JP2007296602A - Bed of machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械におけるベッドに関するものである。 The present invention relates to a bed in a machine tool.
一般に、マシニングセンタ、旋盤、研削盤等の各種工作機械のベッドは鋳物で中空状に形成されることが多く、その中空部分において機械剛性を強化することを目的としたリブが直交する2方向に対し、それぞれのリブが同程度の厚みで格子状に配置されている。 In general, the beds of various machine tools such as machining centers, lathes, and grinders are often formed in a hollow shape by casting, and the ribs intended to reinforce the mechanical rigidity in the hollow portion are in two directions perpendicular to each other. The ribs are arranged in a lattice shape with the same thickness.
このような一般的なリブの配列に対して、次のようなベッドのリブや補強部材の配列が提案されてきた。すなわち、特許文献1に記載のベッドは、工作機械の支持装置に関するもので、支持方式を工作機械の本体の荷重に応じてベッドの前部に1点、後部の両側に2点の3点支持方式として前部の1点より後部の2点に向かってV字状に補強部材を配し、後部の2点同士を結ぶ線に平行な線上には前部の1点に近い方を密に補強し、後部の2点側へ行くに従って徐々に補強の度合いを疎になるように骨材を配置した補強方法である。
In contrast to such a general rib arrangement, the following arrangement of bed ribs and reinforcing members has been proposed. That is, the bed described in
特許文献2に記載のベッドは、ベッド内部の補強部材を、加工ヘッドを装着しているコラムの直下で交わるV字状に配した電気加工機のベッドの補強方法である。
The bed described in
特許文献3に記載のベッドは、ワーク支持テーブル下面の一点及び刃物台搭載部の下面における刃物台の移動方向に離間する2点の計3点の支持点でベッドを支持したベッドである。
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載のベッドにおいては強化されている部分がV字状であるため、支持点を結ぶ3角形のうち、補強の度合いが弱い一辺方向、具体的には特許文献1においてはX軸方向であり、特許文献2においては後部支持点の2点間の動きに対しては十分な強度が得られるような構成とはなっていなかった。
However, in the beds described in
また、特許文献3に記載のベッドにおいては、ベッドにおけるどの部分のリブについても同様の厚みで構成されており、リブの厚みが最適化されている構成とはなっておらず、機械重量の軽減という点で問題があった。
Moreover, in the bed of
そこで本発明はこれらの課題を解決する為に、工作機械のベッドにおいて、工作機械の軽量化を計り、かつ機械の剛性や機械の設置を容易にした工作機械のベッドを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve these problems, the present invention has an object to provide a machine tool bed that reduces the weight of the machine tool and facilitates machine rigidity and machine installation in the machine tool bed. To do.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ワークを支持する為のワーク支持手段と、ワークを加工するためのワーク加工手段とを備え、前記ワーク支持手段とワーク加工手段とが直交する3軸方向に相対移動することで前記ワークを加工するようにした工作機械のベッドであって、このベッドを支持するための支持点が設けられ、この各支持点を結んだ線の周辺を特に強化する為の補強部材が設けられていることを要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の工作機械のベッドにおいて、前記補強部材はベッド内部に設けられたリブであり、前記各支持点を結んだ線の周辺のリブの厚みはそれ以外の場所に設けられたリブの厚みより厚いことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the machine tool bed according to the first aspect, the reinforcing member is a rib provided inside the bed, and the thickness of the rib around the line connecting the support points is as follows. The gist is that it is thicker than the thickness of the ribs provided at other locations.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の工作機械のベッドにおいて、前記リブに加えて前記ベッド上部に敷設された移動体の案内部材の下方に位置するリブの厚みがそれ以外の場所に設けられたリブの厚みより厚いことを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the bed of the machine tool according to the second aspect, in addition to the rib, the thickness of the rib located below the guide member of the moving body laid on the upper part of the bed is other than that. The gist is that it is thicker than the thickness of the rib provided at the place.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の工作機械のベッドにおいて、このベッドの外周面で前記各支持点の外側に切り欠き部を有することを要旨とする。
The gist of the machine tool bed according to any one of
請求項1〜4に記載の発明によれば、ワークを支持する為のワーク支持手段と、ワークを加工するためのワーク加工手段とを備え、前記ワーク支持手段とワーク加工手段とが直交する3軸方向に相対移動することで前記ワークを加工するようにした工作機械のベッドにおいてベッド上部に搭載されている移動体の直交3軸方向における動作や停止に伴う機械の揺動や振動を効果的に抑制することができ、さらに機械の重量を軽量化することができるという効果を奏する。 According to invention of Claims 1-4, it is provided with the workpiece support means for supporting a workpiece | work, and the workpiece processing means for processing a workpiece | work, The said workpiece support means and a workpiece processing means orthogonally cross 3 Effectively swings and vibrates the machine as it moves and stops in the three orthogonal directions of the moving body mounted on the upper part of the bed of a machine tool configured to machine the workpiece by relative movement in the axial direction. And the weight of the machine can be reduced.
請求項3に記載の発明は、ベッドの上部に敷設された案内手段の、下方に位置するベッド内部のリブを、更に強化させたため、ベッド上部で移動・停止を行う移動体の揺動・振動に対して更なる強度アップが期待できる。
In the invention according to
請求項4に記載の発明は、前記ベッドの外周面で各支持点の外部に相当する部分に切り欠き部を設けたため、ベッドの更なる軽量化が可能になると共に、この構成により、作業者が各支持点に対して作業を行う際の作業性が良くなる為、各支持点を支持する支持手段のレベル調整等の作業が容易となる効果を有する。
In the invention according to
以下、本発明を具体化した工作機械のベッドの第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は工作機械全体の外観を示す斜視図である。また、図2は図1における工作機械の側面図であり、図3は図1における工作機械の平面図である。以下図1から図3に基づいて本発明の実施形態の全体構成について説明する。ベッド1には2本のX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4がX軸方向にお互いに平行に敷設されている。このX軸ガイドレール4にはワークWを把持する図示しない把持手段を備えたテーブル3がX軸方向に往復動可能に設けられている。このテーブル3の下部には図示しないナットが設けられており、このナットはX軸モータ6に図示しないカップリングを介して連結されたX軸ボールねじ5に蝶合されている。この構成により、X軸モータ6を駆動源としてテーブル3がX軸方向に往復動を行うようになっている。
Hereinafter, a first embodiment of a machine tool bed embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall appearance of the machine tool. 2 is a side view of the machine tool in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the machine tool in FIG. The overall configuration of the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the
また、ベッド1の後方部における上方には門型形状のコラム2が固定されている。この門型形状のコラム2の前端面には2本のY軸案内手段としてのY軸ガイドレール8がY軸方向にお互いに平行に敷設されている。このY軸ガイドレール8には主軸を備えたY軸サドル7がY軸方向に往復動可能に設けられている。このY軸サドル7の後端面には図示しないナットが設けられており、このナットはY軸モータ10に図示しないカップリングを介して連結されたY軸ボールねじ9に蝶合されている。これにより、Y軸モータ10を駆動源としてY軸サドル7がY軸方向に往復動を行うようになっている。
A gate-
このY軸サドル7は、主軸11を回動可能に支持しているクイル13をZ軸方向に往復動可能に支持している。このクイル13はY軸サドル7前面に設けられた図示しないZ軸案内手段に案内され、Z軸モータ12とこのZ軸モータ12に図示しないカップリングにより回動可能に連結されたZ軸ボールねじとによりZ軸方向の往復動可能に設けられている。
The Y-
前記クイル13内部に設けられた主軸11は図示しないスピンドルモータにカップリングを介して連結され、主軸先端部に把持した加工工具14を回転させるようになっている。この加工工具14は主軸に着脱可能に設けられており、図示しない工具マガジンおよび工具交換機構により他の加工工具14と工具の交換が可能となっている。
The
次に、本発明のベッド周辺について説明する。図4は工作機械におけるベッド1を底面からみた底面図である。図4における3つの点Aがベッド1の支持点である。この支持点Aはベッド1底面に設けられた1つの前部座面17と2つの後部座面18とからなり、この前部座面17及び2つの後部座面18は図2に示すように床面16に設置された機械の高さを調整可能なレベリングブロック等の支持手段15を介してベッド1を支持している。
Next, the bed periphery of the present invention will be described. FIG. 4 is a bottom view of the
ベッド1の外周面において、それぞれの支持点Aの外側にはそれぞれ1つの前方切り欠き部1aと2つの後方切り欠き部1bが設けられている。
On the outer peripheral surface of the
前記ベッド1の内部にはベッド1を補強する為にベッド1の内部で格子状に設けられたリブ19が設けられており、各リブ19の間は中空部22を形成している。各支持点Aを結ぶ線上にはその他のリブ19より厚みが厚い第1リブ20が設けられている。また、ベッド1上部に敷設されているX軸案内手段4の下方の2箇所にはその他のリブ19より厚みが厚い第2リブ21、21が設けられている。
In order to reinforce the
工作機械の据付時における前記ベッド1の高さ調整は、支持手段15に設けられている高さ調節機構を作業者が手動工具等を用いて調節することにより行われる。
The height adjustment of the
次に本発明における工作機械のベッド1の作用を図1から図4に基づいて説明する。
この工作機械のテーブル3上面にワークWが搬送され、テーブル3上部に設けられた図示しないクランプ機構によりワークWが把持される。また、図示しない工具マガジンおよび工具交換機構によりクイル13に支持された主軸11の先端部に加工工具14を把持させる。次に、把持された加工工具14を図示しないスピンドルモータにより回転させる。次にX軸モータ6、Y軸モータ10、Z軸モータ12を駆動させることによりワークWと加工工具14との相対移動を行いながらワークWの所定の位置に対して加工を行う。このとき、加工位置の移動等によりテーブル3やY軸サドル7及びクイル13は頻繁に移動・停止を繰り返すことになる。よって、ベッド1にはこれらのテーブル3やY軸サドル7及びクイル13の移動・停止に伴う揺動や振動が加工対象であるワークWに伝わると加工精度が低下するが、ベッド1に設けた第1リブ20がベッド1の揺動や振動を効果的に抑制する。特にベッド1上に案内手段が直接敷設されているX軸に関してはテーブル3の移動・停止に伴う揺動・振動がより伝わりやすい為、ベッド1上に設けられた案内手段の下方に設けられた第2リブ21によりさらにベッド1の強度を強化させることで揺動や振動をより効果的に抑制している。
Next, the operation of the
The workpiece W is transported to the upper surface of the table 3 of the machine tool, and the workpiece W is gripped by a clamp mechanism (not shown) provided on the upper portion of the table 3. Further, the
上記実施形態の工作機械のベッドによれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、ベッド1における各支持点Aを結ぶ線上に厚みが厚い第1リブ20を設けることにより、効果的に機械の剛性が向上できる。この支持点Aを結ぶ線上部分の第1リブ20を集中的に強化することでその他のリブ19の厚みを薄くすることができ、全体として厚みを薄くするリブの数の方が厚みを厚くするリブの数より多い為、機械重量の軽量化が可能となる。
According to the bed of the machine tool of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, by providing the thick
(2)上記実施形態では、ベッド1上部に敷設されているX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4の下方にリブ19より厚みを厚くし、強度の向上を図った第2リブ21を設けた。このことにより、ベッド1上部で移動するテーブル3の移動に伴い発生する揺動・振動を効果的に抑制することができる。また、その他のリブ19の厚みをさらに薄くすることが可能となる為、より機械重量の軽量化が可能となる。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、ベッド1の外周面で各支持点Aの外側にそれぞれ1つの前方切り欠き部1aおよび2つの後方切り欠き部1b、1bを設けた。このことにより支持手段15への間口が広くなり、機械本体の高さ調整の際に作業者が支持手段15に設けられた高さ調整機構に対して作業を行う際の作業性が良くなる為、確実かつ容易に高さ調整の作業が可能となり、作業効率が上がる効果がある。また、切り欠き分の重量の削減も可能となる為、更なる機械の軽量化が可能となる。
(3) In the above embodiment, one
次に本発明の第2実施形態を図5および図6に基づいて説明する。
図5および図6に示す工作機械はベッド1上にX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4、4およびZ軸案内手段としてのZ軸ガイドレール23、23が敷設されている横型マシニングセンタに本発明のベッドを適用した実施形態である。図5に示すようにベッド1上には2本のZ軸案内手段としてのZ軸ガイドレール23、23がZ軸方向に互いに平行に敷設されている。このZ軸ガイドレール23、23にはワークWを把持するための図示しない把持手段を備えたテーブル3がZ軸方向に往復動可能に設けられている。このテーブル3の下部には図示しないナットが設けられており、このナットはZ軸モータ12に図示しないカップリングを介して連結されたZ軸ボールねじ24に蝶合されている。これにより、Z軸モータ12を駆動源としてテーブル3がZ軸方向に往復動を行うようになっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The machine tool shown in FIGS. 5 and 6 is installed in a horizontal machining center in which
また、ベッド1上部には2本のX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4、4がX軸方向にお互いに平行に敷設されている。このX軸ガイドレール4、4には加工工具14を着脱可能な主軸を持つY軸サドル7を備えたコラム2がX軸方向に往復動可能に設けられている。このコラム2の下部には図示しないナットが設けられており、このナットはX軸モータ6に図示しないカップリングにより回転可能に連結されたX軸ボールねじ5に蝶合されている。これにより、X軸モータ6を駆動源としてコラム2がX軸の往復動を行う。
Further, two
このコラム2の前端面には2本のY軸案内手段としてのY軸ガイドレール8がY軸方向に互いに平行に敷設されている。このY軸ガイドレール8には加工工具14を着脱可能な主軸11を備えたY軸サドル7がY軸方向に往復動可能に設けられている。このY軸サドル7の後端部には図示しないナットが設けられており、このナットはY軸モータ10に図示しないカップリングにより回転可能に連結されたY軸ボールねじに蝶合されている。これにより、Y軸モータ10を駆動源としてY軸サドル7がY軸の往復動を行う。
Two Y-
このY軸サドル7前端面には主軸11が設けられており、この主軸11は図示しないスピンドルモータを駆動源として回転可能に支持されている。この主軸11の先端部には加工工具14を着脱可能な把持孔が備えられており、様々な種類の加工工具14を交換、装着可能となっている。
A
次に第2実施形態におけるベッド1の構成について説明する。
図6は第2実施形態におけるベッド1の底面図である。ここでは第1実施形態との相違点のみについて説明する。第2実施形態のベッド1は第1実施形態のベッド1と異なり、ベッド1上にZ軸案内手段としてのZ軸ガイドレール23、23とX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4、4との2方向の案内手段を備えている。第2実施形態のベッド1は図6に示すようにこれら2方向の案内手段の下方にそれぞれ第2リブ21a、21aおよび21b、21bがそれぞれの軸方向に対応した形で設けられている。
Next, the configuration of the
FIG. 6 is a bottom view of the
次に第2実施形態における工作機械の作用について説明する。
この工作機械のテーブル3上面にワークWが搬送され、テーブル3上部に設けられた図示しないクランプ機構によりワークWが把持される。また、図示しない工具マガジンおよび工具交換機構により、主軸11の先端部に加工工具14を把持させる。次に、把持された加工工具14を図示しないスピンドルモータにより回転させる。次にX軸モータ6、Y軸モータ10、Z軸モータ12を駆動させることによりワークWと加工工具14との相対移動を行いながらワークWに対して所定の位置に対して加工を行う。このとき、加工位置の移動等によりコラム2やテーブル3及びY軸サドル7は頻繁に移動・停止を繰り返すことになるため、ベッド1にはこれらのコラム2やテーブル3及びY軸サドル7の移動・停止に伴う揺動や振動をベッド1に設けた第1リブ20が効果的に抑制する。特にベッド1上に案内手段が直接敷設されているX軸とZ軸の下方に関してはコラム2およびテーブル3の移動・停止に伴う揺動・振動がより大きい為、ベッド1に設けられた第2リブ21a、21aおよび21b、21bによりベッド1の剛性をより強化させることで揺動や振動を効果的に抑制している。
Next, the operation of the machine tool in the second embodiment will be described.
The workpiece W is conveyed to the upper surface of the table 3 of the machine tool, and the workpiece W is gripped by a clamp mechanism (not shown) provided on the upper portion of the table 3. Further, the
上記実施形態2における工作機械のベッドによれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記第2実施形態では、ベッド1における各支持点Aを結ぶ線上に厚みが厚い第1リブ20を設けることにより、より効果的に機械の剛性が向上できる。この支持点Aを結ぶ線上部分を集中的に強化することでその他のリブ19の厚みを薄くすることができ、全体として機械重量の軽量化が可能となる。
According to the bed of the machine tool in the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the said 2nd Embodiment, the rigidity of a machine can be improved more effectively by providing the
(2)上記第2実施形態では、ベッド1上部に敷設されているX軸案内手段としてのX軸ガイドレール4、4及びZ軸案内手段としてのZ軸ガイドレール23、23の下方に、リブ19のより厚みを厚くし強度アップを図った第2リブ21a、21a及び21b、21bを設けた。このことにより、ベッド1上部で移動するコラム2及びテーブル3の移動に伴い発生する揺動・振動を効果的に抑制することができる。また、その他のリブ19の厚みをさらに薄くすることが可能となる為、より機械重量の軽量化が可能となる。
(2) In the second embodiment, ribs are provided below the
(3)上記実施形態では、ベッド1の外周面で各支持点Aに対応した位置にそれぞれ1つの前方切り欠き部1aおよび2つの後方切り欠き部1b、1bを設けた。このことにより支持手段15への間口が広くなり、機械本体の高さ調整の際に作業者が支持手段15に設けられた高さ調整機構に対して作業を行う際の作業性が良くなる為、確実かつ容易に高さ調整の作業が可能となり、作業効率が上がる効果がある。また、切り欠き分の重量の削減も可能となる為、更なる機械の軽量化が可能となる。
(3) In the above embodiment, one
なお、上記第1及び第2実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記実施形態において、各移動軸の駆動源をモータおよびこのモータに接続されたボールねじの回転によるものとしたが、例えばリニアモータ等の駆動源を用いて各移動体を移動させることも可能である。
In addition, you may change the said 1st and 2nd embodiment as follows.
In the above embodiment, the driving source of each moving shaft is based on the rotation of a motor and a ball screw connected to the motor. However, it is also possible to move each moving body using a driving source such as a linear motor. It is.
○ 本実施形態によれば支持手段15はレベリングブロック等と例示したが、ジャッキボルト方式等他の方式による支持手段に適用することも可能である。
○ 本実施形態によれば2種類の軸構成におけるマシニングセンターにおけるベッド1について例示したが、他の軸構成、例えば左右のX軸をテーブルが移動し、コラムがベッド上に固定され、このコラム前端面に前後のZ軸方向に往復動可能なクイルを備えたY軸サドルが上下のY軸方向に往復動可能に設けられた横型マシニングセンタなどの軸構成でも良い。このような第1実施形態や第2実施形態以外の軸構成においても各支持点を結ぶ線上付近のリブを強化し、さらにベッド上に敷設された案内手段に対応した位置のリブが強化される構成には変わりが無い。
○ According to the present embodiment, the support means 15 is exemplified as a leveling block or the like. However, the support means 15 may be applied to support means using other methods such as a jack bolt method.
○ According to the present embodiment, the
1…ベッド、1a…前方切り欠き部、1b…後方切り欠き部、2…コラム、3…テーブル、7…Y軸サドル、13…クイル、14…加工工具、15…支持手段、16…床面、20…第1リブ、21…第2リブ、W…ワーク、A…支持点。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The machine tool bed according to any one of claims 1 to 3, wherein a notch portion is provided on an outer peripheral surface of the bed outside the support points.
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