JPH0635084B2 - ２主軸旋回主軸台付ｎｃ旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 改良された主軸台を有する２主軸ＮＣ旋盤に関する。

従来技術 自動車のアルミホイールを加工するＮＣ旋盤では工作物
のチャックへの着脱は取付け時の振れの確認や取外し時
の工作物内にたまった切粉の排出等があり、自動化が難
しいので人力で行っている。従ってこれらの着脱時間は
すべて正味加工時間外のアイドルタイムとなり機械稼動
率が低下するので切削加工中に工作物の着脱を行うこと
が考えられていた。このことを可能とする方法として２
軸ロータリ主軸台が考えられるが公知の多軸ロータリ主
軸台としては例えば特公昭60-59083号のようにインデッ
クステーブル上垂直に複数のチャックユニットを備えチ
ャックユニットが加工位置とワーク着脱位置に順次旋回
されるようにすると共に加工位置のスピンドルユニット
のみに回動駆動が与えられるようになったものがある。
また特公昭58-18161号のように複数の主軸を複雑に組合
わせたロータリ主軸台を備えた多軸自動盤や特開昭58-2
02740 号のように複数の主軸が割出軸線と45゜の角度で
同一点において互いに交叉する複数の主軸を有するロー
タリ主軸台を備えた多軸自動盤等がある。

発明が解決しようとする問題点 工作物（アルミホイール）は重さが15kg前後あり従来の
ＮＣ旋盤の工作物着脱位置では作業者は前のめりの所謂
および腰姿勢で着脱作業を行うので腰痛を引き起こす原
因となっていた。従って作業し易い着脱位置で、機械稼
動率向上のため旋削加工時間中に着脱及び振れの検査確
認ができ、更に工作物内にたまった切粉や切削油剤の大
半が排出された好ましい状態で着脱位置に工作物が回動
されて来るという条件を満足させる必要がある。これに
対し特公昭60-59083号は平行する複数の主軸を有するチ
ャックユニットであって、作業し易い着脱位置が得にく
い構造であり、また特公昭58-18161号は複数の主軸が同
時に切削加工に使用されるように考案された多軸自動盤
であって問題点の解決手段とはならない。また特開昭58
-202740 号は２本の主軸軸心線が平面交叉をする直交主
軸であって振れ検査用の低速回転のできない構造であ
り、何れも上述の条件を満たす構造ではない。

問題点を解決するための手段 右前側面がＺ軸方向とＸ軸方向に対し45゜の方向を向く
垂直平面３ａに形成された主軸台３と、該垂直面３ａに
直交する旋回軸心線１５の回りで180 ゜ごとに時計回り
に旋回割出可能に設けられた旋回主軸台４と、該旋回主
軸台４にそれぞれ回転可能に軸承され旋回主軸台４の割
出し位置で１本が前記旋回軸心線の上部位で軸心を水平
且つＺ軸方向で右を向き他の１本が前記旋回軸心線の下
部位で軸心を水平且つＸ軸方向で前を向き互いに旋回軸
心線の上下で直角に立体交叉し180 ゜毎の旋回でＺ軸方
向の切削位置とＸ軸方向の着脱位置とに交互に割出され
る２本の主軸Ａ，主軸Ｂと、Ｚ軸方向に割出された前記
主軸を切削回転する主軸駆動軸ユニット２５と、Ｘ軸方
向に割出された前記主軸を把持工作物の振れ検査のため
低速駆動する低速駆動ユニット４０を含んでなり、旋削
加工中に工作物Ｗの着脱及び振れ検査を可能となしたも
のである。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。床上に
設けられたベース１上に上面及び前面に左右（Ｚ軸）方
向の摺動案内面２ａ，２ｂを有するベッド２が固設され
ベッド２の左側に主軸台３が固設されている。主軸台３
は前右側がベッドのＺ軸摺動案内面２ａ，２ｂに対し45
゜の角度をなす垂直平面３ａに形成されており、この45
゜の垂直平面3aの中央に穿設された丸穴の円周が軸受摺
動案内面3bに形成されている。この軸受摺動面３ｂに旋
回主軸台４が嵌挿され旋回主軸台に固着された摺動リン
グ４ａが軸受摺動面３ｂの側面を挟む旋回摺動面を形成
し旋回のみ可能に軸承され、主軸台３内に設けられた旋
回用油圧モータ５の出力軸に嵌着される歯車６，摺動リ
ング４ａの背面に同心に固定され歯車６に噛合する歯車
７を介し時計回りに旋回が行われる。そして第５，６，
７図のように主軸台３の摺動案内面３ｂの内側に円周方
向均等に複数の長方形の溝３ｃが穿設されており、これ
と対となる複数の溝４ｃが旋回主軸台４の摺動リング４
ａの取付面４ｂに穿設されている。溝３Ｃ，４Ｃにそれ
ぞれカービックギャ片８Ａ，８Ｂが歯面を上にし歯山を
揃えて同心に埋設されている。このカービックギャ片８
Ａ，８Ｂに対応して摺動リング４ａに油路９ａを有する
複数の油圧シリンダ９が穿設されており、この油圧シリ
ンダ９に嵌挿されるピストン１０の先端に刻設されたカ
ービックギャ歯形１０ａがカービックギャ片８Ａ，８Ｂ
に噛合圧接されて180 ゜ごとの割出しの位置決めがなさ
れる。またピストン１０に穿設された中心穴内にシリン
ダ９に同心に固着さればね支軸１１が嵌挿され、ばね支
軸１１の鍔部とピストン１０の中心穴端面の間にばね１
２が介装されピストン１０が常時引込勝手に付勢されて
いる。

旋回主軸台４には旋回軸心線１５の上方で旋回軸心線に
対し反時計回り方向45゜即ちベッドのＺ軸方向摺動案内
面２ａ，２ｂと平行で摺動案内面２ａ，２ｂ側を向く主
軸Ａが複数の軸受１６によって回転のみ可能に軸承さ
れ、主軸Ａの先端に把持爪１７ａを有し動力で把持爪１
７ａが開閉するＡチャック１７が嵌着され、後端にはク
ラッチ付歯車１３が同心に嵌着されている。このクラッ
チ付歯車１３に噛合する中間歯車１４が旋回主軸台４に
植設された支軸により回転可能に枢支されている。更に
旋回軸心線１５の下方で旋回軸心線１５に対し時計回り
45゜即ち前後（Ｘ軸）方向で前を向く主軸Ａと同一の主
軸Ｂが複数の軸受１８によって回転のみ可能に軸承さ
れ、主軸Ｂの先端に把持爪１９ａを有し動力で把持１９
ａが開閉するＢチャック１９が固着され、後端にはクラ
ッチ歯車１３と同一のクラッチ付歯車２０が嵌着され、
中間歯車１４と同一の中間歯車２７が回転可能に枢支さ
れている。

そして主軸Ａと主軸Ｂは旋回軸心線１５の上下で互いの
主軸の後部位が立体交叉し、旋回主軸台４の180 ゜の旋
回割出しで交互にＺ軸方向の旋削位置とＸ軸方向の工作
物Ｗ着脱位置とに割出されるようになっている。旋削位
置に割出された主軸と同心に主軸駆動ユニット２５の駆
動軸２１が主軸台３の左側面に固設されたブラケット２
２に複数の軸受２３によって回転可能に軸承されてい
る。そして駆動軸２１の後端にプーリ２４が嵌着され、
前部にはスプライン２１ａが刻設されておりクラッチ２
８が軸方向に移動可能に設けられている。

シフト用油圧シリンダ３１は油路３１ａ，３１ｂを有
し、主軸台３の左側面に駆動軸心と平行に固着されてお
り、油圧シリンダ３１に嵌挿されるピストン３２の主軸
側のピストンロッド３３の先端に固着されたシフタ３４
の先端がクラッチ２８の溝２８ａと係合し、クラッチ２
８が移動して主軸後端のクラッチ付歯車のクラッチ部と
係合するようになっている。更にピストン３２の外方の
ピストンロッド３５にはドッグ３６が２個並んで移動可
能に嵌着されており、これに対応する主軸台３に固着さ
れたリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２によってクラッチ
２８の係合状態をＮＣ装置３７に出力するようになって
いる。

一方前後方向の工作物着脱位置に割出された主軸Ａまた
は主軸Ｂを工作物の振れ確認のため低速回転する低速駆
動ユニット４０の枠体４１は主軸台３の後側面に固着さ
れ、中心穴がスプライン穴に形成された歯車４２が複数
の軸受４３によって回転可能に軸承され、歯車４２と噛
合する歯車４４は枠体４１に固着される油圧モータ４５
の出力軸先端に固着されている。そして歯車４２のスプ
ライン穴にスプライン軸４６が軸方向に移動可能に嵌挿
されスプライン軸４６の先端に溝４７ａを有する歯車４
７が固着されている。更に枠体４１にスプライ軸４６と
平行に油路５０ａ，５０ｂを有する油圧シリンダ５０が
固着されており、油圧シリンダ５０に嵌挿されるピスト
ン５１の主軸側のピストンロッド５２の先端に歯車４７
の溝４７ａと係合するシフタ５３が固着され、歯車４７
が前後方向に移動して中間歯車２７又は１４との噛合い
のかけ外しが行われる。更にピストン５１の外方のピス
トンロッド５４の先端にドッグ５５が固着されており対
応するリミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４によって歯車４
７の中間歯車２７又は１４との噛合状態をＮＣ装置３７
に出力する。更に第２図に示すように旋回主軸台４の後
部に旋回軸心線１５と同心に圧油及び圧力空気用の回転
接手ユニット６２の旋回バルブ５８が固設されている。
そして主軸台３の左後側に旋回軸心線１５と同心に穿設
された取付穴３ｄに嵌着される接手枠体５９の中心穴内
に旋回バルブ５８が嵌挿されＡチャック１７，Ｂチャッ
ク１９，油圧シリンダ９及び図示しないチャック把持爪
清掃用エアブロ等に油圧及び圧力空気を供給する流路の
接手が形成されている。ベース１の左側にＮＣ制御で回
転変速される主軸モータ６０が軸心をＺ軸方向にして固
着され、主軸モータ６０の出力軸に嵌着される図示しな
いプーリと主軸駆動軸ユニット２５のプーリ２４間にベ
ルト６１が張設されている。

ベッド２上面のＺ軸方向の摺動案内面２ａ上には傾斜す
る上面にＸ軸方向の摺動案内面６３ａが削設された上部
往復台６３が図示しないＮＣ制御のサーボモータにより
回転されるボールねじによって移動位置決め可能に載置
され、摺動案内面６３ａ上に上部刃物台６４がＮＣ制御
のサーボモータ６５によって回転される図示しないボー
ルねじによってＸ軸方向に移動位置決め可能に載置され
ている。上部刃物台６４には複数の軸受により旋回可能
に軸承される図示しない旋回軸の先端に工具ホルダを着
脱可能に装着する上部タレット刃物台６６がＮＣ制御で
旋回割出可能に固着されている。ベッド２前面の摺動案
内面２ｂに上面には傾斜する上面にＸ軸方向の摺動案内
面６９ａが削設された下部往復台６９が図示しないＮＣ
制御のサーボモータにより回転されるボールねじによっ
てＺ軸方向に移動位置決め可能に載置され、摺動案内面
６９ａ上に図示しないＮＣ制御のサーボモータにより回
転されるボールねじによってＸ軸方向に移動位置決め可
能に下部刃物台７０が載置されている。下部刃物台７０
には下部タレット刃物台７１がＮＣ制御で旋回割出可能
に設けられている。

作用 工作物Ｗ（アルミホイール）の加工手順は第１工程用の
把持爪１９ａを有するＢチャック１９で工作物Ｗの外周
部を把持し主軸Ｂを低速で回転して把持工作物Ｗの振れ
状態を検査し、振れが誤差以内であれば切削位置に旋回
し第１工程の内面及び片側の加工を行い、一旦Ｂチャッ
ク１９から取外して鋳物巣等の材料疵の有無を調べ良品
のみ本機近くの待機場所に置かれる。この第１工程の終
わった工作物Ｗは再び第１工程で加工された内径を基準
とする把持爪１７ａを有するＡチャック１７に把持し、
主軸Ａを低速で回転して振れの状態を検査し、誤差以内
であれば切削位置に旋回し第２工程で片側が加工されて
加工完了となる。

今工作物Ｗ（アルミホイール）を旋削中のＮＣ旋盤は旋
回主軸台４の切削位置に割出されたＡチャック１７に把
持された工作物Ｗの第２工程が開始され、前面の着脱位
置に割出されたＢチャック１９に第１工程の終わった工
作物Ｗが把持されている。作業者の操作によってＢチャ
ックに供給される圧油が切換えられ第１工程用把持爪１
９ａが開かれ第１工程の終わった工作物Ｗが取外され本
機近くに設けられた素材置場にある素材が作業者によっ
て把持爪１９ａ内に挿入されＢチャックに供給される圧
油が切換えられて把持爪１９ａが閉じ工作物ＷがＢチャ
ック１９に把持される。続いて作業者の操作で低速駆動
ユニット４０の油圧シリンダ５０に供給される圧油が切
換えられて油路５０ｂから供給されピストン５１が移動
しシフタ５３を介して歯車４７が前進し中間歯車２７と
噛合され同時にドッグ５５がリミットスイッチＬＳ４に
接近してＮＣ装置３７に信号を出力する。次いで油圧モ
ータ４５に圧油が供給されて回転し歯車４４，４２，４
７を介して中間歯車２７が回転されクラッチ付歯車２０
が回転して主軸Ｂが低速に回転し把持工作物Ｗの振れの
検査確認が行われる。振れが誤差以内であることが確認
されると油圧モータ４５の圧油の供給が停止され図示し
ない主軸割出し装置によって主軸Ｂが所定位置に停止
し、油圧シリンダ５０に供給される圧油が切換えられて
油路５０ａから供給されピストン５１が移動して歯車４
７が後退し噛合が外されドッグ５５がリミットスイッチ
ＬＳ３に接近し信号をＮＣに出力する。

一方Ａチャック１７に把持された工作物Ｗは第２工程の
旋削加工が終わるとＮＣ装置３７の指令で主軸モータ６
０が停止され図示しない主軸割出し装置によって主軸Ａ
が所定位置に停止する。次いで主軸駆動軸ユニット２５
の油圧シリンダ３１に供給される圧油が切換えられて油
路３１ｂから供給されピストン３１が後退しピストンロ
ッド３３に固着されるシフタ３４を介してクラッチ２８
が後退されクラッチ付歯車１３のクラッチ部との係合が
外され、ピストンロッド３５に固着されたドッグ３６が
リミットスイッチＬＳ１に当接してＮＣ装置３７に信号
を出力する。同時に第２工程用の工具を装着する上部タ
レット刃物台６６及び下部タレット刃物台７１はＮＣ装
置３７の指令でＸ軸方向及びＺ軸方向に移動し所定の待
機位置に戻され停止する。続いて旋回主軸台４の摺動リ
ング４ａに設けられた複数のクランプ用油圧シリンダ９
への圧油の供給が停止され複数のピストン１０がばね１
２によって後退し先端のカービックギャ歯形１０ａが後
退して内外２列のカービックギャ片８Ａ，８Ｂとの噛合
が外されたのち旋回用油圧モータ５に圧油が供給されて
旋回主軸台４が時計回りに旋回し始める。この旋回でＡ
チャック１７に把持され第２工程の終わった工作物Ｗは
主軸Ａの時計回り旋回で斜め下向きの姿勢となり工作物
内に溜まった切粉や切削油剤の殆どが排出されたのち水
平方向前向きの工作物着脱位置に割出され、同時に素材
を把持したＢチャック１９は旋削位置に割出される。そ
して主軸台３の割出位置の検出により油圧モータ５の圧
油の供給が停止され、油圧シリンダ９に圧油が供給され
てピストン先端のカービックギャ歯形１０ａがカービッ
クギャ片８Ａ，８Ｂに噛合圧接されて位置決めされると
同時にクランプが行われる。続いて主軸駆動軸ユニット
２５の油圧シリンダ３１の油路３１ａから圧油が供給さ
れてピストン３２が移動しシフタ３４を介してクラッチ
２８が前進しクラッチ付歯車１３のクラッチ部と係合
し、ドッグ３６がリミットスイッチＬＳ２に当接してＮ
Ｃ装置３７に信号を送りＮＣ制御の主軸モータ６０が回
転して主軸Ｂが回転される。第１工程用の工具を備え所
定の待機位置で停止中の上部タレット刃物台６６及び下
部タレット刃物台７１は必要工具を加工位置に割出した
のち、同時又は別々にＸ軸方向及びＺ軸方向を工作物Ｗ
側へ移動し、加工開始位置に位置決めされたのち切削送
りが与えられ旋削加工が開始される。第１工程が終わる
と再び上部タレット刃物台６６及び下部タレット刃物台
７１は所定の待機位置に戻され、主軸Ｂが定位置に停止
されたのち油圧シリンダ３１の圧油が切換えられて油路
３１ｂから供給されシフタ３４を介してクラッチ２８が
後退し、ドッグ３６がリミットスイッチＬＳ１に当接し
てＮＣ装置３７に信号を出力する。工作物着脱位置に割
出されたＡチャック１７に把持され第２工程が終わり成
品となった工作物Ｗはこの第１工程加工時間中に作業者
の操作によって圧油が切換えられ第２工程用の把持爪１
７ａが緩み工作物Ｗが取外され替わってＡチャック１７
に第１工程が終わり本機近くの待機場所にある工作物Ｗ
が把持され、低速回転で振れが検査され誤差以内の確認
が行われ、主軸が停止された状態で旋削加工中のＢチャ
ック１９の把持工作物Ｗの第１工程が終わるまで待機す
る。

Ｂチャック１９の把持工作物Ｗの第１工程の旋削が終わ
ると再び旋回主軸台４が旋回され第１加工の終わった工
作物Ｗは旋回途中で切粉及び切削油剤が排出されて工作
物着脱位置に割出され、Ａチャック１７に把持された工
作物Ｗは切削位置に割出される。切削位置に割出された
工作物Ｗは第２工程用の工具を備える上部タレット刃物
台６６及び下部タレット刃物台７１の同時又は別々のＸ
軸方向及びＺ軸方向の移動位置決めで旋削加工が行われ
る。この旋削加工中に着脱位置に割出されたＢチャック
１９に把持された第１工程の加工の終わった工作物Ｗは
把持爪１９ａから取外される。この取外された第１工程
の加工の終わった工作物Ｗは加工面の材料疵の有無が調
べられて、良品のみが本機近くの所定待機場所で第２工
程待ちとなりＢチャック１９には新しい工作物Ｗ（素
材）が把持爪１９ａに把持され，低速駆動ユニット４０
によって主軸Ｂが低速に回転され振れの検査確認が行わ
れる。尚主軸Ａ，主軸Ｂ共にＢチャック１９を装着して
第１工程を連続加工し、或いは主軸Ａ，主軸Ｂ共にＡチ
ャック１７を装着して第２工程を連続加工することも可
能である。

効果 以上詳述したように本発明はＺ軸方向に対し45゜の旋回
軸心線を有する旋回主軸台に旋回軸心線の上下で主軸後
部位が立体交叉し位置決め時にＺ軸方向タレット側を向
く主軸とＸ軸方向前側を向く２本の主軸を設け、旋回主
軸台の旋回割出しで交互に旋削位置と工作物着脱位置と
に割出可能となしたので、旋削加工中に工作物の着脱並
びに取付の振れの確認ができ機械稼動時間が大幅に向上
する効果を有し、更に旋回途中に工作物内に溜まった切
粉や切削油剤の排出ができる利点を有し、着脱作業に適
した工作物着脱位置が得られるので作業者の無理な姿勢
がなくなり腰痛が防止でき作業者の衛生管理上にも効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋削位置に割出された主軸Ａの軸心で切断し回
転接手ユニットを除く２主軸にタレット主軸台の上視断
面図、第２図は回転接手ユニットを表した説明用上視断
面図、第３図は主軸台，旋回台を仮想線で表し２主軸旋
回主軸台内の配置を表す説明用斜視姿図、第４図は２主
軸旋回主軸台付ＮＣ旋盤の全体斜視姿図、第５図は第１
図の旋回主軸台の旋回位置決め機構を表す部分拡大図、
第６図は第５図のＡ−Ａ線断面図、第７図は旋回主軸台
の位置決め機構の説明図である。 ２……ベッド、３……主軸台 ４……旋回主軸台 ８Ａ，８Ｂ……カービックギャ片 １７……Ａチャック、１９……Ｂチャック ２５……主軸駆動軸ユニット ２８……クラッチ、３１……油圧シリンダ ３４，５３……シフタ、３７……ＮＣ装置 ４０……低速駆動ユニット ４５……油圧モータ、５０……油圧シリンダ ５８……旋回バルブ、５９……接手枠体 ６２……回転接手ユニット ６３……上部往復台、６４……上部刃物台 Ａ，Ｂ……主軸、Ｗ……工作物 ＬＳ１，ＬＳ２……リミットスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２主軸ＮＣ旋盤において、右前側面がＺ軸
   方向とＸ軸方向に対し45゜の方向を向く垂直平面に形成
   された主軸台と、該垂直平面に直交する旋回軸心線の回
   りで180 ゜ごとに時計回りに旋回割出可能に設けられた
   旋回主軸台と、該旋回主軸台にそれぞれ回転可能に軸承
   され旋回主軸台の割出し位置で１本が前記旋盤軸心線の
   上部位で軸心を水平且つＺ軸方向で右を向き他の１本が
   前記旋回軸心線の下部位で軸心を水平且つＸ軸方向で前
   を向き互いに旋回軸心線の上下で直角に立体交叉し180
   ゜毎の旋回でZ 軸方向の切削位置とＸ軸方向の着脱位置
   とに交互に割出される２本の主軸Ａ，主軸Ｂと、Ｚ軸方
   向に割出された前記主軸を切削回転する主軸駆動軸ユニ
   ットと、Ｘ軸方向に割出された前記主軸を把持工作物の
   振れ検査のため低速駆動する低速駆動ユニットを含んで
   なり、旋削加工中に工作物の着脱及び振れ検査を可能と
   したことを特徴とする２主軸旋回主軸台付ＮＣ旋盤。