JPH0692044B2

JPH0692044B2 - Ｎｃ複合自動旋盤

Info

Publication number: JPH0692044B2
Application number: JP2265383A
Authority: JP
Inventors: 実久保田
Original assignee: セイコー精機株式会社
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH04223801A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、複数の工具によりワークの正面加工（以下、
メイン加工という）および背面加工を行うNC複合自動旋
盤に関する。

＜従来の技術＞従来、NC複合自動旋盤においてはワークのメイン加工お
よび背面加工が、例えば第10図および第11図に示すよう
な方法で行われていた。

つまり、第10図に示す第１の方法は主軸台81がワークを
チャックした主軸を回転させつつZ1方向に摺動し、メイ
ン加工を行う場合には櫛歯形刃物台を構成する刃物台8
2,83をそれぞれX1,X2方向に移動させて行う。

一方、背面加工を行う時には、主軸にチャックされたワ
ークが切り落とされる直前に、背面主軸台84がZ2方向に
移動してそのワークｗを背面主軸が受け取り、背面主軸
台84がX3方向に移動して、背面加工用の工具が装着され
た固定刃物台85で背面加工する。

また、第11図に示す第２の方法は上記のものと同様に動
作する主軸台91があって、メイン加工を行う場合には２
台のタレット形刃物台92,93がそれぞれX1,X2方向に移動
してメイン加工を行う。

一方、背面加工を行う時には第１の場合と同様に、背面
主軸台94がZ1方向で主軸台91の方向に移動して、背面主
軸がワークを受け取り、そこで上記２台のタレット形刃
物台92,93のどちらか一方に装着された背面加工用の工
具により背面加工する。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、上記第１の方法ではメイン加工を櫛歯形刃物台
だけにより行っていたので、工具選択のサイクルタイム
が短く、また切削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が足りなくなったり、また加
工の自由度が小さいという問題があった。

また、上記第２の方法にあってはタレット形刃物台を２
台用いているので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
て工具選択の速度および精度が悪く、工具選択の時間が
かかるという問題があった。

特に、背面主軸にチャックされたワークの背面穴あけ等
の背面加工をタレット形刃物台により行う場合、タレッ
トの割り出し誤差や、タレット刃物台に装着された工具
に取付け誤差があった時に、穴あけ時の芯違いや、バイ
トの芯高が補正されず、加工精度が悪くなるという問題
があった。

そこで、請求項１ないし３に記載の発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、加工の自由度が大きく、かつ高精
度仕上げ加工に適すると同時に、背面加工時の精度がよ
いNC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、請求項１に記載の発明は、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、上記主軸をその軸心を中心として回転
させる主軸台と、上記ワーク前端部の一方側に配設され
ると共に、上記ワーク中心に向かって移動する放射状に
配設された刃物台（以下、櫛歯形刃物台という）と、上
記ワーク前端部の他方側であって上記櫛形刃物台と対向
する位置に設けられた多刃刃物台と、上記多刃刃物台を
上記ワーク中心に向け、且つ上記主軸の軸心と直交する
方向に移動させる多刃移動手段と、上記ワーク前端部を
上記主軸とは逆方向からチャックする背面主軸と、上記
背面主軸を支持する背面主軸台とを有することを特徴と
するものである。

また、上記課題を解決するため請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載のNC複合自動旋盤において、上記主
軸の軸心と直交する平面上であって、且つ上記多刃刃物
台の移動方向と交差する方向に上記背面主軸台を移動さ
せると共に、多刃刃物台および背面主軸台の移動を数値
制御手段により制御することを特徴とするものである。

さらに、上記課題を解決するため請求項３に記載の発明
は、請求項１および請求項２に記載のNC複合自動旋盤に
おいて、上記多刃刃物台をタレット形刃物台であること
を特徴とする。

＜作用＞請求項１に記載の発明の構成では、主軸と背面主軸とを
有し、ワークの加工部分であるワーク前端部の一方側に
加工精度のよい櫛刃形歯物台が設けられる一方、ワーク
前端部の他方側であって上記櫛歯形刃物台と対向する位
置に多数の工具が装着可能な多刃形刃物台が設けられて
いる。

このため、櫛歯形刃物台により仕上げ加工を行い、また
多刃刃物台により荒削りや内面旋削、横穴あけ、背面穴
あけ加工、背面旋削加工等が可能で加工の自由度が大き
くなる。

また、請求項２に記載の発明では請求項１に記載の上記
作用の他に、背面主軸台の移動方向と、多刃移動手段に
よる多刃形刃物台の移動方向とが主軸の軸心と直交する
平面上で交差し、数値制御手段により多刃形刃物台およ
び背面主軸台の移動を制御するので、多刃刃物台に工具
の取付け誤差があっても、多刃刃物台の工具の刃先の位
置とワーク加工部位とを一致させてその誤差を補正する
ことができる。

さらに、請求項３に記載の発明では上記請求項１および
請求項２に記載のNC複合自動旋盤において、多刃刃物台
をタレット形刃物台としたので、上記請求項１および２
に記載の作用の他に、タレットの割り出し誤差や、タレ
ット刃物台に装着された工具に取付け誤差等があって
も、タレット形刃物台の工具の刃先の位置とワーク加工
部位とを一致させてその誤差を補正することができる。

特に、タレット刃物台に背面穴あけ用のドリル等の工具
を装着し、背面主軸にチャックされたワークの背面中心
に穴あけを行うときには、芯違いや芯高を補正すること
ができワークの芯出しが正確になる。

＜実施例＞以下、本発明を採用したNC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NC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NC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NC複合自動旋盤
の構成を説明していく。

まず、このNC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、多刃
刃物台としてのタレット形刃物台３、および正面刃物台
７とを備えている（第２図参照）。尚、本実施例では多
刃刃物台としてタレット形刃物台を用いているが、本発
明では多刃刃物台はタレット形刃物台に限らず、例えば
背面工具３本と、正面加工用バイト１本を取り付けたよ
うな構造でもよい。

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11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
配設した櫛歯形刃物台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を着脱してこのNC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上に固定されており、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28
b′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′,25″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、ここまでが櫛歯形刃物台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
面に穴あけ加工を行う３本の固定工具7a〜7cが接着され
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）。クーラントタンク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NC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NC複合自動旋盤によるワ
ークの加工方法として２つの加工パターンを挙げて、本
実施例の作用を説明する。

１）．正面刃物台７の工具による正面穴あけ加工。

この加工パターンの場合には、正面刃物台７をZ2方向移
動機構44によりZ2方向に移動させると共に、X3方向移動
機構45により工具7aのX3方向NCデータに基づいてX3方向
に移動させ、ワークｗの加工に用いる工具、例えば工具
7aをその工具中心がワークｗ中心線上にくるような位置
決めする。

次に、その工具7aをシリンダ46により選択する。する
と、シリンダ46はその工具7aを前方側、すなわちワーク
ｗ側に移動させて他の工具7b,7cおよび背面主軸４より
突出させ、工具7aによりワークｗを加工する。

そして、工具7b,7cを順次ワーク中心に移動し穴あけ加
工を行うことができる。

２）．背面主軸４に切り落とし後のワークｗをチャック
させた後のタレット形刃物台３による背面穴あけ加工。

この加工パターンは通常、櫛歯形刃物台２やタレット形
刃物台３および正面刃物台７による荒削りや、仕上げ加
工およびワークｗ前端面の正面穴あけ等の正面加工や、
横穴あけ等の２次加工が終了した後に行われ、第９図に
示すようなワークの加工が可能である。

尚、ここではこの加工パターンを、第８図に示すように
タレットに取り付けられた背面穴あけ軸311a〜313aと、
３本のバイトと、３本の横穴あけ軸が装着されたタレッ
ト形刃物台３により説明することにする。

まず、第８図に示すようなタレット形刃物台３の工具31
の各背面穴あけ軸３本の芯出しを行い、その値をそれぞ
れX3とX2の位置決めデータとする。

そして、ワークｗの切り落としを櫛歯形刃物台２あるい
はタレット形刃物台３に装着しておいた切落し用の刃物
によりガイドブッシュ13の近傍で行う。

その際、ワークｗを切り落とす直前に背面主軸４により
ワークｗをチャックし、ワークｗの受け渡しを行う。

つまり、上記１）．の加工パターンの時と同様に、まず
背面主軸４がX3方向移動機構45によりワークｗ中心に位
置決めされ、次にZ2方向移動機構44によりワークｗ方向
に移動する（第１図参照）。

そして、背面主軸回転モータ43により背面主軸４は主軸
１の回転と同期して回転されワークｗの前端部をチャッ
クする。

次に、切り落とされたワークｗにおいて切断により形成
された端面つまり背面を、第８図に示すタレット形刃物
台３に装着された工具31aの３本の背面穴あけ軸311a〜3
11cにより加工する（勿論、第４図に示す工具32dの回転
工具によって穴あけを行なっても構わない）。

そのため、本実施例ではワークｗをチャックした背面主
軸４をX3方向移動機構45によりX3方向、すなわち水平方
向に対して45゜方向でタレット形刃物台３の方向に移動
させる（第３図参照）。

また、それと同時にタレット形刃物台３を分割モータ33
により回転させ（第１図参照）、その穴あけ加工に用い
る工具を所定の加工位置に移動させると共に、X2方向移
動機構35によりX2方向に移動させる。尚、所定加工位置
とは第８図に示すタレット形刃物台３では、背面穴あけ
用の工具31aの所定加工位置は同図上の位置で、各工具
の進行方向が背面主軸４の移動方向であるX3方向と交差
する位置である（第８図参照）。

これにより、第８図に示すタレット形刃物台３において
は、背面穴あけ軸311aからワークｗ中心に位置決めさ
れ、その後順次２本の背面穴あけ軸312a,313aの位置に
位置決めされる。その際、背面穴あけ軸312a,313aは、
芯出しの位置決めデータの位置にX2およびX3が位置決め
される。

このため、タレットの割り出し誤差や、タレット刃物台
に装着された工具に取付け誤差があっても位置決めデー
タを変更することによりその誤差を補正することができ
る。

＜発明の効果＞以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、
主軸と背面主軸とを備えた自動旋盤において、櫛歯形刃
物台と多刃刃物台との２つの刃物台を備えるようにした
ので、例えば櫛歯形刃物台には仕上げ用の工具を取り付
けておき、また多刃刃物台には荒削り用や、横穴あけ
用、背面穴あけ、背面旋削の工具を取り付けつけること
ができ、高精度仕上げ加工が可能であると共に、背面加
工精度を大幅に向上できる。

また、請求項２に記載の発明によれば、主軸と背面主軸
とを備えると共に、櫛歯形刃物台と多刃刃物台との２つ
の刃物台を備えたNC複合自動旋盤において、多刃移動手
段により多刃刃物台の移動方向と、背面主軸台の移動方
向とを交差させ、数値制御手段により多刃刃物台および
背面主軸台の移動を制御するので、請求項１に記載の上
記効果の他に、多刃刃物台に工具の取付け誤差があって
もその誤差を補正した位置に位置決めして加工し、背面
加工を高精度化することができる。

さらに、請求項３に記載の発明では、上記請求項１およ
び請求項２に記載のNC複合自動旋盤において、多刃刃物
台をタレット形刃物台としたので、工具本数を増やすこ
とができ、加工の自山度が大きくなり、２台に分かれて
いた工程を１台に吸収することができる。

また、タレット形刃物台においてタレットの割り出し誤
差や、タレット刃物台に装着された工具に取付け誤差が
あっても、その誤差を補正した位置に位置決めし加工す
るため背面加工を高精度化することができる。

特に、タレット刃物台に背面穴あけ用のドリルや図示し
ない背面旋削バイト等の工具を装着し、背面主軸にチャ
ックされたワークの背面加工を行うときには、芯違いや
芯高を補正することができるため、高精度背面加工が可
能となる。

【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、第10図は従来の正面加工および背面加工の方法の一
例を示す簡略図、第11図は従来の同加工方法の他の例を
示す簡略図である。１……主軸２……櫛歯形刃物台（刃物台）３……タレット形刃物台（多刃刃物台）４……背面主軸 11……主軸台 35……タレット移動機構（多刃移動手段） 41……背面主軸台 62……制御ボックス（数値制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【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、上記主軸をその軸心を中心として回転させる主軸台と、上記ワーク前端部の一方側に配設されると共に、上記ワ
ーク中心に向かって移動する放射状に配設された刃物台
と、上記ワーク前端部の他方側であって上記刃物台と対向す
る位置に設けられた多刃刃物台と、上記多刃刃物台を上記ワーク中心に向け、且つ上記主軸
の軸心と直交する方向に移動させる多刃移動手段と、上記ワーク前端部を上記主軸とは逆方向からチャックす
る背面主軸と、上記背面主軸を支持する背面主軸台とを有することを特
徴とするNC複合自動旋盤。
【請求項２】請求項１に記載のNC複合自動旋盤におい
て、上記主軸の軸心と直交する平面上であって、且つ上記多
刃刃物台の移動方向と交差する方向に上記背面主軸台を
移動させると共に、多刃刃物台および背面主軸台の移動
を数値制御手段により制御することを特徴とするNC複合
自動旋盤。
【請求項３】上記多刃刃物台がタレット形刃物台である
ことを特徴とする請求項１および請求項２に記載のNC複
合自動旋盤。