JPH10113801A - ２主軸対向型ｃｎｃ旋盤のワーク加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２個の主軸を対向して配置した旋盤における
加工ユニットの配置及びワークの加工制御装置に関し、
第１主軸での重切削、第２主軸でのコンタリング加工、
正確で速やかなオリエンテーション動作等が可能な装置
を得る。 【解決手段】 第１主軸台２ａはベース１上に固定し、
第２主軸台２ｂはＺ軸方向にのみ移動位置決め可能と
し、第１刃物台(3a)は主軸方向及び主軸直角方向に移動
位置決め可能とし、第２刃物台(3b)は主軸直角方向にの
み移動位置決め可能とし、２個の刃物台(3a 、3b)は主軸
台(2a 、2b)より装置の奥側に配置する。各主軸には噛合
クラッチや歯車対のような機械的に連結解除自在な主軸
割出し駆動装置２３と割出しモータ４０と割出しエンコ
ーダ２６をそれぞれ個別に設ける。２個の刃物台(3a,3
b) のタレット(9a,9b) は、刃物台(3a,3b) 相互を接近
させたときにタレット(9a,9b) 相互が互いに接近して対
向するように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークを把持し
て回転する２個の主軸を対向して配置した旋盤における
加工ユニットの配置及びワークの加工制御装置に特徴が
ある装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋削を第１工程とする旋削加工におい
て、回転工具を備えたタレット刃物台と主軸割出し装置
を備えた旋盤により、フライス加工や孔明け加工等を同
じ機械で行わせる方式が第一次複合化として採用され
た。更に一台で完成品をとの要望から、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の位置にサブスピン
ドルを設けてこのサブスピンドルを前進させてワークの
先端を掴み、ワークを主軸（第１主軸）からサブスピン
ドルに受け渡して背面加工を済ませるようになった。ワ
ークがバー材の場合は、バー材切断前にサブスピンドル
でバー材の先端を掴み、第１主軸とサブスピンドルをほ
ぼ同速度で回転させつつ突切り加工してワークを第１主
軸からサブスピンドルへ受け渡していた。しかしこの種
の旋盤は、テールストックを改良した程度のサブスピン
ドルであるから、背面加工も面取りと背面の仕上げ程度
の加工しかできず、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。

【０００３】そこでこのサプスピンドルを強力な第２主
軸に替え、この第２主軸に対応するタレット刃物台を設
けて第１主軸と第２主軸の割出しを含む強力な複合加工
を可能とし、両主軸間でのワークの自動受け渡しは勿
論、正面及び背面加工を同時進行させながら連続運転の
できるマシンセル化が進められた。この場合において、
正面加工と背面加工の両方に主軸割出しが含まれるとき
は、最初の旋削加工が終わったあと第１主軸をオリエン
テーション（位置決め停止）動作により原点角度に機械
的に位置決めし、その位置で第１主軸に主軸割出し駆動
装置を連結し、その位置から主軸を割出して第１主軸で
のフライス加工や孔明け加工を行い、ワークの受け渡し
の際には、第１主軸を原点角度に戻し、同様なオリエン
テーション動作により原点角度に位置決めした第２主軸
でワークの先端を掴むという動作でワークの受け渡しを
行っていた。またバー材の場合は、第２主軸でバー材の
先端をつかんだ後、第２主軸を第１主軸に追従させなが
ら比較的ゆっくりと加速を行って所定の回転数に上げ、
突切り加工を行っていた。

【０００４】従来の主軸のオリエンテーション動作は、
主軸を低速で回転させながら原点角度位置にきたときに
主軸に設けた溝状部にピンやローラ等を嵌入するという
方法で行われており、ピンやローラが嵌入されたことを
検知して主軸の回転を止め、嵌入されたピンやローラが
主軸の自由回転を止めて原点角度を保持させるようにす
る。一方で主軸割出し駆動装置の方は、自ら回転して原
点角度に位置決めされる。この原点角度の位置は主軸割
出し駆動装置の連結歯車の噛合位置であり、両者の角度
決めが終わったところでシフト歯車をシフトさせて主軸
に主軸割出し駆動装置を連結するものであった。主軸が
低速になってから原点角度を探り出すまでの時間はオリ
エンテーションタイムと呼ばれ、時にはこの時間が数秒
に及びアイドルタイムとなって加工能率を低下させる原
因となっていた。

【０００５】フランジ材加工の際は、大型のチャックを
使用しなければならない関係上、サブスピンドルではパ
ワー不足で加工し得るワークの大きさに制限が出る。ま
た長手寸法が比較的小さいワークの掴み換えにおいて
は、双方のチャック爪が干渉しないように第２主軸の位
相をオフセット（例えば３０度）した状態で両主軸の位
相合わせを行わせる必要もあり、このような動作にも従
来構造では時間がかかっていた。

【０００６】またバー材加工の際は、第２主軸を第１主
軸に追従させて回転を立ち上げる関係上、第２主軸を小
形にして慣性の小さいものにしなければならず、そのた
めに背面加工の加工能率や加工精度が制限されるという
問題があった。

【０００７】また機械本体構造は、フラット形のベース
を使用して切粉収容箱をベース中心部の主軸チャックの
下部に設け、コンパクト化を図っているが、そのための
スペース的制約から、濾過の不具合によるクーラント溢
れやチップコンベヤ取付後のメンテナンス作業の不具合
などの問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の問
題を解決するのに適した２主軸対向型ＣＮＣ旋盤の構造
及び加工装置を提供することを課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この請求項１の発明の２主軸対向型ＣＮＣ旋盤は、
２台の主軸台のうちの第１主軸台２ａはベース１上に固
定し、第２主軸台２ｂは主軸１１と平行なＺ軸方向にの
み移動位置決め可能とし、第１刃物台３ａは主軸方向及
び主軸直角方向に移動位置決め可能とし、第２刃物台３
ｂは主軸直角方向にのみ移動位置決め可能とし、２個の
刃物台３ａ、３ｂは主軸台２ａ、２ｂより装置の奥側に
配置している。

【００１０】請求項２の発明では、第１及び第２主軸１
１ａ、１１ｂには、旋削加工用主軸モータ２１と主軸の
位相を検出する主軸エンコーダ２７と噛合クラッチや歯
車対のような機械的に連結解除自在な主軸割出し駆動装
置２３と割出しモータ４０と割出しエンコーダ２６をそ
れぞれ個別に設けた構造としている。

【００１１】請求項３の発明では、第１刃物台３ａのタ
レット９ａは第１刃物台３ａ上の第２主軸台２ｂに近い
側に配置し、第２刃物台３ｂのタレット９ｂは第２刃物
台３ｂ上の第１主軸台２ａに近い側に配置することによ
り、第１刃物台３ａを第２刃物台３ｂに接近させたとき
に第１タレット９ａと第２タレット９ｂとが互いに接近
して対向するようにしている。

【００１２】更に請求項４の発明では、ベースとしてス
ラント型ベース１を備え、該ベース上に複数のタレット
型刃物台３とワークを保持して回転するそれぞれの主軸
１１を備えた２台の主軸台２を対向させて配置し、チッ
プコンベヤ５を取付可能な切粉収容箱４をベース１の前
縁下部に別置き型で配置している。

【００１３】更に請求項５ないし８の発明では、機械全
体を統合的に制御するＣＮＣ装置４６を備え、主軸相互
間でのワークの受け渡しを行うために該ＣＮＣ装置の指
令に基いて第２主軸１１ｂと第１主軸１１ａとの位相合
わせを行う際には、前記割出しエンコーダ２６の基準位
置位相と現在位相との指示値の差に基いて割出しモータ
４０を回転させて第１主軸と第２主軸とを同位相ないし
設定された位相差に位相合わせを行う制御装置を設けて
いる。

【００１４】更に上記主軸相互間の位相合わせを行う際
において、第２主軸１１ｂと第１主軸１１ａを目標位相
に向けて相互逆方向に回転させる制御装置設ける構造
を、より好ましい構造として提唱している。

【００１５】また上記構造を備えた第１及び第２主軸台
２ａ、２ｂの各主軸は、シフト歯車２４を介して主軸割
出し駆動装置２３に連結する構造とし、各主軸エンコー
ダ２７で検知した主軸の基準位置位相と現在位相、およ
び割出しエンコーダ２６で検出した基準位置位相と現在
位相の４ケ２組のデータから第１及び第２主軸のそれぞ
れにおけるシフト歯車対２４、２５の噛合位置を計算す
る手段を設け、主軸１１に主軸割出し駆動装置２３を連
結する際には、ＣＮＣ装置４６の指令に基いて前記計算
手段によって決定された噛合位置に主軸割出し駆動装置
２３を回転させてシフト歯車２４の噛合を行う制御装置
を採用している。

【００１６】またバー材の加工においては、２台の主軸
モータ２１ａ、２１ｂを同期的に回転させる同期制御装
置５３を設けてこの同期制御装置で両主軸１１ａ、１１
ｂを同期回転させながら旋削ないし突切り加工を行うこ
ととし、且つこの同期制御装置として、両主軸エンコー
ダ２７が発する単位時間のパルス数の差から両者の遅速
を検知する手段と、設定された微小補正値を記憶する手
段と、前記遅速が検知されたときに該微小補正値を正逆
にしてそれぞれの主軸モータ制御部５２に与える手段と
を含む装置を提唱している。

【００１７】

【作用】本発明では主軸割出し駆動装置２３及び割出し
エンコーダ２６を第１主軸１１ａ及び第２主軸１１ｂに
設けて強力で精度の高い割出し加工を可能にした。ま
た、主軸割出し駆動装置２３を主軸１１に連結する際
に、主軸を原点角度に位置決めするオリエンテーション
動作に代えて、主軸１１の停止角度を示す主軸エンコー
ダ２７のカウント値に基いてシフト歯車２４の噛合位置
まで割出しモータ４０を回転させて主軸１１に主軸割出
し駆動装置２３を連結する構造とし、主軸オリエンテー
ション時の作業時間のロスを回避している。また、ワー
ク受け渡し時の第１主軸１１ａと第２主軸１１ｂの位相
合わせの際には、上記手順で第２主軸１１ｂに主軸割出
し駆動装置２３ｂを連結したあと、割出しを終了したと
きの第１主軸の割出しエンコーダ２６ａのカウント値を
読んでその値と第２主軸のそれとが一致するか又は指定
された角度差になるまで割出しモータ４０を回転させ、
位相合わせを行ってワークの受け渡しを行う。更にバー
材加工時には、第２主軸でバー材の先端を把持したあ
と、第１主軸と第２主軸とを同期制御装置５３で同期回
転させながら回転を立ち上げて突切り加工を行う。

【００１８】割出しモータ４０として通常用いられてい
るサーボモータを使用すれば、主軸割出し駆動装置２３
側の高速位置決めは容易に可能で、主軸１１と主軸割出
し駆動装置２３の連結を数秒以内で行わせることがで
き、また、ワークの受け渡し時における第１主軸１１ａ
と第２主軸１１ｂの位相合わせも同様にきわめて短い時
間で可能となり、ワークの受渡し時間も最短となる。一
般に第１主軸側での割出しは旋削加工の後に行われるの
で、第１主軸側での割出しが終わったときには第１主軸
１１ａには主軸割出し駆動装置２３ａが連結されてお
り、双方の主軸の位相ずれ分を両方の主軸割出し駆動装
置を相互接近方向に回転させて合致させる事も容易てあ
る。更に同期制御装置５３により、バー材加工時におけ
るワークの両端を把持した状態での回転の立ち上げが速
やかに且つ円滑に行われるから、この点でも加工サイク
ルを短縮でき、第２主軸を充分な剛性を備えたものとで
きるし、ワークに過大な捩じれ負荷を作用させることも
なくなる。

【００１９】ワークがフランジ材である場合には、ワー
クの長手寸法が比較的小さい場合が多いので、その場合
に第１主軸から第２主軸に掴み換えをしようとして第２
主軸を接近させたとき相互のチャック爪が干渉して衝突
するおそれがある。これを回避するには、第１主軸のチ
ャック基準位置に対し第２主軸の位相を３０度（三つ爪
の場合）偏倚させる必要があるが、本発明によれば、ワ
ーク受け渡し時に偏倚角度分だけ第１主軸又は第２主軸
の回転量を補正してやればよく、この位相差をＮＣプロ
クラムに指定するだけの操作で済む。

【００２０】更に上記同期制御装置５３を付加したこと
により、第１及び第２主軸を同期回転させながらワーク
の受け渡し動作を行わせることも可能で、第１主軸側の
最終加工が旋削加工である場合にこのような動作を行わ
せることにより、主軸を一旦停止させてまた加速するの
に必要なアイドルタイムも削減することが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】 全体構成（図１ないし図３参照） 図１ないし図３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（図１参
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
台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３
ｂ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。

【００２２】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主軸台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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】 切粉収容箱（図２及び図３参照） 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。

【００２６】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
要に要件となる。本発明の装置では、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ること、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、後
方排出型は制御装置のメンテナンスにも好ましくない。

【００２７】 主軸台（図１及び図４参照） 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２４、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
により主軸を駆動しており、主軸１１の回転角は、タイ
ミングベルト２９で主軸と連結された主軸エンコーダ２
７で検出されている。

【００２８】 ブレーキ装置（図５及び図６参照） ブレーキ装置２２は、主軸の回転角度位置を確保する必
要のある場合には全力でブレーキディスク３１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。図に示したブレーキ装置では、ブレーキシリンダの
油圧を制御してブレーキ力を調節している。

【００２９】 主軸割出し駆動装置（図７及び図８参
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ォーム４
１及びこれに噛合するウォームホイール４２、ウォーム
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２
５、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。

【００３０】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７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。ウォーム歯車対４１、４２に代えてハーモニッ
クドライブ式の減速機や差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。本発明では、このような主軸割出
し駆動装置２３を２つの主軸１１ａ、１１ｂのそれぞれ
に設けている。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。

【００３１】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（図８）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ＣＮＣ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装置はサー
ボドライバ４７に停止指令を与える。割出し動作は、サ
ーボ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。この
とき、必要に応じてブレーキ装置２２で主軸に半ブレー
キが掛けられ、負荷変動による主軸の振動を防止する。

【００３２】 主軸割出し駆動装置の連結装置（図９
参照） この実施例のものでは、図９に示すように、主軸及び割
出しエンコーダ２７、２６にピッチカウンタ４９、４８
が設けられている。このピッチカウンタは、歯車２４、
２５の円周ピッチに対応する角度だけ主軸が回転したと
きに主軸エンコーダ２７が発するパルス数を最大カウン
ト数とするカウンタで、歯車２４、２５の噛み合い点か
らの位相を検出している。ピッチカウンタ４９、４８
は、そのカウントアップパルス及び各エンコーダの基準
角パルス（主軸や主軸割出し駆動装置が基準位置位相に
なったときに出力されるパルス）によりリセットされ
る。従って、ピッチカウンタ４９及び４８は、主軸１１
及び主軸割出し駆動装置２３が基準位置位相となったと
きからカウントを開始し、且つ歯車２５及び２４が一円
周ピッチ分だけ回転する毎にリセットされて新たにカウ
ントを開始するから、両ピッチカウンタ４９と４８のカ
ウント数が等しければ、シフト歯車２４と歯車２５との
噛合を行わせることができる。分周器５０は、割出しエ
ンコーダ２６の分割数を主軸エンコーダの分割数まで粗
くするためのもので、例えば主軸エンコーダの分割数が
３６００、割出しエンコーダ２６の分割数が３６万であ
れば、分周器５０の分周数は１００である。主軸割出し
駆動装置２３を主軸１１に連結するときには、ＣＮＣ装
置４６は、比較器５１で検出されるピッチカウンタ４９
と４８の値の差だけ割出しモータ４０に回転指令を与え
て歯車２４、２５を噛み合い位置に位置決めする。

【００３３】これにより、主軸割出し駆動装置の連結時
における主軸１１のオリエンテーション動作を無くし、
主軸１１を急速に減速してそのまま停止させ、止まった
角度位置を主軸エンコーダ２７のピッチカウンタ４９で
検出し、主軸割出し駆動装置２３をこの検出角度位置に
合致するように急速位置決めして主軸割出し駆動装置２
３を主軸１１に連結する動作が可能となる。割出しモー
タ４０はサーボモータを使用しているので、急停止させ
ても位置が狂うことがなく、連結動作を短時間で終了す
ることができる。

【００３４】上記構造を採用するには、連結用歯車２
４、２５のピッチ精度を充分に高くすることが必要であ
る。歯車２４、２５のピッチ精度を期待出来ないときに
は、図９のピッチカウンタ４９、４８の容量を大きくし
て基準位置位相からの歯車２５、２４の回転角がピッチ
カウンタ４９、４８でカウントされるようにし、比較器
５１で検出されるカウント差だけ主軸割出し駆動装置２
３を回転させてやれば良い。この場合には、歯車２５と
２４の噛合位置が常に一定になるので、精度の維持が容
易である。

【００３５】即ち、主軸エンコーダ２７としてアブソリ
ュートエンコーダを用いるだけでアイドルタイムを大幅
に短縮した連結動作が可能となり、またこれにより従来
必要としたオリエンテーション機構が不要となり、機械
構造の面でも大きなコストダウンが可能になる。

【００３６】なお図９の実施例は、回路ブロック図で示
しているが、同様な動作をＣＮＣ装置のプログラムで行
わせることも可能であり、そのようなプログラムにより
制御される装置が主軸割出し駆動装置の連結装置として
採用できる。この点は、次の主軸の位相合わせ装置にお
いても同様である。

【００３７】 主軸の位相合わせ装置（図９参照） ワークの受け渡しを行うときの主軸１１ａ、１１ｂの位
相合わせは、第１及び第２割出しエンコーダのカウンタ
６０の値をＣＮＣ装置４６で読み取り、両者が一致する
ようにいずれかの割出しモータに回転指令を与えるか、
又は両者が一致する方向の正逆両方向の回転指令を両割
出しモータ４０に与えることによって行われる。割出し
モータとしてサーボモータを使用することにより、上記
構造での主軸１１ａ、１１ｂ相互の位相合わせもきわめ
て短時間で行うことができる。

【００３８】 主軸モータ制御装置（図１０参照） 主軸モータ２１の制御ブロックを図１０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５２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５
４、補正値設定器５５、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少
時間における主軸エンコーダ２７の出力パルスをカウン
トし、その大小により第１主軸１１ａと第２主軸１１ｂ
とに位相差や速度差が生じているかどうかを監視してお
り、補正値設定器５５には、単位時間間隔毎に与える補
正値が設定されている。第１主軸と第２主軸を同期駆動
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１１
ｂ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を押え、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、高速回転中でも急速加減速中でも容易
に同期運転を行うことが可能になる。

【００３９】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して補正指令を与えるようにし
ていたが、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時には両主軸の位相
差がすでに変化しているという状況が度々起こり、時間
遅れのある粗い制御となって同期精度を保つことはでき
なかった。これに対して上記同期制御装置は、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。

【００４０】

【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。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納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。

【００４１】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。

【００４２】そして、主軸への主軸割出し駆動装置の連
結や第１及び第２主軸の位相合わせをきわめて速やかに
行うことができ、背面加工や割出しを含むワークの複合
一貫加工における作業能率を大幅に向上させることがで
きる。また、主軸には独立した主軸割出し駆動装置で割
出し位置決めや低速回転送りが与えられるので、これら
の加工時における主軸の逆転抵抗を大きくでき、前述の
第１主軸の剛性増加と相まって強力な加工能力を備えた
２主軸対向型ＣＮＣ旋盤を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベース上の機器配置を示す図

【図２】機械を模式的に示す断面図

【図３】切粉排出装置を示す斜視図

【図４】主軸割出し駆動装置の機器を展開して示す図

【図５】ブレーキ装置の詳細図

【図６】ブレーキ装置の制御系を示すブロック図

【図７】主軸割出し駆動装置の斜視図

【図８】割出しモータの制御系を示すブロック図

【図９】主軸と割出し駆動装置の連結制御系を示すブロ
ック図

【図１０】主軸モータの制御系を示すブロック図

【符号の説明】

１ ベース 2(a,b) 主軸台 3(a,b) 刃物台 ４ 切粉収容箱 ５ チップコンベヤ 9(a,b) タレット 11(a,b) 主軸 16 ワーク 21(a,b) 主軸モータ 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 46 ＣＮＣ装置 53 同期制御装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通のベース(1) に２台のタレット型刃
   物台(3) を配置すると共にワーク(16)を保持して回転す
   るそれぞれの主軸(11)を備えた２台の主軸台(2a 、2b)を
   主軸の軸線を一致させて対向型に配置した２主軸対向旋
   盤において、第１主軸台(2a)はベース(1) 上に固定し、
   第２主軸台(2b)は主軸(11)と平行なＺ軸方向にのみ移動
   位置決め可能とし、第１刃物台(3a)は主軸方向及び主軸
   直角方向に移動位置決め可能とし、第２刃物台(3b)は主
   軸直角方向にのみ移動位置決め可能とし、２個の刃物台
   (3a 、3b)は主軸台(2a 、2b)より装置の奥側に配置した、
   ２主軸対向型ＣＮＣ旋盤のワーク加工装置。
2. 【請求項２】 第１及び第２主軸(11a、11b) には旋削加
   工用主軸モータ(21)と主軸の位相を検出する主軸エンコ
   ーダ(27)と機械的に連結解除自在な主軸割出し駆動装置
   (23)と割出しモータ(40)と割出しエンコーダ(26)をそれ
   ぞれ個別に設けた、請求項１記載の２主軸対向型ＣＮＣ
   旋盤のワーク加工装置。
3. 【請求項３】 第１刃物台(3a)のタレット(9a)は第１刃
   物台(3a)上の第２主軸台(2b)に近い側に配置し、第２刃
   物台(3b)のタレット(9b)は第２刃物台(3b)上の第１主軸
   台(2a)に近い側に配置することにより、第１刃物台(3a)
   を第２刃物台(3b)に接近させたときに第１タレット(9a)
   と第２タレット(9b)とが互いに接近して対向することを
   特徴とする、請求項１記載の２主軸対向型ＣＮＣ旋盤の
   ワーク加工装置。
4. 【請求項４】 ベース(1) はスラント型で、チップコン
   ベヤ(5) を取付可能な切粉収容箱(4) をベース(1) の前
   縁下部に別置き型で配置した、請求項１、２または３記
   載の２主軸対向型ＣＮＣ旋盤のワーク加工装置。
5. 【請求項５】 共通のベース(1) に複数のタレット型刃
   物台(3) を配置すると共にワーク(16)を保持して回転す
   るそれぞれの主軸(11)を備えた２台の主軸台(2a 、2b)を
   対向型に配置した２主軸対向旋盤において、第１主軸台
   (2a)はベース(1) 上に固定し、第２主軸台(2b)は主軸(1
   1)と平行なＺ軸方向にのみ移動位置決め可能とし、ベー
   ス(1) はスラント型で、チップコンベヤ(5) を取付可能
   な切粉収容箱４をベース(1) の前縁下部に別置き型で配
   置し、第１及び第２主軸(11a、11b) には旋削加工用主軸
   モータ(21)と主軸の位相を検出する主軸エンコーダ(27)
   と機械的に連結解除自在な主軸割出し駆動装置(23)と割
   出しモータ(40)と割出しエンコーダ(26)をそれぞれ個別
   に設け、機械全体を統合的に制御するＣＮＣ装置(46)を
   備え、主軸相互間でのワークの受け渡しを行うために該
   ＣＮＣ装置の指令に基いて第２主軸(11b) と第１主軸(1
   1a) との位相合わせを行う際に前記割出しエンコーダ(2
   6)の基準位置位相と現在位相との指示値の差に基いて割
   出しモータ(40)を回転させて第１主軸と第２主軸とを同
   位相ないし設定された位相差に位相合わせを行うことを
   特徴とする、２主軸対向型ＣＮＣ旋盤のワーク加工装
   置。
6. 【請求項６】 共通のベース(1) に複数のタレット型刃
   物台(3) を配置すると共にワーク(16)を保持して回転す
   るそれぞれの主軸(11)を備えた２台の主軸台(2a 、2b)を
   対向型に配置した２主軸対向旋盤において、第１主軸台
   (2a)はベース(1) 上に固定し、第２主軸台(2b)は主軸(1
   1)と平行なＺ軸方向にのみ移動位置決め可能とし、ベー
   ス(1) はスラント型で、チップコンベヤ(5) を取付可能
   な切粉収容箱(4) をベース(1) の前縁下部に別置き型で
   配置し、第１及び第２主軸(11a、11b) には旋削加工用主
   軸モータ(21)と主軸の位相を検出する主軸エンコーダ(2
   7)とシフト歯車対(24、25) を介して連結解除自在な主軸
   割出し駆動装置(23)と割出しモータ(40)と割出しエンコ
   ーダ(26)とをそれぞれ個別に設け、機械全体を統合的に
   制御するＣＮＣ装置(46)と、主軸エンコーダ(27)で検知
   した主軸の基準位置位相と現在位相および割出しエンコ
   ーダ(26)で検知した基準位置位相と現在位相の４ケ２組
   のデータから第１及び第２主軸のそれぞれにおけるシフ
   ト歯車対(24、25) の噛合位置を検出する手段を備え、Ｃ
   ＮＣ装置(46)の指令に基いて主軸(11)に主軸割出し駆動
   装置(23)を連結する際に主軸エンコーダ(27)の現在位相
   によって規定される噛合位置に主軸割出し駆動装置(23)
   を回転させてシフト歯車(24)の噛合を行うことを特徴と
   する、２主軸対向型ＣＮＣ旋盤におけるワーク加工装
   置。
7. 【請求項７】 主軸相互間でのワークの受け渡しを行う
   ために第１主軸(11a) と第２主軸(11b) との位相合わせ
   を行う際において、第１主軸(11a) と第２主軸(11b) を
   目標位相に向けて相互逆方向に回転させることを特徴と
   する、請求項５記載の２主軸対向型ＣＮＣ旋盤における
   ワーク加工装置。
8. 【請求項８】 ２台の旋削加工用の主軸モータ(21a、21
   b) を同期的に回転させる同期制御装置(53)を備え、位
   相合わせをした第１及び第２主軸(11a、11b) で両端を把
   持したワークを、この同期制御装置で両主軸(11a、11b)
   を同期回転させながら加減速及び旋削ないし突切り加工
   を行うことを特徴とする、請求項５、６又は７記載の２
   主軸対向型ＣＮＣ旋盤のワーク加工装置。