TW201819101A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

本發明不僅於工件之加工時而且於工具更換時等非加工時亦防止切屑或霧等向非加工區域侵入。

工作機械1具備：加工區域MS，其構成對工件進行加工之封閉空間；非加工區域CS，其構成不對工件進行加工之封閉空間；開口部9a，其使加工區域MS與非加工區域CS連通；及擋板13，其將開口部9a打開或關閉。藉由將擋板13關閉而將開口部9a遮蔽，從而將加工區域MS與非加工區域CS隔離。於工作機械1中設置有在工件之加工時及非加工時向非加工區域CS之空間內送入風之送風機14。

Description

工作機械

本發明係關於一種具備防止切屑或霧等侵入至非加工區域之功能的工作機械。

關於工作機械，存在於工件之加工區域中進行加工時產生之切屑、或霧(由於供給冷卻劑或潤滑劑而產生之油煙及其飛沫等)向非加工區域侵入之情況。於非加工區域設置有例如自動工具更換裝置、或主軸等加工單元。

若切屑或霧等向例如自動工具更換裝置之收容空間侵入，則於工具更換時，切屑會附著於工具，或工具因霧而受到污染。其結果，有如下擔憂：於將工具之錐柄部安裝於主軸時，發生位置偏移等而無法進行精密之安裝，從而使工件之加工精度惡化。

因此，於專利文獻1中，藉由在加工區域與非加工區域之間設置簡易構造之遮蔽板，而防止加工時所產生之切屑等進入至工具箱或滑動基座後部等非加工區域。

詳細而言，該遮蔽板具有立設於滑動基座上之背面板、及設置於其左右之側面板，於背面板設置有可供主軸頭及工具通過之開口部。又，將該開口部封閉之封閉板設置於工具箱之工具固持部。於工件加工時，利用封閉板將遮蔽板之開口部封閉，而將加工區域與非加工區域隔離。另一方面，於工具更換時，藉由工具 箱之旋轉使封閉板退避而打開遮蔽板之開口部，使主軸頭自開口部進入至非加工區域，從而在工具箱與主軸頭之間進行工具更換。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-248709號公報

於專利文獻1中，藉由在工件之加工時利用封閉板將遮蔽板之開口部封閉，而防止切屑向非加工區域侵入。然而，在例如鋁合金之類的工件之加工時所產生之微細切屑或霧等由於較輕，故而因自身重量而落下需耗費時間，而於加工區域內浮游。因此，若於工具更換時使工具箱旋轉而打開遮蔽板之開口部，則於加工區域內浮游之切屑或霧等會自開口部侵入至非加工區域。

因此，本發明之目的在於提供一種不僅於工件之加工時，而且於工具更換時等非加工時亦能夠防止切屑或霧等向非加工區域侵入的工作機械。

本發明之工作機械具備：加工區域，其構成對工件進行加工之封閉空間；非加工區域，其構成不對工件進行加工之封閉空間；開口部，其使加工區域與非加工區域連通；及開關構件，其將該開口部打開或關閉。藉由利用開關構件將開口部遮蔽，而將加工區域與非加工區域隔離。本發明之特徵在於：於此種工作機械中設置有在工件之加工時及非加工時向非加工區域之空間內送入風 之送風手段。

藉由利用送風手段向非加工區域之空間內送入風，從而非加工區域內之壓力變得高於加工區域內之壓力，所送入之風例如通過開關構件附近之間隙等而自非加工區域流出。由於該流出之風，使得於加工區域內浮游之切屑或霧無法通過上述間隙而侵入至非加工區域內。

於本發明中，亦可為，藉由送風手段向非加工區域之空間內送入之風，於工件之加工時，在藉由開關構件將開口部遮蔽之狀態下，通過非加工區域之間隙而自非加工區域向加工區域流出，於工件之非加工時，在藉由開關構件將開口部打開之狀態下，通過開口部而自非加工區域向加工區域流出。

於本發明中，送風手段亦可為設置於非加工區域之附近之送風機。

於本發明中，送風手段亦可為對加工區域內之霧進行集塵之集霧器。

於本發明中，亦可在集霧器與加工區域之間設置抽吸該加工區域內之霧之抽吸管，且在集霧器與非加工區域之間設置將自集霧器排出之清潔空氣向非加工區域供給之供給管。

於本發明中，亦可於非加工區域之空間內設置用以在與主軸之間進行工具之更換的自動工具更換裝置。

於本發明中，開關構件亦可於工件之加工時將開口部遮蔽，於工具更換時將開口部打開。

根據本發明，不僅於工件之加工時，而且於非加工時 亦能夠防止加工區域之切屑或霧等向非加工區域侵入，故而可謀求提高加工精度。又，本發明無需使用消耗電力較大之壓縮空氣源，故而可無需複雜之設備或控制而簡易地實現，並且於節能效果或效率方面亦非常優異。

1、21、41、42‧‧‧工作機械

2、22‧‧‧底座

3、23‧‧‧柱

4、24、44‧‧‧第1鞍

5、25、45‧‧‧第2鞍

6、26、46‧‧‧主軸頭

7、27、47‧‧‧主軸

8、28、48‧‧‧自動工具更換裝置

9‧‧‧收容罩

9a、33a、43a‧‧‧開口部

10、29、49‧‧‧工具箱

11、30、50‧‧‧工具固持部

12、32、52‧‧‧平台

12a‧‧‧台

13、51‧‧‧擋板(開關構件)

14、35、56‧‧‧送風機(送風手段)

31、53‧‧‧罩

33‧‧‧間隔板

33b‧‧‧滑動罩

33c‧‧‧捲繞盒

34‧‧‧隧道式罩

34a、43c‧‧‧前表面罩(開關構件)

41a‧‧‧外罩

43‧‧‧基台

43b‧‧‧間隙

54‧‧‧吹射機

55‧‧‧傾斜板

60‧‧‧集霧器(送風手段)

61‧‧‧抽吸管

62‧‧‧供給管

CS、CS’‧‧‧非加工區域

MS‧‧‧加工區域

T‧‧‧工具

圖1係本發明之第1實施形態之工作機械之前視圖。

圖2係圖1之工作機械之側視圖。

圖3係本發明之第2實施形態之工作機械之立體圖。

圖4(a)至(c)係圖3之工作機械之側視圖。

圖5係本發明之第3實施形態之工作機械之側視圖。

圖6係圖5之工作機械之前視圖。

圖7係本發明之第4實施形態之工作機械之側視圖。

其次，基於圖1至圖7對本發明之實施形態進行說明。於各圖中，對於相同部分或對應之部分標註相同符號。

〈第1實施形態〉

圖1及圖2表示本發明之第1實施形態。工作機械1係主軸沿水平方向配置之橫置式工作機械，如圖2所示，具備：底座2，其設置於地板上；門形之柱3，其立設於該底座2上；第1鞍4，其可於左右方向上移動地支撐於該柱3之後表面與底座2之上表面；第2鞍5，其可於上下方向上移動地支撐於該第1鞍4之前表面；主軸頭6，其可於前後方向上移動地支撐於該第2鞍5；及主軸7， 其可旋轉地支撐於該主軸頭6，且於前端安裝工具。

於柱3之上部桁架前表面設置有自動工具更換裝置8。該自動工具更換裝置8係收容於箱狀之收容罩9內。自動工具更換裝置8具備推導出所期望之工具T之工具箱10。於工具箱10之周緣設置有固持工具之工具固持部11。

於圖2中，MS表示加工區域，CS表示非加工區域。加工區域MS係對工件進行加工之封閉空間，非加工區域CS係不對工件進行加工之封閉空間。於作為加工區域MS之門形柱3前方設置有夾持並固定作為被加工物之工件的平台12、及供設置該平台12之台12a。台12a具有用以將切屑排出至底座2之前表面之未圖示之貫通孔(通稱槽)。

收容罩9覆蓋自動工具更換裝置8整體，以不使因加工而產生之切屑或霧附著於自動工具更換裝置8。該收容罩9之內部係無切屑之潔淨空間，成為非加工區域CS。於自收容罩9之下表面直至後表面下部設置有用以供主軸7出入之開口部9a。於該開口部9a具備L字形之擋板13。該擋板13係於圖1中在左右方向上移動而將開口部9a打開或關閉。於工件之加工時，藉由利用擋板13將開口部9a遮蔽，而將加工區域MS與非加工區域CS隔離。擋板13係本發明中之「開關構件」之一例。

於加工時，主軸7於加工區域MS內在上下、左右、前後方向上移動，而對工件進行加工。於工具更換時，主軸7自加工區域MS向作為非加工區域CS之工具箱10之工具固持部11移動。此時，擋板13開放而開口部9a被打開，加工區域MS與非加工區域CS成為連通狀態。

於本實施形態中，在收容罩9之上表面設置有送風機14。該送風機14具備藉由馬達而旋轉之風扇，不論於工件之加工時、非加工時，均藉由風扇之旋轉引入外部氣體，而將風送入至收容罩9之內部。送風機14係本發明中之「送風手段」之一例。

於工件之加工時，擋板13關閉，故而藉由向收容罩9內送入之風，使得作為非加工區域CS之收容罩9內之壓力變得略微高於加工區域MS內之壓力。而且，向收容罩9內送入之風通過例如位於擋板13附近之微小間隙而自收容罩9向加工區域MS流出。由於該流出之風，故而於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法通過上述間隙而侵入至作為非加工區域CS之收容罩9內。

另一方面，於工具更換時，擋板13開放而開口部9a被打開，故而來自送風機14之風自收容罩9內通過開口部9a向加工區域MS流入。因此，於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法侵入至收容罩9內。

如上所述，於第1實施形態中，在工件之加工時，藉由擋板13將開口部9a遮蔽，除此以外，風自收容罩9之間隙流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過該間隙而侵入至收容罩9內。又，於工具更換時，雖然擋板13開放而開口部9a被打開，但由於收容罩9內之風自開口部9a向加工區域MS流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過開口部9a侵入至收容罩9內。

如此，根據第1實施形態，不僅於工件之加工時，而且於非加工時，亦能夠防止切屑或霧向非加工區域CS侵入，故而無切屑或霧附著於工具T等之擔憂，從而工件之加工精度提高。又，由於僅藉由在工作機械1附設送風機14即可，而無需使用消 耗電力較大之壓縮空氣源，故而可無需複雜之設備或控制而簡易地實現，並且於節能效果或效率方面亦非常優異。

〈第2實施形態〉

圖3及圖4表示本發明之第2實施形態。工作機械21係主軸沿水平方向配置之橫置式工作機械，且具備：底座22，其設置於地板上；柱狀之柱23，其分別立設於該底座22之前方之左右方向；第1鞍24，其可於左右方向上移動地支撐於底座22上；第2鞍25，其可於前後方向上移動地支撐於該第1鞍24上；主軸頭26，其可於前後方向上移動地支撐於該第2鞍25；及主軸27，其可旋轉地支撐於該主軸頭26，且於前端安裝工具。

於主軸頭26之上部設置有自動工具更換裝置28(圖4)。該自動工具更換裝置28具備：工具箱29，其相對於主軸頭26傾斜地設置；及工具固持部30，其設置於該工具箱29之周緣。工具箱29與主軸頭26向前後方向之移動連動，而如圖4(a)~(c)般位移，於主軸頭26移動至工具更換位置時傾斜最大幅度(圖4(c))，從而與在主軸27之間進行工具T之更換。自動工具更換裝置28或主軸頭26等位於非加工區域CS，該非加工區域CS由罩31覆蓋。

如圖3所示，於立設於底座22之柱23，可於上下方向上移動地設置有夾持並固定未圖示之工件的平台32。柱23之前方成為加工區域MS(圖4)。又，於柱23之後表面設置有將加工區域MS與非加工區域CS間隔開之間隔板(通稱XY蓋板)33。該間隔板33具有向左右(X方向)、上下(Y方向)擴展之平面，防止加工區域MS內之切屑或霧向非加工區域CS侵入。

間隔板33具備供主軸27通過之開口部33a(圖3)、及隔著該開口部33a而設置之滑動罩33b。滑動罩33b與主軸頭26向左右方向之移動連動地向左右移動，並捲繞至捲繞盒33c(圖4)。

如圖4所示，於第1鞍24設置有覆蓋主軸頭26之筒狀之隧道式罩34。主軸頭26變得可於該隧道式罩34內朝前後方向移動。於隧道式罩34之前端設置有凸緣狀之前表面罩34a(圖3)。該前表面罩34a發揮將間隔板33之開口部33a與主軸頭26之間隙蓋住之作用。於工件之加工時，隧道式罩34位於圖4(a)之位置。此時，藉由前表面罩34a將開口部33a遮蔽，而將加工區域MS與非加工區域CS隔離。前表面罩34a係本發明中之「開關構件」之一例。

隧道式罩34由與主軸頭26之驅動源(馬達)不同之驅動源驅動，而朝前後方向移動。於工具更換時，工具箱29以最大角度傾斜而在與主軸27之間進行工具之更換，此時如圖4(c)所示，隧道式罩34後退至不與工具箱29相干涉之後方位置。此時，設置於間隔板33之開口部33a被打開，加工區域MS與非加工區域CS成為連通狀態。

於本實施形態中，如圖4所示，於覆蓋非加工區域CS之罩31之上表面設置有送風機35。該送風機35具備藉由馬達而旋轉之風扇，不論於工件之加工時、非加工時，均藉由風扇之旋轉引入外部氣體，而將風送入至罩31之內部。送風機35係本發明中之「送風手段」之一例。

於工件之加工時，開口部33a由前表面罩34a遮蔽，故而藉由向罩31送入之風，使得作為非加工區域CS之罩31內之 壓力變得略微高於加工區域MS內之壓力。而且，向罩31內送入之風自罩31之間隙向罩31之外部流出。由於該流出之風，故而於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法通過罩31之間隙而侵入至作為非加工區域CS之罩31內。

另一方面，於工具更換時，前表面罩34a後退而開口部33a被打開，故而來自送風機35之風自罩31內通過開口部33a向加工區域MS流入。因此，於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法侵入至罩31內。

如上所述，於第2實施形態中，在工件之加工時，藉由前表面罩34a將開口部33a遮蔽，除此以外，風自罩31之間隙流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過該間隙而侵入至罩31內。又，於工具更換時，雖然前表面罩34a後退而開口部33a被打開，但由於罩31內之風自開口部33a向加工區域MS流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過開口部33a侵入至罩31內。

如此，根據第2實施形態，與第1實施形態同樣地，不僅於工件之加工時而且於非加工時亦能夠防止切屑或霧向非加工區域CS侵入，故而無切屑或霧附著於工具T等之擔憂，從而工件之加工精度提高。又，與第1實施形態同樣地，僅藉由在工作機械21附設送風機35即可，而無需使用消耗電力較大之壓縮空氣源，故而可無需複雜之設備或控制而簡易地實現，並且於節能效果或效率方面亦非常優異。

〈第3實施形態〉

圖5及圖6表示本發明之第3實施形態。工作機械41係主軸沿垂直方向配置之立式工作機械，且具備：基台43，其設置於地板上；第1鞍44，其可於前後方向上移動地支撐於該基台43之上表面；第2鞍45，其可於左右方向上移動地支撐於該第1鞍44之前表面；主軸頭46，其可於上下方向上移動地支撐於該第2鞍45；及主軸47，其可旋轉地支撐於該主軸頭46，且於前端安裝工具。

於箱狀基台43之內部設置有供收容自動工具更換裝置48之收容空間，該收容空間成為非加工區域CS。於該非加工區域CS中，自動工具更換裝置48之工具箱49以與主軸47之旋轉軸平行之垂直軸為中心旋轉。於工具箱49之周緣設置有工具固持部50，於該工具固持部50固持有複數個工具T。

於基台43之前表面之上部，如圖6所示般，設置有供主軸47通過之開口部43a、以及將該開口部43a打開或關閉之擋板51。擋板51於圖6中設置為可朝左右方向移動。於工件之加工時，藉由利用擋板51將開口部43a遮蔽，而將加工區域MS與非加工區域CS隔離。擋板51係本發明中之「開關構件」之一例。

於基台43之前表面設置有夾持並固定未圖示之工件之平台52。加工區域MS係由基台43之前表面與罩53等所包圍而成之空間。罩53形成為伸縮皺褶狀，且與第1鞍44及主軸頭46向前後方向之移動連動地伸縮。再者，於工作機械41之由外罩41a或罩53等所包圍而成之空間中，收容有主軸頭46之未圖示之引導軌道或驅動源等，該空間亦成為非加工區域CS’。

於基台43之下部前方設置有具有用以將加工區域MS之切屑排出之貫通孔(省略圖示)的吹射機54。又，於自動工具 更換裝置48之下方設置有朝向前方下降之傾斜板55，以使即便附著於工具T之切屑於非加工區域CS內落下，亦能夠將該切屑向吹射機54引導。在該傾斜板55之前端部與基台43之前表面罩43c之下端部之間，設置有些許間隙43b，切屑通過該間隙43b而朝向吹射機54被排出。

於本實施形態中，如圖5所示，於設置有自動工具更換裝置48之非加工區域CS之後方設置有送風機56。該送風機56具備藉由馬達而旋轉之風扇，不論於工件之加工時、非加工時，均藉由風扇之旋轉引入外部氣體，而將風送入至非加工區域CS之空間。送風機56係本發明中之「送風手段」之一例。

於工件之加工時，擋板51關閉，故而藉由送入之風，使得非加工區域CS內之壓力變得略微高於加工區域MS內之壓力。而且，向非加工區域CS內送入之風自擋板51之間隙、或傾斜板55與前表面罩43c之間隙43b等流出。由於該流出之風，故而於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法通過上述間隙而侵入至非加工區域CS之空間。

另一方面，於工具更換時，擋板51開放而開口部43a被打開，故而加工區域MS與非加工區域CS成為連通狀態，來自送風機56之風自非加工區域CS通過開口部43a向加工區域MS流入。因此，於加工區域MS內浮游之切屑或霧無法侵入至非加工區域CS。

再者，亦可藉由與送風機56不同之送風機對由罩41a、53所包圍而成之非加工區域CS’輸送風。

如上所述，於第3實施形態中，在工件之加工時，藉 由擋板51將開口部43a遮蔽，除此以外，風自非加工區域CS之間隙43b等流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過該間隙而侵入至非加工區域CS內。又，於工具更換時，雖然擋板51開放而開口部43a被打開，但由於非加工區域CS內之風自開口部43a向加工區域MS流出，故而可防止加工區域MS內之切屑或霧通過開口部43a侵入至非加工區域CS內。

如此，根據第3實施形態，與第1實施形態同樣地，不僅於工件之加工時而且於非加工時亦能夠防止切屑或霧向非加工區域CS侵入，故而無切屑或霧附著於工具T等之擔憂，從而工件之加工精度提高。又，與第1實施形態同樣地，僅藉由在工作機械41附設送風機56即可，而無需使用消耗電力較大之壓縮空氣源，故而可無需複雜之設備或控制而簡易地實現，並且於節能效果或效率方面亦非常優異。

且說，於第3實施形態之工作機械41中，若第1鞍44於加工區域MS內向前後移動，則伸縮皺褶狀之罩53伸縮，從而加工區域MS內之容積發生變化。而且，於第1鞍44前進之情形時，加工區域MS內之壓力增大，該區域內之空氣變得易於向非加工區域CS內流入，故而加工區域MS內之切屑或霧亦易於向非加工區域CS內侵入。然而，如本實施形態般，藉由向非加工區域CS內送入風，可不受加工區域MS之容積變化影響而防止切屑或霧向非加工區域CS侵入。

〈第4實施形態〉

圖7表示本發明之第4實施形態。第4實施形態之工作機械42 係第3實施形態之工作機械41之變形例，以下，僅對與第3實施形態不同之方面進行說明。

於工作機械42附設有對加工區域MS內之霧等進行集塵之集霧器60。集霧器60係本發明中之「送風手段」之一例。在集霧器60與加工區域MS之間設置有抽吸管61，在集霧器60與非加工區域CS之間設置有供給管62。抽吸管61抽吸包含在加工區域MS內浮游之霧的空氣並向集霧器60輸送。集霧器60將自抽吸管61送來之空氣中所含之霧等去除而排出清潔空氣。供給管62將自集霧器60排出之清潔空氣自基台43之後部上方供給至非加工區域CS內。

於本實施形態中，代替設置如第1至第3實施形態之送風機14、35、56，而利用集霧器60將其排氣(清潔空氣)送入至非加工區域CS內。因此，與設置有送風機之情形同樣地，空氣自非加工區域CS向加工區域MS流出，故而可防止加工區域MS之切屑或霧向非加工區域CS侵入。

〈其他實施形態〉

本發明並不限於上述實施形態，亦可採用其他各種實施形態。

例如，於上述各實施形態中，列舉了朝左右方向打開之擋板13、51為例，但其等亦可為朝上下方向打開之擋板。

又，於圖7中，列舉了將集霧器60設置於工作機械42之上部，而自加工區域MS之頂壁側利用抽吸管61抽吸該區域內之空氣為例，但亦可將集霧器60設置於工作機械42之下部，而自加工區域MS之下方側利用抽吸管61抽吸該區域內之空氣。於 該情形時，抽吸管61可直接連接於加工區域MS，亦可連接於設置在吹射機54下之切屑搬送用碎屑輸送機(省略圖示)。

又，於圖7中，將集霧器60之排氣僅供給至非加工區域CS，但亦能夠將該排氣供給至非加工區域CS’。

進而，如圖7般使集霧器60之排氣循環而將清潔空氣送入至非加工區域CS內之方法亦能夠於圖1~圖6之工作機械中實施。

Claims (7)

1. 一種工作機械，其具備：加工區域，其構成對工件進行加工之封閉空間；非加工區域，其構成不對工件進行加工之封閉空間；開口部，其使上述加工區域與上述非加工區域連通；及開關構件，其將上述開口部打開或關閉；藉由利用上述開關構件將上述開口部遮蔽，而將上述加工區域與上述非加工區域隔離；該工作機械之特徵在於：設置有送風手段，該送風手段於上述工件之加工時及非加工時，向上述非加工區域之空間內送入風。
2. 如請求項1之工作機械，其中，藉由上述送風手段向上述非加工區域之空間內送入之風，於上述工件之加工時，在藉由上述開關構件將上述開口部遮蔽之狀態下，通過上述非加工區域之間隙而自上述非加工區域向上述加工區域流出，於上述工件之非加工時，在藉由上述開關構件將上述開口部打開之狀態下，通過上述開口部而自上述非加工區域向上述加工區域流出。
3. 如請求項1或2之工作機械，其中，上述送風手段係設置於上述非加工區域之附近之送風機。
4. 如請求項1或2之工作機械，其中，上述送風手段係對上述加工區域內之霧進行集塵之集霧器。
5. 如請求項4之工作機械，其中，在上述集霧器與上述加工區域之間，設置有抽吸該加工區域內之 霧的抽吸管，在上述集霧器與上述非加工區域之間，設置有將自上述集霧器排出之清潔空氣向上述非加工區域供給之供給管。
6. 如請求項1或2之工作機械，其中，於上述非加工區域之空間內，設置有用以在與主軸之間進行工具之更換之自動工具更換裝置。
7. 如請求項6之工作機械，其中，上述開關構件於上述工件之加工時將上述開口部遮蔽，於上述工具之更換時將上述開口部打開。