专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于切削加工工件的机床。
背景技术：
已知以往的机床具有第一主轴和第二主轴，它们以相互平行的状态隔开预定间 隔设置；第一刀具台和第二刀具台，它们与上述第一主轴和第二主轴对应；背面主轴，与第 一主轴和第二主轴相对置地配设，能够向连接两个主轴轴心的方向和相对于两个主轴接近 或分离的方向相对移动。(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开平8-112738号公报(权利要求书，图3)但是，如专利文献1所述的以往的机床，在将由一个主轴保持并经过加工的半成 品状态的工件转移到另一主轴进行切削加工时，虽然能够通过背面主轴在第一主轴和第二 主轴之间转移半成品状态的工件，但是为了使背面主轴发挥作用，就需要设置背面主轴台、 主轴电动机、导轨等，因此存在机床的装置结构变得复杂及大型化等问题。并且，由于第一刀具台和第二刀具台分别配设在第一主轴和第二主轴的上下，因 此需要上下方向宽的刀具台设置空间，因此存在机床整体的高度增大等问题。
发明内容
第一方案涉及的本发明的机床，具有在一端面侧保持工件的多个主轴、以及与各 主轴对应的多个刀具台，将各主轴并列设置在与作为轴线方向的Z轴方向垂直相交的X轴 方向，并使工件保持侧的端面朝向同一方向，将各刀具台沿所述X轴方向移动自如地设置， 通过刀具台向X轴方向的移动以及主轴与刀具台的相对Z轴方向的移动，从而用安装于刀 具台的工具对保持在所述主轴上的工件进行加工，其中，将各刀具台以与主轴相对置的方 式分别配置在对应的主轴的所述端面侧，在邻接的两个刀具台的至少一个上设置用于保持 工件的工件保留单元，并以能在与该刀具台对应的主轴和与该主轴邻接的邻接主轴之间进 行通过工件保留单元进行工件的交接的方式，将具有该工件保留单元的刀具台的移动范围 设定在到达两主轴与工件保留单元相对置的位置的范围，与上述邻接主轴对应的刀具台的 移动范围被设定成与所述刀具台的移动范围至少重合一部分，在邻接主轴与工件保留单元 之间进行工件的交接时，与上述邻接主轴对应的刀具台滑动到避开刀具台彼此抵接的位 置。第二方案涉及的本发明，在第一方案所记载的结构的基础上，所述刀具台分别移 动自如地支承在沿X轴方向延伸的共同的轨道上。第三方案涉及的本发明，在第一方案所记载的结构的基础上，所述刀具台分别移 动自如地支承在各自沿X轴方向延伸的不同的轨道上。第四方案涉及的本发明，在第一方案至第三方案中任意一项所记载的结构的基础 上，所述工件保留单元能够以与X轴和Z轴垂直相交的轴线为中心旋转地进行安装。按照本发明的机床，具有工件保留单元的刀具台通过工件保留单元从主轴接受加
3工后的工件，并且使与所述主轴邻接的邻接主轴对应的刀具台滑动到避开刀具台彼此抵接 的位置，由此能够移动到与所述邻接主轴相对置的位置，从而将工件从工件保留单元移交 到邻接主轴。工件保留单元与刀具台一体地设置，能够通过与该刀具台一体地移动进行工件的 交接。因此无需工件保留单元专用的移动机构等，能够以简单的结构进行从预定主轴到邻 接主轴的工件的移交。由此，具有能够将一边依次将工件移交到邻接的主轴一边对工件进行加工的机床 以简单且紧凑地构成的效果。并且，由于与所述邻接主轴对应的刀具台滑动到避开刀具台 彼此抵接的位置，因此平稳地进行工件的转移。而且，向多个主轴中负责最先加工的主轴上供给作为加工原料的新工件之后，通 过工件保留单元将上述工件依次转移至负责后加工的多个主轴进行切削加工即可，因此无 需对多个主轴的每一个设置向主轴供给新工件的工件供给单元，能够仅设置一个工件供给 单元，在各主轴上按顺序加工工件。并且，工件保持侧的端面朝向同一方向的多个主轴在X轴方向上被并列配置成 分别与在X轴方向并列配置的多个刀具台相对的状态，因此能够将所有主轴从同一方向的 作业区域进行操作，能够容易地进行切削加工和主轴的保养维护作业等。通过将刀具台分别移动自如地支承在沿X轴方向延伸的共同的轨道上，将Z轴方 向所需的刀具台设置空间抑制在最小限度，从而能够避免机床整体在Z轴方向变大。并且，能够将刀具台分别移动自如地支承在分别沿X轴方向延伸的不同的轨道 上。将工件保留单元能够以与X轴和Z轴垂直相交的轴线为中心旋转地进行安装，由 此在多个主轴之间转移工件时，能够将保持工件的方向反转180°，能够通过多个主轴对工 件实施多种加工。
图1为本发明的一个实施方式的机床的整体简要图。图2为图1中C部分的主要部分放大图。图3为从图2的上方看到的图。图4为从图3的F4-F4线位置向箭头方向看到的图。图5为表示机床的工件加工动作的说明图。图6为图5所示的启动动作的第一阶段的说明图。图7为图5所示的启动动作中的第二阶段的说明图。图8为图5所示的启动动作中的第三步骤的说明图。图9为图5所示的启动动作中的第四阶段的说明图。图10为图5所示的通常动作中的第一阶段的说明图。图11为图5所示的通常动作中的第二阶段的说明图。图12为图5所示的通常动作中的第三阶段的说明图。图13为图5所示的通常动作中的第四阶段的说明图。图14为图5所示的结束动作中的第一阶段的说明图。
图15为图5所示的结束动作中的第二阶段的说明图。图16为图5所示的结束动作中的第三阶段的说明图。图17为图5所示的结束动作中的第四阶段的说明图。图18为表示刀具台分别支承在不同轨道上的变形例的图。图19为以可旋转的方式设置的工件保留单元的说明图。图20为工件保留单元的旋转动作的说明图。图中标号说明100.机床；110A.第一主轴台；111A...第一主轴；110B.第 二主轴台；111B...第二主轴；120A...第一刀具台；121A...工具；120B...第二刀具 台；121B...工具；130...工件保留单元；150A...轨道；150B...轨道；160...轨道； 170A...驱动电动机；170B...驱动电动机；W...工件。
具体实施例方式图1所示的本实施方式的机床100在C部分内，如图2至图4所示，具有第一主 轴台110A，该第一主轴台110A旋转自如地支承第一主轴111A;第二主轴台110B，该第二主 轴台110B旋转自如地支承第二主轴111B。第一主轴台110A和第二主轴台110B并列设置在左右方向，以使第一主轴111A的 轴线方向和第二主轴111B的轴线方向平行。在第一主轴111A及第二主轴111B的一个端 面侧，设有夹持件用于把持并保持工件W。两主轴111A、111B配置成使夹持件侧的端面朝向 同一个方向。第一主轴台110A滑动自如地安装在轨道150A上，该轨道150A固定在底座上，向 作为两主轴111A、111B的轴线方向的Z轴方向延伸。第二主轴台110B滑动自如地安装在 轨道150B上，该轨道150B固定在底座上，向上述Z轴方向延伸。第一主轴台110A受驱动 电动机170A的驱动而沿着轨道150A滑动。第二主轴台110B受驱动电动机170B的驱动而 沿着轨道150B滑动。在底座上，沿与上述Z轴方向垂直相交的上述左右方向、即X轴方向延伸的轨道 160，配置安装在两主轴110A、110B的夹持件一侧。在上述轨道160上，滑动自如地安装有与第一主轴111A相对置的第一刀具台120A 和与第二主轴111B相对置的第二刀具台120B。第一刀具台120A和第二刀具台120B分别 被驱动，以在同一轨道160上单独移动。两个刀具台120A、120B由将加工用工具121A、121B 沿上述X轴方向并列配置的梳齿刀具台构成。第一主轴台110A及第二主轴台110B的Z轴方向的移动驱动、和第一刀具台120A 及第二刀具台120B的X轴方向的移动驱动由未图示的控制单元进行控制。通过上述控制机构对第一主轴台110A和第二主轴台110B以及第一刀具台120A 和第二刀具台120B的移动驱动，两主轴111A、111B分别在Z轴方向的移动受到控制，两个 刀具台120A、120B分别在X轴方向的移动受到控制。在Z轴方向上分别对两主轴11认、11让进行移动控制，在乂轴方向上对两个刀具 台120A、120B进行移动控制，由此能够通过安装在与各主轴111A、111B分别对应的刀具台 120AU20B上的工具，对保持在各主轴111A、111B的上述端面侧的工件W进行切削加工。其中，安装在各刀具台120A、120B上的工具的选择，可根据与各主轴111A、111B对应的刀具台120A、120B向X轴方向的移动进行。在刀具台120A、120B上的工具121A、121B的配置顺序没有限制，然而在本实施方 式中，在各刀具台120A、120B上，从第一主轴111A朝向第二主轴111B的方向，按照工件加 工时所使用的工具顺序分别安装有多个工具121A、120B。由此，两主轴111A、111B通过两刀 具台120A、120B的从第二主轴111B朝向第一主轴111A的顺移动方向的一个方向的移动， 能够在最短时间内按顺序选择工具121A、121B。在第一刀具台120A上固定有工件保留单元130。工件保留单元130由能够夹持并 保持工件W的夹持件构成。第一刀具台120A能够通过安装的各工具121A进行工件W的加 工，并且第一刀具台120A在X轴方向的移动范围被设定成，直至第一主轴111A的轴线和工 件保留单元130的轴线一致为止能够向顺移动方向移动，并且直至第二主轴120B的轴线与 工件保留单元130的轴线一致为止能够向与顺移动方向相反的逆移动方向移动。如上所述，当第一主轴111A或第二主轴111B以与工件保留单元130轴心相互一 致的方式相对置时，通过主轴111A、111B向Z轴方向的滑动、及主轴111A、111B与工件保留 单元130的夹持件的开闭，就能够在主轴111A、111B和工件保留单元130之间进行工件W 的交接。其中，第二刀具台120B能够在借助安装的各工具121B加工工件W的范围内移动。 因此，在第一刀具台120A的移动范围中的顺移动方向的上游侧(第二主轴台110B侧)的 一部分与第二刀具台120B的移动范围重合。因此，第二刀具台120B在工件保留单元130 与第二主轴111B之间交接工件时，被控制成移动到不与第一刀具台120A抵接的位置。按照上述结构，使第一刀具台120A向顺移动方向移动，从而通过第一刀具台120A 的工具121A，对保持在第一主轴111A上的工件W—边按顺序选择工具一边对其进行切削加 工，在通过第一主轴111A和第一刀具台120A对工件加工结束后，使第一刀具台120A向顺 移动方向移动，从而能够将工件W从第一主轴111A移交到工件保留单元130。之后，使第 一刀具台120A向逆移动方向移动，将保持在工件保留单元130上的工件W移交到第二主轴 111B，使第二刀具台120B向顺移动方向移动，从而通过第二刀具台120B的工具121B—边 按顺序选择工具一边对其进行切削加工。如图5所示，本实施方式的机床100的具体的工件加工动作，由移动开始时的启动 动作、在该启动动作之后反复进行的通常动作和移动结束时的结束动作构成。本机床100在启动动作时，最初，从由工件供给机构等(未图示)将工件W供给 到第一主轴111A上的状态(第一动作，参照图6)开始，使第一主轴台110A和第一刀具台 120A沿Z轴方向和X轴方向移动，使由第一主轴111A保持的工件W，在旋转状态等下依次 与第一刀具台120A的各工具121A抵接，从而进行切削加工(第二动作，参照图7)。之后，第一刀具台120A向顺移动方向即X轴方向移动到工件保留单元130的轴线 与第一主轴111A的轴线一致的位置，使第一主轴111A接近工件保留单元130，沿Z轴方向 移动第一主轴台110A，使工件插入工件保留单元130的夹持件，打开第一主轴111A的夹持 件，关闭工件保留单元130的夹持件。由此将用第一主轴111A和工具121A切削加工的工 件W从第一主轴111A移交到工件保留单元130 (第三动作，参照图8)。之后，沿Z轴方向移动第一主轴台110A使第一主轴111A远离工件保留单元130， 第一刀具台120A向逆移动方向即X轴方向移动到工件保留单元130的轴线与第二主轴111B的轴线一致的位置(第四动作，参照图9)。由此，结束一连串的启动动作。并且，在该启动动作中，对第二刀具台120B进行控制，使其在不妨碍第一刀具台 120A的向X轴方向的移动的顺移动方向上游侧的位置待机。从通过上述第四动作使第二主轴111B的轴心与工件保留单元130的轴心一致的 状态(图9)开始，本机床100在通常动作，与上述同样，将工件W从工件供给机构供给到第 一主轴111A，并且，使第二主轴111B接近工件保留单元130，第二主轴台110B向Z轴方向 移动使工件插入第二主轴111B的夹持件，打开工件保留单元130的夹持件，关闭第二主轴 111B的夹持件。由此，将用工件保留单元130保留的工件W从工件保留单元130移交到第 二主轴111B上(第一动作，参照图10)。接着，使第一刀具台120A及第二刀具台120B向顺移动方向下游侧移动，一边选 择各个工具，一边通过第一主轴台110A及第二主轴台110B的Z轴方向移动和第一刀具台 120A及第二刀具台120B的X轴方向移动，使在第一主轴111A及第二主轴111B保持的工件 W在旋转状态等下依次与第一刀具台120A的被选中的各工具121A及第二刀具台120B的被 选中的各工具121B抵接，从而进行切削加工(第二动作，参照图11)。之后，第一刀具台120A向顺移动方向即X轴方向移动到工件保留单元130的轴线 与第一主轴111A的轴线一致的位置，并且使第一主轴111A接近工件保留单元130，沿Z轴 方向移动使工件插入工件保留单元130的夹持件中。然后打开第一主轴111A的夹持件，关 闭工件保留单元130的夹持件。由此，将用第一主轴111A和工具121A切削加工的工件从 第一主轴111A移交到工件保留单元130。并且，第二主轴台110B沿Z轴方向移动使第二主 轴111B远离第二刀具台120B(第三动作，参照图12)。之后，利用预定的工件搬出单元等从第二主轴111B搬出工件，并且第一主轴台 110A沿Z轴方向移动使第一主轴111A远离工件保留单元130，使第一刀具台120A向逆移动 方向即X轴方向移动到工件保留单元130的轴线与第二主轴111B的轴线一致的位置。并 且，第二刀具台120B向X轴方向移动到不妨碍第一刀具台120A向X轴方向的移动的位置。 (第四动作，参照图13)。由此，结束一连串的通常动作。根据工件加工数反复进行上述通常动作。在上述通常动作中，将在第一主轴111A加工的最后的工件移交到工件保留单元 130，在第二主轴111B与工件保留单元相对置后，本机床100，作为结束动作第二主轴台 110B沿Z轴方向移动使第二主轴111B接近工件保留单元130，如上所述，将工件W从工件 保留单元130供给到第二主轴111B (第一动作，参照图14)。接着，第一刀具台120A向X轴方向移动到不妨碍第二刀具台120B向X轴方向移动 的位置，一边通过第二刀具台120B向顺移动方向移动，选择第二刀具台120B的工具121B， 一边通过第二主轴台110B和第二刀具台120B的移动，与上述同样进行第二主轴111B的工 件W的加工(第二动作，参照图15)。之后，第二主轴台110B沿Z轴方向移动使第二主轴111B远离第二刀具台120B(第 三动作，参照图16)。之后，将第二主轴111B的工件W从第二主轴111B搬出(第四动作，参照图17)。
由此，结束一连串的结束动作。如上所述，本机床中，具有工件保留单元130的刀具台120A通过工件保留单元130 从与该刀具台120A对应的主轴111A接受加工后的工件W，并移动到与上述主轴111A邻接 的邻接主轴111B相对置的位置，将工件W从工件保留单元130移交到邻接主轴111B，由此 一边将工件W依次移交到邻接的主轴111B，一边对工件W进行加工。在对上述工件进行加工时，不管在启动动作、通常动作、结束动作中的哪一种情况 下，将工件W从第一主轴111A移交到工件保留单元130为止，或者第二主轴111B中的工件 的加工结束为止，使第一刀具台120A或第二刀具台120B依次朝顺移动方向移动，从而选择 工具进行工件的加工，因此无需为了选择工具而从顺移动方向沿逆移动方向移动第一刀具 台120A或第二刀具台120B，提高了第一刀具台120A及第二刀具台120B的移动效率。工件保留单元130以一体方式设在与一侧主轴111A对应的刀具台120A上，与该 刀具台120A—体移动，因此能够通过刀具台120A、120B的移动使工件保留单元130和主轴 111A、111B相对地进行工件W的交接，无需工件保留单元130专用的移动机构等，能够以简 单的结构进行上述工件W的移交。并且，在上述实施方式中，对在第一刀具台120A上一体设置工件保留单元130的 例子进行了说明，但是也可以将工件保留单元130 —体地设置在第二刀具台120B上。但是，此时，需要沿X轴方向移动第二刀具台120B使工件保留单元130的轴心与 第一主轴111A的轴心一致，因此在工件加工工序中，需要将第一刀具台120A退避移动到不 妨碍第二刀具台120B向X轴方向的移动的避让位置。工件保留单元130由能单纯地在主轴111A、111B之间交接工件的夹持件构成，因 此无需在高度方向上使对两主轴111A转移工件的机构大型化，因而能够抑制机床整体高 度使其变低。与具有工件保留单元130的刀具台120A邻接的刀具台120B，其移动范围被设定 成与上述邻接主轴111B对应的刀具台120B与上述刀具台120A的移动范围至少重合一 部分，并且在邻接主轴111B与工件保留单元130进行工件W的交接时，滑动到避开刀具台 120A、120B彼此抵接的位置，因此，能避开刀具台120A、120B彼此的抵接，平稳地进行工件W 的转移。并且，在本实施方式中，向多个主轴111A、111B中负责最先加工的主轴111A供给 作为加工原料的新工件W，之后通过工件保留单元130将上述工件W依次转移至负责后加工 的多个主轴111B，因此无需对多个主轴111A、111B的每一个设置供给新工件W的工件供给 单元，能够仅设置一个工件供给单元，用各主轴111A、111B按照顺序加工工件W。并且，在本实施方式中，多个主轴111A、111B分别使其工件保持侧的端面朝向同 一方向，并且以与沿X轴方向并列配置的多个刀具台120A、120B相对置的状态沿X轴方向 并列配置，因此能够将所有主轴111A、111B从同一方向的作业区域进行操作，从而能够容 易进行切削加工和主轴111A、111B的保养维护作业。并且，在本实施方式中，刀具台120A、120B安装在同一轨道160上，分别移动自如 地支承于沿X轴方向延伸的共同的轨道上。因此，能够将Z轴方向所需的刀具台设置空间 抑制到最小限度，从而避免机床整体在Z轴方向变大。但是，如图18所示，还可以将刀具台 120A、120B安装在不同的轨道160A、160B上，分别移动自如地支承于沿X轴方向延伸的不同的轨道上。并且，对于主轴111A、111B及刀具台120A、120B的台数，只要分别在两台以上，其 具体台数不做特别的限定。并且，对于工件回收单元、工件供给单元，可以为任意的形状结 构和配置形态。并且，对于工件保留单元130的具体形态可以是任意的，例如可以使用弹簧夹持 件、真空夹持件、三爪夹持件、四爪夹持件等。作为工件保留单元130的其他实施方式，如图19所示，可以使工件保留单元130 以与X轴和Z轴垂直相交的轴线为中心旋转。此时工件保留单元130的结构为，从第一主 轴111A接受的工件加工侧的端部从插入端相反侧突出。例如，如图20所示，使工件保留单 元130构成为设置中空状保持部分和夹持件。此时，使工件的两端从保持部分突出的状态 下，通过把持夹持件，由此能够使工件加工侧的端部从插入端相反侧突出的状态下保持工 件。在通过从第一主轴111A移交了工件的工件保留单元130将工件供给至第二主轴111B 时，将工件保留单元130旋转180°，使第二主轴111B把持在第一主轴111A中加工的加工 侧来保持工件，由此能够将工件的未加工侧的端部在第二主轴111B中加工。如上所述，通 过用第一主轴111A和第二主轴111B依次加工工件的两端侧，从而能够对工件W有效实施 多种加工。并且，工件保留单元130，即使将工件W的方向反转180只要可靠地转移至主轴 111A、111B，则可以是夹持、吸附、孔插入等任何保持方法。如上所述，本发明的机床适用于例如用多个工具对工件的多个部位进行切削加工 的CNC多轴数控车床系统等。
权利要求
一种机床，具有在一端面侧保持工件的多个主轴、以及与各主轴对应的多个刀具台，将各主轴并列设置在与作为轴线方向的Z轴方向垂直相交的X轴方向，并使工件保持侧的端面朝向同一方向，将各刀具台沿所述X轴方向移动自如地设置，通过刀具台向X轴方向的移动以及主轴与刀具台的相对Z轴方向的移动，从而用安装于刀具台的工具对保持在所述主轴上的工件进行加工，其中，将各刀具台以与主轴相对置的方式分别配置在对应的主轴的所述端面侧，在邻接的两个刀具台的至少一个上设置用于保持工件的工件保留单元，并以能在与该刀具台对应的主轴和与该主轴邻接的邻接主轴之间通过工件保留单元进行工件的交接的方式，将具有该工件保留单元的刀具台的移动范围设定在到达两主轴与工件保留单元相对置的位置的范围，与上述邻接主轴对应的刀具台的移动范围被设定成与所述刀具台的移动范围至少重合一部分，在邻接主轴与工件保留单元之间进行工件的交接时，与上述邻接主轴对应的刀具台滑动到避开刀具台彼此抵接的位置。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述刀具台分别移动自如地支承在沿X轴 方向延伸的共同的轨道上。
3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述刀具台分别移动自如地支承在分别 沿X轴方向延伸的不同的轨道上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的机床，其特征在于，所述工件保留单元能够以 与X轴方向和Z轴方向垂直相交的轴线为中心旋转地进行安装。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种提高工件生产效率，并且实现机床整体小型化的机床。所述机床，具有多个主轴(111)和多个刀具台(120)，将各刀具台(120)配置在主轴(111)的所述端面侧，在邻接的两个刀具台(120)的至少一个上设置工件保留单元(130)，将具有工件保留单元(130)的刀具台(120)的移动范围设定在到达两主轴(111)和工件保留单元(130)相对置的位置的范围，与所述邻接主轴(111)对应的刀具台(120)的移动范围设定成与所述刀具台(120)的移动范围至少重合一部分，滑动到避开刀具台(120)彼此抵接的位置。
文档编号B23B15/00GK101861222SQ20088011330
公开日2010年10月13日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月9日
发明者粕谷浩史 申请人:西铁城精机株式会社