JP2013504443A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

本発明に係る工作物を機械加工するための工作機械は、高剛性の機械基材１と、機械基材１上を移動可能な移動スタンド４と、移動スタンド４上に可動に取付けられ、少なくとも１つのバイトを有する機械加工ユニット９，１０と、少なくとも１つの工作物を固定するための、機械基材１の長手側前部に配置された支持構造体１２とを有する。本発明によれば、この支持構造体１２は高剛性のフレーム１１を有し、このフレームの長手方向部材１３，１４が横方向の間隔をおいて配置されることにより、切り屑を除去するための自由空間が画成される。また、このフレームには異なる工作物キャリヤ３０，３５を取付けることができる。

Description

本発明は、工作物の機械加工用の工作機械に関するものである。この工作機械は、高剛性の機械基材と、機械基材上を水平方向に移動できる移動スタンドと、移動スタンドに移動可能に取付けられ、かつ少なくとも１つの交換可能な切削工具および少なくとも１つの工作物を受容し固定するために機械基材の長手側前部に備えられた支持構造体を有する機械加工ユニットとを有するものである。

長手方向寸法の大きい工作物の機械加工に使用される工作機械は、通例、平らで細長の機械基材上をモータにより移動可能な機械スタンド、いわゆる移動スタンドを有する工作機械である。近年、移動スタンドの移動用駆動ユニットとして多くの場合に使用されるのは電動型のリニアモータであるが、このモータは、従来の電気機械型または流体型の駆動装置に比較して、加速、精度、費用等の点で優れている。上記の工作機械の場合、支持構造体が機械基材の長手側前部に備えられ、この支持構造体上に長手方向寸法の長い１つまたは複数の被加工工作物を取り付けることができる。これらの支持構造体は基板状に構成されて、動かない又は長手方向に移動可能な工作物テーブルを受容するように構成されている。この種のシステムの著しい欠点は、切り屑が支持構造体と工作物テーブル各々の平らな表面上に堆積し、自動的に除去できない点である。さらに、これらの公知の支持構造体は、様々な工作物の受容に応じて変更することが制限される。

本発明の目的は、多量の切り屑を発生させる相当の体積を有する工作物の加工に適し、とりわけ有用な切り屑除去と作業空間の有効利用が可能な、工作物の機械加工用の工作機械を提供することである。

本発明によれば、この目的は、支持構造体が、高剛性（寸法変化の小さい、ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙ ｒｉｇｉｄ）のフレームを有し、このフレームの長手方向部材が、少なくとも部分開放された基材に支持され、このフレームに種々の工作物キャリヤを取付けることを可能にすることにより解決された。
支持構造体を、互いに間隔をおいた長手方向部材を備えた高剛性フレームとして構成することにより、２つの長手方向部材の間に自由空間が形成され、加工時に発生する切り屑および液体は、この自由空間を通って落下し、適当な捕集容器に集めることができる。さらに、この長手方向部材は、種々の工作物支持装置、例えば定置型および／または可動型の工作物テーブル、工作物回転テーブル、交換可能なパレット、垂直クランプ・システム等を配置できるように構成される。

支持フレームのこれらの長手方向部材は、直接に基部に支えられた連続的または断続的な棒部材に載置できる。さらに、支持フレームは、フレームの長手方向に互いに間隔をおいた複数の横方向支持体に支持されることが好ましい。この横方向支持体は、連続的な下部構造体上に配置され、この下部構造体は、機械基材の長手側前部に設けられ、切り屑等用の傾斜滑り上面を備えている。互いに間隔をおいて配置された横方向支持体は、長手方向部材の対応部分と共に自由空間を画成し、この自由空間を通して切り屑その他の作業物質が落下できる。横方向支持体の間にも延びる下部構造体傾斜面により、重力による切り屑の自動的除去がさらに可能になる。
長手方向部材は、移動可能な工作物キャリヤ用の案内レール、および定置型の工作物キャリヤを固定するクランプ装置を簡単に取付けりことのできる外形を有することが好ましい。

工作機械全体が特に高い剛性を有することは、支持フレームおよび支持構造体の下部構造体をそれぞれ移動スタンド装置の下部基部と一体構成することにより達せられる。しかし、いわゆる２ブロック構造を用いて、基板状下部構造体および支持構造体を、それぞれ別個の構造ユニットとして製作し、適当な手段によって互いに結合してもよい。
本発明の好ましい構成によれば、少なくとも１つの工作物テーブルを工作物ホールダとして、支持フレームの２つの長手方向部材上に固定的にまたは可動的に取付けることにより、クランプされた工作物を連続的に加工できる。

本発明の別の好適具体例によれば、少なくとも１つのクランプ装置を工作物のクランプ用および回転用の工作物ホールダとして、支持フレームの２つの長手方向部材上に固定的にまたは可動的に取付けできる。このクランプ装置は、工作物を水平方向に固定できるので、間隔をおいて配置された２つのクランプ装置を使用することにより、工作物の両端を固定できる。このクランプ装置は、鉛直方向のクランプ板を有する回転駆動型円テーブルでもよい。クランプ装置は、長手方向部材に取付けられた案内レール上を、例えばスピンドル駆動装置などの適当な駆動ユニットにより移動できるようにしておくことが好ましい。
本発明の別の好適な構成によれば、支持構造体の支持フレームの下方に、切り屑その他の作業物質の捕集容器が配置される。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明の工作機械の一実施例の全体図。 機械基材および支持構造体を有する図１の工作機械の下部の斜視図。 本発明の支持構造体の実施例。図３ａは複数の工作物テーブルを有し、図３ｂは２つのクランプ装置を有する。

図１に全体を示した工作機械は、Ｘ軸方向を長手方向として延びる平らな機械基材１を含み、この機械基材１が、上側案内部を有する互いに平行な２つの長手方向棒部材２，３を有している。平らな機械基材１の２つの長手方向棒部材２，３上を、移動スタンド４がＸ軸方向にモータにより移動できるようになっている。移動スタンド４には工具マガジン５が連結され、この工具マガジンは水平のチェーン・マガジンとして構成され、工具交換器６を有している。加工ユニット９は、移動スタンド４の前側の案内レール７，８により案内され、鉛直方向に変位できる。加工ユニット９は、その前側に鉛直方向を向いて配向されたワークスピンドルを有するフライスヘッド１０を備えている。

機械基材１のＺ軸方向前側には、本発明により構成され、以下に詳しく説明する支持構造体１２が配置されている。この支持構造体は２つの長手方向部材１３，１４を有しており、この長手方向部材がＸ軸方向に所定の横断距離をもって延びることで、中間の長く延びる自由空間１５を両側で規定している。両方の長手方向部材１３，１４は、それぞれ内側に水平の長手方向突出部１５，１６を備えた断面を有し、この突出部が、例えば横断部材１７を両側で支持し案内するレールとして役立つ。２つの長手方向部材１３，１４は鉛直の外側面を有し、部材の上面１８，１９は、図示の実施例では、同じ水平面内に延びている。

同じく機械基材１の長手側前部には高剛性の下部構造体２０が備えられている。下部構造体２０は、機械基材１の２つの長手方向棒部材２，３と一体形成されるか、または別個の構造ユニットとして２つの長手方向棒部材２，３としっかりと結合されてもよい。この下部構造体２０は、前側に、その全長にわたって延びる傾斜面２１を有し、この傾斜面が、切削加工時に発生する固体や液体の滑り面として役立つ。さらに図２から明らかなように、下部構造体２０の前部傾斜面には、複数の（この場合は３つの）横方向支持体２２，２３，２４が配置され、この支持体は水平面内に延びる上面部分を有している。横方向支持体２２，２３，２４の前部上面部分には、図２に示した前部長手方向部材１３が支持され、支持体２２，２３，２４の後部（機械側）には後部長手方向部材１４が載置される。２つの長手方向部材１３，１４は、間隔をおいて支承板２５，２６，２７により保持されており、この支承板は、図２に示す実施例では支持体２２，２３，２４の中央部に載置されている。支持体２２，２３，２４は、それらの裏側が傾斜面２１に支持され、この傾斜面２１の傾斜角度は、発生する切り屑が傾斜面に付着せずに滑り落ちる角度に選択されている。

図３ａに示したフレーム構造体は、その技術的思想が図１および図２の実施例に対応しているので、既述の個々の説明は繰り返さない。図面では、同じ構成部材には同じ符号が付されている。
図１および図２には、本発明により構成された支持構造体が工作物キャリヤなしで示されている。図３ａの実施例では、支持構造体１２の２つの長手方向部材１３，１４の間に、合計３つの工作物テーブル３０，３１，３２が順に配置されている。これらの工作物テーブルは、何らかの装置（図示せず）により長手方向に移動可能にされるか、または各々の位置に固定して配置される。これらの工作物テーブル３０，３１，３２のクランプ板上には、通常の方法で工作物を固定できる。

図３ｂの実施例の場合も、２つの互いに平行な長手方向部材１３，１４の使用という図１および図２で説明した技術的思想が実現されている。図３ｂに示した支持構造体１２の長手方向部材１３，１４により形成された支持フレーム上には、２つのクランプ装置３５，３６が配置され、これらのクランプ装置はそれぞれ、向き合った端側に細長の工作物を固定するクランプ機構３７，３８を備えている。この実施例では、左側のクランプ装置３５が、長手方向部材上面上の支持レール３９，４０に固定的に取付けられている。図３ｂの右側のクランプ装置３６は、２つの案内レール４１，４２上を移動できるので、両クランプ装置３５，３６の間隔が調節できるようになっている。クランプ装置３６は、駆動装置４３に接続され移動できるようになっている。

図示の工作物キャリヤ、すなわち工作物テーブル３０，３１，３２およびクランプ装置３５，３６ではなく、別の適当な工作物キャリヤ、例えば回転駆動型の円形テーブルを、工作物テーブル３０，３１，３２の代わりに使用することができる。本質的なことは、２つの長手方向部材１３，１４を有する支持フレーム１２により、種々の工作物キャリヤの使用時にも十分に大きな剛性が保証されることであり、切り屑並びにその他の作業物質が、有害な堆積を生じることなしに２つの長手方向部材間の自由空間を落下できることである。

Claims (10)

1. 工作物の機械加工用の工作機械であって、
   高剛性を有する機械基材（１）と、
   前記機械基材上を移動できる移動スタンド（４）と、
   前記移動スタンド（４）に可動的に取付けられ、少なくとも１つの切削工具を有する機械加工ユニット（９，１０）と、
   前記機械基材（１）の長手側前部に備えられ、少なくとも１つの工作物を固定保持するための支持構造体（１２）と
   を有する工作機械において、
   前記支持構造体（１２）が高剛性の支持フレーム（１１）を有し、該支持フレームの長手方向部材（１３，１４）が、横方向に間隔をおいて配置されて、切り屑除去用の自由空間を画成しており、
   前記支持フレーム（１１）に、異なる工作物キャリヤ（３０，３５，３６）を取付けることができるようになっていることを特徴とする、工作機械。
2. 前記支持フレ―ム（１１）が、該支持フレームの長手方向に間隔をおいて配置された横方向支持体（２２，２３，２４）により支持されることを特徴とする、請求項１記載された工作機械。
3. 前記横方向支持体（２２〜２４）が、前記機械基材（１）の長手側前部に備えられた連続的な下部構造体（２０）上に配置され、切り屑およびその他の作業物質用の傾斜滑り上面を有することを特徴とする、請求項２記載された工作機械。
4. 前記長手方向部材（１３，１４）が、異なる種類の工作物ホールダを固定して支持するための支持部材を有することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された工作機械。
5. 前記支持フレーム（１１）を支持する前記下部構造体（２０）が、前記機械基材に剛性的に固定して取付けされるか、または機械基材と一体に形成されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された工作機械。
6. 少なくとも１つの工作物テーブル（３０，３１，３２）が、工作物ホールダとして、前記支持フレーム（１１）の２つの前記長手方向部材（１３，１４）上に、固定されてまたは移動可能に、取付けられることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された工作機械。
7. 工作物を固定し回転させるための少なくとも１つのクランプ装置（３５，３６）が、工作物ホールダとして、前記支持フレーム（１１）の２つの前記長手方向部材（１３，１４）上に、固定されてまたは移動可能に、取付けられることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された工作機械。
8. 回転駆動される鉛直の円形テーブルを有する少なくとも１つのクランプ装置が、工作物ホールダとして、前記支持フレームの２つの前記長手方向部材（１３，１４）に、移動可能にまたは固定されて、長手方向に取付けられることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された工作機械。
9. 前記長手方向部材（１３，１４）上の案内レール上を移動可能な前記クランプ装置（３６）に、駆動ユニット（４３）が配置されることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載された工作機械。
10. 前記支持フレームの下方に、切り屑およびその他の作業物質を捕集する捕集容器が配置されることを特徴とする、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された工作機械。

Images