TW201914734A

TW201914734A - 工作機械

Info

Publication number: TW201914734A
Application number: TW106137158A
Authority: TW
Inventors: 井戶和也; 米光勇一; 杉山尚一; 角田直哉
Original assignee: 日商牧野銑床製作所股份有限公司
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-04-16
Also published as: EP3683009A4; JPWO2019053830A1; TWI713795B; US20210078120A1; EP3683009A1; WO2019053830A1; CN111093890A; EP3683009B1

Abstract

具有2個旋轉進給軸的工作機械具有：基台；朝左右方向移動的柱體；朝鉛直方向移動的主軸頭；及工作台，前述工作台是具有工件安裝面的工作台，且工件安裝面以包含水平姿勢及鉛直姿勢之複數個姿勢定位方向。柱體是藉由向前且向上之傾斜型直動引導件而朝左右方向引導。工作台具有：第1工作台與第2工作台，第1工作台具有向後且向上之傾斜型旋轉引導件，第1工作台是繞著與傾斜型旋轉引導件垂直的傾斜軸線旋轉進給。柱體之傾斜型直動引導件與工作台之傾斜型旋轉引導件是對向配置。

Description

工作機械

發明領域本案是有關於一種具有互相正交的3個直動進給軸、及至少2個旋轉進給軸的工作機械。

發明背景工作機械中，一般而言是一直期望能提高剛性。例如，專利文獻1揭示了在5軸加工機中，用以提高工作台之剛性的構造。該構造中，與具有水平的主軸頭的柱體對向設置有滑動座架。於滑動座架，形成有相對於主軸頭之軸線傾斜的傾斜面。在傾斜面上設置有支撐部。支撐部可繞著相對於主軸頭之軸線傾斜的傾斜軸線可旋轉。於支撐部設置有工件工作台。工件工作台可繞著相對於支撐部之旋轉軸線傾斜的軸線旋轉。根據如此的構成，相較於具有繞著水平軸線旋轉之傾斜台的樞軸構造，可提高工作台的剛性。

又，例如，專利文獻2揭示了用以提高柱體之剛性的構造。在該構造中，柱體朝X軸方向移動。柱體構成為2條導軌及配置於該等導軌之間的滾珠螺絲移動。2條導軌配置成在該等導軌間產生高度高度差。即，離工件移送手段較遠的導軌，相較於離工件移送手段較近的導軌，是配置於上方。根據如此的構造，滾珠螺絲配置於更上方，因此，滾珠螺絲配置於離柱體之重心較近的位置。因此，使柱體以高加速度移動時，作用於柱體的慣性力較小。先行技術文獻專利文獻

[專利文獻1]日本特開平7-88737號公報 [專利文獻2]日本專利第3725625號公報

發明概要發明欲解決之課題工作機械中，持續存在開發可提升剛性，且，可靈敏地驅動直動進給軸及旋轉進給軸之構造的需求。解決課題之手段

本揭示之一態樣是一種工作機械，是具有互相正交的3個直動進給軸、及至少2個旋轉進給軸，前述工作機械特徵在於：具備：基台；柱體，在基台上至少朝水平方向及左右方向移動；主軸頭，在柱體上朝鉛直方向移動，並可旋轉地支撐主軸；及工作台，是具有工件安裝台，並且在基台上設置於柱體前方的工作台，且工件安裝台之工件安裝面以包含水平及鉛直之姿勢旋轉進給，柱體藉由向前且向上之傾斜型直動引導件而被引導至前述左右方向，且傾斜型直動引導件的後部配置在比傾斜型直動引導件的前部高的位置，工作台具有第1工作台及第2工作台，前述第1工作台是具有向後且向上之傾斜型旋轉引導件，且設置於基台上的第1工作台，且傾斜型旋轉引導件的前部配置於比傾斜型旋轉引導件的後部高的位置，前述第2工作台是設置於傾斜型旋轉引導件上的第2工作台，且具有工件安裝台，並且繞著垂直於傾斜型旋轉引導件的傾斜軸線而被旋轉進給，柱體之傾斜型直動引導件與工作台之傾斜型旋轉引導件是對向配置。

本揭示之一態樣的工作機械中，柱體之傾斜型直動引導件與工作台之傾斜型旋轉引導件在前後方向上對向配置。因此，在對工件加工時，可利用對向的傾斜型直動引導件與傾斜型旋轉引導件來承受在主軸與工作台之間產生加工反作用力，可得到剛性高且平衡佳的機械構成。

柱體可在基台上朝左右方向之X軸方向移動，主軸為橫形，且可在柱體上朝鉛直方向之Y軸方向移動，第1工作台在柱體前方，可朝水平方向及前後方向的Z軸方向移動於基台上，第2工作台可在第1工作台上繞著傾斜軸線朝C軸方向旋轉，工件安裝台可在第2工作台上，繞著相對於傾斜軸線傾斜的可變軸線朝B軸方向旋轉。

可構成為第2工作台及第2工作台上之裝載物之合計的重心位於傾斜軸線上或傾斜軸線的附近。此種情況下，由於傾斜軸線到重心的距離短，因此繞著傾斜軸線的旋轉慣性會變小。因此，可靈敏地控制C軸方向的移動。又，可使用小馬達來使第2工作台旋轉。

因應於主軸之鉛直方向的位置、即高度，來控制柱體之左右方向移動的加速度及變加速度之至少一者。在柱體移動時，若主軸位於比較低的位置，則較小的衝撃作用於柱體。因此，藉由因應於主軸之高度，來控制柱體之加速度及變加速度之至少一者，可減少施加於柱體的衝撃及振動，且可縮短柱體之加減速時間。

可因應於第2工作台之旋轉方向的位置(即，工件安裝台的高度)，來控制第1工作台之前後方向移動的加速度及變加速度之至少一者。在此種情況下，可減少施加於工作台的衝撃及振動，且，可縮短工作台的加減速時間。發明效果

根據本揭示之一態樣，可提供一種可提高剛性，且可靈敏地驅動直動進給軸及旋轉進給軸的工作機械。

較佳實施例之詳細說明以下，參照附圖，說明實施形態的工作機械。對於同樣或對應之元件則賦與相同符號，並省略重複的說明。為了易於理解，有時會變更圖的縮尺。

托板安裝台托板安裝面托板安裝面托板托板圖1是第1實施形態之工作機械的概略圖，顯示工作台30位於托板交換位置，且，作為工件安裝台之托板P的工件安裝面37a位於水平姿勢的狀態。圖2是顯示圖1之工作機械之其他狀態的概略圖，且是顯示工作台30位於加工位置，且，托板P的工件安裝面37a處於垂直姿勢的狀態。參照圖1，本實施型態中，工作機械100為橫形加工機。本實施形態中，工作機械100是具有3個並進進給軸(X軸、Y軸及Z軸)、及2個旋轉進給軸(C軸及B軸)的5軸加工機。工作機械100具備：底座(也稱為基台)10、柱體20、工作台(也稱為移動體)30、托板交換裝置40、及托板裝載台50。

底座10固定於例如工場的地板等而構成。柱體20在底座10上，沿著底座10的後側面11設置。在柱體20之前側面，設置有可在鉛直方向上移動之滑動座架21。從滑動座架21的前側面，主軸頭22朝水平方向突出，且將主軸23以水平的旋轉軸線Os為中心而可旋轉地支撐。

關於本實施形態之工作機械100的方向，主軸23之旋轉軸線Os沿著水平方向，與旋轉軸線Os平行的方向定義為Z軸方向(也稱為前後方向)。主軸23沿著Z軸方向突出的方向為前，其相反方向為後。垂直於Z軸方向的水平方向定義為X軸方向(也稱為左右方向)，鉛直方向定義為Y軸方向(也稱為上下方向)。

滑動座架21藉由具有連結於馬達21a之螺栓螺絲的進給裝置而朝Y軸方向驅動，且可藉由不圖示之導引部引導。滾珠螺絲具有：可旋轉地受支撐於柱體20且在Y軸方向上延伸之螺絲軸、及固定於滑動座架21之螺帽。藉由馬達21a使螺絲軸旋轉，藉此螺帽朝Y軸方向移動，因此，滑動座架21朝Y軸方向移動。Y軸方向的進給是受NC裝置控制。

柱體20在底座10上朝X軸方向移動。具體而言，柱體20是藉由傾斜型直動引導件24在X軸方向上被引導。傾斜型直動引導件24整體而言是朝前且向上，且傾斜成後部配置於比前部高的位置。具體而言，傾斜型直動引導件24具有：前側導引部25F、及後側導引部25R。前側導引部25F及後側導引部25R各自包含有：固定於底座10上且在X軸方向上延伸的軌道27、及固定於柱體20的塊體28。

後側導引部25R配置於比前側導引部25F高的位置。從別的視角來看，離工作台30較遠的導引部25R配置於比離工作台30較近的導引部25F高的位置。具體而言，底座10具有沿著後側面11朝向上方的後側軌道支撐面12。又，底座10於後側軌道支撐面12之前方，具有朝向上方之前側軌道支撐面13，後側軌道支撐面12形成於比前側軌道支撐面13高的位置。其他實施形態中，後側軌道支撐面12及前側軌道支撐面13之至少一方也可以朝向前方。後側導引部25R之軌道27配置於後側軌道支撐面12上，前側導引部25F之軌道27配置於前側軌道支撐面13上。

柱體20藉由具有連結於馬達26之滾珠螺絲的進給裝置而朝X軸方向驅動。滾珠螺絲配置於前側導引部25F與後側導引部25R之間。滾珠螺絲具有：可旋轉地受支撐於底座10且朝X軸方向延伸之螺絲軸；及固定於柱體20之螺帽。藉由馬達26使螺絲軸旋轉，藉此螺帽朝X軸方向移動，因此，柱體20朝X軸方向移動。X軸方向之進給是受NC裝置控制。

工作機械100中，因應於主軸23的高度高度(Y軸方向上的位置)，控制柱體20之左右方向(X軸方向)移動之加速度及變加速度。圖4是顯示柱體之進給速度的圖表，(a)顯示主軸23位於比較低的高度時之柱體20在左右方向上的進給速度，(b)是顯示主軸23位於比較高的高度時之柱體20在左右方向上的進給速度。

例如，主軸23在Y軸方向上的衝程為750mm且衝程的最下端定義為0mm時，可將0mm≦Y≦350mm的範圍定義為比較低的位置，將350mm＜Y≦750mm之範圍定義為比較高的位置。主軸23若位於比較低的位置(0mm≦Y≦350mm)時，柱體20並進移動時，作用於柱體20之慣性所引起的衝撃比較小。因此，若主軸23位於比較低的位置(0mm≦Y≦350mm)時，則將柱體20之加速度及變加速度之大小(絕對值)設定為比標準值大的值，若主軸23位於比較高的位置(350mm＜Y≦750mm)時，可將柱體20的加速度及變加速度的大小設定為標準值。藉由如此之構成，若主軸23位於比較高的位置時，則減少對柱體20的衝撃及振動，若主軸23位於比較低的位置時，可縮短柱體20的加減速時間。上述之柱體的衝程及位置的具體值不過是例示，應可理解衝程及位置亦可為其他值。

具體而言，例如，圖4(a)、(b)中，分別是柱體20以受到指令的速度Vc移動。如圖4(a)、(b)所示，柱體20是例如在加速時，首先以變加速度j₁₁ 、j₂₁ 使加速度增加並加速，其次，以一定的加速度a₁₂ 、a₂₂ 加速，其次以變加速度j₁₃ 、j₂₃ 使加速度減少且加速到一定的速度Vc。

又，柱體20是例如在減速時，以變加速度j₁₅ 、j₂₅ 減少加速度(加速度之大小(絕對值)增加)並且減速，其次，以一定之負加速度a₁₆ 、a₂₆ 減速，其次，以變加速度j₁₇ 、j₂₇ 使加速度增加(加速度之大小(絕對值)減少)並且減速到停止。

如以上之加速時及減速時，主軸23位於比較低的位置時之加速度a₁₂ 、a₁₆ 及變加速度j₁₁ 、j₁₃ 、j₁₅ 、j₁₇ 的大小(圖4(a))，比主軸23位於比較高的位置時之對應的加速度a₂₂ 、a₂₆ 及變加速度j₂₁ 、j₂₃ 、j₂₅ 、j₂₇ 的大小(圖4(b))還大。因應於主軸23的Y軸位置，在圖4(a)及圖4(b)之2值間切換控制加速度及變加速度。又，亦可根據內插補間((interpolation))或函數可連續地可變控制加速度及變加速度來取代該2值切換控制。

工作台30在底座10上設置於柱體20的前方。工作台30支撐托板P(或，工件直接安裝於工作台30時則支撐工件)。工作台30在底座10上沿著在X軸方向上配列的一對左右導引部31而朝Z軸方向移動。導引部31各自包含有：固定於底座10且在Z軸方向上延伸之軌道、及固定於工作台30的塊體。在兩導引部31之間，配置有連結於馬達32之滾珠螺絲。滾珠螺絲具有：可旋轉地支撐於底座10且在Z軸方向上延伸之螺絲軸、及固定於工作台30之螺帽。藉由馬達32使螺絲軸旋轉，藉此螺帽在Z軸方向上移動，因此，工作台30在Z軸方向上移動。Z軸方向之進給是受NC裝置控制。工作台30在後側衝程端E1、與前側衝程端(本實施形態中為托板交換位置)E2之間移動。圖1中，工作台30處於托板交換位置。參照圖2，工作台30在圖2中處於加工位置。加工位置可設定於例如與前側衝程端E2距離預定距離以上的位置。

工作台30具有第1工作台35、第2工作台36及托板安裝台37。第1工作台35設置於底座10上，在底座10上朝Z軸方向移動。在第1工作台35，固定有上述之導引部31的塊體。

第1工作台35具有相對於工作台30之移動方向傾斜的傾斜面35a。具體而言，傾斜面35a是向後且向上地與水平面呈45°或約45°傾斜。

第1工作台35具有沿著傾斜面35a的傾斜型旋轉引導件38。因此，傾斜型旋轉引導件38向後且向上，前部配置於比後部高的位置。傾斜型旋轉引導件38使第2工作台36繞著垂直於傾斜面35a(即，垂直於傾斜型旋轉引導件38)的傾斜軸線Oc旋轉。第2工作台36之旋轉進給方向定義為C軸方向。傾斜型旋轉引導件38具有例如交叉滾柱軸承，藉由例如馬達或油壓裝置使第2工作台36旋轉。C軸方向的進給是由NC裝置控制。

第2工作台36設置於傾斜型旋轉引導件38上。第2工作台36具有旋動面36a。旋動面36a是從傾斜面35a以45°或約45°傾斜。旋動面36a隨著第2工作台36旋轉，繞著傾斜軸線Oc旋動。

第2工作台36具有沿著旋動面36a的托板旋轉引導件39。托板旋轉引導件39使托板安裝台37繞著垂直於旋動面36a之可變軸線Ob旋轉。再者，參照圖1及圖2，可理解可變軸線Ob之朝向會因應於第2工作台36之C軸方向的位置而變化。參照圖1，托板旋轉引導件39之旋轉進給方向定義為B軸方向。托板旋轉引導件39是具有例如轉動軸承，可藉由例如馬達或油壓裝置而旋轉驅動。B軸方向的進給是由NC裝置所控制。

托板安裝台37內藏有托板夾持具，且設置於托板旋轉引導件39上。裝設於托板安裝台37之托板P具有平行於旋動面36a的工件安裝面37a。工件安裝於工件安裝面37a。工件安裝面37a因應於第2工作台36之C軸方向可動範圍內的位置，定向成任意的姿勢。例如，圖1中，工件安裝面37a位於水平姿勢，圖2中，工件安裝面37a位於垂直姿勢。

圖3是顯示加工中之圖1之工作機械的右側面圖。工作機械100中，柱體20之傾斜型直動引導件24、與工作台30之傾斜型旋轉引導件38在Z軸方向上對向配置。在其他的視角中，柱體20之傾斜型直動引導件24在Y軸方向(鉛直方向)上具有與工作台30之傾斜型旋轉引導件38重複的部分。因此，如圖3所示，在藉由主軸23所握持的工具T而對安裝於托板P之工件W進行加工時，具有彼此對向之前後方向的向量的力F1、F2分別產生於柱體20側與工作台30側。該力F1、F2在柱體20側及工作台30側，將底座10朝斜下方推壓。力F1、F2具有鉛直向下的向量，該向量由於是將底座10向下壓縮的力，因此底座10的變形量少，結果，該對向傾斜面構造提高柱體20及工作台30之前後方向的剛性，且剛性平衡也變好。

工作台30側是傾斜型旋轉引導件38之例如交叉滾柱軸承的位置愈接近加工點則剛性提高。另一方面，藉由傾斜型直動引導件24之傾斜角度的採取方式，可調節柱體20側的剛性。因此，在設計上精研於傾斜型直動引導件24之傾斜角度，藉此可取得柱體20側與工作台30側之剛性平衡。當剛性平衡最適化時，相對於柱體20或工作台30的重量具有高剛性，且可實現靈敏性與剛性兩面皆優異的的構造。

參照圖1，工作台30中，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物(即，托板安裝台37、托板P及工件)之合計的重心G位於傾斜軸線Oc上或傾斜軸線Oc的附近。例如，工作台30中，托板P及工件之重量為額定重量時，可設定成重心G位於傾斜軸線Oc上，當工作台30支撐具有其他重量之托板P及工件時，重心G可位於傾斜軸線Oc的附近。在如此之構成中，繞著傾斜軸線Oc之旋轉慣性小。於是，可提高C軸方向之快速進給的加減速度，結果，可縮短非加工時間。再者，使重心G位於傾斜軸線Oc之附近的方法在設計階段中，是包含設想為將標準形狀及重量之工件安裝於托板P的中央部，解析工作台30的構造後，決定第2工作台36的形狀，使重心G位於略傾斜軸線Oc上。如此，即使工件的形狀、重量及安裝位置都偏離設想的條件，重心G之位置也不會大幅偏離傾斜軸線Oc。

工作機械100中，與例如圖4所示之柱體20的動作同樣，因應於第2工作台36之C軸方向上的位置(即，第2工作台36的高度)，控制第1工作台35之前後方向(Z軸方向)之加速度及變加速度。

例如，托板旋轉引導件39可在B軸方向上在0°~360°的範圍內旋轉，另一方面第2工作台36可在C軸方向上在0°(水平姿勢)~-90°(45°之傾斜姿勢)~-180°(垂直姿勢)的範圍內旋轉 (以平面來看時順時針為＋，逆時針為-)。圖1所示之重心G的位置因應於托板P及工件的重量等，而在例如工件安裝面37a位於水平姿勢時(C＝0°，圖1)，可能位於比傾斜型旋轉引導件38較高的上方，當工件安裝面37a位於垂直姿勢時(C＝-180°，圖2)可能位於比傾斜型旋轉引導件38較低的上方。因此，可將-90°≦C≦0°的範圍定義為重心比較高的位置，將-180°≦C＜-90°的範圍定義為重心比較低的位置。

若第2工作台36位於重心比較低的位置(-180°≦C＜-90°)，當工作台30並進移動時作用於工作台30之慣性所引起的衝撃比較小。因此，若第2工作台36位於重心比較低的位置(-180°≦C＜-90°)，則將第1工作台35之加速度及變加速度的大小設定為比標準值大的值，若第2工作台36位於重心比較高的位置(-90°≦C≦0°)，可將第1工作台35之加速度及變加速度的大小設定為標準值。再者，關於加速度及變加速度的標準值，工作機械100中，由於重心G是位於離傾斜型旋轉引導件38較近的位置，相較於具有可繞著水平軸線旋轉之傾斜台之習知的樞軸構造的工作台，從重心G到C軸之軸承的距離較短。因此，工作機械100中，第1工作台35相較於習知之樞軸構造的工作台，可具有更大的之加速度及變加速度的標準值。藉由如以上的構成，工作機械100中，在重心比較高的C軸位置減少施加於工作台30的衝撃及振動，且，可在重心比較低的C軸位置，縮短工作台30的加減速時間。再者，上述之第2工作台可旋轉範圍及位置之具體值不過是例示，應可理解可旋轉之範圍及位置亦可為其他值。

托板交換裝置40設置於底座10的前方。托板交換裝置40是工作台30位於托板交換位置(本實施形態中為前側衝程端E2)，將支撐於工作台30之托板P、與托板裝載台50上之托板P交換。托板交換裝置40具備橋部41、托板交換臂42、及臂驅動裝置43。橋部41發揮作為托板交換裝置40之支撐台的功能。

橋部41是在工作台30之前側衝程端E2，在與工作台30之移動方向(Z軸方向)垂直的方向(X軸方向)上橫跨工作台30地設置在底座10上。橋部41可具有例如大致倒立U字形，且以橫跨工作台30的方式在X軸方向上從底座10之一端架設到他端。橋部41橫跨工作台30之第1工作台35的一部分及第2工作台36之一部分。橋部41亦可構成為僅橫跨第1工作台35。橋部41是與後述之托板裝載台50的油盤51一體地形成。橋部41與油盤51是藉由例如鑄造等而可一體地形成。

托板交換臂42透過臂驅動裝置43而設置於橋部41的上方。托板交換臂42卡合於工作台30所支撐之托板P及托板裝載台50上之托板P而抬起兩托板，並繞著鉛直軸線Ov旋動後下降而交換兩托板。臂驅動裝置43設置於橋部41上而朝上方突出。臂驅動裝置43是構成為使托板交換臂42沿著鉛直軸線Ov昇降移動，且使托板交換臂42繞著鉛直軸線Ov旋動。

托板裝載台50支撐托板P。在托板裝載台50中，例如藉由作業者或機器人，來交換加工完成的工件與未加工的工件。於托板裝載台50，配置有用以防止切削油落下的油盤51。油盤51是如上述，藉由托板交換裝置40的橋部41與鑄造物而一體成形。

在如以上之第1實施形態的工作機械100中，柱體20之傾斜型直動引導件24、與工作台30之傾斜型旋轉引導件38在前後方向(Z軸方向)上對向配置。從其他的視點來看，柱體20之傾斜型直動引導件24在鉛直方向上，具有與工作台30之傾斜型旋轉引導件38重複的部分(即，傾斜型直動引導件24及傾斜型旋轉引導件38從前方來看具有彼此重疊的部分)。因此，具有彼此對向之前後方向的向量之力F1、F2分別產生於柱體20側及工作台30側。因此，取得柱體20及工作台30在前後方向上之剛性的平衡，可防止變形集中於柱體20或工作台30任一者。因此，可提高工作機械100全體的剛性。

又，工作機械100中，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物之合計的重心G構成為位於傾斜軸線Oc上或傾斜軸線Oc的附近。因此，由於從傾斜軸線Oc到重心G的距離較短，因此繞著傾斜軸線Oc的旋轉慣性變小。相對於此，在具有可繞著水平的旋轉軸旋轉之傾斜工作台之習知的樞軸構造中，從旋轉軸到重心的距離比較長，且旋轉慣性較大。因此，習知之樞軸構造為了使工作台旋轉，而使用比較大的馬達。工作機械100由於繞著傾斜軸線Oc的旋轉慣性較小，因此為了使第2工作台36旋轉，可使用比較小的馬達。

又，工作機械100中，是因應於主軸23的高度，控制柱體20之左右方向(X軸方向)的加速度a及變加速度j之至少一方。當柱體20移動時，若主軸23位於比較低的位置時，相較於主軸23位於比較高的位置，更小的衝撃作用於柱體。因此，因應於主軸23的高度，控制柱體20之加速度a及變加速度j之至少一方，藉此可減少施加於柱體20之衝撃及振動，且，可縮短柱體20的加減速時間。

又，工作機械100中，因應於第2工作台36之C軸方向上的位置(即，第2工作台36之高度)，控制第1工作台35之前後方向(Z軸方向)的加速度a及變加速度j之至少一方。當工作台30移動時，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物的重心G若為比較低的位置，相較於重心G位於比較高的位置，較小的衝撃作用於工作台30。因此，因應於第2工作台36的高度，控制工作台30之加速度a及變加速度j之至少一方，藉此減少施加於工作台30之衝撃及振動，且，可縮短工作台30的加減速時間。

其次，說明第2實施形態之工作機械。圖5是第2實施形態之工作機械的右側面圖。第2實施形態之工作機械200在Z軸方向之引導進給機構設置於柱體20側此點，與第1實施形態之工作機械100不同。又，工作機械200中，並未設有托板交換裝置40及托板裝載站50。就工作機械200之其他構成元件，可與工作機械100之對應的構成元件同樣地構成。

工作機械200中，柱體20具有：朝X軸方向被引導之第1柱體部分20A、及朝Z軸方向被引導之第2柱體部分20B。第1柱體部分20A相當於第1實施形態之工作機械100的柱體20。

在第1柱體部分20A與第2柱體部分20B之間，配置有上述之傾斜型直動引導件24。即，工作機械200中，軌道27，27之支撐面12，13形成於第2柱體部分20B上，來取代底座10。

第2柱體部分20B在底座10上，沿著配列於X軸方向之一對左右導引部29在Z軸方向上移動。導引部29各自包含有：固定於底座10且在Z軸方向上延伸之軌道、及固定於第2柱體部分20B之塊體。在兩導引部29之間，配置有連結於馬達之滾珠螺絲 (不圖示)。滾珠螺絲具有：可旋轉地支撐於底座10且在Z軸方向上延伸之螺絲軸、及固定於第2柱體部分20B之螺帽。藉由馬達而使螺絲軸旋轉，藉此螺帽在Z軸方向上移動，因此，柱體20在Z軸方向上移動。Z軸方向的移動量可藉由NC裝置控制。工作機械200中，工作台30之第1工作台35固定於底座10。

工作機械200中，除了上述之柱體20之左右方向(X軸方向)之加速度及變加速度，Z軸方向之加速度及變加速度之至少一方是與例如圖4所示之動作同樣，亦可因應於主軸23的高度而控制。即，若主軸23位於比較低的位置，亦可將柱體20之Z軸方向之加速度及變加速度之大小之至少一方設定為比標準值大的值，若主軸23位於比較高的位置，亦可將柱體20之Z軸方向之加速度及變加速度之大小設定為標準值。

如以上之第2實施形態之工作機械200中，與第1實施形態之工作機械100同樣，柱體20之傾斜型直動引導件24、與工作台30之傾斜型旋轉引導件38在前後方向(Z軸方向)上是對向配置。從別的視角來看，柱體20之傾斜型直動引導件24在鉛直方向上，具有與工作台30之傾斜型旋轉引導件38重複的部分。因此，可提高工作機械200全體的剛性。

又，工作機械200中，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物的合計重心G構成為位於傾斜軸線Oc上或傾斜軸線Oc的附近。因此，較小的馬達可使用於使第2工作台36旋轉。

又，工作機械200中，與第1實施形態之工作機械100同樣，因應於主軸23的高度，控制柱體20之左右方向(X軸方向)的加速度及變加速度之至少一方。又，因應於主軸23的高度，控制柱體20之前後方向(Z軸方向)的加速度及變加速度之至少一方。因此，可減少施加於柱體20的衝撃及振動，且，可縮短柱體20之加減速時間縮短。

其次，說明第3實施形態之工作機械。圖6是第3實施形態之工作機械的右側面圖。第3實施形態之工作機械300在工作機械300為立形加工機此點，與第1實施形態之工作機械100不同。又，工作機械300中，未設置托板交換裝置40及托板裝載站50。就工作機械300之其他構成元件，可與工作機械100之對應的構成元件構成為同樣。

工作機械300中，滑動座架21是從柱體20的前側面朝前方突出。主軸頭22從滑動座架21的下表面朝下方突出，以鉛直的旋轉軸線Os為中心而可旋轉地支撐主軸23。關於本實施形態之工作機械300的方向，與旋轉軸線Os平行的方向(鉛直方向)定義為Z軸方向(也稱為上下方向)。水平方向中，滑動座架21從柱體20突出的方向為Y方向(也稱為前後方向)。滑動座架21沿著Y軸方向突出的方向為前，其相反方向為後。與Y軸方向垂直的水平方向定義為X軸方向(也稱為左右方向)。

在如以上之第3實施形態之工作機械300中，與第1實施形態之工作機械100同樣，柱體20之傾斜型直動引導件24、與工作台30之傾斜型旋轉引導件38在前後方向(Y軸方向)上對向配置。從其他視角來看，柱體20之傾斜型直動引導件24在鉛直方向上，具有與工作台30之傾斜型旋轉引導件38重複的部分。因此，可提高工作機械300整體的剛性。

又，工作機械300中，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物的合計重心G是構成為位於傾斜軸線Oc上或傾斜軸線Oc的附近。因此，小馬達可使用於用以使第2工作台36旋轉，且，工作台30在Y軸方向上移動時，可減少加速及減速時的衝撃。

又，工作機械300中，因應於主軸23的高度，來控制柱體20之左右方向(X軸方向)的加速度及變加速度之至少一者。因此，可減少施加於柱體20的衝撃及振動，且，可縮短柱體20的加減速時間。

又，工作機械300中，因應於第2工作台36之C軸方向的位置，來控制第1工作台35之前後方向(Y軸方向)的加速度及變加速度之至少一者。因此，可減少施加於工作台30的衝撃及振動，且，可縮短工作台30的加減速時間。

雖然已就工作機械的實施形態進行說明，但本發明不限定於上述實施形態。該技術領域中具有通常知識者應可理解上述實施形態可為各種變形。又，該技術領域中具有通常知識者應可理解，1個實施形態包含的特徴只要不產生矛盾，皆可組裝於其他實施形態，或可與其他實施形態所包含的特徴交換。例如，上述實施形態之工作機械中，可因應於主軸的高度來控制柱體之左右方向的加速度及變加速度之兩者。然而，其他實施形態中，亦可控制柱體之左右方向的加速度或變加速度之任一者。又，例如，上述之實施形態之工作機械中，是因應於第2工作台之旋轉方向的位置，來控制第1工作台之前後方向的加速度及變加速度之兩者。然而，在其他實施形態中，亦可控制第1工作台之前後方向的加速度或變加速度之任一者。又，上述之實施形態之工作機械中，柱體之傾斜型直動引導件與工作台之傾斜型旋轉引導件在鉛直方向上是彼此整體重複(即，傾斜型直動引導件及傾斜型旋轉引導件是配置成從前方來看整體是互相重疊的)。然而，其他實施形態中，傾斜型直動引導件及傾斜型旋轉引導件亦可在鉛直方向上部分地彼此偏離 (即，配置成從前方來看是部分的彼此重疊)。

10‧‧‧底座

11‧‧‧後側面

12‧‧‧後側軌道支撐面

13‧‧‧前側軌道支撐面

20‧‧‧柱體

20A‧‧‧第1柱體部分

20B‧‧‧第2柱體部分

21‧‧‧滑動座架

21a‧‧‧馬達

22‧‧‧主軸頭

23‧‧‧主軸

24‧‧‧傾斜型直動引導件

25F‧‧‧前側導引部

25R‧‧‧後側導引部

26‧‧‧馬達

27‧‧‧軌道

28‧‧‧塊體

30‧‧‧工作台

31‧‧‧導引部

32‧‧‧馬達

35‧‧‧第1工作台

35a‧‧‧傾斜面

36‧‧‧第2工作台

36a‧‧‧旋動面

37‧‧‧托板安裝台

37a‧‧‧工件安裝面

38‧‧‧傾斜型旋轉引導件

39‧‧‧托板旋轉引導件

40‧‧‧托板交換裝置

41‧‧‧橋部

42‧‧‧托板交換臂

43‧‧‧臂驅動裝置

50‧‧‧托板裝載台

51‧‧‧油盤

100‧‧‧工作機械

200‧‧‧工作機械

300‧‧‧工作機械

a‧‧‧加速度

B‧‧‧軸

C‧‧‧軸

E1‧‧‧後側衝程端

E2‧‧‧前側衝程端

F1‧‧‧力

F2‧‧‧力

G‧‧‧重心

j‧‧‧變加速度

Ob‧‧‧可變軸線

Oc‧‧‧傾斜軸線

Os‧‧‧水平的旋轉軸線

Ov‧‧‧鉛直軸線

P‧‧‧托板

T‧‧‧工具

Vc‧‧‧速度

W‧‧‧工件

X‧‧‧軸

Y‧‧‧軸

Z‧‧‧軸

圖1是第1實施形態之工作機械的概略圖。圖2是顯示圖1之工作機械之其他狀態的概略圖。圖3是顯示加工中之圖1之工作機械的右側面圖。圖4是顯示柱體之進給速度的圖表。圖5是第2實施形態之工作機械的右側面圖。圖6是第3實施形態之工作機械的右側面圖。

Claims

一種工作機械，是具有互相正交的3個直動進給軸及至少2個旋轉進給軸，前述工作機械的特徵在於：具備：基台；柱體，在前述基台上至少朝水平方向及左右方向移動；主軸頭，在前述柱體上朝鉛直方向移動，並將主軸可旋轉地支撐；及工作台，是具有工件安裝台並且在前述基台上設置於前述柱體前方的工作台，且前述工件安裝台之工件安裝面以包含水平及鉛直的姿勢被旋轉進給，前述柱體藉由向前且向上之傾斜型直動引導件而被引導至前述左右方向，且前述傾斜型直動引導件的後部配置在比前述傾斜型直動引導件的前部高的位置，前述工作台具有第1工作台及第2工作台，前述第1工作台是具有向後且向上之傾斜型旋轉引導件，且設置於前述基台上的第1工作台，且前述傾斜型旋轉引導件的前部配置於比前述傾斜型旋轉引導件的後部高的位置，前述第2工作台是設置於前述傾斜型旋轉引導件上的第2工作台，且具有前述工件安裝台，並且繞著垂直於前述傾斜型旋轉引導件的傾斜軸線而被旋轉進給，前述柱體之傾斜型直動引導件與前述工作台之傾斜型旋轉引導件是對向配置。
如請求項1之工作機械，其中前述柱體是朝左右方向之X軸方向移動於前述基台上，前述主軸為橫形，且朝鉛直方向之Y軸方向移動於柱體上，前述第1工作台在前述柱體前方，朝水平方向及前後方向之Z軸方向移動於前述基台上，前述第2工作台在前述第1工作台上繞著前述傾斜軸線朝C軸方向旋轉，前述工件安裝台是在前述第2工作台上，繞著相對於前述傾斜軸線傾斜的可變軸線朝B軸方向旋轉。
如請求項1之工作機械，其構成為前述第2工作台及前述第2工作台上之裝載物之合計的重心是位於前述傾斜軸線上或前述傾斜軸線的附近。
如請求項1之工作機械，其是因應於前述主軸之鉛直方向的位置，來控制前述柱體之前述左右方向移動的加速度及變加速度之至少一者。
如請求項1之工作機械，其是因應於前述第2工作台之繞著前述傾斜軸線的旋轉位置，來控制前述第1工作台之前述前後方向移動的加速度及變加速度之至少一者。