TWI266666B - Lathe - Google Patents

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TWI266666B
TWI266666B TW093129721A TW93129721A TWI266666B TW I266666 B TWI266666 B TW I266666B TW 093129721 A TW093129721 A TW 093129721A TW 93129721 A TW93129721 A TW 93129721A TW I266666 B TWI266666 B TW I266666B
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Yoshiharu Kikuchi
Shinsuke Kumakura
Hidenori Sato
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Tsugami Kk
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Description

1266666 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種車床。 【先前技術】 猎由結合多種加工方式的車床稱為複合式加工申 床,舉例來說,複合式加工車床係揭露於日本專利申请案 (公開號H11-138374)與日本專利申請案(公 ^ 2003-117701)。 /、厶幵儿 日本專利申請案(公· H11-138374)係揭露—種 固定主轴的複合式加卫車床,此複合式加卫車床係^挟 持工件的-主轴、-尾座、一往復滑動臺架與—刀且 其中尾座係相對於主轴而設置,往復滑動臺 尾座的巾^線的平行方向來雜復運動^刀^^主轴或 且刀具轴係能夠變換 门另外刀具係加工主轴或尾座所挾持之一工 當長尺寸工件藉由前述設定之複合 件 時’主轴挾持工件之一端,且工件沿主“二工車床加工 件容易受到刀具推擠而彎曲,如果碎 。因此’工 進行精密加工。所以,為了加工長尺寸工广時則無法 心農設於尾座,其㈣心係岐Μ 2必須在將頂 配合以共同支撐工件。 崎表面並與主軸 然而,當頂心裝設於尾座時將有下述問題產生: I266666 (1) 由於頂心係設置於工件的尾端表面,所以工件的尾 端表面(前端表面)無法加工。 (2) 由於頂裝設於尾座,所以挾持王件的夾頭無法 裝設於尾座,因此不可能加工由尾座夹頭挾持之工件的後 尾端表面(後端表面)。 (3) 為了避免刀具與尾座互相干涉(二者互相碰撞),因 此工件中尾座挾持的部分無法加工。 如上所述,對於主轴固定的車床來說,長尺寸工件是 難以藉由結合多種加工方式進行加工。 再者,日本專利申請案(公開號H11-138374)揭露的複 合式加工車床中,王免的丑加孟暴度受息於主無奥屋座的 羅释。所以,若工件的長度大於或等於主轴與尾座的距離 則此工件無法加工。 另一方面,曰本專利申請案(公開號2003-117701)揭露 一種無須尾座即可加工录尺寸工件的方法。日本專利申請 案(公開號2003-117701)係藉由一套防止工件因緊鄰刀 具而彎曲,並藉虫移動主轴來加工長尺寸工件。 曰本專利申請案(公開號2003_117701)揭露的車床係 包含可旋轉挾持工件之一第二桌頭、一篆二兔费、一_ 具架、一轉套、一刀具架、一策三桌頭、一双具蛊二德轉 刀具架,其中f 架J系譟置於一副車頭,刀具架中係裝 設用於加工一工件的刀具,刀具係裝設於第三車頭並且用 於加工工件之後端表面,旋轉刀具架係可垂直移動於工件 的軸向。 1266666 副車頭係具有沿第一車頭挟持之工件的轴向而移動 的功月b ’以及沿垂直於此轴向移動的功能。轴套係支撑旋 轉中的工件,第二車頭係挾持卫件的尾端表©(前端表 面)。用於加u件之前端表面的__係裝麟刀具架, 且第二車頭係設置於轴套之一側。 根據日本專利申請案(公開號20〇M 17701)所揭露的 山床’當卫件㈣—車頭挾持並由轴套切時,工件的前 碑表面係域設於前端刀具架的_刀具所加。此後副車 頭移動’俾使J1件的前端表面係由第二車頭挾持,然後第 二車頭挾持的碍再由第三車頭挾持。接著,藉由裝設於 刀具架的刀具加JC第三車頭挾持的工件的前端表面。 山舉另外一個例子來說,若要以此車床加工工件的後尾 ,(後端表面),副車頭移動使得裝設於第三車頭的〆鑽頭 可加工第二車頭所挾持之工件的後尾端(後端表面)。 曰本專利申請案(公開號2003-117701)揭露的車床係 能夠加工長尺寸工掩的前尾端以及後尾端,但是此車床具 有以下缺點。 (1) 為了在工件上加工出有角度的孔孔,必須在刀具架 上裝設用於加卫有角度孔孔的-附加裝置。 (2) 必須分別準備加工工件的前尾端表面與後尾端表 面的一刀具。 (3) 當在刀具架放置一刀具時,必須考慮刀具可能與相 鄰的刀具干涉(或碰撞)。 (4) 除了需考慮用於加工工件之前尾端表面的/刀具 1266666 裝"又處之外,亦須考慮用於加工工件的後尾端表面的刀息 裝λ處,以確保車床的安全,這將使車床的 並降低加工效率。 愚小 (=)可裝設於刀具架與第三車頭的刀具數量受到 制。备工件以結合多種加工方式卻不更換刀具來加工時 工件的種類亦將受到限制。 ⑹必須在更換刀糾停止車床,造成加卫效率降低。 【發明内容】 其 /有鐘於上述課題,本發明之目的為提供一種車床, 係此夠有效率地加工〜各種心毒^抑诚^件。 件 另外,本發明亦提供-種車床,其係能夠加工一J 使其成為複雜形狀,且件的兩尾端表面。 再者,本發明更提供一種車床,其係能夠加工 =的工件使其成為複雜形狀,I可加工工件的兩尾端表 緣是,為達上述目的,依本發明之車床包含: 主轴(3G) ’其係挾持旋轉—工件(w),並沿— 來回往復運動,其中z方向係與工件之旋轉轴平行;方向 副主轴(50),其係與主轴(3〇)相對而設,並挟 工件(W),且沿Z方向來回往復運動; 疋轉 構件持_(4(),_ ’其係包含裝設於刀具握持 ;""工工件之一刀具,且刀具握持構件係沿Z方 向或一 X方向來回往復運動,並在一 X-Z平面旋轉以改變 1266666 刀且之一太〆t ^ 同,其中X方向與z方向並非相同方向,x-z 平面:包含z方向與X方向;以及 轴套’其係旋轉地支撐自主軸(30)所突出之工件, 且該工件沿該工件之軸向滑動。 刀具握持構件(4〇)係包含裝設於刀具握持構件上用於 加工工件之複數個刀具,且刀具麟構件係選取其令之一 刀具’並將被選取刀具放置於要加玉件的-預定位置。 刀具握持構件(4〇)係由一轉塔所構成,轉塔係包含裝 設於轉塔上雜加U件之複數個刀具,且料係將其中 之一刀具放置於要加工工件的一預定位置。 刀具握持構件(100)係由一刀具主轴所構成,且加工該 工件之刀具係裝設於刀具主轴。 本車床可更包含:一刀具庫(70)與一刀具交換機構 (80),其中刀具庫(70)係包含複數個刀具,且刀具交換機構 (80)係將刀具架上的刀具與刀具庫(7〇)中的刀具交換。 主軸(30)係包含一孔(3〇H),且工件係穿設於孔 (30H),舉例來說,工件係可由主轴(30)挾持,並藉由穿設 於孔而延伸。 副主轴(50)係包含一孔(5〇h),且工件係穿設於孔 (50H),舉例來說,工件係可由副主轴(5〇)挾持,並藉由穿 設於孔而延伸。 舉例來說,刀具握持構件(40,100)係沿Z方向(Z2轴 向)、該X方向(XI轴向)與一 γ方向來回往復運動,且Y 方向與z方向及X方向並非相同方向。 1266666 車床係可包含—刀具架(6Q),其中刀具架係包含 一架設於刀具架之刀具’且刀具架係與刀具握持構件传二 別獨立轴,域由架設於刀科之刀具加= 副主轴(5G)挾持的工件。刀具架_係能夠沿X方向= 方向與Υ方向移動。 π 2 車床係可包含一控制器⑽),其係控制主軸(30)與副 主轴(50)钱置,並㈣主軸(3()) 的工件且控制器控制刀具握持構件(4〇,灣的位置與方 1^3 0 " 主軸(30)與副主軸⑽除了能夠分別獨立地挾持工 件,更能夠彼此共同挾持同一工件。 另外,為達上述目的,本發明亦提供一種車床,此 床包含: 一第一主軸裝置(30),其係挾持工件(w)並沿一預定旋 轉轴旋轉工件,其中預定旋轉軸係沿一 Z方向延伸,第一 主轴裝置(30)沿旋轉轴的平行方向移動工件; 一轴套裝置(90),其係支撐第一主軸裝置(3〇)挾持之工 件; 一第二主轴裝置(50),其係與第一主轴裝置共轴地挾 持工件(W),並沿旋轉轴旋轉工件且沿旋轉軸平行移動工 件;以及 一刀具握持裝置(40,100),其係沿一 z方向與一 X方 向來回往復運動’且在一 X-Z平面旋轉以改變加工工件之 一刀具的方向,其中X方向係不同於Z方向,χ-Ζ平面係 11 1266666 包含z方向與x方向。 第一主轴裝置(30)與第二主轴裝置(50)除了能夠分別 獨立地挾持工件,更能夠彼此共同挾持同一工件。 舉例來說,刀具握持裝置係包含裝設複數個刀具的裝 置,其中刀具係用於加工工件,且刀具握持裝置係將其中 之一刀具放置於要加工工件的一預定位置。 本車床更包含一裝置,此裝置係握持一刀具並加工至 少一工件,工件由第一主轴裝置(30)及/或第二主軸裝置(50) 挾持。 【實施方式】 第一較佳實施例 以下將參照相關圖式,說明依本發明第一較佳實施例 之車床。 本車床係能夠在一工件W進行複合式加工的加工 機。如圖1與圖2所示,車床係包含一機床10、一挾持工 件W的主軸30、一轉塔40以及一挾持工件W的副主軸 50。除此之外,車床更包含一控制器201,其中控制器201 係控制整個車床。 舉例來說,主軸30係包含一夾頭,此夾頭挾持工件 W,使得工件W的中心線係朝向一 Z1轴向,其中Z1轴 向係水平方向。主轴30係藉由一車頭30A旋轉支撐著, 車頭30A係架設於一樑11與一樑12,且藉由一 Z1轴馬 達13驅動車頭30A沿Z1軸向移動,樑11與樑12係沿 12 1266666 Z1轴的平行方向架設於機床10,車頭3〇A係包含一内歲 式工件旋轉馬達31,工件旋轉馬達31係旋轉主轴3〇抉持 的工件,主軸30係包含被工件w穿設的一% 3〇H,因此 工件係可由主軸30挾持並藉由穿設過孔3〇h而延伸Q 錢塔49係沿一旋轉軸4QK旋轉,轉塔40係具有複數 個刀具41,其中刀具41係沿轉塔4〇圓週方向裝設於轉塔 40上,轉塔40係旋轉並移動轉塔4〇上一被選取刀具41 至加工工件W的一加工位置。在本實施例中,當被選取刀 具41之中心線呈水平的位置時係為一預定位置,轉塔4〇 的位置係藉由以下將說明的一轉塔位置設定機構所變 換,轉塔40係包含旋轉每個刀具41的一内崁式馬達(此内 戾式馬達並未顯示於圖示中)。 請參考圖1、圖2與圖3,以下將說明轉塔位置設定 機構。 轉塔位置設定機構係包含一基座4〇A,基座4〇A係架 設於一樑15與一樑16,樑15與樑16係沿一 22軸向架設 於機床10,其中、Z2軸向係平行於Z1軸向,藉由驅動一 Z2轴馬達Π,基座40A係沿Z2轴向移動。 一滾珠螺桿40B係與基座4〇a配合使得滾珠螺桿4〇B 沿一 XI轴向延伸,其中χι轴向係垂直於Z2軸,一 χι 轴馬達18係旋轉滾珠螺桿4〇B,並設置於滾珠螺桿4〇B 之一端。 柱40C係設置於基座4〇a,一固定於滾珠螺桿4〇b 之拖架40J係裝設於柱4〇c之底部,當χι轴馬達18旋轉 13 1266666 時,柱40C係沿χι軸向移動。 一滾珠螺桿40D係與柱40C配合使得滾珠螺桿4〇D 沿一 P轴向延伸,其中Y1轴向係垂直於Z2轴向與X1 氛ΐ? ’ - γ1軸馬達40E係裝設於滾珠螺桿伽之一端。 一拖架40F係固定於滚珠螺桿4〇D,拖架4〇F係可沿 γι轴向移動…支料元備係支撐轉塔4G的旋轉轴, 並裝設於拖架40F且為可旋轉的。 支撐單TC40G係包含一方向變換馬達4〇H與一刀具選 取馬達401。 八 “方向變換馬達40H係藉由在Z2轴和χι轴所組成的 平面中,旋轉支撐單元4〇G以改變轉塔4〇的方向,刀 具選取馬達401係藉由沿旋轉轴4〇κ旋轉轉塔4〇讓一被 選取刀具41的中心軸呈水平。 當Υ1軸馬達40Ε旋轉時,拖架4〇F與支撐單元4〇G 係泠Y1轴向移動,因此,被選為要呈水平的刀具41的中 心線高度係從工件W之中心線高度轉換。 以上所述係# ϋ皇設定機構。 舉例來說’當副主軸50與主轴3〇相對而設時,副主 軸5〇係具有一夾頭且此夾頭挾持工件W,副主轴50係藉 由一副車頭50Α支撐,副車頭5〇Α係架設於一樑2〇與一 襟21 ’樑20與樑21係架設於機床1〇,使得樑2〇與樑21 係沿一 Ζ3軸向延伸,其中Ζ3軸向係平行於釘軸向,藉 由驅動一 Z3轴馬達22,副車頭5〇A係沿著樑2〇與樑21 沿Z3轴向移動,副車頭5〇A係具有一内崁式工件旋轉馬 1266666 達51,工件旋轉馬達51係旋轉副主軸50挾持的工件W, 副主轴50係包含工件W穿設過的一孔50H,因此工件係 可由副主轴50挾持並藉由穿設過孔50H而延伸。 主轴30與副主軸50係包含工件W穿設的一孔。 : 本車床更包含一刀具架60’ 一刀具庫70,一刀具交 、 換機構80以及一轴套90。 刀基贬邱 馬達24,刀具架60係沿一 Z4轴向移動,其中Z4轴向係 平行於Z2轴向,一 X》轴馬達25係設置於刀具架60之一 · 侧,X2轴馬達25係沿一 X2轴向移動刀具架60,其中ia 轴向係平行於X1轴向。 刀具架60係握持複數個用於加工工件W的刀具61, 並具有圖3中的一轉塔62。刀具61係裝設於轉塔62,藉 由刀具61對應轉塔62的旋轉角度來選取加工刀具。一 Y2 轴馬達63係裝設於刀具架60之頂端,Y2轴馬達63係沿 V- 一 Υ2軸向變換刀具架60之位置(亦即是調整刀具架60之 0 高度),其中Υ2轴向係平行於Υ1轴向。 ^1套七〇係設置於主轴30並位於副主轴50之一側, -軸套90係滑動地支撐部分旋轉中的;藤,其中工件W係 , 從主轴30突出。 _ 在本實施例中,刀具架60係包含轉塔^62,然而,本 - V- 發明並非限定於此。如圖4所示,複數個刀具66係可排 列於支撐構件65,圖4係顯示刀具架的另一修改例子。 刀具庫70係包含複數個可裝設於轉塔40的刀具41, 15 1266666 刀暴交換機構'80係將轉冬4〇上的一刀具41與刀具庫7〇 中的一刀具41交換。 由於如上所述之車虞義杀有主轴30、副主轴50以及 贼90。因此’钱是加卫長尺寸讀W時,車床可避 ^ ^ w ^ ^ w ♦ 本車床更可1加工工件的尾端表面 除此之外’本乎床可藉由中斷一加工刀具的作動,此 刀具係加工主轴30所挾持的工件W,因而車床可加工工 件界的兩尾端表面。舉例來說,當工件W係由主轴30挾 持時,轉塔4〇係加工工㈣其中-尾端表面,然後當工 件W由副主轴50挾持時,轉塔4〇係加工工件另一尾端表 ,面。因此厶!車床係能夠加工不同長度的工件為複雜形 狀,其:工:可由長至短’且可加工塵兩尾端表面。 接著’藉由控制器2(U執行的控制輪麻以及車床的操 作將於以下加工範例中說明。 如圖5所不’第一加工範例係說明如何在主轴3〇挾 持之一工件wi以及副主軸50挾持之一工件W2進行外徑 加工。 在一例子中,若要加工分別由主轴3〇與副主轴5〇挾 持的工件W1與工件W2,控制器201係從轉塔40中選取 加工外徑用的刀具41 (步驟S101),並旋轉刀具選取馬達 401使得被選取刀具41其中心線能夠水平地面向工件W1 與工件W2(步驟S102),然後,控制器2〇1係驅動方向變 換馬達40H以旋轉支撐單元40G,且控制器2〇1並在水平 16 1266666 面上調整轉塔40的方向使得被選取刀具41與ji件W1的 中心線呈垂直(步驟S103)。 接著,藉由驅動Z1軸馬達13或Z2轴馬達π,控制 器201係定位工件wi之待加工的部分位於刀具41前面 (步驟S104)。然後,當驅動工件旋轉馬達31旋轉工件W1 、 時,控制器201係驅動Z1軸馬達13與XI轴馬達18(步雜 - 5105) ,這就是說,控制器2〇1係控刺Z1軸馬達13與XI %馬達18使得刀具41在工件们附近並加工主軸30挾持 夂工件W1外表面,加工完主軸3〇挾持的工件智i之後,參 控制器201係驅動XI軸馬達18以使轉塔4〇退出(步驟 5106) ° 接著,控制器201係驅動方向便換馬達4〇H以將支撐 單元40G旋轉180度,控制器201並同時驅動刀具選取馬 達401以將被選取刀具41旋轉180度(步驟s 1〇7”然後, 藉由驅動Z3轴馬達22與Z2軸馬達17,控制器2〇1係定 位副主轴50所挾持的工件W2中待加卫的部分在被選取 具41前面(步驟遲)》當藉由工件旋轉料51旋轉
W2時,控制器201係驅動Z3軸馬達22與幻轴馬達18 驟 S109)。 V 所以,被選取刀具4:1得、緊鄰工件W2,因此可以加工 被副主袖5G所挾持的卫件W2的外徑。不同形式的加工 法係取決於被選取刀具41的形式,盥A ^ 、辨乙1軸馬達13、Z2 軸馬達17、Z3轴馬達22以及X1轴馬達18的驅動方 工件W1與工件W2經由加工之後外型係可以是_ :朝 17 1266666 尾端逐漸變細的形狀、或圓弧形等等形狀。 如圖6所示,第2加工範例係說明如何在主轴30挾 持的一工件W1與副主轴5〇挾持的一工件W2二者的尾端 表面進行鑽孔加工。 在本例子中’控制器201係從複數個裝設於轉塔40 的刀具41中選取一鑽頭,其中鑽頭係具有一預定直徑(步 驟S201) ’控制器2〇1係旋轉刀具選取馬達4〇1使得被選 取刀具41呈水平(步驟S202),控制器201係驅動方向變 換馬達40H並旋轉支撐單元4〇G,使得被選取刀具41藉 由在水平面上調整轉塔4〇的方向而平行於工件wi的中心 線(步驟S203),然後,控制器2〇1係驅動χι轴馬達18沿 XI軸向移動轉塔40,並讓被選取刀具41的刀尖面向主轴 挾持的工件W1的尾端表面(步驟S2〇4),接著當藉由驅 民牛旋轉馬達31旋轉工件W1時,控制器係驅動U轴 =/3以移動被選取刀具41的刀尖朝向主轴3〇(步驟 wi的尸所Λ’被選取刀具41係切削主轴30挾持的工件 表面(亦即是在工件W1航)(步驟s2〇6),
^Γ40(#^ S207)〇^^^,J 並讓被選取刀且41 &、、1以將轉&4G旋轉180度, W2的尾端表面、(步驟it朝向副主軸5〇挟持的工件 達18使得被選取刀具41面向3制窃2〇1係再驅動X1軸馬 驟S209)。卷获士 **田彳主軸50挾持的工件W2(步 4由驅動卫件旋轉馬達51旋轉卫件Μ時, 18 1266666 ~ · 一S______ 控制器201係驅動Z3轴馬達22 _動被選取刀具41的 :尖朝向副主軸50(步驟S210),因此,被選取刀具41切 =副主轴50挾持仏#W2的尾端表面(亦即是在2 鑽孔)(步驟S211)〇 以上所述說明如何在主轴3〇挾持的工件们與副主轴 =挾持的轉W2二者的尾端表面進行鑽孔加卫,另 僅在單一工件W的兩端表面鑽孔亦是可行的。 ^本例子巾,控㈣2G1係控制工件w僅由主轴% 挾持(:驟S30D,然後控制器2〇1係在工件w的前尾端表 加工(步驟纖),當孔鐵好之後,控制器201 ' ° 由馬達18以退出轉塔40與被選取刀具41(步驟 ==後藉由驅動Z3轴馬達22,控制器2〇1係移二 尸^朝向主軸30,並控制副主轴50以挾持工件w 面(步驟S3〇4)。此後,控制器201係控制主軸30 釋放工件W(㈣㈣5),並㈣Μ轴馬達Μ移一 4Ζ(;ΓΓ S3〇6),並藉由驅動X1轴馬達18將轉塔 相同之程序I1移回(步驟“Ο.之後藉由執行與前述 J之程序’控制器2〇1係可在副主轴%挟持的工 後尾端表面鑽孔(步驟S308)。 、 圖所示,第3加工範例係說明如何鑽出一斜 =相對於1 w之座標㈣說傾斜的孔㈣在工 在本範例中,控制器201係從複數個裝設於轉塔4〇 、刀具41中選取一鑽頭為加工刀具(步驟S401)。 19 1266666 、控制器201係驅動刀具選取馬達4〇1使得被選取刀具 2的中心線呈水平(步驟S402),控制器2〇1係驅動方向變 佶達4〇H以旋轉支撐單元40G,並調整轉塔40的方向 選取刀具41的方向係在卫件W的座標轴上呈一指 疋的角度(步驟S403)。 接者,控制器201係驅動Z1軸馬達13或22轴馬達 、心將工件W帶至一預定位置(步驟S4〇4),此後,當被 XI i二41旋轉時,控制器201係驅動Z1轴馬達13與 梭德由馬達18 ’以使工件W與被選取刀具41相對地移動, =選取刀具41在工件w的座標轴上以指定的角度進 w(步驟S405)°因此,在主轴30挟持的工件則系 可鑽出斜角的孔。 在另例子中,若要在副主軸50所挾持的工件w中 鑽出斜角的孔,在鑽孔之前控制器201係驅動方向變換 馬達4ΌΗ以調整轉塔4G的方向,使得刀具Μ的中心線係 在田4主轴50挾持的工件w的座標軸上呈一指定的角度(步 驟S406)然後控制器2〇1係驅動轴馬達η或z2轴馬 j 17以將工件W帶至—預定位置(步驟S407),此後當被 ^取刀具41旋轉時,控制器2〇1係同步驅動Z3轴馬達22 ^ 1轴田馬達18以使工件1與被選取刀具41分別相對移 # & Α 八41在工件w的座標軸上以指定的角 度進入工件W(步驟 ^ 社w由益^ 此,在副主轴50挾持的工 件w中係可鑽出斜角的孔。 如圖8所不’第4加卫範例係說明如何進行内徑加X。 20 1266666
的中心線平行,控制 S501) ’然後控制器2〇1係驅動χι軸馬達 刀具41的刀尖面向主軸3〇挾持的工件 *裔201係驅動方向變換馬達以旋 使得加工内徑用的刀具41係與工件W1
I軸馬達18使得被選取 工件W1的尾端表面(步 驟S502) ’然後當藉由驅動卫件旋轉馬達31旋轉工件wi 時控制為201係驅動Z1軸馬達13以使被選取刀具 的刀尖相對朝主轴3〇移動(步驟测),因此,被選取刀 具41係切削主軸3〇挟持的工件wi的尾端表面(亦即是在 件W1中進行内徑加工),所以,藉由驅動Z1軸馬達13 ,、XI轴馬達18,被選取刀具41係沿Z1轴向與χι轴向 移動^並在主軸30挾持的工件W1中加工出指定内徑的孔。 元成加工主軸30挾持的工件W1後,控制器201係驅 ^父1軸馬達18以退出轉塔40(步驟S504),控制器201 ^驅動刀具選取馬達401以將被選取刀具41旋轉180度, 並讓被選取刀具41面向副主轴50挾持工件W2的表面(步 ,S505) ’然後控制器2〇1係藉由驅動工件旋轉馬達51以 方疋轉工件W2,並驅動z3軸馬達22以移動被選取刀具41 之刀尖朝向副主轴50(步驟S506),接著藉由驅動Z3軸馬 達22與Xl軸馬達18,控制器201係沿Z3軸向與XI軸 21 1266666 向移動被選跑 W2 =取刀具41(亦即是切削副主轴50挾持的工件 工件w毛蠕表面)(步驟S507),因此,在副主轴50挾持的 的尾端表面可加工出指定内徑的孔。 如圖9路- ^ 叮不’第5加工範例係說明如何線性地切削工 件W 〇 ,若要藉由切削部分工件w以將工件w 可裝設一銑刀於轉塔40以作為加工刀具 係驅動刀具選取馬達401並旋轉轉塔40 在一例子中 加工為D字形, 41,控制器201
軸向移動被選取刀具41(朝上移動與朝下移動) ,因此,工 使件被選取刀具41的中心線呈水平,此後,當旋轉被選 取的刀具41時,控制器201係驅動γι轴馬達40Ε沿Υ1 件W經由切削後其剖面係呈D字形。 如圖10所示,第6加工範例係說明如何鑽出一偏心 孔。 在一例子中’若要在工件W —非共心的部分鑽出一偏 0孔’可裝设一鑽頭於轉塔4〇,控制器201係選取鑽頭為 加工刀具41,並驅動刀具選取馬達4〇1以旋轉轉塔4〇使春 得被選取刀具41之中心線呈水平,然後控制器2〇1係藉· 由驅動Ζ2轴馬達Π以移動轉塔40至一預定位置,之後 控制器201係驅動γι軸馬達4〇ε將被選取刀具41的中心 、 線從工件W的中心線高度移開,接著當被選取刀具41旋 轉時,控制器201係藉由驅動X1轴馬達丨8以向前移動被 選取刀具41(如圖1〇所示),因此,在工件w係可加工出 偏心孔。 22 1266666 如圖11A與圖11B所示,第7加工範例係說明如何傾 斜地切削部分工使W ^ 側視圖。 在一例子中,若要傾斜地切削工件貿,可裝設一銑刀 、 於轉塔40以作為加工刀具41,控制器2〇1係選取銑刀為 、 加工刀具41 (步驟S601),並驅動刀具選取馬達401以旋 轉轉塔40使得被選取刀具41的中心線呈水平(步驟 S602),然後藉由驅動方向變換馬達4〇H,控制器2〇1係調 整轉塔40方向,使得被選取刀具41的中心線係與主轴3〇 馨 所挾持的工件W呈一指定的角度(步驟S603),控制器201 係驅動Y1軸馬達40E沿Y1軸向移動被選取刀具41(步驟 S604),因此,銑刀41係傾斜地接觸部分工件W(亦即是傾 斜地切削部分工件W)。 如圖12A與圖12B所不,丨第8加工乾例係說明如何在 工件W進行赛盡拉工,其中圖12A係前視圖,圖12B係 侧視圖。 _ 在一例子中,若要以滾齒加工在工件W加工出齒牙,響 〆滚窗刀係裝設於轉塔40以作為加工刀具41,控制器201 , 係選取滚齒刀為加工刀具41(步驟S701),並驅動刀具選取' 馬達401以讓滚齒刀的中心線呈水平(步驟S702),然後控 〜 制器201係移動轉塔40至一預定位置(步驟S703),並驅 - 動方向變換馬達4〇H以調整轉塔40的方向,使得被選取 刀身《41的中心線係與工件^的中心線呈一預定的角度(步 棘S704),接著’當滾齒刀41與工件W係由一預定的速 23 1266666 度比例同步地被控制旋轉時,控制器201係藉由Z1轴馬 達13以推動工件W前進(步驟S705),因此,當被選取刀 具41切削工件W時,工件W係移動且在工件W上可加 工出齒牙。 · 如圖13所示,第9加工範例係說明如何以一刀具41 - 與—刀具61在工件W進行外徑加工。 . 在一例子中,若要以裝設於轉塔40的刀具41與裝設 於刀具架60的刀具61加工工件W的外徑,一外徑加工刀 具係裝設於轉塔40,控制器201係選取外徑加工刀具為加馨 工刀具41(步驟S801),並驅動刀具選取馬達401以讓被選 取刀具41呈水平(步驟S802)。 控制器201係控制主轴30、副主轴50與轉塔40,並 與僅以刀具41在工件W進行外徑的加工時一樣的方式加 工工件 另一方面,一外徑加工刀具(刀具61)係預先裝設於刀 具架60,如同刀具架60,控制器201係旋轉轉塔62使得 ^ 被選取刀具61面向工件W的外圍表面(步驟S803),並驅 動X2軸馬達25(步驟S804)以讓刀具61切削工件W外圍,, 因此,工件W的外徑係藉由刀具41與刀具61加工,當刀 、 具41與刀具61彼此以工件W相對而設置時,刀具41與 刀具61係切削工件W,因此,可避免搖動工件W,並對 -工件W施以高精密度加工,再者,因工件W的外徑可由 刀具41與刀具61同時加工,所以加工時間可以縮短。 如圖14所示,第10加工範例係說明如何在工件W上 1266666 以刀具41與刀具61進行鑽孔加工。 ★在例子中,若要在工件W上鑽孔,鑽頭分別裝設於 轉塔4〇與刀具架60,控制器201係從刀具架中選取鑽頭 (步驟S901) ’並旋轉轉塔於使得被選取刀具&水平地面 向工件W(步驟S9〇2),接著,控制器2〇1係選取轉塔4〇 上的鑽頭為加jl刀具Μ(步驟㈣3),並驅動刀具選取馬達 401使得被選取料41水平地面向工件w(步驟腿)。 然後控制器201係驅動Z2轴馬達17與^轴馬達^ 以移動被選取刀具41與被選取刀具61至預定位置(步驟 S905) ’此後,§刀具41與刀具61旋轉時,控制器2〇1 係驅動XI轴馬達18與X2轴馬達25以推動刀具41與刀 具61朝工件W前進,藉由推動刀具前進,刀具41與刀具 6!係緊鄰工件W並切削工件W ’因此,在工件零中可鑽 來聲〇 當刀具41與刀具61彼此以工件W相對而設時,刀具 41與刀具61係切削工件W,因此,可避免搖動工件w, 並訝工件w施以高精密度加工,再者,與僅以刀具41加 工的情況相較之下,因工件w可由刀具41與刀具61同時 加工,所以全部的加工時間可以縮短。 如圖15所示,第11加工範例係說明如何同時加工一 工件W1與一工件W2。 在一例子中,若要同時在主轴30挾持的工件W1上鑽 出一偏心孔’並加工副主轴50挾持的工件W2的外徑,一 外徑加工刀具與一鑽頭係分別裴設於轉塔40與刀具架60。 25 1266666 控制器201係從複數個裝設於轉塔40的刀具41中, 選取外徑加工刀具為加工刀具41(步驟S1001),並控制被 選取刀具41的中心線與副主轴50挾持的工件冒2高度呈 水平,並控制被選取刀具41面向工件W2,控制器201係 從刀具架60中選取鑽頭為加工刀具61,並藉由旋轉轉塔 62與驅動X2轴馬達25以調整被選取刀具61,使得被選 取刀具61的刀尖面向主轴30挾持的工件W1的待加工部 分(步驟S1002),然後控制器201係驅動XI轴馬達18以 推動被選取刀具41前進至一預定位置(步驟si〇〇3)。再 者,當旋轉刀具61時,控制器201係控制被選取刀具61 並猎由驅動Z1轴馬達以推動被選取刀具61朝向主軸30 挾持的工件W1前進,因此,在主軸3〇挾持的工件wi的 尾部可鑽出一偏心孔(偏心孔係在工件W1上,但不是與工 件W1共心的孔)。 依照同樣類似的操作方法,控制器201係驅動工件旋 轉馬達51以旋轉工件W2並驅動Z3轴馬達22以推動工 件W2前進(步驟S1004),因此,可切削副主轴50挾持的 工件W2的外圍表面。 如圖16所示,第12加工範例係說明如何同時加工一 工件W1與一工件W2。 舉例來說,指定的加工刀具41可以是裝設於轉塔40 的一外形加工刀具,指定的加工刀具61可以是装設於刀 具架60的一外形加工刀具。 如圖中的實線所示,裝設於轉塔40的刀具41係可加 26 1266666 工主轴30挾持的工件Wl,且裝設於刀具架60的刀具61 係可同時加工副主轴50挾持的工件W2。再者,如圖中的 實線與中心線所示,裝設於轉塔40的刀具41與裝設於刀 具架60的刀具61係可加工主轴30挾持的工件W1,在加 工工件W1之前或之後,裝設於轉塔40的刀具41與裝設 於刀具架60的刀具61亦可加工副主轴50挾持的工件W2。 如圖17所示,第13加工範例係說明如何在工件W上 加工出一「板頭應用單元」。 在一例子中,若要在工件W上加工出一「板頭應用單 元」,銑刀裝設於轉塔40與刀具架60的轉塔62,控制器 201係選取這些銑刀為加工刀具41與加工刀具61(步驟 S1101),並讓加工刀具41與加工刀具61的中心線呈水平 (步驟 S1102)。 控制器201係移動加工刀具41與加工刀具61至預定 位置(步驟S1103),此後,控制器201係驅動Y1轴馬達40E 與Y2轴馬達63以沿Y1轴與Y2轴分別移動加工刀具41 與加工刀具61(步驟S1104),因此,可切削工件W兩端(亦 即是在工件W加工出「板瑕應用單元」),當控制器201 沿Z轴向(垂直於圖紙方向)移動加工刀具41與加工刀具 61時,控制器201亦可沿Y1轴向與Y2軸向分別反覆移 動加工刀具41與加工刀具61。 如圖18所示,第14加工範例係說明如何在工件W上 加工出兩個不同位置的偏心孔。 在一例子中,若要在工件W上加工出兩個不同位置的 27 1266666 偏心孔,鑽頭係裝設於轉塔40與刀具架60的轉塔62,控 制器201係選取鑽頭為加工刀具41與加工刀具61(步驟 S1201),並讓加工刀具41與加工刀具61的中心線呈水平 (步驟S1202)。控制器201係藉由驅動Z2轴馬達17與Z4 轴馬達24沿Z2轴向與Z4軸向分別移動加工刀具41與加 工刀具61至預定位置(步驟S1203),然後,控制器201係 驅動Y1軸馬達40E與Y2轴馬達63沿Y1轴向與Y2轴向 調整加工刀具41與加工刀具61至預定位置(步驟S1204), 接著,控制器201係藉由驅動XI轴馬達18與X2轴馬達 25以推動加工刀具41與加工刀具61前進(步驟S1205), 因此,在工件W上係可同時加工出兩個偏心孔。 依本發通較佳實施例孓車床具有以下效果: (1) 依本發明較佳實施例之車床係包含主轴30、轉塔 40、副主轴50與轴套90,因此當車床要加工長尺土士件 W時可避免工件W彎曲,並對工件W施以高精密度加X。 再者,本車床更可加工工件的尾端表面。除此之外,本車 床能夠在完成切削主軸30所挾持的工件W後,將工件W 轉由副主轴50所挾持,藉此本車床能夠加工工件W的兩 端表面。因此,本車床係能夠加工不同長度的工件為複雜 形狀,其中工件可由長至短,可加工工件的兩尾端表面。 (2) 同時加工主軸30挾持的工件W1與副主轴J0挾持 的工件W2時無需停止車床。 (3) 由於可藉由公用刀具41加工主轴30挾持的工件 W1與副主轴50挾持的工件W2,所以不必要準備許多相 28 1266666 同的刀具。 (4) 由於本車床包含刀具庫70,所以可進一步準備更多 形式刀具。 (5) 由於本車床包含刀具交換機構80,故可無須停止車 床交換刀具41。 (6) ¼塔40係可沿Y1轴向移動,因此刀具41的位置 儀可沿三勒務動,故可在工件W鑽出非共心孔或有角度的 孔,或是進行滾齒加工等等。 (7) 由於車床具有刀具架60,故可視用途在其他加工進 行時(例如刀具41在轉塔40),將之後要用的刀具準備在刀 具架60。 (8) 由於刀具41與刀具61可同時加工,故可以縮短加 工時間。 (9) 由於刀具41與刀具61可同時加工,其中一個刀具 可進行粗加工,另一刀具可進行細加工。 (10) 由於刀具41與刀具61可同時加工,故可同時加 工工件W不同的部分。 (11) 由於複數個刀具41係裝設於轉塔40,所以當刀具 41每次交換時不需要停止車床,因此可提高加工效率。 (12) 由於副主轴50具有工件W穿設而過的孔,故可 將長尺寸工件W裝設於副主轴50,因此,車床的尺寸無 需加大。 第二較佳實施例 29 1266666 圖19係依本發明第二較佳實施例之車床的前視圖, 圖20係本發明第二較佳實施例之車床的平面圖,圖21係 顯示圖19中一刀具主轴與一刀具架之舉例結構設定,在 圖19至圖21與以下所要說明的圖22至圖26中,和第一 較佳實施例中相同的圖示編號係指相同的元件。 本車床係能夠在一工件W進行複合式加工的加工 機,如圖19與圖20,車床係包含一機床10、一挾持工件 W的主轴30、一刀具主軸100、一挾持工件W的副主轴 50以及一控制器201,控制器201係控制整個秦床。 支撐主轴30的一車頭30Α係架設於一樑11與一樑 12,其中樑11與樑12係沿一 Ζ1轴的平行方向架設於機 床10,樑11與樑12係架設於機床10並沿Ζ1轴的平行方 向延伸,車頭30Α係藉由一 Ζ1轴馬達13驅動後沿Ζ1轴 向在樑11與樑12上移動,車頭30Α係包含一内崁式工件 旋轉馬達31,工件旋轉馬達31係旋轉主轴30挾持的工件 W。刀具主軸100係旋轉地挾持一可交換的刀具101,刀 具主轴100係藉由一刀具車頭100Α支撐。 刀具車頭100Α係架設於一樑15與一樑16,樑15與 樑16係架設於機床10並沿一 Ζ2轴向延伸,其中Ζ2轴向 係平行於Ζ1軸向,刀具車頭100Α係藉由Ζ2軸馬達17 驅動後沿Ζ2轴向在樑15與樑16上移動。 一 XI轴馬達18係沿一 XI轴向移動刀具車頭100Α 並設置於刀具車頭100Α之一端,其中XI轴向係與Χ2轴 向垂直,一方向變換馬達40Η與一 Υ1軸馬達102係裝設 30 1266666 於刀具車頭100A的頂端,方向變換馬達40H係藉由旋轉_ 旋轉刀具車頭100A以變換一刀具101的方向,Y1轴馬達 102係沿一 Y1轴向(高度方向)變換刀具車頭100A的位 置,其中Y1轴向係垂直於Z2軸向與XI轴向。 副主轴50與主轴30係相對而設,副主轴50係藉由 副車頭50A支撐,副車頭50A係架設於一樑20與一樑21。 樑20與樑21係沿與Z1轴向平行的一 Z3轴向架設於機床 10。樑20與樑21係架設於機床10並沿Z3轴向延伸,其 中Z3軸向係平行於Z1轴向,副車頭50A係藉由一 Z3轴 馬達22驅動後沿Z3轴向移動,副車頭50A係具有一内崁 式工件旋轉馬達51,工件旋轉馬達51係旋轉副主轴50挾 持的工件W。 主軸30與副主轴50係包含工件W穿設過的一孔,本 車床更包含一刀具架60,一刀具庫70,一刀具交換機構 80以及一轴套90。 刀具架60係架設於樑20與樑21,刀具架60係藉由 驅動一 Z4袖馬達24沿一 Z4轴向移動,其中Z4轴向係平 行於Z2轴向,一 X2轴馬達25係沿一 X2轴向移動刀具 架60,其中X2轴向係平行於XI轴向。 刀具架60係握持複數個用於加工工件W的刀具61, 刀具架60係具有圖21中的一轉塔62,刀具61係裝設於 轉塔62,藉由刀具61對應轉塔62的旋轉角度來選取加工 刀具,一 Y2轴馬達63係裝設於刀具架60之頂端,Y2轴 馬達63係沿一 Y2軸向變換刀具架60之位置(亦即是調整 31 1266666 刀具架60之高度),其中Y2轴向係平行於γι轴向。 轴套90係設置於主軸30且位於與副主轴50之一側, 軸套90係滑動地支撑部分旋轉中的工件w,其中工件w 係從主轴30突出。 在本實施例中,刀具架60係包含轉塔62,然而,本 發明並非限定於此。如圖22所示,複數個刀具66係可排 列於支撐構件65,圖22係顯示刀具架的另一修改例子。 刀具庫70係包含複數個可裝設於刀具主轴1〇〇的刀 具101’刀具交換機構80係包含將刀具主轴1〇〇上的刀具 與刀具庫70中的刀具1〇1交換的機構。 接著,車床的操作將於以下加工範例中說明。 如圖23所示’第十五加卫範例係制如何在主轴3〇 工件W2進行外 持之一工件W1以及副主軸50挾持之 徑加工。 在一例子中 工件W2。 主轴30挾持工件Wi且副主轴5〇挾持 接著’控制器201係藉由驅動ζι轴科13或z2轴 ㈣驟中待加^部分於刀具主轴100前 動工二旋:馬達31旋轉工件W1時,控制器 以,刀 ”、’達3與X1軸馬達18(步驟S1302),所 的工件;:0==::1 ’因此可以加工主轴3°挾持 後,控制器係驅動X二:主軸30挾持的工件们之 軸馬達18以使刀具主轴100退出(步 32 1266666 驟 S1303) 〇 --------------- 接著,控制器201係將刀且 轉iso度(步驟si3〇4),然後#、主輛100上的刀具101旋 轴馬達17,控制器201 ^走精由驅動Z3轴馬達22與Z2 中在刀具^轴_前面且副主轴50挾持的工件W2 後控制器201係藉由工件旋工的部分(步驟S1305),然 阳〇6),並驅動Z3轴馬達22^達&旋轉工件W2(步驟 所以,刀具m係、緊鄰工件;^,達18(步驟3_ ’ 挾持的工件W2的外徑。 因此可以加工副主轴50 控制器2。1係藉由適當地管理規劃刀具丨。i、z工轴馬 3 Z2轴馬達17、Z3軸馬達22以及X1軸馬達18的 >式以在工件W1與工件W2上進行各種不同的加工,舉 =來說’讀W1與工件W2經由加卫之後外型係可以是 ^朝尾^^逐漸變細的形狀、或圓孤形等等形狀。 如圖24所示,第16加工範例係說明如何在主軸如 抉持的工件W1與副主軸50挾持的工件W2二者的 面進行鑽孔加工。 在本例子中,裝設在刀具主軸100的刀且i 碩。 一 1係一鑽 控制器201係驅動XI轴馬達18與方向變換 以控制刀具101面向主軸30挾持的工件的尾端表 3
Sl4〇l),然後,當藉由驅動工件旋轉馬達31旌魅面(步驟 眩 得工件] 崎’控制器201係驅動Z1軸馬達13使得刀夏1Πι /、的刀尖 两向主軸30(步驟S1402)。因此,刀具101係切& 』則主轴3〇 33 1266666 =的工件W1的尾端表面(亦即是在碰wi的尾端表面 将艇t工完在主轴3〇 一侧的工件W1後,控制器加 / 1軸馬達18以退出刀具主轴1〇〇(步驟si4〇3)。 然後控制器201係驅動方向變換馬達1〇3以控制刀具 1〇1的刀尖轉朝向副主軸%挾持的讀W2的尾端表面(步 驟S14〇4)。當藉由驅動工件旋轉馬達51旋轉工件W2時, f制器201係驅動Z3軸馬達22使得刀具101#刀失朝向 ^主轴50(步驟S1405)。因此,刀具101係緊鄰工件W2 的尾端表面,所以可以在副主軸50挾持的工件W2鑽孔。 以上所述說明如何在主轴30挾持的工件砰1與副主軸 挟持的工件W2 一者的尾端表面進行鑽孔加工,另外, 僅在單一工件賀的兩端表面鑽孔亦是可行的。 在本例子中,控制器201係先控制工件w以被主軸 3〇挾持(步驟S1401),然後控制器2〇1係控制刀具ι〇ι在 工件W的刚尾端表面鑽孔(步驟s 1402),當孔鑽好之後, 控制器201係驅動XI軸馬達18以退出轉塔40與被選取 刀具41,並驅動Z3轴馬達22以移動副主轴朝向主軸 30,使得副主軸5〇挾持工件w之尾端表面(步驟 S1403) 〇 此後,控制器201係控制主轴30以釋放工件w(步驟 S1404)。然後,控制器2〇1係驅動Z3轴馬達22移動副主 轴5〇到一預定位置(步驟S1405),並藉由驅動X1軸馬達 18將刀具主軸100移至加工位置(步驟sl4〇6)。此後,刀 具101係依照前述相同方法在工件w的另一尾端表面鑽孔 1266666 (步驟 S1407)。 如圖25所示,第17加工範例係說明如何鑽出一有斜 角的孔。 在本例子中,將裝設在刀具主轴100的刀具101係一 · 鑽頭。 、 在加工主轴30挾持的工件W1之前,控制器201係驅 動方向變換馬達103以控制刀具ιοί與主轴3〇挾持的工 件W1呈一指定的角度(步驟S1501)。 接著,控制器201係驅動Z1軸馬達13或Z2軸馬達春 17以調整工件W1與刀具ιοί彼此間的相對位置(步驟 S1502)。此後,當刀具1〇1旋轉時,控制器2〇1係同時驅 動Z1轴馬達13與XI轴馬達18俾使工件wi與刀具1〇ι 相對移動,使得刀具101在工件W1的座標轴上以指定的 角度進入工件W1(步驟S1503)。因此,在主轴3〇挾持的 工件W1係可鑽出有斜角的孔。 在另例子中,若要將副主軸50挾持的工件W2中鑽麄 出-有斜角的孔’在鑽孔之前控制器2〇1係控制方向變換 馬達103以調整;7具1()1在副主轴%挟持的工件w2的座 &轴上呈才曰定的角度(步騍si5〇4)。然後控制器2〇1係 驅動Z3抽馬達22或Z2轴馬達17以調整刀具1〇1與工件· W2彼此間的相對位置(步禪si5〇5),此後當刀具ι〇ι旋轉. 時’控制器201係同步驅動Z3軸馬達22與XI軸馬達18 以分別相對移動工件W2與刀具1〇1,使得刀具1〇1在工 件W2的座標軸上以指定的角度進入工件W2(步驟 35 I266666 斜角^孔因此’在副主轴50挟持的工件W2中係可鑽出有 ^ 26所第18加卫範例係說明 4 =定直徑的孔(亦即是在工件W進行内徑加工)。 5〇抉持沾例子中右要在主軸30挾持的工件W1與副主袖 刀η的工件W2進行内徑加工,控制器町糸以裝設於 在尾的-内徑加卫刀具作為刀具1G1,並執行與 制XI私iT、f孔相同的程序。這就是說,控制器201係控 3〇抉持的與方向變換馬達103,使得刀具101係與主轴 3〇抉::工件W1共轴心,且刀具ι〇ι的刀尖係朝_ 魏動工件二f W1的尾端表面(步驟S16G1)。然後當藉由 χι輪馬達m1旋轉工件wi時,控制器2〇1係驅動 主輛5 馬達17以移動刀具101的刀尖朝向 幻輛馬二6〇2)。控制器201係控制Z1轴馬達13與 藉由切削18以使刀具101沿Z1軸向與XI轴向移動,且 調整孔=件W1在卫件W1的尾端表面加工出孔,並可 〜的直徑與深度(步驟S1603)。 18以2加工工件W1後,控制器201係驅動X1軸馬達 "出刀具主轴100(步驟S1604)。 主輪lfT控制器201係'驅動方向變換馬達103以將刀具 工件旋轉180度使得刀具101面向副主轴50挾持 旋轉h的表面(步驟S16〇5)。然後控制器2〇H系驅動工件 輪馬:,751以旋轉工件W2,並驅動Z3軸馬達22或Z2 17以分別移動被刀具1G1之刀尖朝㈣妹5〇(步 36 1266666 _ 驟S1606)。接著藉由驅動Z3轴馬達22與XI轴馬達_18, 控制器201係沿Z3轴向與XI轴向移動刀具101以在工件 W2加工出孔,並調整孔的深度、直徑與位置(步驟S1607)。 如圖27所示,第19加工範例係說明如何線性地切削 工件W。 在一例子中,若要藉由切削部分工件W以將工件W 加工為D字形,可裝設一銑刀於刀具主轴100以作為刀具 101。控制器201係移動刀具101至一預定位置(步驟 S1701)。此後,當旋轉刀具101時,控制器201係驅動Y1 轴馬達102沿Y1轴向移動刀具101(步驟S1702)。如果必 要的話,控制器201係沿Z2轴向移動刀具主轴100(沿工 件W的軸向)(步驟S1703)。因此,工件W經由切削後其 剖面係呈D字形。 如圖28所示,第20加工範例係說明如何鑽出一偏心 孔。 在一例子中,若要在工件W —非共心的部分鑽出一偏 心孔,可裝設一鑽頭於刀具主軸100作為刀具101。控制 器201係驅動Z2轴馬達17以移動刀具101至一預定位置 (步驟S1801)。然後控制器201係驅動Y1轴馬達102讓刀 具101的高度與工件W的中心線高度不同(步驟S1802)。 接著當刀具101旋轉時,控制器201係驅動XI軸馬達18 以向前移動刀具101並在工件W上加工出孔(步驟 S1803)。因此,在工件W係可加工出偏心孔。 如圖29A與圖29B所示,第21加工範例係說明如何 37 1266666 傾斜地切削部分工件w,其中圖29A係前視圖, 係側視圖。 在一例子中,若要傾斜地切削工件W的一尾部,可裝 设一銳刀於刀具主軸10〇以作為刀具1〇1。控制器2〇1係 驅動方向變換馬達103使得刀具101與主軸3〇挾持的工 件W呈—指定的角度(步驟S1901)。然後控制器201係驅 動Yl轴馬達103以沿γι轴向移動刀具ι〇ι(步驟S1902)。 因此’刀具101係傾斜地接觸工件w的尾部(亦即是傾斜 地切削部分工件W),如果必要的話,控制器201係分別 沿X輕向與Z轴向移動刀具主軸ι〇〇(沿工件W的軸向)。 如圖30A與圖30B所示,第22加工範例係說明如何 在工件W進行滾齒加工,其中圖3〇a係前視圖,圖30B 係側視圖。 在一例子中,若要以滚齒加工在工件w加工出齒牙, 一滾齒刀係裝設於刀具主軸100以作為刀具101,控制器 201係移動刀具主軸100至一預定位置(步驟S2001)。然後 控制器係驅動方向變換馬達1〇3讓刀具呈一預定的角 度(步驟S2002)。 控制器201係控制刀具1〇1與工件w彼此互相以一預 疋的速度比例同步地旋轉,並藉由驅動Z1軸馬達13以推 動工件W前進(步驟S2003)。因此,當刀具1〇1切削工件 W時,工件W係移動且在工件貨上可加工出齒牙。 如圖31所示,第23加工範例係說明如何以刀具 與刀具61在工件w進行外徑加工。 38 1266666 在一例子中,若要以裝設於刀具主轴100的刀具101 與裝設於刀具架60的刀具61加工工件W的外徑,一外徑 加工刀具係裝設於刀具主轴100以作為刀具101,且一外 徑加工刀具係裝設於刀具架60以作為刀具61。 控制器201係控制主轴30、副主軸50與刀具主轴 100,並與僅由刀具101加工工件W的外徑的加工時一樣 的方式加工工件W。 控制器201係控制刀具架60使得轉塔62旋轉且被選 取刀具61面向工件W的外圍表面,並驅動X2轴馬達25 使得刀具61切削工件W外圍。當刀具101與刀具61彼此 以工件W相對而設置時,刀具101與刀具61係切削工件 W,因此可避免搖動工件W,並對工件W施以高精密度加 工。再者,因工件W的外徑可由刀具101與刀具61同時 加工,所以加工時間可以縮短。 如圖32所示,第24加工範例係說明如何在工件W進 行鑽孔加工。 在一例子中,若要在工件W上鑽孔,一鑽頭裝設於刀 具主轴100以作為刀具101,且另一鑽頭係被選取於刀具 架60的刀具61,控制器201係旋轉轉塔62以讓被選取刀 具61面向工件W(步驟S2011)。然後,控制器201係驅動 Z2轴馬達17與Z4軸馬達24以移動刀具101與刀具61 至一預定位置(步驟S2012)。此後,當刀具101與刀具61 旋轉時,控制器201係驅動XI轴馬達18與X2軸馬達25 以推動刀具101與刀具61朝向工件W前進,使得刀具101 39 1266666 與刀具61切削工件W(步驟S2013)。因此,在工件W中 可鑽出對稱的孔,當刀具101與刀具61彼此以工件W相 對而設時,刀具101與刀具61係切削工件W。因此,可 避免搖動工件W,並對工件W施以高精密度加工。再者, 與僅由刀具101加工的情況相較之下,因工件W可由刀具 101與刀具61同時加工,所以全部的加工時間可以縮短。 如圖33所示,第25加工範例係說明如何同時加工一 工件W1與一工件W2。 在一例子中,若要同時在主轴30挾持的工件W1上鑽 一偏心孔,並加工副主轴50挾持的工件W2的外徑,一外 徑加工刀具係裝設於刀具主轴100以作為刀具101。 控制器201係驅動XI軸馬達18以推動刀具101前進 至一預定位置(步驟S2101),控制器201係旋轉轉塔62以 選取一鑽頭作為刀具架60的刀具61(步驟S2102)。然後控 制器201係驅動X2轴馬達25以調整被選取刀具61使得 被選取刀具61的刀尖面向工件W1要加工的部分(步驟 S2103)。然後當旋轉刀具61時,控制器201係驅動Z1轴 馬達以推動主軸30挾持的工件W1前進,(步驟S2104)。 依照同樣類似的方法,控制器201係藉由驅動工件旋 轉馬達51以旋轉工件W2並驅動Z3轴馬達22以推動副 主轴50挾持的工件W2前進(步驟S2105)。因此,在主轴 30挾持的工件W1可鑽出偏心孔,並可切削副主轴50挾 持的工件W2的外圍表面。 如圖34所示,第26加工範例係說明如何同時加工一 1266666 工件W1與一工件W2。 舉例來說,在一例子中,若要在主轴30挾持的工件 W1與副主轴50挾持的工件W2進行外徑加工,裝設於刀 具主轴100的刀具101與裝設於刀具架60的刀具61可同 時加工同一工件W,或者是刀具101與刀具61可分別各 自加工工件W1與工件W2。 如圖35所示,第27加工範例係說明如何在工件W上 加工出一「板頭應用單元」。 在一例子中,若要在工件W上加工出一「板頭應用單 元」,一銑刀係裝設於刀具主轴100以作為刀具101。控 制器201係選取銑刀為刀具架60的刀具61(步驟S2201)。 控制器201係移動刀具101與刀具61至預定位置,並係 驅動Y1轴馬達102與Y2轴馬達63沿Y1軸與Y2軸分別 移動刀具101與刀具61(步驟S2202)。因此,可切削工件 W兩端(亦即是在工件W加工出「板頭應用單元」)。 如圖36所示,第28加工範例係說明如何在工件W上 加工出兩個不同位置的偏心孔。 在一例子中,若要在工件W上加工出兩個不同位置的 偏心孔,一鑽頭係裝設於刀具主軸100以作為刀具101。 控制器201係選取鑽頭為刀具架60的刀具61,控制器201 係沿Z2轴向與Z4轴向移動刀具101與刀具61至預定位 置。然後,控制器201係驅動Y1轴馬達102與Y2轴馬達 63沿Y1轴向與Y2轴向調整刀具101與刀具61至預定位 置。接著,控制器201係藉由驅動XI軸馬達18與X2軸 1266666 馬達25以推動刀具101與刀具61前進。因此,在工件w 上係可同時加工出兩個偏心孔。 綜上所述,依本發明較佳實施例之車床具有以下效 果·· (1) 由於本發明較佳實施例之車床係包含主轴3〇、刀具 主轴100、副主軸5〇與轴套9〇 ,即使當車床要加工長尺 寸工件W時可避免工件W彎曲,並對工件W施以高精密 度加工。再者’本車床更可加工工件的尾端表面。除此之 外’本車床能夠在完成切削主軸30挾持的工件W後,將 工件W轉由副主軸50所挾持,藉此本車床能夠加工工件 W的兩端表面。因此,本車床係能夠加工不同長度的石身 為複雜形狀,其中工件可由長至短,且可加工工件的兩尾 端表面。 (2) 同時加工主轴30挾持的工件W1與副主轴5〇挾持 的工件W2時可無需停止車床。 (3) 由於刀具主轴1〇〇蛘持單一刀具1〇1,因此不會發 生在第一實施例中相鄰的刀具41發生干涉的情況。 (4) 由於可藉由相同刀具1〇1加工主轴3〇挾持的工件 W1與副主軸50挾持的工件W2,所以不必要準備許多與 刀具101相同的刀具。 (5) 由於本車床包含刀具庫7〇,所以可進一步準備更多 形式刀具。 (6) 由於本車床包含刀具交換機構8〇,故可無須停止車 床以交換刀具101。 42 1266666 (7) 本車床係可沿Y1轴向移動刀具主軸100,因此刀 具101的位置係可沿三軸移動,故可在工件w鑽出非共心 孔或有角度的孔,或是進行滾齒加工等等。 (8) 由於車床具有刀具架60,在其他加工進行時(例如 刀具101在刀具主軸100),故可視用途將之後要用的刀具 準備在刀具架60。同樣的道理,在其他加工進行時(例二 刀具61在刀具架6〇),車床亦可將之後要用的刀具準 刀具主軸1GG,此方法可以減少交換刀具時閒置的時間。 (9) 由於刀具1〇1與刀具61可同時加工工件w 以縮短加工時間。 (10) 由於刀具101與刀具61可同時加工,其中一個刀 具可進行粗加工,另一個刀具可進行細加工。 (11) 由於刀具101與刀具61可同時加工,故可同時加 工工件w不同的部分。 (12) 由於副主轴50具有工件w穿設而過的孔,故可 將長尺寸工件W裝設於副主輛5〇,因此,車床的尺寸無 需加大。 本發明範圍並非限定於以上所述之實施例,且更可具 有多種修改型式,修改型式可包含在以下所述内容。 ⑴如前述實施例中,X軸向(XI軸向與Χ2軸向)、z 轴向(Z1軸向、Z2轴向與Z3軸向)係與γ軸向(γι轴向與 Y2軸向)三者係可分別互相垂直,若三者並不互相垂直時 亦可以是彼此不同的方向。 (ii)如前述實施例中’ Xl軸向係平行於X2軸向,Y1 43 1266666 軸向係平行於Y2轴向。然而這些轴向亦可不互相平行。 舉例來說,轉塔40或刀具主轴100可從較上面的位置傾 斜地移動刀具41或刀具101至較下面的位置。再者,如 同轉塔40或刀具主轴1〇〇,刀具架60亦可從較上面的位 · 置傾斜地移動刀具41或刀具1〇1至較下面的位置。 二 (iii)為了在工件W進行加工,故可藉由固定轉塔40、 · 刀具主轴100或刀具架60的位置,並移動主軸30或副主 軸50。另一方面,在工件w進行加工亦可藉由固定主轴 30或副主轴50的位置,並移動轉塔40、刀具主軸1〇〇或籲 刀具架60。 以上所述僅為舉例性’而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範鳴,而對其進行之等效修改或變更,均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 本發明的目的與優點,藉由相關圖式將更明確地揭 · 露。 圖1為一前視圖,顯示依本發明第一較佳實施例之車、 床; - 圖2為一平面圖,顯示依本發明第一較佳實施例之車 床; · 圖3為一示意圖,顯示圖1中轉塔與刀具架的一舉例 結構配置; 圖4為一示意圖,顯示依本發明第一較佳實施例之車 1266666 床,其中刀具架之修改形式的一例子; 圖5為一示意圖,顯示本發明之一第1加工範例; 圖6為一示意圖,顯示本發明之一第2加工範例; 圖7為一示意圖,顯示本發明之一第3加工範例; 圖8為一示意圖,顯示本發明之一第4加工範例; 圖9為一示意圖,顯示本發明之一第5加工範例; 圖10為一示意圖,顯示本發明之一第6加工範例; 圖11A為一前視圖,顯示本發明之一第7加工範例; 圖11B為一側試圖,顯示本發明之一第7加工範例; 圖12A為一前視圖,顯示本發明之一第8加工範例; 圖12B為一側試圖,顯示本發明之一第8加工範例; 圖13為一示意圖,顯示本發明之一第9加工範例; 圖14為一示意圖,顯示本發明之一第10加工範例; 圖15為一示意圖,顯示本發明之一第11加工範例; 圖16為一示意圖,顯示本發明之一第12加工範例; 圖17為一示意圖,顯示本發明之一第13加工範例; 圖18為一示意圖,顯示本發明之一第14加工範例; 圖19為一前視圖,顯示依本發明第二較佳實施例之 車床; 圖20為一平面圖,顯示依本發明第二較佳實施例之 車床, 圖21為一示意圖,顯示圖19中一刀具主轴與一刀具 架之舉例結構設定; 圖22為一示意圖,顯示依本發明第二較佳實施例之 45 1266666 車床,其中刀具架之修改形式的一例子; 圖23為一示意圖,顯示本發明之一第15加工範例; 圖24為一示意圖,顯示本發明之一第16加工範例; 圖25為一示意圖,顯示本發明之一第17加工範例; 圖26為一示意圖,顯示本發明之一第18加工範例; 圖27為一示意圖,顯示本發明之一第19加工範例; 圖28為一示意圖,顯示本發明之一第20加工範例; 圖29A為一前視圖,顯示本發明之一第21加工範例; 圖29B為一側試圖,顯示本發明之一第21加工範例; 圖30A為一前視圖,顯示本發明之一第22加工範例; 圖30B為一側試圖,顯示本發明之一第22加工範例; 圖3ί為一示意圖、顯示本發明之一第23加工範例; 圖32為一示意圖,顯示本發明之一第24加工範例; 圖33為一示意圖,顯示本發明之一第25加工範例; 圖34為一示意圖,顯示本發明之一第26加工範例; 圖35為一示意圖,顯示本發明之一第27加工範例; 以及 圖36為一示意圖,顯示本發明之一第28加工範例。 元件符號說明: 10 :機床 100 :刀具主轴 101 :刀具 100Α :刀具車頭 46 1266666 102 :Y1轴馬達 103 :方向變換馬達 11 : 樑 12 : 樑 13 : Z1軸馬達 15 : 樑 16 : 樑 17 : Z2轴馬達 18 ·· XI轴馬達 20 : 樑 201 :控制器 21 ·· 樑 22 : Z3軸馬達 24 : Z4轴馬達 25 : X2轴馬達 30 : 主轴 30A .:車頭 30H ::孔 31 : 工件旋轉馬達 40 : 轉塔 401 :刀具選取馬達 40A :基座 40B :滚珠螺桿 40C :柱 1266666 40D ··滾珠螺桿 40E : Y1轴馬達 40F :拖架 40G :支撐單元 40H:方向變換馬達 401 :刀具選取馬達 40J 拖架 40K ··旋轉軸 41 :刀具 50 :副主轴 50A :副車頭 50H ··孔 51 :工件旋轉馬達 60 :刀具架 61 :刀具 62 :轉塔 63 : Y2轴馬達 70 ··刀具庫 80 :刀具交換機構 90 ··轴套 65 :支撐構件 66 :刀具 W,W1,W2 ··工件

Claims (1)

1266666 十、申請專利範園: * -------- 1、 一種車床,包含·· 一主軸(30),其係挾持旋轉一工件,並沿—z方向 來回往復運動,其中該;2方向係與該工件之旋轉軸 平行; 一副主軸(50),其係與該主軸(30)相對而設,並挾持旋 轉該工件(W),且沿該Z方向來回往復運動; 一刀具握持構件(40,100),其係包含裝設於該刀具握持 構件上用於加工該工件之一刀具,且該刀具握持構鲁 件係沿該Z方向或一 X方向來回往復運動,並在χ_ζ 平面旋轉以改變該刀具之一方向,其中該X方向係 與該Ζ方向並非相同方向’該Χ-Ζ平面係包含該2 方向與該X方向;以及 一軸套,其係旋轉地支撐自該主軸(30)所突出之該工 件,且該工件沿該工件之軸向滑動。 2、 如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該刀具握持鲁 構件(40)係包含裝設於該刀具握持構件上用於加工該 工件之複數個刀具,且該刀具握持構件係選取該等刀 具其中之一,並將該刀具放置於要加工該工件的—預· 定位置。 3'如申請專利範圍第 1項所述之車f,其中該刀具握持 構件(40)係由一轉塔所構成’該轉塔係包含裝設於該轉 5〇 !266666 ^上用於加工該工件之複數個刀具,且M轉塔係將該 等刀具之其中之一放置於要加工該工件的一預定位 4、 如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該刀具握持 、 構件(100)係由一刀具主轴所構成,且加工該工件之刀 具係裝設於該刀具主轴。 5、 如申請專利範圍第1項所述之車床,更包含: 春 刀具庫(7〇),其係包含複數個刀具;以及 一刀具交換機構(80),其係將該刀具架上的刀具與該刀 具庫(70)中的該刀具交換。 6、 如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該主轴(3〇) 係包含一孔(30H),且該工件係穿設於該孔(3〇Η),使得 該工件係由該主軸(30)挾持並藉由穿設於該孔而延伸。0 7、 如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該副主轴(50), 係包含一孔(50H),且該工件係穿設於該孔(50H),使得 — 該工件係由該副主轴(50)挾持並藉由穿設於該孔而延 ’ 伸。 · 8、如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該刀具握持 構件(40,100)係沿該z方向(Z2軸向)、該X方向(XI轴 51 1266666 向)與一 γ方向來回往復運動,且該γ方向係與該z 方向及該X方向並非相同方向。 9、 如申請專利範圍第1項所述之車床,更包含: 一刀具架(60),其係包含至少一架設於該刀具架之刀 具,且該刀具架係與該刀具握持構件分別獨立作 動,並藉由架設於該刀具架之刀具加工該主轴(30) 或該副主軸(50)挾持的該工件。 10、 如申請專利範圍第9項所述之車床,其中刀具架(60) 係能夠沿X方向、Z方向與Y方向移動。 11、 如申請專利範圍第1項所述之車床,更包含: 一控制器(201),其係控制該主轴(30)與該副主轴(50) ,之位置,並控制該主轴(30)與該副主轴(50)挾持與 旋轉的工件,且該控制器控制該刀具握持構件 (40,100)的位置與方向。 12、 如申請專利範圍第1項所述之車床,其中該主軸(30)與 該副主轴(50)除了能夠分別獨立地挾持工件,更能夠彼 此共同挾持同一工件。 13、 一種車床,包含: 一第一主轴裝置(30),其係挾持一工件(W)並沿一預定 52 1266666 旋轉轴旋轉該工件,其中該預定旋轉轴係沿一 z方 向延伸,該第一主轴裝置(30)沿該旋轉轴的平行方 向移動該工件; 一轴套裝置(90),其係支撐該第一主轴裝置(30)挾持之 該工件; 一第二主轴裝置(50),其係與該第一主轴裝置共轴地 挾持該工件(W),並沿該旋轉轴旋轉該工件且沿該 旋轉轴平行移動該工件;以及 一刀具握持裝置(40,100),其係沿一 Z方向與一 X方 向來回往復運動,且在一 X-Z平面旋轉以改變加工 該工件之一刀具的方向,其中該X方向係不同於該 Z方向,讓X-Z平面係包含該Z方向與該X方向。 14、 如申請專利範圍第13項所述之車床,其中該第一主 轴裝置(30)與該第二主軸裝置(50)除了能夠分別獨立 地挾持工件,更能夠彼此共同挾持同一工件。 15、 如申請專利範圍第13項所述之車床,其中該刀具握 持裝置係包含裝設複數個刀具的裝置,其中該等刀具 係用於加工該工件,且該刀具握持裝置係將該等刀具 中之一放置於要加工該工件的一預定位置。 16、 如申請專利範圍第13項所述之車床,更包含: 一裝置,其係握持一刀具並加工至少一工件,該工件 53 1266666 由該第一主軸裝置(30)及/或該第二主轴裝置(50)挾 持0
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