JP3484073B2 - High-speed horizontal machining center - Google Patents

High-speed horizontal machining center

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JP3484073B2
JP3484073B2 JP10881698A JP10881698A JP3484073B2 JP 3484073 B2 JP3484073 B2 JP 3484073B2 JP 10881698 A JP10881698 A JP 10881698A JP 10881698 A JP10881698 A JP 10881698A JP 3484073 B2 JP3484073 B2 JP 3484073B2
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JP
Japan
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workpiece
unit
tool
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head
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恒彦 山崎
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Yamazaki Mazak Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、高速加工を達成で
きる横形マシニングセンタに関する。 【0002】 【従来の技術】機械加工の生産性を向上させるために
は、切削速度の高速化とともに、工具や加工物の送り速
度を高速化する必要がある。高速ヘッドや加工物を送る
サーボ機構にあって、一方のサーボ機構のみで高速化を
達成するためには、大容量のサーボモータを必要とす
る。また、加工のサイクルタイムを短縮するためには、
停止から最高速度に達するまでの加速度や最高速度から
停止までの減速度を大きくする必要がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】質量の大きな加工物テ
ーブルや工具ヘッドを大きな加速度で移動させるために
は、剛性の高いボールねじや軸受装置を必要とする。ま
た、これらの大きな質量が加減速される際に発生する力
も大きくなり、この反力を支えるベッド等のベースも大
きな剛性を必要とする。また、これらの反力は振動の原
因となるので、振動防止装置も大型化してしまう。本発
明は、これらの問題を解消する高速横形マシニングセン
タを提供するものである。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明の高速横形マシニ
ングセンタは、基本的手段として、平面形状が矩形のベ
ッドと、ベッド上に装備されて軸X,軸Y,軸Zの3軸
に沿って移動制御される横形の工具ヘッドを有する工具
ユニットと、ベッド上に工具ユニットに対向して装備さ
れて工具ユニットの制御軸と平行な軸X,軸Y,軸Zの
3軸に沿って移動制御される加工物ヘッドを有する加工
物ユニットを備える。そして、工具ヘッドと加工物ヘッ
ドは、3軸に沿って同一の加速度、同一の速度、同一の
減速度で同一の距離だけ互いに反対方向に同時移動制御
されるものである。 【0005】また、本発明の高速横形マシニングセンタ
は、平面形状がL字形のベッドと、ベッド上に装備され
て軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動制御される横形
の工具ヘッドを有する工具ユニットと、ベッド上に工具
ユニットに対向して装備されて工具ユニットの制御軸と
平行な軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動制御される
加工物ヘッドを有する加工物ユニットを備える。そし
て、加工物ユニットは、加工物ヘッドに加工物を取付
け、取外しするローディングステーションと工具ユニッ
トに対向する加工エリアの間を移動制御されるととも
に、加工エリアにあっては、工具ヘッドと加工物ヘッド
は、3軸に沿って同一の加速度、同一の速度、同一の減
速度で同一の距離だけ互いに反対方向に同時移動制御さ
れるものである。 【0006】さらに、本発明の高速横形マシニングセン
タは、平面形状がT字形のベッドと、ベッド上に装備さ
れて軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動制御される横
形の工具ヘッドを有する工具ユニットと、ベッド上に工
具ユニットに対向して装備されて工具ユニットの制御軸
と平行な軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動制御され
る加工物ヘッドを有する2基の加工物ユニットを備え
る。そして、第1の加工物ユニットは、加工物ヘッドに
加工物を取付け、取外しする第1のローディングステー
ションと工具ユニットに対向する加工エリアの間を移動
制御され、第2の加工物ユニットは、加工物ヘッドに加
工物を取付け、取外しする第2のローディングステーシ
ョンと工具ユニットに対向する加工エリアの間を移動制
御され、第1,第2の加工物ユニットは、加工エリアに
あっては、工具ヘッドと加工物ヘッドは、3軸に沿って
同一の加速度、同一の速度、同一の減速度で同一の距離
だけ互いに反対方向に同時移動制御されるものである。 【0007】各高速横形マシニングセンタにおいて、加
工物ヘッドは、加工物を下向きに把持する手段と、軸線
まわりに角度割り出しする手段を備えるものである。 【0008】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の高速横形マシニ
ングセンタの平面図、図2は側面図、図3は図2のA−
A矢視図、図4は図2のB−B矢視図である。全体を符
号1で示す高速横形マシニングセンタは、ベッド10上
に加工物ユニット30と工具ユニット60を有する。 【0009】加工物ユニット30は、ベッド10の一方
の端部上に軸X方向に敷設されるガイドレール12を有
し、ガイドレール12上には摺動自在に支持され、ベッ
ド10上に取り付けられるサーボモータ34により駆動
されるボールねじ36により軸X方向に摺動される。 【0010】サドル32上には軸Xに直交する軸Z方向
に敷設されるガイドレール38を有し、ガイドレール3
8上にはコラム40が摺動自在に支持され、サドル32
上に取り付けられるサーボモータ42により駆動される
ボールねじ44により軸Z方向に摺動される。 【0011】コラム40の先端部には、軸X,軸Zを含
む平面に対して垂直方向の軸Y方向に敷設されるガイド
レール48を有する。ガイドレール48上には加工物ヘ
ッド50が摺動自在に支持され、コラム40の頂部に取
り付けられるサーボモータ52により駆動されるボール
ねじ54により軸Y方向に摺動される。 【0012】上述した構成により、加工物ヘッド50は
軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動し、移動速度と移
動量は各サーボモータにより制御される。また、加工物
ヘッド50は、その軸線まわりに割り出しができる機構
を備える。加工物は、加工物ヘッド50に対して下向き
に取り付けられて加工される。 【0013】ベッド10の他端部に配設される工具ユニ
ット60は、ベッド上に軸X方向に敷設されるガイドレ
ール14を有する。ガイドレール14上には、コラム6
2が摺動自在に支持され、ベッド10上に取り付けられ
るサーボモータ64により駆動されるボールねじ66に
より摺動される。コラム62は軸Y方向に敷設されるガ
イドレール68を有し、ガイドレール68上にはサドル
76が摺動自在に支持される。 【0014】サドル76はサーボモータ72により図示
しないボールねじを介して軸Yに沿って摺動される。サ
ドル76上には軸Z方向にガイドレール78が設けられ
る。ガイドレール78には、工具ヘッド80が摺動自在
に支持される。工具ヘッド80は、サドル76に取り付
けられるサーボモータ82により図示しないボールねじ
を介して摺動される。工具ヘッド80は、スピンドル9
0を有し、工具Tを把持する。 【0015】工具ユニット60側には、自動工具交換装
置100が装備されている。工具交換アーム110によ
り工具マガジン120に収納された工具をスピンドル9
0に対して自動的に供給する。 【0016】本発明の高速横形マシニングセンタ1は、
以上に説明したようにベッド10上に装備されるユニッ
ト30と工具ユニット60がそれぞれ軸X,軸Y,軸Z
の3軸方向に移動制御される構造を備える。そして、加
工物Wを把持する加工物ヘッド50と、工具Tを装着し
た工具ヘッド80は、互いに逆向きに同速度、同距離の
移動制御を同時に受ける。 【0017】例えば、加工物ヘッド50が軸X1のプラ
ス側に、速度VXで移動するときには、工具ヘッド80
は軸X2のプラス方向に速度VXで移動するように制御さ
れる。したがって、加工物ヘッド50と工具ヘッド80
は、2VXの相対速度で移動することとなる。同様に、
軸X1,X2がそれぞれの座標系でマイナス方向に、速度
Xで移動するときには、加工物ヘッド50と後部ヘッ
ド80が2VXの相対速度で移動することとなる。 【0018】そこで、加工物ヘッド50に把持された加
工物Wは、工具ヘッド80のスピンドル90に装着され
た工具により、2VXの速度で加工されることとなる。
そして、この速度VXに加速する加速度αXも、加工物ヘ
ッド50と工具ヘッド80とともに同じ加速度が与えら
れる。 【0019】速度VXに達した加工物ヘッド50は、距
離LXだけ移動して停止する。このとき、工具ヘッド8
0も反対方向に距離LX移動して停止する。したがっ
て、加工物Wに対しては、長さ2LXの加工が施され
る。そして、速度VXから停止するまでの減速度も、加
工物ヘッド50と工具ヘッド80に対して等しい減速度
が与えられる。 【0020】以上のように、軸X方向の制御に対して、
加工物Wと工具Tは、それぞれ一方に与えられる加速
度、最高速度、移動距離、減速度の2倍の値が相対的に
付与されることとなる。例えば、加工物を停止させて工
具ユニット側のみを移動制御する加工装置にあっては、
加速度を2倍に向上するためには、モータの出力、駆動
系、支持機構等を等比級数的に増大させる必要がある。
すなわち、いま、重力加速度Gを単位として、0.5G
の加速度を得ることができる機構が達成されているもの
として、この加速度を1.0Gに引き上げるためには、
モータ、ボールねじ、軸受等の駆動系を飛躍的に大形化
する必要があり、また、この加速度による反力を受ける
構造も大形化する。 【0021】このマシニングセンタにおいては、0.5
Gの加速度を得る機構を用いて1.0Gの加速度を得る
ことができるので、現状の駆動系等を用いて加工の高速
化を容易に達成できるものである。また、加工物ヘッド
50と工具ヘッド80が加減速する際に発生する衝撃力
は、互いに反対方向のベクトルとして発生するので、互
いに相殺され、ベッド10に対する衝撃は小さくなる。
したがって、振動の発生も小さくて済む。 【0022】そして、加工長は、一方のヘッドのストロ
ークの2倍の長さ寸法となるので、一方のヘッドは加工
長の半分のストロークを移動すればよい。したがって、
所定の加工長を得るためのボールねじの長さ寸法は、従
来の機構の半分で済むこととなる。そこで、機械全体を
コンパクトに構成することができる。以上の説明は、軸
Xに関するものであるが、残りの2つの軸Y,軸Zに関
しても、軸Xと同様に制御される。 【0023】本発明のマシニングセンタは、以上の構成
により小型、軽量でかつ高速化が達成できるものであ
る。また、このマシニングセンタでは、加工物Wは加工
物ヘッド50によって下向きに把持されるので、チップ
はベッド10の凹部16に落下する。したがって、この
凹部16にチップコンベア等を配設することによって、
チップの処理も容易に達成される。必要に応じてベッド
10の周囲は、カバー20で覆われ、オペレータHはカ
バー20のドア22を開けて、加工部にアクセスする。 【0024】図5は、本発明の他の実施例を示す平面図
である。全体を符号1Aで示す高速横形マシニングセン
タは、平面形状がL字形のベッド10Aを有し、ベッド
10A上に加工物ユニット30Aと工具ユニット60が
対向して配設される。 【0025】工具ユニット60は、図1から図4で説明
した装置と同様の構成を有し、軸X,軸Y,軸Zの3軸
方向に制御されるものであるので、同じ符号を付して構
造の説明は省略する。加工物ユニット30Aのサドル3
2は、ベッド10A上に軸X方向に敷設されるガイドレ
ール12A上に摺動自在に支持され、ベッド10A上に
取り付けられるサーボモータ34により駆動される長尺
のボールねじ36Aにより摺動される。加工物ユニット
30Aの構成は、図1から図4で説明したものと同様の
構成を有し、軸X,軸Y、軸Zの3軸方向に制御され
る。このうち軸Xのストロークが長くとってあり、ロー
ディングステーションLSと、工具ユニット60に対向
する加工エリアの間を移動することができる。 【0026】ローディングステーションLSにおいて、
オペレータHは、カバー20Aのドア22Aを開けて、
加工物ヘッド50に対して加工物の取付け、取外しを行
なう。工具ユニット60と対向する加工エリアに戻った
加工物ユニット30Aは、加工物ヘッド50と工具ヘッ
ド80を互いに逆方向に移動制御して、高速の加工を実
行する。このマシニングセンタにあっては、オペレータ
Hがアクセスするのが容易な位置に加工物のローディン
グステーションLSが設けてあるので、加工物ヘッド5
0に対する加工物の取付け、取外し時間が短縮でき、加
工効率が向上する。 【0027】図6は、本発明の更に他の実施例を示す平
面図である。全体を符号1Bで示す高速横形マシニング
センタは、平面形状がT字形のベッド10Bを示し、ベ
ッド10B上に2基の加工物ユニット30B,30C
と、工具ユニット60が対向して配設される。工具ユニ
ット60は、先に説明した実施例装置と同様の構成を有
し、軸X,軸Y,軸Zの3軸方向に制御されるものであ
るので、同じ符号を付して構造の説明は省略する。 【0028】2基の加工物ユニット30B,30Cは、
ベッド10B上に軸X方向に敷設されるガイドレール1
2B上に摺動自在に支持される。第1の加工物ユニット
30Bは、ベッド10B上に設けられるサーボモータ3
4Bによりボールねじ36Bを介して摺動される。第1
の加工物ユニット30Bは、第1のローディングステー
ションLS1と工具ユニット60と対向する加工エリア
の間を移動する。 【0029】第2の加工物ユニット30Cは、ベッド1
0B上に設けられるサーボモータ34Cによりボールね
じ36Cを介して、第2のローディングステーションL
S2と工具ユニット60と対向する加工エリアの間を移
動する。加工物ユニットを2基備えることによって、一
方の加工物ユニット30Bが加工ステーションにおいて
加工される間に、他方の加工物ユニット30Cをローデ
ィングステーションLS2において加工物の取付け、取
外しを行なうことができる。したがって、生産性の向上
を図ることができる。 【0030】ベッド10Bの周囲は、カバー20Bでガ
ードされており、オペレータH1,H2は、それぞれドア
22B,24Bを開けて、ローディングステーションL
S1,LS2にアクセスすることができる。次に、本発
明の高速横形マシニングセンタに適用する相対軸移動の
NCプログラミングのコンセプトを説明する。 【0031】図7は、加工プログラムがW10で示される
四角形として指令された場合の加工物ユニットのサーボ
機構1と、工具ユニットのサーボ機構2のそれぞれの軸
運動を示すものである。サーボ機構1は、制御軸として
軸X1,軸Y1を有し、サーボ機構2は制御軸として軸X
2,軸Y2を有する。制御軸は互いに反対向きに設定され
ていて、サーボ機構1は座標(x1,y1)に沿って移動
し、サーボ機構2は座標(x2,y2)に沿って移動す
る。加工プログラムの座標(x,y)は、2つの座標が
合成されたものとなる。したがって、合成軌跡は、各サ
ーボ機構の座標を足したものとなる。各サーボ機構は、
同一の加速度、同一の速度で制御されるので、合成軌跡
は各サーボ機構の軌跡の2倍の軌跡を描く。 【0032】図8は、加工プログラムW20が円として指
令されたときのサーボ機構1,2の軸運動の例を示す。 【0033】図9は、横軸に時間Tを、たて軸に速度V
をとったときの速度変化を示す。本発明のサーボ機構に
おいては、2つのサーボ機構が互いに反対方向に2つの
ユニットを駆動するので、速度、加速度は、それぞれの
サーボ機構が指令する速度、加速度の2倍となる。そし
て、速度のベクトルは反対側を向くので、衝撃力は相殺
される方向に作用する。したがって、ベッドに作用され
る衝撃力は軽減される。また、サーボ機構1,2は、同
一のプログラムの作成も容易である。 【0034】 【発明の効果】本発明の高速横形マシニングセンタは以
上のように、ベッド上に対向して配設される工具ユニッ
トと加工物ユニットとを備える。工具ユニットは横形の
工具ヘッドを備え、3軸に沿って制御される。加工物ユ
ニットは加工物を下向きに把持する加工物ヘッドを備
え、3軸に沿って制御される。工具ユニットと加工物ユ
ニットを制御するサーボ機構には、工具ヘッドと加工物
ヘッドを同一の加速度、同一の速度、同一の減速度で、
同一の距離だけ互いに反対方向へ移動する指令が与えら
れる。 【0035】したがって、加工物と工具の相対加速度、
相対速度は、各ユニットの絶対加速度、絶対速度の2倍
となり、高速の加工が実現できる。この際に、各ユニッ
トが移動することにより発生する慣性力のベクトルは、
互いに反対を向くベクトルとなる。そこで、慣性力は相
殺され、ベッドに与える影響は低減される。よって、装
置全体の振動発生も少なくなる。さらに、ベッドの移動
を制御するプログラムは同一のものが使用できるので、
プログラミングも容易となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a horizontal machining center capable of achieving high-speed machining. 2. Description of the Related Art In order to improve the productivity of machining, it is necessary to increase the cutting speed and the feed speed of tools and workpieces. In a high-speed head or a servo mechanism for feeding a workpiece, a large-capacity servo motor is required to achieve high speed with only one servo mechanism. In order to shorten the processing cycle time,
It is necessary to increase the acceleration from the stop to the maximum speed and the deceleration from the maximum speed to the stop. [0003] In order to move a workpiece table or a tool head having a large mass with a large acceleration, a ball screw or a bearing device having high rigidity is required. In addition, the force generated when these large masses are accelerated or decelerated also increases, and a base such as a bed that supports the reaction force also requires a large rigidity. In addition, since these reaction forces cause vibration, the vibration preventing device also becomes large. The present invention provides a high-speed horizontal machining center that solves these problems. A high-speed horizontal machining center according to the present invention comprises, as basic means, a bed having a rectangular planar shape and three axes X, Y and Z mounted on the bed. A tool unit having a horizontal tool head that is controlled to move along the axis, and along three axes X, Y, and Z mounted on the bed in opposition to the tool unit and parallel to the control axis of the tool unit. And a workpiece unit having a workpiece head whose movement is controlled. The tool head and the workpiece head are simultaneously controlled to move in the opposite directions along the three axes at the same acceleration, the same speed, the same deceleration, and the same distance. A high-speed horizontal machining center according to the present invention comprises a bed having an L-shape in plan view and a horizontal tool head mounted on the bed and controlled to move along three axes X, Y and Z. And a workpiece head mounted on the bed opposite to the tool unit and controlled to move along three axes X, Y, and Z parallel to the control axis of the tool unit. An object unit is provided. The workpiece unit is controlled to move between a loading station for mounting and removing the workpiece on the workpiece head and a processing area facing the tool unit, and, in the processing area, the tool head and the workpiece head. Are controlled to move simultaneously in the opposite directions along the three axes at the same acceleration, the same speed, the same deceleration, and the same distance. Further, the high-speed horizontal machining center of the present invention has a horizontal T-shaped bed, and a horizontal tool head mounted on the bed and controlled to move along three axes X, Y and Z. And a workpiece head mounted on the bed opposite to the tool unit and controlled to move along three axes X, Y and Z parallel to the control axis of the tool unit. A base workpiece unit. The first workpiece unit is controlled to move between a first loading station for mounting and removing the workpiece on the workpiece head and a processing area facing the tool unit, and the second workpiece unit is configured to process the workpiece. The movement of the workpiece is controlled between a second loading station for attaching and removing a workpiece to and from a workpiece area facing the tool unit. The first and second workpiece units are provided with a tool head in the workpiece area. And the workpiece head are simultaneously controlled to move in the opposite directions along the three axes at the same acceleration, the same speed, the same deceleration, and the same distance. [0007] In each high-speed horizontal machining center, the workpiece head is provided with means for gripping the workpiece downward and means for indexing around the axis. FIG. 1 is a plan view of a high-speed horizontal machining center according to the present invention, FIG. 2 is a side view, and FIG.
FIG. 4 is a view along arrow A, and FIG. 4 is a view along arrow BB in FIG. The high-speed horizontal machining center, generally designated by the reference numeral 1, has a workpiece unit 30 and a tool unit 60 on a bed 10. The workpiece unit 30 has a guide rail 12 laid on one end of the bed 10 in the direction of the axis X, is slidably supported on the guide rail 12, and is mounted on the bed 10. The slider is slid in the direction of the axis X by a ball screw 36 driven by a servomotor 34. A guide rail 38 is provided on the saddle 32 in an axis Z direction orthogonal to the axis X.
8, a column 40 is slidably supported, and a saddle 32
It is slid in the direction of the axis Z by a ball screw 44 driven by a servomotor 42 mounted thereon. At the tip of the column 40, there is provided a guide rail 48 laid in the direction of the axis Y perpendicular to the plane including the axes X and Z. A workpiece head 50 is slidably supported on the guide rail 48, and is slid in the axis Y direction by a ball screw 54 driven by a servomotor 52 mounted on the top of the column 40. With the above-described configuration, the workpiece head 50 moves along three axes of the axis X, the axis Y, and the axis Z, and the moving speed and the moving amount are controlled by each servomotor. Further, the workpiece head 50 has a mechanism capable of indexing around its axis. The workpiece is processed by being attached downward to the workpiece head 50. The tool unit 60 disposed at the other end of the bed 10 has a guide rail 14 laid on the bed in the direction of the axis X. On the guide rail 14, a column 6
2 is slidably supported and slid by a ball screw 66 driven by a servomotor 64 mounted on the bed 10. The column 62 has a guide rail 68 laid in the axis Y direction, and a saddle 76 is slidably supported on the guide rail 68. The saddle 76 is slid along the axis Y by a servomotor 72 via a ball screw (not shown). A guide rail 78 is provided on the saddle 76 in the axis Z direction. A tool head 80 is slidably supported on the guide rail 78. The tool head 80 is slid by a servomotor 82 attached to the saddle 76 via a ball screw (not shown). The tool head 80 is mounted on the spindle 9
0 to grip the tool T. An automatic tool changer 100 is provided on the tool unit 60 side. The tool stored in the tool magazine 120 by the tool change arm 110 is moved to the spindle 9
Automatically supply for 0. The high-speed horizontal machining center 1 according to the present invention comprises:
As described above, the unit 30 and the tool unit 60 mounted on the bed 10 are respectively composed of the axis X, the axis Y, and the axis Z.
And a structure controlled to move in three axial directions. Then, the workpiece head 50 holding the workpiece W and the tool head 80 equipped with the tool T are simultaneously subjected to movement control at the same speed and the same distance in opposite directions. [0017] For example, the plus side of the workpiece head 50 is the axis X 1, when moving at a velocity V X is the tool head 80
It is controlled to move in the positive direction of axis X 2 at a speed V X. Therefore, the workpiece head 50 and the tool head 80
Becomes possible to move at a relative speed of 2V X. Similarly,
Axis X 1, X 2 is in the negative direction in each coordinate system, when moving at a velocity V X is the workpiece head 50 and rear head 80 is moving at a relative speed of 2V X. [0018] Therefore, workpiece W held by the workpiece head 50, the loaded tool to the spindle 90 of the tool head 80, and be processed at a rate of 2V X.
Then, the same acceleration as that of the workpiece head 50 and the tool head 80 is given to the acceleration α X that accelerates to the speed V X. The workpiece head 50 has reached the speed V X is stopped and moved a distance L X. At this time, the tool head 8
0 is also stopped by a distance L X move in opposite directions. Therefore, the workpiece W is processed with a length of 2L X. Then, the deceleration to a stop from a speed V X is also equal deceleration is given to the workpiece head 50 and the tool head 80. As described above, with respect to the control in the axis X direction,
The workpiece W and the tool T are given relatively twice the value of acceleration, maximum speed, moving distance, and deceleration given to one of them. For example, in a processing device that stops the workpiece and controls movement of only the tool unit side,
In order to double the acceleration, it is necessary to increase the output of the motor, the drive system, the support mechanism, and the like in a geometric series.
That is, now, with the gravitational acceleration G as a unit, 0.5 G
Assuming that a mechanism capable of obtaining the acceleration has been achieved, in order to raise this acceleration to 1.0 G,
Driving systems such as motors, ball screws, bearings, etc., need to be drastically increased in size, and the structure receiving the reaction force due to this acceleration also increases in size. In this machining center, 0.5
Since the acceleration of 1.0 G can be obtained by using the mechanism for obtaining the acceleration of G, it is possible to easily achieve the high-speed machining using the current drive system or the like. Further, the impact force generated when the workpiece head 50 and the tool head 80 accelerate and decelerate is generated as vectors in directions opposite to each other, and thus cancel each other, and the impact on the bed 10 is reduced.
Therefore, the generation of vibrations is small. The working length is twice as long as the stroke of one of the heads, so that one of the heads only needs to move the stroke of half the working length. Therefore,
The length dimension of the ball screw for obtaining a predetermined working length is half that of the conventional mechanism. Thus, the entire machine can be made compact. The above description relates to the axis X, but the remaining two axes Y and Z are controlled in the same manner as the axis X. The machining center of the present invention can be made small, lightweight and high-speed by the above configuration. In this machining center, the workpiece W is gripped downward by the workpiece head 50, so that the chips fall into the concave portion 16 of the bed 10. Therefore, by disposing a chip conveyor or the like in the recess 16,
Chip processing is also easily achieved. If necessary, the periphery of the bed 10 is covered with a cover 20, and the operator H opens the door 22 of the cover 20 to access the processing section. FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the present invention. The high-speed horizontal machining center indicated generally by reference numeral 1A has a bed 10A having an L-shaped plan shape, and a workpiece unit 30A and a tool unit 60 are arranged on the bed 10A so as to face each other. The tool unit 60 has the same configuration as that of the apparatus described with reference to FIGS. 1 to 4 and is controlled in three directions of axis X, axis Y and axis Z. The description of the structure is omitted. Saddle 3 of work unit 30A
2 is slidably supported on a guide rail 12A laid on the bed 10A in the axis X direction, and is slid by a long ball screw 36A driven by a servomotor 34 mounted on the bed 10A. . The configuration of the workpiece unit 30A has a configuration similar to that described with reference to FIGS. 1 to 4, and is controlled in three directions of an axis X, an axis Y, and an axis Z. Among them, the stroke of the axis X is long, and it is possible to move between the loading station LS and the machining area facing the tool unit 60. At the loading station LS,
The operator H opens the door 22A of the cover 20A,
The work is attached to and detached from the work head 50. The workpiece unit 30A that has returned to the machining area facing the tool unit 60 controls the movement of the workpiece head 50 and the tool head 80 in directions opposite to each other, and executes high-speed machining. In this machining center, since the workpiece loading station LS is provided at a position where the operator H can easily access the workpiece head 5,
The time for attaching and detaching the workpiece to and from the workpiece 0 can be reduced, and the machining efficiency can be improved. FIG. 6 is a plan view showing still another embodiment of the present invention. The high-speed horizontal machining center indicated by the reference numeral 1B is a bed 10B having a T-shape in plan view, and two workpiece units 30B and 30C are provided on the bed 10B.
Then, the tool unit 60 is arranged to face. The tool unit 60 has the same configuration as that of the embodiment device described above, and is controlled in three axis directions of the axis X, the axis Y, and the axis Z. Is omitted. The two workpiece units 30B and 30C are:
Guide rail 1 laid in the direction of axis X on bed 10B
It is slidably supported on 2B. The first workpiece unit 30B includes a servo motor 3 provided on the bed 10B.
4B slides through the ball screw 36B. First
The workpiece unit 30B moves between the first loading station LS1 and the processing area facing the tool unit 60. The second workpiece unit 30C includes a bed 1
0B via a ball screw 36C by a servo motor 34C provided on the second loading station L.
It moves between S2 and the machining area facing the tool unit 60. By providing two workpiece units, one workpiece unit 30B can be processed at the processing station, and the other workpiece unit 30C can be mounted and removed at the loading station LS2. Therefore, productivity can be improved. The periphery of the bed 10B is guarded by a cover 20B, and the operators H 1 and H 2 open the doors 22B and 24B respectively to open the loading station L.
S1 and LS2 can be accessed. Next, the concept of NC programming of relative axis movement applied to the high-speed horizontal machining center of the present invention will be described. [0031] FIG. 7 shows a servo mechanism 1 of the workpiece units when machining program is instructed as a rectangle represented by W 10, the respective axes motion of the servo mechanism 2 of the tool unit. The servo mechanism 1 has an axis X 1 and an axis Y 1 as control axes, and the servo mechanism 2 has an axis X 1 as a control axis.
2, has an axis Y 2. The control shaft is being set in opposite directions to each other, the servo mechanism 1 is moved along the coordinates (x 1, y 1), the servo mechanism 2 is moved along the coordinates (x 2, y 2). The coordinates (x, y) of the machining program are obtained by combining two coordinates. Therefore, the combined trajectory is the sum of the coordinates of each servo mechanism. Each servo mechanism
Since the control is performed at the same acceleration and the same speed, the combined trajectory draws a trajectory twice as large as the trajectory of each servo mechanism. [0032] Figure 8 shows an example of shaft movement of the servo mechanism 2 when the machining program W 20 is commanded as a circle. FIG. 9 shows time T on the horizontal axis and velocity V on the vertical axis.
This shows the change in speed when the value is taken. In the servo mechanism of the present invention, since the two servo mechanisms drive the two units in directions opposite to each other, the speed and acceleration are twice the speed and acceleration commanded by the respective servo mechanisms. Then, since the velocity vector is directed to the opposite side, the impact force acts in a direction to cancel out. Therefore, the impact force applied to the bed is reduced. In addition, the servo mechanisms 1 and 2 can easily create the same program. As described above, the high-speed horizontal machining center according to the present invention includes the tool unit and the workpiece unit which are disposed on the bed so as to face each other. The tool unit has a horizontal tool head and is controlled along three axes. The workpiece unit has a workpiece head that grips the workpiece downward and is controlled along three axes. The servo mechanism that controls the tool unit and the work unit has a tool head and work head with the same acceleration, the same speed, and the same deceleration.
Commands are given to move in the opposite direction by the same distance. Therefore, the relative acceleration between the workpiece and the tool,
The relative speed is twice the absolute acceleration and absolute speed of each unit, and high-speed machining can be realized. At this time, the vector of the inertial force generated by the movement of each unit is:
The vectors become opposite to each other. Thus, the inertial force is canceled and the effect on the bed is reduced. Therefore, the occurrence of vibration of the entire apparatus is reduced. Furthermore, since the same program for controlling the movement of the bed can be used,
Programming becomes easy.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の高速横形マシニングセンタの平面図。 【図2】本発明の高速横形マシニングセンタの側面図。 【図3】図2のA−A矢視図。 【図4】図2のB−B矢視図。 【図5】本発明の他の実施例の高速横形マシニングセン
タを示す平面図。 【図6】本発明の他の実施例の高速横形マシニングセン
タを示す平面図。 【図7】本発明に適用するプログラミングのコンセプト
を示す説明図。 【図8】本発明に適用するプログラミングのコンセプト
を示す説明図。 【図9】本発明に適用するプログラミングのコンセプト
を示す説明図。 【符号の説明】 1 高速横形マシニングセンタ 10 ベッド 12 ガイドレール 14 ガイドレール 20 カバー 22 ドア 30 加工物ユニット 32 サドル 40 コラム 50 加工物ヘッド 60 工具ユニット 62 コラム 76 サドル 80 工具ヘッド 90 スピンドル 100 自動工具交換装置
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a high-speed horizontal machining center according to the present invention. FIG. 2 is a side view of the high-speed horizontal machining center of the present invention. FIG. 3 is a view taken along the line AA in FIG. 2; FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 2; FIG. 5 is a plan view showing a high-speed horizontal machining center according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view showing a high-speed horizontal machining center according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a programming concept applied to the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a programming concept applied to the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a programming concept applied to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-speed horizontal machining center 10 Bed 12 Guide rail 14 Guide rail 20 Cover 22 Door 30 Work unit 32 Saddle 40 Column 50 Work head 60 Tool unit 62 Column 76 Saddle 80 Tool head 90 Spindle 100 Automatic tool changer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23P 23/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23P 23/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 平面形状がT字形のベッドと、ベッド上
に装備されて軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動制御
される横形の工具ヘッドを有する工具ユニットと、ベッ
ド上に工具ユニットに対向して装備されて工具ユニット
の制御軸と平行な軸X,軸Y,軸Zの3軸に沿って移動
制御される加工物ヘッドを有する第1及び第2の2基の
加工物ユニットを備えるとともに、2基の加工物ヘッド
は、加工物を下向きに把持する手段と、軸線まわりに角
度割り出しする手段を備え、 第1の加工物ユニットは、加工物ヘッドに加工物を取付
け、取外しする第1のローディングステーションと工具
ユニットに対向する加工エリアの間を移動制御され、第
2の加工物ユニットは、加工物ヘッドに加工物を取付
け、取外しする第2のローディングステーションと工具
ユニットに対向する加工エリアの間を移動制御され、 第1,第2の加工物ユニットは、加工エリアにあって
は、工具ヘッドと加工物ヘッドは、3軸に沿って同一の
加速度、同一の速度、同一の減速度で同一の距離だけ互
いに反対方向に同時移動制御される高速横形マシニング
センタ。
(57) [Claims] [Claim 1] A bed having a T-shaped planar shape and a bed
Movement control along three axes of axis X, axis Y and axis Z
A tool unit having a horizontal tool head
The tool unit is installed opposite the tool unit on the
Moves along three axes X, Y and Z parallel to the control axis
First and second two workpiece heads having controlled workpiece heads
Two workpiece heads with workpiece unit
Is a means for gripping the workpiece downward and an angle around the axis.
Means for indexing the workpiece , wherein the first workpiece unit attaches the workpiece to the workpiece head.
First loading station and tool to be removed
Movement control is performed between the machining areas facing the unit.
Workpiece unit 2 attaches the work to the work head
Second loading station and tool to be removed
Movement control is performed between the processing areas facing the unit, and the first and second workpiece units are located in the processing area.
Means that the tool head and workpiece head are identical along three axes
Acceleration, same speed, same deceleration, same distance
High-speed horizontal machining with simultaneous movement control in opposite directions
center.
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