JP3847437B2 - Linear motor driven machine tool - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具主軸をワークに対して互いに直交する3方向に移動してワークを加工する工作機械、特に、少なくとも1方向における工具主軸の送りがリニアモータにより駆動される形式の工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
この主の工作機械としては、特開平8−318445号公報に開示されている。この公開特許公報に開示された工作機械は、図9及び図10に概略図示されるように、ベース80上に箱形のフレーム81を立設し、この箱形フレームの中央に開口する方形の窓82内で箱形のガントリ83をその上下端部で案内し、このガントリ83の上下端部とフレーム81の対向面との間に設けた一対のリニアーモータ84,85によりガントリ83を左右X方向に送るように構成されている。
【0003】
また、ガントリ83は縦長の方形窓86が形成され、サドル87はこの方形窓86内で図略の左右一対のリニアガイド機構により上下動可能に案内されると共に左右一対のリニアモータ88により上下Y方向に送られる。また、サドル87にはラム90が前後動可能に図略のリニアガイド機構により案内されてリニアモータにより前後Z方向に移動される。このラム90は、図略の駆動モータにより回転駆動される工具主軸91をZ方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持している。
【0004】
前記ガントリ83を左右案内するリニアガイド機構は、各々がガイドレールとこのレール上を走行するベアリングブロックとを含む下部ガイド機構91と上部ガイド機構92とからなる。下部ガイド機構91はガントリ83の下面と箱形フレーム81の下横桁部材81aとの間に配置され、上部ガイド機構92はフレーム81のクロスビーム81aの前面とこれに対面するガントリ83の上部の背面との間に配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のリニアモータ駆動式工作機械においては、ガントリ83がフレーム81の中央に開口する方形窓82内で移動されるように配置されているので、ガントリ83の左右移動ストロークがフレーム81の左右の柱部材81bにより制限される。
【0006】
また、フレーム81のクロスビーム81aはガントリ83の上端面を被さるように配置されるので、フレーム81の背丈が高くなり、機械が大型となる。
さらに、ガントリ83の下端部を左右方向に案内する下部リニアガイド機構91がガントリのベース板83aの下面に取付けられているので、ガントリ83の方形窓86の左右内端面に装架されたサドル87の上下動のためのリニアガイド機構及びリニアモータ88を点検及び修理・交換する場合、ガントリ83のベース板81a上で直立する全ての構成部材を個々に分離して機械から取外さなければならず、点検或いは修理・交換作業後の再組付けが手間のかかる作業となる。
【0007】
従って、本発明の主たる目的は、ガントリと固定フレームの柱部材との干渉によるガントリの左右ストロークの制限を受けずに、ガントリの左右ストロークを大きくすることができるようにすることである。
本発明のもう一つの別の目的は、固定フレームの柱部材の上端を連結するクロスビームが工作機械の背丈を高くしなく、これにより工作機械を小型とし剛性を高めることである。
【0008】
本発明の他の目的は、ガントリを構成する左右一対の縦桁部材を互いに他のものから分離した場合にでも、これら縦桁部材がガントリの下端部を案内するリニアガイド機構のガイドレールに保持された状態を保持でき、これにより分解後の再組付けを能率良く行えるようにすることである。
本発明の付加的な目的は、工具主軸に作用する切削抵抗に対して強固に対向できるようにガントリ及びサドルを案内するガイド機構を構成することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の課題及びこれに関連する目的は、以下に述べる各請求項に記載の工作機械を提供することにより解決され達成される。即ち、請求項1に記載の発明は、ベースと、このベース上に上下方向に延びて固定された固定フレームと、縦長の窓を中央に開口し前記ベース上で第1水平方向に移動可能なガントリと、このガントリの前記縦長の窓内で上下方向に案内されたサドルと、このサドルにより前記第1水平方向と直交する第2水平方向に移動可能に案内されたラムと、このラムにより前記第2水平方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持され前端部に工具を装着可能な工具主軸と、この工具主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、前記工具主軸の前方に配置され加工すべきワークを取付け可能なワークテーブルとを含み、前記ガントリを前記固定フレームと前後方向に重複した関係で移動できるように前記固定フレームの前面に配置し、前記ガントリの下面とベースとの間に配置した下部ガイド手段と前記固定フレームの上部前面と前記ガントリの上部背面との間に配置した上部ガイド手段とで前記ガントリを前記第1水平方向に案内するガイド手段を構成し、前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータとで前記ガントリを前記第1水平方向に駆動する駆動手段を構成し、前記上部リニアモータと前記下部リニアモータのそれぞれの吸引力作用中心点は前記ガントリの重心点或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む前記第1水平方向と平行な同一の鉛直面内で前記重心点を挟んで該重心点の両側に位置されるとともに、前記上部及び下部リニアモータは前記下部リニアモータが前記ガントリの下面を前記ベースに対して上下方向に吸引力を作用すると共に前記上部リニアモータが前記ガントリの上部背面を前記固定フレームの上部に対し略前後方向に吸引力を作用するように異なる向きに配置されていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項2に記載の発明は、前記した上部及び下部ガイド手段として上部及び下部レール手段を使用し、これらレール手段の前記第1水平方向における両端を前記固定フレームの中央に開口する方形窓を超えて延長する。これにより、ガントリの前記第1水平方向の端部を固定フレームの左右の柱部材の前側まで移動でき、かつこの状態でガントリの支持剛性をこのガントリが左右方向の中央位置にある時と同様に高く維持できる。
【0012】
請求項に記載の発明は、固定フレームのクロスビームの前端をガントリの前後方向における幅の中間位置近辺まで張り出し、上部レール手段及び上部リニアモータをガントリの前後方向の中間位置に配置できるようにする。請求項に記載の発明は、下部リニアモータを上部レール手段及び上部リニアモータの鉛直下方に配置し、また下部レール手段を第1水平方向に延びる2本のレールとすると共に、これらレールを下部リニアモータを間に置いた状態で前記前後方向における下部リニアモータの両側に配置する。
【0013】
請求項に記載の発明は、ベースには後方に向って上方に傾斜するスラント面を形成する。固定フレームの第1水平方向の両端の柱部材は上端がガントリ側に向かって前方に張り出すように前傾させる。また、ガントリの下面及び上部後面をそれぞれスラント面部及び前記柱部材と平行に形成する。請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、下部リニアモータを上部レール手段の鉛直下方でベースのスラント面とこのスラント面に平行なガントリの下面との間に配置し、下部レール手段は下部リニアモータを間に置いた状態でベースのスラント面上に固定され第2水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含む。
【0014】
請求項に記載の発明は、左右一対の縦桁部材とこれら縦桁部材の下端部同士及び上端部同士を分離可能に連結する下横桁部材と上横桁部材とからなる4部材でガントリを構成する。下部ガイド手段を構成する少なくとも一対のベアリングブロックを縦桁部材の下面にそれぞれ直接取付け、縦桁部材を分離した場合でも、縦桁部材が下部ガイド手段のガイドレール上をこれらベアリングブロックを介して走行できるようにする。
【0015】
請求項に記載の発明は、固定フレームのクロスビームを左右の柱部材から分離可能とし、またガントリの下部ガイドレールとして一対のガイドレールを設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレールと別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案内するようにし、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上下の横桁部材を点検或いは修理・交換のために4部材に分離した場合でもこれら4部材の各々が1つのガイドレールに案内された状態に維持されるようにする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1〜3は、本発明によるリニアモータ駆動式工作機械の第1の実施の形態の平面図、右側面図及び正面図をそれぞれ示す。本実施の形態における工作機械は、ベース10の前部に配置されたワークテーブル11、ベース10の後部に配置された固定フレーム15、固定フレーム15の前側でベース10及び固定フレーム15によりガイドされてX方向に水平移動するガントリ20、このガントリ20により案内されてY方向に上下移動するサドル50、サドル50によりZ方向に水平移動するラム60、ガントリ20,サドル50,ラム60をそれぞれ移動する電気リニアモータ35,37,51,52,67、及びラム60に回転自在に支持された工具主軸71を主要な構成要素としている。
【0017】
ベース10の前部上面にはワークテーブル11がテーブル支持機構12により支持されている。ワークテーブル11は上面にワークWを取り付ける水平取付面11aを有する。テーブル支持機構12はワークテーブ11を単に固定保持する形式のものでもよいが、望ましくは公知の回転割出機構(図示省略)を内蔵する形式のものとされる。
【0018】
この回転割出機構は、ワークテーブル11を垂直な軸線の周りに90度毎の4面割出しする形態でもよいが、図略の数値制御装置によりNC制御されるサーボモータにより任意な角度位置に割出可能な形態でもよい。また、テーブル支持機構12は、後述する工具主軸71の軸線と平行又は直角な軸線の周りにワークテーブル11を割出できる形態を含めてその他各種の形態を採り得る。
【0019】
ワークテーブル11を配置する前部の正面幅よりも幾分広がった幅を持つベース10の後部上面には、固定フレーム15が立設されている。固定フレーム15は、図3に示されるように、この工作機械の左右方向である水平のX方向(第1水平方向)に離間した2本の柱部材16,16と、これら柱部材の上端面にその両端下面が図略のボルトにより分離可能に連結されるクロスビーム17とを含み、ベース10の後部上面と柱部材16,16の内側対向面とクロスビーム17の下面とで画定される方形窓18を工作機械の前後方向である水平のZ方向(第2水平方向)に向けて開口している。
【0020】
固定フレーム15の前側には、図3のように、中央に縦長方形窓24を固定フレーム15の方形窓18とラップして開口する箱形のガントリ20が下面及び上部背面をベース10及び固定フレーム15にそれぞれ案内されてX方向(第1水平方向)に移動自在に設けられている。ガントリ20は、左右の縦桁部材21と上下の横桁部材22,23をボックス状に組立てて構成され、中央部に縦長の方形窓24を工作機械の正面側に向けて開口している。
【0021】
より詳細には、下横桁部材23は、Z方向の幅が縦桁部材21のそれよりも狭くなっており、図4に示すように、下面が後述するリニアモータのコイルユニットを取付けるため前側が後側よりも高くなる段付面23aとして形成され、両端部上面には縦桁部材21の下端が着座する着座面23bと縦桁部材21の下端部内側面を受ける垂直受面23cが形成されている。左右の垂直受面23cは垂直リム23dにより一体結合されている。
【0022】
各縦桁部材21の下端部は、図5に代表して示すように、下横桁部材23の着座面23b上に固定される。この固定は、縦桁部材21の下部外側端に開口するポケット21b,21cからボルトを挿入し、着座面23b上に開口するネジ穴(符号省略)にねじ込んでなされる。縦桁部材21の下端部内側面は、下横桁部材23の垂直受面23cと分離可能に結合される。この結合は、垂直リム23d側からボルトを垂直受面23cを挿通して縦桁部材21のネジ穴にねじ込むことによりなされる。
【0023】
縦桁部材21の上端部同士は、上端面に上横桁部材22の両端部を分離可能に固定して上横桁部材22により連結される。より詳細には、上横桁部材22の左右端の水平部22aからボルトを挿入し、この水平部22aを挿通して縦桁部材21の上端のネジ穴にねじ込む。このように左右の縦桁部材21と横桁部材22,23が箱形に組立てされ、縦長方形窓24が縦桁部材21の対向内側面と上下の横桁部材22,23の対向下面と上面とで画定される。
【0024】
固定フレーム15の前方のベース10上の部分とガントリ20の下面との間には下部ガイド手段としてのリニアガイド機構27が設けられ、一方、固定フレーム15の上部前面とガントリ20の上部背面との間に上部ガイド手段としてのリニアガイド機構28が設けられている。下部ガイド機構27は、Z方向に離間した位置でX方向に延びてベース10上に固定された互いに平行な2本の直線レール29,29と、これらレール上を走行する各レールについて2個づつの2対のベアリングブロック30,31を含む。
【0025】
前側の一対のベアリングブロック30は、縦桁部材21のそれぞれの下面の前側に直接取付けされる。この取付けは、図5に示す最前側のポケット21aからボルトを挿入し、縦桁部材21の下端面を挿通してベアリングブロック30のネジ穴にねじ込んでなされる。
後側の左右のベアリングブロック31は、縦桁部材21の直下で下横桁部材23の各着座面23bの下面に取付けされる。この取付けは、下横桁部材23に縦桁部材21を結合するに先立って行われ、着座面23bの上面側からボルトを下横桁部材23を挿通してベアリングブロック31の上面に開口するネジ穴にねじ込んでなされる。この場合、ボルトとして例えば六角穴付きボルトが使用され、それらの頭部は着座面23bから突き出ないようにされる。
【0026】
ここで、ベアリングブロック31が下横桁部材21に取付けされる関係で、後側のガイドレール29を取付けるベース10の上面は前側のガイドレール29を取付けるそれに比べて着座面23b部の板厚分だけ下げられていることが理解されよう。
上部ガイド機構28は、ガイドレール29と平行にX方向に延びてクロスビーム17の前面に固定された単一のガイドレール32とこの上を走行する左右一対のベアリングブロック33を含む。ガイドレール32をZ方向におけるガントリ20の幅員の中間位置、つまり下部の一対のガイドレール29間のZ方向における中間位置に配置するため、クロスビーム17は前側が縦桁部材21の上端の後側の略半分まで覆い被さるように前方に張り出している。
【0027】
これと同じ目的で、ガントリ20の上横桁部材22は、Z方向の幅が縦桁部材21の同方向の幅の半分程度に狭くされており、その前端縁が縦桁部材21の前面と略整列するように縦桁部材21の上面の前半分側に寄せた状態で長手方向の両端が前述したように縦桁部材21の上面に分離可能に図略のボルトにより固着されている。上横桁部材22は垂直背面22bを有し、縦桁部材21の真上となるこの垂直背面22bの長手方向両端部にそれぞれベアリングブロック33を取付けている(図3参照)。
【0028】
本発明による実施の形態における特徴の1つは、固定フレーム15がガントリ20の上部背面をガイドするようにしており、この構成はガントリ20の上端と固定フレーム15の上端とを略同一背丈にすることを可能とし、サドル50の所要のY方向ストロークを確保する条件下で工作機械全体の背丈を低くし、工作機械の小形化と剛性の強化に寄与する。
【0029】
また、本発明による実施の形態における他の特徴の1つとして、ガントリ20は固定フレーム15の方形窓18内に存在せずに固定フレーム15の前側に配置され、また好適には下部ガイドレール29及び上部ガイドレール32の両端は対応する側の柱部材16の前側まで伸ばされている。これにより、ガントリ20は左右の縦桁部材21の各々を固定フレーム15の対応する側の柱部材16の前側にラップするように進出でき、ガントリ20の所要のX方向ストロークを確保する条件下で柱部材16のX方向間隔が狭くされ、工作機械の正面間口を狭くできる。
【0030】
ガイドレール32とベアリングブロック33とで構成されるリニアガイド機構28は、Z方向に作用する最大荷重に抗する向きで取付けられている。リニアガイド機構28をZ方向の最大荷重に抗する向きに取付けて、Y方向に作用する最大荷重に抗するように取付けされた一対の下部リニアガイド機構27の取付向きとは90度異なる向きにした構成が本発明による実施の形態の他の特徴の1つとして注目されよう。
【0031】
ガントリ20は、下端及び上端が同期制御される下部の電気リニアモータ35及び上部の電気リニアモータ37によりそれぞれ駆動される。下部リニアモータ35は、2本のガイドレール29間でこれに沿ってべース10上に敷設された固定の磁石板ユニット35aとこれに対向して下横桁部材23の下面に取付けされた電磁コイルユニット35bとで構成される。磁石板ユニット35aは複数の磁石板をガントリ20の移動方向に直列に配置して構成される。
【0032】
これに対し、上部リニアモータ37は、ガイドレール32に沿って固定フレーム15のクロスビーム17の前面に敷設された固定の磁石板ユニット37aとこれに対向してガントリ20の上横桁部材22の背面に取付けされた電磁コイルユニット37bとで構成される。
これらリニアモータ35,37は、コイルユニット35b,37bを図略の数値制御装置(NC)により同期制御してコイルユニット35b,37bとこれらに対向する磁石板ユニット35a,37aとの励磁関係をNCプログラムに従って進行方向に移行することによりガントリ20をベース10及び固定フレーム15上で移動させるように動作する。この送り動作過程において、コイルユニット35bは磁石板ユニット35aに吸引されるように磁力を生起し、これによりガントリ20をベース10に向かい下方に押し付けるように作用する。一方、コイルユニット37bはガントリ20を固定フレーム15のクロスビーム17に向かう後方に押し付けるように磁力を生起する。
【0033】
本発明による実施の形態の他の特徴の1つとして、上下のリニアモータ35,37はガントリ20の重心,好ましくはガントリ20とこれと共に上下動する機構の組立体の重心を通る鉛直面内の上下端部を駆動するようにZ方向にはガントリ20の幅の中間部に配置されている。本発明による実施の形態のさらなる特徴の1つとして、リニアモータ35,37が生起す吸引力F1,F2の合力は、図2に矢印Ftとして示すように、ガントリ20を斜め後方の下向きへ押し付けるように作用する。このため、工具主軸71に作用する切削抵抗がガントリ20を上方に持ち上げる方向に働く場合や前記切削抵抗が断続的に変動する場合でも、ガントリ20はベース10及び固定フレーム15に対し上下(Y)方向及び前後(Z)方向に不動に強固に保持され、ガイドレール29,32とベアリングブロック30,31,33との摺動勘合部に存在するスキマによりガントリ20がベース10及び固定フレーム15に対して前後方向及び上下方向にふらつくことが防止され、高い加工精度を保証できる。
【0034】
前記ガントリ20の縦長方形窓24内には、同じく箱形のサドル50が上下方向に移動自在に案内されている。この案内機構は、ガントリ20の縦桁部材21の内側対向端面の前部に設けた前部ガイド手段としてのリニアガイド機構51と同じく対向端面の後部に設けた後部ガイド手段としてリニアガイド機構52からなる。前部ガイド機構51を構成する一対のガイドレール53は、縦長の方形窓24の高さ方向の幅に略匹敵する全長を有し、縦桁部材21の前部で内側の対向面にそれぞれ固定されている。各ガイドレール53上を走行自在なベアリングブロック54,54は、そのガイドレールと対向するサドル50の側面の上下端部にそれぞれ固着されている。
【0035】
後部ガイド機構52を構成する左右一対のガイドレール55は、ガイドレール53の全長よりも短い長さを有し、縦桁部材21の後部で方形窓24の下方に寄せて内側の対向面にそれぞれ固定されている。各ガイドレール55上を走行自在な単一のベアリングブロック56は、そのガイドレールと対向するサドル50の側面の下端部に固着されている。これにより、サドル50は、前部がその4隅に固着された4個のベアリングブロック54にガイドされ、後部が下部の2隅に固着された2個のベアリングブロック56によりガイドされる。
【0036】
本発明による実施の形態における付加的な特徴の1つとして、図6の機構図で示すように、図2の右側面図方向から観ると、前部の上下2個のベアリングブロック54と後部の1個のベアリングブロック56を結ぶ線は直角三角形となり、工具主軸71に作用する切削抵抗に対して高い剛性を持つ。また、同じく図2の右側面図方向から観ると、ガントリ20の下部をガイドする前後のベアリングブロック30,31と上部をガイドする1個のベアリングブロック33を結ぶ線は二等辺三角形となり、この配置も切削抵抗に対し高い剛性を持つ。
【0037】
図2に破線で示すように、サドル50を上下(Y)方向に送る送り手段は、サドル50の両側面と縦桁部材21の内側面との間にそれぞれ配置された電気リニアモータ57からなる。各リニアモータ57は、サドル50の各側面で前後のガイドレール53,55の間で上下方向に沿って縦桁部材21の対応する内側面上に敷設された磁石板ユニット57aとこれに対向してサドル50の側面に固着されたコイルユニット57bにより構成される。
【0038】
サドル50は、箱形で前後方向に長い筒状となっており、後部を固定フレーム15の方形窓18内に臨ませている。サドル50の中央窓50a内にはラム60が前後(Z)方向に移動自在に案内されている。ラム60は、図3の正面から観ると、幅の狭い上面に向けて両側面から傾斜する6角形状をなし、サドル50を挿通すると共に方形窓24,18をも挿通して後端が固定フレーム15の後方から突き出るように前後(Z)方向に細長い形状をなしている。
【0039】
ラム60を前後方向に案内するガイド手段は、広幅下面の両側とサドル50との間に配置された一対の下部リニアガイド機構61と狭幅上面とサドル50との間に配置された単一の上部リニアガイド機構62からなる。これらガイド機構61,62の各々は、前述したリニアガイド機構と同様に直線ガイドレール63,64とこのレール上を走行する1又は2のベアリングブロック65,66とで構成される。
【0040】
このラム60の前後(Z)方向ガイド手段の特徴は、ガイドレール63,64をラム60に固着し、ベアリングブロック65,66をサドル50に固着している点にある。より詳しくは、図7に示すように、下部リニアガイド機構61の各々では2つのベアリングブロック65をラム60の長手方向の前部と中間部に固着し、上部リニアガイド機構62では1つのベアリングブロック66をラム60の前部に固着している。
【0041】
本発明による実施の形態における付加的な別の特徴の1つとして、図7の機構図で示すように、図2の右側面図方向から観るとき、上部及び下部ベアリングブロック65,66の配置は、それらを結ぶ線が直角三角形をなし、工具主軸71に作用する加工抵抗に対し高い剛性を持つ構造となっている。
ラム60を前後(Z)方向に送る駆動手段として、ラム60の下面とサドル50との間に配置した電気リニアモータ67が使用される。このリニアモータ67は、ガイドレール63,63間でサドル50に取付けられた電磁コイルユニット67bと、複数の磁石板をZ方向に直列にしてラム60の下面にコイルユニット67bと対面して取付けた磁石板ユニット67aとで構成される。
【0042】
ラム60は円筒形のベアリングケース(図略)を収容し、このケースは工具主軸71を図略の軸受装置を介してZ方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持している。ケース70は工具主軸71を回転駆動する図略のビルトインモータをも内蔵している。前記軸受装置は、ボールベアリング,ローラベアリング,空気や液体を軸受媒体として使用する流体ベアリングの1又はこれらを組み合わせて使用する形式のものである。
【0043】
工具主軸71は、前端に工具Tを装着する機構を内蔵しており、これにより工具主軸71の前端にドリル、エンドミル、フライス、タップ、リーマ、研削砥石、必要に応じてバイト等の各種の工具を手交換またはATCにより自動交換してワークWに種々の加工を施すことが可能である。
上記のように構成した第1の実施の形態の動作を説明する。
【0044】
ワークWはワークテーブル11上に適宜の治具を介して装着される。図略のNC装置は、入力されるNCプログラムに従って、工具主軸71を回転駆動すると共に、ガントリ20,サドル50及びラム60をそれぞれX方向,Y方向及びZ方向に移動し、工具主軸71の前端に装着した切削工具TをワークWに当接してワークWを切削加工する。
【0045】
ここで工具Tがドリルの場合、NC装置はリニアモータ35,37を同期駆動し、ガントリ20の上下両端部でガントリ20を早送り速度でX方向に移動し、ドリルTをワークWの加工すべき穴位置のX座標位置(左右方向位置)に位置決めする。この場合、ワークWの大きさに依存して、ガントリ20はその左右の縦桁部材21を対応する側の固定フレーム15の柱部材16にラップする位置まで進出する。
【0046】
この位置決め動作と並行し或いはこの位置決め動作の後に、NC装置はリニアモータ57,57を同期駆動し、サドル50の左右両端部でサドル50を早送り速度でY方向に移動し、ドリルTをワークWの加工すべき穴位置のY座標位置(上下方向位置)に位置決めする。これにより、ドリルTが加工すべき穴位置と同心となる。
【0047】
ドリルTを加工すべき穴位置と同心にした後、NC装置はリニアモータ67を駆動し、ラム60をワークWに向かって早送りし、ドリルTの先端がワークWの表面に対し所定の間隔位置に至ると前進送り速度を切削送り速度に切り替え、ワークWに所定のドリル加工を施す。ガントリ20,サドル50及びラム60の早送りの開始過程及び終了過程は、例えば1G或はこれ以上の加速度及び減速度で行われる。
【0048】
1つの穴加工が終了すると、ラム60はドリルTの先端とワークWの表面との間に所定のクリアランスが確保される位置まで後退し、次にガントリ20及びサドル50が早送り速度で移動されてドリルTが次に加工すべき穴位置に整列され、再びラム60が切削送りされて次の穴が加工される。このようにして、ワークWの表面に多数の穴が順次高速で加工される。
【0049】
工具Tがフライス加工用のもの、例えばミーリングカッタやエンドミルである場合、ガントリ20とサドル50が上述したドリル加工の場合と同様に早送り制御され、ワークWの加工開始位置のX及びY座標にカッタ或いはエンドミルTが位置決めされる。この後、ラム60が切込み送りされてカッタ或いはエンドミルTを所定の深さまでワークWの表面に食い込ませ、その後ガントリ20又はサドル50を選択的又は同時に切削送り速度でそれぞれX方向及びY方向に移動させ、ワークWの表面にフライス加工を施す。
【0050】
この場合、工具主軸71には大きな切削抵抗が作用する。本発明による工作機械においては、ガントリ20をガイドする下部リニアガイド機構27はガントリ20が下方向に沈む方向の力に対して大きな剛性を持つように向けられて配置され、上部リニアガイド機構28はガントリ20が後方に後退する方向の力に対して大きな剛性を持つように下部リニアガイド機構27に対し90度異なる向きで配置されている。また、ガントリ20の重心を通る下端及び上端を駆動する下部リニアモータ35及び上部リニアモータ37は、ガントリ20をベース10に向かう下方向及びガントリ20を固定フレーム15に向かう後方向にそれぞれ吸引している。このため、ワークWの加工時にガントリ20を持ち上げる方向に作用する力に対して強固に反発すると共に、Z方向に作用する力の断続的変動に対しても強固に反発する。この結果、下部リニアガイド機構27及び上部リニアガイド機構28の各レールとベアリングブロック間に存在するスキマやガタの分だけガントリ20がベース10及び固定フレーム15に対し上下或いは前後方向に変位することが回避され、加工精度への悪影響が排除される。
【0051】
次に、ガントリ20を構成する4つの部材、つまり左右の縦桁部材21及び上下の横桁部材22,23の分離及び再組付け作業について説明する。このような作業は、主としてガントリ20の下部リニアモータ35の点検や交換、さらにはガントリ20にガイドされたサドル50上の構成部品の点検や交換を行う場合に必要となる。
【0052】
ガントリ20の分離作業は、先ず、固定フレーム15のクロスビーム17の両端を左右の柱部材16の上端面に固着している図略のボルトを取外し、またガントリ20の上横桁部材22の両端を左右の縦桁部材16の上端面に固着しているボルト(符号省略)を取外すことにより行われる。これにより、上横桁部材22をクロスビーム17にガイドした状態で、これらの上横桁部材22,クロスビーム17を図略のホイストクレーンにより持ち上げ、工作機械から分離する。
【0053】
次に、サドル50を図略のホイストクレーンで懸垂して上方に持ち上げ、サドル50のベアリングブロック54,56を左右の縦桁部材21上のガイドレール53,55との係合を外す。これにより、サドル50及びこれに支持されたラム60及び工具主軸71はサドル50と共に工作機械から分離され、図略の作業台上に移され、これらへの点検及び必要に応じて分解及び再組立てが作業し易い状態で行われる。
【0054】
次に、図5のポケット21b,21cに挿入され各縦桁部材21を下横桁部材23に固着しているボルトを緩めて取外し、各縦桁部材21を下横桁部材23と分離する。これにより、左右の縦桁部材21の下端部同士の連結が解除される。この状態では、各縦桁部材21は、その下面に固着したベアリングブロック30により、依然として前側のガイドレール29上で移動自在にガイドされた状態にある。
【0055】
従って、左右の縦桁部材21の各々を互いに他のものと独立して任意に移動することができ、作業者は間隔を広げられた左右の縦桁部材21間に入り込んで、各縦桁部材21の内側面に取付けらた上下駆動用のリニアモータ57の磁石板ユニット57aや前後のガイドレール53,55の点検及び修理・交換を容易に行うことができる。この点検及び修理・交換作業は、各縦桁部材21とその下面のベアリングブロック30を分離せずに行えるので、これらベアリングブロック30のX方向のガイド方向とサドル50の上下案内用ガイドレール51,52のY方向のガイド方向の直角度が確保されており、この作業後に再組付けを容易に行えると共に分離前の案内精度を確実に再現できる利点がある。
【0056】
さらに、ガントリ20の下部リニアモータ35、特にその電磁コイルユニット35bの点検及び交換作業は、縦桁部材21を下横桁部材23から上述の如く分離した後、コイルユニット35bを下横桁部材23に取付けているボルトを下横桁部材23の両端の受面23b側から緩めて取外し、コイルユニット35bを下横桁部材23から分離する。これにより、コイルユニット35bの点検及び交換作業を容易に行うことができる。
【0057】
この状態では下横桁部材23は後部のガイドレール29に案内されるベアリングブロック31に依然として固着保持されたままであるので、下桁部材23の両端部にある着座面23bと各縦桁部材21の下端面との平行度及び下桁部材23の垂直受面23cと各縦桁部材21の下部内側面との平行度も確保されており、このためコイルユニット38の点検及び交換作業を終えた後に各縦桁部材21を下横桁部材23に再組付けする作業が容易に行えると共に、両縦桁部材21を下横桁部材23に組付けた組立体としての案内精度を容易かつ高精度に再現できる。
【0058】
上述したように点検や必要に応じて修理・交換を終えた後、サドル50とこれに支持したラム60及び工具主軸71からなる組立体をホイストクレーンに懸垂し、サドル50の両側面のベアリングブロック54,56を縦桁部材21の上端側から上下案内用のガイドレール53,55に勘合させて左右の縦桁部材21上に容易に再組付けできる。この再組付けにおいては、ベアリングブロック54,56をサドル50から分離しない限りこれらベアリングブロック54,56とガイドレール53,55との平行度を含めた配置関係が不変に維持されているので、単に再組付けが容易となるのみならず、再組付後の案内精度を容易かつ高精度に再現できる。
【0059】
サドル54を左右の縦桁部材21に再組付けした後、固定フレーム15のクロスビーム17とガントリ20の上桁部材22を、両者が組立てされた状態でホイストクレーンにより懸垂して、それぞれ左右の柱部材16及び左右の縦桁部材21上に再び組付ける。この組付け作業は、左右の縦桁部材21の再組付けにおいて両者間の間隔が上述したように分離前の状態に容易に再現されるため、また縦桁部材21と下端のベアリングブロック30と前部ガイドレール29の3者間の組付け関係が不変に維持されているため、クロスビーム17と左右の柱部材16との組付け状態を再現しながら同時に上横桁部材22と左右の縦桁部材21との組付け状態を容易に再現でき、かつ分離前の組付けを再現した状態においてガントリ20のベース10及び固定フレーム15上での案内精度も元通りに復元される。
【0060】
なお、説明を省略したが、左右の縦桁部材21と下横桁部材23との組付けはボルトによる固着に加えて両者間にテーパピンを周知慣用の如く打込むようにしているので、分離時にはボルトを緩めて取外すと共にテーパピンを抜出し、逆に再組付け時にはテーパピンを先に両者間に打込んでからボルトをねじ込むことにより両者間の固着状態における相対位置が確実に再現される。このようなテーパピンは、クロスビーム17の両端と柱部材16との組付け及び上横桁部材22の両端と左右の縦桁部材21との組付けにも同様に使用される。
【0061】
本発明による実施の形態における他の1つの付加的な特徴として、ガントリ20を構成する左右の縦桁部材21及び上下の横桁部材22,23を4部材に分離した状態においても少なくとも左右の縦桁部材21、好ましくは前記4部材の各々がが1つのガイドレールに対してベアリングブロックを介してガイドされた状態に保持され、これによりガントリ20の再組立てが上述したように容易に行え、かつ再組立て後の案内精度が分離前の高い精度に確実に再現される。
【0062】
さらに、サドル50の後端が固定フレーム15の方形窓18内に臨まないようにサドル50を短くできる場合では、別の分離方法を採用できる。この方法では、ラム60の前後ストローク端を機械的に規制する図略のストップ機構を取り外すことにより、工具主軸71を支持したラム60の組立体がサドル50の正面或いは背面から抜き出される。この後、ガントリ20の左右ストローク端を機械的に規制する図略のストップ機構を取り外し、ガントリ20をその構成4部材である左右の縦桁部材21と上下の横桁部材22,23を一体的に組立てかつサドル50をガイドした状態で、固定フレーム15の右方又は左方に抜き出すことができる。
【0063】
ガントリ20は、このようにベース10及び固定フレーム15から取り外して必要個所の点検及び修理・交換作業を行なった後、再度ベース10及び固定フレーム15に案内されるように再組み付けされる。
この分離方法は、ガントリ20を固定フレーム15の前側でガイドするようにした本発明の1つの特徴的構成とガントリ20のX方向駆動機構及び好適にはラム60のZ方向駆動機構がリニアモータにより構成した点の相乗的組合わせに基づき、容易に達成できる。
【0064】
次に、本発明による第2の実施の形態について図8を参照して説明する。この実施の形態における構成要素の参照番号は100位桁で示してあり、各構成要素はその10位桁以下の番号が前述した第1の実施の形態のものと一致する部材と同一の機能を持つ。
この実施の形態においては、ベース110の後部上面は、後方に向かって上方に傾斜するスラント面110bとして形成され、このスラント面110bの後端部からこのスラント面110bに垂直に固定フレーム115の左右の柱部材116が立設されている。
【0065】
柱部材116は、上端側に向かうに連れて前傾する形状をなし、それらの上端面においてクロスビーム117の両端下面を分離可能に固着している。クロスビーム117の前面117aは、両端の柱部材116の前面と整列するように上方に向かうに連れて前方に傾斜している。
ガントリ120は、その底面となる下横桁部材123の底面がスラント面110bと略平行となり、その上部後面となる上横桁部材122の背面122b及び左右の縦桁部材121の上部背面が上横桁部材117の前面117a及び柱部材116の上部前面と平行となっている。これにより、ガントリ120は、工作機械の正面から観るときは第1の実施の形態と同様に箱形をなすが、図8の右側面図方向から観るときは斜辺が上下方向に垂直な直角三角形に近似の形状をなしている。
【0066】
ガントリ120の下部をX方向に案内する下部ガイド手段127は、前部リニアガイド機構と後部リニアガイド機構とからなり、前部ガイド機構のベアリングブロック130は左右の縦桁部材121の前部下面に直接取付けされるが、後部ガイド機構のベアリングブロック131は下横桁部材123の下面に取付けされている。前部及び後部ガイドレール129に沿ってかつこれらの間に、下部リニアモータ135が配置され、その電磁コイルユニット135bが下横桁部材123の下面に分離可能に取付けされている。
【0067】
ガントリ120の上部をX方向に案内する単一の上部リニアガイド機構128は、そのガイドレール132がクロスビーム117の前面117aの上端縁に沿って水平に延びた状態でクロスビーム117の前面117aに固着される。
ガントリ120の上部をX方向に駆動する上部リニアモータ137は、上部リニアガイド機構128に接近した下方で磁石板ユニット137aをクロスビーム117の前面117aに取付け、電磁コイルユニット137bを上横桁部材122の背面122bに取付けている。
【0068】
ここで、下部にある前後のリニアガイド機構はスラント面110bに対して垂直に向かう方向の最大荷重F1に抗するように配置され、一方上部のリニアガイド機構128はスラント面110bと平行な方向の最大荷重F2に抗するように配置され、下部リニアガイド機構と90度異なる方向に向けられている。同様に、下部リアモータ135は下部リニアガイド機構127の最大荷重F1作用方向にガントリ120を吸引し、上部リニアモータ137は上部リニアガイド機構128の最大荷重F2作用方向にガントリ120を吸引する。
【0069】
下部及び上部リニアモータ135,137の各々の吸引方向と対応するリニアガイド機構127,128の最大荷重F1,F2の作用方向とを同一方向とし、リニアガイド機構127,128の各ガイドレール129,132の両側案内面に偏摩耗が生じないようにしている。
また、前記最大荷重F1,F2の合力Ftが後方に向かうに連れてやや下降する方向に作用するようにしてある。これにより、工具主軸171に作用する切削抵抗がガントリ120を持ち上げる傾向の連続的或いは断続的な力が作用しても、このような持ち上げ傾向の力に対してガントリ120を強固に保持でき、リニアガイド機構127,128の案内部に存在するガタがガントリ120を前後及び上下方向にふらつかせることを排除している。
【0070】
さらに、上部リニアモータ137は、下部リニアモータ135の真上に位置させ、両リニアモータ137,135をX方向と重力作用方向がなす鉛直面内でX方向に配設している。好ましくは、この鉛直面は、この面内にガントリ120の重心、好ましくはガントリ120とこれと共に上下動する組立体の重心が存在するように選択される。上下のリニアモータ137,135をガントリ120の重心を含む鉛直面内に配置することにより、X方向の移動におけるガントリ120の蛇行を確実に排除できる。
【0071】
ガントリ120の縦長方形窓内でサドル150を上下方向駆動する左右のリニアモータ157は、それらの駆動方向と直交するZ方向の中心が上下のリニアモータ137,135及びガントリ120の重心を含む前述した鉛直面内に存在するように配置されている。サドル150を上下方向に案内し駆動するその他の機構と、サドル150の方形窓内にラム160を前後方向にガイドし駆動する機構と、さらにはラム160に工具主軸171を回転できるように支持する機構は、前述した第1の実施の形態と同様であるのでこれら機構の詳細な説明は割愛する。
【0072】
また、この実施の形態の動作も第1の実施の形態で説明した通りであるので割愛するが、第1の実施の形態と第2の実施の形態の動作上の違いは、第2の実施の形態における下部リニアガイド機構127は第1の実施の形態における下部リニアガイド機構27よりもZ方向の加工反力に対しより積極的に対抗する点にある。
【0073】
上述した各実施の形態においては固定フレーム15,115に方形窓18,118を形成し、この方形窓内でサドル50,150及びラム60,160の後端部が移動可能としたが、Z方向の移動ストロークが短い形式の工作機械においては前記方形窓18,118は不要であり、前記サドル50,150やラム60,160の後端部も前記固定フレーム15,115の前側で移動可能としてもよい。
【0074】
また、上述した各実施の形態においてはガントリ20,120の下横桁部材23,123を縦桁部材21,121の平坦な下面に固着しているが、下横桁部材23,123の両端の受面23bの部分の厚み分だけ縦桁部材21,121の下面の後部に段差を設けて縦桁部材21,121の下部に配置する前後のリニアガイド機構27,127のガイドレール29,129をベース10,110上の単一平面上に敷設できるようにしてもよい。
【0075】
また、ガントリ20,120の下面を案内するガイド機構27,127をZ方向に一対のものとして設けたが、このガイド機構は必ずしも一対である必要はなく、前側のリニアガイド機構29,30(129,130)のみを設けるようにしてもよい。
前述したリニアガイド機構の各々は、各ベアリングブロックが減摩媒体としての多数のボール或いはコロなどの転動体を循環可能に保持し、これら転動体を介してガイドレール上をこのレールの長手方向のみ走行できる形式のものであるが、減摩媒体として圧力流体を使用する形式のガイド機構などの他の形式のものを使用できる。
【0076】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に記載の発明によれば、ガントリを固定フレームの前側で第1水平方向に移動できるように配置したので、ガントリを固定フレームと前後方向に重複した関係で移動でき、ガントリの移動ストローク端が固定フレームを構成する部材に制限されず、ガントリの所要の移動ストロークを確保した上で工作機械の間口を狭くできる。またガントリを前記第1水平方向に移動させるための上部及び下部ガイド手段とガントリをこのガイド手段に沿って駆動する上部及び下部リニアモータをガントリの下面とベースの上面との間及びガントリの上部背面と固定フレームの上部前面との間に配置したので、ガントリを上下部で案内しかつ駆動する要求を満たしながら固定フレームの背丈を低くでき、正面間口を狭くできることと相俟って工作機械を小形化できる。さらに、上部及び下部リニアモータをそれら吸引力作用点がガントリの重心或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む第1水平方向と平行な同一の鉛直面内で重心点を挟んで該重心点の両側に位置するように配置したので、ガントリを蛇行させずに円滑に移動させることができる。さらに、上部及び下部リニアモータを、各々が異なる方向に吸引力を生起し、これら吸引力の合力がガントリを後向きでかつ下向き傾向の斜め方向に固定フレームに押付けるように配置したので、工具主軸に断続的負荷が作用する場合でもベース及び固定フレームに対するガントリのその移動方向と直交する上下方向および前後方向の相対位置を不動に維持できる。
【0077】
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、ガントリの上部及び下部ガイド手段を構成するレール手段の両端を固定フレームの中央に開口する窓を超えて延ばすことにより、ガントリが移動ストロークの各端部に位置されるときの剛性を確保できる。
【0079】
請求項に記載の発明によれば、固定フレームのクロスビームを第1水平方向と直交する第2水平方向におけるガントリの中間位置までガントリ側に張出し、この張出し部の前面に上部ガイド手段を配置したので、ガントリを上端部ではガントリの重心の上方で案内でき、ガントリを蛇行させずに第1水平方向に円滑に移動させることができる。
【0080】
好ましくは、請求項に記載の発明のように、下部リニアモータを第2水平方向では上部ガイドレール手段の鉛直下方に配置し、また下部ガイド手段を前記下部リニアモータの前記第2水平方向における両側で第1水平方向に延びる一対のガイドレール手段により構成したので、ガントリの下部をガントリの重心の鉛直下方で第1水平方向に案内及び駆動することができ、上部ガイド手段と協働してガントリの第1水平方向における移動を一層円滑に行なうことができる。
【0081】
請求項に記載の発明によれば、ベースの第2水平方向における後部上面に後方に向かって上方に傾斜するスラント面を形成し、固定フレームの左右の柱部材をこのスラント面上にこの面と直角に立設すると共に、柱部材の上端同士を連結するクロスビームがガントリに向かって前方に張り出すようにしたので、ガントリの上端を第1水平方向に案内及び駆動する上部ガイド手段及び上部リニアモータをガントリの重心の第2水平方向における真上に配置することができ、ガントリの上端を第1水平方向において蛇行させずに円滑にガイドし駆動できる。
【0082】
請求項に記載の発明によれば、請求項に記載の発明において、請求項の発明が奏する効果を発揮させることができる。請求項に記載の発明によれば、ガントリを左右の縦桁部材とこれら縦桁部材の上部同士及び下部同士を分離可能に結合する上横桁部材及び下横桁部材とで構成し、また下部ガイド手段のガイドレール上を走行する2つのベアリングブロックを縦桁部材の下面にそれぞれ取付けたので、ガントリを左右の縦桁部材と上下の横桁部材の4部材に分離した場合でも、左右の縦桁部材を下面に取付けたベアリングブロックを介して下部ガイド手段のガイドレール上で個々に移動可能に直立状態に保持でき、左右の縦桁部材の間隔を広げて各縦桁部材の内側面に設けたサドルのガイド手段及び駆動手段の点検及び修理・交換が容易となる。
【0083】
請求項に記載の発明によれば、固定フレームのクロスビームを左右の柱部材から分離可能とし、またガントリの下部ガイド手段として一対のガイドレールを設け、ガントリの縦桁部材を案内するガイドレールとは別のガイドレールにガントリの下横桁部材を案内したので、ガントリを構成する左右の縦桁部材及び上下の横桁部材を点検或いは修理のために4部材に分離した場合でもこれら4部材の各々を全てガイドレールに案内させた状態に保持できる。このため、分離状態においてこれら4部材の各々とこれを案内するガイドレールとのガイド状態が分離前の状態に保持されので、点検或いは修理後の再組付けが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す平面図。
【図2】第1の実施の形態の右側面図。
【図3】図1のA−A線矢視方向から観た第1の実施の形態の正面図。
【図4】第1の実施の形態においてガントリを構成する下横桁部材の右端部を示す斜視図。
【図5】第1の実施の形態においてガントリを構成する縦桁部材と下横桁部材との結合関係を示す斜視図。
【図6】第1の実施の形態においてガントリを左右方向に案内するベアリングブロックの配置関係にサドルを上下方向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せて示す説明図。
【図7】第1の実施の形態においてサドルを上下方向に案内するベアリングブロックの配置関係にラムを前後方向に案内するベアリングブロックの配置関係を併せて示す説明図。
【図8】図2に対応する本発明の第2の実施の形態の右側面図。
【図9】従来のリニアモータ駆動式工作機械の正面図。
【図10】図9のB−B線矢視方向の断面図。
【符号の説明】
10,110・・・ベース
15,115・・・固定フレーム
20,120・・・ガントリ
50,150・・・サドル
60,160・・・ラム
71,171・・・工具主軸
28,27,128,127・・・上部及び下部リニアガイド機構
37,35,137,135・・・上部及び下部リニアモータ
29,32,129,132・・・ガイドレール
18・・・方形窓
16,116・・・柱部材
17,117・・・クロスビーム
110b・・・スラント面
21,121・・・縦桁部材
22,122・・・上横桁部材
23,123・・・下横桁部材
30,31,33,130,131,133・・・ベアリングブロック
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool that processes a workpiece by moving a tool spindle in three directions orthogonal to the workpiece, and more particularly to a machine tool of a type in which feed of the tool spindle in at least one direction is driven by a linear motor.
[0002]
[Prior art]
This main machine tool is disclosed in JP-A-8-318445. As shown schematically in FIGS. 9 and 10, the machine tool disclosed in this published patent publication has a rectangular frame 81 standing on a base 80 and opened in the center of the box frame. A box-shaped gantry 83 is guided by the upper and lower ends of the window 82, and the pair of linear motors 84 and 85 provided between the upper and lower ends of the gantry 83 and the opposing surface of the frame 81 are used to move the gantry 83 to the left and right X. Configured to send in the direction.
[0003]
Further, the gantry 83 is formed with a vertically long rectangular window 86, and the saddle 87 is guided in the rectangular window 86 so as to be movable up and down by a pair of left and right linear guide mechanisms (not shown) and vertically moved by a pair of left and right linear motors 88. Sent in the direction. A ram 90 is guided to the saddle 87 by a linear guide mechanism (not shown) so as to be movable back and forth, and is moved in the front and rear Z direction by a linear motor. The ram 90 supports a tool spindle 91 rotated by a drive motor (not shown) so as to be rotatable around an axis extending in the Z direction.
[0004]
The linear guide mechanism that guides the gantry 83 left and right includes a lower guide mechanism 91 and an upper guide mechanism 92 each including a guide rail and a bearing block that runs on the rail. The lower guide mechanism 91 is disposed between the lower surface of the gantry 83 and the lower cross beam member 81a of the box-shaped frame 81, and the upper guide mechanism 92 is disposed on the front surface of the cross beam 81a of the frame 81 and the upper portion of the gantry 83 facing the same. It is arranged between the back.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional linear motor driven machine tool, the gantry 83 is arranged so as to be moved in the rectangular window 82 opened in the center of the frame 81, so that the left / right movement stroke of the gantry 83 is the left / right movement of the frame 81. This is limited by the column member 81b.
[0006]
Further, since the cross beam 81a of the frame 81 is arranged so as to cover the upper end surface of the gantry 83, the height of the frame 81 becomes high and the machine becomes large.
Further, since the lower linear guide mechanism 91 for guiding the lower end portion of the gantry 83 in the left-right direction is attached to the lower surface of the base plate 83a of the gantry 83, the saddle 87 mounted on the left and right inner end surfaces of the rectangular window 86 of the gantry 83. When inspecting, repairing, or replacing the linear guide mechanism and linear motor 88 for the vertical movement of the gantry 83, all the upstanding components on the base plate 81a of the gantry 83 must be individually separated and removed from the machine. In addition, reassembly after inspection or repair / replacement work is laborious work.
[0007]
Accordingly, a main object of the present invention is to increase the left-right stroke of the gantry without being restricted by the left-right stroke of the gantry due to the interference between the gantry and the column member of the fixed frame.
Another object of the present invention is to prevent the cross beam connecting the upper ends of the column members of the fixed frame from increasing the height of the machine tool, thereby reducing the size of the machine tool and increasing its rigidity.
[0008]
Another object of the present invention is that even when the pair of left and right stringers constituting the gantry are separated from each other, these stringers are held on the guide rail of the linear guide mechanism that guides the lower end of the gantry. It is to be able to maintain the state that has been made, and to perform reassembly after disassembly efficiently.
An additional object of the present invention is to constitute a guide mechanism for guiding the gantry and the saddle so that it can firmly oppose the cutting force acting on the tool spindle.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The above-mentioned problems of the present invention and the objects related thereto are solved and achieved by providing the machine tools described in the following claims. That is, the invention according to claim 1 is capable of moving in the first horizontal direction on the base with a base, a fixed frame extending and fixed on the base in the vertical direction, and a vertically long window opened in the center. A gantry, a saddle guided vertically in the vertically long window of the gantry, a ram guided by the saddle so as to be movable in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction, and the ram A tool spindle that is rotatably supported around an axis extending in the second horizontal direction and on which a tool can be mounted at the front end, a spindle drive motor that rotationally drives the tool spindle, and a tool spindle that is disposed in front of the tool spindle A work table to which a work can be attached, and the gantry is arranged on the front surface of the fixed frame so as to be movable in a longitudinal relationship with the fixed frame, and a lower surface of the gantry; A guide means for guiding the gantry in the first horizontal direction is composed of a lower guide means disposed between the upper frame and a top guide means disposed between the upper front surface of the fixed frame and the upper rear surface of the gantry. The lower linear motor for driving the lower surface of the gantry and the upper linear motor for driving the upper rear surface of the gantry constitute driving means for driving the gantry in the first horizontal direction, and the upper linear motor and the lower The respective center points of the suction force acting on the linear motor are in the same vertical plane parallel to the first horizontal direction including the center of gravity of the gantry or the center of gravity of the assembly moving together with the gantry.On both sides of the center of gravityLocated inThe upper and lower linear motors are configured such that the lower linear motor exerts a suction force on the lower surface of the gantry in the vertical direction with respect to the base, and the upper linear motor moves the upper rear surface of the gantry to the upper portion of the fixed frame. Are arranged in different directions so as to apply a suction force substantially in the longitudinal directionIt is characterized by that.
[0010]
The invention according to claim 2 uses the upper and lower rail means as the upper and lower guide means described above, and exceeds the square window that opens both ends of the rail means in the first horizontal direction to the center of the fixed frame. Extend. As a result, the first horizontal end of the gantry can be moved to the front side of the left and right column members of the fixed frame, and the support rigidity of the gantry in this state is the same as when the gantry is at the center in the left-right direction. Highly maintainable.
[0012]
  Claim3According to the invention described above, the front end of the cross beam of the fixed frame is extended to the vicinity of the middle position of the width in the front-rear direction of the gantry so that the upper rail means and the upper linear motor can be arranged at the middle position in the front-rear direction of the gantry. Claim4The lower linear motor is arranged vertically below the upper rail means and the upper linear motor, the lower rail means is two rails extending in the first horizontal direction, and these rails are used as the lower linear motor. It arrange | positions on the both sides of the lower linear motor in the said front-back direction in the state put in between.
[0013]
  Claim5The slant surface which inclines upwards toward back is formed in the base of description. The column members at both ends in the first horizontal direction of the fixed frame are tilted forward so that the upper ends project forward toward the gantry side. The lower surface and upper rear surface of the gantry are formed in parallel with the slant surface portion and the column member, respectively. Claim6The invention described in claim5The lower linear motor is disposed vertically below the upper rail means between the slant surface of the base and the lower surface of the gantry parallel to the slant surface, and the lower rail means has the lower linear motor interposed therebetween. A pair of guide rails fixed on the slant surface of the base in the state and spaced apart in the second horizontal direction.
[0014]
  Claim7In the invention described in, the gantry is composed of a pair of left and right string members, and four members composed of a lower and upper beam members that detachably connect the lower end portions and the upper end portions of the string members. . Even when at least a pair of bearing blocks constituting the lower guide means are directly attached to the lower surface of the stringer member and the stringer members are separated, the stringer member runs on the guide rails of the lower guide means via these bearing blocks. It can be so.
[0015]
  Claim8According to the present invention, the cross beam of the fixed frame can be separated from the left and right column members, a pair of guide rails are provided as the lower guide rails of the gantry, and the guide rails separate from the guide rails that guide the stringers of the gantry Even when the left and right vertical girder members and the upper and lower horizontal girder members constituting the gantry are separated into four members for inspection or repair / replacement, each of these four members is It is made to maintain the state guided by one guide rail.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 3 show a plan view, a right side view, and a front view, respectively, of a first embodiment of a linear motor driven machine tool according to the present invention. The machine tool according to the present embodiment is guided by the base 10 and the fixed frame 15 on the front side of the work table 11 disposed at the front portion of the base 10, the fixed frame 15 disposed at the rear portion of the base 10, and the fixed frame 15. A gantry 20 that horizontally moves in the X direction, a saddle 50 that is guided by the gantry 20 and moves up and down in the Y direction, a ram 60 that horizontally moves in the Z direction by the saddle 50, and an electric that moves the gantry 20, saddle 50, and ram 60, respectively. The tool spindle 71 rotatably supported by the linear motors 35, 37, 51, 52, 67 and the ram 60 is a main component.
[0017]
A work table 11 is supported by a table support mechanism 12 on the upper surface of the front portion of the base 10. The work table 11 has a horizontal mounting surface 11a for mounting the workpiece W on the upper surface. The table support mechanism 12 may be of a type in which the work table 11 is simply fixed and held, but is preferably of a type that incorporates a known rotary indexing mechanism (not shown).
[0018]
This rotary indexing mechanism may be configured such that the work table 11 is indexed in four planes every 90 degrees around a vertical axis, but can be set at an arbitrary angular position by a servo motor NC-controlled by a numerical control device (not shown). An indexable form may be used. Further, the table support mechanism 12 may take various other forms including a form in which the work table 11 can be indexed around an axis parallel or perpendicular to the axis of the tool spindle 71 described later.
[0019]
A fixed frame 15 is erected on the upper surface of the rear part of the base 10 having a width that is somewhat wider than the front width of the front part on which the work table 11 is arranged. As shown in FIG. 3, the fixed frame 15 includes two column members 16 and 16 that are spaced apart from each other in the horizontal X direction (first horizontal direction) that is the left and right direction of the machine tool, and upper end surfaces of these column members. And a cross beam 17 whose both lower surfaces are separably connected by bolts (not shown), and is defined by a rear upper surface of the base 10, inner facing surfaces of the pillar members 16, 16 and a lower surface of the cross beam 17. The window 18 is opened in the horizontal Z direction (second horizontal direction) that is the front-rear direction of the machine tool.
[0020]
On the front side of the fixed frame 15, as shown in FIG. 3, a box-shaped gantry 20 is opened by wrapping a vertical rectangular window 24 at the center with a rectangular window 18 of the fixed frame 15. 15 is provided so as to be movable in the X direction (first horizontal direction). The gantry 20 is constructed by assembling left and right vertical beam members 21 and upper and lower horizontal beam members 22 and 23 into a box shape, and a vertically long rectangular window 24 is opened toward the front side of the machine tool at the center.
[0021]
More specifically, the lower cross girder member 23 has a width in the Z direction that is narrower than that of the vertical girder member 21, and as shown in FIG. A stepped surface 23a whose side is higher than the rear side is formed, and a seating surface 23b on which the lower end of the stringer member 21 is seated and a vertical receiving surface 23c for receiving the inner surface of the lower end of the stringer member 21 are formed on the upper surfaces of both ends. ing. The left and right vertical receiving surfaces 23c are integrally coupled by a vertical rim 23d.
[0022]
The lower end portion of each stringer member 21 is fixed on the seating surface 23b of the lower transverse beam member 23 as shown in FIG. This fixing is performed by inserting bolts from pockets 21b and 21c opened at the lower outer end of the stringer member 21 and screwing them into screw holes (reference numerals omitted) opened on the seating surface 23b. The inner surface of the lower end portion of the stringer member 21 is detachably coupled to the vertical receiving surface 23 c of the lower beam member 23. This connection is made by inserting a bolt from the vertical rim 23d side into the screw hole of the stringer member 21 through the vertical receiving surface 23c.
[0023]
The upper end portions of the stringer member 21 are connected to each other by the upper cross beam member 22 with both end portions of the upper cross beam member 22 fixed to the upper end surface in a separable manner. More specifically, bolts are inserted from the horizontal portions 22 a at the left and right ends of the upper cross beam member 22, inserted through the horizontal portions 22 a and screwed into the screw holes at the upper end of the vertical beam member 21. In this way, the left and right vertical girder members 21 and the horizontal girder members 22 and 23 are assembled in a box shape, and the vertical rectangular window 24 is opposed to the inner side surface of the vertical girder member 21 and the opposed lower and upper surfaces of the upper and lower horizontal girder members 22 and 23. And is defined by
[0024]
A linear guide mechanism 27 as a lower guide means is provided between a portion on the base 10 in front of the fixed frame 15 and the lower surface of the gantry 20, while the upper front surface of the fixed frame 15 and the upper rear surface of the gantry 20 are provided. A linear guide mechanism 28 as an upper guide means is provided therebetween. The lower guide mechanism 27 includes two linear rails 29 and 29 that extend in the X direction and are fixed on the base 10 at positions separated from each other in the Z direction, and two for each rail that runs on these rails. The two pairs of bearing blocks 30 and 31 are included.
[0025]
The pair of front bearing blocks 30 are directly attached to the front sides of the lower surfaces of the stringers 21. This attachment is performed by inserting a bolt from the front pocket 21 a shown in FIG. 5, passing through the lower end surface of the stringer member 21 and screwing it into the screw hole of the bearing block 30.
The left and right bearing blocks 31 on the rear side are attached to the lower surface of each seating surface 23 b of the lower cross beam member 23 directly below the vertical beam member 21. This attachment is performed prior to coupling the vertical girder member 21 to the lower cross girder member 23, and a screw is inserted through the lower cross girder member 23 from the upper surface side of the seating surface 23 b and opened to the upper surface of the bearing block 31. Screwed into the hole. In this case, for example, hexagon socket head bolts are used as the bolts, and their heads are prevented from protruding from the seating surface 23b.
[0026]
Here, because the bearing block 31 is attached to the lower cross beam member 21, the upper surface of the base 10 to which the rear guide rail 29 is attached is equal to the plate thickness of the seating surface 23 b as compared with the front guide rail 29 to be attached. It will be understood that it has only been lowered.
The upper guide mechanism 28 includes a single guide rail 32 that extends in the X direction in parallel with the guide rail 29 and is fixed to the front surface of the cross beam 17 and a pair of left and right bearing blocks 33 that run on the guide rail 32. Since the guide rail 32 is disposed at an intermediate position of the width of the gantry 20 in the Z direction, that is, an intermediate position in the Z direction between the pair of lower guide rails 29, the front side of the cross beam 17 is the rear side of the upper end of the stringer member 21. It protrudes forward so as to cover almost half of the area.
[0027]
For the same purpose, the upper cross girder member 22 of the gantry 20 has a width in the Z direction narrowed to about half of the width in the same direction of the vertical girder member 21, and its front edge is the front surface of the vertical girder member 21. The two ends in the longitudinal direction are fixed to the upper surface of the stringer member 21 by bolts (not shown) so as to be separable from each other, as described above, in a state of being close to the front half side of the upper surface of the stringer member 21 so as to be substantially aligned. The upper cross beam member 22 has a vertical back surface 22b, and bearing blocks 33 are attached to both ends in the longitudinal direction of the vertical back surface 22b, which is directly above the vertical beam member 21, respectively (see FIG. 3).
[0028]
One of the features of the embodiment according to the present invention is that the fixed frame 15 guides the upper back surface of the gantry 20, and this configuration makes the upper end of the gantry 20 and the upper end of the fixed frame 15 substantially the same height. This makes it possible to reduce the overall height of the machine tool under the condition that the required Y-direction stroke of the saddle 50 is ensured, thereby contributing to the downsizing and strengthening of the machine tool.
[0029]
As another feature of the embodiment according to the present invention, the gantry 20 is not present in the rectangular window 18 of the fixed frame 15 but is disposed on the front side of the fixed frame 15, and preferably the lower guide rail 29. And both ends of the upper guide rail 32 are extended to the front side of the corresponding column member 16. As a result, the gantry 20 can advance so as to wrap each of the left and right string members 21 on the front side of the column member 16 on the corresponding side of the fixed frame 15, and under the condition that the required X-direction stroke of the gantry 20 is ensured. The interval in the X direction of the column members 16 is narrowed, and the front opening of the machine tool can be narrowed.
[0030]
The linear guide mechanism 28 composed of the guide rail 32 and the bearing block 33 is attached in a direction against the maximum load acting in the Z direction. The linear guide mechanism 28 is mounted in a direction that resists the maximum load in the Z direction, and the mounting direction of the pair of lower linear guide mechanisms 27 that are mounted so as to resist the maximum load acting in the Y direction is 90 degrees different from the mounting direction. This configuration will be noted as one of the other features of the embodiment according to the present invention.
[0031]
The gantry 20 is driven by a lower electric linear motor 35 and an upper electric linear motor 37 whose lower and upper ends are synchronously controlled, respectively. The lower linear motor 35 is mounted on the lower surface of the lower cross beam member 23 so as to face the fixed magnet plate unit 35a laid on the base 10 between the two guide rails 29. It is comprised with the electromagnetic coil unit 35b. The magnet plate unit 35 a is configured by arranging a plurality of magnet plates in series in the moving direction of the gantry 20.
[0032]
On the other hand, the upper linear motor 37 has a fixed magnet plate unit 37a laid on the front surface of the cross beam 17 of the fixed frame 15 along the guide rail 32 and the upper cross girder member 22 of the gantry 20 facing this. And an electromagnetic coil unit 37b attached to the back surface.
These linear motors 35 and 37 control the excitation relationship between the coil units 35b and 37b and the magnet plate units 35a and 37a facing them by synchronizing the coil units 35b and 37b with a numerical controller (NC) (not shown). The gantry 20 operates to move on the base 10 and the fixed frame 15 by moving in the traveling direction according to the program. In this feeding operation process, the coil unit 35b generates a magnetic force so as to be attracted to the magnet plate unit 35a, thereby acting to press the gantry 20 downward toward the base 10. On the other hand, the coil unit 37 b generates a magnetic force so as to press the gantry 20 backward toward the cross beam 17 of the fixed frame 15.
[0033]
As another feature of the embodiment according to the present invention, the upper and lower linear motors 35 and 37 pass through the center of gravity of the gantry 20, preferably the center of gravity of the assembly of the gantry 20 and the mechanism that moves up and down therewith.In the vertical planeThe gantry 20 is disposed in the middle of the width of the gantry 20 so as to drive the upper and lower ends of the gantry 20. As one of the further features of the embodiment according to the present invention, the resultant force of the suction forces F1 and F2 generated by the linear motors 35 and 37 presses the gantry 20 downward obliquely rearward as shown by an arrow Ft in FIG. Acts as follows. For this reason, the gantry 20 moves up and down (Y) with respect to the base 10 and the fixed frame 15 even when the cutting force acting on the tool spindle 71 works in the direction of lifting the gantry 20 upward or when the cutting force fluctuates intermittently. The gantry 20 is fixed to the base 10 and the fixed frame 15 by a gap that is held firmly in the direction and the front and rear (Z) direction and exists in the sliding engagement portion between the guide rails 29 and 32 and the bearing blocks 30, 31, and 33. This prevents wobbling in the front-rear direction and the up-down direction, and ensures high machining accuracy.
[0034]
Similarly, a box-shaped saddle 50 is guided in the vertical rectangular window 24 of the gantry 20 so as to be movable in the vertical direction. This guide mechanism is the same as the linear guide mechanism 51 as the front guide means provided at the front of the inner facing end face of the stringer member 21 of the gantry 20, and the linear guide mechanism 52 as the rear guide means provided at the rear of the opposite end face. Become. The pair of guide rails 53 constituting the front guide mechanism 51 has an overall length substantially equal to the width in the height direction of the vertically long rectangular window 24, and is fixed to the inner facing surface at the front portion of the stringer member 21. Has been. The bearing blocks 54, 54 that can run on the respective guide rails 53 are fixed to upper and lower ends of the side surface of the saddle 50 that faces the guide rails 53, respectively.
[0035]
The pair of left and right guide rails 55 constituting the rear guide mechanism 52 have a length shorter than the total length of the guide rail 53, and are moved to the lower side of the rectangular window 24 at the rear part of the stringer member 21 to the inner facing surfaces. It is fixed. A single bearing block 56 that can run on each guide rail 55 is fixed to the lower end of the side surface of the saddle 50 that faces the guide rail. As a result, the saddle 50 is guided by the four bearing blocks 54 whose front part is fixed to its four corners, and whose rear part is guided by the two bearing blocks 56 fixed to its two lower corners.
[0036]
As one of the additional features in the embodiment according to the present invention, as shown in the mechanism diagram of FIG. 6, when viewed from the right side view direction of FIG. A line connecting one bearing block 56 is a right triangle, and has a high rigidity against a cutting force acting on the tool spindle 71. Similarly, when viewed from the right side view of FIG. 2, the line connecting the front and rear bearing blocks 30 and 31 that guide the lower part of the gantry 20 and the one bearing block 33 that guides the upper part is an isosceles triangle. Has high rigidity against cutting force.
[0037]
As shown by a broken line in FIG. 2, the feeding means for feeding the saddle 50 in the vertical (Y) direction includes electric linear motors 57 arranged between both side surfaces of the saddle 50 and the inner side surface of the stringer member 21. . Each linear motor 57 is opposed to a magnet plate unit 57a laid on the corresponding inner side surface of the stringer member 21 along the vertical direction between the front and rear guide rails 53, 55 on each side surface of the saddle 50. The coil unit 57b is fixed to the side surface of the saddle 50.
[0038]
The saddle 50 is box-shaped and has a long cylindrical shape in the front-rear direction, and the rear part faces the rectangular window 18 of the fixed frame 15. A ram 60 is guided in the central window 50a of the saddle 50 so as to be movable in the front-rear (Z) direction. When viewed from the front of FIG. 3, the ram 60 has a hexagonal shape that is inclined from both sides toward the narrow upper surface, and the saddle 50 is inserted and the rectangular windows 24 and 18 are also inserted, and the rear end is fixed. It has an elongated shape in the front-rear (Z) direction so as to protrude from the rear of the frame 15.
[0039]
Guide means for guiding the ram 60 in the front-rear direction is a single lower linear guide mechanism 61 disposed between both sides of the wide lower surface and the saddle 50 and a single upper surface disposed between the narrow upper surface and the saddle 50. It consists of an upper linear guide mechanism 62. Each of the guide mechanisms 61 and 62 is composed of linear guide rails 63 and 64 and one or two bearing blocks 65 and 66 that run on the rails as in the linear guide mechanism described above.
[0040]
The feature of the longitudinal (Z) direction guide means of the ram 60 is that the guide rails 63 and 64 are fixed to the ram 60 and the bearing blocks 65 and 66 are fixed to the saddle 50. More specifically, as shown in FIG. 7, in each of the lower linear guide mechanisms 61, two bearing blocks 65 are fixed to the front part and the intermediate part in the longitudinal direction of the ram 60, and in the upper linear guide mechanism 62, one bearing block is provided. 66 is secured to the front of the ram 60.
[0041]
As another additional feature in the embodiment according to the present invention, as shown in the mechanism diagram of FIG. 7, when viewed from the right side view direction of FIG. 2, the arrangement of the upper and lower bearing blocks 65 and 66 is as follows. The line connecting them forms a right triangle, and has a structure having high rigidity against the machining resistance acting on the tool spindle 71.
An electric linear motor 67 disposed between the lower surface of the ram 60 and the saddle 50 is used as driving means for feeding the ram 60 in the front-rear (Z) direction. The linear motor 67 is attached to the lower surface of the ram 60 so as to face the coil unit 67b with a plurality of magnet plates in series in the Z direction and the electromagnetic coil unit 67b attached to the saddle 50 between the guide rails 63 and 63. And a magnet plate unit 67a.
[0042]
The ram 60 accommodates a cylindrical bearing case (not shown), and this case supports a tool spindle 71 rotatably around an axis extending in the Z direction via a bearing device (not shown). The case 70 also incorporates a built-in motor (not shown) that rotationally drives the tool spindle 71. The bearing device is of a type that uses one or a combination of a ball bearing, a roller bearing, a fluid bearing that uses air or liquid as a bearing medium.
[0043]
The tool spindle 71 has a built-in mechanism for mounting the tool T at the front end, whereby various tools such as a drill, an end mill, a milling cutter, a tap, a reamer, a grinding wheel, and a tool as necessary are provided at the front end of the tool spindle 71. It is possible to perform various processing on the workpiece W by hand replacement or automatic replacement by ATC.
The operation of the first embodiment configured as described above will be described.
[0044]
The work W is mounted on the work table 11 via an appropriate jig. The NC device (not shown) rotates the tool spindle 71 in accordance with the input NC program and moves the gantry 20, the saddle 50 and the ram 60 in the X, Y and Z directions, respectively. The workpiece W is cut by abutting the cutting tool T mounted on the workpiece W on the workpiece W.
[0045]
Here, when the tool T is a drill, the NC device drives the linear motors 35 and 37 synchronously, moves the gantry 20 in the X direction at a rapid feed speed at both upper and lower ends of the gantry 20, and the drill T should be machined on the workpiece W. Position to the X coordinate position (left-right direction position) of the hole position. In this case, depending on the size of the workpiece W, the gantry 20 advances to a position where the left and right string members 21 are wrapped on the column member 16 of the corresponding fixed frame 15.
[0046]
In parallel with this positioning operation or after this positioning operation, the NC device drives the linear motors 57, 57 synchronously, moves the saddle 50 in the Y direction at the fast feed speed at the left and right ends of the saddle 50, and moves the drill T to the workpiece W. Is positioned at the Y coordinate position (vertical position) of the hole position to be processed. Thereby, it becomes concentric with the hole position which the drill T should process.
[0047]
After making the drill T concentric with the hole position to be machined, the NC device drives the linear motor 67 to rapidly feed the ram 60 toward the workpiece W, and the tip of the drill T is positioned at a predetermined distance from the surface of the workpiece W. , The forward feed speed is switched to the cutting feed speed, and the workpiece W is subjected to predetermined drilling. The start and end processes of fast-forwarding of the gantry 20, the saddle 50 and the ram 60 are performed, for example, with acceleration and deceleration of 1G or more.
[0048]
When one hole is finished, the ram 60 is retracted to a position where a predetermined clearance is secured between the tip of the drill T and the surface of the workpiece W, and then the gantry 20 and the saddle 50 are moved at a rapid feed speed. The drill T is aligned with the position of the hole to be processed next, and the ram 60 is cut and fed again to process the next hole. In this way, a large number of holes are sequentially processed at a high speed on the surface of the workpiece W.
[0049]
When the tool T is for milling, for example, a milling cutter or an end mill, the gantry 20 and the saddle 50 are controlled to fast-feed as in the case of the above-described drilling, and are cut to the X and Y coordinates of the machining start position of the workpiece W. Alternatively, the end mill T is positioned. Thereafter, the ram 60 is cut and fed to cause the cutter or end mill T to bite into the surface of the workpiece W to a predetermined depth, and then the gantry 20 or saddle 50 is selectively or simultaneously moved in the X and Y directions at the cutting feed speed, respectively. And milling the surface of the workpiece W.
[0050]
In this case, a large cutting resistance acts on the tool spindle 71. In the machine tool according to the present invention, the lower linear guide mechanism 27 for guiding the gantry 20 is arranged so as to have a large rigidity against the force in the direction in which the gantry 20 sinks downward, and the upper linear guide mechanism 28 is The gantry 20 is disposed in a direction different by 90 degrees with respect to the lower linear guide mechanism 27 so as to have a large rigidity with respect to a force in a direction in which the gantry 20 moves backward. The lower linear motor 35 and the upper linear motor 37 that drive the lower and upper ends passing through the center of gravity of the gantry 20 respectively suck the gantry 20 downward toward the base 10 and the gantry 20 backward toward the fixed frame 15. Yes. For this reason, it repels strongly against the force which acts in the direction which lifts the gantry 20 at the time of processing of the workpiece | work W, and it also repels strongly also to the intermittent fluctuation | variation of the force which acts on a Z direction. As a result, the gantry 20 may be displaced in the vertical direction or the front-rear direction with respect to the base 10 and the fixed frame 15 by the amount of clearance or play existing between the rails of the lower linear guide mechanism 27 and the upper linear guide mechanism 28 and the bearing block. It is avoided and adverse effects on machining accuracy are eliminated.
[0051]
Next, the separation and reassembly operation of the four members constituting the gantry 20, that is, the left and right vertical beam members 21 and the upper and lower horizontal beam members 22 and 23 will be described. Such an operation is mainly required when the lower linear motor 35 of the gantry 20 is inspected and replaced, and further, the components on the saddle 50 guided by the gantry 20 are inspected and replaced.
[0052]
The separation operation of the gantry 20 is performed by first removing unillustrated bolts that fix the both ends of the cross beam 17 of the fixed frame 15 to the upper end surfaces of the left and right column members 16 and the both ends of the upper cross beam member 22 of the gantry 20. Is performed by removing bolts (not shown) that are fixed to the upper end surfaces of the left and right string members 16. Thus, with the upper cross beam member 22 guided to the cross beam 17, the upper cross beam member 22 and the cross beam 17 are lifted by a hoist crane (not shown) and separated from the machine tool.
[0053]
Next, the saddle 50 is suspended by a hoist crane (not shown) and lifted upward, and the bearing blocks 54 and 56 of the saddle 50 are disengaged from the guide rails 53 and 55 on the left and right stringers 21. As a result, the saddle 50, the ram 60 supported by the saddle 50, and the tool spindle 71 are separated from the machine tool together with the saddle 50, transferred to a work table (not shown), and inspected and disassembled and reassembled as necessary. Is performed in an easy-to-work state.
[0054]
Next, the bolts inserted in the pockets 21 b and 21 c of FIG. 5 and fixing the vertical beam members 21 to the lower horizontal beam members 23 are loosened and removed, and the vertical beam members 21 are separated from the lower horizontal beam members 23. Thereby, the connection of the lower end parts of the left and right string members 21 is released. In this state, each stringer member 21 is still movably guided on the front guide rail 29 by the bearing block 30 fixed to the lower surface thereof.
[0055]
Accordingly, each of the left and right string members 21 can be arbitrarily moved independently of each other, and the operator can enter between the left and right string members 21 with a wide space between them. Thus, inspection, repair, and replacement of the magnet plate unit 57a of the linear motor 57 for vertical driving and the front and rear guide rails 53 and 55 attached to the inner surface of the motor 21 can be easily performed. Since this inspection, repair, and replacement work can be performed without separating each string member 21 and the bearing block 30 on the lower surface thereof, the guide direction in the X direction of the bearing block 30 and the guide rail 51 for the vertical guide of the saddle 50, Since the perpendicularity of the guide direction in the Y direction of 52 is secured, there is an advantage that reassembly can be easily performed after this operation and the guide accuracy before separation can be reliably reproduced.
[0056]
Further, inspecting and exchanging the lower linear motor 35 of the gantry 20, particularly the electromagnetic coil unit 35b, after separating the string member 21 from the lower cross member 23 as described above, the coil unit 35b is then moved to the lower cross member 23. The bolts attached to the lower cross beam member 23 are loosened and removed from the receiving surfaces 23b side of both ends of the lower cross beam member 23, and the coil unit 35b is separated from the lower cross beam member 23. Thereby, the inspection and replacement work of the coil unit 35b can be easily performed.
[0057]
In this state, the lower cross girder member 23 is still fixedly held by the bearing block 31 guided by the rear guide rail 29, so that the seating surfaces 23b at both ends of the lower girder member 23 and the vertical girder members 21 The degree of parallelism with the lower end surface and the degree of parallelism between the vertical receiving surface 23c of the lower girder member 23 and the lower inner surface of each vertical girder member 21 are also secured. Therefore, after the inspection and replacement work of the coil unit 38 is completed. The work of re-assembling each string member 21 to the lower cross-girder member 23 can be easily performed, and the guide accuracy as an assembly in which both the string members 21 are assembled to the lower cross-girder member 23 is easily and highly accurate. Can be reproduced.
[0058]
After the inspection and repair / replacement as necessary, as described above, the assembly comprising the saddle 50, the ram 60 supported on the saddle 50 and the tool spindle 71 is suspended on the hoist crane, and the bearing blocks on both sides of the saddle 50 are suspended. 54 and 56 can be easily reassembled on the left and right stringer members 21 by fitting the upper and lower guide rails 53 and 55 from the upper end side of the stringer member 21. In this reassembly, unless the bearing blocks 54 and 56 are separated from the saddle 50, the arrangement relationship including the parallelism between the bearing blocks 54 and 56 and the guide rails 53 and 55 is maintained unchanged. Not only reassembly is easy, but also the guidance accuracy after reassembly can be reproduced easily and with high accuracy.
[0059]
After the saddle 54 is reassembled to the left and right vertical girder members 21, the cross beam 17 of the fixed frame 15 and the upper girder member 22 of the gantry 20 are suspended by a hoist crane in a state where both are assembled. The column member 16 and the left and right string members 21 are assembled again. This assembling work can be easily reproduced in the state before separation as described above in the reassembly of the left and right string members 21, and the string member 21 and the bearing block 30 at the lower end Since the assembly relationship between the three members of the front guide rail 29 is maintained unchanged, the upper beam member 22 and the left and right vertical members are simultaneously reproduced while reproducing the assembled state of the cross beam 17 and the left and right column members 16. The assembly state with the girder member 21 can be easily reproduced, and the guidance accuracy on the base 10 and the fixed frame 15 of the gantry 20 is restored to the original state in a state where the assembly before separation is reproduced.
[0060]
Although the explanation is omitted, since the assembly of the left and right vertical girder members 21 and the lower cross girder member 23 is not only fixed by bolts, but also a taper pin is driven between them as is well-known and commonly used. The taper pin is pulled out by loosening and removing it. Conversely, when reassembling, the taper pin is first driven between the two and then the bolt is screwed in, so that the relative position in the fixed state between the two is reliably reproduced. Such a taper pin is similarly used for the assembly of both ends of the cross beam 17 and the column member 16 and the assembly of both ends of the upper cross beam member 22 and the left and right vertical beam members 21.
[0061]
Another additional feature of the embodiment according to the present invention is that at least the left and right vertical girder members 21 and the upper and lower horizontal girder members 22 and 23 constituting the gantry 20 are separated into four members. The spar member 21, preferably each of the four members, is held in a state of being guided through a bearing block with respect to one guide rail, whereby the gantry 20 can be easily reassembled as described above, and Guide accuracy after reassembly is reliably reproduced with high accuracy before separation.
[0062]
Furthermore, when the saddle 50 can be shortened so that the rear end of the saddle 50 does not face the rectangular window 18 of the fixed frame 15, another separation method can be adopted. In this method, the assembly of the ram 60 that supports the tool spindle 71 is extracted from the front surface or the back surface of the saddle 50 by removing a stop mechanism (not shown) that mechanically restricts the front and rear stroke ends of the ram 60. Thereafter, a not-illustrated stop mechanism for mechanically restricting the left and right stroke ends of the gantry 20 is removed, and the left and right vertical girder members 21 and the upper and lower horizontal girder members 22 and 23 are integrated with the gantry 20 as a unit. In the state where the saddle 50 is assembled and the saddle 50 is guided, it can be extracted to the right or left of the fixed frame 15.
[0063]
The gantry 20 is removed from the base 10 and the fixed frame 15 in this manner, and after necessary inspections, repairs and replacement operations are performed, the gantry 20 is reassembled so as to be guided to the base 10 and the fixed frame 15 again.
In this separation method, one characteristic configuration of the present invention in which the gantry 20 is guided on the front side of the fixed frame 15, the X-direction drive mechanism of the gantry 20, and preferably the Z-direction drive mechanism of the ram 60 is a linear motor. It can be easily achieved based on a synergistic combination of the configured points.
[0064]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The reference numerals of the constituent elements in this embodiment are shown in the 100th digit, and each constituent element has the same function as the member whose number in the tenth digit or less matches that in the first embodiment described above. Have.
In this embodiment, the upper surface of the rear portion of the base 110 is formed as a slant surface 110b inclined upward toward the rear, and the right and left sides of the fixed frame 115 are perpendicular to the slant surface 110b from the rear end portion of the slant surface 110b. The column member 116 is erected.
[0065]
The column member 116 has a shape that is inclined forward toward the upper end side, and the lower surfaces of both ends of the cross beam 117 are separably fixed to the upper end surfaces thereof. The front surface 117a of the cross beam 117 is inclined forward as it goes upward so as to align with the front surfaces of the column members 116 at both ends.
In the gantry 120, the bottom surface of the lower cross beam member 123 serving as the bottom surface thereof is substantially parallel to the slant surface 110b, and the back surface 122b of the upper cross beam member 122 serving as the upper rear surface thereof and the upper back surfaces of the left and right vertical girder members 121 are disposed horizontally. The front surface 117a of the beam member 117 and the upper front surface of the column member 116 are parallel to each other. Thereby, when viewed from the front of the machine tool, the gantry 120 has a box shape as in the first embodiment, but when viewed from the right side view of FIG. It has an approximate shape.
[0066]
The lower guide means 127 for guiding the lower part of the gantry 120 in the X direction includes a front linear guide mechanism and a rear linear guide mechanism, and the bearing block 130 of the front guide mechanism is provided on the lower surface of the front part of the left and right stringers 121. Although directly attached, the bearing block 131 of the rear guide mechanism is attached to the lower surface of the lower cross beam member 123. A lower linear motor 135 is disposed along and between the front and rear guide rails 129, and the electromagnetic coil unit 135b is separably attached to the lower surface of the lower cross beam member 123.
[0067]
A single upper linear guide mechanism 128 that guides the upper part of the gantry 120 in the X direction is provided on the front surface 117a of the cross beam 117 with its guide rail 132 extending horizontally along the upper edge of the front surface 117a of the cross beam 117. It is fixed.
The upper linear motor 137 that drives the upper part of the gantry 120 in the X direction attaches the magnet plate unit 137a to the front surface 117a of the cross beam 117 below the upper linear guide mechanism 128, and attaches the electromagnetic coil unit 137b to the upper cross beam member 122. It is attached to the back surface 122b.
[0068]
Here, the front and rear linear guide mechanisms in the lower part are arranged so as to resist the maximum load F1 in a direction perpendicular to the slant surface 110b, while the upper linear guide mechanism 128 has a direction parallel to the slant surface 110b. It is arranged so as to resist the maximum load F2, and is directed in a direction different from the lower linear guide mechanism by 90 degrees. Similarly, the lower rear motor 135 sucks the gantry 120 in the direction of the maximum load F1 of the lower linear guide mechanism 127, and the upper linear motor 137 sucks the gantry 120 in the direction of the maximum load F2 of the upper linear guide mechanism 128.
[0069]
The suction directions of the lower and upper linear motors 135 and 137 and the corresponding directions of the maximum loads F1 and F2 of the linear guide mechanisms 127 and 128 are the same direction, and the guide rails 129 and 132 of the linear guide mechanisms 127 and 128 are the same. In this way, uneven wear does not occur on the guide surfaces on both sides.
Further, the resultant force Ft of the maximum loads F1 and F2 acts in a direction that slightly decreases as it goes rearward. As a result, even if the cutting force acting on the tool spindle 171 is applied with a continuous or intermittent force that tends to lift the gantry 120, the gantry 120 can be firmly held against such lifting tendency force, and linear It is excluded that the play existing in the guide portions of the guide mechanisms 127 and 128 causes the gantry 120 to fluctuate in the front-rear and vertical directions.
[0070]
Further, the upper linear motor 137 is positioned immediately above the lower linear motor 135, and the linear motors 137 and 135 are made to have the X direction and the gravity action direction.In the vertical planeIn the X direction. Preferably thisVertical planeIs selected to be in this plane the center of gravity of the gantry 120, preferably the center of gravity of the gantry 120 and the assembly that moves up and down with it. The upper and lower linear motors 137 and 135 include the center of gravity of the gantry 120.In the vertical planeBy disposing the gantry 120, the meandering of the gantry 120 during movement in the X direction can be reliably eliminated.
[0071]
The left and right linear motors 157 that drive the saddle 150 in the vertical direction within the vertical rectangular window of the gantry 120 include the linear motors 137 and 135 whose upper and lower linear motors 137 and 135 are orthogonal to the drive direction and the center of gravity of the gantry 120 as described above.In the vertical planeAre arranged to exist. Other mechanisms that guide and drive the saddle 150 in the vertical direction, a mechanism that guides and drives the ram 160 in the rectangular window of the saddle 150, and further supports the ram 160 so that the tool spindle 171 can rotate. Since the mechanisms are the same as those in the first embodiment described above, a detailed description of these mechanisms is omitted.
[0072]
Also, since the operation of this embodiment is the same as described in the first embodiment, it will be omitted, but the difference in operation between the first embodiment and the second embodiment is the second embodiment. The lower linear guide mechanism 127 in the embodiment is more positively opposed to the machining reaction force in the Z direction than the lower linear guide mechanism 27 in the first embodiment.
[0073]
In each of the embodiments described above, the rectangular windows 18 and 118 are formed in the fixed frames 15 and 115, and the rear ends of the saddles 50 and 150 and the rams 60 and 160 are movable in the rectangular windows. In a machine tool having a short movement stroke, the rectangular windows 18 and 118 are unnecessary, and the rear end portions of the saddles 50 and 150 and the rams 60 and 160 can be moved in front of the fixed frames 15 and 115. Good.
[0074]
In the above-described embodiments, the lower cross beam members 23 and 123 of the gantry 20 and 120 are fixed to the flat lower surface of the vertical beam members 21 and 121. The guide rails 29 and 129 of the front and rear linear guide mechanisms 27 and 127 disposed at the lower portion of the stringer members 21 and 121 are provided with a step at the rear of the lower surfaces of the stringer members 21 and 121 by the thickness of the receiving surface 23b. It may be configured to be laid on a single plane on the base 10 or 110.
[0075]
Further, although the guide mechanisms 27 and 127 for guiding the lower surfaces of the gantry 20 and 120 are provided as a pair in the Z direction, the guide mechanisms are not necessarily a pair, and the front linear guide mechanisms 29 and 30 (129 , 130) may be provided.
In each of the linear guide mechanisms described above, each bearing block holds a large number of rolling elements such as balls or rollers as an antifriction medium so that they can circulate, and only the longitudinal direction of the rails on the guide rails via these rolling elements. Other types can be used, such as a guide mechanism that uses a pressure fluid as the anti-friction medium, although it is of a type that can run.
[0076]
【The invention's effect】
  As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the gantry is arranged so as to be movable in the first horizontal direction on the front side of the fixed frame, so that the gantry overlaps with the fixed frame in the front-rear direction. The moving stroke end of the gantry is not limited to the members constituting the fixed frame, and the front end of the machine tool can be narrowed while ensuring the required moving stroke of the gantry. Upper and lower guide means for moving the gantry in the first horizontal direction and upper and lower linear motors for driving the gantry along the guide means are provided between the lower surface of the gantry and the upper surface of the base, and the upper rear surface of the gantry. And the upper front surface of the fixed frame, the height of the fixed frame can be reduced while satisfying the requirements for guiding and driving the gantry from the top and bottom, and the front opening can be narrowed to make the machine tool small. Can be Further, the upper and lower linear motors are moved in the same vertical plane parallel to the first horizontal direction including the gravity center of the gantry or the gravity center of the assembly that moves together with the gantry.Located on both sides of the barycentric point across the barycentric pointThus, the gantry can be moved smoothly without meandering.In addition, the upper and lower linear motors are arranged so that each generates a suction force in different directions, and the resultant force of these suction forces presses the gantry against the fixed frame in a rearward and diagonal direction. Even when an intermittent load is applied to the gantry, the relative positions of the gantry relative to the base and the fixed frame in the vertical direction and the front-rear direction perpendicular to the moving direction can be maintained immovable.
[0077]
Preferably, as in the invention described in claim 2, by extending both ends of the rail means constituting the upper and lower guide means of the gantry beyond the window opening in the center of the fixed frame, the gantry is moved in each of the moving strokes. Ensures rigidity when positioned at the endit can.
[0079]
  Claim3According to the invention described in the above, since the cross beam of the fixed frame is projected to the gantry side up to the middle position of the gantry in the second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction, and the upper guide means is disposed on the front surface of the projecting portion. The gantry can be guided at the upper end above the center of gravity of the gantry and can be smoothly moved in the first horizontal direction without meandering.
[0080]
  Preferably, the claim4In the second horizontal direction, the lower linear motor is disposed vertically below the upper guide rail means, and the lower guide means is disposed on both sides of the lower linear motor in the second horizontal direction. The lower part of the gantry can be guided and driven in the first horizontal direction vertically below the center of gravity of the gantry, and the first horizontal direction of the gantry can cooperate with the upper guide means. Can be moved more smoothly.
[0081]
  Claim5According to the invention described above, the slant surface inclined upward rearward is formed on the rear upper surface in the second horizontal direction of the base, and the left and right column members of the fixed frame are perpendicular to the surface on the slant surface. Since the cross beam connecting the upper ends of the column members projects forward toward the gantry, the upper guide means and the upper linear motor for guiding and driving the upper end of the gantry in the first horizontal direction are provided. The gantry can be disposed directly above the center of gravity in the second horizontal direction, and can smoothly guide and drive the upper end of the gantry without meandering in the first horizontal direction.
[0082]
  Claim6According to the invention described in claim5In the invention described in claim 1,4The effect which this invention show | plays can be exhibited. Claim7According to the invention described in the above, the gantry is constituted by the left and right stringer members and the upper and lower beam members that detachably couple the upper and lower parts of these stringer members, and the lower guide means Since the two bearing blocks that run on the guide rail are attached to the lower surface of the stringer member, the left and right stringer members are separated even when the gantry is separated into four members, the left and right stringer members and the upper and lower beam members. A saddle provided on the inner surface of each stringer member with a gap between the left and right stringer members that can be held upright and individually movable on the guide rail of the lower guide means via a bearing block attached to the lower surface Inspection, repair, and replacement of the guide means and drive means are facilitated.
[0083]
  Claim8According to the present invention, the cross beam of the fixed frame can be separated from the left and right column members, and a pair of guide rails are provided as lower guide means of the gantry, separate from the guide rails for guiding the gantry stringer members. Since the lower girder members of the gantry are guided to the guide rails of the left and right, even when the left and right vertical girder members and the upper and lower girder members constituting the gantry are separated into four members for inspection or repair, All can be kept guided by the guide rail. For this reason, in the separated state, the guide state of each of these four members and the guide rail that guides the four members is maintained in the state before the separation, so that reassembly after inspection or repair is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the first embodiment.
FIG. 3 is a front view of the first embodiment viewed from the direction of arrows AA in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view showing a right end portion of a lower cross beam member constituting the gantry in the first embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing a coupling relationship between a stringer member and a lower beam member constituting the gantry in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement relationship of bearing blocks for guiding the saddle in the vertical direction in addition to the arrangement relationship of bearing blocks for guiding the gantry in the left-right direction in the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view showing the arrangement relationship of bearing blocks for guiding the ram in the front-rear direction together with the arrangement relationship of bearing blocks for guiding the saddle in the vertical direction in the first embodiment.
8 is a right side view of the second embodiment of the present invention corresponding to FIG. 2; FIG.
FIG. 9 is a front view of a conventional linear motor driven machine tool.
10 is a cross-sectional view in the direction of arrows BB in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
10, 110 ... Base
15, 115 ... fixed frame
20, 120 ... Gantry
50,150 ... saddle
60, 160 ... ram
71,171 ... Tool spindle
28, 27, 128, 127 ... upper and lower linear guide mechanisms
37, 35, 137, 135 ... Upper and lower linear motors
29, 32, 129, 132 ... guide rails
18 ... Square window
16, 116 ... pillar member
17, 117 ... Cross beam
110b ... Slant surface
21, 121 ... string member
22, 122 ... Upper cross girder member
23, 123 ... Lower girder members
30, 31, 33, 130, 131, 133 ... bearing block

Claims (8)

ベースと、このベース上に上下方向に延びて固定された固定フレームと、縦長の窓を中央に開口し前記ベース上で第1水平方向に移動可能なガントリと、このガントリの前記縦長の窓内で上下方向に案内されたサドルと、このサドルにより前記第1水平方向と直交する第2水平方向に移動可能に案内されたラムと、このラムにより前記第2水平方向に延びる軸線の周りに回転自在に支持され前端部に工具を装着可能な工具主軸と、この工具主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、前記工具主軸の前方に配置され加工すべきワークを取付け可能なワークテーブルとを含み、前記ガントリを前記固定フレームと前後方向に重複した関係で移動できるように前記固定フレームの前面に配置し、前記ガントリの下面とベースとの間に配置した下部ガイド手段と前記固定フレームの上部前面と前記ガントリの上部背面との間に配置した上部ガイド手段とで前記ガントリを前記第1水平方向に案内するガイド手段を構成し、前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータとで前記ガントリを前記第1水平方向に駆動する駆動手段を構成し、前記上部リニアモータと前記下部リニアモータのそれぞれの吸引力作用中心点は前記ガントリの重心点或いはこのガントリと共に移動する組立体の重心点を含む前記第1水平方向と平行な同一の鉛直面内で前記重心点を挟んで該重心点の両側に位置されるとともに、前記上部及び下部リニアモータは前記下部リニアモータが前記ガントリの下面を前記ベースに対して上下方向に吸引力を作用すると共に前記上部リニアモータが前記ガントリの上部背面を前記固定フレームの上部に対し略前後方向に吸引力を作用するように異なる向きに配置されていることを特徴とする工作機械。A base, a fixed frame extending vertically on the base and fixed; a vertically long window opening in the center; and a gantry movable in a first horizontal direction on the base; and in the vertically long window of the gantry And a ram guided by the saddle so as to be movable in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction, and rotated about an axis extending in the second horizontal direction by the ram. A tool spindle that is freely supported and capable of mounting a tool at the front end, a spindle drive motor that rotationally drives the tool spindle, and a work table that is disposed in front of the tool spindle and is capable of mounting a workpiece to be machined; A lower guide disposed between the lower surface of the gantry and the base is disposed on the front surface of the fixed frame so that the gantry can be moved in a longitudinal relationship with the fixed frame. A guide means for guiding the gantry in the first horizontal direction by means and upper guide means disposed between the upper front surface of the fixed frame and the upper back surface of the gantry, and a lower portion for driving the lower surface of the gantry The linear motor and the upper linear motor that drives the upper rear surface of the gantry constitute drive means for driving the gantry in the first horizontal direction, and the respective suction force action center points of the upper linear motor and the lower linear motor Rutotomoni are located on either side of the center of gravity or heavy center point across the center of gravity in the first horizontal direction parallel to the same vertical plane containing the center of gravity of the assembly that moves with the gantry of the gantry, The upper and lower linear motors share a force when the lower linear motor exerts a suction force on the lower surface of the gantry in the vertical direction with respect to the base. Machine tool, characterized in that the upper linear motor are arranged in different orientations so as to exert a suction force to the upper rear of the gantry in a substantially longitudinal direction with respect to the upper portion of the fixed frame. 請求項1に記載の工作機械において、前記上部及び下部ガイド手段は上部及び下部レール手段を含み、これらレール手段の前記第1水平方向における両端は前記固定フレームの中央に開口する窓を超えて前記固定フレームの両端部まで延びていることを特徴とする工作機械。2. The machine tool according to claim 1, wherein the upper and lower guide means include upper and lower rail means, and both ends of the rail means in the first horizontal direction extend beyond a window opened in the center of the fixed frame. A machine tool that extends to both ends of a fixed frame. 請求項に記載の工作機械において、前記固定フレームは、ベースの前記第1水平方向の両端部に固着された一対の柱部材と、これら柱部材の上面に両端部が固着され前記第2水平方向には前記ガントリの中間位置近辺まで前方に張り出しているクロスビームとからなり、前記上部レール手段は前記クロスビームの前端面に取付けられ前記第2水平方向における前記ガントリの幅の略中間部に配置されていることを特徴とする工作機械。 3. The machine tool according to claim 2 , wherein the fixed frame includes a pair of column members fixed to both ends of the base in the first horizontal direction, and both ends fixed to the upper surfaces of the column members. The upper rail means is attached to the front end surface of the cross beam and is substantially in the middle of the width of the gantry in the second horizontal direction. A machine tool characterized by being arranged. 請求項に記載の工作機械において、前記下部リニアモータは前記上部レール手段の鉛直下方で前記ガントリの下面と前記ベースの上面との間に配置され、前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置いた状態で前記ベース上に固定され第2水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特徴とする工作機械。4. The machine tool according to claim 3 , wherein the lower linear motor is disposed vertically below the upper rail means and between the lower surface of the gantry and the upper surface of the base, and the lower rail means interposes the lower linear motor. A machine tool comprising a pair of guide rails fixed on the base while being placed on the base and spaced apart in the second horizontal direction. 請求項1に記載の工作機械において、前記ベースは前記第2水平方向において後方に向かって上方に傾斜するスラント面を有し、前記固定フレームは前記スラント面の後端の前記第1水平方向の両端部に固定され上端が前方に張り出すように前傾する一対の柱部材及びこれら柱部材の上端を連結する水平のクロスビームからなり、前記ガントリは前記スラント面と前記固定フレームとに挟まれる位置に配置され、前記スラント面に対向する前記ガントリの下面を駆動する下部リニアモータと前記固定フレームの前傾した面に対向する前記ガントリの上部背面を駆動する上部リニアモータがそれぞれ前記スラント面及び前記柱部材と略平行に形成されていることを特徴とする工作機械。2. The machine tool according to claim 1, wherein the base has a slant surface inclined upward in a rearward direction in the second horizontal direction, and the fixed frame extends in the first horizontal direction at a rear end of the slant surface. consists horizontal crossbeam upper is secured to both end portions connecting the upper ends of the pair of pillar members and their columns of anteversion to protrude forward, the gantry is sandwiched between the fixed frame and the slant surface is disposed at a position, the upper linear motor for driving the upper back surface of said gantry opposite to the lower linear motor surface which is inclined forward of the fixed frame, each slant face that drives the lower surface of said gantry opposite to the slant surface and A machine tool formed substantially parallel to the column member. 請求項に記載の工作機械において、前記下部リニアモータは前記上部レール手段の鉛直下方で前記ベースのスラント面とこのスラント面に平行な前記ガントリの下面との間に配置され、前記下部レール手段は前記下部リニアモータを間に置いた状態で前記ベースのスラント面上に固定され前記第2水平方向において前後に離間した一対のガイドレールを含むことを特徴とする工作機械。6. The machine tool according to claim 5 , wherein the lower linear motor is disposed vertically below the upper rail means and between the slant surface of the base and the lower surface of the gantry parallel to the slant surface. Includes a pair of guide rails fixed on the slant surface of the base with the lower linear motor in between and spaced apart in the second horizontal direction. 請求項1に記載の工作機械において、前記ガントリは、前記第1水平方向に離間した左右一対の縦桁部材と、これら縦桁部材の内側対向面に分離可能に連結され前記第1水平方向に延びる下横桁部材と、前記縦桁部材の上端面に分離可能に結合され前記第1水平方向に延びる上横桁部材とで構成され、また、前記下部ガイド手段が前記ベースに固定されたレールとこのレール上を走行自在で一対の前記縦桁部材の各々の下面に取付けられた少なくとも2つのベアリングブロックからなることを特徴とする工作機械。2. The machine tool according to claim 1, wherein the gantry is detachably connected to a pair of left and right stringers separated in the first horizontal direction and inner facing surfaces of the stringers in the first horizontal direction. A rail comprising: a lower cross beam member extending; and an upper cross beam member that is detachably coupled to the upper end surface of the vertical beam member and extends in the first horizontal direction, and wherein the lower guide means is fixed to the base. And a machine tool comprising at least two bearing blocks which can run on the rail and are attached to the lower surfaces of the pair of string members. 請求項に記載の工作機械において、前記上部ガイド手段は、前記固定フレームの上部前面に固定されたレールと、このレール上を走行自在で前記上桁部材の背面に取り付けられたベアリングブロックからなることを特徴とする工作機械。The machine tool according to claim 7, wherein the upper guide means comprises a rail which is fixed to the upper front surface of the fixed frame, bearing block attached to the rear surface of the upper beam member freely travel on the rail A machine tool characterized by that.
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