(57)【要約】【課題】汎用性と最小穴あけ間隔の確保とを両立した多軸加工装置を提供する。【解決手段】各主軸ユニット３が主軸部４とモータ部５とに分割されて構成され、各モータ部５がブラシレスモータ（直流モータ）によって構成される。したがって、各主軸ユニット３が独立しているので、穴あけ間隔の変更への対応が容易であり、ギヤトレインを用いる多軸ヘッドと比較して汎用性が高い。また、交流モータを用いる従来の多軸加工装置１と比較して主軸ユニット３が大幅に小型化され、最小穴あけ間隔が確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸頭に複数個の主軸ユニットが配設される多軸加工装置であって、前記主軸ユニットは主軸部とモータ部とが分割されて構成され、前記モータ部は直流モータによって構成されることを特徴とする多軸加工装置。
【請求項２】
前記主軸ユニットは定格電流が穴あけ加工時の挙動に基づき設定されることを特徴とする請求項１に記載の多軸加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸加工装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ワークに、複数個の穴を所定の穴あけ間隔で穴あけ加工する場合、多軸加工装置の各主軸を穴あけ間隔と同一間隔で配置し、各主軸に取付けられた各工具（ドリル）によって当該ワークに複数個の穴を同時に穴あけ加工することが行われる。例えば、特許文献１には、駆動ユニットの出力軸と接続・離間可能な駆動力伝達機構を具備したヘッド本体と、工具ホルダを着脱可能でかつ駆動力伝達機構を介して伝えられる駆動力により回転する回転軸を具備した複数の軸ユニットを備え、複数の軸ユニットの各回転軸と駆動力伝達機構とをそれぞれ離間可能に接続すると共に、複数の軸ユニットをヘッド本体にそれぞれ取外し可能に装着して構成される多軸ヘッドが開示されている。この多軸ヘッドでは、一つの出力軸の駆動力が駆動力伝達機構（ギヤトレイン）によって各軸ユニットに伝達されるため、構造が煩雑で、設計及び製作に多大な時間が必要である。また、この種の多軸ヘッドは、加工条件（出力、工具回転数等）の変更や穴あけ間隔の変更への対応に制約が多く、汎用性に乏しい。また、１軸だけが破損した場合であっても、その構造上、多軸ヘッド一式での修理或いは交換が必要になるため、修理或いは交換は煩雑で時間を要すると共に、多大なコストを要する。
【０００３】
一方、従来から、複数個の主軸ユニットを穴あけ間隔に対応させて軸頭に配置することで構成される多軸加工装置が知られているが（例えば、特許文献２参照。）、この種の多軸加工装置では、各主軸ユニットが個別にモータを備えるため穴あけ間隔の変更への対応が容易であり、上記多軸ヘッドに対して汎用性及び生産性を高めることができると共に、１軸が破損した場合であっても、破損した主軸ユニットのみを交換するだけで復旧が可能であり、合理的である。しかしながら、この種の多軸加工装置では、各主軸ユニットのモータに交流モータが使用されており、交流モータは出力に応じて外径寸法（構造）が決定されることに起因し、主軸ユニットが大型化されて最小穴あけ間隔が拡大してしまう。そして、多軸加工装置の最小穴あけ間隔が要求される穴あけ間隔よりも大きい場合に工程を分ける必要があり、設備コストが増大する。
【特許文献１】特開平９−８５５１０
【特許文献２】特開２０００−１６７７０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、汎用性と最小穴あけ間隔の確保とを両立した多軸加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、軸頭に複数個の主軸ユニットが配設される多軸加工装置であって、前記主軸ユニットは主軸部とモータ部とが分割されて構成され、前記モータ部は直流モータによって構成されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多軸加工装置において、前記主軸ユニットは定格電流が穴あけ加工時の挙動に基づき設定されることを特徴とする。
【０００６】
したがって、請求項１では、モータ部、延いては主軸ユニットを大幅に小型化することができる。
請求項２では、反復定格に基づき定格電流を設定することで、定格電流を高めることができる。
【発明の効果】
【０００７】
汎用性と最小穴あけ間隔の確保とを両立した多軸加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示されるように、本多軸加工装置１は、軸頭２に複数個（本実施形態では、５個。）の主軸ユニット３が一列で配設され、各主軸ユニット３が主軸部４とモータ部５とに分割されて構成される。また、本多軸加工装置１は、各主軸ユニット３のモータ部５が直流モータ（本実施形態では、ＤＣブラシレスモータ。）によって構成されており、これにより、モータ部５が交流モータによって構成される従来の主軸ユニット３と比較して、各主軸ユニット３が大幅に小型化される構造になっている。また、本多軸加工装置１は、定格電流が、穴あけ加工時における主軸ユニット３の挙動（ここでは、主軸７が回転と停止とを繰り返す動作を指す。）に基づき反復定格で設定されることにより、定格電流が連続定格で設定される従来の多軸加工装置１（主軸ユニット３）と比較して、出力が高められる構造になっている。
【０００９】
図２に示されるように、上記主軸部４は、略円筒状に形成されたスピンドルケース６を有し、該スピンドルケース６の内周面には、主軸７の先端部側（図２における下側）を軸支する３連のベアリング８と基部側（図２における上側）を軸支するベアリング９とが配設される。また、上記主軸７には、当該主軸７と軸線（中心線）を共有し、一端が主軸７の先端部側端面に開口すると共に他端が主軸７の基部側端面に開口する中空部１０が形成される。そして、上記主軸７の先端部（スピンドルケース６から突出した部分）には、工具がチャック／アンチャックされる工具把持具１１が取付けられる。なお、図１〜図３に示されるように、上記スピンドルケース６の外周面基部側には、当該スピンドルケース６の外径寸法と略等しい幅寸法Ａ（図３参照）に形成されてボルト１２（図１参照）によって軸頭２に固定される取付片１３が設けられる。
【００１０】
図２に示されるように、上記モータ部５は、略円筒状に形成されたモータケース１４を有し、該モータケース１４の内周面には、モータシャフト１５を軸支する一対のベアリング１６，１７が配設される。また、図４に示されるように、上記モータ部５は、上記モータシャフト１５の中間部に永久磁石１８が配設されると共に、上記モータケース１４の内周面に、コイル１９（図２参照）が巻回された鉄芯２０が上記永久磁石１８を囲繞するように配設される。また、上記モータシャフト１５には、当モータシャフト１５と軸線を共有し、一端がモータシャフト１５の先端部側（主軸部４側）端面に開口すると共に他端がモータシャフト１５の基部側端面に開口する中空部２１が形成される。そして、上記主軸ユニット３は、上記主軸部４と上記モータ部５とが連結されることにより、主軸部４の主軸７とモータ部５のモータシャフト１５とが接続され、主軸７の中空部１０とモータシャフト１５の中空部２１とが連通される構造になっている。
【００１１】
そして、図２に示されるように、上記主軸ユニット３は、エアチューブ２５を介してエア導入部２２から導入された冷却エアが、モータシャフト１５の中空部２１、主軸７の中空部１０に送られて主軸７の先端部から排気される。これにより、本多軸加工装置１では、各主軸ユニット３のモータ部５及び主軸部４の内部が冷却エアによって冷却され、各主軸ユニット３の耐久性が高められる構造になっている。なお、各主軸ユニット３は、モータ部５の基端部（図２における上側端部）にエンコーダ２４が設けられ、該エンコーダ２４の検知信号に基づいて、マイクロコンピュータによって構成される制御部によって、モータシャフト１５の角度位相並びにモータシャフト１５の回転速度が検出される構造になっている。また、図２に示される符号２３はＤＣブラシレスモータの回路基盤並びにエンコーダ２４のセンサケーブル等のケーブル類である。
【００１２】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本多軸加工装置１は、軸頭２に複数個の主軸ユニット３が配設され、各主軸ユニット３が主軸部４とモータ部５とに分割されて構成されると共に、各モータ部５がＤＣブラシレスモータ（直流モータ）によって構成される。また、本多軸加工装置１は、定格電流が、穴あけ加工時における主軸ユニット３の挙動に基づき反復定格で設定される。
したがって、本多軸加工装置１は、モータ部５が交流モータによって構成される主軸ユニット３を備える従来の多軸加工装置１と比較して、モータ部５、延いては主軸ユニット３が大幅に小型化される。また、本多軸加工装置１では、各主軸ユニット３（ＤＣブラシレスモータ）の定格電流が連続定格に基づき設定される場合と比較して、各主軸ユニット３（ＤＣブラシレスモータ）の出力が高められる。
【００１３】
これにより、本多軸加工装置１では、主軸ユニット３の最小取付間隔を、モータ部５が交流モータによって構成される主軸ユニット３を備える従来の多軸加工装置１に対して接近させることができ、最小穴あけ間隔を短縮することが可能になる。なお、本多軸加工装置１では、従来の多軸加工装置１の主軸ユニット３の外径寸法（φ８０）を、出力を確保しつつ１／２の外径寸法（φ４０）に小型化することが可能になった。これにより、従来の多軸加工装置１において８０ｍｍであった最小穴あけ間隔が、１／２の穴あけ間隔（４０ｍｍ）に縮小された。
【００１４】
また、本多軸加工装置１では、要求される穴あけ間隔が、モータ部５が交流モータによって構成される主軸ユニット３を備える従来の多軸加工装置１の最小穴あけ間隔よりも小さく、且つ本多軸加工装置１の最小穴あけ間隔以上である場合、従来の多軸加工装置１において工程が分割されていた穴あけ加工を１工程の穴あけ加工で行うことが可能になり、設備を縮小することができる。また、必要に応じて、従来の多軸加工装置１に対して同時に加工することができる穴の数量を増やすことができる。
【００１５】
また、本多軸加工装置１では、モータ部５が交流モータによって構成される主軸ユニット３を備える従来の多軸加工装置１に対して各主軸ユニット３が小型化され、イナーシャが大幅に軽減されて消費エネルギーが減少されることにより、自然環境の保全に貢献することができる。
また、本多軸加工装置１では、従来の多軸加工装置１に対して各主軸ユニット３の外径寸法が縮小されるため、ワークに対する寄付き性が向上する（主軸７をワークにより接近させることができる）。これにより、工具の突出し量を短くすることが可能になり、加工時における振動が抑制され、加工精度を高めることができる。
また、本多軸加工装置１では、モータ部５をＤＣブラシレスモータによって構成したことにより、回転速度及び出力の制御が容易になる。
【００１６】
また、一つの出力軸の駆動力をギヤトレインを介して各主軸７に伝達する従来の多軸ヘッドを、本多軸加工装置１の軸頭に容易に置き換えが可能である。これにより、従来の設備を流用することができ、従来の設備を流用した場合、本多軸加工装置１を新規に導入する場合と比較して設備コストの負担を軽減することができる。
また、要求される穴あけ間隔が変更された場合、穴あけ間隔に応じて主軸ユニット３の配置を変更するだけで対応が可能であり、従来の多軸ヘッドと比較して汎用性を高めることができる。
また、従来の多軸ヘッドの場合、１軸だけが破損した場合であっても、多軸ヘッド一式での修理或いは交換が必要であったが、本多軸加工装置１では、破損した主軸ユニット３を交換するだけで復旧させることが可能であり、損失を最小限に止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本多軸加工装置の軸頭の正面図である。
【図２】主軸ユニットの構造を説明するための説明図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ矢視である。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  多軸加工装置、２  軸頭、３  主軸ユニット、４  主軸部、５  モータ部、７  主軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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