JP4886340B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、ベッドと、ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、軸中心に回転自在に設けられ、工具を保持する主軸と、テーブルと主軸とを加工領域内で直交３軸方向に相対移動させる送り機構と、加工領域を覆うカバーとを備えた工作機械に関する。

前記工作機械は、従来、例えば、矩形状をした基部、及びこの基部の左右両側にそれぞれ立設され、間隔を空けて対峙する２つの側壁からなるベッドと、ベッドの基部の上面に配設され、ワークが載置されるテーブルと、長手方向が前記左右方向に沿ったビーム状の部材からなり、長手方向の両端部が前記ベッド両側の側壁の上面に水平面内で前後方向に移動自在に支持されたクロスビームと、クロスビームの前面に前記左右方向に移動自在に支持されたサドルと、サドルの前面に鉛直方向に移動自在に支持された主軸頭と、前記テーブルよりも上方で軸線が鉛直方向に配置されるとともに、当該軸線中心に回転自在に主軸頭の下端部によって支持され、工具を保持する主軸などから構成されている。

また、前記工作機械は、クロスビームを前後方向に移動させる第１送り機構と、サドルを左右方向に移動させる第２送り機構と、主軸頭を鉛直方向に移動させる第３送り機構と、主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構と、当該工作機械の周囲を覆うカバーであり、その前面（ベッド前面）側に左右方向にスライド移動して開く扉が設けられたカバーとを更に備えている。

この工作機械では、第１送り機構によってクロスビームが前後方向に移動せしめられ、第２送り機構によってサドルが左右方向に移動せしめられ、第３送り機構によって主軸頭が鉛直方向に移動せしめられ、また、回転駆動機構によって主軸がその軸線中心に回転せしめられることにより、テーブル上に載置されたワークが、主軸に保持された工具によって加工される。尚、加工中、当該加工により発生した切りくずや、工具とワークとの接触部に適宜供給される切削液が外部に飛散するのが、カバーによって防止されている。

ところで、テーブルに対するワークの着脱は、当該ワークが軽く小さいものである場合には、作業者自身によって行われるものの、当該ワークが重く大きいものである場合には、クレーンなどの吊り下げ装置を用いて、当該ワークを工作機械の内部に搬入したり、工作機械の外部に搬出することで行われており、この場合、カバーの扉によって形成される開口部だけでは、十分な搬入，搬出空間を確保することができないため、カバーの一部を取り外す必要があるなど、効率的に作業を進めることができない。

そこで、実開平６−２４８４７号公報に開示されているように、前記カバーを、左右方向にスライド移動して開く扉を備え、ベッドの基部の前面側に設けられて、ベッド両側の側壁に囲まれて形成される空間の前側を覆う前カバーと、ベッド両側の側壁間に設けられて前記空間の上側を覆う第１天井カバーと、主軸頭の左側面，ベッドの左側壁，クロスビームの前面及び第１天井カバーの間、並びに主軸頭の右側面，ベッドの右側壁，クロスビームの前面及び第１天井カバーの間にそれぞれ設けられて前記空間の上側を覆う第２天井カバー及び第３天井カバーなどから構成した工作機械が提案されている。

前記第１天井カバーは、前後方向に繰り出し／巻き取り可能となったシートカバーから構成されて、主軸頭（クロスビーム）の前後方向への移動を許容可能となっており、一端側が前カバーの上部に着脱自在に接続し、他端側が主軸頭の前面に接続している。

前記第２天井カバー及び第３天井カバーは、左右方向に繰り出し／巻き取り可能となったシートカバーから構成されて、主軸頭（サドル）の左右方向への移動を許容可能となっており、第２天井カバーは、一端側がベッドの左側壁の上部に、他端側が主軸頭の左側面に接続し、第３天井カバーは、一端側がベッドの右側壁の上部に、他端側が主軸頭の右側面に接続している。

尚、第１天井カバーの他端側は、主軸頭が鉛直方向及び左右方向に移動可能に当該主軸頭に接続しており、第２及び第３天井カバーの一端側は、クロスビームとともに前後方向に移動するようにベッドの左側壁又は右側壁に接続している。

このような前カバー，第１天井カバー，第２天井カバー及び第３天井カバーを備えた工作機械では、クレーンなどの吊り下げ装置を用いてワークを工作機械の内部に搬入したり、工作機械の外部に搬出する際に、第１天井カバーの一端側を前カバーから外して主軸頭側に巻き取らせることで、この巻き取られた第１天井カバー及び開かれた前カバーの扉により当該ワークの搬入，搬出に必要な開口部を形成して、効率的にワークを着脱することができる。

実開平６−２４８４７号公報

しかしながら、上述の実開平６−２４８４７号公報に開示された工作機械では、第１天井カバーを主軸頭側に巻き取らせて当該第１天井カバーにより覆われていた部分を開口させるには、第１天井カバーの一端側を前カバーから外して主軸頭側に巻き取らせる必要があり、また、ワークの搬入，搬出後は、当該第１カバーを繰り出してその一端側を前カバーに取り付けなければならず、使い勝手が良くないという問題があった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、作業者の手を煩わせることなく簡単に天井カバーを開閉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、
矩形状をした基部と、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左右両側２つの側壁とからなるベッドと、前記ベッドの２つの側壁に囲まれた空間内で該ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、矩形状且つ枠状に形成されて長手方向の両端部が前記ベッド両側の各側壁の上部にそれぞれ支持され、少なくとも水平面内で前後方向に移動自在に設けられる移動体と、前記移動体によって軸中心に回転自在に支持され、工具を保持する主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記前後方向を含む直交３軸方向に前記テーブル及び移動体を相対移動させて前記ワークと工具とを加工領域内で相対移動させる送り機構と、開閉自在に構成された扉を有し、前記ベッドの前面側に設けられて前記加工領域の前側を覆う前カバーと、前記加工領域の上側を覆う天井カバーとを備えた工作機械であって、
前記天井カバーは、
前記ベッド両側の各側壁の上部に前記前後方向に移動自在に支持されるとともに、前記前後方向に伸縮自在に構成されたカバー本体であって、一端側が前記移動体の前面側に固設されるとともに、他端側が前記前カバーに当接可能に設けられ、他端側に第１係合部及び第２係合部をそれぞれ備えたカバー本体と、
前記カバー本体の前記前後方向への移動を案内する案内手段と、
前記前カバーに配設される第１規制手段であって、前記カバー本体の第１係合部と係合可能な係合部材を備え、該係合部材と第１係合部とを係合させて、前記前カバーに当接した前記カバー本体の他端側が該前カバーから離れるのを規制する第１規制手段と、
前記移動体に配設される第２規制手段であって、前記カバー本体の第２係合部と係合可能な係合部材を備え、該係合部材と第２係合部とを係合させて、収縮状態にある前記カバー本体が伸長状態となるのを規制する第２規制手段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、送り機構により、テーブル及び移動体が前後方向を含む直交３軸方向に相対移動せしめられて、当該テーブル上に載置されたワークと主軸に保持された工具とが加工領域内で相対移動せしめられるとともに、回転駆動機構により主軸がその軸線中心に回転せしめられることで、ワークが工具によって加工される。

このとき、第２規制手段の係合部材とカバー本体の第２係合部とは係合しておらず、第１規制手段の係合部材とカバー本体の第１係合部とが係合しており、移動体の前後方向への移動によってカバー本体が開くことはなく、また、カバー本体が伸縮自在となっていることから、移動体の前後方向への移動が阻害されることはない。

また、加工中においては、加工領域の前側を覆う前カバーや、加工領域の上側を覆う天井カバーなどによって、当該加工により発生した切りくずや、工具とワークとの接触部に適宜供給される切削液が外部に飛散するのが防止されている。

そして、一連の加工が完了し、テーブルに対してワークの着脱を行う際には、移動体とカバー本体の他端側とが接近するように当該移動体を前カバー側に移動させてカバー本体を収縮させた後、第１規制手段の係合部材とカバー本体の第１係合部との係合状態を解除するとともに、第２規制手段の係合部材とカバー本体の第２係合部とを係合させて、当該移動体を奥側（前カバーから離れる方向）に移動させる。これにより、カバー本体が案内手段により案内されて当該移動体とともに収縮状態で移動し、加工領域の上側が開口する。また、前カバーの扉を開けると、加工領域の前側が開口する。

このようにして、天井カバーや前カバーを開けて開口部を形成し、ワークの着脱を行うと、移動体をカバー本体とともに前カバー側に移動させた後、第２規制手段の係合部材と第２係合部との係合状態を解除するとともに、第１規制手段の係合部材と第１係合部とを係合させる。この後、上述のようにして、テーブル上の新たなワークが加工される。

斯くして、本発明に係る工作機械によれば、天井カバーのカバー本体を、収縮させた状態に保持可能且つ移動体とともに前後方向に移動可能に構成したので、作業者は、カバー本体を収縮状態として移動体を前後方向に移動させるだけで、簡単に天井カバー（加工領域の上側）を開閉することができる。これにより、例えば、クレーンなどの吊り下げ装置によってワークをテーブルに着脱するといった作業をより効率的に行うことができる。

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及び図２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３及び図４は、本実施形態に係る工作機械本体，工具交換装置及びパレット交換装置の概略構成を示した斜視図である。また、図５は、本実施形態に係る工作機械本体の一部を示した正面図であり、図６は、図５における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。また、図７乃至図９は、本実施形態に係る天井カバーなどの一部を示した平面図であり、図１０は、図７における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図であり、図１１及び図１２は、図８における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図であり、図１３は、図９における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。

図１乃至図６に示すように、本例の工作機械１は、立形マシニングセンタと呼ばれるタイプの工作機械本体１０と、この工作機械本体１０に付設された工具交換装置４０，パレット交換装置４５及び切りくず回収装置５０と、これら工作機械本体１０，工具交換装置４０及びパレット交換装置４５を覆うカバー６０とを備えて構成される。

前記工作機械本体１０は、ベッド１１と、ベッド１１に配設され、水平面内で前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在となった第１サドル１６と、第１サドル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サドル１７と、第２サドル１７に配設され、鉛直方向（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に配設されてワークＷが上面に載置されたパレットＰが取り付けられるとともに、Ｙ軸と平行な回転中心軸回り（Ｂ軸方向）に回転自在且つパレットＰの上面に垂直な中心軸回り（Ｃ軸方向）に回転自在となったテーブル２０などから構成される。

また、工作機械本体１０は、第１サドル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サドル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サドル１６をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構２４と、第２サドル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第１テーブル回転駆動機構（図示せず）と、テーブル２０をＣ軸方向に回転させて所定の回転角度位置に割り出す第２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、平面視矩形状に形成される基部１２と、Ｘ軸方向に間隔を空けて対峙し、基部１２の両側にそれぞれ立設された左右両側２つの側壁１３，１４（正面左側の左側壁１３及び正面右側の右側壁１４）と、基部１２の奥側に立設され、左右両側の側壁１３，１４間に設けられる後面側の側壁（後側壁）１５とからなる。

前記基部１２は、その中央部上面に一方側が開口し、他方側が奥側外周面に開口した切りくず排出穴１２ａを備えており、当該基部１２の上面は、切りくず排出穴１２ａの開口部側に傾斜して形成されるとともに、左側壁１３との付根部や右側壁１４との付根部が傾斜して形成されている。

前記左側壁１３には、工具交換装置４０による工具Ｔの交換時に、当該工作機械本体１０の内部（各側壁１３，１４，１５により囲まれた空間内）に対して工具Ｔを搬入，搬出するための工具交換穴１３ａが外面側から内面側に貫通して形成されており、前記右側壁１４には、パレット交換装置４５によるパレットＰの交換時に、当該工作機械本体１０の内部（各側壁１３，１４，１５により囲まれた空間内）に対してパレットＰを搬入，搬出するためのパレット交換穴１４ａが外面側から内面側に貫通して形成されている。

前記テーブル２０は、パレットＰが取り付けられるパレット取付部２０ａと、このパレット取付部２０ａをＣ軸方向に回転自在に支持するとともに、ベッド１１の後側壁１５の内面にＢ軸方向に回転自在に支持される支持部２０ｂとからなり、パレット取付部２０ａに取り付けられるパレットＰが切りくず排出穴１２ａの略上方位置に位置するように、且つ支持部２０ｂの下面が基部１２の上面と一定間隔を隔てるように各側壁１３，１４，１５に囲まれた空間内に配置されている。

前記パレット取付部２０ａは、前記第２テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＣ軸方向に回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出され、前記支持部２０ｂは、前記第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出されるように構成されており、支持部２０ｂがＢ軸方向に回転してパレットＰがＢ軸方向に旋回したり、パレット取付部２０ａとともにパレットＰがＣ軸方向に回転することで、当該パレットＰ上のワークＷが適宜角度位置に割り出される。

前記第１サドル１６は、矩形状且つ枠状に形成されて、横辺がＸ軸に、縦辺がＹ軸に平行に配置されており、長手方向の両端部がＹ軸方向に移動自在にベッド１１の左側壁１３及び右側壁１４の上面にそれぞれ支持されている。また、第１サドル１６の長手方向両端部間の前面側且つ下部側外周面には凹部１６ａが形成されており、この凹部１６ａによって、図６に示すように、第１サドル１６がベッド１１の前面側に移動したときに、当該第１サドル１６の前面側外面がベッド１１の前面側で各種作業をしている作業者Ｓに当たるのが防止される。

前記第２サドル１７は、Ｙ軸方向の両側に突出して形成された突出部１７ａと、鉛直方向に貫通した貫通穴１７ｂとを備え、前記各突出部１７ａがＸ軸方向に移動自在に第１サドル１６の横辺部上面にそれぞれ支持されて当該第１サドル１６の枠内に設けられている。また、前記主軸頭１８は、第２サドル１７の貫通穴１７ｂ内にＺ軸方向に移動自在に支持され、前記主軸１９は、テーブル２０よりも上方で軸線がＺ軸方向と平行に配置され、主軸頭１８の下端部に回転自在に支持されている。

前記Ｙ軸案内機構２１は、ベッド１１の左側壁１３及び右側壁１４の上面に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サドル１６の長手方向の両端部下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の左側壁１３及び右側壁１４の上面にそれぞれ配設された駆動モータ２４ａと、ベッド１１の左側壁１３及び右側壁１４の上面に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サドル１６の各縦辺部外周面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では、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サドル１６がＹ軸方向に移動する。

前記Ｘ軸案内機構２２は、第１サドル１６の各横辺部上面に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サドル１７の各突出部１７ａの下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サドル１６の縦辺部の一方に配設された駆動モータ２５ａと、第１サドル１６の枠内にＸ軸に沿って配設され、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サドル１７に固設され、ボールねじ２５ｂと螺合したナット（図示せず）とからなる。

このＸ軸案内機構２２及びＸ軸送り機構２５では、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（図示せず）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サドル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サドル１７の貫通穴１７ｂのＸ軸方向両側の内周面にＺ軸に沿ってそれぞれ配設されたガイドレール（図示せず）と、主軸頭１８のＸ軸方向両側の外周面にそれぞれ固設され、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サドル１７のＸ軸方向両側の上面にそれぞれ配設された駆動モータ２６ａと、第２サドル１７のＸ軸方向両側の内部にＺ軸に沿ってそれぞれ配設され、各駆動モータ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Ｘ軸方向両側の外周面にそれぞれ固設され、各ボールねじ（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では、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４０は、工具Ｔを保持する複数の保持部４１ａを備え、ベッド１１の左側壁１３の外面に支持された工具マガジン４１と、水平回転して、主軸１９に保持された工具Ｔを一方端側で把持するとともに、左側壁１３の工具交換穴１３ａを介し工具マガジン４１から工作機械本体１０の内部側に移送されて所定位置に位置決めされた工具（次工具）Ｔを他方端側で把持する交換アーム４２と、左側壁１３の内面に支持されて交換アーム４２を支持し、当該交換アーム４２を水平回転させるとともに、鉛直方向に移動させる駆動機構部４３などからなる。

この工具交換装置４０は、駆動機構部４３による交換アーム４２の水平回転動作及び鉛直方向への移動動作により、主軸１９の工具Ｔと所定位置に位置決めされた次工具Ｔ（図３や図４の２点鎖線参照）とを交換し、これらの各工具Ｔの搬入及び搬出を左側壁１３の工具交換穴１３ａから行うようになっている。

前記パレット交換装置４５は、パレットＰが上面に載置される複数のパレット載置台４６ａを備え、当該各パレット載置台４６ａを鉛直軸回りに矢示方向（図３及び図４参照）に旋回移動させるパレット移動台４６と、パレット移動台４６と工作機械本体１０との間に配設され、所定位置に旋回移動したパレット載置台４６ａと工作機械本体１０のテーブル２０との間でパレットＰを移送する移送機構４７とからなる。

前記移送機構４７は、ベッド１１の右側壁１４のパレット交換穴１４ａを介しテーブル２０に対して進退可能な移送部材４７ａを備えており、パレットＰの移送時に、この移送部材４７ａをテーブル２０側に移動させて、当該パレット交換穴１４ａからパレットＰの搬入及び搬出を行い、このようにして、テーブル２０上の、加工済みのワークＷが載置されたパレットＰと、未加工のワークＷが載置された新たなパレットＰとを交換する。

尚、パレットＰに対するワークＷの着脱は、パレット載置台４６ａ（パレットＰ）がパレット移動台４６における所定の旋回移動位置に旋回移動したときに、作業者などによって行われ、こうして、当該パレットＰから加工済みのワークＷが取り外され、未加工のワークＷが当該パレットＰに取り付けられる。

また、本実施形態では、パレット交換装置４５によってパレットＰを交換することによりテーブル２０上のワークＷを交換しているが、これに限られるものではなく、ワークＷが軽く小さいものである場合には、作業者自身により、ワークＷが重く大きいものである場合には、クレーンなどの吊り下げ装置により、テーブル２０に対して直接ワークＷを着脱することもできる。後述するように、本例の工作機械１は、天井カバー７０のカバー本体７１を収縮させた状態で第１サドル１６をＹ軸方向に移動させることにより当該天井カバー７０を開閉することができることから、前記吊り下げ装置を用いてワークＷの着脱を行っても、当該作業を効率的に進めることができる。

前記切りくず回収装置５０は、ワークＷの加工により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５１と、搬送方向上流側で排出機構５１の下方に配置され、切削液を貯留する貯留タンク５４と、搬送方向下流端で排出機構５１の下方に配置された回収ボックス５５と、切りくず排出穴１２ａ内の基部１２上面開口部側や、後側壁１５の、切りくず排出穴１２ａの基部１２上面開口部側に設けられた複数のノズル体５６と、貯留タンク５４内の切削液を各ノズル体５６に供給して吐出させる供給ポンプ（図示せず）とを備える。

前記排出機構５１は、複数のプレートを無端環状に連結して構成され、切りくずを搬送する搬送ベルト５２と、切りくず排出穴１２ａ内に配置される水平部５３ａ及び工作機械１の機外に配置される傾斜部５３ｃを備え、搬送ベルト５２を収容して回動自在に支持する支持部材５３と、搬送ベルト５２を矢示方向（図６参照）に回動させる駆動モータ（図示せず）などからなる。

前記支持部材５３の水平部５３ａは、上下が開口して形成されており、この開口部５３ｂから切りくず及び切削液が搬送ベルト５２上に落下し、また、搬送ベルト５２上に落下した切削液は、当該開口部５３ｂから更に下方（後述のように貯留タンク５４内）に流下するようになっている。また、支持部材５３の傾斜部５３ｃは、搬送方向下流端側の下面が開口しており、搬送ベルト５２によって搬送された切りくずがこの開口部（図示せず）から回収ボックス５５内に落下して集積される。

前記貯留タンク５４は、支持部材５３の水平部５３ａの下方に配置され、搬送ベルト５２から流下した切削液を貯留する。また、前記ノズル体５６は、図示しない供給管を介して前記供給ポンプ（図示せず）から供給される切削液をテーブル２０上のパレットＰ側に向けて吐出するように構成される。

この切りくず回収装置５０では、切りくず及び切削液が、基部１２の傾斜した上面や、基部１２と左側壁１３及び右側壁１４との傾斜した付根部、各側壁１３，１４，１５に囲まれた空間内に適宜設けられる図示しないカバーにより切りくず排出穴１２ａ側に導かれて、当該切りくず排出穴１２ａから、駆動モータ（図示せず）によって回動せしめられる搬送ベルト５２上に落下すると、当該切りくずは、搬送ベルト５２上に載置されて機外に向けて搬送され、搬送方向下流端で回収ボックス５５内に落下して回収される。一方、当該切削液は、搬送ベルト５２から更に流下して貯留タンク５４内に貯留される。

また、テーブル２０の支持部２０ｂが、図５や図６に示すように、第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に１８０°回転せしめられ、当該支持部２０ｂやパレット取付部２０ａに取り付けられたパレットＰ上のワークＷが逆さまとなった状態で、供給ポンプ（図示せず）から供給された切削液が各ノズル体５６から吐出されると、この吐出された切削液により、支持部２０ｂ上やパレット取付部２０ａ上、パレットＰ上、ワークＷ上などに堆積した切りくずが除去されて下方に落下せしめられ、切りくず排出穴１２ａから搬送ベルト５２上に落下して機外に搬送，回収される。

前記カバー６０は、工作機械本体１０の外周部及び工具交換装置４０を覆う第１カバー６１と、第１カバー６１に接続し、パレット交換装置４５を覆う第２カバー６２と、工作機械本体１０の第１サドル１６の枠内に、第２サドル１７のＸ軸方向への移動を許容可能に設けられるテレスコピック式の第３カバー６３と、ベッド１１の各側壁１３，１４，１５により囲まれた空間の上部を閉塞する天井カバー７０と、ベッド１１の左側壁１３の工具交換穴１３ａを閉塞する工具交換穴扉（図示せず）と、ベッド１１の右側壁１４のパレット交換穴１４ａを閉塞するパレット交換穴扉（図示せず）などを備える。尚、前記各交換穴扉（図示せず）は、工具交換装置４０による工具交換時やパレット交換装置４５によるパレット交換時に適宜開かれるようになっている。

前記第１カバー６１は、工作機械本体１０の前面側に、ベッド１１の左側壁１３側にスライド移動して開く左扉６１ａと右側壁１４側にスライド移動して開く右扉６１ｂとを備えており、開かれた各扉６１ａ，６１ｂは、当該第１カバー６１の前面側に形成された収容穴６１ｃ内に収容されるようになっている。

前記第２カバー６２は、前記第１カバー６１と同様に、左右両側にスライド移動して開く扉６２ａを備えており、この扉６２ａによる開口部から、パレット交換装置４５のパレット移動台４６のパレットＰに対してワークＷが着脱される。

前記天井カバー７０は、第１サドル１６の前面と第１カバー６１との間に配置され、ベッド１１の左側壁１３及び右側壁１４の上面にＹ軸方向に移動自在にそれぞれ支持されるカバー本体７１と、カバー本体７１のＹ軸方向への移動を案内する案内部材７５と、左側壁１３及び右側壁１４の上方で第１カバー６１の前面側内面に配設される第１規制機構７６と、第１サドル１６の前面に配設される第２規制機構７９などを備える。尚、第１サドル１６の後面と第１カバー６１（ベッド１１の後側壁１５）との間についても図示しない適宜カバーによって閉塞されるようになっている。

前記カバー本体７１は、Ｙ軸方向に伸縮自在となったテレスコピック式のカバーから構成されており、前端部側が第１カバー６１の各扉６１ａ，６１ｂの上部に当接可能に設けられ、後端部側が第１サドル１６の前面であり且つ凹部１６ａよりも上側に固設され、下部がベッド１１の各側壁１３，１４の上面でＹ軸案内機構２１のガイドレール２１ａよりも内側に設けられる。

また、カバー本体７１は、各扉６１ａ，６１ｂに当接するフランジ部７２を前端部に、上方に突出した第１係合部７３を前部側上面であり且つＸ軸方向の両端部側に、Ｙ軸方向に所定間隔で設けられるとともにＸ軸と平行に設けられ、上方に突出した複数の突起部７４を上面にそれぞれ備えている。尚、最も前端部側に形成された前記突起部７４は、前記第２規制機構７９と係合する第２係合部７４ａとして機能するようになっている。

前記案内部材７５は、ベッド１１の左側壁１３及び右側壁１４の上面にガイドレール２１ａよりも内側でＹ軸と平行にそれぞれ配設されており、カバー本体７１の下部との係合関係によってカバー本体７１のＹ軸方向への移動を案内する。

前記各第１規制機構７６は、カバー本体７１の第１係合部７３と係合可能な係合部材７７と、第１カバー６１に固設されたブラケット７６ａに支持されてカバー本体７１よりも上方に配置され、係合部材７７を昇降させる昇降機構７８とからなり、昇降機構７８により係合部材７７を下降させることで、係合部材７７と第１係合部７３とを係合させて、各扉６１ａ，６１ｂに当接したカバー本体７１のフランジ部７２が当該各扉６１ａ，６１ｂから離れるのを規制する。

前記第２規制機構７９は、カバー本体７１の第２係合部７４ａと係合可能な係合部材８０と、第１サドル１６に固設されたブラケット７９ａに支持されてカバー本体７１よりも上方に配置され、係合部材８０を昇降させる昇降機構８１とからなり、昇降機構８１により係合部材８０を下降させることで、係合部材８０と第２係合部７４ａとを係合させて、収縮状態にあるカバー本体７１が伸長状態となるのを規制する。

このカバー６０では、第１カバー６１や第３カバー６３、天井カバー７０、工具交換穴扉（図示せず）、パレット交換穴扉（図示せず）の他、ベッド１１の各側壁１３，１４，１５の内面に適宜設けられたカバー（図示せず）などによって、当該各側壁１３，１４，１５により囲まれた空間（加工領域）が閉塞され、切りくずや切削液の外部への飛散が防止される。

また、この天井カバー７０では、ワークＷの加工時には、第２規制機構７９の係合部材８０とカバー本体７１の第２係合部７４ａとは係合しておらず、各第１規制機構７６の係合部材７７とカバー本体７１の第１係合部７３とが係合した状態に設けられており（図７，図８，図１０及び図１１参照）、第１サドル１６のＹ軸方向への移動によってカバー本体７１が開くことはなく、また、カバー本体７１が伸縮自在となっていることから、第１サドルのＹ軸方向への移動が阻害されることはない。

一方、前記吊り下げ装置を用いたワークＷの着脱時には、第１サドル１６とカバー本体７１の前部側とが接近するように当該第１サドル１６を前方（扉６１ａ，６１ｂ側）に移動させてカバー本体７１を収縮させた後（図８及び図１１参照）、各第１規制機構７６の昇降機構７８により係合部材７７を上昇させて当該係合部材７７とカバー本体７１の第１係合部７３との係合状態を解除するとともに、第２規制機構７９の昇降機構８１により係合部材８０を下降させて当該係合部材８０とカバー本体７１の第２係合部７４ａとを係合させ（図８及び図１２参照）、当該第１サドル１６を後方（扉６１ａ，６１ｂから離れる方向）に移動させる（図９及び図１３参照）。

これにより、カバー本体７１が案内部材７５により案内されて当該第１サドル１６とともに収縮状態で移動し、加工領域の上側が開口する。また、第１カバー６１の各扉６１ａ，６１ｂを開けると、加工領域の前側が開口する。

このようにして、天井カバー７０や第１カバー６１を開けて開口部を形成し、ワークＷの着脱を行うと、第１サドル１６をカバー本体７１とともに前方に移動させた後（図８及び図１２参照）、第２規制機構７９の昇降機構８１により係合部材８０を上昇させて当該係合部材８０とカバー本体７１の第２係合部７４ａとの係合状態を解除するとともに、各第１規制機構７６の昇降機構７８により係合部材７７を下降させて当該係合部材７７とカバー本体７１の第１係合部７３とを係合させる（図８及び図１１参照）。これにより、前記吊り下げ装置を用いたワークＷの着脱作業が完了する。

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サドル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サドル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のパレットＰ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との接触部に適宜供給された切削液は、切りくず排出穴１２ａから搬送ベルト５２上に落下し、当該切りくずは、搬送ベルト５２により搬送されて回収ボックス５５内に回収される一方、当該切削液は、搬送ベルト５２から更に下方に流下して貯留タンク５４内に貯留される。

尚、当該加工中において、テーブル２０のパレット取付部２０ａは、第２テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＣ軸方向に回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出され、テーブル２０の支持部２０ｂは、第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に回転せしめられて所定の回転角度位置に割り出されており、これによって、パレットＰ（パレットＰ上のワークＷ）が、Ｃ軸方向における所定の回転角度位置に、Ｂ軸方向における所定の旋回角度位置に割り出されている。また、工具交換装置４０により、ベッド１１の左側壁１３の工具交換穴１３ａから工具Ｔの搬入，搬出が行われて工具交換が適宜行われる。

一連の加工が完了すると、テーブル２０の支持部２０ｂが、第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に回転せしめられてパレットＰ上のワークＷが逆さまとされた後、各ノズル体５６から切削液が吐出せしめられ、これにより、支持部２０ｂ上やパレット取付部２０ａ上、パレットＰ上、ワークＷ上などに堆積した切りくずが除去される。尚、除去された切りくずは、切りくず排出穴１２ａから搬送ベルト５２上に落下して機外に搬送，回収される。

この後、テーブル２０の支持部２０ｂが、再び第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に回転せしめられて水平姿勢とされると、パレット交換装置４５により、ベッド１１の右側壁１４のパレット交換穴１４ａからパレットＰの搬入，搬出が行われてパレット交換が行われる。

ところで、本例の工作機械１では、上述のように、ワークＷの着脱はパレット交換装置４５によって行うこともできるが、天井部を開口させ、適宜吊り下げ装置（図示せず）を用いて行うこともできる。この場合には、まず、第１サドル１６を前方に移動させてカバー本体７１を収縮させた後、各第１規制機構７６の係合部材７７とカバー本体７１の第１係合部７３との係合状態を解除するとともに、第２規制機構７９の係合部材８０とカバー本体７１の第２係合部７４ａとを係合させる。

この後、第１サドル１６を後方に移動させると、カバー本体７１が収縮状態で当該第１サドル１６とともに移動して加工領域の上側を開口させることができ、また、第１カバー６１の各扉６１ａ，６１ｂを開けると、加工領域の前側を開口させることができる。

そして、天井カバー７０や第１カバー６１に形成された開口部からワークＷの搬入，搬出を行い、この後、第１サドル１６をカバー本体７１とともに前方に移動させ、第２規制機構７９の係合部材８０とカバー本体７１の第２係合部７４ａとの係合状態を解除するとともに、各第１規制機構７６の係合部材７７とカバー本体７１の第１係合部７３とを係合させる。こうして、ワークＷの着脱作業が完了し、上記と同様にして当該ワークＷが加工される。

斯くして、本例の工作機械１によれば、天井カバー７０のカバー本体７１を、収縮させた状態に保持可能且つ第１サドル１６とともにＹ軸方向に移動可能に構成したので、作業者は、カバー本体７１を収縮状態として第１サドル１６をＹ軸方向に移動させるだけで、簡単に天井カバー７０（加工領域の上側）を開閉することができる。これにより、例えば、クレーンなどの吊り下げ装置によってワークＷをテーブル２０に着脱するといった作業をより効率的に行うことができる。

また、テーブル２０をベッド１１の３つの側壁１３，１４，１５により囲まれた空間内に配設するとともに、第１サドル１６の長手方向両端部をベッド１１の左右両側の側壁１３，１４上部にＹ軸方向に移動可能に支持させ、第２サドル１７を第１サドル１６の枠内にＸ軸方向に移動可能に配設し、主軸頭１８を第２サドル１７の貫通穴１７ｂ内にＺ軸方向に移動可能に配設しているので、これら第１サドル１６，第２サドル１７及び主軸頭１８をテーブル２０の上面よりも上方に配置することができる。

これにより、Ｙ軸送り機構２４やＹ軸案内機構２１、Ｘ軸送り機構２５やＸ軸案内機構２２、Ｚ軸送り機構２６やＺ軸案内機構（図示せず）に切りくずや切削液が侵入し難くくなるので、これらＹ軸，Ｘ軸及びＺ軸送り機構２４，２５，２６やＹ軸，Ｘ軸及びＺ軸案内機構２１，２２を個別に覆うカバーをそれぞれ設けなくても、天井カバー７０や第３カバー６３などを設けるだけで、Ｙ軸，Ｘ軸及びＺ軸送り機構２４，２５，２６やＹ軸，Ｘ軸及びＺ軸案内機構２１，２２に対する切りくずや切削液の侵入を防止することができ、前記カバー６０を構成する部品点数を減らして製造コストを低減したり、前記カバー６０に関するメンテナンスを容易にすることができる。

また、第１サドル１６を矩形状且つ枠状に形成してその枠内に第２サドル１７を配設するとともに、当該第２サドル１７に上下に貫通する貫通穴１７ｂを形成して当該貫通穴１７ｂ内に主軸頭１８を配設し、前面側に突き出たサドルや主軸頭の支持構造を採用していないので、ベッド１１や第１サドル１６、第２サドル１７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、Ｙ軸送り機構２４を２つの駆動モータ２４ａ，ボールねじ２４ｂ及びナット２４ｃから構成して第１サドル１６の長手方向両端部を駆動し、また、Ｚ軸送り機構２６を２つの駆動モータ２６ａ，ボールねじ（図示せず）及びナット（図示せず）から構成して主軸頭１８の両端部を駆動するようにしているので、第１サドル１６や主軸頭１８の移動時におけるガタや姿勢のぶれなどを防止して、高精度な加工を行うことができる。

また、第１サドル１６の長手方向両端部間の前面側外周面に凹部１６ａを形成しているので、第１サドル１６がベッド１１の前面側に移動したときに、当該第１サドル１６の前面側外面がベッド１１の前面側で各種作業をしている作業者Ｓに当たるの防止することができる。

また、テーブル２０上のパレットＰを、第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によってＢ軸方向に旋回割出可能且つ第２テーブル回転駆動機構（図示せず）によってＣ軸方向に回転割出可能に構成しているので、ワークＷ（パレットＰ）をテーブル２０に一度取り付けるだけで、ワークＷ外周面の加工などを含む一連の加工を実施することができ、これにより、効率的に加工したり、ワークＷの加工精度を向上させることができる。

また、工具交換装置４０やパレット交換装置４５により効率的に工具交換やパレット交換を行うことができ、また、工具交換装置４０をベッド１１の左側壁１３側に設けて左側壁１３の工具交換穴１３ａを介し工具交換を、パレット交換装置４５をベッド１１の右側壁１４側に設けて右側壁１４のパレット交換穴１４ａを介しパレット交換を行っているので、当該工具交換装置４０やパレット交換装置４５を設けることによって、ベッド１１の前面側で作業する作業者Ｓの作業性が損なわれることもない。

また、ベッド１１の基部１２の上面に開口するように切りくず排出穴１２ａを形成して、当該切りくず排出穴１２ａ内に切りくず回収装置５０を配置しているので、切りくずや切削液を切りくず排出穴１２ａの基部１２側開口部から効率的に排出して当該切りくず回収装置５０に回収させることができる。

また、ワークＷに対する一連の加工を完了すると、テーブル２０の支持部２０ｂを第１テーブル回転駆動機構（図示せず）によりＢ軸方向に回転させてパレットＰ上のワークＷを逆さまにした後、各ノズル体５６から吐出される切削液によって、支持部２０ｂ上やパレット取付部２０ａ上、パレットＰ上、ワークＷ上などに堆積した切りくずを除去しているので、当該切りくずを効率的に除去することができるとともに、切削液や切りくずが工作機械本体１０の外部に持ち出されるのを防止することができる。

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。

上例では、天井カバー７０のカバー本体７１をテレスコピック式のカバーから構成したが、これに限られるものではなく、蛇腹状のものから構成することもできる。また、カバー本体７１の形状や支持構造などについても各種態様のものを採用可能である。

また、各規制機構７６，７９の係合部材７７，８０やカバー本体７１の各係合部７３，７４ａの形状は、上例に限定されるものではなく、各種形状のものを採用することが可能である。例えば、係合部７３，７４ａをそれぞれ丸穴を備えたものにし、この丸穴内に係合部材７７，８０をそれぞれ嵌挿することで、係合部７３，７４ａと係合部材７７，８０とを係合させるようにしても良い。

また、各規制機構７６，７９の配置位置や配置数についても特に限定されるものではない。また、上例では、工作機械本体１０を立形マシニングセンタとしたが、本例の第１カバー６１や天井カバー７０は、横形マシニングセンタに適用することもでき、更に、移動体の構造（サドル１６，１７、主軸頭１８）も、上例のものに限定されるものではない。

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。 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。 本実施形態に係る工作機械本体，工具交換装置及びパレット交換装置の概略構成を示した斜視図である。 本実施形態に係る工作機械本体，工具交換装置及びパレット交換装置の概略構成を示した斜視図である。 本実施形態に係る工作機械本体の一部を示した正面図である。 図５における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。 本実施形態に係る天井カバーなどの一部を示した平面図である。 本実施形態に係る天井カバーなどの一部を示した平面図である。 本実施形態に係る天井カバーなどの一部を示した平面図である。 図７における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。 図８における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。 図８における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。 図９における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。

符号の説明

１ 工作機械
１０ 工作機械本体
１１ ベッド
１２ 基部
１２ａ 切りくず排出穴
１３ 左側壁
１３ａ 工具交換穴
１４ 右側壁
１４ａ パレット交換穴
１５ 後側壁
１６ 第１サドル
１７ 第２サドル
１７ｂ 貫通穴
１８ 主軸頭
１９ 主軸
２０ テーブル
２１ Ｙ軸案内機構
２２ Ｘ軸案内機構
２４ Ｙ軸送り機構
２５ Ｘ軸送り機構
２６ Ｚ軸送り機構
４０ 工具交換装置
４５ パレット交換装置
５０ 切りくず回収装置
５６ ノズル体
６０ カバー
６１ 第１カバー
６１ａ 左扉
６１ｂ 右扉
６２ 第２カバー
６３ 第３カバー
７０ 天井カバー
７１ カバー本体
７３ 第１係合部
７４ａ 第２係合部
７５ 案内部材
７６ 第１規制機構
７７ 係合部材
７８ 昇降機構
７９ 第２規制機構
８０ 係合部材
８１ 昇降機構

Claims (1)

1. 矩形状をした基部と、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左右両側２つの側壁とからなるベッドと、前記ベッドの２つの側壁に囲まれた空間内で該ベッドに配設され、ワークが載置されるテーブルと、矩形状且つ枠状に形成されて長手方向の両端部が前記ベッド両側の各側壁の上部にそれぞれ支持され、少なくとも水平面内で前後方向に移動自在に設けられる移動体と、前記移動体によって軸中心に回転自在に支持され、工具を保持する主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記前後方向を含む直交３軸方向に前記テーブル及び移動体を相対移動させて前記ワークと工具とを加工領域内で相対移動させる送り機構と、開閉自在に構成された扉を有し、前記ベッドの前面側に設けられて前記加工領域の前側を覆う前カバーと、前記加工領域の上側を覆う天井カバーとを備えた工作機械であって、
   前記天井カバーは、
   前記ベッド両側の各側壁の上部に前記前後方向に移動自在に支持されるとともに、前記前後方向に伸縮自在に構成されたカバー本体であって、一端側が前記移動体の前面側に固設されるとともに、他端側が前記前カバーに当接可能に設けられ、他端側に第１係合部及び第２係合部をそれぞれ備えたカバー本体と、
   前記カバー本体の前記前後方向への移動を案内する案内手段と、
   前記前カバーに配設される第１規制手段であって、前記カバー本体の第１係合部と係合可能な係合部材を備え、該係合部材と第１係合部とを係合させて、前記前カバーに当接した前記カバー本体の他端側が該前カバーから離れるのを規制する第１規制手段と、
   前記移動体に配設される第２規制手段であって、前記カバー本体の第２係合部と係合可能な係合部材を備え、該係合部材と第２係合部とを係合させて、収縮状態にある前記カバー本体が伸長状態となるのを規制する第２規制手段とから構成されてなることを特徴とする工作機械。

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