JP5605502B2 - 工作機械システム - Google Patents

Description

関連出願

この出願は、２０１１年３月２４日出願の特願２０１１−０６５２０８の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

この発明は、旋盤等の工作機械と、この工作機械にワークを搬入出するローダとを備える工作機械システムに関する。

例えば工作機械が旋盤である場合、図５に示すように、旋盤（この例では平行２軸旋盤）１に対してワークを搬出入するローダ２が設けられている。ローダ２は、ワークを支持したローダヘッド等の移動体（図示せず）が旋盤１の上方に配置された走行レール１６に沿って水平移動して、旋盤１に対してワークを搬出入する。前記走行レール１６が旋盤１に固定したフレームで支持されていると、移動体の移動に伴う揺れが旋盤１に伝達して、旋盤１の加工精度に悪影響を与える。

そのため、一般的には、上記走行レール１６は、旋盤１の左右両側で床面に設置したスタンド２２で支持される。スタンド２２を床面にアンカー固定する場合、床面から走行レール１６までの高さが高いので、スタンド２２の強度を保つために、アンカープレート２５の面積を大きくしたり（図示せず）、あるいは図５の例のようにスタンド２２に、側方に大きく突出する補強フレーム３２を設けて補強したりしている。

また、平行２軸旋盤のように複数の加工機器がそれぞれ独立したベッド上に設置された工作機械において、一つの加工機器の振動が他の加工機器へ伝達しないように、各加工機器を制御する共通の機械制御盤を、各ベッドを跨いで設けた門型フレームに設置する構成も知られている（例えば特許文献１）。

特許第３７１９１６７号公報

アンカープレート２５の面積を大きくする手法も、スタンド２２に補強フレーム３２を設けて補強する手法も、旋盤等の工作機械の左右両側にスタンドを設置するための広いスペースが必要となる。そのため、工場内に工作機械を配置する上で大きな制約となっていた。

この発明の目的は、ローダの移動体の移動に伴う振動が工作機械に伝達されることなく、工作機械の上方に配置されローダを支持する支持フレームのスタンドを、省スペースで設置可能な工作機械システムを提供することである。

この発明の工作機械システムは、工作機械と、この工作機械に対してワークの搬入出を行うローダと、このローダを支持する支持フレームとを備える。前記工作機械は、ベッドと、このベッド上に設置されワークに加工を施す加工機器とを有する。前記ローダは、前記工作機械の上方に設置された案内手段と、この案内手段に沿って移動し、前記工作機械の加工機器に対してワークの搬入出を行う移動体とを有する。前記支持フレームは、前記ベッドの左右両側の床面にそれぞれ設置されて、前記案内手段を下から支える左右一対のスタンドと、前記ベッドに設けられた左右方向に貫通する貫通孔に、この貫通孔の内面に非接触で挿通され、左右両端が左右のスタンドの上下方向の途中部にそれぞれ連結された補強材とを有する。

前記貫通孔は、１本に限らず、複数設けられていてもよく、また貫通孔の左右両端の位置は、互いに上下や前後にずれていてもよい。より具体的には、前記貫通孔は、例えば中空のベッドの左右の側壁に設けられた側壁孔部により構成されていてもよく、これら側壁孔部が上下や前後にずれていてもよい。

この構成によると、補強材を介して左右のスタンドの上下方向の途中部同士を互いに連結したことで、各スタンドが効果的に補強される。それにより、アンカープレートの面積を大きくしたり、スタンドに側方に大きく突出する補強フレームを設けて補強したりする必要がなくなり、スタンドを狭いスペースに設置することが可能になる。

補強材は貫通孔の内面に非接触で挿通されているため、案内手段に沿う移動体の移動に伴う振動が工作機械の加工機器に伝達されない。工作機械のベッドは一般的に鋳造品であり、鋳造時に中子を配置する箇所が空間として残る。中子の位置を工夫することで、中子によって形成される空間を左右方向に貫通する貫通孔とすることは容易である。また、ベッドは、軽量化や材料節減のために薄肉部や開口部分を設けることが多い。そのため、上記貫通孔を設けても、ベッドを適宜設計することで、強度不足の問題が生じない。

この発明において、左右両端が左右のスタンドの上下方向の途中部にそれぞれ連結された補強材を前後に複数本有し、少なくとも１本の補強材は前記貫通孔に、この貫通孔の内面に非接触で挿通され、残りの補強材は前記貫通孔に挿通されずに配置されていてもよい。
補強材を前後に複数本有していれば、さらにスタンドが補強される。この場合、少なくとも１本の補強材が貫通孔に挿通されていれば、他の補強材は貫通孔に挿通されていなくてもよい。工作機械の前後長に合わせて、複数本の補強材を適正に配置すればよい。

この発明において、前記工作機械は、前記加工機器である２本の主軸が左右平行に並ぶ平行２軸旋盤であって、各主軸がそれぞれ設置される２つのベッドが互いに分離して左右に配置されている場合、これら２つのベッドのそれぞれに左右に貫通する貫通孔を設け、両ベッドの前記貫通孔に渡って、その内面に非接触で前記補強材を挿通してもよい。
この構成であっても、補強材を介して左右のスタンドの上下方向の途中部同士を互いに連結して、各スタンドを効果的に補強することができる。それにより、スタンドを狭いスペースに設置することが可能になる。

この発明において、前記工作機械は、前記補強材を上下に２本有し、前記左右のスタンドが、これら２本の補強材により筋交い状に連結されていることが好ましい。この構成によれば、左右のスタンドが、２本の補強材により筋交い状に連結されるので、より一層各スタンドの強度が向上するとともに、支持フレーム全体の剛性を高めることができる。それにより、スタンドを狭いスペースに設置することが可能になる。

請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
この発明の第１実施形態にかかる工作機械システムの斜視図である。 同工作機械システムの正面図である。 同工作機械システムの支持フレームの斜視図である。 この発明の第２実施形態にかかる工作機械システムの正面図である。 従来の工作機械システムの斜視図である。

この発明の第１実施形態を図１〜図３と共に説明する。この工作機械システムは、工作機械である平行２軸旋盤１と、ワーク搬入出用のローダ２と、これら平行２軸旋盤１およびローダ２を制御する制御盤３とを備える。

工作機械である平行２軸旋盤１は、互いに独立してそれぞれが床面Ｆに設置される左右２つのベッド５を備え、各ベッド５上の後部に、加工機器である主軸６および刃物台７がそれぞれ設置されている。各ベッド５の前部には、加工により生じた切屑が落ち込む切屑用凹部８が設けられている。各ベッド５の後部は、図２のように、基本的に側壁５ａと天井壁５ｂとでなる箱状の中空形である。左右の各ベッド５の左右の側壁５ａに、後述の補強材３０Ａを挿通させるための貫通孔３１を構成する側壁孔部３１ａが設けられている。この実施形態では、各側壁孔部３１ａの上下位置、前後位置が互いに互いに整合して設けられているが、各側壁孔部３１ａの位置は、上下や前後にずれていてもよい。ベッド５の内部に前記貫通孔３１と交差して仕切り板（図示せず）が設けられている場合、この仕切り板に、前記側壁孔部３１ａに整合させて両側に貫通する孔部（図示せず）を設ける。各ベッド２は鋳造品である。

主軸６は、前後方向（Ｚ軸方向）に沿う軸であって、前端にワークＷ（図１）を把持するチャック１０を有する。主軸６は、ベッド５上に設置された主軸台１１に回転自在に支持され、主軸台１１に設置された主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。

刃物台７は、正面形状が多角形のタレットからなり、その各外周面部分に複数の工具（図示せず）が取付けられ、任意の工具を回転割出可能とされている。刃物台７は、ベッド５上に設けられ前後方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在な送り台１２に支持されている。

ローダ２は、平行２軸旋盤１の左右両側に設置された素材供給部（図示せず）および製品搬出部（図示せず）と、平行２軸旋盤１の各主軸６との間でワークＷの受け渡しをする装置である。この実施形態のローダ２はガントリ式のものであり、ローダチャック１４によりワークＷを把持するローダヘッド１５が、左右方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｙ軸方向）に移動してワークＷを搬送する。具体的には、ローダ２は、平行２軸旋盤１の上方に設置された案内手段である水平な走行レール１６と、この走行レール１６に沿って走行する走行体１７と、この走行体１７に対し昇降する上下に長い昇降ロッド１８とを有し、昇降ロッド１８の下端に前記ローダヘッド１５が設けられている。上記走行体１７、昇降ロッド１８、およびローダヘッド１５で、案内手段である走行レール１６に沿って移動する移動体１９を構成する。

ローダ２の走行レール１６および制御盤３は、支持フレーム２０によって支持されている。支持フレーム２０は、図３に示すように、走行レール１６および制御盤３を載せる上部フレーム部２１と、この上部フレーム部２１を支える左右一対のスタンド２２，２２とを備える。

上部フレーム部２１は、前後方向に沿う左右一対の側枠材と２１ａ，２１ａと、これら側枠材２１ａ，２１ａの後端同士を連結する横枠材２１ｂとでなり、前方が開放した平面形状コ字形である。各側枠材２１ａの前端上面には、走行レール１６が載るレール載せ台２３が設けられている。また、両側枠材２１ａの前後中間部間に架け渡して、制御盤３を載せる制御盤載せ台２４が設けられている。

スタンド２２は、床面Ｆに固定されるアンカープレート２５上に、ライナーやシムのような介在板２６，２６を介して複数の、具体的には前後一対の支柱２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ鉛直に設置され、これら支柱２７Ａ，２７Ｂの上端が前記上部フレーム部２１の側枠材２１ａに結合されている。前後一対の支柱２７Ａ，２７Ｂの下部は、水平状の連結部材２８により互いに連結されている。また、各支柱２７Ａ，２７Ｂと介在板２６，２６との結合部には、例えば、正面形状三角形の補強部材２９，２９が設けられている。補強部材２９は省略してもよい。

左右のスタンド２２は、それぞれの支柱２７Ａ，２７Ｂの上下方向の途中部同士が、補強材３０Ａ，３０Ｂにより互いに連結されている。図の例では、補強部材３０Ａ，３０Ｂの位置は、支柱２７Ａ，２７Ｂの高さ方向の中央よりも下方の位置とされている。図１に示すように、左右のスタンド２２の支柱２７Ａ同士を連結する前側の補強材３０Ａは、左右両方のベッド５にわたり、これらベッド５をそれぞれ貫通する貫通孔３１に、この貫通孔３１の内面に非接触で挿通される。具体的には、貫通孔３１はベッド５の各側壁５ａに設けた側壁孔部３１ａにより構成される。また、左右のスタンド２２の支柱２７Ｂ同士を連結する後側の補強材３０Ｂは、左右のベッド５の後方に位置している。

この支持フレーム２０の構成によると、補強材３０Ａ，３０Ｂを介して左右のスタンド２２の上下方向の途中部で互いに連結したことで、各スタンド２２が補強される。それにより、従来の支持フレームのように、アンカープレート２５の面積を大きくしたり、スタンド２２に補強フレーム３２（図５）を設けて補強したりする必要がなくなり、スタンド２２を狭いスペースに設置することが可能になる。この支持フレーム２０にも、補強部材２９が設けられているが、この補強部材２９は、従来の補強フレーム３２と比べてはるかに小さくて済み、スタンド２２の狭いスペースに設置することができる。

前側の補強材３０Ａはベッド５の貫通孔３１の内面に非接触で挿通されているので、ローダ２の移動体１９の移動に伴う振動が平行２軸旋盤１の主軸６や刃物台７に伝達されることがなく、精度良く加工を行うことができる。平行２軸旋盤１を含め工作機械のベッド５は一般的に鋳造品であり、鋳造時に中子を配置する箇所が空間として残る。中子の位置を工夫することで、中子によって形成される空間を左右方向に貫通する貫通孔３１とすることは容易である。また、ベッド５は、軽量化や材料節減のために薄肉部や開口部分を設けることが多い。そのため、上記貫通孔３１を設けても、ベッド５を適宜設計することで、強度不足の問題が生じない。

この実施形態の場合、前後に２本の補強材３０Ａ，３０Ｂを有し、１本の補強材３０Ａはベッド５に設けた貫通孔３１に挿通され、もう１本の補強材３０Ｂは前記貫通孔３１に挿通されずに配置されている。このように、少なくとも１本の補強材３０Ａが貫通孔３１に挿通されていればよく、他の補強材３０Ｂは貫通孔に挿通されていなくてもよく、工作機械１の前後方向寸法に合わせて、複数本の補強材３０Ａ，３０Ｂを適正に配置すればよい。したがって、補強材は、１本でもよく、また、３本以上設けてもよい。

図４は、この発明の第２実施形態を示す。この工作機械システムの支持フレーム２０は、左右のスタンド２２の前側の支柱２７Ａ同士を、正面視で互いに交差する２本の補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２により互いに連結している。それに合わせて、各ベッド５の左右の側壁５ａに、各補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２が挿通される２本の貫通孔３１が設けられている。具体的には、左右外側の側壁５ａの上下２箇所に側壁孔部３１ｂ，３１ｃが設けられ、内側の側壁５ａの上下中央部の１箇所に側壁孔部３１ｄが設けられ、これら側壁孔部３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより貫通孔３１が構成される。各補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２は、これら貫通孔３１の内面に非接触で挿通されている。後側の支柱（図示せず）同士を互いに連結する補強材（図示せず）は、前側の補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２と同様に、交差する２本の補強材で構成してもよく、あるいは前記実施形態と同様に１本の水平な補強材単独で構成してもよい。

この支持フレーム２０のように、左右のスタンド２２の前側の支柱２７Ａ同士を、２本の補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２により筋交い状に連結すると、より一層各スタンド２２の強度が向上するとともに、支持フレーム２０全体の剛性を高めることができる。それにより、スタンド２２を狭いスペースに設置することが可能になる。この場合も、補強材３０Ａ_１，３０Ａ_２がベッド５の貫通孔３１の内面に非接触で挿通されているため、ローダ２の移動体１９の移動に伴う振動が平行２軸旋盤１の主軸６や刃物台７に伝達されることがなく、精度良く加工を行うことができる。

以上のとおり、図面を参照しながらこの発明の好適な実施形態を説明したが、この発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記各実施形態の工作機械は平行２軸旋盤１であり、左右一対のベッド５を有し、それぞれのベッド５が互いに独立した構成であるが、左右一対のベッド５が互いに結合された構成であってもよく、あるいはベッドが左右に分離されていなくて一体物であってもよい。また、工作機械が単軸旋盤や、旋盤以外の機械であってもよい。したがって、そのようなものもこの発明の範囲内に含まれる。

１ 平行２軸旋盤（工作機械）
２ ローダ
５ ベッド
６ 主軸（加工機器）
７ 刃物台（加工機器）
１６ 走行レール（案内手段）
１９ 移動体
２０ 支持フレーム
２２ スタンド
３０Ａ，３０Ａ_１，３０Ａ_２，３０Ｂ 補強材
３１ 貫通孔
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 工作機械と、この工作機械に対してワークの搬入出を行うローダと、このローダを支持する支持フレームとを備え、
   前記工作機械は、ベッドと、このベッド上に設置されワークに加工を施す加工機器とを有し、
   前記ローダは、前記工作機械の上方に設置された案内手段と、この案内手段に沿って移動し、前記工作機械の加工機器に対してワークの搬入出を行う移動体とを有し、
   前記支持フレームは、前記ベッドの左右両側の床面にそれぞれ設置されて、前記案内手段を下から支える左右一対のスタンドと、前記ベッドに設けられた左右方向に貫通する貫通孔に、この貫通孔の内面に非接触で挿通され、左右両端が左右のスタンドの上下方向の途中部にそれぞれ連結された補強材とを有する、
   工作機械システム。
2. 左右両端が左右のスタンドの上下方向の途中部にそれぞれ連結された補強材を前後に複数本有し、少なくとも１本の補強材は前記貫通孔に、この貫通孔の内面に非接触で挿通され、残りの補強材は前記貫通孔に挿通されずに配置されている請求項１記載の工作機械システム。
3. 前記工作機械は、前記加工機器である２本の主軸が左右平行に並ぶ平行２軸旋盤であって、各主軸がそれぞれ設置される２つのベッドが互いに分離して左右に配置され、これら２つのベッドのそれぞれに左右に貫通する貫通孔を設け、両ベッドの前記貫通孔に渡って、その内面に非接触で前記補強材を挿通した請求項１または請求項２記載の工作機械システム。
4. 前記工作機械は、前記補強材を上下に２本有し、前記左右のスタンドが、これら２本の補強材により筋交い状に連結されている請求項１または請求項２記載の工作機械システム。

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