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発明の名称 旋 盤
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−25901(P2001−25901A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願平11−201130
出願日 平成11年7月15日(1999.7.15)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
【テーマコード(参考)】
3C045
【Fターム(参考)】
3C045 BA10 BA40 CA01 DA06 
発明者 冨田 研一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ベッドに主軸台を旋回可能に設置し、前記主軸台に、この主軸台の旋回中心と直交する方向の複数本の主軸を、互いに主軸端が外を向き合うように設置し、これら複数本の主軸は、ワーク把持手段を主軸端に各々有するものとし、前記主軸台を、この主軸台に設置された任意の主軸が所定の加工領域と所定のワーク交換領域とに位置するように前記主軸台を旋回させる主軸台旋回機構を設け、前記加工領域にある主軸に把持されたワークを加工する刃物台を備えた旋盤。
【請求項2】 前記各主軸を各々駆動する複数の主軸回転機構を、前記主軸台に内蔵した請求項1記載の旋盤。
【請求項3】 前記加工領域とワーク交換領域との間を仕切る仕切りカバーを設け、この仕切りカバーに、主軸台の旋回による主軸の通過を許す主軸通過窓を設け、加工中にこの主軸通過窓を閉じておくシャッター部材を設けた請求項1または請求項2記載の旋盤。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、主軸台を旋回可能とした旋盤に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】旋盤では、ワークを回転させる主軸を支持した主軸台をベッドに固定設置し、主軸台に対して、タレット等の刃物台を移動させるようにしている。このような一般の旋盤において、多数のワークを順次加工するには、主軸チャックに把持されているワークを新たなワークとローディング装置や手作業で交換する必要がある。ガントリ式等のローディング装置では、主軸に対するワーク交換の効率化のため、ワークを把持したローダチャックを、加工に使用中の主軸の近傍に待機させることが行われている。しかし、主軸チャックに把持されたワークを交換するには、加工済みのワークを主軸から取り外し、新たなワークを主軸チャックに把持させる必要があり、ワーク着脱時間を要する。このようなワーク着脱時間は、多数のワークを連続的に加工する場合、特に、1個のワークの加工時間が短いような場合に、加工サイクルタイムを長引かせる大きな要因となっている。
【0003】このような課題を解消するものとして、複数本の平行な主軸を、これら主軸と平行な軸心回りに旋回可能な旋回台に設置したものが提案させている。この提案例によると、加工位置の主軸で加工を行っている間に、別の主軸に対して加工済みワークと新たなワークとの交換を行い、加工位置の主軸のワークの加工が終了すると、上記旋回台を旋回させて、既に新たなワークの把持されている主軸を加工位置に割出すことで、新たなワークの加工が行える。そのため、ワーク交換時間が短縮され、加工サイクルタイムが短縮される。しかし、加工中の主軸と、ワーク交換のための待機中の主軸とが同じ方向で隣接位置にあるため、安全にワーク交換を行うためには、手作業では行えず、またローディング装置を用いる場合も、加工の障害にならないようにするには、ローディング装置の構成が限られた特殊なものとなる。
【0004】この発明の目的は、複数のワークを連続的に加工する際の、ワーク着脱時間が加工サイクルタイムに影響せず、加工時間の短縮が図れ、かつ主軸に対するワークの着脱も容易にかつ安全に行える旋盤を提供することである。この発明の他の目的は、構成の簡易およびコンパトクト化を図ることである。この発明のさらに他の目的は、切粉等の飛散を防止しながら、複数の主軸の交換移動を可能とすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の旋盤は、ベッドに主軸台を旋回可能に設置し、前記主軸台に、この主軸台の旋回中心と直交する方向の複数本の主軸を、互いに主軸端が外を向き合うように設置したものである。これら複数本の主軸は、ワーク把持手段を主軸端に各々有するものとする。前記主軸台には主軸台旋回機構を設け、これによりこの主軸台に設置された任意の主軸が所定の加工領域と所定のワーク交換領域とに位置するように前記主軸台を旋回させる。これとは別に、前記加工領域にある主軸に把持されたワークを加工する刃物台を設ける。この構成によると、主軸台における加工領域に位置する主軸に把持されたワークを刃物台の刃物で加工している間に、主軸台におけるワーク交換領域に位置する別の主軸から加工済みのワークを取り外して、この主軸に未加工のワークを把持させることができる。加工領域でのワークの加工が終了すると、主軸台を主軸台旋回機構で旋回させることにより、加工済みのワークを把持した主軸をワーク交換領域に、また未加工のワークを把持した主軸を加工領域にそれぞれ位置替えする。このように、一つのワークの加工完了後に、主軸台を旋回させるだけで、加工領域の主軸を未加工ワークの把持された状態とすることができる。そのため、複数のワークを連続的に加工する際に、ワーク着脱時間が加工サイクルタイムに影響せず、加工時間が短縮される。また、主軸に対するワークの交換は、刃物台から離れたワーク交換領域で行えるため、刃物台等に影響されずに、ワーク交換領域を大きく確保でき、主軸に対するワーク着脱作業が、容易に、かつ安全に行える。
【0006】この発明において、前記各主軸を各々駆動する複数の主軸回転機構を、前記主軸台に内蔵してもよい。このように、主軸回転機構を、旋回する主軸台に内蔵させることで、旋回部分が小さくできる。そのため、旋回に必要な空間が大きくならず、主軸台を旋回可能としながら、旋盤全体をコンパクトに構成できる。また、主軸と共に旋回する主軸台に主軸回転機構を内蔵させることで、固定設置された主軸回転機構から回転伝達を行う場合と異なり、回転伝達系が簡素となり、主軸の回転駆動源と主軸とを直結した構成とすることもできる。また、この発明において、前記加工領域とワーク交換領域との間を仕切る仕切りカバーを設け、この仕切りカバーに、主軸台の旋回による主軸の通過を許す主軸通過窓を設け、加工中にこの主軸通過窓を閉じておくシャッター部材を設けてもよい。この構成の場合、加工領域で発生する切粉などがワーク交換領域に飛散するのを、仕切りカバーで防止できる。また、加工領域とワーク交換領域との間で、主軸の位置替えのために主軸台を旋回させるときは、シャッター部材を開けることで、仕切りカバーが邪魔とならない。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1および図2と共に説明する。旋盤1は、主軸台4と、タレット型の刃物台5とを備えた自動旋盤であり、ベッド6の上方の部分は機体カバー7で覆われ、旋盤1の上方にローディング装置、つまりローダ2が設置されている。
【0008】主軸台4は、ベッド6に対して、竪方向の旋回中心Q回りに旋回可能なように旋回支持具31を介して設置され、主軸台旋回機構10により旋回駆動される。旋回支持具31は、ターンテーブル軸受等の旋回座軸受等が用いられる。主軸台4には、旋回中心Qに垂直な面内に各々軸心が位置する複数本の主軸3A,3Bが、互いに主軸端が外を向き合って設置されている。具体的には、2本の主軸3A,3Bが、同一軸心上で、旋回中心Qの両側に各々設置されている。これらの主軸3A,3Bは、その主軸端にワーク把持手段である主軸チャック3Aa,3Baをそれぞれ有する。各主軸3A,3Bを各々駆動する2つの主軸回転機構9A,9B(図2)は、主軸台4に内蔵されている。これら主軸回転機構9A,9Bは、主軸3A,3Bと共に、直動型のビルトインスピンドルを構成しており、主軸3A,3Bにモータロータ部が設けられ、主軸台4にモータステータ部が設けられたモータで構成される。
【0009】図1に示すように、主軸台旋回機構10は、ベッド6の下方に設置されていて、サーボモータ等の旋回駆動源11と、この旋回駆動源11の回転を主軸台4に伝える伝達機構12とで構成される。伝達機構12は、主軸台4の旋回中心Qに設けられた旋回軸8と、この旋回軸8に旋回駆動源11の出力軸の回転を伝達するギヤ列13とで構成される。この主軸台旋回機構10による主軸台4の旋回により、主軸台4に設けられた複数本の主軸3A,3Bが、図2に示す所定の加工領域Aと所定のワーク交換領域Bとに入れ替えられる。
【0010】タレット型の刃物台5は、タレットスライド14を介して、ベッド6上に設置されている。タレットスライド14は、ベッド6上に設けられたレール15上を、主軸台4に対する遠近方向(X軸方向)に移動自在に設置されている。タレットスライド14は、タレット軸16を介してタレット刃物台5を、割り出し回転および前後(Z軸方向)移動可能に搭載したものであり、X軸サーボモータ17およびX軸送りねじ18により左右(X軸方向)に駆動される。タレット刃物台5の前後移動は、タレットスライド14に搭載したZ軸移動機構(図示せず)により行われる。タレット刃物台5は、正面形状が多角形のドラム状のものであり、各周面部分からなる工具ステーションに各種の工具19が装着されている。
【0011】旋盤1における機体カバー7の内部空間は、刃物台5、および加工位置の主軸3A,3Bの主軸端が位置する加工領域Aと、ワーク交換領域Bを含む非加工領域とに、仕切りカバー20によって仕切られている。ワーク交換領域Bは、加工位置の主軸3A,3Bと反対側にある主軸3A,3Bの主軸端に対応する位置である。仕切りカバー20には、主軸台4の旋回時に主軸3A,3Bの通過を許す主軸通過窓21と、タレット軸16を横移動可能に突出させる長穴状のタレット軸窓22とが設けられている。これら主軸通過窓21およびタレット軸窓22には、これらの窓21,22を開閉自在に閉じるシャッター部材23,24が設けられている。
【0012】ローダ2は、ワーク交換領域Bに位置する主軸3A(3B)と図示しない給排ステーションとの間でワークWの受渡しを行うものである。ローダ2は、この例ではガントリ式とされ、架設レール25に沿って走行する走行台26に、前後移動台27を介して昇降ロッド28を設け、昇降ロッド28の下端にローダヘッド29を設けて構成される。走行台26の左右(X軸方向)走行、前後移動台27の前後(Z軸方向)移動、および昇降ロッド28の昇降(Y軸方向)により、ローダヘッド29は3次元方向に移動できる。ローダヘッド29は、2つのローダチャック30a,30bが設けられていて、互いの位置を入替え可能とされている。
【0013】機体カバー7のワーク交換領域Bにおける天井部は開閉自在とされており、ローダ2の昇降ロッド28が、機体カバー7の天井部からワーク交換領域B内に下降できる。
【0014】上記構成の動作を説明する。主軸台4のいずれか一方の主軸3A(3B)が加工領域Aに位置して、その主軸3A(3B)の把持するワークWがタレット5の工具19で加工されているときに、もう一方の主軸3B(3A)はワーク交換領域Bに位置している。そのため、加工中に、ワーク交換領域Bでは、主軸3B(3A)の把持する加工済みのワークWをローダ2が受け取り、未加工の新たなワークWをローダ2から主軸3B(3A)に渡して把持させるというワーク着脱作業が行われる。
【0015】加工領域AでワークWの加工が終了すると、主軸台旋回機構10の駆動で主軸台4が180°旋回させられ、2本の主軸3A,3Bが加工領域Aとワーク交換領域Bとの間で位置替えされる。このとき、仕切りカバー20の主軸通過窓21は開かれており、仕切りカバー20で妨げられることなく、主軸台4の旋回が行われる。このように、一つのワークWの加工終了後に、主軸台4を旋回させるだけで、次の未加工ワークWが加工可能な状態に準備される。そのため、複数のワークWを連続的に加工する際に、ワーク着脱時間が加工サイクルタイムに影響を与えることがなく、加工時間が短縮される。
【0016】なお、前記実施形態では、主軸台4に2本の主軸3A,3Bを設置した場合を示したが、3本以上の主軸を、主軸台4に旋回中心Q回りに放射状に並べて設置してもよい。
【0017】
【発明の効果】この発明の旋盤は、ベッドに主軸台を旋回可能に設置し、前記主軸台に、この主軸台の旋回中心と直交する方向の複数本の主軸を、互いに主軸端が外を向き合うように設置し、これら複数本の主軸は、ワーク把持手段を主軸端に各々有するものとし、前記主軸台を、この主軸台に設置された任意の主軸が所定の加工領域と所定のワーク交換領域とに位置するように前記主軸台を旋回させる主軸台旋回機構を設け、前記加工領域にある主軸に把持されたワークを加工する刃物台を備えたため、複数のワークを連続的に加工する際の、ワーク着脱時間が加工サイクルタイムに影響せず、加工時間の短縮が図れ、また主軸に対するワークの着脱も、広い箇所で容易にかつ安全に行える。前記各主軸を各々駆動する複数の主軸回転機構を、前記主軸台に内蔵した場合は、主軸回転機構を主軸台にコンパクトに設置できて、主軸台の旋回に伴って旋回する物が小さくなり、また主軸回転機構を簡易な構成のものとできる。前記加工領域とワーク交換領域との間を仕切る仕切りカバーを設け、この仕切りカバーに、主軸台野旋回による主軸の通過を許す主軸通過窓を設け、加工中にこの主軸通過窓を閉じておくシャッター部材を設けた場合は、複数の主軸の交換移動の妨げとならずに、加工領域の外部への切粉等の飛散を防止できる。




 

 


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