JP2015074076A - テーブルおよびこれを備える工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】
小型の工作機械に用いることが可能であって、低コストで加工の自由度を増加させることができ、小型のワークだけでなく大型のワークも載置できるテーブルと、このテーブルを備えた工作機械を提供することを目的とする。
【解決手段】
テーブルは、ワーク載置面１３を有する非傾斜部１１と、ワーク載置面２３を有し、非傾斜部１１のワーク載置面１３に平行な軸周りに傾斜自在な傾斜部２１と、傾斜部２１を傾斜させる傾斜装置６１と、を備え、傾斜部２１は、そのワーク載置面２３が非傾斜部１１の載置面１３に対し、面一となる姿勢をとることが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テーブルおよびこれを備える工作機械に関する。

樹脂加工の分野では、大きな板状の樹脂材料を加工することが多く、その加工には主に３軸のマシニングセンタが用いられている。しかし、樹脂加工の分野でも、近年、樹脂の多軸加工が求められるようになってきている。そのため、樹脂加工の分野では、小型かつ低コストであって、テーブルへの載置面積が広いワークも加工することができる多軸工作機械が求められている。

多軸工作機械については、種々の研究開発が行われている。例えば、マシニングセンタに関しては、従来の３軸加工に対し、４軸加工または５軸加工といった多軸加工が可能なマシニングセンタが開発されている。４軸加工または５軸加工のマシニングセンタは、従来のマシニングセンタの加工軸に加え、加工ヘッドを傾斜または旋回させることにより加工軸を増加させるタイプのものや（例えば特許文献１参照）、テーブルを傾斜または旋回させることにより加工軸を増加させるタイプのものがある（例えば特許文献２参照）。

加工ヘッドを傾斜または旋回させることにより加工軸を増加させるタイプの工作機械は、マシニングセンタを含めて、一般に大型であり、価格が高価である。逆に、このタイプの工作機械を小型化しようとすると、加工ヘッドの傾斜機構や旋回機構の強度や剛性が低下し、加工精度の低下や加工ヘッドの破損を招く可能性がある。

また、テーブルを傾斜または旋回させるタイプの工作機械は、テーブルのワーク載置面を広くすると、載置面積が広いワークを加工することができるものの、傾斜または旋回させたテーブルと加工ヘッドとのクリアランスを確保するために工作機械を大型化する必要がある。さらに、テーブルの傾斜装置の出力を増大させる必要もあり、傾斜装置にも大きな負荷がかかってしまう。
一方、テーブルのワーク載置面を狭くすると、工作機械やテーブルの駆動装置を小型化でき、駆動装置にもあまり負荷が掛からないという利点があるものの、大型の樹脂板などの載置面積の広いワークを加工することができないという問題がある。

特許第５２５３４９３号公報 特開２００８−２２５７８０号公報

本発明は、小型の工作機械に用いることが可能であって、低コストで加工の自由度を増加させることができ、小型のワークだけでなく大型のワークも載置できるテーブルを提供することを目的とする。併せて、このテーブルを備えた工作機械を提供することを目的とする。

本発明のテーブルは、ワーク載置面を有する非傾斜部と、ワーク載置面を有し、前記非傾斜部のワーク載置面に平行な軸周りに傾斜自在な傾斜部と、傾斜部を傾斜させる傾斜装置と、を備え、傾斜部は、そのワーク載置面が非傾斜部の載置面に対し、面一となる姿勢をとることが可能であることを特徴とする。
これによると、テーブルは、傾斜部が非傾斜部に対して非傾斜部のワーク載置面に平行な軸周りに傾斜自在となっている。また、傾斜部は、そのワーク載置面が非傾斜部のワーク載置面に対し面一となる姿勢を取ることもできる。

本発明の工作機械は、本発明のテーブルを備えることを特徴とする。

本発明のテーブルおよびこれを備えた工作機械によると、傾斜部を設けたことにより、傾斜部にワークを固定してワークを傾斜させながら加工することができ、しかも工作機械は既存の機械を用いることができるので、低コストで加工の自由度を一軸増やすことができる。
また、テーブルは、テーブル全体を傾斜させるのではなく傾斜部のみ傾斜させるので、傾斜装置を小型化することができる。また、傾斜装置に大きな負荷も掛からない。
さらに、傾斜するテーブルと工作機械とのクリアランスを大きく取る必要がないので、テーブルを小型の工作機械に用いることができ、または工作機械の小型化を図ることができる。

また、傾斜部のワーク載置面と非傾斜部のワーク載置面を面一にすれば、傾斜部または非傾斜部だけでは固定できない載置面積の広いワークを傾斜部と非傾斜部とにまたがって固定することができ、固定したワークを工作機械自体の加工の自由度で加工することもできる。

本発明のテーブルの実施形態を示す斜視図である。 本発明のテーブルの他の実施形態を示す斜視図である。 図２の一点鎖線部分を拡大した斜視図である。 図３において蓋体を取り付けた状態を示す斜視図である。 非傾斜部の凸部および傾斜部の凹部周辺を示す水平断面図である。 傾斜装置を示す一部鉛直断面図である。 本発明のテーブルの実施形態を示す側面図である。 傾斜部の傾斜状態を示す側面図である。 本発明のテーブルを備えたマシニングセンタを示す斜視図である。 マシニングセンタにおいて、傾斜部を傾斜させてワークを加工する状態を示す斜視図である。 マシニングセンタにおいて、傾斜部および非傾斜部のワーク載置面を面一にし、ワークを両方のワーク載置面にまたがって載置してワークを加工する状態を示す斜視図である。 本発明のテーブルの他の実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の工作機械用のテーブルの実施形態について説明する。図１に本発明の実施形態を示す。本発明のテーブルは、非傾斜部１１と、傾斜部２１と、傾斜部２１を傾斜させる傾斜装置６１と、を備えている。

テーブルの非傾斜部１１は、略直方体の筐体１２の上面に、ワークＷが設置されるワーク載置面１３を設けて構成されており、基台１４の上に設置されている。
非傾斜部１１の先端には、傾斜部２１を支持するための略直方体の凸部１５が設けられている。また、凸部１５の両側面には水平方向（左右方向）に平行な軸部１６が設けられている。
非傾斜部１１のワーク載置面１３には、ワークＷの固定手段として、複数の吸着孔３１が設けられており、各吸着孔３１は真空吸引装置３３に繋げられている。
なお、固定手段は、上記のものに限定されるものではなく、後述するバイス４１その他の固定手段であってもよいし、複数の固定手段を組み合わせたものであってもよい。

テーブルの傾斜部２１は、非傾斜部１１と同様に、筐体２２の上面に、ワークＷが設置されるワーク載置面２３を設けて構成されている。傾斜部２１のワーク載置面２３には、ワークＷの固定手段として、複数の吸着孔３１が設けられており、各吸着孔３１は真空吸引装置３３に繋げられている。

傾斜部２１には、図２〜図４に示すように、固定手段として、バイス４１を備えてもよい。バイス４１は、ワーク載置面２３に形成した凹部４２に設けられており、バイス板４３上に着脱自在な固定ブロック４４と、バイス板４３に沿って移動する移動体４５と、移動体４５上に着脱自在な移動ブロック４６と、回転により移動ブロック４６を移動させる締め付け部４７と、凹部４２を塞ぐ蓋体４８と、を備えている。締め付け部４７は、ネジ棒４９と、ネジ棒４９に取り付けられるナット（図示略）とにより構成され、ナットは移動体４５に連結されており、ネジ棒４９を回すと、ナットの移動により移動ブロック４６がバイス板４３に沿って移動する。

バイス４１でワークＷを固定する場合には、締め付け部４７にハンドル等を取り付けてハンドルを回してネジ棒４９を回転させると、移動ブロック４６が移動し、ワークＷを移動ブロック４６と固定ブロック４４とにより締め付けられる。また、バイス４１でワークＷを固定しない場合には、図４に示すように移動ブロック４６と固定ブロック４４をバイス４１から取り外し、凹部４２に蓋体４８を被せることにより、凹部４２を塞ぐことができる。蓋体４８は、凹部４２に被せた状態では、ワーク載置面２３と面一になる。また、蓋体４８に吸着孔３１を形成し、吸着孔３１を真空吸引装置３３に繋げると、蓋体４８上でもワークＷを真空吸着させることができる。
なお、傾斜部２１の固定手段も、これらに限定されるわけではなく、他の固定手段であってもよいし、複数の固定手段を組み合わせるものであってもよい。

傾斜部２１の後端には非傾斜部１１の凸部１５が嵌る凹部２４が形成されており、凹部２４の内側には軸受２５が設けられている。傾斜部２１は、図５に示すように、凹部２４が非傾斜部１１の凸部１５に嵌められた状態で、非傾斜部１１の軸部１６と傾斜部２１の軸受２５とにより、その軸部１６周りに傾斜（回転）自在に支持されている。なお、傾斜部２１は、必ずしも非傾斜部１１で支持する必要はなく、別途設けたフレーム等の軸部に支持されるものであってもよい。

傾斜装置６１は、テーブルの傾斜部２１を傾斜（回転）させるものであり、本実施形態では、図６に示すようにモータ６２によるボールねじの回転により伸縮部６３が伸縮するアクチュエータ６１が用いられている。ボールねじは、ねじ軸６４と、ねじ軸６４に嵌められるナット６５と、ねじ軸６４とナット６５に配されるボール（図示略）と、により構成されている。ねじ軸６４はモータ６２に取り付けられており、ねじ軸６４に取り付けられたナット６５は伸縮部６３に連結されている。伸縮部６３およびボールねじは、開口部を有するカバー６６に収容されており、伸縮部６３はカバー６６の開口を通じて伸縮する。

本実施形態では、上記構成のアクチュエータ６１が２台用いられており、アクチュエータ６１，６１は、非傾斜部１１の後方に配される略直方体のケース７１内において、左右方向に間隔を保って配されている。各アクチュエータ６１は、図７に示すように、ケース７１内において、その後部がテーブルの傾斜部２１の軸部１６に平行な軸部６７と軸受（図示略）とにより、その軸部６７周りに傾斜（回転）自在に支持されている。また、アクチュエータ６１は、伸縮部６３の先端側が、非傾斜部１１を通して、テーブルの下面に設けられた傾斜部２１の軸部１６に平行な軸部６８に回転自在に取り付けられている。アクチュエータ６１の伸縮は、ＮＣ装置（図示略）により制御される。
テーブルの傾斜部２１は、図８に示すように、そのワーク載置面２３が、非傾斜部１１のワーク載置面１３と面一な状態から、下方側に９０°傾斜するまでの範囲において傾斜させることができる。
なお、傾斜装置６１は、上記以外の装置であっても良く、非傾斜部１１または傾斜部２１に設けた軸部を回転させる装置であっても良い。また、テーブルの傾斜については、上方側に傾斜可能であっても良く、また、傾斜範囲も、上記の傾斜範囲に限定されるものではない。

次に、本発明のテーブルの実施形態を備える工作機械について説明する。工作機械としては、例えば、図９〜図１１に示すような門型の３軸制御のマシニングセンタを用いることができる。

門型のマシニングセンタは、間隔を保ってｙ方向に平行に設けられる一対の台部８１を備えている。また、それぞれの台部８１の上面には、ｙ方向に平行な一対のｙ方向レール８２が設けられている。各台部８１のｙ方向レール８２には、柱部８３がｙ方向に移動自在に備えられている。
両柱部８３には、柱部８３の間に架け渡される横架部８４が備えられている。また、横架部８４の前面には、ｘ方向に平行な一対のｘ方向レール８５が設けられている。さらに、ｘ方向レール８５には、ｘ方向移動部８６がｘ方向に移動自在に備えられている。
ｘ方向移動部８６には、ｚ方向に平行な一対のｚ方向レール８７が設けられている。また、ｚ方向レール８７には、工具８９が取り付けられる加工ヘッド８８がｚ方向に移動自在に備えられている。
両台部８１の間には、上記本発明のテーブルが、傾斜部２１が前側（非傾斜部１１が後側）となるように配置されている。テーブルの非傾斜部１１には、自動工具交換装置（ＡＴＣ）１７が備えられている。
柱部８３、ｘ方向移動部８６、加工ヘッド８８およびテーブルの傾斜部２１はＮＣ装置により制御される。

以上に示したマシニングセンタは、ワークＷをワーク載置面１３，２３上で真空吸着手段またはバイス４１により固定して、ワークの加工を行う。
図９および図１０に示すように、ワークＷを傾斜部２１のワーク載置面２３に固定すれば、傾斜部２１を傾斜させることにより４軸加工を行うことができる。
また、図１１に示すように、傾斜部２１のワーク載置面２３と非傾斜部１１のワーク載置面１３とを面一にすれば、傾斜部２１と非傾斜部１１にまたがってワークＷを載置して３軸加工を行うことができる。

本発明のテーブルおよびこれを備えた工作機械によると、傾斜部２１を設けたことにより、傾斜部２１にワークＷを固定してワークＷを傾斜させながら加工することができ、しかも工作機械は既存の機械を用いることができるので、低コストで加工の自由度を一軸増やすことができる。
また、テーブルは、テーブル全体を傾斜させるのではなく傾斜部２１のみ傾斜させるので、傾斜装置６１を小型化することができる。また、傾斜装置６１に大きな負荷も掛からない。
さらに、傾斜するテーブルと工作機械とのクリアランスを大きく取る必要がないので、テーブルを小型の工作機械に用いることができ、また、工作機械の小型化を図ることができる。

また、傾斜部２１のワーク載置面２３と非傾斜部１１のワーク載置面１３を面一にすれば、傾斜部２１または非傾斜部１１だけでは固定できないような載置面積の広いワークＷを傾斜部２１と非傾斜部１１とにまたがって固定することができ、固定したワークＷを工作機械自体の加工の自由度で加工することもできる。

本発明のテーブルおよびこれを備えた工作機械は、上記実施形態の構成に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において変更可能である。
例えば、傾斜部２１は、図１２に示すように、非傾斜部１１内に設けてもよく、非傾斜部１１の一部が傾斜部２１として傾斜するものであってもよい。
また、テーブルの傾斜部２１の傾斜方向は、特に限定されるものではなく、鉛直方向に平行な軸周りに傾斜するものであってもよい。
また、テーブルの傾斜部２１のワーク載置面２３に、ワーク載置面２３に直行する軸周りに旋回自在な旋回テーブルを備えるものであってもよい。
また、工作機械は、他のマシニングセンタであってもよいし、旋盤、フライスその他の工作機械であってもよい。

１１ 非傾斜部
１２ 筐体
１３ ワーク載置面
１４ 基台
１５ 凸部
１６ 軸部
１７ 自動工具交換装置（ＡＴＣ）
２１ 傾斜部
２２ 筐体
２３ ワーク載置面
２４ 凹部
２５ 軸受
３１ 吸着孔
３３ 真空吸引装置
４１ バイス
４２ 凹部
４３ バイス板
４４ 固定ブロック
４５ 移動体
４６ 移動ブロック
４７ 締め付け部
４８ 蓋体
４９ ネジ棒
６１ 傾斜装置（アクチュエータ）
６２ モータ
６３ 伸縮部
６４ ねじ軸
６５ ナット
６６ カバー
６７ 軸部（後部側）
６８ 軸部（先端側）
７１ ケース
８１ 台部
８２ ｙ方向レール
８３ 柱部
８４ 横架部
８５ ｘ方向レール
８６ ｘ方向移動部
８７ ｚ方向レール
８８ 加工ヘッド
８９ 工具
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. ワーク載置面を有する非傾斜部と、
   ワーク載置面を有し、前記非傾斜部のワーク載置面に平行な軸周りに傾斜自在な傾斜部と、
   傾斜部を傾斜させる傾斜装置と、を備え、
   傾斜部は、そのワーク載置面が非傾斜部の載置面に対し、面一となる姿勢をとることが可能であることを特徴とするテーブル。
2. 請求項１記載のテーブルを備えることを特徴とする工作機械。
   
   
   
   

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