JPH0683921B2

JPH0683921B2 - ２主軸対向型ｃｎｃ旋盤

Info

Publication number: JPH0683921B2
Application number: JP1099660A
Authority: JP
Inventors: 孝作鈴木
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPH0230401A

Description

【発明の詳細な説明】《産業上の利用分野》この発明は、回転体形状のワークを加工する工作機械に
関するもので、１個のベース上に対向する２個の主軸台
と２個の刃物台とを備えたCNC（コンピユータ数値制
御）旋盤に関するものである。

≪従来の技術≫ 従来型の１主軸CNC旋盤にフライス加工を付加すること
は従来から行われてきた。この場合の主軸台はベース固
定で、主軸には旋削加工用の主軸モータと機械的に連結
切り離し可能な主軸割出し駆動装置とが設けられ、また
位置決めカムや位置決めピン等を用いた主軸オリエンテ
ーション機構が設けられて原点角度で主軸を停止させる
ことができ、この原点角度で主軸割出し駆動装置と主軸
（第１主軸）との連結動作が行われる。刃物台はタレッ
ト型で、主軸方向（Ｚ軸方向）及び主軸直角方向（Ｘ軸
方向）に移動位置決め可能で、旋削工具がフライス孔明
け工具を周囲に配置したタレットを割り出して加工す
る。フライス孔明け工具は、工具回転用の駆動モータを
有している。

一方、１台の機械で完成品を得たいとの要望から複合化
された機械の需要が多くなり、第１主軸で旋削、フライ
ス加工のあと背面加工を同じ機械で行う事が要望され、
その対策として従来のテールストックを改良してサブス
ピンドルにした機械が提供された。この種の機械は、従
来のテールストックの位置にサブスピンドルユニットが
あり、このサブスピンドルは油圧シリンダやNCサーボで
Ｚ軸方向に移動位置決めできる。背面加工を行うとき
は、サブスピンドルのチャックに把持されたワークをサ
ブスピンドルモータで回転駆動して刃物台上のタレット
に装着された工具で加工する。また機械本体の配置は、
フラット形のベースを使用してコストを下げ、切粉収容
箱をベース中心部に設けてコンパクト化をねらったもの
が主流であった。しかしサブスピンドルは、テールスト
ックの改良であるからその規模は小さく、背面加工も面
取りと背面の仕上程度の加工しか出来なかった。そして
何よりも、背面加工の間は第１主軸が休止状態となって
能率が悪かった。

更に近来では益々複合化が進み、サブスピンドル程度の
背面加工能力では満足できない状態となったほか、機械
各部が常に休みなく働くほどに効率化が求められた結
果、従来の主軸と同程度の規模の第２主軸とタレット型
の２個の刃物台を設けた本格的な２主軸対向旋盤が実用
化されるようになった。この種の２主軸対向旋盤は、第
１主軸から第２主軸に直接ワークを受け渡すこと及び１
台の機械でフライス加工や孔明け加工を含む全ての加工
を行って完成品を得ることが前提となっており、そのた
めに第１主軸と第２主軸の同期オリエンテーション動作
が必然的に要求される。

この種の２主軸対向旋盤には、ベース上への主軸と刃物
台の配置態様の異なる各種のものが提唱されている。例
えば特開昭57−048402号公報で提唱された構造は、第１
主軸をベースに固定し、第２主軸をＺ軸方向のみに、第
１及び第２刃物台を共にZX面方向に移動位置決め可能に
設けており、第２刃物台を主軸位置よりベース手前側に
配置している。この従来装置は、第２主軸のＺ方向移動
により第１主軸と第２主軸との間でワークの受け渡しを
行い、第２主軸で保持されたワークへの切削送りは、第
１主軸で把持されたワークへの切削送りと同様に、刃物
台のZX両方向の移動により行っている。また、特公昭60
−57961号公報で提唱された構造は、第１主軸と第２主
軸とを対向させて共にＺ軸方向に、第１刃物台と第２刃
物台を共にＸ軸方向にそれぞれ移動位置決め可能に設け
たもので、両刃物台は主軸よりベースの奥側に配置され
ている。更にまた特開昭58−186501号公報に開示された
構造では、第１主軸と第２主軸とを対向させて共にＺ軸
方向に、第１刃物台と第２刃物台を共にZX両方向にそれ
ぞれ移動位置決め可能に設けたものである。

《発明が解決しようとする課題》しかし第１又は第２刃物台を主軸より手前側に設けた構
造では、オペレータやロボットアームの主軸への接近性
が悪く、主軸へのワークのローディング・アンローディ
ングが不便で、且つ刃物台を越えてのワークの着脱作業
は危険を伴うという問題がある。一方、特公昭60−5796
1号公報や特開昭58−186501号公報に開示された構造
は、第１及び第２主軸台のＺ方向移動と第１及び第２刃
物台のＸ方向移動との合成動作により加工形状が決定さ
れるという合理的な構成であり、左右対称のシンプルな
構造となる長所があるが、第１主軸台を移動させること
に起因して第１主軸台の剛性不足の問題及びバー材の自
動供給加工時の作業性に問題が生ずる。即ち、通常、素
材が最初に機械に取付けられるのは第１主軸であるが、
このときは全加工工程を通じてワークの重量及びアンバ
ランス量が最も大きく、最初の工程は重切削になること
が多いため、第１主軸台には特に大きな剛性が要求され
るのであるが、第１主軸台を移動させる構造では、この
第１主軸台の剛性不足が生じ易い。また、バー材を第１
主軸の中空孔を通して自動供給する方法を採用した場
合、第１主軸台が移動すると第１主軸を貫通して伸びて
いる未加工の素材も軸方向に移動することとなり、従来
使用されている殆どのバーフィーダーが使用できないと
いう問題がある。

また機械を小型にする必要から２台の刃物台が近接して
配置されるが、両刃物台をＸ方向にのみ移動可能にした
構造では、刃物台相互を離隔させる方向の移動能力を備
えていないため、タレットへの工具の装脱や刃物台の保
守点検を行う際の作業性が悪くなる欠点がある。

また第１刃物台と第２刃物台とをともにZX両方向に移動
位置決め可能とした構造では、たとえば特開昭57−0484
02号公報記載のものでは５軸制御、特開昭58−186501号
公報記載のものでは６軸制御となることからも分かるよ
うに、制御軸が多くなって制御装置が効果になるという
問題がある。

またベースの構造は、フラット形として切粉収容箱をベ
ース中心部に設けてコンパクト化をねらったものが主流
であるが、そのためのスペース的制約から、切削液の濾
過の不具合によるクーラント漏れ、チップコンベヤ取付
後のメンテナンス作業上の不具合などの問題が派生して
いた。

この発明は、上記のような従来の構造における各問題点
を全て解消してより剛性及び作業性に優れた２主軸対向
型CNC旋盤を得ることを課題としている。

《課題を解決するための手段》この発明のCNC旋盤は、ベース１上に対向する２個の主
軸台2a及び2bを有し、その奥側に２個の刃物台3a及び3b
が配置されている。第１主軸台2aと第１刃物台3aとは第
１加工ユニット17aを形成し、第２主軸台2bと第２刃物
台3bとが第２加工ユニット17bを形成している。

第１主軸台2aはベース１に一体的に固定され、第１刃物
台3aはＺ、Ｘ両方向に移動且つ位置決め可能なZXスライ
ド７を介してベース１に装着されている。また第２主軸
台2bは、第１主軸11aと第２主軸11bとの軸線を一致させ
て対向させた状態で、Ｚ軸方向にのみ移動且つ位置決め
可能なＺスライド６を介してベース１に装着され、第２
刃物台3bはＸ軸方向にのみ移動且つ位置決め可能なＸス
ライド８を介してベース１に装着されている。上記各ス
ライド６、７、８は、従来のCNC旋盤における刃物台の
スライドと同様な機構で移動位置決めし、該スライドの
送り速度や位置及び主軸の速度や回転角をCNC装置46の
プログラムで制御している。

通常この種の旋盤には、第１及び第２主軸台2a、2bに旋
削加工用の主軸モータ21と割出し及びコンターリングの
フライス加工用の主軸割出し駆動装置23とがそれぞれ独
立に設けられる。主軸割出し駆動装置23と主軸11とは機
械的に連結切り離し自在である。主軸11に主軸割出し駆
動装置23を連結する際には、主軸11を原点角度に位置決
めするオリエンテーション機構が設けられるのが普通で
あるが、主軸及び主軸割出し駆動装置に設けたエンコー
ダ等で両者の位相を一致させる構造を採用することも可
能である。

更に主軸台２には、主軸11に回転負荷を与える負荷力調
整可能なブレーキ装置22を設けることができ、このブレ
ーキ装置の制動力は主軸回転と関連させて制御される。

全体構造としては、ベース１をスラント型とし、第１主
軸台2aと第２主軸台2bとの間に手前側に傾斜した伸縮自
在なカバー18を設けて加工領域のベース１の上面を覆う
ようにし、切粉収容箱４をベース１の手前縁下部に別置
き型で配置し、該切粉収容箱に横方向にチップコンベヤ
５を装着している。

《作用》この発明の旋盤におけるワークの加工は次の手順により
行われる。まずワーク16を第１主軸11aで把持し、第１
刃物台3aとの協働作業により旋削加工が行われる。この
ときのワークの加工形状は、第１刃物台3aのＺ及びＸ方
向移動により決定される。第１加工ユニット17aでの加
工にフライス加工や孔明け加工が含まれるならば、旋削
加工が終わった後で第１主軸11aと主軸割出し駆動装置2
3との連結部の位相を合わせ、主軸割出し駆動装置23を
主軸に連結して割出し及びコンターリングのフライス加
工が行われる。第１加工ユニット17aでの加工が終了し
たら、第２主軸11bの位相と第１主軸11aの位相とを一致
させ、第２主軸台2bを第１主軸台2aに向けて進出させ、
ワーク16を第１主軸11aから第２主軸11bへと直接つかみ
替える。バー材加工であれば、このときに第１主軸11a
と第２主軸11bとを同期回転させて突切り加工によりバ
ー材の先端からワーク16を切り離す工程が含まれる。

ワーク16を把持した第２主軸11bは、第１主軸台2aから
離隔する方向に移動した後、第２刃物台3bとの協働作用
により該ワークの背面を加工する。このときのワーク16
の加工形状は、第２主軸台2bのＺ方向移動と第２刃物台
3bのＸ方向移動とにより決定される。この間において第
１主軸11aへ次のワークが供給され、第４図に示すよう
に先のワーク16と次のワーク16とは同時加工される。第
２加工ユニット17bでの加工が終了すると、先のワーク1
6は機外へ排出され、第２主軸台2bは第１主軸台2aでの
加工が終了した次のワーク16をつかみに行く。同様にし
て次々とワークが加工される。

加工中におけるワークには、切削液が掛けられ、チップ
ブレーカにより破断された切粉が切削液と共にカバー18
上を流下し、ベース手前の切粉収容箱４に落下する。切
粉収容箱４の切粉は、チップコンベヤ５で機械の横に設
置されたチップバケットに搬出され、切削液は濾過され
て循環使用される。

第１加工ユニット17aと第２加工ユニット17bとの間での
ワークの受け渡しを伴う加工では、第４図に示すよう
に、第１加工ユニット17aにはワーク受け渡しプログラ
ムJ_Aを未尾に付加した第１加工プログラムＡで指令が与
えられ、第２加工ユニット17bにあワーク受け渡しプロ
グラムJ_Bを先頭に付加した第２加工プログラムＢで指令
が与えられる。

一方、この発明の装置を用いて例えば第４図のワーク16
のプログラムＡ部分の加工を第１加工ユニット17aと第
２加工ユニット17bとで並行加工する場合には、第５図
に示すように、両加工ユニットには、同一の加工プログ
ラムＡで指令が与えられる。このとき、第１刃物台3aの
右動と第２主軸台2bの右動とは、共に刃物が主軸11a、1
1bから離隔する方向の動きであり、ワーク16と刃物との
相対移動関係は第１加工ユニット17aと第２加工ユニッ
ト17bとで同じになる。従って、第１刃物台3aに与える
べきＸ方向移動指令をそのまま第２刃物台3bに与え、第
１刃物台3aに与えるべきＺ方向移動指令を第２主軸台2b
に与えてやれば、第１加工ユニット17aで為される加工
と全く同じ加工を同一のプログラムによって第２加工ユ
ニット17bでも行わせることができ、両ユニットに与え
る加工プログラムＡは全く同じものでよい。

この発明の装置では、第１及び第２主軸11a、11bに逆転
抵抗力の大きな主軸割出し駆動装置23を取り付けている
ので、強力なコンターリングのフライス加工を同時並行
的に且つ背面加工の位相を一致させて行うことができ、
第２刃物台3bにも第２加工ユニット専用のミリング付タ
レット工具等を装着することを当然の前提としている。
更に第１及び第２主軸11a、11bは共に他の主軸の加工が
終わるまで待つことなく独自並行的に加工を遂行するこ
とが可能である。また、工具のメンテナンス作業の際な
どに機械の寄り付きを良くするスラント型ベース１を採
用し、切粉収容箱４は機械前面に配置して切粉の速やか
な排出と切削熱の速やかな放散を促進する構造としてい
る。

《実施例》（１）全体構成（第１図ないし第５図参照）第１図ないし第３図は、この発明の一実施例の全体構成
を示す図である。以下の説明において、主軸方向をＺ軸
方向と言い、Ｚ軸と直交する方向をＸ軸方向という（第
１図参照）。図中、１はベース、2aは第１主軸台、2bは
第２主軸台、3aはタレット型の第１刃物台、3bは同第２
刃物台、４は切粉収容箱、５はチップコンベヤである。
ベース１は、上面を45度手前側に傾斜させたスラント型
で、このベースに固定した第１主軸台2aに対向して第２
主軸台2bがＺスライド６を介してＺ軸方向にのみ摺動自
在に配置され、この主軸台2a、2bの奥側に刃物台3a、3b
が配置されている。そして第１刃物第3aはＺスライドと
Ｘスライドを備えたZXスライド７を介してＺ及びＸ両方
向に摺動自在で、第２刃物台3bはＸスライド８を介して
Ｘ方向にのみ摺動自在に装着されている。

刃物台3a、3bは、ミリングカッタやドリル等の回転工具
を含む複数の工具を装着したタレット9a、9bをそれぞれ
備え、各タレットは、インデックスモータ10a、10bで割
出し駆動されて工具の選択が行われ、各インデックス位
置において面歯車継手により刃物台3a、3bに強固に固定
される。タレットに装着した回転工具は、ミリング用モ
ータ39で回転駆動される。そして第１主軸台2aに装着さ
れたワークは第１刃物台3aの工具で、第２主軸2bに装着
されたワークは第２刃物台3bの工具で加工される。

第４、５図の想像線で示した第１タレット9a、第２タレ
ット9b及び第２主軸11bの位置は、原点位置であり、こ
の原点位置ではタレット9a、9bと主軸11a、11bの位置関
係が左右対称になる。

各スライド６、７、８には、その送りモータ12a、12b、
13a、13b、送りネジ14a、14b、15a、15b及び図示されな
いボールナットからなる送り装置が設けられ、送りモー
タ12、13の回転角を制御することにより、第２主軸台2b
及び第１、第２刃物台3a、3bの移動位置決めが行われ
る。

本実施例装置が45度スラント型のベースを採用している
のは、後記切粉の速やかな排出を図る他、タレットの工
具交換時の作業性を考慮したこと、ローダやアンローダ
を機械の上方や前方の任意の位置に配置可能にするこ
と、主軸台２や刃物台３のスライド面に過大な偏荷重が
作用するのを避けること等の理由による。実際の構造で
は、ベース１の上面に３条のスライドウエイを削り出し
で一体に設けて剛性を増し、積層化することによるコス
トの増加を少なくしている。

（２）切粉収容箱（第２図及び第３図参照）切粉収容箱４は、ベース１の前縁下部に別置き型で配置
されており、両主軸台2a、2bの間に形成される加工領域
におけるベース１の上面は、第２主軸台のＺスライド６
と第１主軸台2aとの間に装架された伸縮自在のカバー18
で覆われている。切粉収容箱４の底面には、横方向にチ
ップコンベンヤ５が配置されている。従って、上記加工
領域で生成した切粉は前記カバー上を滑落して切粉収容
箱４に落下し、チップコンベヤ５で機械側方に速やかに
排出される。

旋削加工では、出来るだけ少ない時間で荒削りを完了す
る為に重切削可能な刃物を用い、ワークを高速回転させ
且つ工具に高速送りを掛けて荒削りをする。その為に大
きな加工熱が発生するので、切削液を掛けて切粉を冷や
し、生成した切粉を速やかに加工領域から除去すること
が機械やワークの熱変形を防止して高い加工精度を維持
するための重要な要件となる。従ってこの種の機械では
切粉の処理が最も重要な問題の一つであり、本実施例の
機械では上記構造を採用することによってこの問題を解
決している。チップコンベヤ５は、機械の後方に切粉を
排出する構造とすることも可能であるが、後方排出型
は、切粉収容箱の中央へ切粉を寄せる構造とする必要が
あり、ベース中央にコンベヤが通るためにメンテナンス
作業が不便であり、一般に機械背面には多数の制御装置
が配置されているため、制御装置のメンテナンスにも好
ましくない。

（３）主軸台（第１図及び第６図参照）主軸台2a、2bには、それぞれ主軸11、主軸に固定された
チャック19、チャック開閉用のチャックシリンダ20、主
軸モータ21、ブレーキ装置22、主軸割出し駆動装置23、
主軸割出し駆動装置と主軸とを係脱するシフト歯車対2
4、25及びエンコーダ26、27が装着されている。主軸モ
ータ21は、Ｖベルト28伝動により主軸11を駆動してお
り、主軸11の回転角は、タイミング29で主軸11と連結さ
れた主軸エンコーダ27で検出されている。

（４）ブレーキ装置（第７図及び第８図参照）ブレーキ装置22は、主軸の角度を保持する必要のある場
合には全力で主軸11をクランプし、フライス加工のとき
は半ブレーキにしてその制動力を自由に自動制御できる
ものとする。本実施例ではディスクブレーキを採用して
おり、主軸11に固定したブレーキディスク31とこれを挟
持するブレーキシュー32及びブレーキシリンダ33で構成
されている。ブレーキ装置22は、ブラケット34を介して
主軸台２に固定される。ブレーキ装置22は、他の構造と
しても良いが、制動力を自動制御できる構造のものを採
用する。本実施例のものでは、ブレーキリング33の油圧
を制御してブレーキ力を調節している。

ここで第８図を参照してブレーキ装置22の動作を詳述す
る。例えばコンターリングのフライス加工が断続切削の
場合に、主軸11が振動を起こすことができる。ブレーキ
装置22は、この種の振動即ちびびりを減衰させる作用を
為しており、この目的で主軸11にブレーキをかけ、その
制動力を加工反力の大きさに応じて変化させる。本実施
例では、主軸割出し駆動装置23の割出しモータ40を制御
するサーボドライバ47にその駆動力を計測する計測器36
を取り付け、それの出力信号をブレーキ制御装置37に導
いている。ブレーキ制御装置37から出力された信号は、
圧力制御サーボ弁38に入り、これによってブレーキシリ
ンダ33の油圧力を調整する。ここでは無負荷で主軸11に
フライス加工用の低速回転をさせたときの割出しモータ
40の出力をある所定値に設定しておき（ブレーキを掛け
ないときは非常に小さな出力しか出さない）それでバラ
ンスするようにブレーキ用油圧を予め調整しておく。そ
して割出しモータ40の負荷がそれより大きくなったとき
にその分だけブレーキを緩める方向に制御装置37でブレ
ーキ圧を自動調整する。そうすればフライス加工が始ま
って負荷が出るに従ってブレーキ力が減少し、割出しモ
ータ40は一定の出力範囲保ったまま回転を続けていき、
フライス加工の負荷が変動してもそれが主軸割出し駆動
装置23のトルク変動とはならず、主軸の振動は有効に抑
制されて安定に加工を行うことができる。

（５）主軸割出し駆動装置（第９図及び第10図参照）主軸割出し駆動装置23は、エンコーダ26を内蔵した割出
しモータ40、その出力軸に固定されたウオーム41及びこ
れを噛合するウオームホイール42、ウオームホイール軸
43に精密スプラインで軸方向移動自在に装着されたシフ
ト歯車24、主軸11に固着された歯車25、シフトフォーク
44及びシフトシリンダ45で構成されている。

歯車25とシフト歯車24とは、同歯数の精密歯車である。
旋削加工時には、シフトシリンダ45でシフト歯車24を第
９図上右移動させて歯車25との噛合を解き、主軸モータ
21で主軸11を高速回転させ、フライス加工や孔明け加工
のときはシフト歯車24を逆方向に移動させて歯車25と噛
合させ、割出しモータ40の回転をウオーム歯車対41、42
で減速して主軸11を回転させ、所定角度での位置決めや
低速回転させながらのコンターリングのフライス加工を
行うことができる。ウオーム歯車対41、42に代えてハー
モニックドライブ式の減速機や作動減速機などを採用す
ることも可能で、大きな減速比をとることにより主軸11
の正確な角度位置決めが可能になる。本実施例の割出し
エンコーダ26の主軸11上での角度分割数は36万である。
また主軸割出し駆動装置23と主軸11との係脱装置につい
ても、シフト歯車に代えて噛合式メカニカルクラッチ等
を使用することもでき、その駆動も空圧式や電気式であ
っても良い。要は、このような主軸割出し駆動装置23を
２主軸対向型旋盤の２つの主軸11a、11bのそれぞれに独
立に設けることである。機械の用途によっては、２個の
主軸の一方に上記のような構造の主軸割出し駆動装置を
設け、他方に主軸モータ21の位置決め駆動による割出
し、即ちサーボ位置決め機能を有する主軸モータと主軸
に直結する精密な角度エンコーダとの組合せで構成され
た割出し装置を使っても良い。本実施例の主軸割出し駆
動装置23では、モータ出力を逆転抵抗の大きなウォーム
歯車対からなる高減速比機構を介して主軸11に伝達する
構造を採用して主軸11の逆転駆動抵抗力を高めており、
重切削フライス加工を可能にしているところに特徴があ
る。シフト歯車対24、25を噛み合わせ際に主軸を定位置
に止める機構として、本実施例ではカム式の主軸オリエ
ンテーション機構を採用しているが、周知な機構である
ので図示及び説明は省略する。主軸の基準位置への位置
決めについては、上記構造の他に基準位相を検出可能な
エンコーダと回転位置決めサーボモータの組合わせから
なる構造や、飛込ピン方式などの種々のものがあり、そ
の各々に特徴もあるが、あまりにも一般的であるので詳
述を避ける。

割出しモータ40は、CNC装置46からの指令を受けてサー
ボドライバ47（第10図）で制御される。割出しエンコー
ダ26の出力は、速度信号としてサーボドライバ47に与え
られてその速度をフィードバック制御し、位相信号がCN
C装置46に与えられ、主軸が所定の角度に位置決めされ
たときにCNC装置46はサーボドライバ47に停止指令を与
える。割出し動作は、割出しモータを高速回転させるこ
とにより高速で行われ、割り出し位置では、ブレーキ装
置22が割出し位置を強固に固定する。また、コンターリ
ングのフライス加工の場合には、CNC装置46が送り速度
をサーボドライバ47に指令し、サーボドライバ47はフィ
ードバック制御により指令された速度で主軸11を回転さ
せる。

主軸割出し駆動装置23a、23bを使用して主軸11a、11bを
回転させるときは、強力な連続フライス加工が可能とな
る。またワークの受け渡しの際の主軸の位相をCNC装置4
6のプログラムで設定できるので、各種の変化に富んだ
ワークの受け渡しや加工を実行させることが可能にな
り、前述の第１主軸の剛性増加と相まって有効な複合加
工機が提供可能になる。

（６）主軸モータ制御装置（第11図参照）主軸モータ21の制御ブロックを第11図に示す。第１及び
第２主軸モータ21a、21bは、個別運転されるときには、
CNC装置46からの個別の速度指令を受けたモータ制御部5
2が個々にその速度を制御している。想像線で囲んで示
す同期制御装置53は、遅速弁別回路54、補正値設定器5
5、補正指令回路56、切換器57並びに第１及び第２速度
指令補正回路58a、58bからなる。遅速弁別回路54は、ミ
リセカンド単位の微笑時間における主軸エンコーダ27
a、27bの出力パルスをカウントし、その大小により第１
主軸と第２主軸とに位相差や速度差が生じているかどう
かを監視している。補正値設定器55には、一制御サイク
ル毎に与える補正値が設定されている。第１主軸11aと
第２主軸11bを同期駆動するときには、切換器57で第１
主軸側の速度指令が第１及び第２モータ制御部52a、52b
の両者に与えられるようにすると共にフィードバック信
号が速度指令補正回路58に与えられるようにし、位相の
進んだ側には補正値を減算入力し、逆に位相の遅れた側
には当該補正値を加算入力して、この一連の制御サイク
ルを短い時間間隔で連続して行うことにより、第１主軸
11aと第２主軸11bを同期させるようにしている。このよ
うにそれぞれの主軸モータ制御部52a、52bにCNC装置46
から発する速度指令を共通指令として前記補正をして入
力させることにより両主軸を同期させる制御は、従来多
用されて来た追従方式つまり一方を主として他方を追従
させる方式と異なり、両軸位相の平均値を目標に追従さ
せていることになる。これによりサーボハンチングで押
え、高速回転中は速度同期を、加減速回転中は位相同期
を行わせることにより、高速回転中でも加減速中でも容
易に同期運転を行うことが可能になる。

また従来技術では回転速度差の検出や位相差の検出にお
いてはそれぞれの偏差を検出し、その差分に相当する指
令値を計算で求めるようにしているが、それでは計算処
理に時間を要し、フィードバックに時間が掛かり、旋盤
のように高速で且つ加減速時間の短いものでは補正値を
算出した頃には両主軸の位相差が検出したときとは違っ
ていることが度々起こり、時間遅れのある粗い制御とな
って同期精度を保つことができない。この実施例の同期
制御装置では、フィードバック時間を短縮するために位
相差や速度差から補正指令値を導くまでの一切の計算を
省き、単に遅速を求めて速度指令を一定の設定値だけ修
正するに止めている。そのためにサンプリング時間はミ
リセカンド単位となり、殆ど連続して補正することがで
き、頻繁な加速減速を繰り返す場合にも正確な同期運転
が可能である。

《発明の効果》この発明の２主軸対向型CNC旋盤の構造によれば、２個
の刃物台が共に主軸の奥側に位置するので、主軸への接
近性が良く、ワーク装脱時の作業性が良く、作業上の危
険もない。スラント型のベースを使用することによりこ
の効果は更に助長される。

また第１主軸台を固定した構造であるから、第１主軸台
に充分な剛性を付与することができ、バー加工時にバー
フィーダ上の素材が軸方向に移動するという問題も生ぜ
ず、従来から使用されているバーフィーダをそのまま用
いることができ、第１刃物台をＺ方向に移動させること
によりタレットへの工具の装脱、刃物台の保守点検も容
易に行うことができる。

更に切粉や切削液の排出がベース手前に設置した切粉収
容箱に速やかに行われるので、機械本体の熱変形を最小
に押さえることができ、ワークのローダやアンローダも
各種の構造のものがそのまま利用できる。

またこの発明の旋盤では、制御軸を最小の４軸にできる
ので制御装置が安価であり、さらに第１加工ユニットと
第２加工ユニットとで同一ワークの並行加工を行う際に
同一のNCプログラムを使用でき、プログラム作成上の手
数が軽減され、また第１刃物台と第２主軸台のＺ方向の
移動方向が同一（例えば右移動）であれば、刃物とワー
クとの相対移動関係も同一（例えば刃物が主軸から離隔
する方向）となるので、手動操作時における操作ミスを
避けることができ、操作ミスによるワーク相互の衝突事
故等をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示す図で、第１図はベース上の
機器配置を示す図、第２図は装置の模式的な断面図、第
３図は切粉排出系を示す斜視図、第４図及び第５図は制
御プログラムとの関係を示す説明図、第６図は主軸台の
内部構造を機器を展開して示す図、第７図はブレーキ装
置の詳細図、第８図はブレーキ装置の制御系を示すブロ
ック図、第９図は主軸割出し駆動装置の斜視図、第10図
は割出しモータの制御系を示すブロック図、第11図は主
軸モータの制御系を示すブロック図である。図中、 1:ベース、2:主軸台 3:刃物台、4:切粉収容箱 5:チップコンベヤ、6:Zスライド 7:ZXスライド、8:Xスライド 9:タレット、11:主軸 16:ワーク、18:カバー 19:チャック、21:主軸モータ 22:ブレーキ装置、23:主軸割出し駆動装置 24,25:シフト歯車対、26:割出しエンコーダ 27:主軸エンコーダ、40:割出しモータ 41,42:ウオーム減速機、45:シフトシリンダ 46:CNC装置なお、符号に付した添字ａは第１加工ユニット側の部材
を、ｂは第２加工ユニット側の部材を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体形状のワーク（16）を加工するため
のCNC制御される旋盤であって共通のベース（１）上に
対向する２個の主軸台（2a.2b）とタレット型の２個の
刃物台（3a.3b）とを備え、第１主軸台（2a）はベース
（１）に完全固定で装着され、第１刃物台（3a）は主軸
方向および主軸直角方向に移動位置決め可能なZXスライ
ド（７）を介してベース（１）に装着され、第２主軸台
（2b）はその主軸（11b）の軸線を第１主軸（11a）の軸
線と一致させて主軸方向にのみ移動位置決め可能なＺス
ライド（６）を介してベース（１）に装着されている旋
盤において、第２刃物台（3b）はベース（１）にＸスラ
イド（８）を介して主軸直角方向にのみ移動位置決め可
能に装着され、２個の刃物台（3a,3b）は主軸台（2a,2
b）より装置の奥側に配置されており、第２主軸（11b）
で保持されたワークへの主軸方向の切削送りが第２主軸
台（2b）の主軸方向移動により与えられることを特徴と
する、２主軸対向型CNC旋盤。
【請求項２】ベース（１）はスラント型であり、第１主
軸台（2a）と第２主軸台（2b）との間には第２主軸台の
移動に伴って伸縮するカバー（18）がベース（１）の上
面を覆うように設けられ、チップコンベヤ（５）を装着
可能な切粉収容箱（４）がベース（１）の手前縁下部に
別置き型で配置され、第１及び第２主軸台（2a、2b）は
旋削加工用の主軸駆動装置（21）と割出し及びコンター
リングのフライス加工用の主軸割出し駆動装置（23）と
をそれぞれ独立に備えており、それぞれの主軸割出し駆
動装置（23）と主軸（11）とは機械的に連結切り離し自
在であり、主軸先端に設けたチャック（19）のクランプ
・アンクランプ、タレット（９）の割出し及び固定、刃
物台（３）の移動位置決め、主軸（11）の回転停止及び
割出し、第２主軸台（2b）の移動位置決め、主軸割出し
駆動装置（23）と主軸（11）との連結切り離し動作を個
別に又は同期させて制御可能なCNC装置（46）を備えて
おり、該CNC装置にワークの加工、受け渡しに関する一
連の繰返し動作または同時複合動作を指令するプログラ
ムを入力することにより任意な複合動作を可能としたこ
とを特徴とする、請求項１記載の２主軸対向型CNC旋
盤。
【請求項３】主軸割出し駆動装置（23）が角度位置検出
用エンコーダー（26）を有する割出しモータ（40）、減
速機構（41、42）及び一対の歯車（24、25）とその係脱
機構（44,45）を含んでなる、請求項２記載の２主軸対
向型CNC旋盤。
【請求項４】主軸台（２）には主軸（11）に回転負荷を
与える負荷力調整可能なブレーキ装置（22）が設けられ
ていることを特徴とする、請求項１、２又は３記載の２
主軸対向型CNC旋盤。