JP2000061755A

JP2000061755A - 工作機械

Info

Publication number: JP2000061755A
Application number: JP10232182A
Authority: JP
Inventors: Ei Yamamoto; 鋭山本
Original assignee: HIRAIWA IRON WORKS; HIRAIWA TEKKOSHO KK
Current assignee: HIRAIWA IRON WORKS; HIRAIWA TEKKOSHO KK
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの加工と脱着操作を並行して行え、省ス
ペースなテーブルを用い得ると共に、専用の飛沫防護壁
を用いることなく、加工用と脱着用の各スペースを仕切
ることができ、切り屑等の排出も容易とした工作機械を
提案する。【解決手段】フロア面Ｆに対し平行で且つ水平に配設さ
れたスピンドル軸２５，２６と、表裏両面にテーブル面
１１,１２を有し、上記スピンドル軸２５，２６に固定さ
れた工具２１,２２による加工時に何れかのテーブル面
１１,１２が上記スピンドル軸２５，２６の各中心線ｅ
と直交し且つ垂直姿勢になるテーブル１０と、上記各テ
ーブル面１１，１２に設けたワーク固定手段Ｋと、上記
テーブル１０の各テーブル面１１，１２間における水平
方向の中心軸の両端に該テーブル１０を回転可能に軸支
する一対の回転軸７，７とを含む、工作機械１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば横マシニン
グ式等の工作機械に関し、特にワークの加工と加工前後
のワークの脱着操作とを並行して行うことができる工作
機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工作機械においては、ワークの
加工中は別のワークを装着できず、そのサイクルタイム
にはワークの脱着操作の時間も含まれている。そこで、
ワークの脱着時間を短くして生産性を上げ、且つ設置ス
ペースを少なくする工作機械の提案がされている。係る
提案の工作機械９０は、図７に示すように、テーブル９
２上に第１ワーク９３用の加工側９４及び第２ワーク９
６をセットした装着側９５を有している。上記テーブル
９２は図示で左右方向に移動可能であり、これによる主
軸台９１との相対移動により、加工側９４と装着側９５
は互いに置換可能とされている。

【０００３】尚、加工側９４と装着側９５との間には、
収容部９９内から図示で垂直に出没可能な飛沫防護壁９
８が位置し、加工中は切削油や切り屑等が装着(脱着)側
９５へ飛散するのを防ぐと共に、テーブル９２の移動時
には主軸台９１との衝突を回避可能としている(特開平
７−２２３１４４号公報参照)。また、同様にテーブル
上に複数のワークを回転可能にセットし、且つテーブル
と主軸台の双方を移動可能とした提案もなされている
(特開平５−２２８７５９号公報参照)。

【０００４】しかしながら、上記の各技術では、テーブ
ル上の同一平面をワークの加工用と脱着用のスペースに
区分して、テーブルと主軸台を相対移動させているの
で、加工と着脱操作を並行して行えるが、次のような問
題点があった。即ち、ワークの加工用と脱着用の平面を
同一面上に有する広い面積のテーブルを必要とし、且つ
加工用と脱着用の各スペースを仕切る飛沫防護壁を必要
とする。また、テーブルと主軸台を相対移動する際、飛
沫防護壁が主軸台に衝突しないように、それをスライド
させる機構も必要となる。しかも、加工時に排出される
切り屑はそのテーブル上に残るため、各スペースごとに
その排出手段を考慮せざるを得なかった。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上に説明した従
来の技術における問題点を解決し、ワークの加工と脱着
操作を並行して行え、省スペースなテーブルを用い得る
と共に、専用の飛沫防護壁を用いることなく、加工用と
脱着用の各スペースを仕切ることができ、更に、切り屑
等の排出も容易とした工作機械を提案することを課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、テーブルをその中心軸の両端で回転可能と
し、平面状テーブルの表裏両面、或いは３角形以上の多
角柱を呈するテーブルの各テーブル面ごとにワークをセ
ットすることに着想して成されたものである。即ち、本
発明の工作機械は、工具を固定し且つ回転するスピンド
ル軸と、互いに対称な複数のテーブル面を有し、上記ス
ピンドル軸に固定された工具による加工時に何れかのテ
ーブル面が上記スピンドル軸の中心線と任意の角度で交
差するテーブルと、上記各テーブル面に設けたワーク固
定手段と、上記テーブルにおける複数の各テーブル面間
の中心軸の両端に上記テーブルを回転可能に軸支する一
対の回転軸と、を含む、ことを特徴とする。

【０００７】また、より具体的には、フロア面に対し平
行で且つ水平に配設されたスピンドル軸と、互いに対称
な複数のテーブル面を有し、上記スピンドル軸に固定さ
れた工具による加工時に何れかのテーブル面が上記スピ
ンドル軸の中心線と直交し且つフロア面に対し垂直姿勢
になるテーブルと、上記各テーブル面に設けたワーク固
定手段と、上記テーブルにおける複数の各テーブル面間
の中心軸の両端に該テーブルを回転可能に軸支する一対
の回転軸と、を含む、工作機械も含まれる。

【０００８】これらによれば、例えば平板状のテーブル
の表裏両面にワークをセットし、一方のテーブル面を加
工用とし他方のテーブル面をワークの脱着操作用とし
て、これらを同時に並行して行えるため、ワークの脱着
時間を短縮でき、且つテーブル自体を小型化できる。ま
た、平板状又は多角柱状のテーブルの各テーブル面自体
が、切削油や切り屑等の飛散を防ぐ防護手段を兼ねるの
で、従来のような飛沫防護壁やこれを移動させる機構を
省くことができ、シンプルな構造にし得る。

【０００９】更に、前記テーブルの下方に切り屑・切り
粉回収部を更に含む、工作機械も提案する。これによれ
ば、加工によって排出される切り屑や切り粉をそれ自体
の落下によって自動的に回収することができ、このため
の労力を省略できると共に、排出手段も省略したり、簡
易で小型のものにて排出処理することが可能となる。
尚、上記回収部は、工作機械の本体フレームの上面に一
方向に傾斜した凹部としたり、又は別体のトレイを取り
出し可能にして用いたり、或いはこれらに切削油も併せ
て流下させ特定の方向に押し流すようにしたものも含ま
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施に好
適な形態を図面と共に説明する。図１(Ａ)は本発明の工
作機械１の正面図で、図１(Ｂ)はその垂直断面を示す。
工作機械１は、下辺の本体フレーム２と、その両端から
垂直に立設する一対のスタンド４,４と、このスタンド
４,４間の中間位置に垂直に形成されたアクリル樹脂等
からなる透明なカバー８と、このカバー８の中央に切欠
かれた矩形状の開口部９内に、カバー８と略面一に配置
されたテーブル１０を有する。このテーブル１０は、そ
の左右両側辺で且つ図示で水平方向の中心軸が交差する
位置で、一対の回転軸７とその軸受６を介して、スタン
ド４，４間に回転可能に支持されている。尚、テーブル
１０の垂直姿勢を保つため後述する位置決め手段を用い
る。

【００１１】また、テーブル１０の回転には、上記回転
軸７と連動する図示しないサーボモータやステッピング
モータ等を用いる。しかも、テーブル１０の表裏の各テ
ーブル面１１，１２には、加工すべきワークＷを位置固
定する固定手段Ｋが設けられている。この固定手段Ｋに
は、例えば一対の金具をネジ機構により接離させ、その
間にワークＷを挟んでチャックする万力等と同様な治具
が挙げられる。更に、図１(Ｂ)に示すように、上記カバ
ー８及びテーブル１０の奥行き(右側)方向のフレーム２
上には、主軸台２０が位置する。この主軸台２０は、ス
タンド４，４間に水平に架設された水平枠１４上の各レ
ール１６，１６を介して水平方向に移動可能とされてい
る。

【００１２】主軸台２０のテーブル１０側の正面には、
１種類の工具でも良いが、図示のように上下に２種類の
ドリル等の工具２１，２２を用い、これらを水平に固定
するチャック２３，２４と、これらを回転し且つ軸方向
に進退可能にスライドするスピンドル軸２５，２６と、
これらを支持し且つ上下方向に移動させるシャッタ機構
の昇降手段２８が設けられている。上記スピンドル軸２
５，２６はフロア面Ｆに平行且つ水平に配置される。従
って、工具２１,２２は、スピンドル軸２５,２６及び昇
降手段２８とにより上下に昇降したり、テーブル１０方
向に接離すると共に、主軸台２０と共にレール１６上を
移動することで図１(Ａ)で左右方向にも移動可能であ
る。即ち、３次元方向に移動可能な水平向きの工具２
１，２２により、ワークＷに対し、所定の加工を施すこ
とができる。各スピンドル軸２５,２６の中心線ｅはテ
ーブル１０に対し直交する。また、本体フレーム２の上
面には、奥向き傾斜して下がる凹部(切り屑・切り粉回収
部)３が形成されている。この凹部３は、フレーム２の正
面付近からカバー８の下方のスリット８ａを潜り、水平
枠１４下方の通し孔１３から奥側に広く開口している。
尚、凹部３内の適所には切削油の注入孔が穿設されてい
る。

【００１３】次に、工作機械１の機能について図２によ
り説明する。図２(Ａ)に示すように、主軸台２０側に向
いたテーブル面１２上に固定されたワークＷに対し、工
具２１，２２により所定の順序で孔明けや切削加工等が
行われる。予め、工具２１,２２のスピンドル軸２５,２
６の各中心線ｅが、それぞれテーブル面１２と直交する
状態になるようテーブル１０を位置決めしておく。そし
て、この加工は、工作機械１と導通する図示しないコン
トローラやコンピュータ等に格納されたプログラムに従
って行われる。この加工時により生じた切り屑や切り粉
は、切削油と共に垂直なテーブル１０等やスタンド４に
遮られるため、正面側に飛散することなく、下方の凹部
３内に落下し、図示で右側に流下する。即ち、テーブル
１０及びカバー８と、両側のスタンド４，４とによって
ワークＷとその加工空間を囲む加工室Ｒが形成される。
また、上記の加工状態において、テーブル１０のテーブ
ル面１１では、既に加工されたワークＷを取外し且つ新
たなワーク(素材)Ｗをセットする脱着操作が、並行して
行われる。

【００１４】次に、上記の加工が終わり且つ新たなワー
クＷがセットされたことが確認されると、図２(Ｂ)に示
すように、テーブル１０をその位置決め手段を解除し
て、図示で時計回り方向に前述したモータの回転により
１８０度回転させる。この際、テーブル面１２側が下向
きになるので、残っていた切り屑や切り粉も確実に凹部
３内に落下する。そして、テーブル１０が１８０度回転
し終わると、図２(Ａ)において、テーブル１０の各面１
１，１２が表裏入れ替わる。即ち、新たなワークＷがセ
ットされたテーブル面１１が主軸台２０と対接して加工
可能となり、加工されたワークＷを有するテーブル面１
２が左側になり、新たなワークＷと脱着交換される。

【００１５】図３(Ａ)は、テーブル１０の垂直姿勢を保
つための位置決め手段３０を示す。この位置決め手段３
０は、左右のスタンド４，４の上部に一対のホルダ３
４，３４を対向して固定、その中空部３６内にスライド
自在に嵌装されたロケートピン３６を図示しないエアシ
リンダ等により水平方向に進退可能としている。一方、
各ピン３６に対接するテーブル１０における左右の端面
の上部には、各ロケートピン３６の先端部を受け入れる
穴１０ａが水平に穿設されている。従って、前記ワーク
Ｗの加工及び脱着操作中においては、各ロケートピン３
６の先端部は、テーブル１０の各穴１０ａ内に進入し、
各ピン３６がそれに作用する剪断力に耐えることで、テ
ーブル１０を垂直姿勢に維持している。尚、テーブル１
０を回転する際には、図示のように各ピン３６を各穴１
０ａから抜き出す。

【００１６】また、図３(Ｂ)に示す位置決め手段４０
は、テーブル１０の一端面にその周縁を突出して固定し
た薄い金属ディスク４２と、一方のスタンド４の上端か
ら水平に延びる水平片５の先端に取付けられ、且つ上記
ディスク４２の周縁を挟持する一対のブレーキパッド４
８，４８を有する。各パッド４８は、図３(ｂ)にも示す
ように、水平片５に軸支された枢支軸４４から互いに逆
向きに回転する湾曲した一対の対称なアーム４６，４６
に固定されている。各アーム４６の基部には、図示しな
いワイヤ又はエアシリンダのピストンロッドの先端が連
結されている。従って、一対のアーム４６，４６を互い
に接近させるように操作すると、一対のパッド４８，４
８は上記ディスク４２の周縁を挟持し、テーブル１０を
垂直姿勢に維持する。尚、テーブル１０を回転する際に
は、パッド４８同士が離れるように各アーム４６をワイ
ヤ等により、互いに離れるよう僅かに回せば良い。

【００１７】以上に説明した本発明の工作機械１によれ
ば、テーブル１０の表裏両面でワークＷの加工と脱着操
作が並行して行え、作業時間を低減できると共に、テー
ブル１０自体も小型化できる。また、テーブル１０のテ
ーブル面１１，１２自体が、切削油や切り屑の飛散を防
ぐ防護手段を兼ねるため、従来のような飛沫防護壁やこ
れを移動させる機構を省くことができ、シンプルな構造
にできる。更に、加工により生じる切り屑もテーブル１
０の回転によって自ら下方の凹部３内に落下するので、
切削油等と共に容易に排出できる。従って、作業者はワ
ークの脱着操作とカバー８超しの加工状態の監視に集中
でき、切り屑等の排出作業を著しく低減し得る。尚、テ
ーブル１０はその水平方向の中心軸の両端で回転軸７と
軸受６により軸支されているので、スタンド４，４を含
めた工作機械１全体の剛性を保つと共に、バランサ等を
要さずにその回転をスムースに行え構造を簡素化でき
る。

【００１８】図４は異なる形態の工作機械に関する。
尚、前記の形態と同じ部分や要素には共通した符号を用
いるものとする。図４(Ａ)に示す工作機械５０は、断面
略正三角形のテーブル５２を用いたものである。このテ
ーブル５２は、三つのテーブル面５４,５６,５８を有
し、これらテーブル面５４,５６,５８の何れかが、カバ
ー８の開口部９内に位置し且つ垂直姿勢を保つようにス
タンド４,４間に、その水平な中心軸が通る回転軸７,軸
受６を介して回転可能に支持されている。従って、図示
のように、位置決め手段３０等によって垂直状態のテー
ブル面５４上に固定されたワークＷが加工中の場合、左
側で斜め上向きのテーブル面５８において、加工済みの
ワークＷの取外しと新たなワークＷの固定操作を行うこ
とができる。尚、本体フレーム２上の凹部３を、図示で
斜め下向きのテーブル面５６の中央付近の下方まで左側
に延ばすことにより、加工時の切り屑等を確実に回収す
ることができる。

【００１９】また、図４(Ｂ)に示す工作機械６０は、断
面略正四角形のテーブル６１を用いたものである。この
テーブル６１は、四つのテーブル面６２,６４,６６,６８
を有し、これらテーブル面６２〜６８の何れかが、カバ
ー８の開口部９内に位置し且つ垂直姿勢を保つようスタ
ンド４，４間に回転可能に支持されている。従って、図
示のように、垂直なテーブル面６２上に固定されたワー
クＷが加工中の場合、左側で上向きのテーブル面６８、
又は垂直なテーブル面６６において、加工済みのワーク
Ｗの取外しと新たなワークＷの固定操作を行える。尚、
凹部３を下側のテーブル面６４の下方まで延ばすと、残
った切り屑等を確実に回収できる。

【００２０】図５(Ａ)に示す工作機械７０は、平板状の
テーブル７２を縦軸にて回転可能に支持したものであ
る。即ち、本体フレーム２上で且つスタンド４，４間の
中間に凸部２ａを設け、スタンド４，４の上端間に水平
枠４ａを架設し、この間に回転軸７６及び軸受７８を介
して、テーブル７２の上下辺の中央を回転可能に軸支し
ている。テーブル７２はその垂直方向の中心軸の両端で
軸支されるので、例えば上記凸部２ａ内に設けたサーボ
モータＭ等により、スムースに回転できる。尚、その位
置決めには、前記位置決め手段３０又は同手段４０の何
れかを用い得る。また、各スピンドル軸２５，２６の中
心線の各中心線ｅは、テーブル７２のテーブル面７３，
７４と直交する。

【００２１】工作機械７０によれば、テーブル７２のテ
ーブル面７３上に固定したワークＷを加工中に、反対側
のテーブル面７４上のワークＷを脱着操作ができる。
尚、図５(Ａ)に示すように、本体フレーム２上の凹部３
は凸部２ａの部分を除いて正面付近まで形成しても、垂
直姿勢のテーブル面７３，７４上のワークＷからの切り
屑等を確実に回収することができる。また、テーブル７
２を前記三角柱状のテーブル５２や四角柱状のテーブル
６１に置き換えることも可能である。テーブル７２の周
囲には、その回転に支障のない範囲で前記カバー８を取
付けることもできる。

【００２２】また、図６に示す工作機械８０は、主軸台
８２における工具２１，２２をチャック２３,２４を介
して回転させるスピンドル軸２５,２６の中心線ｅを、
テーブル１０のテーブル面１２に対して、任意の角度に
交差可能としたものである。即ち、スピンドル軸２５，
２６は、主軸台８２の内部において、これらを水平及び
垂直方向に回転可能にして保持する昇降可能な支持体８
４，８６に固定される。従って、図示のようにスピンド
ル軸２５と共に工具２１を斜め下向きの姿勢にして、テ
ーブル面１２上のワークＷに上下方向に傾斜した孔を穿
設したり、スピンドル軸２６と共に工具２２を斜め横向
きの姿勢にして、ワークＷに左右方向に傾斜した孔を穿
設することが可能となる。尚、工作機械８０のテーブル
１０に替えて、前記テーブル５２,６１,７２の何れかを
用いることも可能である。

【００２３】本発明は、以上に説明した各形態に限定さ
れるものではない。例えば、スピンドル軸により回転す
る工具には、前記ドリルの他に、フライス(正面フライ
ス,エンドミル,側フライス)、リーマ、タップ、ブロー
チ、ボブ、又は、砥石車等が使用可能である。また、前
記レール１６，１６上に二つ以上の主軸台を併設し、こ
れらのスピンドル軸に互いに異なる上記工具を取付ける
こともできる。更に、テーブルは五角形以上の略正多角
形の断面を有する多角柱にて形成することも可能であ
る。また、切り屑・切り粉回収部は、前記傾斜した凹部
３やこれと略相似形のトレイの他に、その傾斜した送り
方向に直角な掻き出し片を複数配置した排出手段を凹部
３内に配置したり、或いは、複数の掻き出し片をその送
り方向に直角固定したエンドレスベルトやメッシュベル
トを用いることも可能である。

【００２４】尚、本発明の工作機械は、テーブルの位置
決めとワークの加工順序、別のテーブル面におけるワー
クの脱着操作のセンサによる確認、及び、テーブルの回
転操作をコンピュータ等の制御手段における記憶部のプ
ログラムに従って自動的に行うこともでき、一層省力化
と効率の向上を図ることが可能である。また、ワークや
加工条件が変更された場合、プログラム中のＲＡＭを訂
正することによって簡単に対応することもできる。尚、
ワークの脱着作業にロボットを用いても良い。また、本
発明の工作機械は、単独で用いるだけでなく、各種のマ
シニングセンタや加工設備内に付設する一部の加工装置
として用い得ることも明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上において説明した本発明の工作機械
によれば、回転するテーブルの一つのテーブル面のワー
クを加工するのと並行して他のテーブル面のワークを脱
着操作でき、作業時間を加工時間と同じかこれに近付け
ることができ、作業の効率化を図ることができる。ま
た、テーブルを小型化して設置スペースを低減できると
共に、テーブル自体が加工用と脱着用とにスペースを仕
切るため、切り屑・切り粉や切削油等の飛散を防ぎ易く
なり、且つ構造を簡素化することも可能となる。更に、
請求項３の工作機械によれば、回転するテーブルから切
り屑や切り粉が切削油と共に、テーブル下方の回収部に
落下するので、これらの回収をそのための作業を減らし
て容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明の工作機械の一形態を示す正面
図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【図２】(Ａ)及び(Ｂ)は、図１の工作機械の機能を示す
図１(Ｂ)と同様の断面図。

【図３】(Ａ)及び(Ｂ)は図１の工作機械におけるテーブ
ル位置決め手段を示す部分概略図、(ｂ)は(Ｂ)中の部分
斜視図。

【図４】(Ａ)及び(Ｂ)は共に異なる形態の工作機械を示
す図１(Ｂ)と同様の断面図。

【図５】本発明の更に異なる形態の工作機械を示す図１
(Ｂ)と同様の断面図。

【図６】本発明の別の形態の工作機械を示す図１(Ｂ)と
略同様の部分断面図。

【図７】従来の工作機械を示す概略平面図。

【符号の説明】

１,５０,６０,７０,８０……………………………工作機
械３………………………………………………………凹部
(切り屑・切り粉回収部) ７，７６………………………………………………回転軸１０，５２,６１,７２………………………………テーブ
ル１１，１２,５４〜５８,６２〜６８,７３,７４…テーブ
ル面２１，２２……………………………………………工具２５，２６……………………………………………スピン
ドル軸ｅ………………………………………………………中心線Ｆ………………………………………………………フロア
面Ｋ………………………………………………………固定手
段(ワーク固定手段)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具を固定し且つ回転するスピンドル軸
と、互いに対称な複数のテーブル面を有し、上記スピンドル
軸に固定された工具による加工時に何れかのテーブル面
が上記スピンドル軸の中心線と任意の角度で交差するテ
ーブルと、上記各テーブル面に設けたワーク固定手段と、上記テーブルにおける複数の各テーブル面間の中心軸の
両端に上記テーブルを回転可能に軸支する一対の回転軸
と、を含む、ことを特徴とする工作機械。
【請求項２】フロア面に対し平行で且つ水平に配設され
たスピンドル軸と、互いに対称な複数のテーブル面を有し、上記スピンドル
軸に固定された工具による加工時に何れかのテーブル面
が上記スピンドル軸の中心線と直交し且つフロア面に対
し垂直姿勢になるテーブルと、上記各テーブル面に設けたワーク固定手段と、上記テーブルにおける複数の各テーブル面間の中心軸の
両端に該テーブルを回転可能に軸支する一対の回転軸
と、を含む、ことを特徴とする工作機械。
【請求項３】前記テーブルの下方に切り屑・切り粉回収
部を更に含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。