JP2003225801A - 工具タレット及び2主軸対向旋盤 - Google Patents

工具タレット及び2主軸対向旋盤

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋盤の工具タレットに関し、狭いスペースで
Y軸回りの旋回が可能で、2主軸対向旋盤において、左
右のワークに加工対象を切換えるときの工具タレットの
移動ないし割出し時間を短縮可能な工具タレットを得
る。 【解決手段】 タレットケース15をクロスローラ軸受
14などの旋回軸受でタレットフレーム11に軸支し、
その割出位置を固定するリング状のロック装置8を旋回
軸受14の内径側に配置することで、タレットケース1
5を軸支する部分の割出中心軸方向の寸法を短くする。
更に工具駆動モータ34を割出軸線上に配置した回転伝
達軸4の基端と回転継手35で直結することにより、工
具タレットの小型化を実現している。また、タレットケ
ース15の直径方向に配置されている工具駆動軸31の
両端を回転連結端として、タレットケース15に180
度背中合わせにして装着した回転工具を同時駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤の工具タレ
ットに関するもので、特に2主軸対向旋盤に好適な回転
工具駆動装置を備えた工具タレットに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】タレット旋盤は、工具タレットに装着さ
れた複数の工具をタレットケースの回転割出しにより選
択してワークの加工を行う。工具駆動装置を設けた工具
タレットは、ドリルやエンドミルなどの回転工具を装着
することが可能で、そのような工具タレットを旋盤のZ
−X及びY方向に移動可能に設けることにより、ワーク
に広汎な加工を行うことが可能になるが、機械コストが
上昇する。更に工具駆動装置を備えた工具タレットをY
軸回りに旋回位置決め可能に設けることで、ワークに対
する傾斜面や傾斜孔の加工が可能になり、更に広汎な加
工を実現することができるが、機械コストは更に上昇
し、刃物台も大型になる。なお、旋盤におけるZ方向は
主軸と平行な方向、X方向は工具の切り込み送り方向、
Y方向はZ及びXと直交する方向である。
【0003】2主軸対向旋盤は、2本の主軸間でワーク
を受け渡すことにより、チャック把持部を含むワーク全
体の加工が可能である。2主軸対向旋盤は、両側の主軸
で同時並行加工を可能にするために、通常は2個以上の
刃物台を備えている。このような2主軸対向旋盤におい
て、広汎な加工への対応と安価な機械コストとを実現す
るには、2個設けられた刃物台の一方にY方向に移動可
能かつY軸回りに旋回位置決め可能な工具タレットを装
着し、他の一方の刃物台に単純で安価な構造の工具タレ
ットを装着する構成が有効である。この場合の2個のタ
レットは、主軸の上方と下方とにそれぞれ配置し、Z方
向に大きなストロークで移動可能にして、2個の工具タ
レットが2個の主軸のいずれとも協動してワークを加工
できるようにする。より高い生産性が求められるときに
は、簡単で安価な構造のタレットを1個追加して、3タ
レット型の旋盤とする。
【0004】工具タレットのタレットケースは、刃物台
に固定又はY軸回りに旋回位置決め可能に装着したタレ
ットフレームに回転割出可能に軸支される。タレットケ
ースに装着した回転工具を駆動する工具駆動装置は、タ
レットケースが回転しても工具の駆動に支障が生じない
ように、タレットケースの割出中心軸9に中心を一致さ
せて配置した回転伝達軸を介して工具を駆動するように
している。
【0005】このような構造の従来の工具タレットは、
図4に示すように、タレットケース5の中心からタレッ
トフレーム1に向けて中空の割出軸2が延びており、こ
の割出軸2の中空孔内に配置した回転伝達軸4を介して
タレットケース5内に配置された工具駆動軸3を駆動す
るようになっている。割出軸2は、タレットケースの直
近に配置した軸受6と、これからある程度離れた位置に
配置した軸受6とで軸支されている。この軸受6、7間
の距離は、工具の支持剛性を確保するために、ある程度
の長さが必要である。また、割出したタレットを固定す
るロック装置8は、タレットケース側の軸受6の外周側
に配置されている。このロック装置は、通常2ピース型
又は3ピース型のフェース歯車継手が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4に示したような従
来構造の工具タレットは、タレットケースの割出中心軸
9の方向がZ方向に固定されているときには有利である
が、Y軸回りに旋回位置決めされる工具タレットに図4
の構造を採用すると、旋回中心軸に直交する方向の装置
寸法が大きいために、旋回のために広い空間を必要と
し、機械の大型化、他の部材との干渉、剛性の低下など
の問題が生ずる。更に、旋回時の回転慣性が大きくな
り、高速動作の妨げとなる。また、2主軸対向旋盤にお
いては、左主軸のワークを加工するときと、右主軸のワ
ークを加工するときとで、新たな加工位置への工具タレ
ットの移動、旋回及び割出し回転を必要とし、これらの
動作時間が加工のロスタイムとなる。
【0007】そこでこの発明は、狭いスペースでY軸回
りの旋回が可能なコンパクトな工具タレットを得るこ
と、及び2主軸対向旋盤において、左主軸のワークと右
主軸のワークとに加工対象を切換えるときの工具タレッ
トの移動ないし割出し動作時間を可及的に短縮すること
が可能な工具タレットを得ることを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の工具タレット
では、タレットケース15をクロスローラ軸受14など
の旋回軸受でタレットフレーム11に軸支し、その割出
位置を固定するリング状のロック装置8を旋回軸受14
の内径側に配置することで、タレットケース15を軸支
する部分の割出中心軸方向の寸法を短くしている。更
に、工具駆動モータ34を割出軸線上に配置した回転伝
達軸4の基端と回転継手35で直結することにより、工
具タレットの小型化を実現している。
【0009】また、タレットケース15の直径方向に配
置されて回転伝達軸4を介して回転駆動される工具駆動
軸31の両端を回転連結端として、タレットケース15
に180度背中合わせにして装着した回転工具を同時駆
動することで、2主軸対向旋盤において、加工対象とな
るワークを変換するときの工具タレットの移動ないし割
出し動作を短い時間で行うことを可能にしている。
【0010】すなわち、上記課題を解決した請求項1の
工具タレットは、タレットフレーム11に軸支されて割
出中心軸9回りに回転割出されるタレットケース15
と、このタレットケース内にその直径方向に軸支された
工具駆動軸31と、前記割出中心軸を軸心とする位置に
軸支されて前記工具駆動軸を駆動する回転伝達軸4とを
備えた工具タレットにおいて、タレットケース15がタ
レットフレーム11と対向する面に装着された旋回軸受
14で軸支され、当該旋回軸受の内径側にタレットケー
ス15の割出位置を固定するリング状のロック装置8が
配置されているものである。
【0011】請求項2の発明は、上記請求項1記載の工
具タレットにおいて、タレットフレーム11が旋盤のZ
−X平面と垂直なY軸回りに旋回可能に装着され、タレ
ットケース15を回転させる割出モータ17は、旋回軸
受14の外径側に位置するリング状の歯車16とこれに
噛合するピニオン18とを介してタレットケース15を
回転駆動することを特徴とするものである。この構造で
割出モータ17をタレットフレーム11の上方(Y軸回
りの旋回軸線上)に配置することにより、工具タレット
のY軸回りの旋回半径を小さくできる。
【0012】請求項3の発明は、上記請求項1又は2記
載の工具タレットにおいて、工具駆動軸31がその両端
に回転工具に連結される回転連結端44を備えているも
のである。
【0013】また請求項3の2主軸対向旋盤は、同一軸
線上で互いに対向配置された2本の主軸46、47と、
その上方に配置されて当該2本の主軸のいずれとも協動
してワークを加工可能な移動ストロークを備えた請求項
1、2又は3記載の工具タレット、特に好ましくは請求
項3記載の工具タレットとを備えている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例を参照し
てこの発明の実施形態を説明する。図1に示す工具タレ
ットのタレットフレーム11は、刃物台12にY軸回り
に旋回位置決め可能に装着された旋回フレーム13と実
質上一体である。タレットフレーム11の一方の端面に
は、リング状のクロスローラ軸受14でタレットケース
15が自由回転可能に支持されている。クロスローラ軸
受は、工具の高い支持剛性を得るために、大径のものを
用いて、タレットケース15の外径近くを支持するよう
にする。図の例では、タレットケース15を割出中心軸
9回りに旋回させるためのリング状の割出歯車16をク
ロスローラ軸受14の外輪押えとしている。割出歯車1
6は、タレットフレーム11の上面(図1の紙面手前
側。図1では便宜上図の上方に想像線で示している。)
に搭載した減速機付きモータ17の出力軸に固定された
駆動ビニオン18と噛合している。
【0015】クロスローラ軸受14の内径側には、タレ
ットフレーム11の割出位置を固定するリング状のロッ
ク装置8が配置されている。このロック装置8は、タレ
ットフレーム11に固定された固定側フェース歯車1
9、タレットケース15に固定された回転側フェース歯
車20及びこれらの歯車と対向するロック用フェース歯
車21を備えている。ロック用フェース歯車21は、タ
レットフレーム11とタレットケース15から延びる円
筒部材22との間に形成されたリング状のシリンダ23
に嵌装されたロックピストン24のタレットケース側端
面に形成されている。
【0016】工具を割出すためにタレットケース15を
回転させるときは、ロックピストン24を反タレットケ
ース側に移動してロック用フェース歯車21の噛合を解
き、タレットケース15を固定するときは、ロックピス
トン24をタレットケース側に移動してロック用フェー
ス歯車21を固定側フェース歯車19と回転側フェース
歯車20とに同時に歯合させることにより、回転側フェ
ース歯車20を固定する。なお、図中、25はロックピ
ストン24をタレットケース15に回動不能に連結する
回り止めピン、26及び27はロックピストン24の両
端に形成されいている油圧室、28及び29は油圧室2
6、27を封鎖しているOリングである。油圧室26、
27には、図示されていない油圧通路を通って作動油が
供給されて、ロックピストン24を進退させる。
【0017】タレットフレーム11の軸芯には、インナ
ーフレーム30が一体的に嵌合されている。このインナ
ーフレーム30の先端は、タレットケース15内に延
び、割出中心軸9と直交する方向の工具駆動軸31を軸
支している。従って工具駆動軸31は、タレットケース
15が旋回しても旋回せず、常に一定の方向(旋盤のZ
−X平面と平行な方向)を向いている。
【0018】インナーフレーム30の軸芯には、回転伝
達軸4が軸支され、その先端に固定した駆動傘歯車32
が工具駆動軸31に設けた従動傘歯車33に噛合してい
る。回転伝達軸4の基端は、タレットフレーム11の反
タレットケース側端面に装着した工具駆動モータ34の
出力軸に軸継手35を介して連結されている。
【0019】なお、図中の36及び37は工具駆動軸3
1を軸支している軸受、38及び39は回転伝達軸4を
軸支している軸受である。
【0020】タレットケース15にドリルやフライスな
どの回転工具40を装着するときは、それらの工具を工
具ホルダ41に装着した状態で、タレットケース15の
外周に設けられた工具取付ステーションに装着する。工
具ホルダの工具軸42の基端には、軸直角方向の突起4
3が設けられ、一方、工具駆動軸31の両端には、対応
する方向の溝44が設けられている。工具ホルダ41を
タレットケース15に装着すると、この突起43と溝4
4とが嵌合して、工具駆動軸31の回転が工具軸42に
伝達される。
【0021】タレットケース15を回転させて他の工具
を割出すときは、突起43が溝44から外れなければな
らない。そこで工具駆動モータとして停止位相制御が可
能なモータを用い、工具駆動軸31が常に溝44を円周
方向にした状態で停止するようにする。一方、インナー
フレーム30には、図2に示すように、タレットケース
の内側に位置する先端部分を円盤状とし、その周縁に工
具軸の突起43を案内する円板45(円周溝でもよい)
を設けて、回転工具が他の位置へ移動したときは、突起
43の回転がインナーフレームの円板45で防止され
て、突起43の方向が変わらないようにしてある。従っ
て、回転工具が再び工具駆動軸31の延長上の位置に割
出されたとき、突起43と溝44とが衝突することなく
嵌合する。
【0022】なお、回転工具40をタレットケース15
の放射方向に向けるときは、図に実線で示すストレート
型の工具ホルダを使用し、正面側に向けるときは、想像
線で示すL形の工具ホルダを使用する。
【0023】この実施例の工具タレットは、タレットケ
ース内の工具駆動軸31の両端に工具との連結要素とな
る溝44が設けられているので、工具駆動軸31の両端
部分に割り出された2本の工具に回転力が伝達される。
2主軸対向旋盤において、図3に示すようにタレットの
割出中心軸9がX方向を向いているときは、タレットケ
ース15の両側に割り出された工具40、40がそれぞ
れ左主軸46側及び右主軸47側になる。従って、左主
軸46に把持されたワーク48の加工から右主軸47に
把持されたワーク49の加工に移るとき、タレットのZ
方向の移動や旋回中心軸の旋回量を少なくできる場合が
多く生じ、またタレットの割出回転が不要になる場合も
あるので、対象ワーク変換時の時間ロスを短縮すること
が可能になる。このときの工具の回転方向は、工具駆動
モータを逆転させることで対応できる。
【0024】工具駆動モータ34は、正逆転可能で、ア
ブソリュート型エンコーダなどによる停止位相制御が可
能で、かつ停止位置を保持可能な電動機が用いられてい
る。停止位相制御により、工具の回転停止時に工具駆動
軸31の先端の溝44の方向を常にタレットケースの円
周方向にすることができる。停止位置の保持は、工具駆
動モータ34に内蔵された機械的又は電気的なブレーキ
を動作させることによって行われる。
【0025】旋盤の電源が入っていないときは、回転伝
達軸4は外力により自由に回転し得る状態になる。その
ため旋盤の電源オフ時に工具駆動軸31の先端の溝44
の方向がタレットケースの円周方向からずれるおそれが
ある。そこで旋盤の運転に際しては、電源投入後の最初
のタレットの割出指令で、工具駆動モータ34に出力軸
の位置決め指令を与えて、溝44の方向を正しい方向に
設定し、次に保持指令を与えて出力軸を固定した状態
で、タレットケースの割出を実行する。旋盤の電源が投
入されている間は、工具駆動モータ34の停止位相制御
と停止時における出力軸の位相保持動作とで、タレット
旋回時の工具駆動軸の溝44の方向を常に所定の方向に
保持しておくことができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したこの発明の工具タレット
は、タレットの割出中心軸方向の長さを短くすることが
でき、割出中心に配置された回転伝達軸を工具駆動モー
タに直結する構造を採用することで、工具タレットの軸
方向寸法と径方向寸法とを略等しい寸法とすることが可
能になる。従って、このような構造を採用することで、
工具タレットのY軸回りの旋回半径を小さくすることが
でき、旋回に必要なスペース及び旋回時の慣性を小さく
することが可能になる。そして、タレットケース内の工
具駆動軸で、180度背中合せに配置された回転工具を
同時駆動するようにすれば、2主軸対向旋盤において、
左主軸側のワークと右主軸側のワークとに加工対象ワー
クを切換えるときの工具タレットの平均動作時間を短縮
して、より効率のよい加工が実現できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】工具タレットの実施例を示す断面図
【図2】工具駆動軸と工具との連結構造を示す斜視図
【図3】上刃物台にこの発明の工具タレットを装着した
2主軸対向旋盤の模式的な説明図
【図4】従来の工具タレットの例を示す断面図
【符号の説明】
4 回転伝達軸 8 ロック装置 9 割出中心軸 11 タレットフレーム 15 タレットケース 16 割出歯車 17 減速機付モータ 18 ピニオン 31 工具駆動軸 46 左主軸 47 右主軸

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タレットフレーム(11)に軸支されて割出
    中心軸(9)回りに回転割出されるタレットケース(15)
    と、このタレットケース内にその直径方向に軸支された
    工具駆動軸(31)と、前記割出中心軸を軸心とする位置に
    軸支されて前記工具駆動軸を駆動する回転伝達軸(4)と
    を備えた工具タレットにおいて、タレットケース(15)が
    タレットフレーム(11)と対向する面に装着された旋回軸
    受(14)で軸支され、当該旋回軸受の内径側にタレットケ
    ース(15)の割出位置を固定するリング状のロック装置
    (8)が配置されている、工具タレット。
  2. 【請求項2】 タレットフレーム(11)が旋盤のZ−X平
    面と垂直なY軸回りに旋回可能に装着され、タレットケ
    ース(15)を回転させる割出モータ(17)は、旋回軸受(14)
    の外径側に位置するリング状の歯車(16)とこれに噛合す
    るピニオン(18)とを介してタレットケース(15)を回転駆
    動する、請求項1記載の工具タレット。
  3. 【請求項3】 工具駆動軸(31)がその両端に回転工具に
    連結される回転連結端(44)を備えている、請求項1又は
    2記載の工具タレット。
  4. 【請求項4】 同一軸線上で互いに対向配置された2本
    の主軸(46,47)と、その上方に配置されて当該2本の主
    軸のいずれとも協動してワークを加工可能な移動ストロ
    ークを備えた請求項1、2又は3記載の工具タレットと
    を備えた、2主軸対向旋盤。
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