JPWO2012029105A1 - 横形工作機械 - Google Patents
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Abstract
横形工作機械（１）であって、ベース部（１１）及びベース部（１１）に立設されたサドル支持部（１２）を有するベースフレーム（１０）と、サドル支持部（１２）の背面部に対して、Ｘ軸移動機構（５０）を介して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドル（２０）と、Ｘ軸サドル（２０）に対して、Ｙ軸移動機構（６０）を介して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドル（３０）と、Ｙ軸サドル（３０）に対して、Ｚ軸移動機構（７０）を介して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置（４０）と、を備え、ワークを支持するためのワーク支持部材（８０）が、サドル支持部（１２）の前方でベース部（１１）に取り付けられる。この構成では、装置全体を小型化及び軽量化することができる。
Description
本発明は、横形工作機械に関する。
横形工作機械としては、ワークを支持するためのワーク支持面が上面前部に形成されたベッドと、ベッドの上面後部に対して前後方向（Ｚ軸方向）及び左右方向（Ｘ軸方向）にスライド自在に取り付けられたコラムと、コラムに対して上下方向（Ｙ軸方向）にスライド自在に取り付けられた主軸装置と、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
このような横形工作機械では、主軸装置の主軸に工具を取り付け、ベッドのワーク支持面に載置されたワークに対して、主軸装置を三軸方向に移動させることで、ワークを切削加工することができる。
このような横形工作機械では、主軸装置の主軸に工具を取り付け、ベッドのワーク支持面に載置されたワークに対して、主軸装置を三軸方向に移動させることで、ワークを切削加工することができる。
前記した従来の横形工作機械では、ベッドの上面後部にコラムの移動機構が設けられており、ベッドの上面が前後方向に大きいため、装置全体が大型になる。
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、装置全体を小型化することができる横形工作機械を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、横形工作機械であって、ベース部及び前記ベース部に立設されたサドル支持部を有するベースフレームと、前記サドル支持部の背面部に対して、Ｘ軸移動機構を介して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドルと、前記Ｘ軸サドルに対して、Ｙ軸移動機構を介して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドルと、前記Ｙ軸サドルに対して、Ｚ軸移動機構を介して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置と、を備え、ワークを支持するためのワーク支持部材が、前記サドル支持部の前方で前記ベース部に取り付けられることを特徴としている。
この構成では、ベースフレームのサドル支持部の背面部に主軸装置の移動機構を設けることで、ベースフレームの上面部を前後方向に小さくすることができる。また、サドル支持部の背面部には、Ｘ軸サドルを左右方向にスライドさせるＸ軸移動機構が取り付けられることから、ベースフレームを上方に大きく突出させる必要がないため、ベースフレームを上下方向に小さくすることができる。したがって、本発明の横形工作機械では、ベースフレームを小型化することができ、装置全体を小型化及び軽量化することができる。
また、サドル支持部の前方空間を利用することで、ワーク支持部材の設計の自由度を高めることができる。したがって、加工作業の内容に応じて、チルト機構、オートパレットチェンジャー、インデックス機構など各種のワーク支持部材を配置することができる。
また、主軸装置の移動機構とワーク支持部材とをサドル支持部の前後にバランス良く配置することで、装置全体を小型化することができる。
また、ワーク支持部材をサドル支持部の前方近傍に配置することで、ワーク支持部材から移動機構までの距離を短くすることができ、ベースフレームの熱膨張によってワーク支持部材と主軸装置との間に生じる寸法変化量が小さくなるため、ワークの加工精度を高めることができる。
また、主軸装置の移動機構とワーク支持部材とをサドル支持部の前後にバランス良く配置することで、装置全体を小型化することができる。
また、ワーク支持部材をサドル支持部の前方近傍に配置することで、ワーク支持部材から移動機構までの距離を短くすることができ、ベースフレームの熱膨張によってワーク支持部材と主軸装置との間に生じる寸法変化量が小さくなるため、ワークの加工精度を高めることができる。
前記した横形工作機械において、前記Ｘ軸サドルには、前後方向に貫通した開口部が形成され、前記Ｘ軸サドルの背面部に、前記Ｙ軸移動機構を介して前記Ｙ軸サドルが取り付けられるとともに、前記Ｙ軸サドルの上面部に、前記Ｚ軸移動機構を介して前記主軸装置が取り付けられており、前記主軸装置は、前記Ｘ軸サドルの前記開口部を通過して、前記Ｘ軸サドルよりも前方に突出可能であるように構成することができる。
この構成では、主軸装置がＸ軸サドルの開口部を通過しており、開口部内で上下方向及び前後方向に移動するため、Ｘ軸サドル、Ｙ軸サドル及び主軸装置をコンパクトに配置することができ、装置全体を小型化することができる。
前記した横形工作機械において、前記Ｘ軸サドルは、本体部と、前記本体部から上方に向けて突出し、左右方向に間隔を離して配置された二つの突出部と、を備え、前記各突出部の間に前記開口部が形成されており、前記本体部が前記Ｘ軸移動機構を介して前記サドル支持部の背面部に取り付けられているように構成することができる。
この構成では、開口部よりも下方の本体部にＸ軸移動機構が設けられており、主軸装置よりも下方にＸ軸移動機構が配置されるため、横形工作機械の重心を低くすることができ、横形工作機械の安定性を高めることができる。また、Ｘ軸移動機構をコンパクトに構成することができる。
また、開口部の上部は開放されるため、Ｘ軸サドルを軽量化するとともに、主軸装置の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
また、開口部の上部は開放されるため、Ｘ軸サドルを軽量化するとともに、主軸装置の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
また、前記Ｘ軸サドルの背面部において、前記本体部から前記各突出部に亘って、前記Ｙ軸移動機構を設けた場合には、Ｘ軸サドルの上端部から下端部に亘ってＹ軸サドルを移動させることができるため、主軸装置の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
前記した横形工作機械において、前記サドル支持部の上面の左右両側部に取付部を設け、工具を貯蔵するための工具マガジンを、支持フレームを介して取付部に取り付けることで、工具マガジンを所定の高さに支持することもできる。
この構成では、工具マガジンをベースフレームの上方にコンパクトに収めることができ、装置全体を小型化することができる。また、サドル支持部の上方に工具マガジンを配置することで、主軸装置の先端部と工具マガジンとの前後方向の間隔を小さくすることができるため、主軸装置の前方への突出量を小さくすることができる。
本発明の横形工作機械によれば、ベースフレームを小型化することができ、装置全体を小型化及び軽量化することができる。
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（横形工作機械の全体構成）
本実施形態の横形工作機械１は、図１及び図２に示すように、ベース部１１，１１及びベース部１１，１１に立設されたサドル支持部１２を有するベースフレーム１０と、サドル支持部１２に対して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドル２０と、Ｘ軸サドル２０に対して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドル３０と、Ｙ軸サドル３０に対して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置４０と、を備えている。また、図３に示すように、ベースフレーム１０のベース部１１，１１において、サドル支持部１２の前方となる前部上面には、ワーク（図示せず）を支持するためチルト機構８１を有するワーク支持部材８０が取り付けられている。
本実施形態の横形工作機械１は、図１及び図２に示すように、ベース部１１，１１及びベース部１１，１１に立設されたサドル支持部１２を有するベースフレーム１０と、サドル支持部１２に対して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドル２０と、Ｘ軸サドル２０に対して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドル３０と、Ｙ軸サドル３０に対して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置４０と、を備えている。また、図３に示すように、ベースフレーム１０のベース部１１，１１において、サドル支持部１２の前方となる前部上面には、ワーク（図示せず）を支持するためチルト機構８１を有するワーク支持部材８０が取り付けられている。
横形工作機械１は、図１及び図２に示すように、主軸装置４０の主軸４１の前端部に各種工具を着脱自在となっており、主軸装置４０を左右方向（Ｘ軸方向）、上下方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｚ軸方向）の三軸方向に移動させ、主軸４１とともに回転させた工具によって、ワークを切削加工するものである。
（ベースフレームの構成）
ベースフレーム１０は、左右方向に所定間隔を離して配置された一対の前記ベース部１１，１１と、両ベース部１１，１１を連結する板状の前記サドル支持部１２と、を備えている。
両ベース部１１，１１は、床面に載置されることで横形工作機械１全体を支持する部位である。両ベース部１１，１１は前後方向に延ばされており、横形工作機械１の安定性が高まっている。
また、両ベース部１１，１１の前後方向の略中間部の上面には、サドル支持部１２が架設されている。このように、前後に延ばされた両ベース部１１，１１の上面に、板状のサドル支持部１２が立設されることで、ベースフレーム１０は、側面視で逆Ｔ字形状となっている。なお、両ベース部１１，１１の前端部の間には、両ベース部１１，１１を連結する連結部１１ａが設けられている。
ベースフレーム１０は、左右方向に所定間隔を離して配置された一対の前記ベース部１１，１１と、両ベース部１１，１１を連結する板状の前記サドル支持部１２と、を備えている。
両ベース部１１，１１は、床面に載置されることで横形工作機械１全体を支持する部位である。両ベース部１１，１１は前後方向に延ばされており、横形工作機械１の安定性が高まっている。
また、両ベース部１１，１１の前後方向の略中間部の上面には、サドル支持部１２が架設されている。このように、前後に延ばされた両ベース部１１，１１の上面に、板状のサドル支持部１２が立設されることで、ベースフレーム１０は、側面視で逆Ｔ字形状となっている。なお、両ベース部１１，１１の前端部の間には、両ベース部１１，１１を連結する連結部１１ａが設けられている。
サドル支持部１２の上面の左右両端部には、工具Ｔを貯蔵するための工具マガジンＭ（図３参照）が取り付けられる取付部１２ａ，１２ａが設けられている。図３に示す工具マガジンＭは、各種の工具Ｔを保持する円板状の工具保持部Ｍ１と、工具保持部Ｍ１を所定の高さに支持する支持フレームＭ２と、を備えており、支持フレームＭ２の下端部がサドル支持部１２の各取付部１２ａ，１２ａに取り付けられる。
工具マガジンＭは、工具保持部Ｍ１を回転駆動機構（図示せず）によって回転させることで、加工内容に応じて各種の工具Ｔを主軸装置４０の主軸４１の前端部に供給することができる。
工具マガジンＭは、工具保持部Ｍ１を回転駆動機構（図示せず）によって回転させることで、加工内容に応じて各種の工具Ｔを主軸装置４０の主軸４１の前端部に供給することができる。
両ベース部１１，１１（図１参照）の上面において、サドル支持部１２の前方となる位置には、ワーク支持部材８０が取り付けられる取付部１１ｂ，１１ｂが設けられている。ワーク支持部材８０は、各取付部１１ｂ，１１ｂに取り付けられる支持台８２と、支持台８２の上面に設けられたチルト機構８１と、を備えている。支持台８２はボルトなどによって取付部１１ｂ，１１ｂに取り付けられており、取付部１１ｂ，１１ｂに対して着脱自在となっている。
チルト機構８１は、水平方向に対峙させた二つの軸部材（図示せず）の先端部によってワーク（図示せず）を挟み込み、各軸部材を軸回りに回転させることで、ワークを縦方向（垂直方向）に回転可能に支持する公知の保持治具である。
チルト機構８１は、水平方向に対峙させた二つの軸部材（図示せず）の先端部によってワーク（図示せず）を挟み込み、各軸部材を軸回りに回転させることで、ワークを縦方向（垂直方向）に回転可能に支持する公知の保持治具である。
（Ｘ軸サドルの構成）
Ｘ軸サドル２０は、図４に示すように、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の後方に配設された板状の部材であり、Ｘ軸移動機構５０を介してサドル支持部１２の背面部１２ｂに取り付けられている。
Ｘ軸サドル２０の上部は、前後方向に貫通した開口部２２が形成されており、左右方向に所定間隔を離して二つの突出部２１，２１が上方に向けて突出している凹形状となっている。開口部２２は、主軸装置４０が通過することができる大きさに設定されている。
Ｘ軸サドル２０は、図４に示すように、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の後方に配設された板状の部材であり、Ｘ軸移動機構５０を介してサドル支持部１２の背面部１２ｂに取り付けられている。
Ｘ軸サドル２０の上部は、前後方向に貫通した開口部２２が形成されており、左右方向に所定間隔を離して二つの突出部２１，２１が上方に向けて突出している凹形状となっている。開口部２２は、主軸装置４０が通過することができる大きさに設定されている。
より詳細にＸ軸サドル２０について説明すると、Ｘ軸サドル２０は、正面視で矩形の本体部２３と、本体部２３の上面２３ａの左右両端部から上方に向けて突出した矩形断面の突出部２１，２１と、を備えている。左右方向に間隔を離して配置された各突出部２１，２１の間には、上部が開放された開口部２２が形成されている（図１及び図２参照）。開口部２２がＸ軸サドル２０の上部に形成されることで、Ｘ軸サドル２０の上部が軽量化されている。
（Ｘ軸移動機構の構成）
Ｘ軸移動機構５０は、Ｘ軸サドル２０をサドル支持部１２の背面部１２ｂに対して左右方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｘ軸移動ガイド機構５１と、Ｘ軸送り機構５２と、を備えている。
Ｘ軸移動機構５０は、Ｘ軸サドル２０をサドル支持部１２の背面部１２ｂに対して左右方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｘ軸移動ガイド機構５１と、Ｘ軸送り機構５２と、を備えている。
Ｘ軸移動ガイド機構５１は、図３及び図４に示すように、サドル支持部１２の背面部１２ｂに取り付けられた二本のＸ軸ガイドレール５１ａ，５１ａと、各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに対してそれぞれ摺動自在に係合された複数のＸ軸スライダ５１ｂと、を備えており、各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに沿って、各Ｘ軸スライダ５１ｂがベースフレーム１０の一方のベース部１１から他方のベース部１１に亘って左右方向に移動する公知の直線移動機構である。
各Ｘ軸スライダ５１ｂは、Ｘ軸サドル２０の正面部２０ａに固着されており、Ｘ軸サドル２０は各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに沿って左右方向にスライド自在となっている。
各Ｘ軸スライダ５１ｂは、Ｘ軸サドル２０の正面部２０ａに固着されており、Ｘ軸サドル２０は各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに沿って左右方向にスライド自在となっている。
Ｘ軸送り機構５２は、公知のボールねじによる送り機構であり、サドル支持部１２の背面部１２ｂに取り付けられたＸ軸駆動モータ５２ａと、このＸ軸駆動モータ５２ａに連結され、上下のＸ軸ガイドレール５１ａ，５１ａの間に配置されたＸ軸ボールねじ５２ｂと、Ｘ軸ボールねじ５２ｂに螺合されたナット５２ｃと、を備えている。ナット５２ｃは、Ｘ軸サドル２０に固着されており、Ｘ軸ボールねじ５２ｂを回転させることで、Ｘ軸サドル２０が各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに沿って左右方向に移動する。
より詳細にＸ軸移動機構５０について説明すると、Ｘ軸移動ガイド機構５１の各Ｘ軸スライダ５１ｂ及びＸ軸送り機構５２は、Ｘ軸サドル２０の正面部２０ａにおいて、本体部２３の正面部に設けられている。すなわち、Ｘ軸サドル２０は、本体部２３の正面部がＸ軸移動機構５０を介して、サドル支持部１２の背面部１２ｂに取り付けられている。そして、Ｘ軸移動機構５０は開口部２２よりも下方に配置されている。
（Ｙ軸サドルの構成）
Ｙ軸サドル３０は、図３に示すように、Ｙ軸移動機構６０を介してＸ軸サドル２０の背面部２０ｂに取り付けられている。
Ｙ軸サドル３０は、下部に板状の支持部３１が形成され、上部には支持部３１よりも前後方向に延ばされた延出部３２が形成されている。Ｙ軸サドル３０の延出部３２の前端部は、Ｘ軸サドル２０の開口部２２に挿入されている。
Ｙ軸サドル３０は、図３に示すように、Ｙ軸移動機構６０を介してＸ軸サドル２０の背面部２０ｂに取り付けられている。
Ｙ軸サドル３０は、下部に板状の支持部３１が形成され、上部には支持部３１よりも前後方向に延ばされた延出部３２が形成されている。Ｙ軸サドル３０の延出部３２の前端部は、Ｘ軸サドル２０の開口部２２に挿入されている。
（Ｙ軸移動機構の構成）
Ｙ軸移動機構６０は、図４に示すように、Ｙ軸サドル３０をＸ軸サドル２０の背面部２０ｂに対して上下方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｙ軸移動ガイド機構６１と、Ｙ軸送り機構６２と、を備えている。
Ｙ軸移動機構６０は、図４に示すように、Ｙ軸サドル３０をＸ軸サドル２０の背面部２０ｂに対して上下方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｙ軸移動ガイド機構６１と、Ｙ軸送り機構６２と、を備えている。
Ｙ軸移動ガイド機構６１は、Ｘ軸サドル２０の背面部２０ｂに取り付けられた二本のＹ軸ガイドレール６１ａ，６１ａと、各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａに対してそれぞれ摺動自在に係合された複数のＹ軸スライダ６１ｂと、を備えており、各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａに沿って、各Ｙ軸スライダ６１ｂがＸ軸サドル２０の上端部から下端部に亘って上下方向に移動する公知の直線移動機構である。
各Ｙ軸スライダ６１ｂは、Ｙ軸サドル３０の支持部３１の正面部３１ａに固着されており、Ｙ軸サドル３０は各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａに沿って上下方向にスライド自在となっている。
各Ｙ軸スライダ６１ｂは、Ｙ軸サドル３０の支持部３１の正面部３１ａに固着されており、Ｙ軸サドル３０は各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａに沿って上下方向にスライド自在となっている。
具体的には、Ｙ軸移動ガイド機構６１の各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａは、Ｘ軸サドル２０の背面部２０ｂにおいて、本体部２３の下端部から各突出部２１，２１の上端部に亘って設けられている。これにより、Ｙ軸サドル３０は、Ｘ軸サドル２０の上端部から下端部に亘って上下方向に移動することができる。
Ｙ軸送り機構６２は、公知のボールねじによる送り機構であり、Ｘ軸サドル２０の一方の突出部２１の上面に取り付けられたＹ軸駆動モータ６２ａと、このＹ軸駆動モータ６２ａに連結されたＹ軸ボールねじ６２ｂと、Ｙ軸ボールねじ６２ｂに螺合されたナット６２ｃと、を備えている。ナット６２ｃは、Ｙ軸サドル３０に固着されており、Ｙ軸ボールねじ６２ｂを回転させることで、Ｙ軸サドル３０が各Ｙ軸ガイドレール６１ａ，６１ａに沿って上下方向に移動する。
（主軸装置の構成）
主軸装置４０は、図３に示すように、主軸ハウジング４０ａ内で前後方向に軸方向が配置された主軸４１と、主軸駆動モータ４２と、を備えており、主軸駆動モータ４２の出力部に主軸４１の後端部が連結され、主軸４１の前端部に各種工具（図示せず）を着脱自在となっている。この主軸装置４０は、Ｚ軸移動機構７０を介してＹ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに取り付けられている。
主軸装置４０は、図３に示すように、主軸ハウジング４０ａ内で前後方向に軸方向が配置された主軸４１と、主軸駆動モータ４２と、を備えており、主軸駆動モータ４２の出力部に主軸４１の後端部が連結され、主軸４１の前端部に各種工具（図示せず）を着脱自在となっている。この主軸装置４０は、Ｚ軸移動機構７０を介してＹ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに取り付けられている。
（Ｚ軸移動機構の構成）
Ｚ軸移動機構７０は、図３に示すように、主軸装置４０をＹ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに対して前後方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｚ軸移動ガイド機構７１と、Ｚ軸送り機構７２と、を備えている。
Ｚ軸移動機構７０は、図３に示すように、主軸装置４０をＹ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに対して前後方向にスライド自在に取り付けるための機構であり、Ｚ軸移動ガイド機構７１と、Ｚ軸送り機構７２と、を備えている。
Ｚ軸移動ガイド機構７１は、Ｙ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに取り付けられた二本のＺ軸ガイドレール７１ａ，７１ａと、各Ｚ軸ガイドレール７１ａ，７１ａに対してそれぞれ摺動自在に係合された複数のＺ軸スライダ７１ｂと、を備えており、各Ｚ軸ガイドレール７１ａ，７１ａに沿って、各Ｚ軸スライダ７１ｂが延出部３２の前端部から後端部に亘って前後方向に移動可能な公知の直線移動機構である（図２参照）。
各Ｚ軸スライダ７１ｂは、主軸駆動モータ４２の下面に固着されており、主軸装置４０は各Ｚ軸ガイドレール７１ａ，７１ａに沿って前後方向にスライド自在となっている。
各Ｚ軸スライダ７１ｂは、主軸駆動モータ４２の下面に固着されており、主軸装置４０は各Ｚ軸ガイドレール７１ａ，７１ａに沿って前後方向にスライド自在となっている。
Ｚ軸送り機構７２は、公知のボールねじによる送り機構であり、Ｙ軸サドル３０の延出部３２の後端部に取り付けられたＺ軸駆動モータ７２ａと、このＺ軸駆動モータ７２ａに連結されたＺ軸ボールねじ７２ｂ（図２参照）と、Ｚ軸ボールねじ７２ｂに螺合されたナット７２ｃと、を備えている。ナット７２ｃは、主軸装置４０に固着されており、Ｚ軸ボールねじ７２ｂを回転させることで、主軸装置４０が各Ｚ軸ガイドレール７１ａ，７１ａに沿って前後方向に移動する。
（横形工作機械の作用効果）
以上のように構成された横形工作機械１は、次のように動作して本発明の作用効果を奏する。
本実施形態の横形工作機械１は、図１及び図２に示すように、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の背面部１２ｂにＸ軸サドル２０が取り付けられ、このＸ軸サドル２０の背面部２０ｂにＹ軸サドル３０が取り付けられ、さらに、Ｙ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに主軸装置４０が取り付けられている。
以上のように構成された横形工作機械１は、次のように動作して本発明の作用効果を奏する。
本実施形態の横形工作機械１は、図１及び図２に示すように、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の背面部１２ｂにＸ軸サドル２０が取り付けられ、このＸ軸サドル２０の背面部２０ｂにＹ軸サドル３０が取り付けられ、さらに、Ｙ軸サドル３０の延出部３２の上面部３２ａに主軸装置４０が取り付けられている。
したがって、本実施形態の横形工作機械１は、ベースフレーム１０に対してＸ軸サドル２０を左右方向に移動させることで、ワーク支持部材８０（図３参照）のチルト機構８１に支持されたワーク（図示せず）に対して、主軸装置４０を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。また、Ｘ軸サドル２０に対してＹ軸サドル３０を上下方向に移動させることで、ワークに対して主軸装置４０を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させることができる。さらに、Ｙ軸サドル３０に対して主軸装置４０を前後方向に移動させることで、ワークに対して主軸装置４０を前後方向（Ｚ軸方向）に移動させることができる。
本実施形態の横形工作機械１では、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の背面部１２ｂに主軸装置４０の各移動機構５０，６０，７０を設けることで、ベースフレーム１０を前後方向に小さくすることができる。また、ベースフレーム１０のサドル支持部１２の背面部１２ｂには、Ｘ軸サドル０２を左右方向にスライドさせるＸ軸移動機構５０が取り付けられることから、ベースフレーム１０のサドル支持部１２を上方に大きく突出させる必要がないため、ベースフレーム１０を上下方向に小さくすることができる。したがって、横形工作機械１では、ベースフレーム１０を小型化することができ、横形工作機械１全体を小型化及び軽量化することができる。
また、本実施形態の横形工作機械１では、図３に示すように、主軸装置４０の各移動機構５０，６０，７０とワーク支持部材８０とをサドル支持部１２の前後にバランス良く配置することで、横形工作機械１全体を小型化することができる。
また、ワーク支持部材８０（図３参照）をサドル支持部１２の前方近傍に配置することで、ワーク支持部材８０から各移動機構５０，６０，７０までの距離を短くすることができ、ベースフレーム１０の熱膨張によってワーク支持部材８０と主軸装置４０との間に生じる寸法変化量が小さくなるため、ワークの加工精度を高めることができる。
また、ワーク支持部材８０（図３参照）をサドル支持部１２の前方近傍に配置することで、ワーク支持部材８０から各移動機構５０，６０，７０までの距離を短くすることができ、ベースフレーム１０の熱膨張によってワーク支持部材８０と主軸装置４０との間に生じる寸法変化量が小さくなるため、ワークの加工精度を高めることができる。
また、主軸装置４０は、図１に示すように、Ｘ軸サドル２０の開口部２２を通過しており、開口部２２内で上下方向及び前後方向に移動するため、Ｘ軸サドル２０、Ｙ軸サドル３０及び主軸装置４０をコンパクトに配置することができ、横形工作機械１全体を小型化することができる。
また、Ｘ軸サドル２０では、図４に示すように、開口部２２よりも下方の本体部２３にＸ軸移動機構５０が設けられている。すなわち、開口部２２内を移動する主軸装置４０よりも下方にＸ軸移動機構５０が配置されるため、横形工作機械１の重心を低くすることができ、横形工作機械１の安定性を高めることができる。
また、Ｘ軸サドル２０の開口部２２の上部は開放されているため、Ｘ軸サドル２０を軽量化するとともに、開口部２２内における主軸装置４０の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
また、Ｘ軸サドル２０の背面部２０ｂにおいて、本体部２３の下端部から各突出部２１，２１の上端部に亘ってＹ軸移動機構６０が設けられており、Ｘ軸サドル２０の上端部から下端部に亘ってＹ軸サドル３０を移動させることができるため、主軸装置４０の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
また、Ｘ軸サドル２０の背面部２０ｂにおいて、本体部２３の下端部から各突出部２１，２１の上端部に亘ってＹ軸移動機構６０が設けられており、Ｘ軸サドル２０の上端部から下端部に亘ってＹ軸サドル３０を移動させることができるため、主軸装置４０の上下方向（Ｙ軸方向）への移動量を大きくすることができる。
また、Ｘ軸移動機構５０は開口部２２の下方のみに設けられており、上下のＸ軸ガイドレール５１ａ，５１ａの間隔が小さくなっている。したがって、各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａの間に配置された一本のＸ軸ボールねじ５２ｂによって、Ｘ軸サドル２０を各Ｘ軸ガイドレール５１ａ，５１ａに沿ってスムーズに移動させることができる。このように、Ｘ軸移動機構５０をコンパクトに構成することができる。
また、図３に示すように、サドル支持部１２の上面に工具マガジンＭを取り付けることで、工具マガジンＭをベースフレーム１０の上方にコンパクトに収めることができ、装置全体を小型化することができる。
また、サドル支持部１２の背面部１２ｂに各移動機構５０，６０，７０を介して主軸装置４０を取り付け、サドル支持部１２の上方に工具マガジンＭを配置することで、主軸４１の先端部と工具マガジンＭとの前後方向の間隔を小さくすることができるため、主軸４１の前方への突出量を小さくすることができる。
また、サドル支持部１２の背面部１２ｂに各移動機構５０，６０，７０を介して主軸装置４０を取り付け、サドル支持部１２の上方に工具マガジンＭを配置することで、主軸４１の先端部と工具マガジンＭとの前後方向の間隔を小さくすることができるため、主軸４１の前方への突出量を小さくすることができる。
また、本実施形態の横形工作機械１では、図１に示すように、左右一対のベース部１１，１１の間に空間を形成することで、ベースフレーム１０を従来の横形工作機械に用いられているベッドと比較して、大幅に軽量化することができる。また、両ベース部１１，１１の間の空間にチップ処理装置を収納することもできる。
また、図３に示すように、サドル支持部１２の前方空間を利用することで、ワーク支持部材８０の設計の自由度を高めることができ、さらに、ワーク支持部材８０は、ベースフレーム１０の両ベース部１１，１１に対して着脱自在であるため、加工作業の内容に応じて、各種のワーク支持部材に交換することができる。
例えば、図５に示すように、ワークが収められたパレット（図示せず）を自動で交換するオートパレットチェンジャー８３（ＡＰＣ）が支持台８４の上面に設けられたワーク支持部材８０Ａを用いることができる。さらに、垂直な軸部材に支持されたテーブルを有し、軸部材を軸回りに回転させることで、テーブル上に載置されたワークを横方向（水平方向）に回転可能なインデックス機構が支持台の上面に設けられたワーク支持部材（図示せず）を用いることもできる。
例えば、図５に示すように、ワークが収められたパレット（図示せず）を自動で交換するオートパレットチェンジャー８３（ＡＰＣ）が支持台８４の上面に設けられたワーク支持部材８０Ａを用いることができる。さらに、垂直な軸部材に支持されたテーブルを有し、軸部材を軸回りに回転させることで、テーブル上に載置されたワークを横方向（水平方向）に回転可能なインデックス機構が支持台の上面に設けられたワーク支持部材（図示せず）を用いることもできる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、図４に示すように、本実施形態のＸ軸移動機構５０、Ｙ軸移動機構６０及びＺ軸移動機構７０では、公知のボールねじ機構を用いているが、これに限定されるものではなく、ガイドレールに沿ってスライダを移動させる直線移動機構（リニアモータ式の送り機構）を用いてもよい。
例えば、図４に示すように、本実施形態のＸ軸移動機構５０、Ｙ軸移動機構６０及びＺ軸移動機構７０では、公知のボールねじ機構を用いているが、これに限定されるものではなく、ガイドレールに沿ってスライダを移動させる直線移動機構（リニアモータ式の送り機構）を用いてもよい。
また、本実施形態では、Ｘ軸サドル２０、Ｙ軸サドル３０及び主軸装置４０をそれぞれ一個のＸ軸送り機構５２、Ｙ軸送り機構６２及びＺ軸送り機構７２によって移動させているが、複数のＸ軸送り機構５２、Ｙ軸送り機構６２及びＺ軸送り機構７２によって移動させてもよい。
１ 横形工作機械
１０ ベースフレーム
１１ ベース部
１２ サドル支持部
２０ Ｘ軸サドル
２１ 突出部
２２ 開口部
２３ 本体部
３０ Ｙ軸サドル
３２ 延出部
４０ 主軸装置
４１ 主軸
４２ 主軸駆動モータ
５０ Ｘ軸移動機構
５１ Ｘ軸移動ガイド機構
５１ａ Ｘ軸ガイドレール
５１ｂ Ｘ軸スライダ
５２ Ｘ軸送り機構
５２ａ Ｘ軸駆動モータ
６０ Ｙ軸移動機構
６１ Ｙ軸移動ガイド機構
６１ａ Ｙ軸ガイドレール
６１ｂ Ｙ軸スライダ
６２ Ｙ軸送り機構
６２ａ Ｙ軸駆動モータ
７０ Ｚ軸移動機構
７１ Ｚ軸移動ガイド機構
７１ａ Ｚ軸ガイドレール
７１ｂ Ｚ軸スライダ
７２ Ｚ軸送り機構
７２ａ Ｚ軸駆動モータ
８０ ワーク支持部材
８１ チルト機構
８３ オートパレットチェンジャー
Ｍ 工具マガジン
Ｔ 工具
１０ ベースフレーム
１１ ベース部
１２ サドル支持部
２０ Ｘ軸サドル
２１ 突出部
２２ 開口部
２３ 本体部
３０ Ｙ軸サドル
３２ 延出部
４０ 主軸装置
４１ 主軸
４２ 主軸駆動モータ
５０ Ｘ軸移動機構
５１ Ｘ軸移動ガイド機構
５１ａ Ｘ軸ガイドレール
５１ｂ Ｘ軸スライダ
５２ Ｘ軸送り機構
５２ａ Ｘ軸駆動モータ
６０ Ｙ軸移動機構
６１ Ｙ軸移動ガイド機構
６１ａ Ｙ軸ガイドレール
６１ｂ Ｙ軸スライダ
６２ Ｙ軸送り機構
６２ａ Ｙ軸駆動モータ
７０ Ｚ軸移動機構
７１ Ｚ軸移動ガイド機構
７１ａ Ｚ軸ガイドレール
７１ｂ Ｚ軸スライダ
７２ Ｚ軸送り機構
７２ａ Ｚ軸駆動モータ
８０ ワーク支持部材
８１ チルト機構
８３ オートパレットチェンジャー
Ｍ 工具マガジン
Ｔ 工具
Claims (5)
- ベース部及び前記ベース部に立設されたサドル支持部を有するベースフレームと、
前記サドル支持部の背面部に対して、Ｘ軸移動機構を介して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドルと、
前記Ｘ軸サドルに対して、Ｙ軸移動機構を介して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドルと、
前記Ｙ軸サドルに対して、Ｚ軸移動機構を介して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置と、を備え、
ワークを支持するためのワーク支持部材が、前記サドル支持部の前方で前記ベース部に取り付けられることを特徴とする横形工作機械。 - 前記Ｘ軸サドルには、前後方向に貫通した開口部が形成され、
前記Ｘ軸サドルの背面部に、前記Ｙ軸移動機構を介して前記Ｙ軸サドルが取り付けられるとともに、前記Ｙ軸サドルの上面部に、前記Ｚ軸移動機構を介して前記主軸装置が取り付けられており、
前記主軸装置は、前記Ｘ軸サドルの前記開口部を通過して、前記Ｘ軸サドルよりも前方に突出可能であることを特徴とする請求項１に記載の横形工作機械。 - 前記Ｘ軸サドルは、本体部と、前記本体部から上方に向けて突出し、左右方向に間隔を離して配置された二つの突出部と、を備え、前記各突出部の間に前記開口部が形成されており、前記本体部が前記Ｘ軸移動機構を介して前記サドル支持部の背面部に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の横形工作機械。
- 前記Ｙ軸移動機構は、前記Ｘ軸サドルの背面部において、前記本体部から前記各突出部に亘って設けられていることを特徴とする請求項３に記載の横形工作機械。
- 前記サドル支持部には、工具を貯蔵するための工具マガジンが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の横形工作機械。
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