JP7061431B2 - 工作機械 - Google Patents
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Description
<第一実施形態>
工作機械の一例として、4軸横形マシニングセンタを例に挙げ、第一実施形態について図1~図5を参照して説明する。つまり、本実施形態において工作機械1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X軸(水平方向),Y軸(鉛直方向),Z軸(水平方向))及び1つの揺動回転軸(A軸(X軸に平行))を有する。具体的には、X軸線方向は、工作機械1の左右方向(幅方向)、Z軸方向は、工作機械1の前後方向(図2において左方を前、右方を後とする)、Y軸線方向は、工作機械1の上下方向(高さ方向)とする。なお、工作機械1で加工される工作物Wは、どのようなものでもよく限定はしない。
図4、図5に基づき、一対の鉛直方向案内機構50について詳細に説明する。鉛直方向案内機構50は、通常、リニアガイドとも称される案内機構であり、機械の直線運動部を「ころがり」を用いてガイドする公知の機械要素機構である。鉛直方向案内機構50は、リニアガイドとして一般的に使用されるものであればどのようなものでもよく、特定のものには限定されない。また、鉛直方向案内機構として機能すれば、リニアガイド以外の案内機構を用いてもよい。本実施形態において、鉛直方向案内機構50は、脚部材51,51(第一支柱及び第二支柱)の対向面51c,51cの背面側の面である側面51a,51aと、支柱サドル45(第一移動体を構成)との間に設けられる。
次に、工作機械1の作動について簡単に説明する。前述したように、制御装置10は、主軸モータ44の駆動を制御して、回転工具Tを回転させる。また、X軸モータ33、Z軸モータ43、Y軸モータ63,63、及びA軸モータ73の各駆動を制御して、工作物Wの位置及び姿勢を制御する。これにより、制御装置10は、工作物Wと回転工具TとをX軸方向、Z軸方向、Y軸方向及びA軸回りに相対移動させ、工作物Wにクーラントをかけながら加工領域P(図4参照)に位置する工作物Wの切削加工を行なう。
上記実施形態によれば、工作機械1は、ベッド2と、ベッド2にそれぞれ鉛直方向に立設され、かつ間隔を空けて配置される脚部材51,51(第一及び第二支柱)を備える門型コラム5と、工作物Wを支持し、脚部材51,51に鉛直方向に移動可能に設けられる支柱サドル45(第一移動体)と、回転工具Tを支持し、門型コラム5に対して鉛直方向に直交する水平2軸方向に移動可能に設けられる主軸台4(第二移動体)と、を備える。そして、脚部材51,51の対向面の背面側に、支柱サドル45を鉛直方向に案内する一対の鉛直方向案内機構50を備え、回転工具Tが工作物Wを加工する領域を加工領域Pと定義すると、鉛直方向案内機構50と加工領域Pとの間には、脚部材51,51(第一支柱及び第二支柱)が配置される。
<参考例1>
なお、上記実施形態では、鉛直方向案内機構50を、横型の工作機械(マシニングセンタ)に適用するものとして説明した。しかし、この態様には限らない。参考例1(図略)として、鉛直方向案内機構50を、縦型の工作機械に適用してもよい。この場合、第一実施形態の工作機械1との相違点は、第一移動体である主軸台用の主軸サドル145が、主軸台を介して回転工具Tを支持することである。このとき、回転工具Tは、回転工具T及び工作物Wのうちの一方に相当する。また、その他の相違点としては、テーブルが第二移動体として、工作物Wを支持することである。このとき、工作物Wが他方に相当する。
また、第一実施形態、及び参考例1では、鉛直方向案内機構50が、脚部材51,51(第一及び第二支柱)の対向面51c,51cの背面側のみに設けられた。しかし、この態様には限らない。第三実施形態として、第一実施形態、及び参考例1に対し、第一移動体によって支持される工作物W及び回転工具Tの一方が配置される脚部材51,51(第一支柱及び第二支柱)の対向面51c,51cに隣り合う第一面51e側の背面(第二面51f)にも鉛直方向案内機構50を設けてもよい(図8参照)。つまり、第三実施形態では、鉛直方向案内機構50は、第一支柱(脚部材51)と第二支柱(脚部材51)との対向面51c,51cの背面側に設けられるのに加え、第一支柱(脚部材51)及び第二支柱(脚部材51)における第一面51eの背面にさらに設けられている。
また、第四実施形態として、第一実施形態に対し、図9に示すように、工作機械1に、加工領域Pと加工領域Pの外側領域とを区切るカバー47を備えてもよい。これにより、鉛直方向案内機構50は、加工領域Pから飛散するクーラント及び切粉等から更に効果的に保護される。なお、図9には図示しないが、参考例1、第三実施形態についても同様に適用できる。
また、上記第一実施形態、参考例1、第三実施形態、及び第四実施形態の変形例1として、図10に示すように、鉛直方向案内機構50を、凹部51dの前方の平面51a1だけでなく、後方の平面51a2に設けてもよい。これにより、鉛直方向案内機構50による、より安定した案内状態が得られる。なお、図10では、第一実施形態に対する変形例のみ代表として示している。
Claims (7)
- ベッドと、
前記ベッドにそれぞれ鉛直方向に立設され、かつ間隔を空けて配置される第一支柱及び第二支柱を備える門型コラムと、
工作物を支持し、前記第一支柱及び前記第二支柱に前記鉛直方向に移動可能に設けられる第一移動体と、
前記工作物を加工する回転工具を支持し、前記門型コラムに対して前記鉛直方向に直交する水平2軸方向に移動可能に設けられる第二移動体と、
を備える工作機械であって、
前記第一支柱及び前記第二支柱は、
前記第一支柱と前記第二支柱とが対向する対向面と、
前記対向面の背面側に位置する背向面と、
前記第一支柱及び前記第二支柱の周方向において前記対向面に隣り合う面であって、前記第二移動体から遠い側の面である第一面と、
前記第一支柱及び前記第二支柱の周方向において前記対向面に隣り合う面であって、前記第一面の背面側に位置し、前記第二移動体側の面である第二面と、
を備え、
前記第一支柱及び前記第二支柱における前記背向面に設けられ、前記第一移動体を前記鉛直方向に案内する一対の鉛直方向案内機構を備え、
前記第一移動体は、
前記第一支柱及び前記第二支柱と係合し前記鉛直方向に移動可能なサドルと、
前記サドルと別体で形成され前記サドルに取り付けられ、前記工作物が支持される工作物支持装置と、
を備え、
前記回転工具が前記工作物を加工する領域を加工領域と定義すると、
前記工作物支持装置に支持される前記工作物は、前記第一支柱及び前記第二支柱における前記第一面に対し前記第一支柱側及び前記第二支柱側と反対側に設けられる前記加工領域である第一領域に配置され、
前記第一支柱及び前記第二支柱は、前記第一領域の全領域と前記鉛直方向案内機構との間を遮るよう前記第一領域と前記鉛直方向案内機構との間に配置される、工作機械。 - 前記工作機械は、さらに、前記第一支柱及び前記第二支柱における前記背向面側にて、前記第一移動体との間に設けられ、前記第一移動体を前記鉛直方向に移動させる第一移動体駆動機構を備え、
前記第一移動体駆動機構は、前記第一支柱及び前記第二支柱における前記背向面に前記鉛直方向に形成された凹部に収容される、請求項1に記載の工作機械。 - 前記工作機械は、さらに、前記第一支柱及び前記第二支柱における前記第二面に設けられ、前記第一移動体を前記鉛直方向に案内する一対の第二面鉛直方向案内機構を備え、
前記第一支柱及び前記第二支柱は、さらに、前記第一領域の全領域と前記第二面鉛直方向案内機構との間を遮るよう前記第一領域と前記第二面鉛直方向案内機構との間に配置される、請求項1又は2に記載の工作機械。 - 前記第一領域と前記第一領域の外側領域とを区切るカバーを備える、請求項1-3の何れか1項に記載の工作機械。
- 前記サドルは、
前記第一支柱及び前記第二支柱における前記背向面側に位置し、L字形状の一方の辺である外側辺と、
前記第一支柱及び前記第二支柱における前記第一面側に位置し、前記L字形状の他方の辺である延在部と、
を備え、
前記工作物支持装置は、前記延在部に固定される、請求項1-4の何れか1項に記載の工作機械。 - 前記一対の鉛直方向案内機構は、
それぞれ前記第一移動体及び前記門型コラムの一方に設けられるレールと、
前記第一移動体及び前記門型コラムの他方に設けられる前記レールに嵌合し前記レールを案内するガイドブロックと、
を備え、
前記ガイドブロックは、1本の前記レールに対して2個以上設けられる、請求項1-5の何れか1項に記載の工作機械。 - 前記第二移動体は、前記第一支柱及び前記第二支柱の間を通って、前記第一領域に移動可能であり、
前記一対の鉛直方向案内機構は、
前記第一支柱及び前記第二支柱における前記背向面側において、
前記第二移動体が移動する前記水平2軸方向のうち、前記第一支柱及び前記第二支柱の間を通り移動する方向であり、且つ前記第二面との間の距離が変化する方向における前記第一支柱及び前記第二支柱の幅の中央より前記第一面側に設けられる、請求項1-6の何れか1項に記載の工作機械。
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