WO2009144831A1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械が、ベッド（１３）と、ベッド（１３）に立設されたコラム（１５）と、テーブル（３５）を揺動可能に支持する支柱（２７ａ、２７ｂ）を両側に有し、該支柱（２７ａ、２７ｂ）の一方（２７ｂ）がコラム（１５）に隣接し、他方（２７ａ）がコラム（１５）から離反するように配向させて設けられたキャリッジ（２７）とを具備する。

Description

明 細 書 工作機械 技術分野

本発明は、 揺動可能なテーブルを有し工具とワークとを相対移動 させワークを加工する工作機械に関する。 背景技術

X、 Y、 Z軸の直交 3軸に加えて少なく とも 1 の回転送り軸を 有した多軸の工作機械が従来公知となつている。 例えば、 特開 2 0

0 6 - 3 0 5 6 9 2号公報には、 ノ、。レッ ト交換装置を備えた 5軸の マシニングセン夕が開示されている。 このマシニングセンタは、 基 台となるベッ ドと、 該ベッ ドの上面に立設された ラムとを有して いる。 また 、 コラムの前方でベッ ドの上面に沿つて前記コラム刖面 に対して垂直方向である Y軸方向に移動可能で、 かつ、 前記 Y軸に 対して垂直な水平方向である X軸方向に平行な回転軸 （A軸） を中 心として揺動可能に卜ラニオンが設けられている 該トラニ才ンに は A軸に垂直な回転軸 （C軸） 周りに回転可能にテーブルが取付け られており、 該テーブル上面にワークを取付けたパレツ 卜が着脱可 能に取付けられるようになつている。 発明の開示

、 - 刖記マシニングセン夕の h フ二オンは、 X軸に平行な A軸周りに 揺動可能に支持されているので 、 ノ、。レッ 卜はべッ ドの前方に配置さ れたパレッ ト交換装置によつて交換されるようになっている 従つ て、 該公報に開示された シ二ングセン夕では、 卜ラニオンの旋回 支持部が作業者によるテーブル上のワークへのアクセス性や操作性 を阻害するとの問題を生じる。 更に、 オペレータはパレッ ト交換装 置の近傍でワークにアクセスすることとなるので、 ノ、°レツ ト交換装 置の誤作動によってオペレータがパレッ ト交換装置と干渉する危険 性がある。

従って、 本発明は、 こう した従来技術の問題点を解決することを 技術課題としており、 ワークへのアクセス性を改善し、 以て作業性 や安全性を改善した工作機械を提供することを目的としている。 本発明によれば、 工具とワークとを相対移動させ ークを加工す る工作機械において、 基台となるベッ ドと、 記ベ ドに立設され たコラムと、 ワークを固定するテーブルを揺動可能に支持する支柱 を両側に有し、 前記支柱の一方が前記コラムに隣接し 、 他方がコラ ムから離反するように配向させて設けられたキヤ ッジとを具備す る工作機械が提供される。

更に、 本発明によれば、 工具とワークとを相対移動させワークを 加工する工作機械において、 基台となるベッ ドと 、 前記べッ ドの長 手方向の一方の端部に立設されたコラムと、 前記ベッ ドの長手方向 に移動可能に前記べッ ドの上面に取付けられたキャ U ッジと、 刖 sd べッ ドの長手方向に平行な揺動軸周りに揺動可能に前記キヤリ ッジ に取付けられたテーブルと、 前記べッ ドの長手方向に対して垂直な 水平方向に移動可能に前記コラムの前面に取付けられたサドルと、 前記ベッ ドの長手方向および前記サドルの移動方向に対して垂直な 鉛直方向に移動可能に前記サドルに取付けられ、 前記テーブルに対 して工具を対面させて保持可能な主軸を鉛直軸線周りに回転可能に 支持する主軸頭とを具備する工作機械が提供される。 図面の簡単な説明 図 1 は、 本発明の好ましい実施形態による工作機械の側面図であ る。

図 2は、 図 1の工作機械の正面図である。

図 3は、 図 1の工作機械の平面図である。

図 4は、 本発明による工作機械を備えた工場設備の略示レイァゥ 卜である。 発明を実施する最良の形

以下、 添付図面、 特に図 1 3を参照して本発明の好ましい実施 形態を説明する。

本発明の好ましい実施形態による工作機械 1 1 は、 基台となるベ ッ ド 1 3、 ベッ ド 1 3の上面に立設されたコラム 1 5、 ベッ ド 1 3 の上面においてコラム 1 5の前方に配置された回転テーブル 3 5 テーブル 3 5の上方において主軸 2 5を鉛直な軸線 （ Z軸） 周りに 回転可能に支持する主軸頭 2 1、 主軸頭 2 1 をコラム 1 5の前面に 支持するサドル 1 7 ベ'ッ ド 1 3の一方の側部に配置されたパレツ ト交換装置 3 9、 パレッ ト交換装置 3 9とコラム 1 5の間に配置さ れた自動工具交換装置 5 1 を主要な構成要素として具備している。 本実施形態では、 テ ブル 3 5の前後方向 （図 1 において左右方向

) に Y軸、 Y軸および主軸 2 5の回転軸線である Z軸に垂直な方向 に X軸を定義する。 本発明はテーブル 3 5の前後方向に X軸、 X軸 および Z軸に垂直な方向に Y軸を定義した工作機械を含む。

本実施形態では 、 工作機械 1 1 は力バー 9 によって概ね全体が包 囲されており 、 力バ 9は、 ノ、。レッ 卜交換装置 3 9のためのパレッ 卜 ァ 9 aと 、 作業者が工作機械 1 1 の後述するテーブル上のヮー クに接近するためのアクセス ド ア 9 bとを有しており、 ノ、レツ 卜 ド ァ 9 aとァクセス ドア 9 bとは、 ベ 、ソ ド 1 3を挟んで両側に配置さ れている。 なお、 本実施形態では、 アクセス ドア 9 bは、 オペレー 夕がテーブル 3 5上のワークへアクセス可能とするアクセス手段を 構成する。 アクセス手段は、 更に、 ベッ ド 1 3の側部に配置された 踏み台やステップを含んでいてもよい。

コラム 1 5は、 X軸方向に離間した一対の脚部を有して空洞部 1 5 c を形成している。 コラム 1 5の前面には、 一対の X軸レール 1 9 a 、 1 9 bが延設されており、 サドル 1 7は X軸レール 1 9 a 、 1 9 bに沿って往復可能にコラム 1 5に取付けられている。 コラム 1 5は、 X軸送り手段として X軸方向に延設されたポールネジ （図 示せず） 、 該ボ一ルネジの一端に連結された X軸送りモ一夕 （図示 せず） を有し、 サドル 1 7は前記ボールネジに係合するナッ ト （図 示せず） を有している。 また、 本実施形態によれば、 コラム 1 5の パレッ ト交換装置 3 9の反対側の側面には、 工作機械 1 1 を操作す るための入力装置 （図示せず） 、 工作機械 1 1 の作動状態を表示す る表示装置 （図示せず） 等を有した操作パネル 5 3 を取付けること ができる。

サドル 1 7の前面には、 一対の Z軸レール 2 3 a 、 2 3 bが延設 されており、 主軸頭 2 1 は Z軸レール 2 3 a 、 2 3 bに沿って往復 可能にサドル 1 7 に取付けられている。 サドル 1 7は、 Z軸送り手 段として Z軸方向に延設されたボールネジ （図示せず） 、 該ボール ネジの一端に連結された Z軸送りモー夕 （図示せず） を有し、 主軸 頭 2 1 は前記ボールネジに係合するナッ ト （図示せず） を有してい る。

主軸頭 2 1 は、 主軸 2 5の先端がテーブル 3 5に対面するように 該主軸 2 5を Z軸周りに回転可能に支持し、 主軸 2 5の先端にはェ 具 Tが装着される。 主軸頭 2 1 は、 また、 主軸 2 5を回転駆動する 駆動モー夕 （図示せず） を有している。 べッ ド 1 3の上面には一対の Y軸レール 2 9 a 、 2 9 bが延設さ れており、 キャリ ッジ 2 7が、 Y軸レール 2 9 a 、 2 9 bに沿って 往復可能にべッ ド 1 3の上面に取付けられている。 キャリ ッジ 2 7 は、 また、 その少なく とも一部がコラム 1 5の空洞部 1 5 c内に進 入可能となっている。 ベッ ド 1 3は、 Y軸送り手段として Y軸方向 に延設されたボールネジ （図示せず） 、 該ボールネジの一端に連結 された Y軸送りモ一夕 （図示せず） を有し、 キャリッジ 2 7は前記 ボールネジに係合するナッ ト （図示せず） を有している。

キャリ ッジ 2 7は、 図 1 に示すように、 Y軸方向に離間された一 対の支柱 2 7 a 、 2 7 bを有し概ね U字形に形成されており、 支柱 2 7 a , 2 7 bには、 Y軸に沿って内側に突出した一対の揺動軸 3 l a 、 3 l bが回転可能に支持されている。 揺動軸 3 1 a 、 3 1 b の一方は、 支柱 2 7 a 、 2 7 bの一方の内部に配置された揺動軸 3 l a 、 3 1 bを回転送りするための B軸送りモー夕 （図示せず） に 連結されている。

揺動軸 3 1 a 、 3 1 bの先端には、 概ね U字形に形成された揺動 支持部材 3 3が連結されており、 該揺動支持部材 3 3の上面には回 転テーブル 3 5が回転軸 3 7 により回転可能に支持されている。 回 転軸 3 7には、 回転テーブル 3 5を回転送りするための C軸送りモ 一夕 （図示せず） が内蔵されている。

パレツ ト交換装置 3 9は、 べッ ド 1 3の上面に鉛直の回転軸 4 3 によって回転可能に設けられた旋回アーム 4 1 と、 シフ夕 4 5 とを 具備している。 シフ夕 4 5は、 X軸方向に延設された一対の案内レ ール 4 7 a , 4 7 bに沿って往復移動可能にべッ ド 1 3の上面に設 けられている。 旋回アーム 4 1 は、 好ましくは、 一方の端部がカバ 一 9の外側に配置可能にべッ ド 1 3に取付けられる。 べッ ド 1 3内 には、 回転軸 4 3の下端に連結され旋回アーム 4 1 を回転させる旋 回モータ （図示せず） と、 シフ夕 4 5 を X軸方向に往復駆動する油 圧シリ ンダ （図示せず） が配設されている。 旋回アーム 4 1 は、 一 方の先端が力ハ、一 9の外部にある段取り位置 5 7 と、 他方の端部が カバー 9内に配置されシフ夕 4 5 との間でパレツ 卜 Pの授受を行う 受渡位置 5 9 とを有している

本実施形態によれば、 工作機械 1 1 は、 キヤ リ ツジ 2 7 の支柱 2

7 a、 2 7 bの一方がコラム 1 5へ向くように形成されているので

、 . パレツ ト交換装置 3 9 をベッ H 1 3 の一方の側部に配置すること が可能となり 、 工作機械 1 1 のォぺレ —夕はパレツ 卜交換装置 3 9 とは離れたベッ ド 1 3の反対側の側部から、 テーブル 3 5上のヮー クにァクセスすることが可能となり、 工作機械 1 1 の作業性、 安全 性が格段に改善される。

更に 、 本実施形態によれば、 複数の工作機械 1 1 を工場内に配 m する場合、 図 4に示したように、 ノ、 °レッ ト交換装置 3 9側にヮ ―ク を移送するコンベア、 自動搬送システム等のヮーク搬送ライ ン 6 1 を配置し、 Y軸に関して反対側にオペレー夕のためのアクセス通路

6 3 を配置することが可能となる。 このように 、 ェ場内でのヮ一ク 搬送ライ ン 6 1 とアクセス通路 6 3 とを明確に分離することによ て、 ェ場の安全性が格段に改善される。

更に 、 本実施形態によれば、 カバー 9のァクセス ドア 9 bは 、 Y 軸に関してパレッ ト交換装置 3 9の反対側であるァクセス通路 6 3 側に配置可能となるので、 オペレータは、 ァクセス通路 6 3から直 接工作機械 1 1 にアクセス可能となる。 これは、 上述した従来技術 のマシニングセン夕では不可能な配置である。

更に、 本実施形態によれば、 操作パネル 5 3 もアクセス ドア 9 b に隣接させてアクセス通路 6 3側に配置可能となり、 オペレータは アクセス通路 6 3から直接操作パネル 5 3へアクセス可能となり、 工作機械 1 1 の操作性が格段に改善される。

また、 他の実施形態として、 パレッ ト交換装置のかわり にワーク を着脱可能に把持するハン ドを有した多関節ロボッ 卜をワーク交換 手段とすることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械に おいて、

基台となるべッ ドと、

前記べッ ドに立設されたコラムと、

ワークを固定するテーブルを揺動可能に支持する支柱を両側に有 し、 前記支柱の一方が前記コラムに隣接し、 他方がコラムから離反 するように配向させて設けられたキャリ ッジと、

を具備することを特徴とした工作機械。

2 . 工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械に おいて、

基台となるベッ ドと、

前記べッ ドの長手方向の一方の端部に立設されたコラムと、 前記べッ ドの長手方向に移動可能に前記べッ ドの上面に取付けら れたキヤリ ッジと、

前記べッ ドの長手方向に平行な揺動軸周りに揺動可能に前記キヤ リ ッジに取付けられたテーブルと、

前記べッ ドの長手方向に対して垂直な水平方向に移動可能に前記 コラムの前面に取付けられたサドルと、

前記べッ ドの長手方向および前記サドルの移動方向に対して垂直 な鉛直方向に移動可能に前記サドルに取付けられ、 前記テーブルに 対して工具を対面させて保持可能な主軸を鉛直軸線周りに回転可能 に支持する主軸頭と、

を具備することを特徴とした工作機械。

3 . 前記工作機械は、 前記ベッ ドの長手方向に関して前記ベッ ド の一方の側部に設けられ、 前記テーブル上の加工済みワークと、 未 加工ワークとを交換するためのワーク交換手段と、

前記べッ ドの長手方向に関して前記ワーク交換手段の反対側の側 部からオペレー夕が前記テーブル上のワークへ接近可能とするァク セス手段と、

を更に具備する請求項 2に記載の工作機械。

4 . 前記ワーク交換手段は、 ワークを取付けたパレッ トを交換す るパレツ ト交換装置である請求項 3に記載の工作機械。

5 . 前記パレッ ト交換装置は、 前記鉛直軸線周りに旋回可能に設 けられた旋回アームと、 前記旋回アームと前記テーブルとの間に配 置され、 前記べッ ドの長手方向に対して垂直な水平方向に往復移動 可能に設けられ、 前記旋回アームからパレツ 卜に取付られた未加工 ワークを前記パレッ トと共に受取り前記テーブルへ移送し、 また、 前記テーブルからパレッ トに取付けられた加工済みワークをパレッ トと共に受取り前記旋回アームへ移送するシフ夕とを具備する請求 項 4に記載の工作機械。

6 . 前記ワーク交換手段は、 ワークを着脱可能に把持する多関節 ロボッ トである請求項 3に記載の工作機械。

7 . 前記テーブルは、 前記ベッ ドの長手方向に平行な揺動軸を有 し前記キャリ ッジに揺動可能に取付けられた揺動支持部材と、 前記揺動支持部材の上面に鉛直軸線周りに回転可能に取付けられ た回転テーブルとを具備する請求項 2に記載の工作機械。