JP3795737B2 - 自動工具交換装置保護カバー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は門型マシニングセンタにおいて切屑の飛散を防止し、自動工具交換装置を保護するカバーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
門型マシニングセンタでは通常、高さの低い薄物工作物から、高さの大きい厚物工作物まで各種の工作物が加工される。そして加工中の切屑及び切削液から自動工具交換装置を保護するために保護カバーが取り付けられている。第1の従来技術として図3,図4に示すものが知られている。
図3,図4は上下に昇降移動するクロスレールの一端に自動工具交換装置を取着した門型マシニングセンタの保護カバー取付部を示すものである。
【0003】
紙面に直角な長手X軸方向に伸びているベッド101の上面にはX軸方向に移動位置決め可能にテーブル102が取付けられていて、テーブル102上に工作物Wがクランプされる。テーブル102の側面と間隔を有してベッド101の側面にコラム103が立設されている。コラム103の前面には上下のZ軸方向に案内面103aが設けられていて、この案内面103aに水平Y軸方向に伸びたクロスレール104がZ軸方向に移動位置決め可能に取り付けられている。クロスレール104の前面にはY軸方向に案内面104aが設けられていて、この案内面104aに主軸頭105がY軸方向に移動位置決め可能に取り付けられている。
【0004】
主軸頭105内には主軸106aを回転可能に軸承するクイル106がZ軸方向移動可能に設けられていて、主軸106aの下端には切削加工用の工具Tが装着される。クロスレール104の一端(図3の左端)には自動工具交換装置107が取り付けられている。自動工具交換装置107は、各種工具を工具軸線を水平として保持し、所定位置に所望工具を割出し位置決めするチエーン式の工具マガジン108と、両端に工具把持部109a,109bを有し工具マガジン108内の工具と主軸106aに装着している工具とを交換する工具交換アーム109とから構成されている。
【0005】
ベッド101の側面にはブラケット111が取着されていて、このブラケット111に上面と下面に案内路を有するレール112がX軸方向に伸びて取り付けられている。レール112の上面と下面の案内路を挟む状態にローラ113を取り付けた保持体114が保護カバー115に固着されて、保護カバー115を支持している。そして保護カバー115はテーブル102とコラム103との間でテーブル102との間に間隔を有した状態で配設されている。ブラケット111には保護カバー115をレール112の案内路に沿ってX軸方向に進退移動させるエアシリンダ116が取着されている。
【0006】
また図4においてクロスレール104がZ軸方向へ移動したときにクロスレール104との干渉を避けるため、保護カバー115には切欠き115aが設けられている。またブラケット111には所定位置にリミットスイッチ117が取り付けられていて、このリミットスイッチ117を作動させるドッグ118が保持体114に固着されている。更に切削加工中、切削部分に供給される切削液及び切削中に発生する切屑を受けるチップコンベア(又は樋)110がブラケット111とベッド101との間でX軸方向に伸びて設けられている。
【0007】
この従来技術の作用は工作物の切削加工を開始する前に先ずエアシリンダ116を作動させて、保護カバー115を図4にてX軸方向左端まで移動させ、閉状態とする。このときドッグ118によりリミットスイッチ117が作動して、保護カバー115が左端まで移動したことが確認される。この確認を得て切削加工が開始される。切削加工に際し工作物Wの高さに応じてクロスレール104がZ軸方向下方に下降移動した場合でも、保護カバー115に切欠き115aが設けられているため、クロスレール104と保護カバー115とが干渉することはない。
【0008】
そしてこの切削加工中に加工部分に供給された切削液及び切削中に発生した切屑は、飛散して保護カバー115の内面に当たったものも全てチップコンベア(又は樋)110内に落下する。また切削加工中、次加工に必要な所望工具をチエーン式マガジジン108の所定位置に割出し位置決めする。そして工具交換アーム109の一端の工具把持部109aでこの所望工具を把持し工具マガジン108から抜き取る。その後工具軸線が主軸106の軸線と平行になるよう工具交換アーム109をY軸に平行な軸線まわりに90度旋回させ図3のa位置とする。
【0009】
主軸106aに装着している工具Tによる切削が終了すると、工具Tは加工済工具となる。そして切削終了の信号を受けてエアシリンダ116を作動させ保護カバー115を図4でX軸方向右方に移動させ、開状態とする。その後主軸106aに装着している加工済工具Tを新しい次工具と交換するために主軸頭105を図5でY軸方向左方へ移動させると共にクイル106を加工させ工具交換アーム109と主軸先端が同じ高さになるように主軸106aの軸心をc位置に位置決めする。
【0010】
このとき主軸106aに装着されている加工工具Tは工具交換アーム109の他端の工具把持部109bに把持された状態となり、工具交換アーム109は両端に次工具と加工済工具をそれぞれ把持することになる。その後クイル106をZ軸方向下方に移動させ主軸106aから加工済工具Tを抜き出し、工具交換アーム109を180度旋回させて次工具と加工済工具との位置を反転させ、再びクイル106をZ軸方向上方に移動させて次工具を主軸106aに装着する。次工具が主軸106aに装着されると主軸頭105は図3でY軸方向右方に移動して次の切削加工を開始し、同時にエアシリンダ116が作動させられ保護カバー115が図4でX軸方向左方に移動して閉状態となる。
【0011】
第2の従来技術として特開平5−104390号公報のものが知られている。これは図5に示す如くマシニングセンタのクロスレール201の上下動に追従して上下動するスクリーン202が設けられている。このスクリーン202はクロスレール201の上下動とは別に油圧モータ203によって単独に上下動することも可能に構成されている。従って切削加工中にはクロスレール201の位置までスクリーン202が上昇していて、切削液や切屑が自動工具交換装置や、自動アタッチメント交換装置まで飛散することを防止している。そして工具交換時またはアタッチメント交換時にはスクリーン202を単独で下降させて、主軸頭204が図5でクロスレール201の右端まで移動できるようになしている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた第1の従来技術では保護カバーにクロスレールとの干渉を避けるための切欠きが設けられている。そこで高さの大きな厚物工作物を加工する場合にはクロスレールがコラムの上方位置にクランプされることになり、切欠きは塞がれず、保護カバーの切欠きから切削液や切屑が自動工具交換装置の方へ飛散することになる。そして、この飛散により交換アームに把持された次工具のテーパシャンク部に切削液や切屑が付着して、工具交換が正常に出来なくなるという問題を有していた。また自動工具交換装置の位置まで飛散する切削液や切屑を少なくするために切欠きを小さくすれば、クロスレールを下方位置まで加工させることが出来ず、高さの低い薄物工作物を加工することが出来なくなる。
従って切欠き寸法としては切削液や切屑の飛散をある程度防止し、且つある程度の高さを有する薄物工作物を切削加工可能とする寸法となしていた。そのため切削液や切屑の飛散を完全に防止することが出来ず、且つ非常に高さの低い薄物工作物は加工することが出来ないという問題を有していた。
【0013】
また第2の従来技術では切削加工中に保護カバーとしてのスクリーンがクロスレール位置まで上昇していて、切削液や切屑が自動工具交換装置や自動アタッチメント交換装置の位置へ飛散することを防止している。しかしスクリーンはクロスレールよりも上方に達することは出来ず、スクリーンは常に主軸頭よりも低い位置にあり、切削液や切屑の飛散を完全に防止することが出来ないという問題を有していた。
【0014】
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、門型マシニングセンタにおけるクロスレールの昇降移動量を制限することなく、厚物工作物から薄物工作物までの加工に際し、切削液や切屑が自動工具交換装置の位置まで飛散することを完全に防止した自動工具交換装置保護カバーを提供しようとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載された本発明の保護カバーは、門型マシニングセンタで主軸頭を水平移動可能に支持しコラムに沿って昇降移動するクロスレールの端部に取着された自動工具交換装置に対し切削液及び切屑が飛散することを防止する保護カバーであって、前記クロスレールの昇降時に干渉しないように切欠きを有し前記主軸頭と前記自動工具交換装置との間を遮断可能に移動する大きな保護カバーと、前記大きな保護カバーの切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーと、前記大きな保護カバーに取り付けられ先端に前記小カバーを固着して高さ位置調整可能に昇降移動させる駆動装置と、前記コラムに取り付けられ前記クロスレールの昇降位置を検出する検出器とを備え、前記検出器により検出されたクロスレールの位置に基づいて小カバーを昇降させるものである。
【0016】
請求項1の保護カバーによれば、大きな保護カバーにクロスレールの昇降を許容する切欠きと、この切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーとを設けたので、自動工具交換装置を切削液や切屑から保護する保護カバーを取り付けても、クロスレールの昇降位置を制限することなく、薄物工作物から厚物工作物まで任意の高さの工作物を加工することが可能となった。
またクロスレールの昇降位置に応じて小カバーを昇降させてロックすることが出来るので、クロスレールがいずれの昇降位置にあっても切削液や切屑を完全に防止することが出来る。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明の保護カバーの取り付け状態を示していて、第1の従来技術における保護カバーの切欠きに対し、この切欠きを塞ぐ小さなカバーを追加したものである。尚図1では第1の従来技術と同一個所に第1の従来技術の符号に対し100桁を差し引いた符号を付けて関連をもたせ、説明を省略する。
【0018】
図1において、大きな保護カバー15に設けられた切欠き15aは、クロスレール4がZ軸方向で最下降位置に移動してコラム3にクランプされたときにも干渉しない大きさに設けられている。大きな保護カバー15にはZ軸方向に駆動装置22が取着されていて、この駆動装置22のピストンロッド27の先端には、大きな保護カバー15の切欠き15aを完全に塞ぎ、クイル6に組み込まれた主軸6aに装着した工具Tが完全に隠れる大きさの小カバー21が結合されている。そして駆動装置22は小カバー21をZ軸方向に昇降移動させる。
【0019】
コラム3の側面にはZ軸方向に等間隔を有して検出器としてのリミットスイッチ20が複数個取り付けられていて、クロスレール4にはクロスレール4が昇降したときこれら各リミットスイッチ20と相対する位置で各リミットスイッチ20を順次作動させる駒19が取着されている。駆動装置22としては例えばSMC株式会社製ファインロックシリンダ内蔵ガイド付MLGC Series が用いられる。
【0020】
従ってピストンロッド27が上下に移動すればピストンロッド27に接続の接続板31を介して小カバー21もともに直進移動を行う。また駆動装置22の外周上には軸線に沿ってコラム3に取り付けたリミットスイッチ20と同数の近接スイッチ32(図1には図示せず)が等間隔に取り付けられていて、シリンダ25を非磁性体で作っておくことによりピストンロッド27の位置を検知することができる。そして複数個の前記近接スイッチ32の取り付け位置はクロスレール4の昇降位置を検出する複数個のリミットスイッチ20の取り付け位置に対応されており、駒19で作動されたりリミットスイッチの位置でクロスレールの位置がわかり、このときの小カバー21の位置が切削液,切粉防止に適合した位置とするように駆動装置22の前記近接スイッチ32が作動すべく関係づけられている。
【0021】
小カバー21の昇降移動を図2に示すブロック線図にもとづいて作用を説明する。指令により方向切換弁51の流路を開き駆動装置22のシリンダ25の上室への流路を開いて圧縮空気源に接続し下室を開放して圧縮空気を送りピストンの下端位置に位置決めする。これにより図1において小カバー21が最下降位置となる。切削加工を行う場合、工作物の高さに応じてクロスレール4にZ軸方向の昇降移動が指令される。
【0022】
この指令によってクロスレール4が昇降移動し駒19がコラム3に取り付けられているリミットスイッチ20のうち所定のリミットスイッチ20を作動させたとき、信号によりクロスレール4のクランプ装置61が働きクロスレール4はコラム3にクランプされる。次に小カバー21が上昇した位置をとらせるために、指令によって方向切換弁51を切り換えて駆動装置22のシリンダ25の下室に圧縮空気を送りピストンロッド27を上昇させる。ピストンロッド27の上昇によって近接スイッチ32が順次作動し近接スイッチ32の信号とリミットスイッチ20の信号とが比較回路62で比較されており一致したときに比較回路62から方向切換弁51に信号を送って上昇を停止させる。
【0023】
尚、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば駆動装置としてモータとねじ軸を使用しても良い。また、リミットスイッチ20の出力に基づいて単純に駆動装置を制御するようにし、近接スイッチ32,比較回路62を省略しても良い。その他、基発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】
本発明の保護カバーは上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項1の保護カバーは、大きな保護カバーにクロスレールの昇降を許容する切欠きと、この切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーを大きな保護カバーに設けて小カバーをクロスレールの昇降位置に対応して昇降するようになしたので、自動工具交換装置を切削液や切屑から保護する保護カバーによってクロスレールの昇降位置を制限することなく、薄物工作物から厚物工作物まで任意の高さの工作物を加工することが可能となった。
またクロスレールの昇降位置に応じて小カバーを昇降させてロックすることが出来るのでクロスレールがいずれの昇降位置にあっても切削液と切屑を完全に防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動工具交換装置保護カバーの取り付け状態の説明図である。
【図2】小カバーの動作を説明するブロック線図である。
【図3】第1の従来技術の説明図である。
【図4】図3のB−B´矢視図である。
【図5】第2の従来技術の説明図である。
【符号の説明】
3 コラム 4 クロスレール
15 大きな保護カバー
15a 切欠き 21 小カバー
22 駆動装置 20 リミットスイッチ
19 駒 32 近接スイッチ
Claims (1)
- 門型マシニングセンタで主軸頭を水平移動可能に支持しコラムに沿って昇降移動するクロスレールの端部に取着された自動工具交換装置に対し切削液及び切屑が飛散することを防止する保護カバーであって、前記クロスレールの昇降時に干渉しないように切欠きを有し前記主軸頭と前記自動工具交換装置との間を遮断可能に移動する大きな保護カバーと、前記大きな保護カバーの切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーと、前記大きな保護カバーに取り付けられ先端に前記小カバーを固着して高さ位置調整可能に昇降移動させる駆動装置と、前記コラムに取り付けられ前記クロスレールの昇降位置を検出する検出器とを備え、前記検出器により検出されたクロスレールの位置に基づいて小カバーを昇降させることを特徴とする自動工具交換装置保護カバー。
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JP2000289950A JP3795737B2 (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 自動工具交換装置保護カバー |
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