JP2828232B2 - 対向主軸旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数の刃物台ユニットの一方がＺ軸に対し
て固定形の対向主軸旋盤に関するものである。

従来の技術 従来、複数の刃物台を有する対向主軸旋盤でＹ軸機能
付として知られているものに、村田ワーナースウエージ
ー社のCELMA8とTRAUB社のTNS26がある。

またＹ軸機能を有しない対向主軸旋盤に特公昭64−36
01号と、特開昭62−130103号の技術がある。これらは対
向する二つの主軸台の主軸軸線の両側にそれぞれ刃物台
を持ち、二つの刃物台により工作物の表側と裏側の同時
加工，表側又は裏側の同時四軸加工を可能とするもので
ある。

また対向主軸旋盤で一方又は両方の主軸台がX,Z軸と
直角な回転軸の回りで旋回割出可能なＢ軸機能を有する
旋盤は極めて例が少なかった。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べたCELMA8とTNS26は、共に刃物台側
にＸ・Ｙ・Ｚの３軸送り機構を持ち、構成要素が多く構
造が複雑で、比較的送り軸ストロークが小さい。またCE
LMA8においてはATCが必須条件となるという問題点を有
している。

また特公昭64−3601号の技術は、一方の主軸台が刃物
台と同一スライド上に載置されているので、両主軸間に
おける工作物受渡し時に、干渉を避けるため刃物台の退
避移動を行わねばならずプログラムが煩雑となり、衝突
の危険が増すという問題点を有している。

また特開昭62−130103号の技術は、バー材を対象とし
ているため両主軸の中央部にガイドブッシュがある。こ
のため一方の主軸台側で、二つの刃物台による同時切削
ができないという問題点を有している。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたもので、その目的とするところは、少なくとも
一方が主軸軸線（Ｚ軸）方向に移動位置決めが可能な対
向主軸旋盤にＸ・Ｙ二軸構成又はＸ軸構成のシンプルな
刃物台ユニットを一基付加するだけの二刃物台構成と
し、更に主軸台の一方をＺ軸に対して固定することもで
きる簡素な構造で両主軸間の工作物の受渡しと、工作物
表裏の同時四軸加工を行うことができ、更にＢ軸機能を
追加することにより斜め穴加工もできる対向主軸旋盤を
提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明における対向主軸旋
盤は、主軸軸線を共有して対向して配設された第１主軸
台と第２主軸台の二つの主軸台と、前記主軸軸線をはさ
んで配置された第１刃物台ユニットと第２刃物台ユニッ
トを有する対向主軸旋盤において、前記二つの主軸台は
共通である同一摺動面上をそれぞれＺ軸方向に移動位置
決め可能であって第１主軸台の移動領域と第２主軸台の
移動領域とが重複するように設け、前記第１刃物台ユニ
ットはＸ軸方向,Z軸方向移動位置決め可能に設け、前記
第２刃物台ユニットはＸ軸方向,Y軸方向移動位置決め可
能であって前記主軸台の重複する移動領域に設けたもの
である。

作用 請求項１は、対向主軸旋盤の本来の作用に加えて、何
れか一方の主軸台に把持した旋削加工が終わった工作物
に対して、第２刃物台ユニットのＹ軸機能により、芯ず
れ位置の穴明け加工又はＹ軸方向に長い平面削り加工等
を行う。

また第１主軸台の主軸チャックに把持した工作物に対
して、第１刃物台又は第２刃物台により表側の一次加工
を行い、同時に第２主軸台の主軸チャックに把持した表
側の一次加工が終わった工作物に対して、第１刃物台又
は第２刃物台により裏側の二次加工を行うこともでき
る。

また第１主軸台の主軸チャックに把持した工作物に対
して第１刃物台及び第２刃物台の二つの工具により表側
の同時加工を行い、表側加工の終わった工作物を第２主
軸台の主軸チャックに把持替えして第１刃物台と第２刃
物台により裏側の同時加工を行うようにすることもでき
る。

また第１主軸台の主軸チャックに把持した工作物に対
して第２刃物台により表側の加工を行い、同時に第２刃
物台の主軸チャックに把持された表側加工の終わった工
作物に対して第１刃物台により裏側の加工を行うことも
できる。

また第１主軸台に把持した工作物に対して第１主軸台
及び第２刃物台の二つの工具により表側の同時切削を行
い、表側の加工の終わった工作物を第２主軸台に把持替
えして第１刃物台により裏側の加工を行うようにするこ
ともできる。

実施例 第１実施例について第１図〜第８図を参照して説明す
る。

対向主軸旋盤において、スラントベッド１上面の前側
45゜傾斜面上に、Ｚ軸方向の主軸台用摺動面1a及び刃物
台用摺動面1bがそれぞれ削設されている。Ｚ軸摺動面1a
上に第１主軸台２及び第２主軸台３がそれぞれ移動可能
に対向して載置されており、第１主軸台２はNC制御のサ
ーボモータ４により、また第２主軸台３はNC制御のサー
ボモータ５により図示しないボールねじを介して移動位
置決めされる。

第１主軸台２には図示しない複数の軸受により第１主
軸が回転可能に軸承され、第１主軸は同心に設けられた
NC制御のビルトインモータにより回転され、先端に第１
チャック６が嵌着されている。また第２主軸台３には第
１主軸と同心かつ対向する第２主軸が回転可能に軸承さ
れており、第２主軸は同心に設けられたNC制御のビルト
インモータにより回転され、先端に第２チャック７が嵌
着されている。そして第１主軸台２のＺ軸方向右側への
移動量と第２主軸台３のＺ軸方向左側への移動量は第３
図に示すように中央部において互いに重複する移動領域
が設けられている。

ベッドのＺ軸摺動面1b上に、往復台８が移動可能に載
置され，往復台８はNC制御のサーボモータ９により移動
位置決めされる。往復台８上面にはＸ軸方向の摺動面8a
が削設されており、このＸ軸摺動面8a上に第１刃物台11
が移動可能に載置されている。第１刃物台11にはＺ軸方
向の旋回軸のまわりで旋回割出可能に第１タレット12が
設けられ、第１タレット12の外周に設けられた複数の回
転工具用及び固定工具用の工具取付ステーションに工具
がそれぞれ着脱可能に取付けられる。

ベッド１の後側45゜傾斜面の両主軸台2,3のＺ軸重移
動領域に、X,Z軸に対して直角なＹ軸方向の摺動面1cが
削設されており、このＹ軸摺動面1c上に移動台13が移動
可能に載置され、移動台13はベッド１に固着のサーボモ
ータ16により移動位置決めされる。移動台13は上面にＸ
軸方向の摺動面13aを有し、このＸ軸摺動面上に第２刃
物台14が移動可能に載置され、第２刃物台は、移動台に
固着のサーボモータ17により移動位置決めされる。第２
刃物台14には第２タレット15がＺ軸方向の旋回軸のまわ
りで旋回割出可能に設けられ、第２タレット15の外周に
複数の工具取付ステーションが設けられており、任意な
取付ステーションに回転工具ホルダTA,TBと旋削工具ホ
ルダTCがそれぞれ着脱可能に取付けられている。

第１タレット12及び第２タレット15の工具取付ステー
ションは、第８図に示すように工具ホルダのストレート
シャンク部挿入穴10の軸方向中央部のタレット旋回面上
の両側に、図示しない駆動機構により掛け外し自在のク
ランプ駒10a,10bを有し、クランプ駒10a,10bはそれぞれ
別個にかけ外し可能とされており、これにより工具ホル
ダを180゜反転して取付けることができる。そして例え
ば旋削工具ホルダTCのシャンク部のセレーションTdを上
向きにしてクランプ駒10bによりクランプした場合に
は、第１主軸台２に対応するセットとなり、また同一工
具ホルダTcのセレーションTdを下向きにしてクランプ駒
10aによりクランプした場合には、第２主軸台３に対応
するセットとなる。

尚、工具ホルダを180゜反転して取付ける手段は、ク
ランプ駒を２個設ける方法と限定されるものではなく、
工具ホルダのシャンク部の180゜位相を異にする二個所
にセレーションを設け、クランプ駒を一個所のみにして
も同様の効果が得られる。

続いて第１実施例の作用について説明する。

第１タレット12と第２タレット15の旋削工具Tcによる
個別切削又は同時切削により、第１チャック６に把持し
た工作物Ｗの表側の加工が終わり、第１主軸台２と第２
主軸台３が同時に又は一方の主軸台２又は３が移動して
接近し、工作物Ｗを第２チャック７につかみ換える。次
いで第１主軸台２及び第２主軸台３が所定位置に戻り、
第２チャック７に把持した工作物Ｗの裏側に対し上述と
同様の切削加工が行われて、表裏の旋削加工が終わる
と、第２主軸台３がＺ軸方向中央側に早送り速度で移動
されて、工作物Ｗが第２タレット15対応位置に位置決め
される。次いで第４図に示すように第２タレット15に取
付けられているエンドミルTaを有する回転工具ホルダTA
が切削位置に割出されて、エンドミルTaが回転され、第
２主軸がクランプされた状態で、第２刃物台14のＸ軸方
向の切込送りと、Ｙ軸方向の切削送りで工作物Ｗ側面の
平面削り加工が行われる。

平面削り加工が終わると、一旦第２刃物台14がＸ軸方
向後側に後退して、ドリルTbを有する回転工具ホルだTA
が切削位置に割出され、第５図に示すように移動台13の
Ｙ軸方向移動で、ドリルTbが所定の芯ずれ位置に位置決
めされ、第２刃物台14のＸ軸方向工作物側への切削送り
で穴明け加工が行われる。

尚、第２刃物台をＹ軸方向に移動させる手段は、上述
のＹ軸摺動面1cに沿って移動位置決めさセる構造と限定
されるものでナく、第６図に示すように平ベッド101の
後側中央部の第1,第２主軸台の重複する移動領域に傾斜
するＺ軸方向の補助摺動面101aを設け，この補助摺動面
上にＸ軸方向の摺動面113aを有する移動台113を移動位
置決め可能に設け、Ｘ軸摺動面113a上に第２刃物台115
を移動位置決め可能に設けた構造にしてもＹ軸機能の目
的を達することができる。

また第７図に示すように、ベッド201の後側中央部の
第1,第２主軸台の重複する移動領域にＸ′軸（水平）方
向の摺動面201aを設け、このＸ′軸摺動面201a上に45゜
傾斜するＸ軸摺動面213aを有する移動台213を移動位置
決め可能に設け、Ｘ軸摺動面213a上に第２刃物台215を
移動位置決め可能に設けた構造にしてもＹ軸機能の目的
を達することができる。

次に第２実施例について第９図を参照して説明する。

第２実施例の第１実施例と異なるところは、ベッド１
の後側45゜傾斜面の両主軸台2,3のＺ軸重複移動領域
に、上面にＸ軸方向の摺動面を有する固定台21が固着さ
れており、第２刃物台14はＸ軸方向にのみ移動位置決め
可能とされるところである。従って他は同一のため同一
符号を付して説明を省略し、引続き第２実施例の作用に
ついて説明する。

第１作用例は、今、第１主軸台２の第１チャック６に
把持された工作物に対して、第１主軸台２又は往復台８
のＺ軸方向移動と第１刃物台11のＸ軸方向移動により表
側の旋削又はミーリング加工が行われ、同時に第２主軸
台３の第２チャック７に把持され、先に表側の加工の終
わっている工作物に対して第２主軸台のＺ軸方向移動
と、第２刃物台14のＸ軸方向移動により旋削又はミーリ
ング加工が行われている。

第２チャック７に把持された工作物Ｗの裏側の加工が
終わると、第２主軸台が右行して所定の位置に位置決め
され、図示しない自動ワーク交換装置により全加工の終
わった工作物が第２チャックより取外されて搬出され、
この間に第１チャック６に把持された工作物Ｗの表側の
加工が終了する。次いで第１主軸台２と第２主軸台３が
同時にＺ軸方向移動して接近し、表側の加工終わった工
作物を第２チャック７にて把持する。この把持替えは、
両主軸6,7が回転中でも静止中でもよい。次いで第２チ
ャック７に把持された工作物の裏側の加工が開始され、
同時に第１主軸台２が左行して所定位置に位置決めさ
れ、自動ワーク交換装置により第１チャック６に新しい
工作物が取付けられる。

尚、第１作用例は第１主軸台２と第２刃物台14の組合
わせで表面加工を、第２主軸台３と第１刃物台11の組合
わせで裏側加工を行うようにすることもできる。

第２作用例は、今、第１チャック６に把持された工作
物に対して、第１主軸台２と第１刃物台11のＺ軸方向の
相対移動と第１刃物台11と第２刃物台14のＸ軸移動によ
り表側の同時旋削が行われている。

表側の加工が終わると工作物が第２チャック７に把持
替えされて、第２主軸台３と第１刃物台11のＺ軸方向の
相対移動と、第１刃物台11と第２刃物台14のＸ軸移動に
より裏側の同時旋削が行われる。そして裏側の加工が終
わると、第２主軸台３が右行して所定位置に位置決めさ
れ自動ワーク交換装置により工作物が第２チャックより
取外されて搬出される。

次に、第３実施例について第10図を参照して説明す
る。

第３実施例の第１実施例と異なるところは、第２主軸
台３がベッド１の右端部に固着されており、第２主軸台
用のＺ軸駆動機構がないところであり、他は同一のため
同一符号を付して説明を省略し、引続いて第３実施例の
作用について説明する。

本作用の第２実施例の第１作用と異なるところは、第
２主軸台３と第２刃物台14の組合わせによる加工ができ
ないところである。従って第１主軸台２と第２主軸台14
との組合わせで工作物の表側加工を行い、第２主軸台と
第１刃物台11の組合わせで裏側の加工をする。

また本作用の第２実施例の第２作用例と異なるところ
は、第２チャック７に工作物を把持して裏側の加工を行
う際に、第２刃物台14との組合わせができない。従って
裏面の加工は第１刃物台11による単独加工となる。

尚、第３実施例は、第２実施例の対向主軸旋盤の第２
主軸台を固定形にした例について述べたが、第１主軸台
側を固定形にすることもできる。又第１実施例のＹ軸機
能付対向主軸旋盤の一方の主軸台を固定形にすることも
できる。

次に第４実施例について第11図〜第13図を参照して説
明する。第４実施例の第３実施例と異なるところは、第
１主軸台２がNCによりX,Zと直角な回転軸の回りで連続
旋回及び旋回割出可能とされているところであり、他は
同一のため同一個所には同一符号を付して説明を省略す
る。

主軸台２は下面中央部に旋回中心軸23を有し、旋回中
心軸23は主軸下台24に穿設されたＹ軸方向の穴に嵌着さ
れるスリーブ25に複数の軸受26を介して旋回可能に軸承
されている。下台24にはスリーブ25と同心に油圧シリン
ダ27が穿設されており、油圧シリンダ27に嵌挿されるピ
ストン28は、スリーブ25の中央部外周に旋回及び軸方向
移動可能に嵌挿され、上端に一体の鍔部28aを有し、鍔
部の下面にクラウンギャ29が一体に刻設されている。更
に下台24にはスリーブ25と同心に位置決め基準となるク
ラウンギャ31が歯面を上にして固着されており、クラウ
ンギャ31の外側同心に、歯面を上にして設けられている
クラウンギャ32が、主軸台２のスカート部2aの下側に固
着されている。そしてクラウンギャ29,31,32はすべて同
一形状歯に形成されており、位置決め基準となるクラウ
ンギャ31と、主軸台に固着のクラウンギャ32に、油圧シ
リンダ27によりクラウンギャ29がかけ外し自在に噛合が
行われてギャ31,32の歯列を揃えることにより、主とし
て主軸台旋回のＺ軸方向位置での位置決め及びクランプ
が行われる。また必要によりクラウンギャ31の歯数相当
角度の割出しクランプも行うようになっている。

更に下台24にはスカート部2a下底面の対応位置に、油
圧シリンダ33が垂直に設けられており、ピストンロッド
先端のブレーキシュー34により任意の旋回位置における
主軸台のブレーキがかけられるようになっており、主軸
台２は油圧シリンダ27の下室に圧油が供給されて、ピス
トン28が上昇しクラウンギャの係合が外れた状態で、連
続旋回及び任意角度の割出が可能とされている。更に下
台24上面にはNC駆動のサーボモータ35が垂直に固着され
ており、サーボモータ35の出力軸に嵌着される歯車36が
中間軸39に嵌着される一方の歯車37と噛合され、他方の
歯車38が主軸台２のスカート部2a外周に一体に刻設され
ている歯車41と噛合されており、主軸台２はNC制御のサ
ーボモータ35により旋回割出されるＢ軸機能とされてい
る。

続いて第４実施例の作用について説明する。

第１チャック６に把持された工作物Ｗに対する旋削加
工が終わると、油圧シリンダ27の下室に圧油が供給され
てクラウンギャ29と31,32の噛合が外れ、NCの旋回指令
でサーボモータ35が回転され歯車36,37,38,41を介して
第１主軸台２が旋回され、第13図に示すようにプログラ
ム指定の任意の角度に位置決めされ、油圧シリンダ33の
下室に圧油が供給されてブレーキがかかる。次いで第２
タレット15が旋回されて、回転工具用取付ステーション
に装着される回転工具ホルダTBが割出され、同時に第１
主軸の回転がクランプされて、第１主軸台２のＺ軸方向
第２刃物台14側への移動で、斜め穴加工が行われる。

尚、第２主軸台３をＢ軸付とすることもでき、また第
１主軸台2,第２主軸台３ともＢ軸付にすることもでき
る。

また第４実施例は第３実施例の対向主軸旋盤の一方の
主軸台をＢ軸付にしたものであるが、第１実施例のＹ軸
機能付対向主軸旋盤，第２実施例の対向主軸旋盤の主軸
台をＢ軸付にすることもできる。

発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。

請求項１のＹ軸付対向主軸旋盤は、対向する二つの主
軸台がそれぞれＺ軸方向に移動位置決め可能で、主軸軸
線の一方の側の刃物台ユニットをＸ及びＺ軸方向に移動
位置決め可能とし、主軸軸線の他方の側の刃物台ユニッ
トを両主軸台のＺ軸重複移動領域に、Ｘ軸方向及びＸ・
Ｚ軸に直角なＹ軸方向に移動位置決め可能とすることに
より両主軸台に対するＹ軸加工を可能にしたので、Ｙ軸
のストロークが大きく、構造が簡単かつ故障の少ないＹ
軸機構付対向主軸旋盤を安価に供給することができ、更
にツールホルダの左右共通化により、ツーリングにかか
る費用の低減ができる。

また対向する二つの主軸台がそれぞれＺ軸方向に移動
位置決め可能で、主軸軸線の一方の側の刃物台ユニット
をＸ及びＺ軸方向に移動位置決め可能とし、主軸軸線の
他方の側の刃物台ユニットを両主軸台のＺ軸重複移動領
域に、Ｘ軸方向にのみ移動位置決め可能としたので、構
造が簡単かつ機械が安価となり、表側の一次加工及び裏
側の二次加工のいずれの加工においても二つの工具によ
る同時加工ができるとともに重複移動領域があるので加
工域の空白域がなくなるため各加工工程を最適時間にな
るよう配分することにより、工作物着脱時間を含め加工
時間の短縮が計れ、生産性が向上する。

また両側の工作物に対応可能な工具本数が２倍とな
り、加工個所を増大することができるので加工残りがな
くなって大幅な工程集約ができる。

更に対向主軸が両側から同時に近接できることで、工
作物受け渡し時間の短縮ができ、刃物台ユニットをＸ軸
方向に退避させるだけで受け渡しのための主軸台移動時
の刃物台と主軸台との干渉を回避でき、工作物受け渡し
用プログラムを簡素化でき、衝突等の危険が減少する。

【図面の簡単な説明】 第１図は第１実施例のＹ軸付対向主軸旋盤の斜視図、第
２図は第１図の側面図、第３図は第１図の上視図で両主
軸台のＺ軸重複加工領域を表す図、第４図は第１実施例
の動作説明用でＹ軸移動による面削り加工を表す図、第
５図は第１実施例の動作説明用でＸ軸移動で芯ずれ位置
の穴明け加工を表す図、第６図，第７図は第１実施例の
他の二つの実施例を表すＹ軸付対向主軸旋盤の背面図と
側面図、第８図は同一形状の工具ホルダを180゜反転取
付可能に両側の主軸に対応できるようにしたタレットの
工具取付ステーションとこれに装着される工具ホルダの
図、第９図は第２実施例のＸ軸方向のみ移動位置決め可
能な第２刃物台を有する対向主軸旋盤の斜視図、第10図
は第３実施例の一方の主軸台を固定形にした対向主軸旋
盤の斜視図、第11図は第４実施例の一方の主軸台を旋回
形にした対向主軸旋盤の斜視図、第12図は第11図の旋回
形第１主軸台を背面から見た拡大図、第13図は第４実施
例の作用説明用で主軸台を任意の位置に旋回して斜め穴
加工中を表す図である。 ２……第１主軸台、３……第２主軸台 11……第１刃物台、13……移動台 14……第２刃物台、21……固定台 24……主軸下台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 信之 愛知県名古屋市北区辻町１丁目32番地 株式会社大隈鐵工所内 (72)発明者 山川 恵三 愛知県名古屋市北区辻町１丁目32番地 株式会社大隈鐵工所内 (56)参考文献 特開 昭62−130103（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71942（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−56501（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−149202（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 3/30 - 3/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸軸線を共有して対向して配設された第
   １主軸台と第２主軸台の二つの主軸台と、前記主軸軸線
   をはさんで配置された第１刃物台ユニットと第２刃物台
   ユニットを有する対向主軸旋盤において、前記二つの主
   軸台は共通である同一摺動面上をそれぞれＺ軸方向に移
   動位置決め可能であって第１主軸台の移動領域と第２主
   軸台の移動領域とが重複するように設け、前記第１刃物
   台ユニットはＸ軸方向,Z軸方向移動位置決め可能に設
   け、前記第２刃物台ユニットはＸ軸方向,Y軸方向移動位
   置決め可能であって前記主軸台の重複する移動領域に設
   けたことを特徴とする対向主軸旋盤。