WO2001066290A1 - Ensemble porte-outil et procede d'usinage de piece a l'aide de celui-ci - Google Patents

Description

W

明 細 書 工具ホルダ及びこの工具ホルダを用いたワークの加工方法 技術分野

本発明は、 工作機械の刃物台に工具を装着するための工具ホルダ及びこの工具 ホルダを用いたワークの加工方法に関する。 背景技術

工作機械でワークを加工する際には、 夕レツト形やくし歯形の刃物台に複数の 工具を装着し、 ワークの加工に適合する前記工具を加工位置に割り出す。そして、 ワークを把持させた主軸又は工具を回転等させ、 前記ワークに前記工具を押し当 てて加工を行う。

特に、 一連の加工を自動的に行う数値制御 （N C ) 工作機械では、 工具ホルダ を介して前記刃物台に前記工具を取り付けている。 そして、 必要に応じて、 工具 ホルダとともに工具を容易に交換できるようにしている。

このような工具ホルダの中には、 例えば、 日本国特許第 2 8 7 8 6 9 0号公報 に記載された工具ホルダのように、 複数の工具を一つのホルダ本体に取り付ける ことができるようにしたものがある。 第 1 6図は、 上記した日本国特許第 2 8 7 8 6 9 0号公報に記載された N C旋 盤によるワークの加工方法の説明図である。

この公報に記載の N C旋盤は、 対向して配置された第 1の主軸台 3 2 0及び第 2の主軸台 3 3 0と、 この二つの主軸台 3 2 0 . 3 3 0の間に配置された刃物台 3 6 0とを有している。 第 1の主軸台 3 2 0には回転自在に第 1の主軸 3 2 1が 支持されている。第 2の主軸台 3 3 0には、第 1の主軸 3 2 1と同一の軸線上で、 第 2の主軸 3 3 1が回転自在に支持されている。 また、 刃物台 3 6 0は、 第 1の 主軸 3 2 1の主軸軸線と平行な Z 1軸方向及びこの Z 1軸に直交する X I軸方向 に移動自在である。 さらに、 第 2の主軸台 3 3 0は、 Z 1軸と平行な Z 2軸方向 にい移動自在である。 刃物台 360のタレット面板 361には、 同一の工具取付位置（ステーション） 362に、 ドリル T 1 ' とドリル T 3 ' とが背中合わせに装着されている。 ま た、 第 1の主軸 321にはワーク W1が把持され、 第 2の主軸 331にはワーク λν 2が把持されている。

第 1の主軸 32 1に把持されたワーク W1をドリル Τ 1 ' で加工するには、 第 16図 （a) に示すように、 ドリル T 1 ' の軸線と第 1の主軸 32 1の主軸 軸線とがー致するように刃物台 360を X 1軸方向に移動させた後、 第 16図 (b) に示すように、 刃物台 360を一 Z 1軸方向に移動させて、 ドリル T 1 ' をワーク W1に対して送る。 ドリル T 3 ' で第 2の主軸 331に把持されたヮ ーク W 2を加工する際には、 刃物台 360の X 1軸方向の位置を保持したまま、 刃物台 360を + Z 1軸方向に移動させる。

なお、 第 16図の NC旋盤では、 第 2の主軸台 330が Z 2軸方向に移動可能 であるので、 ワーク W2の加工を行う際に刃物台 360を +Z 1軸方向に移動さ せるかわりに、 第 16図 （c) に示すように、 第 2の主軸台 330を一 Z 2軸方 向に移動させて、 ドリル T3' でワーク W2の加工を行うようにしてもよい。 また、 上記公報に記載の NC旋盤では、 刃物台 360の Z 1軸方向の移動に、 第 2の主軸台 330の移動を重畳させることが可能である。 そのため、 ドリル T 1 ' でワーク W 1の孔明け加工を行いながら、 ドリル T3 ' でワーク W 2の孔 明け加工を行うことができる。

ところで、 第 1 6図に示した NC旋盤では、 夕レット面板 361に直接工具 T 1 ' , T 2 ' が装着されるため、 工具 T l， Τ 2の外段取りを行うことができ ないという欠点がある。

このような不都合を回避するために、 例えば、 第 17図に示すような、 異なる 二つの工具を取り付けることができるようにした工具ホルダがよく知られている。 第 1 7図に示すように、 工具ホルダ 400は、 NC旋盤の刃物台 360のタレ ット面板 361に取り付けられるホルダ本体 401と、 ドリルなどの第 1の工具 Τ 1 ' を取り付けるための第 1の工具取付部 410と、 第 1の工具 T 1 ' と背 中合わせにバイトなどの第 2の工具 Τ 2 ' を取り付けるための第 2の工具取付 部 420とを有している。

第 1の工具 Τ 1 ' はボル卜 440によって第 1の工具取付部 410に取り付 けられ、 第 2の工具 T 2 ' はボルト 450によって第 2の工具取付部 420に 取り付けられる。

この工具ホルダ 400及び工具ホルダ 400に取り付けた工具 Τ 1 ' , Τ 2 ' によるワーク Wl， W 2の加工方法を、 第 1 8図に示す。 第 1 8図では、 第 16 図の N C旋盤と同一の部位には同一の符号を付し、 詳しい説明は省略する。 第 1 8図の加工例では、 刃物台 360の X 1軸方向及び Ζ 1軸方向の移動によ つて、 ワーク W 1の軸線上に工具 Τ 1 ' が位置決めされ、 さらに、 刃物台 36 0を一 Ζ 1軸方向に送ることによって、 ワーク W1が工具 T 1 ' によって加工 される。

工具 T 1 ' によるワーク W1の加工の後、 刃物台 360を + Χ 1軸方向及び + Ζ 1軸方向に移動させて、 第 2の主軸 33 1のワーク W 2の外周面にバイ卜で ある工具 T 2 ' の刃先を当て、 刃物台 360の Ζ 1軸方向の移動又は第 2の主 軸台 3 3 0の一 Ζ 2軸方向の移動によって、 工具 T2 ' をワーク W2に対して 送り、 加工を行う。

第 1 9図は、 第 1 7図で示した工具ホルダの更に他の形態を示す図である。 第 1 9図の工具ホルダ 450は、 刃物台 360の夕レツト面板 36 1の周面に 取り付けられる工具本体 45 1と、 この工具本体 451から、 夕レット面板の径 方向に向けて形成された二つの工具取付部 452， 453とを有している。 この例では、 バイ トである工具 T4 ' 及び工具 T 5 ' 力 刃先位置をずらし て工具取付部 452, 453に取り付けられる。

工具取付部 452, 453は、 ワーク W1及びヮ一ク W2の加工部分 Wl a， W2 aの形態に合わせて、 工具 T 1及び工具 T 2の刃先位置が所定寸法 （第 1 9 図の例では、 H) だけずれるように、 予め寸法決めされている。

第 1 9図に示す工作機械では、 第 1の主軸台 320 ' が Z 0軸方向に移動自 在で、 第 2の主軸台 330が Z 2軸線方向に移動自在である。 また、 刃物台 36 0は X 1軸方向に移動可能になっている。

そして、 第 1の主軸台 320 ' 及び第 2の主軸台 3 30力 刃物台 360の 両側から刃物台 360側へ移動し、 さらに、 刃物台 360が X 1軸方向へ移動す ることで、 ワーク W1及びワーク W2が工具 T 1及び工具 T 2によって加工され る。 加工部位 W l a , W 2 aの形態に合わせて、 工具 T 1 ' 及び工具 Τ 2 ' の刃 先位置をずらして取り付けることのできる工具ホルダ 4 5 0を用いることで、 従 来の N C旋盤においてもワーク W 1及びワーク W 2の同時加工を行うことが可能 である。 このように、 一つの工具ホルダに二つ以上の工具を取り付けることで、 刃物台 を割り出し動作させることなく、 複数のワークに対して複数の加工を行うこと、 及びこのような加工を一つの刃物台で一対の工具を備えた工具ホルダを用いて行 うことが、 加工時間の短縮や、 工作機械の低価格化に寄与することは、 よく知ら れている。 しかしながら、 上記した工具ホルダは、 工具を取り付けるための工具取付部が ホルダ本体に一体に形成されているため、 第 1 7図に示したドリルやバイトの組 み合わせの他に、 ドリルとドリルの組み合わせやバイ卜とバイトの組み合わせ等 といつた工具の組み合わせごとに工具ホルダを準備しなければならないという問 題がある。 また、 第 1 9図に示した工具ホルダ 4 5 0では、 ワーク W l， W 2の 加工部位 W l a , W 2 aの形態に応じて、 工具取付部 4 5 2， 4 5 3を寸法決め した工具ホルダ 4 5 0を多数用意しなければならないという問題がある。

さらに、 ワークをより効率的に、 かつ低廉なコストで加工することができる、 コンパクトで低価格の工作機械の需要が近年ますます高まりつつある。

また、 工作機械を含めた生産体制や生産設備の面においても、 ワークの加工を 行う工具の交換を含めた段取り時間の短縮や、 工具ホルダを含む加工工具類の種 類の削減、 及びこれにともなう保管スペースの縮小化、 保管の効率化等を含めた ランニングコスト低減は必要不可欠な事項であり、 これらに対する要求も近年ま すます高まりつつある。 本発明は上記の問題点及び上記の要求に応えるためになされたもので、 一つの 工具ホルダに、 同一の工具のみならず異なる種類の工具を簡単に着脱することが でき、 かつ、 前記工具ホルダに取り付ける工具を、 ワークの加工に適した位置関 係に簡単に調整することができる工具ホルダを提供するとともに、 この工具ホル ダを用いることによって、 ワークの加工を効率的に行うことのできるワークの加 ェ方法を提供すること、特に、複数の工具で複数のワークを同時に加工する際に、 これらの加工をコンパク卜で低廉な価格の工作機械で行うことができるようにし た、 工具ホルダ及びこの工具ホルダを用いたワークの加工方法を提供することを 目的とする。 発明の開示

本発明は、 ワークを加工するための工具を備えた刃物台を有する工作機械の前 記刃物台に装着され、 前記工具を取り付けるための工具ホルダにおいて、 前記刃 物台に装着されるホルダ本体と、 このホルダ本体の周囲に形成された複数の工具 装着面と、 この工具装着面に取り付けられ、 前記ワークを加工するための工具が 取り付けられるホルダと、 前記工具装着面に、 所定方向に向けて歯形列が形成さ れた歯部と、 前記工具装着面に取り付けられる前記ホルダの面に形成され、 前記 歯部と嚙み合って前記ホルダを前記工具装着面の所定位置に位置決めする嚙合部 と、 前記歯部と前記嚙合部とを嚙み合わせた状態で前記ホルダを前記ホルダ本体 に取り付ける取付手段とを有する構成としてある。

この構成によれば、 ホルダ本体からホルダを取り外して、 ホルダの嚙合部とホ ルダ本体の歯部との嚙合位置を変えることで、 複数の工具の位置関係を任意に設 定することができる。

また、 前記ホルダに工具を取り付けたままで工具の刃先の研削を行うことが容 易で、 ホルダ又はホルダ本体に対する工具の刃先位置の精度を確保することがで さる。

前記取付手段は、 前記工具装着面に形成された係合溝と、 前記ホルダにスライ ド可能に設けられ、 一端部が前記係合溝と係合し、 他端部が前記ホルダに連結さ れた係合部材と、 この係合部材を前記ホルダ側に引き寄せる方向に付勢すること で、 前記ホルダを前記工具装着面に押し付ける付勢手段とを有する構成するのが 好ましい。

また、 前記付勢部材としては、 前記ホルダと前記係合部材との連結部に設けら れたカムとするのが好ましい。

このように構成することで、 ホルダ本体に対してホルダの取り付けを緩めるだ けで、 ホルダとホルダ本体との嚙合位置を変えることが容易に行える。

さらに好ましくは、 前記ホルダの複数の面に前記嚙合部を形成するとよい。 こ の場合、 前記取付手段の前記係合部材は、 前記ホルダと前記係合部材との連結部 を中心に回動自在に設けられ、 つ、 前記複数の面に設けた前記嚙合部の各々か らの距離が均等になる位置に前記連結部を設けるようにするとよい。

二のように構成すれば、 ホルダ本体に対するホルダの取り付けを緩め、 ホルダ の向きを変えて係合部材を再び付勢するだけで、 異なる工具を共通のホルダに取 り付けてワークの加工を行うことが可能になる。 また、 前記ホルダの複数の面に 前記嚙合部を設けることで、 前記刃物台に対する前記工具の装着方向が、 ワーク を把持して回転する各前記主軸に対して前記工具が平行又は垂直になるように、 前記工具ホルダを前記刃物台に取り付けることが可能になる。 このように、 ホル ダの汎用性を高めることができる。 また、 ワークを所定位置に固定し、 このワークを加工するための工具を刃物台 に装着し、 前記ワークと前記刃物台との相対移動又は相対回転によつて前記工具 で前記ワークを加工するワークの加工方法において、 前記刃物台に装着するホル ダ本体と、 このホルダ本体の周囲に形成された複数の工具装着面と、 この工具装 着面に取り付けられ、 前記ワークを加工するための工具が取り付けられるホルダ と、 前記工具装着面に、 所定方向に向けて歯形列が形成された歯部と、 前記工具 装着面に取り付けられる前記ホルダの面に形成され、 前記歯部と嚙み合って前記 ホルダを前記工具装着面の所定位置に位置決めする嚙合部と、 前記歯部と前記嚙 合部とを嚙み合わせた状態で前記ホルダを前記ホルダ本体に取り付ける取付手段 とを有する工具ホルダを準備し、 この工具ホルダに複数の前記工具を取り付けて 前記刃物台に装着し、 前記工具ホルダに取り付けた前記複数の工具で、 複数のヮ ークの加工を行うことを特徴とする工具ホルダを用いた加工方法とするとよい。 特に、 対向して配置された第 1の主軸台及び第 2の主軸台と、 前記第 1の主軸 台に支持された第 1の主軸及び前記第 2の主軸台に支持された第 2の主軸と、 前 記第 1の主軸に把持されたワーク及び前記第 2の主軸に把持されたワークを加工 するための工具を装着するための少なくとも一つの刃物台とを備えた工作機械を 準備し、 前記工具ホルダに前記第 1の主軸台側を向く第 1の工具及び前記第 2の 主軸台側を向く第 2の工具を取り付け、 この刃物台を前記第 1の主軸の主軸軸線 と平行な Z 1軸方向及びこれに直交する X 1軸方向に移動させ、 前記第 2の主軸 台を前記刃物台の X 1軸と平行な X 2軸及び Z 1軸と平行な Z 2軸方向に移動可 能にするとともに、 前記第 2の工具による前記ワークの加工に必要な前記第 2の 主軸台の前記 X 2軸方向の移動を、 前記 X 1軸方向の移動に重畳し、 前記第 2の 工具による前記ワークの加工に必要な前記第 2の主軸台の前記 Z 2軸方向の移動 を， 前記 Z 1軸方向の移動に重畳して、 前記第 2の主軸台を前記 X 2軸方向及び 前記 Z 2軸方向に移動させ、 前記第 1の工具による前記第 1の主軸のワークの加 ェと、 前記第 2の工具による前記第 2の主軸のワークの加工を同時に行うように こワークの加工方法に本発明を適用するとよい。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の工具ホルダの実施形態にかかり、 工具ホルダの一部を破断し た正面図である。

第 2図は、 第 1図の工具ホルダの平面図である。

第 3図は、 第 1図の工具ホルダの I 一 I線に沿った断面図である。

第 4図は、本発明の工具ホルダに他の工具を装着した使用例を示す正面図である。 第 5図は、 本発明の工具ホルダを用いてワークの加工を行う N C旋盤の一例にか かり、 N C旋盤の概略構成を説明する平面図である。

第 6図は、 第 5図の N C旋盤における刃物台の工具と対向する二つの主軸に装着 されたワークとの位置関係を説明する図である。

第 7図は、 第 5図の N C旋盤の制御装置のプロック図である。

第 8図は、 第 5図の N C旋盤の制御装置の他の例にかかり、 そのブロック図であ る。

第 9図は、 本発明の工具ホルダを用いた加工方法の説明図で、 （a ) は加工開始 の際の初期状態を、 （b ) は二つの主軸に装着したワークの同時加工状態を示す 概略図である。

第 1 0図は、 本発明の工具ホルダを用いてワークを加工する加工方法の他の例を 示す図である。

第 1 1図は、 本発明の工具ホルダを他の N C旋盤の刃物台に装着して加工する場 台にかかり、 前記他の N C旋盤の平面図である。

第 1 2図は、 第 1 1図の N C旋盤の制御装置のブロック図である。

第 1 3図は、 本発明の加工方法を説明するためのフローチャートである。

第 1 4図は、 Z 1軸及び Z 2軸の重畳の手順を説明するフローチャートである。 第 1 5図は、 X 1軸及び X 2軸の重畳の手順を説明するフローチャートである。 第 1 6図は、 日本国特許第 2 8 7 8 6 9 0号公報に記載されたワークの加工方法 の説明図である。

第 1 7図は、 異なる二つの工具を一つのホルダ本体に取り付けることができるよ うにした工具ホルダの従来例で、 一部を破断した工具ホルダの側面図である。 第 1 8図は、 第 1 7図の工具ホルダによる工具の加工方法を説明する図である。 第] 9図は、 第 1 7図で示した工具ホルダの更に他の形態を示す図である。 発明を実施する最良の形態

以下、 本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

第 1図〜第 3図に、 刃物台の同一のステーションに二つの工具 T 1及び工具 T 2を装着するための工具ホルダの詳細を示す。

第 1図は、 本発明の工具ホルダの実施形態にかかり、 工具ホルダの一部を破断 した正面図、 第 2図は、 第 1図の工具ホルダの平面図、 第 3図は、 第 1図の工具 ホルダの I― I線に沿った断面図である。

工具ホルダ 2 0 0は、 図示しない刃物台の夕レツト面板 1 6 1の装着孔に揷入 して固定される取付部 2 0 5と、 この取付部 2 0 5にボルト 2 0 4で取り付けら れるホルダ本体 2 0 1と、 このホルダ本体 2 0 1の取付部 2 0 5と反対側の面 2 0 2に取り付けられた第 1のホルダ 2 1 0と、 ホルダ本体 2 0 1の取付部 2 0 5 と同じ側の面 2 0 3に取り付けられた第 2のホルダ 2 2 0とを有している。 取付部 2 0 5を、 夕レット面板 3 6 1の前記装着孔に挿入すると、 図示しない クランパ力 取付部 2 0 5の一部に形成されたグリップ部 2 0 7を掴んで、 ホル ダ本体 2 0 5を前記装着孔内に引き込み、 工具ホルダ 2 0 0を夕レット面板 1 6 1に固定する。

取付部 2 0 5と反対側のホルダ本体 2 0 1の面 2 0 2には、 X 1軸及び Z 1軸 と直交する方向に延びる三角状の歯が、 X 1軸方向に均等間隔で多数列形成され て、 歯部 2 0 8を形成している。

取付部 2 0 5と同じ側のホルダ本体 2 0 1の面 2 0 3には、 、 歯部 2 0 8の歯 と同一形状の歯が、 歯部 2 0 8の歯と同じ間隔で多数列形成されて、 歯部 2 0 9 を形成している。

第 1のホルダ 2 1 0の端部には工具取付溝 2 1 3が形成され、 この工具取付溝 2 1 3に、 ボルト 2 1 9などによって工具 T 1が取り付けられる。 同様に、 第 2 のホルダ 2 2 0の端部には工具取付溝 2 2 3が形成され、 この工具取付溝 2 2 3 に、 ボルト 2 2 9などによって工具 T 2が取り付けられる。

第 1のホルダ 2 1 0の側面には、 歯部 2 0 8と嚙合できる歯列を有する嚙合部 2 1 1が形成されている。 同様に、 第 2のホルダ 2 2 0の側面には、 歯部 2 0 9 と嚙合できる歯列を有する嚙合部 2 2 1が形成されている。

歯部 2 0 8と嚙合部 2 1 1の嚙合位置及び歯部 2 0 9と嚙合部 2 2 1の嚙合位 置を適宜に選択することで、 工具 T 1と工具 T 2の位置関係を最適なものに調整 することが可能である。 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0は、 ボルトなどによってホルダ本 体 2 0 1に取り付けるものとしてもよいが、 以下に説明するような取付手段 2 4 0 . 2 5 0を採用することで、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の位 置関係の調整をさらに容易にすることが可能になる。

取付手段 2 4 0及び取付手段 2 5 0の構成は、 第 3図にもっともよく示されて いる。

ホルダ本体 2 0 1には、 X 1軸方向に延びる係合溝であるあり溝 2 0 6 aが面 2 0 2に沿って形成されているとともに、 あり溝 2 0 6 aと平行なあり溝 2 0 6 1 カ^ 面 2 0 3に沿って形成されている。 第 1図〜第 3図では、 あり溝 2 0 6 a， 2 0 6 bは断面 T形状のものとして示され、 この T形のあり溝 2 0 6 a , 2 0 6 bに、 後述するレバ一 2 4 5， 2 5 5の T形のあり部 2 4 5 a , 2 5 5 aが係合 するものとして説明するが、 あり溝とあり部の係合が堅固に行われるものであれ ば、 その形状は T形に限らず、 台形状や半円弧状など他の形状にしてもよい。 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0は、 第 3図に示すように、 それぞ れ断面凹状に形成されている。 そして、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0をホルダ本体 2 0 1に取り付けた状態で、 第 1のホルダ 2 1 0の凹部 2 1 7 があり溝 2 0 6 aに連通し、 第 2のホルダ 2 2 0の凹部 2 2 7があり溝 2 0 6 b に連通している。

凹部 2 1 7には、 係合部材としてのレバー 2 4 5が設けられ、 凹部 2 2 7に係 合部材としてのレバー 2 5 5が設けられる。 レバ一 2 4 5の一端には、 あり溝 2 0 6 aと係合するあり部 2 4 5 aが形成され、 他端には、 X I軸及び Z 1軸に直 交する方向に貫通孔 2 4 5 cが形成されている。 同様に、 レバー 2 5 5の一端に は、 あり溝 2 0 6 bと係合するあり部 2 5 5 aが形成され、 他端は、 X 1軸及び Z 1軸に直交する方向に貫通孔 2 5 5 cが形成されている。

第 1のホルダ 2 1 0の一側面には、 凹部 2 1 7を横断して X 1軸及び Z 1軸に 直交する横方向に延びる孔 2 1 5が形成されている。 同様に、 第 2のホルダ 2 2 0の側面には、凹部 2 2 7を横断して横方向に延びる孔 2 2 5が形成されている。 孔 2 1 5及び孔 2 2 5の一部はねじ孔 2 1 6， 2 2 6として形成されている。 孔 2 1 5には、 一端にねじ部 2 4 1 bを有する軸体 2 4 1が挿入される。 ねじ 部 2 4 l bは、 凹部 2 1 7及びレバ一 2 4 5の貫通孔 2 4 5 cを通って、 ねじ孔 2 1 6に螺入される。 同様に、 孔 2 2 5に軸体 2 5 1が挿入され、 そのねじ部 2 5 1 b力 凹部 2 2 7及びレバ一 2 5 5の貫通孔 2 5 5 cを通って、 ねじ孔 2 2 6に螺入される。 この軸体 2 4 1 , 2 5 1によって、 レバ一 2 4 5， 2 5 5がホ ルダ 2 1 0， 2 2 0に連結される。

軸体 2 4 1の頭部 2 4 1 aと、 ねじ軸 2 4 1 bとの間には、 カム 2 4 2が形成 され、 このカム 2 4 2が孔部 2 4 5 c内に位置している。 頭部 2 4 l aを回転さ せると、 このカム 2 4 2が孔部 2 4 5 cの内壁 2 4 5 bに当接してレバ一 2 4 5 をホルダ本体 2 0 1から遠ざける方向に押す。 T形のあり溝 2 0 6 aに T形のあ り部 2 4 5 aが係合しているので、 レバー 2 4 5をホルダ本体 2 0 1から遠ざけ る方向に押すことにより、 その反力として、 第 1のホルダ 2 1 0がホルダ本体 2 0 1に押し付けられる。 同様に、 軸体 2 5 1の頭部 2 5 1 aと、 ねじ軸 2 5 1 b との間には、 カム 2 5 2が形成され、 このカム 2 5 2が孔部 2 5 5 c内に位置し ている。 頭部 2 5 1 aを回転させることで、 カム 2 5 2が孔部 2 5 5 cの内壁 2 5 5 bに当接し、 第 2のホルダ 2 2 0をホルダ本体 2 0 1に押し付ける。 なお、 軸体 2 4 1の頭部 2 4 1 a及び軸体 2 5 1の頭部 2 5 1 aには、 軸体 2 4 1 . 2 5 1を回転させるための工具を係合させる、 例えば、 六角形や四角形等 の角孔、 溝等の凹部、 六角形や四角形等の角状の突起等を形成するとよい。 このようにして、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0がホルダ本体 2 0 1に取り付けられる。 なお、 このとき、 歯部 2 0 8と嚙合部 2 1 1及び歯部 2 0 9と嚙合部 2 2 1が嚙み合うので、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の X 1軸方向の移動が規制される。

第 3図に示すように、 この実施形態では、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホル ダ 2 2 0を歯部 2 0 8の歯の方向と同方向 （以下、 横方向という） の位置を微調 整するための調整手段である穴付きボルト 2 4 6， 2 5 6が設けられている。 レ バー 2 4 5 , 2 5 5には、 ねじ孔 2 4 8， 2 5 8が横方向に形成され、 このねじ 孔 2 4 8 , 2 5 8に、 穴付きボルト 2 4 6， 2 5 6が螺入される。 穴付きボルト 2 4 6 . 2 5 6は、 それぞれ、 凹部 2 1 7， 2 2 7の幅とほぼ等しい力、、 あるい は若干短い長さを有している。 また、 ねじ孔 2 4 8， 2 5 8の軸線の延長上には、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の側面に開口し、 かつ、 穴付きボル 卜 2 4 6 , 2 5 6の外径よりも小さい径の孔 2 4 7， 2 5 7が形成されている。 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の側面から、 工具差し込み部であ る孔 2 4 7 , 2 5 7にバーレンチ等の工具を差し込み、 前記工具の先端を穴付き ボルト 2 4 6 , 2 5 6に係合させて穴付きボルト 2 4 6， 2 5 6を回転させると、 穴付きボルト 2 4 6 , 2 5 6が凹部 2 1 7 , 2 2 7の側壁に当接してその移動が 拘束されるので、 穴付きボルト 2 4 6， 2 5 6の推進力によって第 1のホルダ 2 :1 0及び第 2のホルダ 2 2 0が横方向に移動する。 これによつて、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の取付位置を、 横方向に微調整することが可能で ある。

なお、 ボルトは穴付きボルトに限らず他のボルトであってもよい。 また、 使用 する前記ボルトに応じて適宜の工具を選択するとよい。 さらに、 工具とボルトと を係合させるための工具差し込み部は孔 2 4 7 . 2 5 7であるとしたが、 溝や凹 部であってもよい。 第 4図は、 工具ホルダ 2 0 0に、 ドリルなどの他の工具 T 3を取り付けた状態 を示している。

工具 T 3は、 図示しないコレツトチャック形又はテーパ係合形の把持手段にェ 具 T 3の基部を差し込み、 締付部材 2 6 9を締め付けることで、 ホルダ本体 2 0 1の面 2 0 3に装着される第 3のホルダ 2 6 0に取り付けられる。 前記したコレ ットチャック形又はテーパ形の把持手段については、 公知のものであるので、 図 示及び詳しい説明は省略する。

第 3のホルダ 2 6 0は、 あり溝 2 0 6 bに係合し、 かつ、 あり溝 2 0 6 bに沿 つて X 2軸方向に摺動する T形のスライダ 2 6 8に、 ボルト 2 6 5によって取り 付けられる。 第 3のホルダ 2 6 0の一側には、 歯部 2 0 9と嚙合できる嚙合部 2 6 1が形成されている。 そして、 第 3のホルダ 2 6 0側からスライダ 2 6 8の図 示しないねじ孔にボル卜 2 6 5を螺入することで、 ホルダ 2 6 0がスライダ 2 6 8に取り付けられ、 嚙合部 2 6 1と歯部 2 0 9が嚙合して第 3のホルダ 2 6 0の X 2方向の移動を規制する。

第 3のホルダ 2 6 0には、 第 1図〜第 3図で示した凹部 2 1 7 , 2 2 7と同様 の凹部 2 6 4が形成されていて、 この凹部 2 6 4内に歯部 2 0 9の歯の方向と同 方向に工具 T 3の位置を微調整するためのボル卜 2 6 3力、 スライダ 2 6 8から 凹部 2 6 4内まで延びる脚部 2 6 8 aのねじ孔に螺入されている。 したがって、 ボルト 2 6 3を回転させることで、 先の実施形態の第 1のホルダ 2 1 0及び第 2 のホルダ 2 2 0と同様に、 工具 T 3の取付位置を、 横方向に微調整することが可 能である。 第 4図は、 また、 第 1のホルダ 2 1 0の向きを変えてホルダ本体 2 0 1に取り 付けた工具ホルダの他の取付態様を、 二点鎖線で示している。

嚙合部 2 1 1を形成した面以外の他の面、 例えば、 第 1図及び第 4図で示すよ うに、 嚙合部 2 1 1を形成した面に直交する他の面に、 歯部 2 0 8に嚙合できる 嚙合部 2 1 2を形成する。 これにより、 第 1のホルダ 2 1 0の向きを 9 0度変え て、 ホルダ本体 2 0 1に取り付けることが可能になる。

同様に、 第 1図〜第 3図で示した第 2のホルダ 2 2 0についても、 嚙合部 2 2 1の他に嚙合部 2 2 2を形成することで、 第 2のホルダ 2 2 0の向きを変えてホ ルダ本体 2 0 1に取り付けることが可能になる。

この場合、 嚙合部 2 1 1及び嚙合部 2 1 2から均等な距離のところに軸体 2 4 1の中心を位置させ、 凹部 2 1 7内で軸体 2 4 1を中心にレバー 2 4 5が自由に 回転できるようにすることで、 レバー 2 4 5を交換する必要なく、 簡単に第 1の ホルダ 2 1 0の向きを変えることが可能になる。 同様に、 嚙合部 2 2 1及び嚙合 部 2 2 2から均等な距離のところに軸体 2 5 1の中心を位置させ、 凹部 2 2 7内 でレバー 2 5 5が自由に回転できるようにすることで、 レバ一 2 5 5を交換する 必要なく、 簡単に第 2のホルダ 2 2 0の向きを変えることが可能になる。

このように構成することで、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0に、 より多くの種類の他の工具 （第 4図に示す例では工具 T 4 ) を取り付けることが 可能になり、 第 1のホルダ 2 1 0及び第 2のホルダ 2 2 0の汎用性を高めること ができる。 次に本発明の加工方法について説明する。

第 5図は、 本発明の工具ホルダを用いてワークの加工を行う N C旋盤の概略構 成図、 第 6図は、 刃物台と対向する二つの主軸台との位置関係を説明する第 5図 の部分拡大図である。

N C旋盤 1 0 0のベッド 1 1 0には、 第 1の主軸台 1 2 0及び第 2の主軸台 1 3 0が対向して配置されている。 第 1の主軸台 1 2 0は第 1の主軸 1 2 1を回転 自在に支持し、 第 2の主軸台 1 3 0は第 2の主軸 1 3 1を回転自在に支持してい る。 第 1の主軸 1 2 1及び第 2の主軸 1 3 1の先端には、 公知のチャック （図示 せず） がそれぞれ設けられていて、 このチャックでワーク W l， W 2を把持でき るようになっている。

この実施形態において、 第 1の主軸台 1 2 0は、 ベッド 1 1 0に固定されてい る。 ベッド 1 1 0には、 Z軸と平行な方向にガイドレール 1 4 0が設けられてい る。 このガイドレール 1 4 0には、 サドル 1 5 0が載置されている。 このサドル 1 5 0は、 駆動体である図示しないモー夕の駆動によって、 ガイドレール 1 4 0 に案内されながら、 Z軸と平行な Z 2軸方向に移動する。

サドル 1 5 0の上には、 Z軸と直交する X軸と平行な方向にガイドレール 1 7 0が設けられている。 第 2の主軸台 1 3 0は、 このガイドレール 1 7 0に載置さ れ、 図示しない駆動体の駆動によって、 ガイドレール 1 7 0に案内されながら X 軸と平行な X 2軸方向に移動する。

ベッド 1 1 0には、 ガイドレール 1 4 0と平行にガイドレール 1 4 5が設けら れている。 このガイドレール 1 4 5には、 サドル 1 5 5が載置されている。 この サドル 1 5 5は、 駆動体である図示しないサーボモー夕によって、 ガイドレール 1 4 5に案内されながら Z軸と平行な Z 1軸方向に移動する。

サドル 1 5 5の上面には、 X軸と平行な方向にガイドレール 1 7 5が設けられ ている。 刃物台 1 6 0はこのガイドレール 1 7 5に載置され、 駆動体である図示 しないサーボモー夕の駆動によって、 ガイドレール 1 7 5に案内されながら X I 軸方向に移動する。

刃物台 1 6 0は、一側に割り出し回転自在な夕レツ卜面板 1 6 1を備えている。 この夕レツト面板 1 6 1には、 第 1の主軸 1 2 1に把持されたワーク W 1を加工 するための工具 T 1が複数装着される。 刃物台 1 6 0の X 1軸方向の移動及びサ ドル 1 5 5の Z 1軸方向の移動により、 工具 T 1がワーク W 1に対して所定の位 置に位置決めされるとともにワーク W 1に対して移動しながら、 ワーク W 1を加 ェする。

また、 夕レット面板 1 6 1には、 第 1の工具である工具 T 1の取付位置と同じ 位置 （同じステーション） に、 第 2の主軸 1 3 1に把持されたワーク W 2を加工 するための第 2の工具である工具 T 2が装着される。 工具 T 2は、 刃物台 1 6 0 の X 1軸方向の送り速度にワーク W 2を加工するための X軸方向の送り速度を重 畳した第 2の主軸台 1 3 0の X 2軸方向の送り、 及び、 刃物台 1 6 0の Z 1軸方 向の送り速度にワーク W 2を加工するための Z軸方向の送り速度を重畳した第 2 の主軸台 1 3 0の Z 2軸方向の送りにより、 ワーク W 2に対して位置決めされる とともに移動して、 ワーク W 2を加工する。

第 6図に刃物台 1 6 0の主要部の拡大図を示す。

工具 T 1及び工具 T 2を取り付けた工具ホルダ 2 0 0が夕レツト面板 1 6 1に 装着される。

第 1のホルダ 2 1 0と第 2のホルダ 2 2 0とは、 工具 T 1によるワーク W 1の 加工と工具 T 2によるワーク W 2の加工とを同時に行う際に、 一方のワーク （例 えばワーク W 1 ) が他方のワーク （例えばワーク W 2 ) 、 他方の工具 （例えば、 工具 T 2 ) 、 ホルダ （例えば、 第 2のホルダ 2 2 0 ) 又はホルダ本体 2 0 1と干 涉しないように各部の寸法が決定される。

第 6図に示す工具ホルダ 2 0 0では、 工具 T 1の刃先とホルダ本体 2 0 1の面 2 0 2までの Z軸方向の距離 L 3カ^ ワーク W 1の加工長さ 1 1よりも大きくな るように決定される。 また、 刃物台 1 6 0には、 第 2の主軸台 1 3 0と刃物台 1 6 0とが干渉することなく、 刃物台 1 6 0の X 1軸方向のストローク及び第 2の 主軸台 1 3 0の X 2軸方向のストロークを可能な限り大きくとることができるよ うに、 逃げ部 1 6 7が形成されている。

工具 T 1と工具 T 2の位置関係は、 図示するように、 工具 T 2の先端を工具 T 1の先端よりも刃物台 1 6 0から離れた位置に位置させるのが好ましい。

より好ましくは、 工具 T 1と工具 T 2の刃先の X軸方向の距離 H I力 工具 T 1がワーク W 1を加工する際の X 1軸方向の最大の追込み量 h 1よりも大きくな るようにするとよい。

この工具 1と工具 2の刃先の X軸方向の距離の分だけ、 刃物台 1 6 0の逃げ 音 1 1 6 7の逃げ量を大きくする必要がなくなり、 第 2の主軸台 1 3 0の刃物台 1 6 0側の幅を大きくして、 第 2の主軸台 1 3 0の剛性を高く維持することができ る。 また、 刃物台 1 6 0についても、 逃げ部 1 6 7の逃げ量によって剛性が影響 を受けるため、 このような工具 1と工具 2の刃先の X軸方向の距離によって、 刃 物台 1 6 0の剛性も高く維持することができる。

このようにすると、 第 2の主軸台 1 3 0を小型にしたり刃物台 1 6 0の逃げ部 1 6 7を大きくする必要なく、 N C旋盤の小型化を図ることができる。

工具 1と工具 2の刃先の Z軸方向の距離 L 1 + L 2は、 工具 T 1がワーク W 1 を加工する際の Z 1軸方向の最大の移動量 1 1 + s 1と工具 T 2がワーク W 2を 加工する際の Z 2軸方向の最大の移動量 1 2 + s 2を加えた距離より大きくする とよい。

このようにすると、 重畳加工を行うワーク W 1とワーク W 2の干渉を防ぐこと ができる。

この構成の N C旋盤では、 第 1の主軸 1 2 1に把持されたワーク W 1の正面側 の加工終了後に、 第 2の主軸 1 3 1にワーク W 1を受け渡し、 背面側を加工する 加工方法が多く用いられる。 このため、 第 2の主軸 1 3 1の軸線を第 1の主軸 1 2 1の軸線に一致させる必要があるが、 第 2の主軸 1 3 1の刃物台 1 60側の X軸方向のストロークは、 少なくとも第 1の主軸 1 2 1の軸線と同心にできる 位置まで持たせるとよい。

[制御装置の説明]

第 7図は、 この NC旋盤 1 00における制御装置の制御ブロック図である。 制御装置 1 90は、 中央処理部 （CPU) 1 9 1と、 この CPU1 91からの 指令によって刃物台 160の∑ 1軸方向及び X 1軸方向の移動を制御する第 1の 演算処理回路 1 92 aと、 この第 1の演算処理回路 192 aからの出力信号に基 づいて X 1軸方向及び Z 1軸方向の速度信号を出力する速度処理回路 1 92 b， 1 92 cと、 この速度処理回路 192 b， 1 92 cからの出力信号に基づいて、 刃物台 1 60を X I軸方向及び Z 1軸方向に所定の速度で移動させるようにサー ボモータ 1 63, 162を駆動させるサーボ処理回路 192 d、 192 eとを有 している。

同様に、 CPU 1 9 1からの指令によって第 2の主軸台 130の Z 2軸方向及 び X 2軸方向の移動を制御する第 2の演算処理回路 193 aと、 この第 2の演算 処理回路 1 93 aからの出力信号に基づいて X 2軸方向及び Z 2軸方向の速度信 号を出力する速度処理回路 1 93 b, 1 93 cと、 この速度処理回路 1 93 b， 1 93 cからの出力信号に基づいて、 第 2の主軸台 130を X2軸方向及び Z 2 軸方向に所定の速度で移動させるようにサーボモー夕 133, 1 34を駆動させ るサーボ処理回路 1 93 d、 1 93 eとを有している。

CPU 1 9 1は、 Z 1軸方向及び X 1軸方向の移動指令に、 ワーク W2の加工 に必要な Z軸方向及び X軸方向の移動指令を加算して、 Z 2軸方向及び X 2軸方 向の移動の指令を行い、 刃物台 160の移動に第 2の主軸台 130の移動速度を 重畳させる。 上記したような重畳は、 他の構成の制御装置によつても可能である。

第 8図は、 この NC旋盤 1 00における制御装置の他の実施形態にかかり、 そ の制御ブロック図である。

第 8図において、 第 7図の制御装置と同一部位には同一の符号を付し、 詳しい 説明は省略する。

制御装置 1 90 ' は、 中央処理部 （CPU) 1 9 1 ' と、 この C PU 19 1 ' からの指令によって刃物台 160の Z 1軸方向及び X 1軸方向の移動を制御する 第 1の制御系 1 92と、 CPU 1 91からの指令によって第 2の主軸台 130の Z 2軸方向及び X 2軸方向の移動を制御する第 2の制御系 1 93とを有する。 第 1の制御系 1 92は、 第 1の演算処理回路 1 92 aと、 速度処理回路 1 92 b, 1 92 cと、 サーボ処理回路 1 92 d、 1 92 eとを有している。

同様に、 第 2の制御系 1 93は、 第 1の演算処理回路 1 93 a、 速度処理回路 1 93 . 1 93 c及びサーボ処理回路 1 93 d, 1 93 eを有している。 第 2の制御系 1 93には、 速度処理回路 1 93 b， 1 93 cとサーボ処理回路 1 93 d, 1 93 eとの間に、 重畳回路 1 95, 1 96がさらに設けられる。 重畳回路 1 95は、 ワーク W 2を工具 T 2で加工するための第 2の主軸台 13 0の X軸方向の送り指令 （ワーク W2と工具 T 2の相対的な送り指令） を、 刃物 台 1 60の X 1軸方向の送り指令に加算し、 その結果を第 2の主軸台 1 30の X 2軸方向の送り指令として、 サーボ処理回路 1 93 dに出力する。

重畳回路 1 96は、 ワーク W 2を工具 T 2で加工するための第 2の主軸台 13 0の Z軸方向の送り指令 （ワーク W2と工具 T 2の相対的な送り指令） を、 刃物 台 1 60の Z 1軸方向の送り指令に加算し、 その結果を第 2の主軸台 130の Z 2軸方向の送り指令として、 サーボ処理回路 1 93 eに出力する。

上記制御装置 1 90 ' によれば、 ワーク W 1を加工するための工具 T 1の X 1軸方向及び Z 1軸方向の送り指令が C PU 1 9 1 ' から第 1の制御系 1 92 に出力され、 ワーク W2を加工するための工具 T 2の X軸方向及び Z軸方向の送 り指令 （ワーク W2と工具 T 2の相対的な送り指令） が CPU1 9 1から第 2の 制御系 1 93に出力される。

第 1の制御系 1 92は、 C PU 1 9 1 ' からの出力に基づいて刃物台 1 60 とともに工具 T 1を移動させる。 第 2の制御系 1 9 3は、 CPU 1 9 1 ' から の送り指令に、 刃物台 1 60の送り指令を加算して、 移動速度を重畳させ、 第 2 の主軸台 1 30を移動させる。 次に、 第 5図〜第 9図を参照しながら、 上記構成の NC旋盤 1 00の作用を説 明する。

第 9図 （a ) は、 加工開始前の初期状態における各工具と各ワークとの位置関 係を示す図、 第 9図 （b ) は、 加工中における各工具と各ワークの位置関係を示 す図である。

第 6図に示す待機状態では、夕レツト面板 1 6 1の割り出し回転時に工具 T 1， 丁2とヮーク 1， W 2が干渉しないように、 刃物台 1 6 0は第 1の主軸台 1 2 0及び第 2の主軸台 1 3 0から離れた位置にある。

また、 第 1の主軸台 1 2 0及び第 2の主軸台 1 3 0は、 ワーク W 1の加工原点 0 1及びワーク W 2の加工原点 0 2が所定位置に位置するように位置決めされて いる。 この実施形態では、 ワーク W 2の加工原点〇 2カ^ ワーク W 1の加工原点 〇 1 (第 1の主軸 1 2 1の主軸軸線上にある） よりも刃物台 1 6 0から離れた位 置に位置するように、 第 2の主軸台 1 3 0の位置が決定される。

工具 T 1でワーク W 1の加工を行うために、 第 6図の待機位置から刃物台 1 6 0が X 1軸方向及び Z 1軸方向に移動し、 第 9図 （a ) に示す初期位置までくる と、 刃物台 1 6 0の X 1軸方向の送り速度及び Z 1軸方向の送り速度に等しい移 動指令が、 第 1の制御系 1 9 2から第 2の制御系 1 9 3に出力される。 この移動 指令は、 刃物台 1 6 0の送り速度と同速度で、 かつ、 刃物台 1 6 0の移動方向と 同方向に、 第 2の主軸台 1 3 0を移動可能にする。 これにより、 工具 T 1でヮー ク W 1を加工するために刃物台 1 6 0が移動する際に、 工具 T 2とワーク W 2と 位置関係を一定に保つことができる。

重畳回路 1 9 5では、 刃物台 1 6 0の X 1軸方向の送り指令に、 工具 T 2によ つてワーク W 2を加工する際の、 工具 T 2に対するワーク W 2の X軸方向の移動 指令 （工具 T 2とワーク W 2の相対的な送り指令） が加算される。 また、 重畳回 ½ 1 9 6では、 刃物台 1 6 0の Z 1軸方向の送り指令に、 工具 T 2に対するヮー ク W 2の Z軸方向の送り指令 （工具 T 2とワーク W 2の相対的な送り指令） が加 算される。 そして、 この結果が、 モー夕 1 3 3及びモー夕 1 3 4に出力される。 したがって、 第 9図 （b ) に示すように、 工具 T 1によってワーク W 1の加工 を行いながら、 工具 T 2によって、 ワーク W 1の加工とは全く異なる加工を、 ヮ ーク W 2に対して行うことができる。

第 6図及び第 9図で示した加工例は、 第 1の工具である工具 T 1及び第 2のェ 具である工具 T 2はともに切削用のバイトである。

本発明によれば、 第 1の工具又は第 2の工具として切削用のバイト以外の工具 を用いて、ワーク W1又はワーク W2に切削以外の加工を施すことが可能である。

[他の加工例]

本発明の NC旋盤を用いた他の加工の例を以下に説明する。

第 10図に示す加工例では、 バイト T 13でワーク W1に外周面の切削加工を 施し、 ドリル T23でワーク W2の端面に孔明け加工を施す。

この場合は、 バイト T 13の切込み量及び送り量に応じて、 第 2の主軸台 13 0の Z 2軸方向及び X 2軸方向の送りを重畳させる必要がある。

加工の際には、 バイト T 13をワーク W1の外周面に移動させ、 刃物台 160 を Z 1軸方向及び X 1軸方向に送って、 ワーク W1の外周面を切削する。同時に、 刃物台 160の Z 1軸方向の送り速度に、 ドリル T23によるワーク W2の加工 のための Z 1軸方向の送り速度を重畳させた送り速度及び X 1軸方向の送り速度 に X 2軸方向の送り速度を重畳させた送り速度で、 第 2の主軸台 130を Z 2軸 方向及び X 2軸方向に送って、 ワーク W 2の端面に孔明け加工を施す。

[第 2の実施形態]

以下に説明する第 2の実施形態では、 XI軸と X2軸及び Z 1軸と Z 2軸の重 畳の他に、 Z 0軸と Z 1軸の重畳を加えている。

第 1 1図に、 本発明の第 2の実施形態にかかる NC旋盤の概略構成を説明する 平面図を、第 12図に、 この NC旋盤における制御装置の制御ブロック図を示す。 なお、 第 1 1図及び第 12図では、 第 1の実施形態と同一の部位、 同一の部材 には第 5図及び第 7図、 第 8図と同一の符号を付し、 当該部位及び部材の詳しい 説明は省略する。

第 2の実施形態の NC旋盤 100 ' の第 1の主軸台 120 ' は、 Z軸と平行 な Z 0軸方向に移動自在である。 第 1の主軸台 120' の Z 0軸方向の移動は、 駆動体である図示しないモー夕の駆動によつて行われる。

刃物台 160に対向して第 2の刃物台 180が設けられる。 この第 2の刃物台 1 80は、 べッド 1 10上に設けられたガイドレール 182に沿って、 X軸と平 行な X 3軸方向に移動自在である。 第 2の刃物台 180は、 駆動体である図示し ないモー夕の駆動によつて、 X 3軸方向に移動する。

第 2の刃物台 180の夕レツト面板 181には、 ワーク W1を加工するための 第 3の工具 T 3が装着されている。 工具 T3は、 第 2の刃物台 180の X 3軸方 向の移動と、 第 1の主軸台 1 20 ' の Z 0軸方向の移動とによって、 ワーク W 1に対して位置決めされるとともに移動して、 ワーク W1の加工を行う。

この NC旋盤 1 00 ' の制御装置 1 90〃 は、 第 1の主軸台 1 20 ' を Z 0 軸方向に移動させるための第 3の制御系 197と、 第 2の刃物台 180を X3方 向に移動させるための第 4の制御系 198をさらに有している。

第 3の制御系 1 97及び第 4の制御系 198は、 それぞれ、 第 1の演算処理回 路 197 a， 198 a, 速度処理回路 197 b, 198 b及びサ一ボ処理回路 1 97 d , 198 dを有している。

この実施形態の第 1の制御系 192 " には、 Z 1軸方向の速度処理回路 1 9 2 cと Z 1軸方向のサーボ処理回路 192 eの間に、 重畳回路 199が設けられ る。 そして、 この重畳回路 199に、 第 3の制御系 197の速度処理回路 197 bから出力された Z 0軸方向の送り速度が入力され、 さらに、 重畳回路 199か ら出力された Z 1軸方向の送り速度が、 重畳回路 196に入力される。

これにより、 第 1の主軸台 120 ' の Z 0軸方向の送り速度に刃物台 1 60 の Z 1軸方向の送り速度が重畳され、 主軸台 120 ' の Z 0軸方向の送り速度 に、 刃物台 160の Z 1軸方向の送り速度と第 2の主軸台 130の Z 2軸方向の 送り速度が重畳される。

以上により、 0軸と21軸、 Z 1軸と Z 2軸及び X 1軸と X 2軸の 3組の重 畳が行われ、 3つの工具 T l, T 2, T3で、 ワーク W1及びワーク W2に異な る加工を施すことが可能になる。 以上の説明では、 速度の重畳のみについて述べてきたが、 第 2の主軸台 130 や刃物台 160. 第 2の刃物台 180等の移動は位置と速度と加速度とで制御さ れる。 したがって、 これらの移動を重畳するためには、 位置や加速度についても 同様に重畳する。 [重畳の手順]

本発明の NC旋盤では、 所定の手順にしたがって重畳が行われる。 以下、 その 手順を、 第 5図〜第 7図及び第 13図〜第 15図を参照しながら説明する。

第 13図は、 本発明の加工方法における制御の手順を説明するフローチャート である。

C P U 19 1は、 ワーク W1及びワーク W2を加工するための NC加工プログ ラムの中から重畳の必要性があるかどうかを判断する （ステップ S 1) 。 重畳さ せる必要がない場合には、 NC加工プログラムにしたがって、 工具 T1によるヮ ーク W1の加工と工具 T 2によるワーク W2の加工を順次行う （ステップ S 8)。 重畳させる必要がある場合には、 重畳させる軸が Z軸であるか X軸であるかを 判断する （ステップ S 2及びステップ S 5) 。

重畳させる軸が 軸 （Z 1軸と Z 2軸） である場合には、 Z 1軸及び Z 2軸の 位置決めを行った後に （ステップ S 4) 、 Z 1軸と Z 2軸の重畳を行う （ステツ ブ S 5 ) 。

重畳させる軸が X軸 （ 1軸と 2軸） である場合には、 1軸及び 2軸の 位置決めを行った後に （ステップ S 6) 、 X 1軸と X 2軸の重畳を行う （ステツ プ S 7) 。

このように、 一方の軸の重畳を行う際に重畳する軸を位置決めするのは、 加工 フログラムを作成するプログラマーに、 工具とワークの位置関係を把握しやすく するためである。

これら重畳が完了すれば、 NC加工プログラムにしたがって、 工具 T1による ワーク W1の加工と、 工具 T 2によるワーク W2の加工とを同時に行う （ステツ プ S 8) 。

加工が終了すれば （ステップ S 9) 、 重畳を解除し （ステップ S 10) 、 次の 加工まで待機する。

なお、 重畳の有無をステップ S 1、 ステップ S 2, ステップ S 5で確認するも のとして説明した力 この確認は省略することもできる。

次に、 第 14図及び第 1 5図のフローチャートにしたがって、 ∑ 1軸と∑ 2軸 及び X 1軸と X 2軸の重畳の具体的な手順を説明する。

以下の説明では、 Z 1軸と Z 2軸及び X 1軸と X 2軸の 2組の重畳を行うもの とし、 Z 1軸と Z 2軸の重畳を完了させた後に、 X 1軸と X2軸の重畳を行うも のとして説明する。

[Z軸重畳]

NC加工プログラムの中に Z軸重畳指令があると （ステップ S 200) 、 Z 1 軸と Z 2軸のプログラムの実行開始タイミングを待ち合わせる （ステップ S 20 1. S 22 1 ) 。

第 1の制御系 （第 14図のフローチャートの左側の系） では、 X I軸， Z 1軸， C 1軸 （Z 1軸周りの回転軸） を使用しているかどうかを判断する （ステップ S 202) 。 X 1軸， Z 1軸， C 1軸のいずれか又は全部が使用中の場合には、 準 備作業を所定時間中断して待機し （ステップ S 203) 、 X I軸， Z 1軸， C 1 軸が使用されなくなるまで待つ。

X I軸， Z 1軸， C 1軸のいずれも使用されていなければ、 第 1の制御系に加 ェのための新たな軸 X I， Z 1, C 1を設定する （ステップ S 204) 。

この後、 X I軸， Z 1軸， C 1軸を他の制御系で使用することを禁止し （ステ ップ S 205) 、 刃物台 160を X 1軸上で指定された後退位置まで移動させて (ステップ S 206) 、 第 2の制御系と待ち合わせる （ステップ S 207) 。 第 2の制御系 （第 14図のフローチャートの右側の系） では、 NC加工プログ ラムの実行開始のタイミング合わせ （ステップ S 22 1) を行った後、 X2軸及 び Z 2軸に指令されている重畳を解除する （ステップ S 222) 。 次いで、 X2 軸. Z 2軸， C 2軸 （Z 2軸周りの回転軸） を使用しているかどうかを判断する (ステップ S 223) 。 X2軸， Z 2軸， C 2軸のいずれか又は全部が使用中の 場合には、 所定時間中断して待機し （ステップ S 224) 、 X2軸， Z 2軸， C 2軸が使用されなくなるまで待つ。

X2軸， Z 2軸， C 2軸がいずれも使用されていなければ、 第 2の制御系に新 たな軸 X2, Z 2, C 2を設定する （ステップ S 225) 。

以上の処理が完了すれば、 第 1の制御系と待ち合わせる （ステップ S 226) 。 待ち台わせ （ステップ S 207， S 226) 完了後に、 第 1の制御系は工具 T Lとワーク W1との距離が予め設定された距離 （位置関係） になるまで、 刃物台 1 60を X 1軸方向及び Z 1軸方向に移動させる （ステップ S 208) 。 この後、 X I軸， Z l軸， C 1軸の他の制御系での使用禁止を解除し （ステツ ブ S 2 0 9) 、 第 2の制御系と待ち合わせる （ステップ S 2 1 0) 。

第 2の制御系では、 待ち合わせ （ステップ S 2 0 7, S 2 2 6) 完了後に、 X 2. Z 2, C 2軸の他の制御系での使用を禁止する （ステップ S 2 2 8) 。 そし て、 第 2の主軸台 1 3 0を Z 2軸方向及び X 2軸方向に移動させて、 工具 T 2と ワーク W2との距離が予め決定された距離 （位置関係） になるようにする （ステ ップ S 2 2 9) 。 そして、 この位置の X 2軸上におけるワーク W2の座標系を設 定し （ステップ S 2 3 0) 、 第 2の制御系に新たな軸 Z 2， C 2を設定する （ス テツプ S 2 3 1) 。 これにより、 X 2軸に対する指令を無効にし、 ヮ一ク W 2の X 2軸方向の位置を固定する。

この後、 第 1の制御系と待ち合わせる （ステップ S 2 3 2) 。

待ち合わせ（ステップ S 2 1 0, 2 3 2)完了後に、 Z 2軸の重畳を開始し （ス テツプ S 2 3 3) 、 Z 2軸におけるワーク W2の座標系を設定する （ステップ S 2 34) 。 X 2軸， Z 2軸， C 2軸の他の制御系での使用の禁止を解除し （ステ ップ S 2 3 5 ) 、 第 1の制御系と待ち合わせる （S 2 3 6) 。

待ち合わせ （ステップ S 2 1 1， S 2 36) が完了すれば、 ∑ 1軸と22軸の 重畳が完了する。

[X軸重畳]

X軸の重畳指令があると （ステップ S 3 0 0 ) 、 第 1の制御系と第 2の制御系 とでプログラムの実行タイミングを合わせる （ステップ S 3 0 1， S 3 2 1) 。 第 1の制御系では、 X I軸、 Z 1軸、 C 1軸を使用しているかどうかを判断し (ステップ S 3 0 2) 、 使用中の場合には所定時間待機し （ステップ S 3 0 3) 、 X 1軸、 Z 1軸、 C 1軸が使用されなくなるまで待つ。

使用していなければ、第 1の制御系に新たな軸 X 1， Z 1， C 1を設定する （ス テツプ S 3 04) 。 そして、 他の制御系での使用を禁止し （ステップ S 30 5) 、 第 2の制御系と待ち合わせる （ステップ S 3 0 6) 。

第 2の制御系では、 プログラムの実行開始タイミング合わせ （ステップ S 3 2 1 ) を行った後、 X 2軸. Z 2軸， C 2軸を使用しているかどうかを判断し （ス テツプ S 3 2 2) 、 使用中の場合には所定時間待機し （ステップ S 3 2 3) 、 X 2軸、 Z 2軸、 C 2軸が使用されなくなるまで待つ。

使用していなければ、第 2の制御系に X2, Z 2, C 2の新たな軸を設定し（ス テツプ S 324) 、 これらの軸の他の制御系での使用を禁止する （ステップ S 3 5) 。

この後、 第 2の制御系では、 工具 T 1の刃先と工具 T 2の刃先の座標位置をメ モリに格納するとともに、 この座標位置の X 2軸方向の距離 H 1をメモリに格納 する （ステップ S 326) 。 これらの処理が終了すれば、 第 1の制御系と待ち合 わせる （ステップ S 327) 。

待ち合わせ （ステップ S 306， S 327) 完了後に、 ワーク W1の加工原点 点 O lの座標を求め （ステップ S 329) 、 この座標位置から第 2の主軸台 1 3 ()の位置が重畳するのに適切な位置かどうかを判断する （ステップ S 330) 。 重畳させるのに適切かどうかの判断の基準としては、 例えば、 工具 T 2の刃先 が第 1のワーク W1の加工原点 O 1よりも、 X 1軸方向に刃物台 160から離れ ているかどうか （第 6図の例では、 加工原点 O lを通る、 第 1の主軸 1 2 1の軸 線よりも下方にあるかどうか） で判断することができる。

具体的には、 工具 T 2の刃先が第 1の主軸 1 2 1の主軸軸線よりも上にあると きは、 第 2の主軸台 1 30の X2軸の可動範囲外であるとして、 重畳するには不 適し刀であると判断する。

したがって、 このような場合には、 アラーム状態とする （ステップ S 33 1) 。 重畳可能であれば、 第 2の主軸台 1 30の初期位置を決定する。 この実施形態 では、 第 2の主軸台 1 30の初期位置として、 ワーク W2の加工原点 02 (第 2 の主軸 1 3 1の主軸軸線上にある） 力 第 1の主軸台 120側のワーク W 1の加 ェ原点◦ 1よりも、 X 2軸方向に距離 H 1だけ刃物台 160から離れた位置にあ る第 1の位置、 ワーク Wl, W2や加工の形態にかかわらず予め決定された第 2 の位置、 作業者が任意に設定することのできる第 3の位置が準備されている。 これら第 1の位置、 第 2の位置及び第 3の位置の中からどの位置を選択するか は、 例えば、 NCプログラムに付される引数によって決定することができる。 前 記 NCフログラムの X引数の有無を判断して （ステップ S 332) 、 第 3の位置 を選択し、 D引数の有無を判断して （S 333) 、 第 1の位置 （ステップ S 33 4) 又は第 2の位置 （ステップ S 335) のいずれかを選択するようにすること ができる。

第 1の位置、 第 2の位置又は第 3の位置の中から適当な位置を選択した後に、 X 2軸の重畳を開始し （ステップ S 3 3 7 ) 、 X 2軸のワーク軸を設定する （ス 亍ップ S 3 3 8 ) 。

以上の処理が終了すれば、 第 1の制御系と待ち合わせる （ステップ S 3 0 7 ,

S 3 3 9 ) 。

待ち合わせ完了後に、 各軸の他の制御系での使用禁止を解除し （ステップ S 3 0 8 , S 3 4 0 ) 、 互いに待ち合わせて （ステップ S 3 0 9， S 3 4 1 ) 、 X I 軸と X 2軸の重畳を完了する。

上記した Z軸の重畳と X軸の重畳は、 し ^ずれか- 方を先に行つてから他方を行 うように設定してもよいが、 同時に行うように設定してもよい。

また、 好ましくは、 Z軸重畳の手順及び X軸重畳の手順をマクロプログラム化 するとよい。 マクロプログラム化することで、 加工プログラムが簡素化し、 重畳 作業も容易に行えるようになる。 本発明の好適な実施形態を説明してきたが、 本発明は上記の実施形態により何 ら限定されるものではない。

例えば、 ホルダ本体 2 0 1の歯部 2 0 8及びホルダ 2 1 0， 2 2 0に形成する 嚙合部 2 1 1 . 2 2 1の歯の形状は三角状として説明したが、 嚙合することによ つてホルダ 2 1 0， 2 2 0の位置決めを行うことができるのであれば、 円弧状、 矩形状、 多角形状などの他の形状を選択してもよい。

また、 上記の説明では、 ホルダ本体 2 0 1の二つの面 2 0 2， 2 0 3に歯部 2 0 8 , 2 0 9を設ける

ものとして説明した力 ホルダ本体 2 0 1の 3つ以上の面に前記歯部を形成し、 各面にホルダを取り付けるように構成してもよい。

また、 刃物台 1 6 0 . 1 8 0に装着したドリル等の回転工具に対するワークの 相対回転は、 第 1の主軸 1 2 1又は第 2の主軸 1 3 1を回転させることによって 行うものとして説明したが、 刃物台 1 6 0， 1 8 0に工具を回転させるための回 転駆動機構を設けて、 刃物台 1 6 0， 1 8 0に装着したドリルゃェンドミル等の 回転工具を回転させることができるようにすることも可能である。 このように構 成すれば、 刃物台 1 6 0 . 1 8 0にドリルやエンドミル等の回転工具を装着して、 ワーク W l， W 2の外周面に、 孔明けやキー溝切削等の加工を施すことが可能に なり、 本発明の N C旋盤及び加工方法による加工の汎用性をさらに向上させるこ とができる。

さらに、 上記の説明で工作機械は、 刃物台 1 6 0が X I軸方向及び Z 1軸方向 に移動可能であるとして説明したが、 ワークに対して工具が相対的に移動できれ ばよく、 刃物台を所定位置に固定して主軸台を移動させるようにした工作機械で あってもよい。 本発明によれば、 一つの工具ホルダに、 同一の工具のみならず異なる種類のェ 具を取り付けることができ、 かつ、 前記工具ホルダに取り付ける工具が、 ワーク の加工に適した位置関係に簡単に調整することができる。

このことは、 様々な効果をもたらすものであり、 一つ目は、 この工具ホルダを 用いることによって、 小型で低廉な価格の工作機械で、 ワークの加工を効率的に 行うことができる点である。

二つ目は、 特に、 複数の加工軸を重畳させることによって、 第 1の主軸側のヮ 一クと第 2の主軸側のワークとで異なる加工を同時に行うことができる工作機械 に本発明の工具ホルダを適用することで、 加工の効率をさらに向上させることが できる。

三つ目は、 刃物台に装着されるホルダ本体に対して工具を取り付けたホルダの 取り外しが容易であるため、 前記ホルダに工具を取り付けたままで工具の刃先の 研削を行うことで、 ホルダ又はホルダ本体に対する工具の刃先位置の精度を確保 することができる。

その他に、 工作機械を含めた生産体制や生産設備の面においても、 ワークの加 ェを行う工具の交換を含めた段取り時間の短縮や、 工具ホルダを含む加工工具類 の種類の削減、 これに伴う保管スペースの縮小化、 保管の効率化による管理コス トを含めたランニングコスト低減等、 効果は大きい。 産業上の利用可能性

本発明の工具ホルダは、 二つの主軸台と、 少なくとも一つの刃物台を有する数 値制御旋盤に限らず、 二つ以上の刃物台を備えた数値制御旋盤にも適用が可能で ある。 また、 旋盤に限らず、 刃物台に装着した工具によってワークを加工するあ らゆる種類の工作機械に適用が可能である。 さらに、 工具としては、 切削加工用 のバイトゃ孔明け加工用のドリルに限らず、 エンドミルやタップ等の他の工具を 用いることもできる。

Claims

請 求 の 範 囲 丄 . ワークを加工するための工具を備えた刃物台を有する工作機械の前記刃物 台に装着され、 前記工具を取り付けるための工具ホルダにおいて、

前記刃物台に装着されるホルダ本体と、

このホルダ本体の周囲に形成された複数の工具装着面と、

この工具装着面に取り付けられ、 前記ワークを加工するための工具が取り付け 前記工具装着面に、 所定方向に向けて歯形列が形成された歯部と、

前記工具装着面に取り付けられる前記ホルダの面に形成され、 前記歯部と嚙み 台って前記ホルダを前記工具装着面の所定位置に位置決めする嚙合部と、

前記歯部と前記嚙合部とを嚙み合わせた状態で前記ホルダを前記ホルダ本体に 取り付ける取付手段と、

を有することを特徴とする工具ホルダ。

2 . 前記取付手段は、 前記工具装着面に形成された係合溝と、 前記ホルダにス ライド可能に設けられ、 一端部が前記係合溝と係合し、 他端部が前記ホルダに連 結された係合部材と、 この係合部材を前記ホルダ側に引き寄せる方向に付勢する ことで、 前記ホルダを前記工具装着面に押し付ける付勢手段とを有することを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の工具ホルダ。

3 . 前記係合部材に形成され、 前記歯部の歯の方向と同方向に軸線を有するね じ孔と、 このねじ孔に螺入され、 前記ねじ孔内で回転させることで前記係合溝の 内壁と当接するねじと、 前記ホルダに形成され、 前記ねじを前記ねじ孔内で回転 させるための工具が差し込み可能な工具差し込み部とを有し、 この工具差し込み 部から前記係合溝内に差し込んだ前記工具で前記ねじを回転させることによって、 前記ねじを前記係合溝の内壁に当接させることで、 前記ホルダの取付位置を前記 歯部の歯の方向と同方向に調整可能にする位置調整手段を有することを特徴とす る請求の範囲第 2項に記載の工具ホルダ。

4 . 前記付勢手段は、 前記ホルダと前記係合部材との連結部に設けられたカム であることを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の工具ホルダ。

5 . 前記ホルダの複数の面に前記嚙合部を形成したことを特徴とする請求の範 囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載の工具ホルダ。

6 . 前記係台部材は、 前記ホルダと前記係合部材との連結部を中心に回動自在 に設けられ、 力、つ、 前記複数の面に設けた前記嚙合部の各々からの距離が均等に なる位置に前記連結部を設けたことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の工具 ホルダ。

7 . ワークを所定位置に固定し、 このワークを加工するための工具を刃物台に 装着し、 前記ワークと前記刃物台との相対移動又は相対回転によつて前記工具で 前記ワークを加工するワークの加工方法において、

前記刃物台に装着するホルダ本体と、 このホルダ本体の周囲に形成された複数 の工具装着面と、 この工具装着面に取り付けられ、 前記ワークを加工するための 工具が取り付けられるホルダと、 前記工具装着面に、 所定方向に向けて歯形列が 形成された歯部と、前記工具装着面に取り付けられる前記ホルダの面に形成され、 前記歯部と嚙み台って前記ホルダを前記工具装着面の所定位置に位置決めする嚙 合部と、 前記歯部と前記嚙合部とを嚙み合わせた状態で前記ホルダを前記ホルダ 本体に取り付ける取付手段とを有する工具ホルダを準備し、

この工具ホルダに複数の前記工具を取り付けて前記刃物台に装着し、 前記工具 ホルダに取り付けた前記複数の工具で、 複数のワークの加工を行うことを特徴と する工具ホルダを用いたワークの加工方法。

8 . 対向して配置された第 1の主軸台及び第 2の主軸台と、 前記第 1の主軸台 に支持された第 1の主軸及び前記第 2の主軸台に支持された第 2の主軸と、 前記 第 1の主軸に把持されたワーク及び前記第 2の主軸に把持されたワークを加工す るための工具を装着するための少なくとも一つの刃物台とを備えた工作機械を準 備し、 前記工具ホルダに前記第 1の主軸台側を向く第 1の工具及び前記第 2の主軸台 側を向く第 2の工具を取り付け、

この刃物台を前記第 1の主軸の主軸軸線と平行な Z 1軸方向及びこれに直交す る X 1軸方向に移動させ、

前記第 2の主軸台を前記刃物台の X 1軸と平行な X 2軸及び Z 1軸と平行な Z 2軸方向に移動可能にするとともに、 前記第 2の工具による前記ワークの加工に 必要な前記第 2の主軸台の前記 X 2軸方向の移動を、 前記 X 1軸方向の移動に重 畳し、 前記第 2の工具による前記ワークの加工に必要な前記第 2の主軸台の前記 Z 2軸方向の移動を、 前記 Z 1軸方向の移動に重畳して、 前記第 2の主軸台を前 記 X 2軸方向及び前記 Z 2軸方向に移動させ、

前記第 1の工具による前記第 1の主軸のワークの加工と、 前記第 2の工具によ る前記第 2の主軸のワークの加工を同時に行うこと、

を特徴とする請求の範囲第 7項に記載の工具ホルダを用いたワークの加工方法。

9 . 前記第 2の工具の刃先位置と前記第 1の工具の刃先位置との関係が所定の 位置関係を有するように前記第 1の工具及び前記第 2の工具を前記工具ホルダに 取り付けるとともに、 前記第 1の主軸に把持された前記ワークの加工原点と前記 第 2の主軸に把持された前記ワークの加工原点の位置関係が、 前記第 1の工具と 第 2の工具の位置関係に対応するように、 加工開始時における前記第 2の主軸台 の初期位置を決定したことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の工具ホルダを 用いたワークの加工方法。

1 0 . 前記第 1の工具の刃先と前記第 2の工具の刃先の前記 Z 1軸方向の距離 又は前記 X 1軸方向の距離が、 前記第 1の工具によって前記ワークを加工する際 における前記刃物台の前記 Z 1軸方向又は前記 X 1軸方向の移動距離の最大値よ りも大きくなるようにし、 前記第 1の主軸のワークの加工原点と前記第 2の主軸 のワークの加工原点の Z 2軸方向又は X 2軸方向の距離を、 前記第 1の工具と第 2の工具の刃先間の前記 Z 1軸方向の距離又は前記 X 1軸方向の距離に対応させ たことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の工具ホルダを用いたワークの加工 .メ /法。

1 1 . 重畳を行う前記 X 1軸と前記 X 2軸の組及び前記 Z 1軸と前記 Z 2軸の 組のうち、 いずれか一方の組の重畳を行う際に、 他の組の軸の位置を予め設定さ れた位置に位置決めし、 他方の組の重畳を行う際に、 重畳を終えた前記一方の組 の軸を任意位置に位置決めすることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の工具 ホルダを用いたワークの加工方法。