JP4061553B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、床面に定置されるベースと、下端部に工具を固定される縦回転駆動軸を具備した加工ヘッドと、前記ベースの上面上に形成され前記加工ヘッドを案内部を介して前後方向、左右方向及び上下方向へ変位させる案内駆動手段とを備えた工作機械（マシニングセンタ）に関する。

工作機械として特許文献１に示すようなものが存在しているのであって、その概要を説明すると、マシンベッド（ベース）の前面の左右端部を前方へ張り出させてなる左右一対の比較的大きな側壁部を具備し、これら側壁部間にワーク支持用の治具が設けられ、またマシンベッド（ベース）の前下部が前方へ張り出されて前記治具の下方にまで到達されており、該前下部の上面に切粉搬出手段が形成されたものとなされている。
特許第２９６８９３８号公報

上記した従来の縦形マシンニングセンタにあっては、左右一対の側壁部が加工ヘッドの左右移動を制限して左右方向のワーク加工可能範囲の拡大化を阻むと共に、治具真上でのワークの左右方向移動を制限して治具に対する簡易迅速なワークの搬入搬出を困難となすのであり、またベースの前下部上に高温の切粉が集積されるため、該切粉の熱に起因してワーク加工精度が損なわれ易いのであり、またベースの前下部が上下方向のワーク加工可能範囲を制限すると共に切粉搬出手段の設置自在性を低減させるなどの問題点がある。
本発明は、特許文献１に開示された工作機械を改良することにより、斯かる問題点を合理的に解消することのできる縦型マシニングセンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る工作機械は、請求項１に記載したように、 前後方向に直交した単一平面と上面を提供するとともに床面に定置されるべきベースと、該上面上であって前記前後方向 (Y方向)に延設された第1の案内部と、該第1の案内部によりY方向に移動支持される第１サドルと、該第１サドル上であって前記前後方向に直交する横方向(X方向)に延設された第2の案内部と、該第2の案内部によりX方向に移動支持される第２サドルと、該第2サドル上であって上下方向(Z方向)に延設された第3の案内部と、該第3の案内部によりZ方向に下端部に設けた工具Ｔが案内される縦回転駆動軸を具備した加工ヘッドとを有し、前記ベースの単一平面は、その高さ途中において、前記工具Ｔで加工されるべきワークｗを保持するための治具を張出し支持することを特徴とする。

上記発明は次のように具体化するのがよい。
即ち、請求項２に記載したように、前記案内部が前記第１サドルの上方視外形の前後方向各端部を前記ベースに支持させ且つ前記上方視外形の全体を前記ベースの真上範囲内に位置させた状態で、前記第１サドルを前後方向へ案内する構成となす。

また請求項３に記載したように、前記治具が前記単一平面への固定位置を変更されることにより前記単一平面上で高さ変更可能となされている構成となす。

また請求項４に記載したように、前記加工ヘッドが前記工具によるワークの加工時に前記単一平面よりも前側に位置された状態で上下変位されると共に、前記治具に支持されたワークの加工が前記案内駆動手段の案内部よりも低い位置で前記工具により行われる構成となす。

また請求項５に記載したように、前記ベースの上面が床面から１．０ｍよりも高くなされている構成となす。

また請求項６に記載したように、前記ベースの前側下部から前記ベースの後側へ切粉を搬出する切粉コンベアを配設するための凹み溝部が前記ベースの下面部に形成されている構成となす。

また請求項７に記載したように、前記凹み溝部内に位置された前記切粉コンベアを床面上に設置する共に該切粉コンベアの切粉入口が治具の直下に位置されている構成となす。

また請求項８に記載したように、前記ベースの前面に固定された前記治具を形成するものとして、ワークを支持し回転変位させるためのテーブルを設けた構成となす。

さらには請求項９に記載したように、前記治具の駆動装置をカバーで包囲することにより、該カバーの内方と前記加工ヘッドによるワーク加工領域とを液密状に区分した構成となす。

本発明によれば次のような効果が得られる。
即ち、請求項１に記載したものによれば、ベースの前面の治具の左右箇所に縦形マシニングセンタの構成部材が存在しないものとなることから、加工ヘッドによる加工領域の左右方向範囲を比較的広く確保することができると共に治具の直上近傍でワークを左右方向へ移動させることができて治具へのワークの搬入や治具上からのワークの搬出を簡易迅速に行うことができるものとなる。

またベース上に高温の切粉が堆積しないものとなることから、切粉の熱がベースに伝達され難くなって、ワーク加工精度を良好に維持させることができるのであり、また治具の真下にベースが存在しなくなるため、加工ヘッドによる上下方向のワーク加工領域がベースの存在で制限されることのないものとなるほか切粉排出手段としての切粉コンベアの設置自在性が向上する。

また加工ヘッドが、第２サドルを左右方向へ案内するための案内部であるガイドレールを横切らなくても、縦回転駆動軸をベースの前面よりも後方へ移動させベース内の工具交換装置に近づかせることができる。

また案内部が第１サドルの上方視外形の前後方向各端部をベースに支持させ且つ前記上方視外形の全体をベースの真上範囲内に位置させた状態で、第１サドルを前後方向へ案内する構成となすことができるのであり、また治具をベースの前面である単一平面の高さ範囲内の予め定められた任意高さ位置にネジ部材やネジ孔などを用いて固定させることが可能となるのであり、また治具がベースの単一平面に直接に固定されることから、治具がベースの単一平面に支持されてその姿勢を保持されるようになると共にベースで補強されて治具の剛性が増大するものとなる。

さらにはワークの加工中には工具に作用する力が加工ヘッド、案内駆動手段、ベース、治具及びワークを経てループＬ１（図１３参照）を描くように伝達されるが、この際の力の伝達距離は治具がベースの前面をなす単一平面の高さ途中から前方へ張り出し状に設けられていることから比較的短いものとなり、該力に対する縦形マシニングセンタの剛性を増大させてワークの加工精度を向上させることができるのである。なお図１６に示す在来の縦形工作機械ではベッドの上面に治具が固定されるためワーク加工中の力は図示のようなループＬ２を描いて伝達されるのであり、２つのループＬ１、Ｌ２を比較すると、本発明に係るループＬ１がベッドａ１０を経ていない分だけ短くなり、加工時の力に対する剛性が向上する。この際、加工時に発生する力に対する工作機械の撓み量はループ長に大きく関係するため、本発明のループ長が従来より短くなったことは剛性を増大させる上で効果的に作用するのである。

請求項２に記載したものによれば、加工ヘッドがベースに対し前後方向へ変位されている過程で、第１サドルから加工ヘッドまでの支持機構の前後方向の張り出し距離は不変となって該支持機構の剛性の変化が抑制され、ワークの加工精度の安定化が図られる。

請求項３に記載したものによれば、治具がベースに接しベースで補強された状態を確保した上で、治具上のワーク加工可能範囲の上下方向寸法を比較的大きな範囲で変化させることができるようになる。

請求項４に記載したものによれば、加工ヘッドによるワークの加工中に飛散する切粉がベースの前面を介し案内駆動手段まで到達しないで円滑に落下するようになり、案内駆動手段の良好な作動が切粉に害されることなく安定的に維持されるものとなる。

請求項５に記載したものによれば、大人の作業者が治具上のワークを疲労少なく移動させ得るものとなり、またベース上の案内駆動手段などの保守が身をかがめることなく行えるものとなる。

また請求項６に記載したものによれば、切粉をベースの後側へ搬出するための切粉コンベアを低い位置に且つベースに切粉の熱が伝達され難い状態に設けることができるほか必要に応じて床面に当接された状態に設置することができるようになり、切粉コンベアの設置自在性が向上するのである。

また請求項７に記載したものによれば、治具の高さをベースの影響を受けることなく大きく低下させることができる構造となし且つ切粉の熱がベースに伝達し難い構造となした上で、加工中に生成される切粉を簡易迅速に他所へ搬出することができるものである。

また請求項８に記載したものによれば、テーブルを回転変位させることによりワークの加工位置を簡便に変更することができると共に、治具が単一平面を介してベースで補強されるものとなってテーブルの位置の安定性が確保されるものとなる。

さらに請求項９に記載したものによれば、駆動装置にクーラントや切粉が飛散して付着するのを阻止することができる。

図１〜図１３は本発明に係る工作機械としての縦形マシニングセンタを示すものであり、図１は第１実施例の縦形マシニングセンタの一部を省略した斜視図、図２は第１実施例の縦形マシニングセンタの側面図、図５及び図６は何れも第１実施例の治具などを変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図、図３は第１実施例のベース及び治具を変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図、図４は第２実施例のベース及び治具を変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図、図５及び図６は何れも第１実施例の治具などを変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図、図７は第２実施例の縦形マシニングセンタの一部を省略した斜視図、図８は第１実施例の縦形マシニングセンタを示す斜視図、図９は第２実施例の縦形マシニングセンタを示す斜視図、図１０は第２実施例の縦形マシニングセンタの変形例を示す斜視図、図１１は第２実施例の治具にテーブルを設けた縦形マシニングセンタを示す斜視図、図１２は第１実施例のベースの前面に治具としてのテーブルを設けた縦形マシニングセンタを示す斜視図、図１３は第１実施例において加工時に発生する力の伝達経路を示す側面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る縦形マシニングセンタはベース１００、案内駆動手段１０１及び加工ヘッド１０２とを備えている。
ベース１００は床面に定置されるもので略々方形体となされ、左右の各側面１ａ、１ｂを左右方向（Ｘ軸方向）と直交した単一平面になされると共に前面１ｃ及び後面１ｄの大部分を前後方向（Ｙ軸方向）と直交した単一平面になされている。

ベース１００の下部は床面に支持されるベッド部ａ１となしてあり、該ベッド部ａ１の下面１ｅの四隅近傍には高さ調整可能となされた支持部材２が設けられており、また下面１ｅにはＹ軸方向へ延びる凹み溝部ａ２が形成されている。そして、ベース１００の内方でベッド部ａ１の上側箇所には上面の開放された図示しない空間が形成されており、該空間内に工具交換装置３が装設されている。
なお、ベース１００は図３又は図４に示すようにベッド部ａ１上に左側部１００ａと右側部１００ｂを形成することにより、上面、前面及び後面のそれぞれの一部が開放されたものとなすこともできる。

案内駆動手段１０１は第１サドル４、第１案内部５及び第１駆動部６と、第２サドル７、第２案内部８及び第２駆動部９と、第３案内部１０及び第３駆動部１１とからなっている。
さらに具体的に説明すると、第１サドル４は側面視略台形のブロックとなされベース１００の上面１ｆ上に配置されるもので、下面４ａ及び上面４ｂが水平面となされ、前面４ｃがＹ軸方向と直交した平面となされ高さ中央箇所が側面視凹み状となされ、後面４ｄがＸ軸方向に平行で後下方へ向かう傾斜面となされている。

そして第１案内部５は、ベース１００の上面の左右側に固設されＹ軸方向へ直状となされた一対のガイドレール１２と、第１サドル４の下面４ａの左右側の前後位置に固設され対応する１本のガイドレール１２に摺動変位自在に嵌合されたガイドブロック１３とからなっている。

そして第１駆動部６は、ベース１００の上面１ｆと第１サドル４の下面４ａとの間でＸ軸方向中央位置にＹ軸方向に沿って位置され軸受を介してベース１００の上面１ｆの特定位置で回動自在に保持された第１ネジ軸１４と、該第１ネジ軸１４を回転駆動する第１サーボモータ１５と、第１サドル４の下面に固定され第１ネジ軸１４を螺合されたナット体１６とからなり、第１サーボモータ１５が図示しない数値制御による制御装置（ＮＣ制御装置）からの指令により回転作動されることにより第１サドル４がベース１００上でＹ軸方向へ移動されるものとなされている。

また第２サドル７は縦向き略方形板状のブロックとなされていて第１サドル４の前面に近接して配置されたもので、上部及び下部とこれらの間を結合した中央部を備え、上部及び下部の左右端が中央部の左右端から少し左右側へ張り出した状態となされると共に上部が中央部及び下部よりも後方へ張り出されているものである。

そして第２案内部８は、第１サドル４の前面４ｃの下箇所に固設されＸ軸方向へ直状となされた下側のガイドレール１７ａと、第１サドル４の上面４ｂ前部に固設されＸ軸方向へ直状となされた上側のガイドレール１７ｂと、それぞれのガイドレール１７ａ、１７ｂに摺動変位自在に嵌合され案内される左右一対のガイドブロック１８とからなっている。

そして第２駆動部９は、第１サドル４の前面４ｃと第２サドル７の後面との間でこれらのＺ軸方向中央位置にＸ軸方向に沿って位置され軸受を介して第１サドル４の前面４ｃの特定位置で回動自在に保持された第２ネジ軸１９と、該第２ネジ軸１９を回転駆動する第２サーボモータ２０と、第２サドル７の後面に固定され第２ネジ軸１９を螺合されたナット体２１とからなり、第２サーボモータ２０が図示しないＮＣ制御装置からの指令により回転作動されることにより第２サドル７が第１サドル４の前面４ｃ上でＸ軸方向へ移動されるものとなされている。

また第３案内部１０は、上側ヘッド本体部２３ｂ及び下側ヘッド本体部２３ａからなるヘッド本体部２３の後面の左右側に固設されＺ軸方向へ直状となされた一対のガイドレール２２と、第２サドル７の前面の左右側の上下位置に固設され対応する１本のガイドレール２２に摺動変位自在に嵌合され案内されるガイドブロックｂ１、ｂ２からなっている。

そして第３駆動部１１は、第２サドル７の前面と上側ヘッド本体部２３ｂの後面との間でこれらのＸ軸方向中央にＺ軸方向に沿って位置され軸受を介して第２サドル７の前面の特定位置で回動自在に保持された図示しない第３ネジ軸と、該第３ネジ軸を回転駆動する第３サーボモータ２４と、上側ヘッド本体部２３ｂの後面に固定され前記第３ネジ軸を螺合された図示されないナット体とからなり、第３サーボモータ２４が図示しないＮＣ制御装置からの指令により回転作動されることにより加工ヘッド１０２が第２サドル７の前面上でＺ軸方向へ移動されるものとなされている。

加工ヘッド１０２は、上側ヘッド本体部２３ｂ及び下側ヘッド本体部２３ａからなるヘッド本体部２３と、下端に工具Ｔを固定されヘッド本体部２３に軸受を介して回転のみ自在に支持された縦回転駆動軸２６Ａと、上側ヘッド本体部２３ｂに固定され縦回転駆動軸２６Ａを回転させるスピンドルモータ２７とを備えている。

上記した構成において、ベース１００の前面１ｃにはワークｗを固定状に支持するための治具２８が設けられている。該治具２８はワークｗをネジ部材などを介して固定状に支持可能となされた平板体となされており、またベース１００のＸ軸方向中央位置上での治具２８の高さを複数箇所の任意位置に変更するための手段が形成されているのであって、具体的にはベース１００の前面１ｃに多数のネジ孔ｃ１がＺ軸方向へ列設されていて、治具２８を固定するためのネジ部材ｃ２を螺着するべきネジ孔ｃ１を変更することにより治具２８がそのネジ孔ｃ１に対応した高さに変更されるようになされている。治具２８は図５に示すような鈎状板となしてもよいし、或いは図６に示すような直方体ブロックとなしてもよい。

この際、前面１ｃには治具２８をベースの前面に固定するための例えば図３及び図４に示すような板部材２８ａを設けることや、治具２８をＺ軸方向へ案内する凸状或いは凹み状の案内軌道などを設けることは差し支えない。ここに、板部材は２８ａは治具２８の一部をなすものである。また前面１ｃには必要に応じてその他の凸状部を形成することがあるが、治具２８に固定されたワークｗを加工する際の工具Ｔの移動する範囲である加工領域の内方に前記凸状部が側面視で重複しないように形成されることは、本発明上、前面１ｃが単一平面であるという構成を逸脱するものではないものとする。また図３及び図４に示すように前面１ｃの一部に凹み部ａ３が形成されることも本発明上、前面１ｃが単一平面であるという構成を逸脱するものではないものとする。

治具２８はワーク支持部をＮＣ制御装置による位置変更調整可能に支持する構成となすこともできるのであり、例えば図７に示すように、ベース１００の前面１ｃの左右箇所に駆動装置の組み込まれた軸受部ｄ１、ｄ２を前方への張出状に固設し、これら軸受部ｄ１、ｄ２間にＸ軸方向の回転支持軸を介してワーク支持部ｄ３を設け、該ワーク支持部ｄ３の前記回転支持軸回りの位置がＮＣ制御装置からの指令により変化されるものとなしてもよいのであり、またこれに代えて、ワーク支持部に固定されたワークｗの左右傾斜姿勢がＮＣ制御装置からの指令により変化されるものとなしたり、或いはワーク支持部に固定されたワークｗがＮＣ制御装置からの指令によりＺ軸方向の特定軸回りへ変化されるものとなすことも可能である。このような治具２８についてもこれの高さを変更調整可能となすことは必要に応じて任意になし得ることである。例えば、サーボモータの回転に連動して治具２８を特定軌道上でＺ軸方向へ平行移動させる機構を形成することも差し支えない。またワークを回転変位又は上下変位させるための機構は手動ハンドルの操作によるものであっても或いは油圧やエア圧により作動されるシリンダの駆動によるものであってもよい。

ベース１００の下側には、一般に、治具２８に固定されたワークｗが切削されたときに生じる切粉を特定場所へ搬送するための切粉コンベア２９が設けられる。該切粉コンベア２９は治具２８の真下に切粉入口２９ａを位置されると共に切粉出口２９ｂを切粉搬出に適した場所に位置されるのであり、切粉コンベア２９の切粉搬送方向は現場の状況に応じて適当に決定されるのであって、図示のようにＹ軸方向へ向けられたり、或いはＸ軸方向などへ向けられることもある。切粉コンベア２９は切粉を上面に載置した状態で移動させる無限搬送帯２９ｃを具備すると共に、該無限搬送帯２９ｃの外周囲をケーシング２９ｄで液密状に囲った状態となされ、ケーシング２９ｄ内がクーラントの通路として使用されると共に、ケーシング２９ｄの長手方向途中箇所にクーラントを貯溜するためのタンク２９ｅを形成されている。

図１及び図２に示す縦形マシニングセンタでは、一般に、図８に示すように、治具２８の下側でベース１００の前面１ｃ箇所に、治具２８に固定されたワークｗを切削したときに生成される切粉や工具Ｔによるワークｗの切削箇所などに供給されるクーラントを受け入れ下端開口を通じ切粉コンベア２９の切粉入口２９ａ内に落下させるものとしたホッパー部３０が形成される。そして、ホッパー部３０の上側であるベース１００の前側空間と、ベース１００の上側空間とを包囲するための外周カバー３１が設けられる。図８及び図９のそれぞれに示される縦形マシニングセンタにおける外周カバー３１は左右の側面壁３１ａ、３１ｂと、前面壁３１ｃと、加工ヘッド１０２に固定された上部Ｘ軸方向縦面壁３１ｄを備えるほか、上部Ｘ軸方向縦面壁３１ｄの下端縁と前面壁３１ｃ上部内面とを結合しＹ軸方向の伸縮変形自在となされた蛇腹状水平面壁３１ｅなどを備えたものとなされる。この際、蛇腹状水平面壁３１ｅの左右の各端縁は左右の側面壁３１ａ、３１ｂの内面に近接される。なお、前面壁３１ｃや左右の側面壁３１ａ、３１ｂには必要に応じワークｗを外周カバー３１内に搬入し或いは外周カバー３１内から搬出するための開閉口が形成される。

また図１０に示すように必要に応じて外周カバー３１の内方にも軸受部ｄ１、ｄ２の周囲を包囲する内側カバー３２ａ、３２ｂが設けられるのであり、これら内側カバー３２ａ、３２ｂは軸受部ｄ１、ｄ２の相対摺動面に切粉が入り込んだり軸受部ｄ１、ｄ２の周辺にクーラントが飛散して付着するのを阻止する上で寄与する。また図１１に示すように矢印方向ｆ１へ回転するテーブルｔをワーク支持部ｄ３上に設けたり、或いは図１２に示すように矢印方向ｆ２へ回転するテーブルｔをベース１００の前面１ｃに設けることがあるが、この場合にテーブルｔの駆動装置を包囲する内側カバー３２ｃを外周カバー３１の内方に設け、ワーク加工領域とテーブルｔ用の駆動装置とをこの駆動装置を包囲した内側カバー３２ｃで液密状に遮断し、テーブルｔ用の駆動装置にクーラントや切粉が降りかからないようになされる。

次に上記した図８〜図１０に示す縦形マシニングセンタでワークｗを加工する場合の使用例及び作用について説明する。
作業者は外周カバー３１の外側に存在するワークｗを治具２８のワーク支持部に搬入し固定するのであり、またワークｗの加工が終了した後、治具２８からワークｗを取り外し外周カバー３１の外側へ搬出する。この際、ベース１００の前面１ｃが単一平面であり且つ該単一平面の高さ途中に治具２８を設けた構成であるため、外周カバー３１の内方で治具２８の前側及び左右側となる箇所に縦形マシニングセンタの構成部材が存在しないものとなり、従ってワークｗは外周カバー３１の外側から前面壁３１ｃの開閉口を通じて治具２８の前側からＹ軸方向へ移動されることにより、或いは左右の側面壁３１ａ、３１ｂの開閉口を通じて治具２８の左右側からＸ軸方向へ移動されることにより比較的容易に治具２８上に搬入され、また治具２８上から前面壁３１ｃの開閉口を通じてＹ軸方向へ移動されることにより、或いは左右の側面壁３１ａ、３１ｂの開閉口を通じてＸ軸方向へ移動されることにより比較的容易に外周カバー３１の外側へ搬出されるようになるのであり、またベース１００の前面１ｃが単一平面であり且つ該単一平面の高さ途中に治具２８を設けた構成は治具２８に固定することのできるワークｗのＸ軸方向の寸法範囲を比較的大きくなす上でも寄与するものである。

またワークｗの大きさが変更されるなどにより工具Ｔによる加工領域を変化させる必要の生じたときは、図８に示す縦形マシニングセンタではネジ部材ｃ２を螺着するネジ孔ｃ１を変更するなどして、治具２８の高さを変更する。この際、治具２８の床面からの高さを小さくすると、治具２８から初期位置の加工ヘッドの工具Ｔに至るまでのＺ軸方向距離が増大されて加工可能範囲の高さが増大されるのであり、逆に治具２８の高さを大きくすると、治具２８から初期位置の加工ヘッドの工具Ｔに至るまでのＺ軸方向距離が減少されて加工可能範囲の高さが減少されるのである。

また治具２８に固定されたワークｗを加工する際は図示しないＮＣ制御装置の作動を開始させるのであり、これによりＮＣ制御装置は予め入力されたプログラムに基づいて第１〜第３のサーボモータ１５、２０、２４を適宜に作動させて加工ヘッド１０２をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向へ移動させると共に、スピンドルモータ２７を作動させて縦回転駆動軸２６Ａ及びこれに装着された工具Ｔを回転させるのであり、また必要に応じて工具交換装置３を作動させて加工ヘッド１０２の工具Ｔを交換させたり、図示しないクーラント供給手段を適時に作動させてクーラントの供給を実行させる。

このような図示しないＮＣ制御装置の制御作動により、工具Ｔがワークｗを予定形状に加工するものとなるのであり、この加工時において工具Ｔに作用する力は図１３に示すように加工ヘッド１０２、第２サドル７、第１サドル４、ベース１００、治具２８及びワークｗを経てループＬ１を描くように伝達される。この際、治具２８がベース１００の前面１ｃに前張り出し状に固設されている構成が、前記ループＬ１の長さを短くなして加工ヘッド１０２、第２サドル７、第１サドル４、ベース１００及び治具２８の全体的な剛性を増大させる上で効果的に寄与し、ワークｗの加工精度を向上させるのである。

加工ヘッド１０２によるワークｗの加工中には工具Ｔによるワークｗの切削を円滑となし且つ切削箇所を冷却すためにクーラント供給手段からクーラントが供給されるのであり、一方で工具Ｔはワークｗを切削して切粉を生成させるのであり、これらクーラントや切粉は工具Ｔの回転により周囲に飛散されつつ重力作用により落下する。飛散されたクーラントや切粉は外周カバー３１（前面壁３１ｃ、左右の側面壁３１ａ、３１ｂ、伸縮水平面壁３１ｅなど）やベース１００などで外方への飛散を阻止された後、ホッパー部３０の内方に落下する。クーラントは工具Ｔによる切削箇所に液状で供給されるときには切粉を洗い流すように流下し、またミスト状で供給されるときは切粉に付着した状態で落下する。

こうしてホッパー部３０内に落下したクーラントや切粉は重力作用により、ホッパー部３０内の底部に集められ、その下端開口から切粉コンベア２９の切粉入口２９ａ内に落下する。この際、クーラントや切粉は、ベース１００の前面１ｃがＺ軸方向に沿った単一平面となされているため、ベース１００表面に堆積することなく円滑に切粉入口２９ａ内に落下するのであり、従って摩擦熱で高温になった切粉がベース１００に堆積してベース１００を加熱するような従来の現象は発生しなくなり、ベース１００は切粉による熱変形を抑制され、加工精度を良好に維持する。

切粉入口２９ａ内に達したクーラント及び切粉のうち、クーラントは無限搬送帯２９ｃの隙間を通り過ぎてケーシング２９ｄ内の底部に達し該底部を経てタンク２９ｅ内に流入するのであり、また切粉は無限搬送帯２９ｃ上に載置状に支持され無限搬送帯２９ｃの移動により切粉出口２９ｂへ向けて搬送されるのであり、切粉に付着したクーラントは切粉が無限搬送帯２９ｃで搬送される過程で重力作用により分離されてケーシング２９ｄ内の底部に落下しタンク２９ｅ内に流入する。タンク２９ｅ内に貯溜されたクーラントは再び使用されるのであり、また切粉出口２９ｂから排出された切粉は切粉出口２９ｂ下方に配置された容器に収容される。

次に上記した縦形マシニングセンタの他の使用例について説明する。図１４及び図１５のそれぞれは６台の上記縦形マシニングセンタを列設した状態を示し、Ａは平面図でＢは側面図である。なお、図１５の側面図では一部が省略されている。

図１４に示すものでは、各縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６はそのＹ軸方向を加工ラインｋと直交するように配置されると共に各縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６の生成した切粉をＹ軸方向へ搬送するための独立の切粉コンベア２９を具備しており、各縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６で生成された切粉はその対応する独立の切粉コンベア２９でベース１００の後側へ搬出され容器３３内に収集される構成となされている。また加工ラインＫ上にはワークｗをＸ軸方向及びＺ軸方向へ搬送することのできる動力搬送装置３４が設けられている。ｅ１及びｅ２は側面壁３１ａ、３１ｂに設けられた動力開閉口であり、また３５はワーク仮置き台である。

一方、図１５に示すものにおいては、４台の縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ４がそれぞれの縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ４で生成された切粉をＸ軸方向へ搬送する共通した単一の切粉コンベア２９を備えると共に、他の２台の縦形マシニングセンタＭ５、Ｍ６がそれぞれの縦形マシニングセンタＭ５、Ｍ６の生成した切粉をＸ軸方向へ搬送する共通した他の単一の切粉コンベア２９を備えた構成となされている。この際、各縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６で生成された切粉はその対応する切粉入口２９ａ内に落下し、その対応する切粉コンベア２９で搬出され容器３３内に収集される。その他の構成は図１４に示すものと変わりない。

図１４及び図１５の何れに示すものにおいても、動力搬送装置３４はワークｗを加工ラインＫ上でＸ軸方向へ前進搬送することで各縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６の治具２８のワーク支持部に動力で順に位置させることができるのであり、従って各ワークｗは加工ライン上を図中左側へ間欠的に搬送され、６台の縦形マシニングセンタＭ１〜Ｍ６で順次、自動的に加工されるものとなる。

本発明に係る第１実施例の縦形マシニングセンタの一部を省略した斜視図である。 上記第１実施例の縦形マシニングセンタの側面図である。 第１実施例のベース及び治具を変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 第２実施例のベース及び治具を変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図である。第１実施例の治具などを変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 第１実施例の治具などを変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 第１実施例の治具などを変形した縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 本発明に係る第２実施例の縦形マシニングセンタの一部を省略した斜視図である。 前記第１実施例の縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 前記第２実施例の縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 前記第２実施例の縦形マシニングセンタの変形例を示す斜視図である。 第２実施例の治具にテーブルを設けた縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 第１実施例のベースの前面に治具としてのテーブルを設けた縦形マシニングセンタを示す斜視図である。 第１実施例において加工時に発生する力の伝達経路を示す側面図である。 ６台の上記縦形マシニングセンタを列設した状態を示し、Ａは平面図でＢは側面図である。 ６台の上記縦形マシニングセンタを列設した別の状態を示し、Ａは平面図でＢは一部を省略した側面図である。 在来の工作機械において加工時に発生する力の伝達経路を示す側面図である。

符号の説明

１００ ベース
１０１ 案内駆動手段
１０２ 加工ヘッド
１ｃ ベース１００の前面
１ｆ ベース１００の上面
４ 第１サドル
５ 案内部
７ 第２サドル
８ 案内部
１０ 案内部
２６Ａ 縦回転駆動軸
２８ 治具
２９ 切粉コンベア
３２ａ カバー
３２ｂ カバー
３２ｃ カバー
Ｔ 工具
ｗ ワーク
Ｘ 左右方向
Ｙ 前後方向
Ｚ 上下方向
ａ２ 凹み溝部
ｔ テーブル

Claims (9)

1. 前後方向に直交した単一平面と上面を提供するとともに床面に定置されるべきベースと、該上面上であって前記前後方向 (Y方向)に延設された第1の案内部と、該第1の案内部によりY方向に移動支持される第１サドルと、該第１サドル上であって前記前後方向に直交する横方向(X方向)に延設された第2の案内部と、該第2の案内部によりX方向に移動支持される第２サドルと、該第2サドル上であって上下方向(Z方向)に延設された第3の案内部と、該第3の案内部によりZ方向下端部に設けた工具Ｔが案内される縦回転駆動軸を具備した加工ヘッドとを有し、前記ベースの単一平面は、その高さ途中において、前記工具Ｔで加工されるべきワークｗを保持するための治具を張出し支持することを特徴とする工作機械。
2. 前記案内部が前記第１サドルの上方視外形の前後方向各端部を前記ベースに支持させ且つ前記上方視外形の全体を前記ベースの真上範囲内に位置させた状態で、前記第１サドルを前後方向へ案内することを特徴とする請求項１記載の工作機械。
3. 前記治具が前記単一平面への固定位置を変更されることにより前記単一平面上で高さ変更可能となされていることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械。
4. 前記加工ヘッドが前記工具によるワークの加工時に前記単一平面よりも前側に位置された状態で上下変位されると共に、前記治具に支持されたワークの加工が前記案内駆動手段の案内部よりも低い位置で前記工具により行われる構成であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の工作機械。
5. 前記ベースの上面が床面から１．０ｍよりも高くなされていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の工作機械。
6. 前記ベースの前側下部から前記ベースの後側へ切粉を搬出する切粉コンベアを配設するための凹み溝部が前記ベースの下面部に形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の工作機械。
7. 前記凹み溝部内に位置された前記切粉コンベアを床面上に設置すると共に該切粉コンベアの切粉入口が治具の直下に位置されていることを特徴とする請求項６記載の工作機械。
8. 前記ベースの前面に固定された前記治具を形成するものとして、ワークを支持し回転変位させるためのテーブルを設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の工作機械。
9. 前記治具の駆動装置をカバーで包囲することにより、該カバーの内方と前記加工ヘッドによるワーク加工領域とを液密状に区分したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の工作機械。

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