JP3985998B2 - Machine tools for complex machining - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインボーリングバーによるラインボーリング加工と、ラインボーリング加工以外の加工を行うことができる複合加工用工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作物が、エンジンのシリンダブロックなどのように同一軸線上に複数の穴部を有している場合には、この穴部をラインボーリングバー（以下、ラインバーと記載）でラインボーリング加工することが多い。
特公昭５６−４５７３５号公報には、円盤状の工具貯蔵マガジンを備えてボーリング加工（ラインボーリング加工）を行う工作機械が記載されている。前記工具貯蔵マガジンには、ラインバーと、ボーリング加工以外の加工を行うための穴明け工具とが貯蔵されるようになっている。
一方、特開昭６２−４５０４号公報には、ラインバーマガジンと工具マガジンとを別途有する工作機械が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の公報に記載の工作機械では、工具貯蔵マガジンが主軸頭の上部に位置しているので、工具貯蔵マガジンに対してラインバーや穴明け工具を段取り替えすることが困難であった。
特に、ラインバーは長くて重いので、段取り替えの位置が高いと作業に負担がかかる。また、工具貯蔵マガジンは、円盤状なのでラインバーの収納本数に制約があった。
【０００４】
後者の公報に記載の工作機械では、ラインバーのみを貯蔵するラインバーマガジンを備えているので、ラインバーマガジンに対する段取り替え作業は比較的楽になっている。
しかしながら、ラインバーマガジンはテーブルベースに設けられて、テーブルと一緒に移動するので、加工中にラインバーマガジンに対する段取り替えを行うことができない。
また、ラインバーマガジンは、テーブルベース上のラインバー置き台にラインバーを支持する構成のため、ラインバーマガジンに対するラインバーの収納本数にも制約が生じていた。
主軸頭の移動動作を利用して、主軸が、ラインバーマガジンに貯蔵されているラインバーを直接着脱するようになっている。したがって、ラインバーを授受する場合には、主軸頭がラインバー授受位置に移動し、一方、ラインバーマガジンも、テーブルとともにラインバー授受位置に移動することになる。
【０００５】
一方、テーブルとラインバーマガジンをあまり離さないで構成すると、ワーク加工時の切り屑，クーラントなど飛散物の影響を受ける可能性が大きい。飛散物の影響を避けようとするとテーブルベース等が大型化する。
さらに、ラインバーの種類，本数が多くなるとラインバー置き台を大きくすることになる。すると、ワークの加工位置とラインバーの授受位置が大きく離れ、テーブル，ラインバーマガジンおよびテーブルベースを移動させるのに時間がかかる。
その結果、ラインバーの交換に時間がかかって、非切削時間が増加してしまうという課題があった。また、工作機械も大型化し、設置面積も増大してしまうという課題も生じた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、加工中でも、ラインボーリングバー収納マガジンと工具マガジンのうち特にラインボーリングバー収納マガジンに対して容易に段取り替えを行うことができ且つ収納本数に制約のない複合加工用工作機械を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる複合加工用工作機械は、ラインボーリングバーで工作物の穴部にラインボーリング加工を行い、前記ラインボーリングバーとは別の種類の工具で前記工作物に前記ラインボーリング加工以外の加工を行う複合加工用工作機械であって、主軸を回転可能に支持し、前記工作物に対して少なくとも前記主軸の軸線と平行な第１の方向およびこの第１の方向に対して直交する第２の方向に移動可能な主軸頭と、前記複合加工用工作機械の機械本体に付設され、加工領域を覆うスプラッシュガードの外部の所定位置に設けられ、前記ラインボーリンバーを前記第１の方向と平行な方向に向けた状態で収納可能なラインボーリングバー収納マガジンと、このラインボーリングバー収納マガジンに対して前記ラインボーリングバーを搬出，搬入する搬出入位置と、前記主軸に対して前記ラインボーリングバーの交換を行うためのラインボーリングバー交換位置との間で、前記ラインボーリングバーを移送するためのラインボーリングバー移送手段と、前記機械本体に付設され、前記スプラッシュガードの外部の他の所定位置に設けられ、前記工具を収納可能な工具マガジンと、この工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換する自動工具交換装置とを備え、前記ラインボーリングバー収納マガジンは、マガジン基体と、このマガジン基体に移動可能に設けられ、少なくとも一本の前記ラインボーリングバーを載置可能な少なくとも一台のツールカセットと、前記マガジン基体に設けられ、前記ツールカセットを前記搬出入位置に移動可能なツールカセット移動手段とを有している。
【０００８】
本発明にかかる他の複合加工用工作機械は、ラインボーリングバーで工作物の穴部にラインボーリング加工を行い、前記ラインボーリングバーとは別の種類の工具で前記工作物に前記ラインボーリング加工以外の加工を行う複合加工用工作機械であって、主軸を回転可能に支持し、前記工作物に対して少なくとも前記主軸の軸線と平行な第１の方向およびこの第１の方向に対して直交する第２の方向に移動可能な主軸頭と、前記複合加工用工作機械の機械本体に付設され、加工領域を覆うスプラッシュガードの外部の所定位置に設けられ、前記ラインボーリンバーを前記第１の方向と平行な方向に向けた状態で収納可能なラインボーリングバー収納マガジンと、このラインボーリングバー収納マガジンに対して前記ラインボーリングバーを搬出，搬入する搬出入位置と、前記主軸に対して前記ラインボーリングバーの交換を行うためのラインボーリングバー交換位置との間で、前記ラインボーリングバーを移送するためのラインボーリングバー移送手段と、前記機械本体に付設され、前記スプラッシュガードの外部の他の所定位置に設けられ、前記工具を収納可能な工具マガジンと、この工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換する自動工具交換装置とを備え、前記機械本体は、ほぼ水平な前記第１の方向に移動可能に前記複合加工用工作機械の機体に設けられたコラムと、ほぼ垂直な前記第２の方向に移動可能に前記コラムに設けられた前記主軸頭と、前記第１，第２の両方向と直交する第３の方向に移動可能に前記機体に設けられ、前記工作物が載置されるテーブルまたはパレットとを有し、前記主軸に対する前記ラインボーリングバーの交換動作は、前記工具の交換動作を行う工具交換位置の前記第３の方向および前記第２の方向とほぼ同じ位置に設定された前記ラインボーリングバー交換位置で、前記主軸頭の移動動作により行うようになっており、前記ラインボーリングバー収納マガジンは、マガジン基体と、このマガジン基体に移動可能に設けられ、少なくとも一本の前記ラインボーリングバーを載置可能な少なくとも一台のツールカセットと、前記マガジン基体に設けられ、前記ツールカセットを前記搬出入位置に移動可能なツールカセット移動手段とを有している。
たとえば、前記ツールカセットは、複数本の前記ラインボーリングバーを載置可能で、且つ、前記第２の方向と平行な方向に重なるように前記マガジン基体に複数台設けられるものであり、前記ツールカセット移動手段は、前記ツールカセットを前記第２の方向と平行な方向に移動させるものであるのが好ましい。
好ましくは、前記スプラッシュガードの天井部の上方には、案内手段が前記ラインボーリングバー収納マガジンから前記加工領域の上方まで前記第３の方向に延設され、前記ラインボーリングバー移送手段は、前記ツールカセットを前記案内手段に案内させて前記天井部の上方を前記第３の方向に移動させるものである。
本発明の複合加工用工作機械において、前記工作物が載置されるテーブルまたはパレットを有するテーブル装置には、一端側が前記主軸に装着された前記ラインボーリングバーの他端側を支持可能なバーサポートが支持位置と待避位置との間を移動可能に設けられ、このバーサポートは、前記ラインボーリングバーが前記主軸に装着されているときには前記支持位置に移動し、前記ラインボーリングバーとは別の種類の前記工具が前記主軸に装着されているときには前記待避位置に移動しているのが好ましい。
なお、前記ラインボーリングバー収納マガジンは複数の種類または同一種類の前記ラインボーリングバーを収納可能であり、前記ラインボーリングバーの前記他端側は、その直径を共通にすることにより同一の前記バーサポートで支持可能であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態の一例を、図１から図１０までを参照して説明する。
図１，図２および図３は、それぞれ複合加工用工作機械の正面図，平面図および左側面図である。図４は図２のIV−IV線矢視図、図５は図４のＶ−Ｖ線矢視図、図６は図２のVI−VI線矢視図である。
【００１０】
図１から図３に示すように、複合加工用工作機械（以下、工作機械と記載）１は、ラインボーリングバー（以下、ラインバーと記載）３で工作物２の穴部１２のラインボーリング加工を行うラインボーリングマシンの機能と、ラインバー３とは別の種類の工具４で工作物２にラインボーリング加工以外の加工を行うマシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）の機能とを有する複合機である。
この「ラインボーリング加工以外の加工」とは、たとえば、ドリル，フェイスミル，エンドミル，タップなど工具４で、工作物２に穴あけ加工，平面加工，溝加工，タップ加工など通常の切削加工を行うことである。
工作物２は、たとえば自動車のエンジン用のシリンダブロックであり、同一の軸線ＣＬ1上に穿設された複数の穴部１２を有している。
【００１１】
工作機械１は、主軸頭６などを有する機械本体５，ラインボーリングバー収納マガジン（以下、ラインバーマガジンと記載）７，ラインボーリングバー移送手段（以下、ラインバー移送手段と記載）８，工具マガジン９，自動工具交換装置（以下、ＡＴＣと記載）１７，自動パレット交換装置（以下、ＡＰＣと記載）１０などを備え、ＮＣ（数値制御）装置１１により制御される。
工作機械１は、ラインバー３を使用して、工作物２の複数の穴部１２の仕上げボーリング加工などラインボーリング加工を行う。複数の刃具を有するラインバー３は、複数の穴部１２の中ぐり加工を行う中ぐり棒であり、ラインボーリング加工を行うと複数の穴部１２の同心度等の加工精度が向上する。
また、工作機械１は、ドリル，フェイスミル，エンドミル，タップなど工具４を使用して、通常の切削加工を行うことができる。
このように、工作機械１は一つの主軸１６を有し、この主軸１６にラインバー３および工具４のいずれか一方を装着することにより、ラインボーリング加工と通常の切削加工を行う。
【００１２】
工作機械１のベッド１４は、機械本体５の機体を構成しており床面１５上に設置されている。機械本体５の主軸頭６は、ほぼ水平方向に軸線ＣＬを有する主軸１６を回転可能に支持している。この主軸１６の軸線ＣＬと平行な方向をＺ軸方向（第１の方向）とする。なお、主軸１６の軸線ＣＬの方向（Ｚ軸方向）は、水平方向以外の場合であってもよく、たとえば、水平方向から所定角度傾斜した場合であってもよい。
主軸頭６は、工作物２に対して、少なくともＺ軸方向およびこのＺ軸方向に対して直交するＹ軸方向（第２の方向で、ここでは上下方向）に移動可能である。
工作機械１を制御するためのＮＣ装置１１は、ベッド１４の側方に配設されている。工作機械１の加工領域２０は、切り屑や切削油剤などが加工領域２０の外部に飛散しないように、スプラッシュガード２１，開閉カバー２２等により覆われている。
【００１３】
ラインバーマガジン７は、機械本体５に付設され、スプラッシュガード２１の外部の所定位置に設けられ、複数の種類または同一種類のラインバー３をＺ軸方向と平行な方向に向けた状態で一本または複数本収納可能である。ラインバーマガジン７は、複数の種類のラインバー３を収納できるので、工作機械１は、複数の種類のラインボーリング加工が可能である。
なお、ラインバーマガジン７は、機械本体５とは別個に独立して設けられているが、スプラッシュガード２１の外部の所定位置に機械本体と一体に設けてもよい。
ラインバー移送手段８は、ラインバーマガジン７に対して、ツールカセット６１（後述する）に載置されたラインバー３を搬出，搬入する搬出入位置Ｐ1と、主軸１６に対してラインバー３の交換を行うためのラインボーリングバー交換位置（以下、ラインバー交換位置と記載）Ｐ2との間で、ラインバー３を移送する機能を有している。
【００１４】
工具マガジン９は、機械本体５に付設され、スプラッシュガード２１の外部の他の所定位置に設けられ、複数の種類または同一種類の工具４を一本または複数本収納可能になっている。なお、工具マガジン９は、機械本体５とは別個に独立して設けられているが、スプラッシュガード２１の外部の他の所定位置に機械本体と一体に設けてもよい。
ＡＴＣ１７は、工具マガジン９と主軸１６との間で工具４を交換することができる。そして、ＡＴＣ１７は、工具交換位置Ｐ3で工具４を主軸１６に対して自動的に交換するとともに着脱可能に装着する。
【００１５】
機械本体５は、ほぼ水平なＺ軸方向に移動可能に工作機械１のベッド１４に設けられたコラム２５と、ほぼ垂直なＹ軸方向に移動可能にコラム２５に設けられた主軸頭６と、Ｚ軸，Ｙ軸の両方向と直交するＸ軸方向（第３の方向）に移動可能にベッド１４に設けられ、工作物２が載置されたパレット４５をクランプするテーブル２６とを有している。なお、工作物２をテーブル２６に直接載置する場合であってもよい。
主軸１６に対するラインバー３の交換動作は、ラインバー交換位置Ｐ2で主軸頭６の移動動作により行う。ラインバー交換位置Ｐ2は、工具４の交換動作を行う工具交換位置Ｐ3のＸ軸方向およびＹ軸方向とほぼ同じ位置に設定された位置である。
すなわち、主軸１６に対するラインバー３の受け渡し時には、主軸頭１６が、自らＺ軸方向に往復移動するとともにＹ軸方向にも若干移動することにより、ラインバー３を主軸１６に着脱する。主軸頭６は、Ｘ軸方向には移動しない構成になっている。
ラインバー交換位置Ｐ2は加工位置Ｐ4から離れているので、ラインバー３の交換動作時に、主軸頭６やラインバー３などがテーブル２６上の工作物２と干渉する恐れはない。
【００１６】
ベッド１４の上面には、Ｚ軸用案内面２７がＺ軸方向に設けられている。コラム２５は、Ｚ軸用案内面２７に沿ってＺ軸方向に移動可能に配置されている。Ｚ軸用ボールねじのＺ軸用ねじ軸２８が、Ｚ軸用案内面２７と平行に配置されている。
Ｚ軸用ねじ軸２８には、コラム２５に固定されたＺ軸用ナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｚ軸用ねじ軸２８は、ベッド１４に取付けられたＺ軸用サーボモータ２９により正逆方向に回転駆動される。
Ｚ軸用サーボモータ２９に駆動されてＺ軸用ねじ軸２８が回転すると、コラム２５が、Ｚ軸用案内面２７に案内支持されてベッド１４上をＺ軸方向に往復移動する。コラム２５の移動動作が、工作物２に対する主軸頭１６のＺ軸方向の移動となる。
【００１７】
コラム２５には、Ｙ軸用案内面３０がＹ軸方向に設けられている。主軸頭６は、Ｙ軸用案内面３０に沿ってＹ軸方向に移動可能に配置されている。Ｙ軸用ボールねじのＹ軸用ねじ軸３１が、Ｙ軸用案内面３０と平行に配置されている。
Ｙ軸用ねじ軸３１には、主軸頭６に固定されたＹ軸用ナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｙ軸用ねじ軸３１は、コラム２５に取付けられたＹ軸用サーボモータ３２により正逆方向に回転駆動される。
Ｙ軸サーボモータ３２に駆動されてＹ軸用ねじ軸３１が回転すると、主軸頭６が、Ｙ軸用案内面３０に案内支持されてＹ軸方向に往復移動する。主軸頭６の移動動作が、工作物２に対するＹ軸方向の移動となる。
【００１８】
テーブル装置４０は、工作物２が載置されるテーブル２６（または、パレット）を有している。ベッド１４の上面には、Ｘ軸用案内面（図示せず）がＸ軸方向に設けられている。テーブル装置４０は、Ｘ軸用案内面に案内されてＸ軸方向に移動可能に配置されている。
Ｘ軸用ボールねじのＸ軸用ねじ軸（図示せず）が、Ｘ軸用案内面と平行に配置されている。Ｘ軸用ねじ軸には、テーブル装置４０に固定されたＸ軸用ナットがねじ込まれている。Ｘ軸用ねじ軸は、ベッド１４に取付けられたＸ軸用サーボモータ４４により正逆方向に回転駆動される。
Ｘ軸用サーボモータ４４に駆動されてＸ軸用ねじ軸が回転すると、テーブル装置４０が、Ｘ軸用案内面に案内支持されて、テーブル２６とともにＸ軸方向に往復移動する。テーブル２６の移動動作が、主軸１６に装着されたラインバー３（または、工具４）に対する工作物２のＸ軸方向の移動となる。
【００１９】
テーブル２６は、パレット４５をクランプ・アンクランプ可能にクランプするパレットクランプ・アンクランプ機構を有している。テーブル２６は、テーブル装置４０の割出し用モータ４６を駆動することにより、Ｂ軸（Ｙ軸に平行なＹ1軸のまわりの旋回運動の軸）方向に旋回・割出し可能になっており、工作物２をＢ軸方向に旋回させて所定位置に割出すことができる。
ＡＰＣ１０は、工作物２が載置されたパレット４５を、テーブル２６に対して自動的に交換する。ＡＰＣ１０は、パレット４５を、テーブル２６と段取り台４７との間でシリンダ装置（図示せず）により搬出，搬入し交換することができる。段取り台４７には、パレット４５を移動可能に載置するためのパレットガイド４７ａ，４７ａが設けられている。
また、スプラッシュガード２１には、パレット４５を搬出入するために開閉カバー２２で覆われた開口部が設けられており、この開口部を開閉するため、図示しないシリンダで開閉カバー２２を開閉動作させる。
【００２０】
主軸１６は、主軸頭６に設けられた主軸用モータ３３により回転駆動される。主軸１６の前端部には工具装着部が設けられている。ラインバー移送手段８で移送されて自動的に交換されるラインバー３、またはＡＴＣ１７によって自動的に交換される工具４が、工具装着部に着脱可能に装着される。
主軸１６には、ラインバー３または工具４を主軸１６の工具装着部に着脱可能に装着するための工具クランプ・アンクランプ機構が設けられている。この工具クランプ・アンクランプ機構により、ラインバー３（または、工具４）が主軸１６にクランプ・アンクランプされる。
【００２１】
上述のように、主軸頭６はＺ軸方向とＹ軸方向に移動可能で、テーブル２６はＸ軸方向に移動可能である。これにより、主軸頭６とテーブル２６は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向からなる直交３軸方向に相対的に移動可能である。
したがって、主軸１６にラインバー３が装着されているときには、ラインバー３と工作物２が相対的に移動して、ラインバー３で工作物２の複数の穴部１２をラインボーリング加工することができる。ラインボーリング加工は、ラインバー３の回転と主軸頭６のＺ軸方向への移動によって行われる。
また、主軸１６に工具４が装着されているときには、工具４とテーブル２６上の工作物２は直交３軸方向に相対的に移動して、工具４により工作物２が切削加工される。
したがって、工作機械１は、ラインボーリングマシンに相当する機能と、ＭＣに相当する機能とを有していることになる。
【００２２】
工作機械１はバーサポート５０を有している。バーサポート５０は、テーブル装置４０に設けられ、矢印Ｅに示すように、支持位置Ｐ5とその近傍の待避位置Ｐ6との間をＸ軸方向に移動可能になっている。
バーサポート５０は、ラインバー３が主軸１６に装着されているときには支持位置Ｐ5に移動し、ラインバー３とは別の種類の工具４が主軸１６に装着されているときには待避位置Ｐ6に移動している。支持位置Ｐ5では、バーサポート５０は、一端３ａ側が主軸１６に装着されたラインバー３の他端３ｂ側を支持可能である。
バーサポート５０は、工具４が主軸１６に装着されているときなどは、待避位置Ｐ6に待避する。すなわち、工作物２が載置されたテーブル２６が旋回割出し動作を行うとき、ＡＰＣ１０でパレット４５の交換を行うとき、および、工具４が主軸１６に装着されて工作物２の通常の切削加工を行うときなどに、バーサポート５０が支持位置Ｐ5に位置していると工作物２と干渉する恐れがある。そこで、このようなときには、バーサポート５０が、支持位置Ｐ5から待避位置Ｐ6に移動して待避する。
【００２３】
テーブル装置４０がＸ軸方向に移動すると、テーブル装置４０に取付けられたバーサポート５０も、テーブル２６とともにＸ軸方向に移動する。バーサポート５０は、テーブル装置４０上にＸ軸方向に往復移動可能に設けられたバーサポート本体５１と、バーサポート本体５１に回転自在に支持されたサポートブッシュ５２とを有している。
バーサポート本体５１は、バーサポート案内面（図示せず）を介してテーブル装置４０に移動可能に設けられている。バーサポート本体５１は、サポートブッシュ５２を介してラインバー３の他端３ｂを支持する。
【００２４】
テーブル装置４０には、流体圧シリンダ装置５３がＸ軸方向に向けて取付けられている。流体圧シリンダ装置５３のロッド５４は、バーサポート本体５１に連結されている。
流体圧シリンダ５３に供給される圧力流体の供給方向を切り替え制御することにより、バーサポート本体５１が、バーサポート案内面に案内支持されてＸ軸方向に往復移動する。これにより、サポートブッシュ５２は、支持位置Ｐ5と待避位置Ｐ6にそれぞれ移動することができる。
なお、バーサポート本体５１を流体圧シリンダ５３で支持位置Ｐ5と待避位置Ｐ6に移動させるものとして説明を行なっているが、位置決め制御可能な送りモータとねじ機構などで移動させてもよい。その場合には、バーサポート本体５１をＸ軸方向の所望の位置に移動させてラインバー３を支持させるようにできる。また、バーサポート本体５１をＹ軸方向に移動可能にすると、ラインバー３によりＸ軸方向，Ｙ軸方向の所望の位置にラインボーリング加工を行うことができる。
【００２５】
図７は、図６においてラインバー移送手段８がツールカセット６１（後述する）を移送している状態を示す拡大図、図８は、図７のツールカセット６１を示すVIII線矢視図、図９は図８のIX−IX線断面図、図１０は、ツールカセット６１を保持可能な保持手段１３０（後述する）を示す断面図である。
図１，図２，図４から図９に示すように、主軸頭６がＺ軸方向に移動することにより、ラインバー３は主軸１６に装着され、また、主軸１６から抜き出される。ラインバー３の一端３ａには、テーパシャンク３ｃが設けられている。
テーパシャンク３ｃは、主軸１６の装着部に着脱可能に装着され、ラインバー３の他端３ｂは、バーサポート５０により支持される。こうして、ラインバー３は、主軸１６とバーサポート５０により両端支持されて、主軸１６の回転により回転する。
ラインバー３の他端３ｂ側は、その直径Ｄが共通（同一寸法）になっている。すなわち、直径Ｄは、複数の種類のラインバー３の一番小径の寸法に合わせられている。
したがって、ラインバーマガジン７に複数の種類のラインバー３が収納されていても、同一のバーサポート５０でラインバー３の他端３ｂ側を支持することができる。
なお、このように構成すると、同一のバーサポート５０でラインバー３を支持することができて好ましいが、バーサポート５０のラインバー支持部を交換可能に構成し、ラインバー３の他端の直径に合わせてラインバー支持部を交換するものであってもよい。
なお、Ｘ軸用案内面，Ｙ軸用案内面３０，Ｚ軸用案内面２７およびバーサポート案内面は、各種滑り案内面，各種転がり案内面，静圧案内面などを使用することができる。
【００２６】
ラインバーマガジン７は、複数のラインバー３を、Ｚ軸方向と平行な方向に向けてマトリックス状に並んだ状態で収納している。ラインバーマガジン７は、マガジン基体６０と、少なくとも一台（ここでは、五台）のツールカセット６１と、ツールカセット移動手段６２とを有している。
マガジン基体６０は、床面１５に立設されて、スプラッシュガード２１の外部に配置されている。ツールカセット６１は、マガジン基体６０に移動可能に設けられ、少なくとも一本（ここでは、最大で三本）のラインバー３を載置可能である。ツールカセット６１は、三本のラインバー３を収納するために、三個所のラインバー収納位置Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3が設定されている。
ツールカセット移動手段６２は、マガジン基体６０に設けられ、ツールカセット６１を搬出入位置Ｐ1に移動させるものである。ツールカセット６１は、Ｙ軸方向と平行なＶ軸方向（上下方向）に重なるようにマガジン基体６０に複数台（ここでは、五台）設けられるとともに、ツールカセット移動手段６２によりＶ軸方向に移動可能である。
【００２７】
スプラッシュガード２１の天井部６３の上方には、一対のガイドレール６５を有する案内手段６４が配置されている。案内手段６４は、ラインバーマガジン７から加工領域２０の上方まで、Ｘ軸方向と平行なＵ軸方向に延設されている。二つのガイドレール６５は、Ｕ軸方向に互いに平行に且つ水平に配置されている。Ｕ軸方向はＶ軸方向と直交している。
ラインボーリングバー移送手段８は、ツールカセット６１を案内手段６４に案内させて天井部６３の上方をＵ軸方向に移動させるものである。すなわち、ツールカセット６１は、ラインバー移送手段８と連結された状態で案内手段６４に案内されて天井部６３の上方をＵ軸方向に移動するとともに、ラインバー交換位置Ｐ2の近傍の待機位置Ｐ7で待機する。また、ツールカセット６１は、搬出入位置Ｐ1に移動したときは、ラインバー移送手段８から離脱可能である。
【００２８】
図７から図９に示すように、工作物２の同一または異なる形状の複数の穴部１２を同時にまたは順番にラインボーリング加工するために、ラインバー３には、同一または異なる構成の一つまたは複数のバイト３ｄが取付けられている。
ツールカセット６１は、互いに平行に配置された上板６６および下板６７と、両方の板６６，６７を連結して固定する一つまたは複数（ここでは、二つ）の連結板６８とを有している。
下板６７には、三組の支持手段６９が取付けられている。支持手段６９は、一対の係合部が形成された第１のサポート材７０と、一対ずつ２個所（合計４個）の第２のサポート材７１とを有している。
第１のサポート材７０は、ラインバー３のテーパシャンク３ｃのフランジ部３ｅを支持し、フランジ部３ｅのＶ溝３ｆに係合しているので、ラインバー３は、軸線ＣＬ2方向に動かないように位置決めされる。第２のサポート材７１は、バイト３ｄなどが取付けられているラインバー本体部３ｇを支持している。
【００２９】
また、支持手段６９は、第１のサポート材７０の一対の係合部７０ａ，７０ａの間に位置して下板６７に取付けられた第３のサポート材７２を有している。第３のサポート材７２は、ラインバー３のフランジ部３ｅのキー溝に係合離脱自在に係合可能になっている。
第２のサポート材７１は、ラインバー本体部３ｇの直径Ｄ1が変わっても下板６７からの高さｈ等を調整することにより、ラインバー３の軸線が主軸１６の軸線に対して平行になるようにしている。
この実施形態では、スペーサ７１ｃの高さを調整することにより、ラインバー３の軸線が主軸１６の軸線に対して平行になるようにしているが、テーパ軸体７１ｂを、このテーパ軸体７１ｂの軸線方向に移動調整するようにしてもよい。
【００３０】
したがって、ラインバー３は、第１，第２のサポート材７０，７１により横方向に転がらないように、第１のサポート材７０により中心軸線ＣＬ2方向に動かないように、キー溝に係合する第３のサポート材７２により中心軸線ＣＬ2のまわりに回転しないように、それぞれ位置決めされている。
このようにして、ツールカセット６１のラインバー収納位置Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3に、三本までのラインバー３を平行に並べて載置することができる。
ラインバー３は、支持手段６９から所定距離だけ持ち上げられれば、第１，第２，第３のサポート材７０，７１，７２から離脱する。この状態で、ラインバー３を中心軸線ＣＬ2方向に移動させて、ツールカセット６１から抜き出したり、または、ツールカセット６１に供給して載置することが可能になる。
【００３１】
上板６６には転動手段７３が設けられており、転動手段７３は、案内手段６４に案内されて転動する。転動手段７３は、矩形状の上板６６の両側面に二組ずつ合計四組設けられている。
各転動手段７３は三つのローラ７４を有しており、ローラ７４は、ガイドレール６５の案内溝６５ａに係合しながら転動する。ローラ７４は、案内溝６５ａの内方に位置して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向への移動を拘束された状態で転動する。
転動手段７３は、ツールカセット６１の移動方向（Ｘ軸方向）に対して左右に二組ずつ配置されているので、ツールカセット６１は一対のガイドレール６５により吊り下げられた状態でＸ軸方向に往復移動する。なお、転動手段７３は、静圧案内や、滑り案内と転がり案内との組み合わせなど他の案内で案内するものであってもよい。
上板６６の一方側（主軸頭６側）の端部には、ラインバー移送手段８と連結するための一対の被係合孔７５が形成されている。被係合孔７５は、上板６６の下面側に開口するように形成されている。
【００３２】
図１から図３，図６および図７に示すように、ラインバー移送手段８は、移送手段本体８０と、移送手段本体８０に取付けられた走行用駆動モータ８１と、走行用駆動モータ８１により正逆方向に回転駆動されるピニオン８１ａ（図３）と、移送手段本体８０の下部に設けられた転動手段７３とを有している。
工作機械１の機体には、ガイドレール６５と平行に延設されたラック８１ｂ（図３）が設けられている。このラック８１ｂは、ピニオン８１ａと噛合しており、ラインバー移送手段８をＸ軸方向に移動させるようにＸ軸方向に延びて配置されている。
ラインバー移送手段８の下部には、左右に一対ずつ合計四組の転動手段７３が取付けられ、この転動手段７３もローラ７４を有している。このローラ７４も、ツールカセット６１の転動手段７３のローラ７４と同様に、ガイドレール６５の案内溝６５ａ（図８）によりＹ軸方向，Ｚ軸方向への移動を拘束された状態で転動するようになっている。
移送手段本体８０の一方側（ラインバーマガジン７側）に設けられたピン支持部１３５（図１０）には、係合片としてのピン８２が取付けられている。ピン８２は、上方に向けて突出してピン支持部１３５に取付けられており、ツールカセット６１の被係合孔７５に係合離脱可能に係合する。
ピン８２が被係合孔７５に係合すると、ツールカセット６１がラインバー移送手段８と連結する。また、ツールカセット６１が、ラインバー移送手段８に対して若干持ち上げられれば、ピン８２が被係合孔７５から離脱するので、ツールカセット６１はラインバー移送手段８から分離する。
【００３３】
ツールカセット６１がラインバー移送手段８に連結された状態で、走行用駆動モータ８１を制御すれば、ツールカセット６１を、搬出入位置Ｐ1，待機位置Ｐ7，ラインバー交換位置Ｐ2に、それぞれ移送して位置決めすることができる。
ツールカセット６１は、ラインバー交換位置Ｐ2では、Ｘ軸方向に若干距離移動して三個所で位置決め可能である。したがって、ラインバー交換位置Ｐ2では、ツールカセット６１に載置されている三本のラインバー３のうち所望のラインバー３を、主軸１６の軸線ＣＬとほぼ一致するように位置決めすることができる。
また、主軸１６に装着されているラインバー３をツールカセット６１に戻す場合には、ツールカセット６１における三個所のラインバー収納位置Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3のうち、空のラインバー収納位置を、主軸１６の軸線ＣＬにほぼ一致させることができる。
ラインバー交換位置Ｐ2での主軸１６のＸ軸方向およびＹ軸方向の各位置は、工具交換位置Ｐ3での主軸１６のＸ軸方向およびＹ軸方向の各位置とほぼ同じなので、主軸１６に対してラインバー３を着脱するときには、主軸頭６がラインバー交換位置Ｐ2で主としてＺ軸方向に移動することにより行われる。
なお、ラインバー移送手段は、走行用駆動モータとねじ機構の組合せ，またはリニアモータ等の駆動により、ツールカセット６１を移送させるものであってもよい。
【００３４】
ツールカセット６１は、スプラッシュガード２１の外部に位置している。したがって、ラインバー交換位置Ｐ2では、ラインバー３の交換時に主軸１６（または、主軸１６と主軸頭６）を通過させるための開口部（図示せず）がスプラッシュガード２１に設けられている。
また、開口部の近傍には、この開口部を開閉可能なシャッタ８３が設けられている。シャッタ８３は、Ｘ軸方向に移動可能であり、ばねにより常時閉方向に移動している。
シャッタ８３の開閉動作は、ラインバー移送手段８の移動動作に連動して自動的に行われる。ラインバー移送手段８が移動して、ツールカセット６１がラインバー交換位置Ｐ2に到着すると、ツールカセット６１に押されたシャッタ８３が、ばねの付勢力に抗して開方向に移動する。すなわち、ツールカセット６１の移動動作に連動して、シャッタ８３が自動的に開く。
ツールカセット６１がラインバー交換位置Ｐ2に移動したときのみシャッタ８３により開口部を開き、ツールカセット６１がその他の位置に移動した場合にはばねの付勢力により開口部を閉じ、切り屑，切削油剤がスプラッシュガード２１の外部に飛散しないようにしている。
なお、シャッタ８３はラインバー移送手段８の移動動作に連動して開閉するものとして説明したが、シャッタ開閉用シリンダなど駆動手段を設け、このシリンダで開閉させてもよい。
ラインバー交換位置Ｐ2において、主軸１６が加工領域２０とツールカセット６１内のラインバー３の一端３ａの位置との間で、Ｚ軸方向および若干Ｙ軸方向に移動することができる。
主軸１６に対するラインバー３の着脱動作が終了し、ツールカセット６１がラインバー移送手段８に押されてラインバー交換位置Ｐ2から離れると、シャッタ８３はばねの付勢力により自動的に閉じる。
【００３５】
図１から図５，図７から図１０に示すように、ラインバーマガジン７において、マガジン基体６０には、移動ユニット９０がＶ軸方向に移動可能に配置されている。
移動ユニット９０は、複数台（ここでは、五台）のツールカセット６１を収納することができる。そのために、移動ユニット９０は、五組のマガジン側ガイドレール（以下、マガジン側レールと記載）９１を有している。
マガジン側レール９１は、Ｘ軸方向と平行なＵ軸方向を向いて水平に配置され、且つＶ軸方向に並んで互いに平行である。マガジン側レール９１は、案内手段６４とほぼ同じ構成を有している。
ツールカセット６１は、マガジン側レール９１に吊り下げられた状態で支持される。ツールカセット６１の転動手段７３が、マガジン側レール９１に係合して転動動作を行う。
なお、移動ユニット９０は、マガジン側レール９１などを追加すれば六台以上のツールカセット６１を収納することもできる。
【００３６】
ツールカセット６１は、移動ユニット９０に収納されている状態のときには、保持手段１３０により、自らは動かないように位置決めされた状態でマガジン側レール９１に保持されている。
保持手段１３０は、移動ユニット９０（または、マガジン側レール９１）に設けられ被係合部１３６が形成された被係合部材１３２を有している。ツールカセット６１の上板６６には、係合部材１３１が軸１３４を中心に傾動可能に設けられている。係合部材１３１は、この上部１３７と被係合部１３６が係合する方向に、ばね１３３により常時付勢されている。
ラインバー移送手段８とツールカセット６１が連結されると、ピン支持部１３５に取付けられたピン８２が被係合孔７５に係合するとともに、ピン支持部１３５が係合部材１３１の下部１３８を押圧する。すると、係合部材１３１が傾動し、係合部材１３１と被係合部１３６との係合が解除されて、保持手段１３０によるツールカセット６１の保持を解除する。
すなわち、ツールカセット６１が、搬出入位置Ｐ1でラインバー移送手段８に連結して、マガジン側レール９１と案内手段６４との間で移動可能になったときは、保持手段１３０はツールカセット６１の保持を解除する。これにより、ツールカセット６１は、ラインバー移送手段８と連結した状態で、ラインバーマガジン７と案内手段６４との間で移動することができる。
なお、ツールカセット６１を保持可能な保持手段１３０は、シリンダなど駆動手段で係合部材をツールカセット６１に対して係合離脱自在に構成し、ツールカセット６１を保持させるとき前記係合部材を係合させるものであってもよい。
【００３７】
移動ユニット９０は、ツールカセット移動手段６２によりＶ軸方向に昇降動作して、ラインバー交換指令により指定されたラインバー３が収納されたツールカセット６１を、搬出入位置Ｐ1に位置決めする。そして、搬出入位置Ｐ1では、移動ユニット９０は、所望のマガジン側レール９１の高さ位置を、ガイドレール６５の高さ位置にほぼ一致させるようにしている。
ラインバー移送手段８とツールカセット６１の連結または連結解除を行う場合には、移動ユニット９０を若干距離だけ上下移動させている。これにより、ラインバー移送手段８のピン８２が、ツールカセット６１の被係合孔７５に対して係合，離脱するので、ツールカセット６１がラインバー移送手段８に対して連結，連結解除される。
【００３８】
マガジン基体６０には、一対の平行なＶ軸ガイドレール９２がＶ軸方向（上下方向）に設けられている。二本のＶ軸ガイドレール９２は、横方向に並び且つＶ軸方向に長く延びて配置されている。
Ｖ軸ガイドレール９２とスライド本体９３，９３は、直動転がり案内を構成するものであり、ラインバーマガジン用案内部９４を構成している。ラインバーマガジン用案内部９４は、ツールカセット移動手段６２の軸線ＣＬ3に対してほぼ対称に設けられている。なお、ラインバーマガジン用案内部９４は、他の転がり案内，滑り案内，静圧案内などであってもよい。
移動ユニット９０は、ラインバーマガジン用案内部９４に案内されてＶ軸方向に移動する。移動ユニット９０の一方の面には、合計四つのスライド本体９３，９３が所定位置に固定されている。移動ユニット９０は、二本のＶ軸ガイドレール９２に案内支持され、スライド本体９３，９３を介してＶ軸方向に移動可能に配置されている。
【００３９】
二本のＶ軸ガイドレール９２の間には、Ｖ軸用ボールねじのねじ軸９５が、Ｖ軸ガイドレール９２と平行に配置されている。ねじ軸９５には、移動ユニット９０に固定されたナット９６がねじ込まれている。
ねじ軸９５の両端部は、軸受を内蔵した一方の軸受装置９７と他方の軸受装置９８により回転可能に軸支されている。ねじ軸９５は、マガジン基体６０に取付けられたＶ軸用サーボモータ９９の出力軸に連結部材１００で連結され、Ｖ軸用サーボモータ９９により正逆方向に回転駆動される。
なお、Ｖ軸用サーボモータ９９は、歯付プーリ・歯付ベルト機構など伝達機構を介して、ねじ軸９５に駆動力を伝達する場合であってもよい。さらに、移動ユニット９０は、駆動モータ（または、制御モータ）とラック・ピニオン機構の組み合わせ，リニアモータなどの駆動によって移動するものであってもよい。
【００４０】
Ｖ軸用サーボモータ９９に駆動されてねじ軸９５が回転すると、ナット９６が固定されている移動ユニット９０が、Ｖ軸ガイドレール９２に案内支持されてＶ軸方向に移動する。
したがって、所望のツールカセット６１を吊り下げているマガジン側レール９１が、搬出入位置Ｐ1でガイドレール６５に一致するように、移動ユニット９０をＶ軸方向に移動させて位置決めすることができる。
これにより、搬出入位置Ｐ1で、ツールカセット６１がマガジン側レール９１とガイドレール６５との間で移動可能になり、ラインバーマガジン７と主軸１６に対して、ラインバー３の交換動作を行うことができる。
ラインバーマガジン７に対してラインバー３の段取り替えを行うときは、ツールカセット移動手段６２を駆動して、移動ユニット９０を下方の所定の高さ位置まで下降させる。こうすれば、所望のツールカセット６１を、段取り替え作業の容易な低い高さ位置に静止させることができるので、作業の負担が軽減する。
なお、ツールカセット移動手段は、駆動モータとラック・ピニオン機構の組合せ，リニアモータ，シリンダ装置等で駆動するものであってもよい。
【００４１】
ＡＴＣ１７は、工具マガジン９と、ツインアームタイプの工具交換アーム１１０とを有している。工具マガジン９はベッド１４の側方に設けられている。工具交換アーム１１０は、一方の把持部１１１および他方の把持部１１２でそれぞれ工具４を着脱可能に把持して、工具マガジン９と主軸１６との間で工具交換動作を行う。
一方の把持部１１１と他方の把持部１１２は、工具交換アーム１１０の旋回軸１１３を中心として旋回動作を行い、また、旋回軸１１３の軸線方向に進退移動動作を行う。工具交換アーム１１０は、揺動軸１１４を中心に、工具マガジン９側位置Ｐ8と、主軸１６側の工具交換位置Ｐ3に揺動動作を行う。
これにより、一方の把持部１１１と他方の把持部１１２は、工具マガジン９側位置Ｐ8に位置決めされた収納ポットと、工具交換位置Ｐ3に位置決めされた主軸１６に対して、工具４の交換動作を行う。
【００４２】
次に、工作機械１の動作について説明する。
工作物２を切削加工する手順がプログラムされたＮＣ（数値制御）プログラムは、ＮＣ装置１１のＮＣプログラムメモリに予め記憶されている。ＮＣ装置１１は、必要なＮＣプログラムをＮＣプログラムメモリから呼び出して、工作機械１の加工動作を制御する。
工作機械１で、工作物２の穴部１２をラインボーリング加工する場合について説明する。この場合、次に使用する予定のラインバー３を主軸１６に装着する準備のために、ラインバーマガジン７のツールカセット移動手段６２は、使用予定のラインバー３が収納されているツールカセット６１を、搬出入位置Ｐ1の案内手段６４の少し上方に移動させる。
一方、ラインバー移送手段８も、案内手段６４に案内されて搬出入位置Ｐ1に移動する。搬出入位置Ｐ1で移動ユニット９０が若干距離だけ下降することにより、ピン８２が被係合孔７５に係合して、ツールカセット６１がラインバー移送手段８に連結される。
また、移動ユニット９０の保持手段１３０が、連結動作に連動して保持解除側に作動するので、ツールカセット６１は移動ユニット９０から保持解除されて移動可能になる。
次いで、ラインバー移送手段８を駆動することにより、使用予定のラインバー３が載置されているツールカセット６１は、搬出入位置Ｐ1から待機位置Ｐ7に移送される。加工位置Ｐ4でラインバー３または工具４による加工が行われているときには、ツールカセット６１は待機位置Ｐ7で待機する。
【００４３】
たとえば、ラインバー３によるラインボーリング加工が行われていた場合、所定の加工が終了すると、ＮＣ装置１１からラインバー交換指令が出力される。ラインバー移送手段８を駆動して、ツールカセット６１を待機位置Ｐ7からラインバー交換位置Ｐ2に移送し、ツールカセット６１の空のラインバー収納位置を、主軸１６の軸線ＣＬとほぼ一致させる。この動作によりシャッタ８３が開口する。
前記ラインバー交換指令によりＺ軸用サーボモータ２９を駆動して、主軸頭６をＺ軸方向に後退させるとともに、Ｙ軸用サーボモータ３２を駆動して、主軸頭６を加工位置Ｐ4からラインバー交換位置Ｐ2の高さ位置まで上昇させる。
一方、ツールカセット６１は、主軸１６からラインバー３を受け入れるために、三個所のラインバー収納位置Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3のうち、少なくとも一個所のラインバー収納位置が空の状態になっている。
次いで、主軸頭６をＺ軸方向に前進移動させれば、使用済みのラインバー３は、ツールカセット６１の所望のラインバー収納位置に収納される。ラインバー３のフランジ部３ｅのＺ軸方向の位置が、ツールカセット６１の第１のサポート材７０の位置に一致した状態で、主軸頭６をＹ軸方向に若干下降させる。すると、ラインバー３は、支持手段６９に支持された状態でツールカセット６１に載置される。
次に、主軸１６のクランプ・アンクランプ機構を動作させてラインバー３をアンクランプ状態にすれば、主軸頭６は、ラインバー３から離脱してＺ軸方向に後退することができる。
【００４４】
こうして、主軸頭６がＺ軸方向に若干後退した後、ラインバー移送手段８を駆動して、使用予定のラインバー３の位置がラインバー交換位置Ｐ2にほぼ一致するように、ツールカセット６１をＸ軸方向に移動させて位置決めする。
次に、主軸頭６をＺ軸方向に前進移動させれば、主軸６の装着部にラインバー３のテーパシャンク３ｃが装着される。そして、主軸１６のクランプ・アンクランプ機構を動作させてラインバー３をクランプする。
次いで、主軸頭６をＹ軸方向に若干上昇させることにより、ラインバー３を若干持ち上げて支持手段６９から離す。そして、主軸頭６を、Ｚ軸方向にラインバー３の長さ寸法より長い距離だけ後退させれば、ラインバー３の全体はツールカセット６１から抜き出される。
ラインバー交換位置Ｐ2でのラインバー３の交換動作時には、シャッタ８３が開いているので、主軸頭６などが移動可能である。ラインバー３の交換動作が終了して、ラインバー移送手段８がラインバー交換位置Ｐ2から待機位置Ｐ7側に移動すると、この移動動作と連動してシャッタ８３は閉じて、加工領域２０は密閉される。
その後、主軸頭６を加工位置Ｐ4に移動させれば、このラインバー３による次のラインボーリング加工を行うことができる。
【００４５】
ラインボーリング加工を行う場合には、主軸１６に一端を装着されたラインバー３を工作物２の穴部１２に挿入した後、ラインバー３の他端をバーサポート５０に挿入する。このように、ラインバー３の一端および他端を支持した状態で、主軸１６を主軸用モータ３３により回転駆動する。
そして、Ｚ軸用サーボモータ２９により、主軸頭６をＺ軸方向に移動制御するとともに、主軸１６の回転速度を制御する。これにより、加工領域２０において、回転するラインバー３のバイト３ｄなどで工作物２の穴部１２をラインボーリング加工することができる。
【００４６】
一方、ツールカセット６１は、ラインバー移送手段８によりラインバー交換位置Ｐ2から待機位置Ｐ7に移動して、次のラインバー交換指令が出力されるまで待機することになる。
次のラインバー交換指令が出力され、指定されたラインバー３が、待機位置Ｐ7で待機しているツールカセット６１に載置されている場合には、ツールカセット６１は、待機位置Ｐ7からラインバー交換位置Ｐ2に再び移動して、ラインバー３の交換が行われる。待機位置Ｐ7は、ラインバー交換位置Ｐ2の近傍にあるので、ラインバー３の交換時間を短縮することができる。
ラインバー交換指令で指定されたラインバー３が待機位置Ｐ7にない場合には、待機位置Ｐ7で待機していたツールカセット６１は、ラインバー移送手段８により搬出入位置Ｐ1に移送され、ラインバーマガジン７の移動ユニット９０に収納される。
次いで、ツールカセット移動手段６２は、指定されたラインバー３が収納されているツールカセット６１を搬出入位置Ｐ1に移動させ、ラインバー移送手段８は、このツールカセット６１をラインバー交換位置Ｐ2に移送する。こうして移送されたラインバー３は、ラインバー交換位置Ｐ2で交換されて主軸１６に装着される。
【００４７】
このようにして、ラインバー３から別のラインバー３に交換することができるが、ＡＴＣ１７も動作させることにより、一つの主軸１６に対して、ラインバー３から工具４への交換，工具４からラインバー３への交換，工具４から他の工具４への工具交換などを自在に行なって、工作物２に対して多種類の加工を順次自動的に行うことができる。
工具交換位置Ｐ3のＸ軸方向およびＹ軸方向とほぼ同じ位置にラインバー交換位置Ｐ2が設定されているので、特に、ラインバー３から工具４への交換と、工具４からラインバー３への交換の場合には、主軸頭６はＺ軸方向に移動すればよい。主軸頭６が移動する距離が短いので、ラインバー３や工具４の交換時間を短縮することができる。
【００４８】
ラインバー３でラインボーリング加工を行うときには、ラインバー３は両持ち支持されている。このラインバー３を回転させ、主軸頭６をＺ軸方向に移動させる制御を行う。これにより、ラインバー３は、真円度，同心度などが高精度なラインボーリング加工を行うことができる。
ラインボーリング加工が終了すると、バーサポート５０の待避が指令される。この指令により、バーサポート５０は支持位置Ｐ5から待避位置Ｐ6に移動して待避するので、バーサポート５０による干渉を防止することができる。
主軸１６に工具４を装着して、工作物２に通常の切削加工を行う場合には、Ｘ軸用サーボモータ４４でテーブル２６をＸ軸方向に移動制御し、Ｙ軸用サーボモータ３２とＺ軸用サーボモータ２９で、主軸頭６をＹ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ移動制御する。これにより、工具４は工作物２に対して相対的に直交３軸方向に移動して、通常の切削加工が行われる。
【００４９】
ラインバー３によるラインボーリング加工と、必要な場合には工具４による通常の切削加工が完了すると、ＮＣプログラムのパレット交換指令により、ＡＰＣ１０はパレット交換動作を実行する。
ＡＰＣ１０は、未加工の工作物２が取付けられて段取り台４７上に載置されたパレット４５と、加工済みの工作物２が取付けられてテーブル２６上に載置されたパレット４５とを交換する。
こうして、未加工の工作物２が取付けられたパレット４５がテーブル２６に載置された後、前記と同様の動作を繰り返して、この工作物２に対してラインボーリング加工や通常の切削加工を行うことになる。
【００５０】
上述のように、本発明の工作機械１では、ラインバーマガジン７と工具マガジン９をスプラッシュガード２１の外部の所定位置にそれぞれ設けている。したがって、加工中でも、ラインバーマガジン７と工具マガジン９に対して容易に段取り替えを行うことができる。
また、ラインバー３と工具４の収納本数に制約がないので、多数本のラインバー３と工具４を、ラインバーマガジン７と工具マガジン９にそれぞれ収納（貯蔵）することができる。
工作機械１は、主軸１６にラインバー３を着脱するのに、高速で移動できる主軸頭６の移動動作を利用している。また、次に使用する予定のラインバー３が載置されているツールカセット６１は、ラインバー交換位置Ｐ2の近傍の待機位置Ｐ7で待機しているので、待機位置Ｐ7からラインバー交換位置Ｐ2まで短時間で移動することができる。
したがって、ラインバー３の交換動作が高速で行われて、ラインバー３を主軸１６に短時間に着脱することができ、ラインバー３の交換のための非切削時間を短縮することができる。
【００５１】
本発明では、工作機械１にラインバーマガジン７，ＡＴＣ１７，ＡＰＣ１０などを設けて、ラインバー３，工具４，パレット４５を自動的に交換するようにしたので、工作機械１を自動化することができ、工作機械１で加工システムなどを構成することも可能である。
工作機械１は、ラインボーリングマシンの機能により複数の種類のラインボーリング加工ができるが、ＭＣに相当する機能も有している。したがって、複数の種類の工具のうち所望の工具４を主軸１６に装着して、工作物２の穴部１２の穿設や、穴部１２および加工平面などの荒加工，中仕上げ加工，仕上げ加工など複数の種類の通常の切削加工も行うことができる。
その結果、工作機械１は、一回の段取り替え作業で複数の種類の加工を自動的に行うことができる。また、ラインバー３を立体的に収納しているので、設置面積をコンパクトにすることができる。
ツールカセット６１とラインバー移送手段８は、スプラッシュガード２１の外部を移動するので、加工領域２０内の切り屑や切削油剤による影響を受けることはない。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、加工中でも、ラインボーリングバー収納マガジンと工具マガジンのうち特にラインボーリングバー収納マガジンに対して容易に段取り替えを行うことができ且つラインボーリングバーの収納本数に制約が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１から図１０は本発明の実施形態の一例を示す図で、図１は複合加工用工作機械の正面図である。
【図２】前記複合加工用工作機械の平面図である。
【図３】前記複合加工用工作機械の左側面図である。
【図４】図２のIV−IV線矢視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図２のVI−VI線矢視図である。
【図７】図６において、ラインボーリングバー移送手段がツールカセットを移送している状態を示す拡大図である。
【図８】図７のツールカセットを示すVIII線矢視図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】ツールカセットを保持可能な保持手段を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 複合加工用工作機械
２ 工作物
３ ラインボーリングバー
３ａ 一端
３ｂ 他端
４ 工具
５ 機械本体
６ 主軸頭
７ ラインボーリングバー収納マガジン
８ ラインボーリングバー移送手段
９ 工具マガジン
１２ 穴部
１４ ベッド（機体）
１６ 主軸
１７ 自動工具交換装置
２０ 加工領域
２１ スプラッシュガード
２５ コラム
２６ テーブル
４０ テーブル装置
４５ パレット
５０ バーサポート
６０ マガジン基体
６１ ツールカセット
６２ ツールカセット移動手段
６３ 天井部
６４ 案内手段
ＣＬ 軸線
Ｄ 直径
Ｐ1 搬出入位置
Ｐ2 ラインボーリングバー交換位置
Ｐ3 工具交換位置
Ｐ5 支持位置
Ｐ6 待避位置
Ｘ軸方向 第３の方向
Ｙ軸方向 第２の方向
Ｚ軸方向 第１の方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a complex machining machine tool capable of performing a line boring process using a line boring bar and a process other than the line boring process.
[0002]
[Prior art]
When the workpiece has a plurality of holes on the same axis, such as an engine cylinder block, the hole should be line boring processed with a line boring bar (hereinafter referred to as a line bar). There are many.
Japanese Examined Patent Publication No. 56-45735 describes a machine tool that is provided with a disk-shaped tool storage magazine and performs boring (line boring). The tool storage magazine stores a line bar and a drilling tool for performing processing other than boring.
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-4504 describes a machine tool having a line bar magazine and a tool magazine separately.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the machine tool described in the former publication, since the tool storage magazine is located above the spindle head, it is difficult to change the line bar and the drilling tool for the tool storage magazine.
In particular, since the line bar is long and heavy, if the position of the setup change is high, the work is burdened. Moreover, since the tool storage magazine is disk-shaped, the number of line bars stored is limited.
[0004]
The machine tool described in the latter publication is provided with a line bar magazine that stores only the line bar, so that the setup work for the line bar magazine is relatively easy.
However, since the line bar magazine is provided on the table base and moves together with the table, it is not possible to change the setup of the line bar magazine during processing.
In addition, since the line bar magazine is configured to support the line bar on the line bar mounting table on the table base, the number of line bars stored in the line bar magazine is limited.
The spindle is directly attached to and detached from the line bar stored in the line bar magazine by using the movement of the spindle head. Therefore, when the line bar is transferred, the spindle head moves to the line bar transfer position, while the line bar magazine also moves to the line bar transfer position together with the table.
[0005]
On the other hand, if the table and the line bar magazine are not so separated from each other, there is a high possibility that they will be affected by scattered objects such as chips and coolant during workpiece machining. When trying to avoid the influence of flying objects, the table base and the like increase in size.
Furthermore, if the types and number of line bars increase, the line bar stand will be enlarged. Then, the processing position of the workpiece and the transfer position of the line bar are greatly separated, and it takes time to move the table, the line bar magazine, and the table base.
As a result, there is a problem that it takes time to replace the line bar and the non-cutting time increases. In addition, there is a problem that the machine tool is increased in size and the installation area is increased.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and during the machining, among the line boring bar storage magazine and the tool magazine, in particular, the line boring bar storage magazine can be easily replaced. An object of the present invention is to provide a machine tool for complex machining with no limitation on the number of storage.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-mentioned object, a machine tool for combined machining according to the present invention performs line boring on a hole of a workpiece with a line boring bar, and the workpiece with a tool different from the line boring bar. A machine tool for combined machining that performs a process other than the line boring process, wherein the spindle is rotatably supported, and the first direction parallel to at least the axis of the spindle relative to the workpiece and the first A spindle head movable in a second direction orthogonal to the direction, and provided at a predetermined position outside a splash guard attached to a machine body of the machine tool for combined machining and covering a machining area, and the line bomber bar A line boring bar storage magazine that can be stored in a state parallel to the first direction, and the line boring bar storage magazine with respect to the line boring bar storage magazine. A line boring bar for transferring the line boring bar between a loading / unloading position for unloading and loading the boring bar and a line boring bar replacement position for exchanging the line boring bar with respect to the spindle A tool magazine attached to the machine main body and provided at another predetermined position outside the splash guard and capable of storing the tool, and exchanging the tool between the tool magazine and the main shaft. With automatic tool changerThe line boring bar storage magazine is provided on a magazine base, at least one tool cassette on which at least one line boring bar can be placed, and provided on the magazine base. And a tool cassette moving means capable of moving the tool cassette to the loading / unloading position.
[0008]
  Another machine tool for combined machining according to the present invention performs line boring on a hole of a workpiece with a line boring bar, and other than the line boring on the workpiece with a tool different from the line boring bar. A machine tool for multi-tasking that performs the machining of, wherein the spindle is rotatably supported, and at least a first direction parallel to the axis of the spindle and perpendicular to the first direction with respect to the workpiece. A spindle head that is movable in a second direction, and provided at a predetermined position outside a splash guard that is attached to a machine body of the machine tool for combined machining and covers a machining area, and the line bomber bar is arranged in the first direction. Line boring bar storage magazine that can be stored in a direction parallel to the line boring bar, and the line boring bar is carried to the line boring bar storage magazine. A line boring bar transfer means for transferring the line boring bar between a loading / unloading position for carrying in and a line boring bar exchange position for exchanging the line boring bar with respect to the spindle; and A tool magazine attached to the machine main body, provided at another predetermined position outside the splash guard, capable of storing the tool, and an automatic tool changer for exchanging the tool between the tool magazine and the main shaft; The machine body includes a column provided on a machine tool body of the multi-tasking machine tool so as to be movable in the first direction that is substantially horizontal, and a column that is movable in the second direction that is substantially vertical. A table head on which the workpiece is placed and provided on the machine body so as to be movable in a third direction orthogonal to the spindle head and the first and second directions. Has a pallet, and the exchange operation of the line boring bar with respect to the spindle is set to a position substantially the same as the third direction and the second direction of the tool exchange position for performing the tool exchange operation. At the line boring bar replacement position, it is done by moving the spindle head,The line boring bar storage magazine is provided on a magazine base, at least one tool cassette on which at least one line boring bar can be placed, and provided on the magazine base. Tool cassette moving means capable of moving the tool cassette to the loading / unloading position.
  For example, a plurality of the tool cassettes can be placed on the magazine base so that a plurality of the line boring bars can be placed and overlap in a direction parallel to the second direction. Preferably, the moving means moves the tool cassette in a direction parallel to the second direction.
  Preferably, a guide means extends in the third direction from the line boring bar storage magazine to above the processing area above the ceiling portion of the splash guard, and the line boring bar transfer means includes the tool The cassette is guided by the guide means and moved above the ceiling in the third direction.
  In the machine tool for combined machining according to the present invention, a bar support capable of supporting the other end side of the line boring bar having one end side mounted on the main shaft is provided in a table device having a table or pallet on which the workpiece is placed. Is provided so as to be movable between a support position and a retracted position, and the bar support moves to the support position when the line boring bar is mounted on the main shaft, and is different from the line boring bar. It is preferable that the tool is moved to the retracted position when the tool is mounted on the spindle.
  The line boring bar storage magazine can store a plurality of types or the same type of the line boring bars, and the other end side of the line boring bar has the same diameter by making the diameter common. It is preferable that it can be supported.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1, 2 and 3 are a front view, a plan view and a left side view of the machine tool for combined machining, respectively. 4 is a view taken along line IV-IV in FIG. 2, FIG. 5 is a view taken along line VV in FIG. 4, and FIG. 6 is a view taken along line VI-VI in FIG.
[0010]
As shown in FIGS. 1 to 3, a machine tool for complex machining (hereinafter referred to as a machine tool) 1 is a line boring process for a hole 12 of a workpiece 2 by a line boring bar (hereinafter referred to as a line bar) 3. This is a multi-function machine having a function of a line boring machine for performing machining and a function of a machining center (hereinafter referred to as MC) for performing processing other than line boring on the workpiece 2 with a tool 4 different from the line bar 3. .
This “processing other than line boring” means performing normal cutting processing such as drilling, plane processing, grooving, tapping on the workpiece 2 with a tool 4 such as a drill, a face mill, an end mill, and a tap. It is.
The workpiece 2 is a cylinder block for an automobile engine, for example, and has a plurality of holes 12 drilled on the same axis CL1.
[0011]
The machine tool 1 includes a machine main body having a spindle head 6 and the like, a line boring bar storage magazine (hereinafter referred to as a line bar magazine) 7, a line boring bar transfer means (hereinafter referred to as a line bar transfer means) 8, and a tool magazine. 9, an automatic tool changer (hereinafter referred to as ATC) 17, an automatic pallet changer (hereinafter referred to as APC) 10, and the like are controlled by an NC (numerical control) device 11.
The machine tool 1 uses the line bar 3 to perform line boring such as finish boring of a plurality of holes 12 of the workpiece 2. The line bar 3 having a plurality of cutting tools is a boring bar that performs boring processing of the plurality of holes 12, and processing accuracy such as concentricity of the plurality of holes 12 is improved when line boring is performed.
Further, the machine tool 1 can perform normal cutting using a tool 4 such as a drill, a face mill, an end mill, or a tap.
As described above, the machine tool 1 has one main shaft 16, and by mounting either the line bar 3 or the tool 4 on the main shaft 16, line boring processing and normal cutting processing are performed.
[0012]
The bed 14 of the machine tool 1 constitutes the machine body of the machine body 5 and is installed on the floor 15. The spindle head 6 of the machine body 5 rotatably supports a spindle 16 having an axis CL in a substantially horizontal direction. A direction parallel to the axis CL of the main shaft 16 is defined as a Z-axis direction (first direction). The direction of the axis CL (Z-axis direction) of the main shaft 16 may be other than the horizontal direction, for example, may be inclined by a predetermined angle from the horizontal direction.
The spindle head 6 is movable with respect to the workpiece 2 in at least the Z-axis direction and the Y-axis direction (second direction, here in the vertical direction) perpendicular to the Z-axis direction.
The NC device 11 for controlling the machine tool 1 is disposed on the side of the bed 14. The machining area 20 of the machine tool 1 is covered with a splash guard 21, an opening / closing cover 22, and the like so that chips, cutting fluid, and the like are not scattered outside the machining area 20.
[0013]
The line bar magazine 7 is attached to the machine main body 5 and is provided at a predetermined position outside the splash guard 21. One line bar magazine 7 is directed in a state where a plurality of types or the same type of line bars 3 are oriented in a direction parallel to the Z-axis direction. Or a plurality can be stored. Since the line bar magazine 7 can store a plurality of types of line bars 3, the machine tool 1 can perform a plurality of types of line boring.
The line bar magazine 7 is provided separately and independently from the machine body 5, but may be provided integrally with the machine body at a predetermined position outside the splash guard 21.
The line bar transfer means 8 carries the line bar 3 on the tool bar 61 (to be described later) with respect to the line bar magazine 7 and carries the line bar 3 on and off with respect to the main shaft 16. It has a function of transferring the line bar 3 to and from a line boring bar exchange position (hereinafter referred to as a line bar exchange position) P2 for exchange.
[0014]
The tool magazine 9 is attached to the machine body 5 and is provided at another predetermined position outside the splash guard 21 so that one or a plurality of tools 4 of a plurality of types or the same type can be stored. Although the tool magazine 9 is provided separately and independently from the machine main body 5, it may be provided integrally with the machine main body at another predetermined position outside the splash guard 21.
The ATC 17 can exchange the tool 4 between the tool magazine 9 and the main shaft 16. The ATC 17 automatically replaces the tool 4 with respect to the main shaft 16 at the tool replacement position P3 and detachably mounts it.
[0015]
The machine body 5 includes a column 25 provided on the bed 14 of the machine tool 1 so as to be movable in a substantially horizontal Z-axis direction, and a spindle head 6 provided on the column 25 so as to be movable in a substantially vertical Y-axis direction. It has a table 26 which is provided on the bed 14 so as to be movable in the X-axis direction (third direction) orthogonal to both the Z-axis and Y-axis directions and clamps the pallet 45 on which the workpiece 2 is placed. . Note that the workpiece 2 may be directly placed on the table 26.
The exchange operation of the line bar 3 with respect to the spindle 16 is performed by the movement operation of the spindle head 6 at the line bar exchange position P2. The line bar replacement position P2 is a position set at substantially the same position as the X-axis direction and the Y-axis direction of the tool replacement position P3 where the tool 4 is replaced.
That is, when the line bar 3 is delivered to the main shaft 16, the main shaft head 16 reciprocates in the Z-axis direction and slightly moves in the Y-axis direction, so that the line bar 3 is attached to and detached from the main shaft 16. The spindle head 6 is configured not to move in the X-axis direction.
Since the line bar exchange position P2 is away from the machining position P4, there is no possibility that the spindle head 6, the line bar 3, etc. interfere with the workpiece 2 on the table 26 during the exchange operation of the line bar 3.
[0016]
On the upper surface of the bed 14, a Z-axis guide surface 27 is provided in the Z-axis direction. The column 25 is disposed so as to be movable in the Z-axis direction along the Z-axis guide surface 27. A Z-axis screw shaft 28 of the Z-axis ball screw is arranged in parallel with the Z-axis guide surface 27.
A Z-axis nut (not shown) fixed to the column 25 is screwed into the Z-axis screw shaft 28. The Z-axis screw shaft 28 is rotationally driven in the forward and reverse directions by a Z-axis servomotor 29 attached to the bed 14.
When the Z-axis screw shaft 28 is rotated by being driven by the Z-axis servomotor 29, the column 25 is guided and supported by the Z-axis guide surface 27 and reciprocates on the bed 14 in the Z-axis direction. The moving operation of the column 25 is the movement of the spindle head 16 in the Z-axis direction with respect to the workpiece 2.
[0017]
The column 25 is provided with a Y-axis guide surface 30 in the Y-axis direction. The spindle head 6 is disposed so as to be movable in the Y-axis direction along the Y-axis guide surface 30. A Y-axis screw shaft 31 of the Y-axis ball screw is arranged in parallel with the Y-axis guide surface 30.
A Y-axis nut (not shown) fixed to the spindle head 6 is screwed into the Y-axis screw shaft 31. The Y-axis screw shaft 31 is rotationally driven in the forward and reverse directions by a Y-axis servomotor 32 attached to the column 25.
When the Y-axis screw shaft 31 is rotated by being driven by the Y-axis servomotor 32, the spindle head 6 is guided and supported by the Y-axis guide surface 30 and reciprocates in the Y-axis direction. The moving operation of the spindle head 6 is the movement in the Y-axis direction with respect to the workpiece 2.
[0018]
The table device 40 has a table 26 (or pallet) on which the workpiece 2 is placed. An X-axis guide surface (not shown) is provided on the upper surface of the bed 14 in the X-axis direction. The table device 40 is guided by the X-axis guide surface and is arranged to be movable in the X-axis direction.
An X-axis screw shaft (not shown) of the X-axis ball screw is disposed in parallel with the X-axis guide surface. An X-axis nut fixed to the table device 40 is screwed into the X-axis screw shaft. The X-axis screw shaft is rotationally driven in the forward and reverse directions by an X-axis servo motor 44 attached to the bed 14.
When the X-axis screw shaft is rotated by being driven by the X-axis servo motor 44, the table device 40 is guided and supported by the X-axis guide surface and reciprocates in the X-axis direction together with the table 26. The movement operation of the table 26 is the movement of the workpiece 2 in the X-axis direction with respect to the line bar 3 (or the tool 4) attached to the main shaft 16.
[0019]
The table 26 has a pallet clamp / unclamp mechanism that clamps the pallet 45 so that it can be clamped / unclamped. The table 26 can be turned and indexed in the direction of the B-axis (axis of turning motion around the Y1 axis parallel to the Y axis) by driving the indexing motor 46 of the table device 40. The object 2 can be pivoted in the B-axis direction and indexed to a predetermined position.
The APC 10 automatically replaces the pallet 45 on which the workpiece 2 is placed with respect to the table 26. The APC 10 can carry out and exchange the pallet 45 between the table 26 and the setup table 47 by a cylinder device (not shown). The setup table 47 is provided with pallet guides 47a and 47a for placing the pallet 45 in a movable manner.
Further, the splash guard 21 is provided with an opening covered with an opening / closing cover 22 for carrying the pallet 45 in / out, and the opening / closing cover 22 is opened / closed by a cylinder (not shown) in order to open / close the opening. .
[0020]
The main shaft 16 is rotationally driven by a main shaft motor 33 provided on the main shaft head 6. A tool mounting portion is provided at the front end portion of the main shaft 16. The line bar 3 transferred by the line bar transfer means 8 and automatically changed, or the tool 4 automatically changed by the ATC 17 is detachably mounted on the tool mounting portion.
The main shaft 16 is provided with a tool clamping / unclamping mechanism for detachably mounting the line bar 3 or the tool 4 on the tool mounting portion of the main shaft 16. The line bar 3 (or the tool 4) is clamped / unclamped to the main shaft 16 by the tool clamping / unclamping mechanism.
[0021]
As described above, the spindle head 6 can move in the Z-axis direction and the Y-axis direction, and the table 26 can move in the X-axis direction. Thereby, the spindle head 6 and the table 26 are relatively movable in the three orthogonal directions including the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
Therefore, when the line bar 3 is mounted on the main shaft 16, the line bar 3 and the workpiece 2 move relative to each other, and the plurality of hole portions 12 of the workpiece 2 can be line-bored by the line bar 3. it can. Line boring is performed by rotating the line bar 3 and moving the spindle head 6 in the Z-axis direction.
When the tool 4 is mounted on the main shaft 16, the tool 4 and the workpiece 2 on the table 26 move relative to each other in the three orthogonal axes, and the workpiece 2 is cut by the tool 4.
Therefore, the machine tool 1 has a function corresponding to the line boring machine and a function corresponding to the MC.
[0022]
The machine tool 1 has a bar support 50. The bar support 50 is provided in the table device 40 and is movable in the X-axis direction between the support position P5 and a nearby retract position P6 as indicated by an arrow E.
The bar support 50 moves to the support position P5 when the line bar 3 is mounted on the main shaft 16, and moves to the retracted position P6 when a tool 4 of a different type from the line bar 3 is mounted on the main shaft 16. ing. At the support position P5, the bar support 50 can support the other end 3b side of the line bar 3 attached to the main shaft 16 at the one end 3a side.
The bar support 50 is retracted to the retracted position P6 when the tool 4 is mounted on the main shaft 16 or the like. That is, when the table 26 on which the workpiece 2 is placed performs a turning indexing operation, when the pallet 45 is replaced by the APC 10, and when the tool 4 is mounted on the spindle 16 and the workpiece 2 is normally cut. When the bar support 50 is located at the support position P5, the workpiece 2 may be interfered. Therefore, in such a case, the bar support 50 moves from the support position P5 to the retreat position P6 and retreats.
[0023]
When the table device 40 moves in the X axis direction, the bar support 50 attached to the table device 40 also moves in the X axis direction together with the table 26. The bar support 50 includes a bar support body 51 provided on the table device 40 so as to be reciprocally movable in the X-axis direction, and a support bush 52 rotatably supported by the bar support body 51.
The bar support main body 51 is provided so as to be movable to the table device 40 via a bar support guide surface (not shown). The bar support body 51 supports the other end 3 b of the line bar 3 via a support bush 52.
[0024]
A fluid pressure cylinder device 53 is attached to the table device 40 in the X-axis direction. The rod 54 of the fluid pressure cylinder device 53 is connected to the bar support body 51.
By switching and controlling the supply direction of the pressure fluid supplied to the fluid pressure cylinder 53, the bar support main body 51 is guided and supported by the bar support guide surface and reciprocates in the X-axis direction. Thereby, the support bush 52 can move to the support position P5 and the retracted position P6, respectively.
Although the description has been made assuming that the bar support body 51 is moved to the support position P5 and the retracted position P6 by the fluid pressure cylinder 53, the bar support body 51 may be moved by a feed motor and a screw mechanism capable of positioning control. In that case, the bar support body 51 can be moved to a desired position in the X-axis direction to support the line bar 3. If the bar support body 51 is movable in the Y-axis direction, line boring can be performed at desired positions in the X-axis direction and the Y-axis direction by the line bar 3.
[0025]
7 is an enlarged view showing a state in which the line bar transfer means 8 is transferring a tool cassette 61 (described later) in FIG. 6, and FIG. 8 is a view taken along the line VIII of FIG. 7 showing the tool cassette 61 in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing a holding means 130 (described later) that can hold the tool cassette 61.
As shown in FIGS. 1, 2, 4 to 9, when the spindle head 6 moves in the Z-axis direction, the line bar 3 is attached to the spindle 16 and is extracted from the spindle 16. A taper shank 3 c is provided at one end 3 a of the line bar 3.
The taper shank 3 c is detachably attached to the attachment portion of the main shaft 16, and the other end 3 b of the line bar 3 is supported by the bar support 50. Thus, the line bar 3 is supported at both ends by the main shaft 16 and the bar support 50, and rotates by the rotation of the main shaft 16.
The other end 3b side of the line bar 3 has a common diameter D (same dimensions). That is, the diameter D is adjusted to the smallest diameter of the plurality of types of line bars 3.
Therefore, even if a plurality of types of line bars 3 are stored in the line bar magazine 7, the other end 3 b side of the line bar 3 can be supported by the same bar support 50.
Note that this configuration is preferable because the line bar 3 can be supported by the same bar support 50, but the line bar support portion of the bar support 50 is configured to be replaceable, and the diameter of the other end of the line bar 3 can be changed. The line bar support part may be exchanged according to the above.
As the X-axis guide surface, the Y-axis guide surface 30, the Z-axis guide surface 27, and the bar support guide surface, various sliding guide surfaces, various rolling guide surfaces, a static pressure guide surface, and the like can be used.
[0026]
The line bar magazine 7 stores a plurality of line bars 3 arranged in a matrix in a direction parallel to the Z-axis direction. The line bar magazine 7 has a magazine base 60, at least one (here, five) tool cassette 61, and a tool cassette moving means 62.
The magazine base 60 is erected on the floor 15 and disposed outside the splash guard 21. The tool cassette 61 is provided so as to be movable on the magazine base 60, and at least one (here, a maximum of three) line bars 3 can be placed thereon. In the tool cassette 61, three line bar storage positions G1, G2, and G3 are set to store the three line bars 3.
The tool cassette moving means 62 is provided on the magazine base 60 and moves the tool cassette 61 to the loading / unloading position P1. A plurality of (in this case, five) tool cassettes 61 are provided on the magazine base 60 so as to overlap in the V-axis direction (vertical direction) parallel to the Y-axis direction, and are moved in the V-axis direction by the tool cassette moving means 62. Is possible.
[0027]
A guide means 64 having a pair of guide rails 65 is disposed above the ceiling portion 63 of the splash guard 21. The guide means 64 extends from the line bar magazine 7 to above the machining area 20 in the U-axis direction parallel to the X-axis direction. The two guide rails 65 are arranged parallel to each other in the U-axis direction and horizontally. The U-axis direction is orthogonal to the V-axis direction.
The line boring bar transfer means 8 guides the tool cassette 61 to the guide means 64 and moves it above the ceiling portion 63 in the U-axis direction. That is, the tool cassette 61 is guided by the guide means 64 while being connected to the line bar transfer means 8 and moves in the U-axis direction above the ceiling 63, and at the standby position P7 in the vicinity of the line bar replacement position P2. Wait at. Further, the tool cassette 61 can be detached from the line bar transfer means 8 when moved to the carry-in / out position P1.
[0028]
As shown in FIGS. 7 to 9, in order to line boring a plurality of holes 12 of the same or different shape of the workpiece 2 simultaneously or sequentially, the line bar 3 has one or the same or different configurations. A plurality of cutting tools 3d are attached.
The tool cassette 61 has an upper plate 66 and a lower plate 67 arranged in parallel to each other, and one or a plurality of (here, two) connecting plates 68 for connecting and fixing both the plates 66 and 67. is doing.
Three sets of support means 69 are attached to the lower plate 67. The support means 69 includes a first support member 70 in which a pair of engaging portions is formed, and two pairs of second support members 71 in total (four in total).
Since the first support member 70 supports the flange portion 3e of the tapered shank 3c of the line bar 3 and engages with the V groove 3f of the flange portion 3e, the line bar 3 does not move in the direction of the axis CL2. Is positioned. The second support material 71 supports the line bar main body 3g to which the cutting tool 3d is attached.
[0029]
Further, the support means 69 includes a third support member 72 that is located between the pair of engaging portions 70 a and 70 a of the first support member 70 and is attached to the lower plate 67. The third support member 72 can be engaged with and disengaged from the key groove of the flange portion 3 e of the line bar 3.
Even if the diameter D1 of the line bar main body 3g changes, the second support member 71 adjusts the height h from the lower plate 67 and the like so that the axis of the line bar 3 is parallel to the axis of the main shaft 16. It is trying to become.
In this embodiment, the height of the spacer 71c is adjusted so that the axis of the line bar 3 is parallel to the axis of the main shaft 16. However, the taper shaft 71b is connected to the taper shaft 71b. The movement may be adjusted in the axial direction.
[0030]
Therefore, the line bar 3 is engaged with the key groove so as not to move in the direction of the central axis CL2 by the first support member 70 so as not to roll in the lateral direction by the first and second support members 70 and 71. The third support member 72 is positioned so as not to rotate around the central axis CL2.
In this way, up to three line bars 3 can be placed in parallel in the line bar storage positions G1, G2, G3 of the tool cassette 61.
When the line bar 3 is lifted from the support means 69 by a predetermined distance, the line bar 3 is detached from the first, second and third support members 70, 71 and 72. In this state, it is possible to move the line bar 3 in the direction of the central axis line CL2 and extract it from the tool cassette 61 or supply it to the tool cassette 61 and place it thereon.
[0031]
The upper plate 66 is provided with rolling means 73, and the rolling means 73 rolls while being guided by the guide means 64. A total of four rolling means 73 are provided on each side surface of the rectangular upper plate 66.
Each rolling means 73 has three rollers 74, and the rollers 74 roll while engaging with the guide grooves 65 a of the guide rail 65. The roller 74 is positioned inward of the guide groove 65a and rolls in a state where movement in the Y-axis direction and the Z-axis direction is restricted.
Two sets of rolling means 73 are arranged on the left and right with respect to the moving direction (X-axis direction) of the tool cassette 61, so that the tool cassette 61 is suspended by a pair of guide rails 65 in the X-axis direction. Move back and forth. In addition, the rolling means 73 may be guided by other guidance such as static pressure guidance or a combination of sliding guidance and rolling guidance.
A pair of engaged holes 75 for connecting to the line bar transfer means 8 is formed at the end of one side (the spindle head 6 side) of the upper plate 66. The engaged hole 75 is formed so as to open to the lower surface side of the upper plate 66.
[0032]
As shown in FIGS. 1 to 3, 6 and 7, the line bar transfer means 8 includes a transfer means main body 80, a travel drive motor 81 attached to the transfer means main body 80, and a travel drive motor 81. It has a pinion 81a (FIG. 3) that is rotationally driven in forward and reverse directions, and rolling means 73 provided at the lower part of the transfer means body 80.
The machine tool 1 is provided with a rack 81 b (FIG. 3) extending in parallel with the guide rail 65. The rack 81b meshes with the pinion 81a, and is arranged extending in the X-axis direction so as to move the line bar transfer means 8 in the X-axis direction.
A total of four sets of rolling means 73 are attached to the lower part of the line bar transferring means 8 on the left and right, and the rolling means 73 also has rollers 74. Similarly to the roller 74 of the rolling means 73 of the tool cassette 61, this roller 74 also rolls in a state where movement in the Y-axis direction and Z-axis direction is restricted by the guide groove 65a (FIG. 8) of the guide rail 65. It is supposed to be.
A pin 82 as an engagement piece is attached to a pin support portion 135 (FIG. 10) provided on one side (line bar magazine 7 side) of the transfer means main body 80. The pin 82 protrudes upward and is attached to the pin support portion 135 and engages with the engaged hole 75 of the tool cassette 61 so as to be disengageable.
When the pin 82 is engaged with the engaged hole 75, the tool cassette 61 is connected to the line bar transfer means 8. If the tool cassette 61 is slightly lifted with respect to the line bar transfer means 8, the pin 82 is detached from the engaged hole 75, so that the tool cassette 61 is separated from the line bar transfer means 8.
[0033]
If the drive motor 81 is controlled while the tool cassette 61 is connected to the line bar transfer means 8, the tool cassette 61 is transferred to the loading / unloading position P1, the standby position P7, and the line bar replacement position P2, respectively. Can be positioned.
The tool cassette 61 can be positioned at three positions by moving a little distance in the X-axis direction at the line bar replacement position P2. Therefore, at the line bar replacement position P2, a desired line bar 3 among the three line bars 3 placed on the tool cassette 61 can be positioned so as to substantially coincide with the axis CL of the main shaft 16.
When the line bar 3 mounted on the spindle 16 is returned to the tool cassette 61, an empty line bar storage position among the three line bar storage positions G1, G2, and G3 in the tool cassette 61 is changed to the spindle. It can be made to substantially coincide with 16 axis lines CL.
Each position in the X-axis direction and Y-axis direction of the main shaft 16 at the line bar replacement position P2 is substantially the same as each position in the X-axis direction and Y-axis direction of the main shaft 16 at the tool replacement position P3. When the line bar 3 is attached or detached, the spindle head 6 is moved mainly in the Z-axis direction at the line bar exchange position P2.
The line bar transfer means may transfer the tool cassette 61 by a combination of a driving motor for driving and a screw mechanism, or by driving a linear motor or the like.
[0034]
The tool cassette 61 is located outside the splash guard 21. Therefore, at the line bar replacement position P2, the splash guard 21 is provided with an opening (not shown) for allowing the main shaft 16 (or the main shaft 16 and the main shaft head 6) to pass when the line bar 3 is replaced.
A shutter 83 that can open and close the opening is provided in the vicinity of the opening. The shutter 83 is movable in the X-axis direction and is always moved in the closing direction by a spring.
The opening / closing operation of the shutter 83 is automatically performed in conjunction with the moving operation of the line bar transfer means 8. When the line bar transfer means 8 moves and the tool cassette 61 arrives at the line bar exchange position P2, the shutter 83 pushed by the tool cassette 61 moves in the opening direction against the biasing force of the spring. That is, the shutter 83 is automatically opened in conjunction with the movement operation of the tool cassette 61.
Only when the tool cassette 61 is moved to the line bar replacement position P2, the opening is opened by the shutter 83, and when the tool cassette 61 is moved to another position, the opening is closed by the biasing force of the spring, and chips and cutting fluid are used. Is prevented from splashing outside the splash guard 21.
Although the shutter 83 has been described as opening and closing in conjunction with the movement operation of the line bar transfer means 8, drive means such as a shutter opening / closing cylinder may be provided and opened and closed by this cylinder.
At the line bar exchange position P2, the main shaft 16 can move in the Z-axis direction and slightly in the Y-axis direction between the machining area 20 and the position of the one end 3a of the line bar 3 in the tool cassette 61.
When the operation of attaching / detaching the line bar 3 to / from the main shaft 16 is completed and the tool cassette 61 is pushed away from the line bar exchange position P2 by the line bar transfer means 8, the shutter 83 is automatically closed by the biasing force of the spring.
[0035]
As shown in FIGS. 1 to 5 and FIGS. 7 to 10, in the line bar magazine 7, a movement unit 90 is arranged on the magazine base 60 so as to be movable in the V-axis direction.
The moving unit 90 can store a plurality (here, five) of tool cassettes 61. For this purpose, the moving unit 90 has five sets of magazine side guide rails (hereinafter referred to as magazine side rails) 91.
The magazine-side rails 91 are horizontally arranged facing the U-axis direction parallel to the X-axis direction, and are parallel to each other along the V-axis direction. The magazine side rail 91 has substantially the same configuration as the guide means 64.
The tool cassette 61 is supported in a state of being suspended from the magazine side rail 91. The rolling means 73 of the tool cassette 61 engages with the magazine side rail 91 to perform a rolling operation.
The moving unit 90 can also store six or more tool cassettes 61 by adding a magazine side rail 91 or the like.
[0036]
When the tool cassette 61 is housed in the moving unit 90, the tool cassette 61 is held by the magazine-side rail 91 in a state where the tool cassette 61 is positioned so as not to move by the holding means 130.
The holding means 130 includes an engaged member 132 provided on the moving unit 90 (or the magazine side rail 91) and having an engaged portion 136 formed therein. An engagement member 131 is provided on the upper plate 66 of the tool cassette 61 so as to be tiltable about a shaft 134. The engaging member 131 is always biased by a spring 133 in a direction in which the upper portion 137 and the engaged portion 136 are engaged.
When the line bar transfer means 8 and the tool cassette 61 are connected, the pin 82 attached to the pin support portion 135 engages with the engaged hole 75, and the pin support portion 135 moves the lower portion 138 of the engagement member 131. Press. Then, the engaging member 131 tilts, the engagement between the engaging member 131 and the engaged portion 136 is released, and the holding of the tool cassette 61 by the holding means 130 is released.
That is, when the tool cassette 61 is connected to the line bar transfer means 8 at the loading / unloading position P1 and can be moved between the magazine side rail 91 and the guide means 64, the holding means 130 is attached to the tool cassette 61. Release the hold. As a result, the tool cassette 61 can move between the line bar magazine 7 and the guide means 64 while being connected to the line bar transfer means 8.
The holding means 130 that can hold the tool cassette 61 is configured such that the engaging member can be engaged and disengaged with respect to the tool cassette 61 by a driving means such as a cylinder, and the engaging member is engaged when the tool cassette 61 is held. It may be combined.
[0037]
The moving unit 90 is moved up and down in the V-axis direction by the tool cassette moving means 62, and positions the tool cassette 61 in which the line bar 3 designated by the line bar exchange command is stored at the loading / unloading position P1. At the carry-in / out position P 1, the moving unit 90 makes the height position of the desired magazine-side rail 91 substantially coincide with the height position of the guide rail 65.
When connecting or releasing the connection between the line bar transfer means 8 and the tool cassette 61, the moving unit 90 is moved up and down by a slight distance. As a result, the pin 82 of the line bar transfer means 8 engages and disengages from the engaged hole 75 of the tool cassette 61, so that the tool cassette 61 is connected to and disconnected from the line bar transfer means 8. .
[0038]
The magazine base 60 is provided with a pair of parallel V-axis guide rails 92 in the V-axis direction (vertical direction). The two V-axis guide rails 92 are arranged side by side and extended in the V-axis direction.
The V-axis guide rail 92 and the slide main bodies 93 and 93 constitute a linear motion rolling guide and constitute a line bar magazine guide portion 94. The line bar magazine guide portion 94 is provided substantially symmetrically with respect to the axis CL3 of the tool cassette moving means 62. The line bar magazine guide unit 94 may be another rolling guide, slip guide, static pressure guide, or the like.
The moving unit 90 is guided by the line bar magazine guide section 94 and moves in the V-axis direction. A total of four slide bodies 93, 93 are fixed at predetermined positions on one surface of the moving unit 90. The moving unit 90 is guided and supported by two V-axis guide rails 92 and is arranged so as to be movable in the V-axis direction via the slide main bodies 93 and 93.
[0039]
A screw shaft 95 of a V-axis ball screw is arranged between the two V-axis guide rails 92 in parallel with the V-axis guide rail 92. A nut 96 fixed to the moving unit 90 is screwed into the screw shaft 95.
Both ends of the screw shaft 95 are rotatably supported by one bearing device 97 having a built-in bearing and the other bearing device 98. The screw shaft 95 is connected to an output shaft of a V-axis servomotor 99 attached to the magazine base 60 by a connecting member 100 and is rotationally driven in the forward and reverse directions by the V-axis servomotor 99.
Note that the V-axis servomotor 99 may transmit the driving force to the screw shaft 95 via a transmission mechanism such as a toothed pulley or a toothed belt mechanism. Furthermore, the moving unit 90 may be moved by driving a combination of a drive motor (or control motor) and a rack and pinion mechanism, a linear motor, or the like.
[0040]
When the screw shaft 95 rotates by being driven by the V-axis servomotor 99, the moving unit 90 to which the nut 96 is fixed is guided and supported by the V-axis guide rail 92 and moves in the V-axis direction.
Therefore, the moving unit 90 can be moved and positioned in the V-axis direction so that the magazine-side rail 91 that suspends the desired tool cassette 61 coincides with the guide rail 65 at the loading / unloading position P1.
As a result, the tool cassette 61 can be moved between the magazine side rail 91 and the guide rail 65 at the loading / unloading position P1, and the line bar 3 is exchanged with respect to the line bar magazine 7 and the main shaft 16. Can do.
When changing the line bar 3 to the line bar magazine 7, the tool cassette moving means 62 is driven to lower the moving unit 90 to a predetermined height position below. In this way, the desired tool cassette 61 can be stopped at a low height position where the setup change work is easy, so the work load is reduced.
The tool cassette moving means may be driven by a combination of a drive motor and a rack / pinion mechanism, a linear motor, a cylinder device, or the like.
[0041]
The ATC 17 includes a tool magazine 9 and a twin arm type tool change arm 110. The tool magazine 9 is provided on the side of the bed 14. The tool changing arm 110 detachably holds the tool 4 with one holding part 111 and the other holding part 112, and performs a tool changing operation between the tool magazine 9 and the main shaft 16.
The one gripping part 111 and the other gripping part 112 perform a turning operation around the turning shaft 113 of the tool changing arm 110, and perform an advancing / retreating movement operation in the axial direction of the turning shaft 113. The tool changing arm 110 swings around a swing shaft 114 at a position P8 on the tool magazine 9 side and a tool change position P3 on the main shaft 16 side.
Thereby, one gripping part 111 and the other gripping part 112 perform the replacement operation of the tool 4 with respect to the storage pot positioned at the tool magazine 9 side position P8 and the spindle 16 positioned at the tool replacement position P3. Do.
[0042]
Next, the operation of the machine tool 1 will be described.
An NC (numerical control) program in which a procedure for cutting the workpiece 2 is programmed is stored in advance in the NC program memory of the NC device 11. The NC device 11 calls a necessary NC program from the NC program memory and controls the machining operation of the machine tool 1.
A case where line boring is performed on the hole 12 of the workpiece 2 with the machine tool 1 will be described. In this case, in order to prepare for mounting the line bar 3 to be used next on the spindle 16, the tool cassette moving means 62 of the line bar magazine 7 moves the tool cassette 61 in which the line bar 3 to be used is stored. Then, the guide means 64 is moved slightly above the loading / unloading position P1.
On the other hand, the line bar transfer means 8 is also guided to the guide means 64 and moves to the carry-in / out position P1. When the moving unit 90 is lowered a little at the carry-in / out position P1, the pin 82 is engaged with the engaged hole 75, and the tool cassette 61 is connected to the line bar transfer means 8.
Further, since the holding means 130 of the moving unit 90 operates to the holding release side in conjunction with the connecting operation, the tool cassette 61 is released from the holding of the moving unit 90 and can move.
Next, by driving the line bar transfer means 8, the tool cassette 61 on which the line bar 3 to be used is placed is transferred from the loading / unloading position P1 to the standby position P7. When machining with the line bar 3 or the tool 4 is performed at the machining position P4, the tool cassette 61 stands by at the standby position P7.
[0043]
For example, when line boring processing is performed by the line bar 3, when the predetermined processing is completed, a line bar replacement command is output from the NC device 11. The line bar transfer means 8 is driven to transfer the tool cassette 61 from the standby position P7 to the line bar replacement position P2, and the empty line bar storage position of the tool cassette 61 is made to substantially coincide with the axis CL of the main shaft 16. By this operation, the shutter 83 is opened.
The Z-axis servomotor 29 is driven by the line bar replacement command to retract the spindle head 6 in the Z-axis direction, and the Y-axis servomotor 32 is driven to move the spindle head 6 from the machining position P4 to the line bar. Raise to the height position of the exchange position P2.
On the other hand, since the tool cassette 61 receives the line bar 3 from the main shaft 16, at least one of the three line bar storage positions G1, G2, and G3 is empty.
Next, when the spindle head 6 is moved forward in the Z-axis direction, the used line bar 3 is stored in a desired line bar storage position of the tool cassette 61. With the position of the flange portion 3e of the line bar 3 in the Z-axis direction aligned with the position of the first support member 70 of the tool cassette 61, the spindle head 6 is slightly lowered in the Y-axis direction. Then, the line bar 3 is placed on the tool cassette 61 while being supported by the support means 69.
Next, when the clamp / unclamp mechanism of the main shaft 16 is operated to bring the line bar 3 into an unclamped state, the main shaft head 6 can be detached from the line bar 3 and retracted in the Z-axis direction.
[0044]
Thus, after the spindle head 6 is slightly retracted in the Z-axis direction, the line cassette transfer means 8 is driven, and the tool cassette 61 is moved so that the position of the line bar 3 to be used substantially coincides with the line bar replacement position P2. Move in the X-axis direction for positioning.
Next, when the spindle head 6 is moved forward in the Z-axis direction, the taper shank 3c of the line bar 3 is attached to the attachment portion of the spindle 6. Then, the clamp / unclamp mechanism of the main shaft 16 is operated to clamp the line bar 3.
Next, the spindle head 6 is slightly raised in the Y-axis direction to slightly lift the line bar 3 away from the support means 69. Then, if the spindle head 6 is retracted by a distance longer than the length dimension of the line bar 3 in the Z-axis direction, the entire line bar 3 is extracted from the tool cassette 61.
When the line bar 3 is exchanged at the line bar exchange position P2, since the shutter 83 is open, the spindle head 6 and the like can move. When the line bar 3 exchange operation is completed and the line bar transfer means 8 moves from the line bar exchange position P2 to the standby position P7, the shutter 83 is closed in conjunction with this movement operation, and the processing region 20 is sealed. The
Thereafter, if the spindle head 6 is moved to the machining position P4, the next line boring with the line bar 3 can be performed.
[0045]
When performing line boring, the line bar 3 having one end attached to the main shaft 16 is inserted into the hole 12 of the workpiece 2 and the other end of the line bar 3 is inserted into the bar support 50. Thus, the main shaft 16 is rotationally driven by the main shaft motor 33 in a state where one end and the other end of the line bar 3 are supported.
Then, the Z-axis servomotor 29 controls the movement of the spindle head 6 in the Z-axis direction and also controls the rotational speed of the spindle 16. As a result, in the machining region 20, the hole 12 of the workpiece 2 can be line-bored with the rotating tool 3d of the line bar 3 or the like.
[0046]
On the other hand, the tool cassette 61 is moved from the line bar exchange position P2 to the standby position P7 by the line bar transfer means 8, and waits until the next line bar exchange command is output.
When the next line bar replacement command is output, and the designated line bar 3 is placed on the tool cassette 61 waiting at the standby position P7, the tool cassette 61 moves from the standby position P7 to the line bar. It moves again to the exchange position P2, and the line bar 3 is exchanged. Since the standby position P7 is in the vicinity of the line bar exchange position P2, the exchange time of the line bar 3 can be shortened.
When the line bar 3 designated by the line bar exchange command is not at the standby position P7, the tool cassette 61 that has been waiting at the standby position P7 is transferred to the loading / unloading position P1 by the line bar transfer means 8, and the line bar 3 It is stored in the moving unit 90 of the magazine 7.
Next, the tool cassette moving means 62 moves the tool cassette 61 in which the designated line bar 3 is stored to the loading / unloading position P1, and the line bar transfer means 8 moves the tool cassette 61 to the line bar replacement position P2. Transport. The line bar 3 thus transferred is exchanged at the line bar exchange position P2 and attached to the main shaft 16.
[0047]
In this way, the line bar 3 can be replaced with another line bar 3, but the ATC 17 is also operated to change the line bar 3 to the tool 4 or the tool 4 with respect to one spindle 16. Various kinds of machining can be automatically and sequentially performed on the workpiece 2 by freely changing to the line bar 3 and changing tools from the tool 4 to another tool 4.
Since the line bar replacement position P2 is set at substantially the same position in the X axis direction and the Y axis direction of the tool replacement position P3, in particular, the replacement from the line bar 3 to the tool 4 and the tool 4 to the line bar 3 are performed. In the case of replacement, the spindle head 6 may be moved in the Z-axis direction. Since the distance that the spindle head 6 moves is short, the time for exchanging the line bar 3 and the tool 4 can be shortened.
[0048]
When performing line boring with the line bar 3, the line bar 3 is supported at both ends. The line bar 3 is rotated and the spindle head 6 is controlled to move in the Z-axis direction. As a result, the line bar 3 can perform line boring with high accuracy such as roundness and concentricity.
When the line boring is completed, the bar support 50 is instructed to be saved. By this command, the bar support 50 moves from the support position P5 to the retreat position P6 and retreats, so that interference by the bar support 50 can be prevented.
When the tool 4 is mounted on the spindle 16 and the workpiece 2 is subjected to normal cutting, the X-axis servomotor 44 controls the movement of the table 26 in the X-axis direction, and the Y-axis servomotor 32 and Z The shaft servomotor 29 controls the movement of the spindle head 6 in the Y-axis direction and the Z-axis direction, respectively. As a result, the tool 4 moves relative to the workpiece 2 in the three orthogonal directions, and normal cutting is performed.
[0049]
When the line boring processing by the line bar 3 and, if necessary, the normal cutting processing by the tool 4 are completed, the APC 10 executes the pallet replacement operation according to the pallet replacement command of the NC program.
The APC 10 exchanges the pallet 45 mounted on the setup table 47 with the unprocessed workpiece 2 mounted thereon and the pallet 45 mounted on the table 26 with the processed workpiece 2 mounted thereon. .
Thus, after the pallet 45 with the unprocessed workpiece 2 mounted thereon is placed on the table 26, the same operation as described above is repeated to perform line boring processing or normal cutting processing on the workpiece 2. It will be.
[0050]
As described above, in the machine tool 1 of the present invention, the line bar magazine 7 and the tool magazine 9 are respectively provided at predetermined positions outside the splash guard 21. Therefore, it is possible to easily change the setup of the line bar magazine 7 and the tool magazine 9 even during processing.
Further, since there are no restrictions on the number of line bars 3 and tools 4 stored, a large number of line bars 3 and tools 4 can be stored (stored) in the line bar magazine 7 and the tool magazine 9, respectively.
The machine tool 1 uses the moving operation of the spindle head 6 that can move at high speed to attach and detach the line bar 3 to and from the spindle 16. Further, since the tool cassette 61 on which the line bar 3 to be used next is placed is waiting at the standby position P7 in the vicinity of the line bar replacement position P2, from the standby position P7 to the line bar replacement position P2. It can move in a short time.
Therefore, the exchange operation of the line bar 3 is performed at high speed, the line bar 3 can be attached to and detached from the main shaft 16 in a short time, and the non-cutting time for exchanging the line bar 3 can be shortened.
[0051]
In the present invention, the machine tool 1 can be automated because the machine tool 1 is provided with the line bar magazine 7, ATC 17, APC 10, etc., and the line bar 3, tool 4, and pallet 45 are automatically replaced. It is also possible to configure a machining system or the like with the machine tool 1.
The machine tool 1 can perform a plurality of types of line boring by the function of the line boring machine, but also has a function corresponding to MC. Therefore, a desired tool 4 among a plurality of types of tools is mounted on the spindle 16, and the hole 12 of the workpiece 2 is drilled, and the hole 12, the machining plane and the like are roughed, semi-finished, and finished. A plurality of types of normal cutting processes can also be performed.
As a result, the machine tool 1 can automatically perform a plurality of types of machining in one setup change operation. Further, since the line bar 3 is three-dimensionally stored, the installation area can be made compact.
Since the tool cassette 61 and the line bar transfer means 8 move outside the splash guard 21, they are not affected by chips or cutting fluid in the processing area 20.
In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
[0052]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, even during machining, the line boring bar storage magazine and the tool magazine, in particular, the line boring bar storage magazine can be easily replaced and the number of line boring bars stored can be increased. There are no restrictions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 to FIG. 10 are views showing an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a front view of a machine tool for combined machining.
FIG. 2 is a plan view of the machine tool for combined machining.
FIG. 3 is a left side view of the machine tool for combined machining.
4 is a view taken in the direction of arrows IV-IV in FIG. 2;
FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 4;
6 is a view taken in the direction of arrows VI-VI in FIG. 2;
FIG. 7 is an enlarged view showing a state where the line boring bar transfer means is transferring the tool cassette in FIG. 6;
8 is a view taken along the line VIII of FIG. 7 showing the tool cassette.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing holding means capable of holding a tool cassette.
[Explanation of symbols]
1 Machine tools for combined machining
2 Workpiece
3 Line boring bar
3a one end
3b The other end
4 tools
5 Machine body
6 Spindle head
7 Line boring bar storage magazine
8 Line boring bar transfer means
9 Tool magazine
12 holes
14 beds (airframe)
16 Spindle
17 Automatic tool changer
20 Machining area
21 Splash guard
25 columns
26 tables
40 Table device
45 palettes
50 bar support
60 magazine base
61 Tool cassette
62 Tool cassette moving means
63 Ceiling
64 Guide means
CL axis
D diameter
P1 loading / unloading position
P2 line boring bar replacement position
P3 Tool change position
P5 support position
P6 Retreat position
X-axis direction Third direction
Y-axis direction Second direction
Z-axis direction First direction

Claims (6)

ラインボーリングバーで工作物の穴部にラインボーリング加工を行い、前記ラインボーリングバーとは別の種類の工具で前記工作物に前記ラインボーリング加工以外の加工を行う複合加工用工作機械であって、
主軸を回転可能に支持し、前記工作物に対して少なくとも前記主軸の軸線と平行な第１の方向およびこの第１の方向に対して直交する第２の方向に移動可能な主軸頭と、
前記複合加工用工作機械の機械本体に付設され、加工領域を覆うスプラッシュガードの外部の所定位置に設けられ、前記ラインボーリンバーを前記第１の方向と平行な方向に向けた状態で収納可能なラインボーリングバー収納マガジンと、
このラインボーリングバー収納マガジンに対して前記ラインボーリングバーを搬出，搬入する搬出入位置と、前記主軸に対して前記ラインボーリングバーの交換を行うためのラインボーリングバー交換位置との間で、前記ラインボーリングバーを移送するためのラインボーリングバー移送手段と、
前記機械本体に付設され、前記スプラッシュガードの外部の他の所定位置に設けられ、前記工具を収納可能な工具マガジンと、
この工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換する自動工具交換装置とを備え、
前記ラインボーリングバー収納マガジンは、マガジン基体と、このマガジン基体に移動可能に設けられ、少なくとも一本の前記ラインボーリングバーを載置可能な少なくとも一台のツールカセットと、前記マガジン基体に設けられ、前記ツールカセットを前記搬出入位置に移動可能なツールカセット移動手段とを有していることを特徴とする複合加工用工作機械。 A machine tool for combined machining that performs line boring on a hole in a workpiece with a line boring bar, and performs processing other than the line boring on the workpiece with a tool different from the line boring bar,
A spindle head that rotatably supports the spindle and is movable relative to the workpiece in a first direction parallel to at least the axis of the spindle and in a second direction orthogonal to the first direction;
Attached to the machine body of the machine tool for complex machining, provided at a predetermined position outside the splash guard that covers the machining area, and can be stored in a state in which the line bomber is oriented in a direction parallel to the first direction. Line boring bar storage magazine,
The line boring bar is placed between the line boring bar for loading and unloading the line boring bar with respect to the line boring bar storage magazine and the line boring bar replacing position for exchanging the line boring bar with respect to the spindle. A line boring bar transfer means for transferring the boring bar;
A tool magazine attached to the machine body, provided at another predetermined position outside the splash guard, and capable of storing the tool;
An automatic tool changer for changing the tool between the tool magazine and the spindle,
The line boring bar storage magazine is provided on a magazine base, at least one tool cassette on which at least one line boring bar can be placed, and provided on the magazine base. A machine tool for combined machining, comprising tool cassette moving means capable of moving the tool cassette to the loading / unloading position. ラインボーリングバーで工作物の穴部にラインボーリング加工を行い、前記ラインボーリングバーとは別の種類の工具で前記工作物に前記ラインボーリング加工以外の加工を行う複合加工用工作機械であって、A machine tool for combined machining that performs line boring on a hole of a workpiece with a line boring bar, and performs processing other than the line boring on the workpiece with a tool different from the line boring bar,
主軸を回転可能に支持し、前記工作物に対して少なくとも前記主軸の軸線と平行な第１の方向およびこの第１の方向に対して直交する第２の方向に移動可能な主軸頭と、  A spindle head that rotatably supports the spindle and is movable relative to the workpiece in a first direction parallel to at least the axis of the spindle and in a second direction orthogonal to the first direction;
前記複合加工用工作機械の機械本体に付設され、加工領域を覆うスプラッシュガードの外部の所定位置に設けられ、前記ラインボーリンバーを前記第１の方向と平行な方向に向けた状態で収納可能なラインボーリングバー収納マガジンと、  Attached to the machine body of the machine tool for complex machining, provided at a predetermined position outside the splash guard that covers the machining area, and can be stored in a state in which the line bomber is oriented in a direction parallel to the first direction. Line boring bar storage magazine,
このラインボーリングバー収納マガジンに対して前記ラインボーリングバーを搬出，搬入する搬出入位置と、前記主軸に対して前記ラインボーリングバーの交換を行うためのラインボーリングバー交換位置との間で、前記ラインボーリングバーを移送するためのラインボーリングバー移送手段と、  The line boring bar is placed between a line loading / unloading position for unloading and loading the line boring bar to / from the line boring bar storage magazine and a line boring bar replacing position for replacing the line boring bar with respect to the spindle. A line boring bar transfer means for transferring the boring bar;
前記機械本体に付設され、前記スプラッシュガードの外部の他の所定位置に設けられ、前記工具を収納可能な工具マガジンと、  A tool magazine attached to the machine body, provided at another predetermined position outside the splash guard, and capable of storing the tool;
この工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換する自動工具交換装置とを備え、  An automatic tool changer for changing the tool between the tool magazine and the spindle,
前記機械本体は、  The machine body is
ほぼ水平な前記第１の方向に移動可能に前記複合加工用工作機械の機体に設けられたコラムと、  A column provided on a body of the machine tool for combined machining so as to be movable in the substantially horizontal first direction;
ほぼ垂直な前記第２の方向に移動可能に前記コラムに設けられた前記主軸頭と、  The spindle head provided in the column so as to be movable in the substantially perpendicular second direction;
前記第１，第２の両方向と直交する第３の方向に移動可能に前記機体に設けられ、前記工作物が載置されるテーブルまたはパレットとを有し、  A table or a pallet on which the workpiece is placed, which is provided in the machine body so as to be movable in a third direction orthogonal to the first and second directions;
前記主軸に対する前記ラインボーリングバーの交換動作は、前記工具の交換動作を行う工具交換位置の前記第３の方向および前記第２の方向とほぼ同じ位置に設定された前記ラインボーリングバー交換位置で、前記主軸頭の移動動作により行うようになっており、  The line boring bar changing operation with respect to the spindle is performed at the line boring bar changing position set at substantially the same position as the third direction and the second direction of the tool changing position for performing the tool changing operation. It is designed to be performed by moving the spindle head,
前記ラインボーリングバー収納マガジンは、マガジン基体と、このマガジン基体に移動可能に設けられ、少なくとも一本の前記ラインボーリングバーを載置可能な少なくとも一台のツールカセットと、前記マガジン基体に設けられ、前記ツールカセットを前記搬出入位置に移動可能なツールカセット移動手段とを有していることを特徴とする複合加工用工作機械。  The line boring bar storage magazine is provided on a magazine base, at least one tool cassette on which at least one line boring bar can be placed, and provided on the magazine base. A machine tool for combined machining, comprising tool cassette moving means capable of moving the tool cassette to the loading / unloading position. 請求項１または２に記載の複合加工用工作機械であって、
前記ツールカセットは、複数本の前記ラインボーリングバーを載置可能で、且つ、前記第２の方向と平行な方向に重なるように前記マガジン基体に複数台設けられるものであり、
前記ツールカセット移動手段は、前記ツールカセットを前記第２の方向と平行な方向に移動させるものであることを特徴とする複合加工用工作機械。A machine tool for combined machining according to claim 1 or 2 ,
The tool cassette is capable of mounting a plurality of the line boring bars, and is provided on the magazine base so as to overlap in a direction parallel to the second direction,
The multi-tasking machine tool, wherein the tool cassette moving means moves the tool cassette in a direction parallel to the second direction. 請求項１，２または３に記載の複合加工用工作機械であって、
前記スプラッシュガードの天井部の上方には、案内手段が前記ラインボーリングバー収納マガジンから前記加工領域の上方まで前記第３の方向に延設され、
前記ラインボーリングバー移送手段は、前記ツールカセットを前記案内手段に案内させて前記天井部の上方を前記第３の方向に移動させるものであることを特徴とする複合加工用工作機械。A machine tool for combined machining according to claim 1, 2 or 3 ,
Above the ceiling portion of the splash guard, a guide means extends in the third direction from the line boring bar storage magazine to above the processing area,
The line boring bar transfer means guides the tool cassette to the guide means, and moves the tool cassette above the ceiling in the third direction. 請求項１ないし４のいずれかの項に記載の複合加工用工作機械であって、
前記工作物が載置されるテーブルまたはパレットを有するテーブル装置には、一端側が前記主軸に装着された前記ラインボーリングバーの他端側を支持可能なバーサポートが支持位置と待避位置との間を移動可能に設けられ、
このバーサポートは、前記ラインボーリングバーが前記主軸に装着されているときには前記支持位置に移動し、前記ラインボーリングバーとは別の種類の前記工具が前記主軸に装着されているときには前記待避位置に移動していることを特徴とする複合加工用工作機械。A machine tool for combined machining according to any one of claims 1 to 4 ,
In a table apparatus having a table or pallet on which the workpiece is placed, a bar support capable of supporting the other end side of the line boring bar mounted on the main shaft is provided between a support position and a retracted position. Provided to be movable,
The bar support moves to the support position when the line boring bar is mounted on the main shaft, and moves to the retracted position when a tool of a different type from the line boring bar is mounted on the main shaft. A machine tool for combined machining, characterized by moving. 請求項５に記載の複合加工用工作機械であって、
前記ラインボーリングバー収納マガジンは複数の種類または同一種類の前記ラインボーリングバーを収納可能であり、
前記ラインボーリングバーの前記他端側は、その直径を共通にすることにより同一の前記バーサポートで支持可能であることを特徴とする複合加工用工作機械。A machine tool for combined machining according to claim 5 ,
The line boring bar storage magazine can store a plurality of types or the same type of the line boring bar,
A machine tool for combined machining, wherein the other end side of the line boring bar can be supported by the same bar support by having a common diameter.
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