JP4542001B2

JP4542001B2 - 工作機械

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Publication number: JP4542001B2
Application number: JP2005264712A
Authority: JP
Inventors: 直士高山; 通雄渡邊; 智小松
Original assignee: DMG Mori Co Ltd; Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: EP1762332B1; EP1762332A1; US20070060455A1; US7189194B1; JP2007075926A; DE602006001808D1

Description

本発明は、ベッドと、当該ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、軸線が水平方向に配置されて当該軸線中心に回転自在に設けられ、工具を保持する主軸と、前記テーブルと主軸とを直交３軸方向に相対移動させる送り機構とを備えた工作機械に関する。

前記工作機械として、従来、例えば、図５及び図６に示すようなものが知られている（特開２００３−２６６２５７号公報参照）。この工作機械１００は、ベッド１０１と、ベッド１０１の前部側上面に前後方向（Ｚ軸方向）に移動自在に配設され、ワークＷが載置されるテーブル１０２と、ベッド１０１の後部側上面に立設されるコラム１０３と、コラム１０３の前面に鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動自在に支持されるサドル１０４と、サドル１０４の前面に左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持される主軸頭１０５と、軸線がＺ軸と平行且つ当該軸線回りに回転自在に主軸頭１０５によって支持され、工具（図示せず）を保持する主軸１０６と、テーブル１０２のＺ軸方向への移動を案内するＺ軸案内機構１１０と、サドル１０４のＹ軸方向への移動を案内するＹ軸案内機構１１１と、主軸頭１０５のＸ軸方向への移動を案内するＸ軸案内機構１１２と、テーブル１０２をＺ軸方向に移動させるＺ軸送り機構１１３と、サドル１０４をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構１１４と、主軸頭１０５をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り機構１１５などから構成されており、テーブル１０２，サドル１０４及び主軸頭１０５が、各送り機構１１３，１１４，１１５により駆動され、各案内機構１１０，１１１，１１２により案内されてＺ軸方向，Ｙ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ移動することで、テーブル１０２上のワークＷと主軸１０６の工具（図示せず）とが直交３軸方向に相対移動し、当該ワークＷが加工される。

特開２００３−２６６２５７号公報

ところが、上記従来の工作機械１００では、サドル１０４がコラム１０３の前面に、主軸頭１０５がサドル１０４の前面に支持されて、これらサドル１０４や主軸頭１０５が工作機械１００の前面側に突き出ているため、コラム１０３やサドル１０４、主軸頭１０５に撓みなどの変形を生じて高精度にワークＷを加工することができないという問題があった。

また、Ｚ軸案内機構１１０やＺ軸送り機構１１３がベッド１０１の上面側に、Ｙ軸案内機構１１１やＹ軸送り機構１１４がコラム１０３の前面側に、Ｘ軸案内機構１１２やＸ軸送り機構１１５がサドル１０４の前面側に設けられているため、即ち、Ｚ軸案内機構１１０やＺ軸送り機構１１３、Ｙ軸案内機構１１１やＹ軸送り機構１１４、Ｘ軸案内機構１１２やＸ軸送り機構１１５が、ワークＷの加工を行う加工領域に面して配置されているため、これらＺ軸案内機構１１０やＺ軸送り機構１１３、Ｙ軸案内機構１１１やＹ軸送り機構１１４、Ｘ軸案内機構１１２やＸ軸送り機構１１５は、図示しない適宜カバーによってカバーされているものの、ワークＷの加工によって生じる切りくずが侵入し易く、カバーのメンテナンスを頻繁に行ったり、コストの高い構造の複雑なものを採用しなければならないという問題もあった。

また、更に、コラム１０３がベッド１０１の後部側に配設され、Ｙ軸案内機構１１１やＹ軸送り機構１１４、Ｘ軸案内機構１１２やＸ軸送り機構１１５がベッド１０１の後部側に配設されていることから、これらＹ軸案内機構１１１，Ｙ軸送り機構１１４，Ｘ軸案内機構１１２及びＸ軸送り機構１１５に対してメンテナンスなどを行い難いという問題もあった。

また、工作機械１００は、複数の工具が格納される工具マガジンと、工具マガジンに格納された工具を把持する把持部が一端側に、主軸１０６に保持された工具を把持する把持部が他端側に形成された交換アームを有し、この交換アームをＺ軸に平行な回転中心軸回りに回転させるとともに、Ｚ軸方向に移動させることにより、工具マガジン側の工具と主軸１０６側の工具とを交換する交換機構などからなる工具交換装置を通常備えているが、当該工作機械１００の幅方向（Ｘ軸方向）における設置スペースに制約があると、前記工具マガジンや交換機構をベッド１０１の側面側に配置することができないため、コラム１０３の上面などに配置するといったことが行われており、この場合、主軸１０６の先端部とコラム１０３とがＺ軸方向において離れていることから、当該工具マガジンや交換機構を主軸１０６の先端側に突き出た状態で適宜支持部材により支持しなければならず、当該支持構造が不安定になるという問題もある。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、高精度な加工を行ったり、メンテナンスの容易化を図ったり、製造コストを抑えたり、工具交換装置を安定に支持することができる工作機械の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
基部と、該基部の両側にそれぞれ立設され、間隔を空けて対峙する２つの側壁とを備えたベッドと、
縦辺部が鉛直な第１軸と平行に設けられるとともに、横辺部が水平な第２軸と平行に設けられた矩形状且つ枠状の部材からなり、水平方向の両端部が前記ベッドの各側壁の後面にそれぞれ支持され、前記第１軸方向に移動自在に設けられる第１送り台と、
上部及び下部が前記第１送り台にそれぞれ支持され、前記第２軸方向に移動自在に設けられる第２送り台と、
前記第１軸及び第２軸の双方と直交する第３軸方向に移動自在に前記第２送り台によって支持され、前記第１送り台の枠内に配置される主軸頭と、
軸線が前記第３軸と平行且つ該軸線中心に回転自在に前記主軸頭によって支持され、工具を保持する主軸と、
前記ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、
前記第１送り台の前記第１軸方向への移動を案内する第１案内機構と、
前記第２送り台の前記第２軸方向への移動を案内する第２案内機構と、
前記主軸頭の前記第３軸方向への移動を案内する第３案内機構と、
前記第１送り台を前記第１軸方向に移動させる第１送り機構と、
前記第２送り台を前記第２軸方向に移動させる第２送り機構と、
前記主軸頭を前記第３軸方向に移動させる第３送り機構と、
前記主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構とから構成されてなることを特徴とする工作機械に係る。

この発明によれば、第１送り台を矩形状且つ枠状に形成してその枠内に主軸頭を配置し、従来の工作機械のような、前面側に突き出たサドルや主軸頭の支持構造をなくしているので、ベッドや第１送り台、第２送り台、主軸頭に撓みなどの変形が生じるのを防止することができ、高精度にワークを加工することができる。

また、第１送り台をベッドの各側壁の後面により支持しているので、第１案内機構や第１送り機構がワークの加工を行う加工領域に面するのを防止することができるとともに、第２案内機構や第２送り機構、第３案内機構や第３送り機構についても、これらを前記加工領域から離すことができ、当該第１案内機構，第１送り機構，第２案内機構，第２送り機構，第３案内機構，第３送り機構の内部に切りくずを侵入し難くすることができる。これにより、切りくずの侵入を防止するカバーの構造を簡素化して製造コストを低減したり、当該カバーのメンテナンスの容易化を図ることができる。

また、第１送り台をベッドの各側壁の後面により支持することで、工作機械の後側から第１案内機構，第１送り機構，第２案内機構，第２送り機構，第３案内機構，第３送り機構に対してメンテナンスを行うことが可能となり、当該第１案内機構，第１送り機構，第２案内機構，第２送り機構，第３案内機構，第３送り機構のメンテナンスの容易化を図ることができる。

また、主軸頭には、その後部側に各種の配管や配線が接続されるようになっており、主軸頭の移動時にこの配管や配線が抵抗となって当該主軸頭の後部側が振られ、主軸の軸線が傾くために、加工精度が低下するという問題があるが、第１送り台をベッドの各側壁の後面により支持することで、各側壁による第１送り台支持部や第１送り台による第２送り台支持部、第２送り台による主軸頭支持部と、主軸頭の配管や配線の接続部との間の距離を、第１送り台をベッドの各側壁の前面に支持した場合よりも短くすることができ、主軸頭の移動時に当該主軸頭の後部側を、前記各支持部を支点に振られ難くする（主軸の軸線を傾き難くする）ことができる。したがって、このことによっても、ワークを精度良く加工することができる。

尚、前記工作機械は、複数の工具が格納される工具マガジンと、該工具マガジンに格納された工具と前記主軸に保持された工具とを交換する交換機構とからなる工具交換装置を更に備え、前記ベッドには、その側壁上部間に掛け渡された支持ビームが形成され、前記工具マガジンは、前記支持ビームの上部に、前記交換機構は、前記支持ビームの下部に支持されていても良い。

このようにすれば、第１送り台をベッドの各側壁の後面により支持しており、主軸の先端部と当該支持ビームの前面とを前後方向に接近させて配置することができることから、従来の工作機械のように、工具マガジンや交換機構が主軸の先端側に突き出た状態で支持されることはなく、支持ビームによる工具マガジン及び交換機構の支持構造を安定なものにすることができる。

また、工具マガジンを支持ビームの上部に、交換機構を支持ビームの下部に支持することで、交換機構と主軸とを近づける（交換機構による工具交換動作時の動作範囲と主軸とを近づける）ことができるので、交換機構をコンパクトな構成にしたり、工具交換にかかる動作時間を短縮することができるなど、工具マガジン及び交換機構の支持構造や配置関係をより好適なものとすることができる。また、支持ビームにより、ベッドの剛性を高め、より精度の高い加工を実施することもできる。

このように、本発明に係る工作機械によれば、第１送り台の枠内に主軸頭を配置することで、ベッドや第１送り台、第２送り台、主軸頭に撓みなどの変形を生じ難くして高精度な加工を行うことができる。また、第１送り台をベッド各側壁の後面により支持することで、第１案内機構，第１送り機構，第２案内機構，第２送り機構，第３案内機構，第３送り機構の内部に切りくずを侵入し難くして、切りくず侵入防止のカバー構造の簡素を図り、製造コストを低減したり、当該カバーのメンテナンスを容易に行うことができるとともに、工作機械の後側から第１案内機構，第１送り機構，第２案内機構，第２送り機構，第３案内機構，第３送り機構のメンテナンスを容易に行うことができ、更に、各側壁による第１送り台支持部や第１送り台による第２送り台支持部、第２送り台による主軸頭支持部と、主軸頭の配管や配線の接続部との間の距離を短くして主軸頭が振られるのを防止することができる。

また、第１送り台がベッドの各側壁の後面に支持され、主軸の先端部と当該支持ビームの前面とを前後方向において近づけることができるので、工具マガジンや交換機構を安定な支持状態で支持ビームにより支持させることができる。また、工具マガジンを支持ビームの上部に、交換機構を支持ビームの下部に支持することで、交換機構と主軸との間の距離を短くして、交換機構をコンパクトな構成にしたり、工具交換にかかる動作時間を短縮することができるなど、工具マガジン及び交換機構の支持構造や配置関係をより好適なものとすることができる。また、ベッドの側壁間に支持ビームを掛け渡すことで、ベッドの剛性を高め、より精度良く加工することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械の概略構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した工作機械を後部側から見た斜視図であり、図３は、図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。

図１乃至図３に示すように、本例の工作機械１は、ベッド１１と、ベッド１１に配設され、鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動自在となった第１送り台１６と、第１送り台１６に配設され、水平面内で左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在となった第２送り台１７と、第２送り台１７に配設され、水平面内で前後方向（Ｚ軸方向）に移動自在となった主軸頭１８と、主軸頭１８によって軸線中心に回転自在に支持され、工具Ｔを保持する主軸１９と、ベッド１１に配設され、Ｙ軸と平行な回転中心軸回り（上面に垂直な回転中心軸回り）（Ｂ軸方向）に回転自在となったテーブル２０と、主軸１９に保持された工具Ｔと新たな工具Ｔとを交換する工具交換装置３０などから構成される。

また、前記工作機械１は、第１送り台１６のＹ軸に沿った移動を案内するＹ軸案内機構２１と、第２送り台１７のＸ軸に沿った移動を案内するＸ軸案内機構２２と、主軸頭１８のＺ軸に沿った移動を案内するＺ軸案内機構（図示せず）と、第１送り台１６をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構２４と、第２送り台１７をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り機構２５と、主軸頭１８をＺ軸方向に移動させるＺ軸送り機構２６と、主軸１９をその軸線中心に回転させる主軸回転駆動機構（図示せず）と、テーブル２０をＢ軸方向に回転させて所定の回転角度位置に割り出すテーブル回転駆動機構（図示せず）とを備えている。

前記ベッド１１は、基部１２と、当該基部１２のＸ軸方向両側且つＺ軸方向中央部にそれぞれ立設され、間隔を空けて対峙する２つの側壁１３と、各側壁１３の上部間に掛け渡された支持ビーム１４とからなる。前記基部１２は、その中央部上面に一端側が開口し、他端側が後面に開口した切りくず排出穴１２ａを備え、当該基部１２の上面は、切りくず排出穴１２ａの一端開口部側に傾斜して形成されている。

前記切りくず排出穴１２ａ内には、切りくず回収装置４０が配置されるようになっており、この切りくず回収装置４０は、加工に伴なって生じた切りくずを所定の搬送方向に搬送して機外に排出する排出機構４１と、搬送方向上流側で排出機構４１の下方に配置され、切削液を貯留する貯留タンク４２と、搬送方向下流端で排出機構４１の下方に配置された回収ボックス４３から構成されている。

尚、前記排出機構４１は、搬送ベルトなどから構成されるもので、切りくず排出穴１２ａの一端側開口部から当該搬送ベルト上に落下した切りくずを搬送方向下流端（機外）に向けて搬送し、前記貯留タンク４２は、切りくず排出穴１２ａの一端側開口部から切りくずとともに落下し、排出機構４１から流下した切削液を貯留し、前記回収ボックス４３は、排出機構４１の搬送方向下流端で当該排出機構４１から落下した切りくずを回収するようになっている。

前記第１送り台１６は、矩形状且つ枠状に形成されて、横辺がＸ軸と、縦辺がＹ軸と平行に配置されており、Ｘ軸方向の両端部前面（縦辺部前面）がベッド１１の各側壁１３の後面にそれぞれ支持され、Ｙ軸方向に移動自在に設けられている。

前記第２送り台１７は、平板状の支持部１７ａと、この支持部１７ａの中央部両面（前面及び後面）に突出して設けられ、Ｚ軸方向に貫通した貫通穴１７ｃを有する筒状の収容部１７ｂとからなり、収容部１７ｂが第１送り台１６の枠内に配置された状態で、支持部１７ａの上部前面及び下部前面が第１送り台１６の各横辺部後面にそれぞれ支持され、Ｘ軸方向に移動自在に設けられている。

前記主軸頭１８は、第２送り台１７の収容部１７ｂの貫通穴１７ｃ内に支持され、Ｚ軸方向に移動自在に設けられる。前記主軸１９は、軸線がＺ軸と平行に配置され、主軸頭１８の前端部に回転自在に支持されており、ベッド１１の基部１２，各側壁１３及び支持ビーム１４により囲まれた領域内でＸ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向（直交３軸方向）に移動する。

尚、前記基部１２，各側壁１３及び支持ビーム１４により囲まれた領域であって、Ｚ軸方向において各側壁１３の後面とテーブル２０との間には、ワークＷの加工を行う加工領域を仕切るカバーであり、切りくずや切削液が後部側（第１送り台１６，第２送り台１７，主軸頭１８，Ｙ軸案内機構２１，Ｘ軸案内機構２２，Ｚ軸案内機構（図示せず），Ｙ軸送り機構２４，Ｘ軸送り機構２５，Ｚ軸送り機構２６）に侵入するのを防止するカバー（図示せず）が適宜設けられており、主軸１９の前端部はこのカバー（図示せず）の前面よりも突出している。

前記テーブル２０は、ベッド１１の基部１２の前面側上面且つＸ軸方向中央部に配設され、上面にワークＷが載置されるように構成される。

前記Ｙ軸案内機構２１は、ベッド１１の各側壁１３の後面にＹ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール２１ａと、第１送り台１６の各縦辺部前面にそれぞれ固設され、このガイドレール２１ａに移動自在に係合したスライダ２１ｂとからなる。

前記Ｙ軸送り機構２４は、ベッド１１の各側壁１３の上面にそれぞれ配設された駆動モータ２４ａと、ベッド１１の各側壁１３の後面にＹ軸に沿ってそれぞれ配設され、各駆動モータ２４ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ２４ｂと、第１送り台１６にそれぞれ固設され、各ボールねじ２４ｂと螺合したナット２４ｃとからなる。

このＹ軸案内機構２１及びＹ軸送り機構２４によれば、駆動モータ２４ａが駆動されてボールねじ２４ｂが軸中心に回転し、これに沿ってナット２４ｃが移動することで、ガイドレール２１ａ及びスライダ２１ｂにより案内されて第１送り台１６がＹ軸方向に移動する。

前記Ｘ軸案内機構２２は、第１送り台１６の各横辺部後面にＸ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール２２ａと、第２送り台１７の支持部１７ａの上部前面及び下部前面にそれぞれ固設され、このガイドレール２２ａに移動自在に係合したスライダ２２ｂとからなる。

前記Ｘ軸送り機構２５は、第１送り台１６の各横辺部にそれぞれ配設された駆動モータ２５ａと、第１送り台１６の各横辺部にＸ軸に沿ってそれぞれ配設され、各駆動モータ２５ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ２５ｂと、第２送り台１７にそれぞれ固設され、各ボールねじ２５ｂと螺合したナット２５ｃとからなる。

このＸ軸案内機構２２及びＸ軸送り機構２５によれば、駆動モータ２５ａが駆動されてボールねじ２５ｂが軸中心に回転し、これに沿ってナット２５ｃが移動することで、ガイドレール２２ａ及びスライダ２２ｂにより案内されて第２送り台１７がＸ軸方向に移動する。

前記Ｚ軸案内機構（図示せず）は、第２送り台１７の貫通穴１７ｃの内周面にＺ軸に沿って配設されたガイドレール（図示せず）と、主軸頭１８の外周面に固設され、このガイドレール（図示せず）に移動自在に係合したスライダ（図示せず）とからなる。

前記Ｚ軸送り機構２６は、第２送り台１７の収容部１７ｂの後面に配設された駆動モータ２６ａと、第２送り台１７にＺ軸に沿って配設され、駆動モータ２６ａによって軸中心に回転せしめられるボールねじ（図示せず）と、主軸頭１８の外周面に固設され、ボールねじ（図示せず）と螺合したナット（図示せず）とからなる。

このＺ軸案内機構（図示せず）及びＺ軸送り機構２６によれば、駆動モータ２６ａが駆動されてボールねじ（図示せず）が軸中心に回転し、これに沿ってナット（図示せず）が移動することで、ガイドレール（図示せず）及びスライダ（図示せず）により案内されて主軸頭１８がＺ軸方向に移動する。

前記工具交換装置３０は、ベッド１１の支持ビーム１４の上面に支持され、複数の工具Ｔが格納されるマガジン本体３２、及び支持ビーム１４の前面に設けられ、マガジン本体３２に格納された工具Ｔを所定の交換位置に移送して位置決めする移送機構３６からなる工具マガジン３１と、支持ビーム１４の下面に支持され、主軸１９に保持された工具Ｔと移送機構３６によって前記交換位置に移送，位置決めされた工具Ｔとを交換する交換機構３７とを備える。

前記マガジン本体３２は、工具Ｔを保持する複数の保持部材３３と、各保持部材３３を支持するとともに、交換対象の工具Ｔを保持した保持部材３３をＺ軸と平行な回転中心軸回りに回転させて所定の移送位置に移動させる移動機構３４と、支持ビーム１４の上面に固設され、移動機構３４を支持する支持部材３５とからなる。

前記移送機構３６は、マガジン本体３２の移動機構３４により前記移送位置に移動せしめられた保持部材３３（工具Ｔ）を下方に移送して前記交換位置に位置決めする。

前記交換機構３７は、主軸１９に保持された工具Ｔを把持する把持部を一端側に備えるとともに、移送機構３６によって前記交換位置に移送，位置決めされた工具Ｔを把持する把持部を他端側に備え、Ｘ軸−Ｙ軸平面に対し平行に配置される交換アーム３８と、交換アーム３８を支持し、Ｚ軸に平行な回転中心軸回りに回転移動させるとともに、Ｚ軸方向に直線移動させる駆動機構３９とからなり、この駆動機構３９が支持ビーム１４の下面に配設されている。

この工具交換装置３０によれば、まず、交換対象の工具Ｔを保持した保持部材３３が、マガジン本体３２の移動機構３４により所定の移送位置に移動せしめられた後、移送機構３６によって交換位置に移動，位置決めされる。この後、交換機構３６の駆動機構３８によって交換アーム３７の回転移動動作及び直線移動動作が行われることにより、交換位置に移動，位置決めされた保持部材３３の工具Ｔと主軸１９の工具Ｔとが交換される。

以上のように構成された本例の工作機械１によれば、Ｙ軸送り機構２４によって第１送り台１６がＹ軸案内機構２１による案内の下Ｙ軸方向に移動せしめられ、Ｘ軸送り機構２５によって第２送り台１７がＸ軸案内機構２２による案内の下Ｘ軸方向に移動せしめられ、Ｚ軸送り機構２６によって主軸頭１８がＺ軸案内機構（図示せず）による案内の下Ｚ軸方向に移動せしめられ、また、主軸回転駆動機構（図示せず）によって主軸１９がその軸線中心に回転せしめられることにより、テーブル２０上のワークＷが、主軸１９に保持された工具Ｔによって加工される。

そして、切削加工により生じた切りくずや、工具ＴとワークＷとの間の接触部に適宜供給された切削液は、基部１２の切りくず排出穴１２ａから排出機構４１上に落下し、当該切りくずは、排出機構４１により搬送されて回収ボックス４３内に回収され、当該切削液は、排出機構４１から下方に流下して貯留タンク４２内に回収される。

尚、この加工中において、テーブル２０（テーブル２０上のワークＷ）は、テーブル回転駆動機構（図示せず）によってＢ軸方向における所定の回転角度位置に割り出されており、また、主軸１９に保持された工具Ｔは、工具交換装置３０によって、工具マガジン３１に格納された各種の工具Ｔと適宜交換されるようになっている。

上述したように、本例の工作機械１では、第１送り台１６を矩形状且つ枠状に形成してその枠内に第２送り台１７を配設するとともに、当該第２送り台１７に貫通穴１７ｃを形成して当該貫通穴１７ｃ内に主軸頭１８を配設し、従来の工作機械１００のような、前面側に突き出たサドル１０４や主軸頭１０５の支持構造をなくしているので、ベッド１１や第１送り台１６、第２送り台１７、主軸頭１８に撓みなどの変形が生じるのを防止することができ、高精度にワークＷを加工することができる。

また、第１送り台１６を各側壁１３の後面により支持しているので、Ｙ軸案内機構２１やＹ軸送り機構２４が前記加工領域に面するのを防止することができるとともに、Ｘ軸案内機構２２やＸ軸送り機構２５、Ｚ軸案内機構（図示せず）やＺ軸送り機構２６についても、これらを前記加工領域から離すことができ、当該Ｙ軸案内機構２１，Ｙ軸送り機構２４，Ｘ軸案内機構２２，Ｘ軸送り機構２５，Ｚ軸案内機構（図示せず），Ｚ軸送り機構２６の内部に切りくずを侵入し難くすることができる。これにより、前記カバー（図示せず）の構造を簡素化して製造コストを低減したり、当該カバー（図示せず）のメンテナンスの容易化を図ることができる。

また、第１送り台１６を各側壁１３の後面により支持することで、工作機械１の後側からＹ軸案内機構２１，Ｙ軸送り機構２４，Ｘ軸案内機構２２，Ｘ軸送り機構２５，Ｚ軸案内機構（図示せず），Ｚ軸送り機構２６に対してメンテナンスを行うことが可能となり、当該Ｙ軸案内機構２１，Ｙ軸送り機構２４，Ｘ軸案内機構２２，Ｘ軸送り機構２５，Ｚ軸案内機構（図示せず），Ｚ軸送り機構２６のメンテナンスの容易化を図ることができる。

また、主軸頭１８には、その後部側に各種の配管や配線が接続されるようになっており、主軸頭１８の移動時にこの配管や配線が抵抗となって当該主軸頭１８の後部側が振られ、主軸１９の軸線が傾くために、加工精度が低下するという問題があるが、第１送り台１６を各側壁１３の後面により支持することで、各側壁１３による第１送り台１６の支持部や第１送り台１６による第２送り台１７の支持部、第２送り台１７による主軸頭１８の支持部と、主軸頭１８の配管や配線の接続部との間の距離を、第１送り台１６を各側壁１３の前面に支持した場合よりも短くすることができ、主軸頭１８の移動時に当該主軸頭１８の後部側を、前記各支持部を支点に振られ難くする（主軸１９の軸線を傾き難くする）ことができる。したがって、このことによっても、ワークを精度良く加工することができる。

また、第１送り台１６を各側壁１３の後面により支持しており、主軸１９の先端部と支持ビーム１４の前面とをＺ軸方向に接近させて配置することができることから、従来の工作機械１００のように、工具マガジンや交換機構が主軸１０６の先端側に突き出た状態で支持されることはなく、支持ビーム１４によるマガジン本体３２，移送機構３６及び交換機構３７の支持構造を安定なものにすることができる。

また、マガジン本体３２を支持ビーム１４の上面に、移送機構３６を支持ビーム１４の前面に、交換機構３７を支持ビーム１４の下面に設けることで、交換機構３７と主軸１９とを近づける（交換アーム３８による工具交換動作時の動作範囲と主軸１９とを近づける）ことができるので、交換アーム３８をコンパクトな構成にしたり、工具交換にかかる動作時間を短縮することができるなど、マガジン本体３２，移送機構３６及び交換機構３７の支持構造や配置関係をより好適なものとすることができる。また、支持ビーム１４により、ベッド１１の剛性を高め、より精度の高い加工を実施することもできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

例えば、工具交換装置３０の工具マガジン３１（マガジン本体３２及び移送機構３６）や交換機構３７の構造は、上例のものに限定されるものではなく、各種構造のものを採用することができる。

また、ベッド１１の基部１２，各側壁１３及び支持ビーム１４は、これらを一体的に形成しても、別部材からそれぞれ構成しても、どちらでも良い。

また、上例において、前記Ｚ軸案内機構（図示せず）の構造は、特に限定されるものではなく、例えば、貫通穴１７ｃの下部内周面にガイドレール（図示せず）を設け、主軸頭１８の下部外周面にスライダ（図示せず）を設けたり、貫通穴１７ｃの上部内周面にガイドレール（図示せず）を設け、主軸頭１８の上部外周面にスライダ（図示せず）を設けたり、貫通穴１７ｃの上部内周面及び下部内周面にガイドレール（図示せず）を設け、主軸頭１８の上部外周面及び下部外周面にスライダ（図示せず）を設けたり、貫通穴１７ｃの左右両側の内周面にガイドレール（図示せず）を設け、主軸頭１８の左右両側の外周面にスライダ（図示せず）を設けることができる。また、ガイドレール（図示せず）を主軸頭１８の外周面に、スライダ（図示せず）を貫通穴１７ｃの内周面に、上記と同様にして設けることもできる。

また、上例では、第２送り台１７に収容部１７ｂ及び貫通穴１７ｃを形成して、この貫通穴１７ｃ内に主軸頭１８を配設するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、図４に示すように、第２送り台５０を上部が開口したＵ字状の支持部５０ａ及び収容部５０ｂから構成して、この収容部５０ｂにより主軸頭１８を支持するようにしても良い。尚、図４において、Ｙ軸送り機構２４，Ｘ軸送り機構２５及びＺ軸送り機構２６の図示は省略している。

この場合、支持部５０ａは、平板状に形成され、収容部５０ｂは、支持部５０ａの前面及び後面からＺ軸方向に突出して形成されており、主軸頭１８は、収容部５０ｂによって第１送り台１６の枠内に位置するように支持される。また、主軸頭１８のＺ軸方向への移動を案内するＺ軸案内機構５１は、第２送り台５０の収容部５０ｂの底部上面にＺ軸に沿って配設されたガイドレール５１ａと、主軸頭１８の外周下面に固設され、このガイドレール５１ａに移動自在に係合したスライダ５１ｂとからなる。尚、前記ガイドレール５１ａは、収容部５０ｂの各側壁内周面に設けられ、前記スライダ５１ｂは、主軸頭１８の左右両側の各外周面に設けられていても良い。また、ガイドレール５１ａを主軸頭１８側に、スライダ５１ｂを収容部５０ｂ側に設けても良い。

本発明の一実施形態に係る工作機械の概略構成を示した斜視図である。図１に示した工作機械を後部側から見た斜視図である。図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。本発明の他の実施形態に係る第１送り台，第２送り台及び主軸頭などの概略構成を示した背面図である。従来例に係る工作機械の概略構成を示した側面図である。図５における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。

符号の説明

１工作機械
１１ベッド
１２基部
１３側壁
１４支持ビーム
１６第１送り台
１７第２送り台
１７ｃ貫通穴
１８主軸頭
１９主軸
２０テーブル
２１Ｙ軸案内機構
２２Ｘ軸案内機構
２４Ｙ軸送り機構
２５Ｘ軸送り機構
２６Ｚ軸送り機構
３０工具交換装置
３１工具マガジン
３２マガジン本体
３３保持部材
３４移動機構
３５支持部材
３６移送機構
３７交換機構
３８交換アーム
３９駆動機構
４０切りくず回収装置

Claims

基部と、該基部の両側にそれぞれ立設され、間隔を空けて対峙する２つの側壁とを備えたベッドと、
縦辺部が鉛直な第１軸と平行に設けられるとともに、横辺部が水平な第２軸と平行に設けられた矩形状且つ枠状の部材からなり、水平方向の両端部が前記ベッドの各側壁の後面にそれぞれ支持され、前記第１軸方向に移動自在に設けられる第１送り台と、
上部及び下部が前記第１送り台にそれぞれ支持され、前記第２軸方向に移動自在に設けられる第２送り台と、
前記第１軸及び第２軸の双方と直交する第３軸方向に移動自在に前記第２送り台によって支持され、前記第１送り台の枠内に配置される主軸頭と、
軸線が前記第３軸と平行且つ該軸線中心に回転自在に前記主軸頭によって支持され、工具を保持する主軸と、
前記ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、
前記第１送り台の前記第１軸方向への移動を案内する第１案内機構と、
前記第２送り台の前記第２軸方向への移動を案内する第２案内機構と、
前記主軸頭の前記第３軸方向への移動を案内する第３案内機構と、
前記第１送り台を前記第１軸方向に移動させる第１送り機構と、
前記第２送り台を前記第２軸方向に移動させる第２送り機構と、
前記主軸頭を前記第３軸方向に移動させる第３送り機構と、
前記主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構とから構成されてなることを特徴とする工作機械。
複数の工具が格納される工具マガジンと、該工具マガジンに格納された工具と前記主軸に保持された工具とを交換する交換機構とからなる工具交換装置を更に備えてなり、
前記ベッドには、その側壁上部間に掛け渡された支持ビームが形成され、
前記工具マガジンは、前記支持ビームの上部に、前記交換機構は、前記支持ビームの下部に支持されてなることを特徴とする請求項１記載の工作機械。