(57)【要約】 【課題】  主軸がワークを自らピックアップし、そのまま移動して切削加工を行える主軸移動型旋盤において、複数の加工を高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことができる主軸移動型旋盤を提供する。【解決手段】  主軸の回転により回転するワークに当接して加工するバイト状工具を支持する第１の工具支持手段と、主軸の回転停止により回転停止状態にあるワークに対して穴を開ける回転工具を支持する第２の工具支持手段と、ワークをピックアップし、第１、第２の工具支持手段による加工を受けるように制御する加工制御手段とを備える。【選択図】    図７
2008110431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを下向きに支持する主軸チャックが取付けられた主軸と、
この主軸を回転駆動する主軸モータと、
主軸と共に主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段と、
主軸の移動領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す少なくとも２つの第１、第２の工具支持手段と、
加工制御手段とを備え、
前記第１の工具支持手段は、主軸の回転により回転するワークに当接して加工するバイト状工具を支持するものであり、
前記第２の工具支持手段は、主軸の回転停止により回転停止状態にあるワークに対して加工を施す回転工具を支持するものであり、
前記加工制御手段は、主軸チャックを上下左右に移動させて、
所定のワーク載置位置のワークをピックアップし、第１、第２の工具支持手段による切削加工を受けるように前記主軸移動手段、主軸モータ、主軸チャック、および前記第１，第２の工具支持手段を制御するものである主軸移動型旋盤。
【請求項２】
前記第２の工具支持手段は、前記回転工具を複数支持するものであり、前記加工制御手段は、複数の回転工具で同時に複数の加工を施す左右位置で主軸を停止させる請求項１記載の主軸移動型旋盤。
【請求項３】
前記第２の工具支持手段は、回転工具駆動モータと、回転工具駆動モータを支持するモータ支持部材と、モータ支持部材に対して着脱自在であり、且つ前記複数の回転工具を支持する回転工具支持部材とを含み、回転工具支持部材をモータ支持部材に装着すると、回転工具駆動モータの出力軸と、複数の回転工具の入力軸とが連結される構造とされる請求項２記載の主軸移動型旋盤。
【請求項４】
前記第２の工具支持手段は、穴開け加工を施すための回転工具であるドリルを複数支持するドリル支持部材と、前記ドリルで開けられた穴にタップ加工を施すための回転工具であるタップを複数支持するタップ支持部材とを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の主軸移動型旋盤。
【請求項５】
前記加工制御手段は、加工プログラムに従って制御するものであって、加工プログラムにおける主軸の左右方向の移動命令に対して基準位置を補正する補正手段を有し、前記回転工具支持部材は、上面に計測用穴を有し、前記主軸に、前記計測用穴の内周面を検出するセンサを取付けた請求項３または請求項４に記載の主軸移動型旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主軸がワークを自らピックアップし、そのまま移動して切削加工を行える主軸移動型旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主軸移動型旋盤として、ワークを下向きに支持する主軸チャックと、加工領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施すタレット式工具支持手段と、主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段とを備え、主軸チャックは、上下左右の移動によりワークをピックアップし、工具支持手段による切削加工を受けるものがある（特許文献１参照）。この旋盤によれば、主軸がワークを自らピックアップし、そのまま切削加工を行えるので、主軸にワークを給排するローダが不要である利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０２９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記提案例では、加工工程は、このタレット式工具支持手段による切削だけでなく、他の切削工具も必要となることがあり、この点につき、解決する余地が残されていた。またタレット式工具支持手段による切削と、他の切削工具による切削とを高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことが必要とされていた。
【０００５】
この発明の目的は、主軸がワークを自らピックアップし、そのまま移動して切削加工を行える主軸移動型旋盤において、複数の加工を高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことができる主軸移動型旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、ワーク加工のサイクルタイムを確実に短縮することである。
この発明のさらに他の目的は、回転工具支持部材の交換を容易化し、回転工具の段取り替えの時間短縮を図ることである。
この発明のさらに他の目的は、複数の加工を連続して実施することである。
この発明のさらに他の目的は、主軸を高精度に位置決めすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の主軸移動型旋盤は、ワークを下向きに支持する主軸チャックが取付けられた主軸と、この主軸を回転駆動する主軸モータと、主軸と共に主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段と、主軸の移動領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す少なくとも２つの第１、第２の工具支持手段と、加工制御手段とを備え、前記第１の工具支持手段は、主軸の回転により回転するワークに当接して加工するバイト状工具を支持するものであり、前記第２の工具支持手段は、主軸の回転停止により回転停止状態にあるワークに対して加工を施す回転工具を支持するものであり、前記加工制御手段は、主軸チャックを上下左右に移動させて、所定のワーク載置位置のワークをピックアップし、第１、第２の工具支持手段による切削加工を受けるように前記主軸移動手段、主軸モータ、主軸チャック、および前記第１，第２の工具支持手段を制御するものである。
【０００７】
この構成によると、加工制御手段により主軸と共に主軸チャックを上下左右に移動させて、主軸チャックは予め定めるワークをピックアップする。主軸チャックに支持されたワークに対し、第１および第２の工具支持手段による切削加工を施す。第１の工具支持手段はバイト状工具を支持し、主軸の回転により回転するワークに、このバイト状工具を当接させて加工する。第２の工具支持手段は、穴を開ける回転工具を支持し、主軸チャックに支持され回転停止状態にあるワークに対して穴を開ける。
【０００８】
このように本構成によると、バイト状工具による切削だけでなく穴を開ける回転工具による穴開け加工をも主軸の移動によって実施することが可能となる。一つのワークに対して、段取り替えを極力することなく複数の加工を施すことができる。つまり本構成によると、第１の工具支持手段による切削加工と第２の工具支持手段による切削加工とを含む複数の加工を、従来の主軸移動型旋盤に比べて高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことができる。
【０００９】
この発明において、前記第２の工具支持手段は、前記回転工具を複数支持するものであり、前記加工制御手段は、複数の回転工具で同時に複数の加工を施す左右位置で主軸を停止させるものとしても良い。この構成の場合、加工制御手段により、主軸を左右位置で停止させることで、ワークに対し複数の回転工具で同時に複数の加工を施すことが可能となる。複数の回転工具で段階的に複数の加工を施すのではなく、同時に複数の加工を施すことができるので、ワーク加工のサイクルタイムを確実に短縮することができる。
【００１０】
この発明において、前記第２の工具支持手段は、回転工具駆動モータと、回転工具駆動モータを支持するモータ支持部材と、モータ支持部材に対して着脱自在であり、且つ前記複数の回転工具を支持する回転工具支持部材とを含み、回転工具支持部材をモータ支持部材に装着すると、回転工具駆動モータの出力軸と、複数の回転工具の入力軸とが連結される構造とされるものとしても良い。
【００１１】
この構成の場合、回転工具支持部材は、モータ支持部材に対して着脱自在であるので、種類の異なる別の回転工具支持部材に交換がし易く、しかも種々の回転工具や磨耗した回転工具等を、簡単に交換することが可能となる。さらに回転工具支持部材をモータ支持部材に装着すると、回転工具駆動モータの出力軸と、複数の回転工具の入力軸とが連結されるので、これら出力軸、入力軸を連結させる専用治具、装置等を用いることなく、回転工具駆動モータの出力を複数の回転工具に容易に伝達可能とすることができる。このように回転工具の段取り替えの時間短縮を図ることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
この発明において、前記第２の工具支持手段は、穴開け加工を施すための回転工具であるドリルを複数支持するドリル支持部材と、前記ドリルで開けられた穴にタップ加工を施すための回転工具であるタップを複数支持するタップ支持部材とを含むようにしても良い。この構成の場合、主軸の回転停止により回転停止状態にあるワークに対して、複数のドリルをその軸線まわりに回転させて複数の穴を開け、複数のタップをその軸線まわりに回転させて前記複数の穴（いわゆる下穴）に雌ねじをそれぞれ形成することができる。このように複数の加工を連続して実施することができる。
【００１３】
この発明において、前記加工制御手段は、加工プログラムに従って制御するものであって、加工プログラムにおける主軸の左右方向の移動命令に対して基準位置を補正する補正手段を有し、前記回転工具支持部材は、上面に計測用穴を有し、前記主軸に、前記計測用穴の内周面を検出するセンサを取付けたものとしても良い。
【００１４】
主軸にセンサを取付け、回転工具支持部材の上面の計測用穴の内周面を、前記センサによって検出することができる。回転工具支持部材にピン等を嵌合させた場合、嵌合部で誤差が発生する。この発明のように計測用「穴」であると、このような誤差がなく、主軸を高精度に位置決めできる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の主軸移動型旋盤は、バイト状工具による切削だけでなく穴を開ける回転工具による切削をも実施することが可能となる。一つのワークに対して、段取り替えを極力することなく複数の加工を施すことができる。つまり本構成によると、第１の工具支持手段による切削加工と第２の工具支持手段による切削加工とを含む複数の加工を、従来の主軸移動型旋盤に比べて高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことができる。したがってワーク加工のサイクルタイムを、従来技術のものより短縮することができる。それ故、製造コストの低減を図ることが可能となる。ワークに対して、複数の加工を施すことができるので、主軸移動型旋盤の汎用性を高めることができる。したがって、複数の装置を導入する場合と比べて、設備導入費用の低減を図ることができる。
【００１６】
複数の回転工具で段階的に複数の穴を開けるのではなく、加工制御手段により、同時に複数の穴を開けることができるので、ワーク加工のサイクルタイムを確実に短縮することができる。したがって単位時間当たりのワークの製造コストの低減を図ることができる。
また、回転工具支持部材は、モータ支持部材に対して着脱自在であるので、種類の異なる別の回転工具支持部材に交換がし易く、しかも種々の回転工具や磨耗した回転工具等を、簡単に交換することが可能となる。さらに回転工具支持部材をモータ支持部材に装着すると、回転工具駆動モータの出力軸と、複数の回転工具の入力軸とが連結されるので、これら出力軸、入力軸を連結させる専用治具、装置等を用いることなく、回転工具駆動モータの出力を複数の回転工具に容易に伝達可能とすることができる。このように回転工具の段取り替えの時間短縮を図ることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１７】
第２の工具支持手段が、穴開け加工を施すための回転工具であるドリルを複数支持するドリル支持部材と、前記ドリルで開けられた穴にタップ加工を施すための回転工具であるタップを複数支持するタップ支持部材とを含むようにすると、次のような効果を奏する。ワークに対して、複数のドリルをその軸線まわりに回転させて複数の穴を開け、複数のタップをその軸線まわりに回転させて前記複数の穴（いわゆる下穴）に雌ねじをそれぞれ形成することができる。このように複数の加工を連続して効率良く実施することができる。
【００１８】
主軸にセンサを取付け、回転工具支持部材の上面の計測用穴の内周面を、前記センサによって検出することができる。回転工具支持部材にピン等を嵌合させた場合、嵌合部で誤差が発生する。この発明のように計測用「穴」であると、このような誤差がなく、主軸を高精度に位置決めできる。ピン等の部品を回転工具支持部材に設けることなく、主軸を高精度に位置決めすることができる。それ故、部品点数の低減を図り、構造を簡単化することが可能になると共に、主軸を高精度に位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２０】
この実施形態の工作機械は、制御盤および操作盤付きの工作機械であって、主軸ピックアップ旋盤となる立型の主軸移動型旋盤である。図１において、この工作機械である旋盤１は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバー３を備えた工作機械本体２と、この工作機械本体２の背面に設置された制御盤４と、正面部に設置された操作盤５とを備える。
【００２１】
工作機械本体２は、図５に示すように、ワークＷを下向きに支持する主軸チャック６と、加工領域Ｒに設けられて主軸チャック６に支持されたワークＷに対して切削加工を施す工具支持手段７と、主軸チャック６を上下および左右に移動させる主軸移動手段８と、主軸チャック６の左右方向の移動可能な領域における互いに異なる箇所にそれぞれ設けられたワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２とを備える。
【００２２】
この工作機械本体２は、工具支持手段７の工具に対して、主軸チャック６が上下左右に移動することで、旋削、穴開け等の切削加工を行うものである。このため、主軸移動手段８およびその配線，配管系等が、加工領域Ｒに対して仕切られる加工機器設置領域Ｓに配置される加工機器４０を構成する。
【００２３】
主軸移動手段８は、ベッド９上の左右方向に延びる案内１３上を左右移動自在な左右送り台１４と、この左右移動台１４に上下方向に延びる案内１５を介して昇降自在に設置された主軸台１６と、これら左右移動台１４および主軸台１６の進退用の駆動源２０，２１（後述する）とを備える。ここで、左右送り台１４の移動方向である左右方向をｘ軸方向、主軸台１６の移動方向である上下方向をｚ軸方向、ｘおよびｚ軸方向に直交する方向をｙ軸方向と定義する。各図において、これらｘ、ｙ、ｚ軸方向を矢符ｘ、ｙ、ｚにて表記する場合がある。主軸台１６に支持された主軸１７の先端に上記主軸チャック６が設けられている。主軸チャック６は、複数のチャック爪６ａでワークＷを把持するものとされている。
【００２４】
主軸台１６は、詳しくは、左右移動台１４に前記案内１５を介して昇降自在に設置された昇降台１８に搭載されており、この昇降台１８に設置されたサーボモータ等の主軸モータ１９により主軸１７の回転駆動が行われる。主軸台１６の昇降は、左右移動台１４に設置されたサーボモータ等の昇降用駆動源２０と、この昇降用駆動源２０の回転を上下動作に変換するボールねじなどの回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。左右移動台１４の左右移動は、ベッド９に設置されたサーボモータ等の左右移動用駆動源２１と、この左右移動用駆動源２１の回転を左右動作に変換するボールねじなどの回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。
【００２５】
工具支持手段７は、バイト状工具を支持する第１の工具支持手段としてのタレット刃物台７Ａと、回転工具を支持する第２の工具支持手段７Ｂとを有する。タレット刃物台７Ａは、ベッド９の前方の加工領域Ｒにおける側壁部に、左右方向に延びる水平軸心回りに旋回可能に設置されている。タレット刃物台７Ａは、周面に取付けられた工具の割出の為の旋回動作は可能であるが、移動機能は有しないものとされている。操作盤５による操作指令に基づいて、加工制御手段としての制御盤４は、主軸チャック６を上下左右に移動させてワーク載置台２３のワークＷをピックアップする制御を行う。また制御盤４は、所望の工具を割出すべくタレット刃物台７Ａをｘ軸方向回りに旋回させ停止させる。ただし工具の周方向位置によっては、制御盤４はタレット刃物台７Ａを旋回させない場合もある。制御盤４は、主軸モータ１９、昇降用駆動源２０、および左右移動用駆動源２１をそれぞれ駆動制御して、主軸１７の回転により回転するワークＷに、前記旋回停止させた工具を当接させて当該ワークＷが切削加工を受けるように制御する。
【００２６】
図６は、同旋盤において、回転工具ユニットを離脱させた要部を表す斜視図であり、図７は、回転工具ユニットの斜視図である。第２の工具支持手段７Ｂは、上記加工領域Ｒにおけるベッド９の正面壁部に着脱自在に設けられる。操作盤５による操作指令に基づき、制御盤４は、上記切削加工前または上記切削加工後に、主軸チャック６がワークＷをピックアップした状態で、第２の工具支持手段７Ｂに支持される回転工具ＴＬによって加工を受けるように制御する。この第２の工具支持手段７Ｂは、複数の回転工具ＴＬを支持可能に構成されている。制御盤４は、複数の回転工具ＴＬで同時に複数の穴を開けるよう、該制御盤４で演算によって求められる左右位置で主軸１７を停止させる。これとともに制御盤４は、主軸モータ１９、昇降用駆動源２０、および後述する回転工具駆動モータ６０を駆動制御する。
【００２７】
図８は、回転工具ユニットを、回転軸線を含む仮想平面で切断して視た断面図であり、図９は、モータ支持部材に対し、回転工具支持部材を離脱した断面図である。図１０は、離脱したモータ支持部材の断面図であり、図１１は、モータ支持部材と、回転工具支持部材との関係を表す図である。図６、図７も参照しつつ説明する。回転工具ユニット６１は、第２の工具支持手段７Ｂと、該第２の工具支持手段７Ｂに支持された複数の回転工具ＴＬとを含んで構成される。第２の工具支持手段７Ｂは、複数の回転工具ＴＬを軸線まわりに回転させるための回転工具駆動モータ６０と、この回転工具駆動モータ６０を支持するモータ支持部材６２と、一対の回転工具支持部材６３とを有する。
【００２８】
各回転工具支持部材６３は、複数の回転工具ＴＬを支持し、且つモータ支持部材６２に対して着脱自在に構成されている。各回転工具支持部材６３をモータ支持部材６２に装着すると、回転工具駆動モータ６０の出力軸６０ａと、支持する複数の回転工具ＴＬの入力軸とが連結される構造になっている。この回転工具ユニット６１は、加工領域Ｒにおけるベッド９の正面壁部において次のように装着される。一対の回転工具支持部材６３は、左右方向つまりｘ軸方向に沿って配設され、各回転工具ＴＬの軸線方向は、上下方向つまりｚ軸方向に沿うように配設される。ｘ軸方向一方の回転工具支持部材６３は、たとえば４本のタップＴＬ１を支持するタップ支持部材であり、ｘ軸方向他方の回転工具支持部材６３は、たとえば４本のドリルＴＬ２を支持するドリル支持部材である。ただし、一方および他方の回転工具支持部材６３に、同種で且つドリル径（またはタップ径）の異なる回転工具を支持してもよい。また一つのモータ支持部材６２に、一つの回転工具支持部材６３を設ける構成、三つ以上の回転工具支持部材６３を設ける構成にすることも可能である。
【００２９】
モータ支持部材６２は有底状のハウジングであり、このハウジングには、回転駆動モータ６０の駆動力を複数の回転工具ＴＬに伝達するギヤ列が回転可能に支持される。ハウジングは、ハウジング本体６４と、このハウジング本体６４の底面部を覆う蓋体６５とを有する。この蓋体６５に回転駆動モータ６０が取り付けられる。ハウジング本体６４には、軸受６６、伝達軸６７、およびギヤ列等（これらを回転部品と称す）をそれらの軸線方向回りに回転可能に支持する収容穴が形成されている。ここで各ドリルＴＬ２を回転させる回転部品と、各タップＴＬ１を回転させる回転部品とは、ｘ軸方向一方および他方に所定距離離隔して配設される同一構造であるので、各タップＴＬ１を回転させる一方の回転部品についてのみ説明し、他方の回転部品については一方の回転部品と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
ハウジング本体６４内のｘ軸方向一方側において、軸受収容穴いわゆるハウジング穴６４ａがｚ軸方向に沿って形成されている。間座６８を介してアキシアル方向に組み合わされた軸受６６が、このハウジング穴６４ａに嵌入され、内輪回転可能に設けられる。組み合わせ軸受６６Ａがハウジング穴６４ａに嵌入された状態で、外方に臨む一方側軸受６６の外輪が、リング状の外輪押え板６９によって押さえられる。この外輪押え板６９は、ハウジング本体６４に複数のボルトを介して固着される。
【００３１】
上記組み合わせ軸受６６Ａに、段付きの伝達軸６７の一部がタイトに挿入されている。伝達軸６７は、大径部６７ａ、中径部６７ｂ、小径部６７ｃ、およびフランジ部６７ｄを含む。軸線方向一方から他方に順次、小径部６７ｃ、大径部６７ａ、フランジ部６７ｄ、中径部６７ｂが一体に形成されており、大径部６７ａは伝達軸全体の長手方向中間付近部に配設される。ハウジング本体６４から蓋体６５を一旦離脱させた状態で、伝達軸６７の大径部６７ａが組み合わせ軸受６６Ａに挿入され、組み合わせ軸受６６Ａのうち他方側軸受６６の内輪に、フランジ部６７ｄが当接するように配設される。
【００３２】
回転工具駆動モータ６０の出力軸６０ａに固着される出力ギヤ７０に、伝達ギヤ７１が噛合されている。これらのうち出力ギヤ７０は、ハウジング本体６４内のｘ軸方向中間付近において、蓋体６５側に臨み且つｚ軸方向に沿って形成される出力ギヤ収容穴６４ｂに配設される。伝達ギヤ７１は、ハウジング本体６４内のｘ軸方向一方側において、蓋体６５側に臨み且つハウジング穴６４ａに連なる伝達ギヤ収容穴６４ｃに配設される。この伝達ギヤ７１は、上記伝達軸７１の中径部に形成されるキー溝に連結され、ナット部材７２によって中径部６７ｂに固着される。
【００３３】
図１２は、モータ支持部材、中央ギヤ等を表す図であり、図１２（ａ）は、中央ギヤをスプライン軸に固定する構造を表すモータ支持部材等の要部平面図、図１２（ｂ）は、同構造を表すモータ支持部材等の要部断面図である。図８、図９、図１０も参照しつつ説明する。小径部６７ｃの外周には、中央ギヤ７３と噛合させるためのスプラインＳＰが形成されている。つまり小径部６７ｃはいわゆるスプライン軸であり、該スプライン軸に上記中央ギヤ７３が着脱自在に設けられている。中央ギヤ７３の表面部には、複数の雌ねじが形成され、これら雌ねじに複数のボルト７４がそれぞれ螺着可能に構成されている。ハウジング本体６４に形成される雌ねじにも、外輪押え板６９を介してボルト７４が螺着可能に構成されている。
【００３４】
中央ギヤ７３の表面部のうち周方向に隣接する二箇所の雌ねじに、それぞれボルト７４を一時的に螺着し、上記ハウジング本体６４に形成される雌ねじに、ボルト７４を一時的に螺着しておく。たとえば六角レンチ等の棒状部材７５が、これら三本のボルト７４の外周面の一方側および他方側に互い違いに当接する状態にして中央ギヤ７３の回り止めを施したうえで、小径部６７ｃの軸線方向一端部にボルト７６を螺着し締付け可能になっている。中央ギヤ７３を小径部６７ｃに螺着し締付けた後、中央ギヤ７３の表面部およびハウジング本体６４に螺着される三本のボルト７４を取り外す。中央ギヤ７３を小径部６７ｃから離脱する場合にも、上記のような回り止めを施したうえで、中央ギヤ７３を容易にかつ簡単に小径部６７ｃから離脱可能になっている。ただし中央ギヤ７３の回り止めを施すための棒状部材７５は、必ずしも六角レンチに限定されるものではない。また一時的に螺着させる三本のボルト７４をたとえば複数のピン等によって代替することも可能である。
【００３５】
上記中央ギヤ７３に、回転工具ＴＬに一体的に固着される外周側ギヤ７７が噛合されている。ハウジング本体６４内のｘ軸方向一方側において、回転工具支持部材６３に臨み且つｚ軸方向に沿って、中央ギヤ等収容穴６４ｄが形成されている。中央ギヤ７３および外周側ギヤ７７は、この中央ギヤ等収容穴６４ｄに配設される。
【００３６】
図１３は、回転工具支持部材等を表す図であり、図１３（ａ）は回転工具支持部材の平面図、図１３（ｂ）は、計測用穴を検出するセンサが主軸に取付けられた状態を概略表す図である。図１４は、ヘッド内部へのクーラント等の侵入防止機構を表す図であり、図１４（ａ）は図９の要部拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図８、図９も参照しつつ説明する。ｘ軸方向一方の回転工具支持部材６３は、モータ支持部材６２に対して独立して着脱自在に設けられる。ｘ軸方向他方の回転工具支持部材６３も、モータ支持部材６２に対して独立して着脱自在に設けられる。これら一方および他方に配設される回転工具支持部材６３，６３は、ｘ軸方向一方および他方に所定距離離隔して配設される同一構造である。したがってｘ軸方向一方の回転工具支持部材６３についてのみ説明し、他方の回転工具支持部材６３については一方の回転工具支持部材６３と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
回転工具支持部材６３は、略円筒形状に形成される支持部材本体７８、フランジ７９、および環状の突出部８０を有する。支持部材本体７８のｚ軸方向一方側にフランジ７９を介して突出部８０が一体成形されている。フランジ７９のｘ軸方向一端部７９ａ、他端部７９ｂ（図１３参照）は、ｙ軸方向に平行な平坦面を成す。フランジ７９には、周方向一定間隔おきに複数のざぐり穴（取付穴）７９ｃが形成されている。ただし、ざぐり穴７９ｃは周方向適当間隔おきでも良く、貫通穴であっても良い。上記突出部８０の外周に沿って環状のシール部材８１が外装されたうえで、該突出部８０は、ハウジング本体６４内の中央ギヤ等収容穴６４ｄに嵌入される。これとともに回転工具支持部材６３は、フランジ７９の複数のざぐり穴に複数のボルトをそれぞれ挿入し、ハウジング本体６４つまりモータ支持部材６２に固着可能に構成される。
【００３８】
支持部材本体７８に、シャフト部材８２、カバー部材８３、軸受８４、外周側ギヤ７７、クーラント等の侵入防止機構（ラビリンス構造ともいう）の要部、およびグリースニップル等が設けられる。また支持部材本体７８には、後述する芯出し用計測穴８５，８６が形成されている。支持部材本体７８には、四つのシャフト部材収容穴７８ａが形成されている。支持部材本体７８の平面視において、これらシャフト部材収容穴７８ａは、周方向９０度間隔おきで、且つ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に等間隔に形成されている。前記平面視とは、対象物をｚ軸方向に視ることと同義である。各シャフト部材収容穴７８ａは、段付き穴であって、支持部材本体７８のｚ軸方向中間付近に形成される小径穴と、支持部材本体７８のｚ軸方向一端および他端に形成される大径穴とを有する。大径穴は、小径穴と同一軸線上に形成されるとともに、小径穴より半径方向外方に所定小距離拡径されて形成される。
【００３９】
支持部材本体７８のうち、ｚ軸方向一端の大径穴から小径穴にわたって、特にアキシアル方向の荷重を許容する軸受８４が嵌入され、ｚ軸方向他端の大径穴から小径穴にわたっても、アキシアル方向の荷重を許容する軸受８４が嵌入されている。支持部材本体７８の外周に図示外のグリースニップルが設けられている。このグリースニップルから、支持部材本体７８内に形成されるグリース供給用の通路７８ｂを経て（図１３参照）、ｚ軸方向一方および他方の軸受８４にグリースを供給可能に構成される。外方に臨むｚ軸方向一方の軸受８４は、支持部材本体７８の一表面部に螺着されるカバー部材８３（後述する）によって押えられる。
【００４０】
上記一方および他方の軸受８４に、シャフト部材８２の一部がタイトに挿入され、該シャフト部材８２はその軸線方向回りに回転可能になっている。シャフト部材８２は、軸線方向に沿って順次、回転工具連結部８７、ラビリンス構造を成すスカート部８８、カバー部材支持部８９、軸受支持部９０、およびギヤ連結部９１を有する。回転工具連結部８７に、各種回転工具ＴＬが着脱自在に設けられる。ギヤ連結部９１に形成されるキー溝に外周側ギヤ７７が連結され、外周側ギヤ７７はナット部材９２によってシャフト部材８２に固着される。スカート部８８は、半径方向外方に予め定める距離延在し、その外周縁部からｚ方向一方に所定距離延在する。このスカート部８８によって、ｚ方向に開放する環状溝９３が形成される（図１４（ａ）参照）。
【００４１】
カバー部材８３のｚ軸方向一端部は、スカート部８８に対応する形状に形成されている。つまりカバー部材８３のｚ軸方向一端部は、ｚ方向に突出する環状突出部８３ａである。この環状突出部８３ａは上記スカート部８８の環状溝９３にルーズに嵌入され、環状突出部８３ａとスカート部８８とで協働してエアパージの通路の一部（ラビリンス通路）を成している。カバー部材８３において、環状突出部８３ａの基端部分から半径方向外方に向かうに従って下り傾斜状となるテーパ部８３ｂが形成されている。上記モータ支持部材６２のハウジング本体６４に、エアパージの第１通路９４がｚ軸方向に沿って形成され、該第１通路９４の基端部に継手９５が設けられている。この継手９５は、図示外の空気圧供給源に配管接続されている。
【００４２】
支持部材本体７８に、エアパージの第２通路９６，第３通路９７，第４通路９８，第５通路９９が形成されている。回転工具支持部材６３がハウジング本体６４に固着された状態において、第１〜第５通路９４，９６〜９９、およびラビリンス通路１００にわたって開通するように構成されている。支持部材本体７８において、第２通路９６は半径方向に沿って形成されて第１および第３通路９４，９７に通じ、第３通路９７はｚ軸方向に沿って形成されて第４通路９８に通じる。この第４通路９８は、ｘ軸方向に沿って形成され、上記一の第３通路９７と、該第３通路９７に平行で且つｘ軸方向に離隔して配設される他の第３通路９７とにわたって開通する通路である。したがって二つの第４通路９８が、ｙ軸方向に離隔して、ｘ軸方向に沿って平行に配設される。第５通路９９は、一方の第４通路９８の長手方向中間付近部と、他方の第４通路９８の長手方向中間付近部とを開通するように配設されている。上記空気圧供給源から圧縮空気が常時供給され、第１〜第５通路９４，９６〜９９およびラビリンス通路１００を経て圧縮空気が外方に排出される構造になっている。
【００４３】
計測用穴の芯出し機構について説明する。
図９、図１３に示すように、支持部材本体７８の一表面部には、加工基準となる芯出し用計測穴８５，８６が加工されている。支持部材本体７８の平面視において、本体中心部の芯出し用計測穴８５は、四つのシャフト部材収容穴７８ａから等しい距離に形成されている。本体半径方向外方側の芯出し用計測穴８６は、本体中心部の芯出し用計測穴８５に対し相対的に位置決めされて形成されている。主軸１７の下端部には、たとえば非接触式センサが着脱自在に設けられる。前記センサによって検出される、本体中心部の芯出し用計測穴８５の位置情報に基づいて、加工基準位置が定められる。なお、センサが主軸１７の軸心からｘ軸方向またはｙ軸方向にずれていても主軸１７をｚ軸回りに回転させることで、芯出し用計測穴８５，８６を容易に検出することができる。前記センサは、加工時は主軸１７から取り外される。
【００４４】
ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２について説明する。
図１５に示すように、機体カバー３の正面部左右両側には、機体カバー３の左右両端から中央側に向かって凹む凹部２５，凹部２６が設けられている。凹部２５内にワーク搬入装置１１、凹部２６内にワーク搬出装置１２がそれぞれ設けられている。したがって、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、機体カバー３の左右幅内に、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されている。凹部２５，２６には、加工領域Ｒへのワーク搬入口、加工領域Ｒからのワーク搬出口となる開口部（図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００４５】
ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒの内外を出入り可能なワーク載置台２３を備え、このワーク載置台２３によって主軸チャック６とワークＷの受け渡しを行う。ワークＷの受け渡しの概略を示すと、次のようになる。加工領域Ｒ外に位置するワーク搬入装置１１のワーク載置台２３にワークＷが供給され、このワーク載置台２３が加工領域Ｒ内へ移動する。主軸チャック６は、上下左右の移動によりワーク搬入装置１１のワーク載置台２３からワークＷをピックアップし、工具支持手段７の旋削加工を受け、加工領域Ｒ内に位置するワーク搬出装置１２のワーク載置台２３にワークＷを渡す。ワークＷを受けたワーク搬出装置１２のワーク載置台２３は加工領域Ｒ外へ移動して、そこでワークＷの排出が行われる。
【００４６】
以上のように構成されたワーク搬入装置１１は次のように作動する。初期状態では、ワーク載置台２３は中立位置Ｎで待機し、図示外の開閉カバーが開口部を塞いだ状態となっている。作業を開始すると、ワーク載置台２３がワーク供給位置Ｐ１まで前進する。そして、このワーク供給位置Ｐ１で、人手等により、ワーク載置台２３の上にワークＷが載置される。ワークＷを載せたワーク載置台２３は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク渡し位置Ｐまで回動する。その際、ワーク載置台２３の回動に連動して、前記開閉カバーが開く。ワーク渡し位置Ｐで、主軸チャック６により、ワーク載置台２３からワークＷがピックアップされる。ワークＷを渡したワーク載置台２３は中立位置Ｎまで回動する。その際、ワーク載置台２３の回動に連動して、前記開閉カバーが閉じる。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。
【００４７】
一方、ワーク搬出装置１２は次のように作動する。旋削加工が終了するまでに、ワーク載置台２３がワーク受け位置Ｑまで移動しており、このワーク受け位置Ｑで、主軸チャック６から加工済みのワークＷを受け取る。ワークＷを受け取ったワーク載置台２３は、中立位置Ｎまで回動し、さらにワーク排出位置Ｑ１まで前進する。そして、このワーク排出位置Ｑ１で、人手等により、ワーク載置台２３からワークＷが排出される。ワークＷが排出されたワーク載置台２３は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク受け位置Ｑまで回動する。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。ワーク搬出装置１２の場合も、ワーク載置台２３の回動に連動して、開閉カバーが開閉する。
【００４８】
上記ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２の作動において、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２３がワーク渡し位置Ｐとワーク供給位置Ｐ１とを往復してワークＷを供給する動作、およびワーク搬出装置１２のワーク載置台２３がワーク受け位置Ｑとワーク排出位置Ｑ１とを往復してワークＷを排出する動作は、ワークＷを把持した主軸チャック６が上下および左右に移動してワークＷの旋削加工を行う動作と並行して行われる。
また、主軸チャック６は、常時は機体の左右幅方向の中央となる原点位置で待機し、ワークの搬入、搬出時にワーク渡し位置Ｐまたはワーク受け位置Ｑまで移動して、搬入側または搬出側のワーク載置台２３と出会うようになっている。その際、主軸チャック６の移動とワーク載置台２３の移動が並行して行われる。
【００４９】
図１６と共に、前記制御盤４からなる加工制御手段につき説明する。この制御盤４は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなり、加工プログラム１０１を演算制御部１０２で解読して実行し、各部の制御を行うものである。加工プログラム１０１の主軸の移動命令（Ｘ軸，Ｙ軸）、主軸回転命令、および回転工具回転命令は、演算制御部１０２から各軸のサーボコントローラ（Ｘ軸サーボコントローラ１０３，Ｚ軸サーボコントローラ１０４，主軸サーボコントローラ１０５，および回転工具サーボコントローラ１０７）に送られ、これらサーボコントローラ１０３〜１０５，１０７により、主軸移動手段８における左右移動用駆動源２０、昇降用駆動源２１、主軸モータ１９、および回転工具モータ１０８が制御される。左右移動用駆動源２０、昇降用駆動源２１、主軸モータ１９、および回転工具モータ１０８は、それぞれパルスコーダ等の位置検出器Ａｓを有していて、サーボコントローラ１０３，１０４，１０５，１０７により閉ループ制御される。
【００５０】
加工プログラム１０１における主軸チャック開閉令名等のシーケンス制御命令は、演算制御部１０２からシーケンス制御部１０６に転送され、シーケンス制御部１０６により、主軸チャック６等の対応機器が制御される。
【００５１】
Ｘ軸サーボコントローラ１０３は、加工プログラム１０１における左右方向（Ｘ軸）の移動命令に対して基準位置を補正する補正手段１０３ａを有し、この補正手段１０３ａの基準位置は、例えば操作盤５等からの入力により、または基準位置プログラム（図示せず）により、適宜変更可能とされている。回転工具支持部材６３の計測穴８５の位置を計測することで得られた左右方向の基準位置のずれ量は、上記補正手段１０３ａに設定する。これにより、回転工具支持部材６３の取付位置の誤差を、加工時に補正することができる。なお、計測用穴８６の位置を計測することで得られた前後方向の基準位置のずれ量は、回転工具支持部材６３の取付位置を、取付穴７９ｃとこれに挿通されたボルト等の隙間を利用して修正することでなくすようにする。
【００５２】
この構成の主軸ピックアップ旋盤１によると、上記のようにワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が設けられており、それぞれ載置台位置切換機構２４により、ワーク載置台２３を加工領域Ｒの内外に出入り可能とされている。このため、主軸台１６の移動範囲が、加工領域Ｒ内で済み、旋盤１の全体を幅狭にすることができる。また、ワークＷの搬入，搬出は、ワーク載置台２３の加工領域Ｒへの出入りと、主軸台１６の移動とで行われるため、ワークＷの搬入搬出に際する主軸台１６の移動距離が短くて済み、またワーク載置台２３の移動と主軸台１６の移動が並行して行えるため、ワークＷの搬入，搬出に要する時間が短縮される。
【００５３】
特に、この構成の主軸ピックアップ旋盤１によると、バイト状工具による切削だけでなく穴を開ける回転工具ＴＬによる穴開け加工をも主軸１７の移動によって実施することが可能となる。一つのワークＷに対して段取り替えを極力することなく複数の加工を施すことができる。つまり本構成によると、タレット刃物台７Ａによる切削加工と第２の工具支持手段７Ｂによる切削加工とを含む複数の加工を、従来の主軸移動型旋盤に比べて高効率で、尚且つ、フレキシブルに変更して行うことができる。したがってワーク加工のサイクルタイムを、従来技術のものより短縮することができる。それ故、製造コストの低減を図ることが可能となる。ワークＷに対して、複数の加工を施すことができるので、主軸移動型旋盤１の汎用性を高めることができる。したがって、複数の装置を導入する場合と比べて、設備導入費用の低減を図ることができる。
【００５４】
第２の工具支持手段７Ｂは、回転工具ＴＬを複数支持するものであり、制御盤４は、複数の回転工具ＴＬで同時に複数の穴を開けるよう左右位置で主軸１７を停止させるものとしている。この構成の場合、制御盤４により、主軸１７を左右位置で停止させることで、ワークＷに対し複数の回転工具ＴＬで同時に複数の穴を開けることが可能となる。複数の回転工具ＴＬで段階的に複数の穴を開けるのではなく、同時に複数の穴を開けることができるので、ワーク加工のサイクルタイムを確実に短縮することができる。
【００５５】
回転工具支持部材６３は、モータ支持部材６２に対して着脱自在であるので、種類の異なる別の回転工具支持部材６３に交換がし易く、しかも種々の回転工具ＴＬや磨耗した回転工具ＴＬ等を、簡単に交換することが可能となる。さらに回転工具支持部材６３をモータ支持部材６２に装着すると、回転工具駆動モータ６０の出力軸６０ａと、複数の回転工具ＴＬの入力軸とが連結されるので、これら出力軸６０ａ、入力軸を連結させる専用治具、装置等を用いることなく、回転工具駆動モータ６０の出力を複数の回転工具ＴＬに容易に伝達可能とすることができる。このように回転工具ＴＬの段取り替えの時間短縮を図ることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００５６】
また第２の工具支持手段７Ｂは、ドリルＴＬ２を支持する回転工具支持部材６３と、タップＴＬ１を支持する回転工具支持部材６３とを含む構成である。この構成によると、主軸１７の回転停止により回転停止状態にあるワークＷに対して、ドリルＴＬ２をその軸線まわりに回転させて穴を開け、タップＴＬ１をその軸線まわりに回転させて前記穴（いわゆる下穴）に雌ねじを形成することができる。このように複数の加工を連続して実施することができる。
【００５７】
本構成によると、ハウジング本体６４内に、出力ギヤ収容穴６４ｂ、伝達ギヤ収容穴６４ｃがそれぞれ形成される。さらにハウジング本体６４内に、中央ギヤ等収容穴６４ｄが形成されているので、ハウジング本体６４の軽量化を図ることが可能となる。したがって回転工具ユニット６１の搬送を容易化することができる。伝達軸６７の小径部６７ｃはスプライン軸であり、該スプライン軸に上記中央ギヤ７３が着脱自在に設けられている。この構成によると、中央ギヤ７３の着脱を簡単に実施することができ、たとえば段取り替えの時間短縮を図ることが可能となる。中央ギヤ７３は、六角レンチ等の汎用工具を用いて回り止めを施し、着脱することができる。このように中央ギヤ７３の回り止めのための専用治具を必要としないので、その分設備コストの低減を図ることができる。
【００５８】
カバー部材８３の環状突出部８３ａと、シャフト部材８２のスカート部８８とで協働してエアパージの通路の一部（ラビリンス通路１００）を成している。つまり、複雑な通路形状を成すラビリンス通路１００を、カバー部材８３の環状突出部８３ａと、シャフト部材８２のスカート部８８とによって簡単に実現することができる。空気圧供給源から圧縮空気が常時供給され、第１〜第５通路９４，９６〜９９およびラビリンス通路１００を経て外方に排出される構造になっているので、ヘッド内部へのワークＷの切削屑、クーラント等の侵入防止を確実に図ることができる。
【００５９】
シャフト部材８２のうちスカート部８８は、半径方向外方に予め定める距離延在し、その外周縁部からｚ方向一方に所定距離延在する。さらに、カバー部材８３のうち、環状突出部８３ａの基端部分から半径方向外方に向かうに従って下り傾斜状となるテーパ部８３ｂが形成されているので、次のような効果を奏する。ワークＷの切削屑やクーラント等を、スカート部８８、テーパ部８３ｂに沿って効果的に流れ落とすことができる。それ故、切削屑やクーラントがラビリンス通路１００等に不所望に侵入することを防止することができる。仮に、空気圧供給源からの圧縮空気の供給が停止されたとしても、ヘッド内部への切削屑、クーラントの侵入防止を極力図ることができる。回転工具支持部材６３がハウジング本体６４に固着された状態において、第１〜第５通路９４，９６〜９９、およびラビリンス通路１００にわたって開通するように構成されているので、次のような効果を奏する。継手９５から空気圧供給源までの配管本数を低減でき、その分、作業工数の低減を図ることができる。配管本数を低減できる分、装置全体が省スペースになる。
【００６０】
第５通路９９は、一方の第４通路９８の長手方向中間付近部と、他方の第４通路９８の長手方向中間付近部とを開通するように配設されているので、通路全長を短縮することができる。継手９５から各ラビリンス通路１００に至る通路長さの均一化を極力図ることが可能となる。したがって各ラビリンス通路１００からパージされる圧縮空気の圧力損失を均一化することが可能となり、隣接する四つのシャフト部材周辺の切粉、クーラント等を満遍なく飛散させることができる。支持部材本体７８の一表面部に芯出し用計測穴８５，８６が加工され、センサ等を用いて上記加工基準位置を定めることができる。支持部材本体７８に特別な部品を機構、部品を設ける必要がないので、回転工具ユニット６１の部品点数の低減を図り、その構造を簡単化することができる。したがって回転工具ユニット６１の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６１】
本発明の他の実施形態として、回転工具支持部材は、３本以下の回転工具を支持する構成であっても良く、５本以上の回転工具を支持する構成にすることも可能である。これらの構成においても、回転工具支持部材をモータ支持部材に装着すると、該回転工具駆動モータの出力軸と、支持する複数の回転工具の入力軸とが連結される。また回転工具支持部材の平面視において、複数の回転工具のピッチを所望のピッチに変更することも可能である。このとき、モータ支持部材は、たとえば中央ギヤを変更等するだけで、兼用することが可能となる。したがって回転工具ユニットの汎用性を高めることができる。ただしモータ支持部材を兼用しない構成にしてもよい。
【００６２】
本実施形態では、回転工具駆動モータの出力軸に固着される出力ギヤに、一対の伝達ギヤが噛合されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。たとえば前記出力ギヤに、必要に応じて一枚の伝達ギヤが噛合される構成、三枚以上の伝達ギヤが噛合される構成にすることも可能である。その他回転工具ユニットについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を行うこともあり得る。種々の変更を行った場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる主軸ピックアップ旋盤の斜視図である。
【図２】同旋盤の正面図である。
【図３】同旋盤の側面図である。
【図４】同旋盤の平面図である。
【図５】（Ａ）は同旋盤の内部構造を示す破断正面図、（Ｂ）は同旋盤の破断側面図である。
【図６】同旋盤において、回転工具ユニットを離脱させた要部を表す斜視図である。
【図７】回転工具ユニットの斜視図である。
【図８】回転工具ユニットを、回転軸線を含む仮想平面で切断して視た断面図である。
【図９】モータ支持部材に対し、回転工具支持部材を離脱した断面図である。
【図１０】離脱したモータ支持部材の断面図である。
【図１１】モータ支持部材と、回転工具支持部材との関係を表す図である。
【図１２】モータ支持部材、中央ギヤ等を表す図であり、図１２（ａ）は、中央ギヤをスプライン軸に固定する構造を表すモータ支持部材等の要部平面図、図１２（ｂ）は、同構造を表すモータ支持部材等の要部断面図である。
【図１３】回転工具支持部材等を表す図であり、図１３（ａ）は回転工具支持部材の平面図、図１３（ｂ）は、計測用穴を検出するセンサが主軸に取付けられた状態を概略表す図である。
【図１４】ヘッド内部へのクーラント等の侵入防止機構を表す図であり、図１４（ａ）は図９の要部拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１５】同旋盤のワーク搬入装置およびワーク搬出装置と主軸チャックとの関係を示す破断平面図である。
【図１６】加工制御手段の電気的構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…旋盤
４…制御盤
６…主軸チャック
７…工具支持手段
７Ａ…タレット刃物台
７Ｂ…第２の工具支持手段
８…主軸移動手段
１７…主軸
２２…工具
２３…ワーク載置台
６０…回転工具駆動モータ
６０ａ…出力軸
６２…モータ支持部材
６３…回転工具支持部材
Ｗ…ワーク
ＴＬ…回転工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008110431.tif 000005
【図４】
2008110431.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008110431.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008110431.tif 000012
【図１１】
2008110431.tif 000013
【図１２】
2008110431.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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