JP2007118163A

JP2007118163A - 旋盤

Info

Publication number: JP2007118163A
Application number: JP2005317075A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 篤佐藤; Masatoshi Mochizuki; 正利望月
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】長尺のワークと短尺のワークとを同時に加工することができて、生産性を向上させることができるようにすること。
【解決手段】主軸と背面主軸とを対向して設置する。主軸と背面主軸との間には、ワークを加工するための刃物を搭載した刃物台１８，２１を配置する。主軸と背面主軸との間において、主軸の軸線の延長線上にはガイドブッシュ２３を配置する。主軸及び背面主軸と対応する位置には、その主軸及び背面主軸のワーク把持部に対してワークを供給するための主軸側給材機構及び背面主軸側給材機構を配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、主軸及び背面主軸とガイドブッシュとを備えたいわゆるスイス型旋盤に関するものである。

従来、一対の主軸を備えた複合加工旋盤としては、例えば特許文献１に開示されるような構成のものが提案されている。
この特許文献１の従来構成においては、本体フレーム上に第１及び第２の主軸が同一軸線上に位置するように配置されるとともに、それらの主軸に対向して第１及び第２のローディング装置が配置されている。そして、短尺のワークの加工時には、各ローディング装置によりワークが別々に保持されて各主軸のチャック部にそれぞれ搬入され、それらの主軸が回転されながら、工具により両ワークに対して同時に加工が施されるようになっている。また、長尺のワークの加工時には、両ローディング装置間でワークがその両端部において保持されて両主軸のチャック部間に搬入され、それらの主軸が同期回転されながら、工具により１つのワークに対して加工が施されるようになっている。
特許第２８３２７１４号公報

ところが、この従来構成の旋盤では、前記のように、短尺のワークの場合は、各ローディング装置がそれらのワークをそれぞれ単独で各主軸に搬入して、両ワークに対する同時加工を実施できる。しかし、長尺のワークの場合は、両ローディング装置がワークの両端を把持して搬入が行われるとともに、長尺のワークの両端部をそれぞれ各主軸に保持される。このため、ワークが長尺のものである場合には、その長尺のワークの加工と同時に短尺のワークの加工を行うことは不可能である。従って、長尺のワークと短尺のワークとの双方を加工する場合、それらを別々に加工する必要があり、高い生産性を得ることが困難であった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、長尺のワークと短尺のワークとを同時に加工することができて、生産性を向上させることができる旋盤を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明においては、主軸と、その主軸と対向して設置された背面主軸と、前記主軸と背面主軸との間に設けられ、ワークを加工するための刃物を搭載した刃物台と、前記主軸と背面主軸との間において主軸軸線の延長線上に配置されたガイドブッシュと、前記主軸及び背面主軸にそれぞれ対応して配置され、主軸及び背面主軸のワーク把持部に対してワークを供給するための主軸側給材手段及び背面主軸側給材手段とを備え、前記主軸側給材手段は、前記主軸の把持部を介してガイドブッシュの反対側においてワークの後端部を把持するとともに、その後端部の把持状態においてワークを前方に向かって押出すための主軸側押出し手段を備えたことを特徴としている。

従って、長尺のワークを主軸側給材手段により主軸のワーク把持部を介してガイドブッシュに供給支持するとともに、短尺のワークを背面主軸側給材手段により背面主軸のワーク把持部に供給支持した状態で、それらのワークに対して同時に加工を施すことができる。よって、長尺のワークと短尺のワークとを別々に加工する必要がなく、生産性を向上させることができる。

また、長尺のワークをその後端部にて把持した状態で、主軸のワーク把持部を介してガイドブッシュに確実に供給することができ、ワークが加工できない長さまで加工された場合は、そのワークを把持しながら確実に加工位置から後退させることができる。

請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記背面主軸側給材手段は、ワークの後端部を非把持状態にて背面主軸側に押出し移動させるための背面主軸側押出し手段と、その背面主軸側押出し手段によるワークの移動を背面主軸の前方位置において規制するためのストッパ手段とを備えたことを特徴とするものである。

このように構成した場合には、押出し手段による押出し移動及びストッパ手段による移動規制に基づいて、短尺のワークをその突出量がわずかであっても、背面主軸のワーク把持部から所定量突出させることできる。従って、短尺のワークに加工を施す場合に好適である。

以上のように、この発明によれば、長尺のワークと短尺のワークとを同時に加工することができて、生産性を向上させることができるという優れた効果を発揮する。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１、図３及び図５に示すように、旋盤の本体フレーム１１上には主軸台１２がＺ軸方向へ移動可能に設置されるとともに、この主軸台１２には同じくＺ軸方向に延びる主軸１３が複数のベアリング１４を介してＺ軸を中心に回転可能に支持されている。

前記主軸台１２の軸線と平行な軸線（Ｚ軸）上に位置するように、本体フレーム１１上には背面主軸台１５がＺ軸方向及びそれと直行するＸ軸方向へ移動可能に設置されるとともに、この背面主軸台１５にはＺ軸方向に延びる背面主軸１６が複数のベアリング１７を介してＺ軸を中心に回転可能に支持されている。

図１及び図３に示すように、前記主軸台１２と背面主軸台１５との間において、本体フレーム１１上には第１刃物台１８がＸ軸方向及びそれと直行するＹ軸方向へ移動可能に配置されており、この第１刃物台１８には複数の第１刃物１９を搭載したタレット２０が割り出し回転可能に支持されている。なお、この第１刃物１９は、第１刃物台１８に直接固定されたものであってもよい。

背面主軸台１５を挟んで第１刃物台１８と反対側に位置するように、本体フレーム１１上には第２刃物台２１がＸ軸方向及びそれと直行するＹ軸方向へ移動可能に配置されており、この第２刃物台２１には第２刃物２２が搭載されている。

主軸台１２と背面主軸台１５との間において、主軸１３の軸線の延長線上には後述する長尺のワークＷ１を回転可能に支持するためのガイドブッシュ２３が配置されている。
図１及び図２に示すように、前記主軸台１２に対応して、本体フレーム１１の外側部には主軸側給材手段としての主軸側給材機構２４が配置されている。そして、この主軸側給材機構２４から主軸台１２上の主軸１３に対して、主に長尺のワークＷ１が１本ずつ供給されるようになっている。

図４に示すように、前記背面主軸台１５に対応して、本体フレーム１１の外側部には背面主軸側給材手段としての背面主軸側給材機構２５が配置されている。そして、この背面主軸側給材機構２５から背面主軸台１５の背面主軸１６に対して、主に短尺のワークＷ２が１本ずつ供給されるようになっている。

図２に示すように、前記主軸側給材機構２４においては、フレーム２８上に第１ガイド部材２９及び第２ガイド部材３０が主軸１３の軸線の延長軸線上に延びるように配置されている。このフレーム２８と旋盤の本体フレーム１１との間には、ガイド筒３１が両ガイド部材２９，３０と同一軸線上に位置するように配置されている。フレーム２８上にはワーク用ストック棚３２が装設され、このワーク用ストック棚３２に支持された長尺のワークＷ１が１本ずつ第２ガイド部材３０上に供給されるようになっている。第１ガイド部材２９には主軸側押出し手段としての主軸側押出しロッド３３が図示しない油圧シリンダによりＺ軸方向へ移動可能に支持され、その主軸側押出しロッド３３の先端には把持手段としてのフィンガーチャック３４が設けられている。このフィンガーチャック３４は自身の弾力性によりワークＷ１を把持する。

前記両ガイド部材２９，３０間に位置するように、前記主軸側給材機構２４のフレーム２８上にはクランプ装置３５が配置され、このクランプ装置３５には油圧シリンダ３６ａにより開閉動作される一対のクランプ部材３６等が設けられている。そして、ワーク用ストック棚３２上から第２ガイド部材３０上に長尺のワークＷ１が供給された後、クランプ装置３５の両クランプ部材３６が閉じられることにより、ワークＷ１がフィンガーチャック３４の近傍において外周側からクランプされて、動かないように固定される。この状態で、主軸側押出しロッド３３が主軸台１２側に移動されることにより、図２に示すように、ワークＷ１の後端部がフィンガーチャック３４にて把持される。その後、クランプ装置３５の両クランプ部材３６が開かれてワークＷ１のクランプが解放されるとともに、主軸側押出しロッド３３が主軸台１２側に前進移動されることにより、図３に示すように、ワークＷ１が主軸台１２の主軸１３に対して挿通状態で供給されるようになっている。

図２に示すように、前記クランプ装置３５と対応するように、前記主軸側給材機構２４のフレーム２８には長孔状の残材排出孔３７が形成されている。そして、主軸１３側に供給された長尺のワークＷ１に対して、後述するように切削や切断等の加工が繰り返し施されて、ワークＷ１が所定の短さになった後、主軸側押出しロッド３３が後退移動されることにより、ワークＷ１の残材が残材排出孔３７と対応する位置まで搬出移動される。この状態で、クランプ装置３５の両クランプ部材３６が閉じられて、残材が両クランプ部材３６間にクランプされるとともに、主軸側押出しロッド３３がさらに後退移動されて、フィンガーチャック３４が残材の後端部から離脱される。その後、クランプ装置３５の両クランプ部材３６が開かれて、残材が残材排出孔３７から下方に落下排出されるようになっている。

図３に示すように、前記主軸１３及びその関連構成はさらに以下のようになっている。すなわち、主軸１３は円筒状に形成され、前記主軸側給材機構２４の主軸側押出しロッド３３の前進移動により、長尺のワークＷ１がフィンガーチャック３４に把持された状態で、主軸１３を貫通してガイドブッシュ２３に挿通支持されるようになっている。主軸１３の先端には、ワーク把持部としてのコレットチャック４０が装着されている。そして、ワークＷ１が主軸１３に貫通された状態で、このコレットチャック４０により把持されるようになっている。

前記コレットチャック４０は、主軸１３の先端内部にその軸線方向へ移動可能に嵌挿されたチャックスリーブ４１と、そのチャックスリーブ４１内に前記軸線方向に沿って相対移動可能に配置された拡縮開閉可能なチャック部材４２と、そのチャック部材４２とチャックスリーブ４１との間に介装されたバネ４３と、主軸１３の外端部に螺合された抜け止めナット４４とから構成されている。そして、ワークＷ１が存在しない通常時は、バネ４３の付勢力により、チャックスリーブ４１が図３の左方に移動されて、そのチャックスリーブ４１の傾斜カム面４１ａがチャック部材４２の傾斜カム面４２ａから離間され、チャック部材４２が開かれた状態にある。

また、主軸１３にワークＷ１が挿通された状態で、チャックスリーブ４１が油圧等によりバネ４３の付勢力に抗して図３の右方に移動されたときには、両傾斜カム面４１ａ，４２ａの係合によりチャック部材４２が閉じられて、ワークＷ１がチャックされる。

この状態で、ワークＷ１の先端側が前記ガイドブッシュ２３に支持される。そして、主軸１３の回転駆動によりワークＷ１が回転されながら、主軸第１２のＺ軸方向への移動と第１刃物台１８のＸ軸方向への移動とにより、第１刃物台１８上の所要の第１刃物１９が、ワークＷ１に作用して切削等の加工が施される。この加工が終了されると、ワークＷ１がガイドブッシュ２３の先端から所定長さのところで別の第１刃物１９によって切断され、加工終了部分、すなわち加工製品が分離される。そして、その後、主軸１３のコレットチャック４０を開放して前記主軸台１２が主軸１３とともに後方移動し、再度コレットチャック４０によりワークＷ１を把持して次回の加工に備える。

このように、ワークＷ１に対する加工及び切断が繰り返し行われることにより、１本のワークＷ１から複数個の加工部品が製造される。そして、ワークＷ１が主軸１３のコレットチャック４０とガイドブッシュ２３との間で支持された状態で、加工に要する必要長さ分がガイドブッシュ２３から突出することができないような短い残材となったときには、コレットチャック４０がワークＷ１を解放し、それに続いて前記主軸側押出しロッド３３の後退移動により、その残材が主軸１３内から後方の主軸側給材機構２４に搬出移動された後に、その機構２４外へ残材排出孔３７から落下排出される。

そして、主軸側給材機構２４から排出されたワークＷ１の残材は、後述する背面主軸側給材機構２５のワーク用ストック棚５０に収容することにより、短尺のワークＷ２としてさらに加工材料に用いることができる。

図４及び図５に示すように、前記背面主軸側給材機構２５においては、そのフレーム４７上にガイド部材４８が背面主軸１６の軸線の延長軸線上に延びるように配置されている。背面主軸側給材機構２５のフレーム４７と旋盤の本体フレーム１１との間には、ガイド筒４９がガイド部材４８と同一軸線上に延びるように設けられている。背面主軸側給材機構２５のフレーム４７上にはワーク用ストック棚５０が配置され、このワーク用ストック棚５０に支持された短尺のワークＷ２が１本ずつガイド部材４８上に供給されるようになっている。ガイド部材４８には、背面主軸側押出し手段としての背面主軸側押出しロッド５１が図示しない油圧シリンダによりＺ軸方向へ移動可能に支持されている。そして、ワーク用ストック棚５０上からガイド部材４８上に短尺のワークＷ２が供給された後、背面主軸側押出しロッド５１が背面主軸台１５側に移動されることにより、図５に示すように、ワークＷ２の端面がロッド５１に非把持状態で押されて背面主軸台１５の背面主軸１６に供給されるようになっている。

前記第２刃物台２１の側面には、ストッパ手段としてのストッパ５２が突設されている。そして、前記のように背面主軸側押出しロッド５１の移動により、ワークＷ２が背面主軸１６に供給される際には、背面主軸台１５及び第２刃物台２１の少なくとも一方がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動されて、ストッパ５２が背面主軸１６の軸線の延長線上に配置されるとともに、そのストッパ５２と背面主軸１６の先端部との間隔が調整される。この状態で、背面主軸側押出しロッド５１の移動にて、ワークＷ２が背面主軸１６にストッパ５２側に移動されることにより、ワークＷ２の先端部が同ストッパ５２に当接して、そのワークＷ２の移動が背面主軸１６に対する所定位置にて規制されるようになっている。

図５に示すように、前記背面主軸１６及びその関連構成は以下のようになっている。すなわち、背面主軸１６は円筒状に形成され、背面主軸側給材機構２５の背面主軸側押出しロッド５１の前進移動により、短尺のワークＷ２が背面主軸１６に挿通されるようになっている。背面主軸１６の先端には、ワーク把持部としてのコレットチャック６０が装着されている。このコレットチャック６０は、前記主軸１３側のコレットチャック４０と同様に、チャックスリーブ６１、チャック部材６２、バネ６３及び抜け止めナット６４から構成されている。そして、図５に示すように、ワークＷ２が背面主軸１６に挿通されて、ストッパ５２により移動規制された状態で、このコレットチャック６０により把持されるようになっている。

その後、図６に示すように、背面主軸側押出しロッド５１が後退移動されて、背面主軸１６から抜き出されるとともに、背面主軸台１５及び第２刃物台２１の少なくとも一方がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動されることにより、第２刃物台２１上の第２刃物２２がワークＷ２の所定加工部位に対応配置される。この状態で、背面主軸１６の回転駆動によりワークＷ２が回転されながら、第２刃物２２によりワークＷ２に切削等の加工が施される。その加工終了にともない、ワークＷ２の加工終了部分が所定長さに切断されて、加工部品が製造される。そして、コレットチャック６０のワークＷ２の解放に続いて、前記背面主軸側給材機構２５の背面主軸側押出しロッド５１の押出し移動により、ワークＷ２前方移動される。このとき、第２刃物台２１の移動により、ストッパ５２がワークＷ２に対向していて、ワークＷ２はそのストッパ５２によって移動規制される。このため、ワークＷ２は、切断された長さ分が補われるように前方へ突出移動され、次の加工に備える。

このように、短尺のワークＷ２に対する加工及び切断が繰り返し行われることにより、１本のワークＷ２から適数個の加工部品が製造される。そして、ワークＷ２が背面主軸１６のコレットチャック６０にてチャックされた状態で所要長さの加工部位を確保できないような短い残材となったとき、図７に示すように、コレットチャック６０の解放に続いて、背面主軸側押出しロッド５１の押出し移動により、残材が背面主軸１６内から前方に押し出されて、残材容器５５等に落下排出される。

なお、前述のワークＷ１，Ｗ２の加工においては、それぞれ１つのワークＷ１，Ｗ２からそれぞれ複数の加工部品を加工したが、１つのワークＷ１，Ｗ２からひとつの加工部品を製造してもよく、この場合には、１つの加工部品の加工終了後に、残材の排出がただちに実行される。

以上のように、この実施形態の旋盤においては、主軸１３側においては、その主軸１３のコレットチャック４０とガイドブッシュ２３とでワークＷ１を２箇所で支持して加工を行うことができるため、長尺のワークＷ１の加工に適している。また、背面主軸１６側では、ワークＷ２をストッパ５２に当てることにより、ワークＷ２をコレットチャック６０からわずかに突出させることが可能となり、短尺のワークＷ２の加工に適している。そして、長尺のワークＷ１を主軸側給材機構２４により主軸１３のコレットチャック４０とガイドブッシュ２３との間に支持されるように供給するとともに、短尺のワークＷ２を背面主軸側給材機構２５により背面主軸１６のコレットチャック４０に供給して支持した状態で、それらのワークＷ１，Ｗ２に対して同時に加工を施すことができる。よって、前述した従来構成の旋盤とは異なり、長尺のワークＷ１に対する加工と短尺のワークＷ２に対する加工とを別々に行う必要がなく、それらの異なる加工を同時に行って、生産性を向上させることができる。

また、この実施形態の旋盤では、長尺のワークＷ１を主軸１３側において加工して、複数の加工部品を製造した後、その主軸１３側で短くなったワークＷ１の残材を短尺のワークＷ２として使用して、背面主軸１６側において加工を施すことができる。よって、ワーク材料を多くの残材が生じることなく、有効に使用することができて、加工部品の製造コストを低減することができる。

（変更例）
なお、前記実施形態において、背面主軸側給材機構２５のストッパ５２を、第２刃物台２１とは別の支持部材上に設けたり、本体フレーム１１に直接支持したりすることも可能である。

一実施形態の旋盤の概略構成を示す平面図。図１の旋盤における主軸側給材機構を拡大して示す要部断面図。同旋盤における主軸台の構成を拡大して示す要部断面図。同旋盤における背面主軸側給材機構を拡大して示す要部平面図。同旋盤における背面主軸台の構成をワークの供給状態にて示す要部拡大断面図。図５に続いて背面主軸台の構成をワークの加工状態にて示す要部断面図。図６に続いて背面主軸台の構成をワークの残材の排出状態にて示す要部断面図。

符号の説明

１１…フレーム、１２…主軸台、１３…主軸、１５…背面主軸台、１６…背面主軸、１８…第１刃物台、１９…第１刃物、２１…第２刃物台、２２…第２刃物、２３…ガイドブッシュ、２４…主軸側給材手段としての主軸側給材機構、２５…背面主軸側給材手段としての背面主軸側給材機構、３３…主軸側押出し手段としての主軸側押出しロッド、３４…把持手段としてのフィンガーチャック、４０…ワーク把持部としてのコレットチャック、５１…背面主軸側押出し手段としての背面主軸側押出しロッド、５２…ストッパ手段としてのストッパ、６０…ワーク把持部としてのコレットチャック、Ｗ１…長尺のワーク、Ｗ２…短尺のワーク。

Claims

主軸と、
その主軸と対向して設置された背面主軸と、
前記主軸と背面主軸との間に設けられ、ワークを加工するための刃物を搭載した刃物台と、
前記主軸と背面主軸との間において主軸軸線の延長線上に配置されたガイドブッシュと、
前記主軸及び背面主軸にそれぞれ対応して配置され、主軸及び背面主軸のワーク把持部に対してワークを供給するための主軸側給材手段及び背面主軸側給材手段とを備え、
前記主軸側給材手段は、前記主軸の把持部を介してガイドブッシュの反対側においてワークの後端部を把持するとともに、その後端部の把持状態においてワークを前方に向かって押出すための主軸側押出し手段を備えたことを特徴とする旋盤。
前記背面主軸側給材手段は、ワークの後端部を非把持状態にて背面主軸側に押出し移動させるための背面主軸側押出し手段と、その背面主軸側押出し手段によるワークの移動を背面主軸の前方位置において規制するためのストッパ手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の旋盤。