JP3224964B2 - Nc旋盤 - Google Patents

Nc旋盤

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JP3224964B2
JP3224964B2 JP06168095A JP6168095A JP3224964B2 JP 3224964 B2 JP3224964 B2 JP 3224964B2 JP 06168095 A JP06168095 A JP 06168095A JP 6168095 A JP6168095 A JP 6168095A JP 3224964 B2 JP3224964 B2 JP 3224964B2
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は旋削加工のほか穴明け,
ミーリング加工等が可能なNC制御の旋盤に関するもの
である。更に詳しくは主軸軸線と平行で旋回位置決め可
能なスリーブに沿って移動可能に設けられた旋回アーム
上に刃物台を有するNC制御の複合加工旋盤に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のNC旋盤はベッド上に設けた1組
又は2組の主軸軸線方向(Z軸方向)の摺動面上に移動
位置決め可能にサドルを設け、サドル上の主軸軸線と直
角方向(X軸方向)の摺動面上に移動位置決め可能に刃
物台を設けて、刃物台のX軸及びZ軸方向移動により加
工を行うものが殆どであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたN
C旋盤は、Z軸摺動面及びX軸摺動面の摺り合わせ及び
ジブ調整等に多大な時間を要し製作コストが高くなると
いう問題を有し、また複合加工旋盤の場合には主軸の割
出し機能が必要となり、更にコスト高になるという問題
を有している。
【0004】本発明のNC旋盤は、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あり、その目的
とするところは、従来のNC旋盤と異なる構造の簡素で
製作コストが安く、しかも従来と同等の機能を有するN
C旋盤を提供しようとするものである。
【0005】
【0006】
【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NC旋盤は、床上に設けられたフレー
ムと、該フレーム上に設けられ主軸を回転可能に軸承す
る主軸台と、前記フレーム上に前記主軸と平行な第1
回軸線上で移動可能かつ前記第1旋回軸線の回りで旋回
可能に設けられた旋回アームと、該旋回アーム先端に前
記主軸軸線と平行な第2旋回軸の回りで旋回可能に設け
られた工具保持部材と、該工具保持部材に前記主軸軸線
と平行に設けられ回転駆動される回転工具と、前記旋回
アームの第1旋回軸線方向の移動位置決めと第1旋回軸
線回りの旋回位置決め及び工具保持部材の第2旋回軸回
りの旋回位置決めを行なうNC制御手段とからなり、旋
回アーム先端の工具保持部材に取り付けられた回転工具
で主軸に取り付けられた工作物をミーリング又は穴開け
加工するものである。
【0007】また、旋回アームの構成は床上にもうけら
たフレーム上に前記主軸と平行に旋回位置決め可能に
設けられたスリーブと、該スリーブの中心穴に回転可能
に遊挿されるボールねじと、前記スリーブに軸方向のみ
移動可能に設けられ前記ボールねじに螺合するボールナ
ットが固着された旋回アームと、前記スリーブをNC旋
回駆動する前記フレームに固着の第1サーボモータと、
前記旋回アームをNC駆動する前記スリーブに固着の第
2サーボモータとからなるものである。
【0008】
【作用】旋削加工の場合は、旋回アームの主軸軸線方向
移動による刃物台の長手方向移動と、スリーブの主軸軸
線と直角の平面上における旋回による刃物台の径方向移
動とにより行う。
【0009】また、ワーク端面の任意の位置に穴明け加
工をする場合は、主軸をクランプしたのち、スリーブと
タレットの両方の旋回位置決めにより主軸軸線と直角の
平面上における任意の位置に回転工具を位置決めして、
刃物台の長手方向の移動により回転工具に切込み送りを
与えて加工を行う。
【0010】また、ワークの外周に面削り加工を行なう
場合は、主軸をクランプしたのち、スリーブとタレット
の同期旋回により回転工具に主軸と直角の平面上におけ
る任意の方向の直線送りを与え加工を行う。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。 実施例1 図1は実施例1のNC旋盤の上視図である。床上に設置
されたフレーム1上左側に主軸台2が載置されており、
主軸台2に図示しない複数の軸受により主軸3が回転可
能に軸承されている。主軸3は図示しない主軸ブレーキ
により回転位置を規制することができ、先端にチャック
4が同心に嵌着されていて、チャック4の把持爪にワー
クWが着脱可能に取着されている。
【0012】フレーム1上の主軸3の前方下側位置に、
直円筒形状のスリーブ5が主軸3と平行に複数の軸受
6,7によりその軸線回りに回転可能に支持されてい
る。スリーブ5は右端に歯車11を有し、フレーム1に
固着の旋回用サーボモータ8の出力軸に嵌着される歯車
9がこの歯車11に噛合されていて、NC制御により旋
回位置決めされる。更にスリーブ5は貫通中心穴を有
し、軸方向中央部にこの中心穴と外周とを貫通する軸方
向に長い切欠き溝5a(図2)が刻設されている。
【0013】旋回アーム12は下端部の穴12aがスリ
ーブ5の外径に軸方向移動可能に嵌合されており、旋回
アーム12の下端面にキー13が穴12a内に突出する
ように固着されていて、この突出する先端部が切欠き溝
5aと摺動可能に係合され、このキー13により旋回ア
ーム12とスリーブ5の相互回転が規制されている。
【0014】スリーブ5の中心穴に複数の軸受16,1
7により回転可能に軸承されるボールねじ14が遊挿さ
れていて、ボールねじ14に螺合されるボールナット1
5がキー13の先端面に固着されている。ボールねじ1
4はスリーブ5の右端面に固着のNC制御のZ軸サーボ
モータと図示しない連結具を介して直結されていて、旋
回アーム12はこのZ軸サーボモータ18によりZ軸方
向に移動位置決めされるとともにサーボモータ8により
スリーブ5とともに旋回位置決めされる。
【0015】旋回アーム12の上端面には刃物台19が
固着されており、刃物台19の左側にZ軸方向の図示し
ない旋回軸の回りで旋回可能にタレット21が設けられ
ている。タレット21は刃物台19に固着のNC制御の
サーボモータ22により旋回及び割出し位置決め可能と
され、外周等分割位置に設けた工具取付ステーションに
固定工具Ta、及び又は回転工具Tb(図5)が着脱可
能に取着されている。但し、旋削加工のみで複合加工を
行わない場合には、タレット21の駆動はNC制御のサ
ーボモータ22とする必要はなく、旋回割出しのみを行
う通常の駆動モータでよい。また、この場合には固定工
具Taを拘着するだけの簡単な工具取付台でもよい。
【0016】更に、図示しないNC装置内には固定工具
Taの刃先又は回転工具Tbの軸心の主軸軸心と直角な
平面上における位置を、旋回アーム12の旋回(α)角
度とタレット21の旋回(β)角度とに換算する演算回
路が設けられていて、例えば旋削加工のときには従来の
旋盤と同様にX軸座標値を指令すれば自動で対応する旋
回(α)角度に旋回アーム12が旋回位置決めされて、
タレットの切削位置に割出されている固定工具Taの刃
先がプログラム指定のX軸位置に位置決めされるように
なっている。
【0017】また、例えば回転工具による穴明け又は面
削り等のときには、主軸と直角な平面上におけるX,Y
座標値を指令すれば、旋回アーム12とタレット21が
自動でそれぞれ旋回(α,β)位置決めされて、回転工
具Taの軸心が指定のX,Y位置に位置決めされるよう
になっている。
【0018】続いて本実施例の作用について説明する。
主軸3のチャック4に把持するワークWに対し旋削加工
を行う場合は、図3に示すようにタレット21の固定工
具(バイト)Taを切削位置に割出し、スリーブ5のサ
ーボモータ8による旋回と、旋回アーム12のサーボモ
ータ18によるZ軸移動とで、旋回アーム12上に固着
の刃物台19のタレット21のバイトTaの刃先を切削
開始位置に位置決めしたのち、サーボモータ18による
旋回アーム12のZ軸方向の切削送りで外径の旋削加工
を行う。
【0019】また、サーボモータ8によるスリーブ5の
旋回と、サーボモータ18による旋回アーム12のZ軸
移動とで、バイトTaの刃先を切削開始位置に位置決め
したのち、スリーブ5及び旋回アーム12の旋回(α)
によるバイトTaの刃先のZ軸と直角な平面上における
円弧状の移動で、ワークW端面の旋削加工を行う。
【0020】また、ワークWの外径又は端面にテーパ又
は任意形状の旋削加工を行う場合は、サーボモータ8と
サーボモータ18の同期制御により加工を行う。
【0021】次にチャック4に把持されたワークWの端
面の任意な位置に穴明け加工を行う場合は、図4に示す
ようにタレット21の回転工具(ドリル)Tbを切削位
置に割出し、主軸3の回転を規制したのち、スリーブ5
及び旋回アーム12の旋回(α)で最初の加工穴Waの
主軸軸線と直角の平面上におけるX・Y位置から、タレ
ット21の旋回中心からドリル軸心までの半径寸法だけ
離れた位置に、タレットの旋回中心を位置決めするとと
もに、サーボモータ22によるタレット21の旋回
(β)でドリルTbを穴明け位置に位置決めする。
【0022】次いで、タレット21に内蔵する図示しな
い駆動モータによりドリルTbを回転し、サーボモータ
18による旋回スリーブ12のZ軸方向移動でドリルT
bに切込み送りを与えて穴明け加工を行う。そして、最
初の加工穴Waの穴明け加工が終わると、同様にして順
次加工穴Wb〜Wdの穴明け加工が行われる。
【0023】図4(b)は加工穴(Wa〜Wd)に対す
る旋回アーム12の旋回(α)とタレット21の旋回
(β)の制御軸の関係を示す表であり、二つの旋回
(α,β)の組み合わせで主軸3の割出し機能なしで任
意な位置に穴明け加工が可能なことを表している。
【0024】次に、チャック4に把持するワークWの外
周に面削り加工を行う場合は、図5に示すようにタレッ
ト21の回転工具(エンドミル)Tbを切削位置に割出
し、主軸3の回転を規制したのち、スリーブ5及び旋回
アーム12の旋回(α)とタレット21の旋回(β)と
によりエンドミルTbを例えば上方の切削開始位置
(a)に位置決めする。次いでエンドミルTbを回転
し、サーボモータ8及び22の同期回転即ち、旋回アー
ム12とタレット21の同期旋回(Δα,Δβ)により
エンドミルTbに垂直かつ下向きの切削送りを与えて面
削り加工を行い、エンドミルTbが切削終了位置(b)
に位置決めされて面削り加工が終了する。
【0025】実施例2 実施例2のNC旋盤は、図6に示すように実施例1と同
様のスリーブ45A,旋回アーム52A,刃物台59
A,タレット61Aからなる前側送り軸部材50Aと、
この前側送り軸部材50Aと対称形状のスリーブ45
B,旋回アーム52B,刃物台59B,タレット61B
からなる後側送り軸部材50Bが主軸3の軸心を通る垂
直平面を挟んで対称に設けられている。そして、旋回ア
ーム52Bの旋回(αB)と旋回アーム52Aの旋回
(αA)は互いに対称方向で、タレット61Bの旋回
(βB)とタレット61Aの旋回(βA)は互いに対称
方向である。その他は実施例1と同様であるので、重複
を避けるため説明を省略する。
【0026】以上のように構成されている前側送り軸部
材50Aと後側送り軸部材50Bとの二つの送り軸部材
を有するNC旋盤によれば、二つの刃物台による同時切
削が可能となり、加工時間を大幅に短縮することがで
き、更に装着工具の種類が多くなるので自動工具交換装
置なしでより複雑な加工が可能となる。
【0027】実施例3 実施例3のNC旋盤は、図7に示すように実施例1と同
様のスリーブ75A,旋回アーム82A,刃物台89
A,タレット91Aからなる前側送り軸部材80Aと、
スリーブ75B,旋回アーム82B,刃物台89B,タ
レット91Bからなる上側送り軸部材80Bと、スリー
ブ75C,旋回アーム82C,刃物台89C,タレット
91Cからなる下側送り軸部材80Cとを、主軸3を中
心とするほぼ三等分割位置に設けたものである。そして
この場合の各送り軸部材80A,80B,80Cの旋回
アームの旋回(αA,αB,αC)及びタレットの旋回
(βA,βB,βC)はすべて同一方向である。
【0028】以上のように構成されている三つの送り軸
部材(80A,80B,80C)を有するNC旋盤によ
れば、三つの刃物台による同時加工が可能となり、第2
実施例に較べて更に大幅な加工時間の短縮と、複雑な加
工が可能となる。
【0029】
【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。主軸と平行な旋回軸線上
で移動可能かつ旋回軸線のまわりで旋回可能に設けた旋
回アームの先端に主軸と平行な旋回軸の廻りで旋回可能
工具保持部材を設け、旋回アーム及び工具保持部材の
長手方向の移動位置決めと、主軸軸線と直角な平面上に
おける径方向の移動位置決めとによる旋削加工のほか、
旋回アームの旋回と工具保持部材の旋回との合成による
主軸軸線と直角な平面上における任意な位置への工具の
移動位置決めと、旋回アーム及び工具保持部材の長手方
向の移動位置決めとにより回転駆動される回転工具によ
る穴明け加工又は面削り等フライス加工を行うようにし
たので、主軸の割出し機能なしで複合加工が可能とな
り、簡素かつ製造コストの安い構造であるにもかかわら
ず、従来のNC旋盤に比べて機能的に遜色のないNC旋
盤となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のNC旋盤の上視概略図であ
る。
【図2】図1のA−A線視部分断面図である。
【図3】実施例1のNC旋盤の旋削加工例を示す説明図
である。
【図4】 (a)は実施例1のNC旋盤の穴明け加工例
を示す説明図で、(b)は加工穴と制御軸との関係を示
表である。
【図5】(a)(b)は実施例1のNC旋盤の面削り加
工例を示す説明図である。
【図6】実施例2の送り軸部材を2組有するNC旋盤の
要部側面図である。
【図7】実施例3の送り軸部材を3組有するNC旋盤の
要部側面図である。
【符号の説明】
2 主軸台 3 主軸 4 チャック 5,45A,45B,75A,75B,75C スリー
ブ 8,18,22 サーボモータ 12,52A,52B,82A,82B,82C 旋回
アーム 19,59A,59B,89A,89B,89C 刃物
台 21,61A,61B,91A,91B,91C タレ
ット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−1587(JP,A) 特開 平1−316101(JP,A) 特開 平4−41102(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 3/00 - 21/00 B23B 29/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床上に設けられたフレームと、該フレー
    ム上に設けられ主軸を回転可能に軸承する主軸台と、前
    記フレーム上に前記主軸と平行な第1旋回軸線上で移動
    可能かつ前記第1旋回軸線の回りで旋回可能に設けられ
    た旋回アームと、該旋回アーム先端に前記主軸軸線と平
    行な第2旋回軸の回りで旋回可能に設けられた工具保持
    部材と、該工具保持部材に前記主軸軸線と平行に設けら
    れ回転駆動される回転工具と、前記旋回アームの第1
    回軸線方向の移動位置決めと第1旋回軸線回りの旋回位
    置決め及び工具保持部材の第2旋回軸回りの旋回位置決
    めを行なうNC制御手段とからなり、旋回アーム先端の
    工具保持部材に取り付けられた回転工具で主軸に取り付
    けられた工作物をミーリング又は穴開け加工することを
    特徴とするNC旋盤。
  2. 【請求項2】 旋回アームの構成は、床上に設けられフ
    レーム上に前記主軸と平行に旋回位置決め可能に設けら
    れたスリーブと、該スリーブの中心穴に回転可能に遊挿
    されるボールねじと、前記スリーブに軸方向のみ移動可
    能に設けられ前記ボールねじに螺合するボールナットが
    固着された旋回アームと、前記スリーブをNC旋回駆動
    する前記フレームに固着の第1サーボモータと、前記旋
    回アームをNC駆動する前記スリーブに固着の第2サー
    ボモータとからなることを特徴とする請求項1記載の
    NC旋盤。
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