TWI504453B

TWI504453B - Composite lathe and workpiece machining method

Info

Publication number: TWI504453B
Application number: TW099113174A
Authority: TW
Original assignee: Nakamura Tome Precision Ind
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2015-10-21
Also published as: TWI499468B; JP5468292B2; CN101869994B; KR20100118079A; TW201043361A; CN101869991A; JP2010253634A; KR101689403B1; CN101869994A; TW201038344A; KR101689404B1; KR20100118066A

Description

複合車床和工件加工方法

本發明涉及具有加工中心的功能的複合車床。本發明的複合車床與現有的複合車床相比，能夠使用更多種類的旋轉工具，並且對於平面加工、槽加工以及開孔加工具有更大的加工能力。此外，本發明的複合車床能夠進行在通常的加工中心中不可能實現的、繞正交的兩個方向的軸傾斜的面的加工。

已公知有能夠通過在設置於刀架的工具軸安裝銑刀或鑽頭來對工件進行平面加工、槽加工以及孔加工等的雙主軸對置複合車床。本申請的申請人在專利文獻1中提出的雙主軸對置複合車床包括：左主軸，其軸支承在固定於床身的左主軸箱；右主軸，其軸支承於能夠在Z軸方向自如地移動和定位的右主軸箱；工具軸，其設置於上刀架，該上刀架能夠在Z軸、X軸和Y軸方向自如地移動和定位，並且能夠繞Y軸(B軸)自如地回轉和定位；以及工具轉塔，其設置於下刀架，該下刀架能夠在Z軸和X軸方向自如地移動和定位。

專利文獻1中記載的雙主軸對置複合車床具有從操作者側觀察上表面向使近前側為下方的方向傾斜的所謂傾斜(slant)型的床身，上刀架位於主軸軸線的後方上部，下刀架位於主軸軸線的近前側下部，上刀架和下刀架夾著主軸軸線對置。因此，從操作者側觀察，Z軸為左右方向，X軸為向使近前側成為下方的方向傾斜的斜上下方向，Y軸為向使近前側成為上方的方向傾斜的斜上下方向。此外，工具轉塔設置於下刀架的靠左主軸側端部。

另一方面，在專利文獻2中提出了一種雙主軸對置複合車床，從操作者側觀察，左右方向為Z軸方向，上下方向為X軸方向，前後方向為Y軸方向，該雙主軸對置複合車床具有位於主軸軸線的正上方的工具軸、以及位於主軸軸線的正下方的工具轉塔。該雙主軸對置複合車床的工具軸設置於上刀架，該上刀架能夠在Z軸、X軸以及Y軸方向自如地移動和定位，並且能夠繞Y軸(B軸)自如地回轉和定位，工具轉塔設置於能夠在Z軸和X軸方向自如地移動和定位的下刀架，工具轉塔設置於下刀架的靠右主軸側端部。

此外，在專利文獻2的雙主軸對置複合車床中，在床身的前側上表面設置有左右主軸箱和下刀架，在固定於床身的裏側上表面的框架狀的立柱設置有上刀架用的左右移動座(上側Z軸移動座)，在該上側Z軸移動座的前表面設置有上刀架用的上下移動座(上側X軸移動座)，在該上側X軸移動座，以能夠在Y軸方向自如地移動和定位、並且能夠繞Y軸自如地回轉和定位的方式設置有上刀架。左主軸箱設置成其下表面固定於床身前側的高出一節的左端的上表面，下刀架和右主軸箱設置成能夠沿左右引導件(下側Z軸引導件)自如地移動和定位，該左右引導件設置於床身的相對於左端低一節的前側上表面。

左主軸箱從下刀架側觀察為朝下的字形，在左主軸的正下方的部分形成有通道(tunnel)部。下刀架在其右端具有轉塔，在將轉塔移動到了左移動端時，成為轉塔的左側的下刀架和將該下刀架支承成能够在X軸方向自如地移動的下Z軸移動座收纳於左主軸正下方的所述通道部。

另一方面，在專利文獻3中記載有加工中心，該加工中心具有在從操作者側觀察為左右、前後以及上下這三個正交的軸方向上分別獨立地移動的多個(實施例中為兩個)刀架，並且在各刀架具有工具軸。該加工中心具有與多個(實施例中為兩個)工具軸對應的多個工具庫。實施例所示的加工中心中，與從操作者側觀察配置於左側和右側的兩個工具軸對應地，在該工具軸的左右方向移動區域的兩側分別配置有工具庫。

從操作者側觀察，上述加工中心在兩個工具軸的近前側具有繞鉛直軸(加工中心的Y軸)(B軸)回轉的一個工件載置台。即，專利文獻3中的加工中心具有同時或交替加工一個工件的兩個工具軸，並且具有與各個工具軸對應的ATC(Automatic Tool Changer：自動工具更換裝置)。另外，該加工中心中工件與工具軸的相對移動方向是從操作者側觀察為左右、前後以及上下(加工中心的X軸、Y軸以及Z軸)這三個正交的方向的軸向移動、以及通過載置台的回轉實現的繞上下方向的軸的回轉移動。

專利文獻1：日本特開2003-205431號公報

專利文獻2：日本特開2006-297561號公報

專利文獻3：日本特開2008-110463號公報

在專利文獻1所記載的雙主軸對置複合車床中，由於X軸和Y軸傾斜的關係，難以增大工具軸在Y軸方向的移動行程，若想要提高安裝工具軸的上刀架的支承剛性，則床身會大型化，從而需要很大的設置面積，因此，存在限制了利用旋轉工具進行的重切削的問題。

此外，現有結構的雙主軸對置複合車床具有以下特徵：由於上刀架的支承剛性大，並且上刀架能夠繞Y軸回轉，所以能夠安裝大型的旋轉工具，此外，通過設置自動工具更換裝置，能夠進行大平面和傾斜孔的加工等。但是，這些車床存在以下問題：床身的形狀複雜且大型化，此外，對配置於工件切削位置下方的床身上表面的下刀架、以及右主軸箱用的左右引導件(下側Z軸引導件)和其進給絲桿進行保護使它們不受落下來的切屑和切削液的侵害的罩的結構變得複雜，在大型的車床中，主軸的位置變高。

此外，在專利文獻3的加工中心中，雖然具有兩個工具軸，但是用於固定工件的載置台只有一個，因此無法並行地加工兩個工件。例如，即使在載置台安裝了兩個工件，也會因為載置台的繞上下軸(加工中心的B軸)的回轉同時改變了兩個工件的角度，而難以將兩個工件並行地加工成不同的形狀。此外，不能通過使載置台旋轉來對安裝於該載置台的多個工件進行車削加工。

本發明提供一種車床，其具有車床和加工中心兩者的功能，能夠實現利用刀具進行的高效率的車削加工以及利用大型旋轉工具進行的大平面加工和重切削，而且能夠通過工件的旋轉和旋轉工具座的回轉來進行繞正交的兩個方向的軸的任意角度的面和孔的加工。而且，本發明的課題在於提供一種工件加工方法，通過該工件加工方法，容易製作出針對兩個工件的包含工具更換的加工程式，能夠並行地加工出加工形狀不同的兩個工件，並且能夠通過工件在兩個主軸之間的交接來對工件的包含機床所把持的部分在內的所有部分進行連續加工。

本發明的複合車床包括：固定和移動的兩個主軸2、3或者移動和移動的兩個主軸2、3，它們與工件的把持端對置地配置於水平方向的同一主軸軸線a上；工具轉塔4，其配置於這兩個主軸2、3之間的主軸軸線a的正下方的位置；工具軸5，其配置於兩個主軸2、3之間的主軸軸線a的正上方的位置；以及工具庫7，其收納裝填於所述工具軸的多個工具。

固定主軸2由固定於床身11的固定主軸箱21軸支承。移動主軸3軸支承於能夠沿主軸軸線a自如地移動和定位的移動主軸箱31。工具軸5設置於上刀架51，該上刀架51能夠在Z軸、X軸以及Y軸方向自如地移動和定位，並且能夠繞Y軸自如地回轉。工具轉塔4設置於能夠在Z軸和X軸方向自如地移動和定位的下刀架41的靠移動主軸側的端部。Z軸方向從操作者側觀察為水平的左右方向，X軸方向從操作者側觀察為上下方向，Y軸方向從操作者側觀察為前後方向。一般，從操作者側觀察固定主軸2配置於左側，移動主軸配置於右側。

在一個工具軸5的兩側的所述兩個主軸2、3的大致上方的位置處各配置有一個所述工具庫7，左側和右側的工具庫收納對分別把持於左右主軸的工件進行加工用的工具。在各工具庫7L、7R的工具軸5側配置有工具更換裝置72L、72R。(圖8)

即，本申請的方案1的發明所涉及的複合車床包括：一個工具軸5；兩個工具庫7L、7R，它們用於收納安裝至所述工具軸的工具；工具更換裝置72L、72R，它們在各工具庫和所述工具軸5之間更換工具；兩個主軸2、3；以及轉塔刀架41，所述工具軸5經上側左右移動座52、上側上下移動座57、前後移動座54以及上刀架51被軸支承成在與所述前後方向正交的面內朝向下方，所述上側左右移動座52在水平方向移動和定位，所述上側上下移動座57使與水平方向正交且朝下的方向作為工具相對於工件的切入方向，並且該上側上下移動座57在上下方向移動和定位，所述前後移動座54在與所述水平方向和上下方向這兩個方向正交的前後方向移動和定位，所述上刀架51繞所述前後方向的軸回轉和定位，所述工具庫7L、7R配置在所述上刀架51的移動區域的所述左右方向兩側，所述兩個主軸2、3中的至少一方能夠相對於另一方在所述左右方向自如地進行接近移動和遠離移動，並且所述兩個主軸以使它們的工件把持端在同一軸線上對置的方式在所述左右方向分別軸支承於所述兩個工具庫的下方，所述轉塔刀架41以使工具轉塔4的轉位軸朝向所述左右方向的方式設置於設置有所述主軸2、3的軸線的所述上下方向中的下方，所述複合車床具有遮擋罩，該遮擋罩遮擋所述工具軸對工件進行加工的區域、以及工具軸側機艙，該工具軸側機艙用於收納包括所述左右移動座或前後移動座的引導件以及進給機構的機構，所述遮擋罩形成為包含多個配置成平面狀的伸縮罩82、82、83D、83U的一個平面，所述工具庫和工具更換裝置配置在所述遮擋罩的加工區域。優選的是，所述上下方向為鉛直方向，由此能夠提高大型工具軸5的支承剛性，並且能夠實現工具庫和工具更換裝置的合理配置，能夠使劃分加工區域的遮擋罩的結構簡化。

由於上述結構的複合車床具有與現有的加工中心相同的用於使工具軸5移動的正交三軸方向的移動機構，所以能夠安裝可裝配大型旋轉工具的工具軸5以及有力地驅動該旋轉工具的工具驅動電動機。另外，在本發明的複合車床中，工具軸5從操作者側觀察能夠繞前後方向的軸回轉，並且從操作者側觀察，工件被繞左右方向的軸旋轉和定位的主軸2、3所把持，所以能夠繞相互正交的兩個方向的軸來設定工件和工具軸的相對位置關係。因此，還能夠進行繞正交的兩個方向的軸傾斜的面的加工，而在現有的一般加工中心中，如果不將工件經轉位座安裝於載置台，就無法加工出這樣的面。

另外，本發明的複合車床將用於收納安裝至一個工具軸5的工具的工具庫7L、7R分別設置於兩個主軸2、3的上方部。通過將用於加工各側主軸2、3所把持的工件的工具收納在配置於所述各側的工具庫7L、7R中，工具更換時的工具軸5的移動距離變短，能夠縮短工具更換時間，容易製作出包含工具更換的各主軸2、3的加工程式。另外，在工具軸5對把持於兩個主軸2、3的兩個工件中的一個進行加工的期間內，能夠對收納在另一個工件側的工具庫中的工具進行更換和維護。

另外，本申請的方案1的發明所涉及的複合車床的上刀架51經上側左右移動座52、前後移動座54和上側上下移動座57以能夠繞前後方向的軸自如地旋轉和定位的方式設置於上側上下移動座57，其中，上側左右移動座52由配置於床身11的上表面的前側和裏側的左右引導件14、14所引導，前後移動座54由配置於該上側左右移動座的上表面的前後引導件53、53所引導，上側上下移動座57由配置於該前後移動座的縱長的前表面的上下引導件56、56所引導，並且以朝下的方向作為工具相對於工件的切入方向。根據該結構，能夠提高驅動大型旋轉工具的上刀架51的支承剛性，並且能夠實現工具庫和工具更換裝置的合理配置。

在進行金屬加工的機床中，在加工時會產生高熱量且高硬度的切屑。為了實現該加工熱量的吸收和加工速度的提高，在供給含有各種化學成分的加工液的同時進行加工。並且，設置有遮擋加工區域和機艙(設置有移動座和進給絲桿的區域)的罩，以使從加工部飛濺的切屑和加工液不會損傷上刀架51的移動機構等以及阻礙其動作。

在使工具軸5在左右方向以較大行程移動的本發明的複合車床中，遮擋加工區域和工具軸側機艙的遮擋罩81也必須具有左右方向的較大的伸縮行程，即使採用滑動結構或波紋結構，結構部件數也會增加，從而結構也變得複雜。在方案1的發明中，通過將工具庫7和工具更換裝置72配置在遮擋加工區域和工具軸側機艙的罩81的加工區域側，構成了能夠以簡單結構的罩來實現加工區域和工具軸側機艙的遮擋的結構。

即，設置支承部件71，該支承部件71從豎立設置於基座1的左右兩端的支柱15向左右方向內側且向近前側延伸，使遮擋加工區域和工具軸側機艙的罩81的左右兩側部分位於該支承部件71的後方，在該支承部件71設置工具庫7L、7R和工具更換裝置72L、72R，由此確保了遮擋加工區域和工具軸側機艙的罩81的簡單結構以及工具軸5的左右方向的較大的移動行程。

本申請的方案1的發明所涉及的複合車床的特徵在於，所述複合車床具有遮擋罩81，該遮擋罩81遮擋所述工具軸5做為對工件進行加工的區域的加工區域、以及工具軸側機艙，該工具軸側機艙用於收納包括所述左右移動座或前後移動座的引導件及進給機構的機構，所述遮擋罩形成為包含多個配置成平面狀的伸縮罩82、82、83D、83U的一個平面，所述工具庫和工具更換裝置配置在所述遮擋罩的加工區域側。

此外，本申請的方案2的發明所涉及的複合車床的特徵在於，所述複合車床具有支柱15，該支柱15豎立設置於機床基座1的所述左右方向的兩端，所述遮擋罩設置在這兩側的支柱之間，所述工具軸設置於前後方向的支承筒61的前表面，該支承筒61在所述前後方向貫穿所述遮擋罩81，所述兩個工具庫被從各自側的支柱向加工區域側延伸的支承部件71所支承，並且從操作者側觀察，所述兩個工具庫配置於所述遮擋罩的近前側。

此外，本申請的方案3的發明所涉及的複合車床的工件加工方法的特徵在於，在所述工件加工方法中，在上述本申請的發明所涉及的複合車床的左工具庫7L中收納對利用左主軸2把持的工件進行加工的工具，在右工具庫7R中收納對利用右主軸3把持的工件進行加工的工具，交替進行針對各工件的包含工具更換的一連串的加工。

在本發明的複合車床中，能夠將左主軸2所把持的工件的加工中使用的工具收納於左工具庫7L，並將右主軸3所把持的工件的加工中使用的工具收納於右工具庫7R，從而進行左右工件67L、67R的加工。在具有兩個主軸的複合車床中，關於針對各主軸分別準備使用於該主軸側的工件的加工的工具並有選擇地進行使用的加工方法，工程設計和加工程式製作易於理解，能夠避免設計錯誤和程式錯誤。此外，工具更換時的工具軸5的移動為大致上下方向的往復移動，移動距離短，因此縮短了移動時間，從而能夠使到更換工具並利用新的工具開始進行加工為止的時間縮短。

另外，在工具軸5對把持於一個主軸的工件進行加工時，能夠進行另一個主軸側的工具庫和工件的維護(折損工具的更換等)，具有無需為了進行工具維護而停止機床的優點。

關於本發明的複合車床，將使用於左主軸2側的加工的工具收納在左工具庫7L中，並將使用於右主軸3側的加工的工具收納在右工具庫7R中來進行加工是非常基本的，左右工具庫7L、7R的工具收納數設定為能夠進行該基本的加工的足夠的收納數。但是，在需要進行預計外的工件的加工，並且在該加工中例如左工具庫7L的收納數不足，而右工具庫7R的收納數存在富餘等的情況下，也可以將未能收納到左工具庫7L中的工具收納到右工具庫7R中進行加工，因此還具有能夠靈活地應對預計外的工件的加工的優點。

下面，參照附圖對本發明的具體示例進行說明。附圖為具有本發明的結構的雙主軸對置複合車床，其包括：在同一軸線a上對置的兩個主軸2、3；配置於主軸軸線的正上方的工具軸5；以及配置於主軸軸線的正下方的工具轉塔4。主軸軸線a的方向從操作者側觀察是左右方向，工具軸5和工具轉塔4的工具切入方向是鉛直方向，與這兩個方向正交的方向是前後方向，左右為車床的Z軸，上下為X軸，前後為Y軸，操作者側為前方。

從操作者側觀察，左側的主軸箱21固定於床身11，右側的主軸箱31能夠在左右方向自如地移動和定位。設置有工具軸5的上刀架51能夠在左右、上下以及前後方向自如地移動和定位，並且能夠繞前後方向的軸自如地回轉和定位。在工具軸5的左右的主軸箱21、31的上方位置配置有工具庫7、7，該工具庫7、7中收納有安裝於工具軸5的工具。安裝有工具轉塔4的下刀架41位於工具轉塔4的左側，下刀架41能夠在左右和上下方向自如地移動和定位。

床身11固定地或一體地設置於基座1的上表面，該基座1的上表面以前方朝降低方向緩慢地傾斜的方式形成。床身11包括：平面形狀大致為矩形、且前側邊緣部高出一節的水平的上表面；以及下側邊緣部向前方凸出一節的鉛直的前表面。將基座1的上表面形成為前方降低的傾斜面是為了將經由床身落下來的潤滑油等引導至配置於基座1的前方的回收槽13。

在床身11的前表面的上下，在該前表面的大致左右方向全長範圍內配置有左右方向的引導件12u、12d。此處，下側的引導件12d配置於床身前表面下側邊緣部的凸出部分。此外，在上側和下側的引導件12u、12d之間，進給絲桿45和進給絲桿35配置在同一軸線上，所述進給絲桿45使下刀架41沿引導件12u、12d移動，所述進給絲桿35使右主軸箱31沿引導件12u、12d移動，其中，進給絲桿45位於床身前表面的左側，並且進給絲桿35位於床身前表面的右側。驅動這些進給絲桿旋轉的進給電動機48、38配置在成為床身前表面的左右端部的位置。

從操作者側觀察，左側的左主軸箱21經主軸箱基座22固定於床身11的前表面。主軸箱基座22是主軸箱的一部分，但在這裏為了便於說明，將軸支承左主軸2的部分作為左主軸箱21、並將介於該左主軸箱和床身11之間的部分作為主軸箱基座22來進行說明。

如圖6所示，主軸箱基座22具有從正面觀察寬度很寬的倒L字形的塊狀的主體部，在該主體部的從前方觀察為縱長的大致矩形形狀的上部具有向右主軸箱31側延伸的伸出部28，在該主體部的上方的伸出部28的前表面一體地或用螺栓等固定設置有左主軸箱21。在主軸箱基座22的背面(後側的面)的下側邊緣部和高度中間位置，一體地設置有向後方延伸的腳部25u、25d。關於主軸箱基座22，將上側的腳部25u在床身11的前表面左端的位於上側引導件12u上方的位置處固定於床身11，並將下側的腳部25d在床身11的前表面左端的位於下側引導件12d下方的位置處固定於床身11，由此來安裝主軸箱基座22。在主軸箱基座22的伸出部28的背面側的下方，一體地設置有加強板部26，該加強板部26將所述伸出部和向右主軸箱31側延伸的上側腳部25u連接成一體。驅動左主軸2旋轉的左主軸電動機29固定於主軸箱基座22，左主軸電動機29通過帶27的驅動來驅動左主軸2旋轉。

主軸箱基座22的上述形狀考慮到了以下情況：當工具轉塔4移動至左移動端時，位於該工具轉塔左側的下刀架41位於左主軸箱21和主軸箱基座的伸出部28的下方。即，當工具轉塔4移動至左移動端時，下刀架41位於左主軸箱21和支承該左主軸箱的伸出部28的下方的空間，該空間內具有能夠使下刀架41在上下方向移動的高度。加強板部26是為了利用當工具轉塔4移動至左移動端時的下刀架41和上下移動座(後述)之間的空位來進一步提高左主軸2的支承剛性而設置的部件，所述上下移動座將所述下刀架41支承成能夠在上下方向自如移動。

在主軸箱基座22和床身11的前表面之間、且在上側和下側的腳部25u、25d之間，形成有貫穿左右方向的空間23，床身前表面的左右引導件12u、12d以及用於工具轉塔 4的左右進給絲桿45的基端貫穿該空間。此外，遮擋罩(未圖示)固定地設置於被左右引導件12u、12d引導的下刀架用的左右移動座，從而該遮擋罩也能夠通過該空間23而向左右移動。所述遮擋罩用於在工件加工時保護左右引導件12u、12d和左右進給絲桿45不受從上方落下來的切削液和切屑的侵害。

如圖7所示，工具轉塔4以使轉位軸(使工具轉塔間歇旋轉從而使工具轉位的軸)與主軸軸線a平行的方式支承於下刀架41的右端。下刀架41為大致長方體形狀，其被設置於左右移動座42的前表面的上下引導件43、43所引導，並且與配置於這些引導件的大致中間位置的上下進給絲桿47螺合，從而該下刀架41在上下方向移動和定位，所述左右移動座42被床身前表面的左右引導件12u、12d引導，並且通過左右進給絲桿45而移動和定位。驅動上下進給絲桿47旋轉的進給電動機49在下刀架41的下方位置處固定於左右移動座42的下端部，該進給電動機49經旋轉傳遞機構驅動上下進給絲桿47旋轉，該旋轉傳遞機構將朝向下方的輸出軸和上下進給絲桿47的下端連接起來。

另外，關於床身11的形狀，在床身上表面前側邊緣設置有高出一節的部分，在前表面下側邊緣部設置有向前方凸出一節的部分，這是為了在力學上以剛性更高的形態承受由下刀架41和後述的右主軸箱的重量以及加工反作用力而產生的力矩。

右主軸箱31具有從軸支承右主軸3的軸支承部32的背面側向下方延伸的支承結構部33。該支承結構部33的背面側下方部由與下刀架41共用的左右引導件12u、12d引導，並且與進給絲桿35螺合。即，右主軸箱的軸支承部32以向近前側凸出的方式設置於支承結構部33的上端，該支承結構部33的背面下方部以能夠在床身11的大致鉛直的前表面自如地移動和定位的方式被左右引導件12u、12d和進給絲桿35引導。驅動右主軸3的右主軸電動機39固定於右主軸箱的支承結構部33的近前側，並通過帶37的驅動來驅動右主軸3旋轉。

如上所述，在圖示的雙主軸對置複合車床中，左主軸箱21固定於床身11並安裝於固定位置，右主軸箱31安裝成能夠在左右方向自如地移動和定位，安裝有工具轉塔4的下刀架41安裝成能夠在左右和上下方向自如地移動，但是這些部件安裝成固定於床身11的大致鉛直的前表面、或者通過固定於該前表面的引導件12u、12d和進給絲桿35或45而能夠在左右方向自如地移動和定位。另外，在左主軸2和右主軸3之間的工件加工位置的下方的下刀架41的更下方，以能夠自如裝卸的方式設置有左右細長的形狀的回收槽13，該回收槽13接受在工件加工時從所述加工位置落下的切削液和切屑。

在床身11的近前兩側豎立設置有左右支柱15，並且設置有連接該左右支柱的上端的上樑16。在床身11的上部配置有上側左右引導件14和上側左右進給絲桿55。上側左右移動座52被該上側左右引導件14引導並且與上側左右進給絲桿55螺合，從而該上側左右移動座52被設置成能夠通過驅動上側左右進給絲桿55旋轉的進給電動機58而在左右方向自如地移動和定位。上側左右引導件14中的近前側的一方配置於床身前側邊緣部的高出了一節的部分。

在上側左右移動座52的上表面配置有前後引導件53和前後進給絲桿(未圖示)，從機床正面觀察具有高度很大的矩形前表面的前後移動座54由前後引導件53引導，並且與被進給電動機59驅動旋轉的前後進給絲桿螺合，從而該前後移動座54被設置成能夠在前後方向自如地移動和定位。

在前後移動座54的前表面配置有上側上下引導件56和上側上下進給絲桿(未圖示)，上側上下移動座57由上側上下引導件56引導，並且與被進給電動機60旋轉驅動的上側上下進給絲桿螺合，從而該上側上下移動座57被安裝成能夠在上下方向自如地移動和定位。

在上側上下移動座57，以向前方凸出的結構設置有方筒狀的支承筒61。在該支承筒61的前表面，以能夠繞前後方向的軸自如地回轉的方式設置有上刀架51。上刀架51的回轉支承機構和回轉用進給電動機設置在支承筒61內。工具軸5以其工具把持端朝向下方的方式軸支承於上刀架51，工具軸5的旋轉驅動機構設置在上刀架51內。

在豎立設置於床身11左右的支柱15的前表面，固定有工具庫的支承部件71。該支承部件71在支柱15的近前側向左右方向內側延伸，並從其內側端向前方延伸，在該向近前延伸的部分安裝有工具庫7、7和工具更換裝置72、72。圖中的工具庫7、7是繞左右方向的軸旋轉來選擇工具的圓板結構，在支承圓板73的外側面(與工具軸側相反的面)的圓周上配置有大量的工具保持部74。安裝至工具軸的更換工具以其軸向為左右方向的方式保持於工具保持部74。各工具保持部74具有方向變換機構，該方向變換機構使在轉動至最下端的位置處保持的工具的方向朝向下方。工具更換位置72、72在安裝於朝下的工具軸5的工具和在工具庫7、7的最下端被轉位而朝向下方的工具之間進行工具更換。

工具更換裝置72L、72R在兩端具有機械手77，通過將該機械手77的中央固定於上下方向的回轉軸76並繞該回轉軸回轉180度，來在工具軸5和工具庫7L、7R的在下端朝向下方的工具保持部之間更換工具。在進行工具更換時，工具軸5向左或向右且向上方移動，從而將工具把持端定位於工具更換位置，用回轉180度的工具更換臂75的一個機械手來把持安裝於工具軸5的工具，用另一個機械手把持在工具庫的下端朝向下方的工具，工具更換臂75下降從而將兩個工具拔出，然後工具更換臂75旋轉180度、並且上升從而將兩個工具插入，由此來進行工具更換。

如圖8所示，在左右支柱15和前後移動座54之間設置有左側和右側的左右伸縮罩82、82，各個左右伸縮罩82、82的固定邊緣(外側的邊緣)的下部和移動邊緣(內側的邊緣)的下部固定在固定於上側左右移動座52的未圖示的支架。在左側和右側的左右伸縮罩82、82的移動邊緣相互之間安裝有方形架84，該方形架84的左右方向兩側邊緣能夠沿左側和右側的左右伸縮罩82、82的移動邊緣在上下方向自如地滑動。所述支承筒61以能夠在前後方向自如滑動的方式貫穿該方形架84。在方形架84的下方設置有下側上下伸縮罩83D，該下側上下伸縮罩83D的下側邊緣固定於其兩側的左右伸縮罩的移動邊緣，該下側上下伸縮罩83D的上側邊緣固定於方形架84，在方形架84的上方設置有上側上下伸縮罩83U，該上側上下伸縮罩83U的上側邊緣固定於其兩側的左右伸縮罩的移動邊緣，該上側上下伸縮罩83U的下側邊緣固定於方形架84。

即，遮擋加工區域和工具軸側機艙的遮擋罩81由呈平面狀地配置在兩側支柱15之間的位於左側和右側的左右伸縮罩82、82、下側上下伸縮罩83D以及上側上下伸縮罩83U形成，所述支承筒61貫穿由這些伸縮罩支承的方形架84。左右伸縮罩82、82以及上側和下側的上下伸縮罩83D、83U是由多塊滑動板構成的結構或波紋結構，左側和右側的左右伸縮罩82、82伴隨支承筒61的左右方向的移動而伸縮，上側和下側的上下伸縮罩83D、83U伴隨支承筒61的上下方向的移動而伸縮。支承筒61通過在與方形架84間滑動而在前後方向移動。

即，遮擋加工區域和工具軸側機艙的遮擋罩81形成為其前後方向的位置在工具庫7(7L、7R)的支承部件71的後方位於固定位置。在工具軸5的前後方向移動的原點位置處，方形架84位於支承筒61的前後方向的中央，工具軸5能夠在前後方向移動相當於支承筒61的長度的量。

在位於前後方向移動的原點位置的工具軸5的正下方的位置，設定有左右方向的主軸軸線a，在位於其兩側的工具庫7L、7R的下方位置配置有左主軸箱21和右主軸箱31。工具軸5的前後方向的移動原點、主軸軸線a以及轉塔4的轉位旋轉軸位於同一鉛直面內。

接下來，參照圖5和圖9，對工具軸5的加工動作進行說明。假設對工件的加工從左主軸側開始進行，首先，上刀架51向左移動並向上移動，從而定位於左工具更換裝置72L的工具更換位置。然後，在工具軸上裝填最初使用的工具L₁ ，並等待左主軸2的前一工序(在與轉塔刀架之間進行的加工或工件向左主軸的安裝)的結束。

當在待機時接收到了前一工序的動作完成信號後(如果已接收到加工完成信號，則不進行待機)，開始利用工具L₁ 進行加工，根據需要更換工具並進行左工件67L的加工。然後，在利用工具軸5對左工件67L進行的一連串的加工結束後，使在該時刻安裝於工具軸5的工具L_n 返回至左工具庫7L，並讀取接下來進行的加工的程式。

當讀取的程式是右工件67R的加工程式時，首先，使上刀架51向右移動並向上移動，從而定位於右工具更換裝置72R的工具更換位置，並且使上刀架51接受最初使用的工具R₁ 。然後，等待來自右主軸的前一工序的動作完成信號，在接收到動作完成信號後，利用工具R₁ 進行加工，並在適時更換工具的同時進行右工件67R的加工。這樣，在針對右工件67R的一連串的加工結束後，使此時安裝的工件R_n 返回至右工具庫7R，並讀取下一工序的加工程式。

通過重復上述動作，工具軸5在左工件67L和右工件67R之間移動，並且在適時更換工具的同時進行左右工件的加工。在工具軸5對左右工件中的一個進行加工的期間內，另一個工件在與轉塔刀架41之間進行車削加工。若轉塔刀架41是能夠安裝小徑的旋轉工具的刀架，則不但能夠進行車削加工，而且能夠在轉塔刀架41側進行螺紋孔等的加工。

按照上述利用一個工具軸5對左右兩個工件進行的加工順序可以理解：本發明的複合車床在左右兩側的主軸的上方分別具有工具庫，因此，通過將加工左工件的工具收納在左工具庫中、並將加工右工件的工具收納在右工具庫中，能夠使針對各個工件的包含工具更換的加工程式格式化而不易發生程式錯誤，並且在一連串的加工的中途進行的工具更換動作時的上刀架51的移動距離變短，因此，能夠大幅度地減少工具更換時的損失時間。

另外，由於在對一個工件進行加工時，相反側的工具庫停止動作，所以能夠在此期間內根據需要在不使機床停止的情況下進行裝填在停止側的工具庫中的工具的更換和維護。

另外，在本發明的複合車床中，對各自側的工件進行加工的工具分別收納在各自側的工具庫中是很基本的，而在使用於一個工件的工具的種類很多而無法全部收納於單側的工具庫中的時候，只要相反側的工具庫有富餘，也可以收納於相反側的工具庫中，因此還具有能夠應對在進行機床設置時未料想到的特殊的工件的加工的特徵。

1‧‧‧機床基座

2‧‧‧固定主軸

3‧‧‧移動主軸

4‧‧‧工具轉塔

5‧‧‧工具軸

7(7L、7R)‧‧‧工具庫

11‧‧‧床身

12u、12d‧‧‧左右引導件

13‧‧‧回收槽

14‧‧‧左右引導件

15‧‧‧支柱

16‧‧‧上樑

21‧‧‧固定主軸箱

22‧‧‧基座

23‧‧‧空間

25d、25u‧‧‧腳部

26‧‧‧加強板部

27‧‧‧帶

28‧‧‧伸出部

29‧‧‧左主軸電動機

31‧‧‧移動主軸箱

32‧‧‧軸支承部

33‧‧‧支承結構部

35‧‧‧進給絲桿

37‧‧‧帶

38‧‧‧進給電動機

39‧‧‧電動機

41‧‧‧下刀架(轉塔刀架)

42‧‧‧左右移動座

43‧‧‧上下引導件

45‧‧‧進給絲桿

47‧‧‧進給絲桿

48‧‧‧進給電動機

49‧‧‧進給電動機

51‧‧‧上刀架

52‧‧‧上側左右移動座

53‧‧‧前後引導件

54‧‧‧前後移動座

56‧‧‧上側上下引導件

57‧‧‧上側上下移動座

60‧‧‧進給電動機

61‧‧‧支承筒

67L、67R‧‧‧左右工件

71‧‧‧支承部件

72(72L、72R)‧‧‧工具更換裝置

73‧‧‧支承圓板

74‧‧‧工具保持部

75‧‧‧工具更換臂

76‧‧‧回轉軸

77‧‧‧機械手

81‧‧‧遮擋罩

82‧‧‧左右伸縮罩

83D、83U‧‧‧上下伸縮罩

84‧‧‧方形架

a‧‧‧主軸軸線

L₁ 、R₁ ‧‧‧工具

L_n 、R_n ‧‧‧工具

圖1是表示實施例的整體立體圖。

圖2是右側視圖。

圖3是圖1中的A部的側視圖。

圖4是圖1中的B部的側視圖。

圖5是整體正視圖。

圖6是主軸箱(固定主軸箱)的立體圖。

圖7是刀架(下刀架)的立體圖。

圖8是安裝有遮擋罩的狀態的主視圖。

圖9是工具軸的加工動作的說明圖。