JP5201473B2

JP5201473B2 - 工作機械の機体カバー

Info

Publication number: JP5201473B2
Application number: JP2008312828A
Authority: JP
Inventors: 秋利佐藤
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-12-09
Also published as: JP2010137290A

Description

本発明は、工作機械の加工領域を覆うようにベッド上に設置された工作機械の機体カバーに関する。

従来、特許文献１，２のように、加工によって生じる切粉やクーラント等が加工領域から工作機械外方に飛散することを防止するために、加工領域を含む工作機械全体を覆うものが知られている。特許文献１には、遮蔽工作空間（加工領域）を囲むケーシング（機体カバー）の上部に位置するように工具交換装置（工具マガジン）を配置し、工具交換装置と遮蔽工作空間を方形状水平扉板（工具用開口扉）で遮蔽し、工具交換時のみ方形状水平扉板を開放する工作機械が記載されている。特許文献２には、機体カバーの上方を移動する搬送手段が工作機械の加工領域に向かって出し入れ可能な工作機械の搬送部用開口部構造が記載されている。
特開２００３−２０５４３５号公報特開２００７−２６０８１９号公報

上記の特許文献１に記載の工作機械は、遮蔽工作空間とケーシングの前上部との間にケーシングと略同一幅の板部材が固着されている。板部材には、縦向き開口及び横向き開口が形成され、後端に方形状水平扉板の前方位置に板部材と略同一幅の扉案内部材が固定されている。前記縦向き開口及び横向き開口を通してワークをケーシングの上方から特許文献２に示す搬送手段やクレーン等により出し入れ可能としている。
しかしながら、ワークの搬入の際に、板部材に固定された扉案内部材が障害物となって、ワークを扉案内部材より前に載置する必要があり、テーブル上に保持されたワークと主軸との距離が離れてしまうから、ワークと主軸の接近性が悪くなり、工具の突き出し量を長くせねばならず、加工不具合を引き起こすおそれがあった。
そこで、本発明の課題は、上記問題点に鑑み、ワークと主軸との接近性をより高めた工作機械の機体カバーを提供することを目的とする。

本発明は、ベッド上に、主軸を回転可能に支承して前後、左右に移動するコラムと、主軸に装着する工具を複数保持した工具マガジンとを備え、主軸に装着した工具を前後、左右、上下に移動させ、加工領域内にあるワークを加工するようにした工作機械であって、前記加工領域を覆うようにベッド上には機体カバーが設置され、その機体カバーの天井には、機体カバーの上方を移動する搬送手段の搬送部が加工領域に向かって出し入れ可能な搬送部用開口部と、工具マガジンと主軸との間で交換される工具が加工領域に向かって出し入れ可能な工具用開口部とを備えた工作機械の機体カバーにおいて、前記搬送部用開口部には搬送部用開口部を塞ぐように左右一対の搬送部用開口扉が配置されると共に工具用開口部には工具用開口部を塞ぐように左右一対の工具用開口扉が配置され、各扉は機体カバーに設置した駆動源によりベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されることを特徴とする。

また、搬送部用開口部と工具用開口部の左右方向には夫々ロッド部が伸縮するシリンダ部材が設置され、各ロッド部先端に搬送部用開口部と工具用開口部を夫々塞ぐように配置された左右一対の扉の一端が接続され、各ロッド部の伸縮により各扉をベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されることを特徴とする。

本願の請求項１の発明では、前記搬送部用開口部には搬送部用開口部を塞ぐように左右一対の搬送部用開口扉が配置されると共に工具用開口部には工具用開口部を塞ぐように左右一対の工具用開口扉が配置され、各扉は機体カバーに設置した駆動源によりベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されるようにした。また、本願の請求項２の発明では、搬送部用開口部と工具用開口部の左右方向には夫々ロッド部が伸縮するシリンダ部材が設置され、各ロッド部先端に搬送部用開口部と工具用開口部を夫々塞ぐように配置された左右一対の扉の一端が接続され、各ロッド部の伸縮により各扉をベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されるようにした。これらによれば、ワークを加工領域に搬入搬出する際に、ワークを主軸工具の近くまで近づけられるので、ワークと主軸の接近性が高まり、工具の突き出し量を短くでき、工具剛性が向上するので、加工精度を向上させることができる。

本願発明の実施の形態について説明する。図１に示す横型マシニングセンタと称される工作機械１について説明する。ベッド２上には左右方向に移動可能な移動コラム３が設置されている。その移動コラム３には上下方向に移動可能なサドル４が設置されている。サドル４には水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッド５が設置されている。主軸ヘッド５には主軸６が回転可能に支承され、主軸６の先端部には工具Ｔを交換可能に装着する為の装着孔７が設けられている。また、ベッド２上には左右一対の支柱８が設けてあり、その支柱８の上端に支持ベッド９が固定されている。支持ベッド９には複数の工具Ｔを保持した工具マガジン１０が設置されている。移動コラム３、サドル４を夫々移動させ、前記工具マガジン１０と主軸６との間で主軸ヘッド５を工具交換位置Ａに移動させて、工具Ｔの交換が行われるようになっている。この工作機械１では、主軸６に装着した工具Ｔを高速回転させ、その工具Ｔを左右、上下、前後移動させて、移動コラム３の前方にある図示しない保持機構を備えたテーブル１１で保持されたワークＷを加工するようになっている。また、この工作機械１には、ワークＷの加工によって生じる切粉やクーラント等が加工領域Ｂから外方へ飛散するのを防止するために加工領域Ｂを覆うように形成された機体カバー１２が設けられ、前記機体カバー１２の上方には工具マガジン１０を覆うように形成されたマガジンカバー１３が設けられている。尚、各図において、工具マガジン１０の工具Ｔは一部を省略してある。

前記工作機械間には、前工程から次工程へワークＷを保持し、搬送するための搬送手段１４が設けられていて、機体カバー１２の上方に、前記機体カバー１２の上方を移動する搬送手段１４の架設レール１５が設置されている。また、搬送手段１４は搬送部１６を備えており、搬送部１６は走行台１７とワークＷを保持する保持機構１８を備えている。搬送部１６は走行台１７によって、前記架設レール１５に沿って工作機械１の両側に設置したテーブル（図示しない）間を移動するようになっている。

前記工作機械１は、テーブル１１の上方に、搬送手段１４の搬送部１６が加工領域Ｂに向かって出し入れ可能な搬送部用開口部１９を備え、前記搬送部用開口部１９の後方に、工具マガジン１０と主軸６との間で交換される工具Ｔが加工領域Ｂに向かって出し入れ可能な工具用開口部２０を備えている。図２に示すように、搬送部用開口部１９と工具用開口部２０は、夫々孔であって、機体カバー１２の上面に形成されている。機体カバー１２の上面は工具マガジン１０に対応する部分が凹部１２ａに形成されており、搬送部用開口部１９は機体カバー１２の上面に形成された前水平孔１９ａと機体カバー１２の凹部１２ａの前垂直壁１２ｂに形成された前垂直孔１９ｂとから成り、工具用開口部２０は凹部１２ａの底壁１２ｃに前記搬送部用開口部１９の前垂直孔１９ｂに連続して形成された後水平孔１９ｃと、後水平孔１９ｃに連続し後垂直壁１２ｄに形成された主軸ヘッド５と工具マガジン１０との間で工具交換の際の主軸ヘッド５の前後移動用としての主軸ヘッド５とほぼ同じ大きさの後垂直孔１９ｄとから成っている。搬送部用開口部１９には左右一対の搬送部用開口扉２１が配置され、工具用開口部２０には左右一対の工具用開口扉２２が配置されている。図３に示すように、搬送部用開口扉２１は、搬送部用開口部１９の前水平孔１９ａを塞ぐ開口片２１ａと、前記開口片２１ａの前端を上方に折り曲げた上方片２１ｂと、機体カバー１２の凹部１２ａの前垂直壁１２ｂの前垂直孔１９ｂを塞ぐように下方に折り曲げられた下方片２１ｃで構成されている。工具用開口扉２２は、工具用開口部２０の後水平孔１９ｃを塞ぐシャッタ片２２ａと、前記シャッタ片２２ａの前端を上方に折り曲げた前片２２ｂと、機体カバー１２の凹部１２ａの後垂直壁１２ｄの後垂直孔１９ｄを塞ぐように上方に折り曲げられた後垂直孔１９ｄの幅のほぼ半分の幅を有する後片２２ｃで構成されている。

図３、４に示すように機体カバー１２の搬送部用開口部１９の前端近傍には、夫々左右方向（ベッド幅方向）にガイド取付部材２３が立設されている。左右のガイド取付部材２３には、ガイド部材２４のブロック２５が夫々取り付けられている。搬送部用開口扉２１の上方片２１ｂにはガイド部材２４のレール２６が取付けられており、該レール２６は前記搬送部用開口部１９の前端近傍のガイド取付部材２３に取付けられたブロック２５に案内されている。また、搬送部用開口扉２１の開口片２１ａ後方と、工具用開口扉２２のシャッタ片２２ａ前方と、シャッタ片２２ａ後方には、夫々左右方向にガイド取付部材２３が立設されている。各ガイド取付部材２３には、ガイド部材２４のレール２６が夫々取付けられている。

図３に示すように、機体カバー１２の凹部１２ａには、搬送部用開口扉２１の下方片２１ｃの近傍まで、即ち搬送部用開口部１９と工具用開口部２０の境界近傍まで伸びる左右の梁部材２７が設けられている。左右の梁部材２７の前端部分には、搬送部用開口扉２１の下方片２１ｃに沿って伸びるブロック連結部材２８が夫々取付けられている。ブロック連結部材２８の上端部分には前記開口片２１ａ後方に設けられたガイド取付部材２３に取付けられたガイド部材２４のレール２６を案内するガイド部材２４のブロック２５が固着されている。ブロック連結部材２８の下端部分には前記シャッタ片２２ａ前方に設けられたガイド取付部材２３に取付けられたガイド部材２４のレール２６を案内するガイド部材２４のブロック２５が固着されている。また、左右の梁部材２７の後端部分には、板部材２９が取付けられ、前記板部材２９は支持ベース９に固着されている。板部材２９には前記シャッタ片２２ａ後方に設けられたガイド取付部材２３に取付けられたガイド部材２４のレール２６を案内するガイド部材２４のブロック２５が固着されている。これらガイド部材２４により、各搬送部用開口扉２１と工具用開口扉２２は左右方向に移動可能となっている。また、機体カバー１２の後垂直壁１２ｄの上部中央近傍には、シャッタ案内部材３０が固着され、工具用開口扉２２の後片２２ｃの左右方向への移動が案内されるようになっている。

図４，５に示すように、搬送部用開口部１９と工具用開口部２０の左右方向には夫々駆動源としてのシリンダ部材Ｓ１，Ｓ２が設置されている。各シリンダ部材Ｓ１，Ｓ２は、搬送部用開口扉２１と工具用開口扉２２を開閉するものである。搬送部用開口扉２１を開閉するシリンダ部材Ｓ１はブロック連結部材２８の上端に取付けられ、シリンダ部材Ｓ１のロッド部Ｒ１先端はガイド連結部材３１を介して開口片２１ａ後方のガイド取付部材２３に取り付けられたレール２６と連結されている。工具用開口扉２２を開閉するシリンダ部材Ｓ２は梁部材２７に取付けられ、シリンダ部材Ｓ２のロッド部Ｒ２先端はガイド連結部材３１を介してシャッタ片２２ａ前方のガイド取付部材２３に取付けられたレール２６と連結されている。これにより、搬送部用開口部１９と工具用開口部２０夫々に設置されたシリンダ部材Ｓ１，Ｓ２の各ロッド部Ｒ１，Ｒ２の伸縮により各扉はベッド幅方向に移動可能となる。また、各シリンダ部材Ｓ１，Ｓ２を上下に設置したことで、夫々のシリンダ部材Ｓ１，Ｓ２を搬送部用開口部１９の前方あるいは工具用開口部２０の後方に設置した場合に比べて、機械全体の前後方向寸法を小さくすることができる。

上記の工作機械１の動作について説明する。予め搬送手段１４によって加工済みのワークＷが工作機械１から搬出されている。工作機械１の上方から次に加工するワークＷを工作機械１に搬入するために、保持機構１８によりワークＷを保持した搬送部１６が走行台１７により架設レール１５に沿って移動する。走行台１７が機体カバー１２の搬送部用開口部１９上方に移動すると、走行台１７が停止する。走行台１７が停止すると図４の搬送部用開口扉２１が閉じた状態から図６に示すように搬送部用開口部１９のシリンダ部材Ｓ１の駆動により搬送部用開口扉２１がベッド幅方向外方へ移動する。このとき主軸ヘッド５が工具用開口部２０近傍にある待機位置Ｃに移動し、開放された搬送部用開口部１９から保持機構１８が搬送部用開口部１９の下に設けられたテーブル１１に向かって降下し、ワークＷをテーブル１１に載置する。テーブル１１に載置されたワークＷはクランプ機構（図示しない）により保持される。このワークＷの搬入時に搬送部用開口扉２１が開いた状態では、引用文献１のように搬送部用開口扉２１と工具用開口扉との間に扉案内部材が無いので工具用開口扉２２近傍までワークＷを近づけてワークＷを加工領域Ｂに搬入することができるので、主軸６とワークＷ間との距離が短くなり接近性が高まるので、工具Ｔの突き出し量を短くできる。このため、工具Ｔが長い場合に比べて工具剛性が向上し、工具Ｔが長い場合のように剛性が低く工具Ｔのたわみによる加工精度の低下を防止し、加工精度が向上する。

ワークＷを離した保持機構１８が走行台１７に向かって上昇し、開放された搬送部用開口扉２１を通過すると、シリンダ部材Ｓ１の駆動により搬送部用開口扉２１がベッド幅方向内方に移動し、搬送部用開口部１９が塞がれる。その後、主軸ヘッド５に装着された工具Ｔによりテーブル１１に保持されたワークＷの加工が行われる。ワークＷの加工中に切粉やクーラント等が飛散するが、加工領域Ｂを含む機械全体を覆う機体カバー１２により加工領域Ｂから機械外方に飛散することはない。

ワークＷの加工箇所が変わるときには、工具Ｔの交換が行われる。工具ＴをワークＷから離し、主軸ヘッド５を工具交換位置Ａまで移動させると、図７のように、シリンダ部材Ｓ２の駆動により工具用開口扉２２がベッド幅方向外方へ移動し、工具用開口部２０が開放される。予め次に使用する工具Ｔを工具交換位置Ａまで移動させておいた工具マガジン１０との間で工具交換が行われる。工具交換が終了すると、シリンダ部材Ｓ２の駆動により工具用開口扉２２がベッド幅方向内方に移動して、工具用開口部２０が塞がれる。主軸ヘッド５は移動し、再びワークＷの加工が行われる。ワークＷの加工が終了すると、工具ＴをワークＷから離し、主軸ヘッド５を待機位置Ｃに移動させる。シリンダ部材Ｓ１の駆動により搬送部用開口扉２１がベッド幅方向外方へ移動する。搬送部用開口部１９の上方に移動させておいた搬送部１６の保持機構１８が降下してワークＷを保持し、開放された搬送部用開口部１９から搬送部１６によって加工済みのワークＷが搬出され、次に加工するワークＷがテーブル１１に載置される。

尚、本実施形態では搬送部用開口部１９と工具用開口部２０を別々に開放させたが、図８に示すように、ワークＷが搬送部用開口部１９から前後方向にはみ出る大きな場合は、予め短い工具Ｔ´を工具用開口部２０に割出しておき、搬送部用開口部１９と工具用開口部２０を同時に開放させ、ワークＷの出し入れを行っても良い。

本発明の機体カバーを備えた工作機械を示す図である。機体カバーを示す図である。本発明の概略を表す図１のＸ部拡大図である。図１の平面図である。図３のＶ視図であって、シリンダ部材とガイド部材の関係を表す説明図である。搬送部用開口部を開放させた図である。工具用開口部を開放させた図である。搬送部用開口部と工具用開口部を開放させた図である。

符号の説明

１工作機械
２ベッド
３移動コラム
６主軸
１０工具マガジン
１２機体カバー
１４搬送手段
１６搬送部
１９搬送部用開口部
２０工具用開口部
２１搬送部用開口扉
２２工具用開口扉
Ｔ工具
Ｂ加工領域
Ｗワーク
Ｒ１ロッド部
Ｒ２ロッド部
Ｓ１シリンダ部材
Ｓ２シリンダ部材

Claims

ベッド上に、主軸を回転可能に支承して前後、左右に移動するコラムと、主軸に装着する工具を複数保持した工具マガジンとを備え、主軸に装着した工具を前後、左右、上下に移動させ、加工領域内にあるワークを加工するようにした工作機械であって、前記加工領域を覆うようにベッド上には機体カバーが設置され、その機体カバーの天井には、機体カバーの上方を移動する搬送手段の搬送部が加工領域に向かって出し入れ可能な搬送部用開口部と、工具マガジンと主軸との間で交換される工具が加工領域に向かって出し入れ可能な工具用開口部とを備えた工作機械の機体カバーにおいて、前記搬送部用開口部には搬送部用開口部を塞ぐように左右一対の搬送部用開口扉が配置されると共に工具用開口部には工具用開口部を塞ぐように左右一対の工具用開口扉が配置され、各扉は機体カバーに設置した駆動源によりベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されることを特徴とする工作機械の機体カバー。
搬送部用開口部と工具用開口部の左右方向には駆動源として夫々ロッド部が伸縮するシリンダ部材が設置され、各ロッド部先端に搬送部用開口部と工具用開口部を夫々塞ぐように配置された左右一対の扉の一端が接続され、各ロッド部の伸縮により各扉をベッド幅方向に移動可能とし、搬送部用開口扉及び工具用開口扉をベッド幅方向外方へ移動させると、搬送部用開口部と工具用開口部により１つの開口空間が形成されるように、搬送部用開口部と工具用開口部とが配置されることを特徴とする請求項１記載の工作機械の機体カバー。