JP2001129701A - 数値制御自動旋盤及びこの数値制御自動旋盤による被加工物の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種多様な複合加工に適用できる簡素な構成
の数値制御自動旋盤及びこの旋盤による被加工物の加工
方法を提供する。 【解決手段】 主軸２１と、主軸台２と、被加工物Ｗの
先端を支持するガイドブッシュ２２と主軸２１に保持さ
れた被加工物Ｗを加工する工具Ｔを保持する刃物台３，
４と、この刃物台３，４を前記主軸に保持された前記被
加工物に対して移動させる駆動装置と、この駆動装置の
駆動を制御する数値制御装置とを有し、工具Ｔを主軸２
１の軸線と交叉する方向に直線状に配列して保持する２
つのくし歯刃物台３，４を主軸２１の軸線の両側に配置
し、このくし歯刃物台３，４の一方を、前記数値制御装
置の指令による前記駆動装置の駆動によって、前記主軸
の軸線と同方向に移動可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、刃物台の移動や主
軸の回転又は主軸台の移動等を数値制御によって行い、
前記主軸に保持した被加工物の先端をガイドブッシュで
支持させ、このガイドブッシュから前記被加工物の一部
を突出させて、前記刃物台に保持した工具で加工する数
値制御自動旋盤及びこの数値制御自動旋盤を用いた被加
工物の加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に数値制御自動旋盤は、回転自在な
主軸と、この主軸に保持された被加工物を加工するため
の複数の工具を保持する刃物台と、この刃物台を前記主
軸に保持された前記被加工物に対して移動させる駆動装
置と、この駆動装置の駆動を制御する数値制御装置とを
有していて、前記数値制御装置の指令によって、前記刃
物台に保持された複数の工具の中から所定の工具を加工
位置に割り出し、当該工具によって所定の加工を被加工
物に行っている。そして、このような数値制御自動旋盤
の中には、前記刃物台を複数有し、各刃物台に保持され
た工具で前記被加工物の異なる部位を同時に加工するこ
とにより、加工時間の短縮を図ったものも広く普及して
いる。

【０００３】ところで、数値制御自動旋盤に設けられる
前記刃物台には、工具を環状又は放射状に保持するタレ
ット形と、工具を直線状に配列して保持するくし歯形と
がある。タレット形の刃物台は、工具の着脱が容易で加
工領域を大きくとれるという利点がある反面、タレット
が大型であるため機械の大きさや重量が大きくなる。ま
た、工具の割り出し中心から工具の刃先が遠い位置にあ
るため、高精度な割り出しが困難で割り出し時間も長く
なるという欠点がある。さらに、タレット形の刃物台
は、工具の割り出し軸がタレット刃物台の移動軸から独
立しているため、各軸ごとにプログラミングによって位
置の割り出し等を行わなければならず、プログラミング
が複雑になるという欠点がある。

【０００４】これに対して、くし歯形の刃物台は、保持
することのできる工具本数が少なく、保持される工具の
間隔が小さいことから待機中の他の工具と被加工物と干
渉しやすく、したがって加工領域をあまり大きくとるこ
とができないという制約があるものの、タレット形に比
べて数値制御自動施盤を軽量・コンパクトにすることが
でき、工具の割り出し時間や割り出し精度も良好である
という利点を備えている。また、工具の割り出し軸とく
し歯形の刃物台の移動軸とが共通しているため、タレッ
ト刃物台に比してプログラミングが単純であるという利
点がある。

【０００５】このような利点の存在から、くし歯形の刃
物台を備えた数値制御自動旋盤は、比較的小物で加工工
程数の少ない被加工物の加工においてよく利用されてい
る。この中でも、特に、主軸台の前方にガイドブッシュ
を有し、このガイドブッシュで被加工物の先端を支持さ
せるとともに、前記ガイドブッシュから被加工物の一部
を突出させてこの突出部分を前記工具で加工するタイプ
の数値制御自動旋盤は、ガイドブッシュの近傍で加工が
行われることから加工の際の被加工物の撓みをきわめて
小さくすることができ、長尺の被加工物の加工や径の小
さい細物の加工に適している。

【０００６】くし歯形の刃物台（以下、くし歯刃物台と
いう）を主軸軸線の両側に２つ有する数値制御自動旋盤
における複合加工の一例を、図１０〜図１２に示す。図
１０は、主軸軸線の両側に２つのくし歯刃物台を有する
数値制御自動旋盤による複合加工の一例を示す概略図で
ある。図１０（ａ）に示すように、被加工物Ｗを割り出
し回転させて位置決めし、これと同時に、ホブカッター
Ｔ２を被加工物Ｗの外周部の近傍に配置するとともに回
転装置を備えたドリルＴ１を被加工物Ｗの端面に対峙さ
せて配置する。

【０００７】この状態で、図１０（ｂ）に示すように、
主軸台をＺ方向に移動させて被加工物Ｗをガイドブッシ
ュ２２から送り出すと、ホブカッターＴ２によって外周
部にギヤ歯が形成されると同時に、回転するドリルＴ１
によって被加工物Ｗの端面に穴が形成される。このよう
に、被加工物Ｗを所定角度ずつ割り出し回転させながら
主軸台をＺ方向に送ることで、被加工物Ｗの外周部にギ
ヤ歯を形成しながら、同時に、被加工物Ｗの端面に複数
の穴を形成することができるものである。

【０００８】しかし、この複合加工では、ホブカッター
Ｔ２でギヤ歯を形成するための被加工物Ｗの最適なＺ方
向の送り速度と、ドリルＴ１で穴明け加工を行うための
被加工物の最適なＺ方向の送り速度とは同じではないた
め、いずれかの工具Ｔ１又はＴ２に過大な負荷が作用し
て、工具寿命を著しく低下させるという問題がある。ま
た、図１１は、両くし歯刃物台の工具を主軸の軸線方向
（Ｚ方向）にわずかにずらして（ずれ量をδで示す）配
置し、主軸台をＺ方向に移動させてガイドブッシュ２２
から被加工物Ｗを送り出しながら、粗加工と仕上げ加工
を同時に行う複合加工の一例を示す概略図である。

【０００９】図１１（ａ）に示すように、ガイドブッシ
ュ２２から被加工物を送り出して行くと、まず、粗加工
用の工具Ｔ１が被加工物Ｗの先端Ｗａに当接し、粗加工
を開始する。このとき、仕上げ加工用の工具Ｔ２は、工
具Ｔ１よりも距離δだけ被加工物Ｗよりも遠い位置に位
置している。ガイドブッシュ２２からの被加工物Ｗの送
り出しを継続すると、工具Ｔ２が被加工物Ｗの先端Ｗａ
に当接して仕上げ加工を開始する。このようにして、図
１１（ｂ）に示すように、工具Ｔ１による粗加工と工具
Ｔ２による仕上げ加工が同時に行われる。

【００１０】しかし、この複合加工においては、粗加工
用の工具Ｔ１が加工端部Ｗｂに達すると、工具Ｔ１によ
る加工を停止させるために前記主軸台の移動を停止さ
せ、くし歯刃物台を−Ｘ方向に移動させて工具Ｔ１を被
加工物Ｗと干渉しない位置に退避させる必要がある。そ
してこの後、図１１（ｃ）に示すように、被加工物Ｗの
Ｚ方向の送り出しを再開して、工具Ｔ２による仕上げ加
工を加工端部Ｗｃまで行わせるようにしている。

【００１１】また、図１２に示す複合加工では、図１２
（ａ）に示すように、主軸台の移動によって被加工物Ｗ
をＺ方向に送りながら、一方のくし歯刃物台に保持した
ドリルＴ１を回転させて被加工物Ｗの端面の穴明け加工
を行うと同時に、他方のくし歯刃物台の工具Ｔ２（エン
ドミル）で被加工物Ｗの外周に溝Ｗ_Ｓの形成を行う。

【００１２】しかし、図１２に示す複合加工を効率良く
行うには、溝幅Ｌと穴深さＨとが同じであることが条件
であり、溝幅Ｌと穴深さＨが異なる場合（例えば溝幅Ｌ
＞穴深さＨの場合）には、上記のような複合加工は却っ
て加工効率を低下させる。

【００１３】すなわち、溝幅Ｌが穴深さＨよりも大きい
場合、主軸台の移動によって穴明け加工を完了させるこ
とはできるが、図１２（ｂ）に示すように、主軸台の移
動による被加工物Ｗの送り量が不足していて溝幅Ｌの溝
の加工を完了させることはできない。溝幅Ｌの溝Ｗ_Ｓの
加工を完了させるには、エンドミルＴ２をＸ方向に退避
させ、主軸台を−Ｚ方向に後退させ、さらにドリルＴ１
を被加工物Ｗと干渉しない位置まで遠ざけた後、エンド
ミルＴ２を−Ｘ方向に移動させて溝Ｗａ内に位置させ、
主軸台を移動させることで溝Ｗａに沿って再びエンドミ
ルＴ２を被加工物Ｗに対して相対的に送らなければなら
ない。

【００１４】図１０〜図１２で説明したように、従来の
数値制御自動旋盤では、複合加工を行うことによって工
具寿命が低下したり、加工の種類によっては複合加工を
行うと却って加工効率が低下するものがあることから、
加工前に複合加工の適否を確実に見極め、加工手順を決
定してからプログラミング等を行う必要があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、くし歯形の刃物台を備え
た数値制御自動施盤で被加工物を加工する場合に、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
で加工手順の組立やプログラミングが容易な数値制御自
動旋盤を提供すること及びこの数値制御自動旋盤による
被加工物の加工方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、主軸と、この主軸を回転
自在に支持するとともに前記主軸の軸線方向に移動可能
な主軸台と、この主軸台の前方に設けられ前記主軸に保
持された被加工物の先端を支持するガイドブッシュと、
前記被加工物を加工するための複数の工具を保持する刃
物台と、この刃物台を前記主軸に保持された前記被加工
物に対して移動させる駆動装置と、この駆動装置の駆動
を制御する数値制御装置とを有する数値制御自動旋盤に
おいて、前記主軸の軸線を挟む領域の一方に配置され、
少なくとも前記主軸の軸線と直交するＸ，Ｙの直交２軸
方向に移動可能な第１のくし歯刃物台と、前記主軸の軸
線を挟む領域の他方に配置され、前記主軸の軸線と同方
向のＺ方向及び前記Ｘ，Ｙの３軸方向に移動可能な第２
のくし歯刃物台とを備え、前記第１のくし歯刃物台及び
前記第２のくし歯刃物台は、前記工具を前記Ｘ方向又は
Ｙ方向に直線状に配列して保持するとした構成としてあ
る。この構成によれば、一方のくし歯刃物台を主軸軸線
と同じ方向に移動させることで、くし歯刃物台を有し、
ガイドブッシュで被加工物の先端を保持する形態の数値
制御自動旋盤において、これまで行うことのできなかっ
た複合加工を行うことが可能になる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、前記主軸台に対
向して第２の主軸台を前記主軸の軸線方向に移動可能に
配置し、前記主軸の軸線方向に移動可能なくし歯刃物台
に、前記第２の主軸台の主軸に保持された被加工物を加
工するための工具を取り付けた構成としてある。この構
成によれば、前記第２の主軸台に被加工物を保持させ、
くし歯刃物台に取り付けた工具で前記被加工物を加工す
ることができるので、同時に二つの被加工物の加工を行
うことが可能になる。また、前記主軸台から第２の主軸
台に被加工物を受け渡し、二つのくし歯刃物台の工具で
被加工物を加工できる位置に前記第２の主軸台を移動さ
せることで、被加工物の両側について同様の複合加工を
行うことが可能になる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記主軸の軸線
方向に移動可能な一方の前記くし歯刃物台に、工具に代
えて前記被加工物の加工部を冷却する冷却剤の噴射ノズ
ルを保持させた構成としてある。この構成によれば、被
加工物、工具、主軸などに干渉することなく、一方の刃
物台に取り付けた噴射ノズルの冷却剤の噴射口を他方の
刃物台に取り付けた工具による被加工物の加工ポイント
のきわめて近くに位置させることができ、クーラントや
エア等の冷却剤による冷却及び切粉の排除効率を向上さ
せ、冷却剤の使用量を減らしてコストや環境に与える影
響の低減を図ることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の数値制御自動旋盤を用いた被加工物の
加工方法であって、前記第１のくし歯刃物台の前記工具
及び前記第２のくし歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸
線に沿って位置決めするとともに、両前記くし歯刃物台
が前記Ｚ方向に移動しないように保持し、この状態で前
記主軸台を前記Ｚ方向に移動させて、第１のくし歯刃物
台の工具で前記被加工物に第１の加工を行い、かつ、前
記第２のくし歯刃物台の工具で被加工物に第２の加工を
行い、前記第１のくし歯刃物台の前記工具が前記第１の
加工部の加工端部に達したときに前記主軸台の移動を停
止させ、前記第２のくし歯刃物台を前記Ｚ方向に移動さ
せて前記工具を第２の加工部の加工端部まで送る方法と
してある。この方法によれば、第１の加工に引き続いて
第２の加工を行うことができ、かつ、第１のくし歯刃物
台の工具が被加工物の加工端部に達しても、主軸台を停
止させて第２のくし歯刃物台を主軸軸線方向に移動させ
ることで、第１のくし歯刃物台の工具の被加工物からの
退避を待つことなく、第２のくし歯刃物台の工具による
第２の加工を加工端部まで行うことができる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加工物の加
工方法であって、前記第１のくし歯刃物台の前記工具及
び前記第２のくし歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸線
に沿って位置決めするとともに、両前記くし歯刃物台が
前記Ｚ方向に移動しないように保持し、この状態で前記
主軸台を移動させて、前記第１のくし歯刃物台の工具で
前記被加工物に第２の加工を行い、かつ、前記第２のく
し歯刃物台の工具で被加工物に第１の加工を行い、前記
第２のくし歯刃物台の工具が前記第１の加工の加工端部
に達したときに前記主軸の移動に同期させて前記第２の
くし歯刃物台を前記主軸台と同方向に移動させ、前記第
１のくし歯刃物台の工具を前記第２の加工の加工端部ま
で送る方法としてある。この方法によっても、第１の加
工に引き続いて第２の加工を行うことができる。この場
合、第２のくし歯刃物台の工具が第１の加工の加工端部
に達したときに、この第２のくし歯刃物台を主軸台と同
方向に同期させて移動させることで、第２のくし歯刃物
台の工具の被加工物からの退避を待つことなく、第１の
くし歯刃物台の工具による第２の加工を加工端部まで行
うことができる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、前記第１の加工
が粗加工で、前記第２の加工が仕上げ加工であり、前記
第１のくし歯刃物台の粗加工用の工具を前記第２のくし
歯刃物台の仕上げ加工用の工具よりも前記Ｚ方向に前記
主軸台寄りに配置し、両前記工具の位置関係を維持した
状態で前記第１の加工及び第２の加工を行う方法として
ある。この方法によれば、粗加工用の工具が加工端部に
達すると、第２のくし歯刃物台がＺ方向に移動して仕上
げ加工を完了させるので、粗加工用の工具の被加工物か
らの退避を待つことなく、粗加工と仕上げ加工とを同時
に行うことができる。

【００２２】また、請求項７に記載の発明は、前記第１
の加工が粗加工で、前記第２の加工が仕上げ加工であ
り、前記第２のくし歯刃物台の粗加工用の工具を前記第
１のくし歯刃物台の仕上げ加工用の工具よりも前記Ｚ方
向に前記主軸台寄りに配置し、両前記工具の位置関係を
維持した状態で前記第１の加工及び第２の加工を行う方
法としてある。この方法によれば、粗加工用の工具が加
工端部に達すると、第２のくし歯刃物台がＺ方向に移動
して、前記粗加工用の工具を前記被加工物の移動に追随
させるので、粗加工用の工具の被加工物からの退避を待
つことなく、粗加工と仕上げ加工とを同時に行うことが
できる。

【００２３】請求項８に記載の発明は、前記第１及び第
２のくし歯刃物台のうち、前記工具が先に前記加工端部
に達した方のくし歯刃物台を、前記工具が前記加工端部
に達すると同時に、前記工具を前記被加工物から退避さ
せる方向に移動させ、次の加工のための準備を行う方法
としてある。この方法によれば、他方のくし歯刃物台の
工具で加工を行っている間に一方のくし歯刃物台で工具
の割り出し等を行うことができ、次の加工のための準備
を迅速に行うことができる。この場合、くし歯刃物台は
タレット形の刃物台に比して割り出し速度が早く、その
分加工時間を短縮できるという利点がある。

【００２４】請求項９に記載の発明は、両前記工具がそ
れぞれ、前記第１の加工の加工端部及び第２の加工の加
工端部に達した後に、前記主軸台又は前記一方のくし歯
刃物台を逆方向に移動させて連続加工を行う方法として
ある。この方法によれば、例えば２つのエンドミルで被
加工物の２箇所に溝を形成する場合などに、エンドミル
を被加工物から遠ざける必要なく、連続して加工を行う
ことができる。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、前記工具の少
なくとも一方が回転工具である方法としてある。本発明
は、バイトのような固定工具に限らず、ホブカッター、
エンドミル、ドリル及びタップなどの回転工具を用いた
複合加工にも適用が可能である。特に、ドリルによる穴
明け加工やタップによるねじ切り加工とエンドミル等に
よる溝切り加工とを同時に行うことは、従来の数値制御
自動旋盤では困難であったが、くし歯刃物台の一方を主
軸台と同方向に移動可能とし、主軸台の移動と同期させ
てくし歯刃物台の一方を移動させることで、これら回転
工具による加工とエンドミル等による切削加工を同時に
行うことが可能になる。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、前記第１のく
し歯刃物台の工具と、前記第２のくし歯刃物台の工具と
は、前記工具によって加工を行う際に、各前記工具によ
る前記被加工物の加工点の撓みがそれぞれ最小となるよ
うに、前記Ｚ方向に所定距離位置をずらして配置した方
法としてある。この方法によれば、各工具の主分力や背
分力の大きさの違いに基づいて、工具の配置位置をＺ方
向に所定距離ずらすことで、各工具による前記被加工物
の加工点の撓みを最小にすることができる。したがっ
て、撓みの生じやすい細物の加工を行う場合や高精度が
求められる加工を行う場合に適している。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加工物の
加工方法であって、外周部及び前記主軸の軸線と交叉す
る端面とを有する前記被加工物を前記主軸に保持させ、
前記第１のくし歯刃物台を移動させて回転工具を前記被
加工物の前記端面に位置決めするとともに、前記第２の
くし歯刃物台を移動させて工具を前記外周部に位置決め
し、前記主軸の回転により前記被加工物を回転させなが
ら前記第２のくし歯刃物台の工具で前記外周部の加工を
行うとともに、前記主軸の回転によって前記主軸の軸線
から離間した位置にある前記加工位置が描く軌跡を円弧
補間し、この円弧補間のデータに基づいて前記第１のく
し歯刃物台をＸ方向及びＹ方向に移動させることによっ
て前記被加工物の加工位置に対する前記回転工具の位置
を維持しながら前記被加工物を前記第１のくし歯刃物台
の工具にＺ方向に相対的に移動させて、前記端面の穴明
け加工を行う方法としてある。この方法によれば、被加
工物を主軸とともに回転させながら外周部の加工を行う
と同時に、被加工物の端面にドリルなどで穴明け加工を
行うことが可能である。回転する被加工物に対する回転
工具の相対的な位置決めは、主軸の回転による被加工物
の加工位置の軌跡を円弧補間することによって行うとよ
い。円弧補間は、主軸の角速度と、主軸の軸線から加工
位置までの距離とから、簡単な演算処理によって行うこ
とができる。そのため、主軸の回転と同期させて回転工
具を回転させるための複雑な装置が不要で、数値制御自
動旋盤を大型かつ複雑化することがない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照して詳細に説明する。まず、図１にしたがっ
て、本発明の数値制御自動旋盤の構成を説明する。数値
制御自動旋盤のベッド１上には、Ｘ方向に延びるＸ方向
ガイドレール３５及びＺ方向に延びるＺ方向ガイドレー
ル２３，４９が設けられている。サドル３３が、Ｘ方向
ガイドレール３５に移動自在に設けられ、このサドル３
３の一側面には支持体３２が設けられ、この支持体３２
の一側面にＹ方向に延びるＹ方向ガイドレール３０ａが
立設されている。

【００２９】そして、このＹ方向ガイドレール３０ａに
沿って、くし歯刃物台である第１刃物台３が移動自在に
設けられている。符号３１は、第１刃物台３を移動させ
るための駆動機構である。第１刃物台３には、工具ホル
ダ３８によってＹ方向に工具Ｔが複数保持されている。
この工具Ｔは、第１刃物台３とともにＸ方向及びＹ方向
に移動自在である。

【００３０】主軸台２が、Ｚ方向ガイドレール２３に沿
って移動自在に設けられている。主軸台２は、被加工物
Ｗが挿通できる貫通穴を軸線上に有する主軸２１を回転
自在に支持する。被加工物Ｗは、前記貫通穴を挿通し
て、主軸２１の先端からＺ方向に延出し、先端が被加工
物保持部材であるガイドブッシュ２２によって芯出し，
保持される。図示するような長尺の被加工物Ｗに加工を
施す場合、工具Ｔによる加工部位の近傍をガイドブッシ
ュ２２のような被加工物保持部材で保持させるようにす
れば、前記加工部位における被加工物の撓みを最小限に
抑制することができ、高精度加工に有利である。

【００３１】第２のサドル４３がＺ方向ガイドレール４
９に沿って移動自在に設けられている。このサドル４３
は、Ｚ方向ガイドレール４９に案内されながら移動する
図示しない別のサドル上に設けられていて、この別のサ
ドルに設けられたＸ方向ガイドレール４５に沿ってＸ方
向に移動自在である。さらに、サドル４３の一側面には
Ｙ方向に延びるＹ方向ガイドレール４０ａが設けられ、
このＹ方向ガイドレール４０ａに沿って第２刃物台４が
移動自在に設けられている。符号４１は第２刃物台４を
移動させる駆動機構である。第２刃物台４には工具ホル
ダ４８によって複数の工具Ｔが保持され、工具Ｔは、第
２刃物台４とともにＸ，Ｙ，Ｚの３方向に移動自在であ
る。

【００３２】上記したサドル３３，第１刃物台３，主軸
台２，サドル４３及び第２刃物台４の移動量は、Ｘ方向
リニアスケール３６，４６、Ｙ方向リニアスケール３
７，４７、Ｚ方向リニアスケール２４，４４によって計
測され、被加工物Ｗの加工部位や工具Ｔの位置座標が演
算によって求められる。

【００３３】図１に示した数値制御自動旋盤にはさら
に、主軸台２に対向して第２主軸台５が設けられ、主軸
台２に保持した被加工物Ｗの一側面の加工が終了した後
に主軸台２のＺ方向に移動によって被加工物を第２主軸
台５の主軸５１に受け渡し、Ｚ方向に移動することので
きる第２刃物台４の工具Ｔで被加工物Ｗの他側面の加工
も行うことができるようになっている。

【００３４】図１に示した数値制御自動旋盤で行うこと
のできる複合加工の一例を図２及び図３に示す。なお、
図２及び図３では、説明の便宜のために、第１刃物台３
側の工具Ｔに添え字「１」を付して表し、第２刃物台４
側の工具Ｔに添え字「２」を付して表すものとする。図
２に示す複合加工では、第１刃物台３の工具Ｔ１で被加
工物Ｗの外周面に第１の加工である粗加工を行い、それ
と同時に粗加工の終了した部分を第２刃物台４の工具Ｔ
２で第２の加工である仕上げ加工を行う。

【００３５】主軸２１は、ガイドブッシュ２２で先端側
を支持させた状態で被加工物Ｗを保持して回転してい
る。まず、第１刃物台３及び第２刃物台４が、粗加工を
行うための工具Ｔ１と仕上げ加工を行うための工具Ｔ２
を所定位置に割り出す。そして、第１刃物台３及び第２
刃物台４のＸ方向及びＹ方向の移動によって、工具Ｔ
１，Ｔ２の刃先が被加工物Ｗの外周面から所定寸法切り
込む位置に、工具Ｔ１，Ｔ２を位置決めする。このと
き、工具Ｔ１による粗加工の直後に工具Ｔ２によって仕
上げ加工を行うように、工具Ｔ２の方を工具Ｔ１よりも
Ｚ方向にずれ量δだけ被加工物Ｗから遠ざけた位置に位
置させておく。

【００３６】主軸台２がＺ方向に移動すると、ガイドブ
ッシュ２２から被加工物Ｗが送り出され、最初に工具Ｔ
１が被加工物Ｗの先端Ｗａに当接して粗加工を開始する
（図２（ａ）の状態）。主軸台のＺ方向に移動し続ける
ことで、工具Ｔ２も被加工物Ｗに当接し、被加工物Ｗに
粗加工と仕上げ加工とが同時に行われる（図２（ｂ）で
示す状態）。工具Ｔ１が被加工物Ｗにおける粗加工の加
工端部Ｗｂに達すると（図２（ｃ）の状態）、主軸台２
のＺ方向の移動を停止させ、第２刃物台４をＺ方向に、
ずれ量δに相当する分だけ移動させて、工具Ｔ２を仕上
げ加工の加工端部Ｗｃまで移動させ、仕上げ加工を終了
する（図２（ｃ）において仮想線で示す状態）。

【００３７】次に、例えば被加工物Ｗに、径方向の寸法
を変更する等の他の加工を行う場合には、第１刃物台３
及び／又は第２刃物台４を−Ｘ方向及び＋Ｘ方向に移動
させて工具Ｔ１及び工具Ｔ２を被加工物Ｗから遠ざけ、
次の工具を選択する。この際、工具Ｔ１，Ｔ２をそれぞ
れＹ方向に割り出して所定の工具を選択し、選択した新
たな工具Ｔ１，Ｔ２を被加工物Ｗに当接するまで＋Ｘ方
向及び−Ｘ方向に移動して加工を行う。図２に示す加工
例では、第２刃物台４のＺ方向の移動開始と同時に工具
Ｔ１を加工端部Ｗｂから直線的にＸ方向に退避位置（図
２（ｃ）において仮想線で示す位置）まで移動させ、そ
の位置で工具の割り出し等次の加工を準備を行ない、再
び直線的に被加工物Ｗまで移動させて被加工物Ｗの加工
を開始するので、無駄な時間を削減でき、加工効率を向
上させることができる。さらに、くし歯刃物台である第
１刃物台３及び第２刃物台４は、タレット形の刃物台に
比して短時間で所定の工具の選択を行うことができるの
で、その分加工時間を短縮できるという利点もある。

【００３８】また、これまで、ガイドブッシュを備えた
数値制御自動旋盤では、ガイドブッシュの性質上、被加
工物の両方送りができない、つまり、送り出した被加工
物Ｗを逆方向に引き戻すことができなかったため、被加
工物Ｗの外周面で工具を往復させて加工することができ
ず、加工順序が制限されて同一箇所に複数の加工を行う
必要のある加工においては、複雑な手順やプログラムが
必要であった。この発明の数値制御自動旋盤は、第２刃
物台４がＺ方向に移動することができるので、被加工物
の外周面で工具を往復させて加工することができ、加工
順序に拘束されることなく、加工手順の計画及びプログ
ラミングも容易になる。

【００３９】なお、図２に示す加工では、工具Ｔ１の主
分力や背分力により被加工物Ｗに生じる曲げモーメント
と、工具Ｔ２の主分力や背分力により被加工物Ｗに生じ
る曲げモーメントが互いにうち消し合うように作用する
ので、これらの力の大きさの違いを考慮に入れてずれ量
δを求めることにより、加工中における被加工物Ｗの撓
みを最小限度に抑制することができ、高精度の加工を行
うことができるという利点がある。このような加工方法
は、撓みの生じやすい小径の被加工物Ｗを加工する場合
に特に有利である。

【００４０】図３の加工では、第１刃物台３側のドリル
Ｔ１と第２刃物台４側のエンドミルＴ２とで被加工物Ｗ
の外周面の穴明け加工（穴を符号Ｗ_Ｈで示す）及び溝切
り加工（溝を符号Ｗ_Ｓで示す）を行う。主軸台２は、Ｚ
方向に間欠移動して所定位置に位置決め停止され、当該
位置でドリルＴ１により被加工物Ｗに穴明け加工が行わ
れる。図３（ａ）に示す最初の穴明け加工において、ド
リルＴ１が被加工物Ｗに穴明け加工を行っている間、第
２刃物台４のＺ方向の移動とともにエンドミルＴ２が溝
切り加工を行っている。

【００４１】最初の穴明け加工が終了し、次の穴明け加
工を行うべく主軸台２がＺ方向に移動すると、第２刃物
台４はエンドミルＴ２の最適な送りを確保しつつ主軸台
２のＺ方向の移動に同期して移動する。図示しない数値
制御装置は、主軸台２と第２刃物台４のＺ方向の相対移
動から、エンドミルＴ２の被加工物Ｗにおける位置を常
に割り出している。主軸台２の移動中にエンドミルＴ２
が溝Ｗ_Ｓの端部（加工端部）に達すれば（図３（ｂ）の
状態）、主軸台２の移動に同期させて第２刃物台４を移
動させ、被加工物Ｗに対するエンドミルＴ２の相対速度
を０にする（図３（ｃ）の状態）。このように、第２刃
物台４のＺ方向の移動速度を、主軸台２の送り速度との
関係において常に一定に保つことにより、エンドミルＴ
２の加工に最適な送り速度を常に保つことができる。

【００４２】なお、第１刃物台３側にエンドミルを取り
付け、第２刃物台４側にドリルを取り付けて図３に示す
ような被加工物Ｗの加工を行うことも可能である。この
場合は、主軸台２１のＺ方向の移動によってエンドミル
で溝を加工し、ドリルを主軸台２１と同期移動させなが
ら穴明け加工を行う。第２刃物台４を主軸台２１の移動
に同期させることでドリルと被加工物Ｗの相対速度を０
にすることができるので、ドリルによって被加工物Ｗの
穴明け加工を行うことができる。

【００４３】次に、図４〜図７にしたがって、本発明に
おける他の複合加工の実施形態を説明する。なお、図４
及び図７は数値制御自動旋盤を簡略化的にしたものであ
るが、その基本的な構成は図１で示した数値制御自動旋
盤と変わりがないので、対応する部位には同一の符号を
付して詳しい説明は省略する。

【００４４】図４の数値制御自動旋盤では、第１刃物台
３に回転工具であるドリルＴ４が保持され、第２刃物台
４に回転工具であるホブカッターＴ３が保持されてい
る。この実施形態の複合加工においては、ホブカッター
Ｔ３で被加工物Ｗ２の外周部にギヤ歯Ｗ２ｂを形成しな
がら、ドリルＴ４で被加工物Ｗ２の端面に穴Ｗ２ａを形
成して図５に示すような被加工物Ｗ２を形成する。

【００４５】まず、第２刃物台４の割り出し動作によっ
て回転工具であるホブカッターＴ３を所定位置に割り出
す。また、第１刃物台３の割り出し動作によって、回転
工具であるドリルＴ４を所定位置に割り出す。第１刃物
台３及び第２刃物台４をＸ，Ｙ方向に移動させてドリル
Ｔ４及びホブカッターＴ３を被加工物Ｗ２に対して位置
決めするとともに、主軸２１を回転させて被加工物Ｗ２
を回転させる。

【００４６】この状態で、被加工物Ｗ２の歯切り加工に
適した回転速度で被加工物Ｗ２を回転させ、さらに、被
加工物Ｗ２の端面の穴明け加工に適した回転速度になる
ように、ドリルＴ４を被加工物Ｗ２に対して相対的に回
転させる。そして、ホブカッターＴ３をＸ方向に移動さ
せて歯切り加工を行う。被加工物Ｗを回転させながら、
前記主軸の軸線から離間した位置に設けられた前記端面
の加工位置に穴明け加工を行う場合には、被加工物Ｗ２
の前記加工位置に対してドリルＴ４を常に一定位置に保
つ必要がある。ドリルＴ４を被加工物Ｗ２の加工位置に
対して常に一定に保つ手段としては、例えば、ドリルＴ
４を被加工物Ｗ２とに対して同期回転させる回転装置を
第２の刃物台４に設けることなどが考えられる。この実
施形態では、前記加工位置の軌跡を円弧補間することに
よって、ドリルＴ４の位置を被加工物Ｗ２の前記加工位
置に追随させている。このような円弧補間によれば、数
値制御自動旋盤の構成を複雑にすることなく、加工上の
簡単なプログラムを追加するだけで回転する被加工物の
端面に穴明け加工を行うことができる。なお、このと
き、主軸台２の移動にともなう被加工物Ｗ２のＺ方向の
移動速度が、ドリルＴ３での穴明け加工に最適なものと
なるように制御する。また、主軸台２の移動速度に対し
て第２の刃物台４のＺ方向の移動速度を調節して、被加
工物Ｗ２のＺ方向の移動が、ホブカッターＴ３での歯切
り加工におけるＺ方向の最適な加工速度となるように制
御する。

【００４７】図４の数値制御自動旋盤では、図６に示す
ような被加工物も複合加工によって形成することが可能
である。図６に示す被加工物Ｗ３の加工手順を以下に説
明する。主軸２１を割り出し回転させて、被加工物Ｗ３
の所定の面を第１刃物台３側に向ける。

【００４８】また、第１刃物台３及び第２刃物台４は、
割り出し動作によって回転工具である図略のエンドミル
及びセンタドリルを所定位置に割り出す。第２刃物台４
はセンタドリルを割り出し、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動して
前記センタドリルを被加工物Ｗ３の端面に対峠した所定
位置に位置決めする。一方、第１刃物台３はエンドミル
を割り出し、Ｘ，Ｙ方向に移動して前記エンドミルを被
加工物Ｗ３の上方に位置させる。

【００４９】次いで、エンドミルをＸ方向に移動させて
所定深さの溝Ｗ３ａを形成するとともに、第２刃物台４
をＺ方向に移動させて被加工物Ｗ３の端面にセンタ穴を
形成する。これら加工が終了した後、第１刃物台３及び
主軸台２を移動させてエンドミル及びセンタを被加工物
Ｗ３から遠ざける。

【００５０】第１刃物台３及び第２刃物台４は割り出し
動作によって次の工具、例えば、溝Ｗ３ａに穴Ｗ３ｂを
形成するためのドリル及び前記センタ穴に穴Ｗ３ｃを形
成するためのドリルを割り出す。第１刃物台３は、Ｘ，
Ｙ方向に移動して前記ドリルを溝Ｗ３ａに対する所定位
置に位置決めし、第２刃物台４はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動
して前記センタ穴と同一の軸線上に前記ドリルを位置決
めする。そして、第１刃物台３をＸ方向に移動させて穴
Ｗ３ｂを形成すると同時に、第２刃物台４をＺ方向に移
動させて穴Ｗ３ｃを形成する。この後、さらにねじ切り
や座ぐり等を行う場合等においても、上記手順を繰り返
すことによって、被加工物Ｗ３の異なる部位に、複数の
加工を同時に行うことが可能である。

【００５１】本発明によれば、従来独立して行っていた
複数の加工を同時に行うことができるという利点がああ
る。すなわち、Ｘ，Ｙ方向に移動可能な第１刃物台及び
第２刃物台とＺ方向に移動可能な主軸台とを有する従来
の数値制御自動旋盤によって、図６に示すような被加工
物を加工するには、第１刃物台のＸ，Ｙ方向の移動によ
って溝Ｗ３ａを形成し、この加工の終了後に前記第１刃
物台をＸ，Ｙ方向に移動させて被加工物Ｗ３からエンド
ミルを遠ざけ、この後、第２刃物台のＸ，Ｙ方向移動に
よって被加工物Ｗ３の端面に対峠して位置にドリルを位
置決めし、このドリルに向けて主軸台を移動させること
で穴Ｗ３ｃを形成していた。

【００５２】本発明では、くし歯形の第２刃物台４をＺ
方向にも移動可能にしているので、これら複数の加工を
同時に行うことが可能になり、加工時間を大幅に短縮す
ることができるものである。

【００５３】図７は本発明のさらに他の実施形態にかか
る数値制御自動旋盤である。この実施形態の数値制御自
動施盤は、Ｚ方向ガイドレール５３に沿って移動自在な
第２の主軸台５を有している。第２の主軸台５の主軸５
１は、主軸台２の主軸２１と同一軸線上にあって、主軸
２１と主軸５１の問で被加工物Ｗの授受を行い、被加工
物の両面加工を行うことができるようになっている。ま
た、この数値制御自動施盤は、第２刃物台４の工具ホル
ダ４８に、主軸５１に保持された被加工物を加工するた
めのエンドミルやドリルなどの工具Ｔ５，Ｔ６を保持し
ている。

【００５４】図７に示す数値制御自動旋盤では、図６に
示すような被加工物Ｗ３の加工が行えるだけでなく、図
８に示すような被加工物Ｗ４の加工も可能である。図８
に示す被加工物Ｗ４は、図６の被加工物Ｗ３の溝Ｗ３
ａ、穴３ｂ，３ｃが両端に形成されている。一方側の溝
Ｗ３ａ，穴３ｂ，３ｃの加工については、先の説明と同
じであるので省略する。

【００５５】他方側の溝Ｗ３ａ，穴３ｂ，３ｃを加工す
るには、被加工物Ｗ４を素材から切断する前に第１の刃
物台３の工具によって前記と同様の手順により溝３ａ及
び穴３ｂを加工し、この後、被加工物Ｗ４を素材から切
り離すとともに第２の主軸台５の主軸５１に受け渡し、
主軸５１を向くセンタドリルやドリルなどの工具Ｔ５，
Ｔ６で穴Ｗ３ｂの加工を行うことができる。

【００５６】また、第１の刃物台３や主軸台２及び第２
の主軸台５のＺ方向のストロークが十分にある場合は、
主軸台２を加工領域Ａから後退させた状態で第２刃物台
４をＺ方向に移動させ、第２の工具ホルダ４８に保持さ
れた工具Ｔ５，Ｔ６を加工領域Ａに位置させるととも
に、第２の主軸台５をＺ方向に移動させて主軸５１に保
持した被加工物Ｗ３を加工領域Ａに位置させることによ
り、第１の刃物台３及び第２の刃物台４で先と同様の加
工を行うことができる。

【００５７】図９は、工具Ｔの代わりに冷却剤を噴射す
る噴射ノズルＮを第２刃物台４に取り付けた実施形態を
示す槻略図である。工具Ｔで被加工物Ｗの加工を行う場
合には、加工ポイントＰの冷却と切粉の排除を効率良く
行い、これによってクーラントや冷却エアなどの冷却剤
の使用量を少なくするとともに、加工精度の向上とコス
トの削減及び環境に与える影響の最小化を図ることが好
ましい。そのためには、噴射ノズルにより、可能な限り
近い位置から加工ポイントＰに集中的にクーラントや冷
却エアを噴射するのが好ましい。

【００５８】従来のＸ，Ｙ方向に移動可能な刃物台の組
み合わせによる数値制御自動旋盤では、噴射ノズルが被
加工物Ｗ，工具Ｔ又は主軸２１に干渉しやすく、噴射ノ
ズルを加工ポイントＰに近づけるにしても限界があり、
効率的な冷却等を行うことは困難であった。

【００５９】本発明では、第２刃物台４をＺ方向に移動
可能としているため、図８に示すように、主軸軸線上の
被加工物Ｗから離れた位置から加工ポイントＰに向けて
噴射ノズルＮの噴射口Ｎａを近づけることが可能にな
り、被加工物Ｗ，工具Ｔ又は主軸２１と干渉することな
く加工ポイントＰのきわめて近接した位置からクーラン
ト等を噴射させることができるようになる。

【００６０】本発明の好適な実施形態を説明してきた
が、本発明は、第２刃物台をＺ方向に移動できるように
するだけで、従来の数値制御自動旋盤では困難であった
さまざまな種類の複合加工を可能にすることができるも
のである。本発明は、上述した以外の複合加工にも適用
が可能で、これらの複合加工に本発明を適用することに
より、加工時間の大幅な短縮を図ることができる。ま
た、上記の説明では第２の刃物台４のみをＺ方向に移動
自在としているが、第１刃物台及び第２刃物台の双方を
Ｚ方向に移動できるようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、くし歯形の刃物台の少
なくとも一方をＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動可能にする
だけで、それまで困難であった種々の加工の複合化を、
簡単な加工手順とプログラミングによって行うことがで
きるようなり、被加工物の加工時間を短縮して加工コス
トを大幅に削減することができる。また、本発明の数値
制御自動旋盤は、くし歯形の刃物台を備えていることを
前提としているので、数値制御自動旋盤を小型、軽量、
省スペースにすることができ、さらに、加工精度の向上
も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御自動旋盤の構成を説明する平
面図である。

【図２】図１の数値制御自動旋盤を用いた複合加工の一
例を説明する図である。

【図３】図１の数値制御自動旋盤を用いた複合加工の他
の例を説明する図である。

【図４】本発明における他の複合加工を実施するための
数値制御旋盤の平面図である。

【図５】図４の数値制御自動旋盤によって形成すること
のできる被加工物の一例にかかり、（ａ）は被加工物の
断面側面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。

【図６】図４の数値制御自動旋盤によって形成すること
のできる被加工物の他の例にかかり、（ａ）は被加工物
の側面図、（ｂ）は溝部分で断面した被加工物の左側面
図である。

【図７】本発明のさらに他の複合加工を実施するための
数値制御自動旋盤の平面図である。

【図８】図７の数値制御自動旋盤により加工される被加
工物の一例を示す図である。

【図９】工具の代わりにクーラントの噴射ノズルを第２
刃物台に取り付けて被加工物の加工を行う実施形態を示
す槻略図である。

【図１０】本発明の従来例にかかり、主軸軸線の両側に
２つのくし歯刃物台を有する数値制御自動旋盤による複
合加工の一例を示す図である。

【図１１】本発明の従来例にかかる複合加工の他の例を
示す図である。

【図１２】本発明の従来例にかかる複合加工のさらに他
の例を示す図である。

【符号の説明】

１ ベッド ２ 主軸台 ３ 第１刃物台（第１のくし歯刃物台） ４ 第２刃物台（第２のくし歯刃物台） ５ 第２主軸台 ２１ 主軸 ２２ ガイドブッシュ ３５，４５ Ｘ方向ガイドレール ３０ａ，４０ａ Ｙ方向ガイドレール ２３，４９ Ｚ方向ガイドレール Ｗ 被加工物 Ｗｂ，Ｗｃ 加工端部 Ｗ_Ｓ 溝 Ｗ_Ｈ 穴 Ｔ 工具 Ｎ 噴射ノズル

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月１９日（１９９９．１１．
１９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】ところで、数値制御自動旋盤に設けられる
前記刃物台には、工具を環状又は放射状に保持するタレ
ット形と、工具を直線状に配列して保持するくし歯形と
がある。タレット形の刃物台は、工具の着脱が容易で加
工領域を大きくとれるという利点がある反面、タレット
が大型であるため機械の大きさや重量が大きくなる。ま
た、工具を割り出すための割り出し回転の中心から工具
の刃先が遠い位置にあるため、高精度な割り出しが困難
で割り出し時間も長くなるという欠点がある。さらに、
タレット形の刃物台は、工具の割り出し回転軸がタレッ
ト刃物台の移動軸から独立しているため、各軸ごとにプ
ログラミングによって位置の割り出し等を行わなければ
ならず、プログラミングが複雑になるという欠点があ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の数値制御自動旋盤を用いた被加工物の
加工方法であって、前記第１のくし歯刃物台の前記工具
及び前記第２のくし歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸
線に沿って位置決めするとともに、両前記くし歯刃物台
が前記Ｚ方向に移動しないように保持し、この状態で前
記主軸台を前記Ｚ方向に移動させて、第１のくし歯刃物
台の工具で前記被加工物に第１の加工を行い、かつ、前
記第２のくし歯刃物台の工具で被加工物に第２の加工を
行い、前記第１のくし歯刃物台の前記工具が第１の加工
部の加工端部に達したときに前記主軸台の移動を停止さ
せ、前記第２のくし歯刃物台を前記Ｚ方向に移動させて
前記工具を第２の加工部の加工端部まで送る方法として
ある。この方法によれば、第１の加工に引き続いて第２
の加工を行うことができ、かつ、第１のくし歯刃物台の
工具が被加工物の加工端部に達しても、主軸台を停止さ
せて第２のくし歯刃物台を主軸軸線方向に移動させるこ
とで、第１のくし歯刃物台の工具の被加工物からの退避
を待つことなく、第２のくし歯刃物台の工具による第２
の加工を加工端部まで行うことができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加工物の加
工方法であって、前記第１のくし歯刃物台の前記工具及
び前記第２のくし歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸線
に沿って位置決めするとともに、両前記くし歯刃物台が
前記Ｚ方向に移動しないように保持し、この状態で前記
主軸台を移動させて、前記第１のくし歯刃物台の工具で
前記被加工物に第２の加工を行い、かつ、前記第２のく
し歯刃物台の工具で被加工物に第１の加工を行い、前記
第２のくし歯刃物台の工具が第１の加工部の加工端部に
達したときに前記主軸の移動に同期させて前記第２のく
し歯刃物台を前記主軸台と同方向に移動させ、前記第１
のくし歯刃物台の工具を第２の加工部の加工端部まで送
る方法としてある。この方法によっても、第１の加工に
引き続いて第２の加工を行うことができる。この場合、
第２のくし歯刃物台の工具が第１の加工部の加工端部に
達したときに、この第２のくし歯刃物台を主軸台と同方
向に同期させて移動させることで、第２のくし歯刃物台
の工具の被加工物からの退避を待つことなく、第１のく
し歯刃物台の工具による第２の加工を加工端部まで行う
ことができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項９に記載の発明は、両前記工具がそ
れぞれ、前記第１の加工部の加工端部及び第２の加工部
の加工端部に達した後に、前記主軸台又は前記一方のく
し歯刃物台を逆方向に移動させて連続加工を行う方法と
してある。この方法によれば、例えば２つのエンドミル
で被加工物の２箇所に溝を形成する場合などに、エンド
ミルを被加工物から遠ざける必要なく、連続して加工を
行うことができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】請求項１２に記載の発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加工物の
加工方法であって、外周部及び前記主軸の軸線と交叉す
る端面とを有する前記被加工物を前記主軸に保持させ、
前記第１のくし歯刃物台を移動させて回転工具を前記被
加工物の前記端面に位置決めするとともに、前記第２の
くし歯刃物台を移動させて工具を前記外周部に位置決め
し、前記主軸の回転により前記被加工物を回転させなが
ら前記第２のくし歯刃物台の工具で前記外周部の加工を
行うとともに、前記主軸の回転によって前記主軸の軸線
から離間した位置にある前記加工位置が描く軌跡を円弧
補間し、この円弧補間のデータに基づいて前記第１のく
し歯刃物台をＸ方向及びＹ方向に移動させることによっ
て前記被加工物の加工位置に対する前記回転工具の位置
を維持しながら前記被加工物を前記第１のくし歯刃物台
の工具にＺ方向に相対的に移動させて、前記端面の穴明
け加工を行う方法としてある。この方法によれば、被加
工物を主軸とともに回転させながら外周部の加工を行う
と同時に、被加工物の端面にドリルなどで穴明け加工を
行うことが可能である。回転する被加工物に対する回転
工具の相対的な位置決めは、主軸の回転による被加工物
の加工位置の軌跡を円弧補間することによって行うとよ
い。円弧補間は、主軸の角速度と、主軸の軸線から加工
位置までの距離とから演算処理によって行うことが可能
である。そのため、主軸の回転と同期させて前記主軸の
軸線の周りに前記回転工具を回転させ、これによって前
記回転工具の先端を回転する被加工物の加工位置に維持
させるための特別の装置が不要で、数値制御自動旋盤を
大型かつ複雑化することがない。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】主軸台２がＺ方向に移動すると、ガイドブ
ッシュ２２から被加工物Ｗが送り出され、最初に工具Ｔ
１が被加工物Ｗの先端Ｗａに当接して粗加工を開始する
（図２（ａ）の状態）。主軸台のＺ方向に移動し続ける
ことで、工具Ｔ２も被加工物Ｗに当接し、被加工物Ｗに
粗加工と仕上げ加工とが同時に行われる（図２（ｂ）で
示す状態）。工具Ｔ１が被加工物Ｗにおける粗加工部の
加工端部Ｗｂに達すると（図２（ｃ）の状態）、主軸台
２のＺ方向の移動を停止させ、第２刃物台４をＺ方向
に、ずれ量δに相当する分だけ移動させて、工具Ｔ２を
仕上げ加工部の加工端部Ｗｃまで移動させ、仕上げ加工
を終了する（図２（ｃ）において仮想線で示す状態）。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】最初の穴明け加工が終了し、次の穴明け加
工を行うべく主軸台２がＺ方向に移動すると、第２刃物
台４はエンドミルＴ２の最適な送りを確保しつつ主軸台
２のＺ方向の移動に同期して移動する。図示しない数値
制御装置は、主軸台２と第２刃物台４のＺ方向の相対移
動から、エンドミルＴ２の被加工物Ｗにおける位置を常
に割り出している。主軸台２の移動中にエンドミルＴ２
が溝Ｗ_Ｓの端部（加工端部）に達すれば（図３（ｂ）の
状態）、主軸台２のＺ方向の移動に同期させて第２刃物
台４をＺ方向に移動させ、被加工物Ｗに対するエンドミ
ルＴ２の相対速度を０にする（図３（ｃ）の状態）。こ
のように、第２刃物台４のＺ方向の移動速度を、主軸台
２の送り速度との関係において常に一定に保つことによ
り、エンドミルＴ２の加工に最適な送り速度を常に保つ
ことができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】この状態で、被加工物Ｗ２の歯切り加工に
適した回転速度で被加工物Ｗ２を回転させ、さらに、被
加工物Ｗ２の端面の穴明け加工に適した回転速度になる
ように、ドリルＴ４を被加工物Ｗ２に対して相対的に回
転させる。そして、ホブカッターＴ３をＸ方向に移動さ
せて歯切り加工を行う。被加工物Ｗを回転させながら、
前記主軸の軸線から離間した位置に設けられた前記端面
の加工位置に穴明け加工を行う場合には、被加工物Ｗ２
の前記加工位置に対してドリルＴ４を常に一定位置に保
つ必要がある。ドリルＴ４の先端を回転している被加工
物Ｗ２の前記加工位置に対して常に一定に保つ手段とし
ては、例えば、第２の刃物台４にドリルＴ４を保持し
て、主軸の回転と同期させて前記主軸の軸線の周りにド
リルＴ４を回転させる回転装置を設けることなどが考え
られる。この実施形態では、前記主軸の軸線から離れた
ところにある前記加工位置の軌跡を円弧補間することに
よって、ドリルＴ４の位置を被加工物Ｗ２の前記加工位
置に追随させている。このような円弧補間によれば、数
値制御自動旋盤の機械的な構成を複雑にすることなく、
加工上の簡単なプログラムを追加するだけで回転する被
加工物の端面に穴明け加工を行うことができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、くし歯形の刃物台の少
なくとも一方をＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動可能にする
だけで、それまで困難であった種々の加工の複合化を、
簡単な加工手順とプログラミングによって行うことがで
きるようになり、被加工物の加工時間を短縮して加工コ
ストを大幅に削減することができる。また、本発明の数
値制御自動旋盤は、くし歯形の刃物台を備えていること
を前提としているので、数値制御自動旋盤の小型、軽
量、省スペース化を図ることができ、さらに、加工精度
の向上も図ることができる。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と、この主軸を回転自在に支持する
   とともに前記主軸の軸線方向に移動可能な主軸台と、こ
   の主軸台の前方に設けられ前記主軸に保持された被加工
   物の先端を支持するガイドブッシュと、前記被加工物を
   加工するための複数の工具を保持する刃物台と、この刃
   物台を前記主軸に保持された前記被加工物に対して移動
   させる駆動装置と、この駆動装置の駆動を制御する数値
   制御装置とを有する数値制御自動旋盤において、 前記主軸の軸線の一方側に配置され、少なくとも前記主
   軸の軸線と直交するＸ，Ｙの直交２軸方向に移動可能な
   第１のくし歯刃物台と、 前記主軸の軸線の他方側に配置され、前記主軸の軸線と
   同方向のＺ方向及び前記Ｘ，Ｙの３軸方向に移動可能な
   第２のくし歯刃物台とを備え、 前記第１のくし歯刃物台及び前記第２のくし歯刃物台
   は、前記工具を前記Ｘ方向又はＹ方向に直線状に配列し
   て保持すること、 を特徴とする数値制御自動旋盤。
2. 【請求項２】 前記主軸台に対向して第２の主軸台を前
   記Ｚ方向に移動可能に配置し、前記第２のくし歯刃物台
   に、前記第２の主軸台の主軸に保持された被加工物を加
   工するための工具を取り付けたことを特徴とする請求項
   １に記載の数値制御自動旋盤。
3. 【請求項３】 前記第２のくし歯刃物台に、工具に代え
   て前記被加工物の加工部を冷却する冷却剤の噴射ノズル
   を保持させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
   数値制御自動旋盤。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の数値制
   御自動旋盤による被加工物の加工方法であって、 前記第１のくし歯刃物台の前記工具及び前記第２のくし
   歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸線に沿って位置決め
   するとともに、両前記くし歯刃物台が前記Ｚ方向に移動
   しないように保持し、 この状態で前記主軸台を前記Ｚ方向に移動させて、第１
   のくし歯刃物台の工具で前記被加工物に第１の加工を行
   い、かつ、前記第２のくし歯刃物台の工具で被加工物に
   第２の加工を行い、 前記第１のくし歯刃物台の前記工具が前記第１の加工部
   の加工端部に達したときに前記主軸台の移動を停止さ
   せ、 前記第２のくし歯刃物台を前記Ｚ方向に移動させて前記
   工具を第２の加工部の加工端部まで送ること、 を特徴とする数値制御自動旋盤による被加工物の加工方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の数値制
   御自動旋盤による被加工物の加工方法であって、 前記第１のくし歯刃物台の前記工具及び前記第２のくし
   歯刃物台の前記工具を前記主軸の軸線に沿って位置決め
   するとともに、両前記くし歯刃物台が前記Ｚ方向に移動
   しないように保持し、 この状態で前記主軸台を移動させて、前記第１のくし歯
   刃物台の工具で前記被加工物に第２の加工を行い、か
   つ、前記第２のくし歯刃物台の工具で被加工物に第１の
   加工を行い、 前記第２のくし歯刃物台の工具が前記第１の加工の加工
   端部に達したときに前記主軸の移動に同期させて前記第
   ２のくし歯刃物台を前記主軸台と同方向に移動させ、前
   記第１のくし歯刃物台の工具を前記第２の加工の加工端
   部まで送ること、 を特徴とする数値制御自動旋盤による被加工物の加工方
   法。
6. 【請求項６】 前記第１の加工が粗加工で、前記第２の
   加工が仕上げ加工であり、前記第１のくし歯刃物台の工
   具を前記第２のくし歯刃物台の工具よりも前記Ｚ方向に
   前記主軸台寄りに配置し、両前記工具の位置関係を維持
   した状態で前記第１の加工及び第２の加工を行うことを
   特徴とする請求項４に記載の数値制御自動旋盤による被
   加工物の加工方法。
7. 【請求項７】 前記第１の加工が仕上げ加工で、前記第
   ２の加工が粗加工であり、前記第２のくし歯刃物台の工
   具を前記第１のくし歯刃物台の工具よりも前記Ｚ方向に
   前記主軸台寄りに配置し、両前記工具の位置関係を維持
   した状態で前記第１の加工及び第２の加工を行うことを
   特徴とする請求項５に記載の数値制御自動旋盤による被
   加工物の加工方法。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２のくし歯刃物台のう
   ち、前記工具が先に前記加工端部に達した方のくし歯刃
   物台を、前記工具が前記加工端部に達すると同時に前記
   工具を前記被加工物から退避させる方向に移動させ、次
   の加工のための準備を行うことを特徴とする請求項４〜
   ７のいずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加工物
   の加工方法。
9. 【請求項９】 両前記くし歯刃物台の工具がそれぞれ、
   前記第１の加工の加工端部及び第２の加工の加工端部に
   達した後に、前記主軸台又は前記第２のくし歯刃物台を
   前記Ｚ方向に沿って逆向きに移動させて連続加工を行う
   ことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の数値
   制御自動旋盤による被加工物の加工方法。
10. 【請求項１０】 前記工具の少なくとも一方が回転工具
    であることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載
    の数値制御自動旋盤による被加工物の加工方法。
11. 【請求項１１】 前記第１のくし歯刃物台の工具と、前
    記第２のくし歯刃物台の工具とは、前記工具によって加
    工を行う際に、各前記工具による前記被加工物の加工点
    の撓みがそれぞれ最小となるように、前記Ｚ方向に所定
    距離位置をずらして配置したことを特徴とする請求項４
    〜１０のいずれかに記載の数値制御自動旋盤による被加
    工物の加工方法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜３のいずれかに記載の数値
    制御自動旋盤による被加工物の加工方法であって、 外周部及び前記主軸の軸線と交叉する端面とを有する前
    記被加工物を前記主軸に保持させ、 前記第１のくし歯刃物台を移動させて回転工具を前記被
    加工物の前記端面に位置決めするとともに、前記第２の
    くし歯刃物台を移動させて工具を前記外周部に位置決め
    し、 前記主軸の回転により前記被加工物を回転させながら前
    記第２のくし歯刃物台の工具で前記外周部の加工を行う
    とともに、前記主軸の回転によって前記主軸の軸線から
    離間した位置にある前記加工位置が描く軌跡を円弧補間
    し、この円弧補間のデータに基づいて前記第１のくし歯
    刃物台をＸ方向及びＹ方向に移動させることによって前
    記被加工物の加工位置に対する前記回転工具の位置を維
    持しながら前記被加工物を前記第１のくし歯刃物台の工
    具にＺ方向に相対的に移動させて、前記端面の穴明け加
    工を行うこと、 を特徴とする数値制御自動旋盤による被加工物の加工方
    法。