JP2021504167A - 工作機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】５軸加工時の加工品質と生産性を向上させ、振動及び熱的影響による変位を最小化することができる工作機械を提供する。【解決手段】本発明の工作機械は、内部には加工物の装着される装着空間が備えられ、向かい合う壁面に軸穴が設けられ、装着空間の両側に向かい合うように一対の第１軸スライド部が設けられたベースと、ベースの第１軸スライド部に結合されて第１軸方向にスライドされ、第１軸と交差する方向の第２軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたサドルと、サドルの第２軸スライド部に結合されて第２軸方向にスライドされ、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向の第３軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたクロスピースと、クロスピースの第３軸スライド部に結合され、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向にスライドされ、端部に加工物を加工するための工具が装着される垂直ラムと、ベースの装着空間に配置され、ベースの軸穴を介してベースに対して相対回転できるようにベースに設置されたテーブルと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械に係わり、より詳細には、ベッドとカラムとが一体化されたモノブロックのタイプで構成されて構造を単純化し、工作機械の振動及び熱的変位を最小化して高精度／高速加工を行うことができる工作機械に関する。
通常、工作機械は、主軸を基準に３軸運動して工作物を切削加工する装備をいう。最近、工作物の要求形状はさらに複雑になるものの、加工に要する時間は最小化して複雑な形状を短時間で生産することができるようにする生産性の増大に対する要求が高まっている。したがって、単純に３軸加工だけでなく、３軸加工にテーブルのチルト及び回転まで可能な５軸工作機械に対する需要が急増している。
通常の５軸工作機械は、駆動系を中心に、工具及び工作物が空間上で出会う、いわゆるツールセンターポイント（Ｔｏｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｉｎｔ）と呼ばれる加工中心点（ＴＣＰ）に沿って直角に配列される３つの線形軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、のせられた工作物を３６０度回転させる回転軸と、工作物を支持固定するためのテーブルを一定角度（＋、−）に回転させるチルト軸とからなる。一方、従来の５軸工作機械では、必須の構造物であるカラム、ベッド及びサドル（ｓａｄｄｌｅ）がそれぞれ独立して構成され、追加の結合要素を介して互いに接続されており、テーブルもベッドと分離可能に結合されている。このように、各必須構造物が一本化されず、追加の結合要素を介して相互結合されることにより、主軸から発生する振動や熱的変位などが十分に相殺されないため全体構造物に影響を及ぼし、これは、加工精度が低くなる問題を起こす。
特に、従来の工作機械は、Ｚ−Ｙ平面上でＹ軸方向に発生する変位がオーバーラップするが、このようなＹ軸方向の変位は、通常「０」よりも大きい値で示される。このようなオーバーラップ変位は、一般に、加工工程中に振動及び熱的影響などの複合的な要因により発生し、オーバーラップ変位が発生すると、主軸に装着された工具先端とテーブルにのせられた加工物の加工中心との位置精度に大きな影響を及ぼして加工物の品質が低下する主な原因となる。
また、このようなオーバーラップ変位は、加工速度及び切削量が増加するほどさらに大きくて不規則に発生し、付加的な補正手段のみで相殺するには限界がある。したがって、これは、結果的に、５軸加工時の加工品質と生産性を向上させるためには、工作機械の自体の構造がオーバーラップ変位を最小化することができるように設計されなければならないことを意味する。
この背景技術の説明は、本発明の理解のためである。これに関する従来技術としては、韓国公開特許第１０−２０１６−０１２０５１２号公報がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、５軸加工時の加工品質と生産性を向上させるために、工作機械の自体の構造がオーバーラップ変位を最小化するように設計することにより、加工物の品質及び生産性を向上させることができる工作機械を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明による工作機械は、内部には加工物の装着される装着空間が備えられ、向かい合う壁面に軸穴が設けられ、装着空間の両側に向かい合うように一対の第１軸スライド部が設けられたベースと、ベースの第１軸スライド部に結合されて第１軸方向にスライドされ、第１軸と交差する方向の第２軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたサドルと、サドルの第２軸スライド部に結合されて第２軸方向にスライドされ、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向の第３軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたクロスピースと、クロスピースの第３軸スライド部に結合され、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向にスライドされ、端部に加工物を加工するための工具が装着される垂直ラムと、ベースの装着空間に配置され、ベースの軸穴を介してベースに対して相対回転できるようにベースに設置されたテーブルと、を含むことを特徴とする。
ベースの向かい合う壁面は一対からなり、壁面の上端には第１軸スライド部がそれぞれ設けられ、一方の壁面から他方の壁面まで延びた隔壁が設けられることにより、向かい合う一対の壁面と隔壁を介して装着空間が形成されることを特徴とする。
隔壁の上面は、装着空間に向かって下り坂が形成される傾斜面からなることにより、工作物の加工時に発生するチップが集められることを特徴とする。
向かい合う壁面の前方側には作業空間が形成され、後方側には加工のための工具を有する工具交換装置が位置し、向かい合う壁面の前面は、下端が上端よりも後方に位置するように傾くことにより、作業空間を形成することを特徴とする。
ベースの下端には前後方向にそれぞれ支持足が備えられ、それぞれの支持足と軸穴は互いに三角形をなすように配置されたことを特徴とする。
第１軸スライド部は、軸穴の中心を基準に前半部よりも後半部の長さがさらに長く形成されたことを特徴とする。
サドルは六面体の箱形状であり、サドルの下面の第１軸スライド部に連結される部分は下面の縁に形成され、第２軸スライド部は上面の縁に形成されるが、互いに直角を成すことを特徴とする。
垂直ラムの内側には垂直貫通孔が設けられ、垂直貫通孔の内周面は縁が曲率を持つように形成されたことを特徴とする。
クロスピースに備えられた第２軸スライド部に連結される部分と、垂直ラムに備えられた第３軸スライド部に連結される部分とは、直角を成すことを特徴とする。
スライド部は、第１軸スライド部、第２軸スライド部及び第３軸スライド部を含み、スライド部は、長さ方向に延びた形状のスライドレールと、それぞれのスライドレールに結合され、それぞれのスライドレールに沿ってスライドされるピースであるスライドブロックとを含んで構成され、スライドレールとスライドブロックとは、互いに反対に設置可能であることを特徴とする。
テーブルは、軸穴を介してベースに対して相対回転するとともに、３６０度回転可能であることを特徴とする。
本発明の工作機械によれば、一つの工作機械でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸加工とテーブルのチルト及び回転ができるように構成するが、各構造物を対称となるように形成して基準点を両側に置いて精度を増大させ、中心軸を一つに構成することができるため、誤差の発生を低減させ且つ加工物の精度を向上させることができる。
一つのベースにベッドとカラムの機能がすべて備えられるので、構造を単純化してコストを削減し、ベッドとカラムとの機械的連結部位を削除することにより、剛性の低下を最小化することができる。
また、本発明の工作機械は、構造物が対称をなすように形成され、それぞれの構造物から発生する力が切れず、設計時に考慮された方向に流れるように誘導されるので、機械の運転時に発生する振動及び熱的影響による変位を最小化して高い加工精度を実現でき、動的性能を最大化して生産性を向上させることができる。
また、加工物から発生するチップが機械の内部に溜まらず地面に自由落下するように誘導して、チップの処理が非常に容易であるという利点がある。また、カラム部の上面が下面よりも前方側に位置するように形成されることにより、作業者が工作機械に容易に接近することが可能であり、テーブルを基準として第１軸スライド部の後半部が前半部に比べてさらに長く形成されることにより、高重量の工作物が他の構成と干渉することなく容易に進入することができる。このため作業便宜性が増大するという利点がある。
本発明の工作機械を示す図である。 図１のベースを示す図である。 図２の正面図及び側面図である。 図１のサドルを示す図である。 図１のクロスピースを示す図である。 図１の垂直ラムを示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る工作機械について説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す工作機械を示す図である。図２は図１のベース１００を示す図である。図３は図２の正面図及び側面図である。図４は図１のサドル２００を示す図である。図５は図１のクロスピース３００を示す図である。図６は図１の垂直ラム４００を示す図である。
本発明で記述される第１軸はＹ軸であり、第２軸はＸ軸であり、第３軸はＺ軸であるが、設計や環境に応じていくらでもその方向は変更できるので、本明細書では第１軸、第２軸及び第３軸と称する。
図１及び図２に示すように、本発明の好適な実施例である工作機械は、内部には加工物の装着される装着空間１１０が備えられ、向かい合う壁面１３０に軸穴１３１が設けられ、装着空間の両側に向かい合うように一対の第１軸スライド部１３３が設けられたベース１００と、ベース１００の第１軸スライド部１３３に結合されて第１軸方向にスライドされ、第１軸と交差する方向の第２軸スライド部２１０が両側に向かい合うように一対で設けられたサドル２００と、サドル２００の第２軸スライド部２１０に結合されて第２軸方向にスライドされ、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向の第３軸スライド部４５０が両側に向かい合うように一対で設けられたクロスピース３００と、クロスピース３００の第３軸スライド部４５０に結合され、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向にスライドされ、端部に加工物を加工するための工具８００が装着される垂直ラム４００と、ベース１００の装着空間１１０に配置され、ベース１００の軸穴１３１を介してベース１００に対して相対回転できるようにベース１００に設置されたテーブル５００と、を含む。
図２及び図３には本発明のベース１００を示した。ベース１００は、基底とも呼ぶことがあり、内部には加工物の装着される装着空間１１０が備えられ、向かい合う壁面１３０で構成されるが、装着空間１１０と両側の壁面１３０とが対称的に形成される。向かい合う壁面１３０は、一対からなり、一方の壁面１３０から他方の壁面１３０まで延びた隔壁１３５が形成される。向かい合う一対の壁面１３０と隔壁１３５を介して装着空間１１０が形成される。特に、隔壁１３５の上面は、装着空間１１０に向かって下り坂が形成される傾斜面からなることにより、工作物の加工時に発生するチップや冷却水などが装着空間１１０に集められる。
向かい合う一対の壁面１３０は、通常の工作機械のカラム部であり得る。向かい合う壁面１３０には、中心側にそれぞれ軸穴１３１が形成され、装着空間１１０の両側には、一対の第１軸スライド部１３３が向かい合うように形成される。ここで、第１軸スライド部１３３は、壁面１３０の上端にそれぞれ形成されることが好ましい。また、ベース１００の壁面１３０の前方側には、作業空間が形成され、ベースの壁面の後方側には、加工のための工具８００を有する自動工具交換装置ＡＴＣを含む工具マガジン９００が位置する。壁面１３０の前面は、下端が上端よりも後方に位置するように所定の傾斜角θで傾くことにより、作業者が容易に作業することができる作業空間を形成するのはもとより、作業者のテーブル５００への接近性を最大化し、工作機械のストロークに比べ設置面積を最小化することができるという利点がある。
ベース１００には、地面に装着されるベッド部６００が備えられる。ベッド部６００の内側には、加工チップまたは冷却水の排出のための一つの開口部６１０が設けられる。前記ベッド部６００、壁面１３０及び隔壁１３５が形成するベース１００の後方空間には、工具交換装置を含む工具マガジン９００が挿入できる空間が備えられる。また、ベース１００の下端、より詳細にはベッド部６００の下端には、前後方向にそれぞれ支持足１５０が備えられ、それぞれの支持足１５０と壁面１３０の軸穴１３１とは、互いに三角形をなすように配置される。このとき、支持足１５０は、壁面１３０から前方側に一定量だけ突設され、より安定的に工作機械を支持することができ、加工の際に工具８００と工作物との間から発生する力が、構造物のいずれかの方向に集中したり切れたりしないように且つ構造物内で一定の方向性をもって閉区間内で流れるようにし、構造物全体の剛性を高めることができるという効果がある。このようなベース１００の構造のみを介しても機械的な脆弱部が未然に除去され、振動及び熱による変位に対する安定性を極大化することにより、熱や振動などの性能低下要因の影響を最小化して加工性能及び加工品質を最大化することができるという効果がある。
開口部６１０は、両側壁面１３０に対して対称的に形成される。開口部６１０は、両側壁面１３０との連結地点で別の顎部が存在せず、一定の傾斜角αをもって下方に行くほど狭くなる傾斜を持つように形成される。よって、加工中に発生したチップが内部構造物に滞積されることなくスムーズに下方に落下しながら工作機械の外部へ排出できるのである。
ベース１００の壁面１３０の上端に形成された第１軸スライド部１３３は、軸穴１３１の中心を基準に前半部よりも後半部の長さがさらに長い。よって、第１軸スライド部１３３に装着されるサドル２００が第１軸の後方にさらに多く移送できるようにする。よって、工作物、特に重量が大きい工作物の場合には、このような工作物の積載のために使用される治具などが前方から進入するときに十分な空間を確保することができるのみならず、重量が大きくてガントリローダ（Ｇａｎｔｒｙ Ｌｏａｄｅｒ）などの装備を用いて移動しなければならない対象物の場合にも、サドル２００を後方に移動させた後、工作物を容易に積載することができるという利点がある。また、第１軸スライド部１３３の駆動装置は、第１軸スライド部１３３の前方側に位置するが、作業空間がベース１００の前方に位置して作業者が工作機械の前方で作業を行うので、駆動装置が後方に位置する従来の場合よりも、本発明の第１軸スライド部１３３の駆動装置の着脱及びメンテナンスが容易になるという利点がある。
また、隔壁１３５を介して区画形成されたベース１００の後方側空間の上面は、前方に低い傾斜角βをもって形成され、隔壁１３５に一つ以上のドレインホール１３７が形成されることにより、自動工具交換装置ＡＴＣに装着された待機工具８００の残りの冷却水が下端に落下する場合、冷却水がそのまま集まって溢れず、開口部６１０を介して回収できる。ベッド部６００には、下部に前後方向に輸送用フォークリフトが挿入できる輸送案内部６３０が形成されるが、輸送案内部６３０は、ベース１００の支持足１５０側に一箇所以上設置できる。また、詳細に図示してはいないが、ベース１００の製作時に使用される鋳造用コアホールは、上面及び下面にのみ形成されることが好ましい。したがって、ベース１００の側面に形成された軸穴１３１及び開口部６１０を除いた、不要に開放される部分が形成されないようにすることにより、構造自体の剛性をさらに増大させることができる。
図４には本発明のサドル２００を示した。サドル２００は、ベース１００の第１軸スライド部１３３に結合されて第１軸方向にスライドされるように形成され、第１軸と交差する方向の第２軸スライド部２１０が両側に向かい合うように一対で設けられる。つまり、サドル２００は、ベース１００の上側で第１軸スライド部１３３を介してベース１００と結合されるのである。図示の如く、サドル２００は、六面体の箱形状であり、下面の縁には第１軸スライド部１３３に連結される部分が備えられ、第２軸スライド部２１０は、上面の縁に形成されるが、第１軸スライド部１３３と第２軸スライド部２１０とが互いに直角をなすように配置される。第２軸スライド部２１０が設置される面は、十分な構造的剛性を持つことができるように所定の厚さに形成されるが、第１軸スライド部１３３に連結される部分が装着される面は、相対的に薄い厚さに形成できる。サドル２００の第１軸スライド部１３３に連結される地点には、第１軸スライド部１３３に結合され、第１軸方向にサドル２００がスライドできるようにする第１軸スライドブロック７１０が一つ以上備えられる。
第２軸スライド部２１０が備えられる面には、上面の縁だけでなく、第２軸スライド部２１０が下側に一つ以上備えられ、第２軸方向へのスライド時にさらに堅く支持できるだろう。また、第２軸スライド部２１０の下方には、第２軸方向の駆動を伝達するための支持部材２３０が備えられ得る。
図５にはクロスピース３００を示した。クロスピース３００は、サドル２００の第２軸スライド部２１０と結合されて第２軸方向にスライドされるように形成される。また、クロスピース３００には、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向に第３軸スライド部４５０が両側に向かい合うように一対で設けられる。特に、クロスピース３００は、サドル２００の内部に挿入される。クロスピース３００は、全体的にブロック形状に形成できるだろう。クロスピース３００の上側には、屋根形状の閉口部３３０が形成され、閉口部３３０の下方には、第１軸方向に両側に延びて所定の厚さの突出部３５０が突設される。クロスピース３００の内側には、垂直ラム４００が挿入されて垂直方向に移動できるようにする内側空間３７０が形成される。クロスピース３００には、第３軸スライド部４５０に連結される部分である案内溝３９０が形成される。閉口部３３０には、第２軸方向に開放される窓３８０が形成される。前記窓３８０を介して、第３軸スライド部４５０でスライドされる第３軸スライドブロック７５０が挿入された後、最大限互いに離隔するように位置して案内溝３９０に取り付けられる。
クロスピース３００の第１軸方向の両側外郭の壁面３６０または突出部３５０には、一つ以上の第２軸スライドブロック７３０が設置される。各部分の端部に最大限互いに離隔するように、２つ１組で設置されることが最も好ましい。よって、クロスピース３００の動作により発生する力が閉口部３３０に沿って切れずに一定に流れるので、構造剛性が最大化される。特に、閉口部３３０が第２軸スライドブロック７３０よりも高いところに位置するように配置されるので、第２軸スライドブロック７３０及び第３軸スライドブロック７５０から発生する力が第１−２軸平面でオーバーラップせずに、第３軸スライドブロック７５０が垂直に十分な間隔を置いて離隔して設置できるので、第３軸スライドブロック７５０によって移送される物体の動的剛性が向上する。
図６には垂直ラム４００を示した。垂直ラム４００は、クロスピース３００の第３軸スライド部４５０と結合され、第１軸及び第２軸がなす平面に対して垂直な方向にスライドされ、端部には加工物を加工するための工具８００が装着される。垂直ラム４００の端部はベース１００の装着空間１１０に位置し、工具８００の下方にはテーブル５００が備えられる。垂直ラム４００の内側には垂直貫通孔４１０が設けられる。垂直貫通孔４１０には、工具８００が装着される主軸４３０が挿入され、主軸４３０の端部に工具８００が装着されることも可能である。垂直貫通孔４１０の内周面は、縁が曲率を持つように形成されることにより、力の流れが切れずに一定に流動するようにし、応力集中が発生しないため構造剛性を増大させることができる。
図１に示すように、テーブル５００は、ベース１００の装着空間１１０に配置され、ベース１００の軸穴１３１を介してベース１００に対して相対回転できるようにベース１００に設置される。テーブル５００は、軸穴１３１を介してベース１００に対して相対回転するチルトと回転軸５１０を介して３６０度回転可能な回転の実現が可能であり、チルトと同時に回転可能に設置される。
前記第１軸スライド部１３３、第２軸スライド部２１０及び第３軸スライド部４５０を含むスライド部１３３、２１０、４５０は、長さ方向に延びた形状のスライドレール７２０、７４０、７６０と、それぞれのスライドレール７２０、７４０、７６０に結合され、それぞれのスライドレール７２０、７４０、７６０に沿ってスライドされるピースであるスライドブロック７１０、７３０、７５０とを含んで構成される。特に、スライドレール７２０、７４０、７６０とスライドブロック７１０、７３０、７５０は、互いに反対の位置に交差して設置可能である。
したがって、前述したような本発明の工作機械によれば、一つの工作機械でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸加工とテーブルのチルト及び回転ができるように構成するが、各構造物を対称となるように形成して、基準点を両側に置いて精度を増大させ、中心軸を一つに構成することができるため、誤差の発生を低減し且つ加工物の精度を向上させることができるという効果がある。
一つのベースにベッドとカラムの機能がすべて備えられるので、構造を単純化してコストを削減し、ベッドとカラム間の機械的連結部位を削除することにより、剛性の低下を最小化することができるという利点がある。
また、本発明の工作機械は、構造物が対称を成すように形成され、それぞれの構造物から発生する力が切れず、設計時に考慮された方向に流れるように誘導されるので、機械の運転時に発生する振動及び熱的影響による変位を最小化して高い加工精度を実現するとともに、動的性能を最大化して生産性を向上させることができるという利点がある。
また、加工物から発生するチップが機械の内部に溜まらず地面に自由落下するように誘導して、チップの処理が非常に容易であるという利点がある。また、カラム部の上面が下面よりも前方側に位置するように形成されることにより、作業者が工作機械に容易に接近することが可能であり、テーブルを基準として第１軸スライド部の後半部が前半部に比べてさらに長く形成されることにより、高重量の工作物が他の構成と干渉することなく容易に進入することができるため、作業便宜性が増大するという利点がある。
本発明の特定の実施形態に関連して図示および説明したが、この実施例に限られるものではなく、本発明に多様な改良および変化を加え得る。
１００ ベース
１１０ 装着空間
１３０ 壁面
１３１ 軸穴
１３３ 第１軸スライド部
１３５ 隔壁
１３７ ドレインホール
１５０ 支持足
２００ サドル
２１０ 第２軸スライド部
２３０ 支持部材
３００ クロスピース
３３０ 閉口部
３５０ 突出部
３６０ 外郭壁面
３７０ 内側空間
３８０ 窓
３９０ 案内溝
４００ 垂直ラム
４１０ 垂直貫通孔
４３０ 主軸
４５０ 第３軸スライド部
５００ テーブル
５１０ 回転軸
６００ ベッド部
６１０ 開口部
６３０ 輸送案内部
７１０ 第１軸スライドブロック
７２０ 第１軸スライドレール
７３０ 第２軸スライドブロック
７４０ 第２軸スライドレール
７５０ 第３軸スライドブロック
７６０ 第３軸スライドレール
８００ 工具
９００ 工具マガジン

Claims (11)

  1. 内部には加工物の装着される装着空間が備えられ、向かい合う壁面に軸穴が設けられ、装着空間の両側に向かい合うように一対の第１軸スライド部が設けられたベースと、
    ベースの第１軸スライド部に結合されて第１軸方向にスライドされ、第１軸と交差する方向の第２軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたサドルと、
    サドルの第２軸スライド部に結合されて第２軸方向にスライドされ、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向の第３軸スライド部が両側に向かい合うように一対で設けられたクロスピースと、
    クロスピースの第３軸スライド部に結合され、第１軸及び第２軸がなす平面に垂直な方向にスライドされ、端部に加工物を加工するための工具が装着される垂直ラムと、
    ベースの装着空間に配置され、ベースの軸穴を介してベースに対して相対回転できるようにベースに設置されたテーブルと、を含むことを特徴とする工作機械。
  2. ベースの向かい合う壁面は一対からなり、壁面の上端には第１軸スライド部がそれぞれ設けられ、一方の壁面から他方の壁面まで延びた隔壁が設けられることにより、向かい合う一対の壁面と隔壁を介して装着空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  3. 隔壁の上面は、装着空間に向かって下り坂が形成される傾斜面からなることにより、工作物の加工時に発生するチップが集められることを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
  4. 向かい合う壁面の前方側には作業空間が形成され、後方側には加工のための工具を有する工具交換装置が位置し、向かい合う壁面の前面は、下端が上端よりも後方に位置するように傾くことにより、作業空間を形成することを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
  5. ベースの下端には前後方向にそれぞれ支持足が備えられ、それぞれの支持足と軸穴は、互いに三角形をなすように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  6. 第１軸スライド部は、軸穴の中心を基準に前半部よりも後半部の長さがさらに長く形成されたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  7. サドルは六面体の箱形状であり、サドルの下面の第１軸スライド部に連結される部分は下面の縁に形成され、第２軸スライド部は上面の縁に形成されるが、互いに直角を成すことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  8. 垂直ラムの内側には垂直貫通孔が設けられ、垂直貫通孔の内周面は縁が曲率を持つように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  9. クロスピースに備えられた第２軸スライド部に連結される部分と、垂直ラムに備えられた第３軸スライド部に連結される部分とは、直角を成すことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  10. スライド部は、第１軸スライド部、第２軸スライド部及び第３軸スライド部を含んでなり、スライド部は、長さ方向に延びた形状のスライドレールと、それぞれのスライドレールに結合されてそれぞれのスライドレールに沿ってスライドされるピースであるスライドブロックとを含んで構成され、スライドレールとスライドブロックとは、互いに反対に設置可能であることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  11. テーブルは、軸穴を介してベースに対して相対回転するとともに、３６０度回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790807B (zh) * 2021-11-03 2023-01-21 瑞洲科技股份有限公司 電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020006764A1 (en) * 2000-06-26 2002-01-17 Loh Optikmaschinen Ag Device for machining optical workpieces
JP2004130468A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd 工作機械
JP2007296613A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Mori Seiki Co Ltd 工作機械
WO2012076346A1 (de) * 2010-12-08 2012-06-14 Mag Ias Gmbh Werkzeugmaschine zur bearbeitung von werkstücken
CN104117858A (zh) * 2014-07-19 2014-10-29 山东永华机械有限公司 一种五轴联动立式加工中心
CN205394034U (zh) * 2016-02-26 2016-07-27 上海铼钠克数控科技股份有限公司 箱中箱型五轴数控机床

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017929U (ja) * 1983-07-15 1985-02-06 株式会社　不二精機製造所 マシンニングセンタの機体
DE4441252B4 (de) * 1994-11-19 2006-01-26 Maschinenfabrik Berthold Hermle Ag Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine
EP1122008A1 (de) * 2000-02-02 2001-08-08 Maschinenfabrik Berthold Hermle Aktiengesellschaft Bearbeitungsmaschine mit einem Trommelmagazin zur Aufnahme von Werkzeugen
SE517889C2 (sv) * 2000-02-14 2002-07-30 Quintax Machine Tools Ab Verktygsmaskin med vridbart anordnat verktyg samt förfarande vid bearbetning
KR100439085B1 (ko) * 2002-03-25 2004-07-05 한국과학기술원 공작기계용 하이브리드 베드 구조물 및 그 제조방법
US6798088B2 (en) * 2002-11-07 2004-09-28 Industrial Technology Research Institute Structure for symmetrically disposed linear motor operated tool machine
DE102004044098A1 (de) * 2004-09-08 2006-03-23 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Werkzeugmaschine mit einem Maschinenfuß
JP2006326803A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Mori Seiki Co Ltd 工作機械
US7172375B2 (en) * 2005-06-23 2007-02-06 Mori Seiki Co., Ltd. Machine tool
EP1747843B2 (de) * 2005-07-30 2012-02-08 Maschinenfabrik Berthold Hermle Aktiengesellschaft Bearbeitungsmaschine mit einem Werkstückwechsler
DE102006037437B4 (de) * 2006-08-09 2009-04-02 Haas Schleifmaschinen Gmbh Werkzeugmaschine
JP5123537B2 (ja) * 2007-02-28 2013-01-23 三菱重工業株式会社 工作機械のテーブル装置
DE102008034728B4 (de) * 2008-07-25 2014-02-13 Deckel Maho Seebach Gmbh Tragvorrichtung für Werkstücke oder Werkzeuge einer Werkzeugmaschine
CN101480777A (zh) * 2009-01-24 2009-07-15 苏州江南电梯(集团)有限公司 五轴联动数控加工中心
DE102009025009A1 (de) * 2009-06-16 2010-12-23 Mag Ias Gmbh Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken
ITPD20090297A1 (it) * 2009-10-14 2011-04-15 Worldmec S R L Fresatrice, particolarmente del tipo a controllo numerico a 5 assi per la realizzazione di prodotti per implantologia dentale, medicale e per la decorazione di materiali e oggetti preziosi
DE102011105402A1 (de) * 2011-06-20 2012-12-20 Heinz Adams Fräs-, Dreh-, Schleif-Maschine mit 2-Achsen-Schwenk-Drehtisch mit zusätzlicher vertikal verfahrbarer Pinole und Drehaufnahme im Vertikal-Fraäs-Dreh-Schlitten und mit zusätzlichem Vertikal-Schleif-Dreh-Stößel mit integrierter Schleifspindel und Drehaufnahme
CN102632422B (zh) * 2012-03-29 2014-05-28 重庆大学 小型高速五轴联动机床
CN103231246B (zh) 2013-03-18 2016-04-06 宁波市凯博数控机械有限公司 一种立式数控钻铣机床
KR101497075B1 (ko) * 2013-05-03 2015-03-03 (주)케이엠씨 수치제어 공작기계
JP6273738B2 (ja) * 2013-09-25 2018-02-07 ブラザー工業株式会社 工作機械
CN204321602U (zh) 2014-12-15 2015-05-13 大连三垒机器股份有限公司 五轴联动立式车铣复合加工中心
KR101668062B1 (ko) 2015-01-19 2016-10-20 민병덕 수치제어 공작기계
KR20160120512A (ko) 2015-04-08 2016-10-18 두산공작기계 주식회사 5축 가공기
KR101552906B1 (ko) 2015-04-13 2015-09-30 주식회사 스맥 복수개의 스핀들을 갖는 공작기계의 제어방법
KR200480386Y1 (ko) 2015-12-03 2016-05-18 전희승 가공물 가공장치
US9757832B1 (en) * 2016-08-11 2017-09-12 Maxxtron Technology Co., Ltd. Sliding seat device with surrounding structure
CN206084418U (zh) 2016-09-07 2017-04-12 深圳市瑞德森智能设备有限责任公司 一种加工室组合式使用结构及加工中心
CN106736799A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 南通国盛智能科技集团股份有限公司 一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020006764A1 (en) * 2000-06-26 2002-01-17 Loh Optikmaschinen Ag Device for machining optical workpieces
JP2004130468A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd 工作機械
JP2007296613A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Mori Seiki Co Ltd 工作機械
WO2012076346A1 (de) * 2010-12-08 2012-06-14 Mag Ias Gmbh Werkzeugmaschine zur bearbeitung von werkstücken
CN104117858A (zh) * 2014-07-19 2014-10-29 山东永华机械有限公司 一种五轴联动立式加工中心
CN205394034U (zh) * 2016-02-26 2016-07-27 上海铼钠克数控科技股份有限公司 箱中箱型五轴数控机床

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Publication number Publication date
CN111372719A (zh) 2020-07-03
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