JP3969362B2

JP3969362B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP3969362B2
Application number: JP2003278308A
Authority: JP
Inventors: 邦道中嶋; 哲夫寺村; 泰一山口; 明義田代; 宏崇今泉
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: JP2004001228A

Description

本発明は、工作物の加工時に発生する切屑やクーラントなどの飛散を防止するカバーを備えた工作機械に関するものである。

従来の切屑やクーラントの飛散防止カバーが取付けられている工作機械としては、図４、図５に示すものがある。この工作機械は、ベッド１３０上にコラム１１４が配設され、モータ１１５と一対のガイドレール１１６によりＸ軸方向（図４の左右方向）に移動可能になっている。コラム１１４の前面には主軸１２１が設けられており、モータ１２２と一対のガイドレール１２３によりＹ軸方向（図５の上下方向）に移動可能になっている。ベッド１３０上で前記コラム１１４の前方には、テーブル１１１が配設されており、モータ１１２と一対のガイドレール１１３によりＺ軸方向（図４の上下方向）に移動可能になっている。

ベッド１３０上でテーブル１１１の前方にはパレットチェンジャ１０５が配設されており、１８０度旋回動作することにより加工済みの工作物が載置されるパレット１０７と未加工の工作物が載置されるパレット１０８を交換するようになっている。図５に示すように前記ガイドレール１１３の上方は、中央が高く、左右が低い山形のテレスコッピクカバー１０３で被覆されており、主軸１２１の先端に取付けられる図略の工具によりパレット１０７上に載置された工作物を加工する際に発生する切屑からガイドレール１１３を保護するようになっている。

ベッド１３０上で一対のガイドレール１１３の外側には一対の切屑排出溝１３１が設けられており、この切屑排出溝１３１の略外縁に沿って切屑飛散防止カバー１０１が立設され、コラム１１４の前面からテーブル１１１方向に延在している。また、この切屑飛散防止カバー１０１の右側面にはスライドドア１０４が設けられており、このスライドドア１０４を開放することで主軸１２１の保守などを行うようになっている。

前記切屑飛散防止カバー１０１は、加工済みの工作物を載置するパレット１０７付近で外側に広がり、ベッド１３０と未加工の工作物を載置するパレット１０８を被覆する平面断面が円弧形状の全体カバー１００と接続されている。前記パレットチェンジャ１０５の旋回中心にはパレットチェンジャ１０５と一体的に旋回する旋回扉１０９が立設されており、この旋回扉１０９の端部は前記全体カバー１００の突出部１００ａの端部と接近して配置され、段取り領域に存在する未加工の工作物が載置されるパレット１０８を工作機械の加工領域から隔離している。

このように、加工時に主軸１２１が移動する領域である加工領域は切屑飛散防止カバー１０１および旋回扉１０９により被覆されているので、加工時に発生する切屑は切屑飛散防止カバー１０１および旋回扉１０９により工作機械の外部へ飛散することが防止されており、切屑はクーラントとともに切屑排出溝１３１に落下し、図略のコイルコンベアなどにより工作機械の前方または後方に排出されるようになっている。

これとは別の従来技術として、特開平９−３０９０４２号公報に示すものがある。このものは、テーブル下方のベッド中央部に設けられたトラフに向けて傾斜した谷形の傾斜カバーを配置することにより、切屑が確実にトラフへ落下するようになっている。このとき切屑からテーブルの駆動手段であるボールねじ機構を保護するため、ボールねじ機構はトラフ上方でテレスコピックカバーにより覆われている。
特開平９−３０９０４２号公報

図４に示すように、切屑飛散防止カバー１０１が立設される幅Ｗ１（図４において左右方向の長さ）は、加工時に主軸１２１がその軸線と直交する左右方向で移動する領域である加工領域の幅Ｗよりも左右一対の切屑排出溝１３１の幅寸法程度広くなっているので、それだけ工作機械の幅も広くなり、工作機械をそれ以上コンパクトにできないという問題があった。また、切屑飛散防止カバー１０１の幅が広いのでスライドドア１０４と主軸１２１の距離が長く、主軸への接近性が悪いので、作業がやりずらいという問題があった。

また、切屑飛散防止カバー１０１および旋回扉１０９の設置幅が広いので、それだけ広範囲に切屑が飛散することになり、パレット１０７よりも外側、つまりパレット１０７と旋回扉１０９の間（図４のＡの領域）に切屑が飛散した場合は切屑の回収が困難になるという問題があった。また、この切屑回収の問題は、クーラントを使用しないドライ加工の場合、一層顕著になるという問題があった。

特開平９−３０９０４２号公報に記載のものでは、傾斜カバーの両側及び上側空間が開放されているため切屑が加工領域の外部へ飛散することは避けられず、切屑が傾斜カバーの外側で堆積し、場合によってはこの堆積した切屑がテーブル送りガイド等に入り込むおそれがある。また、ボールねじ機構を覆うテレスコピックカバーが切屑を噛み込むおそれもある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明においては、工作物が載置されたテーブルがベッド上で前後方向に移動し、工具主軸を備えたコラムが前記ベッド上で左右方向及び／又は上下方向に移動する工作機械において、前記テーブル直下であって、前記ベッドの前後方向に形成された切屑排出溝と、この切屑排出溝に向かって傾斜した側部カバーと、この側部カバーに重なりあうように配置されるとともに、前記コラム上方まで延在した切屑飛散防止部を有するカバー装置とを備えると共に、前記カバー装置の切屑飛散防止部の左右幅位置の外側に前記テーブルの一対のガイドレール及び一対の駆動手段を設置することを特徴とするものである。

本発明によれば、加工により発生する切屑は、側部カバーによってテーブル直下に形成された切屑排出溝に確実に落下するとともに、飛散防止部によって外部へ飛散することが防止される。また、切屑飛散防止部の左右幅位置の外側にテーブルの一対のガイドレール及び一対の駆動手段を設置するので、これらに飛散した切屑が入り込むことがない。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、工作機械の基台であるベッド１０上には工作機械の左右方向であるＸ軸方向（図２の左右方向）に伸びる一対のガイドレール１６が固着されており、この一対のガイドレール１６上にコラム１５が配設され、コラム１５はＸ軸モータ１７で回転駆動されるボールねじ１８により、この一対のガイドレール１６上で案内されてＸ軸方向に移動可能になっている。コラム１５の前面には工作機械の上下方向であるＹ軸方向（図３の上下方向）に伸びる一対のガイドレール２１が固着されており、この一対のガイドレール２１上に主軸頭２０が配設され、主軸頭２０はＹ軸モータ２２で回転駆動される図略のボールねじにより、この一対のガイドレール２１上で案内されてＹ軸方向に移動可能になっている。主軸頭２０には主軸２３が軸支されており、図略の主軸モータにより回転駆動されるようになっている。

ベッド１０上で前記コラム１５の前方には、後述する開口部４３の外側に、工作機械の前後方向であるＺ軸方向（図２の上下方向）に伸びる一対のガイドレール２６が固着されており、この一対のガイドレール２６上にテーブル２５が配設され、一対のガイドレール２６の外側に設けられ一対のＺ軸モータ２７で回転駆動される一対のボールねじ２８により、この一対のガイドレール２６上で案内されてＺ軸方向に移動可能になっている。

ベッド１０上でテーブル２５の後方には旋回中心Ｃを中心とした対称形状のパレットチェンジャ３０が垂直軸線回りに旋回可能に配設されている。このパレットチェンジャ３０は中央に中央枠３１が立設され、中央枠３１の前後面の下部には一対のアーム３２，３３が固着されており、このアーム３２，３３により加工済みの工作物が載置されるパレット３４および未加工の工作物が載置されるパレット３５を把持するようになっている。中央枠３１の前後面にはパレット３４およびパレット３５の周囲を被覆し、旋回中心Ｃに対向する側を開放する平面断面が略Ｕ字形状のパレットチェンジャカバー３６，３７が取付けられており、またこのパレットチェンジャカバー３６，３７の隅部の下部には上方から下方に向かって傾斜している傾斜部３６ａ，３７ａが形成されている。

パレットチェンジャ３０は図略の旋回モータによりパレットチェンジャカバー３６，３７とともに旋回中心Ｃを中心として、１８０度旋回し、加工済みの工作物が載置されるパレット３４と未加工の工作物が載置されるパレット３５とを交換するようになっている。図３に示すように、前記ベッド１０には、テーブル２５の下方付近からコラム１５側のベッド１０の端部に亘って切屑排出溝４０が形成されており、この切屑排出溝４０の上端はベッド１０上で、コラム１５の前端からテーブル２５の下方付近まで開口部４３となっている。切屑排出溝４０の上方にはこの切屑排出溝４０に向かって傾斜している側部カバー４２が設けられ、この側部カバー４２は切屑排出溝４０上方から立ち上がり開口部４３からベッド１０の上方へ突出している。この側部カバー４２の上部には全体カバー５０の切屑飛散防止部４５の下部が接続されており、この切屑飛散防止部４５は垂直な下部に続いて傾斜して外側に広がり、前記一対のガイドレール２６とほぼ同位置（パレットチェンジャカバー３６，３７と略同等幅）において再び垂直に立ちあがり、その上部はコラム１５上方まで延在している。

また、図１、図２に示すように、切屑飛散防止部４５は主軸頭２０の前端位置からテーブル２５側へ延在しており、テーブル２５の後端付近で前記パレットチェンジャカバー３６の端部と接近して対向している。切屑飛散防止部４５の左側面はパレットチェンジャ３０の旋回動作のために、パレットチェンジャカバー３６の端部とに若干の隙間が存在するが、切屑飛散防止部４５の前端には樹脂などの弾性を有するブラシが歯ブラシのようにＹ軸方向に直線状に取付けられており、前記隙間を埋めて切屑などの切屑飛散防止部４５の外部への飛散を防止している。そして、パレットチェンジャカバー３６の旋回時にはこのブラシを弾性変形させてパレットチェンジャカバー３６が旋回可能になっている。

また、切屑飛散防止部４５の右側面にはスライドドア５５が設けられており、図１、図２に示す状態からＺ軸後方（図２の下側）へスライドさせることで切屑飛散防止部４５の右側面に開口部を形成し、主軸２３の調整や工具の手動交換などを行うようになっている。このスライドドア５５の端部は図１、図２に示す閉状態においてパレットチェンジャカバー３６の端部と対向し、またスライド時にパレットチェンジャカバー３６と干渉しないようにパレットチェンジャカバー３６よりも若干外側に位置し、パレットチェンジャカバー３６との間に若干の隙間を有している。スライドドア５５の端部には前記切屑飛散防止部４５と同様にＹ軸方向に直線状にブラシが取付けられており、前記隙間を埋めて切屑などがスライドドア５５の外部への飛散を防止している。そして、スライドドア５５のスライド時にはこのブラシを弾性変形させてスライドドア５５のスライドが可能になっている。

切屑飛散防止部４５の端部には、テーブル２５およびパレットチェンジャ３０の周囲を被覆する平面断面が略円弧形状の円弧部５２を有する拡大カバー部５１が、切屑飛散防止部４５に連続して一体的に形成されている。拡大カバー部５１の円弧部５２の前面には円弧ドア５４が設けられており、この円弧ドア５４を図１、図２に示す状態から左方にスライドさせることで、円弧部５１の前面に開口部を形成し、パレット３７に載置される工作物の段取り作業などを行うようになっている。

このように、全体カバー５０の切屑飛散防止部４５とパレットチェンジャカバー３６，３７により、工作物の加工領域と段取り領域が隔離されるようになっている。なお、図１においては説明のために全体カバー５０の上部を取除いた状態を示しているが、実際は全体カバー５０の上部は切屑飛散防止部４５から円弧部５２に至るまで全体が塞がれており、加工領域と外部は隔離されている。

次に、上記構成の工作機械の作用を図面に基づいて説明する。工作物を固定したパレット３４を載置したテーブル２５は、一対のＺ軸モータ２７の回転駆動により工作機械の前後方向であるＺ軸方向に移動する。そして、先端に図略の工具を保持した主軸２３は主軸頭２０に支承され、Ｙ軸モータ２２とＸ軸モータ１７の回転駆動により、工作機械の左右方向であるＸ軸方向、工作機械の上下方向であるＹ軸方向に移動する。このように、工作物と工具を３次元方向で相対移動させて、工作物に所望の加工を施す。

そして、工作物の加工時に発生し、加工箇所から四方に飛散した切屑は、図略の工具を保持した主軸２３がその軸線と直交する左右方向（Ｘ軸方向）で移動する領域である加工領域と略同等幅を有する全体カバー５０の切屑飛散防止部４５により外部への飛散が防止される。また、テーブル２５を越えてベッド１０の前方へ飛散した切屑は、切屑飛散防止カバー４５と対向してパレットチェンジャ３０に設けられているパレットチェンジャカバー３６により外部への飛散が防止される。また、パレットチェンジャカバー３６の隅部へ飛散した切屑は傾斜部３６ａに衝突してコラム１５側に戻されるので、パレットチェンジャカバー３６の隅部に切屑が堆積することがない。

加工時に発生して切屑飛散防止カバー４５およびパレットチェンジャカバー３６に衝突した切屑は、ベッド１０において加工領域の直下に形成された開口部４３から切屑排出溝４０に落下し、図略のチェーンコンベアを有する切屑回収装置によりベッド１０の外部へ排出され、回収される。そして、現在加工中の工作物の加工が終了するとテーブル２５が後退し、パレットチェンジャ３０に加工済みの工作物が載置されているパレット３４を受渡し、続いてパレットチェンジャ３０が１８０度旋回し、加工済みの工作物が載置されているパレット３４と未加工の工作物が載置されているパレット３５を交換する。パレットチェンジャカバー３７はパレットチェンジャ３０の旋回中心Ｃを中心としてパレットチェンジャカバー３６と対称形状を成しているので、このパレットチェンジャ３０の旋回動作後もパレットチェンジャカバー３６と同一位置で全体カバー５０の切屑飛散防止部４５に対して対向配置される。そして、未加工の工作物に上記と同様に所望の加工を施すが、この時発生する切屑は、切屑飛散防止部４５およびパレットチェンジャカバー３７により外部への飛散が防止される。

上記のように、全体カバー５０の切屑飛散防止部４５およびパレットチェンジャカバー３６，３７により、加工時に主軸２３が移動する領域である加工領域を被覆し、加工時に発生する切屑などの工作機械外部への飛散を防止しており、図２に示すように全体カバー５０の切屑飛散防止部４５の幅Ｗ２を工作物加工時に図略の工具を保持した主軸２３が移動する領域である加工領域の幅Ｗと略同等したので、工作機械の幅を狭くすることができ、工作機械をコンパクトにすることができる。また、スライドドア５５をベッド１０の側面よりかなり内側に設けているので、主軸２３への接近性が向上し、作業がやりやすくなる。なお、上記実施の形態では、平面断面が略Ｕ字状のパレットチェンジャカバー３６，３７は隅部に角部を形成するようにしたが、隅部を円弧部としてもよい。

本発明の実施の形態における切屑飛散防止部を有する全体カバーを備えた工作機械の上部を透視した斜視図である。本発明の実施の形態における切屑飛散防止部を有する全体カバーを備えた工作機械の平面断面図である。本発明の形態における切屑飛散防止部を有する全体カバーを備えた工作機械の正面断面図である。従来の切屑飛散防止カバーを備えた工作機械の平面断面図である。従来の切屑飛散防止カバーを備えた工作機械の正面断面図である。

符号の説明

１０ベッド
１５コラム
２３主軸
２５テーブル
２６ガイドレール
２８ボールねじ
３０パレットチェンジャ
４０切屑排出溝
４２側部カバー
４５切屑飛散防止部
５０全体カバー

Claims

工作物が載置されたテーブルがベッド上で前後方向に移動し、工具主軸を備えたコラムが前記ベッド上で左右方向及び／又は上下方向に移動する工作機械において、
前記テーブル直下であって、前記ベッドの前後方向に形成された切屑排出溝と、
この切屑排出溝に向かって傾斜した側部カバーと、
この側部カバーに重なりあうように配置されるとともに、前記コラム上方まで延在した切屑飛散防止部を有するカバー装置とを備えると共に、
前記カバー装置の切屑飛散防止部の左右幅位置の外側に前記テーブルの一対のガイドレール及び一対の駆動手段を設置することを特徴とする工作機械。