JP2010099746A - 長尺ワーク加工用旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺なワークを振れ止め支持しながら機械加工できるとともに対向する主軸間にワークの引き渡しが可能な旋盤の提供を目的とする。
【解決手段】同一軸線上に対向配置し相対移動制御された２主軸と、主軸軸線の上下の一方に２つのタレット刃物台と他方に工具軸を有する第３刃物台を備え、２つのタレットは振れ止め具を有するとともに少なくとも一方の主軸と主軸軸線方向に同期移動可能になっていて、第３刃物台はＢ軸制御されたワーク支持具を有するとともに主軸軸線方向及び直交方向に移動制御されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は長尺ワークの加工に適した旋盤に関し、特に、機械加工時のワーク振れ止め機構を有するとともに主軸間でのワークの引き渡しが容易な旋盤に係る。

例えば、スピンドル軸製品のように、比較的長尺で外周及び内周加工や端面加工等が必要な製品の工作機械にあっては、旋削加工、ミーリング加工、ドリル加工等の際にワークが振れ加工面にびびりが発生する恐れが高いことから、ワークの振れ止め機構を設けることが採用されている。
しかし、従来の振れ止め機構は、ベッドから立設されていて、２主軸間でのワークの引き渡しには、利用できないものであった。
そのためにワークを工作機械に取付替える段取り工程が必要になり、連続加工できない問題があった。
特開２００８−２０７２７５号公報には、タレット刃物台のタレットと直角する側面に振れ止め機構を設けた技術を開示するが、２つの主軸間で振れ止め機構を用いてワークの引き渡しが出来るものではない。
また、特開２００３−２６６２６８号公報には、旋削バイトのツールホルダーに一体構成したワークびびり止め装置を開示するが、同技術もワークの引き渡しに利用できるものではない。
特開２００８−１８３６７８号公報には、同期移動制御された一対のワーク支持装置を開示するが、ワーク支持装置はタレット刃物台ではないため、機械加工の自由度が小さい。

特開２００８−２０７２７５号公報 特開２００３−２６６２６８号公報 特開２００８−１８３６７８号公報

本発明は、長尺なワークを振れ止め支持しながら機械加工できるとともに対向する主軸間にワークの引き渡しが可能な旋盤の提供を目的とする。

本発明に係る旋盤は、同一軸線上に対向配置し相対移動制御された２主軸と、主軸軸線の上下の一方に２つのタレット刃物台と他方に工具軸を有する第３刃物台を備え、２つのタレットは振れ止め具を有するとともに少なくとも一方の主軸と主軸軸線方向に同期移動可能になっていて、第３刃物台はＢ軸制御されたワーク支持具を有するとともに主軸軸線方向及び直交方向に移動制御されていることを特徴とする。
ここで、２主軸はスラント型ベッドの左右方向に配置してあり、主軸軸線の下側に対向して２つのタレット刃物台を配置し、主軸軸線の上側にＢ軸及びＸ，Ｙ，Ｚ軸制御された第３刃物台を配置し、第３刃物台に工具軸及びワーク支持具を設けてあることが好ましい。

ここで、対向配置した２主軸は同一軸線上、例えばＺ軸方向に対向配置してあり、Ｚ軸方向に相対移動可能に制御されている。
主軸軸線の上下の一方に２つのタレット刃物台を有するとは、主軸軸線を境にしてその手前側でも奥側でもよいとの意味であり、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ベッドを有するスラント型のベッドであっては、手前側を２主軸の同一軸線上の下側と定義する。

本発明においては、タレット刃物台のタレットに振れ止め具を設けた趣旨は、タレット装着したツールと、タレットに備えた振れ止め具が割り出し使用可能になっていることにある。

本発明に係る旋盤にあっては、同一軸線上に対向配置させた２主軸と、主軸軸線の上下のうち一方に２つのタレット刃物台を設けるとともに、他方に工具軸を有する第３刃物台を設けたので、ワークの一端を主軸にチャックして、他端部側をタレットに設けた振れ止め具にて支持しながら、他のタレット刃物台や第３刃物台を用いて、機械加工できるだけでなく、第３刃物台に設けたワーク支持具にてワークの一端を仮保持ができるので一対の振れ止め具間でワークの持ち替えが可能であり、ワークの引き渡しが容易になり、長尺ワークを連続して一連の機械加工が可能になる。

本発明に係る旋盤の構成例について以下図面に基づいて説明する。
図１は、主軸と刃物台を模式的に表現してあり、旋盤のベッド１は、ベッド上からの切削液、切粉等の排出を円滑にし、加工部へのオペレータの接近性及び視認性がよい、オペレータ手前側が低く傾斜したスラント型ベッドになっている。
ベッド１の中段、左右方向で且つ同一軸線上に対向して主軸Ｌ（１０Ｌ）と主軸Ｒ（１０Ｒ）とが配置されている。
２主軸Ｌ，Ｒは相対的に接近及び離間可能にＺ軸方向位置制御されている。
本実施例では、主軸ＲがＺ軸方向移動制御可能になっている例で説明するが、相対移動できれば、一方の主軸のみならず、両方の主軸が移動可能になってもよい。
また、主軸のＺ軸方向移動制御手段は、図示を省略したが、ガイドレールと送りねじの組み合わせ等を用いた公知の手段を採用できる。

２主軸の軸線の下側にタレット刃物台１２０Ｌと１２０Ｒとの２つの刃物台ユニットが備えられている。
タレット刃物台１２０ＬにはタレットＬ（２０Ｌ）と振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）とを有している。
振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）は、図２に示すように先端にローラ３１ａ，３２ａを有した一対の開閉アーム３１，３２とその間に出没自在の突出アーム３３を有している。
突出アーム３３の先端にもローラ３３ａが設けられている。
振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）は、タレットの中心軸を通った作動油によって開閉アーム及び突出アームに伝達する伝達機構を有し、それによりワークを３点支持できるようになっている。
また、タレットに装置するツールと振れ止め具はタレットの旋回により割り出し可能になっている。
タレット刃物台１２０Ｒはタレット刃物台１２０Ｌと対向配置されていて、構造は同一である。
タレット刃物台１２０Ｌ，１２０Ｒは主軸軸線と平行なＺ軸方向、ベッド面に沿ってＺ軸とは直交する方向のＸ軸方向、ベッド面とは垂直でＺ軸と直交する方向のＹ軸方向に、それぞれ位置制御可能になっている。
タレット刃物台の位置制御も、ガイドレール等を用いた公知の手段を採用できる。
主軸軸線の上側にはＢ軸回り制御された工具軸４０を備えた第３刃物台４を有し、この第３刃物台４は公知の手段にてＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に位置制御可能になっている。
本実施例では、工具軸４０のツール装着部とは反対側にワーク支持具４０ａを設けてある。

次に本発明に係る旋盤を用いて、例えば図７に示すような長さの長い製品に機械加工する手順を以下図３〜図６に基づいて模式的に説明する。
図３（ａ）に示すように主軸Ｌ（１０Ｌ）に内径把持用のチャック５２を取り付け、主軸Ｒ（１０Ｒ）に外径把持用のチャック５１を取り付け、第３刃物台が主軸軸線方向（Ｚ軸）に移動し、工具軸４０がＡＴＣ等から受け継いだ心押具５０を主軸Ｒ（１０Ｒ）のチャック５１に取り付ける。
ロボットアーム６０等にて把持搬送したワークｗを、主軸Ｒ（１０Ｒ）が前進し、主軸Ｌ（１０Ｌ）のチャック５２と心押具５０とで支持する。
この状態を図３（ｃ）に示す。
次に図３（ｄ）に示すように、主軸Ｌ（１０Ｌ）にてワークｗを回転し、タレットＬ（２０Ｌ）に装着したバイトツール２１や工具軸に装着したバイトツール４１にて外周加工を実施し、また、加工寸法等を測定する。
ワークｗの外周部の加工が終了すると、図４（ａ）に示すようにタレット刃物台１２０Ｌが前進し、ワークｗの主軸１０Ｒの心押具５０で支持していた側ｗ１を振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）にて把持し支持する。
後退した主軸Ｒ（１０Ｒ）から工具軸４０を用いて心押具５０を取り出し、工具軸４０に適宜、ツール４２，４３を交換しながら、ワークの端面や内径入口を加工する。
ワークｗが長くても振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）にて支持しているので安定して機械加工ができる。
また、図４（ｃ）に示すように工具軸４０に内径ボーリングツール４４にて内径加工も必要に応じてできる。
ワークのｗ１側の加工が終了すると、図４（ｄ）に示すように、主軸Ｒ（１０Ｒ）が前進して、ワークの端部を把持する。
ワークを主軸Ｌ（１０Ｌ）側のチャック５２と主軸Ｒ（１０Ｒ）側のチャック５１にて保持した図４（ｄ）の状態では、タレット刃物台１２０Ｌの振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）はフリーの状態になる。
そこで図５（ａ）に示すようにワークｗの図５にて左側ｗ２に移動し、ワークを持ち換える。
振れ止め具Ｌ（３０Ｌ）にて持ち換えたワークｗを図５（ｂ）に示すように図では右側に同期移動する。
このままでは、タレット刃物台１２０Ｌと工具軸４０とが干渉する恐れもある。
そこで、そのような場合には、図５（ｃ）に示すように、工具軸４０のツール装着部とは反対側に設けたワーク押え具等のワーク支持具４０ａにてワークｗを仮保持し、タレット刃物台１２０Ｒの振れ止め具Ｒ（３０Ｒ）にて持ち換える。
図５（ｃ）に示すようにタレット刃物台１２０Ｌが後退し、工具軸４０にてツール４５を装着し、主軸Ｒ（１０Ｒ）を回転し、バイト旋削加工や図６（ａ）に示すようにロング内径バイトツール４６にて内径加工を実施する。
加工が完了すると、そのまま、ロボットアーム６０にてワークを取り出すこともできるが、タレットＲ（２０Ｒ）と干渉する恐れがある場合には、図６（ａ）に示すように工具軸４０のワーク支持具４０ａにて仮保持し、タレットＲ（２０Ｒ）を退避させてからロボットアーム６０を用いてワークを排出してもよい。

このように対向配置した２主軸に対して振れ止め具を設けたタレット刃物台を２ユニット配置したので長尺ワークを引き渡すとともにワークの端部をワークを把持していない他方のタレット刃物台にて加工ができ、長いワークを連続して機械加工ができるので生産性が向上する。
また、一対の振れ止め具の他に第３刃物台にもワーク支持具を設けてあるので一対の振れ止め具間でワークの持ち替えが可能であり、一方の主軸と第３刃物台のワーク支持具で長尺ワークの両端を支持することも可能になり、長尺ワークであっても一台の旋盤で連続生産できる。

本発明に係る旋盤の構成例を示す。 タレットに取り付けた振れ止め具の例を示す。 ワーク加工手順例を示す。 ワーク加工手順例を示す。 ワーク加工手順例を示す。 ワーク加工手順例を示す。 加工するワークの例を示す。

符号の説明

４ 第３刃物台
１０Ｒ 主軸Ｒ
１０Ｌ 主軸Ｌ
２０Ｒ タレットＲ
２０Ｌ タレットＬ
３０Ｒ 振れ止め具Ｒ
３０Ｌ 振れ止め具Ｌ
４０ 工具軸
４０ａ ワーク支持具
５０ 心押具
５１ チャック
５２ チャック
６０ ロボットアーム

Claims (2)

1. 同一軸線上に対向配置し相対移動制御された２主軸と、
   主軸軸線の上下の一方に２つのタレット刃物台と他方に工具軸を有する第３刃物台を備え、
   ２つのタレットは振れ止め具を有するとともに少なくとも一方の主軸と主軸軸線方向に同期移動可能になっていて、
   第３刃物台はＢ軸制御されたワーク支持具を有するとともに主軸軸線方向及び直交方向に移動制御されていることを特徴とする旋盤。
2. ２主軸はスラント型ベッドの左右方向に配置してあり、主軸軸線の下側に対向して２つのタレット刃物台を配置し、主軸軸線の上側にＢ軸及びＸ，Ｙ，Ｚ軸制御された第３刃物台を配置し、第３刃物台に工具軸及びワーク支持具を設けてあることを特徴とする請求項１記載の旋盤。

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