JP7070280B2 - Machine Tools - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを加工する工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool for processing a work.
従来、工作機械は、立柱と、該立柱に上下移動可能に設けた主軸ヘッドと、前記立柱の周囲に配置した工具マガジンとを備える。工具マガジンは、立柱に固定した環状の支持部と、該支持部の上部に固定した環状の案内軌道と、該案内軌道の内周及び外周に設けたローラと、該ローラを介して案内軌道を移動するアームとを有する。アームは工具を保持する。アーム及び主軸ヘッドの移動によって、工具の交換を行う(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, a machine tool includes a vertical column, a spindle head provided on the vertical column so as to be vertically movable, and a tool magazine arranged around the vertical column. The tool magazine has an annular support portion fixed to a vertical column, an annular guide track fixed to the upper part of the support portion, rollers provided on the inner and outer circumferences of the guide track, and a guide track via the roller. It has a moving arm. The arm holds the tool. The tool is replaced by moving the arm and the spindle head (see, for example, Patent Document 1).
案内軌道は支持部の上側に配置してあり、ワークの加工によって生じた切粉は案内軌道の上に付着する。そのため、付着した切粉が案内軌道とローラとの間に侵入することがある。 The guide track is arranged above the support portion, and chips generated by machining the work adhere to the guide track. Therefore, the attached chips may enter between the guide track and the roller.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、案内軌道への異物の付着を抑制する工作機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a machine tool that suppresses the adhesion of foreign matter to a guide track.
本発明に係る工作機械は、主軸ヘッドを上下移動可能に支持する立柱と、該立柱の周囲に配置した案内軌道と、該案内軌道に沿って移動可能な工具を保持するアームとを備える工作機械において、前記案内軌道を支持する支持部が前記案内軌道の上側に配置してあることを特徴とする。 The machine tool according to the present invention is a machine tool including a vertical column that supports the spindle head so as to be vertically movable, a guide track arranged around the vertical column, and an arm that holds a tool that can move along the guide track. The support portion that supports the guide track is arranged above the guide track.
本発明においては、支持部が案内軌道の上側に配置してあるので、案内軌道に異物が付着しにくい。 In the present invention, since the support portion is arranged on the upper side of the guide track, it is difficult for foreign matter to adhere to the guide track.
本発明に係る工作機械は、前記案内軌道は環状に形成してあり、前記案内軌道の内周及び外周夫々にローラが配置してあり、前記案内軌道の内周及び外周に配置した各ローラの上側且つ前記案内軌道の上側に、前記支持部は配置してあることを特徴とする。 In the machine tool according to the present invention, the guide track is formed in an annular shape, rollers are arranged on the inner and outer circumferences of the guide track, and the rollers arranged on the inner circumference and the outer circumference of the guide track are arranged. The support portion is arranged on the upper side and above the guide track.
本発明においては、支持部は、二つのローラの上側にも配置してあるので、二つのローラにも異物が付着しにくい。 In the present invention, since the support portion is also arranged on the upper side of the two rollers, it is difficult for foreign matter to adhere to the two rollers.
本発明に係る工作機械は、前記案内軌道は環状に形成してあり、前記案内軌道の内周及び外周夫々にローラが配置してあり、前記案内軌道の内周に配置した前記ローラ及び前記案内軌道の上側に、前記支持部は配置してあり、前記案内軌道の外周に配置した前記ローラを覆うカバーを備えることを特徴とする。 In the machine tool according to the present invention, the guide track is formed in an annular shape, rollers are arranged on the inner circumference and the outer circumference of the guide track, respectively, and the roller and the guide arranged on the inner circumference of the guide track. The support portion is arranged on the upper side of the track, and is provided with a cover for covering the roller arranged on the outer periphery of the guide track.
本発明においては、支持部は、内周に配置したローラ及び案内軌道への異物の付着を抑制し、カバーは、外周に配置したローラへの異物の付着を抑制する。 In the present invention, the support portion suppresses the adhesion of foreign matter to the rollers arranged on the inner circumference and the guide track, and the cover suppresses the adhesion of foreign matter to the rollers arranged on the outer periphery.
本発明に係る工作機械にあっては、支持部が案内軌道の上側に配置してあるので、案内軌道に異物が付着しにくい。そのため、ローラと案内軌道との間に異物が挟まることを防止できる。 In the machine tool according to the present invention, since the support portion is arranged on the upper side of the guide track, it is difficult for foreign matter to adhere to the guide track. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from being caught between the roller and the guide track.
(実施の形態1)
以下本発明を実施の形態1に係る工作機械100を示す図面に基づき説明する。図1は工具マガジン60の記載を省略した工作機械100を示す斜視図、図2は主軸ヘッド5、初期位置の工具マガジン60、立柱4及び摺動機構70を略示する斜視図である。図2は支持部80の記載を省略する。以下の説明では図中矢印で示す上下左右前後を使用する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the
図1に示す如く、工作機械100は前後に延びた矩形の基台1を備える。ワーク保持部3は基台1上部の前側に設ける。ワーク保持部3は左右に延びたA軸と上下に延びたC軸回りに回転可能である。支持台2は基台1上部の後側に設け、立柱4を支持する。
As shown in FIG. 1, the
Y軸方向移動機構10は支持台2上部に設け、移動板16を前後方向に移動する。Y軸方向移動機構10は前後に延びた二つの軌道11、Y軸螺子軸12、Y軸モータ13、軸受14を備える。軌道11は支持台2上部の左と右に設ける。Y軸螺子軸12は前後に延び、二つの軌道11の間に設ける。軸受14はY軸螺子軸12の前端部と中途部(図示略)に設ける。Y軸モータ13はY軸螺子軸12後端部に連結する。ナット(図示略)はY軸螺子軸12に転動体(図示略)を介して螺合する。転動体は例えばボールである。複数の摺動子15は各軌道11に摺動可能に設ける。移動板16は水平方向に延び、ナットと摺動子15上部に連結する。Y軸螺子軸12はY軸モータ13の回転で回転し、ナットは前後方向に移動し、移動板16は前後方向に移動する。
The Y-axis
X軸方向移動機構20は移動板16上面に設け、立柱4を左右方向に移動する。X軸方向移動機構20は左右に延びた二つの軌道21、X軸螺子軸22、X軸モータ23(図示略)、軸受24を備える。軌道21は移動板16上面の前と後に設ける。X軸螺子軸22は左右に延び、二つの軌道21の間に設ける。軸受24はX軸螺子軸22の左端部と中途部(図示略)に設ける。X軸モータ23はX軸螺子軸22の右端部に連結する。ナット(図示略)はX軸螺子軸22に転動体(図示略)を介して螺合する。複数の摺動子26は各軌道21に摺動可能に設ける。立柱4はナットと摺動子26上部に連結する。X軸螺子軸22はX軸モータ23の回転で回転し、ナットは左右方向に移動し、立柱4は左右方向に移動する。
The X-axis
Z軸方向移動機構30は立柱4の前面に設け、主軸ヘッド5を上下方向に移動する。Z軸方向移動機構30は上下に延びた二つの軌道31、Z軸螺子軸32、Z軸モータ33、軸受34を備える。軌道31は立柱4前面の左と右に設ける。Z軸螺子軸32は上下に延び、二つの軌道31の間に設ける。軸受34はZ軸螺子軸32の下端部と中途部(図示略)に設ける。Z軸モータ33はZ軸螺子軸32上端部に連結する。ナット(図示略)はZ軸螺子軸32に転動体(図示略)を介して螺合する。複数の摺動子35は各軌道31に摺動可能に設ける。主軸ヘッド5はナットと摺動子35の前部に連結する。Z軸螺子軸32はZ軸モータ33の回転で回転し、ナットは上下方向に移動し、主軸ヘッド5は上下方向に移動する。
The Z-axis
上下に延びた主軸51は主軸ヘッド5内に設ける。主軸51は軸回りに回転する。主軸モータ6は主軸ヘッド5上端部に設ける。主軸51下端部は工具を装着する。主軸51は主軸モータ6の回転で回転し、工具は回転する。回転した工具はワーク保持部3で保持したワークを加工する。
The
工作機械100は工具を交換する工具マガジン60を備える。工具マガジン60は案内軌道61、チェーン62、複数の把持アーム63、マガジンモータ64及びギア65を備える。
The
案内軌道61は環状且つ平面視長円形をなし、前後に延びる。案内軌道61は、前端部が後端部よりも下側に位置するように、傾斜している。案内軌道61は主軸ヘッド5及び立柱4の周りを囲む。案内軌道61に沿ってチェーン62が設けてある。チェーン62に複数のアーム取付部62a(図11、図13参照)が固定してある。アーム取付部62aは上面に二つのローラ63aを有する。二つのローラ63aは案内軌道61の内側及び外側に回転可能に接触する。アーム取付部62aは下面に把持アーム63を固定してある。把持アーム63は工具ホルダを把持する。工具ホルダは上下方向を軸方向とした筒状をなし、工具は工具ホルダに嵌合している。工具ホルダの外周にV溝が形成してある。把持アーム63の先端部はV溝に係止する。
The
案内軌道61の後部内側にマガジンモータ64が配置してある。マガジンモータ64の出力軸にギア65が設けてある。ギア65はチェーン62に噛合する。マガジンモータ64が回転し、チェーン62が回転し、複数の把持アーム63が回転する。把持アーム63は工具を、所定位置、例えば割出位置に搬送する。割出位置は案内軌道61の下端位置である。主軸51が下降した場合、主軸51は割出位置に位置する工具及び工具ホルダを装着する。
The
図3は主軸ヘッド5、工具マガジン60及び立柱4を略示する正面図、図4は図3に示すIV-IV線を切断線とした断面図、図5は図3に示すV―V線を切断線とした断面図、図6は、支持体71及び立柱4を示す斜視図、図7は、支持体71、支持部80、コイルばね79を略示する断面斜視図、図8は、支持部80を示す平面図である。図1、図2、図5に示す如く、主軸ヘッド5の左側面に第一カム5a及び第二カム5eが設けてある。第一カム5a及び第二カム5eは上下に延びた矩形状をなす。第一カム5aは、第二カム5eよりも上側且つ前側に配置してある。第一カム5aと第二カム5eは平行である。図5に示すように、第二カム5eの前面は第一カム面5bを構成する。第一カム5aの下面は第二カム面5cを構成し、第一カム5aの前面は第三カム面5dを構成する。第一カム面5b及び第三カム面5dはY軸(前後軸)に略直交し、第二カム面5cはZ軸(上下軸)に略直交する。
FIG. 3 is a front view illustrating the
図3、図4に示すように、立柱4の左右夫々に二つの摺動機構70が設けてある。摺動機構70は、支持体71、上軌道72、摺動子73、下軌道74、摺動子75、固定板76、案内棒77、可動板78、コイルばね79、支持部80を備える。図6に示すように、支持体71は立柱4の側面に固定してある。支持体71の上部に傾斜面71aが形成してある。傾斜面71aは、前側が下側に位置し、後側が前記前側より上側に位置するように傾斜している。傾斜面71aの上部に上軌道72が設けてある。上軌道72は傾斜面71aに沿って前後に延びる。上軌道72に摺動子73が摺動可能に設けてある。傾斜面71aの下端部に下軌道74が設けてある。下軌道74は傾斜面71aに沿って前後に延びる。図2に示す如く、左右方向にて下軌道74は上軌道72よりも立柱4に近い。下軌道74に摺動子75が摺動可能に設けてある。
As shown in FIGS. 3 and 4, two sliding
傾斜面71aの上面に、傾斜面71aに直角な固定板76が下軌道74の上側に固定してある。固定板76には、傾斜面71aの傾斜方向に貫通した貫通穴76aが設けてある。貫通穴76aに案内棒77が挿入してある。案内棒77は貫通穴76aを軸方向に移動可能である。案内棒77の上端に可動板78が設けてある。案内棒77の周囲にコイルばね79が同軸的に設けてある。コイルばね79は固定板76と可動板78の間に配置してある。コイルばね79は圧縮ばねであり、可動板78を斜め後上方向に付勢する。図3に示す如く、支持部80は、前後に延びた半長円形状をなし、案内軌道61を支持する。図7に示す如く、二つの摺動子73、75の上部及び可動板78の下部に支持部80が固定してある。支持部80は案内軌道61に連結する。即ち、支持部80は工具マガジン60に連結する。支持部80は固定板76に連結しない。
A fixing
図8に示す如く、支持部80の中央部に上下方向に貫通した開口80dが形成してある。開口80dは前後方向に延び、開口80dの前部に左右方向に突出した二つの部分8e、8eが形成してある。部分8eの後縁部は第一規制部材80aを構成し、部分8eの前縁部は第二規制部材80bを構成する部分8eには固定板76が挿入してある。固定板76は第一規制部材80a及び第二規制部材80bに係合し、支持部80の移動を防ぐ。
As shown in FIG. 8, an
図5に示す如く、支持体71前方下部の支持部80にカムフォロア71bが設けてある。カムフォロア71bは、左右方向を軸方向としたローラを備える。カムフォロア71bは第一カム面5b、第二カム面5c及び第三カム面5dに接触する。
As shown in FIG. 5, a
図9は工具マガジン60と、第一カム5a及び第二カム5eとの相対移動を説明する模式図、図10は主軸ヘッド5、初期位置から前方に移動した工具マガジン60、立柱4及び摺動機構70を略示する斜視図である。図10は支持部80の記載を省略する。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the relative movement of the
工具交換動作について説明する。カムフォロア71bは第一カム面5bに接触しているとする。工具マガジン60は所定の把持アーム63を割出位置に搬送する。Z軸モータ33が駆動し、主軸ヘッド5が下降し、第一カム5a及び第二カム5eも下降する。カムフォロア71bは第一カム面5bに接触して回転する。図9Aの実線矢印にて示すように、カムフォロア71bは第一カム面5bに接触して相対的に上側に移動する。このとき、摺動子73、75は上軌道72及び下軌道74を摺動しない。
The tool change operation will be described. It is assumed that the
カムフォロア71bが第二カム面5cに到達した場合、主軸51は割出位置に位置する工具を装着する。カムフォロア71bに第二カム面5cから下方向の力が作用する。カムフォロア71bに作用した力によって、摺動子73、75は上軌道72及び下軌道74を摺動し、可動板78及び支持部80は斜め前下方向に移動し、可動板78はコイルばね79を押し、可動板78と固定板76の間で圧縮する。工具マガジン60は斜め前下方向に移動する。
When the
工具マガジン60の下方への移動距離は、主軸ヘッド5の下方への移動距離と同じであるので、上下方向において、工具マガジン60と主軸ヘッド5は相対的に移動しない。工具マガジン60は主軸ヘッド5に対して相対的に前方にのみ移動する。図9Bの実線矢印にて示す如く、カムフォロア71bは第二カム面5cに接触して相対的に前方に移動する。カムフォロア71bが第二カム面5cの後端から距離D1前に移動した場合、工具マガジン60も距離D1前に移動する。工具マガジン60全体が主軸ヘッド5に対して相対的に前方に移動するので、主軸51に装着した工具を把持した把持アーム63は主軸ヘッド5から前方に直線的に離れる。カムフォロア71bが第二カム面5cに沿って移動している場合、工具マガジン60と主軸ヘッド5は、上下方向において相対的に移動しないので、工具装着時の騒音を抑制することができる。
Since the downward movement distance of the
カムフォロア71bが第三カム面5dに到達した場合、図9Cの実線矢印にて示すように、カムフォロア71bは第三カム面5dに接触して相対的に上側に移動する。このとき、カムフォロア71bは、第一カム面5bから第三カム面5dまでの前後の距離D2と同じ距離を前方に移動し、工具マガジン60も距離D2前方に移動する。コイルばね79の弾性復元力が可動板78に作用する。しかしカムフォロア71bが第三カム面5dに接触しているので、第三カム面5dが工具マガジン60の移動を妨げ、摺動子73、75は上軌道72及び下軌道74を摺動せず、工具マガジン60は後方に移動しない。図10に示すように、割出位置に配置した把持アーム63は主軸ヘッド5から前方に離れた状態を維持する。主軸ヘッド5は所定の上下位置にて止まる。
When the
主軸ヘッド5が上昇した場合、工具マガジン60は図9の逆向きに移動する。即ち、図9Cの破線矢印にて示す如く、カムフォロア71bは第三カム面5dに接触して相対的に下側に移動する。カムフォロア71bが第二カム面5cに到達した場合、コイルばね79の弾性復元力によって、工具マガジン60は、上軌道72及び下軌道74に沿って斜め後上方向に移動する。
When the
工具マガジン60の上方への移動距離は、主軸ヘッド5の上方への移動距離と同じであるので、上下方向において、工具マガジン60と主軸ヘッド5は相対的に移動しない。故に図9Bの破線矢印にて示す如く、カムフォロア71bは第二カム面5cに接触して相対的に後方に移動する。カムフォロア71bには第二カム面5cから抗力が作用するので、カムフォロア71bは一気に後方に移動することなく、徐々に後方に移動する。工具マガジン60全体が主軸ヘッド5に対して相対的に後方に移動するので、主軸51に装着した工具を把持アーム63は把持する。
Since the upward movement distance of the
カムフォロア71bが第一カム面5bに到達した場合、図9Aの破線矢印にて示す如く、カムフォロア71bは第一カム面5bに接触して相対的に下方に移動する。把持アーム63は主軸51から工具を抜き出す。主軸ヘッド5は所定の上下位置にて止まる。
When the
図11は、支持部80、案内軌道61、ローラ63aを示す部分拡大左側面図である。前述したように、案内軌道61は環状をなし、二つのローラ63aは案内軌道61の内周及び外周に夫々配置してある。支持部80の前側部分において、断面形状は前後に延びたクランク形をなし、支持部80の前側部分における前部は後部よりも下側に位置する。支持部80の下面は案内軌道61の上面に連結する。支持部80は、案内軌道61の内周に配置したローラ63aと案内軌道61の上側を覆う。
FIG. 11 is a partially enlarged left side view showing the
ローラ63aと案内軌道61の間には、ローラ63aの移動の為に、隙間が設けてある。前記隙間に異物が侵入し易い。実施の形態1に係る工作機械にあっては、支持部80が案内軌道61の上側に配置してあるので、案内軌道61に異物が付着しにくい。そのため、ローラ63aと案内軌道61との間に異物が侵入することを抑制し、ローラ63aの移動を円滑に実行できる。
A gap is provided between the
図12は、支持部80の上側に案内軌道61を取り付けた比較例を示す部分拡大左側面図であり、図13は、支持部80の下側に案内軌道61を取り付けた本実施の形態を示す部分拡大左側面図である。図12に示す比較例においては、実施の形態とは異なり、工具交換時に把持アーム63は前後に回転する。工具マガジン60は固定してある。
FIG. 12 is a partially enlarged left side view showing a comparative example in which the
図12にて示す如く、比較例において、主軸51の軸心と把持アーム63の前端との間の前後方向の寸法をA1とし、把持アーム63の先端部、例えば工具を把持するプランジャの中心を通過し支持部80と平行な直線と、アーム取付部62a下面と平行な直線とを結ぶ最短の寸法をB1とする。
As shown in FIG. 12, in the comparative example, the dimension in the front-rear direction between the axis of the
一方、図13にて示す如く、実施の形態において、主軸51の軸心と把持アーム63の前端との間の前後方向の寸法をA2とし、把持アーム63の先端部、例えば工具を把持するプランジャの中心を通過し支持部80と平行な直線と、アーム取付部62a下面と平行な直線とを結ぶ最短の寸法をB2とする。A2はA1よりも寸法が短く、またB2はB1よりも寸法が短い。即ち、支持部80の下側に案内軌道61を取り付け、また上述したカム52及び位置決め部110の協働によって工具を位置決めする構成にすることによって、工作機械の小型化を図ることができる。なお実施の形態の工作機械は、工具マガジン60が前後移動して、工具を交換するが、工具マガジン60は移動せず、把持アーム63が回転して工具を交換してもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 13, in the embodiment, the dimension in the front-rear direction between the axis of the
(実施の形態2)
以下本発明を実施の形態2に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。図14は、支持部80、案内軌道61、ローラ63aを示す部分拡大左側面図である。支持部80の外周部分80cは、案内軌道61の外周に配置したローラ63aの上側まで延びる。即ち、支持部80は、案内軌道61の内周及び外周に配置した二つのローラ63aと案内軌道61の上側を覆う。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the machine tool according to the second embodiment. FIG. 14 is a partially enlarged left side view showing the
支持部80は、案内軌道61のみならず、二つのローラ63aの上側にも配置してあるので、二つのローラ63aにも異物が付着しにくい。そのため、ローラ63aと案内軌道61との間に異物が侵入することを更に抑制できる。
Since the
実施の形態2に係る構成の内、実施の形態1と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Of the configurations according to the second embodiment, the same configurations as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
(実施の形態3)
以下本発明を実施の形態3に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。図15は、支持部80、案内軌道61、ローラ63a、カバー84を示す部分拡大左側面図である。図15に示す如く、支持部80の外周部にカバー84がボルト85によって連結してある。カバー84は、案内軌道61の外周に配置したローラ63aの上面及び周面を覆うように、支持部80から延びる。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the machine tool according to the third embodiment. FIG. 15 is a partially enlarged left side view showing the
実施の形態3に係る工作機械の支持部80は、内周に配置したローラ63a及び案内軌道61への異物の付着を抑制し、カバー84は、外周に配置したローラ63aへの異物の付着を抑制する。そのため、ローラ63aと案内軌道61との間に異物が侵入することを更に抑制できる。
The
なお実施の形態1~3の工作機械は、工具マガジン60が前後移動して、工具を交換するが、工具マガジン60は移動せず、把持アーム63が回転して工具を交換してもよい。
In the machine tools of the first to third embodiments, the
5 主軸ヘッド
60 工具マガジン
61 案内軌道
63 把持アーム
63a ローラ
70 摺動機構
71 支持体
71b カムフォロア
80 支持部
84 カバー
90 制御装置
5
Claims (1)
前記案内軌道を支持する支持部が前記案内軌道の上側に配置してあり、
前記案内軌道は環状に形成してあり、
前記案内軌道の内周及び外周夫々にローラが配置してあり、
前記案内軌道の内周に配置した前記ローラ及び前記案内軌道の上側に、前記支持部は配置してあり、
前記支持部は前記案内軌道の外周に配置した前記ローラの上側に配置されておらず、
前記支持部から延び、前記案内軌道の外周に配置した前記ローラを覆い、前記案内軌道の内周に配置した前記ローラを覆わないカバーを備え、
前記カバーの厚みは前記支持部よりも薄いこと
を特徴とする工作機械。 In a machine tool having a vertical column that supports a spindle head so as to be vertically movable, a guide track arranged around the vertical column, and an arm that holds a tool that can move along the guide track.
A support portion that supports the guide track is arranged above the guide track .
The guide track is formed in an annular shape.
Rollers are arranged on the inner circumference and the outer circumference of the guide track, respectively.
The support portion is arranged above the roller and the guide track arranged on the inner circumference of the guide track.
The support portion is not arranged on the upper side of the roller arranged on the outer periphery of the guide track, and is not arranged.
A cover extending from the support portion, covering the roller arranged on the outer periphery of the guide track, and not covering the roller arranged on the inner circumference of the guide track is provided.
The thickness of the cover should be thinner than the support portion.
A machine tool that features.
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Citations (2)
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