JP2007090494A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工精度をより向上させることができる加工装置を提供する。
【解決手段】ベッド（１０）上には手前側に支持された被加工物（Ｗ）に対して左右方向を示す水平方向にスライド移動可能なテーブル（２０ａ）が設けられ、テーブル上にはテーブルのスライド方向と直交する水平方向に且つ手前側に支持された被加工物に対して進退する方向に進退移動可能な加工台（２０ｂ）が設けられており、加工台に電力及び流体を供給する配線及び配管（Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃ）を、ベッドに並設した固定部材から一旦中継部材に接続し、更に中継部材から加工台に接続する。そして中継部材（Ｃ）を加工台（２０ｂ）に固定するとともに固定部材をベッドの左右に設け、左右に設けた固定部材（３０ａ、３０ｂ）から中継部材に接続される配線及び配管（Ｋａ、Ｋｂ）の重量が左右で均等となるように、左右に設けた固定部材へ配線及び配管を配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加工装置に関する。

従来より、数値制御装置等を備えた加工装置を用いてワーク（被加工物）の加工を行う場合、一般的には加工工具を移動させて加工を行う。そして加工工具の駆動には、一般的には電動モータが用いられ、当該電動モータを駆動するための複数の配線が接続されている。
また、加工工具の近傍には、加工工具の潤滑や冷却等を行う流体（オイル等）を供給する配管や、加工工具と被加工物の接触部の冷却を行う流体（クーラントやエア等）を供給する配管等、複数の配管も接続されている。
これらの複数の配線及び配管は、ベッド上の固定位置から取り出されて加工工具の近傍に接続されている。また、加工工具はベッド上の種々の位置に移動する。従って、加工工具の近傍に接続された複数の配線及び配管は、ベッド上における加工工具の位置に応じて「たるみ量」が変化する。この「たるみ量」の変化により、ベッド上における加工工具の位置に応じて、加工工具は「たるみ量」に応じた応力を受け、加工精度に影響を与える可能性がある。

ここで、図６（Ａ）〜（Ｃ）に、特許文献１に記載された従来技術を示す。図６（Ａ）及び（Ｂ）は従来の加工装置の右側面図を示しており、図６（Ｃ）は従来の加工装置の背面図を示している。
ベッド７０上に、Ｘ軸に沿った水平方向にスライド可能なサドル８０ａを設け、サドル８０ａ上に、Ｚ軸に沿った水平方向にスライド可能なコラム８０ｂを設ける。主軸８２（加工工具の取付部）はコラム８０ｂ内でＹ軸に沿って鉛直方向にスライド可能である。
固定部９０ｄ、９０ｅはベッド７０の後方に固定されており、固定部９０ｄ、９０ｅからは複数の配線及び配管を示すケーブルＫｄ、Ｋｅが中継箱Ｃａに接続されている。中継箱Ｃａは案内レールＲ（図６（Ｃ）参照）に乗せられており、案内レールＲに沿ってＸ軸方向にスライド可能である。また中継箱Ｃａから配線及び配管を示すケーブルＫｆがコラム８０ｂの各所に接続されている。
またサドル８０ａには連動ブラケットＢａが固定されており、連動ブラケットＢａは、サドル８０ａのスライド方向に応じた位置に中継箱Ｃａを移動させる。
以上の構成にて、サドル８０ａから中継箱Ｃａに関する重量物を撤去してサドル８０ａにかかる重量、負荷を軽減する工作機械の配線・配管装置が提案されている。
特開平１１−５８１５６号公報

特許文献１に記載した従来技術では、加工工具（主軸８２）と中継箱Ｃａとの間の距離が、コラム８０ｂの位置に応じて変化するため（図６（Ａ）及び（Ｂ）参照）、ケーブルＫｆのたわみ量が変化する。
ケーブルＫｆは加工工具（主軸８２）を駆動する配線（電線）のみでなく、加工工具の潤滑や冷却等を行う流体（オイル等）を供給する配管や、加工工具と被加工物の接触部の冷却を行う流体（クーラントやエア等）を供給する配管等も存在する。これらの配管は、たわみ量の変化が激しいと内部で流体の脈動等が発生し、流体の吐出口にて吐出量が変動する可能性があり、流体を安定供給できなくなる可能性がある。
また、中継箱Ｃａに関する重量を軽減するために、中継箱Ｃａと連動ブラケットＢａとは固着されていないため、中継箱Ｃａと連動ブラケットＢａとの間には必ず間隙が存在する。例えば［μｍ］レベルの高精度の加工を行う場合、この連動ブラケットＢａは、この間隙を移動した後、中継箱Ｃａに衝突することになるので、衝突による振動、負荷の急激な変化等が発生し、加工精度に影響を与える可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、加工精度をより向上させることができる加工装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの加工装置である。
請求項１に記載の加工装置は、ベッド上の手前側に支持された被加工物を、加工台に設けられた加工工具を用いて加工する加工装置であって、前記ベッド上には前記手前側に支持された被加工物に対して左右方向を示す水平方向にスライド移動可能なテーブルが設けられ、前記テーブル上には前記テーブルのスライド方向と直交する水平方向に且つ前記手前側に支持された被加工物に対して進退する方向に進退移動可能な前記加工台が設けられている。
前記加工台に電力及び流体を供給する配線及び配管を、前記ベッドに並設した固定部材から一旦中継部材に接続し、更に前記中継部材から前記加工台に接続する。
そして前記中継部材を前記加工台に固定するとともに前記固定部材を前記ベッドの左右に設け、左右に設けた前記固定部材から前記中継部材に接続される前記配線及び配管の重量が左右で均等となるように、前記左右に設けた固定部材へ前記配線及び配管を配置する。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの加工装置である。
請求項２に記載の加工装置は、請求項１に記載の加工装置であって、前記中継部材は前記加工台の後端部に設けられており、前記固定部材は前記ベッドの後端部に設けられている。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの加工装置である。
請求項３に記載の加工装置は、請求項１または２に記載の加工装置であって、前記配線及び配管における前記固定部材への接続位置の高さ、及び前記配線及び配管における前記中継部材への接続位置の高さは、前記配線及び配管が最もたわんだ場合に前記加工台に干渉しない高さに設定されている。

請求項１に記載の加工装置を用いれば、中継部材が加工台に固定されているため中継部材と加工台との間の距離が一定である。従って、中継部材から加工台に接続される配線及び配管は、加工台がどのような位置に移動してもたわみ量が変化しない（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。これにより、加工台に接続した配管の吐出口から吐出される流体の吐出量の変動を抑制して、より安定的に流体を供給することができる。
また、中継部材は加工台に固定してあるので、加工台またはテーブルの移動時に中継部材に衝突する部材が存在しない。これにより、振動や負荷の急激な変動を抑制することができ、加工精度をより向上させることができる。
また、左右に設けた固定部材から中継部材に接続する配線及び配管の重量が、左右で均等となるように振り分けることで、中継部材（すなわち中継部材が固定されている加工台）が左右方向に受ける応力を相殺し、更に加工精度を向上させることができる。

また、請求項２に記載の加工装置によれば、固定部材と中継部材との距離をより短くすることができるため、ベッド上の任意の位置に加工台が移動した場合の配線及び配管のたわみ量をより小さくすることができる。
これにより、配線及び配管の長さをより短くすることができる。

また、請求項３に記載の加工装置によれば、配線及び配管が最もたわんだ場合であっても、加工台に干渉しない高さ（たわんで垂れ下がった配線及び配管が加工台に触れない高さ）となるように、配線及び配管を固定部材及び中継部材に接続するため、配線及び配管の破損を抑制することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の加工装置１の一実施の形態における概略形状を示す斜視図の例を示している。また図２は、図１に示した加工装置１からベッド１０、ワークＷ（被加工物）、ワーク支持部材１４ａ、１４ｂ、Ｖ型案内部材１３、平型案内部材１２等を省略した詳細図を示している。

●［加工装置１の全体構成（図１、図２）］
加工装置１は、ベッド１０、ワークＷ（被加工物）の一端を支持するワーク支持部材１４ａ、ワークＷの他端を支持するワーク支持部材１４ｂ、Ｖ型案内部材１３、平型案内部材１２、テーブル２０ａ、加工台２０ｂ、工具駆動手段２１（この例では電動モータ）、加工工具２２（この例では回転する砥石）、固定部材３０ａ、３０ｂ、電力を供給する配線及び流体（オイル、クーラント、エア等）を供給する配管を示すケーブルＫａ、Ｋｂ、Ｋｃ、中継部材Ｃ、ブラケットＢ等で構成されている。なお、図１に示す例では、ＮＣ制御装置や流体のタンク等を省略している。
なお、全ての図においてＸ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｙ軸は鉛直上方の方向であり、Ｚ軸はワークＷに加工工具２２が切り込む水平方向であり、Ｘ軸はＺ軸に直交する水平方向を示している。以下、加工台２０ｂがワークＷに対して進退移動する水平方向（Ｚ軸方向）を進退方向と記載し、テーブル２０ａがスライド移動する水平方向（進退移動方向と直交する方向であり、Ｘ軸方向）をスライド方向と記載する。

ワーク支持部材１４ａ及び１４ｂはベッド１０に固定され、ワークＷをベッド１０の手前側に支持する。
Ｖ型案内部材１３、平型案内部材１２はベッド１０上、かつワークＷに対して平行な位置に設けられており、テーブル２０ａのスライド方向の移動を案内する（テーブル２０ａの駆動手段の図示は省略）。
テーブル２０ａには加工台２０ｂが載置されており、加工台２０ｂはテーブル２０ａ上にて、ワークＷに対して進退方向（テーブル２０ａの移動方向に直交する水平方向）に進退移動する（加工台２０ｂの駆動手段の図示は省略）。
加工工具２２と工具駆動手段２１は加工台２０ｂに固定されており、加工工具２２は工具駆動手段２１にて駆動される。

中継部材ＣはブラケットＢを介して加工台２０ｂに固定されている。そしてベッド１０の左右に固定部材３０ａ、３０ｂが設けられている（ベッド１０に対して固定部材３０ａ、３０ｂが並設されている）。そして固定部材３０ａ、３０ｂから引き出されたケーブルＫａ、Ｋｂは、一旦、中継部材Ｃに接続されている。そして中継部材ＣからケーブルＫｃが加工台２０ｂの所定個所に接続されている。ケーブルＫｃ（ケーブルＫａ及びＫｂ）は、工具駆動手段２１に電力を供給する配線や、加工工具２２の潤滑等を行うオイルや加工工具２２とワークＷの接触部分を冷却するクーラントやエア等の流体を供給する配管である。

●［進退方向に移動した場合の効果（図３）］
次に図３を用いて、加工台２０ｂが進退方向（Ｚ軸方向）に移動した場合について、本発明の加工装置１の効果について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は加工装置１の右側面図を示している。
中継部材Ｃは、ブラケットＢを介して加工台２０ｂに固定されているので、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、加工台２０ｂが進退移動しても、中継部材Ｃと加工台２０ｂの相対位置は変化しない。従って、中継部材Ｃから加工台２０ｂに接続されたケーブルＫｃのたるみ量は変化しない。
これにより、流体の吐出口にて吐出量が変動することを抑制し、流体を安定供給することができる。これにより、加工工具２２の潤滑や加工工具２２とワークＷとの接触個所の冷却等を安定的に行うことができるため、加工精度をより向上させることができる。
なお、固定部材３０ａから中継部材Ｃに接続されるケーブルＫａ、Ｋｂは、加工台２０ｂの進退位置に応じてたわみ量が変化する（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。最もたわみが大きいときに、たわんだケーブルＫａ、Ｋｂが加工台２０ｂやテーブル２０ａに干渉しないように、固定部材３０ａの高さ、中継部材Ｃの高さが設定される。

●［スライド方向に移動した場合の効果（図４）］
次に図４を用いて、加工台２０ｂ（テーブル２０ａ）がスライド方向（Ｘ軸方向）に移動した場合について、本発明の加工装置１の効果について説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）は加工装置１の正面図を示している。
中継部材Ｃは、ブラケットＢを介して加工台２０ｂに固定されているので、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、テーブル２０ａがスライド移動しても、中継部材Ｃと加工台２０ｂの相対位置は変化しない。従って、中継部材Ｃから加工台２０ｂに接続されたケーブルＫｃのたるみ量は変化せず、図３の説明と同様の効果が得られる。

また、ベッド１０の後方の左右に配置した固定部材３０ａ、３０ｂから中継部材Ｃに接続される右側のケーブルＫａと左側のケーブルＫｂは、その重量が左右で均等をなるように、左右の固定部材３０ａ、３０ｂに、配線及び配管が配置されている。
これにより、テーブル２０ａがベッド１０に対して左右方向の中央部に位置している場合（図４（Ａ））、中継部材Ｃにおいて、ケーブルＫａによる右側への応力ＦＲとケーブルＫｂによる左側への応力ＦＬとが相殺され、中継部材Ｃに偏荷重がかからない。
このため、加工工具２２の位置をより高精度に制御可能であるとともに、中継部材Ｃ及びブラケットＢの振動を抑制することができるので、更に精度を向上させることができる。

また、ブラケットＢに必要な剛性をより低くすることができるので、ブラケットＢのサイズ及び重量を、より小さくすることができる。
なお、固定部材３０ａ、３０ｂから中継部材Ｃに接続されるケーブルＫａ、Ｋｂは、テーブル２０ａのスライド位置に応じてたわみ量が変化する（図４（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。最もたわみが大きいときに、たわんだケーブルＫａ、Ｋｂが加工台２０ｂやテーブル２０ａに干渉しないように（たわんで垂れ下がったケーブルＫａ、Ｋｂが加工台２０ｂに触れないように）、固定部材３０ａの高さ（ケーブルＫａ、Ｋｂと固定部材３０ａ及び３０ｂとの接続部の高さ）、及び中継部材Ｃの高さ（ケーブルＫａ、Ｋｂと中継部材Ｃとの接続部の高さ）が設定される。従って、ケーブルＫａ、Ｋｂの破損を抑制することできる。

●［その他の効果（図５）］
次に図５を用いて、本発明の加工装置１の効果（小型化）について説明する。図５（Ａ）〜（Ｃ）は加工装置の平面図を示している。
また、図５（Ａ）はケーブルＫａ及びＫｂをベッド１０の左（または右）側のみに配置した従来の加工装置の例を示し、図５（Ｂ）はケーブルＫａ及びＫｂをベッド１０の左右に配置した本発明の加工装置１を示し、図５（Ｃ）は、本発明の別の形態を示している。
図５（Ａ）と図５（Ｂ）を比較して判るように、本発明の加工装置１（図５（Ｂ））は、ベッド１０に対して並設した固定部材３０ａ、３０ｂを左右に対向するように配置してケーブルＫａ及びＫｂを左右の固定部材３０ａ、３０ｂに振り分けているため、全長Ｄがより短くなり、コンパクト化が可能であるとともに設置スペースも少なくて済む効果がある。
また本発明の加工装置１（図５（Ｂ））では、中継部材Ｃを加工台２０ｂ（図１参照）の後端部（手前側に支持したワークＷに対して後端部）に設け、固定部材３０ａ及び３０ｂをベッド１０の後端部の左右に設けている。これにより、固定部材３０ａ及び３０ｂと中継部材Ｃとの距離をより短くすることができるため、配線及び配管の長さをより短くすることができる。従って、ベッド１０上の任意の位置に加工台２０ｂが移動した場合のケーブルＫａ、Ｋｂのたわみ量をより小さくすることができる。

また、図５（Ｃ）に示すように、ベッド１０に対して並設した固定部材３０ａ、３０ｂの一方をベッド１０の前方に固定してもよい。この場合、固定部材３０ａ、３０ｂは、ベッド１０に対して対角位置の左右となる。なお、前方に移動させた固定部材（図５（Ｃ）の例では右側の固定部材３０ａ）は、テーブル２０ａ及び加工台２０ｂ、ワークＷ等に干渉しない位置に配置する。

本発明の加工装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態にて説明した加工装置は、回転する砥石を加工工具２２として備えた加工装置の例で説明したが、種々の加工工具の加工装置に適用することが可能である。
また、ケーブルＫａ、Ｋｂ、Ｋｃの配線及び配管の本数は特に限定しない。

本発明の加工装置１の一実施の形態における概略形状を説明する図である。 図１に示した加工装置１からベッド１０、ワークＷ（被加工物）、ワーク支持部材１４ａ、１４ｂ、Ｖ型案内部材１３、平型案内部材１２等を省略した詳細図である。 加工台２０ｂが進退方向（Ｚ軸方向）に移動した場合について、本発明の加工装置１の効果について説明する図である。 加工台２０ｂ（テーブル２０ａ）がスライド方向（Ｘ軸方向）に移動した場合について、本発明の加工装置１の効果について説明する図である。 本発明の加工装置１の効果（小型化）について説明する図である。 従来の加工装置の例を説明する図である。

符号の説明

１ 加工装置
１０ ベッド
１２ 平型案内部材
１３ Ｖ型案内部材
１４ａ、１４ｂ ワーク支持部材
２０ａ テーブル
２０ｂ 加工台
２１ 工具駆動手段
２２ 加工工具
３０ａ、３０ｂ 固定部材
Ｂ ブラケット
Ｃ 中継部材
Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃ ケーブル
Ｗ ワーク（被加工物）

Claims (3)

1. ベッド上の手前側に支持された被加工物を、加工台に設けられた加工工具を用いて加工する加工装置であって、
   前記ベッド上には前記手前側に支持された被加工物に対して左右方向を示す水平方向にスライド移動可能なテーブルが設けられ、
   前記テーブル上には前記テーブルのスライド方向と直交する水平方向に且つ前記手前側に支持された被加工物に対して進退する方向に進退移動可能な前記加工台が設けられ、
   前記加工台に電力及び流体を供給する配線及び配管を、前記ベッドに並設した固定部材から一旦中継部材に接続し、更に前記中継部材から前記加工台に接続し、
   前記中継部材を前記加工台に固定するとともに前記固定部材を前記ベッドの左右に設け、左右に設けた前記固定部材から前記中継部材に接続される前記配線及び配管の重量が左右で均等となるように、前記左右に設けた固定部材へ前記配線及び配管を配置する、
   ことを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置であって、
   前記中継部材は前記加工台の後端部に設けられており、前記固定部材は前記ベッドの後端部に設けられている、
   ことを特徴とする加工装置。
3. 請求項１または２に記載の加工装置であって、
   前記配線及び配管における前記固定部材への接続位置の高さ、及び前記配線及び配管における前記中継部材への接続位置の高さは、前記配線及び配管が最もたわんだ場合に前記加工台に干渉しない高さに設定されている、
   ことを特徴とする加工装置。
   
   

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