CN104768704B - 立式加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明提供立式加工中心。立式加工中心（1）具有在X轴、Y轴、Z轴方向移动的工具主轴（70）。基座（10）具有加工区域（W）和工具交换区域（A）。加工区域（W）配备有装在倾斜盘（20）上的旋转工作台（30）。倾斜盘（20）配备成倾斜轴从机械前侧（F）向后侧的方向。机械前侧（F）设有操作区域（S），用作操作人员的操作空间。

Description

立式加工中心

技术领域

本发明涉及一种具有倾斜旋转工作台的立式加工中心。

背景技术

具有倾斜旋转工作台（Tiltingrotarytable）的立式加工中心能够对放在工作台上的工件进行五轴加工，能够加工出复杂的形状的工件，通过一次的准备即可对除了安装在工作台的安装面之外的所有的面进行加工，因此，加工效率较高。

作为使旋转工作台倾斜旋转的倾动轴的支撑结构有从两侧支撑且在一侧驱动的类型、从两侧支撑且从两侧驱动的类型、在一侧支撑且驱动的类型等三种。

并且，倾动轴的配置方向有相对于机械的前面的左右方向（A轴方向）和机械的前后方向（B轴方向）。

将倾动轴设在A轴方向的机械中时存在下面问题：使工作台向从机械前面观察时接近的一侧倾斜，则从站在机械前面的操作人员难以观察到加工位置。但是，可以采用任意类型的倾动轴支撑结构。

另外，将倾动轴设在B轴方向的机械具有即使向左右任意一侧倾斜工作台，站在机械前面的操作者也能够观察到加工位置的优点，但是如果采用两侧支撑的类型的倾动轴支撑结构，则由于倾动轴的支撑部件，从机械前面难以进行操作。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-296613号公报

考虑到从机械前面的操作性以及观察性，特开2007-296613号公报公开了将倾动轴配置在B轴方向，在一侧支撑并驱动倾动轴，并且，维持高精度的机床。但是，为了克服一侧支撑的力学上的不利因素，只能采用大规模的结构，结果，导致机械尺寸大型化。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种在B轴方向配置倾斜旋转工作台的倾动轴的立式加工中心中，倾动轴的支撑结构是两侧支撑类型，并且能够解决操作人员接入工件的问题的立式加工中心。

根据本发明的立式加工中心，具有基座、设在基座上且使旋转工作台的工作台面可自由倾斜转动的倾斜旋转工作台和能够沿XYZ的正交的三轴自由移动的工具主轴，特征在于，朝向机械的前后方向设置所述倾斜旋转工作台的倾动轴，在机械的前面与支撑所述倾动轴的支架相邻设置凹陷部，在开关自如地覆盖机械前面的滑动门一体地安装用于覆盖该凹陷部的上部的机内盖。

并且，特征在于，所述凹陷部的进深在所述工作台的前端部的大致延长线上。

并且，特征在于，所述滑动门安装成进入机械前面的固定盖的内侧，在所述固定盖的靠近所述凹陷部的端部，在与该固定盖平行的位置和与该固定盖呈直角的位置之间的任意位置可旋转可固定地装配操作盘。

并且，特征在于，所述机内盖的上端固定在所述滑动门的内侧，下端与安装在基座的轨道卡合。

并且，特征在于，所述滑动门由两扇滑动门构成。

并且，特征在于，所述两扇滑动门以所述凹陷部的工作台侧端部附近为中心向左右打开。

并且，特征在于，当所述滑动门由两扇构成时，在一方的滑动门具有所述机内盖。

并且，特征在于，所述两扇滑动门之间设有装入了迷宫式密封机构的门咬合部件。

发明的效果

根据本发明，具有上述结构，从而能够简单地接入倾斜旋转工作台或工具主轴，提高操作效率。

附图说明

图1是示出了根据本发明的立式加工中心的机械结构的立体图。

图2是根据本发明的立式加工中心的俯视图。

图3是具有切屑处理系统的立式加工中心的立体图。

图4是立式加工中心的主要部分的俯视图。

图5是示出了根据本发明其他方式的立式加工中心的机械结构的立体图。

图6是根据本发明其他方式的立式加工中心的俯视图。

图7是根据本发明其他方式的立式加工中心的立体图。

图8是具有一扇门的立式加工中心的立体图。

图9是具有一扇门的立式加工中心的俯视图。

图10是一扇门的里面的立体图。

图11是具有两扇门的立式加工中心的立体图。

图12是示出了两扇门的里面的立体图。

图13是具有两扇门的立式加工中心的打开门状态下的主要部分俯视图。

图14是具有两扇门的立式加工中心的关闭门状态下的主要部分俯视图。

图15是示出了具有两扇门的立式加工中心的作用的说明图。

图16是示出了具有两扇门的立式加工中心的作用的说明图。

图17是示出了两扇门和门啮合部件的关系的立体图。

图18是示出了两扇门和门啮合部件的关系的立体图。

图19是示出了包括图12的A-A截面的两扇门和门啮合部件的关系的立体图。

图20是具有三扇门的立式加工中心的俯视图。

具体实施方式

图1是示出了本发明的立式加工中心的机械结构的立体图，图2是添加一部分金属板的俯视图。

立式加工中心1具有支撑机械整体的基座10。

基座10上配备有X轴移动单元40，X轴移动单元40在从机械前侧F观察时的左右方向、即X轴方向移动。

X轴移动单元40上配备有Y轴移动单元50，Y轴移动单元50在从机械前侧F观察时的前后方向、即Y轴方向移动。

Y轴移动单元50上配备有在垂直方向、即Z轴方向移动的Z轴移动单元60，Z轴移动单元60用于支撑绕垂直的轴旋转的工具主轴70。

基座10的前面配备有倾斜盘（Tiltingframe）20。

倾斜盘20通过设在基座10的内部洞穴的B轴驱动部22和安装在基座10的前部的支架24以绕平行于Y轴的B轴自由旋转的方式支撑。

倾斜盘20上装载绕平行于Z轴的C轴旋转的旋转工作台30。由倾斜盘20和旋转工作台30构成倾斜旋转工作台33。

旋转工作台30上安装工件。

通过上述结构，工件通过倾斜旋转工作台33在B轴、C轴方向驱动，并使安装在沿X轴、Y轴、Z轴驱动的工具主轴70上的工具T1绕工具轴线旋转，从而进行切屑加工。

如图2所示，基座10具有加工区域W和工具交换区域A。并且，使基座10的与支架24相邻的区域向内侧凹陷，以使装载旋转工作台30的倾斜盘20的前部一侧凹陷，将通过凹陷获得的空间作为操作区域，作为对旋转工作台30上的工件或安装在工具主轴70的工具进行操作的场所。在打开覆盖机械前面的门100、250、450的状态下，该操作区域（凹陷部）S起到操作区域S的功能，如图14所示，关闭门，则完全覆盖所述操作区域（凹陷部）S的上部，起到加工区域W的功能。

另外，作为倾动轴的支撑结构，采用从两侧支撑并在一侧驱动的类型，并在基座10的内侧形成有洞穴地设置支撑并驱动倾动轴的一侧、即B轴驱动部22，从而确保刚性，另一侧的支撑轴、即支架24的尺寸抑制在需要的最小限。

加工区域W配置有得到倾斜盘20的支撑的旋转工作台30和得到Z轴移动单元60的支撑的工具主轴70，工具交换区域A配置有工具库80。

并且，操作盘90以旋转自如状安装在机械前面的固定盖95的与操作区域（凹陷部）S相邻的端部。操作盘90能够固定在相对于固定盖95的平行的位置和正交的位置之间的任意位置。

操作区域（凹陷部）S的深度尺寸形成为与工作台前端部延长线L大致相等。

图3是在上述的立式加工中心1具有切屑处理系统73时的立体图。

切屑处理系统73具有冷却液箱75、排屑机77以及冷却泵78。

冷却液箱75的上面的一部分为开口状，将该开口部配置在设在立式加工中心1的旋转工作台30下的基座10的铸孔部15的下面，用于接收由于切削产生的切屑或冷却液。通过排屑机77向机械外部排出所接收的切屑，并且，通过冷却泵78在机内再度使用冷却液。

图4示出了操作人员P进入操作区域（凹陷部）S，接入设在旋转工作台30上的工件35的状态。

操作人员P进入操作区域（凹陷部）S，从而支撑倾斜盘20的支架24偏移到操作人员P的左侧，而不是位于正面，能够从正面面对旋转工作台30上的工件35，因此能够不受任何障碍地对工件进行操作。

图5是示出了根据本发明其他方式的立式加工中心的机械结构的立体图，图6是添加一部分金属板的俯视图，图7是添加一部分金属板部件的、从与图5不同的角度观察的立体图。

该立式加工中心1a在基座10上具有倾斜盘20、旋转工作台30、X轴移动单元40、Y轴移动单元50、Z轴移动单元60，这一点与上述的立式加工中心1相同。

在该立式加工中心1a的工具交换区域A具有交换工具T1的臂82和工具搬运装置84，在机械的背面侧配置大容量的工具库（未图示），这一点与在工具交换区域A具有工具库80的立式加工中心1不同，其他结构与立式加工中心1相同。并且，还能够具有切屑处理系统。

图8是具有一扇门100的立式加工中心1b的立体图，图9是俯视图。

一扇门100具有透明窗户110，能够监视内部。

一扇门100具有把手120，向图的右侧滑动打开一扇门100。这时，一扇门100进入机械前面的固定盖95的内侧。

图10是从一扇门100的里面侧观察的立体图。一扇门100在轨道135上移动，图10示出了打开长度K的状态。安装有轨道135的轨道安装用金属板278安装在形成操作区域（凹陷部）S的基座10的凹陷部前面17（参照图9）。

一扇门100包括具有当打开门100时覆盖操作区域（凹陷部）S的较长倾斜面的机内盖部130以及具有与支架24相对的较短倾斜面的冷却液引导部132。当打开一扇门100时，机内盖部130和冷却液引导部132无缝隙地覆盖包括凹陷部S在内的一扇门100和基座10之间的空间。机内盖部130的下端部与轨道135卡合，机内盖部130上的冷却液或切屑落到安装在轨道135的基座10的凹陷部内侧、即铸孔部15。

如本实施例，配置与基座10分开且覆盖机械前面的一扇门100，则即使在不是凹陷部S而是与支架24相对的部分，基座10与一扇门100之间产生缝隙，切削时产生的冷却液或切屑将会落到一扇门100和基座10之间。因此，在一扇门100的内侧的、关闭一扇门100时与支架24相对的部分设置冷却液引导部132，用于向基座10引导碰到一扇门100的内侧的冷却液或切屑。当将一扇门设在基座10的安装有支架24的部分时，无需设置冷却液引导部132。

图11是具有两扇滑动门的立式加工中心1c的立体图。

两扇门200由左侧门210和右侧门250构成。

左侧门210具有透明窗户212和把手214，向从机械前侧F观察时的左侧滑动从而打开。

右侧门250具有透明窗户252和把手254，向右侧滑动打开。与一扇门100相同地，右侧门250进入机械前面的固定盖95的内侧。

图12是示出了门周边的金属板结构的图，是从里面侧观察两扇门的立体图。该金属板单元在基座10的多处通过螺栓结合，至少通过轨道安装用金属板278安装在基座10的凹陷部前面17。

左侧门210的里面侧具有关闭左侧门210时与支架24相对的冷却液引导板220，右侧门250的里面侧具有关闭右侧门250时覆盖操作区域（凹陷部）S的机内盖260。

对于设在左侧门210的冷却液引导板220，与在一扇门100中说明相同，从基座10分开配置了左侧门210，因此，产生冷却液或切屑落到基座10和左侧门210之间的缝隙中的问题。为了防止该问题的产生，设置了将碰到左侧门210的冷却液或切屑引导到基座10内的冷却液引导板220。如果在基座10上设置左侧门，则无需设置冷却液引导板220。

图13示出了同时打开左侧门210和右侧门250的状态。

在支架24的附近、即加工区域W的与操作区域（凹陷部）S的边界附近、换言之，操作区域（凹陷部）的工作台侧端部附近具有门咬合部件300。

图14示出了同时关闭左侧门210和右侧门250的状态。

左侧门210的冷却液引导板220和右侧门250的机内盖260夹着门咬合部件300。即、两扇门210、250以操作区域（凹陷部）S的工作台侧的端部附近为中心左右打开。

如图所示，机内盖260覆盖操作区域（凹陷部）S，加工中产生的所有的切屑或冷却液经由铸孔部15回收到切屑处理系统73，不会落到操作区域（凹陷部）S。

图15示出了在关闭右侧门250的状态下操作人员P利用把手214向左侧滑动打开左侧门210的状态。

对于旋转工作台30或装在旋转工作台30上的工件，尤其是旋转工作台30向左侧倾斜移动时，操作人员P与工件之间的距离非常近，能够简单地进行确认加工面或者去除切屑等操作，同时，将操作盘90旋转固定在相对于固定盖95的直角位置，从而能够简单地操作操作盘上的开关，并且能够为了改变工件姿势而无压力地进行B轴、C轴的移动操作等。

图16示出了在关闭左侧门210的状态下操作人员P利用把手254向右侧滑动右打开侧门250的状态。

对于装载旋转工作台30上的工件，尤其是旋转工作台30向右侧倾斜移动时，操作人员P与工件之间的距离非常近，能够简单地进行确认加工面或者去除切屑等操作，同时，即使在接入安装在工具主轴70的工具T1时，通过进入操作区域（凹陷部）S，即使定位在例如Y轴的原点位置、即Y轴的正半轴侧的终点、即离操作者最远的位置，也是操作者的手能够达到的位置，无需特意将Y轴移动到面前，即可对工具T1进行操作。并且，通过将操作盘90旋转固定在相对于固定盖95的直角位置，能够简单地操作操作盘上的开关，能够无压力地改变工件姿势或对工具进行操作等。

图17是示出了打开右侧门250时的冷却液引导板220和门咬合部件300之间的关系的立体图，图18是示出了打开左侧门210时的机内盖260和门咬合部件300之间的关系的立体图，图19是包括同时关闭左侧门210和右侧门250时的图12的A-A截面的、冷却液引导板220和机内盖260和门咬合部件300之间的关系的立体图。

如图17和图19所示，门咬合部件300由金属板制成，具有上面部310以及设在上面部310的下方的导水管320，安装在支架24附近的基座10上（参照图13、图14）。

一旦关闭左侧门210，则冷却液引导板220的卡合部222的卡合部前边缘部224与门咬合部件300的上面部310重叠，同时，冷却液引导板220的导水管226的下端部位于门咬合部件300的导水管320的上端部的上方。其结果，流过导水管226的冷却液通过导水管320经由铸孔部15回收到切屑处理系统73。

一旦关闭右侧门250，则机内盖260的卡合部262与冷却液引导板220的卡合部222重叠，同时，机内盖260的导水管264的前端部266与门咬合部件300冲撞。其结果，左侧门250的导水管264位于门咬合部件300的导水管320的正下面。通过具有该结构，例如即使冷却液从导水管320泄漏，由机内盖260的导水管264可靠地回收泄漏的冷却液。

形成在卡合部前边缘部224的侧面和门咬合部件300之间的间隙G1、或形成在冷却液引导板220的卡合部222和机内盖260的卡合部262之间的间隙G2、或者形成在机内盖260的卡合部262和门咬合部件300的上面部310之间的间隙G3形成为较窄状，如果高压的冷却液直接冲撞，则多少会产生泄漏。

从间隙G1、间隙G2、间隙G3泄漏的冷却液均从冷却液引导板220的导水管226经由门咬合部件300的导水管320，或者直接通过门咬合部件300的导水管320，经由铸孔部15，回收到切屑处理系统73。一部分通过冷却液引导板220的导水管226或门咬合部件300的导水管320未能回收的、即从各导水管226、320溢出的冷却液通过机内盖260的导水管264经由铸孔部15回收到切屑处理系统73。

当关闭左侧门210和右侧门250时，由冷却液引导板220的卡合部222、卡合部前边缘部224、导水管226和、机内盖260的卡合部262、导水管264、前端部266以及门咬合部件300的上面部310、导水管320构成迷宫（labyrinth）功能。

根据上述内容，当同时关闭左侧门210和右侧门250时，即使例如高压的冷却液直接与门的内表面冲撞，冷却液也不会落到操作区域（凹陷部）S。

并且，对打开左侧门210和右侧门250中的任意一个时的冷却液的移动进行说明。一旦打开任意一个门，冷却液自动停止，因此对自动运行中附着并滞留在门的各部的冷却液进行说明。说明对象的部件是门咬合部件300的导水管320、左侧门210的冷却液引导板220、导水管226以及右侧门250的机内盖260、导水管264。

门咬合部件300的导水管320的下端超过右侧门250的机内盖260的下端部卡合的轨道位于基座10的内侧，附着并滞留在导水管320的冷却液落到基座10的内侧。

左侧门210的冷却液引导板220的下端部与通过安装用部件安装在基座10的轨道卡合，附着并滞留在冷却液引导板220上的冷却液落到基座10内。

当关闭左侧门210时，左侧门210的冷却液引导板220的导水管226位于门咬合部件300的导水管320上，因此，附着并滞留在导水管226的冷却液经由导水管320落到基座10内。冷却液引导板220的导水管226的下端部向机内延伸在平面观察时与冷却液引导板220大致相同的尺寸。结果，即使左侧门210未完全打开，从导水管226落下的冷却液还是落到基座10内。

右侧门250的机内盖260的下端部与安装在基座10的凹陷部前面17的轨道安装用金属板278上的轨道卡合，附着并滞留在机内盖260上的冷却液落到基座10内。

右侧门250的机内盖260的导水管264从机内盖260的端部的上端形成到下端，附着并滞留在导水管264的冷却液落到基座10内。

如上述说明，能够防止冷却液落到操作区域（凹陷部）S，保持良好的操作环境。

图20是具有三扇门的立式加工中心1d的俯视图。

覆盖机械前面的三扇门400具有右侧门450，通过把手454向右侧滑动，并且收容在机械前面的固定盖95内侧。左侧第一门410通过把手414向左侧滑动。安装在左侧第一门410的里面的冲撞板（未图示）一旦与左侧第二门420抵接，则两扇左侧门410、420向机械外部悬垂一定量，能够扩大机械前面的开口宽度。

在上述说明的实施方式中，在基座10设置凹陷部作为操作区域，从而提高了靠近旋转工作台30上的工件或工具主轴70的方便性，能够提高安装或卸下工件或确认加工面等的操作性。并且，凹陷部设在机械的内部，因此在结束加工后无需向Y轴方向移动恢复到机械原点的工具主轴，即可确认工具的刀尖或清理附着在工具的切屑。

凹陷部的深度尺寸与工作台前端部延长线大致相等，因此即使为了近距离观察加工面而适当旋转倾斜旋转工作台的B轴或C轴，附着在工件上的切屑或冷却液也不会落到操作区域（凹陷部）S，回收到切屑处理系统73。

并且，以可旋转可固定的方式将操作盘90安装在固定盖95的与操作区域（凹陷部）S相邻的端部，从而将操作盘90上的显示装置和透明窗户110、212、252捕捉在同一视野内，能够同时观察控制机械的NC装置的状态和加工中的机械内部的状态，并且，将操作盘90与固定盖95直角状固定，从而当操作者进入操作区域（凹陷部）S进行操作时，与需要手动操作的开关之间的距离变近，能够简单地操作。

并且，在门的内侧，在与安装在形成操作区域（凹陷部）S的基座10的凹陷部前面17的轨道之间倾斜面状设置了机内盖，从而不会使加工中产生的切屑或为了提高切削性而供给的冷却液滞留在门的内侧，并且，不会使其落到操作区域（凹陷部）S，能够快速地经由铸孔部15回收到切屑处理系统73，并且，能够维持干净的操作环境。当关闭门时，由于机内盖，支架附近的基座侧面也变成加工区域的外部，不会因为操作区域（凹陷部）S中的操作弄脏操作者的衣服。

并且，具有两扇门，从而需要确定工件的一侧或者确认安装在工具主轴的工具，则仅开一侧的一扇门即可，因此与将较大的门打开较长距离时相比，能够改善操作性。并且，同时打开两扇门，即可扩大开口部，搬入搬出工件时不受阻碍，可根据操作类型来选择打开的门。

并且，设置了门咬合部件，从而即使高压的冷却液与门的接缝直接冲撞，也不会产生冷却液泄漏而落到操作区域（凹陷部）S的现象。尤其是，左侧门的倾斜板的长度和右侧门的倾斜板的长度不同，因此，只是简单地将两扇门联系起来就无法防止冷却液泄漏。在两扇门之间设置了导入迷宫机构的门咬合部件，从而能够改善冷却液泄漏。

附图标记

1立式加工中心

10基座

15铸孔部

20倾斜盘（tiltingframe）

22B轴驱动部

24支架

30旋转工作台

33倾斜旋转工作台

40X轴移动单元

50Y轴移动单元

60Z轴移动单元

70工具主轴

73切屑处理系统

75冷却液箱

77排屑机

78冷却泵

80工具库

82工具交换臂

84工具搬运装置

90操作盘

95固定盖

100一扇门

110透明窗户

120把手

130机内盖部

132冷却液引导部

135轨道

200两扇门

210左侧门

212透明窗户

214把手

220冷却液引导板

222卡合部

224卡合部前边缘部

226导水管

250右侧门

252透明窗户

254把手

260机内盖

262卡合部

264导水管

266导水管的前端部

278轨道安装用金属板

300门咬合部件

310上面部

320导水管

400三扇门

410左侧第一门

414把手

420左侧第二门

450右侧门

454把手

W加工区域

A工具交换区域

S操作区域（凹部）

F机械前侧

P操作人员

L工作台前端部延长线

T1工具

G1、G2、G3间隙

Claims (8)

1.一种机床，具有基座、设在基座上且使旋转工作台的工作台面可自由倾斜转动的倾斜旋转工作台和能够沿正交的三轴自由移动且绕垂直的轴线旋转的工具主轴，其中，所述三轴是作为机床的横方向的X轴和作为机床的前后方向的Y轴和作为垂直方向的Z轴，所述机床的特征在于，

朝向机床的前后方向设置所述倾斜旋转工作台的倾动轴，在机床的前面与支撑所述倾动轴的支架相邻设置凹陷部，

在开关自如地覆盖机床前面的滑动门一体地具备开关自如地覆盖该凹陷部的上部的机内盖。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述凹陷部的进深在所述工作台的前端部的延长线上。

3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述滑动门安装成进入机床前面的固定盖的内侧，在所述固定盖的与所述凹陷部相邻的端部，在与该固定盖平行的位置和与该固定盖呈直角的位置之间的任意位置可旋转可固定地装配操作盘。

4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述机内盖的上端固定在所述滑动门的内侧，下端与安装在所述基座的轨道卡合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机床，其特征在于，

所述滑动门由两扇滑动门构成。

6.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，

所述两扇滑动门以所述凹陷部的工作台侧端部附近为中心向左右打开。

7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，

所述两扇滑动门在一方的滑动门的内侧具有所述机内盖。

8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，

所述两扇滑动门之间设有装入了迷宫式密封机构的门咬合部件。