JP2008105173A - 工作機械 - Google Patents
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Abstract
できる工作機械を提供する。
【解決手段】機台フレーム10を構成する左右一対のサイドフレーム11,11の取付面11bに対し、加工機ユニット40を構成する加工機フレーム55をボルト56により固定する。機台フレーム10には加工域空間Eが形成され、加工域空間Eに位置するようにワークテーブル14が設けられている。
【選択図】図1
Description
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記機台フレームは、上下に二分割可能に構成されていることを要旨とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項において、前記ワークテーブルより後方位置で前記加工域空間と開閉可能に連通する後方空間には工具マガジンが配設され、この工具マガジンと前記主軸装置との間で工具交換を可能としたことを要旨とする。
以下、本発明を具体化した立形工作機械の第1実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
(機台フレーム10)
前記機台フレーム10は、互いに平行な左右一対のサイドフレーム11,11と、両サイドフレーム11間の上部に一体的に架橋連結された連結フレームとしての上部連結フレーム12と、両サイドフレーム11間の上下方向の中間部に一体に架橋連結された同じく連結フレームとしての下部連結フレーム13とによって構成されている。この両サイドフレーム11間における前記下部連結フレーム13の前方には上下方向に開放された前記加工域空間Eが形成されている。前記下部連結フレーム13の前面には、ワークを装着するためのワークテーブル14が取り付けられている。図1に示すように、前記サイドフレーム11の前側には、図示しないワーク搬送装置によりワークをワークテーブル14に搬入出するための凹部11aがそれぞれ形成されている。
(加工機ユニット40)
前記加工機ユニット40は、前記機台フレーム10のサイドフレーム11上端の取付面11bに対し取り外し可能に装着されている。図4に示すように前記取付面11bには複数箇所にネジ孔11cが形成され、図1に示すように平面視コ字状の加工機フレーム55が複数のボルト56によって所定位置に装着されている。図4に示すように、加工機フレーム55の下部に形成されたフランジ55aに形成されたボルト挿通孔55bには、前記ボルト56が貫通され、各ボルト56は前記ネジ孔11cに螺合されている。この実施形態では前記サイドフレーム11のネジ孔11c、加工機フレーム55のフランジ55a、ボルト挿通孔55b及びボルト56によりサイドフレーム11と加工機フレーム55を連結する連結手段が構成されている。
(工具交換装置41)
図2に示すように、前記下部連結フレーム13の背面側には、前記主軸37に装着された工具38を交換するための工具交換装置41が装着されている。前記下部連結フレーム13には、ブラケット42を介して、サーボモータ43が上向きに取り付けられ、その回転軸にはマガジン44が垂直軸線の周りで回動可能に支持されている。前記マガジン44の外周部には、工具38を工具ホルダと共に把持する工具把持部45が複数箇所に図3に示すように半円環状に装着されている。そして、前記サーボモータ43によって、マガジン44の所定の工具把持部45を工具交換位置に割り出し回転すると共に、前記Y軸サーボモータ18、X軸サーボモータ25及びZ軸サーボモータ32を作動することにより、主軸装置36をX,Y,Z軸方向にそれぞれ移動して、マガジン44との間で直接使用済みの工具38と新しい工具38の交換を行うことができるようになっている。
(加工域カバー61)
加工域カバー61は、図1及び図2に示すように機台フレーム10及び加工機フレーム55に対し、前記加工域空間Eを外部と遮蔽するように装着されている。この加工域カバー61は図5に示すようにほぼ四角筒状のカバー本体62と、その上端開口縁62aを遮蔽する天井カバー63と、カバー本体62の下端開口縁62bに接続され、かつ切屑及びクーラントを切屑回収装置65に落出するシュータ状の下部カバー64とにより構成されている。
前記下部カバー64はシュータ部64aと、そのシュータ部64aの後側板に形成され、かつ前記ワークテーブル14を進入させるための凹部64bと、切屑等を次に延べる前記切屑回収装置65に落出する開口64cとを備えている。
(切屑回収装置65)
図6に示すように、前記切屑回収装置65は、本体ケース75と、この本体ケース75内に収容された一対のプーリ76,77に掛け渡された図示しない多数の羽根を有する搬送コンベア78と、該搬送コンベア78の内側に設けられ、かつクーラントから切屑を選別するための横円筒状のフィルター79とにより構成されている。そして、本体ケース75の上側板に形成された開口75aから搬送コンベア78上に移動された切屑を工作機械の後方に搬送して、チップバケット51に回収するようにしている。又、前記フィルター79により濾過されたクーラントは、本体ケース75の側面に形成された排出口75bからクーラントタンクTに導かれ、このタンクTのクーラントはポンプPにより工作機械のワークの加工部に供給されるようになっている。
前記ワークテーブル14の上面にワークを載置し、図示しないワーククランプ機構によって、所定位置にワークをクランプする。前記サーボモータ39を作動させて、主軸37を回転すると共に、Y軸サーボモータ18、X軸サーボモータ25及びZ軸サーボモータ32を作動して、工具38によりワークを加工する。ワークの加工中に発生する切屑は図4に示すように前記ワークテーブル14の外周に形成された排出空間52を通して直接下方の切屑回収装置65に落下される。
(1)上記第1実施形態では、機台フレーム10のサイドフレーム11の取付面11bに対し加工機ユニット40全体を取り外し可能に装着したので、異なる仕様の加工機ユニット40を容易に交換することができる。又、標準化された加工機ユニット40に対して、異なる仕様の機台フレーム10に容易に交換することもできる。従って、工作機械の機種の変更を容易に行うことができる。
(第2実施形態)
図7〜図10に示す第2実施形態の工作機械は、第1実施形態に用いた加工域カバー61のカバー本体62の前面カバープレート73が左右及び上方にやや大きめに別体で形成され、この前面カバープレート73に開口されたワーク出入れ用の前面窓73aを開閉する開閉扉81,82の開放動作に連動して、前記加工域カバー61の天井カバー63のカバー布収容ケース66及びカバー布68を上方向へ開放することによりワークテーブル14へのワークの脱着作業及び点検作業を容易に行うようにしたものである。
図7及び図8は開閉扉81,82によりカバー本体62の前面カバープレート73の前面窓73aが閉鎖されるとともに、カバー布収容ケース66が最下端位置にあって、カバー布68が水平の閉鎖位置すなわち加工域空間Eの上面位置に保持された状態を示す。この状態において前記シリンダ87のピストンロッドが左方向に伸長されると、X軸方向移動体86が同じく左方向に移動され、チェーン90が反時計回り方向に周回される。このため連結プレート91がX軸方向移動体86によって左方向に移動されて開閉扉81が左方向に開放されるとともに、チェーン90によって連結プレート92が右方向に移動されて開閉扉82が右方向に開放される。この結果、左右一対の開閉扉81,82が開放されるので、前面カバープレート73の前面窓73aが開口される。
(1)第2実施形態においては、図10に示すように、前記前面カバープレート73の前面窓73aが開放されるとともに、天井カバー63のカバー布収容ケース66が上方向に持ち上げられてカバー布68は引き出されつつ傾斜状に張られた状態で加工域空間Eの天井に、前方に拡がった開放空間が形成される。このため、作業者は前記カバー布収容ケース66及びカバー布68が障害になることなく開放された前面窓73aを利用して加工域空間Eに対し無理なく近寄ることができ、ワークの搬入出作業や主軸37の工具交換などの作業を余裕を持って行うことができる。又、天井カバー63のカバー布収容ケース66及びカバー布68を取り外す必要もなく、天井カバー63の上方への開放動作を迅速に行うことができる。
(第3実施形態)
次に、図11及び図12に基づいてこの発明の工作機械を加工システムに適用した第3実施形態について説明する。
(第4実施形態)
この第4実施形態においては、図13に示すように、両サイドフレーム11の凹部11aの底部に対し、軸受121を介して水平軸線の周りでチルトモータ122により往復旋回される旋回台123を装着し、両旋回台123にワークテーブルとしてのチルトテーブル14Aを装着し、これにワークを装着するようにしている。この実施形態において、前記チルトテーブル14Aに対し図示しないがワークテーブルとしてのインデックステーブルをチルト軸と直交する軸の周りで旋回可能に装着してもよい。
(第5実施形態)
この第5実施形態においては、図14に示すように、サイドフレーム11を上下二つに分割し、下部の分割フレーム124の上端面に対し、上部分割フレーム125をボルト126とナット127により取り外し可能に連結するようにしている。
(第6実施形態)
この第6実施形態においては、図15(a)及び(b)に示すように加工システムの全工作機械の機械カバー113の前面に形成され、かつ各工作機械毎に設けられた開閉窓113cを通してワークをワークテーブル14に搬入出するワーク搬入出装置131を装着している。
(第7実施形態)
この第7実施形態においては、図16に示すように前記機台フレーム10に対し前記加工域空間Eよりも後方に位置する後方空間Bに、前記工具交換装置41が収容され、後方空間B内で工具38の交換が行われるようにしている。この工具交換装置41の工具マガジン44は外周に複数の工具把持部45を有する円盤状を呈し、このマガジン44の一部に前記工具把持部45を欠除した凹部44aが形成されている。さらに、カバー本体62の後面窓62dの図示しないシャッタを開放した状態で前記主軸装置36が前記後方空間B内の工具交換位置Ptに移動されるように前記主軸装置36のY軸方向の駆動機構及び前記天井カバー63を構成している。
・図18(a)に示すように、機台フレーム10を簡素化してもよい。図18(b)に示すようにサイドフレーム11に窓11dを形成してもよい。図18(c)に示すようにサイドフレーム11の後側下部に凹部11eを形成し、前記切屑回収装置65の本体ケース75が進入できるようにしてもよい。又、図18(c)において鎖線で示すように凹部11aを形成したり、前記窓11dを形成したりしてもよい。さらに、図18(d)に示すように、機台フレーム10のサイドフレーム11の前端部の下部を連結フレーム132により連結してもよい。又、図18(d)に鎖線で示すように機台フレーム10のサイドフレーム11の前側全体を連結フレーム133により連結するようにしてもよい。前記(a)〜(c)の機台フレーム10に対し連結フレーム132を形成してもよい。
・図8に示す第2実施形態において、開閉扉81,82を開閉駆動するシリンダ87に代えてモータ等他のアクチュエータを用いてもよい。
・図13に示す第4実施形態の機台フレーム10として、図18(a)に示すタイプのもの以外に図18(b)又は同図(c)のタイプのものを用いてもよい。又、図15に示す第6実施形態の機台フレーム10として、図18(c)又は同図(d)に示すタイプのものを用いてもよい。
・ワークテーブル14をX軸方向及びY軸方向に移動可能にし、主軸装置36をZ軸方向のみに移動可能に構成してもよい。
Claims (10)
- 左右一対のサイドフレームと、前記両サイドフレームを連結する連結フレームとにより加工域空間を有する機台フレームを形成し、該機台フレームに対し前記加工域空間に位置するようにワークテーブルを設け、前記機台フレームの上部に主軸装置を有する加工機ユニットを設け、前記機台フレームに対し前記加工機ユニットが連結手段により取り外し可能に装着されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項1において、前記機台フレームは複数の仕様の機台フレームの中から選択されるように構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項1又は2において、前記機台フレームは、上下に二分割可能に構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項1又は2において、前記機台フレームと加工機ユニット間には前記加工域空間を外部と遮蔽する加工域カバーが設けられ、該加工域カバーは前記主軸装置の移動を許容するように構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項4において、前記加工域カバーは、前記ワークテーブルを囲繞するように配設されたカバー本体と、該カバー本体の上端開口縁に分離可能に装着され、前記主軸装置の移動を許容するように構成されている天井カバーと、前記カバー本体の下端開口縁に分離可能に装着される下部カバーとにより構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項4において、前記加工域カバーは前記加工域空間の前面、左右両側面及び後面のうち少なくとも前記前面を覆い、ワーク出入れ用に開口した前面窓に開閉扉を設けてなるカバー本体と、該カバー本体の上部で前記加工域空間の上面を覆い、前記主軸装置の移動を許容するように構成されている天井カバーとにより構成され、前記天井カバーの前記主軸装置より前方側のカバー部を支持する水平状の前枠体が、昇降案内機構により前記前面窓に面して前記加工域空間の上面位置より上方へ所定距離移動可能に設けられ、前記前枠体を上方へ移動することにより前記カバー本体の前面窓で開放される加工域空間の開放空間と連続する上方開放空間を形成するように構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項6において、前記前枠体を昇降させて前方側のカバー部を開閉動作する機構と、前記開閉扉を左右方向に移動させて前面窓を開閉動作する機構とは、カム機構を介して連結され、前記開閉扉の開閉動作と前記カバー部の開閉動作が同期して行われるように構成されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項6又は7において、前記前枠体は、前記カバー部を形成するカバーシートを巻取り収容する収容ケースであることを特徴とする工作機械。
- 請求項1〜8のいずれか一項において、前記ワークテーブルより後方位置で前記加工域空間と開閉可能に連通する後方空間には工具マガジンが配設され、この工具マガジンと前記主軸装置との間で工具交換を可能としたことを特徴とする工作機械。
- 請求項9において、前記工具マガジンは外周に複数の工具把持部を有する円盤状を呈し、このマガジンの一部に前記工具把持部を欠除した凹部が形成され、この凹部に対応する前記後方空間の下側固定部に前記主軸装置の工具取付状態を検知する検知装置を設けたことを特徴とする工作機械。
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