JPH0271942A - 工作物回転型複合工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、工作物に各種の加工を施す複合工作機械に関
し、特に工作物回転型の機械で、全ての方向からの加工
を可能とし、素材の全加工を行なうのに好適な工作機械
に関する。

［従来の技術］ 工作物回転型複合工作機械は一般にターニングセンタと
呼ばれている機械で、その基本は旋盤である。旋盤は工
作物を把持する主軸と主軸中心線に、平行と直交する２
方向に直線運動をする刃物台に取り付けられた工具の運
動とで回転軸対象工作物を加工する機械で、直線運動の
一つが、主軸頭の運動に置換えられることもある。

ターニングセンタでは旋盤機能に加え、Ｌ軸には回転位
置決めや回転送りの制御機構を備え、タレット台で代表
される刃物台には複数の静止工具、あるいは回転工具が
取付けられ、加工に必要な工具の選択、ならびに回転工
具の邸動機構が付加されている。これらの機構がそれぞ
れ必要に応じて制御され、工作物の正面、ならびに円周
側面の任意の位置に穴あけ、タッピング、フライス加工
等が可能となる。また、主軸回転送りと直交２軸の直線
運動の制御によって、キー４２円周カム溝、円筒カム等
の加工を含め、従来他種機械による前工程の加工が、工
作物を取り外すことなしに行えることは衆知の技術であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の如く、すでに多くの複合工作機械により、工作物
に各種の加工を施すことが可能となってきているが、工
作物に対して全加工面を正確に位置づけし、加工するに
は、まだ解決すべき点が残されていた。すなわち、工作
物の正面もしくは円周側面の任意の位置に加工を行うこ
とは可能であっても、工作物の中心軸と任意の交叉角を
もつ方向への加工は、複雑な専用機等による前工程にな
らざるをえなかった。

また工作物の把持のため加工不可能な箇所への加工は、
搬送装置の付加により一度把みかえをした後に行わざる
をえないが、この場合、別途工作物に角位置基準を作ら
ない限り、−度取り外した工作物を次に正しい角位置に
把持することは困難である。したがって、例えば表裏両
面からの加工が一致しなければならない工作物の加工等
では前工程が入り、かつ、より複雑な加工をしてもなお
十分な精度を得られない問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は以上の如き従来の問題点を解決するために、工
作物回転型複合工作機械の主軸頭に、主軸中心軸に直交
する軸のまわりに制御可能な旅回機能を付与したもので
ある。

また、上記構成される２台の工作機械を２台１組として
、主軸頭の横移動するベッドを同軸上に。

かつ主軸中心軸が一致する位置をもって設置し、工作物
の回転軸廻りの角位置関係を正確に維持しながら、全加
工を可能としたものである。

更に上記工作機械の周囲に５通常の工作物回転型複合工
作機械に含まれていない焼入れ、研削、放電加工装置等
の特殊加工装置を付加し、工作物を主軸に取り付けたま
まで、一貫加工するよう構成したものである。

［作用］ 以上の構成により、主軸頭に把持された工作物は通常の
旋盤加工と同様な加工はもちろんのこと、主軸頭をある
角度に旋回、かつ主軸中心軸と直交するヘッドに沿って
主軸頭を移動することによって、工作物の任意の角位置
に、穴あけ等の加工を施すことができる。もちろん主軸
頭の回転制御によって主軸頭廻りの角度設定と合わせる
ことにより、全方位からの加工が可能となる。

また、主軸心が一致する関係に２台を組合わせて設置す
ることにより、一方の主軸頭で工作物を把持した箇所は
、すでに加工した部分を他方の主軸頭で直接把持するこ
とによって、完全に一致した軸心と角位置で把みかえる
ことができ、未加工部分を加工することが可能となる。

更に主軸頭が旋回することにより、その周囲に配置した
他の加工装置によって、工作物を持ちがえることなしに
、全加工することが可能となる。

［実施例］ 第１図はこの発明に係る機械の構造図例である。

１は工作物を把持する主軸、２は主軸頭で、これには主
軸、主軸用原動機、回転変速装置、回転の原点を含め、
回転角位置検出装置等を具備している。

３は本発明の要点である主軸台を載せた旋回台で、主軸
台サドル４の上にあり、紙面に直角にＹ−Ｙ軸のまわり
に旋回できる。サドル４は旋回台３の旋回叩動機能を備
え、ベッド５の案内面５１に沿ってＸ−Ｘ方向の直線運
動をする。

６はタレット台で代表される工具取付台で１図例では最
大８種類までの静止工具と回転工具の取付けが可能で、
必要工具を加工位置に対する方向に向ける選択機能と、
回転工具の駆動機能を備えている。

７はタレット台サドルでタレット台６を款せ、ベッド８
の案内面８１に沿って、ｚ−２方向の直線運動が出来る
。

９は工作物で１０は回転工具である。

第１図例から旋回台３を除くと、主軸頭横移動形ターニ
ングセンタと同一の構成である。

本発明の最大の特長は、従来のターニングセンタによる
加工は勿論可能で、これら以外に主軸台施回機能付加に
より、工作物中心軸と任意の交叉角をもつ穴を任意の回
転位置に加工できる所にある。

第２図は本機に適した簡単な工作物例で、第１図の９に
相当する。工作物９は、左円筒部１１を鎖状斜線で示さ
れているチャック３０により主軸に把持され、外形は半
球形に近く、半球の中心に向かう放射状に穴１２が多数
あけられている。

従来このような加工は、外生球形加工と穴加工は別工程
にし、複雑な加工装置を必要とすることと、別工程にし
たため取付は誤差を伴ったが、本機では一度の把持でそ
のまま外面の加工と穴の加工が出来るので、高い関係精
度と工程の短縮が可能になる。

第３図は穴１２の加工時の関係図で、第１図の主軸中心
線と工具中心線が同一心高に調整されているものとして
、次の手順で加工される。まず主軸頭を旋回台３により
角１３だけ旋回させ、次に主軸サドルを距離１６だけ移
動させる。次に主軸の回転位置決めにより、第２図の主
軸水平位置決め基線１４から、角１５の位置に位置決め
する。

最終動作として、工具ｌＯを回転させながらタレントサ
ドル７を軸方向に送れば、所定の位置に穴加工が行われ
る。角１３が同じで角１５の異なる穴は、主軸の角位置
を変えるだけで穴あけが行われるが、角１３の異なる穴
は角１３と距離１６を変える必要があり、角１３と距離
１６の間には次の関係がある。

（距離１６）　＝　（主軸頭旋回中心と、穴中心線と主
軸中心線との文具間距離１７）　Ｘ５ｉｎ（角１３）第
４図は第２の工作物例で、この場合には凹形半球面に立
体放射状の穴１８が多数あり、裏側からの穴１９とそれ
τれ連接している。このような加工は片面からでは不可
能で、両面からの加工が必要であり、例えば素材を２０
の側で把持して、裏側の形状を旋削仕上げの後に、第３
図の要領で穴１９群の加工をする。裏面加工完了後、加
工ずみ外形部２１をチャックで把持し、表側の外側、端
部、凹形球面等を旋削加工して、穴１８群は第３図の要
領で加工する。重要な点は、穴１８と穴１９がずれるこ
となくあけられていることで、そのためには１表裏加工
の角位置基準にずれのないことである。第４図のような
場合には、別途に角位置基準を工作物に作らない限り、
−庇取外した工作物を次に正しい角位置で主軸に把持す
ることは困難である。

第５図は第１図の機械２台を１組にしたシステムで、第
４図のように、表裏両面からの加工時の角位置精度を必
要とする工作物加工に最適である。

一方の機械２２で、裏側の内外旋削ならびに穴あけ加工
を行った後、主軸を回転の基準位置で停止させ、主軸頭
２を図の位置から時計方向に９０部旋回させて、鎖線で
示される位置までＸ方向移動して停止する。次に主軸が
基準位置で停止している他方の機械２３の主軸頭２′を
反時計方向に９０部旋回停止させ、Ｘ方向移動で、一方
の機械２２の主軸に把持されている工作物の２１部を、
他方の機械２３のチャックで把持出来る位置まで近づけ
て停止させる。他方の機械２３のチャックで工作物の２
１部分の把持を完了すれば、一方の機械２２の主軸は工
作物把持を解除して、新たな工作物素材供給位置に戻り
、他方の機械２３は、表面側の加工位置に戻り加工を始
める。

このように２台１組の機械では、素材供給装置と完了部
品の搬出装置の付加により、何ら人手を要することなく
、部品の全加工を連続して行うことが出来る。片側だけ
の加工ですむ部品には、２台を別々の機械として使用で
きるのは当然である。

第６図は主軸頭施回機能を用いた今一つの加工システム
図例である。２９は先端部のある部品で、この部分に焼
入れ研削加工をするものとする。主軸頭が旋回可能であ
るため、部品の加工位置は工具取付台位置に限定されず
、その他の装置も自由に使用できる。第６図で２４は部
品素材の供給位置。

２５は高周波焼入れ装置で、２６は高周波コイル、２７
は矢印方向の送り機能をもち、研削砥石２８をもつ研削
装置である。したがって、タレッ１−台６の工具群によ
り加工を終わった部品２９を、高周波コイル２６の位置
で先端部焼入れし、研削砥石２８で研削仕りげを終える
。部品に異形穴加圧が必要で、放−型加工を行う場合に
も、放重加（装置を支障のない所に設置すればよい。こ
のように−度把持した部品に　ｊＩＬなるターニングセ
ンタとしての加−Ｌ以外の加工も、その加工装置の付加
により把持したままで行なえる利点がある。

第６図は１台の機械での例であるが、第５図の２台１組
の機械にこの利点を適用できることはいうまでもない。

これらの工作システムの特徴は、−度把持した素材はつ
かみ変えることなしで加工側の全加工を。

また−度のつかみ変えて工作物の全加工を可能にし、素
材の自動供給で、無人連続運転を可能にする所にある。

［発明の効果］ 以上の如く本発明によれば、−度把持した素材は把みか
えることなしに加工側の全加工を可能とし、精度の高い
加工を行なうことができる。

また、−度のつかみ変えて工作物の全加工を可能とし１
表裏一体の加工も高い関係精度で加工できる。更には素
材の自動供給、自動搬出を行なって、無人１）Ｉｉ運転
を可能とすることができる。特に従来特殊の加工として
、別工程とせざるをえなかった加工処理装置を組み込む
ことが容易であり、−ｇ処理をすることができる等の効
果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例である複合工作機械の主要
部の略式配置図、第２図は、第１図に把持される工作物
の１加工例を示す断面図とその右側面図、第３図は、第
２図に示す工作物を加工する場合の手順説明図をそれぞ
れ示す。 第４図は、他の工作物の加工例で、両側からの加工を必
要とする場合の工作物の断面図と、その右側面図を示す
。 第５図は、本発明における別の態様を示す工作機械の略
式配置図で、２台１組として構成した場合を示す。 第６図は、本発明の工作機械の周囲に、他の加工装置を
配置した例を示すシステム配置図を示す。 １　・・・−・ ３・・・・・・ ａ′。°６ ９　・　・・・ 主軸 旋回台 ベッド 工作物 ２・・・・主軸頭 ４・・・・・サドル ６・・ タレット台 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）工作物回転型複合工作機械の主軸頭に、主軸中心軸
   に直交する軸のまわりに制御可能な施回機能を付与した
   工作機械。 ２）主軸頭に、主軸中心軸に直交する軸のまわりに制御
   可能な旋回機能を付与した工作物回転型複合工作機械を
   ２台１組として、主軸頭の横移動するベッドを同軸上に
   、かつ２台の主軸頭を、主軸頭旋回機能により対向させ
   たとき、両主軸の軸心が一致するように、工作物の回転
   軸廻りの角位置関係を正確に維持しながら、全加工を可
   能とした加工システム。 ３）主軸頭旋回機能を有する工作機械の周囲に、焼入れ
   、研削、放電加工装置等特殊加工装置を付加し、工作物
   を主軸に取付けたままで、工作物に必要で可能な付加工
   作まで一貫加工する加工システム。