JP4259653B2

JP4259653B2 - 自動旋盤

Info

Publication number: JP4259653B2
Application number: JP29214198A
Authority: JP
Inventors: 梅夫露崎; 高靖斉藤; 徹高橋; 昭秀金谷; 壮作木村
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JP2000117506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動旋盤に関する。本明細書で自動旋盤とは、ＮＣ旋盤等の、自動旋削加工を実施できるあらゆる工作機械を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の自動旋盤において、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備え、それら刃物台を多軸制御することにより、回転主軸に掴持された被加工素材に多彩な加工を施すことができる多機能型の自動旋盤が知られている。
【０００３】
例えば特開昭６３−７４５０２号公報は、回転主軸の前方で機台上に設置され、それぞれに独立して多軸動作する第１刃物台及び第２刃物台を備えたＮＣ旋盤を開示する。このＮＣ旋盤では、第１刃物台は、回転主軸の中心軸線に平行なＺ軸方向に移動する長手送り台上に設置され、この長手送り台上でＺ軸に直交するＸ１軸方向へ移動する。第１刃物台には、複数の切削工具が固定的に設置されるとともに、複数の穴加工用工具がそれぞれＺ軸に平行なＢ軸方向へ移動可能に設置される。そして第１刃物台は、Ｘ１軸移動により工具を選択し、かつＸ１軸移動により切削工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にＺ軸移動して被加工素材を加工する。また第２刃物台は、同じ長手送り台上で、Ｘ１軸と異なるＸ２軸方向及びＺ軸とＸ２軸との双方に直交するＹ軸方向へ移動する。第２刃物台には複数の切削工具が固定的に設置される。そして第２刃物台は、Ｙ軸移動により工具を選択し、Ｘ２軸移動により工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にＺ軸移動して被加工素材を加工する。
【０００４】
また、特開平２−８３１０１号公報は、回転主軸の前方で機台上に設置され、それぞれに独立して多軸動作する第１の環状刃物台及び第２のタレット刃物台を備えたＮＣ旋盤を開示する。このＮＣ旋盤では、環状刃物台は、回転主軸の中心軸線に平行なＺ軸方向に移動する長手送り台上に設置され、この長手送り台上でＺ軸に直交するＸ軸方向並びにＺ軸及びＸ軸に直交するＹ軸方向へ移動する。環状刃物台には複数の工具が固定的に設置される。そして環状刃物台は、Ｘ、Ｙ軸移動により工具を選択し、かつＸ、Ｙ軸移動により工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にＺ軸移動して被加工素材を加工する。またタレット刃物台は、長手送り台から独立してＺ軸方向、及び必要に応じてＸ軸又はＹ軸方向に移動する。タレット刃物台には複数の穴加工用工具が設置される。そしてタレット刃物台は、割出回転により工具を選択し、長手送り台とは別個にＺ軸移動して被加工素材を加工する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６３−７４５０２号公報に開示されるＮＣ旋盤では、独立動作可能な２つの刃物台を使用するので、一方の刃物台の工具使用時に他方の刃物台の工具を被加工素材に近接して待機させることができ、工具交換に要する時間を短縮できる利点がある。しかし、２つの刃物台は共通の長手送り台上に設置されるので、両刃物台に装着された２個の工具による異種加工を被加工素材に同時に行うことが困難である。例えば、第１刃物台上に設置された穴加工用工具は、シリンダ装置によりＢ軸移動して先端を被加工素材の軸方向端面に近接させた後、第２刃物台と共通の長手送り台に伴ってＺ軸送りされるようになっているが、第２刃物台上の切削工具による外径加工とは諸条件が異なる穴加工を、第２刃物台と同一のＺ軸送り速度で実施することは、一般に困難である。さらにこのＮＣ旋盤では、Ｚ軸、Ｘ１軸、Ｘ２軸、Ｙ軸及びＢ軸の５軸の制御が必要であるから、各軸駆動機構や制御装置の構成が複雑になり、機械寸法の増加や価格の高騰を招く危惧がある。
【０００６】
また特開平２−８３１０１号公報に開示されるＮＣ旋盤では、環状刃物台とタレット刃物台とが完全に独立して多軸動作できるので、一方の刃物台の工具使用時に他方の刃物台の工具を被加工素材に近接して待機させることができるだけでなく、両刃物台に装着された例えば切削工具と穴加工用工具とによる異種加工を被加工素材に同時に行うことができる利点がある。しかし、２つの刃物台を独立駆動するために、タレット旋回軸を含めて少なくとも５軸の制御が必要であるから、やはり各軸駆動機構や制御装置の構成が複雑になり、機械寸法の増加や価格の高騰を招く危惧がある。
【０００７】
したがって本発明の目的は、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備える多機能型の自動旋盤において、各刃物台に装着された異なる工具による異種同時加工を容易に実施できるとともに、制御軸数を削減して各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、小形化が容易な高性能の自動旋盤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、機台上に設置される回転主軸と、回転主軸の前方で機台上に設置される刃物台装置と、機台上で回転主軸と刃物台装置とを回転主軸の中心軸線に平行な第１軸方向へ相対的に移動させる駆動装置とを具備する自動旋盤において、刃物台装置は、駆動装置の駆動により機台上で第１軸方向へ移動する送り台と、送り台上で、回転主軸の中心軸線に直交する第２軸方向へ移動する移動台と、移動台上で、第１軸及び第２軸に直交する第３軸方向へ移動する第１刃物台と、移動台上で、駆動装置から独立した駆動機構により第１軸方向へ移動する第２刃物台と、を具備することを特徴とする自動旋盤を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動旋盤において、第２刃物台の駆動機構が移動台上に設置される自動旋盤を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の自動旋盤において、第１刃物台の駆動機構が移動台上に設置される自動旋盤を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動旋盤において、移動台の駆動機構が送り台上に設置される自動旋盤を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動旋盤において、第１刃物台及び第２刃物台の双方が、複数の工具を第２軸方向へ並列に保持する自動旋盤を提供する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の自動旋盤において、第１刃物台に装着された工具の先端と、第２刃物台に装着された工具の先端とが、第１軸と第３軸との双方に平行な任意の一平面上に配置される自動旋盤を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は本発明の一実施形態による自動旋盤１０の概略斜視図、図２は自動旋盤１０の主要部の拡大斜視図、及び図３は自動旋盤１０の主要部の概略正面図である。自動旋盤１０は、機台１２上に固定的に設置され、回転主軸１４を回転可能に支持する主軸台１６と、主軸台１６の前方（図で右方）で機台１２上に移動可能に設置される刃物台装置１８とを備える。
【００１３】
回転主軸１４は、被加工素材としての棒材Ｗを掴持して、図示しない主軸モータにより回転駆動される。回転主軸１４は中空筒状の構造を有し、その前端領域に、棒材を掴持可能な開閉式のチャック２０が設置される。チャック２０は、先端にすり割り部を有したいわゆるコレットチャックであり、すり割り部に径方向内方への外力が加わることにより、先端の略円筒状の棒材掴持面が縮径してチャック２０が閉じ、棒材を固定的に掴持するようになっている。このような回転主軸１４の構成は周知のものであるから、詳細な説明を省略する。なお、主軸台１６の後方には、機台１２に隣接して、回転主軸１４に棒材Ｗを供給する周知の棒材供給装置（図示せず）を設置できる。
【００１４】
刃物台装置１８は、機台１２上で、回転主軸１４の中心軸線１４ａに平行な第１軸方向へ移動する送り台２２と、送り台２２上で、回転主軸１４の中心軸線１４ａに直交する第２軸方向へ移動する移動台２４と、移動台２４上で、第１軸及び第２軸に直交する第３軸方向へ移動する第１刃物台２６と、移動台２４上で、送り台２２の動作から独立して第１軸方向へ移動する第２刃物台２８とを備える。本明細書では、送り台２２の移動方向（第１軸方向）に対応する制御軸を機台１２上の直交３軸座標系におけるＺ１軸、移動台２４の移動方向（第２軸方向）に対応する制御軸を同Ｙ軸、第１刃物台２６の移動方向（第３軸方向）に対応する制御軸を同Ｘ軸、第２刃物台２８の移動方向（第１軸方向）に対応する制御軸を同Ｚ２軸として説明する。
【００１５】
図４〜図８にそれぞれ単体の斜視図で示すように、機台１２はその平坦な上面１２ａに、回転主軸１４の中心軸線１４ａに平行に直線状に延びる一対のレール３０を固定して備える。また主軸台１６から離れた側の機台１２の端壁１２ｂには、送り台２２の駆動源であるＺ１軸サーボモータ３２が固定的に支持される。Ｚ１軸サーボモータ３２の出力軸にはねじ軸３４が連結され、ねじ軸３４は、一対のレール３０の間で機台１２の上面１２ａの上方空間に、それらレール３０に平行に延設される。
【００１６】
送り台２２は、相互に平行な上面２２ａ及び下面を有し、その下面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝３６が凹設される。これら一対の案内溝３６は、機台１２の一対のレール３０にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、送り台２２を機台１２上でＺ１軸方向へ案内する。さらに送り台２２には、一対の案内溝３６の間でそれら案内溝３６に平行に延びるねじ穴３８が一側面から穿設される。このねじ穴３８は、Ｚ１軸サーボモータ３２のねじ軸３４に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって送り台２２は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるＺ１軸サーボモータ３２の出力により、リニアガイドに沿って機台１２上でＺ１軸方向へ円滑に移動する。
【００１７】
送り台２２はまた、その上面２２ａに、下面の案内溝３６に直交して直線状に延びる一対のレール４０を固定して備える。送り台２２の上面２２ａにはさらに、ねじ穴３８を有する側面に隣接する送り台２２の他の側面に沿って支壁２２ｂが立設され、支壁２２ｂに、移動台２４の駆動源であるＹ軸サーボモータ４２が固定的に支持される。Ｙ軸サーボモータ４２の出力軸にはねじ軸４４が連結され、ねじ軸４４は、一対のレール４０の間で送り台２２の上面２２ａの上方空間に、それらレール４０に平行に延設される。
【００１８】
移動台２４は、相互に平行な上面２４ａ及び下面を有した基部２４ｂと、基部２４ｂの一縁から直立状に延長され、相互に平行な前面２４ｃ及び後面を有した立壁部２４ｄとを一体に備え、基部２４ｂの下面に、互いにかつ立壁部２４ｄの前面２４ｃに平行に直線状に延びる一対の案内溝４６が凹設される。これら一対の案内溝４６は、送り台２２の一対のレール４０にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、移動台２４を送り台２２上でＹ軸方向へ案内する。さらに移動台２４には、一対の案内溝４６の間でそれら案内溝４６に平行に延びるねじ穴４８が、基部２４ｂの一側面から穿設される。このねじ穴４８は、Ｙ軸サーボモータ４２のねじ軸４４に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって移動台２４は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるＹ軸サーボモータ４２の出力により、リニアガイドに沿って送り台２２上でＹ軸方向へ円滑に移動する。その結果、移動台２４は機台１２上で、Ｚ１軸とＹ軸とが成す二次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【００１９】
移動台２４はまた、基部２４ｂの上面２４ａに、下面の案内溝４６に直交して直線状に延びる一対のレール５０を固定して備える。基部２４ｂの上面２４ａにはさらに、ねじ穴４８を有する側面に隣接しかつ立壁部２４ｄから離れた側の基部２４ｂの他の側面に沿って支壁２４ｅが立設され、支壁２４ｅに、第２刃物台２８の駆動源であるＺ２軸サーボモータ５２が固定的に支持される。Ｚ２軸サーボモータ５２の出力軸に連結されたねじ軸５４は、一対のレール５０の間で基部２４ｂの上面２４ａの上方空間に、それらレール５０に平行に延設される。
【００２０】
また、移動台２４の立壁部２４ｄの前面２４ｃには、基部２４ｂの案内溝４６及びレール５０の双方に直交して直線状に延びる一対のレール５６が固定される。立壁部２４ｄの前面２４ｃにはさらに、基部２４ｂから離れた側の立壁部２４ｄの側面に沿って支壁２４ｆが立設され、支壁２４ｆに、第１刃物台２６の駆動源であるＸ軸サーボモータ５８が固定的に支持される。Ｘ軸サーボモータ５８の出力軸に連結されたねじ軸６０は、一対のレール５６の間で立壁部２４ｄの前面２４ｃの前方空間に、それらレール５６に平行に延設される。立壁部２４ｄにはさらに、その前面２４ｃと後面との間で基部２４ｂの上面２４ａに沿って延びる矩形開口６２が貫通形成される。基部２４ｂの一対のレール５０は、立壁部２４ｄの矩形開口６２内まで延長される。
【００２１】
第１刃物台２６は、相互に平行な前面２６ａ及び後面を有し、その後面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝６４が凹設される。これら一対の案内溝６４は、移動台２４の立壁部２４ｄの一対のレール５６にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、第１刃物台２６を立壁部２４ｄ上でＸ軸方向へ案内する。さらに第１刃物台２６には、一対の案内溝６４の間でそれら案内溝６４に平行に延びるねじ穴６６が一側面から穿設される。このねじ穴６６は、Ｘ軸サーボモータ５８のねじ軸６０に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって第１刃物台２６は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるＸ軸サーボモータ５８の出力により、リニアガイドに沿って移動台２４の立壁部２４ｄ上でＸ軸方向へ円滑に移動する。その結果、第１刃物台２６は機台１２上で、Ｚ１軸とＹ軸とＸ軸とが成す三次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【００２２】
第１刃物台２６には、その前面２６ａに、後面の案内溝６４に平行に直線状に延びる複数（図では５個）の取付溝６８が設けられ、それら取付溝６８の各々に切削工具７０（図２）が装着されて、固定ボルト７１により固定される。それら切削工具７０の先端すなわち最初に棒材Ｗに接触する切刃部分は、好ましくは機台１２上でＸ軸及びＹ軸の双方に平行なＸＹ平面内にＹ軸方向へ整列して配置される（図９参照）。このように第１刃物台２６は、複数の切削工具７０を機台１２上でＹ軸方向へ並列に保持するくし歯形刃物台として構成される。後述するように第１刃物台２６には、バイトやドリル等の切削工具７０を装着でき、また専用の回転駆動機構を付設すれば回転工具も装着できる。特に第１刃物台２６には、回転主軸１４との相対位置に鑑みて、棒材Ｗの外周面に、外丸削り、突切り、穴明け等の加工を施すための工具が有利に装着される。
【００２３】
第２刃物台２８は、相互に平行な上面及び下面とそれら上面及び下面に直交する前面２８ａとを有し、その下面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝７２が凹設される。これら一対の案内溝７２は、移動台２４の基部２４ｂの一対のレール５０にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、第２刃物台２８を基部２４ｂ上でＺ２軸方向へ案内する。さらに第２刃物台２８には、一対の案内溝７２の間でそれら案内溝７２に平行に延びるねじ穴７４が一側面から穿設される。このねじ穴７４は、Ｚ２軸サーボモータ５２のねじ軸５４に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって第２刃物台２８は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるＺ２軸サーボモータ５２の出力により、リニアガイドに沿って移動台２４の基部２４ｂ上でＺ２軸方向へ円滑に移動する。その結果、第２刃物台２８は機台１２上で、Ｚ１軸に平行なＺ２軸とＹ軸とが成す二次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【００２４】
第２刃物台２８には、その前面２８ａに、下面の案内溝７２に平行に直線状に延びる複数（図では６個）の取付穴７６が穿設され、それら取付穴７６の各々に切削工具７８（図２）が装着されて、刃物台上面から螺着されるクランプねじ７９により固定される。それら切削工具７８の先端すなわち最初に棒材Ｗに接触する切刃部分は、好ましくは機台１２上で上記したＸＹ平面内にＹ軸方向へ整列して配置される（図９及び図１０参照）。このように第２刃物台２８は、複数の切削工具７８を機台１２上でＹ軸方向へ並列に保持するくし歯形刃物台として構成される。移動台２４の立壁部２４ｄの矩形開口６２は、第２刃物台２８をＺ２軸移動可能に受容する寸法及び形状を有する。したがって第２刃物台２８は、移動台２４上でのＺ２軸移動に伴って、その前面２８ａを矩形開口６２に進入させるとともに、複数の切削工具７８を、矩形開口６２を通して移動台２４の立壁部２４ｄの前方へ露出させることができる。
【００２５】
後述するように第２刃物台２８には、バイトやドリル等の切削工具７８を装着でき、また専用の回転駆動機構を付設すれば回転工具も装着できる。特に第２刃物台２８には、回転主軸１４との相対位置に鑑みて、棒材Ｗの軸線方向端面に、穴明け、中ぐり、ねじ切り等の加工を施すための工具が有利に装着される。なお図示実施形態では、第２刃物台２８の１つの取付穴７６に、棒材Ｗの軸線方向端面を突き当てるためのストッパ８０（図２）が装着されて、クランプねじ７９により固定される。この場合、ストッパ８０の軸線方向端面は、複数の切削工具７８の先端と同一のＸＹ平面内に配置される。さらに第２刃物台２８には、切削工具７８に代えてセンタ８２（図１１）を装着することもできる。
【００２６】
上記説明から理解されるように、第１刃物台２６と第２刃物台２８とは、互いに同期して移動台２４と共にＹ軸移動する。各刃物台２６、２８のＹ軸移動は、主として工具の選択を目的とする動作であり、第１刃物台２６の切削工具７０と第２刃物台２８の切削工具７８とが個別に加工を行う場合には、両切削工具７０、７８の相対位置関係は自由である。ただし、第１刃物台２６の切削工具７０と第２刃物台２８の切削工具７８とによって、棒材Ｗに例えば外丸削りと端面穴明けとを同時に実施する場合は、図９に示すように、複数の切削工具７０の各々と複数の切削工具７８の各々とが、それぞれの先端を、機台１２上でＸ軸及びＺ２軸の双方に平行な任意の平面内に配置することが肝要である。
【００２７】
なお、刃物台装置１８に設置した各リニアガイドを、上記したレールと案内溝との組合せに代えて、バーと案内穴との組合せから構成することもできる。また、刃物台装置１８に設置した各ねじ送り機構は、ボールねじの構成を有することが好ましい。
【００２８】
上記構成を有する自動旋盤１０によれば、第１刃物台２６は、移動台２４と一体的なＹ軸移動により切削工具７０を選択した後、例えば、移動台２４上でのＸ軸移動により切削工具７０の切込量を制御しつつ、送り台２２及び移動台２４と共にＺ１軸移動して、棒材Ｗを所望形状に加工することができる。また、移動台２４上でのＸ軸移動により、切削工具７０を棒材Ｗから離隔した位置に後退させることができる。これに対し、第２刃物台２８は、移動台２４と一体的なＹ軸移動により切削工具７８を選択した後、例えば、移動台２４上でのＺ２軸移動により切削工具７８の切込量を制御しつつ、棒材Ｗを所望形状に加工することができる。また、移動台２４上でのＺ２軸移動により、切削工具７８を棒材Ｗから離隔した位置に後退させることができる。
【００２９】
このように自動旋盤１０では、２個の刃物台２６、２８を共通のＹ軸摺動部材すなわち移動台２４上に設置したので、個々の刃物台２６、２８の制御軸としてのＹ軸を共通化でき、結果として各刃物台２６、２８をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ１軸及びＺ２軸の計４軸で制御することにより種々の加工を実施することができる。そして制御軸数の削減に伴い、各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、機体の小形化が容易になる効果が奏される。また、第１刃物台２６をＸ軸及びＺ１軸で制御すると同時に、第２刃物台２８をＺ２軸で制御することにより、各刃物台２６、２８に装着された異なる切削工具７０、７８による異種同時加工を、後述するように容易に実施することができる。なお、各刃物台２６、２８の４軸制御は、数値制御装置によって実施することが有利である。
【００３０】
上記構成を有する自動旋盤１０を使用して実施できる加工例を、図３及び図１１〜図１５を参照して以下に説明する。
まず加工準備段階として、図３に示すように、各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６を移動台２４上で後退位置に置くとともに、第２刃物台２８に固定したストッパ８０を、回転主軸１４の中心軸線１４ａに同軸に、かつストッパ８０の軸線方向端面が回転主軸１４のチャック２０の軸線方向端面から所望距離Ｄだけ離れた位置に配置する。この距離Ｄは、加工すべき棒材Ｗの加工長さ寸法に相当する。その状態で、チャック２０を開放した回転主軸１４に図示しない棒材供給装置から棒材Ｗを供給し、チャック２０から棒材Ｗを突出させてストッパ８０の軸線方向端面に突き当てる。そこで、チャック２０を閉じて棒材Ｗを回転主軸１４に掴持し、加工を開始する。
【００３１】
１．通常の旋削加工
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第２刃物台２８を移動台２４上で後退位置に置くとともに、第１刃物台２６に固定した所望の切削工具（バイト）７０を選択する。回転主軸１４を回転駆動して、Ｘ軸及びＺ１軸の制御下でバイト７０により棒材Ｗの外周面に外径（外丸、テーパ等）加工を行う。
或いは、各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６を移動台２４上で後退位置に置くとともに、第２刃物台２８に固定した所望の切削工具（ドリル）７８を選択する。回転主軸１４を回転駆動して、Ｚ２軸の制御下でドリル７８により棒材Ｗの軸線方向端面に穴明け加工を行う。
【００３２】
２．端面の偏心穴明け加工
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６を移動台２４上で後退位置に置くとともに、第２刃物台２８に固定した所望の回転工具（ドリル）を選択する。棒材Ｗの中心軸線から偏心した位置に回転工具の先端を位置決めし、回転主軸１４を停止するとともにドリルを回転駆動して、Ｚ２軸の制御下で棒材Ｗの軸線方向端面に偏心穴明け加工を行う。
【００３３】
３．センタ支持加工（図１１）
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６に固定した所望の切削工具（バイト）７０を選択するとともに、第２刃物台２８に固定したセンタ８２を選択する。センタ８２によって棒材Ｗの軸線方向端面を支持しつつ、回転主軸１４を回転駆動して、Ｘ軸及びＺ１軸の制御下でバイト７０により棒材Ｗの外周面に外径（外丸、テーパ等）加工を行う。このとき、バイト７０のＺ１軸移動に同期して（つまり同一速度で同一距離だけ）、反対方向へセンタ８２を移動台２４上でＺ２軸移動させることにより、機台１２に対しセンタ８２を静止させる。長尺物の加工に有利である。
【００３４】
４．外径／内径同時加工（図１２）
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６に固定した所望の切削工具（バイト）７０を選択するとともに、第２刃物台２８に固定した所望の切削工具（ドリル）７８を選択する。回転主軸１４を回転駆動して、Ｘ軸及びＺ１軸の制御下でバイト７０により棒材Ｗの外周面に外径（外丸、テーパ等）加工を行うと同時に、Ｚ２軸の制御下でドリル７８により棒材Ｗの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、Ｚ１軸とＺ２軸とを独立して制御できるので、切削条件の異なる外径加工と穴明け加工とをバイト７０とドリル７８とのそれぞれに適正な送り速度で同時に正確に実施することができる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【００３５】
５．外径／ねじ切り同時加工（図１３）
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６に固定した所望の切削工具（バイト）７０を選択するとともに、第２刃物台２８に固定した所望の回転工具（タップ）８４を選択する。回転主軸１４を回転駆動して、Ｘ軸及びＺ１軸の制御下でバイト７０により棒材Ｗの外周面に外径（外丸、テーパ等）加工を行うと同時に、Ｚ２軸の制御下でタップ８４により棒材Ｗの軸線方向端面にねじ切り加工を行う。このとき、Ｚ１軸とＺ２軸とを独立して制御できるので、切削条件の異なる外径加工とねじ切り加工とをバイト７０とタップ８４とのそれぞれに適正な送り速度で同時に正確に実施することができる。また、ねじ切り加工終了後は、タップ８４を回転主軸１４の回転速度よりも高速で同一方向に回転駆動するとともに、第２刃物台２８を移動台２４上で後退させることにより、タップ８４を棒材Ｗから抜くことができる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【００３６】
６．外周穴明け／端面穴明け同時加工（図１４）
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６に固定した所望の回転工具（ドリル）８６を選択するとともに、第２刃物台２８に固定した所望の回転工具（ドリル）８８を選択する。回転主軸１４を停止するとともにドリル８６及びドリル８８を回転駆動して、Ｘ軸の制御下でドリル８６により棒材Ｗの外周面に穴明け加工を行うと同時に、Ｚ２軸の制御下でドリル８８により棒材Ｗの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、ドリル８６、８８により棒材Ｗの外周面及び軸線方向端面にそれぞれ偏心穴明け加工を行うこともできる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【００３７】
７．次工具待機（図１５）
各軸サーボモータ３２、４２、５２、５８の駆動により、第１刃物台２６に固定した所望の切削工具（バイト）７０を選択するとともに、第２刃物台２８に固定した所望の切削工具（ドリル）７８を選択する。回転主軸１４を回転駆動して、Ｚ２軸の制御下でドリル７８により棒材Ｗの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、選択した切削工具７０を、Ｘ軸及びＺ１軸の制御下で棒材Ｗの外周面の加工開始位置に近接して配置し、次工程の外径（外丸、テーパ等）加工に備えて待機させる。或いはこの逆も可能である。同時加工を行うことが困難な状況下で、工具交換に要する時間を著しく短縮できる利点がある。
【００３８】
上記説明から理解されるように、自動旋盤１０では、第１刃物台２６に固定した工具と第２刃物台２８に固定した工具とは、各刃物台２６、２８上の配列の対応位置にある工具同士（図９参照）が特定の組合せを構成して、上記した同時加工やセンタ支持加工を実施する。自動加工の実施中にこれら組合せの相手工具を変更することはできない。したがって、加工内容によっては、１つの刃物台２６又は２８に同一の工具を複数個装着する場合もある。
【００３９】
なお、上記した種々の同時加工は、通常はＮＣ装置において、各刃物台２６、２８の工具にそれぞれ対応した２系統の制御プログラムに従って実施される。しかし、１系統の制御プログラム中に、２つの工具による同時加工を指令する特殊なコードを設定して記述することにより、１系統の制御プログラムで種々の同時加工を実施することもできる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る自動旋盤は、上記実施形態に限定されず、以下のような変形が可能である。
例えば自動旋盤１０において、主軸台１６と刃物台装置１８との間に、回転主軸１４に掴持された棒材Ｗを、チャック２０の前方の、各種工具による加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置（図示せず）を設置することができる。ガイドブッシュ装置は、旋削加工中の棒材Ｗをその被加工部位近傍で支持して、被加工部位に生じ得る回転による振れや撓みを抑制し、それにより、比較的細長い製品でも高い寸法精度に加工成形することを可能にする加工補助装置として周知である。この場合、ガイドブッシュ装置は、刃物台装置１８の送り台２２に搭載されて、各種工具と共にＺ１軸移動する構成とすることができる。
【００４１】
或いは、ガイドブッシュ装置を使用する場合、刃物台装置１８の送り台２２を機台１２上に固定的に設置し、その代わりに主軸台１６がＺ１軸移動できる構成とすることもできる。この場合、ガイドブッシュ装置は機台１２上に固定的に設置される。そして、上記実施形態と同様に、主軸台１６及び各刃物台２６、２８をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ１軸及びＺ２軸の計４軸で制御することにより、棒材Ｗに種々の加工を実施することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備える多機能型の自動旋盤において、各刃物台に装着された異なる工具による異種同時加工を正確かつ容易に実施できるとともに、制御軸数を削減して各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、以て自動旋盤の小形化及び高性能化を促進し、かつ設備費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による自動旋盤の概略斜視図である。
【図２】図１の自動旋盤の主要部の拡大斜視図である。
【図３】図１の自動旋盤の主要部の概略正面図である。
【図４】図１の自動旋盤の機台を単体で示す斜視図である。
【図５】図１の自動旋盤の送り台を単体で示す斜視図である。
【図６】図１の自動旋盤の移動台を単体で示す斜視図である。
【図７】図１の自動旋盤の第１刃物台を単体で示す斜視図である。
【図８】図１の自動旋盤の第２刃物台を単体で示す斜視図である。
【図９】図１の自動旋盤の第１及び第２刃物台に装着した複数の工具の位置関係を示す部分拡大概略側面図である。
【図１０】図１の自動旋盤の第２刃物台に装着した複数の工具の位置関係を示す部分拡大概略平面図である。
【図１１】図１の自動旋盤による一加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図１２】図１の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図１３】図１の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図１４】図１の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図１５】図１の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【符号の説明】
１２…機台
１４…回転主軸
１６…主軸台
１８…刃物台装置
２０…チャック
２２…送り台
２４…移動台
２６…第１刃物台
２８…第２刃物台
３２…Ｚ１軸サーボモータ
４２…Ｙ軸サーボモータ
５２…Ｚ２軸サーボモータ
５８…Ｘ軸サーボモータ
７０、７８…切削工具
８０…ストッパ

Claims

機台上に設置される回転主軸と、該回転主軸の前方で該機台上に設置される刃物台装置と、該機台上で該回転主軸と該刃物台装置とを該回転主軸の中心軸線に平行な第１軸方向へ相対的に移動させる駆動装置とを具備する自動旋盤において、
前記刃物台装置は、
前記駆動装置の駆動により前記機台上で前記第１軸方向へ移動する送り台と、
前記送り台上で、前記回転主軸の中心軸線に直交する第２軸方向へ移動する移動台と、
前記移動台上で、前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸方向へ移動する第１刃物台と、
前記移動台上で、前記駆動装置から独立した駆動機構により前記第１軸方向へ移動する第２刃物台と、
を具備することを特徴とする自動旋盤。
前記第２刃物台の前記駆動機構が前記移動台上に設置される請求項１に記載の自動旋盤。
前記第１刃物台の駆動機構が前記移動台上に設置される請求項１又は２に記載の自動旋盤。
前記移動台の駆動機構が前記送り台上に設置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動旋盤。
前記第１刃物台及び前記第２刃物台の双方が、複数の工具を前記第２軸方向へ並列に保持する請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動旋盤。
前記第１刃物台に装着された工具の先端と、前記第２刃物台に装着された工具の先端とが、前記第１軸と前記第３軸との双方に平行な任意の一平面上に配置される請求項５に記載の自動旋盤。