CN110612177B - 球体加工装置、球体加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的球体加工装置具备：使工件以主轴轴线为中心转动的主轴装置；使转动工作台以工作台轴线为中心转动的转动工作台装置；与上述转动工作台一起转动的工具切换机构；搭载于上述工具切换机构而将上述工件加工成球体状的第一工具及第二工具。上述工具切换机构构成为，能够在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间进行切换，上述第一工具选择姿态是上述第一工具处于与工件接触的近位状态且上述第二工具处于离开上述工件的远位状态的姿态，上述第二工具选择姿态是上述第二工具处于与工件接触的近位状态且上述第一工具处于离开上述工件的远位状态的姿态。上述转动工作台装置通过在上述第一工具选择姿态下使上述第一工具旋转而利用上述第一工具对上述工件进行球体加工，并且通过在上述第二工具选择姿态下使上述第二工具旋转而利用上述第二工具对上述工件进行球体加工。

Description

球体加工装置、球体加工方法

技术领域

本发明涉及一种将工件加工成球体状的球体加工装置等。

背景技术

作为将工件加工成球体状的球面加工机，提出了具备使工件转动的工件转动装置、利用研磨件研磨工件的研磨单元、使研磨单元以旋转轴为中心旋转的工作台装置的球面加工机(例如，参照日本实开平3-113746号公报)。旋转装置使研磨单元以通过形成于工件的球体中心的旋转轴为中心而旋转。由此，能够研磨形成于工件的球体的表面。

发明内容

技术问题

在上述球面加工机中，仅能够研磨经球体加工后的工件。因此，为了切削工件而加工作为基底座的球体，需要另外利用与上述球面加工机相同结构的切削加工机和/或NC加工机来进行切削加工。因此，以往的球面加工包括从工件的切削处理向研磨处理的切换，需要大量时间。

本发明鉴于上述情况，提供一种例如减少从工件的切削处理等向研磨处理切换中的动作，并且缩短切换时间的球体加工装置。

技术方案

本发明是为了解决上述课题而做出的，本发明的球体加工装置是将工件加工成球体状的球体加工装置，具备：主轴装置，其保持上述工件并且使该工件以主轴轴线为中心转动；转动工作台装置，其使转动工作台以相对于上述主轴轴线具有角度的工作台轴线为中心转动；工具切换机构，其搭载于上述转动工作台，与上述转动工作台一起转动；以及第一工具及第二工具，其搭载于上述工具切换机构，将上述工件加工成球体状，上述工具切换机构在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间进行切换，上述第一工具选择姿态是上述第一工具处于与工件接触的近位状态且上述第二工具处于离开上述工件的远位状态的姿态，上述第二工具选择姿态是上述第二工具处于与工件接触的近位状态且上述第一工具处于离开上述工件的远位状态的姿态，上述转动工作台装置在上述第一工具选择姿态下使上述第一工具旋转而利用该第一工具对上述工件进行球体加工，并且在上述第二工具选择姿态下使上述第二工具旋转而利用该第二工具对上述工件进行球体加工。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述第一工具在上述第一工具选择姿态下利用上述转动工作台装置在第一旋转范围内旋转，上述第二工具在上述第二工具选择姿态下利用上述转动工作台装置在第二旋转范围内旋转，上述第一旋转范围的至少一部分和上述第二旋转范围的至少一部分设定在彼此不同的相位范围。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，通过使上述主轴轴线和上述工作台轴线交叉，该交叉点成为上述工件的球体加工中心，在从轴向观察上述工作台轴线的情况下，上述第一工具主要在以上述主轴轴线为边界的一侧旋转，上述第二工具主要在以上述主轴轴线为边界的另一侧旋转。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述第一工具选择姿态下的远位状态的上述第二工具在与近位状态的上述第一工具一起旋转时，定位在不与上述工件及上述主轴装置干涉的位置，上述第二工具选择姿态下的远位状态的上述第一工具在与近位状态的上述第二工具一起旋转时，定位在不与上述工件及上述主轴装置干涉的位置。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述工具切换机构切换为上述第一工具及第二工具都处于远位状态的放开姿态，在将沿上述主轴轴线相对移动的上述工件插入被加工位置时，上述转动工作台装置将上述转动工作台定位在上述放开姿态下的上述第一工具及上述第二工具不与上述工件干涉的角度范围。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述工件具备被进行球体加工的被球体加工部、以及从上述被球体加工部沿上述主轴轴线方向延伸而保持于上述主轴装置的轴部，在将在轴向观察上述工作台轴线的状态下，以上述工作台轴线为中心而上述轴部所占的周向角度范围定义为轴部占有角度Q，将上述第一工具的与上述工件接触的部位定义为第一加工端，并且将上述第二工具的与上述工件接触的部位定义为第二加工端的情况下，将上述第一工具选择姿态下的上述第一加工端和上述第二加工端的以上述工作台轴线为中心的周向相位差、及/或、第二工具选择姿态下的上述第一加工端和上述第二加工端的以上述工作台轴线为中心的周向相位差设定为180°-(Q/2)°以下。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述第一工具选择姿态时的上述周向相位差、及/或、第二工具选择姿态时的上述周向相位差被设定为30°以上。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，通过使上述主轴轴线与上述工作台轴线交叉，该交叉点成为上述工件的球体加工中心，在将上述球体加工中心作为假想中心并且将从上述球体加工中心到上述主轴装置的突出端为止的距离作为假想半径的假想球的内部范围定义为工件周围空间，将上述第一工具的与上述工件接触的部位定义为第一加工端，并且将上述第二工具的与上述工件接触的部位定义为第二加工端的情况下，远位状态的上述第一加工端及/或远位状态的第二加工端留在上述工件周围空间内。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述球体加工装置具备搭载于上述工具切换机构而对上述工件的轴部进行轴加工的第三工具，上述工具切换机构切换第三工具选择姿态，上述第三工具选择姿态是上述第三工具处于与上述轴部接触的近位状态，并且上述第一工具及上述第二工具处于离开上述工件的远位状态的姿态。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述工具切换机构具备使直线运动工作台直线移动的直线运动装置，上述第一工具及上述第二工具搭载于上述直线运动工作台。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，利用上述直线运动工作台使上述第一工具和第二工具一起直线往返移动，从而切换上述第一工具选择姿态和上述第二工具选择姿态。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，在将预定形成于上述工件的球体定义为加工预定球体，将上述第一工具的与上述工件接触的部位定义为第一加工端，并且将上述第二工具的与上述工件接触的部位定义为第二加工端的情况下，上述第一加工端和上述第二加工端位于比切平面靠上述加工预定球体的中心侧的位置，上述切平面与该加工预定球体相接并且与上述直线运动工作台的直线移动方向平行。

另外，本发明的球体加工装置的特征在于，上述直线运动工作台的直线移动方向垂直于上述工作台轴线。

另外，本发明的球体加工方法是将工件加工成球体状的球体加工方法，其特征在于，利用主轴装置保持上述工件，并且使该工件以主轴轴线为中心转动，通过使转动工作台以相对于上述主轴轴线具有角度的工作台轴线为中心而转动，从而使搭载于上述转动工作台的工具切换机构旋转，将上述工件加工成球体状的第一工具及第二工具搭载于上述工具切换机构，利用上述工具切换机构，在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间进行切换，上述第一工具选择姿态是上述第一工具处于与工件接触的近位状态且上述第二工具处于离开上述工件的远位状态的姿态，上述第二工具选择姿态是上述第二工具处于与工件接触的近位状态且上述第一工具处于离开上述工件的远位状态的姿态，上述转动工作台装置在上述第一工具选择姿态下使上述第一工具旋转而利用该第一工具对上述工件进行球体加工，并且在上述第二工具选择姿态下使上述第二工具旋转而利用该第二工具对上述工件进行球体加工。

发明效果

根据本发明的球体加工装置，例如，能够起到减少从工件的切削处理等向研磨处理切换中的动作，并且缩短切换时间这样的优异的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的球体加工装置的立体图。

图2是XYZ假想空间中的、本发明的第一实施方式的球体加工装置的各部分的配置图。

图3的(A)是本发明的第一实施方式的工件的俯视图。图3的(B)是将工件安装于本发明的第一实施方式的球体加工装置时的俯视图。

图4是从XYZ假想空间的Y轴方向进行轴向观察本发明的第一实施方式的球体加工装置时的示意图。

图5的(A)是从XYZ假想空间的Y轴方向进行轴向观察本发明的第一实施方式的球体加工装置时的球体加工装置的一部分的示意图。图5的(B)、图5的(C)是本发明的第一实施方式的球体加工装置的工作台轴线的变形例。

图6是本发明的第一实施方式的球体加工装置的一部分的立体图。

图7的(A)、图7的(B)是表示本发明的第一实施方式的转动工作台装置的转动动作的图。

图8是本发明的第一实施方式的球体加工装置的直线运动轴线的变形例。

图9的(A)是表示本发明的第一实施方式的放开姿态的情况的图。图9的(B)是表示本发明的第一实施方式的第一工具选择姿态的情况的图。图9的(C)是表示本发明的第一实施方式的第二工具选择姿态的情况的图。

图10的(A)是表示本发明的第一实施方式的第一工具及第二工具的配置的图。图10的(B)是表示本发明的第一实施方式的第一工具及第二工具的其他配置的图。

图11的(A)、图11的(D)是表示本发明的第一实施方式的第一工具、第二工具及工件的配置的图。图11的(B)、图11的(C)是表示本发明的第一实施方式的第一工具、第二工具及工件的其他配置的图。

图12是表示本发明的第一实施方式的工件周围空间的图。

图13的(A)～图13的(C)是以时间序列排列使用本发明的第一实施方式的球体加工装置来加工工件的轴部的情况的图。

图14的(A)～图14的(E)是以时间序列排列使用本发明的第一实施方式的球体加工装置并利用第一工具来加工工件的被球体加工部的情况的图。

图15的(A)～图15的(D)是以时间序列排列使用本发明的第一实施方式的球体加工装置并利用第二工具来加工工件的被球体加工部的情况的图。

图16的(A)是表示本发明的第一实施方式的第一旋转范围及第二旋转范围的图。图16的(B)是表示本发明的第一实施方式的第一旋转范围及第二旋转范围的变形例的图。

图17的(A)、图17的(B)是说明第一工具及第二工具的相对相位差的图。

图18的(A)、图18的(B)是表示作为参考，使处于不希望的相对相位差的第一工具及第二工具旋转的情况的图。

图19是表示本发明的第二实施方式的球体加工装置的一部分的俯视图。

图20的(A)、图20的(B)是以时间序列排列本发明的第三实施方式的球体加工装置的动作的情况的图。

图21的(A)、图21的(B)是以时间序列排列本发明的第四实施方式的球体加工装置的动作的情况的图。

图22是表示本发明的第五实施方式的球体加工装置的一部分的俯视图。

图23的(A)～图23的(D)是以时间序列排列使用本发明的第五实施方式的球体加工装置来加工工件的被球体加工部的情况的图。

符号说明

1、2、3、4、5 球体加工装置

10 基底座

11 主轴装置

12、12A 主轴轴线方向移动机构

13 转动工作台装置

14 加工头

15 工具切换机构

16 球体加工中心

30 转动切换机构

31 自转部

32 自转轴

40 凸轮机构

41 凸轮装置

42 第一工具施力部

43 第二工具施力部

44 凸轮

45 凸轮移动机构

50、150、150A、250 直线运动装置

51 直线运动轴线

52、151 直线运动工作台

53、152 直线运动工作台驱动装置

54 第二直线运动装置

110 主轴

110A 工件保持机构

111 主轴驱动装置

112 主轴轴线

115 突出端

121 主轴装置支承部

122 导轨部

123 导轨卡合部

130 转动工作台

131 转动工作台驱动装置

132、132A、132B 工作台轴线

135 第一旋转范围

136 第二旋转范围

137 第一相位范围

138 第二相位范围

139 第三相位范围

140 第一工具

140A 第一加工端

141 第二工具

141A 第二加工端

142、147、149 第三工具

142A 第三加工端

145 第一工具架

146 第二工具架

148 第四工具

153、153A 直线运动轴线

190 工件

191 被球体加工部

191A 第一基端部

191B 前端部

191C 第二基端部

192 轴部

193 加工预定球体

197 圆筒

198 大圆截面

199 切平面

251 第一直线运动轴线

252 第二直线运动轴线

Q 轴部占有角度

W 工件周围空间

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

＜整体结构＞

参照图1，对本发明的第一实施方式的球体加工装置1进行说明。球体加工装置1将工件190加工成球体状，例如具备基底座10、主轴装置11、主轴轴线方向移动机构12、转动工作台装置13、加工头14和工具切换机构15。

＜基底座＞

首先，参照图1，对基底座10进行说明。基底座10是工作台状的基台。在基底座10的上表面10A上搭载有其他构成要素。

＜主轴装置＞

接着，参照图1～3，对主轴装置11进行说明。主轴装置11保持工件190，并且，使工件190以主轴轴线112为中心而转动。主轴装置11具备例如主轴110和主轴驱动装置111。

主轴110是棒状的轴部件。主轴110利用轴承等被主轴驱动装置111转动自如地保持。另外，主轴110利用主轴驱动装置111以本身的中心轴线(以下，称为主轴轴线。)112为中心转动。应予说明，如图2所示，在假设定义了XYZ空间(以下，称为XYZ假想空间。)的情况下，主轴装置11以其主轴轴线112与X轴方向一致的方式配置。

另外，如图3的(B)所示，主轴110在前端具备能够保持工件190的结构的工件保持机构110A(例如，卡盘)。另外，如图3的(A)所示，工件190具备被球体加工部191和轴部192。

被球体加工部191被球体加工装置1加工成球体状。将形成于被球体加工部191的预定的球体定义为加工预定球体193(参照图3的(A)的单点划线)。加工预定球体193是通过球体加工装置1对切削预定部分196进行切削而形成的。加工预定球体193可以是整球体，也可以是局部球体。

轴部192是从被球体加工部191延伸设置的轴部件。轴部192被工件保持机构110A保持。应予说明，在形成加工预定球体193时，可以对被球体加工部191与轴部192之间的边界194附近的轴部192也进行局部切削、研磨而形成弯曲部分195。

如图3的(B)所示，工件190以使主轴110的主轴轴线112与轴部192的中心轴线一致的方式被工件保持机构110A保持。也就是说，工件190被保持为，轴部192向主轴轴线112的方向延伸。此时，轴部192的一部分和被球体加工部191从主轴110的突出端向外部突出。

如图2所示，主轴驱动装置111使主轴110以主轴轴线112(X轴)为转动轴而转动。主轴驱动装置111例如由马达等构成。

＜主轴轴线方向移动机构＞

接着，参照图1、图4，对主轴轴线方向移动机构12进行说明。主轴轴线方向移动机构12具有使主轴装置11沿主轴轴线112的方向往返移动的结构。应予说明，主轴轴线112的方向在XYZ假想空间中相当于X轴方向。如图4所示，主轴轴线方向移动机构12例如具备主轴装置支承部121、导轨部122和导轨卡合部123。

主轴装置支承部121在基底座10的上表面10A上支承主轴装置11。如图4所示，导轨部122是在基底座10的上表面10A上沿主轴轴线112的方向(X轴方向)延伸设置的导轨。如图4所示，导轨卡合部123是设置在主轴装置支承部121的底面，并且以能够沿导轨部122移动的方式与导轨部122卡合的部件。作为导轨卡合部123，例如列举LM导轨(注册商标)为一例。

导轨卡合部123能够与主轴装置支承部121一起沿导轨部122往返移动。由此，主轴装置11能够以接近转动工作台装置13或离开转动工作台装置13的方式移动。

应予说明，主轴轴线方向移动机构12可以利用(未图示)往返移动装置进行动作。往返移动装置在(未图示)控制部的控制下，使主轴装置支承部121和导轨卡合部123沿主轴轴线112的方向往返移动。往返移动装置由例如(未图示)滚珠丝杠机构和(未图示)马达构成。滚珠丝杠机构被马达驱动。另外，滚珠丝杠机构以使其本身的丝杠的轴向为主轴轴线112的方向的方式配置，并且与主轴装置支承部121或导轨卡合部123连结。如果驱动马达，则主轴装置支承部121和导轨卡合部123利用滚珠丝杠机构沿主轴轴线112的方向往返移动。也就是说，主轴装置11经由主轴轴线方向移动机构12而利用往返移动装置沿主轴轴线112的方向往返移动。应予说明，往返移动装置不限于上述构成，也可以是其他构成的装置。

另外，如图4的变形例所示，相对于转动工作台装置13，可以另外(或者代替主轴轴线方向移动机构12)设置主轴轴线方向移动机构12A。应予说明，主轴轴线方向移动机构12A具有使转动工作台装置13沿主轴轴线112的轴线方向(X轴方向)往返移动的结构。因为主轴轴线方向移动机构12A是与主轴轴线方向移动机构12相同的结构，所以省略其说明。由此，转动工作台装置13能够以接近主轴装置11或者离开主轴装置11的方式移动。

应予说明，主轴轴线方向移动机构12、12A以使主轴装置11和转动工作台装置13沿主轴轴线112的方向相对移动的目的而设置。因此，只要设置主轴轴线方向移动机构12、12A中的至少一方，就能够使主轴装置11和转动工作台装置13彼此接近或彼此背离。

＜转动工作台装置＞

接着，参照图1、2、5，对转动工作台装置13进行说明。如图1所示，转动工作台装置13使转动工作台130以相对于主轴轴线112具有角度的轴线(以下，称为工作台轴线。)132为中心而转动。转动工作台装置13例如具备转动工作台130和转动工作台驱动装置131。

转动工作台130以工作台轴线132为中心转动自如地被转动工作台驱动装置131保持。在本实施方式中，如图2、图5的(A)所示，工作台轴线132垂直于主轴轴线112，并与XYZ假想空间中的Z轴一致。

另外，如本实施方式所述，在进行从图3的(A)所示的被球体加工部191形成加工预定球体193的加工的情况下，需要工作台轴线132与主轴轴线112交叉。工件190的被球体加工部191配置为使加工预定球体193的中心配置于主轴轴线112与工作台轴线132的交叉点(以下，称为球体加工中心。)。

应予说明，如图5的(B)所示的工作台轴线132A那样，转动工作台130的工作台轴线可以相对于主轴轴线112呈角度α(0°＜α＜90°)。但是，如图5的(C)所示的工作台轴线132B那样，转动工作台130的工作台轴线不与主轴轴线112平行。这是因为加工头14与主轴轴线112同轴地旋转是没有意义的。

转动工作台驱动装置131使转动工作台130以工作台轴线132为转动轴而转动驱动。

＜加工头＞

接着，参照图1、图6，对加工头14进行说明。加工头14具备多个工具，并且搭载于工具切换机构15。加工头14例如具备第一工具140和第二工具141。第一工具140例如具有作为与工件190接触的部位的第一加工端140A。如果第一加工端140A与转动状态下的工件190接触，则工件190被第一加工端140A加工。第一工具140由例如在前端具有切削刃的切削工具构成。应予说明，在本实施方式中，加工头14还具有轴加工专用的第三工具142。

第二工具141例如具有作为与工件190接触的部位的第二加工端141A。如果第二加工端141A与转动状态下的工件190接触，则工件190被第二加工端141A加工。第二工具141由例如能够研磨工件190的表面的轮状的轮研磨工具构成。作为轮研磨工具的外周面的轮外周面相当于第二加工端141A。应予说明，研磨工具包括能够研磨工件190的所有工具。

第一工具140被第一工具架145保持。第二工具141被第二工具架146保持。并且第一工具架145和第二工具架146搭载于后述的工具切换机构15。第三工具142在此被保持于第一工具架145，但是也可以另外利用独立的第三工具架来保持。

利用第一工具140和第二工具141将工件190加工成球体状。

应予说明，进行球体加工的工具可以是3个以上。在该情况下，除第一工具140和第二工具141以外的工具也利用对应的工具架被搭载于后述的工具切换机构15。

＜工具切换机构＞

接着，参照图6～8，对工具切换机构15进行说明。工具切换机构15进行用于工件加工的工具的切换。工具切换机构15例如具有使构成加工头14的第一工具140和第二工具141选择性地接近工件190(工作台轴线132)的结构。

具体而言，工具切换机构15由例如沿1个轴线(以下，称为直线运动轴线。)153的方向往返移动的直线运动装置150构成。如图6所示，直线运动装置150搭载于转动工作台装置13上。因此，如图7的(A)、(B)所示，直线运动装置150以工作台轴线132为转动轴而与转动工作台装置13一起转动。应予说明，在图7的(A)、(B)中，工作台轴线132向垂直于纸面的方向延伸。

此时，因为直线运动轴线153如图7的(A)、(B)所示地转动，所以不是固定的轴。另外，在本实施方式中，直线运动轴线153垂直于工作台轴线132(Z轴)。因此，直线运动轴线153是在垂直于工作台轴线132(Z轴)的状态下，在XYZ假想空间中的XY平面上以工作台轴线132(Z轴)为中心转动的动态轴线。

应予说明，直线运动轴线153与工作台轴线132也可以不垂直。例如，如图8所示，直线运动装置150A的直线运动轴线153A可以相对于工作台轴线132呈角度β(0°＜β＜90°)。在该情况下，直线运动轴线153A是在相对于工作台轴线132(Z轴)呈角度β的状态下，在XYZ假想空间内以工作台轴线132(Z轴)为中心转动的动态轴线。

如图6所示，直线运动装置150具备直线运动工作台151和直线运动工作台驱动装置152。直线运动工作台151是能够将第一工具140和第二工具141搭载于本身的上表面151A的工作台。并且，直线运动工作台151搭载于转动工作台装置13的转动工作台130上。因此，直线运动工作台151与转动工作台130一起转动。

如果利用转动工作台装置13使直线运动工作台151转动，则第一工具140和第二工具141以工作台轴线132为旋转轴而旋转。也就是说，转动工作台装置13能够使第一工具140和第二工具141旋转。由此，利用第一工具140和第二工具141使工件190进行球体加工。

另外，在直线运动工作台151，沿直线运动轴线153的轴线方向(P轴方向)延伸设置的安装槽158A～158C设置于上表面151A。第一工具架145能够固定于安装槽158A的任一位置。因此，第一工具架145能够调整位置。第二工具架146能够固定于安装槽158B、158C的任一位置。因此，第二工具架146能够调整位置。

直线运动工作台驱动装置152使直线运动工作台151沿直线运动轴线153的方向往返移动。直线运动工作台驱动装置152例如由导轨部154、导轨卡合部155、(未图示)滚珠丝杠机构和马达156构成。

导轨部154是设置于转动工作台130上且沿直线运动轴线153的方向延伸设置的导轨。如图6所示，导轨卡合部155是设置于直线运动工作台151的底面，并且以能够沿导轨部154移动的方式与导轨部154卡合的部件。作为导轨卡合部155，例如列举LM导轨(注册商标)作为一例。

滚珠丝杠机构以使本身的丝杠的轴向与直线运动轴线153为相同方向的方式配置，并且与直线运动工作台151或导轨卡合部155连结。该滚珠丝杠机构被马达156驱动，从而直线运动工作台151往返移动。

＜工具切换方式＞

接着，参照图9，对利用直线运动装置150的工具切换方式进行说明。在此，将第一工具140或第二工具141分别与工件190接触的状态定义为“近位状态”，并且将第一工具140或第二工具141分别离开工件190的状态定义为“远位状态”。

首先，如图9的(A)所示，在初始状态，以工件190的被球体加工部191的中心配置于球体加工中心16的方式，将工件190沿主轴轴线112的方向插入被加工位置。在此，球体加工中心16与主轴轴线112和工作台轴线132交叉的位置是相同意思。另外，被加工位置是指，将工件190的加工预定球体193的中心定位在球体加工中心16的状态。

在插入工件190时，第一工具140和第二工具141利用直线运动装置150离开工件190，而相对于工件190处于远位状态。如上所述，将第一工具140和第二工具141都处于远位状态的情况定义为“放开姿态”。

在如上所述地将工件190收纳于被加工位置的情况下，第一工具140和第二工具141必须处于放开姿态中的收纳姿态(以下，定义为工件收纳姿态。)，所述收纳姿态是不与工件190干涉而使工件190进入到被加工位置的姿态。在该情况下，转动工作台130定位在第一工具140和第二工具141处于工件收纳姿态的角度范围(以下，称为工件收纳范围。)内。应予说明，该工件收纳姿态是指，插入的工件190的最大外形的移动轨迹不与第一工具140及第二工具141干涉的姿态。

在此，如果直线运动工作台151利用(未图示)直线运动工作台驱动装置152向箭头A方向(直线运动轴线153的方向的一侧)移动，则第一工具140也一起向箭头A方向移动。其结果是，如图9的(B)所示，第一工具140接近工件190，第一加工端140A(切削刃)与被球体加工部191接触(第一工具140处于近位状态)。应予说明，以下，将箭头A方向定义为直线运动轴线正向，将与其相反的方向的箭头B方向定义为直线运动轴线反向。

在第一工具140处于近位状态的情况下，同时第二工具141离开被球体加工部191而处于远位状态。将该状态定义为“第一工具选择姿态”。第一工具选择姿态是利用工具切换机构15选择第一工具140的状态。

另外，如果直线运动工作台151利用直线运动工作台驱动装置152向直线运动轴线反向移动，则如图9的(C)所示，第一工具140离开被球体加工部191而处于远位状态。另一方面，第二工具141与被球体加工部191接触而处于近位状态。将该状态定义为“第二工具选择姿态”。第二工具选择姿态是利用工具切换机构15选择第二工具141的状态。

如上所述，通过利用直线运动工作台驱动装置152使直线运动工作台151向直线运动轴线正向或直线运动轴线反向移动，从而使第一工具140和第二工具141的姿态在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间切换，进行工具的切换。因此，因为工具的切换动作以一个动作来完成，所以比以前缩短了工具的切换时间。

＜加工头的配置＞

接着，参照图10～12，对第一工具140和第二工具141的配置进行说明。第一工具140的第一加工端140A和第二工具141的第二加工端141A需要在直线运动轴线153的方向上配置在彼此不同的位置。例如，如图10的(A)所示，在将第一加工端140A配置于第一位置C1的情况下，第二加工端141A配置在直线运动轴线153的方向上的比第一位置C1更偏向直线运动轴线正向的第二位置C2。

通过如此配置，如＜工具切换方式＞所说明的那样，如果第一工具140和第二工具141利用直线运动装置150一起移动，则第一加工端140A相对于工件190处于近位状态并且第二加工端141A处于远位状态(第一工具选择姿态)，或者，第一加工端140A相对于工件190处于远位状态并且第二加工端141A处于近位状态(第二工具选择姿态)。也就是说，由于第一加工端140A和第二加工端141A利用直线运动装置150一起移动，所以其中某一方处于与工件190(或者工作台轴线132)接触的状态。

作为参考，例如，如图10的(B)所示，第一加工端140A和第二加工端141A分别在直线运动轴线153的方向上配置在彼此一致的第三位置C3并不是优选的。这是因为在该状态下，即使第一加工端140A和第二加工端141A利用直线运动装置150一起移动，也不能切换工具。

参照图11对第一工具140和第二工具141能够相互切换的配置(以下，称为工具能够切换配置。)进行详细说明。在考虑工具能够切换配置的基础上，还考虑被球体加工部191(加工预定球体193)的中心配置于球体加工中心16的状态。

如图11的(A)所示，在加工预定球体193中，考虑垂直于直线运动轴线153的大圆截面198。满足工具能够切换配置的第一条件是指，连结第一加工端140A和第二加工端141A的直线D1与大圆截面198交叉。例如，如图11的(B)所示，在连结第一加工端140A和第二加工端141A的直线D2不与大圆截面198交叉的情况下，即使第一工具140和第二工具141沿直线运动轴线153的方向移动，第一工具140也能够与加工预定球体193接触而第二工具141不能与加工预定球体193接触。因此，为了满足工具能够切换配置，必须满足上述第一条件。

另外，满足工具能够切换配置的第二条件是指，如图11的(A)所示，在考虑加工预定球体193的与直线运动轴线153的方向平行的切平面199时，第一加工端140A和第二加工端141A配置在比切平面199更靠加工预定球体193的中心侧。例如，如图11的(C)所示，在第二加工端141A配置在比切平面199更靠与加工预定球体193的中心相反的一侧(外侧)的情况下，即使第一工具140和第二工具141沿直线运动轴线153的方向移动，第一工具140也能够与加工预定球体193接触而第二工具141不能与加工预定球体193接触。因此，为了满足工具能够切换配置，必须满足上述第二条件。

应予说明，切平面199只要是加工预定球体193的与直线运动轴线153平行的切平面，就可以是任一切平面。如果以其他观点来说明该切平面的想法，则如图11的(D)所示，只要中心轴线与直线运动轴线153平行且在加工预定球体193所内切的假想圆筒197的内侧存在第一加工端140A和第二加工端141A，就满足上述第一、二条件。

接着，对远位状态的第一加工端140A及/或第二加工端141A的位置进行说明。如图12所示，在将从球体加工中心16(工作台轴线132)到主轴装置11的突出端115为止的距离设为半径R的假想球的内部范围定义为工件周围空间W的情况下，即使距工件190处于远位状态的情况下，第一加工端140A及/或第二加工端141A也优选留在工件周围空间W内。这是因为该工件周围空间W仅存在工件190，所以第一工具140、第二工具141能够旋转的范围(参照箭头L)宽。如果假设远位状态的第一加工端140A及/或第二加工端141A相比于该工件周围空间W向外侧退避的情况，则第一工具140及第二工具141能够旋转的范围变窄(参照箭头M)，可能与主轴装置11干涉。

＜加工动作(加工方法)＞

＜轴部加工处理＞

参照图13，对使用本发明的第一实施方式的球体加工装置1来加工工件190的轴部192的动作进行说明。首先，如图13的(A)所示，以在利用直线运动装置150使第三工具142移动时的第三加工端142A的轨迹上配置轴部192的方式，经由(未图示)主轴轴线方向移动机构12使主轴装置11移动。并且，如果利用(未图示)主轴驱动装置111使主轴110转动，则工件190也一起转动。

接着，如图13的(B)所示，如果直线运动工作台151利用直线运动工作台驱动装置152沿直线运动轴线153的方向移动，则第三加工端142A(切削刃)与转动的轴部192的外周面接触。其结果是，第三工具142配置在比第一工具140及第二工具141更靠主轴装置11侧的位置，相对于轴部192处于近位状态。另一方面，第一工具140和第二工具141相对于轴部192处于远位状态。此外，将第三工具142相对于轴部192处于近位状态且第一工具140和第二工具141相对于轴部192处于远位状态的状态定义为第三工具选择姿态(轴加工工具选择姿态)。由此，轴部192被第三工具142的第三加工端142A切削(轴加工)。

应予说明，如图13的(C)所示，在根据轴部192中被加工的范围使主轴110持续转动的状态下，经由主轴轴线方向移动机构12使主轴装置11移动，或者利用直线运动装置150使第三工具142移动。由此，轴部192一边使直径变化一边被进行轴加工。

＜被球体加工部切削加工＞

参照图14，对使用本发明的第一实施方式的球体加工装置1对工件190的被球体加工部191进行切削加工的动作进行说明。应予说明，在此，如图3的(A)所示，以从被球体加工部191形成加工预定球体193的方式进行切削加工。

首先，如图14的(A)所示，以在转动工作台130的工作台轴线132上配置被球体加工部191的中心的方式，使第一工具140和第二工具141处于工件收纳姿态后，经由(未图示)主轴轴线方向移动机构12使主轴装置11移动。并且，工件190利用(未图示)主轴驱动装置111而与主轴110一起转动。

接着，如图14的(B)所示，因为选择第一工具140，所以直线运动工作台151利用(未图示)直线运动工作台驱动装置152沿直线运动轴线153向直线运动轴线正向(参照箭头E方向)移动。其结果是，第一工具140相对于被球体加工部191处于近位状态，第二工具141相对于被球体加工部191处于远位状态。由此，第一工具140和第二工具141相对于被球体加工部191处于第一工具选择姿态。

如果从该状态起，转动工作台130利用(未图示)转动工作台驱动装置131顺时针(参照图14的(D)、(E))或逆时针(参照图14的(C))转动，则第一工具140以球体加工中心16为中心旋转。此时，第一工具140的第一加工端140A一边沿被球体加工部191的外周面改变接触位置一边逐渐切削被球体加工部191。

转动工作台130利用转动工作台驱动装置131进行转动，使第一工具140的第一加工端140A从被球体加工部191的第一基端部191A(参照图14的(C))起到达作为被球体加工部191的顶点的前端部191B(参照图14的(E))。应予说明，第一基端部191A是指，以主轴轴线112为基准，第一工具140侧的被球体加工部191的基端部的一部分。应予说明，在被球体加工部191中，在球体加工的范围有限的情况(也就是说，局部球体加工的情况)下，该局部球体中的最轴部侧为第一基端部，最顶点侧为第一前端部，第一工具140只要在该范围内旋转即可。

在控制部的控制下，经由上述工序，若从被球体加工部191形成了加工预定球体193，则利用第一工具140的球体加工完成。

另一方面，在第一工具140旋转的期间，第二工具141也相对于被球体加工部191在远位状态旋转。第二工具141即使在远位状态与第一工具140一起旋转，也被预先定位在不与轴部192和主轴装置11干涉的位置。在后面对该位置关系进行详细说明。

＜被球体加工部研磨加工＞

参照图15，对使用本发明的第一实施方式的球体加工装置1对工件190的被球体加工部191进行研磨加工的动作进行说明。应予说明，在此，对由第一工具140形成的加工预定球体193的表面进行研磨加工。

首先，如图15的(A)所示，在转动工作台130的工作台轴线132上配置被球体加工部191的中心并且工件190与主轴110一起继续转动的状态下，选择第二工具141。在第二工具141的选择中，直线运动工作台151利用(未图示)直线运动工作台驱动装置152沿直线运动轴线153的方向向直线运动轴线反向(参照箭头G方向)移动。其结果是，第二工具141相对于被球体加工部191处于近位状态，并且第一工具140相对于被球体加工部191处于远位状态。由此，第一工具140和第二工具141相对于被球体加工部191处于第二工具选择姿态。

接着，如图15的(B)所示，例如，如果转动工作台130利用(未图示)转动工作台驱动装置131逆时针转动，则第二工具141以球体加工中心16为中心逆时针旋转。其结果是，第二工具141一边沿被球体加工部191的外周面改变接触位置一边逐渐研磨被球体加工部191。

而且，如果转动工作台130利用转动工作台驱动装置131顺时针(参照图15的(C)、(D))转动，则第二工具141以球体加工中心16为中心顺时针旋转，并且与上述相同地逐渐研磨被球体加工部191。

转动工作台130利用转动工作台驱动装置131进行转动，使第二工具141的第二加工端141A从被球体加工部191的第二基端部191C(参照图15的(D))起到达前端部191B(参照图15的(B))。应予说明，第二基端部191C是指，以主轴轴线112为基准，与第一工具140相反一侧的被球体加工部191的基端部的一部分。应予说明，在被球体加工部191中，在球体加工的范围有限的情况(也就是说，局部球体加工的情况)下，该局部球体中的最轴部侧为第二基端部，最顶点侧为第二前端部，第二工具141只要在该范围内旋转即可。在控制部的控制下，如果加工预定球体193的表面的研磨结束，则利用第二工具141的球体加工完成。

另一方面，在如上所述地第二工具141(研磨工具)旋转的期间，第一工具140相对于被球体加工部191保持远位状态的同时进行旋转。第一工具140即使在远位状态下与第二工具141一起旋转，也预先被定位在不与轴部192和主轴装置11干涉的位置。

＜工具的旋转范围及工具间相位差＞

接着，参照图16、17，对利用第一工具140和第二工具141进行加工的情况下的旋转范围、工具间的相位差进行说明。在利用第一工具140进行加工的情况下，如图16的(A)所示，如果从工作台轴线132轴向观察，则利用转动工作台130的转动，第一工具140主要以主轴轴线112为边界向一侧旋转。将此时的第一工具140的旋转范围定义为第一旋转范围135。在从工作台轴线132轴向观察的情况下，第一旋转范围135主要以主轴轴线112为边界设定在一侧。

另一方面，在利用第二工具141进行加工的情况下，如图16的(A)所示，如果从工作台轴线132轴向观察，则利用转动工作台130的转动，第二工具141主要以主轴轴线112为边界向另一侧旋转。将此时的第二工具141的旋转范围定义为第二旋转范围136。第二旋转范围136与第一旋转范围135以主轴轴线112为基准呈线对称。在从工作台轴线132轴向观察的情况下，第二旋转范围136主要以主轴轴线112为边界设定在另一侧。

其中，在工件190的轴部192所占的部分，第一工具140和第二工具141无法旋转。因此，以工作台轴线132为基准，在轴部192所占的周向的角度范围Q(以下，定义为轴部占有角度Q。)内，第一工具140和第二工具141无法移动。应予说明，轴部占有角度Q是指，在图16的(A)中，连结工作台轴线132和被球体加工部191的第一基端部191A的线与连结工作台轴线132和被球体加工部191的第二基端部191C的线所成的角度。

接着，参照图17，对第一工具选择姿态下的近位状态的第一加工端140A与远位状态的第二加工端141A的以工作台轴线132为基准的周向相位差θ进行说明。该周向相位差θ优选满足以下关系式。

θ≤180°-(Q/2)°

该关系式是指，如图17的(A)所示，在近位状态的第一工具140的第一加工端140A旋转至轴部占有角度Q的边界附近(第一基端部191A)而进行球体加工时，远位状态的第二工具141的第二加工端141A位于比主轴轴线112更靠第一旋转范围135侧的位置(或者，比前端部191B更靠第一工具侧的位置)。由此，如图17的(B)所示，在近位状态的第一工具140的第一加工端140A顺时针旋转至前端部191B而进行球体加工时，远位状态的第二工具141的第二加工端141A停在第二旋转范围136内。其结果是，第二加工端141A不与工件190的轴部192和主轴装置11干涉。此外，这同样也适用于第二工具选择姿态下的近位状态的第二加工端141A与远位状态的第一加工端140A的以工作台轴线132为基准的周向相位差θ。

应予说明，上述周向相位差θ例如优选为30°以上，更优选为45°以上，进一步优选为60°以上，希望是90°以上。这是因为周向相位差θ越大，工具彼此或工具架彼此的干涉越低，容易设计。

应予说明，作为参考例，例如，如图18的(A)所示，对第一工具140的第一加工端140A旋转至轴部占有角度Q的边界的状态下，第二工具141的第二加工端141A位于比主轴轴线112更靠第二旋转范围136侧的位置的情况进行研究。在该情况下，θ＞180°-(Q/2)°。

在该状态下，如图18的(B)所示，如果第一工具140和第二工具141顺时针旋转，则在第一工具140的第一加工端140A到达被球体加工部191的前端部191B前，第二工具141与主轴110干涉。这导致产生不能利用第一工具140进行球体加工的部分。

应予说明，在以上说明中，第一旋转范围135仅为以主轴轴线112为基准的一侧，但不限于此，也可以延伸到另一侧。另外，第二旋转范围136仅为以主轴轴线112为基准的另一侧，但不限于此，也可以延伸到另一侧。也就是说，如图16的(B)所示，第一旋转范围135和第二旋转范围136可以包含彼此重叠的第一相位范围137。因此，第一旋转范围135由重叠的第一相位范围137和不重叠的第二相位范围138构成。另外，第二旋转范围136由重叠的第一相位范围137和不重叠的第三相位范围139构成。因此，第一旋转范围135和第二旋转范围136只要将至少一部分设定在彼此不同的相位范围内即可。

应予说明，在无需实施球体加工直到工件190的前端部191B的情况下，第一旋转范围和第二旋转范围分别仅为以主轴轴线112为基准的一侧/另一侧即可。这种情况也包含本发明中。

＜第二实施方式＞

接着，参照图19，对本发明的实施方式的球体加工装置2进行说明。球体加工装置1中的直线运动装置150是能够使多个工具沿1个轴(直线运动轴线153)的轴向往返移动的构成，但是球体加工装置2中的直线运动装置250是能够使多个工具沿2个轴的轴向分别独立地往返移动的构成。球体加工装置2的除直线运动装置250以外的部分都是与球体加工装置1相同的构成，因为已经进行了说明，所以省略其说明。

球体加工装置2中的直线运动装置250能够使工具沿第一直线运动轴线251的方向及第二直线运动轴线252的方向往返移动。也就是说，直线运动装置250为具有两个直线运动机构的双轴机构。沿第一直线运动轴线251的方向的往返移动能够使第一工具140相对于工件190处于近位状态及远位状态。另外，沿第二直线运动轴线252的方向的往返移动能够使第二工具141相对于工件190处于近位状态及远位状态。

应予说明，即使工具的数量增加，也可以设置分别对应的直线运动机构，只要是构成为能够沿其直线运动轴线的方向往返移动即可。

根据以上构成，提高第一工具140和第二工具141的直线运动装置250上的配置自由度。因此，球体加工装置2相比于球体加工装置1能够自由地配置各构成要素。

＜第三实施方式＞

接着，参照图20，对本发明的实施方式的球体加工装置3进行说明。球体加工装置1是在切换工具中使用了直线运动装置150的构成，但球体加工装置3是在切换工具中使用了转动切换机构30的构成。球体加工装置3的除转动切换机构30以外的部分都是与球体加工装置1相同的构成，因为已经进行了说明，所以省略其说明。

转动切换机构30具备自转部31、第一工具140、第二工具141、第三工具147和第四工具148。自转部31以平行于工作台轴线132的轴向的自转轴32为中心自转。第一工具140、第二工具141、第三工具147及第四工具148在自转部31的外周面沿周向隔开间隔地配置。如果自转部31自转，则伴随与此，第一工具140、第二工具141、第三工具147及第四工具148也转动。

例如，对选择第四工具148的情况进行说明。首先，如图20的(A)所示，转动切换机构30利用直线运动装置150向直线运动轴线反向(参照箭头H方向)移动，转动切换机构30相对于工件190处于远位状态。接着，如图20的(B)所示，自转部31仅逆时针自转180°，从而第四工具148被配置为与被球体加工部191对置。接着，转动切换机构30利用直线运动装置150向直线运动轴线正向(参照箭头I方向)移动，转动切换机构30相对于工件190处于近位状态。由此，第四工具148处于能够切削被球体加工部191的状态。

与上述相同，如果作为与研磨有关的工具的第二工具141或第三工具147被配置为与被球体加工部191对置而分别处于近位状态，则第二工具141或第三工具147能够研磨被球体加工部191。

＜第四实施方式＞

接着，参照图21，对本发明的实施方式的球体加工装置4进行说明。球体加工装置1是在切换工具中使用了直线运动装置150的构成，但球体加工装置4是在切换工具中使用了凸轮机构40(工具进退机构)的构成。球体加工装置4的除凸轮机构40以外的部分都为与球体加工装置1相同的构成，因为已经进行了说明，所以省略其说明。

凸轮机构40具备凸轮装置41、第一工具140、第二工具141、第一工具施力部42和第二工具施力部43。第一工具施力部42以使第一工具140沿直线运动轴线153的轴向向远位侧(退避侧)移动的方式进行施力。第二工具施力部43以使第二工具141沿直线运动轴线153的轴向向远位侧(退避侧)移动的方式进行施力。

凸轮装置41具备凸轮44和凸轮移动机构45。凸轮移动机构45使凸轮44向垂直于直线运动轴线153的方向移动。凸轮44沿直线运动轴线153的方向朝向近位侧按压第一工具140或第二工具141。如果凸轮44沿凸轮移动机构45向第一工具140侧移动，则仅第一工具140移动到近位侧，第二工具141处于远位状态(参照图21的(A))。如果凸轮44沿凸轮移动机构45向第二工具141侧移动，则仅第二工具141移动到近位侧，第一工具140处于远位状态(参照图21的(B))。其结果是，自由地选择第一加工端140A或第二加工端141A而切削或研磨被球体加工部191。

＜第五实施方式＞

接着，参照图22，对本发明的实施方式的球体加工装置5进行说明。球体加工装置5是使用了使工具与Z轴平行地直线移动的直线运动装置50的构成。具体而言，该直线运动装置50使工具沿垂直于主轴轴线112的方向并且平行于工作台轴线132的方向移动。球体加工装置5的除直线运动装置50以外的部分都为与球体加工装置1相同的构成，因为已经进行了说明，所以省略其说明。

直线运动装置50具备直线运动工作台52和直线运动工作台驱动装置53。直线运动工作台52是能够将第一工具140、第二工具141及第三工具149沿直线运动轴线51的方向(Z轴)搭载于本身的工作台面(侧面)52A的工作台。并且，直线运动工作台52与直线运动工作台驱动装置53一起搭载于转动工作台130上。因此，直线运动工作台52与转动工作台130一起转动。

直线运动工作台驱动装置53使直线运动工作台52沿直线运动轴线51的方向(Z轴)往返移动。

另外，在球体加工装置5可以设置第二直线运动装置54，所述第二直线运动装置54使直线运动装置50沿垂直于直线运动轴线51(Z轴)和工作台轴线132这两者的方向往返移动。第二直线运动装置54例如可以是与主轴轴线方向移动机构12相同的结构。因为已经说明了主轴轴线方向移动机构12的结构，所以省略了说明。

＜第五实施方式的加工动作＞

接着，参照图23，对使用了球体加工装置5的工件190的加工方法进行说明。首先，如图23的(A)所示，以在转动工作台130的球体加工中心配置被球体加工部191的中心的方式，经由(未图示)主轴轴线方向移动机构12使主轴装置11移动。并且，工件190利用(未图示)主轴驱动装置111而与主轴110一起转动。

接着，因为选择第一工具140，所以直线运动工作台52沿直线运动轴线51的轴向移动到使第一工具140与工件190对置的位置。接着，如果利用第二直线运动装置54，使直线运动装置50以接近工件190的方式移动，则第一工具140相对于工件190处于近位状态，且第二工具141和第三工具149相对于工件190处于远位状态。其结果是，如图23的(B)所示，第一加工端140A与被球体加工部191接触而切削被球体加工部191。

此时，转动工作台装置13使第一工具140以工作台轴线132为旋转轴旋转。由此，被球体加工部191的各部分被第一加工端140A切削为球体状。

如果利用第一加工端140A的切削完成，则利用第二直线运动装置54，使直线运动装置50向离开工件190的方向移动。而且，如图23的(C)所示，直线运动工作台52利用直线运动工作台驱动装置53沿直线运动轴线51的方向(Z轴)移动到使第二工具141与工件190对置的位置。接着，如图23的(D)所示，如果直线运动装置50利用第二直线运动装置54以接近工件190的方式移动，则第二工具141相对于工件190处于近位状态，且第一工具140及第三工具149相对于工件190处于远位状态。其结果是，第二加工端141A与被球体加工部191接触而研磨被球体加工部191。

此时，转动工作台装置13使第二工具141以工作台轴线132为旋转轴而旋转。由此，被球体加工部191的各部分被第二加工端141A研磨成球体状。如果研磨完成，则针对被球体加工部191的加工结束。之后，可以进一步选择第三工具149来实施所希望的球体加工。

应予说明，本发明的球体加工装置不限于上述实施方式，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够追加各种变更。例如，在本发明的球体加工装置中，可以将第一～五实施方式中的与切削有关的处理置换为与磨削有关的处理。而且，在本发明的球体加工装置中，可以将与切削、磨削及研磨有关的处理置换为其他与球体加工有关的处理。

Claims (10)

1.一种球体加工装置，其特征在于，将工件加工成球体状，所述球体加工装置具备：

主轴装置，其保持所述工件并且使该工件以主轴轴线为中心转动；

转动工作台装置，其使转动工作台以相对于所述主轴轴线具有角度的工作台轴线为中心转动；

工具切换机构，其搭载于所述转动工作台，与所述转动工作台一起转动；第一工具及第二工具，其搭载于所述工具切换机构，将所述工件加工成球体状；以及

主轴轴线方向移动机构，其使所述主轴装置和所述转动工作台装置沿所述主轴轴线的方向相对移动，

所述工具切换机构具备直线运动装置，所述直线运动装置搭载于所述转动工作台，并且使搭载有所述第一工具及所述第二工具的直线运动工作台沿相对于所述工作台轴线具有角度的直线移动方向直线移动，

在将预定形成于所述工件的球体定义为加工预定球体，

将所述第一工具的与所述工件接触的部位定义为第一加工端，并且

将所述第二工具的与所述工件接触的部位定义为第二加工端的情况下，

所述主轴轴线方向移动机构以获得所述第一工具的所述第一加工端与所述第二工具的所述第二加工端同时位于比切平面更靠所述加工预定球体的中心侧的姿态的方式，将所述工件、所述第一工具及所述第二工具相对定位，所述切平面与所述加工预定球体相接并且与所述直线运动工作台的所述直线移动方向平行，

在所述工件、所述第一工具及所述第二工具处于所述相对定位的状态下，所述工具切换机构利用所述直线运动装置，使所述第一工具和所述第二工具与所述直线运动工作台一起共同沿所述直线移动方向往复移动，从而在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间进行切换，所述第一工具选择姿态是所述第一工具的所述第一加工端处于与所述工件接触的近位状态且所述第二工具的所述第二加工端处于离开所述工件的远位状态的姿态，所述第二工具选择姿态是所述第二工具的所述第二加工端处于与所述工件接触的近位状态且所述第一工具的所述第一加工端处于离开所述工件的远位状态的姿态，

所述转动工作台装置在所述第一工具选择姿态下使所述第一工具旋转而利用该第一工具对所述工件进行球体加工，并且在所述第二工具选择姿态下使所述第二工具旋转而利用该第二工具对所述工件进行球体加工。

2.如权利要求1所述的球体加工装置，其特征在于，

所述工件具备被进行球体加工的被球体加工部、以及从所述被球体加工部沿所述主轴轴线方向延伸而保持于所述主轴装置的轴部，

在所述直线运动工作台中，具备搭载于比所述第一工具和所述第二工具更靠所述主轴装置侧而对所述工件的所述轴部进行轴加工的第三工具，

将所述第三工具的与所述工件接触的部位定义为第三加工端，

所述主轴轴线方向移动机构以使所述工件的所述轴部配置于所述第三加工端的轨迹上的方式，将所述工件、所述第一工具、所述第二工具及所述第三工具相对定位，

在所述工件、所述第一工具、所述第二工具及所述第三工具处于所述相对定位的状态下，所述工具切换机构利用所述直线运动装置切换为第三工具选择姿态，所述第三工具选择姿态是所述第三工具处于与所述轴部接触的近位状态，并且所述第一工具及所述第二工具处于离开所述工件的远位状态的姿态。

3.如权利要求1或2所述的球体加工装置，其特征在于，

所述第一工具在所述第一工具选择姿态下利用所述转动工作台装置在第一旋转范围内旋转，

所述第二工具在所述第二工具选择姿态下利用所述转动工作台装置在第二旋转范围内旋转，

所述第一旋转范围的至少一部分和所述第二旋转范围的至少一部分设定在彼此不同的相位范围。

4.如权利要求1或2所述的球体加工装置，其特征在于，

通过使所述主轴轴线和所述工作台轴线交叉，该交叉点成为所述工件的球体加工中心，

在从轴向观察所述工作台轴线的情况下，所述第一工具主要在以所述主轴轴线为边界的一侧旋转，所述第二工具主要在以所述主轴轴线为边界的另一侧旋转。

5.如权利要求1或2所述的球体加工装置，其特征在于，

所述第一工具选择姿态下的远位状态的所述第二工具在与近位状态的所述第一工具一起旋转时，定位在不与所述工件及所述主轴装置干涉的位置，

所述第二工具选择姿态下的远位状态的所述第一工具在与近位状态的所述第二工具一起旋转时，定位在不与所述工件及所述主轴装置干涉的位置。

6.如权利要求1或2所述的球体加工装置，其特征在于，

所述工具切换机构切换为使所述第一工具及所述第二工具都处于远位状态的放开姿态，

在将沿所述主轴轴线相对移动的所述工件插入被加工位置时，所述转动工作台装置将所述转动工作台定位在所述放开姿态下的所述第一工具及所述第二工具不与所述工件干涉的角度范围。

7.如权利要求1所述的球体加工装置，其特征在于，

所述工件具备被进行球体加工的被球体加工部、以及从所述被球体加工部沿所述主轴轴线方向延伸而保持于所述主轴装置的轴部，

在将在轴向观察所述工作台轴线的状态下，以所述工作台轴线为中心而所述轴部所占的周向角度范围定义为轴部占有角度Q的情况下，

将所述第一工具选择姿态下的所述第一加工端和所述第二加工端的以所述工作台轴线为中心的周向相位差、及/或、所述第二工具选择姿态下的所述第一加工端和所述第二加工端的以所述工作台轴线为中心的周向相位差设定为180°-(Q/2)°以下。

8.如权利要求7所述的球体加工装置，其特征在于，

所述第一工具选择姿态时的所述周向相位差、及/或、第二工具选择姿态时的所述周向相位差被设定为30°以上。

9.如权利要求1或2所述的球体加工装置，其特征在于，

通过使所述主轴轴线与所述工作台轴线交叉，该交叉点成为所述工件的球体加工中心，

在将所述球体加工中心作为假想中心并且将从所述球体加工中心到所述主轴装置的突出端为止的距离作为假想半径的假想球的内部范围定义为工件周围空间的情况下，

远位状态的所述第一加工端及/或远位状态的所述第二加工端留在所述工件周围空间内。

10.一种球体加工方法，其特征在于，将工件加工成球体状，在所述球体加工方法中，

利用主轴装置保持所述工件，并且使该工件以主轴轴线为中心转动，

通过使转动工作台以相对于所述主轴轴线具有角度的工作台轴线为中心而转动，从而使搭载于所述转动工作台的工具切换机构旋转，

所述工具切换机构具备直线运动工作台，所述直线运动工作台搭载于所述转动工作台，并且搭载有第一工具及第二工具，而且被够成为能够沿相对于所述工作台轴线具有角度的直线移动方向直线移动，

在将预定形成于所述工件的球体定义为加工预定球体，

将所述第一工具的与所述工件接触的部位定义为第一加工端，并且

将所述第二工具的与所述工件接触的部位定义为第二加工端的情况下，

以获得所述第一工具的所述第一加工端与所述第二工具的所述第二加工端同时位于比切平面更靠该加工预定球体的中心侧的姿态的方式，使所述主轴装置和所述转动工作台沿所述主轴轴线的方向相对移动，而将所述工件、所述第一工具及所述第二工具相对定位，所述切平面与所述加工预定球体相接并且与所述直线运动工作台的所述直线移动方向平行，

在所述相对定位的状态下，使所述第一工具和所述第二工具与所述直线运动工作台一起共同沿所述直线移动方向往复移动，从而在第一工具选择姿态与第二工具选择姿态之间进行切换，所述第一工具选择姿态是所述第一工具的所述第一加工端处于与所述工件接触的近位状态且所述第二工具的所述第二加工端处于离开所述工件的远位状态的姿态，所述第二工具选择姿态是所述第二工具的所述第二加工端处于与所述工件接触的近位状态且所述第一工具的所述第一加工端处于离开所述工件的远位状态的姿态，

通过使所述转动工作台转动，在所述第一工具选择姿态下使所述第一工具旋转而利用该第一工具对所述工件进行球体加工，并且在所述第二工具选择姿态下使所述第二工具旋转而利用该第二工具对所述工件进行球体加工。

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