JP5637618B2

JP5637618B2 - 旋盤

Info

Publication number: JP5637618B2
Application number: JP2010216982A
Authority: JP
Inventors: 則明中山
Original assignee: Amada Machine Tools Co Ltd
Current assignee: Amada Machine Tools Co Ltd
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: JP2012071372A

Description

本発明は、ワークを把持自在なチャックを備えた主軸を回転自在に備え、前記チャックに一端側を把持されたワークの他端側を支持自在なセンターなどのワーク支持部材を備えた心押台を、前記主軸に対して接近離反するＺ軸方向へ移動自在に備えた旋盤に係り、さらに詳細には、前記ワーク支持部材を、前記チャックに対向した位置と、対向を回避した非対向位置とへ移動可能に備えた旋盤に関する。

従来、旋盤において、回転自在な主軸に備えたチャックによってワークの一端側を把持して切削加工を行うとき、前記チャックに一端側を把持されたワークの他端側（先端側）を心押台に備えたセンターによって支持することがある。そして、前記心押台は、ワークの長さに対応するために、前記主軸に対して接近離反するＺ軸方向へ移動自在に備えられている（例えば特許文献１、２参照）。

特開平１１−１５６６０４号公報特開２００５−４０９０２号公報

特許文献１、２などに記載の旋盤においては、センターは、主軸に対して接近離反するにすぎないものであるから、例えば、工具タレットに備えた加工工具によってワークの加工を行うとき、前記加工工具、工具タレット等とセンターが干渉するようなときには、センターを、主軸から離反する方向へ移動する必要がある。したがって、主軸に対向するＺ軸方向の寸法が大きくなり、例えば、主軸に対向する位置から、作業者が主軸に備えたチャックに対して半製品であるチャックワークの着脱を行う場合、前記チャックまでの距離が遠くなると共に、センターが邪魔になり易いという問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ワークを把持自在なチャックを備えた主軸を回転自在に備え、前記チャックに一端側を把持されたワークの他端側を支持自在なワーク支持部材を備えた心押台を、前記主軸に対して接近離反する方向へ移動自在に備えた旋盤であって、前記心押台において前記ワーク支持部材を支持した支持台を、前記主軸の軸心に平方向な方向であって前記主軸に対して接近する方向への移動時には斜め上方向に移動し、前記主軸から離反する方向へ移動するときには斜め下方向に移動する構成であることを特徴とするものである。

本発明によれば、ワーク支持部材を支持した支持台を、主軸に対向した位置から対向を回避した非対向位置へ移動可能であるから、ワークの加工を行う加工工具との干渉を回避することができると共に、主要のＺ軸方向の前側を開放することができ、チャックに対するチャックワークの着脱を容易に行い得るものである。

本発明の実施形態に係る旋盤の全体的構成を示す斜視説明図である。旋盤におけるカバーを取り外し、かつ一方の工具タレットを取り外した状態でもって、主軸と工具タレットと心押台との位置的構成を示した斜視説明図である。図２を上方から見た平面説明図である。図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面説明図である。図３におけるＢ−Ｂ線に沿った断面説明図で、概略的に示してある。心押台を取り外した状態の旋盤の斜視説明図である。心押台を取り外した状態の旋盤の斜視説明図である。心押台の斜視説明図である。心押台の中央縦断面説明図である。図９におけるＣ−Ｃ線に沿った断面説明図である。

図１を参照するに、本発明の実施形態に係る旋盤１は、箱状のベッド３を備えており、このベッド３上のＺ軸方向の一端側（Ｚ軸方向の後側）でＸ軸方向（左右方向）の中央部には、主軸台５（図２参照）が一体的に備えられている。この主軸台５には、ワーク（図示省略）を把持自在なスクロールチャックなどのチャック７をＺ軸方向の前端部に備えた主軸９が回転自在に備えられている。この主軸９は、前記主軸台５に装着したサーボモータＭによって正逆回転されるものである。

なお、本明細書において、主軸９の軸心に平行な方向をＺ軸方向（前後方向）と称し、主軸９において前記チャック７を備えた側に相当する方向をＺ軸方向の前側と称し、反対側をＺ軸方向の後側と称す。そして、前記Ｚ軸に対して直交する水平な方向をＸ軸方向（左右方向）と称し、かつ前記Ｚ軸及びＸ軸に対して直交する方向をＹ軸方向（上下方向）と称するものとする。

前記主軸台５のＸ軸方向（左右方向）の両側には、左右の工具タレット１１Ｌ，１１Ｒが回転自在及び前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動自在に備えられている。なお、左右の工具タレット１１Ｌ，１１ＲをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動自在かつ回転自在に支持する構成は同一又は左右対称であるから、一方の工具タレット１１Ｒの支持構成のみについて説明し、他方の工具タレット１１Ｌの支持構成については説明を省略する。

前記主軸台５のＸ軸方向の両側方には、図３に示すように、Ｚ軸方向のガイド部１３Ｇを備えたガイドベース１３が前記ベッド３に一体的に備えられている。このガイドベース１３は、前記工具タレット１１Ｌ，１１ＲをＺ軸方向、Ｙ軸方向及びＸ軸方向へ移動自在に支持する刃物台を構成するものである。そして、このガイドベース１３の前記ガイド部１３Ｇには、Ｚ軸スライダ１５（図４参照）がＺ軸方向へ移動自在に案内支持されている。すなわち、前記ガイドベース１３に装着したサーボモータＭＺによって正逆回転されるＺ軸方向（前後方向）のボールネジ１７が前記ガイドベース１３に回転自在に備えられており、このボールネジ１７にＺ軸方向へ移動自在に螺合したボールナット１９が前記Ｚ軸スライダ１５に一体的に連結してある。したがって、前記サーボモータＭＺによってボールネジ１７を正回転、逆回転することにより、前記Ｚ軸スライダ１５はＺ軸方向に往復動することになる。

前記Ｚ軸スライダ１５の上部にはＸ軸方向のガイド部１５Ｇが備えられており、このガイド部１５Ｇには、Ｘ軸スライダ２１がＸ軸方向へ移動自在に案内支持されている。すなわち、前記Ｚ軸スライダ１５には、当該Ｚ軸スライダ１５に装着したサーボモータＭＸ（図５参照）によって正逆回転されるＸ軸方向（左右方向）のボールネジ２３が前記Ｚ軸スライダ１５に回転自在に備えられている。そして、前記ボールネジ２３に左右方向へ移動自在に螺合したボールナット２５が前記Ｘ軸スライダ２１に一体的に連結してある。したがって、前記サーボモータＭＸによって前記ボールネジ２３を正逆回転することにより、前記Ｘ軸スライダ２１は、前記ガイド部１５Ｇに案内されてＸ軸方向に往復動するものである。

前記Ｘ軸スライダ２１には、上下方向（Ｙ軸方向）のガイド部２１Ｇが備えられており、このガイド部２１Ｇには、Ｙ軸スライダ２９が上下動自在に案内支持されている。すなわち、前記Ｘ軸スライダ２１には、当該Ｘ軸スライダ２１に装着したサーボモータＭＹによって正逆回転されるＹ軸方向（上下方向）のボールネジ３１が回転自在に支持されている。そして、前記ボールネジ３１に上下動自在に螺合したボールナット３３が前記Ｙ軸スライダ２９に一体的に連結してある。したがって、前記サーボモータＭＹによって前記ボールネジ３１を正逆回転することにより、前記Ｙ軸スライダ２９を上下動することができるものである。

前記Ｙ軸スライダ２９には、前記主軸９と平行なＺ軸方向のタレット軸３５（図４参照）が回転自在に備えられており、このタレット軸３５のＺ軸方向の前端部に前記工具タレット１１Ｒが一体的に取付けてある。そして、前記工具タレット１１Ｒの正逆回転及び回転割出しを行うためのサーボモータＳＭ（図２参照）が前記Ｙ軸スライダ２９に装着してある。したがって、前記サーボモータＳＭによって工具タレット１１Ｒを正逆回転することができると共に、工具タレット１１Ｒに装着した適宜の加工工具を、前記チャック７に対応した位置に割出し位置決めすることができるものである。

前記左右の工具タレット１１Ｌ，１１Ｒの外周面には、図１に示すように、各種の加工工具３７が着脱交換可能に備えられている。各種の加工工具３７としては、多種形状のバイト等の切削工具を備えた切削加工工具３７Ａや、ドリルやフライス等の各種の回転切削工具を備えた回転切削加工工具３７Ｂなどがあり、各種の加工工具３７はそれぞれユニット化してある。さらに、前記工具タレット１１Ｌ，１１Ｒに対して着脱交換される加工工具３７としては、サブチャック３７Ｃや各種のワーククランプ３７Ｄ，３７Ｅ（図６、７参照）等が含まれるものである。

前記サブチャック３７Ｃは、前記主軸９のチャック７と対向したときに、当該チャック７に一端側を把持されているワークの他端側を把持自在であり、かつ前記チャック７と同様にワークを把持して回転自在である。したがって、当該サブチャック３７Ｃを使用することにより、前記チャック７によって一端側を把持して加工を行っていたワークの前記一端側の端面の加工を行うことができるものである。

前記ワーククランプ３７Ｄは、内装した流体圧シリンダ等のアクチュエータによって互いに接近離反するよう対向した一対のクランプジョーＪＯを備えている。そして、図６に示すように、前記ワーククランプ３７Ｄの一対のクランプジョーＪＯは、工具タレット１１Ｌ，１１Ｒの径方向の外側（放射外方向）を指向して互いに開いている。

したがって、前記ワーククランプ３７Ｄは、前記チャック７に把持されている棒状のワークを、当該ワークの長手方向に対して直交するＸ軸方向から把持することができるものである。よって、前記ワーククランプ３７Ｄによってワークを把持した状態にあるときに、他方の工具タレット１１Ｒに備えた加工工具３７によって前記ワークの加工を行うことができるものである。すなわち、ワークの、前記チャック７に把持されていた一端側の加工を行うことができるものであり、チャック７に把持されていたワークの把持を解放しての加工を能率よく行い得るものである。

また、前記構成において、前記ワーククランプ３７Ｄを、放射方向（径方向）の軸心回りに回動可能に設けることが望ましいものである。このように、ワーククランプ３７Ｄを、径方向の軸心回りに回動可能な構成とすることにより、前記クランプジョーＪＯによってワークを把持した状態においてワーククランプ３７Ｄを回動することによって、ワークの前後を反転することができることになる。したがって、前記チャック７に一端側を把持されていたワークの前後を反転し、ワークの他端側をチャック７によって把持して加工できることとなり、ワークの加工を能率よく行い得るものである。

前記ワーククランプ３７Ｅは、前記ワーククランプ３７Ｄを９０°回動して工具タレット１１Ｌに取付けた態様であって、ワーククランプ３７Ｅに備えた一対のクランプジョーは、工具タレット１１Ｌの軸心と平行なＺ軸方向に指向してある。なお、前記クランプジョーを、Ｚ軸の前側又は後側を指向した状態に取付けることもできるものである。

前述のごとく、工具タレット１１Ｌ，１１Ｒにサブチャック３７Ｃやワーククランプ３７Ｄ，３７Ｅを装着した場合には、前記チャック７に把持して加工したワークを、前記サブチャック３７やワーククランプ３７Ｄ，３７Ｅによって把持して直ちに加工可能であるから、能率よく加工を行うことができるものである。

なお、前記左右の工具タレット１１Ｌ，１１Ｒに備えた加工工具３７を、チャック７に対応した位置に割出し位置決めして、例えばドリル等の切削加工工具を回転する構成は、例えば特開２００３−２２５８０１号公報等に記載されているように公知であるから、切削加工工具等を回転するための構成についての詳細な説明は省略する。

前記旋盤１における前記ベッド３上であって、前記主軸台５のＺ軸方向の前側には、前記チャック７に一端側を把持されたワークの他端側を支持するための心押台３９が備えられている。この心押台３９は、前記ベッド３に形成した心押台装着部４１（図２参照）に着脱可能であって、全体的構成はユニット化してある。

すなわち、心押台３９は、前記心押台装着部４１に対してボルト等のごとき適宜の取付具を介して着脱可能な箱状の心押台ベッド４３を備えており、この心押台ベッド４３上には、可動台４５がＺ軸方向へ移動自在に備えられている。すなわち、前記心押台ベッド４３にはＺ軸方向のガイド部材４７（図９，１０参照）が一体的に備えられており、このガイド部材４７に、前記可動台４５が移動自在に案内支持されている。

前記可動台４５をＺ軸方向に移動するために、前記心押台ベッド４３内にはサーボモータ４９が装着してあると共に、プーリ５１やタイミングベルト５３などからなる動力伝達機構５５を介して前記サーボモータ４９によって回転されるボールネジ５７がＺ軸方向に長く、かつ回転自在に備えられている。そして、前記ボールネジ５７に移動自在に螺合したボールナット５９は前記可動台４５に連結してある。したがって、前記サーボモータ４９を駆動して前記ボールネジ５７を正回転、逆回転することにより、前記可動台４５は、ボールナット５９を介してＺ軸方向に往復動されるものである。なお、前記可動台４５には、前記心押台ベッド４３の上面開口部や前記ガイド部材４７、ボールネジ５７の上方を覆う蛇膜などのごときカバー６０の一端側が一体的に取付けてある。

前記可動台４５には、前記チャック７によって一端側を把持されたワークの他端側を支持自在なセンターなどのごときワーク支持部材６１を、適宜構成のワーク支持部材やドリルなどのごとき適宜の切削工具などと着脱交換可能に備えた支持台６３が備えられている。この支持台６３は、前記主軸９に備えた前記チャック７に対向した対向位置と、対向を回避した非対向位置とへ移動可能に備えられている。

前記対向位置は、前記チャック７に対してワーク支持部材６１が対向してワークの他端側を支持する位置である。すなわち、ワーク支持部材６１が前記対向位置に位置するときには、前記主軸９、チャック７の軸心と前記ワーク支持部材６１の軸心とは一致した状態にある。そして、前記非対向位置は、前記主軸９、チャック７の軸心と前記ワーク支持部材６１の軸心とが不一致の状態の位置へ前記ワーク支持部材６１が移動した位置である。

前記ワーク支持台６３、ワーク支持部材６１を、前記対向位置と前記非対向位置へ往復移動するために、前記可動台４５には流体圧シリンダなどのごとき往復作動装置６５が備えられている。そして、この往復作動装置６５において往復作動を行うピストンロッドなどのごとき往復作動子６７に前記支持台６３がボルトなどのごとき固定具を介して一体的に取付けてある。前記往復作動装置６５は、前記往復作動子６７が斜め方向に上下動するように備えられている。

より詳細には、前記往復作動装置６５は、前記主軸９、チャック７の軸心を含む垂直平面内において前記ワーク支持台６３、ワーク支持部材６１が斜め方向に上下動するように斜めに配置してある。すなわち、前記ワーク支持部材６１が前記チャック７に接近する方向（Ｚ軸の後側の方向）であって、かつ斜め上方向へ移動することにより、前記ワーク支持部材６１を前記対向位置に位置決めすることができる。そして、前記ワーク支持部材６１を、上昇位置からＺ軸の前側の方向（チャック７から離反する方向）へ斜めに下降することにより、前記ワーク支持部材６１を前記非対向位置へ位置決めすることができるものである。

上記構成により、前記チャック７によって一端側を把持したワークの他端側（先端側）を、心押台３９に備えたワーク支持部材６１によって支持することができる。そして、工具タレット１１Ｌ，１１Ｒや工具タレット１１Ｌ，１１Ｒに備えた加工工具３７と前記ワーク支持部材６１、支持台６３が干渉する場合には、ワーク支持部材６１を下降して、非対向位置へ退避することにより、容易に干渉を回避することができるものである。

既に理解されるように、前記ワーク支持部材６１は、Ｚ軸方向の前側へ斜めに下降することによって非対向位置へ退避するものであるから、前記チャック７から心押台３９の装着位置までのＺ軸方向の寸法を比較的短くした場合であっても、前記チャック７に一端側を把持されたワークから大きく離反することができるものである。したがって、前記チャック７からの、全体構成のＺ軸方向の前側への突出寸法、すなわちチャック７からのＺ軸方向の前方への突出寸法を小さく抑制することができる。

よって、ベッド３のＺ軸方向の前側へ作業者が位置して、前記チャック７に対してチャックワークの供給、取り外し等を行う場合、上記供給等を容易に行うことができるものである。また、この際、心押台３９におけるワーク支持部材６１は斜め方向に上下動する構成であるから、下降しておくことにより、ワーク支持部材６１が邪魔になるようなことはないものである。

以上のごとき実施形態の説明より理解されるように、主軸９を回転自在に備えた主軸台５のＸ軸方向の両側に、左右の工具タレット１１Ｌ，１１ＲをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動自在に備えた構成であるから、前記主軸台５からのベッド３の、Ｚ軸方向の前側への突出寸法を小さく抑制することができるものである。よって、前記ベッド３のＺ軸方向の前側から主軸９に備えたチャック７に対する半製品等のチャックワークの着脱交換を容易に行うことができるものである。なお、前記チャック７に対するチャックワークの着脱交換を、例えばロボット等のワーク供給手段によって行うような場合であっても、Ｚ軸方向の前側への設置が容易になるものである。

また、前記構成においては、左右の工具タレット１１Ｌ，１１Ｒの適宜一方又は両方に、加工工具３７の１例としてのサブチャック３７Ｃやワーククランプ３７Ｄ，３７Ｅを備えた構成であるから、上記サブチャック３７、ワーククランプ３７Ｄ，３７Ｅにワークを把持し、他方の工具タレットに備えた加工工具によって上記ワークの加工を行い得るものである。したがって、主軸９に備えたチャック７に把持してワークの加工を行った後に、上記チャック７に把持されていた部分の加工を行うことができるものである。また、前述したように、ワークのＺ軸方向を反転した後、前記チャック７によってワークを再び把持することも可能である。よって、ワークの全周面の加工を能率よく行い得るものである。

さらに、前記構成によれば、図６、７に示すように、心押台３９を取り外した状態でもって使用することも可能であり、構成の簡素化を図ることができるものである。

また、前記ワーククランプ、前記工具タレットの軸心に対して直交する方向の軸心回りに回動可能であるワーククランプ、前記サブチャックユニットを備えることにより、ワークの全周面の加工を能率よく行い得るものである。

前記工具タレットの軸心に対して直交する方向の軸心回りに回動可能であるワーククランプは、ワークを反転させることにより、前記チャックに一端側を把持されているワークの他端側を加工することができるものである。

前記工具タレットの軸心に対して直交する方向の軸心回りに回動可能であるワーククランプは、ワークを任意角度で停止させ対向側の工具タレットで加工することにより斜めの加工を実現するものである。

１旋盤
３ベッド
５主軸台
７チャック
９主軸
１１Ｌ，１１Ｒ工具タレット
１３ガイドベース（刃物台）
１５Ｚ軸スライダ
２１Ｘ軸スライダ
２９Ｙ軸スライダ
３５タレット軸
３７加工工具
３９心押台
４１心押台装着部
４３心押台ベッド
４５可動台
６１ワーク支持部材
６３支持台
６５往復作動装置（流一体圧シリンダ）
６７往復作動子（ピストンロッド）

Claims

ワークを把持自在なチャックを備えた主軸を回転自在に備え、前記チャックに一端側を把持されたワークの他端側を支持自在なワーク支持部材を備えた心押台を、前記主軸に対して接近離反する方向へ移動自在に備えた旋盤であって、前記心押台において前記ワーク支持部材を支持した支持台を、前記主軸の軸心に平方向な方向であって前記主軸に対して接近する方向への移動時には斜め上方向に移動し、前記主軸から離反する方向へ移動するときには斜め下方向に移動する構成であることを特徴とする旋盤。