JP3802627B2

JP3802627B2 - Vertical lathe and its machining system

Info

Publication number: JP3802627B2
Application number: JP31423096A
Authority: JP
Inventors: 明古正; 悟戸川; 啓一宮川; 一彦大岩
Original assignee: 森精機興産株式会社
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2016-11-11
Also published as: JPH10138001A; KR100488247B1; KR19980041748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立旋盤及びそれらを結合した立旋盤の加工システムに関する。更に詳しくは、主軸台の主軸軸線が垂直方向に設けられ、かつ主軸台が移動又は固定するタイプの立旋盤と、それらを組み合わせた加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
立旋盤は、主軸台に備えられた主軸の軸線が垂直に設けられている旋盤の一種である。主軸に固定された工作物チャックに工作物が把持され回転駆動され旋削加工されるのであるが、この工作物は手動又はロボット等により自動的に供給・排出される。
【０００３】
この本出願人は、スラント型のベッドに移動自在な主軸台を搭載した工作機械の加工システムを提案した（特公平２−４６３２１号公報）。工作物の供給・排出は、ロボット又はローダを装備することなく主軸台の主軸に取り付けた工作物チャックで工作物を工作物貯蔵装置から自動的に供給・排出するものである。
【０００４】
このタイプは、ベッドがスラントタイプであるため切削時の切粉がベッド上に滞留して排出効率が悪い。工作機械の本体であるベッドは、軸受からの発熱、切粉の熱等により熱変形することになる。この熱変形により送り台、テーブル等を案内する案内面が変形することになるので、結果として加工精度が悪くなる。従って、可能な限り前記切粉の熱によるベッドの変形を防ぐことが要求される。
【０００５】
また、主軸軸線が傾斜しているため、ワークストッカ上の被加工物も軸線を主軸軸線と平行な方向に傾斜させる必要がある。この傾斜時に被加工物を安定させるためには、被加工物を傾斜させる手段、被加工物を支持する手段等を必要とし、このような手段を省略するとワークストッカ上への載置姿勢の安定性に欠けスムースな被加工物授受ができないという問題点が生じる。
【０００６】
更に、加工領域の案内面部と搬送領域の案内面部とを一体化したベッドにしているためベッドが大型化し設置床面積の省スペース化が図れないとともに、剛性のあまり必要としない搬送領域の案内面部に必要以上の剛性を与えて無駄が多い。すなわち、この工作機械で加工可能な工作物の最大加工径と比べて工作機械が大型化し省スペース化が図れないという問題を生じた。
【０００７】
特開平６０−２４９５０１号公報には、主軸軸線を垂直方向に向けた主軸頭に開閉式チャックを装着したＮＣ旋盤が開示されている。しかしながら、このＮＣ旋盤は、門形枠、横行桁に主軸頭が移動自在に支持されている構成であり、ベッド上に切粉が堆積したり、ベッド面上をクーラント（切削油剤）が流れたりすることにより、ベッドが熱変形生じる。
【０００８】
ベッドが熱変形した場合に被加工物の加工精度に影響を与えないような配慮はされていないため、ベッドに固定された刃物台の工具と主軸頭とのあいだに相対的な変位が生じ、被加工物の加工精度に悪影響を与えるという問題点があった。また、このＮＣ旋盤も省スペース化を図ることができないという問題点があった。
【０００９】
更に、前記旋削工作機械は、単体機として使用する技術思想は含んでいるが加工個数、加工内容に応じてこれらを組み合わせて加工システムとして使用できる構造ではない。工作物の加工内容に応じて、複数台の旋削工作機械を組み合わせて加工システムとして使用するには、台数、機械の配置位置等を任意に選択できるような構造でなければならない。しかしながら、従来提案されている立旋盤はこれらの構造・機能を備えていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
【００１１】
本発明の目的は、単体の立旋盤として、又は複数の台数を任意に組み合わせて旋削加工システムとしても使用できる柔軟性の高い立旋盤を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、最小の加工セルとして機能し、しかも簡素な構造の立旋盤とその加工システムを提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、ロボット、ローダ等の工作物自動供給装置を備えずに工作物を自動で供給・排出できる立旋盤とその加工システムを提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、工作物の表・裏を１台で自動的に加工できる立旋盤を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、切粉等の熱によるベッドの熱変形が生じても加工精度に与える悪影響が少ないベッド構造を備えた立旋盤を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
【００１７】
第１発明の立旋盤は、
垂直面が形成され本体を構成する台であるベッドと、
前記垂直面に後記タレット支持台を固定するために配置されたタレット支持台取付面と、
前記タレット支持台取付面に設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持された主軸と、
前記主軸台に設けられ前記主軸を回転駆動する主軸モータと、
前記主軸の前記タレットと対向する側に設けられ、工作物の授受および加工時の把持を行うための工作物チャックと
を備えている立旋盤において、
前記タレット支持台取付面（１５）は前記垂直面の水平方向両側に配置され、かつ前記タレット支持台取付面（１５）の何れか一方に前記タレット支持台（１６）が取り付けられていることを特徴とする。
【００１８】
第２発明の立旋盤は、
垂直面が形成され本体を構成する台であるベッドと、
前記垂直面に後記タレット支持台を固定するために配置されたタレット支持台取付面と、
前記タレット支持台取付面に設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持された主軸と、
前記主軸台に設けられ前記主軸を回転駆動する主軸モータと、
前記主軸の前記タレットと対向する側に設けられ、工作物の授受および加工時の把持を行うための工作物チャックと
を備えている立旋盤において、
前記工作物を前記工作物チャックで供給・排出するために前記水平案内レールを前記ベットの長さより長く延長した延長水平レール（５０）とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第３発明の立旋盤は、第１発明の立旋盤において、
前記工作物を前記工作物チャックで供給・排出するために前記水平案内レールを前記ベットの長さより長く延長した延長水平レール（５０）とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
第４発明の立旋盤は、第２発明または第３発明の立旋盤において、前記工作物を貯蔵するために前記ベッドに隣接し、かつ前記延長水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
第５発明の立旋盤は、第４発明の立旋盤において、前記工作物貯蔵装置は前記ベッドに固定されていることを特徴とする。
【００２２】
第６発明の立旋盤の加工システムは、第１発明の立旋盤において、少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結する連結水平案内レール（６１）とを有することを特徴とする。
【００２３】
第７発明の立旋盤の加工システムは、第６発明の立旋盤の加工システムにおいて、前記工作物を貯蔵するために前記両ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平案内レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
第８発明の立旋盤の加工システムは、第６発明の立旋盤において、前記工作物貯蔵装置の近傍に配置され、前記工作物貯蔵装置に載置された工作物を反転させるために工作物反転装置とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
第９発明の立旋盤は、
垂直面が形成され本体を構成する台であるベッドと、
前記垂直面に後記主軸台を固定するために配置された主軸台取付面と、
前記主軸台取付面に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持された主軸と、
前記主軸台に設けられ前記主軸を駆動するための主軸モータと、
前記主軸に着脱自在に取り付けられ工作物を把持するための工作物チャックと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記タレット支持台又は前記タレットに設けられ工作物を供給・排出するための工作物ハンドと
からなる立旋盤において、
前記主軸台取付面は前記垂直面の水平方向両側に配置され、かつ前記主軸台取付面の何れか一方に前記主軸台が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
第１０発明の立旋盤の加工システムは、本発明１の立旋盤と本発明９の立旋盤とからなる加工システムであって、少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結する連結水平案内レールとを有することを特徴とする。
【００２７】
第１１発明の立旋盤の加工システムは、本発明１０の立旋盤において、前記工作物を貯蔵するために前記ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平案内レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
第１２発明の立旋盤の加工システムは、本発明１または本発明９の立旋盤において、前記ベッドの垂直面近傍位置に、前記垂直面に対して前記水平案内レール側に凹状になるような平面を形成し、前記タレット支持台に旋回割り出し可能に設けられた前記タレットの振りを大きくできるようにしたことを特徴とする。
【００２９】
第１３発明の立旋盤は、
垂直面が形成され本体を構成する台であるベッドと、
後記くし刃工具台を固定するために前記垂直面の水平方向両端に配置された工具台取付面と、
前記両端の工具台取付け面に固定され、工具が直線上に配列されたくし刃工具台と、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記工具台取付け面の間の前記ベッドに形成され、前記工具台取付け面に対して前記水平案内レール側に凹状になるように形成された平面と、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ、垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持される主軸と、
前記主軸台に設けられ、前記主軸を駆動するための主軸モータと、
前記主軸の前記タレットと対向する側に設けられ、工作物の授受および加工時の把持を行うための工作物チャックとを備えていることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す主軸移動型立旋盤１の正面図である。図２は図１のII−II線で切断した断面図である。主軸移動型立旋盤１のベッド２は、主軸移動型立旋盤１の本体を構成する台である。ベッド２は、概略すると箱状の後部ベッド部３と、この後部ベッド部３より垂直方向の高さが低くこの後部ベッド部３の前部に一体に設けられ配置された箱状の前部ベッド部４とから構成されている。
【００３２】
後部ベッド部３の上面には、Ｘ軸方向に２本のＸ軸案内面（ころがり案内機構の軌道台）５が形成されている。２本のＸ軸案内面５上には、移動台６がＸ軸線方向に複数のころがりガイド本体５ａを介して移動自在に配置されている。Ｘ軸案内面５ところがりガイド本体５ａとで直線ころがり案内機構を構成する。また、２本のＸ軸案内面５が水平案内レールとなる。２本のＸ軸案内面５のほぼ中間の位置でこれに沿ってＸ軸方向送りねじ７が配置されている。Ｘ軸方向送りねじ７には、移動台６に固定されたナット７ａがねじ込まれている。
【００３３】
Ｘ軸方向送りねじ７の一端は、軸受ブラケット８内に設けられた軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。同様に、Ｘ軸方向送りねじ７の他端は、ベッドに固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｘ軸方向送りねじ７の先端には、歯付プーリ９が固定されている。歯付プーリ９は、歯付ベルト１０と噛み合っている。歯付ベルト１０は、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸に固定された歯付プーリ１１に噛み合っている。
【００３４】
Ｘ軸サーボモータ１２は、後部ベッド部３内に形成された空洞１３内に配置され、軸受ブラケット８に固定されている。結局、Ｘ軸サーボモータ１２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸の歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、歯付プーリ９、及びＸ軸方向送りねじ７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ７は、移動台６に固定されたナット７ａがねじ込まれているのでこのＸ軸方向送りねじ７の回転駆動により、移動台６がＸ軸案内面５上を移動する。この移動がタレット１７の工具ＴへのＸ軸線方向の送りとなる。
【００３５】
なお、軸受ブラケット８は、前記説明では一方の後部ベッド部３の側面５１に固定されているが、反対側の側面にも取り付け可能である。すなわち、軸受ブラケット８、Ｘ軸サーボモータ１２、歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、及びタイミングプーリ９等のＸ軸送り機構は他の側面５１にも固定可能な構造である。
【００３６】
後部ベッド部３の前面の両端には、垂直な面であるタレット支持台取付面１５が形成されている。タレット支持台取付面１５は、タレット１７を回転自在に支持しているタレット支持台１６を固定するための取付面である。何れか一方のタレット支持台取付面１５にタレット支持台１６が固定されている。すなわち、タレット支持台取付面１５は、右勝手または左勝手の工作機械を構成するためのものであり、生産ライン、工場施設等状況に応じて選択して何れか一方又は両方が使用される。
【００３７】
タレット支持台１６には、タレット１７がＸ軸と平行な軸線を中心に旋回割出し可能に設けられている。タレット１７には、工具Ｔが放射状に取り付けられている。後部ベッド３の前面中央部には、平面１８が形成されている。この平面１８は、垂直面または垂直面に近い平面であることが好ましい。
【００３８】
しかしながら、略箱形状の後部ベッド部３を形成できるとともに切粉の落下がスムースに行える形状のものであればこの実施の形態のように所定の角度を有する傾斜した平面であってもよい。さらに、若干曲面状になっていてもよい。この平面１８は、タレット支持台取付面１５に対してＸ軸案内面５側に凹状になるように形成されている。また、この平面１８を形成することによりタレット１７の振りを大きくすることができる。
【００３９】
後部ベッド部３の前部には、前部ベッド部４が一体に形成されている。前部ベッド部４は、加工時に排出される切粉を受け入れ、図示しない切粉排出手段（チップコンベア）によりベッド２の側部または後部から切粉を排出するための長方体状の切粉排出空間２０が形成されている。切粉排出空間２０の上部は開口２１が形成されている。加工中に発生する切粉は、開口２１からクーラント（切削油剤）とともに切粉排出空間２０に直接落下する。
【００４０】
また、開口２１の周囲に落下した切粉は、開口２１の周囲に形成された傾斜面２２及び傾斜面２３により案内されて切粉排出空間２０に落下する。切粉排出空間２０の底部にはフイルター（図示せず）が配置され、このフイルターで切粉とクーラントが分離される。分離されたクーラントは、クーラント溜まり空間２４に落下する。クーラント溜まり空間２４内のクーラントは、加工部位に循環供給されて再度使用される。
【００４１】
移動台６の前面には、Ｘ軸案内面５と直交するＺ軸方向に２本のＺ軸案内面３０が形成されている。２本のＺ軸案内面（ころがり案内機構の軌道台）３０上には、主軸台３１がＺ軸線方向に複数のころがりガイド本体（図示せず）を介して移動自在に配置されている。２本のＺ軸案内面３０のほぼ中間の位置でこれに沿ってＺ軸方向送りねじ３２が配置されている。Ｚ軸方向送りねじ３２には、主軸台３１に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｚ軸方向送りねじ３２の一端は、軸受ブラケット３３に設けられた軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００４２】
同様に、Ｚ軸方向送りねじ３２の他端は、移動台６に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｚ軸方向送りねじ３２の先端には、歯付プーリ３４が固定されている。歯付プーリ３４は、歯付きの歯付ベルト３５と噛み合っている。歯付ベルト３５は、Ｚ軸サーボモータ３７の出力軸に固定された歯付プーリ３６に噛み合っている。
【００４３】
Ｚ軸サーボモータ３７は、移動台６内に形成された空洞（図示せず）内に配置されている。結局、Ｚ軸サーボモータ３７が回転駆動されると、Ｚ軸サーボモータ３７の出力軸の歯付プーリ３６、歯付ベルト３５、歯付プーリ３４、及びＺ軸方向送りねじ３２が回転駆動される。このＺ軸方向送りねじ３２には、主軸台３１に固定されたナットがねじ込まれているのでこのＺ軸方向送りねじ３２の回転駆動により、主軸台３１がＺ軸案内面３０上を上下に移動する。
【００４４】
主軸台３１には、Ｚ軸線方向に軸線を向けて回転自在に支持されている主軸４０を備え、工作物を回転駆動する。主軸４０は主軸台３１内部に組み込まれたビルトインモータ（図示せず）により回転駆動される。主軸４０の下部（前部）には工作物チャック４１が着脱自在に取り付け可能である。工作物チャック４１としては、三つ爪また四つ爪等の流体圧（油圧、空圧）チャック、コレットチャックなどが主軸台３１の上部４２に設けられたリテーナ内には、ビルトインモータの回転速度などを検知するエンコーダが組み込まれている。エンコーダ、工作物チャック４１等の構造は周知の構造であり、その詳細な機能の説明は省略する。
【００４５】
主軸４０の上部（後部）には、チャックシリンダ４３が設けられている。チャックシリンダ４３は、工作物把持用の把持爪４４を駆動して工作物を解放するための駆動用シリンダである。チャックシリンダ４３の上部には、ロータリジョイント４５が搭載されている。ロータリジョイント４５は、回転しているチャックシリンダ４３に油圧ユニットからの油圧を供給するための回転継手であり、外周部が図示しない固定部に固定されている回転規制部材により回転しないようになっている。すなわち、主軸４０が回転したとき、ロータリジョイント４５の軸部側は回転するが、外周部側は回転しないようになっている。
【００４６】
後部ベッド部３の後部には、ＮＣ装置（図示せず）、プログラマブルコントローラ（図示せず）等を搭載した制御盤４６が配置されている。
【００４７】
（主軸移動型立旋盤の動作）
次に、前記実施の形態１の動作を説明する。以上のような構成で、ＮＣ装置を起動し、Ｘ軸サーボモータ１２を駆動して移動台６を移動させて工作物チャック４１を工作物貯蔵装置（図示せず）の位置まで移動させる。この位置で加工しようとする工作物を工作物チャック４１にチャックシリンダ４３を駆動させて把持する。次に、旋削加工が開始される。ＮＣ装置は、タレット１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出す。
【００４８】
Ｘ軸サーボモータ１２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸の歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、歯付プーリ９、及びＸ軸方向送りねじ７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ７の回転駆動により、移動台６がＸ軸案内面５上を移動する。同様に、Ｚ軸サーボモータ３７の駆動により、Ｚ軸方向送りねじ３２が回転駆動され、主軸台３１がＺ軸案内面３０上を移動する。
【００４９】
Ｘ軸サーボモータ１２及びＺ軸サーボモータ３７を制御することにより、直線移動、直線補間、円弧補間して工具の経路と速度を制御するとともに、主軸４０の回転数を制御して所望の旋削加工を工具により行う。加工中に発生する切粉、クーラントは、切粉排出空間２０に落下する。この切粉、クーラントから発生する切削熱は、前部ベッド部４、後部ベッド部３を加熱する。
【００５０】
また、工作物と工具Ｔとの切削点近傍にはクーラントを供給して工作物および工具刃先の冷却を行うため、クーラント温度も徐々に上昇する。この切粉およびクーラントより発生する熱は、タレット支持台取付け面１５、平面１８等を加熱する。しかしながら、後部ベッド部３は、略箱型の形状をしているためにつぎのように熱変形する。
【００５１】
後部ベッド部３およびＸ軸案内面は、平面視（平面から見た状態）で加熱された部分が腹（中央部）となる凸形状に微小量熱変形するが、工具は図２の紙面に対して直交する方向（Ｘ軸方向）より加工を行うため前記熱変形が工作物の加工精度に影響を与えない。また、図２のような側面視（側面から見た状態）では、タレット支持台１６に対して相対的に主軸台３１側が反りかえるような熱変形をするが、工具は図２の紙面に対して直交する方向（Ｘ軸方向）より加工を行うため工作物の加工精度に影響を与えない。このように、熱変形を生じても工作物の加工精度へ影響を与えないように構成されている。
【００５２】
（発明の実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の主軸移動型立旋盤１の正面図である。前記主軸移動型立旋盤１のベッド２上のＸ軸案内面５は、後部ベッド部３に形成されている。このため主軸台３１は、Ｘ軸案内面５を越えて移動できない。実施の形態２の主軸移動型立旋盤１は、Ｘ軸案内面５をベッド２から延長して主軸台３１をベッド２の外に移動可能にし工作物の供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４で直接行うようにしたものである。
【００５３】
後部ベッド部３には、水平なＸ軸案内面５を延長するための延長Ｘ軸案内レール５０が配置されている。延長Ｘ軸案内レール５０は、支持台５２上に支持されており、この支持台５２は後部ベッド部３の側面５１の延長レール取付面５３に固定されている。延長レール取付面５３は、支持台５２を着脱自在に固定するための取付面であり、ベッド部３の反対側の他の側面５１にも形成されている。延長レール取付面５３は、ボルト用のねじ穴（図示せず）等の固定手段を備えている。
【００５４】
延長Ｘ軸レール５０及びその支持台５２は、機械本体のベッド２とは別部品として設けたので、そのベッド２より精度・剛性が低くて良い。更に、ベッド２の側方には、工作物供給・排出のための工作物貯蔵装置５５が配置され固定されている。工作物貯蔵装置５５は、未加工の素材、加工済みの工作物を貯蔵するためのものであり、チェーン（図示せず）で連結されたパレットに素材Ｍ、工作物Ｗを搭載するためのものである。
【００５５】
工作物貯蔵装置５５の構造・機能は公知であり、例えば実開平２−５３３３７号公報、特開平５−１９２８４１号公報等に開示されており、素材Ｍまたは工作物Ｗをパレット５８上に一個単位で平積み、または複数個段積みしている。工作物貯蔵装置５５の本体５６は、後部ベッド部３の側面５１にボルト（図示せず）等の固定手段で着脱自在に固定されていてもよい。
【００５６】
本体５６の上面５７には、複数のパレット５８が搭載され、このパレット５８はチェーンで連結されている。パレット５８上には加工済みの工作物Ｗ又は素材Ｍが搭載される。パレット５８の下面には、複数個（例えば３個または４個）のキャスタ５９が設けられている。キャスタ５９は、パレット５８を上面５７上で転動させるためのものである。
【００５７】
パレット５８を連結し駆動しているチェーンは、これに噛み合うスプロケットで駆動される。スプロケットは駆動モータで駆動され、パレット５８を工作物又は素材を供給又は排出位置に位置決めする。主軸台３１を延長Ｘ軸レール５０の位置まで移動させて素材Ｍを工作物チャック４４で掴み加工終了後、再び工作物Ｗを空いているパレット５８に戻すものである。
【００５８】
本実施の形態２の主軸移動型立旋盤１は、主軸台３１が移動して工作物供給・排出を行う機能を備え、かつ工作物貯蔵装置５５が工作物貯蔵機能を備えている。すなわち、工作物を工作機械に自動で供給する機能を備えているので、工作機械の加工セルを構成する。
【００５９】
（発明の実施の形態３）
図４は、前記主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置５５及び工作物反転装置６０を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。２台の主軸移動型立旋盤１の後部ベッド部３間には、水平なＸ軸案内面５を延長し、かつ連結するための連結Ｘ軸案内レール６１が配置されている。連結Ｘ軸案内レール６１は、支持台６２上に支持されており、この支持台６２は後部ベッド部３の側面５１にボルト等の固定手段で固定されている。
【００６０】
それぞれ主軸移動型立旋盤１は、主軸台３１を連結Ｘ軸案内レール６１上を移動可能であり、工作物Ｗ又は素材Ｍの供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４で直接行うことができる。２台の主軸移動型立旋盤１の間には、工作物貯蔵装置５５の本体６３が配置されている。工作物反転装置６０は、パレット５８上に搭載されている工作物Ｗを掴んで反転するためのものである。
【００６１】
素材Ｍは、工作物チャック４４に把持されているため一方の側しか旋削加工できない。このようなとき、一端部の加工が終了した工作物Ｗは、工作物貯蔵装置５５のパレット５８上に搭載される。工作物反転装置６０のハンド６５は工作物Ｗを掴むためのものである。ハンド６５は、進退アーム６６の先端に搭載されている。
【００６２】
進退アーム６６は、進退アーム駆動装置６７により進退アーム軸線方向の進退運動、上下運動、垂直軸を中心とする旋回運動、または進退アーム６６の軸線を中心とする旋回運動を行なう。すなわち、ハンド６５をパレット５８上の工作物Ｗを把持可能な把持位置と、パレット５８が本体６３上を移動するとき工作物Ｗと干渉しない退避位置の間の進退運動、工作物Ｗによってハンド６５の把持位置を移動調整する等のための上下運動、ハンド６５が把持した工作物Ｗの表裏を反転する旋回運動を行う。
【００６３】
２台の主軸移動型立旋盤１による旋削加工は、平行して同じ内容の機械加工運転方法でも良いし、一方で前工程の加工を行い、工作物反転装置６０でこれを反転し他方で後工程の加工を行う運転方法でも良い。
【００６４】
（発明の実施の形態４）
図５は、前記主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、この中央部に工作物貯蔵装置５５、及び上部に工作物反転装置７０を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。前記発明の実施の形態３の工作物反転装置６０は、主軸移動型立旋盤１の中央部に配置されたものである。本発明の実施の形態例４の工作物反転装置７０は、主軸移動型立旋盤１の上部に配置したものである。
【００６５】
２台の主軸移動型立旋盤１間には、レール７２が配置されている。レール７２の両端は、ベッド２から立てられた支柱７１で支持されている。レール７２上には、ハンド装置７３が上下シリンダ７４により上下動自在に設けられている。ハンド装置７３の先端には、工作物Ｗ又は素材Ｍを把持する爪７４を備えている。工作物Ｗ又は素材Ｍを反転するときは、上下シリンダ７４を駆動してハンド装置７３を上下動して行う。
【００６６】
ハンド装置７３の工作物Ｗの反転機能については前記工作物反転装置６０と同様である。２台の主軸移動型立旋盤を連結している支持台６２の上面６２ａに工作物貯蔵装置５５のパレット５８、チェーン（図示せず）、スプロケット（図示せず）、駆動モータ（図示せず）等を配置している。この工作物貯蔵装置５５の機能は前述したものと同様である。
【００６７】
（発明の実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５を示す主軸固定型立旋盤８０の正面図である。図７は図６のVII−VII線で切断した断面図である。主軸固定型立旋盤８０のベッド８１は、主軸固定型立旋盤８０の本体を構成する台である。ベッド８１の構造は、前記した主軸移動型立旋盤１と基本的には同一であり、前部ベッド部８２及び後部ベッド部８３とからなる。その詳細な説明は省略する。
【００６８】
後部ベッド部８３の上面には、Ｘ軸方向に２本のＸ軸案内面８５が形成されている。２本のＸ軸案内面８５上には、移動台８６がＸ軸方向に複数のころがりガイド本体８５ａを介して移動自在に配置されている。Ｘ軸案内面８５ところがりガイド本体８５ａとで、直線ころがり案内機構を構成している。２本のＸ軸案内面８５のほぼ中間の位置でこれに沿ってＸ軸方向送りねじ８７が配置されている。
【００６９】
Ｘ軸方向送りねじ８７には、移動台８６に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｘ軸方向送りねじ８７の一端は、後部ベッド部８３の側面９４に固定された軸受ブラケット８８に内蔵された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００７０】
同様に、Ｘ軸方向送りねじ８７の他端は、後部ベッド部８３に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｘ軸方向送りねじ８７の先端には、歯付プーリ８９が固定されている。歯付プーリ８９は、歯付きの歯付ベルト９０と噛み合っている。歯付ベルト９０は、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸に固定された歯付プーリ９１に噛み合っている。
【００７１】
Ｘ軸サーボモータ９２は、後部ベッド部８３内に形成された空洞９３内に配置されている。結局、Ｘ軸サーボモータ９２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸の歯付プーリ９１、歯付ベルト９０、歯付プーリ８９、及びＸ軸方向送りねじ８７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ８７は、移動台８６に固定されたナット８７ａがねじ込まれているのでこのＸ軸方向送りねじ８７の回転駆動により、移動台８６がＸ軸案内面８５上を移動する。
【００７２】
後部ベッド部８３の前面の両端には、垂直な面である主軸台取付面９５が形成されている。主軸台取付面９５は、主軸台９６を固定するための取付面である。何れかの一方の主軸台取付面９５に主軸台９６が固定されている。すなわち、主軸台取付面９５は、右勝手、または左勝手の工作機械を構成するもので生産ライン、工場施設等状況に応じて選択して使用できる。
【００７３】
主軸台９６には、Ｚ軸線方向に工作物を回転駆動する主軸９７を備えている。主軸９７は主軸台９６内部に組み込まれたビルトインモータ（図示せず）により回転駆動される。主軸９７の上部には工作物チャック９８が着脱自在に取り付け可能である。主軸台９６の内部構造については、前記実施の形態１の主軸台３１と実質的に同一でありその詳細な説明は省略する。
【００７４】
移動台８６の前面には、Ｚ軸方向に２本のＺ軸案内面１００が形成されている。２本のＺ軸案内面１００上には、タレット支持台１０１がＺ軸方向に直線ころがり案内機構を構成するころがりガイド本体（図示せず）を介して移動自在に配置されている。２本のＺ軸案内面１００のほぼ中間の位置でこれに沿ってＺ軸方向送りねじ１０２が配置されている。Ｚ軸方向送りねじ１０２には、タレット支持台１０１に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｚ軸方向送りねじ１０２の一端は、軸受ブラケット１０３に内蔵された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００７５】
同様に、Ｚ軸方向送りねじ１０２の他端は、移動台８６に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｚ軸方向送りねじ１０２の先端には、歯付プーリ１０４が固定されている。歯付プーリ１０４は、歯付きの歯付ベルト１０５と噛み合っている。歯付ベルト１０５は、Ｚ軸サーボモータ１０７の出力軸に固定された歯付プーリ１０６に噛み合っている。
【００７６】
Ｚ軸サーボモータ１０７は、移動台８６内に形成された空洞内に配置されている。結局、Ｚ軸サーボモータ１０７が回転駆動されると、Ｚ軸サーボモータ１０７の出力軸の歯付プーリ１０６、歯付ベルト１０５、歯付プーリ１０４、及びＺ軸方向送りねじ１０２が回転駆動される。このＺ軸方向送りねじ１０２には、タレット支持台１０１に固定されたナットがねじ込まれているのでこのＺ軸方向送りねじ１０２の回転駆動により、タレット支持台１０１がＺ軸案内面１００上を移動する。
【００７７】
タレット支持台１０１には、タレット１１７が旋回割出し可能に設けられている。タレット１１７には、工具Ｔが放射状に取り付けられている。更に、タレット１１７の一面には、工作物ハンド機構１１５が取り付けられている。工作物ハンド機構１１５は把持爪１１６を備えており、この把持爪１１６は工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍまたは加工済みの工作物Ｗを把持した後、工作物チャック９８に把持させたり、又は工作物チャック９８に把持されている工作物Ｗを把持し反転し、再び工作物チャック９８に把持させるためのものである。
【００７８】
更に、タレット支持台１０１の下面には、工作物ハンド機構１２０を取り付けることもできる（図６参照）。この場合には、タレット１１７の一面を使わずに済み、より大径の工作物に対応可能な工作物ハンド機構１２０を装着することができる利点がある。工作物ハンド機構１２０は把持爪１２１を備えており、この把持爪１２１により工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍ又は加工済みの工作物Ｗを把持し、工作物チャック９８に把持させるためのものである。
【００７９】
後部ベッド８３の前面中央部には、平面１１０が形成されている。この平面１１０は、垂直面または垂直面に近い平面であることが好ましい。しかしながら、略箱形状のベッド２を形成できるとともに切粉の落下がスムースに行える形状のものであればこの実施の形態のように所定の角度を有する傾斜した平面であってもよい。さらに、若干曲面状になっていてもよい。この平面１１０は、主軸取付面９５に対してＸ軸案内面８５側に凹状になるように形成されている。
【００８０】
（主軸固定型立旋盤８０の動作）
次に、前記実施の形態５の動作を説明する。ＮＣ装置を起動させて、この制御により加工動作を開始する。先ずタレット支持台１０１を移動させ、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１で工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍを把持し、工作物チャック９８に把持させる。
【００８１】
次に、タレット１１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出す。Ｘ軸サーボモータ９２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸の歯付プーリ９１、歯付ベルト９０、歯付プーリ８９、及びＸ軸方向送りねじ８７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ８７の回転駆動により、移動台８６がＸ軸案内面８５上を移動する。
【００８２】
同様に、Ｚ軸サーボモータ１０７の駆動により、Ｚ軸方向送りねじ１０２が回転駆動され、タレット支持台１０１がＺ軸案内面１００上を移動する。Ｘ軸サーボモータ９２及びＺ軸サーボモータ１０７を制御することにより、直線移動、直線補間、円弧補間し所望の加工を行う。加工中に排出される切粉、クーラントは、前記した主軸移動型立旋盤１と同様に処理されるので、ベッド８１の熱変形による工作物の加工精度に影響を与えない。
【００８３】
工作物の表面の加工が完了すると、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１により工作物チャック９８に把持されている工作物Ｗを把持し反転し、再び工作物チャック９８に把持させる。再びＸ軸サーボモータ９２及びＺ軸サーボモータ１０７を制御することにより、直線、移動、直線補間、円弧補間し裏面の加工を行う。加工が完了すると、工作物ハンド機構１２０により加工済み工作物Ｗを工作物貯蔵装置に排出する。
【００８４】
（発明の実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６を示し、前記実施の形態１の主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置１３０を配置した立旋盤の加工システムである。主軸移動型立旋盤１のＸ軸案内面５と、主軸固定型立旋盤８０のＸ軸案内面８５との間にはＸ軸案内面５を延長し、かつ連結する連結Ｘ軸案内レール１３１が配置されている。
【００８５】
連結Ｘ軸案内レール１３１は、支持台１３２上に支持されており、この支持台１３２は後部ベッド８３の側面９４に形成された延長レール取付面９３にボルト等の固定手段で固定されている。それぞれ主軸移動型立旋盤１の主軸台３１および主軸固定型立旋盤８０のタレット支持台１０１は連結Ｘ軸案内レール１３１上を移動可能であり、工作物Ｗ又は素材Ｍの供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４またはタレット支持台１０１の工作物ハンド機構１２０で直接行うことができる。
【００８６】
また、主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０の間には、工作物貯蔵装置１３０の本体１３３が配置されている。本体１３３の上には、前記した工作物貯蔵装置１３０のパレット５８等が搭載されている。主軸移動型立旋盤１で前記した加工を行う。加工が終了した工作物Ｗは、工作物貯蔵装置１３０に戻す。次に、タレット支持台１０１を移動させ、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１で工作物貯蔵装置１３０に貯蔵された前記加工済みの工作物Ｗを把持し、工作物チャック９８に把持させる。
【００８７】
主軸台３１の工作物チャック４４から、主軸台９６の工作物チャック９８に直接受け渡してもよい。このとき、主軸台３１は、Ｘ軸案内面５、連結Ｘ軸案内レール１３１、Ｘ軸案内面８５上を移動する。次に、タレット１１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出し、前記した動作で加工を行う。加工が完了すると、工作物ハンド機構１１５又は工作物ハンド機構１２０により加工済み工作物Ｗを工作物貯蔵装置１３０に排出する。結局、主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０で必要な加工を行う。
【００８８】
（その他の実施の形態）
図９は、主軸移動型立旋盤１のその他の実施の形態を示した図であり、工具Ｔを直線状に１列又は２列に配列したくし型刃物台１５０としたものである。くし型刃物台１５０は垂直な面である両側の工具台取付面１５ａ、１５ａに取付けられる。すなわち、両側の工具台取付面１５ａ、１５ａに取付けることにより、ベッド２の前面である平面１８と、くし型刃物台１５０とのあいだに大きな空間１５１を形成することができ、切粉の下側の開口２１にスムースに落下させることができる。また、主軸移動型立旋盤１はＸ軸方向に長ストロークを有しており、工具Ｔを一線上に数多く並べることができる。
【００８９】
前記実施の形態１は、タレット支持台取付面１５の２ヶ所の何れか一方に、タレット支持台１６が取り付けられているが両方に取り付けても良い。前記実施の形態１の２本のＸ軸案内面５、及び実施の形態５の２本のＸ軸案内面８５は、水平面に配置されているが２つの水平面に配置しても良い。Ｘ軸案内レール、Ｚ軸案内レールをころがり直線案内機構のＸ軸案内面、Ｚ軸案内面として説明しているが案内機構をすべり案内機構とし、すべり案内機構のＸ軸案内面、Ｚ軸案内面であってもよい。また、前記前部ベッド部４及び前部ベッド部８２は、切粉、クーラントを受けて処理するものがあれば工作機械の本体の機能上なくても良い。
【００９０】
前記実施の形態５のタレット１１７に搭載したハンド機構１１５及びタレット支持台１０１に搭載したハンド機構１２０は、何れか一方に搭載すれば良く、両方に搭載する必要はない。前記実施の形態３及び４では、立旋盤は２台であったが２台以上の複数台であっても良い。
【００９１】
前記実施の形態２では、Ｘ軸案内面５と延長Ｘ軸案内レール５０とは、別部品として説明したが、一体に形成された一本の長い案内レールでも良く、後部ベッド部３からオーバーハングする部分を、別部品の支持台５２で支持することができる。
【００９２】
前記実施の形態５ではＸ軸レール８５の延長部分は備えていないが、前記実施の形態２の構造から理解されるように、同様構造の片持ち構造の延長Ｘ軸レール、及び工作物貯蔵装置を備えたものであっても良い。この延長Ｘ軸レールの詳細な構造は、前記実施の形態２と実質的に同一であり、その説明は省略する。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によると、次の効果が奏される。本発明の立旋盤は、単体の立旋盤として、又は複数の台数を組み合わせて旋削加工システムとしても使用でき柔軟性が高い。また、本発明の立旋盤は、最小の加工セルとして機能し、しかも簡素な構造である。また、本発明の立旋盤の加工システムは、ロボット、ローダ等の工作物自動供給装置を備えずに工作物を自動で供給・排出できる。
【００９４】
また、本発明の立旋盤は、工作物の表・裏を１台で自動的に加工できる。更に、本発明の立旋盤のベッド構造は、切粉の熱によるベッドの熱変形が生じた場合でも工作物の加工精度に影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１を示す主軸移動型立旋盤１の正面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線で切断した断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２の主軸移動型立旋盤１の正面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３を示し、主軸移動型立旋盤を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置及び工作物反転装置を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４を示し、主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、この中央部に工作物貯蔵装置、及び上部に工作物反転装置を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態例５を示し、主軸固定型立旋盤の正面図である。
【図７】図７は、図６のVII−VII線で切断した断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態６を示し、実施の形態１の主軸移動型立旋盤及び実施の形態５の主軸固定型立旋盤を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置を配置した立旋盤の加工システムである。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、主軸台移動型旋盤１のその他の実施の形態を示した図であり、工具Ｔを定間隔位置に配置したくし型刃物台を備えたものである。図９（ａ）は、側面図であり、図９（ｂ）はくし型刃物台の部分拡大図である。
【符号の説明】
１…主軸移動型立旋盤
２…ベッド
３，８３…後部ベッド部
４，８２…前部ベッド部
５，８５…Ｘ軸案内面
６，８６…移動台
１２，９２…Ｘ軸サーボモータ
１５…タレット支持台取付面
１６，１０１…タレット支持台
１７，１１７…タレット
３０，１００…Ｚ軸案内面
３１，９６…主軸台
８０…主軸固定型立旋盤
９５…主軸台取付面
１５０…くし型刃物台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical lathe and a machining system for a vertical lathe that combines them. More specifically, the present invention relates to a vertical lathe in which the spindle axis of the spindle stock is provided in the vertical direction and the spindle stock moves or is fixed, and a machining system that combines them.
[0002]
[Prior art]
The vertical lathe is a type of lathe in which the axis of the spindle provided on the headstock is provided vertically. The workpiece is gripped by a workpiece chuck fixed to the main shaft, rotated and driven, and this workpiece is automatically supplied and discharged manually or by a robot or the like.
[0003]
This applicant has proposed a machining system for a machine tool in which a movable spindle stock is mounted on a slant bed (Japanese Patent Publication No. 2-46321). The supply / discharge of the workpiece is such that the workpiece is automatically supplied / discharged from the workpiece storage device by a workpiece chuck attached to the spindle of the headstock without being equipped with a robot or a loader.
[0004]
In this type, since the bed is a slant type, chips at the time of cutting stay on the bed and discharge efficiency is poor. The bed, which is the main body of the machine tool, is thermally deformed by heat generated from the bearing, the heat of chips, and the like. Due to this thermal deformation, the guide surface for guiding the feed table, the table and the like is deformed, resulting in poor processing accuracy. Therefore, it is required to prevent the bed from being deformed by the heat of the chips as much as possible.
[0005]
Further, since the spindle axis is inclined, the workpiece on the workpiece stocker needs to be inclined in a direction parallel to the spindle axis. In order to stabilize the workpiece during this tilting, means for tilting the workpiece, means for supporting the workpiece, etc. are required. If such means are omitted, the mounting posture on the workpiece stocker is stabilized. There is a problem that it is difficult to deliver and receive workpieces smoothly.
[0006]
Furthermore, since the guide surface part of the processing area and the guide surface part of the transfer area are integrated into a bed, the bed becomes large and the installation floor area cannot be saved, and the transfer area guide face part that does not require much rigidity. Giving more rigidity than necessary to a lot of waste. That is, there is a problem that the machine tool becomes larger and the space cannot be saved compared to the maximum machining diameter of the workpiece that can be machined by this machine tool.
[0007]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 60-249501 discloses an NC lathe in which an open / close chuck is mounted on the spindle head with the spindle axis oriented in the vertical direction. However, this NC lathe has a structure in which the spindle head is movably supported by the portal frame and the transverse beam, so that chips accumulate on the bed and coolant (cutting fluid) flows on the bed surface. By doing so, the bed is thermally deformed.
[0008]
Since no consideration is given to not affecting the processing accuracy of the workpiece when the bed is thermally deformed, a relative displacement occurs between the tool of the tool post fixed to the bed and the spindle head, There was a problem that the processing accuracy of the workpiece was adversely affected. Further, this NC lathe also has a problem that it cannot save space.
[0009]
Further, the turning machine tool includes a technical idea for use as a single machine, but is not a structure that can be used as a machining system by combining these according to the number of machining and the content of machining. In order to combine a plurality of turning machine tools and use them as a machining system in accordance with the machining content of the workpiece, the structure must be such that the number, the arrangement position of the machines, etc. can be arbitrarily selected. However, conventionally proposed vertical lathes do not have these structures and functions.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above technical background and achieves the following object.
[0011]
An object of the present invention is to provide a highly flexible vertical lathe that can be used as a single vertical lathe or as a turning system by arbitrarily combining a plurality of units.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a vertical lathe having a simple structure and a machining system that functions as a minimum machining cell.
[0013]
Still another object of the present invention is to provide a vertical lathe capable of automatically supplying and discharging a workpiece without providing an automatic workpiece feeder such as a robot and a loader, and a machining system therefor.
[0014]
Still another object of the present invention is to provide a vertical lathe capable of automatically machining the front and back of a workpiece with a single machine.
[0015]
Still another object of the present invention is to provide a vertical lathe having a bed structure that has little adverse effect on machining accuracy even if thermal deformation of the bed due to heat of chips or the like occurs.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
[0017]
The vertical lathe of the first invention is
A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A turret support mounting surface arranged to fix a turret support to the vertical surface,
A turret support provided on the turret support mounting surface;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor that is provided on the spindle base and rotationally drives the spindle;
A vertical lathe provided on a side of the main shaft facing the turret and provided with a workpiece chuck for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining ;
The turret support mounting surface (15) is disposed on both sides of the vertical surface in the horizontal direction, and the turret support mounting surface (16) is mounted on one of the turret support mounting surfaces (15). Features.
[0018]
The vertical lathe of the second invention is
A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A turret support mounting surface arranged to fix a turret support to the vertical surface,
A turret support provided on the turret support mounting surface;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor that is provided on the spindle base and rotationally drives the spindle;
A vertical lathe provided on a side of the main shaft facing the turret and provided with a workpiece chuck for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining ;
In order to supply and discharge the workpiece by the workpiece chuck, the horizontal guide rail is provided with an extended horizontal rail (50) extending longer than the length of the bed.
[0019]
The vertical lathe of the third invention is the vertical lathe of the first invention,
In order to supply and discharge the workpiece by the workpiece chuck, the horizontal guide rail is provided with an extended horizontal rail (50) extending longer than the length of the bed.
[0020]
A vertical lathe according to a fourth aspect of the present invention is the vertical lathe according to the second or third aspect, wherein the workpiece storage device is disposed adjacent to the bed and in the vicinity of the extended horizontal rail for storing the workpiece. It is provided with.
[0021]
A vertical lathe according to a fifth aspect is the vertical lathe according to the fourth aspect, wherein the workpiece storage device is fixed to the bed.
[0022]
The vertical lathe machining system of the sixth invention is the vertical lathe of the first invention , wherein at least two of the vertical lathes are arranged so that the horizontal guide rails are in series, and the two horizontal guide rails are connected. And a connecting horizontal guide rail (61).
[0023]
A vertical lathe machining system according to a seventh aspect is the vertical lathe machining system according to the sixth aspect, wherein the vertical lathe machining system is disposed between the beds and in the vicinity of the connecting horizontal guide rail for storing the workpiece. And a workpiece storage device.
[0024]
A vertical lathe machining system according to an eighth aspect of the present invention is the vertical lathe according to the sixth aspect of the present invention, which is disposed in the vicinity of the workpiece storage device and inverts the workpiece placed on the workpiece storage device. And a device.
[0025]
The vertical lathe of the ninth invention is
A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A headstock mounting surface arranged to fix the headstock, which will be described later, to the vertical surface;
A headstock provided on the headstock mounting surface;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor provided on the spindle stock for driving the spindle;
A workpiece chuck that is detachably attached to the spindle and grips the workpiece;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A turret support that is vertically movable on the vertical guide rail;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
In a vertical lathe comprising a workpiece hand provided on the turret support or the turret for supplying and discharging a workpiece ,
The head stock mounting surface is disposed on both sides of the vertical surface in the horizontal direction, and the head stock is provided on any one of the head stock mounting surfaces.
[0026]
A vertical lathe machining system according to a tenth aspect of the present invention is a machining system comprising the vertical lathe according to the first aspect of the present invention and the vertical lathe according to the ninth aspect of the present invention, wherein at least two of the vertical lathes are arranged in series with the horizontal guide rail. And connecting horizontal guide rails connecting the two horizontal guide rails.
[0027]
A vertical lathe machining system according to an eleventh aspect of the present invention is the vertical lathe according to the tenth aspect of the present invention, wherein the workpiece storage device is arranged adjacent to the bed and in the vicinity of the connecting horizontal guide rail for storing the workpiece. It is characterized by comprising.
[0028]
A vertical lathe machining system according to a twelfth aspect of the present invention is the vertical lathe according to the first aspect of the present invention or the ninth aspect of the present invention, wherein the plane is in the vicinity of the vertical surface of the bed and is concave toward the horizontal guide rail with respect to the vertical surface. And the swing of the turret provided on the turret support so as to be able to be indexed in a swivel manner can be increased.
[0029]
The vertical lathe of the thirteenth invention is
A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A tool mount mounting surface disposed at both ends in the horizontal direction of the vertical surface to fix the post-cutting tool table;
A comb blade tool table fixed to the tool table mounting surfaces at both ends, and the tools arranged in a straight line;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A flat surface formed on the bed between the tool mount mounting surfaces and formed to be concave toward the horizontal guide rail with respect to the tool mount mounting surface;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor provided on the spindle stock for driving the spindle;
A workpiece chuck is provided on a side of the main shaft facing the turret and is used for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1 of the invention)
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view of a main spindle moving type vertical lathe 1 showing an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The bed 2 of the spindle movement type vertical lathe 1 is a base that constitutes the main body of the spindle movement type vertical lathe 1. The bed 2 is roughly a box-shaped rear bed portion 3 and a box-shaped front bed that is lower than the rear bed portion 3 in the vertical direction and provided integrally with the front portion of the rear bed portion 3. Part 4.
[0032]
On the upper surface of the rear bed 3, two X-axis guide surfaces (railway guides for rolling guide mechanisms) 5 are formed in the X-axis direction. On the two X-axis guide surfaces 5, a movable table 6 is disposed so as to be movable in the X-axis direction via a plurality of rolling guide bodies 5a. The X-axis guide surface 5 and the rolling guide body 5a constitute a linear rolling guide mechanism. The two X-axis guide surfaces 5 serve as horizontal guide rails. An X-axis direction feed screw 7 is disposed along a substantially intermediate position between the two X-axis guide surfaces 5. A nut 7 a fixed to the moving table 6 is screwed into the X-axis direction feed screw 7.
[0033]
One end of the X-axis direction feed screw 7 is rotatably supported by a bearing (not shown) provided in the bearing bracket 8. Similarly, the other end of the X-axis direction feed screw 7 is rotatably supported by a bearing (not shown) fixed to the bed. A toothed pulley 9 is fixed to the tip of the X-axis direction feed screw 7. The toothed pulley 9 meshes with the toothed belt 10. The toothed belt 10 meshes with a toothed pulley 11 fixed to the output shaft of the X-axis servomotor 12.
[0034]
The X-axis servo motor 12 is disposed in a cavity 13 formed in the rear bed portion 3 and is fixed to the bearing bracket 8. Eventually, when the X-axis servo motor 12 is driven to rotate, the toothed pulley 11, the toothed belt 10, the toothed pulley 9, and the X-axis direction feed screw 7 of the output shaft of the X-axis servo motor 12 are driven to rotate. . Since the X-axis direction feed screw 7 is screwed with a nut 7 a fixed to the moving table 6, the moving table 6 moves on the X-axis guide surface 5 by the rotational drive of the X-axis direction feed screw 7. This movement is the feed of the turret 17 to the tool T in the X-axis direction.
[0035]
In addition, although the bearing bracket 8 is fixed to the side surface 51 of one rear bed portion 3 in the above description, it can also be attached to the opposite side surface. That is, the X-axis feed mechanism such as the bearing bracket 8, the X-axis servo motor 12, the toothed pulley 11, the toothed belt 10, and the timing pulley 9 has a structure that can be fixed to the other side surface 51.
[0036]
A turret support mounting surface 15 which is a vertical surface is formed at both ends of the front surface of the rear bed portion 3. The turret support mounting surface 15 is a mounting surface for fixing the turret support 16 that rotatably supports the turret 17. A turret support 16 is fixed to one of the turret support mounting surfaces 15. In other words, the turret support mounting surface 15 is for constituting a right-handed or left-handed machine tool, and either one or both are selected according to the production line, factory facility, or the like.
[0037]
A turret 17 is provided on the turret support 16 so as to be able to turn and index about an axis parallel to the X axis. Tools T are radially attached to the turret 17. A flat surface 18 is formed at the center of the front surface of the rear bed 3. The plane 18 is preferably a vertical plane or a plane close to the vertical plane.
[0038]
However, an inclined plane having a predetermined angle as in this embodiment may be used as long as the rear bed portion 3 having a substantially box shape can be formed and the chips can be smoothly dropped. Furthermore, it may be slightly curved. The flat surface 18 is formed to be concave toward the X-axis guide surface 5 with respect to the turret support mounting surface 15. Further, the swing of the turret 17 can be increased by forming the flat surface 18.
[0039]
A front bed portion 4 is formed integrally with the front portion of the rear bed portion 3. The front bed part 4 receives the chips discharged during processing, and is a rectangular-shaped chip for discharging the chips from the side or rear of the bed 2 by a chip discharge means (chip conveyor) (not shown). A discharge space 20 is formed. An opening 21 is formed in the upper part of the chip discharge space 20. Chips generated during processing fall directly into the chip discharge space 20 together with the coolant (cutting fluid) from the opening 21.
[0040]
Further, the chips falling around the opening 21 are guided by the inclined surface 22 and the inclined surface 23 formed around the opening 21 and fall into the chip discharge space 20. A filter (not shown) is disposed at the bottom of the chip discharge space 20, and the chip and coolant are separated by this filter. The separated coolant falls into the coolant reservoir space 24. The coolant in the coolant reservoir space 24 is circulated and supplied to the processing site and used again.
[0041]
Two Z-axis guide surfaces 30 are formed on the front surface of the movable table 6 in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis guide surface 5. On the two Z-axis guide surfaces (railway guides of the rolling guide mechanism) 30, a headstock 31 is disposed so as to be movable in the Z-axis direction via a plurality of rolling guide bodies (not shown). A Z-axis direction feed screw 32 is disposed along a substantially intermediate position between the two Z-axis guide surfaces 30. A nut (not shown) fixed to the head stock 31 is screwed into the Z-axis direction feed screw 32. One end of the Z-axis direction feed screw 32 is rotatably supported by a bearing (not shown) provided on the bearing bracket 33.
[0042]
Similarly, the other end of the Z-axis direction feed screw 32 is rotatably supported by a bearing (not shown) fixed to the moving table 6. A toothed pulley 34 is fixed to the tip of the Z-axis direction feed screw 32. The toothed pulley 34 meshes with a toothed belt 35. The toothed belt 35 meshes with a toothed pulley 36 fixed to the output shaft of the Z-axis servomotor 37.
[0043]
The Z-axis servo motor 37 is disposed in a cavity (not shown) formed in the movable table 6. After all, when the Z-axis servomotor 37 is rotationally driven, the toothed pulley 36, the toothed belt 35, the toothed pulley 34, and the Z-axis direction feed screw 32 of the output shaft of the Z-axis servomotor 37 are rotationally driven. . Since a nut fixed to the headstock 31 is screwed into the Z-axis direction feed screw 32, the headstock 31 moves up and down on the Z-axis guide surface 30 by the rotational drive of the Z-axis direction feed screw 32. To do.
[0044]
The headstock 31 includes a main shaft 40 that is rotatably supported with its axis line oriented in the Z-axis direction, and rotationally drives the workpiece. The spindle 40 is rotationally driven by a built-in motor (not shown) incorporated in the spindle stock 31. A workpiece chuck 41 can be detachably attached to the lower part (front part) of the main shaft 40. As the workpiece chuck 41, a fluid pressure (hydraulic pressure, pneumatic pressure) chuck such as three claws or four claws, a collet chuck, etc. are provided in the retainer provided on the upper part 42 of the head stock 31. An encoder that detects this is incorporated. The structure of the encoder, workpiece chuck 41, etc. is a well-known structure, and a detailed description of its function is omitted.
[0045]
A chuck cylinder 43 is provided on the upper part (rear part) of the main shaft 40. The chuck cylinder 43 is a driving cylinder for driving the gripping claws 44 for gripping the workpiece to release the workpiece. A rotary joint 45 is mounted on the chuck cylinder 43. The rotary joint 45 is a rotary joint for supplying hydraulic pressure from the hydraulic unit to the rotating chuck cylinder 43, and the outer peripheral portion is prevented from rotating by a rotation restricting member fixed to a fixed portion (not shown). Yes. That is, when the main shaft 40 rotates, the shaft portion side of the rotary joint 45 rotates, but the outer peripheral portion side does not rotate.
[0046]
A control panel 46 equipped with an NC device (not shown), a programmable controller (not shown), and the like is disposed at the rear of the rear bed 3.
[0047]
(Operation of spindle moving vertical lathe)
Next, the operation of the first embodiment will be described. With the configuration as described above, the NC device is activated, the X-axis servo motor 12 is driven to move the moving table 6, and the workpiece chuck 41 is moved to the position of the workpiece storage device (not shown). The workpiece to be processed at this position is gripped by driving the chuck cylinder 43 to the workpiece chuck 41. Next, turning is started. The NC device indexes the desired tool T by turning and indexing the turret 17.
[0048]
When the X-axis servomotor 12 is rotationally driven, the toothed pulley 11, the toothed belt 10, the toothed pulley 9, and the X-axis direction feed screw 7 of the output shaft of the X-axis servomotor 12 are rotationally driven. The moving table 6 moves on the X-axis guide surface 5 by the rotational drive of the X-axis direction feed screw 7. Similarly, by driving the Z-axis servomotor 37, the Z-axis direction feed screw 32 is rotationally driven, and the headstock 31 moves on the Z-axis guide surface 30.
[0049]
By controlling the X-axis servo motor 12 and the Z-axis servo motor 37, linear movement, linear interpolation and circular interpolation are used to control the path and speed of the tool, and the rotational speed of the spindle 40 is controlled to achieve the desired turning process. Is performed with a tool. Chips and coolant generated during processing fall into the chip discharge space 20. The cutting heat generated from the chips and coolant heats the front bed portion 4 and the rear bed portion 3.
[0050]
Further, since coolant is supplied near the cutting point between the workpiece and the tool T to cool the workpiece and the tool edge, the coolant temperature also gradually increases. The heat generated from the chips and coolant heats the turret support mounting surface 15, the flat surface 18 and the like. However, since the rear bed 3 has a substantially box shape, it is thermally deformed as follows.
[0051]
The rear bed portion 3 and the X-axis guide surface are thermally deformed by a minute amount into a convex shape in which the heated portion in a plan view (as viewed from the plane) becomes a belly (center portion), but the tool is on the paper surface of FIG. On the other hand, since the machining is performed from a direction orthogonal to the X axis direction, the thermal deformation does not affect the machining accuracy of the workpiece. Further, in the side view as shown in FIG. 2 (as viewed from the side), the tool base 31 is thermally deformed so that the headstock 31 side is relatively warped with respect to the turret support base 16, but the tool is in comparison with the paper surface of FIG. Therefore, the machining accuracy of the workpiece is not affected because the machining is performed from the orthogonal direction (X-axis direction). In this way, even if thermal deformation occurs, the machining accuracy of the workpiece is not affected.
[0052]
(Embodiment 2 of the invention)
FIG. 3 is a front view of the spindle moving type vertical lathe 1 according to the second embodiment of the present invention. An X-axis guide surface 5 on the bed 2 of the spindle moving type vertical lathe 1 is formed in the rear bed portion 3. For this reason, the headstock 31 cannot move beyond the X-axis guide surface 5. The spindle moving type vertical lathe 1 according to the second embodiment extends the X-axis guide surface 5 from the bed 2 so that the spindle stock 31 can be moved out of the bed 2 to supply and discharge the workpiece on the spindle stock 31. This is performed directly by the chuck 44.
[0053]
An extended X-axis guide rail 50 for extending the horizontal X-axis guide surface 5 is disposed on the rear bed 3. The extended X-axis guide rail 50 is supported on a support base 52, and the support base 52 is fixed to the extension rail mounting surface 53 of the side surface 51 of the rear bed portion 3. The extension rail mounting surface 53 is a mounting surface for detachably fixing the support base 52, and is also formed on the other side surface 51 opposite to the bed portion 3. The extension rail mounting surface 53 is provided with fixing means such as screw holes (not shown) for bolts.
[0054]
Since the extended X-axis rail 50 and its support base 52 are provided as separate parts from the bed 2 of the machine body, the accuracy and rigidity may be lower than that of the bed 2. Further, a workpiece storage device 55 for supplying and discharging the workpiece is disposed and fixed on the side of the bed 2. The workpiece storage device 55 is for storing unprocessed materials and processed workpieces, and for mounting the materials M and workpieces W on a pallet connected by a chain (not shown). It is.
[0055]
The structure and function of the workpiece storage device 55 are known, and are disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-53337, Japanese Patent Laid-Open No. 5-192841, and the like. Are stacked in flat or multiple layers. The main body 56 of the workpiece storage device 55 may be detachably fixed to the side surface 51 of the rear bed 3 by a fixing means such as a bolt (not shown).
[0056]
A plurality of pallets 58 are mounted on the upper surface 57 of the main body 56, and the pallets 58 are connected by a chain. A processed workpiece W or material M is mounted on the pallet 58. A plurality of (for example, three or four) casters 59 are provided on the lower surface of the pallet 58. The caster 59 is for rolling the pallet 58 on the upper surface 57.
[0057]
The chain connecting and driving the pallet 58 is driven by a sprocket that meshes with the chain. The sprocket is driven by a drive motor to position the pallet 58 at a workpiece or material supply or discharge position. The headstock 31 is moved to the position of the extended X-axis rail 50, the material M is gripped by the workpiece chuck 44, and after the processing is completed, the workpiece W is returned to the pallet 58 that is empty again.
[0058]
The spindle movement type vertical lathe 1 according to the second embodiment has a function of supplying and discharging a workpiece by moving the spindle base 31, and the workpiece storage device 55 has a workpiece storage function. That is, since it has a function of automatically supplying a workpiece to the machine tool, a machining cell of the machine tool is configured.
[0059]
(Embodiment 3 of the invention)
FIG. 4 shows a machining system for a spindle movement type vertical lathe in which two spindle movement type vertical lathes 1 are arranged in parallel and a workpiece storage device 55 and a workpiece reversing device 60 are arranged in the center. A connecting X-axis guide rail 61 for extending and connecting the horizontal X-axis guide surface 5 is disposed between the rear bed portions 3 of the two main spindle moving type vertical lathes 1. The connecting X-axis guide rail 61 is supported on a support table 62, and this support table 62 is fixed to the side surface 51 of the rear bed portion 3 by a fixing means such as a bolt.
[0060]
Each of the spindle moving type vertical lathes 1 can move the headstock 31 on the connecting X-axis guide rail 61, and can supply and discharge the workpiece W or the material M directly by the workpiece chuck 44 of the headstock 31. it can. A main body 63 of the workpiece storage device 55 is disposed between the two main spindle moving vertical lathes 1. The workpiece reversing device 60 is for gripping and reversing the workpiece W mounted on the pallet 58.
[0061]
Since the material M is held by the workpiece chuck 44, only one side can be turned. At such time, the workpiece W whose one end has been processed is mounted on the pallet 58 of the workpiece storage device 55. The hand 65 of the workpiece reversing device 60 is for gripping the workpiece W. The hand 65 is mounted on the tip of the advance / retreat arm 66.
[0062]
The advancing / retreating arm 66 performs advancing / retreating movement in the advancing / retreating arm axis direction, a vertical movement, a turning movement about the vertical axis, or a turning movement about the axis of the advancing / retreating arm 66 by the advancing / retreating arm driving device 67. That is, the hand 65 moves forward and backward between a gripping position where the hand 65 can grip the workpiece W on the pallet 58 and a retracted position where the pallet 58 does not interfere with the workpiece W when the pallet 58 moves on the main body 63. Up / down movement for moving and adjusting the holding position, and a turning movement for inverting the front and back of the workpiece W held by the hand 65.
[0063]
Turning by the two spindle-moving vertical lathes 1 may be performed in parallel by the same machining operation method, while the preceding process is performed, the workpiece reversing device 60 reverses this, and the other is followed. An operation method for processing the process may be used.
[0064]
(Embodiment 4 of the Invention)
FIG. 5 shows a machining system for a spindle movement type vertical lathe in which two spindle movement type vertical lathes 1 are arranged in parallel, a work storage device 55 is arranged in the center, and a work reversing device 70 is arranged in the upper part. is there. The work reversing device 60 according to the third embodiment of the present invention is disposed at the center of the spindle moving vertical lathe 1. The work reversing device 70 according to the fourth embodiment of the present invention is arranged on the upper part of the spindle moving type vertical lathe 1.
[0065]
A rail 72 is disposed between the two main spindle moving type vertical lathes 1. Both ends of the rail 72 are supported by struts 71 standing from the bed 2. A hand device 73 is provided on the rail 72 so as to be movable up and down by an upper and lower cylinder 74. A claw 74 that grips the workpiece W or the material M is provided at the tip of the hand device 73. When the workpiece W or the material M is reversed, the upper and lower cylinders 74 are driven to move the hand device 73 up and down.
[0066]
The reversing function of the workpiece W of the hand device 73 is the same as that of the workpiece reversing device 60. A pallet 58, a chain (not shown), a sprocket (not shown), and a drive motor (not shown) of the work storage device 55 are provided on the upper surface 62a of the support table 62 connecting the two spindle moving type vertical lathes. Etc. are arranged. The function of the workpiece storage device 55 is the same as that described above.
[0067]
(Embodiment 5 of the invention)
FIG. 6 is a front view of a main spindle fixed type vertical lathe 80 showing Embodiment 5 of the present invention. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. The bed 81 of the fixed spindle vertical lathe 80 is a base that constitutes the main body of the fixed spindle vertical lathe 80. The structure of the bed 81 is basically the same as that of the spindle moving type vertical lathe 1 described above, and includes a front bed portion 82 and a rear bed portion 83. Detailed description thereof is omitted.
[0068]
Two X-axis guide surfaces 85 are formed on the upper surface of the rear bed portion 83 in the X-axis direction. On the two X-axis guide surfaces 85, a moving table 86 is disposed so as to be movable in the X-axis direction via a plurality of rolling guide bodies 85a. The X-axis guide surface 85 and the rolling guide body 85a constitute a linear rolling guide mechanism. An X-axis direction feed screw 87 is disposed along a substantially intermediate position between the two X-axis guide surfaces 85.
[0069]
A nut (not shown) fixed to the moving table 86 is screwed into the X-axis direction feed screw 87. One end of the X-axis direction feed screw 87 is rotatably supported by a bearing (not shown) built in a bearing bracket 88 fixed to the side surface 94 of the rear bed portion 83.
[0070]
Similarly, the other end of the X-axis direction feed screw 87 is rotatably supported by a bearing (not shown) fixed to the rear bed portion 83. A toothed pulley 89 is fixed to the tip of the X-axis direction feed screw 87. The toothed pulley 89 meshes with the toothed toothed belt 90. The toothed belt 90 meshes with a toothed pulley 91 fixed to the output shaft of the X-axis servo motor 92.
[0071]
The X-axis servo motor 92 is disposed in a cavity 93 formed in the rear bed portion 83. After all, when the X-axis servo motor 92 is rotationally driven, the toothed pulley 91, the toothed belt 90, the toothed pulley 89, and the X-axis direction feed screw 87 of the output shaft of the X-axis servo motor 92 are rotationally driven. . Since the X-axis direction feed screw 87 is screwed with a nut 87 a fixed to the moving table 86, the moving table 86 moves on the X-axis guide surface 85 by the rotational drive of the X-axis direction feed screw 87.
[0072]
At both ends of the front surface of the rear bed 83, a headstock mounting surface 95 that is a vertical surface is formed. The head stock mounting surface 95 is a mounting surface for fixing the head stock 96. A head stock 96 is fixed to any one of the head stock mounting surfaces 95. In other words, the headstock mounting surface 95 constitutes a right-handed or left-handed machine tool and can be selected and used according to the situation of the production line, factory facility, or the like.
[0073]
The headstock 96 includes a main shaft 97 that rotates the workpiece in the Z-axis direction. The main shaft 97 is rotationally driven by a built-in motor (not shown) incorporated in the main shaft base 96. A workpiece chuck 98 can be detachably attached to the upper portion of the main shaft 97. The internal structure of the head stock 96 is substantially the same as the head stock 31 of the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
[0074]
Two Z-axis guide surfaces 100 are formed on the front surface of the moving table 86 in the Z-axis direction. On the two Z-axis guide surfaces 100, a turret support base 101 is movably disposed in a Z-axis direction via a rolling guide body (not shown) constituting a linear rolling guide mechanism. A Z-axis direction feed screw 102 is disposed along a substantially intermediate position between the two Z-axis guide surfaces 100. A nut (not shown) fixed to the turret support base 101 is screwed into the Z-axis direction feed screw 102. One end of the Z-axis direction feed screw 102 is rotatably supported by a bearing (not shown) built in the bearing bracket 103.
[0075]
Similarly, the other end of the Z-axis direction feed screw 102 is rotatably supported by a bearing (not shown) fixed to the moving table 86. A toothed pulley 104 is fixed to the tip of the Z-axis direction feed screw 102. The toothed pulley 104 meshes with a toothed toothed belt 105. The toothed belt 105 meshes with a toothed pulley 106 fixed to the output shaft of the Z-axis servomotor 107.
[0076]
The Z-axis servo motor 107 is disposed in a cavity formed in the moving table 86. After all, when the Z-axis servomotor 107 is driven to rotate, the toothed pulley 106, the toothed belt 105, the toothed pulley 104, and the Z-axis direction feed screw 102 of the output shaft of the Z-axis servomotor 107 are driven to rotate. . Since a nut fixed to the turret support base 101 is screwed into the Z-axis direction feed screw 102, the turret support base 101 moves on the Z-axis guide surface 100 by the rotational drive of the Z-axis direction feed screw 102. To do.
[0077]
A turret 117 is provided on the turret support base 101 so as to be able to index the turn. Tools T are radially attached to the turret 117. Further, a workpiece hand mechanism 115 is attached to one surface of the turret 117. The workpiece hand mechanism 115 includes a gripping claw 116. The gripping claw 116 grips a workpiece M stored in a workpiece storage device (not shown) or a processed workpiece W, and then a workpiece chuck 98. Or the workpiece W gripped by the workpiece chuck 98 and reversed so that the workpiece chuck 98 grips it again.
[0078]
Furthermore, a workpiece hand mechanism 120 can be attached to the lower surface of the turret support base 101 (see FIG. 6). In this case, there is an advantage that it is not necessary to use one surface of the turret 117, and it is possible to mount the workpiece hand mechanism 120 that can handle a workpiece having a larger diameter. The workpiece hand mechanism 120 includes a gripping claw 121. The workpiece claw 121 grips the material M or the processed workpiece W stored in a workpiece storage device (not shown) by the gripping claw 121. For gripping.
[0079]
A flat surface 110 is formed at the center of the front surface of the rear bed 83. The plane 110 is preferably a vertical plane or a plane close to the vertical plane. However, an inclined plane having a predetermined angle as in this embodiment may be used as long as it can form a substantially box-shaped bed 2 and can smoothly drop chips. Furthermore, it may be slightly curved. The flat surface 110 is formed to be concave toward the X-axis guide surface 85 with respect to the main shaft mounting surface 95.
[0080]
(Operation of the fixed spindle vertical lathe 80)
Next, the operation of the fifth embodiment will be described. The NC device is activated and the machining operation is started by this control. First, the turret support base 101 is moved, and the material M stored in the workpiece storage device (not shown) is gripped by the gripping claws 121 of the workpiece hand mechanism 120 and gripped by the workpiece chuck 98.
[0081]
Next, the turret 117 is indexed by turning to determine a desired tool T. When the X-axis servo motor 92 is rotationally driven, the toothed pulley 91, the toothed belt 90, the toothed pulley 89, and the X-axis direction feed screw 87 of the output shaft of the X-axis servo motor 92 are rotationally driven. The moving table 86 moves on the X-axis guide surface 85 by the rotational drive of the X-axis direction feed screw 87.
[0082]
Similarly, the Z-axis direction feed screw 102 is rotationally driven by driving of the Z-axis servo motor 107, and the turret support base 101 moves on the Z-axis guide surface 100. By controlling the X-axis servo motor 92 and the Z-axis servo motor 107, a desired process is performed by linear movement, linear interpolation, and circular interpolation. Since the chips and coolant discharged during processing are processed in the same manner as the spindle moving type vertical lathe 1 described above, the processing accuracy of the workpiece due to thermal deformation of the bed 81 is not affected.
[0083]
When the machining of the surface of the workpiece is completed, the workpiece W gripped by the workpiece chuck 98 is gripped by the gripping claws 121 of the workpiece hand mechanism 120, reversed, and again gripped by the workpiece chuck 98. By controlling the X-axis servo motor 92 and the Z-axis servo motor 107 again, straight line, movement, linear interpolation, and circular interpolation are performed to process the back surface. When machining is completed, the machined workpiece mechanism W discharges the machined workpiece W to the workpiece storage device.
[0084]
Embodiment 6 of the Invention
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention, in which two main spindle moving type vertical lathes 1 and main spindle fixed type vertical lathes 80 according to the first embodiment are arranged in parallel, and a work storage device 130 is provided at the center. Is a vertical lathe machining system. A connecting X-axis guide rail 131 that extends and connects the X-axis guide surface 5 between the X-axis guide surface 5 of the main spindle moving type vertical lathe 1 and the X-axis guide surface 85 of the main spindle fixed type vertical lathe 80 is provided. Has been placed.
[0085]
The connecting X-axis guide rail 131 is supported on a support base 132, and the support base 132 is fixed to an extension rail mounting surface 93 formed on the side surface 94 of the rear bed 83 by a fixing means such as a bolt. The headstock 31 of the main spindle moving type vertical lathe 1 and the turret support base 101 of the main spindle fixed type vertical lathe 80 can move on the connected X-axis guide rail 131, and supply and discharge of the workpiece W or the material M can be performed. 31 workpiece chucks 44 or the workpiece hand mechanism 120 of the turret support 101.
[0086]
A main body 133 of the workpiece storage device 130 is disposed between the main spindle moving type vertical lathe 1 and the main spindle fixed type vertical lathe 80. On the main body 133, the pallet 58 of the workpiece storage device 130 described above is mounted. The above-described machining is performed by the spindle moving type vertical lathe 1. The workpiece W that has been processed is returned to the workpiece storage device 130. Next, the turret support base 101 is moved, and the processed workpiece W stored in the workpiece storage device 130 is gripped by the gripping claws 121 of the workpiece hand mechanism 120 and gripped by the workpiece chuck 98.
[0087]
The workpiece chuck 44 of the head stock 31 may be directly transferred to the workpiece chuck 98 of the head stock 96. At this time, the headstock 31 moves on the X-axis guide surface 5, the connected X-axis guide rail 131, and the X-axis guide surface 85. Next, the turret 117 is indexed by turning to index the desired tool T, and the machining is performed by the above-described operation. When the processing is completed, the processed workpiece W is discharged to the workpiece storage device 130 by the workpiece hand mechanism 115 or the workpiece hand mechanism 120. Eventually, necessary processing is performed by the spindle moving vertical lathe 1 and the spindle fixed vertical lathe 80.
[0088]
(Other embodiments)
FIG. 9 is a view showing another embodiment of the spindle moving type vertical lathe 1, in which a tool turret 150 in which tools T are linearly arranged in one or two rows is used. The comb tool post 150 is attached to the tool mount attachment surfaces 15a and 15a on both sides which are vertical surfaces. That is, a large space 151 can be formed between the flat surface 18 which is the front surface of the bed 2 and the comb-type tool rest 150 by attaching to the tool mount attachment surfaces 15a and 15a on both sides. Can be smoothly dropped into the opening 21. Moreover, the spindle moving type vertical lathe 1 has a long stroke in the X-axis direction, and many tools T can be arranged on one line.
[0089]
In the first embodiment, the turret support 16 is attached to any one of the two locations on the turret support mounting surface 15, but may be attached to both. Although the two X-axis guide surfaces 5 of the first embodiment and the two X-axis guide surfaces 85 of the fifth embodiment are arranged on a horizontal plane, they may be arranged on two horizontal planes. The X-axis guide rail and the Z-axis guide rail are described as the X-axis guide surface and the Z-axis guide surface of the rolling linear guide mechanism. However, the guide mechanism is the slip guide mechanism, the X-axis guide surface of the slide guide mechanism, and the Z-axis guide. It may be a surface. Further, the front bed portion 4 and the front bed portion 82 do not have to have a function of the main body of the machine tool as long as the front bed portion 4 and the front bed portion 82 receive and process chips and coolant.
[0090]
The hand mechanism 115 mounted on the turret 117 of the fifth embodiment and the hand mechanism 120 mounted on the turret support base 101 may be mounted on either one, and need not be mounted on both. In the third and fourth embodiments, there are two vertical lathes, but a plurality of vertical lathes may be used.
[0091]
In the second embodiment, the X-axis guide surface 5 and the extended X-axis guide rail 50 have been described as separate parts. However, a single long guide rail may be used, and the rear bed 3 may overhang. The portion to be supported can be supported by a support base 52 which is a separate part.
[0092]
In the fifth embodiment, the extended portion of the X-axis rail 85 is not provided. However, as can be understood from the structure of the second embodiment, the cantilevered extended X-axis rail having the same structure and the workpiece storage device are provided. May be provided. The detailed structure of the extended X-axis rail is substantially the same as that of the second embodiment, and the description thereof is omitted.
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained. The vertical lathe of the present invention can be used as a single vertical lathe or a turning system by combining a plurality of units, and has high flexibility. Further, the vertical lathe of the present invention functions as a minimum processing cell and has a simple structure. The vertical lathe machining system of the present invention can automatically supply and discharge a workpiece without providing an automatic workpiece supply device such as a robot or a loader.
[0094]
In addition, the vertical lathe of the present invention can automatically machine the front and back of a workpiece with a single machine. Furthermore, the bed structure of the vertical lathe according to the present invention does not affect the machining accuracy of the workpiece even when the bed is thermally deformed by the heat of the chips.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a main spindle moving vertical lathe 1 showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a front view of a spindle moving type vertical lathe 1 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which two main spindle moving type vertical lathes are arranged in parallel, and a main spindle moving type in which a work storage device and a work reversing device are arranged in the central portion; This is a vertical lathe processing system.
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention, in which two spindle-moving vertical lathes 1 are arranged in parallel, a workpiece storage device at the center, and a workpiece reversing device at the top. This is a machining system of the arranged spindle moving type vertical lathe.
FIG. 6 is a front view of a spindle-fixed vertical lathe according to Embodiment 5 of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention, in which two spindle-moving vertical lathes according to the first embodiment and two fixed-axis vertical lathes according to the fifth embodiment are arranged in parallel, Is a vertical lathe machining system with a workpiece storage device.
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are diagrams showing another embodiment of the head stock moving type lathe 1 and are provided with a comb tool post in which tools T are arranged at fixed intervals. Is. Fig.9 (a) is a side view, FIG.9 (b) is the elements on larger scale of a comb-type tool post.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main axis | shaft movement type vertical lathe 2 ... Bed 3,83 ... Rear bed part 4,82 ... Front bed part 5,85 ... X-axis guide surface 6,86 ... Moving platform 12,92 ... X-axis servomotor 15 ... Turret Support base mounting surface 16, 101 ... Turret support base 17, 117 ... Turret 30, 100 ... Z-axis guide surface 31, 96 ... Spindle base 80 ... Spindle fixed type vertical lathe 95 ... Spindle base mounting surface 150 ... Comb tool post

Claims

A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A turret support mounting surface arranged to fix the turret support to the vertical surface,
A turret support provided on the turret support mounting surface;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor that is provided on the spindle base and rotationally drives the spindle;
A vertical lathe provided on a side of the main shaft facing the turret and provided with a workpiece chuck for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining ;
The turret support mounting surface (15) is disposed on both sides of the vertical surface in the horizontal direction, and the turret support mounting surface (16) is mounted on one of the turret support mounting surfaces (15). A characteristic vertical lathe.

A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A turret support mounting surface arranged to fix the turret support to the vertical surface,
A turret support provided on the turret support mounting surface;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor that is provided on the spindle base and rotationally drives the spindle;
A vertical lathe provided on a side of the main shaft facing the turret and provided with a workpiece chuck for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining ;
A vertical lathe comprising an extended horizontal rail (50) in which the horizontal guide rail is extended longer than the length of the bed in order to supply and discharge the workpiece with the workpiece chuck.

The vertical lathe according to claim 1,
A vertical lathe comprising an extended horizontal rail (50) in which the horizontal guide rail is extended longer than the length of the bed in order to supply and discharge the workpiece with the workpiece chuck.

The vertical lathe according to claim 2 or 3,
A vertical lathe comprising a workpiece storage device disposed adjacent to the bed and in the vicinity of the extended horizontal rail for storing the workpiece.

The vertical lathe according to claim 4,
The vertical lathe characterized in that the workpiece storage device is fixed to the bed.

The vertical lathe according to claim 1 ,
A vertical lathe comprising at least two vertical lathes arranged such that the horizontal guide rails are arranged in series, and a connecting horizontal guide rail (61) connecting the two horizontal guide rails. Processing system.

In the vertical lathe processing system according to claim 6,
A machining system for a vertical lathe , comprising: a workpiece storage device disposed between the two beds and in the vicinity of the connecting horizontal guide rail for storing the workpiece .

In the vertical lathe processing system according to claim 6,
A machining system for a vertical lathe, comprising: a workpiece reversing device disposed in the vicinity of the workpiece storage device and configured to reverse the workpiece placed on the workpiece storage device.

A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A headstock mounting surface arranged to fix the headstock, which will be described later, to the vertical surface;
A headstock provided on the headstock mounting surface;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor provided on the spindle stock for driving the spindle;
A workpiece chuck that is detachably attached to the spindle and grips the workpiece;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and having a vertical guide rail in the vertical direction;
A turret support that is vertically movable on the vertical guide rail;
A turret provided on the turret support so as to be rotatable and turnable;
In a vertical lathe comprising a workpiece hand provided on the turret support or the turret for supplying and discharging a workpiece ,
A vertical lathe characterized in that the headstock mounting surfaces are disposed on both sides of the vertical surface in the horizontal direction, and the headstock is provided on any one of the headstock mounting surfaces.

A machining system comprising the vertical lathe according to claim 1 and the vertical lathe according to claim 9,
A vertical lathe machining system comprising: at least two vertical lathes arranged so that the horizontal guide rails are in series, and a connecting horizontal guide rail connecting the two horizontal guide rails.

The vertical lathe according to claim 10 ,
A machining system for a vertical lathe, comprising: a workpiece storage device disposed between the beds for storing the workpiece and disposed in the vicinity of the connecting horizontal guide rail.

The vertical lathe according to claim 1 or 9,
A flat surface that is concave toward the horizontal guide rail with respect to the vertical surface is formed at a position in the vicinity of the vertical surface of the bed, and the swing of the turret provided on the turret support base so as to be pivotally indexable can be increased. A vertical lathe characterized by doing so.

A bed that is a base on which a vertical surface is formed and constitutes the main body;
A tool mount mounting surface disposed at both ends in the horizontal direction of the vertical surface to fix the post-cutting tool table;
A comb blade tool table fixed to the tool table mounting surfaces at both ends, and the tools arranged in a straight line;
A horizontal guide rail provided horizontally on the bed;
A flat surface formed on the bed between the tool mount mounting surfaces and formed to be concave toward the horizontal guide rail with respect to the tool mount mounting surface;
A movable table provided movably on the horizontal guide rail and provided with a vertical guide rail in the vertical direction;
A headstock provided on the vertical guide rail so as to be movable in the vertical direction;
A spindle supported rotatably on the spindle stock with its axis line oriented vertically;
A spindle motor provided on the spindle stock for driving the spindle;
A vertical lathe, comprising a workpiece chuck provided on a side of the main shaft facing the turret and for receiving and receiving a workpiece and gripping at the time of machining.