JP3729483B2 - 工作機械およびその運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タレット旋盤等の工作機械、特に搬送装置を具えた自動工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、タレット式旋盤として、主軸を横並びに２台設けるとともに、各主軸に対応するタレットを２台設けた平行２軸旋盤が知られている。この平行２軸旋盤では、２台の主軸で２つのワークを同時に加工できるので、加工効率を上げることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記平行２軸旋盤では、１つの主軸で加工が終わると、その主軸からの加工済みのワークの搬出と、その主軸への次のワークの搬入までに時間がかかり、２台の主軸で２つのワークを同時に加工するのを妨げることになる。
【０００４】
この発明の目的は、ワークの給排に伴う停止時間を極力少なくし、少ない工具支持手段を用いて加工効率を向上させることのできる工作機械およびその運転方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の工作機械は、ｎ個以上（ｎ≧３）のワーク支持手段を並べて設け、これらワーク支持手段のそれぞれの間に、ワークを加工する工具支持手段を設け、この工具支持手段の個数はｎ−１個とし、この工具支持手段は、両側にあるいずれのワーク支持手段のワークに対しても加工可能とし、かつ両側に工具支持手段がある位置のワーク支持手段のワークを、両側にあるいずれの工具支持手段によっても加工可能としている。また、ワークの給排が行われるワーク支持手段を除く全てのワーク支持手段のワークを同時に加工可能としている。
【０００６】
前記工作機械において、前記ワーク支持手段は、一列に並べて設け、これらワーク支持手段にワークを給排するワーク搬送手段を設けてもよい。
この構成の場合、一列に並べられたワーク支持手段に沿って移動自在にワーク搬送手段を設置できるので、ワークの交換の必要なワーク支持手段にワーク搬送手段を能率よく移動させることができ、工作機械の構造も簡単になる。
【０００７】
この発明の工作機械の運転方法は、前記いずれかの構成の構成の工作機械を運転する運転方法であって、前記ワーク支持手段のうち、ｎ−１個のワーク支持手段のワークに対する工具支持手段による加工中に、残る一つのワーク支持手段に対してワークの給排を行うものである。
この構成によると、ｎ−１個のワーク支持手段のワークに対してｎ−１個の全工具支持手段で加工を行っている間に、残る一つのワーク支持手段に対してワークの給排を行うので、ワークの給排が行われるワーク支持手段を除く全てのワーク支持手段のワークを同時加工でき、ワークの給排に起因して複数同時加工の加工効率向上が妨げられることがなく、能力一杯に加工効率を上げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１および図２は、この実施形態に係る工作機械の平面図および正面図を示す。この工作機械１は、３台の主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、工具支持手段である２台の刃物台４Ａ，４Ｂとを具えたタレット式の自動旋盤であり、各主軸台３Ａ，３Ｂ，３ＣにワークＷを給排するワーク搬送手段であるローダ２を備える。ローダ２は、ガントリ式のものとしてある。
【０００９】
各主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ワーク支持手段である主軸５が互いに同じ方向（Ｚ軸方向）に向くようにベッド６上に横一列に並べて設けられている。各主軸５は、その主軸端にチャク爪５ａをそれぞれ有する。各刃物台４Ａ，４Ｂは、各主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃが両側に位置するように、ベッド６上における各主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃの間にそれぞれ配置されている。
【００１０】
ベッド６上の各刃物台４Ａ，４Ｂの配置部には、隣り合う主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃ間にわたってタレットスライド７のレール８がそれぞれ設置されている。タレットスライド７は、タレット軸９を介してタレット式の刃物台４Ａ，４Ｂを、割り出し回転および前後（Ｚ軸方向）移動可能に搭載したものであり、Ｘ軸サーボモータ１０およびＸ軸送りねじ１１により左右（Ｘ軸方向）に駆動される。刃物台４Ａ，４Ｂの前後移動は、タレットスライド７に搭載したＺ軸移動機構（図示せず）により行われる。刃物台４Ａ，４Ｂは、正面形状が多角形のドラム状のタレットであり、各周面部分からなる工具ステーションに各種の工具１２が装着してある。
【００１１】
主軸台３Ａ，３Ｂの間に配置される刃物台４Ａは、これら両主軸台３Ａ，３Ｂの主軸５に支持されるワークＷの加工に兼用される。また、主軸台３Ｂ，３Ｃの間に配置される刃物台４Ｂは、これら主軸台３Ｂ，３Ｃの主軸５に支持されるワークＷの加工に兼用される。これにより、刃物台４Ａ（４Ｂ）の両隣の主軸台３Ａ，３Ｂ（３Ｂ，３Ｃ）の主軸５のうち、一方の主軸５のワークＷが交換されている間に、他方の主軸５のワークＷの加工を、１つの刃物台４Ａ（４Ｂ）で加工することができ、３台の主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃの主軸５に対して２台の刃物台４Ａ，４Ｂを用意するだけで、加工効率を向上させることができる。
【００１２】
ローダ２は、横一列に並べられた各主軸５と図示しない給排ステーションとの間でワークＷの受渡しを行うものである。ローダ２は、主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃの並び方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる架設レール１３に、走行台１４が走行自在に設置してある。この走行台１４に、前後移動台１５を介して昇降ロッド１６を設け、昇降ロッド１６の下端にチャック装置１７を設けてある。走行台１４の左右（Ｘ軸方向）走行、前後移動台１５の前後（Ｚ軸方向）移動、および昇降ロッド１６の昇降（Ｙ軸方向）により、チャック装置１７は３次元方向に移動できる。チャック装置１７は、下向きおよび前向きの２つのローダチャック１８ａ，１８ｂを、傾斜ガイド（図示せず）で入替え自在に支持したスイベル式のものであり、昇降ロッド１６内に挿通した回転軸（図示せず）により、チャック入替え駆動が行われる。
【００１３】
次に、この工作機械１の運転方法を説明する。図１に示すように、左端位置の主軸台３Ａの主軸５が把持している加工済みのワークＷをローダ２が受け取り、未加工の新たなワークＷをローダ２から主軸５に受け渡すというワーク給排作業を行うときに、中間位置の主軸台３Ｂの主軸５が把持するワークＷは、主軸台３Ａ，３Ｂの間に配置される左側の刃物台４Ａの工具１２で加工される。また、こきとき、右端位置の主軸台３Ｃの主軸５が把持するワークＷは、主軸台３Ｂ，３Ｃの間に配置される右側の刃物台４Ｂの工具１２で加工される。すなわち、主軸台３Ａの主軸５でワークＷの給排作業が行われている間に、残りの２つの主軸台３Ｂ，３Ｃの主軸５が把持するワークＷは、ワーク給排作業に妨げられることなく加工されることになる。
【００１４】
図３に示すように、中間位置の主軸台３Ｂが把持するワークＷの加工が終了して、その加工済みのワークＷをローダ２が受け取り、未加工の新たなワークＷをローダ２から主軸５に受け渡すワーク給排作業を行うときは、左端位置の主軸台３Ａの主軸５が把持するワークＷは、左側の刃物台４Ａの工具１２で加工され、また、右端位置の主軸台３Ｃの主軸５が把持するワークＷは、先の場合と同様に、右側の刃物台４Ｂの工具１２で加工される。すなわち、主軸台３Ｂの主軸５でワークＷの給排作業が行われている間に、残りの２つの主軸台３Ａ，３Ｃの主軸５が把持するワークＷは、前記ワーク給排作業に妨げられることなく加工されることになる。
【００１５】
図４に示すように、右端位置の主軸台３Ｃが把持するワークＷの加工が終了して、その加工済みのワークＷをローダ２が受け取り、未加工の新たなワークＷをローダ２から主軸５に受け渡すワーク給排作業を行うときは、左端位置の主軸台３Ａの主軸５が把持するワークＷは、先の場合と同様に、左側の刃物台４Ａの工具１２で加工され、また、中間位置の主軸台３Ｂの主軸５が把持するワークＷは、右側の刃物台４Ｂの工具１２で加工される。すなわち、主軸台３Ｃの主軸５でワークＷの給排作業が行われている間に、残りの２つの主軸台３Ａ，３Ｂの主軸５が把持するワークＷは、前記ワーク給排作業に妨げられることなく加工されることになる。
【００１６】
以上の手順を繰り返すことにより、２台の主軸台の主軸５に把持されているワークＷに対して２台の刃物台４Ａ，４Ｂで加工を行っている間に、残る一つの主軸台の主軸５に対してワークＷの給排を行うというサイクルが繰り返される。そのため、ワークＷの給排が行われる主軸５を除く全ての主軸５のワークＷを同時加工でき、ワークＷの給排作業に起因して複数同時加工の加工効率向上が妨げられることがなく、能力一杯に加工効率を上げることができる。図５は、前記３台の主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃの主軸５におけるワーク加工とワーク交換の作業手順の一例を示し、同図中の矢印は、ワーク給排作業の順序を示している。
【００１７】
なお、両側に刃物台４Ａ，４Ｂがある位置の主軸５、つまりこの実施形態では中間の主軸台３Ｂの主軸５については、ワークＷの給排時間との関係で、一つのワークＷの加工を、途中までいずれか片方の刃物台４Ａ，４Ｂで加工し、残りの加工をもう片方の刃物台４Ａ，４Ｂで加工しても良い。例えば、中間位置の主軸台３Ｂの主軸５のワークを、図の右側の刃物台４Ｂで加工しているときに、その反対側の刃物台４Ａで加工していた左側の主軸台３Ａの主軸５のワークＷの加工が完了し、また右側の主軸台３Ｃの主軸５に対してワークＷの給排が完了したとする。このような場合、中間位置の主軸台３Ｂの主軸５のワークＷは、左側の刃物台４Ａによる加工に切り換えることで、加工の完了した左側の主軸台３Ａの主軸５のワークＷにつき、即座に給排作業に転じることができ、ワーク給排の無駄時間がより一層短縮される。
【００１８】
この工作機械１によると、このようにワーク給排の無駄時間を極力無くすことができる。また、この実施形態の工作機械１では、主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃが横一列に並べて設けられ、これら主軸台の主軸５にワークＷを給排するローダ２が主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃの並び方向に沿って移動自在に設置されるので、ワークＷの交換の必要な主軸５にローダ２を能率よく移動させることができる。
【００１９】
なお、前記実施形態では、３台の主軸台３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して２台の刃物台４Ａ，４Ｂを用意した場合について示したが、一般的にｎ（ｎ≧３）台の主軸台に対してｎ−１台のタレットを用意してもよい。この場合には、ｎ−１台の主軸台の主軸が把持するワークに対するタレットによる加工中に、残る１台の主軸台の主軸に対してワークの給排を行うので、ワークの給排が行われる主軸を除く全ての主軸のワークを同時加工でき、ワークの給排作業に起因して複数同時加工の加工効率向上が妨げられることがなく、能力一杯に加工効率を上げることができる。
【００２０】
また、前記実施形態では、ワーク支持手段が主軸５で、工具支持手段がタレット刃物台４Ａ，４Ｂである場合につき説明したが、刃物台４Ａ，４Ｂはタレット以外の形式のものであっても良く、さらにこの発明は、旋盤に限らず、種々の切削加工、研磨加工等を行う工作機械一般に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明の工作機械は、ｎ個以上（ｎ≧３）のワーク支持手段を並べて設け、これらワーク支持手段のそれぞれの間に、ワークを加工する工具支持手段を設け、この工具支持手段の個数はｎ−１個とし、この工具支持手段は、両側にあるいずれのワーク支持手段のワークに対しても加工可能とし、かつ両側に工具支持手段がある位置のワーク支持手段のワークを、両側にあるいずれの工具支持手段によっても加工可能としたため、ワークの給排に伴う停止時間を極力少なくし、少ない工具支持手段を用いて加工効率を向上させることができる。
ワーク支持手段を一列に並べて設け、これらワーク支持手段にワークを給排するワーク搬送手段を設けた場合は、ワーク交換の必要なワーク支持手段にワーク搬送手段を効率良く移動させることができ、搬送手段の構造も簡単なものにできる。
この発明の工作機械の運転方法は、前記構成の工作機械におけるワーク支持手段のうち、ｎ−１個のワーク支持手段のワークに対する工具支持手段による加工中に、残る一つのワーク支持手段に対してワークの給排を行うものとしたため、ワークの給排に伴う停止時間を極力少なくし、少ない工具支持手段を用いて加工効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図２】同工作機械の正面図である。
【図３】同工作機械の運転途中の状態を示す平面図である。
【図４】同工作機械の運転途中の他の状態を示す平面図である。
【図５】同工作機械によるワークの加工と交換の作業手順の説明図である。
【符号の説明】
２…ローダ（ワーク搬送手段）
４Ａ，４Ｂ…刃物台（工具支持手段）
５…主軸（ワーク支持手段）
Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. ｎ個以上（ｎ≧３）のワーク支持手段を並べて設け、これらワーク支持手段のそれぞれの間に、ワークを加工する工具支持手段を設け、この工具支持手段の個数はｎ−１個とし、この工具支持手段は、両側にあるいずれのワーク支持手段のワークに対しても加工可能とし、かつ両側に工具支持手段がある位置のワーク支持手段のワークを、両側にあるいずれの工具支持手段によっても加工可能とし、ワークの給排が行われるワーク支持手段を除く全てのワーク支持手段のワークを同時に加工可能とした工作機械。
2. 前記ワーク支持手段は、一列に並べて設け、これらワーク支持手段にワークを給排するワーク搬送手段を設けた請求項１記載の工作機械。
3. 請求項１または請求項２に記載の工作機械の運転方法であって、前記ワーク支持手段のうち、ｎ−１個のワークの支持手段のワークに対する工具支持手段による加工中に、残る一つのワーク支持手段に対してワークの給排を行う工作機械の運転方法。

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