TWI659789B - 包含刀具台之工具機 - Google Patents

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河住雅広
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Abstract

本發明於可同時加工之工具機中提高工具配置之自由度。
工具機(1)包括：主軸80；刀具台本體10，其具有於特定之對向方向(X方向)上隔著工件W1而相互對向之第一及第二工具安裝部21、22，且至少可朝對向方向(X方向)移動；及本體驅動部50，其使該刀具台本體10至少朝對向方向(X方向)移動。刀具台本體10包括：第一刀具台部11，其具有第一工具安裝部21；第二刀具台部12，其具有第二工具安裝部22之一部分，於對向方向(X方向)上之與第一刀具台部11之相對間隔L1為固定；第三刀具台部13，其具有第二工具安裝部22之剩餘部分，且設置為可變更於對向方向(X方向)上與第一刀具台部11之相對間隔L2；及相對驅動部30，其使第三刀具台部13相對於第一刀具台部11朝對向方向(X方向)相對移動。

Description

包含刀具台之工具機
本發明係關於一種包含刀具台之工具機。
作為工具機，已知有具備保持固持於主軸之長條之工件之導套、及隔著上述工件而相互對向之一對梳形刀具台之CNC(Computerized Numerical Control，電腦數值控制)車床。專利文獻1中揭示有如下車床，其包括：移動台，其可相對於支持框架朝與工件軸心方向正交之Y方向移動；第1刀具台，其可沿Y方向梳齒狀地安裝複數個工具；及第2刀具台，其可沿Y方向梳齒狀地安裝複數個工具，且隔著導套與第1刀具台相對向。第1刀具台與第2刀具台係設為可朝與工件軸心方向及Y方向正交之X方向相互獨立地移動。於移動台安裝有使第1刀具台可朝X方向往返移動之第1刀具台移動器件、及使第2刀具台可朝X方向往返移動之第2刀具台移動器件。
根據以上情況，若第1刀具台移動器件於X方向上使第1刀具台朝工件移動，同時第2刀具台移動器件於X方向上使第2刀具台朝工件移動，則可對工件進行同時加工。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-88142號公報
若於X方向上使第1刀具台朝工件移動，則安裝於第1刀具台之所有工具朝工件移動，若於X方向上使第2刀具台朝工件移動，則安裝於第2刀具台之所有工具朝工件移動。因第1刀具台與第2刀具台係獨立地朝X方向移動，故而需要以當第1刀具台與第2刀具台最為接近時不干涉之方式配置安裝於各刀具台之工具，工具配置之自由度受到限制。
上述問題並不限於具備梳形刀具台之車床，於具備轉台(turret)等刀具台之車床、或車床以外之工具機中亦同樣地存在。
本發明具有於可同時加工之工具機中提高工具配置之自由度之目的。
本發明之工具機具有如下態樣，即，其包括：主軸，其可固持工件朝特定方向移動；刀具台本體，其具有於與上述特定方向不同之特定之對向方向上隔著上述工件而相互對向之第一及第二工具安裝部，至少可朝上述對向方向移動；及本體驅動部，其使該刀具台本體至少朝上述對向方向移動；且上述刀具台本體包括：第一刀具台部，其具有上述第一工具安裝部；第二刀具台部，其具有上述第二工具安裝部之一部分，於上述對向方向上之與上述第一刀具台部之相對間隔為固定；第三刀具台部，其具有上述第二工具安裝部之剩餘部分，且設置為可變更於上述對向方向上與上述第一刀具台部之相對間隔；及相對驅動部，其使上述第三刀具台部相對於上述第一刀具台部朝上述對向方向相對移動。
根據技術方案1之發明，於可同時加工之工具機中，可提高工具配置之自由度。
於技術方案2之發明中，可提供一種提高工具配置之自由度之較佳之例。
於技術方案3之發明中，可進一步提高工具配置之自由度。
於技術方案4之發明中，可抑制工具機之大型化。
於技術方案5之發明中，可容易地進行同時加工。
1‧‧‧車床(工具機)
2‧‧‧刀具台
3‧‧‧刀具台
10‧‧‧刀具台本體
11‧‧‧第一刀具台部
11a‧‧‧端部
11b‧‧‧端部
11c‧‧‧對向面
12‧‧‧第二刀具台部
12a‧‧‧端部
12b‧‧‧端部
12c‧‧‧對向面
13‧‧‧第三刀具台部(移動體)
13c‧‧‧對向面
13d‧‧‧外緣部
14‧‧‧基部
14a‧‧‧連接部
14b‧‧‧連接部
14c‧‧‧內側面
14d‧‧‧外側面
14e‧‧‧工具單元安裝部
15‧‧‧鳩尾槽
15a‧‧‧底部
15c‧‧‧傾斜面
15d‧‧‧傾斜面
16‧‧‧夾條
16a‧‧‧前端部
16b‧‧‧基端部
21‧‧‧第一工具安裝部
22‧‧‧第二工具安裝部
23‧‧‧第三工具安裝部
25‧‧‧工具旋轉驅動馬達
26‧‧‧回旋驅動馬達
30‧‧‧相對驅動部
31‧‧‧X3軸驅動馬達
40‧‧‧刀具台平台(支持體)
40a‧‧‧開口部
40c‧‧‧對向面
40d‧‧‧背面
41‧‧‧滑軌
45‧‧‧鳩尾構件
45a‧‧‧上底部
45b‧‧‧下底部
45c‧‧‧傾斜面
45d‧‧‧傾斜面
50‧‧‧本體驅動部
51‧‧‧X1軸驅動部
52‧‧‧X1軸驅動馬達
53‧‧‧Y1軸驅動部
54‧‧‧Y1軸驅動馬達
60‧‧‧基座
62‧‧‧滑動基座
62c‧‧‧對向面
63‧‧‧Y軸導引構件
70‧‧‧數值控制裝置(控制部)
71‧‧‧CPU
72‧‧‧ROM
73‧‧‧RAM
80‧‧‧主軸
81‧‧‧正面主軸
82‧‧‧背面主軸
85‧‧‧導套
902‧‧‧刀具台
903‧‧‧刀具台
913‧‧‧移動體
913c‧‧‧對向面
914‧‧‧部位
915‧‧‧鳩尾槽915
915a‧‧‧底部
915c‧‧‧傾斜面
915d‧‧‧傾斜面
916‧‧‧夾條
940‧‧‧支持體
940c‧‧‧對向面
940d‧‧‧背面
945‧‧‧鳩尾形成構件
946‧‧‧鳩尾
946a‧‧‧上底部
946c‧‧‧傾斜面
946d‧‧‧傾斜面
947‧‧‧被安裝部
947c‧‧‧對向面
AX1‧‧‧軸心
AX2‧‧‧回旋軸
B‧‧‧軸
CL1‧‧‧間隙
CL9‧‧‧間隙
C1‧‧‧軸
C2‧‧‧軸
L1‧‧‧間隔
L2‧‧‧間隔
L9‧‧‧間隔
SC1‧‧‧螺絲
SC9‧‧‧螺絲
SP1‧‧‧空間
SP9‧‧‧空間
SH1‧‧‧套筒保持器
ST1‧‧‧嵌合構造
ST9‧‧‧嵌合構造
TH1‧‧‧厚度
TH9‧‧‧厚度
T0‧‧‧工具
T1‧‧‧固定工具
T2‧‧‧旋轉工具
T9‧‧‧工具
T91‧‧‧工具
UB1‧‧‧回旋單元
V1‧‧‧速度
V2‧‧‧速度
W1‧‧‧工件
W9‧‧‧工件
X‧‧‧方向
X1‧‧‧軸
X2‧‧‧軸
X3‧‧‧軸
Y‧‧‧方向
Y1‧‧‧軸
Y2‧‧‧軸
Z‧‧‧方向
Z1‧‧‧軸
Z2‧‧‧軸
圖1係模式性地表示工具機之例之立體圖。
圖2係模式性地例示NC(Numerical Control，數值控制)裝置及刀具台之外觀之圖。
圖3係模式性地例示NC裝置及刀具台之主要部分之圖。
圖4係模式性地表示使用鳩尾構件與鳩尾槽之嵌合構造之例之立體圖。
圖5係表示使用鳩尾構件與鳩尾槽之嵌合構造之例之剖視圖。
圖6係模式性地表示刀具台之動作例之圖。
圖7(a)~(c)係模式性地表示工件之同時加工之例之圖。
圖8係模式性地表示於比較例中使相互對向之一對梳形刀具台朝X方向獨立地移動之情況之圖。
圖9係表示於比較例中使用鳩尾與鳩尾槽之嵌合構造之剖視圖。
以下，對本發明之實施形態進行說明。當然，以下之實施形態僅係例示本發明者，實施形態中所示之全部特徵並不限定為發明之解決手段所必需。
(1)本發明所包含之技術之概要
首先，參照圖1~7，對本發明所包含之技術之概要進行說明。 於圖1等中，將NC(數值控制)車床1作為工具機之例而表示。再者，圖1~7係模式性地表示之圖，存在各圖並未整合之情況。
本技術之工具機(1)具備可固持工件W1朝特定方向(Z方向)移動之主軸80、刀具台本體10、及本體驅動部50。刀具台本體10具有於與上述特定方向(Z方向)不同之特定對向方向(X方向)上隔著工件W1而相互對向之第一及第二工具安裝部21、22，且至少可朝對向方向(X方向)移動。本體驅動部50使刀具台本體10至少朝對向方向(X方向)移動。刀具台本體10具備第一刀具台部11、第二刀具台部12、第三刀具台部13、及相對驅動部30。第一刀具台部11具有第一工具安裝部21。第二刀具台部12具有第二工具安裝部22之一部分，且於對向方向(X方向)上之與第一刀具台部11之相對間隔L1為固定。第三刀具台部13具有第二工具安裝部22之剩餘部分，且設置為可變更於對向方向(X方向)上與第一刀具台部11之相對間隔L2。相對驅動部30使第三刀具台部13相對於第一刀具台部11朝對向方向(X方向)相對移動。
圖8係模式性地表示於比較例中使相互對向之一對梳形刀具台902、903朝X方向獨立地移動之情況。於各刀具台902、903，沿Y方向排列有複數個工具T9。如圖8之下部所示，當對支持於導套或主軸之工件W9進行同時加工時，使兩個刀具台902、903於X方向上獨立地朝工件W9移動。此時，安裝有未用於同時加工之工具T91之部分之刀具台902、903之間隔L9變窄，X方向上之兩個刀具台902、903之工具T91之間之空間SP9變小。當然，需要以當安裝於兩個刀具台902、903之所有工具T9最為接近時不會干涉之方式配置所有工具T9，故而工具配置之自由度受到限制。尤其是，即便存在將兩個刀具台902、903之端部連接之部位914，亦無法將工具安裝至該部位914中之刀具台902、903之側。
另一方面，於圖2、6等所例示之本技術中，和第一刀具台部11相 對向之第二刀具台部12與第三刀具台部13中，第三刀具台部13於對向方向(X方向)上與第一刀具台部11之間隔L2可變，故而可進行同時車削、同時開孔、同時銑削等同時加工。此外，與第一刀具台部11相對向之第二刀具台部12於對向方向(X方向)上與第一刀具台部11之間隔L1不變，故而可維持刀具台部11、12之工具T0之間之空間SP1，提高安裝於刀具台部11、12之間之工具T0之配置之自由度。因此，本技術能夠於可同時加工之工具機中提高工具配置之自由度。
此處，上述第一及第二工具安裝部21、22包含已經安裝有工具T0之部位、及可安裝工具T0之部位之兩者。
上述刀具台本體10可僅朝對向方向(X方向)移動，亦可朝Y方向等與對向方向(X方向)不同之方向移動。再者，對向方向亦可為Y方向等。
安裝於刀具台部之工具彼此之相對間隔對應於刀具台部彼此之相對間隔L1、L2。因此，刀具台部彼此之相對間隔L1、L2之概念亦包含安裝於刀具台部之工具彼此之相對間隔。
於刀具台部11、12、13具有可回旋之回旋部(例如回旋單元UB1)之情形時，若於刀具台部存在不回旋之固定部分，則將刀具台部彼此之相對間隔設為該固定部分彼此之間隔。又，於將回旋部設為相對間隔之基準之情形時，則將刀具台部彼此之相對間隔設為第一工具安裝部與第二工具安裝部之於相對向之特定之回旋角度上的間隔。
且說，上述第一工具安裝部21亦可為供工具T0沿與上述對向方向(X方向)不同之工具排列方向(Y方向)排列之部位。上述第二工具安裝部22亦可為供工具T0沿上述工具排列方向(Y方向)排列之部位。上述刀具台本體10亦可具備將上述工具排列方向(Y方向)上之上述第一刀具台部11之端部11a與上述工具排列方向(Y方向)上之上述第二刀具台部12之端部12a連接的基部14。上述第三刀具台部13亦可於上述工 具排列方向(Y方向)上隔著上述第二刀具台部12遠離上述基部14。於本態樣中，靠近基部14之第二刀具台部12與第一刀具台部11之間隔L1於對向方向(X方向)上不變，故而安裝於靠近基部14之部分之工具T0之配置之自由度提高。
此處，上述工具排列方向只要為與對向方向不同之方向即可，亦可為X方向等。
上述基部14亦可於設置有上述第一刀具台部11及上述第二刀具台部12之側(內側面14c)具有第三工具安裝部23。靠近具有工具安裝部23之基部14之第二刀具台部12與第一刀具台部11之間隔L1於對向方向(X方向)上不變，故而可於對向方向(X方向)上將較多之工具T0配置於基部14。因此，本態樣可進一步提高工具配置之自由度。再者，上述第三工具安裝部23亦包含已經安裝有工具T0之部位、及可安裝工具T0之部位之兩者。
上述刀具台本體10亦可設置於至少可朝上述對向方向(X方向)移動之刀具台平台(支持體)40。亦可如圖5等所例示般，於上述刀具台平台40固定有隨著遠離該刀具台平台40而變寬之剖面梯形狀之鳩尾構件45，且使該鳩尾構件45之長度方向朝向上述對向方向(X方向)。亦可於上述第三刀具台部(移動體)13中之與上述刀具台平台40之對向面13c形成供上述鳩尾構件45插入之鳩尾槽15。亦可於上述鳩尾槽15之外緣部13d將上述對向面13c設為非接觸面。
圖9係表示於比較例之工具機中用以使移動體913相對於支持體940朝X方向滑動之嵌合構造ST9。於支持體940安裝有具有隨著遠離支持體940而變寬之剖面梯形狀之鳩尾946之鳩尾形成構件945，且使鳩尾形成構件945之長度方向朝向X方向。於移動體913中之與支持體940之對向面913c形成有供鳩尾946可滑動地插入之鳩尾槽915。於鳩尾槽915插入有用以調整與鳩尾946之間隙之長條之夾條916。
為了形成鳩尾946，而確保移動體913之位置精度，故而製造工廠等之作業人員需要對鳩尾946進行磨削。於支持體940為如圖1所示之刀具台平台40般之包圍導套之較大構件之情形時，無法以可獲得必需之加工精度之方式對自支持體940之對向面940c露出之鳩尾946進行磨削。因此，如圖9所示般，準備於安裝在支持體之對向面940c之被安裝部947上形成有鳩尾946之鳩尾形成構件945，利用螺絲SC9將該鳩尾形成構件945之被安裝部947安裝至支持體之對向面940c。當鳩尾946插入至鳩尾槽915時，被安裝部947之對向面947c與移動體913之對向面913c接觸，鳩尾946之傾斜面946c與鳩尾槽915之傾斜面915c接觸，鳩尾946之傾斜面946d與夾條916接觸，該夾條916與鳩尾槽915之傾斜面915d接觸。該等接觸面係承受負荷之部分。另一方面，為了實現高精度之滑動，而於鳩尾946之上底部946a與鳩尾槽915之底部915a之間設置有極小之間隙CL9。因此，鳩尾之上底部946a及鳩尾槽之底部915a為非接觸面。
於支持體940為如圖1所示之刀具台平台40般之包圍導套之構件之情形時，若支持體940之背面940d至移動體913之對向面913c之厚度TH9變厚，則供給工件W9之正面主軸至導套之距離變長。若該距離變長，則工件W9之剩餘材料變多，施加至工件W9之負荷亦變大。然而，為了確保支持刀具台本體之強度，不能使支持體940變薄。
另一方面，於圖5等所例示之本技術中並無上述被安裝部947，故而於鳩尾槽15之外緣部13d，第三刀具台部13中之與刀具台平台40之對向面13c並不接觸於鳩尾構件45。於圖5中，表示於鳩尾槽之外緣部13d中之第三刀具台部之對向面13c與刀具台平台40之對向面40c之間形成有間隙CL1。藉由設為不使鳩尾槽之外緣部13d中之第三刀具台部之對向面13c接觸於鳩尾構件45之構造，於與對向面13c正交之方向(Z方向)上，使刀具台平台40之背面40d至第三刀具台部之對向面 13c之厚度TH1變薄大致相當於被安裝部947之量。因此，本態樣可抑制工具機之大型化，於朝鳩尾構件之厚度方向供給長條之工件之情形時，可減少工件之浪費。
進而，本工具機(1)亦可進而具備控制上述本體驅動部50及上述相對驅動部30之動作之控制部(NC裝置70)。該控制部(70)亦可於在上述對向方向(X方向)上使上述第一刀具台部11以速度V1移動，同時使上述第三刀具台部13以速度V2移動之情形時，如圖7(a)、(b)所例示般，對上述本體驅動部50進行使上述第一刀具台部11朝上述對向方向(X方向)以上述速度V1移動之控制，對上述相對驅動部30進行使上述第三刀具台部13朝上述對向方向(X方向)以速度(V2-V1)移動之控制。於本態樣中，當使第三刀具台部13朝對向方向(X方向)以速度V2移動時，使第一刀具台部11之速度V1自動地消除，故而可容易地進行同時加工。
再者，本技術可應用於使電腦實現對應於上述控制部之功能之控制程式、記錄有該控制程式之電腦可讀取之媒體、包含對應於上述控制部之步驟之控制方法等。
且說，本技術亦具有如下態樣，即，一種用以使移動體(例如第三刀具台部13)相對於支持體(例如刀具台平台40)朝引導方向(X方向)滑動之工具機用嵌合構造ST1，於上述支持體(40)固定有隨著遠離該支持體(40)而變寬之剖面梯形狀之鳩尾構件45，且使該鳩尾構件45之長度方向朝向上述引導方向(X方向)，於上述移動體(13)中之與上述支持體(40)之對向面13c形成有供上述鳩尾構件45可滑動地插入之鳩尾槽15，且於該鳩尾槽15之外緣部13d，將上述對向面13c設為非接觸面。
如參照圖5而說明般，嵌合構造ST1具有如下構造，即，於鳩尾 槽15之外緣部13d，不使移動體(13)中之與支持體(40)之對向面13c接觸於鳩尾構件45。藉此，於與上述對向面13c正交之方向(Z方向)上，使支持體(40)之背面40d至移動體13之對向面13c之厚度TH1變薄大致相當於被安裝部947(參照圖9)之量。因此，本態樣可使嵌合構造小型化，從而可抑制工具機之大型化。再者，移動體亦可為第三刀具台部等用以對工件進行加工之移動體。
(2)工具機之構成之具體例：
圖1係模式性地表示作為本技術之工具機之具體例之NC車床1。圖2係模式性地表示NC(數值控制)裝置70及刀具台本體10之外觀。圖3係模式性地表示NC裝置70及刀具台2之主要部分。NC車床1具備主軸80(正面主軸81與背面主軸82)、導套85、複數個刀具台2、3、及NC裝置70等。再者，本具體例所使用之馬達係可進行數值控制之伺服馬達。主軸80、導套85、刀具台2、3、及工具T0之主要部分例如可由金屬而形成。
正面主軸81將朝Z1軸方向插入之圓柱狀(棒狀)之工件W1可解除地固持，使工件W1繞C1軸、即以沿工件W1之長度方向之軸心AX1為中心而旋轉。正面主軸81設置於未圖示之正面主軸平台，可朝Z1軸方向(自身之軸心方向)移動。導套85將貫通正面主軸81之長條狀之工件W1可朝Z1軸方向滑動地支持，與正面主軸81同步地繞C1軸旋轉驅動。背面主軸82將朝Z2軸方向插入之經正面加工後之工件W1可解除地固持，使經正面加工後之工件W1繞C2軸、即以沿正面主軸之軸心AX1之軸心為中心而旋轉。背面主軸82設置於未圖示之背面主軸平台，可朝Z2軸方向(自身之軸心方向)及X2軸方向移動。
圖1等所示之刀具台2係以使複數個工具T0梳齒狀地排列之方式將刀具台本體10安裝至梳形刀具台平台40而成之梳形刀具台。梳形刀具台可配置多個工具T0，藉此具有多功能，並且價格低廉。本技術具 有活用該梳形刀具台之優點，並且進而可進行同時加工之特徵。安裝於刀具台2之工具T0亦可包含不可旋轉地固定之車刀等固定工具T1、及如旋轉鑽頭般旋轉之旋轉工具T2之兩者，作為工具單元，亦可相對於刀具台本體10可裝卸地安裝。刀具台本體10係設為可進行工件W1之正面加工與背面加工之兩者，且可朝X1軸方向及Y1軸方向移動。本具體例具有刀具台本體10具備可朝X3軸方向移動之第三刀具台部13之特徵。圖1所示之背面加工用刀具台3係工件W1之背面加工用刀具台，沿與Z2軸方向正交之方向及Y2軸方向排列有複數個旋轉工具T2。背面加工用刀具台3可朝Y2軸方向移動。
再者，X1、X2、X3軸係意指用以控制X方向上之位置之控制軸，Y1、Y2軸係意指用以控制Y方向上之位置之控制軸，Z1、Z2軸係意指用以控制Z方向上之位置之控制軸，C1、C2軸係意指用以控制以沿Z方向之假想軸為中心之旋轉之位置之控制軸。因此，X1、X2、X3軸方向為沿X方向之相同朝向，Y1、Y2軸方向為沿Y方向之相同朝向，Z1、Z2軸方向為沿Z方向之相同朝向。X方向與Y方向及Z方向只要為互不相同之方向即可，就易於移動控制之方面而言，較佳為實質上正交，亦可為自正交之方向例如以45°以下之角度偏離之方向。
NC裝置(控制部)70控制主軸80、導套85、刀具台2、3等NC車床1之各部之動作。圖3所示之NC裝置70係設為於CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)71連接有包含ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)72及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)73之半導體記憶體、未圖示之時鐘電路或介面(I/F，interface)等而成之電腦。於ROM72寫入有使電腦實現解釋並執行記述於NC(數值控制)程式之複數個指令之功能之解釋執行程式。於RAM73儲存有用戶所製成之NC程式。NC裝置70自未圖示之操作面板之輸入部接收各種設定之操作輸入，自操作面板之輸出部顯示設定之內容或關於NC車床1之各種 資訊。
刀具台本體10具有基部14、第一刀具台部11、第二刀具台部12、第三刀具台部13、及相對驅動部30。設置於第一刀具台部11之第一工具安裝部21與設置於第二刀具台部12及第三刀具台部13之第二工具安裝部22於X方向(對向方向)上隔著工件W1而相互對向。刀具台本體10設置於可朝X1軸方向及Y1軸方向移動之刀具台平台40，藉由本體驅動部50而與刀具台平台40一併朝X1軸方向及Y1軸方向驅動。
基部14使長度方向朝向X方向利用螺絲固定於刀具台平台40，將Y方向(工具排列方向)上之第一刀具台部11之端部11a與Y方向上之第二刀具台部12之端部12a連接。基部14於設置有第一刀具台部11及第二刀具台部12之內側面14c具有第三工具安裝部23。第三工具安裝部23係可將複數個工具T0沿X方向排列之部位。於圖2所示之基部14之內側面14c設置有複數個用以將使工具T0單元化而成之工具單元可裝卸地安裝之工具單元安裝部14e。可於工具單元安裝部14e安裝使旋轉工具T2單元化而成之旋轉工具單元、螺紋切出用螺紋旋切(thread whirling)單元、切槽形成用開槽(slotting)單元、多角柱形成用多邊形(polygon)加工單元等。亦可於複數個工具單元安裝部14e安裝一個工具單元。又，於基部14之內側面14c，在自工具單元安裝部14e成為X方向外側之位置設置有刀具台部11、12之連接部14a、14b。
於圖2所示之基部14之外側面14d，利用螺絲固定有用以旋轉驅動旋轉工具T2之工具旋轉驅動馬達25、及用以回旋驅動包含於第二刀具台部12之回旋單元UB1之回旋驅動馬達26。雖未圖示，但於基部14及第一刀具台部11設置有將來自馬達25之旋轉驅動力傳遞至安裝於第一工具安裝部21之旋轉工具T2之第一動力傳遞機構。又，於基部14及第二刀具台部12設置有將來自馬達25之旋轉驅動力傳遞至安裝於第二工具安裝部22之旋轉工具T2之第二動力傳遞機構。進而，於基部14設 置有將來自馬達25之旋轉驅動力傳遞至安裝於第三工具安裝部23之旋轉工具T2之第三動力傳遞機構、及將來自馬達26之回旋驅動力傳遞至回旋單元UB1之第四動力傳遞機構。因此，工具旋轉驅動馬達25旋轉驅動安裝於工具安裝部21、22、23之旋轉工具T2。回旋驅動馬達26以沿Y方向之回旋軸AX2為中心回旋驅動回旋單元UB1。圖1中將回旋單元UB1之控制軸表示為B軸。套筒保持器(sleeve holder)SH1及第三刀具台部13並不回旋。
圖2所示之第一刀具台部11使自基部14之連接部14a起之突出方向大致朝Y方向利用螺絲固定於刀具台平台40。於第一刀具台部11中之與刀具台部12、13之對向面11c設置有供工具T0沿Y方向排列之第一工具安裝部21。於圖2所示之第一工具安裝部21，於第一刀具台部11之端部11a側安裝有複數個旋轉工具T2，於第一刀具台部11之端部11b側安裝有複數個固定工具T1。當然，安裝於工具安裝部21之複數個工具可於端部11a側安裝固定工具T1、於端部11b側安裝旋轉工具T2等各種組合。於自上述連接部14a起之突出方向上，於第一刀具台部11之端部11b之前端並無其他刀具台部。
再者，當使用刀具台部11、13之工具T0對工件W1進行同時加工時，較佳為使第三刀具台部13自刀具台平台40之突出量減少。因此，較佳為使安裝於第一刀具台部11之工具T0之X方向上之位置與安裝於第三刀具台部13之工具T0之X方向上之位置儘可能靠近。
圖2所示之第二刀具台部12使自基部14之連接部14b起之突出方向大致朝Y方向而安裝於刀具台平台40。於第二刀具台部12中之與第一刀具台部11之對向面12c設置有供工具T0沿Y方向排列之第二工具安裝部22之一部分。於圖2所示之第二刀具台部12，於端部12a側設置有回旋單元UB1，於端部12b側設置有套筒保持器SH1。於回旋單元UB1安裝有複數個旋轉工具T2。可於套筒保持器SH1安裝複數個工 具。於自上述連接部14b起之突出方向上，於第二刀具台部12之端部12b之前端設置有第三刀具台部(移動體)13。如圖3所示，第三刀具台部13以可相對於刀具台平台40朝X3軸方向移動地設置，藉由相對驅動部30朝X3軸方向驅動。如圖2所示，於第三刀具台部13設置有供工具T0沿Y方向排列之第二工具安裝部22之剩餘部分。於圖2所示之第三刀具台部13設置有複數個固定工具T1。當然，安裝於工具安裝部22之複數個工具亦可為各種組合。於自上述連接部14b起之突出方向上，於第三刀具台部13之前端並無其他刀具台部。
第一刀具台部11與第二刀具台部12係以不相對於相同刀具台平台40朝X方向移動之方式而設置，故而X方向上之相對間隔L1固定。另一方面，第三刀具台部13係以可相對於刀具台平台40朝X方向移動地設置，故而於X方向上與第一刀具台部11之相對間隔L2可變。
再者，為了精度良好地對工件W1進行同時加工，較佳為存在調整安裝於第一刀具台部11之工具T0與安裝於第三刀具台部13之工具T0之Y、Z方向上之位置之器件。作為該調整器件，例如，若當將工具T0安裝至刀具台部11、13時使用插入至間隙之填隙片(shim)，則可對工具T0之Y、Z方向上之位置進行微調整。
圖3所示之相對驅動部30具有X3軸驅動馬達31、及將旋轉運動轉換成直線運動之機構等。X3軸驅動馬達31利用螺絲固定於刀具台平台40中之與第三刀具台部13之對向面40c。第三刀具台部13可沿刀具台平台40之對向面40c朝X3軸方向之往返兩個方向移動。相對驅動部30根據NC裝置70之控制，使第三刀具台部13相對於第一刀具台部11朝X方向相對移動。
圖1所示之刀具台平台40具有供導套85插入之開口部40a，於與刀具台部11、12、13之對向面40c安裝有刀具台部11、12及X3軸驅動馬達31。刀具台平台40藉由被圖3所示之本體驅動部50驅動而朝X1軸方 向及Y1軸方向移動。
本體驅動部50例如包括：滑動基座62，其可相對於基座60朝X方向滑動地設置；X1軸驅動部51，其使該滑動基座62朝X1軸方向移動；及Y1軸驅動部53，其使可相對於滑動基座62朝Y方向滑動地設置之刀具台平台40朝Y1軸方向移動。於刀具台平台40中之與滑動基座62之對向面(背面40d)設置有使長度方向朝向Y方向之滑軌41。於滑動基座62中之與刀具台平台40之對向面62c設置有沿滑軌41滑動之Y軸導引構件63。再者，可將滑軌與Y軸導引構件調換。Y1軸驅動部53具有Y1軸驅動馬達54、及將旋轉運動轉換成直線運動之機構等，使刀具台平台40與刀具台本體10一併相對於滑動基座62朝Y1軸方向之往返兩個方向相對移動。雖未圖示，但於滑動基座62與基座60之間設置有與上述滑軌41及上述Y軸導引構件63同樣之滑軌及X軸導引構件。X1軸驅動部51具有X1軸驅動馬達52、及將旋轉運動轉換成直線運動之機構等，使滑動基座62與刀具台平台40一併相對於基座60朝X1軸方向之往返兩個方向相對移動。因此，本體驅動部50使刀具台本體10朝X方向及Y方向移動。
NC裝置70藉由根據記述於NC程式之複數個指令控制本體驅動部50之動作，而對刀具台本體10之X1軸方向及Y1軸方向之移動進行數值控制。又，NC裝置70藉由根據記述於NC程式之複數個指令控制相對驅動部30之動作，而對第三刀具台部13之X3軸方向之移動進行數值控制。
且說，如圖1所示，刀具台平台40為包圍導套85之構件，故而若包含使第三刀具台部13朝X3軸方向移動之構造在內之刀具台平台40之厚度(Z方向之長度)變厚，則供給工件W1之正面主軸81至導套85之距離變長。若該距離變長，則工件W1之剩餘材料會變多，施加至工件W1之負荷亦會變大。然而，為了確保強度，不能使除了使第三刀 具台部13朝X3軸方向移動之構造以外之部分之刀具台平台40變薄。因此，如圖4、5所示，係使用用以使第三刀具台部13相對於刀具台平台40朝X3軸方向移動之特殊之嵌合構造ST1。
圖4係模式性地表示使用鳩尾構件45與鳩尾槽15之嵌合構造ST1。為了易於理解地進行表示，係剖面觀察刀具台平台40。圖5係以相對於X方向之垂直面模式性地剖面觀察嵌合構造ST1。嵌合構造ST1為鳩尾(dovetail)形之構造，且係將固定於刀具台平台(支持體)40之鳩尾構件45可滑動地插入至第三刀具台部(移動體)13之鳩尾槽15之構造。本具體例之嵌合構造ST1與使用鳩尾與鳩尾槽之以往之嵌合構造不同，具有如下特徵：於鳩尾構件45並無圖9所示之被安裝部947。
圖5所示之鳩尾構件45為隨著遠離刀具台平台40而變寬之剖面梯形狀，上底部45a之寬度(Y方向之長度)較下底部45b之寬度更寬，傾斜面45c、45d具有隨著自上底部45a朝向下底部45b而靠近之斜度。於鳩尾構件45形成有用以使螺絲SC1自上底部45a朝下底部45b通過之貫通孔。使鳩尾構件45之長度方向朝向X方向(對向方向)而利用螺絲SC1將其固定至刀具台平台40之對向面40c。鳩尾槽15為供鳩尾構件45可滑動地插入之剖面梯形狀，形成於第三刀具台部13中之與刀具台平台40之對向面13c。該對向面13c中之鳩尾槽15之寬度較底部15a之寬度更窄，傾斜面15c、15d具有隨著自對向面13c朝向底部15a而遠離之斜度。於鳩尾槽15插入有用以調整與鳩尾構件45之間隙之長條之夾條(間隙調整構件)16。
圖4等所示之夾條16亦稱為剃刀，剖面為平行四邊形狀，厚度自基端部16b朝前端部16a遞減。另一方面，鳩尾槽15之寬度(Y方向之間隔)自基端部16b側朝前端部16a側遞減。因此，藉由調整夾條16相對於鳩尾槽15之X方向上之位置，可調整鳩尾槽15與鳩尾構件45之極小之間隙。
本具體例具有如下特徵，即，當將夾條16與鳩尾構件45插入至鳩尾槽15時，於鳩尾槽15之外緣部13d，將對向面13c設為非接觸面。於圖5所示之例中，鳩尾構件之上底部45a與鳩尾槽之底部15a接觸，鳩尾構件之傾斜面45c與鳩尾槽之傾斜面15c接觸，鳩尾構件之傾斜面45d與夾條16接觸，該夾條16與鳩尾槽之傾斜面15d接觸。該等接觸面係承受負荷之部分。另一方面，於刀具台平台40之對向面40c與第三刀具台部13之對向面13c之間形成有極小之間隙CL1。因此，刀具台平台之對向面40c及第三刀具台部之對向面13c為非接觸面。藉由設為不使鳩尾槽之外緣部13d中之第三刀具台部之對向面13c接觸於鳩尾構件45之構造，雖然存在極小之間隙CL1，亦使於Z方向上刀具台平台之背面40d至第三刀具台部之對向面13c之厚度TH1大致為刀具台平台40之厚度。
(3)具體例之工具機之動作、作用、及效果：
以下，參照圖1~7，對車床1之動作進行說明。
於使用安裝於第一工具安裝部21(第一刀具台部11)之一個工具T0對工件W1進行加工之情形時，以使使用對象之工具T0之位置對準工件W1之方式，對刀具台本體10之X方向及Y方向上之位置進行數值控制。刀具台本體10之X方向上位置可藉由NC裝置70使X1軸驅動部51驅動而使刀具台本體10朝X1軸方向移動而控制。刀具台本體10之Y方向上之位置可藉由NC裝置70使Y1軸驅動部53驅動而使刀具台本體10朝Y1軸方向移動而控制。
於使用安裝於第二工具安裝部22(刀具台部12、13)或第三工具安裝部23(基部14)之一個工具T0對工件W1進行加工之情形時，亦以使使用對象之工具T0之位置對準工件W1之方式，對刀具台本體10之X方向及Y方向上之位置進行數值控制。同樣地，可藉由NC裝置70使上述驅動部51、53驅動而使刀具台本體10朝X1、Y1軸方向移動而控制 刀具台本體10之位置。
其次，對同時使用安裝於第一刀具台部11之工具T0與安裝於第三刀具台部13之工具T0對工件W1進行加工之情形進行說明。
為了使安裝於第一刀具台部11之使用對象之工具T0之位置對準工件W1，只要沿X1、Y1軸方向對刀具台本體10之整體進行數值控制即可。刀具台本體10之X方向上之位置可藉由NC裝置70使X1軸驅動部51驅動而使刀具台本體10朝X1軸方向移動而控制。刀具台本體10之Y方向上之位置可藉由NC裝置70使Y1軸驅動部53驅動而使刀具台本體10朝Y1軸方向移動而控制。圖6係模式性地表示同時加工時之刀具台本體10之情況。
為了使安裝於第三刀具台部13之使用對象之工具T0之位置對準工件W1，需要沿X3軸方向對第三刀具台部13進行數值控制。第三刀具台部13之X方向上之位置可藉由NC裝置70使相對驅動部30驅動而使第三刀具台部13相對於刀具台平台40朝X3軸方向相對移動而控制。
例如，如圖7(a)、(b)所示般，於X方向上使第一刀具台部11以速度V1移動，同時使第三刀具台部13以速度V2移動。於此情形時，關於第一刀具台部11，NC裝置70只要對本體驅動部50進行將X1軸之控制量設為速度V1、即朝X1軸方向以速度V1移動之控制即可。另一方面，關於第三刀具台部13，NC裝置70只要對相對驅動部30進行將X3軸之控制量設為速度(V2-V1)、即朝X方向以速度(V2-V1)移動之重疊控制即可。藉此，當使第三刀具台部13朝X方向以速度V2移動時，使第一刀具台部11之速度V1自動地消除。
圖7(a)~(c)係模式性地表示工件W1之同時加工之例。
圖7(a)係表示使用安裝於第一刀具台部11之車刀(固定工具T1)與安裝於第三刀具台部13之車刀(T1)進行平衡切割(balance cutting)之例。平衡切割為同時車削之一例，係對工件之兩側同時抵接粗車刀與 精車刀而對工件進行同時加工之車削法。例如，NC裝置70只要以使使用對象之兩個車刀之Y方向上之位置對準工件W1之方式控制刀具台本體10之Y1軸之位置，以使用兩個車刀進行平衡切割之方式控制刀具台本體10之X1軸之位置、及第三刀具台部13之X3軸之位置即可。關於正面主軸81與導套85，只要使其等在車刀與工件W1接觸之前繞C1軸旋轉即可。
圖7(b)係表示使用安裝於第一刀具台部11之十字鑽頭(旋轉工具T2)與安裝於第三刀具台部13之十字鑽頭(T2)進行同時開孔之例。同時開孔係對工件之兩側同時抵接十字鑽頭而於工件之側面形成孔之加工法。例如，NC裝置70只要以使使用對象之兩個十字鑽頭之Y方向上之位置對準工件W1之方式控制刀具台本體10之Y1軸之位置，以使用兩個十字鑽頭進行同時開孔之方式控制刀具台本體10之X1軸之位置、及第三刀具台部13之X3軸之位置即可。關於正面主軸81與導套85，只要於十字鑽頭與工件W1接觸之前使其等繞C1軸之旋轉停止即可。雖未圖示，對於對形成於工件之側面之兩孔之內側同時抵接螺絲攻而刻出螺紋之同時螺絲攻，亦進行同樣之控制。
圖7(c)係使用安裝於第一刀具台部11之端銑刀(旋轉工具T2)與安裝於第三刀具台部13之端銑刀(T2)進行H形切削之例。H形切削為同時銑削之一例，係對工件之兩側平行地進行切削之加工法。例如，NC裝置70只要以使使用對象之兩個端銑刀之X方向上之位置對準工件W1之方式控制刀具台本體10之X1軸之位置、及第三刀具台部13之X3軸之位置，以使用兩個端銑刀進行H形切削之方式使刀具台本體10朝Y1軸方向移動控制即可。關於正面主軸81與導套85，只要於十字鑽頭與工件W1接觸之前使其等繞C1軸之旋轉停止即可。
如圖1、6所示，於同時加工時，第一刀具台部11與第三刀具台部13之X方向上之間隔L2變窄，另一方面，第一刀具台部11與第二刀具 台部12之X方向上之間隔L1並不變窄。藉此，維持刀具台部11、12之工具T0之間之空間SP1。因第二刀具台部12較第三刀具台部13更靠近基部14，故而可於X方向上將較多之工具T0配置於基部14，安裝於第一刀具台部11與第二刀具台部12之間之工具T0之配置之自由度亦較高。因此，本車床1不僅可進行同時加工，而且工具配置之自由度較高。
又，如圖5等所示，於使第三刀具台部13相對於刀具台平台40朝X方向相對移動之嵌合構造ST1，係使用不存在如圖9所示般之被安裝部947之鳩尾構件45。因此，於Z方向上，刀具台平台40之背面40d至第三刀具台部之對向面13c之厚度TH1變薄大致相當於被安裝部947之量。因此，本車床1可抑制大型化，工件之剩餘材料變少，且可抑制施加至工件之負荷之增加。
(4)變化例：
針對本技術考慮有各種變化例。
例如，可應用本技術之車床亦可為無導套而對固持於主軸之工件進行加工之車床。又，本技術除了進行工件之正面加工之情形時以外，亦可應用於進行工件之背面加工之情形時。進而，本技術亦可應用於車床以外之工具機。
可應用本技術之刀具台除了梳形刀具台以外，亦可為轉台等。
刀具台本體及刀具台平台亦可不朝Y方向移動而僅朝X方向移動。本體驅動部只要配合刀具台本體及刀具台平台之移動方向進行驅動即可。
第三刀具台部亦可設置於夾於複數個第二刀具台部之位置。例如，亦可於Y方向上，於第三刀具台部與基部之間存在一個第二刀具台部，於自第三刀具台部觀察與基部為相反側存在另一第二刀具台部。
再者，若於第三刀具台部與基部之間存在第二刀具台部，則可於X方向上將較多之工具配置於基部，故而較佳，但即便第三刀具台部較第二刀具台部更靠近基部，亦能夠於可進行同時加工之工具機中獲得提高工具配置之自由度之基本效果。又，即便無基部，亦可獲得上述基本效果。
進而，即便無鳩尾構件45與鳩尾槽15之嵌合構造ST1，亦可獲得上述基本效果。另一方面，若存在鳩尾構件45與鳩尾槽15之嵌合構造ST1，則可獲得即便於刀具台本體無第三刀具台部及相對驅動部，亦可抑制工具機之大型化之另一基本效果。
(5)總結：
如以上所說明般，根據本發明，藉由各種態樣，可提供一種能夠於可同時加工之工具機中提高工具配置之自由度之技術等。當然，利用不具有附屬技術方案之構成要件而僅由獨立技術方案(包含實施形態所記載之態樣)之構成要件構成之技術，亦可獲得上述基本作用、效果。
又，亦可實施將上述實施形態及變化例中所揭示之各構成相互置換或變更組合而成之構成、將公知技術以及上述實施形態及變化例中所揭示之各構成相互置換或變更組合而成之構成等。本發明亦包含該等構成等。

Claims (6)

  1. 一種工具機，其包括：主軸，其可固持工件朝特定方向移動；刀具台本體，其具有於與上述特定方向不同之特定之對向方向上隔著上述工件而相互對向之第一及第二工具安裝部，且至少可朝上述對向方向移動；本體驅動部，其使該刀具台本體至少朝上述對向方向移動；及數值控制裝置；且上述刀具台本體包括：第一刀具台部，其具有上述第一工具安裝部；第二刀具台部，其具有上述第二工具安裝部之一部分，於上述對向方向上之與上述第一刀具台部之相對間隔為固定；第三刀具台部，其具有上述第二工具安裝部之剩餘部分，且設置為可於上述對向方向上變更與上述第一刀具台部之相對間隔；及相對驅動部，其使上述第三刀具台部相對於上述第一刀具台部朝上述對向方向相對移動；其中上述數值控制裝置係控制上述本體驅動部之動作來數值控制上述刀具台本體之移動，並控制上述相對驅動部之動作來數值控制上述第三刀具台部之移動。
  2. 如請求項1之工具機，其中上述第一工具安裝部係供工具沿與上述對向方向不同之工具排列方向排列之部位，上述刀具台本體具備將上述工具排列方向上之上述第一刀具台部之端部與上述工具排列方向上之上述第二刀具台部之端部連接的基部，且上述第三刀具台部於上述工具排列方向上，隔著上述第二刀具台部而遠離上述基部。
  3. 如請求項2之工具機，其中上述基部於設置有上述第一刀具台部及上述第二刀具台部之側具有第三工具安裝部。
  4. 如請求項1至3中任一項之工具機，其中上述刀具台本體設置於至少可朝上述對向方向移動之刀具台平台，於上述刀具台平台固定有隨著遠離該刀具台平台而變寬之剖面呈梯形形狀之鳩尾構件，且使上述鳩尾構件之長度方向朝向上述對向方向，於上述第三刀具台部中之與上述刀具台平台之對向面形成有供上述鳩尾構件可滑動地插入之鳩尾槽，且於該鳩尾槽之外緣部，將上述對向面設為非接觸面。
  5. 如請求項1至3中任一項之工具機，其中上述數值控制裝置於在上述對向方向上使上述第一刀具台部以速度V1移動，同時使上述第三刀具台部以速度V2移動之情形時，對上述本體驅動部進行使上述第一刀具台部朝上述對向方向以上述速度V1移動之控制，對上述相對驅動部進行使上述第三刀具台部朝上述對向方向以速度(V2-V1)移動之控制。
  6. 如請求項4之工具機，其中上述數值控制裝置於在上述對向方向上使上述第一刀具台部以速度V1移動，同時使上述第三刀具台部以速度V2移動之情形時，對上述本體驅動部進行使上述第一刀具台部朝上述對向方向以上述速度V1移動之控制，對上述相對驅動部進行使上述第三刀具台部朝上述對向方向以速度(V2-V1)移動之控制。
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