(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ水平に配置され、加工すべき加工物を保持して回転する主軸を備えた主軸台と、該主軸台を主軸軸線方向に移動させる主軸台駆動装置と、前記主軸台に対向配置され、加工物を保持する副主軸を備えた副主軸台と、該副主軸台をほぼ水平な面内で主軸軸線方向及びそれにほぼ直角方向に移動させる副主軸台駆動装置と、前記主軸台の前方に主軸軸線をはさんで且つ主軸軸線方向には同一位置に配置された第一刃物台及び第二刃物台を備え、前記第一刃物台が、前記主軸台の主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第一刃物支持台と該第一刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第一刃物支持台駆動装置を備えており、前記第二刃物台が、前記副主軸台の副主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第二刃物支持台と該第二刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第二刃物支持台駆動装置を備えており、更に、前記第一刃物台及び第二刃物台にそれぞれ設けている同種の刃物を、それぞれの刃先位置が主軸軸線方向にずれた位置となるように配置したことを特徴とする主軸移動型自動旋盤。
【請求項２】
前記第一刃物支持台及び第二刃物支持台がそれぞれ、主軸軸線に直角な垂直面内にくし刃状に配置された複数の固定工具及び回転工具と、主軸軸線に平行な垂直面内に配置された固定工具を有することを特徴とする請求項１記載の主軸移動型自動旋盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加工物を保持した主軸が軸線方向に移動し、対向くし刃形刃物台を有する主軸移動型自動旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、主軸台に保持された主軸が加工物を保持して主軸軸線方向に移動し、主軸軸線と直交する方向に移動する刃物によりその加工物に切削加工を施す形式の主軸移動型自動旋盤が広く使用されている。この主軸移動型自動旋盤では、細長い加工物を高精度で加工するため、加工位置近傍にガイドブッシュを配置し、このガイドブッシュで加工前の加工物外周を案内し、加工物のたわみを防止している。
【０００３】
また、このような主軸移動型自動旋盤の刃物台として、通常は多数の刃物をタレットに保持させ、タレットの割出しによって所望の刃物を加工位置に位置決めするように構成したタレット式刃物台が用いられるが、その他にも、ガイドブッシュを取り付けている部材の前面に取り付けられ、主軸の両側に位置するように複数の刃物をくし刃状に保持した対向くし刃形刃物台が知られている。この対向くし刃形刃物台は、刃物が主軸中心軸線に直角な面内で水平方向（Ｘ軸方向）、垂直方向（Ｙ軸方向）に移動することにより、所望の刃物の割出し、切り込み送りを行うものであり、タレット式の刃物台に比べて刃物の割出しが早く、割出し精度、位置決め精度が良いという利点を有している。
【０００４】
また、前記した主軸台に対向して、加工物を保持する副主軸を備えた副主軸台を配置し、主軸台の主軸に保持した加工物（棒材）の先端部分に対する所望の加工を終わった後、その先端部分を切り離して副主軸台の副主軸に保持させ、その背面に対する加工を行うものも知られている。この場合、副主軸台用の刃物台は、主軸台用の対向くし刃形刃物台による加工動作に干渉しないようにするため、主軸台から主軸軸線方向に大きく離れた位置、或いは主軸軸線に直角方向に大きく離れた位置に配置していた。また、副主軸台用の刃物台には、通常、背面加工を行う刃物のみを設けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、副主軸台を備えた従来の対向くし刃形刃物台を有する主軸移動形旋盤では、主軸台から主軸軸線方向に大きく離れた位置或いは主軸軸線に直角方向に大きく離れた位置に副主軸台用の刃物台を設けているため、旋盤の長さ或いは幅が大きくなり、旋盤が大型化するばかりでなく、副主軸台の移動距離も大きくなって作業能率が悪くなるという問題があった。また、副主軸台での加工は、通常背面加工のみであるので、主軸台での加工に比べて副主軸台での加工時間が短く、このため、副主軸台を使用しない期間が長く、生産性を十分には向上できていないという問題もあった。なお、副主軸台用の刃物台にも、各種の刃物を設けて種々な加工を行う構成とすれば、副主軸台の使用時間を増すことができ、旋盤の生産性を向上させることができるが、この構成とすると副主軸台用の刃物台が大型化し、旋盤が一層大型化してしまうという問題を生じる。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、副主軸台を備えた、対向くし刃形刃物台を有する主軸移動型自動旋盤において、主軸台と副主軸台とで並行して加工を行うことを可能としながら、全体を小型化した主軸移動型自動旋盤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、副主軸台を備えた、対向くし刃形刃物台を有する主軸移動形旋盤において、従来用いていた一体構造の対向くし刃形刃物台に代えて、主軸台の前方に主軸軸線をはさんで且つ主軸軸線方向には同一位置に第一刃物台及び第二刃物台を配置し、その第一刃物台を、前記主軸台の主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第一刃物支持台と該第一刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第一刃物支持台駆動装置を備えた構成とし、第二刃物台を、前記副主軸台の副主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第二刃物支持台と該第二刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第二刃物支持台駆動装置を備えた構成とし、更に、第一刃物台による主軸台側の加工物に対する加工動作に干渉することなく、第二刃物台で副主軸台に保持された加工物に対して並行した加工動作を可能とするよう、副主軸台を、保持している副主軸が主軸軸線を含むほぼ水平な面内で主軸軸線方向及びそれにほぼ直角な方向に移動する構成とし、且つ、第一刃物台及び第二刃物台にそれぞれ設けている同種の刃物を、それぞれの刃先位置が主軸軸線方向にずれた位置となるように配置したものである。この構成により、主軸台の主軸に保持した加工物に対して第一刃物台を用いて所望の加工を行い、それに並行して副主軸台の副主軸に保持した加工物に対して第二刃物台を用いて所望の加工を行うことができ、このため、常時、主軸台及び副主軸台を有効に利用でき、生産性を大幅に向上させることができる。また、第一刃物台及び第二刃物台は主軸台の前方に主軸軸線をはさんで配置したことにより、装置全体を小型化できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る主軸移動型自動旋盤は、ほぼ水平に配置され、加工すべき加工物を保持して回転する主軸を備えた主軸台と、該主軸台を主軸軸線方向に移動させる主軸台駆動装置と、前記主軸台に対向配置され、加工物を保持する副主軸を備えた副主軸台と、該副主軸台をほぼ水平な面内で主軸軸線方向及びそれにほぼ直角方向に移動させる副主軸台駆動装置と、前記主軸台の前方に主軸軸線をはさんで且つ主軸軸線方向には同一位置に配置された第一刃物台及び第二刃物台を備え、前記第一刃物台が、前記主軸台の主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第一刃物支持台と該第一刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第一刃物支持台駆動装置を備えており、前記第二刃物台が、前記副主軸台の副主軸に保持した加工物のみを加工するための複数の刃物をほぼ垂直な面内でくし刃状に搭載した第二刃物支持台と該第二刃物支持台を前記主軸軸線に直角な面内でほぼ水平方向及びほぼ垂直方向に移動させる第二刃物支持台駆動装置を備えており、更に、前記第一刃物台及び第二刃物台にそれぞれ設けている同種の刃物を、それぞれの刃先位置が主軸軸線方向にずれた位置となるように配置したことを特徴とするものであり、この構成により、主軸台及び副主軸台で並行して所望の加工を行うことができ、生産性を向上させることができる。
【０００９】
ここで、前記第一刃物台及び第二刃物台にそれぞれ設けている同種の刃物を、それぞれの刃先位置が主軸軸線方向にずれた位置となるように配置しているので、副主軸台に保持した加工物の加工を行う際の副主軸台の位置を、主軸台に対して主軸軸線に対して直角方向にはあまり離す必要がなく、このため自動旋盤の幅（主軸軸線に直角方向の幅）を小さくできる。また、主軸軸線をはさんで配置した第一刃物台及び第二刃物台をそれぞれ主軸台専用、副主軸台専用としたことにより、従来のように主軸台から主軸軸線方向に大きく離れた位置に副主軸台用の刃物台を設けた場合に比べて、副主軸台の主軸軸線方向の移動距離を短くでき、このため、自動旋盤の長さ（主軸軸線方向の長さ）を短くできる。なお、第一刃物支持台に搭載した刃物と、前記第二刃物支持台に搭載した刃物とを主軸軸線方向にずらす方法としては、第一刃物台及び第二刃物台全体を主軸軸線方向にずらす方法を採っても良いが、第一刃物台及び第二刃物台は主軸軸線方向の同じ位置に配置し、第一及び第二刃物支持台に刃物を取り付ける部材によって刃物位置のみをずらす方法を採ることが、第一刃物台及び第二刃物台の設計、製作が容易となるので好ましい。
【００１０】
上記の主軸移動型自動旋盤において、第一刃物支持台及び第二刃物支持台がそれぞれ、主軸軸線に直角な垂直面内にくし刃状に配置された複数の固定工具及び回転工具と、主軸軸線に平行な垂直面内に配置された固定工具を有する構成とすることが好ましい。この構成とすると、小さい設置面積で多数の刃物を取り付けることができ、加工物の側面、端面に対して、種々な加工を行うことができる。また、ターレット式の刃物台に比べて、小さいスペースに簡単な構造で多数の刃物を配置することができ、しかも刃物の割り出し速度を早くでき且つ割り出し精度を高めることもできる等の利点が得られる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例による主軸移動型自動旋盤の概略斜視図、図２はその実施例を、一部を断面で示す概略平面図、図３はその実施例の概略側面図、図４はその実施例を、図２のＡ−Ａ矢視方向に見た概略正面図、図５、図６はその実施例の主要部を加工動作中の状態で示す概略断面図である。図１〜図６において、１はベッド、２は加工すべき加工物（棒材）Ｗを保持する主軸３を備えた主軸台である。この主軸台２は主軸３が水平となるように配置されており、且つベッド１に取り付けられたガイドレール４に主軸軸線方向（Ｚ軸方向という）に移動可能に保持されている。ここで使用する主軸３は中空構造であり、長い加工物Ｗを、その先端部分を突出させて保持可能な構造となっている。主軸台２内には主軸３を回転駆動するためのモータが内蔵されている。５は主軸台１を主軸軸線方向に移動させる主軸台駆動装置であり、Ｚ軸サーボモータ６と、そのＺ軸サーボモータ６で回転駆動されるねじ軸（図示せず）と、主軸台２に取り付けられ、前記ねじ軸にかみ合うボールナット（図示せず）等を備えている。
【００１２】
８は、主軸台２に対向配置され、加工物を保持する副主軸９を備えた副主軸台であり、副主軸９を回転駆動するモータを内蔵している。１０は、副主軸台８を水平な面内で主軸方向（Ｚ軸方向）及びそれに直角な水平方向（Ｘ軸方向という）に移動させる副主軸台駆動装置である。この副主軸台駆動装置１０は、ベッド１にＺ軸方向に取り付けられたガイドレール１２に移動可能に保持されたスライド台１３と、そのスライド台１３をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸サーボモータ１５、ねじ軸１６等を備えたＺ軸駆動機構１４と、スライド台１３にＸ軸方向に取り付けられたガイドレール１７に移動可能に保持され、副主軸台８を搭載したスライド台１８と、そのスライド台１８をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸サーボモータ２０、ねじ軸２１等を備えたＸ軸駆動機構１９等を備えている。ここで、副主軸台８のＸ軸方向の移動範囲は、少なくとも、主軸台２の中心軸線に一致する位置から図５、図６に示す加工を行う位置に移動可能としている。
【００１３】
２３は主軸台２の前方に配置され、加工物Ｗを案内するガイドブッシュ、２５、２６は主軸台２の前方に主軸軸線をはさんで垂直に配置された第一刃物台及び第二刃物台である。第一刃物台２５は、主軸台２の主軸３に保持された加工物Ｗのみを加工するためのもので、複数の刃物を搭載した第一刃物支持台２８と、その第一刃物支持台２８を主軸軸線に直角な面内で水平方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｙ軸方向）に移動させる第一刃物支持台駆動装置２９を備えている。この第一刃物支持台駆動装置２９は、ベッド１にＸ軸方向に取り付けられたガイドレール３１と、そのガイドレール３１にＸ軸方向に移動可能に保持されたＸ軸スライド台３２と、そのＸ軸スライド台３２をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸サーボモータ３４、ねじ軸３５等を備えたＸ軸駆動機構３３と、Ｘ軸スライド台３２にＹ軸方向に取り付けられ、第一刃物支持台２８をＹ軸方向に移動可能に保持したガイドレール３７と、第一刃物支持台２８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸サーボモータ４０、ねじ軸４１等を備えたＹ軸駆動機構３９等を備えている。第一刃物支持台２８に搭載している刃物については後述する。
【００１４】
第二刃物台２６は、副主軸台８の副主軸９に保持された加工物ｗのみを加工するためのもので、複数の刃物を搭載した第二刃物支持台４８と、その第二刃物支持台４８を主軸軸線に直角な面内で互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向（垂直方向）に移動させる第二刃物支持台駆動装置４９を備えている。この第二刃物支持台駆動装置４９は、先に述べた第一刃物支持台駆動装置２９と左右対象な構造を備え、主軸軸線方向には同一位置に配置されており、第一刃物支持台駆動装置２９と同様に、ベッド１にＸ軸方向に取り付けられたガイドレール３１と、そのガイドレール３１にＸ軸方向に移動可能に保持されたＸ軸スライド台３２と、そのＸ軸スライド台３２をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸サーボモータ３４、ねじ軸３５等を備えたＸ軸駆動機構３３と、Ｘ軸スライド台３２にＹ軸方向に取り付けられ、第二刃物支持台４８をＹ軸方向に移動可能に保持したガイドレール３７と、第二刃物支持台４８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸サーボモータ４０、ねじ軸４１等を備えたＹ軸駆動機構３９等を備えている。
【００１５】
第一刃物支持台２８及び第二刃物支持台４８にはそれぞれ、多数の刃物５０、５１、５２等が保持されている。刃物５０はバイト等の固定工具であり、主軸軸線に直角な垂直面内に、複数個がくし刃状に配置されている。刃物５１はフライス、ドリル等の回転工具であり、刃物５０と同様に複数個がしく刃状に配置され、モータ５５で回転駆動される構成となっている。これらの刃物５０、５１は、第一刃物支持台２８及び第二刃物支持台４８に、互いに向き合うように、但し、主軸軸線方向（Ｚ軸方向）には位置をずらせて、配置されている。刃物５２は固定ドリル、端面加工用のバイト等の固定工具であり、主軸軸線に平行な垂直面内に、複数個がくし刃状に配置されている。この刃物５２は、第一刃物支持台２８には、主軸台２を向くように配置され、第二刃物支持台４８には、副主軸台８を向くように配置されている。このような刃物５０、５１、５２の配列を採用したことで、狭い設置面積に多数の刃物を配置でき、且つ刃物の割り出し速度及び割り出し精度を高めることができる。
【００１６】
次に、上記構成の自動旋盤における加工動作を説明する。主軸台２の主軸３に保持した加工物（棒材）Ｗを図５に示すように、ガイドブッシュ２３を貫通して延び出させ、その状態で、その加工物Ｗの先端部分に対して第一刃物台２５の刃物によって所望の加工が行われる。この加工の際、第一刃物支持台２８が垂直方向（Ｙ軸方向）に移動することで、所望の刃物が加工位置に割り出される。そして、固定工具５０による加工の際或いは回転工具５１による加工の際には、第一刃物支持台２８がＸ軸方向に移動することで切り込み送りが行われ、主軸３がＺ軸方向に移動することで切削送りが行われる。所望の加工が終了した後は、副主軸台８の副主軸９を主軸台２の主軸３と同一軸線上に位置させ、副主軸９で加工物Ｗの先端をつかんだ状態で、加工物（棒材）Ｗの先端の加工済の部分を、最終加工物の長さ＋仕上げ取しろの長さに棒材より切り離す。これにより、副主軸台８の副主軸９には一部を加工済の加工物ｗが保持されることとなる。
【００１７】
その後、副主軸台８がＸ軸方向に移動して、図５に示す所定の加工位置に移動し、その位置で加工物ｗに対する所望の加工が行われる。すなわち、副主軸台８の副主軸９に保持された加工物ｗに対して第二刃物台２６の刃物によって所望の加工が行われる。この加工の際、第二刃物支持台４８が垂直方向（Ｙ軸方向）に移動することで、所望の刃物が加工位置に割り出される。そして、固定工具５０による加工の際或いは回転工具５１による加工の際には、第二刃物支持台４８がＸ軸方向に移動することで切り込み送りが行われ、副主軸９がＺ軸方向に移動することで切削送りが行われる。また、図６に示すように、刃物５２による端面加工も行われる。所望の加工を終了した後、その加工物ｗは副主軸９から取り外され、排出される。
【００１８】
副主軸台８の副主軸９に保持している加工物ｗに対する加工が行われている時、その加工に並行して、主軸台２側では、加工物Ｗの新しい先端部分に対する所望の加工が行われる。以下同様の動作が繰り返される。なお、図５、図６では、主軸台２、副主軸台８の加工物に対して同種の工具による加工を行う場合を示しているが、これに限らず、一方で加工物の周面加工を行い、他方で端面加工を行うことも可能である。以上のように、この自動旋盤では、主軸台２の主軸３に保持した加工物Ｗに対する加工と、副主軸台８の副主軸９に保持した加工物Ｗに対する加工とを並行して行うことができ、しかも、主軸台側、副主軸台側ともに同等の各種加工を行うことができるので、加工物に対して施すべき加工を主軸台側、副主軸台側にほぼ均等に振り分けることで、常時、主軸台２、副主軸台８に保持させた加工物に対する加工を行うことができ、加工のサイクルタイムを短縮して生産性を上げることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の主軸移動型自動旋盤は、主軸台の前方に主軸軸線をはさんで、それぞれがくし刃状に配列した刃物を備えた第一刃物台と第二刃物台を設け、それぞれの刃物台をＸ軸方向、Ｙ軸方向に独立して駆動する構成とすると共に、第一刃物台を主軸台専用、第二刃物台を副主軸台専用としたことにより、主軸台と副主軸台とで並行して加工を行うことができ、しかも、主軸台側、副主軸台側ともに同等の加工を行うことができるので、加工物に対して施すべき加工を主軸台側、副主軸台側にほぼ均等に振り分けることで、常時、主軸台、副主軸台を有効に利用して加工を行うことができ、加工のサイクルタイムを短縮して生産性を上げることができ、更に、自動旋盤全体を小型化できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による主軸移動型自動旋盤の概略斜視図
【図２】図１の実施例を、一部を断面で示す概略平面図
【図３】図１に示す実施例の概略側面図
【図４】図１に示す実施例を、図２のＡ−Ａ矢視方向に見た概略正面図
【図５】図１の実施例の主要部を、切削加工中の状態で示す概略断面図
【図６】図１の実施例の主要部を、端面加工中の状態で示す概略断面図
【符号の説明】
１  ベッド
２  主軸台
３  主軸
５  主軸台駆動装置
６  Ｚ軸サーボモータ
８  副主軸台
９  副主軸
１０  副主軸台駆動装置
１３、１８  スライド台
１４  Ｚ軸駆動機構
１５  Ｚ軸サーボモータ
１９  Ｘ軸駆動機構
２０  Ｘ軸サーボモータ
２３  ガイドブッシュ
２５  第一刃物台
２６  第二刃物台
２８  第一刃物支持台
２９  第一刃物支持台駆動装置
３２  Ｘ軸スライド台
３３  Ｘ軸駆動機構
３４  Ｘ軸サーボモータ
３９  Ｙ軸駆動機構
４０  Ｙ軸サーボモータ
４８  第二刃物支持台
４９  第二刃物支持台駆動装置
５０、５１、５２  刃物
【図１】
0004498631.tif 000002
【図２】
0004498631.tif 000003
【図３】
0004498631.tif 000004
【図４】
0004498631.tif 000005
【図５】
0004498631.tif 000006
【図６】
0004498631.tif 000007