JPH0716804B2 - 主軸摺動型自動旋盤およびこれを用いた加工方法 - Google Patents

主軸摺動型自動旋盤およびこれを用いた加工方法

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JPH0716804B2 JP63303301A JP30330188A JPH0716804B2 JP H0716804 B2 JPH0716804 B2 JP H0716804B2 JP 63303301 A JP63303301 A JP 63303301A JP 30330188 A JP30330188 A JP 30330188A JP H0716804 B2 JPH0716804 B2 JP H0716804B2
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    • Y10T82/25—Lathe
    • Y10T82/2524—Multiple

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
を有し表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
りを主軸台が受け持ち、一方、切り込み方向の送りは工
具が受け持つので、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、主軸台が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が
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ッシ
ュを設け、主軸台から突き出された素材はこのガイドブ
ッシュで支持され、常に素材の加工位置が工具の加工点
にガイドブッ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主軸台による表加工に加えて第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主軸台による表加工が完了したワ
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け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準備が可能となり、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、従来の双主軸台自動旋盤は、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お
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、表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
い表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
を更に拡大して受け持つことによって、加工サイクルを
表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、前述した従来の双主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ガイドブッ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表加
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、このときは、第２主軸台は第１主軸第の同様に共
通の加工軸上で摺動可能に設けられる。
また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様
は、第１主軸台がワークの一端を把持して素材の加工軸
方向への送り出しを行い、このワークを第１ガイドブッ
シュで加工点近傍にて中間ガイドしながら加工する表加
工工程と、前記表加工中、第２主軸台を第１主軸台の加
工軸から離れた位置に待機する待機工程と、前記表加工
完了時に第２主軸台が第１主軸台の加工軸上においてワ
ークの他端を受け入れる工程と、第２主軸台がワークを
把持した状態でワークを素材から切り離す工程と、第２
主軸台が第２加工軸へ移動し、ワークを第２ガイドブッ
シュに中間ガイドする工程と、第２ガイドブッシュで中
間ガイドされているワークを裏加工する裏加工工程と、
前記裏加工中、第１主軸台が次のワークに対して前記表
加工工程の少なくとも一部を行う工程と、裏加工完了後
のワークを第２主軸台から吐出する工程とを含んでい
る。
また、第１主軸台の表加工中、第２主軸台は第１主軸台
と離れた裏加工軸上に待機することもできる。
一方、第１種軸台による表加工中、第２主軸台は第１主
軸台軸上で離れて待機することもできる。
［作用］ 従って、本発明によれば、表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ガイドブッシュで中
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、裏加工で加工可能な領域を著しく拡大するこ
とが可能となり、ほぼ表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表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表加工を行い、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、表加工
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］ 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が固定それて
おり、この摺動台ベース12上に第１主軸台14が加工軸10
0に沿って矢印Ａ方向に摺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工プログラムにした
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16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、これら両刃物台20,22には周知の如く第１タレ
ット24そして第２タレット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。
両工具32,34は前記刃物台20,22の摺動によって切込軸20
0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
ドブッシュ36が設けられ、前記刃物台摺動ベース18に固
定された第１ガイドブッシュホルダ38に第１ガイドブッ
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ガイドブッシュ
36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Ｄ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で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、前記表加工軸100と異なる
位置にこの裏加工軸300が設定され、第２主軸台44は表
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Ｄ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42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ガイドブッシ
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ガイドブッシュ50は第２ガイドブッシュホルダ52に
よってベッド10に固定されている。
実施例において、このガイドブッシュ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タレット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ガイドブッシュ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ガイドブッシュの好適な実
施例が示されている。
図において、第２ガイドブッシュホルダ52にはガイドブ
ッシュ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け固定されている。
実施例における第２ガイドブッシュ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ッ
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が素材Ｍを把持して第１加工軸10
0に沿って送り出しながら加工を行っている状態を示
し、図における表加工は第１タレット24の工具32により
行われている。この加工形状は第6A図の表加工で示され
ており、前記加工サイクルのほぼ半分が第１主軸台14に
よる表加工によって受け持たれている。
この表加工中、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、後述する如くこの表加工中に第２主軸台
44は通常の場合裏加工に従事している。
前記表加工が完了すると、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
他端を受け入れる。
そして、実施例によれば、ワークＷは表加工の最終工程
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図にて表加工が完了した第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ガイドブッシュ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ガイドブッシュ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、大きな側圧がかか
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を把持して表加工を行っており、
このように、裏加工と表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が可能とな
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ガイドブッシュ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6B図で示
される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
ッシュと第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は既に表加工をほぼ完
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ガイドブッ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、裏加工と表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タイクルを
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
軸を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、表加工
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ガイドブッシュ50もこの共通の加工軸100
上に設けられており、実施例においては、第２ガイドブ
ッシュ50を支持する第２ガイドブッシュホルダ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。
もちろん、表加工及び裏加工を同時に行うときの各工具
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Ｄ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ガイドブッシュ36ばかりでな
く、第２ガイドブッシュ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による表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を突切るための切落とし
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
ブッシュ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、表加工で十
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表加工が開始さ
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
供されている状態を示し、またこのとき素材Ｍは次の表
加工に供されている。
第10D図は裏加工が完了したワークＷが矢印で示される
如く吐出されている状態を示し、この状態から再び第10
A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ガイドブッシ
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、表加工時には第２ガ
イドブッシュ50が退避しているが、裏加工を行うときに
はこの第２ガイドブッシュを加工軸100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ガイドブッシュ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
ブッシュ50を第２タレット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ガイドブッシュを設けるこ
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ガイドブッ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が可能となる。
また、本実施例では、表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表加工及び裏加工を行う両主軸台を
ベッド上に並列に配置し、周知のロボットを用いて素材
が表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ガイドブッ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ガイドブッ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、これによって表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摺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
す一部破断正面図、 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ガイドブッシュの詳細
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10A〜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ガイドブッシュ 44……第２主軸台 50……第２ガイドブッシュ 100……第１加工軸 300……第２加工軸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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の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. 【請求項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. 【請求項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。
  4. 【請求項４】第１主軸台がワークと一端を把持して素材
    の加工軸方向への送り出しを行い、このワークを第１ガ
    イドブッシュで加工点近傍にて中間ガイドしながら加工
    する表加工工程と、 前記表加工中、第２主軸台を第１主軸台の加工軸から離
    れた位置に待機する待機工程と、 前記表加工完了時に第２主軸台が第１主軸台の加工軸上
    においてワークの他端を受け入れる工程と、 第２主軸台がワークを把持した状態でワークを素材から
    切り離す工程と、 第２主軸台が裏加工を行う裏加工軸へ移動し、ワークを
    第２ガイドブッシュに中間ガイドする工程と、 第２ガイドブッシュで中間ガイドされているワークを裏
    加工する裏加工工程と、 前記裏加工中、第１主軸台が次のワークに対して前記表
    加工工程の少なくとも一部を行う工程と、 裏加工完了後のワークを第２主軸台から吐出する工程
    と、 ぽ含む主軸摺動型自動旋盤による加工方法。
  5. 【請求項５】請求項（４）において、前記待機工程は、
    第１主軸台の表加工中、第２主軸台は第１主軸台と離れ
    た裏加工軸上に待機する工程である主軸摺動型自動旋盤
    による加工方法。
  6. 【請求項６】請求項（４）において、前記待機工程は、
    第１主軸台による表加工中、第２主軸台は第１主軸台軸
    上で離れて待機する工程である主軸摺動型自動旋盤によ
    る加工方法。
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