TW201836756A - 門型工作機械 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種門型工作機械，其課題在於，實現輕量化並且實現加工精度的提高。本發明的門型工作機械具備：第一立柱(10）及第二立柱(20)；橫軌(32)，被第一立柱(10)及第二立柱(20)支撐；及主軸頭(332)，被橫軌(32)支撐，且在第一立柱(10)及第二立柱(20)上，分別設置有隨著朝向上方而向相對於橫軌(32)的主軸頭(332)側傾斜之斜支柱(15、25)。藉由設置斜支柱(15、25)，能夠實現重量減輕，並且使斜支柱(15、25)的傾斜度與相對於橫軌(32)的主軸頭(332)的配置相對應，藉此能夠提高各立柱(10、20)的剛性，以有效地耐受主軸頭(332)側的荷重增加。因此，能夠實現輕量化並且實現加工精度的提高。

Description

門型工作機械

[0001] 本申請主張基於2017年3月28日申請之日本專利申請第2017-062240號之優先權。該日本申請之全部內容藉由參閱援用於本說明書中。 　　本發明係有關一種具備立柱之門型工作機械。

[0002] 門型工作機械，具備藉由左右一對立柱而支撐兩端部的橫軌，以及被橫軌支撐之主軸頭。 　　就該種門型工作機械而言，需要提高左右立柱的剛性，以耐受橫軌及主軸頭的重量且主軸頭不會因撓曲而影響加工精度。 　　習知之門型工作機械中，在左右立柱的空心內部，沿傾斜方向設置凸條的肋以提高了其剛性(例如，參閱專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0003] 　　專利文獻1：日本特開平10-286734號公報

[本發明所欲解決之課題] 　　[0004] 上述習知之門型工作機械中，肋向橫軌的長邊方向傾斜而形成，因此針對相對於橫軌的長邊方向的荷重能夠得到高剛性。 　　然而，在由橫軌支撐主軸頭的情況下，在橫軌容易產生朝向成為主軸頭側的方向的荷重，上述習知之門型工作機械的剛性針對朝向相同方向的荷重並不充分。因此，存在左右立柱相對於橫軌而向主軸頭側撓曲、加工精度降低之可能性。 　　[0005] 本發明的目的為提供一種抑制立柱的撓曲且加工精度高之門型工作機械。 [用以解決課題之手段] 　　[0006] 將本發明的門型工作機械設為，具備： 　　第一立柱及第二立柱； 　　橫軌，被前述第一立柱及前述第二立柱支撐；及 　　主軸頭，被前述橫軌支撐， 　　在前述第一立柱及前述第二立柱上分別設置有隨著朝向上方而向相對於前述橫軌的前述主軸頭側傾斜之斜支柱的結構。 [發明之效果] 　　[0007] 依本發明，能夠提供一種抑制立柱的撓曲且加工精度高之門型工作機械。

[0009] [門型工作機械的概要] 　　以下，參閱圖示，對本發明的實施形態進行詳細說明。 　　圖1係表示本發明的實施形態的門型工作機械1的立體圖。圖中，X軸方向及Y軸方向均水平且彼此正交，Z軸方向係與X軸方向及Y軸方向正交之鉛直的上下方向。以下的說明中，將X軸方向的一方設為前，將另一方設為後，將Y軸方向的一方設為左，將另一方設為右。 　　[0010] 門型工作機械1係對工件的一表面進行研磨之所謂磨床，具備：基部31a、31b；第一立柱10；第二立柱20；橫軌32；鞍座331；主軸頭332；加工裝置34以及配置有工件的工作台36及機床35。 　　[0011] [機床] 　　機床35具備沿著X軸方向的未圖示之一對直線導引件，並將工作台36支撐為能夠沿著X軸方向移動。又，在機床35上搭載有將工作台36沿著X軸方向輸送之未圖示之輸送機構。輸送機構以能夠任意地控制動作量的馬達作為驅動源，且能夠將工件(加工對象物)保持在工作台36上並向X軸方向進行輸送。 　　[0012] 又，一對基部31a、31b以伸出之方式連結配備於機床35的Y軸方向的兩側。在右側的基部31a上載置配備有第一立柱10，在左側的基部31b上載置配備有第二立柱20，各立柱10、20的下端部藉由螺栓或焊接等周知的方法固定於基部31a、31b。 　　[0013] [橫軌] 　　第一立柱10及第二立柱20隔著機床35在Y軸方向上排列而豎立設置。而且，在該些立柱10、20的上端部上，經由支架32a(省略第二立柱20側支架的圖示)，以朝向Y軸方向的狀態固定支撐有橫軌32。而且，各立柱10、20的上端部藉由螺栓或焊接等周知的方法固定於橫軌32。 　　橫軌32在Y軸方向上細長，並在其前側經由未圖示之直線導引件而將鞍座331支撐為能夠在Y軸方向上移動。 　　又，在橫軌32上搭載有將鞍座331沿著Y軸方向移動定位之未圖示之輸送機構。該輸送機構亦以能夠任意地控制動作量的馬達作為驅動源，並能夠將鞍座331沿著Y軸方向任意地移動定位。 　　鞍座331支撐主軸頭332，主軸頭332支撐加工裝置34。另一方面，協同進行藉由橫軌32來控制鞍座331在Y軸方向的移動以及藉由機床35來控制工件在X軸方向的移動。藉此，針對工件，能夠將加工裝置34相對地在X-Y平面的任意的位置移動定位，並亦能夠在工件的整個表面或任一位置上進行研磨加工。 　　[0014] [主軸頭及鞍座] 　　主軸頭332經由鞍座331藉由橫軌32支撐為能夠在Y軸方向上移動，並藉由鞍座331支撐為能夠沿著Z軸方向升降。又，主軸頭332在下端部支撐加工裝置34。 　　[0015] 鞍座331係起到使主軸頭332沿著Z軸方向進行升降之作用者。 　　因此，鞍座331藉由未圖示之直線導引件而將主軸頭332支撐為能夠沿著Z軸方向移動。而且，在鞍座331上搭載有將主軸頭332沿著Z軸方向而移動定位之未圖示之輸送機構。該輸送機構亦以能夠任意地控制動作量的馬達作為驅動源，並能夠將主軸頭332沿著Z軸方向任意地移動定位。 　　[0016] [加工裝置] 　　加工裝置34保持於主軸頭332的下端部。 　　該加工裝置34係作為工具而具有圍繞Y軸旋轉驅動之圓板狀或圓筒狀的砂輪34a的研磨裝置。砂輪34a配置於主軸頭332的下端部的右端。該砂輪34a藉由旋轉使其外周與工件滑接而進行研磨。 　　[0017] [第一立柱及第二立柱] 　　圖2(A)係第一立柱10或第二立柱20的立體圖，圖2(B)係沿著圖2(A)的W-W線的剖面圖。 　　另外，除了Y軸方向的寬度不同以外，第一立柱10與第二立柱20的結構為相同，因此關於該些相同結構部分，依圖2(A)及圖2(B)一同進行說明。另外，在圖2(A)及圖2(B)中，為了簡化說明，顯示第一立柱10及第二立柱20的Y軸方向的寬度為相同，但如上所述，實際上第二立柱20的一方的Y軸方向的寬度為寬。 　　[0018] 第一立柱10及第二立柱20係由鋼材等金屬一體鑄造之內部為空心的支柱，從Y軸方向觀察時呈大致梯形狀。 　　第一立柱10及第二立柱20具備：頂板部11、21；底板部12、22；第一支柱13、23；第二支柱14、24及斜支柱15、25。 　　[0019] 頂板部11、21與底板部12、22均係在X軸方向上細長之矩形板狀，底板部12、22比頂板部11、21長。又，為了輕量化，在頂板部11、21與底板部12、22上形成有矩形開口。 　　[0020] 第一支柱13、23連結頂板部11、21的前端部與底板部12、22的前端部並隨著朝向上方而稍微向後方傾斜。又，第一支柱13、23的結構近似於槽鋼。亦即，第一支柱13、23在Y軸方向的兩端部形成有遍及全長而朝向後方豎立設置之凸緣131、231，其剖面呈“ㄈ”字狀。 　　[0021] 第二支柱14、24連結頂板部11、21的後端部與底板部12、22的後端部並沿著Z軸方向而形成。又，第二支柱14、24的結構近似於槽鋼。亦即，第二支柱14、24在Y軸方向的兩端部形成有遍及全長而朝向前方豎立設置之凸緣141、241，其剖面呈“ㄈ”字狀。 　　[0022] 又，如前述，鞍座331及主軸頭332相對於橫軌32而配備於前側。因此，針對第一立柱10及第二立柱20的橫導軌32的支撐荷重在前側變大。因此，第一支柱13、23，採用與第二支柱14、24相比，對於長邊方向的壓縮荷重的剛性高之結構。具體而言，第一支柱13、23的凸緣131、231的寬度(與支柱的長邊方向正交之方向的寬度)比第二支柱14、24的凸緣141、241的寬度更寬。 　　另外，就第一支柱13、23而言，與第二支柱14、24相比，提高相對於長邊方向的壓縮荷重的剛性的結構並不限定於此，亦可以採用其他結構。例如，可以加厚第一支柱13、23的壁面厚度或凸緣131、231的厚度，亦可以在第一支柱13、23上沿著上下方向設置肋，亦可以在第一支柱13、23上安裝加強件。 　　[0023] 斜支柱15、25隨著朝向上方而向前方傾斜，以連結頂板部11、21的前端部與底板部12、22的後端部。又，斜支柱15、25的結構近似於H型鋼。亦即，斜支柱15、25在Y軸方向的兩端部形成有遍及全長而朝向前後兩個方向豎立設置之凸緣151、251。 　　[0024] 又，如前述，加工裝置34中，砂輪34a配置於主軸頭332的下端部的右端。因此，進行研磨時，成為整個主軸頭332相對於砂輪34a而位於左方的狀態，因此位於左方的第二立柱20的荷重大於第一立柱10的荷重的情況較多。 　　因此，對第二立柱20採用與第一立柱10相比在上下壓縮方向的剛性高之結構。具體而言，第二立柱20的Y軸方向寬度比第一立柱10的寬度寬。 　　另外，就第二立柱20而言，與第一立柱10相比提高在上下壓縮方向的剛性的結構並不限定於此，亦可以採用其他結構。例如，與第一立柱10相比，可以加厚第二立柱20的各支柱23、24或斜支柱25的壁面厚度或凸緣231、241、251的厚度，亦可以在各支柱23、24或斜支柱25上沿著上下方向設置肋，亦可以在第二立柱20的各支柱23、24或斜支柱25和凸緣231、241、251上安裝加強件。 　　[0025] [第一立柱及第二立柱的斜支柱與主軸頭之間的關係] 　　圖3係表示第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25與軸頭332之間的關係的門型工作機械1的右側視圖。 　　如前述，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25隨著朝向上方而向前方傾斜。而且，在從橫軌32的長邊方向(Y軸方向)觀察門型工作機械1時，主軸頭332配置成與沿著斜支柱15、25的長邊方向的其延長線e交叉。斜支柱15、25的延長線e通過凸緣151、251的寬度方向的中心位置。 　　[0026] 又，主軸頭332相對於鞍座331而進行上下移動。在圖3中，實線的主軸頭332表示上下移動的上限位置，二點虛線的主軸頭332表示上下移動的下限位置。 　　如圖3所示，即便主軸頭332從上限位置至下限位置的範圍內進行升降時，主軸頭332亦配置成與斜支柱15、25的延長線e交叉。 　　[0027] [發明的實施形態的技術效果] 　　門型工作機械1中，在第一立柱10及第二立柱20上，分別設置有隨著朝向上方而向相對於橫軌32的主軸頭332側(前側)傾斜之斜支柱15、25。 　　在主軸頭332相對於橫軌32而在前側被支撐之情況下，針對各立柱10、20的支撐荷重在前側變大，但針對該種荷重，向上述方向傾斜之斜支柱15、25顯示出高剛性。 　　因此，即便減少各立柱10、20的材料使用量而實現裝置的輕量化之情況下，亦能夠得到高剛性，從而能夠抑制各立柱10、20的撓曲。 　　而且，藉此能夠減少主軸頭332的傾斜的發生，並能夠以適當的方向使加工裝置34的砂輪34a與工件接觸，因此能夠實現加工精度的提高。 　　[0028] 另外，具有上述斜支柱15、25的立柱10、20例如係內部為空心的箱狀，與在內部沿著上下方向設置有凸條的肋(加強結構)的一般的立柱相比，即便將材料使用量降低至一半左右(大致輕量化至一半)的情況下，亦能夠得到與一般立柱相同程度的剛性。 　　[0029] 並且，門型工作機械1形成為，第一立柱10及第二立柱20的前側的第一支柱13、23的剛性高於第二支柱14、24的剛性。 　　關於第一立柱10及第二立柱20，能夠提高相對於橫軌32的主軸頭332側的剛性，並能夠降低各立柱10、20的撓曲而實現加工精度的進一步提高。 　　[0030] 又，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25均形成為H形剖面，因此能夠減輕斜支柱15、25的重量並且提高其剛性，從而能夠維持門型工作機械1的剛性並且實現整個裝置的進一步輕量化。 　　[0031] 又，門型工作機械1中，與主軸頭332在Y軸方向上的砂輪34a的配置相對應，而形成為配置於砂輪34a的相反的一側的第二立柱20的剛性比第一立柱10更高。 　　在主軸頭332的Y軸方向上，將砂輪34a配置於單側(右側)的情況下，幾乎整個主軸頭332始終配置於砂輪34a的左側，因此進行加工動作中，配置於左側的第二立柱20的支撐荷重變大的情況較多。因此，藉由使第二立柱20的剛性比第一立柱10更高，能夠降低加工動作中的傾斜，並實現裝置的加工精度的進一步提高。 　　又，即便在第二立柱20的支撐荷重變大的情況下，亦能夠藉由提高承載力來實現耐久性的提高。 　　[0032] 又，門型工作機械1中，從Y軸方向觀察時，主軸頭332配置成與第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25的延長線e交叉。 　　在該種配置中，針對由於主軸頭332相對於橫軌32的配置而引起之支撐荷重，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25更有效地示出高剛性。 　　而且，即便在主軸頭332位於上下的可動範圍內的任一位置的情況下，亦設為維持主軸頭332與斜支柱15、25的延長線e交叉之配置的結構。在該情況下，進行加工時，即便加工裝置34進行升降，亦能夠始終以高剛性予以支撐。 　　因此，能夠抑制加工裝置34的升降動作的影響，並以高精度來進行加工作業。 　　[0033] [其他] 　　上述發明的實施形態中，對作為門型工作機械1具備具有砂輪34a的加工裝置34的磨床進行了例示，但若為門型，則並不限制加工裝置的加工類型。 　　例如，如圖4所示，對如由主軸頭332支撐具備端銑刀和銑頭等工具34Aa的加工裝置34A的切削盤的門型工作機械1A，亦可以應用第一立柱10及第二立柱20。 　　又，並不限於如圖1所示之加工裝置34那樣砂輪34a的旋轉軸為水平之磨床，對旋轉軸朝向其他方向的門型工作機械或能夠可變控制旋轉軸的方向的門型工作機械，亦可以應用第一立柱10及第二立柱20。 　　[0034] 又，第一立柱10及第二立柱20的左右側面均開口，但亦可以形成為無開口之平板狀。又，亦可以對其接合閉塞開口之板材，亦可以設置罩體。

[0035]

1、1A‧‧‧門型工作機械

10‧‧‧第一立柱

20‧‧‧第二立柱

11、21‧‧‧頂板部

12、22‧‧‧底板部

13、23‧‧‧第一支柱

14、24‧‧‧第二支柱

15、25‧‧‧斜支柱

32‧‧‧橫軌

331‧‧‧鞍座

332‧‧‧主軸頭

34、34A‧‧‧加工裝置

34a、34Aa‧‧‧砂輪(工具)

131、141、151、231、241、251‧‧‧凸緣

e‧‧‧延長線

[0008] 　　[圖1]係表示本發明的實施形態的門型工作機械的立體圖。 　　[圖2]圖2(A)係第一立柱或第二立柱的立體圖，圖2(B)係沿著圖2(A)的W-W線的剖面圖。 　　[圖3]係對第一立柱或第二立柱的斜支柱的方向與主軸頭之間的位置關係進行說明之門型工作機械的側視圖。 　　[圖4]係表示門型工作機械的加工裝置不同之例子的立體圖。

Claims (5)

1. 一種門型工作機械，其具備： 　　第一立柱及第二立柱； 　　橫軌，被前述第一立柱及前述第二立柱支撐；及 　　主軸頭，被前述橫軌支撐， 　　在前述第一立柱及前述第二立柱上，分別設置有隨著朝向上方而向相對於前述橫軌的前述主軸頭側傾斜之斜支柱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之門型工作機械，其中 　　前述第一立柱及前述第二立柱均具備：第一支柱，針對前述斜支柱設置於相對於前述橫軌的前述主軸頭側；及第二支柱，針對前述斜支柱設置於相對於前述橫軌的與前述主軸頭側的相反的一側， 　　前述第一支柱，形成為剛性比前述第二支柱更高。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之門型工作機械，其中 　　前述斜支柱的剖面為H形。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之門型工作機械，其中 　　工具配置於前述主軸頭的前述橫軌的長邊方向的一方的端部側， 　　位於前述橫軌的長邊方向的另一方的端部側的前述第二立柱，形成為剛性比前述第一立柱更高。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之門型工作機械，其中 　　從前述橫軌的長邊方向觀察時，前述主軸頭配置成與前述第一立柱及前述第二立柱的前述斜支柱的延長線交叉。