(57)【要約】【課題】  短尺から長尺までのワークに対して、両端面を含み、複雑形状に全加工できる旋盤を提供する。【解決手段】  主軸３０及び背面主軸５０は、それぞれワークＷを把持する。タレット４０には、複数の工具４１が取付けられる。各主軸３０，５０とタレット４０の位置制御を行うことにより、主軸３０，５０でそれぞれ把持するワークＷが工具４１によって加工される。ここで、タレット４０は、選択した工具４１のワークＷに対する角度を変えることができるので、ワークＷの両端の加工を含み、複雑形状に全加工できる。また、ガイドブッシュ９０を配設したので、長尺のワークＷも、撓むことが防止され、短尺から長尺までのワークＷを複雑形状に全加工できる。【選択図】  図２
2005125483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持して回転させる機能を持つと共に、該ワークの回転軸に平行なＺ方向に往復移動可能な主軸と、
前記主軸に対向して配置され、ワークを把持して回転させる機能を持ち、前記Ｚ方向に往復移動可能な背面主軸と、
前記ワークを加工するための複数の工具が取付けられると共に、回転して該複数の工具から選択された工具を該ワークを加工するための所定位置に位置させる機能を有し、前記Ｚ方向に往復移動可能であると共に該Ｚ方向とは異なる方向のＸ方向に往復移動可能であり、かつ該Ｚ方向及び該Ｘ方向を含むＸＺ平面内で回転して該選択された工具の向きを変化させることが可能なタレットと、
前記主軸から突出した前記ワークを、回転可能に支持すると共に該ワークの回転軸の方向に摺動させるガイドブッシュと、
を備えることを特徴とする旋盤。
【請求項２】
任意数の前記工具を収容する工具マガジンと、
すでに前記タレットに取付けられている工具を、前記工具マガジンに収容されている工具に交換する工具交換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の旋盤。
【請求項３】
前記背面主軸には、前記ワークが貫通する穴が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋盤。
【請求項４】
前記タレットは、前記Ｚ方向に往復移動可能であり、前記Ｘ方向に往復移動可能であり、かつ該Ｚ及びＸ方向とは異なる方向のＹ方向に往復移動可能になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の旋盤。
【請求項５】
任意数の工具を搭載し、前記タレットとは独立して移動し、該搭載した工具を用いて前記主軸又は前記背面主軸の把持するワークを加工する刃物台を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の旋盤。
【請求項６】
前記刃物台は、前記Ｘ方向に往復移動可能であることを特徴とする請求項５に記載の旋盤。
【請求項７】
前記刃物台は、前記Ｚ方向に往復移動可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の旋盤。
【請求項８】
前記刃物台は、前記Ｙ方向に往復移動可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークに複合加工する旋盤には、特許文献１或いは特許文献２に記載されたものがある。
【特許文献１】特開平１１−１３８３７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７７０１号公報
【０００３】
特許文献１の旋盤は、主軸が固定されている複合加工型旋盤であり、ワークを把持する主軸と、テールストックと、往復台と、工具主軸とを備えている。テールストックは、主軸に対向する位置に配置されている。
往復台は、主軸又はテールストックの中心線に平行に往復移動する台である。往復台上に、工具主軸が取付けられている。工具主軸は、工具を把持するものであり、工具の方向を変化させることが可能になっている。工具により、主軸又はテールストックで把持したワークが加工される。
【０００４】
この特許文献１に示された旋盤のように、主軸が固定されている旋盤では、長尺のワークを加工する時には、ワークが工具で押されて撓むことにより、精度の高い加工ができない。そのため、長尺のワークを加工するときには、テールストックに、ワークの先端面に当接して主軸と相俟ってワークを支持するセンタを取付ける。
【０００５】
しかし、テールストックにセンタを取付けることにより、次のような問題が起きる。
（１）  テールストックにセンタを取付けてワークを支持するので、ワークの先端面（正面）に加工ができない。
（２）  テールストックにセンタが取付けてあるため、ワークを把持するためのチャックをテールストックに取付けることができない。そのため、テールストックのチャックでワークを把持してワークの後端面（背面）を加工することができない。
（３）  工具とテールストックとが干渉するため、テールストックの近傍が加工できない。
このように、主軸が固定されている旋盤では、長尺の複合加工を行うことは困難であった。
【０００６】
さらに、特許文献１の複合加工型旋盤では、加工可能なワークの長さが、主軸とテールストックの距離で決り、その距離以上の長さのワークを加工することができないという問題もある。
【０００７】
一方、長尺のワークをテールストックで支持しないで加工する方法として、特許文献２のように、工具の近傍に長尺のワークの撓みを防止するためのガイドブッシュを設けて、主軸を移動させながら長尺のワークを加工する技術がある。
【０００８】
特許文献２の旋盤は、ワークを回転可能に把持する第１の主軸台と、背面主軸台上に配置された第２の主軸台及び正面刃物台と、ガイドブッシュと、ワークを切り落とすバイトが取付けられた刃物台と、第３の主軸台と、第３の主軸台に取付けられてワークの背面を加工する工具と、ワークの軸方向に対して垂直に移動可能な回転工具台とを備えている。
【０００９】
背面主軸台は、第１の主軸台に把持されたワークの軸方向に平行に移動する機能とその軸方向に垂直に移動する機能とを持つ。ガイドブッシュは、第１の主軸台と背面主軸台との間に配置され、回転するワークを摺動可能に支持するものである。第２の主軸台は、ワークの先端側（正面側）を把持するものである。第２の主軸台と共に背面主軸台に配置された刃物台には、ワークの正面を加工するドリルが取付けられる。第３の主軸台は、ガイドブッシュの概ね側方に配置されている。
【００１０】
この特許文献２に記載された旋盤では、背面主軸台をワークの軸方向に移動させ、第１の主軸台が把持してガイドブッシュが支持するワークの先端面（正面）を、正面刃物台に取付けられた工具で加工する。その後、背面主軸台を移動して第２の主軸台でワークの先端側を把持させ、これと同時に第２の主軸台で把持していたワークを第３の主軸台に把持させる。第３の主軸台に把持されたワーク先端面を、刃物台に取付けられた工具で再度加工する。
【００１１】
ワークの後端面（背面）を加工する場合には、背面主軸台を移動させ、第２の主軸台で把持したワークの後端面（背面）を第３の主軸台に取付けられたドリルで加工する。
【００１２】
この特許文献２のように主軸が移動する旋盤では、長尺のワークの先端面と後端面とを加工できるが、次のような問題がある。
【００１３】
（１）  ワークに斜めの穴をあけるためには、斜め穴加工用のアタッチメントを刃物台に取付ける必要がある。
（２）  ワークの先端面を加工する工具とワークの後端面を加工する工具とを別に用意する必要がある。
（３）  ワークの先端面を加工する工具を取付ける場所の他に、ワークの後端面を加工する工具とを取付ける場所を確保しなければならないので、機械の小型化が困難になり、作業性もわるい。
【００１４】
（４）  各工具を交換する時には、機械を停止する必要があり、効率的な加工ができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述したように、特許文献１のような主軸固定の旋盤では、長尺のワークを加工する時、ワークの先端面及びワークの後端面及びテールストックの近傍の加工ができない。
一方、特許文献２のような主軸移動の旋盤では、長尺のワークの先端面及び後端面の加工ができるが、ワークに斜め穴をあけるためには、斜め穴加工用のアタッチメントが必要であった。
【００１６】
本発明は、以上のような現状を鑑みてなされた発明であり、短尺から長尺までのすべての長さのワークに対して、両端面を含み、複雑形状に全加工することができる旋盤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】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る旋盤は、ワークを把持して回転させる機能を持つと共に、該ワークの回転軸に平行なＺ方向に往復移動可能な主軸と、
前記主軸に対向して配置され、ワークを把持して回転させる機能を持ち、前記Ｚ方向に往復移動可能な背面主軸と、
前記ワークを加工するための複数の工具が取付けられると共に、回転して該複数の工具から選択された工具を該ワークを加工するための所定位置に位置させる機能を有し、前記Ｚ方向に往復移動可能であると共に該Ｚ方向とは異なる方向のＸ方向に往復移動可能であり、かつ該Ｚ方向及び該Ｘ方向を含むＸＺ平面内で回転して該選択された工具の向きを変化させることが可能なタレットと、
前記主軸から突出した前記ワークを、回転可能に支持すると共に該ワークの回転軸の方向に摺動させるガイドブッシュと、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、タレットには複数の工具が取付けられるので、これら複数の工具を用いた加工をワークに施すことが可能である。さらに、ワークを加工するために選択された工具の向きや位置を変えることができるので、主軸或いは背面主軸で把持するワークの外周面と端面とに加工をすることが可能となる。また、ワークが長尺で撓みやすくても、ガイドブッシュがその撓みを防止するので、加工精度が悪化しない。また、主軸で把持したワークを移し替えて、背面主軸に把持させることにより、１本のワークの両端面を加工できる。
これにより、段取り替えや他の機械での後工程を省略できる。そのため、ワークの取付け誤差がなくなり、加工精度を高くすることもできる。
【００１９】
なお、任意数の前記工具を収容する工具マガジンと、
すでに前記タレットに取付けられている工具を、前記工具マガジンに収容されている工具に交換する工具交換手段と、
を備えてもよい。
【００２０】
又、前記背面主軸には、前記ワークが貫通する穴が形成されてもよい。
【００２１】
又、前記タレットは、前記Ｚ方向に往復移動可能であり、前記Ｘ方向に往復移動可能であり、かつ該Ｚ及びＸ方向とは異なる方向のＹ方向に往復移動可能になっていてもよい。
【００２２】
又、任意数の工具を搭載し、前記タレットとは独立して移動し、該搭載した工具を用いて前記主軸又は前記背面主軸の把持するワークを加工する刃物台を備えてもよい。
【００２３】
この場合、前記刃物台は、前記Ｘ方向に往復移動可能であってもよい。
また、前記刃物台は、前記Ｚ方向に往復移動可能であってもよい。
また、前記刃物台は、前記Ｙ方向に往復移動可能であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、短尺から長尺までのすべての長さのワークに対して、その両端を含み複雑形状に全加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る旋盤の正面図である。図２は、旋盤の平面図である。図３は、図１中のタレット及び刃物台の構成例を示す図である。
【００２６】
この旋盤はワークＷに対して複雑な加工が可能な機械であり、図１及び図２のように、ベッド１０と、ワークＷを把持する主軸３０と、タレット４０と、ワークＷを把持する背面主軸５０と、図示しない制御部とを備えている。制御部は、旋盤全体の制御を行うものである。
【００２７】
主軸３０は、ワークＷの中心線が水平の１方向であるＺ１軸方向に平行になるようにワークＷを把持する。主軸３０は、主軸台３０Ａに回転可能に支持されている。主軸台３０Ａは、ベッド１０上に、Ｚ１軸方向に平行に取付けられた２本のレール１１，１２上に載せられ、Ｚ１軸モータ１３を駆動することにより、Ｚ１軸方向に移動する構成になっている。主軸台３０Ａには、ワーク回転モータ３１が内蔵されている。ワーク回転モータ３１は、主軸３０の把持するワークＷを回転させるものである。
【００２８】
タレット４０は、回転可能であり、円周方向に複数の工具４１が取付けられる。タレット４０は回転して、選択した工具４１を加工をワークＷに施すための所定位置に移動させる。本実施形態では、選択した工具４１の中心線が水平になる位置が、所定位置である。タレット４０は、次に説明するタレット位置設定機構により、回転軸が支持され、タレット位置設定機構が、タレット４０の位置を変化させる。なお、タレット４０には、各工具４１を回転させる図示しないモータが内蔵されている。
ここで、タレット位置設定機構について説明する。
タレット位置設定機構は、ベース４０ａを備えている。ベース４０ａが、ベッド１０上にＺ１軸方向に平行なＺ２軸方向に取付けられた２本のレール１５，１６の上に載せられている。Ｚ２軸モータ１７を駆動することにより、ベース４０ａがＺ２軸方向に移動する。
ベース４０ａには、Ｚ２軸方向に垂直な水平の１方向であるＸ１軸方向に、ボールねじ４０ｂが組込まれている。ボールねじ４０ｂの端部には、そのボールねじ４０ｂを回転させるＸ１軸モータ１８が配置されている。
【００２９】
ベース４０ａの上に、コラム４０ｃが配置されている。コラム４０ｃの底部には、ボールねじ４０ｂと係合したブラケット４０ｊが取付けられ、Ｘ１軸モータ１８が回転すると、コラム４０ｃがＸ１軸方向に移動する。
コラム４０ｃには、Ｚ２軸及びＸ１方向に垂直の高さ方向のＹ１軸方向にボールねじ４０ｄが組込まれている。ボールねじ４０ｄの端部にＹ１軸モータ４０ｅが取付けられている。
ボールねじ４０ｄには、ブラケット４０ｆが移動可能に係合し、そのブラケット４０ｆには、タレット４０の回転軸を支持する支持部４０ｇが回転可能に取付けられている。
支持部４０ｇには、当該支持部４０ｇをＺ２軸及Ｘ１軸を含む平面内で回転させてタレット４０の方向を変換する方向変換モータ４０ｈと、タレット４０を回転させて、選択した工具４１の中心軸を水平にする工具選択モータ４０ｉとが組込まれている。
Ｙ１軸モータ４０ｅが回転すると、ブラケット４０ｆ及び支持部４０ｇがＹ１軸方向に移動する。これにより、選択されて水平になっている工具４１の中心線の高さが、ワークＷの中心線の高さからずれることになる。
以上がタレット位置設定機構である。
【００３０】
背面主軸５０は、主軸３０と対向してワークＷを把持するものであり、背面主軸台５０Ａに支持されている。背面主軸台５０Ａは、ベッド１０上にＺ１軸方向と平行なＺ３軸方向に取付けられた２本のレール２０，２１上に載せられている。Ｚ３軸モータ２２を駆動することにより、背面主軸台５０ＡがＺ３軸方向に移動する構成になっている。背面主軸台５０Ａにはワーク回転モータ５１が内蔵されている。ワーク回転モータ５１は、背面主軸５０の把持するワークＷを回転させるものである。
【００３１】
主軸３０及び背面主軸５０には、ワークＷが貫通する穴が形成されている。
この旋盤には、さらに、刃物台６０と、工具マガジン７０と、工具交換機構８０と、ガイドブッシュ９０とが設けられている。
【００３２】
刃物台６０は、レール２０，２１上に載せられ、Ｚ４軸モータ２４を駆動することにより、Ｚ２軸方向と平行なＺ４軸方向に移動する構成である。刃物台６０の側方には、刃物台６０をＸ１軸方向に平行なＸ２軸方向に移動させるＸ２軸モータ２５が取付けられている。
【００３３】
刃物台６０は、ワークＷを加工する複数の工具６１を保持するものであり、図３のように、タレット６２を備えている。タレット６２に工具６１が取付けられ、タレット６２の回転角度に応じた工具６１が選択される。刃物台６０上部には、刃物台６０の位置をＹ１軸方向と平行なＹ２軸方向（高さ方向）に変化させるＹ２軸モータ６３が取付けられている。
【００３４】
ガイドブッシュ９０は、主軸３０の背面主軸５０側に配置され、主軸３０から突出したワークＷを摺動自在に支持するものである。
【００３５】
なお、ここでは、刃物台６０は、タレット６２を備えているが、これに限定されず、例えば図４のように、複数の工具６６を支持部材６５に櫛歯形に配列してもよい。図４は、刃物台の変形例を示す図である。
【００３６】
一方、工具マガジン７０は、タレット４０に取付ける工具４１を必要数収容するものである。工具交換機構８０は、タレット４０に取付けられている工具４１を、工具マガジン７０で収容している工具４１に交換する機構である。
【００３７】
以上のような構成の旋盤では、主軸３０と、背面主軸５０と、ガイドブッシュ９０とを備えるので、長尺のワークＷに加工する際にも、ワークＷが撓むことが防止され、精度の高い加工が可能になる。また、ワークＷの先端面の加工も可能になるばかりでなく、主軸３０で把持したワークＷを、例えばタレット４０に取付けられた工具で突切りした後に、主軸３０及び背面主軸５０間でワークＷの移し替えを行うことにより、ワークＷの両端面の加工も可能になる。よって、短尺から長尺までの種々の長さのワークに対して、両端を含み、複雑形状に全加工できる。
【００３８】
次に、加工事例を説明しつつ、制御部の行う制御の概要と旋盤の動作を説明する。
図５は、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方に、外径加工を行う加工例１の説明図である。
【００３９】
主軸３０及び背面主軸５０にそれぞれ把持されたワークＷを加工する場合、制御部は、タレット４０に取付けられている複数の工具４１から、外径加工を行う工具４１として選択し、選択した工具４１の中心線がワークＷに向いて水平になるように、工具選択モータ４０ｉを回転させる。また、方向変換モータ４０ｈを駆動して支持部４０ｇを回転させ、選択した工具４１の中心線がワークＷの中心線と垂直になるように、タレット４０の水平面内での向きを調整する。
そして、Ｚ１軸モータ１３或いはＺ２軸モータ１７を駆動することにより、ワークＷの加工箇所を工具４１の前方に位置させる。ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３及びＸ１軸モータ１８とを駆動制御する。これにより、工具４１がワークＷに当接し、主軸３０に把持されたワークＷの外周が加工される。主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、制御部は、Ｘ１軸モータ１８を駆動してタレット４０を退避させる。
【００４０】
そして、方向変換モータ４０ｈを駆動して支持部４０ｇを１８０°回転させ、工具選択モータ４０ｉを駆動し、選択した工具４１の方向を１８０°回転させる。Ｚ３軸モータ２２とＺ２軸モータ１７を駆動することにより、背面主軸５０の把持するワークＷの加工箇所を、選択した工具４１の前方に位置させる。ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２及びＸ１軸モータ１８とを駆動制御する。
【００４１】
これにより、選択した工具４１がワークＷに当接し、背面主軸５０に把持されたワークＷの外周が加工される。ここで、選択した工具４１の種類やＺ１軸モータ１３、Ｚ２軸モータ１７、Ｚ３軸モータ２２、Ｘ１軸モータ１８の駆動制御方法により、種々の加工が可能であり、ワークＷの外径を直線にしたり、テーパー、円弧等の所望の形状にすることができる。
【００４２】
図６は、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方の先端面に、穿孔加工を行う加工例２の説明図である。
この場合、制御部は、タレット４０に取付けられた複数の工具４１から所定の径のドリルを、加工を施す工具４１として選択する。そして、制御部は、選択した工具４１の中心線が水平になるように、工具選択モータ４０ｉを回転させる。また、方向変換モータ４０ｈを起動し、選択した工具４１の中心線が、ワークＷの中心線と平行になるように、支持部４０ｇを回転させてタレット４０の水平面での向きを調整する。そして、Ｘ１軸モータ１８を駆動して選択した工具４１の先端を、主軸３０で把持するワークＷの先端面に対向させる。次に、ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動し、選択した工具４１の先端を主軸３０側に移動させる。これにより、選択した工具４１が主軸３０の把持するワークＷの先端面に当接して切削し、ワークＷが穿孔される。
【００４３】
主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、Ｘ１軸モータ１８を駆動してタレット４０を退避させる。工具選択モータ４０ｉを駆動し、タレット４０を１８０°回転させ、選択した工具４１の先端が、背面主軸５０の把持するワークＷの先端を向くようにさせる。そして、Ｘ１軸モータ１８を再び駆動し、選択された工具４１を、背面主軸５０の把持するワークＷの先端面に対向させる。ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動し、選択した工具４１の先端を背面主軸５０側に移動させる。これにより、選択した工具４１が背面主軸５０の把持するワークＷの先端に当接して切削し、ワークＷが穿孔される。
【００４４】
ここでは、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方の先端面に穿孔加工を行う場合の概要を示したが、１つのワークＷの両端に穿孔することも可能である。
この場合には、最初、ワークＷを主軸３０にのみ把持させておき、ワークＷの先端面の穿孔が終了した段階で、Ｘ１軸モータ１８を駆動してタレット４０及び選択した工具４１を退避させ、Ｚ３軸モーター２２を駆動して、背面主軸５０を主軸３０側に移動させ、ワークＷの先端側を把持させる。そののち、主軸３０にワークＷを放させ、Ｚ３軸モーター２２を駆動して所定位置に移動させ、Ｘ１軸モータ１８を駆動してタレット４０及び選択した工具４１を元の加工位置に戻す。以降、前述と同様の処理を行うことにより、背面主軸５０に把持されたワークＷの後端面が穿孔される。
【００４５】
図７は、斜め穴を穿孔する加工例３の説明図である。
この場合、制御部は、タレット４０に取付けられた複数の工具４１からドリルを加工を行う工具として選択する。
制御部は、選択した工具４１の中心軸が水平になるように、工具選択モータ４０ｉを駆動する。また、方向変換モータ４０ｈを駆動して支持部４０ｇを回転させ、選択した工具４１の中心線が、ワークＷの中心軸と所望角度になるように、タレット４０の向きを調整する。
【００４６】
次に、Ｚ１軸モータ１３又はＺ２軸モータ１７を駆動し、ワークＷを所定位置にする。その後、選択した工具４１を回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３とＸ１軸モータ１８とを同時駆動し、選択した工具４１が所望角度で先端からワークＷに入るように、ワークＷと選択した工具４１とを相対移動させる。これにより、主軸３０の把持するワークＷに斜めの穴が穿孔される。
【００４７】
背面主軸５０で把持するワークＷに斜めの穴を穿孔する場合には、加工する前に、方向変換モータ４０ｈを駆動し、工具４１の中心線が、背面主軸５０の把持するワークＷの軸に対して所望角度になるようにタレット４０の向きを調整する。次に、Ｚ３軸モータ２２又はＺ２軸モータ１７を駆動し、ワークＷを所定位置にする。その後、選択した工具４１を回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２とＸ１軸モータ１８とを同時駆動し、前記所望角度で選択した工具４１が先端からワークＷに入るように、ワークＷと選択した工具４１とを相対移動させる。これにより、背面主軸５０の把持するワークＷに斜めの穴が穿孔される。
【００４８】
図８は、内径加工する加工例４の説明図である。
主軸３０が把持するワークＷと背面主軸５０が把持するワークＷとに内径加工を施す場合、制御部は、タレット４０の複数の工具４１から内径工具を加工を行う工具４１として選択し、先端面に穿孔加工を行うときと同様の処理を行う。
【００４９】
即ち、方向変換モータ４０ｈを駆動し、選択した工具４１の中心線がワークＷの中心線と平行になるように、支持部４０ｇを回転させてタレット４０の向きを調整する。そして、Ｘ１軸モータ１８を駆動して選択した工具４１の先端を、主軸３０で把持するワークＷの先端面に対向させる。次に、ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動し、選択した工具４１の先端を主軸３０側に相対移動させる。これにより、選択した工具４１が主軸３０の把持するワークＷの先端に当接して切削し、ワークＷに内径加工が開始される。そして、Ｚ１軸モータ１３とＸ１軸モータ１８を駆動することにより、選択した工具４１がＺ１軸方向とＸ１軸方向に移動するので、主軸３０に把持されたワークＷが、所望の内径に切削される。
【００５０】
主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、Ｘ１軸モータ１８を駆動してタレット４０を退避させる。工具選択モータ４０ｉを駆動し、選択した工具４１を１８０°回転させ、選択した工具４１の先端が、背面主軸５０の把持するワークＷの先端を向くようにする。そして、ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動し、選択した工具４１の先端を背面主軸５０側に移動させる。そして、Ｚ３軸モータ２２とＸ１軸モータ１８を駆動することにより、選択した工具４１がＺ３軸方向とＸ１軸方向に移動するので、背面主軸５０に把持されたワークＷが、所望の内径に切削される。
【００５１】
以上の加工事例は、タレット４０に取付けられた工具４１を用いた加工である。工具４１を用いることにより、他の加工も可能である。他の加工例を簡単に説明する。
【００５２】
図９は、ワークＷを直線的にカットする加工例５の説明図である。
ワークＷの一部をカットしてワークＷの断面をＤ形にする場合には、タレット４０に加工を行う工具４１としてエンドミルを取付けておく。制御部は、工具選択モータ４０ｉを駆動し、その選択した工具４１の中心線が水平になるように、タレット４０を回転させる。その後、選択した工具４１を回転させつつ、Ｙ１軸モータ４０ｅを駆動し、選択した工具４１を図９のように、Ｙ１軸方向、即ち、上下方向に移動させる。これにより、ワークＷがカットされ、ワークＷの断面がＤ形になる。
【００５３】
図１０は、偏心穴を穿孔する加工例６の説明図である。
ワークＷの中心軸からずれた位置を穿孔して偏心穴を形成する場合、タレット４０にドリルを取付けておく。制御部は、そのドリルを加工を施す工具４１として選択し、工具選択モータ４０ｉを駆動して選択した工具４１の中心線が水平になるように、タレット４０を回転させる。そして、Ｚ２軸モータ１７を駆動してタレット４０を所定位置に移動させた後に、Ｙ１軸モータ４０ｅを駆動して選択した工具４１の中心線の高さをワークＷの中心線の高さからずらす。そして、工具４１を回転させつつ、図１０のように、Ｘ１軸モータ１８を駆動して選択した工具４１を前進させる。これにより、ワークＷに偏心穴が形成される。
【００５４】
図１１は、ワークの端部を斜めにカットする加工例７の説明図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は側面図を示している。
ワークＷの端部を斜めにカットする場合、タレット４０には、エンドミルを取付けておく。制御部は、そのエンドミルを加工を施す工具４１として選択し、工具選択モータ４０ｉを駆動し、選択した工具４１の中心線が水平になるように、タレット４０を回転させる。そして、方向変換モータ４０ｈを駆動して選択した工具４１の中心線が主軸３０の把持するワークＷの中心線に対して所望角度になるように駆動制御する。そして、Ｙ１軸モータ４０ｅを駆動し、選択した工具４１をＹ１軸方向に移動させる。これにより、選択した工具４１が斜めに、ワークＷの先端部に当たり、ワークＷの先端部が斜めにカットされる。
【００５５】
図１２は、ワークにホブ加工をする加工例８の説明図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は側面図を示している。
ワークＷに歯車を形成するホブ加工を行う場合、ホブをタレット４０に取付けておく。制御部は、ホブを加工を施す工具４１として選択し、工具選択モータ４０ｉを駆動してホブの中心線を水平にする。次に、タレット４０を所定位置に移動した後に、方向変換モータ４０ｈを駆動し、選択した工具４１の中心線がワークWの中心線に対して所定角度になるように、タレット４０の向きを調整する。そして、選択した工具４１の回転とワークＷの回転とを所定の回転比で同期制御させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動してワークＷを前進させる。これにより、ワークＷが選択した工具４１により切削されながら移動し、ワークＷに歯車が形成される。
【００５６】
図１３は、工具４１と工具６１により、ワークの外径加工を行う加工例９の説明図である。
タレット４０に取付けられた工具４１と刃物台６０に取付けられた工具６１とによって、ワークＷの外径加工を行う場合、タレット４０には、外径工具が取付けられる。制御部は、その外径工具を、加工を施す工具４１として選択し、工具選択モータ４０ｉを駆動して選択した工具４１の中心線を水平にさせる。
制御部は、主軸３０及び背面主軸５０とタレット４０とを、工具４１のみでワークＷの外径加工を行う場合と同様に制御する。
【００５７】
一方、刃物台６０には、工具６１として外径工具が取付けられる。刃物台６０に対しては、選択した工具６１がワークＷの外周面に対向するように、タレット６２を回転させておき、Ｘ２軸モータ２５を駆動し、工具６１でワークＷの外周を切削させる。これにより、ワークＷの外径が工具４１，６１によって加工される。工具４１と工具６１とは、ワークＷを間において対向してワークＷを切削するので、ワークＷがぶれることが防止され、精度の高い加工が可能である。また、ワークＷの外径が同時に２本の工具４１，６１で加工されるので、総加工時間も短縮される。
【００５８】
図１４は、工具４１と工具６１とにより、ワークに穿孔加工を行う加工例１０の説明図である。
ワークＷに穿孔加工をする場合、タレット４０及び刃物台６０には、ドリルがそれぞれ取付けられる。制御部は、刃物台６０のドリルを選択し、タレット６２を回転させて選択した工具６１の中心線を水平にしてワークＷに対向させる。また、タレット４０のドリルを加工を施す工具４１として選択し、工具選択モータ４０ｉを駆動し、選択した工具４１の中心線を水平にしてワークＷに対向させる。
【００５９】
続いて、Ｚ２軸モータ１７とＺ４軸モータ２４とを駆動して、選択した工具４１及び工具６１を所定位置に移動させる。その後、工具４１及び工具６１を回転させつつ、Ｘ１軸モータ１８とＸ２軸モータ２５とを駆動し、ワークＷに向けて、工具４１及び工具６１を前進させる。
【００６０】
前進することにより、工具４１及び工具６１がワークＷに当接して切削する。これにより、ワークＷに対称に穴が形成される。工具４１と工具６１とは、ワークＷを間において対向してワークＷを切削するので、ワークＷがぶれることが防止され、精度の高い加工が可能である。また、ワークＷが同時に２本の工具４１，６１で加工されるので、工具４１のみで加工する場合よりも、総加工時間が短縮される。
【００６１】
図１５は、２本のワークを同時に加工する加工例１１の説明図である。
例えば主軸３０で把持するワークＷの先端に、偏心した穴を空ける加工を行い、同時に、背面主軸５０で把持するワークＷに外径加工を行う場合、タレット４０には外径工具が取付けられ、刃物台６０には、ドリルが取付けられる。
【００６２】
制御部は、タレット４０の外径工具を、加工を行うための工具４１として選択し、選択した工具４１の中心線が背面主軸５０の把持するワークＷと同じ高さで水平にしてワークＷと対向させる。制御部は、また、刃物台６０のドリルを、加工を行う工具６１として選択し、タレット６２を回転させると共にＸ２軸モータ２５を駆動し、選択した工具６１の先端が主軸３０で把持するワークＷの加工位置に向くように調整する。そして、Ｘ１軸モータ１８を駆動して選択した工具４１を所定位置に前進させる。また、選択した工具６１を回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動して主軸３０のワークＷを前進させる。
【００６３】
また、これと同時に、ワーク回転モータ５１を駆動して背面主軸５０側のワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動して背面主軸５０側のワークＷを前進させる。これにより、主軸３０側のワークＷの先端には、偏心した穴が形成され、背面主軸５０側のワークＷの外周面が切削される。
【００６４】
図１６は、２本のワークを同時に加工する加工例１２の説明図である。
主軸３０で把持するワークＷと背面主軸５０で把持するワークＷとに、例えば外径加工を行う場合、タレット４０に取付けた工具４１と刃物台６０の工具６１で同時に一方のワークＷを加工してもよいが、工具４１と工具６１とでそれぞれ別のワークＷを加工させてもよい。
【００６５】
図１７は、スパナがけ部を形成する加工例１３の説明図である。
ワークＷにスパナがけ部を形成する場合、タレット４０及び刃物台６０のタレット６２にエンドミルを取付けておく。制御部は、これらのエンドミルを加工を行う工具４１，６１として選択し、各工具４１，６１の中心線を水平にする。各工具４１，６１を所定位置に移動させた後、Ｙ１軸方向モータ４０ｅ及びＹ２軸モータ６３を駆動し、各工具４１，６１をそれぞれＹ１軸方向，Ｙ２軸方向に移動させる。これによりワークＷの両側が切削されてスパナがけ部が形成される。
【００６６】
図１８は、偏心穴を２カ所形成する加工例１４の説明図である。
ワークＷに２カ所の偏心穴を形成する場合、タレット４０及び刃物台６０のタレット６２にドリルを取付けておく。制御部は、これらのドリルを加工を行う工具４１，６１として選択し、各工具４１，６１の中心線を水平にする。各工具４１，６１をＺ２軸方向及びＺ４軸方向の所定位置に移動させた後、Ｙ１軸方向モータ４０ｅ及びＹ２軸モータ６３を駆動して、各工具４１，６１がＹ１軸方向及びＹ２軸方向の所定位置になるように位置調整する。次に、Ｘ１軸モータ１８とＸ２軸モータ２５を駆動して工具４１，６１を前進させる。これにより、ワークＷが穿孔され、２つの偏心穴が同時に形成される。
【００６７】
以上のように、本実施形態の旋盤では、次のような作用効果を奏する。
（１）  主軸３０と、タレット４０と、背面主軸５０と、ガイドブッシュ９０とを備えるので、長尺のワークＷに加工する際にも、ワークＷが撓むことが防止され、精度の高い加工が可能になる。また、ワークＷの先端面の加工も可能になるばかりでなく、主軸３０で把持したワークＷを突切りした後に、主軸３０及び背面主軸５０間でワークＷの移し替えを行うことにより、ワークＷの両端面の加工も可能になる。よって、短尺から長尺までの種々の長さのワークに対して、両端を含み、複雑形状に全加工できる。
【００６８】
（２）  主軸３０で把持したワークＷと、背面主軸５０で把持したワークＷの両方を、機械を停止せずに加工できる。
（３）  主軸３０で把持したワークＷと、背面主軸５０で把持したワークＷの両方を、共通の工具４１で加工できるので、同じ種類の工具４１を複数用意する必要がない。
【００６９】
（４）  工具マガジン７０を備えるので、複数種類の工具４１を事前に用意しておくことが可能である。
（５）  工具交換機構８０を備えているので、機械を停止することなく、工具４１の交換が可能である。
【００７０】
（６）  タレット４０をＹ１軸方向に移動させることができるので、工具４１の位置を３次元的に自在に移動させることが可能であり、ワークＷに偏心穴をあけたり、斜め穴をあける加工や、ホブ加工等の複雑な加工が可能になる。
【００７１】
（７）  刃物台６０を設けたので、例えばタレット４０の工具４１で、加工を行っている間に、次に使用する工具を、刃物台６０側で準備することが可能になる。逆に、例えば刃物台６０の工具６１で、加工を行っている間に、次に使用する工具を、タレット４０側で準備することが可能になる。これにより、工具交換のアイドル時間を短縮できる。
【００７２】
（８）  工具４１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、加工時間を短縮できる。
（９）  工具４１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、一方を粗加工、他方を仕上用として使用することができる。
【００７３】
（１０）  工具４１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、ワークＷ上の異なる場所の加工が同時にできる。
（１１）  タレット４０には、複数の工具４１が取付けられるので、工具４１を交換するごとに装置を停止する必要がなく、加工効率が高い。
（１２）  背面主軸５０には、ワークＷが貫通する穴が形成されているので、さらに長尺のワークＷも取付けられる。これにより、機械を大型化する必要がなくなる。
【００７４】
［第２の実施形態］
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る旋盤の正面図である。図２０は、旋盤の平面図である。図２１は、図１９中の工具主軸及び刃物台の構成例を示す図である。なお、これらの図１９〜図２１及び後述する図２２〜３６において、第１の実施形態と共通の要素と共通する要素には、共通の符号が付されている。
【００７５】
この旋盤はワークＷに対して複雑な加工が可能な機械であり、図１９及び図２０のように、ベッド１０と、ワークＷを把持する主軸３０と、工具主軸１００と、ワークＷを把持する背面主軸５０と、図示しない制御部を備えている。制御部は、旋盤全体の制御を行うものである。
【００７６】
主軸３０を支持する主軸台３０Ａが、ベッド１０上にＺ１軸方向に平行に取付けられた２本のレール１１，１２上に載せられ、Ｚ１軸モータ１３を駆動することにより、Ｚ１軸方向に移動する構成になっている。主軸台３０Ａには、ワーク回転モータ３１が内蔵されている。ワーク回転モータ３１は、主軸３０の把持するワークＷを回転させるものである。
【００７７】
工具主軸１００は、取替え可能な工具１０１を回転可能に把持するものであり、工具主軸台１００Ａに支持されている。工具主軸台１００Ａが、ベッド１０上にＺ１軸方向に平行なＺ２軸方向に取付けられた２本のレール１５，１６の上に載せられている。Ｚ２軸モータ１７を駆動することにより、工具主軸台１００ＡがＺ２軸方向に移動する。また、工具主軸台１００Ａの側方には、工具主軸台１００ＡをＺ２軸方向に垂直なＸ１軸方向に移動させるＸ１軸モータ１８が配置されている。工具主軸台１００Ａの上方には、工具主軸台１００Ａを回転させて工具１０１の向きを変化させる方向変換モータ１０３と、工具主軸台１００Ａの位置をＺ２軸方向及びＸ１方向に垂直なＹ１軸方向（高さ方向）に変化させるＹ１軸モータ１０２とが取付けられている。
【００７８】
背面主軸５０は、主軸３０と対向してワークＷを把持するものであり、背面主軸台５０Ａに支持されている。背面主軸台５０Ａは、ベッド１０上にＺ１軸方向と平行なＺ３軸方向に取付けられた２本のレール２０，２１上に載せられている。Ｚ３軸モータ２２を駆動することにより、背面主軸台５０ＡがＺ３軸方向に移動する構成になっている。背面主軸台５０Ａにはワーク回転モータ５１が内蔵されている。ワーク回転モータ５１は、背面主軸５０の把持するワークＷを回転させるものである。
【００７９】
主軸３０及び背面主軸５０には、ワークＷが貫通する穴が形成されている。
この旋盤には、さらに、刃物台６０と、工具マガジン７０と、工具交換機構８０と、ガイドブッシュ９０とが設けられている。
【００８０】
刃物台６０は、レール２０，２１上に載せられ、Ｚ４軸モータ２４を駆動することにより、Ｚ２軸方向と平行なＺ４軸方向に移動する構成である。刃物台６０の側方には、刃物台６０をＸ１軸方向に平行なＸ２軸方向に移動させるＸ２軸モータ２５が取付けられている。
【００８１】
刃物台６０は、ワークＷを加工する複数の工具６１を保持するものであり、図２１のように、タレット６２を備えている。タレット６２に工具６１が取付けられ、タレット６２の回転角度に応じた工具６１が選択される。刃物台６０上部には、刃物台６０の位置をＹ１軸方向と平行なＹ２軸方向（高さ方向）に変化させるＹ２軸モータ６３が取付けられている。
【００８２】
ガイドブッシュ９０は、主軸３０の背面主軸５０側に配置され、主軸３０から突出したワークＷを摺動自在に支持するものである。
【００８３】
なお、ここでは、刃物台６０は、タレット６２を備えるタレット型にしているが、これに限定されず、例えば図２２のように、複数の工具６６を支持部材６５に櫛歯形に配列してもよい。図２２は、刃物台の変形例を示す図である。
【００８４】
一方、工具マガジン７０は、工具主軸１００に取付ける工具１０１を必要数収容するものである。工具交換機構８０は、工具主軸１００に取付けられている工具１０１を、工具マガジン７０で収容している工具１０１に交換する機構である。
【００８５】
次に、加工事例を説明しつつ、旋盤の動作を説明する。
図２３は、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方に外径加工を行う加工例１５の説明図である。
【００８６】
この場合、主軸３０及び背面主軸５０にそれぞれワークＷを把持させる。
続いて、ワークＷを把持した例えば主軸３０を、Ｚ１軸モータ１３とＺ２軸モータ１７を駆動することにより、ワークＷの加工箇所を工具主軸１００の前方に位置させる。ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３及びＸ１軸モータ１８とを駆動制御する。これにより、工具１０１がワークＷに当接し、主軸３０に把持されたワークＷの外周が加工される。主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具主軸１００を退避させる。
【００８７】
そして、工具主軸１００の工具１０１を１８０°回転させ、Ｚ３軸モータ２２とＺ２軸モータ１７を駆動することにより、背面主軸５０の把持するワークＷの加工箇所を工具主軸１００の前方に位置させる。ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２及びＸ１軸モータ１８とを駆動制御する。
【００８８】
これにより、工具１０１がワークＷに当接し、背面主軸５０に把持されたワークＷの外周が加工される。ここで、工具１０１の種類やＺ１軸モータ１３、Ｚ２軸モータ１７、Ｚ３軸モータ２２、Ｘ１軸モータ１８の駆動制御方法により、種々の加工が可能であり、ワークＷの外径を直線にしたり、テーパー、円弧等の所望の形状にすることができる。
【００８９】
図２４は、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方の先端面に穿孔加工を行う加工例１６の説明図である。
この場合、工具主軸１００の工具１０１はドリルである。Ｘ１軸モータ１８と方向変換モータ１０３とを駆動して工具１０１の先端が、主軸３０で把持するワークＷの先端を向くようする。次に、ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動し、工具１０１の先端を主軸３０側に移動させる。これにより、工具１０１が主軸３０の把持するワークＷの先端に当接して切削し、ワークＷが穿孔される。
【００９０】
主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具主軸１００を退避させる。方向変換モータ１０３を駆動し、工具１０１の先端が、背面主軸５０の把持するワークＷの先端を向くようにする。そして、ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動し、工具１０１の先端を背面主軸５０側に移動させる。これにより、工具１０１が背面主軸５０の把持するワークＷの先端に当接して切削し、ワークＷが穿孔される。
【００９１】
ここでは、主軸３０に把持されたワークＷと、背面主軸５０に把持されたワークＷとの両方の先端面に穿孔加工を行う場合の概要を示したが、１つのワークＷの両端に穿孔することも可能である。
この場合には、最初、ワークＷを主軸３０にのみ把持させておき、ワークＷの先端面の穿孔が終了した段階で、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具主軸１００を退避させ、Ｚ３軸モータ２２を駆動して、背面主軸５０を主軸３０側に移動させ、ワークＷの先端側を把持させる。そののち、主軸３０にワークＷを放させ、Ｚ３軸モータ２２を駆動して所定位置に移動させ、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具主軸１００を元の加工位置に戻す。以降、前述と同様の処理を行うことにより、背面主軸５０に把持されたワークＷの後端面が穿孔される。
【００９２】
図２５は、斜め穴を穿孔する加工例１７の説明図である。
この場合、工具主軸１００に取付けられる工具１０１は、ドリルである。主軸３０で把持するワークＷを加工する前に、方向変換モータ１０３を駆動して工具１０１が、主軸３０の把持するワークＷの軸に対して所望角度になるように駆動制御する。次に、Ｚ１軸モータ１３又はＺ２軸モータ１７を駆動し、ワークＷを所定位置にする。その後、工具１０１を回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３とＸ１軸モータ１８とを同時駆動し、前記所望角度で工具１０１が先端からワークＷに入るように、ワークＷと工具１０１とを相対移動させる。これにより、主軸３０の把持するワークＷに斜めの穴が穿孔される。
【００９３】
背面主軸５０で把持するワークＷに斜めの穴を穿孔する場合には、加工する前に、方向変換モータ１０３を駆動して工具１０１が、背面主軸５０の把持するワークＷの軸に対して所望角度になるように駆動制御する。次に、Ｚ３軸モータ２２又はＺ２軸モータ１７を駆動し、ワークＷを所定位置にする。その後、工具１０１を回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２とＸ１軸モータ１８とを同時駆動し、前記所望角度で工具１０１が先端からワークＷに入るように、ワークＷと工具１０１とを相対移動させる。これにより、背面主軸５０の把持するワークＷに斜めの穴が穿孔される。
【００９４】
図２６は、内径加工する加工例１８の説明図である。
主軸３０が把持するワークＷと背面主軸５０が把持するワークＷとに内径加工を施す場合、工具主軸１００には、内径工具を取付け、先端面に穿孔加工を行うときと同様の処理を行う。即ち、Ｘ１軸モータ１８と方向変換モータ１０３とを駆動し、工具１０１の軸と主軸３０に把持されたワークＷの軸とを一致させ、工具１０１の先端が、主軸３０の把持するワークＷの先端を向くようする。次に、ワーク回転モータ３１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３又はＺ２軸モータ１７を駆動し、工具１０１の先端を主軸３０側に相対移動させる。そして、Ｚ１軸モータ１３とＸ１軸モータ１８を駆動することにより、工具１０１がＺ１軸方向とＸ１軸方向に移動するので、主軸３０に把持されたワークＷが、所望の内径に切削される。
【００９５】
主軸３０側のワークＷの加工が終了した後、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具主軸１００を退避させる。方向変換モータ１０３を駆動し、工具主軸１００を１８０°回転させ、工具１０１の先端が、背面主軸５０の把持するワークＷの先端を向くようにする。そして、ワーク回転モータ５１を駆動してワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動し、工具１０１の先端を背面主軸５０側に移動させる。そして、Ｚ３軸モータ２２とＸ１軸モータ１８を駆動することにより、工具１０１がＺ３軸方向とＸ１軸方向に移動するので、背面主軸５０に把持されたワークＷが、所望の内径に切削される。
【００９６】
以上の加工事例は、工具主軸１００に取付けられた工具１０１を用いた加工である。工具１０１を用いることにより、他の加工も可能である。他の加工例を簡単に説明する。
【００９７】
図２７は、ワークＷを直線的にカットする加工例１９の説明図である。
ワークＷの一部をカットしてワークＷの断面をＤ形にする場合には、工具主軸１００に工具１０１としてエンドミルを取付け、工具主軸１００を所定位置に移動させた後に、工具１０１を回転させつつ、図２７のように、Ｙ１軸モータ１０２を駆動してエンドミルをＹ１軸方向に移動させる。これにより、ワークＷがカットされ、ワークＷの断面がＤ形になる。
【００９８】
図２８は、偏心穴を穿孔する加工例２０の説明図である。
ワークＷの中心軸からずれた位置を穿孔して偏心穴を形成する場合、工具主軸１００に工具１０１としてドリルを取付け、Ｚ２軸モータ１７を駆動して工具主軸１００を所定位置に移動させた後に、Ｙ１軸モータ１０２を駆動して工具１０１の高さをワークＷの中心からずらす。そして、工具１０１を回転させつつ、図２８のように、Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具１０１を前進させる。これにより、ワークＷに偏心穴が形成される。
【００９９】
図２９は、ワークの端部を斜めにカットする加工例２１の説明図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は側面図を示している。
ワークＷの端部を斜めにカットする場合、工具主軸１００には、工具１０１としてエンドミルを取付ける。方向変換モータ１０３を駆動して工具１０１が主軸３０の把持するワークＷの軸に対して所望角度になるように駆動制御する。そして、Ｙ１軸モータ１０２を駆動し、工具１０１をＹ１軸方向に移動させる。これにより、工具１０１が斜めに、ワークＷの先端部に当たり、ワークＷの先端部が斜めにカットされる。
【０１００】
図３０は、ワークにホブ加工をする加工例２２の説明図であり、同図（ａ）は正面図を示し、同図（ｂ）は側面図を示している。
ワークＷに歯車を形成するホブ加工を行う場合、工具１０１としてホブを工具主軸１００に取付ける。次に、工具主軸１００を所定位置に移動した後に、方向変換モータ１０３を駆動して工具１０１の向きを所定角度に駆動制御する。工具１０１の回転とワークＷの回転とを所定の回転比で同期制御させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動してワークＷを前進させる。これにより、ワークＷが工具１０１により切削されながら移動し、ワークＷに歯車が形成される。
【０１０１】
図３１は、工具１０１と工具６１により、ワークの外径加工を行う加工例２３の説明図である。
工具主軸１００の工具１０１と刃物台６０に取付けられた工具６１によって、ワークＷの外径加工を行う場合、工具主軸１００には、工具１０１として外径工具が取付けられ、工具６１として外径工具が選択される。主軸３０及び背面主軸５０と工具主軸１００とを、工具１０１のみでワークＷの外径加工を行う場合と同様に制御する。
【０１０２】
一方、刃物台６０に対しては、選択した工具６１がワークＷの外周面に対向するように、タレット６２を回転させておき、Ｘ２軸モータ２５を駆動し、工具６１でワークＷの外周を切削させる。これにより、ワークＷの外径が工具１０１，６１によって加工される。工具１０１と工具６１とは、ワークＷを間において対向してワークＷを切削するので、ワークＷがぶれることが防止され、精度の高い加工が可能である。また、ワークＷの外径が同時に２本の工具１０１，６１で加工されるので、総加工時間も短縮される。
【０１０３】
図３２は、工具１０１と工具６１とにより、ワークに穿孔加工を行う加工例２４の説明図である。
ワークＷに穿孔加工をする場合、工具主軸１００の工具１０１としてドリルを取付け、刃物台６０の工具６１としてドリルを選択し、タレット６２を回転させて選択した工具６１をワークＷに対向させる。そして、Ｚ２軸モータ１７とＺ４軸モータ２４とを駆動して、工具１０１及び工具６１を所定位置に移動させる。その後、工具１０１及び工具６１を回転させつつ、Ｘ１軸モータ１８とＸ２軸モータ２５とを駆動し、ワークＷに向けて、工具１０１及び工具６１を前進させる。
前進することにより、工具１０１及び工具６１がワークＷに当接して切削する。これにより、ワークＷに対称に穴が形成される。工具１０１と工具６１とは、ワークＷを間において対向してワークＷを切削するので、ワークＷがぶれることが防止され、精度の高い加工が可能である。また、ワークＷが同時に２本の工具１０１，６１で加工されるので、工具１０１のみで加工する場合よりも、総加工時間が短縮される。
【０１０４】
図３３は、２本のワークを同時に加工する加工例２５の説明図である。
例えば主軸３０で把持するワークＷの先端に、偏心した穴を空ける加工を行い、同時に、背面主軸５０で把持するワークＷに外径加工を行う場合、工具主軸１００の工具１０１として外径工具を取付ける。Ｘ１軸モータ１８を駆動して工具１０１を所定位置に前進させる。刃物台６０の工具６１としては、ドリルを選択し、タレット６２を回転させると共にＸ２軸モータ２５を駆動し、選択した工具６１の先端が主軸３０で把持するワークＷの加工位置に向くように調整する。そして、工具６１を回転させつつ、Ｚ１軸モータ１３を駆動して主軸３０のワークＷを前進させる。
【０１０５】
また、これと同時に、ワーク回転モータ５１を駆動して背面主軸５０側のワークＷを回転させつつ、Ｚ３軸モータ２２を駆動して背面主軸５０側のワークＷを前進させる。これにより、主軸３０側のワークＷの先端には、偏心した穴が形成され、背面主軸５０側のワークＷの外周面が切削される。
【０１０６】
図３４は、２本のワークを同時に加工する加工例２６の説明図である。
主軸３０で把持するワークＷと背面主軸５０で把持するワークＷとに、例えば外径加工を行う場合、工具主軸１００に取付けた工具１０１と刃物台６０の工具６１で同時に一方のワークＷを加工してもよいが、工具１０１と工具６１とでそれぞれ別のワークＷを加工させてもよい。
【０１０７】
図３５は、スパナがけ部を形成する加工例２７の説明図である。
ワークＷにスパナがけ部を形成する場合、工具主軸１００に工具１０１としてエンドミルを取付け、刃物台６０で工具６１としてエンドミルを選択させる。各工具１０１，６１を所定位置に移動させた後、Ｙ１軸方向モータ１０２及びＹ２軸モータ６３を駆動し、各工具１０１，６１をそれぞれＹ１軸方向，Ｙ２軸方向に移動させる。これによりワークＷの両側が切削されてスパナがけ部が形成される。
【０１０８】
図３６は、偏心穴を形成する加工例２８の説明図である。
ワークＷに２カ所の偏心穴を形成する場合、工具主軸１００に工具１０１としてドリルを取付け、刃物台６０で工具６１としてドリルを選択させる。各工具１０１，６１をＺ２軸方向及びＺ４軸方向の所定位置に移動させた後、Ｙ１軸方向モータ１０２及びＹ２軸モータ６３を駆動して、各工具１０１，６１がＹ１軸方向及びＹ２軸方向の所定位置になるように位置調整する。次に、Ｘ１軸モータ１８とＸ２軸モータ２５を駆動して工具１０１，６１を前進させる。これにより、ワークＷが穿孔され、２つの偏心穴が同時に形成される。
【０１０９】
以上のように、本実施形態の旋盤では、次のような作用効果を奏する。
（１）  主軸３０と、工具主軸１００と、背面主軸５０と、ガイドブッシュ９０とを備えるので、長尺のワークＷに加工する際にも、ワークＷが撓むことが防止され、精度の高い加工が可能になる。また、ワークＷの先端面の加工も可能になるばかりでなく、主軸３０で把持したワークＷを突切りした後に、主軸３０及び背面主軸５０間でワークＷの移し替えを行うことにより、ワークＷの両端面の加工も可能になる。よって、短尺から長尺までの種々の長さのワークに対して、両端を含み、複雑形状に全加工できる。
【０１１０】
（２）  主軸３０で把持したワークＷと、背面主軸５０で把持したワークＷの両方を、機械を停止せずに加工できる。
（３）  工具主軸１００は、１本の工具１０１を把持するので、第１の実施形態のようなタレット４０とは異なり、隣接する工具４１との間で干渉することがない。
（４）  主軸３０で把持したワークＷと、背面主軸５０で把持したワークＷの両方を、共通の工具１０１で加工できるので、同じ種類の工具１０１を複数用意する必要がない。
【０１１１】
（５）  工具マガジン７０を備えるので、複数種類の工具１０１を事前に用意しておくことが可能である。
（６）  工具交換機構８０を備えているので、機械を停止することなく、工具１０１の交換が可能である。
【０１１２】
（７）  工具主軸１００をＹ１軸方向に移動させることができるので、工具１０１の位置を３次元的に自在に移動させることが可能であり、ワークＷに偏心穴をあけたり、斜め穴をあける加工や、ホブ加工等の複雑な加工が可能になる。
【０１１３】
（８）  刃物台６０を設けたので、例えば工具主軸１００の工具１０１で、加工を行っている間に、次に使用する工具を、刃物台６０側で準備することが可能になる。逆に、例えば刃物台６０の工具６１で、加工を行っている間に、次に使用する工具を、工具主軸１００側で準備することが可能になる。これにより、工具交換のアイドル時間を短縮できる。
【０１１４】
（９）  工具１０１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、加工時間を短縮できる。
（１０）  工具１０１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、一方を粗加工、他方を仕上用として使用することができる。
【０１１５】
（１１）  工具１０１と工具６１とを同時に用いて加工できるので、ワークＷ上の異なる場所の加工が同時にできる。
（１２）  背面主軸５０には、ワークＷが貫通する穴が形成されているので、さらに長尺のワークＷも取付けられる。これにより、機械を大型化する必要がなくなる。
【０１１６】
なお、本発明は上記実施形態にかかわらず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
【０１１７】
（ｉ）  上記実施形態では、Ｘ１，Ｘ２軸方向と、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４軸方向と、Ｙ１，Ｙ２軸方向とを、互いに垂直であるものとしているが、方向が異なれば垂直になっている必要はない。
【０１１８】
（ii）  上記実施形態では、Ｘ１軸方向とＸ２軸方向とを平行とし、Ｙ１軸方向とＹ２軸方向とを平行としているが、これらを平行にしなくてもよい。例えば、タレット４０或いは工具主軸１００を斜め上方から下降させて工具４１或いは１０１を前進させ、これとは対称に、刃物台６０を斜め上方から下降させて工具６１を前進させる構成にしてもよい。
【０１１９】
（iii）  ワークＷに対する加工は、タレット４０、工具主軸１００或いは刃物台６０の位置を固定し、主軸３０或いは背面主軸５０を移動して行ってもよいし、逆に、主軸３０或いは背面主軸５０の位置を固定してタレット４０、工具主軸１００或いは刃物台６０を移動して行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る旋盤の正面図である。
【図２】旋盤の平面図である。
【図３】図１中のタレットと刃物台の構成例を示す図である。
【図４】刃物台の変形例を示す図である。
【図５】加工例１の説明図である。
【図６】加工例２の説明図である。
【図７】加工例３の説明図である。
【図８】加工例４の説明図である。
【図９】加工例５の説明図である。
【図１０】加工例６の説明図である。
【図１１】加工例７の説明図である。
【図１２】加工例８の説明図である。
【図１３】加工例９の説明図である。
【図１４】加工例１０の説明図である。
【図１５】加工例１１の説明図である。
【図１６】加工例１２の説明図である。
【図１７】加工例１３の説明図である。
【図１８】加工例１４の説明図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る旋盤の正面図である。
【図２０】旋盤の平面図である。
【図２１】図１９中の工具主軸と刃物台の構成例を示す図である。
【図２２】刃物台の変形例を示す図である。
【図２３】加工例１５の説明図である。
【図２４】加工例１６の説明図である。
【図２５】加工例１７の説明図である。
【図２６】加工例１８の説明図である。
【図２７】加工例１９の説明図である。
【図２８】加工例２０の説明図である。
【図２９】加工例２１の説明図である。
【図３０】加工例２２の説明図である。
【図３１】加工例２３の説明図である。
【図３２】加工例２４の説明図である。
【図３３】加工例２５の説明図である。
【図３４】加工例２６の説明図である。
【図３５】加工例２７の説明図である。
【図３６】加工例２８の説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０    ベッド
１３    Ｚ１軸モータ
１７    Ｚ２軸モータ
１８    Ｘ１軸モータ
２２    Ｚ３軸モータ
２４    Ｚ４軸モータ
２５    Ｘ２軸モータ
３０      主軸
３１，５１    ワーク回転モータ
４０    タレット
５０    背面主軸
６０    刃物台
７０    工具マガジン
８０    工具交換機構
９０    ガイドブッシュ
１００  工具主軸
【図１】
2005125483.tif 000003
【図２】
2005125483.tif 000004
【図３】
2005125483.tif 000005
【図４】
2005125483.tif 000006
【図５】
2005125483.tif 000007
【図６】
2005125483.tif 000008
【図７】
2005125483.tif 000009
【図８】
2005125483.tif 000010
【図９】
2005125483.tif 000011
【図１０】
2005125483.tif 000012
【図１１】
2005125483.tif 000013
【図１２】
2005125483.tif 000014
【図１３】
2005125483.tif 000015
【図１４】
2005125483.tif 000016
【図１５】
2005125483.tif 000017
【図１６】
2005125483.tif 000018
【図１７】
2005125483.tif 000019
【図１８】
2005125483.tif 000020
【図１９】
2005125483.tif 000021
【図２０】
2005125483.tif 000022
【図２１】
2005125483.tif 000023
【図２２】
2005125483.tif 000024
【図２３】
2005125483.tif 000025
【図２４】
2005125483.tif 000026
【図２５】
2005125483.tif 000027
【図２６】
2005125483.tif 000028
【図２７】
2005125483.tif 000029
【図２８】
2005125483.tif 000030
【図２９】
2005125483.tif 000031
【図３０】
2005125483.tif 000032
【図３１】
2005125483.tif 000033
【図３２】
2005125483.tif 000034
【図３３】
2005125483.tif 000035
【図３４】
2005125483.tif 000036
【図３５】
2005125483.tif 000037
【図３６】
2005125483.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２３】
2005125483.tif 000039
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２５】
2005125483.tif 000040