JPH0716805B2 - 数値制御複合旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、数値制御複合旋盤に関する。更に詳しく
は、ベッド上に対向して２つの主軸ヘッドが配置され、
この第1,2主軸ヘッドに対応して３台の刃物台を有する
数値制御複合旋盤において、ベッド、主軸ヘッド、刃物
台の配置を効率化した数値制御複合旋盤に関する。

［背景技術］ 数値制御複合旋盤の中には、主軸軸線上にチャックが対
向するように２つの主軸ヘッドをＺ軸線（主軸軸線）方
向に移動可能に配置し、これに各々対応した２つの刃物
台を有したものは知られている。この数値制御複合旋盤
は、主軸のチャックにそれぞれ把持された被加工物を加
工するために、それぞれ対応する刃物台をX,Z軸線方向
に数値制御装置により補間制御させている。

この種の数値制御複合旋盤は、旋削加工と共に他の二次
加工、例えばフライス加工、穴明け加工、ネジ立加工等
の複合加工を行うことも知られている。一台の機械内で
独立した２つ以上の加工部を有するこの種の数値制御複
合加工機では、一台の機械内に２つの主軸台、複数個の
刃物台を配置するので構造が複雑化する傾向がある。こ
のため、オペレータが操作するときの操作性が悪くなっ
たり、切粉の排出がベッドの外に円滑に流れなくなる傾
向がある。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、以上のような技術的背景のもとに発明され
たものであり、次の目的を達成する。

この発明の目的は、ベッド、主軸台、刃物台の配置構造
を最適化してオペレータにとって操作性の良い数値制御
複合旋盤を提供することにある。

この発明の他の目的は、ベッド、主軸台、刃物台の配置
構造を最適化して、切粉の排出性を良くした数値制御複
合旋盤を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

略長方体状のベッド（１）と、 このベッド（１）の一面の外表面に形成された略水平の
水平案内面（12），（12）と、 この水平案内面（12），（12）に連続して形成された前
記水平案内面（12），（12）と角度を有した傾斜案内面
（７），（７）と、 この傾斜案内面（７），（７）に連続して形成された略
垂直の垂直案内面（31），（31）と、 前記ベッド（１）に設けられた第１主軸台（２）と、 この第１主軸台（２）内に回転自在に支持された第１主
軸（22）と、 この第１主軸（22）を回転駆動するための第１主軸モー
タ（４）と、 前記傾斜案内面（７），（７）に移動自在でかつ前記第
１主軸台（２）に対向して設けられた第２主軸台（５）
と、 前記第２主軸台（５）内で回転自在に支持された第２主
軸（23）と、 この第２主軸（23）を回転駆動するための第２主軸モー
タ（９）と、 前記第１主軸軸線方向とこの方向と直交する方向に前記
水平案内面（12），（12）上を駆動制御され主に前記第
１主軸（22）に取り付けたワークを加工するための第１
刃物台（11）と、 前記第２主軸軸線方向とこの方向と直交する方向に前記
水平案内面（12），（12）上を駆動制御され主に前記第
２主軸（23）に取付けたワークを加工するための第２刃
物台（20）と、 前記第１刃物台（11）または前記第２刃物台（20）のい
ずれか一方を選択して前記第１刃物台（11）または前記
第２刃物台（20）による加工を支援し、前記第1,2主軸
の軸線方向とこの方向と直交する方向に前記垂直案内面
（31），（31）上を駆動制御されて前記ワークの加工を
支援するための第３刃物台（30）と からなる数値制御複合旋盤である。

前記第1,2主軸（22），（23）の回転中心軸線が、前記
垂直案内面（31），（31）を含む面と前記ベッドから離
れる方向に間隔（ｌ）を有しているとなお効果的であ
る。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図（ａ）は数値制御複合旋盤の平面図、第１図（ｂ）は
第１図（ａ）の正面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）の
側面図である。第２図は第１図（ｂ）のII−II切断断面
図である。ベッド１は、本体を構成する基台であり、鋳
物、鋼材などで形成されている。ベッド１上の一端には
第１主軸台２が設けられている。この第１主軸台２は、
ベッド１上では移動できない。第１主軸台２内には、第
１主軸22が回転自在に支持されている。

この第１主軸22の先端には、第１チャック３が一体に設
けられている。第１チャック３は、ワークを把持するた
めのものである。第１主軸22は、第１主軸モータ４によ
り回転駆動される。この第１主軸22は、回転割出制御が
可能である。この割出制御は、第１主軸モータ４を制御
して実現するか、他の割出用のモータを設ける。ベッド
１上の第２主軸台２と対向する位置には、第２主軸台５
が設けられている。第２主軸台５は、ベッド１上の傾斜
案内面７（第２図参照）上を移動自在に設けられてい
る。

この駆動は、送りねじ6aを介してWBサーボモータ６によ
り行われる。この移動方向は、ここではＢ軸と称する。
第２主軸台５内には、第２主軸23が回転自在に設けられ
ている。この第２主軸23の先端には、第２チャック８が
設けられている。第２主軸23は、第２主軸モータ９によ
り回転駆動される。ベッド１の上部には、第１刃物台11
がベッド１上に形成された水平案内面12（第２図参照）
上を移動自在に設けられている。

第１刃物台11は、ベッド１上を移動する往復台13と、第
１クロス台14と、６角形のタレット本体15などから構成
されている。往復台13は、角度θ_３を有している。往復
台13の側面は、ベッド１上の水平案内面12上を第１主軸
と平行な軸線（ZA）方向に（第３図参照）ZAサーボモー
タ10により送り駆動される。この送り駆動は、ZAサーボ
モータ10に連結された送りねじ10aにより移動自在に駆
動される。

更に、クロス台14は、ZA軸線と垂直にクロスする方向の
XA軸線方向、すなわち第１チャック３に把持したワーク
の半径方向に駆動される。この駆動は、XAサーボモータ
17により送りねじ17aを介して駆動される（第２図）。
タレット本体15は、６角形の形状であり、この外周に12
面の工具取付面が形成されている。したがって、取り付
けられる工具本数は、12本である。ベッド１上の水平案
内面12上には、更に第１刃物台11に対向して第２刃物台
20が設けられている。第２刃物台20の構造は、第１刃物
台11と対称する構造で実質的に同一であり、かつ機能も
軸線の方向が相違するのみで実質的に同一であるので説
明は省略する。第３刃物台30は、ベッド１の前面に設け
てある刃物台である。

ベッド１の前面は、垂直案内面31が形成されている。垂
直案内面31上には、第３往復台32が移動自在に設けられ
ている。ZC往復台32は、ZCサーボモータ33により駆動さ
れる。ZCサーボモータ33の出力軸には、送りねじ33aが
直結され、この送りねじ33aにより第1,2主軸の軸線と平
行な方向に駆動される。ZC往復台32上には、XCクロス台
34がXC案内面35上をＸ軸線方向（XC）に移動自在に設け
られている。このXC方向の駆動は、ボールスクリュー
（図示せず）を介してXCサーボモータ36により駆動され
る。XCクロス台34上には、TCタレット本体37が設けられ
ている。

TCタレット本体37は、円筒状のTCタレット本体37の外周
に６本の工具を取り付けられるものである。第３刃物台
30は、第１刃物台11、第２刃物台20の加工支援を目的と
するものである。具体的には、内・外径の加工分担、外
径加工の断層切削（同時に外径加工する加工のこと）、
ねじ切り加工などの支援、計測支援、バー材送り装置付
のバーストッパーなどの加工支援を行う。第３刃物台30
の下部には、切削時の切粉を受けるための切粉受箱40が
設けられている。第２主軸台５の前面には、第１刃物台
11、第２刃物台20、第３刃物台30、第２主軸台５を制御
するための数値制御装置の操作盤41が前面に設けられて
いる。数値制御装置の操作盤41は、この発明の要旨でな
いので省略する。

ベッド構造 第２図に示す断面図は、第１図のII−II切断断面図であ
る。ベッド１の断面外周は、矩形の一部角部を面取りし
た形状である。すなわち、ベッド１の外表面には、水平
案内面12,12と、傾斜案内面7,7と、吸取案内面31,31と
が形成されている。垂直案内面31,31と傾斜案内面7,7と
は、角度θ_１を成している。傾斜案内面77と水平案内面
12,12とは、角度θ_２を成している。

水平案内面12,12上には、前記したように往復台13が載
せられている。往復台13は、水平案内面12,12を含む面
と第１クロス台14の案内面を含む面との間で角度θ_３を
成している。第１クロス台14は、水平面から角度θ_３の
角度上を移動するので、傾斜案内面７と平行な面上を第
１主軸の軸線に向かって前後動できる。第１主軸台２
は、ベッド１に対して移動できず固定されている。第２
主軸台５は、前記したように傾斜案内面7,7上を案内さ
れて移動する。第1,2主軸の回転中心軸線Ｏは、垂直案
内面31,31を含む面とベッド１から離れる方向に問隔ｌ
だけ離れている。

したがって、第1,2チャック3,8に把持された工作物を切
削加工するときに出る切粉は、ベッド１またはZC往復台
32に接触せず直接に切粉受箱40に落下する。このため、
切粉が有する切削熱は、ベッド１、ZC往復台32などに伝
導されない。また、第1,2主軸台2,5の第1,2チャック3,8
および第1,2刃物第11,20のタレット本体15,21が角度θ
だけ傾斜しているので、操作側、オペレータ側の近くに
位置でき操作が容易である。すなわち、往復台13が角度
θ_３、ZC往復台32は角度θ_４、第1,2主軸台2,5は角度θ
_１の傾斜案内面に搭載されているので、結局第３刃物台
30と第1,2刃物台11,20は、第1,2主軸台2,5を挟んで対称
位置に配置されている。

軸名称 以下、第３図にしたがって本実施例で使用する前記軸線
の符号の名称を定義する。

前記説明で明らかなように、軸の持つ機能、性質に沿っ
てワークの半径方向の移動をＸ軸、軸線方向の移動をＺ
軸とする。第１主軸台２に対向する第２主軸台５が前後
する場合はＷ軸と称する。これらの原則によりX,Z軸を
それぞれ第１刃物台11では、XA,ZA、第２刃物台20で
は、XB,ZB、第３刃物台30ではXC,ZCとする。

第１主軸台２の第１主軸をSA、第２主軸台５の第２主軸
をSBとする。刃物台についても、第１、第２、第３刃物
台11,20,30をそれぞれTA,TB,TCとする。更に、Ｃ軸機
能、すなわち主軸の割出機能、刃物台の回転工具機能が
付加される場合はそれについても夫々の名称を付ける。
すなわち第１主軸のＣ軸はCA、第２主軸のＣ軸はCBとな
る。回転工具については第１主軸（SA）、第２主軸（S
B）との関係に対し、第１刃物台11の回転工具はSD、第
２刃物台20の回転工具はSEとする。

制御方法 前記のように軸の名称を定義すると、送り軸として、
（XA,ZA,CA），（XB,ZB,CB），（XC,ZC,）,WBの計９軸
まで前記数値制御装置（図示せず）は制御する。主軸と
しては,SA,SB,SD,SEの計４つの主軸までの制御を可能と
するものである。前記した（XAとZA），（XBとZB），
（XCとZC）は、数値制御装置の機能により互いに位置補
間が可能である。第２主軸台５がＷ軸として駆動される
場合には、XB,ZBおよびＷ軸すなわち３軸の同時補間が
できる。Ｃ軸機能すなわち第1,2主軸SA,SBの割出機能付
加の場合は、次のような組み合わせで同時３軸補間制御
となる。

（XA,ZA,CA），（XB,ZB,CB），（XC,ZC,CA），（XC,ZC,
CB） 同期送り 数値制御装置は、最大４主軸まで備える回転主軸に対
し、送り軸は次のように同期をとることができる。

SA主軸に対し、XA,ZA,XC,ZC,WB SB主軸に対し、XB,ZB,XC,ZC,WB SD回転工具主軸に対し、XA,ZA,CA SE回転工具主軸に対し、XB,XB,CB この同期、非同期の判別は、従来通りＧコード（JIS）
によって選択して行う。XC,ZC,WBなどの移動軸とどの主
軸と同期をとるかの判別もＧコードによって行う。例え
ば、G161−SA主軸,G162−SB主軸,G163−SD主軸,G164−S
E主軸と定義する。

座標と座標系 第４図は各主軸および刃物台の座標を示す。各軸の持つ
最大移動量および有効移動量は、機械系からおのずと決
定される。座標は、各軸のプログラムを基準とした座標
を有し、座標系を定めることによって決定される。これ
を絶対座標とする。座標の設定方法は、パラメータ方
式、プログラム方式、パラメータ＋プログラム混合方式
がある。第１刃物台のＺ軸（ZA）の座標は、第１主軸の
ある点を基準に決められる。第２刃物台20のＺ軸（ZB）
の絶対座標は、第２主軸のある点を基準として決める。

第３刃物台30については、支援の仕方によって加工位置
が２つに分かれるため、第１主軸に対する絶対座標（ZC
L）と第２主軸に対する絶対座標（ZC L′）との２つの
座標が作成される。ここでは、第１主軸台２を基準とす
る座標系を第１座標系、第２主軸台５を基準とする座標
系を第２座標系と定義し制御する。Ｗ軸が付加された場
合、第１主軸台２に対する座標をＢLとし、第２刃物台2
0、第３刃物台30との関係は変わらない。

［その他の実施例］ 前記実施例の第１主軸台２は、ベッド１の傾斜案内面7,
7に固定されている。しかし、前記説明から理解される
ように、第１刃物台11との相対移動でワークを加工する
ものであるから、第１主軸台２をベッド１に固定しない
で、第１主軸軸線方向に移動制御し、第１刃物台11のZA
軸を固定しても良い。更に、このZA軸を固定しないで第
１主軸台２を移動制御しても良い。

前記したベッド１上の水平案内面12、垂直案内面31,31
は、それぞれ水平面、垂直面である。しかし、ここでい
う水平面、垂直面は、厳密な意味でなく、切粉の排出
性、操作性を著しく阻害しない範囲であれば水平面、垂
直面でなくても良い。取り分け、水平案内面（12），
（12）は、傾斜した面、すなわち角度θ_２がさらに大き
な角度でも良い。往復台13の角度θ_３は、鋭角でも良
い。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は、ベッド１、第１主軸
台２、第２主軸台５、第１刃物台11、第２刃物台20、第
３刃物台30の形状、配置を前記のようにしたので、オペ
レータによる操作性が良く、切粉の排出性も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は数値制御複合旋盤の正面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）の平面図、第１図（ｃ）は第１図
（ａ）の側面図、第２図は第１図（ａ）のII−II断面
図、第３図は主軸および軸の名称を表す図、第４図は各
主軸および刃物第の座標を示す図である。 １……ベッド、２……第１主軸台、５……第２主軸台、
６……WBサーボモータ、７……傾斜案内面、11……第１
刃物台、12……水平案内面、20……第２刃物台、30……
第３刃物台、31……垂直案内面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略長方体状のベッド（１）と、 このベッド（１）の一面の外表面に形成された略水平の
   水平案内面（12），（12）と、 この水平案内面（12），（12）に連続して形成され前記
   水平案内面（12），（12）と角度を有した傾斜案内面
   （７），（７）と、 この傾斜案内面（７），（７）に連続して形成された略
   垂直の垂直案内面（31），（31）と、 前記ベッド（１）に設けられた第１主軸台（２）と、 この第１主軸台（２）内に回転自在に支持された第１主
   軸（22）と、 この第１主軸（22）を回転駆動するための第１主軸モー
   タ（４）と、 前記傾斜案内面（７），（７）に移動自在でかつ前記第
   １主軸台（２）に対向して設けられた第２主軸台（５）
   と、 前記第２主軸台（５）内で回転自在に支持された第２主
   軸（23）と、 この第２主軸（23）を回転駆動するための第２主軸モー
   タ（９）と、 前記第１主軸軸線方向とこの方向と直交する方向に前記
   水平案内面（12），（12）上を駆動制御され主に前記第
   １主軸（22）に取り付けたワークを加工するための第１
   刃物台（11）と、 前記第２主軸軸線方向とこの方向と直交する方向に前記
   水平案内面（12），（12）上を駆動制御され主に前記第
   ２主軸（23）に取付けたワークを加工するための第２刃
   物台（20）と、 前記第１刃物台（11）または前記第２刃物台（20）のい
   ずれか一方を選択して前記第１刃物台（11）または前記
   第２刃物台（20）による加工を支援し、前記第1,2主軸
   の軸線方向とこの方向と直交する方向に前記垂直案内面
   （31），（31）上を駆動制御されて前記ワークの加工を
   支援するための第３刃物台（30）と からなる数値制御複合旋盤。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第1,2主軸（22），（23）の回転中心軸線が、前記
   垂直案内面（31），（31）を含む面と前記ベッドから離
   れる方向に間隔（ｌ）を有していることを特徴とする数
   値制御複合旋盤。