JP4250471B2

JP4250471B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP4250471B2
Application number: JP2003197387A
Authority: JP
Inventors: 一之平元; 昭博望月; 俊介中澤; 聖松井
Original assignee: DMG Mori Co Ltd; Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: JP2005034917A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直に向けて配置された主軸とワークとをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に相対移動させつつ上記ワークを加工するようにした工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、立形マシニングセンタでは、図８に示すように、機械正面から見て、固定ベッド６０の後端部にコラム６１を配置固定するとともに、前部にワークＷが載置されるサドル６２をＹ軸（前後方向）方向に移動可能に配設し、該サドル６２上にテーブル６３をＸ軸（左右方向）方向に移動可能に配設し、上記コラム６１の前面に主軸６４が装着された主軸頭６５をＺ軸（上下方向）方向に移動可能に配設した構造が一般的である。
【０００３】
この種の立形マシニングセンタでは、自動工具交換装置の工具マガジン６６をコラム６１の左側面に配置し、該工具マガジン６６の次加工工具と上記主軸６４に装着された加工済み工具Ｔとを自動的に交換する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−６２６３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のように工具マガジンをコラムの側面に配置する構造を採用した場合には、必然的に機械幅寸法が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、工具マガジンを配置する場合の機械幅寸法の拡大を防止できる工作機械を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ベッド上にサドルを機械正面から見て前後（Ｙ軸）方向に移動可能に配置し、該サドル上にテーブルを左右（Ｘ軸）方向に移動可能に配置し、上記ベッド上に配置固定されたコラムに主軸を支持する主軸頭を上下（Ｚ軸）方向に移動可能に配置し、上記コラムの背面側に自動工具交換装置を配設し、該自動工具交換装置を、上記コラムに、該コラムの上記背面側と正面側とを連通可能に形成された開口を介して工具マガジン側の工具と上記主軸側の工具とを交換するように構成し、上記コラムは、上記テーブルの移動範囲を跨ぐように配置された左，右脚部の上部同士を梁部で接続してなる門形状をなしており、上記自動工具交換装置は、上記コラムの梁部の背面側に配設され、該梁部の下縁下方を通って上記工具マガジン側の工具と上記主軸側の工具とを交換するように構成されており、上記コラムの梁部は、左，右脚部より機械背面側に偏位しており、かつ上記ベッド上方のＹ軸方向略中央部に位置していることを特徴とする工作機械である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記自動工具交換装置は、上記コラムの梁部の背面に工具マガジンを配設し、上記梁部を上下に貫通するように交換アーム軸を配置し、該交換アーム軸の下端に交換アームを旋回可能に接続し、上端に交換アーム旋回駆動ユニットを接続し、上記工具マガジンと上記交換アームとの間で工具を搬送する工具搬送機構を上記交換アーム軸と並列配置していることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、ベッド上にサドルを機械正面から見て前後（Ｙ軸）方向に移動可能に配置し、該サドル上にテーブルを左右（Ｘ軸）方向に移動可能に配置し、上記ベッド上に配置固定されたコラムに主軸を支持する主軸頭を上下（Ｚ軸）方向に移動可能に配置し、上記コラムの背面側に自動工具交換装置を配設し、該自動工具交換装置を、上記コラムに、該コラムの上記背面側と正面側とを連通可能に形成された開口を介して工具マガジン側の工具と上記主軸側の工具とを交換するように構成し、上記コラムは、上記テーブルの移動範囲を跨ぐように配置された左，右脚部の上部同士を梁部で接続してなる門形状をなしており、上記自動工具交換装置は、上記コラムの梁部の背面に工具マガジンを配設し、上記梁部を上下に貫通するように交換アーム軸を配置し、該交換アーム軸の下端に交換アームを旋回可能に接続し、上端に交換アーム旋回駆動ユニットを接続し、上記工具マガジンと上記交換アームとの間で工具を搬送する工具搬送機構を上記交換アーム軸と並列配置し、上記コラムの梁部の下縁下方を通って上記工具マガジン側の工具と上記主軸側の工具とを交換するように構成されていることを特徴とする工作機械である。
【００１１】
【発明の作用効果】
請求項１の発明によれば、自動工具交換装置をコラムの背面側に配設し、該コラムの背面側と正面側とを連通する開口を介して工具マガジン側の工具と主軸側の工具とを交換するようにしたので、工具マガジンをコラム背面の空きスペースを利用して配置することができ、機械幅寸法の拡大を防止できる。
【００１２】
また、コラムをテーブルの移動範囲を跨ぐように配置された左，右脚部の上部同士を梁部で接続してなる門形としたので、該コラム下方の加工用開口を有効利用して工具交換を行なうことができ、工具交換を行なうためのスペースを別途確保する必要はなく、機械全体をコンパクトにできる。
【００１３】
さらにまた、コラムの梁部を左，右脚部より機械背面側に偏位させ、かつベッドのＹ軸方向略中央部に位置させたので、梁部の背面側の空きスペースを有効利用して工具マガジンを配置でき、機械全体をコンパクトにできる。
【００１４】
請求項２，３の発明では、交換アーム軸を梁部を上下に貫通するように配置し、該交換アーム軸に工具搬送機構を並列配置したので、工具交換ユニットを梁部背面側に必要な配置スペースを削減しつつ配置することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図７は、本発明の一実施形態による立形マシニングセンタ（工作機械）を説明するための図であり、図１〜図６はそれぞれ工具交換装置，パレット交換装置及び切り屑処理装置が搭載された立形マシニングセンタの正面図，右側面図，平面図，背面斜視図，背面図，左側面図、図７は自動工具交換装置の側面構成図である。
【００１７】
図において、１は立形マシニングセンタを示しており、これは機械正面から見て、固定ベッド２上の前後方向略中央部に門形状のコラム３を配置固定するとともに、該コラム３の下方にサドル４をＹ軸（前後）方向に移動可能に配置し、該サドル４上にテーブル５をＸ軸（左右）方向に移動可能に配置し、さらに上記コラム３の前面に主軸頭６をＺ軸（上下）方向に移動可能に配置した構成となっている。この主軸頭６の下端部には主軸７が回転自在に支持されており、該主軸７には工具Ｔが着脱可能に装着されている。
【００１８】
上記立形マシニングセンタ１では、テーブル５に載置されたワーク（不図示）をＸ軸，Ｙ軸方向に、主軸７をＺ軸方向にそれぞれ相対移動させつつ上記工具Ｔによりワークの切削加工を行なうように構成されている。
【００１９】
上記固定ベッド２の背面側には、加工済みワークが載置された前工程パレットＰ１と、次加工ワークが載置された次工程パレットＰ２とを旋回軸３７を介して１８０度旋回させることにより自動的に交換するワーク交換装置１２が搭載されている。また固定ベッド２の底部には切り屑処理装置１３が配設されており、これはコンベア４７によりワーク加工部に供給された切削液を回収するとともに、ワーク加工により発生した切り屑を機外に排出するように構成されている。
【００２０】
上記固定ベッド２は、左，右の縦壁２ａ，２ａと、該左，右の縦壁２ａの内側に段付き状に形成されたサドル支持部２ｂ，２ｂと、該左，右のサドル支持部２ｂから段落ち状に形成された略平坦な有底凹部２ｃとを備えている。この有底凹部２ｃはベッド２のＸ軸方向中央部に位置し、かつ背面側及び上側が開放されている。上記固定ベッド２背面の左，右の縦壁２ａ同士はクロス部材８で結合されている。
【００２１】
上記左，右のサドル支持部２ｂの内側縁部にはサドル４をＹ軸方向に案内支持する左，右のＹ軸ガイドレール１５が配置されている。この各Ｙ軸ガイドレール１５は、上記サドル支持部２ｂに固定されたレール１５ａと、上記サドル４の下面に固定されたガイド１５ｂとを摺動自在に係合させた構造となっている。
【００２２】
また上記左，右のサドル支持部２ｂの各Ｙ軸ガイドレール１５の外側にはサドル４をＹ軸方向に移動駆動する左，右のＹ軸ボールねじ１６，１６が回転自在に配置固定されており、各Ｙ軸ボールねじ１６の前端部には該ボールねじ１６を回転駆動するＹ軸駆動モータ１７，１７が接続されている。
【００２３】
上記サドル４の上面にはテーブル５をＸ軸方向に案内支持する前後一対のＸ軸ガイドレール１８，１８が配置されている。この各Ｘ軸ガイドレール１８は、上記サドル４に固定されたレール１８ａと、上記テーブル５の下面に固定されたガイド１８ｂとを摺動自在に係合させた構造となっている。
【００２４】
また上記サドル４の上面の前，後Ｘ軸ガイドレール１８の間にはテーブル５をＸ軸方向に移動駆動する１本のＸ軸ボールねじ１９が回転自在に配置固定されており、該Ｘ軸ボールねじ１９の左側端部には該ボールねじ１９を回転駆動するＸ軸駆動モータ２０が接続されている。
【００２５】
上記コラム３の前面には、主軸頭６をＺ軸方向に案内支持する左，右一対のＺ軸ガイドレール２１，２１が配置されている。この各Ｚ軸ガイドレール２１は、上記主軸頭６の背面に固定されたレール２１ａと、上記コラム３の前面に固定されたガイド２１ｂとを摺動自在に係合させた構造となっている。
【００２６】
上記コラム３の前面の各Ｚ軸ガイドレール２１の外側には主軸頭６をＺ軸方向に移動駆動する左，右のＺ軸ボールねじ２２，２２が回転自在に配置固定されており、各Ｚ軸ボールねじ２２の上端部には該ボールねじ２２を回転駆動するＺ軸駆動モータ２３，２３が接続されている。
【００２７】
上記主軸頭６には左，右に延びる腕部６ａ，６ａが形成されており、該左，右の腕部６ａには上記Ｚ軸ボールねじ２２に係合するナット２２ａが装着されている。
【００２８】
上記コラム３は、鋳造により一体形成されたものであり、機械正面から見て、テーブル５のＸ軸，Ｙ軸の移動範囲を跨ぐように配置された左，右の脚部３ａ，３ａと、該各脚部３ａの上部同士を一体に接続する梁部３ｂとを有する門形をなしており、この左，右の脚部３ａは固定ベッド２の左，右縦壁２ａの上面に載置固定されている。これによりコラム３の下方にはＹ軸方向に開放され、かつＸ軸方向に幅広の加工用開口Ａが形成されている。
【００２９】
上記左，右の脚部３ａは、機械正面から見て、該脚部３ａの上部３ｄほど主軸頭６側に位置するように傾斜しており、該主軸頭６側ほど上下寸法が大きくなるように概ね三角形状をなしている。また梁部３ｂはこれの上縁と開口下縁が略平行となるように四角形状に形成されている。
【００３０】
上記コラム３は、機械平面から見て、梁部３ｂが左，右脚部３ａ，３ａより機械背面側に偏位するように大略弓形状をなすように形成されており、該梁部３ｂの正面３ｂ′は左，右脚部３ａの前後方向中心を通る脚部中心線Ｃ１と略一致している。また上記梁部３ｂは固定ベッド２のＹ軸方向中央に位置しており、左，右脚部３ａは前側に位置している。上記梁部３ｂの正面３ｂ′には上記主軸頭６及び左，右のＺ軸ボールねじ２２を収納する収納凹部３ｃが形成されている。これにより主軸頭６のコラム３に対するオーバハングはゼロになっている。
【００３１】
上記コラム３には、主軸７に装着された加工済み工具Ｔと、工具マガジン１１に装着された次工程工具Ｔ１とを上記コラム３の開口Ａを介して自動的に交換する工具交換装置１０が搭載されている。
【００３２】
上記工具交換装置１０は、多数の工具Ｔｎを垂直下方に向けてポットにより保持し、次加工工具Ｔ１を工具割り出し位置ａに旋回割り出し駆動する円形状の工具マガジン１１と、該割り出し位置ａに割り出された次加工工具Ｔ１を工具交換位置ｂに搬送するとともに、該工具交換位置ｂに戻された加工済み工具Ｔを上記工具マガジン１１に戻す工具搬送機構２５と、上記工具交換位置ｂに搬送された次加工工具Ｔ１と上記主軸７により工具交換位置ｃに移送された加工済み工具Ｔとを交換する交換アーム２６とを備えている。
【００３３】
上記工具マガジン１１は上記コラム３の梁部３ｂの背面３ｂ″に配設されており、該背面３ｂ″に固定されたブラケット２７により懸吊支持されている。なお、１１ａは旋回割り出しモータである。
【００３４】
上記梁部３ｂの主軸頭６の後側には交換アーム軸２８が該梁部３ｂを上下方向に貫通するように挿入配置されている。この交換アーム軸２８の下端に上記交換アーム２６が接続されており、上端には交換アーム２６を１８０度旋回駆動する旋回駆動ユニット２９が接続されている。この旋回駆動ユニット２９には駆動用モータ３０が接続されている。なお、３４は交換アーム軸２８を常に上方に付勢して工具の重量を打ち消すためのバランスばねである。
【００３５】
上記工具搬送機構２５は、上記梁部３ｂの交換アーム軸２８の後側に形成された矩形孔３ｅ（図３参照）内に該交換アーム軸２８と平行に配置された直動ガイド３１と、該直動ガイド３１により上下移動可能に支持され、次加工工具Ｔ１のポットを把持するフック３２と、該フック３２を工具割り出し位置ａと工具交換位置ｂとの間で昇降駆動するエアシリンダ３３とを備えている。
【００３６】
上記交換アーム２６は梁部３ｂの下縁下方にて長手方向をＸ軸方向に向けて待機している。そして交換アーム２６は、上記コラム３の開口Ａを介して上記梁部３ｂの背面３ｂ″側の次加工工具Ｔ１と、正面３ｂ′側の加工済み工具Ｔとを交換するようになっている。
【００３７】
ワーク加工が終了すると、主軸頭６がＺ軸方向に移動して加工済み工具Ｔを工具交換位置ｃに位置決めを行なうとともに、工具マガジン１１が次加工工具Ｔ１を工具割り出し位置ａに旋回割り出して位置決めする。工具割り出し位置ａに割り出された次加工工具Ｔ１のポットをフック３２が把持し、エアシリンダ３３がフック３２と共に次加工工具Ｔ１を工具交換位置ｂに搬送し、該交換位置ｂに位置決めする。交換アーム２６が待機位置から旋回して加工済み工具Ｔを把持するとともに次加工工具Ｔ１を把持し、この状態で下降して両工具Ｔ，Ｔ１を抜き取り、１８０度旋回した後上昇する。すると加工済み工具Ｔが工具交換位置ｂに待機するポットに装着され、次加工工具Ｔ１が主軸７に装着される。加工済み工具Ｔはフック３２と共に上昇して工具マガジン１１に戻される。
【００３８】
本実施形態によれば、門形状に形成されたコラム３の背面３ｂ″側に自動工具交換装置１０を配設し、該コラム３の背面３ｂ″側と正面３ｂ′側とを連通する開口Ａを介して工具マガジン１１側の次加工工具Ｔ１と主軸７側の加工済み工具Ｔとを交換するようにしたので、工具マガジン１１をコラム３の背面３ｂ″の空きスペースを利用して配置することができ、機械幅寸法の拡大を防止できる。
【００３９】
本実施形態では、上記コラム３をテーブル５の移動範囲を跨ぐように配置された左，右脚部ａの上部同士を梁部３ｂで接続してなる門形としたので、該コラム３の下方に形成された加工用開口Ａを有効利用して工具交換を行なうことができ、工具交換を行なうためのスペースを不要にでき、機械全体をコンパクトにできる。
【００４０】
また上記コラム３の梁部３ｂを左，右脚部３ａより機械背面側に偏位させ、かつ固定ベッド２のＹ軸方向中央部に位置させたので、梁部３ｂの背面３ｂ″側の空きスペースを有効利用して工具マガジン１１を配置でき、機械全体をコンパクトにできる。
【００４１】
本実施形態では、交換アーム軸２８を梁部３ｂを上下に貫通するように配置し、該交換アーム軸２８に工具搬送機構２５を並列配置したので、交換アーム軸２８及び工具搬送機構２５等の工具交換ユニットを必要な配置スペースを削減しつつ配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による立形マシニングセンタを説明するための正面図である。
【図２】上記立形マシニングセンタの右側面図である。
【図３】上記立形マシニングセンタの平面図である。
【図４】上記立形マシニングセンタの背面斜視図である。
【図５】上記立形マシニングセンタの背面図である。
【図６】上記立形マシニングセンタの左側面図である。
【図７】上記立形マシニングセンタに配設された工具交換装置の側面構成図である。
【図８】従来の一般的な立形マシニングセンタの概略図である。
【符号の説明】
１立形マシニングセンタ（工作機械）
２固定ベッド
３コラム
３ａ脚部
３ｂ梁部
３ｂ′ 正面
３ｂ″ 背面
４サドル
５テーブル
６主軸頭
７主軸
１０自動工具交換装置
１１工具マガジン
２５工具搬送機構
２６交換アーム
２８交換アーム軸
Ａコラム開口
Ｔ加工済み工具
Ｔ１次加工工具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool configured to machine a workpiece while relatively moving a main shaft and a workpiece arranged vertically in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.
[0002]
[Prior art]
For example, in the vertical machining center, as shown in FIG. 8, a column 61 is disposed and fixed at the rear end of the fixed bed 60 as viewed from the front of the machine, and a saddle 62 on which the workpiece W is placed is placed on the front. A main shaft in which the main shaft 64 is mounted on the front surface of the column 61. The main shaft 64 is disposed on the saddle 62 so as to be movable in the X-axis (left-right direction). A structure in which the head 65 is arranged so as to be movable in the Z-axis (vertical direction) direction is common.
[0003]
In this type of vertical machining center, a tool magazine 66 of an automatic tool changer is arranged on the left side of the column 61, and the next machining tool of the tool magazine 66 and the machined tool T mounted on the spindle 64 are automatically used. (For example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 63-62636
[Problems to be solved by the invention]
However, when the structure in which the tool magazine is arranged on the side surface of the column as in the conventional case is employed, there is a problem that the machine width dimension is inevitably increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object of the present invention is to provide a machine tool capable of preventing an increase in machine width dimension when a tool magazine is arranged.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the saddle is disposed on the bed so as to be movable in the front-rear (Y-axis) direction when viewed from the front of the machine, and the table is disposed on the saddle so as to be movable in the left-right (X-axis) direction. A spindle head supporting a spindle is arranged on a column fixed on the bed so as to be movable in the vertical (Z-axis) direction, and an automatic tool changer is provided on the back side of the column. The column is configured so that the tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are exchanged through an opening formed so that the back side and the front side of the column can communicate with each other . The upper part of the left and right leg parts arranged so as to straddle the movement range of the table has a gate shape formed by connecting the beam parts, and the automatic tool changer is provided on the rear side of the beam part of the column. The tool magazine passes through the lower edge of the beam portion. The side beam and the main shaft side tool are exchanged, and the beam portion of the column is offset from the left and right leg portions to the machine rear side, and the Y axis above the bed It is a machine tool characterized by being located in the approximate center of the direction .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect, the tool magazine is disposed on the back surface of the beam portion of the column, and the replacement arm shaft is disposed so as to vertically penetrate the beam portion. The exchange arm is pivotably connected to the lower end of the exchange arm shaft, the exchange arm turning drive unit is connected to the upper end, and a tool conveying mechanism for conveying the tool between the tool magazine and the exchange arm is the exchange arm. It is characterized by being arranged in parallel with the shaft .
[0009]
According to a third aspect of the present invention , the saddle is disposed on the bed so as to be movable in the front-rear (Y-axis) direction when viewed from the front of the machine, and the table is disposed on the saddle so as to be movable in the left-right (X-axis) direction. A spindle head supporting a spindle is arranged on a column fixed on the bed so as to be movable in the vertical (Z-axis) direction, and an automatic tool changer is provided on the back side of the column. The column is configured so that the tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are exchanged through an opening formed so that the back side and the front side of the column can communicate with each other. The upper part of the left and right leg parts arranged so as to straddle the moving range of the table has a gate shape formed by connecting the beam parts, and the automatic tool changer is arranged on the back of the beam part of the column. A tool magazine is arranged so that it penetrates the beam part up and down. A tool that arranges an exchange arm shaft, connects the exchange arm to the lower end of the exchange arm shaft so as to be rotatable, connects an exchange arm turning drive unit to the upper end, and conveys the tool between the tool magazine and the exchange arm The transport mechanism is arranged in parallel with the exchange arm shaft, and is configured to exchange the tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side through the lower edge of the beam portion of the column. Is a machine tool.
[0011]
[Effects of the invention]
According to the first aspect of the present invention, the automatic tool changer is disposed on the back side of the column, and the tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are arranged through the opening that communicates the back side and the front side of the column. Since the tool magazine is exchanged, the tool magazine can be arranged using the empty space on the back of the column, and the increase in the machine width dimension can be prevented.
[0012]
In addition , since the column has a gate shape in which the upper parts of the left and right leg portions arranged so as to straddle the table moving range are connected by a beam portion, a tool can be used by effectively utilizing the machining opening below the column. It is possible to exchange, and it is not necessary to secure a separate space for exchanging tools, and the entire machine can be made compact.
[0013]
Furthermore , since the column beam part is displaced from the left and right leg parts to the machine rear side and is located at the approximate center part in the Y-axis direction of the bed, the empty space on the back side of the beam part is effectively utilized. A tool magazine can be placed, making the entire machine compact.
[0014]
In the second and third aspects of the invention, the replacement arm shaft is disposed so as to penetrate the beam portion vertically, and the tool conveying mechanism is disposed in parallel with the replacement arm shaft. It can arrange | position, reducing arrangement | positioning space.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
FIGS. 1 to 7 are views for explaining a vertical machining center (machine tool) according to an embodiment of the present invention. FIGS. 1 to 6 show a tool changer, a pallet changer, and a chip disposal device, respectively. A front view, a right side view, a plan view, a rear perspective view, a rear view, a left side view of the installed vertical machining center, and FIG.
[0017]
In the figure, reference numeral 1 denotes a vertical machining center, which has a gate-shaped column 3 arranged and fixed at a substantially central portion in the front-rear direction on the fixed bed 2 as viewed from the front of the machine, and a saddle below the column 3. 4 is arranged so as to be movable in the Y-axis (front-rear) direction, a table 5 is arranged on the saddle 4 so as to be movable in the X-axis (left-right) direction, and the spindle head 6 is placed on the front surface of the column 3 in the Z-axis ( It is configured to be movable in the vertical direction. A spindle 7 is rotatably supported at the lower end of the spindle head 6, and a tool T is detachably mounted on the spindle 7.
[0018]
In the vertical machining center 1, the workpiece T is cut with the tool T while the workpiece (not shown) placed on the table 5 is relatively moved in the X-axis and Y-axis directions and the main shaft 7 is moved in the Z-axis direction. It is configured as follows.
[0019]
By rotating the previous process pallet P1 on which the processed workpiece is placed and the next process pallet P2 on which the next workpiece is placed on the back side of the fixed bed 2 through the pivot shaft 37, 180 degrees. A work changer 12 that automatically changes is mounted. In addition, a chip processing device 13 is disposed at the bottom of the fixed bed 2, which collects the cutting fluid supplied to the workpiece processing section by the conveyor 47 and removes the chips generated by the workpiece processing outside the machine. It is configured to discharge.
[0020]
The fixed bed 2 includes left and right vertical walls 2a and 2a, saddle support portions 2b and 2b formed in steps inside the left and right vertical walls 2a, and left and right saddle supports. And a substantially flat bottomed recess 2c formed in a stepped shape from the portion 2b. The bottomed recess 2c is located in the center of the bed 2 in the X-axis direction, and the back side and the upper side are open. The left and right vertical walls 2a on the back surface of the fixed bed 2 are joined by a cross member 8.
[0021]
Left and right Y-axis guide rails 15 for guiding and supporting the saddle 4 in the Y-axis direction are disposed on the inner edges of the left and right saddle support portions 2b. Each Y-axis guide rail 15 has a structure in which a rail 15a fixed to the saddle support 2b and a guide 15b fixed to the lower surface of the saddle 4 are slidably engaged.
[0022]
Further, left and right Y-axis ball screws 16 and 16 for moving and driving the saddle 4 in the Y-axis direction are rotatably arranged and fixed outside the Y-axis guide rails 15 of the left and right saddle support portions 2b. In addition, Y-axis drive motors 17 and 17 for rotating the ball screw 16 are connected to the front end of each Y-axis ball screw 16.
[0023]
A pair of front and rear X-axis guide rails 18 and 18 for guiding and supporting the table 5 in the X-axis direction are disposed on the upper surface of the saddle 4. Each X-axis guide rail 18 has a structure in which a rail 18a fixed to the saddle 4 and a guide 18b fixed to the lower surface of the table 5 are slidably engaged.
[0024]
Further, between the front and rear X-axis guide rails 18 on the upper surface of the saddle 4, one X-axis ball screw 19 for moving and driving the table 5 in the X-axis direction is rotatably arranged and fixed. An X-axis drive motor 20 that rotationally drives the ball screw 19 is connected to the left end of the ball screw 19.
[0025]
A pair of left and right Z-axis guide rails 21 and 21 for guiding and supporting the spindle head 6 in the Z-axis direction are disposed on the front surface of the column 3. Each Z-axis guide rail 21 has a structure in which a rail 21a fixed to the back surface of the spindle head 6 and a guide 21b fixed to the front surface of the column 3 are slidably engaged.
[0026]
Left and right Z-axis ball screws 22 and 22 for moving and driving the spindle head 6 in the Z-axis direction are rotatably arranged and fixed outside the Z-axis guide rails 21 on the front surface of the column 3. Z-axis drive motors 23, 23 for rotating the ball screw 22 are connected to the upper end of the shaft ball screw 22.
[0027]
The spindle head 6 is formed with left and right arm portions 6 a and 6 a, and the left and right arm portions 6 a are fitted with nuts 22 a that engage with the Z-axis ball screw 22.
[0028]
The column 3 is integrally formed by casting, and when viewed from the front of the machine, the left and right leg portions 3a and 3a arranged so as to straddle the movement range of the X axis and the Y axis of the table 5, The leg portions 3a have a gate shape having a beam portion 3b integrally connecting the upper portions of the leg portions 3a, and the left and right leg portions 3a are placed on the upper surfaces of the left and right vertical walls 2a of the fixed bed 2. It is fixed. As a result, a machining opening A that is open in the Y-axis direction and wide in the X-axis direction is formed below the column 3.
[0029]
The left and right leg portions 3a are inclined so that the upper portion 3d of the leg portion 3a is located on the spindle head 6 side when viewed from the front of the machine, and the vertical dimension is increased toward the spindle head 6 side. Is generally triangular. The beam portion 3b is formed in a quadrangular shape so that the upper edge and the lower edge of the opening are substantially parallel.
[0030]
The column 3 is formed so as to have a generally bow shape so that the beam portion 3b is displaced from the left and right leg portions 3a and 3a toward the machine rear side when viewed from the machine plane. The front surface 3b 'substantially coincides with the leg center line C1 passing through the center in the front-rear direction of the left and right leg parts 3a. The beam portion 3b is located in the center of the fixed bed 2 in the Y-axis direction, and the left and right leg portions 3a are located on the front side. A housing recess 3c for housing the spindle head 6 and the left and right Z-axis ball screws 22 is formed in the front surface 3b 'of the beam portion 3b. As a result, the overhang of the spindle head 6 with respect to the column 3 is zero.
[0031]
The column 3 includes a tool changer 10 that automatically changes the processed tool T attached to the spindle 7 and the next process tool T1 attached to the tool magazine 11 through the opening A of the column 3. It is installed.
[0032]
The tool changer 10 holds a large number of tools Tn vertically downward and holds them in a pot, and a circular tool magazine 11 for rotating and driving the next machining tool T1 to the tool indexing position a, and the indexing position a. The next machining tool T1 that has been taken out is conveyed to the tool change position b, and the machined tool T that has been returned to the tool change position b is returned to the tool magazine 11, and is conveyed to the tool change position b. And an exchange arm 26 for exchanging the processed next tool T1 and the machined tool T transferred to the tool exchange position c by the main shaft 7.
[0033]
The tool magazine 11 is disposed on the back surface 3b ″ of the beam portion 3b of the column 3, and is suspended and supported by a bracket 27 fixed to the back surface 3b ″. Reference numeral 11a denotes a turning index motor.
[0034]
An exchange arm shaft 28 is inserted and disposed on the rear side of the spindle head 6 of the beam portion 3b so as to penetrate the beam portion 3b in the vertical direction. The exchange arm 26 is connected to the lower end of the exchange arm shaft 28, and the turning drive unit 29 for turning the exchange arm 26 180 degrees is connected to the upper end. A drive motor 30 is connected to the turning drive unit 29. Reference numeral 34 denotes a balance spring for constantly biasing the exchange arm shaft 28 upward to cancel the weight of the tool.
[0035]
The tool transport mechanism 25 includes a linear motion guide 31 disposed in parallel with the exchange arm shaft 28 in a rectangular hole 3e (see FIG. 3) formed on the rear side of the exchange arm shaft 28 of the beam portion 3b. A hook 32 that is supported by the linear motion guide 31 so as to move up and down and grips the pot of the next machining tool T1, and an air cylinder 33 that drives the hook 32 up and down between a tool indexing position a and a tool changing position b. It has.
[0036]
The exchange arm 26 stands by below the lower edge of the beam portion 3b with the longitudinal direction directed in the X-axis direction. The exchange arm 26 exchanges the next machining tool T1 on the back surface 3b ″ side of the beam portion 3b and the machined tool T on the front surface 3b ′ side through the opening A of the column 3.
[0037]
When the workpiece machining is completed, the spindle head 6 moves in the Z-axis direction to position the machined tool T at the tool change position c, and the tool magazine 11 turns and positions the next machining tool T1 to the tool indexing position a. To do. The hook 32 grips the pot of the next machining tool T1 indexed to the tool indexing position a, and the air cylinder 33 transports the next machining tool T1 to the tool exchange position b together with the hook 32, and positions it at the exchange position b. The exchange arm 26 pivots from the standby position to grip the processed tool T and grips the next processing tool T1, and descends in this state to extract both tools T and T1, and then lifts after rotating 180 degrees. Then, the machined tool T is attached to the pot waiting at the tool exchange position b, and the next machining tool T1 is attached to the main shaft 7. The processed tool T rises with the hook 32 and is returned to the tool magazine 11.
[0038]
According to the present embodiment, the automatic tool changer 10 is disposed on the back surface 3b ″ side of the column 3 formed in a gate shape, and the opening A that communicates the back surface 3b ″ side of the column 3 with the front surface 3b ′ side. Since the next machining tool T1 on the tool magazine 11 side and the machined tool T on the spindle 7 side are exchanged via the tool, the tool magazine 11 should be arranged using the empty space on the back surface 3b ″ of the column 3. And the expansion of the machine width dimension can be prevented.
[0039]
In the present embodiment, the column 3 has a gate shape in which the upper portions of the left and right leg portions a arranged so as to straddle the moving range of the table 5 are connected by the beam portion 3b. The tool opening can be effectively used to change the tool, so that a space for tool change can be eliminated, and the entire machine can be made compact.
[0040]
Further, since the beam portion 3b of the column 3 is displaced from the left and right leg portions 3a to the machine rear side and is positioned at the center portion in the Y-axis direction of the fixed bed 2, a space on the rear surface 3b ″ side of the beam portion 3b The tool magazine 11 can be arranged using the space effectively, and the entire machine can be made compact.
[0041]
In the present embodiment, the replacement arm shaft 28 is arranged so as to penetrate the beam portion 3b up and down, and the tool transport mechanism 25 is disposed in parallel with the replacement arm shaft 28. Therefore, the replacement arm shaft 28, the tool transport mechanism 25, etc. The tool change unit can be arranged while reducing a necessary arrangement space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view for explaining a vertical machining center according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the vertical machining center.
FIG. 3 is a plan view of the vertical machining center.
FIG. 4 is a rear perspective view of the vertical machining center.
FIG. 5 is a rear view of the vertical machining center.
FIG. 6 is a left side view of the vertical machining center.
FIG. 7 is a side configuration diagram of a tool changer disposed in the vertical machining center.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional general vertical machining center.
[Explanation of symbols]
1 Vertical machining center (machine tool)
2 Fixed bed 3 Column 3a Leg 3b Beam 3b 'Front 3b "Back 4 Saddle 5 Table 6 Spindle head 7 Spindle 10 Automatic tool changer 11 Tool magazine 25 Tool transfer mechanism 26 Change arm 28 Change arm axis A Column opening T Machining Tool T1 Primary processing tool

Claims

The saddle is arranged on the bed so as to be movable in the front-rear (Y-axis) direction when viewed from the front of the machine, and the table is arranged on the saddle so as to be movable in the left-right (X-axis) direction. A spindle head that supports the spindle on the column is arranged so as to be movable in the vertical (Z-axis) direction, an automatic tool changer is provided on the back side of the column, and the automatic tool changer is disposed on the column. The tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are exchanged through an opening formed to allow communication between the back side and the front side .
The column has a gate shape in which the upper parts of the left and right leg parts arranged so as to straddle the movement range of the table are connected by a beam part,
The automatic tool changer is disposed on the back side of the beam portion of the column, and is configured to exchange the tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side through the lower edge of the beam portion. And
The beam portion of the column is offset from the left and right leg portions toward the rear side of the machine, and is positioned at the approximate center in the Y-axis direction above the bed.
A machine tool characterized by that.

In claim 1,
In the automatic tool changer, a tool magazine is arranged on the back surface of the beam portion of the column, an exchange arm shaft is arranged so as to penetrate the beam portion up and down, and the exchange arm is turned to the lower end of the exchange arm shaft. The exchange arm turning drive unit is connected to the upper end, and a tool conveyance mechanism for conveying the tool between the tool magazine and the exchange arm is arranged in parallel with the exchange arm shaft.
A machine tool characterized by that.

The saddle is arranged on the bed so as to be movable in the front-rear (Y-axis) direction when viewed from the front of the machine, and the table is arranged on the saddle so as to be movable in the left-right (X-axis) direction. A spindle head that supports the spindle on the column is arranged so as to be movable in the vertical (Z-axis) direction, an automatic tool changer is provided on the back side of the column, and the automatic tool changer is disposed on the column. The tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are exchanged through an opening formed to allow communication between the back side and the front side.
The column has a gate shape in which the upper parts of the left and right leg parts arranged so as to straddle the movement range of the table are connected by a beam part,
In the automatic tool changer, a tool magazine is arranged on the back surface of the beam portion of the column, an exchange arm shaft is arranged so as to penetrate the beam portion up and down, and the exchange arm is turned to the lower end of the exchange arm shaft. The exchange arm turning drive unit is connected to the upper end, a tool conveyance mechanism for conveying a tool between the tool magazine and the exchange arm is arranged in parallel with the exchange arm shaft, and the beam portion of the column is The tool on the tool magazine side and the tool on the spindle side are exchanged through the lower edge.
A machine tool characterized by that.