JP2022182411A

JP2022182411A - 工作機械

Info

Publication number: JP2022182411A
Application number: JP2021089946A
Authority: JP
Inventors: 高之石川; Takayuki Ishikawa; 弘幸小笠原; Hiroyuki Ogasawara
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-12-08
Also published as: US20220379386A1; EP4094886A1; US12005511B2; KR20220161178A; TW202245941A; CN115401270A

Abstract

【課題】多様な加工が可能で小型化された工作機械を提供する。【解決手段】ワークＷを把持して主軸中心線ＣＬ１を中心として回転可能な主軸３１と、刃物台５とを備えた工作機械において、刃物台５は、ワークＷを加工する一方側回転工具工具Ｔ１ａが装着される第１工具ユニット装着部５３ａが形成され、主軸中心線ＣＬ１と直交する第１旋回軸線Ｂ１を旋回中心として旋回する第１旋回ホルダ５３と、ワークＷを加工するスレッドワーリング工具ＴＴ２が装着される第２ワーリング工具装着部５４ａが形成され、主軸中心線ＣＬ１と直交し第１旋回軸線Ｂ１とは異なる第２旋回軸線Ｂ２を旋回中心として旋回する第２旋回ホルダ５４と有している。【選択図】図３

Description

本発明は、ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、刃物台とを備えた工作機械に関する。

ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、主軸に把持されたワークを加工するための工具が装着される刃物台とを備えた工作機械が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１に記載された工作機械の刃物台は、ワークを加工する工具が装着される工具装着部が形成された旋回可能な旋回ホルダと旋回不能な固定ホルダとを備えている。この旋回ホルダは、主軸中心線と直交するＹ軸方向に沿った旋回軸線を旋回中心として旋回する。旋回ホルダを備えることで、ワークに対する工具の向きを調整して加工することができるので多様な加工が可能になる。

また、上述の主軸と刃物台に加え、主軸に対向する対向主軸と、対向主軸に把持されたワークを加工するための工具が装着される対向主軸用刃物台とを備えた工作機械も知られている（例えば、特許文献２等参照）。この特許文献２に記載された工作機械は、刃物台と対向主軸用刃物台それぞれに、主軸中心線と直交する旋回軸線を旋回中心として旋回可能な旋回ホルダと旋回不能な固定ホルダとを備えている。この特許文献２に記載された工作機械では、刃物台と対向主軸用刃物台それぞれに旋回ホルダを有するので、主軸に把持されたワークだけでなく対向主軸に把持されたワークに対しても多様な加工が可能になる。

特開２０１４－０３７０４３号公報特開２０１９－１９８９０９号公報

近年では、主軸に把持されたワークに対して、さらに多様な加工が可能な工作機械が求められている。刃物台の旋回ホルダに取り付けられる工具の種類や数は限定されるので、特許文献１および特許文献２に記載された工作機械では、任意の方向に刃先を向けて行う加工の種類は限定されてしまう。これに対して、旋回ホルダに形成された工具装着部の数を増加させ、例えばすべての工具を大きな旋回ホルダに装着可能にすることで、任意の方向に刃先を向けて行う加工の種類を増加させることが考えられる。しかしながら、大きな旋回ホルダは、その旋回に必要な空間も大きくなってしまうため、その他の構造物を旋回ホルダから遠く離間させた位置に配置する必要が生じる。その結果、工作機械が大型化してしまうという問題が生じる。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、多様な加工が可能で小型化された工作機械を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明の工作機械は、ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、刃物台とを備えた工作機械において、
前記刃物台は、前記ワークを加工する工具が装着される第１工具装着部が形成され、前記主軸中心線と直交する第１旋回軸線を旋回中心として旋回する第１旋回ホルダと、該ワークを加工する工具が装着される第２工具装着部が形成され、該主軸中心線と直交し該第１旋回軸線とは異なる第２旋回軸線を旋回中心として旋回する第２旋回ホルダと有していることを特徴とする。

この工作機械によれば、前記刃物台が前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダとを有するので、多様な加工が可能でありながら、旋回に必要な空間は小さくてすむので、工作機械を小型化することができる。

ここで、前記刃物台は、前記第１旋回軸線に沿った第１軸線方向に移動可能なものであってもよい。また、前記刃物台は、前記第１軸線方向に直交し前記主軸中心線に沿った第２軸方向にも直交する第３軸方向に移動可能なものであってもよい。前記第２旋回軸線は、前記第１旋回軸線とは前記第３軸方向に離間し、前記第１旋回軸線と平行な軸線であってもよい。さらに、前記第１旋回ホルダは、回転工具が装着可能なものであってもよい。同様に、前記第２旋回ホルダは、回転工具が装着可能なものであってもよい。前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダは、前記ワークを挟んで互いに対向した位置に配置されたものであってもよい。また、前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダは、旋回することで前記ワークに対する工具の向きを調整するものであってもよい。またさらに、前記第１旋回部および前記第２旋回部が旋回可能に取り付けられた旋回ベースを備えていてもよい。

この工作機械において、前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダとを旋回させる共通のモータを備えていてもよい。

こうすることで、工作機械を安価に構成できる。

また、この工作機械において、所定の旋回角度で停止した前記第２旋回ホルダを、該旋回角度に保持するブレーキ機構を備えていてもよい。

加工時に前記第２旋回ホルダに旋回方向の荷重が加わった場合でも、前記ブレーキ機構によって前記旋回角度を維持できるので、高精度な加工ができる。

またさらに、この工作機械において、前記第１旋回ホルダおよび前記第２旋回ホルダそれぞれは、スレッドワーリング工具が装着可能なものであってもよい。

前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダそれぞれがスレッドワーリング工具を装着可能であるので、主軸に把持されたワークに、例えば１条ねじと２条ねじ或いはねじ山角度の異なる２種類のねじ切り加工等、種類の異なるねじ切り加工を施すことができる。

本発明によれば、多様な加工が可能で小型化された工作機械を提供することができる。

本実施形態にかかるＮＣ旋盤の内部構成を簡易的に示す平面図である。図１に示したＮＣ旋盤の刃物台を示す斜視図である。第１旋回ホルダおよび第２旋回ホルダを旋回させるための駆動力を伝達する旋回駆動伝達機構を示す右側面図である。図２に示した第１旋回ホルダおよび第２旋回ホルダが旋回したときの工具の向きを示す平面図である。図２に示した刃物台の第１変形例を示す図３と同様の右側面図である。図２に示した刃物台の第２変形例を示す図３と同様の右側面図である。図２に示した刃物台の第３変形例を示す図３と同様の右側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、本発明をＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）旋盤に適用した例を用いて説明する。

図１は、本実施形態にかかるＮＣ旋盤の内部構成を簡易的に示す平面図である。

ＮＣ旋盤１は、制御装置２と、主軸台３と、ガイドブッシュ４と、刃物台５と、対向主軸台６とを備えている。このＮＣ旋盤１は、工作機械の一例に相当する。制御装置２には、ＮＣプログラムと、そのＮＣプログラムに用いられる各種指令に応じた動作情報等が保存されている。制御装置２は、ＮＣプログラムに従って、主軸台３、刃物台５および対向主軸台６を数値制御により動作させるコンピューターである。また、制御装置２は、主軸３１と対向主軸６１の回転も制御する。加えて、制御装置２は、刃物台５に取り付けられた工具が回転工具などの回転する工具である場合は、その工具の回転も制御する。

主軸台３には、主軸３１が搭載されている。主軸台３は、主軸３１とともにＺ１軸方向に移動可能である。Ｚ１軸方向は、水平方向であり、図１においては左右方向である。このＺ１軸方向は、第２軸方向の一例に相当する。主軸３１は、コレットチャック等の把持部を有している。主軸３１は、その内部に挿入された長尺棒状のワークＷを把持部によって解除可能に把持する。主軸３１は、ワークＷを把持して主軸中心線ＣＬ１を中心として回転可能である。主軸中心線ＣＬ１の方向はＺ１軸方向と一致している。主軸３１にはビルトインモーター等の不図示のスピンドルモータが設けられている。そのスピンドルモータが制御装置２から指令を受けて回転することで、主軸３１は、主軸中心線ＣＬ１を中心として回転する。これにより、主軸３１によって把持されたワークＷは、主軸中心線ＣＬ１を中心にして回転する。

ガイドブッシュ４は、ガイドブッシュ支持台４１を介してＮＣ旋盤１の土台である脚に固定されている。ガイドブッシュ４は、主軸３１の内部を貫通したワークＷの先端側部分をＺ１軸方向へ摺動自在に支持する。このガイドブッシュ４の、ワークＷを支持している部分は、主軸３１と同期して主軸中心線ＣＬ１を中心にして回転可能である。すなわち、主軸中心線ＣＬ１は、ワークＷの、ガイドブッシュ４に支持された部分の回転中心線でもある。ガイドブッシュ４により、加工時のワークＷの撓みが抑制されるので、特に細長いワークＷを高精度に加工できる。

刃物台５は、主軸中心線ＣＬ１と直交しかつ水平方向を向いたＸ１軸方向と、主軸中心線ＣＬ１と直交しかつ垂直方向を向いたＹ１軸方向に移動可能である。図１では、上下方向がＸ１軸方向であり、紙面に直交する方向がＹ１軸方向である。このＹ１軸方向は第１軸線方向の一例に相当する。また、Ｘ１軸方向は、第３軸方向の一例に相当する。刃物台５には、ワークＷを加工する工具が装着される。刃物台５の構成については、後に詳述する。

対向主軸台６には、対向主軸６１が搭載されている。対向主軸台６は、Ｘ２軸方向およびＺ２軸方向に対向主軸６１とともに移動可能である。Ｘ２軸方向は上述したＸ１軸方向と同一の方向であり、Ｚ２軸方向は上述したＺ１軸方向と同一の方向である。図１には、対向主軸６１が、ガイドブッシュ４を挟んで主軸３１に対向した位置にある様子が示されている。この位置では第２主軸の回転中心である対向主軸中心線ＣＬ２は、主軸中心線ＣＬ１と同一線上に配置されている。対向主軸中心線ＣＬ２の方向はＺ２軸方向と一致している。対向主軸６１には、主軸３１を用いた加工が完了し、突切加工用のバイトによって切断された切断済ワークＷ１が受け渡される。対向主軸６１は、コレットチャック等の把持部を有している。対向主軸台６にはビルトインモーター等のスピンドルモータが設けられている。そのスピンドルモータが制御装置２から指令を受けて回転することで、対向主軸６１は、対向主軸中心線ＣＬ２を中心として回転する。これにより、対向主軸６１によって把持された切断済ワークＷ１は、対向主軸中心線ＣＬ２を中心にして回転する。

図２は、図１に示したＮＣ旋盤の刃物台を示す斜視図である。

刃物台５は、移動テーブル５１と、旋回ベース５２と、第１旋回ホルダ５３と、第２旋回ホルダ５４と、第１下端支持部５６とを備えている。移動テーブル５１は、Ｘ１軸方向およびＹ１軸方向に移動可能である。移動テーブル５１は、制御装置２によって制御される不図示のＸ１軸モータによってＸ１軸方向に移動する。また、移動テーブル５１は、制御装置２によって制御される不図示のＹ１軸モータによってＹ１軸方向に移動する。

旋回ベース５２は、ベース本体５２１と、工具回転用モータ５２２と、旋回用モータ５２３とを備えている。ベース本体５２１は、移動テーブル５１にねじによって固定されている。また、工具回転用モータ５２２と旋回用モータ５２３は、ベース本体５２１に固定されている。工具回転用モータ５２２と旋回用モータ５２３は、サーボモータである。この旋回用モータ５２３は、モータの一例に相当する。また、旋回用モータ５２３には減速機５２３１が設けられている。ベース本体５２１の内部には、工具回転用モータ５２２の駆動力を伝達する不図示の回転駆動伝達機構が配置されている。この回転駆動伝達機構は、歯車機構で構成されている。回転駆動伝達機構によって、第１旋回ホルダ５３および第２旋回ホルダ５４それぞれに設けられた工具回転機構に工具回転用モータ５２２の駆動力が伝達される。また、ベース本体５２１の内部には、旋回用モータ５２３からの駆動力を第１旋回ホルダ５３および第２旋回ホルダ５４に伝達する旋回駆動伝達機構５５（図３参照）も配置されている。この旋回駆動伝達機構５５については、後に詳述する。

第１下端支持部５６は、ベース本体５２１よりも下方で、移動テーブル５１にねじによって固定されている。この第１下端支持部５６は、第１旋回ホルダ５３の下端を支持するためのものである。なお、第１下端支持部５６は省略してもよい。ただし、第１下端支持部５６を設けることで、第１旋回ホルダ５３を強固に支持できるので加工時等に第１旋回ホルダ５３が変形しにくくなり、加工精度が高まるといった効果がある。

第１旋回ホルダ５３は、複数の回転工具ユニットＴＵ１（図３参照）が装着される回転工具ユニットホルダである。第１旋回ホルダ５３は、第１旋回軸線Ｂ１を旋回中心として旋回可能にベース本体５２１と第１下端支持部５６に取り付けられている。具体的には、第１旋回ホルダ５３の上端部分はベース本体５２１によって旋回可能に支持され、第１旋回ホルダ５３の下端部分は第１下端支持部５６によって旋回可能に支持されている。第１旋回ホルダ５３は、第１下端支持部５６を移動テーブル５１から取り外すことで、ベース本体５２１に対して着脱可能に構成されている。また、旋回駆動伝達機構５５（図３参照）によって旋回用モータ５２３の駆動力が第１旋回ホルダ５３の上端部分に伝達されることで、第１旋回ホルダ５３は、第１旋回軸線Ｂ１を旋回中心として旋回する。第１旋回軸線Ｂ１は、主軸中心線ＣＬ１（図１参照）と直交し、Ｙ１軸方向に沿って延在している。第１旋回ホルダ５３には、回転工具ユニットＴＵ１を着脱可能に装着するための第１工具ユニット装着部５３ａが４つ形成されている。なお、第１旋回ホルダ５３に形成される第１工具ユニット装着部５３ａは、１～３つであってもよく、５つ以上であってもよい。また、第１旋回ホルダ５３には、第１工具ユニット装着部５３ａに加えてバイトなどの工具が装着されるバイト装着部が形成されていてもよい。この第１工具ユニット装着部５３ａは、第１工具装着部の一例に相当する。４つの第１工具ユニット装着部５３ａは、Ｙ１軸方向に並んで第１旋回ホルダ５３に形成されている。図３に示すように、それらの４つの第１工具ユニット装着部５３ａそれぞれに、一方側に突出した一方側回転工具Ｔ１ａと他方側に突出した他方側回転工具Ｔ１ｂとを有する回転工具ユニットＴＵ１が装着される。これらの一方側回転工具Ｔ１ａおよび他方側回転工具Ｔ１ｂは、工具の一例に相当する。なお、第１工具ユニット装着部５３ａは、スレッドワーリング工具を有するホルダユニットが装着可能であってもよい。第１旋回ホルダ５３内には、ベース本体５２１内に配置された回転駆動伝達機構に接続され、その回転駆動伝達機構から伝達された駆動力を４つの回転工具ユニットＴＵ１それぞれに伝達して一方側回転工具Ｔ１ａおよび他方側回転工具Ｔ１ｂを回転させる工具回転機構が設けられている。

第２旋回ホルダ５４は、ねじ切用のスレッドワーリング工具ＴＴ２（図３参照）が装着されるスレッドワーリングホルダである。第２旋回ホルダ５４は、第２旋回軸線Ｂ２を旋回中心として旋回可能に旋回ベース５２に取り付けられている。具体的には、第２旋回ホルダ５４の上端部分が、ベース本体５２１によって旋回可能に支持されている。第２旋回ホルダ５４の上端部は伝達軸５５２１（図３参照）の下端部にねじにより固定されている。そのねじを外すことで、第２旋回ホルダ５４は伝達軸５５２１に対して着脱可能に構成されている。また、旋回駆動伝達機構５５（図３参照）によって旋回用モータ５２３の駆動力が第２旋回ホルダ５４の上端部分に伝達されることで、第２旋回軸線Ｂ２を旋回中心として第２旋回ホルダ５４は旋回する。第２旋回軸線Ｂ２は、主軸中心線ＣＬ１（図１参照）と直交している。この実施形態では、第２旋回軸線Ｂ２は、第１旋回軸線Ｂ１とはＸ１軸方向に離間した位置で、第１旋回軸線Ｂ１と平行な軸線である。なお、第２旋回軸線Ｂ２は、第１旋回軸線Ｂ１と平行でなくても良いが、平行にすることで旋回駆動伝達機構５５の構成を簡素化できる。第２旋回ホルダ５４の下方部分には、スレッドワーリング工具ＴＴ２が装着される第２ワーリング工具装着部５４ａが形成されている。このスレッドワーリング工具ＴＴ２は、工具の一例に相当する。また、第２ワーリング工具装着部５４ａは、第２工具装着部の一例に相当する。第２旋回ホルダ５４内には、ベース本体５２１内に配置された回転駆動伝達機構に接続され、その回転駆動伝達機構から伝達された駆動力を伝達してスレッドワーリング工具ＴＴ２を回転させるワーリング回転機構が設けられている。

図３は、第１旋回ホルダおよび第２旋回ホルダを旋回させるための駆動力を伝達する旋回駆動伝達機構を示す右側面図である。この図３には、ガイドブッシュ４とワークＷも示されている。また、図３には、第１旋回ホルダ５３に４つの回転工具ユニットＴＵ１が装着され、第２旋回ホルダ５４にスレッドワーリング工具ＴＴ２が装着された様子が示されている。

図３に示すように、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は、ワークＷを挟んで対向した位置に配置されている。主軸中心線ＣＬ１は、ワークＷの中心に位置している。従って、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は、主軸中心線ＣＬ１を挟んで対向した位置に配置されているともいえる。これらワークＷおよび主軸中心線ＣＬ１は、図３の紙面に直交する方向に延在している。旋回駆動伝達機構５５は、これらの第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４が旋回する駆動力を伝達する機構である。旋回駆動伝達機構５５は、第１駆動接続機構５５１と、第２駆動接続機構５５２と、第１プーリ５５３と、第２プーリ５５４と、ベルト５５５と、ブレーキ機構５５６とを有している。これらの第１駆動接続機構５５１、第２駆動接続機構５５２、第１プーリ５５３、第２プーリ５５４、ベルト５５５およびブレーキ機構５５６は、ベース本体５２１内に配置されている。第１駆動接続機構５５１は、ベース本体５２１に固定されている。また、第１駆動接続機構５５１内には回転自在な伝達軸が設けられている。そして、その伝達軸が減速機５２３１の減速出力軸５２３２に接続されている。この第１駆動接続機構５５１は、旋回用モータ５２３の駆動力を第１旋回ホルダ５３に伝達して第１旋回ホルダ５３を旋回させるためのものであり、上述の特許文献１等に記載された公知の機構である。旋回用モータ５２３の駆動力が伝達されることで、第１旋回ホルダ５３は、第１旋回軸線Ｂ１を旋回中心として例えば最大１３５度旋回する。なお、この実施形態では、減速機５２３１の減速出力軸５２３２の軸中心は、第１旋回軸線Ｂ１と同軸上にある。図３には、旋回していない基準旋回角度にある第１旋回ホルダ５３が示されている。この基準旋回角度では、一方側回転工具Ｔ１ａおよび他方側回転工具Ｔ１ｂは、Ｘ１軸方向に向かって突出している。第２駆動接続機構５５２は、ベース本体５２１に固定されている。第２駆動接続機構５５２は、伝達軸５５２１が外部に突出していることを除いて第１駆動接続機構５５１と同様の機構で構成されている。第２駆動接続機構５５２は、旋回用モータ５２３の駆動力を第２旋回ホルダ５４に伝達する。第１駆動接続機構５５１と第２駆動接続機構５５２が同様の機構で構成されているので、それぞれに取り付けられている旋回ホルダは相互に付け替え可能になっている。

第１プーリ５５３は、減速機５２３１と第１駆動接続機構５５１の間に配置され、減速機５２３１の減速出力軸５２３２に固定されている。第２プーリ５５４は、第２駆動接続機構５５２の伝達軸５５２１の突出部分に固定されている。この実施形態の第２プーリ５５４は、第１プーリ５５３に対して２倍の直径をしている。伝達軸５５２１は、第２プーリ５５４を介して伝達される旋回用モータ５２３の駆動力を第２旋回ホルダ５４に伝達するための軸でありＹ１軸方向に延在している。伝達軸５５２１の軸中心は、第２旋回軸線Ｂ２と同軸上にある。伝達軸５５２１の下端は、第２旋回ホルダ５４の上端に連結されている。また、伝達軸５５２１の上端には、ディスクロータ５５６１が固定されている。ベルト５５５は、第１プーリ５５３と第２プーリ５５４の間に掛け渡されている。このベルト５５５によって、減速出力軸５２３２の回転が伝達軸５５２１に伝達される。これらの構成により、旋回用モータ５２３を駆動することで、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は同期して旋回する。なお、第１プーリ５５３と第２プーリ５５４の直径の違いにより、伝達軸５５２１は、減速出力軸５２３２が回転した角度の半分の角度だけ回転する。図３には、旋回していない基準旋回角度にある第２旋回ホルダ５４が示されている。この基準旋回角度では、スレッドワーリング工具ＴＴ２の中心に形成された、ワークＷを通すための貫通孔はＺ１軸方向に向いている。

ブレーキ機構５５６は、上述したディスクロータ５５６１と、ブレーキパッドが取りつけられたキャリパー５５６２とを有している。このブレーキ機構５５６は、制御装置２（図１参照）からの指令によりディスクロータ５５６１をブレーキパッドで挟み込むことで、所定の旋回角度で停止した第２旋回ホルダ５４を、その旋回角度に保持するものである。

図４は、図２に示した第１旋回ホルダおよび第２旋回ホルダが旋回したときの工具の向きを示す平面図である。図４には、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４が基準旋回角度にあるときの回転工具ユニットＴＵ１とスレッドワーリング工具ＴＴ２が実線で示され、基準旋回角度から旋回した様子が二点鎖線で示されている。

図３に示した第１旋回ホルダ５３が旋回すると、図４に示すように、第１旋回軸線Ｂ１を中心にして回転工具ユニットＴＵ１は第１旋回ホルダ５３とともに旋回する。なお、第１旋回軸線Ｂ１および第２旋回軸線Ｂ２は、図４では紙面に直交する方向に伸びている。図４には、回転工具ユニットＴＵ１が４５度づつ旋回した様子が二点鎖線で３つ示されている。刃物台５（図１参照）のＹ１軸方向の移動により４つの回転工具ユニットＴＵ１から所望の１つが選択される。そして、例えば第１旋回ホルダ５３が基準旋回角度（旋回角度０度）にある場合、刃物台５のＸ１軸方向への移動により、ガイドブッシュ４によって支持されているワークＷに、一方側回転工具Ｔ１ａでクロス穴加工をすることができる。第１旋回ホルダ５３の旋回角度が０度と９０度以外でワークＷに対して傾斜している場合、刃物台５のＸ１軸方向の移動と主軸台３のＺ１軸方向への移動を同期させることで、ガイドブッシュ４によって支持されているワークＷに対して一方側回転工具Ｔ１ａで斜め穴加工を行うことができる。第１旋回ホルダ５３の旋回角度が９０度である場合、主軸台３のＺ１軸方向への移動により一方側回転工具Ｔ１ａでワークＷの先端部分に穴加工を行うことができる。

また、図３に示した第２旋回ホルダ５４が旋回すると、図４に示すように、第２旋回軸線Ｂ２を中心にしてスレッドワーリング工具ＴＴ２は第２旋回ホルダ５４とともに旋回する。図４には、スレッドワーリング工具ＴＴ２が２２．５度づつ旋回した様子が二点鎖線で３つ示されている。スレッドワーリング工具ＴＴ２の貫通孔をワークＷに対向させ、加工するねじのリード角に合わせてスレッドワーリング工具ＴＴ２を旋回させた後、主軸３１とスレッドワーリング工具ＴＴ２を回転させて主軸台３をＺ１軸方向に移動させることで、ワークＷにねじ切加工をすることができる。

他方側回転工具Ｔ１ｂは、対向主軸６１に把持された切断済ワークＷ１に対する加工に使用される。刃物台５（図１参照）のＹ１軸方向の移動により複数の回転工具ユニットＴＵ１から所望の１つが選択される。また、対向主軸台６のＸ２軸方向の移動により、選択された回転工具ユニットＴＵ１の他方側回転工具Ｔ１ｂに対向する位置に対向主軸６１を配置させる。そして、例えば第１旋回ホルダ５３の旋回角度が９０度である場合、対向主軸台６をＺ２軸方向へ移動させることで、切断済ワークＷ１の切断端部分に他方側回転工具Ｔ１ｂで穴加工を行うことができる。また、第１旋回ホルダ５３の旋回角度が０度と９０度以外でワークＷに対して傾斜している場合、刃物台５のＸ１軸方向または対向主軸台６のＸ２軸方向への移動と、対向主軸台６のＺ２軸方向への移動を同期させることで、対向主軸６１に把持された切断済ワークＷ１に他方側回転工具Ｔ１ｂで斜め穴加工を行うことができる。

以上説明したＮＣ旋盤１によれば、刃物台５が第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４とを有しているので、多数の工具を用いて任意の方向に刃先を向けて行う多様な加工を行うことが可能になる。また、４つの第１工具ユニット装着部５３ａと第２ワーリング工具装着部５４ａの両方を形成した大きな旋回ホルダを旋回させるのに必要になる空間と比較して、第１旋回ホルダ５３の旋回に必要な空間と第２旋回ホルダ５４の旋回に必要な空間は、それらを合わせても小さな空間ですむので、工作機械を小型化することができる。さらに、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４を共通の旋回用モータ５２３で旋回させているのでモータの数を削減でき、その結果ＮＣ旋盤１を安価に構成できる。加えて、第２旋回ホルダ５４の旋回角度を保持するブレーキ機構５５６を備えているので、加工時に第２旋回ホルダ５４に旋回方向の荷重が加わった場合でも、第２旋回ホルダ５４の旋回角度を維持できる。これにより、第２旋回ホルダ５４に装着されたスレッドワーリング工具ＴＴ２を用いて高精度な加工ができる。

続いて、これまで説明してきた刃物台５の変形例について説明する。以下の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して重複する説明は省略することがある。

図５は、図２に示した刃物台の第１変形例を示す図３と同様の右側面図である。

図５に示すように、この第１変形例の刃物台５は、第２プーリ５５４の直径と、第１旋回ホルダ５３としてスレッドワーリングホルダが用いられている点とが、図２に示した刃物台５と異なる。第２プーリ５５４は、第１プーリ５５３と同一の直径をしている。このため、この第１変形例の刃物台５では、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は同期して同一の旋回角度に旋回する。第１旋回ホルダ５３は、第２旋回ホルダ５４と同様の構成をしている。第１旋回ホルダ５３には、スレッドワーリング工具ＴＴ１が装着される第１ワーリング工具装着部５３ｂが形成されている。このスレッドワーリング工具ＴＴ１は、工具の一例に相当する。また、この第１ワーリング工具装着部５３ｂは、第１工具装着部の一例に相当する。第１旋回ホルダ５３は、第１旋回軸線Ｂ１を旋回中心として旋回可能にベース本体５２１に取り付けられている。第１旋回ホルダ５３の上端部は減速出力軸５２３２の下端部にねじにより固定されている。そのねじを外すことで、第１旋回ホルダ５３は減速出力軸５２３２に対して着脱可能に構成されている。

この第１変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。また、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４それぞれが、スレッドワーリング工具ＴＴ１およびスレッドワーリング工具ＴＴ２を装着可能であるので、例えば１条ねじと２条ねじ或いはねじ山角度の異なる２種類のねじ切り加工等、種類の異なるねじ切り加工を主軸３１に把持されたワークＷに施すことができる。

図６は、図２に示した刃物台の第２変形例を示す図３と同様の右側面図である。

図６に示すように、この第２変形例の刃物台５は、第２プーリ５５４の直径と、第２旋回ホルダ５４として回転工具ユニットホルダが用いられている点と、第２下端支持部５７を備えている点とが、図２に示した刃物台５と異なる。第２プーリ５５４は、第１プーリ５５３と同一の直径をしている。このため、この第２変形例の刃物台５では、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は同期して同一の旋回角度に旋回する。第２旋回ホルダ５４は、複数の回転工具ユニットＴＵ２が装着される回転工具ユニットホルダである。第２旋回ホルダ５４は、第２工具ユニット装着部５４ｂの構造を除いて第１旋回ホルダ５３と同様の構成をしている。第２工具ユニット装着部５４ｂは、図６における右端が閉塞している。このため、この第２工具ユニット装着部５４ｂに装着される回転工具ユニットＴＵ２は、一方側回転工具Ｔ２を有する工具ユニットである。この一方側回転工具Ｔ２は、工具の一例に相当する。また、この第２工具ユニット装着部５４ｂは、第２工具装着部の一例に相当する。なお、第２旋回ホルダ５４は、第１旋回ホルダ５３と同一の構造をしたものであってもよい。こうすることで、部品を共通化できるので安価にＮＣ旋盤１を構成できる。この場合、第１旋回ホルダ５３および第２旋回ホルダ５４は、一方側回転工具Ｔ２のみを有する回転工具ユニットＴＵ２と、一方側回転工具Ｔ１ａおよび他方側回転工具Ｔ１ｂを有する回転工具ユニットＴＵ１とが付け替え可能なものであってもよい。

第２旋回ホルダ５４は、第２旋回軸線Ｂ２を旋回中心として旋回可能にベース本体５２１に取り付けられている。また、第２旋回ホルダ５４の下端部分は第２下端支持部５７によって旋回可能に支持されている。第２下端支持部５７は、ベース本体５２１よりも下方で、移動テーブル５１（図２参照）にねじによって固定されている。この第２下端支持部５７は、第２旋回ホルダ５４の下端を支持するためのものである。なお、第２下端支持部５７は省略してもよい。ただし、第２下端支持部５７を設けることで、第２旋回ホルダ５４を強固に支持できるので加工時等に第２旋回ホルダ５４が変形しにくくなり、加工精度が高まるといった効果がある。第２旋回ホルダ５４は、第２下端支持部５７を移動テーブル５１から取り外すことで、ベース本体５２１に対して着脱可能に構成されている。この第２変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。

図７は、図２に示した刃物台の第３変形例を示す図３と同様の右側面図である。この第３変形例については、主に第２変形例との違いについて説明する。

図７に示すように、この第３変形例の刃物台５は、減速機５２３１に代えて第１減速機５５７と第２減速機５５８が設けられている点と、ブレーキ機構５５６が設けられていない点とが、図６に示した第２変形例の刃物台５と異なる。また、第１プーリ５５３が、旋回用モータ５２３のモータ出力軸５２３３に固定され、第２プーリ５５４が第２減速機５５８への入力軸５５４１に固定されている点も第２変形例の刃物台５と異なる。第１減速機５５７は、第１駆動接続機構５５１と第１プーリ５５３の間に配置されている。第２減速機５５８は、第２駆動接続機構５５２と第２プーリ５５４の間に配置されている。

この第３変形例では、加工時に第２旋回ホルダ５４に旋回方向の荷重が加わった場合、第２減速機５５８にその荷重が伝わる。第２減速機５５８は、内部に有する減速機構によって第２旋回ホルダ５４から第２プーリ５５４側への荷重の伝達を抑制するのでブレーキ機構５５６がなくても、第２旋回ホルダ５４の旋回角度を維持しやすい。なお、第２減速機５５８に用いる減速機構として進み角が小さいウォームギヤを用いることで、第２旋回ホルダ５４加わった荷重で第２旋回ホルダ５４が旋回してしまうことを確実に防止することもできる。この実施形態では、第１減速機５５７と第２減速機５５８の減速比を同一にしているため、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４は同じ旋回角度に旋回する。ただし、第１減速機５５７と第２減速機５５８の減速比を異ならせてもよい。この第３変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、本実施形態の説明では、ＮＣ旋盤１に本発明を適用する例を示したが、マシニングセンタ等の他の工作機械に本発明を適用してもよい。また、対向主軸６１用に別の刃物台を設けてもよい。さらに、第２旋回ホルダ５４の旋回角度を維持するためのブレーキ機構５５６に加えて、旋回用モータ５２３から第１旋回ホルダ５３の間にも第１旋回ホルダ５３の旋回角度を維持するためのブレーキ機構を追加してもよい。またさらに、旋回用モータ５２３を２つ設け、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４を異なるモータで旋回させるように構成してもよい。この場合、制御装置２が２つのモータを別個に制御することで、第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４で異なる旋回動作をさせてもよい。また、本実施形態では、１つの刃物台５が第１旋回ホルダ５３と第２旋回ホルダ５４の２つの旋回ホルダを有している例を示したが、１つの刃物台５が３つ以上の旋回ホルダを有していてもよい。すなわち、１つの刃物台５が複数の旋回ホルダを有していてもよい。１つの刃物台５が３つ以上の旋回ホルダを備えている場合、それらのうち少なくとも２つを旋回させる共通の旋回用モータ５２３を備えていてもよく、１つの刃物台５が有している全ての旋回ホルダを旋回させる共通の旋回用モータ５２３を備えていてもよい。

なお、以上説明した各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の変形例に適用してもよい。

１ＮＣ旋盤（工作機械）
５刃物台
３１主軸
５３第１旋回ホルダ
５３ａ第１工具ユニット装着部（第１工具装着部）
５４第２旋回ホルダ
５４ａ第２ワーリング工具装着部（第２工具装着部）
Ｂ１第１旋回軸線
Ｂ２第２旋回軸線
ＣＬ１主軸中心線
Ｔ１ａ一方側回転工具（工具）
ＴＴ２スレッドワーリング工具（工具）
Ｗワーク

Claims

ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、刃物台とを備えた工作機械において、
前記刃物台は、前記ワークを加工する工具が装着される第１工具装着部が形成され、前記主軸中心線と直交する第１旋回軸線を旋回中心として旋回する第１旋回ホルダと、該ワークを加工する工具が装着される第２工具装着部が形成され、該主軸中心線と直交し該第１旋回軸線とは異なる第２旋回軸線を旋回中心として旋回する第２旋回ホルダと有していることを特徴とする工作機械。
前記第１旋回ホルダと前記第２旋回ホルダとを旋回させる共通のモータを備えたことを特徴とする請求項１記載の工作機械。
所定の旋回角度で停止した前記第２旋回ホルダを、該旋回角度に保持するブレーキ機構を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の工作機械。
前記第１旋回ホルダおよび前記第２旋回ホルダそれぞれは、スレッドワーリング工具が装着可能なものであることを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項記載の工作機械。