TW523439B - Machine tool - Google Patents

Description

^23439 五、發明說明（l)

iLMJLM 本發明係關於增大主轴 t景技術 位置安定性之工具機。 長i::，機身之主軸方向(前後方向)之 機，其於床台上方=給速度高速化之二 下方向移動’第一鞍座中j導:：鞍座可於上 動，於第二鞍座中引導 一一座可灰左右方向移 (參照曰本專利特開平4 頭可於前後方向移動為所週知 、、寸引特開千4-365 529號公報）。 於上述工具機中第一鞍座或第二鞍 主軸頭前後移動時，實彳主Β々雜$卡一下左右私動時或 性，楚-#广Γ @ f月疋很難谋求第二鞍座之位置安定 弟一鞍座之位置安定性不充分時，合 疋 法進行高精度加工之問題。 S生主軸振動無 本發日月之目的在於提供一種可應付上述問題點之工呈 斗幾。 八 發明之揭示 中：m:種工具機’其床台上、設有機身，此機身 中引導第-鞍座可於上下方向移動’於第一鞍 =鞍座可於左右方向移動’於第二鞍座中引導主軸頭可於 ..Α二楚一二 二、弟一鞍座之前面上下 處外、尚於苐一鞍座之背面上下處或者第一 下任-處形成引導第二鞍座左右方向之引導軌道機：。 依此，第一鞍座介由至少3個引導軌道機構引導鞍 座’…其中前後方向對向之2個弓丨導軌道機構嚴：限 ::方=二此工具機” ΐ於第一較座之前面上下 處外尚於第一鞍座之皆面上下處或各始^

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第5頁 - I _ _ 五、發明說明（2) 制位於此等2個引導執道 ^^ 後方向之鬆動，因此確保 之間之第二鞍座部份產生前 任意位置之位置安定性。一鞍座於其左右移動範園内 上述發明中，令人滿 者、，亦即，一種工具機，爱申睛專利範圍第2項所述 引‘第一鞍座可於上下方 々D上固設有機身，此機身中 4 鞍座可於左右方向移動，動，於第一鞍座中引導第二 後方向移動，於此工具機中，二鞍座中引導主軸頭可於前 外，尚於第一鞍座之背面卢除於第一鞍座之前面上下處 之引導軌道機構而構成。免形成引導第二鞍座左右方向 、依此，於增強第二鞍座之 況，此支持部對於第一鞍座部做為主軸頭用支持部之情 支持構造有所助益，同時此下處之2個引導軌道機構之 制力有效傳達至第二鞍座。、個W導執道機構之鬆動限 上述發明如下具體化，亦艮 述’引導執道機構由執道構件如申請專利範圍第3項所 下滑動移位之嵌合構件所構成與肷合此執道構件之狀態 一鞍座或第二鞍座之任一方，此日可、執道構件固定於第 鞍座時，嵌合構件則固定於第^二述轨道構件固定於第一 、八示一鞍座， — 件固定於第二鞍座時，則其固定於第—鞍座。° ，軌道構 依此，引導執道機構是使用眾所週知U式、簡單形 同時相對第二鞍座於第一鞍座上鬆動受抑制狀態下軌道構 件以及嵌合構件相對滑動。 甚而如申請專利範圍第4項所述’弓丨導第二鞍座左右方 \\326\2d-\90-12\90125064.ptd 五、發明說明（3) 向之引導執道機構由執道構 " 下滑動移位之嵌合構件所構/第==此軌2構件之狀態 定有引導執道，固定於第_ 鞍座之則面上下處固 軌道礙合，而且，☆第合構件與此弓丨導 嵌合而構成。 次,複數肷合構件與此引導軌道 依此不因隨著全體構成之大型化麥變 & #⑽ 有效地增大第二鞍座之位置安定性。…S構仏間早而且 ii:!:細述說本發明，將依照所附圖而說明。 此之工/機具備有形成最下部之床台1;固定於 向之:斜Λ/身2 ·’於此機身2之前面介由形成上下方 第：鞍座4;於此鞍座4之前面上下處= ^ ^二由形成左右方向之一對之引導軌道機構5A、 〜於左右方向f 2可自在地滑動移位之第二鞍座 擔Μ 7 ^此第一鞍座6介由形成前後方向之一對之引導轨道 =7A、7B而引導於前後方向f3可自在地滑動移位之主轴 如下’說明上述各部之構造。 亦p、床σ 1疋以鋼板形成之箱形，機身2更前側之上面 固1有為固定未圖示之工作台用之支持構件9、9而構成。 立機身2具有左右一對之縱向部2a、2a及上下一對之橫向 部2b、2c，於中心部形成比較大前後方向之四角孔&之四

第7頁 523439 五、發明說明（4) 為主體，同時於上側之橫向 動機座2d、2d而構成。 石鳊。卩形成電 而且，於上述電動機座2d、2d固定著為上下 ^之伺服電動機10、10，於此等電 〜鞍 Ϊ二ΪΪ右一對之縱向部2心之左右前面處二 之縱向螺2支前f飼服電動機10、10之輸出軸相、1! =Π螺样11、11之軸承12a、12b。 合 所Ϊ —鞍座4如圖1、圖2以及圖4等所示，具有由/•右 :成ί剖面四角形之橫向部“、4b及由上下—對；：〜對 :::形之縱向部4c、4c，於中心部形成比較剖 度，二b’正面看之大小為可容納於機身〗之前 向 4H丄月 上下處中如圖1所示形成向後方突出部心王 力山^鋼製之四角框體為主體，於上側之突出部4d之/ 、且固二向螺桿11、11之螺帽體13、广3右 鞍座6而固定有伺服電動機14 為:：動 1二以及橫向部4a之前面左端處，固定有可動:二之延 ^持：電動機14之輸出轴相結合之橫向螺桿15之轴J而 第二鞍座6如圖4以及圖5等所示，具有由左右一 二面四角二之橫向部6a、6b及由上下一對所成之剖面成 之^ ί : fe 6<： ’於中心部形成可插入主軸頭8程度 ^ 。之四角孔c，正面看之大小為可容納於第一 p 座4之前面之程度’於背面下部如圖2所示具備有左右二 五、發明說明（5) 邛17a、17a以及水平面 π 形成之鑄鋼製之縱向四角框 < 主軸頭用支持部17 —體狀 17之後端面固定向後延伸之電動於主軸頭用支持部 而且，於之螺_。 方向f3移位之词服電動機2。而主抽頭8於前後 度之中央之前後處如圖2所示於二迷水平面部爪之寬 前述伺服電動機20之輪出車由相:人有與可回轉自在而支持 向螺桿之軸承21。 a未圖不之主轴用前後方 主軸頭8具備有可回轉自在 轴頭框體23，於此主軸頭框^3持則後^方向之主轴22之主 動主軸22未圖示之驅動電動内邛设有除了為回轉驅 度中央之前後方向長度之途中有，主^頭框體23之寬 方向螺桿之未圖示之螺帽體。疋有紅入則述主軸用前後 其次說明各引導執道3Α、3β、Μ 各引導執道機構3A、3B、5A、5B、5Γ、： 7A 。 都是眾所週知稱為直線運動軸承，、A、7B任何—個 直線狀之執道構件24、盘嵌 所不，除了具有 移位之嵌合構件25以外：還之狀態下滑動 與嵌合構件25分離之狀態下可地"制此寺軌适構件24 2 6。 口，肖地相對運動之扣合機構 對於各部說明時，軌道構 道構件，其左右各側面之近上處及^面所形成之軌 形之直狀溝27a、27b、27c、27d。 左右埏處形成半圓

523439 五、發明說明（6) 嵌合構件25為左右之側面部25a、25b、及結合此等側面 部2 5 a、2 5 b之中央部2 5 c形成剖面门形之比較短之構件， 左右各側面部25a、25b之内面及中央部25c之内面與前述 直狀溝27a、27b、27c、27d依序各個對應而形成之直狀溝 28a 、 28b 、 28c 、 28d ，此外各直狀溝28a 、 28b 、 28c 、 28d 各自為連通此等之兩端形成部分扁平環狀之剖面圓形之連 通路28a’ 、28b’ 、28c’、28d，，各連通路28a，、28b，、 2 8c 、28d’及與此相對應之直狀溝27a、27b、27c、27d以 及直狀溝28a、28b、28c、28d成為一體狀之封閉扁平環形 通路29a、29b、29c、29d。 扣合f構26由多數之球體30形成，嵌合構件25於軌道構 件24在嵌合狀態之下各個封閉扁平環形通路29a、29b、 2 9 c、2 9 d成為一列狀且緊密地嵌插狀態。 此時，使第一鞍座4於上下方向f丨移動之引導執道機構 3A、3B之中’對於3A於機身2之前面左端部固定有上下方 向之一絲狀之第一轨道構件2 4，第一鞍座4之左端部之上 下處各自固定有嵌合於前述第一執道構件24之嵌合構件 25，又對於3B於機身2之前面右端部固定有上下方向之一 線狀之第一軌道構件2 4，第一鞍座4之右端部之上下處各 自固疋有嵌合於前述第二軌道構件24之嵌合構件25。 又使第二鞍座6於左右方向f2移動之引導執道機構5A、 5B、5C之中，對於5A於第一鞍座4之上側各橫向部“之前 面固定有左右方向之一線狀之第三軌道構件24，於第二鞍 座6之上侧之橫向部6a之左右端處各自固定有嵌合於前述

第10頁 523439 五、發明說明（7) 第三軌道構件24之嵌合構件25，又對於5B，於第一鞍座4 之下側之橫向部4 b之前面固定有左右方向之一線狀之第四 執道構件24，於第二鞍座6之下側之橫向部㈣之左右端處 自各固定有嵌合於前述第四軌道構件24之巍合構件25，又 對於5 C，於第一鞍座4之下側之橫向部4 b之背面固定有左 右方向之一線狀之第五軌道構件24，於第二鞍座6之主軸 頭用支持部17之下面形成之突出部17C，固定有嵌合於第 五執道構件2 4之單一拔合構件2 5。 甚而使主軸頭8於前後方向f 3移動之引導執道機構7 A、 後方向之一線狀之第六執道構件2 4，主軸頭用支持部ι γ之 上面左端部之前後端各自固定有嵌合於前述第六執道構件 24之嵌合構件25，又對於7β，於主軸頭框體㈡之下面右端 =固定有前後方向之一線狀之第七軌道構件24，主軸頭用 17之上面右端部之前後端各自固定有嵌合於前述第 七軌道構件2 4之嵌合構件2 5。 以上述構成為基礎而形成之切削加工中心機中， 付 =欠J圖示之構成，亦即，容納多數刀具之刀具庫，成 =有取出刀具庫之刀具嵌插於主軸22之前端、或者 的 換^ d::扳出刀具放回刀具庫之動作之自動刀具交 、衣 ’、因應需要為覆罩床台1上部之全俨構造物 而設有圍壁。 I心王to構：^ 其次說明如上述構成之本發由 於伺服電動機10、10之回轉 械之動作 锝 使弟一鞍座4於上下方向fl \\326\2d-\90-12\90125064.ptd $ II頁 523439 五、發明說明（8) 驅動移位，又由於伺服電動機丨4之回轉，使第二鞍座6於 左右方向f 2驅動移位，又由於伺服電動機2〇之回轉，使主 軸頭8於前後方向f 3驅動移位，因此主軸2 2可向三軸方向 之任意位置移動。 如此由於主軸22之移位及主軸22之前端嵌插刀具七因驅 動電動機而回轉動作，固定於未圖示工作台上之工件可進 行加工。 第一鞍座4由引導軌道機構3A、3B中第一及第二執道構 件24 24、及肷合於此專各執道構件μ、24上之上下2個 嵌合構件25、25所引導而上下移動。此時，第一鞍座4因 上下左右之尺寸比較大，引導軌道機構^、3B之零件鬆動 k成傾斜移位小之狀態下成為安定的移動。 # 士第=鞍座6由第〆鞍座4前面之引導執道機構5 A、5B中 第三及第四執道構件24、24、及嵌合於此等各執道構件 =、24上之左右2個嵌合構件25、25所引導，同時於第— 鞍座4背面之引導軌道機構5C中第五軌道構件24、及嵌合 於^執，構件24上之單一嵌合構件25所引導而左右移動。 =時，第二鞍座6由於適當分離之三個引導軌道機構5八、 +、5C分別引導3處，使此等引導軌道機構5α、5β、％之 =件鬆動造成所有方向之傾斜移位可以有效抑制，而成 女定的移動。 …j而主軸頭8由引導軌道機構7A、7B中第六以及第七軌 件24、24、及嵌合於此等執道構件24、24上之前後2 個肷合構件25、25所引導而前後移動。此時，主軸頭^由

523439 五、發明說明（9) 於引導姿態自重等使引導軌道機構7Α、7β之零件鬆動造成 之傾斜移位難於發生之狀態下，而成為安定的移動。 又依工件加工狀況，對於第二鞍座6主軸頭8如圖7所 二，大大向前方送出，於此情況，第二鞍座6於主軸頭8之 前後移動過程巾，力之作用方向正負變化，同時付加種種 大小變化之力矩。 如此6況引導第二鞍座6之3個引導軌道機構5八、、％ 有效j抑制而作用著因其力矩造成之傾斜移位，亦即，第 二鞍座6之前後側任一要傾斜時2個引導執道機構5b、％之 4何個由於肷合構件2 5及執道構件2 4相互接近，扣 合機構26極為有效地加以對抗其如此之移位。 士此抑制第一鞍座之傾斜移位、提供有效阻止主軸頭8 之振動三可進行高精度之加工。 上述貫施例可如下變形。 由^ Γ代主轴頭用支持部1 7之下面突出部1 7c之寬度 立、Γ有Ϊ 一之嵌合構件25，於前述突出部l7c之左右端 ^ ’分自/又有嵌合於第七軌道構件24之彼合構件25、25亦 可。依此，比起前α为 人 4 述犬出部17c之寬度中央設有單一之嵌 ^ ’兄 可更加有效地抑制零件鬆動造成第二鞍 座6之傾斜移位。 取代第一鞍座4夕北^ 於第一鞍座4之背面^ 下處只設有引導軌道機構^、 又，卩& 鞍座4之背面只設有引導軌道機構5C之情 ' " Π 效地抑制零件鬆動造成第二鞍座6之傾斜移

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第13頁 523439 五、發明說明（ίο) 位。 可、5A、5B、5C、7A、7B之球體30亦 封閉爲平環形通路^、2化、 29c、29d 要對應滾柱而變形。依此， 略可得同樣之作用。 /、球版30之丨月况大 24=;:9_、36、5"、5(：，、”之軌道構件 这ί使用球體3〇或滾柱等扣合機構26，亦可

用’亦即，例如嵌合構件25之剖面形狀如C 成Τί二：ΠΪ ’此内方空間中執道構件24緊密内插而 成依此知用適當潤滑方式可得所要之引導作 產業上之可 依如上所構成之本發明、可得如下之效果。 亦即，依申睛專利範圍第丨項所述，第一鞍座 個引¥執道機構以引導第二鞍座 / 3 構之間之第-導:機構嚴密限制位於此等2個引導軌道機 二鞍座於分產生前後方向之鬆動1此確保第 制移動範圍内之任意位置之位置安定性，限 制主轴頭之振動，可進行高精度之加工。 、依申請專利範圍第2項所述，於增強第二鞍座之下 ，主軸頭用支持部之情況，此主軸頭用支持部提供°一 :之下處之前後方向對向之2個引導執道機構5B、5C之究欠 古：f用為支持構件，有助於降低製造成本、X主軸頭令用 ，邛由2個引導軌道機構之鬆動限制力二 鞍座全體。 丨亏堤主弟一 523439 五、發明說明（11) 依申請專利範圍第3項所述，引導執道機構使用眾所週 知之方式，簡單形成同時介由軌道構件與嵌合構件相對第 二鞍座於第一鞍座上鬆動受抑制狀態下可相對滑動。 依申請專利範圍第4項所述，不因隨著工具機全體構成 之大型化影響，可簡易有效地增大第二鞍座之位置安定 性。

元件編號之說明 1 床台 2 機身 2a 縱向部 2b、2c 橫向部 2d 電動機座 3A、3B 引導執道機構 4 第一鞍座 4a、4b 橫向部 4c 縱向部 4d 突出部 5A、5B 、5C 引導軌道機構 6 6a、6b 6 c、6 d 7A、7B 8 9 第二鞍座 橫向部 縱向部 引導執道機構 主軸頭 支持構件

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五、發明說明（12) 10、 14、20 伺 服 電 動 機 11 縱向 螺 桿 13、 19 螺帽 體 15 橫向 螺 桿 16a 、16b、 21 軸 承 17 主轴 頭 用支持部 17a 侧面 部 17b 水平 面 部 17c 突出 部 18 電動 機 座 22 主軸 23 主軸 頭 框體 24 執道 構 件 25 嵌合 構 件 2 5a 、25b 侧面 部 25c 中央 部 26 扣合 機 構 27a 、27b、 27c、 、27d 直 狀 溝 28a 、28b、 28c ， • 28d 直 狀 溝 28a， 、28b， 、28 c 、28d， 連 通 路 29a 、29b、 29c ' • 29d 封 閉 扁 平 環形通路 30 球體 a、b 、c 四角 孔 f 1 上下 方 向 \\326\2d-\90-12\90125064.ptd 第16頁 523439 五、發明說明（13) f 2 左右方向 f 3 前後方向 画_1鼸1 第17頁 \\326\2d-\90-12\90125064.ptd 523439 圖式簡單說明 圖1為本發明之一實施例之工具機所示之側視圖。 圖2為此工具機之正視圖。 圖3為此工具機之俯視圖。 圖4為前述工具機主要部分所示之斜視圖。 圖5為此工具機主要部分於圖2之X-X部所示之側視剖視 圖。 圖6為顯示前述工具機之引導執道機構；圖6A為斜視 圖，圖6B為X卜XI部之剖視圖。 圖7為前述工具機之主軸頭相對於第二鞍座於可移動範 圍内移動至最前方所示之動作說明圖。

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Claims (1)

1. 523439

   1 · 一種工具機，其係在床台（〗）上固設有機身（2)，此機 身（2)中弓丨導第一鞍座（4)可於上下方向（fl)移動，於第一 鞍座（4)中引導第二鞍座可於左右方向（f2)移動，於第 二鞍座（6 )中引導主轴頭（8 )可於前後方向（f 3 )移動，龙 徵為： 一得 除於第一鞍座（4)之前面上下處外，尚於第一鞍座（4)之 背面上下處或者第一鞍座（4 )之背面上下任一處，形成弓丨 $第一鞍座（6)左右方向（f2)之引導執道機構（5A、5B、 5C)。 2 · —種工具機，其係在床台（丨）上固設有機身（2 )，此機 身（2)中引導第一鞍座（4)可於上下方向移動，於第一鞍座 (4)中引導第二鞍座（6)可於左右方向（f2)移動，於第二革安 座（6 )中引導主軸頭（8 )可於前後方向（f 3 )移動，其特徵女 為： 玉 北除於第一鞍座（4)之前面上下處外，尚於第一鞍座（4)之 月面下處，形成引導第二鞍座（6)左右方向（f2)之引 道機構（5A、5B、5C)。

   3·如申請專利範圍第丨或2項之工具機，其中，引導第二 鞍座（6)左右方向之引導軌道機構（5A、5B、5〇 ,係包含一 有固定於第一鞍座（4)或者第二鞍座（6)之任一個之執道3構 件（2 4 )、及嵌合此軌道構件（2 4 )之狀態下滑動移位之嵌合 構件（25)，此嵌合構件（25)係當軌道構件（24)固定於 鞍座（4)時，固定於第二鞍座（6)，另一方面，當執道構 (2 4 )固定於第二鞍座（6 )時，則其固定於第一鞍座（4 )。

   523439 六、申請專利範圍 4.如申請專利範圍第1或2項之工具機，其中，引導第二 鞍座（6)左右方向之引導軌道機構（5A、5B、5C)，係包含 有軌道構件（24 )、及嵌合此軌道構件（24 )之狀態下滑動移 位之嵌合構件（25)，第一鞍座（4)之前面上下處各自固定 有引導執道（24)，固定於第二鞍座（6)之複數嵌合構件 (2 5 )與此引導執道（2 4 )嵌合，而且，於第一鞍座（4 )之背 面下處固定有引導執道（24)，固定於第二鞍座（6)之單數 或複數嵌合構件（25)與此引導軌道（24)嵌合。

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