JP2018167336A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool.
特許文献1に記載の工作機械は、ベース、コラム、主軸ヘッド、主軸、テーブル等を備える。コラムはベース上面後方部に結合する。コラムは上方に延びる。主軸ヘッドはコラム前面に沿って上下方向に移動可能に設け、内部に主軸をZ軸方向に向けた状態で回転可能に支持する。主軸は下端部に工具を着脱可能に装着する。テーブルはベース上面で且つ主軸直下の位置にXY二軸方向に移動可能に設ける。テーブルは上面に被削材を固定する。工作機械は主軸とテーブルをXYZ三軸方向に相対的に移動することで被削材を加工する。
The machine tool described in
上記機械構成の工作機械はコラムがベースに対してお辞儀するような挙動の振動が発生する(このときの周波数をロッキング振動周波数と呼ぶ)。床が振動すると、工作機械はこの周波数で振動しやすい。例えば上記工作機械を工場の二階等の軟弱な床で使用すると、床の振動は工作機械のベースに伝わり、前記挙動がさらに大きくなり、結果、工具と工作物の相対変位が大きくなることで加工精度が悪化する。ベースに対してコラムが振動し難い形状にする為に、コラムとベース間の剛性を上げることでコラムの振動を抑制することが有効である。例えばベースとコラムの結合部付近を鋳物で補強する対策がある。ベースとコラムの結合部付近は、ベース上面に落下した切粉と切削液を後方に流す為の穴部が必要なので上記対策は採用できない。また、鋳物で補強すると、軟弱ではない床で工作機械を使用する場合は、床からの振動が小さい為、補強は無駄なコストアップとなる。 The machine tool having the above-described mechanical structure generates vibrations such that the column bows with respect to the base (this frequency is called a rocking vibration frequency). When the floor vibrates, the machine tool tends to vibrate at this frequency. For example, when the above machine tool is used on a soft floor such as the second floor of a factory, floor vibration is transmitted to the base of the machine tool, and the behavior becomes larger, resulting in a larger relative displacement between the tool and the workpiece. Accuracy deteriorates. In order to make the column difficult to vibrate with respect to the base, it is effective to suppress column vibration by increasing the rigidity between the column and the base. For example, there is a measure to reinforce the vicinity of the joint between the base and the column by casting. In the vicinity of the joint between the base and column, the above measures cannot be adopted because a hole is required to flow the chips and cutting fluid falling on the upper surface of the base backward. In addition, when a machine tool is used on a floor that is not soft when it is reinforced with a casting, since the vibration from the floor is small, the reinforcement is a useless cost increase.
本発明の目的は、軟弱な床で使用しても良好な加工品位を得ることのできる工作機械を提供することである。 An object of the present invention is to provide a machine tool that can obtain good processing quality even when used on a soft floor.
請求項1の工作機械は、床面に設置するベースを備え、被削材を工具で加工する工作機械において、前記ベースには、前記工作機械に振動を与えた時の前記工作機械の動特性を変更する変更部材を着脱可能に固定したことを特徴とする。本発明の工作機械は、例えば振動の起き難い強固な床から軟弱な床へ移動する場合、ベースに変更部材を固定することで、工作機械の動特性を変更できる。工作機械の動特性を変更することで、工作機械の振動周波数が変化及び動剛性(コンプライアンス μm/N)が改善し、工作機械の振幅を抑制できる。故に工作機械納入後に、軟弱な床面によって工作機械が振動して被作材の加工不良が発生した場合にも対応できる。変更部材は着脱式であるので、例えば軟弱な床から振動の起き難い強固な床に設置した場合は、変更部材を取り外せばよい。変更部材は着脱式であるので、従来のベース形状を大きく変更することが無い。故に本発明はベースの製造コストを大きく増加しない。
The machine tool according to
請求項2の工作機械は、前記ベース上部の後部と結合し、上方向に延びるコラムと、当該コラム前面に沿って上下方向に移動可能に設け、前記工具を装着する主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記ベース上部の前記後部を除く前側の領域における前記主軸ヘッドの下方に設け、被削材を保持するテーブルとを備え、前記変更部材は、前記ベースと、前記コラムとの間に架け渡して着脱可能に固定されるとよい。工作機械はベース上部にコラムを固定するので、ベースに対してコラムは振動し易い。変更部材は、ベースとコラムの間に架け渡して固定するので、コラムを含めた工作機械全体の動特性を簡単且つ効果的に変更できる。変更部材はベースとコラムに固定するので、工作機械はベースに対してコラムが振動し難い構造にできる。動特性とは、工作機械に力や速度などが働いて、それらが変動している状態における機械の特性を意味する。
The machine tool according to
請求項3の工作機械は、前記ベース上部に設け、前記被削材の加工時に落下する切粉と切削液を後方に排出する為の排出路と、前記ベース上部の前記後部に設け、前記コラム下部を支持するコラム支持部と、前記コラム支持部の前面と後面を前後方向に貫通し、前記排出路に連通する穴部とを備え、前記変更部材は、前記コラム支持部の前記後面に形成した前記穴部の開口とは異なる位置に設けられたベース側被固定部と、前記コラムに設けられたコラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定するとよい。ベース上部に落下する切粉と切削液は、排出路によって後方に排出する。排出路はコラム支持部に設けた穴部を挿通する。変更部材は、コラム支持部の後面に形成した穴部の開口とは異なる位置に設けられたベース側被固定部と、コラムに設けられたコラム側被固定部との間に架け渡して固定する。故に変更部材は穴部を塞ぐことなく、ベースとコラムを強固に結合できる。変更部材は、コラム支持部の後面側に配置できるので、テーブルや主軸ヘッドが配置するコラム前面側に配置しない。故に主軸周囲の加工領域を狭めることが無い。 The machine tool according to claim 3 is provided at the upper part of the base, and is provided at the rear part of the upper part of the base, a discharge path for discharging chips and cutting fluid that fall during machining of the work material to the rear, and the column. A column support portion supporting the lower portion; and a hole portion penetrating the front and rear surfaces of the column support portion in the front-rear direction and communicating with the discharge path; and the changing member is formed on the rear surface of the column support portion The base side fixed portion provided at a position different from the opening of the hole and the column side fixed portion provided in the column may be bridged and fixed detachably. Chips and cutting fluid falling on the upper part of the base are discharged backward through the discharge path. The discharge passage is inserted through a hole provided in the column support portion. The change member is bridged and fixed between the base-side fixed portion provided at a position different from the opening of the hole portion formed on the rear surface of the column support portion and the column-side fixed portion provided in the column. . Therefore, the changing member can firmly join the base and the column without closing the hole. Since the changing member can be disposed on the rear surface side of the column support portion, it is not disposed on the front surface side of the column where the table or the spindle head is disposed. Therefore, the machining area around the spindle is not narrowed.
請求項4の工作機械の前記コラム側被固定部は、前記コラムにおける前後方向に平行な側面に設け、前記変更部材は板状に形成し、前記コラム側の一端部に設け、前記コラムの前記側面に当接した状態で、前記コラム側被固定部に着脱可能に固定する第一固定部と、
前記ベース側の他端部に設け、前記変更部材が前記穴部の貫通方向に対して平行に延びるように支持し、且つ前記ベース側被固定部に着脱可能に固定する第二固定部とを備えるとよい。本発明は、穴部の後方において、板状の変更部材を穴部の貫通方向に対して平行に延びるように配置できるので、変更部材が穴部を塞ぐことがなく、排出路における切粉と切削液の流れを妨げることもない。
The column-side fixed portion of the machine tool according to claim 4 is provided on a side surface of the column parallel to the front-rear direction, the change member is formed in a plate shape, and is provided at one end portion of the column side. A first fixing portion that is detachably fixed to the column side fixed portion in a state of being in contact with the side surface;
A second fixing portion that is provided at the other end portion on the base side, supports the changing member so as to extend in parallel with the penetrating direction of the hole portion, and is detachably fixed to the base side fixed portion; It is good to have. In the present invention, since the plate-like change member can be arranged so as to extend in parallel to the penetration direction of the hole portion behind the hole portion, the change member does not block the hole portion, It does not interfere with the flow of cutting fluid.
請求項5の工作機械は、前記コラム側被固定部は、前記コラムの右側面に設けた第一コラム側被固定部と、前記コラムの左側面に設けた第二コラム側被固定部とを備え、前記ベース側被固定部は、前記コラム支持部の前記後面に設け、前記第一コラム側被固定部に対応する第一ベース側被固定部と、前記コラム支持部の前記後面に設け、前記第二コラム側被固定部に対応する第二ベース側被固定部とを備え、前記変更部材は、前記第一ベース側被固定部と、前記第一コラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定した第一変更部材と、前記第二ベース側被固定部と、前記第二コラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定した第二変更部材とを備えるとよい。本発明の変更部材は、第一変更部材と第二変更部材を備え、コラムの左右の両側面を挟むようにして、コラムとベースとを固定するので、ベースに対してコラムを強固に且つバランス良く固定できる。故に本発明の工作機械は、軟弱な床に設置しても工作機械に生じる振動を効果的に抑制できる。
The machine tool according to
上述した請求項1〜5の発明は、任意に組み合わせることができる。例えば請求項1の全部又は一部を備えずに他の請求項2〜4の少なくとも何れか1つの構成を備えたものとしても良い。但し特に、請求項1の構成を備えて、請求項2〜4の少なくとも何れか1つの構成と組み合わせを備えると良い。請求項1〜5の任意の構成要素を抽出し、組み合わせても良い。本出願人はこれらのような構成についても特許権を取得する意思を有する。
The inventions of
本発明の実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。図1に示す工作機械1は工具(図示略)を装着した主軸4を回転し、主軸4とテーブル14をXYZ三軸方向に相対移動することで、テーブル14上面に保持した被削材を工具で加工する機械である。
An embodiment of the present invention will be described. In the following description, left, right, front, back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction of the
図1〜図3を参照し工作機械1の構造を説明する。工作機械1は、ベース2、コラム5、主軸ヘッド7、主軸4(図2参照)、テーブル装置12、工具交換装置15等を備える。ベース2はY軸方向に長い略直方体状の鉄製土台である。コラム5はベース2上部後方に立設する。コラム5は上方向に延びる略直方体状の立柱である。主軸ヘッド7はコラム5前面に設けた後述するZ軸移動機構(図示略)で上下方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド7は内部に主軸4を回転可能に支持する。主軸4は軸線方向を上下方向に向けた姿勢で主軸ヘッド7内部に配置する。主軸4は下端部に装着穴(図示略)を有する。主軸4は装着穴に工具を装着し主軸モータ9の駆動で回転する。主軸モータ9は主軸ヘッド7上部に固定する。
The structure of the
テーブル装置12は、Y軸移動機構23(図3参照)、Y軸テーブル13、X軸移動機構(図示略)、テーブル14等を備える。Y軸移動機構23は、ベース2上面に設けた後述するテーブル支持台20上面に設ける。Y軸移動機構23は、図示しない一対のY軸レール、Y軸ボール螺子、Y軸モータ等を備える。一対のY軸レールとY軸ボール螺子はY軸方向に延びる。一対のY軸レールは上面にY軸テーブル13をY軸方向に案内する。Y軸テーブル13は略直方体状に形成し底部外面にナット(図示略)を備える。該ナットはY軸ボール螺子に螺合する。Y軸モータがY軸ボール螺子を回転すると、Y軸テーブル13はナットと共に一対のY軸レールに沿って移動する。故にY軸移動機構23は、Y軸テーブル13をY軸方向に移動可能に支持する。
The
X軸移動機構はY軸テーブル13上面に設け、一対のX軸レール(図示略)、X軸ボール螺子(図示略)、X軸モータ等を備える。X軸レールとX軸ボール螺子はX軸方向に延びる。テーブル14は平面視矩形板状に形成し、Y軸テーブル13上面に設ける。テーブル14は底部にナット(図示略)を備える。該ナットはX軸ボール螺子に螺合する。X軸モータがX軸ボール螺子を回転すると、テーブル14はナットと共に一対のX軸レールに沿って移動する。故にX軸移動機構はテーブル14をX軸方向に移動可能に支持する。故にテーブル14は、Y軸移動機構23、Y軸テーブル13、X軸移動機構により、ベース2上をX軸方向とY軸方向に移動可能である。テーブル14は右側に保護カバー10、左側に保護カバー11を備える。Y軸テーブル13は前側にY軸前カバー17,背面側にY軸後ろカバー18を備える。
The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the Y-axis table 13 and includes a pair of X-axis rails (not shown), an X-axis ball screw (not shown), an X-axis motor, and the like. The X-axis rail and the X-axis ball screw extend in the X-axis direction. The table 14 is formed in a rectangular plate shape in plan view and provided on the upper surface of the Y-axis table 13. The table 14 includes a nut (not shown) at the bottom. The nut is screwed into the X-axis ball screw. When the X-axis motor rotates the X-axis ball screw, the table 14 moves along with the nut along the pair of X-axis rails. Therefore, the X-axis moving mechanism supports the table 14 so as to be movable in the X-axis direction. Therefore, the table 14 can be moved on the
工具交換装置15は主軸ヘッド7の前側に設け、円盤状の工具マガジン16を備える。工具マガジン16は外周に複数の工具(図示略)を放射状に保持し、工具交換指令が指示する工具を工具交換位置に位置決めする。
The
ベース2の構造を説明する。ベース2は、Y軸方向に長い略直方体状に形成する。ベース2の芯部は、軽量化、高強度化及び低コスト化の為、所謂肉抜き成形(リブによる骨組構造)する。ベース2の上部は、Y軸方向に長い平面視略長方形状の上面(図示略)と、該上面の周縁部を取り囲んで上方に立設する周板2Aを備える。ベース2は上面における左右方向略中央部にテーブル支持台20を設ける。テーブル支持台20はY軸方向に長い略直方体状に形成する。テーブル支持台20の長手方向に直交する横断面は略凹状に形成する。テーブル支持台20は、凹状に形成する上面内側にテーブル装置12の上記のY軸移動機構23を設ける。
The structure of the
コラム支持台21はベース2上面後部に位置する。コラム支持台21は正面視略台形状に形成し、X軸方向に平行な前面25と後面26を備える。コラム支持台21のX軸方向長さは、テーブル支持台20のX軸方向長さよりも長く、左右両側の周板2Aまで延びる。コラム支持台21は上面の左右両側に、一対のコラム座部27,28を立設する。コラム座部27はコラム支持台21上面右側、コラム座部28はコラム支持台21上面左側に設ける。コラム座部27,28は略直方体状に形成する。コラム座部27,28は夫々の上面に、コラム5の下部に設けた後述する一対の脚部51A,52Aを設置して複数の螺子(図示略)で固定する為の台座である。
The
コラム支持台21は、右側クーラント通路31と左側クーラント通路32を備える。右側クーラント通路31は、コラム支持台21の右側で、且つテーブル支持台20の右側面と周板2Aとの間に相当する部分において、前面25と後面26をY軸方向に対して平行に貫通し且つトンネル状に形成する。左側クーラント通路32は、コラム支持台21の左側で、且つテーブル支持台20の左側面と周板2Aとの間に相当する部分において、前面25と後面26をY軸方向に対して平行に貫通し且つトンネル状に形成する。
The
図3に示す如く、コラム支持台21は後面26の右側に開口部31A、後面26の左側に開口部32Aを形成する。開口部31Aは、右側クーラント通路31の出口である。開口部32Aは、左側クーラント通路32の出口である。コラム支持台21は開口部31Aの左側の領域に、左右に並ぶ一組のベース側被固定穴261を上下方向に三組並んで設ける(図3では右側の上下方向に並ぶ3つのベース側被固定穴261のみ図示)。これら六つのベース側被固定穴261には、後述する右側アタッチメント60の下側固定部62に設ける六つの固定穴67を位置決めし、螺子90で締結する。コラム支持台21は開口部32Aの右側の領域にも、左右に並ぶ一組のベース側被固定穴262を上下方向に三組並んで設ける(図3では右側の上下方向に並ぶ3つのベース側被固定穴262のみ図示)。これら六つのベース側被固定穴262には、後述する左側アタッチメント70の下側固定部72に設ける六つの固定穴721を位置決めし、螺子90で締結する。ベース2は上面にベースカバー40(図1,図3参照)を設置する。
As shown in FIG. 3, the
コラム5の構造を説明する。コラム5は、Z軸方向に長い略直方体状に形成する。コラム5は前面にZ軸移動機構を設ける。Z軸移動機構は一対のZ軸レール(図示略)、Z軸ボール螺子(図示略)、Z軸モータ6等を備える。Z軸レール、Z軸ボール螺子はZ軸方向に延設する。Z軸ボール螺子は一対のZ軸レールの間に配置する。Z軸モータ6はコラム5上部に固定する。主軸ヘッド7はZ軸レールに沿って移動可能である。主軸ヘッド7は背面にナット(図示略)を備える。ナットはZ軸ボール螺子に螺合する。Z軸モータ6がZ軸ボール螺子を回転すると、主軸ヘッド7はZ軸方向に移動する。
The structure of
コラム5は、右側面51の下端部に脚部51Aを備え、左側面52の下端部に脚部52Aを備える。脚部51Aは、右側面51下端部から右側方に突出する略直方体状に形成する。脚部51Aは、ベース2のコラム支持台21の右側のコラム座部27上面に設置し複数の螺子(図示略)で固定する。脚部52Aは、左側面52下端部から左側方に突出する略直方体状に形成する。脚部52Aは、ベース2のコラム支持台21の左側のコラム座部28上面に設置し複数の螺子(図示略)で固定する。
The
コラム5は右側面51の下側に、前後に並ぶ一組のコラム側被固定穴511(図1,図3参照)を上下方向に三組並んで設ける。六つのコラム側被固定穴511には、後述する右側アタッチメント60の上側固定部611に設けた六つの固定穴65を位置決めし、螺子90で締結する。コラム5は左側面52の下側にも、前後に並ぶ一組のコラム側被固定穴(図示略)を上下方向に三組並んで設ける。これら六つのベース側被固定穴には、後述する左側アタッチメント70の上側固定部711に設けた六つの固定穴(図示略)を位置決めし、螺子(図示略)で締結する。
In the
右側アタッチメント60と左側アタッチメント70を説明する。以下説明は、右側アタッチメント60と左側アタッチメント70を総称する場合、アタッチメント60,70と呼ぶ。上記の通り、工作機械1は、ベース2のコラム支持台21のコラム座部27,28に対して、コラム5の脚部51Aと52Aを螺子で固定する構造を有する。例えば工場の二階等の軟弱な床で工作機械1を使用すると、床の振動は工作機械1のベース2に伝わる。ベース2の振動に対してコラム5が前後に倒れる(お辞儀)挙動のロッキング振動が発生する。ロッキング振動の周波数は20〜30Hzである。床が振動するとき、その振動周波数は20〜30Hzになり易い。従って、床が揺れるとコラム5は大きく振動する。コラム5の振動で加工不良が発生した場合、作業者は、アタッチメント60,70を、ベース2とコラム5間に架け渡して固定する。アタッチメント60,70は、ベース2に対するコラム5の固定を補強する。故にアタッチメント60,70を固定しないときと比較して、工作機械1の動特性は変化する。工作機械1の動特性が変化することで、コラム5の振動を低減でき、結果的に工具刃先に伝わる振動を低減できる。故に工作機械1は加工不良の発生を防止できる。なお、動特性とは、工作機械に力や速度などが働いて、それらが変動している状態における機械の特性を意味し、本実施形態においては、ベース2に対するコラム5の振動のし易さの特性を意味する。
The
右側アタッチメント60の形状を説明する。右側アタッチメント60は、上下方向に延び、且つ略中央部が略クランク状に屈曲する金属製の板部材である。右側アタッチメント60は、本体部61と下側固定部62を備える。本体部61は、上側固定部611、中央屈曲部612、下方延設部613を備える。上側固定部611は、右側面視上下方向に長い略長方形状に形成する。上側固定部611は、前後に並ぶ一組の固定穴65を上下方向に三組並んで設ける。六つの固定穴65の各位置は、コラム5の右側面51に設けた六つのコラム側被固定穴511の各位置に対応する。螺子90は固定穴65を介して、コラム側被固定穴511に締結する。故に上側固定部611は、コラム5の右側面51に密着して固定する。
The shape of the
中央屈曲部612は、右側面視、上側固定部611の下端部から後方に対して斜め下方に傾斜して延び、コラム5の右側面51の後方で略L字状に下方に屈曲してそのまま下方に延設する。更に中央屈曲部612を後方から見た時、中央屈曲部612の下方に延設する部分は、右側クーラント通路31の後方に配置しないよう左方に湾曲しながら下方に延設する。中央屈曲部612は、右側クーラント通路31の貫通方向に対して平行に配置する。下方延設部613は、右側面視、中央屈曲部612の下端部から下方に延びる略長方形状に形成する。下方延設部613は、コラム支持台21の後面26に対して略垂直に配置する(図2,図3参照)。
The central
下側固定部62は上下方向に長い略長方形の板状に形成し、下方延設部613の前端部に対して直交して連結する(図3参照)。下側固定部62は下方延設部613の前端部から左右方向に張り出す。下側固定部62は、下方延設部613よりも右側の部分に上下方向に並ぶ三つの固定穴67を備え、下方延設部613よりも左側の部分にも上下方向に並ぶ三つの固定穴(図示略)を備える。これら六つの固定穴67の各位置は、ベース2のコラム支持台21の後面26の右側に設けた六つのベース側被固定穴261の各位置に対応する。下側固定部62の六つの固定穴67を介して、コラム支持台21のベース側被固定穴261に螺子90を締結する。故に下側固定部62は、コラム支持台21の後面26に密着して固定する。故に右側アタッチメント60は、ベース2のコラム支持台21の後面26右側と、コラム5の右側面51との間に架け渡して固定する。
The
左側アタッチメント70の形状を説明する。左側アタッチメント70も、上下方向に延び、且つ略中央部が略クランク状に屈曲する金属製の板部材である。左側アタッチメント70の形状は、右側アタッチメント60の形状と左右対称である。詳述しないが、左側アタッチメント70も、右側アタッチメント60と同様に、本体部71と下側固定部72を備える。本体部71は、右側アタッチメント60の本体部61と同様に、上側固定部711、中央屈曲部712、下方延設部713を備える。上側固定部711は、六つの固定穴(図示略)を有する。固定穴は、コラム5の左側面52に設けた六つのコラム側被固定穴(図示略)の各位置に対応する。螺子は固定穴を介して、コラム側被固定穴に締結する。故に上側固定部711は、コラム5の左側面52に密着して固定する。
The shape of the
下側固定部72は、下方延設部713よりも右側の部分に上下方向に並ぶ三つの固定穴77を備え、左側の部分にも上下方向に並ぶ三つの固定穴(図示略)を備える。これら六つの固定穴77の各位置は、ベース2のコラム支持台21の後面26の左側に設けた六つのベース側被固定穴262の各位置に対応する。下側固定部72の六つの固定穴77を介して、コラム支持台21のベース側被固定穴262に螺子90を締結する。故に下側固定部72は、コラム支持台21の後面26に密着して固定する。故に左側アタッチメント70は、ベース2のコラム支持台21の後面26の左側と、コラム5の左側面52との間に架け渡して固定する。
The
図3に示す如く、右側アタッチメント60は、右側クーラント通路31の貫通方向に沿うように配置すると共に、本体部61は、コラム支持台21の後面26に設けた開口部31Aの後方を避けるようにして左方に湾曲しながら下方に延設する。故に右側アタッチメント60は、ベース2のコラム支持台21に設けた右側クーラント通路31の開口部31Aを塞ぐことがない。左側アタッチメント70も、左側クーラント通路32の貫通方向に沿うように配置すると共に、本体部71は、コラム支持台21の後面26に設けた開口部32Aの後方を避けるようにして右方に湾曲しながら下方に延設する。故に左側アタッチメント70も、ベース2のコラム支持台21に設けた左側クーラント通路32の開口部32Aを塞ぐことがない。
As shown in FIG. 3, the
アタッチメント60,70によるコラム5の振動低減効果を説明する。振動低減効果を確認する為、確認試験を行った。確認試験は、アタッチメント60,70を固定しない場合と、固定した場合とで、加速度センサを用いて、床を加振した時の主軸4とテーブル14の間に発生した振動を夫々測定した。振動測定データをFFT解析することで、どの振動周波数がどのような大きさで発生しているかを夫々確認した。図4に示す如く、アタッチメント60,70を固定した場合、固定しない場合に比べて、振動周波数=25Hz付近のコンプライアンス μm/Nピークを約20%低減できることが分かった。故に確認試験はアタッチメント60,70を固定したことによるコラム5の振動低減効果を実証することができた。
The vibration reduction effect of the
上記説明にて、右側アタッチメント60と左側アタッチメント70は、本発明の変更部材の一例である。コラム支持台21は、本発明のコラム支持部の一例である。右側クーラント通路31と左側クーラント通路32は、本発明の穴部の一例である。ベース側被固定穴261,262は、本発明のベース側被固定部の一例である。コラム側被固定穴511は本発明のコラム側被固定部の一例である。右側アタッチメント60の上側固定部611は本発明の第一固定部の一例であり、下側固定部62は本発明の第二固定部の一例である。
In the above description, the
コラム5の右側面51に設けたコラム側被固定穴511は本発明の第一コラム側被固定部の一例であり、左側面52に設けたコラム側被固定穴(図示略)は本発明の第二コラム側被固定部の一例である。ベース2の後面26に設けたベース側被固定穴261は本発明の第一ベース側被固定部の一例であり、ベース側被固定穴262は本発明の第二ベース側被固定部の一例である。右側アタッチメント60は本発明の第一変更部材の一例であり、左側アタッチメント70は本発明の第二変更部材の一例である。
The column side fixed
以上説明の如く、本実施形態の工作機械1は、ベース2、コラム5、主軸4、主軸ヘッド7、テーブル装置12等を備える。ベース2は床面に設置する。コラム5はベース2上部の後部と結合し且つ上方向に延びる。主軸4は工具を装着する。主軸ヘッド7は、コラム5前面に沿って上下方向に移動可能に設け、内部に主軸4を回転可能に保持する。テーブル装置12はベース2上部のコラム5側を除く前側の領域に設ける。テーブル装置12はXY二軸方向に移動可能なテーブル14を備える。テーブル14は主軸ヘッド7下方に配置する。例えば振動の起き難い強固な床から、軟弱な床へ工作機械1を移動して使用した時、ベース2に対してコラム5が大きく振動する場合がある。作業者は、右側アタッチメント60と左側アタッチメント70を、ベース2とコラム5との間に架け渡して固定することで、工作機械1の動特性を変更する。故に工作機械1はコラム5に生じる振動を低減できる。本実施形態は工作機械1納入後に被削材の加工不良が発生した場合にも対応できる。工作機械1を移動して使用場所が変わっても、その使用場所の床面の硬さに応じてアタッチメント60,70を着脱することで、コラム5に生じる振動を低減できる。アタッチメント60,70は着脱式であるので、例えば軟弱な床から振動の起き難い強固な床に再度設置した場合は、アタッチメント60,70の両方又は何れか一方を取り外せばよい。アタッチメント60,70は着脱式であるので、従来のベース形状を大きく変更することが無い。故に工作機械1の製造コストを上げることはない。
As described above, the
特に本実施形態のコラム5は、主軸ヘッド7のみならず、工具マガジン16をフレーム8を介して前側に支持するので、コラム5には主軸ヘッド7と工具マガジン16の重量負荷がかかる。故にコラム5が振動すると、その振幅は大きくなる性質を有する。故に工作機械1は、アタッチメント60,70を取り付けることで、コラム5の振動を効果的に低減できる。
In particular, the
上記実施形態は、ベース2上面にベースカバー40を設置する。ベースカバー40は、被削材の加工時に落下する切粉と切削液を後方に排出する。ベース2は上部後方にコラム支持台21を備える。コラム支持台21は、右側クーラント通路31と左側クーラント通路32を備える。右側クーラント通路31と左側クーラント通路32は、コラム支持台21の前面25と後面26を前後方向に貫通する。ベースカバー40の右側流路部42は、コラム支持台21の右側クーラント通路31を挿通し、左側流路部43は、コラム支持台21の左側クーラント通路32を挿通する。例えば右側アタッチメント60は、コラム支持台21の後面26に形成した右側クーラント通路31の開口部31Aとは異なる位置に設けられたベース側被固定穴261と、コラム5の右側面51に設けられたコラム側被固定穴511との間に架け渡して着脱可能に固定する。左側アタッチメント70は、コラム支持台21の後面26に形成した左側クーラント通路32の開口部32Aとは異なる位置に設けられたベース側被固定穴262と、コラム5の左側面52に設けられたコラム側被固定穴(図示略)との間に架け渡して着脱可能に固定する。
In the above embodiment, the
故にアタッチメント60,70は、右側クーラント通路31と左側クーラント通路32を塞ぐことなく、ベース2とコラム5を強固に結合できる。アタッチメント60,70は、コラム支持台21の後面26側に配置できるので、テーブル装置12や主軸ヘッド7が配置するコラム5前面側に配置しないので、主軸4周囲の加工領域を狭めることがない。
Therefore, the
上記実施形態の右側アタッチメント60は板状に形成し、上側固定部611と下側固定部62を備える。上側固定部611はコラム5側の一端部であり、コラム5の右側面51に当接した状態で、コラム側被固定穴511に螺子90で固定する。下側固定部62はベース側の他端部であり、右側アタッチメント60が右側クーラント通路31の貫通方向に対して平行に延びるように支持し、ベース側被固定穴261に螺子90で着脱可能に固定する。故に工作機械1は、右側アタッチメント60が右側クーラント通路31を塞ぐことがなく、右側流路部42における切粉と切削液の流れを妨げることもない。
The
上記実施形態の工作機械は、一対の右側アタッチメント60と左側アタッチメント70を用いて、コラム5とベース2を結合するので、ベース2に対してコラム5を強固且つバランス良く結合できる。工作機械1は、軟弱な床に設置してもコラム5に生じる振動を効果的に抑制できるので、加工不良の発生を防止できる。
In the machine tool of the above embodiment, the
本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能なことはいうまでもない。本実施形態のアタッチメント60,70は、コラム5とベース2の間に架け渡して固定するものであるが、例えばベース2のみに対してアタッチメントを着脱自在に固定できる構成であってもよい。例えばベース2にアタッチメントを取り付ける場所、アタッチメントの重量、形状等を変えることで、工作機械1の動特性を変更してもよい。例えばベース2の前面、側面、底面等にアタッチメントを固定してもよい。本実施形態の工作機械1は、ベース2上部に対してコラム5を固定する構造であるので、好ましくはベース2とコラム5に架け渡して固定するのがよい。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. The
本実施形態のアタッチメント60,70は、左右一対で構成するが、何れか一方だけでもよく、アタッチメントの本数を更に増やしてもよい。アタッチメント60,70の着脱する場所は、上記実施形態に限らず自由に変更してもよく、例えばコラム5の背面53と、ベース2のコラム支持台21の後面26との間に架け渡して固定してもよい。
The
本実施形態のアタッチメント60,70は板状に形成するが、板状に限らず、例えば棒状、ブロック状、球状、角柱状等であってもよい。
The
本実施形態のアタッチメント60,70は、ベース2のコラム支持台21の後面26に設けた開口部31A,32Aの夫々の後方を避ける為に、左右方向の中央に湾曲しながら下方に延びているが、例えば左右両側に膨らむように湾曲してもよい。
The
本実施形態のベース側被固定穴261,262、コラム側被固定穴511の数は、六つに限らず、自由に変更可能である。右側アタッチメント60の固定穴65,67の数、左側アタッチメント70の固定穴77の数も、六つに限らず、自由に変更可能である。
The number of the base side fixed
本実施形態はベース2上部にベースカバー40を備えているが、ベースカバー40は省略してもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態の工作機械1は、テーブル14がXYの二軸方向に移動可能な種類であるが、
で、例えば、テーブルの位置が固定で、コラムがXYの二軸方向に移動可能であってもよい。テーブルと主軸が相対的に移動できればよい。
The
For example, the position of the table may be fixed, and the column may be movable in the XY biaxial directions. It is only necessary that the table and the spindle can move relative to each other.
上記実施形態の工作機械1は、主軸4がZ軸方向に延びる立型工作機械であるが、本発明は主軸が水平方向に延びる横型工作機械にも適用できる。
The
1 工作機械
2 ベース
4 主軸
5 コラム
7 主軸ヘッド
14 テーブル
21 コラム支持台
25 前面
26 後面
31 右側クーラント通路
31A 開口部
32 左側クーラント通路
32A 開口部
51 右側面
52 左側面
60 右側アタッチメント
62 下側固定部
70 左側アタッチメント
72 下側固定部
261 ベース側被固定穴
262 ベース側被固定穴
511 コラム側被固定穴
611 上側固定部
711 上側固定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ベースには、前記工作機械に振動を与えた時の前記工作機械の動特性を変更する変更部材を着脱可能に固定したこと
を特徴とする工作機械。 In a machine tool that has a base installed on the floor and works the workpiece with a tool,
A machine tool characterized in that a changing member for changing the dynamic characteristics of the machine tool when vibration is applied to the machine tool is detachably fixed to the base.
前記変更部材は、
前記ベースと、前記コラムとの間に架け渡して着脱可能に固定されたこと
を特徴とする請求項1に記載の工作機械。 A column coupled to the rear part of the upper part of the base and extending upward, a spindle head provided so as to be movable in the vertical direction along the front surface of the column, and a spindle head for rotatably holding the spindle on which the tool is mounted; A table provided below the spindle head in a region on the front side excluding the rear portion, and a table for holding a work material;
The change member is
The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is detachably fixed so as to be bridged between the base and the column.
前記ベース上部の前記後部に設け、前記コラム下部を支持するコラム支持部と、
前記コラム支持部の前面と後面を前後方向に貫通し、前記排出路に連通する穴部と
を備え、
前記変更部材は、前記コラム支持部の前記後面に形成した前記穴部の開口とは異なる位置に設けられたベース側被固定部と、前記コラムに設けられたコラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定したこと
を特徴とする請求項2に記載の工作機械。 A discharge path for discharging chips and cutting fluid which are provided at the upper part of the base and fall during processing of the work material; and
A column support portion provided at the rear portion of the upper portion of the base and supporting the lower portion of the column;
A front hole and a rear hole of the column support portion that pass through in the front-rear direction and communicate with the discharge path;
The changing member is provided between a base-side fixed portion provided at a position different from an opening of the hole portion formed in the rear surface of the column support portion and a column-side fixed portion provided in the column. The machine tool according to claim 2, wherein the machine tool is detachably fixed.
前記変更部材は板状に形成し、
前記コラム側の一端部に設け、前記コラムの前記側面に当接した状態で、前記コラム側被固定部に着脱可能に固定する第一固定部と、
前記ベース側の他端部に設け、前記変更部材が前記穴部の貫通方向に対して平行に延びるように支持し、且つ前記ベース側被固定部に着脱可能に固定する第二固定部と
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の工作機械。 The column side fixed portion is provided on a side surface parallel to the front-rear direction of the column,
The change member is formed in a plate shape,
A first fixing portion that is provided at one end of the column side and is detachably fixed to the column-side fixed portion in a state of being in contact with the side surface of the column;
A second fixing portion that is provided at the other end portion on the base side, supports the changing member so as to extend in parallel with the penetrating direction of the hole portion, and is detachably fixed to the base side fixed portion; The machine tool according to claim 3, wherein the machine tool is provided.
前記コラムの右側面に設けた第一コラム側被固定部と、
前記コラムの左側面に設けた第二コラム側被固定部と
を備え、
前記ベース側被固定部は、
前記コラム支持部の前記後面に設け、前記第一コラム側被固定部に対応する第一ベース側被固定部と、
前記コラム支持部の前記後面に設け、前記第二コラム側被固定部に対応する第二ベース側被固定部と
を備え、
前記変更部材は、
前記第一ベース側被固定部と、前記第一コラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定した第一変更部材と、
前記第二ベース側被固定部と、前記第二コラム側被固定部との間に架け渡して着脱可能に固定した第二変更部材と
を備えたことを特徴とする請求項3又は4に記載の工作機械。 The column side fixed part is
A first column side fixed portion provided on the right side surface of the column;
A second column side fixed portion provided on the left side surface of the column,
The base side fixed portion is
A first base-side fixed portion corresponding to the first column-side fixed portion; provided on the rear surface of the column support portion;
A second base side fixed portion corresponding to the second column side fixed portion, provided on the rear surface of the column support portion;
The change member is
A first changing member that is detachably fixed across the first base side fixed portion and the first column side fixed portion;
The second change member fixed to the second base side fixed portion and the second column side fixed portion so as to be detachable and fixed between the second base side fixed portion and the second column side fixed portion. Machine tools.
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