JP2008272850A - 工作機械の加工ライン - Google Patents

Abstract

【課題】加工ライン中に複数種の工作機械が混在していても同一のクーラント装置が摘要できる加工ラインを提供する。
【解決手段】加工ライン３０１には複数種の工作機械１、１０１が配列されており、各工作機械１、１０１の前方には、それぞれクーラント装置２０１が設けられている。各工作機械１、１０１のベッド２、１０２の前方にはクーラント装置２０１を前方から挿入する為の挿入孔５、１３３がそれぞれ設けられている。この構成により加工ライン３０１中に複数種の工作機械が混在していても同一のクーラント装置２０１が摘要可能となる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、クーラント装置が設けられた複数の工作機械で構成された加工ラインに関するものである。

従来技術として主軸ヘッドの進退方向に伸びるクーラントタンクをコラムの下方でベッドの中央内に機械後方に向けて設置するようにした工作機械が特許文献１に掲載されている。また、複数の工作機械を並べた加工ラインの下方に加工ラインの全工作機械に共通したクーラント装置を設けた加工ラインが特許文献２に掲載されている。
特開平８−１９７３６１ 特開２００５−２１９１６７

工作機械を複数台並べて加工ラインを形成する場合、各工程要素に合わせて工作機械の種類を決定する為、加工ラインとしては複数種の工作機械から形成されることが多い。これら複数種の工作機械は機械の全長が異なる為、特許文献１に記載のクーラント装置を配置した工作機械により形成された加工ラインでは各工作機械に合わせたクーラント装置を準備する必要がある。また、特許文献２に記載の工作機械の加工ラインでは加工工程等の変更により加工ラインを構成する工作機械の台数が変更になった場合新たなクーラント装置を設計・製作する必要があり、工程変更等に対応しにくいといった問題点があった。

そこで本発明は、クーラント装置の長さを統一することができ、さらに工程変更に対する自由度もある加工ラインの提供を目的とするものである。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワークを加工するための加工工具を把持可能で少なくとも1軸方向に移動可能な主軸と、該主軸に相対する加工域に設けられたワークを装着するためのテーブルとを有する複数の工作機械で構成された加工ラインにおいて、この加工ラインの各工作機械には個別のクーラント装置が設けられ、このクーラント装置が前記工作機械の前方に突出して配設されていることを特徴とする加工ラインを提供することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は請求項1に記載の加工ラインにおいて、この加工ラインはそれぞれ前後長の異なる数種類の工作機械により構成されることを特徴とする加工ラインを提供することを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項1または２のいずれか一項に記載の加工ラインにおいて、前記工作機械のベッドには、前方に前記クーラント装置を挿入する為の挿入孔が設けられていることを特徴とする加工ラインを提供することを要旨とする。

本発明に記載の加工ラインによれば、加工ライン中の各工作機械に個別のクーラント装置が設けられており、さらにこのクーラント装置が前記工作機械の前方に突出して配設されているため、加工ライン中に複数種の全長の異なる工作機械が配置されていてもその影響を受けることなく全ての工作機械に対して同一のクーラント装置を用いることができるという効果がある。また、工程変更等で加工ラインを構成する工作機械の機械台数が増減変動してもクーラント装置の設計変更等の処置が必要なく、同一のクーラント装置を準備すればよいので設計・製作の手間を全くかけることなく工程変更が容易に実現可能である。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面に従って説明する。
始めに、図1および図２に従い、本発明に係る加工ラインを構成する工作機械単体の構成について説明する。図1は加工ラインを構成する横形工作機械単体の側面図であり、図２はこの横形工作機械単体の斜視図である。この横形工作機械１はベッド２上部前方にワークを載置可能な加工テーブル３が設けられており、このベッド２の底部にはワークを加工中に発生する切屑やクーラント等の排出物を排出する為の排出口４が設けられている。また、前記ベッド２の前端面には後述のクーラント装置２０１を挿入する為の挿入孔５が形成されている。

前記ベッド２の上部後方にはX軸モータ６およびX軸ガイド７が設けられており、前記X軸モータ６には図示しないカップリングを介してX軸ボールねじ８がX軸モータ６と一体回動可能に接続されている。前記X軸ガイド７に案内され、X軸モータ６とX軸ボールねじ８とが一体に回動することによりX軸サドル９がX軸方向に往復移動可能となっている。

前記X軸サドル９上部にはZ軸モータ１０およびZ軸ガイド１１が設けられており、前記Z軸モータ１０には図示しないカップリングを介してZ軸ボールねじ１２がZ軸モータ１０のモータ軸と一体回動可能に接続されている。前記Z軸ガイド１１に案内され、Z軸モータ１０によりZ軸ボールねじ１２が回動することによりコラム１３がZ軸方向に往復移動可能となっている。

前記コラム１３の前面にはY軸ガイド１４が設けられており、コラム１３上部にはY軸モータ１５が設けられている。このY軸モータ１５には図示しないカップリングを介してY軸ボールねじ１６がY軸モータ１５のモータ軸と一体回動可能に接続されている。前記Y軸ガイド１４に案内され、Y軸モータ１５によりY軸ボールねじ１６が回動することにより主軸頭１７がY軸方向に往復移動可能となっている。

前記主軸頭１７内部前方には図示しない主軸が設けられており、この主軸前方には工具１８が着脱可能に設けられている。前記主軸頭１７内部には主軸を回転駆動するための図示しない主軸モータが設けられている。

次に、本発明に係る加工ラインを構成する工作機械単体であって前記横形工作機械１とは違うタイプの立形工作機械１０１の構成を図３に従って説明する。
前記立形工作機械１０１のベッド１０２上には、互いに平行な一対のサイドフレーム１０３，１０３と、両サイドフレーム１０３間に一体的に架橋連結された連結フレーム１０４とによって構成されている。前記連結フレーム１０４の前面にはワークを装着する為のテーブル１３０が取付けられている。

前記サイドフレーム１０３，１０３の上端面には、Ｙ軸ガイドレール１０５がそれぞれ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１０５にはＹ軸サドル１０６がスライダ１０７を介して、Ｙ軸方向の往復動可能に装着されている。前記連結フレーム１０３には、Ｙ軸モータ１０８が固着され、そのモータ軸には図示しないカップリングを介してY軸ボールねじ１０９が直列に連結されている。そして、前記Ｙ軸モータ１０８によりＹ軸ボールねじ１０９が回転されると、Ｙ軸サドル１０６がＹ軸方向に往復動されるようになっている。

前記Ｙ軸サドル１０６は、平面視コ字状に形成されている。前記Ｙ軸サドル１０６の前面には、上下一対のＸ軸ガイドレール１１２がＸ軸方向に互いに平行に敷設されている。このＸ軸ガイドレール１１２には、Ｘ軸サドル１１３がスライダ１１４を介して、Ｘ軸方向の往復動可能に装着されている。前記Ｙ軸サドル１０６の背面側には図３に示すようにＸ軸モータ１１５が配置され、そのモータ軸にはカップリングを介してＸ軸ボールねじ１１６が連結されている。そして、前記Ｘ軸モータ１１５によりＸ軸ボールねじ１１６が回転されると、Ｘ軸サドル１１３がＸ軸方向に往復動されるようになっている。

前記Ｘ軸サドル１１３の前面には、左右一対のスライダ１１９がＺ軸方向に指向するように取付けられ、各スライダ１１９には、Ｚ軸サドル１２０の左右両側後部にＺ軸方向に互いに平行に敷設した左右一対のＺ軸ガイドレール１２１がＺ軸方向の往復動可能に装着されている。前記Ｘ軸サドル１１３の上端部にはＺ軸モータ１２２が取付けられ、そのモータ軸には図示しないカップリングを介してＺ軸ボールねじ１２３が連結されている。そして、前記Ｚ軸モータ１２２によりＺ軸ボールねじ１２３が回転されると、Ｚ軸サドル１２０がＺ軸方向に往復動されるようになっている。

前記Ｚ軸サドル１２０には、主軸ユニットとしての主軸装置１２６が下向きに装着され、その主軸１２７の先端部には、ワークを加工するための工具１２８が取付けられている。前記Ｚ軸サドル１２０には前記主軸１２７を回転駆動するための図示しない主軸モータが装着されている。この実施形態では、前記Ｙ軸サドル１０６、Ｙ軸モータ１０８、Ｘ軸サドル１１３、Ｘ軸モータ１１５、Ｚ軸サドル１２０、Ｚ軸モータ１２２、主軸装置１２６及び主軸モータ１２９等によってテーブル１３０上に載置されたワークが加工できるように構成されている。

前記連結フレーム１０４の背面側には、前記主軸１２７に装着された工具１２８を交換するための工具交換装置１３１が装着されている。

前記サイドフレーム１０３の前側には図３に示すような加工ラインＬに用いられるようなワーク搬送装置５５によりワークをテーブル１３０に搬入出する為の開口を形成する凹部１０１aがそれぞれ形成されている。

前記両サイドフレーム１０３間には加工域Eが形成され、その下方開放位置には排出物を排出する為の排出口１３２が設けられている。そして、ワークの加工により加工域Eで発生した切屑やクーラント等の排出物は前記排出口１３２を介して排出される。また、前記ベッド１０２の下方前面には後述するクーラント装置２０１を挿入する為の挿入孔１３３が形成されている。

次にクーラント装置２０１の構成について図４に従い説明する。クーラント装置２０１は端部に開口部２０２を形成し、ワーク加工後のクーラント及び切屑等を貯蔵するダーティー槽２０３からなる細幅部Aと、このダーティー槽２０３および図示しないダーティー槽２０３の内部の濾過手段により濾過されたクーラントを貯蔵するためのクリーン槽２０４からなる広幅部Bとにより形成される。クリーン槽２０４に貯蔵されたクーラントは再びポンプ２０５により工作機械に供給され、ワーク加工時の切削液として使用される。

次に前記のような複数種の構成の工作機械により構成される加工ライン３０１について図５に従い説明する。この加工ライン３０１は前記横形工作機械１と立形工作機械１０１との混成ラインである。各工作機械間には加工対象のワークを搬送する為のワーク搬送装置３０２が設けられている。加工ライン３０１中の各工作機械１、１０１の前方にはクーラント装置２０１が配置されている。このクーラント装置２０１は各工作機械１，１０１のベッド前方の挿入孔５、１３３よりそれぞれクーラント装置２０１の細幅部Aが挿入され、各工作機械１、１０１の排出口４、１３２と、クーラント装置２０１の開口部２０２とがそれぞれ連通した状態で設けられている。

次に本構成による加工ライン３０１の動作について説明する。この加工ライン３０１中の上流側に位置する横形工作機械１に図示しないワークローダによってワークがテーブル３上に搬入される。このテーブル３上に搬入されたワークはテーブル３に設けられた図示しないクランプ機構によりテーブル３上にクランプされる。ワークがテーブル３上でクランプされると、横形工作機械１内でワークの加工が開始される。この加工時に排出されたクーラントや切屑等の排出物は排出口４より排出され、この排出口４と連通しているクーラント装置２０１の開口部２０２よりダーティー槽２０３に貯蔵され、図示しない濾過機構により濾過され、クーラントはクリーン槽２０４に貯蔵され、その他の切屑等の不純物は装置外に排出される。クリーン槽２０４に貯蔵されたクーラントは再び横形工作機械１に供給される。

横形工作機械１により加工を完了したワークは工作機械間に設けられたワーク搬送装置３０２により次工程の工作機械である立形工作機械１０１に搬入され、加工が行われる。この立形工作機械１０１においてワーク加工時に排出されたクーラントおよび切屑等の排出物は排出口１３２より排出され、この排出口４と連通しているクーラント装置２０１の開口部２０２よりダーティー槽２０３に貯蔵され、図示しない濾過機構により濾過され、クーラントはクリーン槽２０４に貯蔵され、その他の切屑等の不純物は装置外に排出される。クリーン槽２０４に貯蔵されたクーラントは再び立形工作機械１０１に供給される。

このような工程を複数台の工作機械１、１０１で行い、全ての加工が完了すると図示しないワークアンローディング装置により加工を完了したワークを機外に搬出する。

上記実施形態における工作機械によれば、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、各工作機械１、１０１のベッド前方に挿入孔５、１３３を設け、この部分にクーラント装置２０１の細幅部Aを挿入する構成にしたので、細幅部Aの長さを工作機械の種別ごとに変更することなく加工ライン３０１におけるクーラント装置２０１が共通化できるので設計・製作の手間がかからない。
（２）上記実施形態では、加工ライン３０１におけるクーラント装置２０１が同一のものである為、工程、ワーク種の変更により加工ライン３０１を構成する機械の種類、台数の変更に関わらず全てのクーラント装置２０１を流用できる為、工程変更に際しての労力も削減することが可能となる。
（３）上記実施形態では、各工作機械１、１０１の後部にクーラント装置２０１の広幅部Bがなく、機械後部側での作業スペースを広く取ることが可能となる。

なお上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・加工ライン３０１を構成する工作機械は横形工作機械１、立形工作機械１０１に関わらずその他の様々な種類の工作機械を並べるような加工ライン３０１を構成できる。例えば主軸頭１７、１２０は必ずしも直交３軸方向に動く必要は無く、１軸や２軸のみ動くものや逆に５軸加工機のようにより多方向に動くことができる工作機械にも摘要可能である。
・加工ライン３０１中の工作機械種別毎の台数に制約は無く、目的に応じて台数は任意に設定可能である。
・挿入孔５、１３３は必ずしも必要ではなく、前方からクーラント装置２０１の細幅部Aを挿入できるような形態であればよい。例えば図６に示すように立形工作機械１０１の下方前方にクーラント装置２０１の細幅部Aを挿入できるような空間を有する形態であれば挿入孔として切り欠いたような形状を持たない工作機械にも摘要可能である。

本発明の第１実施形態における加工ラインを構成する横形工作機械を示す側面図。 本発明の第１実施形態における加工ラインを構成する横形工作機械を示す斜視図。 本発明の第１実施形態における加工ラインを構成する立形工作機械を示す斜視図。 本発明の第１実施形態における加工ラインに用いられるクーラント装置を示す平面図。 本発明の第１実施形態における加工ラインを示す平面図。 本発明の別の実施形態における加工ラインを構成する立形工作機械を示す斜視図。

符号の説明

１…横形工作機械、２…ベッド、４…排出口、５…挿入孔、１７…主軸頭、１０１…立形工作機械、１０２…ベッド、１３０…テーブル、１３２…排出口、１３３…挿入孔、２０１…クーラント装置、２０２…開口部、３０１…加工ライン、３０２…ワーク搬送装置、Ｅ…加工域、A…細幅部、B…広幅部。

Claims (3)

1. ワークを加工するための加工工具を把持可能で少なくとも1軸方向に移動可能な主軸と、該主軸に相対する加工域に設けられたワークを装着するためのテーブルとを有する複数の工作機械で構成された加工ラインにおいて、この加工ラインの各工作機械には個別のクーラント装置が設けられ、このクーラント装置が前記工作機械の前方に突出して配設されていることを特徴とする加工ライン。
2. 請求項1に記載の加工ラインにおいて、この加工ラインはそれぞれ前後長の異なる数種類の工作機械により構成されることを特徴とする加工ライン。
3. 請求項1または２のいずれか一項に記載の加工ラインにおいて、前記工作機械のベッドには、前方に前記クーラント装置を挿入する為の挿入孔が設けられていることを特徴とする加工ライン。
   

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