JPS59175906A - 数値制御旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の青眼］ この発明は数値制御旋盤、より詳細に述べれば、自動制
御方式の旋盤であって、多数の工具を選択的に使用する
ことができると共に、その選択と旋盤加工とを容易にす
ることができる新規なタレット形数値制御旋盤に関する
。

旋盤は工作物に回転運動を、工具すなわちバイトに所要
の切込みと送り運動を与えることににって旋削作業を行
うものである。その旋盤の所要の作業操作を自動的に制
御する旋盤、とくに数値制御＜ＮＣ＞！盤においては、
複数の工具を保持させて、工作物の加工部分の形状、寸
法、加工条件および材質などに応じて、自動的に選択使
用する方式の装置が一般に用いられている。

その工具の選択方式として現在おこなわれているものを
大別すると、次の４通りがある。

第１の方式： この方式は、工具をその回転軸線に対して直角（Ｘ軸）
方向に運動する工具取付は部上に、Ｘ軸に平行な直線上
に、複数個の工具を所望の間隔をとって配設して、工具
取付は部をＸ軸線に沿う運動によって、これら工具の中
から、実際に使用すべき工具を選択し、さらに工具取付
は部の直線運動によって、選択された工具を用いて工作
物に切削作業をおこなうものである。

第２の方式： この方式は例えば円板状の工具取付は部に、複数個の工
具を所定の間隔をとって配設し、この円板状の工具数（
＝Ｊけ部を回動して所望の工具を選択、すなわち、タレ
７１〜割出しをおこなって、切削作業においては、所望
の選択された工具をＸ軸線方向に移動するために、取付
は部にＸ軸線方向の運動を行なわせている。この方式に
おいては、工具取付は部は工具選択のためのタレット割
出し機（苦と、切削作業のためのＸ軸線方向の運動を行
なう機構とを必要とする。

第３の方式： この方式は加工物の回転軸心に直角をなす平面上に、加
工物の中心に対して放射状に複数の工具を各別に配設し
、その中から所望の工具を選択的に取り出して使用する
ものである。

第４の方式： この方式はマニシングセンタにお（プるＡＴＣ方式に類
似し、Ｘ軸線上の工具取付は部と別個に設けた工具収納
部（ツールマガジン）との間で、所望の工具を選択交換
する方式のものである。

以上の４方式において、第１の方式は最も構造が簡単で
、製作費も低廉であるが、工具を一直線上に直列配置す
るために、工具取付は部に装架する工具の数が多くなれ
ばなるほど、その方向におけるスペースを必要とし、例
えば、一方の端部の工具を選択使用後、他方の端部の工
具を使用しようとする場合には、その取付は部の移動に
要する割出し時間が長くなる。したがって加工作業の能
率の上で、すこぶる不利益であることを免れない。それ
ゆえ、この方式は工具数が少くて、加工が簡単な工作物
を旋盤加工するための、簡易形ＮＣ旋盤に適している。

次に、前）ホした第２の方式のものは、現在のＮＣ旋盤
中で最も多く採用されているものである。工具取付は部
に複数個の工具を円形に配置することにより、前記第１
の方式および第３の方式よりも多数個の工具を装架する
ことができる。したがって、その工具の数からして、多
種各様の加工を行うことができると共に、大型から小型
に至るまで応用範囲も広い。しかし、この方式ではタレ
ット割出し機構とその制御回路とを必要とするため、構
造が複♀１Ｆとなり、その製作費も高額となることを歪
めない。

さらに、前記第３の方式は、そのスペースの上からして
、取り付けることのできる工具の数に制約が大きく、現
行旋ｑａ中のお【プる利用率はすこぶる低く、加工物（
主軸台）の軸方向の運動を７軸とした小型の棒材用ＮＣ
旋盤の一部に使用されているにすぎない。

最後に、前述した第４の方式のものは、収納工具の制約
か少なく、第２の方式のもの以上に多種多様の加工を、
短時間の工具選択にて遂行することができる高度の加工
自動化システムとして最適の−しのである。しかしなが
ら、ＮＣ旋盤の全体的な構造が複雑となり、頗る高価な
ものとなってしまう。

し発明の目的］ 以上の諸点を考慮して、この発明の主目的は、比較的多
数の工具を選択することができると共に、構造が簡単で
、経済的に製作することかできる数値制御旋盤を提供す
ることにある。

また、この発明の目的は、基本的にはタレッ１〜形であ
り、しかも工具の選択に当って、その選択専用の割出し
機構を必要とすることのない数値制御旋盤を提供するこ
とにある。

この発明の目的は工具の選択と切削加工のための工具の
Ｘ軸についての運動とを兼用することのできる数値制御
旋盤を提供することにある。

この発明のさらに目的とするところは、従来のタレット
式旋盤において、工具の割出し機構に多く見受けられる
、タレット割出しの前後における１ンロツク或はロック
などの動作を全く必要とすることがなく、割出しを迅速
に行うことができ、加工能率を増進することのできる数
値制御旋盤を提供することにある。

この発明は、さらにイの作動に信頼性が高く、広範囲の
工作加工に適用することのできる新規な数値制御Ｉ旋盤
を提供すること−にある。

［第一の実施態様の説明〕 この発明の数値制御旋盤の好ましい実施態様を添付図面
について説明する。この発明を理解するために、当業者
が容易に判断することができ、しかも、この発明には直
接関係のない部分は、これを省略して示しである。

第１図と第２図とにおいて、この発明の第一の実施態様
である数値制御に盤１ｏはベッド１２に形成されている
Ｚ＠案内面１４を７軸線方向に往復ツーることかできる
ように装架した往復台本体１６を具備する。往復台本体
１６を７軸線方向に所望の行程だけ移動させるため、制
御信号に応答して作動で−る第一のサーボモータ、すな
わちＺ軸駆動４ノ゛−ボモータ１８がベッド１２の一方
の端部（こ固定してあり、Ｚ軸駆動サーボモータ１８の
回転軸２０は送りねじ部２２として往復台本体１６のナ
ツト部２４に設けた該当ねし付孔と噛み合い関係にて伸
長している。

したがって、７軸駆動サーボモータ１８に所定の信号が
加えられることによってモータ１８の回転にしたがって
往復台本体１Ｇはベッド１２上を移動することができる
。

往復台本体１６にはタレット２６が送りねじ部２２の軸
線と平行するＺ軸方向の軸線を中心として回転すること
ができるように往復台本体１６に装架しである。タレッ
）〜２６はそれ自体公知であるように円板の本体の周縁
に所要個数の工具２８か工具ホルタ３０を介して取り付
けである。

タレット２６の所望の工具２８を選択して所定の位置、
すなわち工具２８の位置を設定するために、往復台本体
１６の一方の端部に第二のサーボモータ３２が固定しで
ある。第二のサーボモータ３２の回転軸３４にはウオー
ム３６が設けてあり、これと噛み合って駆動されるウオ
ーム歯車３８がタレット２６の軸４ｏにキー４２で固定
しである。

旋盤加工を施すべぎ工作物Ｗは、主軸にチャックなど適
当な手段で片持ち支持される。その構成はこの種の旋盤
では通常のものであって特にこの発明の要旨ではないの
で、その説明と図面とを省略する。

し作動の説明１ この発明の数値制御Ｔｉた盤１０は以上に述べた構成に
したがい、第二のサーボモータ３２に所望の工具２８を
所定加工位置に割り出して設定する信号が送られること
により、モータ３２の回転に従って回転軸３４に取り付
ζノたウオーム３６と、タレット２６の＠　／１．　Ｏ
に取り角けたつ４−ム歯車３８どの噛み合いによって、
タレッ１へ２６が回動されて所望の工具２８が割り出さ
れる。

第一のり一ボモータすなわち７軸駆動サーボモータ１８
へ所望の信号が送られることによって、往復台本体１６
が移動して、前記選択された工具２゛８を工作物Ｗの所
望加工位置に送り、工作物Ｗに加工を行うことができる
。この加工操作時に、第二のサーボモータ３２に送られ
る信号によって、ざらにモータ３２の作動は、第３図に
示すように選択された工具２８をさらにに工作物Ｗの長
子回転軸【二対して半径方向ザなわち×軸方向に送り込
むことができる。

このようにして、選択された工具２８を用いて所望の旋
盤加工が終了すれば、第−及び第二のサーボモータ１８
と３２とに、それぞれ指令信号が送られて、先ず往復台
本体１Ｇが加工物Ｗから遠ざかるようＺ軸方向に早送り
され、次で、二番目に使用すべき工具２８が所定位置に
早送りされて割出し操作がなされ、さきに述べられた通
りの過程によって、所要の旋盤加工が遂行される。

この発明の数値制御旋盤１０によれば、■貝２８の刃先
の送り運動は、通常の旋盤のように直線状でなく、第３
図に示すように円弧状であるが、実際の設計に当っては
、加工物Ｗの半径に比較して、この円弧の半径が十二分
に大きく、直線を円弧で近似させでも、実用上には全く
支障がない。さらに、現在、はとんど例外なく標準整備
されている数値制御側の工具位置オフセット機能を、必
要に応じて適用することにより、加工精度には何等の問
題を生ずることがない。

以上の説明において、第二のサーボモータ３２の回転運
動をタレット２６に伝達する手段として、ウオーム３６
とウオーム歯車３８とを使用すると、サーボモータ回転
角のフィードバック系から定まる回転角の最小出力単位
を工具の刃先の移動量の最小出力単位に合わせる減速機
構どして好ましい。しかしながら、この発明ではウオー
ムとウオーム歯車に限ることなく、他の適当な動力伝達
装置を使用することができることは言うまでもない。

［変更態様の説明コ この発明の数値制ｕｔ１旋盤１０を、工作物Ｗのチャッ
ク作業について詳述したけれども、この発明の旋盤はま
たセンタ作業にも適用することができる。

センタ作業を行なうためには、工具２８の割出し時に、
工具２８と工作物Ｗとの干渉を回避する必要がある。

以上の目的を達成づ−るために、タレット２６を工作物
Ｗの半径方向に逃がす機構を用意する。

その−例を、第４図と第５図とについて説明する。ベッ
ド］２にはＺ軸案内面１４と往復台本体１６との間に往
復台本体１６を、工作物Ｗの半径方向において、工作物
より遠ざけるように移動させる案内面４６を有するサド
ル４８が配設しである。サドル４８にはこれと一体に、
あるいはサドル４８に固定できるように油圧シリンダＨ
置５０か取り付けである。油圧シリンダ装置５０はビス
ｌ〜ン５２とピストン５２の作動に従って移動するよう
にピストン５２に一端を固定したピストン棒５４とから
成っている。油圧シリンダ装置５０にはピストン５２を
作動するために、適当な油圧供給源からの圧力油が作業
の順序に応じて通路または導管５６を経て供給または排
出される。

ピストン棒５４の細端は往復台本体１６に接続してあっ
て、油圧シリンダ装置５０の作動により、ピストン棒５
４の移動に応答して往復台本体１６を移動し工具２８を
保持するタレット２６を工作物Ｗに対して後退さＵるこ
とかで・きる。

これまで、この発明の数値制御旋盤を工作物が定位置で
回転し、これに対して工具を取り付けたタレット２６を
ベッド１２についてＺ軸線方向に移動するよ）に装架し
た往復台本体１６に配設し、タレット２６に取付けた工
具２８をタレット２６を回動して選択、割り出しすると
共に、工作物の半径方向すなわちＸ　１１１１ｍ方向に
運動することがでさるようにして旋削作業を実行する型
式のものについて詳述した。

しかしながら、この発明の数値制御旋盤は、タレットを
回動させて工具の割り出しと、工作物の旋削を行なわせ
るものとし、工作物の方に回転運動と７軸線方向の直線
運動を行なわせることにより、工作物の旋削加工を行う
型式にも適用することができる。

［第二の実施態様の説明コ 第６図ないし第８図は、この発明の第二の実施態様とし
て、工作物の方を前述したように回転させると共に直線
運動を行なわせるものを説明するための略図である。な
お、これらの図面において、第一の実施態様と同一また
は類似の部分には同一参照符号と数字とを適用しである
。

第二の実施態様の数値制御旋盤１１０は、第一の実施態
様に示す往復台本体を欠き、その代りに、タレット２６
はタレット支持体１１６に装架しである。タレット支持
体１１６はベッド１２に固定もしくは一体に構成しであ
る。タレット２６の軸４０についての回動は、第一のサ
ーボモータ３２により第一の実Ｍ態様について述べたの
も全く同一の構成とすることができるものであるから、
その説明を簡易化するために、重複して説明しない。

第７図と第８図とに示すように、加工物Ｗは主軸台６０
内に回転することができるように配設された主軸６２に
、例えばチャックまたはコレットなど、一般に使用され
る工作物Ｗの締付は装置６４を介して取り付けられる。

主軸台６０はベッド１２の案内面６６上を滑動すること
ができるように装架され、Ｚ軸駆動ザーボモータ１１８
の回転軸１２０によって回転される送りねじ１２２と、
送りねじ１２２と噛み合うナツト部６８とによって、工
作物Ｗの回転軸線り方向、すなわち７軸線方向に直線運
動される。

以上、この発明の好ましい実施態様を添付図面についで
詳述したけれども、この発明はその特許請求の範囲に記
載する技術的内容において、いろいろと変更して実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の数値制御旋盤の第一の実施態様の要
部を説明するため第２図の線Ｉ−Ｉに沿って半断面とし
矢印Ａの方向に見た断面図、第２図は第１図の線■−■
に沿って往復台本体を断面として示づ部分断面図、第３
図はこの発明の旋盤の工具の送り方向を示す路線図、第
４図はこの発明の旋盤においてタレットを工作物より逃
がず機構の一実施例を示す部分断面図、第５図は第４図
を上方から見た部分平面図。第６図はこの発明の数値制
御旋盤の第二の実施態様の要部を説明する第１図と類似
であり第７図の線■−■に沿って半断面とした断面図、
第７図は第６図の線■−■に沿う断面を含む部分断面図
で、第８図は第７図の矢印Ｂ方向に見ると共に線ｖｍ−
■に沿う断面を示す部分断面図である。 添付図面の符号とこの発明の要部との関係を示すと、次
のとおりである。 １０・・・・・・数１ｆｆｌｉ制御旋盤１２・・・・・
・ベッド １４・・・・・・Ｚ軸案内面 １６・・・・・・往復台本体 １８・・・・・・第一のサーボモータ ２６・・・・・・タレット ２８・・・・・・工具 ３２・・・・・・第二のサーボモータ ４６・・・・・・往復台移動案内面 ４８・・・・・・サドル ５０・・・・・・油圧シリンダ ５２・・・・・・ピストン ５４・・・・・・ピストン棒 ６０・・・・・・主軸台 ６２・・・・・・主軸 ６４・・・・・・工作物取（＝Ｉり装置１１０・・・数
値制御旋盤 １１６・・・タレット支持体 １１８・・・Ｚ軸駆動サーボモータ Ｗ・・・・・・・・・工作物 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベッドに固定された工作物を取り付けて回転させる
   主軸と、前記ベッド上を滑動することができるように装
   架した往復台本体と、前記往復台本体に回転することが
   できるように装架し、しかも複数個の工具を取り付けた
   タレットと、前記往復台本体を工作物の回転軸線に平行
   する７軸線方向に駆動するよう制御信号に従って作動す
   る第一のサーボモータと、前記タレッ１〜を制御信号に
   従って回動して前記タレットに取り付けた工具を選択的
   に所定の位置に設置する第二のサーボモータと、前記第
   二のサーボモータにて前記選択された工具に工作物の回
   動軸に対してその半径方向の送りを与えるようにしたこ
   ととを特徴とする数値制御旋盤。 ２、前記第二のサーボモータから前記タレットへの動り
   の伝達につＡ−ムとウオーム歯車装置とを介して行なう
   ようにした特許請求の範囲第１項に記載の数値制御旋盤
   。 ３、前記ベッドと前記往復台本体との間に案内面を有す
   るサドルを配設し、前記サドルに油圧シリンダ装置を固
   定し、前記油圧シリンダ装置のピストン棒の一端を前記
   往復台本体に固定し、前記油圧シリンダの作動により前
   記往復台本体を前記タレットと共に工作物の回転軸線に
   対して直角方向に移動可能にした特許請求の範囲第１項
   に記載の数値制御旋盤。 ４、工作部を取り付けて回転する主軸をベッドの長手軸
   線に沿って移動するよう制御信号によって作動する第１
   のサーボモータと、ベッドに固定して数例けたタレット
   支持体と、前記タレット支持体に回転することができる
   ように装架し、しかも複数個の工具を取り付けたタレッ
   １〜と、前記タレットを制御信号に従って回動して前記
   タレットに取り付けた工具を選択的に所定の位置に設置
   する第二のサーホモータと、前記第二のサーボモータに
   て前記選択された工具に工作物の回動軸に対してその平
   径方向の送りを与えるようにしたことを特徴とする数値
   ｆｌｔ制御旋盤。