JPH0692043B2 - Ｎｃ複合自動旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、複数の工具により加工を行うNC複合自動旋盤
に関する。

＜従来の技術＞ 従来、NC自動旋盤には放射状に配設された刃物台（以
下、櫛歯形刃物台という）を備えたものと、タレット形
刃物台を備えたものとの２種類が知られている。

櫛歯形刃物台はワークの周囲に配設された複数の工具の
内で一つあるいは複数の工具を、回転しているワークに
向けて移動させて、ワークを加工するものである。

この刃物台は工具選択のための割り出し回転がないので
加工精度が良く、通常、工具としてバイトが装着され、
仕上げ加工等の精度が要求されるものに適している。

一方、タレット形刃物台は割り出し位置に取り付けられ
た複数の工具の内から一つを選択し、その工具が所定の
加工位置にくるように割り出し回転を行い、その工具を
ワークに向けて移動させて、ワークを加工するものであ
る。

この刃物台は工具を多数装着でき、バイトによる旋削加
工や、ドリル・エンドミル等の回転工具による穴あけ
や、サライ加工等の２次加工を行なうことができる。

＜考案が解決しようとする課題＞ ところで、櫛歯形刃物台を備えた自動旋盤では前述した
ように工具を選択するために割り出し回転をする必要が
ないので、工具選択のサイクルタイムが短く、また切削
の精度が良いという利点があったが、工具の本数が制限
されて工具を足りなくなったり、また他種類の加工を行
えないという問題があった。

また、タレット形刃物台を備えた自動旋盤は工具を多数
装着できるが、工具選択のために割り出し回転を行うた
め、櫛歯形刃物台と比較して精度が悪く、工具選択の時
間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は工具本数の制限を受けず、かつ仕上げ
加工にも適する複合自動旋盤を提供することを目的とす
る。

＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するため本発明は、ワーク挿通させると
共にワーク前端部を突出させてチャックする主軸と、ワ
ーク前端部を受けるガイドブッシュと、上記主軸をワー
ク軸心を中心として回転させると共にワークの長手方向
に移動させる主軸台とを備えたNC自動旋盤において、上
記ワーク前端部近傍に配設されると共に、ワーク中心に
向かって移動するタレット形刃物台と、上記タレット形
刃物台を上記ワーク中心に向けて移動させるタレット移
動手段と、上記ワーク前端部周囲であってタレット形刃
物台の移動領域を除く部分に、放射状に配設されて上記
ワーク中心に向かって移動する複数の刃物台とを設けた
ことを特徴とするものである。

＜作用＞ 上記構成では、多数の工具が装着可能なタレット形刃物
台が、ワーク前端部近傍に配設されると共にワーク中心
に向かって移動するように設けられており、またワーク
前端部周囲であってタレット形刃物台の移動領域を除く
部分には、加工精度のよい複数の刃物台が放射状に配設
されてワーク中心に向かって移動するように設けられて
いる。

このため、例えばタレット刃物台により荒削り加工を行
い、そのタレット形刃物台の移動領域を除く部分に配設
された複数の刃物台により仕上げ加工を行うことができ
る。

また、上記タレット形刃物台および複数の刃物台が単独
でそれぞれ駆動できるため、荒削りと仕上げ加工の同時
切削も可能である。

さらに、タレット刃物台にはバイトの他にドリルやエン
ドミル等の回転工具を取り付ければ、平取りや横穴あけ
加工等の２次加工も可能である。

＜実施例＞ 以下、本発明を採用した複合自動旋盤の一実施例を図面
に基づいて説明する。

ただし、第１図ないし第４図はそれぞれこの複合自動旋
盤の平面図、正面図、第１図におけるIII−III線断面図
およびIV−IV線断面図であり、また第５図ないし第７図
はこの複合自動旋盤を構成する櫛歯形刃物台の詳細構成
を示す側面図および断面図であるので、第１図を基に、
第２図ないし第７図を参照してこの複合自動旋盤の構成
を説明していく。

まず、この複合自動旋盤は第１図に示すように、ベッド
５上に、ワークｗをチャックする主軸１および背面主軸
４と、そのワークｗを加工する櫛歯形刃物台２、タレッ
ト形刃物台３および正面刃物台７とを備えている（第２
図参照）。

主軸１は第１図に示すようにワークｗを挿通してワーク
ｗ前端部を突出させてチャックするもので、主軸台11に
より回転可能に支持されると共に、この主軸台11がベッ
ド５上に設けられた案内溝によりワークｗ軸心と平行方
向（図上、Z1方向）に移動することによりワークｗを送
り出すように構成されている（第２図参照）。尚、主軸
１の回転は主軸回転モータ12の駆動により行われ、また
主軸１のZ1方向の移動はZ1方向移動機構14の駆動により
行われる。また、主軸台11上部には第２図に示すように
主軸１の回転位置（割出し位置）を検出するポジション
コーダ15が取付けられている。

そして、主軸１の前方にはガイドブッシュ13が設けられ
ており、ガイドブッシュ13から突出するワークｗ前端部
の一方側にはタレット形刃物台３が設けられている一
方、ワークｗ前端部周囲であってタレット形刃物台３の
移動領域を除く部分に複数の刃物台21a〜21dを放射状に
配設した櫛刃形刃物台２が設けられている（第４図参
照）。

この櫛歯形刃物台２は第５図に示すように、各種のバイ
ト22a〜22dが装着された４台の刃物台21a〜21dをワーク
ｗの周囲に放射状かつ等角度（45゜）間隔で配設してお
り、バイト22a〜22dの刃先がそれぞれワークｗ中心に向
かって移動できるように設置している。尚、同図上23′
はタレット形刃物台３を脱着してこの複合自動旋盤を使
用する場合に、この部分に新たな刃物台を装着できるよ
うにした刃物台装着部である。

そして、刃物台21aは第５図に示すように櫛歯形刃物台
移動モータ20により直接駆動されて移動する一方、刃物
台21b〜21dは刃物台21aの移動をリンク機構Ｌを介して
伝達されて移動するように構成されている。

つまり、リンク機構Ｌは同図に示すようにベッド５に固
定された刃物台ベース23に回転自在に支持された変形Ｔ
字形のレバーA,Bと、このレバーA,Bを連結する連接棒で
あるリンクＣとからなる。そして、リンク機構Ｌはレバ
ーＡを刃物台21a,21bと連結すると共に，レバーＢを刃
物台21c,21dと連結し、刃物台21aの移動がレバーＡを介
して刃物台21bおよびリンクＣに伝達する一方、レバー
Ａ、リンクＣおよびレバーＢを介して刃物台21cおよび
刃物台21dにも伝達するようにしている。

次に、各刃物台21a〜21dの構成を説明するが、刃物台21
aを除く刃物台21b,21c,21dの構成は同一であるので、刃
物台21aおよび刃物台21bの構成についてだけその断面図
を参照して説明する。

まず、刃物台21aは第６図に示すように刃物台ベース23
上に案内台23aを設け、この案内台23a上でスライダ24a
がワークｗ方向、すなわち図上矢印X1a方向に摺動し、
ワークｗを切削するように構成されている。

つまり、この刃物台21a下方の刃物台ベース23には櫛歯
形刃物台移動モータ20が設けられており、櫛歯形刃物台
移動モータ20の回転軸20aとボールネジ25aとがカップリ
ング26aを介して連結されている。

そして、スライダ24aの下側部にはボールネジ25aと螺合
するナット28aが固定され、櫛歯形刃物台移動モータ20
の回転によりスライダ24aがX1a方向に摺動するようにし
ている。

尚、スライダ24aの上部にはワークｗに近接する側にバ
イト22aを装着したバイトホルダ27aが取付けられている
と共に、またその反対側にはレバーＡと連結する連結部
29aがネジで固定されている。

次に、本実施例の刃物台21bは第７図に示すように、ス
ライダ24bを案内台23b上でワークｗ方向、すなわち図上
X1b方向に移動させワークｗを切削するものである。ま
た、刃物台21bはバイト22bを他の刃物台のバイトよりワ
ークｗ中心方向に先行可能、且つそのバイト22bが移動
して所定位置に達した時にワークｗ中心から後退するよ
うにも構成されている。

つまり、スライダ24bは前述のように刃物台ベース23上
に設けられた案内台23b上を摺動するようになっている
と共に、この案内台23b内に内蔵された３本のスプリン
グ27bにより常にワークｗから逃げる方向に付勢された
状態で取付けられている。

そして、スライダ24b上にはバイト22bを装着したバイト
ホルダ24b′の他に、レバーＡからこの刃物台22bを移動
させるための外力が伝達される連結部29bと、選択シリ
ンダ25bと、調整ネジ26bとが設けられている。

連結部29bはレバーＡと連結されていると共に、ロッド2
8′を介して後述する選択シリンダ25b内のピストン28b
と連結されてスライダ24bに固定されており、レバーＡ
からの外力を直接スライダ24bへ伝達せず、ロッド28b′
および選択シリンダ25bを介してスライダ24bに伝達す
る。

また、選択シリンダ25bはロッド28′と連結されたピス
トン28bを内蔵し、図示されていないシリンダ制御回路
からの指令に基づいてそのシリンダ室25b′,25b″の油
圧を切換えるものである。つまり、選択シリンダ25bは
その油圧の切換えにより、ピストン28bの位置を変え、
相対的にピストン28bあるいは連結部29bに対して前後動
し、スライダ24bを予めワークｗの中心方向に先行させ
てバイト22bを切削に関与させたり（刃物台を選択）、
またこのバイト22bが予め先行させておいたもので所定
位置に達したときに後退させる（刃物台を戻す）ように
作用する。

さらに、調整ネジ26bは選択シリンダ25bの下端に調整ネ
ジ26b先端をスライダ24b後端面に当接させて取り付けら
れており、その回動によりスライダ24b上における選択
シリンダ25bの取付け位置を変え、予め刃物台21bのバイ
ト22bを他の刃物台のバイトよりワークｗ方向に先行さ
せるものである。

以上、ここまで櫛歯形刃物台２の構成の説明で、次に、
第１図に戻り、タレット形刃物台３、背面主軸４、正面
刃物台７およびこのNC複合自動旋盤の制御部と順に説明
していく。

まず、このタレット形刃物台３は８角タレットと呼ばれ
るもので、現在４本のバイトやドリル等の工具32a〜32d
が放射状に装着されているが（第４図参照）、後述する
ように最高９本まで上記工具を装着できるもので（第８
図参照）、割り出し回転を行い加工に用いる工具を所定
の加工位置に設定するものである。

つまり、このタレット形刃物台３はタレット刃物台ベー
ス36により支持されており、このタレット刃物台ベース
36にタレット形刃物台３を分割回転させて割り出す分割
モータ33と、工具32a〜32dに回転力を与えるタレット工
具回転モータ34とが取り付けられている。

そして、このタレット刃物台ベース36はベッド５上をワ
ークｗ方向、すなわち図上X2方向に摺動できるように取
り付けられており、タレット刃物台ベース36にはタレッ
ト形刃物台３をX2方向へ移動させるサーボモータやボー
ルネジ等からなるタレット移動手段としてのX2方向移動
機構35が設けられている。

次に、本実施例の背面主軸４および正面刃物台７の構成
を説明する。

まず、背面主軸４は第１図に示すように主軸１とは逆方
向からワークｗをチャックするもので、背面主軸台41に
より回転可能に支持されている。

背面主軸台41は背面主軸スライダ49に取り付けられてお
り、この背面主軸スライダ49には背面主軸台41の他に背
面主軸４を回転させる背面主軸回転モータ43と、ワーク
ｗの前端面に正面穴あけ加工を行う３本の固定工具7a〜
7cが装着された正面刃物台７と、正面刃物台７の工具7a
〜7cの内から一つを選択し、その選択したものを油圧制
御によりワークｗ方向に移動させるシリンダ46とが取り
付けられて構成されている（第２図参照）。

そして、この背面主軸スライダ49はワークｗ方向（図上
Z2方向）に移動できると共に、同方向とは直交しかつ第
３図に示すように水平方向に対して45゜傾斜した方向
（図上X3方向）に移動できるように設置されている（第
３図参照）。

つまり、ベッド５上には第３図に示すように、水平方向
に対して45゜傾斜したX3方向と平行な傾斜面が形成され
た背面主軸固定ベース48が固定されており、この傾斜面
上にZ2方向へ背面主軸テーブル49aを移動させる案内台4
8aが設けられている。

そして、背面主軸テーブル49aは同図に示すように水平
方向に対して45゜傾斜した状態で、Z2方向移動機構44の
駆動により案内台48a上を案内されて、ワークｗの軸線
方向、すなわちZ2方向へ移動されるように構成されてい
る。

さらに、この背面主軸テーブル49a上にはX3方向の案内
面が形成されていて、その案内面上を背面主軸スライダ
49がX3方向移動機構45の駆動によりX3方向に移動可能と
なるように取り付けられている。

尚、背面主軸固定ベース48の下方には、ベッド５を支持
する脚部51と脱着可能にしたクーラントタンク52が設け
られている（第２図参照）。クラントタンク52はワーク
ｗ加工時の切屑を集積・排出するもので、その切屑の切
削油を漉す２種類のフィルタ52a,52bが設けられている
（第３図参照）。

また、ベッド５には第１図に示すようにクーラントタン
ク52へワークｗ加工時の切屑が集積されるように、落下
口47が形成されており、脚部51には切屑をクーラントタ
ンク52へ案内する傾斜51aが設けられている（第２図参
照）。

さらに、第１図中、61は操作ボックスであり、62はNC装
置を内蔵した制御ボックスである。

以上、ここまでがこの複合自動旋盤の構成の説明であ
る。

次に、上記のように構成された複合自動旋盤によるワー
クの加工を説明する。

まず、例えば第４図においてワークｗを介して互いに対
向するタレット形刃物台３の荒削り用のバイト32aと、
櫛歯形刃物台２における刃物台21cの仕上げ用のバイト2
2cにより行うものとする。

この場合、タレット形刃物台３ではバイト32aを所定の
加工位置に設定するため、分割モータ33によりタレット
形刃物台３を図上右回りに90゜回転させておく。また、
櫛歯形刃物台２では刃物台21cは刃物台21aと同時に同方
向へ移動するので、選択シリンダ25cによりこの刃物台2
1cを選択、すなわちワークｗ中心方向に近づけておくと
共に、調節ネジ26cにより刃物台21cを刃物台21aよりワ
ークｗ側に先行させておく。

そして、タレット形刃物台３はX2方向移動機構35により
移動され、刃物台21cは櫛歯刃物台移動モータ20により
移動されて、双方のバイト32aおよびバイト22cがワーク
ｗを加工する。

したがって、この加工パターンによれば、タレット形刃
物台３のバイト32bと、櫛歯形刃物台２のバイト22cとに
より、荒削りと仕上げ加工との同時切削ができる。

また、このバイト32bとバイト22cとは完全に対向し、且
つ同時にワークｗを加工するようにすることも可能なの
で、ガイドブッシュ13が切削時に受ける主分力および背
分力が逆向きとなって打ち消し合うと共に、ワークｗの
受ける負荷を相殺して完全バランス切削となり、切削能
率および切削精度を向上させることができる。

さらに、タレット刃物台３にドリル等の回転工具を取り
付けてあるので、ワークｗ前端面の正面穴あけや横穴あ
け等の２次加工も可能である。

なお、タレット形刃物台の工具と櫛歯形刃物台の２本の
工具とによる同時加工も可能である。

この場合には、櫛歯形刃物台２では同時に移動される４
台の刃物台の中から同一方向に移動される刃物台２台、
例えば刃物台21a,21cのバイト22a,22cを選択し、バイト
22aには仕上加工用のもの、バイト22cには荒削り用のも
のを装着しておく。

そして、刃物台21cではその選択シリンダ25b内のシリン
ダ室25b′,25b″の油圧を切換えて、刃物台21cをワーク
中心方向に近づけ（選択）、刃物台21aとほぼ同じ位置
に設定しておく。さらに、最初に荒削り、次に仕上げと
いう順に加工をおこなうため、調整ネジ26cにより予め
荒削り用のバイト22cを、仕上加工用のバイト22aよりワ
ークｗ側に仕上げ代分だけ先行させておく。

このように設定された櫛歯形刃物台２においてその櫛歯
形刃物台移動モータ20に駆動指令が送られると回転し、
刃物台21aおよび21cを前進させる。

その際、バイト22cが最初に設定された所定位置、つま
り荒削り完了位置に達したら、図示されていないシリン
ダ制御回路から指令が出力され、その指令により先行し
ていた刃物台21cの選択シリンダ25cはシリンダ室25c′,
25c″の油圧を戻り側に切換える。

すると、スライダ24cはスプリング27cの弾力によりワー
クｗから遠ざかる方向に常に付勢されているので、レバ
ーＢあるいは連結部20cに対して後退して、刃物台21cは
全体としてワークｗから遠ざかった状態になる。

このため、バイト22cが切削に関与しなくなるので、バ
イト22cよる荒削り加工の後に、バイト22aにより所定の
仕上寸法まで仕上げ加工を行うことができる。

したがって、この切削パターンによれば１台の櫛歯刃物
台移動モータ20により最初に荒削り加工、次に仕上加工
というような同時切削ができ、またタレット形刃物台の
工具を加えて前記荒削りおよび仕上加工の他に、内面切
削加工のような数種の同時切削ができる。

その結果、タレット形刃物台と櫛歯形刃物台との組み合
わせにより、例えばワークｗを第９図に示すような形状
に加工することができて加工の自山度が大きくなり、ま
た加工対象が増加し加工工程を複合化することができ
る。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明ではタレット形刃物台をワ
ーク前端部近傍に配設すると共にワーク中心に向かって
移動するように設ける一方、ワーク前端部周囲であって
タレット形刃物台の移動領域を除く部分に、複数の刃物
台を放射状に配設してワーク中心に向かって移動するよ
うに設けたので、最初に荒削り、次に仕上加工というよ
うな同時切削ができると共に、またタレット形刃物台に
より内面切削加工や横穴あけ加工のような数種の加工が
できる。

その結果、加工の自山度が大きくなり、加工対象が増加
するので加工工程を複合化することができると共に、加
工精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したNC複合自動旋盤の一実施例を
示す平面図、第２図は同実施例の正面図、第３図は第１
図における同実施例のIII−III線断面図、第４図は第１
図における同実施例のIV−IV線断面図、第５図は同実施
例における櫛歯形刃物台の拡大側面図、第６図は第５図
における刃物台21aのVI−VI線部分断面図、第７図は第
５図における刃物台21bのVII−VII線部分断面図、第８
図はタレット形刃物台の他の例を示す断面図、第９図は
本実施例により加工されたワークｗの一例を示す断面図
である。 １……主軸 ３……タレット形刃物台 11……主軸台 13……ガイドブッシュ 21a〜21d……刃物台 35……X2方向移動機構（タレット移動手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを挿通させると共にワーク前端部を
   突出させてチャックする主軸と、ワーク前端部を受ける
   ガイドブッシュと、上記主軸をワーク軸心を中心として
   回転させると共にワークの長手方向に移動させる主軸台
   とを備えたNC自動旋盤において、 上記ワーク前端部近傍に配設されると共に、ワーク中心
   に向かって移動するタレット形刃物台と、 上記タレット形刃物台を上記ワーク中心に向けて移動さ
   せるタレット移動手段と、 上記ワーク前端部周囲であってタレット形刃物台の移動
   領域を除く部分に、放射状に配設されて上記ワーク中心
   に向かって移動する複数の刃物台とを設けたことを特徴
   とするNC複合自動旋盤。