JP3918105B2

JP3918105B2 - 旋盤

Info

Publication number: JP3918105B2
Application number: JP05720399A
Authority: JP
Inventors: 隆彦小豆澤
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000246503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
たとえば、ＮＣ旋盤として、主軸と、心押軸と、複数の工具が取付けられかつこれらの工具を主軸軸線と平行な軸線の周りに旋回割出しするタレットとを備えており、主軸および心押軸のセンタをワークの両端に形成されたセンタ穴に挿入することにより心出しした状態でワークを主軸に固定し、主軸軸線方向であるＺ軸方向およびこれと直交するＸ軸方向に関しての主軸およびタレットの相対移動により、タレットに取付けられた工具によってワークに加工を施すものが知られている。
【０００３】
このようなＮＣ旋盤のワーク着脱は、通常ローダやロボットによって自動化仕様とされるが、ライン変更の容易さ、移設の容易さ、ワーク変更対応の容易さ等を考慮して、旋盤の加工室内にワーク仮置き台を設置し、ワーク仮置き台へのワークの乗せ卸しを作業者が行い、ワーク仮置き台から主軸へのワークの着脱のみ自動的に行う半自動化仕様も多く採用されている。
【０００４】
従来の半自動化仕様のＮＣ旋盤の場合、ワーク仮置き台は、タレットの工具取付けステーションのうちの空きステーションに着脱自在に固定されることが多い。
【０００５】
しかしながら、この形式の場合、ワークの径寸法が異なると、主軸および心押軸のセンタをワークの両端に形成されたセンタ穴に挿入するために仮置き台の高さを変更する必要がある。そして、仮置き台の高さを変更するためには、種々の高さのワーク仮置き台を用意しておき、ワークの径寸法に合わせてワーク仮置き台を交換する段取り替えで対応する必要があり、多種少ロット生産では段取り替えを頻繁に行わなければならず、その作業が面倒であるとともに、管理も繁雑であるという問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、ワークの径寸法が変更された場合にも、段取り替えの必要のない旋盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
この発明による旋盤は、主軸と、工具が取付けられたタレットを主軸軸線と平行な軸線の周りに旋回割出しする刃物台とを備えており、主軸軸線方向であるＺ軸方向およびこれと直交するＸ軸方向に関しての主軸および刃物台の相対的移動により、タレットに取付けられた工具によってワークに加工を施す旋盤であって、タレットに、ワーク仮置き台が、タレットの旋回軸線と平行な軸線の周りに揺動しうるように取付けられ、タレットに、タレットの旋回によりワーク仮置き台を揺動させる揺動手段が設けられるとともに、ワーク仮置き台の揺動によって、ワーク仮置き台の姿勢が一定に保たれるようになされ、主軸とタレットとのＸ軸方向の相対的移動およびタレットの旋回によって、ワーク仮置き台上に載置されるワークの軸線が、主軸へのワークの着脱時に常に主軸軸線上に来るようになされているものである。
【０００８】
この発明の旋盤によれば、主軸とタレットとをＸ軸方向に相対的に移動させるとともに、タレットを旋回させることによって、ワーク仮置き台上に載置されるワークの軸線を、、主軸へのワークの着脱時に常に主軸軸線上に来させることができるので、ワークの径寸法が変更になった場合にも、主軸および心押軸のセンタを、ワーク仮置き台上に載置されるワークの両端に形成されたセンタ穴に挿入することができる。また、加工の前後においてワークの径寸法が変わった場合にも、加工後のワークを、衝撃を与えることなく、ワーク仮置き台上に載置することができる。したがって、従来のワーク仮置き台をタレットの工具取付けステーションに着脱自在に固定した旋盤のように、ワーク仮置き台の高さを変更するために段取り替えで対応する必要はない。その結果、多種少ロット生産においても、段取り替えが不要になり、管理も簡単になる。さらに、ワーク仮置き台を所定の位置に移動させるには、旋盤にもともと備えられている主軸と刃物台とをＸ軸方向に移動させる手段、およびタレットを旋回させる手段を必要とするだけであるので、他の駆動源を必要とせず、しかもワーク仮置き台の位置を検出するセンサを含むような専用の制御系を必要としないので、構造が簡単になるとともにコストが安くなる。
【０００９】
また、この発明の旋盤において、タレットに、ワーク仮置き台が、タレットの旋回軸線と平行な軸線の周りに揺動しうるように取付けられ、タレットに、タレットの旋回によりワーク仮置き台を揺動させる揺動手段が設けられ、ワーク仮置き台の揺動によって、ワーク仮置き台の姿勢が一定に保たれるようになされている場合、ワーク仮置き台の姿勢を常に一定、たとえば水平に保つことができるので、ワークをワーク仮置き台上に安定して載置することができる。
【００１０】
また、この発明の旋盤において、タレットが刃物台に設けられた固定軸の周りに旋回自在となされ、タレットの工具取付けステーションに仮置き台ベースが固定され、仮置き台ベースに、タレットの旋回軸線と平行な仮置き台取付け軸が回転自在に支持され、仮置き台取付け軸にワーク仮置き台が固定されており、揺動手段が、仮置き台取付け軸に固定状に設けられたホイールと、固定軸に固定状に設けられたホイールと、両ホイールに巻き掛けられた無端状の巻き掛け部材とよりなり、タレットの旋回によって両ホイールおよび巻き掛け部材の働きにより、仮置き台取付け軸が回転させられてワーク仮置き台が揺動し、これによりワーク仮置き台の姿勢が水平に保たれるようになされていることがある。
【００１１】
この場合、タレットの旋回によって、両ホイールおよび巻き掛け部材の働きにより、仮置き台取付け軸が回転させられてワーク仮置き台が揺動し、これによりワーク仮置き台の姿勢が水平に保たれるので、ワーク仮置き台を揺動させるのに、タレットを旋回させるモータを利用することができ、比較的簡単な構造でワーク仮置き台を揺動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１の紙面表側、すなわち図２の右側を前といい、これと反対側を後というものとする。また、図１の左右を左右というものとする。
【００１３】
図１および図２はこの発明を適用した４軸ＮＣ旋盤の全体構成を示す。
【００１４】
図１および図２において、４軸ＮＣ旋盤は、傾斜形ベッド(1)と、ベッド(1)上に設けられた主軸(2)および心押軸(3)と、ベッド(1)上に、前後方向に間隔をおきかつＺ軸方向に移動するように配置された２つのサドル(4)(5)と、各サドル(4)(5)上に、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向に移動するように配置された刃物台(6)(7)と、各刃物台(6)(7)上に、Ｚ軸と平行な軸線の周りに旋回自在に設けられたタレット(8)(9)とを備えている。
【００１５】
ベッド(1)には、互いに平行でかつ主軸軸線方向であるＺ軸方向に伸びる前後１対のサドル案内面(10)(11)が設けられており、各サドル(4)(5)は、図示しないＺ軸駆動モータにより、各サドル案内面(10)(11)に沿ってＺ軸方向に移動させられるようになっている。各サドル案内面(10)(11)は前方に向かって下方に傾斜している。主軸(2)は、ワーク(W)の左端面に形成されたセンタ穴(Wa)内に挿入されるセンタ(12)と、ワーク(W)の左端部を把持するチャック(13)とを備えている。心押軸(3)は、ワーク(W)の右端面に形成されたセンタ穴(Wb)内に挿入されるセンタ(14)を備えている。各サドル(4)(5)には、Ｘ軸方向に伸びる刃物台案内面(15)(16)が形成されており、刃物台(6)(7)は、図示しないＸ軸駆動モータにより刃物台案内面(15)(16)に沿ってＸ軸方向に移動させられるようになっている。各刃物台案内面(15)(16)は前方に向かって下方に傾斜している。各刃物台(6)(7)の中心に、切削液等を供給する固定軸(17)がＺ軸方向に伸びるように配置されており、タレット(8)は、図示しないサーボモータによりこの固定軸(17)の周りに旋回させられるようになっている。タレット(8)の周面に、周方向に等間隔をおいて複数の工具取付けステーション(8a)(9a)が設けられており、全ての工具取付けステーション(8a)(9a)のうちのいくつかに工具(T)が取付けられ、他は空きステーション(8a)(9a)とされている。
【００１６】
前側の刃物台(6)のタレット(8)に、円筒状外周面を有するワーク(W)を水平状態で保持するためのＶ字状切欠き(18a)を有する左右２つの垂直板(18)を備えたワーク仮置き台(19)が、タレット(8)の旋回軸線と平行な軸線の周りに揺動しうるように取付けられている。タレット(8)の全ての空きステーション(8a)のうちのいずれか１つに中空状の仮置き台ベース(20)が着脱自在に固定されている。仮置き台ベース(20)に、左右方向に伸びる仮置き台取付け軸(21)が回転自在に支持されており、この仮置き台取付け軸(21)の左端に仮置き台(19)が固定されている。
【００１７】
刃物台(6)の固定軸(17)におけるタレット(8)の左端面よりも左方に突出した小径部分に、歯付きベルト車(22)（ホイール）が固定されている。また、仮置き台ベース(20)内において、仮置き台取付け軸(21)に歯付きベルト車(23)（ホイール）が固定されている。両歯付きベルト車(22)(23)の歯数は等しく、しかも両歯付きベルト車(22)(23)は同一鉛直面上に位置している。両歯付きベルト車(22)(23)に無端状のタイミングベルト(24)（巻き掛け部材）が巻き掛けられている。図示は省略したが、両歯付きベルト車(22)(23)の歯（噛合部）と、タイミングベルト(24)の歯（噛合部）とが相互に噛み合うようになっている。そして、サーボモータによりタレット(8)が旋回させられると、両歯付きベルト車(22)(23)およびタイミングベルト(24)の働きにより、仮置き台取付け軸(21)が回転させられてワーク仮置き台(19)が揺動し、これによりワーク仮置き台(19)の姿勢が常に水平に保たれるようになされている。
【００１８】
上記構成のＮＣ旋盤において、タレット(8)の旋回割出しにより、空きステーションに固定された仮置き台ベース(20)が加工位置に割出され、ワーク仮置き台(19)に対して作業者によりワーク(W)の乗せ卸しが行われる。このとき、ワーク(W)の両端面に形成されたセンタ穴(Wa)(Wb)内に、主軸(2)および心押軸(3)のセンタ(12)(14)を挿入しうるように、ワーク仮置き台(19)の高さが設定されている（図２、図３鎖線および図４鎖線参照）。
【００１９】
径寸法の大きいワーク(W1)の場合、図３に鎖線で示す状態から、タレット(8)をサーボモータにより反時計方向（矢印Ａ参照）に所定角度θ回転させるとともに、刃物台(6)をＸ軸駆動モータにより下斜め前方（矢印Ｂ参照）に所定距離ｂ移動させる。すると、両歯付きベルト車(22)(23)およびタイミングベルト(24)の働きによりワーク仮置き台(19)が角度θ揺動するとともに、タレット(8)が下斜め前方に移動して仮置き台取付け軸(21)が距離ａだけ下方に移動し、その結果ワーク仮置き台(19)は水平な姿勢を保ったままの状態で、距離ａだけ下方に移動する。したがって、ワーク仮置き台(19)に載置される径寸法の大きいワーク(W1)の軸線が、元のワーク(W)の軸線と合致することになり、ワーク(W1)の両端面に形成されたセンタ穴に、主軸(2)および心押軸(3)のセンタ(12)(14)を挿入することが可能になる。
【００２０】
これとは逆に、径寸法の小さいワーク(W2)の場合、図４に鎖線で示す状態から、タレット(8)をサーボモータにより時計方向（矢印Ｃ参照）に所定角度δ回転させるとともに、刃物台(6)をＸ軸駆動モータにより上斜め後方（矢印Ｄ参照）に所定距離ｄ移動させる。すると、両歯付きベルト車(22)(23)およびタイミングベルト(24)の働きによりワーク仮置き台(19)が角度δ揺動するとともに、タレット(8)が上斜め後方に移動して仮置き台取付け軸(21)が距離ｃだけ上方に移動し、その結果ワーク仮置き台(19)は水平な姿勢を保ったままの状態で、距離ｃだけ上方に移動する。したがって、ワーク仮置き台(19)に載置される径寸法の小さいワーク(W2)の軸線が、元のワーク(W)の軸線と合致することになり、ワーク(W2)の両端面に形成されたセンタ穴に、主軸(2)および心押軸(3)のセンタ(12)(14)を挿入することが可能になる。
【００２１】
また、ワーク(W)に加工を施すことにより、ワーク(W)の径寸法が小さくなった場合には、上述した径寸法の小さいワーク(W2)の場合と同様に、ワーク仮置き台(19)を水平な姿勢に保ったままの状態で上方に移動させることができるので、ワーク(W)の両端面に形成されたセンタ穴(Wa)(Wb)から、主軸(2)および心押軸(3)のセンタ(12)(14)を抜いても、ワーク(W)に衝撃を与えることなくワーク仮置き台(19)上に載置することが可能になる。
【００２２】
上述のように、ワークの径寸法が異なった場合のワーク仮置き台(19)の位置の変更を、Ｘ軸駆動モータによる刃物台(6)のＸ軸方向の移動およびサーボモータによるタレット(8)の旋回により行うことができるので、ＮＣ装置のプログラミングによって、ワークの径寸法が異なった場合にも対応することができる。
【００２３】
上記実施形態においては、固定軸(17)および仮置き台取付け軸(21)にそれぞれ歯付きベルト車(22)(23)が固定され、両歯付きベルト車(22)(23)にタイミングベルト(24)が巻き掛けられているが、これに限定されるものではなく、たとえば固定軸(17)および仮置き台取付け軸(21)にそれぞれスプロケットが固定され、両スプロケットに無端状のチェーンが巻き掛けられていてもよい。さらに、両ホイールと巻き掛け部材との間に十分な摩擦力が付与され、両ホイールの位相がずれなければ、噛合部のないものにも適宜変更可能である。なお、上記実施形態では主軸と心押軸に取付けたセンタによりワークを保持する形態の旋盤について説明したが、主軸に設けたチャックと心押軸のセンタとにより、あるいは主軸に設けたチャックのみによりワークを保持する形態の旋盤にもこの発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用した４軸ＮＣ旋盤の一部切欠き正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】径寸法の大きいワークをワーク仮置き台に載置する場合を示す図２の部分拡大図に相当する図である。
【図４】径寸法の小さいワークをワーク仮置き台に載置する場合を示す図２の部分拡大図に相当する図である。
【符号の説明】
(2)：主軸
(3)：心押軸
(6)：刃物台
(8)：タレット
(8a)：工具取付けステーション
(12)(14)：センタ
(17)：固定軸
(19)：ワーク仮置き台
(20)：仮置き台ベース
(21)：仮置き台取付け軸
(22)(23)：歯付きプーリ（ホイール）
(24)：タイミングベルト（巻き掛け部材）
(T)：工具
(W)(W1)(W2)：ワーク
(Wa)(Wb)：センタ穴

Claims

主軸と、工具が取付けられたタレットを主軸軸線と平行な軸線の周りに旋回割出しする刃物台とを備えており、主軸軸線方向であるＺ軸方向およびこれと直交するＸ軸方向に関しての主軸および刃物台の相対的移動により、タレットに取付けられた工具によってワークに加工を施す旋盤であって、
タレットに、ワーク仮置き台が、タレットの旋回軸線と平行な軸線の周りに揺動しうるように取付けられ、タレットに、タレットの旋回によりワーク仮置き台を揺動させる揺動手段が設けられるとともに、ワーク仮置き台の揺動によって、ワーク仮置き台の姿勢が一定に保たれるようになされ、主軸とタレットとのＸ軸方向の相対的移動およびタレットの旋回によって、ワーク仮置き台上に載置されるワークの軸線が、主軸へのワークの着脱時に常に主軸軸線上に来るようになされている旋盤。
タレットが刃物台に設けられた固定軸の周りに旋回自在となされ、タレットの工具取付けステーションに仮置き台ベースが固定され、仮置き台ベースに、タレットの旋回軸線と平行な仮置き台取付け軸が回転自在に支持され、仮置き台取付け軸にワーク仮置き台が固定されており、揺動手段が、仮置き台取付け軸に固定状に設けられたホイールと、固定軸に固定状に設けられたホイールと、両ホイールに巻き掛けられた無端状の巻き掛け部材とよりなり、タレットの旋回によって両ホイールおよび巻き掛け部材の働きにより、仮置き台取付け軸が回転させられてワーク仮置き台が揺動し、これによりワーク仮置き台の姿勢が水平に保たれるようになされている請求項１の旋盤。