JP2008036763A - Workpiece processing machine, workpiece processing system, and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の主軸間でワークの授受を行いながらワークを加工するワーク加工機、複数の前記ワーク加工機から構成されるワーク加工システム及びこのワーク加工システムを用いたワーク加工方法に関する。 The present invention relates to a workpiece processing machine that processes a workpiece while exchanging workpieces between a plurality of spindles, a workpiece processing system including the plurality of workpiece processing machines, and a workpiece processing method using the workpiece processing system.
一つのワークに多工程の加工を施す場合、複数の主軸と刃物台を有する工作機械等のワーク加工機を使用し、主軸間でワークの授受を行いながらワークを順次加工することが行われている。 When performing multi-step machining on a single workpiece, a workpiece processing machine such as a machine tool having a plurality of spindles and turrets is used, and workpieces are sequentially processed while transferring workpieces between spindles. Yes.
例えば特許文献1に記載のワーク加工機は、X方向に移動自在な二つの対向主軸台24,26を有し、各主軸台24,26の回転自在な主軸28,30に把持した未加工のワーク46を、各主軸台24,26に対応して設けられたタレット刃物台32,34に装着した工具36,38で加工するようにしている。
そして、主軸台24,26のZ方向の移動によって二つの主軸台24,26を互いに接近させ、一方の主軸28から他方の主軸30にワークを受け渡すようにしている。
For example, the workpiece processing machine described in
The two headstocks 24 and 26 are moved closer to each other by the movement of the headstocks 24 and 26 in the Z direction, and the work is transferred from one main shaft 28 to the other main shaft 30.
未加工ワーク46の供給は、ベッド10上の一端に設けられたワークストッカ44から直接主軸28に供給される。また、主軸30からの加工済みワーク52の搬出は、ベッド10上の一端に、ワークストッカ44に対向して設けられたワーク搬出装置50によって行われる。
しかし、この文献に記載のワーク加工機では、ワークに施すことのできる加工工数が制限されるという問題がある。また、ワークストッカ44から未加工ワーク46の供給を受けるためには、主軸台24が、ベッド10の他端の加工位置から一端のワーク供給位置まで移動しなければならず、その間、ワークの加工が停止して多大な無駄時間を生じさせるという問題がある。この問題は、加工済みのワークを主軸30からワーク搬出装置50に受け渡す際も同様である。
However, the workpiece processing machine described in this document has a problem that the number of processing steps that can be performed on the workpiece is limited. Further, in order to receive the supply of the unmachined workpiece 46 from the workpiece stocker 44, the headstock 24 must move from the machining position at the other end of the
一方、多工程での加工が必要なワークの加工には、複数台のワーク加工機を並べて配置し、各ワーク加工機に対応させてワーク加工機の近傍にローダーやロボット等のワーク搬送装置を配置し、このワーク搬送装置でワーク加工機からワーク加工機にワークの受け渡しながら順次加工することが行われている。
図15は、このようなワーク加工システムの一例を説明する概略図である。
図示の例では、6台のNC旋盤(ワーク加工機)601〜606が並列に配置されている。各NC旋盤601〜606は、ワークWを把持するチャックを備えた回転自在な主軸611〜616と、複数の工具T1〜T6を装着し、主軸611〜616との相対移動によって工具T1〜T6によってワークWの加工を行う刃物台621〜626とを備えている。
On the other hand, for processing workpieces that require multi-step processing, multiple workpiece processing machines are arranged side by side, and a workpiece transfer device such as a loader or robot is installed near the workpiece processing machine in correspondence with each workpiece processing machine. It is arranged that the workpiece is sequentially processed by the workpiece transfer device while the workpiece is transferred from the workpiece processing machine to the workpiece processing machine.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of such a workpiece machining system.
In the illustrated example, six NC lathes (work processing machines) 601 to 606 are arranged in parallel. Each NC lathe 601 to 606 is mounted with a rotatable main shaft 611 to 616 having a chuck for gripping the workpiece W and a plurality of tools T1 to T6, and is moved by the tools T1 to T6 by relative movement with the main shafts 611 to 616. The tool rests 621 to 626 for processing the workpiece W are provided.
そして、隣り合うNC旋盤601〜606の間でのワークWの授受は、NC旋盤601〜606の近傍の機外に設置されたローダーやロボット等のワーク搬送装置701〜707によって行われる。図中左端に位置するワーク搬送装置701は、パーツフィーダやワークストッカ等のワーク貯蔵部8からワークWを取り出し、最初に加工を行うNC旋盤601の主軸611にワークWを受け渡すためのものである。また、図中右端に位置するワーク搬送装置707は、最後に加工を行うNC旋盤606の主軸616からワークWを受け取り、加工の終了したワークWを次工程に受け渡すべくワーク加工システムから搬出するためのものである。
And the transfer of the workpiece | work W between adjacent NC lathes 601-606 is performed by workpiece | work conveyance apparatuses 701-707, such as a loader and a robot, installed outside the machine in the vicinity of the NC lathes 601-606. A
しかしながら、上記したようなワーク加工システムでは、ワーク加工機の各々に対応させてローダーやロボット等のワーク搬送装置を設けなければならず、かつ、複数台のワーク加工機とワーク搬送装置を設置するために大きなスペースが必要となって、ワークの加工コストが高くなるという問題がある。 However, in the workpiece processing system as described above, a workpiece transfer device such as a loader or a robot must be provided for each workpiece processing machine, and a plurality of workpiece processing machines and workpiece transfer devices are installed. For this reason, there is a problem that a large space is required and the machining cost of the workpiece becomes high.
上記文献1に記載したような多軸のワーク加工機を複数台並べて配置すれば、同じ加工工数であっても配置すべきワーク加工機の台数は減らすことができるものの、上記文献に記載のワーク加工機では、ワーク加工機とワーク加工機との間にワーク搬送装置を設けなければならず、省スペース及びコスト削減の点で未だ問題がある。
If a plurality of multi-axis workpiece processing machines as described in the above-mentioned
またさらに、上記文献1に記載のワーク加工機のように、複数の主軸と複数の刃物台を有し、主軸相互間でワークの授受を行いながらワークの加工を行うワーク加工機では、NCプログラムは主軸の数に応じて多系統になり、各系統で各主軸及び対応する刃物台の制御を行うことになる。この場合、各系統のNCプログラムは同時にスタートして、加工終了後に同時にリウインドされるのが一般的である。
Furthermore, as in the workpiece processing machine described in the above-mentioned
このような制御方法では、各系統ごとに、一連の加工プログラムを作成し、この加工プログラムの中で、ワークの供給から加工、ワークの搬出までを制御するため、ワーク加工機を始動させて最初のワークの加工を開始する場合、2番目以降の主軸では加工の動きは行うが、加工すべきワークが未だ存在しないため、エアーカットとなって無駄な電力等を消費するという問題がある。このような問題は、最後のワークの加工終了時も同様である。
このような問題は、例えば、加工すべきワークの数をカウントし、このカウント数に応じてエアーカットを防止すべく所定の主軸については待機する指令を出力するサブプログラムを作成することで解決できるが、本来の加工プログラムとは別に専用のサブプログラムを準備しなければならず、加工プログラムの作成が面倒になるという問題がある。
In such a control method, a series of machining programs are created for each system, and in this machining program, in order to control from workpiece supply to machining and workpiece unloading, the workpiece machining machine is started first. When machining the workpiece is started, the machining movement is performed on the second and subsequent spindles. However, since there is no workpiece to be machined yet, there is a problem in that unnecessary power is consumed due to air cut. Such a problem is the same at the end of machining of the last workpiece.
Such a problem can be solved, for example, by creating a subprogram that counts the number of workpieces to be machined and outputs a command to wait for a predetermined spindle in order to prevent air cut according to the counted number. However, there is a problem that it is troublesome to create a machining program because a dedicated subprogram must be prepared separately from the original machining program.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、多軸でコンパクトな構成とすることができ、かつ、ワークを加工する際にも無駄がないワーク加工機を提供すること、複数台のワーク加工機を並べて配置したワーク加工システムにおいて、省スペースとワークの加工コストの削減を図ることのでき、加工プログラムの作成も容易なワーク加工システム及びワーク加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a workpiece processing machine that can have a multi-axis and compact configuration, and that does not waste when processing workpieces, and a plurality of workpieces. An object of the present invention is to provide a workpiece machining system and a workpiece machining method that can save space and reduce the machining cost of a workpiece and can easily create a machining program in a workpiece machining system in which processing machines are arranged side by side.
上記課題を解決するために、本発明のワーク加工機は、複数の主軸を有し、主軸間でワークの授受を行いながら前記ワークに複数の加工を施すワーク加工機において、ワーク供給装置から未加工のワークを受け取る第一主軸と、この第一主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第一主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第一刃物台と、前記第一主軸と同方向を差し向くように並設された第三主軸と、この第三主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第三主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第三刃物台と、前記第一主軸に対向して設けられ、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動自在であるとともに、前記第一主軸の主軸軸線又は前記第三主軸の主軸軸線に沿って進退移動することで、前記第一主軸から前記ワークを受け取り、前記第三主軸に前記ワークを受け渡す第二主軸と、この第二主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第二主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第二刃物台と、前記第一主軸と前記第一刃物台との相対移動、前記第二主軸と前記第二刃物台の相対移動及び前記第三主軸と前記第三刃物台との相対移動を制御して、前記第一主軸,第二主軸又は第三主軸に把持された前記ワークの加工を可能にするとともに、前記第一主軸と前記第二主軸との相対移動及び前記第二主軸と前記第三主軸との相対移動を制御して、前記第一主軸から前記第二主軸へのワークの受け渡し及び前記第二主軸から前記第三主軸へのワークの受け渡しを可能にする制御装置とを有する構成としてある。 In order to solve the above problems, a workpiece processing machine according to the present invention has a plurality of spindles, and performs a plurality of processes on the workpiece while transferring workpieces between the spindles. A first spindle that receives a workpiece to be machined, and one or a plurality of tools for machining the workpiece gripped by the first spindle, are mounted, and the workpiece is machined by relative movement with respect to the first spindle. A turret, a third spindle arranged side by side so as to face the same direction as the first spindle, and one or a plurality of tools for processing the workpiece gripped by the third spindle, A third tool post for machining the workpiece by relative movement with the third spindle; and a position on the spindle axis of the first spindle and the spindle axis of the third spindle provided to face the first spindle. Can move forward and backward between positions on the line A second spindle that receives the workpiece from the first spindle and transfers the workpiece to the third spindle by moving forward and backward along the spindle axis of the first spindle or the spindle axis of the third spindle. A second tool post that mounts one or a plurality of tools for processing the workpiece gripped by the second spindle, and processes the workpiece by relative movement with the second spindle, and the first spindle Controlling the relative movement between the first spindle and the first tool post, the relative movement between the second spindle and the second tool post, and the relative movement between the third spindle and the third tool post. Enables machining of the workpiece gripped by the second or third spindle, and controls the relative movement between the first spindle and the second spindle and the relative movement between the second spindle and the third spindle. Receiving workpieces from the first spindle to the second spindle From passing and the second spindle configured to have a control device that enables the delivery of the work to the third main spindle.
この構成によれば、第一主軸が未加工のワークをワーク供給装置から受け取り、この第一主軸と第一刃物台に装着した工具との相対移動によって加工が行われる。第一主軸での加工が完了したワークは、第一主軸と第二主軸との相対移動によって第二主軸に受け渡され、この第二主軸と第二刃物台に装着した工具との相対移動によって、ワークの加工が行われる。
第二主軸でのワークの加工が完了すると、第二主軸は、主軸軸線と交叉する方向に移動して第二主軸の主軸軸線が第三主軸の主軸軸線に一致する位置まで移動し、さらに、同一の主軸軸線上を第三主軸に対して相対的に移動して第三主軸に接近し、第三主軸にワークを受け渡す。
第三主軸に受け渡されたワークは、第三主軸と第三刃物台に装着した工具との相対移動によって、加工が行われる。
これら第一主軸,第一刃物台,第二主軸,第二刃物台,第三主軸,第三刃物台の相対移動は、制御装置によって制御される。
According to this configuration, a workpiece whose first spindle is not machined is received from the workpiece supply device, and machining is performed by relative movement between the first spindle and the tool mounted on the first tool post. The workpiece that has been processed by the first spindle is transferred to the second spindle by the relative movement between the first spindle and the second spindle, and by the relative movement between the second spindle and the tool mounted on the second tool post. The workpiece is processed.
When the machining of the workpiece with the second spindle is completed, the second spindle moves in a direction crossing the spindle axis, moves to a position where the spindle axis of the second spindle coincides with the spindle axis of the third spindle, It moves relative to the third spindle on the same spindle axis, approaches the third spindle, and delivers the workpiece to the third spindle.
The workpiece transferred to the third spindle is processed by relative movement between the third spindle and the tool mounted on the third tool post.
The relative movement of these first spindle, first turret, second spindle, second turret, third spindle, and third turret is controlled by a control device.
この場合、前記第三主軸が、少なくとも主軸軸線方向に進退移動自在に設けられ、前記ワークの加工を行う加工位置と前記ワークをワーク加工機から搬出するための搬出位置との間で進退移動するようにするとよい。 In this case, the third main shaft is provided so as to be movable back and forth at least in the direction of the main shaft axis, and moves forward and backward between a processing position for processing the workpiece and an unloading position for unloading the workpiece from the workpiece processing machine. It is good to do so.
本発明のワーク加工機のより具体的な構成としては、前記第一主軸を支持する第一主軸台,前記第二主軸を支持する第二主軸台及び前記第三主軸を支持する第三主軸台が、前記ワーク加工機の同一の平面内に設けられ、この平面内に、前記第一主軸台,第二主軸台及び第三主軸台の各々を主軸軸線方向に案内するZ方向ガイドを設けるとともに、前記第三主軸のZ方向ガイドを前記平面の一端まで延長し、前記第二主軸を、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動させるY方向ガイドを設け、前記第三主軸台が前記平面内の一端まで移動したときに、前記第二主軸台及び前記Y方向ガイドとの干渉を回避する干渉回避部を設けたものとすることができる。
また、別の構成として、前記第一主軸を支持する第一主軸台と前記第二主軸を支持する第二主軸台とが前記ワーク加工機の第一の平面内に、前記第三主軸を支持する第三主軸台が前記第一の平面内と交差する第二の平面内に設けられ、前記第一平面内に前記第一主軸台及び第二主軸台の各々を主軸軸線方向に案内するZ方向ガイドを設け、前記第三主軸を主軸軸線方向に第二の平面内の一端まで案内するZ方向ガイドを前記第二の平面内に設け、前記第二主軸を、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動させるY方向ガイドを設けたものとすることができる。
As a more specific configuration of the workpiece processing machine of the present invention, a first spindle stock supporting the first spindle, a second spindle stock supporting the second spindle, and a third spindle stock supporting the third spindle Is provided in the same plane of the workpiece processing machine, and in this plane is provided a Z-direction guide for guiding each of the first spindle stock, the second spindle stock and the third spindle stock in the spindle axial direction. The Z-direction guide of the third main shaft extends to one end of the plane, and the second main shaft moves forward and backward between a position on the main shaft axis of the first main shaft and a position on the main shaft axis of the third main shaft. A Y-direction guide to be moved is provided, and when the third head stock moves to one end in the plane, an interference avoiding portion for avoiding interference with the second main head stock and the Y-direction guide is provided. be able to.
Further, as another configuration, the first main spindle supporting the first main spindle and the second main spindle supporting the second main spindle support the third main spindle in the first plane of the work machine. A third spindle stock is provided in a second plane intersecting the first plane, and each of the first spindle stock and the second spindle stock is guided in the spindle axial direction in the first plane. A direction guide is provided, a Z direction guide is provided in the second plane for guiding the third main axis in the main axis direction to one end in the second plane, and the second main axis is the main axis of the first main axis. A Y-direction guide that moves forward and backward between a position on the line and a position on the main axis line of the third main shaft can be provided.
前記制御装置は、前記第一〜第三主軸に対応する三つの制御系を有し、各制御系が、未加工ワークの受け取りに関する第一主軸の動作を制御するワーク受取り制御部と、受け取ったワークの加工の制御を行うワーク加工制御部と、加工の終了したワークの搬出の制御を行うワーク搬出制御部とを有し、前記第一主軸の制御系における前記ワーク搬出制御部と前記第二主軸の制御系におけるワーク受取り制御部とを互いに関連付けるとともに、前記第二主軸の制御系におけるワーク搬出制御部と前記第三主軸の制御系におけるワーク受取り制御部とを互いに関連付け、前記第二主軸の制御系の前記ワーク受取り制御部は、前記第一主軸のワークの搬出が可能になるまで前記第二主軸の動作の待ち合わせを指令し、前記第三主軸の制御系の前記ワーク受取り制御部は、前記第二主軸のワークの搬出が可能になるまで第三主軸の動作の待ち合わせを指令し、前記ワークの加工個数が予め決定された数に達するまで、各制御系で前記ワーク受取り制御部,前記ワーク加工制御部及び前記ワーク受取り制御部による制御をワークごとに繰り返すようにしてある。
このようにすることで、各系統では、ワークが存在しない場合の無駄な動作を防止することができる。また、終了時に専用のプログラムを用意しなくても、ワークを払い出すことが可能になる。
The control device has three control systems corresponding to the first to third spindles, and each control system receives a workpiece reception control unit that controls the operation of the first spindle related to reception of an unprocessed workpiece. A workpiece machining control unit for controlling machining of the workpiece; and a workpiece unloading control unit for controlling unloading of the workpiece after machining, and the workpiece unloading control unit and the second in the control system of the first spindle The workpiece receiving control unit in the spindle control system is associated with each other, the workpiece unloading control unit in the second spindle control system and the workpiece reception control unit in the third spindle control system are associated with each other, and the second spindle The workpiece receiving control unit of the control system commands waiting for the operation of the second spindle until the workpiece of the first spindle can be unloaded, and the control system of the third spindle controls The workpiece receiving control unit commands the waiting of the operation of the third spindle until the workpiece of the second spindle can be unloaded, and the control system performs the above operation until the number of workpieces to be processed reaches a predetermined number. Control by the workpiece reception control unit, the workpiece machining control unit, and the workpiece reception control unit is repeated for each workpiece.
By doing in this way, in each system | strain, useless operation | movement when a workpiece | work does not exist can be prevented. In addition, the work can be paid out without preparing a dedicated program at the end.
本発明のワーク加工システムは、上記構成のワーク加工機を複数備えてなっている。すなわち、前記主軸の配置が線対称の関係にある二台の前記ワーク加工機の組を一つ又は複数有し、前記組を構成する二つの前記ワーク加工機のうち、加工工程の上流側に位置する一方の前記ワーク加工機の前記第三主軸と、下流側に位置する他方の前記ワーク加工機の前記第一主軸とを同一の軸線上で対向させ、前記一方のワーク加工機の前記第三主軸と前記他方のワーク加工機の前記第一主軸とを互いに接近させる方向に移動させることで、前記第三主軸から前記第三主軸にワークを受け渡すように構成してある。
このように構成することで、一方のワーク加工機から他方のワーク加工機に、ローダーやロボット等のワーク搬送装置を用いることなく、直接ワークを受け渡すことが可能になる。
もちろん、隣接する前記ワーク加工機の間に、前記第三主軸から前記第一主軸にワークを搬送するワーク搬送手段を設けてもよい。
The workpiece machining system of the present invention includes a plurality of workpiece machining machines configured as described above. That is, one or a plurality of sets of two workpiece processing machines in which the arrangement of the main shafts is in a line-symmetrical relationship, and of the two workpiece processing machines constituting the set, on the upstream side of the machining process The third main shaft of one of the workpiece processing machines positioned and the first main shaft of the other workpiece processing machine positioned downstream are opposed to each other on the same axis, and the first of the one workpiece processing machine is By moving the three main spindles and the first main spindle of the other work processing machine in a direction to approach each other, the work is transferred from the third main spindle to the third main spindle.
With this configuration, it is possible to directly deliver a workpiece from one workpiece machine to the other workpiece machine without using a workpiece transfer device such as a loader or a robot.
Of course, a workpiece transfer means for transferring a workpiece from the third spindle to the first spindle may be provided between the adjacent workpiece machines.
本発明におけるワークの供給手段としては、前記複数のワーク加工機のうち、加工工程の最初に位置するワーク加工機の近傍に設けられ、当該ワーク加工機における第一主軸に直接ワークを供給するものを用いることができる。このようなワーク供給装置としては、例えば、棒状の前記ワークを、前記第一主軸の貫通孔を挿通させて供給する棒材供給装置を利用することができる。 As the workpiece supply means in the present invention, among the plurality of workpiece processing machines, the workpiece is provided in the vicinity of the workpiece processing machine positioned at the beginning of the processing step, and the workpiece is directly supplied to the first spindle in the workpiece processing machine. Can be used. As such a workpiece supply device, for example, a rod material supply device that supplies the rod-shaped workpiece through the through hole of the first main spindle can be used.
本発明のワーク加工方法は、ワーク供給装置から一方のワーク加工機の第一主軸に供給されたワークを、第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行い、前記一方のワーク加工機の第三主軸でのワークの加工完了後に、前記第三主軸と他方のワーク加工機の第一主軸とを互いに接近する方向に相対的に移動させ、前記第三主軸と前記第一主軸との中間位置で、前記第三主軸から前記第一主軸にワークの受け渡しを行い、
記他方のワーク加工機の第一主軸から、前記ワークを第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行うようにしてある。
また、ワーク供給装置から一方のワーク加工機の第一主軸に供給されたワークを、第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行い、前記一方のワーク加工機の第三主軸でのワークの加工完了後に、前記第三主軸を前記ワークの搬出位置まで移動させて、前記ワークを前記ワーク搬送手段に受け渡し、前記ワーク搬送手段が、前記ワークを他方のワーク加工機の第一主軸に供給して、前記他方のワーク加工機の第一主軸から、前記ワークを第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行うようにしてもよい。
In the workpiece machining method of the present invention, the workpiece supplied from the workpiece supply device to the first spindle of one of the workpiece machines is transferred to the second spindle and the third spindle while the first turret, the second turret, and the third turret. After machining with the tool of the tool post and the completion of machining of the workpiece with the third spindle of the one workpiece machining machine, the third spindle and the first spindle of the other workpiece machining machine are relatively relative to each other. To move the workpiece from the third spindle to the first spindle at an intermediate position between the third spindle and the first spindle,
From the first spindle of the other workpiece processing machine, the workpiece is processed with the tools of the first turret, the second turret and the third turret while delivering the workpiece to the second and third spindles.
In addition, the workpiece supplied from the workpiece supply device to the first spindle of one workpiece processing machine is processed with the tools of the first tool post, the second tool post and the third tool post while being transferred to the second spindle and the third spindle. And after the workpiece has been processed on the third spindle of the one workpiece processing machine, the third spindle is moved to the workpiece unloading position, and the workpiece is transferred to the workpiece transfer means. Supplying the work to the first main spindle of the other work machine, and transferring the work from the first main spindle of the other work machine to the second main spindle and the third main spindle, You may make it process with the tool of a 2 tool post and a 3rd tool post.
本発明のワーク加工機は上記のように構成されているので、三つの主軸の間でワークを直接受け渡しながら加工を行うことができる。また、本発明のワーク加工機を用いたワーク加工システムでは、第三主軸がワーク搬出位置まで移動して、他方のワーク加工機の第一主軸に直接ワークを受け渡すことができるので、ローダーやロボット等のワーク搬送装置が不要になり、ワーク加工システムの構成を簡素にして、ワーク加工のコストを削減することができる。 Since the workpiece processing machine of the present invention is configured as described above, the workpiece can be processed while directly transferring the workpiece between the three main spindles. Further, in the workpiece machining system using the workpiece machining apparatus of the present invention, the third spindle moves to the workpiece carry-out position and can directly deliver the workpiece to the first spindle of the other workpiece machining machine. A workpiece transfer device such as a robot is not required, the configuration of the workpiece machining system can be simplified, and the workpiece machining cost can be reduced.
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
[ワーク加工システムの概要]
図1は、本発明のワーク加工システム及び加工方法の一実施形態にかかり、その構成及び作用を説明するための概略図である。
この実施形態では、三つの主軸111、112,113を有する三軸NC旋盤(以下、NC旋盤と記載する)1と、三つの主軸111′,112′,113′を有するNC旋盤1′とを、Z方向に隣接させて並列に配置している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Outline of workpiece machining system]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation according to an embodiment of a workpiece machining system and a machining method of the present invention.
In this embodiment, a three-axis NC lathe (hereinafter referred to as “NC lathe”) 1 having three
一方(図の左方)のNC旋盤1は、Z方向に進退移動自在な第一主軸台101及びこの第一主軸台101に回転自在に支持された中空状の第一主軸111と、第一主軸台101に並設され、Z方向に進退移動自在な第三主軸台103及びこの第三主軸台103に回転自在に支持された第三主軸113と、第一主軸台101に対向して配置され、第一主軸台101に対向する位置と第三主軸台103に対向する位置との間でY方向に進退移動自在な第二主軸台102及びこの第二主軸台102に回転自在に支持された第二主軸112とを有している。
One (left side in the figure) of the
他方(同右方)のNC旋盤1′は、Z方向に進退移動自在な第一主軸台101′及びこの第一主軸台101′に回転自在に支持された第一主軸111′と、第一主軸台101′に並設され、Z方向に進退移動自在な第三主軸台103′及びこの第三主軸台103′に回転自在に支持された第三主軸113′と、第一主軸台101′に対向して配置され、第一主軸台101′に対向する位置と第三主軸台103′に対向する位置との間でY方向に進退移動自在な第二主軸台102′及びこの第二主軸台102′に回転自在に支持された第二主軸112′とを有している。 The other (right side) NC lathe 1 'includes a first spindle base 101' that is movable back and forth in the Z direction, a first spindle 111 'that is rotatably supported by the first spindle base 101', and a first spindle. A third spindle 103 'that is arranged side by side on the platform 101' and is movable back and forth in the Z direction, a third spindle 113 'that is rotatably supported by the third spindle 103', and a first spindle 101 ' The second spindle stock 102 'and the second spindle stock which are arranged to face each other and are movable back and forth in the Y direction between a position facing the first spindle stock 101' and a position facing the third spindle stock 103 '. And a second main shaft 112 'rotatably supported by 102'.
図示するように、一方のNC旋盤1の三つの主軸台101,102,103の配置と、他方のNC旋盤1′の三つの主軸台101′,102′,103′の配置とは、Y方向の軸線を中心に線対称になるように配置されていて、図中の符号(i)〜(v)に示す順番、すなわち、一方のNC旋盤1においては、第一主軸111,第二主軸112,第三主軸113の順で、他方のNC旋盤1′においては、第三主軸113′,第二主軸112′,第一主軸111′の順でワークWが受け渡されながら加工が行われる。
As shown in the figure, the arrangement of the three
なお、図1には示さないが、NC旋盤1には、第一主軸101,第二主軸102及び第三主軸103のそれぞれに対応して少なくとも三つの刃物台が設けられていて、この三つの刃物台に装着された工具で、第一主軸101,第二主軸102及び第三主軸103のチャックに把持されたワークWの加工を同時に行うことができるようになっている。同様に、NC旋盤1′には、第一主軸101′,第二主軸102′及び第三主軸103′のそれぞれに対応して三つの刃物台が設けられていて、この三つの刃物台に装着された工具で、第一主軸101′,第二主軸102′及び第三主軸103′のチャックに把持されたワークWの加工を同時に行うことができるようになっている。
Although not shown in FIG. 1, the
[NC旋盤の具体的構成]
図2は、上記NC旋盤1,1′の具体的な構成を説明する図で、NC旋盤1,1′の正面図、図3は、図2のNC旋盤1の側面図である。
なお、他方のNC旋盤1′は、一方のNC旋盤1と各構成部材の配置が線対称になる以外は同じであるので、一方のNC旋盤1について詳細に説明し、他方のNC旋盤1′については、ここでは詳しい説明は省略する。
[Specific configuration of NC lathe]
FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration of the
The
三つの主軸台101,102,103は、側面視して略逆L字状に形成されたベッド120のZY面121に、Z方向に進退移動自在に設けられる。すなわち、ZY面121には、Z方向に三組のガイドレール131,132,133が敷設されていて、ガイドレール131に案内されながらZ方向に進退移動するサドル134に第一主軸台101が、ガイドレール132に案内されながらZ方向に進退移動するサドル135に第二主軸台102が、ガイドレール133に案内されながらZ方向に進退移動するサドル136に第三主軸台103が設けられている。
サドル135は、Y方向に長辺を有する正面視して長方形状に形成され、その表面にはY方向にガイドレール137が敷設されている。第二主軸台102は、このガイドレール137に案内されながらY方向にも進退移動自在である。
The three
The
第三主軸台103のZ方向の移動を案内するガイドレール133は、ZY平面121の他方端(図2の右方端)まで延びていて、第三主軸111の先端のチャックに把持されたワークWを、隣接する他方のNC旋盤1′(図1参照)の第一主軸111′に受け渡すことが可能な位置まで移動させることができるようになっている。
ところで、第三主軸台103が他方まで移動するときに、第三主軸台103及びサドル136が第二主軸台102のサドル137に干渉しないようにする必要がある。
The guide rail 133 that guides the movement of the
By the way, when the
図4は、上記のような干渉を回避するための構成の一例を示す図である。
図4(a)に示すように、第三主軸台103を載置するサドル136には、第二主軸台102のサドル135との干渉を避けるための凹部136aが形成されている。一方のNC旋盤1の第三主軸113から他方のNC旋盤1′の第一主軸111′にワークWを受け渡すべく、第三主軸台103がZY平面121の他方端まで移動すると、図4(b)に示すように、凹部136aの内側にサドル135及びガイドレール137が入り込み、両者の干渉を防止することができる。
なお、図4(b)に示すように、他方のNC旋盤1′の第一主軸台101′のサドル136′も、サドル136と同様に凹部136a′が形成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration for avoiding the above interference.
As shown in FIG. 4A, the saddle 136 on which the
As shown in FIG. 4B, the saddle 136 ′ of the
ベッド120のベース122の前部中央からZY平面121の上部中央まで、門形の刃物台支持部138が設けられている。そして、この刃物台支持部138に、第一主軸111のチャックに把持されたワークWの加工を行う複数の工具T1を装着した第一刃物台150と、第二主軸112のチャックに把持されたワークWの加工を行う複数の工具T2を装着した第二刃物台160と、第三主軸113のチャックに把持されたワークWの加工を行う複数の工具T3を装着した第三刃物台170とが設けられている。
A gate-shaped tool post support portion 138 is provided from the center of the front portion of the
第一刃物台150は、刃物台支持部138の上方の第一主軸台101側を差し向く面に設けられていて、X方向に敷設されたガイド151と、このガイド151に案内されながらX方向に進退移動するサドル152と、このサドル152の一面にY方向に敷設されたガイドレール153と、このガイドレール153に案内されながらY方向に進退移動する刃物台本体154とを有している。
複数の工具T1は、刃物台本体154の刃物装着部155に櫛刃状に並べて装着される。そして、サドル152のX方向の移動によって所定の工具T1が加工位置に割り出され、刃物台本体154のY方向の移動と第一主軸台101のZ方向の移動とによって、工具T1によるワークWの加工が行われる。
The
The plurality of tools T1 are mounted side by side in a comb blade shape on the blade mounting portion 155 of the
第二刃物台160は、刃物台支持部138の上方の第二主軸台102側を差し向く面に設けられていて、X方向に敷設されたガイド161と、このガイド161に案内されながらX方向に進退移動するサドル162と、このサドル162の一面にY方向に敷設されたガイドレール163と、このガイドレール163に案内されながらY方向に進退移動する刃物台本体164とを有している。
複数の工具T2は、刃物台本体164の刃物装着部165に櫛刃状に並べて装着される。そして、サドル162のX方向の移動によって所定の工具T2が加工位置に割り出され、刃物台本体164のY方向の移動と第二主軸台102のZ方向の移動とによって、工具T2によるワークWの加工が行われる。
The
The plurality of tools T2 are mounted side by side in a comb blade shape on the blade mounting portion 165 of the tool rest main body 164. Then, the predetermined tool T2 is indexed to the machining position by the movement of the saddle 162 in the X direction, and the workpiece W by the tool T2 is moved by the movement of the tool post body 164 in the Y direction and the movement of the
第三刃物台170は、刃物台支持部138の下方の第三主軸台103側を差し向く面に設けられていて、Y方向に敷設されたガイド171と、このガイド171に案内されながらY方向に進退移動するサドル172と、このサドル172の一面にY方向に敷設されたガイドレール173と、このガイドレール173に案内されながらY方向に進退移動する刃物台本体174とを有している。
複数の工具T3は、刃物台本体174の刃物装着部175に櫛刃状に並べて装着される。そして、サドル172のX方向の移動によって所定の工具T3が加工位置に割り出され、刃物台本体174のY方向の移動と第三主軸台103のZ方向の移動とによって、工具T3によるワークWの加工が行われる。
The third tool post 170 is provided on the surface facing the
The plurality of tools T3 are mounted side by side in a comb blade shape on the
この実施形態では、刃物台支持部138における第三刃物台170の上方に、第二主軸112又は第三主軸113のチャックに把持されたワークWを加工するための第四刃物台180が設けられている。
この第四刃物台180は、X方向ガイドレール181,Y方向ガイドレール182及びZ方向ガイドレール183によってX,Y,Zの三軸方向に進退移動自在な刃物台本体186の刃物装着部187に、複数の工具T4がX方向に配列されていて、刃物台本体186のX方向の移動によって工具T4を加工位置に割り出し、第二主軸台102又は第三主軸台103のZ方向の移動と刃物台本体186のY方向の移動とによって工具T4でワークWの加工を行う。
また、刃物台本体186をZ方向に移動させることで、他の刃物台(第二刃物台160又は第三刃物台170)の工具(工具T2又は工具T3)と干渉することなく、工具T4で工具T2又は工具T3とともに同時にワークWの加工を行うことが可能である。
なお、上記した工具T1〜T4としては、バイト等の切削工具の他、ドリルやタップなどの回転工具を用いることができる。
In this embodiment, a fourth tool post 180 for processing the workpiece W held by the chuck of the second
The fourth tool post 180 is attached to the tool mounting portion 187 of the tool post body 186 that can be moved forward and backward in the three axial directions of X, Y, and Z by the X direction guide rail 181, the Y direction guide rail 182, and the Z direction guide rail 183. A plurality of tools T4 are arranged in the X direction, the tool T4 is indexed to the machining position by the movement of the tool post body 186 in the X direction, and the movement in the Z direction of the
Further, by moving the tool post body 186 in the Z direction, the tool T4 can be used without interfering with the tool (the tool T2 or the tool T3) of another tool post (the
In addition, as above-mentioned tools T1-T4, rotary tools, such as a drill and a tap other than cutting tools, such as a cutting tool, can be used.
ベッド120のベース122には、工具T1〜T4によってワークWを加工する際の切削屑及びクーラントを回収するための傾斜面123が前後に設けられている。この傾斜面123,123によって回収された切削屑及びクーラントは、ベース122内に引き出し可能に設けられた回収タンク124に回収される。
The
[NC旋盤の他の実施形態の説明]
三軸NC旋盤の構成は上記のものには限られない。
以下、図5及び図6を参照しながら、本発明のワーク加工システムを構成する三軸NC旋盤の他の実施形態について説明する。
なお、以下の説明においては、第一の実施形態のNC旋盤1と異なる部分及び部材のみについて説明し、共通する部分及び部材については同一の符号を付して詳しい説明は省略する。また、この実施形態においても、隣接して配置される他方の三軸NC旋盤については、一方のNC旋盤と各構成部材の配置が線対称になる以外は同じであるので、詳しい説明は省略する。
[Description of Other Embodiments of NC Lathe]
The configuration of the three-axis NC lathe is not limited to the above.
Hereinafter, another embodiment of a three-axis NC lathe constituting the workpiece machining system of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
In the following description, only parts and members that are different from the
この実施形態において、ベース122のZX平面上にZ方向のガイドレール140が敷設されている。そして、このガイドレール140に案内されながらZ方向に進退移動するサドル141に、第三主軸台103が設けられている。
この構成によれば、先の実施形態のように、第三主軸台103とサドル137及び第二主軸台102との干渉を防止するための凹部136a(図4参照)をサドル141に設ける必要がないという利点がある。
In this embodiment, a
According to this configuration, it is necessary to provide the saddle 141 with a recess 136a (see FIG. 4) for preventing interference between the
[制御の説明]
次に、上記構成のNC旋盤1,1′の各主軸台101〜103,101′〜103′、各刃物台150〜180,150′〜180′その他各移動部の移動や、各主軸111〜113,111′〜113′の回転等を制御するNC装置について説明する。
この実施形態のNC装置は、NC旋盤1,1′の各々に設けられる。各NC装置は、主軸の数に合わせて、三系統の独立した制御系を有している。
図7は、この実施形態におけるNC装置のプログラム構成を説明するブロック図である。なお、プログラム構成は、NC旋盤1,1′で同じであるので、一方のNC旋盤1のものについてのみ説明し、他方のNC旋盤1′のものについては説明を省略する。
[Description of control]
Next, the
The NC device of this embodiment is provided on each of the NC lathes 1 and 1 '. Each NC device has three independent control systems according to the number of spindles.
FIG. 7 is a block diagram for explaining the program configuration of the NC apparatus in this embodiment. Since the program configuration is the same for the NC lathes 1 and 1 ', only the one for the
第一主軸111の制御系統(以下、系統1という)は、バーフィーダ2から第一主軸111にワークWを供給するためのワーク供給プログラムと、第一刃物台150に装着された工具T1と第一主軸111との相対移動によってワークWの加工を行うためのワーク加工プログラムと、工具T1による加工が終了したワークWを第二主軸112に受け渡すワーク受渡しプログラムとを有している。
ワーク供給プログラム,ワーク加工プログラム及びワーク受渡しプログラムはそれぞれ独立したプログラムで、ワーク供給プログラムの終了を条件にワーク加工プログラムが起動し、ワーク加工プログラムの終了を条件にワーク受渡しプログラムが起動するようになっている。
そして、これらプログラムを順次実行することで、バーフィーダ2から供給されたワークWの加工を行い、加工の完了したワークWを第二主軸112に受け渡す。
The control system for the first spindle 111 (hereinafter referred to as system 1) includes a workpiece supply program for supplying the workpiece W from the
The workpiece supply program, workpiece machining program, and workpiece delivery program are independent programs. The workpiece machining program starts on the condition that the workpiece supply program ends, and the workpiece delivery program starts on the condition that the workpiece machining program ends. ing.
Then, by sequentially executing these programs, the workpiece W supplied from the
第二主軸112の制御系統(以下、系統2という)は、第一主軸111からワークWを受け取って先端のチャックで把持するワーク受取りプログラムと、第二刃物台160に装着された工具T2及び/又は第三刃物台180に装着された工具T4と第二主軸112との相対移動によってワークWの加工を行うワーク加工プログラムと、工具T2及び/又は工具T4による加工が終了したワークWを第二主軸113に受け渡すワーク受渡しプログラムとを有している。
The control system (hereinafter referred to as system 2) of the
この系統2においても、ワーク受取りプログラム,ワーク加工プログラム及びワーク受渡しプログラムはそれぞれ独立したプログラムで、ワーク受取りプログラムの終了を条件にワーク加工プログラムが起動し、ワーク加工プログラムの終了を条件にワーク受渡しプログラムが起動するようになっている。そして、これらプログラムを順次実行することで、第一主軸111から受け取ったワークWの加工を行い、加工の完了したワークWを第三主軸113に受け渡す。なお、ワーク受取りプログラムは系統1のワーク受渡しプログラムと関連付けられていて、第一主軸111でのワーク受渡しの準備完了を待って、第二主軸のワーク受取り動作がスタートするようになっている。
Also in this
第三主軸113の制御系統(以下、系統3という)は、第二主軸112からワークWを受け取って先端のチャックで把持するワーク受取りプログラムと、第三刃物台170に装着された工具T3及び/又は第四刃物台180に装着された工具T4と第三主軸113との相対移動によってワークWの加工を行うワーク加工プログラムと、工具T3及び/又は工具T4による加工が終了したワークWを機外に払い出すワーク搬出プログラムとを有している。
The control system of the third spindle 113 (hereinafter referred to as system 3) includes a workpiece receiving program that receives the workpiece W from the
この系統3においてもワーク受取りプログラム,ワーク加工プログラム及びワーク受渡しプログラムはそれぞれ独立したプログラムで、ワーク受取りプログラムの終了を条件にワーク加工プログラムが起動し、ワーク加工プログラムの終了を条件にワーク受渡しプログラムが起動するようになっている。そして、ワーク供給プログラム,ワーク加工プログラム及びワーク搬出プログラムを順次実行することで、第二主軸112から受け取ったワークWの加工を行い、加工の完了したワークWを機外に搬出する。なお、ワーク受取りプログラムは系統2のワーク受渡しプログラムと関連付けられていて、第二主軸112でのワーク受渡しの準備完了を待って、第三主軸のワーク受取り動作がスタートするようになっている。
In this
この実施形態において、一方のNC旋盤1の系統3におけるワーク搬出プログラムは、一方のNC旋盤1の第三主軸113から他方のNC旋盤1′の第三主軸113′に加工済みのワークWを受け渡すように指令を出力するものである。また、他方のNC旋盤1′における系統3′のワーク供給プログラムは、一方のNC旋盤1の第三主軸113からワークWを受け取るための指令を行うものである。
さらに、他方のNC旋盤1′の系統1′におけるワーク搬出プログラムは、第一主軸111′からローダーに加工済みのワークWを受け渡す指令を行うものである。
In this embodiment, the workpiece carry-out program in the
Furthermore, the workpiece carry-out program in the system 1 'of the other NC lathe 1' gives a command to deliver the processed workpiece W from the first spindle 111 'to the loader.
図8及び図9は、上記したNCプログラムによる処理手順を説明するフローチャートである。また、図10〜図13は、このフローチャートの各ステップにおけるワーク加工システムの動作を示す図である。
起動(スタート)と同時に、まず、ワーク供給プログラムが実行される(ステップS100)。このプログラムの実行により、棒状のワークWがバーフィーダ2から第一主軸111の貫通孔に送出される。
8 and 9 are flowcharts for explaining the processing procedure by the NC program described above. 10 to 13 are diagrams showing the operation of the workpiece machining system in each step of this flowchart.
Simultaneously with the start (start), a work supply program is first executed (step S100). By executing this program, the bar-shaped workpiece W is sent from the
また、これに先立ち、第一刃物台150の刃物台本体154がX方向に移動し、位置決め用の工具T1が加工位置に割り出される。そして、位置決め用の工具T1が第一主軸111の前方の所定位置に位置決めされる。
バーフィーダ2から第一主軸111の貫通孔を挿通して送出された棒状のワークWは、図10(a)に示すように、第一主軸111の先端から突出して位置決め用の工具T1に当接し、位置決めが行われる。この位置決め完了後に、第一主軸111の先端に設けられたチャックが閉じられて、ワークWが把持される。以上で、ワーク供給プログラムが終了する。
Prior to this, the
As shown in FIG. 10 (a), the bar-shaped workpiece W fed from the
次いで、ワーク加工プログラムが実行される(ステップS101)。
このプログラムの実行により、図10(b)に示すように、ワークWの加工を行うための工具T1が加工位置に割り出され、この工具T1のY方向の移動と第一主軸111のZ方向の移動とによって、ワークWの加工が行われる。
工具T1によるワークWの加工が終了すると(ステップS102)、ワーク加工プログラムが終了し、ワーク受渡しプログラムが実行される。このプログラムの実行により、まず、系統2が起動しているか否かが判断される(ステップS103)。系統2が起動していないのであれば、一時停止し、系統2が起動するまで待機する(ステップS104,S105)。
Next, a workpiece machining program is executed (step S101).
By executing this program, as shown in FIG. 10B, the tool T1 for machining the workpiece W is determined at the machining position, and the movement of the tool T1 in the Y direction and the Z direction of the
When the machining of the workpiece W by the tool T1 is completed (step S102), the workpiece machining program is terminated, and the workpiece delivery program is executed. By executing this program, it is first determined whether or not the
系統2が起動している場合は、ワーク受渡しプログラムの指令により、系統2との待ち合わせを行う(ステップS106)。
待ち合わせ終了後(受け取り準備完了後)に、第一主軸台101を第二主軸台102とともに共通のZ軸線上で互いに接近する方向に移動させる。そして、図10(c)に示すように、両主軸台101,102のほぼ中間位置で、第一主軸111から第二主軸112にワークWを受け渡す(ステップS107)。第一主軸台101は、この後、バーフィーダ2から次回加工のワークWを受け取るための初期位置に復帰する。
When the
After the completion of waiting (after completion of preparation for receiving), the
そして、予め設定された個数のワークWの加工が完了しているか否かを判断し(ステップS108)、完了している場合にはプログラムを終了する。完了していない場合には、ステップS100に戻ってワーク供給プログラムを実行し、図10(d)に示すように、バーフィーダ2から供給された次回加工のワークWを受け取る。
以後、ステップS101以下の処理及び動作が繰り返される。
Then, it is determined whether or not machining of a preset number of workpieces W has been completed (step S108), and if it has been completed, the program is terminated. If not completed, the process returns to step S100 to execute the workpiece supply program, and receives the workpiece W for the next machining supplied from the
Thereafter, the processes and operations after step S101 are repeated.
系統2では、起動(スタート)と同時にワーク受取プログラムが実行され、ワークWの授受の相手方である系統1が起動中か否かが判断される(ステップ200)。
系統1が起動していないときは、一時停止し、系統1が起動するまで待機する(ステップS201,S202)。
系統1が起動している場合は、第一主軸111がワークWの受け渡し準備を完了するまで待ち合わせ(ステップS203)、待ち合わせ終了後に、図10(c)に示すように、第二主軸台102を第一主軸台101と互いに接近する方向に移動させる。そして、両主軸台101,102のほぼ中間位置で、第一主軸111から第二主軸112にワークWを受け取る(ステップS204)。
In the
When the
When the
なお、特に図示はしないが、系統2のワーク受取りプログラムの指令により、第一主軸111から第二主軸112にワークWを受け取るに先立ち、第二刃物台160の突っ切り用の工具T2を加工位置に割り出している。そして、第一主軸111の回転速度に同期させた速度で第二主軸112を同方向に回転させつつ、突っ切り用の工具T2でワークWの突っ切りを行い、第一主軸111で加工の終了したワークWを棒材から切り離す。この後、第二主軸台102は、ワークWの加工を行うための初期位置まで復帰する。以上で、第一主軸111から第二主軸112へのワークWの受け渡しが完了するので、次にワーク加工プログラムが実行される(ステップS205)。
Although not specifically shown, prior to receiving the workpiece W from the
ワーク加工プログラムの実行により、ワークWの加工を行うための工具T2及び/又は工具T4が加工位置に割り出される。そして、図10(d)に示すように、工具T2及び/又は工具T4のY方向の移動と第二主軸112のZ方向の移動とによって、ワークWの加工が行われる。
工具T2及び/又は工具T4によるワークWの加工が終了すると(ステップS206)、ワーク受渡しプログラムが実行され、まず、系統3が起動しているか否かが判断される(ステップS207)。系統2が起動していないのであれば、一時停止し、系統3が起動するまで待機する(ステップS208,S209)。
By executing the workpiece machining program, the tool T2 and / or the tool T4 for machining the workpiece W is determined at the machining position. Then, as shown in FIG. 10D, the workpiece W is machined by the movement of the tool T2 and / or the tool T4 in the Y direction and the movement of the
When the machining of the workpiece W by the tool T2 and / or the tool T4 is completed (step S206), the workpiece transfer program is executed, and first, it is determined whether or not the
系統3が起動しているのであれば、第三主軸113のワーク受け取り準備が完了するまで待ち合わせを行う(ステップS210)。
待ち合わせ完了後に、図11(a)に示すように、第二主軸台102をY方向及びZ方向に移動させ、第三主軸台103と同一のZ軸線上で互いに接近させる方向に移動させて、第二主軸112から第三主軸113にワークWを受け渡す(ステップS211)。ワークWの受け渡し完了後、第二主軸台102は、図11(b)に示すように初期位置まで復帰する。そして、予め設定された個数のワークWの加工が完了しているか否かを判断し(ステップS212)、完了している場合にはワーク受渡しプログラムを終了する。完了していない場合には、ステップS200に戻ってワーク受取りプログラムを実行し、第一主軸111との間で待ち合わせを行い(ステップS203)、図11(c)に示すように、第一主軸111からワークWを受け取る(ステップS204)。
以後、ステップS205以下の処理及び動作が繰り返される。
If the
After completion of the waiting, as shown in FIG. 11A, the
Thereafter, the processes and operations after step S205 are repeated.
系統3では、起動(スタート)と同時にワーク受取りプログラムが実行され、ワークWの授受の相手方である系統2が起動中か否かが判断される(ステップ300)。
系統2が起動していないときは、一時停止し、系統2が起動するまで待機する(ステップS301,S302)。
系統2が起動している場合は、第二主軸112がワークWの受渡し準備を完了するまで待ち合わせ(ステップS303)、準備完了すれば、図11(a)に示すように、第二主軸台102を第三主軸台103とZ軸線上で互いに接近する方向に移動させる。そして、両主軸台102,103のほぼ中間位置で、第二主軸112から第三主軸113にワークWを受け取り(ステップS304)、ワークWの加工を行うための初期位置に復帰する。
In the
When the
When the
以上で、第二主軸112から第三主軸113へのワークWの受け渡しが完了するので、次にワーク加工プログラムを実行する(ステップS305)。このプログラムの実行によりワークWの加工を行うための工具T3及び/又は工具T4が加工位置に割り出され、図11(b)及び図11(c)に示すように、工具T3及び/又は工具T4のY方向の移動と第三主軸113のZ方向の移動とによって、ワークWの加工が行われる。
工具T3及び/又は工具T4によるワークWの加工が終了すると(ステップS306)、ワーク搬出プログラムが実行され、他方のNC旋盤1′の第一主軸111′との待ち合わせを行う(ステップS307)。待ち合わせ終了後に、図11(d)に示すように、他方のNC旋盤1′の第三主軸113′とZ軸線上で互いに接近する方向に第三主軸台103を移動させ、第三主軸113から他方のNC旋盤1′の第三主軸113′にワークWを受け渡す(ステップS308)。
Thus, since the delivery of the workpiece W from the
When the machining of the workpiece W by the tool T3 and / or the tool T4 is completed (step S306), the workpiece unloading program is executed, and waiting with the first main spindle 111 'of the other NC lathe 1' is performed (step S307). After the end of the waiting, as shown in FIG. 11 (d), the
ワークWの受け渡し終了後に、第三主軸台103はワークWの加工を行うための初期位置まで復帰する。そして、予め設定された個数のワークWの加工が完了しているか否かを判断し(ステップS309)、完了している場合にはプログラムを終了する。完了していない場合には、ステップS300に戻ってワーク受取プログラムを実行し、第二主軸112との間で待ち合わせを行い(ステップS303)、図12(a)に示すように、第二主軸112からワークWを受け取る(ステップS304)。
以後、ステップS304以下の処理が繰り返される。
After the delivery of the workpiece W is completed, the
Thereafter, the processing after step S304 is repeated.
なお、他方のNC旋盤1′では、上記と同様の処理及び動作が繰り返される。
ただし、NC旋盤1′では、第三主軸113′,第二主軸112′,第一主軸111′の順でワークWが受け渡される。
第三主軸113′では、一方のNC旋盤1′の第三主軸113からワークWを受け取り、ワークWの加工を行うための初期位置に復帰した後、図8のフローチャートのステップS101以下と同様のステップを実行しながら、図12(a),(b),(c)に示す動作を行う。
第二主軸112′では、図8及び図9のフローチャートのステップS200以下と同様のステップを実行しながら、図12(b),(c)及び図13(a)に示す動作を行う。
第一主軸111′では、図9のフローチャートのステップS300以下と同様のステップを実行しながら、図13(a),(b),(c)に示す動作を行う。
なお、ステップS307の待ち合わせでは、加工完了後にワーク搬出用のローダー3との間で待ち合わせを行い、ステップS308で第一主軸111′からローダー3にワークWを受け渡す。
In the
However, on the
In the third spindle 113 ', after receiving the workpiece W from the
The
The
In the waiting of step S307, the waiting is performed with the
図14は、本発明のワーク加工システムの他の実施形態を示す図である。
先の実施形態と同様に、三つの対向主軸を有する複数台(図示の例では二台)のNC旋盤1,1″をZ方向に並べて配置している点は先の実施形態と同じであるが、この実施形態では、一方のNC旋盤1と他方のNC旋盤1″との間に、ローダー4を配置している。また、他方のNC旋盤1″の構成は、一方のNC旋盤1の構成と同じである。
FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the workpiece machining system of the present invention.
Similar to the previous embodiment, a plurality of (two in the illustrated example) NC lathes 1 and 1 ″ having three opposing main shafts are arranged side by side in the Z direction, which is the same as the previous embodiment. However, in this embodiment, the
この実施形態のワーク加工システムでは、バーフィーダ2から棒状のワークWの供給を受けた主軸111でワークWの加工を開始し、図中(i), (ii), (iii)に示す経路でワークWが第一主軸111から第二主軸112,第二主軸112から第三主軸113に順次受け渡されつつ加工が行われる。各主軸111,112,113間でのワーク受け渡しの際の動作は、先の実施形態と同様である。
第三主軸113でのワークWの加工が終了すると、第三主軸113のワークWはローダー4によってNC旋盤1から搬出され、隣接する他方のNC旋盤1″に搬入される。
In the workpiece machining system of this embodiment, machining of the workpiece W is started by the
When the machining of the workpiece W by the
ローダー4は、一方のNC旋盤1から搬出したワークWを、他方のNC旋盤1″の第一主軸111″に受け渡す。
以後、図中(iv),
(v), (vi),(vii)に示す経路でワークWが第一主軸111″から第二主軸112″,第二主軸112″から第三主軸113″に順次受け渡されつつ加工が行われる。各主軸111″,112″,113″間でのワーク受け渡しの際の動作は、先の実施形態と同様である。
第三主軸113″でのワークWの加工が終了すると、第三主軸113″のワークWはローダー5によってNC旋盤1″から搬出される。
The
After that, in the figure (iv),
Work is performed while the workpiece W is sequentially transferred from the first
When the machining of the workpiece W by the
なお、図14に示すワーク加工システムでは、ローダー4によって一方のNC旋盤1から搬出したワークWを、他方のNC旋盤1″の第三主軸113″に受け渡し、第三主軸113″から第二主軸112″,第二主軸112″から第一主軸111″にワークWが受け渡されつつ加工が行われるようにしてもよい。この場合は、第一主軸111″でのワークWの加工が終了すると、第一主軸111″からローダー5によってワークWが搬出される。
In the workpiece machining system shown in FIG. 14, the workpiece W carried from one
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、図14を参照しながら説明したワーク加工システムの他の実施形態では、他方のNC旋盤1″の構成は一方のNC旋盤1と同じものであるとして説明したが、先の実施形態のように、一方のNC旋盤1の主軸台111,112,113の配置と線対称の関係にあるNC旋盤1′を用いてワーク加工システムを構成するものとしてもよい。また、一方のNC旋盤1とは主軸台の配置や数、刃物台の配置や数等の異なるNC旋盤を用いて、ワーク加工システムを構成してもよい。
また、ワーク加工システムを構成するNC旋盤の台数も、二台に限らず三台以上としてもよい。
Although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
For example, in another embodiment of the workpiece machining system described with reference to FIG. 14, the configuration of the
Further, the number of NC lathes constituting the workpiece machining system is not limited to two and may be three or more.
本発明は、一つのワークに多数の加工を順次施す多軸のワーク加工機、複数台の多軸ワーク加工機から構成されるワーク加工システム及びワーク加工方法に広く適用が可能である。 The present invention can be widely applied to a multi-axis work processing machine that sequentially performs a number of processes on one work, a work processing system that includes a plurality of multi-axis work processing machines, and a work processing method.
1:NC旋盤
101:第一主軸台
102:第二主軸台
103:第三主軸台
111:第一主軸
112:第二主軸
113:第三主軸
120:ベッド
121:ZY面
122:ベース
123:傾斜面
124:回収タンク
131〜133:ガイドレール
134〜136:サドル
137:ガイドレール
138,139:刃物台支持部
150:第一刃物台
160:第二刃物台
170:第三刃物台
180:第四刃物台
181:X方向ガイドレール
182:Y方向ガイドレール
183:Z方向ガイドレール
186:刃物台本体
187:工具装着部
T1〜T4:工具
1: NC lathe 101: First spindle 102: Second spindle 103: Third spindle 111: First spindle 112: Second spindle 113: Third spindle 120: Bed 121: ZY surface 122: Base 123: Inclined Surface 124: Collection tanks 131-133: Guide rails 134-136: Saddle 137: Guide rails 138, 139: Tool post support 150: First tool post 160: Second tool post 170: Third tool post 180: Fourth Tool post 181: X direction guide rail 182: Y direction guide rail 183: Z direction guide rail 186: Tool post body 187: Tool mounting portion T1 to T4: Tool
Claims (11)
ワーク供給装置から未加工のワークを受け取る第一主軸と、
この第一主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第一主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第一刃物台と、
前記第一主軸と同方向を差し向くように並設された第三主軸と、
この第三主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第三主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第三刃物台と、
前記第一主軸に対向して設けられ、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動自在であるとともに、前記第一主軸の主軸軸線又は前記第三主軸の主軸軸線に沿って進退移動することで、前記第一主軸から前記ワークを受け取り、前記第三主軸に前記ワークを受け渡す第二主軸と、
この第二主軸に把持された前記ワークの加工を行う一つ又は複数の工具を装着し、前記第二主軸との相対移動によって前記ワークの加工を行う第二刃物台と、
前記第一主軸と前記第一刃物台との相対移動、前記第二主軸と前記第二刃物台の相対移動及び前記第三主軸と前記第三刃物台との相対移動を制御して、前記第一主軸,第二主軸又は第三主軸に把持された前記ワークの加工を可能にするとともに、前記第一主軸と前記第二主軸との相対移動及び前記第二主軸と前記第三主軸との相対移動を制御して、前記第一主軸から前記第二主軸へのワークの受け渡し及び前記第二主軸から前記第三主軸へのワークの受け渡しを可能にする制御装置と、
を有することを特徴とするワーク加工機。 In a workpiece processing machine that has a plurality of spindles and performs a plurality of machining operations on the workpiece while transferring workpieces between the spindles,
A first spindle for receiving an unmachined workpiece from the workpiece supply device;
A first tool post for mounting one or a plurality of tools for processing the workpiece gripped by the first spindle, and for processing the workpiece by relative movement with the first spindle,
A third spindle arranged side by side so as to face the same direction as the first spindle;
A third tool post for mounting one or a plurality of tools for processing the workpiece gripped by the third spindle and for processing the workpiece by relative movement with the third spindle;
The first main shaft is opposed to the first main shaft and is movable back and forth between a position on the main shaft axis of the first main shaft and a position on the main shaft axis of the third main shaft, and the main shaft axis of the first main shaft Or by moving forward and backward along the main axis of the third main axis, the second main axis receives the work from the first main axis and delivers the work to the third main axis,
A second tool post for mounting one or a plurality of tools for processing the workpiece gripped by the second spindle, and for processing the workpiece by relative movement with the second spindle,
Controlling the relative movement between the first spindle and the first turret, the relative movement between the second spindle and the second turret, and the relative movement between the third spindle and the third turret; Enables machining of the workpiece gripped by one main spindle, second main spindle or third main spindle, and relative movement between the first main spindle and the second main spindle and relative movement between the second main spindle and the third main spindle. A control device that controls movement and enables workpiece transfer from the first spindle to the second spindle and workpiece transfer from the second spindle to the third spindle;
A workpiece processing machine characterized by comprising:
この平面内に、前記第一主軸台,第二主軸台及び第三主軸台の各々を主軸軸線方向に案内するZ方向ガイドを設けるとともに、前記第三主軸のZ方向ガイドを前記平面の一端まで延長し、
前記第二主軸を、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動させるY方向ガイドを設け、
前記第三主軸台が前記平面内の一端まで移動したときに、前記第二主軸台及び前記Y方向ガイドとの干渉を回避する干渉回避部を設けたこと、
を特徴とする請求項1又は2に記載のワーク加工機。 A first spindle stock supporting the first spindle, a second spindle stock supporting the second spindle, and a third spindle stock supporting the third spindle are provided in the same plane of the workpiece processing machine;
In this plane, there is provided a Z-direction guide for guiding each of the first main spindle, the second main spindle and the third main spindle in the main shaft axis direction, and the Z-direction guide of the third main spindle to one end of the plane. Extend,
Providing a Y-direction guide for moving the second main spindle back and forth between a position on the main spindle axis of the first main spindle and a position on the main spindle axis of the third main spindle;
An interference avoidance unit for avoiding interference between the second spindle stock and the Y-direction guide when the third spindle stock moves to one end in the plane;
The work processing machine according to claim 1 or 2, wherein
前記第一平面内に前記第一主軸台及び第二主軸台の各々を主軸軸線方向に案内するZ方向ガイドを設け、
前記第三主軸を主軸軸線方向に第二の平面内の一端まで案内するZ方向ガイドを前記第二の平面内に設け、
前記第二主軸を、前記第一主軸の主軸軸線上の位置と前記第三主軸の主軸軸線上の位置との間で進退移動させるY方向ガイドを設けたこと、
を特徴とする請求項1又は2に記載のワーク加工機。 The first main spindle for supporting the first main spindle and the second main spindle for supporting the second main spindle are in the first plane of the work processing machine, and the third main spindle for supporting the third main spindle is the first main spindle. Provided in a second plane intersecting the first plane,
A Z-direction guide is provided in the first plane to guide each of the first and second spindle stocks in the spindle axial direction.
A Z-direction guide for guiding the third main shaft in the main shaft axis direction to one end in the second plane is provided in the second plane,
Providing a Y-direction guide for moving the second spindle back and forth between a position on the spindle axis of the first spindle and a position on the spindle axis of the third spindle;
The work processing machine according to claim 1 or 2, wherein
前記第一〜第三主軸に対応する三つの制御系を有し、
各制御系が、未加工ワークの受け取りに関する第一主軸の動作を制御するワーク受取り制御部と、受け取ったワークの加工の制御を行うワーク加工制御部と、加工の終了したワークの搬出の制御を行うワーク搬出制御部とを有し、
前記第二主軸の制御系におけるワーク受取り制御部を、前記第一主軸の制御系における前記ワーク搬出制御部と関連付けて、前記第二主軸の制御系の前記ワーク受取り制御部が、前記第一主軸のワークの搬出が可能になるまで前記第二主軸の動作の待ち合わせを行うようにし、
前記第三主軸の制御系におけるワーク受取り制御部を、前記第二主軸の制御系におけるワーク搬出制御部と関連付けて、前記第三主軸の制御系の前記ワーク受取り制御部が、前記第二主軸のワークの搬出が可能になるまで第三主軸の動作の待ち合わせを行うようにし、
前記ワークの加工個数が予め設定された個数に達するまで、各制御系で前記ワーク受取り制御部,前記ワーク加工制御部及び前記ワーク受取り制御部による制御をワークごとに繰り返すこと、
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のワーク加工機。 The control device is
Having three control systems corresponding to the first to third spindles;
Each control system controls the workpiece receiving control unit that controls the movement of the first spindle related to the reception of unmachined workpieces, the workpiece machining control unit that controls machining of received workpieces, and the control of unloading of workpieces that have been machined A workpiece unloading control unit to perform,
The workpiece reception control unit in the control system of the second spindle is associated with the workpiece carry-out control unit in the control system of the first spindle, and the workpiece reception control unit of the control system of the second spindle is the first spindle Wait for the operation of the second spindle until the workpiece can be unloaded,
The workpiece reception control unit in the control system of the third spindle is associated with the workpiece unloading control unit in the control system of the second spindle, and the workpiece reception control unit of the control system of the third spindle is Wait until the movement of the third spindle until the workpiece can be unloaded,
Repeating the control by the workpiece reception control unit, the workpiece processing control unit and the workpiece reception control unit in each control system until the number of workpieces reaches a preset number,
The work processing machine according to claim 1, wherein:
前記主軸の配置が線対称の関係にある二台の前記ワーク加工機の組を一つ又は複数有し、
前記組を構成する二つの前記ワーク加工機のうち、加工工程の上流側に位置する一方の前記ワーク加工機の前記第三主軸と、下流側に位置する他方の前記ワーク加工機の前記第三主軸とを同一の軸線上で対向させ、
前記一方のワーク加工機の前記第三主軸と前記他方のワーク加工機の前記第三主軸とを互いに接近させる方向に移動させることで、前記一方のワーク加工機の第三主軸から前記他方のワーク加工機の前記第三主軸にワークを受け渡すこと、
を特徴とするワーク加工システム。 A workpiece machining system comprising a plurality of workpiece machining machines according to any one of claims 1 to 5, wherein the workpiece machining system sequentially performs a plurality of machining operations while delivering workpieces between the workpiece machining machines. And
Having one or a plurality of sets of two workpiece processing machines in which the arrangement of the main axes is in a line-symmetric relationship;
Of the two work machines constituting the set, the third main shaft of one of the work machines located on the upstream side of the machining process and the third of the other work machine located on the downstream side. Make the main axis face the same axis,
By moving the third main shaft of the one work processing machine and the third main shaft of the other work processing machine in a direction to approach each other, the third work shaft of the one work processing machine is moved to the other work. Delivering the workpiece to the third spindle of the processing machine;
A workpiece machining system characterized by
隣接する前記ワーク加工機の間に、一方のワーク加工機の第三主軸から他方のワーク加工機の第一主軸又は第三主軸にワークを搬送するワーク搬送手段を設けたことを特徴とするワーク加工システム。 A workpiece machining system comprising a plurality of workpiece machining machines according to any one of claims 1 to 5, wherein the workpiece machining system sequentially performs a plurality of machining operations while delivering workpieces between the workpiece machining machines.
A workpiece conveying means for conveying a workpiece from the third spindle of one workpiece machining machine to the first spindle or the third spindle of the other workpiece machining machine between the adjacent workpiece machining machines. Processing system.
ワーク供給装置から一方のワーク加工機の第一主軸に供給されたワークを、第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行い、
前記一方のワーク加工機の第三主軸でのワークの加工完了後に、前記第三主軸と他方のワーク加工機の第三主軸とを互いに接近する方向に相対的に移動させ、
前記一方のワーク加工機の前記第三主軸と前記他方のワーク加工機の前記第三主軸との中間位置で、前記ワークの受け渡しを行い、
前記他方のワーク加工機の第三主軸から、前記ワークを第二主軸,第一主軸と受け渡しながら第三刃物台,第二刃物台及び第一刃物台の工具で加工を行うこと、
を特徴とするワーク加工方法。 In the workpiece processing method in the workpiece processing system according to claim 6,
The workpiece supplied from the workpiece feeder to the first spindle of one workpiece processing machine is processed with the tools of the first turret, second turret and third turret while delivering it to the second and third spindles. ,
After completion of machining the workpiece on the third spindle of the one workpiece processing machine, relatively move the third spindle and the third spindle of the other workpiece machining machine in a direction approaching each other,
Passing the workpiece at an intermediate position between the third spindle of the one workpiece processing machine and the third spindle of the other workpiece machining tool;
Machining from the third spindle of the other workpiece processing machine with the tool of the third turret, the second turret and the first turret while delivering the workpiece to the second spindle and the first spindle;
A workpiece machining method characterized by
ワーク供給装置から一方のワーク加工機の第一主軸に供給されたワークを、第二主軸,第三主軸と受け渡しながら第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行い、
前記一方のワーク加工機の第三主軸でのワークの加工完了後に、前記第三主軸を前記ワークの搬出位置まで移動させて、前記ワークを前記ワーク搬送手段に受け渡し、
前記ワーク搬送手段が、前記ワークを他方のワーク加工機の第一主軸又は第三主軸に供給して、前記他方のワーク加工機の第一主軸から、前記ワークを第二主軸,第三主軸と受け渡しながら、若しく、前記他方のワーク加工機の第三主軸から、前記ワークを第二主軸,第一主軸と受け渡しながら、第一刃物台,第二刃物台及び第三刃物台の工具で加工を行うこと、
を特徴とするワーク加工方法。 In the workpiece processing method in the workpiece processing system according to claim 7,
The workpiece supplied from the workpiece feeder to the first spindle of one workpiece processing machine is processed with the tools of the first turret, second turret and third turret while delivering it to the second and third spindles. ,
After completion of machining of the workpiece on the third spindle of the one workpiece processing machine, the third spindle is moved to the workpiece unloading position, and the workpiece is transferred to the workpiece conveying means.
The work conveying means supplies the work to the first main spindle or the third main spindle of the other work processing machine, and from the first main spindle of the other work processing machine, the work is supplied to the second main spindle and the third main spindle. While handing over, work with the tools of the first tool post, second tool post and third tool post from the third main spindle of the other work machine while transferring the work to the second main spindle and the first main spindle. To do the
A workpiece machining method characterized by
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