JP2007296613A - 工作機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】テーブルの自重などに基づくモーメントにより、テーブルが傾いて加工精度が低下したり、軸受寿命が短くなるのを防止することができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械は、水平な旋回中心軸回りに旋回自在に設けられるテーブル２０であって、上面にワークＷが載置されるテーブル本体２２と、軸線が旋回中心軸と同軸に配置されて軸線中心に回転自在に設けられ、一端側がテーブル本体２２に固設された回転軸２３とを有するテーブル２０と、軸受１５ｂを介して回転軸２３を回転自在に支持する支持構造体１５と、回転軸２３をその軸線中心に回転させる旋回駆動機構２５と、回転軸２３の、軸受１５ｂによる支持部よりも他端側の外周部に当接する当接部材３１と、支持構造体１５に配設され、当接部材３１を支持するとともに、当接部材３１により回転軸２３の外周部を上側から押さえて荷重を加える押さえ機構３２とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、上面にワークが載置されるテーブルと、前記テーブルを水平な旋回中心軸回りに旋回自在に支持する支持構造体と、前記テーブルをその旋回中心軸回りに旋回させて所定の旋回角度位置に割り出す旋回駆動機構とを備えた工作機械に関する。
前記工作機械として、従来、例えば、特開平１０−１８０５２３号公報に開示されたものが知られている。この工作機械は、適宜設置面上に立設される機械コラムと、水平面内で左右方向に移動自在に機械コラムの上面に配設された横スライドと、水平面内で前後方向に移動自在に横スライドの上面に配設された縦スライドと、軸線が上下方向に沿って配置され、工具を保持する主軸と、上下方向に移動自在に縦スライドの前面に配設され、前記主軸をその軸線中心に回転自在に支持する主軸頭と、前記前後方向と平行な旋回中心軸回りに旋回自在に機械コラムの前面に支持されるとともに、上下方向に平行な回転中心軸回りに回転自在に構成された回転テーブルなどから構成される。
また、前記工作機械は、横スライドの左右方向に沿った移動を案内する案内機構と、縦スライドの前後方向に沿った移動を案内する案内機構と、主軸頭の上下方向に沿った移動を案内する案内機構と、横スライドを左右方向に移動させる送り機構と、縦スライドを前後方向に移動させる送り機構と、主軸頭を上下方向に移動させる送り機構と、主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構とを備える。
前記回転テーブルは、上面にワークが載置される回転部材と、軸線が前記旋回中心軸と同軸に配置され、当該軸線中心に回転自在に設けられる円板状の支持部材と、支持部材と同軸に配置されて軸中心に回転自在に設けられ、一端側が当該支持部材の後面に固設される回転軸と、前記支持部材の前面から突出して設けられ、前記回転部材を前記回転中心軸回りに回転自在に支持するテーブル本体などからなる。
前記支持部材は、その外周部と機械コラム前面部との係合関係により軸線中心に回転自在に当該機械コラムに支持され、前記回転軸は、機械コラムに軸受を介して軸中心に回転自在に支持されており、当該支持部材及び回転軸が軸中心に回転することで、回転部材及びテーブル本体が前記旋回中心軸回りに旋回する。尚、支持部材及び回転軸は、適宜駆動装置によって回転駆動され、また、回転部材も適宜駆動装置によって回転駆動されるようになっている。
このように構成された工作機械によれば、各送り機構によって横スライド，縦スライド及び主軸頭が各案内機構による案内の下それぞれ所定の送り方向に移動せしめられるとともに、回転駆動機構によって主軸がその軸線中心に回転せしめられることで、回転テーブル（回転部材）上に載置されたワークが、主軸に保持された工具によって加工される。
このとき、回転部材は、前記駆動装置により前記回転中心軸回りに回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出され、前記テーブル本体は、前記駆動装置により前記旋回中心軸回りに旋回せしめられて所定の旋回角度位置に割り出されている。
特開平１０−１８０５２３号公報
しかしながら、上記従来の工作機械では、回転テーブルが機械コラムの前面から突き出た状態で片持ちに支持されているため、当該回転テーブルの自重やこれに載置されるワークの重量などに基づくモーメントにより前記旋回中心軸が水平から下方に傾いて（即ち、回転部材，テーブル本体及び回転軸などが傾いて）、高精度にワークを加工することができないという問題があった。
特に、回転テーブルが大型化して、その重量がより重くなったり、機械コラムによる支持部から回転テーブルの重心位置までの距離がより長くなったり、当該回転テーブルに載置されるワークの重量がより重くなると、前記モーメントが大きくなるため、このような問題がより顕著に現れる。
また、回転テーブルの回転軸を支持する軸受の寿命は、当該軸受に作用する荷重やモーメントに依存するようになっているが、荷重に比べてモーメントの方が大きく影響するため、より大きなモーメントが作用するほど軸受寿命が短くなるという問題もある。
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、テーブルの自重などに基づくモーメントにより、テーブルが傾いて加工精度が低下したり、軸受寿命が短くなるのを防止することができる工作機械の提供をその目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、
水平な旋回中心軸回りに旋回自在に設けられるテーブルであって、上面にワークが載置されるテーブル本体と、軸線が前記旋回中心軸と同軸に配置されて該軸線中心に回転自在に設けられ、一端側が前記テーブル本体に固設された回転軸とを有するテーブルと、軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持する支持構造体と、前記回転軸をその軸線中心に回転させて前記テーブル本体を所定の旋回角度位置に割り出す旋回駆動機構と、軸中心に回転自在に設けられ、工具を保持する主軸と、前記主軸をその軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記支持構造体及び主軸を相対移動させる送り機構とを備えた工作機械において、
前記回転軸の、前記軸受による支持部よりも他端側の外周部に当接する当接部材と、
前記支持構造体に配設され、前記当接部材を支持するとともに、該当接部材により前記回転軸の前記外周部を上側から押さえて該外周部に荷重を加える押さえ機構とを備えてなることを特徴とする工作機械に係る。
この発明によれば、押さえ機構によって、テーブルの回転軸の、軸受による支持部よりも他端側の外周部が当接部材を介し上側から押さえられて当該外周部に荷重が加えられると、旋回中心軸方向において軸受を挟みテーブル本体側とは反対側にも下向きの荷重がテーブルに作用して、テーブルの自重やこれに載置されるワークの重量などに基づくモーメントを打ち消すモーメントがテーブルに作用することとなる。これにより、テーブルの自重やワーク重量などに基づくモーメントによって前記旋回中心軸が下方に傾く（テーブル本体及び回転軸が傾く）のが防止され、当該旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸が水平に調整される。
尚、押さえ機構によって荷重を加える位置は、軸受による回転軸の支持部から離れた位置に設定することが好ましく、このようにすれば、モーメントを打ち消すために加える荷重を小さくして、当該加えられた荷重が軸受寿命に与える影響を少なくすることができる。
そして、このようにして旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸が水平に調整された後、ワークが加工される。即ち、送り機構により、支持構造体及び主軸が相対移動せしめられて、テーブル（テーブル本体）上に載置されたワークと主軸に保持された工具とが相対移動せしめられるとともに、回転駆動機構により主軸がその軸中心に回転せしめられ、ワークが加工される。尚、ワークの加工に当たり、テーブル本体は、旋回駆動機構によって回転軸がその軸線中心に回転せしめられることにより所定の旋回角度位置に割り出されている。
斯くして、本発明に係る工作機械によれば、回転軸の、軸受による支持部よりも他端側の外周部を上側から押さえて当該外周部に荷重を加えることで、テーブルの自重やワーク重量などに基づくモーメントを打ち消し、旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸を水平とすることができるので、高精度にワークを加工することができる。
また、回転軸の外周部に荷重を加えることで、軸受に作用する荷重は増えるものの、荷重よりも軸受寿命に大きな影響を与えるモーメントを打ち消すことができるので、軸受寿命を長くすることができる。
尚、前記工作機械は、前記押さえ機構によって加えられる荷重を調整するための荷重調整機構を更に備えて構成されていても良い。旋回中心軸やテーブル本体、回転軸の傾き量は、例えば、加工対象となるワークの重量によって異なるため、ワーク重量が変わると、押さえ機構によって回転軸の外周部に加える荷重の大きさも変える必要がある。そこで、押さえ機構により加えられる荷重を荷重調整機構によって調整すれば、ワーク重量に応じた荷重を回転軸に加えることができる。これにより、ワーク重量が変化しても、旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸を水平に調整して、精度の高い加工を実施することができるとともに、モーメントの打ち消しが不完全となり、却って軸受寿命が短くなるのを防止することができる。
また、前記当接部材は、軸線が前記回転軸の軸線と平行に配置され、前記押さえ機構によって軸線中心に回転自在に支持されるローラから構成されていても良い。このようにすれば、回転軸と当接部材との間に生じる摩擦抵抗を小さくして、旋回駆動機構を構成する駆動モータにかかる負荷を少なくしたり、回転軸を円滑に回転させることができる。
また、前記当接部材は、前記回転軸の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側にそれぞれ設けられ、前記押さえ機構及び荷重調整機構は、前記各当接部材にそれぞれ対応して設けられていても良い。例えば、当接部材がひとつしか設けられていない場合には、当該当接部材と回転軸の外周部との接触部が回転軸の軸線を含む鉛直面上にないと、回転軸に荷重を加えたときに当接部材又は回転軸が逃げて、回転軸に上手く荷重を加えることができない恐れがあるが、回転軸の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側に設けられた２つの当接部材により回転軸を押さえれば、回転軸の外周部をバランス良く押さえて荷重をきちんと加えることができる。
また、前記工作機械は、前記テーブル本体又は回転軸の鉛直方向における変位であって、前記テーブル本体の上面が水平状態にあるときの、前記テーブル本体又は回転軸の鉛直方向における位置を基準とした変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段によって検出された変位を基に前記荷重調整機構を制御して、該変位がなくなるように前記回転軸の前記外周部に加えられる荷重を調整する制御手段とを更に備えて構成されていても良い。
この場合、回転軸に加えられた荷重によって旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸が水平に調整されていても、例えば、加工対象となるワークの重量が変わって、押さえ機構により回転軸に加えるべき荷重の大きさが変化すると、モーメントのバランスが崩れてテーブル本体や回転軸が傾き、テーブル本体又は回転軸の鉛直方向における位置が変化することから、この位置変化が変位として変位検出手段によって検出される。そして、変位検出手段によって検出された変位を基に、制御手段により荷重調整機構が制御されて、当該変位がなくなるように回転軸の外周部に加えられる荷重が調整される。
したがって、このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができ、更に、回転軸の外周部に加えられる荷重が自動調整されるので、正確且つ効率的に荷重調整を行うことができる。
また、前記回転軸の前記外周部には、該回転軸とともに回転する環状の回転部材が設けられ、前記当接部材は、前記回転部材の外周部に当接するように構成されていても良い。このように、当接部材が当接する部分を別部材から構成すれば、当接部材との接触部を摩耗し難く構成したり、摩耗した回転部材を交換するのに好都合である。
以上のように、本発明に係る工作機械によれば、回転軸の外周部を上側から押さえて当該外周部に荷重を加え、テーブルの自重やワーク重量などに基づくモーメントを打ち消すことで、旋回中心軸やテーブル本体の上面、回転軸を水平として高精度な加工を行うことができる。また、荷重よりも軸受寿命に大きな影響を与えるモーメントを打ち消すことで、軸受寿命を長くすることができる。
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械の概略構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した工作機械の一部を示す正面図であり、図３は、図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。また、図４は、本実施形態に係るテーブル及び荷重付与機構などの概略構成を示した断面図であり、図５は、図４における矢示Ｂ方向の側面図であり、図６は、図５における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。
図１乃至図６に示すように、本例の工作機械１は、ベッド（支持構造体）１１と、ベッド１１に配設され、水平面内で前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在となった第１サドル１６と、第１サドル１６に配設され、水平面内で左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在となった第２サドル１７と、第２サドル１７に配設され、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動自在となった主軸頭１８と、主軸頭１８によって軸線中心に回転自在に支持され、工具Ｔを保持する主軸１９と、Ｙ軸と平行な旋回中心軸回り（Ｂ軸方向）に旋回自在にベッド１１に配設されるとともに、Ｚ軸と平行な回転中心軸回り（Ｃ軸方向）に回転自在に構成され、上面にワークＷが載置されるテーブル２０と、ベッド１１に配設され、テーブル２０の、ワークＷの載置部側とは反対側を上側から押さえて荷重を加える荷重付与機構３０などから構成される。
また、前記工作機械１は、第１サドル１６のＹ軸に沿った移動を案内するＹ軸案内機構４１と、第２サドル１７のＸ軸に沿った移動を案内するＸ軸案内機構４２と、主軸頭１８のＺ軸に沿った移動を案内するＺ軸案内機構（図示せず）と、第１サドル１６をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構４４と、第２サドル１７をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り機構４５と、主軸頭１８をＺ軸方向に移動させるＺ軸送り機構４６と、主軸１９をその軸線中心に回転させる主軸回転駆動機構（図示せず）と、テーブル２０をＢ軸方向に旋回させて所定の旋回角度位置に割り出す旋回駆動機構２５と、テーブル２０をＣ軸方向に回転させて所定の回転角度位置に割り出すテーブル回転駆動機構（図示せず）とを備えている。
前記ベッド１１は、平面視矩形状に形成される基部１２と、Ｘ軸方向に間隔を空けて対峙し、基部１２の左右両側にそれぞれ立設された２つの側壁１３，１４（正面左側の左側壁１３及び正面右側の右側壁１４）と、基部１２の奥側に立設され、左右両側の側壁１３，１４間に設けられた側壁（後側壁）１５とからなる。
前記基部１２には、その中央部上面に一方側が開口し、他方側が奥側外周面に開口した切りくず排出穴１２ａが形成され、前記後側壁１５には、その中央部に、Ｙ軸方向に貫通した貫通穴１５ａが形成されている。
前記テーブル２０は、後側壁１５の前面側に設けられており、ワークＷが上面に載置されたパレットＰが取り付けられるパレット取付部２１と、このパレット取付部２１をＣ軸方向に回転自在に支持する、断面Ｌ字形に形成されたテーブル本体２２と、軸線が前記旋回中心軸と同軸に配置されて当該軸線中心に回転自在に設けられ、一端側がテーブル本体２２の後面に固設された回転軸２３と、環状に形成され、回転軸２３の他端側外周部に設けられて当該回転軸２３とともに回転する回転部材２４とからなる。
前記テーブル本体２２は、基部１２の上面と一定間隔を隔てて切りくず排出穴１２ａの上方位置に配置され、回転軸２３とともに回転することでＢ軸方向に旋回する。前記回転軸２３は、その一端側が、後側壁１５の貫通穴１５ａの内周面に設けられた、例えば、クロスローラベアリングなどの軸受１５ｂを介して当該貫通穴１５ａ内に回転自在に支持されている。
前記旋回駆動機構２５は、回転軸２３の軸線方向中央部外周面に設けられた回転子２５ａと、この回転子２５ａと所定間隔を隔ててこれを取り囲むように後側壁１５の貫通穴１５ａの内周面に設けられた固定子２５ｂとを備えた駆動モータなどから構成されており、回転軸２３をその軸線中心に回転させることで、テーブル本体２２（パレットＰ上のワークＷ）をＢ軸方向における所定の旋回角度位置に割り出す。前記テーブル回転駆動機構（図示せず）は、パレット取付部２１をＣ軸方向に回転させることで、パレットＰ上のワークＷをＣ軸方向における所定の回転角度位置に割り出す。
前記荷重付与機構３０は、軸線が回転軸２３の軸線と平行に配置され、回転部材２４の外周部に当接する２つの当接ローラ３１と、後側壁１５に配設され、各当接ローラ３１を軸線中心に回転自在に支持するとともに、当該各当接ローラ３１により回転部材２４の外周部を上側から押さえて当該外周部に荷重を加える押さえ機構３２と、押さえ機構３２に設けられ、当該押さえ機構３２によって加えられる荷重を調整するための荷重調整ボルト３９とからなる。
前記当接ローラ３１は、回転軸２３の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側に設けられるとともに、回転軸２３の軸線方向において同じ位置に配置される。また、当該当接ローラ３１には、その軸線方向に貫通した貫通穴３１ａが形成されている。
前記押さえ機構３２は、下面が開口し、内部が中空に形成されたハウジング３３と、ハウジング３３内に上下方向に移動自在に設けられた移動部材３４と、移動部材３４の下側に配置され、ハウジング３３内に上下方向に移動自在に設けられたピストン３５と、移動部材３４とピストン３５との間に設けられる皿ばね３６と、ハウジング３３の下部に内側に突出するように設けられ、ピストン３５と係合して当該ピストン３５が落下するのを防止するストッパ３７と、ピストン３５に取り付けられ、当接ローラ３１の貫通穴３１ａ内に挿通されて当該当接ローラ３１をその軸線中心に回転自在に支持する支持軸３８とからなる。
前記ハウジング３３は、後側壁１５の後面側に配設され、上面には、前記荷重調整ボルト３９が螺合するねじ穴３３ａが上下に貫通して形成されている。前記移動部材３４は、その下面に、円柱状に形成され、前記皿ばね３６の中心穴内に挿通される凸部３４ａを備え、前記ピストン３５は、その上面に、移動部材３４の凸部３４ａが挿入される凹部３５ａを備えている。
前記ピストン３５は、下部がハウジング３３の下面から突出するように構成され、当該下部に前記支持軸３８が取り付けられている。また、ピストン３５の上下方向中央部付近には、段差が形成されてこの段差部に前記ストッパ３７が係合するようになっている。尚、前記移動部材３４，ピストン３５，皿ばね３６，支持軸３８及び荷重調整ボルト３９は、各当接ローラ３１に対応するようにそれぞれ２つずつ設けられている。
この荷重付与機構３０では、各皿ばね３６のたわみ量に応じた荷重が各当接ローラ３１を介して回転部材２４の外周部に加えられ、また、荷重調整ボルト３９のねじ込み量が調整されて移動部材３４が上下方向に移動せしめられることで、皿ばね３６のたわみ量が調整されて、回転部材２４の外周部に加えられる荷重が調整される。
前記第１サドル１６は、矩形状且つ枠状に形成されて、横辺がＸ軸に、縦辺がＹ軸に平行に配置されており、長手方向の両端部がＹ軸方向に移動自在に前記左側壁１３及び右側壁１４の上面にそれぞれ支持されている。
前記第２サドル１７は、Ｙ軸方向の両側に突出して形成された突出部１７ａと、鉛直方向に貫通した貫通穴１７ｂとを備え、前記各突出部１７ａがＸ軸方向に移動自在に第１サドル１６の横辺部上面にそれぞれ支持されて当該第１サドル１６の枠内に設けられている。
前記主軸頭１８は、第２サドル１７の貫通穴１７ｂ内にＺ軸方向に移動自在に支持され、前記主軸１９は、テーブル２０よりも上方で軸線がＺ軸方向と平行に配置され、主軸頭１８の下端部に回転自在に支持されている。
前記Ｙ軸案内機構４１は、前記左側壁１３及び右側壁１４の上面にＹ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール４１ａと、第１サドル１６の長手方向の両端部下面にそれぞれ固設され、このガイドレール４１ａに移動自在に係合したスライダ４１ｂとからなる。
前記Ｙ軸送り機構４４は、前記左側壁１３及び右側壁１４の上面にそれぞれ配設された駆動モータ４４ａと、左側壁１３及び右側壁１４の上面にＹ軸に沿ってそれぞれ配設され、各駆動モータ４４ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ４４ｂと、第１サドル１６の各縦辺部外周面にそれぞれ固設され、各ボールねじ４４ｂと螺合したナット４４ｃとからなる。
このＹ軸案内機構４１及びＹ軸送り機構４４では、駆動モータ４４ａが駆動されてボールねじ４４ｂが軸中心に回転し、これに沿ってナット４４ｃが移動することで、ガイドレール４１ａ及びスライダ４１ｂにより案内されて第１サドル１６がＹ軸方向に移動する。
前記Ｘ軸案内機構４２は、第１サドル１６の各横辺部上面にＸ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール４２ａと、第２サドル１７の各突出部１７ａの下面にそれぞれ固設され、このガイドレール４２ａに移動自在に係合したスライダ４２ｂとからなる。
前記Ｘ軸送り機構４５は、第１サドル１６の縦辺部の一方に配設された駆動モータ４５ａと、第１サドル１６の枠内にＸ軸に沿って配設され、駆動モータ４５ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ４５ｂと、第２サドル１７に固設され、ボールねじ４５ｂと螺合したナット（図示せず）とからなる。
このＸ軸案内機構４２及びＸ軸送り機構４５では、駆動モータ４５ａが駆動されてボールねじ４５ｂが軸中心に回転し、これに沿ってナット（図示せず）が移動することで、ガイドレール４２ａ及びスライダ４２ｂにより案内されて第２サドル１７がＸ軸方向に移動する。
前記Ｚ軸案内機構（図示せず）は、第２サドル１７の貫通穴１７ｂのＸ軸方向両側の内周面にＺ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール（図示せず）と、主軸頭１８のＸ軸方向両側の外周面にそれぞれ固設され、このガイドレール（図示せず）に移動自在に係合したスライダ（図示せず）とからなる。
前記Ｚ軸送り機構４６は、第２サドル１７のＸ軸方向両側の上面にそれぞれ配設された駆動モータ４６ａと、第２サドル１７のＸ軸方向両側の内部にＺ軸に沿ってそれぞれ配設され、各駆動モータ４６ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ（図示せず）と、主軸頭１８のＸ軸方向両側の外周面にそれぞれ固設され、各ボールねじ（図示せず）と螺合したナット（図示せず）とからなる。
このＺ軸案内機構（図示せず）及びＺ軸送り機構４６では、駆動モータ４６ａが駆動されてボールねじ（図示せず）が軸中心に回転し、これに沿ってナット（図示せず）が移動することで、ガイドレール（図示せず）及びスライダ（図示せず）により案内されて主軸頭１８がＺ軸方向に移動する。
前記切りくず回収装置５０は、ワークＷの加工により生じた切りくずを所定の搬送方向に搬送して機外に排出する排出機構５１と、搬送方向上流側で排出機構５１の下方に配置され、切削液を貯留する貯留タンク５４と、搬送方向下流端で排出機構５１の下方に配置された回収ボックス５５とを備える。
前記排出機構５１は、複数のプレートを無端環状に連結して構成され、切りくずを搬送する搬送ベルト５２と、切りくず排出穴１２ａ内に配置される水平部５３ａ及び工作機械１の機外に配置される傾斜部５３ｃを備え、搬送ベルト５２を収容して回動自在に支持する支持部材５３と、搬送ベルト５２を矢示方向（図３参照）に回動させる駆動モータ（図示せず）などからなる。
前記支持部材５３の水平部５３ａは、上下が開口して形成されており、この開口部５３ｂから切りくず及び切削液が搬送ベルト５２上に落下し、また、搬送ベルト５２上に落下した切削液は、当該開口部５３ｂから更に下方（後述のように貯留タンク５４内）に流下するようになっている。また、支持部材５３の傾斜部５３ｃは、搬送方向下流端側の下面が開口しており、搬送ベルト５２によって搬送された切りくずがこの開口部（図示せず）から回収ボックス５５内に落下して集積される。前記貯留タンク５４は、支持部材５３の水平部５３ａの下方に配置され、搬送ベルト５２から流下した切削液を貯留する。
この切りくず回収装置５０では、切りくず及び切削液が、各側壁１３，１４，１５に囲まれた空間内に適宜設けられる図示しないカバーにより切りくず排出穴１２ａ側に導かれて、当該切りくず排出穴１２ａから、駆動モータ（図示せず）によって回動せしめられる搬送ベルト５２上に落下すると、当該切りくずは、搬送ベルト５２上に載置されて機外に向けて搬送され、搬送方向下流端で回収ボックス５５内に落下して回収される。一方、当該切削液は、搬送ベルト５２から更に流下して貯留タンク５４内に貯留される。
以上のように構成された本例の工作機械１によれば、まず、テーブル２０の旋回角度位置が０°の状態で、前記旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３が水平となるように、荷重付与機構３０によって回転軸２３の他端側に荷重が加えられる。
具体的には、押さえ機構３２により各皿ばね３６のたわみ量に応じた荷重が各当接ローラ３１を介して回転部材２４の外周部に加えられるとともに、荷重調整ボルト３９により移動部材３４の上下方向における位置が調整されて皿ばね３６のたわみ量が調整され、当該回転部材２４の外周部に加えられる荷重が調整される。
このようにして調整された荷重が回転部材２４の外周部に加えられると、旋回中心軸方向において軸受１５ｂを挟みテーブル本体２２側とは反対側にも下向きの荷重がテーブル２０に作用して、テーブル２０の自重やこれに載置されるワークＷの重量などに基づくモーメントを打ち消すモーメントがテーブル２０に作用することとなる。これにより、テーブル２０の自重やワークＷの重量などに基づくモーメントによって旋回中心軸が下方に傾く（パレットＰやテーブル本体２２、回転軸２３が傾く）のが防止され、当該旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３が水平に調整される。
尚、回転部材２４の外周部に加えられる荷重は、図４に示すように、各当接ローラ３１を介して加えられる合計荷重Ｆと、軸受１５ｂによる回転軸２３の支持部と回転部材２４の荷重作用位置Ｑとの間の旋回中心軸方向における距離ｂとの積であるモーメントが、ワークＷの載置されたテーブル２０の総重量ｍと、軸受１５ｂによる回転軸２３の支持部とワークＷの載置されたテーブル２０の重心位置Ｇとの間の旋回中心軸方向における距離ａとの積であるモーメントと略等しくなるような荷重となっている。また、前記距離ｂは、前記距離ａよりも大きい方が、モーメントを打ち消すために加える荷重Ｆを小さくして、当該加えられた荷重Ｆが軸受１５ｂの寿命に与える影響を少なくすることができるので好ましい。
そして、旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３が水平に調整されると、Ｙ軸送り機構４４によって第１サドル１６がＹ軸案内機構４１による案内の下Ｙ軸方向に移動せしめられ、Ｘ軸送り機構４５によって第２サドル１７がＸ軸案内機構４２による案内の下Ｘ軸方向に移動せしめられ、Ｚ軸送り機構４６によって主軸頭１８がＺ軸案内機構（図示せず）による案内の下Ｚ軸方向に移動せしめられ、また、主軸回転駆動機構（図示せず）によって主軸１９がその軸線中心に回転せしめられることにより、テーブル２０のパレットＰ上のワークＷが、主軸１９に保持された工具Ｔによって加工される。
切削加工により生じた切りくずや、工具ＴとワークＷとの間の接触部に適宜供給された切削液は、切りくず排出穴１２ａから搬送ベルト５２上に落下し、当該切りくずは、搬送ベルト５２により搬送されて回収ボックス５５内に回収される一方、当該切削液は、搬送ベルト５２から更に下方に流下して貯留タンク５４内に貯留される。
尚、当該加工中において、テーブル２０のパレット取付部２１は、テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＣ軸方向に回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出され、テーブル２０のテーブル本体２２は、旋回駆動機構２５によりＢ軸方向に旋回せしめられて所定の旋回角度位置に割り出されており、これによって、パレットＰ上のワークＷがそれぞれ所定の角度位置に割り出されている。
斯くして、本例の工作機械１によれば、回転軸２３（回転部材２４）を上側から押さえて、旋回中心軸方向において軸受１５ｂを挟みテーブル本体２２側とは反対側にも下向きの荷重を加えることで、テーブル２０の自重やワークＷの重量などに基づくモーメントを打ち消し、旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３を水平とすることができるので、高精度にワークＷを加工することができる。
また、回転軸２３に荷重を加えることで、軸受１５ｂに作用する荷重は増えるものの、荷重よりも軸受１５ｂの寿命に大きな影響を与えるモーメントを打ち消すことができるので、軸受寿命を長くすることができる。
また、回転軸２３に加えられる荷重を荷重調整ボルト３９によって調整可能に構成したが、これは、旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３の傾き量が、例えば、加工対象となるワークＷの重量によって異なるために、ワークＷの重量が変わると、押さえ機構３２によって回転軸２３に加える荷重の大きさも変える必要があるからである。回転軸２３に加えられる荷重を荷重調整ボルト３９によって調整することで、ワークＷの重量に応じた荷重を回転軸２３に加えることができるので、ワークＷの重量が変化しても、旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３を水平に再調整して、精度の高い加工を実施することができるとともに、モーメントの打ち消しが不完全となり、却って軸受寿命が短くなるのを防止することができる。
また、当接ローラ３１により回転軸２３に荷重を加えるように構成したので、当該当接ローラ３１と回転軸２３との間に生じる摩擦抵抗を小さくして、旋回駆動機構２５の駆動モータにかかる負荷を少なくしたり、回転軸２３を円滑に回転させることができる。
また、回転軸２３の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側にそれぞれ設けられた当接ローラ３１によって回転軸２３に荷重を加えるように構成したが、これは、例えば、当接ローラ３１がひとつしか設けられていない場合には、当該当接ローラ３１と回転部材２４との接触部が回転軸２３の軸線を含む鉛直面上にないと、回転軸２３に荷重を加えたときに当接ローラ３１又は回転軸２３が逃げて、回転軸２３に上手く荷重を加えることができない恐れがあるからである。回転軸２３の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側に設けられた２つの当接ローラ３１によって回転軸２３を押さえることで、回転軸２３をバランス良く押さえて荷重をきちんと加えることができる。
また、回転軸２３の外周部に回転部材２４を設けて、この回転部材２４と当接ローラ３１とを接触させるように構成したので、当接ローラ３１との接触部を摩耗し難く構成したり、摩耗した回転部材２４を交換するのに好都合となる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
上例では、回転部材２４の外周部に加えられる荷重を荷重調整ボルト３９によって調整するように荷重付与機構３０を構成したが、これに限られるものではなく、自動調整するように荷重付与機構６０を構成することもできる。
この場合、前記荷重付与機構６０は、図７に示すように、前記当接ローラ３１と、下端部に当接ローラ３１を軸線中心に回転自在に支持する支持ロッド６１ａを有し、この支持ロッド６１ａを昇降させ、当接ローラ３１により回転部材２４の外周部を上側から押さえて当該外周部に荷重を加える油圧シリンダ（押さえ機構）６１と、油圧シリンダ６１に作動油を供給する作動油供給源６２と、油圧シリンダ６１に供給される作動油の圧力を調整する圧力調整機構（荷重調整機構）６３と、回転部材２４の鉛直方向における変位を検出する変位センサ６４と、作動油供給源６２及び圧力調整機構６３を制御する制御装置６５とからなり、油圧シリンダ６１に供給される作動油の圧力に応じた荷重を回転部材２４に加える。
尚、当接ローラ３１は、前記支持軸３８によって油圧シリンダ６１の支持ロッド６１ａの下端部に取り付けられる。また、油圧シリンダ６１は、各当接ローラ３１に対応して２つ設けられ、作動油供給源６２は、各油圧シリンダ６１に作動油をそれぞれ供給し、圧力調整機構６３は、各油圧シリンダ６１に供給される作動油の圧力をそれぞれ調整する。
前記変位センサ６４は、油圧シリンダ６１により回転部材２４に荷重が適宜加えられてパレットＰの上面が水平状態にあるときの回転部材２４の鉛直方向における位置を基準にして、回転部材２４の鉛直方向における変位を検出する。
前記制御装置６５は、変位センサ６４によって検出された変位を基に圧力調整機構６３を制御して、油圧シリンダ６１に供給される作動油の圧力を調整することにより、当該変位がなくなるように回転部材２４の外周部に加えられる荷重を調整する。
このように構成された荷重付与機構６０では、例えば、加工対象となるワークＷの重量が変わって、回転軸２３に加えるべき荷重の大きさが変化すると、モーメントのバランスが崩れてパレットＰの上面や回転軸２３が水平状態から傾き、回転部材２４の鉛直方向における位置が変化することから、この位置変化が変位として変位センサ６４によって検出される。そして、変位センサ６４によって検出された変位を基に、制御装置６５により圧力調整機構６３が制御されて、当該変位がなくなるように回転軸２３の外周部に加えられる荷重が調整される。
したがって、このように荷重付与機構６０を構成しても、上記と同様の効果を得ることができ、更に、例えば、加工対象となるワークＷの重量が変わるなどしてパレットＰの上面や回転軸２３が水平状態から傾くと、回転軸２３の外周部に加えられる荷重が自動調整されるので、正確且つ効率的に荷重調整を行うことができる。
また、前記変位センサ６４は、回転部材２４の鉛直方向における変位を検出するのではなく、テーブル本体２２や回転軸２３の鉛直方向における変位を検出するように構成しても良い。また、当接ローラ３１は、必ずしも２つ設ける必要はなく、１つの当接ローラ３１により回転軸２３を押さえるようにしても良い。
また、前記荷重付与機構３０，６０の構成、当該荷重付与機構３０，６０を用いた旋回中心軸やパレットＰの上面、回転軸２３の傾き調整の方法は、上例に限定されるものではない。また、上例では、テーブル２０をベッド１１に配設したが、これに限られるものではなく、例えば、適宜移動構造体に配設するようにしても良い。
本発明の一実施形態に係る工作機械の概略構成を示した斜視図である。 図１に示した工作機械の一部を示す正面図である。 図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。 本実施形態に係るテーブル及び荷重付与機構などの概略構成を示した断面図である。 図４における矢示Ｂ方向の側面図である。 図５における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。 本発明の他の実施形態に係るテーブル及び荷重付与機構などの概略構成を示した断面図である。
符号の説明
１ 工作機械
１１ ベッド
１５ 後側壁
１６ 第１サドル
１７ 第２サドル
１８ 主軸頭
１９ 主軸
２０ テーブル
２１ パレット取付部
２２ テーブル本体
２３ 回転軸
２４ 回転部材
２５ 旋回駆動機構
３０ 荷重付与機構
３１ 当接ローラ
３２ 押さえ機構
３３ ハウジング
３４ 移動部材
３５ ピストン
３６ 皿ばね
３７ ストッパ
３８ 支持軸
３９ 荷重調整ボルト
４１ Ｙ軸案内機構
４２ Ｘ軸案内機構
４４ Ｙ軸送り機構
４５ Ｘ軸送り機構
４６ Ｚ軸送り機構
５０ 切りくず回収装置

Claims (6)

  1. 水平な旋回中心軸回りに旋回自在に設けられるテーブルであって、上面にワークが載置されるテーブル本体と、軸線が前記旋回中心軸と同軸に配置されて該軸線中心に回転自在に設けられ、一端側が前記テーブル本体に固設された回転軸とを有するテーブルと、軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持する支持構造体と、前記回転軸をその軸線中心に回転させて前記テーブル本体を所定の旋回角度位置に割り出す旋回駆動機構と、軸中心に回転自在に設けられ、工具を保持する主軸と、前記主軸をその軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記支持構造体及び主軸を相対移動させる送り機構とを備えた工作機械において、
    前記回転軸の、前記軸受による支持部よりも他端側の外周部に当接する当接部材と、
    前記支持構造体に配設され、前記当接部材を支持するとともに、該当接部材により前記回転軸の前記外周部を上側から押さえて該外周部に荷重を加える押さえ機構とを備えてなることを特徴とする工作機械。
  2. 前記押さえ機構によって加えられる荷重を調整するための荷重調整機構を更に備えてなることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
  3. 前記当接部材は、軸線が前記回転軸の軸線と平行に配置され、前記押さえ機構によって軸線中心に回転自在に支持されるローラから構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械。
  4. 前記当接部材は、前記回転軸の軸線を含む鉛直面を挟んでその両側にそれぞれ設けられ、
    前記押さえ機構及び荷重調整機構は、前記各当接部材にそれぞれ対応して設けられてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの工作機械。
  5. 前記テーブル本体又は回転軸の鉛直方向における変位であって、前記テーブル本体の上面が水平状態にあるときの、前記テーブル本体又は回転軸の鉛直方向における位置を基準とした変位を検出する変位検出手段と、
    前記変位検出手段によって検出された変位を基に前記荷重調整機構を制御して、該変位がなくなるように前記回転軸の前記外周部に加えられる荷重を調整する制御手段とを更に備えてなることを特徴とする請求項２乃至４記載のいずれかの工作機械。
  6. 前記回転軸の前記外周部には、該回転軸とともに回転する環状の回転部材が設けられ、
    前記当接部材は、前記回転部材の外周部に当接するように構成されてなることを特徴とする請求項１乃至５記載のいずれかの工作機械。
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