CN101869994B - 复合车床和工件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合车床和工件加工方法，该复合车床具有车床和加工中心两者的功能，能够实现车削加工以及利用大型旋转工具进行的大平面加工和重切削，而且容易制作出针对两个工件的包含工具更换的加工程序。所述复合车床设置有工具轴(5)，该工具轴(5)的移动位置在相互正交的三个轴方向上被控制，并且该工具轴(5)能够绕相对于操作者为前后方向的轴(Y轴)回转，并绕与相对于该Y轴正交的面平行的轴旋转，作为工件保持部，设置有与现有的双主轴对置车床相同的结构，并且在其主轴轴线的下方配置有至少一个转塔刀架(41)，而且在所述一个工具轴(5)的两侧的所述两个主轴(2、3)的大致上方的位置配置有工具库(7L、7R)和工具更换装置(72L、72R)。

Description

复合车床和工件加工方法

技术领域

本发明涉及具有加工中心的功能的复合车床。本发明的复合车床与现有的复合车床相比，能够使用更多种类的旋转工具，并且对于平面加工、槽加工以及开孔加工具有更大的加工能力。此外，本发明的复合车床能够进行在通常的加工中心中不可能实现的、绕正交的两个方向的轴倾斜的面的加工。

背景技术

已公知有能够通过在设置于刀架的工具轴安装铣刀或钻头来对工件进行平面加工、槽加工以及孔加工等的双主轴对置复合车床。本申请的申请人在专利文献1中提出的双主轴对置复合车床包括：左主轴，其轴支承在固定于床身的左主轴箱；右主轴，其轴支承于能够在Z轴方向自如地移动和定位的右主轴箱；工具轴，其设置于上刀架，该上刀架能够在Z轴、X轴和Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴（B轴）自如地回转和定位；以及工具转塔，其设置于下刀架，该下刀架能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位。

专利文献1中记载的双主轴对置复合车床具有从操作者侧观察上表面向使近前侧为下方的方向倾斜的所谓倾斜（slant）型的床身，上刀架位于主轴轴线的后方上部，下刀架位于主轴轴线的近前侧下部，上刀架和下刀架夹着主轴轴线对置。因此，从操作者侧观察，Z轴为左右方向，X轴为向使近前侧成为下方的方向倾斜的斜上下方向，Y轴为向使近前侧成为上方的方向倾斜的斜上下方向。此外，工具转塔设置于下刀架的靠左主轴侧端部。

另一方面，在专利文献2中提出了一种双主轴对置复合车床，从操作者侧观察，左右方向为Z轴方向，上下方向为X轴方向，前后方向为Y轴方向，该双主轴对置复合车床具有位于主轴轴线的正上方的工具轴、以及位于主轴轴线的正下方的工具转塔。该双主轴对置复合车床的工具轴设置于上刀架，该上刀架能够在Z轴、X轴以及Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴（B轴）自如地回转和定位，工具转塔设置于能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位的下刀架，工具转塔设置于下刀架的靠右主轴侧端部。

此外，在专利文献2的双主轴对置复合车床中，在床身的前侧上表面设置有左右主轴箱和下刀架，在固定于床身的里侧上表面的框架状的立柱设置有上刀架用的左右移动座（上侧Z轴移动座），在该上侧Z轴移动座的前表面设置有上刀架用的上下移动座（上侧X轴移动座），在该上侧X轴移动座，以能够在Y轴方向自如地移动和定位、并且能够绕Y轴自如地回转和定位的方式设置有上刀架。左主轴箱设置成其下表面固定于床身前侧的高出一节的左端的上表面，下刀架和右主轴箱设置成能够沿左右引导件（下侧Z轴引导件）自如地移动和定位，该左右引导件设置于床身的相对于左端低一节的前侧上表面。

左主轴箱从下刀架侧观察为朝下的コ字形，在左主轴的正下方的部分形成有通道（tunnel）部。下刀架在其右端具有转塔，在将转塔移动到了左移动端时，成为转塔的左侧的下刀架和将该下刀架支承成能够在X轴方向自如地移动的下Z轴移动座收纳于左主轴正下方的所述通道部。

另一方面，在专利文献3中记载有加工中心，该加工中心具有在从操作者侧观察为左右、前后以及上下这三个正交的轴方向上分别独立地移动的多个（实施例中为两个）刀架，并且在各刀架具有工具轴。该加工中心具有与多个（实施例中为两个）工具轴对应的多个工具库。实施例所示的加工中心中，与从操作者侧观察配置于左侧和右侧的两个工具轴对应地，在该工具轴的左右方向移动区域的两侧分别配置有工具库。

从操作者侧观察，上述加工中心在两个工具轴的近前侧具有绕铅直轴（加工中心的Y轴）（B轴）回转的一个工件载置台。即，专利文献3中的加工中心具有同时或交替加工一个工件的两个工具轴，并且具有与各个工具轴对应的ATC（Automatic Tool Changer：自动工具更换装置）。另外，该加工中心中工件与工具轴的相对移动方向是从操作者侧观察为左右、前后以及上下（加工中心的X轴、Y轴以及Z轴）这三个正交的方向的轴向移动、以及通过载置台的回转实现的绕上下方向的轴的回转移动。

专利文献1：日本特开2003－205431号公报

专利文献2：日本特开2006－297561号公报

专利文献3：日本特开2008－110463号公报

在专利文献1所记载的双主轴对置复合车床中，由于X轴和Y轴倾斜的关系，难以增大工具轴在Y轴方向的移动行程，若想要提高安装工具轴的上刀架的支承刚性，则床身会大型化，从而需要很大的设置面积，因此，存在限制了利用旋转工具进行的重切削的问题。

此外，现有结构的双主轴对置复合车床具有以下特征：由于上刀架的支承刚性大，并且上刀架能够绕Y轴回转，所以能够安装大型的旋转工具，此外，通过设置自动工具更换装置，能够进行大平面和倾斜孔的加工等。但是，这些车床存在以下问题：床身的形状复杂且大型化，此外，对配置于工件切削位置下方的床身上表面的下刀架、以及右主轴箱用的左右引导件（下侧Z轴引导件）和其进给丝杠进行保护使它们不受落下来的切屑和切削液的侵害的罩的结构变得复杂，在大型的车床中，主轴的位置变高。

此外，在专利文献3的加工中心中，虽然具有两个工具轴，但是用于固定工件的载置台只有一个，因此无法并行地加工两个工件。例如，即使在载置台安装了两个工件，也会因为载置台的绕上下轴（加工中心的B轴）的回转同时改变了两个工件的角度，而难以将两个工件并行地加工成不同的形状。此外，不能通过使载置台旋转来对安装于该载置台的多个工件进行车削加工。

发明内容

本发明提供一种车床，其具有车床和加工中心两者的功能，能够实现利用刀具进行的高效率的车削加工以及利用大型旋转工具进行的大平面加工和重切削，而且能够通过工件的旋转和旋转工具座的回转来进行绕正交的两个方向的轴的任意角度的面和孔的加工。而且，本发明的课题在于提供一种工件加工方法，通过该工件加工方法，容易制作出针对两个工件的包含工具更换的加工程序，能够并行地加工出加工形状不同的两个工件，并且能够通过工件在两个主轴之间的交接来对工件的包含机床所把持的部分在内的所有部分进行连续加工。

本发明的复合车床包括：固定和移动的两个主轴2、3或者移动和移动的两个主轴2、3，它们与工件的把持端对置地配置于水平方向的同一主轴轴线a上；工具转塔4，其配置于这两个主轴2、3之间的主轴轴线a的正下方的位置；工具轴5，其配置于两个主轴2、3之间的主轴轴线a的正上方的位置；以及工具库7，其收纳装填于所述工具轴的多个工具。

固定主轴2由固定于床身11的固定主轴箱21轴支承。移动主轴3轴支承于能够沿主轴轴线a自如地移动和定位的移动主轴箱31。工具轴5设置于上刀架51，该上刀架51能够在Z轴、X轴以及Y轴方向自如地移动和定位，并且能够绕Y轴自如地回转。工具转塔4设置于能够在Z轴和X轴方向自如地移动和定位的下刀架41的靠移动主轴侧的端部。Z轴方向从操作者侧观察为水平的左右方向，X轴方向从操作者侧观察为上下方向，Y轴方向从操作者侧观察为前后方向。一般，从操作者侧观察固定主轴2配置于左侧，移动主轴配置于右侧。

在一个工具轴5的两侧的所述两个主轴2、3的大致上方的位置处各配置有一个所述工具库7，左侧和右侧的工具库收纳对分别把持于左右主轴的工件进行加工用的工具。在各工具库7L、7R的工具轴5侧配置有工具更换装置72L、72R。（图8）

即，本申请的方案1的发明所涉及的复合车床包括：一个工具轴5；两个工具库7L、7R，它们用于收纳安装至所述工具轴的工具；工具更换装置72L、72R，它们在各工具库和所述工具轴5之间更换工具；两个主轴2、3；以及转塔刀架41，所述工具轴5经上侧左右移动座52、上侧上下移动座57、前后移动座54以及上刀架51被轴支承成在与所述前后方向正交的面内朝向下方，所述上侧左右移动座52在水平方向移动和定位，所述上侧上下移动座57使与水平方向正交且朝下的方向作为工具相对于工件的切入方向，并且该上侧上下移动座57在上下方向移动和定位，所述前后移动座54在与所述水平方向和上下方向这两个方向正交的前后方向移动和定位，所述上刀架51绕所述前后方向的轴回转和定位，所述工具库7L、7R配置在所述上刀架51的移动区域的所述左右方向两侧，所述两个主轴2、3中的至少一方能够相对于另一方在所述左右方向自如地进行接近移动和远离移动，并且所述两个主轴以使它们的工件把持端在同一轴线上对置的方式在所述左右方向分别轴支承于所述两个工具库的下方，所述转塔刀架41以使工具转塔4的转位轴朝向所述左右方向的方式设置于设置有所述主轴2、3的轴线的所述上下方向中的下方，所述复合车床具有遮挡罩81，该遮挡罩遮挡作为所述工具轴对工件进行加工的区域的加工区域、以及工具轴侧机舱，该工具轴侧机舱用于收纳包括所述上侧左右移动座的引导件以及进给机构和所述前后移动座的引导件以及进给机构的机构，所述遮挡罩形成为包含多个配置成平面状的伸缩罩82、82、83D、83U的一个平面，所述工具库和工具更换装置配置在所述遮挡罩的加工区域侧。优选的是，所述上下方向为铅直方向，由此能够提高大型工具轴5的支承刚性，并且能够实现工具库和工具更换装置的合理配置，能够使划分加工区域的遮挡罩的结构简化。

此外，本申请的方案1所涉及的复合车床的上刀架51经上侧左右移动座52、前后移动座54和上侧上下移动座57以能够绕前后方向的轴自如地旋转和定位的方式设置于上侧上下移动座57，其中，上侧左右移动座52由配置于床身11的上表面的前侧和里侧的左右引导件14、14所引导，前后移动座54由配置于该上侧左右移动座的上表面的前后引导件53、53所引导，上侧上下移动座57由配置于该前后移动座的纵长的前表面的上下引导件56、56所引导，并且以朝下的方向作为工具相对于工件的切入方向。根据该结构，能够提高驱动大型旋转工具的上刀架51的支承刚性，并且能够实现工具库和工具更换装置的合理配置。

在进行金属加工的机床中，在加工时会产生高热量且高硬度的切屑。为了实现该加工热量的吸收和加工速度的提高，在供给含有各种化学成分的加工液的同时进行加工。并且，设置有遮挡加工区域和机舱（设置有移动座和进给丝杠的区域）的罩，以使从加工部飞溅的切屑和加工液不会损伤上刀架51的移动机构等以及阻碍其动作。

在使工具轴5在左右方向以较大行程移动的本发明的复合车床中，遮挡加工区域和工具轴侧机舱的罩81也必须具有左右方向的较大的伸缩行程，即使采用滑动结构或波纹结构，结构部件数也会增加，从而结构也变得复杂。在本申请的方案1的发明中，通过将工具库7和工具更换装置72配置在遮挡加工区域和工具轴侧机舱的罩81的加工区域侧，构成了能够以简单结构的罩来实现加工区域和工具轴侧机舱的遮挡的结构。

即，设置支承部件71，该支承部件71从竖立设置于基座1的左右两端的立柱15向左右方向内侧且向近前侧延伸，使遮挡加工区域和工具轴侧机舱的罩81的左右两侧部分位于该支承部件71的后方，在该支承部件71设置工具库7L、7R和工具更换装置72L、72R，由此确保了遮挡加工区域和工具轴侧机舱的罩81的简单结构以及工具轴5的左右方向的较大的移动行程。

本申请的方案1的发明所涉及的复合车床的特征在于，所述复合车床具有遮挡罩81，该遮挡罩81遮挡作为所述工具轴5对工件进行加工的区域的加工区域、以及工具轴侧机舱，该工具轴侧机舱用于收纳包括所述左右移动座或前后移动座的引导件及进给机构的机构，所述遮挡罩形成为包含多个配置成平面状的伸缩罩82、82、83D、83U的一个平面，所述工具库和工具更换装置配置在所述遮挡罩的加工区域侧。

此外，本申请的方案2的发明所涉及的复合车床的特征在于，所述复合车床具有支柱15，该支柱15竖立设置于机床基座1的所述左右方向的两端，所述遮挡罩设置在这两侧的支柱之间，所述工具轴设置于前后方向的支承筒61的前表面，该支承筒61在所述前后方向贯穿所述遮挡罩81，所述两个工具库被从各自侧的支柱向加工区域侧延伸的支承部件71所支承，并且从操作者侧观察，所述两个工具库配置于所述遮挡罩的近前侧。

此外，本申请的方案3的发明所涉及的复合车床的工件加工方法的特征在于，在所述工件加工方法中，在上述本申请的发明所涉及的复合车床的左工具库7L中收纳对利用左主轴2把持的工件进行加工的工具，在右工具库7R中收纳对利用右主轴3把持的工件进行加工的工具，交替进行针对各工件的包含工具更换的一连串的加工。

在本发明的复合车床中，能够将左主轴2所把持的工件的加工中使用的工具收纳于左工具库7L，并将右主轴3所把持的工件的加工中使用的工具收纳于右工具库7R，从而进行左右工件67L、67R的加工。在具有两个主轴的复合车床中，关于针对各主轴分别准备使用于该主轴侧的工件的加工的工具并有选择地进行使用的加工方法，工程设计和加工程序制作易于理解，能够避免设计错误和程序错误。此外，工具更换时的工具轴5的移动为大致上下方向的往复移动，移动距离短，因此缩短了移动时间，从而能够使到更换工具并利用新的工具开始进行加工为止的时间缩短。

另外，在工具轴5对把持于一个主轴的工件进行加工时，能够进行另一个主轴侧的工具库和工件的维护（折损工具的更换等），具有无需为了进行工具维护而停止机床的优点。

关于本发明的复合车床，将使用于左主轴2侧的加工的工具收纳在左工具库7L中，并将使用于右主轴3侧的加工的工具收纳在右工具库7R中来进行加工是非常基本的，左右工具库7L、7R的工具收纳数设定为能够进行该基本的加工的足够的收纳数。但是，在需要进行预计外的工件的加工，并且在该加工中例如左工具库7L的收纳数不足，而右工具库7R的收纳数存在富余等的情况下，也可以将未能收纳到左工具库7L中的工具收纳到右工具库7R中进行加工，因此还具有能够灵活地应对预计外的工件的加工的优点。

附图说明

图1是表示实施例的整体立体图。

图2是右侧视图。

图3是图1中的A部的侧视图。

图4是图1中的B部的侧视图。

图5是整体正视图。

图6是主轴箱（固定主轴箱）的立体图。

图7是刀架（下刀架）的立体图。

图8是安装有遮挡罩的状态的主视图。

图9是工具轴的加工动作的说明图。

标号说明

1：机床基座；2：固定主轴；3：移动主轴；4：工具转塔；5：工具轴；7（7L、7R）：工具库；11：床身；12u、12d：左右引导件；13：支柱；21：固定主轴箱；31：移动主轴箱；41：下刀架（转塔刀架）；43：上下引导件；51：上刀架；52：上侧左右移动座；54：前后移动座；61：支承筒；71：支承部件；72（72L、72R）：工具更换装置；81：遮挡罩；82：左右伸缩罩；83D、83U：上下伸缩罩；a：主轴轴线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体示例进行说明。附图为具有本发明的结构的双主轴对置复合车床，其包括：在同一轴线a上对置的两个主轴2、3；配置于主轴轴线的正上方的工具轴5；以及配置于主轴轴线的正下方的工具转塔4。主轴轴线a的方向从操作者侧观察是左右方向，工具轴5和工具转塔4的工具切入方向是铅直方向，与这两个方向正交的方向是前后方向，左右为车床的Z轴，上下为X轴，前后为Y轴，操作者侧为前方。

从操作者侧观察，左侧的主轴箱21固定于床身11，右侧的主轴箱31能够在左右方向自如地移动和定位。设置有工具轴5的上刀架51能够在左右、上下以及前后方向自如地移动和定位，并且能够绕前后方向的轴自如地回转和定位。在工具轴5的左右的主轴箱21、31的上方位置配置有工具库7、7，该工具库7、7中收纳有安装于工具轴5的工具。安装有工具转塔4的下刀架41位于工具转塔4的左侧，下刀架41能够在左右和上下方向自如地移动和定位。

床身11固定地或一体地设置于基座1的上表面，该基座1的上表面以前方朝降低方向缓慢地倾斜的方式形成。床身11包括：平面形状大致为矩形、且前侧边缘部高出一节的水平的上表面；以及下侧边缘部向前方凸出一节的铅直的前表面。将基座1的上表面形成为前方降低的倾斜面是为了将经由床身落下来的润滑油等引导至配置于基座1的前方的回收槽13。

在床身11的前表面的上下，在该前表面的大致左右方向全长范围内配置有左右方向的引导件12u、12d。此处，下侧的引导件12d配置于床身前表面下侧边缘部的凸出部分。此外，在上侧和下侧的引导件12u、12d之间，进给丝杠45和进给丝杠35配置在同一轴线上，所述进给丝杠45使下刀架41沿引导件12u、12d移动，所述进给丝杠35使右主轴箱31沿引导件12u、12d移动，其中，进给丝杠45位于床身前表面的左侧，并且进给丝杠35位于床身前表面的右侧。驱动这些进给丝杠旋转的进给电动机48、38配置在成为床身前表面的左右端部的位置。

从操作者侧观察，左侧的左主轴箱21经主轴箱基座22固定于床身11的前表面。主轴箱基座22是主轴箱的一部分，但在这里为了便于说明，将轴支承左主轴2的部分作为左主轴箱21、并将介于该左主轴箱和床身11之间的部分作为主轴箱基座22来进行说明。

如图6所示，主轴箱基座22具有从正面观察宽度很宽的倒L字形的块状的主体部，在该主体部的从前方观察为纵长的大致矩形形状的上部具有向右主轴箱31侧延伸的伸出部28，在该主体部的上方的伸出部28的前表面一体地或用螺栓等固定设置有左主轴箱21。在主轴箱基座22的背面（后侧的面）的下侧边缘部和高度中间位置，一体地设置有向后方延伸的脚部25u、25d。关于主轴箱基座22，将上侧的脚部25u在床身11的前表面左端的位于上侧引导件12u上方的位置处固定于床身11，并将下侧的脚部25d在床身11的前表面左端的位于下侧引导件12d下方的位置处固定于床身11，由此来安装主轴箱基座22。在主轴箱基座22的伸出部28的背面侧的下方，一体地设置有加强板部26，该加强板部26将所述伸出部和向右主轴箱31侧延伸的上侧脚部25u连接成一体。驱动左主轴2旋转的左主轴电动机29固定于主轴箱基座22，左主轴电动机29通过带27的驱动来驱动左主轴2旋转。

主轴箱基座22的上述形状考虑到了以下情况：当工具转塔4移动至左移动端时，位于该工具转塔左侧的下刀架41位于左主轴箱21和主轴箱基座的伸出部28的下方。即，当工具转塔4移动至左移动端时，下刀架41位于左主轴箱21和支承该左主轴箱的伸出部28的下方的空间，该空间内具有能够使下刀架41在上下方向移动的高度。加强板部26是为了利用当工具转塔4移动至左移动端时的下刀架41和上下移动座（后述）之间的空位来进一步提高左主轴2的支承刚性而设置的部件，所述上下移动座将所述下刀架41支承成能够在上下方向自如移动。

在主轴箱基座22和床身11的前表面之间、且在上侧和下侧的脚部25u、25d之间，形成有贯穿左右方向的空间23，床身前表面的左右引导件12u、12d以及用于工具转塔4的左右进给丝杠45的基端贯穿该空间。此外，遮挡罩（未图示）固定地设置于被左右引导件12u、12d引导的下刀架用的左右移动座，从而该遮挡罩也能够通过该空间23而向左右移动。所述遮挡罩用于在工件加工时保护左右引导件12u、12d和左右进给丝杠45不受从上方落下来的切削液和切屑的侵害。

如图7所示，工具转塔4以使转位轴（使工具转塔间歇旋转从而使工具转位的轴）与主轴轴线a平行的方式支承于下刀架41的右端。下刀架41为大致长方体形状，其被设置于左右移动座42的前表面的上下引导件43、43所引导，并且与配置于这些引导件的大致中间位置的上下进给丝杠47螺合，从而该下刀架41在上下方向移动和定位，所述左右移动座42被床身前表面的左右引导件12u、12d引导，并且通过左右进给丝杠45而移动和定位。驱动上下进给丝杠47旋转的进给电动机49在下刀架41的下方位置处固定于左右移动座42的下端部，该进给电动机49经旋转传递机构驱动上下进给丝杠47旋转，该旋转传递机构将朝向下方的输出轴和上下进给丝杠47的下端连接起来。

另外，关于床身11的形状，在床身上表面前侧边缘设置有高出一节的部分，在前表面下侧边缘部设置有向前方凸出一节的部分，这是为了在力学上以刚性更高的形态承受由下刀架41和后述的右主轴箱的重量以及加工反作用力而产生的力矩。

右主轴箱31具有从轴支承右主轴3的轴支承部32的背面侧向下方延伸的支承结构部33。该支承结构部33的背面侧下方部由与下刀架41共用的左右引导件12u、12d引导，并且与进给丝杠35螺合。即，右主轴箱的轴支承部32以向近前侧凸出的方式设置于支承结构部33的上端，该支承结构部33的背面下方部以能够在床身11的大致铅直的前表面自如地移动和定位的方式被左右引导件12u、12d和进给丝杠35引导。驱动右主轴3的右主轴电动机39固定于右主轴箱的支承结构部33的近前侧，并通过带37的驱动来驱动右主轴3旋转。

如上所述，在图示的双主轴对置复合车床中，左主轴箱21固定于床身11并安装于固定位置，右主轴箱31安装成能够在左右方向自如地移动和定位，安装有工具转塔4的下刀架41安装成能够在左右和上下方向自如地移动，但是这些部件安装成固定于床身11的大致铅直的前表面、或者通过固定于该前表面的引导件12u、12d和进给丝杠35或45而能够在左右方向自如地移动和定位。另外，在左主轴2和右主轴3之间的工件加工位置的下方的下刀架41的更下方，以能够自如装卸的方式设置有左右细长的形状的回收槽13，该回收槽13接受在工件加工时从所述加工位置落下的切削液和切屑。

在床身11的近前两侧竖立设置有左右支柱15，并且设置有连接该左右支柱的上端的上梁16。在床身11的上部配置有上侧左右引导件14和上侧左右进给丝杠55。上侧左右移动座52被该上侧左右引导件14引导并且与上侧左右进给丝杠55螺合，从而该上侧左右移动座52被设置成能够通过驱动上侧左右进给丝杠55旋转的进给电动机58而在左右方向自如地移动和定位。上侧左右引导件14中的近前侧的一方配置于床身前侧边缘部的高出了一节的部分。

在上侧左右移动座52的上表面配置有前后引导件53和前后进给丝杠（未图示），从机床正面观察具有高度很大的矩形前表面的前后移动座54由前后引导件53引导，并且与被进给电动机59驱动旋转的前后进给丝杠螺合，从而该前后移动座54被设置成能够在前后方向自如地移动和定位。

在前后移动座54的前表面配置有上侧上下引导件56和上侧上下进给丝杠（未图示），上侧上下移动座57由上侧上下引导件56引导，并且与被进给电动机60旋转驱动的上侧上下进给丝杠螺合，从而该上侧上下移动座57被安装成能够在上下方向自如地移动和定位。

在上侧上下移动座57，以向前方凸出的结构设置有方筒状的支承筒61。在该支承筒61的前表面，以能够绕前后方向的轴自如地回转的方式设置有上刀架51。上刀架51的回转支承机构和回转用进给电动机设置在支承筒61内。工具轴5以其工具把持端朝向下方的方式轴支承于上刀架51，工具轴5的旋转驱动机构设置在上刀架51内。

在竖立设置于床身11左右的支柱15的前表面，固定有工具库的支承部件71。该支承部件71在支柱15的近前侧向左右方向内侧延伸，并从其内侧端向前方延伸，在该向近前延伸的部分安装有工具库7、7和工具更换装置72、72。图中的工具库7、7是绕左右方向的轴旋转来选择工具的圆板结构，在支承圆板73的外侧面（与工具轴侧相反的面）的圆周上配置有大量的工具保持部74。安装至工具轴的更换工具以其轴向为左右方向的方式保持于工具保持部74。各工具保持部74具有方向变换机构，该方向变换机构使在转动至最下端的位置处保持的工具的方向朝向下方。工具更换位置72、72在安装于朝下的工具轴5的工具和在工具库7、7的最下端被转位而朝向下方的工具之间进行工具更换。

工具更换装置72L、72R在两端具有机械手77，通过将该机械手77的中央固定于上下方向的回转轴76并绕该回转轴回转180度，来在工具轴5和工具库7L、7R的在下端朝向下方的工具保持部之间更换工具。在进行工具更换时，工具轴5向左或向右且向上方移动，从而将工具把持端定位于工具更换位置，用回转180度的工具更换臂75的一个机械手来把持安装于工具轴5的工具，用另一个机械手把持在工具库的下端朝向下方的工具，工具更换臂75下降从而将两个工具拔出，然后工具更换臂75旋转180度、并且上升从而将两个工具插入，由此来进行工具更换。

如图8所示，在左右支柱15和前后移动座54之间设置有左侧和右侧的左右伸缩罩82、82，各个左右伸缩罩82、82的固定边缘（外侧的边缘）的下部和移动边缘（内侧的边缘）的下部固定在固定于上侧左右移动座52的未图示的支架。在左侧和右侧的左右伸缩罩82、82的移动边缘相互之间安装有方形架84，该方形架84的左右方向两侧边缘能够沿左侧和右侧的左右伸缩罩82、82的移动边缘在上下方向自如地滑动。所述支承筒61以能够在前后方向自如滑动的方式贯穿该方形架84。在方形架84的下方设置有下侧上下伸缩罩83D，该下侧上下伸缩罩83D的下侧边缘固定于其两侧的左右伸缩罩的移动边缘，该下侧上下伸缩罩83D的上侧边缘固定于方形架84，在方形架84的上方设置有上侧上下伸缩罩83U，该上侧上下伸缩罩83U的上侧边缘固定于其两侧的左右伸缩罩的移动边缘，该上侧上下伸缩罩83U的下侧边缘固定于方形架84。

即，遮挡加工区域和工具轴侧机舱的遮挡罩81由呈平面状地配置在两侧支柱15之间的位于左侧和右侧的左右伸缩罩82、82、下侧上下伸缩罩83D以及上侧上下伸缩罩83U形成，所述支承筒61贯穿由这些伸缩罩支承的方形架84。左右伸缩罩82、82以及上侧和下侧的上下伸缩罩83D、83U是由多块滑动板构成的结构或波纹结构，左侧和右侧的左右伸缩罩82、82伴随支承筒61的左右方向的移动而伸缩，上侧和下侧的上下伸缩罩83D、83U伴随支承筒61的上下方向的移动而伸缩。支承筒61通过在与方形架84间滑动而在前后方向移动。

即，遮挡加工区域和工具轴侧机舱的遮挡罩81形成为其前后方向的位置在工具库7（7L、7R）的支承部件71的后方位于固定位置。在工具轴5的前后方向移动的原点位置处，方形架84位于支承筒61的前后方向的中央，工具轴5能够在前后方向移动相当于支承筒61的长度的量。

在位于前后方向移动的原点位置的工具轴5的正下方的位置，设定有左右方向的主轴轴线a，在位于其两侧的工具库7L、7R的下方位置配置有左主轴箱21和右主轴箱31。工具轴5的前后方向的移动原点、主轴轴线a以及转塔4的转位旋转轴位于同一铅直面内。

接下来，参照图5和图9，对工具轴5的加工动作进行说明。假设对工件的加工从左主轴侧开始进行，首先，上刀架51向左移动并向上移动，从而定位于左工具更换装置72L的工具更换位置。然后，在工具轴上装填最初使用的工具L₁，并等待左主轴2的前一工序（在与转塔刀架之间进行的加工或工件向左主轴的安装）的结束。

当在待机时接收到了前一工序的动作完成信号后（如果已接收到加工完成信号，则不进行待机），开始利用工具L₁进行加工，根据需要更换工具并进行左工件67L的加工。然后，在利用工具轴5对左工件67L进行的一连串的加工结束后，使在该时刻安装于工具轴5的工具L_n返回至左工具库7L，并读取接下来进行的加工的程序。

当读取的程序是右工件67R的加工程序时，首先，使上刀架51向右移动并向上移动，从而定位于右工具更换装置72R的工具更换位置，并且使上刀架51接受最初使用的工具R₁。然后，等待来自右主轴的前一工序的动作完成信号，在接收到动作完成信号后，利用工具R₁进行加工，并在适时更换工具的同时进行右工件67R的加工。这样，在针对右工件67R的一连串的加工结束后，使此时安装的工件R_n返回至右工具库7R，并读取下一工序的加工程序。

通过重复上述动作，工具轴5在左工件67L和右工件67R之间移动，并且在适时更换工具的同时进行左右工件的加工。在工具轴5对左右工件中的一个进行加工的期间内，另一个工件在与转塔刀架41之间进行车削加工。若转塔刀架41是能够安装小径的旋转工具的刀架，则不但能够进行车削加工，而且能够在转塔刀架41侧进行螺纹孔等的加工。

按照上述利用一个工具轴5对左右两个工件进行的加工顺序可以理解：本发明的复合车床在左右两侧的主轴的上方分别具有工具库，因此，通过将加工左工件的工具收纳在左工具库中、并将加工右工件的工具收纳在右工具库中，能够使针对各个工件的包含工具更换的加工程序格式化而不易发生程序错误，并且在一连串的加工的中途进行的工具更换动作时的上刀架51的移动距离变短，因此，能够大幅度地减少工具更换时的损失时间。

另外，由于在对一个工件进行加工时，相反侧的工具库停止动作，所以能够在此期间内根据需要在不使机床停止的情况下进行装填在停止侧的工具库中的工具的更换和维护。

另外，在本发明的复合车床中，对各自侧的工件进行加工的工具分别收纳在各自侧的工具库中是很基本的，而在使用于一个工件的工具的种类很多而无法全部收纳于单侧的工具库中的时候，只要相反侧的工具库有富余，也可以收纳于相反侧的工具库中，因此还具有能够应对在进行机床设置时未料想到的特殊的工件的加工的特征。

Claims (3)

1.一种复合车床，其特征在于，

所述复合车床包括：一个工具轴（5）；两个工具库（7L、7R），它们用于收纳安装于所述工具轴的工具；工具更换装置（72L、72R），它们在各工具库和所述工具轴之间更换工具；两个主轴（2、3）；以及转塔刀架（41），

所述工具轴经上侧左右移动座（52）、上侧上下移动座（57）、前后移动座（54）以及上刀架（51）被轴支承成与包含水平方向和上下方向的平面平行地朝向下方，所述上侧左右移动座在水平方向移动和定位，所述上侧上下移动座以使与所述水平方向正交且朝下的方向作为工具相对于工件的切入方向，并且该上侧上下移动座在上下方向移动和定位，所述前后移动座在与所述水平方向和上下方向这两个方向正交的前后方向移动和定位，所述上刀架绕所述前后方向的轴回转和定位，

所述工具库配置在所述上刀架的移动区域的所述水平方向两侧，

所述两个主轴中的至少一方能够相对于另一方在所述水平方向进行接近移动和远离移动，并且所述两个主轴以使它们的工件把持端在同一轴线上对置的方式沿所述水平方向分别轴支承于所述两个工具库的下方，

所述转塔刀架（41）以使工具转塔（4）的转位轴朝向所述水平方向的方式设置于设有所述主轴的轴线的所述上下方向中的下方，

所述复合车床具有遮挡罩（81），该遮挡罩遮挡所述工具轴对工件进行加工的区域、以及工具轴侧机舱，该工具轴侧机舱用于收纳包括所述上侧左右移动座的引导件及进给机构、和所述前后移动座的引导件及进给机构的机构，所述遮挡罩形成为包含多个配置成平面状的伸缩罩（82、82、83D、83U）的一个平面，所述工具库和工具更换装置配置在所述遮挡罩的加工区域侧。

2.根据权利要求1所述的复合车床，其特征在于，

所述复合车床具有支柱（15），该支柱竖立设置于机床基座（1）的所述水平方向的两端，所述遮挡罩设置在这两侧的支柱之间，所述工具轴设置于前后方向的支承筒（61）的前表面，该支承筒在所述前后方向贯穿所述遮挡罩（81），所述两个工具库被从各自侧的支柱向加工区域侧延伸的支承部件（71）所支承，并且从操作者侧观察，所述两个工具库配置于所述遮挡罩的近前侧。

3.一种复合车床中的工件加工方法，其特征在于，

在所述工件加工方法中，在权利要求1或2所述的复合车床的左工具库（7L）中收纳对利用左主轴（2）把持的工件进行加工的工具，在右工具库（7R）中收纳对利用右主轴（3）把持的工件进行加工的工具，交替进行针对各工件的包含工具更换的一连串的加工。

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