JP2007160461A - ２主軸対向旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】スラント型のベッドと、同一軸線上に対向配置された２主軸と、主軸軸線の上下に配置されたＹ軸移動可能な刃物台とを備えた旋盤に関し、上下の刃物台の加工反力ないし重量を高い剛性でかつコンパクトな構造で受止めることができる技術手段を得る。
【解決手段】上刃物台ユニット４１を案内する２本のガイドレール２５ａ、２５ｂは、当該上刃物台ユニットの重心Ｇから下ろした垂線Ｖが当該２本のガイドレール２５ａ、２５ｂの間を通る位置に配置され、下刃物台ユニット４２を案内する２本のガイドレール２６ａ、２６ｂは、下刃物台３８に装着した工具によるワークの切削位置Ｐから下ろした垂線Ｕが当該２本のガイドレール２６ａ、２６ｂの間を通る位置に配置されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、スラント型のベッドと、同一軸線上に対向配置された２主軸と、当該主軸の軸線の上下に配置されたＹ軸移動可能な刃物台とを備えた旋盤に関するものである。

同一軸線上にワーク把持端を対向させた２本の主軸と、それぞれの主軸と協働動作する２個以上の刃物台を備えた２主軸対向旋盤は、２主軸での並行加工により、生産性を高くできること及び２主軸間で同一ワークを受け渡すことにより、主軸チャックでの把持部分を含むワーク全体の加工が可能であるという長所がある。

旋盤のベッドは、ベッド上からの切削液や切粉の排出を円滑にし、かつ加工部へのオペレータの接近性及び視認性を良くするために、オペレータ側が低くなる方向に傾斜したいわゆるスラント型のベッドが多く用いられている。スラント型ベッドは、そのガイド面（刃物台ユニットを案内している面）１ａの水平面に対する傾斜角を大きくして垂直に近くすることにより、オペレータのワークや刃物台に対する接近性及び視認性を向上させることができる。従来の一般的な傾斜角は４５度であったが、近年、６０度の傾斜角を備えた旋盤も提供されている。

また、３個以上の刃物台を備えた２主軸対向旋盤も提供されており、１個のワークを２個の刃物台で同時加工することにより、生産性の向上を図ることができると共に、ワークを２主軸間で受け渡して加工をする際に、両主軸での加工時間のバランスを調整して待ち時間を低減し、それによる加工時間の短縮も実現できる。３個以上の刃物台を備えた２主軸対向旋盤は、主軸軸線の上下に刃物台を配置する必要がある。

更に、刃物台にドリルやフライスなどを回転させる工具駆動装置を備え、当該刃物台を主軸方向をＺ軸、工具をワークの半径方向に切込む方向をＸ軸として互いに直交するＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に制御移動可能にした旋盤が提供されている。

旋盤の主軸チャックや刃物台のタレットが動作するワーク加工領域は、隔壁や前カバーで区画して、切粉や切削油が機械内部や工場内に飛散しないようにしている。前カバーは一般にスライド開閉式で、小型の旋盤ではオペレータから見て左方向にスライドして開く一枚の前カバーを備えており、当該スライドカバーの閉移動方向延長上、すなわち一般的には加工領域に向いて立ったオペレータの右側に操作盤が配置されている。前カバーには閉鎖時でも加工領域を覗くことができるように透明窓が設けられている。

なお、上記の背景技術は、特に文献を挙げるまでもない周知の事項である。

刃物台をＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に制御移動可能にするためには、刃物台を２個のスライド台を介してベッドのガイド面上に装着する必要がある。特にＹ軸方向の移動は、ベッドのガイド面と直交する方向の移動となるため、刃物台をＹ軸方向に移動させようとすると、刃物台ユニット（刃物台とスライド台及びこれらの付属部材からなる構造部分）がガイド面から上方に高く突出する構造となる。ベッドのガイド面に設けられているガイドレールは、刃物台ユニットの重量と工具に作用する加工反力とを高い剛性で支持する必要があり、刃物台ユニットがガイド面から高く突出すればするほどこの支持剛性の維持が困難になる。

更にスラント型のベッドでは、刃物台ユニットを支持するガイド面が傾斜しているので、高く突出した刃物台ユニットの重量が当該ユニットを前倒れ（オペレータ側への倒れ）方向に作用し、上記支持剛性の維持がますます困難になる。この困難は、ガイド面の傾斜角が大きくなるほど大きくなる。更にまた、主軸台の少なくとも一方をＺ軸方向に移動可能に設ける必要がある２主軸対向旋盤の軸線の上下に刃物台を設けた複合旋盤では、ベッドのガイド面上に上刃物台ユニットのガイドレールと、主軸台のガイドレールと、下刃物台のガイドレールとの３対計６本のガイドレールを互いに干渉させることなく配置する必要があり、刃物台ユニットの上記前倒れに対する剛性を確保するために対となるガイドレールの間隔を拡げて剛性を確保することも困難になる。

また他の問題として、従来の旋盤のスライド開閉式前カバーに設けられている透明窓は、比較的小面積のものであり、扉を閉めた状態での機械内部の視認性が必ずしも充分とは言えなかった。例えば、加工領域の左右端に２本の主軸を備え、その主軸軸線を挟む上下に刃物台を配置した２主軸対向旋盤では、たとえばワークのテスト加工の際に、オペレータが透明窓を通して加工領域内の機械全体の動きを把握することは困難であった。

この発明の第１の課題は、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸、すなわちベッドのガイド面と平行な面内とこれに垂直な方向とに刃物台を制御送りすることが可能な刃物台を主軸軸線の上下両方に備えた２主軸対向旋盤において、当該上下の刃物台の特に前倒れ方向の加工反力ないし重量を高い剛性でかつコンパクトな構造で受止めることができる技術手段を得ることである。

また、この発明の第２の課題は、上記第１の課題を達成しつつ、主軸軸線の上下に刃物台を備えている２主軸対向旋盤の機械動作の確認時やテスト加工時におけるオペレータの作業環境及び操作性を向上させることである。

本願の請求項１の発明は、水平面に対してオペレータ側が低くなる方向に傾斜したガイド面を備えたベッド１と、同一軸線上で対向する２本の主軸と、この主軸の軸線の上下に配置されて前記ガイド面に設けたＺ軸方向の２本のガイドレール２５ａ、２５ｂ及び２６ａ、２６ｂでそれぞれが案内されている上刃物台ユニット４１及び下刃物台ユニット４２とを備え、前記上下の刃物台ユニットは、それらの刃物台３１、３８を主軸軸線方向を前記Ｚ軸として互いに直交するＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に制御移動させるための各２個のスライド台３２、３３及び３９、４０を備えている２主軸対向旋盤において、前記上刃物台ユニットを案内する２本のガイドレール２５ａ、２５ｂは、当該上刃物台ユニットの重心Ｇから下ろした垂線Ｖが当該２本のガイドレール２５ａ、２５ｂの間を通る位置に配置され、前記下刃物台ユニットを案内する２本のガイドレール２６ａ、２６ｂは、下刃物台３８に装着した工具によるワークの切削位置Ｐから下ろした垂線Ｕが当該２本のガイドレール２６ａ、２６ｂの間を通る位置に配置されていることを特徴とする２主軸対向旋盤を提供することにより、上記第１の課題を解決したものである。

また本願の請求項２の発明は、前記構造を備えた２主軸対向旋盤において、前記上刃物台及び下刃物台がタレット６、７、８を備えた刃物台であり、これらのタレット及び前記２主軸に装着したチャック４、５が位置する加工領域９のオペレータ側に設けた開閉自在な前カバー１７に、当該カバーの前に立ったオペレータが前記２主軸及び上下の前記タレットを同時に視認できる大きさの透明窓１８を備えていることを特徴とする２主軸対向旋盤を提供することにより、上記第２の課題を解決したものである。

この発明によれば、上下の刃物台に作用する前倒れ方向の刃物台ユニット４１、４２の重量及び下刃物台３８に作用する前倒れ方向の加工反力を前下がり方向に傾斜しているスラント型のガイド面に設けたＺ軸方向の２本のガイドレール２５（２５ａ、２５ｂ）及び２６（２６ａ、２６ｂ）で確実かつ高い剛性で受止めることができ、かつＺ軸ガイドの２本のガイドレール２５ａ、２５ｂ及び２６ａ、２６ｂの比較的狭い間隔で突出量の大きな刃物台ユニット４１、４２を高い剛性で支持することができるという効果がある。

また、請求項２の発明によれば、前カバー１７を閉じた状態で機械の動作確認やテスト加工を行っても、加工領域の左右に位置する２主軸のチャック４、５や、その主軸軸線の上下に位置するタレット６、７、８の動作を容易に視認することができる。従って、機械動作の確認時やテスト加工時に前カバー１７を開く必要がなく、作業環境も改善されるという効果がある。

なお、水平面に対して６０度傾斜したガイド面を備えたベッドは、４５度のベッドに比べて上下のタレット６、７、８からオペレータの目までの距離が略同距離となり、更に上タレットに装着した工具とワークとの位置関係がオペレータに視認しやすくなるので、テスト加工時における機械動作や加工動作の確認が容易である。

以下、図面を参照してこの発明の好ましい実施形態を説明する。図の２主軸対向旋盤は、主軸軸線の上方に２個、下方に１個の３個の刃物台を備えた２主軸対向旋盤で、図１は機械の動作確認を行っている状態で機械全体を示す斜視図、図２は前カバーを取り外して加工領域を前上方から見た模式的なパース図、図３はＸ−Ｙ軸移動可能な上下刃物台とその主軸に対する配置関係を示す側面図である。

図２及び図３において、１はベッド、１ａは水平面に対して手前側が低くなる方向に傾斜した前記ベッドのガイド面、３は右主軸台、４は図示されていない左主軸台のワーク把持端に装着された左チャック、５は右主軸台３のワーク把持端に装着された右チャックであり、チャック４、５は同一軸線上で対向している。６は主軸軸線の上方に配置されて左チャック４で把持されたワークを加工する左上タレット、７は右チャック５で把持されたワークを加工する右上タレット、８は主軸軸線の下方に配置された下タレットである。下タレット８は、左右のチャック４、５間を移動可能で、適時左右に移動して、左チャック４で把持されたワークと右チャック５で把持されたワークの両者を加工する。

図３に示すように、ベッドのガイド面１ａには、各２本１対の左右の上ガイドレール２５（２５ａ、２５ｂ）と、２本１対の下ガイドレール２６（２６ａ、２６ｂ）と、その間に位置する図示しない２本１対の主軸ガイドレールとの、４対計８本（側面視では３対計６本）のＺ軸方向（図３の紙面直角方向）のガイドレールが配置され、これらのそれぞれの２本のガイドレールの間に、図示しない送りモータで回転駆動される左右の上送りねじ２８、下送りねじ２９及び図示されていない主軸送りねじが、それぞれのレールと平行に配置されている。

上タレット６、７を装着した上刃物台３１は、上Ｚスライド台３２と上傾斜台３３との２個のスライド台を介して上ガイドレール２５で支持されており、Ｚ軸を主軸方向として互いに直交するＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に制御移動自在である。上タレット６、７を含む上刃物台３１、上傾斜台３３、上Ｚスライド台３２及びこれらの送りモータなどの付属部材が上刃物台ユニット４１を構成している。

図３の例でその詳細を説明すると、上Ｚスライド台３２は、上ガイドレール２５に摺動自在にかつ上送りねじ２８に螺合してＺ軸方向に制御移動自在に装着され、その上面にはＸ軸方向（図３の矢印Ｘ方向）のＸガイドレール３４が設けられ、このＸガイドレールと平行にＸ送りモータ３５で回転駆動される図示しないＸ送りねじが配置されている。上傾斜台３３は、Ｘガイドレール３４に摺動自在にかつ上記Ｘ送りねじに螺合してＸ軸方向に制御移動自在に装着され、その上面には傾斜方向（図３の矢印Ｓｕ方向）の傾斜ガイドレール３６が設けられ、この傾斜ガイドレールと平行に傾斜送りモータ３７で回転駆動される図示しない傾斜送りねじが配置されている。上刃物台３１は、傾斜ガイドレール３６に摺動自在にかつ上記傾斜送りねじに螺合して傾斜方向に制御移動自在に装着されている。傾斜方向Ｓｕは、Ｘ軸方向とこれに直交するＹ軸方向との中間の方向であり、傾斜方向送りとＸ軸送りとの合成送りにより、上刃物台３１をＸ軸と直交するＹ軸方向に送ることができる。

同様な構造により、下タレット８を装着した下刃物台３８は、下Ｚスライド台３９と下傾斜台４０との２個のスライド台を介して、下ガイドレール２６で支持されており、Ｚ軸を主軸方向として互いに直交するＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動自在である。下タレット８を含む下刃物台３８、下傾斜台４０、下Ｚスライド台３９及びこれらの送りモータなどの付属部材が下刃物台ユニット４２を構成している。ここで下傾斜台４０の傾斜方向Ｓｌは、主軸軸線を含むＺ−Ｙ平面に対して上傾斜台３３の傾斜方向Ｓｕと対称な方向である。

右チャック５を装着した右主軸の主軸台３は、図示しない２本の主軸ガイドレールに摺動自在かつその間に配置された主軸送りねじに螺合して、Ｚ軸方向に制御移動自在に装着されている。

そして、上タレット６、７を含む上刃物台３１、上傾斜台３３、上Ｚスライド台３２、Ｘ送りモータ３５及び傾斜送りモータ３７からなる上刃物台ユニット４１の重心Ｇから下ろした垂線Ｖは、２本の上ガイドレール２５ａ、２５ｂの間（図３にＷｕで示した範囲）を通っている。また、工具加工位置に進出した下タレット８の工具の先端Ｐから下ろした垂線Ｕは、２本の下ガイドレール２６ａ、２６ｂの間（図３にＷｌで示した範囲）を通っている。工具の先端Ｐの位置は、ワークの径により異なるが、加工可能なワークの最大径は旋盤毎の仕様で決まっており、この最大径の加工を行うときの工具先端の位置から下ろした垂線が下ガイドレール２６ａ、２６ｂの間を通るようにすればよい。

なお、図３の刃物台ユニット４１、４２は、傾斜台３３、４０のＸ送りと当該傾斜台上での刃物台３１、３８のＳ（Ｓｕ及びＳｌ）方向の傾斜送りとの合成送りによりＹ送りを実現しているものであるが、Ｚスライド台３２、３９上にＹ軸方向のガイド及び送りねじを設けて刃物台３１、３８をＹ方向に送る構造の刃物台ユニットとした場合にも、同様に上刃物台ユニットの重心から下ろした垂線が２本の上ガイドレール２５ａ、２５ｂの間を通り、工具加工位置に進出した下タレット８の工具の先端Ｐから下ろした垂線が２本の下ガイドレール２６ａ、２６ｂの間を通るようにガイドレール２５及び２６を配置することで、この発明の上記効果が得られる。なお、重心位置を図３の右上側に寄せることができる理由で、上刃物台ユニット４１は、図３に示す方向に傾斜した上傾斜台３３を用いる構造が有利である。

再び図２を参照して、左右のチャック４、５及び上下のタレット６、７、８の配置ないし移動領域である加工領域９は、その左右の機械室に切削油や切粉が飛散しないように隔壁１０、１１で区画されている。タレット６、７、８を支持している刃物台本体は、左右の隔壁１０、１１から突出する角筒型の伸縮カバー１２、１３、１４で遮蔽されている。更に隔壁１０、１１には、これらのカバーのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動に伴ってスライドするスライドカバー１５(Ｙ軸方向のものは図示されていない。)が設けられている。

加工領域９の前面には、図１に示すスライド式の前カバー１７が設けられており、この前カバー１７は透明窓１８を備えている。透明窓１８は、機械の前に立ったオペレータ１９が自然な姿勢で加工領域内の左右のチャック４、５及び上下のタレット６、７、８を視認することが可能な、たとえば図２に点線２０で示す範囲を顔を動かしたり、前かがみになって透明窓１８に顔を近づけたりすることなく視認することができる大きさを備えている。

すなわち、図の２主軸対向旋盤の前カバー１７に設けた透明窓１８は、閉じた前カバー１７の前に立った標準的な身長のオペレータ１９が顔を左右に動かしたり、前かがみになって透明窓１８に顔を近づけたりすることなく、左右のチャック４、５と上タレット６、７の下半分及び下タレットの上半分を一時に視認できる大きさを備えている。

図に示した２主軸対向旋盤の前カバー１７は、オペレータ１９から見て左に移動して開き、右に移動して閉じる。この閉移動方向の延長上に操作盤２１が配置されている。操作盤２１は、前方から見て左側、すなわち前カバー１７側の側辺を垂直軸２４回りに揺動可能に装着されており、図１に示すように、そのディスプレイ２２と操作面２３とを加工領域９を前にして立ったオペレータ１９に向けることができる。

従って、オペレータ１９は、加工領域９の前に立ち、操作盤２１を揺動して、その操作面２３を自分の方に向け、前カバー１７を閉じて、その透明窓１８から左右の主軸台のチャック４、５及び上下のタレット６、７、８を一時に視認できる状態で操作盤２１を操作し、必要に応じてディスプレイ２２を見ながら機械の動作確認やテスト加工を行うことができる。

本発明の旋盤において動作確認を行っている状態を示す斜視図 前カバーを取り外して加工領域を見た模式的なパース図 ベッド上の主軸台と上下刃物台の配置関係を示す側面図

符号の説明

１ ベッド
1a ガイド面
４ 左チャック
５ 右チャック
25a,25b Ｚ軸方向の上ガイドレール
26a,26b Ｚ軸方向の下ガイドレール
31,38 刃物台
32,39 Ｚスライド台
33,40 傾斜台
41 上刃物台ユニット
42 下刃物台ユニット
Ｇ 上刃物台ユニットの重心
Ｐ 下刃物台に装着した工具のワーク切削位置
Ｕ ワークの切削位置から下ろした垂線
Ｖ 上刃物台ユニットの重心から下ろした垂線

Claims (2)

1. 水平面に対してオペレータ側が低くなる方向に傾斜したガイド面を備えたベッド(1)と、同一軸線上で対向する２本の主軸と、この主軸の軸線の上下に配置されて前記ガイド面に設けたＺ軸方向の２本のガイドレール(25a,25b)及び(26a,26b)でそれぞれが案内されている上刃物台ユニット(41)及び下刃物台ユニット(42)とを備え、前記上下の刃物台ユニットは、それらの刃物台(31,38)を主軸軸線方向を前記Ｚ軸として互いに直交するＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸方向に制御移動させるための各２個のスライド台(32,33)及び(39,40)を備えている２主軸対向旋盤において、
   前記上刃物台ユニットを案内する２本のガイドレール(25a,25b)は、当該上刃物台ユニットの重心(G)から下ろした垂線(V)が当該２本のガイドレール(25a,25b)の間を通る位置に配置され、前記下刃物台ユニットを案内する２本のガイドレール(26a,26b)は、下刃物台(38)に装着した工具によるワークの切削位置(P)から下ろした垂線(U)が当該２本のガイドレール(26a,26b)の間を通る位置に配置されていることを特徴とする、２主軸対向旋盤。
2. 前記上刃物台及び下刃物台がタレット(6,7,8)を備えた刃物台であり、これらのタレット及び前記２主軸に装着したチャック(4,5)が位置する加工領域(9)のオペレータ側に設けた開閉自在な前カバー(17)に、当該カバーの前に立ったオペレータが前記２主軸及び上下の前記タレットを同時に視認できる大きさの透明窓(18)を備えていることを特徴とする、請求項１記載の２主軸対向旋盤。

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