JPH06155205A - 工作機械の機枠 - Google Patents

工作機械の機枠

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JPH06155205A
JPH06155205A JP5223365A JP22336593A JPH06155205A JP H06155205 A JPH06155205 A JP H06155205A JP 5223365 A JP5223365 A JP 5223365A JP 22336593 A JP22336593 A JP 22336593A JP H06155205 A JPH06155205 A JP H06155205A
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JP
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wall
bed
machine tool
machine
stand
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JP5223365A
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Willi Schuetz
シュッツ ヴィリー
Guenther Buggle
ブッグル ゲンター
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STEINER BERNHARD WERKZEUGMASCH
Bernhard Steinel Werkzeugmaschinenfabrik GmbH and Co
Original Assignee
STEINER BERNHARD WERKZEUGMASCH
Bernhard Steinel Werkzeugmaschinenfabrik GmbH and Co
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Publication date
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平ベッド（１０）、垂直スタンド（１２）
剛い垂直壁（１４）とを有する機枠を提供すること。 【構成】 補強および補剛のために、剛い垂直壁（１
４）がベッド（１０）およびスタンド（１２）と剛く連
結している。ベッド（１０）、スタンド（１２）および
壁（１４）は、反応樹脂コンクリートで一体鋳造されて
いる。壁（１４）は、機枠に少ない重量で、大きい曲げ
強さおよびねじり強さを与えている。さらに壁（１４）
は、工作機械の機能要素の案内および支持手段を保持す
るのに用いられる。こうすることによって、これらの機
能要素は立体的に配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の前提部に記
載された工作機械の機枠、すなわち水平ベッドと、この
ベッドに取り付けられた１つ以上の垂直スタンドとを有
する工作機械の機枠に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大型工作機械は、水平ベッドと、このベ
ッドに取り付けられた１つ以上の垂直スタンド機枠を有
している。工作機械の種類に応じ、工作物および工具の
固定ユニットおよび駆動ユニットがベッドおよびスタン
ドに配置され、３つ以上の軸線で互いに移動できるよう
に支持されている。
【０００３】機枠は、ねずみ鋳鉄または鋳鋼によって作
ることが知られている。この機枠の製作は、鋳造後にフ
ライス加工または研削による追加加工が必要なため高価
である。特にこの追加加工のために、大型工作機械の機
枠は原則として一体鋳造はできない。それゆえ機枠部材
の個々の部分を組み立てるために多大な費用が追加的に
必要となる。
【０００４】さらに、機枠を溶接スチール構造として形
成することが知られている。この場合も、非常に多大な
製作および組立のコストが必要となる。
【０００５】最後に、機枠を反応樹脂コンクリートで一
体鋳造することが知られている（例えば、ヨーロッパ特
許公開公報第０４６２７２Ａ２号）。この製法は安価で
あるが、この機枠はねずみ鋳鉄、鋳鋼または溶接スチー
ル構造からなる上記の機枠に比べて、振動減衰がはるか
に大きい。
【０００６】これらすべての機枠に共通しているのは、
ベッドに取り付けたスタンドがベッドの上で塔状に自立
していることである。したがって、比較的大きい荷重
や、ベッドを設置する際の調整誤差や、温度変化や温度
勾配が原因で、スタンドがベッドに対して曲げ運動また
はねじり運動が生じる。このような変形運動は、機械の
達成可能な加工精度に直接悪影響を及ぼす。精度の改善
をめざしてスタンドおよびベッドの変形運動を減らすた
めに、機枠の寸法および断面の拡大が図かられる。この
場合、精度のわずかな改善を図かることが、機枠の重量
とコストが著しく増大を伴うことを覚悟しなければなら
ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、より
少ないコストで工作機械のより大きい加工精度を可能に
する工作機械の機枠を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、請求項１の特徴部に記載された特徴、すなわち、
スタンド（１２）とベッド（１０）によって形成された
１つ以上の垂直面に補強用の剛い壁（１４）が設けられ
ており、この壁（１４）がスタンド（１２）およびベッ
ド（１０）と剛く連結しているという特徴を有する機枠
によって達成される。
【０００９】本発明の好適な実施態様が、従属請求項に
記載されている。
【００１０】
【作用】本発明の機枠において、水平ベッドおよび垂直
スタンドに加えて、剛い垂直壁が設けられている。この
壁は一方ではベッドと、他方ではスタンドと剛く連結し
ている。この壁は、スタンドとベッドの形状を安定させ
る補強部材の働きをし、機枠を曲げとねじれに対して補
強する。壁によるこの補強は、機枠全体を曲げおよびね
じれに対して形状が安定している構造物にする。
【００１１】機枠を設置する際の調整の誤差は、ベッド
とスタンドの相互の位置決めの正確さには実際上影響し
ない。室温の変化および特に機枠区域内における温度勾
配は、機枠の形状安定性にそれほど影響しない。さらに
この機枠はより大きい荷重を支持できるが、これは重い
工作物を加工する場合や、加工圧力や固定力などが大き
い場合は、特に重要である。さらに、壁による補強によ
って、機枠の材料断面積を減らすことができ、そのこと
によって重量とコストを節約できる。ベッドをより少な
い重量と大きい面積で形成することによって、大型工作
機械も床の面荷重が小さくなるように設置できる。
【００１２】機枠の組立コストも減らすために、ベッ
ド、スタンドおよび壁からなる機枠を一体鋳造すること
が得策である。このための材料として、特に反応樹脂コ
ンクリート（ポリマー・コンクリート）が適している。
機枠の鋳造は十分高い精度で行うことができるため、高
価な追加加工は必要ない。特に機枠にはあらかじめ工作
機械の供給系のための配管やダクトを鋳込むことができ
る。この供給系、たとえば給電、制御、油圧、冷媒の給
排、チップ排出などの設備は、簡単に取り付けることが
できる。
【００１３】壁によって追加補強することにより、安定
性が改善されてベッドおよびスタンドの材料断面積は少
なくできる。それによって重量および材料コストが削減
されるだけではなく、さらに、機枠内に大きい中空部を
設けることができ、これらの中空部を追加的に有利に利
用することができる。これらの中空部は、たとえば大容
量の冷媒容器として利用できる。冷媒容積がより大きく
なるために効率的な冷却が可能となり、そのことによっ
て加工精度も増す。
【００１４】機枠の補強から生じるこれらの長所のほか
に、壁は追加的に機枠の支持部材としても利用できる。
壁はガイドと工作機械の極めて種々の機能要素（Ｆｕｎ
ｃｔｉｏｎｓｅｌｅｍｅｎｔｅ）および機械部分の支持
手段とを支持できる。それに伴って製作および組立のコ
ストが大幅に節約される。
【００１５】特に従来の工作機械ではベッド側面に配置
するか取り付けなければならなかった機能要素（Ｆｕｎ
ｃｔｉｏｎｓｅｌｅｍｅｎｔｅ）は、すべて壁に配置で
きる。したがって工作機械は上下方向に大きく構成する
ことができ、設置面積が少なくてすむ。
【００１６】たとえば、工作機械のスピンドルケース
は、壁脇に水平方向に移動できるようにベッド上で案内
できる。スピンドルケースの運動に必要な空間の上方で
は、壁脇に、たとえばブラケットに工具収納庫を配置で
きる。工具収納庫上では、壁にガイドを取り付けること
ができる。このガイドに沿ってハンドリングユニットが
移動でき、収納庫と工作機械の作業空間の間で工具を交
換できる。機枠に壁を追加で設けることにより、スピン
ドルケース、工具収納庫、ハンドリングユニットを上下
３段階に配置できる。そうすることによって、極めてコ
ンパクトでスペースを取らない構造が生じる。
【００１７】最後に、残っている壁の裏面も、工作機械
に必要な供給要素および／または制御手段を組込むため
の壁またはケーシング壁として利用できる。そうするこ
とによって、所要スペースおよび製作コストをさらに節
約できる。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図示した機枠は、水平作業スピンドルを
備えたスピンドルケースが水平面で移動できる加工セン
ター用である。工作物は垂直方向に移動できる工作物台
に垂直固定面で固定される。この場合、作業スピンドル
と工作物軸線は、水平面上で互いに直角に配置されてい
るので、冷媒およびチップは下方に落ちることができ
る。機枠は本質的にベッド１０、ベッド１０上に垂直に
配置されたスタンド１２および垂直壁１４からなる。機
枠全体は、反応樹脂コンクリートで一体鋳造されてい
る。
【００１９】ベッド１０は薄い直方体をしており、全周
に上方に延びた縁部１８を付けた矩形の底板１６（長辺
と短辺の比：約２：１）によって形成されているので、
槽状構造のベッド１０が生じる。ベッド１０の内部に
は、直立したウェブ２０がある。ウェブ２０は一部はベ
ッド１０の縦方向、一部はベッド１０の横断方向に延
び、縁部１８に接している。ウェブ２０は槽状ベッド１
０を、種々の槽状の収容スペース２２に分割している。
さらにウェブ２０はベッド１０を補強している。そうす
ることによって、ベッド１０は全周縁部１８およびウェ
ブ２０に基づき、少ない材料断面積と材料消費量で大き
い曲げ強さおよびねじり強さを有する。
【００２０】ベッド１０の短辺側近傍に垂直スタンド１
２が配置されている。スタンド１２には、垂直ガイドレ
ール２４が装入されている。ガイドレール２４は図示さ
れない、工作物固定台を支持している図示されないスキ
ッドの案内に用いられる。さらに、このスキッドの図示
されない駆動スピンドルのための保持具２６が、スタン
ド１２に組み込まれている。
【００２１】ベッド１０の縦方向に延びているウェブ２
０は、垂直壁１４に鋳合わされている。壁１４は矩形を
有し、その高さは概ねスタンド１２の高さに等しい。壁
１４は垂直の縁でスタンド１２に鋳合わされている。壁
１４はスタンド１２からベッド１０の縦方向に、スタン
ド１２と反対側のベッド１０の短辺側まで延びている。
ベッド１０の横断方向では、壁１４はベッド面を約１：
３の割合で分割している。
【００２２】壁１４と、縦方向に延びている縁部１８と
の間のベッド１０のより大きい面区域では、スタンド１
２に接続して、壁１４に対して垂直に延びている２つの
平行なウェブ２０が設けられている。ウェブ２０は上縁
に横断方向ガイド２８を付けている。横断方向ガイド２
８の上には横断方向に移動できるように、図示されない
スキッドが装着されている。スキッドは、壁１４と平行
に延びている、やはり図示されないスピンドルケース用
の縦方向ガイドを支持している。壁１４に対して平行か
つ水平に配置されたスピンドルを備えたスピンドルケー
スは、壁１４の脇の区域で壁と平行（Ｚ軸方向）に移動
でき、横断方向ガイド２８上を壁に対して直角（Ｙ軸方
向）に移動できる。
【００２３】壁１４の約半分の高さで、水平ブラケット
３０が壁１４の面から張り出している。図示された実施
例ではブラケット３０は、スタンド１２と反対側の壁１
４の区域で壁１４の全長の約３分の２にわたって延びて
いる。ベッド１０の上縁からのブラケット３０の高さ
は、スピンドルケースの後端部がその最終位置でＺ軸方
向にブラケット３０の下方に移動できるように選択され
ている。この場合、スピンドルケースのより高く形成さ
れた前端部は、ブラケット３０の前方で移動する。ブラ
ケット３０は壁１４と一体鋳造されている。張り出した
ブラケット３０を追加的に支持するために、スピンドル
ケースの運動区域の後方でベッド１０のウェブ２０とブ
ラケット３０の間に支柱３２が設けられている。支柱３
２もベッド１０、壁１４およびブラケット３０と一体鋳
造されている。
【００２４】ブラケット３０の上には、壁１４に対して
垂直方向に延びている保持レール３４が取り付けられて
いる。保持レール３４は、図示されない工具カセットを
保持するために用いられる。
【００２５】壁１４の水平な上縁には、壁１４の全長に
わたって延びているガイド３６が設けられている。ガイ
ド３６には、図示されないハンドリングユニットが移動
できるように案内される。このハンドリングユニットに
より、ブラケット３０上に載っている工具カセットとス
ピンドルケースの作業スピンドルとの間で工具を交換で
きる。
【００２６】壁１４の、スピンドルケースおよびブラケ
ット３０とは反対側で、壁１４とベッド１０の縁部１８
の間に隙間３８がある。この隙間３８は、加工センター
の供給ユニットやエネルギー導管を保持するのに用いら
れる。隙間３８には、図面に破線で暗示した、給電、制
御などのためのスイッチボックス４０が装入される。こ
の場合、壁１４は同時にこのスイッチボックスの後壁と
して用いることができ、供給ユニットの組立に利用でき
る。
【００２７】壁１４は、供給ユニットの接続のための貫
通部を有している。さらに、ベッド１０のウェブ２０お
よびスタンド１２には、供給管や制御管を通すためのダ
クトや配管が鋳込まれている。さらに、このようなダク
トによって冷媒循環が行われる。
【００２８】横断方向ガイド２８と、垂直ガイドレール
２４を付けたスタンド１２の正面側とによってベッド１
０内で画定された加工センターの作業空間の下方では、
ベッド１０内で収容溝４２が区切られている。収容溝４
２には、ピッチコンベヤー４４が装入されている。ベッ
ド１０の自由な短辺側では、作業空間の側方においてベ
ッド１０内に汚れた冷媒の受け器４６が設けられてい
る。この受け器４６から、冷媒がフィルターを通して収
容スペース２２の１つに圧送される。冷媒は再び貯蔵容
器から作業空間を冷却するために送られる。
【００２９】ベッド１０、スタンド１２、壁１４からな
る機枠全体が上述のすべての部材と一緒に一体鋳造され
ており、その際に設備用のダクトや配管もあらかじめ鋳
込まれているので、組立に要する作業と時間が大幅に節
約される。
【００３０】
【発明の効果】上述のごとく、本発明により、比較的低
コストで、工作機械特に大型工作機械の剛性を向上させ
ることが出来、また精度アップが図かれた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加工センターの機枠の平面図であ
る。
【図２】図１のＡ−Ａで切断した垂直断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂで切断した垂直断面図である。
【図４】図１の機枠の右方向から見た側面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃで切断した垂直断面図である。
【図６】図１のＤ−Ｄで切断した垂直断面図である。
【図７】図１のＥ−Ｅで切断した垂直断面図である。
【符号の説明】
１０ ベッド １２ スタンド １４ 垂直壁 １６ 底板 １８ 縁部 ２０ ウェブ ２２ 収容スペース ２４ ガイドレール ２６ 保持具 ２８ 横断方向ガイド ３０ 水平ブラケット ３２ 支柱 ３４ 保持レール ３６ ガイド ３８ 隙間 ４０ スイッチボックス ４２ 収容溝 ４４ ピッチコンベヤー ４６ 受け器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲンター ブッグル ドイツ連邦共和国、デー78056 ヴィリン ゲン−シュヴェニンゲン、フムボルトシュ トラーセ ３

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平ベッドと、このベッドに取り付けら
    れた１つ以上の垂直スタンドとを有する工作機械の機枠
    において、スタンド（１２）とベッド（１０）によって
    形成された１つ以上の垂直面に補強用の剛い壁（１４）
    が設けられており、この壁（１４）がスタンド（１２）
    およびベッド（１０）と剛く連結していることを特徴と
    する工作機械の機枠。
  2. 【請求項２】 ベッド（１０）、スタンド（１２）およ
    び壁（１４）が一体成形されていることを特徴とする請
    求項１記載の工作機械の機枠。
  3. 【請求項３】 ベッド（１０）、スタンド（１２）およ
    び壁（１４）が鋳造に適した材料、特に反応樹脂コンク
    リートすなわち硬化性ポリマ樹脂によってボンディング
    された鉱物性粒子からなる鋳造可能なコンクリートによ
    って鋳造されていることを特徴とする請求項１または２
    に記載の工作機械の機枠。
  4. 【請求項４】 壁（１４）が概ね垂直に形成されてお
    り、スタンド（１２）の高さと概ね等しく、その縦方向
    延長がベッド（１０）の縦方向に延びていることを特徴
    とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の工
    作機械の機枠。
  5. 【請求項５】 壁（１４）が、スタンド（１２）からス
    タンド（１２）と離れているベッド（１０）の短辺側ま
    で縦方向に延びていることを特徴とする請求項４記載の
    工作機械の機枠。
  6. 【請求項６】 工作機械の機能要素（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ
    ｓｅｌｅｍｅｎｔｅ）を移動可能に案内するガイド（３
    ６）が壁（１４）に取り付けられていることを特徴とす
    る請求項１から５のいずれか１項に記載の工作機械の機
    枠。
  7. 【請求項７】 ガイド（３６）が水平に延びていて、機
    能要素（Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｅｌｅｍｅｎｔｅ）がスタ
    ンド（１２）に向かって工作機械の作業空間方向に移動
    できるようにしたことを特徴とする請求項６記載の工作
    機械の機枠。
  8. 【請求項８】 壁（１４）が工作機械の機能要素（Ｆｕ
    ｎｃｔｉｏｎｓｅｌｅｍｅｎｔｅ）および／または機械
    要素を保持するための支持手段を有していることを特徴
    とする請求項１から７のいずれか１項に記載の工作機械
    の機枠。
  9. 【請求項９】 前記支持手段が、壁（１４）と一体成形
    され、壁（１４）の面から張り出しているブラケット
    （３０）を１つ以上有していることを特徴とする請求項
    ８記載の工作機械の機枠。
  10. 【請求項１０】 前記支持手段（ブラケット３０）のベ
    ッド（１０）からの高さが、ベッド（１０）上に支持さ
    れた工作機械の機械要素のための十分な空間が支持手段
    （ブラケット３０）の下に存在するように選択されてい
    ることを特徴とする請求項８または９に記載の工作機械
    の機枠。
  11. 【請求項１１】 壁（１４）が組立用壁および／または
    工作機械の供給および／または制御手段のためのケーシ
    ング壁として用いられることを特徴とする請求項１から
    １０のいずれか１項に記載の工作機械の機枠。
  12. 【請求項１２】 ベッド上を移動できるスピンドルケー
    スとスタンドに取り付けた工作物固定手段を有する加工
    センターのための請求項１から１１のいずれか１項に記
    載の機枠において、スピンドルケースが、壁（１４）と
    平行に移動できること、工作物を支持するための支持手
    段（ブラケット３０）がスピンドルケースの運動に必要
    な空間の上方でスピンドルケースに必要な空間に水平に
    張り出して壁の縦方向に延びて配置されていること、さ
    らに支持手段（ブラケット３０）と作業スピンドルの間
    で工具を交換するためのハンドリング・ユニット用のガ
    イド（３６）が支持手段（ブラケット３０）の上方で壁
    （１４）に設けられていることを特徴とする工作機械の
    機枠。
JP5223365A 1992-09-14 1993-09-08 工作機械の機枠 Pending JPH06155205A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4230502A DE4230502C1 (de) 1992-09-14 1992-09-14 Maschinengestell für ein Bearbeitungszentrum
DE4230502.0 1992-09-14

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Publication Number Publication Date
JPH06155205A true JPH06155205A (ja) 1994-06-03

Family

ID=6467779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5223365A Pending JPH06155205A (ja) 1992-09-14 1993-09-08 工作機械の機枠

Country Status (7)

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US (1) US5415610A (ja)
EP (1) EP0588090B1 (ja)
JP (1) JPH06155205A (ja)
KR (1) KR940006698A (ja)
AT (1) ATE135615T1 (ja)
DE (2) DE4230502C1 (ja)
TW (1) TW262423B (ja)

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