JP4259653B2 - Automatic lathe - Google Patents

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JP4259653B2
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動旋盤に関する。本明細書で自動旋盤とは、NC旋盤等の、自動旋削加工を実施できるあらゆる工作機械を意味する。
【0002】
【従来の技術】
NC旋盤等の自動旋盤において、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備え、それら刃物台を多軸制御することにより、回転主軸に掴持された被加工素材に多彩な加工を施すことができる多機能型の自動旋盤が知られている。
【0003】
例えば特開昭63−74502号公報は、回転主軸の前方で機台上に設置され、それぞれに独立して多軸動作する第1刃物台及び第2刃物台を備えたNC旋盤を開示する。このNC旋盤では、第1刃物台は、回転主軸の中心軸線に平行なZ軸方向に移動する長手送り台上に設置され、この長手送り台上でZ軸に直交するX1軸方向へ移動する。第1刃物台には、複数の切削工具が固定的に設置されるとともに、複数の穴加工用工具がそれぞれZ軸に平行なB軸方向へ移動可能に設置される。そして第1刃物台は、X1軸移動により工具を選択し、かつX1軸移動により切削工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にZ軸移動して被加工素材を加工する。また第2刃物台は、同じ長手送り台上で、X1軸と異なるX2軸方向及びZ軸とX2軸との双方に直交するY軸方向へ移動する。第2刃物台には複数の切削工具が固定的に設置される。そして第2刃物台は、Y軸移動により工具を選択し、X2軸移動により工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にZ軸移動して被加工素材を加工する。
【0004】
また、特開平2−83101号公報は、回転主軸の前方で機台上に設置され、それぞれに独立して多軸動作する第1の環状刃物台及び第2のタレット刃物台を備えたNC旋盤を開示する。このNC旋盤では、環状刃物台は、回転主軸の中心軸線に平行なZ軸方向に移動する長手送り台上に設置され、この長手送り台上でZ軸に直交するX軸方向並びにZ軸及びX軸に直交するY軸方向へ移動する。環状刃物台には複数の工具が固定的に設置される。そして環状刃物台は、X、Y軸移動により工具を選択し、かつX、Y軸移動により工具の切込量を制御しつつ、長手送り台と共にZ軸移動して被加工素材を加工する。またタレット刃物台は、長手送り台から独立してZ軸方向、及び必要に応じてX軸又はY軸方向に移動する。タレット刃物台には複数の穴加工用工具が設置される。そしてタレット刃物台は、割出回転により工具を選択し、長手送り台とは別個にZ軸移動して被加工素材を加工する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭63−74502号公報に開示されるNC旋盤では、独立動作可能な2つの刃物台を使用するので、一方の刃物台の工具使用時に他方の刃物台の工具を被加工素材に近接して待機させることができ、工具交換に要する時間を短縮できる利点がある。しかし、2つの刃物台は共通の長手送り台上に設置されるので、両刃物台に装着された2個の工具による異種加工を被加工素材に同時に行うことが困難である。例えば、第1刃物台上に設置された穴加工用工具は、シリンダ装置によりB軸移動して先端を被加工素材の軸方向端面に近接させた後、第2刃物台と共通の長手送り台に伴ってZ軸送りされるようになっているが、第2刃物台上の切削工具による外径加工とは諸条件が異なる穴加工を、第2刃物台と同一のZ軸送り速度で実施することは、一般に困難である。さらにこのNC旋盤では、Z軸、X1軸、X2軸、Y軸及びB軸の5軸の制御が必要であるから、各軸駆動機構や制御装置の構成が複雑になり、機械寸法の増加や価格の高騰を招く危惧がある。
【0006】
また特開平2−83101号公報に開示されるNC旋盤では、環状刃物台とタレット刃物台とが完全に独立して多軸動作できるので、一方の刃物台の工具使用時に他方の刃物台の工具を被加工素材に近接して待機させることができるだけでなく、両刃物台に装着された例えば切削工具と穴加工用工具とによる異種加工を被加工素材に同時に行うことができる利点がある。しかし、2つの刃物台を独立駆動するために、タレット旋回軸を含めて少なくとも5軸の制御が必要であるから、やはり各軸駆動機構や制御装置の構成が複雑になり、機械寸法の増加や価格の高騰を招く危惧がある。
【0007】
したがって本発明の目的は、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備える多機能型の自動旋盤において、各刃物台に装着された異なる工具による異種同時加工を容易に実施できるとともに、制御軸数を削減して各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、小形化が容易な高性能の自動旋盤を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、機台上に設置される回転主軸と、回転主軸の前方で機台上に設置される刃物台装置と、機台上で回転主軸と刃物台装置とを回転主軸の中心軸線に平行な第1軸方向へ相対的に移動させる駆動装置とを具備する自動旋盤において、刃物台装置は、駆動装置の駆動により機台上で第1軸方向へ移動する送り台と、送り台上で、回転主軸の中心軸線に直交する第2軸方向へ移動する移動台と、移動台上で、第1軸及び第2軸に直交する第3軸方向へ移動する第1刃物台と、移動台上で、駆動装置から独立した駆動機構により第1軸方向へ移動する第2刃物台と、を具備することを特徴とする自動旋盤を提供する。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の自動旋盤において、第2刃物台の駆動機構が移動台上に設置される自動旋盤を提供する。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の自動旋盤において、第1刃物台の駆動機構が移動台上に設置される自動旋盤を提供する。
【0010】
求項に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動旋盤において、移動台の駆動機構が送り台上に設置される自動旋盤を提供する。
【0011】
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか1項に記載の自動旋盤において、第1刃物台及び第2刃物台の双方が、複数の工具を第2軸方向へ並列に保持する自動旋盤を提供する。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の自動旋盤において、第1刃物台に装着された工具の先端と、第2刃物台に装着された工具の先端とが、第1軸と第3軸との双方に平行な任意の一平面上に配置される自動旋盤を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図1は本発明の一実施形態による自動旋盤10の概略斜視図、図2は自動旋盤10の主要部の拡大斜視図、及び図3は自動旋盤10の主要部の概略正面図である。自動旋盤10は、機台12上に固定的に設置され、回転主軸14を回転可能に支持する主軸台16と、主軸台16の前方(図で右方)で機台12上に移動可能に設置される刃物台装置18とを備える。
【0013】
回転主軸14は、被加工素材としての棒材Wを掴持して、図示しない主軸モータにより回転駆動される。回転主軸14は中空筒状の構造を有し、その前端領域に、棒材を掴持可能な開閉式のチャック20が設置される。チャック20は、先端にすり割り部を有したいわゆるコレットチャックであり、すり割り部に径方向内方への外力が加わることにより、先端の略円筒状の棒材掴持面が縮径してチャック20が閉じ、棒材を固定的に掴持するようになっている。このような回転主軸14の構成は周知のものであるから、詳細な説明を省略する。なお、主軸台16の後方には、機台12に隣接して、回転主軸14に棒材Wを供給する周知の棒材供給装置(図示せず)を設置できる。
【0014】
刃物台装置18は、機台12上で、回転主軸14の中心軸線14aに平行な第1軸方向へ移動する送り台22と、送り台22上で、回転主軸14の中心軸線14aに直交する第2軸方向へ移動する移動台24と、移動台24上で、第1軸及び第2軸に直交する第3軸方向へ移動する第1刃物台26と、移動台24上で、送り台22の動作から独立して第1軸方向へ移動する第2刃物台28とを備える。本明細書では、送り台22の移動方向(第1軸方向)に対応する制御軸を機台12上の直交3軸座標系におけるZ1軸、移動台24の移動方向(第2軸方向)に対応する制御軸を同Y軸、第1刃物台26の移動方向(第3軸方向)に対応する制御軸を同X軸、第2刃物台28の移動方向(第1軸方向)に対応する制御軸を同Z2軸として説明する。
【0015】
図4〜図8にそれぞれ単体の斜視図で示すように、機台12はその平坦な上面12aに、回転主軸14の中心軸線14aに平行に直線状に延びる一対のレール30を固定して備える。また主軸台16から離れた側の機台12の端壁12bには、送り台22の駆動源であるZ1軸サーボモータ32が固定的に支持される。Z1軸サーボモータ32の出力軸にはねじ軸34が連結され、ねじ軸34は、一対のレール30の間で機台12の上面12aの上方空間に、それらレール30に平行に延設される。
【0016】
送り台22は、相互に平行な上面22a及び下面を有し、その下面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝36が凹設される。これら一対の案内溝36は、機台12の一対のレール30にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、送り台22を機台12上でZ1軸方向へ案内する。さらに送り台22には、一対の案内溝36の間でそれら案内溝36に平行に延びるねじ穴38が一側面から穿設される。このねじ穴38は、Z1軸サーボモータ32のねじ軸34に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって送り台22は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるZ1軸サーボモータ32の出力により、リニアガイドに沿って機台12上でZ1軸方向へ円滑に移動する。
【0017】
送り台22はまた、その上面22aに、下面の案内溝36に直交して直線状に延びる一対のレール40を固定して備える。送り台22の上面22aにはさらに、ねじ穴38を有する側面に隣接する送り台22の他の側面に沿って支壁22bが立設され、支壁22bに、移動台24の駆動源であるY軸サーボモータ42が固定的に支持される。Y軸サーボモータ42の出力軸にはねじ軸44が連結され、ねじ軸44は、一対のレール40の間で送り台22の上面22aの上方空間に、それらレール40に平行に延設される。
【0018】
移動台24は、相互に平行な上面24a及び下面を有した基部24bと、基部24bの一縁から直立状に延長され、相互に平行な前面24c及び後面を有した立壁部24dとを一体に備え、基部24bの下面に、互いにかつ立壁部24dの前面24cに平行に直線状に延びる一対の案内溝46が凹設される。これら一対の案内溝46は、送り台22の一対のレール40にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、移動台24を送り台22上でY軸方向へ案内する。さらに移動台24には、一対の案内溝46の間でそれら案内溝46に平行に延びるねじ穴48が、基部24bの一側面から穿設される。このねじ穴48は、Y軸サーボモータ42のねじ軸44に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって移動台24は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるY軸サーボモータ42の出力により、リニアガイドに沿って送り台22上でY軸方向へ円滑に移動する。その結果、移動台24は機台12上で、Z1軸とY軸とが成す二次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【0019】
移動台24はまた、基部24bの上面24aに、下面の案内溝46に直交して直線状に延びる一対のレール50を固定して備える。基部24bの上面24aにはさらに、ねじ穴48を有する側面に隣接しかつ立壁部24dから離れた側の基部24bの他の側面に沿って支壁24eが立設され、支壁24eに、第2刃物台28の駆動源であるZ2軸サーボモータ52が固定的に支持される。Z2軸サーボモータ52の出力軸に連結されたねじ軸54は、一対のレール50の間で基部24bの上面24aの上方空間に、それらレール50に平行に延設される。
【0020】
また、移動台24の立壁部24dの前面24cには、基部24bの案内溝46及びレール50の双方に直交して直線状に延びる一対のレール56が固定される。立壁部24dの前面24cにはさらに、基部24bから離れた側の立壁部24dの側面に沿って支壁24fが立設され、支壁24fに、第1刃物台26の駆動源であるX軸サーボモータ58が固定的に支持される。X軸サーボモータ58の出力軸に連結されたねじ軸60は、一対のレール56の間で立壁部24dの前面24cの前方空間に、それらレール56に平行に延設される。立壁部24dにはさらに、その前面24cと後面との間で基部24bの上面24aに沿って延びる矩形開口62が貫通形成される。基部24bの一対のレール50は、立壁部24dの矩形開口62内まで延長される。
【0021】
第1刃物台26は、相互に平行な前面26a及び後面を有し、その後面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝64が凹設される。これら一対の案内溝64は、移動台24の立壁部24dの一対のレール56にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、第1刃物台26を立壁部24d上でX軸方向へ案内する。さらに第1刃物台26には、一対の案内溝64の間でそれら案内溝64に平行に延びるねじ穴66が一側面から穿設される。このねじ穴66は、X軸サーボモータ58のねじ軸60に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって第1刃物台26は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるX軸サーボモータ58の出力により、リニアガイドに沿って移動台24の立壁部24d上でX軸方向へ円滑に移動する。その結果、第1刃物台26は機台12上で、Z1軸とY軸とX軸とが成す三次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【0022】
第1刃物台26には、その前面26aに、後面の案内溝64に平行に直線状に延びる複数(図では5個)の取付溝68が設けられ、それら取付溝68の各々に切削工具70(図2)が装着されて、固定ボルト71により固定される。それら切削工具70の先端すなわち最初に棒材Wに接触する切刃部分は、好ましくは機台12上でX軸及びY軸の双方に平行なXY平面内にY軸方向へ整列して配置される(図9参照)。このように第1刃物台26は、複数の切削工具70を機台12上でY軸方向へ並列に保持するくし歯形刃物台として構成される。後述するように第1刃物台26には、バイトやドリル等の切削工具70を装着でき、また専用の回転駆動機構を付設すれば回転工具も装着できる。特に第1刃物台26には、回転主軸14との相対位置に鑑みて、棒材Wの外周面に、外丸削り、突切り、穴明け等の加工を施すための工具が有利に装着される。
【0023】
第2刃物台28は、相互に平行な上面及び下面とそれら上面及び下面に直交する前面28aとを有し、その下面に、互いに平行に直線状に延びる一対の案内溝72が凹設される。これら一対の案内溝72は、移動台24の基部24bの一対のレール50にそれぞれ摺動可能に嵌合してリニアガイドを構成し、第2刃物台28を基部24b上でZ2軸方向へ案内する。さらに第2刃物台28には、一対の案内溝72の間でそれら案内溝72に平行に延びるねじ穴74が一側面から穿設される。このねじ穴74は、Z2軸サーボモータ52のねじ軸54に円滑に螺合してねじ送り機構を構成する。したがって第2刃物台28は、ねじ送り機構を介して直線運動に変換されるZ2軸サーボモータ52の出力により、リニアガイドに沿って移動台24の基部24b上でZ2軸方向へ円滑に移動する。その結果、第2刃物台28は機台12上で、Z1軸に平行なZ2軸とY軸とが成す二次元空間を所定の範囲内で移動できる。
【0024】
第2刃物台28には、その前面28aに、下面の案内溝72に平行に直線状に延びる複数(図では6個)の取付穴76が穿設され、それら取付穴76の各々に切削工具78(図2)が装着されて、刃物台上面から螺着されるクランプねじ79により固定される。それら切削工具78の先端すなわち最初に棒材Wに接触する切刃部分は、好ましくは機台12上で上記したXY平面内にY軸方向へ整列して配置される(図9及び図10参照)。このように第2刃物台28は、複数の切削工具78を機台12上でY軸方向へ並列に保持するくし歯形刃物台として構成される。移動台24の立壁部24dの矩形開口62は、第2刃物台28をZ2軸移動可能に受容する寸法及び形状を有する。したがって第2刃物台28は、移動台24上でのZ2軸移動に伴って、その前面28aを矩形開口62に進入させるとともに、複数の切削工具78を、矩形開口62を通して移動台24の立壁部24dの前方へ露出させることができる。
【0025】
後述するように第2刃物台28には、バイトやドリル等の切削工具78を装着でき、また専用の回転駆動機構を付設すれば回転工具も装着できる。特に第2刃物台28には、回転主軸14との相対位置に鑑みて、棒材Wの軸線方向端面に、穴明け、中ぐり、ねじ切り等の加工を施すための工具が有利に装着される。なお図示実施形態では、第2刃物台28の1つの取付穴76に、棒材Wの軸線方向端面を突き当てるためのストッパ80(図2)が装着されて、クランプねじ79により固定される。この場合、ストッパ80の軸線方向端面は、複数の切削工具78の先端と同一のXY平面内に配置される。さらに第2刃物台28には、切削工具78に代えてセンタ82(図11)を装着することもできる。
【0026】
上記説明から理解されるように、第1刃物台26と第2刃物台28とは、互いに同期して移動台24と共にY軸移動する。各刃物台26、28のY軸移動は、主として工具の選択を目的とする動作であり、第1刃物台26の切削工具70と第2刃物台28の切削工具78とが個別に加工を行う場合には、両切削工具70、78の相対位置関係は自由である。ただし、第1刃物台26の切削工具70と第2刃物台28の切削工具78とによって、棒材Wに例えば外丸削りと端面穴明けとを同時に実施する場合は、図9に示すように、複数の切削工具70の各々と複数の切削工具78の各々とが、それぞれの先端を、機台12上でX軸及びZ2軸の双方に平行な任意の平面内に配置することが肝要である。
【0027】
なお、刃物台装置18に設置した各リニアガイドを、上記したレールと案内溝との組合せに代えて、バーと案内穴との組合せから構成することもできる。また、刃物台装置18に設置した各ねじ送り機構は、ボールねじの構成を有することが好ましい。
【0028】
上記構成を有する自動旋盤10によれば、第1刃物台26は、移動台24と一体的なY軸移動により切削工具70を選択した後、例えば、移動台24上でのX軸移動により切削工具70の切込量を制御しつつ、送り台22及び移動台24と共にZ1軸移動して、棒材Wを所望形状に加工することができる。また、移動台24上でのX軸移動により、切削工具70を棒材Wから離隔した位置に後退させることができる。これに対し、第2刃物台28は、移動台24と一体的なY軸移動により切削工具78を選択した後、例えば、移動台24上でのZ2軸移動により切削工具78の切込量を制御しつつ、棒材Wを所望形状に加工することができる。また、移動台24上でのZ2軸移動により、切削工具78を棒材Wから離隔した位置に後退させることができる。
【0029】
このように自動旋盤10では、2個の刃物台26、28を共通のY軸摺動部材すなわち移動台24上に設置したので、個々の刃物台26、28の制御軸としてのY軸を共通化でき、結果として各刃物台26、28をX軸、Y軸、Z1軸及びZ2軸の計4軸で制御することにより種々の加工を実施することができる。そして制御軸数の削減に伴い、各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、機体の小形化が容易になる効果が奏される。また、第1刃物台26をX軸及びZ1軸で制御すると同時に、第2刃物台28をZ2軸で制御することにより、各刃物台26、28に装着された異なる切削工具70、78による異種同時加工を、後述するように容易に実施することができる。なお、各刃物台26、28の4軸制御は、数値制御装置によって実施することが有利である。
【0030】
上記構成を有する自動旋盤10を使用して実施できる加工例を、図3及び図11〜図15を参照して以下に説明する。
まず加工準備段階として、図3に示すように、各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26を移動台24上で後退位置に置くとともに、第2刃物台28に固定したストッパ80を、回転主軸14の中心軸線14aに同軸に、かつストッパ80の軸線方向端面が回転主軸14のチャック20の軸線方向端面から所望距離Dだけ離れた位置に配置する。この距離Dは、加工すべき棒材Wの加工長さ寸法に相当する。その状態で、チャック20を開放した回転主軸14に図示しない棒材供給装置から棒材Wを供給し、チャック20から棒材Wを突出させてストッパ80の軸線方向端面に突き当てる。そこで、チャック20を閉じて棒材Wを回転主軸14に掴持し、加工を開始する。
【0031】
1.通常の旋削加工
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第2刃物台28を移動台24上で後退位置に置くとともに、第1刃物台26に固定した所望の切削工具(バイト)70を選択する。回転主軸14を回転駆動して、X軸及びZ1軸の制御下でバイト70により棒材Wの外周面に外径(外丸、テーパ等)加工を行う。
或いは、各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26を移動台24上で後退位置に置くとともに、第2刃物台28に固定した所望の切削工具(ドリル)78を選択する。回転主軸14を回転駆動して、Z2軸の制御下でドリル78により棒材Wの軸線方向端面に穴明け加工を行う。
【0032】
2.端面の偏心穴明け加工
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26を移動台24上で後退位置に置くとともに、第2刃物台28に固定した所望の回転工具(ドリル)を選択する。棒材Wの中心軸線から偏心した位置に回転工具の先端を位置決めし、回転主軸14を停止するとともにドリルを回転駆動して、Z2軸の制御下で棒材Wの軸線方向端面に偏心穴明け加工を行う。
【0033】
3.センタ支持加工(図11)
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26に固定した所望の切削工具(バイト)70を選択するとともに、第2刃物台28に固定したセンタ82を選択する。センタ82によって棒材Wの軸線方向端面を支持しつつ、回転主軸14を回転駆動して、X軸及びZ1軸の制御下でバイト70により棒材Wの外周面に外径(外丸、テーパ等)加工を行う。このとき、バイト70のZ1軸移動に同期して(つまり同一速度で同一距離だけ)、反対方向へセンタ82を移動台24上でZ2軸移動させることにより、機台12に対しセンタ82を静止させる。長尺物の加工に有利である。
【0034】
4.外径/内径同時加工(図12)
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26に固定した所望の切削工具(バイト)70を選択するとともに、第2刃物台28に固定した所望の切削工具(ドリル)78を選択する。回転主軸14を回転駆動して、X軸及びZ1軸の制御下でバイト70により棒材Wの外周面に外径(外丸、テーパ等)加工を行うと同時に、Z2軸の制御下でドリル78により棒材Wの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、Z1軸とZ2軸とを独立して制御できるので、切削条件の異なる外径加工と穴明け加工とをバイト70とドリル78とのそれぞれに適正な送り速度で同時に正確に実施することができる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【0035】
5.外径/ねじ切り同時加工(図13)
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26に固定した所望の切削工具(バイト)70を選択するとともに、第2刃物台28に固定した所望の回転工具(タップ)84を選択する。回転主軸14を回転駆動して、X軸及びZ1軸の制御下でバイト70により棒材Wの外周面に外径(外丸、テーパ等)加工を行うと同時に、Z2軸の制御下でタップ84により棒材Wの軸線方向端面にねじ切り加工を行う。このとき、Z1軸とZ2軸とを独立して制御できるので、切削条件の異なる外径加工とねじ切り加工とをバイト70とタップ84とのそれぞれに適正な送り速度で同時に正確に実施することができる。また、ねじ切り加工終了後は、タップ84を回転主軸14の回転速度よりも高速で同一方向に回転駆動するとともに、第2刃物台28を移動台24上で後退させることにより、タップ84を棒材Wから抜くことができる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【0036】
6.外周穴明け/端面穴明け同時加工(図14)
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26に固定した所望の回転工具(ドリル)86を選択するとともに、第2刃物台28に固定した所望の回転工具(ドリル)88を選択する。回転主軸14を停止するとともにドリル86及びドリル88を回転駆動して、X軸の制御下でドリル86により棒材Wの外周面に穴明け加工を行うと同時に、Z2軸の制御下でドリル88により棒材Wの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、ドリル86、88により棒材Wの外周面及び軸線方向端面にそれぞれ偏心穴明け加工を行うこともできる。加工時間を著しく短縮できる利点がある。
【0037】
7.次工具待機(図15)
各軸サーボモータ32、42、52、58の駆動により、第1刃物台26に固定した所望の切削工具(バイト)70を選択するとともに、第2刃物台28に固定した所望の切削工具(ドリル)78を選択する。回転主軸14を回転駆動して、Z2軸の制御下でドリル78により棒材Wの軸線方向端面に穴明け加工を行う。このとき、選択した切削工具70を、X軸及びZ1軸の制御下で棒材Wの外周面の加工開始位置に近接して配置し、次工程の外径(外丸、テーパ等)加工に備えて待機させる。或いはこの逆も可能である。同時加工を行うことが困難な状況下で、工具交換に要する時間を著しく短縮できる利点がある。
【0038】
上記説明から理解されるように、自動旋盤10では、第1刃物台26に固定した工具と第2刃物台28に固定した工具とは、各刃物台26、28上の配列の対応位置にある工具同士(図9参照)が特定の組合せを構成して、上記した同時加工やセンタ支持加工を実施する。自動加工の実施中にこれら組合せの相手工具を変更することはできない。したがって、加工内容によっては、1つの刃物台26又は28に同一の工具を複数個装着する場合もある。
【0039】
なお、上記した種々の同時加工は、通常はNC装置において、各刃物台26、28の工具にそれぞれ対応した2系統の制御プログラムに従って実施される。しかし、1系統の制御プログラム中に、2つの工具による同時加工を指令する特殊なコードを設定して記述することにより、1系統の制御プログラムで種々の同時加工を実施することもできる。
【0040】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る自動旋盤は、上記実施形態に限定されず、以下のような変形が可能である。
例えば自動旋盤10において、主軸台16と刃物台装置18との間に、回転主軸14に掴持された棒材Wを、チャック20の前方の、各種工具による加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置(図示せず)を設置することができる。ガイドブッシュ装置は、旋削加工中の棒材Wをその被加工部位近傍で支持して、被加工部位に生じ得る回転による振れや撓みを抑制し、それにより、比較的細長い製品でも高い寸法精度に加工成形することを可能にする加工補助装置として周知である。この場合、ガイドブッシュ装置は、刃物台装置18の送り台22に搭載されて、各種工具と共にZ1軸移動する構成とすることができる。
【0041】
或いは、ガイドブッシュ装置を使用する場合、刃物台装置18の送り台22を機台12上に固定的に設置し、その代わりに主軸台16がZ1軸移動できる構成とすることもできる。この場合、ガイドブッシュ装置は機台12上に固定的に設置される。そして、上記実施形態と同様に、主軸台16及び各刃物台26、28をX軸、Y軸、Z1軸及びZ2軸の計4軸で制御することにより、棒材Wに種々の加工を実施することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、それぞれに複数の工具を装着した複数の刃物台を備える多機能型の自動旋盤において、各刃物台に装着された異なる工具による異種同時加工を正確かつ容易に実施できるとともに、制御軸数を削減して各軸駆動機構や制御装置の構成を簡略化でき、以て自動旋盤の小形化及び高性能化を促進し、かつ設備費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による自動旋盤の概略斜視図である。
【図2】図1の自動旋盤の主要部の拡大斜視図である。
【図3】図1の自動旋盤の主要部の概略正面図である。
【図4】図1の自動旋盤の機台を単体で示す斜視図である。
【図5】図1の自動旋盤の送り台を単体で示す斜視図である。
【図6】図1の自動旋盤の移動台を単体で示す斜視図である。
【図7】図1の自動旋盤の第1刃物台を単体で示す斜視図である。
【図8】図1の自動旋盤の第2刃物台を単体で示す斜視図である。
【図9】図1の自動旋盤の第1及び第2刃物台に装着した複数の工具の位置関係を示す部分拡大概略側面図である。
【図10】図1の自動旋盤の第2刃物台に装着した複数の工具の位置関係を示す部分拡大概略平面図である。
【図11】図1の自動旋盤による一加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図12】図1の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図13】図1の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図14】図1の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【図15】図1の自動旋盤による他の加工例を示す部分拡大概略断面図である。
【符号の説明】
12…機台
14…回転主軸
16…主軸台
18…刃物台装置
20…チャック
22…送り台
24…移動台
26…第1刃物台
28…第2刃物台
32…Z1軸サーボモータ
42…Y軸サーボモータ
52…Z2軸サーボモータ
58…X軸サーボモータ
70、78…切削工具
80…ストッパ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic lathe. In this specification, the automatic lathe means any machine tool capable of performing automatic turning, such as an NC lathe.
[0002]
[Prior art]
An automatic lathe such as an NC lathe is equipped with a plurality of turrets each equipped with a plurality of tools, and by performing multi-axis control of these turrets, a variety of processing is performed on the workpiece held by the rotating spindle. Multifunctional automatic lathes that can do this are known.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-74502 discloses an NC lathe equipped with a first tool post and a second tool post that are installed on a machine base in front of a rotating spindle and independently operate in multiple axes. In this NC lathe, the first tool rest is installed on a longitudinal feed base that moves in the Z-axis direction parallel to the central axis of the rotary spindle, and moves on the longitudinal feed base in the X1-axis direction orthogonal to the Z-axis. . A plurality of cutting tools are fixedly installed on the first tool post, and a plurality of drilling tools are installed so as to be movable in the B-axis direction parallel to the Z-axis. The first tool post selects the tool by moving the X1 axis, and controls the cutting amount of the cutting tool by moving the X1 axis, and moves the workpiece by moving along the Z axis along with the longitudinal feed base. Further, the second tool post moves on the same longitudinal feed base in the X2 axis direction different from the X1 axis and in the Y axis direction orthogonal to both the Z axis and the X2 axis. A plurality of cutting tools are fixedly installed on the second tool post. Then, the second tool post selects the tool by the Y-axis movement and moves the Z-axis together with the longitudinal feed table to process the workpiece while controlling the cutting amount of the tool by the X2-axis movement.
[0004]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-83101 discloses an NC lathe provided with a first annular turret and a second turret turret which are installed on a machine base in front of a rotating spindle and independently operate in multiple axes. Is disclosed. In this NC lathe, the annular turret is installed on a longitudinal feed base that moves in the Z-axis direction parallel to the central axis of the rotation spindle, and on this longitudinal feed base, the X-axis direction orthogonal to the Z-axis and the Z-axis and Move in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis. A plurality of tools are fixedly installed on the annular tool post. The annular turret selects the tool by moving the X and Y axes and controls the cutting amount of the tool by moving the X and Y axes, and moves the workpiece by moving along the Z axis along with the longitudinal feed table. Further, the turret tool post moves independently in the Z-axis direction and, if necessary, in the X-axis or Y-axis direction from the longitudinal feed base. A plurality of drilling tools are installed on the turret tool post. The turret tool post selects a tool by indexing rotation and moves the workpiece material by moving along the Z axis separately from the longitudinal feed table.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The NC lathe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-74502 uses two turrets that can be operated independently. Therefore, when using the tool of one turret, the tool of the other turret is brought close to the workpiece. There is an advantage that the time required for tool change can be shortened. However, since the two tool rests are installed on a common longitudinal feed base, it is difficult to simultaneously perform different types of machining on the workpiece by using two tools mounted on both tool rests. For example, a hole machining tool installed on a first tool post is moved in the B-axis by a cylinder device so that the tip is brought close to the axial end face of the workpiece, and then a longitudinal feed base common to the second tool post With the same Z-axis feed rate as the second turret, the Z-axis feed is performed, but various conditions differ from the outer diameter machining by the cutting tool on the second turret. It is generally difficult to do. Furthermore, this NC lathe requires control of the five axes of the Z-axis, X1-axis, X2-axis, Y-axis, and B-axis, which complicates the configuration of each axis drive mechanism and control device, and increases machine dimensions. There is a risk that the price will rise.
[0006]
Further, in the NC lathe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-83101, since the annular tool post and the turret tool post can be operated in a multi-axis manner independently of each other, the tool of the other tool post is used when the tool of one tool post is used. Not only can be made to stand by close to the workpiece, but also, for example, different types of machining with a cutting tool and a drilling tool mounted on the tool post can be performed simultaneously on the workpiece. However, since it is necessary to control at least five axes including the turret rotation axis in order to independently drive the two turrets, the configuration of each axis driving mechanism and the control device is also complicated, and the increase in machine dimensions and There is a risk that the price will rise.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to enable easy simultaneous execution of different types of simultaneous machining with different tools mounted on each turret in a multi-function automatic lathe provided with a plurality of turrets each mounted with a plurality of tools. An object of the present invention is to provide a high-performance automatic lathe that can reduce the number of axes, simplify the configuration of each axis drive mechanism and control device, and can be easily miniaturized.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a rotating spindle installed on the machine base, a tool post device installed on the machine base in front of the rotating spindle, and rotating on the machine base. In an automatic lathe comprising a driving device that relatively moves the spindle and the tool post device in the first axis direction parallel to the central axis of the rotary spindle, the tool post device is A feed base that moves in the direction of the first axis on the machine base by driving the drive unit; A moving table that moves in a second axis direction orthogonal to the central axis of the rotation spindle, and a first tool rest that moves in the third axis direction orthogonal to the first axis and the second axis on the moving table; And a second tool post that moves in the first axial direction by a driving mechanism independent of the driving device on the moving table, and provides an automatic lathe.
[0009]
The invention according to claim 2 provides the automatic lathe according to claim 1, wherein the driving mechanism of the second tool post is installed on the moving table.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an automatic lathe according to the first or second aspect, wherein the driving mechanism of the first tool post is installed on a moving table.
[0010]
Contract Claim 4 The invention described in Any one of Claims 1-3 The automatic lathe described in 1 is provided with an automatic lathe in which the drive mechanism of the moving base is installed on the feed base.
[0011]
Claim 5 The invention described in claim 1 4 In the automatic lathe according to any one of the above, the first turret and the second turret both provide an automatic lathe that holds a plurality of tools in parallel in the second axial direction.
Claim 6 The invention described in claim 5 In the automatic lathe described in 1), the tip of the tool mounted on the first turret and the tip of the tool mounted on the second turret are any one parallel to both the first axis and the third axis. An automatic lathe arranged on a plane is provided.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by common reference numerals.
Referring to the drawings, FIG. 1 is a schematic perspective view of an automatic lathe 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of a main part of the automatic lathe 10, and FIG. 3 is a schematic front view of the main part of the automatic lathe 10. FIG. The automatic lathe 10 is fixedly installed on the machine base 12 and can be moved onto the machine base 12 in front of the spindle base 16 (right side in the figure). And a tool post device 18 to be installed.
[0013]
The rotation spindle 14 grips a bar W as a workpiece, and is rotated by a spindle motor (not shown). The rotation main shaft 14 has a hollow cylindrical structure, and an openable / closable chuck 20 capable of gripping a bar is installed in a front end region thereof. The chuck 20 is a so-called collet chuck having a slit at the tip, and when a radially inward external force is applied to the slit, the substantially cylindrical bar gripping surface at the tip is reduced in diameter. The chuck 20 is closed so that the bar is fixedly held. Such a configuration of the rotating main shaft 14 is well known, and thus detailed description thereof is omitted. A well-known bar supply device (not shown) for supplying the bar W to the rotary spindle 14 can be installed behind the spindle base 16 adjacent to the machine base 12.
[0014]
The tool post device 18 is orthogonal to the central axis 14a of the rotary spindle 14 on the feed base 22 and the feed base 22 that moves in the first axis direction parallel to the central axis 14a of the rotary spindle 14 on the machine base 12. A moving table 24 that moves in the second axis direction, a first tool rest 26 that moves in the third axis direction orthogonal to the first axis and the second axis on the moving table 24, and a feed table on the moving table 24 And a second tool post 28 that moves in the first axial direction independently of the operation 22. In this specification, the control axis corresponding to the moving direction (first axis direction) of the feed base 22 is set to the Z1 axis in the orthogonal triaxial coordinate system on the machine base 12 and the moving direction (second axis direction) of the moving base 24. The corresponding control axis corresponds to the Y axis, the control axis corresponding to the movement direction (third axis direction) of the first tool post 26 corresponds to the X axis, and the movement direction (first axis direction) of the second tool rest 28. The control axis will be described as the Z2 axis.
[0015]
4 to 8, the machine base 12 includes a pair of rails 30 that are linearly extended in parallel to the central axis 14 a of the rotating main shaft 14 on the flat upper surface 12 a. . A Z1-axis servo motor 32 that is a drive source of the feed base 22 is fixedly supported on the end wall 12b of the machine base 12 on the side away from the headstock 16. A screw shaft 34 is connected to the output shaft of the Z1-axis servo motor 32, and the screw shaft 34 extends between the pair of rails 30 above the upper surface 12 a of the machine base 12 in parallel with the rails 30. .
[0016]
The feed base 22 has an upper surface 22a and a lower surface that are parallel to each other, and a pair of guide grooves 36 that extend linearly in parallel to each other are recessed in the lower surface. The pair of guide grooves 36 are slidably fitted to the pair of rails 30 of the machine base 12 to form a linear guide, and guide the feed base 22 on the machine base 12 in the Z1 axis direction. Further, the feed base 22 is formed with a screw hole 38 between one pair of guide grooves 36 extending parallel to the guide grooves 36 from one side. The screw hole 38 is smoothly screwed into the screw shaft 34 of the Z1-axis servomotor 32 to constitute a screw feed mechanism. Accordingly, the feed base 22 smoothly moves in the Z1 axis direction on the machine base 12 along the linear guide by the output of the Z1 axis servo motor 32 converted into a linear motion via the screw feed mechanism.
[0017]
The feed base 22 is also provided with a pair of rails 40 fixed on the upper surface 22a thereof and extending linearly perpendicular to the guide grooves 36 on the lower surface. A support wall 22b is further provided on the upper surface 22a of the feed table 22 along the other side surface of the feed table 22 adjacent to the side surface having the screw hole 38. The support wall 22b is a drive source for the moving table 24. The Y-axis servo motor 42 is fixedly supported. A screw shaft 44 is connected to the output shaft of the Y-axis servomotor 42, and the screw shaft 44 extends between the pair of rails 40 in a space above the upper surface 22 a of the feed base 22 in parallel with the rails 40. .
[0018]
The moving table 24 is integrally formed with a base 24b having an upper surface 24a and a lower surface parallel to each other, and an upright wall portion 24d extending from one edge of the base 24b and having a front surface 24c and a rear surface parallel to each other. A pair of guide grooves 46 extending linearly in parallel to each other and to the front surface 24c of the standing wall portion 24d are provided in the lower surface of the base portion 24b. The pair of guide grooves 46 are slidably fitted to the pair of rails 40 of the feed table 22 to form a linear guide, and guide the moving table 24 on the feed table 22 in the Y-axis direction. Further, a screw hole 48 extending in parallel to the guide grooves 46 is formed in the movable table 24 from one side surface of the base portion 24b. This screw hole 48 is smoothly screwed into the screw shaft 44 of the Y-axis servomotor 42 to constitute a screw feed mechanism. Therefore, the movable table 24 smoothly moves in the Y-axis direction on the feed table 22 along the linear guide by the output of the Y-axis servo motor 42 converted into a linear motion via the screw feed mechanism. As a result, the moving table 24 can move on the machine table 12 in a two-dimensional space formed by the Z1 axis and the Y axis within a predetermined range.
[0019]
The movable table 24 is also provided with a pair of rails 50 fixed to the upper surface 24a of the base 24b so as to extend orthogonally to the guide groove 46 on the lower surface. A support wall 24e is further provided on the upper surface 24a of the base portion 24b along the other side surface of the base portion 24b adjacent to the side surface having the screw hole 48 and away from the standing wall portion 24d. A Z2-axis servomotor 52 that is a drive source for the two tool rests 28 is fixedly supported. The screw shaft 54 connected to the output shaft of the Z2-axis servomotor 52 extends between the pair of rails 50 in a space above the upper surface 24a of the base portion 24b in parallel with the rails 50.
[0020]
In addition, a pair of rails 56 extending in a straight line perpendicular to both the guide groove 46 and the rail 50 of the base portion 24 b are fixed to the front surface 24 c of the standing wall portion 24 d of the moving base 24. A support wall 24f is further provided on the front surface 24c of the upright wall portion 24d along the side surface of the upright wall portion 24d far from the base portion 24b, and an X-axis serving as a driving source for the first tool rest 26 is provided on the support wall 24f. Servo motor 58 is fixedly supported. The screw shaft 60 connected to the output shaft of the X-axis servomotor 58 extends between the pair of rails 56 in a space in front of the front surface 24c of the standing wall portion 24d in parallel with the rails 56. Further, a rectangular opening 62 extending along the upper surface 24a of the base portion 24b is formed between the front surface 24c and the rear surface of the standing wall portion 24d. The pair of rails 50 of the base portion 24b extend into the rectangular opening 62 of the standing wall portion 24d.
[0021]
The first tool post 26 has a front surface 26a and a rear surface that are parallel to each other, and a pair of guide grooves 64 that extend linearly in parallel to each other are formed in the rear surface. The pair of guide grooves 64 are slidably fitted to the pair of rails 56 of the standing wall portion 24d of the movable table 24 to form a linear guide, and the first tool rest 26 is placed on the standing wall portion 24d in the X-axis direction. To guide. Further, the first tool post 26 is formed with a screw hole 66 extending from one side surface between the pair of guide grooves 64 extending parallel to the guide grooves 64. This screw hole 66 is smoothly screwed into the screw shaft 60 of the X-axis servomotor 58 to constitute a screw feed mechanism. Accordingly, the first tool post 26 smoothly moves in the X-axis direction on the standing wall portion 24d of the moving table 24 along the linear guide by the output of the X-axis servo motor 58 that is converted into linear motion via the screw feed mechanism. To do. As a result, the first tool rest 26 can move within a predetermined range on the machine base 12 in a three-dimensional space formed by the Z1 axis, the Y axis, and the X axis.
[0022]
The first tool post 26 is provided with a plurality of (five in the figure) mounting grooves 68 extending linearly in parallel with the rear guide groove 64 on the front surface 26 a, and a cutting tool 70 is provided in each of the mounting grooves 68. (FIG. 2) is mounted and fixed by fixing bolts 71. The tips of the cutting tools 70, that is, the cutting edge portions that first contact the bar W are preferably arranged on the machine base 12 in the Y-axis direction in an XY plane parallel to both the X-axis and the Y-axis. (See FIG. 9). As described above, the first tool post 26 is configured as a comb tooth tool post that holds the plurality of cutting tools 70 in parallel in the Y-axis direction on the machine base 12. As will be described later, a cutting tool 70 such as a cutting tool or a drill can be attached to the first tool post 26, and a rotating tool can also be attached if a dedicated rotation drive mechanism is provided. In particular, in consideration of the relative position with respect to the rotary spindle 14, the first tool post 26 is advantageously mounted with a tool for performing external rounding, parting, drilling, and the like on the outer peripheral surface of the bar W. .
[0023]
The second tool post 28 has an upper surface and a lower surface that are parallel to each other and a front surface 28a that is orthogonal to the upper surface and the lower surface, and a pair of guide grooves 72 that extend linearly in parallel to each other are recessed in the lower surface. . The pair of guide grooves 72 are slidably fitted to the pair of rails 50 of the base 24b of the movable table 24 to form a linear guide, and the second tool rest 28 is guided on the base 24b in the Z2 axis direction. To do. Further, the second tool post 28 is formed with a screw hole 74 extending from one side surface between the pair of guide grooves 72 and extending in parallel to the guide grooves 72. The screw hole 74 is smoothly screwed into the screw shaft 54 of the Z2-axis servomotor 52 to constitute a screw feed mechanism. Therefore, the second tool post 28 smoothly moves in the Z2 axis direction on the base 24b of the moving table 24 along the linear guide by the output of the Z2 axis servo motor 52 converted into a linear motion through the screw feed mechanism. . As a result, the second tool rest 28 can move on the machine base 12 within a predetermined range in a two-dimensional space formed by the Z2 axis and the Y axis parallel to the Z1 axis.
[0024]
The second tool post 28 is provided with a plurality of (six in the figure) mounting holes 76 extending linearly in parallel with the lower guide groove 72 on the front surface 28a, and a cutting tool is provided in each of the mounting holes 76. 78 (FIG. 2) is mounted and fixed by a clamp screw 79 screwed from the upper surface of the tool rest. The tips of the cutting tools 78, that is, the cutting edge portions that first contact the bar W are preferably arranged on the machine base 12 in the Y-axis direction in the above-described XY plane (see FIGS. 9 and 10). ). Thus, the second tool post 28 is configured as a comb tooth tool post that holds a plurality of cutting tools 78 in parallel in the Y-axis direction on the machine base 12. The rectangular opening 62 of the standing wall portion 24d of the moving table 24 has a size and shape for receiving the second tool rest 28 so as to be movable in the Z2 axis. Accordingly, the second tool post 28 moves its front surface 28a into the rectangular opening 62 as the Z2 axis moves on the moving base 24, and passes a plurality of cutting tools 78 through the rectangular opening 62 on the vertical wall portion of the moving base 24. 24d can be exposed to the front.
[0025]
As will be described later, a cutting tool 78 such as a cutting tool or a drill can be attached to the second tool post 28, and a rotating tool can be attached if a dedicated rotation drive mechanism is provided. In particular, the second tool post 28 is advantageously mounted with a tool for performing machining such as drilling, boring, and threading on the axial end surface of the bar W in consideration of the relative position with respect to the rotating spindle 14. . In the illustrated embodiment, a stopper 80 (FIG. 2) for abutting the end face in the axial direction of the bar W is attached to one mounting hole 76 of the second tool post 28 and fixed by a clamp screw 79. In this case, the axial end surface of the stopper 80 is disposed in the same XY plane as the tips of the plurality of cutting tools 78. Further, a center 82 (FIG. 11) can be attached to the second tool post 28 instead of the cutting tool 78.
[0026]
As understood from the above description, the first tool rest 26 and the second tool rest 28 move along the Y axis together with the moving base 24 in synchronization with each other. The Y-axis movement of each tool post 26, 28 is an operation mainly for the purpose of selecting a tool, and the cutting tool 70 of the first tool post 26 and the cutting tool 78 of the second tool post 28 perform processing individually. In this case, the relative positional relationship between the two cutting tools 70 and 78 is free. However, in the case where, for example, outer rounding and end face drilling are simultaneously performed on the bar W by the cutting tool 70 of the first tool post 26 and the cutting tool 78 of the second tool post 28, as shown in FIG. It is important that each of the plurality of cutting tools 70 and each of the plurality of cutting tools 78 have their respective tips arranged on an arbitrary plane parallel to both the X axis and the Z2 axis on the machine base 12. .
[0027]
In addition, each linear guide installed in the tool post device 18 may be configured by a combination of a bar and a guide hole instead of the combination of the rail and the guide groove. Moreover, it is preferable that each screw feed mechanism installed in the tool post device 18 has a configuration of a ball screw.
[0028]
According to the automatic lathe 10 having the above-described configuration, the first tool post 26 selects the cutting tool 70 by moving the Y-axis integrally with the moving table 24, and then, for example, cuts by moving the X-axis on the moving table 24. The bar W can be processed into a desired shape by moving the Z1 axis together with the feed base 22 and the moving base 24 while controlling the cutting amount of the tool 70. Further, the cutting tool 70 can be retracted to a position separated from the bar W by the X-axis movement on the moving table 24. On the other hand, after the second tool post 28 selects the cutting tool 78 by the Y-axis movement integrated with the moving table 24, for example, the cutting amount of the cutting tool 78 is changed by the Z2-axis movement on the moving table 24. The bar W can be processed into a desired shape while being controlled. Further, the cutting tool 78 can be moved back to the position separated from the bar W by the Z2 axis movement on the moving table 24.
[0029]
Thus, in the automatic lathe 10, since the two tool rests 26 and 28 are installed on the common Y-axis sliding member, that is, the moving base 24, the Y-axis as the control axis of the individual tool rests 26 and 28 is shared. As a result, various processes can be carried out by controlling the tool rests 26 and 28 with a total of four axes including the X axis, the Y axis, the Z1 axis, and the Z2 axis. As the number of control axes is reduced, the configuration of each axis drive mechanism and control device can be simplified, and the effect of facilitating the miniaturization of the machine body is achieved. Further, by controlling the first tool post 26 with the X axis and the Z1 axis and simultaneously controlling the second tool post 28 with the Z2 axis, different types of cutting tools 70 and 78 mounted on the respective tool posts 26 and 28 are used. Simultaneous processing can be easily performed as described later. It should be noted that the 4-axis control of the respective tool rests 26 and 28 is advantageously performed by a numerical control device.
[0030]
Examples of machining that can be performed using the automatic lathe 10 having the above-described configuration will be described below with reference to FIGS. 3 and 11 to 15.
First, as a machining preparation stage, as shown in FIG. 3, the first tool rest 26 is placed in the retracted position on the moving table 24 by driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, and the second tool rest 28. The stopper 80 fixed to is coaxial with the central axis 14a of the rotary main shaft 14 and the axial end surface of the stopper 80 is disposed at a position away from the axial end surface of the chuck 20 of the rotary main shaft 14 by a desired distance D. This distance D corresponds to the processing length dimension of the bar W to be processed. In this state, the bar W is supplied from a bar supply device (not shown) to the rotating main shaft 14 with the chuck 20 opened, and the bar W is projected from the chuck 20 and abuts against the end face in the axial direction of the stopper 80. Therefore, the chuck 20 is closed and the bar W is gripped by the rotary main shaft 14 to start processing.
[0031]
1. Normal turning
By driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, the second tool rest 28 is placed in the retracted position on the moving base 24 and a desired cutting tool (bite) 70 fixed to the first tool rest 26 is selected. To do. The rotary main shaft 14 is driven to rotate, and the outer diameter (outer circle, taper, etc.) of the outer peripheral surface of the bar W is processed by the cutting tool 70 under the control of the X axis and the Z1 axis.
Alternatively, a desired cutting tool (drill) 78 fixed to the second tool post 28 while the first tool post 26 is placed in the retracted position on the moving base 24 by driving the servo motors 32, 42, 52, 58 of each axis. Select. The rotary main shaft 14 is rotationally driven, and drilling is performed on the end face in the axial direction of the bar W by the drill 78 under the control of the Z2 axis.
[0032]
2. Eccentric drilling of the end face
By driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, the first tool rest 26 is placed in the retracted position on the moving base 24 and a desired rotating tool (drill) fixed to the second tool rest 28 is selected. . The tip of the rotary tool is positioned at an eccentric position from the central axis of the bar W, the rotary spindle 14 is stopped and the drill is driven to rotate, and an eccentric hole is formed in the axial end surface of the bar W under the control of the Z2 axis. Processing.
[0033]
3. Center support processing (Fig. 11)
By driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, a desired cutting tool (bite) 70 fixed to the first tool post 26 is selected, and a center 82 fixed to the second tool post 28 is selected. The rotation main shaft 14 is rotationally driven while supporting the axial end surface of the bar W by the center 82, and the outer diameter (outer circle, taper, etc.) is formed on the outer peripheral surface of the bar W by the cutting tool 70 under the control of the X axis and the Z1 axis. ) Processing. At this time, in synchronization with the Z1 axis movement of the cutting tool 70 (that is, at the same speed and the same distance), the center 82 is moved on the moving table 24 in the opposite direction to move the center 82 on the moving table 24, so Let This is advantageous for processing long objects.
[0034]
4). Outer diameter / inner diameter simultaneous machining (Fig. 12)
A desired cutting tool (bite) 70 fixed to the first tool post 26 is selected by driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, and a desired cutting tool (drill) fixed to the second tool post 28 is selected. ) 78 is selected. The rotary main shaft 14 is driven to rotate, and an outer diameter (outer circle, taper, etc.) is processed on the outer peripheral surface of the bar W with the cutting tool 70 under the control of the X and Z1 axes, and at the same time, the drill 78 is controlled under the control of the Z2 axis. Thus, drilling is performed on the end face in the axial direction of the bar W. At this time, since the Z1 axis and the Z2 axis can be controlled independently, the outside diameter processing and the drilling processing with different cutting conditions should be performed accurately at the same time with appropriate feed rates for the cutting tool 70 and the drill 78, respectively. Can do. There is an advantage that the processing time can be remarkably shortened.
[0035]
5. Simultaneous machining of outer diameter / threading (Figure 13)
A desired cutting tool (bite) 70 fixed to the first tool post 26 is selected by driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, and a desired rotary tool (tap) fixed to the second tool post 28 is selected. ) 84 is selected. The rotary main shaft 14 is driven to rotate, and an outer diameter (outer circle, taper, etc.) is processed on the outer peripheral surface of the bar W by the cutting tool 70 under the control of the X axis and the Z1 axis, and at the same time, the tap 84 is controlled under the control of the Z2 axis. Thus, threading is performed on the end face in the axial direction of the bar W. At this time, since the Z1 axis and the Z2 axis can be controlled independently, it is possible to accurately carry out the outer diameter processing and the threading processing with different cutting conditions simultaneously at an appropriate feed rate for each of the cutting tool 70 and the tap 84. it can. In addition, after the threading process is completed, the tap 84 is rotated in the same direction at a speed higher than the rotational speed of the rotary spindle 14, and the second tool rest 28 is moved backward on the moving base 24, thereby making the tap 84 a bar. Can be removed from W. There is an advantage that the processing time can be remarkably shortened.
[0036]
6). Peripheral drilling / end face drilling simultaneously (Figure 14)
A desired rotary tool (drill) 86 fixed to the first tool post 26 is selected by driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, and a desired rotary tool (drill) fixed to the second tool post 28 is selected. ) 88 is selected. The rotary spindle 14 is stopped and the drill 86 and the drill 88 are rotationally driven, and the drill 86 drills the outer peripheral surface of the bar W under the control of the X axis. At the same time, the drill 88 is controlled under the control of the Z2 axis. Thus, drilling is performed on the end face in the axial direction of the bar W. At this time, eccentric drilling can also be performed on the outer peripheral surface and the axial end surface of the bar W by the drills 86 and 88, respectively. There is an advantage that the processing time can be remarkably shortened.
[0037]
7). Next tool standby (Fig. 15)
A desired cutting tool (bite) 70 fixed to the first tool post 26 is selected by driving each axis servo motor 32, 42, 52, 58, and a desired cutting tool (drill) fixed to the second tool post 28 is selected. ) 78 is selected. The rotary main shaft 14 is rotationally driven, and drilling is performed on the end face in the axial direction of the bar W by the drill 78 under the control of the Z2 axis. At this time, the selected cutting tool 70 is arranged close to the processing start position of the outer peripheral surface of the bar W under the control of the X axis and the Z1 axis, and is prepared for the outer diameter (outer circle, taper, etc.) processing in the next process. And wait. Or vice versa. There is an advantage that the time required for tool change can be remarkably shortened in a situation where simultaneous machining is difficult.
[0038]
As understood from the above description, in the automatic lathe 10, the tool fixed to the first tool rest 26 and the tool fixed to the second tool rest 28 are in corresponding positions in the arrangement on the tool rests 26 and 28. The tools (see FIG. 9) constitute a specific combination to perform the above-described simultaneous machining and center support machining. The mating tool of these combinations cannot be changed during execution of automatic machining. Accordingly, depending on the processing content, a plurality of the same tools may be mounted on one tool post 26 or 28.
[0039]
The various simultaneous processes described above are usually performed in accordance with two systems of control programs respectively corresponding to the tools of the tool rests 26 and 28 in the NC apparatus. However, by setting and describing a special code for instructing simultaneous machining with two tools in one system control program, various types of simultaneous machining can be performed with one system control program.
[0040]
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the automatic lathe according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the following modifications are possible.
For example, in the automatic lathe 10, the bar W gripped by the rotary spindle 14 is supported between the spindle stock 16 and the tool post device 18 so as to be rotatable in the vicinity of the machining operation position by various tools in front of the chuck 20. A guide bushing device (not shown) can be installed. The guide bushing device supports the bar W being turned in the vicinity of the part to be processed, and suppresses the deflection and deflection caused by the rotation that may occur in the part to be processed. It is known as a processing auxiliary device that enables processing and molding. In this case, the guide bushing device can be mounted on the feed base 22 of the tool post device 18 and move along the Z1 axis together with various tools.
[0041]
Alternatively, when the guide bush device is used, the feed base 22 of the tool post device 18 can be fixedly installed on the machine base 12 and the main stock 16 can be moved in the Z1 axis instead. In this case, the guide bush device is fixedly installed on the machine base 12. In the same manner as in the above embodiment, the spindle W 16 and the respective tool rests 26 and 28 are controlled by a total of four axes including the X axis, the Y axis, the Z1 axis, and the Z2 axis, thereby performing various processing on the bar W. can do.
[0042]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, in a multi-function automatic lathe provided with a plurality of tool rests each equipped with a plurality of tools, different types of simultaneous machining by different tools attached to each tool rest. Can be implemented accurately and easily, the number of control axes can be reduced, and the configuration of each axis drive mechanism and control device can be simplified, thereby facilitating downsizing and higher performance of automatic lathes and reducing equipment costs. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an automatic lathe according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged perspective view of a main part of the automatic lathe of FIG.
3 is a schematic front view of a main part of the automatic lathe of FIG.
4 is a perspective view showing a stand of the automatic lathe of FIG. 1 alone. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a single feeding base of the automatic lathe of FIG. 1;
6 is a perspective view showing a moving table of the automatic lathe of FIG. 1 alone. FIG.
7 is a perspective view showing a first tool post of the automatic lathe of FIG. 1 as a single unit. FIG.
8 is a perspective view showing a second tool post of the automatic lathe of FIG. 1 as a single unit.
9 is a partially enlarged schematic side view showing a positional relationship among a plurality of tools mounted on the first and second tool rests of the automatic lathe of FIG. 1; FIG.
10 is a partially enlarged schematic plan view showing a positional relationship among a plurality of tools mounted on a second tool post of the automatic lathe of FIG. 1. FIG.
11 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing an example of processing by the automatic lathe of FIG.
12 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing another example of processing by the automatic lathe of FIG. 1. FIG.
13 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing another example of processing by the automatic lathe of FIG.
14 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing another example of processing by the automatic lathe of FIG. 1. FIG.
15 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing another example of processing by the automatic lathe of FIG.
[Explanation of symbols]
12 ... machine stand
14 ... Rotating spindle
16 ... headstock
18 ... Turret device
20 ... Chuck
22 ... Feeding table
24 ... Moving table
26 ... First tool post
28 ... Second tool post
32 ... Z1-axis servo motor
42 ... Y-axis servo motor
52 ... Z2 axis servo motor
58 ... X-axis servo motor
70, 78 ... Cutting tools
80 ... Stopper

Claims (6)

  1. 機台上に設置される回転主軸と、該回転主軸の前方で該機台上に設置される刃物台装置と、該機台上で該回転主軸と該刃物台装置とを該回転主軸の中心軸線に平行な第1軸方向へ相対的に移動させる駆動装置とを具備する自動旋盤において、
    前記刃物台装置は、
    前記駆動装置の駆動により前記機台上で前記第1軸方向へ移動する送り台と、
    前記送り台上で、前記回転主軸の中心軸線に直交する第2軸方向へ移動する移動台と、
    前記移動台上で、前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸方向へ移動する第1刃物台と、
    前記移動台上で、前記駆動装置から独立した駆動機構により前記第1軸方向へ移動する第2刃物台と、
    を具備することを特徴とする自動旋盤。
    A rotation spindle installed on the machine base, a tool post device installed on the machine stand in front of the rotation spindle, and the rotation spindle and the tool post device on the machine stand at the center of the rotation spindle In an automatic lathe comprising a drive device that relatively moves in a first axis direction parallel to the axis,
    The tool post device is
    A feed base that moves in the first axial direction on the machine base by driving the drive device;
    On the feed table, a moving table that moves in a second axis direction orthogonal to the central axis of the rotating spindle;
    A first tool rest that moves in a third axis direction orthogonal to the first axis and the second axis on the moving table;
    A second tool post that moves in the first axial direction by a driving mechanism independent of the driving device on the moving table;
    An automatic lathe characterized by comprising:
  2. 前記第2刃物台の前記駆動機構が前記移動台上に設置される請求項1に記載の自動旋盤。  The automatic lathe according to claim 1, wherein the drive mechanism of the second tool post is installed on the movable table.
  3. 前記第1刃物台の駆動機構が前記移動台上に設置される請求項1又は2に記載の自動旋盤。  The automatic lathe according to claim 1 or 2, wherein a driving mechanism of the first tool post is installed on the movable table.
  4. 前記移動台の駆動機構が前記送り台上に設置される請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動旋盤。Automatic lathe according to any one of claims 1-3, wherein the mobile base of the drive mechanism Ru is placed on the feed base.
  5. 前記第1刃物台及び前記第2刃物台の双方が、複数の工具を前記第2軸方向へ並列に保持する請求項1〜のいずれか1項に記載の自動旋盤。The first tool rest and the second tool rest both are automatic lathe according to any one of claims 1-4 that holds a plurality of tools parallel to the second axis.
  6. 前記第1刃物台に装着された工具の先端と、前記第2刃物台に装着された工具の先端とが、前記第1軸と前記第3軸との双方に平行な任意の一平面上に配置される請求項に記載の自動旋盤。 The tip of the tool attached to the first turret and the tip of the tool attached to the second turret are on an arbitrary plane parallel to both the first axis and the third axis. automatic lathe according to claim 5, arranged Ru.
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