JP2013240848A

JP2013240848A - Machine tool

Info

Publication number: JP2013240848A
Application number: JP2012114666A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Mukai; 勇作向井; Haruka Okumura; 遥奥村
Original assignee: Tsugami Corp
Current assignee: Tsugami Corp
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: JP5891107B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool for machining a workpiece at an arbitrary angle and/or machining the workpiece into an arbitrary shape by controlling the contour thereof.SOLUTION: The machine tool includes: a workpiece holding part 10 for holding a workpiece W rotatably; a turret member 22 to which a plurality of tools for machining the workpiece W are attached; a direct drive motor 23 having a rotor 23b which is rotated to rotate the turret member 22; and a control part. In plan view, a rotary shaft C of the workpiece and a rotary shaft A of the turret member 22 are orthogonal to each other. The control part drives the direct drive motor 23 to rotate the turret member 22 continuously. One of the plurality of tools is positioned with respect to the workpiece W at an arbitrary position and angle to machine the workpiece W, and/or the workpiece W is machined with one of the plurality of tools into the arbitrary shape by controlling the contour thereof.

Description

本発明は、工作機械に関し、詳しくは複数の工具が取付けられるタレット部材を有する工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool, and more particularly to a machine tool having a turret member to which a plurality of tools are attached.

従来、この種の工作機械として、バイトやドリルなどの複数の工具が取付けられたタレット部材が基台に回転可能に取付けられ、タレット部材を回転させることにより、複数の工具のうちから被加工物（ワーク）を加工する工具を選択できるものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された工作機械では、タレット部材を回転させるモータは、タレット部材を支持するハウジングの外に設けられ、タレット部材とモータとは、多数の歯車を介して接続されている。また、タレット部材の回転軸の端部に第１の係合歯が形成され、基台に設けられたカップリング機構に第２の係合歯が形成されている。そして、モータの駆動によってタレット部材の回転位置が所望の回転位置付近に至ったときに、タレット部材の回転軸を軸方向に移動させ、タレット部材とカップリング機構との係合歯同士を係合させることでタレット部材の回転を固定している。 Conventionally, as this type of machine tool, a turret member to which a plurality of tools such as a bite and a drill are attached is rotatably attached to a base, and a workpiece can be processed from among a plurality of tools by rotating the turret member. There is a tool that can select a tool for machining (work) (for example, see Patent Document 1). In the machine tool disclosed in Patent Document 1, the motor that rotates the turret member is provided outside the housing that supports the turret member, and the turret member and the motor are connected via a number of gears. Moreover, the 1st engagement tooth is formed in the edge part of the rotating shaft of a turret member, and the 2nd engagement tooth is formed in the coupling mechanism provided in the base. When the rotation position of the turret member reaches the vicinity of the desired rotation position by driving the motor, the rotation shaft of the turret member is moved in the axial direction to engage the engagement teeth of the turret member and the coupling mechanism. By doing so, the rotation of the turret member is fixed.

特開２００１−１７９５１１号公報JP 2001-179511 A

上述の工作機械では、タレット部材の回転軸の係合歯とカップリング機構の係合歯に従った角度でタレット部材が固定されてしまうため、割り出された（選択された）工具のワークに対する位置が間欠となり、ワークに任意の角度で加工を施すことができない（例えば、ワークに任意の角度の穴を空けることができない）という問題があった。
また、上述の工作機械では、同様の理由により、工具のワークに対する位置が間欠となってしまうため、タレット部材の回転軸を輪郭制御加工における制御軸として用いることが困難であるという問題があった。 In the above-described machine tool, the turret member is fixed at an angle according to the engagement tooth of the rotation shaft of the turret member and the engagement tooth of the coupling mechanism. There is a problem that the position becomes intermittent and the workpiece cannot be processed at an arbitrary angle (for example, a hole at an arbitrary angle cannot be formed in the workpiece).
Moreover, in the above-mentioned machine tool, for the same reason, the position of the tool with respect to the workpiece is intermittent, and thus there is a problem that it is difficult to use the rotation axis of the turret member as a control axis in contour control processing. .

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、ワークに任意の角度で加工を施すこと、及び／又は、ワークを任意の形状に輪郭制御加工することができる工作機械を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said actual condition, and provides the machine tool which can process a workpiece | work at arbitrary angles and / or can carry out the contour control processing of a workpiece | work to arbitrary shapes. Objective.

上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、
ワークを回転可能に保持するワーク保持部と、
前記ワークを加工するための複数の工具が取り付けられるタレット部材と、
前記タレット部材に対して不動である不動部と、前記不動部に対して回転する回転部と、を有し、前記回転部を回転させることによって前記タレット部材を回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、
平面視において前記ワークの回転軸と前記タレット部材の回転軸とは直交し、
前記制御手段は、
前記回転駆動手段を駆動して前記タレット部材を連続的に回転させることで、前記タレット部材に取り付けられた複数の工具のうちいずれかの工具を前記ワークに対して任意の位置及び角度で位置決めして前記ワークを加工する、及び／又は、前記タレット部材に取り付けられた複数の工具のうちいずれかの工具で前記ワークを任意の形状に輪郭制御加工する、
ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a machine tool according to the present invention provides:
A workpiece holding section for holding the workpiece rotatably;
A turret member to which a plurality of tools for processing the workpiece are attached;
A rotation drive means that has a stationary part that is stationary with respect to the turret member, and a rotating part that rotates with respect to the stationary part, and that rotates the turret member by rotating the rotating part;
Control means for controlling the drive of the rotation drive means,
In plan view, the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the turret member are orthogonal to each other,
The control means includes
By driving the rotation driving means to continuously rotate the turret member, any one of a plurality of tools attached to the turret member is positioned at an arbitrary position and angle with respect to the workpiece. Machining the workpiece and / or contour-control machining the workpiece into an arbitrary shape with any one of a plurality of tools attached to the turret member,
It is characterized by that.

前記工作機械は、
前記ワーク保持部と前記タレット部材とを相対的に移動させる機構を備え、
前記制御手段は、前記回転駆動手段と前記機構との駆動を制御して、前記タレット部材を連続的に回転させると共に、前記ワーク保持部と前記タレット部材とを相対的に移動させることで、前記タレット部材に取り付けられた複数の工具のうちいずれかの工具を前記ワークに対して任意の位置及び角度で位置決めして前記ワークを加工する、及び／又は、前記タレット部材に取り付けられた複数の工具のうちいずれかの工具で前記ワークを任意の形状に輪郭制御加工する、ようにしてもよい。 The machine tool is
A mechanism for relatively moving the work holding part and the turret member;
The control unit controls driving of the rotation driving unit and the mechanism to continuously rotate the turret member and relatively move the work holding unit and the turret member, Any one of a plurality of tools attached to the turret member is positioned at an arbitrary position and angle with respect to the workpiece to process the workpiece, and / or a plurality of tools attached to the turret member The workpiece may be subjected to contour control processing into an arbitrary shape with any one of the above tools.

前記ワークの回転軸に沿った軸をＺ軸、前記タレット部材の回転軸に沿った軸をＸ軸、前記Ｚ軸及び前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸とした場合、
前記機構は、前記ワーク保持部と前記タレット部材とを相対的に、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々の軸方向に独立して移動させてもよい。 When the axis along the rotation axis of the workpiece is the Z axis, the axis along the rotation axis of the turret member is the X axis, and the Z axis and the axis orthogonal to the X axis are the Y axis,
The mechanism may move the work holding portion and the turret member relatively independently in the axial directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis.

前記制御手段は、前記ワーク保持部の駆動も制御し、前記ワークの回転制御、前記タレット部材の回転制御、及び前記ワーク保持部と前記タレット部材とを相対的に移動させる制御を同時に行ってもよい。 The control unit may also control the driving of the workpiece holding unit, and simultaneously perform rotation control of the workpiece, rotation control of the turret member, and control for relatively moving the workpiece holding unit and the turret member. Good.

前記工作機械は、
前記タレット部材と一体に回転する所定部位との摩擦力により前記タレット部材を前記不動部に対して回転不能に固定することによって、前記複数の工具のうちの１つの工具と前記ワークとを位置合わせするとともに、前記位置合わせした工具による前記ワークの加工中に前記タレット部材が前記不動部に対して回転することを禁止する固定手段をさらに備えていてもよい。 The machine tool is
By aligning the turret member with the fixed portion so as not to rotate with respect to the fixed portion by frictional force with a predetermined portion that rotates integrally with the turret member, the tool and the workpiece are aligned with each other. In addition, it may further comprise a fixing means for prohibiting the turret member from rotating with respect to the stationary part during processing of the workpiece by the aligned tool.

前記工作機械は、
前記タレット部材の回転位置を検出する回転位置検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記回転位置検出手段によって検出された回転位置に基づいて前記タレット部材が目標位置で停止するよう前記回転駆動手段と前記固定手段とを制御する、ようにしてもよい。 The machine tool is
A rotation position detecting means for detecting a rotation position of the turret member;
The control means may control the rotation driving means and the fixing means so that the turret member stops at a target position based on the rotation position detected by the rotation position detection means.

前記所定部位は、前記タレット部材と一体に回転するブレーキディスクであり、
前記固定手段は、前記ブレーキディスクを挟むブレーキパッドを含む、ようにしてもよい。 The predetermined portion is a brake disc that rotates integrally with the turret member,
The fixing means may include a brake pad that sandwiches the brake disc.

本発明によれば、ワークに任意の角度で加工を施すこと、及び／又は、ワークを任意の形状に輪郭制御加工することができる。 According to the present invention, it is possible to process a workpiece at an arbitrary angle and / or to perform contour control processing of the workpiece into an arbitrary shape.

本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。1 is a plan view of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 図１に示す工作機械の正面図である。It is a front view of the machine tool shown in FIG. 図１に示す工作機械の側面図である。It is a side view of the machine tool shown in FIG. 図３に示す工作機械のタレット装置近傍の拡大図である。It is an enlarged view of the turret apparatus vicinity of the machine tool shown in FIG. （ａ）は、本実施形態に係る工作機械の効果を説明するための図である。（ｂ）は、比較例に係る工作機械におけるワーク加工上の制約を説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating the effect of the machine tool which concerns on this embodiment. (B) is a figure for demonstrating the restrictions on the workpiece processing in the machine tool which concerns on a comparative example.

以下、本発明の一実施形態に係る工作機械について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、工作機械における鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、ワークＷの中心線に沿った水平方向を「Ｚ軸方向」といい、Ｙ軸及びＺ軸方向に垂直な水平方向を「Ｘ軸方向」という。また、図１〜図５（ａ）の図中には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各々の方向を示す矢印を示した。以下では、これら矢印が示す各方向において、矢印が向く方向を＋側、その反対側の方向を−側として、適宜、工作機械を構成する各部を説明する。 Hereinafter, a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the vertical direction in the machine tool is referred to as “Y-axis direction”, the horizontal direction along the center line of the workpiece W is referred to as “Z-axis direction”, and the horizontal direction is perpendicular to the Y-axis and Z-axis directions. The direction is referred to as “X-axis direction”. 1 to 5A show arrows indicating the directions of the X, Y, and Z axes. Below, in each direction indicated by these arrows, each part constituting the machine tool will be described as appropriate with the direction in which the arrow is directed as the + side and the opposite direction as the-side.

本実施形態に係る工作機械１は、被加工物（ワーク）Ｗを加工する多機能旋盤として構成され、図１〜図４に示すように、工作機械１全体の台であるベッドＳと、ワーク保持部１０と、タレット装置２０と、スライド機構３０と、工作機械１全体を制御する制御部４０と、操作部４１と、を備える。 A machine tool 1 according to the present embodiment is configured as a multi-function lathe for processing a workpiece (workpiece) W, and as shown in FIGS. A holding unit 10, a turret device 20, a slide mechanism 30, a control unit 40 that controls the entire machine tool 1, and an operation unit 41 are provided.

ワーク保持部１０は、ワークＷ（例えば、円筒形）を保持して回転させるものであり、図１、図３等に示すように、主軸１１と、主軸１１を回転可能に支持する主軸台１２と、を備える。
なお、図１は、工作機械１の平面図（＋Ｙ軸方向から見た図）であり、図３は、工作機械１の側面図（＋Ｚ軸方向から見た図）である。 The workpiece holding unit 10 holds and rotates a workpiece W (for example, a cylindrical shape), and as shown in FIGS. 1 and 3, a spindle 11 and a spindle stock 12 that rotatably supports the spindle 11. And comprising.
1 is a plan view of the machine tool 1 (viewed from the + Y-axis direction), and FIG. 3 is a side view of the machine tool 1 (viewed from the + Z-axis direction).

主軸１１は、図示しないチャックでワークＷを把持する。主軸台１２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されており、このワーク回転用モータによって主軸１１をＣ軸周りに回転させる。Ｃ軸は、Ｚ軸と平行、且つ、ワークＷの中心を通る回転軸として規定される。これにより、ワーク保持部１０は、ワークＷをＣ軸周りに回転させることができる。本実施形態では、主軸台１２は、ベッドＳに対して不動に固定されている。 The spindle 11 holds the workpiece W with a chuck (not shown). The spindle stock 12 incorporates a workpiece rotation motor (not shown), and the workpiece rotation motor rotates the spindle 11 around the C axis. The C axis is defined as a rotation axis that is parallel to the Z axis and passes through the center of the workpiece W. Thereby, the workpiece holding unit 10 can rotate the workpiece W around the C axis. In the present embodiment, the head stock 12 is fixed to the bed S so as not to move.

タレット装置２０は、ワークＷを加工するための複数の工具Ｔ（図２参照）を有するものであり、主に図４に示すように、ハウジング２１と、ハウジング２１に回転可能に支持されたタレット部材２２と、タレット部材２２を回転させるダイレクトドライブモータ（ビルトインモータ）２３と、タレット部材２２を回転不能に固定するブレーキ機構５０と、工具回転機構６０と、を備える。
なお、図４は、工作機械１のタレット装置２０近傍の拡大図であるとともにタレット装置２０の要部断面図（詳しくは、Ｘ−Ｙ平面と平行で後述のＡ軸を含む面に沿って切った図）である。 The turret device 20 has a plurality of tools T (see FIG. 2) for machining the workpiece W. As shown mainly in FIG. 4, a turret supported rotatably on the housing 21. A member 22, a direct drive motor (built-in motor) 23 that rotates the turret member 22, a brake mechanism 50 that fixes the turret member 22 so as not to rotate, and a tool rotation mechanism 60 are provided.
4 is an enlarged view of the vicinity of the turret device 20 of the machine tool 1 and a cross-sectional view of a principal part of the turret device 20 (specifically, cut along a plane parallel to the XY plane and including the A axis described later). Figure).

タレット部材２２は、図２に示すように、正面視で正多角形（本実施形態では、正十角形）に形成された部材であり、ダイレクトドライブモータ２３の駆動力によって、Ａ軸周りに回転する。Ａ軸は、Ｘ軸と平行、且つ、タレット部材２２の中心を通る回転軸として規定される。
なお、図２は、工作機械１の正面図（−Ｘ軸方向から見た図）である。また、図２で点線で示した主軸１１及びワークＷは、タレット部材２２が移動してタレット部材２２が保持するドリルＤに当接した状態を示したものであり、主軸１１が移動した状態を示したものではない（本実施形態では、前述のように主軸１１は、ベッドＳに対して不動である）。 As shown in FIG. 2, the turret member 22 is a member formed in a regular polygon (in this embodiment, a regular decagon) in a front view, and is rotated around the A axis by the driving force of the direct drive motor 23. To do. The A axis is defined as a rotation axis that is parallel to the X axis and passes through the center of the turret member 22.
FIG. 2 is a front view of the machine tool 1 (viewed from the −X axis direction). 2 shows a state in which the main shaft 11 and the work W indicated by dotted lines are in contact with the drill D held by the turret member 22 by moving the turret member 22, and the main shaft 11 has moved. This is not shown (in this embodiment, the main shaft 11 does not move with respect to the bed S as described above).

タレット部材２２は、主に図４に示すように、複数の工具Ｔを保持する工具保持部２２１と、この工具保持部２２１に連結され、軸受け２４によってハウジング２１内にＸ軸周りに回転可能に軸支された回転軸部２２２と、を有する。 As shown mainly in FIG. 4, the turret member 22 is connected to a tool holding portion 221 that holds a plurality of tools T, and the tool holding portion 221, and is rotatable around the X axis in the housing 21 by a bearing 24. A rotating shaft portion 222 that is pivotally supported.

工具保持部２２１には、周面にバイトＢやドリルＤなどの工具Ｔをそれぞれに着脱可能に取付けることができ、本実施形態では、正十角形を形作る十個の外周面に、バイトＢとドリルＤとが交互に取り付けられている。つまり、本実施形態に係る工具保持部２２１は、５つのバイトＢと５つのドリルＤとを保持している。
工具保持部２２１の外周面には、５つのバイトＢの各々に対応するバイトホルダｂ１〜ｂ５と、５つのドリルＤの各々に対応する５つのドリルホルダｄ１〜ｄ５とが設けられており、工具保持部２２１は、これらホルダにより複数の工具Ｔを保持している。ドリルホルダｄ１〜ｄ５の各々は、ドリルＤを回転可能に保持している。 A tool T such as a cutting tool B or a drill D can be detachably attached to the peripheral surface of the tool holding part 221, and in this embodiment, the cutting tool B is formed on ten peripheral surfaces forming a regular decagon. Drills D are attached alternately. That is, the tool holding unit 221 according to this embodiment holds five cutting tools B and five drills D.
Tool holders 221 are provided with tool holders b1 to b5 corresponding to each of the five tools B and five drill holders d1 to d5 corresponding to each of the five drills D. The holding part 221 holds a plurality of tools T by these holders. Each of the drill holders d1 to d5 holds the drill D in a rotatable manner.

回転軸部２２２の後方（図４中、右側）には、ブレーキディスク５１が取付けられている。ブレーキディスク５１は、回転軸部２２２からフランジ状に凸となるディスク形状に形成され、タレット部材２２と一体に回転する。 A brake disc 51 is attached to the rear of the rotating shaft portion 222 (on the right side in FIG. 4). The brake disc 51 is formed in a disc shape that protrudes in a flange shape from the rotating shaft portion 222, and rotates integrally with the turret member 22.

ダイレクトドライブモータ２３は、タレット部材２２をＡ軸周りに回転させるものであり、同期電動機や誘導電動機などの周知のモータで構成され、全体がハウジング２１内に設けられている。
ダイレクトドライブモータ２３は、ハウジング２１に固定されたステータ２３ａと、タレット部材２２の回転軸部２２２に直接に取付けられたロータ２３ｂとを備える。 The direct drive motor 23 rotates the turret member 22 around the A axis, and is constituted by a known motor such as a synchronous motor or an induction motor, and is entirely provided in the housing 21.
The direct drive motor 23 includes a stator 23 a that is fixed to the housing 21 and a rotor 23 b that is directly attached to the rotating shaft portion 222 of the turret member 22.

このダイレクトドライブモータ２３では、ギヤなどを介することなくタレット部材２２に直接にロータ２３ｂが取付けられるダイレクトドライブとしているから、ギヤなどによるエネルギ損失や騒音、振動を防止して、ダイレクトドライブモータ２３からの出力によって効率よくタレット部材２２を回転させることができると共に、装置全体を小型化することができる。また、ダイレクトドライブモータ２３は、回転位置検出センサ２５を備える。 This direct drive motor 23 is a direct drive in which the rotor 23b is directly attached to the turret member 22 without using a gear or the like. Therefore, energy loss, noise, and vibration due to the gear are prevented, and the direct drive motor 23 The turret member 22 can be efficiently rotated by the output, and the entire apparatus can be reduced in size. Further, the direct drive motor 23 includes a rotational position detection sensor 25.

回転位置検出センサ２５は、ロータ２３ｂの回転位置、つまり、タレット部材２２の回転位置を検出するものである。回転位置検出センサ２５としては、例えば、タレット部材２２の回転軸部２２２に形成された凹凸パターンを光学的に読み込んでタレット部材２２の回転位置を検出するロータリーエンコーダや、電磁ピックアップ式、レゾルバなど、種々のセンサを用いることができる。 The rotational position detection sensor 25 detects the rotational position of the rotor 23b, that is, the rotational position of the turret member 22. As the rotational position detection sensor 25, for example, a rotary encoder that optically reads a concavo-convex pattern formed on the rotational shaft portion 222 of the turret member 22 to detect the rotational position of the turret member 22, an electromagnetic pickup type, a resolver, etc. Various sensors can be used.

ブレーキ機構５０は、ハウジング２１内に設けられたブレーキパッド５２と、ブレーキパッド５２に付勢力を作用させるバネ５３と、ブレーキパッド５２に油圧を作用させる油圧機構５４と、を備える。 The brake mechanism 50 includes a brake pad 52 provided in the housing 21, a spring 53 that applies a biasing force to the brake pad 52, and a hydraulic mechanism 54 that applies hydraulic pressure to the brake pad 52.

ブレーキパッド５２は、２つの環状の部材によって形成され、ブレーキディスク５１のＸ軸方向の両側に位置する。また、ブレーキパッド５２のブレーキディスク５１と向かい合う面と反対側には、ブレーキパッド５２とハウジング２１の内壁面とによって、油圧室２６が構成されている。 The brake pad 52 is formed by two annular members and is located on both sides of the brake disc 51 in the X-axis direction. Further, the hydraulic chamber 26 is configured by the brake pad 52 and the inner wall surface of the housing 21 on the opposite side of the surface of the brake pad 52 facing the brake disc 51.

油圧室２６は、油圧機構５４に連結され、内部がオイルで満たされている。油圧機構５４は、例えば電動ポンプなどによって油圧を発生させ、発生させた油圧を継手５５から油圧室２６に作用させるように構成されている。 The hydraulic chamber 26 is connected to a hydraulic mechanism 54, and the inside is filled with oil. The hydraulic mechanism 54 is configured to generate hydraulic pressure by, for example, an electric pump, and to cause the generated hydraulic pressure to act on the hydraulic chamber 26 from the joint 55.

こうしたブレーキ機構５０では、油圧機構５４から油圧室２６に油圧を作用させていないときには、バネ５３の付勢力によってブレーキパッド５２がブレーキディスク５１から離れる方向に付勢され、ブレーキパッド５２とブレーキディスク５１は接しない。これにより、ブレーキディスク５１にはブレーキパッド５２から力は作用せず、ブレーキディスク５１及びタレット部材２２はハウジング２１に対して自由に回転できる状態となる。
一方、油圧機構５４から油圧室２６に油圧を作用させたときには、バネ５３の付勢力に抗してブレーキパッド５２がブレーキディスク５１に近付く方向に移動し、ブレーキディスク５１がブレーキパッド５２で挟まれる。これにより、ブレーキディスク５１とブレーキパッド５２とに摩擦力が作用し、ブレーキディスク５１及びタレット部材２２はハウジング２１に対して回転不能に固定される。 In such a brake mechanism 50, when no hydraulic pressure is applied from the hydraulic mechanism 54 to the hydraulic chamber 26, the brake pad 52 is urged away from the brake disk 51 by the urging force of the spring 53, and the brake pad 52 and the brake disk 51 are urged. Does not touch. Thus, no force is applied to the brake disc 51 from the brake pad 52, and the brake disc 51 and the turret member 22 can be freely rotated with respect to the housing 21.
On the other hand, when hydraulic pressure is applied from the hydraulic mechanism 54 to the hydraulic chamber 26, the brake pad 52 moves in the direction approaching the brake disc 51 against the biasing force of the spring 53, and the brake disc 51 is sandwiched between the brake pads 52. . As a result, a frictional force acts on the brake disc 51 and the brake pad 52, and the brake disc 51 and the turret member 22 are fixed to the housing 21 so as not to rotate.

工具回転機構６０は、図４に示すように、第１軸部６１と、第２軸部６２と、第１軸部６１を回転させる工具回転用モータ６３と、を備える。 As shown in FIG. 4, the tool rotation mechanism 60 includes a first shaft portion 61, a second shaft portion 62, and a tool rotation motor 63 that rotates the first shaft portion 61.

工具回転用モータ６３は、タレット装置２０の＋Ｘ軸方向側端部に位置し、−Ｘ軸方向に向く回転軸６３ａを有する。工具回転用モータ６３は、回転軸６３ａをＡ軸周りに回転させる。 The tool rotating motor 63 has a rotating shaft 63a that is positioned at the + X-axis direction side end of the turret device 20 and that faces the −X-axis direction. The tool rotating motor 63 rotates the rotating shaft 63a around the A axis.

第１軸部６１の一端部（＋Ｘ軸方向側の端部）は、回転軸６３ａと結合又は係合されている。これにより、第１軸部６１は、回転軸６３ａの回転に伴ってＡ軸周りに回転する。第１軸部６１は、その両端部各々の近傍で、ハウジング２１に対して不動な軸受け６４，６５に回転可能に軸支されている。第１軸部６１の他端部（−Ｘ軸方向側の端部）には、第１ギヤ部６１ａが設けられている。第１ギヤ部６１ａは、第２軸部６２の一端部（＋Ｙ軸方向側の端部）に設けられた第２ギヤ部６２ａと締結している。このような第１ギヤ部６１ａと第２ギヤ部６２ａとにより、第１軸部６１のＡ軸周りの回転動力が第２軸部６２に伝搬され、第２軸部６２は、Ｙ軸周りに回転する。第２軸部６２の他端部（−Ｙ軸方向側の端部）は、割り出された（選択された）回転工具（ここではドリルＤ）を保持するドリルホルダ（図２〜図４では、ドリルホルダｄ１）の端部と係合される。第２軸部６２は、その両端部各々の近傍で、工具保持部２２１に対して不動な軸受け６６，６７に回転可能に軸支されている。
なお、図４では、第１軸部６１、第２軸部６２、軸受け６４，６５及び６６，６７の断面を示すハッチングを省略している。また、回転工具であるドリルＤを含む工具Ｔの割り出しについては、後に詳述する。 One end portion (the end portion on the + X axis direction side) of the first shaft portion 61 is coupled or engaged with the rotation shaft 63a. Thereby, the 1st axial part 61 rotates the A-axis periphery with rotation of the rotating shaft 63a. The first shaft portion 61 is rotatably supported by bearings 64 and 65 that are immovable with respect to the housing 21 in the vicinity of both end portions thereof. A first gear portion 61 a is provided at the other end portion (the end portion on the −X axis direction side) of the first shaft portion 61. The first gear portion 61a is fastened to a second gear portion 62a provided at one end portion (the end portion on the + Y axis direction side) of the second shaft portion 62. By such first gear portion 61a and second gear portion 62a, the rotational power around the A axis of the first shaft portion 61 is propagated to the second shaft portion 62, and the second shaft portion 62 moves around the Y axis. Rotate. The other end portion (the end portion on the −Y axis direction side) of the second shaft portion 62 is a drill holder (in FIGS. 2 to 4) that holds the indexed (selected) rotary tool (here, the drill D). , Engaged with the end of the drill holder d1). The second shaft portion 62 is rotatably supported by bearings 66 and 67 that are immovable with respect to the tool holding portion 221 in the vicinity of both end portions thereof.
In FIG. 4, the hatching showing the cross sections of the first shaft portion 61, the second shaft portion 62, and the bearings 64, 65 and 66, 67 is omitted. The indexing of the tool T including the drill D that is a rotating tool will be described in detail later.

本実施形態に係る工作機械１では、このような工具回転機構６０により、タレット部材２２に保持され、割り出された回転工具（ドリルＤ）をＹ軸周りに回転させることができる。 In the machine tool 1 according to the present embodiment, such a tool rotation mechanism 60 can rotate the indexed rotary tool (drill D) held by the turret member 22 around the Y axis.

図１に示すスライド機構３０は、タレット装置２０をＸ、Ｙ、Ｚ軸各々の方向に移動させる機構であり、Ｚ軸スライド機構３１、Ｘ軸スライド機構３２、及びＹ軸スライド機構３３から構成されている。 The slide mechanism 30 shown in FIG. 1 is a mechanism that moves the turret device 20 in the X, Y, and Z axis directions, and includes a Z axis slide mechanism 31, an X axis slide mechanism 32, and a Y axis slide mechanism 33. ing.

Ｚ軸スライド機構３１は、タレット装置２０をＺ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部３１１と、この軸受部３１１に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ３１２と、このボールねじ３１２を回転させるＺ軸モータ３１３と、Ｚ軸スライド部３１４と、を備える。
なお、図２では軸受部３１１を断面図により示している。ここでのハッチングは省略した。 The Z-axis slide mechanism 31 is a mechanism for moving the turret device 20 in the Z-axis direction, and a bearing portion 311 attached on the bed S and a ball that is supported by the bearing portion 311 and extends in the Z-axis direction. A screw 312, a Z-axis motor 313 that rotates the ball screw 312, and a Z-axis slide part 314 are provided.
In FIG. 2, the bearing portion 311 is shown in a sectional view. The hatching here was omitted.

Ｚ軸スライド部３１４は、Ｚ軸方向に移動する台状の部材であり、ボールねじ３１２と嵌合し、ボールねじ３１２の回転によりＺ軸方向に移動するナット（図示せず）と、ベッドＳ上に設けられたＺ軸方向に伸びるレール部Ｒｚと係合するガイド溝Ｇｚと、を有する。
Ｚ軸スライド機構３１は、Ｚ軸モータ３１３でボールねじ３１２を回転させることで、ナットを移動させる（つまり、Ｚ軸スライド部３１４を移動させる）。Ｚ軸スライド部３１４は、移動する際に、レール部Ｒｚに案内され、安定してＺ軸方向に移動することができる。このような機構により、Ｚ軸スライド機構３１は、タレット装置２０をＺ軸方向に移動させる。 The Z-axis slide part 314 is a trapezoidal member that moves in the Z-axis direction. The Z-axis slide part 314 is fitted with the ball screw 312 and moves in the Z-axis direction by the rotation of the ball screw 312. And a guide groove Gz that engages with a rail portion Rz that extends in the Z-axis direction.
The Z-axis slide mechanism 31 moves the nut by rotating the ball screw 312 with the Z-axis motor 313 (that is, moves the Z-axis slide portion 314). When the Z-axis slide part 314 moves, it is guided by the rail part Rz and can move stably in the Z-axis direction. With such a mechanism, the Z-axis slide mechanism 31 moves the turret device 20 in the Z-axis direction.

Ｘ軸スライド機構３２は、タレット装置２０をＸ軸方向に移動させるための機構であり、Ｚ軸スライド部３１４上に取り付けられた軸受部３２１と、この軸受部３２１に軸支されてＸ軸方向に伸びるボールねじ３２２と、このボールねじ３２２を回転させるＸ軸モータ３２３と、Ｘ軸スライド部３２４と、を備える。 The X-axis slide mechanism 32 is a mechanism for moving the turret device 20 in the X-axis direction. The X-axis direction is supported by the bearing portion 321 mounted on the Z-axis slide portion 314 and supported by the bearing portion 321. And an X-axis motor 323 that rotates the ball screw 322, and an X-axis slide portion 324.

Ｘ軸スライド部３２４は、Ｘ軸方向に移動する台状の部材であり、ボールねじ３２２と嵌合し、ボールねじ３２２の回転によりＸ軸方向に移動するナット（図示せず）と、Ｚ軸スライド部３１４上に設けられたＸ軸方向に伸びるレール部Ｒｘと係合するガイド溝Ｇｘと、を有する。
Ｘ軸スライド機構３２は、Ｘ軸モータ３２３でボールねじ３２２を回転させることで、ナットを移動させる（つまり、Ｘ軸スライド部３２４を移動させる）。Ｘ軸スライド部３２４は、移動する際に、レール部Ｒｘに案内され、安定してＸ軸方向に移動することができる。このような機構により、Ｘ軸スライド機構３２は、タレット装置２０をＸ軸方向に移動させる。 The X-axis slide part 324 is a trapezoidal member that moves in the X-axis direction, is fitted with the ball screw 322, and moves in the X-axis direction by the rotation of the ball screw 322, and the Z-axis And a guide groove Gx that engages with a rail portion Rx provided on the slide portion 314 and extending in the X-axis direction.
The X-axis slide mechanism 32 moves the nut by rotating the ball screw 322 with the X-axis motor 323 (that is, moves the X-axis slide part 324). When the X-axis slide part 324 moves, it is guided by the rail part Rx and can move stably in the X-axis direction. With such a mechanism, the X-axis slide mechanism 32 moves the turret device 20 in the X-axis direction.

Ｙ軸スライド機構３３は、タレット装置２０をＹ軸方向に移動させるための機構であり、Ｘ軸スライド部３２４上に取り付けられた軸受部（図示せず）と、この軸受部に軸支されてＹ軸方向に伸びるボールねじ（図示せず）と、このボールねじを回転させるＹ軸モータ３３３と、Ｙ軸スライド部３３４と、を備える。 The Y-axis slide mechanism 33 is a mechanism for moving the turret device 20 in the Y-axis direction. The Y-axis slide mechanism 33 is supported by a bearing portion (not shown) attached on the X-axis slide portion 324 and supported by the bearing portion. A ball screw (not shown) extending in the Y-axis direction, a Y-axis motor 333 that rotates the ball screw, and a Y-axis slide portion 334 are provided.

Ｙ軸スライド部３３４は、Ｙ軸方向に移動する台状の部材であり、前記ボールねじと嵌合し、このボールねじの回転によりＹ軸方向に移動するナット（図示せず）と、Ｘ軸スライド部３２４上に設けられたＹ軸方向に伸びるレール部Ｒｙと係合するガイド溝Ｇｙと、を有する。
Ｙ軸スライド機構３３は、Ｙ軸モータ３３３で前記ボールねじを回転させることで、ナットを移動させる（つまり、Ｙ軸スライド部３３４を移動させる）。Ｙ軸スライド部３３４は、移動する際に、レール部Ｒｙに案内され、安定してＹ軸方向に移動することができる。このような機構により、Ｙ軸スライド機構３３は、タレット装置２０をＹ軸方向に移動させる。 The Y-axis slide portion 334 is a trapezoidal member that moves in the Y-axis direction. The Y-axis slide part 334 is fitted with the ball screw, and a nut (not shown) that moves in the Y-axis direction by rotation of the ball screw; A guide groove Gy that engages with a rail portion Ry provided on the slide portion 324 and extending in the Y-axis direction.
The Y-axis slide mechanism 33 moves the nut by rotating the ball screw with the Y-axis motor 333 (that is, moves the Y-axis slide part 334). When the Y-axis slide part 334 moves, it is guided by the rail part Ry and can move stably in the Y-axis direction. With such a mechanism, the Y-axis slide mechanism 33 moves the turret device 20 in the Y-axis direction.

このように、ベッドＳに対してＺ軸方向に移動可能であるがＸ及びＹ軸方向には不動なＺ軸スライド部３１４と、このＺ軸スライド部３１４に対してＸ軸方向に移動可能であるがＹ軸方向には不動なＸ軸スライド部３２４と、このＸ軸スライド部３２４に対してＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド部３３４と、を備えるスライド機構３０により、Ｙ軸スライド部３３４に取り付けられたタレット装置２０は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸各々の方向に移動可能となっている。
タレット装置２０は、図１及び図２に示すように、Ｙ軸スライド部３３４の＋Ｚ方向側端部に取り付けられている。 As described above, the Z-axis slide part 314 that can move in the Z-axis direction with respect to the bed S but does not move in the X- and Y-axis directions and the X-axis slide part 314 can move in the X-axis direction. The Y-axis slide unit includes an X-axis slide unit 324 that does not move in the Y-axis direction, and a Y-axis slide unit 334 that can move in the Y-axis direction with respect to the X-axis slide unit 324. The turret device 20 attached to 334 is movable in the directions of the X, Y, and Z axes.
As shown in FIGS. 1 and 2, the turret device 20 is attached to the + Z direction side end portion of the Y-axis slide portion 334.

制御部４０は、工作機械１全体を制御するものであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を備える。なお、制御部４０及び操作部４１は、図１にのみ示した。 The control unit 40 controls the entire machine tool 1 and includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a CPU (Central Processing Unit). The control unit 40 and the operation unit 41 are shown only in FIG.

制御部４０は、操作部４１から供給されたＮＣプログラムに従い、各部を制御する。制御部４０には、例えば回転位置検出センサ２５からタレット部材２２の回転位置が入力されるなど、工作機械１の制御に必要な各種情報が入力され、ワーク回転用モータ、ダイレクトドライブモータ２３、油圧機構５４、工具回転用モータ６３、Ｚ、Ｘ及びＹ軸モータ３１３、３２３及び３３３などに制御信号を送信する。
これにより、工作機械１は、ワークＷとタレット部材２２（より詳しくは、タレット部材２２が保持する工具であるバイトＢ、ドリルＤ）との相対的位置関係を適当に設定し、ワークＷを加工することができる。 The control unit 40 controls each unit in accordance with the NC program supplied from the operation unit 41. Various information necessary for controlling the machine tool 1, such as the rotational position of the turret member 22 input from the rotational position detection sensor 25, is input to the control unit 40. The workpiece rotation motor, the direct drive motor 23, the hydraulic pressure Control signals are transmitted to the mechanism 54, the tool rotating motor 63, the Z, X and Y axis motors 313, 323, 333, and the like.
Thereby, the machine tool 1 sets the relative positional relationship between the workpiece W and the turret member 22 (more specifically, the tool B and the drill D, which are tools held by the turret member 22), and processes the workpiece W. can do.

操作部４１は、オペレータからの操作情報、入力情報を受け付けるものであり、操作情報、入力情報を受け付けるための操作パネル（図示せず）を備える。 The operation unit 41 receives operation information and input information from an operator, and includes an operation panel (not shown) for receiving operation information and input information.

操作パネルは、起動スイッチと、停止スイッチと、テンキー等を備える。起動スイッチは、工作機械１を起動するときに操作されるスイッチであり、停止スイッチは、起動を停止するときに操作されるスイッチである。テンキーは、数値を手動で入力するためのキーである。 The operation panel includes a start switch, a stop switch, a numeric keypad, and the like. The start switch is a switch that is operated when the machine tool 1 is started, and the stop switch is a switch that is operated when the start is stopped. The numeric keypad is a key for manually entering a numerical value.

操作部４１は、起動スイッチ、停止スイッチが操作されると、この操作情報を受け付ける。また、操作部４１は、ＮＣプログラム（加工シーケンス）のデータが入力されると、このデータを入力情報として受け付ける。ＮＣプログラムは、ワークＷとタレット部材２２（より詳しくは、タレット部材２２が保持する工具ＴであるバイトＢ、ドリルＤ）との相対的位置関係を適当に設定し、ワークＷを加工するためのプログラムであり、オペレータによって作成される。 The operation unit 41 receives this operation information when the start switch and the stop switch are operated. Further, when data of the NC program (machining sequence) is input, the operation unit 41 receives this data as input information. The NC program appropriately sets the relative positional relationship between the workpiece W and the turret member 22 (more specifically, the tool T that is the tool T held by the turret member 22 and the drill D), and is used for machining the workpiece W. A program that is created by an operator.

次に、上述のように構成された工作機械１を用いたワークＷの加工について説明する。 Next, processing of the workpiece W using the machine tool 1 configured as described above will be described.

まず、タレット装置２０による工具Ｔの割り出し（選択、変更）について説明する。 First, the indexing (selection, change) of the tool T by the turret device 20 will be described.

（工具Ｔの割り出し）
ワークＷを加工する工具Ｔを割り出すときには、オペレータの操作部４１への指令に基づいて、制御部４０は、まず、油圧機構５４からの油圧がブレーキパッド５２に作用しないように油圧機構５４を駆動する。つまり、ブレーキパッド５２とブレーキディスク５１とが接していない状態となるようにブレーキ機構５０を駆動する。
これにより、ブレーキディスク５１及びタレット部材２２は、ハウジング２１に対して自由に回転することができる。 (Index of tool T)
When determining the tool T for processing the workpiece W, the control unit 40 first drives the hydraulic mechanism 54 so that the hydraulic pressure from the hydraulic mechanism 54 does not act on the brake pad 52 based on an instruction from the operator to the operation unit 41. To do. That is, the brake mechanism 50 is driven so that the brake pad 52 and the brake disc 51 are not in contact with each other.
Thereby, the brake disc 51 and the turret member 22 can freely rotate with respect to the housing 21.

続いて、制御部４０は、ダイレクトドライブモータ２３を駆動してタレット部材２２を回転させる。このとき、制御部４０は、回転位置検出センサ２５によって検出されたダイレクトドライブモータ２３のロータ２３ｂの回転位置（つまり、タレット部材２２の回転位置）に基づいて、所望の工具ＴがワークＷを加工するための位置（目的位置）に割り出されて停止するようにタレット部材２２を回転させる。 Subsequently, the control unit 40 drives the direct drive motor 23 to rotate the turret member 22. At this time, the control unit 40 causes the desired tool T to machine the workpiece W based on the rotational position of the rotor 23b of the direct drive motor 23 detected by the rotational position detection sensor 25 (that is, the rotational position of the turret member 22). The turret member 22 is rotated so as to be indexed and stopped at a position (target position) to be used.

そして、タレット部材２２が目的とする回転位置に至ったら、制御部４０は、油圧機構５４を駆動して、油圧室２６に油圧を作用させてブレーキディスク５１をブレーキパッド５２で挟む。
これにより、タレット部材２２が目的位置に割り出された状態で、ブレーキパッド５２とブレーキディスク５１との摩擦力によってブレーキディスク５１及びタレット部材２２が回転不能に固定される。 When the turret member 22 reaches the target rotational position, the control unit 40 drives the hydraulic mechanism 54 to apply hydraulic pressure to the hydraulic chamber 26 and sandwich the brake disc 51 between the brake pads 52.
As a result, the brake disc 51 and the turret member 22 are fixed to be non-rotatable by the frictional force between the brake pad 52 and the brake disc 51 in a state where the turret member 22 is indexed to the target position.

タレット装置２０によって工具Ｔを割り出したときに、割り出された工具Ｔの位置にズレが生じていたときには、オペレータによる操作部４１へ指令に基づいて、制御部４０は、タレット部材２２の回転位置を微調整する。 When the tool T is indexed by the turret device 20 and there is a deviation in the position of the indexed tool T, the control unit 40 determines the rotational position of the turret member 22 based on a command to the operation unit 41 by the operator. Tweak the.

本実施形態に係る工作機械１は、ブレーキディスク５１をブレーキパッド５２で挟んで摩擦力によりタレット部材２２を回転不能に固定するものであり、ワークＷを割り出しして固定するときに、タレット部材２２とハウジング２１の一方に形成された凹部と他方に形成された凸部とを係合させることでタレット部材２２を回転不能に固定するものではない（つまり、例えばタレット部材２２とハウジング２１に形成された係合歯同士を係合させてカップリングによりタレット部材２２を回転不能に固定するものではない）。
そのため、本実施形態に係る工作機械１によれば、任意の角度でタレット部材２２を固定することができ、ワークＷを加工するときのワークＷと工具Ｔとの位置を微調整することができる。 The machine tool 1 according to the present embodiment is configured to fix the turret member 22 in a non-rotatable state by a frictional force with the brake disk 51 sandwiched between the brake pads 52. When the work W is indexed and fixed, the turret member 22 is fixed. And the concave portion formed on one side of the housing 21 and the convex portion formed on the other side are engaged with each other so that the turret member 22 is not fixed in a non-rotatable manner (that is, for example, formed on the turret member 22 and the housing 21). The turret member 22 is not fixed to be non-rotatable by coupling by engaging the engagement teeth.
Therefore, according to the machine tool 1 according to the present embodiment, the turret member 22 can be fixed at an arbitrary angle, and the positions of the workpiece W and the tool T when machining the workpiece W can be finely adjusted. .

工具Ｔの位置の微調整としては、例えば、オペレータが制御部４０にズレを補正するための角度を入力して制御部４０が入力された角度に応じてタレット部材２２を回転させたり、制御部４０がタレット部材２２をゆっくりと回転させてオペレータが停止指令を制御部４０に入力するなど種々の方法を用いることができる。 As the fine adjustment of the position of the tool T, for example, an operator inputs an angle for correcting the deviation to the control unit 40, and the control unit 40 rotates the turret member 22 according to the input angle, Various methods can be used such as 40 slowly rotating the turret member 22 and an operator inputting a stop command to the control unit 40.

なお、こうしてタレット装置２０の工具Ｔの位置の微調整が完了したときには、制御部４０は、タレット部材２２の回転位置を記憶して、割り出した工具Ｔの位置を記憶することが望ましい。また、複数の工具Ｔを用いて連続してワークＷを加工する際には、予め全ての工具Ｔに対してこうした調整を行って結果を記憶し、その後、記憶した情報を用いて制御部４０がワークＷを加工すれば、加工精度を高めることができると共にスムーズに加工を行うことができる。 In addition, when the fine adjustment of the position of the tool T of the turret device 20 is completed in this way, the control unit 40 preferably stores the rotational position of the turret member 22 and stores the determined position of the tool T. Moreover, when processing the workpiece | work W continuously using the some tool T, such adjustment is previously performed with respect to all the tools T, a result is memorize | stored, and the control part 40 is used using the memorize | stored information after that. However, if the workpiece W is machined, machining accuracy can be improved and machining can be performed smoothly.

続いて、タレット装置２０によって割り出された工具ＴによるワークＷの加工全体の流れについて説明する。 Then, the flow of the whole process of the workpiece | work W with the tool T indexed by the turret apparatus 20 is demonstrated.

（ワークＷの加工の流れ）
ワークＷを加工するときには、例えば、オペレータが、ワーク保持部１０のチャックにワークＷを配置してチャックによりワークＷを保持させる。 (Work flow of workpiece W)
When processing the workpiece W, for example, the operator places the workpiece W on the chuck of the workpiece holding unit 10 and holds the workpiece W by the chuck.

続いて、オペレータの操作部４１への指令に基づいて、制御部４０がワーク回転用モータを駆動してワークＷを回転させる。 Subsequently, based on an instruction from the operator to the operation unit 41, the control unit 40 drives the workpiece rotation motor to rotate the workpiece W.

次に、前記指令に基づいて、制御部４０は、Ｚ、Ｘ及びＹ軸モータ３１３、３２３及び３３３を駆動して（つまり、スライド機構３０を駆動して）、タレット装置２０を、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各々の方向に、適宜、移動させ、工具ＴをワークＷに当接させる。
これにより、回転するワークＷに工具Ｔが当てられてワークＷが加工される。 Next, based on the command, the control unit 40 drives the Z, X, and Y axis motors 313, 323, and 333 (that is, drives the slide mechanism 30) to move the turret device 20 to the X, Y The tool T is appropriately moved in each direction of the Z axis to bring the tool T into contact with the workpiece W.
Thereby, the tool T is applied to the rotating workpiece W and the workpiece W is machined.

ここで、例えば、工具Ｔとして回転工具（ここでは、ドリルＤ）が割り出されていた場合、制御部４０は、前記指令に基づいて、工具回転用モータ６３を駆動し、回転工具を回転させる。この場合、制御部４０は、ワーク回転用モータを駆動せずにワークＷを回転させなくともよいし、ワークＷを回転させるとともに回転工具を回転させてもよい。
これにより、ワークＷに回転するドリルＤ等が当てられてワークＷが加工される。 Here, for example, when a rotary tool (here, drill D) is determined as the tool T, the control unit 40 drives the tool rotating motor 63 based on the command to rotate the rotary tool. . In this case, the control unit 40 may not rotate the workpiece W without driving the workpiece rotation motor, or may rotate the workpiece W and the rotating tool.
Thereby, the workpiece | work W is processed by the drill D etc. which rotate to the workpiece | work W being applied.

ワークＷの加工において、例えば、図５（ａ）に示すようにワークＷに連続的に曲率が変化する曲面を形成したい場合や、ワークＷに任意の角度の穴を空けたい場合、制御部４０は、ダイレクトドライブモータ２３を駆動してタレット部材２２を回転させ、ワークＷに対する工具Ｔの位置を適宜変化させた上で、主軸１１や回転工具を回転させる。
ここで、図５（ｂ）に示すように、タレット部材の回転軸の係合歯とカップリング機構の係合歯に従った角度でタレット部材が固定される構成の比較例に係る工作機械９では、ワークＷに対する工具（同図ではドリルＤ’）の位置が、例えば、図示するＰ、Ｑ、Ｒのように間欠な位置になってしまうため、ワークに任意の角度で加工を施すことができない。
一方、本実施形態に係る工作機械１では、ダイレクトドライブモータ２３を採用し、比較例に係る工作機械９のようにカップリング機構の係合歯に従った角度でタレット部材が固定されることがないため、ワークＷに任意の角度で加工を施すことが可能である。 In the processing of the workpiece W, for example, when it is desired to form a curved surface with a continuously changing curvature on the workpiece W as shown in FIG. Drives the direct drive motor 23 to rotate the turret member 22 to change the position of the tool T relative to the workpiece W, and then rotate the spindle 11 and the rotary tool.
Here, as shown in FIG. 5B, a machine tool 9 according to a comparative example having a configuration in which the turret member is fixed at an angle according to the engagement teeth of the rotation shaft of the turret member and the engagement teeth of the coupling mechanism. Then, since the position of the tool (drill D ′ in the figure) with respect to the workpiece W becomes an intermittent position such as P, Q, and R shown in the figure, the workpiece can be processed at an arbitrary angle. Can not.
On the other hand, in the machine tool 1 according to the present embodiment, the direct drive motor 23 is employed, and the turret member is fixed at an angle according to the engagement teeth of the coupling mechanism as in the machine tool 9 according to the comparative example. Therefore, it is possible to process the workpiece W at an arbitrary angle.

なお、所望の形状でワークＷを形成すべく、ワークＷに対する工具Ｔの位置を適宜変化させた後（つまり、タレット部材２２が目的とする回転位置に至り、ワークＷに対して工具Ｔが位置決めされたら）、その都度、前述と同様に、制御部４０は、油圧機構５４を駆動して、油圧室２６に油圧を作用させてブレーキディスク５１をブレーキパッド５２で挟む。これにより、タレット部材２２が目的位置に位置決めされた状態で、ブレーキパッド５２とブレーキディスク５１との摩擦力によってブレーキディスク５１及びタレット部材２２が回転不能に固定される。 In order to form the workpiece W in a desired shape, the position of the tool T with respect to the workpiece W is appropriately changed (that is, the turret member 22 reaches the target rotational position, and the tool T is positioned with respect to the workpiece W). Each time, the control unit 40 drives the hydraulic mechanism 54 to apply the hydraulic pressure to the hydraulic chamber 26 and sandwich the brake disc 51 between the brake pads 52 as described above. As a result, the brake disc 51 and the turret member 22 are non-rotatably fixed by the frictional force between the brake pad 52 and the brake disc 51 with the turret member 22 positioned at the target position.

ワークＷの加工が終了したら、制御部４０は、Ｚ、Ｘ及びＹ軸モータ３１３、３２３及び３３３を駆動して（つまり、スライド機構３０を駆動して）、タレット装置２０をワークＷから遠ざからせる。 When the processing of the workpiece W is completed, the control unit 40 drives the Z, X, and Y axis motors 313, 323, and 333 (that is, drives the slide mechanism 30) to move the turret device 20 away from the workpiece W. Make it.

タレット部材２２に設けられた他の工具Ｔで続けてワークＷを加工するときには、制御部４０は、タレット装置２０を駆動することによって工具Ｔを変更し、再びワークＷの加工を行う。また、他の工具ＴでワークＷを加工しないときには、制御部４０はワーク回転用モータを停止し、オペレータがワーク保持機構２６によるワークＷの保持を解除する。 When processing the workpiece W continuously with another tool T provided on the turret member 22, the control unit 40 changes the tool T by driving the turret device 20 and processes the workpiece W again. When the workpiece W is not machined with another tool T, the control unit 40 stops the workpiece rotation motor, and the operator releases the workpiece W held by the workpiece holding mechanism 26.

以上説明した本実施形態に係る工作機械１は、ワークＷを回転可能に保持するワーク保持部１０と、ワークＷを加工するための複数の工具Ｔが取り付けられるタレット部材２２と、タレット部材２２に対して不動であるハウジング２１（ないしはステータ２３ａ）と、ハウジング２１に対して回転するロータ２３ｂと、を有し、ロータ２３ｂを回転させることによってタレット部材２２を回転させるダイレクトドライブモータ２３と、ダイレクトドライブモータ２３の駆動を制御する制御部４０と、を備え、平面視（Ｙ軸方向から見た場合）においてワークＷの回転軸（Ｃ軸）とタレット部材２２の回転軸（Ａ軸）とは直交し、制御部４０は、ダイレクトドライブモータ２３を駆動してタレット部材２２を連続的に回転させることで、タレット部材２２に取り付けられた複数の工具Ｔのうちいずれかの工具をワークＷに対して任意の位置及び角度で位置決めしてワークＷを加工する、及び／又は、タレット部材２２に取り付けられた複数の工具Ｔのうちいずれかの工具でワークＷを任意の形状に輪郭制御加工する。
このようにしたから、前述したようにワークＷに任意の角度で加工を施すことが可能である。また、ワークを任意の形状に輪郭制御加工することができる。
また、工具Ｔの割り出しのための回転と、工具Ｔの輪郭制御における加工のための回転とを、１つのダイレクトドライブモータ２３で実現し、両役割を共用したことから、部品点数を少なくすることが可能である。
さらには、タレット部材２２の回転軸部２２２にダイレクトドライブモータ２３のロータ２３ｂを直接に取付けるダイレクトドライブとしたから、歯車やベルトなどの間接的機構部品を必要とせず、これによっても部品点数を少なくすることができ、工作機械全体を小型化したり、工作機械の製造コストを低減することができる。 The machine tool 1 according to the present embodiment described above includes a workpiece holding unit 10 that holds the workpiece W rotatably, a turret member 22 to which a plurality of tools T for processing the workpiece W are attached, and a turret member 22. A direct drive motor 23 having a housing 21 (or stator 23a) that is stationary with respect to the housing 21 and a rotor 23b that rotates relative to the housing 21, and rotating the turret member 22 by rotating the rotor 23b; And a control unit 40 that controls the drive of the motor 23, and the rotation axis (C axis) of the workpiece W and the rotation axis (A axis) of the turret member 22 are orthogonal to each other in plan view (when viewed from the Y-axis direction). Then, the control unit 40 drives the direct drive motor 23 to continuously rotate the turret member 22 so that the turret Any one of a plurality of tools T attached to the member 22 is positioned at an arbitrary position and angle with respect to the workpiece W to process the workpiece W, and / or a plurality of pieces are attached to the turret member 22. The workpiece W is contour-controlled and processed into an arbitrary shape with any one of the tools T.
Since it did in this way, as above-mentioned, it is possible to process to the workpiece | work W at arbitrary angles. In addition, the workpiece can be contour-controlled into an arbitrary shape.
Further, the rotation for indexing the tool T and the rotation for machining in the contour control of the tool T are realized by one direct drive motor 23, and both roles are shared, so the number of parts is reduced. Is possible.
Furthermore, since the direct drive in which the rotor 23b of the direct drive motor 23 is directly attached to the rotating shaft portion 222 of the turret member 22, indirect mechanism parts such as gears and belts are not required, and this also reduces the number of parts. Therefore, the entire machine tool can be reduced in size, and the manufacturing cost of the machine tool can be reduced.

また、制御部４０の制御のもと、スライド機構３０は、ワーク保持部１０に対してタレット部材２２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々の軸方向に独立して移動させることが可能であり、ダイレクトドライブモータ２３は、ロータ２３ｂを連続的に回転させることによってタレット部材２２を連続的に回転させることができる。
そのため、タレット部材２２のＡ軸周りの連続回転制御と、その他の制御軸Ｘ、Ｙ、Ｚ軸とを同時に（並行して）輪郭制御することができ、ワークＷに対する工具Ｔの位置を自由に制御できる。つまり、本実施形態に係る工作機械１によれば、ワークＷを所望の形状に加工可能である。さらには、工作機械１では、上記制御軸に加え、主軸１１の回転軸（Ｃ軸）も、同時に（並行して）輪郭制御することができるため、より自由な加工が可能である。 Further, under the control of the control unit 40, the slide mechanism 30 can move the turret member 22 with respect to the work holding unit 10 independently in the axial directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis. The direct drive motor 23 can continuously rotate the turret member 22 by continuously rotating the rotor 23b.
Therefore, the continuous rotation control around the A axis of the turret member 22 and the other control axes X, Y, and Z axes can be controlled simultaneously (in parallel), and the position of the tool T with respect to the workpiece W can be freely set. Can be controlled. That is, according to the machine tool 1 according to the present embodiment, the workpiece W can be machined into a desired shape. Furthermore, in the machine tool 1, in addition to the control axis, the rotational axis (C axis) of the main shaft 11 can be simultaneously (in parallel) controlled, so that more free machining is possible.

また、工作機械１によれば、タレット部材２２の回転軸部２２２に直接にロータ２３ｂを取付けられているため、ギヤの歯車同士に設けられた隙間（バックラッシュ）のためにズレが生じることもないから、ダイレクトドライブモータ２３を駆動してタレット部材２２の回転位置を適正に制御することができる。 Moreover, according to the machine tool 1, since the rotor 23b is directly attached to the rotating shaft part 222 of the turret member 22, deviation may occur due to a gap (backlash) provided between the gears of the gear. Therefore, the direct drive motor 23 can be driven to appropriately control the rotational position of the turret member 22.

さらに、工作機械１では、油圧機構５４を駆動してブレーキディスク５１をブレーキパッド５２で挟むことで摩擦力によってタレット部材２２をハウジング２１（ないしはステータ２３ａ）に対して回転不能に固定することにより、タレット部材２２に取付けられた工具Ｔのうちの１つの工具ＴとワークＷとを位置合わせすると共に、位置合わせした工具ＴによるワークＷの加工中にタレット部材２２がハウジング２１に対して回転することを禁止するから、タレット部材２２を任意の角度で固定することができ、ワークＷを加工するときにタレット部材２２の工具ＴとワークＷとの位置を細かく調整することができる。 Further, in the machine tool 1, the hydraulic mechanism 54 is driven and the brake disc 51 is sandwiched between the brake pads 52 to fix the turret member 22 to the housing 21 (or the stator 23 a) in a non-rotatable manner by frictional force. One tool T of the tools T attached to the turret member 22 and the workpiece W are aligned, and the turret member 22 rotates with respect to the housing 21 during the processing of the workpiece W by the aligned tool T. Therefore, the turret member 22 can be fixed at an arbitrary angle, and the position of the tool T and the workpiece W of the turret member 22 can be finely adjusted when the workpiece W is machined.

（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下に変形の一例を示す。 (Modification)
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. An example of modification is shown below.

上述した工作機械１では、ワーク保持部１０がベッドＳに固定され、スライド機構３０により、タレット部材２２をワーク保持部１０に対してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動させる構成としたが、これに限られない。ワーク保持部１０とタレット部材２２とが相対的にＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する構成であれば、工作機械１の構成を適宜変更可能である。
例えば、タレット部材２２（つまりは、保持されている工具Ｔ）がＸ、Ｙ軸の２軸に移動し、ワーク保持部１０（つまりは、ワークＷ）がＺ軸に移動する構成や、タレット装置２０がベッドＳに固定され、ワーク保持部１０がタレット部材２２に対してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する構成であってもよい。
また、上記説明では、ワーク保持部１０とタレット部材２２とを相対的に移動させる制御軸を各々直交する３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）としたが、ワーク保持部１０とタレット部材２２とが相対的に３次元的に移動できれば、制御軸は各々直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸に限られない。このような制御軸である３軸が互いに交差していればよい。 In the machine tool 1 described above, the work holding unit 10 is fixed to the bed S, and the turret member 22 is moved in the X, Y, and Z axis directions with respect to the work holding unit 10 by the slide mechanism 30. Not limited to. If the work holding unit 10 and the turret member 22 are configured to move relatively in the X, Y, and Z axis directions, the configuration of the machine tool 1 can be changed as appropriate.
For example, a configuration in which the turret member 22 (that is, the held tool T) moves to the two axes of the X and Y axes and the workpiece holding unit 10 (that is, the workpiece W) moves to the Z axis, or a turret device 20 may be fixed to the bed S, and the workpiece holding unit 10 may move in the X, Y, and Z axis directions with respect to the turret member 22.
In the above description, the control axes for relatively moving the workpiece holding unit 10 and the turret member 22 are three axes (X, Y, Z axes) orthogonal to each other, but the workpiece holding unit 10 and the turret member 22 are Are relatively three-dimensionally movable, the control axes are not limited to the orthogonal X, Y, and Z axes. It is only necessary that these three control axes cross each other.

上述した工作機械１では、タレット部材２２には、ドリルホルダｄ１〜ｄ５とバイトホルダｂ１〜ｂ５が設けられるものとしたが、こうした数に限定されるものではない。また、複数のバイトＢは各々異なるバイトであっても同じバイトであってもよいし、複数のドリルＤは各々異なるドリルであっても同じドリルであってもよいし、バイトＢとドリルＤとは交互に取り付けられなくともよい。目的に応じて、バイトＢ、ドリルＤの取付順序は、適宜、変更できる。さらには、タレット部材２２に、ダイスやタップなど他の工具を取付けるホルダが設けられてもよい。 In the machine tool 1 described above, the turret member 22 is provided with the drill holders d1 to d5 and the bite holders b1 to b5, but the number is not limited thereto. Further, the plurality of bytes B may be different or the same, and the plurality of drills D may be different drills or the same drill. May not be attached alternately. Depending on the purpose, the mounting order of the cutting tool B and the drill D can be changed as appropriate. Furthermore, the turret member 22 may be provided with a holder for attaching another tool such as a die or a tap.

上述した工作機械１では、油圧機構５４による油圧を油圧室２６に作用させてブレーキディスク５１を２つの環状の部材で構成されたブレーキパッド５２で挟むブレーキ機構５０を備えるものとしたが、摩擦力によってタレット部材２２が回転不能に固定される構成であれば如何なる構成としてもよく、例えば、ブレーキパッド５２は、ブレーキディスク５１の一方だけの面に押し当てられるものとしたり、環状以外の形状に形成されてもよい。
また、ブレーキ機構５０は、油圧に代えてまたは加えて他の作動流体を用いてもよく、例えば、油圧に代えて空圧を用いるものでもよく、油圧と空圧を併用するものでもよい。
さらには、作動流体を用いる機構に代えてまたは加えて、電磁的な機構によってブレーキパッド５２をブレーキディスク５１に押し当てる構成としてもよい。 The machine tool 1 described above includes the brake mechanism 50 that applies the hydraulic pressure from the hydraulic mechanism 54 to the hydraulic chamber 26 and sandwiches the brake disc 51 between the brake pads 52 formed of two annular members. For example, the brake pad 52 may be pressed against only one surface of the brake disc 51 or formed in a shape other than an annular shape. May be.
The brake mechanism 50 may use another working fluid instead of or in addition to the hydraulic pressure. For example, the brake mechanism 50 may use pneumatic pressure instead of hydraulic pressure, or may use hydraulic pressure and pneumatic pressure in combination.
Further, the brake pad 52 may be pressed against the brake disk 51 by an electromagnetic mechanism instead of or in addition to the mechanism using the working fluid.

上記説明では、ワークＷを加工するときには、例えば、オペレータが、ワーク保持部１０のチャックにワークＷを配置してチャックによりワークＷを保持させるものとしたが、これに限られない。工作機械１がワークを自動で供給及び排出する装置をさらに備え、ワークの保持や解除を自動で行うようにしてもよい。 In the above description, when the workpiece W is machined, for example, the operator places the workpiece W on the chuck of the workpiece holding unit 10 and holds the workpiece W by the chuck. However, the present invention is not limited to this. The machine tool 1 may further include a device for automatically supplying and discharging the workpiece, and the workpiece may be held and released automatically.

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited by the above embodiment and drawing. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention.

１工作機械
１０ワーク保持部
２０タレット装置
２１ハウジング
２２タレット部材
２２１工具保持部
Ｂバイト
Ｄドリル
２２２回転軸部
２３ダイレクトドライブモータ
２３ａステータ
２３ｂロータ
２４軸受け
２５回転位置検出センサ
２６油圧室
３０スライド機構
３１Ｚ軸スライド機構
３２Ｘ軸スライド機構
３３Ｙ軸スライド機構
４０制御部
４１操作部
５０ブレーキ機構
５１ブレーキディスク
５２ブレーキパッド
５３バネ
５４油圧機構
５５継手
６０工具回転機構
６１第１軸部６１
６２第２軸部６２
６３工具回転用モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 10 Work holding part 20 Turret device 21 Housing 22 Turret member 221 Tool holding part B Bite D Drill 222 Rotating shaft part 23 Direct drive motor 23a Stator 23b Rotor 24 Bearing 25 Rotation position detection sensor 26 Hydraulic chamber 30 Slide mechanism 31 Z Axis slide mechanism 32 X-axis slide mechanism 33 Y-axis slide mechanism 40 Control unit 41 Operation unit 50 Brake mechanism 51 Brake disk 52 Brake pad 53 Spring 54 Hydraulic mechanism 55 Joint 60 Tool rotation mechanism 61 First shaft part 61
62 Second shaft portion 62
63 Tool rotation motor

Claims

A workpiece holding section for holding the workpiece rotatably;
A turret member to which a plurality of tools for processing the workpiece are attached;
A rotation drive means that has a stationary part that is stationary with respect to the turret member, and a rotating part that rotates with respect to the stationary part, and that rotates the turret member by rotating the rotating part;
Control means for controlling the drive of the rotation drive means,
In plan view, the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the turret member are orthogonal to each other,
The control means includes
By driving the rotation driving means to continuously rotate the turret member, any one of a plurality of tools attached to the turret member is positioned at an arbitrary position and angle with respect to the workpiece. Machining the workpiece and / or contour-control machining the workpiece into an arbitrary shape with any one of a plurality of tools attached to the turret member,
A machine tool characterized by that.

A mechanism for relatively moving the work holding part and the turret member;
The control unit controls driving of the rotation driving unit and the mechanism to continuously rotate the turret member and relatively move the work holding unit and the turret member, Any one of a plurality of tools attached to the turret member is positioned at an arbitrary position and angle with respect to the workpiece to process the workpiece, and / or a plurality of tools attached to the turret member Contour-control processing the workpiece into an arbitrary shape with any of the tools,
The machine tool according to claim 1.

When the axis along the rotation axis of the workpiece is the Z axis, the axis along the rotation axis of the turret member is the X axis, and the Z axis and the axis orthogonal to the X axis are the Y axis,
The mechanism relatively moves the work holding part and the turret member independently in the axial directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis,
The machine tool according to claim 2.

The control means also controls driving of the work holding unit, and simultaneously performs rotation control of the work, rotation control of the turret member, and control of relatively moving the work holding unit and the turret member.
The machine tool according to claim 2 or 3, wherein

By aligning the turret member with the fixed portion so as not to rotate with respect to the fixed portion by frictional force with a predetermined portion that rotates integrally with the turret member, the tool and the workpiece are aligned with each other. And a fixing means for prohibiting the turret member from rotating relative to the stationary part during processing of the workpiece by the aligned tool.
The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the machine tool is provided.

A rotation position detecting means for detecting a rotation position of the turret member;
The control means controls the rotation driving means and the fixing means so that the turret member stops at a target position based on the rotation position detected by the rotation position detection means.
The machine tool according to claim 5.

The predetermined portion is a brake disc that rotates integrally with the turret member,
The fixing means includes a brake pad that sandwiches the brake disc.
The machine tool according to claim 5 or 6, characterized in that