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JP7594501B2 - Machine Tools - Google Patents
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Description

本発明は、工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool.

例えば、特許文献1に記載の工作機械は、ワークの背面を加工するための工具を保持し、支持部材を介してベッドに支持される工具台と、ワークの前面を保持した状態で、上記工具を利用しつつワークの背面を加工するワーク保持部と、このワーク保持部をZ軸方向に移動させることにより加工中のワークを上記工具に対してZ軸方向に送る第2Z軸スライド機構と、を備える。 For example, the machine tool described in Patent Document 1 includes a tool table that holds a tool for machining the back surface of a workpiece and is supported on a bed via a support member, a workpiece holding section that uses the tool to machine the back surface of the workpiece while holding the front surface of the workpiece, and a second Z-axis slide mechanism that moves the workpiece holding section in the Z-axis direction to feed the workpiece being machined in the Z-axis direction relative to the tool.

特開2020-062705号公報JP 2020-062705 A

上記特許文献1においては、ワークを加工する際に、ワーク保持部の重量により、ワーク保持部のZ軸方向の移動に遅れ又は振動が発生し、ワークの加工精度が低下するおそれがある。 In the above-mentioned Patent Document 1, when machining a workpiece, the weight of the workpiece holder can cause delays or vibrations in the movement of the workpiece holder in the Z-axis direction, which can reduce the machining accuracy of the workpiece.

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、ワークの加工精度を高めることができる工作機械を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above situation, and aims to provide a machine tool that can improve the machining accuracy of a workpiece.

上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、ワークを保持しつつ回転させる複数の主軸ユニットと、前記複数の主軸ユニットの何れかの特定主軸ユニットにより保持される前記ワークを加工する際に利用される移動工具ユニットと、前記特定主軸ユニットにより保持された前記ワークの軸方向に前記移動工具ユニットを移動可能に構成される工具移動機構と、前記特定主軸ユニットを前記軸方向及び前記軸方向に交わる方向に移動可能に構成される主軸移動機構と、前記特定主軸ユニットにより保持された前記ワークの前記軸方向の端面を曲面に加工する際、前記特定主軸ユニットを介して前記ワークを回転させつつ、前記工具移動機構を介して前記特定主軸ユニットよりも軽量である前記移動工具ユニットを前記軸方向に移動させる制御部と、を備える。 In order to achieve the above-mentioned object, the machine tool of the present invention comprises a plurality of spindle units which hold and rotate a workpiece, a movable tool unit which is utilized when machining the workpiece held by a specific spindle unit of the plurality of spindle units, a tool moving mechanism configured to move the movable tool unit in an axial direction of the workpiece held by the specific spindle unit, a spindle moving mechanism configured to move the specific spindle unit in the axial direction and in a direction intersecting the axial direction, and a control unit which, when machining an end face in the axial direction of the workpiece held by the specific spindle unit into a curved surface, moves the movable tool unit, which is lighter than the specific spindle unit, in the axial direction via the tool moving mechanism while rotating the workpiece via the specific spindle unit .

本発明によれば、ワークの加工精度を高めることができる。 The present invention can improve the machining accuracy of the workpiece.

本発明の一実施形態に係る工作機械の正面図である。1 is a front view of a machine tool according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。1 is a plan view of a machine tool according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係る工作機械の側面図である。1 is a side view of a machine tool according to an embodiment of the present invention; 図2のA-A線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 本発明の変形例に係る工作機械の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a machine tool according to a modified example of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る工作機械について、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、旋盤である工作機械1は、工作機械1の台であるベッドSと、第1主軸11を有する第1主軸ユニット10と、第2主軸21を有する第2主軸ユニット20と、第1主軸移動機構13Zと、第2主軸移動機構25X,25Zと、第1工具移動機構42X,42Yと、第2工具移動機構27Zと、第1工具ユニット45と、第2工具ユニット26と、第3工具ユニット28と、制御部300と、を備える。
以下では、第1主軸11及び第2主軸21の回転軸に沿う軸線方向をZ軸方向と規定し、Z軸方向に直交する高さ方向をY軸方向と規定し、Y軸方向及びZ軸方向に直交する方向をX軸方向と規定する。
Hereinafter, a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in Figures 1 and 2, the machine tool 1, which is a lathe, comprises a bed S, which is a base of the machine tool 1, a first spindle unit 10 having a first spindle 11, a second spindle unit 20 having a second spindle 21, a first spindle moving mechanism 13Z, second spindle moving mechanisms 25X, 25Z, first tool moving mechanisms 42X, 42Y, a second tool moving mechanism 27Z, a first tool unit 45, a second tool unit 26, a third tool unit 28, and a control unit 300.
In the following, the axial direction along the rotation axis of the first main shaft 11 and the second main shaft 21 is defined as the Z-axis direction, the height direction perpendicular to the Z-axis direction is defined as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the Y-axis and Z-axis directions is defined as the X-axis direction.

図1に示すように、第1主軸ユニット10は、ワークWを保持しつつ回転させる。具体的には、第1主軸ユニット10は、第1主軸11と、第1主軸11を回転可能に支持する第1主軸台12と、を備える。第1主軸11は、ワークWの一端を把持する。第1主軸台12には、第1主軸11を回転させるワーク回転用モータ(図示せず)が内蔵されている。 As shown in FIG. 1, the first spindle unit 10 holds and rotates the workpiece W. Specifically, the first spindle unit 10 includes a first spindle 11 and a first spindle stock 12 that rotatably supports the first spindle 11. The first spindle 11 grips one end of the workpiece W. The first spindle stock 12 has a built-in workpiece rotation motor (not shown) that rotates the first spindle 11.

第2主軸ユニット20は、Z軸方向に第1主軸ユニット10と向かい合う位置に設けられ、第1主軸ユニット10から受け取ったワークWを保持しつつ回転させる。第2主軸ユニット20は、ワークWの他端を把持する第2主軸21と、第2主軸21を回転可能に支持する第2主軸台22と、を備える。第2主軸台22には、第2主軸21を回転させるワーク回転用モータ(図示せず)が内蔵されている。 The second spindle unit 20 is provided at a position facing the first spindle unit 10 in the Z-axis direction, and holds and rotates the workpiece W received from the first spindle unit 10. The second spindle unit 20 includes a second spindle 21 that grips the other end of the workpiece W, and a second spindle stock 22 that rotatably supports the second spindle 21. A workpiece rotation motor (not shown) that rotates the second spindle 21 is built into the second spindle stock 22.

図1に示すように、第1主軸移動機構13Zは、第1主軸ユニット10をZ軸方向に移動させる。第2主軸移動機構25Zは、第2主軸ユニット20をZ軸方向に移動させる。第1工具移動機構42Yは、第1工具ユニット45をY軸方向に移動させる。
図2に示すように、第2主軸移動機構25Xは、第2主軸ユニット20を、X軸方向に移動させて、第1主軸11、第2工具ユニット26及び第3工具ユニット28それぞれに対向可能とする。第1工具移動機構42Xは、第1工具ユニット45をX軸方向に移動させる。
1, the first spindle moving mechanism 13Z moves the first spindle unit 10 in the Z-axis direction. The second spindle moving mechanism 25Z moves the second spindle unit 20 in the Z-axis direction. The first tool moving mechanism 42Y moves the first tool unit 45 in the Y-axis direction.
2, the second spindle moving mechanism 25X moves the second spindle unit 20 in the X-axis direction to face each of the first spindle 11, the second tool unit 26, and the third tool unit 28. The first tool moving mechanism 42X moves the first tool unit 45 in the X-axis direction.

第2工具移動機構27Zは、第2工具ユニット26をZ軸方向に移動させる。第2工具移動機構27Zは、第2工具ユニット26よりも第1主軸11からX軸方向に遠い位置に設けられる。また、第2工具移動機構27Zは、Z軸方向において、第2主軸移動機構25Xのモータ25Mと第1工具移動機構42Xのモータ42Mの間に位置する。 The second tool moving mechanism 27Z moves the second tool unit 26 in the Z-axis direction. The second tool moving mechanism 27Z is provided at a position farther in the X-axis direction from the first spindle 11 than the second tool unit 26. In addition, the second tool moving mechanism 27Z is located between the motor 25M of the second spindle moving mechanism 25X and the motor 42M of the first tool moving mechanism 42X in the Z-axis direction.

図4に示すように、第2工具移動機構27Zは、モータ27Aと、ボールねじ27Bと、ナット27Cと、スライド支持部材27Dと、レール部27Eと、スライド部27Fと、モータ支持部材27Gと、軸受27Hと、を備える。
スライド支持部材27Dは、ベッドSに固定されている。スライド支持部材27Dには、Z軸方向に沿って延びるレール部27Eが形成されている。
モータ支持部材27Gは、モータ27Aを支持し、スライド支持部材27Dに固定されている。モータ27Aは、第2主軸移動機構25Xのモータ25M(図2参照)の近傍に位置している。
As shown in FIG. 4, the second tool moving mechanism 27Z includes a motor 27A, a ball screw 27B, a nut 27C, a slide support member 27D, a rail portion 27E, a slide portion 27F, a motor support member 27G, and a bearing 27H.
The slide support member 27D is fixed to the bed S. The slide support member 27D is formed with a rail portion 27E extending along the Z-axis direction.
The motor support member 27G supports the motor 27A and is fixed to the slide support member 27D. The motor 27A is located near the motor 25M (see FIG. 2) of the second spindle moving mechanism 25X.

モータ27Aは、制御部300による制御のもと、軸回転する出力軸27Iを備える。出力軸27Iは、モータ支持部材27Gに固定される軸受27Hにより回転可能に支持されている。ボールねじ27Bは、出力軸27Iの同軸上で出力軸27Iに連結され、出力軸27Iとともに軸回転する。
スライド部27Fは、レール部27Eに沿って移動可能に設けられ、ナット27Cを支持する。スライド部27Fは、Z軸方向において、モータ27Aとの間でモータ支持部材27Gを挟み込むように位置する。図3に示すように、スライド部27Fは、Z軸方向から見てハット形をなす。スライド部27Fは、第2主軸21(図1参照)と同じ高さに第2工具ユニット26を支持する支持テーブル27Jを備える。支持テーブル27Jは、X軸方向及びZ軸方向に沿う平板状をなし、支持テーブル27Jの上面に第2工具ユニット26が設置される。第2工具ユニット26は、支持テーブル27Jの第3工具ユニット28に近い端部に位置する。
図4に示すように、ナット27Cは、ボールねじ27Bの外周に嵌め込まれている。モータ27Aにより出力軸27Iとボールねじ27Bが軸回転することにより、ナット27Cがボールねじ27Bに沿ってスライド部27FとともにZ軸方向に移動する。
図1及び図2に示すように、第1主軸移動機構13Z、第2主軸移動機構25X,25Z及び第1工具移動機構42X,42Yは、第2工具移動機構27Zと同様に、それぞれ、モータ、ボールねじ及びナット等を有する。
The motor 27A includes an output shaft 27I that rotates under the control of the control unit 300. The output shaft 27I is rotatably supported by a bearing 27H that is fixed to a motor support member 27G. The ball screw 27B is coaxially connected to the output shaft 27I and rotates together with the output shaft 27I.
The slide portion 27F is provided movably along the rail portion 27E and supports the nut 27C. The slide portion 27F is positioned so as to sandwich the motor support member 27G between the slide portion 27F and the motor 27A in the Z-axis direction. As shown in FIG. 3, the slide portion 27F is hat-shaped when viewed from the Z-axis direction. The slide portion 27F includes a support table 27J that supports the second tool unit 26 at the same height as the second spindle 21 (see FIG. 1). The support table 27J is flat and extends along the X-axis and Z-axis directions, and the second tool unit 26 is installed on the upper surface of the support table 27J. The second tool unit 26 is located at an end of the support table 27J close to the third tool unit 28.
4, the nut 27C is fitted onto the outer periphery of the ball screw 27B. When the output shaft 27I and the ball screw 27B are rotated by the motor 27A, the nut 27C moves in the Z-axis direction together with the slide portion 27F along the ball screw 27B.
As shown in Figures 1 and 2, the first spindle moving mechanism 13Z, the second spindle moving mechanisms 25X, 25Z, and the first tool moving mechanisms 42X, 42Y each have a motor, a ball screw, a nut, etc., similar to the second tool moving mechanism 27Z.

図2に示すように、第1工具ユニット45は、第1主軸11により把持されたワークWを加工する。第1工具ユニット45は、複数の工具45aと、複数の工具45aを保持する工具保持部45bと、を備える。工具45aは、例えば、バイト又はドリルである。 As shown in FIG. 2, the first tool unit 45 machines the workpiece W gripped by the first spindle 11. The first tool unit 45 includes a plurality of tools 45a and a tool holder 45b that holds the plurality of tools 45a. The tools 45a are, for example, a cutting tool or a drill.

第2工具ユニット26は、第2主軸21により把持されたワークWを加工し、第2工具移動機構27ZによりZ軸方向に移動可能に構成される。第2工具ユニット26は、単数の工具26aと、工具26aを保持する工具保持部26bと、を備える。工具26aは、例えば、バイトである。工具26aはZ軸方向に沿って延びる。第2工具ユニット26は、第2主軸ユニット20及び第3工具ユニット28それぞれよりも軽量である。 The second tool unit 26 machines the workpiece W gripped by the second spindle 21 and is configured to be movable in the Z-axis direction by the second tool moving mechanism 27Z. The second tool unit 26 includes a single tool 26a and a tool holder 26b that holds the tool 26a. The tool 26a is, for example, a cutting tool. The tool 26a extends along the Z-axis direction. The second tool unit 26 is lighter than both the second spindle unit 20 and the third tool unit 28.

第3工具ユニット28は、第2主軸21により把持されたワークWを加工し、ベッドSに対して固定的に設けられている。第3工具ユニット28は、第2工具ユニット26の側方に設けられ、X軸方向において第2工具ユニット26と第1主軸11の間に設けられている。
第3工具ユニット28は、複数の工具28aと、複数の工具28aを保持する工具保持部28bと、を備える。複数の工具28aは、それぞれZ軸方向に沿って延び、X軸方向に並べられている。工具28aは、例えば、バイト又はドリルである。工具28aは、Y軸方向において工具26aと同じ高さに位置する。
The third tool unit 28 machines the workpiece W gripped by the second spindle 21, and is fixedly provided with respect to the bed S. The third tool unit 28 is provided to the side of the second tool unit 26, and is provided between the second tool unit 26 and the first spindle 11 in the X-axis direction.
The third tool unit 28 includes a plurality of tools 28a and a tool holder 28b for holding the plurality of tools 28a. The plurality of tools 28a each extend along the Z-axis direction and are arranged in the X-axis direction. The tools 28a are, for example, a cutting tool or a drill. The tools 28a are located at the same height as the tools 26a in the Y-axis direction.

図1及び図2に示すように、制御部300は、第1主軸ユニット10、第2主軸ユニット20、第1主軸移動機構13Z、第2主軸移動機構25X,25Z、第1工具移動機構42X,42Y及び第2工具移動機構27Zを制御する。制御部300は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)、CPUによる処理の手順を定義したプログラムを記憶するROM(Read Only Memory)等を備える。 As shown in Figures 1 and 2, the control unit 300 controls the first spindle unit 10, the second spindle unit 20, the first spindle movement mechanism 13Z, the second spindle movement mechanisms 25X, 25Z, the first tool movement mechanisms 42X, 42Y, and the second tool movement mechanism 27Z. The control unit 300 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a ROM (Read Only Memory) that stores a program that defines the procedure of processing by the CPU.

次に、制御部300により実行される加工処理について説明する。制御部300は、事前に作成されたNC(Numerical Control)プログラムに従って、この加工処理を実行する。
制御部300は、第1主軸11により保持されたワークWを、第1工具ユニット45を利用しつつ第1加工を行う。例えば、第1加工としてワークWの外径切削を行う場合には、制御部300は、第1工具移動機構42X,42Yを介して工具45aであるバイトの刃先を第1主軸11により保持されたワークWの外周面に接する位置に移動させ、第1主軸11をワークWとともに軸回転させつつ、第1主軸移動機構13Zを介してワークWをZ軸方向に送る。
Next, a description will be given of the machining process executed by the control unit 300. The control unit 300 executes this machining process in accordance with an NC (Numerical Control) program created in advance.
The control unit 300 performs a first machining process on the workpiece W held by the first spindle 11, using the first tool unit 45. For example, when cutting the outer diameter of the workpiece W as the first machining process, the control unit 300 moves the cutting edge of the tool 45a, which is a cutting tool, via the first tool moving mechanisms 42X, 42Y to a position in contact with the outer circumferential surface of the workpiece W held by the first spindle 11, and feeds the workpiece W in the Z-axis direction via the first spindle moving mechanism 13Z while rotating the first spindle 11 together with the workpiece W.

上記第1加工が完了すると、制御部300は、第2主軸21が第1主軸11に対向するように、第2主軸移動機構25X,25Zを介して第2主軸ユニット20をX軸方向及びZ軸方向に移動させる。そして、制御部300は、第1加工済みのワークWを第1主軸11から第2主軸21に受け渡す。 When the first machining is completed, the control unit 300 moves the second spindle unit 20 in the X-axis direction and the Z-axis direction via the second spindle moving mechanisms 25X, 25Z so that the second spindle 21 faces the first spindle 11. Then, the control unit 300 transfers the workpiece W that has completed the first machining from the first spindle 11 to the second spindle 21.

次に、制御部300は、第2主軸21により保持されたワークWを、第2工具ユニット26又は第3工具ユニット28を利用しつつ第2加工を行う。第2工具ユニット26で第2加工を行う際には、制御部300は、第2主軸移動機構25X及び第2工具移動機構27Zを介して、工具26aとワークWのX軸方向及びZ軸方向の相対位置を調整し、第2主軸移動機構25Zを動作させない。よって、この第2加工を行う際には、第2主軸21は、Z軸方向に移動しない。例えば、この第2加工としてワークWの端面を曲面に加工する場合には、制御部300は、第2主軸21をワークWとともに軸回転させつつ、第2工具移動機構27Zを介して工具26aをZ軸方向に、第2主軸移動機構25Xを介して第2主軸21をX軸方向に、それぞれ移動させる。ワークWの端面を曲面に加工する場合には、ワークWの回転位置と工具26aのX軸方向及びZ軸方向の位置を同期させる必要がある。この点、本実施形態では、第2主軸ユニット20よりも軽量である第2工具ユニット26をZ軸方向に移動させるため、ワークWの回転位置に対する工具26aのZ軸方向の位置の追従性を向上させることができ、ワークWの加工精度が高まる。 Next, the control unit 300 performs the second machining of the workpiece W held by the second spindle 21 using the second tool unit 26 or the third tool unit 28. When performing the second machining with the second tool unit 26, the control unit 300 adjusts the relative positions of the tool 26a and the workpiece W in the X-axis direction and the Z-axis direction via the second spindle moving mechanism 25X and the second tool moving mechanism 27Z, and does not operate the second spindle moving mechanism 25Z. Therefore, when performing this second machining, the second spindle 21 does not move in the Z-axis direction. For example, when machining the end face of the workpiece W into a curved surface as the second machining, the control unit 300 rotates the second spindle 21 together with the workpiece W, and moves the tool 26a in the Z-axis direction via the second tool moving mechanism 27Z and the second spindle 21 in the X-axis direction via the second spindle moving mechanism 25X. When machining the end face of the workpiece W into a curved surface, it is necessary to synchronize the rotational position of the workpiece W with the positions of the tool 26a in the X-axis and Z-axis directions. In this regard, in this embodiment, the second tool unit 26, which is lighter than the second spindle unit 20, is moved in the Z-axis direction, so that the tracking ability of the position of the tool 26a in the Z-axis direction relative to the rotational position of the workpiece W can be improved, and the machining accuracy of the workpiece W is improved.

上記第2加工は、工具26aによるワークWの端面の曲面加工に限らず、工具26aによるワークWの外径切削であってもよいし、第3工具ユニット28の工具28aによるワークWの加工であってもよい。工具28aによるワークWの加工の場合には、制御部300は、第2主軸移動機構25X,25Zを介してワークWを工具28aに対してX軸方向及びZ軸方向に移動させる。 The second machining is not limited to the curved surface machining of the end face of the workpiece W by the tool 26a, but may be cutting of the outer diameter of the workpiece W by the tool 26a, or machining of the workpiece W by the tool 28a of the third tool unit 28. When machining the workpiece W by the tool 28a, the control unit 300 moves the workpiece W in the X-axis direction and the Z-axis direction relative to the tool 28a via the second spindle movement mechanisms 25X and 25Z.

加工の種類により、第2工具ユニット26と第3工具ユニット28の何れかが選択されてもよい。例えば、制御部300は、ワークWの端面の曲面加工については第2工具ユニット26を利用して加工を行い、この曲面加工以外の加工については第3工具ユニット28を利用して加工を行ってもよい。 Depending on the type of machining, either the second tool unit 26 or the third tool unit 28 may be selected. For example, the control unit 300 may use the second tool unit 26 to perform curved surface machining of the end face of the workpiece W, and may use the third tool unit 28 to perform machining other than this curved surface machining.

また、第3工具ユニット28のメリットは、ベッドSに対して移動不能に設けられるため、剛性が高く、かつ、ボールねじ等を有しないため、熱変位の影響を受けづらいという点にある。一方、第2工具ユニット26のメリットは、軽量であるため、高速移動が可能であるという点にある。上記の各メリットを勘案して、第2工具ユニット26と第3工具ユニット28の何れかが選択されてもよい。 The advantage of the third tool unit 28 is that it is immovable relative to the bed S, so it has high rigidity, and since it does not have a ball screw or the like, it is less susceptible to the effects of thermal displacement. On the other hand, the advantage of the second tool unit 26 is that it is lightweight and can be moved at high speed. Taking into account the above advantages, either the second tool unit 26 or the third tool unit 28 may be selected.

上記第2加工が完了すると、制御部300は、第2加工済みのワークWを第2主軸21から図示しないワークキャッチャーに排出する。このワークキャッチャーに排出されたワークWは、図示しないワークコンベアで機外に搬送される。
以上で、加工処理が終了する。この加工処理は、ワークWの加工毎に行われる。
When the second machining is completed, the control unit 300 discharges the workpiece W that has been subjected to the second machining from the second spindle 21 to a workpiece catcher (not shown). The workpiece W discharged to the workpiece catcher is transported to the outside of the machine by a workpiece conveyor (not shown).
This completes the machining process. This machining process is performed for each workpiece W to be machined.

(効果)
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)工作機械1は、ワークWを保持しつつ回転させる複数の主軸ユニットの一例である第1主軸ユニット10及び第2主軸ユニット20と、特定主軸ユニットの一例である第2主軸ユニット20により保持されるワークWを加工する際に利用される移動工具ユニットの一例である第2工具ユニット26と、第2主軸ユニット20により保持されたワークWの軸方向の一例であるZ軸方向に第2工具ユニット26を移動可能に構成される工具移動機構の一例である第2工具移動機構27Zと、第2主軸ユニット20をZ軸方向及びZ軸方向に交わるX軸方向に移動可能に構成される主軸移動機構の一例である第2主軸移動機構25X,25Zと、を備える。
この構成によれば、第2主軸ユニット20により保持されるワークWが第2工具ユニット26により加工される際に、第2工具移動機構27Zにより第2工具ユニット26がZ軸方向に移動可能である。よって、この加工時に、重量のある第2主軸ユニット20をZ軸方向に移動させずに済む。このため、この加工時に、第2工具ユニット26のワークWに対する相対移動を高速で、かつ振動が少なく安定的に行うことができる。従って、ワークWの加工精度を高めることができる。
(effect)
According to the embodiment described above, the following effects are achieved.
(1) The machine tool 1 includes a first spindle unit 10 and a second spindle unit 20 which are examples of a plurality of spindle units that rotate a workpiece W while holding it, a second tool unit 26 which is an example of a movable tool unit used when machining a workpiece W held by the second spindle unit 20 which is an example of a specific spindle unit, a second tool moving mechanism 27Z which is an example of a tool moving mechanism configured to move the second tool unit 26 in a Z-axis direction which is an example of an axial direction of the workpiece W held by the second spindle unit 20, and second spindle moving mechanisms 25X, 25Z which are examples of a spindle moving mechanism configured to move the second spindle unit 20 in the Z-axis direction and in an X-axis direction intersecting the Z-axis direction.
According to this configuration, when the workpiece W held by the second spindle unit 20 is machined by the second tool unit 26, the second tool moving mechanism 27Z can move the second tool unit 26 in the Z-axis direction. Therefore, during this machining, it is not necessary to move the heavy second spindle unit 20 in the Z-axis direction. Therefore, during this machining, the second tool unit 26 can move relatively to the workpiece W at high speed and stably with little vibration. Therefore, the machining accuracy of the workpiece W can be improved.

(2)工作機械1は、第2主軸ユニット20により保持されたワークWの端面を曲面に加工する際、第2主軸ユニット20を介してワークWを回転させつつ、第2工具移動機構27Zを介して第2工具ユニット26をZ軸方向に移動させる制御部300を備える。第2工具ユニット26は、第2主軸ユニット20よりも軽量である。
一般的に、ワークを回転させつつ曲面に加工する場合、ワークの回転に対して工具の移動が遅れると、ワークの回転位置と工具の刃先位置が同期しなくなり、加工精度が低下する。この点、上記構成によれば、ワークWの端面を曲面に加工する際に、第2主軸ユニット20よりも軽量である第2工具ユニット26が移動させられる。よって、ワークWの回転に対してZ軸方向の第2工具ユニット26の移動が遅れることが抑制され、加工精度を高めることができる。
(2) The machine tool 1 includes a control unit 300 that, when machining an end face of a workpiece W held by the second spindle unit 20 into a curved surface, moves the second tool unit 26 in the Z-axis direction via the second tool moving mechanism 27Z while rotating the workpiece W via the second spindle unit 20. The second tool unit 26 is lighter than the second spindle unit 20.
Generally, when machining a curved surface while rotating a workpiece, if the movement of the tool is delayed relative to the rotation of the workpiece, the rotational position of the workpiece and the cutting edge position of the tool will not be synchronized, and machining accuracy will decrease. In this regard, according to the above configuration, the second tool unit 26, which is lighter than the second spindle unit 20, is moved when machining the end face of the workpiece W into a curved surface. Therefore, delay in the movement of the second tool unit 26 in the Z-axis direction relative to the rotation of the workpiece W is suppressed, and machining accuracy can be improved.

(3)工作機械1は、第2主軸ユニット20により保持されるワークWを加工する際に利用され、ベッドSに対して移動不能に設けられ、第2工具ユニット26の近くに位置する固定工具ユニットの一例である第3工具ユニット28を備える。
この構成によれば、第2工具ユニット26とは別に第3工具ユニット28を用意することにより、Z軸方向に移動可能な第2工具ユニット26が保持する工具26aの数を減らすことができる。よって、第2工具ユニット26を軽量化することができ、上述のように、第2工具ユニット26によるワークWの加工精度が高まる。
また、第3工具ユニット28は、剛性又は熱変位の観点からは、第2工具ユニット26よりも優れている。このため、工具ユニットに高い剛性が要求される加工、又は熱変位の影響が大きい状況下での加工については、第3工具ユニット28が利用されることにより、ワークWの加工精度が高まる。
(3) The machine tool 1 is equipped with a third tool unit 28 which is an example of a fixed tool unit that is used when machining the workpiece W held by the second spindle unit 20, is immovable relative to the bed S, and is located near the second tool unit 26.
According to this configuration, by preparing the third tool unit 28 separately from the second tool unit 26, it is possible to reduce the number of tools 26a held by the second tool unit 26 that is movable in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to reduce the weight of the second tool unit 26, and as described above, the machining accuracy of the workpiece W by the second tool unit 26 is improved.
Moreover, in terms of rigidity or thermal displacement, the third tool unit 28 is superior to the second tool unit 26. For this reason, in machining that requires high rigidity from the tool unit or machining under conditions where the effect of thermal displacement is large, the third tool unit 28 is used to improve the machining accuracy of the workpiece W.

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments and drawings. Modifications (including the deletion of components) may be made as appropriate within the scope of the present disclosure without changing its gist. An example of a modification is described below.

(変形例)
上記実施形態においては、第2工具ユニット26は、Z軸方向に移動可能に構成されていたが、Z軸方向に加えて、X軸方向に移動可能に構成されてもよい。例えば、図5に示すように、工作機械1は、第2工具ユニット26をX軸方向に移動させる第2工具移動機構27Xを備える。第2工具移動機構27Xは、第2工具移動機構27Zと同様に、モータ、ボールねじ及びナット等を有する。この図5の変形例において、第2加工としてワークWの端面を曲面に加工する場合には、制御部300は、第2主軸21をワークWとともに軸回転させつつ、第2工具移動機構27X,27Zを介して工具26aをX軸方向及びZ軸方向に移動させる。ワークWの加工中に、第2工具移動機構27Xにより第2工具ユニット26をX軸方向に移動させることで、重量のある第2主軸ユニット20をX軸方向に移動させずに済む。このため、ワークWの加工精度を高めることができる。
(Modification)
In the above embodiment, the second tool unit 26 is configured to be movable in the Z-axis direction, but may be configured to be movable in the X-axis direction in addition to the Z-axis direction. For example, as shown in FIG. 5, the machine tool 1 includes a second tool moving mechanism 27X that moves the second tool unit 26 in the X-axis direction. The second tool moving mechanism 27X has a motor, a ball screw, a nut, and the like, similar to the second tool moving mechanism 27Z. In the modified example of FIG. 5, when machining the end face of the workpiece W into a curved surface as the second machining, the control unit 300 moves the tool 26a in the X-axis direction and the Z-axis direction via the second tool moving mechanisms 27X and 27Z while rotating the second spindle 21 together with the workpiece W. By moving the second tool unit 26 in the X-axis direction by the second tool moving mechanism 27X during machining of the workpiece W, it is not necessary to move the heavy second spindle unit 20 in the X-axis direction. This makes it possible to improve the machining accuracy of the workpiece W.

上記図5の変形例においては、第3工具ユニット28は、ベッドSに固定されていたが、これに限らず、第2工具移動機構27XのX軸方向に移動するスライドベース27S(図5参照)に固定されていてもよい。これにより、第3工具ユニット28をベッドSに固定した場合よりも、第3工具ユニット28の高さを低く形成することができるため、第3工具ユニット28の剛性を高めることができる。 In the modified example of FIG. 5 above, the third tool unit 28 is fixed to the bed S, but this is not limited thereto, and the third tool unit 28 may be fixed to a slide base 27S (see FIG. 5) that moves in the X-axis direction of the second tool movement mechanism 27X. This allows the height of the third tool unit 28 to be made lower than when the third tool unit 28 is fixed to the bed S, thereby increasing the rigidity of the third tool unit 28.

上記実施形態において、制御部300は、第1加工と第2加工を同時に行うオーバーラップ加工を行ってもよい。このオーバーラップ加工の際には、制御部300は、図1及び図2に示すように、第1主軸ユニット10により保持されたワークWである第1ワークW1を第1工具ユニット45で加工を行うと同時に、第2主軸ユニット20により保持された第1ワークW1と異なるワークWである第2ワークW2を第2工具ユニット26で加工を行う。第1工具ユニット45による第1ワークW1の加工時間と第2工具ユニット26による第2ワークW2の加工時間をオーバーラップさせることにより、1個あたりのワークWの加工時間であるサイクルタイムを短縮できる。 In the above embodiment, the control unit 300 may perform overlap machining in which the first machining and the second machining are performed simultaneously. During this overlap machining, as shown in Figs. 1 and 2, the control unit 300 uses the first tool unit 45 to machine the first workpiece W1, which is the workpiece W held by the first spindle unit 10, and simultaneously uses the second tool unit 26 to machine the second workpiece W2, which is a workpiece W different from the first workpiece W1, held by the second spindle unit 20. By overlapping the machining time of the first workpiece W1 by the first tool unit 45 and the machining time of the second workpiece W2 by the second tool unit 26, the cycle time, which is the machining time for each workpiece W, can be shortened.

上記実施形態においては、第2工具ユニット26は、単数の工具26aを備えていたが、工具26aの数は単数に限らず、複数の工具26aを備えていてもよい。
また、上記実施形態においては、工具26aは、バイトであったが、これに限らず、ドリル又はエンドミル等であってもよい。
上記実施形態における第2工具ユニット26又は第3工具ユニット28はY軸方向に移動可能に構成されてもよい。これにより、複数の工具26a,28aをY軸方向に並べることができる。
上記実施形態における第3工具ユニット28は省略されてもよい。
In the above embodiment, the second tool unit 26 includes a single tool 26a. However, the number of tool 26a is not limited to one, and the second tool unit 26 may include a plurality of tools 26a.
In the above embodiment, the tool 26a is a cutting tool, but is not limited to this and may be a drill, an end mill, or the like.
The second tool unit 26 or the third tool unit 28 in the above-described embodiment may be configured to be movable in the Y-axis direction, whereby a plurality of tools 26a, 28a can be arranged in the Y-axis direction.
The third tool unit 28 in the above embodiment may be omitted.

上記実施形態及び上記変形例においては、第2工具移動機構27X,27Zは、モータとボールねじ等により第2工具ユニット26を移動可能に構成されていたが、これに限らず、例えば、リニアモータ等の直線運動機構により第2工具ユニット26を移動可能に構成されてもよい。 In the above embodiment and modified example, the second tool moving mechanisms 27X, 27Z are configured to move the second tool unit 26 using a motor and a ball screw or the like, but this is not limited thereto. For example, the second tool unit 26 may be moved by a linear motion mechanism such as a linear motor.

上述した各メリットを勘案して、例えば、制御部300は、熱変位の影響が大きい状態では第3工具ユニット28を利用してワークWの加工を行い、熱変位の影響が小さい状態では第2工具ユニット26を利用してワークWの加工を行ってもよい。この場合、制御部300は、工作機械1の起動開始後、規定時間経過までは、熱変位の影響が大きい状態と判別して第3工具ユニット28を利用してワークWの加工を行う。一方、この規定時間経過後には、熱変位の影響が小さい状態と判別して第2工具ユニット26を利用してワークWの加工を行う。 Taking into account the above-mentioned advantages, for example, the control unit 300 may use the third tool unit 28 to machine the workpiece W when the influence of thermal displacement is large, and may use the second tool unit 26 to machine the workpiece W when the influence of thermal displacement is small. In this case, after the start of the machine tool 1, the control unit 300 determines that the influence of thermal displacement is large until a specified time has elapsed, and uses the third tool unit 28 to machine the workpiece W. On the other hand, after the specified time has elapsed, the control unit 300 determines that the influence of thermal displacement is small, and uses the second tool unit 26 to machine the workpiece W.

また、制御部300は、第2工具移動機構27Zのボールねじ27B(図4参照)の熱変位量を検出するセンサの検出結果に基づき熱変位量を取得してもよい。そして、この取得した熱変位量が閾値を超えているとき熱変位の影響が大きい状態と判別して第3工具ユニット28を利用してワークWの加工を行い、この取得した熱変位量が当該閾値以下であるとき熱変位の影響が小さい状態と判別して第2工具ユニット26を利用してワークWの加工を行ってもよい。
さらに、制御部300は、切削抵抗値等の加工時に工具に生じる加工抵抗値が閾値を超える加工であるとき第3工具ユニット28を利用してワークWの加工を行い、この加工抵抗値が閾値以下の加工であるとき第2工具ユニット26を利用してワークWの加工を行ってもよい。
The control unit 300 may also obtain the amount of thermal displacement based on the detection result of a sensor that detects the amount of thermal displacement of the ball screw 27B (see FIG. 4) of the second tool moving mechanism 27Z. When the obtained amount of thermal displacement exceeds a threshold, it is determined that the influence of the thermal displacement is large, and the third tool unit 28 is used to machine the workpiece W, and when the obtained amount of thermal displacement is equal to or less than the threshold, it is determined that the influence of the thermal displacement is small, and the second tool unit 26 is used to machine the workpiece W.
Furthermore, the control unit 300 may use the third tool unit 28 to machine the workpiece W when the machining resistance value generated in the tool during machining, such as cutting resistance value, exceeds a threshold value, and may use the second tool unit 26 to machine the workpiece W when the machining resistance value is below the threshold value.

1…工作機械、10…第1主軸ユニット、11…第1主軸、12…第1主軸台、13Z…第1主軸移動機構、20…第2主軸ユニット、21…第2主軸、22…第2主軸台、25M,27A,42M…モータ、25X,25Z…第2主軸移動機構、26…第2工具ユニット、26a,28a,45a…工具、26b,28b,45b…工具保持部、27B…ボールねじ、27C…ナット、27D…スライド支持部材、27E…レール部、27F…スライド部、27G…モータ支持部材、27H…軸受、27I…出力軸、27J…支持テーブル、27S…スライドベース、27X,27Z…第2工具移動機構、28…第3工具ユニット、42X,42Y…第1工具移動機構、45…第1工具ユニット、300…制御部、S…ベッド、W…ワーク、W1…第1ワーク、W2…第2ワーク 1...machine tool, 10...first spindle unit, 11...first spindle, 12...first spindle stock, 13Z...first spindle movement mechanism, 20...second spindle unit, 21...second spindle, 22...second spindle stock, 25M, 27A, 42M...motor, 25X, 25Z...second spindle movement mechanism, 26...second tool unit, 26a, 28a, 45a...tool, 26b, 28b, 45b...tool holder, 27B...ball screw, 27C...nut, 27 D...slide support member, 27E...rail portion, 27F...slide portion, 27G...motor support member, 27H...bearing, 27I...output shaft, 27J...support table, 27S...slide base, 27X, 27Z...second tool movement mechanism, 28...third tool unit, 42X, 42Y...first tool movement mechanism, 45...first tool unit, 300...control unit, S...bed, W...workpiece, W1...first workpiece, W2...second workpiece

Claims (4)

ワークを保持しつつ回転させる複数の主軸ユニットと、
前記複数の主軸ユニットの何れかの特定主軸ユニットにより保持される前記ワークを加工する際に利用される移動工具ユニットと、
前記特定主軸ユニットにより保持された前記ワークの軸方向に前記移動工具ユニットを移動可能に構成される工具移動機構と、
前記特定主軸ユニットを前記軸方向及び前記軸方向に交わる方向に移動可能に構成される主軸移動機構と、
前記特定主軸ユニットにより保持された前記ワークの前記軸方向の端面を曲面に加工する際、前記特定主軸ユニットを介して前記ワークを回転させつつ、前記工具移動機構を介して前記特定主軸ユニットよりも軽量である前記移動工具ユニットを前記軸方向に移動させる制御部と、を備える、
作機械。
A plurality of spindle units that hold and rotate a workpiece;
a movable tool unit that is used when machining the workpiece held by any one of the plurality of spindle units;
a tool moving mechanism configured to move the movable tool unit in an axial direction of the workpiece held by the specific spindle unit;
a spindle moving mechanism configured to be able to move the specific spindle unit in the axial direction and in a direction intersecting the axial direction;
and a control unit that moves the movable tool unit, which is lighter than the specific spindle unit, in the axial direction via the tool moving mechanism while rotating the workpiece via the specific spindle unit when machining an end surface in the axial direction of the workpiece held by the specific spindle unit into a curved surface.
Machine tools.
前記工具移動機構は、前記移動工具ユニットを前記軸方向に加えて、前記軸方向に交わる方向に移動可能に構成される、
請求項1に記載の工作機械。
The tool moving mechanism is configured to be able to move the movable tool unit in the axial direction as well as in a direction intersecting the axial direction.
The machine tool according to claim 1 .
前記特定主軸ユニットにより保持される前記ワークを加工する際に利用され、ベッドに対して移動不能に設けられ、前記移動工具ユニットの近くに位置する固定工具ユニットを備える、
請求項1又は2に記載の工作機械。
A fixed tool unit is used when machining the workpiece held by the specific spindle unit, and is provided immovably with respect to the bed and located near the movable tool unit.
3. A machine tool according to claim 1 or 2 .
前記複数の主軸ユニットは、
前記ワークの一端を保持しつつ回転させる第1主軸ユニットと、
前記第1主軸ユニットから受け取った前記ワークの他端を保持しつつ回転させる前記特定主軸ユニットである第2主軸ユニットと、を備え、
前記工作機械は、
前記第1主軸ユニットにより保持される前記ワークを加工する際に利用される第1工具ユニットと、
前記第1主軸ユニットにより保持された前記ワークである第1ワークを前記第1工具ユニットで加工を行うと同時に、前記第2主軸ユニットにより保持された前記第1ワークと異なる前記ワークである第2ワークを前記移動工具ユニットである第2工具ユニットで加工を行う制御部と、を備える、
請求項1からの何れか1項に記載の工作機械。
The plurality of spindle units include
A first spindle unit that holds and rotates one end of the workpiece;
a second spindle unit which is the specific spindle unit and rotates the other end of the workpiece received from the first spindle unit,
The machine tool comprises:
a first tool unit that is used when machining the workpiece held by the first spindle unit;
a control unit that uses the first tool unit to machine a first workpiece held by the first spindle unit, and simultaneously uses the second tool unit to machine a second workpiece held by the second spindle unit and different from the first workpiece,
A machine tool according to any one of claims 1 to 3 .
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