(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回割出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタにおいて、
前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、
前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、
前記タレットの旋回割出し中心線が、前記回転工具主軸の中心軸線とほぼ交差し前記固定工具装着部の中心軸線とは離間するように配置された
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項２】
請求項１に記載のターニングセンタの刃物台において、
前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能であるとともに前記固定工具を装着可能であり、
前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する回り止め手段が設けられている
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項３】
請求項２に記載のターニングセンタの刃物台において、
前記回り止め手段は、前記固定工具に形成された係止凹部に嵌合して前記固定工具を係止する回り止めキーである
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項４】
旋回割出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタにおいて、
前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、
前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、
前記タレットの旋回割出し中心線が、前記固定工具装着部の中心軸線とほぼ交差し前記回転工具主軸の中心軸線とは離間するように配置された
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のターニングセンタの刃物台において、
前記回転工具主軸の回転駆動源は、前記回転工具主軸にローターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビルトインモータである
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項６】
請求項１，２，３，５のいずれか１項に記載のターニングセンタの刃物台において、
前記タレットには、
前記タレットの前記旋回割出し中心線を挟んで前記固定工具装着部とは反対側の面に、前記固定工具または前記回転工具を取り付けるための固定式工具取り付け部が形成された
ことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
【請求項７】
工作物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及び前記Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタであって、
前記刃物台は、
前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、
前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、
前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平行な方向に、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線とほぼ交差し前記固定工具装着部の中心軸線とは離間するように配置されたものである
ことを特徴とするターニングセンタ。
【請求項８】
請求項７に記載のターニングセンタにおいて、
前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能であるとともに前記固定工具を装着可能であり、
前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する回り止め手段が設けられている
ことを特徴とするターニングセンタ。
【請求項９】
工作物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及びこのＺ軸方向と直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタであって、
前記刃物台は、
前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、
前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、
前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平行な方向に、かつ、前記固定工具装着部の中心軸線とほぼ交差し前記回転工具主軸の中心軸線とは離間するように配置されたものである
ことを特徴とするターニングセンタ。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載のターニングセンタにおいて、
前記回転工具主軸の駆動源は、前記回転工具主軸にローターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビルトインモータである
ことを特徴とするターニングセンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターニングセンタとその刃物台に関する。更に詳しくは、刃物台の旋回割出し可能なタレットに回転工具装着部と固定工具装着部とを配置したターニングセンタとその刃物台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターニングセンタの刃物台の構造、形状は従来から種々提案されている。ミーリング加工等をするために、刃物台をＢ軸方向（Ｙ軸の周り方向）に任意の角度位置に割出しできるものも提案されている。このようなターニングセンタの刃物台は固定工具と回転工具とを装着して加工を行う。また、回転工具主軸は近年回転工具による高速加工が要求されることもあり、回転速度が高い。
【０００３】
特開平１０−３４４６１号公報には、タレットの割出し中心から所定距離Ｌ分離れた位置に回転工具と、この回転工具と１８０度角度が異なる位置に旋削工具を取り付けるタレットを備えた刃物台を有する複合加工機械が記載されている。このタレットを備えた刃物台は、回転工具の中心線がタレット旋回中心線上にないために、Ｂ軸を旋回割出して加工を行うとき、ＮＣ加工プログラムが作成しにくいという問題点がある。
【０００４】
また、互いに対向する２主軸を有するタイプのターニングセンタの場合、第２主軸のワークを加工（背面加工）するとき構造上の制約がある。その理由は、第１主軸の中心線に第１主軸側を向いている工具の工具中心が接近するように刃物台を構成すると、第２主軸の中心線から第２主軸側を向いている工具の工具中心は、２Ｌの距離分遠く離れてしまう。従って、第２主軸側では、刃物台はタレットの３／４以上がＸ軸方向に主軸の中心線を大きく超えた状態で加工を行う必要が生じる。
【０００５】
そのため、刃物台のＸ軸方向（主軸軸線と平行な方向であるＺ軸方向と直交する方向）の移動距離が長くなり、刃物台、及びクロススライドと、第２主軸台、ベッド案内部等との干渉を避けるため、ベッド側に大きな凹部が必要となったり、クロススライドの長さを短くしたりすることが必要となる。この構造は、工作機械として必要な剛性をそこなうおそれがある。
【０００６】
また、タレットの割出し中心と回転工具の中心が所定距離Ｌ離れているので、タレット割出し中心から動力が伝達される歯車伝動構造を採用したとき複雑な動力伝達機構が必要となる。一方、回転工具又は固定工具とを一つの工具主軸に選択的に固定するものも提案されている。このタイプは、工具装着部が一ヶ所であるから前記したような問題点はない。
【０００７】
しかしながら、近年、回転工具による加工の高速化が進んでいる。そのため、回転工具による加工を行うと工具主軸は主軸軸線方向に伸びるような熱変位を生じる。この工具主軸は固定工具も装着するものであり、固定工具の刃先位置も変化する。旋削加工の場合、この刃先位置の変化は加工径に２倍の影響を与える。すなわち、この熱変位は旋削加工時の工作物の内外径寸法の加工精度に多大な影響を与える。
【０００８】
また、回転工具用の工具主軸の近傍に、回り止め手段を設けて固定工具を装着するため固定工具の支持剛性を高くすることができない。すなわち、切削負荷の大きい加工ができないおそれがあった。さらに、工具主軸に固定工具を装着して加工する場合、切削油剤を使用すると工具主軸を回転自在に支持している軸受部等に切削油剤が侵入してくることを防止するのが容易ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
【００１０】
本発明の目的は、刃物台を旋回割出しして回転工具で加工するときのＮＣ加工プログラムを簡素化できるとともに、固定工具装着部の支持剛性が高く、回転工具側の発熱が固定工具の加工精度に影響を与えないターニングセンタとその刃物台を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、対向する２主軸台を備えたターニングセンタにおいて、刃物台のＸ軸方向のストロークを短くできるターニングセンタとその刃物台を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、回転工具への回転駆動を伝達するための機構を簡素化できるターニングセンタとその刃物台を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のターニングセンタの刃物台は、旋回割出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタにおいて、前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレットの旋回割出し中心線が、前記回転工具主軸の中心軸線とほぼ交差し前記固定工具装着部の中心軸線とは離間するように配置されたものである。
【００１４】
また、上記のターニングセンタの刃物台において、前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能であるとともに前記固定工具を装着可能であり、前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する回り止め手段が設けられていることが好ましい。
【００１５】
また、上記のターニングセンタの刃物台において、前記回り止め手段は、前記固定工具に形成された係止凹部に嵌合して前記固定工具を係止する回り止めキーであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明のターニングセンタの刃物台は、旋回割出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタにおいて、前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレットの旋回割出し中心線が、前記固定工具装着部の中心軸線とほぼ交差し前記回転工具主軸の中心軸線とは離間するように配置されたものである。
【００１７】
また、上記のターニングセンタの刃物台において、前記回転工具主軸の回転駆動源は、前記回転工具主軸にローターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビルトインモータであることが好ましい。また、前記回転工具主軸の回転駆動源は、油圧モータ、空気モータ等のように流体圧で作動するものであっても良い。
【００１８】
また、上記のターニングセンタの刃物台において、前記タレットには、前記旋回割出し中心線を挟んで前記固定工具装着部とは反対側の面に、前記固定工具または前記回転工具を取り付けるための固定式工具取り付け部を形成することが好ましい。
【００１９】
また、本発明のターニングセンタは、工作物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及び前記Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタであって、前記刃物台は、前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平行な方向に、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線とほぼ交差し前記固定工具装着部の中心軸線とは離間するように配置されたものである。
【００２０】
また、上記のターニングセンタにおいて、前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能であるとともに前記固定工具を装着可能であり、前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する回り止め手段が設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明のターニングセンタは、工作物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及びこのＺ軸方向と直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタであって、前記刃物台は、前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が所定距離だけ離間して平行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平行な方向に、かつ、前記固定工具装着部の中心軸線とほぼ交差し前記回転工具主軸の中心軸線とは離間するように配置されたものである。
【００２２】
また、上記のターニングセンタにおいて、前記回転工具主軸の駆動源は、前記回転工具主軸にローターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビルトインモータであることが好ましい。また、前記回転工具主軸の回転駆動源は、油圧モータ、空気モータ等のように流体圧で作動するものであっても良い。更に、前記刃物台をＸ軸方向に案内するＸ軸案内面は、鉛直な１平面内に配置すると、切削時の切粉の排出が効率的にできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明のターニングセンタの側断面図である。ベッド１は、ターニングセンタの本体を構成する台である。ベッド１の水平面である上面２には、２本のＺ軸ガイドレール（以下、ガイドレールはレールと記載）３が固定配置されている。各Ｚ軸レール３には、ボールガイド本体（以下、ボールガイドと記載）４が移動自在に設けられている。Ｚ軸レール３とボールガイド４は直動ころがり案内を構成する。ボールガイド４上には、サドル５が搭載されている。結局のところサドル５は、ベッド１上をＺ軸線、すなわち主軸３８ｂの軸線と平行な方向（図７参照）に移動自在である。
【００２４】
サドル５の下面には、ボールナット（図示せず）が固定配置されている。ボールナットには、Ｚ軸送りねじ（図示せず）がねじ込んである。Ｚ軸送りねじとボールナットはボールねじを構成する。Ｚ軸送りねじの両端は、ベッド１に固定された軸受（図示せず）により回転自在に支持されている。Ｚ軸送りねじの一端は、Ｚ軸送りモータ（例えば、サーボモータのような制御モータ）７の出力軸に連結部材（図示せず）を介して連結されている。Ｚ軸送りモータ７を回転起動し、Ｚ軸送りねじを回転させることによりボールナットを介してサドル５をＺ軸レール３上を移動させる。
【００２５】
同様にサドル５の上には、２本のＹ軸レール１０が各々水平に固定配置されている。ただし、２本のＹ軸レール１０を含む平面は、水平である必要はなく斜面であっても良い。各Ｙ軸レール１０には、ボールガイド１０ａが移動自在に設けられている。Ｙ軸レール１０とボールガイド１０ａは直動ころがり案内を構成する。ボールガイド１０ａ上には、コラム１１が搭載されている。コラム１１は、サドル５上をＹ軸線方向に移動自在である。コラム１１には、ボールナット（図示せず）が固定配置されている。
【００２６】
ボールナットには、Ｙ軸送りねじ（図示せず）がねじ込んである。Ｙ軸送りねじは軸受に回転自在に支持され、軸受はサドル５に固定されている。Ｙ軸送りねじの一端は、Ｙ軸送りモータ１５の出力軸に連結部材（図示せず）を介して連結されている。Ｙ軸送りモータ１５を回転起動し、Ｙ軸送りねじを回転させることによりコラム１１をＹ軸レール１０上を移動させる。
【００２７】
コラム１１の上には刃物台１９が搭載し配置されている。コラム１１の上には、２本のＸ軸レール２１が垂直方向に固定配置されている。２本のＸ軸レール２１は、鉛直な一平面内に配置すると、切削時の切粉の排出が効率的にできる。各Ｘ軸レール２１上には、ボールガイド２２が移動自在に搭載されている。ボールガイド２２上には、クロススライド２３が搭載されている。クロススライド２３は、コラム１１前面をＸ軸線方向、すなわち垂直方向に移動自在に設けられている。クロススライド２３には、ボールナット（図示せず）が固定配置されている。クロススライド２３には、刃物台１９が配置されている。
【００２８】
ボールナットには、Ｘ軸送りねじ２５がねじ込んである。Ｘ軸送りねじ２５の両端はそれぞれ軸受に回転自在に支持され、軸受はコラム１１に固定されている。Ｘ軸送りねじ２５の一端には、歯付プーリ２７が固定されている。歯付プーリ２７には、歯付ベルト２８が掛け渡してある。他方、歯付ベルト２８は、歯付プーリ２９とも噛み合っている。歯付プーリ２９は、Ｘ軸送りモータ３０の出力軸３１に連結されている。Ｘ軸送りモータ３０を回転起動し、歯付プーリ２９、歯付ベルト２８、歯付プーリ２７、及びＸ軸送りねじ２５を回転させることにより、クロススライド２３、刃物台１９をＸ軸レール２１上を移動させる。
【００２９】
ベッド１の前面の垂直面には、Ｚ軸方向に２本の心押台用移動レール３５が配置固定されている。心押台用移動レール３５には心押台３７がボールガイド３６を介して移動自在に支持されている。更に、ベッド１の前面には、主軸台３８が配置固定されている。主軸台３８は、工作物を回転駆動するための主軸３８ｂ（図７参照）を備えたものである。主軸３８ｂには工作物を把持するためのチャック３８ａが固定されている。
【００３０】
また、主軸３８ｂはＣ軸方向（Ｚ軸の周り方向）に回転・位置決めする機能と、旋削加工するための連続回転を行う機能を備えている。主軸台３８等の構造、機能は周知であり詳細な説明は省略する。なお、各軸の案内部は直動ころがり案内でなくすべり案内であっても良い。
【００３１】
［刃物台１９］
次に刃物台１９の内部構造を説明する。図２は図１のＢ方向から見た正面図である。図３は図２の状態からタレットを９０度旋回させた状態の側面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図５は刃物台１９の断面図であり、図２のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。刃物台１９は、刃物台本体７４と刃物台本体７４に対して旋回するタレット４１とからなっている。
【００３２】
タレット４１には、バイト等とバイト等を取付けるツールシャンクからなる固定工具ＢＴと、ドリル等とドリル等を取付けるツールシャンクからなる回転工具ＲＴの２本の工具を各々装着する工具装着部を備えている。タレット４１には、回転工具ＲＴを装着し回転駆動するための回転工具主軸４０が設けられている。回転工具主軸４０の両端は、タレット４１に配置された軸受４２で回転自在に支持されている。
【００３３】
回転工具主軸４０内には、回転工具装着部４３が設けられている。回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣとタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとは、交点Ｏで交差している。回転工具主軸４０から距離をおいて、固定工具ＢＴのための固定工具装着部４４が設けられている。回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣと固定工具装着部４４の固定工具の装着口４４ａ及びツールクランプ・アンクランプ機構構造の中心軸線ＦＣとは、平行でかつ距離Ｒだけ離間している。
【００３４】
また、回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣと固定工具装着部４４の中心軸線ＦＣとは同一平面を形成する。固定工具ＢＴのための装着口４４ａは、回転工具ＲＴの装着口４３ａに対して互いに１８０度角度を有して配置されている。回転工具主軸４０は、ビルトインモータ５０で回転駆動される。回転工具主軸４０には、ビルトインモータ５０のローター５１が固定される。
【００３５】
タレット４１にはステーター固定孔５３が形成されており、これにステーター５２が挿入固定されている。ステーター５２のケーシング５４とステーター固定孔５３との間には、冷却路５５が形成されている。この冷却路５５には、旋回軸７０の中心に形成された冷却流体通路７１から冷却流体が供給され、流体継手７２を介して排出され冷却流体供給装置（図示せず）に戻される。また、ステーター５２には、図示しない電力線が接続されているが、タレット４１を１８０度毎に交互に旋回させることにより電力線がねじれないように配線処理をしている。
【００３６】
回転工具主軸４０の内部には、回転工具ＲＴの後部に設けられた係合溝（図示せず）を引っ張るためのツールクランプ機構６０が配置されている。このツールクランプ機構６０は内部のバネにより、装着口４３ａに挿入された回転工具ＲＴを回転工具主軸４０の後部側に常時引っ張る機構で周知の技術であり、その詳細な構造の説明については省略する。
【００３７】
回転工具ＲＴのツールシャンク部は装着口４３ａのテーパ穴部及び端面に密着するようにツールクランプ機構６０で引っ張り込まれている。ツールクランプ機構６０の後端部の鍔６１の位置は、ツールクランプ・アンクランプ検出用センサ（以下、ツールクランプセンサと記載）６２により検出される。ツールクランプセンサ６２によるツールクランプ機構６０の鍔６１の有無の検出により、回転工具ＲＴがクランプ状態かアンクランプ状態かを判別する。ツールクランプセンサ６２には、近接スイッチを使用するのが望ましいが、有無検出できるものであれば他のセンサであっても良い。
【００３８】
回転工具主軸４０の後端部には、ツールアンクランプ機構６５が配置されている。ツールアンクランプ機構６５は、シリンダー装置からなる直線駆動手段である。圧力流体の供給によりピストンロッド６６を回転工具主軸４０側に移動させ、ピストンロッド６６の先端でツールクランプ機構６０の後端面をツールクランプ機構６０のバネに抗して押し、回転工具主軸４０内の回転工具ＲＴをアンクランプ状態とする。なお、このツールクランプ機構６０は、本出願人が提案したもの（特願平９−２７３８０２号）を使用するのが望ましいが、プルスタッドを引っ張るボール式引っ張り機構、コレット式引っ張り機構等、周知の他の構造のものであってもよい。更に、ＨＳＫツールシャンク方式であっても良い。
【００３９】
ツールアンクランプ機構６５は、後記する自動工具交換装置１１５により工具を交換するときに工具をアンクランプするためのものである。固定工具装着部４４内にも固定工具ＢＴのためのツールクランプ・アンクランプ機構として同様なツールクランプ機構（図示せず）を備えている。ツールクランプ機構のクランプを解除するためのアンクランプ機構（図示せず）も同様に備えている。
【００４０】
［タレット旋回割出し機構］
図４，５に示すように、タレット４１の下部には、中空の円筒部７５が形成されている。円筒部７５の中心には、底面から旋回軸挿入穴７６が形成されている。旋回軸挿入穴７６には、旋回軸７０の大径軸部７７が挿入されている。旋回軸７０は、大径軸部７７とこの径より小さい小径軸部７８とで形成されている。また、旋回軸７０の中心はＹ軸と平行な方向に配置されている。旋回軸７０の下端は、刃物台本体７４に固定されている。
【００４１】
クロススライド２３上には刃物台本体７４が、刃物台本体７４には円筒状の軸カバー７４ａが固定されている。軸カバー７４ａの貫通孔である内孔７３に、タレット４１の円筒部７５が回転自在に挿入されている。円筒部７５の下端部の円筒面７９と刃物台本体７４との間には、軸受８０が介在して設けられている。結局、タレット４１は刃物台本体７４に回転自在に設けられていることになる。
【００４２】
円筒部７５の下端面には、環状の割出し歯車８２がボルト８３で固定されている。割出し歯車８２の外周面には、歯車８４が形成されている。歯車８４は、ピニオン１００と噛み合っている。割出し歯車８２の側面（図４，５では上面）には、可動クランプ歯８５が環状に形成されている。一方、刃物台本体７４の上でかつ旋回軸７０の小径軸部７８の外周には、環状の固定クランプ部材９０が刃物台本体７４に固定配置されている。
【００４３】
固定クランプ部材９０の側面には、固定クランプ歯９１が形成されている。旋回軸７０の小径軸部７８と円筒部７５とに囲まれた空間には、シリンダ室９２が形成されている。シリンダ室９２には、ピストン９３が配置されている。ピストン９３の側面（図５では下面）には、クランプ歯９４が形成されている。結局、ピストン９３を駆動すると、これに形成されているクランプ歯９４が、固定クランプ歯９１と可動クランプ歯８５とに同時に噛み合い、タレット４１を刃物台本体７４と一体に固定することになる。
【００４４】
割出し歯車８２にはピニオン１００が噛み合っており、ピニオン１００の回転により割出し歯車８２を割出し駆動する。ピニオン１００の軸１０１は、刃物台本体７４に２個の軸受１０２に回転自在に支持されている。軸１０１の他端には、歯付プーリ１０３がキー固定されている。歯付プーリ１０３には、歯付ベルト１０４が掛け渡してある（図２参照）。
【００４５】
他方、歯付ベルト１０４には、割出しモータ１０６の出力軸にキー固定された歯付プーリ１０５に掛け渡してある。割出しモータ１０６を起動すると、歯付プーリ１０５、歯付ベルト１０４及び歯付プーリ１０３が回転駆動され、これと一体のピニオン１００が割出し歯車８２を回転させる。この回転駆動により、割出し歯車８２が割出しされてタレット４１を任意の角度位置に割り出す。
【００４６】
なお、クランプ歯機構によるクランプを行わないで割出しモータ１０６を数値制御可能な制御モータ（例えばサーボモータ）とし、タレット４１の旋回をＢ軸方向の回転移動動作としても良い。その場合、クランプしたいときには、圧力流体供給によりブレーキ、圧力マンドレル等を作動させてクランプすれば良い。
【００４７】
［自動工具交換装置１１５］
図６は、刃物台の工具を交換するための自動工具交換装置の平面図である。タレット４１に装着された固定工具ＢＴと回転工具ＲＴは、ＮＣ加工プログラムに応じて工具マガジンＭ（図１）との間で必要な工具と交換する必要がある。自動工具交換装置１１５及び工具マガジンＭは、サドル５に取付け部材（図示せず）を介して配置されている。工具マガジンＭは工具収納部Ｍａが円板状に設けられたもの、チェーン等で連鎖状に設けられたもの等公知のものが利用できる。
【００４８】
アーム軸１１１は、交換アーム１１２を１８０度旋回させて工具を交換する。交換アーム１１２の両端には、工具グリップ１１３が設けられている。回転工具ＲＴを工具交換する例で説明を行う。タレット４１の回転工具装着部４３を工具マガジンＭ（図１）側に割り出す。タレット４１を所定の工具交換位置に移動させる交換アーム１１２を９０度旋回させて工具グリップ１１３により工具のツールシャンクのフランジのフランジ部を把持する。
【００４９】
この把持が完了すると前記回転工具のツールアンクランプ機構６５を作動させて、工具クランプをツールクランプ状態からアンクランプ状態にする。次に工具の軸線方向に交換アーム１１２を工具の軸線方向に移動させて、タレット４１及び工具マガジンＭから回転工具ＲＴ１、回転工具ＲＴ２を取り出す。この後、交換アーム１１２を旋回させて回転工具ＲＴ１と回転工具ＲＴ２の位置を入れ替える。前記と逆の動作で回転工具ＲＴをタレット４１の装着口４３ａに挿入し、回転工具ＲＴをツールクランプ機構６０でクランプする。交換アーム１１２の旋回及び軸線方向の駆動は、アーム駆動手段１１０により行う。交換アーム１１２の機能、構造は、周知であり詳細な説明は省略する。
【００５０】
［実施の形態１の動作］
次に、前記実施の形態１の動作を説明する。任意のＢ軸角度位置に刃物台１９のタレットに装着された固定工具ＢＴまたは回転工具ＲＴを割出すために、次のような手順で動作する。最初にタレット４１と刃物台本体７４とのクランプを解除するために、シリンダ室９２のピストン９３上部側に供給している圧油をドレン回路に逃がす。ピストン９３はコイルバネ９５の力により移動する（図５の上方）。この移動によりクランプ歯９４が、固定クランプ歯９１と可動クランプ歯８５との噛み合いを解除し、タレット４１を刃物台本体７４との固定から開放する。
【００５１】
割出しモータ１０６を起動すると、歯付プーリ１０５、歯付ベルト１０４及び歯付プーリ１０３が回転駆動され、これと一体のピニオン１００が割出し歯車８２を回転させる。この回転駆動により、割出し歯車８２が割出しされてタレット４１を任意の角度位置に割り出す。所定角度の割出しが完了すると、シリンダ室９２に圧力流体を供給し、ピストン９３を駆動する。ピストン９３はコイルバネ９５の力に抗して移動し、クランプ歯９４が固定クランプ歯９１、可動クランプ歯８５と噛み合い、タレット４１を刃物台本体７４に固定する。
【００５２】
図７に示すように回転工具ＲＴで第１主軸のチャック３８ａの工作物Ｗ１を加工するときは、Ｘ軸送りモータ３０、Ｚ軸送りモータ７、Ｃ軸モータ等を回転起動して必要なミーリング加工を行う。回転工具ＲＴの回転中心軸線（回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣ）とタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとが交差しているので、特にＢ軸を旋回させて（例えばθ度旋回させて）ミーリング加工を行うＮＣ加工プログラムの作成が容易である。
【００５３】
すなわち、タレット４１を任意の角度または１８０度旋回させても回転工具ＲＴの中心がその方向に向くだけでありＮＣ加工プログラムの作成が容易である。なお、この刃物台１９は一方の工具で工作物を加工しているときに他方の工具と工作物とは全く干渉することがない。また、タレット４１の旋回割出し中心線ＴＣを回転工具主軸４０の軸線上に配置している。そのため、回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣと固定工具装着部の中心軸線ＦＣとの間の距離Ｒは、回転工具主軸４０と固定工具装着部４４が平行に配設可能な最小寸法とすることができる。したがって、従来の刃物台より距離Ｒの寸法がコンパクトになる。
【００５４】
また、回転工具主軸４０近傍のタレット４１に回り止め手段（実施の形態３参照）を設け、固定工具を回転工具主軸４０に装着できるようにすれば、固定工具ＢＴをタレット旋回割出し中心線に位置させることが可能となる。このことにより、Ｘ軸方向の移動量を削減させることができる。さらに、第２主軸で加工を行う場合、タレット４１、クロススライド２３等は主軸３８ｂの中心線を超えて移動する部分が少ない。したがって、第２主軸台やクロススライド等の剛性を低下させることがない。
【００５５】
なお、この実施形態では回転工具の回転駆動をビルトインモータで行っているが、刃物台外部に駆動モータを設けてもよい。この場合、旋回割出し軸の中心部に駆動軸１５０が設けられるので、回転伝達機構の簡易化が図れる（図９）。すなわち、駆動モータの回転駆動力は、駆動モータ側歯付プーリ（図示せず）、歯付ベルト（図示せず）、歯付プーリ１５３、駆動軸１５０、ベベルギヤ１５１、ベベルギヤ１５２を介して回転工具主軸４０に伝達される。
【００５６】
更に、この実施形態では、刃物台本体７４に対してタレット４１をＹ軸と平行な方向を中心に旋回させているが、Ｚ軸、又は、Ｘ軸と平行な方向を中心に旋回させても良い。例えば、Ｚ軸と平行な方向を中心にタレット４１を旋回させる場合には、タレット４１とチャック３９ａが対向するように回転工具主軸の中心軸線と固定工具装着部の中心軸線とを含む平面が主軸軸線と直交するように配置されれば良い。
【００５７】
なお、Ｘ軸と平行な方向に旋回させる場合には、タレットをＡ軸として制御すれば良い。また、この実施の形態では、刃物台１９の昇降方向の移動軸をＸ軸として説明を行っているが、昇降方向の移動軸をＹ軸、水平方向の移動軸をＸ軸としても良い。また、この実施の形態では、回転中心軸線ＲＣ上に旋回割出し中心線ＴＣを交差するように位置させているが、距離Ｒ寸法のコンパクト化、Ｂ軸旋回時のプログラム作成の容易性が失われない範囲の近傍位置であればよく、必ずしも交差していなくてもよい。
【００５８】
［実施の形態２］
図８に示す刃物台は、本発明の実施の形態２を示す平面図である。前記実施の形態１の刃物台１９に更に他の固定工具または回転工具を使用可能なように着脱自在に固定式工具取り付け部であるツールポスト１３２を設けたものである。この固定式工具取り付け部で使用される固定工具または回転工具は、自動工具交換装置１１５による工具交換はできない。タレット４１のタレット旋回割出し中心線に対して固定工具装着部４４とは反対側の側面４１ａには一体にツールポスト取付面１３０が形成されている。ツールポスト取付面１３０には、複数の蟻溝１３１が形成されている。
【００５９】
ツールポスト取付面１３０には、ツールポスト１３２が固定ボルト１３３により固定されている。ツールポスト１３２には、バイト１３４がボルト１３５により固定されている。この実施の形態２では、タレット４１を旋回して割出すことなく回転工具と固定工具を使用できるので、切削時間の短縮になる。また、工具交換を行うことがないので、工具交換誤差をなくした高精度の旋削加工を行うことができる。さらに、タレット４１の旋回割出し時の重量バランスもよくなるので、さらに高速の旋回割出し動作も可能となる。なお、この実施形態２では固定式工具取り付け部を着脱自在なツールポストで説明を行っているが、タレット４１に一体に固定工具取り付け部を設けたものであっても良い。
【００６０】
また、このツールポスト１３２には、第２主軸側の工作物を加工するための固定工具を取り付けてもよい。このようにすると第２主軸と固定工具との接近性がよくなる。すなわち、Ｘ軸方向の移動量の削減等がさらに図れる。さらに、ツールポスト取付面１３０に、圧縮空気で駆動されるエアモータ等を内蔵した回転主軸装置を取り付けてもよい。このことにより、回転工具主軸４０よりも高速な回転数を得ることができるので、砥石工具等の回転工具の使用も可能となる。
【００６１】
［実施の形態３］
次に、回転工具装着部４３近傍に回り止め手段を設けて、回転工具装着部４３に固定工具ＢＴを装着することを可能とした実施の形態３について説明する。タレット４１の基本構成は実施の形態１と同様のものとする。図１０は、固定工具装着部４４の一部断面拡大図である。固定工具装着部４４の装着口４４ａには、固定工具ＢＴのツールシャンクのシャンク部４７が挿入され、シャンク部４７の後端部はドローバー４４ｂによって装着口４４ａ内に引き込まれる。ドローバー４４ｂの引っ張り力によりシャンク部４７が装着口４４ａに密着固定される。
【００６２】
また、固定工具ＢＴのフランジ部には係止凹部（キー溝部）４８が設けられており、固定工具装着部４４の前端面には回り止めキー４４ｃが設けられている。固定工具装着部４４に固定工具ＢＴを装着すると、係止凹部４８に回り止めキー４４ｃが嵌入し、固定工具ＢＴの軸回りの回動を阻止するようになっている。
【００６３】
図１１は、回転工具ＲＴを装着した回転工具装着部４３の一部断面拡大図である。回転工具装着部４３の装着口４３ａには、回転工具ＲＴのツールシャンクのシャンク部４５が挿入され、シャンク部４５の後端部はドローバー４３ｂによって装着口４３ａ内に引き込まれる。ドローバー４３ｂの引っ張り力によりシャンク部４５が装着口４３ａに密着固定される。
【００６４】
また、回転工具ＲＴのフランジ部には係合凹部（キー溝部）４６が設けられており、回転工具主軸４０の先端面には係合キー４３ｃが設けられている。回転工具装着部４３に回転工具ＲＴを装着すると、係合凹部４６に係合キー４３ｃが嵌入し、回転工具ＲＴと回転工具主軸４０との軸回りの相対的位置を固定する。すなわち、回転工具ＲＴは回転工具主軸４０と一体的に回転する。また、係合キー４３ｃに近接するタレット４１側には、固定工具ＢＴ用の回り止めキー４３ｄが設けられている。回転工具ＲＴのフランジ部のシャンク部側の部分ＲＴａは、回り止めキー４３ｄとは係合しない形状に形成されているので、回転工具主軸４０によって回転駆動することができる。
【００６５】
図１２は、固定工具ＢＴを装着した回転工具装着部４３の一部断面拡大図である。固定工具ＢＴを装着する前に、係合キー４３ｃと回り止めキー４３ｄとが同位相になるように、回転工具主軸４０の軸回りの角度位置が位置決めされている。固定工具ＢＴを回転工具装着部４３に装着すると、係止凹部４８に回り止め手段としての回り止めキー４３ｄが嵌入し、固定工具ＢＴの軸回りの回動を阻止する。このとき係止凹部４８には係合キー４３ｃも嵌入している。なお、図１０から図１２において、係合キー４３ｃ、回り止めキー４３ｄ、回り止めキー４４ｃ、係合凹部４６、係止凹部４８は１箇所のみ示されているが、これらは円周上１８０度対向した位置に２箇所設けてもよく、また３箇所以上設けてもよい。
【００６６】
図１３は、回転工具装着部４３に固定工具ＢＴを装着して行う加工を示す図である。図１３は、正面加工側の主軸３８ｂのチャック３８ａに把持した工作物Ｗ１を回転工具装着部４３に装着した固定工具ＢＴにより加工した後、タレット４１を１８０度旋回させた状態を示す。この後、背面加工側の主軸３９ｂのチャック３９ａに把持した工作物Ｗ２の背面加工を行うが、タレット４１は旋回割出し中心線ＴＣ（図１３では交点Ｏ）を中心に旋回するため、回転中心軸線ＲＣ（固定工具ＢＴの中心線）のＸ軸方向の位置は変化せず、刃物台をＸ軸方向にほとんど移動させる必要がない。すなわち、固定工具ＢＴを回転工具装着部４３に装着することにより、固定工具ＢＴを固定工具装着部４４に装着した場合に比較して、刃物台のＸ軸方向の移動量をさらに削減することができる。
【００６７】
［その他の実施の形態］
前記実施の形態１〜３では、回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣとタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとが交差していたが、これを固定工具装着部４４の中心軸線とタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとを交差させるようにしても良い。このタイプは、回転工具主軸側に発熱が生じた場合にも、固定工具装着部に装着された固定工具を熱変位させることがない。従って、固定工具による旋削加工時の加工精度を低下させない。さらに、固定工具装着部の固定工具の支持剛性の向上、回転工具主軸を回転自在に支持する軸受部への切削油剤の侵入防止も行うことができる。
【００６８】
そのうえ、対向する２主軸を備えたターニングセンタの場合には、刃物台のＸ軸方向の刃物台の移動量を短くするとともに、主軸中心を超えて移動する移動量も少なくできるので、主軸台、ベッド等の剛性不足を生じさせることもない利点が生じる。また、前記回転工具主軸の回転駆動源は、電気式のビルトインモータであったが、このビルトインモータに替えて油圧モータ、空気モータ等のように流体圧で作動するものであっても良い。
【００６９】
【発明の効果】
本発明のターニングセンタの刃物台は、タレットを旋回割り出しして回転工具で加工を行うとき、ＮＣ加工プログラムの作成が容易である。また、回転工具主軸の駆動源をビルトインモータとしたため、伝達機構が不要となり構造が簡素化されるとともに回転工具主軸の回転速度の高速化が図れる。回転工具主軸側に発熱が生じた場合にも、固定工具装着部に装着された固定工具を熱変位させることがない。従って、固定工具による旋削加工時の加工精度を低下させない。
【００７０】
また、固定工具装着部の固定工具の支持剛性の向上、回転工具主軸を回転自在に支持する軸受部への切削油剤の侵入防止も行うことができる。そのうえ、対向する２主軸台を備えたターニングセンタの場合、刃物台のＸ軸方向の移動量を短くするとともに、主軸中心を超えて移動する移動量も少なくできるので、主軸台、ベッド等の剛性不足を生じさせることもない。
【００７１】
更に、回転工具主軸中心に旋回割り出し中心を交差させるようにした場合には、回転工具主軸に回転駆動力を伝達機構を介して伝達しても、伝達する機構を簡素化することができる等の効果が生じる。また、このような刃物台を備えたターニングセンタは、加工精度向上、剛性向上等が図れる。
【００７２】
回転工具装着部の近傍に固定工具の回り止め手段を設けたので、回転工具主軸の回転中心軸線とタレットの旋回割出し中心線が直交するターニングセンタにおいて、回転工具装着部に固定工具を装着して加工を行うことが可能となり、固定工具による加工における刃物台のＸ軸方向の移動量をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ターニングセンタの側面図である。
【図２】図２は、図１のＢ方向から見た正面図である。
【図３】図３は、図２の状態からタレットを９０度旋回させた状態の側面図である。
【図４】図４は、図３のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図５】図５は、刃物台１９の断面図であり、図２のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。
【図６】図６は、自動工具交換装置の平面図である。
【図７】図７は、２主軸を備えたターニングセンタでの刃物台の配置を示す略図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２を示す刃物台である。
【図９】図９は、回転工具主軸を外部に配置した駆動モータで駆動伝達する刃物台である。
【図１０】図１０は、固定工具装着部の一部断面拡大図である。
【図１１】図１１は、回転工具装着部の一部断面拡大図である。
【図１２】図１２は、固定工具を装着した回転工具装着部の一部断面拡大図である。
【図１３】図１３は、回転工具装着部に固定工具を装着して行う加工を示す図である。
【符号の説明】
１…ベッド
５…サドル
７…Ｚ軸送りモータ
１１…コラム
１５…Ｙ軸送りモータ
１９…刃物台
２３…クロススライド
３０…Ｘ軸送りモータ
４０…回転工具主軸
４１…タレット
５０…ビルトインモータ
６０…ツールクランプ機構
６５…ツールアンクランプ機構
７０…旋回軸
７５…円筒部
１１５…自動工具交換装置
【図１】
0004047983.tif 000002
【図２】
0004047983.tif 000003
【図３】
0004047983.tif 000004
【図４】
0004047983.tif 000005
【図５】
0004047983.tif 000006
【図６】
0004047983.tif 000007
【図７】
0004047983.tif 000008
【図８】
0004047983.tif 000009
【図９】
0004047983.tif 000010
【図１０】
0004047983.tif 000011
【図１１】
0004047983.tif 000012
【図１２】
0004047983.tif 000013
【図１３】
0004047983.tif 000014