JP2006136984A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 工具を保持して循環回転する工具マガジンから落下する切り屑がマガジンカバーの底面に堆積し、種々の不具合を発生することを未然に防止する。
【解決手段】 工具マガジン４を内部に備えるマガジンカバー３の底板31の一部に、この底板31の下部の加工領域に連通する排出口34と、この排出口34の側を下向きとして傾斜する傾斜部36とを備え、工具マガジン４から落下する切り屑が、直接的に、又は傾斜部36に案内させて排出口34に集まり、この排出口34を経て加工領域に排出されるように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被加工物の加工がなされる加工領域に付設されたマガジンカバーの内部に、主軸に着脱される複数の工具を保持する工具マガジンを備える工作機械に関する。

多くの工業製品の製造分野において用いられているＮＣ（Numerical Control）工作機械は、加工テーブル上に位置決め固定された被加工物に対し、主軸に取付けた加工用の工具を予め数値指定された経路に沿って３次元的に相対移動させ、前記被加工物に所定の加工を施すように構成されている。更に近年においては、主軸に対する工具交換を自動化する自動工具交換装置（ＡＴＣ）を加工領域に付設し、ドリル加工、タップ加工、エンドミル加工等の複数種の加工を含む一連の加工プロセスを実施できるように構成されたＮＣ工作機械（マシニングセンタ）も広く用いられている。

自動工具交換装置は、主軸に着脱される複数の工具を各別の工具ポットに保持し、所定の循環経路に沿って循環させる工具マガジンを備えており、循環経路の中途に設定された所定の受け渡し位置において、加工領域の内部の主軸との間にて工具を受け渡しする構成となっている。

以上の如き工具マガジンは、前記主軸との間での工具の受け渡しを行わせるための機構の簡素化を図るべく、前記主軸が位置する加工領域の近傍に配設するのが望ましいが、この場合、加工領域内に飛散する切り屑が工具マガジンの循環機構に入り込み、正常な動作を阻害する虞れがある。そこで従来から、加工領域の近傍に、該加工領域から隔絶されたマガジンカバーを設け、このマガジンカバーの内部に工具マガジンを配設して、前記切り屑から工具マガジンを保護するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

なおマガジンカバーには、前記受け渡し位置に面して開閉自在な受け渡し口を設け、この受け渡し口を加工中には閉止して切り屑の侵入を防止する一方、非加工中に行われる工具交換は、開放された受け渡し口を介して行わせるようにしてある。
特開平７−１１２３４１号公報

さて、以上の如き工具マガジンを備える工作機械において、主軸に取付けられて加工に使用された工具は、他の工具との交換のために工具マガジンに戻され、次なる使用機会に至るまで循環せしめられる。

ところが、加工に使用した工具の表面には、加工時に発生する切り屑が少量ながら付着しており、この切り屑が、工具マガジンに保持されて循環する間に落下し、マガジンカバーの内面、特に、底面に付着堆積することとなり、このような切り屑の堆積は、例えば、工具マガジンの循環動作、受け渡し口の開閉動作等、マガジンカバーの内側各部の動作を阻害するという問題があり、堆積する切り屑の除去のためにマガジンカバー内部の頻繁な清掃を強いられ、オペレータの作業負担が増すという不具合があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、工具を保持して循環回転する工具マガジンから落下する切り屑をマガジンカバーの内部から排出し、マガジンカバーの底面を清浄に保ち、底面に堆積する切り屑に起因する不具合の発生を、頻繁な清掃を強いることなく防止することができる工作機械を提供することを目的とする。

本発明の第１発明に係る工作機械は、加工領域に配された主軸に着脱される複数の工具を保持し、所定の経路に沿って循環させる工具マガジンを、加工領域内に発生する切り屑から保護するためのマガジンカバーの内部に備える工作機械において、前記マガジンカバーの底面に開設され、前記加工領域と連通する排出口と、該排出口に向けて下向きに傾斜する傾斜部とを備えることを特徴とする。

本発明においては、マガジンカバーの底面に加工領域に連通する排出口を開設し、この排出口に向けて下向きに傾斜する傾斜部を設けて、工具マガジンに保持された工具から、該工具マガジンの循環動作に伴って落下する切り屑を、前記傾斜部の傾斜によって前記排出口に集め、この排出口を経て加工領域に排出してマガジンカバーの底面への堆積を緩和する。

また第２発明に係る工作機械は、第１発明における排出口が、前記工具マガジンの循環経路の方向が変化する位置の近傍に設けてあることを特徴とする。

この発明においては、工具に付着した切り屑の落下が生じ易い工具マガジンの循環経路の方向が変化する位置の近傍に排出口を設け、この排出口に切り屑を有効に集めて加工領域に排出する。

また第３発明に係る工作機械は、第１又は第２発明における排出口の前記加工領域側の開口部に、下方に延設された保護板を備えることを特徴とする。

この発明においては、加工中に加工領域内に飛散する切り屑を保護板に衝突させ、排出口を経てマガジンカバーの内部に侵入することを防止する。

また第４発明に係る工作機械は、前記底面に沿ってスライド移動する蓋板による開閉を可能として前記排出口の一側に開設された前記工具の受け渡し口と、前記蓋板に設けられ、該蓋板の開位置へのスライド移動時に前記排出口に向けて前記底面に摺接するスクレーパとを備えることを特徴とする。

この発明においては、マガジンカバーの底面に開設された工具の受け渡し口を開閉する蓋板が前記受け渡し口を開放すべくスライド移動するとき、前記蓋板に備えられたスクレーパがマガジンカバーの底面に摺接して、該底面上の切り屑を排出口に押し出して、該排出口を経て加工領域に排出させる。

更に第５発明に係る工作機械は、第４発明におけるスクレーパが、前記蓋板の開放時に前記排出口の開口縁を超える位置に設けてあることを特徴とする。

この発明においては、蓋板の開動作に応じてマガジンカバーの底面へ摺接するスクレーパが排出口の開口縁を超える位置にまで達し、前記底面上の切り屑を排出口に確実に押し出して加工領域に排出させる。

本発明の第１発明に係る工作機械においては、マガジンカバーの底面に、加工領域に連通する排出口を開設すると共に、この排出口に向けて下向きに傾斜する傾斜部を設けたから、マガジンカバー内にて循環動作する工具マガジンから落下する切り屑の多くを、傾斜部の傾斜によって排出口に導き、この排出口を経て加工領域に排出させることができ、マガジンカバーの底面上への切り屑の堆積量を減じ、マガジンカバーの内部を長期に亘って清浄に保って、切り屑の堆積に起因する不具合の発生を頻繁な清掃作業を強いることなく防止することが可能となる。

また第２発明に係る工作機械においては、工具マガジンの循環経路の方向が変化し、切り屑の落下が生じ易い位置に排出口を設けたから、排出口から加工領域への切り屑の排出をより確実に行わせることができる。

また第３発明に係る工作機械においては、排出口の加工領域側の開口部に下向きに延設された保護板を設けたから、加工中に加工領域内に飛散する切り屑が排出口を経てマガジンカバー内に侵入することを有効に防止し、マガジンカバーの内部を清浄に保つことができる。

また第４発明に係る工作機械においては、工具の受け渡し口をスライド開閉する蓋板にマガジンカバーの底面に摺接するスクレーパを設けたから、該スクレーパにより底面に付着する切り屑を押し出し、加工領域に排出することができ、前記蓋板が開閉される都度、マガジンカバーの底面が清掃され、清浄な状態に保つことが可能となる。

更に第５発明に係る工作機械においては、蓋板の開放時に排出口の開口縁を超える位置にスクレーパを設けたから、蓋板のスライド域全体の切り屑を排出口に押し出して排出させることができ、マガジンカバーの底面を広範囲に亘って清浄に保つことができる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る工作機械の外観斜視図である。なお以下の説明に使用する前、後及び左、右の各方向は、図１中に矢符により夫々示す方向である。

本発明に係る工作機械は、図示しない床面基礎上に固定支持される基台１の上部に矩形箱形をなすスプラッシュカバー２を備えている。スプラッシュカバー２には、前面から天面にかけて被加工物の搬出入口20が開設されており、この搬出入口20は、観音開き式の左右のスライド扉21，21により開閉自在に覆われている。

図１には、スライド扉21，21が開放された状態が示されており、搬出入口20から見通せるスプラッシュカバー２の内部には、前記基台１の上部に支持された加工テーブル10が配してあり、この加工テーブル10の上方には、スプラッシュカバー２の内側後部に立設されたコラムに支持され、主軸を保持する加工ヘッド（図示せず）が対向配置されている。

加工テーブル10は、水平面内にて互いに直交する２方向（前後及び左右方向）の移動が可能であり、また加工ヘッドは、前記コラムを案内とする上下方向の移動が可能である。図示の工作機械による一連の加工プロセスは、開放された搬出入口20から搬入される被加工物を加工テーブル10上に位置決め固定し、また加工ヘッドと共に上下動する主軸に、ドリル、タップ、エンドミル等の工具を取付け、加工テーブル10の前後及び左右動と加工ヘッドの上下動とにより、被加工物と工具とを予め設定された加工経路に沿って３次元的に相対移動させて実行される。

スプラッシュカバー２の前面の一側には、前記加工経路を数値指定すべくオペレータにより操作される操作部と、操作の手順、操作の内容、及び加工の状態等の各種の状態を表示する表示部とを備える操作ボックス22が設けてある。また搬出入口20を開閉するスライド扉21，21は、加工前の被加工物を加工テーブル10上に搬入し、また加工を終えた被加工物を加工テーブル10上から搬出する際に開放され、前述した一連の加工プロセスの実行中には、スプラッシュカバー２の内側の加工領域に発生する切り屑及び加工領域に供給されるクーラントの外部への飛散を防止すべく閉止される。

またスプラッシュカバー２の一側の側板の上部には、外側に張り出すようにマガジンカバー３が設けられ、このマガジンカバー３の内部には、前記主軸に選択的に着脱される複数の工具を保持する工具マガジン４が収容されている。マガジンカバー３の外面には、スライド開閉可能な窓孔30が設けてあり、図１中には、開放された窓孔30から見通されるマガジンカバー３の内部に工具マガジン４の一部が図示されている。なお窓孔30は、工具マガジン４に保持された工具の交換及び点検のために使用される。

図２及び図３は、本発明に係る工作機械の特徴であるマガジンカバー３の要部の内部構成を示す斜視図である。マガジンカバー３の内部は、底板31及び内側板32と、図示しない前板とによりスプラッシュカバー２の内側の加工領域と分離されており、前述した加工プロセスの実行中に前記加工領域内に発生する切り屑の侵入を防止し得るように構成されている。

工具マガジン４は、マガジンカバー３の内側板32に突設支持された前後一対の駆動スプロケット40及び従動スプロケット41と、これらの間に張架された循環チエイン42と、該循環チエイン42の周上に所定の間隔毎に支持された複数の工具ポット43，43…とを備えてなる。工具ポット43，43は、図示の如く、開口を外向きとして並設された円筒体であり、図中の一か所に２点鎖線により示す如く、ドリル、タップ、エンドミル等の工具Ｔの基部を開口側から差し込み保持する構成となっている。

以上の如く構成された工具マガジン４においては、図示しない駆動源からの伝動による駆動スプロケット40の正逆両方向の回転により、従動スプロケット41との間に張架された循環チエイン42が、マガジンカバー３内部の略鉛直をなす面内において、前後に長い長円形の経路に沿って循環し、該循環チエイン42に支持された工具ポット43，43…が、夫々に保持された工具と共に循環移動せしめられる。

マガジンカバー３の底板31は、手前側が低く、内奥側が高い段差を有しており、該底板31には、前記工具マガジン４の循環経路の前部下位置に面し、段差の上下に亘って矩形に開口する受け渡し口33が設けられている。この受け渡し口33は、底板31により分離されたスプラッシュカバー２の内側の加工領域に連通しており、底板31の内面に沿ってスライド移動する蓋板５により開閉自在に覆われている。図２には、蓋板５が開放された状態が、図３には、蓋板５が閉止された状態が夫々示されている。

蓋板５を開閉動作させる開閉シリンダ50は、底板31の縦面の後部に固設された支持ブラケット51により固定支持され、前方に延びる出力ロッド52の先端を蓋板５の一部に突設された連結ブラケット53に連結してあり、動作用のエアの給排に応じた出力ロッド52の進退動作により連結ブラケット53に押し引き力を加え、蓋板５をスライド移動させる構成となっている。

蓋板５による受け渡し口33の開放は、マガジンカバー３の内部をスプラッシュカバー２内側の加工領域に連通させ、該加工領域中の主軸と、工具マガジン４の循環動作により受け渡し口33の上に位置決めされた工具ポット43との間にて工具Ｔを受け渡しすべく行われる。この受け渡しは、工具ポット43を鉛直面内にて略90度傾倒させ、保持された工具Ｔを開放された受け渡し口33内に垂下させて行われるが、この受け渡しのための機構は、従来から種々の構成にて実用化されており、図示及び説明を省略する。

また蓋板５による受け渡し口33の閉止は、工具Ｔの受け渡しを終えた後、受け渡し口33による加工領域との連通を遮断し、その後の加工に伴って発生する切り屑がマガジンカバー３内に侵入することを防止すべく行われる。

またマガジンカバー３には、底板31の後縁に沿って略全幅に亘る排出口34が開設されており、スプラッシュカバー２の内側の加工領域に連通されている。この排出口34は、後述の如く、工具に付着してマガジンカバー３内に持ち込まれ、工具マガジン４の循環動作に伴って落下する切り屑を加工領域内に戻す作用をなすものであり、前述した構成を有する工具マガジン４を備える場合、該工具マガジン４の循環経路の方向が下向きに変化し、切り屑の落下が生じ易い位置に開設されている。

なお、工具マガジン４は、図示の構成に限らず、例えば、マガジンカバー３内部の略水平面内に設定された経路に沿って循環する循環チエインの周上に工具装着用の開口を下向きとして支持された複数の工具ポットを備え、循環経路上の所定位置にて行われる主軸との間の工具交換に際して対応する工具ポットの傾倒を不要とする構成等、適宜の構成とすることが可能である。この場合においても前記排出口34は、循環経路の方向が変化し、切り屑の落下が生じ易い位置に開設されるのが望ましい。

図２及び図３に示す如く設けられた排出口34の後側には、前方に向けて、即ち、排出口34の開口部に向けて下向きに傾斜する傾斜する傾斜部36が、マガジンカバー３の後板35の下縁に連続して設けられている。また、排出口34の加工領域側の開口部には、該開口部の前縁に沿って保護板37が取付けられている。この保護板37は、スプラッシュカバー２の後板23と略平行をなして対向し、下方に適長垂下されており、前記排出口34を起点として下方に延びる排出通路が形成されている。

一方、前記受け渡し口33を開閉する蓋板５の後縁は、図２に示す開位置にあるとき、前記排出口34の開口縁を超え、該排出口34の上方に臨む位置にまで延設されており、この後縁近傍の裏面には、スクレーパ54（図４参照）が突設されている。

図４は、マガジンカバー３に設けられた排出口34の作用説明図であり、図中の２点鎖線は、工具マガジン４の循環経路を示している。この循環経路に沿って循環移動せしめられる工具は、加工領域内での加工に使用された際に発生する切り屑が付着しており、この切り屑は、循環動作に伴う振動等の外力の作用によりマガジンカバー３の内部に落下する。

このような切り屑の落下は、工具マガジン４の循環が下向きとなるマガジンカバー３の後半部において特に生じやすいが、この落下位置の近傍には排出口34が開設され、またこの排出口34に向けて下向きに傾斜する傾斜部36が設けられているため、図４中に矢符にて示す如く工具マガジン４から落下する切り屑の多くは、直接的に、又は傾斜部36の傾斜によって案内されて排出口34に導かれ、該排出口34の下側に前記保護板37及び後板23とにより形成された排出通路を経てスプラッシュカバー２の内側の加工領域に排出される。

また排出口34の前側に連続する底板31の上には、受け渡し口33の開閉のためにスライド移動する蓋板５が配してあり、この蓋板５の裏面には、排出口34の側に位置する後縁近傍に、前述の如くスクレーパ54が突設されている。

図４には、受け渡し口33を閉止する位置（閉位置）にある蓋板５が実線により示され、受け渡し口33を開放する位置（開位置）にある蓋板５が２点鎖線により示されている。前述の如く突設されたスクレーパ54は、蓋板５が閉位置にあるとき受け渡し口33の近傍の底板31の上面に当接しており、この蓋板５が、図中に白抜矢符により示す如く開位置に向けてスライド移動するとき、底板31の上面に摺接しつつ排出口34に向けて移動する。

ここで、マガジンカバー３の底板31上には、工具マガジン４から落下する切り屑の一部が堆積するが、この切り屑は、蓋板５が開位置にスライド移動する際に、前述の如く摺接するスクレーパ54により掻き取られ、図４中に矢符により示す如く排出口34に向けて押し出されることとなり、該排出口34の下側に連設された前記排出通路を経てスプラッシュカバー２の内側の加工領域に排出される。

また前記スクレーパ54は、蓋板５の後縁近傍に設けてあり、図４中に２点鎖線により示す如く蓋板５の開位置においては、排出口34の開口縁を超えて排出口34の上方に臨む位置にまで達する。従ってスクレーパ54は、閉位置から開位置への蓋板５のスライド移動に伴って、前記閉位置において蓋板５の後側に露出する底板31の全面に亘って摺接することとなり、底板31上に堆積する切り屑の全てを排出口34に確実に押し出し、加工領域に排出させることができる。

従って、工具マガジン４の循環動作に伴って落下する切り屑は、マガジンカバー３の底板31上に堆積することなく加工領域に排出されることとなり、底板31上に堆積する切り屑の存在に起因して、蓋板５の開閉動作、工具マガジン４の循環動作等、マガジンカバー３の内部の可動部に発生する不具合を未然に防止して、長期に亘って良好な動作を継続させることが可能となり、またこのためのマガジンカバー３内部の清掃頻度を軽減し、オペレータの労力負担の軽減を図ることができる。

更に、スプラッシュカバー２の内側の加工領域側の排出口34の開口部に、下方に延設された保護板37が取付けてあるから、前記加工領域内に加工に伴って発生する切り屑が前記排出口34に向けて飛散した場合においても、この切り屑は、図４中に黒塗り矢符により示す如く保護板37に衝突してスプラッシュカバー２の内側に戻されることとなり、前記排出口34を経てマガジンカバー３内に侵入することを有効に防止することができる。

また加工領域内に飛散する切り屑は、スプラッシュカバー２の後板23と保護板37の下端との間の開口部に侵入し得るが、この開口部には、排出口34に至るまで上方に延びる排出通路が連続しており、侵入した切り屑は、排出通路の周壁に衝突して勢いを失って下方に落下することとなり、排出口34を経てマガジンカバー３内に虞れは殆どない。

本発明に係る工作機械の外観斜視図である。 マガジンカバーの要部の内部構成を示す斜視図である。 マガジンカバーの要部の内部構成を示す斜視図である。 マガジンカバーに設けられた排出口の作用説明図である。

符号の説明

３ マガジンカバー
４ 工具マガジン
５ 蓋板
31 底板
33 受け渡し口
34 排出口
36 傾斜部
37 保護板
54 スクレーパ

Claims (5)

1. 加工領域に配された主軸に着脱される複数の工具を保持し、所定の経路に沿って循環させる工具マガジンを、加工領域内に発生する切り屑から保護するためのマガジンカバーの内部に備える工作機械において、
   前記マガジンカバーの底面に開設され、前記加工領域と連通する排出口と、
   該排出口に向けて下向きに傾斜する傾斜部と
   を備えることを特徴とする工作機械。
2. 前記排出口は、前記工具マガジンの循環経路の方向が変化する位置の近傍に設けてある請求項１記載の工作機械。
3. 前記排出口の前記加工領域側の開口部に、下方に延設された保護板を備える請求項１又は請求項２記載の工作機械。
4. 前記底面に沿ってスライド移動する蓋板による開閉を可能として前記排出口の一側に開設された前記工具の受け渡し口と、前記蓋板に設けられ、該蓋板の開位置へのスライド移動時に前記排出口に向けて前記底面に摺接するスクレーパとを備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械。
5. 前記スクレーパは、前記蓋板の開放時に前記排出口の開口縁を超える位置に設けてある請求項４記載の工作機械。

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