヘッド移動装置（５）とを設け、前記主軸（１２）の軸方向外方にワーク（Ｗ）を主軸（１２）と平行に位置決めして挟持するクランプ装置（５５）を設け、前記主軸（１２）の軸方向外方であってかつ該主軸に対して直交方向に離間する部位に、ワーク（Ｗ）を前記主軸（１２）と平行に位置決めして支持するワーク支持台（７５）を設け、前記クランプ装置（５５）を前記主軸（１２）部位と前記ワーク支持台（７５）部位とに移動させるクランプ移動装置（４６）を設けたことを特徴とするセンタリングマシン。
【請求項２】
クランプ装置（５５）は、シリンダ（７０）によって主軸（１２）の軸心と直交する方向に往復動される押しアーム（５７）と、この押しアーム（５７）の両側方に対向配置して主軸（１２）と平行する軸心を中心として揺動可能の一対の揺動アーム（５８，５９）と、押しアーム（５７）と各揺動アーム（５８，５９）とを連結するとともに、押しアーム（５７）の往動及び復動によって前記各揺動アーム（５８，５９）を接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構（６５）とを設けてなることを特徴とする請求項１記載のセンタリングマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状のワークの端面を平滑に加工するとともに、該端面の軸心部にセンター孔を形成するセンタリングマシンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、特許文献１、特許文献２があった。即ち、主軸台に設けた主軸の端部外周部に端面バイトを、該主軸（１２）の端部軸心部にセンタードリルを設けるとともに、上記端面バイト、センタードリルを個別に軸方向に移動させる刃物移動装置を設け、また、上記主軸台の軸方向外方に棒状のワークを主軸と平行に位置決めして挟持する挟持装置を設けるとともに、該挟持装置を主軸に対して直交方向に移動させるワーク移動装置を設ける。                                                
【０００３】
そして、上記センタードリルを端面バイトから退避させるとともに、端面バイトを軸方向の加工位置に移動させ、この状態でワーク移動装置によりワークを主軸に対して直交方向に移動させ、上記端面バイトでワークの端面を加工する。また、上記ワーク移動装置によりワークを主軸と同軸位置に配置し、この状態で上記センタードリルを突出させることにより該ワークの端面軸心部にセンター孔をあける（特許文献１）。あるいは、センタードリルを端面バイトから突出させた状態で主軸台を退避させ、この状態でワーク移動装置によりワークを主軸と同軸位置に配置する。次いで、上記主軸台を前進させて端面バイト及びセンタードリルにより上記ワークの端面加工及びセンター孔加工を同時に行なう（特許文献２）。
【０００４】
上記特許文献１、２のワーク移動装置は、いずれもワークを端面加工、センター孔加工、あるいは外径加工する際に、ワークを挟持する挟持装置を所定の加工位置に移動させるためのものであった。このため、挟持装置にワークを取り付けたり、挟持装置からワークを取り外したりする際には、作業者が手作業で行なうか、あるいは大物の場合にはクレーンを使用して行なう必要があった。これは、自動化が困難になるとともに、挟持装置へのワークの取り付け、取り外しに危険を伴ったり、段取り作業に時間を要して加工効率が低下したりするものであった。
【特許文献１】実開昭５５−１２０４１０号公報
【特許文献２】特開平３−１１７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、加工時にワークを保持するクランプ装置により、ワーク支持台のワークを受け取ったり、加工の完了したワークをワーク支持台に戻したりすることにより、自動化に適した新規なセンタリングマシンを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、フレームに支持される主軸ヘッドに主軸を回転自在に設け、該主軸の軸方向外端部にフライスカッターを設けるとともに、該フライスカッターの軸心部にセンタードリルを設け、前記主軸を介して前記フライスカッター及びセンタードリルを回転させるモータと、前記主軸ヘッドを軸方向に移動させるヘッド移動装置とを設け、前記主軸の軸方向外方にワークを主軸と平行に位置決めして挟持するクランプ装置を設け、前記主軸の軸方向外方であってかつ該主軸に対して直交方向に離間する部位に、ワークを前記主軸と平行に位置決めして支持するワーク支持台を設け、前記クランプ装置を主軸部位とワーク支持台部位とに移動させるクランプ移動装置を設ける構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記クランプ装置として、シリンダによって主軸の軸心と直交する方向に往復動される押しアームと、この押しアームの両側方に対向配置して主軸と平行する軸心を中心として揺動可能の一対の揺動アームと、押しアームと各揺動アームとを連結するとともに、押しアームの往動及び復動によって前記各揺動アームを接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構とを設ける構成にしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明は、ワーク支持台にワークを載置すると、クランプ装置が上記ワーク位置まで移動して該ワークを挟持した後、これをセンタリングマシンの加工部位置に移動させ、該加工部位置に移動されたワークの端面はフライスカッターにより、また、該ワークのセンター孔はセンタードリルによって加工されることになる。また、上記加工の完了した加工品は、上記クランプ装置が上記ワーク位置まで移動して上記ワーク支持台に向けて搬出されることになる。この場合、上記ワークの端面を加工する際には、上記クランプ装置によりワークを主軸の軸心に対して直交方向に移動させながら加工することができるので、小径のフライスカッターにより大径のワークの端面を容易に加工することができる。
これにより、構造簡素にしてクランプ装置へのワークの取り付け、取り外しが自動的に行なえ、ワークの端面加工、センター孔加工の自動化が容易になるとともに、作業者によるワークの取り付け、取り出し作業が加工部から離れた位置となり、この作業が安全に行なえることになる。
請求項２に係る発明は、前記クランプ装置として、押しアームをシリンダによって主軸の軸心と直交する方向に往復動させ、この押しアームの往復動に伴ってアーム連動機構により一対の揺動アームを接離方向に揺動させるようにしたので、ワークの径に左右されることなくその軸心位置を一定にして挟持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の実施の形態を示す平面図、図２はその右側面図である。図１、図２において、１はフレーム（ベッド）であり、このフレーム１の後部に、後方に向かって次第に高くなる側面視三角形状の支持台２を固定する。この支持台２の左右に、図１において左右方向に延びるＸ軸レール４を設け、これら各Ｘ軸レール４にそれぞれＸ軸移動台３を左右摺動可能に載置するとともに、各Ｘ軸移動台３をヘッド移動装置５によりＸ軸レール４に沿って左右方向に移動させる。
【０００９】
上記ヘッド移動装置５は、図１、図２に示すように、支持台２に回転自在に支持されるボールねじ６をＸ軸レール４と平行に延長させてＸ軸移動台３に螺合させ、このボールねじ６をタイミングベルト７を介して支持台２の側部に支持したＸ軸サーボモータ８に連結し、このＸ軸サーボモータ８を正逆回転させることにより、上記各Ｘ軸移動台３を左右方向に移動させる。上記各Ｘ軸移動台３の前部側に主軸ヘッド１０を左右に対向させて取り付け、各Ｘ軸移動台３の後部側に主軸モータ２０を取付け、この主軸モータ２０により上記各主軸ヘッド１０の主軸１２（図３）をベルト駆動する。
【００１０】
上記主軸ヘッド１０は図３に示すようになっている。図３において、１１はＸ軸移動台３に固定された筒状のヘッドケースであり、このヘッドケース１１の軸心部に主軸１２を軸方向に貫通させ、ベアリング１３により回転自在に支持する。上記主軸１２の右端部に取付け盤１４をボルト１５により着脱可能に固定し、この取付け盤１４にフライスカッター１６をボルト１７により着脱可能に固定する。また、上記主軸１２の左端部にプーリ１８を取付け、このプーリ１８にベルト１９（図１）を巻回して前述した主軸モータ２０の回転軸に連結する。
【００１１】
上記主軸１２、取付け盤１４およびフライスカッター１６の軸心部に同軸の孔を貫通形成し、該孔にロッド２５を挿通する。このロッド２５はその右部を左右に分割し、この分割した右部のロッド２５ａを主軸１２に対してキーと長孔との係合、あるいはスプライン嵌合により軸方向に移動可能にかつ相対回転不能に嵌合させ、またコイルばねからなるスプリング２６により左方に移動付勢する。また、ロッド２５ａの右端軸心部にコレットチャック２７を取付け、該コレットチャック２７によりセンタードリル２８を着脱可能に支持する。２９はスライドベアリングである。
【００１２】
上記ロッド２５を左右（軸）方向に移動させて上記センタードリル２８をフライスカッター１６の軸心部から左右に出没させるドリル進退装置３５を設ける。即ち、プーリ１８の左面にシリンダケース３６を取付け、このシリンダケース３６内に上記ロッド２５の左部を貫通させ、シリンダケース３６内に摺動可能に嵌合させたピストン３７を上記ロッド２５に連結し、シリンダケース３６から左方に突出したロッド２５の左端部に、シリンダケース３６の左部室に連通する前進用の作動油路３８およびシリンダケース３６の右部室に連通する後進用の作動油路３９を形成し、各作動油路３８，３９を回転継手４０、切替え弁を介して油圧ポンプまたは空気ポンプ（共に図示省略）に接続する。
【００１３】
また、図１、図５に示すように、前述した支持台２の左右方向中心部にクランプ支持台４５を支持台２の上面（斜面）に沿って前後方向に摺動可能に支持し、このクランプ支持台４５にワークＷを挟持するクランプ装置５５を載置し、上記クランプ支持台４５を前後方向に移動させるクランプ移動装置４６を設ける。このクランプ移動装置４６は、図５に示すように、支持台２に回転自在に支持されるボールねじ４７を支持台２の上面（斜面）に沿って前後方向に延長させてクランプ支持台４５に螺合させ、このボールねじ４７をタイミングベルト４８を介して支持台２の後部に支持したＹ軸サーボモータ４９に連結し、このＹ軸サーボモータ４９を正逆回転させることにより、上記各クランプ支持台４５を前後方向に移動させる。
【００１４】
上記クランプ装置５５は、図６に示すようになっている。図６において、５６はクランプ支持台４５に固定したクランプケースであり、このクランプケース５６の上下方向中心部に、押しアーム５７をクランプ支持台４５の前後移動方向と並行し、かつ主軸１２の軸心の延長線に対して直交する前方に向けて摺動可能に嵌合させ、この押しアーム５７を挾んで上記クランプケース５６の上下部に一対の揺動アーム５８，５９を主軸１２の軸心と並行する支点ピン６０，６１を介して揺動可能に支持する。
【００１５】
また、上記押しアーム５７と各揺動アーム５８，５９とを連結するとともに、押しアーム５７の前進及び後進によって上記各揺動アーム５８，５９の前部を接近方向及び離間方向に揺動させるアーム連動機構６５を設ける。即ち、上記押しアーム５７の後部に上下方向に突出する腕５７ａ，５７ｂを一体に設け、各腕５７ａ，５７ｂの先端にローラー６６，６７を回転自在に取り付ける。一方上記各揺動アーム５８，５９の支点ピン６０，６１から後方に突出する後部に、後方に向かって互いに離間方向に湾曲する円弧状のガイド溝６８，６９を形成し、このガイド溝６８，６９に上記各ローラー６６，６７を転動可能に嵌合させる。
【００１６】
また、上記クランプケース５６の後面に油圧式または空圧式のシリンダ７０を取付け、このシリンダ７０のロッド７１の前端を上記押しアーム５７の後面に連結し、上記シリンダ７０によって押しアーム５７を前進及び後進させることにより、上記アーム連動機構６５を介して各揺動アーム５８，５９の前部を接近方向及び離間方向に揺動させる。
【００１７】
上記押しアーム５７の前端部及び各揺動アーム５８，５９の前端部にワークＷを挟持する挟持爪６２，６３，６４を取付け、これら各挟持爪６２，６３，６４は、互いに接近した際に、図６の実線で示すように、棒状のワークＷの外周面を等間隔で挟持、即ち後面、前部上面、前部下面の三箇所を挟持するようにする。
【００１８】
前述したクランプ装置５５の前方に位置するフレーム１の前部に、図１、図５に示すように、ワーク支持台７５を設置する。このワーク支持台７５は、一対のブラケット７６，７６を左右に離間させ、各ブラケット７６，７６の先端（後部）にＶ形の受け駒７７，７７を起立固定し、この受け駒７７，７７により棒状のワークＷの左右両端部を支持する。なお、各受け駒７７，７７によるワークＷの支持位置は、図５に示すように、クランプ装置５５の前後移動軸線の延長線Ｌ上とする。また、上記各ブラケット７６，７６、従って受け駒７７，７７の左右の間隔は、前述した挟持爪６２，６３，６４の左右幅よりも広幅とし、各挟持爪６２，６３，６４は受け駒７７，７７間に位置するワークＷの中間部を挟持する。
【００１９】
次に上記実施例の作動態様について説明する。クランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を後進させて押しアーム５７を後進させると、腕５７ａ，５７ｂに設けたローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を後進し、図６の仮想線で示すように、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに離間方向に揺動し、各挟持爪６２，６３，６４が開く、この状態でクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を例えば正転させ、ボールねじ４７を正転させてクランプ支持台４５を前進させて上記クランプ装置５５の各挟持爪６２，６３，６４をワーク支持台７５部位まで前進させる。
【００２０】
次いで、クランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を前進させて押しアーム５７を前進させる。さすれば、腕５７ａ，５７ｂを介してローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を前進し、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに接近方向に揺動し、各挟持爪６２，６３，６４が閉じてワーク支持台７５の受け駒７７，７７に支持されたワークＷの左右中間部を挟持する（図６実線の状態）。次いで、主軸モータ２０を主軸１２の回転がフライスカッター１６の切削速度に適する速度となる如く前述よりも低速段位で回転させ、Ｘ軸サーボモータ８を正転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、各主軸ヘッド１０を介して各フライスカッター１６を端面加工位置まで前進させる。
【００２１】
この状態でクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を逆転させ、ボールねじ４７、クランプ支持台４５、クランプ装置５５を介してワークＷを後進させ（図５において左方に移動）、この後進によって上記各フライスカッター１６により上記ワークＷの両端面を加工する。次いでＸ軸サーボモータ８を逆転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、各主軸ヘッド１０を離間方向に移動させた後、上記クランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を正転させ、ボールねじ４７を介してクランプ支持台４５を前進させ、上記クランプ装置５５により挟持されたワークＷを各主軸ヘッド１０，１０の軸心線上に移送する。
【００２２】
次いで、主軸モータ２０を主軸１２の回転がセンタードリル２８の切削速度に適する速度となる如く高速段位で回転させるとともに、ドリル進退装置３５の前進側の作動油路３８に作動油を供給してピストン３７を前進（図４において右方に移動）させ、右部のロッド２５ａを介してセンタードリル２８を図４に示すように、フライスカッター１６よりも右方に突出させる。
【００２３】
この状態で各ヘッド移動装置５のＸ軸サーボモータ８を例えば正転させ、ボールねじ６を正転させて各ヘッド支持台３、従って各主軸ヘッド１０を前進（図１において互いに接近する方向に移動）させてそのセンタードリル２８によりワークＷの両端面の軸心部にセンター孔を明ける。次いで上記Ｘ軸サーボモータ８を逆転させ、ボールねじ６を介して各ヘッド支持台３、従って各主軸ヘッド１０を後退（図１において互いに離間する方向に移動）させた後、ドリル進退装置３５の後進側の作動油路３９に作動油を供給してピストン３７を後進（図３において左方に移動）させ、スプリング２６の弾性力により右部のロッド２５ａ、従ってセンタードリル２８を図３に示すように、フライスカッター１６内に退避させる。
【００２４】
次いでクランプ移動装置４６のＹ軸サーボモータ４９を正転させ、ボールねじ４７を介してクランプ支持台４５、従ってクランプ装置５５を前進（図５において右方に移動）させ、加工されたワークＷをワーク支持台７５の受け駒７７，７７部位まで移動させる。この状態でクランプ装置５５のシリンダ７０のロッド７１を後進させて押しアーム５７を後進させる。さすれば、腕５７ａ，５７ｂを介してローラ６６，６７がガイド溝６８，６９内を後進（図６において左方に動）し、各揺動アーム５８，５９の前部が互いに離間方向に揺動し、各挟持爪６２，６３，６４が図６の仮想線で示すように開き、上記加工されたワークＷをワーク支持台７５の受け駒７７，７７に載置する。なお、上記各動作は、予め制御盤（図示省略）の制御装置に入力し、この制御装置からの制御信号によって行なうようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるセンタリングマシンの平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】本発明によるセンタードリルが退避した状態の断面図である。
【図４】本発明によるセンタードリルが突出した状態の断面図である。
【図５】図１のV-V 相当の側面図である。
【図６】本発明によるクランプ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    フレーム
２    支持台
３    ヘッド支持台
４    Ｘ軸レール
５    ヘッド移動装置
６    ボールねじ
７    タイミングベルト
８    Ｘ軸サーボモータ
１０    主軸ヘッド
１１    ヘッドケース
１２    主軸
１３    ベアリング
１４    取付け盤
１５    ボルト
１６    フライスカッター
１７    ボルト
１８    プーリ
１９    ベルト
２０    主軸モータ
２５    ロッド
２５ａ  右部のロッド
２６    スプリング
２７    コレットチャック
２８    センタードリル
２９    スライドベアリング
３５    ドリル進退装置
３６    シリンダケース
３７    ピストン
３８，３８    作動油路
４０    回転継手
４５    クランプ支持台
４６    クランプ移動装置
４７    ボールねじ
４８    タイミングベルト
４９    Ｙ軸サーボモータ
５５    クランプ装置
５６    クランプケース
５７    押しアーム
５７ａ，５７ｂ  腕
５８，５９    揺動アーム
６０，６１    支点ピン
６２，６３，６４    挟持爪
６５    アーム連動機構
６６，６７    ローラ
６８，６９    ガイド溝
７０    シリンダ
７１    ロッド
７５    ワーク支持台
７６    ブラケット
７７    受け駒
【図１】
2005047002.tif 000003
【図２】
2005047002.tif 000004
【図３】
2005047002.tif 000005
【図４】
2005047002.tif 000006
【図５】
2005047002.tif 000007
【図６】
2005047002.tif 000008