JP6424064B2

JP6424064B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP6424064B2
Application number: JP2014220281A
Authority: JP
Inventors: 孝行赤井; 善裕松本; 雅至横山; 聡亮田中; 祐雄福森
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: KR20150003699U; US9643256B2; US20150273587A1; KR200490860Y1; TWM505987U; JP2015199186A; CN204603306U

Description

本発明は、ワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を有する刃物台とを備えた工作機械に関し、詳細には該工作機械の左右方向及び上下方向の寸法をコンパクト化できるようにした主軸及び刃物台の配置構造の改善に関する。

この種の工作機械として、従来例えば特許文献１に開示された小型旋盤がある。この従来の旋盤では、主軸を、水平に、かつワーク把持部（チャック）をオペレータ側に向けて配置し、刃物台を、前記主軸の上側又は下側に、かつ刃物をオペレータ側に向けて配置している。つまりこの従来の旋盤では、主軸と刃物台が同じ側に、かつ上下方向に重なるように配置している。

特許第４７４１３５１号公報

ところで前記工作機械においては、複数の工作機械により加工ラインを構成する場合の都合等によって、工作機械の上下方向寸法及び左右方向寸法をコンパクト化したいという要請がある。

前記公報に記載された従来の小型旋盤では、主軸の上側又は下側に刃物台が重なるように配置されているので、機械の上下方向寸法が大きくなるという問題がある。また刃物台が主軸側に配置されているので、刃物台の交換作業が困難という問題もある。

一方、刃物台を主軸の左側部又は右側部に配置した場合は、機械の上下方向寸法のコンパクト化点では有利となるが、機械の左右方向の寸法をコンパクト化するという要請に応えることはできず、また刃物台の交換作業が困難という問題は残っている。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、機械の左右方向寸法及び上下方向寸法をコンパクト化でき、また刃物台の交換作業が容易な工作機械を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ベッド2と、オペレータ側を向くように配置されたワーク把持部を有し、前記ベッドに支持され、前記ワーク把持部に把持されたワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を前記主軸の軸線と平行な軸線回りに割り出し可能に支持する回転部材を有する刃物台とを備えた工作機械において、
前記刃物台は、前記オペレータ側に位置するように前記ベッドに形成された刃物台設置部に着脱可能に取付けられており、
前記回転部材の軸線は前記主軸の軸線より下方に位置し、該回転部材に固定され、加工時位置に割り出された工具は前記ワーク把持部の軸線の直下に位置していることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械において、
前記刃物台設置部は、オペレータ側に配置された縦壁と、該縦壁を前記ベッドに接続する側壁とを有し、前記縦壁には上方に開口する凹部が形成されており、
前記刃物台は、前記回転部材を支持する支持プレートを有し、前記回転部材を前記凹部に挿入すると共に前記支持プレートを前記凹部の縁部に着脱可能に固定することで着脱自在となっていることを特徴としている。

請求項３の発明は、オペレータ側を向くように配置されたワーク把持部を有し、該ワーク把持部に把持されたワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を前記主軸の軸線と平行な軸線回りに割り出し可能に支持する回転部材を有する刃物台とを備えた工作機械において、
前記回転部材を所望の角度位置に割り出し可能とする割り出しモータは、ワークの機械加工により発生する切屑を収容する切屑収容部の下方に配設されており、
前記割り出しモータの出力軸は動力伝達機構を介して前記回転部材の回転軸に連結されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、刃物台を、その回転部材の軸線が主軸の軸線より下方に位置し、加工時位置に割り出された工具が主軸のワーク把持部の軸線の直下に位置するように、かつベッドに形成された刃物台設置部に着脱可能に取付けたので、機械の上下寸法をコンパクトにできる。

また刃物台がオペレータ側に配置されているので、刃物台の修理，交換等のために刃物台を刃物台設置部から取り外す、あるいは取り付ける場合に、刃物台が主軸と干渉し難いため、刃物台の交換作業が容易である。また、刃物台がオペレータに近い位置にあるため、オペレータの刃物台へのいわゆる接近性が良好であり、回転部材に装着されている刃物の交換作業等が容易である。

また請求項２の発明によれば、前記刃物台設置部の縦壁に凹部を形成し、前記回転部材を該凹部に挿入すると共に支持プレートを前記凹部の縁部に着脱可能に固定したので、刃物台の交換作業を容易に実行できる。

請求項３の発明によれば、割り出しモータを切屑収容部の下方に、つまり刃物台設置部より加工領域側に配置したので、割り出しモータが刃物台設置部からオペレータ側に張り出すのを防止又は抑制でき、前記オペレータの刃物台への接近性がさらに良好となり、刃物の交換作業等をさらに容易に行うことができる。

また、割り出しモータは、切屑収容部により上方から覆われているので、加工領域内に配設されていながら専用のカバー等を設けることなく切屑や切削液等がモータにかかるのを防止できる。

本発明の実施例１に係る旋盤の側面図である。前記旋盤の正面斜視図である。前記旋盤における刃物台の刃物台設置部への組立て作業を説明するための分解斜視図である。前記旋盤における刃物台の刃物台設置部への組立作業を、台車を用いて行う場合の分解斜視図である。前記旋盤における刃物台設置部の変形例を示す模式正面図である。本発明の実施例２に係る旋盤の正面斜視図である。前記実施例２に係る旋盤の一部断面側面図である。前記実施例２に係る旋盤の刃物台部分の正面斜視図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の実施例１に係る旋盤を説明するための図である。なお、本実施例において、前後とは、機械正面に位置するオペレータＭから見て、手前側が前を、奥側が後を意味し、左右とは、オペレータＭから見て左右を意味する。

図において、１は前後対向型旋盤である。この旋盤１は、左，右一対のベッド２，２と、該各ベッド２の基部２ａ上に、前後方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配設されたコラム３と、該各コラム３の前面に、上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持された主軸頭４と、前記オペレータＭ側に配置された刃物台８とを備えている。なお、前記一対のベッド２，２は共通ベッド２′上に搭載されている。

前記各コラム３は、前記基部２ａ上に固定されたガイドレール９ａ上にスライダ９ｂを介して移動可能に搭載され、図示しないボールねじをＺ軸送りモータ９ｃで回転駆動することによりＺ軸方向に移動自在となっている。

同様に前記各主軸頭４は、前記コラム３の前面に固定されたガイドレール１０ａにスライダ１０ｂを介して移動可能に支持され、図示しないボールねじをＹ軸送りモータ１０ｃで回転駆動することによりＹ軸方向に移動自在となっている。

前記各主軸頭４内には主軸５が軸線を水平に向けて回転自在に配設されており、該主軸５の主軸頭４から突出する先端部にはワークＷを把持するためのチャック（ワーク把持部）６がオペレータＭ側に向けて装着されている。なお、１１はワーク供給搬出機構であり、これは未加工ワークＷを前記左側の主軸５のチャック６に供給し、該チャック６から加工済みワークを取り外して右側の主軸５のチャック６に供給し、さらに該ワークＷをチャック６から機外に搬出する。

前記各ベッド２は、前記基部２ａからオペレータＭ側にオーバーハング状に突設された刃物台設置部２ｂを有し、左，右の刃物台設置部２ｂ，２ｂは、接続ブラケット１７を介して互いに結合されている。

前記各刃物台設置部２ｂは、前記主軸５の下方かつオペレータＭ側の空きスペースに垂直に立設された縦壁２ｃと、該縦壁２ｃと前記基部２ａの前端部とを接続する左，右の側壁２ｄ，２ｄとを有する。該刃物台設置部２ｂは平面視で矩形状をなしており、該矩形状をなす部分は切屑回収部２ｇとなっている。この切屑回収部２ｇは上開口９ｈと下開口９ｉとを有し、該切屑回収部２ｇ内には、前記ワークＷの旋削加工により発生した切屑を下方のチップ収容箱１２に案内する切屑回収シュータ７が配設されている。

前記刃物台設置部２ｂの縦壁２ｃには前記刃物台８を着脱可能に取り付けるための凹部２ｅが形成されている。該凹部２ｅは上方に開口しており、その縦辺部には左，右の支持フランジ部２ｆ，２ｆが該凹部２ｅの内方に突出する突条をなすように形成されている。また前記各支持フランジ部２ｆにはねじ孔２ｈ及び位置決め孔２ｉが形成されている。

前記刃物台８は、外周面に複数の刃物Ｔを備えた円盤状のタレット（回転部材）１３と、該タレット１３を前記主軸５の軸線と平行な軸線回りに割り出し可能に支持する割出し機構１４と、該割出し機構１４を支持する支持プレート１５と、該割出し機構１４を回転駆動する割出しモータ１６とを備えている。

前記割り出しモータ１６は、前記支持プレート１５のオペレータ側にその回転軸線が該支持プレート１５の外面に沿うように装着されている。そして該割り出しモータ１６の出力軸は、これに接続されたウォーム機構１６aにより前記タレット１３の回転軸と平行となるように変換され、前記支持プレート１５の前記タレット１３側に配置された前記割り出し機構１４に連結されている。

前記支持プレート１５は矩形板状のもので、前記凹部２ｅに嵌合する矩形状の取付けフランジ部１５ａを有する。該取付けフランジ部１５ａの、前記凹部２ｅ側のねじ孔２ｈ，位置決め孔２ｉに対応する部位には、ボルト孔１５ｂ，位置決め孔１５ｃが貫通するように形成されている。

前記刃物台８は、予め位置決め孔２ｉ，２ｉに圧入されている位置決めピン１９ａ，１９ａが位置決め孔１５ｃ，１５ｃに一致した状態でボルト１９ｂにより前記刃物台設置部２ｂの縦壁２ｃに固定されている。

前記刃物台８の交換作業は、図４に示す刃物台交換用台車１８を用いて行われる。この台車１８は、直方体状に形成され、下端四隅にローラ１８ａを有するフレーム１８ｂと、該フレーム１８ｂ上に搭載された治具１８ｃとを備えている。この治具１８ｃは前記フレーム１８ｂの上面に固定されたガイドレール１８ｄにより前後方向にスライド可能に前記フレーム１８ｂ上に搭載されている。

前記刃物台８を前記刃物台設置部２ｂから取り外す場合は、前記台車１８を刃物台８の前面に移動させ、前記治具１８ｃの支持部１８ｅを刃物台８の支持プレート１５に当接させ、該支持部１８ｅをボルト１９ｃにより支持プレート１５に締め付け固定する。続いて、前記支持プレート１５を固定しているボルト１９ｂを抜き取り、そのまま治具１８ｃを後退させることにより、前記刃物台８は前記縦壁２ｃから取り外される。

一方、刃物台８を刃物台設置部２ｂの縦壁２ｃに取り付ける場合は、該刃物台８が治具１８ｃに固定された状態で台車１８を前記刃物台設置部２ｂの前面に移動させる。そして、前記治具１８ｃを凹部２ｅ側にスライドさせ、前記取付けフランジ部２ｆに植設されている前記位置決めピン１９ａを支持プレート１５の位置決め孔１５ｃに合わせながら、前記支持プレート１５を縦壁２ｃの凹部２ｅ内に嵌合させる。続いて、ボルト１９ｂを支持プレート１５のボルト孔１５ｂから取付けフランジ部２ｆのねじ孔２ｈにねじ込むことにより、前記支持プレート１５、ひいては刃物台８を刃物台設置部２ｂに固定する。

本実施例によれば、オペレータＭ側に位置する刃物台設置部２ｂの縦壁２ｃに、刃物台８をそのタレット１３ひいては刃物Ｔが主軸５のチャック６側を向くように配設したので、主軸５と刃物台８とを左右方向に偏位することなく配置でき、その結果機械の左右方向寸法をコンパクト化できる。

また刃物台８を主軸５の下方かつオペレータＭ側寄りの空きスペースを利用して主軸５の軸線より刃物台８の軸線が下側に位置するようにしたので、機械の上下方向寸法をコンパクト化できる。

また刃物台８がオペレータＭ側に、かつその軸線が主軸５の軸線より下側に位置するように配置されているので、刃物台８の修理，交換等のために該刃物台８を刃物台設置部２ｂから取り外す、あるいは取り付ける場合に、刃物台８が主軸５と干渉し難いため、刃物台８の交換作業が容易である。

また、刃物台８がオペレータＭに近い位置にあるため刃物台８へのいわゆる接近性が良好であり、タレット１３に装着されている刃物Ｔの交換作業等が容易である。この場合に、割り出しモータ１６を支持プレート１５の外面に沿うように配設したので、割り出しモータ１６の張り出し量を小さくでき、割り出しモータ１６をオペレータ側に配置したことによる前記接近性の悪化を最小限にできる。

また刃物台交換用台車１８を用いることで、クレーン設備を要することなく、刃物台８を取付け位置に容易に移動させ、逆に外部へ取り外すことができる。

また本実施例では、前記刃物台８を、そのタレット１３の軸線が前記主軸５の軸線より下方に位置するように配置したので、刃物台設置部２ｂの刃物台支持剛性を確保し易い。

また本実施例では、オペレータＭ側に設けられた刃物台設置部２ｂに、刃物台８を前記オペレータ側から挿入可能な凹部２ｅを形成したので、刃物台８を刃物台設置部２ｂに取り付ける場合、刃物台８を台車１８上に搭載した状態で前記刃物台設置部２ｂの凹部２ｅに向けて水平方向に挿入し、ボルト１９ｂ等で締め付け固定するだけでよく、刃物台８の交換作業を容易に実行できる。

図６〜図８は本発明の実施例２に係る旋盤を説明するための図であり、図中、図１〜図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例２では、割り出しモータ２６は、切屑収容部２７の下方に配設されている。この切屑収容部２７は、底壁２７ａ，奥側の縦壁２７ｂ，左右側部の縦壁２７ｃ，２７ｃ及び前記支持プレート１５により囲まれた平面視矩形状のもので、前記主軸５の下方から前記タレット１３の下方に渡るように形成されている。

前記割り出しモータ２６は、前記切屑収容部２７の底壁２７ａの下方に形成されたモータ収容部２ｄ内にその本体部２６ａが収容されるように設置されている。またそのフランジ部２６ｂが前記モータ収容部２ｄの取付け壁２ｅにボルト締め固定されている。

前記割り出しモータ２６の前記フランジ部２６ｂから突出する出力軸２６ｃには噛み合い歯を有する駆動プーリ２６ｄが固定されている。該駆動プーリ２６ｄの上方には同じく噛み合い歯を有する従動プーリ２８ａを備えた中間軸２８ｂが配設されており、該従動プーリ２８ａと前記駆動プーリ２６ｄとは歯付きタイミングベルト２９により連結されている。

前記中間軸２８ｂを回転可能に支持する支持ボックス２８ｃのフランジ部２８ｄは前記支持プレート１５にボルト締め固定されている。また前記中間軸２８ｂは図示しない割り出し機構を介して前記タレット１３の回転軸１３ａに連結されている。

本実施例２では、割り出しモータ２６を切屑収容部２７の下方に、つまり刃物台設置部２ｂの支持プレート１５より加工領域側に配置したので、割り出しモータ２６が前記支持プレート１５からオペレータＭ側に張り出すのを駆動，従動プーリ２６ｄ，２８ａの軸方向長さ程度にまで抑制でき、前記オペレータＭの刃物台８への接近性がさらに良好となり、刃物Ｔの交換作業等をさらに容易に行うことができる。

また、割り出しモータ２６は、切屑収容部２７により上方から覆われているので、該割り出しモータ２６を加工領域に配設しながら専用のカバー等を設けることなく切屑や切削液等がかかるのを防止できる。

なお、前記実施例１，２では、刃物台設置部２ｂの縦壁２ｃが上方に解放された凹部２ｅを有する場合を説明したが、図５に示すように、本発明の刃物台設置部２ｂは、前記凹部２ｅの上縁部同士を梁部２ｊで結合してなる囲繞部２ｅ′を有するものであっても良い。

このように囲繞部２ｅ′を設けた場合は、前記実施例１と同様の作用効果が得られ、さらに該刃物台設置部２ｂ′の刃物台支持剛性を向上でき、加工精度の改善に貢献できる。

また、前記実施例１，２では、主軸５及び刃物台８を左右２組備えた旋盤１について説明したが、本発明の工作機械は、前記主軸５及び刃物台８を１組、あるいは３組み以上備えるものであっても良い。

１旋盤（工作機械）
２ｂ刃物台設置部
４主軸
６チャック（ワーク把持部）
８刃物台
１３タレット（回転部材）
１３ａタレット（回転部材）の回転軸
２６割り出しモータ
２７切屑収容部
２６ｃ割り出しモータの出力軸
Ａ主軸の軸線
Ｂ刃物台の軸線
Ｍオペレータ
Ｔ刃物
Ｗワーク

Claims

ベッド2と、オペレータ側を向くように配置されたワーク把持部を有し、前記ベッドに支持され、前記ワーク把持部に把持されたワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を前記主軸の軸線と平行な軸線回りに割り出し可能に支持する回転部材を有する刃物台とを備えた工作機械において、
前記刃物台は、前記オペレータ側に位置するように前記ベッドに形成された刃物台設置部に着脱可能に取付けられており、
前記回転部材の軸線は前記主軸の軸線より下方に位置し、該回転部材に固定され、加工時位置に割り出された工具は前記ワーク把持部の軸線の直下に位置している
ことを特徴とする工作機械。
請求項１に記載の工作機械において、
前記刃物台設置部は、オペレータ側に配置された縦壁と、該縦壁を前記ベッドに接続する側壁とを有し、前記縦壁には上方に開口する凹部が形成されており、
前記刃物台は、前記回転部材を支持する支持プレートを有し、前記回転部材を前記凹部に挿入すると共に前記支持プレートを前記凹部の縁部に着脱可能に固定することで着脱自在となっている
ことを特徴とする工作機械。
オペレータ側を向くように配置されたワーク把持部を有し、該ワーク把持部に把持されたワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を前記主軸の軸線と平行な軸線回りに割り出し可能に支持する回転部材を有する刃物台とを備えた工作機械において、
前記回転部材を所望の角度位置に割り出し可能とする割り出しモータは、ワークの機械加工により発生する切屑を収容する切屑収容部の下方に配設されており、
前記割り出しモータの出力軸は動力伝達機構を介して前記回転部材の回転軸に連結されている
ことを特徴とする工作機械。