JP2014065133A - 平行２軸複合工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 旋削加工の他にミリング加工等の切削加工も可能で、かつ切削加工を行う工具支持体に複数の回転工具を取付可能でありながら、構成が簡単な平行２主軸複合工作機械を提供する。
【解決手段】 工具支持体６と、この工具支持体６の左右両側にあって、互いに軸心が平行で、ワークＷを保持可能な左右の主軸５Ｌ，５Ｒと、左右の主軸５Ｌ，５Ｒの並びの左右外側にそれぞれ配された工具支持体７Ｌ，７Ｒと、複数の待機用の回転工具Ｔ２を保持し、そのうちの任意の一つの回転工具Ｔ２を工具交換位置へ割り出す二つの工具マガジン８Ｌ，８Ｒとを備える。左右の主軸５Ｌ，５Ｒは、それぞれ左右に移動自在に設けられ、主軸移動機構９により左右に進退させられる。工具支持体７Ｌ，７Ｒは、回転工具Ｔ２を支持して回転させる単一のスピンドルヘッドである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ワークを保持する主軸を互いに平行に２軸有する平行２軸複合工作機械に関する。

ワークを保持する主軸を互いに平行に２軸有する平行２軸旋盤において、各主軸専用の２つの工具支持体とは別に、これら２つの主軸間に、どちらの主軸に保持されているワークに対しても加工することが可能な３つ目の工具支持体を設けたものが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の平行２軸旋盤の場合、３つの工具支持体は互いに独立して主軸の並び方向に移動可能とされている。

特開平３−２３４４０２号公報

上記従来の３つの工具支持体を備えた平行２軸旋盤は、３つ工具支持体をそれぞれ独立して移動させるため、そのための機構が複雑であった。また、従来の平行２軸旋盤は、両側の工具支持体に多くの種類の回転工具を取り付けることができなかったため、多様な加工を行うことができなかった。

この発明の目的は、旋削加工の他にミリング加工等の切削加工も可能で、かつ切削加工を行う工具支持体に複数の回転工具を取付可能でありながら、構成が簡単な平行２主軸複合工作機械を提供することである。
この発明の他の目的は、切削加工を行う工具支持体を、角度変更の精度が良く、安価に製作可能とすることである。
この発明のさらに他の目的は、二つの主軸に対してワークを効率良く搬入出できるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、ワークの両端を加工可能とすることである。

この発明の平行２主軸複合工作機械は、第１の工具支持体と、この第１の工具支持体の左右両側にあって、互いに軸心が平行で、それぞれ左右に移動自在に設けられ、ワークを保持可能な左右の主軸と、前記左右の主軸の並びの左右外側にそれぞれ配された第２および第３の工具支持体と、これら第２および第３の工具支持体にそれぞれ着脱自在に取り付けられる複数の待機用の回転工具を保持し、そのうちの任意の一つの回転工具を、前記第２および第３の工具支持体との間で回転工具の交換を行うための工具交換位置へ割り出す二つの工具マガジンとを備え、前記第２および第３の工具支持体は、回転工具を支持して回転させる単一のスピンドルヘッドである。

この構成であると、左の主軸を左右に移動させることで、左の主軸に保持されたワークに対して、両側にそれぞれ位置する第１の工具支持体および第２の工具支持体の両方またはいずれかにより加工を行う。同様に、右の主軸を左右に移動させることで、右の主軸に保持されたワークに対して、両側にそれぞれ位置する第１の工具支持体および第３の工具支持体の両方またはいずれかにより加工を行う。第２および第３の工具支持体は単一のスピンドルヘッドであるため、左右の主軸にそれぞれ保持されたワークのいずれについても、第１の工具支持体による非回転工具等を用いた旋削加工と、第２または第３の工具支持体による回転工具を用いた切削加工との両方が可能である。第２および第３の工具支持体に対応させて二つの工具マガジンが設けられているため、各工具支持体に複数の回転工具を取り付けることができ、多様な加工を行える。なお、第１の工具支持体に回転工具を持たせてもよい。

また、特許文献１に記載の従来機械が３つの工具支持体を移動させるのに対し、この発明の平行２主軸複合工作機械は、２つの主軸を移動させる構成であるため、構成が簡単である。

この発明において、前記第２および第３の工具支持体は、上面が水平面状で前記主軸側となる側方に開放空間が広がる支持部の上に、前記開放空間に中心が位置する円弧軌跡に沿って旋回自在に支持され、刃部が前記開放空間に突出するように前記回転工具を支持する構成としてもよい。

この構成であると、左右の主軸に保持されたワークに対して、第２、第３の工具支持体に取り付けられた回転工具により切削加工を行う。回転工具は刃部が主軸側となる側方に広がる開放空間に突出するように第２、第３の工具支持体に支持されているため、切削加工により発生した切屑を第２、第３の工具支持体および他の機械部分と干渉させずに円滑に排出させることが可能である。

ワークに対する回転工具の角度変更は、開放空間に中心が位置する円弧軌跡に沿って第２、第３の工具支持体を旋回させることにより行う。このようにして回転工具の角度を変更すると、変更前と変更後とで回転工具の刃部の位置はほとんど変わらない。そのため、回転工具の角度変更に伴うワーク保持部の移動ストロークが小さくて済み、加工能率を向上させることができる。

この発明において、前記左右の主軸に対してワークを搬入出するローダを設けてもよい。この場合、左右の主軸に対するワークの搬入出を効率良く行える。

上記構成において、ワークの向きを反転させる反転機能を有し、前記ローダに対してワークの受け渡しを行う反転させるワーク反転装置を設けてもよい。この場合、ワークの両端を加工することが可能となる。

この発明の平行２主軸複合工作機械は、第１の工具支持体と、この第１の工具支持体の左右両側にあって、互いに軸心が平行で、それぞれ左右に移動自在に設けられ、ワークを保持可能な左右の主軸と、前記左右の主軸の並びの左右外側にそれぞれ配された第２および第３の工具支持体と、これら第２および第３の工具支持体にそれぞれ着脱自在に取り付けられる複数の待機用の回転工具を保持し、そのうちの任意の一つの回転工具を、前記第２および第３の工具支持体との間で回転工具の交換を行うための工具交換位置へ割り出す二つの工具マガジンとを備え、前記第２および第３の工具支持体は、回転工具を支持して回転させる単一のスピンドルヘッドであるため、旋削加工の他にミリング加工等の切削加工も可能で、かつ切削加工を行う工具支持体に複数の回転工具を取付可能でありながら、構成が簡単である。

前記第２および第３の工具支持体は、上面が水平面状で前記主軸側となる側方に開放空間が広がる支持部の上に、前記開放空間に中心が位置する円弧軌跡に沿って旋回自在に支持され、刃部が前記開放空間に突出するように前記回転工具を支持する場合は、第２および第３の工具支持体を、角度変更の精度が良く、安価に製作可能である。

前記左右の主軸に対してワークを搬入出するローダを設けた場合は、左右の主軸に対してワークを効率良く搬入出できる。

ワークの向きを反転させる反転機能を有し、前記ローダに対してワークの受け渡しを行うワーク反転装置を設けた場合は、ワークの両端を加工可能となる。

この発明の一実施形態にかかる平行２主軸複合工作機械の全体斜視図である。 同平行２主軸複合工作機械システムの要部の斜視図である。 同平行２主軸複合工作機械の切削加工機構の一部を破断して表わした斜視図である。 同切削加工機構の平面図である。 同切削加工機構の旋回駆動機構の破断側面図である。 同旋回駆動機構の一部の平面図である。 同切削加工機構の第３の工具支持体の旋回動作を示す説明図である。 同平行２主軸複合工作機械の工具マガジンおよびローダを示す側面図である。 図８の部分拡大図である。 この発明の異なる実施形態にかかる平行２主軸複合工作機械の全体斜視図である。

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、この平行２主軸複合工作機械は、工作機械本体１と、この工作機械本体１にワークＷを搬入出するローダ２と、ワークＷの向きを反転させるワーク反転装置３とを備える。

工作機械本体１は、ワークＷを保持して回転する左右の主軸５Ｌ，５Ｒと、これら主軸５Ｌ，５Ｒに保持されたワークＷに対して加工を行う３つの工具支持体６，７Ｌ，７Ｒとを備える。第１の工具支持体６は、左右の主軸５Ｌ，５Ｒ間に配置され、第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒは左右の主軸５Ｌ，５Ｒの並びの左右外側にそれぞれ配置されている。他に、第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒにそれぞれ着脱自在に取り付けられる複数の待機用の回転工具Ｔ２を保持する工具マガジン８Ｌ，８Ｒが、第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒに対応させて工作機械本体１の上部に二つ設けられている。

左右の主軸５Ｌ，５Ｒはいずれも、軸心Ｃ１（Ｃ軸）を前後に向けて設けられており、その前端にワークＷを把持するチャック１０を有する。各主軸５Ｌ，５Ｒは、主軸台１１，１１にそれぞれ回転自在に支持されて、サーボモータ等の回転駆動源（図示せず）により回転させられ、任意の回転位相で停止可能である。各主軸台１１は、主軸移動機構９により左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）に進退可能である。

主軸移動機構９は、図２に示すように、ベッド１２に設置したＸ軸レール１３に沿ってＸ軸移動台１４を移動自在に設け、このＸ軸移動台１４に設置したＺ軸レール１５に沿ってＺ軸移動台１６を移動自在に設け、このＺ軸移動台１６の上に主軸台１１を設置してある。そして、Ｘ軸駆動機構（図示せず）およびＺ軸駆動機構（図示せず）により、Ｘ軸移動体１４およびＺ軸移動台１６をそれぞれ駆動させる。Ｘ軸駆動機構およびＺ軸駆動機構は、例えばサーボモータ等の回転駆動源と、この回転軸駆動源の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構等の運動変更機構とからなる。

図１、図２において、第１の工具支持体６はタレット式であり、ベッド１２に固定の刃物台支持台１７に対して前後方向の軸心回りに回動自在に設置され、外周に取り付けた複数の非回転工具Ｔ１のうち任意の一つが左の主軸５Ｌ用の切削位置ＳＬまたは右の主軸５Ｒ用の切削位置ＳＲに割り出される。第１の工具支持体６には主にバイト等の非回転工具Ｔ１が取り付けられるが、第１の工具支持体６の外周の一部に回転工具Ｔ２を取り付けてもよい。前記切削位置ＳＬ，ＳＲの下方は、それぞれベッド１２の上面に形成された切屑受け用の凹部１２ａとなっている。なお、図２では、第１の工具支持体６の外周における切削位置ＳＬ，ＳＲに位置する箇所にだけ非回転工具Ｔ１が取り付けられた状態を示している。

第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒは、互いに左右対称の配置であることを除けば同じ構造であるので、以下、図２ないし図６と共に、第３の工具支持体７Ｒを例にとって説明する。

第３の工具支持体７Ｒは、回転工具Ｔ２を保持して回転させるスピンドルヘッドである。第３の工具支持体７Ｒは、水平に支持された回転自在なスピンドル１９（図５）を内部に有し、このスピンドル１９の前記主軸５Ｒ側の端部にコレットチャック等のチャック２０（図２）が設けられている。回転工具Ｔ２は、工具刃体Ｔ２ａ（図５）をホルダＴ２ｂ（図５）により保持したものであり、前記チャック２０にホルダＴ２ｂのシャンク部Ｔ２ｂａを把持させることにより、工具刃体Ｔ２ａがスピンドル１９と一体に回転可能に連結される。スピンドル１９は、回転駆動源２１により回転させられる。

上記第３の工具支持体７Ｒは、切削加工機構２２の一構成要素を成す。切削加工機構２２は、第３の工具支持体７Ｒと、この第３の工具支持体７Ｒを間接的に支持するフレーム２３と、第３の工具支持体７Ｒを定められた円弧軌跡Ｋ（図４）に沿って旋回させる旋回駆動機構２５と、第３の工具支持体７Ｒを昇降させる昇降機構２６とで構成される。上記ワークＷは、第３の工具支持体７Ｒに対応する右の主軸５Ｒに保持されたワークＷのことである。

図３および図４に示すように、フレーム２３は、ベッド１２（図１、図２）上に固定して設置された固定フレーム２７と、この固定フレーム２７に設けた昇降ガイド２７ａに沿って昇降自在に支持された昇降フレーム２８とからなる。昇降フレーム２８は、上面が水平面状の支持部２８ａを有し、この支持部２８ａの主軸５Ｒ側となる側方に開放空間Ｅ（図４）が広がるように配置されている。すなわち、支持部２８ａは平面形状が略Ｌ字形で、この支持部２８ａのＬ字の内側部分となる側方が開放空間Ｅとなっている。開放空間Ｅは、特に説明した物のほかに器物が存在しない空間を言う。この例では、主軸５のチャック１０、このチャック１０に把持されたワークＷ、第３の工具支持体７Ｒ、およびこのこの第３の工具支持体７Ｒに取り付けられた回転工具Ｔ２以外が存在しない空間を指す。開放空間Ｅの下方は、前記切屑受け用の凹部１２ａである。

図４および図５に示すように、前記支持部２８ａの上面には、前記円弧軌跡Ｋと平行かつ互いに同心で曲率半径が異なる二つの凸条の円弧ガイド３０，３１が設けられている。これら円弧ガイド３０，３１の円弧中心、言い換えると円弧軌跡Ｋの中心Ｏ（図４）は、前記開放空間Ｅ内に位置している。図示の切削加工機構２２の場合、円弧軌跡Ｋの中心Ｏから見て円弧軌跡Ｋの始端Ｋａは前方に位置し、かつ円弧軌跡Ｋの終端Ｋｂは右側方に位置し、中心Ｏから見た始端Ｋａと終端Ｋｂ間の位相角は９０°である。そして、
各円弧ガイド３０，３１により、旋回台３２が円弧軌跡Ｋに沿って旋回自在に支持されている。

前記旋回駆動機構２５は、ワークＷに対する回転工具Ｔ２の平面角度を変更するための機構であり、前記円弧ガイド３０，３１、ボールねじ機構３５、回転駆動源３６、進退動作伝達機構３７、およびその他で構成される。ボールねじ機構３５は、前記円弧軌跡Ｋの始端Ｋａと終端Ｋｂを結ぶ直線と略平行に、前記支持部２８ａの下方で昇降フレーム２８に設けられたねじ軸３５ａと、このねじ軸３５ａに螺合するナット３５ｂとからなる。ナット３５ｂ自体、またはこのナット３５ｂと一体に設けられた部材にスプライン孔（図示せず）が形成され、このスプライン孔に、ねじ軸３５ａと平行に設けたスプライン軸３８が嵌合することで、ナット３５ｂが軸方向に案内されている。回転駆動源３６は、例えばサーボモータからなり、タイミングベルト装置３９等を介してねじ軸３５ａを回転させる。進退動作伝達機構３７は、前記ナット３５ｂの軸方向の移動を伝達するが軸方向と直交する方向の動作を自在として、第３の工具支持体７Ｒの円弧軌跡Ｋに沿う方向の移動を可能とする機構である。

図５および図６に示すように、進退動作伝達機構３７は、具体的には、ナット３５ｂの上面に設けられねじ軸３５ａと直交する方向に延びる溝状の直線ガイド４１と、旋回台３２に固定された垂下部材４２の下端に設けられ、前記直線ガイド４１に対して溝の長さ方向に摺動自在かつ鉛直軸心回りの角度姿勢を変更可能なスライド部材４３とを有する。垂下部材４２は、前記支持部２８ａにおける二つの円弧ガイド３０，３１の間に設けられた上下方向の貫通孔４４を通って下方に延びている。スライド部材４３は、例えば転がり軸受からなる。

回転駆動源３６によりねじ軸３５ａを回転させると、ナット３５ｂがねじ軸３５ａに沿って移動する。ナット３５ｂは、円弧軌跡Ｋに沿う移動が可能な旋回台３２に、進退動作伝達機構３７を介して連結されている。進退動作伝達機構３７は、直線ガイド４１に対してスライド部材４３が溝の長さ方向に摺動することで、旋回台３２およびスピンドルヘッド７をねじ軸３５ａと直交する方向に動作させ、かつ直線ガイド４１に対してスライド部材４３が鉛直軸心回りの角度姿勢を変更することで、旋回台３２および第３の工具支持体７Ｒの平面角度を変更する。これにより、ナット３５ｂの直線に沿う進退動作を、旋回台３２および第３の工具支持体７Ｒに対して、円弧軌跡Ｋに沿う進退動作として伝達する。この進退動作伝達機構３７の構成は、比較的簡素でありながら、進退動作の伝達を確実に実現できる。

この切削加工機構２２では、進退動作伝達機構３７により第３の工具支持体７Ｒ（この実施形態では旋回台３２）に対して力を与える力点、すなわち第３の工具支持体７Ｒ（旋回台３２）に対する垂下部材４２の結合箇所が、第３の工具支持体７Ｒが円弧軌跡Ｋのいずれにある場合でも平面視で二つの円弧ガイド３０，３１の間で、スピンドルヘッド７の近傍に位置するように設計されている。

昇降機構２６は、固定フレーム２７に対して昇降フレーム２８を昇降させることで、第３の工具支持体７Ｒを昇降させる。具体的には、図２および図３に示すように、ボールねじ機構４５を用いた構成である。すなわち、固定フレーム２７の上部にサーボモータ等の回転駆動源４６を設け、この回転駆動源４６によりボールねじ機構４５の上下方向を向くねじ軸４５ａを回転させる。ボールねじ機構４５のナット４５ｂは昇降フレーム２８に固定されており、ねじ軸４５ａが回転することで昇降フレーム２８が昇降する。

工具マガジン８Ｌ，８Ｒもそれぞれ同じ構成であるので、ここでは右の工具マガジン８Ｒを例にとって説明する。
図２および図８に示すように、工具マガジン８Ｒは、水平に対して第３の工具支持体７Ｒ側が上向きになるように傾斜した旋回中心Ｃ２回りに旋回自在な工具保持本体部５０の外周部に、複数の待機用の回転工具Ｔ２をそれぞれ保持可能な複数の工具保持部５１を設けてなる。この実施形態では、前記旋回中心Ｃ２は、主軸５Ｒの軸心Ｃ１を含む鉛直な面と平行である。工具マガジン８Ｒの各工具保持部５１には主に回転工具Ｔ２が取り付けられるが、場合によっては非回転工具Ｔ１を取り付けてもよい。

前記各工具保持部５１は、前記旋回中心Ｃ２に対する半径方向の外側が開口した凹状であり、ばね等を用いて回転工具Ｔ２を弾性的に保持する。割出装置５２により工具保持本体部５０を旋回させて、各工具保持部５１に保持されている複数の待機用の回転工具Ｔ２のうちの任意の一つを工具交換位置Ｐへ割り出す。工具交換位置Ｐは、第３の工具支持体７Ｒと工具マガジン８Ｒとの間で回転工具Ｔ２の交換を行うための位置であり、この位置では回転工具Ｔ２が水平姿勢となる。言い換えると、工具交換位置Ｐで回転工具Ｔ２が水平姿勢となるように、各工具保持部５１に保持された各回転工具Ｔ２の中心軸が前記旋回中心Ｃ２に対して傾いている。

工具マガジン８Ｒは、工作機械本体１の上部に配置されており、マガジン案内手段５３により工具交換位置Ｐに位置する回転工具Ｔ２の中心軸と平行すなわち前後に進退自在に案内され、位置切換手段５４により前方の交換時位置Ｑ１（実線で示す）と後方の待機時位置Ｑ２（鎖線で示す）との間で位置切換される。この実施形態では、マガジン案内手段５３は、左右水平フレーム５５に吊り下げ状態で固定された左右の支持部材５６にそれぞれ前後一対の案内部材５３ａに設け、工具マガジン８Ｒが取り付けられたマガジン取付フレーム５７の左右側面に前後レール５３ｂをそれぞれ設置し、前記案内部材５３ａで前記前後レール５３ｂを摺動自在に吊り下げ保持した構成である。また、位置切換手段５４は、前記マガジン取付フレーム５７に設置した位置切換モータ５４ａの駆動で支持部材５６に対してマガジン取付フレーム５７を前後に進退させる構成である。

第３の工具支持体７Ｒと工具マガジン８Ｒとの間での回転工具Ｔ２の交換は、次のように行われる。まず、工具マガジン８Ｒの空の工具保持部５１を工具交換位置Ｐに割り出し、その状態で、工具マガジン８Ｒを交換時位置Ｑ１まで前進させる。次に、第３の工具支持体７Ｒを円弧軌跡Ｋの始端Ｋａ（図４）に位置させて前後を向く姿勢とした後、昇降装置２６により昇降範囲の上端に位置させる。これにより、第３の工具支持体７Ｒに保持されている回転工具Ｔ２が、工具マガジン８Ｒの工具交換位置Ｐに位置する工具保持部５１に嵌り込んで、同工具保持部５１に保持される。図８はこのときの状態を示す。工具保持部５１が回転工具Ｔ２を保持した後、第３の工具支持体７Ｒはチャック２０を開いて回転工具Ｔ２を解放する。

次に、工具マガジン８Ｒが待機時位置Ｑ２まで後退し、工具保持本体部５０を旋回中心Ｃ２回りに回転させて、次回使用する回転工具Ｔ２を工具交換位置Ｐ２に割り出す。その後、工具マガジン８Ｒが交換時位置Ｑ１まで前進する。それにより、次回使用する回転工具Ｔ２が第３の工具支持体７Ｒのチャック２０に挿入され、チャック２０は回転工具Ｔ２を把持する。その状態で第３の工具支持体７Ｒが下降することにより、回転工具Ｔ２が工具保持部５１から外れる。

図１、図２および図８に示すように、ローダ２は、工作機械本体１の左右両側に設置された素材供給部および製品搬出部（図示せず）と、工作機械本体１の主軸５Ｌ，５Ｒと、ワーク反転装置３との間でワークＷの受け渡しをする。この実施形態のローダ２はガントリ式であり、レール６１上を左右に走行する走行体６２と、この走行体６２に対し前後に進退自在な前後進退台６３と、この前後進退台６３に対して昇降自在な昇降ロッド６４と、この昇降ロッド６４の下端に設けられたローダヘッド６５とを備える。レール６１は、前記左右水平フレーム５５の上に設置されている。

ローダヘッド６５は、下端に下向き姿勢および横向き姿勢の２つのローダチャック６６Ａ，６６Ｂを有する。これら２つのローダチャックチャック６６Ａ，６６Ｂは、ローダヘッド６５の固定部６５ａに対して傾斜軸心６７回りに回動自在な回転部６５ｂに設置されており、回転部６５ｂを１８０°回転させることで、互いの姿勢が切換えられる。

ローダ２は、昇降ロッド６４を昇降範囲の上部に上昇させた状態で左右に走行させる。そのとき、ローダヘッド６５が図８の部分拡大図である図９に示す位置を通過するように、工具マガジン８Ｒ（８Ｌ）とローダ２の位置、大きさの関係が定められている。すなわち、ローダヘッド６５の少なくとも一部が、工具マガジン８Ｒ（８Ｌ）の傾斜した旋回中心Ｃ２を含む鉛直面内における、工具マガジン８Ｒ（８Ｌ）の上端８ａと下端８ｂとを結ぶ傾斜直線Ｌ１と、前記上端８ａを通る水平な直線Ｌ２と、前記下端８ｂを通る鉛直方向の直線Ｌ３とで囲まれる三角形状の領域６８を通過する。

ワーク反転装置３は、図１に示すように、左右水平フレーム５５に取り付けられて、主軸５の上方に配置されている。ワーク反転装置３は、左右横並びの２つの反転用チャック７１Ａ，７１Ｂを有する。これら反転用チャック７１Ａ，７１Ｂは、共に前向きの姿勢（図示の姿勢）と互いに向き合う姿勢（図示せず）とに姿勢を切り換えられる。また、片方の反転用チャック７１Ｂは、左右方向ガイド７２に沿って移動自在である。

ワークＷの反転動作は、次のように行われる。すなわち、主軸５Ｌ，５Ｒに保持されたワークＷに対して非回転工具Ｔ１または回転工具Ｔ２により一端が加工されると、そのワークＷをローダ２の横向き姿勢のローダチャック６６Ｂが把持してワーク反転装置３まで搬送し、反転用チャック７１Ａに渡す。反転用チャック７１ＡがワークＷを受け取ると、各反転用チャック７１Ａ，７１Ｂが互いに向き合う姿勢に切り換わる。次いで、反転用チャック７１Ｂが反転用チャック７１Ａの方へ移動して、ワークＷの加工済み端を把持する。反転用チャック７１Ｂが元の位置に戻ってから、反転用チャック７１ＡがワークＷの未加工端を解放する。次いで、各反転用チャック７１Ａ，７１Ｂが共に前向きの姿勢に切り換わる。これら一連の動作により、ワークＷが表裏反転される。その後、表裏反転されたワークＷは、ローダ２により主軸５に戻される。

この平行２主軸複合工作機械は、ローダ２により工作機械本体１の主軸５Ｌ，５Ｒに素材ワークＷが搬入され、その素材ワークＷに対して、第１の工具支持体６の非回転工具Ｔ１により旋削加工を施すか、または第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒの回転工具Ｔ２によりミリング加工等の切削加工を施す。旋削加工に際しては、第１の工具支持体６の複数の非回転工具Ｔ１の中から加工内容に合った一つの非回転工具Ｔ１が割り出される。また、切削加工に際しては、加工内容に合わせて、工具マガジン８Ｌ，８Ｒに保持されている複数の待機用の回転工具Ｔ２のうち任意の一つが第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒに取り付けられる。

この構成であると、主軸移動機構９により左の主軸５Ｌを左右に移動させることで、左の主軸５Ｌに保持されたワークＷに対して、両側にそれぞれ位置する第１の工具支持体６および第２の工具支持体７Ｌの両方またはいずれかにより加工を行うことができる。同様に、主軸移動機構９により右の主軸５Ｒを左右に移動させることで、右の主軸５Ｒに保持されたワークＷに対して、両側にそれぞれ位置する第１の工具支持体６および第３の工具支持体７Ｒの両方またはいずれかにより加工を行うことができる。第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒは単一のスピンドルヘッドであるため、左右の主軸５Ｌ，５Ｒにそれぞれ保持されたワークＷのいずれについても、第１の工具支持体６による旋削加工と第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒによる切削加工の両方が可能である。第２および第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒに対応させて二つの工具マガジン８Ｌ，８Ｒが設けられているため、各工具支持体７Ｌ，７Ｒに複数の回転工具Ｔ２を交換して取り付けることができ、多様な加工を行える。

また、特許文献１に記載の従来機械が３つの工具支持体を移動させるのに対し、この平行２主軸複合工作機械は、２つの主軸５Ｌ，５Ｒを移動させる構成であるため、構成が簡単である。

ワークＷに対する回転工具Ｔ２の角度変更は、開放空間Ｅに中心Ｏが位置する円弧軌跡Ｋに沿って第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを旋回させることにより行う。このように回転工具Ｔ２の角度を変更すると、図７に示すように、変更前と変更後とで回転工具Ｔ２の刃部Ｔ２ａａの位置はほとんど変わらない。そのため、回転工具Ｔ２の角度変更に伴う主軸５Ｌ，５Ｒの移動ストロークが小さくて済み、加工能率を向上させることができる。

詳しくは、二つの円弧ガイド３０，３１により第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを円弧軌跡Ｋに沿って案内し、ボールねじ機構３５を用いた旋回駆動機構２５により第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを円弧軌跡Ｋに沿って旋回させるようにしたため、回転工具Ｔ２の角度変更の精度が良い。例えば、ウォームとウォームホイール等のギヤを用いた旋回駆動機構により第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを旋回駆動するのは、ギヤのバックラッシにより角度変更の精度に悪影響が出る。ローラを用いた旋回駆動機構の場合は、角度変更の精度を高く保つことができるが、構成部品が高価であるという問題がある。

また、進退動作伝達機構３７により第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒ（この実施形態では旋回台３２）に対して力を与える力点が、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒが円弧軌跡Ｋのいずれにある場合でも平面視で二つの円弧ガイド３０，３１の間で、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒの近傍に位置している。これにより、ボールねじ機構３５による駆動力が第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒに効率良く伝達され、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒがガタつきの少ないスムーズな動作を行なうことができる。

非回転工具Ｔ１および回転工具Ｔ２はその先端が前記切屑受け用の凹部１２ａの上方に突出するように第１の工具支持体６および第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒにそれぞれ保持されているため、加工により発生した切屑が切削加工機構２２および他の機械部分と干渉せずに円滑に排出され、前記凹部１２ａに落下する。そして、この凹部１２ａの下方に設置した切屑排出コンベア等の切屑排出手段（図示せず）により、切屑が工作機械本体１の外部へ排出される。

ワークＷの両端を共に加工する場合は、一端の加工が終了後、ワーク反転装置３によりワークＷを反転させて、他端の加工を行う。つまり、ワーク反転装置３を設けたことにより、ワークＷの両端を加工することが可能となっている。すべての加工が終了すると、ローダ２により主軸５Ｌ，５Ｒの加工済みワークＷを搬出する。ローダ２を設けたことで、主軸５Ｌ，５Ｒに対するワークＷの搬入出を効率良く行える。

先に説明したように、工具マガジン８Ｌ，８Ｒは、工具保持本体部５０の旋回中心Ｃ２が水平に対して第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒ側が上向きになるように傾斜している。そして、ワークＷの搬入出時、ローダヘッド６５が図９に示す位置を通過するように、ローダ２が走行する。上記のように工具マガジン８Ｌ，８Ｒを傾斜させたことにより、工作機械本体１の全高を低く抑えることが可能である。また、上記のようにローダ２を走行させることで、工具マガジン８Ｌ，８Ｒとローダ２との干渉を避けつつ、ローダ２を機械上部のなるべく低い高さ位置にコンパクトに配置することができる。それにより、主軸５Ｌ，５ＲとのワークＷの受渡し時、ワーク供給部からのワーク取上げ時、およびワーク搬出部へのワーク搬出時におけるローダヘッド６５の昇降距離が短くなり、作業効率が向上する。

また、工具マガジン８Ｌ，８Ｒとローダ２が干渉しないので、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒと工具マガジン８Ｌ，８Ｒとの間で回転工具Ｔ２を交換中にもローダ２を走行させることができる。工具マガジン８Ｌ，８Ｒが第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒに対して近づく動作および離れる動作を行うことで、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒと工具マガジン８Ｌ，８Ｒとが工具交換を行なうため、この工具交換動作をローダ２の動作と独立させて行うことができる。

さらに、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒは昇降可能で、昇降可能範囲の下部において回転工具Ｔ２によりワークＷに対して切削加工を行い、昇降可能範囲の上部において工具マガジン８Ｌ，８Ｒとの間で回転工具Ｔ２の交換を行う。これにより、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒが、ワークＷに対する切削加工、および工具マガジン８Ｌ，８Ｒとの回転工具Ｔ２の交換を効率良く行える。

図１０は、異なる実施形態を示す。この平行２主軸複合工作機械は、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを旋回させてワークＷに対する回転工具Ｔ２の平面角度を変更する旋回駆動機構を有しない形態であり、第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒの軸心が常に前後方向を向いている。第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒを昇降させる昇降機構２６は有している。

この平行２主軸複合工作機械も、前記実施形態と同様に、左右の主軸５Ｌ，５Ｒにそれぞれ保持されたワークＷのいずれについても、第１の工具支持体６による旋削加工と第２、第３の工具支持体７Ｌ，７Ｒによる切削加工の両方が可能であり、多様な加工を行える。また、２つの主軸５Ｌ，５Ｒを移動させるだけで加工を行う構成であるため、構成が簡単である。

１…工作機械本体
２…ローダ
３…ワーク反転装置
５Ｌ，５Ｒ…主軸
６…第１の工具支持体
７Ｌ…第２の工具支持体
７Ｒ…第３の工具支持体
８Ｌ，８Ｒ…工具マガジン
９…主軸移動機構
２３…フレーム
２７…固定フレーム
２８…昇降フレーム
２８ａ…支持部
３０，３１…円弧ガイド
Ｅ…開放空間
Ｋ…円弧軌跡
Ｏ…中心
Ｔ１…非回転工具
Ｔ２…回転工具
Ｔ２ａａ…刃部
Ｐ…工具交換位置
Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. 第１の工具支持体と、この第１の工具支持体の左右両側にあって、互いに軸心が平行で、それぞれ左右に移動自在に設けられ、ワークを保持可能な左右の主軸と、前記左右の主軸の並びの左右外側にそれぞれ配された第２および第３の工具支持体と、これら第２および第３の工具支持体にそれぞれ着脱自在に取り付けられる複数の待機用の回転工具を保持し、そのうちの任意の一つの回転工具を、前記第２および第３の工具支持体との間で回転工具の交換を行うための工具交換位置へ割り出す二つの工具マガジンとを備え、前記第２および第３の工具支持体は、回転工具を支持して回転させる単一のスピンドルヘッドである平行２主軸複合工作機械。
2. 前記第２および第３の工具支持体は、上面が水平面状で前記主軸側となる側方に開放空間が広がる支持部の上に、前記開放空間に中心が位置する円弧軌跡に沿って旋回自在に支持され、刃部が前記開放空間に突出するように前記回転工具を支持する請求項１記載の平行２主軸複合工作機械。
   
   
3. 前記左右の主軸に対してワークを搬入出するローダを設けた請求項１または請求項２記載の平行２主軸複合工作機械。
4. ワークの向きを反転させる反転機能を有し、前記ローダに対してワークの受け渡しを行うワーク反転装置を設けた請求項３記載の平行２主軸複合工作機械。

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