JP2004142043A

JP2004142043A - 複合加工型旋盤

Info

Publication number: JP2004142043A
Application number: JP2002310681A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Adachi; 安達　淳; Yohei Shinkai; 新海　洋平; Shuichi Nishi; 西　修一; Yoshinori Yamaguchi; 山口　義則
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】転造加工を含めた多様な加工が可能な、剛性の高い複合加工型旋盤を提供する。
【解決手段】刃物台２０は、工具を非回転状態で保持可能に構成される。サドル１０を案内する案内面３及び横送り台１５を案内する案内面１１は、それぞれその全案内面を含む領域部分が、主軸軸線から刃物台２０の回転中心軸Ｏ_２と平行に延ばした軸線Ｏ_１と交差するように配設される。割出装置は、第１及び第２環状カップリングと第３環状カップリングとの噛合関係によって刃物台２０を割り出す。第１環状カップリングの内周面及びこれと対向する第２環状カップリングの外周面にはそれぞれ軌道溝が形成され、二つの軌道溝間に複数の転動体が挿入され、かかるベアリング内蔵構造によって、第１環状カップリングに連結された刃物台２０が回転自在に構成される。刃物台２０の高さ位置を低く抑えることができ、剛性が高まる。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも旋削加工と転造加工の両加工を行うことができるように構成された複合加工型旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の分野では、回転多面鏡を高速回転させる偏向走査装置が用いられており、この回転多面鏡を回転させるモータの軸受として動圧軸受が使用されている。
【０００３】
この動圧軸受は、固定スリーブの内周面に少なくとも一パターンの動圧発生溝が形成され、回転軸と固定スリーブとの間の相対運動によって生じるポンピング作用により、回転軸のラジアル荷重を支承するというものであり、回転ムラや騒音，振動を抑えるために、固定スリーブ内周面の円筒度，真円度，表面粗さや動圧発生溝の溝深さなどについて極めて高い加工精度が要求されている。
【０００４】
そこで、従来、横送り台上に、動圧発生溝形成用の転造工具と、固定スリーブ内周面を切削するためのダイヤモンドバイトとを櫛歯状に配置，固定した構造の旋盤が提案されている（特開平１１−９３９４２号公報、段落００２３及び図４参照）。
【０００５】
この旋盤によれば、ダイヤモンドバイトを用いた固定スリーブ内周面の中仕上げ加工、転造工具を用いた動圧発生溝形成加工（転造加工）、ダイヤモンドバイトを用いた固定スリーブ内周面の最終仕上げ加工といった一連の加工を、一回のチャッキングで行うことができるため、固定スリーブの内周面と動圧発生溝との同軸度を高精度に仕上げることができる。
【０００６】
また、天然ダイヤモンドを用いて切削することで、固定スリーブ内周面の円筒度，真円度，表面粗さを高精度に仕上げることができるといったメリットもある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−９３９４２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、旋削加工と転造加工の両加工を要する部材は、上述した動圧軸受に限られるものではなく、多品種少量生産が求められる様々な部材が存在し、ものによっては旋削加工や転造加工に多種多様な加工が要求されるものもある。
【０００９】
ところが、上述した従来の旋盤では、せいぜい数本の工具しか装着することができず、上記多様な加工を実現することは到底不可能であった。このため、従前では、加工工程を幾つかに分割して対応せざるを得なかった。
【００１０】
しかしながら、加工工程を分割したのでは、ワークを繰り返し把持することにより生じる把持誤差によって、高い加工精度を得ることができず、結局、高精度な加工を実現するには、加工工程を出来るだけ一台の機械に集約する必要がある。また、多様な加工ができるほど汎用性が増すため、設備費負担の面からもメリットが大きい。
【００１１】
また、転造加工は塑性変形に基づく加工であるため、大きな動力を要する。したがって、かかる転造加工を行うには、高い剛性を備えた加工機が必要である。
【００１２】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、多様な加工が可能であり、しかも剛性の高い複合加工型旋盤の提供を、その目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するための本発明は、ベッドと、ベッド上に配設され、主軸を回転自在に保持する主軸台と、ベッド上に形成された案内面上に配設され、該案内面上を前記主軸の軸線に沿って移動自在に設けられたサドルと、サドル上に形成された案内面上に配設され、該案内面上を前記主軸軸線と直交する方向に移動自在に設けられた横送り台と、横送り台上に配設され、前記主軸軸線及び前記横送り台の移動方向と直交する軸線を中心として回転自在に設けられるとともに、工具を固定して保持する刃物台と、刃物台を回転させて所定の回転角度位置に位置決めする割出手段と、複数の工具を保持した工具マガジンと、工具マガジンに保持された工具と刃物台に装着された工具とを交換する工具交換手段とを備え、少なくとも旋削加工と転造加工の両加工を行うことができるように構成された複合加工型旋盤であって、
前記刃物台は、工具の基部を非回転状態で保持する保持穴と、工具を保持穴に着脱自在に固定する固定機構とを備え、
前記サドルを案内する案内面及び横送り台を案内する案内面は、それぞれその全案内面を含む領域部分が、前記主軸軸線から前記刃物台の回転中心軸と平行に延ばした軸線と交差するように配設され、
前記割出手段は、前記刃物台が載置，固設される環状の回転体と、該回転体の環状内部に配設された支持軸と、前記回転体の下面に固設され、該回転体の環状内部に位置する上端面に噛合歯を有する第１環状カップリングと、上端面に噛合歯を有し、前記第１環状カップリングの環状内部に位置するように前記支持軸に外嵌，固着された第２環状カップリングと、前記第１環状カップリング及び第２環状カップリングの上方に位置し、前記支持軸の軸線に沿って往復動可能に該支持軸に外嵌され、前記第１環状カップリング及び第２環状カップリングの側に移動した際に、該第１環状カップリング及び第２環状カップリングの各噛合歯と噛合する噛合歯を下面に備えた第３環状カップリングと、該第３環状カップリングを前記支持軸の中心軸に沿った方向に移動させる噛合駆動機構と、第１環状カップリングをその中心軸回りに回転させる回転駆動機構とを備えて構成され、
更に、前記第１環状カップリングは、その内周面に周方向に沿って形成された軌道溝を備え、前記第２環状カップリングは、その外周面に周方向に沿って、前記第１環状カップリングの軌道溝と対向するように形成された軌道溝を備えるとともに、前記第１環状カップリングの軌道溝と第２環状カップリングの軌道溝とで形成される空間内に複数の転動体が挿入されて、第１環状カップリングが第２環状カップリングに対して回転自在に構成された複合加工型旋盤に係る。
【００１４】
本発明に係る複合加工型旋盤は、上記のように、複数の工具を保持した工具マガジンを備え、刃物台に装着された工具が、適宜加工に応じて、工具マガジンに保持された工具と工具交換手段によって交換される。また、工具は刃物台に固定，保持され、刃物台は主軸軸線及び横送り台の移動方向と直交する軸線を中心として回転自在に設けられており、かかる工具の固定，保持構造及び刃物台の回転構造によって、旋削加工と転造加工の両加工を行うことができるようになっている。また、工具マガジンには、加工に応じた多様な工具を装着することができ、このような多様な工具を用いることにより、切削加工，転造加工を問わず多様な加工を行うことができる。
【００１５】
尚、本発明に係る複合加工型旋盤では、一つの工具を刃物台に装着して加工するように構成されているので、上記従来例で説明した複数の工具を櫛歯状に配置，固定した旋盤のように、一の工具を用いて加工する際に、これと隣接して配置された他の工具と、ワークが干渉するといった不都合も生じない。
【００１６】
ところで、上述したように、転造加工を行う場合には、大きな動力を必要とするため、当該転造加工を行うための旋盤には、これに応じた高い剛性が求められる。そして、一般に、旋盤の剛性は、サドル，横送り台や刃物台などの構造物が主軸軸線に近づくほど、高くなると言われている。
【００１７】
そこで、本発明に係る複合型加工旋盤では、サドルを案内する案内面及び横送り台を案内する案内面を、それぞれその全案内面を含む領域部分が、主軸軸線から刃物台の回転中心軸と平行に延ばした軸線と交差するように設けている。
【００１８】
一般に、切削加工を行ったときの切削抵抗の主分力は、主軸軸線及び横送り台の移動方向と直交する方向に働く（転造加工の場合も同様）。本発明に係る複合型加工旋盤では、サドルを案内する案内面及び横送り台を案内する案内面を上記構成としているので、切削抵抗の主分力を前記各案内面が安定して受け止めることができ、高い剛性を備えたものとなっている。
【００１９】
また、刃物台を回転させる割出手段を上述した構造とすることにより、刃物台の高さ位置を極力抑えたものとしている。
【００２０】
即ち、刃物台の割り出しを第１環状カップリング及び第２環状カップリングと第３環状カップリングとの噛合関係によって行い、固設構造によって一体的に設けられる刃物台，回転体及び第１環状カップリングの、当該第１環状カップリング内周面に軌道溝を形成し、これと対向する第２環状カップリング外周面に同じく軌道溝を形成するとともに、二つの軌道溝によって形成される空間内に複数の転動体を挿入した構造とすることにより、第１環状カップリングを第２環状カップリングに対して回転自在、言い換えれば、刃物台を回転自在としたのである。
【００２１】
通常、回転物を支持する構造体にはベアリングが用いられる。したがって、上記第１環状カップリングの支持には、ベアリングを使用するのが一般的であるが、ベアリングを用いて第１環状カップリングを支持すると、ベアリングの厚み分だけ割出手段が嵩高くなり、ひいては刃物台の高さ位置が高くなる。そこで、本発明に係る複合加工型旋盤では、第１環状カップリング及び第２環状カップリング自体に軌道溝を形成し、その内部に転動体を挿入することによってベアリング構造を形成し、即ち、ベアリングを内蔵した構造とし、別体としてのベアリングを不要にして、上記嵩高さを解消した。
【００２２】
これにより、刃物台の高さ位置を低く抑えることができ、この結果、サドルを案内する案内面及び横送り台を案内する案内面をそれぞれ主軸軸線に近づけて、旋盤の剛性を高めることが可能となった。
【００２３】
このように、本発明に係る複合加工型旋盤は高い剛性を備え、しかも、多様な工具を使用した加工が可能であるので、旋削加工のみならず、転造加工を含めた多様な加工を十分安定して行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る複合加工型旋盤の主要部を示した斜視図であり、図２は、図１における矢視Ｉ方向の側面図であり（図示左側が機械正面）、図３は、図１における矢視ＩＩ−ＩＩ方向の断面図である。
【００２５】
同図１乃至３に示すように、本例の複合加工型旋盤１は、ベッド２と、ベッド２上に配設され、主軸６を回転自在に保持した主軸台５と、ベッド２上に形成された案内面３上に配設され、主軸６の軸線方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられたサドル１０と、サドル１０上に形成された案内面１１上に配設され、主軸６の軸線と直交する方向（Ｘ軸方向に）に移動自在に設けられた横送り台１５と、横送り台１５上に配設され、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸線Ｏ_２を中心として回転自在に設けられるとともに、工具Ｔを固定して保持する刃物台２０と、刃物台２０を回転させて所定の回転角度位置に位置決めする割出装置３０と、複数の工具Ｔを保持した第１工具マガジン５０及び第２工具マガジン７０と、第１工具マガジン５０に保持された工具Ｔと刃物台２０に装着された工具Ｔとを交換する工具交換装置６０と、第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間で工具Ｔを移送する工具移送装置８０とを備える。
【００２６】
前記ベッド２は、案内面３が傾斜して設けられる所謂スラントタイプのものであり、サドル１０の移動を案内する各案内面３は、これらを含む領域部分が、刃物台２０の回転中心軸Ｏ_２と平行に主軸軸線から延ばした軸線Ｏ_１と交差するように設けられている。即ち、本例の場合、案内面３は、機械正面側に形成した案内面３ａと後側に形成した案内面３ｂとからなるが、前側の案内面３ａの一部（全部でも良い）が前記軸線Ｏ_１より機械正面側に位置するように、当該案内面３ａを配置している。また、サドル１０上に形成された、横送り台１５の移動を案内するための案内面１１も同様に、前記軸線Ｏ_１と交差するように、即ち、その前側の部分が、前記軸線Ｏ_１より前側に位置するように配置されている。
【００２７】
上述した如く、切削加工に伴う切削抵抗の主分力は、主軸軸線（即ち、Ｚ軸）と横送り台の移動方向（即ち、Ｘ軸）とに直交する方向（即ち、前記軸線Ｏ_１方向）に働く（転造加工の場合も同様）。したがって、サドル１０の移動を案内する案内面３及び横送り台１５の移動を案内するための案内面１１を上記構成とすることで、切削抵抗の主分力を前記各案内面３，１１が安定して受け止めることができ、このようにすることで、本例の複合加工型旋盤１は、高い剛性を備えたものとなっている。
【００２８】
尚、サドル１０は、サーボモータ１２及びこれによって駆動されるボールネジ機構（図示せず）によって、前記Ｚ軸方向に駆動され、横送り台１５も同様に、、サーボモータ１８及びこれによって駆動されるボールネジ機構（図示せず）によって、前記Ｘ軸方向に駆動される。
【００２９】
図４及び図５に示すように、前記刃物台２０は、工具Ｔの基部Ｔｓを非回転状態で保持する保持穴２１と、工具Ｔを保持穴２１に着脱自在に固定する固定機構２５とを備える。
【００３０】
保持穴２１は、縦断面形状が略三角形をしたテーパ穴であり、基部Ｔｓが同じく略三角形をしたテーパ軸である工具Ｔの、当該基部Ｔｓが前記保持穴２１に挿入されることにより、工具Ｔは保持穴２１に非回転状態で保持される。
【００３１】
前記固定機構２５は、コレット２７と、このコレット２７の開閉を制御するスリーブ２８と、コレット２７に連結し矢示方向に押し引きするロッド２６と、ロッド２６を駆動するアクチュエータ（図示せず）などから構成される。工具Ｔが保持穴２１に装着された状態でロッド２６が引き込まれると、工具Ｔの端部がコレット２７によって把持されつつ後方に引き込まれ、これにより工具Ｔが刃物台２０に固定される。一方、ロッド２６が前方に押し出されると、コレット２７による把持が解除され、工具Ｔを刃物台２０から取り外し可能となる。
【００３２】
図３に示すように、前記割出装置３０は、刃物台２０が載置，固設される環状の回転体３１と、回転体３１の回転位置を位置決めする第１環状カップリング３２，第２環状カップリング３３及び第３環状カップリング３４と、前記回転体３１を回転させる回転駆動機構４０などを備える。
【００３３】
前記回転体３１は、横送り台１５に形成された保持穴１６内に回転自在に保持される。そして、この回転体３１の下面に、前記第１環状カップリング３２が固設される。尚、前記保持穴１６内には、管状の支持軸３８が立設され、その内径部に、前記刃物台２０の下面に固設された軸３９が嵌挿されている。
【００３４】
前記第１環状カップリング３２は、前記回転体３１の環状内部に位置する上端面に、放射状に形成された噛合歯を備える。また、前記第２環状カップリング３３も同様に、その上端面に放射状の噛合歯を備え、前記支持軸３８に外嵌，固着された状態で第１環状カップリング３２の環状内部に配設される。
【００３５】
また、第１環状カップリング３２は、その内周面に周方向に沿って形成された軌道溝３２ａを備え、第２環状カップリング３３も同様に、その外周面に周方向に沿って、第１環状カップリング３２の軌道溝３２ａと対向するように形成された軌道溝３３ａを備える。そして、第１環状カップリング３２の軌道溝３２ａと第２環状カップリング３３の軌道溝３３ａとで形成される空間内に複数の転動体３５が挿入され、第１環状カップリング３２が第２環状カップリング３３に対して回転自在に、即ち、固設構造によって一体的に構成された第１環状カップリング３２，回転体３１及び刃物台２０が支持軸３８の軸中心に回転自在となっている。
【００３６】
前記第３環状カップリング３４は、前記第１環状カップリング３２及び第２環状カップリング３３の上方に位置し、前記支持軸３８の軸線に沿って往復動可能に当該支持軸３８に外嵌される。この第３環状カップリング３４は、その下面に、放射状に形成された噛合歯を備えており、下方に移動したとき、この噛合歯が前記第１環状カップリング３２及び第２環状カップリング３３の各噛合歯と噛合し、上方に移動したとき、当該噛合が解除される。
【００３７】
軸方向における前記第３環状カップリング３４と支持軸３８との間には、油圧室３６が形成されており、図示しない圧油供給源から適宜供給路を経由して当該油圧室３６に圧油が供給されると、この圧油の作用によって第３環状カップリング３４が下方に移動する。一方、第３環状カップリング３４は、第２環状カップリング３３との間に設けられた圧縮コイルバネ３７によって上方に付勢されており、前記圧油の供給が遮断されると、圧縮コイルバネ３７の付勢力によって、上方に移動する。
【００３８】
斯くして、これら圧油供給源（図示せず），供給路（図示せず）及び圧縮コイルバネ３７によって噛合駆動機構が構成され、かかる噛合駆動機構によって、第１環状カップリング３２及び第２環状カップリング３３の各噛合歯と第３環状カップリング３４の噛合歯との噛合／解除が行われる。
【００３９】
前記回転駆動機構４０は、駆動モータ４７と、この駆動モータ４７の回転動力を減速して出力する減速機構４６と、減速機構４６の出力軸に固設された駆動ギヤ４５と、この駆動ギヤ４５と前記第１環状カップリング３２との間に配設され、これらと噛合して、前記駆動モータ４７の回転動力を前記第１環状カップリング３２に伝達する中間ギヤ４１などから構成される。
【００４０】
尚、前記減速機構４６は、横送り台１５上に固設された取付部材４８に固設され、中間ギヤ４１は、この取付部材４８にベアリング４３，４４を介して回転自在に保持された回転軸４２に固設されている。
【００４１】
前記第１工具マガジン５０は、図１及び図２に示すように、サドル１０に固設された一対のブラケット５３，５４と、前記Ｚ軸と平行に配設され、ブラケット５３，５４に回転自在に保持された回転軸５５と、回転軸５５に軸通された状態で固着される回転円板５１、回転円板５１の外周に配設された複数対の把持爪５２などから構成され、各対の把持爪５２によって工具Ｔが把持される。
【００４２】
前記工具交換装置６０は、前記回転軸５５をその軸中心に回転させるサーボモータ６１と、前記回転軸５５をその軸方向、即ち矢示Ａ−Ｂ方向に往復動させるアクチュエータ６２などからなり、サーボモータ６１によって回転軸５５及びこれに固設された回転円板５１を回転させることにより、把持爪５２に把持された工具Ｔを工具交換位置に適宜割り出し、前記刃物台２０との協働動作によって、刃物台２０に装着された工具Ｔを交換する。尚、この工具交換動作の詳細については後述する。
【００４３】
前記第２工具マガジン７０は、上下に並設されたスプロケット７１，７２と、このスプロケット７１，７２をそれぞれ回転自在に支持するフレーム７７と、上側のスプロケット７１を駆動する駆動モータ７３と、スプロケット７１，７２に掛け渡された無端環状のチェーン７４と、チェーン７４に適宜間隔で固設された複数対の把持爪７５と、この各把持爪７５に把持される工具ポット７６などからなり、駆動モータ７３によってチェーン７４を回動させることにより、把持爪７５に把持された工具ポット７６を、適宜取外／装着位置に割り出す。尚、工具ポット７６には工具Ｔが着脱可能に保持される。
【００４４】
前記工具移送装置８０は、図示しないブラケットなどを介してベッド２の後部に固設される基板８１と、前記Ｚ軸と平行に基板８１上に固設されたガイドレール８２と、このガイドレール８２に係合してこれに沿って移動するスライダ８３と、ガイドレール８２と平行に配設されたボールネジ８４と、このボールネジ８４に螺合したボールナット８５と、ボールネジ８４をその軸中心に回転させるサーボモータ（図示せず）と、ボールナット８５に固設された移動台８６と、移動台８６に固設されたアクチュエータ８８と、このアクチュエータ８８に固設された保持機構８７などからなり、この保持機構８７によって工具ポット７６が着脱可能に保持される。。
【００４５】
サーボモータ（図示せず）によってボールネジ８４が駆動されると、これに螺合したボールナット８５及びこのボールナット８５に固設された移動台８６が矢示Ａ−Ｂ方向に駆動され、また、アクチュエータ８８によって、保持機構８７が矢示Ｃ−Ｄ方向に駆動される。そして、かかる移動台８６及び保持機構８７の作動によって、第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間で工具Ｔが移送される。尚、この移送動作の詳細については後述する。
【００４６】
以上の構成を備えた本例の複合加工型旋盤１では、工具Ｔが刃物台２０に固定，保持され、且つ刃物台２０が前記軸線Ｏ_２を中心として回転自在に設けられており、かかる工具Ｔの固定，保持構造及び刃物台２０の回転構造によって、旋削加工と転造加工の両加工を行うことが可能である。
【００４７】
また、複数の工具Ｔを保持した第１工具マガジン５０を備え、刃物台２０に装着された工具Ｔが、工具交換装置６０により、適宜加工に応じて第１工具マガジン５０に保持された工具Ｔと交換される。また、第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間で工具Ｔが移送されるように構成されている。したがって、第１工具マガジン５０や第２工具マガジン７０に多様な工具を装着することで、これを用いた加工が可能であり、切削加工，転造加工を問わず、工具寿命や予備工具の本数制限を気にすることなく長時間無人運転を行うことができ、多様な加工を行うことが可能である。
【００４８】
因みに、第１工具マガジン５０と刃物台２０との間の工具交換は次のようにして行われる。尚、第１工具マガジン５０は、工具Ｔを把持していない空の把持爪５２が工具交換位置に割り出され且つ矢示Ａ方向端位置に位置しているものとし、刃物台２０は、その保持穴２１に工具Ｔが装着され、当該保持穴２１の中心軸がＸ軸と平行になる角度位置に割り出されているものとする。
【００４９】
まず、前記保持穴２１の中心軸がＺ軸と平行になるように前記刃物台２０が割り出されるとともに、第１工具マガジン５０が矢示Ｂ方向端に移動せしめられる。尚、この刃物台２０の割り出し及び第１工具マガジン５０の移動は、同時に行われても、第１工具マガジン５０の移動が先行して行われてもいずれでも良い。また、上記では詳しく述べなかったが、保持穴２１の中心軸がＺ軸と平行になるように回転された刃物台２０と、矢示Ｂ方向端に位置せしめられた第１工具マガジン５０とは、横送り台１５がＸ軸プラス方向に移動せしめられたとき、刃物台２０に装着された工具Ｔが第１工具マガジン５０の把持爪５２に把持される位置関係となっている。
【００５０】
次に、刃物台２０に装着された工具Ｔが第１工具マガジン５０の把持爪５２に把持される位置（この位置を、以下、「Ｘ軸交換位置」という）まで、横送り台１５がＸ軸プラス方向に駆動される。これにより、刃物台２０に装着された工具Ｔが第１工具マガジン５０の空の把持爪５２に把持される。
【００５１】
次に、刃物台２０の固定機構２５による工具Ｔの把持が解除されて、工具Ｔが刃物台２０から取り外し可能な状態になった後、第１工具マガジン５０が矢示Ａ方向端に移動せしめられる。これにより、工具Ｔが刃物台２０から抜き取られる。
【００５２】
次に、回転軸５５及び回転円板５１が回転駆動されて、所望の把持爪５２に把持された工具Ｔが工具交換位置に割り出され、割り出し後、第１工具マガジン５０が矢示Ｂ方向端に移動せしめられる。これにより、刃物台２０の保持穴２１に新たな工具Ｔが装着される。
【００５３】
次に、刃物台２０の固定機構２５によって工具Ｔが保持穴２１に固定され、この後、横送り台１５がＸ軸交換位置からＸ軸マイナス方向に駆動されて、把持爪５２による工具Ｔの把持が解除され、工具交換が終了する。
【００５４】
また、第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間における工具Ｔの移送は次のようにして行われる。尚、移動台８６は矢示Ｂ方向端に位置し、保持機構８７は矢示Ｃ方向端に位置しているものとし、第１工具マガジン５０は矢示Ａ方向端位置に位置しているものとする。また、保持機構８７には工具Ｔを保持していない空の工具ポット７６が把持されているものとする。
【００５５】
まず、第１工具マガジン５０の回転軸５５及び回転円板５１が回転駆動されて、所望の把持爪５２に把持された工具Ｔが取外／装着位置（以下、この第１工具マガジン５０における取外／装着位置を、「第１取外／装着位置」という）に割り出されとともに、保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられる。尚、移動台８６が矢示Ｂ方向端に位置し、且つ第１工具マガジン５０が矢示Ａ方向端位置に位置しているときに、保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられと、保持機構８７に保持された工具ポット７６が、前記第１取外／装着位置に割り出された工具ＴとＺ軸プラス側で同軸に位置するようになっている。
【００５６】
次に、第１工具マガジン５０が矢示Ｂ方向端に移動せしめられて、前記第１取外／装着位置に割り出された工具Ｔが保持機構８７に保持された工具ポット７６によって保持され、この後、保持機構８７が矢示Ｃ方向端に移動せしめられ、工具ポット７６に保持された工具Ｔが第１工具マガジン５０から取り出される。
【００５７】
このようにして、第１工具マガジン５０から工具Ｔが取り出されると、次に、移動台８６が矢示Ａ方向端に移動せしめられるとともに、第２工具マガジン７０のチェーン７４が回動されて、工具ポット７６を把持していない所望の把持爪７５が取外／装着位置（以下、この第２工具マガジン７０における取外／装着位置を、「第２取外／装着位置」という）に割り出される。この第２取外／装着位置は、矢示Ａ方向端に移動台８６が位置し、且つ保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられたとき、把持爪７５によって把持された工具ポット７６が当該保持機構８７によって把持される位置である。
【００５８】
尚、この第２工具マガジン７０における割出動作は、移動台８６の矢示Ａ方向への移動と同時に行う必要は無く、移動台８６の矢示Ａ方向端への移動が完了するまでに行われていれば足りる。
【００５９】
次に、保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられて、保持機構８７に保持された工具ポット７６が把持爪７５により把持され、しかる後、保持機構８７による保持が解除され、解除後、保持機構８７が矢示Ｃ方向端に移動せしめられられる。これにより、第１工具マガジン５０から取り外した工具Ｔがこれを保持する工具ポット７６とともに第２工具マガジン７０に装着される。
【００６０】
次に、第２工具マガジン７０のチェーン７４が再度回動されて、所望の工具Ｔを保持した工具ポット７６が第２取外／装着位置に割り出され、割り出し後、保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられて、前記第２取外／装着位置に割り出された工具ポット７６が保持機構８７によって保持され、保持後、保持機構８７が矢示Ｃ方向端に移動せしめられる。これにより、第２工具マガジン７０から所望の工具Ｔが取り出される。
【００６１】
次に、移動台８６が矢示Ｂ方向端に移動せしめられ、移動完了後、保持機構８７が矢示Ｄ方向端に移動せしめられる。これにより、保持機構８７に保持された工具Ｔが第１工具マガジン５０の把持爪５２に把持される。この後、第１工具マガジン５０が矢示Ａ方向端に移動せしめられ、かかる移動によって、把持爪５２に把持された工具Ｔが工具ポット７６から抜き取られ、第１工具マガジン５０に装着された状態となる。
【００６２】
以上のようにして、第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間で工具Ｔが移送され、以後、上記動作を適宜繰り返すことにより、所望の工具Ｔが適宜第１工具マガジン５０と第２工具マガジン７０との間で移送される。
【００６３】
更に、本例の複合加工型旋盤１は、サドル１０の移動を案内する各案内面３を含む領域部分が、刃物台２０の回転中心軸Ｏ_２と平行に主軸軸線から延ばした軸線Ｏ_１と交差するように設けられ、横送り台１５の移動を案内するための案内面１１も同様に、前記軸線Ｏ_１と交差するように設けられているので、切削抵抗の主分力を前記各案内面３，１１が安定して受け止めることができ、高い剛性を備えたものとなっている。
【００６４】
また、本例の複合加工型旋盤１では、刃物台２０の割り出しを第１環状カップリング３２及び第２環状カップリング３３と第３環状カップリング３４との噛合関係によって行い、固設構造によって一体的に設けられる刃物台２０，回転体３１及び第１環状カップリング３２の、当該第１環状カップリング３２内周面に軌道溝３２ａを形成し、これと対向する第２環状カップリング３３外周面に同じく軌道溝３３ａを形成するとともに、二つの軌道溝３２ａ，３３ａによって形成される空間内に複数の転動体３５を挿入した構造とすることによって、刃物台２０を回転自在に構成しているので、刃物台２０の高さ位置を極力抑えたものとなっている。
【００６５】
通常、回転物を支持する構造体にはベアリングが用いられるが、かかるベアリングを用いて第１環状カップリング３２を支持すると、ベアリングの厚み分だけ嵩高くなり、ひいては刃物台２０の高さ位置が高くなる。本例では、第１環状カップリング３２及び第２環状カップリング３３自体に軌道溝３２ａ，３３ａを形成し、その内部に転動体３５を挿入することによってベアリング構造を形成して、ベアリングを内蔵した構造としたので、上記嵩高さが解消されたのである。
【００６６】
これにより、刃物台２０の高さ位置を低く抑えることができ、この結果、サドル１０を案内する案内面３及び横送り台１５を案内する案内面１１をそれぞれ主軸軸線に近づけることができ、当該複合加工型旋盤１の剛性を高めることが可能となった。
【００６７】
転造加工を行う場合には、大きな動力を必要とするが、本例の高い剛性を備えた複合加工型旋盤１によれば、転造加工を安定して高精度に行うことができる。
【００６８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合加工型旋盤の主要部を示した斜視図である。
【図２】図１における矢視Ｉ方向の側面図である。
【図３】図１における矢視ＩＩ−ＩＩ方向の断面図である。
【図４】本実施形態に係る刃物台の縦断面図である。
【図５】図４における矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ方向の断面図である。
【符号の説明】
１　　複合加工型旋盤
２　　ベッド
３　　案内面
１０　サドル
１１　案内面
１５　横送り台
２０　刃物台
２５　固定機構
３０　割出装置
３１　回転体
３２　第１環状カップリング
３３　第２環状カップリング
３４　第３環状カップリング
４０　回転駆動機構
５０　第１工具マガジン
６０　工具交換装置
７０　第２工具マガジン
８０　工具移送装置

Claims

ベッドと、ベッド上に配設され、主軸を回転自在に保持する主軸台と、ベッド上に形成された案内面上に配設され、該案内面上を前記主軸の軸線に沿って移動自在に設けられたサドルと、サドル上に形成された案内面上に配設され、該案内面上を前記主軸軸線と直交する方向に移動自在に設けられた横送り台と、横送り台上に配設され、前記主軸軸線及び前記横送り台の移動方向と直交する軸線を中心として回転自在に設けられるとともに、工具を固定して保持する刃物台と、刃物台を回転させて所定の回転角度位置に位置決めする割出手段と、複数の工具を保持した工具マガジンと、工具マガジンに保持された工具と刃物台に装着された工具とを交換する工具交換手段とを備え、少なくとも旋削加工と転造加工の両加工を行うことができるように構成された複合加工型旋盤であって、
前記刃物台は、工具の基部を非回転状態で保持する保持穴と、工具を保持穴に着脱自在に固定する固定機構とを備え、
前記サドルを案内する案内面及び横送り台を案内する案内面は、それぞれその全案内面を含む領域部分が、前記主軸軸線から前記刃物台の回転中心軸と平行に延ばした軸線と交差するように配設され、
前記割出手段は、前記刃物台が載置，固設される環状の回転体と、該回転体の環状内部に配設された支持軸と、前記回転体の下面に固設され、該回転体の環状内部に位置する上端面に噛合歯を有する第１環状カップリングと、上端面に噛合歯を有し、前記第１環状カップリングの環状内部に位置するように前記支持軸に外嵌，固着された第２環状カップリングと、前記第１環状カップリング及び第２環状カップリングの上方に位置し、前記支持軸の軸線に沿って往復動可能に該支持軸に外嵌され、前記第１環状カップリング及び第２環状カップリングの側に移動した際に、該第１環状カップリング及び第２環状カップリングの各噛合歯と噛合する噛合歯を下面に備えた第３環状カップリングと、該第３環状カップリングを前記支持軸の中心軸に沿った方向に移動させる噛合駆動機構と、第１環状カップリングをその中心軸回りに回転させる回転駆動機構とを備えて構成され、
更に、前記第１環状カップリングは、その内周面に周方向に沿って形成された軌道溝を備え、前記第２環状カップリングは、その外周面に周方向に沿って、前記第１環状カップリングの軌道溝と対向するように形成された軌道溝を備えるとともに、前記第１環状カップリングの軌道溝と第２環状カップリングの軌道溝とで形成される空間内に複数の転動体が挿入されて、第１環状カップリングが第２環状カップリングに対して回転自在に構成されてなることを特徴とする複合加工型旋盤。