JP3756143B2

JP3756143B2 - 工作機械及び対向主軸型工作機械

Info

Publication number: JP3756143B2
Application number: JP2002300200A
Authority: JP
Inventors: 武夫小林; 栄中沢
Original assignee: 株式会社ミヤノ
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: US7032484B2; EP1485231A2; DE60303672D1; WO2003084711A2; JP2003340601A; DE60303672T2; WO2003084711A3; EP1485231B1; US20040211301A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ旋盤等の対向主軸型工作機械に関し、特に、一方側主軸台に対向配置の他方側主軸台とこれに併設したタレット刃物台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は特開平６−７０２号に開示の対向主軸・２刃物台機を示す概略平面図である。この工作機械１の機台１ａ上において、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１，Ｚ軸方向及びＸ軸方向に移動可能な第１の刃物台ＴＰ_１及び第２の刃物台ＴＰ_２の各タレットヘッド３１，４１は＋Ｚ軸方向にそれぞれ配向しているのに対し、機台１ａ上において、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に移動可能な第２の主軸台ＳＰ_２のワークチャキング機構２１は−Ｚ軸方向に配向し、第１の主軸台ＳＰ_１と対向する配置関係にある。このため、第１の刃物台ＴＰ_１及び第２の刃物台ＴＰ_２のいずれもが第２の主軸台ＳＰ_２のワークチャキング機構２１にまで移動接近でき、そのワークチャキング機構２１に取着されたワークに対して十分な加工能力で背面加工等を施すことができる。また第２の主軸台ＳＰ_２がＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能となっているため、第１の主軸台ＳＰ_１に対して第２の主軸台ＳＰ_２を千鳥配置に位置設定でき、Ｚ軸方向の幅寸法を狭めた小形の対向主軸型工作機械を実現している。
【０００３】
そして、この工作機械１にあっては、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着されたワークに対して第１の刃物台ＴＰ_１及び第２の刃物台ＴＰ_２により外形加工を施すことができる。また、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着されたワークに対して例えば第１の刃物台ＴＰ_１で１ツール正面加工を施すと同時に、第２の主軸台ＳＰ_２のワークチャキング機構２１に取着されたワークに対して第２の刃物台ＴＰ_２で１ツール背面加工を施すこともできる。このため、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着されたワークを正面加工した後、そのワークを第２の主軸台ＳＰ_２のワークチャキング機構２１に引き渡し、継続して背面加工を行うことができるため、実切削時間の短縮化を実現できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第２の主軸台ＳＰ_２の脇にはタレット刃物台を配備していないため、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１又は第２の主軸台ＳＰ_２のワークチャキング機構２１に取着されたワークに対してタレット刃物台の駆動力を利用した最適差速で内径加工を同時に施すことができない。また、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着されたワークの正面側芯押さえのためのサブ主軸が無いため、長尺ワークの芯ブレ等を招く虞もあった。
【０００５】
このため、第２の主軸台ＳＰ_２側にもタレット刃物台を併設する必要性が認められる。第２の主軸台ＳＰ_２側にも独立にＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能な第３のタレット刃物台を設けることを企画したところ、第２の主軸台ＳＰ_２と第３のタレット刃物台とが相互独立にＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能となることから、移動自由度の多さにより却って機構系及び制御系が複雑し、高コスト化を招くことが顕在化した。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、主に対向主軸型工作機械のうち他方側工作機械に用いるに好適であって、主軸台及びタレット刃物台の移動自由度を相互に最適拘束することにより、低コストで制御容易な工作機械を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
対向主軸型工作機械のうち他方側工作機械では、例えば、連続加工過程において、一方側主軸台のワークチャキング機構に取着さられたワークに対して他方側主軸台側のタレット刃物台のツールやサブ主軸が接触する際などでは、他方側主軸台側のタレット刃物台がＺ方向及びＸ方向に移動可能でなければならない。また、Ｚ方向の幅寸法を狭めた小形の対向主軸型工作機械を実現するためにも、他方側主軸台がＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能でなければならない。
【０００８】
そこで、本発明に係る工作機械では、機台上でこれに対しＺ方向及びこれに直交するＸ方向のいずれの方向にも移動可能なＺ−Ｘ移動部材と、タレット軸線がＺ方向に配向し、Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられたタレット刃物台と、このタレット刃物台と隣接同向き配置であって、主軸線がＺ方向に配向し、Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられてタレット刃物台に対し相対的にＺ軸方向に往復移動可能な主軸台とを備える。
【０００９】
主軸台とタレット刃物台とがＺ−Ｘ移動部材により機台に対してＺ方向及びＸ方向に常に同変位量で移動できる移動形態を有し、このＺ−Ｘ移動部材上では主軸台がタレット刃物台に対して少なくとも相対的にＺ方向に移動できるため、主軸台はそれ自身のＺ方向移動にＺ−Ｘ移動部材のＺ方向移動が重畳した移動が可能となり、主軸台の高速移動を実現できる。主軸台の移動はＺ−Ｘ移動部材に対して相対的であるため、主軸台とタレット刃物台との移動が機台に対して相互独立である場合に比し、主軸台及びタレット刃物台の移動自由度が最適化し、低コストで制御容易な工作機械を実現できる。また、主軸台のＺ方向の総移動ストロークはＺ−Ｘ移動部材のＺ方向移動ストロークにＺ−Ｘ移動部材に対する主軸台自身の相対ストロークが加算されるため、主軸台のワークチャキング機構に取着されたワークに対してタレット刃物台のツールが背面加工を施す際などでは、主軸台及びタレット刃物台がＺ−Ｘ移動部材により同調移動中に主軸台とタレット刃物台との相対的Ｚ移動が可能となるので、複雑な重畳制御を使用せずに済み、易制御性を保証できる。加えて、タレット刃物台の駆動力を利用して内外径同時加工に差速加工を施すことができる。
【００１０】
しかしながら、主軸台とこの主軸台のワークを加工するツールを持つタレット刃物台とをＺ−Ｘ移動部材に隣接配置し、小形工作機械を実現する場合においては、主軸台断面と外形寸法の大きなタレットヘッド断面とが一部オーバーラップしてしまうことから、主軸台のタレット刃物台に対する相対的なＺ方向移動の際には、主軸台とタレットホルダとが相互接触し、その突き出し又は戻し動作を実現できない。
【００１１】
そこで、本発明に係る工作機械は、主軸台のタレット刃物台のタレットヘッドに対する相対的なＺ軸方向の横切りを選択的に許容するべき干渉防止手段を有する。この主軸台のタレット刃物台に対する突き出し又は戻し動作の際には、干渉防止手段により余裕空隙を選択的に形成せしめることにより、主軸台断面とタレットヘッド断面との一部オーバーラップを解消でき、主軸台を支障無くＺ軸方向に突き出し又は戻し動作することができる。
【００１２】
この干渉防止手段としては、例えば、Ｚ−Ｘ移動部材上でタレット刃物台を主軸台に対してＸ軸方向に離接可能なＸ可能手段とすることができる。また、主軸台がＺ−Ｘ移動部材上にＺ−Ｘ軸方向可動手段を介して設けられている場合でも、主軸台とタレット刃物台とをＸ方向に一時離間させることにより、原理的には両者の干渉を防止することができる。ただ、これらの可動手段では充分な離間ストロークの確保と高速退避を実現するには無理があり、また新たな駆動手段とその制御を必要とする。
【００１３】
望ましくは、干渉防止手段としては、タレット刃物台自身を利用し、主軸台の通過可能な大きさの欠部を外周部に備えるタレットヘッドと、このタレットヘッドをタレット軸線周りに旋回駆動するためのタレットヘッド旋回駆動手段とを有する。ツール切換え制御と同様に、タレットヘッド駆動手段によりタレットヘッドを欠部が主軸台に臨む位置まで旋回させることにより、主軸台がその欠部を通過可能となるため、主軸台の突き出し又は戻し動作が可能となる。このため、タレット刃物台に備わるタレットヘッド旋回駆動手段を利用し、ツールホルダの複数隣接箇所を欠損した形のタレットヘッドを用いるだけで済むため、干渉防止手段としては低コスト化を図ることができる。また、大径のタレットヘッドでもその旋回制御で済む利点は、高速退避を実現でき、主軸台の突き出し又は戻し動作時間の短縮化を図ることができる。
【００１４】
この欠部としては、例えば、タレットヘッドの外周部のうちタレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成する。退避時のためのタレットヘッド旋回制御はサブ主軸の割り出し旋回制御に合わせることができ、退避制御の容易化も実現できる。しかも、サブ主軸によるワーク芯押さえ時には主軸台がタレットヘッドに干渉せずに済み、主軸に取着されたの別ワークに対しても同時加工を実現できる。例えば、タレットヘッドは略扇状タレットヘッドとすることができる。
【００１５】
タレット刃物台はＺ−Ｘ移動部材上に固定されているものであるが、主軸台はＺ−Ｘ移動部材上にＺ軸方向可動手段又はＺ―Ｘ軸方向可動手段を介して設けられている。このＺ―Ｘ軸方向可動手段の場合、主軸台のワークチャッキング機構に取着されたワークに対してタレット刃物台のツールで内外径加工を施すことができる。
【００１６】
このような主軸台及びタレット刃物台は対向主軸型工作機械の他方側工作機械に用いるのが好適である。その対向主軸型工作機械の一方側工作機械としては、一方側主軸台とこれに同向き配置で併設した１又は２のタレット刃物台とすることができる。斯かる対向主軸型工作機械においては、実加工時間の短縮化を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図７は、本発明の第１実施形態に係る対向主軸・３刃物台機（対向主軸型ＮＣ旋盤）の各種加工態様を示す概略平面図で、図８及び図９はその他方側工作機械である主軸台とタレット刃物台を示す斜視図である。
【００１８】
図１乃至図７において、対向主軸型工作機械１０のうち一方側工作機械は、機台（ベース）１ａ上に固定された第１の主軸台ＳＰ_１を有する。ここで、この第１の主軸台ＳＰ_１の主軸線をＺ軸として、そのワークチャッキング機構１１からワーク側への向きを＋Ｚ方向とすると共に、その逆方向を−Ｚ方向と規定する。第１のタレット刃物台ＴＰ_１は、タレット軸線Ｚ１が＋Ｚ方向に配向し、第１の主軸台ＳＰ_１と同向き配置で一方の片側位置にあって、Ｚ１方向，これに夫々直交するＸ１方向及びＹ方向のいずれの方向にも移動可能となっている。また、第２のタレット刃物台ＴＰ_２は、タレット軸線Ｚ２が＋Ｚ方向に配向し、第１の主軸台ＳＰ_１と同向き配置で他方の片側位置にあって、Ｚ２方向及びこれに直交するＸ２方向のいずれの方向にも移動可能となっている。
【００１９】
対向主軸型工作機械１０のうち他方側工作機械５０は、第１の主軸台の＋Ｚ方向側に設けられ、機台１ａ上でＺ３方向及びこれに直交するＸ３方向のいずれの方向にも移動可能なＺ−Ｘ移動台６０と、タレット旋回軸線Ｚ４が−Ｚ方向に配向し、Ｚ−Ｘ移動台６０上に設けられた第３のタレット刃物台７０と、この第３のタレット刃物台７０と隣接同向き配置であって、主軸線Ｚ５が−Ｚ方向に配向し、Ｚ−Ｘ移動台６０上に設けられて第３のタレット刃物台７０に対し相対的にＺ５方向に往復移動可能な第３の主軸台８０とを有する。
【００２０】
図８及び図９に示すように、Ｚ−Ｘ移動台６０のための可動機構は、機台１ａ上のＺ方向に配向して固定されたＺガイドレール部材６１と、これに係合してＺ方向スライド可能なＺ可動体６２と、Ｚ可動体６２の上にＸ方向に配向して固定されたＸガイドレール部材６３とを有し、Ｚ−Ｘ移動台６０はＸガイドレール部材６３に係合してこれにＸ方向スライド可能となっている。また、Ｚ−Ｘ移動台６０の上にはＸ可動体６０ａが固定され、これもＸガイドレール部材６３に係合してＸ方向スライド可能となっている。このＺ−Ｘ移動台６０上に一方には第３のタレット刃物台７０のタレット本体７１が固定されている。第３の主軸台８０の下部には、Ｘ可動体６０ａの上部に形成されたＺ方向の主軸台ガイドレール６０ｂとこれに係合してＺ方向方向にスライド可能な主軸台可動部６０ｃを有し、第３の主軸台８０はＺ−Ｘ移動台６０に対して相対的にＺ方向に往復移動可能となっている。
【００２１】
第３のタレット刃物台７０はタレット軸線Ｚ４を中心として旋回する略扇状タレットヘッド７２と、これを旋回駆動するためのタレットヘッド駆動機構（図示せず）を内蔵するタレット本体７１とを有する。タレットヘッド７２を扇状とした理由は、第３の主軸台８０をタレットヘッド７２に対してＺ方向に突き出し又は戻し動作せしめる際、相互干渉を防止するためである。通例、タレットヘッドはその円周３６０°に亘り例えば約１２箇所程度のタレットホルダ（ツールホルダ）を有しているが、本例では８箇所のタレットホルダＨ１〜Ｈ８を有し、４箇所分（円弧約１６０°）に相当するタレットヘッドの外周部分は、主軸台避け部としての欠部（空部）７２ｂが形成されている。この欠部７２ｂは、タレットヘッドの外周部のうち、タレット軸線Ｚ４から偏心したサブ主軸７２ａ側に形成されている。
【００２２】
タレットヘッド７２を図８の状態から所定角度矢印方向に旋回させることにより、図９に示す如く、欠部７２ｂ側が第３の主軸台８０に正面に臨むため、第３の主軸台８０との間に余裕空隙Ｇ（図４及び図５参照）が選択的に形成され、第３の主軸台８０をタレットヘッド７２に対してＺ方向に突き出し又は戻し動作せしめることができる。
【００２３】
以下、上記の対向主軸型工作機械１０を用いて、先ず、一連の連続ワーク加工態様を説明する。
【００２４】
図１は１主軸・３サドル（タレット）加工態様を示す。この加工過程は、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着された前加工済みのワークＷ４（図６に示すワークＷ３を加工したもの）に対して、その主軸を回転させながら、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_１２と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_２とにより外径切削加工を施すと同時に、図６の状態からＺ−Ｘ移動台６０を−Ｚ方向に移動し、第３のタレット刃物台７０の駆動回転力を利用してタレットヘッド７２のツールＴ_３により差速制御を以って内径ドリル加工を施すものである。１ワーク（Ｗ４）に対する２ツールの外径加工と差速制御の内径加工を同時並行に実現できる。
【００２５】
図２は図１の過程に続く１主軸・３サドル加工態様を示す。この加工過程は、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着された前加工済みのワークＷ５に対して、主軸無回転で第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_４と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_５とにより周面ドリル加工を施すと同時に、第３のタレット刃物台７０の駆動力を利用してタレットヘッド７２のツールＴ_６により端面ドリル加工を施すものである。１ワーク（Ｗ４）に対する３ドリル加工を同時並行に実現できる。
【００２６】
図３は図２の過程に続く２主軸・１サドル加工又は２主軸・２サドル加工の態様を示す。この加工過程は、第３のタレット刃物台７０のタレットヘッド７２を図２の状態から所定角度旋回させ、タレットヘッド７２の欠部７２ｂと第３の主軸台８０との間に余裕空隙Ｇを形成した後、第３の主軸台８０を−Ｚ方向に突き出すと共にＺ−Ｘ移動台６０を＋Ｚ方向に移動し、そのワークチャキング機構８１に前加工済みのワークＷ６の正面側を取着し、そして、両主軸を回転させながら、ワークＷ６に対して、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_７と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_８とによりカットオフ加工を施すものである。第３のタレット刃物台７０のタレットヘッド７２が＋Ｚ方向に退避しているので、対向主軸によりカットオフ加工とワーク引渡しを連続的に実現できる。
【００２７】
図４は図３の過程に続く１主軸・２サドル加工態様を示す。この加工過程は、図３の過程でカットオフされたワークＷ７を第３の主軸台８０のワークチャキング機構８１が取着しながら主軸を回転し、Ｚ−Ｘ移動台６０を＋Ｚ方向に移動し、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_９と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_１０とによりワークＷ７に背面加工を施すものである。ワーク引渡し直後から背面加工を実現できる。
【００２８】
図５は図４の過程に続く１主軸・３サドル加工と１主軸・１サドル加工時の態様を示す。この加工過程は、Ｚ−Ｘ移動台６０を−Ｚ方向に移動し、また第３の主軸台８０を＋Ｚ方向にやや移動し、第３の主軸台８０のワークチャキング機構８１に取着された前加工済みのワークＷ８対し第３のタレットヘッド７２のツールＴ_１１により背面ドリル加工を施すと同時に、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着されたカットオフ後のワークＷ１（図４参照）に対して、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_１２と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_１３とにより外径切削加工を施しながら、第３のタレット刃物台７０の駆動回転力を利用してタレットヘッド７２のツールＴ_１４により差速制御を以って内径切削加工を施すものである。ワーク（Ｗ８）に対する背面加工と、別ワーク（Ｗ２）に対する２ツールの外径加工及び差速制御の内径加工とを同時並行に実現できる。
【００２９】
図６は図５の過程に続く１主軸・１サドル加工と１主軸・２サドル加工との態様を示す。この加工過程は、図５の状態からＺ−Ｘ移動台６０を＋Ｚ方向方向）に移動させ、引き続き前加工済みのワークＷ９に対し第３のタレット刃物台７０のタレットヘッド７２のツールＴ_１１により背面加工を施しながら、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着された前加工済みのワークＷ３に対し、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_１２による外径加工と第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_１５による内径加工と同時に施すものである。ワークＷ９の背面加工中にワークＷ３の外径又は内径加工を同時に実現できるため、実切削時間の短縮化を図ることができる。また、Ｚ−Ｘ移動台６０の移動中においても、第３の主軸台８０をＺ方向変位させることが可能であるから、ワークＷ９に対するタレットヘッド７２のツールＴ_１１による背面加工を実現でき、複雑な重畳制御を用いなくても済む。
【００３０】
図７は別のワークに対する１主軸・１サドル加工と１主軸・１サドル加工との態様を示す。この加工過程は、第２のタレット刃物台ＴＰ_２とＺ−Ｘ移動台６０をＸ方向（図示下方向）に同量移動させ、ワークＷ１１を第２のタレット刃物台ＴＰ_２のタレットヘッド４１のツールＴ_１７により背面加工を施しながら、第１の主軸台ＳＰ_１のワークチャキング機構１１に取着された長尺状ワークＷ１０の端面を第３のタレット刃物台７０のサブ主軸７２ｂで芯押さえして、第１のタレット刃物台ＴＰ_１のタレットヘッド３１のツールＴ_１６により平坦加工するものである。サブ主軸７２ｂで芯押さえできるため、ワークＷ１０の芯ブレ等を抑えることができる。サブ主軸７２ｂ側に欠部７２ａが形成されているため、サブ主軸７２ｂによるワーク芯押さえ時には主軸台８０がタレットヘッド７２に干渉せずに済み、ワークチャキング機構８１の別ワークに対する加工が同時に実現できる。
【００３１】
図１０は本発明の第２実施形態に係る対向主軸型工作機械を示す概略平面図、図１１は第２対向主軸型工作機械における他方側工作機械を示す概略平面図である。
【００３２】
第１実施形態では、第２の主軸台８０はＺ−Ｘ移動台６０に対してＺ方向に往復移動可能となっているが、第２実施形態の対向主軸型工作機械２０における第２の主軸台１８０はＺ−Ｘ移動台１６０に対してＺ方向及びＸ方向のいずれの方向にも移動可能である
【００３３】
図１１に示すように、Ｚ−Ｘ移動台１６０のための可動機構は、機台１ａ上の第１の台板１６１をＺ軸方向に移動可能なＺ３軸ボールネジ機構１６２と、この第１の台板１６１上の第２の台板１６３をＸ軸方向に移動可能なＸ３軸ボールネジ機構１６４と、第１の台板１６１上の第３の台板１６５をＸ５方向に移動可能なＸ５軸ボールネジ機構１６６と有する。また、第３の台板１６５上の第４の台板１６７をＺ軸方向に移動可能なＺ５軸ボールネジ機構１６８が設けられている。第２の台板１６３上には第３のタレット刃物台７０が固定され、また第４の台板１６７上には第２の主軸台１８０が固定されている。Ｘ５軸ボールネジ機構１６６のネジ送りを停止固定した場合には、第２の台板１６３と第３の台板１６５とが一体化し、両者は１つのＺ−Ｘ移動台１６０として機能する。また、Ｘ５軸ボールネジ機構１６６とＺ５軸ボールネジ機構１６８のネジ送りにより、第４の台板１６７上の第２の主軸台１８０は第３のタレット刃物台７０に対して相対的にＺ方向及びＸ方向に移動可能である。このため、Ｚ−Ｘ移動台１６０の可動機構の厚さ寸法を低減して簡易に構成することができる。なお、Ｍ１〜Ｍ４はサーボモータで、Ｓ１〜Ｓ４は対応する台板１６１，１６３，１６５，１６７に締着した送りスライダーである。
【００３４】
図１０は１主軸・３サドル加工と１主軸・１サドル加工時の同時態様を示す。図５と図１１とを比較すれば容易に判るように、第２の主軸台１８０が第３のタレット刃物台７０に対して相対的にＸ方向にも移動可能であることから（通常〜３０ｍｍ）、第２の主軸台１８０のワークチャッキング機構１８１に取着されたワークＷ１２に対し、第３のタレット刃物台７０のツールＴ_１８でドリル加工のみならず内外径切削加工を施すことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、主軸台とタレット刃物台とがＺ−Ｘ移動部材により機台に対してＺ方向及びＸ方向に常に同変位量で移動できる移動形態を有し、このＺ−Ｘ移動部材上では主軸台がタレット刃物台に対して少なくとも相対的にＺ方向に移動できるため、主軸台はそれ自身のＺ方向移動にＺ−Ｘ移動部材のＺ方向移動が重畳した移動が可能となり、主軸台の高速移動を実現できる。主軸台の移動はＺ−Ｘ移動部材に対して相対的であるため、主軸台とタレット刃物台との移動が機台に対して相互独立である場合に比し、主軸台及びタレット刃物台の移動自由度が最適化し、低コストで制御容易な工作機械を実現できる。また、主軸台のＺ方向の総移動ストロークはＺ−Ｘ移動部材のＺ方向移動ストロークにＺ−Ｘ移動部材に対する主軸台自身の相対ストロークが加算されるため、主軸台のワークチャキング機構に取着されたワークに対してタレット刃物台のツールが背面加工を施す際などでは、主軸台及びタレット刃物台がＺ−Ｘ移動部材により同調移動中に主軸台とタレット刃物台との相対的Ｚ移動が可能となるため、複雑な重畳制御を使用せずに済み、易制御性を保証できる。加えて、タレット刃物台の駆動力を利用して内外径同時加工に差速加工を施すことができる。
【００３６】
また本発明は、主軸台のタレット刃物台のタレットヘッドに対する相対的なＺ軸方向の横切りを選択的に許容するべき干渉防止手段を有している。この主軸台のタレット刃物台に対する突き出し又は戻し動作の際には、干渉防止手段により余裕空隙を選択的に形成せしめることにより、主軸台断面とタレットヘッド断面との一部オーバーラップを解消でき、主軸台を支障無くＺ軸方向に突き出し又は戻し動作することができる。
【００３７】
この干渉防止手段としては、タレット刃物台自身を利用し、主軸台の通過可能な大きさの欠部を外周部に備えるタレットヘッドと、このタレットヘッドをタレット軸線周りに旋回駆動するためのタレットヘッド旋回駆動手段とを有する。ツール切換え制御と同様に、タレットヘッド駆動手段によりタレットヘッドを欠部が主軸台に臨む位置まで旋回させることにより、主軸台がその欠部を通過可能となるため、主軸台の突き出し又は戻し動作が可能となる。このため、タレット刃物台に備わるタレットヘッド旋回駆動手段を利用し、ツールホルダの複数隣接箇所を欠損した形のタレットヘッドを用いるだけで済むため、干渉防止手段として低コスト化を図ることができる。また、大径のタレットヘッドでも旋回制御で済む利点は、高速退避を実現でき、主軸台の突き出し又は戻し動作時間の短縮化を図ることができる。
【００３８】
この欠部としては、タレットヘッドの外周部のうちタレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成する。退避時のためのタレットヘッド旋回制御はサブ主軸の割り出し旋回制御に合わせることができ、退避制御の容易化も実現できる。しかも、サブ主軸によるワーク芯押さえ時には主軸台がタレットヘッドに干渉せずに済み、ワークチャキング機構の別ワークに対する加工が同時に実現できる。
【００３９】
タレット刃物台はＺ−Ｘ移動部材上に固定されているものであるが、主軸台はＺ−Ｘ移動部材上にＺ軸方向可動手段又はＺ―Ｘ軸方向可動手段を介して設けられている。このＺ―Ｘ軸方向移動手段の場合、主軸台のワークチャッキング機構に取着されたワークに対してタレット刃物台のツールで内外径加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る対向主軸型工作機械を用いた連続加工過程における１加工態様を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す過程の次の加工態様を示す概略平面図である。
【図３】図２に示す過程の次の加工態様を示す概略平面図である。
【図４】図３に示す過程の次の加工態様を示す概略平面図である。
【図５】図４に示す過程の次の加工態様を示す概略平面図である。
【図６】図５に示す過程の次の加工態様を示す概略平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る対向主軸型工作機械において、別の加工態様を示す概略平面図である。
【図８】同対向主軸型工作機械のうち他方側工作機械において、タレットヘッドよりも主軸台を突き出した状態を示す斜視図である。
【図９】同対向主軸型工作機械のうち他方側工作機械において、タレットヘッドよりも主軸台を避退移動した状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る対向主軸型工作機械を示す概略平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る対向主軸型工作機械における他方側工作機械を示す概略平面図である。
【図１２】従来の対向主軸型工作機械を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ａ…機台（ベース）
１０，２０…対向主軸型工作機械
１１，３１，４１，８１，１８１…ワークチャッキング機構
５０…他方側工作機械
６０，１６０…Ｚ−Ｘ移動台
６０ａ…Ｘ可動部
６０ｂ…主軸台ガイドレール
６０ｃ…主軸台可動部
６０ｂ…Ｘ可動部
６０ｃ…主軸台可動部
６１…Ｚガイドレール部材
６２…Ｚ可動体
６３…Ｘレール部材
７０…第３のタレット刃物台
７１…タレット本体
７２…略扇状タレットヘッド
７２ａ…サブ主軸
７２ｂ…欠部
８０，１８０…第３の主軸台
１６１…第１の台板
１６２…Ｚ３軸ボールネジ機構
１６３…第２の台板
１６４…Ｘ３軸ボールネジ機構
１６５…第３の台板
１６６…Ｘ５軸ボールネジ機構
１６７…第４の台板
１６８…Ｚ４軸ボールネジ機構
Ｍ１〜Ｍ４…サーボモータ
Ｓ１〜Ｓ４…送りスライダー
ＳＰ_１…第１の主軸台
ＳＰ_２…第２の主軸台
ＴＰ_１…第１の刃物台
ＴＰ_２…第２の刃物台
Ｔ_１〜Ｔ_１９…ツール
Ｗ１〜Ｗ１３…ワーク

Claims

機台上でこれに対しＺ軸方向及びこれに直交するＸ軸方向のいずれの方向にも移動可能なＺ−Ｘ移動部材と、タレット軸線がＺ軸方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられたタレット刃物台と、このタレット刃物台と隣接同向き配置であって、主軸線がＺ軸方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられて前記タレット刃物台に対しＺ軸方向に往復移動可能な主軸台と、前記タレット刃物台のタレットヘッドをタレット軸線周りに旋回駆動するためのタレットヘッド旋回駆動手段とを有し、前記主軸台のワークが前記タレットヘッドのツールで加工可能であり、前記タレットヘッドは、前記主軸台がＺ方向の突き出し又は戻し動作に際し当該タレットヘッドに対する横切りを選択的に許容するべき大きさの欠部を外周部に備えていることを特徴とする工作機械。
請求項１において、前記欠部は、前記タレットヘッドの外周部のうち前記タレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成されていることを特徴とする工作機械。
請求項１又は請求項２において、前記タレットヘッドは略扇状タレットヘッドであることを特徴とする工作機械。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記タレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ軸方向可動手段を介して設けられていることを特徴とする工作機械。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記タレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ−Ｘ軸可動移動手段を介して設けられていることを特徴とする工作機械。
機台上の第１の主軸台における主軸線をＺ軸として、そのワークチャッキング機構からワーク側への向きを＋Ｚ方向とすると共に、その逆方向を−Ｚ方向としたとき、タレット軸線が＋Ｚ方向に配向し、前記第１の主軸台と同向き配置で一方の片側位置にあって、前記Ｚ軸方向及びこれに直交するＸ軸方向のいずれの方向にも移動可能な第１のタレット刃物台を備えた対向主軸型工作機械において、
前記第１の主軸台の＋Ｚ方向側に設けられ、前記機台上でこれに対しＺ方向及びＸ方向のいずれの方向にも移動可能なＺ−Ｘ移動部材と、タレット軸線が−Ｚ方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられた第２のタレット刃物台と、この第２のタレット刃物台と隣接同向き配置であって、主軸線が−Ｚ方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられて前記第２のタレット刃物台に対しＺ方向に往復移動可能な第２の主軸台と、前記第２のタレット刃物台のタレットヘッドをタレット軸線周りに旋回駆動するためのタレットヘッド旋回駆動手段とを有し、前記第２の主軸台のワークが前記タレットヘッドのツールで加工可能であり、前記タレットヘッドは、前記第２の主軸台がＺ方向の突き出し又は戻し動作に際し当該タレットヘッドに対する横切りを選択的に許容するべき大きさの欠部を外周部に備えていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項６において、前記欠部は、前記タレットヘッドの外周部のうち前記タレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成されていることを特徴とする工作機械。
請求項６又は請求項７において、前記タレットヘッドは略扇状タレットヘッドであることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、前記第２のタレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記第２の主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ軸方向可動手段を介して設けられていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項６乃至請求項９のいずれか一項において、前記第２のタレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記第２の主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ−Ｘ軸方向可動手段を介して設けられていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
機台上の第１の主軸台における主軸線をＺ軸として、そのワークチャッキング機構からワーク側への向きを＋Ｚ方向とすると共に、その逆方向を−Ｚ方向としたとき、タレット軸線が＋Ｚ方向に配向し、前記第１の主軸台と同向き配置で一方の片側位置にあって、前記Ｚ方向及びこれに直交するＸ方向のいずれの方向にも移動可能な第１のタレット刃物台と、タレット軸線が＋Ｚ方向に配向し、前記第１の主軸台と同向き配置で他方の片側位置にあって、Ｚ方向及びＸ方向のいずれの方向にも移動可能な第２のタレット刃物台とを備えた対向主軸型工作機械において、
前記第１の主軸台の＋Ｚ方向側に設けられ、前記機台上でこれに対しＺ方向及びＸ方向のいずれの方向にも移動可能なＺ−Ｘ移動部材と、タレット旋回軸線が−Ｚ方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられた第３のタレット刃物台と、この第３のタレット刃物台と隣接同向き配置であって、主軸線が−Ｚ方向に配向し、前記Ｚ−Ｘ移動部材上に設けられて前記第３のタレット刃物台に対し少なくとも相対的にＺ方向に往復移動可能な第３の主軸台と、前記第３のタレット刃物台のタレットヘッドをタレット軸線周りに旋回駆動するためのタレットヘッド旋回駆動手段とを有し、前記第３の主軸台のワークが前記タレットヘッドのツールで加工可能であり、前記タレットヘッドは、前記第３の主軸台がＺ方向の突き出し又は戻し動作に際し当該タレットヘッドに対する横切りを選択的に許容するべき大きさの欠部を外周部に備えていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項１１において、前記欠部は、前記タレットヘッドの外周部のうち前記タレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成されていることを特徴とする工作機械。
請求項１２又は請求項１３において、前記タレットヘッドは略扇状タレットヘッドであることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項において、前記第３のタレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記第２の主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ軸方向可動手段を介して設けられていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項において、前記第３のタレット刃物台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上に固定されていると共に、前記第２の主軸台は前記Ｚ−Ｘ移動部材上にＺ−Ｘ軸方向可動手段を介して設けられていることを特徴とする対向主軸型工作機械。
タレット軸線周りにタレットヘッドを旋回駆動するタレット刃物台において、前記タレットヘッドは、当該タレットヘッドのツールで加工可能なワークを持つ主軸台の主軸方向への突き出し又は戻し動作に際し当該タレットヘッドに対する横切りを選択的に許容するべき大きさの欠部を外周部に備えていることを特徴とするタレット刃物台。
請求項１６において、前記欠部は、前記タレットヘッドの外周部のうち前記タレット軸線から偏心したサブ主軸側に形成されていることを特徴とするタレット刃物台。
請求項１６又は請求項１７において、前記タレットヘッドは略扇状タレットヘッドであることを特徴とするタレット刃物台。