JPH02152701A - 主軸摺動型自動旋盤およびこれを用いた加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主軸摺動型自動旋盤、特に第１及び第２主軸台
を有し裏加工と裏加工との両者を行うことのできる主軸
摺動型自動旋盤のワーク支持機構に関するものである。

［従来の技術］ 素材のチャッキング把持から複数の工具を用いた多段切
削を行い所望形状のワークとして吐出するまでほぼ完全
に自動化された自動旋盤が周知であり、ターニングセン
タその他として機械加工の必要不可欠な要素を形成し、
これらの自動旋盤は通常コンピュータ数値制御されてい
る。

この種の自動旋盤には各種の形式が存するが、素材を把
持した主軸台が素材に回転駆動を与えると共にベッド上
で加工軸方向に摺動する主軸摺動型自動旋盤が比較的小
型かつ精密な加工装置として広く用いられている。

この種の主軸摺動型自動旋盤は、素材の加工軸方向の送
りを主軸台が受は持ち、一方、切り込み方向の送りは工
具が受は持つので、両者の協調によって極めて効率の良
い加工が行え、特に長尺素材を連続的に多数個取りして
加工する際に主軸台が素材の把持から送り出しまで全て
行う結果、効率の良い連続加工が可能となる。

また、工具もベッド上で加工軸方向の移動を必要としな
いので多数の工具が着脱可能に設けられたタレットをし
っかりと位置決め保持できるため、工具移動型に見られ
る加工時の振動等を極力抑制することができる等の優れ
た品質の加工が行える利点がある。

しかしながら、一方において、このような主軸摺動型自
動旋盤は、主軸台か素材の一端を把持して片持ち支持に
よる加工が行われ、また加工領域が長いときには片持ち
支持点からの突き出し量、すなわちオーバーハング量か
大きくなり、加工時の側圧によって素材が変形したり加
工精度が劣化することが生じ、このために、従来におい
ては、ベッド上に工具による加工点近傍にガイドブツシ
ュを設け、主軸台から突き出された素材はこのガイドブ
ツシュで支持され、常に素材の加工位置が工具の加工点
にガイドブツシュから僅かに突き出した状態となるよう
に支持され、前記片持ち支持による弊害が除去されてい
る。

このような主軸摺動型自動旋盤は特にスイス型自動旋盤
として周知であるが、更に、近年においては、このよう
な単一主軸に加えて第２主軸台を設けることによって第
１主軸台による裏加工に加えて第２主軸台による裏加工
を可能とする自動旋盤が実用化されている。

この第２主軸台は第１主軸台による裏加工が完了したワ
ークをその他端で把持し、このワークに所定の回転駆動
を与えて最終工程の加工を受は持つことによって自動旋
盤の機能を更に拡張することを可能としている。

第２主軸台も前記ワークに対する回転駆動と同時に加工
軸方向に摺動可能に設けられており、ワークの最終加工
を行いながら、これを吐出する間に前記第１主軸台は次
の素材に対する加工１備が可能となり、全体の加工サイ
クルを短縮するためにも極めて有効であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の双生軸台自動旋盤は、基本的に第
２主軸台による裏加工がワークの端面加工をその主たる
目的としており、第１主軸台から切り離されたワークの
端面を正しい寸法に加工するためのみに用いられて壮り
、従来においては、あくまでも第１主軸台による素材加
工の最後の工程を行う補助的なものと考えられていた。

従って、従来においては、裏加工と裏加工との加工サイ
クルの割合も前者が圧倒的に多く、裏加工時にはせいぜ
い裏加工の次のサイクルの準備程度しかサイクルの短縮
が期待されていなかった。

本発明は従来における裏加工の役割を更に拡大して従来
の単なる端面加工のみでなく加工サイクル中の後半部分
を更に拡大して受は持つことによって、加工サイクルを
裏加工と裏加工とに従来より高い割合で配分できるよう
にしたものである。

しかしながら、前述した従来の双生軸台自動旋盤では第
２主軸台もワークを片持ち支持するので、加工時に受け
る側圧に耐えて高精度の加工を行うためには、そのオー
バーハング量がせいぜい支持位置直径の２〜３倍程度の
オーバーハング量しか許容されず、これによって、裏加
工が行える範囲に著しい制約が与えられていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、裏加工時においてもワークを正しく支持して
裏加工範囲を拡大することのできる改良された主軸摺動
型自動旋盤を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、裏加工を行う第
２主軸台の加工軸上でワークを工具の加工点近傍にて中
間ガイドする第２ガイドブツシュを設けたことにある。

また、本発明によれば、前記裏加工による加工軸は裏加
工の加工軸と異なる位置に設定することも可能であり、
このときには、第２主軸台は加工軸方向と直交方向にス
ライド可能に設けられる。

一方、前記両加工軸を共通とすることももちろん可能で
あり、このときには、第２主軸台は第１主軸台と同様に
共通の加工軸上で摺動可能に設けられる。

［作用コ 従って、本発明によれば、裏加工の完了したワークを第
２主軸台が把持するとき、ワークを裏加工するときの支
持は工具近傍に位置決めされた第２ガイドブツシュで中
間ガイドするので、第２主軸台によるワークの他端把持
は十分に大きなオーバーハングで行うことができ、これ
によって、裏加工での加工可能な領域を著しく拡大する
ことが可能となり、はぼ裏加工と同量の加工範囲を設定
可能である。

従って、本発明によれば、従来の端面加工のみではなく
裏加工を拡大することが可能となり、これによって、例
えば全加工サイクルを裏加工と裏加工とに二分割し、裏
加工実施中に第１主軸台は次の素材の裏加工を行い、こ
れによって全体の加工時間を著しく短縮することを可能
とする。

更に、本発明において、第１主軸台の加工軸と第２主軸
台の加工軸を異なる位置に設定することにより、裏加工
と裏加工とを離れた位置で実行して工具の抵触等による
加工の制約を除去することが可能となる。

更に、前記両加工軸を共通とした場合には、両加工の加
工点を軸方向に離した位置に設定し、第２主軸台の加工
軸に対して直交する方向のスライド運動を除去すること
による構造の簡素化及び加工時間の短縮を図れるという
利点がある。

［実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１．　２．　３図にはそれぞれ本発明に係る主軸摺動
型自動旋盤の好適な第１実施例のそれぞれ平面、正面及
び側面図が示されている。

ベッド１０には従来と同様に摺動台ベース１２が固定さ
れており、この摺動台ベース１２上に第１主軸台１４が
加工軸１００に沿って矢印六方向に拍動自在に設けられ
ている。

この第１主軸台１４の送りは前記摺動台ベース１２に設
けられた第１主軸送りサーボモータ１６によって制御さ
れている。

従って、第１主軸台１４は詳細には図示していないが、
素材、通常の場合長尺丸棒を所定の加ニブログラムにし
たがってコンピュータ制御により把持し、これを後述す
る工具の加工点まで送り出して加工のための回転駆動を
行い、また加工軸１００方向への送りをサーボモータ１
６により実行することができる。

前記ベッド１０上には刃物台摺動ベース１８が固定され
ており、この刃物台摺動ベース１８には第１刃物台２０
及び第２刃物台２２が加工軸１００と直交する方向に矢
印Ｂ及びＣで示されるように往復動可能に設けられてい
る。

前記第１刃物台２０及び第２刃物台２２をそれぞれ矢印
Ｂ、　Ｃ方向に移動するために、刃物台摺動ベース１８
には第１刃物台送りサーボモータ２１及び第２刃物台送
りサーボモータ２３が設けられている。

そして、これら両刃吻合２０．２２には周知の如く第１
タレツト２４そして第２タレツト２６が回転自在に支持
されており、刃物ホルダ２８゜３０を介して任意に着脱
自在に設けられた多数の工具３２．３４により所望の加
工が行われる。

画工具３２．３４は前記刃物台２０．２２の摺動によっ
て切込軸２００上を移動し、素材の加工点はこの切込軸
２００と素材との交点にて定められる。

周知の如く、前記加工点に素材を位置決めするとき、第
１主軸台１４の片持ち把持では素材はそのオーバーハン
グ量が著しく大きくなり、このために、装置には第１ガ
イドブツシュ３６が設けられ、前記刃物台摺動ベース１
８に固定された第１ガイドブツシュホルダ３８に第１ガ
イドブツシュ３６が固定されている。

従って、素材は加工点近傍において第１ガイドブツシュ
３（５にて中間ガイドされ、工具３２゜３４によって所
望の精密加工が行われる。

実施例において、ワークの裏加工を行うために、ベッド
１０には第２摺動台ベース４０が固定されており、この
第２摺動台ベース４０上にスライドベース４２が加工軸
１００に沿った矢印り方向に往復動自在に設けられてい
る。

そして、このスライドベース４２上には第２主軸台４４
が加工軸１００と直交する矢印Ｅて示される方向に往復
摺動自在に設けられ、この結果、第２主軸台４４は加工
軸１００に沿った方向とこれと直交する方向の両者に対
して任意に移動できることが理解される。

実施例において、第２主軸台４４による裏加工軸は図示
の如く符号３００で示されており、前記裏加工軸１００
と異なる位置にこの裏加工１１ｈ３００が設定され、第
２主軸台４４は裏加工軸１００においてワークの他端を
把持した後に矢印Ｅで示される方向にスライドして裏加
工軸３００において所望の裏加工を行うことができる。

第２主軸台４４を所望の矢印り及びＥ方向に移動させる
ため、前記第２摺動台ベース４０及びスライドベース４
２にはそれぞれ軸方向送りサーボモータ４６及びスライ
ド送りサーボモータ４８が設けられている。

本発明において特徴的なことは、前記第２主軸台４４に
よって裏加工軸３００上で裏加工が行われるときに、ワ
ークを加工点近傍で中間ガイドするために第２ガイドブ
ツシュが設けられていることであり、実施例において、
この第２ガイドブツシュ５０は第２ガイドブツシュホル
ダ５２によってベッド１０に固定されている。

実施例において、このガイドブツシュ５０は前記裏加工
軸３００上に設けられており、第１図の鎖線で示される
如く第２主軸台４４がワークを把持して裏加工軸３００
にスライドした状態でそのワークを第２加工点近傍にお
いて中間ガイドすることができる。

実施例において裏加工は、前記第２タレツト２６に着脱
可能に保持された裏加工工具５４により行われ、第２切
込軸４００とワークとの交点が裏加工点を形成する。

従って、裏加工において第２主軸台４４が十分に大きな
オーバーハングでワークを支持した場合、例えばワーク
の支持位置直径に対して１０倍以上のオーバーハングを
持っていた場合においても、第２ガイドブツシュ５０が
これを第２加工点近傍において中間ガイドするので、側
圧が大きな加工に対しても十分に耐えることができ、高
精度の加工を実現することができる。

第４図には本発明に係る第２ガイドブツシュの好適な実
施例が示されている。

図において、第２ガイドブツシュホルダ５２にはガイド
ブツシュ５０がそのフランジ部５０ａにおいてネジ５６
．５８によってしっかりと締め付は固定されている。

実施例における第２ガイドブツシュ５０はそのワーク側
にテーパ受入れ面５０ｂを有し、ワークを正しくガイド
ブツシュ５０のガイド面５０ｃに導くことができる。

第５図には第１実施例の加工工程が示されており、また
第６図には本実施例において加工されるワークの加工形
状が示されている。

第５Ａ図は第１主軸台１４が索材Ｍを把持して第１加工
軸１００に沿って送り出しながら加工を行っている状態
を示し、図における裏加工は第１タレツト２４の一工具
３２により行われている。この加工形状は第６Ａ図の裏
加工で示されており、前記加工サイクルのほぼ半分が第
１主軸台１４による裏加工によって受は持たれている。

この裏加工中、図において、第２主軸台４４は第１加工
軸１００上において加工点から離れた位置に待機してい
るが、実際上は、後述する如くこの裏加工中に第２主軸
台４４は通常の場合裏加工に従事している。

前記裏加工か完了すると、第５Ｂ図で示される如く、第
１主軸台１４が素材Ｍ及びワークＷを第１加工軸１００
に沿って送り出すと共に、第２主軸台４４が前進してワ
ークＷの他端を受は入れる。

そして、実施例によれば、ワークＷは裏加工の最終工程
にて素材Ｍから切り離され、この切り落とし寸前に第２
主軸台４４はワークＷの他端を把持する。このようにし
て第５Ｂ図にて裏加工が完了した第６Ａ図で示されるワ
ークＷが第２主軸台４４に委ねられ、裏加工が開始され
る。

第５Ｃ図は第２主軸台４４が第２加工軸３００間へスラ
イドしてワークＷを第２ガイドブツシュ５０で中間ガイ
ドし裏加工工具５４にて所望の裏加工を行っている状態
を示し、図示の如く、ワークＷは第２主軸台４４から十
分に大きなオーバーハングで突出しているが、図から明
らかな如く、実際の裏加工は第２ガ・ｒドブブシュ５０
にて加工点近傍で中間ガイドされながら行われるので、
大きな側圧かかかった場合においても高精度の加工を行
うことが可能となる。

また、第５Ｃ図で明らかな如く、この裏加工中、既に第
１主軸台１４は次の素材Ｍを把持して裏加工を行ってお
り、このように、裏加工と裏加工とを同時に行うことに
よって全体の加工サイクルを極めて短縮することか可能
となる。

第５Ｄ図は裏加工されたワークが第２主軸台４４によっ
て第２ガイドブツシュ５０から引き抜かれて矢印の如く
吐出排出される状態を示しており、これによって、第６
Ｂ図で示され〕形状の加工が完了する。尚、前記吐出排
出は、第２主軸内後部よりエアにより吐出する方式、シ
リンダ装置等を介し押し棒にて押出す方式、あるいはロ
ボットによるハンドリングにて行う方式等がある。

また、第５Ｄ図の状態においては、前記吐出排出動作時
、第２主軸内よりワークを取出すためには、第２ガイド
ブツシュと第２主軸間距離を少なくともワーク長以上と
する必要がある。

そして、このとき、第１主軸台１４は既に裏加工をほぼ
完了しており、第２主軸台４４は再び第５Ａ図で示され
る位置にスライド復帰し、以上の工程が繰り返される。

以上のようにして、本発明によれば、裏加工に対して第
２ガイドブツシュを設けることにより、裏加工でのオー
バーハングを十分に大きくして加工領域を従来の端面ば
かりでなく例えば丸棒の側面半分を加工可能とし、裏加
工における加工領域を著しく拡大することが可能となる
。

また、この結果、裏加工と裏加工とを同時に行うことに
よって、加工サイクルを分割して全体の加工サイクルを
極めて短縮することが可能となる。

また、前述した実施例によれば、第２加工軸は第１加工
軸と異なる位置に設定されており、これによって、工具
その他の移動領域を十分に設定することができ、裏加工
及び裏加工の両者に対して複雑な加工を可能とすること
ができる。

第７．８．９図には本発明の好適な第２実施例の平面、
正面及び側面図が示されており、第１実施例と同一もし
くは対応部材には同一符号を付して説明を省略する。

第２実施例において特徴的なことは、第２主軸台４４が
第１加工軸１００上においてのみ摺動可能に設けられて
おり、第１実施例と異なり、第１加工軸１００に対して
直交する方向のスライド運動を行うことがない。

従って、第２ガイドブツシュ５０もこの共通の加工軸１
００上に設けられており、実施例においては、第２ガイ
ドブツシュ５０を支Ｖｊｊする第２ガイドブツシュホル
ダ５２が第２摺動台ベース４０上に設けられている。

従って、第２実施例では、装置の構成が簡単となり、ま
たスライド運動がない分加工サイクルを短縮可能である
−０ もちろん、裏加工及び裏加工を同時に行うときの各工具
の移動領域を得るために、第２主軸台４４は十分に大き
な加工軸方向の移動りを行う。

第２実施例の共通加工軸方式によれば、表加工において
必要に応じてワークを第１ガイドブツシュ３６ばかりで
なく、第２ガイドブツシュ５０にて２点支持することが
できる利点がある。

第１０図には第２実施例の加工工程が示されている。

第１０Ａ図は第１主軸台１４による裏加工が示されてお
り、このとき第２主軸台４４は加工軸１００上で右方向
に退避している。

第１０Ｂ図は素材ＭからワークＷを究明るための切落と
し工程を示し、本実施例においては、素材Ｍは第１主軸
台１４から十分に送り出されて、そのワークＷは第２ガ
イドブツシュ５０によって支持された状態で工具５４に
よって切落とされている。

従って、このような２点軸受方式によれば、裏加工で十
分に大きくオーバーハングした加工も可能となり、かつ
第１０Ｂ図の状態から直ちに裏加工及び裏加工が開始さ
れ、加工サイクルの短縮化を図る利点がある。

第１０Ｃ図は素材Ｍから切落とされたワークＷが裏加工
に１％されている状態を示し、またこのとき索材Ｍは次
の裏加工に供されている。

ＴＳｌ　０　Ｄ図は裏加工が完了したワークＷが矢印で
示される如く吐…されている状態を示し、この状態から
再び第１０Ａ図に戻り次の裏加工が準備され、以下、こ
の工程を繰り返すことによって加工サイクルの短い自動
加工が行われることとなる。

第１１図は本発明の第３実施例を示し、第２主軸台４４
は加工軸１００上を移動するのみであるが、第２ガイド
ブツシュ５０が矢印Ｆで示される如く加工軸１００と直
交方向にスライド自在であり、これによって、裏加工時
には第２ガイドブツシュ５０が退避しているが、裏加工
を行うときにはこの第２ガイドブツシュ５０を加工軸１
００上に位置決めして所望の裏加工を行うことができる
。

従って、装置を簡素化すると共に、加工領域での工具の
移動を容易にすることが可能である。

第１２図には更に本発明の第４実施例が示されており、
前述した第３実施例と同様に、第２主軸台４４は加工軸
１００上でのみ摺動し、また第２ガイドブツシュ５０が
これと直交してスライドするが、この第４実施例では第
２ガイドブツシュ５０を第２タレツト２６の工具の代わ
りに設けたことを特徴とし、従来の自動旋盤と同一の構
造で、そのタレットの工具の代わりに第２ガイドブツシ
ュを設けることにより簡易型で本発明の機能を果たすこ
とが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、裏加工に対して
も第２ガイドブツシュを設けることによって大きなオー
バーハングでワークを加工することができ、ワークの加
工範囲を著しく拡大することか可能となる。

また、本実施例では、裏加工と裏加工とがベッドの左右
端において行われているが、もちろん、本発明では、必
要に応じてこれらの裏加工及び裏加工を行う両生軸台を
ベッド上に並列に設置し、周知のロボットを用いて素材
か裏加工された後のワークをロボットで把持してこれを
第１主軸台と隣接して設けられている第２主軸台へ方向
転換して移動させ、第２主軸台による裏加工を行うこと
もできる。

また、径の異なる第２ガイドブツシュをワーク形状に対
応して複数配設し、直線駆動によるインデックス機構、
または回転割出し機構、またはこれらの組合せにより任
意に選択使用する構成とすれば、より汎用性に富み、こ
れらを含み、前記種々の変形組合せは本発明の要旨を変
更するものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、裏加工に対して
も第２ガイドブツシュによる中間ガイドを行わせたので
、裏加工時におけるワークのオーバーハングを十分に大
きく取ることができ、各種の異なる加工を可能とし、ま
た、これによって裏加工と裏加工とに加工サイクルを分
割して加工サイクルを短縮化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る主軸Ｈ１動型自動旋盤の好適な第
１実施例を示す平面図、 第２図は第１図における第１刃物台を除去した状態を示
す一部破断圧面図、 第３図は第１実施例の側面図、 第４図は第１実施例における第２ガイドブツシュの詳細
を示す断面図、 第５Ａ−Ｄ図は第１実施例の加工工程を示す説明図、 第６Ａ、Ｂ図はそれぞれ第１実施例におけるワークの加
工形状を示す説明図、 第７図は本発明に係る主軸摺動型自動旋盤の好適な第２
実施例の平面図、 第８図は第２実施例の一部破断正面図、第９図は第２実
施例の側面図、 第１ＯＡ−Ｄ図は第２実施例の加工工程を示す説明図、 第１１図は本発明の第３実施例の概略平面図、第１２図
は本発明の第４実施例の概略平面図である。 １０　・・・　ベッド １４　・・・　第１主軸台 ３６　・・・　第１ガイドブツシュ ４４　・・・　第２主軸台 ５０　・・・　第２ガイドブツシュ １００　　・・・　第１加工輔 ３００　　・・・　第２加工輔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベッドに対して加工軸方向に摺動自在に設けられ
   、素材の一端を把持して素材の回転駆動及び加工軸方向
   への送り出しを行う第１主軸台と、前記第１主軸台の加
   工軸上でベッドに固定され素材を工具の加工点近傍で中
   間ガイドする第１ガイドブッシュと、 前記第１主軸台の加工軸上で第１主軸台による表加工が
   完了したワークの他端を把持し、ワークを回転駆動する
   と共に加工軸方向に摺動して裏加工を行う第２主軸台と
   、を含む主軸摺動型自動旋盤において、 前記第２主軸台の加工軸上に位置決めされ裏加工時のワ
   ークを工具の加工点近傍で中間ガイドする第２ガイドブ
   ッシュが設けられていることを特徴とする主軸摺動型自
   動旋盤。
2. （２）請求項（１）記載の装置において、 第２主軸台は加工軸方向と直交する方向にスライド可能
   に設けられ、第２主軸台は第１主軸台の加工軸と異なる
   裏加工軸を有し、 前記第２ガイドブッシュは裏加工軸上に位置決めされる
   ことを特徴とする主軸摺動型自動旋盤。
3. （３）請求項（１）記載の装置において、 第１主軸台及び第２主軸台は共通の加工軸を有すること
   を特徴とする主軸摺動型自動旋盤。