JP7069327B2 - Machine Tools - Google Patents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

本願は、工作機械に関する。 The present application relates to machine tools.

従来、主軸と工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換装置を備える工作機械が知られている。例えば、特許文献1は、工具マガジンを備える横形マシニングセンタを開示している。工具マガジンは、加工室の上方のマガジン室に配置されており、水平な中心軸周りに回転する。加工室とマガジン室との間には、水平にスライドするシャッタが設けられている。シャッタは、加工中は閉じられ、工具を交換するときには開けられる。 Conventionally, a machine tool provided with a tool changing device for changing a tool between a spindle and a tool magazine is known. For example, Patent Document 1 discloses a horizontal machining center provided with a tool magazine. The tool magazine is located in the magazine chamber above the machining chamber and rotates about a horizontal central axis. A shutter that slides horizontally is provided between the processing chamber and the magazine chamber. The shutter is closed during machining and opened when changing tools.

特許文献2は、工具マガジンを備える工作機械を開示している。工具マガジンは工具保管室に配置されており、加工室と工具保管室とは隔離部によって仕切られている。隔離部は、加工室と工具保管室とを連通する開口部を有している。開口部は、シャッタによって開閉されるように構成されている。シャッタは、鉛直方向に対して傾けられた傾斜部と、鉛直方向に延びる垂下部とを有している。シャッタは、ワークを加工している間は閉じられ、工具を交換するときには開けられる。 Patent Document 2 discloses a machine tool including a tool magazine. The tool magazine is arranged in the tool storage room, and the processing room and the tool storage room are separated by a separation section. The isolation portion has an opening that connects the processing chamber and the tool storage chamber. The opening is configured to be opened and closed by a shutter. The shutter has an inclined portion inclined with respect to the vertical direction and a hanging portion extending in the vertical direction. The shutter is closed while the workpiece is being machined and opened when the tool is changed.

特許第6326374号明細書Japanese Patent No. 6326374 国際公開第2018/047308号International Publication No. 2018/047308

本発明は、工具交換時間を短縮すること、より大径の工具を収容すること、及び、工具交換のための主軸移動ストロークを短縮して機械寸法を小型化することが可能な工作機械を提供することを目的とする。 The present invention provides a machine tool capable of shortening the tool change time, accommodating a tool having a larger diameter, and shortening the spindle movement stroke for tool change to reduce the machine size. The purpose is to do.

本開示の一態様は、主軸に装着された工具を交換しながらワークを加工する工作機械において、主軸を回転可能に支持し、主軸の先端に工具を取り外し可能に装着する主軸装置と、複数の工具を主軸に装着される工具と平行かつ同じ向きに保持する工具マガジンを有する工具交換装置であって、工具マガジンは、複数の工具を周回させ、複数の工具のなかから選択された工具を、主軸に対して当該選択された工具を装着するための第1の位置に位置決めし、主軸が工具マガジンとの間で直接的に工具を交換する工具交換装置と、ワークが加工される加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室とを仕切る仕切り壁に設けられた開閉可能なシャッタであって、第1の位置に位置決めされる工具の軸線に対して、第1の位置に位置決めされる工具の基端側では軸線に接近し且つ第1の位置に位置決めされる工具の先端側では軸線から遠ざかるように傾斜して配置されたシャッタと、を備える工作機械である。 One aspect of the present disclosure is a spindle device that rotatably supports the spindle and detachably mounts the tool on the tip of the spindle in a machine tool that processes a work while exchanging a tool mounted on the spindle. A tool changer having a tool magazine that holds a tool parallel to and in the same direction as the tool mounted on the spindle. The tool magazine circulates a plurality of tools and selects a tool from a plurality of tools. A tool changer that positions the selected tool with respect to the spindle in the first position and exchanges the tool directly between the spindle and the tool magazine, and a machine tool in which the workpiece is machined. An openable / closable shutter provided on the partition wall that separates the magazine chamber from which the tool magazine is housed, and the tool positioned at the first position with respect to the axis of the tool positioned at the first position. It is a machine tool provided with a shutter arranged so as to be inclined so as to approach the axis on the proximal end side and move away from the axis on the distal end side of the tool positioned at the first position.

本開示の一態様に係る工作機械では、シャッタは、工具マガジンの第1の位置に位置決めされる工具の軸線に対して、工具の基端側(すなわち、主軸に把持される部分)では、軸線に接近するように(すなわち工具マガジンにより接近するように)配置される。このことは、シャッタが閉じられているときに、主軸がより工具マガジンに接近することを可能にする。したがって、工具交換のための主軸移動ストロークを短縮して機械寸法を小型化することが可能となると共に、工具交換時間を短縮することが可能となる。また、シャッタは、第1の位置に位置決めされる工具の軸線に対して、工具の先端側では軸線から遠ざかるように配置される。このことは、マガジン室において工具の先端とシャッタとの間により広い空間を提供し、したがってより大径の工具を収容することが可能となる。 In the machine tool according to one aspect of the present disclosure, the shutter has an axis on the base end side of the tool (that is, a portion gripped by the spindle) with respect to the axis of the tool positioned at the first position of the tool magazine. Arranged to be closer to (ie, closer to the tool magazine). This allows the spindle to be closer to the tool magazine when the shutter is closed. Therefore, it is possible to shorten the spindle moving stroke for tool change and reduce the machine size, and it is possible to shorten the tool change time. Further, the shutter is arranged so as to be away from the axis of the tool positioned at the first position on the tip side of the tool. This provides more space between the tip of the tool and the shutter in the magazine chamber, thus allowing larger diameter tools to be accommodated.

主軸は立形であってもよく、工具交換装置は、いわゆるアームレスATC(Automatic Tool Changer)にしてもよい。この場合、工具を交換するための追加の構成要素(例えば、工具交換アーム)を設ける必要がない。したがって、機械寸法をさらに小型化することが可能となる。 The spindle may be vertical, and the tool changer may be a so-called armless ATC (Automatic Tool Changer). In this case, it is not necessary to provide additional components (eg, tool change arm) for changing tools. Therefore, it is possible to further reduce the mechanical dimensions.

シャッタは、第1の位置に位置決めされる工具の基端側から先端側に向かって開いてもよい。工具の先端の下方には、通常、テーブル等の他の要素を配置するための比較的大きなスペースが既に存在し得る。したがって、開いたシャッタのための追加の待機スペースを設ける必要がない。したがって、機械寸法をさらに小型化することが可能となる。 The shutter may open from the proximal end side of the tool positioned in the first position towards the distal end side. Below the tip of the tool, there may already be a relatively large space, usually for placing other elements such as a table. Therefore, there is no need to provide additional waiting space for the open shutter. Therefore, it is possible to further reduce the mechanical dimensions.

工作機械は、シャッタを開閉するためのシャッタ駆動装置を更に備え、シャッタは、仕切り壁に対して加工室側で開閉可能に取り付けられてもよく、シャッタ駆動装置は、仕切り壁に対してマガジン室側に取り付けられてもよい。この場合、シャッタは仕切り壁に対して加工室側に取り付けられるため、仕切り壁の開口を加工室側から覆うようにシャッタを配置することが可能となる。したがって、シャッタが閉じられている間、開口は加工室に露出されず、切りくずが開口の縁部に堆積することを防止することができる。よって、切りくずが加工室からマガジン室に侵入することを防止することができる。また、シャッタ駆動装置は、仕切り壁に対してマガジン室側に取り付けられるため、切りくず及びクーラントがシャッタ駆動装置を汚染することを防止することができる。 The machine tool is further provided with a shutter drive device for opening and closing the shutter, the shutter may be attached to the partition wall so as to be openable and closable on the processing chamber side, and the shutter drive device may be attached to the partition wall in the magazine chamber. It may be mounted on the side. In this case, since the shutter is attached to the partition wall on the processing chamber side, it is possible to arrange the shutter so as to cover the opening of the partition wall from the processing chamber side. Therefore, while the shutter is closed, the opening is not exposed to the machining chamber and chips can be prevented from accumulating on the edges of the opening. Therefore, it is possible to prevent chips from entering the magazine chamber from the processing chamber. Further, since the shutter drive device is attached to the magazine chamber side with respect to the partition wall, it is possible to prevent chips and coolant from contaminating the shutter drive device.

本開示の一態様の工作機械によれば、工具交換時間を短縮すること、より大径の工具を収容すること、及び、工具交換のための主軸移動ストロークを短縮して機械寸法を小型化することが可能となる。 According to one aspect of the machine tool of the present disclosure, the tool change time is shortened, a tool having a larger diameter is accommodated, and the spindle movement stroke for tool change is shortened to reduce the machine size. It becomes possible.

実施形態に係る工作機械を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the machine tool which concerns on embodiment. 図1の工作機械の内部の一部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows a part of the inside of the machine tool of FIG. ベッドを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the bed. 図1の工作機械の概略側断面図である。It is a schematic side sectional view of the machine tool of FIG. 図1の工作機械の加工室の内部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the inside of the processing chamber of the machine tool of FIG. ベッド及び工具交換装置を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the bed and the tool change device. 図6中のX部の概略拡大図である。It is a schematic enlarged view of the X part in FIG. 主軸が工具交換位置にあるときの主軸、シャッタ、及び、第1の位置に位置決めされた工具を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a spindle, a shutter, and a tool positioned in the first position when the spindle is in the tool change position. 主軸がZ軸方向のストローク下端にあるときの主軸、シャッタ、及び、第1の位置に位置決めされた工具を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a spindle, a shutter, and a tool positioned at the first position when the spindle is at the lower end of the stroke in the Z-axis direction. シャッタをマガジン室側から示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the shutter from the magazine room side. 図8において、シャッタが鉛直に設けられたと仮定したときの概略側面図である。FIG. 8 is a schematic side view assuming that the shutter is provided vertically.

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る工作機械を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合がある。 Hereinafter, the machine tool according to the embodiment will be described with reference to the attached drawings. Similar or corresponding elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted. The scale of the figure is subject to change for ease of understanding.

図1は、実施形態に係る工作機械100を示す概略斜視図であり、図2は、図1の工作機械100の内部の一部を示す概略斜視図である。図1を参照して、工作機械100は、例えば、立形マシニングセンタであることができる。工作機械100は、ワークが加工される加工室、及び、工具マガジンが収容されるマガジン室を備える他の種類の工作機械であってもよい。工作機械100は、ベッド(基台とも称され得る)1と、サドル2と、ラムベース3と、主軸頭4と、主軸5と、テーブル6と、スプラッシュガード7と、トラフ8と、切りくず回収器9と、を備えている。また、図2を参照して、工作機械100は、工具マガジン50を有する工具交換装置90を備えており、主軸5に装着された工具を交換しながらワークWを加工するように構成されている。なお、図2では、明りょうさのために、スプラッシュガード7は省略されていることに留意されたい。工作機械100は、他の構成要素を更に有していてもよい。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a machine tool 100 according to an embodiment, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of the inside of the machine tool 100 of FIG. With reference to FIG. 1, the machine tool 100 can be, for example, a vertical machining center. The machine tool 100 may be another type of machine tool including a processing chamber in which a work is machined and a magazine chamber in which a tool magazine is housed. The machine tool 100 includes a bed (which may also be called a base) 1, a saddle 2, a ram base 3, a spindle head 4, a spindle 5, a table 6, a splash guard 7, a trough 8, and chip collection. It is equipped with a vessel 9. Further, referring to FIG. 2, the machine tool 100 includes a tool changing device 90 having a tool magazine 50, and is configured to machine the work W while exchanging tools mounted on the spindle 5. .. Note that in FIG. 2, the splash guard 7 is omitted for clarity. The machine tool 100 may further have other components.

図1を参照して、本実施形態では主軸5は立形であり、鉛直な軸線Os周りに回転する。工作機械100では、軸線Osに沿った方向がZ軸方向(上下方向とも称され得る)である。また、工作機械100では、水平方向のうち、テーブル6とベッド1の本体部12(詳しくは後述)とが対向する方向が、Y軸方向(前後方向とも称され得る)である。ベッド1の本体部12に対してテーブル6が在る側が前側であり、その反対の側が後側である。さらに、工作機械100では、水平方向のうち、Y軸方向と垂直な方向が、X軸方向(左右方向とも称され得る)である。 With reference to FIG. 1, in this embodiment, the spindle 5 is vertical and rotates around the vertical axis Os. In the machine tool 100, the direction along the axis Os is the Z-axis direction (which may also be referred to as the vertical direction). Further, in the machine tool 100, the direction in which the table 6 and the main body portion 12 of the bed 1 (detailed later) face each other in the horizontal direction is the Y-axis direction (which may also be referred to as a front-rear direction). The side where the table 6 is located is the front side with respect to the main body portion 12 of the bed 1, and the opposite side is the rear side. Further, in the machine tool 100, of the horizontal directions, the direction perpendicular to the Y-axis direction is the X-axis direction (which may also be referred to as the left-right direction).

図3は、ベッド1を示す概略斜視図である。ベッド1は、一対の脚部11と、本体部12と、を有する。一対の脚部11は、床面等の基礎上に平行に配置されている。本体部12は、脚部11の上方に設けられている。本体部12は、一対の側壁12aと、一対の側壁12aの上部に架け渡された天井壁12bと、を有している。天井壁12bは、側壁12aの上面に対してやや下方の位置において、一対の側壁12aを連結している。天井壁12bの前縁は、側壁12aの前縁から後方に引っ込められており、主軸5と工具交換装置90との間で工具を交換するためのスペースを提供する。 FIG. 3 is a schematic perspective view showing the bed 1. The bed 1 has a pair of legs 11 and a main body 12. The pair of legs 11 are arranged in parallel on a foundation such as a floor surface. The main body portion 12 is provided above the leg portion 11. The main body portion 12 has a pair of side walls 12a and a ceiling wall 12b bridged over the pair of side walls 12a. The ceiling wall 12b connects a pair of side walls 12a at a position slightly below the upper surface of the side wall 12a. The leading edge of the ceiling wall 12b is retracted rearward from the leading edge of the side wall 12a to provide space for tool change between the spindle 5 and the tool changer 90.

図4は、図1の工作機械100の概略側断面図である。本体部12は、マガジン室R2を画定して工具マガジン50の周りを取り囲む、マガジン室カバー14の一部を形成している。本体部12の後方は、後部カバー13によって覆われており、後部カバー13は、本体部12と共にマガジン室カバー14を形成している。 FIG. 4 is a schematic side sectional view of the machine tool 100 of FIG. The main body 12 forms a part of the magazine chamber cover 14 that defines the magazine chamber R2 and surrounds the tool magazine 50. The rear part of the main body portion 12 is covered with the rear cover 13, and the rear cover 13 forms the magazine chamber cover 14 together with the main body portion 12.

図1を参照して、サドル2は、ベッド1の一対の側壁12aの上面に跨っている。サドル2は、モータに連結されたボールねじを有する送り装置(不図示)によって、ベッド1上をY軸方向に沿って駆動される。側壁12aとサドル2との間には、サドル2の移動を案内するガイド(不図示)が配置されている。サドル2によるY軸方向の送りは、NC装置によって制御される。 With reference to FIG. 1, the saddle 2 straddles the upper surface of a pair of side walls 12a of the bed 1. The saddle 2 is driven on the bed 1 along the Y-axis direction by a feeder (not shown) having a ball screw connected to a motor. A guide (not shown) for guiding the movement of the saddle 2 is arranged between the side wall 12a and the saddle 2. The feed in the Y-axis direction by the saddle 2 is controlled by the NC device.

ラムベース3は、サドル2の前面に取り付けられている。ラムベース3は、モータに連結されたボールねじを有する送り装置(不図示)によって、サドル2上をX軸方向に沿って駆動される。サドル2とラムベース3との間には、ラムベース3の移動を案内するガイド(不図示)が配置される。ラムベース3によるX軸方向の送りは、NC装置によって制御される。 The ram base 3 is attached to the front surface of the saddle 2. The ram base 3 is driven on the saddle 2 along the X-axis direction by a feeder (not shown) having a ball screw connected to a motor. A guide (not shown) for guiding the movement of the ram base 3 is arranged between the saddle 2 and the ram base 3. The feed in the X-axis direction by the ram base 3 is controlled by the NC device.

主軸頭4は、ラムベース3の前面に取り付けられている。主軸頭4は、モータに連結されたボールねじを有する送り装置(不図示)によって、ラムベース3上をZ軸方向に沿って駆動される。ラムベース3と主軸頭4との間には、主軸頭4の移動を案内するガイド(不図示)が配置される。主軸頭4によるZ軸方向の送りは、NC装置によって制御される。主軸頭4内には、軸線Osを中心にして回転する主軸5が設けられている。主軸5には、工具が装着される。 The spindle head 4 is attached to the front surface of the ram base 3. The spindle head 4 is driven on the ram base 3 along the Z-axis direction by a feeding device (not shown) having a ball screw connected to a motor. A guide (not shown) for guiding the movement of the spindle head 4 is arranged between the ram base 3 and the spindle head 4. The feed in the Z-axis direction by the spindle head 4 is controlled by the NC device. A spindle 5 that rotates about the axis Os is provided in the spindle head 4. A tool is mounted on the spindle 5.

以上のサドル2、ラムベース3及び主軸頭4が、主軸5を回転可能に支持し、主軸5の先端に工具を取り外し可能に装着する主軸装置10を構成する。主軸装置10は、他の構成要素を含んでいてもよい。主軸装置10は、工具マガジン50に保持された工具を主軸5の先端に取り外し可能に装着するように、主軸5をX軸方向,Y軸方向及びZ軸方向の少なくとも一方向に移動させることができる。 The saddle 2, the ram base 3, and the spindle head 4 rotatably support the spindle 5, and constitute a spindle device 10 in which a tool is detachably mounted on the tip of the spindle 5. The spindle device 10 may include other components. The spindle device 10 may move the spindle 5 in at least one direction in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction so that the tool held in the tool magazine 50 is detachably attached to the tip of the spindle 5. can.

主軸頭4の下部には、一対のX軸方向のシートS1と、Y軸方向のシートS2とが取り付けられている。シートS1,S2は、加工室R1の天井面を画定しており、切りくず及びクーラントの飛散を防止する。 A pair of seats S1 in the X-axis direction and a seat S2 in the Y-axis direction are attached to the lower portion of the spindle head 4. The sheets S1 and S2 define the ceiling surface of the processing chamber R1 to prevent chips and coolant from scattering.

図5は、図1の工作機械100の加工室R1の内部を示す概略斜視図である。シートS1,S2によって形成される天井面には、主軸頭4の下端部を通すための開口が設けられている。X軸方向のシートS1は、主軸頭4の左右のそれぞれに配置されている。Y軸方向のシートS2は、主軸頭4の前方に配置されている。 FIG. 5 is a schematic perspective view showing the inside of the processing chamber R1 of the machine tool 100 of FIG. The ceiling surface formed by the sheets S1 and S2 is provided with an opening for passing the lower end portion of the spindle head 4. The seats S1 in the X-axis direction are arranged on the left and right sides of the spindle head 4. The seat S2 in the Y-axis direction is arranged in front of the spindle head 4.

Y軸方向のシートS2は、可撓性を有する材料で形成されており、巻取り部S2aによって巻き取られるように構成されている。巻取り部S2aは、例えば、工作機械100のスプラッシュガード7の前面に固定されることができる。シートS2の一方の端部は、巻取り部S2aに固定されており、他方の端部は、主軸頭4の前面に固定されている。したがって、例えば、主軸頭4がサドル2によって前側に移動させられる場合、シートS2は巻取り部S2aによって巻き取られる一方で、主軸頭4が後側に移動させられる場合、シートS2は巻取り部S2aから引き出される。このような構成によって、シートS2は、主軸頭4(サドル2)の前後方向の移動に追従するように構成されている。 The sheet S2 in the Y-axis direction is made of a flexible material and is configured to be wound by the winding portion S2a. The take-up portion S2a can be fixed to the front surface of the splash guard 7 of the machine tool 100, for example. One end of the sheet S2 is fixed to the take-up portion S2a, and the other end is fixed to the front surface of the spindle head 4. Therefore, for example, when the head of the head 4 is moved to the front side by the saddle 2, the sheet S2 is wound by the take-up portion S2a, while when the head of the head 4 is moved to the rear side, the sheet S2 is taken up by the take-up portion. It is drawn from S2a. With such a configuration, the seat S2 is configured to follow the movement of the spindle head 4 (saddle 2) in the front-rear direction.

X軸方向のシートS1は、Y軸方向のシートS2と同様な構成を有しており、Y軸方向の巻取り部S2aと同様な巻取り部(不図示)によって巻き取られるように構成されている。このような構成によって、主軸頭4が左側に移動する場合、左側のシートS1は巻取り部によって巻き取られる一方で、右側のシートS1は巻取り部から引き出される。反対に、主軸頭4が右側に移動する場合、左側のシートS1は巻取り部から引き出される一方で、右側のシートS1は巻取り部によって巻き取られる。このような構成によって、シートS1は、主軸頭4の左右方向の移動に追従するように構成されている。 The sheet S1 in the X-axis direction has the same configuration as the sheet S2 in the Y-axis direction, and is configured to be wound by a winding portion (not shown) similar to the winding portion S2a in the Y-axis direction. ing. With such a configuration, when the spindle head 4 moves to the left side, the sheet S1 on the left side is wound up by the winding unit, while the sheet S1 on the right side is pulled out from the winding unit. On the contrary, when the spindle head 4 moves to the right side, the sheet S1 on the left side is pulled out from the take-up portion, while the sheet S1 on the right side is taken up by the take-up portion. With such a configuration, the seat S1 is configured to follow the movement of the spindle head 4 in the left-right direction.

図1を参照して、テーブル6は、ベッド1の本体部12の前方に設けられている。テーブル6は、ワークWを支持する。ワークWは、直接的にテーブル6に取り付けられてもよく、又は、パレットを介してテーブル6に取り付けられてもよい。テーブル6は、ベッド1の脚部11から上方に突出するテーブルベース61によって、回転可能に支持されている。テーブル6は、例えば、モータによってX軸と平行な水平軸周りに回転させられる。テーブル6のこの回転方向は、A軸方向と称され得る。テーブル6によるA軸方向の送りは、NC装置によって制御される。 With reference to FIG. 1, the table 6 is provided in front of the main body 12 of the bed 1. The table 6 supports the work W. The work W may be attached directly to the table 6 or may be attached to the table 6 via a pallet. The table 6 is rotatably supported by a table base 61 projecting upward from the legs 11 of the bed 1. The table 6 is rotated, for example, by a motor around a horizontal axis parallel to the X axis. This direction of rotation of the table 6 may be referred to as the A-axis direction. The feed in the A-axis direction by the table 6 is controlled by the NC device.

スプラッシュガード7は、加工室R1の側面(前面、後面、左面及び右面)を画定している。スプラッシュガード7は、テーブル6の周りを取り囲んでいる。スプラッシュガード7の上部に向けて、クーラントを供給するための複数の噴出口(不図示)が設けられている。噴出されるクーラントにより、スプラッシュガード7の内壁面に付着したり堆積しようとする切りくずが洗い流される。したがって、効率よく切りくずを排出することができる。 The splash guard 7 defines the side surfaces (front surface, rear surface, left surface and right surface) of the processing chamber R1. The splash guard 7 surrounds the table 6. A plurality of spouts (not shown) for supplying coolant are provided toward the upper part of the splash guard 7. The ejected coolant washes away chips that adhere to or accumulate on the inner wall surface of the splash guard 7. Therefore, chips can be efficiently discharged.

図4を参照して、スプラッシュガード7は、テーブル6の直下に加工室排出口71を有している。加工室排出口71は、スプラッシュガード7の下端部に形成された開口によって画定されており、トラフ8へと開口している。スプラッシュガード7の前面7aは、鉛直壁と、下部の傾斜壁とによって形成されている。また、スプラッシュガード7の後面7bは、傾斜壁によって形成されている。スプラッシュガード7の後面7bは、加工室R1とマガジン室R2とを仕切る仕切り壁73によって規定されている。スプラッシュガード7の後面7bには、後面7bと同様な傾きを有するシャッタ72(詳しくは後述)が設けられており、傾斜壁の一部を形成している。スプラッシュガード7は、これら鉛直壁及び傾斜壁によって、加工によって生じる切りくずを加工室排出口71に集めるように構成されている。 With reference to FIG. 4, the splash guard 7 has a processing chamber discharge port 71 directly below the table 6. The processing chamber discharge port 71 is defined by an opening formed at the lower end of the splash guard 7 and opens to the trough 8. The front surface 7a of the splash guard 7 is formed by a vertical wall and a lower inclined wall. Further, the rear surface 7b of the splash guard 7 is formed by an inclined wall. The rear surface 7b of the splash guard 7 is defined by a partition wall 73 that separates the processing chamber R1 and the magazine chamber R2. The rear surface 7b of the splash guard 7 is provided with a shutter 72 (detailed later) having an inclination similar to that of the rear surface 7b, and forms a part of the inclined wall. The splash guard 7 is configured to collect chips generated by processing at the processing chamber discharge port 71 by these vertical walls and inclined walls.

マガジン室R2は、工具交換装置90を収容している。マガジン室R2の天井面及び側面は、マガジン室カバー14によって画定されている。マガジン室カバー14は、上記のように、ベッド1の本体部12と後部カバー13とによって形成されることができる。マガジン室カバー14は、工具マガジン50の直下にマガジン室排出口15を有している。マガジン室排出口15は、マガジン室カバー14の下端部に形成された開口によって画定されており、トラフ8へと開口している。マガジン室カバー14の前面14a及び後面14bは、鉛直壁及び傾斜壁で形成されている。マガジン室カバー14の前面14aは、仕切り壁73によって規定されている。マガジン室カバー14は、これら鉛直壁及び傾斜壁によって、工具から落下した切りくずを、マガジン室排出口15に集めるように構成されている。 The magazine chamber R2 houses the tool changing device 90. The ceiling surface and the side surface of the magazine chamber R2 are defined by the magazine chamber cover 14. As described above, the magazine chamber cover 14 can be formed by the main body portion 12 of the bed 1 and the rear cover 13. The magazine chamber cover 14 has a magazine chamber discharge port 15 directly below the tool magazine 50. The magazine chamber discharge port 15 is defined by an opening formed at the lower end of the magazine chamber cover 14, and opens to the trough 8. The front surface 14a and the rear surface 14b of the magazine chamber cover 14 are formed of a vertical wall and an inclined wall. The front surface 14a of the magazine chamber cover 14 is defined by a partition wall 73. The magazine chamber cover 14 is configured to collect chips dropped from the tool at the magazine chamber discharge port 15 by the vertical wall and the inclined wall.

図6は、ベッド1及び工具交換装置90を示す概略斜視図である。工具交換装置90は、工具マガジン50と、折損工具検出装置80とを有している。なお、図6では、工具マガジン50及び折損工具検出装置80の略全体が示されている一方で、ベッド1の左半分のみが示されていることに留意されたい。また、工具マガジン50は、複数の工具を保持することが可能であるが、図6では、簡潔さのために、1つの工具Tのみが示されている点にも留意されたい。工具マガジン50は、複数の工具を、主軸5に装着される工具と平行かつ同じ向きに保持する。具体的には、工具マガジン50は、工具Tの先端及び主軸5に装着される工具の先端が同じ方向(本実施形態では、下方向)に突出するような向きで、工具Tの基端を把持する。工具マガジン50は、複数の工具を周回させ、複数の工具のなかから選択された工具Tを、主軸5に対して工具Tを装着するための第1の位置P1に位置決めする(詳しくは後述)。例えば、工具マガジン50における各工具の位置は、工作機械100の機械制御装置(不図示)によって追跡されることができる。 FIG. 6 is a schematic perspective view showing the bed 1 and the tool changing device 90. The tool changing device 90 has a tool magazine 50 and a broken tool detecting device 80. It should be noted that FIG. 6 shows substantially the entire tool magazine 50 and the broken tool detection device 80, while only the left half of the bed 1 is shown. It should also be noted that although the tool magazine 50 can hold a plurality of tools, only one tool T is shown in FIG. 6 for brevity. The tool magazine 50 holds a plurality of tools in parallel and in the same direction as the tools mounted on the spindle 5. Specifically, in the tool magazine 50, the base end of the tool T is oriented so that the tip of the tool T and the tip of the tool mounted on the spindle 5 project in the same direction (downward in this embodiment). To grasp. The tool magazine 50 orbits a plurality of tools and positions the tool T selected from the plurality of tools at the first position P1 for mounting the tool T with respect to the spindle 5 (details will be described later). .. For example, the position of each tool in the tool magazine 50 can be tracked by a machine control device (not shown) of the machine tool 100.

工具マガジン50は、マガジンベース51と、チェーン52と、複数のグリッパ53とを有している。マガジンベース51は、複数(例えば4つ)のボルトBによってマガジン室R2の天井壁(ベッド1の本体部12の天井壁12b)から吊り下げられて固定されている。なお、図6において右上のボルトは省略されていることに留意されたい。他の実施形態では、ボルトBの1つ又は複数は、後部カバー13の天井壁に固定されてもよい。チェーン52は、マガジンベース51によって可動に支持されており、長円形の無端軌道を有している。複数のグリッパ53は、チェーン52に沿って均等に配置されている。工具マガジン50は、チェーン52を無端軌道に沿って移動させることで、複数の工具を無端軌道に沿って周回させる。 The tool magazine 50 has a magazine base 51, a chain 52, and a plurality of grippers 53. The magazine base 51 is suspended and fixed from the ceiling wall of the magazine chamber R2 (ceiling wall 12b of the main body 12 of the bed 1) by a plurality of (for example, four) bolts B. Note that the bolt on the upper right is omitted in FIG. In other embodiments, one or more of the bolts B may be secured to the ceiling wall of the rear cover 13. The chain 52 is movably supported by the magazine base 51 and has an oval endless orbit. The plurality of grippers 53 are evenly arranged along the chain 52. The tool magazine 50 makes a plurality of tools orbit along the endless orbit by moving the chain 52 along the endless orbit.

図7は、図6中のX部の概略拡大図である。グリッパ53は、2つのアームによって工具Tに取り付けられたホルダを握るように構成されている。2つのアームは、弾性要素によって閉位置に付勢されており、弾性要素の付勢力に対抗して工具Tのホルダを押し込むことによって開かれることができる。このような機械的な構成によって、グリッパ53は工具Tを保持することができる。 FIG. 7 is a schematic enlarged view of part X in FIG. The gripper 53 is configured to grip the holder attached to the tool T by two arms. The two arms are urged to a closed position by an elastic element and can be opened by pushing the holder of the tool T against the urging force of the elastic element. With such a mechanical configuration, the gripper 53 can hold the tool T.

工具マガジン50は、主軸5に対して選択された工具Tを装着するための第1の位置P1と、工具の折損を検出するための第2の位置P2と、を有している。第1の位置P1は、加工室R1に最も近い位置(図4において最も左側の位置)であることができる。図7を参照して、第2の位置P2は、第1の位置P1に隣接する位置であることができる。第1の位置P1に対して第2の位置P2の反対側の位置は、第3の位置P3であることができる。 The tool magazine 50 has a first position P1 for mounting the selected tool T with respect to the spindle 5 and a second position P2 for detecting breakage of the tool. The first position P1 can be the position closest to the processing chamber R1 (the leftmost position in FIG. 4). With reference to FIG. 7, the second position P2 can be a position adjacent to the first position P1. The position opposite to the second position P2 with respect to the first position P1 can be the third position P3.

折損工具検出装置80は、第2の位置P2において、工具マガジン50によって保持されている工具Tの折損を検出する。折損工具検出装置80は、マガジンベース51に固定されており、これによって、マガジン室R2の天井壁(ベッド1の本体部12の天井壁12b)によって間接的に支持されている。代替的に、折損工具検出装置80は、マガジン室R2の天井壁に直接的に固定され支持されてもよい。 The breakage tool detection device 80 detects the breakage of the tool T held by the tool magazine 50 at the second position P2. The broken tool detection device 80 is fixed to the magazine base 51, and is indirectly supported by the ceiling wall of the magazine chamber R2 (ceiling wall 12b of the main body 12 of the bed 1). Alternatively, the broken tool detection device 80 may be directly fixed and supported on the ceiling wall of the magazine chamber R2.

折損工具検出装置80は、先端に接触子81を有したアーム84をZ軸方向に昇降させ、接触子81が工具Tの下面の切れ刃に接触したことを内蔵センサで感知し、接触したときのZ軸方向の位置で工具折損の有無を検出する公知の構造のものであるので、ここでは詳細な説明を省略する。折損工具検出装置80の上面85,86,87は、切りくずが落下しやすいよう傾斜面で形成されている。 The broken tool detection device 80 raises and lowers the arm 84 having the contactor 81 at the tip in the Z-axis direction, and detects that the contactor 81 has touched the cutting edge on the lower surface of the tool T by the built-in sensor, and when the contact is made. Since it has a known structure for detecting the presence or absence of tool breakage at the position in the Z-axis direction, detailed description thereof will be omitted here. The upper surfaces 85, 86, and 87 of the broken tool detection device 80 are formed with an inclined surface so that chips can easily fall.

図4を参照して、トラフ8は、加工室R1の下方とマガジン室R2の下方とに亘って設けられており、加工室排出口71から落下した切りくずをマガジン室排出口15から落下した切りくずと共に搬送する。トラフ8は、矢印Dで示されるように、前方から後方へと切りくずを搬送するように構成されている。トラフ8には、前方から後方へと流体(例えば、クーラント)を流す機構が設けられており、流体によって切りくずを搬送するように構成されている。代替的に又は付加的に、トラフ8の内部には、スクリューコンベアーやスクレーパコンベアー等の機械的な搬送装置が設けられていてもよい。 With reference to FIG. 4, the trough 8 is provided below the processing chamber R1 and below the magazine chamber R2, and chips dropped from the processing chamber discharge port 71 are dropped from the magazine chamber discharge port 15. Transport with chips. The trough 8 is configured to carry chips from front to back, as indicated by arrow D. The trough 8 is provided with a mechanism for flowing a fluid (for example, coolant) from the front to the rear, and is configured to convey chips by the fluid. Alternatively or additionally, a mechanical transfer device such as a screw conveyor or a scraper conveyor may be provided inside the trough 8.

図2を参照して、切りくず回収器9は、トラフ8に接続されており、トラフ8によって搬送された切りくずを回収する。切りくず回収器9は、例えば、ドラムフィルタ91と、リフトアップチップコンベア92と、を有することができる。ドラムフィルタ91は、切りくずをクーラントから分離するように構成されている。リフトアップチップコンベア92は、ドラムフィルタ91によって分離された切りくずを上方へ搬送するように構成されている。リフトアップチップコンベア92によって搬送された切りくずは、例えばチップバケット(不図示)に落下することができる。切りくず回収器9には、タンク93が接続されていてもよい。タンク93は、ドラムフィルタによって切りくずが分離されたクーラントを貯留するように構成されている。タンク93は、例えばポンプ(不図示)を含むことができ、回収したクーラントを再びワークWの加工部、スプラッシュガード7へのクーラント噴出口、及びトラフ8の上流(前方)等に供給するように構成されていてもよい。切りくず回収器9は、上記と異なる他の構成を有していてもよい。 With reference to FIG. 2, the chip collector 9 is connected to the trough 8 and collects the chips conveyed by the trough 8. The chip collector 9 can include, for example, a drum filter 91 and a lift-up chip conveyor 92. The drum filter 91 is configured to separate chips from the coolant. The lift-up chip conveyor 92 is configured to carry the chips separated by the drum filter 91 upward. Chips conveyed by the lift-up chip conveyor 92 can fall, for example, into a chip bucket (not shown). A tank 93 may be connected to the chip collector 9. The tank 93 is configured to store the coolant from which chips have been separated by a drum filter. The tank 93 can include, for example, a pump (not shown) so that the recovered coolant is again supplied to the work W processing section, the coolant ejection port to the splash guard 7, the upstream (front) of the trough 8, and the like. It may be configured. The chip collector 9 may have another configuration different from the above.

続いて、シャッタ72について詳細に説明する。図4を参照して、シャッタ72は、加工室R1とマガジン室R2とを仕切る仕切り壁73に設けられている。シャッタ72は、ワークを加工している間、加工によって生じる切りくずやクーラントがマガジン室R2に飛散することを防止する。 Subsequently, the shutter 72 will be described in detail. With reference to FIG. 4, the shutter 72 is provided on a partition wall 73 that separates the processing chamber R1 and the magazine chamber R2. The shutter 72 prevents chips and coolant generated by the processing from being scattered in the magazine chamber R2 while the work is being processed.

図8は、主軸5が工具交換位置CPにあるときの主軸5、シャッタ72、及び、第1の位置P1に位置決めされた工具Tを示す概略側面図であり、図9は、主軸5がZ軸方向のストローク下端LPにあるときの主軸5、シャッタ72、及び、第1の位置P1に位置決めされた工具Tを示す概略側面図である。なお、図8,9では、明りょうさのために、仕切り壁73は省略されていることに留意されたい。 FIG. 8 is a schematic side view showing the spindle 5, the shutter 72, and the tool T positioned at the first position P1 when the spindle 5 is in the tool change position CP, and FIG. 9 shows a schematic side view showing the spindle 5 in Z. It is a schematic side view which shows the spindle 5, the shutter 72, and the tool T positioned at the 1st position P1 when it is at the lower end LP of the stroke in the axial direction. It should be noted that in FIGS. 8 and 9, the partition wall 73 is omitted for the sake of clarity.

図8を参照して、シャッタ72は、第1の位置P1に位置決めされる工具Tの軸線(主軸5に回転させられる際の回転軸線)Otに対して、工具Tの基端側(工具Tに取り付けられたホルダ側。図8において上側)では軸線Otに接近し、且つ、工具Tの先端側(図8において下側)では軸線Otから遠ざかるように、傾斜して配置されている。このようなシャッタ72に対して、主軸5は、工具交換位置CPに位置することができる。 With reference to FIG. 8, the shutter 72 is located on the proximal end side of the tool T (tool T) with respect to the axis (rotation axis when rotated to the spindle 5) Ot of the tool T positioned at the first position P1. The holder side attached to the tool T (upper side in FIG. 8) is arranged at an angle so as to approach the axis Ot and the tip side of the tool T (lower side in FIG. 8) away from the axis Ot. With respect to such a shutter 72, the spindle 5 can be located at the tool change position CP.

工具交換位置CPの高さ(Z軸方向の位置)は、主軸5に保持されている工具Tの基端の高さ(すなわち、主軸5に保持されている工具Tのホルダの高さ)が、工具マガジン50のグリッパ53の高さと一致するような位置であることができる。工具交換位置CPの左右方向の位置(X軸方向の位置)は、主軸5の回転軸線Osと、第1の位置P1に位置決めされる工具Tの軸線Otとが、X軸方向において整列されるような位置であることができる。 The height of the tool change position CP (position in the Z-axis direction) is the height of the base end of the tool T held by the spindle 5 (that is, the height of the holder of the tool T held by the spindle 5). , It can be positioned so as to match the height of the gripper 53 of the tool magazine 50. At the left-right position (position in the X-axis direction) of the tool change position CP, the rotation axis Os of the spindle 5 and the axis Ot of the tool T positioned at the first position P1 are aligned in the X-axis direction. Can be in such a position.

工具交換位置CPの前後方向の位置(Y軸方向の位置)は、主軸5に保持されている工具T並びに工具Tを支持、案内及び駆動するための構成要素(主軸5、主軸頭4並びにこれらのガイド及び送り装置)が、シャッタ72に干渉しないような位置であることができる。例えば、工具交換位置CPの前後方向の位置は、主軸5を工具交換位置CP(図8)からY軸方向の位置を維持したままZ軸方向のストローク下端LP(図9)まで移動させたときに、シャッタ72が他の部品と干渉しないような位置に設定されることができる。また、同時に、工具交換位置CPの前後方向の位置は、工具交換のための主軸5の移動ストローク(Y軸方向の移動ストローク、詳しくは後述)を短くするために、工具マガジン50により近くに設定されることが好ましい。シャッタ72の干渉の防止及び主軸5の移動ストロークの短縮の両方を達成するためには、シャッタ72が第1の位置P1に位置決めされる工具Tの基端側において軸線Otにできるだけ接近していることが好ましいことが、図8から幾何学的に理解されよう。 The position in the front-rear direction (position in the Y-axis direction) of the tool change position CP is a component (spindle 5, spindle head 4, and these) for supporting, guiding, and driving the tool T and the tool T held on the spindle 5. The guide and feed device) can be positioned so as not to interfere with the shutter 72. For example, the position in the front-rear direction of the tool change position CP is when the spindle 5 is moved from the tool change position CP (FIG. 8) to the stroke lower end LP (FIG. 9) in the Z-axis direction while maintaining the position in the Y-axis direction. In addition, the shutter 72 can be set at a position where it does not interfere with other parts. At the same time, the position of the tool change position CP in the front-rear direction is set closer to the tool magazine 50 in order to shorten the movement stroke of the spindle 5 for tool change (movement stroke in the Y-axis direction, which will be described in detail later). It is preferable to be done. In order to prevent interference of the shutter 72 and shorten the movement stroke of the spindle 5, the shutter 72 is as close as possible to the axis Ot on the proximal end side of the tool T positioned at the first position P1. It will be geometrically understood from FIG. 8 that this is preferable.

対照的に、より大径の工具Tをマガジン室R2に収容するためには、マガジン室R2において工具Tの先端とシャッタ72との間により広い空間を提供するべく、シャッタ72が第1の位置P1に位置決めされる工具Tの先端側において軸線Otからできるだけ遠ざかっていることが好ましいことが、図8から幾何学的に理解されよう。これは、工具は、通常、共通化された基端を有している一方で、その先端の径は工具に応じて変わることに因る。 In contrast, in order to accommodate the larger diameter tool T in the magazine chamber R2, the shutter 72 is in the first position in the magazine chamber R2 to provide a wider space between the tip of the tool T and the shutter 72. It will be geometrically understood from FIG. 8 that it is preferable that the tip side of the tool T positioned at P1 is as far away from the axis Ot as possible. This is because the tool usually has a common base end, while the diameter of the tip varies depending on the tool.

以上のような考察を考慮して、工作機械100では、上記のように、シャッタ72が、第1の位置P1に位置決めされる工具Tの軸線Otに対して、工具Tの基端側では軸線Otに接近し、且つ、工具Tの先端側では軸線Otから遠ざかるように、傾斜して配置されている。このため、工作機械100は、シャッタ72と他の部品との干渉の防止、主軸5の移動ストロークの短縮、及び、より大径の工具Tの収容を同時に達成することができる。シャッタ72の傾斜角度は、収容される工具の径等の様々な要因に応じて、様々な角度であることができ、例えば8°又は9°であることができる。傾斜角度は、他の値であってもよい。 In consideration of the above considerations, in the machine tool 100, as described above, the shutter 72 has an axis line Ot of the tool T positioned at the first position P1 and an axis line on the proximal end side of the tool T. It is arranged at an angle so as to approach Ot and move away from the axis Ot on the tip side of the tool T. Therefore, the machine tool 100 can simultaneously prevent the shutter 72 from interfering with other parts, shorten the moving stroke of the spindle 5, and accommodate the tool T having a larger diameter. The tilt angle of the shutter 72 can be various angles depending on various factors such as the diameter of the accommodated tool, for example, 8 ° or 9 °. The tilt angle may be another value.

図11を参照して、仮にシャッタ72が鉛直に設けられていた場合について説明する。図11は、図8及び図9と同じ工具径の工具Tを主軸5及び工具マガジン50に装着し、シャッタ72を鉛直に設けたときの概略側面図である。図11は、シャッタ72が図8及び図9と同じ条件で周辺の構造物と干渉しない、主軸5と工具マガジン50とが最も接近した位置状態を示している。このときの軸線Osと軸線Otとの距離L2は、図8における軸線Osと軸線Otとの距離L1より、(シャッタ72の高さ)×(シャッタ72の傾き角のsin値)分だけ、確実に大きくなる。つまり、シャッタ72を鉛直に設けると、工具交換のときの主軸5の移動ストロークがどうしても長くなってしまうことがわかる。 A case where the shutter 72 is provided vertically will be described with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a schematic side view when a tool T having the same tool diameter as that of FIGS. 8 and 9 is attached to the spindle 5 and the tool magazine 50, and the shutter 72 is vertically provided. FIG. 11 shows a position in which the spindle 5 and the tool magazine 50 are closest to each other so that the shutter 72 does not interfere with the surrounding structures under the same conditions as in FIGS. 8 and 9. At this time, the distance L2 between the axis Os and the axis Ot is assured by (the height of the shutter 72) × (sin value of the tilt angle of the shutter 72) from the distance L1 between the axis Os and the axis Ot in FIG. Becomes larger. That is, it can be seen that if the shutter 72 is provided vertically, the moving stroke of the spindle 5 at the time of tool change is inevitably long.

図8を参照して、主軸頭4には、工具交換位置CPにおいて、シャッタ72の上端部に向けてクーラントを噴射するためのノズル5aが設けられている。シャッタ72は上記のように傾斜されているため、シャッタ72の上端部には、切りくずが堆積する可能性がある。工作機械100では、この上端部に向かってノズル5aからクーラントを噴射することによって、切りくずの堆積を防止することができる。したがって、シャッタ72が開いたときに、切りくずがマガジン室R2に侵入することを防止することができる。また、シャッタ72の下部にはワイパ72aが取り付けられ、シャッタ72が開くとき、下端がスプラッシュガード7の後面7bに接触して、後面7bに付着している切りくずをかき落すように作用する。これにより、シャッタ72の開閉に伴ってマガジン室R2へ侵入する切りくずを極力少なくしている。 With reference to FIG. 8, the spindle head 4 is provided with a nozzle 5a for injecting coolant toward the upper end portion of the shutter 72 at the tool change position CP. Since the shutter 72 is tilted as described above, chips may accumulate on the upper end of the shutter 72. In the machine tool 100, the accumulation of chips can be prevented by injecting coolant from the nozzle 5a toward the upper end portion. Therefore, it is possible to prevent chips from entering the magazine chamber R2 when the shutter 72 is opened. Further, a wiper 72a is attached to the lower portion of the shutter 72, and when the shutter 72 is opened, the lower end contacts the rear surface 7b of the splash guard 7 and acts to scrape off chips adhering to the rear surface 7b. As a result, chips that enter the magazine chamber R2 as the shutter 72 is opened and closed are minimized.

図10は、シャッタ72をマガジン室R2側から示す概略斜視図である。工作機械100は、シャッタ72を開閉するためのシャッタ駆動装置110を備える。シャッタ72は、仕切り壁73に対して加工室R1側(スプラッシュガード7の後面7b)で開閉可能に取り付けられる一方で、シャッタ駆動装置110は、仕切り壁73に対してマガジン室R2側(マガジン室カバー14の前面14a)に取り付けられている。 FIG. 10 is a schematic perspective view showing the shutter 72 from the magazine chamber R2 side. The machine tool 100 includes a shutter drive device 110 for opening and closing the shutter 72. The shutter 72 is attached to the partition wall 73 so as to be openable and closable on the processing chamber R1 side (rear surface 7b of the splash guard 7), while the shutter drive device 110 is attached to the partition wall 73 on the magazine chamber R2 side (magazine chamber). It is attached to the front surface 14a) of the cover 14.

具体的には、仕切り壁73は、工具交換の際に主軸5を通すための開口74を有しており、シャッタ72は、開口74を加工室R1側から覆うように、仕切り壁73に摺動可能に取り付けられる。開口74は、仕切り壁73において、シャッタ72が工具マガジン50に保持される工具に対して基端側(図10において上方)から先端側(図10において下方)に向かって、矢印75の方向に開くような位置に設けられている。シャッタ72と仕切り壁73との間には、接触式のシール、ラビリンス等の非接触式のシール、又は、これらの組合せ等のシール手段が設けられることができる。 Specifically, the partition wall 73 has an opening 74 for passing the spindle 5 when changing tools, and the shutter 72 slides on the partition wall 73 so as to cover the opening 74 from the processing chamber R1 side. It can be mounted movably. The opening 74 is formed in the partition wall 73 in the direction of the arrow 75 from the proximal end side (upper in FIG. 10) to the distal end side (lower in FIG. 10) with respect to the tool in which the shutter 72 is held by the tool magazine 50. It is installed in a position that opens. A contact-type seal, a non-contact-type seal such as a labyrinth, or a sealing means such as a combination thereof can be provided between the shutter 72 and the partition wall 73.

シャッタ駆動装置110は、ブラケット111と、第1スライダ112と、第2スライダ113と、ガイド114と、ボールねじ115と、駆動源116と、を有することができる。シャッタ駆動装置110は、他の構成要素を更に有してもよい。 The shutter drive device 110 can have a bracket 111, a first slider 112, a second slider 113, a guide 114, a ball screw 115, and a drive source 116. The shutter drive device 110 may further include other components.

ブラケット111は、その中間部分においてシャッタ72に固定されている。ブラケット111は、シャッタ72からマガジン室R2において開口74の側方まで延びている。第1スライダ112は、ブラケット111の一方の端部に固定されている一方で、第2スライダ113は、ブラケット111の他方の端部に固定されている。 The bracket 111 is fixed to the shutter 72 at an intermediate portion thereof. The bracket 111 extends from the shutter 72 to the side of the opening 74 in the magazine chamber R2. The first slider 112 is fixed to one end of the bracket 111, while the second slider 113 is fixed to the other end of the bracket 111.

ガイド114は、仕切り壁73に固定されたレールと、当該レール上を移動するブロックとを含んでおり、第1スライダ112は、ガイド114のブロックに固定されている。ボールねじ115は、仕切り壁73に回転可能に固定されたねじ軸と、当該ねじ軸上を移動するナットとを含んでおり、第2スライダ113は、ボールねじ115のナットに固定されている。駆動源116は、例えばモータであることができ、ボールねじ115のねじ軸を回転させる。以上のような構成によれば、駆動源116によってボールねじ115のねじ軸を回転させることによって、ボールねじ115のナットに第2スライダ113及びブラケット111を介して固定されたシャッタ72が、第1スライダ112を介してガイド114によって案内されながら、工具マガジン50に保持される工具に対して基端側から先端側に向かって開くことができる。なお、第2スライダ113を摺動させるための構成要素として、ボールねじ115及び駆動源116に代えて、例えば、油圧シリンダ又は空圧シリンダ等の他の駆動手動が使用されてもよい点に留意すべきである。 The guide 114 includes a rail fixed to the partition wall 73 and a block moving on the rail, and the first slider 112 is fixed to the block of the guide 114. The ball screw 115 includes a screw shaft rotatably fixed to the partition wall 73 and a nut moving on the screw shaft, and the second slider 113 is fixed to the nut of the ball screw 115. The drive source 116 can be, for example, a motor and rotates the screw shaft of the ball screw 115. According to the above configuration, the shutter 72 fixed to the nut of the ball screw 115 via the second slider 113 and the bracket 111 by rotating the screw shaft of the ball screw 115 by the drive source 116 is first. While being guided by the guide 114 via the slider 112, the tool can be opened from the proximal end side to the distal end side with respect to the tool held in the tool magazine 50. Note that, as a component for sliding the second slider 113, another drive manual such as a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder may be used instead of the ball screw 115 and the drive source 116. Should.

以上のような工作機械100では、以下のような方法によって、工具を交換することができる。図4を参照して、先ず、主軸5に保持されている工具(加工に使用された工具)のホルダの高さが、工具マガジン50のグリッパ53の高さと一致するように、主軸5をZ軸に沿って工具交換位置CP(図8)まで移動させる。また、工具マガジン50の第1の位置P1には、空のグリッパ53を配置する。また、第3の位置P3のグリッパ53には、好ましくは、次の工具が保持されている。 In the machine tool 100 as described above, the tools can be replaced by the following methods. With reference to FIG. 4, first, the spindle 5 is Z-shaped so that the height of the holder of the tool (tool used for machining) held on the spindle 5 matches the height of the gripper 53 of the tool magazine 50. Move along the axis to the tool change position CP (FIG. 8). Further, an empty gripper 53 is arranged at the first position P1 of the tool magazine 50. Further, the gripper 53 at the third position P3 preferably holds the following tools.

続いて、シャッタ72を開き、主軸5に保持されている工具のホルダが、第1の位置P1のグリッパ53によって保持されるように、主軸5を第1の位置P1までY軸に沿って後退させる。続いて、主軸5が工具をアンクランプして、主軸5がZ軸に沿って上昇する。 Subsequently, the shutter 72 is opened, and the spindle 5 is retracted along the Y axis to the first position P1 so that the holder of the tool held by the spindle 5 is held by the gripper 53 at the first position P1. Let me. Subsequently, the spindle 5 unclamps the tool, and the spindle 5 rises along the Z axis.

図7を参照して、続いて、チェーン52を駆動し、第1の位置P1及び第3の位置P3のグリッパ53を、それぞれ、第2の位置P2及び第1の位置P1に移動させる。 With reference to FIG. 7, the chain 52 is subsequently driven to move the gripper 53 at the first position P1 and the third position P3 to the second position P2 and the first position P1, respectively.

図4を参照して、続いて、主軸5がZ軸に沿って下降し、第1の位置P1にある次の工具をクランプする。続いて、主軸5がY軸に沿って加工室R1まで前進する。続いて、シャッタ72を閉じる。以上によって、工具を交換するための一連の動作が終了する。以上のような動作によって、主軸5は、工具マガジン50との間で直接的に工具を交換するように構成されている。 With reference to FIG. 4, the spindle 5 subsequently descends along the Z axis to clamp the next tool at the first position P1. Subsequently, the main shaft 5 advances along the Y axis to the processing chamber R1. Subsequently, the shutter 72 is closed. This completes a series of operations for replacing the tool. By the above operation, the spindle 5 is configured to directly exchange the tool with the tool magazine 50.

また、折損工具検出装置80は、加工に使用された工具が第2の位置P2に配置された後に、第2の位置P2にある工具が折損しているか否かを検出する。工具が折損していると検出された場合、折損した工具がワークWに残されている可能性がある。したがって、この場合、次の工具の破損を防止するために、工作機械100は加工を停止してもよい。 Further, the broken tool detecting device 80 detects whether or not the tool at the second position P2 is broken after the tool used for machining is placed at the second position P2. If it is detected that the tool is broken, the broken tool may be left on the work W. Therefore, in this case, the machine tool 100 may stop machining in order to prevent damage to the next tool.

以上のような工作機械100では、シャッタ72は、工具マガジン50の第1の位置P1に位置決めされる工具Tの軸線Otに対して、工具Tの基端側(すなわち、主軸に把持される部分)では、軸線Otに接近するように(すなわち工具マガジン50により接近するように)配置される。このことは、シャッタ72が閉じられているときに、主軸5がより工具マガジン50に接近することを可能にする。したがって、工具交換のための主軸5の移動ストロークを短縮して機械寸法を小型化することが可能となると共に、工具交換時間を短縮することが可能となる。また、シャッタ72は、第1の位置P1に位置決めされる工具Tの軸線Otに対して、工具Tの先端側では軸線Otから遠ざかるように配置される。したがって、マガジン室R2において工具Tの先端とシャッタ72との間により広い空間が得られ、より大径の工具Tを収容することが可能となる。 In the machine tool 100 as described above, the shutter 72 is a portion gripped by the base end side (that is, the spindle) of the tool T with respect to the axis Ot of the tool T positioned at the first position P1 of the tool magazine 50. ) Is arranged so as to approach the axis Ot (that is, closer to the tool magazine 50). This allows the spindle 5 to be closer to the tool magazine 50 when the shutter 72 is closed. Therefore, the moving stroke of the spindle 5 for tool replacement can be shortened to reduce the mechanical dimensions, and the tool replacement time can be shortened. Further, the shutter 72 is arranged so as to be away from the axis Ot on the tip side of the tool T with respect to the axis Ot of the tool T positioned at the first position P1. Therefore, a wider space can be obtained between the tip of the tool T and the shutter 72 in the magazine chamber R2, and it becomes possible to accommodate the tool T having a larger diameter.

また、工作機械100では、主軸5は立形であり、工具マガジン50との間で直接的に工具を交換する。したがって、工具を交換するための追加の構成要素(例えば、工具交換アーム)を設ける必要がない。したがって、機械寸法をさらに小型化することが可能となる。 Further, in the machine tool 100, the spindle 5 is vertical, and the tool is directly exchanged with the tool magazine 50. Therefore, it is not necessary to provide additional components (eg, tool change arm) for changing tools. Therefore, it is possible to further reduce the mechanical dimensions.

また、工作機械100では、シャッタ72は、第1の位置P1に位置決めされる工具Tの基端側から先端側に向かって開く。工具Tの先端の下方には、通常、テーブル6等の他の要素を配置するための比較的大きなスペースが既に存在し得る。したがって、開いたシャッタ72のための追加の待機スペースを設ける必要がない。したがって、機械寸法をさらに小型化することが可能となる。 Further, in the machine tool 100, the shutter 72 opens from the base end side to the tip end side of the tool T positioned at the first position P1. Below the tip of the tool T, usually there may already be a relatively large space for arranging other elements such as the table 6. Therefore, there is no need to provide additional waiting space for the open shutter 72. Therefore, it is possible to further reduce the mechanical dimensions.

また、工作機械100は、シャッタ72を開閉するためのシャッタ駆動装置110を更に備えており、シャッタ72は、仕切り壁73に対して加工室R1側で開閉可能に取り付けられており、シャッタ駆動装置110は、仕切り壁73に対してマガジン室R2側に取り付けられている。したがって、仕切り壁73の開口74を加工室R1側から覆うようにシャッタ72を配置することが可能となる。よって、シャッタ72が閉じられている間、開口74は加工室R1に露出されず、切りくずが開口74の縁部に堆積することを防止することができる。これによって、切りくずが加工室R1からマガジン室R2に進入することを防止することができる。また、シャッタ駆動装置110は、仕切り壁73に対してマガジン室R2側に取り付けられるため、切りくず及びクーラントがシャッタ駆動装置110を汚染することを防止することができる。 Further, the machine tool 100 further includes a shutter drive device 110 for opening and closing the shutter 72, and the shutter 72 is attached to the partition wall 73 so as to be openable and closable on the processing chamber R1 side. The 110 is attached to the magazine chamber R2 side with respect to the partition wall 73. Therefore, the shutter 72 can be arranged so as to cover the opening 74 of the partition wall 73 from the processing chamber R1 side. Therefore, while the shutter 72 is closed, the opening 74 is not exposed to the processing chamber R1 and it is possible to prevent chips from accumulating on the edge of the opening 74. This makes it possible to prevent chips from entering the magazine chamber R2 from the processing chamber R1. Further, since the shutter drive device 110 is attached to the magazine chamber R2 side with respect to the partition wall 73, it is possible to prevent chips and coolant from contaminating the shutter drive device 110.

工作機械の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。 Although the embodiment of the machine tool has been described, the present invention is not limited to the above embodiment. Those skilled in the art will appreciate that various variations of the above embodiments are possible.

5 主軸
10 主軸装置
50 工具マガジン
72 シャッタ
90 工具交換装置
100 工作機械
110 シャッタ駆動装置
Ot 第1の位置に位置決めされる工具の回転軸線
P1 工具マガジンの第1の位置
R1 加工室
R2 マガジン室
T 工具
W ワーク
5 Spindle 10 Spindle device 50 Tool magazine 72 Shutter 90 Tool changer 100 Machine tool 110 Shutter drive device Ot Rotating axis of the tool positioned in the first position P1 First position of the tool magazine R1 Machining room R2 Magazine room T Tool W work

Claims (4)

主軸に装着された工具を交換しながらワークを加工する工作機械において、
前記主軸を回転可能に支持し、前記主軸の先端に工具を取り外し可能に装着する主軸装置と、
複数の工具を前記主軸に装着される工具と平行かつ同じ向きに保持する工具マガジンを有する工具交換装置であって、前記工具マガジンは、前記複数の工具を周回させ、前記複数の工具のなかから選択された工具を、前記主軸に装着するための第1の位置に位置決めし、前記主軸が前記工具マガジンとの間で直接的に工具を交換する工具交換装置と、
ワークが加工される加工室と前記工具マガジンが収容されるマガジン室とを仕切る仕切り壁に設けられた開閉可能なシャッタであって、前記第1の位置に位置決めされる前記工具の軸線に対して、前記第1の位置に位置決めされる前記工具の基端側では前記軸線に接近し且つ前記第1の位置に位置決めされる前記工具の先端側では前記軸線から遠ざかるように傾斜して配置されたシャッタと、
を具備することを特徴とした工作機械。
In a machine tool that processes workpieces while exchanging tools mounted on the spindle
A spindle device that rotatably supports the spindle and detachably attaches a tool to the tip of the spindle.
A tool changer having a tool magazine that holds a plurality of tools in parallel and in the same direction as a tool mounted on the spindle, wherein the tool magazine circulates the plurality of tools and is selected from among the plurality of tools. A tool changer that positions the selected tool in a first position for mounting on the spindle and the spindle directly exchanges tools with the tool magazine .
An openable / closable shutter provided on a partition wall that separates a processing chamber in which a work is machined and a magazine chamber in which the tool magazine is housed, with respect to the axis of the tool positioned at the first position. , The base end side of the tool positioned at the first position is arranged so as to approach the axis line, and the tip end side of the tool positioned at the first position is inclined away from the axis line. With the shutter,
A machine tool characterized by being equipped with.
前記主軸は立形である、請求項1に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1, wherein the spindle is vertical. 前記シャッタは、前記工具マガジンに保持される前記工具に対して前記基端側から前記先端側に向かって開く、請求項1に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1, wherein the shutter opens from the base end side toward the tip end side with respect to the tool held in the tool magazine. 前記シャッタを開閉するためのシャッタ駆動装置を更に備え、
前記シャッタは、前記仕切り壁に対して加工室側に移動可能に取り付けられ、前記シャッタ駆動装置は、前記仕切り壁に対してマガジン室側に取り付けられる、請求項1に記載の工作機械。
Further provided with a shutter drive device for opening and closing the shutter,
The machine tool according to claim 1, wherein the shutter is movably attached to the partition wall on the processing chamber side, and the shutter drive device is attached to the magazine chamber side with respect to the partition wall.
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