JP2006281389A - 複合旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】機械本体を小型化できるとともに加工領域を拡大できる複合旋盤を提供する。
【解決手段】搭載面が水平に形成されたベッド２に配設された第１主軸台３と該第１主軸台と同軸の第２主軸台４とベッド上にＸ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動可能に配設された第３主軸台６及びＸ・Ｚ方向に移動可能に配設された刃物台５とを備え、該刃物台５の切削点ｃは、第１主軸台３と第２主軸台４との軸線を結ぶ直線の垂直下方に位置しており、第３主軸６の切削点のＸ軸ストロークは、刃物台５のＸ軸ストロークの１／２以上と重複している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベッド上に配設された第１，第２主軸台と、該第１，第２主軸台の間に配設された刃物台と、上記ベッド上にＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動可能に配設された第３主軸とを備えた複合旋盤に関する。

この種の複合旋盤として、例えば、ベッドの一端に主軸台を固定配置するとともに、スラント形をなす刃物台支持部の下側に下刃物台を、上側に上刃物台をＸ軸及びＺ軸方向に移動可能に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１０６４３８号公報

ところで、上記従来の旋盤では、下刃物台は主軸台の軸線を通る垂直線より機械前後方向外側に配置されており、このため機械本体の前後方向寸法が大きくなるという問題がある。

また上刃物台と下刃物台とを同じ平面上を移動させる構造の場合は、両刃物台の加工領域が規制されるといった問題がある。

本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、機械本体を小型化できるとともに、加工領域を拡大できる複合旋盤を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、搭載面が水平に形成されたベッドと、上記搭載面に配設された第１主軸台と、該第１主軸台と同軸をなすよう、かつＺ軸（左右）方向に移動可能に上記搭載面に配設された第２主軸台と、該第１，第２主軸台の間にＸ軸（上下），Ｚ軸方向に移動可能に上記搭載面に配設された刃物台と、上記ベッド上にＸ軸，Ｙ軸（前後）及びＺ軸方向に移動可能に配設された第３主軸とを備えた複合旋盤において、上記刃物台は、複数の工具が装着されたタレットをＸ軸方向に移動可能に支持し、上記刃物台の切削点は、上記第１主軸台と第２主軸台との軸線を結ぶ直線の垂直下方に位置しており、上記第３主軸の切削点のＸ軸ストロークは、上記刃物台のＸ軸ストロークの１／２以上と重複していることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１において、上記第３主軸を支持する支持機構は、上記ベッド上に垂直に搭載されたコラムと、該コラムの前面にＺ軸方向に移動可能に支持されたサドルと、該サドルの前面にＸ軸方向に移動可能に支持されたクロススライドと、該クロススライドにＹ軸方向に移動可能に支持され、上記第３主軸を支持するラムとを備えており、上記サドルはＺ軸方向に配置された上下一対のＺ軸ガイドレールで支持され、上記クロススライドはＸ軸方向に配置された左右一対のＸ軸ガイドレールで支持され、上記第３主軸の工具把持部は、Ｙ軸方向に見たとき常に上記Ｚ軸ガイドレール及びＸ軸ガイドレールで囲まれた領域内に位置していることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２において、上記第３主軸は上記ラムに装着された工具主軸を備え、該工具主軸はＹ軸回りに回転割り出し可能に構成されていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１において、上記第１主軸台は、一対の脚部と該各脚部の上端間に配設された主軸ケース部とを有するトンネル形状をなしており、上記刃物台は、複数本の工具が装着されたタレットと該タレットをＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、該支持部材は上記第１主軸台のトンネル内に進退可能となっていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１において、上記第２主軸台は、上記ベッドに配置された一対のガイドレールによりＺ軸方向に移動可能に支持されており、上記刃物台の切削点を通る垂直線は上記一対のガイドレールのＹ軸方向略中心を通ることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項５において、上記第２主軸台を支持する一対のガイドレールにより上記刃物台がＺ軸方向に移動可能に支持されており、上記ベッドの上記ガイドレール間部分には上方に開口するトラフが形成されていることを特徴としている。

請求項１の発明に係る複合旋盤によれば、刃物台の切削点を、第１主軸台の軸線の垂直下方に設定したので、刃物台を第１，第２主軸台の軸線の略真下に、換言すれば刃物台の回転割り出し中心点を上記軸線を通る垂直線上に位置させることが可能となる。そのため、例えば刃物台を機械正面から見て手前側に配置したものに比べて機械本体の前後方向寸法を縮小でき、小型化が可能となる。

また、刃物台による切り込み力の反力はベッド面に対して垂直に作用することとなり、切り込み方向における支持剛性を高めることができ、その結果加工精度を向上できる。

また第３主軸の切削点のＸ軸ストロークを刃物台のＸ軸ストロークの１／２以上と重複させたので、第３主軸によりワークの全面に加工を施すことができ、あらゆる形状，寸法のワークを効率良く加工することができる。

さらにまた、刃物台の工具刃先位置及び第３主軸の工具刃先位置を１つのプリセッタで計測することができる。その結果、両方の工具位置の測定を簡単な構造で、かつ低コストで行なうことができる。

請求項２の発明では、第３主軸の工具把持部を、上下一対のＺ軸ガイドレール及び左右一対のＸ軸ガイドレールで囲まれた領域内に常に位置させたので、第３主軸の支持剛性を高めることができ、加工精度を向上することができる。

請求項３の発明では、第３主軸の工具主軸をＹ軸回りに回転割り出し可能に支持したので、いわゆるＢ軸駆動による複雑な加工が可能となる。

請求項４の発明では、第１主軸台を一対の脚部と該脚部の上端間に配設された主軸ケース部とを有するトンネル形状とし、刃物台のタレットを支持する支持部材を上記トンネル内に進退可能としたので、支持部材を第１主軸台内に収容することによりタレットを第１主軸台の主軸の真下に配置することができ、機械本体の前後方向，幅方向寸法を縮小でき、より一層の小型化が可能となる。

またタレットを第１主軸台の主軸の真下に配置できるので、第２主軸台をタレットに干渉することなく第１主軸台とのワーク受け渡し位置まで移動させることが可能となり、別装置を用いることなくワークの受渡しを直接行なうことができる。

請求項５の発明では、刃物台の切削点を通る垂直線を第２主軸台を移動可能に支持するガイドレール間の略中心に位置させたので、刃物台の切削反力を両ガイドレールひいてはベッドに均等に伝達でき、加工精度を向上できる。また第１，第２主軸台及び刃物台が上記左右のガイドレールの中心線上に位置することとなり、相互の重心バランス，重量バランスを良好にでき、この点からも加工精度を高めることができる。

請求項６の発明では、第２主軸台を支持するガイドレールに刃物台を搭載したので、１組のガイドレールを第２主軸台と刃物台とに兼用でき、部品点数及びコストを低減できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図１９は、本発明の一実施形態による複合旋盤を説明するための図であり、図１，図２は複合旋盤の斜視図，右側面図、図３，図４は第１主軸台及び刃物台が搭載されたベッドの斜視図、図５は第３主軸を支持する支持機構の正面図、図６は第１主軸台，刃物台の右側面図、図７（ａ）〜（ｃ）は第１，第２主軸台及び刃物台の動作を示す正面図、図８〜図１１（ａ），（ｂ）は第１主軸台の図、図１２は第１主軸台の冷却水ジャケットの斜視図、図１３〜図１６は刃物台の図、図１７，図１８は第３主軸のＸ軸，Ｙ軸方向ストロークを示す図，図１９は第３主軸のＸ軸ストロークを示す図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とは、機械正面から見たときの前後，左右を意味する。

図において、１は複合旋盤を示している。この複合旋盤１は、図１に示す機械正面から見て、ベッド２と、該ベッド２上の左端部に配設された第１主軸台３と、該第１主軸台３の右側にこれと同軸をなしかつＺ軸（左右）方向に移動可能に配設された第２主軸台４と、上記第１，第２主軸台３，４の間にＸ軸（上下）及びＺ軸方向に移動可能に配設された刃物台５と、上記ベッド２上にＸ軸，Ｙ軸（前後）及びＺ軸方向に移動可能に配設された第３主軸６とを備えている。上記ベッド２の左端部奥側には、上記第３主軸６に装着された前工程工具と、次工程工具とを自動的に交換する工具交換装置７が配設されている。

上記ベッド２は、図３に示すように、前側ベッド部２ａと後側ベッド部２ｂとを一体形鋳造した構造となっている。この前側ベッド部２ａには第１，第２搭載面２ａ′，２ａ″が、また後側ベッド部２ｂには第３搭載面２ｂ′がＺ軸方向及びＹ軸方向に水平をなすよう形成されている。

上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″を基準にすると、第１搭載面２ａ′はこの第２搭載面２ａ″より高所に位置し、また上記後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′は上記第１搭載面２ａ′より低所でかつ上記第２搭載面２ａ″より高所に位置するように段付き状に形成されている。

そして上記第１搭載面２ａ′に上記第１主軸台３が搭載されている。また、第２搭載面２ａ″に上記第２主軸台４及び上記刃物台５がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。さらにまた上記第３搭載面２ｂ′に上記第３主軸６を移動可能に支持する支持機構１０が搭載されている。

上記支持機構１０は、後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′に垂直上方に延びるよう固定された矩形枠状のコラム１１と、該コラム１１の前面にＺ軸方向に移動可能に支持された矩形枠状のサドル１２と、該サドル１２の前面にＸ軸方向に移動可能に支持されたクロススライド１３と、該クロススライド１３にＹ軸方向に移動可能に支持され、上記第３主軸６を支持するラム１４とを備えている。

上記コラム１１は、左，右支柱部１１ｃ，１１ｄの上，下端同士を上，下梁部１１ａ，１１ｂで結合するよう一体鋳造してなるものである。このコラム１１は上記後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′上に強固に固定されている。

上記サドル１２は、上記コラム１１と同様に、左，右支柱部１２ａ，１２ｂの上，下端同士を上，下梁部１２ｃ，１２ｄで結合するよう一体鋳造してなるものである。このサドル１２は、上記コラム１１の上，下梁部１１ａ，１１ｂの前面にＺ軸と平行に配置された上下一対のＺ軸ガイドレール１５，１５によりＺ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのサドル１２の上，下梁部１２ｃ，１２ｄに形成されたナット部１２ｅ，１２ｅにＺ軸ボールねじ１６，１６が螺挿されている。このサドル１２はＺ軸ボールねじ１６，１６をサーボモータ１６ａ，１６ａで回転駆動することによりＺ軸方向に往復駆動される。なお、上記Ｚ軸ボールねじ１６，１６は上記コラム１１の上，下梁部１１ａ，１１ｂの前面にＺ軸と平行に配置されている。

上記クロススライド１３は、矩形厚板状に形成されており、サドル１２の左，右支柱部材１２ａ，１２ｂの前面にＸ軸と平行に配置された左右一対のＸ軸ガイドレール１７，１７によりＸ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのクロススライドの左，右辺部に形成されたナット部にＸ軸ボールねじ１８，１８が螺挿されている。このクロススライドはＸ軸ボールねじ１８，１８をサーボモータ１８ａ，１８ａで回転駆動することによりＸ軸方向に往復駆動される。なお、上記Ｘ軸ボールねじ１８，１８は上記サドル１２の左，右支柱部１２ａ，１２ｂの前面にＸ軸と平行に配置されている。

上記ラム１４は、クロススライド１３に形成されたラム案内穴１３ａ内に挿入され、該ラム案内穴１３ａの内周面に所定角度間隔をあけて配置された案内プレート（不図示）によりＹ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのラム１４のナット部には上記クロススライド１３の幅方向中央下部に配置された１つのＹ軸ボールねじ２１が螺挿されている。このラム１４はサーボモータによりＹ軸ボールねじ２１を回転駆動することによりＹ軸方向に往復駆動される。

上記第３主軸６は上記ラム１４内に回転可能に挿入されている。そしてこの第３主軸６の先端には、工具主軸６ａが軸線をＹ軸と直交するように向けて配置されている。この工具主軸６ａの先端には工具が取付けられ、駆動モータ６ｂで回転駆動される。また上記第３主軸６は、内蔵する回転割り出し機構（不図示）によりＹ軸回り（Ｂ軸）に回転割り出し位置決め可能となっている。

上記前側ベッド部２ａは、上面に上記第１搭載面２ａ′が形成された第１搭載部２ｄと、該第１搭載面２ａ′より低所に位置するよう上記第２搭載面２ａ″が形成された第２搭載部２ｅとを有している。

上記第１搭載部２ｄには凹部２ｆが上記第２搭載面２ａ″に連なるように形成されており、該凹部２ｆの底面は上記第２搭載面２ａ″と面一となっている。これにより上方から見ると第１搭載面２ａ′はコ字形状をなしている。

また上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″の前後方向中央部にはセンタトラフ２ｃが上方に開口する溝状をなすように凹設されている。このセンタトラフ２ｃは前側ベッド部２ａの右側壁において外方に開口している。そしてこのセンタトラフ２ｃ内には切り屑を上記開口を通って外部に搬送するチップコンベア（不図示）が配置されている。

上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″には、第２主軸台４をＺ軸方向に移動可能に支持する前後一対の第２主軸ガイドレール２４，２４がＺ軸と平行に配置されている。該両第２主軸ガイドレール２４は上記第１搭載部２ｄの凹部２ｆ内まで延びている。該両第２主軸ガイドレール２４のうち手前側のガイドレール２４の内側には、これに隣接するように、上記第２主軸台４をＺ軸方向に往復駆動する１つの第２主軸ボールねじ２５が配置されており、また向かい側のガイドレール２４の内側には、これに隣接するように、刃物台５をＺ軸方向に往復駆動する１つの刃物台ボールねじ３２が配置されている。

上記第２主軸台４は、第２主軸ガイドレール２４，２４上にＺ軸方向に摺動自在に搭載された可動ベース４ａと、該可動ベース４ａ上に固定された円筒部を有する主軸台本体４ｂとを有している。この主軸台本体４ｂには、第１主軸台３に対向する第２主軸２６が回転自在に挿着されている。該第２主軸２６は、ワークを把持するチャック２６ａを備えており、内蔵する駆動モータにより回転駆動される。

上記第１主軸台３は、Ｚ軸方向に見たとき、左，右に位置する幅広平板状の左，右の脚部３ａ，３ａと、該各脚部３ａの上端部同士を連結するよう配設された円筒状の主軸ケース部３ｂと、該主軸ケース部３ｂ及び左，右脚部３ａ，３ａ同士を第２主軸台と反対側にて連結するよう配設された連結部３ｃとを一体鋳造した構造となっている。これにより上記第１主軸台３内には各脚部３ａ，主軸ケース部３ｂ，連結部３ｃで囲まれたトンネル部３ｄが形成されている。

上記連結部３ｃは、上方から見たとき、上記左，右の脚部３ａに続いて第２主軸台と反対側に延びるＶ字状をなし、かつ側方から見たとき、主軸ケース部３ｂに続いて斜め下方に延びる三角形状をなしている。上記左，右の脚部３ａ，３ａ及び連結部３ｃの下端には外側に張り出すフランジ部３ｅが全周に渡るように一体形成されており、該フランジ部３ｅが上記第１搭載面２ａ′にボルト締め固定されている。

上記第１主軸台３は、熱対称形をなすように形成されている。ここで熱対称形とは、熱膨張量が対称平面を挟んだ左側部分，右側部分において略均一となり、全体としてはこの対称平面に沿って膨張することを意味する。具体的にはＸ軸及びＹ軸を含む平面で断面してＺ軸方向に見たとき（図１１（ａ）参照）、主軸ケース部３ｂの軸線ａを通る垂直線ｂを含む平面が対称平面となり、左，右の脚部３ａ，３ａ，連結部３ｃ及び主軸ケース部３ｂが上記対称平面を挟んで略左右対称形をなすように形成されている。これにより上記第１主軸台３は上記垂直線ｂ方向のみに熱膨張することとなる。

一方、本実施形態では、上記第１主軸台３は、Ｘ軸及びＺ軸を含む平面で断面してＹ軸方向に見ると、非対称形となっている（図１１（ｂ）参照）。そのため、厳密に見れば上述の熱対称形を実現しにくい。そこで本実施形態では、上記第１主軸台３に、図１２に示すように、冷却油ジャケット４０を形成し、該冷却油ジャケット４０による冷却で上記熱対称形をより確実に実現する構造を採用している。

即ち、本実施形態の冷却構造は、主軸ケース部３ｂに比べて脚部３ａ，３ａ及び連結部３ｃを多量の冷却油でより確実に冷却することにより、上述の軸線ａが熱膨張により垂直線ｂに沿って上方のみに移動するように構成されている。具体的には、上記冷却油ジャケット４０は、主軸ケース部３ｂの外周部に形成されたコイル状の主軸冷却油通路４０ａと、左，右の脚部３ａ，３ａの上部に沿って形成された上，下一対の上脚部冷却油通路４０ｂ，４０ｂと、左，右の脚部３ａ，３ａの下部に沿って形成された下脚部冷却油通路４０ｃ，４０ｃと、連結部３ｃの下部に沿って形成された連結部冷却油通路４０ｄとを有しているが、上記主軸冷却油通路４０ａに比べて残りの冷却油通路４０ｂ〜４０ｄが太径に形成されている。これにより、上述の熱対称形の実現を阻害するおそれのある脚部をより確実に冷却し、もって全体としてみた時、第１主軸台３を上記垂直線ｂに沿って上方のみに膨張させることができる。

冷却油は、図１２における背面側の上方の冷却油通路４０ｂの途中に設けられた供給口から供給され、４０ｂを図中で右方向に通り、外部の配管を経由して、すぐ下の冷却油通路４０ｂを図中で左方向に通り、下に下がり、図中背面側の４０ｃ、４０ｄ、図中手前側の４０ｃを通り、上に上がり、図中手前側の下方の４０ｂを右方向に通り、外部の配管を経由して、すぐ上の４０ｂを左方向に通り、４０ａの中を螺旋状に通り、４０ａに形成された出口から排出される。

上記主軸ケース部３ｂには、第１主軸２８が回転自在に、かつ第２主軸２６と同軸をなすように挿着されている。この第１主軸２８は、ワークを把持するチャック２８ａを備えており、内蔵する駆動モータにより回転駆動される。

また第１主軸台３には、図８に示すように、プリセッタ３８が取付けられている。このプリセッタ３８は、加工前に工具の刃先位置を測定するためのものであり、後述するように、タレット３１の工具と第３主軸６の工具の両方を計測するようになっている。

上記刃物台５は、タレット３１と該タレット３１をＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材３０とを有している。このタレット３１は、外周部に所定角度間隔をあけて多数本の工具Ｔが装着されたタレットヘッド３１ａと、該タレットヘッド３１ａを回転割り出し可能に支持する回転割り出し機構３１ｂとを備えている。この回転割り出し機構３１ｂは、所要の工具Ｔを所定の加工位置に回転割り出し、該加工位置にクランプするたものものである。この回転割り出し機構３１ｂの割り出しモータ３１ｃは、Ｚ軸方向右側から見たとき、上記タレット３１の背面に配置されている。

上記支持部材３０は、Ｚ軸方向に見たとき左，右に位置する左，右の脚部３０ａ，３０ａと、該両脚部３０ａ，３０ａの上端部同士を一体的に結合する上梁部３０ｂと、下端部同士を一体的に結合する下梁部３０ｃとを有する矩形枠状の鋳造成形品である。従って上記支持部材３０の枠内部分は矩形空間となっている。

上記各脚部３０ａは、幅広平板状の縦壁部３０ｄ，３０ｄと、該各縦壁部３０ｄの外壁下部に形成されＺ軸方向に延びる支持部３０ｅ，３０ｅとを有している。Ｙ軸方向に見たとき上記各支持部３０ｅの左端３０ｆ′は縦壁部３０ｄの左端面と一致しているのに対し、右端３０ｆ″は縦壁部３０ｄの右端面を越えてタレットヘッド３１ａの中心部付近まで延びている。

上記支持部材３０は、これの各支持部３０ｅ，３０ｅの長手方向両端部下面に配設されたリニアガイド３０ｇが上記前，後の第２主軸ガイドレール２４，２４により支持され、Ｚ軸方向に移動可能となっている。また上記右側の支持部３０ｅの下部にはナット部材３０ｈが配設され、該ナット部材３０ｈに上記後側の第２主軸ガイドレール２４の内側に配置された刃物台ボールねじ３２が螺挿されている。上記支持部材３０は上記刃物台ボールねじ３２をサーボモータ３２ａで回転させるとＺ軸方向に往復移動する。

Ｚ軸方向右側から見て、上記支持部材３０の左，右の脚部３０ａ，３０ａの前面（手前側の面）にはそれぞれＸ軸方向に延びるタレットガイドレール３３，３３が配置されている。このタレットガイドレール３３，３３によりリニアガイド３３ａ，３３ａがＸ軸方向に摺動可能に支持されており、該リニアガイド３３ａはタレット３１の背面に固定されている。これにより上記タレット３１は支持部材３０によってＸ軸方向に移動可能に支持されている。

また上記支持部材３０内には上記上，下梁部３０ｂ，３０ｃ間に渡るように１つのタレットボールねじ３４がＸ軸と平行に配置されている。このタレットボールねじ３４にはナット部材３４ａが螺挿されており、該ナット部材３４ａは上記タレット３１の背面に一体的に設けられている。

また上記支持部材３０の下梁部３０ｃには脚部３０ａから後方に延びる延長部３０ｆが形成されており、該延長部３０ｆにはサーボモータ３５が配置されている。このサーボモータ３５はタイミングベルト３６を介して上記タレットボールねじ３４に連結されている。上記サーボモータ３５でボールねじ３４を回転駆動することにより上記タレット３１がＸ軸方向に往復移動する。

ここでＺ軸方向に見ると、図１６に示すように、上記タレットボールねじ３４及び回転モータ３５は支持部材３０の中心線より右側に偏位させて配置されている。これにより支持部材３０の矩形空間の左側部分は配管，配線等を配索可能のスペースとなっている。なお、上記回転割り出し機構３１ｂの割り出しモータ（図示せず）は、上記支持部材３０の矩形空間内の略中央部に位置しており、タレット３１のＸ軸方向移動に伴って移動する。

そして上記支持部材３０の形状，寸法は上記は、第１主軸台３のトンネル部３ｄ内に進退可能に設定されている。このトンネル部内に支持部材３０が収容された状態で見ると、タレット３１は第１主軸２８の真下に位置している。より詳細には、タレット３１に装着された工具Ｔのうち加工位置に位置決めされた工具による切削点が上述の軸線ａを通る垂直線ｂ上に常に位置している。

上記第２主軸台４は、第１主軸台３の第１主軸２８に装着されたワークを直接受け取ることができる受渡し位置まで移動可能となっている。具体的には、第２主軸台４は、第１，第２主軸２８，２６のチャックの前面が対向当接する位置までＺ軸方向に移動可能となっている（図７（ｃ）参照）。

そして刃物台５は、第１，第２主軸２８，２６が当接しているとき、第１，第２主軸台３，４の軸線ａの垂直下方に切削点ｃが位置するよう第１主軸台３の真下に位置することが可能となっている。これによりタレット３１の工具のワーク切り込み方向は垂直線ｂと一致する。具体的には、Ｚ軸方向右側から見ると、図６に示すように、第１，第２主軸台３，４の軸線ａを通る垂直線ｂ上に上記切削点ｃ及びタレット３１の回転中心ｄの両方が位置している。さらに上記垂直線ｂは各第２主軸ガイドレール２４，２４の間隔の中心を通っている。

また、上記第３主軸６の工具把持部は、上述の上下一対のＺ軸ガイドレール１５，１５及び左右一対のＸ軸ガイドレール１７，１７で囲まれた領域内に常時位置している。そして第３主軸６の切削点の移動領域は、Ｚ軸方向に見て、上記刃物台５の切削点ｃと重なる領域を有し、さらに該切削点ｃより下方に拡がっている。

ここで、上方から見たとき、上記刃物台５のタレット３１をＸ軸方向に移動可能に支持するためのＸ軸及びＹ軸に平行なＸＹ支持面Ａ（図１５参照）と、上記第３主軸６をＸ軸方向に移動可能に支持するためのＸ軸及びＺ軸に平行なＸＺ支持面Ｂ（図２参照）とは直交している。なお、より詳細には、上記ＸＹ支持面Ａは、上記支持部材３０の左，右のタレットガイドレール３３，３３の両摺動面を含む平面を意味している。また上記ＸＺ支持面Ｂは、上記サドル１２の左，右のＸ軸ガイドレール１７，１７の両摺動面を含む平面を意味している。

さらにまた、図２に示すように、上記刃物台５におけるタレット３１のＸ軸方向の移動線（上記垂直線ｂ）と上記第３主軸６のＸＺ支持面ＢとはＹ軸方向に所定距離ｔだけ離して配置されている。また図１５に示すように、上記第３主軸６が第１主軸台３に把持された最短ワークを加工している状態において、該第３主軸６のＸ軸方向の移動線ｆと上記タレット３１のＸＹ支持面Ａとは所定距離ｔ′だけ離して配置されている。

ここで、第３主軸６は、図１７に示すように工具主軸６ａを水平方向に向けてワークの端面を加工するようになっている。図１９（ｂ）のＳは上記加工状態でのＸ軸方向及びＹ軸方向における加工領域を示している。同図から判るように、加工領域Ｓはチャック２８ａで把持可能の最大径ワークＷの全面をカバーする大きさがある。また第３主軸６の切削点ｇのＸ軸ストロークは、これのＹ軸ストロークより大きく設定され、かつ刃物台５のＸ軸ストロークＳ２の１／２以上と重複している。

より具体的には、第３主軸６の切削点ｇの主軸中心線ａより刃物台側の方向におけるＸ軸ストロークＳ１は刃物台５のＸ軸ストロークＳ２の１／２以上となっている。図１９（ａ）に示すように、従来の第３主軸の加工領域はＳ′であり、主軸中心線ａより刃物台側の方向におけるＸ軸ストロークＳ３は刃物台のＸ軸ストロークＳ２の１／２以下が一般的である。なお、図１９（ｃ）はチャック２８ａと第３主軸６との関係を機械正面から見た図である。

本実施形態の複合旋盤では、第１主軸台３，又は第２主軸台４によってワークを回転させつつ刃物台によって切り込むことにより旋削加工が行なわれ、第３主軸６によって研削や穴あけ等の加工が行なわれる。

本実施形態の複合旋盤１によれば、刃物台５の切削点ｃを、第１，第２主軸台３，４の軸線ａを通る垂直線ｂ上でかつ該軸線ａの垂直下方に位置するように設定したので、刃物台５を機械正面から見て手前側に突出させることなく第２主軸台４をワーク受け渡し位置に移動させることができ、それだけ機械本体の前後方向寸法を縮小でき、小型化が可能となる。また上記タレット３１の回転割り出し中心ｄを垂直線ｂ上に位置させたので、この点からも小型化が可能となる。

より具体的には、上記第１主軸台３を、一対の脚部３ａ，３ａと該各脚部３ａの上端部同士を連結するよう配設された主軸ケース部３ｂとで構成し、これによりトンネル部３ｄを形成し、上記刃物台５のタレット３１を支持する支持部材３０を上記トンネル部３ｄ内に進退可能としたので、支持部材３０を第１主軸台３内に収容することによりタレット３１を第１主軸台３の第１主軸２８の真下に配置することができ、機械本体の前後方向寸法を確実に縮小でき、無理なく機械全体を小型化することができる。

またタレット３１を第１主軸２８の真下に配置できるので、第２主軸台４をタレット３１に干渉することなく第１主軸台３に当接可能位置まで移動させるができ、別装置を用いることなくワークの受渡しを直接行なうことができる。

また刃物台５の切削点ｃを上記軸線ａの真下に位置させたので、刃物台５の切り込み反力は、ベッド面に対して垂直に作用することとなり、従って刃物台の切り込み方向における支持剛性を大幅に高めることができ、それだけ加工精度を向上することができる。

また第３主軸６の移動領域を刃物台５の切削点ｃと重なる領域を含み、かつ切削点ｃより下方に拡がるようにしたので、より具体的には、第３主軸の切削点ｇの主軸中心線ａより下方におけるＸ軸ストロークＳ１を、刃物台５の切削点ｃのＸ軸ストロークの１／２以上としたので、加工可能領域が拡大され、あらゆる形状，寸法のワークを効率よく加工することができる。また、タレット３１の工具刃先位置と第３主軸６の工具刃先位置とを１つのプリセッタ３８で計測することができる。その結果、プリセッタの配置スペースの確保が容易であるとともに、工具を所定位置にセットするための工具位置調整作業を簡単な構造で、かつ低コストで行なうことができる。

また本実施形態では、第３主軸６の工具把持部を、上下一対のＺ軸ガイドレール１５，１５及び左右一対のＸ軸ガイドレール１７，１７で囲まれた領域内に常に位置させたので、第３主軸６の支持剛性を高めることができ、安定した加工精度を確保することができる。

また上記第３主軸６の工具主軸６ａをＹ軸回りに回転割り出し可能に支持したので、いわゆるＢ軸駆動による複雑な形状の加工が可能となる。

本実施形態では、第１主軸台３を、熱対称形をなすよう形成したので、第１主軸２８の回転駆動に伴う発熱による膨張量が対称平面の左側、右側部分において略同等となり、その結果第１主軸台３は軸線ａを通る垂直線ｂに沿って上方に膨張することとなり、熱膨張による加工精度への悪影響を抑制できる。

本実施形態では、上記切削点ｃを通る垂直線ｂを第２主軸台４を移動可能に支持する第２主軸ガイドレール２４，２４間の中心に位置させたので、切削反力を両ガイドレール２４，２４ひいてはベッド面に均等に伝達でき、刃物台の切削反力方向の支持剛性を向上できる。また第１，第２主軸台３，４及び刃物台５の相互の重心バランス，重量バランスを良好にでき、加工精度を高めることができる。

また第２主軸ガイドレール２４，２４に刃物台５を移動可能に搭載したので、１組のガイドレールを第２主軸台４と刃物台５とに兼用でき、部品点数及びコストを低減できる。

本発明の一実施形態による複合旋盤の斜視図である。 上記複合旋盤の側面図である。 上記複合旋盤のベッドの斜視図である。 上記ベッドの斜視図である。 上記複合旋盤の第３主軸の支持機構の正面図である。 上記ベッドに配設された第１主軸台，刃物台の側面図である。 上記第１，第２主軸台及び刃物台の動作を示す図である。 上記第１主軸台の斜視図である。 上記第１主軸台の斜視図である。 上記第１主軸台の斜視図である。 上記第１主軸台の図である。 上記第１主軸台の冷却水ジャケットの斜視図である。 上記刃物台の斜視図である。 上記刃物台の側面図である。 上記刃物台の正面図である。 上記刃物台の支持部材の斜視図である。 上記第３主軸のＸ軸ストロークを示す斜視図である。 上記第３主軸のＹ軸ストロークを示す側面図である。 上記第３主軸のＸ軸ストロークを示す側面図である。

符号の説明

１ 複合旋盤
２ ベッド
２ｃ センタトラフ
３ 第１主軸台
３ａ 脚部
３ｂ 主軸ケース部
３ｄ トンネル部
４ 第２主軸台
５ 刃物台
６ 第３主軸
６ａ 工具主軸
１０ 支持機構
１１ コラム
１２ サドル
１３ クロススライド
１４ ラム
１６ Ｚ軸ボールねじ
１８ Ｘ軸ボールねじ
２４ 第２主軸ガイドレール
３０ 支持部材
３１ タレット
ａ 主軸軸線
ｂ 垂直線
ｃ 切削点

Claims (6)

1. 搭載面が水平に形成されたベッドと、上記搭載面に配設された第１主軸台と、該第１主軸台と同軸をなすよう、かつＺ軸（左右）方向に移動可能に上記搭載面に配設された第２主軸台と、該第１，第２主軸台の間にＸ軸（上下），Ｚ軸方向に移動可能に上記搭載面に配設された刃物台と、上記ベッド上にＸ軸，Ｙ軸（前後）及びＺ軸方向に移動可能に配設された第３主軸とを備えた複合旋盤において、上記刃物台は、複数の工具が装着されたタレットをＸ軸方向に移動可能に支持し、上記刃物台の切削点は、上記第１主軸台と第２主軸台との軸線を結ぶ直線の垂直下方に位置しており、上記第３主軸の切削点のＸ軸ストロークは、上記刃物台のＸ軸ストロークの１／２以上と重複していることを特徴とする複合旋盤。
2. 請求項１において、上記第３主軸を支持する支持機構は、上記ベッド上に垂直に搭載されたコラムと、該コラムの前面にＺ軸方向に移動可能に支持されたサドルと、該サドルの前面にＸ軸方向に移動可能に支持されたクロススライドと、該クロススライドにＹ軸方向に移動可能に支持され、上記第３主軸を支持するラムとを備えており、上記サドルはＺ軸方向に配置された上下一対のＺ軸ガイドレールで支持され、上記クロススライドはＸ軸方向に配置された左右一対のＸ軸ガイドレールで支持され、上記第３主軸の工具把持部は、Ｙ軸方向に見たとき常に上記Ｚ軸ガイドレール及びＸ軸ガイドレールで囲まれた領域内に位置していることを特徴とする複合旋盤。
3. 請求項２において、上記第３主軸は上記ラムに装着された工具主軸を備え、該工具主軸はＹ軸回りに回転割り出し可能に構成されていることを特徴とする複合旋盤。
4. 請求項１において、上記第１主軸台は、一対の脚部と該各脚部の上端間に配設された主軸ケース部とを有するトンネル形状をなしており、上記刃物台は、複数本の工具が装着されたタレットと該タレットをＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、該支持部材は上記第１主軸台のトンネル内に進退可能となっていることを特徴とする複合旋盤。
5. 請求項１において、上記第２主軸台は、上記ベッドに配置された一対のガイドレールによりＺ軸方向に移動可能に支持されており、上記刃物台の切削点を通る垂直線は上記一対のガイドレールのＹ軸方向略中心を通ることを特徴とする複合旋盤。
6. 請求項５において、上記第２主軸台を支持する一対のガイドレールにより上記刃物台がＺ軸方向に移動可能に支持されており、上記ベッドの上記ガイドレール間部分には上方に開口するトラフが形成されていることを特徴とする複合旋盤。

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