JP2000052183A - カバー装置の損傷防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械のカバー装置が高速に移動して振動
が大きくなり、カバー装置が損傷するという事故を未然
に防止する装置の提供。 【解決手段】 工作機械の駆動部位を覆うように設置さ
れたカバー装置１であって、このカバー装置１内で水平
Ｘ軸方向に移動する堅枠部材１ａの上下Ｙ軸方向中央部
枠体１ｂに、工作機械の主軸スリーブ４を一体的に取り
付ける。堅枠部材１ａの上端面に振動検出センサ２を取
り付け、検出された振動値のうち、工作機械の非加工時
における振動値のみを設定値８と比較して制御部１０に
て主軸スリーブ４の移動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体を有する機械
における移動部位を保護するカバーに関するものであ
り、更に詳しくは工作機械特にマシニングセンタの摺動
面や間隙等を保護するカバー装置の損傷防止装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】横型マシニングセンタにおいて水平Ｘ軸
方向と上下Ｙ軸方向とのなす鉛直平面上を２方向に移動
する主軸頭及び主軸の移動範囲を覆い、摺動面等を切粉
・切削水等から保護するカバーとして、以前から大きな
一枚のカバーを主軸頭に一体的に取り付けることが行わ
れていた。しかしこのものは主軸頭の鉛直平面内での移
動量とカバー移動量が等しくなり、主軸頭の移動ストロ
ークが大きなものでは、主軸頭がストローク端まで移動
したときカバーの端部が機械本体から大きく外方にはみ
出すことになる。そのため機械全体の所要床面積が大き
くなるという欠点を有していた。

【０００３】その上主軸頭として大きなカバーの分だけ
重量が増大するため、主軸頭移動に要する動力が増大
し、大きな駆動源を設置しなければならないという欠点
があった。また他の従来技術としてそれぞれの摺動面に
対して別々に例えばテレスコピック式のカバーを取り付
ける方法が用いられる場合があった。しかしこの場合に
はカバーとしての部品点数が多くなり構造が複雑になる
という欠点があった。

【０００４】これらの欠点を解消するものとして従来か
ら図４〜図９に示すカバー装置が知られている。先ずこ
のカバー装置を取り付ける横型マシニングセンタの概略
を図４により説明する。

【０００５】ベース１０１は図示しない基礎の上に設置
されていて、上面奥に水平面内で左右Ｘ軸方向に摺動面
１０２が設けられている。そしてこの摺動面１０２上に
コラム１０３が載置されていて、Ｘ軸方向に移動位置決
め可能とされている。コラム１０３の前面には上下Ｙ軸
方向に摺動案内部１０４が設けられていて、この摺動案
内部１０４に主軸頭１０５が移動位置決め可能に取り付
けられている。

【０００６】主軸頭１０５にはＸ軸方向に直角の水平Ｚ
軸方向に角柱状の主軸スリーブ１０６が設けられてい
て、この主軸スリーブ１０６内に主軸１０７が回転可能
に軸承され定角度位置停止可能とされる。そして主軸１
０７の先端部には工具を装着可能にテーパ穴１０７ａが
形成されている。ベース１０１の手前側上面でコラム１
０３の前方にはＺ軸方向に摺動面１０８が設けられてい
て、この摺動面１０８上にワーク固定用のテーブル１０
９がＺ軸方向に移動位置決め可能に載置されている。

【０００７】コラム１０３の側部には自動工具交換装置
の本体１１０が設置されていて、この本体１１０の左側
垂直面に回動割出自在にチエーン式の工具マガジン１１
１が設けられている。本体１１０には水平面内で工具マ
ガジン１１１側と本体１１０の前面側との間を９０°旋
回割出し可能にレディステーション１１２が取り付けら
れていて、工具マガジン１１１から新工具を受け取り、
また使用済工具を工具マガジン１１１を返却する。

【０００８】更に本体１１０の前面には垂直面内にて旋
回割出し可能に工具交換アーム１１３が取り付けられて
いて、本体１１０の前面側に待機しているレディステー
ション１１２に保持されている新工具と、Ｘ軸方向及び
Ｙ軸方向に移動して所定位置に位置決めされた主軸１０
７の先端テーパ穴１０７ａに装着されている使用済工具
とを交換する。

【０００９】１２０は従来技術としてのカバー装置の一
例であって、横型マシニングセンタの加工部位であるテ
ーブル１０９側と機械本体側コラム１０３側とを隔てる
位置でベース１０１上に設けられている。

【００１０】次にこのカバー装置１２０の各構成要素に
ついて図５〜図８にもとづいて説明する。

【００１１】カバー装置１２０はＸ軸方向の両外側の枠
体１２１が外観上縦に長い箱状をなしていて開口部を互
いに向き合わせた状態でベース１０１上にボルト１２２
により固定されている。そして二つの枠体１２１間には
断面長方形状のガイドレール１２３ａ，１２３ｂが上下
に２本Ｘ軸方向にボルト１２４によって枠体１２１に取
り付けられ、更にベース１０１に固定の図示しないブラ
ケットによって支えられている。

【００１２】左右両枠体１２１には内のり寸法に丁度遊
嵌する外形寸法を有する第１スライドカバー１２５がそ
れぞれ収納可能とされていて、この第１スライドカバー
１２５には上ガイドレール１２３ａに対して上面と両側
面とを摺動するすべり板１２６ａ及び下ガイドレール１
２３ｂに対して両側面を摺動するすべり板１２６ｂが取
り付けられている。

【００１３】また左右の両外側枠体１２１の天井板面に
はＸ軸方向に所定長さの係合溝１２１ａが刻設されてい
て、この溝１２１ａに係合する駒１２７が第１スライド
カバー１２５の天井板上面に突設している。そして第１
スライドカバー１２５のＸ軸方向移動量を規制してい
る。左右両第１スライドカバー１２５には内のり寸法に
丁度遊嵌する外形寸法を有する第２スライドカバー１２
８がそれぞれ収納可能とされていて、この第２スライド
カバー１２８には上ガイドレール１２３ａに対して上面
と両側面とを摺動するすべり板１２９ａ及び下ガイドレ
ール１２３ｂに対して両側面を摺動するすべり板１２９
ｂが取り付けられている。

【００１４】また左右両第１スライドカバー１２５の天
井板内面にはＸ軸方向に所定長さの係合溝１２５ａが刻
設されていて、この溝１２５ａに係合する駒１３０が第
２スライドカバー１２８の天井板上面に突設している。
そして第２スライドカバー１２８のＸ軸方向移動量を規
制している。

【００１５】左右両第２スライドカバー１２８には内の
り寸法に丁度遊嵌する外形寸法を有する第３スライドカ
バー１３１がそれぞれ収納可能とされていて、この第３
スライドカバー１３１には上ガイドレール１２３ｄに対
して上面と両側面とを摺動するすべり板１３２ａ及び下
ガイドレール１２３ｂに対して両側面を摺動するすべり
板１３２ｂが取り付けられている。また左右両第２スラ
イドカバー１２８の天井板内面にはＸ軸方向に所定長さ
の係合溝１２８ａが刻設されていて、この溝１２８ａに
係合する駒１３３が第３スライドカバー１３１の天井板
上面に突設している。そして第３スライドカバー１３１
のＸ軸方向移動量を規制している。

【００１６】上記説明では各スライドカバーがガイドレ
ールに対しすべり板によって案内されるように述べた
が、図９に示す如くすべり板に代わってローラ１３４及
びローラ支持体１３５を各スライドカバーに取り付け
て、ローラ１３４をガイドレール１２３ａ，１２３ｂに
接触させて案内させることも可能である。

【００１７】上述の如く枠体１２１・第１スライドカバ
ー１２５・第２スライドカバー１２８・第３スライドカ
バー１３１は水平方向に移動するテレスコピック式に組
み合わされていて、最内側の左右対称２つの第３スライ
ドカバー１３１の間には堅枠部材１３６が連結板１３７
により一体的に固着されている。この堅枠部材１３６に
は上記水平方向に移動するテレスコピック的のカバーと
同様の構造を有する上下方向移動のテレスコピック式カ
バー１３８が組み込まれている。そしてこの上下方向テ
レスコピック式カバー１３８の中央位置には主軸スリー
ブ１０６用の枠体１３９が取り付けられていて、この枠
体１３９には主軸スリーブ１０６貫通用の穴１３９が設
けられている。

【００１８】穴１３６ａからは主軸スリーブ１０６が間
隙のない状態でテーブル１０９側に突出していて、穴１
３６ａと主軸スリーブ１０６との間は切粉及びその切削
水が侵入しないようになっている。そして主軸スリーブ
１０６の上下方向移動は枠体１３９とともに移動し、水
平方向移動は堅枠部材１３６とともに移動することによ
りテーブル１０９上に載置されるワークに対し各種の切
削加工を行う。

【００１９】このとき発生する切粉及び切削水の飛沫等
はこのカバー装置１２０により遮られて、本機コラム１
０３側への侵入が防止されコラム１０３側の各摺動部そ
の他が保護されるものである。従来は上記カバー装置１
２０が充分保護機能を果たしていた。しかし近年すべて
の動作が高速化され、主軸スリーブの上下方向・水平方
向の移動も高速に行われるようになってきた。従って上
記カバー装置１２０の上下動及び水平動も必然的に高速
にならざるを得ず、従来から３０〜６０ｍ／ｍｉｎが実
用段階の状態であったのが、最近は高速域として１００
〜１２０ｍ／ｍｉｎが開発段階となってきた。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述のような状況にあ
って、従来からの実用低速段階では満足されていた機能
も開発中の高速段階では満足できないようになってき
た。即ち従来の低速移動時には生じなかったものが、高
速化に伴ってカバー摺動部の摩耗によるカバーのがたつ
き、及びそれに伴う騒音・振動等の現象が生じるという
問題が起きてきた。

【００２１】更にテレスコピック式の各カバー板間の隙
間に切粉等が侵入した場合、従来ならばカバーが移動を
停止することにより異常を認識して、作業者が切粉を取
り除くのみで正常状態を早急に復旧できた。しかし高速
移動ではカバーが停止するまでにカバー自体が変形させ
られて、損傷する場合があり、損傷変形状態を正常状態
に修復する作業に多大の工数を要するという問題が発生
してきた。そしてこれらの問題を解消する対策が未だ開
発されていない状況であった。本発明は従来技術有する
このような問題に鑑みなされたものであって、その目的
とするところは高速化に伴うカバーの振動を事前に検知
し、損傷を予防する装置を提供しようとするものであ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された本発明の装置は、工作機械の
移動部と一体に移動する部分を有するカバー装置におい
て、該カバー装置に設けられて移動時のカバー装置の振
動を検出するセンサと、該センサの出力値を設定値と比
較する比較部と、該比較部の比較結果にもとづき工作機
械の移動部の移動停止を指令する制御部とを設けたもの
である。

【００２３】上述の装置によればカバー装置に振動検出
センサを取り付けてセンサの検出振動値が設定値よりも
大きくなったとき、カバー装置の移動を停止させるよう
になしたのでカバー装置の異常を早期に発見することが
出来て、カバー装置の損傷を未然に防ぐことが出来るよ
うになった。

【００２４】請求項２に記載された本発明の装置は、工
作機械の切削加工時・非切削加工時を識別する識別部を
設け、非切削加工時のみ工作機械の移動部の移動停止を
指令するようになしたものである。上述の装置によれば
非加工時の振動値のみにてカバーの移動を制御するた
め、切削加工による振動とは無関係となり、純粋にカバ
ー装置のがたつきによる振動を得ることが出来て、カバ
ーの損傷を未然に防ぐことが可能となった。

【００２５】以下本発明の実施の形態を図面にもとづき
説明する。カバー装置としては構造的には特定するもの
ではなく、従っていかなる構造のカバー装置であっても
本発明を実施することが可能である。そこで本実施例と
しては上記従来技術にて示したものと同様のカバー装置
１に本発明を適用した場合について説明する。

【００２６】カバー装置１において水平Ｘ軸方向に移動
する堅枠部材１ａの上端面に振動検出センサ２として例
えばＫＥＹＥＮＣＥ社製の高精度振動センサＧＡシリー
ズを取り付ける。この振動検出センサ２は水平Ｘ軸方向
の振動検出用としてセンサ２ａを、また上下Ｙ軸方向の
振動検出用としてセンサ２ｂを取り付け、それぞれのセ
ンサ２ａ，２ｂに増幅器３ａ，３ｂを接続する。

【００２７】堅枠部材１ａの上下方向中央部にはマシニ
ングセンタの主軸スリーブ４を貫通して一体的に堅枠部
材１ａ内にて上下Ｙ軸方向に移動する枠体１ｂが設けら
れている。この状態で主軸スリーブ４が例えばＸ軸方向
にのみ移動した場合であっても、振動は必ずしもＸ軸方
向のみ発生するとは限らずＸ軸方向のセンサ２ａのみが
振動検出を行うことはない。

【００２８】実験によればセンサ２ａ，２ｂ両者共、同
程度の振動値を検出する結果を得た。これは駆動部の影
響，カバーの構造などにより一方向のみの振動となるこ
とはないため、Ｘ軸方向検出センサ２ａ・Ｙ軸方向検出
センサ２ｂの両センサにて検出を行う。検出した振動値
はＸ軸方向検出センサ２ａの検出値・Ｙ軸方向検出セン
サ２ｂの検出値の区別を行うことなく制御装置５に入力
し、いずれが大きい方の振動値に対応させて各種制御を
行う。

【００２９】図２は検出された振動値を用いて制御する
場合の制御用のブロック図である。カバー装置に取り付
けられた振動検出センサ２ａ，２ｂは常に振動値を検出
している。しかしマシニングセンタが切削加工中の場合
には、切削加工に起因する振動をも合わせて検出するこ
とになり、カバー装置１の移動に起因する振動のみを検
出することが出来ない。そこでマシニングセンタが切削
中のときのみ制御部１０から信号を識別部６に送り、識
別部６では増幅器３ａ，３ｂから入力した振動値のうち
マシニングセンタの非切削加工時の振動値のみを次の比
較部７に送る。

【００３０】別に振動値がカバー装置１の移動を続行さ
せることが可能な振動値かまたは移動を停止させねばな
らない異常な振動値かを決定する基準値として設定値８
を設ける。比較部７では識別部６から送られた振動値を
設定値８と比較し、判断データを算出し判定部９に送
る。比較部７から送られた判断データにもとづき検出し
た振動値が支障のない値か異常な値かを判定部９にて判
定する。

【００３１】判定部９の判定結果を受けて制御部１０で
は振動値が支障のない値の場合にはマシニングセンタの
主軸スリーブ４の移動を続行させ、異常な値の場合には
指令を停止装置１１に送ると同時に指令をアラーム表示
装置１２に送る。停止装置１１では送られた指令により
主軸スリーブ４の移動を停止させカバー装置１が損傷す
ることを未然に防止する。またアラーム表示装置１２で
は送られた指令によりアラームを表示して作業者に振動
値が異常であることを報せる。

【００３２】図３はカバー装置１の振動を検出し制御を
行う場合のフローチャートである。

【００３３】ステップＳ１ではカバー装置１の振動値を
振動センサ２により検出する。ステップＳ２ではステッ
プＳ１にて検出した振動値がマシニングセンタの切削加
工中にピックアップしたか否かを判定する。ＹＥＳの場
合には切削加工中につき切削作業を続行させステップＳ
１に戻り振動値の検出を続行する。ＮＯの場合にはステ
ップＳ３に移行する。

【００３４】ステップＳ３ではステップＳ１にて検出し
た振動値が所定の設定値よりも大か否かを判定する。Ｎ
Ｏの場合には非加工時での振動値が小さいためカバー移
動を続行させステップＳ１に戻り振動値の検出を続行す
る。ＹＥＳの場合にはステップＳ４に移行する。

【００３５】ステップＳ４では停止装置１１により主軸
スリーブ４の移動を停止させる。ステップＳ５ではアラ
ーム表示装置１２にアラーム表示を行い、作業者に異常
を報せ、この制御を終わる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の装置は上述のとおり構成されて
いるので次に記載する効果を奏する。

【００３７】請求項１の装置では、カバー装置に振動検
出センサを取り付けているためカバー装置の振動を確実
に取り上げることができる。また検出振動値を設定値と
比較してカバー装置の移動を制御するようになしたの
で、カバー装置の異常を早期に発見することが出来る。
そのためカバー装置の損傷を未然に防ぐことが出来る。

【００３８】請求項２の装置では、工作機械の非加工時
の振動値のみにてカバー装置の移動制御を行わせるよう
になしたので、切削加工に起因する振動とは無関係とな
り、純粋にカバー装置のがたつきに起因する振動を拾い
上げることが出来て、カバー装置の損傷を未然に防ぐこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置の概略説明図である。

【図２】本発明の制御用ブロック図である。

【図３】本発明の制御用フローチャートである。

【図４】従来技術のカバー装置を取り付けるマシニング
センタの概略説明図である。

【図５】従来技術のカバー装置の外観説明図である。

【図６】図５のカバー装置の裏側状態概略図である。

【図７】従来技術のカバー装置の一部断面説明図であ
る。

【図８】従来技術のカバー装置の摺動部説明図である。

【図９】従来技術のカバー装置摺動部の他の実施例説明
図である。

【符号の説明】

１ カバー装置 ２ 振動検出センサ ４ 主軸スリーブ ６ 識別部 ７ 比較部 １０ 制御部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年８月１１日（１９９８．８．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】 これは駆動部の影響，カバーの構造などに
より一方向のみの振動となることはないため、Ｘ軸方向
検出センサ２ａ・Ｙ軸方向検出センサ２ｂの両センサに
て検出を行う。検出した振動値はＸ軸方向検出センサ２
ａの検出値・Ｙ軸方向検出センサ２ｂの検出値の区別を
行うことなく制御装置５に入力し、いずれが大きい方の
振動値に対応させて各種制御を行う。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の移動部と一体に移動する部分
   を有するカバー装置において、該カバー装置に設けられ
   て移動時のカバー装置の振動を検出するセンサと、該セ
   ンサの出力値を設定値と比較する比較部と、該比較部の
   比較結果にもとづき工作機械の移動部の移動停止を指令
   する制御部とを設けたカバー装置の損傷防止装置。
2. 【請求項２】 工作機械の切削加工時・非切削加工時を
   識別する識別部を設け、非切削加工時のみ工作機械の移
   動部の移動停止を指令するようになした請求項１に記載
   のカバー装置の損傷防止装置。