JP5144348B2 - Processing equipment with temperature controller - Google Patents

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Description

本発明は、加工機械の周囲を取り囲む空間に温度調節された空気を供給する温調器を備えた加工装置に関する。   The present invention relates to a processing apparatus including a temperature controller that supplies temperature-controlled air to a space surrounding a processing machine.

加工装置は、支持部と該支持部に対して運動可能な可動部とを含んでおり、可動部を支持部に対して運動可能に支持するために空気軸受などの気体軸受を利用することがある。この気体軸受には温度調節された気体が供給されることが一般的である。しかしながら、周囲温度の変化などによってもワークや加工機械に熱変位が起き加工精度を悪化させるので、気体軸受に供給する気体の温度調節をするだけでは十分ではない。   The processing apparatus includes a support part and a movable part movable with respect to the support part, and a gas bearing such as an air bearing can be used to support the movable part so as to be movable with respect to the support part. is there. The gas bearing is generally supplied with temperature-controlled gas. However, it is not sufficient to adjust the temperature of the gas supplied to the gas bearing because thermal displacement occurs in the workpiece and the processing machine due to changes in the ambient temperature and the like, and the processing accuracy deteriorates.

そこで、従来は、特許文献1及び特許文献2に記載のように、加工機械をカバーで取り囲んで加工室を形成し、加工室内に温度調節した空気を供給して、加工機械の周囲温度を制御するようにしていた。   Therefore, conventionally, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the processing machine is surrounded by a cover to form a processing chamber, and air whose temperature is adjusted is supplied into the processing chamber to control the ambient temperature of the processing machine. I was trying to do it.

特開2007−185770号公報JP 2007-185770 A 特開2006−102939号公報JP 2006-102939 A

しかしながら、従来のように、加工室全体の温度調節を行うための設備の導入、運用には大きなコストが要求されるという問題がある。また、特許文献1に記載の加工機械では、外部から導入した空気を空調機で温度調節した後にカバーで覆われた空間内に供給し、カバー内の空気をカバーの外部に排出するようにしており、カバー内の空気を循環させていない。このため、外部の空気の温度が大きく変化したときには空調機に大きな負荷がかかる問題がある。一方、特許文献2に開示の加工機械設備では、加工室内の空気を循環させているが、加工室に供給された空気の一部が加工領域を通った後に切屑排出装置を経て回収されるので、循環する空気に加工液のミストなどが混入し得る。このため、ミストなどを除去するためのフィルタが必要となるという問題がある。   However, as in the prior art, there is a problem that a large cost is required for the introduction and operation of equipment for adjusting the temperature of the entire processing chamber. In the processing machine described in Patent Document 1, the temperature of air introduced from the outside is adjusted by an air conditioner and then supplied into the space covered with the cover, and the air in the cover is discharged to the outside of the cover. The air in the cover is not circulated. For this reason, there is a problem that a large load is applied to the air conditioner when the temperature of the external air changes greatly. On the other hand, in the processing machine facility disclosed in Patent Document 2, air in the processing chamber is circulated, but a part of the air supplied to the processing chamber is collected through a chip discharging device after passing through the processing region. In addition, mist of the machining fluid can be mixed into the circulating air. For this reason, there exists a problem that the filter for removing mist etc. is needed.

よって、本願発明の目的は、従来技術に存する問題を解決して、加工機械を取り囲むカバーの外部の温度変化の影響を抑制しつつ低コストで加工機械の熱変形を防止し、加工機械の加工精度を向上させることにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the problems existing in the prior art and prevent thermal deformation of the processing machine at a low cost while suppressing the influence of the temperature change outside the cover surrounding the processing machine. It is to improve accuracy.

上記目的を達成するために、本発明によれば、工具と被加工物とを相対移動させて加工する加工装置であって、支持部と、該支持部に対して気体軸受を介して運動可能に支持された少なくとも一つの可動部とを有し、工具及び被加工物の少なくとも一方を前記少なくとも一つの可動部に取り付けて前記工具と前記被加工物とを互いに対して相対移動させて加工する加工機械と、前記加工機械とを取り囲むカバーと、前記カバーによって取り囲まれた空間を、前記工具で前記被加工物を加工する空間である加工領域と、加工機械領域とに仕切る仕切部材と、所定温度に調節された気体を前記気体軸受に供給する第1の温調器と、所定温度に調節された気体を前記加工機械領域に供給した後に回収し前記気体を前記加工機械領域内で循環させる第2の温調器とを備え、前記仕切部材に前記可動部が通って延びる貫通孔が設けられており、前記加工機械領域は前記貫通孔を除いて密閉されており、前記仕切部材の前記貫通孔の周縁部と前記可動部の外周部との間にラビリンス構造が設けられており、該ラビリンス構造を通る気体は前記加工機械領域から前記加工領域に流れることを特徴とする温調器を備えた加工装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a processing apparatus for processing by moving a tool and a workpiece relative to each other, the support unit being movable with respect to the support unit via a gas bearing. And at least one of a movable part supported by the tool, and at least one of a tool and a workpiece is attached to the at least one movable part, and the tool and the workpiece are moved relative to each other for machining. A partition that divides a processing machine, a cover that surrounds the processing machine, a space surrounded by the cover into a processing area that is a space for processing the workpiece with the tool, and a processing machine area; A first temperature controller for supplying a gas adjusted to a temperature to the gas bearing; and a gas adjusted to a predetermined temperature is supplied to the processing machine region and then recovered, and the gas is circulated in the processing machine region. First And a temperature control device, wherein the movable portion in the partition member has a through hole is provided extending through said working machine region is sealed except for the through hole, the through hole of the partition member A labyrinth structure is provided between the peripheral portion of the movable portion and the outer peripheral portion of the movable portion, and a gas regulator that passes through the labyrinth structure flows from the processing machine region to the processing region . A processing apparatus is provided.

本発明の加工装置では、加工機械をカバーで取り囲んだ空間を仕切部材で加工領域と加工機械領域とに分割し、第2の温調器によって所定の温度に調節した気体を加工機械領域内で循環させる。したがって、循環させない場合と比較して加工機械領域内の気体の温度変化は小さく、また、第2の温調器によって所定の温度に調節した気体を循環させなければならない空間が限定されているので、第2の温調器の負担が小さい一方、加工機械領域はほぼ一定の温度に保たれるので、加工機械の熱変形を抑えることができる。また、加工機械領域は仕切部材とカバーとによって取り囲まれ、加工機械の可動部を加工領域に突出させるために仕切部材に設けられた貫通孔を除いて密閉されている。その上、加工機械領域には、第1の温調器から気体軸受に供給された気体が排出されるため、貫通孔を通る気体は加工機械領域から加工領域へ流れることになり、加工機械領域の外部からほとんど気体が侵入しないようになっている。したがって、加工機械領域外の温度変化が加工機械領域内の温度に与える影響が少なくなり、第2の温調器の負荷がさらに小さくなる。   In the processing apparatus of the present invention, the space surrounding the processing machine with the cover is divided into the processing area and the processing machine area by the partition member, and the gas adjusted to a predetermined temperature by the second temperature controller is generated in the processing machine area. Circulate. Therefore, the temperature change of the gas in the processing machine region is small compared with the case where the gas is not circulated, and the space in which the gas adjusted to a predetermined temperature by the second temperature controller must be circulated is limited. While the burden on the second temperature controller is small, the processing machine region is maintained at a substantially constant temperature, so that thermal deformation of the processing machine can be suppressed. Further, the processing machine region is surrounded by the partition member and the cover, and is sealed except for a through-hole provided in the partition member so that the movable part of the processing machine protrudes into the processing region. In addition, since the gas supplied to the gas bearing from the first temperature controller is discharged to the processing machine region, the gas passing through the through hole flows from the processing machine region to the processing region. The gas hardly enters from the outside. Therefore, the influence of the temperature change outside the processing machine region on the temperature inside the processing machine region is reduced, and the load on the second temperature controller is further reduced.

さらに、仕切部材の貫通孔の外縁部と貫通孔を通って延びる可動部の外周部との間にはラビリンス構造が設けられており、ラビリンス構造によって、仕切部材に対する可動部の運動を許容しつつ加工領域から加工機械領域への切屑や加工液ミストなどの侵入を防止するようになっている。また、上述したように貫通孔すなわちラビリンス構造を通る気体は加工機械領域から加工領域へ流れるようになっている。したがって、加工領域の切屑や加工液ミストがラビリンス構造を通って加工機械領域に侵入することはなく、これにより第2の温調器にフィルタを設ける必要性をなくしている。   Furthermore, a labyrinth structure is provided between the outer edge portion of the through hole of the partition member and the outer peripheral portion of the movable portion extending through the through hole. The labyrinth structure allows movement of the movable portion with respect to the partition member. Intrusion of chips, machining fluid mist, and the like from the machining area to the machining machine area is prevented. Further, as described above, the gas passing through the through-hole, that is, the labyrinth structure flows from the processing machine region to the processing region. Therefore, chips and machining fluid mist in the machining area do not enter the machining machine area through the labyrinth structure, thereby eliminating the need to provide a filter in the second temperature controller.

前記第1の温調器と前記第2の温調器は、供給する気体の温度を独立して調節することができることが好ましい。
また、前記加工機械は空気バネを介して設置面に設置されていることが好ましい。
また、前記仕切部材が変形可能であることが好ましい。
It is preferable that the first temperature controller and the second temperature controller can independently adjust the temperature of the gas to be supplied.
Moreover, it is preferable that the said processing machine is installed in the installation surface via the air spring.
Moreover, it is preferable that the said partition member is deformable.

本発明によれば、ほぼ密閉された空間である加工機械領域内で温度調節された気体を循環させるので、加工機械領域はほぼ一定の温度に維持され、加工機械の熱変形を抑制することができる。また、加工機械領域はほぼ密閉されているので、加工機械領域外の温度変化が加工機械領域内の温度に与える影響が少なく、加工機械領域内の温度を一定に保つ際の温調器の負荷も小さくなる。また、加工領域と加工機械領域とを仕切る仕切板に設けられた貫通孔の外縁部と貫通孔を通る可動部の外周部との間にはラビリンス構造が設けられているので、加工領域の切屑や加工液ミストなどが加工領域から加工機械領域に侵入することはなく、温調器にフィルタを設ける必要もない。したがって、低コストで加工機械の熱変形を抑制し加工精度を向上させることが可能となる。   According to the present invention, since the gas whose temperature is adjusted is circulated in the processing machine region which is a substantially sealed space, the processing machine region is maintained at a substantially constant temperature, and thermal deformation of the processing machine can be suppressed. it can. In addition, since the processing machine area is almost sealed, the temperature change outside the processing machine area has little effect on the temperature in the processing machine area, and the load on the temperature controller when keeping the temperature in the processing machine area constant. Becomes smaller. In addition, since a labyrinth structure is provided between the outer edge of the through hole provided in the partition plate that partitions the processing area and the processing machine area and the outer peripheral part of the movable part that passes through the through hole, And machining fluid mist do not enter the processing machine region from the processing region, and it is not necessary to provide a filter in the temperature controller. Therefore, it is possible to improve the processing accuracy by suppressing thermal deformation of the processing machine at low cost.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。
最初に、図1を参照して、本発明の加工装置10の全体構成を説明する。なお、以下の説明において、図1の紙面に垂直な方向をX軸方向、図1の上下方向をY軸方向、図1の左右方向をZ軸方向とする。加工装置10は、工具(図示せず)を用いて被加工物(図示せず)を加工する加工機械12と、加工機械12の周囲を取り囲み加工室を形成するカバー14とを備える。図1に示される加工機械12は、水平方向に延びる支持面を有した水平テーブル16と垂直方向に延びる支持面を有した垂直テーブル18とを備え、用途に応じて一方のテーブルに主軸アタッチメント及び/又は工具(図示せず)を取り付け、他方のテーブルに被加工物(図示せず)を取り付けることができるプラットフォームマシンタイプの工作機械である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the processing apparatus 10 of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is the X-axis direction, the vertical direction of FIG. 1 is the Y-axis direction, and the horizontal direction of FIG. The processing apparatus 10 includes a processing machine 12 that processes a workpiece (not shown) using a tool (not shown), and a cover 14 that surrounds the processing machine 12 and forms a processing chamber. The processing machine 12 shown in FIG. 1 includes a horizontal table 16 having a support surface extending in the horizontal direction and a vertical table 18 having a support surface extending in the vertical direction. This is a platform machine type machine tool to which a tool (not shown) can be attached and a workpiece (not shown) can be attached to the other table.

加工機械12は、工場の床面などの設置面20上に設置される機械ベース22と、機械ベース22上に設置される基台24と、基台24上にX軸方向(図1の紙面垂直な方向)に移動可能に設けられたX軸スライダ26と、基台24上にZ軸方向(図1の左右方向)に移動可能に設けられたZ軸スライダ28と、Z軸スライダ28上にY軸方向(図1の上下方向)に移動可能に設けられたY軸スライダ30とを備える。基台24は、空気ばね32を介して機械ベース22に固定されていることが好ましい。このように、空気ばね32を用いて基台24を機械ベース22と直接接触させることなく設置することにより、設置面20や外気の影響で機械ベース22が温度変化を起こした場合でも基台24が機械ベース22の温度変化の影響を受けにくくなり、基台24の熱変形を防いで加工精度を向上させる効果を奏することができるようになる。   The processing machine 12 includes a machine base 22 installed on an installation surface 20 such as a factory floor, a base 24 installed on the machine base 22, and an X-axis direction on the base 24 (paper surface in FIG. 1). An X-axis slider 26 movably provided in the vertical direction), a Z-axis slider 28 movably provided on the base 24 in the Z-axis direction (left-right direction in FIG. 1), and the Z-axis slider 28 And a Y-axis slider 30 provided to be movable in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 1). The base 24 is preferably fixed to the machine base 22 via an air spring 32. Thus, by installing the base 24 using the air spring 32 without directly contacting the machine base 22, even when the temperature of the machine base 22 changes due to the influence of the installation surface 20 or outside air, the base 24. However, it becomes difficult to be affected by the temperature change of the machine base 22, and the effect of improving the processing accuracy by preventing thermal deformation of the base 24 can be achieved.

図1に示されている実施形態では、X軸スライダ26は、空気軸受34を介して基台24上に支持されており、摩擦の影響を殆ど受けずにX軸送り機構(図示せず)によって基台24に対して駆動される。一方、Z軸スライダ28は、滑り軸受を介して基台24上に支持されており、Z軸送り機構(図示せず)によって基台24に対してZ軸方向に駆動され、Y軸スライダ30は、滑り軸受を介してZ軸スライダ28上に支持されており、Y軸送り機構(図示せず)によってZ軸スライダ28に対してY軸方向に駆動される。しかしながら、Z軸スライダ28を空気軸受を介して基台24上に支持すると共に、Y軸スライダ30を空気軸受を介してZ軸スライダ28上に支持することも可能である。   In the embodiment shown in FIG. 1, the X-axis slider 26 is supported on the base 24 via an air bearing 34 and is hardly affected by friction, and is an X-axis feed mechanism (not shown). To drive the base 24. On the other hand, the Z-axis slider 28 is supported on the base 24 via a sliding bearing, and is driven in the Z-axis direction with respect to the base 24 by a Z-axis feed mechanism (not shown). Is supported on the Z-axis slider 28 via a sliding bearing, and is driven in the Y-axis direction with respect to the Z-axis slider 28 by a Y-axis feed mechanism (not shown). However, it is also possible to support the Z-axis slider 28 on the base 24 via an air bearing and to support the Y-axis slider 30 on the Z-axis slider 28 via an air bearing.

X軸スライダ26上には、水平テーブル16が、空気軸受36を介して、上下方向すなわちY軸と平行に延びる第1の回転軸線O1周りに回転可能に支持されている一方、Y軸スライダ30上には、垂直テーブル18が、空気軸受38を介して、Z軸と平行に水平方向に延びる第2の回転軸線O2周りに回転可能に支持されている。水平テーブル16及び垂直テーブル18には、それぞれ、主軸アタッチメント及び/又は工具や被加工物を取り付けるための把持機構(図示せず)が設けられている。   On the X-axis slider 26, the horizontal table 16 is supported via an air bearing 36 so as to be rotatable about a first rotation axis O1 extending in the vertical direction, that is, parallel to the Y-axis, while the Y-axis slider 30 is supported. Above, the vertical table 18 is supported via an air bearing 38 so as to be rotatable around a second rotation axis O2 extending in the horizontal direction parallel to the Z axis. Each of the horizontal table 16 and the vertical table 18 is provided with a spindle attachment and / or a gripping mechanism (not shown) for attaching a tool or a workpiece.

加工装置10には、コンプレッサなどの圧縮空気源から供給される圧縮空気を予め定められた温度又は温度範囲に調節する空気軸受圧縮空気用温調器40が設けられており、水平テーブル16の空気軸受34,36及び垂直テーブル18の空気軸受38には、空気軸受圧縮空気用温調器40から、機械ベース22、基台24、X軸スライダ26、Y軸スライダ30及びZ軸スライダ28に設けられた圧縮空気流路42を通して予め設定された温度又は温度範囲に調節された圧縮空気が供給されるようになっている。   The processing apparatus 10 is provided with an air bearing compressed air temperature controller 40 that adjusts the compressed air supplied from a compressed air source such as a compressor to a predetermined temperature or temperature range. The bearings 34 and 36 and the air bearing 38 of the vertical table 18 are provided from the air bearing compressed air temperature controller 40 to the machine base 22, the base 24, the X-axis slider 26, the Y-axis slider 30 and the Z-axis slider 28. Compressed air adjusted to a preset temperature or temperature range is supplied through the compressed air passage 42 formed.

カバー14によって取り囲まれた空間は、柔軟なシートのような変形可能な材料から構成された仕切部材44によって、工具で被加工物を加工するための空間である加工領域46と、それ以外の空間であり加工機械12が配置される加工機械領域48とに仕切られている。仕切部材44には貫通孔50が形成されており、加工機械領域48に配置された加工機械14の可動部である水平テーブル16及び垂直テーブル18が貫通孔50を通って加工領域46まで延び、水平テーブル16及び垂直テーブル18に固定された主軸アタッチメント及び/又は工具や被加工物を加工領域46内に配置できるようになっている。一方、加工領域46のカバー14には、加工領域46内の空気をカバー14の外部に排出するための排出部52が設けられている。排出部52は、排気用の穴形状であってもよく、カバー14を構成する板金等の隙間であってもよい。   A space surrounded by the cover 14 includes a processing region 46 that is a space for processing a workpiece with a tool by a partition member 44 made of a deformable material such as a flexible sheet, and other spaces. And is partitioned into a processing machine region 48 in which the processing machine 12 is disposed. A through hole 50 is formed in the partition member 44, and the horizontal table 16 and the vertical table 18, which are movable parts of the processing machine 14 disposed in the processing machine region 48, extend to the processing region 46 through the through hole 50. A spindle attachment and / or a tool or workpiece fixed to the horizontal table 16 and the vertical table 18 can be arranged in the machining area 46. On the other hand, the cover 14 in the processing region 46 is provided with a discharge portion 52 for discharging the air in the processing region 46 to the outside of the cover 14. The discharge part 52 may have a hole shape for exhaust, or may be a gap such as a sheet metal constituting the cover 14.

また、可動部である水平テーブル16及び垂直テーブル18の外周面と仕切部材44の貫通孔50の周縁部との間には、ラビリンス構造54がそれぞれ設けられている。例えば垂直テーブル18の外周面と仕切部材44の貫通孔50の周縁部との間に形成されたラビリンス構造54は、図2に示されているように、可動部である垂直テーブル18の外周部に形成され且つ支持部であるY軸スライダ30の側にのみ開口した垂直テーブル18の回転軸線O2方向に細長く延びる環状ポケット部56と、少なくとも一部が環状ポケット56内に挿入されたスリーブ部58と、支持部であるY軸スライダ30から延び且つスリーブ部58を垂直テーブル18と非接触を保つように垂直テーブル18の外周面に対して間隔をあけて支持するスリーブ支持部材60とから構成されている。スリーブ支持部材60は、スリーブ部58の周囲から半径方向外方に向かって延びる環状の半径方向延長部60aと、半径方向延長部60aの外周部から回転軸線O2方向に延びる円筒部60bと、円筒部60bとY軸スライダ30とを接続する接続部60cとから構成されており、仕切部材44がスリーブ支持部材60の円筒部60bの外周面に固定されている。水平テーブル16の外周面と仕切部材44の貫通孔50の周縁部との間にも、垂直テーブル18の外周面と仕切部材44の貫通孔50の周縁部に設けられたラビリンス構造54と同様のラビリンス構造54が設けられているが、同様の構造であるので、ここでは説明を省略する。   In addition, a labyrinth structure 54 is provided between the outer peripheral surfaces of the horizontal table 16 and the vertical table 18 that are movable portions and the peripheral portion of the through hole 50 of the partition member 44. For example, the labyrinth structure 54 formed between the outer peripheral surface of the vertical table 18 and the peripheral edge portion of the through hole 50 of the partition member 44 has an outer peripheral portion of the vertical table 18 that is a movable portion, as shown in FIG. An annular pocket portion 56 that is elongated in the direction of the rotational axis O2 of the vertical table 18 that is formed only on the side of the Y-axis slider 30 that is the support portion, and a sleeve portion 58 that is at least partially inserted into the annular pocket 56. And a sleeve support member 60 that extends from the Y-axis slider 30 that is a support portion and supports the sleeve portion 58 at a distance from the outer peripheral surface of the vertical table 18 so as to keep no contact with the vertical table 18. ing. The sleeve support member 60 includes an annular radial extension 60a extending radially outward from the periphery of the sleeve portion 58, a cylindrical portion 60b extending in the direction of the rotation axis O2 from the outer periphery of the radial extension 60a, and a cylinder. The partition member 44 is fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 60 b of the sleeve support member 60. The connection member 60 c connects the portion 60 b and the Y-axis slider 30. Similar to the labyrinth structure 54 provided between the outer peripheral surface of the horizontal table 16 and the peripheral edge portion of the through hole 50 of the partition member 44, also on the outer peripheral surface of the vertical table 18 and the peripheral edge portion of the through hole 50 of the partition member 44. Although the labyrinth structure 54 is provided, since it is the same structure, description is abbreviate | omitted here.

このようなラビリンス構造54を設けることにより、仕切部材44に対する水平テーブル16や垂直テーブル18のような可動部の回転を許容しながら、加工の際に加工領域46で発生する切屑や加工液のミストが貫通孔50を通して加工機械領域48に侵入することを防いでいる。なお、ラビリンス構造54は、加工の際に加工領域46で発生する切屑や加工液のミストが貫通孔50を通して加工機械領域48に侵入することを防ぐことができればよく、図2に示される構成に限定されるものではない。   By providing such a labyrinth structure 54, while allowing rotation of movable parts such as the horizontal table 16 and the vertical table 18 with respect to the partition member 44, mist of chips and machining liquid generated in the machining area 46 during machining is provided. Is prevented from entering the processing machine region 48 through the through hole 50. The labyrinth structure 54 only needs to be able to prevent chips and machining fluid mist generated in the processing region 46 during processing from entering the processing machine region 48 through the through hole 50, and has the configuration shown in FIG. It is not limited.

また、仕切部材44は、柔軟なシートのような変形可能な素材から構成されているので、X軸スライダ26、Y軸スライダ30及びZ軸スライダ28の移動により水平テーブル16や垂直テーブル18がX軸、Y軸又はZ軸方向に移動したときでも、仕切部材44が変形して水平テーブル16又は垂直テーブル18の移動にラビリンス構造54と共に追随できる。なお、ラビリンス構造54のスリーブ部58は、支持部であるX軸スライダ26又はY軸スライダ30に固定されたスリーブ支持部材60によって支持されているので、可動部である水平テーブル16又は垂直テーブル18が移動してもスリーブ部58と水平テーブル16又は垂直テーブル18との相対位置が変化することはなく、ラビリンス構造54の相対位置関係を維持することができる。   Further, since the partition member 44 is made of a deformable material such as a flexible sheet, the horizontal table 16 and the vertical table 18 are moved by the movement of the X-axis slider 26, the Y-axis slider 30, and the Z-axis slider 28. Even when moving in the direction of the axis, the Y-axis or the Z-axis, the partition member 44 is deformed and can follow the movement of the horizontal table 16 or the vertical table 18 together with the labyrinth structure 54. Since the sleeve portion 58 of the labyrinth structure 54 is supported by the sleeve support member 60 fixed to the X-axis slider 26 or the Y-axis slider 30 that is a support portion, the horizontal table 16 or the vertical table 18 that is a movable portion. The relative position between the sleeve portion 58 and the horizontal table 16 or the vertical table 18 does not change even when the sleeve moves, and the relative positional relationship of the labyrinth structure 54 can be maintained.

さらに、カバー14及び仕切部材44によって仕切られる加工機械領域48には、機内温調器62が接続されている。機内温調器62は、予め設定された温度又は温度範囲に調節された空気を供給ダクト64を通して加工機械領域48に供給する。図1に示されているように、機内温調器62から供給ダクト64を通して供給される空気は、拡散板66を通過させた後に加工機械領域48内に流通させることが好ましい。これにより、供給ダクト64から供給される空気の流速を落とし、供給される空気が乱流になることを防止することができる。加工機械領域48に供給された空気は、回収ダクト68を通して機内温調器62に回収され、再び予め設定された温度又は温度範囲に調節された後に供給ダクト64を通して加工機械領域48に供給される。このようにして、機内温調器62により、所定の温度又は温度範囲に調節された空気が加工機械領域48内を循環させられる。   Further, an in-machine temperature controller 62 is connected to the processing machine area 48 partitioned by the cover 14 and the partition member 44. The in-machine temperature controller 62 supplies air adjusted to a preset temperature or temperature range to the processing machine region 48 through the supply duct 64. As shown in FIG. 1, the air supplied from the in-machine temperature controller 62 through the supply duct 64 is preferably circulated into the processing machine region 48 after passing through the diffusion plate 66. Thereby, the flow velocity of the air supplied from the supply duct 64 can be reduced, and the supplied air can be prevented from becoming turbulent. The air supplied to the processing machine region 48 is recovered to the in-machine temperature controller 62 through the recovery duct 68, adjusted again to a preset temperature or temperature range, and then supplied to the processing machine region 48 through the supply duct 64. . In this manner, air adjusted to a predetermined temperature or temperature range is circulated in the processing machine region 48 by the in-machine temperature controller 62.

次に、図1及び図2に示されている実施形態の加工装置10の作用について説明する。
本実施形態の加工装置10では、X軸スライダ26及びY軸スライダ30を含む支持部と水平テーブル16及び垂直テーブル18のような可動部との間に空気軸受36,38を用いており、固体摩擦が生じないため、摩擦熱が発生しにくくなって軸受部に発生する熱を低減させることができるだけでなく、摩擦抵抗が少ないのでテーブルなどの可動部の駆動にモータを使用しても駆動電力が少なくてすみ、モータの発熱を低減させることができる。この結果、加工機械12の熱変形が抑制され、加工精度を向上させることにつながる。
Next, the operation of the processing apparatus 10 according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
In the processing apparatus 10 according to the present embodiment, air bearings 36 and 38 are used between the support unit including the X-axis slider 26 and the Y-axis slider 30 and the movable unit such as the horizontal table 16 and the vertical table 18, so Since friction does not occur, frictional heat is less likely to be generated and the heat generated in the bearing part can be reduced. In addition, since the frictional resistance is low, even if a motor is used to drive a movable part such as a table, the drive power Therefore, the heat generation of the motor can be reduced. As a result, thermal deformation of the processing machine 12 is suppressed, leading to improvement of processing accuracy.

また、空気軸受34,36,38には、空気軸受圧縮空気用温調器40によって、加工機械12の内部に設けられた圧縮空気流路42を通して所定の温度又は温度範囲に調節された空気が供給される。この圧縮空気流路42は加工機械12の内部に張り巡らされて設けられているため、X軸スライダ26、Y軸スライダ30、Z軸スライダ28、水平テーブル16及び垂直テーブル18の駆動などにより生じた熱を吸収して加工機械12を冷却し、加工機械12の内部の温度を一定に保って加工機械12の熱変形を抑制する機能も果たす。   The air bearings 34, 36, and 38 have air adjusted to a predetermined temperature or temperature range by the air bearing compressed air temperature controller 40 through the compressed air flow path 42 provided in the processing machine 12. Supplied. Since the compressed air flow path 42 is provided to extend inside the processing machine 12, it is generated by driving the X-axis slider 26, the Y-axis slider 30, the Z-axis slider 28, the horizontal table 16, and the vertical table 18. It also functions to absorb the heat and cool the processing machine 12 to keep the temperature inside the processing machine 12 constant and suppress thermal deformation of the processing machine 12.

さらに、加工機械12が配置される加工機械領域48は、カバー14及び仕切部材44によって仕切られほぼ密閉された空間になっており、カバー14の外部からの空気の流入がほとんどなく、しかも機内温調器62によって所定の温度又は温度範囲に調節された空気が内部で循環させられるようになっているので、加工機械領域48は、加工装置12の外部の温度変化の影響を受けずにほぼ一定の温度に維持され、加工機械12に熱変形が生じることを抑制することができる。これにより加工精度を向上させることができる。   Further, the processing machine area 48 in which the processing machine 12 is disposed is a substantially sealed space partitioned by the cover 14 and the partition member 44, and there is almost no inflow of air from the outside of the cover 14, and the in-machine temperature is reduced. Since the air adjusted to a predetermined temperature or temperature range by the adjuster 62 is circulated inside, the processing machine region 48 is substantially constant without being affected by the temperature change outside the processing apparatus 12. It is possible to suppress the occurrence of thermal deformation in the processing machine 12. Thereby, processing accuracy can be improved.

また、各空気軸受34,36,38に供給された圧縮空気は、図2に示されているように、空気軸受面を経て加工機械領域48に排出される。加工機械領域48は上述したようにほぼ密閉されているため、加工機械領域48に排出された圧縮空気は、加工機械領域48内を循環する空気と混合した後、その一部がラビリンス構造54を通して加工領域46に流出し、さらに加工領域46の排出部52を通してカバー14の外部に排出される。このようにラビリンス構造54内を加工機械領域48から加工領域46に空気が流れるため、加工領域46で発生した切屑や加工液ミストが上記の空気の流れに妨げられてラビリンス構造54を通して加工機械領域48に侵入することが防止されると共に、ラビリンス構造54を通して加工領域46に流入する空気により加工領域46を一定の温度に保ち加工機械の熱変形を抑制することもできる。さらに、加工領域46内の空気がラビリンス構造54を通して加工機械領域48に流入することが防止されるので、加工機械領域48にカバー14の外部の空気が流入することがなくなり、加工機械領域48の温度を一定に維持し、加工機械の熱変形を抑制する効果が高められる。   Moreover, the compressed air supplied to each air bearing 34,36,38 is discharged | emitted by the processing machine area | region 48 through an air bearing surface, as FIG. 2 shows. Since the processing machine region 48 is substantially sealed as described above, the compressed air discharged to the processing machine region 48 is mixed with the air circulating in the processing machine region 48 and a part thereof passes through the labyrinth structure 54. It flows out into the processing area 46 and is further discharged out of the cover 14 through the discharge portion 52 of the processing area 46. Since air flows in the labyrinth structure 54 from the processing machine region 48 to the processing region 46 in this way, chips and processing fluid mist generated in the processing region 46 are obstructed by the above-described air flow and pass through the labyrinth structure 54. Intrusion into 48 can be prevented, and the air flowing into the processing region 46 through the labyrinth structure 54 can keep the processing region 46 at a constant temperature and suppress thermal deformation of the processing machine. Further, since air in the processing region 46 is prevented from flowing into the processing machine region 48 through the labyrinth structure 54, air outside the cover 14 does not flow into the processing machine region 48. The effect of keeping the temperature constant and suppressing thermal deformation of the processing machine is enhanced.

加えて、空気軸受34,36,38に圧縮空気を供給する空気軸受圧縮空気用温調器40と、加工機械領域48に空気を循環させる機内温調器62が別個に設けられているので、空気軸受34,36,38に供給する圧縮空気と加工機械領域48に供給される空気とは独立して温度又は温度範囲の設定ができる。空気軸受34,36,38に供給される圧縮空気は空気軸受部から排出される際の断熱膨張や加工機械12の発熱の影響を受ける一方、加工機械領域48に供給される空気は供給ダクト64の通過時の熱の授受や拡散板66の通過の際の断熱膨張の影響を受ける。これに対し、本実施形態の加工装置10によれば、それぞれの影響を別個に考慮して、加工機械領域48内に供給されたときにほぼ同一の温度になるように、空気軸受圧縮空気用温調器40と機内温調器62に温度又は温度範囲を設定することが可能になる。また、空気軸受圧縮空気用温調器40の設定温度又は設定温度範囲を一定にする一方で、加工機械領域48内の温度に応じて機内温調器62の設定温度又は設定温度範囲を変更することも可能となる。   In addition, an air bearing compressed air temperature controller 40 that supplies compressed air to the air bearings 34, 36, and 38 and an in-machine temperature controller 62 that circulates air to the processing machine region 48 are separately provided. The temperature or temperature range can be set independently for the compressed air supplied to the air bearings 34, 36, and 38 and the air supplied to the processing machine region 48. The compressed air supplied to the air bearings 34, 36, and 38 is affected by adiabatic expansion when discharged from the air bearing portion and heat generation of the processing machine 12, while the air supplied to the processing machine region 48 is supplied by a supply duct 64. It is affected by heat transfer during the passage of heat and adiabatic expansion during passage of the diffusion plate 66. On the other hand, according to the processing apparatus 10 of the present embodiment, the air bearing compressed air is used so that the respective temperatures are substantially the same when supplied into the processing machine region 48, considering each effect separately. It becomes possible to set the temperature or temperature range in the temperature controller 40 and the in-machine temperature controller 62. Further, while setting the set temperature or set temperature range of the air bearing compressed air temperature controller 40 to be constant, the set temperature or set temperature range of the in-machine temperature controller 62 is changed according to the temperature in the processing machine region 48. It is also possible.

さらに、空気の温度制御を行うためには、温調器から供給される空気の温度を検出するための温度センサが必要となる。しかしながら、温度センサは、それぞれの温調器に関連付けて別個に設けられ、例えば空気軸受圧縮空気用温調器40に関連付けられた温度センサ70がカバー14の外部に設けられ、機内温調器62に関連付けられた温度センサ72がカバー14の内部に設けられる場合があり得る。温度センサがカバー14の外部に設置される場合、温調器から供給される空気は、カバー14の内部に到達する前にカバー14の外部の外気の温度の影響を受けてしまう。このため、カバー14の内外の空気の温度差が小さいときにはほとんど影響ないが、カバー14の内外の空気の温度差が大きいときには温調器から供給される空気が温度センサ設置箇所を通過後に温度が変化する可能性がある。例えば、上記の例の場合、空気軸受圧縮空気用温調器40に関連付けられた温度センサ70がカバー14の外部に設けられるので、この温度センサ70によって測定された温度が実際にカバー14内に到達した空気の温度と異なる可能性があり、空気軸受圧縮空気用温調器40の設定温度又は設定温度範囲は、その温度変化を見越した値にする必要がある。本実施形態の加工装置10によれば、空気軸受圧縮空気用温調器40と機内温調器62の調節温度又は調節温度範囲を独立して設定することができ、上記のような場合にも対応することが可能である。   Furthermore, in order to control the temperature of the air, a temperature sensor for detecting the temperature of the air supplied from the temperature controller is required. However, the temperature sensor is provided separately in association with each temperature controller, for example, a temperature sensor 70 associated with the air bearing compressed air temperature controller 40 is provided outside the cover 14, and the in-machine temperature controller 62. There may be a case where a temperature sensor 72 associated with is provided inside the cover 14. When the temperature sensor is installed outside the cover 14, the air supplied from the temperature controller is affected by the temperature of the outside air outside the cover 14 before reaching the inside of the cover 14. For this reason, there is almost no effect when the temperature difference between the air inside and outside the cover 14 is small, but when the temperature difference between the air inside and outside the cover 14 is large, the temperature supplied after the temperature supplied from the temperature controller passes through the temperature sensor installation location. It can change. For example, in the case of the above example, the temperature sensor 70 associated with the air bearing compressed air temperature controller 40 is provided outside the cover 14, so that the temperature measured by the temperature sensor 70 is actually in the cover 14. The set temperature or set temperature range of the air bearing compressed air temperature controller 40 needs to be a value that allows for the temperature change. According to the processing apparatus 10 of this embodiment, the adjustment temperature or the adjustment temperature range of the air bearing compressed air temperature controller 40 and the in-machine temperature controller 62 can be set independently. It is possible to respond.

以上、プラットフォームマシンタイプの加工機械12を使用した加工装置10を例に本発明の実施形態を説明したが、本発明は図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、加工機械12としてプラットフォームマシンタイプの工作機械を使用しているが、本発明の加工機械12は、支持部に対して空気軸受34,36,38を介して運動可能に支持された可動部を少なくとも一つ備え且つ工具と被加工物とを相対移動させて加工できるようになっていればよく、例えば空気軸受を備えたマシニングセンタや旋盤などとしてもよい。   The embodiment of the present invention has been described above by taking the processing apparatus 10 using the platform machine type processing machine 12 as an example, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, in the above-described embodiment, a platform machine type machine tool is used as the processing machine 12, but the processing machine 12 of the present invention is movable with respect to the support portion via the air bearings 34, 36, and 38. It is sufficient that at least one supported movable part is provided and that the tool and the workpiece can be moved relative to each other so that the machining can be performed. For example, a machining center or a lathe provided with an air bearing may be used.

本発明による温調器を備えた加工装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the processing apparatus provided with the temperature controller by this invention. 図1の垂直テーブル付近のラビリンス構造の拡大図である。It is an enlarged view of the labyrinth structure near the vertical table of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 加工装置
12 加工機械
14 カバー
16 水平テーブル
18 垂直テーブル
34 空気軸受
36 空気軸受
38 空気軸受
40 空気軸受圧縮空気用温調器
44 仕切部材
46 加工領域
48 加工機械領域
50 貫通孔
54 ラビリンス構造
62 機内温調器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing apparatus 12 Processing machine 14 Cover 16 Horizontal table 18 Vertical table 34 Air bearing 36 Air bearing 38 Air bearing 40 Air bearing compressed air temperature controller 44 Partition member 46 Processing area 48 Processing machine area 50 Through-hole 54 Labyrinth structure 62 In-machine Temperature controller

Claims (4)

工具と被加工物とを相対移動させて加工する加工装置であって、
支持部と、該支持部に対して気体軸受を介して運動可能に支持された少なくとも一つの可動部とを有し、工具及び被加工物の少なくとも一方を前記少なくとも一つの可動部に取り付けて前記工具と前記被加工物とを互いに対して相対移動させて加工する加工機械と、
前記加工機械を取り囲むカバーと、
前記カバーによって取り囲まれた空間を、前記工具で前記被加工物を加工する空間である加工領域と、加工機械領域とに仕切る仕切部材と、
所定温度に調節された気体を前記気体軸受に供給する第1の温調器と、
所定温度に調節された気体を前記加工機械領域に供給した後に回収し前記気体を前記加工機械領域内で循環させる第2の温調器と、
を備え、前記仕切部材に前記可動部が通って延びる貫通孔が設けられており、前記加工機械領域は前記貫通孔を除いて密閉されており、前記仕切部材の前記貫通孔の周縁部と前記可動部の外周部との間にラビリンス構造が設けられており、該ラビリンス構造を通る気体は前記加工機械領域から前記加工領域に流れることを特徴とする温調器を備えた加工装置。
A processing apparatus for processing by moving a tool and a workpiece relative to each other,
A support part and at least one movable part supported to be movable with respect to the support part via a gas bearing, and attaching at least one of a tool and a workpiece to the at least one movable part, A processing machine for processing by moving the tool and the workpiece relative to each other; and
A cover surrounding the processing machine;
A partition member that divides the space surrounded by the cover into a processing region that is a space for processing the workpiece with the tool, and a processing machine region;
A first temperature controller for supplying a gas adjusted to a predetermined temperature to the gas bearing;
A second temperature controller that recovers the gas adjusted to a predetermined temperature after being supplied to the processing machine region and circulates the gas in the processing machine region;
The partition member is provided with a through-hole through which the movable portion extends, the processing machine region is sealed except for the through-hole, and the peripheral portion of the through-hole of the partition member and the A processing apparatus provided with a temperature controller , wherein a labyrinth structure is provided between the movable portion and an outer peripheral portion, and gas passing through the labyrinth structure flows from the processing machine region to the processing region .
前記第1の温調器と前記第2の温調器は、供給する気体の温度を独立して調節することができる、請求項1に記載の温調器を備えた加工装置。   The processing apparatus provided with the temperature controller according to claim 1, wherein the first temperature controller and the second temperature controller can independently adjust a temperature of a gas to be supplied. 前記加工機械は空気バネを介して設置面に設置されている、請求項1又は請求項2に記載の温調器を備えた加工装置。   The processing apparatus provided with the temperature controller according to claim 1 or 2, wherein the processing machine is installed on an installation surface via an air spring. 前記仕切部材が変形可能である、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の温調器を備えた加工装置。   The processing apparatus provided with the temperature controller according to any one of claims 1 to 3, wherein the partition member is deformable.
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