(57)【要約】【課題】同一軸線上で対向する２主軸と、当該軸線を挟んで配置された３個のタレット刃物台を備え、ワーク周面の平面加工が可能な旋盤に関し、ワーク周面の平行平面の加工や平行孔の加工を含む複雑な形状のワークを能率良く加工できるようにする。【解決手段】３個のタレットのすべてにドリルやエンドミルなどの回転工具の駆動装置と、ＮＣ制御によるＹ軸移動構造とを採用する。すなわち、同一軸線上で対向する２主軸を備え、当該軸線の奥上側に配置された２個のタレット１６と、当該軸線の手前下側に配置された１個のタレット１７とを備えた２主軸３タレット旋盤において、前記３個のタレット１６、１７の総てがＹ軸方向にＮＣ制御移動可能であり、かつ、前記３個のタレットの総てが当該タレットに取付けられた工具の回転駆動装置を備えている。【選択図】      図２
2007061937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸線上で対向する２主軸を備え、当該軸線の奥上側に配置された２個のタレット(16a,16b)と、当該軸線の手前下側に配置された１個のタレット(17)とを備えた２主軸３タレット旋盤において、前記３個のタレット(16a,16b,17)の総てがＹ軸方向にＮＣ制御移動可能であり、かつ、前記３個のタレットの総てが当該タレットに取付けられた工具の回転駆動装置を備えていることを特徴とする、２主軸３タレット旋盤。
【請求項２】
前記タレットの内の少なくとも主軸軸線の手前下側に配置されたタレット(17)のＹ軸方向の移動が、Ｘ軸に対して傾斜した案内面(22)を備えたＸ軸送り台(13)の移動と、前記案内面に主軸直角方向に移動可能に設けた傾斜送り台(15)の移動との合成動作により行われることを特徴とする、請求項１記載の２主軸３タレット旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同一軸線上で対向する２主軸と、当該軸線を挟んで配置された３個のタレット刃物台を備えた旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、旋盤は、ワークを把持して回転する主軸と工具を装着する刃物台とを備えており、刃物台としては、割出動作により複数の工具を選択可能なタレット刃物台が一般化している。更に、ドリルやフライスなどの回転工具を装着可能にした回転工具タレットを備えた旋盤も提供されている。手作業で工具を交換する古典的な旋盤では、刃物台は主軸の手前側に配置されているが、加工中に手作業による工具の交換を必要としないタレット旋盤や自動工具交換装置を備えた旋盤の刃物台は、ワークへの作業者の接近性を考慮して、主軸の奥側に配置されるのが普通である。
【０００３】
同一軸線上にワーク把持端を対向させた２本の主軸と、それぞれの主軸と協働動作する２個以上の刃物台を設けた２主軸対向旋盤は、２主軸での並行加工により生産性を高くできること、及び２主軸間で同一ワークを受け渡すことにより、主軸チャックでの把持部分を含むワーク全体の加工が可能であるという特徴がある。
【０００４】
また、タレットに工具の回転駆動装置を設けた旋盤は、ドリルやフライスなどの回転工具の使用が可能となり、旋盤上でワーク周面への孔加工や溝加工が可能である。更に工具の回転駆動装置を設けたタレットをＹ軸方向にも移動可能とすることで、エンドミルを使ったワーク周面の平面加工も可能になる。なお旋盤のＺ軸は主軸方向、Ｘ軸は刃物の切込み送り方向であり、Ｙ軸はこの両者に直交する方向である。
【０００５】
３個以上のタレットを備えた２主軸対向旋盤も提供されており、１個のワークを主軸軸線を挟んで配置された２個の刃物台で同時加工することにより、生産性の向上を図ることができると共に、ワークを２主軸間で受け渡して加工をする際に、両主軸での加工時間のバランスを調整して待ち時間を低減し、それによる加工時間の短縮も実現できる。また、タレットを３個設けた２主軸対向旋盤では、主軸軸線の片方の側に１個のみ配置した第３タレットの工具を両側の主軸でのワークの加工に使用することができ、機械に装着可能な工具の種類が増加して、より複雑な形状のワークの加工に対応できる。
【０００６】
すなわち、２主軸２タレットの旋盤に工具の回転駆動装置を備えた第３タレットを追加することにより、比較的少ない機械コストの上昇で旋盤の機能ないし性能を大幅に向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３‐１８１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
工具の回転駆動装置を備えたタレットのＮＣ制御によるＹ軸移動を可能にした旋盤は、ワーク周面の平面加工が可能になり、従来マシニングセンタで行っていたような加工が旋盤で可能になる。このようなワーク周面の平面加工は、ワークの中心軸を挟む周面の対向位置に平行平面を加工する例が多い。Ｙ軸移動可能なタレットを備えた従来の２主軸対向旋盤では、ワーク周面の対向位置にある平行平面を加工するとき、主軸を所定の角度位置で固定して、ワークの一方の平面を加工し、次に主軸を１８０度回転した位置に固定して反対側の平面を加工するというように、２工程で加工を行っていた。
【０００８】
この発明は、ワーク周面の平面加工が可能な旋盤において、ワーク周面の平行平面の加工や平行孔の加工をより能率良く行うことができるようにすることで、複雑な形状のワークを能率良く加工可能な旋盤を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、２本の主軸と３個のタレットを備えた旋盤において、３個のタレットのすべてにドリルやエンドミルなどの回転工具の駆動装置と、ＮＣ制御によるＹ軸移動構造とを採用することにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
すなわち、この出願の請求項１の発明に係る２主軸３タレット旋盤は、同一軸線上で対向する２主軸を備え、当該軸線の奥上側に配置された２個のタレット１６ａ、１６ｂと、当該軸線の手前下側に配置された１個のタレット１７とを備えた２主軸３タレット旋盤において、前記３個のタレット１６ａ、１６ｂ、１７の総てがＹ軸方向にＮＣ制御移動可能であり、かつ、前記３個のタレットの総てが当該タレットに取付けられた工具の回転駆動装置を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
またこの出願の請求項２の発明は、上記手段を備えた２主軸３タレット旋盤において、前記タレットの内の少なくとも主軸軸線の手前下側に配置されたタレット１７のＹ軸方向の移動が、Ｘ軸に対して傾斜した案内面２２を備えたＸ軸送り台（図示実施形態の下傾斜台１３）の移動と、前記案内面に主軸直角方向に移動可能に設けた傾斜送り台（図示実施形態の下刃物台１５）の移動との合成動作により行われることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明により、ワークの中心軸を挟んで対向する平行平面を上下のタレットの回転工具とＹ軸移動とを利用して同時に行うことが可能になり、更に、軸線が上下方向に偏倚して対向する２個の孔の同時加工も可能になり、従って複雑な形状を有するワークの加工能率を大幅に向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、この発明の好ましい実施形態の一例について説明する。図１は２主軸及び３タレットの配置を示す模式的な正面図（ベッド上面を正面にして見た図）であり、１はベッド、２はベッド１に固定の左主軸台、３はベッド上面に設けられたＺ軸方向の主軸ガイド、４はこの主軸ガイドに沿って移動可能な右主軸台、５は左主軸の右主軸側端部に装着された左チャック、６は右主軸の左主軸側端部に装着された右チャック、７は右主軸台４の送りモータである。
【００１４】
８はベッド上面に設けた上Ｚ軸ガイド、９は同下Ｚ軸ガイド、１０は上Ｚ軸ガイド８に沿って移動する上Ｚスライド、１１は下Ｚ軸ガイド９に沿って移動する下Ｚスライド、１２は上Ｚスライド１０に搭載された上傾斜台、１３は下Ｚスライド１１に搭載された下傾斜台、１４は上傾斜台１２に搭載された上刃物台（左上刃物台１４ａ及び右上刃物台１４ｂ）、１５は下傾斜台１３に搭載された下刃物台、１６は上刃物台１４に装着された上タレット（左上タレット１６ａ、右上タレット１６ｂ）、１７は下刃物台１５に装着された下タレットである。なお、傾斜台１２、１３がＸ軸方向に送られるＸ軸送り台であり、刃物台１４、１５が前記傾斜台の傾斜方向に送られる傾斜送り台である。
【００１５】
刃物台１４、１５には、タレット１６、１７を割り出す割出装置と当該タレットに装着した回転工具を駆動する回転工具駆動装置が内蔵されている。１８は左上刃物台１４ａのＺ軸送りモータ、１９は右上刃物台１４ｂのＺ軸送りモータ、２０は下刃物台１５のＺ軸送りモータである。
【００１６】
図２は上タレット１６及び下タレット１７のＸ軸及びＹ軸送り構造を示す側面図である。ベッド１の上面は水平面に対してオペレータ側が低くなる方向に６０度傾斜しており、Ｘ軸方向はこのベッド上面と平行な水平面に対して６０度傾斜した方向である。Ｚ軸は図２の紙面直角方向、Ｙ軸は図２の面内でＸ軸と直交する方向である。
【００１７】
上Ｚ軸ガイド８及び下Ｚ軸ガイド９に沿ってＺ軸方向に移動する上Ｚスライド１０及び下Ｚスライド１１の上面には、Ｘ軸ガイド２１が設けられており、当該Ｚスライドに搭載された傾斜台１２、１３は、それぞれのＸ軸ガイドに沿って移動可能である。上傾斜台１２及び下傾斜台１３の上面は、Ｘ軸に対して主軸側が低くなる方向に４５度傾斜しており、傾斜台１２、１３の上面には、当該傾斜方向の傾斜ガイド２２が設けられている。上下の傾斜台１２、１３に搭載されている上下の刃物台１４、１５は、傾斜ガイド２２に沿って移動可能である。
【００１８】
２３は上傾斜台１２をＸ軸方向に送る上Ｘ軸送りモータ、２４は上刃物台１４を傾斜方向に送る上傾斜送りモータである。上Ｘ軸送りモータ２３及び上傾斜送りモータ２４は、それぞれの方向の送りねじ（図示せず）の延長軸線上に設けられており、左右の上刃物台は共に同一の構造である。図３に示した２５は下傾斜台１３をＸ軸方向に送る下Ｘ軸送りモータ、２６は下刃物台１５を傾斜方向に送る下傾斜送りモータで、これらは図３に示すように、下Ｚスライド１１及び下傾斜台１３の左側にその出力軸を手前下向きにして搭載されており、図示されていないＸ送りねじ及び傾斜送りねじとは図示されていない同期ベルトで連結されている。図２及び図３に示す２７及び２８は、これらの同期ベルトのカバーである。
【００１９】
上記構造において、タレット１６、１７に装着した工具をＸ軸方向に送るためには、傾斜送りモータ２４、２６を停止させた状態でＸ軸送りモータ２３、２５を駆動してやればよい。一方、工具をＹ軸方向に送るときは、Ｘ軸送りモータ２３、２５で傾斜台１２、１３を所望のＹ方向送り量だけ送ると共に、刃物台１４、１５を傾斜方向にＸ方向送り量のルート２倍の送り量で送ることとなるが、Ｙ軸のプラス方向が上下の刃物台で逆方向（主軸中心に対して点対称の方向）となるので、ＮＣ装置の制御パラメータの設定により、上下で送り方向を逆にする。
【００２０】
すなわち、上タレット１６に装着した工具をＹ軸プラス方向（ベッド１から離れる方向）に送るときは、上Ｘ軸送りモータ２３で上傾斜台１２をマイナス方向（主軸に接近する方向）に送ると共に、上刃物台１４を傾斜プラス方向（主軸から離れる方向）にＸ方向送り量のルート２倍の送り量で送る。逆に工具をＹ軸マイナス方向に送るときは、上傾斜台１２をＸ軸プラス方向に送り、同時に上刃物台１４を傾斜マイナス方向にＸ方向送り量のルート２倍の送り量で送る。
【００２１】
一方、下タレット１７に装着した工具をＹ軸プラス方向（ベッド１に接近する方向）に送るときは、下Ｘ軸送りモータ２５で下傾斜台１３をＸ軸プラス方向（主軸から離れる方向）に送ると共に、下刃物台１５を傾斜マイナス方向（主軸に接近する方向）にＸ方向送り量のルート２倍の送り量で送る。逆に工具をＹ軸マイナス方向に送るときは、下傾斜台１３をＸ軸マイナス方向に送り、同時に下刃物台１５を傾斜プラス方向にＸ方向送り量のルート２倍の送り量で送る。
【００２２】
すなわち、図示実施例の構造では、上刃物台１４及び下刃物台１５のＹ軸方向送りを共にＸ軸方向送りと傾斜方向送りとの合成動作で実現している。このような合成動作によるＹ軸送り構造は、送り構造をコンパクトにかつ刃物台１４の支持剛性を高くできるという特徴があり、図３に示すようなＸ軸送りモータ２５及び傾斜送りモータ２６をＺスライド１１及び傾斜台１３の側方に配置することにより、刃物台を更にコンパクトにできる。
【００２３】
図４は刃物台１４、１５に内蔵された割出機構及び回転工具駆動機構を示した断面図である。刃物台と一体のケーシング３１には、中空割出軸３２、中空固定軸３３及び回転伝達軸３４が同軸にして軸支されている。中空割出軸３２は、ケーシング３１に対して回転可能で、その先端にタレットケース３５が固定されており、基端側には割出歯車３６が固定されている。割出歯車３６は、ケーシング３１の側面に搭載した割出用の減速機モータ３７の出力軸に固定された駆動歯車３８と噛合している。ケーシング３１の前端及びタレットケース３５の背面には、割出位置固定用の固定面歯車３９及び回転面歯車４０が固定されており、これらに遊動面歯車４１が対向している。遊動面歯車４１は、ケーシング３１と中空割出軸３２との間に形成されたリング状のシリンダ５１に嵌装されたピストン５２のタレットケース側端面に設けられており、工具を割出すためにタレットを回転させるときは、ピストン５２を図上左動して遊動面歯車４１の噛合を解き、割出した工具を固定するときは、右動して遊動面歯車４１を固定面歯車３９と回転面歯車４０とに同時に歯合させることにより、回転面歯車４０従ってタレットケース３５を固定する。
【００２４】
中空固定軸３３は、中空割出軸３２に相対回転可能に軸支されており、基端がパワーロック（固定具）４４等を介してケーシング３１に連結されて、回転と軸方向移動が不能となっている。中空固定軸３３の先端には、タレットケース３５に内蔵したインナーケース４２が固定されており、このインナーケース４２にタレット軸に対して軸直角方向の工具駆動軸４３が軸支されている。従って工具駆動軸４３は、タレットケース３５が回転しても旋回せず、常に一定の方向（ワークの方向）を向いている。
【００２５】
回転伝達軸３４は、中空固定軸３３に自由回転可能に軸支され、その先端は、駆動傘歯車４５に連結されている。駆動傘歯車４５は、工具駆動軸４３に設けた従動傘歯車４６に噛合している。工具駆動モータ４７は、その出力軸４８を回転伝達軸３４の軸線と一致させて、ケーシング３１の反タレットケース側に固定して設けられており、工具駆動モータの出力軸４８と回転伝達軸３４の基端とは、カップリング４９で連結されている。
【００２６】
タレットにドリルやフライスなどの回転工具５９を装着するときは、それらの工具を回転工具ホルダ５４の工具取付軸５５に装着した状態で、タレットケース３５の外周に設けられた工具取付ステーションに装着する。工具取付軸５５の基端には、直径方向の突起５６が設けられ、一方、前記工具駆動軸４３の先端には、対応する直径方向の溝５７が設けられている。回転工具ホルダ５４をタレットケース３５に装着すると、この突起５６と溝５７とが嵌合して、工具駆動モータ４７の回転が回転伝達軸３４及び工具駆動軸４３を介して工具取付軸５５に伝達される。
【００２７】
タレットケース３５を回転させて他の工具を割出すときは、突起５６が溝５７から外れなければならない。そこで工具駆動モータ４７として停止位相制御が可能なモータを用い、工具駆動軸４３が常に溝５７を円周方向にした状態で停止するようにする。一方、インナーケース４２の円周面に工具取付軸の突起５６を案内する円周溝５８を設けて、回転工具が他の位置へ移動したときは、突起５６の回転がインナーケースの円周溝５８で防止されて、突起５６の方向が変わらないようにしてある。従って、回転工具が再び工具駆動軸４３の延長上の加工位置に割出されたとき、突起５６と溝５７とが衝突することなく嵌合する。
【００２８】
上記構造の２主軸３タレット旋盤において、ワーク周面の対向位置に平行平面を加工するときは、当該平面の方向がＹ軸方向となるように主軸を固定し、下タレット１７を左又は右の上タレット１６と対向する位置に移動し、上下のタレットに装着したフライスをワークに向けてＸ軸方向に移動した後、フライスを回転させながら上下タレット１６、１７をＹ軸方向に移動させることにより、同時加工を行う。このとき、ワークが左チャック５で把持されているときは左上タレット１６ａと下タレット１７で、右チャック６に把持されていれば右上タレット１６ｂと下タレット１７とで同時加工を行うことはもちろんである。加工した対向平面の四隅に面直角方向のタップ孔を加工するような場合もそのままの位置でドリルやタップを割り出し、タレットのＺ軸及びＹ軸移動により孔加工位置に工具を移動して工具を回転させながらタレットをＸ軸方向に移動させる動作を上下のタレットで並行して行うことにより、同時加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】対向２主軸と３個のタレットの配置を示す模式的な正面図
【図２】刃物台のＸ軸方向及びＹ軸方向の案内構造を示す側面図
【図３】下刃物台のＸ軸及び合成軸送りモータの配置を示す斜視図
【図４】刃物台に設けた工具軸の駆動機構を示す断面図
【符号の説明】
【００３０】
13  下傾斜台
15  下刃物台
16a  左上タレット
16b  右上タレット
17  下タレット
22  傾斜ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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