JP3855098B2

JP3855098B2 - 工作機械装置

Info

Publication number: JP3855098B2
Application number: JP2001003930A
Authority: JP
Inventors: 義秀瀬尾
Original assignee: Horkos Corp
Current assignee: Horkos Corp
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JP2002205241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独特なカバー装置を備えた工作機械装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第一及び第二サドルやコラムの主軸方向（前後方向）長さの短縮化と、主軸ヘッドの前後方向の送り速度の高速化とを実現させた工作機械であって、主軸方向ベッドにコラムを固設し、このコラムに第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、第一サドルに第二サドルを横方向の移動可能に案内させ、第二サドルに主軸ヘッドを前後方向の移動可能に案内させたものは知られている（特開平４−３６５５２９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した工作機械に於いては、主軸ヘッドの前端に装着された刃具でワークを切削する際、刃具の回転等により切削屑や切削液が後方へ飛散することがあるが、この飛散に対する保護対策をしないときは、ワークの切削屑や、切削液が第一サドル及び第二サドルに直接、降りかかるのであり、この結果、加工精度が損なわれるばかりでなく、工作機械の保守管理や清掃が行い難くなるのである。
本発明は、斯かる実状に対処し得るものとした独特なカバーを備えた工作機械装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明ではベッドにコラムを固設し、このコラムの前面に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、また第一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能に案内させると共に、第二サドルに主軸ヘッドを前後方向の移動可能に案内させた工作機械に於いて、第二サドルの前面に主軸ヘッドの前後移動を許容した第一カバー板を固定すると共に、このカバー板の左右各端縁には側部カバー板を、該第一カバー板と第一サドルとの間に形成された案内手段の案内作用による後方への折れ曲がり可能に設け、また該第一カバー板の前方位置には中央内部へ主軸ヘッドの左右移動を許容する状態に覆うものとした孔あき平板と、その上下端縁部に一定長の折れ曲がり板を連結させた構成の第二カバー板を第一サドルに設け、一方コラムから前方へ向けてコ字状の取付架台を立設させ、他方該取付架台の上下端付近には前記上下端縁部の折れ曲がり板を後方へ折れ曲がり可能にする円弧状の案内路を形成した案内板を取付けたものとなし、前記第一サドルの上下移動するさいに上記孔あき平板の上下端縁部に連結させた折れ曲がり板が上記案内路を案内されることにより、孔あき平板の上下箇所やその後方へ向かう一定範囲を適宜被覆される構成にする。
【０００５】
上記に於ける案内手段は、９０゜前後の円弧状案内路を形成したりする。
【０００６】
更に、第二カバー板の前側ベッド上に対して、中央内部に主軸ヘッドの上下及び左右移動を許容する方形の空孔を穿設し、且つコラム間との立体空間を被覆するものとした平面視断面コ字状の第三カバー板を立設させたものとする。
【０００７】
このさい、第三カバー板の中央内部に穿設した方形空孔の上縁若しくは下縁付近では、第二カバー板の上下移動時に、該カバー板の上下折れ曲がり板の何れか片側連結部が部分的に覗出されるものとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る工作機械装置（マシニングセンタ等）の基本構造は、先に提案した特願平１１−１９７５８３号に於ける図１に示す通りであるが、このものと本発明の実施例で相違ならしめた点は第一サドルを上下方向へ昇降させるための上下動サーボモータ１１をコラム２の中央に１個配置することなく、その左右両サイド個所に２個配設して第一サドル４の昇下降可能になさしめた点であり、その他は同様のため部品番号を同一に符して示してある。
【０００９】
即ち、本発明に於ける図１で１は最下部を形成してなるベッドであり、２は該ベッド１上面に固設されたコラムである。３は上記コラムの前面側に於ける左右両側方の凡そ中間部付近に設けてなるネジ軸受座であり、４はこれを介して螺動する後述のサーボモータのネジ軸により上下方向ｆ１の摺動変位自在に案内される第一サドルである。
【００１０】
５，５は第一サドル４の前面側上下箇所で左右方向に固設してある一対のレール部材であり、６は該レール部材を介して左右方向ｆ２の摺動変位自在に案内される第二サドルである。７，７は該第二サドル６の背面側左右方向へ突設させた一対の前後向きレール部材であって、該レール部材を介して主軸ヘッド８が後述するサーボモータの駆動でｆ３の摺動変位自在に案内されるものとなっている。
【００１１】
ところで、ベッド１は鋼板で箱形に形成され、コラム２よりも前側の上面に対して、図示しない工作台を固定するための支持部材９、９を固着されたものとなされている。而して、ベッド１の中央には切削屑や切削液を特定箇所へ落下させるための落下孔１０が形成されている。
【００１２】
これに対し、コラム２は左右一対の縦向き部材２ａ、２ａと上下一対の横向き部材２ｂ、２ｃとを有し、中心部に比較的大きな前後向きの四角孔ａを形成された四角枠体を主体となすと共に、上側の横向き部材２ｂの左右端側箇所にモータ台２ｄ，２ｄを固定し、各モータ台２ｄ，２ｄに第一サドル４を上下駆動するためのサーボモータ１１，１１を夫々れ取付けるものとなされている。
【００１３】
第一サドル４は、図２Ａ等に示すように、左右一対からなる断面四角形の各縦向き単一角柱体４ａ、４ａと上下一対からなる断面四角形の各横向き単一角柱体４ｂ、４ｃとを有し且つ、中心部に比較的大きな前後向きの四角孔ｂを形成され且つ、コラム２の前面に収まる程度の大きさとなされてなる鋼板製の縦向き四角枠体を形成し、この四角枠体の上部を左右方向へ延出させ、該延出部に対し後述する上下動サーボモータのネジ軸と嵌合させる嵌合部材１２を固定すると共に、前面側の上下横向き角柱体４ｂ、４ｃには第二サドル６を案内するための一対のレール部材５、５を固定する。１４は嵌合部材１２に取付けたナット体である。
【００１４】
而して、上記ナット体１４には前記サーボモータ１１，１１の出力軸に結合された縦向きネジ軸１５，１５を螺入させ、また上側の横向き枠部材４ｂの上面に第二サドル６を左右駆動するためのサーボモータ１６を設け、また横向き枠部材４ｂの上面には固着された一対の補強板１７、１７上へ、前記サーボモータ１６の出力軸に結合された横向きネジ軸１８を回転自在に支持するものとした軸受部材１９ａ、１９ｂを固定してある。
【００１５】
第二サドル６は、図２Ｂ等に示すように、中心部に主軸ヘッド８が挿入される程度の前後向きの四角孔ｃを形成させ且つ、第一サドル４の前面に収まる程度の大きさとなされた縦向き四角枠体６ａを備え、この四角枠体６ａの後面に鋼板製の四角筒部材からなる左右一対の水平誘導枠６ｂ、６ｂを前後向きに固着すると共に前記レール部材５、５に案内される複数の嵌合部材２０を固定させ、また各水平誘導枠６ｂの上面に前後向きレール部材７を固設すると共に一対の水平誘導枠６ｂ、６ｂの側面間を水平な平鋼板２１で結合させたものとなしてある。
【００１６】
上記四角枠体６ａの上側の横向き角柱体２２の一側の上面には上方へ向って台座２３が設けてあり、この台座２３上に環形のナット保持部材２４を固定させている。而して、ナット保持部材２４に保持させたナット体２５には上記横向きネジ軸１８が螺入されている。さらに左右の水平誘導枠６ｂ、６ｂの後端間には縦向き支持板２６を固着し、この支持板２６の後面に主軸ヘッド８を前後方向ｆ３へ駆動変位させるためのサーボモータ２７が固定させてなる。このさい、１３はその回動軸である。
【００１７】
主軸ヘッド８は前後向きの主軸２８を回転自在に支持したヘッドフレーム２９を備え、このヘッドフレーム２９の内方には主軸２８を回転駆動するための図示しない駆動モータを設け、且つ該ヘッドフレーム２９の長さ方向に向かう下面には前記レール部材７に案内される複数の嵌合部材３０を設けたものとなしてある。
また、ヘッドフレーム２９の下部外面には前記サーボモータ２７の回転軸１３と螺合し、該サーボモータ２７の回転によりヘッドフレーム２９を前後移動させるものとした図示しない係合子が設けてなる。
【００１８】
上記のように形成した工作機械の基本構造に於いて本発明ではカバー装置を装設するのであり、その具体的な構成を図３〜図７を参照して説明する。
図３に示すように、第二サドル６の前面にこれの概略全体を覆う第一カバー板３１を固設する。この第一カバー板３１は中央内部に主軸ヘッド８が前後移動可能に内挿される透孔８ａを穿設すると共にこの透孔８ａの内周囲に透孔８ａと主軸ヘッド８との間を略液密状にシールするためのシール手段３２を固定したものとなしてある。このシール手段３２としては例えば撓曲可能となされた帯状ゴム体等が使用される。
【００１９】
一方、第一カバー板３１の左右端縁には側部カバー板３３が取付けてあり、該カバー板３３は第一サドル４との間に形成された案内手段３４の案内作用によって後方への折れ曲がり可能に連設させてある。これを詳細に説明すると、図４及び図５等に示すように第一カバー板３１の左右各端縁にヒンジ継ぎ手３５を介して側部カバー板３３を前後揺動自在に装着させると共に、各側部カバー板３３に対応させてその案内手段３４を形成するのである。
【００２０】
ところで、案内手段３４は側部カバー板３３の上下に形成した案内機構からなるもので、この案内機構の一つについて説明すると、平面視鈎状となされた案内板３６を第一サドル４の端部に固定させ、各案内板３６に形成された９０゜前後の円弧状の案内路３６ａ内にその対応する側部カバー板３３の上下縁に突設されたローラ３７を挿入したものとなすのである。而して、凡そ９０゜前後となした円弧状の案内路３６ａの曲率中心近傍箇所と前記ピン体３７近傍箇所との間に付勢手段であるスプリング３８を張り架け、この付勢力で側部カバー板３３をこれが後方へ揺動する側へ引張させるものとする。
【００２１】
上記の構成は本願発明者が先に提案した特願平１１−１９７５８３号と実質的に同一であるが、他方本願発明では上記に於ける第一カバー板３１に対し、その前側及び上側や下側並びにその後方などを被覆可能するものとした第二カバー板３９を設けるようになすのであり、即ち該第二カバー板３９は図６（斜視図）、及び図７（側面図）に示す通り中央部へ主軸ヘッド８の左右移動を許容した空孔Ｐ_１を穿設した孔あき平板３９ａに対し、該板上側及び下側やその夫々れ後方を一定範囲に被覆するための折れ曲がり板３９ｂ及び３９ｃを連結させるのであり、その具体的構成は次の如くなされる。
【００２２】
孔あき平板３９ａは第一サドル４ａの上下端縁からＬ字状の支持ステー４０ａ，４０ｂを介して固定的に取付けしめ、一方上部の折れ曲がり板３９ｂは、その片端を孔あき平板３９ａの上縁箇所へ蝶番４１を介して揺動自在に支承させ、他端は次述する今一つの支持ステーの案内作用により案内路を摺動移動させられる揺枝杆４２に止着させてある。
【００２３】
他方、下部の折れ曲がり板３９ｃはその片端を孔あき平板３９ａの下縁箇所へ蝶番４３を介して揺動自在に支承させ、他端は同じく次述する今一つの支持ステーの案内作用により案内路を揺動移動させる揺枝杆４４に止着させてある。
【００２４】
上記した今一つの支持ステーの構成は、次の通りである。４５，４５はコラム２から前方へ向けて固設したコ字状の取付架台であって、該取付架台４５，４５の上下端付近には９０゜前後となした半円弧状の案内路を形成した案内板４６，４６を取付けてある。図示例で上記案内板４６，４６の案内路は円弧状の溝ｍに形成し、該溝ｍ内を上記揺枝杆４２，４４のコロｎが転動する構成であるが、溝ｍに代わってレール部材となしても良い。
【００２５】
本発明に於いて、前述の第一カバー板３１は、主軸ヘッドの工作作業中に専ら左右方向に飛散する切削屑や切削液の装置内面への乱入防止を図るようになされるのに対し、第二カバー板３９は専ら上下の高さ方向へ飛散する切削屑や切削液の装置内面側への乱入防止が図られるようにするためのものである。
なお、第二カバー板３９の前方には更に図８に示す如く平面視断面コ字形の第三カバー板４７を設けることができる。このさい、該カバー板４７の中央部分には主軸ヘッド８の上下及び左右移動を許容するための概略方形の空孔Ｐ_２が穿設してある。
【００２６】
なお、図示を省略したがマシニングセンタ装置では次の如き装置を付加するものであって、即ち多数の工具を収納させた工具マガジンや、工具マガジンの工具を受け取って主軸２８の先端に嵌挿したり、或いはこれとは逆に主軸２８の先端から工具を抜き取って工具マガジンに戻すように作動するものとした自動工具交換装置を設けるほか、ベッド１上部の構造物の全体を覆うための囲壁を必要に応じて設けたりする。
【００２７】
次に上記のように構成した工作機械の作動を説明する。
サーボモータ１１が回転することにより、第一サドル４及び主軸ヘッド８が上下方向ｆ１へ駆動変位される。この際、第一カバー板３１、側部カバー板３３及び第二カバー板３９は第一サドル４と同体状に上下変位する。また第三カバー板４７はベッド上及び又はコラム２に固定されていて上下変位しないが、このカバー板４７に穿設された空孔Ｐ_２の存在が主軸ヘッド８の上下変位を許容する。この上下変位中、第二カバー板３９の空孔Ｐ_１による前後方向空間は第一カバー板３１及び側部カバー板３３により遮断され、また第二カバー板３９の上下方向及びこれを含む後方空間は折れ曲がり板３９ｂ及び３９ｃが円弧状の案内路に案内されて後退摺動することより遮断されるものとなる。
【００２８】
またサーボモータ１６が回転することにより、第二サドル６及び主軸ヘッド８が左右方向ｆ２へ駆動変位される。この際、第一カバー板３１が第二サドル６と同体状に左右移動され、この左右移動に連動して側部カバー板３３、３３が案内板３６の円弧状案内路に案内されて左右側方の後方へ向けて摺動移動する。このとき第二カバー板３９及び第三カバー板４７は左右変位しないが、各カバー板３９、４７の各空孔Ｐ_１，Ｐ_２の存在が主軸ヘッド８の左右変位を許容する。
【００２９】
上記を更に具体的に説明すると、第二サドル６が最も右側に移動されたとき、右側の側部カバー板３３は案内路３６ａとピン体３７との相互作用によりヒンジ継ぎ手３５回りの後方へ凡そ９０度揺動された状態となり、逆に第二サドル６が最も左側に移動されたとき、左側の側部カバー板３３は案内路３６ａとピン体３７との相互作用により第一カバー板３１と同一の左右方向となって第二カバー板３９の空孔Ｐ_１に対する前後方向空間を遮断するように作動する。このような右側の側部カバー板３３の作動は左側の側部カバー板３３についても対称的に行われる。従って、これにより、第二カバー板３９の空孔Ｐ_１に対する前後方向空間は第二サドル６の左右方向ｆ２の位置の如何に拘わらず第一カバー板３１及び側部カバー板３３、３３により閉鎖された状態となり、また第三カバー板４７の空孔Ｐ_２に対する前後方向空間は第二カバー板３９、及び第一カバー板３１及び側部カバー板３３、３３などにより完全に閉鎖された状態となる。
【００３０】
またサーボモータ２７が回転することにより、主軸ヘッド８が前後方向ｆ３へ駆動変位されるのであり、これにより主軸２８はｆ３方向の任意位置へ向けて移動されるものとなる。この際、シール手段３２は主軸ヘッド８の周面に付着した切削屑や切削液などを主軸ヘッド８の後方移動中に拭って落下させ切削屑等が第一カバー板３１の後方へ侵入するのを阻止する。
【００３１】
上記は第一サドル４の定位置で第二サドル６の左右方向へ移動させた場合であるが、上下動サーボモータ１１の駆動により、第一サドル４が一定距離上方へ或いは下方へ昇下降する場合は第二サドルが共に昇下降し、且つこれに伴って主軸ヘッド８も同時に昇下降することから、該主軸ヘッド８を介し第二カバー板の孔あき平板３９ａが共に昇下降するものとなり、このさい孔あき平板３９ａの上下端に取付けられた上下部折れ曲がり板３９ｂ及び３９ｃは、これを支承してなる揺枝杆４２，４４のコロｎが案内板４６の案内路ｍに沿って摺動することにより、上方及び下方の後方へ向かう空間を部分的に或いは全面的に被覆するものとなして切削屑や切削液の装置内部への飛散侵入を防止するようになすのである。
【００３２】
ところで、上記した主軸ヘッド８の上下左右前後変位と、該ヘッド８先端の主軸２８に嵌着される図示しない刃具が主軸内蔵モータなどによる回転作動により、図示しない工作台上に固定されたワークの加工を可能にする。
【００３３】
而して、ワークの加工中には刃具により生成される切削屑や噴出される切削液が刃具の回転に起因して後方にも飛散するのであるが、これらのうち第三カバー板４７の空孔Ｐ_２を通り抜けたものは第二カバー板３９に衝突して落下し、また第二カバー板３９の空孔Ｐ_１を通り抜けものは第一カバー板３１や側部カバー板３３に衝突して落下する。従って、主軸ヘッド８がその移動範囲内の任意位置にあっても切削屑や切削液は第一サドル４や第二サドル６に直接に降りかかることはなくなる。なお、比較的大きな切削屑等は第三カバー板部材で確実に阻止されるものとなっている。
【００３４】
一般的に従来装置で固定したカバー板を設けるさいは、その空孔ｐを比較的大きいものに穿設することができず、これは必然的に主軸ヘッドの上下動ストロークに制限を与えるものとなっていたが、本発明の如く第二カバー板の上下端縁部に対し折れ曲がり板を連結させたものでは、固定カバー板の空孔Ｐ_２をその上下方向へ大きく拡大させるものとなしても、上下部折れ曲がり板の連結部の一部が空孔Ｐ_２の拡大箇所を補足するように覗出するため、上記主軸ストローク長を大ならしめることによる空孔Ｐ_２からの切削屑侵入などのトラブル解消が図られるものとなる。
【００３５】
上記実施例に於いて、第一カバー板３１の側部カバー板３３，３３及び第二カバー板３９の上下部折れ曲がり板３９ｂ，３９ｃは、図示例のものに限らず複数のカバー要素板の側縁同志をヒンジ継ぎ手等を介して折れ曲がり可能に連設させたり、或いは蛇腹板の如き公知になされた他の手段に変更して採用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明装置は以上の通り構成する結果、工作作業中に於ける切削屑や切削液等の第一サドルや第二サドルなどに対し降りかかる問題を完全に防止することのできるものとなり、この結果加工精度が損なわれたり、又装置本体の保守管理を困難ならしめたり、或いは全体的な耐久性を欠除させたりすることのないものとなる。
【００３７】
また、本発明に於ける第二カバー板の孔あき平板の上下端縁に対し、折れ曲がり板を連設し、これらが案内手段の案内作用で後方空間を被覆するように作用させることは、主軸ヘッドの下方へ向かうストローク長を大ならしめる低位置までの下降を可能となし、即ちこのことは加工範囲が拡大して装置の高性能化を従来装置に比べて背高を低く設計した状態で可能となし、更にこのことはＡＴＣ装置などを低い位置に設置可能となすほか、刃具の取付け取外しなどの作業も簡便、且つ容易に行えるものとなる。
【００３８】
なお、装置全体の背高が低くなることは装置のレイアウトで見通しが良くなり、しかも圧迫感などを無くして、作業環境に良い影響を与えるものとなる。加えて、装置全体のコンパクト化及び、高性能化、軽量化、省スペース化などに著しく寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工作機械の基本構造の一実施例を示す斜視図である。
【図２】Ａは第一サドルの斜視図、Ｂは第二サドルの斜視図である。
【図３】第一カバー板及び側部カバー板を装着した状態の斜視図である。
【図４】側部カバー板の案内手段の構成を示すもので、Ａは平面図、Ｂは側面図、ＣはＸ−Ｘ線の断面図である。
【図５】側部カバー板箇所の拡大部分斜視図である。
【図６】第一カバー板の前方へ第二カバー板及び上下部折れ曲がり板を取付けた状態の一部破断斜視図である。
【図７】上記の側面図である。
【図８】第一カバー板、第二カバー板及び第三カバー板を装着した装置全体斜視図である。
【符号の説明】
１ベッド
２コラム
４第一サドル
６第二サドル
８主軸ヘッド
３１第一カバー板
３２シール手段
３３側部カバー板
３４案内手段
３６ａ案内路
３８付勢手段
３９第二カバー板
３９ａ孔あき平板
３９ｂ上部折れ曲がり板
３９ｃ下部折れ曲がり板
４５コ字状の取付け架台
４６案内板
４７第三カバー板
ｆ１上下方向
ｆ２左右方向
ｆ３前後方向

Claims

ベッドにコラムを固設し、このコラムの前面に第一サドルを上下方向の移動可能に案内させ、また第一サドルの前面に第二サドルを左右方向の移動可能に案内させると共に、第二サドルに主軸ヘッドを前後方向の移動可能に案内させた工作機械に於いて、第二サドルの前面に主軸ヘッドの前後移動を許容した第一カバー板を固定すると共に、このカバー板の左右各端縁には側部カバー板を、該第一カバー板と第一サドルとの間に形成された案内手段の案内作用による後方への折れ曲がり可能に設け、また該第一カバー板の前方位置には中央内部へ主軸ヘッドの左右移動を許容する状態に覆うものとした孔あき平板と、その上下端縁部に一定長の折れ曲がり板を連結させた構成の第二カバー板を第一サドルに設け、一方コラムから前方へ向けてコ字状の取付架台を立設させ、他方該取付架台の上下端付近には前記上下端縁部の折れ曲がり板を後方へ折れ曲がり可能にする円弧状の案内路を形成した案内板を取付けたものとなし、前記第一サドルの上下移動するさいに上記孔あき平板の上下端縁部に連結させた折れ曲がり板が上記案内路を案内されることにより、孔あき平板の上下箇所やその後方へ向かう一定範囲を適宜被覆されるものとなしたことを特徴とする工作機械装置。
案内手段は９０゜前後の円弧状案内路を形成したものとなしてあることを特徴とする請求項１記載の工作機械装置。
第二カバー板の前方に対し、中央内部へ主軸ヘッドの上下及び左右移動を許容する方形の空孔を穿設し、且つコラム間に到る内部空間を被覆するものとなした平面視断面コ字状の第三カバー板を立設させたことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械装置。
第三カバー板の中央内部に穿設した方形空孔の上縁若しくは下縁付近に対し、第二カバー板の上下移動時に於いて、該カバー板の上下折れ曲がり板の何れか片側連結部が部分的に覗出されるものとなる構成を特徴とする請求項３記載の工作機械装置。