JP2006263826A - 工作機械のカバー装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ワークの加工に際してカバー部材が移動体や主軸ヘッドと同期して移動する場合でも、カバー部材の磨耗を防止し、耐久性を高めるようにすること。
【解決手段】 基台上にX方向に移動可能に装備されたキャリッジ4と、そのキャリッジ4上にY方向に移動可能に装備されたコラム6とを備え、そのコラム6を移動させる為のY方向駆動機構7が組み込まれたキャリッジ4上面の開口部4aを覆うカバー部材26であって、その基端部をコラム6の前端部に取付けたカバー部材26を備えたマシニングセンタのカバー装置において、カバー部材26をその下面側においてX方向の両端部で夫々支持する複数の遊転輪部材39A,39Bを、キャリッジ4にY方向と平行な方向に2列状に回転可能に設けたものである。
【選択図】 図4

Description

本発明は、工作機械のカバー装置に関し、特にキャリッジ上をコラムが移動するに際して、キャリッジ上面に生じる開口部を覆うカバー部材を装備したものに関する。
従来、工作機械において、ワークを加工する主軸を支持するコラムがキャリッジ上にY方向(前後方向)に移動可能に支持され、そのキャリッジは基台(ベースフレーム)上にX方向(左右方向)に移動可能に装備されている。即ち、キャリッジ内にはコラムをY方向に駆動させる為のY方向駆動機構が組み込まれているため、キャリッジの上面には開口部が形成され、上方に露出した状態であるため、その露出したキャリッジの上面を覆うようにカバー部材が設けられ、コラムが後方に移動してもキャリッジ上面の開口部が露出しないように覆うことで、ワークを加工したときの切り屑や切削油が入らないようになっている。
例えば、特許文献1に記載の工作機械のカバー装置は、横型のマシニングセンタにおいて、シート状の部材に水平方向に延びる棒材をワッシャとリベットにより連続的に隙間なく装着したカバー部材をキャリッジ上面の開口部に設け、そのカバー部材の後端部をコラムの前端部に固着する一方、カバー部材の前端部をキャリッジの前側に垂れ下がるようにするとともに、キャリッジの前端部の左右両側に板状の摺動材を夫々固着し、カバー部材がコラムと共に摺動材上を摺動しながら前後に移動可能に構成し、キャリッジ上面をカバー部材で常にカバーするように構成してある。
ここで、前述したシート状の部材は、一般的に、アラミド繊維の織物にフッ素コーティングが施され、その表面側にはアルミニウムの短冊状の複数の棒材が鎧状に隙間無く並べられてリベットによりシート状の部材に所定間隔おきに固定されている。それ故、カバー部材は可撓性を有し、摺動材の前端部で下側に垂れ下がるようになっている。
特開平8−108340号公報 (第3頁、図1)
前述した特許文献1に記載の工作機械のカバー装置においては、キャリッジ上面の開口部を常に覆うカバー部材の後端部がコラムに固着され、コラムの前後方向への移動に際して、カバー部材が左右1対の摺動材の上面を摺動しながら案内されるように構成されているため、シート状の部材はアラミド繊維の織物にフッ素コーティングされ、強度的に強化されているものの、摺動材との多数回の摺動により、シート状の部材が磨耗により破損するという問題がある。
特に、特許文献1においては、キャリッジの前側で垂れ下がる部分については、重量を大きくしてあるため、摺動材の前端部の屈曲部における摺動抵抗が特に大きくなり、カバー部材の裏面側の損傷が拡大し、耐久性に欠けること、等の問題がある。
請求項1に係る工作機械のカバー装置は、基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体とを備え、その移動体を移動させる為の移動体駆動機構が組み込まれたキャリッジ上面の開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を移動体の前端部に取付けたカバー部材を備えた工作機械のカバー装置において、カバー部材をその下面側において支持する複数の遊転輪部材を、第2の方向と平行な方向に列状に設けたものである。
カバー部材は複数の遊転輪部材によりその下面側において支持されているので、ワークの加工に際して、移動体がキャリッジに組み込まれた移動体駆動機構により第2の方向に移動するのと同時に、カバー部材は複数の遊転輪部材によりその下面側を支持されながら第2の方向に案内される。
請求項2に係る工作機械のカバー装置は、請求項1の発明において、前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、キャリッジに回転可能に支持されたものである。
請求項3に係る工作機械のカバー装置は、請求項1の発明において、前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、カバー部材に回転可能に支持されるとともに、キャリッジ側の支持板上を転動可能に構成されたものである。
請求項4に係る工作機械のカバー装置は、基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体と、基台上に設けられたコラムと、そのコラムに移動可能に装備された主軸ヘッドとを備え、主軸ヘッドを移動させるためのヘッド駆動機構が組み込まれたコラムの開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を主軸ヘッド側に取付けたカバー部材を備えた工作機構のカバー装置において、カバー部材をそのコラム側において支持する複数の遊転輪部材を主軸ヘッドの移動方向と平行な方向に2列状に設け、複数の遊転輪部材はコラムに回転可能に支持されたものである。
カバー部材は、コラムに回転可能に支持した複数の遊転輪部材により移動可能に支持されているので、ワークの加工に際して、主軸ヘッドがコラムに組み込まれたヘッド駆動機構により移動するのと同時に、カバー部材は複数の遊転輪部材によりそのコラム側を支持されながら案内される。
請求項1の発明によれば、基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体とを備え、その移動体を移動させる為の移動体駆動機構が組み込まれたキャリッジ上面の開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を移動体の前端部に取付けたカバー部材を備えた工作機械のカバー装置において、カバー部材をその下面側において支持する複数の遊転輪部材を、第2の方向と平行な方向に列状に設けたので、ワークの加工に際して、移動体がキャリッジに組み込まれた移動体駆動機構により第2の方向に移動するのと同時にカバー部材が第2の方向に移動する場合、複数の遊転輪部材によりその下面側を支持されながら第2の方向に案内される。それ故、カバー部材は何れの部位においても摺動するようなことがなく、カバー部材の磨耗を確実に防止でき、耐久性を格段に高めることができる。
請求項2の発明によれば、前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、キャリッジに回転可能に支持されたものである。この場合、移動するカバー部材に何ら加工を施すことがなく、しかも大型の遊転輪部材を2列状にキャリッジ側に設けることで、カバー部材の支持性能を高めることができる。その他請求項1と同様の効果を奏する。
請求項3の発明によれば、前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、カバー部材に回転可能に支持されるとともに、キャリッジ側の支持板上を転動可能に構成されたものである。この場合、工作機械側に何ら加工を施すことがなく、しかも多数の小型の遊転輪部材をカバー部材に設けることで、カバー部材の支持性能を高めることができる。その他請求項1と同様の効果を奏する。
請求項4の発明によれば、基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体と、基台上に設けられたコラムと、そのコラムに移動可能に装備された主軸ヘッドとを備え、主軸ヘッドを移動させるためのヘッド駆動機構が組み込まれたコラムの開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を主軸ヘッド側に取付けたカバー部材を備えた工作機構のカバー装置において、カバー部材をそのコラム側において支持する複数の遊転輪部材を主軸ヘッドの移動方向と平行な方向に2列状に設け、複数の遊転輪部材はコラムに回転可能に支持されたので、ワークの加工に際して、主軸ヘッドがコラムに組み込まれたヘッド駆動機構により移動するのと同時にカバー部材が移動する場合、複数の遊転輪部材によりそのコラム側を支持されながら案内される。それ故、カバー部材は何れの部位においても摺動するようなことがなく、カバー部材の磨耗を確実に防止でき、耐久性を格段に高めることができる。
本実施例における工作機械のカバー装置は、キャリッジ上面の開口部を覆うカバー部材の両端部を、キャリッジ側に回転可能に枢支した複数の遊転輪部材で2列状に支持するようにしてある。
本実施例は、主軸ヘッドを下向きに配設した縦型マシニングセンタに適用した場合のものである。
先ず、工作機械である縦型マシニングセンタ1について説明する。図1,図2に示すように、床面に設置された基台2の前端側にワーク(図示略)を載置するワークテーブル3が固着され、そのワークテーブル3の後側にキャリッジ4がX方向駆動機構5によりX方向(左右方向であり、これが第1の方向に相当する)に移動可能に設けられている。
そのキャリッジ4上にコラム6(これが移動体に相当する)がY方向駆動機構7(これが移動体駆動機構に相当し、図4参照)によりY方向(前後方向であり、これが第2の方向に相当する)に移動可能に設けられている。
そのコラム6に主軸ヘッド8が下向きに設けられ、Z方向駆動機構9によりZ方向(上下方向)に移動可能に設けられている。主軸ヘッド8には、ワークを加工する為の各種の工具(図示略)が択一的に取り付け可能になっている。但し、このシニングセンタ1には、主軸ヘッド8に装着する複数の工具を必要に応じて択一的に切換えるツールチェンジャーが設けられているが、図示を省略するとともに、その詳しい説明を省略する。
先ず、X方向駆動機構5について説明すると、キャリッジ4は、左右方向向きに延びる前後1対のXガイドレール11に前後1対のガイド部材12を介して案内され、キャリッジ4の下面に固定したナット部材(図示略)に、左右方向向きのXスピンドル軸(図示略)が嵌合され、このXスピンドル軸がX軸駆動モータ13の駆動軸に連結されている。それ故、X軸駆動モータ13の回転によりXスピンドル軸が同時に回転し、ナット部材を介してキャリッジ4が左右方向に移動駆動される。
Y方向駆動機構7について説明すると、図4に示すように、コラム6は、前後方向向きに延びる左右1対のYガイドレール15に左右1対のガイド部材16を介して案内され、コラム6の下面に固定したナット部材17に、前後方向向きのYスピンドル軸18が嵌合され、このYスピンドル軸18がY軸駆動モータ(図示略)の駆動軸に連結されている。それ故、Y軸駆動モータの回転によりYスピンドル軸18が同時に回転し、ナット部材17を介してコラム6が前後方向に移動駆動される。
Z方向駆動機構9について説明すると、主軸ヘッド8は、上下方向向きに延びる左右1対のZガイドレール20に左右1対のガイド部材(図示略)を介して案内され、主軸ヘッド8の後面に固定したナット部材(図示略)に、上下方向向きのZスピンドル軸(図示略)が嵌合され、このZスピンドル軸がZ軸駆動モータ21の駆動軸に連結されている。
それ故、Z軸駆動モータ21の回転によりZスピンドル軸が同時に回転し、ナット部材を介して主軸ヘッド8が上下方向に移動駆動される。尚、主軸ヘッド8はその上側に取付けた主軸モータ22により回転駆動される。
ここで、キャリッジ4の内側に、コラム6を前後方向に移動させるY方向駆動機構7が組み込まれているため、キャリッジ4の上面には開口部4aが形成されており、この開口部4aからY方向駆動機構7に切屑や切削油が入ることを防止するために、その開口部4aを覆うようにカバー部材26が設けられている。
次に、カバー部材26を有するカバー装置25について説明する。図1,図2に示すように、カバー装置25はキャリッジ4の上面の開口部4aを覆うカバー部材26と、そのカバー部材26をその左右両側で2列状に支持するカバー支持機構27等を有する。
カバー部材26は、図1,図3に示すように、平面視にて矩形状のシート部材30と、複数本の帯状のカバー板31等からなり、後述するカバー支持機構27でカバー部材26をその下面側において支持するようになっている。ここで、これらカバー部材26とカバー支持機構27等からカバー装置25が構成されている。
シート部材30は、キャリッジ4の幅寸法よりも大きい幅を有し、アラミド繊維の織物にフッ素コーティングを施した可撓性に優れ且つ強度的に強化されている。シート部材30の長さ寸法(前後方向寸法)は、コラム6が最後端位置まで後退したときでもキャリッジ4の上面を十分に覆えるだけの長さを有している。
そのシート部材30の上側に、所定幅を有するアルミニウム製の複数枚のカバー板31であって、左右方向向きに配設した複数枚のカバー板31の各々が隙間なく前後方向に配設され、各カバー板31はその長さ方向所定間隔おきに、カバー板31とシート部材30とシート部材30の下側に設けたワッシャ32とを貫通させたリベット33で複数箇所において固定されている。
カバー部材26はこのように構成され、その基端部(後端部)がコラム6の前端部の下側に固着され、その先端部(前端部)はキャリッジ4の前端から下側に垂れ下がるようになっている。このように、ワークの加工に際して、コラム6の前後移動位置が何れであっても、カバー部材26はキャリッジ4の開口部4aを常に覆うので、加工中に発生する切屑や飛散した切削油が下側のY方向駆動機構7に入り込まないようになっている。
次に、カバー部材26をその下面側において支持するカバー支持機構27について説明する。但し、カバー支持機構27は、キャリッジ4の右側に設けられた右側支持機構27Aと、キャリッジ4の左側に設けられた左側支持機構27Bとを有しており、これらは同様に構成されている。そこで、右側支持機構27Aについて説明するものとする。
図4に示すように、キャリッジ4の右端部に、所定長さを有する複数の固定ボルト35Aが、前後方向に所定間隔おきに、ワッシャ36Aと、前後方向に延びる取付け板37Aの下端部とスペーサ38Aとを挟み込むように夫々螺着されている。取付け板37Aには、図1,図2,図5に示すように、複数の遊転輪部材39Aが段付き枢支ボルト40Aにより所定間隔おきに1列状に回転可能に枢支されている。遊転輪部材39Aは所定の厚さ(例えば、約5mm) 及び直径約60mmを有する合成樹脂製の円板部材からなっている。
即ち、段付き枢支ボルト40Aはその軸先端部において固定ナット41Aにより取付け板37Aに固定され、各遊転輪部材39Aは段付き枢支ボルト40Aの軸部分において、左右に夫々複数枚のワッシャ42Aを介在させて回転可能に枢着されている。但し、各遊転輪部材39Aはその上端の高さ位置が取付け板37Aの上端よりも上側に位置するように枢支され、これら複数の遊転輪部材39Aで上側のカバー部材26をその下面側で支持できるようになっている。
また、複数の遊転輪部材39Aは、コラム6の下端部に取付けた前後方向に延びる遊転輪カバー43Aで保護されている。ところで、左側支持機構27Bは右側支持機構27Aと同様に構成され、キャリッジ4の左端部に固定された複数の固定ボルト35Bで前後方向に長い取付け板37Bの下端部が固定され、その取付け板37Bに固着した複数の段付き枢支ボルト40Bにより複数の遊転輪部材39Bが回転可能に枢着されている。
ここで、符号36Bはワッシャ、符号38Bはスペーサ、41Bは固定ナット、42Bはワッシャ、符号43Bは遊転輪カバーである。それ故、カバー部材26の右端側がその下面において右側列に設けられた複数の遊転輪部材39Aで支持されるとともに、カバー部材26の左端側がその下面において左側列に設けられた複数の遊転輪部材39Bで支持されるようになっている。
次に、このように構成されたカバー装置25の作用及び効果について説明する。マシニングセンタ1によりワークテーブル3上に固定されたワークに加工動作が行われると、キャリッジ4が基台2上をX方向に移動するとともに、コラム6はキャリッジ4上においてY方向に移動し、更に、主軸ヘッド8がZ方向に移動する。このように加工動作が開始されると、加工により切屑が発生したり、切削油が周囲に飛散する。
一方、コラム6のY方向への移動に伴い、キャリッジ4上面の開口部4aの奥行き寸法が変化するが、コラム6と同期して一体的に移動するカバー部材26が常にその開口部4aを覆っているので、キャリッジ4の内部に切屑や切削油が浸入することはない。更に、カバー部材26はコラム6と一体的にY方向に移動するに際して、その右側端部の下面側において右側支持機構27Aにより複数の遊転輪部材39Aを介して案内されるとともに、その左側端部の下面側において左側支持機構27Bにより複数の遊転輪部材39Bを介して案内される。
それ故、カバー部材26は何れの部位においても、キャリッジ4等の固定側部材に一切接触することなく、カバー部材26の磨耗を確実に防止でき、耐久性を格段に高めることができる。
また、複数の遊転輪部材39A,39Bは、カバー部材26のX方向の左右両端部を下面側において夫々支持する2列状に配設され、キャリッジ4に回転可能に支持されたので、移動するカバー部材26に何ら加工を施すことがなく、しかも大型の遊転輪部材39A,39Bを2列状にキャリッジ側に設けることで、カバー部材26の円滑な支持性能を高めることができる。
次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。
1〕図7に示すように、マシニングセンタ1Aのコラム6の前側を覆うカバー部材26Aに本発明を適用するようにしてもよい。但し、前記実施例と同じ部材には同符号を記載する。即ち、コラム6の内側に、主軸ヘッド8を上下方向に移動させるZ方向駆動機構9が組み込まれているため、コラム6の前面には開口部6aが形成されており、この開口部6aからZ方向駆動機構9に切屑や切削油が入ることを防止するために、その開口部6aを覆うようにカバー部材26Aが設けられている。
このカバー部材26Aは前記実施例に用いたものと同様であるため、その説明を省略し、カバー部材26Aをそのコラム6側において支持するカバー支持機構45について説明する。但し、カバー支持機構45は、コラム6の右側に設けられた右側支持機構45Aと、コラム6の左側に設けられた左側支持機構45Bとを有しており、同様に構成されている。そこで、右側支持機構45Aについて説明する。
キャリッジ4の右端部に固定された複数の固定ボルト(図示略)で上下方向に長い支持板46Aの後端部が固定され、その支持板46Aに固着した複数の枢支ボルト47Aにより複数の遊転輪部材48Aが回転可能に枢着されている。また、左側支持機構45Bは右側支持機構45Aと同様に構成され、キャリッジ4の左端部に固定された複数の固定ボルト(図示略)で上下方向に長い支持板46Bの後端部が固定され、その支持板46Bに固着した複数の枢支ボルト47Bにより複数の遊転輪部材48Bが回転可能に枢着されている。
それ故、カバー部材26Aの右端側がそのコラム6面側において右側列に設けられた複数の遊転輪部材48Aで支持されるとともに、カバー部材26Aの左端側がそのコラム6面側において左側列に設けられた複数の遊転輪部材48Bで支持されるようになっている。この場合には、カバー部材26Aは主軸ヘッド8と一体的にZ方向に移動するに際して、その右側端部のコラム6側において右側支持機構45Aにより複数の遊転輪部材48Aを介して支持されるとともに、その左側端部のコラム6側において左側支持機構45Bにより複数の遊転輪部材48Bを介して支持される。
それ故、カバー部材26Aは何れの部位においても、コラム6等の固定側部材に一切接触することなく、カバー部材26Aの磨耗を確実に防止でき、耐久性を格段に高めることができる。
2〕図9に示すように、複数の遊転輪部材39C,39Dをカバー部材26B側に設けるようにしてもよい。即ち、各カバー板31Aの下面側に、1対の枢支部31aをカバー板31Aと一体的に、カバー板31Aの左右両側に夫々形成するようにし、各1対の枢支部31aでローラ状の遊転輪部材39C,39Dを枢着するようにしてもよい。この場合、これら遊転輪部材39C,39Dをキャリッジ4側やコラム6側に設けた支持板50で受けるように、つまり遊転輪部材39C,39Dが支持板50上を転動可能に構成するようにしてもよい。
この場合には、工シニングセンタ1側に何ら加工を施すことがなく、しかも多数の小型の遊転輪部材39C,39Dをカバー部材26Bに設けることで、カバー部材26Bの支持性能を高めることができる。
3〕マシニングセンタ1,1Aは、キャリッジ4がY方向に移動駆動され、コラム6がX方向に移動駆動されるように構成されたものであってもよい。
4〕主軸ヘッドが基台上に固定され、ワークを載置したワークテーブルが移動するように構成されたマシニングセンタの場合には、ワークテーブルをX方向とY方向に移動させるキャリッジ上面の開口部を塞ぐようにキャリッジ上に設けられたカバー部材に本発明を適用するようにしてもよい。
5〕本実施例においては、主軸ヘッドを下向きに取付けた縦型のマシニングセンタ1,1Aに本発明を適用したが、主軸ヘッドを水平向きに取付けた横型のマシニングセンタに本発明を適用するようにしてもよい。
6〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者でれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
本発明の実施例に係るマシニングセンタの斜視図である。 マシニングセンタの側面図である。 カバー部材及び遊転輪部材の部分拡大縦断側面図である。 カバー部材及びキャリッジの要部縦断拡大正面図である。 コラムが後退した工作機械の部分拡大側面図である。 コラムが前進した図5相当図である。 変更形態に係る図1相当図である。 変更形態に係るカバー部材の平面図である。 変更形態に係るカバー部材の縦断正面図である。
符号の説明
1 マシニングセンタ(工作機械)
1A マシニングセンタ(工作機械)
2 基台
4 キャリッジ
6 コラム
7 Y方向駆動機構
8 主軸ヘッド
25 カバー装置
26 カバー部材
26A カバー部材
26B カバー部材
27 カバー支持機構
31 カバー板
31A カバー板
37A 取付け板
37B 取付け板
39A 遊転輪部材
39B 遊転輪部材
39C 遊転輪部材
39D 遊転輪部材
45 カバー支持機構
50 支持板

Claims (4)

  1. 基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に前記第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体とを備え、その移動体を移動させる為の移動体駆動機構が組み込まれた前記キャリッジ上面の開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を前記移動体の前端部に取付けたカバー部材を備えた工作機械のカバー装置において、
    前記カバー部材をその下面側において支持する複数の遊転輪部材を、前記第2の方向と平行な方向に列状に設けたことを特徴とする工作機械のカバー装置。
  2. 前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、前記キャリッジに回転可能に支持されたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械のカバー装置。
  3. 前記複数の遊転輪部材は、カバー部材の第1の方向の両端部を夫々支持する2列状に配設され、前記カバー部材に回転可能に支持されるとともに、前記キャリッジ側の支持板上を転動可能に構成されたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械のカバー装置。
  4. 基台上に第1の方向に移動可能に装備されたキャリッジと、そのキャリッジ上に前記第1の方向と異なる第2の方向に移動可能に装備された移動体と、前記基台上に設けられたコラムと、そのコラムに移動可能に装備された主軸ヘッドとを備え、前記主軸ヘッドを移動させるためのヘッド駆動機構が組み込まれた前記コラムの開口部を覆うカバー部材であって、その基端部を前記主軸ヘッド側に取付けたカバー部材を備えた工作機構のカバー装置において、
    前記カバー部材をそのコラム側において支持する複数の遊転輪部材を前記主軸ヘッドの移動方向と平行な方向に2列状に設け、
    前記複数の遊転輪部材は前記コラムに回転可能に支持されたことを特徴とする工作機械のカバー装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7871225B2 (en) * 2006-09-18 2011-01-18 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Machine tool having a work space

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