JP2010142906A - Compound machine tool and working method of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、旋盤の機能とマシニングセンタの機能とを備えた複合工作機械に関するもので、従来の複合旋盤に比べてより多くの種類の回転工具の使用が可能で、平面加工、溝加工、孔あけ加工に対してより大きな加工能力を備え、かつ通常のマシニングセンタでは不可能な直交する２方向の軸回りに傾斜した面の加工も可能にした工作機械に関するものである。 The present invention relates to a multi-tasking machine tool having a lathe function and a machining center function, and can use more types of rotary tools than conventional multi-function lathes, and can be used for plane machining, grooving and drilling. The present invention relates to a machine tool that has a greater machining capability than machining and that can also machine surfaces inclined about two orthogonal axes that are impossible with a normal machining center.
以下の説明において、機械を操作するオペレータ側（図１、２の手前側、図３、４の左側）を前、その反対側を後、オペレータから見て左側を左、右側を右として説明する。 In the following description, the operator side (the front side in FIGS. 1 and 2 and the left side in FIGS. 3 and 4) is operated as the front side, the opposite side is the rear side, the left side as viewed from the operator is the left side, and the right side is the right side. .
ドリルやエンドミルなどを使用してワークに溝加工や孔加工を行うことができる２主軸対向複合旋盤は公知である。本願出願人の出願に係る特許文献１には、ワーク主軸と平行な第１（旋盤のＺ軸）方向、ワーク主軸と直交する工具の切込み送り（旋盤のＸ軸）方向、及びこれらに直交する第３（旋盤のＹ軸）方向の直交３方向に移動可能な刃物台に、第３方向の軸回り（Ｂ軸）に旋回可能な工具主軸を設けた２主軸対向型の複合旋盤が記載されている。この複合旋盤は、１個の工具マガジン及び工具交換装置（以下、両者を含めて「ＡＴＣ」と言う。）を備え、ワークの加工途中で工具主軸に装着する工具を交換できるようになっている。
A two-spindle opposed composite lathe capable of performing grooving and drilling on a workpiece using a drill, an end mill, or the like is known. In
この２主軸対向複合旋盤は、オペレータ側が下方となる方向に傾斜したベッド上面を有するスラント型のベッドを備えており、従って、Ｚ軸は水平であり、Ｘ軸及びＹ軸は、斜め上下方向である。 This two-spindle opposed composite lathe is provided with a slant type bed having a bed upper surface inclined in a direction in which the operator side is downward. Therefore, the Z-axis is horizontal, and the X-axis and Y-axis are obliquely up and down. is there.
上記２主軸対向複合旋盤は、オペレータから見て左右方向の主軸軸線の両側にワーク把持端を対向させて各独立に回転する２個の主軸（左主軸と右主軸）とを備えている。左主軸と右主軸とは、それぞれ個別にワークを把持することが可能であり、異なる動作で加工される２個のワークを同時に搭載することができる。前記工具主軸は、この２個のワークのいずれをも加工可能となるように、左右（第１）方向の大きな移動ストロークを備えている。 The two-spindle opposed composite lathe includes two spindles (a left spindle and a right spindle) that rotate independently with the workpiece gripping ends opposed to both sides of the spindle axis in the left-right direction as viewed from the operator. The left spindle and the right spindle can each hold a workpiece individually, and two workpieces processed by different operations can be mounted simultaneously. The tool spindle has a large movement stroke in the left-right (first) direction so that both of the two workpieces can be machined.
すなわち特許文献１記載の２主軸対向複合旋盤は、機械に装填された２個のワークを交互に加工することができる１個の工具主軸を備え、この１個の工具主軸の工具を交換するための１個のＡＴＣを備えている。そして、ワークと工具主軸との相対移動方向は、第１、第２及び第３方向（旋盤のＺ、Ｘ、Ｙ軸）の直交３軸方向の移動と、主軸回転による第１方向の軸回り（Ｃ軸）回転と、工具主軸の第３方向の軸回り旋回とである。
That is, the two-spindle opposed composite lathe described in
一方、特許文献２には、オペレータから見て左右、前後及び上下の直交３軸方向にそれぞれ独立して移動する複数（実施例では２個）の工具主軸台を備え、各工具主軸台に工具主軸を備えたマシニングセンタが記載されている。このマシニングセンタは、複数（実施例のものは２個）の工具主軸に対応する複数の工具マガジンを備えている。実施例に示されているものは、オペレータから見て左右に配置された２個の工具主軸に対応させて、当該工具主軸の左右方向移動領域の両側にそれぞれ工具マガジンを配置している。
On the other hand,
上記マシニングセンタは、２個の工具主軸のオペレータから見て手前側に、鉛直軸（マシニングセンタのＹ軸）回り（Ｂ軸）旋回する１個のワークテーブルを備えている。すなわち特許文献２のマシングセンタは、１個のワークを同時又は交互に加工する２個の工具主軸を備え、それぞれの工具主軸に対応するＡＴＣを備えたものである。そして、このマシニングセンタのワークと工具主軸との相対移動方向は、オペレータから見て左右、前後及び上下（マシニングセンタのＸ、Ｙ、Ｚ軸）の直交３軸移動とテーブル旋回による上下方向の軸回り（Ｂ軸）旋回とである。
上記２主軸対向複合旋盤において、工具主軸に装着した工具で左主軸のワークを加工するときと右主軸のワークを加工するとき、それぞれの主軸について、旋盤のＺ軸、Ｙ軸、Ｂ軸及びＣ軸の移動ないし旋回における正負の方向を反対方向に設定すれば、同一の加工プログラムで同一形状の加工を行うことができる。しかし、上記の２主軸対向旋盤では、そのような設定を行うと、工具交換を行うときのみ正負の方向が逆になり、プログラムミスが生じやすくなる。 In the above-mentioned two-spindle opposed compound lathe, when machining a left spindle work and a right spindle work with a tool mounted on the tool spindle, the Z axis, Y axis, B axis, and C of the lathe for each spindle If the positive and negative directions in the movement or turning of the shaft are set in the opposite direction, machining with the same shape can be performed with the same machining program. However, in the above-described two-spindle facing lathe, when such setting is performed, the positive and negative directions are reversed only when the tool is changed, and a program error is likely to occur.
また、上記の２主軸対向複合旋盤では、Ｘ軸及びＹ軸が傾斜している関係で、Ｙ軸方向の工具主軸の移動ストロークを大きくすることが困難であり、工具主軸を搭載した工具主軸台を大型にすることも困難であるため、工具主軸に大型の回転工具を装填することができず、広い平面の加工や回転工具による重切削が制限されるという問題があった。 Further, in the above-mentioned two-spindle opposed composite lathe, it is difficult to increase the movement stroke of the tool spindle in the Y-axis direction because the X-axis and Y-axis are inclined, and the tool spindle platform on which the tool spindle is mounted Since it is difficult to increase the size of the tool, it is impossible to load a large rotary tool on the tool spindle, and there is a problem that machining of a wide plane or heavy cutting by the rotary tool is limited.
また、上記構造のマシニングセンタでは、２個の工具主軸を備えているが、ワークを固定するためのテーブルが１個しかないため、２個のワークを並行して加工することができない。例えば、テーブルに２個のワークを搭載したとしても、テーブルの上下軸回り（マシニングセンタのＢ軸）旋回が２個のワークの角度を同時に変えてしまうので、２個のワークを異なる形状に並行して加工することは困難である。また、テーブルを回転させて当該テーブルに搭載した複数のワークを旋削加工することは不可能である。 The machining center having the above structure includes two tool spindles. However, since there is only one table for fixing the workpiece, the two workpieces cannot be machined in parallel. For example, even if two workpieces are mounted on the table, turning around the vertical axis of the table (the B axis of the machining center) changes the angle of the two workpieces at the same time. It is difficult to process. Further, it is impossible to turn a plurality of workpieces mounted on the table by rotating the table.
この発明は、旋盤とマシニングセンタとの両方の機能を備え、バイトによる高能率の旋削加工と大型の回転工具による広い平面の加工や重切削が可能であり、更にワークの回転と工具主軸台の旋回による直交２方向の軸回りの任意の角度の面や孔の加工が可能な工作機械を提供するものである。更にこの発明は、２個のワークに対する工具交換を含む加工プログラムを作成することが容易で、加工形状の異なる２個のワークを並行して加工することができ、２個のワーク主軸間でのワークの受け渡しにより、同一機台上で当該機械へのワークの固定部分を含む総ての部分の連続加工を可能にした工作機械を提供することを課題としている。 This invention has the functions of both a lathe and a machining center, enabling high-efficiency turning with a cutting tool, machining of a large flat surface with a large rotary tool, and heavy cutting, as well as workpiece rotation and tool head stock rotation. The present invention provides a machine tool capable of machining a surface and a hole at an arbitrary angle around an axis in two orthogonal directions. Furthermore, the present invention makes it easy to create a machining program that includes tool change for two workpieces, and can machine two workpieces with different machining shapes in parallel, between two workpiece spindles. It is an object of the present invention to provide a machine tool that enables continuous machining of all parts including a fixed part of the work to the machine on the same machine base by delivering the work.
この発明は、従来のシングルヘッドのマシニングセンタと同様な構造で互いに直交する３軸方向に移動位置を制御され、さらにオペレータに対して前後方向となる軸（第３方向、Ｙ軸）回りに旋回可能にして、当該第３方向の軸に直交する面と平行な軸回りに回転する工具主軸５１を設け、この工具主軸の下方に配置されるワーク保持部として従来の２主軸対向旋盤と同様な構造、すなわち、対向端をワーク把持端とした２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒを水平方向の同一軸線上で、少なくともその一方を他方に対して近接離隔自在に対向させて配置し、かつそのワーク軸線の下方に少なくとも１個のタレット刃物台８を配置し、更に前記１個の工具主軸５１の両側の前記２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒの略上方の位置にそれぞれのワーク主軸に装着される工具を収容する２個の工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒと工具交換装置７２Ｌ、７２Ｒとを配置した複合工作機械を提供することにより、上記課題を解決している。
This invention has a structure similar to that of a conventional single-head machining center, and its movement position is controlled in three axial directions orthogonal to each other. Further, the operator can swivel around an axis (the third direction, Y axis) that is the front-rear direction. Thus, a
すなわち、本願の請求項１の発明に係る複合工作機械は、１個の工具主軸５１と、この工具主軸に装着する工具を収容するための２個の工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒと、各工具マガジンと前記工具主軸５１との間で工具を交換する工具交換装置７２Ｌ、７２Ｒと、２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒと、タレット刃物台８とを備え、前記工具主軸は、水平方向の第１方向に移動位置決めされる第１移動台２、前記第１と直交して下向き方向をワークに対する工具の切込み方向とする第２方向に移動位置決めされる第２移動台４、これら両方向に直交する第３方向に移動位置決めされる第３移動台３及び前記第３方向の軸回りに旋回位置決めされる工具主軸台５を介して、前記第１方向と第２方向とを含む平面と平行に下向きに軸支され、前記工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒは、前記工具主軸台５の移動領域の前記第１方向両側に配置され、前記２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒは、少なくとも一方を他方に対して前記第１方向に近接離隔移動可能にして、前記２個の工具マガジンのそれぞれ下方に、その工具把持端を同一軸線上で対向させて前記第１方向に軸支され、前記タレット刃物台８は、前記ワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒを設けた軸線の前記第２方向下方に、工具タレット８１の割出軸ｂを前記第１方向にして設けられている、複合工作機械である。前記第２方向は、鉛直方向とするのが好ましく、これにより、大型の工具主軸５１の支持剛性を高くできると共に、工具マガジンや工具交換装置の合理的な配置を実現でき、加工室１８を区画する遮蔽カバーの構造を単純化できる。
That is, the compound machine tool according to the invention of
上記構造の複合工作機械は、従来のマシニングセンタと同様な直交３軸方向の工具主軸移動機構を備えているので、大型の回転工具と当該工具を強力に駆動する工具主軸５１及び工具駆動モータを搭載できる。更にこの発明の複合工作機械では、工具主軸５１がオペレータから見て前後方向の軸回りに旋回可能であり、かつワークはオペレータから見て左右方向の軸回りに回転位置決めされるワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒに把持されているため、ワークと工具主軸との相対位置関係を互いに直交する２方向の軸回りに設定可能であり、従来の一般的なマシニングセンタではテーブルに割出台を介してワークを装着しなければ加工できなかった加工も可能になる。
The compound machine tool having the above structure is equipped with a tool spindle moving mechanism in the three orthogonal directions similar to that of a conventional machining center, and therefore has a large rotary tool, a
更にこの発明の複合工作機械は、１個の工具主軸５１に装着する工具を収容する工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒを２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒの上方部にそれぞれ設けているので、各側のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒで把持されたワークの加工に用いる工具を当該各側に配置した工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒに収納することにより、工具交換時の工具主軸５１の移動距離が短くなって工具交換時間を短縮でき、工具交換を含む各ワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒでの加工プログラムの作成が容易になる。更に、工具主軸５１が２個のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒに把持されたワークの一方を加工している間に、他方のワーク側の工具マガジンに収容された工具の交換や保守が可能になる。
Furthermore, the composite machine tool according to the present invention is provided with the
金属加工を行う工作機械では、加工時に高熱かつ高硬度の切屑が発生する。この加工熱の吸収と加工速度の向上を図るために、各種の化学成分を含む加工液を供給しながら加工を行っている。そして、加工部から飛散する切屑や加工液が工具主軸台５の移動機構などを損傷したりその動作を阻害したりしないように、加工室１８と機械室１７とを遮蔽するカバーが設けられる。
In machine tools that perform metal processing, chips with high heat and high hardness are generated during processing. In order to absorb the processing heat and improve the processing speed, processing is performed while supplying processing liquids containing various chemical components. A cover that shields the
工具主軸５１を第１方向に大きなストロークで移動させるこの発明の工作機械では、加工室１８と工具主軸側の機械室１７とを遮蔽するカバー１６も、第１方向の大きな伸縮ストロークを備えたものとしなければならず、スライド構造や蛇腹構造を採用するにしても、構成部品数が増えて構造も複雑になる。請求項３の発明では、ＡＴＣを加工室１８と工具主軸側の機械室１７とを遮蔽するカバー１６の加工室１８側に配置することにより、簡単な構造のカバーで加工室１８と工具主軸側の機械室１７との遮蔽を可能にしている。
In the machine tool of the present invention that moves the
すなわち、ベース１の左右両端に立設した支柱１３から左右方向内側かつ手間側に伸びる支持部材１５を設け、加工室１８と工具主軸側の機械室１７とを遮蔽するカバー１６の左右両側部分をこの支持部材１５の後方に位置させ、当該支持部材１５に工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒ及び工具交換装置７２Ｌ、７２Ｒを含むＡＴＣ７Ｌ、７Ｒを取付けることにより、加工室１８と工具主軸側の機械室１７とを遮蔽するカバー１６の単純な構造と工具主軸５１の第１方向の大きな移動ストロークとを確保している。
That is,
この出願の請求項３の発明に係る複合工作機械は、前記工具主軸５１がワークを加工する領域と、前記第１ないし第３移動台のガイド及び送り機構を含む機構を収容する工具主軸側機械室とを遮蔽する遮蔽カバー１６を備え、当該遮蔽カバーが、平面的に配置された複数の伸縮カバー２４、２４、４６Ｄ、４６Ｕを含む一平面に形成され、前記工具マガジン及び工具交換装置が、当該遮蔽カバーの加工室側に配置されていることを特徴とするものである。
The composite machine tool according to
また、この出願の請求項４の発明に係る複合工作機械は、機械ベース１の前記第１方向の両端に立設された支柱１３を備え、前記遮蔽カバーはこの両側の支柱の間に設けられ、前記工具主軸はこの遮蔽カバー１６を前記第３方向に貫通する前後方向の筒体４５の前面に設けられ、前記２個の工具マガジンがそれぞれの側の支柱から加工室側に延びる支持部材１５で支持されて前記遮蔽カバーのオペレータから見て手間側に配置されていることを特徴とするものである。
Further, the composite machine tool according to the invention of
また、この出願の請求項５の発明に係る複合工作機械におけるワークの加工方法は、上記本願の発明に係る複合工作機械の左工具マガジン７１Ｌに左ワーク主軸６１Ｌで把持されるワークを加工する工具を収容し、右工具マガジン７１Ｒに右ワーク主軸６１Ｒで把持されるワークを加工する工具を収容し、各ワークに対する工具交換を含む一連の加工を交互に行わせることを特徴とする、複合工作機械におけるワークの加工方法である。
The workpiece machining method in the composite machine tool according to the invention of
この発明の複合工作機械では、左ワーク主軸６１Ｌで把持したワークの加工に使用する工具を左工具マガジン７１Ｌに収容し、右ワーク主軸６１Ｒで把持したワークの加工に使用する工具を右工具マガジン７１Ｒに収容して、左右のワーク６７Ｌ、６７Ｒの加工を行うことができる。２個のワーク主軸を備えた複合工作機械では、各ワーク主軸別に当該ワーク主軸側のワークの加工に用いる工具を準備して選択使用する加工方法が、工程設計や加工プログラム作成が分かりやすくなり、設計ミスやプログラムミスを避けることができる。また、工具交換時の工具主軸５１の移動が略上下方向の往復移動となり、移動距離が短いので移動時間が短縮され、工具交換して新たな工具で加工を開始するまでの時間を短くできる。
In the composite machine tool of the present invention, a tool used for processing a work gripped by the
更に、工具主軸５１が一方のワーク主軸に把持されたワークを加工しているとき、他方のワーク主軸側の工具マガジンや工具のメンテナンス（折損工具の交換など）ができ、工具メンテナンスのために機械を停止する必要がないという利点がある。
Further, when the
この発明の複合工作機械は、左ワーク主軸６１Ｌの加工に用いる工具を左工具マガジン７１Ｌに収容し、右ワーク主軸６１Ｒ側の加工に用いる工具を右工具マガジン７１Ｒに収容して加工を行うのが基本であり、左右の工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒの工具収容数は、この基本とする加工を行うことができるのに充分な収容数とされるが、予期しないワークの加工が必要になり、当該加工では例えば左工具マガジン７１Ｌの収容数が不足し、右工具マガジン７１Ｒの収容数に余裕があるなどの場合、左工具マガジン７１Ｌに収容しきれなかった工具を右工具マガジン７１Ｒに収容して加工を行うことも可能であるから、予期しないワークの加工にもフレキシブルに対応できる利点がある。
In the composite machine tool of the present invention, a tool used for machining the
以下、この発明の好ましい実施形態の一例を示す図面を参照して、本願発明を更に説明する。図において、１は機械のベース、２は第１移動台、４は第２移動台、３は第３移動台、５は工具主軸台、５１は工具主軸、６１Ｌは左ワーク主軸、６１Ｒは右ワーク主軸、７１Ｌ及び７１Ｒは工具マガジン、７２Ｌ及び７２Ｒは工具交換装置、８はタレット刃物台である。
The present invention will be further described below with reference to the drawings showing an example of a preferred embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the machine base, 2 is the first moving table, 4 is the second moving table, 3 is the third moving table, 5 is the tool spindle table, 51 is the tool spindle, 61L is the left workpiece spindle, and 61R is the
以下の説明において、左右方向は機械を操作するオペレータから見て左右となる水平方向（前記の第１方向、図１の左右方向）、前後方向は当該オペレータから見て前後となる水平方向（前記の第３方向に相当、図３の左右方向で左側が前）、上下方向は鉛直方向（前記の第２方向に相当）であり、前後方向、左右方向、上下方向は互いに直交する３方向である。 In the following description, the horizontal direction is the horizontal direction as viewed from the operator operating the machine (the first direction, the horizontal direction in FIG. 1), and the front-rear direction is the horizontal direction as viewed from the operator (see above). 3, the left and right directions in FIG. 3 are on the left side, and the up and down direction is the vertical direction (corresponding to the second direction), and the front and rear direction, the left and right direction, and the up and down direction are three directions orthogonal to each other. is there.
ベース１は、台板１１と、台板１１より低い高さで台板１１の前方に位置するエプロン１２とを備えている。ベース１には、、台板１１の手前両側に左右の支柱１３が立設され、この左右の支柱の上端を繋ぐ上桁１４が設けられている。台板１１の上部には、左右ガイド２１と左右送りねじ２２とが配置され、第１移動台２が左右ガイド２１に案内されかつ左右送りねじ２２に螺合して、左右送りねじ２２を回転駆動するサーボモータ２３により、左右方向に移動位置決め可能に搭載されている。
The
左右移動台２の上部には、前後ガイド３１と前後送りねじ（図示されていない）とが配置され、機械正面から見て背の高い矩形の前面を備えた前後移動台３が前後ガイド３１に案内され、かつサーボモータ３３で回転駆動される前後送りねじに螺合して、前後方向に移動位置決め自在に搭載されている。
A front /
前後移動台３の前面には、上下ガイド４１と上下送りねじ（図示されていない）とが配置され、上下移動台４が上下ガイド４１に案内され、かつサーボモータ４３で回転駆動される上下送りねじに螺合して、上下方向に移動位置決め自在に装着されている。
A
上下移動台４には、前後方向の短い角筒状の支持筒４５が前方に突出した構造で設けられている。この支持筒４５の前面には、工具主軸台５が前後方向の軸回りに旋回自在に搭載されている。工具主軸台５の旋回支持機構及び旋回用サーボモータは、支持筒４５内に設けられている。工具主軸台５には、回転工具軸５１がその工具把持端を下方に向けて前後方向と直交する方向にして軸支されている。工具主軸５１の回転駆動機構は、工具主軸台５内に設けられている。
The vertical moving table 4 is provided with a structure in which a rectangular tube-
ベース１の左右に立設した支柱１３の前面には、ＡＴＣの支持部材１５が固定されている。この支持部材１５は、支柱１３の手間側で左右方向内側に延び、その内側端から前方に延びて、この手前に延びた部分に、工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒと工具交換装置７２Ｌ、７２Ｒとが装着されている。左右のＡＴＣ７Ｌ、７Ｒは、工具主軸５１の左右方向の移動領域の両側の上方部に位置している。図の工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒは、左右方向の軸回りに回転して工具を選択する円板構造のもので、ベースとなる円板７３の外側面（反工具主軸側の面）の円周上に工具を左右方向にして保持する多数の工具保持部７４を備えている。各工具保持部７４は、最下端に回動した位置で保持した工具の方向を下方に向ける方向変換機構を備えている。
An
工具交換装置７２Ｌ、７２Ｒは、両端にハンド７７を備え、中央を上下方向の旋回軸７６に固定されて当該旋回軸回りに１８０度旋回することにより、工具主軸５１と工具マガジン７１Ｌ、７１Ｒの下端で下方を向いた工具保持部との間で工具を交換する。工具交換時には、工具主軸５１が左又は右かつ上方に移動して、工具把持端を工具交換位置に位置決めし、１８０度旋回する工具交換腕７５の一方のハンドで工具主軸５１に装着された工具を把持し、他方のハンドで工具マガジンの下端で下方を向いた工具を把持して、下降して両工具を抜取り、１８０度旋回し、上昇して両工具を差込むことにより、工具交換を行う。
The
左右の支柱１３と前後移動台３との間には、左右移動台２に固定した図示しないブラケットにそれぞれの固定縁（外側の縁）の下部と移動縁（内側の縁）の下部とを固定して、左右の左右伸縮カバー２４、２４が設けられている。左右の左右伸縮カバー２４、２４の移動縁相互の間には、その左右方向両側縁を左右の左右伸縮カバー２４、２４の移動縁に上下方向に摺動自在にして、角枠３５が装着されている。前述の支持筒４５は、この角枠３５を前後方向に摺動自在に貫通している。角枠３５の下方には、下縁をその両側の左右伸縮カバーの移動縁に固定し上縁を角枠３５に固定した下上下伸縮カバー４６Ｄが設けられ、角枠３５の上方には、上縁をその両側の左右伸縮カバーの移動縁に固定し下縁を角枠３５に固定した上上下伸縮カバー４６Ｕが設けられている。
Between the left and
すなわち、加工室１８と工具主軸側の機械室１７とを遮蔽する遮蔽カバー１６は、両側の支柱１３の間に平面的に配置された左右の左右伸縮カバー２４、２４と、下上下伸縮カバー４６Ｄと、上上下伸縮カバー４６Ｕとで形成され、これらの伸縮カバーで支持された角枠３５を摺動自在に貫通する支持筒４５の前面に、工具主軸台５が前後方向の軸回りに旋回自在に装着されている。左右伸縮カバー２４、２４及び上下の上下伸縮カバー４６Ｄ、４６Ｕは、複数枚のスライド板からなる構造やジャバラ構造で、支持筒４５の左右方向の移動に伴って左右の左右伸縮カバー２４、２４が伸縮し、支持筒４５の上下方向の移動に伴って上下の上下伸縮カバー４６Ｄ、４６Ｕが伸縮する。支持筒４５は、角枠３５との間で摺動することにより、前後方向に移動する。
That is, the shielding
すなわち、加工室１８と工具主軸側の機械室１７を遮蔽する遮蔽カバー１６は、ＡＴＣ７Ｌ、７Ｒの支持部材１５の後方に前後方向の位置を定位置にして形成されている。工具主軸５１の前後方向移動の原点位置では、角枠３５が支持筒４５の前後方向中央に位置し、工具主軸５１は、支持筒４５の長さ分だけ前後方向に移動可能である。
That is, the shielding
前後方向移動の原点位置における工具主軸５１の直下の位置に左右方向のワーク軸線ａが設定され、その両側であるＡＴＣ７Ｌ、７Ｒの下方の位置に左ワーク主軸台６Ｌと右ワーク主軸台６Ｒとが配置されている。左ワーク主軸台６Ｌは、エプロン１２に固定して設けられており、右ワーク主軸台６Ｒは、左右方向の主軸ガイド６３に案内されて、かつ同方向の主軸送りねじ６４に螺合して、主軸送りねじ６４を回転駆動するサーボモータで左右方向に移動位置決め可能である。
A workpiece axis a in the left-right direction is set at a position directly below the
左右のワーク主軸台６Ｌ、６Ｒには、それぞれの主軸モータ６５、６５で回転駆動されるワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒがワーク軸線ａ回りに回転位置決め可能に、かつそのワーク把持端６６Ｌ、６６Ｒを対向させて設けられている。ワーク軸線ａの直下の位置にこれと平行なタレット割出軸を有するタレット刃物台８が配置されている。すなわち、前後方向の移動原点に位置する工具主軸５１の軸心とワーク軸線ａとタレット８１の割出回転軸とは、同一鉛直面内に位置する。
The
タレット刃物台８は、従来の旋盤におけるものと同様な構造により、左右及び上下方向に移動位置決めされ、そのタレット８１は、割出軸ｂ回りに割出し回転されて、使用する工具をワーク軸線ａ側に割出す。工具主軸５１及びタレット８１は、左右のワーク主軸６１Ｌ、６１Ｒに把持されたワークの加工が可能な左右方向の移動ストロークを備えている。
The
次に、図３を参照して、工具主軸５１の加工動作について説明する。ワークに対する加工が左ワーク主軸側から行われるとして、まず工具主軸台５が左移動し、かつ上動して左工具交換装置７２Ｌの工具交換位置に位置決めされる。そして、工具主軸に最初に使用する工具Ｌ１を装填し、左ワーク主軸６１Ｌの前工程（タレット刃物台との間で行われる加工や左ワーク主軸へのワークのローディング）の終了を待つ。
Next, the machining operation of the
待機時に前工程の動作完了信号を受けたら（加工完了信号を既に受けていれば待機することなく）、工具Ｌ１での加工を開始し、必要に応じて工具を交換しながら左ワーク６７Ｌの加工を行う。そして、左ワーク６７Ｌに対する工具主軸５１による一連の加工が終了したら、当該時点で工具主軸５１に装着されている工具Ｌｎを左工具マガジン７１Ｌに戻し、次に行う加工のプログラムを読み込む。
When the operation completion signal of the previous process is received during standby (without waiting if the machining completion signal has already been received), machining with the tool L1 is started, and machining of the
読み込んだプログラムが右ワーク６７Ｒの加工プログラムであれば、まず、工具主軸台５を右移動かつ上動して、右工具交換装置７２Ｒの工具交換位置に位置決めし、最初に使用する工具Ｒ１を受け取る。そして、右ワーク主軸からの前工程の動作完了信号を待ち、動作完了信号を受けたら、工具Ｒ１での加工を行い、適時工具を交換しながら右ワーク６７Ｒの加工を行う。このようにして右ワーク６７Ｒに対する一連の加工が終了したら、そのとき装着されている工具Ｒｎを右工具マガジン７１Ｒに返却し、次工程の加工プログラムを読み込む。
If the read program is a machining program for the
上記の動作を繰り返すことにより、工具主軸５１は、左ワーク６７Ｌと右ワーク６７Ｒとの間を移動し、かつ適時工具を交換しながら、左右のワークの加工を行う。工具主軸５１が、左右のワークの一方を加工している間、他方のワークは、タレット刃物台８との間での旋削加工を行う。タレット刃物台８が小径の回転工具を装着可能な刃物台であれば、旋削加工と共にねじ孔などの加工をタレット刃物台８側で行うことができる。
By repeating the above operation, the
上記の１個の工具主軸５１による左右２個のワークに対する加工手順で理解されるように、この発明の複合工作機械は、工具マガジンを左右のそれぞれの側のワーク主軸の上方に備えているため、左ワークを加工する工具を左工具マガジンに収容し、右ワークを加工する工具を右工具マガジンに収容することにより、それぞれのワークに対する工具交換を含む加工プログラムを定型化してプログラムミスが起りにくいものにすることができると共に、一連の加工の途中で行われる工具交換動作時の工具主軸台５の移動距離が短くなり、従って、工具交換時のロス時間を大幅に低減できる。
As can be understood from the machining procedure for the left and right workpieces by the
更に、一方のワークを加工しているとき、反対側の工具マガジンは動作を停止しているから、この間に必要に応じて停止している側の工具マガジンに装填されている工具の交換やメンテナンスを機械を停止させないで行うことができる。 In addition, when machining one workpiece, the tool magazine on the opposite side stops operating. During this time, replacement and maintenance of the tool loaded in the tool magazine on the other side is stopped as necessary. Can be performed without stopping the machine.
なお、この発明の複合工作機械では、それぞれの側のワークを加工する工具をそれぞれの側の工具マガジンに収容するのが基本であるが、一方のワークで使用する工具の種類が多くて、片側の工具マガジンに収容しきれないときは、反対側の工具マガジンに余裕があれば、反対側の工具マガジンに収容しておくことも可能であるから、機械設置時には想定していなかった特殊なワークの加工にも対応可能であるという特徴がある。 In the multi-task machine tool of the present invention, it is basic that the tool for processing the workpiece on each side is accommodated in the tool magazine on each side, but there are many types of tools used on one workpiece, If the tool magazine on the opposite side has room, it can be stored in the tool magazine on the opposite side. It has the feature that it can also be used for machining.
１ 機械ベース
２ 第１移動台（左右移動台）
３ 第３移動台（前後移動台）
４ 第２移動台（上下移動台）
５ 工具主軸台
８ タレット刃物台
13 支柱
15 支持部材
16 遮蔽カバー
24 左右伸縮カバー
45 筒体
46D,46U 上下伸縮カバー
51 工具主軸
61L,61R ワーク主軸
71L,71R 工具マガジン
72L,72R 工具交換装置
81 工具タレット
1
3 Third platform (front / rear platform)
4 Second moving table (up and down moving table)
5
13 Prop
15 Support member
16 Shielding cover
24 Left and right extendable cover
45 cylinder
46D, 46U Vertical expansion / contraction cover
51 Tool spindle
61L, 61R Work spindle
71L, 71R Tool magazine
72L, 72R Tool changer
81 Tool turret
Claims (5)
前記工具主軸は、水平方向の第１方向に移動位置決めされる第１移動台(2)、前記第１と直交して下向き方向をワークに対する工具の切込み方向とする第２方向に移動位置決めされる第２移動台(4)、これら両方向に直交する第３方向に移動位置決めされる第３移動台(3)及び前記第３方向の軸回りに旋回位置決めされる工具主軸台(5)を介して、前記第１方向と第２方向とを含む平面と平行に下向きに軸支され、
前記工具マガジンは、前記工具主軸台の移動領域の前記第１方向両側に配置され、
前記２個のワーク主軸は、少なくとも一方を他方に対して前記第１方向に近接離隔移動可能にして、前記２個の工具マガジンのそれぞれ下方に、その工具把持端を同一軸線上で対向させて前記第１方向に軸支され、
前記タレット刃物台(8)は、前記ワーク主軸を設けた軸線の前記第２方向下方に、工具タレット(81)の割出軸(b)を前記第１方向にして設けられている、複合工作機械。 One tool spindle (51), two tool magazines (71L, 71R) for storing tools to be mounted on the tool spindle, and a tool for exchanging tools between each tool magazine and the tool spindle An exchange device (72L, 72R), two work spindles (61L, 61R), and a turret tool post (8),
The tool spindle is moved and positioned in a first moving table (2) that is moved and positioned in a first horizontal direction, and in a second direction that is perpendicular to the first and that has a downward direction as a cutting direction of the tool with respect to the workpiece. Via a second moving table (4), a third moving table (3) that is moved and positioned in a third direction orthogonal to these two directions, and a tool spindle table (5) that is swiveled and positioned around the axis in the third direction , And is pivotally supported downward in parallel with a plane including the first direction and the second direction,
The tool magazine is disposed on both sides in the first direction of the movement region of the tool head stock,
The at least one of the two work spindles can be moved close to and away from the other in the first direction, and the tool gripping ends thereof are opposed to each other on the same axis below the two tool magazines. Pivotally supported in the first direction,
The turret tool post (8) is provided with the indexing shaft (b) of the tool turret (81) in the first direction below the second direction of the axis on which the work spindle is provided. machine.
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