JP7483225B2

JP7483225B2 - 複合加工機

Info

Publication number: JP7483225B2
Application number: JP2019167448A
Authority: JP
Inventors: 達也中野
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2024-05-15
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: JP2021041512A

Description

本発明は、複数の刃物台を備えた２主軸対向旋盤からなる複合加工機に関する。

２主軸対向旋盤にタレット刃物台，スピンドル刃物台等の複数の刃物台を備えることで、ターニング加工，ミーリング加工，ドリル加工等の複合的な切削加工を可能にした各種複合加工機が知られている。
本出願人は、これまでに２主軸対向旋盤の手前側に２台のタレット刃物台を対向配置した複合ＮＣ旋盤を提案している（特許文献１）。
本発明は、さらにコンパクトで複数の刃物台による協働加工が容易になる目的で開発された。

国際公開ＷＯ０１／３０５２２Ａ１公報

本発明は、高速，高精度でターニング加工やミーリング加工等が可能で、複数の刃物台による協働加工も可能な複合加工機の提供を目的とする。

本発明に係る複合加工機は、同一軸線上に対向配置したＬ主軸とＲ主軸を有し、前記Ｌ・Ｒ主軸線に対して手前側に対向配置したＬタレット刃物台とＲタレット刃物台を有し、前記Ｌ・Ｒ主軸線に対して奥側に配置したアッパー刃物台を有し、前記Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台は相互に相手側のタレット刃物台の基準移動領域内まで相互にクロス移動可能であることを特徴とする。
このようにすると、Ｌタレット刃物台はＲ主軸にチャック保持したワークの加工を実行することが可能であり、前記Ｒタレット刃物台はＬ主軸にチャック保持したワークの加工を実行することもできるようになる。
従来は、通常Ｌタレット刃物台はＬ主軸側のワークの加工を行い、Ｒタレット刃物台はＲ主軸側のワークの加工を行うようになっていたのに対して、本発明はタレット刃物台の移動範囲をクロス可能にしたので、加工範囲が広くなる。

本明細書においては、オペレーター側から見て左側に配置した主軸をＬ主軸、右側に配置した主軸をＲ主軸と表現し、前後方向においてオペレーターに近い側が前方、遠い側を奥側と表現する。
Ｌ・Ｒ主軸線の手前に対向配置した２タレット刃物台のうち、左側に配置したタレット刃物台をＬタレット刃物台と表現し、右側に配置したタレット刃物台をＲタレット刃物台と表現する。
タレット刃物台は、複数の工具を旋回割出し可能なタレットを備えた刃物台をいい、本発明に係る複合加工機では、オペレーターから見て手前側が低くなる方向に所定の角度（３０～４５°）で傾斜したスラント型のベッドに、Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台が対向配置されている。

ここで、主軸線方向をＺ軸、タレット刃物台の切り込み方向をＸ軸、このＸ軸とＺ軸に直交する方向をＹ軸と定義する。
Ｌ及びＲタレット刃物台は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動制御されている。
必要に応じて、Ｚ軸回りの角度をＣ軸、Ｘ軸回りの角度をＡ軸、Ｙ軸回りの角度をＢ軸と表現する。

本発明において、アッパー刃物台は垂直コラムに取り付けられ、上下、前後方向及びＬ主軸とＲ主軸との軸線方向に移動制御されているのが好ましい。
また、アッパー刃物台は回転固定可能なスピンドルを有するのが好ましい。
ここで、アッパー刃物台は縦型の垂直コラムに取り付けられ、上下方向の垂直軸に沿って移動制御され、前後方向の水平軸に沿って移動制御されている。

Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台を対向配置した場合に、相互に干渉しないように図２に示すようにＬタレット１５ａとＲタレット１６ａは、それぞれＺ軸方向の原点ＬＺ_０，ＲＺ_０が設定されている。
本発明は、ＮＣ装置にオーバートラベルと称される値が設定されており、図３に示すようにＲタレット１６ａが原点ＲＺ_０を超えて、Ｚ軸座標上、ＲＺ_１までの距離Ｒ_１だけ移動可能に設定してあり、Ｌタレット１５ａの基準移動領域内まで移動可能に制御されている。
また、Ｌタレット１５ａは図４に示すように、その原点ＬＺ_０を超えてＺ軸座標上、ＬＺ_１までの距離Ｌ_１だけ移動可能に設定され、Ｒタレット１６ａの基準移動領域内まで移動可能制御されている。
この関係を本明細書では、相互にクロス移動可能（クロスオーバートラベル）と表現する。
なお、ＮＣ装置には、Ｌタレット１５ａとＲタレット１６ａとが干渉しないように相互のオーバートラベル値が検出及び制御されている。
これにより、Ｌ主軸１３側のワークに対してもＲタレット刃物台が役割を担うことができ、逆にＲ主軸側のワークに対してもＬタレット刃物台が役割を担うことができる。

本発明においては、対向する２台のタレット，Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台とがＺ軸に沿って左右に移動するとともに、２台のタレット刃物台の間隔が変動する。
そこで本発明は、Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台の間にユニットカバーを有し、前記ユニットカバーはＬ・Ｒタレット刃物台の移動に追随可能で、且つＺ軸方向に伸縮自在になっているのが好ましい。

本発明に係る複合加工機にあっては、２主軸を対向配置し、この主軸線の手前であって下側に２台のタレット刃物台を配置したロア２タレット旋盤に、主軸線の奥側に配置した縦型のコラムを有し、これにアッパー刃物台を設けたので、ターニング加工，ミーリング加工等の複合的な加工が高速で高精度に実行することが可能になる。
また、対向配置した２台のタレット刃物台のＺ軸方向の移動領域を相互にクロスオーバートラベル可能になっているので、アッパー刃物台と合せて複数の刃物台による協働加工も可能になる。

本発明に係る複合加工機の構造例を示す。刃物台の基準移動領域の説明図を示す。Ｒタレットのオーバートラベル値の設定例を示す。Ｌタレットのオーバートラベル値の設定例を示す。ワークをＬ主軸にチャックし、ＲタレットでセンターサポートしながらＬタレットとアッパー刃物台でターニング加工する例を示す。ワークをＲ主軸にチャックし、ＬタレットでセンターサポートしながらＲタレットとアッパー刃物台でターニング加工する例を示す。Ｌ主軸にワークをチャックし、Ｌタレットにてワークを振れ止め支持しつつ、Ｒタレットとアッパー刃物台にて外径，内径のターニング加工を協働して実行する例を示す。左右のタレット刃物台にユニットカバーを取り付けた例を示す。図８における中央のユニットカバーと右側のユニットカバーを取り外した状態を示す。ユニットカバーの断面説明図を示す。

図１に本発明に係る複合加工機の構造例を示す。
図１は、オペレーター側を手前にした斜視図である。
オペレーターから見た左右方向のＺ軸方向に沿って、左側のＬ主軸台１３ａにＬ主軸１３を取り付け、右側のＲ主軸台１４ａにＲ主軸１４を設けてある。
本実施例では、Ｌ主軸１３とＲ主軸１４との間でワークの引き渡しが可能になるように、Ｒ主軸台１４ａがＺ軸方向のレール１８ａ，１８ａに沿って移動可能に制御されている。

Ｌ・Ｒ主軸線の手前側は、スラント型のベッド１１になっていて、Ｚ軸方向に左側のＬタレット刃物台１５と右側のＲタレット刃物台１６が対向配置されている。
Ｌタレット刃物台１５には旋回割出し可能なＬタレット１５ａ、Ｒタレット刃物台１６には同様にＲタレット１６ａが取り付けられている。
それぞれのタレット刃物台１５，１６は、レール１８ｂ，１８ｂに沿ってＺ軸方向に移動制御され、レール１８ｄに沿ってＸ軸方向に移動制御される。
また、図示を省略したがＹ軸方向に沿って移動制御されている。
Ｌ・Ｒ主軸線の奥側には、水平型のベッド部１１ａを形成し、縦型（垂直）のコラム１２を設けて、スピンドルを有するアッパー刃物台１７を取り付けてある。
コラム１２は、レール１８ｃに沿ってＺ軸方向、レール１８ｅに沿って前後方向の水平軸に移動制御されている。
アッパー刃物台１７は、コラム１２に設けたレール１２ａ，１２ａに沿った垂直軸方向に上下移動制御可能になっていて、スピンドルは回転を止めた状態に固定可能になっている。

刃物台の移動範囲を図２～図４に説明する。
ＮＣ装置の制御プログラムにてＺ軸座標上、Ｌタレット１５ａの原点ＬＺ_０とＲタレット１６ａの原点ＲＺ_０が設定され、その間に間隔Ｄを設けることで２台のタレットが相互に干渉しないように基準移動領域が設定されている。
これにより、Ｌタレット１５ａの基準移動領域はＬＺ_０とＬＺ_Ｌとの間となり、Ｒタレット１６ａの基準移動領域はＲＺ_０とＲＺ_Ｒとの間となる。
アッパー刃物台１７は、中央の原点ＵＺ_０に対して、左側のＵＺ_Ｌ，右側のＵＺ_Ｒの間が基準移動領域に設定される。

本発明は、対向する２台のタレット刃物台に相互にクロスさせたオーバートラベル値を設定してある。
図３にＲタレット１６ａのオーバートラベル値の設定例を示す。
Ｒタレット１６ａは、原点ＲＺ_０を超えた距離Ｒ_１までの座標ＲＺ_１まで移動可能に設定してあり、図４に示すようにＬタレット１５ａは、原点ＬＺ_０から距離Ｌ_１を超えた座標ＬＺ_１までの相互にクロスさせたオーバートラベル値を設定した例になっている。

相互にクロスさせたオーバートラベル値を設定したことにより、複数の刃物台を協働させて、いろいろな切削加工が可能になる。
ＮＣ装置の加工プログラムは、制御系統毎にプログラミングされている。
複数の刃物台を有している場合、刃物台毎の系統制御と複数の刃物台を同時に制御する多軸多系統制御等がある。
これらの系統を切り換え選択使用することで、刃物台の移動範囲をクロスさせることができる。
図５に示した例は、Ｌ主軸１３に丸棒状のワークＷをチャック及び回転保持する際に、Ｒタレット１６ａにてワーク先端部を心押え工具１６_Ｔ１にてセンターサポートし、Ｌタレット１５ａに装着した工具１５_Ｔ１と、アッパー刃物台１７に装着した工具１７_Ｔにて加工を実行することができる。
また、Ｒタレット１６ａの心押え工具１６_Ｔ１を他の工具に割出し、ボーリング加工等も実行できる。
図６に示した例は図５とは逆に、Ｒ主軸１４に丸棒状のワークＷをチャック保持し、Ｌタレット１５ａに装着した工具１５_Ｔ２にて、ワーク端面をセンターサポートし、Ｒタレット１６ａに装着した工具１６_Ｔ２と、アッパー刃物台１７に装着した工具１７_Ｔにて切削加工を実行することができる。
この場合も、Ｌタレット１５ａに各種工具を装着、あるいは割出し、Ｒ主軸１４側のワークを加工することもできる。
図５，６では、アッパー刃物台のスピンドルの回転を固定して、バイトを取り付けた例を示したが、スピンドルに回転工具を装着することで、各種ミーリング加工を実行することができる。
図７は、Ｌ主軸１３側にワークをチャック及び回転制御し、Ｌタレット１５ａに振れ止め具１５_Ｔ３を装着し、ワークＷを回転支持しつつ、Ｒタレット１６ａに装着した工具１６_Ｔ３で内径ボーリング、アッパー刃物台に装着した工具１７_Ｔにて外径旋削をする例を示す。
このように、対向タレットを相互にクロスさせてオーバートラベル値を設定したことにより、２つ又は３つの刃物台を協働させて各種加工を実行することができる。

複合加工機に２台のタレット刃物台を対向配置した際に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動制御や、タレットをＣ軸制御するための各種駆動部が必要となる。
これらの駆動部に切粉等がかからないように、各種カバーを設けることが行われている。
例えば図８に示すように、Ｌタレット刃物台を覆うカバー１５ｂ、Ｒタレット刃物台を覆うカバー１６ｂを有し、Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台のベッド１１側に設けた駆動部を覆う中央部のユニットカバー１９と、Ｒタレット刃物台１６の後方側を覆う右側のユニットカバー２０を有する。
図９は、この中央部のユニットカバー１９と右側のユニットカバー２０を取り外した状態を示す。
内部に駆動部１６ｃ，１６ｄ等を有している。

中央部のユニットカバー１９は、Ｌタレット刃物台１５とＲタレット刃物台１６のＺ軸方向の移動に伴って、ユニットカバー１９全体が移動することになり、且つＬタレット刃物台１５とＲタレット刃物台１６との間の間隔も広くなったり、狭くなったりする。
また、右側のユニットカバー２０は、Ｒタレット刃物台１６の移動により伸縮する必要がある。
そのユニットカバーの動きを図１０に示す。
図１０は、ユニットカバーのオペレーター側の側面の断面図を模式的に示す。
中央部のユニットカバー１９は、複数のスライド部材１９ａ～１９ｄが相互にスライド伸縮自在であり、Ｚ軸方向長さＬ_１が伸縮を繰り返しながら左右のタレット刃物台１５，１６とともに、ユニットカバー１９全体が左右移動可能になっている。
右側のユニットカバー２０は、最も右側のスライド部材２０ｄが複合加工機の加工領域を覆う側壁部２２に固定され、最も左側のスライド部材２０ａがＲタレット刃物台１６の後部側に固定され、その間の複数のスライド部材２０ｂ，２０ｃを介してスライド伸縮する。
また、本実施例では、Ｌタレット刃物台１５の後部側を開放するために、左側の側壁部２１とカバー１５ｂとがスライドする例になっている。

１１ベッド
１２コラム
１３Ｌ主軸
１３ａＬ主軸台
１４Ｒ主軸
１４ａＲ主軸台
１５Ｌタレット刃物台
１５ａＬタレット
１６Ｒタレット刃物台
１６ａＲタレット
１７アッパー刃物台

Claims

ＮＣ装置にてＮＣ制御された複合加工機であって、
同一軸線上に対向配置したＬ主軸とＲ主軸を有し、
前記Ｌ主軸とＲ主軸との同一軸線であるＬ・Ｒ主軸線に対して手前側に対向配置したＬタレット刃物台とＲタレット刃物台を有し、
前記Ｌ・Ｒ主軸線に対して奥側に配置したアッパー刃物台を有し、
前記Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台はそれぞれＸ軸，Ｙ軸方向に移動制御され、かつＺ軸方向において相互に相手側のタレット刃物台の基準移動領域内まで相互にクロス移動可能であり、
前記ＮＣ装置において前記Ｌタレット刃物台はＺ軸座標上、基準移動領域内を示す原点ＬＺ_０及び前記原点ＬＺ_０を超えたＬＺ_１まで移動可能に制御され、前記Ｒタレット刃物台はＺ軸座標上、基準移動領域内を示す原点ＲＺ_０及び前記原点ＲＺ_０を超えたＲＺ_１まで移動可能に制御され、かつ前記Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台とが干渉しないようにオーバートラベル値の検出及び制御手段を有し、前記Ｌタレット刃物台とＲタレット刃物台とを協働させて切削加工が可能であり、
前記Ｌタレット刃物台と前記Ｒタレット刃物台の間にＺ軸方向に全体として移動可能及び伸縮自在の中央部ユニットカバーを有しており、かつ、前記Ｌタレット刃物台又は前記Ｒタレット刃物台の後方側を覆う伸縮自在の側部ユニットカバーを有しており、
前記アッパー刃物台は垂直コラムに取り付けられ、上下、前後方向及びＬ主軸とＲ主軸との軸線方向に移動制御されていることを特徴とする複合加工機。
前記アッパー刃物台は回転固定可能なスピンドルを有することを特徴とする請求項１記載の複合加工機。