JP2000015504A - ターニングセンタとその刃物台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】刃物台のＸ軸方向のストロークを短くできる。 【構成】割出しモータ１０６を起動して、ピニオン歯車
１００が割出し歯車８２を回転させる。シリンダ室９２
に圧油を供給しピストン９３を駆動してタレット４１を
刃物台基台２３との固定する。回転工具ＲＴの回転中心
軸線ＲＣとタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとが同
一平面でほぼ交差しているのでミーリング加工のプログ
ラムが容易である。回転工具主軸側に発熱が生じた場合
にも、固定工具装着部及び固定工具側を熱変位させるこ
とが少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターニングセンタ
とその刃物台に関する。更に詳しくは、刃物台の旋回割
出し可能なタレットに回転工具装着部と固定工具装着部
とを配置したターニングセンタとその刃物台に関する。

【０００２】

【従来の技術】ターニングセンタの刃物台の構造、形状
は従来から種々提案されている。ミーリング加工等をす
るために、刃物台をＢ軸方向（Ｙ軸の周り方向）に任意
の角度位置に割出しできるものも提案されている。この
ようなターニングセンタの刃物台は固定工具と回転工具
とを装着して加工を行う。また、回転工具主軸は近年回
転工具による高速加工が要求されることもあり、回転速
度が高い。

【０００３】特開平１０−３４４６１号公報には、タレ
ットの割出し中心から所定距離Ｌ分離れた位置に回転工
具と、この回転工具と１８０度角度が異なる位置に旋削
工具を取り付けるタレットを備えた刃物台を有する複合
加工機械が記載されている。このタレットを備えた刃物
台は、回転工具の中心線がタレット旋回中心線上にない
ために、Ｂ軸を旋回割出して加工を行うとき、ＮＣ加工
プログラムが作成しにくいという問題点がある。

【０００４】また、互いに対向する２主軸を有するタイ
プのターニングセンタの場合、第２主軸のワークを加工
（背面加工）するとき構造上の制約がある。その理由
は、第１主軸の中心線に第１主軸側を向いている工具の
工具中心が接近するように刃物台を構成すると、第２主
軸の中心線から第２主軸側を向いている工具の工具中心
は、２Ｌの距離分遠く離れてしまう。従って、第２主軸
側では、刃物台はタレットの３／４以上がＸ軸方向に主
軸の中心線を大きく超えた状態で加工を行う必要が生じ
る。

【０００５】そのため、刃物台のＸ軸方向（主軸軸線と
平行な方向であるＺ軸方向と直交する方向）の移動距離
が長くなり、刃物台、及びクロススライドと、第２主軸
台、ベッド案内部等との干渉を避けるため、ベッド側に
大きな凹部が必要となったり、クロススライドの長さを
短くしたりすることが必要となる。この構造は、工作機
械として必要な剛性をそこなうおそれがある。

【０００６】また、タレットの割出し中心と回転工具の
中心が所定距離Ｌ離れているので、タレット割出し中心
から動力が伝達される歯車伝動構造を採用したとき複雑
な動力伝達機構が必要となる。一方、回転工具又は固定
工具とを一つの工具主軸に選択的に固定するものも提案
されている。このタイプは、工具装着部が一ヶ所である
から前記したような問題点はない。

【０００７】しかしながら、近年、回転工具による加工
の高速化が進んでいる。そのため、回転工具による加工
を行うと工具主軸は主軸軸線方向に伸びるような熱変位
を生じる。この工具主軸は固定工具も装着するものであ
り、固定工具の刃先位置も変化する。旋削加工の場合、
この刃先位置の変化は加工径に２倍の影響を与える。す
なわち、この熱変位は旋削加工時の工作物の内外径寸法
の加工精度に多大な影響を与える。

【０００８】また、回転工具用の工具主軸の近傍に、回
り止め手段を設けて固定工具を装着するため固定工具の
支持剛性を高くすることができない。すなわち、切削負
荷の大きい加工ができないおそれがあった。さらに、工
具主軸に固定工具を装着して加工する場合、切削油剤を
使用すると工具主軸を回転自在に支持している軸受部等
に切削油剤が侵入してくることを防止するのが容易では
ない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成
する。

【００１０】本発明の目的は、刃物台を旋回割出しして
回転工具で加工するときのＮＣ加工プログラムを簡素化
できるとともに、固定工具装着部の支持剛性が高く、回
転工具側の発熱が固定工具の加工精度に影響を与えない
ターニングセンタとその刃物台を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、対向する２主軸台を
備えたターニングセンタにおいて、刃物台のＸ軸方向の
ストロークを短くできるターニングセンタとその刃物台
を提供することにある。

【００１２】本発明の更に他の目的は、回転工具への回
転駆動を伝達するための機構を簡素化できるターニング
センタとその刃物台を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のターニングセンタの刃物台は、旋回割出し
可能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセン
タにおいて、前記タレットに設けられ、回転工具を着脱
自在に装着するための回転工具装着部が設けられた回転
工具主軸と、前記タレットに設けられ、固定工具が前記
回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在に装着され、
かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が平
行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレット
の旋回割出し中心線が、前記回転工具主軸の中心軸線と
ほぼ交差するように配置されたものである。

【００１４】また、上記のターニングセンタの刃物台に
おいて、前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可
能であるとともに前記固定工具を装着可能であり、前記
タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回
転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回転工
具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する回り
止め手段が設けられていることが好ましい。

【００１５】また、上記のターニングセンタの刃物台に
おいて、前記回り止め手段は、前記固定工具に形成され
た係止凹部に嵌合して前記固定工具を係止する回り止め
キーであることが好ましい。

【００１６】また、本発明のターニングセンタの刃物台
は、旋回割出し可能なタレットを有する刃物台を備えた
ターニングセンタにおいて、前記タレットに設けられ、
回転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が
設けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、
固定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自
在に装着され、かつ前記回転工具主軸の中心軸線に対し
て中心軸線が平行に配置された固定工具装着部とを有
し、前記タレットの旋回割出し中心線が、前記固定工具
装着部の中心軸線とほぼ交差するように配置されたもの
である。

【００１７】また、上記のターニングセンタの刃物台に
おいて、前記回転工具主軸の回転駆動源は、前記回転工
具主軸にローターを固定し、前記タレットにステーター
を固定したビルトインモータであることが好ましい。ま
た、前記回転工具主軸の回転駆動源は、油圧モータ、空
気モータ等のように流体圧で作動するものであっても良
い。

【００１８】また、上記のターニングセンタの刃物台に
おいて、前記タレットには、前記旋回割出し中心線を挟
んで前記固定工具装着部とは反対側の面に、前記固定工
具または前記回転工具を取り付けるための固定式工具取
り付け部を形成することが好ましい。

【００１９】また、本発明のターニングセンタは、工作
物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向
であるＺ軸方向及び前記Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向、
Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可
能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタ
であって、前記刃物台は、前記タレットに設けられ、回
転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設
けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固
定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在
に装着され、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線に対し
て中心軸線が平行に配置された固定工具装着部とを有
し、前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方
向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向
と平行な方向に、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線と
ほぼ交差するように配置されたものである。

【００２０】また、上記のターニングセンタにおいて、
前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能である
とともに前記固定工具を装着可能であり、前記タレット
の前記回転工具装着部の近傍位置には、前記回転工具装
着部に装着された前記固定工具を、前記回転工具主軸の
中心軸線回りに回転しないように固定する回り止め手段
が設けられていることが好ましい。

【００２１】また、本発明のターニングセンタは、工作
物が取り付けられる主軸に対して、前記主軸の軸線方向
であるＺ軸方向及びこのＺ軸方向と直交するＸ軸方向、
Ｙ軸方向に相対的に移動するとともに、旋回割り出し可
能なタレットを有する刃物台を備えたターニングセンタ
であって、前記刃物台は、前記タレットに設けられ、回
転工具を着脱自在に装着するための回転工具装着部が設
けられた回転工具主軸と、前記タレットに設けられ、固
定工具が前記回転工具と１８０度異なる方向に着脱自在
に装着され、かつ、前記回転工具主軸に対して中心軸線
が平行に配置された固定工具装着部とを有し、前記タレ
ットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸
方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平行な方向
に、かつ、前記固定工具装着部の中心軸線とほぼ交差す
るように配置されたものである。

【００２２】また、上記のターニングセンタにおいて、
前記回転工具主軸の駆動源は、前記回転工具主軸にロー
ターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビ
ルトインモータであることが好ましい。また、前記回転
工具主軸の回転駆動源は、油圧モータ、空気モータ等の
ように流体圧で作動するものであっても良い。更に、前
記刃物台をＸ軸方向に案内するＸ軸案内面は、鉛直な１
平面内に配置すると、切削時の切粉の排出が効率的にで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］以下、本発明の
実施の形態１を説明する。図１は、本発明のターニング
センタの側断面図である。ベッド１は、ターニングセン
タの本体を構成する台である。ベッド１の水平面である
上面２には、２本のＺ軸ガイドレール（以下、ガイドレ
ールはレールと記載）３が固定配置されている。各Ｚ軸
レール３には、ボールガイド本体（以下、ボールガイド
と記載）４が移動自在に設けられている。Ｚ軸レール３
とボールガイド４は直動ころがり案内を構成する。ボー
ルガイド４上には、サドル５が搭載されている。結局の
ところサドル５は、ベッド１上をＺ軸線、すなわち主軸
３８ｂの軸線と平行な方向（図７参照）に移動自在であ
る。

【００２４】サドル５の下面には、ボールナット（図示
せず）が固定配置されている。ボールナットには、Ｚ軸
送りねじ（図示せず）がねじ込んである。Ｚ軸送りねじ
とボールナットはボールねじを構成する。Ｚ軸送りねじ
の両端は、ベッド１に固定された軸受（図示せず）によ
り回転自在に支持されている。Ｚ軸送りねじの一端は、
Ｚ軸送りモータ（例えば、サーボモータのような制御モ
ータ）７の出力軸に連結部材（図示せず）を介して連結
されている。Ｚ軸送りモータ７を回転起動し、Ｚ軸送り
ねじを回転させることによりボールナットを介してサド
ル５をＺ軸レール３上を移動させる。

【００２５】同様にサドル５の上には、２本のＹ軸レー
ル１０が各々水平に固定配置されている。ただし、２本
のＹ軸レール１０を含む平面は、水平である必要はなく
斜面であっても良い。各Ｙ軸レール１０には、ボールガ
イド１０ａが移動自在に設けられている。Ｙ軸レール１
０とボールガイド１０ａは直動ころがり案内を構成す
る。ボールガイド１０ａ上には、コラム１１が搭載され
ている。コラム１１は、サドル５上をＹ軸線方向に移動
自在である。コラム１１には、ボールナット（図示せ
ず）が固定配置されている。

【００２６】ボールナットには、Ｙ軸送りねじ（図示せ
ず）がねじ込んである。Ｙ軸送りねじは軸受に回転自在
に支持され、軸受はサドル５に固定されている。Ｙ軸送
りねじの一端は、Ｙ軸送りモータ１５の出力軸に連結部
材（図示せず）を介して連結されている。Ｙ軸送りモー
タ１５を回転起動し、Ｙ軸送りねじを回転させることに
よりコラム１１をＹ軸レール１０上を移動させる。

【００２７】コラム１１の上には刃物台１９が搭載し配
置されている。コラム１１の上には、２本のＸ軸レール
２１が垂直方向に固定配置されている。２本のＸ軸レー
ル２１は、鉛直な一平面内に配置すると、切削時の切粉
の排出が効率的にできる。各Ｘ軸レール２１上には、ボ
ールガイド２２が移動自在に搭載されている。ボールガ
イド２２上には、クロススライド２３が搭載されてい
る。クロススライド２３は、コラム１１前面をＸ軸線方
向、すなわち垂直方向に移動自在に設けられている。ク
ロススライド２３には、ボールナット（図示せず）が固
定配置されている。クロススライド２３には、刃物台１
９が配置されている。

【００２８】ボールナットには、Ｘ軸送りねじ２５がね
じ込んである。Ｘ軸送りねじ２５の両端はそれぞれ軸受
に回転自在に支持され、軸受はコラム１１に固定されて
いる。Ｘ軸送りねじ２５の一端には、歯付プーリ２７が
固定されている。歯付プーリ２７には、歯付ベルト２８
が掛け渡してある。他方、歯付ベルト２８は、歯付プー
リ２９とも噛み合っている。歯付プーリ２９は、Ｘ軸送
りモータ３０の出力軸３１に連結されている。Ｘ軸送り
モータ３０を回転起動し、歯付プーリ２９、歯付ベルト
２８、歯付プーリ２７、及びＸ軸送りねじ２５を回転さ
せることにより、クロススライド２３、刃物台１９をＸ
軸レール２１上を移動させる。

【００２９】ベッド１の前面の垂直面には、Ｚ軸方向に
２本の心押台用移動レール３５が配置固定されている。
心押台用移動レール３５には心押台３７がボールガイド
３６を介して移動自在に支持されている。更に、ベッド
１の前面には、主軸台３８が配置固定されている。主軸
台３８は、工作物を回転駆動するための主軸３８ｂ（図
７参照）を備えたものである。主軸３８ｂには工作物を
把持するためのチャック３８ａが固定されている。

【００３０】また、主軸３８ｂはＣ軸方向（Ｚ軸の周り
方向）に回転・位置決めする機能と、旋削加工するため
の連続回転を行う機能を備えている。主軸台３８等の構
造、機能は周知であり詳細な説明は省略する。なお、各
軸の案内部は直動ころがり案内でなくすべり案内であっ
ても良い。

【００３１】［刃物台１９］次に刃物台１９の内部構造
を説明する。図２は図１のＢ方向から見た正面図であ
る。図３は図２の状態からタレットを９０度旋回させた
状態の側面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ線で切断し
た断面図である。図５は刃物台１９の断面図であり、図
２のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。刃物台１９は、
刃物台本体７４と刃物台本体７４に対して旋回するタレ
ット４１とからなっている。

【００３２】タレット４１には、バイト等とバイト等を
取付けるツールシャンクからなる固定工具ＢＴと、ドリ
ル等とドリル等を取付けるツールシャンクからなる回転
工具ＲＴの２本の工具を各々装着する工具装着部を備え
ている。タレット４１には、回転工具ＲＴを装着し回転
駆動するための回転工具主軸４０が設けられている。回
転工具主軸４０の両端は、タレット４１に配置された軸
受４２で回転自在に支持されている。

【００３３】回転工具主軸４０内には、回転工具装着部
４３が設けられている。回転工具主軸４０の回転中心軸
線ＲＣとタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとは、交
点Ｏで交差している。回転工具主軸４０から距離をおい
て、固定工具ＢＴのための固定工具装着部４４が設けら
れている。回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣと固定
工具装着部４４の固定工具の装着口４４ａ及びツールク
ランプ・アンクランプ機構構造の中心軸線ＦＣとは、平
行でかつ距離Ｒだけ離間している。

【００３４】また、回転工具主軸４０の回転中心軸線Ｒ
Ｃと固定工具装着部４４の中心軸線ＦＣとは同一平面を
形成する。固定工具ＢＴのための装着口４４ａは、回転
工具ＲＴの装着口４３ａに対して互いに１８０度角度を
有して配置されている。回転工具主軸４０は、ビルトイ
ンモータ５０で回転駆動される。回転工具主軸４０に
は、ビルトインモータ５０のローター５１が固定され
る。

【００３５】タレット４１にはステーター固定孔５３が
形成されており、これにステーター５２が挿入固定され
ている。ステーター５２のケーシング５４とステーター
固定孔５３との間には、冷却路５５が形成されている。
この冷却路５５には、旋回軸７０の中心に形成された冷
却流体通路７１から冷却流体が供給され、流体継手７２
を介して排出され冷却流体供給装置（図示せず）に戻さ
れる。また、ステーター５２には、図示しない電力線が
接続されているが、タレット４１を１８０度毎に交互に
旋回させることにより電力線がねじれないように配線処
理をしている。

【００３６】回転工具主軸４０の内部には、回転工具Ｒ
Ｔの後部に設けられた係合溝（図示せず）を引っ張るた
めのツールクランプ機構６０が配置されている。このツ
ールクランプ機構６０は内部のバネにより、装着口４３
ａに挿入された回転工具ＲＴを回転工具主軸４０の後部
側に常時引っ張る機構で周知の技術であり、その詳細な
構造の説明については省略する。

【００３７】回転工具ＲＴのツールシャンク部は装着口
４３ａのテーパ穴部及び端面に密着するようにツールク
ランプ機構６０で引っ張り込まれている。ツールクラン
プ機構６０の後端部の鍔６１の位置は、ツールクランプ
・アンクランプ検出用センサ（以下、ツールクランプセ
ンサと記載）６２により検出される。ツールクランプセ
ンサ６２によるツールクランプ機構６０の鍔６１の有無
の検出により、回転工具ＲＴがクランプ状態かアンクラ
ンプ状態かを判別する。ツールクランプセンサ６２に
は、近接スイッチを使用するのが望ましいが、有無検出
できるものであれば他のセンサであっても良い。

【００３８】回転工具主軸４０の後端部には、ツールア
ンクランプ機構６５が配置されている。ツールアンクラ
ンプ機構６５は、シリンダー装置からなる直線駆動手段
である。圧力流体の供給によりピストンロッド６６を回
転工具主軸４０側に移動させ、ピストンロッド６６の先
端でツールクランプ機構６０の後端面をツールクランプ
機構６０のバネに抗して押し、回転工具主軸４０内の回
転工具ＲＴをアンクランプ状態とする。なお、このツー
ルクランプ機構６０は、本出願人が提案したもの（特願
平９−２７３８０２号）を使用するのが望ましいが、プ
ルスタッドを引っ張るボール式引っ張り機構、コレット
式引っ張り機構等、周知の他の構造のものであってもよ
い。更に、ＨＳＫツールシャンク方式であっても良い。

【００３９】ツールアンクランプ機構６５は、後記する
自動工具交換装置１１５により工具を交換するときに工
具をアンクランプするためのものである。固定工具装着
部４４内にも固定工具ＢＴのためのツールクランプ・ア
ンクランプ機構として同様なツールクランプ機構（図示
せず）を備えている。ツールクランプ機構のクランプを
解除するためのアンクランプ機構（図示せず）も同様に
備えている。

【００４０】［タレット旋回割出し機構］図４，５に示
すように、タレット４１の下部には、中空の円筒部７５
が形成されている。円筒部７５の中心には、底面から旋
回軸挿入穴７６が形成されている。旋回軸挿入穴７６に
は、旋回軸７０の大径軸部７７が挿入されている。旋回
軸７０は、大径軸部７７とこの径より小さい小径軸部７
８とで形成されている。また、旋回軸７０の中心はＹ軸
と平行な方向に配置されている。旋回軸７０の下端は、
刃物台本体７４に固定されている。

【００４１】クロススライド２３上には刃物台本体７４
が、刃物台本体７４には円筒状の軸カバー７４ａが固定
されている。軸カバー７４ａの貫通孔である内孔７３
に、タレット４１の円筒部７５が回転自在に挿入されて
いる。円筒部７５の下端部の円筒面７９と刃物台本体７
４との間には、軸受８０が介在して設けられている。結
局、タレット４１は刃物台本体７４に回転自在に設けら
れていることになる。

【００４２】円筒部７５の下端面には、環状の割出し歯
車８２がボルト８３で固定されている。割出し歯車８２
の外周面には、歯車８４が形成されている。歯車８４
は、ピニオン１００と噛み合っている。割出し歯車８２
の側面（図４，５では上面）には、可動クランプ歯８５
が環状に形成されている。一方、刃物台本体７４の上で
かつ旋回軸７０の小径軸部７８の外周には、環状の固定
クランプ部材９０が刃物台本体７４に固定配置されてい
る。

【００４３】固定クランプ部材９０の側面には、固定ク
ランプ歯９１が形成されている。旋回軸７０の小径軸部
７８と円筒部７５とに囲まれた空間には、シリンダ室９
２が形成されている。シリンダ室９２には、ピストン９
３が配置されている。ピストン９３の側面（図５では下
面）には、クランプ歯９４が形成されている。結局、ピ
ストン９３を駆動すると、これに形成されているクラン
プ歯９４が、固定クランプ歯９１と可動クランプ歯８５
とに同時に噛み合い、タレット４１を刃物台本体７４と
一体に固定することになる。

【００４４】割出し歯車８２にはピニオン１００が噛み
合っており、ピニオン１００の回転により割出し歯車８
２を割出し駆動する。ピニオン１００の軸１０１は、刃
物台本体７４に２個の軸受１０２に回転自在に支持され
ている。軸１０１の他端には、歯付プーリ１０３がキー
固定されている。歯付プーリ１０３には、歯付ベルト１
０４が掛け渡してある（図２参照）。

【００４５】他方、歯付ベルト１０４には、割出しモー
タ１０６の出力軸にキー固定された歯付プーリ１０５に
掛け渡してある。割出しモータ１０６を起動すると、歯
付プーリ１０５、歯付ベルト１０４及び歯付プーリ１０
３が回転駆動され、これと一体のピニオン１００が割出
し歯車８２を回転させる。この回転駆動により、割出し
歯車８２が割出しされてタレット４１を任意の角度位置
に割り出す。

【００４６】なお、クランプ歯機構によるクランプを行
わないで割出しモータ１０６を数値制御可能な制御モー
タ（例えばサーボモータ）とし、タレット４１の旋回を
Ｂ軸方向の回転移動動作としても良い。その場合、クラ
ンプしたいときには、圧力流体供給によりブレーキ、圧
力マンドレル等を作動させてクランプすれば良い。

【００４７】［自動工具交換装置１１５］図６は、刃物
台の工具を交換するための自動工具交換装置の平面図で
ある。タレット４１に装着された固定工具ＢＴと回転工
具ＲＴは、ＮＣ加工プログラムに応じて工具マガジンＭ
（図１）との間で必要な工具と交換する必要がある。自
動工具交換装置１１５及び工具マガジンＭは、サドル５
に取付け部材（図示せず）を介して配置されている。工
具マガジンＭは工具収納部Ｍａが円板状に設けられたも
の、チェーン等で連鎖状に設けられたもの等公知のもの
が利用できる。

【００４８】アーム軸１１１は、交換アーム１１２を１
８０度旋回させて工具を交換する。交換アーム１１２の
両端には、工具グリップ１１３が設けられている。回転
工具ＲＴを工具交換する例で説明を行う。タレット４１
の回転工具装着部４３を工具マガジンＭ（図１）側に割
り出す。タレット４１を所定の工具交換位置に移動させ
る交換アーム１１２を９０度旋回させて工具グリップ１
１３により工具のツールシャンクのフランジのフランジ
部を把持する。

【００４９】この把持が完了すると前記回転工具のツー
ルアンクランプ機構６５を作動させて、工具クランプを
ツールクランプ状態からアンクランプ状態にする。次に
工具の軸線方向に交換アーム１１２を工具の軸線方向に
移動させて、タレット４１及び工具マガジンＭから回転
工具ＲＴ１、回転工具ＲＴ２を取り出す。この後、交換
アーム１１２を旋回させて回転工具ＲＴ１と回転工具Ｒ
Ｔ２の位置を入れ替える。前記と逆の動作で回転工具Ｒ
Ｔをタレット４１の装着口４３ａに挿入し、回転工具Ｒ
Ｔをツールクランプ機構６０でクランプする。交換アー
ム１１２の旋回及び軸線方向の駆動は、アーム駆動手段
１１０により行う。交換アーム１１２の機能、構造は、
周知であり詳細な説明は省略する。

【００５０】［実施の形態１の動作］次に、前記実施の
形態１の動作を説明する。任意のＢ軸角度位置に刃物台
１９のタレットに装着された固定工具ＢＴまたは回転工
具ＲＴを割出すために、次のような手順で動作する。最
初にタレット４１と刃物台本体７４とのクランプを解除
するために、シリンダ室９２のピストン９３上部側に供
給している圧油をドレン回路に逃がす。ピストン９３は
コイルバネ９５の力により移動する（図５の上方）。こ
の移動によりクランプ歯９４が、固定クランプ歯９１と
可動クランプ歯８５との噛み合いを解除し、タレット４
１を刃物台本体７４との固定から開放する。

【００５１】割出しモータ１０６を起動すると、歯付プ
ーリ１０５、歯付ベルト１０４及び歯付プーリ１０３が
回転駆動され、これと一体のピニオン１００が割出し歯
車８２を回転させる。この回転駆動により、割出し歯車
８２が割出しされてタレット４１を任意の角度位置に割
り出す。所定角度の割出しが完了すると、シリンダ室９
２に圧力流体を供給し、ピストン９３を駆動する。ピス
トン９３はコイルバネ９５の力に抗して移動し、クラン
プ歯９４が固定クランプ歯９１、可動クランプ歯８５と
噛み合い、タレット４１を刃物台本体７４に固定する。

【００５２】図７に示すように回転工具ＲＴで第１主軸
のチャック３８ａの工作物Ｗ１を加工するときは、Ｘ軸
送りモータ３０、Ｚ軸送りモータ７、Ｃ軸モータ等を回
転起動して必要なミーリング加工を行う。回転工具ＲＴ
の回転中心軸線（回転工具主軸４０の回転中心軸線Ｒ
Ｃ）とタレット４１の旋回割出し中心線ＴＣとが交差し
ているので、特にＢ軸を旋回させて（例えばθ度旋回さ
せて）ミーリング加工を行うＮＣ加工プログラムの作成
が容易である。

【００５３】すなわち、タレット４１を任意の角度また
は１８０度旋回させても回転工具ＲＴの中心がその方向
に向くだけでありＮＣ加工プログラムの作成が容易であ
る。なお、この刃物台１９は一方の工具で工作物を加工
しているときに他方の工具と工作物とは全く干渉するこ
とがない。また、タレット４１の旋回割出し中心線ＴＣ
を回転工具主軸４０の軸線上に配置している。そのた
め、回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣと固定工具装
着部の中心軸線ＦＣとの間の距離Ｒは、回転工具主軸４
０と固定工具装着部４４が平行に配設可能な最小寸法と
することができる。したがって、従来の刃物台より距離
Ｒの寸法がコンパクトになる。

【００５４】また、回転工具主軸４０近傍のタレット４
１に回り止め手段（実施の形態３参照）を設け、固定工
具を回転工具主軸４０に装着できるようにすれば、固定
工具ＢＴをタレット旋回割出し中心線に位置させること
が可能となる。このことにより、Ｘ軸方向の移動量を削
減させることができる。さらに、第２主軸で加工を行う
場合、タレット４１、クロススライド２３等は主軸３８
ｂの中心線を超えて移動する部分が少ない。したがっ
て、第２主軸台やクロススライド等の剛性を低下させる
ことがない。

【００５５】なお、この実施形態では回転工具の回転駆
動をビルトインモータで行っているが、刃物台外部に駆
動モータを設けてもよい。この場合、旋回割出し軸の中
心部に駆動軸１５０が設けられるので、回転伝達機構の
簡易化が図れる（図９）。すなわち、駆動モータの回転
駆動力は、駆動モータ側歯付プーリ（図示せず）、歯付
ベルト（図示せず）、歯付プーリ１５３、駆動軸１５
０、ベベルギヤ１５１、ベベルギヤ１５２を介して回転
工具主軸４０に伝達される。

【００５６】更に、この実施形態では、刃物台本体７４
に対してタレット４１をＹ軸と平行な方向を中心に旋回
させているが、Ｚ軸、又は、Ｘ軸と平行な方向を中心に
旋回させても良い。例えば、Ｚ軸と平行な方向を中心に
タレット４１を旋回させる場合には、タレット４１とチ
ャック３９ａが対向するように回転工具主軸の中心軸線
と固定工具装着部の中心軸線とを含む平面が主軸軸線と
直交するように配置されれば良い。

【００５７】なお、Ｘ軸と平行な方向に旋回させる場合
には、タレットをＡ軸として制御すれば良い。また、こ
の実施の形態では、刃物台１９の昇降方向の移動軸をＸ
軸として説明を行っているが、昇降方向の移動軸をＹ
軸、水平方向の移動軸をＸ軸としても良い。また、この
実施の形態では、回転中心軸線ＲＣ上に旋回割出し中心
線ＴＣを交差するように位置させているが、距離Ｒ寸法
のコンパクト化、Ｂ軸旋回時のプログラム作成の容易性
が失われない範囲の近傍位置であればよく、必ずしも交
差していなくてもよい。

【００５８】［実施の形態２］図８に示す刃物台は、本
発明の実施の形態２を示す平面図である。前記実施の形
態１の刃物台１９に更に他の固定工具または回転工具を
使用可能なように着脱自在に固定式工具取り付け部であ
るツールポスト１３２を設けたものである。この固定式
工具取り付け部で使用される固定工具または回転工具
は、自動工具交換装置１１５による工具交換はできな
い。タレット４１のタレット旋回割出し中心線に対して
固定工具装着部４４とは反対側の側面４１ａには一体に
ツールポスト取付面１３０が形成されている。ツールポ
スト取付面１３０には、複数の蟻溝１３１が形成されて
いる。

【００５９】ツールポスト取付面１３０には、ツールポ
スト１３２が固定ボルト１３３により固定されている。
ツールポスト１３２には、バイト１３４がボルト１３５
により固定されている。この実施の形態２では、タレッ
ト４１を旋回して割出すことなく回転工具と固定工具を
使用できるので、切削時間の短縮になる。また、工具交
換を行うことがないので、工具交換誤差をなくした高精
度の旋削加工を行うことができる。さらに、タレット４
１の旋回割出し時の重量バランスもよくなるので、さら
に高速の旋回割出し動作も可能となる。なお、この実施
形態２では固定式工具取り付け部を着脱自在なツールポ
ストで説明を行っているが、タレット４１に一体に固定
工具取り付け部を設けたものであっても良い。

【００６０】また、このツールポスト１３２には、第２
主軸側の工作物を加工するための固定工具を取り付けて
もよい。このようにすると第２主軸と固定工具との接近
性がよくなる。すなわち、Ｘ軸方向の移動量の削減等が
さらに図れる。さらに、ツールポスト取付面１３０に、
圧縮空気で駆動されるエアモータ等を内蔵した回転主軸
装置を取り付けてもよい。このことにより、回転工具主
軸４０よりも高速な回転数を得ることができるので、砥
石工具等の回転工具の使用も可能となる。

【００６１】［実施の形態３］次に、回転工具装着部４
３近傍に回り止め手段を設けて、回転工具装着部４３に
固定工具ＢＴを装着することを可能とした実施の形態３
について説明する。タレット４１の基本構成は実施の形
態１と同様のものとする。図１０は、固定工具装着部４
４の一部断面拡大図である。固定工具装着部４４の装着
口４４ａには、固定工具ＢＴのツールシャンクのシャン
ク部４７が挿入され、シャンク部４７の後端部はドロー
バー４４ｂによって装着口４４ａ内に引き込まれる。ド
ローバー４４ｂの引っ張り力によりシャンク部４７が装
着口４４ａに密着固定される。

【００６２】また、固定工具ＢＴのフランジ部には係止
凹部（キー溝部）４８が設けられており、固定工具装着
部４４の前端面には回り止めキー４４ｃが設けられてい
る。固定工具装着部４４に固定工具ＢＴを装着すると、
係止凹部４８に回り止めキー４４ｃが嵌入し、固定工具
ＢＴの軸回りの回動を阻止するようになっている。

【００６３】図１１は、回転工具ＲＴを装着した回転工
具装着部４３の一部断面拡大図である。回転工具装着部
４３の装着口４３ａには、回転工具ＲＴのツールシャン
クのシャンク部４５が挿入され、シャンク部４５の後端
部はドローバー４３ｂによって装着口４３ａ内に引き込
まれる。ドローバー４３ｂの引っ張り力によりシャンク
部４５が装着口４３ａに密着固定される。

【００６４】また、回転工具ＲＴのフランジ部には係合
凹部（キー溝部）４６が設けられており、回転工具主軸
４０の先端面には係合キー４３ｃが設けられている。回
転工具装着部４３に回転工具ＲＴを装着すると、係合凹
部４６に係合キー４３ｃが嵌入し、回転工具ＲＴと回転
工具主軸４０との軸回りの相対的位置を固定する。すな
わち、回転工具ＲＴは回転工具主軸４０と一体的に回転
する。また、係合キー４３ｃに近接するタレット４１側
には、固定工具ＢＴ用の回り止めキー４３ｄが設けられ
ている。回転工具ＲＴのフランジ部のシャンク部側の部
分ＲＴａは、回り止めキー４３ｄとは係合しない形状に
形成されているので、回転工具主軸４０によって回転駆
動することができる。

【００６５】図１２は、固定工具ＢＴを装着した回転工
具装着部４３の一部断面拡大図である。固定工具ＢＴを
装着する前に、係合キー４３ｃと回り止めキー４３ｄと
が同位相になるように、回転工具主軸４０の軸回りの角
度位置が位置決めされている。固定工具ＢＴを回転工具
装着部４３に装着すると、係止凹部４８に回り止め手段
としての回り止めキー４３ｄが嵌入し、固定工具ＢＴの
軸回りの回動を阻止する。このとき係止凹部４８には係
合キー４３ｃも嵌入している。なお、図１０から図１２
において、係合キー４３ｃ、回り止めキー４３ｄ、回り
止めキー４４ｃ、係合凹部４６、係止凹部４８は１箇所
のみ示されているが、これらは円周上１８０度対向した
位置に２箇所設けてもよく、また３箇所以上設けてもよ
い。

【００６６】図１３は、回転工具装着部４３に固定工具
ＢＴを装着して行う加工を示す図である。図１３は、正
面加工側の主軸３８ｂのチャック３８ａに把持した工作
物Ｗ１を回転工具装着部４３に装着した固定工具ＢＴに
より加工した後、タレット４１を１８０度旋回させた状
態を示す。この後、背面加工側の主軸３９ｂのチャック
３９ａに把持した工作物Ｗ２の背面加工を行うが、タレ
ット４１は旋回割出し中心線ＴＣ（図１３では交点Ｏ）
を中心に旋回するため、回転中心軸線ＲＣ（固定工具Ｂ
Ｔの中心線）のＸ軸方向の位置は変化せず、刃物台をＸ
軸方向にほとんど移動させる必要がない。すなわち、固
定工具ＢＴを回転工具装着部４３に装着することによ
り、固定工具ＢＴを固定工具装着部４４に装着した場合
に比較して、刃物台のＸ軸方向の移動量をさらに削減す
ることができる。

【００６７】［その他の実施の形態］前記実施の形態１
〜３では、回転工具主軸４０の回転中心軸線ＲＣとタレ
ット４１の旋回割出し中心線ＴＣとが交差していたが、
これを固定工具装着部４４の中心軸線とタレット４１の
旋回割出し中心線ＴＣとを交差させるようにしても良
い。このタイプは、回転工具主軸側に発熱が生じた場合
にも、固定工具装着部に装着された固定工具を熱変位さ
せることがない。従って、固定工具による旋削加工時の
加工精度を低下させない。さらに、固定工具装着部の固
定工具の支持剛性の向上、回転工具主軸を回転自在に支
持する軸受部への切削油剤の侵入防止も行うことができ
る。

【００６８】そのうえ、対向する２主軸を備えたターニ
ングセンタの場合には、刃物台のＸ軸方向の刃物台の移
動量を短くするとともに、主軸中心を超えて移動する移
動量も少なくできるので、主軸台、ベッド等の剛性不足
を生じさせることもない利点が生じる。また、前記回転
工具主軸の回転駆動源は、電気式のビルトインモータで
あったが、このビルトインモータに替えて油圧モータ、
空気モータ等のように流体圧で作動するものであっても
良い。

【００６９】

【発明の効果】本発明のターニングセンタの刃物台は、
タレットを旋回割り出しして回転工具で加工を行うと
き、ＮＣ加工プログラムの作成が容易である。また、回
転工具主軸の駆動源をビルトインモータとしたため、伝
達機構が不要となり構造が簡素化されるとともに回転工
具主軸の回転速度の高速化が図れる。回転工具主軸側に
発熱が生じた場合にも、固定工具装着部に装着された固
定工具を熱変位させることがない。従って、固定工具に
よる旋削加工時の加工精度を低下させない。

【００７０】また、固定工具装着部の固定工具の支持剛
性の向上、回転工具主軸を回転自在に支持する軸受部へ
の切削油剤の侵入防止も行うことができる。そのうえ、
対向する２主軸台を備えたターニングセンタの場合、刃
物台のＸ軸方向の移動量を短くするとともに、主軸中心
を超えて移動する移動量も少なくできるので、主軸台、
ベッド等の剛性不足を生じさせることもない。

【００７１】更に、回転工具主軸中心に旋回割り出し中
心を交差させるようにした場合には、回転工具主軸に回
転駆動力を伝達機構を介して伝達しても、伝達する機構
を簡素化することができる等の効果が生じる。また、こ
のような刃物台を備えたターニングセンタは、加工精度
向上、剛性向上等が図れる。

【００７２】回転工具装着部の近傍に固定工具の回り止
め手段を設けたので、回転工具主軸の回転中心軸線とタ
レットの旋回割出し中心線が直交するターニングセンタ
において、回転工具装着部に固定工具を装着して加工を
行うことが可能となり、固定工具による加工における刃
物台のＸ軸方向の移動量をさらに削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ターニングセンタの側面図である。

【図２】図２は、図１のＢ方向から見た正面図である。

【図３】図３は、図２の状態からタレットを９０度旋回
させた状態の側面図である。

【図４】図４は、図３のＣ−Ｃ線で切断した断面図であ
る。

【図５】図５は、刃物台１９の断面図であり、図２のＤ
−Ｄ線で切断した断面図である。

【図６】図６は、自動工具交換装置の平面図である。

【図７】図７は、２主軸を備えたターニングセンタでの
刃物台の配置を示す略図である。

【図８】図８は、本発明の実施の形態２を示す刃物台で
ある。

【図９】図９は、回転工具主軸を外部に配置した駆動モ
ータで駆動伝達する刃物台である。

【図１０】図１０は、固定工具装着部の一部断面拡大図
である。

【図１１】図１１は、回転工具装着部の一部断面拡大図
である。

【図１２】図１２は、固定工具を装着した回転工具装着
部の一部断面拡大図である。

【図１３】図１３は、回転工具装着部に固定工具を装着
して行う加工を示す図である。

【符号の説明】

１…ベッド ５…サドル ７…Ｚ軸送りモータ １１…コラム １５…Ｙ軸送りモータ １９…刃物台 ２３…クロススライド ３０…Ｘ軸送りモータ ４０…回転工具主軸 ４１…タレット ５０…ビルトインモータ ６０…ツールクランプ機構 ６５…ツールアンクランプ機構 ７０…旋回軸 ７５…円筒部 １１５…自動工具交換装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回割出し可能なタレットを有する刃物台
   を備えたターニングセンタにおいて、 前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着す
   るための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、 前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１
   ８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転
   工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が平行に配置され
   た固定工具装着部とを有し、 前記タレットの旋回割出し中心線が、前記回転工具主軸
   の中心軸線とほぼ交差するように配置されたことを特徴
   とするターニングセンタの刃物台。
2. 【請求項２】請求項１に記載のターニングセンタの刃物
   台において、 前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能である
   とともに前記固定工具を装着可能であり、 前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前
   記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回
   転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する
   回り止め手段が設けられていることを特徴とするターニ
   ングセンタの刃物台。
3. 【請求項３】請求項２に記載のターニングセンタの刃物
   台において、 前記回り止め手段は、前記固定工具に形成された係止凹
   部に嵌合して前記固定工具を係止する回り止めキーであ
   ることを特徴とするターニングセンタの刃物台。
4. 【請求項４】旋回割出し可能なタレットを有する刃物台
   を備えたターニングセンタにおいて、 前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着す
   るための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、 前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１
   ８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ前記回転
   工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が平行に配置され
   た固定工具装着部とを有し、 前記タレットの旋回割出し中心線が、前記固定工具装着
   部の中心軸線とほぼ交差するように配置されたことを特
   徴とするターニングセンタの刃物台。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載のター
   ニングセンタの刃物台において、 前記回転工具主軸の回転駆動源は、前記回転工具主軸に
   ローターを固定し、前記タレットにステーターを固定し
   たビルトインモータであることを特徴とするターニング
   センタの刃物台。
6. 【請求項６】請求項１，２，３，５のいずれか１項に記
   載のターニングセンタの刃物台において、 前記タレットには、 前記タレットの前記旋回割出し中心線を挟んで前記固定
   工具装着部とは反対側の面に、前記固定工具または前記
   回転工具を取り付けるための固定式工具取り付け部が形
   成されたことを特徴とするターニングセンタの刃物台。
7. 【請求項７】工作物が取り付けられる主軸に対して、前
   記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及び前記Ｚ軸方向と直
   交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するととも
   に、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備え
   たターニングセンタであって、 前記刃物台は、 前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着す
   るための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、 前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１
   ８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回
   転工具主軸の中心軸線に対して中心軸線が平行に配置さ
   れた固定工具装着部とを有し、 前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、
   前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平
   行な方向に、かつ、前記回転工具主軸の中心軸線とほぼ
   交差するように配置されたものであることを特徴とする
   ターニングセンタ。
8. 【請求項８】請求項７に記載のターニングセンタにおい
   て、 前記回転工具装着部は、前記回転工具を装着可能である
   とともに前記固定工具を装着可能であり、 前記タレットの前記回転工具装着部の近傍位置には、前
   記回転工具装着部に装着された前記固定工具を、前記回
   転工具主軸の中心軸線回りに回転しないように固定する
   回り止め手段が設けられていることを特徴とするターニ
   ングセンタ。
9. 【請求項９】工作物が取り付けられる主軸に対して、前
   記主軸の軸線方向であるＺ軸方向及びこのＺ軸方向と直
   交するＸ軸方向、Ｙ軸方向に相対的に移動するととも
   に、旋回割り出し可能なタレットを有する刃物台を備え
   たターニングセンタであって、 前記刃物台は、 前記タレットに設けられ、回転工具を着脱自在に装着す
   るための回転工具装着部が設けられた回転工具主軸と、 前記タレットに設けられ、固定工具が前記回転工具と１
   ８０度異なる方向に着脱自在に装着され、かつ、前記回
   転工具主軸に対して中心軸線が平行に配置された固定工
   具装着部とを有し、 前記タレットの旋回割り出し中心線が、前記Ｘ軸方向、
   前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向のいずれか一つの方向と平
   行な方向に、かつ、前記固定工具装着部の中心軸線とほ
   ぼ交差するように配置されたものであることを特徴とす
   るターニングセンタ。
10. 【請求項１０】請求項７〜９のいずれか１項に記載のタ
    ーニングセンタにおいて、 前記回転工具主軸の駆動源は、前記回転工具主軸にロー
    ターを固定し、前記タレットにステーターを固定したビ
    ルトインモータであることを特徴とするターニングセン
    タ。