JP2005111631A

JP2005111631A - Ｎｃ自動旋盤

Info

Publication number: JP2005111631A
Application number: JP2003351367A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawazumi; 雅広河住; Satoru Ozawa; 覚小澤; Naoki Aono; 直己青野
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28
Also published as: EP1726387A1; CN1863631A; US20070068350A1; TW200528218A; WO2005035172A1; US7451533B2

Abstract

【課題】装置の奥行寸法や高さ寸法を拡大させることなく背面加工用固定刃物台に多数の工具を取り付けることを可能にし、より多様な背面加工を可能にして、ひいては、加工時間の短縮化を図ることができるＮＣ自動旋盤を提供する。
【解決手段】基台１と、主軸７を備えＺ１方向に移動可能に配置された主軸台５と、主軸台に対向・配置され背面主軸１９を備えＺ２方向、Ｘ２方向、Ｙ２方向に移動可能に配置された背面主軸台１９と、ガイドブッシュの側方にＸ１方向、Ｙ１方向に移動可能に配置された第１タレット型刃物台と、ガイドブッシュの側方にＺ３方向、Ｘ３方向、Ｙ３方向に移動可能に配置された第２タレット型刃物台と、第１タレット型刃物台又は第２タレット型刃物台の内の少なくとも一方に対し、背面主軸台側でＺ方向にオフセットされた状態で配置され、Ｘ方向・Ｙ方向に少なくとも２列・２行の刃物保持部を備えた背面加工用固定刃物台７７とを具備したもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＮＣ自動旋盤に係り、特に、装置の奥行寸法や高さ寸法を拡大させることなく背面加工用固定刃物台に多数の背面加工用工具を取り付け、それによって、より複雑で多様な背面側加工を行うことを可能にし、ひいては、加工時間の短縮を図ることができるように工夫したものに関する。

この種のＮＣ自動旋盤を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。
尚、特許文献１は、本件特許出願人によるものである。

特開平１０−１５７０２号公報

上記特許文献１には、図７に示すような構成をなすＮＣ自動旋盤が開示されている。まず、主軸１０１を備えた主軸台１０３が配置されており、この主軸台１０３は主軸の軸心方向に平行なＺ１軸方向に移動可能に構成されている。上記主軸１０１の前方にはガイドブッシュ１０５が配置されていて、主軸１０１に把持されたワーク１０７の先端部を保持している。

上記主軸台１０３に対向するように背面主軸台１０９が設置されていて、この背面主軸台１０９は背面主軸１１１を備えていると共に、主軸１０１の軸心方向に平行なＺ３軸方向に移動可能に構成されている。上記ガイドブッシュ１０５の側方には櫛型刃物台１１３が設置されていて、主軸１０１の軸心方向に直交すると共に相互に直交するＸ１軸方向とＹ１軸方向に移動可能に構成されている。

又、ガイドブッシュ１０５を挟んで櫛型刃物台１１３の反対側には、タレット型刃物台１１５が設置されている。このタレット型刃物台１１５はタレット１１７を備えていて、主軸１０１の軸心方向に平行なＺ２軸方向、該Ｚ２軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向に移動可能に構成されている。

上記タレット１１７には複数個の工具ホルダ取付部１１９が設けられていて、該工具ホルダ取付部１１９に図示しない工具を保持した工具ホルダが着脱可能に取り付けられることになる。又、上記櫛型刃物台１１３には複数個の工具１２１が取り付けられている。

上記構成によると、主軸１０１に把持されているワーク１０７に対する正面側加工は、櫛型刃物台１１３の工具１２１とタレット型刃物台１１５に取り付けられる図示しない工具によって行われることになる。又、正面側加工の終了後に突っ切り加工がされて、背面主軸１１１に把持されるワーク１０７に対する背面側加工については、タレット型刃物台１１５によって行われていた。

上記構成をなすＮＣ自動旋盤の場合には、ワーク１０７に対する背面側加工において、正面加工にも作用するタレット型刃物台１１５によってのみ行われる構成であるので、正面加工のみに作用する櫛刃刃物台１１３に比較して、より多くの工程をタレット型刃物台１１５が受け持つことになり、正面／背面に適切に工程を分割し、加工時間を短縮することができないという問題があった。又、タレット型刃物台１１５には正面／背面加工両方の工具を取り付ける必要が有るため、複雑、且つ多様な加工を行う為には工具本数が足りないという問題があった。又、主副同時加工を行う場合には、タレット型刃物台１１５は限定された工具でしか正面加工に関わる事ができず、正面加工は主に櫛歯刃物台のみで行う事になる。この場合では、正面加工自体も複雑な加工は不可能となって、また２つの刃物台の同時加工による加工時間の短縮もできなかった。

そこで、図８に示すような構成のＮＣ自動旋盤が提案されている。これはドイツのトラウブ社製の型式「ＴＮＬ−２６」なるＮＣ自動旋盤の構成を示すものである。
まず、主軸２０１を備えた主軸台２０３があり、この主軸台２０３は主軸２０１の軸心方向に平行なＺ軸方向に移動可能に構成されている。上記主軸台２０３に対向するように背面主軸台２０５が配置されていて、この背面主軸台２０５は背面主軸２０７を備えていて、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。

上記背面主軸台２０５の側部には正面加工用工具台２０９が配置されていて、この正面加工用工具台２０９は複数個の正面加工用工具２１１を備えている。そして、この正面加工用工具台２０９はＺ軸方向に移動可能に構成されている。又、上記背面主軸台２０５と正面加工用工具台２０９は共にＸ軸方向にも移動可能に構成されている。

上記主軸２０１を挟んで両側部にはタレット型刃物台２１３とタレット型刃物台２１５が設置されている。上記タレット型刃物台２１３は、タレット２１７を備えていて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。上記タレット２１７には複数個の工具ホルダ２１９が着脱可能に取り付けられていて、そこには工具２２１が取り付けられている。

又、タレット型刃物台２１５は、タレット２２３を備えていて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。上記タレット２２３には複数個の工具ホルダ２２５が着脱可能に取り付けられていて、そこには工具２２７が取り付けられている。

又、主軸２０１の側方には背面加工用工具台２２９が設置されていて、この背面加工用工具台２２９には複数個の背面加工用工具２３１が取り付けられている。そして、上記背面加工用工具台２２９は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動可能に構成されている。

このような構成をなすＮＣ自動旋盤であれば、主副で同時加工を行っても、タレット刃物台２１３とタレット刃物台２１５が設置されると共に、正面加工用工具台２０９が設置されている為、正面側加工に３つの刃物台が同時に作用する構成となる結果、正面側における複雑な加工を迅速に行う事が可能になっている。また背面加工は背面加工用工具台２２９に取り付けられている背面加工用工具２３１及びタレット２１７、２２３に取り付けられた背面加工用工具にて行うものであり、図７に示したＮＣ自動旋盤に比べれば、背面加工用工具台２２９に取り付けられている背面加工用工具２３１と正面加工とは独立して背面加工を行う事によって加工時間を短縮することができる構成となっている。

上記従来の構成によると次のような問題があった。
上記したドイツのトラウブ社製の型式「ＴＮＬ−２６」なるＮＣ自動旋盤でも複雑かつ多様な正面加工を行っている一方で、ある程度多様な背面側加工は可能である。しかしながら、複雑、且つ、多様な正面側加工と同等な背面側加工を行うことを可能にすることで、従来正面側で行っていた加工を背面側に振り分けることにより複雑な加工とそのような加工を行った場合の加工時間との両立を図りたいという要求が高まっている。正面側にて複雑かつ多様な加工を行っている一方で、より複雑、且つ、多様な背面側加工を行うためには、背面加工用工具台２２９に取付けられる背面加工用工具の数を増やす必要がある。ところが、ドイツのトラウブ社製の型式「ＴＮＬ−２６」なるＮＣ自動旋盤の構成において、背面加工用工具２３１の個数を増大させようとした場合、次のような問題があった。
すなわち、図８に示したＮＣ自動旋盤の場合には、主軸台２０３の周りをタレット型刃物台２１３とタレット型刃物台２１５と背面加工用刃物台２２９とが、装置の奥行方向又は高さ方向に略重なるような状態で主軸台２０３を取り囲む様に配置されている。更に、背面加工用工具台２２９は、そのＸ，Ｙ方向への作動領域がタレット型刃物台２１３とタレット型刃物台２１５それぞれの作動領域との干渉を避けることが出来るスペースに設置されている。その為、装置の奥行き方向又は高さ方向にコンパクトな機械に構成しようとすれば、背面加工用工具台２２９に取り付けられる背面加工用工具２３１の本数には自ずと限界があり、図示のようにＸ方向に５本程度並べることが出来る程度である。仮に、その本数を増大させようとすると、Ｘ方向に並べる本数を増やすなら、装置の奥行き方向又は高さ方向が、増やした本数分延びてしまう。一方、並びを増やして本数を増やすとすれば、背面加工用工具台２２９の作動領域に対し、タレット型刃物台２１３とタレット型刃物台２１５それぞれの作動領域が干渉しないように、それぞれの作動領域を設定する必要があるため、背面加工用工具台２２９をタレット型刃物台２１３とタレット型刃物台２１５に対して奥行方向又は高さ方向又はその両方に大きく離間させる必要があった。結局工具本数を増やそうとすれば、装置が奥行方向や高さ方向に大型化してしまい、図８に示したＮＣ自動旋盤の構成では、奥行き方向又は高さ方向をコンパクトにしつつ、背面加工用工具２３１の本数の増大によるより複雑且つ多様な加工の実現と加工時間の短縮化の両立を図ることは不可能であった。
又、図８に示したＮＣ自動旋盤の場合は、主軸台２０３、タレット型刃物台２１３、２１５、背面加工用工具台２２９が、奥行方向又は高さ方向に重なった配置になっており、よって、保守・点検作業時の作業性が悪いという問題もあった。

本発明はこのような点に基づいて成されたものでありその目的とするところは、装置の奥行寸法や高さ寸法を拡大させることなく背面加工用固定刃物台に多数の工具を取り付けることを可能にし、それによって、より複雑で多様な背面側加工を行うことを可能にして、加工時間の短縮化を図ることができるＮＣ自動旋盤を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるＮＣ自動旋盤は、基台と、上記基台上にあって主軸を備え該主軸軸心方向に平行なＺ１軸方向に移動可能に配置された主軸台と、上記基台上にあって上記主軸台に対向するように配置され背面主軸を備え上記主軸軸心方向に平行なＺ２軸方向、該Ｚ２軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向に移動可能に配置された背面主軸台と、上記基台上にあって上記主軸台と背面主軸台の間に設置されたガイドブッシュと、上記基台上にあって上記ガイドブッシュの側方に上記主軸軸心方向に直交すると共に相互に直交するＸ１軸方向、Ｙ１軸方向に移動可能に配置された第１タレット型刃物台と、上記基台上にあって上記ガイドブッシュの側方に上記主軸軸心方向に平行なＺ３軸方向、該Ｚ３軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ３軸方向、Ｙ３軸方向に移動可能に配置された第２タレット型刃物台と、上記基台上にあって上記第１タレット型刃物台と第２タレット型刃物台に対して上記主軸軸心方向に平行なＺ軸方向であって上記背面主軸台側にオフセットされた状態で配置され、該Ｚ軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ軸方向・Ｙ軸方向に少なくとも２列・２行の刃物保持部を備えた背面加工用固定刃物台と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２によるＮＣ自動旋盤は、請求項１記載のＮＣ自動旋盤において、上記第２タレット型刃物台は背面加工用工具も取付可能に構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるＮＣ自動旋盤は、請求項１又は請求項２記載のＮＣ自動旋盤において、第２タレット型刃物台と背面加工主軸台とはＸ，Ｙ，Ｚ軸方向のうちの少なくとも２軸方向で重畳制御を行うようにしたことを特徴とするものである。

本願発明によるＮＣ自動旋盤によると次のような効果を奏することができる。
まず、背面加工用固定刃物台が第１タレット型刃物台と第２タレット型刃物台に対してＺ軸方向にオフセットされた状態で配置され、且つ背面主軸がＸ，Ｙ，Ｚの３方向に移動制御可能な為、背面加工用工具を複列に配置することが可能であり、背面加工用工具を多数保持することによって、より複雑で多様な背面側加工を正面加工とは独立して行うことが可能になる。従って、正面／背面に適切に工程を分割し、加工時間を短縮することが可能になる。
又、その際、第１タレット型刃物台と第２タレット型刃物台に取り付けられた各種の工具による加工領域との干渉を避ける為に、背面加工用固定刃物台をＺ軸方向に直行する方向、すなわち、装置の奥行方向や高さ方向に離間・配置させる必要はなく、よって、装置としての奥行寸法又は高さ寸法が小さな自動旋盤を提供することができる。
又、結果として、主軸台、背面主軸台、第１タレット型刃物台、第２タレット型刃物台、背面加工用固定刃物台を、装置の奥行方向又は高さ方向に重ねることなく平面的に配置することになるので、装置の構成が単純化されると共に保守・点検作業も容易になる。
又、第２タレット型刃物台に対して背面加工用工具を取付可能に構成した場合には、より複雑で多様な背面側加工を短い加工時間で行うことができるようになる。
又、背面加工用固定刃物台のみでなく、第２タレット型刃物台にも背面加工用工具が保持されることで、更に多様且つ複雑な背面加工に対応可能になる。
又、第２タレット型刃物台をＸ３軸方向の所定位置に割り出した時に、正面の加工を実行中であっても、背面主軸台は背面加工のために設定されたＸ２軸方向又はＹ２軸方向に並んだ何れかの刃物をＸ２軸方向又はＹ２軸方向でその軸制御機能を使用して、選択して加工することが可能になり、背面主軸台を有効に活用でき、加工時間の短縮化が図れる。

以下、図１乃至図６を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態によるＮＣ自動旋盤の全体の構成を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。まず、基台１があり、この基台１上にはテーブル３が設けられている。上記テーブル３は、図２及び図３に示すように、傾斜した状態で設けられている。
因みに、この実施の形態の場合は傾斜角度が４５°となっている。

上記テーブル３上であって図１中左側には主軸台５が設置されている。この主軸台５は先端側（図１中右端）に主軸７を回転可能に備えていて、該主軸７によって、図示しないワークを把持するものである。上記主軸台５は、主軸７の軸心方向に平行なＺ１軸方向に移動可能に構成されている。

すなわち、主軸台５の両側にはＺ１軸ガイドレール９、９が敷設されている。一方、主軸台５側には上記Ｚ１軸ガイドレール９、９に移動可能に係合したＺ１軸ガイド部材１１、１１、１１、１１が左右に２個ずつ設けられている。又、主軸台５の図１中左側にはサーボモータ１３が設置されていて、該サーボモータ１３の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。又、上記ボールネジには図示しないボールナットが螺合していて、該ボールナットが上記主軸台５に固着されている。よって、サーボモータ１３を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、主軸台５がＺ１軸方向に移動することになる。

上記主軸７の前方（図１中右側）にはガイドブッシュ１５が設置されている。このガイドブッシュ１５により、主軸７によって把持されたワークの先端部を保持するものである。

上記ガイドブッシュ１５を挟んで主軸台５の反対側には背面主軸台１７が設置されている。この背面主軸台１７は先端（図１中左端）に背面主軸１９を備えている。又、この背面主軸台１７は、主軸７の軸心方向と平行なＺ２軸方向、該Ｚ２軸方向に直交し、且つ、相互に直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向に夫々移動可能に構成されている。

すなわち、図１、図３に示すように、テーブル３上には、Ｚ２軸ガイドレール２１、２１が敷設されている。上記Ｚ２軸ガイドレール２１、２１の上には第１ベース部材２３が配置されていて、この第１ベース部材２３の下面には左右２個ずつのＺ２軸ガイド部材２５、２５、２５、２５が取り付けられていて、これらＺ２軸ガイド部材２５、２５、２５、２５は上記Ｚ２軸ガイドレール２１、２１に対して移動可能に係合している。又、サーボモータ２７が設置されていて、このサーボモータ２７の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。上記ボールネジには図示しないボールナットが螺合していて、このボールナットが上記第１ベース部材２３に固着されている。そして、サーボモータ２７が適宜の方向に回転することにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第１ベース部材２３がＺ２軸方向に移動することになる。

上記第１ベース部材２３上には、図３に示すように、Ｘ２軸ガイドレール２９、２９が敷設されている。上記Ｘ２軸ガイドレール２９、２９上には第２ベース部材３１が配置されていて、この第２ベース部材３１の下面には、左右に２個ずつのＸ２軸ガイド部材３３、３３、３３、３３が取り付けられていて、これらＸ２軸ガイド部材３３、３３、３３、３３は、上記Ｘ２軸ガイドレール２９、２９に対して移動可能な状態で係合している。又、サーボモータ３５が設置されていて、このサーボモータ３５の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。上記ボールネジには図示しないボールナットが螺合していて、このボールナットが上記第２ベース部材３１に固着されている。そして、サーボモータ３５が適宜の方向に回転することにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第２ベース部材３１がＸ２軸方向に移動することになる。

そして、上記第１ベース部材２３に、既に説明した背面主軸台１７が設置されているものである。すなわち、図３に示すように、第２ベース部材３１にはＹ２軸ガイドレール３７、３７が敷設されている。一方、背面主軸台１７側には左右に２個ずつのＹ２軸ガイド部材３９、３９、３９、３９が取り付けられていて、これらＹ２軸ガイド部材３９、３９、３９、３９は、上記Ｙ２軸ガイドレール３７、３７に対して移動可能な状態で係合している。又、サーボモータ４１が設置されていて、このサーボモータ４１の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。上記ボールネジには図示しないボールナットが螺合していて、このボールナットが上記背面主軸台１７に固着されている。そして、サーボモータ４１が適宜の方向に回転することにより、ボールネジ・ボールナットを介して、背面主軸台１７がＹ２軸方向に移動することになる。

上記構成によって、背面主軸台１７は、Ｚ２軸方向、Ｘ２軸方向、Ｙ２軸方向に移動するものである。

図１、図２に示すように、上記ガイドブッシュ１５の周囲には、第１タレット型刃物台４３と、第２タレット型刃物台４５が対向・配置されている。上記第１タレット型刃物台４３は、主軸７の軸心方向に直交し、且つ、相互に直交するＸ１軸方向、Ｙ１軸方向に移動可能に構成されている。

すなわち、図１、図２に示すように、テーブル３上にはＸ１軸ガイドレール４７、４７が敷設されている。上記Ｘ１軸ガイドレール４７、４７の上方にはベース部材４９が設置されていて、このベース部材４９の下面には、左右２個ずつのＸ１軸ガイド部材５１、５１、５１、５１が設けられている。これら４個のＸ１軸ガイド部材５１、５１、５１、５１は上記一対のＸ１軸ガイドレール４７、４７に対して移動可能に係合している。又、サーボモータ４８が設置されていて、該サーボモータ４８の回転軸には図示しないボールネジが連結されていて、該ボールネジには図示しないボールナットが螺合している。このボールナットが上記ベース部材４９に固着されている。そして、サーボモータ４８を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、ベース部材４９がＸ１軸方向に移動することになる。

そして、既に述べた第１タレット刃物台４３は、上記ベース部材４９に対して、Ｙ１軸方向に移動可能に取り付けられているものである。すなわち、図1に示すように、ベース部材４９には、Ｙ１軸ガイドレール５０、５０が敷設されている。一方、第１タレット型刃物台４３にはＹ１軸ガイド部材５２、５２が取り付けられていて、上記Ｙ１軸ガイドレール５０、５０に移動可能に係合している。又、サーボモータ５４が設置されていて、このサーボモータ５４の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。このボールネジにはボールナットが螺合していて、このボールナットが上記第１タレット型刃物台４３に固着されている。そして、サーボモータ５４を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第１タレット型刃物台４３をＹ１軸方向に移動せさるものである。

次に、上記第２タレット型刃物台４５について説明する。この第２タレット型刃物台４５は、主軸７の軸心方向に平行なＺ３軸方向、該Ｚ３軸方向に直交し、且つ、相互に直交するＸ３軸方向、Ｙ３軸方向に移動可能に構成されている。

すなわち、図１、図２に示すように、テーブル３上にはＺ３軸ガイドレール５３、５３が敷設されている。上記Ｚ３ガイドレール５３、５３の上方には第１ベース部材５５が設置されていて、この第１ベース部材５５の下面には、左右２個ずつのＺ３軸ガイド部材５７、５７、５７、５７が設けられている。これら４個のＺ３軸ガイド部材５７、５７、５７、５７は上記一対のＺ３ガイドレール５３、５３に対して移動可能に係合している。又、サーボモータ５６が設置されていて、該サーボモータ５６の回転軸には図示しないボールネジが連結されていて、該ボールネジには図示しないボールナットが螺合している。このボールナットが上記第１ベース部材５５に固着されている。そして、サーボモータ５６を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第１ベース部材５５がＺ３軸方向に移動することになる。

又、上記第１ベース部材５５上には、一対のＸ３軸ガイドレール５９、５９が敷設されている。上記Ｘ３軸ガイドレール５９、５９の上方には第２ベース部材６１が設置されていて、この第２ベース部材６１の下面には、左右２個ずつのＸ３軸ガイド部材６３、６３、６３、６３が設けられている。これら４個のＸ３軸ガイド部材６３、６３、６３、６３は上記一対のＸ３軸ガイドレール５９、５９に対して移動可能に係合している。又、サーボモータ６０が設置されていて、該サーボモータ６０の回転軸には図示しないボールネジが連結されていて、該ボールネジには図示しないボールナットが螺合している。このボールナットが上記第２ベース部材６１に固着されている。そして、サーボモータ６０を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第２ベース部材６１がＸ３軸方向に移動することになる。

そして、既に述べた第２タレット刃物台４５は、上記第２ベース部材６１に対して、Ｙ３軸方向に移動可能に取り付けられているものである。すなわち、図1に示すように、第２ベース部材６１には、Ｙ３軸ガイドレール６０、６０が敷設されている。一方、第２タレット型刃物台４５にはＹ３軸ガイド部材６２、６２が取り付けられていて、上記Ｙ３軸ガイドレール６０、６０に移動可能に係合している。又、サーボモータ６４が設置されていて、このサーボモータ６４の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。このボールネジにはボールナットが螺合していて、このボールナットが上記第２タレット型刃物台４５に固着されている。そして、サーボモータ６４を適宜の方向に回転させることにより、ボールネジ・ボールナットを介して、第２タレット型刃物台４５をＹ３軸方向に移動せさるものである。

上記第１タレット型刃物台４３は、第１タレット６５を備えていて、該第１タレット６５には円周部に複数個の工具ホルダ取付部が設けられている。これら工具ホルダ取付部に任意の工具を保持した工具ホルダが着脱可能に取り付けられることになる。

又、上記第２タレット型刃物台４５は、第２タレット６７を備えていて、該第２タレット６７には円周部に複数個の工具ホルダ取付部が設けられている。これら工具ホルダ取付部に任意の工具を保持した工具ホルダが取り付けられることになる。

上記第２タレット型刃物台４５については、正面側加工用の工具と背面側加工用の工具の両方が取付可能に構成されている。すなわち、図４に示すように、工具ホルダ６９があり、この工具ホルダ６９には、正面加工用工具７３と、背面加工用工具７１の両方が取付可能に構成されている。上記工具ホルダ６９には、第２タレット６７の工具ホルダ取付部に挿入・固定される挿入部７５が設けられている。この挿入部７５の脇には、工具ホルダ６９が第２タレット６７の取付面に取り付けられた際に、挿入部７５の回りに回転することを防止するための、回転防止ストッパ部が設けられる。

正面加工用工具７３としては、Ｘ軸３方向に並んで設けられる正面加工用工具７３ａ、７３ｂが工具ホルダ６９に保持可能である。これらの工具はこの工具ホルダ６９がタレットに割り出された時に第２タレット型刃物台４５がＸ３軸方向に軸制御されることにより、正面加工の工具として使用されるものとなっている。又、背面加工用工具７１としては、Ｘ３軸方向に並ぶ背面加工用工具７１ａ、７１ｂ、７１ａに対しＹ３軸方向に並ぶ背面加工用工具７１ｃが工具ホルダ６９に保持可能である。これらの工具はこの工具ホルダ６９がタレットの割り出し回転位置に割り出された時（第２タレット型刃物台４５がＸ３、Ｙ３軸の所望位置に移動制御されて、その位置に静止された状態）に、背面主軸台１７側にて使用することが指定される工具による加工が可能なように、背面主軸１９に把持されるワークが、背面加工用工具７１ａ又は７１ｂ又は７１ｃにより加工されるようにＸ２、Ｙ２、Ｚ２軸の方向に背面主軸台１７は軸制御される。このように第２タレット型刃物台４５が正面加工に使用される状態で静止している状態にあっても、背面主軸台１７がＸ２、Ｙ２、Ｚ２軸により移動制御されて背面主軸１９に対し、結果的に背面加工用工具７１ａ、７１ｂ、７１ｃが選択位置決されて、背面加工を同時に行うことが可能となっている。従来、背面用にこのように複数の刃物をＸ３、Ｙ３方向、特にＹ３方向に設置できなかったものが設置可能となり、以って背面加工に供することができる工具本数増加を可能ならしめている。

上述した正面加工用工具７３と、背面加工用工具７１のそれぞれが、取り付けられた第２タレット６７が、主軸台５側に掴まれたワークと背面主軸台１７側に掴まれたワークのそれぞれに対して有効に作用することが出来るように、本実施例の工作機械にあっては、主軸台５、背面主軸台１７、第２タレット型刃物台４５の３者の重畳制御を可能としている。
本実施例の工作機械に備えられる数値制御装置は、３チャンネル制御の数値制御装置が採用されるが、主軸台５は、チャンネル１用に記述されるＮＣプログラムで動作させられる。又、背面主軸台１７は、チャンネル２用に記述されるＮＣプログラムにより動作させられる。更に、第２タレット型刃物台４５は、チャンネル３用に記述されるＮＣプログラムにより動作させられる。
それら３者の間で重畳制御が実行される際には、まず、ＮＣプログラムにおいて、所定の記述形式にて記述された重畳制御を意味するＭコードを、数値制御装置が解釈すると、チャンネル１、２、３のそれぞれがコントロールしている制御軸への制御パルスの処理形態が重畳制御時用の処理形態に変更される。変更時に起動されたファームウエアにより、チャンネル毎に記述されたＮＣプログラムに指定される制御軸への制御パルスの供給は、具体的には、次のように変更される。
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３軸の重畳がＮＣプログラムにて指定された場合を例として説明すると、チャンネル１によりコントロールされるＺ１軸（主軸台５）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスが供給される。次に、チャンネル３によりコントロールされるＺ３軸（第２タレット型刃物台４５）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスに対し、Ｚ１軸へ供給されたサーボパルスと同じサーボパルスが加えられた上で、Ｚ３軸の為の制御パルスとして、サーボモータへ供給されて、Ｚ１軸に対するＺ３軸の相対動作が達成される。更に、チャンネル２によりコントロールされるＺ２軸（背面主軸台１９）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスに対し、実際にＺ３軸制御用にサーボモータへ供給されたサーボパルスが加えられた上で、Ｚ２軸の為の制御パルスとして、サーボモータへ供給されて、Ｚ３軸に対するＺ２軸の相対動作が達成される。
次に、Ｘ３、Ｘ２軸の重畳がＮＣプログラムにて指定された場合を例として説明すると、チャンネル３のＸ３軸（第２タレット型刃物台４５）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスが供給される。次に、チャンネル２によりコントロールされるＸ２軸（背面主軸台１９）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスに対し、Ｘ３軸へ供給されたサーボパルスと同じサーボパルスが加えられた上で、Ｘ２軸の為の制御パルスとして、サーボモータへ供給されて、Ｘ３軸に対するＸ２軸の相対動作が達成される。
同様に、Ｙ３、Ｙ２軸の重畳がＮＣプログラムにて指定された場合を例として説明すると、チャンネル３のＹ３軸（第２タレット型刃物台４５）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスが供給される。次に、チャンネル２によりコントロールされるＹ２軸（背面主軸台１９）の為のサーボモータへは、ＮＣプログラムにて指定された量そのものの制御パルスに対し、Ｙ３軸へ供給されたサーボパルスと同じサーボパルスが加えられた上で、Ｙ２軸の為の制御パルスとして、サーボモータへ供給されて、Ｙ３軸に対するＹ２軸の相対動作が達成される。
このようにして、主軸台５に対する、第３タレット型刃物台４５、背面主軸台１７相互のＺ軸重畳制御、第３タレット型刃物台４５、背面主軸台１７相互のＸ、Ｙ、Ｚ軸重畳制御が実行される。

上記テーブル３上であって、上記第１タレット型刃物台４３、第２タレット型刃物台４５に対して、主軸７の軸心方向であって背面主軸台１７側に所定量だけオフセットされた位置には、背面加工用固定刃物台７７が設置されている。この背面加工用固定刃物台７７には、図３、図５、図６に示すように、Ｘ軸方向に２列、Ｙ軸方向に４行にわたって、合計８個の背面加工用工具７９が着脱可能に取り付けられている。この実施の形態の場合には、上記したように、背面加工用固定刃物台７７が、上記第１タレット型刃物台４３、第２タレット型刃物台４５に対して、主軸７の軸心方向であって背面主軸台１７側に所定量だけオフセットされた位置に設置されており、よって、装置の奥行方向又は高さ方向に大きく離間させることなく背面加工用工具７９の本数の増加が可能になっているものである。

又、図３に示すように、上記背面加工用固定刃物台７７の直下には、チップタンク８１が設置されている。このチップタンク８１内には、テーブル３上に落下した切り屑等が落下・回集されることになる。その際、背面加工用固定刃物台７７は、文字通り固定であって特に駆動機構を備えた構成にはなっていないので、その構成も簡単であり、且つ、小型である。したがって、切り屑等が引っ掛かってしまうようなことを極力防止することができる。
尚、図２、図３中符号６６はカバーを示す。

以上の構成を基にその作用を簡単に説明する。
まず、主軸７に把持されると共にガイドブッシュ１５にその先端を保持されたワークに対する正面側加工であるが、これは、主軸台５のＺ１軸制御、第１タレット型刃物台４３のＸ１軸制御、Ｙ１軸制御、第２タレット型刃物台４５のＺ３軸制御、Ｘ３軸制御、Ｙ３軸制御を適宜使用しながら行う。
又、背面主軸１９に把持されているワークに対する背面側加工であるが、背面主軸台１７のＺ２軸制御、Ｘ２軸制御、Ｙ２軸制御、第２タレット型刃物台４５のＺ３軸制御、Ｘ３軸制御、Ｙ３軸制御、背面加工用固定刃物台７７を適宜使用しながら行うことになる。その際、背面側加工については、背面加工用固定刃物台７７に取り付けられる背面加工用工具７９の本数が増大しているので、より複雑且つ多様な加工が可能になっている。
又、このように背面加工用固定刃物台７７を、背面主軸台１７の脇に設ける構成としたことによって、主軸台５、背面主軸台１７、第１タレット型刃物台４３、第２タレット型刃物台４５、背面加工用固定刃物台７７を、装置の奥行方向又は高さ方向に重ねることなく平面的に配置することになった。この結果として、このように、正面、背面用の多数の工具が備えられるようにした機械にあつて、図２に示されるように、工作機械の外装が図２に示されるように通常の工作機械と同様のものにでき、第２タレット型刃物台４５のアクセス性を通常の工作機械と同等に確保で゜きるものである。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、第２タレット型刃物台４５、背面主軸台１７をＸ３，Ｙ３，Ｚ３軸方向に制御可能にしたことによって、第２タレット型刃物台４５を正面側加工に用いている際に、第２タレット型刃物台４５を背面加工側にも用いるように使う重畳制御を行うことが可能になる。
背面加工用固定刃物台７７が第１タレット型刃物台４３と第２タレット型刃物台４５に対してＺ軸方向であって背面主軸台１７側にオフセットされた状態で配置され、且つ背面主軸１９がＸ２、Ｙ２、Ｚ３、３方向に移動制御可能な為、背面加工用工具７３を複列に配置することが可能となり、背面加工用固定刃物台７７に多数の背面加工用工具７３が保持されることによって、より複雑且つ多様な背面側加工を正面加工とは独立して行うことが可能になる。従って、正面／背面に適切に工程を分割し、加工時間を短縮することが可能になる。
又、その際、第１タレット型刃物台４３と第２タレット型刃物台４５に取り付けられた各種の工具による加工領域との干渉を避ける為に、背面加工用固定刃物台７７をＺ軸方向に直交する方向、すなわち、装置の奥行方向や高さ方向に大きく離間・配置させる必要はなく、よって、装置としての奥行寸法又は高さ寸法が小さな自動旋盤を提供することができる。
通常、この種のＮＣ自動旋盤は奥行方向に複数台設置されるものであり、よって、奥行寸法を小さくすることができることは大きな意味を持つ。
又、本実施例では、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３軸方向に制御軸を有する第２タレット型刃物台４５が配置される側でなく、Ｘ１、Ｙ１軸方向にのみ制御軸を有する第１タレット型刃物台４３の側に背面加工用固定刃物台７７を配置したことで、第２タレット刃物台４５側に配置した場合に懸念される機械全体のＺ軸方向への大型化、あるいは、奥行き方向への大型化を招かないで済むものとなっている。
主軸台５、背面主軸台１７、第１タレット型刃物台４３、第２タレット型刃物台４５、背面加工用固定刃物台７７を、装置の奥行方向又は高さ方向に重ねることなく平面的に配置することになるので、装置の構成が単純化されると共に保守・点検作業も容易になる。
又、基台１を傾斜させ、且つ、駆動機構を備えていないためにその構成が簡単で小型の背面加工用固定刃物台７７を傾斜方向下方に配置し、且、その直下にチップタンク８１を配置しているので、切り屑を効率良く落下・回集することができる。
背面主軸台１７と第２タレット型刃物台４５とのＸ３、Ｙ３、Ｚ３軸方向のうちの少なくとも２軸方向の重畳制御を行うようにした場合には、第２タレット型刃物台４５に対しＸ３、Ｙ３、Ｚ３軸方向の制御を行いつつ正面側の加工を、第２タレット型刃物台４５に保持される工具７１、７３等により行っている最中に、それと同時に背面主軸台に掴まれたワークを第２タレット型刃物台に備えられる背面加工用の工具を使用しての同時加工が待ち合わせによる無駄時間無く可能になり、背面主軸台の為に専用の刃物台の設置をすることなく、背面側における複雑且つ多様な加工を行うための工具設定が可能になり、背面加工用固定刃物台に設定される多種の工具とにより、正面側と同等の複雑な加工を行うことが可能になるようにしつつ、このように更に加工能力が向上したことによって、従来正面側の加工に振り分けられていた加工を背面側の工程としても設定できるようになったことで、背面主軸台側をより積極的に加工に使用することが可能になり、この反面、正面側と背面側とを効率的に用いての加工時間の短縮を図ることが可能になった。
又、背面加工用固定刃物台７７のみでなく、第２タレット型刃物台４５にも背面加工用工具が保持されることで、更に多様且つ複雑な背面加工に対応可能になる。
又、第２タレット型刃物台４５をＸ３方向の所定位置に割り出した時に、正面の加工を実行中であっても、背面主軸台１７は背面加工のために設定されたＸ２方向又はＹ２方向に並んだ何れかの刃物をＸ２方向又はＹ２方向でその軸制御機能を使用して、選択して加工することが可能になり、背面主軸台１７を有効に活用でき、加工時間の短縮化が図れる。

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではなく様々な変形例が考えられる。

本発明は、装置の奥行寸法や高さ寸法を拡大させることなく背面加工用固定刃物台に多数の工具を取り付けることを可能にし、それによって、より複雑且つ多様な背面側加工を行うことを可能にし、ひいては、加工時間の短縮化を図ることができるように工夫したＮＣ自動旋盤を提供するものである。

本発明の一実施の形態を示す図で、ＮＣ自動旋盤の全体構成を示す平面図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。本発明の一実施の形態を示す図で、第２タレット型刃物台に取り付けられる工具ホルダの構成を示す図である。本発明の一実施の形態を示す図で、背面加工用固定刃物台の構成を示す平面図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。従来例を示す図で、ＮＣ自動旋盤の全体構成を模式的に示す平面図である。従来例を示す図で、ＮＣ自動旋盤の全体構成を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１基台
３テーブル
５主軸台
７主軸
９Ｚ１軸ガイドレール
１１Ｚ１軸ガイド部材
１７背面主軸台
１９背面主軸
２１Ｚ２軸ガイドレール
２３第１ベース部材
２５Ｚ２軸ガイド部材
２９Ｘ２ガイドレール
３１第２ベース部材
３３Ｘ２軸ガイド部材
３７Ｙ２軸ガイドレール
３９Ｙ２軸ガイド部材
４７Ｘ１軸ガイドレール
４９ベース部材
５１Ｘ１軸ガイド部材
５３Ｚ３軸ガイドレール
５５第１ベース部材
５７Ｚ３軸ガイド部材
５９Ｘ３ガイドレール
６１第２ベース部材
６３Ｘ３ガイド部材
６５第１タレット
６７第２タレット
６９工具ホルダ
７１正面加工用工具
７３背面加工用工具
７７背面加工用固定刃物台
７９背面加工用工具

Claims

基台と、
上記基台上にあって主軸を備え該主軸軸心方向に平行なＺ１軸方向に移動可能に配置された主軸台と、
上記基台上にあって上記主軸台に対向するように配置され背面主軸を備え上記主軸軸心方向に平行なＺ２軸方向、該Ｚ２軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ２軸方向、Ｙ２軸方向に移動可能に配置された背面主軸台と、
上記基台上にあって上記主軸台と背面主軸台の間に設置されたガイドブッシュと、
上記基台上にあって上記ガイドブッシュの側方に上記主軸軸心方向に直交すると共に相互に直交するＸ１軸方向、Ｙ１軸方向に移動可能に配置された第１タレット型刃物台と、
上記基台上にあって上記ガイドブッシュの側方に上記主軸軸心方向に平行なＺ３軸方向、該Ｚ３軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ３軸方向、Ｙ３軸方向に移動可能に配置された第２タレット型刃物台と、
上記基台上にあって上記第１タレット型刃物台又は、第２タレット型刃物台のうちの少なくとも一方に対し、上記背面主軸台側で上記主軸軸心方向に平行なＺ軸方向にオフセットされた状態で配置され、該Ｚ軸方向に直交すると共に相互に直交するＸ軸方向・Ｙ軸方向に少なくとも２列・２行の刃物保持部を備えた背面加工用固定刃物台と、
を具備したことを特徴とするＮＣ自動旋盤。
請求項１記載のＮＣ自動旋盤において、
上記第２タレット型刃物台は背面加工用工具も取付可能に構成されていることを特徴とするＮＣ自動旋盤。
請求項２記載のＮＣ自動旋盤であって、上記第２タレット型刃物台の１の工具取り付け面に、少なくとも、２つ以上の正面及び背面用の工具を取り付け可能とした事を特徴としたＮＣ自動旋盤。