TWI496649B - Horizontal type machine machine - Google Patents

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TWI496649B
TWI496649B TW099108131A TW99108131A TWI496649B TW I496649 B TWI496649 B TW I496649B TW 099108131 A TW099108131 A TW 099108131A TW 99108131 A TW99108131 A TW 99108131A TW I496649 B TWI496649 B TW I496649B
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Koji Hiroshima
Muneyoshi Horii
Shiro Murai
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Komatsu Ntc Ltd
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Description

橫型工作母機
本發明是關於一種橫型工作母機。
有一種橫型工作母機，包括用來支持工件之工件支持面形成於上面前部的底床、以沿著前後方向(Z軸方向)及左右方向(X軸方向)自由滑動之狀態安裝於底床之上面後部的柱狀物以及以沿著上下方向(Y軸方向)自由滑動之狀態安裝於柱狀物的主軸裝置(有關實施例，請參照專利文獻1)。
在此種橫型工作母機中，在主軸裝置之主軸上安裝工具，使主軸裝置相對於載置於底床之工件支持面的工件，沿著三軸方向移動，藉此，可對工件進行切削加工。
[專利文獻1]特開2005-342816號公報(段落0012，第1圖)
在上述之習知橫型工作母機中，於底床之上面後部設有柱狀物之移動機構，由於底床之上面沿著前後方向較大，整個裝置變得大型化。又，由於從工件支持面到柱狀物之移動機構的距離較長，底床之熱膨脹使工件支持面與主軸裝置之間產生的尺寸變化量變大，工件之加工精度於是降低。
因此，在本發明中，以提供一種橫型工作母機為課題，其可解決上述問題，使整個裝置小型化，並提高工件之加工精度。
為了解決上述課題，本發明為一種橫型工作母機，其特徵在於：包括用來支持工件之工件支持面形成於前部的底框、透過X軸移動機構以沿著左右方向自由滑動之狀態安裝於上述底框之背面部的X軸支座、透過Y軸移動機構以沿著上下方向自由滑動之狀態安裝於上述X軸支座的Y軸支座及透過Z軸移動機構以沿著前後方向自由滑動之狀態安裝於上述Y軸支座的主軸裝置。
在此構造中，於底框之背面部設置主軸裝置之移動機構，藉此，可使底框之上面部沿著前後方向變小，所以，可使底框小型化，進而使整個裝置小型化及輕量化。
又，藉由使底框小型化且使從工件支持面到移動機構的距離變短，底框之熱膨脹使工件支持面與主軸裝置之間產生的尺寸變化量變小，所以，可提高工件之加工精度。
在上述之橫型工作母機中，於上述X軸支座上，形成貫通前後方向的開口部，於上述X軸支座之背面部，透過上述Y軸移動機構安裝上述Y軸支座，並且，於上述Y軸支座之上面部，透過上述Z軸移動機構安裝上述主軸裝置，上述主軸裝置通過上述X軸支座之上述開口部，相對於上述X軸支座，突出至更為前方之位置。
在此構造中，構成從側面看為L字形之橫型工作母機，其由從底框之工件支持面到安裝於底框之背面部之X軸支座的水平部和從X軸支座到主軸裝置的垂直部所組成。如此，藉由組合裝置之主要部分以使之從側面看為L字形，從工件支持面通過裝置內部到主軸裝置的距離變短，所以，可減少各部分之熱膨脹使工件支持面與主軸裝置之間產生的尺寸變化量，於是可提高工件之加工精度。
又，主軸裝置通過X軸支座之開口部，在開口部內沿著上下方向及前後方向移動，所以，可緊緻地配置X軸支座、Y軸支座及主軸裝置，進而使整個裝置小型化。
在上述之橫型工作母機中，上述X軸支座包括本體部及2個從上述本體部朝向上方突出且沿著左右方向間隔配置的突出部，在上述各突出部之間形成上述開口部，上述本體部透過上述X軸移動機構安裝至上述底框之背面部。
在此構造中，於比開口部更位於下方之本體部設置X軸移動機構，於相對於主軸裝置為更下方處配置X軸移動機構，所以，可使橫型工作母機之重心降低，進而提高橫型工作母機之穩定性。
又，開口部之上部為開放，所以，可使X軸支座輕量化，且可使主軸裝置沿著上下方向的移動量變大。
又，當上述Y軸移動機構從上述本體部橫跨至上述各突出部而設置在上述X軸支座之背面部上時，可從X軸支座之上端部橫跨至下端部來移動Y軸支座，所以，可加大主軸裝置沿著上下方向的移動量。
在上述之橫型工作母機中，上述底框具有左右各一對之側框及連結上述兩側框之連結框，於上述連接框之前方，形成沿著上下方向開放的開放空間，在上述兩側框上與上述開放空間對應之位置之上面部，形成上述工件支持面。
在此構造中，於底框上形成開放空間，藉此，此底框相較於使用於習知之橫型工作母機的底床，得以大幅輕量化。又，可利用形成於底框之開放空間，將鼓式晶片處理裝置收納至用來加工工件之區域之下方。
根據本發明之橫型工作母機，可將底框小型化，進而可使整個裝置小型化及輕量化。又，底框之熱膨脹使工件支持面與主軸裝置之間產生的尺寸變化量變小，所以，可提高工件之加工精度。
接著，將一邊參照第1圖至第4圖，一邊詳細說明本發明之實施型態。
(橫型工作母機之整體構造)
本實施型態之橫型工作母機1包括形成有透過保持治具(未圖示)支持工件(未圖示)之工件支持面11c,11c的底框10、以沿著左右方向自由滑動之狀態安裝於此底框10的X軸支座20、以沿著上下方向自由滑動之狀態安裝於此X軸支座20的Y軸支座30以及以沿著前後方向自由滑動之狀態安裝於此Y軸支座30的主軸裝置40。
此橫型工作母機1可於主軸裝置40之主軸41之前端部自由裝卸各種工具，使主軸裝置40沿著左右方向(X軸方向)、上下方向(Y軸方向)及前後方向(Z軸方向)此三軸方向移動，藉由與主軸41一起旋轉之工具，對工件進行切削加工。
(底框之構造)
底框10包括一對沿著左右方向相距既定間隔而配置的側框11,11以及連結兩側框11,11的板狀連結框12。
兩側框11,11為支持整個橫型工作母機1的部位，載置於床面之下部11a,11a沿著前後方向延伸，橫型工作母機1之穩定性提高。又，兩側框11,11之上部11b,11b突出至前方。又，於連結框12之前方，形成沿著上下方向開口的開放空間13，在兩側框11,11之各上部11b,11b中與開放空間13對應的上面前部，形成一對透過保持治具(未圖示)支持工件(未圖示)的工件支持面11c,11c。
如此，本實施型態之橫型工作母機1成為所謂無床式工作母機，其使用於左右之工件支持面11c,11c之間沿著上下方向開口的工作框。
(X軸支座之構造)
X軸支座20為配設於底框10之連結框12之後方的板狀元件，透過X軸移動機構50安裝於連結框12之背面部12b。
X軸支座20之上部形成了貫通前後方向之開口部22，沿著左右方向相距既定間隔，形成2個突出部21,21朝向上方突出的凹狀。開口部22設定為主軸裝置40可通過的大小。
關於X軸支座20，更詳細地說，X軸支座20包括從正面看為矩形的本體部23以及從本體部23之上面23a之左右兩端部朝向上方突出的矩形剖面之突出部21,21。在沿著左右方向相距某個間隔而配置的各突出部21,21之間，形成上部開放之開口部22。開口部22形成於X軸支座20之上部，藉此，X軸支座20之上部得以輕量化。
(X軸移動機構之構造)
X軸移動機構50為用來將X軸支座20以沿著左右方向自由滑動之狀態安裝於連結框12之背面部12b的機構，包括X軸移動導引機構51及X軸輸送機構52。
X軸移動導引機構51包括2條安裝於連結框12之背面部12b的X軸導軌51a,51a以及複數個分別安裝於各X軸導軌51a,51a上的X軸滑塊51b…，其為一般習知之直線移動機構，各X軸滑塊51b…可沿著各X軸導軌51a,51a，從底框10之其中一側框11橫跨至另一側框11而沿著左右方向移動。
各X軸滑塊51b…固著於X軸支座20之正面部20a，X軸支座20沿著各X軸導軌51a,51a，在左右方向上自由滑動。
X軸輸送機構52為使用一般習知之螺絲球之輸送機構，包括安裝於連結框12之背面部12b的X軸驅動馬達52a、連結至此X軸驅動馬達52a的X軸螺絲球52b以及螺合至X軸螺絲球52b的螺帽52c。螺帽52c固著於X軸支座20上，藉由使X軸螺絲球52b旋轉，X軸支座20沿著各X軸導軌51a,51a在左右方向上移動。
關於X軸移動機構50，更詳細地說，X軸移動導引機構51之各X軸滑塊51b…及X軸輸送機構52設置於X軸支座20之本體部23之正面部20a。亦即，在X軸支座20上，本體部23之正面部20a透過X軸移動機構50，安裝於底框10之連結框12之背面部12b。另外，X軸移動機構50配置於比開口部22更為下方之處。
(Y軸支座之構造)
Y軸支座30藉由Y軸移動機構60而安裝於X軸支座20的背面部12b。
Y軸支座30於下部形成板狀之支持部31，於上部形成沿著超越支持部31之前後方向延伸的延伸部32。Y軸支座30之延伸部32之前端部插入X軸支座20之開口部22。
(Y軸移動機構之構造)
Y軸移動機構60為用來將Y軸支座30以沿著上下方向自由滑動之狀態安裝於X軸支座20之背面部20b的機構，包括Y軸移動導引機構61及Y軸輸送機構62。
Y軸移動導引機構61包括2條安裝於X軸支座20之背面部20b的Y軸導軌61a,61a以及複數個分別安裝於各Y軸導軌61a,61a上的Y軸滑塊61b…，其為一般習知之直線移動機構，各Y軸滑塊61b…可沿著各Y軸導軌61a,61a，從X軸支座20之上端部橫跨至下端部，在上下方向上移動。
各Y軸滑塊61b…固著於Y軸支座30之支持部31之正面部31a，Y軸支座30沿著各Y軸導軌61a,61a，在上下方向上自由滑動。
具體地說，Y軸移動導引機構61之各Y軸導軌61a,61a從本體部23之下端部橫跨至各突出部21,21之上端部，設置於X軸支座20之背面部20b上。藉此，Y軸支座30可從X軸支座20之上端部橫跨至下端部，在上下方向移動。
Y軸輸送機構62為使用一般習知之螺絲球之輸送機構，包括安裝於X軸支座20之其中一突出部21之上面的Y軸驅動馬達62a、連結至此Y軸驅動馬達62a的Y軸螺絲球62b以及螺合至Y軸螺絲球62b的螺帽62c。螺帽62c固著於Y軸支座30上，藉由使Y軸螺絲球62b旋轉，Y軸支座30沿著Y軸導軌61a,61a在上下方向上移動。
(主軸裝置之構造)
主軸裝置40包括於主軸外殼40a內將軸方向配置為前後方向的主軸41及主軸驅動馬達42，主軸驅動馬達42之輸出部上連結有主軸41之後端部，主軸41之前端部上可自由裝卸各種工具(未圖示)。此主軸裝置40透過Z軸移動機構70安裝於Y軸支座30之延伸部32之上面部32a。
(Z軸移動機構之構造)
Z軸移動機構70為用來將主軸裝置40以沿著前後方向自由滑動之狀態安裝於Y軸支座30之延伸部32之上面部32a的機構，包括Z軸移動導引機構71及Z軸輸送機構72。
Z軸移動導引機構71包括2條安裝於Y軸支座30之延伸部32之上面部32a的Z軸導軌71a,71a以及複數個分別安裝於各Z軸導軌71a,71a上的Z軸滑塊71b…，其為一般習知之直線移動機構，各Z軸滑塊71b…可沿著各Z軸導軌71a,71a，從延伸部32之前端部橫跨至後端部，在前後方向上移動。
各Z軸滑塊71b…固著於主軸裝置40之主動驅動馬達42之下面，主軸裝置40沿著各Z軸導軌71a,71a，在前後方向上自由滑動。
Z軸輸送機構72為使用一般習知之螺絲球之輸送機構，包括安裝於Y軸支座30之延伸部32之後端部的Z軸驅動馬達72a、連結至此Z軸驅動馬達72a的Z軸螺絲球72b以及螺合至Z軸螺絲球72b的螺帽72c。螺帽72c固著於主軸裝置40上，藉由使Z軸螺絲球72b旋轉，主軸裝置40沿著Z軸導軌71a,71a在前後方向上移動。
(橫型工作母機之作用效果)
以上述之方式構成的橫型工作母機1以如下之方式動作以達成本發明之作用效果。
本實施型態之橫型工作母機1於底框10之連結框12之背面部12b安裝X軸支座20，於此X軸支座20之背面部20b安裝Y軸支座30，再者，於Y軸支座30之延伸部32之上面部32a安裝主軸裝置40。
於是，本實施型態之橫型工作母機1使X軸支座20相對於底框10沿著左右方向移動，藉此，可使主軸裝置40相對於受到底框10之工件支持面11c,11c支持的工件(未圖示)，沿著左右方向(X軸方向)移動。又，使Y軸支座30相對於X軸支座20沿著上下方向移動，藉此，可使主軸裝置40相對於工件沿著上下方向(Y軸方向)移動。再者，使主軸裝置40相對於Y軸支座30沿著前後方向移動，藉此，可使主軸裝置40相對於工件沿著前後方向(Z軸方向)移動。
在本實施型態之橫型工作母機1中，藉由於底框10之連結框12之背面部12b設置主軸裝置40之各移動機構50,60,70，可沿著前後方向縮小底框10，所以，可使底框10小型化，進而使整個橫型工作母機1小型化及輕量化。
又，在本實施型態之橫型工作母機1中，底框10被小型化，從工件支持面11c,11c到各移動機構50,60,70的距離變短，藉此，底框10之熱膨脹使工件支持面11c,11c與主軸裝置40之間產生的尺寸變化量變小，所以，可提高工件之加工精度。
又，在本實施型態之橫型工作母機1中，構成從側面觀看為L字形的橫型工作母機，其由從底框10之工件支持面11c,11c到安裝至底框10之背面部12b的X軸支座20的水平部與從X軸支座20到主軸裝置40的垂直部所組成。如此，藉由組合裝置之主要部位以使其從側面看起來為L字形，使從工件支持面11c,11c通過裝置內部到主軸裝置40的距離變短，所以，可縮小各部位之熱膨脹使工件支持面11c,11c與主軸裝置40之間產生的尺寸變化量，進而可提高工件之加工精度。
又，主軸裝置40通過X軸支座20之開口部22，在開口部22內沿著上下方向及前後方向移動，所以，可緊緻地配置X軸支座20、Y軸支座30及主軸裝置40，進而使整個橫型工作母機1小型化。
又，在X軸支座20上，於相對於開口部22為更下方之本體部23上設置X軸移動機構50。亦即，於相對於在開口部22內移動之主軸裝置40之更下方處，配置X軸移動機構50，所以，可降低橫型工作母機1之重心，進而提高橫型工作母機1之穩定性。
又，X軸支座20之開口部22之上部為開放狀態，所以，可使X軸支座20輕量化，並輕量化，並且，可使開口部22內之主軸裝置40沿著上下方向的移動量變大。
又，從本體部23之下端部橫跨至各突出部21,21之上端部，將Y軸移動機構60設置在X軸支座20之背面部20b上，可從X軸支座20之上端部橫跨至下端部使Y軸支座30移動，所以，可加大主軸裝置40沿著上下方向的移動量。
又，在本實施型態之橫型工作母機1中，藉由於底框10形成開放空間13，使底框10相較於使用於習知之橫型工作母機的底床，得以大幅輕量化。又，可利用形成於底框10之開放空間13，將鼓式晶片處理裝置收納至用來加工工件之區域之下方。
以上已說明過本發明之實施型態，但本發明不受上述實施型態所限定，可在不脫離其主旨之範圍內適當地進行變更。
例如，在本實施型態之X軸移動機構50、Y軸移動機構60及Z軸移動機構70中，使用一般習知之螺絲球機構，但本發明不受此限定，亦可使用使滑塊沿著導軌移動的直線移動機構(線性馬達式之輸送機構)。
又，在本實施型態中，分別藉由一個X軸輸送機構52、Y軸輸送機構62及Z軸輸送機構72使X軸支座20、Y軸支座30及主軸裝置40移動，但亦可藉由複數個X軸輸送機構52、Y軸輸送機構62及Z軸輸送機構72來使之移動。
1．．．橫型工作母機
10．．．底框
11．．．側框
11a．．．下部
11b．．．上部
11c．．．工件支持面
12．．．連結框
12b．．．背面部
13．．．開放空間
20．．．X軸支座
20a．．．正面部
20b．．．背面部
21．．．突出部
22．．．開口部
23．．．本體部
23a．．．上面
30．．．Y軸支座
31．．．支持部
31a．．．正面部
32．．．延伸部
32a．．．上面部
40．．．主軸裝置
40a．．．主軸外殼
41．．．主軸
42．．．主軸驅動馬達
50．．．X軸移動機構
51．．．X軸移動導引機構
51a．．．X軸導軌
51b‧‧‧X軸滑塊
52‧‧‧X軸輸送機構
52a‧‧‧X軸驅動馬達
52b‧‧‧X軸螺絲球
52c‧‧‧螺帽
60‧‧‧Y軸移動機構
61‧‧‧Y軸移動導引機構
61a‧‧‧Y軸導軌
61b‧‧‧Y軸滑塊
62‧‧‧Y軸輸送機構
62a‧‧‧Y軸驅動馬達
62b‧‧‧Y軸螺絲球
62c‧‧‧螺帽
70‧‧‧Z軸移動機構
71‧‧‧Z軸移動導引機構
71a‧‧‧Z軸導軌
71b‧‧‧Z軸滑塊
72‧‧‧Z軸輸送機構
72a‧‧‧Z軸驅動馬達
72b‧‧‧Z軸螺絲球
72c‧‧‧螺帽
第1圖為從前方觀看本實施型態之橫型工作母機的立體圖。
第2圖為從後方觀看本實施型態之橫型工作母機的立體圖。
第3圖為表示本實施型態之橫型工作母機的側面圖。
第4圖為表示本實施型態之橫型工作母機的背面圖。
1．．．橫型工作母機
10．．．底框
11．．．側框
11a．．．下部
11b．．．上部
11c．．．工件支持面
12．．．連結框
12b．．．背面部
13．．．開放空間
20．．．X軸支座
20a．．．正面部
20b．．．背面部
21．．．突出部
22．．．開口部
23．．．本體部
23a．．．上面
30．．．Y軸支座
31．．．支持部
32．．．延伸部
40．．．主軸裝置
40a．．．主軸外殼
41．．．主軸
62．．．Y軸輸送機構
62a．．．Y軸驅動馬達
71a．．．Z軸導軌
72．．．Z軸輸送機構
72a．．．Z軸驅動馬達
72b．．．Z軸螺絲球

Claims (5)

  1. 一種橫型工作母機，其特徵在於包括：底框，用來支持工件之工件支持面形成於前部；X軸支座，透過X軸移動機構以沿著左右方向自由滑動之狀態安裝於上述底框之背面部；Y軸支座，透過Y軸移動機構以沿著上下方向自由滑動之狀態安裝於上述X軸支座；及主軸裝置，透過Z軸移動機構以沿著前後方向自由滑動之狀態安裝於上述Y軸支座；上述主軸裝置設置於比上述X軸移動機構的最上部更上方處。
  2. 如申請專利範圍第1項之橫型工作母機，其中，於上述X軸支座上，形成貫通前後方向之開口部，透過上述Y軸移動機構在上述X軸支座之背面部安裝上述Y軸支座，並且，透過上述Z軸移動機構在上述Y軸支座之上面部安裝上述主軸裝置，上述主軸裝置可通過上述X軸支座之上述開口部，相對於上述X軸支座，突出至更為前方之位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之橫型工作母機，其中，上述X軸支座包括本體部及2個從上述本體部朝向上方突出且沿著左右方向間隔配置的突出部，在上述各突出部之間形成上述開口部，上述本體部透過上述X軸移動機構安裝至上述底框之背面部。
  4. 如申請專利範圍第3項之橫型工作母機，其中，上述Y軸移動機構從上述本體部橫跨至上述各突出部而設置在 上述X軸支座之背面部上。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之橫型工作母機，其中，上述底框具有左右各一對之側框及連結上述兩側框之連結框，於上述連接框之前方，形成沿著上下方向開放的開放空間，在上述兩側框上與上述開放空間對應之位置之上面部，形成上述工件支持面。
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