CN108290264A - 机械加工系统 - Google Patents

Abstract

提供一种实用性高的机械加工系统。一种机械加工系统，构成为包括基座和以能够脱离的方式沿左右方向并列配置于该基座上的多个加工模块，通过这多个加工模块对工件依次进行机械加工，多个加工模块中的至少一个加工模块为立式车床模块。能够将能够通过立式车床进行加工的系统紧凑地构成。

Description

机械加工系统

技术领域

本发明涉及多个加工模块并列配置的机械加工系统。

背景技术

作为将多个加工模块并列配置并通过这多个加工模块对工件依次进行机械加工的机械加工系统，存在有下述专利文献1记载的技术。另一方面，作为进行机械加工机(机床)中的工件的搬运的多关节机器人，存在下述专利文献2记载的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2015/037147号小册子

专利文献2：日本特开2010-64158号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述的机械加工系统是通过多个加工模块对1个工件进行机械加工的系统，是独特的系统。然而，还有较多改良的余地，通过实施某些改良，能够提高上述机械加工系统的实用性。本发明鉴于这样的实际情况而作出，课题在于提供一种实用性高的机械加工系统。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的机械加工系统构成为包括基座和以能够脱离的方式沿左右方向并列配置于该基座上的多个加工模块，通过这多个加工模块对工件依次进行机械加工，所述机械加工系统的特征在于，所述多个加工模块中的至少一个加工模块为立式车床模块。

发明效果

根据上述本发明的机械加工系统，能够将能够通过立式车床进行加工的系统紧凑地构成。

发明形态

以下，例示在本申请中识别为可主张权利的发明(以下，有时称为“可主张权利发明”)的若干形态，并对它们进行说明。各形态与权利要求书同样地划分成项，对各项标注编号，根据需要而以引用其他的项的编号的形式记载。这只不过是为了使可主张权利发明的理解容易，没有将构成上述的发明的结构要素的组合限定为以下的各项记载的情况。即，可主张权利发明应参照以下的各项附随的记载、实施方式的记载等来解释，只要遵照该解释，则向各项的形态进一步附加了其他的结构要素的形态、而且从各项的形态删除了某些结构要素的形态也成为可主张权利发明的一形态。

需要说明的是，在以下的各项中，(11)项相当于权利要求1，(13)项相当于权利要求2，(14)项相当于权利要求3，(22)项相当于权利要求4，(23)项相当于权利要求5，(33)项相当于权利要求6，(36)项相当于权利要求7。

《成为前提的结构》

(1)一种机械加工系统，构成为包括基座和以能够脱离的方式沿左右方向并列配置于该基座上的多个加工模块，通过这多个加工模块对工件依次进行机械加工。

本形态是基本的形态。加工模块可采用各种结构。具体而言，例如，以后文说明的立式车床模块为首，可以采用进行对于长度方向的端面的对中加工的对中加工模块、以卧式车床为主体的卧式车床模块、进行铣削加工的铣床模块等。本形态的系统通过配置各种加工模块而能够对各种工件进行加工，而且，通过将加工模块与其他的加工模块进行更换而富有通用性。

(2)根据(1)项记载的机械加工系统，其中，所述多个加工模块分别能够向前方独立地拉出。

根据本形态，能够从前方侧容易地进行各模块中的工具更换等。在后文说明的形态、即加工模块相邻配置的形态中特别有效。需要说明的是，不仅是前方，也可以向后方也能够拉出。而且，可以通过拉出来更换加工模块。

(3)根据(1)项或(2)项记载的机械加工系统，其中，所述多个加工模块分别彼此相邻配置。

根据本形态，能够构筑出左右方向上的宽度、换言之搬运工件的方向上的宽度(也可考虑为“生产线长”)短的系统。

《立式车床模块的基本结构》

(11)根据(1)项至(3)项中任一记载的机械加工系统，其中，所述多个加工模块中的至少一个加工模块为立式车床模块。

直截了当地说，在上述机械加工系统中，本形态是立式车床被模块化的形态。以往，立式车床被模块化的系统不存在，在这一点上，本形态是独特且崭新的系统。

(12)根据(11)项记载的机械加工系统，其中，作为所述多个加工模块的一个，在工件的搬运方向上的所述立式旋模块的上游侧配置有对工件的上方的端面进行对中加工的对中加工模块。

根据本形态，在基于立式车床模块的加工之前，在另外的模块中进行工件的对中加工。在基于立式车床模块的加工中需要进行顶尖时特别有效。需要说明的是，对中加工模块不仅进行对中加工，而且也可以进行通过铣削来切削端面的加工。顺便提及，本形态的对中加工模块也可以构成为通过使工件的上下颠倒而对两侧的端面进行加工。

(13)根据(11)项或(12)项记载的机械加工系统，其中，所述立式车床模块具备：主轴，对工件的下端部进行支撑，使该工件绕着沿上下方向延伸的轴线旋转；支柱，竖立设于该主轴的后方；梁，以沿前后方向延伸的姿势且以能够沿上下方向及前后方向移动的方式支撑于所述支柱；转塔，支撑于该梁的前端，保持多个刀具并能够绕着与所述主轴的轴线平行的轴线进行间歇旋转；及梁移动装置，为了使该转塔在工件加工时移动而使所述梁沿上下方向及前后方向移动。

本形态是与立式车床模块的基本构造相关的形态。根据本形态，能够使支柱、主轴、转塔彼此前后配置，因此能够实现左右方向上的宽度窄的模块。而且，例如，通过将转塔配置在主轴的近前侧，能够容易地进行保持于转塔的刀具的更换等。

(14)根据(13)项记载的机械加工系统，其中，所述梁从该立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的一方而配置，所述主轴从该立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的另一方而配置。

根据本形态，通过使梁与主轴在左右方向上彼此偏心，在比较长的工件的加工时，梁不会与该工件发生干涉而能够容易地进行其加工。而且，在相对于转塔的直径而工件的直径比较小时，能够使左右方向上的模块的宽度成为与转塔的直径对应的宽度，能够实现左右方向上的模块的紧凑化。

(15)根据(13)项或(14)项记载的机械加工系统，其中，所述立式车床模块具备主轴冷却装置，该主轴冷却装置构成为包括一端向设于所述主轴的周围的空间开口的通道和设于该通道的另一端而吸引该通道内的空气的风扇。

在加工时，主轴成为大的发热体，因此根据本形态，通过上述冷却装置能够有效地对该主轴进行冷却。

《顶尖装置》

(21)根据(13)项至(15)项中任一记载的机械加工系统，其中，所述立式车床模块具备将支撑于所述主轴的工件的上端的旋转中心朝向下方按压的顶尖装置。

根据本形态，通过具备顶尖装置，能够对比较长的工件进行高精度的加工。

(22)根据(21)项记载的机械加工系统，其中，所述顶尖装置具有：前端部顶住工件的活顶尖；保持该活顶尖并以能够沿所述支柱在上下方向上移动的方式支撑于支柱的尾座；及使该尾座沿上下方向移动的尾座移动装置。

本形态是与顶尖装置的基本构造相关的形态。例如，通过将先前说明的形态、即使支撑转塔的梁与主轴在左右方向上偏心的形态和本形态组合，能够避免尾座的移动与梁的移动的干涉，能够在左右方向上构筑出紧凑的模块。

(23)根据(22)项记载的机械加工系统，其中，所述尾座具备：外壳；保持器，以能够沿上下方向移动的方式保持于该外壳内，对所述活顶尖进行保持；液室，由所述外壳和保持器划分而在内部充满工作液，且容积根据该保持器相对于该外壳的移动而变动；及压力施加机构，向该液室内的工作液施加与所述液室的容积的变动对应的压力，以产生与移动的量相应大小的抑制所述保持器相对于所述外壳的移动的力，所述顶尖装置构成为，依赖于所述压力施加机构来产生所述活顶尖顶住工件的力。

本形态是与尾座的构造相关的形态。根据本形态，使尾座移动至活顶尖与工件抵接为止，通过从该抵接的位置进一步移动，能够以与该进一步的移动量相应大小的按压力来按压工件。即，通过采用伺服电动机等作为尾座移动装置的驱动源，能够高精度地管理其按压力。需要说明的是，由于经由工作液来产生按压力，因此与直接利用弹簧来产生按压力不同，能够实现比较顺畅的按压。

(24)根据(23)项记载的机械加工系统，其中，所述压力施加机构构成为包括：辅助液室，与所述液室连通；柱塞，以进入到该辅助液室的方式配设，伴随着液室的容积的变动而能够相对于该辅助液室进退；及弹簧，以伴随着该柱塞的进退而变更作用力的方式对该柱塞施力。

本形态是与尾座具有的上述压力施加机构的具体构造相关的形态。本形态并未排除多个柱塞进入到一个辅助液室且多个柱塞由多个弹簧分别施力的形态。通过设置多个柱塞，能够减小各柱塞的直径，因此能够构筑出比较紧凑的压力施加机构。需要说明的是，通过将弹簧更换为不同的弹簧常数的弹簧，不用较大地改变尾座的移动量而能够在比较大的范围内变更按压力的大小。

《立式车床模块的壳体》

(31)根据(13)项至(24)项中任一记载的机械加工系统，其中，所述立式车床模块为了在所述支柱的前方侧划分加工空间而具备将支撑于所述主轴的工件和所述转塔包围的壳体。

根据本形态，能够有效地防止例如与加工相伴的冷却剂向模块外的飞散。

(32)根据(31)项记载的机械加工系统，其中，所述壳体具有：工件搬运用开口，为了工件相对于加工空间的搬入或搬出而设于前方侧；及开闭器，用于对该工件搬运用开口进行开闭。

根据本形态，能够防止冷却剂的上述飞散，并容易地进行工件的搬入或搬出。

(33)根据(32)项记载的机械加工系统，其中，所述开闭器具有：多个开闭板，在该开闭器关闭的状态下以彼此上下并列的方式配置且分别局部地覆盖所述工件搬运用开口；及伸缩型开闭板移动机构，为了对所述工件搬运用开口进行开闭，以选择性地实现所述多个开闭板彼此重合的状态与所述多个开闭板彼此上下并列的状态的方式使这多个开闭板联动地上下移动。

根据本形态，通过采用伸缩型开闭器，能够使工件搬运用开口比较大，比较长的工件的搬入或搬出变得容易。

(34)根据(31)项至(33)中任一记载的机械加工系统，其中，所述梁从所述立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的一方而配置，所述主轴从所述立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的另一方而配置，所述立式车床模块具备将支撑于所述主轴的工件的上端的旋转中心朝向下方按压的顶尖装置，该顶尖装置具有：(a)前端部顶住工件的活顶尖；(b)保持该活顶尖并以能够沿所述支柱在上下方向上移动的方式支撑于支柱的尾座；及(c)使该尾座沿上下方向移动的尾座移动装置，所述壳体具有：设于后方侧并允许所述梁向该壳体内插通的梁用开口和设于后方侧并允许所述尾座向该壳体内进入的尾座用开口；及维持该壳体对加工空间的划分并允许与所述梁的上下移动相伴的梁用开口的上下移动的梁用开口移动容许机构和维持该壳体对加工空间的划分并允许与所述尾座的上下移动相伴的尾座用开口的上下移动的尾座用开口移动容许机构。

本形态是与支撑上述转塔的梁及上述顶尖装置具备的结构中的后方侧的罩相关的形态。根据本形态，不会阻碍梁及尾座的上下方向上的移动，能够有效地覆盖壳体的后方侧。

(35)根据(34)项记载的机械加工系统，其中，所述梁用开口移动容许机构及所述尾座用开口移动容许机构分别具有：划分开口并能够上下移动的框；在该框的上下分别配置的多个罩板；及在这多个罩板彼此重合的状态与这多个罩板彼此上下并列的状态之间允许与所述框的移动相伴的这多个罩板的移动的伸缩型罩板移动容许机构。

根据本形态，由于采用伸缩型罩，因此覆盖壳体的后方侧并使梁及尾座沿上下方向移动比较大的距离的情况变得容易。

(36)根据(35)项记载的机械加工系统，其中，所述梁用开口移动容许机构及所述尾座用开口移动容许机构分别被单元化，并且彼此左右并列配设，设为所述梁用开口移动容许机构的所述框朝向所述尾座用开口移动机构开口的形状并且以所述尾座用开口移动机构的所述框朝向所述梁用开口移动机构开口的方式形成，由此能够左右分离地拆卸。

根据本形态，由于能够使罩左右分离，因此能够容易地进行该罩的清扫、保养等。

《工件搬运/拆装机器人》

(41)根据(1)项至(36)项中任一记载的机械加工系统，其中，该机械加工系统构成为包括工件搬运/拆装机器人，该工件搬运/拆装机器人配置在所述基座的前方，沿左右方向搬运工件并对于所述多个加工模块分别进行工件的拆装。

根据本形态，由于采用所谓机器人型的搬运/拆装装置，因此能够进行自由度高的工件的搬运/拆装。

(41)'一种工件搬运/拆装机器人，在多个作业模块沿左右方向并列配置的系统中，为了将工件沿左右方向搬运并对于所述多个作业模块分别进行工件的拆装而使用。

本形态是对可主张权利发明的范畴进行变更的目的的形态，详细而言，是与到此为止说明的系统能够使用的工件搬运/拆装机器人相关的形态。根据本形态，在上述机械加工系统中，能够进行自由度高的工件的搬运/拆装。

(42)根据(41)项记载的机械加工系统或(41)’项记载的工件搬运/拆装机器人，其中，所述工件搬运/拆装机器人具备：基台；支撑部件，支撑于该基台，且具有分别沿上下方向延伸而彼此空出间隔地竖立设置的一对支柱；第一臂，以基端部夹于所述一对支柱之间的方式支撑于这一对支柱的上端部，能够绕着与上下方向垂直的第一转动轴线转动；第二臂，基端部支撑于该第一臂的前端部，能够绕着与所述第一转动轴线平行的第二转动轴线转动；肘节部件，支撑于该第二臂的前端部，能够绕着与所述第一转动轴线及所述第二转动轴线平行的第三转动轴线转动；及工件保持器，支撑于该肘节部件，将工件保持为该工件的长度方向平行于与所述第一转动轴线、所述第二转动轴线及所述第三转动轴线垂直的面而延伸的姿势，在将所述第一臂和所述第二臂折叠的状态下，将所述第一臂、所述第二臂、所述肘节部件、所述工件保持器及保持于该工件保持器的工件收纳于所述一对支柱之间。

在本形态中，通过采用串行地连结的两个臂，能够实现自由度特别高的工件的拆装，并且能够以将这两个臂折叠的姿势将工件等收纳于一对支柱之间。因此，能够将工件以紧凑的状态保持而在模块间搬运，能够使机械加工系统自身紧凑。

(43)根据(42)项记载的机械加工系统或工件搬运/拆装机器人，其中，所述工件保持器以能够绕着摆动轴线摆动的方式支撑于所述肘节部件，该摆动轴线平行于与所述第一转动轴线、所述第二转动轴线及所述第三转动轴线垂直的面而延伸。

根据本形态，工件保持器能够摆动，由此能够实现自由度更高的工件的拆装。

(44)根据(42)项或(43)项记载的机械加工系统或工件搬运/拆装机器人，其中，所述工件搬运/拆装机器人具备分别成为所述工件保持器的多个工件保持器，通过这多个工件保持器能够同时保持多个工件。

根据本形态，能够连续地进行工件从一个模块的脱离(卸载)和工件向该模块的装配(装载)，能够缩短拆装花费的时间。其结果是，能够构筑出生产率高的机械加工系统。需要说明的是，通过与先前的形态、即工件保持器能够摆动的形态组合，能够容易地使多个工件保持器中的一个工件保持器选择性地位于拆装用的位置。

(45)根据(41)项、(41)’项至(44)项中任一记载的机械加工系统或工件搬运/拆装机器人，其中，所述工件搬运/拆装机器人以所述支撑部件能够绕着沿上下方向延伸的旋转轴线旋转的方式支撑于所述基台。

通过使支撑部件能够旋转，根据本形态，能够容易地进行例如工件从机械加工系统的左右侧的搬入、工件向机械加工系统的左右侧的搬出。

(46)根据(41)项、(41)’项至(45)项中任一记载的机械加工系统或工件搬运/拆装机器人，其中，所述工件搬运/拆装机器人具备使所述基台沿左右方向移动的基台移动装置。

根据本形态，依赖于基台移动装置的功能，能够进行模块间的工件的搬运。

附图说明

图1是表示实施例的机械加工系统的整体的立体图。

图2是配置于机械加工系统的对中加工模块的在拆卸了外装饰板的状态下表示的立体图。

图3是将对中加工模块的主要部分放大表示的立体图。

图4是配置于机械加工系统的立式车床模块的在拆卸了外装饰板的一部分的状态下表示的立体图。

图5是立式车床模块的在拆卸了外装饰板的状态下表示的立体图。

图6是将立式车床模块的主要部分放大表示的立体图。

图7是表示立式车床模块的基座块的剖面的图。

图8是表示构成立式车床模块具备的顶尖装置的尾座的剖视图。

图9是在来自上方的视点下表示立式车床模块具备的主轴与转塔的位置关系的示意图。

图10是在立式车床模块具备的壳体上设置的开闭器的在关闭的状态下表示的立体图。

图11是开闭器的在打开的状态下表示的立体图。

图12是表示在壳体的后方侧设置的罩的立体图。

图13是表示罩左右分离的情况的主视图。

图14是表示在机械加工系统配置工件搬运/拆装机器人的情况的立体图。

图15是表示处于搬运时姿势的工件搬运/拆装机器人的主体部的立体图。

图16是表示处于拆装时姿势的工件搬运/拆装机器人的主体部的立体图。

图17是将工件搬运/拆装机器人具有的工件保持器放大表示的立体图。

具体实施方式

以下，将可主张权利发明的代表性的实施方式作为实施例，参照附图进行详细说明。需要说明的是，可主张权利发明除了下述实施例之外，以前述〔发明形态〕一项记载的形态为首，能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良的各种形态来实施。而且，也可以利用〔发明形态〕的各项的说明记载的技术事项，来构成下述的实施例的变形例。

实施例

[A]机械加工系统的整体结构

如图1所示，实施例的机械加工系统构成为包括基座10和配置在基座10上的多个加工模块。广泛而言，机械加工系统是将多个作业模块并列配置的系统的一种。具体而言，多个加工模块是对中加工模块12及立式车床模块14。如图所示，如果定义方向，则对中加工模块12及立式车床模块14以彼此相邻的方式沿左右方向并列配置。从图1中的左侧朝向右侧通过对中加工模块12、立式车床模块14依次对1个工件进行加工。需要说明的是，在图中，虽然隐藏在外装饰板的里侧，但是在基座10的前方侧配置有用于搬运工件并且分别对于对中加工模块12、立式车床模块14进行工件的拆装的工件搬运/拆装机器人。

在基座10的内部配设有冷却剂罐，伴随着基于对中加工模块12及立式车床模块14的加工而产生的切削屑、在上述的加工时浇洒于工件的冷却剂向该冷却剂罐回收，回收后的切削屑由切削屑输送器16向后方排出，回收后的冷却剂通过冷却剂泵18而循环。

本机械加工系统是对于比较长的工件进行对中加工、车床加工的系统，特征之一在于左右方向、即搬运工件的方向(所谓“生产线长”)的宽度相当小。而且，能够将对中加工模块12、立式车床模块14更换为其他的加工模块，因此通过该更换，能够进行与工件对应的各种机械加工，成为通用性高的系统。

[B]对中加工模块

从表示拆卸了外装饰板的状态的图2可知，对中加工模块12大体上包括基台20、竖立设置于基台20的支柱22、支撑于支柱22而保持工件的工件保持装置24、用于对由工件保持装置24保持的工件实施加工的加工头26。

在基台20设有车轮28，另一方面，在基座10，以沿前后方向延伸的姿势铺设有轨道30。对中加工模块12以车轮28搭乘于轨道30上的方式配置在基座10上，通过车轮28在轨道30上滚动而对中加工模块12能够沿前后方向移动。在该机械加工系统的运转期间，对中加工模块12被定位于基座10，在后文说明的工具的更换时等，对中加工模块12能够向前方拉出。需要说明的是，该对中加工模块12在与其他的加工模块进行更换时，能够向后方拉出。

如果也参照将对中加工模块12的主要部分放大表示的图3进行说明，则工件保持装置24包括由支柱22支撑为能够旋转的支轴32和在支轴32的前端安装的卡盘34。卡盘34是通过爪从左右夹持工件W的构造。通过使支轴32旋转成任意的角度而将工件W以任意的角度姿势固定。

加工头26具有以沿上下方向延伸的姿势保持的主轴和在该主轴的下端保持的工具保持器，在工具保持器保持有能够更换的各种工具，例如钻头、立铣刀等。加工头26通过头移动装置36而沿前后方向、左右方向、上下方向移动，根据保持的工具，对工件W实施开孔加工、铣削加工等各种机械加工。

在支柱22的内部收容有工具库，在该工具库保持有多个能够更换的工具。在本对中加工模块12中，在支柱22的前方侧设置的门38打开，工具库向前方突出，在该状态下，自动地更换工具。

对中加工模块12是所谓加工中心，是通用的结构，但是在本机械加工系统中，主要进行向工件W的两端的对中加工、即用于开设中心孔的加工和对两端的端面进行切削的加工。顺便提及，向两端的加工通过利用工件保持装置24使工件W的上下颠倒来进行。

[C]立式车床模块

i)整体构造

从表示拆卸了外装饰板的一部分的状态的图4、表示拆卸了全部外装饰板的状态的图5可知，立式车床模块14包括外装饰板的一部分而形成壳体50。该壳体50用于划分加工空间，用于防止与车床加工相伴的冷却剂、切削屑等的飞散。

从表示没有壳体50的状态的图5可知，立式车床模块14大体上包括基台20、固定于基台20的基座块52、竖立设置于基座块52的支柱54、支撑于基座块52的主轴装置56、支撑于支柱54的梁58、在梁58的前端处被支撑的转塔60、将工件的上端的旋转中心朝向下方按压的顶尖装置62。

基台20是与对中加工模块12的基台相同的结构，同样设有车轮28。与对中加工模块12同样，立式车床模块14以车轮28搭乘于轨道30上的方式配置在基座10上，通过车轮28在轨道30上滚动，在后文说明的刀具的更换时等，能够向前方拉出。同样，在与其他的加工模块进行更换时，能够向后方拉出。

如果也参照将主要部分放大表示的图6进行说明，则基座块52在该立式车床模块14的左右方向上偏向右侧地配置，主轴装置56支撑于基座块52。如果也参照表示基座块52的剖面的图7进行说明，则主轴装置56具有主轴70和将主轴70保持为能够旋转的主轴箱72，以主轴70的旋转轴线沿上下方向延伸的姿势将主轴箱72固定于基座块52的前端部。在主轴70的下端部安装有滑轮74，在基座块52的后方配置的电动机76的旋转经由卷挂于滑轮74的同步带78来传递，由此使主轴70旋转。在主轴70的上端部安装有用于保持工件W的卡盘80，主轴70经由卡盘80来保持工件W。

需要说明的是，在基座块52的内部以沿前后延伸的姿势配设通道82，该通道82的前端向在主轴箱72的周围存在的环状的空间84开口，并且通道82的后端向基座块52的后端部开口。在通道82的后端配设有风扇86，通过该风扇86，吸引通道82内的空气，伴随于此，主轴箱72的周围的加热后的空气经由通道82被吸引。即，通道82、风扇86构成用于对主轴70进行冷却的主轴冷却装置。

竖立设置于基座块52的支柱54在该立式车床模块14的左右方向上偏向右侧地配置，梁58在该支柱54的左侧的侧面处支撑于支柱54，因此梁58在该立式车床模块14的左右方向上偏向左侧地配置。梁58以沿前后方向延伸的姿势被支撑为能够沿前后方向及上下方向移动。

转塔60将多个刀具100(具体而言为“车刀”)在保持盘102中保持在水平的一圆周上，通过使保持盘102间歇旋转而使工件W的切削加工所用的1个刀具100位于预定位置。顺便提及，转塔60的旋转轴线、详细而言保持盘102的旋转轴线与主轴70的旋转轴线平行。转塔60以位于该立式车床模块14的左右方向上的中心的方式，在自身的左侧支撑于梁58的前端，这在后文进行说明。

转塔60在工件W的切削加工中沿前后方向及上下方向移动，但是这通过利用梁移动装置104使梁58移动来进行。梁移动装置104使梁58沿前后方向及上下方向移动。

ii)顶尖装置

顶尖装置62是用于将支撑于主轴70的工件W的上端的旋转中心朝向下方按压的装置，包括前端部从上方顶住工件W的活顶尖110、保持活顶尖110而能够沿上下方向移动地支撑于支柱54的尾座112、使尾座112沿上下方向移动的尾座移动装置114。尾座移动装置114包括伺服电动机116而构成，经由滚珠丝杠机构118来驱动尾座112。通过对伺服电动机116进行控制，能够高精度地控制尾座112的上下方向的位置。

如图8(a)所示，尾座112包括外壳130、在外壳130内被保持为能够沿上下方向移动的保持器132。保持器132由彼此能够相对旋转的内筒134和外筒136构成，向内筒134插入并保持活顶尖110。在保持器132的外周、即外筒136的外周与外壳130的内周之间，由它们划分而形成有充满工作液的环状的液室138。

图8(a)是保持器132相对于外壳130而位于前进端的状态，图8(b)是活顶尖110与工件W抵接且保持器132相对于外壳130而后退了一定程度的距离l₁的状态。从这些图可知，通过保持器132相对于外壳130的后退而液室138的容积减小。即，液室138的容积根据保持器132相对于外壳130的移动而变动。

另一方面，在外壳130的内部，详细而言，在保持器132的旁边的部分形成有由工作液充满的辅助液室140。辅助液室140由设于外壳130的孔142、向该孔142插入的保持筒144、保持于保持筒144的柱塞146来划分形成。柱塞146以进入到辅助液室140的方式配设，能够相对于辅助液室140进退。并且，柱塞146由收容于保持筒144的压缩螺旋弹簧148朝向下方施力。

液室138与辅助液室140彼此连通，在通过保持器132相对于外壳130的移动而液室138的容积变动时，工作液在液室138与辅助液室140之间流入流出。伴随着工作液的流入流出，柱塞146相对于辅助液室140进退，伴随着该进退，压缩螺旋弹簧148对柱塞146的作用力变化。该作用力经由工作液向保持器132传递，与该作用力对应的力作用于保持器132。

具体而言，在活顶尖110与工件W抵接且保持器132相对于外壳130而后退了距离l₁时，如图8(b)所示，柱塞146后退距离l₂，依赖于与该距离l₂对应的压缩螺旋弹簧148的作用力，对保持器132向下方施力。该作用力产生的力成为活顶尖110顶住工件W的力。

即，通过辅助液室140、柱塞146、压缩螺旋弹簧148等构成的机构是向液室138内的工作液施加与该液室138的容积的变动对应的压力、以产生与移动的量相应大小的抑制保持器132相对于外壳130的移动的力的压力施加机构150，顶尖装置62依赖于该压力施加机构150来产生活顶尖110顶住工件W的力。

因此，在顶尖装置62中，活顶尖110顶住工件W的力根据保持器132相对于外壳130的移动的量而变化，因此通过控制活顶尖110与工件W抵接之后的向尾座112的下方的移动量，能够高精度地控制上述顶住力、即工件W的按压力。需要说明的是，根据顶尖装置62，经由工作液来产生按压力，因此与直接利用弹簧来产生按压力的情况不同，能够实现比较顺畅的按压。

在图中，辅助液室140、柱塞146、压缩螺旋弹簧148等仅各设置1个，但是实际上，在保持器132的周围的一部分各设有3个辅助液室140、柱塞146、压缩螺旋弹簧148等。通过设置多个辅助液室140、柱塞146、压缩螺旋弹簧148等而尾座112变得比较紧凑。需要说明的是，通过取代压缩螺旋弹簧148而配设弹簧常数不同的另外的压缩螺旋弹簧，能够变更上述按压力。

iii)主轴与转塔的位置关系

如果也参照图9来说明立式车床模块14中的主轴70与转塔60的位置关系、即加工位置处的工件与转塔60的位置关系，则在本立式车床模块14中，主轴70与转塔60沿前后方向错开配置。具体而言，主轴70的旋转中心O位于比转塔60的旋转中心O’靠后方的位置。这有助于减小该立式车床模块14的左右方向上的宽度L。

需要说明的是，通过使转塔60位于近前侧，在将该立式车床模块14从基座10拉出而更换刀具100时，能减少其拉出的量。

另一方面，转塔60的旋转中心O’在左右方向上存在于该立式车床模块14的中心线CL的附近，相对于此，主轴70的旋转中心O向右侧比较大地偏心。因此，通过使支撑转塔60的梁58向左侧偏心一定程度，即使在比较长的工件的加工时，梁58也不会与该工件发生干涉而能容易地进行其加工。而且，将梁58向左侧偏心配置的情况下，顶尖装置62的配置容易。即，尾座112必须配置在主轴70的上方，因此使梁58向左侧偏心配置、换言之使主轴70向右侧偏心配置也有助于避免梁58的动作与尾座112的动作的干涉。

由于是各结构要素具有上述那样的位置关系的立式车床模块14，因而在左右方向上，自身也紧凑，且机械加工系统整体也能够紧凑地构成。

iv)壳体的构造

图4所示的壳体50包含外装饰板的一部分而构成，以防止与车床加工相伴的冷却剂、切削屑等的飞散等为目的，来划分加工空间。壳体50将支撑于主轴70的工件和转塔60包围，为此，除了左右一对侧壁之外，前后还具有一对侧壁。

由于从前方侧进行工件相对于加工空间的搬入搬出，因此在前方的侧壁具有工件搬运用开口158(参照图11)，且具有用于对该工件搬运用开口158进行开闭的开闭器160。从表示关闭的状态的图10可知，开闭器160包括彼此上下并列配置的多个开闭板即上开闭板162及下开闭板164而构成。大体上，上开闭板162覆盖工件搬运用开口158的上半部分，下开闭板164覆盖工件搬运用开口158的下半部分。

在壳体50的主体(与2个开闭板不同的固定的部分)，在上开闭板162、下开闭板164的左方，设有沿着相对于上下方向而稍倾斜的方向(以下，关于开闭器160，有时简称为“上下方向”)彼此平行地延伸的第一引导件166、第二引导件168，上开闭板162、下开闭板164分别沿着第一引导件166、第二引导件168能够沿上下方向、即预定的移动方向移动。在壳体50的主体设有包含电动机、滚珠丝杠机构等而构成的上开闭板移动机构170，作为用于使上开闭板162沿开闭板移动方向移动的机构。

另外，在壳体50的主体，在上开闭板162的右方，以沿上下方向延伸的姿势固定有上齿杆172。在上开闭板162的右侧面支撑有能够旋转的与上齿杆172啮合的小齿轮174，在下开闭板164的右侧面以沿上下方向延伸的姿势固定有与小齿轮174啮合的下齿杆176。

在图10所示的状态下，当通过上开闭板移动机构170使上开闭板162向上方移动时，伴随于此，小齿轮174滚动，进而伴随于此，下开闭板164与下齿杆176一起向上方移动。即，上开闭板162与下开闭板164联动地移动，作为其结果，成为图11所示的状态。在该状态下，上开闭板162与下开闭板164彼此重合，工件搬运用开口158开放。顺便提及，从该状态开始，通过上开闭板移动机构170使上开闭板162向下方移动，由此上开闭板162与下开闭板164联动，返回图10的状态。

根据以上那样的构造，开闭器160具有包含第一引导件166、第二引导件168、上开闭板移动机构170、上齿杆172、小齿轮174、下齿杆176等而构成的机构、即为了对工件搬运用开口158进行开闭以选择性地实现多个开闭板162、164彼此重合的状态与彼此上下并列的状态的方式使这多个开闭板162、164联动地上下移动的伸缩型开闭板移动机构。通过具有这样的机构的开闭器160，即，通过具有伸缩型开闭器，在本立式车床模块14中，在上下方向上，能够使工件搬运用开口158比较大，比较长的工件的搬入、搬出变得容易。

另一方面，如图12所示，壳体50的后方侧的部分设为沿支柱54在前后左右扩展的罩190。在该罩190设有允许梁58向壳体50内插通的梁用开口192、允许尾座112向壳体50内进入的尾座用开口194。梁58通过梁移动装置104而上下移动，而且，尾座112通过尾座移动装置114而上下移动，因此在壳体50设有维持加工空间的划分并允许与梁58的上下移动相伴的梁用开口192的上下移动的梁用开口移动容许机构及维持加工空间的划分并允许与尾座112的上下移动相伴的尾座用开口194的上下移动的尾座用开口移动容许机构。即，设有防止冷却剂等从加工空间向后方的飞散并允许梁用开口192、尾座用开口194在上下方向上的移动的机构。

具体而言，梁用开口192、尾座用开口194分别由梁58、尾座112的基端部能够通过的框196、198划分形成，在上述框196、198各自的上下分别配设多个罩板200、202。详细而言，在对梁用开口192进行划分的框196的上下各配置有4张罩板200，在对尾座用开口194进行划分的框198的上下各配置有3张罩板202。

图示的状态是梁58、尾座112位于可动范围中的最上方的状态。在该状态下，配置在对梁用开口192进行划分的框196的上方的4张罩板200成为整体前后重合的状态，配置在框196的下方的4张罩板200成为虽然一部分重叠但是大致彼此上下并列的状态。同样，配置在对尾座用开口194进行划分的框198的上方的3张罩板202成为整体前后重合的状态，配置在框198的下方的3张罩板202成为虽然一部分重叠但是大致彼此上下并列的状态。

伴随着梁58、尾座112各自的上下方向的移动而框196、198也一起沿上下方向移动。从图12所示的状态开始，梁58朝向下方移动时，配置在框196的上方的罩板200沿上下方向展开，而且，配置在框196的下方的罩板200沿上下方向重叠。在梁58成为位于可动范围中的最下方的状态时，配置在框196的上方的罩板200成为虽然一部分重叠但是大致彼此上下并列的状态，配置在框196的下方的罩板200成为整体前后重合的状态。同样，在尾座112朝向下方移动时，配置在框198的上方的罩板202沿上下方向展开，而且，配置在框198的下方的罩板202沿上下方向重叠。在尾座112成为位于可动范围的最下方的状态时，配置在框198的上方的罩板202成为虽然一部分重叠但是大致彼此上下并列的状态，配置在框198的下方的罩板202成为整体前后重合的状态。

通过进行上述的动作，包含框196、198、多个罩板200、202而在罩190构成有允许与框196、198的移动相伴的这多个罩板200、202的移动的伸缩型罩板移动容许机构，分别包含该伸缩型罩板移动容许机构而构成上述的梁用开口移动容许机构及尾座用开口移动容许机构。通过采用上述的机构，壳体50能够确保梁58、尾座112在上下方向上的比较大距离的移动，并防止冷却剂等从加工空间向后方的飞散。

如果参照图13进一步说明，则罩190如图13(a)那样安装，但是对梁用开口192进行划分的框196成为字形状，详细而言，成为朝向右方(朝向尾座用开口移动容许机构)开口的形状，对尾座用开口194进行划分的框198成为字形状，详细而言，成为朝向左方(朝向梁用开口移动容许机构)开口的形状，由此如图13(b)所示，罩190能够左右分离。进而言之，彼此左右并列的梁用开口移动容许机构、尾座用开口移动容许机构分别被单元化，作为2个单元204、206，以左右分离的方式能够拆卸。

如上所述，壳体50通过使罩190能够分离，不会对存在于加工空间的梁58、尾座112造成妨碍而能够拆卸罩190。由此，能容易地进行罩190的清扫、保养。

[D]工件搬运/拆装机器人

如先前说明所述，在基座10的前方侧配置有用于搬运工件且分别对于对中加工模块12、立式车床模块14进行工件的拆装的工件搬运/拆装机器人。如果参照图14进行说明，则工件搬运/拆装机器人210以支撑于基座10的前方、详细而言支撑于基座10的前侧面的方式配置。

工件搬运/拆装机器人210大体上能够划分为具有基台212的主体部214、为了使主体部214沿左右方向移动而使基台212沿左右方向移动的基台移动装置216。通过将基台移动装置216支撑于基座10的前侧面而将该工件搬运/拆装机器人210支撑于基座10的前侧面。需要说明的是，基台移动装置216以伺服电动机为驱动源，基台212的移动动作由省略图示的机器人控制装置控制。

如果参照表示将工件左右搬运时的姿势即搬运时姿势的图15、表示将工件相对于对中加工模块12、立式车床模块14分别拆装时的姿势即拆装时姿势的图16进行说明，则工件搬运/拆装机器人210的主体部214大体上包括基台212、支撑部件218、第一臂220、第二臂222、肘节部件224、工件保持器226。主体部214设为所谓多关节型的机器人。

支撑部件218具有基座板228和竖立设置于基座板228的一对支柱230。一对支柱230分别沿上下方向延伸，彼此空出间隔地竖立设置。支撑部件218在基座板228中，绕着沿上下方向延伸的旋转轴线L₀能够旋转地支撑于基台212。在基台212内置有支撑部件旋转装置，通过该支撑部件旋转装置，使支撑部件218绕旋转轴线L₀旋转。

第一臂220夹于支撑部件218的一对支柱230之间，在自身的基端部支撑于一对支柱230的上端部。第一臂220包括空出间隔而彼此固定地连结的一对臂板232。第一臂220相对于支撑部件218，能够绕着与上下方向垂直的第一转动轴线L₁转动。第二臂222在自身的基端部以由一对臂板232夹持的方式支撑于第一臂220的前端部。第二臂222相对于第一臂220，能够绕着与第一转动轴线L₁平行的第二转动轴线L₂转动。肘节部件224以能够绕着与第一转动轴线L₁、第二转动轴线L₂平行的第三转动轴线L₃旋转的方式支撑于第二臂222的前端部。

如果也参照图17进行说明，则工件保持器226以包括把持工件W的一对把持爪234而构成的夹紧件236为主体，在本工件搬运/拆装机器人210中，通过设有两对把持爪234、即2个夹紧件236，而具有多个工件保持器226、详细而言为2个工件保持器226。通过这2个工件保持器226分别保持工件W而本工件搬运/拆装机器人210能够同时保持多个工件W、详细而言为2个工件W。工件保持器226能够绕着摆动轴线L₄摆动地保持于肘节部件224，该摆动轴线L₄平行于与第一转动轴线L₁、第二转动轴线L₂及第三转动轴线L₃垂直的面而延伸。

第一臂220、第二臂222、肘节部件224各自的转动动作、工件保持器226的摆动动作分别通过以伺服电动机为驱动源的工作装置进行，它们的动作由先前说明的机器人控制装置控制。

本工件搬运/拆装机器人210采用彼此连结的第一臂220、第二臂222、即串行地连结的2个臂，由此主体部214的姿势的自由度高，因此能够进行自由度高的工件的拆装。

另外，在图15所示的搬运时姿势下，上述第一臂220、第二臂222成为折叠的状态，在该状态下，第一臂220、第二臂222、肘节部件224、工件保持器226及保持于工件保持器226的工件W收纳在构成支撑部件218的一对支柱230之间。因此，本工件搬运/拆装机器人210将工件W以紧凑的姿势保持，能够在对中加工模块12与立式车床模块14之间搬运，有助于使机械加工系统自身紧凑化。

如先前说明所述，通过立式车床模块14加工的工件被装配的位置是从该模块14的左右方向上的中心偏向右侧的位置。相对于此，在对中加工模块12中工件被装配的位置设为该模块12的左右方向上的中心的位置。即，上述的模块12、14的工件的装配位置在左右方向上不同。关于这样的装配位置的差异，在本工件搬运/拆装机器人210中，在使主体部214位于各个模块12、14的正面的状态下，通过使工件保持器226绕摆动轴线L₄摆动来应对。即，工件保持器226能够摆动，由此能够进行自由度极高的工件的拆装。

另外，如先前说明所述，本工件搬运/拆装机器人210具有多个工件保持器226，在这些工件保持器226分别能够同时保持工件。因此，工件从1个模块的脱离(卸载)与工件向该模块的装配(装载)能够连续进行，能够缩短拆装花费的时间。

此外，本工件搬运/拆装机器人210由于主体部214即基台212能够绕旋转轴线旋转，因此能够进行加工前的工件向该机械加工系统的搬入、加工后的工件从该机械加工系统的搬出。详细而言，在主体部214位于对中加工模块12的正面的状态下，该主体部214取为朝左的姿势，由此从对中加工模块12的左侧搬入工件，而且，在主体部214位于立式车床模块14的正面的状态下，该主体部214取为朝右的姿势，由此能够向立式车床模块14的右侧搬出工件。

[E]变形例

在上述实施例的机械加工系统中，在1个基座10上配置了2个模块12、14，但是例如通过增大基座或者将2个以上的基座10并列而构成1个基座，也能够配置3个以上的模块。在这种情况下，例如，还可以配置1个以上的立式车床模块14。

另外，在上述实施例中，配置了对中加工模块12、立式车床模块14，但是也可以配置其他的模块、例如卧式车床模块等其他的加工模块。此外，不仅是进行机械加工的模块，而且也可以配置用于在机械加工之前或之后进行的处理的模块。

附图标记说明

10：基座 12：对中加工模块〔加工模块〕 14：立式车床模块〔加工模块〕 50：壳体54：支柱 56：主轴装置 58：梁 60：转塔 62：顶尖装置 70：主轴 72：主轴箱 100：刀具 104：梁移动装置 110：活顶尖 112：尾座 114：尾座移动装置 130：外壳 132：保持器 138：液室140：辅助液室 146：柱塞 148：压缩螺旋弹簧 150：压力施加机构 158：工件搬运用开口160：开闭器 162：上开闭板 164：下开闭板 170：上开闭板移动机构 190：罩 192：梁用开口194：尾座用开口 196、198：框 200、202：罩板 210：工件搬运/拆装机器人 212：基台 216：基台移动装置 218：支撑部件 220：第一臂 222：第二臂 224：肘节部件 226：工件保持器230：支柱。

Claims (7)

1.一种机械加工系统，构成为包括基座和以能够脱离的方式沿左右方向并列配置于该基座上的多个加工模块，通过所述多个加工模块对工件依次进行机械加工，

所述多个加工模块中的至少一个加工模块为立式车床模块。

2.根据权利要求1所述的机械加工系统，其中，

所述立式车床模块具备：

主轴，对工件的下端部进行支撑，使该工件绕着沿上下方向延伸的轴线旋转；

支柱，竖立设于该主轴的后方；

梁，以沿前后方向延伸的姿势且以能够沿上下方向及前后方向移动的方式支撑于所述支柱；

转塔，支撑于该梁的前端，保持多个刀具并能够绕着与所述主轴的轴线平行的轴线进行间歇旋转；及

梁移动装置，为了使该转塔在工件加工时移动而使所述梁沿上下方向及前后方向移动。

3.根据权利要求2所述的机械加工系统，其中，

所述梁从该立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的一方而配置，所述主轴从该立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的另一方而配置。

4.根据权利要求2或3所述的机械加工系统，其中，

所述立式车床模块具备将支撑于所述主轴的工件的上端的旋转中心朝向下方按压的顶尖装置，

该顶尖装置具有：

前端部顶住工件的活顶尖；

保持该活顶尖并以能够沿所述支柱在上下方向上移动的方式支撑于支柱的尾座；及

使该尾座沿上下方向移动的尾座移动装置。

5.根据权利要求4所述的机械加工系统，其中，

所述尾座具备：

外壳；

保持器，以能够沿上下方向移动的方式保持于该外壳内，对所述活顶尖进行保持；

液室，由所述外壳和保持器划分而在内部充满工作液，且容积根据该保持器相对于该外壳的移动而变动；及

压力施加机构，向该液室内的工作液施加与所述液室的容积的变动对应的压力，以产生与移动的量相应大小的抑制所述保持器相对于所述外壳的移动的力，

所述顶尖装置构成为，依赖于所述压力施加机构来产生所述活顶尖顶住工件的力。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的机械加工系统，其中，

所述立式车床模块为了在所述支柱的前方侧划分加工空间而具备将支撑于所述主轴的工件和所述转塔包围的壳体，

该壳体具有：

工件搬运用开口，为了工件相对于加工空间的搬入或搬出而设于前方侧；及

开闭器，用于对该工件搬运用开口进行开闭，

该开闭器具有：

多个开闭板，在该开闭器关闭的状态下以彼此上下并列的方式配置且分别局部地覆盖所述工件搬运用开口；及

伸缩型开闭板移动机构，为了对所述工件搬运用开口进行开闭，以选择性地实现所述多个开闭板彼此重合的状态与所述多个开闭板彼此上下并列的状态的方式使所述多个开闭板联动地上下移动。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的机械加工系统，其中，

所述立式车床模块为了在所述支柱的前方侧划分加工空间而具备将支撑于所述主轴的工件和所述转塔包围的壳体，

所述梁从所述立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的一方而配置，所述主轴从所述立式车床模块的左右方向的中心偏向左右方向上的另一方而配置，

所述立式车床模块具备将支撑于所述主轴的工件的上端的旋转中心朝向下方按压的顶尖装置，

该顶尖装置具有：(a)前端部顶住工件的活顶尖；(b)保持该活顶尖并以能够沿所述支柱在上下方向上移动的方式支撑于支柱的尾座；及(c)使该尾座沿上下方向移动的尾座移动装置，

所述壳体具有：

设于后方侧并允许所述梁向该壳体内插通的梁用开口和设于后方侧并允许所述尾座向该壳体内进入的尾座用开口；及

维持该壳体对加工空间的划分并允许与所述梁的上下移动相伴的梁用开口的上下移动的梁用开口移动容许机构和维持该壳体对加工空间的划分并允许与所述尾座的上下移动相伴的尾座用开口的上下移动的尾座用开口移动容许机构，

所述梁用开口移动容许机构及所述尾座用开口移动容许机构分别具有：

划分开口并能够上下移动的框；

在该框的上下分别配置的多个罩板；及

在所述多个罩板彼此重合的状态与所述多个罩板彼此上下并列的状态之间允许与所述框的移动相伴的所述多个罩板的移动的伸缩型罩板移动容许机构。