WO2018042832A1

WO2018042832A1 - 工作機械

Info

Publication number: WO2018042832A1
Application number: PCT/JP2017/022471
Authority: WO
Inventors: 智憲前原; 忠靖志田; 洋一片岡
Original assignee: シチズン時計株式会社; シチズンマシナリー株式会社
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2018-03-08
Also published as: CN117483823A; KR102352753B1; KR20190044639A

Abstract

くし歯形の刃物台を備え、広範な種類の加工を複合的に行うことができる簡単な構成の工作機械を提供するため、軸線方向に移動自在に支持された主軸（７）の軸線を挟んで対向配置された２つのくし歯刃物台（２７，５６）の各々が、主軸（７）の軸線方向と直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在に支持され、Ｙ方向に並列に工具（１９，４７）が装着され、一方のくし歯刃物台（５６）を、主軸（７）の軸線方向と同一方向のＺ方向に移動自在に設け、いずれか一方のくし歯刃物台（２７）に、工具（３１）をＹ方向に沿ったＹ軸を中心に旋回可能に支持する旋回工具台（３４）を一体的に設けた。

Description

工作機械

　本発明は、工作機械に関する。

　従来、軸線方向に移動自在に支持された主軸と、前記主軸の軸線を挟んで対向配置された２つの刃物台とを備え、前記両刃物台の各々が、前記主軸の軸線方向と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に支持され、前記Ｙ軸方向に並列に工具が装着されるように構成され、一方の刃物台を、前記主軸の軸線方向と同一方向のＺ軸方向に移動自在に設けた工作機械が知られている（例えば、特許文献１（第５頁、第１図）参照）。

　また前記Ｙ軸を中心に旋回可能に支持された旋回工具台を有する工作機械が知られている（例えば、特許文献２（第６頁、第４図）参照）。

特開２００１－１２９７０１号公報特許第４９９７２４０号公報

　Ｙ軸方向に並列に工具が装着されるくし歯形の刃物台を備え、広範な種類の加工を複合的に行うことができる簡単な構成の工作機械を提供することを課題とする。

　上記課題を解決するための本発明に係る工作機械は、軸線方向に移動自在に支持された主軸と、前記主軸の軸線（軸心）を挟んで対向配置された２つのくし歯刃物台とを備え、前記２つのくし歯刃物台の各々が、前記主軸の軸線方向と直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在に支持され、前記Ｙ方向に並列に工具が装着されるように構成され、前記２つのくし歯刃物台のうち一方のくし歯刃物台を、前記主軸の軸線方向と同一方向のＺ方向に移動自在に設け、前記２つのくし歯刃物台のうちいずれか一方の前記くし歯刃物台に、工具を前記Ｙ方向に沿ったＹ軸を中心に旋回可能に支持する旋回工具台を一体的に設けたことを特徴とする。

　本発明に係る工作機械は、前記２つのくし歯刃物台のうちいずれか一方の前記くし歯刃物台側に、前記くし歯刃物台と一体的に移動する端面工具台を設けてもよい。

　本発明に係る工作機械は、前記旋回工具台と前記端面工具台とを各別の前記くし歯刃物台側に設けてもよい。

　本発明に係る工作機械は、前記旋回工具台を、前記Ｚ方向に固定された前記くし歯刃物台側に設けてもよい。

　本発明に係る工作機械は、前記主軸に対向させて第２主軸を設け、前記旋回工具台に対して前記主軸の軸線を挟んだ反対側に前記第２主軸に把持される材料の加工を行う工具を装着する第２主軸用工具台を配置してもよい。

　本発明に係る工作機械は、前記主軸の軸線が左右方向となるように前記主軸を配置し、機械の前方である作業者の作業領域の反対側となる後方側に、前記Ｚ方向に移動自在な前記くし歯刃物台が設けられるように、前記２つのくし歯刃物台を、前記主軸の軸線を挟んで前後に配置してもよい。

　以上のように構成される本発明に係る工作機械の構造によると、Ｙ軸方向に並列に工具が装着されるくし歯形の刃物台を備え、広範な種類の加工を複合的に行うことができる工作機械を、簡単な構成で提供することができるという効果がある。

本発明に係る工作機械の一実施形態である自動旋盤の斜視図である。図１に示した自動旋盤の要部平面図である。図１に示した自動旋盤の要部正面図である。図２のＡ－Ａ断面図である。旋回工具台を示す要部斜視図である。

　図１～図４に示されるように、本発明に係る工作機械の一実施形態である自動旋盤は、ベッド１上に平面視で左右方向となるＺ方向に延びるＺ１スライドレール２が設けられている。Ｚ１スライドレール２はベッド１に固定されたＺ１ガイドブロック３に固定されている。Ｚ１スライドレール２は平面視でＺ方向に対して前後方向で直交するＸ方向に平行に２本設けられている。

　Ｚ１スライドレール２にスライド自在にサドル４が装着されている。サドル４に第１主軸台６が一体的に取り付けられている。第１主軸台６に第１主軸７が回転駆動自在に支持されている。第１主軸７は軸線がＺ方向に沿うように配置されている。Ｚ１ガイドブロック３にＺ１モータ５が固定されている。

　Ｚ１モータ５は、両Ｚ１スライドレール２間において第１主軸台６と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。第１主軸７は、Ｚ１モータ５の駆動によって、第１主軸台６を介してＺ方向にスライド移動することができる。本自動旋盤は右勝手であり、第１主軸７を右側に見る位置が自動旋盤の前方（正面）となり、自動旋盤の前方となる正面に作業者の作業領域が設けられる。

　Ｚ１スライドレール２の左側に、ベッド１に固定されて支持台８が設けられている。支持台８には、ガイドブッシュユニット９が固定されている。ガイドブッシュユニット９はガイドブッシュホルダ１１内にガイドブッシュ１０を収容して構成される。ガイドブッシュユニット９はガイドブッシュ１０の軸線が第１主軸７の軸線と一致するように配置されて、ガイドブッシュホルダ１１が支持台８に固定されている。ガイドブッシュ１０は第１主軸７の左側に位置する。

　支持台８にはＸ方向に延びるＸ１スライドレール１２が固定されている。Ｘ１スライドレール１２は、Ｘ方向及びＺ方向に上下方向で直交するＹ方向に平行に２本設けられている。Ｘ１スライドレール１２にスライド自在にサドル１３が装着されている。サドル１３にＸ１移動台１４が一体的に取り付けられている。なお、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する方向である。

　Ｘ１移動台１４には、Ｙ方向に延びるＹ１スライドレール１６にスライド自在に装着されたサドル１７が一体的に固定されている。Ｙ１スライドレール１６は第１スライド台１８に一体的に固定されている。第１スライド台１８には加工用の工具１９が装着される第１工具ホルダ２１が一体的に固定されている。第１工具ホルダ２１は、各工具１９をＹ方向に並べて配置することができる。

　支持台８にＸ１モータ２２が固定されている。Ｘ１モータ２２は、両Ｘ１スライドレール１２間においてＸ１移動台１４と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。第１スライド台１８の上面にはモータ取付板２３を介してＹ１モータ２４が固定されている。

　Ｙ１モータ２４は、両Ｙ１スライドレール１６間において第１スライド台１８と係合するボールネジ機構のボールネジを、ベルト２６を介して回転駆動する。第１スライド台１８は、Ｘ１モータ２２の駆動によってＸ方向にスライド移動し、Ｙ１モータ２４の駆動によってＹ方向にスライド移動する。

　第１スライド台１８に第１工具ホルダ２１が固定されて第１くし歯刃物台２７が構成されている。第１くし歯刃物台２７は、各工具１９がＹ方向に並べて配置され、Ｘ１モータ２２及びＹ１モータ２４の駆動によって、Ｘ方向及びＹ方向にスライド移動する。第１くし歯刃物台２７は、第１主軸７の軸線より前方に配置され、第１主軸７の軸線より前方の範囲でスライド移動が行われる。

　図５に示されるように、第１スライド台１８には、第１工具ホルダ２１の上方位置に、回転工具基台２８が一体的に固定されている。回転工具基台２８には、略逆Ｌ字状の第１回転工具台２９が、Ｙ方向に沿ったＹ軸を中心に旋回自在に装着されている。第１回転工具台２９はＹ方向に延出し、複数の回転工具３１をＹ方向に並べて配置することができる。第１回転工具台２９はドリルやエンドミル等の回転工具３１を右方向及び左方向に向かって突出させて取り付けることができる。

　回転工具基台２８の上面には、第１回転工具台２９に装着された回転工具３１を回転駆動するＳ３回転工具モータ３２が取り付けられている。第１回転工具台２９は、内部に設けられた回転駆動機構を介して、第１回転工具台２９に装着された回転工具３１を、Ｓ３回転工具モータ３２によって回転駆動することができる。

　回転工具基台２８には、右側に向かってＢ１モータ３３が取り付けられている。第１回転工具台２９は、回転工具基台２８と第１回転工具台２９との間に構成された旋回駆動機構を介して、Ｂ１モータ３３によって旋回駆動される。回転工具基台２８に第１回転工具台２９が旋回駆動自在に支持されて旋回工具台３４が構成されている。

　旋回工具台３４は、回転工具基台２８が第１スライド台１８に固定されることによって、第１くし歯刃物台２７に一体的に取り付けられている。旋回工具台３４に取り付けられた回転工具３１は、第１回転工具台２９によって、Ｙ方向（Ｙ軸）を中心に一体的にいわゆるＢ軸旋回することができる。

　第１主軸７の後方にＺ２移動台３６が設けられている。Ｚ２移動台３６の底面に、Ｚ方向に延びるＺ２スライドレール３７が設けられている。Ｚ２スライドレール３７はＸ方向に平行に２本設けられている。Ｚ２スライドレール３７にサドル３８がスライド自在に装着されている。サドル３８は、第１主軸７の後方においてベッド１に固定されている。

　Ｚ２移動台３６にはＸ方向に延びるＸ２スライドレール３９が固定されている。Ｘ２スライドレール３９はＹ方向に平行に２本設けられている。Ｘ２スライドレール３９にサドル４１がスライド自在に装着されている。サドル４１にＸ２移動台４２が一体的に取り付けられている。Ｘ２移動台４２には、Ｙ方向に延びるＹ２スライドレール４３にスライド自在に装着されたサドル４４が一体的に固定されている。

　Ｙ２スライドレール４３は第２スライド台４６に一体的に固定されている。第２スライド台４６には加工用の工具４７が装着される第２工具ホルダ４８が一体的に固定されている。第２工具ホルダ４８は、各工具４７をＹ方向に並べて配置することができる。ベッド１にＺ２モータ４９が固定されている。

　Ｚ２モータ４９は、両Ｚ２スライドレール３７間においてＺ２移動台３６と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。Ｚ２移動台３６はＺ２モータ４９の駆動によってＺ方向にスライド移動する。Ｚ２移動台３６にＸ２モータ５１が固定されている。Ｘ２モータ５１は、両Ｘ２スライドレール３９間においてＸ２移動台４２と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。

　第２スライド台４６の上面にはモータ取付板５２を介してＹ２モータ５３が固定されている。Ｙ２モータ５３は、両Ｙ２スライドレール４３間において第２スライド台４６と係合するボールネジ機構のボールネジを、ベルト５４を介して回転駆動する。第２スライド台４６は、Ｘ２モータ５１の駆動によってＸ方向にスライド移動し、Ｙ２モータ５３の駆動によってＹ方向にスライド移動する。

　第２スライド台４６に第２工具ホルダ４８が固定されて第２くし歯刃物台５６が構成されている。第２くし歯刃物台５６は、各工具４７がＹ方向に並べて配置され、Ｘ２モータ５１、Ｙ２モータ５３、Ｚ２モータ４９の駆動によって、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向にスライド移動する。第２くし歯刃物台５６は、第１主軸７の軸線より後方となる奥側に配置され、第１主軸７の軸線より後方の範囲でスライド移動が行われる。第１くし歯刃物台２７と第２くし歯刃物台５６は、第１主軸７の軸線（軸心）を挟んで前後で互いに対向する。

　第２スライド台４６には、第２工具ホルダ４８の上方位置に、端面工具台５７が一体的に固定されている。端面工具台５７はＸ方向及びＹ方向に行列状にドリル等の穴空け工具５８を固定して装着することができる。端面工具台５７は穴空け工具５８を右方向及び左方向に向かって突出させて取り付けることができる。

　第２スライド台４６には、端面工具台５７の上方位置に、第２回転工具台５９が一体的に固定されている。第２回転工具台５９はＹ方向に延出し、ドリルやエンドミル等の回転工具６１を複数Ｙ方向に並べて配置することができる。第２回転工具台５９には、第２回転工具台５９に装着された回転工具６１を回転駆動するＳ４回転工具モータ６２が取り付けられている。

　第２回転工具台５９は、内部に設けられた回転駆動機構を介して、第２回転工具台５９に装着された回転工具６１を、Ｓ４回転工具モータ６２によって回転駆動することができる。第２回転工具台５９の最上段の工具取付部６０は、Ｘ方向を中心に旋回可能に設けられている。正面側から手動で旋回角度を調節して所定の旋回角度で、工具取付部６０を位置決めして固定することができる。

　支持台８の左側方には、Ｘ方向に延びるＸ３スライドレール６３がベッド１に固定されて設けられている。Ｘ３スライドレール６３はＺ方向に平行に２本設けられている。Ｘ３スライドレール６３にスライド自在にサドル６４が装着されている。サドル６４にＸ３移動台６６が一体的に取り付けられている。Ｘ３移動台６６にはＺ方向に延びるＺ３スライドレール６７が一体的に固定されている。

　Ｚ３スライドレール６７はＸ方向に平行に２本設けられている。Ｚ３スライドレール６７にスライド自在にサドル６８が装着されている。サドル６８に第２主軸台６９が一体的に取り付けられている。第２主軸台６９に第２主軸７１が回転駆動自在に支持されている。第２主軸７１は軸線がＺ方向に沿うように配置されている。

　両Ｘ３スライドレール６３間においてＸ３移動台６６とボールネジ７２が係合するボールネジ機構がベッド１に固定されて設けられている。ボールネジ７２がモータ等によって回転駆動されることによって、Ｘ３移動台６６はＸ方向にスライド移動する。Ｘ３移動台６６にＺ３モータ７３が固定されている。

　Ｚ３モータ７３は、両Ｚ３スライドレール６７間において第２主軸台６９と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。第２主軸台６９はＺ３モータ７３の駆動によってＺ方向にスライド移動する。第２主軸７１は、Ｚ３モータ７３及びボールネジ７２を駆動するモータの駆動によって、Ｘ方向及びＺ方向にスライド移動する。

　第２主軸台６９には、第１主軸７での加工に対応する工具７５を装着する対向刃物台７０が一体的に固定されている。対向刃物台７０は工具７５をＺ方向に装着することができる。対向刃物台７０は、第２主軸７１と一体的に、Ｘ方向及びＺ方向にスライド移動する。

　ベッド１上のＸ３スライドレール６３の後方位置に第２支持台７４が立設されている。第２支持台７４にＹ方向に延出するＹ３スライドレール７６が一体的に固定されている。Ｙ３スライドレール７６はＸ方向に平行に２本設けられている。Ｙ３スライドレール７６にスライド自在にサドル７７が装着されている。サドル７７にＹ３移動台７８が一体的に取り付けられている。

　Ｙ３移動台７８には第２主軸７１での加工に対応する工具７９を装着する第２主軸用工具台８１が一体的に固定されている。第２支持台７４にＹ３モータ８２が固定されている。Ｙ３モータ８２は、両Ｙ３スライドレール７６間においてＹ３移動台７８と係合するボールネジ機構のボールネジを回転駆動する。

　Ｙ３移動台７８は、Ｙ３モータ８２の駆動によってＹ方向にスライド移動する。本実施形態の第２主軸用工具台８１はＹ方向に工具７９を並べて配置することができるように形成されている。第２主軸用工具台８１には工具７９を回転駆動するＳ５回転工具モータ８３が一体的に取り付けられている。

　第２主軸用工具台８１は、工具７９としてドリルやエンドミル等の回転工具の装着が可能であり、内部に設けられた回転駆動機構を介して、第２主軸用工具台８１に装着された回転工具を、Ｓ５回転工具モータ８３によって回転駆動することができる。第２主軸用工具台８１の最上段の工具取付部８０は、Ｘ方向を中心に旋回可能に設けられている。正面側から手動で旋回角度を調節して所定の旋回角度で、工具取付部８０を位置決め固定することができる。

　第１主軸７の後方から長尺の棒材を材料として第１主軸７に挿入することができる。第１主軸７に挿入された棒材はガイドブッシュ１０から突出した状態で第１主軸７に把持される。第１主軸７を回転駆動することによって第１主軸７に把持された棒材が回転する。

　回転する棒材に対して第１主軸７をＺ方向に移動させるとともに、第１くし歯刃物台２７をＸ方向及びＹ方向に移動させることによって、第１工具ホルダ２１に装着された工具１９を選択し、選択された所定の工具１９によって、棒材のガイドブッシュ１０から突出した部分を加工することができる。

　棒材を固定又は回転駆動し、旋回工具台３４を旋回させ、第１主軸７をＺ方向に移動させるとともに、第１くし歯刃物台２７をＸ方向及びＹ方向に移動させることによって、旋回工具台３４に装着された所定の回転工具３１を選択し、選択された回転工具３１によって、棒材を、いわゆるＢ軸加工することができる。

　回転する棒材に対して第２くし歯刃物台５６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させることによって、第２工具ホルダ４８や端面工具台５７、第２回転工具台５９に装着された工具を選択し、選択された所定の工具によって、棒材のガイドブッシュ１０から突出した部分を加工することができる。例えば、第２回転工具台５９の工具取付部６０に、アタッチメント等を介して、旋回中心軸に対して交差する方向に回転工具６１を取り付けることによって、所定の角度に旋回して取り付けられる回転工具６１による加工を行うことができる。

　第２くし歯刃物台５６に設けられた各工具による加工は、第１くし歯刃物台２７に設けられた各工具による加工に対して、第１主軸７の軸線を挟んで対向する棒材の後方において、第１くし歯刃物台２７に設けられた各工具による加工とは独立して行うことができる。

　例えば第２くし歯刃物台５６がＺ方向に移動自在であるため、例えば、第１くし歯刃物台２７に設けられた各工具による加工に応じた第１主軸７のＺ方向の移動に、第２くし歯刃物台５６を追従又は重畳させることによって、第１くし歯刃物台２７に設けられた各工具による加工と第２くし歯刃物台５６に設けられた各工具による加工とを同時に行うことができる。

　対向刃物台７０を、第２主軸７１と一体的に、Ｘ方向及びＺ方向にスライド移動させることによって、所定の工具７５を選択し、選択された所定の工具７５によって、第１主軸７に把持された棒材の加工を行うことができる。対向刃物台７０に装着された工具７５による加工は、第１主軸７の移動に、対向刃物台７０を、追従又は重畳させることによって、第１くし歯刃物台２７に設けられた各工具による加工や第２くし歯刃物台５６に設けられた各工具による加工と同時に行うことができる。

　第１主軸７に把持された棒材において製品１つ分の加工が完了すると、第２主軸７１の軸線が第１主軸７の軸線と一致するように、第２主軸台６９がＸ方向に移動することによって、棒材の突っ切られた部分を材料として第２主軸７１に受け渡すことができる。第２主軸７１をＸ方向及びＺ方向に移動させるとともに、第２主軸用工具台８１をＹ方向に移動させることによって、第２主軸用工具台８１に装着された工具７９を選択し、選択された所定の工具７９によって、第２主軸７１に把持された材料を加工することができる。

　この際、例えば、第２主軸用工具台８１の工具取付部８０に、アタッチメント等を介して、旋回中心軸に対して交差する方向に工具７９を取り付けることによって、所定の角度に旋回して取り付けられる工具７９による加工を行うことができる。

　第２主軸７１を固定又は回転駆動し、第２主軸７１のＸ方向及びＺ方向への移動とともに、第１くし歯刃物台２７をＸ方向及びＹ方向に移動させ、旋回工具台３４を旋回させることによって、旋回工具台３４に装着された所定の回転工具３１を選択し、選択された回転工具３１によって、第２主軸７１に把持された材料を、いわゆるＢ軸加工することができる。

　第２主軸７１に把持された材料に対して、第２主軸７１のＸ方向及びＺ方向への移動とともに、第２くし歯刃物台５６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させることによって、第２くし歯刃物台５６に装着された工具を選択し、選択された工具によって、第２主軸７１に把持された材料を加工することもできる。

　Ｘ方向及びＹ方向に移動する第１くし歯刃物台２７と、第１くし歯刃物台２７に対して独立してＸ方向及びＹ方向に移動するとともに、Ｚ方向に移動する第２くし歯刃物台５６によって、第１主軸７での加工と第２主軸７１での加工とを各々独立して行うことができる。

　加えて、旋回工具台３４と端面工具台５７とが、各々独立してＸ方向及びＹ方向に移動する第１くし歯刃物台２７と第２くし歯刃物台５６に、各別に設けられており、第２くし歯刃物台５６がＺ方向に移動可能であるため、旋回工具台３４に装着された回転工具３１による第２主軸７１に把持された材料のＢ軸加工に応じた第２主軸７１のＺ方向の移動に、第２くし歯刃物台５６を追従又は重畳させて、第２くし歯刃物台５６に設けられた各工具によって、材料を加工することも可能となる。

Claims

　軸線方向に移動自在に支持された主軸と、前記主軸の軸線を挟んで対向配置された２つのくし歯刃物台とを備え、前記２つのくし歯刃物台の各々が、前記主軸の軸線方向と直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在に支持され、前記Ｙ方向に並列に工具が装着されるように構成され、前記２つのくし歯刃物台のうち一方のくし歯刃物台を、前記主軸の軸線方向と同一方向のＺ方向に移動自在に設け、
　前記２つのくし歯刃物台のうちいずれか一方の前記くし歯刃物台に、工具を前記Ｙ方向に沿ったＹ軸を中心に旋回可能に支持する旋回工具台を一体的に設けた工作機械。
　前記２つのくし歯刃物台のうちいずれか一方の前記くし歯刃物台側に、前記くし歯刃物台と一体的に移動する端面工具台を設けた請求項１に記載の工作機械。
　前記旋回工具台と前記端面工具台とを各別の前記くし歯刃物台側に設けた請求項２に記載の工作機械。
　前記旋回工具台を、前記Ｚ方向に固定された前記くし歯刃物台側に設けた請求項１から３のうちいずれか一項に記載の工作機械。
　前記主軸に対向させて第２主軸を設け、前記旋回工具台に対して前記主軸の軸線を挟んだ反対側に前記第２主軸に把持される材料の加工を行う工具を装着する第２主軸用工具台を配置した請求項１から４のうちいずれか一項に記載の工作機械。
　前記主軸の軸線が左右方向となるように前記主軸を配置し、機械の前方である作業者の作業領域の反対側となる後方側に、前記Ｚ方向に移動自在な前記くし歯刃物台が設けられるように、前記２つのくし歯刃物台を、前記主軸の軸線を挟んで前後に配置した請求項１から５のうちいずれか一項に記載の工作機械。