JP4410002B2 - Machine Tools - Google Patents

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Description

本発明は、工具が装着された主軸をX,Y,Z軸方向に相対移動可能に支持してなる工作機械に関し、特に幅広長尺ワークを能率よく加工できるようにした工作機械の構造に関する。 The present invention relates to a machine tool that supports a spindle on which a tool is mounted so as to be relatively movable in the X, Y, and Z axis directions, and more particularly to a structure of a machine tool that can efficiently process a wide and long workpiece.

比較的長尺のワークを加工するためのガントリ形マシニングセンタとして、例えば、特許文献1又は2に記載されたものがある。特許文献1のものは、長尺状のベッド2に門形のコラム7をX軸方向に移動可能に配設し、該コラム7のクロスレール7cの前面にサドル25をY軸方向に移動可能に配設し、該サドル25にラム30をZ軸方向に移動可能に配設し、該ラム30に、工具32が装着された主軸31を配設した構造となっている。 As a gantry type machining center for processing a relatively long workpiece, for example, there is one described in Patent Document 1 or 2. In Patent Document 1, a gate-shaped column 7 is arranged on a long bed 2 so as to be movable in the X-axis direction, and a saddle 25 can be moved in the Y-axis direction on the front surface of the cross rail 7c of the column 7. The ram 30 is disposed on the saddle 25 so as to be movable in the Z-axis direction, and a main shaft 31 on which a tool 32 is mounted is disposed on the ram 30.

この種のマシニングセンタでは、ベッド2上に比較的長尺のワークWを搭載し、コラム7,サドル25,ラム30をそれぞれX軸,Y軸,Z軸方向に相対移動させて主軸31により上記ワークWに所定の加工を行うようになっている。
特開2001−219325号公報 特開平8−150534号公報
In this type of machining center, a relatively long workpiece W is mounted on the bed 2, and the column 7, the saddle 25, and the ram 30 are relatively moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively, and the above-described workpiece is moved by the main shaft 31. A predetermined process is performed on W.
JP 2001-219325 A JP-A-8-150534

しかしながら、上記従来のマシニングセンタでは、サドル,ラム等が搭載された重量物のコラムをX軸方向に往復移動させて主軸をX軸方向に移動させ、もってワーク加工を行う構造であるから、主軸のX軸方向の高速移動に限界があり、加工時間の短縮を図る上での改善が要請されている。ここで、主軸の高速化を図る観点から、ベッド上のテーブルをコラムの移動方向と同じ方向に移動させるようにした場合には(上述の特許文献2参照)、テーブルの移動量に応じたベッドの長さが必要であり、機械全体が大型化するという問題がある。 However, the conventional machining center has a structure in which a heavy column loaded with saddles, rams, and the like is reciprocated in the X-axis direction to move the spindle in the X-axis direction to perform workpiece machining. There is a limit to the high-speed movement in the X-axis direction, and there is a demand for improvements in reducing the machining time. Here, from the viewpoint of speeding up the spindle, when the table on the bed is moved in the same direction as the column moving direction (see Patent Document 2 above), the bed according to the amount of movement of the table. Therefore, there is a problem that the entire machine becomes large.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、機械全体の大型化を招くことなく主軸の高速移動を可能にして加工時間を短縮できる工作機械を提供することを目的としている。 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 shortening a machining time by enabling a high-speed movement of a spindle without causing an increase in the size of the entire machine.

請求項1の発明は、工具が装着された主軸をX軸,Y軸,Z軸方向に相対移動可能に支持してなる加工ユニットを一方向に配置された複数の加工エリアの配置方向に移動可能とした工作機械であって、上記一方向に配置された複数の加工エリアを有する長尺状の加工テーブルと、該加工テーブルの両側部に配置され、上記加工エリアの配置方向に延びる左,右一対のベッドとを備え、上記加工ユニットは、上記ベッド上に、上記加工テーブルを跨ぐように、かつ上記加工エリア配置方向に移動可能に配設された門形コラムと、該門形コラムに、上記X軸,Y軸,Z軸方向に相対移動可能に、かつ軸線を略鉛直に向けて支持された主軸とを有し、
上記門形コラムを上記何れかの加工エリアに位置決めした状態で、上記主軸をX軸,Y軸,及びZ軸方向に移動させることによりワークの加工を行うように構成されていることを特徴とする工作機械。
According to the first aspect of the present invention, a machining unit that supports a spindle on which a tool is mounted so as to be relatively movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is moved in the arrangement direction of a plurality of machining areas arranged in one direction. A machine tool that is made possible, and has a long processing table having a plurality of processing areas arranged in the one direction, and a left extending on the both sides of the processing table and extending in the arrangement direction of the processing area, A pair of right beds, and the processing unit is disposed on the bed so as to straddle the processing table and to be movable in the processing area arrangement direction. And a main shaft supported relative to the X axis, the Y axis, and the Z axis direction and with the axis line oriented substantially vertically,
The workpiece is machined by moving the spindle in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions with the portal column positioned in any of the machining areas. Machine tool to do.

請求項の発明は、請求項において、上記加工ユニットは、上記加工エリア配置方向に見て、上記ベッド上に配置された左,右のコラム本体を前,後のクロスフレームにより結合してなる門形コラムと、該前,後のクロスフレームと左,右のコラム本体とで囲まれた空間内に配置され、X軸又はY軸方向に移動可能に支持された平面視で矩形状のクロスレールと、該クロスレール内にてY軸又はX軸方向に移動可能に支持された筒状のサドルと、該サドル内にてZ軸方向に移動可能に支持されたラムとを備えており、該ラムの下端部に上記主軸が装着されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the processing unit is configured by connecting the left and right column bodies arranged on the bed with front and rear cross frames as viewed in the processing area arrangement direction. Is arranged in a space surrounded by the front and rear cross frames and the left and right column main bodies, and is rectangular in a plan view supported so as to be movable in the X-axis or Y-axis direction. A cross rail, a cylindrical saddle supported in the cross rail so as to be movable in the Y-axis or X-axis direction, and a ram supported in the saddle so as to be movable in the Z-axis direction. The main shaft is attached to the lower end of the ram.

ここで本発明において、「筒状のサドル」とは、円筒や角筒等すべての形状のサドルを含む。 Here, in the present invention, the “tubular saddle” includes saddles of all shapes such as a cylinder and a square tube.

請求項1の発明に係る工作機械によれば、主軸をX,Y,Z軸方向に相対移動可能に支持する加工ユニットを加工エリア配置方向に移動可能としたので、加工ユニット全体をベッド上の何れかの加工エリアに移動させて位置決めし、該加工ユニットにより支持された主軸をX,Y,Z軸方向に相対移動させることによりワーク加工を行うこととなる。このようにワーク加工においては、加工ユニット全体を移動させることなく主軸をX,Y,Z軸方向に移動させるので、主軸の加工時の移動重量を小さくすることができ、従来のコラム全体を移動させてワーク加工を行う場合に比べて主軸の高速移動が可能となり、それだけ加工時間を短縮することができる。 According to the machine tool of the first aspect of the present invention, since the machining unit that supports the main shaft so as to be relatively movable in the X, Y, and Z axis directions is movable in the machining area arrangement direction, the entire machining unit is placed on the bed. The workpiece is machined by moving it to any machining area and positioning it, and moving the spindle supported by the machining unit in the X, Y, and Z axis directions. In this way, in workpiece machining, the spindle is moved in the X, Y, and Z axis directions without moving the entire machining unit, so the movement weight during machining of the spindle can be reduced and the entire conventional column can be moved. As compared with the case of machining the workpiece, the spindle can be moved at a higher speed, and the machining time can be shortened accordingly.

また、加工ユニットを、加工テーブルを跨ぐようにベッドに配設し、主軸を鉛直方向に向けて支持したので、本発明を立形マシニングセンタに適用することができる。 Further, since the machining unit is disposed on the bed so as to straddle the machining table and the main shaft is supported in the vertical direction, the present invention can be applied to a vertical machining center.

請求項の発明では、加工ユニットを、左,右のコラム本体を前,後のクロスフレームにより結合してなる門形コラムの内側空間に矩形状のクロスレールを配置し、該クロスレール内に筒状のサドルを配置し、該サドル内にラムを配置した構成としたので、主軸の支持剛性を高めることができ、主軸の高速化を図りつつ加工精度を高めることができ、さらには主軸の加工ストロークを大きく設定することが可能となる。 In the invention of claim 2 , a rectangular cross rail is disposed in the inner space of the portal column formed by connecting the left and right column main bodies with the front and rear cross frames, and the processing unit is disposed in the cross rail. Since a cylindrical saddle is arranged and a ram is arranged in the saddle, the support rigidity of the spindle can be increased, the machining accuracy can be increased while the spindle is speeded up, and further, It is possible to set a large processing stroke.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1ないし図10は、本発明の第1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はマシニングセンタの全体斜視図、図3,図4,図5,図6はそれぞれマシニングセンタの加工ユニットの斜視図,断面側面図,断面正面図,斜視図、図7,図8は加工ユニットの駆動装置の正面図,斜視図、図9,図10は駆動装置の模式図である。 FIGS. 1 to 10 are views for explaining a vertical machining center (machine tool) according to a first embodiment of the present invention. FIGS. 1 and 2 are perspective views of the machining center, FIGS. 5 and 6 are a perspective view, a sectional side view, a sectional front view, and a perspective view, respectively, of a machining unit of the machining center, FIGS. 7 and 8 are a front view and perspective view of a machining unit drive device, and FIGS. It is a schematic diagram of an apparatus.

図において、1は立形マシニングセンタを示しており、これは工具Tが装着された主軸2をX軸,Y軸,Z軸の3軸方向に相対移動可能に支持する加工ユニット3と、該加工ユニット3を上記X軸方向と平行なU軸方向(加工エリア配置方向)に移動可能に支持する左,右一対のベッド4,4とから構成されている。 In the figure, reference numeral 1 denotes a vertical machining center, which includes a machining unit 3 that supports a spindle 2 on which a tool T is mounted so as to be relatively movable in three axial directions of an X axis, a Y axis, and a Z axis. The unit 3 includes a pair of left and right beds 4 and 4 that support the unit 3 so as to be movable in the U-axis direction (processing area arrangement direction) parallel to the X-axis direction.

上記左,右のベッド4,4の間には加工テーブル5が配置されている。この加工テーブル5は、長さが20〜30mで幅が3〜5mに渡る大形のものであり、上記U軸方向に配置された複数の加工エリアa1〜a4を有している。また上記左,右のベッド4,4のU軸方向両端部には上記加工テーブル5のU軸方向外側に位置するよう加工ユニット3の退避スペースが設けられており、該退避スペースに加工ユニット3を位置させた状態で幅広長尺ワーク(不図示)を上下方向に着脱できるようになっている。 A processing table 5 is disposed between the left and right beds 4 and 4. The machining table 5 is a large one having a length of 20 to 30 m and a width of 3 to 5 m, and has a plurality of machining areas a1 to a4 arranged in the U-axis direction. Further, a retreat space for the processing unit 3 is provided at both ends of the left and right beds 4 and 4 in the U-axis direction so as to be located on the outer side of the processing table 5 in the U-axis direction. A wide and long workpiece (not shown) can be attached and detached in the vertical direction in a state where is positioned.

上記加工ユニット3は、機械正面から上記U軸方向に見たとき、加工テーブル5を跨ぐように左,右のベッド4,4に搭載された門形コラム8と、該コラム8によりX軸方向に移動可能に支持されたクロスレール9と、該クロスレール9によりY軸方向に移動可能に支持されたサドル10と、該サドル10によりZ軸方向に移動可能に支持されたラム11とを備えており、該ラム11の下端に上記主軸2が軸線を概ね垂直方向に向けて配設されている。 The machining unit 3 includes a portal column 8 mounted on the left and right beds 4 and 4 so as to straddle the machining table 5 when viewed from the front of the machine in the U-axis direction, and the column 8 allows the X-axis direction. A cross rail 9 supported so as to be movable, a saddle 10 supported so as to be movable in the Y-axis direction by the cross rail 9, and a ram 11 supported so as to be movable in the Z-axis direction by the saddle 10. The main shaft 2 is disposed at the lower end of the ram 11 with its axis line oriented substantially vertically.

上記ラム11は、図6に示すように、主軸2を軸直角回りのA軸方向に回転割り出し駆動するとともに、主軸2を軸線回りのC軸方向に回転割り出し駆動する回転割り出し装置13を備えており、これにより5軸制御によるワーク加工が行えるようになっている。 As shown in FIG. 6, the ram 11 includes a rotary indexing device 13 for rotationally indexing and driving the main shaft 2 in the A-axis direction around the axis and rotating and driving the main shaft 2 in the C-axis direction around the axis. Thus, the workpiece can be machined by 5-axis control.

上記門形コラム8は、左,右のベッド4上に配置された側面視略長方形状の左,右のコラム本体15,16の前壁,後壁同士を前,後のクロスフレーム17,18により一体的に結合した構造となっている。上記左,右のコラム本体15,16は各ベッド4,4の上面に配設された一対のU軸ガイドレール19,19により上記U軸方向に移動可能に支持されている。また上記門形コラム8の天井部はカバー20により覆われている。 The portal column 8 is arranged on the left and right beds 4 in a substantially rectangular shape when viewed from the side. The front and rear walls of the left and right column bodies 15 and 16 are front and rear cross frames 17 and 18. It is the structure united by. The left and right column bodies 15 and 16 are supported by a pair of U-axis guide rails 19 and 19 disposed on the upper surfaces of the beds 4 and 4 so as to be movable in the U-axis direction. The ceiling of the columnar column 8 is covered with a cover 20.

上記クロスレール9は、上下方向に開口した矩形箱状のものからなり、平面視で、上記左,右のコラム本体15,16及び前,後のクロスレール17,18とで囲まれた空間内に配置されている。またクロスレール9の左右上縁部にはフランジ部9a,9aが形成されており、該左,右のフランジ部9aが各コラム本体15,16の上面に配設されたX軸ガイドレール21,21によりX軸方向に移動可能に支持されている。 The cross rail 9 has a rectangular box shape opened in the vertical direction, and in a space surrounded by the left and right column bodies 15 and 16 and the front and rear cross rails 17 and 18 in plan view. Is arranged. Further, flange portions 9a, 9a are formed on the left and right upper edge portions of the cross rail 9, and the left and right flange portions 9a are arranged on the upper surfaces of the column main bodies 15, 16, respectively. 21 is supported so as to be movable in the X-axis direction.

上記サドル10は、上下方向に開口する角筒状のものからなり、上記クロスレール9内に配置されている。このサドル10の前,後壁にはそれぞれ一対の三角ブラケット25,25が取付け固定されており、この前,後の各ブラケット25,25がクロスレール9の前,後上面に配設されたY軸ガイドレール26,26によりY軸方向に移動可能に支持されている。 The saddle 10 is a rectangular tube that opens in the vertical direction, and is disposed in the cross rail 9. A pair of triangular brackets 25 and 25 are attached and fixed to the front and rear walls of the saddle 10, respectively. The front and rear brackets 25 and 25 are disposed on the front and rear upper surfaces of the cross rail 9, respectively. The shaft guide rails 26 and 26 are supported so as to be movable in the Y-axis direction.

また上記サドル10の前,後壁の下縁にはフランジ部10a,10aが形成されており、該前,後のフランジ部10aがクロスレール9の前,後下面に配設されたY軸ガイドレール27,27によりY軸方向に移動可能に支持されている。このようにしてサドル10は上,下のY軸ガイドレール26,27により挟持されている。 Further, flange portions 10a and 10a are formed on the lower edges of the front and rear walls of the saddle 10, and the front and rear flange portions 10a are disposed on the front and rear lower surfaces of the cross rail 9, respectively. The rails 27 and 27 are supported so as to be movable in the Y-axis direction. In this way, the saddle 10 is sandwiched between the upper and lower Y-axis guide rails 26 and 27.

上記ラム11は、上下方向に延びる角筒状のものであり、上記サドル10内に配置されている。このラム11は、これの前後,左右壁の各4面が上記サドル10の各内壁面に配設されたすべり面(不図示)を介してZ軸方向に移動可能に支持されている。なお、29はラム11のZ軸方向位置を検出するスケールである。 The ram 11 has a rectangular tube shape extending in the vertical direction, and is disposed in the saddle 10. The ram 11 is supported so that it can move in the Z-axis direction through sliding surfaces (not shown) disposed on the inner wall surfaces of the saddle 10 on the front and rear and on the left and right walls. Reference numeral 29 denotes a scale that detects the position of the ram 11 in the Z-axis direction.

上記X軸及びY軸ストロークは3〜4m程度に設定され、Z軸ストロークは1〜2m程度に設定されている。また上記クロスレール9,サドル10及びラム11はそれぞれボールねじ30,31、32及びサーボモータ33,34,35により往復駆動される。 The X-axis and Y-axis strokes are set to about 3 to 4 m, and the Z-axis stroke is set to about 1 to 2 m. The cross rail 9, saddle 10 and ram 11 are reciprocated by ball screws 30, 31, 32 and servo motors 33, 34, 35, respectively.

上記右側のコラム本体16には作業者が出入り可能な大きさを有する作業用開口16aが形成されており、該開口16aには機内と機外とを仕切る不図示のドアが配設されている。また上記作業用開口16a内のドア外側には操作パネル37が配設されている。 The right column body 16 is formed with a working opening 16a having a size allowing an operator to enter and exit, and a door (not shown) for partitioning the inside of the machine from the outside of the machine is disposed in the opening 16a. . An operation panel 37 is disposed outside the door in the work opening 16a.

上記左側のコラム本体15の外側壁には多数の工具Tnを保持する工具マガジン38が配設されている。また上記コラム本体15の工具交換位置に臨む部分には工具交換窓15aが形成されおり、この工具交換窓15aを介して主軸2に装着された加工済み工具Tと、上記工具マガジン38に保持された次工程工具とを不図示の工具交換アームにより自動的に交換するようになっている。 A tool magazine 38 for holding a number of tools Tn is disposed on the outer wall of the left column body 15. Further, a tool change window 15a is formed at a portion of the column main body 15 facing the tool change position, and the processed tool T mounted on the spindle 2 is held by the tool magazine 38 through the tool change window 15a. The next process tool is automatically changed by a tool changing arm (not shown).

上記加工ユニット3は、図7〜図10に示すU軸駆動装置40によりU軸方向に往復駆動され、該駆動装置40は以下の構成となっている。 The machining unit 3 is reciprocated in the U-axis direction by a U-axis drive device 40 shown in FIGS. 7 to 10, and the drive device 40 has the following configuration.

上記ベッド4にはこれの略全長に渡って延びるラック41が配設されており、コラム8には上記ラック41に噛合する前,後一対のピニオン42,43が配設されている。この前,後ピニオン42,43は減速ギヤ群45を介して1つのモータ44により回転駆動される。この減速ギヤ群45はコラム8に固定されたギヤボックス46内に収容されており、該ギヤボックス46にモータ44が取付けられている。 The bed 4 is provided with a rack 41 extending over substantially the entire length thereof, and the column 8 is provided with a pair of pinions 42 and 43 before and after meshing with the rack 41. The front and rear pinions 42 and 43 are rotationally driven by a single motor 44 through a reduction gear group 45. The reduction gear group 45 is accommodated in a gear box 46 fixed to the column 8, and a motor 44 is attached to the gear box 46.

上記減速ギヤ群45は、前,後ピニオン42,43の各ピニオン軸42a,43aに減速大ギヤ47,48を固着するとともに、両減速大ギヤ47,48に中間ギヤ49を介してモータ44の回転ギヤ44aを噛合させた構造となっている。また上記減速大ギヤ47には内周歯47aが形成されており、該内周歯47aには前ピニオン42のピニオン軸42aに固着された外周歯50が噛合している。この外周歯50と内周歯47aとはバックラッシュが小さくなる方向にずらして噛み合わされている。 The reduction gear group 45 includes reduction large gears 47 and 48 fixed to the pinion shafts 42 a and 43 a of the front and rear pinions 42 and 43, and the reduction gears 47 and 48 are connected to both the reduction large gears 47 and 48 via an intermediate gear 49. The rotating gear 44a is engaged. The reduction large gear 47 is formed with inner peripheral teeth 47a, and the outer peripheral teeth 50 fixed to the pinion shaft 42a of the front pinion 42 are engaged with the inner peripheral teeth 47a. The outer peripheral teeth 50 and the inner peripheral teeth 47a are engaged with each other while shifting in a direction in which backlash is reduced.

本実施形態の立形マシニングセンタ1でワーク加工を行うには、加工テーブル5に幅広長尺ワークを搭載して位置決め固定するとともに、加工ユニット3を第1加工エリアa1に移動させて位置決め固定する。そしてこの第1加工エリアa1にて主軸2をX軸,Y軸,Z軸方向に相対移動させ、またA軸,C軸回りに回転させつつ工具Tにより上記幅広長尺ワークに所定の加工を施こす。このワーク加工が終了すると加工ユニット3を次の加工エリアa2に移動させ、該次加工エリアa2にて上記同様に主軸2によるワーク加工を行う。このようにして各加工エリアa1〜a4毎に加工ユニット3を順次移動させ、各加工エリアa1〜a4にて主軸2によるワーク加工を行う。具体的には、例えば電車やバス等の大型車両ボディに所定間隔ごとに窓をくり抜いて形成したり、各窓孔の外周部にボルト孔等を形成したりする場合に好適である。 In order to perform workpiece machining with the vertical machining center 1 of the present embodiment, a wide and long workpiece is mounted on the machining table 5 and fixed, and the machining unit 3 is moved to the first machining area a1 and fixed. Then, in the first machining area a1, the spindle 2 is relatively moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and a predetermined machining is performed on the wide and long workpiece by the tool T while rotating around the A-axis and the C-axis. Apply. When the workpiece machining is completed, the machining unit 3 is moved to the next machining area a2, and the workpiece machining by the spindle 2 is performed in the next machining area a2 in the same manner as described above. In this way, the machining unit 3 is sequentially moved for each machining area a1 to a4, and workpiece machining by the spindle 2 is performed in each machining area a1 to a4. Specifically, it is suitable when, for example, a large-sized vehicle body such as a train or a bus is formed by hollowing a window at a predetermined interval, or a bolt hole or the like is formed on the outer periphery of each window hole.

本実施形態によれば、加工ユニット3により主軸2をX軸,Y軸,Z軸方向に相対移動可能に支持し、該加工ユニット3を左,右のベッド4,4によりX軸と平行なU軸方向に移動可能に支持したので、加工テーブル5の加工エリアa1〜a4間を移動する場合には加工ユニット3全体を移動させ、各加工エリアa1〜a4内でワーク加工を行う場合には加工ユニット3により支持された主軸2をX,Y,Z軸又はA,C軸方向に相対移動させることとなる。このように構成したので、加工ユニット3上での主軸2のX,Y,Z軸方向における移動重量を小さくすることができ、従来のコラム全体を移動させてワーク加工を行う場合に比べて主軸の高速移動が可能となり、それだけ加工時間を短縮することができる。 According to this embodiment, the machining unit 3 supports the main shaft 2 so as to be relatively movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the machining unit 3 is parallel to the X-axis by the left and right beds 4 and 4. Since it is supported so as to be movable in the U-axis direction, when moving between the machining areas a1 to a4 of the machining table 5, the entire machining unit 3 is moved, and when machining a workpiece within each machining area a1 to a4, The main shaft 2 supported by the machining unit 3 is relatively moved in the X, Y, Z axis or A, C axis direction. Since it comprised in this way, the moving weight in the X, Y, Z-axis direction of the main axis | shaft 2 on the processing unit 3 can be made small, and a main axis | shaft compared with the case where the whole column is moved and it processes a workpiece | work. Can be moved at high speed, and the machining time can be shortened accordingly.

本実施形態では、上記加工ユニット3を左,右のベッド4,4の間に配設された加工テーブル5を跨ぐように配設したので、主軸2を鉛直方向に向けて支持でき、本発明を立形マシニングセンタに適用できる。 In the present embodiment, since the processing unit 3 is disposed so as to straddle the processing table 5 disposed between the left and right beds 4, 4, the main shaft 2 can be supported in the vertical direction. Can be applied to vertical machining centers.

また上記加工ユニット3を、左,右のコラム本体15,16を前,後のクロスフレーム17,18により結合してなる門形コラム8の内側空間に矩形箱状のクロスレール9を配置し、該クロスレール9内に角筒状のサドル10を配置し、該サドル10内に主軸2が装着されたラム11を配置して構成したので、主軸2の支持剛性を高めることができる。また主軸2を加工ユニット3の重心付近で支持することができ、主軸2の高速化を図りつつ加工精度を高めることができ、さらには主軸2の加工ストロークを大きく設定することが可能となる。即ち、従来のガントリ形のものでは、コラムの前面にてサドル,ラムを移動可能に支持していたので、Z軸方向に往復駆動する際に主軸が前倒れするおそれがあり、このため主軸の移動速度を大きくしたり,Z軸ストロークを大きくしたりするには限界があった。 Further, a rectangular box-shaped cross rail 9 is disposed in the inner space of the portal column 8 formed by connecting the processing unit 3 with the left and right column bodies 15 and 16 by the front and rear cross frames 17 and 18; Since the rectangular cylindrical saddle 10 is arranged in the cross rail 9 and the ram 11 having the main shaft 2 mounted therein is arranged in the saddle 10, the support rigidity of the main shaft 2 can be increased. Further, the spindle 2 can be supported near the center of gravity of the machining unit 3, the machining accuracy can be increased while increasing the speed of the spindle 2, and the machining stroke of the spindle 2 can be set large. That is, in the conventional gantry type, the saddle and ram are supported movably on the front surface of the column, and therefore the spindle may be tilted forward when reciprocating in the Z-axis direction. There were limits to increasing the moving speed and increasing the Z-axis stroke.

なお、上記実施形態では、コラム8によりクロスレール9をX軸方向に移動可能に支持し、該クロスレール9によりサドル10をY軸方向に移動可能に支持した場合を説明したが、本発明では、図11に示すように、コラム8によりクロスレール9をY軸方向に移動可能に支持し、該クロスレール9によりサドル10をX軸方向に移動可能に支持するように構成してもよく、この場合にも上記実施形態と同様の効果が得られる。 In the above embodiment, the case where the cross rail 9 is supported by the column 8 so as to be movable in the X-axis direction and the saddle 10 is supported by the cross rail 9 so as to be movable in the Y-axis direction has been described. 11, the column 8 may support the cross rail 9 so as to be movable in the Y-axis direction, and the cross rail 9 may be configured to support the saddle 10 so as to be movable in the X-axis direction. In this case, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

また上記実施形態では、幅広長尺ワークを加工する場合を例にとって説明したが、本発明では、加工テーブルの各加工エリアに個別のワークを載置し、各ワークを順次加工する場合にも適用できる。 In the above embodiment, the case of processing a wide and long workpiece has been described as an example. However, the present invention is also applicable to the case where individual workpieces are placed in each processing area of the processing table and each workpiece is sequentially processed. it can.

さらに上記実施形態では、コラムを加工エリア毎に移動させた場合を説明したが、本発明では、主軸によるワーク加工に加えてコラムを移動させてU軸方向の加工を行うことも可能である。 Furthermore, although the case where the column was moved for each machining area has been described in the above embodiment, in the present invention, it is also possible to perform machining in the U-axis direction by moving the column in addition to workpiece machining by the spindle.

本実施形態では、左右のベッド4,4の間に加工テーブル5を配置したが、機械の底面全体に広がる1つのベッドの上面に加工テーブルを配置することも可能である。 In the present embodiment, the processing table 5 is arranged between the left and right beds 4, 4, but it is also possible to arrange the processing table on the upper surface of one bed extending over the entire bottom surface of the machine.

本発明の第1実施形態による立形マシニングセンタの全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a vertical machining center according to a first embodiment of the present invention. 上記立形マシニングセンタの斜視図である。It is a perspective view of the vertical machining center. 上記実施形態の加工ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the processing unit of the embodiment. 上記加工ユニットの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the said processing unit. 上記加工ユニットの断面正面図である。It is a section front view of the above-mentioned processing unit. 上記加工ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the said processing unit. 上記加工ユニットの駆動装置の正面図である。It is a front view of the drive device of the said processing unit. 上記駆動装置の斜視図である。It is a perspective view of the said drive device. 上記駆動装置の模式図である。It is a schematic diagram of the said drive device. 上記駆動装置の模式図である。It is a schematic diagram of the said drive device. 上記実施形態の加工ユニットの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the processing unit of the said embodiment.

1 立形マシグセンタ(工作機械)
2 主軸
3 加工ユニット
4 ベッド
5 加工テーブル
8 コラム
9 クロスレール
10 サドル
11 ラム
15,16 コラム本体
17,18 クロスフレーム
a1〜a4 加工エリア
1 Vertical machining center (machine tool)
2 Spindle 3 Processing unit 4 Bed 5 Processing table 8 Column 9 Cross rail 10 Saddle 11 Ram 15, 16 Column body 17, 18 Cross frame a 1 to a 4 Processing area

Claims (2)

工具が装着された主軸をX軸,Y軸,Z軸方向に相対移動可能に支持してなる加工ユニットを一方向に配置された複数の加工エリアの配置方向に移動可能とした工作機械であって、
上記一方向に配置された複数の加工エリアを有する長尺状の加工テーブルと、
該加工テーブルの両側部に配置され、上記加工エリアの配置方向に延びる左,右一対のベッドとを備え、
上記加工ユニットは、上記ベッド上に、上記加工テーブルを跨ぐように、かつ上記加工エリア配置方向に移動可能に配設された門形コラムと、該門形コラムに、上記X軸,Y軸,Z軸方向に相対移動可能に、かつ軸線を略鉛直に向けて支持された主軸とを有し、
上記門形コラムを上記何れかの加工エリアに位置決めした状態で、上記主軸をX軸,Y軸,及びZ軸方向に移動させることによりワークの加工を行うように構成されている
ことを特徴とする工作機械。
A machine tool in which a machining unit that supports a spindle on which a tool is mounted so as to be relatively movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is movable in a plurality of machining areas arranged in one direction. And
A long processing table having a plurality of processing areas arranged in one direction;
A pair of left and right beds arranged on both sides of the processing table and extending in the direction of arrangement of the processing area;
The processing unit includes a portal column disposed on the bed so as to straddle the processing table and movable in the processing area arrangement direction, and the portal column includes the X axis, the Y axis, A main shaft supported relative to the Z axis so as to be relatively movable and the axis line oriented substantially vertically;
The workpiece is machined by moving the spindle in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions with the portal column positioned in any of the machining areas. A machine tool characterized by that.
請求項において、上記加工ユニットは、上記加工エリア配置方向に見て、上記ベッド上に配置された左,右のコラム本体を前,後のクロスフレームにより結合してなる門形コラムと、該前,後のクロスフレームと左,右のコラム本体とで囲まれた空間内に配置され、X軸又はY軸方向に移動可能に支持された平面視で矩形状のクロスレールと、該クロスレール内にてY軸又はX軸方向に移動可能に支持された筒状のサドルと、該サドル内にてZ軸方向に移動可能に支持されたラムとを備えており、該ラムの下端部に上記主軸が装着されていることを特徴とする工作機械。 In Claim 1 , the said processing unit is the portal column formed by connecting the left and right column main bodies arrange | positioned on the said bed with the front and back cross frame seeing in the said process area arrangement | positioning direction, A rectangular cross rail arranged in a space surrounded by the front and rear cross frames and the left and right column main bodies and supported so as to be movable in the X-axis or Y-axis direction; A cylindrical saddle supported so as to be movable in the Y-axis or X-axis direction, and a ram supported so as to be movable in the Z-axis direction within the saddle. A machine tool on which the spindle is mounted.
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