JP2012024851A

JP2012024851A - 工作機械

Info

Publication number: JP2012024851A
Application number: JP2010162435A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tomita; 研一冨田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-20
Also published as: JP5601061B2

Abstract

【課題】工作機械の設置場所とは異なる別の場所を必要とすることなくワークを洗浄することができ、且つ、洗浄の作業効率を高めることができる工作機械を提供する。
【解決手段】この工作機械１は、ワークＷを支持する主軸２と、この主軸２により支持されたワークＷを加工する刃物台３と、これらによる加工領域１２を覆うカバー４と、加工領域１２の下部に設けられて、ワークＷを刃物台３で加工するときにワークＷから排出される加工屑を収集する収集部５とを備える。カバー４内の収集部５の上方にワーク洗浄部６を設け、ワーク洗浄部６は、上面および周囲が加工領域１２に対して仕切られてワーク洗浄領域２２ａを含む内部空間２２を有し、下部が加工領域１２に通じるワーク洗浄部カバー１７と、ワーク洗浄領域２２ａに設けられてワークＷを支持するワーク支持台と、支持されたワークＷを洗浄するワーク洗浄具とを有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、２軸旋盤や、多軸のマシニングセンタ等の工作機械に関し、工程間におけるワーク洗浄に適用される技術に関する。

従来、２軸旋盤に代表される２つの加工部を有する工作機械においては、一方の加工部でワークの表側を加工し（第１工程）、反転装置又は手動によりワークを反転させた後、他方の加工部でワークの裏側を加工する（第２工程）。第１工程でワークを把持していた部分の一部又は全部が、第２工程での加工部分となり、第１工程での加工部分を第２工程で把持することになる。第１工程の加工部分には、切削加工により生じた切粉が通常付着しているので、切粉が付着した状態のまま、第２工程でワークを把持すると、切粉を噛み込んでしまい、ワークに傷を付けてしまう。特に、アルミピストンのような柔らかいワークを加工する場合は、圧痕が顕著に残り、ワークとしてはＮＧとなる。これを防ぐために、第２工程の前に、エアブロー装置などの洗浄機により、切粉を洗い落としていた。

特許第４４００００８号公報特許第４４０００１１号公報実開平６−８５７５０号公報特許第２６０６５１１号公報

例えば、２軸旋盤の場合（特許文献１〜４）、工程間に従来の洗浄機を設置することはスペース的に困難であった。このため、機械の横に洗浄機をレイアウトしていたが、機械と洗浄機とにわたってワークを往復移動させなければならず、したがって機械の稼動率が下がり作業性が悪くなるという問題があった。また、洗浄機を機械と別に設置するための設置場所を必要とするため、設備コストが高くなっていた。
ワーク洗浄をローダーにて自動化して行う場合、ローダーフレーム、反転チャック等を必要とし、工作機械全体の構造が複雑化し、製造コストが高くなる。

この発明の目的は、工作機械の設置場所とは異なる別の場所を必要とすることなくワークを洗浄することができ、且つ、洗浄の作業効率を高めることができる工作機械を提供することである。
この発明の他の目的は、それぞれが加工を行う２つの加工機器を有する１個体の工作機械において、構造を複雑化することなくワークを洗浄することができる工作機械を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、ワークを工程間で移送することができる工作機械を提供することである。

この発明の工作機械は、ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段により支持されたワークを加工する加工手段と、これらワーク支持手段および加工手段による加工領域を覆うカバーと、この加工領域の下部に設けられて、前記ワークを加工手段で加工するときにワークから排出される加工屑を収集する収集部とを備えた工作機械において、前記カバー内の前記収集部の上方の領域にワーク洗浄部を設け、このワーク洗浄部は、上面および周囲が前記加工領域に対して仕切られてワーク洗浄領域を含む内部空間を有し、下部が前記加工領域に通じるワーク洗浄部カバーと、前記ワーク洗浄領域に設けられてワークを支持するワーク支持台と、このワーク支持台に支持されたワークを洗浄するワーク洗浄具とを有することを特徴とする。

この構成によると、ワークは、ワーク支持手段により支持され、加工手段により加工される。ワークから排出される加工屑は収集部に収集される。加工後のワークは、ワーク洗浄部カバーの内部空間におけるワーク洗浄領域にて、ワーク支持台に支持させる。ワーク洗浄具は、支持されたワークを洗浄する。このときワーク洗浄部カバーの下部が前記加工領域に通じるため、ワーク洗浄具でワークから除去された切粉等は、下部から落下し、加工領域を通って収集部に収集される。このように、工作機械の設置場所とは異なる別の場所を必要とすることなくワークを洗浄することができる。また、従来のように、ワークを機械と洗浄機とにわたって往復移動させる手間を省けるため、洗浄の作業効率を高めることができる。

この発明において、前記加工領域は、互いに独立した第１の加工領域部と第２の加工領域部からなり、前記ワーク洗浄部は、前記内部空間が第１の加工領域部から第２の加工領域部に連通するように、ワーク洗浄部カバーが第１の加工領域部と第２の加工領域部とにわたって配置され、ワーク支持台に支持されたワークを、第１の加工領域部から第２の加工領域部に移送するワーク移送部材を設けたものであっても良い。

この構成によると、第１の加工領域部で加工されたワークを、前記内部空間におけるワーク洗浄領域に設けられたワーク支持台に支持する。次に、例えば、別の未加工のワークを第１の加工領域部においてワーク支持手段により支持しておく。その後、前記ワークを加工すると共に、既に第１の加工領域部で加工されたワークを洗浄する。これによりワークに付着された切粉等が除去される。この洗浄されたワークは、ワーク移送部材により第１の加工領域部から第２の加工領域部に移送される。移送されたワークは、第２の加工領域部において、ワーク支持手段により支持されて加工手段により加工に供される。
ワーク洗浄部から洗浄済みのワークを手作業で取り出すときに、その取出口のある加工領域での加工は、安全のために停止させる必要がある。しかし、ワーク洗浄部は、前記内部空間が第１の加工領域部から第２の加工領域部に連通するように、ワーク洗浄部カバーが第１の加工領域部と第２の加工領域部とにわたって配置されるため、第１の加工領域部の加工手段等を停止することなく、前記ワークを第２の加工領域部で取り出すことができる。したがって、２つの加工機器を有する１個体の工作機械において、構造を複雑化することなくワークを洗浄し移送することができる。

この発明において、前記加工領域から機外へワークを移送するワーク移送部材を設けたものであっても良い。この構成によると、加工領域においてワークを加工手段で加工し、ワークを洗浄した後、ワーク移送部材によりワークを機外の後工程に移送することができる。

この発明の工作機械は、ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段により支持されたワークを加工する加工手段と、これらワーク支持手段および加工手段による加工領域を覆うカバーと、この加工領域の下部に設けられて、前記ワークを加工手段で加工するときにワークから排出される加工屑を収集する収集部とを備えた工作機械において、前記カバー内の前記収集部の上方の領域にワーク洗浄部を設け、このワーク洗浄部は、上面および周囲が前記加工領域に対して仕切られてワーク洗浄領域を含む内部空間を有し、下部が前記加工領域に通じるワーク洗浄部カバーと、前記ワーク洗浄領域に設けられてワークを支持するワーク支持台と、このワーク支持台に支持されたワークを洗浄するワーク洗浄具とを有するため、工作機械の設置場所とは異なる別の場所を必要とすることなくワークを洗浄することができ、且つ、洗浄の作業効率を高めることができる。

この発明の第１の実施形態に係る工作機械の斜視図である。同工作機械の水平断面図である。図２の工作機械の要部の拡大図である。図３のIV-IV線断面図である。図４のV-V線端面図である。同工作機械のワーク洗浄部の斜視図である。同ワーク洗浄部の平面図である。図７のVIII-VIII線断面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図８と共に説明する。
この実施形態に係る工作機械を、タレット旋盤である平行２軸旋盤に適用した例について説明する。
図１、図２に示すように、この工作機械１は、ワーク支持手段である２本の主軸２，２と、これらの主軸２，２に対応する加工手段である２個のタレット型の刃物台３，３と、２本の主軸２，２および２個の刃物台３，３等を覆うカバー４と、ワークＷを各刃物台３で加工するときにワークＷから排出される加工屑を収集する収集部５と、ワークＷを洗浄するワーク洗浄部６とを有する。
前記２個の刃物台３は、左右に振り分けてベッド７上に設けられている。主軸２は、ベッド７に設置したヘッドストック８に支持され、チャック２ａが装着してある。刃物台３は、送り台９に搭載され、送り台９は、ベッド７のレール１０上を、主軸２の軸方向（Ｚ軸方向）に直交する横方向（Ｘ軸方向）に移動自在である。刃物台３は、送り台９にＺ軸方向に進退自在にされ、且つ割出し回転が可能とされている。

図２に示すように、この工作機械１の上部は、カバー４によって覆われている。カバー４で覆われた機内空間は、内カバー板１１によって、チャック２ａおよび刃物台３が配置されている前方の加工領域１２と、ヘッドストック８や送り台９等が配置されている後方の駆動機構室１３とに仕切られている。図３および図４に示すように、カバー４の前方には開口４ａが形成され、左右のスライド扉１４，１４により開閉される。各スライド扉１４は、それぞれ独立して扉レール１５上をＸ軸方向に移動可能に構成されている。左右のスライド扉１４，１４は、それぞれ前記開口４ａにおける第１および第２の加工領域部１２Ａ，１２Ｂの部分を開閉する。

図３に示すように、加工領域１２は、その中央に配置した仕切板１６によって左右に仕切られ、互いに独立した第１の加工領域部１２Ａと、第２の加工領域部１２Ｂとからなる。第１の加工領域部１２Ａに左側のチャック２ａおよび刃物台３が配置され、第２の加工領域部１２Ｂに右側のチャック２ａおよび刃物台３が配置されている。インタロック手段（図示せず）により第１の加工領域部１２Ａにおいて、左側のスライド扉１４を閉じこの第１の加工領域部１２Ａを外部から閉鎖した状態で、左側のチャック２ａに把持されたワークＷを加工可能になっている。同様に第２の加工領域部１２Ｂにおいても、右側のスライド扉１４を閉じこの第２の加工領域部１２Ｂを外部から閉鎖した状態で、右側のチャック２ａに把持されたワークＷを加工可能になっている。

前記収集部５は、図４に示すように、カバー４内の第１および第２の加工領域部１２Ａ，１２Ｂにわたって下部に設けられている。収集部５は、ベッド７の一部またはベッド７とは別に設けられた部材により、下面に排出口５ａを有し、周囲の側壁が傾斜面または垂直面となった上面開放の箱状部で構成されている。これにより、ワークＷを加工するときこのワークＷから排出される加工屑つまり切粉を、収集部５に収集し得る。収集部５には、例えば、図示外のコンベア等の搬出手段が設けられ、この搬出手段により収集された切粉を機外に搬出する。
カバー４内の前記収集部５の上方の領域で同カバー４の開口４ａ付近に、ワーク洗浄部６を設けている。ベッド７の前端部には、Ｘ軸方向一定間隔おきに複数のブラケット７ａが設けられ、これらブラケット７ａに連結部材７ｂを介してワーク洗浄部６が連結されている。

図６に示すように、ワーク洗浄部６は、ワーク洗浄部カバー１７と、ワーク支持台１８と、ワーク移送部材１９と、ワーク洗浄具２０と、ワーク支持解除機構２１とを有する。図４、図５に示すように、ワーク洗浄部カバー１７は、上面および周囲が加工領域に対して仕切られてワーク洗浄領域２２ａとワーク移送領域２２ｂとを含む内部空間２２を有し、下部が加工領域１２に通じている。ワーク洗浄部カバー１７は、底面の無い直方体の箱状に形成され、周囲を矩形状に囲むカバー本体１７ａと、このカバー本体１７ａの上部の開口部を開閉可能に塞ぐ２個の開閉蓋１７ｂ，１７ｂとを有する。

図５に示すように、このワーク洗浄部６は、前記内部空間２２が第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂに連通するように、前記ワーク洗浄部カバー１７が第１の加工領域部１２Ａと第２の加工領域部１２Ｂとにわたって配置される。カバー本体１７ａの上面に設けられた２個の開閉蓋１７ｂ，１７ｂのうち、左側の開閉蓋１７ａは、第１の加工領域部１２Ａにおいて開閉可能に構成され、右側の開閉蓋１７ｂは第２の加工領域部１２Ｂにおいて開閉可能に構成されている。

図６に示すように、ワーク支持台１８は、ワーク洗浄領域２２ａに設けられてワークＷを支持する。ワーク移送部材１９は、ワーク支持台１８に支持されたワークＷを第１の加工領域部１２Ａ（図５）から第２の加工領域部１２Ｂに移送するものであって、例えば、ローラコンベア２３から成る。このローラコンベア２３は、多数のローラ２４を回転自在に且つ所定間隔で並べて枠２５に取り付けた重力式のものである。図７および図８に示すように、枠２５は、カバー本体１７ａに取付けられて、ローラ２４による搬送面２４ａが、第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂに向かうに従って下り勾配で傾斜するように設けられる。ローラ２４上に設けられる円形状のワークＷは、ワーク支持台１８に支持されている状態を除き、第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂまで、前記ワークＷの自重で移動するようになっている。前述のローラ２４による搬送面２４ａは、いわゆる水平面に対し、ワークＷの自重で同ワークＷが第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂまで円滑に移動できる程度の傾斜角度αを持って設置されている。

ワーク支持台１８は、ローラコンベア２３の一部によって構成される。つまりローラコンベア２３のうちの搬送方向上流側の２個のローラ間隔（ローラピッチともいう）δ１は、その他のローラ間隔δ２よりも広く配置されている。このローラ間隔δ１が広く配置された２個のローラ２４，２４を、ワーク支持台１８として用いている。前記２個のローラ２４，２４のうちの一方のローラ２４に、ワークＷの外周面における円周方向の一部を支持し、他方のローラ２４に、同ワークＷの外周面における円周方向の他の一部を支持している。このようにローラコンベア２３の搬送方向上流側の２個のローラ２４，２４間で、ワークＷの搬送を規制するようになっている。なお、ワークＷの外周面の外径寸法に応じて、前記２個のローラ２４，２４のローラ間隔δ１が定められる。

図８に示すように、ワーク支持解除機構２１は、ワーク支持台１８にあるワークＷの支持状態を解除する機構であって、揺動レバー２６と、揺動軸２７と、押圧部材２８とを有する。カバー本体１７ａの左側面に貫通孔１７ａａが形成され、この貫通孔１７ａａから揺動レバー２６の操作部２６ａを操作可能にカバー本体１７ａから露出させている。カバー本体１７ａの貫通孔１７ａａまたはその付近に、揺動軸２７がＺ軸方向に沿って支持されて設けられ、この揺動軸２７に、揺動レバー２７がＺ軸まわりに揺動自在に取付けられている。この揺動レバー２７の先端部には、ローラから成る押圧部材２８が水平軸心回りに回転自在に取付けられ、この押圧部材２８は、第１の加工領域部１２Ａにおいて前記搬送方向上流側の２個のローラ２４，２４間の直ぐ下方に配置されている。ワーク支持解除機構２１は、操作者が操作しない自然状態では、図８実線で示すように、揺動レバー２６および押圧部材２８の重量バランスにより、ワーク支持台１８よりも下方位置に保持されている。このときワークＷはワーク支持台１８に支持された状態を維持する。操作者が揺動レバー２６の操作部２６ａを下方向きに操作することで、図８一点鎖線で示すように押圧部材２８が押し上げられ、この押圧部材２８の外周面が前記２個のローラ２４，２４間にあるワークＷの外周面を押圧する。これにより、ワークＷのワーク支持台１８による支持が解除され、ワークＷは、第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂまで自重で移動するようになっている。

図７および図８に示すように、ワーク洗浄具２０は、ワーク支持台１８に支持されたワークＷを洗浄するものであって、カバー本体１７ａにおける上部側壁に取り付けられ、前記ワークＷに向けてエアブローを行うノズル２０ａと、このノズル２０ａに配管接続される図示外の空気圧供給源とを有する。ワークＷをワーク支持台１８に支持して開閉蓋１７ｂを閉じた状態でワークＷをエアブローし、ワークＷに付着されている切粉等を除去するようになっている。除去された切粉等は収集部５に収集される。

以上説明した工作機械１の作用効果について説明する。
第１の加工領域部１２Ａにおいて、ワークＷはチャック２ａに把持され、刃物台３により加工される。ワークＷから排出される加工屑は収集部５に収集される。第１の加工領域部１２ＡでのワークＷの加工後、左側のスライド扉１４によりカバー４の開口４ａを手作業で開き、ワーク洗浄部６の左側の開閉蓋１７ｂを開く。チャック２ａから取り外したワークＷをワーク支持台１８に手作業にて支持し、前記開閉蓋１７ｂを閉じる。ワーク洗浄具２０は、支持されたワークＷをエアブローする。このワークＷのエアブローは、例えば、操作者が操作盤２９を操作することで開始され、タイマ等による一定時間経過後、自動的に終了させる。ワークＷの洗浄時、ワーク洗浄部カバー１７の下部が加工領域１２に通じているため、ワーク洗浄具２０でワークＷから除去された切粉等は、下部から落下し、加工領域を通って収集部５に収集される。このように、工作機械１の設置場所とは異なる別の場所を必要とすることなくワークＷを洗浄することができる。また、従来のように、ワークを機械と洗浄機とにわたって往復移動させる手間を省けるため、洗浄の作業効率を高めることができる。

ワーク洗浄具２０で洗浄されたワークＷは、ワーク支持解除機構２１により、ワーク支持台１８による支持が解除される。これにより、ワークＷは、ローラコンベア２３により第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂまで自重で移動する。移動したワークＷは、右側の開閉蓋１７ｂから取り出されて第２の加工領域部１２Ｂにおいて、チャック２ａに把持され、刃物台３により加工に供される。
ワーク洗浄部から洗浄済みのワークを手作業で取り出すときに、その取出口のある加工領域での加工は、安全のために停止させる必要がある。しかし、ワーク洗浄部６は、前記内部空間２２ａが第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂに連通するように、ワーク洗浄部カバー１７が第１の加工領域部１２Ａと第２の加工領域部１２Ｂとにわたって配置されるため、第１の加工領域部１２Ａの主軸２および刃物台３を停止することなく、ワークＷを第２の加工領域部１２Ｂで取り出すことができる。したがって、平行２軸旋盤において、構造を複雑化することなくワークＷを洗浄し移送することができる。

ワーク支持台１８は、ローラコンベア２３の一部によって構成されるため、部品点数の低減を図り、構造を簡単化できる。これにより工作機械の製造コストの低減を図れる。
ワーク支持解除機構２１は、動力源等を必要とせずにワーク支持台１８にあるワークＷの支持状態を解除することができる。ローラコンベア２３は、ワークＷを自重により第１の加工領域部１２Ａから第２の加工領域部１２Ｂまで移送するので、複数のワークＷを加工し移送する際の作業者の負荷を軽減することができる。

第１の加工領域部１２Ａで加工されたワークＷを、この第１の加工領域部１２Ａにおけるワーク支持台１８に支持した後、左側の開閉蓋１７ｂを閉じて、洗浄および移送後、第２の加工領域部１２Ｂにて取り出すことができるため、遅滞なく別の未加工のワークＷを、第１の加工領域部１２Ａにおいて加工することができる。また、この別のワークＷの加工途中に、前記ワーク支持台１８に支持したワークＷを洗浄することができる。したがって、工作機械の加工停止時間を低減でき、機械の稼動率を上げることができる。

この実施形態に係る工作機械を、多軸のマシニングセンタに適用しても良い。
この実施形態に係る工作機械を、１軸旋盤に適用しても良い。この場合、加工領域においてワークを加工手段で加工し、ワーク洗浄部カバー内でワークを洗浄した後、ワーク移送部材によりワークを後工程に移送することができる。
この例では、ワーク洗浄部をベッドに支持しているが、カバーにワーク洗浄部を支持することも可能である。
ワーク洗浄具として、クーラント液をワークに吐出するノズル、および、クーラント液の供給源を適用しても良いし、前述のエアブロー用のノズルおよび空気圧供給源を併用することも可能である。また、ワーク洗浄具としてブラシを用いて、ワークに付着した切粉を除去するようにしても良い。
ワーク支持解除機構として、流体圧シリンダと、この流体圧シリンダのロッドの先端部に取付けた押圧部材とを設けても良い。この場合、流体圧シリンダの駆動によりロッドを進出させて押圧部材によりワークを押し上げ、ワークのワーク支持台による支持を解除することができる。

１…工作機械
２…主軸（ワーク支持手段）
３…刃物台（加工手段）
４…カバー
５…収集部
６…ワーク洗浄部
１２…加工領域
１２Ａ…第１の加工領域部
１２Ｂ…第２の加工領域部
１７…ワーク洗浄部カバー
１８…ワーク支持台
１９…ワーク移送部材
２０…ワーク洗浄具
２２…内部空間
２２ａ…ワーク洗浄領域
Ｗ…ワーク

Claims

ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段により支持されたワークを加工する加工手段と、これらワーク支持手段および加工手段による加工領域を覆うカバーと、この加工領域の下部に設けられて、前記ワークを加工手段で加工するときにワークから排出される加工屑を収集する収集部とを備えた工作機械において、
前記カバー内の前記収集部の上方の領域にワーク洗浄部を設け、
このワーク洗浄部は、
上面および周囲が前記加工領域に対して仕切られてワーク洗浄領域を含む内部空間を有し、下部が前記加工領域に通じるワーク洗浄部カバーと、
前記ワーク洗浄領域に設けられてワークを支持するワーク支持台と、
このワーク支持台に支持されたワークを洗浄するワーク洗浄具と、
を有することを特徴とする工作機械。
前記加工領域は、互いに独立した第１の加工領域部と第２の加工領域部からなり、
前記ワーク洗浄部は、前記内部空間が第１の加工領域部から第２の加工領域部に連通するように、ワーク洗浄部カバーが第１の加工領域部と第２の加工領域部とにわたって配置され、ワーク支持台に支持されたワークを、第１の加工領域部から第２の加工領域部に移送するワーク移送部材を設けた請求項１記載の工作機械。
前記加工領域から機外へワークを移送するワーク移送部材を設けた請求項１記載の工作機械。