JPH04193401A - 工作機械 - 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、ワークに対して背面加工を含む複数種の加工
を施すことの可能な工作機械に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ワークの表裏に能率よく加工を行う工作機械
として、２本のワーク保持用主軸を対向して設けたもの
が知られている（例えば、特開昭５６−１３９８０２号
、特開昭５９−１２９６０１号、特開昭６０−１７７８
０１号公報）。

特開昭５６−１３９８０２号公報及び特開昭５９＝１２
９６０１号公報に開示の装置は、２つの主軸台を水平な
同一軸線上で向がし・合うように、且つ相互に接近離反
可能に設け、且つ、その軸線に直角且つ水平方向に移動
可能な工具台を設け、主軸台の軸線方向の送り及び工具
台の送りによって主軸に保持したワークに対する所望の
加工を行い、二つの主軸台の接近離反によって両主軸台
間でワークの受は渡しを行うように構成したものである
。

特開昭６０−１７７８０１号公報に開示の装置は。

第一スピンドルを垂直に且つワークを下端側に保持する
ように配置し、その下に、この第一スピンドルと同軸位
置及び退避位置に移動可能な第ニスピンドルを第一スピ
ンドルに対向するように配置し、且つタレット刃物台を
第一スピンドルの軸線に平行方向及び直角方向に移動可
能に設け、第一スピンドルにワークを保持させ、タレッ
ト刃物台の２方向の移動によって所望の加工を行い１次
いでそのワークを第ニスピンドルに渡し、ワーク背面に
前記タレット刃物台を使用して所望の加工を行うように
構成したものである。

しかしながら、これらの装置はいずれも欠点を有してい
−た。すなわち、特開昭５６−１３９８０２号公報及び
特開昭５９−１２９６０１号公報６二開示の装置はいず
れも、対向して設ける主軸台をその軸線が水平になるよ
うに配置しているため、装置設置のための水平方向のス
ペースが大きく必要となる。また、工具台が移動する形
式であるので１回転工具、計測工具、刃物交換装置等の
取付が困難であｇｔという欠点もあった。

一方、特開昭６０−１７７８０１号公報に開示の装置で
は、スピンドルが垂直に配置されているため、スペース
的には有利であるが７単一のタレット刃物台しか設けて
いないので、第一スピンドル又は第ニスピンドルのいず
れか一方に保持したワークに対する加工しか行うことが
できず、ＷＡ言すれば、第一スピンドルと第ニスピンド
ルによる同時加工はできず、加工効率が悪いという欠点
があった。また、この装置も刃物台が移動し、しかもタ
レント構造であるので１回転工具。

計測工具、刃物交換装置等の取付が一層困難であるとい
う欠点もあった。

そこで２本出願人はこれらの欠点を解消した工作機械を
開発し、特許出願した（特開平１−２２８７０１号公報
参照）。この公報に開示の工作機械は、垂直に且つ下開
きに第一主軸を配置するとともに、その第一主軸よりも
下方に、垂直に且つ土間きに第二主軸を配置し、各第一
主軸、第二主軸をそれぞれ水平方向（Ｘ軸方向）及び垂
直方向（Ｘ軸方向）に移動するように構成し、更に、第
一主軸のＸ軸方向の移動範囲の下方に固定した第一刃物
台を設け、かつ、第二主軸のＸ軸方向の移動範囲の上方
に固定した第二刃物台を設けたものである。この工作機
械では、第一主軸のＸ軸方向及びＸ軸方向の移動により
、その第一主軸に保持したワークを第一刃物台の工具で
加工でき、また、それと並行して第二主軸のＸ軸方向、
Ｘ軸方向の移動により。

その第二主軸に保持したワークを第二刃物台の工具で加
工でき、固定して設けた刃物台による加工が可能である
。また、ワークを第一主軸で保持しその表側（下側）に
加工を施した後、そのワークを第二主軸に受渡し、第二
主軸で保持してその裏側（上側）に加工を施すことがで
き、ワークの表側と裏側の両面加工を施すことができる
。更に、垂直に配置した主軸を利用するので、装置の据
え付は面積を小さくできる等の種々な利点を有するもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記特開平１−２２８７０１号公報に種
本している工作機械にも更に改良すべき点があることが
判明した。すなわち、この工作機械では、第一主軸と第
二主軸間でのワークの受渡しはローダ−を用いることな
く、直接行うことができるが、他の工作機械との間でワ
ークの受渡しを行うことはできなかった。

そのため１例えば、上記公報に開示の工作機械を複数台
設置しておき、一つのワークに対して複数台の工作機械
で種々な加工を施す場合には、一つの工作機械で所定の
加工を行った後のワークを１次の工作機械の主軸にこ保
持させるために、適当なローダーを使用しなければなら
ず７設備費が高くなるという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、工作機
械間でワークの受渡しを行うことの可能な工作機械を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべくなされた本発明は、第一主軸台に
回転するように保持されたワーク保持用の第一主軸であ
って、その軸線が垂直な基準面内に位置するように配置
される第一主軸と、該第一主軸を前記基準面に直角な軸
線のまわりに旋回させる第一旋回装置と。

前記第一主軸を前記基準面上で且つ水平な方向であるＸ
軸方向に移動させる第一Ｘ軸駆動装置と、前記第一主軸
を垂直な方向であるＸ軸方向に移動させる第一Ｚ軸駆動
装置と、前記第一主軸台よりも下方に配置される第二主
軸台に回転するように保持されたワーク保持用の第二主
軸であって、その軸線が前記基準面内に位置するように
配置される第二主軸と、該第二主軸を前記基準面に直角
な軸線のまわりに旋回させる第二旋回装置と、前記第二
主軸をＸ軸方向に移動させる第一Ｚ軸駆動装置と、前記
第二主軸をＸ軸方向に移動させる第二Ｚ軸駆動装置と、
前記第一主軸のＸ軸方向の移動領域と前記第二主軸のＸ
軸方向の移動領域との間に配置された刃物台と、該刃物
台に、第一主軸側を向くように保持された工具及び第二
主軸側を向くように保持された工具とを備えた工作機械
を要旨とする。

〔作用〕

上記構成の工作機械では、第一主軸を第一旋回装置によ
って垂直で且つ下向きとし、また、第二主軸を第二旋回
装置によって垂直で且つ上向きとすることにより、各主
軸に保持したワークを刃物台に設けた工具に対向させる
ことができる。このため、第一主軸、第二主軸をそれぞ
れＸ軸方向、Ｘ軸方向に移動させることにより、それぞ
れに保持したワークに対する加工を並行して行うことが
できる。また、第一主軸と第二主軸とをＸ軸方向の同じ
位置とすることにより１両主軸の先端が向い合うので１
両主軸間でワークの受渡しを行うことができ、一方の主
軸でワークの表側（前面）の加工を行い、他方の主軸で
そのワークの裏側（背面）の加工を行うことができる。

上記構成の同じ工作機械を複数台、隣接させ且つ並べて
配置しておくと、隣接する２台の工作機械の第一主軸を
同じ高さとし、その第一主軸を互いに反対方向に旋回さ
せて水平とし、かつＸ軸方向に移動させて互いに接近さ
せることにより１画第一主軸を１直線上に揃え且つその
先端を互いに向い合わせることができる。

かくして、一方の工作機械の第一主軸に保持したワーク
をローダ−を用いることなく他方の工作機械の第一主軸
に受は渡すことができる。また、第二主軸間においても
同様にワークの受渡しを行うことができる。

〔実施例〕

以下１図面に示す本発明の詳細な説明する。第１図は本
発明の実施例による工作機械を複数台、並列に設置した
状態を示す概略正面図であり１符号Ａ、　Ｂ。

Ｃはその工作機械を示す。これらの工作機械Ａ、Ｂ。

Ｃは同し構造のものである。

第２図はその工作機械の正面図、第３図は第２図の工作
機械を■−■線に沿って見た断面図である。同図におい
て、１はほぼ垂直に設けられたベツド、２はワーク（図
示せず）を保持するようになった第一主軸。

３は、第一主軸２を回転可能に保持した第一主軸台であ
る。この第一主軸２は、常時その軸線が垂直な基準面Ｐ
−Ｐ上に位置するように配置されるものである。

４は第一主軸台３を載せた２軸スライド、５ばこのＺ軸
スライド４を垂直方向即ちＸ軸方向に摺動可能に保持す
るＸ軸スライド、６はＸ軸方向に配置されＺ軸スライド
４に取付けたナンドに噛み合うボールねし、７はそのボ
ールねじ６を回転駆動するＸ軸サーボモータである。Ｘ
軸サーボモータ７及びボールねし６は、Ｚ軸スライド４
及びそれに保持した第一主軸２をＸ軸方向に即ち垂直方
向に移動させるものであり、第一Ｚ軸駆動装置を構成す
る。Ｘ軸スライド５自身は、ベツド１に基準面Ｐ−Ｐに
平行に且つ水平方向即ちＸ軸方向に延びるように形成さ
れた案内面１ａに摺動可能に保持されている。８はＸ軸
方向に配置されＸ軸スライド５に取付けられたナツトに
噛み合うボールねしであり。

それを回転駆動するＸ軸サーボモータ（図示せず）に連
結されている。これらのＸ軸サーボモータ及びボールね
し８は、Ｘ軸スライド５．２軸スライド４及び第一主軸
２をＸ軸方向に即ち水平方向に移動させるものであり、
第一Ｘ軸駆動装置を構成する。

第４図は第一主軸台３のＺ軸スライド４に対する取付機
構を示すものであり、９は、第一主軸２を基準面Ｐ−Ｐ
に直角な軸ｍＱ−Ｑのまわりに旋回させる第一旋回装置
である。この第一旋回装置９は、Ｚ軸スライド４に形成
されたシリンダ部りａ内に摺動可能に保持されたピスト
ン１０と、そのピストン１ｏに軸受１１を介して回転自
在に保持され５且つ第一主軸台３に固定された支持軸１
２と、その支持軸１２の端部に形成された歯車１３と、
その歯車１３に噛み合う歯車１４を備えた旋回用サーボ
モータ１５と、シリンダ部４ａの端面と歯車１３の側面
との間に形成されたカンプリング１６と、ピストン１０
を第４図の右方向に付勢する皿ばね１７と、ピストン１
０の右側に形成されている油圧室１８に圧油を供給する
油圧配管１９等を備えている。この構成により、油圧配
管１９より油圧室１８に圧油を供給すると、ピストン１
０及びそれに保持された支持軸１２が左方向に移動して
カップリング１６が外れ、第一主軸台３は旋回自由とな
る。この状態で旋回用サーボモータ１５を作動させると
、その回転が歯車１３に伝達され、第一主軸台３は軸線
Ｑ−Ｑのまわりに旋回する（第２図の矢印Ｄ−Ｄ参照）
。第一主軸台３を所望量だけ旋回させた後、旋回用サー
ボモータ１５を停止させ、油圧室１８に作用させていた
油圧を解放することにより、ピストン１０が皿ばね１７
によって第４図で右方向に戻り、それに伴って支持軸１
２及び第一主軸台３も右方向に移動してカンプリング１
６が噛み合い、第一玉軸台３が旋回しないよう固定され
る。

第２図、第３回において、２２は第二主軸、２３は第二
主軸２２を回転可能に保持した第二主軸台であり。

第一主軸台３よりも下方に配置されている。この第二主
軸２２も第一主軸２と同し基準面Ｐ−Ｐ上に位置するよ
うに配置されており、且つ第一主軸と同様な機構により
、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動可能に保持され、また、基準
面Ｐ−Ｐに直角な軸線のまわりに旋回可能となっている
。すなわち、２４はＸ軸スライド、２５はＸ軸スライド
、２６はボールねし、２７はＺ軸サーボモータ、２８は
ボールねし、２９は第二旋回装置であり、ボールねし２
６及びＺ軸サーボモータ２７は第二主軸２２をＺ軸方向
部ち垂直方向に移動させる第二Ｚ軸駆動装置を構成し、
ボールねじ２８及びそれを回転駆動するＸ軸サーボモー
タ（図示せず）は第二主軸２２をＸ軸方向即ち水平方向
に移動させる第一Ｚ軸駆動装置を構成する。各サーボモ
ータはＮＣ装置（図示せず）によって制御されるように
構成されている。

第一主軸２．第二主軸２２の構造は特に限定されるもの
ではなく、ワークを保持して回転しうるものであれば任
意であり２例えば、主軸を中空構造として内部に長尺の
ワークを保持し、加工すべきその先端部を主軸先端から
延び出させて把持することができ、また。

ワーク先端の加工済の部分を切り離した後、新たな部分
を主軸先端から延び出させて把持することができるよう
な構成の主軸（特開平１−２２８７０１号公報参照）で
あってもよいし、また、単にワークを保持するだけの主
軸であってもよい。第一主軸２と第二主軸２２とは同一
構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。更
に、第一主軸２．第二主軸２２は、ワーク加工のために
回転駆動されるが、その回転駆動は。

主軸台内に設けたビルトインモータによって行っても良
いし、或いは主軸台外に設けたモータによって行っても
よい。

第２図、第３図において、３１は、ベツド１のほぼ中央
に位置する垂直なワーク受は渡し軸線Ｅ−Ｅ上で且つ第
一主軸２と第二主軸２２の間に配置されたカットオフツ
ールである。このカットオフツール３１は。

第７図に示すように、刃物３２と、その刃物３２を保持
しベンド１に対して摺動可能な保持体３３と、保持体３
３に取付けたナツトに噛み合うボールねし３４と。

その駆動モータ３５等を備えており、駆動モータ３５に
より、刃物３２を矢印Ｆ−Ｆ方向に往復動させ、主軸２
，２２に保持したワークＷを切断可能である。

第２図、第３図において、３７．３８は、それぞれカッ
トオフツール３１の両側に、前記第一主軸２及び第二主
軸２２の移動範囲に対応して配置された第一刃物台及び
第二刃物台である。この第一刃物台３７．第二刃物台３
８はベツド１に固定された固定刃物台であり、第５図に
示すように、第一刃物台３７には第一主軸側を向くよう
に複数の工具３９ａ〜３９ｄが設けられ、また、第二刃
物台３８上には第二主軸側を向くように複数の工具４０
２〜４０ｄが取付けられている。

ここで使用される工具は、固定工具５回転工具等任意で
あり、また、刃物台３７．３８がそれぞれ固定された刃
物台であるので２回転工具でも容易に取付けることがで
きる。

次に、上記構成の工作機械の動作を説明する。通常の加
工動作を行う場合には、第２図に示すように、第一主軸
２を垂直で且つ下向きに、また、第二主軸２２を垂直で
且つ上向きに固定しておく。次に、第５図に示すように
、第一主軸２にワークＷを保持させ、この第一主軸２を
Ｘ軸、Ｚ軸方向に送ることにより、第一刃物台３７の適
当な工具３９ａ〜３９ｄによってワークＷに対する加工
を行う。所定の加工が終了すると。

第６図に示すように、第一主軸２と第二主軸２２とを同
−軸線Ｅ−Ｅ上に移動させ、互いに接近させることによ
り、ワークＷを第一主軸２から第二主軸２２に受は渡す
。その後は、第５図に示すように、第二主軸２２に保持
させたワークＷを、第二主軸２２をＸ軸、Ｚ軸方向に送
ることにより、第二刃物台３８の適当な工具４０ａ〜４
０ｄによってワークＷに対する加工を行う。この時、第
二主軸２２に保持したワークに対する加工と並行して、
第一主軸２では新たなワークＷを保持し、加工を行う。

かくして、第一主軸２．第二主軸２２による並行加工及
び一つのワークに対する前面。

背面加工を効率良く行うことができる。

なお、第一主軸２として、長尺のワークを保持しうる構
造のものを使用した場合には、そのワークを、先端の一
部が第一主軸２の先端から突き出た状態で把持する。そ
して、その状態で、ワーク先端に所定の加工を施す。加
工終了後、第７図に示すように、ワークＷの下端を第二
主軸２２でも保持し、カットオフツール３１によってワ
ークＷを切断し、第二主軸２２に受は渡す、その後、第
二主軸２２による加工を行う。一方。

第一主軸２では、内蔵しているピストンによってワーク
Ｗを送りだし、先端を第一主軸２から突出させ、その部
分に加工を施す。以下同様の動作を繰り返すことにより
、加工の都度ワーク供給を行う必要がなく、連続的に加
工を行うことができる。

以上は一つの工作機械におけるワークＷに対する加工を
行う場合を説明したが、場合によっては一つのワークに
対して複数台の工作機械を用いて加工を行う場合がある
。その場合のワークの受渡し動作を説明する。第１図に
おいて、工作機械Ａの第二主軸２２を第二旋回装置２９
　（第３回参照）によって水平方向とし。

かつその先端を工作機械への左端に位置させる。この−
状態で適当なローダ−（図示せず）によってワークＷを
第二主軸２２に保持させる。なお、ローダーの構造によ
っては第二主軸２２を必ずしも水平方向とする必要はな
く、そのローダーに適した角度とすればよい。

また、第二主軸２２として長尺のワークを内蔵しうる構
造のものを用いる場合には、ローダーによるワークの受
渡し動作は必要ない。

次に、第二主軸２２にワークＷを受は取った後、第５図
に示すように２そのワークＷに所定の加工を施し。

第６図に示す要領でワークＷを第一主軸２に把持させ。

その後は第一主軸２で保持した状態で第５図に示すよう
に、ワークＷに加工を施す。加工が終了すると、第１図
に示すように、そのワークＷを保持した第一主軸２を水
平状態に旋回させ、Ｘ軸方向に送って工作機械Ａの右端
に移動させる。この時、隣接した工作機械Ｂでは、第一
主軸２が工作機ＩｔｉｌｉＡの第一主軸２と同し高さ位
置で対向するように待機している。かくして、この第一
主軸２，２間でワークの受渡しを行う。

ワークＷを受は取った工作機械Ｂの第一主軸２は。

下向きに旋回し、そのワークＷに対する加工を行い。

次いで第二主軸２２にワークＷを渡し、第二主軸２２は
そのワークＷに対する加工を行う。その後は、工作機械
Ｂの第二主軸２２が水平に旋回し、工作機械の右端に移
動してそのワークＷを工作機械Ｃの第二主軸２２に渡す
。工作機械Ｃでは、そのワークに必要な加工を施した後
、ワークを排出する。ワーク排出は適当なアンローダ−
を用いてもよいし、或いはワークを保持した第一主軸２
或いは第二主軸２２を適当な位置に設けている排出トレ
イ上に移動させ、下方に向けることによってワークを排
出トレイ上に排出するようにしてもよい。以上のように
、上記実施例の工作機械は、工作機械間１例えば工作機
械Ａと８間或いは工作機械Ｂと０間のワーク受渡しをロ
ーダーを使用することなく自動的に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように２本発明は、第一主軸と第二主軸
とを上下に且つ同一の垂直な基準面上に位置するように
配置し、且つそれぞれを独立してＸ軸１　Ｚ軸の両方向
に移動するように構成するとともに両生軸間に刃物台を
設けているので４両主軸にそれぞれ保持したワークに対
して、同時に加工を行うことが可能であり。

且つ両生軸間でのワークの受渡しを、ローダ−不要で。

高精度、短時間で行うことができ、ワークの表側と裏側
の加工を能率良（行うことができ、生産性を大幅にアッ
プすることができる。また、第一主軸及び第二主軸をそ
れぞれ旋回可能としているので１第一主軸及び第二主軸
を水平状態とすることができ、隣接する工作ｍ械の主軸
間でのワークの受渡しを行うことができ。

隣接して設けた工作機械間にローダーを設ける姑要がな
い。

また、第一主軸及び第二主軸を垂直な基準面上に配置し
たので、工作機械の据え付は面積が小さくてよく。

省スペースを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による工作機械を複数台並べ
た状態を示す概略正面図、第２図はその工作機械を示す
概略正面図、第３図は第２図の工作機械を■−■線に沿
って見た概略断面図、第４図は第一主軸台をＸ軸スライ
ドに取付ける機構を示す概略断面図、第５図は第一主軸
、第二主軸及び刃物台の関係を示す概略正面図、第６図
は゛第一主軸と第二主軸との間でワークの受渡しを行う
状態を示す概略正面図、第７図はカットオフツールの概
略断面図である。 Ａ、　Ｂ、　　Ｃ−−一工作機械、１−ベツド、２−第
一主軸。 ３−主軸台、　　ｊ−Ｘ軸スライド、５−　Ｘ軸スライ
ド。 ６−ボールねし、７・−Ｚ軸サーボモータ、８−ボール
ねし、９−第一旋回装置、１０−ピストン、１１−軸受
、１２−支持軸、１３．１４−歯車、１５−旋回用サー
ボモータ、１７・皿ばね、２２−第二主軸、２３−主軸
台、２４−　Ｘ軸スライド、２５−Ｘ軸スライド。 ２６・−ボールねし、　　２７’−Ｚ軸サーボモータ、
２８−ボールねじ、２９−・−第二旋回装置、３１−カ
ットオフツール、３７−第一刃物台、３８・・−第二刃
物台、３９ａ〜３９ｄ−工具、４０ａ　〜４０ｄ・−工
具。 代理人　弁理士　乗　松　恭　三 ＡＢＣ，−工１下檄械 １・−・ヘッド ２−４−ｉ軸 ３享−１勅台 η−キ２主、勅 ｎ−を二を動滑 −Ｖ−７ 牙２図 第３図 Ｐ 第４図 牙５図 ヒ 牙６図 オフ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一主軸台に回転するように保持されたワーク保持用の
   第一主軸であって、その軸線が垂直な基準面内に位置す
   るように配置される第一主軸と、該第一主軸を前記基準
   面に直角な軸線のまわりに旋回させる第一旋回装置と、
   前記第一主軸を前記基準面上で且つ水平な方向であるＸ
   軸方向に移動させる第一Ｘ軸駆動装置と、前記第一主軸
   を垂直な方向であるＺ軸方向に移動させる第一Ｚ軸駆動
   装置と、前記第一主軸台よりも下方に配置される第二主
   軸台に回転するように保持されたワーク保持用の第二主
   軸であって、その軸線が前記基準面内に位置するように
   配置される第二主軸と、該第二主軸を前記基準面に直角
   な軸線のまわりに旋回させる第二旋回装置と、前記第二
   主軸をＸ軸方向に移動させる第二Ｘ軸駆動装置と、前記
   第二主軸をＺ軸方向に移動させる第二Ｚ軸駆動装置と、
   前記第一主軸のＸ軸方向の移動領域と前記第二主軸のＸ
   軸方向の移動領域との間に配置された刃物台と、該刃物
   台に、第一主軸側を向くように保持された工具及び第二
   主軸側を向くように保持された工具とを備えた工作機械
   。