JP6130511B2 - 工作機械及びその加工方法 - Google Patents
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Description
2 主軸台
3 タレット装置
70 制御部
71 演算装置
72 制御装置
75 不揮発性メモリ
753 YZ平面加工部
工作機械1は、基台となるベッド5を備え、そのベッド5に対して主軸台2が固定されている。一方、タレット装置3は、Z軸駆動装置とX軸駆動装置を介して各軸の方向に移動可能に設けられている。ベッド5は、工作物に対する加工によって発生する切り屑を回収するため、上方に開口した箱型の切り屑回収部501が一体に形成されている。主軸台2は、工作物を把持するためのチャック11を備えており、把持した工作物が切り屑回収部501の上に位置するように配置されている。そして、主軸台2には、主軸を中心に工作物を回転させる工作物回転装置が構成されている。
次に、工作機械1は、タレット装置に取り付けた工具を移動させるためのZ軸駆動装置及びX軸駆動装置が設けられている。特に、工作機械1は、タレット装置3がZ軸駆動装置に搭載され、更にそのZ軸駆動装置がX軸駆動装置に搭載された構成をしている。Z軸駆動装置は、ベース21を有し、そのベース21が昇降可能なX軸スライド33に固定されている。ベース21にはガイド201が形成されており、Z軸スライド22がそのガイド201部分を貫通するようにしてベース21に組み付けられている。そして、Z軸スライド22は、ベース21内を摺動してZ軸に平行な水平方向に移動自在な構成がとられている。
次に、こうしたZ軸駆動装置はX軸駆動装置に搭載されている。工作機械1の背部には、ベッド5に固定されたコラム31が起立している。そのコラム31には、前面に垂直方向に延びた2本のガイド32が平行に設けられ、そのガイド32に対してX軸スライド33が摺動自在に取り付けられている。よって、X軸スライド33は、ガイド32に沿った昇降が可能であり、このX軸駆動装置にもモータの回転出力をX軸スライド33の昇降運動に変換させるため、ボールネジ駆動方式が採用されている。
次に、図2は、タレット装置3の内部構造を示した断面図である。これは、特開2007−203449号公報に開示された技術を利用したものであるが、具体的には次の通りである。タレット装置3の構造は、中心部に円筒形状の外軸51が回転自在に軸支され、更にその外軸51を貫通したロッド形状の中軸52が回転自在に軸支されている。そして、外軸51に対して加工用サーボモータ53が組み付けられている。加工用サーボモータ53は、ステータ531とロータ532とから構成され、ロータ532が外軸51の外周面に固定され、ステータ531がボディ50側に固定されたビルトインモータである。
続いて、制御部の構成について説明する。図1に示すように、工作機械1の背部には制御ボックス7が設置され、そこに制御部が構成されている。図3は、工作機械1の各構成を示すブロック図であり、主要な部分について示したものである。工作機械1は、大きく分けて、前述したZ軸駆動装置やX軸駆動装置などの工作機駆動部10と、その工作機駆動部10の各装置に対して駆動制御を行う制御部70とを備えている。制御部70は、工作物に対する工具などの工具経路や加工に必要な作業工程などを工作機駆動部10に対して実行させるためのものである。そして、その制御部70は、演算装置71や制御装置72、ROM73、RAM74、不揮発性メモリ75といった記憶装置などによって構成されている。
続いて工作機械1によるYZ平面加工の加工方法について説明する。先ず、加工に際してオペレータによる情報入力が行われる。情報入力には表示・入力装置76が使用され、オペレータがタッチキーを操作することにより必要な情報入力が行われる。入力される情報としては、工作物の寸法や当該工作物に対する加工範囲、或いはタレット装置3に装着された工具の選択など、加工に当たって必要となる各種情報である。そして、こうした情報は不揮発性メモリ75のパラメータ部752に記憶されることとなる。また、不揮発性メモリ75には各種プログラムが格納され、こうした入力情報に基づいてプログラムが特定される。その不揮発性メモリ75には、YZ平面加工部753にYZ平面加工プログラムが格納されている。そこで、入力された加工情報がYZ平面加工を示すものである場合には、当該加工に対応したYZ平面加工プログラムが読み出され、工作機駆動部10に対する各制御が実行される。
ところで、工作機械1では、例えば、先に行ったYZ平面加工の後に、Y軸加工の一つとして穴あけ加工を行うことが可能である。ここで、図6は、Y軸方向の穴あけ加工を示した概略の三面図であり、図(A)は平面図、図(B)は正面図、図(C)は側面図である。この穴あけ加工では、先ず図4に示した場合と同じように、工作物に対してYZ平面加工を行い、その次に、加工したYZ平面上にY軸方向の2か所に穴あけ加工が行われる。
前記第1実施形態の工作機械1は、タレットのA軸(回転軸)がZ軸に直交するタレット旋盤であった。次に説明する参考形態の工作機械は、タレットの回転軸がZ軸と平行なタレット旋盤である。従って、タレットに取り付けられた回転工具などは、X軸及びY軸に平行なXY平面上を旋回した位置決めが行われるよう構成されている。本参考形態の工作機械は、A軸の方向が異なるものの第1実施形態の工作機械1と共通する構成が多いため、共通する部分については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図7は、そうした参考形態の工作機械100を示した斜視図である。
工作機械100は、基台となるベッド105を備え、そのベッド105に対して主軸台102が固定され、タレット装置103がZ軸駆動装置とX軸駆動装置を介して各方向に移動可能になっている。こうしたベッド105には、工作物の加工によって発生する切り屑を回収するため、上方に開口した箱型の切り屑回収部505が一体に形成されている。主軸台102は、工作物を把持するためのチャック111を備えており、その工作物が切り屑回収部505の上に位置するように配置されている。そして、主軸台102には、水平方向のZ軸を中心に工作物を回転させる工作物回転装置が構成されている。
次に、工作機械100は、タレット装置103を移動させるためのZ軸駆動装置及びX軸駆動装置が設けられている。ベッド105は、手前の切り屑回収部505に向けて案内面506が傾斜したスラント型である。Z軸駆動装置及びX軸駆動装置は、そうしたベッド105の案内面506上に設けられている。ベッド105の案内面506には先ずZ軸駆動装置のZ軸ベース121が固定されている。Z軸ベース121には案内レール211が形成されており、その案内レール211を介してZ軸スライド122が摺動自在に組み付けられている。Z軸ベース121の案内レール211はZ軸と平行であり、案内レール211を摺動するZ軸スライド122はZ軸方向への移動が可能になっている。
次に、こうしたZ軸駆動装置にはX軸駆動装置が搭載されている。Z軸スライド122にはX軸ベース131が固定され、そのX軸ベース131には案内レール311が形成されている。そして、X軸スライド132が、その案内レール311を介して摺動自在に取り付けられている。案内レール311はX軸と平行であるため、案内レール311を摺動するX軸スライド132はX軸方向への移動が可能になっている。
続いて工作機械100によって実行される、穴あけ加工の加工方法について説明する。この穴あけ加工は、Y軸加工の一つとしてXY平面の同一円周上に複数の穴あけを行うものである。図8は、複数の穴あけ加工を行う一連の加工から、図(A)、図(B)、図(C)に示す一部の工程を抜き出して示した概略図である。図面では、工作物とタレットとの位置関係を示している。そして、図8では、本来傾きをもった工作機械100のX軸を水平にした状態で示している。また、工作物とタレットとの位置関係は、図7に示す工作機械100の右側(主軸台102側)から見たものである。
例えば、第1実施形態では矩形のYZ平面を形成する場合について説明したが、平面の形状はそれ以外の形であってもよい。
また、前記実施形態では、タレット装置3について、割出し装置と工具回転装置が一体の構造のものを図2を示して説明したが、別構造のものであってもよい。
また、前記実施形態では、主軸台2が固定のものを示したが、その主軸台がZ軸方向に移動するためのZ軸駆動装置を備えるものであってもよい。
Claims (3)
- 主軸台のチャックによって把持した工作物を回転させる工作物回転装置と、
回転工具を取り付けたタレットを前記主軸台の回転軸と平行なZ軸に直交するX軸の方向に沿って移動させるX軸駆動装置と、
前記タレットまたは前記主軸台をZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置と、
前記タレットを回転させて前記回転工具を円周上の任意の位置に位置決めする割出し装置と、
前記割出し装置によって位置決めされた任意の位置で前記回転工具に対して回転を与える工具回転装置と、
前記工作物回転装置、前記X軸駆動装置、前記Z軸駆動装置、前記割出し装置および前記工具回転装置を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記割出し装置により前記タレットを所定角度ずつ回転させ、X軸およびZ軸に直交するY軸方向に移動させた前記回転工具に対する段階的な位置決めと、
前記工作物回転装置による前記工作物の回転、前記X軸駆動装置による前記回転工具のX軸方向の移動および、前記Z軸駆動装置による前記回転工具または前記工作物のZ軸方向の移動と
の組み合わせに基づいて、
前記工作物に対しY軸およびZ軸に平行なYZ平面を複数工程に分けて前記回転工具により加工するものであることを特徴とする工作機械。 - 前記割出し装置および前記工具回転装置は一つの加工用モータの出力により各々の回転が発生するものであり、前記加工用モータは円筒形状の外軸を備え、その外軸と同軸に配置された中軸との間に回転の伝達と遮断とを切り換えるクラッチ機構が設けられ、前記外軸の回転により前記割出し装置に回転が伝達され、前記中軸の回転により前記工具回転装置に回転が伝達されるものであって、
前記クラッチ機構が切れた状態では、前記加工用モータの出力が、回転を伝達する割出し用回転伝達機構を介して前記割出し装置のタレットを回転させ、
前記クラッチ機構が連結された状態では、前記加工用モータの出力が、回転を伝達する工具用回転伝達機構を介して前記工具回転装置の回転工具を回転さえるものであることを特徴とする、前記請求項1に記載の工作機械。 - 主軸台のチャックによって把持した工作物を回転させる工作物回転装置と、
回転工具を取り付けたタレットを前記主軸台の回転軸と平行なZ軸に直交するX軸の方向に沿って移動させるX軸駆動装置と、
前記タレットまたは前記主軸台をZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置と、
前記タレットを回転させて前記回転工具を円周上の任意の位置に位置決めする割出し装置と、
前記割出し装置によって位置決めされた任意の位置で前記回転工具に対して回転を与える工具回転装置とを備えた工作機械の加工方法であり、
前記割出し装置により前記タレットを所定角度ずつ回転させ、X軸およびZ軸に直交するY軸方向に移動させた前記回転工具に対する段階的な位置決めし、
前記工作物回転装置による前記工作物の回転、前記X軸駆動装置による前記回転工具のX軸方向の移動および、前記Z軸駆動装置による前記回転工具または前記工作物のZ軸方向に移動し、
前記工作物に対しY軸およびZ軸に平行なYZ平面を複数工程に分けて前記回転工具により加工することを特徴とする工作機械の加工方法。
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