JP2016124037A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主軸を軸線回りに回転させつつ主軸及びテーブルを相対移動させ、主軸に装着されている回転工具でテーブルに位置決め保持されている被工作物を加工する工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool for processing a workpiece that is positioned and held on a table by a rotary tool mounted on the spindle while relatively moving the spindle and a table while rotating the spindle about an axis.
例えば、特許文献1,2に記載の工作機械は、横形のマシニングセンタであり、テーブルの上方に配置されるコンベア装置で搬送される被工作物を、テーブルを原点位置から上昇させてテーブルに搬入する。そして、工作機械は、テーブルを下降させて加工位置に位置決めし、主軸を軸線回りに回転させつつ主軸及びテーブルを相対移動させて被工作物の加工を行う。加工完了後、工作機械は、テーブルを加工位置から上昇させて被工作物をコンベア装置に搬出し、テーブルを原点位置まで下降させて次の被工作物がコンベア装置で搬送されるまで待機する。
For example, the machine tools described in
上述の工作機械では、テーブルに保持された被工作物の加工時のみならず、コンベア装置に対する被工作物の搬入出時にもテーブルを移動させる必要がある。被工作物の加工時のテーブル移動は、比較的短いストロークで可能であるが、被工作物の搬入出時のテーブル移動は、被工作物の加工時と比較して長いストロークとなる。そして、テーブルは、加工時において被工作物を支持しつつ高精度且つ高速に移動できるように高い剛性を有する。そのため、テーブルはある程度の大きさを要する。そのため、上記の長いストロークを大きなテーブルが移動できるための大きなスペースが必要となるので、工作機械自体が大型化する傾向にある。 In the above-described machine tool, it is necessary to move the table not only when processing the workpiece held on the table but also when loading and unloading the workpiece with respect to the conveyor device. The table can be moved with a relatively short stroke when machining the workpiece, but the table movement when the workpiece is carried in and out has a longer stroke than when machining the workpiece. The table has high rigidity so that it can be moved with high accuracy and high speed while supporting the workpiece during machining. Therefore, the table needs a certain size. Therefore, a large space is required for a large table to move along the long stroke, and the machine tool itself tends to increase in size.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能な工作機械を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the machine tool which can be reduced in size.
本発明の工作機械は、ベッドと、前記ベッド上に水平方向に移動可能に設けられる主軸台と、前記主軸台に設けられ、加工用の回転工具を装着可能な主軸と、前記ベッド上に鉛直方向に向けて立設されるコラムと、加工する際に被工作物を保持し、前記回転工具により前記被工作物を加工する際に前記コラムに鉛直方向に移動可能に支持されるテーブルと、前記被工作物を載置し、前記テーブルの前記コラムに対する移動方向と同方向に移動可能に支持され、当該移動により前記被工作物を所定の搬入出位置と前記テーブルとの間で搬送可能な載置台と、を備える。 The machine tool of the present invention includes a bed, a headstock provided on the bed so as to be movable in a horizontal direction, a spindle provided on the headstock and capable of mounting a rotary tool for processing, and a vertical on the bed. A column erected in the direction, a table that holds the workpiece when machining, and is supported by the column so as to be movable in the vertical direction when machining the workpiece by the rotary tool; The workpiece is placed and supported so as to be movable in the same direction as the table relative to the column, and the workpiece can be transferred between a predetermined loading / unloading position and the table by the movement. A mounting table.
本発明によると、載置台の移動分、テーブルの鉛直移動ストロークの必要量を小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the necessary amount of the vertical movement stroke of the table by the amount of movement of the mounting table.
(工作機械の機械構成)
工作機械の一例としては、4軸横形マシニングセンタを例に挙げ、図1A、図1B、図1Cを参照して説明する。つまり、当該工作機械1は駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X軸(水平方向),Y軸(鉛直方向),Z軸(水平方向))及び1つの回転軸(A軸(X軸に平行))を有する機械である。X軸線方向は、工作機械1の左右方向(幅方向)、Z軸方向は、工作機械1の前後方向(奥行き方向)、Y軸線方向は、工作機械1の上下方向(高さ方向)である。なお、工作機械1で加工される被工作物Wとしては、車両のエンジンのシリンダブロックを例として以下説明する。
(Machine tool configuration)
As an example of the machine tool, a 4-axis horizontal machining center will be described as an example, and will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, and 1C. That is, the
図1A、図1B、図1Cに示すように、工作機械1は、ベッド2と、サドル3と、主軸台4と、主軸40と、コラム5と、テーブル6と、チルト装置7と、搬入出装置8と、治具9と、制御装置10等とを備える。そして、工作機械1の前面上方には、被工作物Wを搬送可能なコンベヤ装置20が配置される。なお、図示省略するが、工作機械1は、主軸40に装着可能な回転工具を複数備え、主軸40に対し自動的に工具交換可能な自動工具交換装置をベッド2上に備える。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the
ベッド2は、直方体状からなり、床上に配置される。ベッド2上の前方側には、門形柱状のコラム5が立設される。ベッド2上のコラム5の後方側には、サドル3がX軸線方向に移動可能に設けられる。
サドル3は、直方体状からなり、ベッド2上に設けられるX軸線方向に延びる一対のガイド部材31,31に沿ってX軸線方向に移動可能に設けられる。そして、一対のガイド部材31,31の間には、サドル3をX軸線方向に移動させるボールネジ機構32を有するX軸モータ33が備えられる。サドル3上には、主軸台4が軸線をZ軸線方向に向けてZ軸線方向に移動可能に設けられる。
The
The
主軸台4は、サドル3上に設けられるZ軸線方向に延びる一対のガイド部材41,41に沿ってZ軸線方向に移動可能に設けられる。そして、一対のガイド部材41,41の間には、主軸台4をZ軸線方向に移動させるボールネジ機構42を有するZ軸モータ43が備えられる。主軸台4には、回転可能に支持される主軸40と、主軸40をZ軸線回りで回転させるギヤ機構を有する主軸モータ44とが内蔵される。主軸40の先端には、被工作物Wを加工する回転工具Tが着脱可能に装着される。つまり、回転工具Tは、主軸40に対して、Z軸線回りに回転可能に取り付けられる。
The
コラム5は、一対の脚部材51,51及び一対の脚部材51,51間に架け渡される架橋部材52を備える。一方の脚部材51には、制御装置10が備えられる。コラム5の一対の脚部材51,51間には、テーブル6のY軸線方向案内面が形成されており、また、テーブル6がY軸線方向のみに移動可能に設けられる。
テーブル6は、一対の脚部材51,51の対向面にそれぞれ設けられるY軸線方向に延びる一対のガイド部材61,61に沿ってY軸線方向に移動可能に設けられる。そして、一対の脚部材51,51の前面には、テーブル6をY軸線方向に移動させる一対のボールネジ機構62,62がそれぞれ設けられ、一対の脚部材51,51の上端に対応する架橋部材52上の位置には、一対のボールネジ機構62,62を有するY軸モータ63,63がそれぞれ備えられる。テーブル6上には、チルト装置7がA軸線回りに回転可能に設けられる。
The
The table 6 is provided so as to be movable in the Y-axis direction along a pair of
チルト装置7は、テーブル6上にてA軸線方向に所定間隔をあけて対向配置された一対のチルト台71を備える。一対のチルト台71には、A軸線回りで回転可能な一対のクレードル72が所定間隔をあけて対向配置されている。一方のチルト台71には、クレードル72をA軸線回りで回転(揺動)させるギヤ機構を有するA軸モータ73が設けられる。一対のクレードル72には、搬入出装置8及び治具9が設けられる。搬入出装置8は、詳細は後述するが、油圧により被工作物Wをチルト装置7内で昇降可能に構成される。治具9は、詳細は後述するが、搬入出装置8で下降してきた被工作物Wを油圧により位置決め固定可能に構成される。
The
制御装置10は、詳細は後述するが、主軸モータ44の駆動を制御して、回転工具Tを回転させ、X軸モータ33、Z軸モータ43、Y軸モータ63,63、A軸モータ73の各駆動を制御して、被工作物Wと回転工具TとをX軸方向、Z軸方向、Y軸方向及びA軸回りに相対移動することにより、被工作物Wの切削加工を行う。また、搬入出装置8で被工作物Wを昇降し、治具9で被工作物Wを位置決め固定及び固定解除するために油圧制御を行う。
コンベヤ装置20は、テーブル6の上方にてX軸線方向に延びるベルトもしくは複数のローラ列により被工作物Wを搬送可能に構成される。
As will be described in detail later, the
The
(搬入出装置の機械構成及び動作)
図2及び図3に示すように、搬入出装置8は、載置台81と、一対のリンク機構82と、一対のガイドバー83と、一対の駆動機構84等とを備える。なお、図2においては、右側の駆動機構84はクレードル72に隠れて図示省略されている。
載置台81は、矩形状の穴81aが設けられた板状部材81bと、板状部材81bの両端を固定支持する一対の摺動部材81c等とを備え、被工作物Wが載置可能に構成される。載置台81の剛性は、テーブル6の剛性より低い剛性で形成される。そのため、載置台81は、テーブル6の占める領域より小さい領域で形成される。すなわち、載置台81は、テーブル6に比べて小型に形成される。
(Machine configuration and operation of loading / unloading device)
As shown in FIGS. 2 and 3, the carry-in / out
The mounting table 81 includes a plate-
板状部材81bの穴81aは、被工作物Wが載置された載置台81を下降したときに、被工作物WのボアWb(図9参照)内に治具9の一対の第一、第二クランパ9b,9cを通すために設けられる。載置台81が下降して治具9による被工作物Wの固定が可能な固定位置(本例では、最下端位置)及び載置台81が上昇して載置台81に対し被工作物Wの搬入出が可能な搬入出位置(本例では、最上端位置)を検出する機械式もしくは光学式の下降検出センサ81sd及び上昇検出センサ81su(図4参照)は、クレードル72に設けられる。
The
摺動部材81cには、ガイドバー83に沿って摺動可能なボール式のガイドブッシュ81dが設けられる。板状部材81bが固定支持された一対の摺動部材81cが、一対の駆動機構84により2組の一対のガイドバー83に沿って摺動するときに傾げても、ガイドブッシュ81dのボールの転がり及び弾性変形により上記傾げが吸収されるので、載置台81の安定的な昇降が可能となる。摺動部材81cには、被工作物Wが載置されたことを検出する機械式もしくは光学式の載置検出センサ81s(図4参照)が設けられる。
The sliding
リンク機構82は、4つのリンク82a,82b,82c,82dを菱形にして各端部を4つのピン82e,82f,82g,82hでそれぞれ接続したパンタグラフ状に構成される。下方のピン82eは、クレードル72に固定される支持部材82sに回転可能に支持され、上方のピン82hは、摺動部材81cに回転可能に支持されている。下方の2つのリンク82a,82bの略中央部には、動作用の円柱状のカム82tがそれぞれ突設される。このリンク機構82は、駆動機構84の駆動ストローク(油圧シリンダ84aのシリンダストローク)を例えば6倍のリフトストロークに拡大可能、すなわち下方のピン82e及びカム82tのZ軸線方向の距離と、下方のピン82e及び上方のピン82hのZ軸線方向の距離との比が1:6に構成されている。一対のリンク機構82は、載置台81の両側にそれぞれ配置され、載置台81を昇降可能に支持する。
The
ガイドバー83は、円柱状に形成される。一対のガイドバー83は、リンク機構82の両側にそれぞれ配置され、各ガイドバー83の両端は、クレードル72に固定支持され、載置台81の昇降を案内する。ここで、各ガイドバー83をクレードル72に対し可動にして載置台81を昇降させる構成とした場合、リフトストロークが長くなるとクレードル72から下方へ突出するガイドバー83も長くなる。よって、ガイドバー83がベッド2と干渉するおそれがあるので、リフトストロークの長さが制約される。しかし、各ガイドバー83の両端はクレードル72に固定支持されているので、ガイドバー83とベッド2とは干渉せず、リフトストロークの長さが制約されることはない。
The
また、各ガイドバー83の両端はクレードル72に固定支持されているので、被工作物Wの形状によって治具9を交換する必要がある場合、ガイドバー83の芯出しが不要となり、作業効率の向上を図ることができる。また、各ガイドバー83の下端側にスペーサとなるブロック部材を挿入固定することにより、異なる高さの被工作物Wに対し同一の治具9で位置決め固定が可能となる。なお、本実施形態では、一対のガイドバー83は、一対のリンク機構82の両側にそれぞれ配置されているが、一方のリンク機構82の両側に配置した構成としてもよい。また、各ガイドバー83の両端をクレードル72に固定支持する構成としたが、各ガイドバー83の下端を治具9に固定支持する構成としてもよい。
Further, since both ends of each
駆動機構84は、油圧シリンダ84aと、カム82tが摺動可能な溝84tが形成されたカムフォロア84bとを備えている。油圧シリンダ84aは、クレードル72とリンク機構82との間であってクレードル72の内壁に、シリンダロッド84cが下向きとなるように固定される。カムフォロア84bは、直方体状に形成され、シリンダロッド84cの先端に固定されている。溝84tは、X軸線方向に延びる長円形状に形成される。一対の駆動機構84は、一対のリンク機構82を同期動作させて載置台81を昇降可能に構成される。このような構成の駆動機構84は、リンク機構82の菱形内に配置可能であるので、限られたスペースを有効利用することができ、搬入出装置8の小型化が図れる。
The
以上の構成の搬入出装置8においては、図7に示すように、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cが上方に移動(収縮)しているときは、カム82tはカムフォロア84bの溝84tにおいて中央寄りに位置し、リンク機構82の下方の2つのリンク82a,82b及び上方の2つのリンク82c,82dはそれぞれ互いに閉じて上方に伸長しているので、載置台81は上昇した搬入出位置に位置決めされる。また、図8に示すように、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cが下方に移動(伸長)しているときは、カム82tはカムフォロア84bの溝84tにおいて両外側に位置し、リンク機構82の下方の2つのリンク82a,82b及び上方の2つのリンク82c,82dはそれぞれ互いに開いて下方に収縮しているので、載置台81は下降した固定位置に位置決めされる。
In the loading /
(治具の機械構成及び動作)
図2に示すように、治具9は、台座9aと、図略の油路が設けられている一対の第一クランパ9bと、図略の油路が設けられている一対の第二クランパ9c等とを備える。
台座9aは、矩形板状に形成され、両端が一対のクレードル72の底部に固定される。台座9a上には、第一クランパ9b、第二クランパ9c、第二クランパ9c及び第一クランパ9bがY軸線方向に所定間隔をあけて設けられる。
(Jig mechanical structure and operation)
As shown in FIG. 2, the
The
各第一クランパ9bは、被工作物WのボアWbに挿入可能な円筒状に形成され、各第一クランパ9bの上部周面には、油圧により水平方向に突出可能な3つの爪部9dが等角度間隔で設けられる。各第一クランパ9bは、被工作物WのボアWbに挿入され、3つの爪部9dが突出してボアWbの内壁を押圧することにより、被工作物WのY軸線方向の位置ずれが規制可能に構成されている。なお、各第一クランパ9bに2つの爪部9dを180°間隔で設けた構成としても、被工作物WのY軸線方向の位置ずれを規制することができる。
Each
各第二クランパ9cは、被工作物WのボアWbに挿入可能な円筒状に形成され、各第二クランパ9cの上部周面には、油圧によりY軸線方向に突出可能な1つの爪部9eが設けられる。一対の第二クランパ9cの爪部9eは、所定間隔をあけて対向配置される。各第二クランパ9cは、被工作物WのボアWbに挿入され、一対の爪部9eが突出してボアWb間の内壁を両側から押圧保持することにより、被工作物WのZ軸線方向の位置ずれが規制可能に構成される。
Each
以上の構成の治具9においては、図9に示すように、搬入出装置8の載置台81が上昇して搬入出位置に位置決めされているときは、第一クランパ9b、第二クランパ9c、第二クランパ9c及び第一クランパ9bは、載置台81上の被工作物WのボアWbから抜け出た状態にある。また、図10に示すように、搬入出装置8の載置台81が下降して固定位置に位置決めされているときは、第一クランパ9b、第二クランパ9c、第二クランパ9c及び第一クランパ9bは、載置台81上の被工作物WのボアWb内に入り込んだ状態にある。そして、各第一クランパ9bの3つの爪部9dが突出してボアWbの内壁を押圧して被工作物WのY軸線方向の位置ずれを規制しているとともに、各第二クランパ9cの一対の爪部9eが突出してボアWb間の内壁を両側から押圧保持して被工作物WのZ軸線方向の位置ずれを規制している。
In the
(制御装置の構成)
図4に示すように、制御装置10は、工作機械制御部11(加工制御装置)と、搬入出装置制御部12(搬入出制御装置)等とを備える。工作機械制御部11は、X軸駆動制御部111と、Y軸駆動制御部112と、Z軸駆動制御部113と、A軸駆動制御部114と、主軸駆動制御部115と、コンベヤ制御部116と、加工制御部117等とを備える。搬入出装置制御部12は、工作物検出部121と、昇降検出部122と、載置台昇降部123と、被工作物固定部124等とを備える。工作機械制御部11は、数値制御(NC)装置であり、NCプログラムの指令に基づいて各部111〜117を制御する。搬入出装置制御部12は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)であり、ラダー論理等に基づいて各部121〜124を制御する。
(Configuration of control device)
As shown in FIG. 4, the
X軸駆動制御部111は、X軸モータ33と接続され、サドル3を主軸台4と共にX軸線方向に駆動制御する。Y軸駆動制御部112は、Y軸モータ63,63と接続され、テーブル6をY軸線方向に駆動制御する。Z軸駆動制御部113は、Z軸モータ43と接続され、主軸台4をZ軸線方向に駆動制御する。A軸駆動制御部114は、A軸モータ73と接続され、クレードル72をA軸線回りで回転(揺動)させる。主軸駆動制御部115は、主軸モータ44と接続され、主軸40をZ軸線回りで回転させる。
The X-axis
加工制御部117は、被工作物Wが治具9に位置決め固定されたことを、搬入出装置制御部12からの被工作物Wの位置決め固定信号により確認し、主軸モータ44等を駆動制御して回転工具TをZ軸線回りに回転させ、且つ、X軸モータ33、Y軸モータ63,63、Z軸モータ43及びA軸モータ73等を駆動制御して被工作物Wと回転工具TとをX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に相対移動し、A軸回りに相対回転することにより被工作物Wの加工を制御する。
The
工作物検出部121は、載置台81上に被工作物Wが載置されたこと、及び載置台81上から被工作物Wが除かれたことを載置検出センサ81sからのセンサ信号により検出する。
昇降検出部122は、載置台81が最も下降した固定位置に達したことを下降検出センサ81sdからのセンサ信号により検出し、また載置台81が最も上昇した搬入出位置に達したことを上昇検出センサ81suからのセンサ信号により検出する。
The
The raising / lowering
載置台昇降部123は、板状部材81b上に被工作物Wが載置されたことを、工作物検出部121からの検出信号により確認し、搬入出装置8の駆動機構84の油圧シリンダ84aに対し油圧制御を行い、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cを伸長させ、カムフォロア84bの溝84tにおいてカム82tをX軸線方向に摺動させることで、リンク機構82を動作させて載置台81を下降する。また、載置台昇降部123は、載置台81が最も下降した固定位置に達したことを、昇降検出部122からの検出信号により確認し、油圧シリンダ84aに対する油圧制御を停止する。
The mounting
また、載置台昇降部123は、被工作物Wの位置決め固定が解除されたことを、工作物固定部124からの被工作物Wの位置決め固定の解除信号により確認し、搬入出装置8の駆動機構84の油圧シリンダ84aに対し油圧制御を行い、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cを短縮させ、カムフォロア84bの溝84tにおいてカム82tをX軸線方向に摺動させることで、リンク機構82を動作させて載置台81を上昇する。また、載置台昇降部123は、載置台81が最も上昇した搬入出位置に達したことを、昇降検出部122からの検出信号により確認し、油圧シリンダ84aに対する油圧制御を停止する。
Further, the mounting
工作物固定部124は、載置台81が最も下降した固定位置に達したことを、昇降検出部122からの検出信号により確認し、治具9の第一、第二クランパ9b,9cに対し油圧制御を行い、爪部9d,9eを突出させて被工作物Wを位置決め固定する。また、工作物固定部124は、被工作物Wの加工が完了したことを、加工制御部125からの加工完了信号により確認し、治具9の第一、第二クランパ9b,9cに対し油圧制御を行い、爪部9d,9eを引っ込めて被工作物Wの位置決め固定を解除する。
The
(制御装置による制御動作)
次に、制御装置10による制御動作について、図5のフローチャートを参照して説明する。ここで、初期状態においては、図6Aの状態(a)に示すように、搬入出装置8の載置台81は、最も上昇した搬入出位置に位置決めされ、サドル3、主軸台4、テーブル6及びチルト装置7は、所定の原点位置に位置決めされる。
(Control action by controller)
Next, the control operation by the
搬入出装置制御部12は、図6Aの状態(b)に示すように、コンベヤ装置20で搬送されてきた被工作物Wが載置台81上に搬入されたと判断したら(図5のステップS1:Yes)、載置台81を下降する(図5のステップS2)。具体的には、工作物検出部121は、載置検出センサ81sからのセンサ信号により、載置台81上に被工作物Wが載置されたことを検出する。そして、載置台昇降部123は、工作物検出部121から検出信号を入力したら、駆動機構84の油圧シリンダ84aに対し油圧制御を行い、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cを伸長させ、カムフォロア84bの溝84tにおいてカム82tを外側両方向に摺動させることで、リンク機構82を開いて載置台81を下降させる。
When the carry-in / out device control unit 12 determines that the workpiece W conveyed by the
そして、搬入出装置制御部12は、載置台81が最も下降した固定位置に到達したか否かを判断し(図5のステップS3)、図6Aの状態(c)に示すように、載置台81が固定位置に到達したときは(図5のステップS3:Yes)、治具9を作動して被工作物Wを治具9に位置決め固定する(図5のステップS4)。具体的には、昇降検出部122は、下降検出センサ81sdからのセンサ信号により、載置台81が最も下降した固定位置に達したことを検出する。そして、載置台昇降部123は、昇降検出部122からの検出信号により、載置台81が固定位置に達したことを確認したら、油圧シリンダ84aに対する油圧制御を停止する。そして、被工作物固定部124は、治具9の第一、第二クランパ9b,9cに対し油圧制御を行い、爪部9d,9eを突出させて被工作物Wを位置決め固定する。
Then, the loading / unloading device control unit 12 determines whether or not the mounting table 81 has reached the lowest fixed position (step S3 in FIG. 5), and as illustrated in the state (c) in FIG. 6A, When 81 reaches the fixed position (step S3 in FIG. 5: Yes), the
そして、搬入出装置制御部12は、工作機械制御部11に対し被工作物Wの加工指令を出力する。工作機械制御部11は、搬入出装置制御部12から被工作物Wの加工指令を入力したら、図6Aの状態(d)に示すように、被工作物Wの加工を制御する(図5のステップS5,S6)。具体的には、加工制御部117は、工作物固定部124からの被工作物Wの位置決め固定信号により、被工作物Wが位置決め固定されたことを確認したら、主軸モータ44を駆動制御して回転工具TをZ軸回りに回転させ、X軸モータ33、Y軸モータ63,63、Z軸モータ43を駆動制御して被工作物Wと回転工具TとをX軸線方向、Y軸線方向、Z軸線方向に相対移動し、A軸モータ73を駆動制御して被工作物Wと回転工具TとをA軸線回りに相対回転することにより被工作物Wの加工を制御する。
Then, the carry-in / out device controller 12 outputs a machining command for the workpiece W to the machine tool controller 11. When the machining command for the workpiece W is input from the loading / unloading device control unit 12, the machine tool control unit 11 controls the machining of the workpiece W as shown in the state (d) of FIG. 6A (FIG. 5). Steps S5 and S6). Specifically, the
そして、工作機械制御部11は、被工作物Wの加工が完了したと判断したら(図5のステップS6:Yes)、搬入出装置制御部12に対し被工作物Wの加工完了信号を出力する。搬入出装置制御部12は、工作機械制御部11から被工作物Wの加工完了信号を入力したら、図6Aの状態(e)に示すように、治具9を作動して被工作物Wの治具9に対する位置決め固定を解除し(図5のステップS7)、載置台81を上昇する(図5のステップS8)。具体的には、被工作物固定部124は、加工制御部117からの加工完了信号により、被工作物Wの加工が完了したことを確認したら、治具9の第一、第二クランパ9b,9cに対し油圧制御を行い、爪部9d,9eを引っ込めて被工作物Wの位置決め固定を解除する。そして、載置台昇降部123は、被工作物固定部124から被工作物Wの位置決め固定の解除信号を入力したら、駆動機構84の油圧シリンダ84aに対し油圧制御を行い、油圧シリンダ84aのシリンダロッド84cを短縮させ、カムフォロア84bの溝84tにおいてカム82tを内側両方向に摺動させることで、リンク機構82を閉じて載置台81を上昇させる。
When the machine tool control unit 11 determines that the machining of the workpiece W has been completed (step S6 in FIG. 5: Yes), it outputs a machining completion signal for the workpiece W to the carry-in / out device control unit 12. . The carry-in / out device controller 12 operates the
そして、搬入出装置制御部12は、載置台81が最も上昇した搬入出位置に到達したか否かを判断し(図5のステップS9)、図6Aの状態(f)に示すように、載置台81が搬入出位置に到達したときは(図5のステップS9:Yes)、図6Aの状態(g)に示すように、被工作物Wをコンベヤ装置20に搬出する。具体的には、昇降検出部122は、上昇検出センサ81suからのセンサ信号により、載置台81が最も上昇した搬入出位置に達したことを検出する。そして、載置台昇降部123は、昇降検出部122からの検出信号により、載置台81が搬入出位置に達したことを確認したら、油圧シリンダ84aに対する油圧制御を停止する。そして、搬入出装置制御部12は、次の被工作物Wの有無を確認し(図5のステップS10)、次の被工作物Wが有るときはステップS1に戻って上述の処理を繰り返し、次の被工作物Wが無いときは全ての処理を終了する。
Then, the loading / unloading device control unit 12 determines whether or not the mounting table 81 has reached the highest loading / unloading position (step S9 in FIG. 5), and as shown in the state (f) in FIG. 6A, When the table 81 reaches the loading / unloading position (step S9 in FIG. 5: Yes), the workpiece W is unloaded onto the
(効果)
上述した実施形態の工作機械1は、ベッド2と、ベッド2上に水平方向に移動可能に設けられる主軸台4と、主軸台4に設けられ、加工用の回転工具Tを装着可能な主軸40と、ベッド2上に鉛直方向に向けて立設されるコラム5と、加工する際に被工作物Wを保持し、回転工具Tにより被工作物Wを加工する際にコラム5に鉛直方向に移動可能に支持されるテーブル6と、を備える。さらに、被工作物Wを載置し、テーブル6のコラム5に対する移動方向と同方向に移動可能に支持され、当該移動により被工作物Wを所定の搬入出位置とテーブル6との間で搬送可能な載置台81と、を備える。
これにより、載置台81の移動分、テーブル6の鉛直移動ストロークの必要量を小さくすることができる。
(effect)
The
Thereby, the required amount of the vertical movement stroke of the table 6 can be reduced by the amount of movement of the mounting table 81.
また、実施形態の工作機械1は、所定の搬入出位置とテーブル6との間にて被工作物Wを搬送する際に、テーブル6をコラム5に位置決めした状態において、載置台81の動作を制御する搬入出装置制御部(搬入出制御装置)12と、被工作物Wの加工を行う際に、載置台81をテーブル6に位置決めした状態において、主軸台4、主軸40及びテーブル6の動作を制御する加工装置制御部(加工制御装置)11と、を備える。
従来の工作機械では、テーブルの移動により被工作物Wの搬入出及び被工作物Wの加工の制御を行っているが、例えば被工作物Wのテーブルへの搬入時にクランプミスが発生した場合、クランプミスを解消するときの作業性が良くないという問題がある。
The
In the conventional machine tool, the workpiece W is carried in and out and the machining of the workpiece W is controlled by moving the table. For example, when a clamping error occurs when the workpiece W is carried into the table, There is a problem that workability when eliminating a clamping mistake is not good.
すなわち、従来の工作機械では、被工作物Wがテーブルに対しアンクランプ状態であるにも関わらず、テーブルを原点位置に復帰させなければならず、その復帰操作は煩雑なものとなる。そして、NCプログラムは、既に処理動作しているので、NCプログラムを分析してクランプミスの発生原因を特定することは非常に困難なものとなる。しかし、本実施形態の工作機械1では、搬入出装置制御部12と工作機械制御部11とに分かれているため、搬入出装置制御部12におけるラダー論理を分析してクランプミスの発生原因を特定することは容易である。よって、クランプミスを解消するときの作業性は良好なものとなる。
That is, in the conventional machine tool, although the workpiece W is in an unclamped state with respect to the table, the table must be returned to the origin position, and the return operation becomes complicated. Since the NC program has already been processed, it is very difficult to analyze the NC program and identify the cause of the occurrence of a clamping error. However, in the
また、実施形態の工作機械1は、所定の搬入出位置とテーブル6との間にて被工作物Wを搬送する際に、載置台81の動作を制御する搬入出装置制御部(搬入出制御装置)12と、載置台81の動作と同時にコラム5に対するテーブル6の動作を制御すると共に、被工作物Wの加工を行う際に、載置台81をテーブル6に位置決めした状態において、主軸台4、主軸40及びテーブル6の動作を制御する加工装置制御部(加工制御装置)11と、を備えるようにしてもよい。
In addition, the
すなわち、本実施形態で説明した工作機械1では、搬入出装置8による載置台81のY軸線方向の昇降動作と、Y軸モータ63,63によるテーブル6のY軸線方向の移動動作とは、別のタイミングで行うようにしたが、工作機械制御部11は、搬入出装置制御部12による搬入出装置8の動作制御中に、テーブル6の動作を制御して搬入出装置8に対する被工作物Wの搬入出の補助を行うようにしてもよい。これにより、被工作物Wの搬入出や加工等のサイクルタイムは、短縮される。
That is, in the
また、載置台81は、テーブル6に設けられ、テーブル6の占める領域より小さい領域で形成される。すなわち、載置台81は、テーブル6に比べて小型に形成される。従って、被工作物Wを搬入出位置とテーブル6との間で搬送する場合に、載置台81を用いることにより、工作機械1の省スペース化が図られる。
また、実施形態の工作機械1では、載置台81を昇降させて被工作物Wの搬出を行っているが、従来の工作機械では、テーブルを移動させて被工作物Wの搬出を行う。このため、テーブルがチルト装置を備えている場合、従来の工作機械の稼動サイクルタイムは、実施形態の工作機械1の稼動サイクルタイムより長くなるが、この詳細を図6Aに対応させて示す図6Bを参照して説明する。
The mounting table 81 is provided on the table 6 and is formed in an area smaller than the area occupied by the table 6. That is, the mounting table 81 is formed smaller than the table 6. Accordingly, when the workpiece W is transported between the loading / unloading position and the table 6, the space for the
Further, in the
初期状態においては、図6Bの状態(a)に示すように、従来の工作機械のテーブル60は、所定の原点位置に位置決めされている。図6Bの状態(b)に示すように、被工作物Wがコンベヤ装置20で搬送されてきたら、図6Bの状態(c)に示すように、テーブル60を上昇させてテーブル60に被工作物Wを搬入する。そして、図6Bの状態(d)に示すように、テーブル60を加工位置まで下降させたら、図6Bの状態(e)に示すように、被工作物Wの加工を制御する。被工作物Wの加工が完了したら、図6Bの状態(f)に示すように、テーブル60を搬入出位置まで上昇させ、図6Bの状態(g)に示すように、被工作物Wをコンベヤ装置20に搬出する。そして、図6Bの状態(h)に示すように、テーブル60を原点位置まで下降させて待機させる。
In the initial state, as shown in state (a) of FIG. 6B, the table 60 of the conventional machine tool is positioned at a predetermined origin position. As shown in the state (b) of FIG. 6B, when the workpiece W is conveyed by the
図6A及び図6Bから明らかなように、実施形態の工作機械1では、チルト装置7に影響されずに被工作物Wをコンベヤ装置20に搬出して次の被工作物Wをコンベヤ装置20から搬入できる。従来の工作機械構造では、テーブルがコンベア付近まで上昇していると、チルト装置の側壁に遮られて次に加工する被工作物Wがテーブル上方まで移動することができない。このため、被工作物Wをコンベヤ装置20に搬出した後にテーブル60を下降させてチルト装置70をコンベヤ装置20から逃がし、次の被工作物Wが搬送されてきてからテーブル60を上昇させて次の被工作物Wをコンベヤ装置20から搬入しなければならない。よって、実施形態の工作機械1の稼動サイクルタイムは、従来の工作機械の稼動サイクルタイムと比較して短縮される。
As apparent from FIGS. 6A and 6B, in the
(その他)
上述した実施形態では、搬入出装置8は、テーブル6上に設ける構成としたが、テーブル6外の例えばコラム5の脚部51に設ける構成としてもよい。
また、上述した実施形態では、搬入出装置8は、パンタグラフ式のリンクによる昇降構造としたが、カムによる昇降構造や直動シリンダによる昇降構造でもよい。具体的には、図11Aに示すように、カムによる昇降構造は、治具9上に載置台81をY軸線方向に案内するガイドバー123を立設する。そして、載置台81の下面側に当接し、載置台81をガイドバー123に沿ってY軸線方向に移動させるカム121及びカム121を回転させるモータ122を備える。また、図11Bに示すように、直動シリンダによる昇降構造は、載置台81の下面側に固定され、載置台81をガイドバー123に沿ってY軸線方向に移動させるロッド124aを有するエアシリンダ124を備える。
(Other)
In the embodiment described above, the carry-in / out
In the above-described embodiment, the carry-in / out
1:工作機械、 2:ベッド、 3:サドル、 4:主軸台、 40:主軸、 5:コラム、 6:テーブル、 8:搬入出装置、 10:制御装置、 11:工作機械制御部(加工制御装置)、 12:搬入出装置制御部(搬入出制御装置)、 81:載置台、 W:被工作物 1: Machine tool, 2: Bed, 3: Saddle, 4: Spindle table, 40: Spindle, 5: Column, 6: Table, 8: Loading / unloading device, 10: Control device, 11: Machine tool controller (machining control) Device), 12: loading / unloading device controller (loading / unloading control device), 81: mounting table, W: workpiece
Claims (4)
前記ベッド上に水平方向に移動可能に設けられる主軸台と、
前記主軸台に設けられ、加工用の回転工具を装着可能な主軸と、
前記ベッド上に鉛直方向に向けて立設されるコラムと、
加工する際に被工作物を保持し、前記回転工具により前記被工作物を加工する際に前記コラムに鉛直方向に移動可能に支持されるテーブルと、
前記被工作物を載置し、前記テーブルの前記コラムに対する移動方向と同方向に移動可能に支持され、当該移動により前記被工作物を所定の搬入出位置と前記テーブルとの間で搬送可能な載置台と、
を備える、工作機械。 Bed and
A headstock provided on the bed so as to be movable in a horizontal direction;
A spindle provided on the spindle table and capable of mounting a rotary tool for machining;
A column erected vertically on the bed;
A table that holds the workpiece when machining, and is supported by the column so as to be movable in the vertical direction when machining the workpiece by the rotary tool;
The workpiece is placed and supported so as to be movable in the same direction as the table relative to the column, and the workpiece can be transferred between a predetermined loading / unloading position and the table by the movement. A mounting table;
A machine tool.
前記所定の搬入出位置と前記テーブルとの間にて前記被工作物を搬送する際に、前記テーブルを前記コラムに位置決めした状態において、前記載置台の動作を制御する搬入出制御装置と、
前記被工作物の加工を行う際に、前記載置台を前記テーブルに位置決めした状態において、前記主軸台、前記主軸及び前記テーブルの動作を制御する加工制御装置と、
を備える、請求項1に記載の工作機械。 The machine tool is
A loading / unloading control device for controlling the operation of the mounting table in a state where the table is positioned on the column when the workpiece is transported between the predetermined loading / unloading position and the table;
When processing the workpiece, in a state where the mounting table is positioned on the table, a processing control device for controlling the operation of the spindle table, the spindle and the table;
The machine tool according to claim 1, comprising:
前記所定の搬入出位置と前記テーブルとの間にて前記被工作物を搬送する際に、前記載置台の動作を制御する搬入出制御装置と、
前記載置台の動作と同時に前記コラムに対する前記テーブルの動作を制御すると共に、前記被工作物の加工を行う際に、前記載置台を前記テーブルに位置決めした状態において、前記主軸台、前記主軸及び前記テーブルの動作を制御する加工制御装置と、
を備える、請求項1に記載の工作機械。 The machine tool is
A loading / unloading control device that controls the operation of the mounting table when transporting the workpiece between the predetermined loading / unloading position and the table;
The operation of the table with respect to the column is controlled simultaneously with the operation of the mounting table, and when the workpiece is processed, the spindle table, the spindle, and the spindle in the state where the mounting table is positioned on the table A processing control device for controlling the operation of the table;
The machine tool according to claim 1, comprising:
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