JPH08192303A - 多軸旋盤の工具台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の主軸２をスピンドルキャリア１に保持
させた多軸旋盤において、同一の工具台２０を用いてワ
ークの突っ切りと背面加工を可能とする。 【構成】 主軸２に対して交差する方向であるＸ軸方向
に移動するＸ軸スライド２３に突っ切り工具９Ａを固定
して設け、且つそのＸ軸スライド２３にＸ軸方向に移動
可能に背面加工用工具ホルダ３４とそれを往復動させる
シリンダ機構３５を設け、ワーク切り離し時には背面加
工用工具ホルダ３４を突っ切り工具９Ａより後退させ、
背面加工時には背面加工用工具ホルダ３４に取り付けた
背面加工用工具３６Ａ、３６Ｂを突っ切り工具９Ａより
前進させ、それぞれの工具による加工に他の工具が干渉
しない構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のワーク保持用主
軸を備えた多軸旋盤において、ワーク突っ切り位置に設
ける工具台に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、同一のワークに対する複数の加工
を効率良く行うための自動旋盤として、図４に示すよう
に、スピンドルキャリア１に同一円上に位置するよう
に、複数のワーク保持用主軸（以下単に主軸という）２
を一定ピッチで保持させ、このスピンドルキャリア１の
停止時に各主軸２が位置するワーク処理位置（以下単に
位置という）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に各
主軸２に対応させて工具台３、４、５、６、７、８を設
けておき、前記スピンドルキャリア１を各主軸２が複数
のワーク処理位置Ｐ１〜Ｐ６を間欠的に移動するように
割り出し回転させ、主軸２に保持されたワークＷが各ワ
ーク処理位置に停止した時に対応する工具台３〜８で所
定の加工を行うように構成した多軸旋盤が知られてい
る。

【０００３】通常、この種の多軸旋盤では、各工具台３
〜８は、それぞれ工具９を取り付けるためのホルダ１０
をクロススライド１１に保持させており、そのクロスス
ライド１１を、保持した工具９が主軸２に対して直角方
向に移動するように、移動させる構成としている。この
クロススライド１１を移動させる機構は、クロススライ
ド１１にクロス方向に設けているラック１２と、それに
噛み合うピニオンギヤ１３を保持したギヤ軸１４を備え
ており、このギヤ軸１４の往復回転によりクロススライ
ド１１を往復動させている。更に、各工具台３〜８のギ
ヤ軸１４を往復回転させるため、スピンドルキャリア１
の上方にカム軸１５が設けられ、そのカム軸１５に各工
具台に対応して設けられたカムがそれぞれ対応して設け
られた揺動レバーを揺動させ、その揺動がリンク機構を
介して各ギヤ軸１４に伝達され、往復回転させるように
なっている。

【０００４】また、多軸旋盤では通常、主軸２は中空構
造で中に長いワークを保持しており、主軸２の先端から
突出しているワークＷの先端部分に位置Ｐ１〜Ｐ５で所
定の加工を施し、その後、位置Ｐ６でワーク先端の加工
済の部分を切り離し、且つ未加工のワークを主軸２の先
端に所定長さだけ突き出させるという動作を行ってい
る。従って、この位置Ｐ６はワーク突っ切り位置であ
る。この動作を行うため、ワーク突っ切り位置Ｐ６に設
けている工具台８のホルダ１０には突っ切り工具９Ａが
保持されており、且つ主軸２に対向した位置にピックオ
フ主軸（図示せず）が設けられ、ワーク先端をピックオ
フ主軸で保持した状態で突っ切り工具９Ａで切り離すこ
とを可能としている。また、その近傍にスイングストッ
パ１６も設けられている。このスイングストッパ１６
は、通常は主軸２の前方を外れた位置にあるが、ワーク
Ｗの先端が切り離された後には、主軸２の前方の所定位
置に移動して停止し、それに主軸２に保持したワークＷ
を押してワーク先端を突き当てることにより、ワークＷ
の主軸２からの突出量を規制することができるものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
多軸旋盤では、主軸２で保持したワークＷに対しては多
種類の加工を行うことができるが、加工終了後、ワーク
突っ切り位置Ｐ６において主軸２に保持したワークから
切り離し、ピックオフ主軸で保持したワークに対して背
面加工を行うことはできないという問題があった。

【０００６】ピックオフ主軸が保持したワークに対して
背面加工を行うには、工具台８のクロススライド１１に
背面加工用工具を取り付ければ良いと考えられる。しか
しながら、このクロススライド１１には突っ切り工具９
Ａを取り付けているので、相互の工具の動作に干渉しな
いように背面加工用工具を取り付けることはきわめて困
難である。例えば、背面加工用工具を突っ切り工具９Ａ
による突っ切り動作に干渉しないよう引っ込んだ位置に
取り付けておくと、背面加工用工具を使用する際に、そ
の背面加工用工具を前進させると突っ切り工具９Ａやそ
れを保持したホルダ１０が主軸２にぶつかってしまい、
良好な作動は望めない。

【０００７】これに代わる方法として、スイングストッ
パ１６の背面（ピックオフ主軸側の面）に背面加工用工
具を取り付けることが考えられる。この場合には、背面
加工は可能であるが、スイングストッパ１６を主軸２の
前方に位置させた時の位置が一定であるので、それに取
り付けた背面加工用工具の位置も定まってしまい、ピッ
クオフ主軸で保持したワークを回転させながら軸線方向
に送って行う加工しかできず、ダボ取りや口元面取りな
どの簡単な加工に限られるという欠点がある。

【０００８】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、多軸旋盤のワーク突っ切り位置に設け、
ワークの突っ切りを行うと共に切り離した側のワークに
対して背面加工を行うことを可能とした多軸旋盤の工具
台を提供することを目的とする。また、本発明は複雑な
背面加工を可能とした多軸旋盤の工具台を提供すること
も目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくな
された本願請求項１記載の発明は、多軸旋盤のワーク突
っ切り位置に設けられる工具台であって、突っ切り工具
を保持したＸ軸スライドと、該Ｘ軸スライドを、保持し
た前記突っ切り工具が前記ワーク保持用主軸の軸線に直
角方向に移動するよう移動させるＸ軸スライド駆動装置
と、前記Ｘ軸スライドに、該Ｘ軸スライドの移動方向に
移動可能に保持された背面加工用工具ホルダと、該背面
加工用工具ホルダを往復動させるシリンダ機構とを有す
ることを特徴とする多軸旋盤の工具台を要旨とする。

【００１０】本願請求項２の発明は、上記した多軸旋盤
の工具台において、前記Ｘ軸スライド駆動装置を、Ｘ軸
スライドを移動させるねじ軸と、該ねじ軸を回転駆動す
るサーボモータを有する構成としたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記請求項１の発明では、Ｘ軸スライドに設け
た背面加工用工具ホルダを、シリンダ機構によってＸ軸
スライドの移動方向即ちＸ軸方向に往復動可能としたの
で、突っ切り工具によるワーク切断動作時には、背面加
工用工具ホルダを突っ切り工具よりも引っ込んだ退避位
置とすることにより、背面加工用工具ホルダやそれに保
持された背面加工用工具が突っ切り工具によるワーク切
り離し動作に干渉することがなく、また、背面加工を行
う時には背面加工用工具ホルダを前進位置とすることに
より、突っ切り工具が背面加工用工具による背面加工動
作に干渉することがなく、従って、ワークの切り離し動
作及び背面加工動作をそれぞれ良好に行うことができ
る。

【００１２】ここで、請求項２の発明では、前記Ｘ軸ス
ライド駆動装置を、Ｘ軸スライドを移動させるねじ軸
と、該ねじ軸を回転駆動するサーボモータを有する構成
としたことにより、背面加工用工具を保持したＸ軸スラ
イドの送りをサーボモータにより任意に制御でき、従っ
て、背面加工用工具のＸ軸方向の送りをサーボモータに
よって任意に制御でき、複雑な背面加工が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例の工具台２０を備えた
多軸旋盤のスピンドルキャリア及びその近傍の一部を示
す概略正面図、図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、その多
軸旋盤における工具台２０の動作を説明する概略平面
図、図３は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図であり、
図４に示す従来例と同一又は同様な部品には同一符号を
付けて示し、説明は省略する。本実施例の多軸旋盤も、
図４に示す従来例と同様に、スピンドルキャリア１に、
同一円上に位置するように、複数の主軸２を一定ピッチ
で保持させており、且つそのスピンドルキャリア１を割
り出し回転機構によって、各主軸２が位置Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を順次間欠的に移動するよう
に、割り出し回転させる構成となっている。また、各位
置にはそれぞれ、各主軸２に保持したワークＷに対して
所定の加工を行うための工具台が設けられている。ここ
で、位置Ｐ１〜Ｐ５に設ける工具台は従来と同様のもの
でよいが、ワークの切り離しを行うためのワーク突っ切
り位置Ｐ６には、従来とは異なる構成の、本発明の実施
例による工具台２０が設けられている。

【００１４】工具台２０は、旋盤のベッド（図示せず）
に取り付けられた工具台フレーム２２と、その工具台フ
レーム２２に、主軸に直交するＸ軸方向に移動可能に保
持されたＸ軸スライド２３と、工具台フレーム２２にＸ
軸方向に延びるように且つ回転可能に保持されたねじ軸
２４と、そのねじ軸２４を回転駆動するサーボモータ２
５等を備えており、ねじ軸２４にはＸ軸スライド２３に
固定されたナット２６が噛み合っている。かくしてサー
ボモータ２５でねじ軸２４を回転させることにより、Ｘ
軸スライド２３をＸ軸方向に移動させることができる。
これらのサーボモータ２５、ねじ軸２４、ナット２６等
はＸ軸スライドをＸ軸方向に移動させるＸ軸スライド駆
動装置２７を構成する。なお、サーボモータ２５はＮＣ
装置（図示せず）で制御される構成となっており、従っ
て、Ｘ軸スライド２３の移動を数値制御することが可能
である。

【００１５】Ｘ軸スライド２３の上面には、工具ホルダ
３０が取り付けられ、突っ切り工具９Ａを取り付けてい
る。更に、Ｘ軸スライド２３の上面には工具ホルダ３０
の取付位置の横にＸ軸方向に延びるガイドレール３２が
取り付けられており、そのガイドレール３２には背面加
工用工具ホルダ３４が移動可能に保持され、エアシリン
ダ等のシリンダ機構３５で往復動させられるようになっ
ている。背面加工用工具ホルダ３４には背面加工用工具
３６Ａ、３６Ｂが取り付けられている。ここで使用され
る背面加工用工具３６Ａ、３６Ｂとしては、ドリル、タ
ップ等のようにワークに対して軸線方向のみに相対的に
移動して加工を行うものに限らず、内径切削用工具、外
径切削用工具等のようにワークに対して軸線方向及び直
径方向に相対的に移動して加工を行うものでもよい。

【００１６】突っ切り工具９Ａ及び背面加工用工具３６
Ａ、３６Ｂの高さ方向の取付位置は、Ｘ軸スライド２３
をＸ軸方向に移動させた時に、突っ切り工具９Ａ及び背
面加工用工具３６Ａ、３６Ｂが主軸２の軸線に直角方向
に移動するように定められている。また、背面加工用工
具ホルダ３４の移動範囲は、図２（ａ）に示すように、
背面加工用工具ホルダ３４を前進させ、保持している背
面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂでピックオフ主軸３８に
保持したワークＷに背面加工を行う時には、突っ切り工
具９Ａがその背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂよりも引
っ込んだ位置にあって背面加工動作に干渉することがな
く、また、図２（ｂ）に示すように、背面加工用工具ホ
ルダ３４を後退させた時には、その背面加工用工具ホル
ダ３４が突っ切り工具９Ａよりも後退した位置となり、
突っ切り工具９Ａによるワーク切り離し動作に干渉しな
いように定められている。なお、背面加工用工具ホルダ
３４の前進位置を規制するため、Ｘ軸スライド２３上に
はストッパ４０が取り付けられ、背面加工用工具ホルダ
３２には、ストッパ４０に突き当たる位置に調整ねじ４
１が保持されている。

【００１７】次に、上記構成の多軸旋盤の動作を説明す
る。スピンドルキャリア１が間欠的に割り出し回転し、
各主軸２を位置Ｐ１〜Ｐ６に間欠的に移動させてゆき、
各主軸２に保持されたワークＷの先端に次々と所定の加
工が行われる。一つの主軸２がワーク突っ切り位置Ｐ６
に移動して来たとき、その位置の工具台２０では図２
（ｂ）に示すように、Ｘ軸スライド２３及び背面加工用
工具ホルダ３４は共に後退位置となっている。主軸２が
ワーク突っ切り位置Ｐ６に割出しされると、ピックオフ
主軸３８が前進し、回転しているワークＷの先端を把握
する。この状態で、Ｘ軸スライド２３が前進して、突っ
切り工具９Ａを前進させ、ワークＷを切り離す。この
時、背面加工用工具３６Ａ、３６Ｂは突っ切り工具９Ａ
よりも後退した位置に退避しているので、突っ切り工具
９Ａによるワーク切り離し動作に干渉することはない。

【００１８】ワークＷの切り離しが終了すると、ピック
オフ主軸３８が切り離したワークＷを保持した状態で後
退し、その動作と並行してＸ軸スライド２３が後退して
突っ切り工具９Ａを後退させ、同時にシリンダ機構３５
が背面加工用工具ホルダ３４を前進させ、その後、図２
（ａ）に示すように、Ｘ軸スライド２３が所望の背面加
工用工具３６Ａ又は３６Ｂを背面加工を行う所望の位置
に位置決めする。このように、Ｘ軸スライド２３の後退
による突っ切り工具９Ａの後退と背面加工用工具ホルダ
３４の前進を同時に行うことにより、きわめて敏速に所
望の背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂを所望の加工位置
に位置決めすることができ、アイドルタイムを短縮でき
る。背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂを所望の加工位置
に位置決めした後は、ピックオフ主軸３８を再び前進さ
せてそれに保持したワークＷに対して所望の背面加工を
行う。この際、突っ切り工具９Ａは後退した位置となっ
ているので、背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂによる背
面加工に干渉することはない。

【００１９】ここで、背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂ
がドリルやタップであって、それによる加工が、穴開け
や内ねじ加工のようにワークＷに対して単に軸線方向の
みに移動する場合には、Ｘ軸スライド２３は背面加工用
工具３６Ａ又は３６Ｂを所定位置に位置決めした後は、
その位置に停止しており、ピックオフ主軸３８の前進に
よって加工が行われる。一方、背面加工用工具３６Ａ又
は３６Ｂとして内径加工や外径加工を行う工具が用いら
れた場合には、Ｘ軸スライド２３は背面加工用工具３６
Ａ又は３６Ｂを所定位置に位置決めした後、ピックオフ
主軸３８の前進による加工開始後、ピックオフ主軸３８
の移動と並行して、サーボモータ２５によってＸ軸方向
に送られ、背面加工用工具３６Ａ又は３６Ｂをワークの
径方向に切込み送りする。これにより、内径切削、外径
切削等を行うことができ、且つその送り量の制御により
複雑な形状の加工も行うことができる。

【００２０】所定の背面加工が終了すると、ピックオフ
主軸３８が後退し、ワークを適当なアンローダー（図示
せす）で取り出す。また、ピックオフ主軸３８の後退と
同時に背面加工用工具ホルダ３４及びＸ軸スライド２３
も所定の待機位置に後退して次の動作に備える。次い
で、スイングアーム１６（図１参照）が、位置Ｐ６の主
軸２の前に旋回して停止し、主軸２がワークＷのチャッ
クを解除し、ワーク押し装置（図示せず）が主軸２内の
ワークＷを、先端がスイングアーム１５に突き当たるま
で押し出し、その後、主軸２が再びワークＷをチャック
する。これにより、所定長さのワークが主軸２の先端に
突出した状態でチャックされる。その後、スイングアー
ム１６が元の待機位置に戻り、スピンドルキャリア１が
１ピッチ回転して、位置Ｐ６で加工の準備したワークを
次の位置Ｐ１に送り出し、加工済のワークＷが位置Ｐ５
から位置Ｐ６に送られてくる。以下、同様の動作を繰り
返すことにより、所定の加工を施されたワークが次々切
り離され、背面加工を施された後、取り出される。

【００２１】なお、上記実施例では、突っ切り工具及び
背面加工用工具を保持したＸ軸スライド２３をサーボモ
ータ２５で移動させる構成としているが、この代わりに
従来と同様に、カムで操作されるピニオンギャで移動さ
せる構成としてもよい。ただし、図示実施例のように、
サーボモータ２５を用いるとＸ軸方向の送りを精密に数
値制御できるので、複雑な背面加工が可能となる利点が
得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本願請求項１の
発明は、Ｘ軸スライドに設けた背面加工用工具ホルダ
を、シリンダ機構によってＸ軸スライドの移動方向即ち
Ｘ軸方向に往復動可能としたので、突っ切り工具による
ワーク切断動作時には、背面加工用工具ホルダを突っ切
り工具よりも引っ込んだ退避位置とすることにより、背
面加工用工具ホルダやそれに保持させた背面加工用工具
が突っ切り工具による切り離し動作に干渉することがが
なく、また、背面加工を行う時には背面加工用工具ホル
ダを前進位置とすることにより、突っ切り工具が背面加
工用工具による背面加工動作に干渉することがなく、従
って、ワークの切り離し動作及び背面加工動作をそれぞ
れ良好に行うことができるという効果を有している。ま
た、ワークの切り離し動作の終了後に、Ｘ軸スライドを
後退させて突っ切り工具を後退させる時、それに並行し
て背面加工用工具ホルダを前進させることができ、背面
加工用工具を敏速に所定の加工位置に移動させ、アイド
ルタイムを短縮できるという効果も有している。

【００２３】ここで、前記Ｘ軸スライド駆動装置を、Ｘ
軸スライドを移動させるねじ軸と、該ねじ軸を回転駆動
するサーボモータを有する構成とすると、背面加工用工
具を保持したＸ軸スライドをサーボモータにより任意に
制御でき、従って、背面加工用工具のＸ軸方向の送りを
サーボモータによって任意に制御でき、複雑な背面加工
を行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による工具台２０を備えた多
軸旋盤のスピンドルキャリア及びその近傍の一部を示す
概略正面図

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、その多軸旋盤にお
ける工具台２０の動作を説明する概略平面図

【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図

【図４】従来の多軸旋盤のスピンドルキャリア及びその
近傍を示す概略正面図

【符号の説明】

１ スピンドルキャリア ２ 主軸（ワーク保持用主軸） ３〜８ 工具台 ９ 工具 ９Ａ 突っ切り工具 ２０ 工具台 ２２ 工具台フレーム ２３ Ｘ軸スライド ２４ ねじ軸 ２５ サーボモータ ２６ ナット ２７ Ｘ軸スライド駆動装置 ３０ 工具ホルダ ３２ ガイドレール ３４ 背面加工用工具ホルダ ３５ シリンダ機構 ３６Ａ、３６Ｂ 背面加工用工具 ３８ ピックオフ主軸 Ｗ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のワーク保持用主軸を同一円上に保
   持し、各ワーク保持用主軸が複数のワーク処理位置を間
   欠的に移動するように割り出し回転するスピンドルキャ
   リアと、前記複数のワーク処理位置の一つであるワーク
   突っ切り位置に前記ワーク保持用主軸に対向して配置さ
   れたピックオフ主軸とを備えた多軸旋盤の、前記ワーク
   突っ切り位置に設けられる工具台であって、突っ切り工
   具を保持したＸ軸スライドと、該Ｘ軸スライドを、保持
   した前記突っ切り工具が前記ワーク保持用主軸の軸線に
   直角方向に移動するよう移動させるＸ軸スライド駆動装
   置と、前記Ｘ軸スライドに、該Ｘ軸スライドの移動方向
   に移動可能に保持された背面加工用工具ホルダと、該背
   面加工用工具ホルダを往復動させるシリンダ機構とを有
   することを特徴とする多軸旋盤の工具台。
2. 【請求項２】 前記Ｘ軸スライド駆動装置が、Ｘ軸スラ
   イドを移動させるねじ軸と、該ねじ軸を回転駆動するサ
   ーボモータを有することを特徴とする請求項１記載の多
   軸旋盤の工具台。