JPH08192302A - 多軸旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の主軸２を保持して回転するスピンドル
キャリア１を備えた多軸旋盤において、カム式工具台４
とカム軸１５との間にＮＣ式工具台３０を容易に配置可
能とする。 【構成】 カム軸１５の回転によってカム式工具台４を
制御するリンク機構１７に設けている中間軸５３を中空
構造とし、その位置にＮＣ式工具台３０を配置すると共
に、Ｚ軸スライド３３を移動させるためのＺ軸ねじ軸３
４を中空の中間軸５３内に配置し、リンク機構１７に干
渉することなくＮＣ式工具台３０の設置を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のワーク保持用主
軸を備えた多軸旋盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、同一のワークに対する複数の加工
を効率良く行うための自動旋盤として、図５に示すよう
に、スピンドルキャリア１に同一円上に位置するよう
に、複数のワーク保持用主軸（以下単に主軸という）２
を一定ピッチで保持させ、このスピンドルキャリア１の
停止時に各主軸２が位置するワーク処理位置（以下単に
位置という）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に各
主軸２に対応させて工具台３、４、５、６、７、８を設
けておき、前記スピンドルキャリア１を各主軸２が複数
のワーク処理位置Ｐ１〜Ｐ６を間欠的に移動するように
割り出し回転させ、主軸２に保持されたワークＷが各ワ
ーク処理位置に停止した時に対応する工具台３〜８で所
定の加工を行うように構成した多軸旋盤が知られてい
る。

【０００３】通常、この種の多軸旋盤では、各工具台３
〜８は、それぞれ工具９を取り付けるための工具ホルダ
１０を保持したクロススライド１１を、保持した工具９
が主軸２に対して直角方向に移動するような構成として
いる。このクロススライド１１を移動させる機構は、ク
ロススライド１１にクロス方向に設けているラック１２
と、それに噛み合うピニオンギヤ１３を保持したスライ
ド駆動レバー軸１４を備えており、このスライド駆動レ
バー軸１４の往復回転によりクロススライド１１を往復
動させることが可能である。そして、各工具台３〜８の
スライド駆動レバー軸１４を往復回転させる手段とし
て、スピンドルキャリア１の上方に配置され、各工具台
３〜８に対応したカムを備えたカム軸１５と、そのカム
軸１５の回転によって各工具台３〜８のスライド駆動レ
バー軸１４を往復回転させるリンク機構とを備えたカム
式駆動装置が設けられている。このように、これらの工
具台３〜８はカム軸１５のカムによって制御されるカム
式工具台である。

【０００４】ところで、スピンドルキャリア１の上方に
配置されたカム軸１５と最も離れた位置にある工具台
３、４とを結ぶリンク機構は、距離が長いため単に１本
のレバーでは長さが長くなって剛性が不足する。このた
め、一般的に中間軸を設けてレバーを複数に分割してお
り、その際、中間軸として位置Ｐ３、Ｐ６にある工具台
５、８のスピンドル駆動レバー軸１４を用いている。す
なわち、図６、図７に示すように、例えば、カム軸１５
から工具台４のスライド駆動レバー軸１４へ到るリンク
機構１７は、支軸１７ａに回転可能に保持され、カム軸
１５に取り付けられたカム１５ａによって揺動させられ
る第一レバー１７ｂと、それに連結された第二レバー１
７ｃと、位置Ｐ３に設けられている工具台５のスライド
駆動レバー軸１４に回転可能に保持され、且つ第二レバ
ー１７ｃに連結された第三レバー１７ｄと、この第三レ
バー１７ｄに連結された第四レバー１７ｅと、位置Ｐ２
の工具台４のスライド駆動レバー軸１４に固定され、第
四レバー１７ｅに連結された第五レバー１７ｆを備えて
おり、前記した工具台５のスライド駆動レバー軸１４が
第三レバー１７ｄを保持する中間軸として作用してい
る。

【０００５】また、工具台５のスライド駆動レバー軸１
４には、カム軸１５に設けている別のカムによる動きが
別のリンク機構１８を介して伝達される構成となってい
る。なお、図６において、１９は旋盤フレーム、２０、
２１は、その旋盤フレーム１９の工具台５（位置Ｐ３）
の取付位置に形成された軸取付穴、２２、２３は軸取付
穴２０、２１にそれぞれ取り付けられ、スライド駆動レ
バー軸１４を回転可能に保持する軸受である。また、図
５において、２５は位置Ｐ６に設けられたスイングスト
ッパであり、主軸２内のワークを主軸先端より一定量だ
け突出させる際にそのワーク先端を突き当てるために使
用するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
多軸旋盤では、工具台３〜８がカム式工具台であって、
クロススライド１１の移動がカムによって制御される構
成であるため、条件変更の都度カムを取り替える必要が
あり、作業性が悪く、しかも精密且つ複雑な加工は困難
であるという問題があった。また、工具９を主軸と平行
方向に送ることができないので、この点からも加工の種
類が制限されており、複雑な加工を行うには主軸と平行
方向に送ることができる工具台を別に用意しなければな
らないという問題もあった。

【０００７】これらの欠点を解消するには、一部の工具
台を、ねじ軸とサーボモータを用いたＮＣ制御でスライ
ドを主軸に直交するＸ軸方向及び主軸に平行なＺ軸方向
に送る構成としたＮＣ式工具台とすることが考えられ
る。ところが、位置Ｐ３又はＰ６の工具台５、８をＮＣ
式工具台にしようとすると、ねじ軸及びサーボモータの
取付位置が、その下方に位置する工具台３、４へのカム
式駆動装置のリンク機構１７に干渉し、このため、大幅
な設計変更を必要とするという問題があった。

【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、カム式工具台に対するカム式駆動装置のリンク
機構に干渉することなく、ＮＣ式工具台を配置すること
の可能な多軸旋盤を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、カム式工具台を制御するためのカム軸から遠
く離れた位置のカム式工具台と前記カム軸との間に位置
する工具台を、Ｘ軸スライドを保持して主軸に平行方向
に移動させるＺ軸スライドと、そのＺ軸スライドを移動
させるＺ軸ねじ軸と、該Ｚ軸ねじ軸を回転駆動するサー
ボモータを備えたＮＣ式工具台とし、しかも、前記カム
軸と前記カム式工具台との間に配置されたリンク機構
に、前記ＮＣ式工具台の取付位置に位置するよう中空構
造の中間軸を設け、その中間軸内に前記Ｚ軸ねじ軸を配
置するという構成を備えたものである。

【００１０】ここで、前記中空構造の中間軸の取付位置
は、その位置に設けたＮＣ式工具台をカム式工具台に変
更した時に、該カム式工具台のスライド駆動レバー軸の
取付位置となるようにすることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明は上述のように、カム式駆動装置のリン
ク機構に設けた中間軸を中空構造とし、その中にＮＣ式
工具台のＺ軸ねじ軸を配置したことにより、Ｚ軸ねじ軸
がリンク機構に干渉することがなく、このため、カム軸
と、そのカム軸から遠く離れた位置のカム式工具台との
間に、ＮＣ式工具台を容易に配置することが可能であ
る。

【００１２】特に、前記中空構造の中間軸の取付位置
を、その位置に設けたＮＣ式工具台をカム式工具台に変
更した時に、該カム式工具台のスライド駆動レバー軸の
取付位置となるようにしておくと、旋盤フレームやリン
ク機構を変更することなく、ＮＣ式工具台をカム式工具
台に変更したり、その逆に変更することが可能となり、
ＮＣ式工具台を備えた多軸旋盤と、そのＮＣ式工具台を
カム式工具台に変更した自動旋盤との部品の共用化率を
高めることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例による多軸旋盤のスピ
ンドルキャリア及びその近傍を示す概略正面図、図２は
その多軸旋盤におけるＮＣ式工具台及びその近傍を示す
概略断面図、図３はその多軸旋盤における位置Ｐ２、Ｐ
３の工具台の概略断面図、図４はその多軸旋盤における
位置Ｐ１、Ｐ２の工具台に対するカム式駆動装置を示す
概略正面図であり、図５〜図７に示す従来例と同一又は
同様な部品には同一符号を付けて示し、説明は省略す
る。本実施例の多軸旋盤も、図５に示す従来例と同様
に、スピンドルキャリア１に、同一円上に位置するよう
に、複数の主軸２を一定ピッチで保持させており、且つ
そのスピンドルキャリア１を割り出し回転機構によっ
て、各主軸２が位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ
６を順次間欠的に移動するように、割り出し回転させる
構成となっている。

【００１４】各位置Ｐ１〜Ｐ６にはそれぞれ、各主軸２
に保持したワークＷに対して所定の加工を行うための工
具台が設けられている。本実施例では、位置Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ４、Ｐ５には従来と同様に、カム式工具台３、
４、６、７が設けられている。また、これらのカム式工
具台３、４、６、７のスライド駆動レバー軸１４を往復
回転させるため、スピンドルキャリア１の上方に配置さ
れ、各工具台に対応してカム（１５ａ等）を備えたカム
軸１５と、そのカム軸１５の回転によって各工具台のス
ライド駆動レバー軸１４を往復回転させるリンク機構
（１７等）を備えたカム式駆動装置が設けられている。

【００１５】位置Ｐ３、Ｐ６には従来のカム式工具台に
代えて、ＮＣ式工具台３０、３１が設けられている。こ
れらのＮＣ式工具台３０、３１は同様な構造のものであ
るので、一方のＮＣ式工具台３０について説明する。Ｎ
Ｃ式工具台３０は、旋盤フレーム１９に取り付けられた
工具台フレーム３２と、その工具台フレーム３２に主軸
２に平行なＺ軸方向に移動可能に保持されたＺ軸スライ
ド３３と、Ｚ軸方向に延びるように且つ回転可能に配置
されたＺ軸ねじ軸３４（その取付位置については後述す
る）と、そのＺ軸ねじ軸３４を回転駆動するサーボモー
タ３５等を備えており、Ｚ軸ねじ軸３４にはＺ軸スライ
ド３３に固定されたナット３６が噛み合っている。かく
してサーボモータ３５でＺ軸ねじ軸３４を回転させるこ
とにより、Ｚ軸スライド３３をＺ軸方向に移動させるこ
とができる。これらのサーボモータ３５、Ｚ軸ねじ軸３
４、ナット３６等はＺ軸スライド３３をＺ軸方向に移動
させるＺ軸スライド駆動装置３７を構成する。

【００１６】ＮＣ式工具台３０は更に、Ｚ軸スライド３
３にＸ軸方向に移動可能に保持されたＸ軸スライド４３
と、Ｚ軸スライド３３にＸ軸方向に延びるように且つ回
転可能に保持されたＸ軸ねじ軸４４と、そのＸ軸ねじ軸
４４を回転駆動するサーボモータ４５等を備えており、
Ｘ軸ねじ軸４４にはＸ軸スライド４３に固定されたナッ
ト４６が噛み合っている。かくしてサーボモータ４５で
Ｘ軸ねじ軸４４を回転させることにより、Ｘ軸スライド
４３をＸ軸方向に移動させることができる。これらのサ
ーボモータ４５、Ｘ軸ねじ軸４４、ナット４６等はＸ軸
スライド４３をＸ軸方向に移動させるＸ軸スライド駆動
装置４７を構成する。

【００１７】Ｘ軸スライド４３の上面には、工具ホルダ
５０が取り付けられ、工具９を取り付けている。前記し
たサーボモータ３５、４５はＮＣ装置（図示せず）で制
御される構成となっており、従って、Ｚ軸スライド３
３、Ｘ軸スライド４３の移動を数値制御することが可能
である。かくして、工具９はＸ軸方向、Ｚ軸方向に共に
数値制御されることとなり、主軸２に保持したワークＷ
に対して数値制御による精密且つ複雑な加工を行うこと
ができる。

【００１８】図３から良く分かるように、位置Ｐ３のＮ
Ｃ式工具台３０の取付位置には、中空構造の中間軸５３
が設けられている。この中間軸５３は、旋盤フレーム１
９に形成している軸取付穴２０、２１に取り付けられて
いる。ここで、旋盤フレーム１９に形成されている軸取
付穴２０、２１の位置及び内径は、図６に示す従来の旋
盤フレーム１９のものと同一であり、従って、図６に示
す旋盤フレーム１９と図３に示す本実施例に用いる旋盤
フレーム１９とは実質的に同一のものである。更に、中
間軸５３の左端部分を除いた部分の外径は、図６に示す
位置Ｐ３のカム式工具台５のスライド駆動レバー軸１４
の対応する部分の外径と等しく定められている。かくし
て、図４を図７に比較すれば良く分かるように、図７に
おいて位置Ｐ３に配置されているスライド駆動レバー軸
１４と同じ位置に、同じ外径の中間軸５３が位置するこ
ととなり、その中間軸５３には、カム軸１５から下方に
位置するカム式工具台４のスライド駆動レバー軸１４へ
到るリンク機構１７を構成する第三レバー１７ｄが回転
可能に取り付けられている。従って、図４に示す本実施
例で使用するリンク機構１７は、図７に示す従来装置に
おけるリンク機構１７と実質的に同一であり、従来と同
一形状の第一レバー１７ｂ、第二レバー１７ｃ、第三レ
バー１７ｄ、第四レバー１７ｅ、第五レバー１７ｆ等を
備えている。

【００１９】位置Ｐ３に配置したＮＣ式工具台３０のＺ
軸ねじ軸３４は、中空の中間軸５３内に配置されてい
る。これにより、Ｚ軸ねじ軸３４をリンク機構１７にな
んら干渉することがなく配置することができる。

【００２０】上記したように、本実施例の多軸旋盤は、
位置Ｐ３、Ｐ６にＮＣ式工具台３０、３１を配置し、そ
の他の位置にはカム式工具台２、４、６、７を配置して
いるので、スピンドルキャリア１が間欠的に割り出し回
転し、各主軸２を位置Ｐ１〜Ｐ６に間欠的に移動させる
際に、各主軸２に保持されたワークＷの先端に各位置Ｐ
１〜Ｐ６で次々と各工具台に適した所定の加工が行われ
る。特に、位置Ｐ３、Ｐ６にＮＣ式工具台３０、３１を
配置したことにより、数値制御による精密な且つ複雑な
加工が可能である。

【００２１】また、この多軸旋盤の製造に当たっては、
使用する旋盤フレーム１９、最下部のカム式工具台３、
４を制御するためのリンク機構１７等は、図５〜７に示
すカム式工具台のみを使用した従来の多軸旋盤と同一の
ものを使用することができ、安価に製造可能である。

【００２２】なお、上記実施例では、中間位置（位置Ｐ
３、Ｐ６）の二つの工具台をＮＣ式工具台３０、３１と
しているが、本発明はこの構成に限らず、一方をカム式
工具台のままとしておいてもよいし、必要に応じ他の工
具台をＮＣ式工具台としてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、カム
軸の回転によって制御されるカム式工具台を備えた多軸
旋盤において、カム軸より遠く離れた位置に配置された
カム式工具台を制御するためのリンク機構に設けた中間
軸を中空構造とし、その中にＮＣ式工具台のＺ軸ねじ軸
を配置する構成としたことにより、Ｚ軸ねじ軸がリンク
機構に干渉することがなく、このため、カム軸と、その
カム軸から遠く離れた位置のカム式工具台との間に、Ｎ
Ｃ式工具台を容易に配置することができるという効果を
有している。

【００２４】なお、実施例に示すように、中空構造の中
間軸の取付位置を、その位置に設けたＮＣ式工具台をカ
ム式工具台に変更した時に、該カム式工具台のスライド
駆動レバーの取付位置となるようにしておくと、旋盤フ
レームやリンク機構を変更することなく、ＮＣ式工具台
をカム式工具台に変更したり、その逆に変更することが
可能となり、ＮＣ式工具台を備えた多軸旋盤と、そのＮ
Ｃ式工具台をカム式工具台に変更した自動旋盤との部品
の共用化率を高めることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による多軸旋盤のスピンドル
キャリア及びその近傍を示す概略正面図

【図２】その多軸旋盤におけるＮＣ式工具台及びその近
傍を示す概略断面図

【図３】その多軸旋盤における位置Ｐ２、Ｐ３の工具台
の概略断面図

【図４】その多軸旋盤における位置Ｐ１、Ｐ２の工具台
に対するカム式駆動装置を示す概略正面図

【図５】従来の多軸旋盤のスピンドルキャリア及びその
近傍を示す概略正面図

【図６】図５の多軸旋盤における位置Ｐ２、Ｐ３の工具
台の概略断面図

【図７】図５の多軸旋盤における位置Ｐ１、Ｐ２の工具
台に対するカム式駆動装置を示す概略正面図

【符号の説明】

１ スピンドルキャリア ２ 主軸（ワーク保持用主軸） ３〜８ 工具台（カム式工具台） ９ 工具 １１ クロススライド １２ ラック １３ ピニオンギヤ １４ スライド駆動レバー軸 １５ カム軸 １５ａ カム １７ リンク機構 １９ 旋盤フレーム ２０、２１ 軸取付穴 ２２、２３ 軸受 ３０、３１ ＮＣ式工具台 ３２ 工具台フレーム ３３ Ｚ軸スライド ３４ Ｚ軸ねじ軸 ３５ サーボモータ ３６ ナット ４３ Ｘ軸スライド ４４ Ｘ軸ねじ軸 ４５ サーボモータ ４６ ナット ５０ 工具ホルダ ５３ 中間軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のワーク保持用主軸を同一円上に保
   持し、各ワーク保持用主軸が複数のワーク処理位置を間
   欠的に移動するように割り出し回転するスピンドルキャ
   リアと、前記複数のワーク処理位置に対応して設けられ
   た工具台であって、保持した工具を前記主軸に対して直
   角方向に移動させるクロススライドを有する工具台を備
   えた多軸旋盤において、前記複数の工具台のうちの一部
   の工具台は、往復回転によって前記クロススライドを往
   復動させるスライド駆動レバー軸を備えたカム式工具台
   であり、前記スピンドルキャリアの外方には、カム軸
   と、該カム軸の回転に応じて前記カム式工具台のスライ
   ド駆動レバー軸を往復回転させるリンク機構とを備えた
   カム式駆動装置が設けられており、更に、前記カム軸か
   ら遠く離れた位置にあるカム式工具台と前記カム軸との
   間に位置する工具台の少なくとも一つが、Ｘ軸スライド
   を保持して主軸に平行方向に移動させるＺ軸スライド
   と、そのＺ軸スライドを移動させるＺ軸ねじ軸と、該Ｚ
   軸ねじ軸を回転駆動するサーボモータを備えたＮＣ式工
   具台であり、前記カム軸から遠く離れた位置にあるカム
   式工具台に連結された前記リンク機構が、前記ＮＣ式工
   具台の取付位置に中空構造の中間軸を備え、該中間軸内
   に前記Ｚ軸ねじ軸が配置されていることを特徴とする多
   軸旋盤。