JP2001205501A - 主軸移動・割出型多軸自動旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸構造を主軸移動・非割出構造又は主軸固
定・割出型多軸構造から主軸移動・割出構造に変えるこ
とによって、能率良く、移動精度が高く、他種類の加工
ができ、小形で安価な主軸移動・割出型多軸自動旋盤を
提供すること。 【解決手段】 主軸移動・割出型多軸自動旋盤は、コラ
ム２内に主軸割出ドラム１を割出可能に設け、その中に
複数の主軸２１を円周方向に等配し、各主軸２１をそれ
ぞれの回転速度で回転させ、各主軸２１を主軸割出ドラ
ム１に対して不動に設けられた案内主軸２３にクイル主
軸８を軸方向に往復動可能に挿入し、クイル主軸８の主
軸移動機構４７とコレットチャック４０のクランプ・ア
クランプ装置３７，７６，７７を設け、コレットチャッ
ク４０とガイドブッシュ５６と協同して用いることによ
り多種類の加工を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸移動・割出型
多軸自動旋盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多軸自動旋盤には、各主軸が自ら
の軸を中心として回転すると共にこれら主軸を設けたキ
ャリアが回転して主軸を公転させるが主軸はその軸方向
へ移動しない構造の、主軸固定・割出型多軸自動旋盤と
もいうことができるキャリア回転型多軸自動旋盤と、各
主軸は自らの軸を中心として回転するが、軸方向へは移
動せず、かつ、主軸全体も公転しない構造の、いわば、
主軸移動・非割出型多軸自動旋盤がある。

【０００３】キャリア回転型多軸自動旋盤では、キャリ
アの前方に円周方向に配設された刃物台に設けられた刃
物によって主軸から予め所定長さだけ繰り出された棒材
（棒状加工物）を加工するが、棒材の加工は通常刃物を
Ｘ軸方向及びＹ軸方向のみならずＺ軸方向へも移動させ
なければならない。このため、各刃物台も棒材の加工内
容に応じてこれらの３軸方向へ移動させなければならな
いから、各刃物台はそのＺ軸移動装置を必要とする。こ
のことは刃物台構造を複雑にし、重量・容積をも大きく
なり、しかも、そのＺ軸方向への移動量に相当する容積
も必要である。従って、従来のキャリア回転型多軸自動
旋盤では、自動旋盤の大型化が避けられず、製造費も高
くなるという問題があった。

【０００４】他方、特開平７−１６４２０４号に開示さ
れている主軸移動・非割出型多軸自動旋盤では、種の刃
物を取りつけることができるタレット刃物台を中心にし
て主軸台をタレット刃物台の軸と平行に設けている。そ
して、これらの主軸台はタレット刃物台の軸に平行にか
つタレットを設けたタレット刃物台に接離可能になって
いる。又、各主軸台に、主軸が自らの軸を中心として回
転されるが自らの軸方向へは移動不能に設けられてい
る。

【０００５】棒材は次のようにして加工される。まず、
棒材を各主軸から所定長さ繰り出し、主軸台を同時に又
は別々にタレットに接近させて対応の刃物で棒材を加工
する。この加工終了後主軸台を後退させ、タレットを割
り出す。そうして上記同次に加工工程を行う。これを、
タレットに取り付けられている刃物の数と同じ回数行っ
て、棒材から加工が終了した部品を切り離し、加工の１
サイクルが終了する。このサイクルを必要回数繰り返
す。

【０００６】この主軸移動・非回転型多軸自動旋盤で
は、主軸の移動を移動させるためには主軸台を移動させ
なければならないから、主軸台はそれ自体容積が大きい
のに加えて、それの移動スペースを必要とする。しか
も、主軸台は重量も多い。また、主軸台を移動させるた
めには大形で重量が大きく出力の高い駆動装置を必要と
する。従って、これらの回転型刃物台装置及び移動形主
軸台を用いると自動旋盤を小型化・軽量化を図ることが
できないという問題もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、主軸
を主軸移動・非割出型多軸構造又は主軸固定・割出型多
軸構造（キャリア回転形多軸構造）から主軸移動・割出
構造に変えることによって、能率良く、移動精度が高
く、小形・軽量で安価な主軸移動・割出型多軸自動旋盤
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ために、本発明に基づく主軸移動・割出型多軸自動旋盤
は、コラムと、コラム内に設けられ自らの軸を中心に回
転する円筒形の主軸割出ドラムと、主軸割出ドラムを所
定角度で回転割出しするドラム割出電動機と、主軸割出
ドラム内に主軸割出ドラムの軸に平行にかつ主軸割出ド
ラムの円周方向に等間隔に配設された複数個の主軸と、
主軸の各々を所望の回転速度で回転させる主軸回転電動
機とを具備し、主軸の各々は該案内主軸の軸方向へ移動
可能に挿入された棒材を把持・開放するコレットチャッ
ク・アセンブリを備えたクイル主軸を有し、更に、クイ
ル主軸を案内主軸内でその軸方向に所望の速度で所望の
方向へ移動させる移動機構と、コレットチャックに棒材
を把持・開放させるコレットチャッククランプ・アンク
ランプ機構と案内主軸の各々の前記一端側に案内主軸と
共軸に主軸割出ドラムに対して不動に配設され緊締装置
によって棒材を緊締・開放する主軸数と同数の棒材案内
用ガイドブッシュ・アセンブリと、コラムの案内主軸の
一端側の端面に主軸割出ドラムの円周方向に等間隔に配
設された、主軸数と同数の刃物台とを具備して構成され
る。

【０００９】案内主軸の各々は、主軸割出ドラムに対し
て軸方向に不動に設けられかつクイル主軸をその軸方向
へ移動可能に挿入させる案内主軸を含むことが望まし
い。

【００１０】クイル主軸は、前記案内主軸内に案内主軸
とスプライン係合されて案内主軸の軸方向に移動可能に
挿入されたスプライン軸と、スプライン軸に挿入されス
プライン軸の軸方向に移動可能に挿入されたドローチュ
ーブと、コレットチャック・アセンブリとを具備し、コ
レットチャック・アセンブリはドローチューブの一端側
にあってスプライン軸内に設けられドローチューブの移
動に追従してスプライン軸の軸方向へ移動するコレット
チャックスリーブと、コレットチャックスリーブ内に挿
入されたコレットチャックとから成り、ドローチューブ
が案内主軸の前記一端側へ移動した時はコレットチャッ
クスリーブを一端側へ押し出してコレットチャックを閉
じてコレットチャックにコレットチャックを貫通してい
る棒材を把持させ、ドローチューブが前記一端側と反対
側へ移動した時はコレットチャックスリーブがドローチ
ューブに追従してコレットチャックから離れ、コレット
チャックを該棒材から離すように構成され、クランプ・
アンクランプ機構は、ドローチューブを前記反対側へ移
動させるドローチューブ後退機構と、ドローチューブと
コレットチャックスリーブとの間に配設されコレットチ
ャックを常時前記一端側へ付勢力する付勢手段とを具備
して成ることが望ましい。

【００１１】刃物台の各々は、刃物台に固定された加工
工具の加工位置が棒材の加工部位に向けて指向設定され
た時に半径方向と直角で主軸割出ドラムの外周面の接線
方向に平行な方向へ移動可能に設けられていることが望
ましい。ガイドブッシュの内周面にオイルミストを供給
することも望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の主
軸移動・割出型多軸自動旋盤の実施の形態を説明する。
図１はその主要部の正面図である。

【００１３】コラム２内に主軸割出ドラム１がコラム２
にビルドインされたドラム割出電動機７によって自らの
軸を中心にして回転割出しされるように設けられてい
る。主軸割出ドラム１に、複数個の主軸２１が後述のよ
うに設けられている。各主軸２１の後部に主軸移動機構
としての円筒形リニアモータ４７が設けられている。こ
の中に、後述のように、ドローチューブ後退機構を構成
するピストンシリンダ７６及びピストン７７が設けられ
ている。

【００１４】主軸割出ドラム１の後端側に配線１２を内
蔵したスリップリング１３が主軸割出ドラム１と共軸に
回転可能に設けられている。スリップリング１３の後端
はコラム２に固定された支持部材１４によって支持され
ている。１２ａは配線１２のスリップリング１３から前
側へ出た部分でその先は省略されているが、円筒形リニ
アモータ４７及び主軸回転電動機２８に給電するもので
ある。ドラム割出電動機７と後述の主軸回転電動機２８
の後端に、それぞれ、ドラム割出角検出器１５と主軸回
転速度検出器１６（共に図６にも図示されている）とが
設けられている。各主軸２１の前方に、ガイドブッシュ
スリーブ５４とガイドブッシュ５６から成るガイドブッ
シュ・アセンブリが設けられている。

【００１５】図１及び２に示すように、１０１は主軸数
と同数のスライド台で、主軸割出ドラム１の軸を中心と
する円周上の等間隔の位置にそれらの中心がくるよう
に、等間隔にコラム２の前面に固定されている。各スラ
イド台１０１上にＹ軸サーボモータ１０２によってＹ軸
方向へ移動されるＹ軸スライド１０３が設置され、この
Ｙ軸スライド１０３上にＸ軸サーボモータ１０４によっ
てＸ軸方向へ移動されるＸ軸スライド１０５が固定され
ている。

【００１６】図１及び３を参照して、各Ｘ軸スライド１
０５上に刃物台１０６が固定されている。刃物台１０６
全体を仕切板１０７が取り囲んでいる。例えば、図に示
すように、ドリル１０８、外旋用バイト１０９、フライ
ス工具１１０及び突切りバイト１１１などの加工工具６
３（図１）が例えば各刃物台１０６に複数本（例えば、
３本）ずつ棒材４５のＸ軸方向に平行に設置されてい
る。そして、加工前に、例えば、外旋用バイト１０９、
フライス工具１１０及び突切りバイト１１１の場合はＹ
軸スライド１０３を、ドリル１０８の場合はＸ軸スライ
ド１０５及びＹ軸スライド１０３を移動させることによ
って、各刃物台１０６の一本の加工工具６３の刃先を対
応の主軸２１の棒材４５の加工部位へ指向させることが
できる。なお、図１の刃物台回りの断面図は、図２のＡ
−Ａ断面図である。

【００１７】ドリル加工は、ドリル１０８の刃先を棒材
４５の軸に一致させた固定状態で棒材４５を回転前進さ
せながら行い、外旋は、棒材４５を回転前進させながら
外旋用バイト１０９をＸ軸スライド１０５の移動によっ
て移動させ外旋用バイト１０９の刃先を棒材４５の加工
部位にもってくることによって行う。また、フライス加
工は、棒材４５を所望の長さだけ前進させてから棒材４
５の回転を停止させ、フライス工具１１０をその電動機
１１２によって回転させながらＸ軸スライド１０３によ
ってフライス工具１１０の刃先を対応の棒材４５の加工
部位に持ってきて行い、突切り加工の時は、棒材４５を
回転させる一方突切り位置に止めて突切りバイト１１１
をＸ軸の対応の主軸２１の中心方向へ送って行う。以上
の説明から明らかなように、刃物台１０６の各々は、刃
物台１０６に固定された加工工具６３の加工位置が棒材
４５の加工部位に向けて対応の主軸２１の半径方向に指
向設定された時に棒材４５の半径方向、即ち、Ｘ軸方向
へ移動可能にかつ加工工具６３が該加工位置に設定され
た時に該半径方向と直角で前記主軸割出ドラムの外周面
の接線方向、即ち、Ｙ軸方向に平行な方向へ移動可能に
設けられている。

【００１８】図４は主軸２１の前半部の縦断面であり、
図５は主軸２１の主要部の拡大図であり、図６は主軸移
動機構としての円筒形リニアモータ４７及びドローチュ
ーブ後退機構としてのピストンシリンダ７６及びピスト
ン７７が設けられている主軸の後半部の縦断面であり、
図７はガイドブッシュ５６の内面を潤滑するためのオイ
ルミスト噴射機構の縦断面図である。

【００１９】図４及び６に示すように、主軸割出ドラム
１が自動旋盤のコラム２内に前側の玉軸受３（図４）及
び後側の平軸受４（図６）を介して回転可能にかつ軸方
向に不動に設けられている。この主軸割出ドラム１とコ
ラム２間にドラム割出電動機７（図６）が設けられてい
る。このドラム割出電動機７は、ステータ部５がコラム
２に、ロータ部６が主軸割出ドラム１に固定されたビル
ドイン方式のもので、主軸割出ドラム１を所定の円周方
向へ所定角で割り出す。その割出角はドラム割出角検出
器１５で検出される。

【００２０】複数本（例えば、４本）の大略円筒形の主
軸回転電動機ハウジング２２がドラム１内にこの軸と平
行にかつその円周方向に等間隔に挿入固定されている。
主軸回転電動機ハウジング２２に主軸２１が該ハウジン
グ２２と共軸に挿入されている。各主軸２１は、後述の
ように、案内主軸２３とその中に設けられたクイル主軸
８とから成る。各主軸回転電動機ハウジング２２内に主
軸回転電動機２８が設置されており、そのステータ部２
６とロータ部２７とは、それぞれ、主軸回転電動機ハウ
ジング２２と案内主軸２３とに固定されている。従っ
て、主軸２１はドラム１内にその軸に平行にかつドラム
１の円周方向に等間隔に配列されている。

【００２１】次に、主軸２１を説明する。主軸２１の案
内主軸２３は、実質的に円筒状で、主軸回転電動機ハウ
ジング２２内に挿入されている。案内主軸２３は、その
前端部及び後端部で、それぞれ、玉軸受２４（図４）及
び玉軸受２５（図６）によって主軸回転電動機ハウジン
グ２２に回転可能にかつそれの軸方向へ不動に支承され
ている。

【００２２】図４乃至６に示すように、主軸２１のクイ
ル主軸８は、円筒状のスプライン軸２９、ドローチュー
ブ３５、らせん皿ばね３７、コレットチャックスリーブ
３８、コレットチャック４０、圧縮コイルばね４３及び
ナット４４から成る。ここで、コレットチャック４０と
コレットチャックスリーブ３８とはコレットチャックア
センブリを構成する。スプライン軸２９は案内主軸２３
に共軸に挿入されている。このスプライン軸２９の外周
面に複数の雄スプライン３１が形成されている。雄スプ
ライン３１は、スプライン軸２９のほぼ中央部から後少
なくとも主軸２１の移動最大長さ（ストローク長さ）に
相当する長さだけ延びている。３３は雌スプライン部材
で、内周面に雄スプライン３１に係合する雌スプライン
３２が形成されており案内主軸２３の後端に固定されて
いる。従って、スプライン軸２９は案内主軸２３に対し
て軸方向へ往復動できると共に、案内主軸２３と共にそ
の軸を中心にして回転できる。

【００２３】図５に示すように、スプライン軸２９の前
端部内に円筒孔３４が形成されている。また、スプライ
ン軸２９にこれに共軸にかつその軸方向に摺動可能にド
ローチューブ３５（図４及び６にも示されている）が挿
入されている。ドローチューブ３５の前端は、スプライ
ン軸２９の円筒孔３４内に挿入された膨径部３６になっ
ている。らせん皿ばね（付勢手段）３７がスプライン軸
２９の円筒孔３４内に設置され、膨径部３６の後端と円
筒孔３４の内端壁とを押圧している。そして、このらせ
ん皿ばね（付勢手段）３７によって膨径部３６がドロー
チューブ３５と共に常時前方へ弾性付勢されている。

【００２４】コレットチャックスリーブ３８は有底円筒
状で、スプライン軸２９の円筒孔３４内でドローチュー
ブ３５の増径部３６の前方に配設されている。このコレ
ットチャックスリーブ３８は前端部がスプライン軸２９
から延出し、この前端部に前方へ向けて増径する円錐台
形の内周面３９が形成されている。また、コレットチャ
ックスリーブ３８内にコレットチャック４０が設けられ
ている。このコレットチャック４０は前端部がコレット
チャックスリーブ３８の内周面３９と相補的な、前方へ
向けて円錐台形の外周面４１が形成されたヘッド部４２
を有し、それから後方部は筒状になっている。

【００２５】圧縮コイルばね（他の付勢手段）４３は、
コレットチャック４０とコレットチャックスリーブ３８
の内端壁との間に設けられているこの圧縮コイルばね４
３はらせん皿ばね３７よりも付勢力が弱く形成され、コ
レットチャック４０を、常時、コレットチャックスリー
ブ３８に対して前方へ弾性付勢している。逆に言えば、
圧縮コイルばね４３でコレットチャック４０がコレット
チャックスリーブ３８を常時後方へ弾性付勢している。
ナット４４はスプライン軸２９の前端部に固定され、コ
レットチャック４０のヘッド部４２のナット係合部４２
ａを囲繞している。

【００２６】ドローチューブ３５が後述のドローチュー
ブ後退装置によって操作されていない前進位置にある
と、らせん皿ばね３７の付勢力によりドローチューブ３
５は前方へ押され、その膨径部３６がコレットチャック
スリーブ３８を圧縮コイルばね４３の付勢力に抗して前
方へ押す。そうすると、コレットチャックスリーブ３８
の前端の円錐台形の内周面３９がコレットチャック４０
のヘッド部４２の円錐台形の外周面４１を押圧し、ヘッ
ド部４２の内径を縮径させてこのヘッド部４２にこれを
貫通している棒材４５を把持させる。この状態がコレッ
トチャック４０による棒材４５のクランプ状態である。

【００２７】他方、ドローチューブ３５がドローチュー
ブ後退装置によって後退されると、ドローチューブ３５
の膨径部３６もらせん皿ばね３７の付勢力に抗して後退
する。これと共に、コレットチャックスリーブ３８が圧
縮コイルばね４３の付勢力により、コレットチャックス
リーブ３８の後端をドローチューブ３５の前端に圧接さ
せた状態で後退する。このため、コレットチャックスリ
ーブ３８の円錐台形の内周面３９がコレットチャック４
０の円錐台形の外周面４１から離れる。そこで、コレッ
トチャック４０のヘッド部４２の内周面が棒材４５から
離れる。この状態がコレットチャック４０が棒材４５を
離すアンクランプ状態である。

【００２８】図６に示すように、主軸回転電動機ハウジ
ング２２の後端からリニアモータハウジング４６が主軸
割出ドラム１に共軸に挿入固定されている。このリニア
モータハウジング４６に後述の円筒形リニアモータ４７
が挿入固定される。

【００２９】図４に示すように、ガイドブッシュハウジ
ング受け５１がそのフランジ部で主軸割出ドラム１の前
端面に固定されている。このフランジ部は玉軸受３の内
輪受けにもなっている。ガイドブッシュハウジング受け
５１内に主軸２１と共軸にガイドブッシュハウジング５
２が設けられ、そのフランジ部で固定ボルト５３によっ
てガイドブッシュハウジング受け５１に固定されてい
る。

【００３０】ガイドブッシュスリーブ５４は、ガイドブ
ッシュハウジング５２の前に主軸２１と共軸に設置さ
れ、ガイドブッシュスリーブ５４のフランジ部５４ａで
固定ボルト５５によってガイドブッシュハウジング５２
に固定されている。ガイドブッシュスリーブ５４の前端
部の内周面５４ｂは前方へ向かって増径する円錐台形面
になっている。

【００３１】ガイドブッシュ５６は、ガイドブッシュス
リーブ５４内にそれに対して軸方向へ往復動可能にかつ
主軸２１に共軸に設けられている。ガイドブッシュ５６
の前端部に前方へ向けて増径する円錐台形の外周面５６
ａが形成されている。この外周面５６ａはガイドブッシ
ュスリーブ５４の円錐台形の内周面５４ｂと相補的な形
状を有し、この内周面５４ｂに係合できるようになって
いる。ガイドブッシュ５６の後端に環状の連結部５７が
接続され、その後端部のフランジ部５７ａが固定ボルト
５８によってガイドブッシュハウジング５２に固定され
ている。固定ボルト５８の後端のボルトヘッド５８ａと
連結部５７のフランジ部５７ａとの間の固定ボルト５８
の部分の周りに圧縮コイルばね５９が巻かれており、連
結部５７を介してガイドブッシュ５６を常時ガイドブッ
シュスリーブ５４から離間する前方向へ付勢している。

【００３２】主軸２１の軸に関して固定ボルト５８と反
対側位置で、ガイドブッシュスリーブ５４のフランジ部
５４ａと連結部５７のフランジ部５７ａとの間に圧電ア
クチュエータ６０が設けられている。これは印加される
電圧に応じて長さが変化するピエゾ素子を用いたもので
ある。適切な電圧を印加することによって圧電アクチュ
エータ６０の長さが大きくなるにつれて、連結部５７を
介してガイドブッシュ５６が後方へ引かれる。このた
め、ガイドブッシュ５６の外周面５６ａがガイドブッシ
ュスリーブ５４の内周面５４ｂを強く押圧してガイドブ
ッシュ５６の内径を小さくする。このようにして、ガイ
ドブッシュ５６の内周面６１とこの内周面６１に挿通さ
れている棒材４５の外周面６２との間の間隔を調整した
り、ガイドブッシュ５６の内周面を棒材４５の外周面６
２に圧接させてガイドブッシュ５６に棒材４５を把持さ
せることができる。

【００３３】棒材４５に、ガイドブッシュ５６の直前で
バイトなどの加工工具６３により切削などの加工を行う
ことができる。なお、圧電アクチュエータ６０及び圧縮
コイルばね５９はガイドブッシュ５６の内径調整機構を
構成するが、図１では省略されている。また、上記のガ
イドブッシュ５６とガイドブッシュスリーブ５４との組
合せをガイドブッシュアセンブリと呼び、圧電アクチュ
エータ６０と圧縮コイルばね５９との組合せを緊締・開
放機構と呼ぶ。

【００３４】図１と図７を参照して、オイルミスト機構
について説明する。ガイドブッシュ５６の胴部内に円筒
状のオイルミスト通過部材１７が形成されている。この
中にその外周面から前端部内周面まで延びるオイルミス
ト通路１８が形成されている。オイルミスト通路１８の
外側端にあるガイドブッシュ５６の外周面の部分に環状
溝１８ａが形成されており、ガイドブッシュスリーブ５
４、ガイドブッシュハウジング５２及びガイドブッシュ
ハウジング受け５１内に形成された通路５４ａ、５２ａ
及び５１ａ（図７）を通り、主軸割出ドラム１及びコラ
ム２に形成された通路１ａ、２ａ（図１）等を介して、
オイルミスト供給装置１９（図７）に接続されている。
オイルミスト供給装置１９からのオイルミストはオイル
ミスト通過部材１７内のオイルミスト通路１８の内端か
らガイドブッシュ５６の内周面６１へ噴出し、この内周
面６１を潤滑する。オイルミストは潤滑油のように液状
になっておらず、霧として内周面６１を潤滑するもので
あるから、少量でよく、汚れも非常に少なく、自動旋盤
を清浄な状態に保つことができ、環境上優れている。

【００３５】図６を参照して、主軸２１をその軸方向へ
往復動させるための主軸移動装置（主軸移動機構）を説
明する。この主軸移動装置は円筒形リニアモータ４７か
ら成る。円筒形リニアモータ４７は、円筒形ステータ７
２と円筒形のロータ７３とから成る。このロータ７３は
直進するものでそれ自体は回転するものではないが、通
常の技術用語に従って「ロータ」と呼ぶことにする。

【００３６】円筒形ステータ７２は円筒形リニアモータ
コイル７５を含み、リニアモータハウジング４６内に挿
入固定される。円筒形のピストンシリンダ７６と円筒形
のピストン７７が、それぞれ、スプライン軸２９の後端
部と更にその後側のドローチューブ３５の後端に、玉軸
受７８及び７９を介して固定されている。リニアモータ
コイル７５の長さを若干越える長さを持つ実質的に円筒
状のロータスリーブ８０がその前端部内周面でピストン
シリンダ７６とピストン７７との外周面に固定されてい
る。

【００３７】ロータ７３は、環状のマグネット８１（図
６）を正極及び負極がリニアモータコイル７５に面する
ように順番に前後に並べてロータスリーブ８０の前端部
の外周面上に固定して成るものである。このロータ７３
は、リニアモータコイル７５の励磁により、スプライン
軸２９及びドローチューブ３５と共に、所定の速度で所
定の方向へリニアモータコイル７５の長さの範囲で移動
される。

【００３８】リニアモータ４７のリニアモータコイル７
５を制御装置（図示しない）の指令により適宜に励磁す
ることによってロータ７３を所望の速度で前進又は後退
させる。これによってクイル主軸８も同じ速度で前進又
は後退される。ロータ７３とクイル主軸８の前進位置及
び後退位置は差動変圧器などを用いた差動変位センサ
（図示せず）によって検出され、前記制御装置へ検出信
号が送られリニアモータ４７が制御されて、クイル主軸
８が所定の前進位置（例えば、棒材加工終了位置）と所
定の後退位置（例えば、棒材送り開始位置）に停止させ
ることができる。クイル主軸８は、案内主軸２３によっ
て案内されて前進後退を行うので、従来の主軸移動型自
動旋盤のように重量のある主軸台と共に主軸を移動させ
ることがないので、軽い重量で主軸を移動させることが
できるという利点がある。また、主軸台を移動させるた
めのスペースも不要である。

【００３９】次に、本発明の主軸移動・割出型多軸自動
旋盤の上記実施形態の作動を説明する。

【００４０】まず、クイル主軸８が送り開始位置まで円
筒形リニアモータ４７により後退しており、ガイドブッ
シュ５６は開放しており、コレットチャック４０は棒材
４５を把持するクランプ状態になっており、各主軸２１
に対応する刃物台１０６の加工工具６３の先端が対応の
棒材４５に加工部位に整合しているものとする。主軸回
転電動機２８によりクイル主軸８を回転させながら円筒
形リニアモータ４７により前進させる。

【００４１】この間にクイル主軸８を回転させながら棒
材４５を加工する工程、例えば、外旋加工やドリル加工
については、所定のタイミングで刃物台１０６をＸ軸方
向に移動させこれらの加工を行う。クイル主軸８の移動
の途中位置又は加工終了位置でクイル主軸８の軸方向の
移動を伴わずに行う加工、例えば、突切り加工の場合は
その位置でクイル主軸８を停止させた上でこれらの加工
を行う。フライス加工のように、主軸回転電動機２８を
停止してこれらの位置でクイル主軸８の回転を止めた加
工もできる。そして、回転を伴い又は伴わずに円筒形リ
ニアモータ４７によってクイル主軸８の前進を続けるこ
とも後退させることもできる。

【００４２】棒材４５の加工が完了し突切りが終わる
と、主軸回転電動機２８を停止し、圧電アクチュエータ
６０に電圧を印加してガイドブッシュ５６を縮径させこ
のガイドブッシュ５６に棒材４５を把持させる。これと
共にピストン７７及びピストンシリンダ７６間のオイル
チャンバ８２に油圧供給排出管８３から圧油を供給して
ドローチューブ３５を後退させてコレットチャック４０
を棒材４５から離間させるアンクランプの状態にする。
しかる後、クイル主軸８を円筒形リニアモータ４７によ
って送り開始位置まで後退させ、ピストン７７及びピス
トンシリンダ７６間のオイルチャンバ８２から圧油を排
出してらせん皿ばね３７の付勢力によりコレットチャッ
ク４０をクランプ状態にして棒材４５を把持させると共
に、圧電アクチュエータ６０から電圧を落として、ガイ
ドブッシュ５６を棒材４５から離す。次いで、主軸割出
ドラム１をドラム割出電動機７により所定角割出回転さ
せて棒材加工の１サイクルが完了する。このサイクルは
必要回数繰り返される。このように本発明の主軸移動・
割出型多軸自動旋盤は多角的な加工を行うことができる
特徴がある。なお、以上の加工工程を簡便のためムカデ
工程と呼ぶことにする。

【００４３】クイル主軸８が案内主軸２３によって共軸
に案内されることにより、非常に安定して軸方向へ移動
することができる。また、案内主軸２３、クイル主軸
８、円筒形リニアモータ４７及びピストンシリンダ７６
とピストン７７との組合せが同軸に配設されている、換
言すれば一線上に配設されていることから、それらに横
方向への力が作用することが極力避けられ、クイル主軸
８の送り移動などの軸方向の移動、コレットチャック４
０のクランプ・アンクランプなどが、無理なく確実に行
われる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、クイル主軸受のみが案内軸受
に案内されて軸方向に移動し、全主軸をドラムによって
公転させて棒材の加工を行うようにしたもで、能率良
く、移動精度が高く、小形で安価であるという効果があ
る。また、ムカデ工程を含む多用な加工を行い得るとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主軸移動・割出型多軸自動旋盤の縦断
面図である。

【図２】主軸移動・割出型多軸自動旋盤に用いられる刃
物台用のＸ軸スライドとＹ軸を仕切板を外して主軸移動
・割出型多軸自動旋盤の右側面から見た図である。

【図３】図２のＸ軸スライドに設けられた刃物台の一例
を主軸移動・割出型多軸自動旋盤の右側面から見た図で
ある。

【図４】図１の主軸移動・割出型多軸自動旋盤に用いら
れる主軸の前半部を中心とする縦断面図である。

【図５】図１の主軸の主要部の拡大縦断面図である。

【図６】図４の主軸の後半部と主軸移動機構とドローチ
ューブ後退装置とを中心とする縦断面図である。

【図７】ガイドブッシュ内面潤滑用のオイルミスト機構
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 主軸割出ドラム ２ コラム ７ ドラム割出電動機 ８ クイル主軸 １７ オイルミスト通過部材 １８ オイルミスト通路 １９ オイルミスト供給装置 ２１ 主軸 ２３ 案内主軸 ２８ 主軸回転電動機 ２９ スプライン軸 ３１ 雄スプライン ３２ 雌スプライン ３３ 雌スプライン部材 ３５ ドローチューブ ３７ らせん皿ばね ３８ コレットチャックスリーブ ３９ 内周面 ４０ コレットチャック ４３ 圧縮コイルばね ４４ ナット ４５ 棒材 ４７ 円筒形リニアモータ ５４ ガイドブッシュスリーブ ５６ ガイドブッシュ ５７ 連結部 ５９ 圧縮コイルばね ６０ 圧電アクチュエータ ６３ 加工工具 ７６ ピストンシリンダ ７７ ピストン １０１ スライド台 １０３ Ｙ軸スライド １０５ Ｘ軸スライド １０６ 刃物台

フロントページの続き (72)発明者 寺井 宏 新潟県長岡市東蔵王１丁目１番１号 株式 会社ツガミ工機事業部長岡工場内 Ｆターム(参考） 3C032 JJ03 JJ20 3C045 BA04 BA10 CA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムと、 該コラム内に設けられ自らの軸を中心に回転する円筒形
   の主軸割出ドラムと、 該主軸割出ドラムを所定角度で回転割出しするドラム割
   出電動機と、 該主軸割出ドラム内に該主軸割出ドラムの軸に平行にか
   つ該主軸割出ドラムの円周方向に等間隔に配設された複
   数個の主軸と、 該主軸の各々を所望の回転速度で回転させる主軸回転電
   動機とを具備し、 該主軸の各々は該案内主軸の軸方向へ移動可能に挿入さ
   れた棒材を把持・開放するコレットチャック・アセンブ
   リを備えたクイル主軸を有し、更に、 該クイル主軸を該案内主軸内でその軸方向に所望の速度
   で所望の方向へ移動させる主軸移動機構と、 該コレットチャックに前記棒材を把持・開放させるコレ
   ットチャッククランプ・アンクランプ機構と、 該案内主軸の各々の一端側に該案内主軸と共軸に該主軸
   割出ドラムに対して不動に配設された緊締開放装置によ
   って該棒材を緊締・開放する該主軸数と同数の棒材案内
   用ガイドブッシュ・アセンブリと、 該コラムの該案内主軸の一端側の端面に該主軸割出ドラ
   ムの円周方向に等間隔に配設された、該主軸数と同数の
   刃物台とを具備して成る主軸移動・割出型多軸自動旋
   盤。
2. 【請求項２】 前記案内主軸は、前記主軸割出ドラムに
   対して軸方向に不動に設けられかつ前記クイル主軸をそ
   の軸方向へ移動可能に挿入させる案内主軸を含むことを
   特徴とする請求項１に記載の主軸移動・割出型多軸自動
   旋盤。
3. 【請求項３】 前記クイル主軸は、 前記案内主軸内に該案内主軸とスプライン係合されて該
   案内主軸の軸方向に移動可能に挿入されたスプライン軸
   と、 該スプライン軸に挿入され該スプライン軸の軸方向に移
   動可能に挿入されたドローチューブと、 前記コレットチャック・アセンブリとを具備し、 該コレットチャック・アセンブリは、 該ドローチューブの一端側にあって該スプライン軸内に
   設けられ該ドローチューブの移動に追従して該スプライ
   ン軸の軸方向へ移動するコレットチャックスリーブと、 該コレットチャックスリーブ内に挿入されたコレットチ
   ャックとから成り、該ドローチューブが前記案内主軸の
   前記一端側へ移動した時は該コレットチャックスリーブ
   を該一端側へ押し出して該コレットチャックを閉じて該
   コレットチャックにこれを貫通している棒材を把持さ
   せ、該ドローチューブが前記一端側と反対側へ移動した
   時は該コレットチャックスリーブが該ドローチューブに
   追従して該コレットチャックから離れ、該コレットチャ
   ックを該棒材から離すように構成され、 前記コレットチャッククランプ・アンクランプ機構は、 前記ドローチューブを前記反対側へ移動させるドローチ
   ューブ後退機構と、 該ドローチューブと前記コレットチャックスリーブとの
   間に配設され該コレットチャックを常時前記一端側へ付
   勢力する付勢手段とを具備して成ることを特徴とする請
   求項２に記載の主軸移動・割出型多軸自動旋盤。
4. 【請求項４】 前記刃物台の各々は、前記刃物台に固定
   された加工工具の加工位置が前記棒材の加工部位に向け
   て対応の主軸の半径方向に指向設定された時に該棒材の
   半径方向へ移動可能にかつ該加工工具が該加工位置に設
   定された時に該半径方向と直角で前記主軸割出ドラムの
   外周面の接線方向に平行な方向へ移動可能に設けられて
   いることを特徴とする請求項３に記載の主軸移動・割出
   型多軸自動旋盤。
5. 【請求項５】 前記ガイドブッシュの内周面にオイルミ
   ストを供給することを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかの１に記載の主軸移動・割出型多軸自動旋盤。