JP3942419B2 - 工作機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの加工に伴って発生した切り屑を、ベッドに形成されたトラフ内に設置されたチップコンベアに導くためのオイルパンを備えた工作機械、特に、ワークの加工に伴って発生した切り屑をオイルパンによって確実にチップコンベアに導くことができる工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の工作機械としては、図7及び図8に示すような横形マシニングセンタ50がある。この横形マシニングセンタ50は、同図に示すように、幅方向の中央部にセンタトラフ52が形成されたベッド51と、このベッド51上を長手方向に進退する、ワークを取り付けたパレットPを旋回可能に支持するテーブル53と、ベッド51の長手方向の一端側に形成された段取り領域αと加工領域β内のテーブル53との間で、ワークを取り付けたパレットPを自動的に交換する自動パレット交換装置54とを備えており、ベッド51の長手方向の他端側には、ベッド51の幅方向及び上下方向に移動する主軸ヘッド55が設置されている。なお、図7には、主軸ヘッド55部分を取り除いた状態の横形マシニングセンタ50が示されている。
【0003】
前記自動パレット交換装置54は、段取り領域αと加工領域βとの境界を中心に旋回する一対のパレット交換アーム54aと、段取り領域αと加工領域βとを区画する仕切板54bとを備えており、テーブル53に取り付けられたパレットを交換する際は、パレット交換アーム54aと共に仕切板54bも旋回するようになっている。
【0004】
加工領域β内におけるベッド51の幅方向の両側部には、ワークの加工に伴って発生する切り屑をセンタトラフ52内に導くために、センタトラフ52の幅方向の両側からそれぞれ外側に傾斜しながら立ち上がるオイルパン56が設置されており、センタトラフ52内には、段取り領域α内において作業者によってワーク、パレット等からセンタトラフ52内に導かれた切り屑や、オイルパン56によってセンタトラフ52内に導かれた切り屑を段取り領域αや加工領域βから機外に排出するために、段取り領域αから加工領域βを通過して主軸ヘッド55側に延びるチップコンベア57が設置されている。
【0005】
また、センタトラフ52内には、チップコンベア57の上方に、テーブル53の進退駆動機構を構成しているボールねじ58が定位置回転可能に支持されており、テーブル53にはボールねじ58を覆う伸縮可能な山形のカバー(図示せず)が取り付けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した横形マシニングセンタ50では、図8に示すように、ワークを加工する際にベッド51の幅方向に移動する主軸ヘッド55や、ワークが取り付けられたパレットPを交換する際に旋回する仕切板54bとの干渉を避けるために、オイルパン56の傾斜角度を小さくしなければならず、このようにオイルパン56の傾斜角度を小さくすると、ワークの加工に伴って発生した切り屑が、オイルパン56の傾斜面に留まってしまい、切り屑を確実にセンタトラフ52内のチップコンベア57に導くことができなくなるという問題がある。
【0007】
また、上述したような横形マシニングセンタ50では、段取り領域α内の切り屑を排出するために、チップコンベア57が段取り領域αまで延びているので、テーブル53の進退駆動機構を構成しているボールねじ58をセンタトラフ52内に設置しようとすると、ボールねじ58をチップコンベア57の上方に配置する必要があり、その場合は、センタトラフ52の深さを大きくしなければならず、ベッド51の剛性が低下するといった問題もある。
【0008】
そこで、この発明の課題は、ワークの加工に伴って発生した切り屑をオイルパンによって、ベッドのトラフ内に設置されているチップコンベアに確実に導くことができる工作機械を提供することにあり、さらに、センタトラフにボールねじを設置する場合でも、センタトラフの深さを最小限に抑えることができる工作機械を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、幅方向の中央部に形成されたセンタトラフと、このセンタトラフを挟んで、幅方向の両側に形成された一対のサイドトラフとを有するベッドと、前記センタトラフ及び一対の前記サイドトラフ内にそれぞれ設置されたチップコンベアと、前記センタトラフを跨ぐように、前記ベッド上を、その長手方向に進退するテーブルと、前記サイドトラフ内に設置された前記チップコンベアに切り屑を導くように、一対の前記サイドトラフからそれぞれ外側に傾斜しながら立ち上がるオイルパンとを備え、前記テーブルの進退駆動機構を構成しているボールねじが、前記センタトラフ内に設置されたチップコンベアと平面的に重ならないように、前記センタトラフ内に配置されていることを特徴とする工作機械を提供するものである。
【0010】
以上のように、この工作機械は、ベッドの幅方向の中央部に形成されたセンタトラフを挟んで、ベッドの幅方向の両側に一対のサイドトラフを形成すると共に、センタトラフ及び一対のサイドトラフにそれぞれチップコンベアを設置し、ベッドの幅方向の両側に設置されるオイルパンによって一対のサイドトラフに切り屑を導くようにしたので、従来の工作機械のように、ベッドの幅方向の中央部にセンタトラフのみを設置し、ベッドの幅方向の両側に設置されるオイルパンによってセンタトラフに切り屑を導く場合に比べて、双方のオイルパンの下端部同士の間隔が大きくなり、これに伴って、各オイルパンにおける上端部と下端部との水平方向の間隔が小さくなる。従って、従来の工作機械に設置されるオイルパンに比べて、オイルパンの傾斜角度が大きくなるので、切り屑がオイルパンの傾斜面に留まりにくくなり、ワークを加工する際、オイルパンに当たった切り屑をより確実にサイドトラフ内のチップコンベアに導くことができる。
【0011】
また、前記テーブルの進退駆動機構を構成しているボールねじが、前記センタトラフ内に設置されたチップコンベアと平面的に重ならないように、前記センタトラフ内に配置されているので、チップコンベアとボールねじとを同一レベルに設置することができる。従って、センタトラフ内にボールねじを設置する場合でも、センタトラフ内に設置されたチップコンベアの上方にボールねじが配置されている従来の工作機械に比べて、センタトラフの深さを浅くすることができ、ベッドの剛性を高めることができる。
【0012】
上述したように、センタトラフ内に設置されたチップコンベアと平面的に重ならないように、ボールねじをセンタトラフ内に配置するためには、請求項2にかかる発明の工作機械のように、前記センタトラフ内に設置されるチップコンベアを、前記テーブルが加工領域における段取り領域側に移動したときに露出するセンタトラフ部分に配置し、前記センタトラフ内に設置される前記ボールねじが前記センタトラフ内に設置された前記チップコンベア側に張り出さないように、前記ボールねじに螺合するボールナットを、段取り領域側に張り出した支持部材を介して前記テーブルに支持するようにしたり、請求項3にかかる発明の工作機械のように、前記センタトラフ内に設置されるチップコンベアを、前記テーブルが加工領域における段取り領域側に移動したときに露出するセンタトラフ部分に配置し、前記ボールねじが前記センタトラフ内に設置された前記チップコンベア側に張り出さないように、前記ボールねじを前記テーブルに固定すると共に、前記ボールねじに螺合するボールナットを定位置回転可能に支持し、前記ボールナットを回転駆動させるようにしておけばよい。
【0013】
特に、請求項4にかかる発明の工作機械のように、前記サイドトラフに設置された前記チップコンベアが加工領域から段取り領域まで延びているものにあっては、センタトラフ内に設置されるチップコンベアを段取り領域まで延ばさなくても、段取り領域内の切り屑をサイドトラフ内に設置されたチップコンベアによって排出することができる。
【0014】
また、請求項5にかかる発明の工作機械のように、前記テーブルには、前記ベッドに設けられた前記テーブルの案内面を覆う、前記ベッドにおける加工領域を挟んで段取り領域と反対側の端部に設置される主軸ヘッド側に延びる山形の案内面カバーが取り付けられており、前記案内面カバーは、その内部を上下に区画することによって、前記案内面の上方に、ケーブル類を加工領域の外側に導くための空間が形成されているものにあっては、ワークの加工時に発生した切り屑等を確実にチップコンベアに導くために、センタトラフ、サイドトラフの周辺部分やテーブル等にクーラントを吹き付ける場合であっても、案内面カバーを利用してケーブル類をクーラントにさらすことなく加工領域の外側に導くことができるので、別途、ケーブルカバー等を設ける必要がない。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図4に示すように、この横形マシニングセンタ1は、ベッド11の一端側でベッド11上をX軸方向に移動するコラム(図示せず)と、このコラムにY軸方向に昇降自在に支持された主軸ヘッド12と、この主軸ヘッド12に対してベッド11上をZ軸方向に進退するテーブル13とを備えており、このテーブル13はワークが固定されるパレットPを旋回可能に保持することができるようになっている。
【0016】
ベッド11の上面には、X軸方向の中央部にZ軸方向に延びるセンタトラフ11aと、このセンタトラフ11aを挟んで、X軸方向の両側にZ軸方向に延びる一対のサイドトラフ11bとがそれぞれ形成されており、このセンタトラフ11a及び一対のサイドトラフ11bには、ワークの加工に伴って発生した切り屑を機外(ベッド11の一端側)に排出するためのチップコンベア14、15がそれぞれ設置されている。
【0017】
センタトラフ11aは、図4に示すように、加工領域βにおけるZ軸方向の中央部付近に設けられた隔壁11cによって区画されており、チップコンベア14は、加工領域β内でテーブル13が最も段取り領域α側に移動したときに露出する、隔壁11cによって区画されたセンタトラフ11aの主軸ヘッド12側に設置されているが、一対のサイドトラフ11bに設置されているチップコンベア15は、図1に示すように、ベッド11のZ軸方向の一端側から加工領域βを通過してベッド11のZ軸方向の他端側に形成された段取り領域αまで延びている。
【0018】
また、この横形マシニングセンタ1には、図1及び図2に示すように、加工領域β内を移動するテーブル13と段取り領域αとの間で、ワークを取り付けたパレットPを自動的に交換する自動パレット交換装置16が設置されており、この自動パレット交換装置16は、段取り領域αと加工領域βとの境界を中心に旋回する一対のパレット交換アーム16aと、段取り領域αと加工領域βとを区画する仕切板16bとを備えており、テーブル13に取り付けられたパレットPを交換する際は、パレット交換アーム16aと共に仕切板16bも旋回するようになっている。
【0019】
加工領域βには、図1〜図4に示すように、ベッド11のX軸方向の両側部に、ワークの加工に伴って発生する切り屑を一対のサイドトラフ11b内に設置されたチップコンベア15に導くための一対のオイルパン17が設置されており、各オイルパン17は、サイドトラフ11bを構成している外側の壁面に沿って立ち上がる下側垂直部V1と、この下側垂直部V1の上端から外側に傾斜しながら立ち上がる傾斜部Sと、この傾斜部Sの上端から垂直に立ち上がる上側垂直部V2とから構成されている。
【0020】
一対のオイルパン17は、加工領域βにおける主軸ヘッド12側と段取り領域α側とで、上側垂直部V2同士の間隔が異なっており、オイルパン17の主軸12側は、図3(a)に示すように、上側垂直部V2がX軸方向に移動する主軸ヘッド12と干渉しないように、また、オイルパン17の段取り領域α側は、同図(b)に示すように、上側垂直部V2がパレットPを交換する際に旋回する自動パレット交換装置16の仕切板16bと干渉しないように、その間隔が設定されている。
【0021】
テーブル13は、図3及び図4に示すように、センタトラフ11aを跨ぐようにして、ベッド11におけるセンタトラフ11aと一対のサイドトラフ11bとの間に設けられた一対の案内面18に沿ってZ軸方向に進退するようになっており、隔壁11cによって区画されたセンタトラフ11aの段取り領域α側に、テーブル13の進退駆動機構を構成するボールねじ20が定位置回転可能に支持されている。
【0022】
テーブル13には、図4に示すように、段取り領域α側に張り出すブラケット13aを介して、ボールねじ20に螺合するボールナット21が取り付けられており、段取り領域αに設置されたサーボモータ19によってボールねじ20を回転させることで、テーブル13が加工領域β内をZ軸方向に移動するようになっている。
【0023】
また、テーブル13の主軸ヘッド12側の端面には、図1〜図4に示すように、主軸ヘッド12側に向かって下側に傾斜した傾斜カバー22(図2参照)と、一対の案内面18をそれぞれ覆うように、主軸12側に延びる一対の山形の案内面カバー23とが固定されており、テーブル13の段取り領域α側の端面には、図4に示すように、ボールねじ20及び一対の案内面18を覆う伸縮自在の山形の可動カバー24が取り付けられている。
【0024】
前記案内面カバー23は、図5(a)、(b)に示すように、案内面18を覆う断面H字状の下部カバー23aと、この下部カバー23aの上部に嵌合する断面山形状の上部カバー23bとから構成されており、両者を組み付けることによって形成された案内面カバー23は、その内部が上下に区画され、案内面18の上方に、ケーブル類やオイルの供給チューブC等を加工領域βの外側に導くための空間が形成されている。
【0025】
以上のように、この横形マシニングセンタ1では、ベッド11の幅方向の中央部に形成されたセンタトラフ11aを挟んで、ベッド11の幅方向の両側に一対のサイドトラフ11bを形成すると共に、センタトラフ11a及び一対のサイドトラフ11bにそれぞれチップコンベア14、15を設置し、ベッド11の幅方向の両側に設置されるオイルパン17によって一対のサイドトラフ11b内のチップコンベア15に切り屑を導くようにしたため、従来の工作機械のように、ベッドの幅方向の中央部にセンタトラフのみを設置し、ベッドの幅方向の両側に設置されるオイルパンによってセンタトラフに切り屑を導く場合に比べて、双方のオイルパン17における下側垂直部V1同士の間隔が大きくなり、これに伴って、各オイルパン17における下側垂直部V1と上側垂直部V2との水平方向の間隔が小さくなるので、従来の工作機械に設置されるオイルパンに比べて、傾斜部Sの傾斜角度が大きくなる。従って、ワークの加工中にオイルパン17に当たった切り屑がオイルパン17の傾斜部Sに留まりにくくなり、ワークを加工する際に発生する切り屑を確実にサイドトラフ11b内のチップコンベア15に導くことができる。
【0026】
また、この横形マシニングセンタ1では、センタトラフ11a内に設置されるチップコンベア14を、隔壁11cによって区画されたセンタトラフ11aの主軸ヘッド12側に配置すると共に、段取り領域α側に張り出すブラケット13aを介してボールナット21をテーブル13に支持することで、隔壁11cによって区画されたセンタトラフ11aの段取り領域α側にボールねじ20を設置するようにしたため、チップコンベア14とボールねじ20とを同一レベルに設置することができ、ボールねじをセンタトラフ内に設置しようとする場合、チップコンベアの上方において、センタトラフの幅方向に掛け渡した支持部材を介してボールねじを支持していた従来の工作機械に比べて、センタトラフ11aの深さを浅くすることができるので、ベッド11の剛性を高めることができると共に、ボールねじ20をセンタトラフ11aの底面に設置された支持部材を介して支持することができるので、ボールねじ20の支持部材の剛性を高めることができる。
【0027】
また、この横形マシニングセンタ1では、サイドトラフ11bに設置されたチップコンベア15を段取り領域αまで延すようにしたので、センタトラフ11a内に設置されるチップコンベア14を段取り領域αまで延ばさなくても、段取り領域α内の切り屑をサイドトラフ11b内のチップコンベア15によって機外に排出することができる。
【0028】
また、この横形マシニングセンタ1では、上述したように、テーブル13に取り付けられた案内面カバー23の内部を上下に区画することによって、案内面18の上方に、ケーブル類やオイルの供給チューブ等を加工領域βの外側に導くための空間を形成するようにしたので、ワークの加工時に発生した切り屑等を確実にチップコンベアに導くために、センタトラフ11a、サイドトラフ11bの周辺部分やテーブル13等にクーラントを吹き付ける場合であっても、案内面カバー23を利用してケーブル類等をクーラントにさらすことなく加工領域βの外側に導くことができるので、別途、ケーブルカバー等を設ける必要がない。
【0029】
なお、上述した実施形態では、自動パレット交換装置16の仕切板16bとの干渉を防止するためにオイルパン17の上側垂直部V2間の間隔を広くしなければならない場合について説明したが、加工領域βは、X軸方向にある程度の間隔を確保しなければならず、また、X軸方向に移動する主軸ヘッド12に干渉しないように、オイルパン17の上側垂直部V2間の間隔を設定する必要があるので、自動パレット交換装置16が設置されていない横形マシニングセンタ等に、本発明を適用することによって、同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【0030】
また、上述した実施形態では、段取り領域α側に張り出すブラケット13aを介してボールナット21をテーブル13に支持することで、ボールねじ20の全長を短くし、センタトラフ11a内に設置されるチップコンベア14とボールねじ20とが平面的に重ならないようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図6に示すように、テーブル13が最も主軸ヘッド12側に移動したときでも、ボールねじ20がセンタトラフ11a内に設置されたチップコンベア14側に張り出さないように、ボールねじ20の一端をテーブル13の段取り領域α側に固定すると共に、このボールねじ20に螺合するボールナット21を、センタトラフ11aにおける隔壁11cによって区画された段取り領域α側に定位置回転可能に支持し、このボールナット21を、動力伝達手段であるタイミングプーリ25a、25b及びタイミングベルト26を介して、サーボモータ19によって回転させることで、ボールねじ20と共にテーブル13をZ軸方向に進退させるようにすれば、ボールねじ20を、チップコンベア14と平面的に重ならないように、センタトラフ11a内に配置することができる。
【0031】
また、上述した実施形態は、横形マシニングセンタであるが、本発明の工作機械は、こういった横形マシニングセンタに限定されるものではなく、ベッドに形成されたトラフ内に設置されたチップコンベアに、オイルパンによって切り屑を導くようにした種々の工作機械に適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる工作機械の一実施形態である横形マシニングセンタを示す斜視図である。
【図2】同上の横形マシニングセンタを主軸ヘッド側から視た斜視図である。
【図3】(a)、(b)は同上の横形マシニングセンタを示すX軸方向の断面図である。
【図4】同上の横形マシニングセンタを示すZ軸方向の断面図である。
【図5】(a)は同上の横形マシニングセンタに使用されている案内面カバーを示す断面図、(b)は同上の案内面カバーを示す分解断面図である。
【図6】他の実施形態である横形マシニングセンタを示すZ軸方向の断面図である。
【図7】従来の横形マシニングセンタを主軸ヘッド側から視た斜視図である。
【図8】同上の横形マシニングセンタを示す断面図である。
【符号の説明】
1 横形マシニングセンタ
11 ベッド
11a センタトラフ
11b サイドトラフ
12 主軸ヘッド
13 テーブル
13a ブラケット
14、15 チップコンベア
16 自動パレット交換装置
16b 仕切板
17 オイルパン
18 案内面
20 ボールねじ
21 ボールナット
22 傾斜カバー
23 案内面カバー
23a 下部カバー
23b 上部カバー
V1 下側垂直部
V2 上側垂直部
S 傾斜部
α 段取り領域
β 加工領域
Claims (5)
- 幅方向の中央部に形成されたセンタトラフと、このセンタトラフを挟んで、幅方向の両側に形成された一対のサイドトラフとを有するベッドと、
前記センタトラフ及び一対の前記サイドトラフ内にそれぞれ設置されたチップコンベアと、
前記センタトラフを跨ぐように、前記ベッド上を、その長手方向に進退するテーブルと、
前記サイドトラフ内に設置された前記チップコンベアに切り屑を導くように、一対の前記サイドトラフからそれぞれ外側に傾斜しながら立ち上がるオイルパンとを備え、
前記テーブルの進退駆動機構を構成しているボールねじが、前記センタトラフ内に設置されたチップコンベアと平面的に重ならないように、前記センタトラフ内に配置されていることを特徴とする工作機械。 - 前記センタトラフ内に設置されるチップコンベアを、前記テーブルが加工領域における段取り領域側に移動したときに露出するセンタトラフ部分に配置し、
前記センタトラフ内に設置される前記ボールねじが前記センタトラフ内に設置された前記チップコンベア側に張り出さないように、前記ボールねじに螺合するボールナットを、段取り領域側に張り出した支持部材を介して前記テーブルに支持するようにした請求項1に記載の工作機械。 - 前記センタトラフ内に設置されるチップコンベアを、前記テーブルが加工領域における段取り領域側に移動したときに露出するセンタトラフ部分に配置し、
前記ボールねじが前記センタトラフ内に設置された前記チップコンベア側に張り出さないように、前記ボールねじを前記テーブルに固定すると共に、前記ボールねじに螺合するボールナットを定位置回転可能に支持し、前記ボールナットを回転駆動させるようにした請求項1に記載の工作機械。 - 前記サイドトラフに設置された前記チップコンベアが加工領域から段取り領域まで延びている請求項1、2または3に記載の工作機械。
- 前記テーブルには、前記ベッドに設けられた前記テーブルの案内面を覆う、前記ベッドにおける加工領域を挟んで段取り領域と反対側の端部に設置される主軸ヘッド側に延びる案内面カバーが取り付けられており、
前記案内面カバーは、その内部を上下に区画することによって、前記案内面の上方に、ケーブル類を加工領域の外側に導くための空間が形成されている請求項1、2、3または4に記載の工作機械。
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