JP4392203B2 - 工作機械 - Google Patents
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Description
【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7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(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また上記マシニングセンタでは、サドル62のY軸駆動軸(不図示)を固定ベッド60上面の左,右のサドルガイドレール71,71の間に配置する場合がある。このようなマシニングセンタにおいて、切り屑処理を行なう場合、Y軸駆動軸を山型状のプロテクタで囲み、該プロテクタの左,右斜面に沿って切削液,切り屑をベッドの左,右側部に落下させて機外に排出することとなる。
【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】
しかしながら、上記従来のベッド中央部に配設されたY軸駆動軸を山形状のプロテクタで囲む構造とした場合には、プロテクタの左,右斜面を落下した切り屑等をベッドの左,右側部から機外に回収することとなるので、切り屑の排出効率が低いという懸念があり、また上記プロテクタが邪魔になって作業者の主軸への近寄り性が悪化し、メンテナンス等の作業性が低下す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、切り屑の排出効率を高めることができるとともに、主軸への近寄り性を改善して作業性を向上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)方向へ移動可能に配置し、該サドル上にテーブルを左右(X軸)方向へ移動可能に配置し、コラムを上記ベッド上に配置固定し、該コラムの前面に主軸を支持する主軸頭を上下(Z軸)方向へ移動可能に配置し、上記ベッドの中央部に前,後面側及び上側が開放された凹部を形成し、上記サドルを案内駆動するY軸ガイドレール及びY軸駆動軸を、上記凹部の左,右縁部に配設するとともに左,右のY軸切削カバーで覆い、該左,右のY軸切削カバーを、上記凹部側が低くなるように内側に傾斜する形状を有するものとし、該左,右のY軸切削カバーの内側に落下した切り屑を上記ベッドの正面側又は背面側に排出するための切り屑受け箱を上記凹部内に配設した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、上記切り屑受け箱内には、該受け箱内に落下した切り屑を連続的に排出する切り屑処理機構が配置されていることを特徴としている。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、上記サドル上に配置され、上記テーブルを案内,駆動するX軸ガイドレール,X軸駆動軸をX軸切屑カバーで覆い、該X軸切屑カバーの左,右両端部は上記左,右のY軸切削カバーに固定されていることを特徴としている。
【0010】
【発明の作用効果】
請求項1の発明では、ベッドの中央部に凹部を形成し、該凹部の左,右縁部にY軸ガイドレール及びY軸駆動軸を配設するとともに左,右のY軸切削カバーで覆い、該左,右のY軸切削カバーを上記凹部側が低くなるように傾斜状に形成し、該凹部に切り屑受け箱を配設したので、左,右のY軸切削カバーに沿って落下した切り屑を受け箱内に集めて、該受け箱をベッドの正面側,又は背面側に引き出すことにより切り屑をまとめて排出することができ、従来のベッドの左,右側部に分けて排出する構造に比べて切り屑の排出効率を高めることができる。
【0011】
また上記ベッドの凹部の左,右縁部にY軸ガイドレール及びY軸駆動軸を配設したので、該凹部の中央部は前後方向に開放されることとなり、機械正面から主軸への近寄りが容易となり、メンテナンスを行なう際の作業性を向上できる。
【0012】
請求項2の発明では、切り屑受け箱内に切り屑を連続的に排出する切り屑処理機構を配設したので、例えば受け箱内にコンベアを配設することによって切り屑処理を自動的に連続処理することができる。
【0013】
請求項3の発明では、X軸ガイドレール及びX軸駆動軸をX軸切屑カバーで覆い、該X軸切屑カバーの左,右両端部をY軸切削カバーに固定したので、切り屑がX軸切削カバー内に入り込むのを確実に防止できる。
【0014】
【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。
【0015】
図1ないし図6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2は立形マシニングセンタの正面図,平面図、図3,図4,図5は切り屑処理装置が配設された立形マシニングセンタの背面斜視図,背面図,左側面図、図6は固定ベッドの正面部分の斜視図である。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
上記コラム3の背面側には、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とを交換アーム26により上記コラム3下方の開口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。
【0019】
上記固定ベッド2の背面側のコラム3の下方には、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を介して自動的に交換するワーク交換装置12が搭載されている。
【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の前面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の前面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となっている。
【0031】
上記固定ベッド2の有底凹部2cには、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回収する切り屑処理装置13が配設されており、該切り屑処理装置13は、以下の構造となっている。
【0032】
上記固定ベッド2の有底凹部2c内には上方及び後方に開放された板金製切り屑受け箱48が挿入配設されており、該受け箱48の後端部48aは固定ベッド2の背面から機外に延びている。また受け箱48の後端部48aの下方には右側方に上向きに傾斜して延びるクーラントタンク49が連通接続されており、このクーラントタンク49の上端開口49aの下方には切り屑回収バケット50が配設されている。
【0033】
上記受け箱48内にはコンベア47が配設されており、該コンベア47の前,後端部にはローラ51,52配設されている。この後側のローラ52には回転モータ53が連結され、該回転モータ53によりコンベア47が回転駆動される。上記コンベア47は多数の短冊板をヒンジ結合してなる無端帯板状のものである。また上記クーラントタンク49には上記同様のコンベア55が配設されている。
【0034】
図6に示すように、上記固定ベッド2のサドル支持部2aに配置された左,右のY軸ガイドレール15及びY軸ボールねじ16はこれの略全長に渡って配設されたY軸切削カバー56,56により覆われている。この左,右のY軸切削カバー56は凹部2c側が低くなるように内側に傾斜しており、該切削カバー56の上縁部56aは縦壁2aの内面に摺動可能になっており、下縁56bは凹部2cの上縁部に摺動可能になっている。
【0035】
上記テーブル5の下側のサドル4にはテーブル5以外の全て面を覆うX軸切削カバー57が配設されており、該X軸切削カバー57によりX軸ガイドレール18及びX軸ボールねじ19は覆われている。このX軸切削カバー57はテーブル5のX軸方向移動に伴って伸縮する蛇腹状に形成されており、該X軸切削カバー57の左,右端部57a,57aはY軸切削カバー56に固定されている。
【0036】
加工中に発生した切り屑及びワーク加工部に供給された切削液はその一部がX軸切削カバー57及び左,右のY軸切削カバー56から切り屑受け箱48内のコンベア47上に落下し、該コンベア47,55により回収バケット50に回収され、切削液はコンベア47を通過して受け箱48から機外に回収される。
【0037】
本実施形態によれば、固定ベッド2の中央部に背面側及び前後側に開放された有底凹部2cを形成し、該有底凹部2cの左,右サドル支持部2bにY軸ガイドレール15及びY軸ボールねじ16を配置するとともに、Y軸ガイドレール15及びY軸ボールねじ16を覆う左,右のY軸切削カバー56,56を配設し、該左,右のY軸切削カバー56を上記凹部2c側が低くなるように内側に傾斜させたので、左,右のY軸切削カバー56に沿って落下した切り屑を有底凹部2cに配置された受け箱48内のコンベア47に集め、該コンベア47によりまとめて機外に排出することができ、従来のベッドの左,右側部に分けて排出する構造に比べて切り屑の排出効率を高めることができる。
【0038】
また上記固定ベッド2の有底凹部2cの左,右サドル支持部2bにY軸ガイドレール15及びY軸ボールねじ16を配置したので、該有底凹部2cの中央部は前後方向に開放されることとなり、機械正面から主軸7への近寄りが容易となり、メンテナンスを行なう際の作業性を向上できる。
【0039】
本実施形態では、サドル4の上面に配設されたX軸ガイドレール18及びX軸ボールねじ19をX軸切屑カバー57で覆い、該X軸切屑カバー57の左,右両端部57aをY軸切削カバー56に固定したので、切り屑がX軸切削カバー57内に入り込むのを確実に防止できる。
【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平面図である。
【図3】上記立形マシニングセンタの背面斜視図である。
【図4】上記立形マシニングセンタの背面図である。
【図5】上記立形マシニングセンタの左側面図である。
【図6】上記立形マシニングセンタの固定ベッドの正面斜視図である。
【図7】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
2a 縦壁
2b サドル支持部(左,右縁部)
2c 有底凹部
3 コラム
4 サドル
5 テーブル
6 主軸頭
7 主軸
13 切り屑処理装置
15 Y軸ガイドレール
16 Y軸ボールねじ(Y軸駆動軸)
18 X軸ガイドレール
19 X軸ボールねじ(X軸駆動軸)
47 コンベア
48 切り屑受け箱
56 Y軸切削カバー
57 X軸切削カバー
Claims (3)
- ベッド上に、サドルを機械正面から見て前後(Y軸)方向へ移動可能に配置し、該サドル上にテーブルを左右(X軸)方向へ移動可能に配置し、コラムを上記ベッド上に配置固定し、該コラムの前面に主軸を支持する主軸頭を上下(Z軸)方向へ移動可能に配置し、上記ベッドの中央部に前,後面側及び上側が開放された凹部を形成し、上記サドルを案内駆動するY軸ガイドレール及びY軸駆動軸を、上記凹部の左,右縁部に配設するとともに左,右のY軸切削カバーで覆い、該左,右のY軸切削カバーを、上記凹部側が低くなるように内側に傾斜する形状を有するものとし、該左,右のY軸切削カバーの内側に落下した切り屑を上記ベッドの正面側又は背面側に排出するための切り屑受け箱を上記凹部内に配設したことを特徴とする工作機械。
- 請求項1において、上記切り屑受け箱内には、該箱内に落下した切り屑を連続的に排出する切り屑処理機構が配置されていることを特徴とする工作機械。
- 請求項1又は2において、上記サドル上に配置され、上記テーブルを案内,駆動するX軸ガイドレール,X軸駆動軸をX軸切屑カバーで覆い、該X軸切屑カバーの左,右両端部は上記左,右のY軸切削カバーに固定されていることを特徴とする工作機械。
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