WO2018070416A1 - 工作機械 - Google Patents

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WO2018070416A1
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opening
machining
region
workpiece
mist
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PCT/JP2017/036800
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Inventor
黒河 博之
邦弘 池田
山崎 徹
太樹 佐藤
Original Assignee
ホーコス株式会社
トヨタ自動車北海道株式会社
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool having a function for preventing chips and mist from entering a non-machined area.
  • chips and mist generated during machining in a workpiece machining area may enter a non-machining area.
  • an automatic tool changer and a machining unit such as a spindle are installed in the non-machining area.
  • chips or mist enters the storage space of the automatic tool changer, for example, chips may adhere to the tool or the tool may become dirty with mist when changing tools.
  • a positional shift or the like occurs, so that accurate mounting cannot be performed, and the workpiece machining accuracy may be deteriorated.
  • Patent Document 1 by providing a shielding plate having a simple structure between the machining area and the non-machining area, chips generated during machining can be transferred to the non-machining area such as the tool magazine and the rear portion of the slide base. Prevent entry.
  • this shielding plate has a back plate erected on the slide base and side plates provided on the left and right sides of the back plate, and the back plate is provided with an opening through which the spindle head and the tool can pass. ing. Further, a closing plate for closing the opening is provided in the tool gripping portion of the tool magazine. At the time of workpiece processing, the opening of the shielding plate is closed with a closing plate to isolate the processing region from the non-processing region. On the other hand, when changing the tool, the closing plate is retracted by rotating the tool magazine to open the opening of the shielding plate, and the spindle head enters the non-working area from the opening, and the tool is inserted between the tool magazine and the spindle head. Exchange.
  • the opening of the shielding plate is closed with a closing plate at the time of processing the workpiece, thereby preventing chips from entering the non-processed area.
  • a closing plate at the time of processing the workpiece, thereby preventing chips from entering the non-processed area.
  • fine chips and mist generated during processing of a workpiece such as an aluminum alloy are light, so that it takes time to drop due to its own weight and floats in the processing region. Accordingly, when the tool magazine is rotated during tool replacement to open the opening of the shielding plate, chips and mist floating in the machining area enter the non-machining area from the opening.
  • an object of the present invention is to provide a machine tool that can prevent chips and mist from entering a non-working region not only when machining a workpiece but also during non-machining such as tool change. is there.
  • a machine tool includes a machining area that forms a closed space where a workpiece is machined, a non-machining area that forms a closed space where a workpiece is not machined, and an opening that communicates the machining area and the non-machining area. And an opening / closing member that opens and closes the opening. By shielding the opening with the opening / closing member, the processing region and the non-processing region are isolated.
  • the present invention is characterized in that in such a machine tool, there is provided air blowing means for sending air into the space of the non-machined region when the workpiece is machined and non-machined.
  • the pressure in the non-working region becomes higher than the pressure in the working region, and the sent air passes, for example, through a gap near the opening and closing member, Escape from non-working area. Due to this outflowing wind, chips and mist floating in the processing region cannot enter the non-processing region through the gap.
  • the wind sent into the space of the non-working area by the blower means is processed from the non-working area through the gap of the non-working area in the state where the opening is shielded by the opening / closing member when the work is processed.
  • the workpiece may flow out from the non-machining region to the machining region through the opening in a state where the opening is opened by the opening / closing member.
  • the blower means may be a blower provided in the vicinity of the non-processed area.
  • the air blowing means may be a mist collector that collects mist in the processing region.
  • a suction duct for sucking mist in the processing region is provided between the mist collector and the processing region, and clean air exhausted from the mist collector is not interposed between the mist collector and the non-processing region.
  • a supply duct for supplying to the processing area may be provided.
  • an automatic tool changer for exchanging tools with the spindle may be installed in the non-working area.
  • the opening / closing member may shield the opening when machining the workpiece and open the opening when changing the tool.
  • the present invention it is possible to prevent chips and mist in the machining area from entering the non-machining area not only when the workpiece is machined but also during non-machining, so that the machining accuracy can be improved. Further, the present invention does not require the use of a compressed air source that consumes a large amount of power, so that it can be easily realized without requiring complicated equipment and control, and is excellent in terms of energy saving effect and efficiency.
  • FIG. 1 is a front view of a machine tool according to a first embodiment of the present invention. It is a side view of the machine tool of FIG. It is a perspective view of the machine tool which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a side view of the machine tool of FIG. It is a side view of the machine tool which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a front view of the machine tool of FIG. It is a side view of the machine tool which concerns on 4th Embodiment of this invention.
  • a machine tool 1 is a horizontal machine tool whose main shaft is arranged in a horizontal direction.
  • a bed 2 installed on the floor and a columnar column 3 installed on the bed 2.
  • a first saddle 4 supported on the rear surface of the column 3 and the upper surface of the bed 2 so as to be movable in the left-right direction; and a second saddle 5 supported on the front surface of the first saddle 4 so as to be movable in the vertical direction.
  • a spindle head 6 supported by the second saddle 5 so as to be movable in the front-rear direction, and a spindle 7 supported rotatably by the spindle head 6 and mounted with a tool at the tip.
  • An automatic tool changer 8 is installed in front of the upper girder of column 3.
  • the automatic tool changer 8 is accommodated in a box-shaped accommodation cover 9.
  • the automatic tool changer 8 includes a tool magazine 10 for determining a desired tool T.
  • a tool gripping part 11 for gripping the tool is provided on the periphery of the tool magazine 10.
  • MS represents a machining area
  • CS represents a non-machining area
  • the machining area MS is a closed space where a workpiece is machined
  • the non-machining area CS is a closed space where a workpiece is not machined.
  • a table 12 that clamps and fixes a workpiece that is a workpiece, and a table 12a on which the table 12 is installed are provided.
  • the platform 12a has a through-hole (commonly called trough) (not shown) for discharging chips on the front surface of the bed 2.
  • the housing cover 9 covers the entire tool changer 8 so that chips and mist generated by processing do not adhere to the tool changer 8.
  • the inside of the housing cover 9 is a clean space without chips and is a non-processed area CS.
  • An opening 9a through which the main shaft 7 enters and exits is provided from the lower surface of the housing cover 9 to the lower portion of the rear surface.
  • the opening 9a is provided with an L-shaped shutter 13.
  • the shutter 13 moves left and right in FIG. 1 to open and close the opening 9a.
  • the opening 13 a is shielded by the shutter 13, thereby isolating the machining area MS and the non-machining area CS.
  • the shutter 13 is an example of the “opening / closing member” in the present invention.
  • the spindle 7 moves up and down, left and right, and back and forth in the machining area MS to machine the workpiece.
  • the spindle 7 moves from the machining area MS to the tool gripping portion 11 of the tool magazine 10 which is the non-machining area CS.
  • the shutter 13 is opened, the opening 9a is opened, and the processing region MS and the non-processing region CS are in communication with each other.
  • the blower 14 is provided on the upper surface of the housing cover 9.
  • the blower 14 includes a fan that is rotated by a motor.
  • the fan 14 takes in outside air by rotating the fan and sends air into the housing cover 9 regardless of whether the workpiece is processed or not.
  • the blower 14 is an example of the “blower” in the present invention.
  • the pressure in the storage cover 9 that is the non-processing area CS is slightly higher than the pressure in the processing area MS due to the wind sent into the storage cover 9. And the wind sent into the accommodation cover 9 flows out from the accommodation cover 9 to the processing area MS through a slight gap near the shutter 13, for example. Due to this outflowing wind, chips and mist floating in the machining area MS cannot enter the housing cover 9 which is the non-machining area CS through the gap.
  • the wind flows out from the gap of the housing cover 9, so that chips in the processing region MS are removed. And mist can be prevented from entering the housing cover 9 through the gap.
  • the shutter 13 is opened and the opening 9a is opened.
  • the air in the housing cover 9 flows out from the opening 9a to the machining area MS, chips and mist in the machining area MS are generated. Intrusion into the housing cover 9 through the opening 9a can be prevented.
  • the first embodiment it is possible to prevent chips and mist from entering the non-machined region CS not only when machining the workpiece but also when machining the workpiece. There is no risk of adhesion of mist and mist, and workpiece machining accuracy is improved. Moreover, since it is only necessary to attach the blower 14 to the machine tool 1 and it is not necessary to use a compressed air source with large power consumption, it can be easily realized without requiring complicated equipment and control, and can also achieve an energy saving effect and efficiency. It is also very good in terms.
  • the machine tool 21 is a horizontal machine tool whose main shaft is arranged in the horizontal direction, and includes a bed 22 installed on the floor, a columnar column 23 erected in the left-right direction in front of the bed 22, and a bed.
  • the first saddle 24 supported on the first saddle 24 so as to be movable in the left-right direction
  • the second saddle 25 supported on the first saddle 24 so as to be movable in the front-rear direction
  • the second saddle 25 moved in the front-rear direction
  • a spindle head 26 that is supported so as to be able to rotate
  • a spindle 27 that is rotatably supported by the spindle head 26 and on which a tool is mounted.
  • An automatic tool changer 28 (FIG. 4) is installed above the spindle head 26.
  • the automatic tool changer 28 includes a tool magazine 29 provided to be inclined with respect to the spindle head 26, and a tool gripping portion 30 provided on the periphery of the tool magazine 29.
  • the tool magazine 29 is displaced as shown in FIGS. 4A to 4C in conjunction with the movement of the spindle head 26 in the front-rear direction, and is most inclined when the spindle head 26 moves to the tool change position ( 4 (c)), the tool T is exchanged with the main shaft 27.
  • the automatic tool changer 28, the spindle head 26, and the like are in the non-machining area CS, and the non-machining area CS is covered with a cover 31.
  • the column 23 erected on the bed 22 is provided with a table 32 for clamping and fixing a workpiece (not shown) so as to be movable in the vertical direction.
  • the front of the column 23 is a processing region MS (FIG. 4).
  • a partition plate (commonly referred to as an XY cover) 33 that partitions the processing region MS and the non-processing region CS is provided on the rear surface of the column 23.
  • the partition plate 33 has a flat surface extending in the left and right (X direction) and up and down (Y direction), and prevents chips and mist in the processing region MS from entering the non-processing region CS.
  • the partition plate 33 is provided with an opening 33a (FIG. 3) through which the main shaft 27 passes and a slide cover 33b provided with the opening 33a interposed therebetween.
  • the slide cover 33b moves to the left and right in conjunction with the movement of the spindle head 26 in the left and right direction, and is taken up by the take-up box 33c (FIG. 4).
  • the first saddle 24 is provided with a cylindrical tunnel cover 34 that covers the spindle head 26.
  • the spindle head 26 can move in the tunnel cover 34 in the front-rear direction.
  • a flange-shaped front cover 34a (FIG. 3) is provided at the front end of the tunnel cover 34.
  • the front cover 34 a plays a role of closing a gap between the opening 33 a of the partition plate 33 and the spindle head 26.
  • the tunnel cover 34 is in the position shown in FIG.
  • the opening 33a is shielded by the front cover 34a, and the processing region MS and the non-processing region CS are isolated.
  • the front cover 34a is an example of the “opening / closing member” in the present invention.
  • the tunnel cover 34 is driven by a drive source different from the drive source (motor) of the spindle head 26 and moves in the front-rear direction.
  • the tunnel cover 34 is moved to a rear position that does not interfere with the tool magazine 29 as shown in FIG. fall back.
  • the opening 33a provided in the partition plate 33 is opened, and the processing region MS and the non-processing region CS are in communication with each other.
  • a blower 35 is provided on the upper surface of the cover 31 that covers the non-processed region CS.
  • the blower 35 includes a fan that is rotated by a motor.
  • the fan 35 takes in outside air by rotating the fan and sends air into the cover 31 regardless of whether the workpiece is processed or not.
  • the blower 35 is an example of the “blower unit” in the present invention.
  • the opening 33a is shielded by the front cover 34a, so that the pressure in the cover 31 that is the non-machining region CS is slightly higher than the pressure in the machining region MS due to the wind sent to the cover 31. Get higher.
  • the wind sent into the cover 31 flows out of the cover 31 through the gaps in the cover 31. Due to this outflowing wind, chips and mist floating in the machining area MS cannot enter the cover 31 which is the non-machining area CS through the gap of the cover 31.
  • the wind flows out from the gap of the cover 31. And mist can be prevented from entering the cover 31 through the gap.
  • the front cover 34a is retracted and the opening 33a is opened.
  • the wind in the cover 31 flows out from the opening 33a to the machining area MS, chips and mist in the machining area MS are discharged. Can be prevented from entering the cover 31 through the opening 33a.
  • the second embodiment similarly to the first embodiment, it is possible to prevent chips and mist from entering the non-machined region CS not only when the workpiece is machined but also when it is not machined. Therefore, there is no possibility that chips and mist adhere to the tool T and the like, and the processing accuracy of the workpiece is improved. Further, similarly to the first embodiment, it is only necessary to attach the blower 35 to the machine tool 21, and it is not necessary to use a compressed air source with high power consumption, so that it is easily realized without requiring complicated equipment and control. In addition, it is very excellent in terms of energy saving effect and efficiency.
  • the machine tool 41 is a vertical machine tool whose main shaft is arranged in the vertical direction, and a base 43 installed on the floor, and a first saddle supported on the upper surface of the base 43 so as to be movable in the front-rear direction. 44, a second saddle 45 supported on the front surface of the first saddle 44 so as to be movable in the left-right direction, a spindle head 46 supported on the second saddle 45 so as to be movable in the vertical direction, and the spindle head 46 And a spindle 47 on which a tool is mounted at the tip.
  • an accommodation space for accommodating the automatic tool changer 48 is provided inside the box-shaped base 43, and this accommodation space is a non-working area CS.
  • this non-machining region CS the tool magazine 49 of the automatic tool changer 48 rotates about a vertical axis parallel to the rotation axis of the main shaft 47.
  • a tool grip 50 is provided on the periphery of the tool magazine 49, and a plurality of tools T are gripped by the tool grip 50.
  • an opening 43 a through which the main shaft 47 passes and a shutter 51 that opens and closes the opening 43 a are provided on the upper part of the front surface of the base 43.
  • the shutter 51 is provided so as to be movable in the left-right direction in FIG. When machining a workpiece, the opening 43a is shielded by the shutter 51, so that the machining area MS and the non-machining area CS are isolated.
  • the shutter 51 is an example of the “opening / closing member” in the present invention.
  • a table 52 for clamping and fixing a workpiece (not shown) is installed on the front surface of the base 43.
  • the processing area MS is a space surrounded by the front surface of the base 43, the cover 53, and the like.
  • the cover 53 is formed in an accordion shape, and expands and contracts in conjunction with the movement of the first saddle 44 and the spindle head 46 in the front-rear direction.
  • a space surrounded by the outer periphery cover 41a and the cover 53 of the machine tool 41 accommodates a guide track and a drive source (not shown) of the spindle head 46, and this space is also a non-working region CS ′. Yes.
  • a shooter 54 having a through hole (not shown) for discharging chips in the processing region MS is provided in front of the lower portion of the base 43. Further, below the automatic tool changer 48, a slope plate that descends forward so that chips attached to the tool T can be guided to the shooter 54 even if the chips fall within the non-working region CS. 55 is provided. A slight gap 43b is provided between the tip of the slope plate 55 and the lower end of the front cover 43c of the base 43, and chips are discharged to the shooter 54 through the gap 43b.
  • a blower 56 is provided behind the non-working region CS where the automatic tool changer 48 is provided.
  • the blower 56 includes a fan that is rotated by a motor, and takes in outside air by rotation of the fan regardless of whether the workpiece is processed or not, and sends air into the space of the non-processing area CS.
  • the blower 56 is an example of the “blower unit” in the present invention.
  • the pressure in the non-machining region CS becomes slightly higher than the pressure in the machining region MS due to the sent air.
  • the wind sent into the non-processed area CS flows out from the gap of the shutter 51, the gap 43b between the slope plate 55 and the front cover 43c, and the like. Due to this outflowing wind, chips and mist floating in the machining area MS cannot enter the space of the non-machining area CS through the gap.
  • the shutter 51 is opened and the opening 43a is opened, so that the machining area MS and the non-machining area CS are in communication with each other, and the wind from the blower 56 is opened from the non-machining area CS to the opening 43a. And flows into the processing region MS. For this reason, chips and mist floating in the processing region MS cannot enter the non-processing region CS.
  • the wind flows out from the gap 43b or the like of the non-processed region CS. It is possible to prevent chips and mist from entering the non-working region CS through the gap.
  • the shutter 51 is opened and the opening 43a is opened. However, since the wind in the non-machining region CS flows out from the opening 43a to the machining region MS, chips and mist in the machining region MS are released. However, it can prevent entering into the non-processed region CS through the opening 43a.
  • the third embodiment similarly to the first embodiment, it is possible to prevent chips and mist from entering the non-working region CS not only when the workpiece is machined but also when it is not machined. Therefore, there is no possibility that chips and mist adhere to the tool T and the like, and the processing accuracy of the workpiece is improved. Further, similarly to the first embodiment, it is only necessary to attach the blower 56 to the machine tool 41, and it is not necessary to use a compressed air source with high power consumption, so that it is easily realized without requiring complicated equipment and control. In addition, it is very excellent in terms of energy saving effect and efficiency.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • a machine tool 42 according to the fourth embodiment is a modification of the machine tool 41 according to the third embodiment, and only differences from the third embodiment will be described below.
  • the machine tool 42 is provided with a mist collector 60 that collects mist and the like in the machining area MS.
  • the mist collector 60 is an example of the “blower” in the present invention.
  • a suction duct 61 is provided between the mist collector 60 and the processing region MS, and a supply duct 62 is provided between the mist collector 60 and the non-processing region CS.
  • the suction duct 61 sucks air containing mist floating in the processing region MS and sends it to the mist collector 60.
  • the mist collector 60 removes mist contained in the air sent from the suction duct 61 and discharges clean air.
  • the supply duct 62 supplies clean air discharged from the mist collector 60 from above the rear portion of the base 43 into the non-working region CS.
  • the mist collector 60 is used to send the exhaust (clean air) into the non-working region CS. ing. Therefore, as in the case where the blower is provided, air flows out from the non-processing area CS to the processing area MS, so that chips and mist in the processing area MS can be prevented from entering the non-processing area CS.
  • the shutters 13 and 51 that open in the left-right direction are taken as an example, but these may be shutters that open in the vertical direction.
  • the mist collector 60 is provided on the machine tool 42 and the air in the region is sucked by the suction duct 61 from the ceiling side of the processing region MS.
  • the air in the area may be sucked by the suction duct 61 from the lower side of the machining area MS.
  • the suction duct 61 may be directly connected to the processing region MS, or may be connected to a chip conveyor (not shown) for conveying chips installed under the shooter 54.
  • the exhaust gas from the mist collector 60 is supplied only to the non-working region CS, but this exhaust gas can also be supplied to the non-working region CS ′.
  • the method of circulating the exhaust gas from the mist collector 60 and sending clean air into the non-working region CS as shown in FIG. 7 can also be implemented in the machine tool shown in FIGS.

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Abstract

工作機械(1)は、ワークが加工される閉じられた空間をなす加工領域(MS)と、ワークが加工されない閉じられた空間をなす非加工領域(CS)と、加工領域(MS)と非加工領域(CS)とを連通させる開口部(9a)と、開口部(9a)を開閉するシャッター(13)とを備えている。シャッター(13)を閉じて開口部(9a)を遮蔽することにより、加工領域(MS)と非加工領域(CS)とが隔離される。工作機械(1)には、ワークの加工時および非加工時に、非加工領域(CS)の空間内へ風を送り込む送風機(14)が設けられている。

Description

工作機械
 本発明は、切りくずやミストなどが非加工領域に侵入するのを防止する機能を備えた工作機械に関する。
 工作機械では、ワークの加工領域において加工時に発生する切りくずや、ミスト(クーラントや潤滑剤の供給により発生する油煙およびその飛沫など)が、非加工領域へ侵入することがある。非加工領域には、たとえば自動工具交換装置や、主軸などの加工ユニットが設置されている。
 切りくずやミストなどが、たとえば自動工具交換装置の収容スペースへ侵入すると、工具交換に際して、工具に切りくずが付着したり、工具がミストで汚れたりする。その結果、主軸に工具のテーパシャンク部を装着した際に、位置ずれなどが生じて精密な装着ができず、ワークの加工精度を悪化させるおそれがある。
 そこで、特許文献1では、加工領域と非加工領域との間に、簡易な構造の遮蔽板を設けることにより、加工時に発生した切りくずなどが、工具マガジンやスライドベース後部などの非加工領域に入り込むのを防止している。
 詳しくは、この遮蔽板は、スライドベース上に立設された背面板と、その左右に設けられた側面板とを有し、背面板には主軸ヘッドおよび工具が通過可能な開口部が設けられている。また、この開口部を閉鎖する閉鎖板が、工具マガジンの工具把持部に設けられている。ワーク加工時には、遮蔽板の開口部を閉鎖板で閉鎖して、加工領域と非加工領域とを隔離する。一方、工具交換時には、工具マガジンの回転により閉鎖板を退避させて遮蔽板の開口部を開放し、主軸ヘッドを開口部から非加工領域に進入させて、工具マガジンと主軸ヘッドとの間で工具交換を行う。
特開2013-248709号公報
 特許文献1では、ワークの加工時に遮蔽板の開口部を閉鎖板で閉鎖することで、非加工領域への切りくずの侵入を防止している。しかしながら、たとえばアルミ合金のようなワークの加工時に発生する微細な切りくずやミストなどは軽いため、自重によって落下するのに時間がかかり、加工領域内を浮遊している。したがって、工具交換時に工具マガジンを回転させて遮蔽板の開口部を開放すると、加工領域内を浮遊している切りくずやミストなどが開口部から非加工領域に侵入してしまう。
 そこで、本発明の目的は、ワークの加工時だけでなく、工具交換時などの非加工時においても、切りくずやミストなどが非加工領域へ侵入するのを防止できる工作機械を提供することにある。
 本発明に係る工作機械は、ワークが加工される閉じられた空間をなす加工領域と、ワークが加工されない閉じられた空間をなす非加工領域と、加工領域と非加工領域とを連通させる開口部と、この開口部を開閉する開閉部材とを備えている。開閉部材で開口部を遮蔽することにより、加工領域と非加工領域とが隔離される。本発明は、このような工作機械において、ワークの加工時および非加工時に、非加工領域の空間内へ風を送り込む送風手段を設けたことを特徴としている。
 送風手段により非加工領域の空間内へ風を送り込むことで、非加工領域内の圧力が加工領域内の圧力よりも高くなり、送り込まれた風は、たとえば開閉部材付近の隙間などを通って、非加工領域から流出する。この流出する風のため、加工領域内を浮遊している切りくずやミストは、上記の隙間を通って非加工領域内に侵入することができなくなる。
 本発明において、送風手段により非加工領域の空間内へ送り込まれた風は、ワークの加工時に、開閉部材により開口部が遮蔽された状態において、非加工領域の隙間を通って非加工領域から加工領域へ流出し、ワークの非加工時に、開閉部材により開口部が開放された状態において、開口部を通って非加工領域から加工領域へ流出するようにしてもよい。
 本発明において、送風手段は、非加工領域の近傍に設けられた送風機であってもよい。
 本発明において、送風手段は、加工領域内のミストを集塵するミストコレクタであってもよい。
 本発明において、ミストコレクタと加工領域との間に、当該加工領域内のミストを吸引する吸引ダクトが設けられ、ミストコレクタと非加工領域との間に、ミストコレクタから排気される清浄空気を非加工領域へ供給する供給ダクトが設けられていてもよい。
 本発明において、非加工領域の空間内に、主軸との間で工具の交換を行うための自動工具交換装置が設置されていてもよい。
 本発明において、開閉部材は、ワークの加工時に開口部を遮蔽し、工具の交換時に開口部を開放してもよい。
 本発明によれば、ワークの加工時だけでなく非加工時においても、加工領域の切りくずやミストなどが非加工領域へ侵入するのを防止できるので、加工精度の向上を図ることができる。また、本発明は、消費電力の大きい圧縮空気源を用いる必要がないので、複雑な設備や制御を必要とせずに簡易に実現できるとともに、省エネルギー効果や効率の点でも非常に優れている。
本発明の第1実施形態に係る工作機械の正面図である。 図1の工作機械の側面図である。 本発明の第2実施形態に係る工作機械の斜視図である。 図3の工作機械の側面図である。 本発明の第3実施形態に係る工作機械の側面図である。 図5の工作機械の正面図である。 本発明の第4実施形態に係る工作機械の側面図である。
 次に、本発明の実施形態を図1から図7に基づいて説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。
<第1実施形態>
 図1および図2は、本発明の第1実施形態を示している。工作機械1は、主軸が水平方向に配置された横型の工作機械であり、図2に示すように、床上に設置されるベッド2と、このベッド2上に立設された門形のコラム3と、このコラム3の後面とベッド2の上面とに左右方向に移動可能に支持された第1サドル4と、この第1サドル4の前面に上下方向に移動可能に支持された第2サドル5と、この第2サドル5に前後方向に移動可能に支持された主軸ヘッド6と、この主軸ヘッド6に回転可能に支持され、先端に工具が装着される主軸7とを備えている。
 コラム3の上部桁前面には、自動工具交換装置8が設置されている。この自動工具交換装置8は、箱状の収容カバー9内に収容されている。自動工具交換装置8は、所望の工具Tを割り出す工具マガジン10を備えている。工具マガジン10の周縁には、工具を把持する工具把持部11が設けられている。
 図2において、MSは加工領域を表しており、CSは非加工領域を表している。加工領域MSは、ワークが加工される閉じられた空間であり、非加工領域CSはワークが加工されない閉じられた空間である。加工領域MSである門型コラム3前方には、被加工物であるワークをクランプして固定するテーブル12と、このテーブル12が設置される台12aとが設けられている。台12aは、ベッド2の前面に切りくずを排出するための図示しない貫通孔(通称トラフ)を有している。
 収容カバー9は、加工によって発生する切りくずやミストが工具交換装置8に付着しないように、工具交換装置8全体を覆っている。この収容カバー9の内部は、切りくずのないクリーンな空間であり、非加工領域CSとなっている。収容カバー9の下面から後面下部にわたって、主軸7が出入りするための開口部9aが設けられている。この開口部9aには、L字形のシャッター13が備わっている。このシャッター13は、図1で左右方向に移動して開口部9aを開閉する。ワークの加工時には、シャッター13で開口部9aを遮蔽することで、加工領域MSと非加工領域CSとが隔離される。シャッター13は、本発明における「開閉部材」の一例である。
 加工時には、主軸7は、加工領域MS内を上下・左右・前後方向に移動して、ワークを加工する。工具交換時には、主軸7は、加工領域MSから非加工領域CSである工具マガジン10の工具把持部11へ移動する。このとき、シャッター13が開いて開口部9aが開放され、加工領域MSと非加工領域CSとが連通状態となる。
 本実施形態では、収容カバー9の上面に、送風機14が設けられている。この送風機14は、モータにより回転するファンを備えており、ワークの加工時・非加工時にかかわらず、ファンの回転によって外気を取り込み、収容カバー9の内部に風を送り込んでいる。送風機14は、本発明における「送風手段」の一例である。
 ワークの加工時には、シャッター13が閉じているため、収容カバー9内へ送り込まれた風により、非加工領域CSである収容カバー9内の圧力が、加工領域MS内の圧力よりも若干高くなる。そして、収容カバー9内へ送り込まれた風は、たとえばシャッター13の付近にあるわずかな隙間を通って、収容カバー9から加工領域MSへ流出する。この流出する風のため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、上記の隙間を通って非加工領域CSである収容カバー9内に侵入することができない。
 一方、工具の交換時には、シャッター13が開いて開口部9aが開放されるので、送風機14からの風は、収容カバー9内から開口部9aを通って、加工領域MSへ流れ込む。このため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、収容カバー9内に侵入することができない。
 以上のように、第1実施形態では、ワークの加工時には、シャッター13で開口部9aが遮蔽されることに加えて、収容カバー9の隙間から風が流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、当該隙間を通って収容カバー9内に侵入するのを防止できる。また、工具の交換時には、シャッター13が開いて開口部9aが開放されるが、収容カバー9内の風が開口部9aから加工領域MSへ流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、開口部9aを通って収容カバー9内に侵入するのを防止できる。
 このようにして、第1実施形態によれば、ワークの加工時だけでなく非加工時においても、切りくずやミストが非加工領域CSへ侵入するのを防止できるので、工具Tなどに切りくずやミストが付着するおそれがなく、ワークの加工精度が向上する。また、工作機械1に送風機14を付設するだけでよく、消費電力の大きい圧縮空気源を用いる必要がないので、複雑な設備や制御を必要とせずに簡易に実現できるとともに、省エネルギー効果や効率の点でも非常に優れている。
<第2実施形態>
 図3および図4は、本発明の第2実施形態を示している。工作機械21は、主軸が水平方向に配置された横型の工作機械であり、床上に設置されるベッド22と、このベッド22の前方の左右方向にそれぞれ立設された柱状のコラム23と、ベッド22上に左右方向に移動可能に支持された第1サドル24と、この第1サドル24上に前後方向に移動可能に支持された第2サドル25と、この第2サドル25に前後方向に移動可能に支持された主軸ヘッド26と、この主軸ヘッド26に回転可能に支持され、先端に工具が装着される主軸27とを備えている。
 主軸ヘッド26の上部には、自動工具交換装置28(図4)が設置されている。この自動工具交換装置28は、主軸ヘッド26に対し傾斜して設けられた工具マガジン29と、この工具マガジン29の周縁に設けられた工具把持部30とを備えている。工具マガジン29は、主軸ヘッド26の前後方向への移動と連動して、図4(a)~(c)のように変位し、主軸ヘッド26が工具交換位置まで移動したときに最も傾いて(図4(c))、主軸27との間で工具Tの交換を行う。自動工具交換装置28や主軸ヘッド26などは、非加工領域CSにあって、この非加工領域CSはカバー31で覆われている。
 図3に示すように、ベッド22に立設されたコラム23には、図示しないワークをクランプして固定するテーブル32が、上下方向に移動可能に設けられている。コラム23の前方は、加工領域MS(図4)となっている。また、コラム23の後面には、加工領域MSと非加工領域CSとを仕切る仕切板(通称XYカバー)33が設けられている。この仕切板33は、左右(X方向)・上下(Y方向)に広がる平面を有しており、加工領域MS内の切りくずやミストが、非加工領域CSへ侵入するのを防いでいる。
 仕切板33には、主軸27が通過する開口部33a(図3)と、この開口部33aを挟んで設けられたスライドカバー33bとが備わっている。スライドカバー33bは、主軸ヘッド26の左右方向への移動と連動して左右へ移動し、巻き取りボックス33c(図4)に巻き取られる。
 図4に示すように、第1サドル24には、主軸ヘッド26を覆う筒状のトンネルカバー34が設けられている。主軸ヘッド26は、このトンネルカバー34内を前後方向へ移動できるようになっている。トンネルカバー34の前端には、フランジ状の前面カバー34a(図3)が設けられている。この前面カバー34aは、仕切板33の開口部33aと主軸ヘッド26との隙間を塞ぐ役割を果たす。ワークの加工時には、トンネルカバー34は、図4(a)の位置にある。このとき、前面カバー34aによって開口部33aが遮蔽され、加工領域MSと非加工領域CSとが隔離される。前面カバー34aは、本発明における「開閉部材」の一例である。
 トンネルカバー34は、主軸ヘッド26の駆動源(モータ)とは別の駆動源により駆動され、前後方向へ移動する。工具交換時に、工具マガジン29が最大角度傾斜して主軸27との間で工具の交換を行うときは、図4(c)のように、トンネルカバー34は、工具マガジン29と干渉しない後方位置まで後退する。このとき、仕切板33に設けられた開口部33aが開放され、加工領域MSと非加工領域CSとが連通状態となる。
 本実施形態では、図4に示すように、非加工領域CSを覆うカバー31の上面に、送風機35が設けられている。この送風機35は、モータにより回転するファンを備えており、ワークの加工時・非加工時にかかわらず、ファンの回転によって外気を取り込み、カバー31の内部に風を送り込んでいる。送風機35は、本発明における「送風手段」の一例である。
 ワークの加工時には、開口部33aが前面カバー34aで遮蔽されているので、カバー31へ送り込まれた風により、非加工領域CSであるカバー31内の圧力が、加工領域MS内の圧力よりも若干高くなる。そして、カバー31内へ送り込まれた風は、カバー31の隙間からカバー31の外へ流出する。この流出する風のため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、カバー31の隙間を通って非加工領域CSであるカバー31内に侵入することができない。
 一方、工具の交換時には、前面カバー34aが後退して開口部33aが開放されるので、送風機35からの風は、カバー31内から開口部33aを通って、加工領域MSへ流れ込む。このため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、カバー31内に侵入することができない。
 以上のように、第2実施形態では、ワークの加工時には、前面カバー34aで開口部33aが遮蔽されることに加えて、カバー31の隙間から風が流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、当該隙間を通ってカバー31内に侵入するのを防止できる。また、工具の交換時には、前面カバー34aが後退して開口部33aが開放されるが、カバー31内の風が開口部33aから加工領域MSへ流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、開口部33aを通ってカバー31内に侵入するのを防止できる。
 このようにして、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、ワークの加工時だけでなく非加工時においても、切りくずやミストが非加工領域CSへ侵入するのを防止できるので、工具Tなどに切りくずやミストが付着するおそれがなく、ワークの加工精度が向上する。また、第1実施形態と同様に、工作機械21に送風機35を付設するだけでよく、消費電力の大きい圧縮空気源を用いる必要がないので、複雑な設備や制御を必要とせずに簡易に実現できるとともに、省エネルギー効果や効率の点でも非常に優れている。
<第3実施形態>
 図5および図6は、本発明の第3実施形態を示している。工作機械41は、主軸が垂直方向に配置された縦型の工作機械であり、床上に設置される基台43と、この基台43の上面に前後方向に移動可能に支持された第1サドル44と、この第1サドル44の前面に左右方向に移動可能に支持された第2サドル45と、この第2サドル45に上下方向に移動可能に支持された主軸ヘッド46と、この主軸ヘッド46に回転可能に支持され、先端に工具が装着される主軸47とを備えている。
 箱状の基台43の内部には、自動工具交換装置48が収容される収容空間が設けられており、この収容空間は非加工領域CSとなっている。この非加工領域CSにおいて、自動工具交換装置48の工具マガジン49は、主軸47の回転軸と平行な垂直軸を中心として回転する。工具マガジン49の周縁には、工具把持部50が設けられており、この工具把持部50に複数の工具Tが把持されている。
 基台43の前面の上部には、図6に示すように、主軸47が通過する開口部43aと、この開口部43aを開閉するシャッター51とが設けられている。シャッター51は、図6で左右方向へ移動可能に設けられている。ワークの加工時には、シャッター51で開口部43aを遮蔽することで、加工領域MSと非加工領域CSとが隔離される。シャッター51は、本発明における「開閉部材」の一例である。
 基台43の前面には、図示しないワークをクランプして固定するテーブル52が設置されている。加工領域MSは、基台43の前面とカバー53などで囲まれた空間である。カバー53は、アコーディオン状に形成されており、第1サドル44および主軸ヘッド46の前後方向への移動と連動して伸縮する。なお、工作機械41の外周カバー41aやカバー53などで囲まれた空間には、主軸ヘッド46の図示しない案内軌道や駆動源などが収容されており、この空間も非加工領域CS’となっている。
 基台43の下部前方には、加工領域MSの切りくずを排出するための貫通孔(図示省略)を有するシューター54が設けられている。また、自動工具交換装置48の下方には、工具Tに付着した切りくずが非加工領域CS内で落下しても、この切りくずをシューター54へ案内できるように、前方に向って下るスロープ板55が設けられている。このスロープ板55の先端部と、基台43の前面カバー43cの下端部との間には、若干の隙間43bが設けられており、切りくずはこの隙間43bを通ってシューター54へ排出される。
 本実施形態では、図5に示すように、自動工具交換装置48が設けられている非加工領域CSの後方に、送風機56が設けられている。この送風機56は、モータにより回転するファンを備えており、ワークの加工時・非加工時にかかわらず、ファンの回転によって外気を取り込み、非加工領域CSの空間に風を送り込んでいる。送風機56は、本発明における「送風手段」の一例である。
 ワークの加工時には、シャッター51が閉じているため、送り込まれた風により、非加工領域CS内の圧力が、加工領域MS内の圧力よりも若干高くなる。そして、非加工領域CS内へ送り込まれた風は、シャッター51の隙間や、スロープ板55と前面カバー43cとの隙間43bなどから流出する。この流出する風のため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、上記の隙間を通って非加工領域CSの空間に侵入することができない。
 一方、工具の交換時には、シャッター51が開いて開口部43aが開放されるので、加工領域MSと非加工領域CSとが連通状態となり、送風機56からの風は、非加工領域CSから開口部43aを通って、加工領域MSへ流れ込む。このため、加工領域MS内を浮遊している切りくずやミストは、非加工領域CSに侵入することができない。
 なお、カバー41a、53で囲まれた非加工領域CS’にも、送風機56とは別の送風機により風を送るようにしてもよい。
 以上のように、第3実施形態では、ワークの加工時には、シャッター51で開口部43aが遮蔽されることに加えて、非加工領域CSの隙間43bなどから風が流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、当該隙間を通って非加工領域CS内に侵入するのを防止できる。また、工具の交換時には、シャッター51が開いて開口部43aが開放されるが、非加工領域CS内の風が開口部43aから加工領域MSへ流出するので、加工領域MS内の切りくずやミストが、開口部43a通って非加工領域CS内に侵入するのを防止できる。
 このようにして、第3実施形態によれば、第1実施形態と同様に、ワークの加工時だけでなく非加工時においても、切りくずやミストが非加工領域CSへ侵入するのを防止できるので、工具Tなどに切りくずやミストが付着するおそれがなく、ワークの加工精度が向上する。また、第1実施形態と同様に、工作機械41に送風機56を付設するだけでよく、消費電力の大きい圧縮空気源を用いる必要がないので、複雑な設備や制御を必要とせずに簡易に実現できるとともに、省エネルギー効果や効率の点でも非常に優れている。
 ところで、第3実施形態の工作機械41では、第1サドル44が加工領域MS内で前後に移動すると、アコーディオン状のカバー53が伸縮して、加工領域MS内の容積が変化する。そして、第1サドル44が前進する場合は、加工領域MS内の圧力が増大して、当該領域内の空気が非加工領域CS内へ流れやすくなるため、加工領域MS内の切りくずやミストも非加工領域CS内へ侵入しやすくなる。しかるに、本実施形態のように、非加工領域CS内へ風を送り込むことで、加工領域MSの容積変化に影響されることなく、非加工領域CSへの切りくずやミストの侵入を防止することができる。
<第4実施形態>
 図7は、本発明の第4実施形態を示している。第4実施形態の工作機械42は、第3実施形態の工作機械41の変形例であり、以下では、第3実施形態と異なる点についてのみ説明する。
 工作機械42には、加工領域MS内のミストなどを集塵するミストコレクタ60が付設されている。ミストコレクタ60は、本発明における「送風手段」の一例である。ミストコレクタ60と加工領域MSとの間には、吸引ダクト61が設けられており、ミストコレクタ60と非加工領域CSとの間には、供給ダクト62が設けられている。吸引ダクト61は、加工領域MS内に浮遊するミストを含む空気を吸引して、ミストコレクタ60へ送る。ミストコレクタ60は、吸引ダクト61から送られた空気に含まれているミストなどを取り除いて、清浄空気を排出する。供給ダクト62は、ミストコレクタ60から排出される清浄空気を、基台43の後部上方から非加工領域CS内に供給する。
 本実施形態では、第1ないし第3実施形態のような送風機14、35、56を設ける替わりに、ミストコレクタ60を利用して、その排気(清浄空気)を非加工領域CS内に送り込むようにしている。したがって、送風機を設けた場合と同様に、非加工領域CSから加工領域MSへ空気が流出するため、加工領域MSの切りくずやミストが非加工領域CSへ侵入するのを防止することができる。
<その他の実施形態>
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他にも種々の実施形態を採用することができる。
 たとえば、上述した各実施形態では、左右方向に開くシャッター13、51を例に挙げたが、これらは上下方向に開くシャッターであってもよい。
 また、図7では、ミストコレクタ60を工作機械42の上部に設けて、加工領域MSの天井側から、当該領域内の空気を吸引ダクト61で吸引する例を挙げたが、ミストコレクタ60を工作機械42の下部に設け、加工領域MSの下方側から、当該領域内の空気を吸引ダクト61で吸引してもよい。この場合、吸引ダクト61は、加工領域MSに直接接続してもよいし、シューター54の下に設置される切りくず搬送用のチップコンベア(図示省略)に接続してもよい。
 また、図7では、ミストコレクタ60の排気を非加工領域CSのみに供給したが、非加工領域CS’にもこの排気を供給することができる。
 さらに、図7のようにミストコレクタ60の排気を循環させて、清浄空気を非加工領域CS内に送り込む方法は、図1~図6の工作機械においても実施することができる。
  1、21、41、42 工作機械
  7、27、47 主軸
  8、28、48 自動工具交換装置
  9a、33a、43a 開口部
  13、51 シャッター(開閉部材)
  34a 前面カバー(開閉部材)
  14、35、56 送風機(送風手段)
  60 ミストコレクタ(送風手段)
  61 吸引ダクト
  62 供給ダクト
  T  工具
  MS 加工領域
  CS、CS’ 非加工領域

Claims (7)

  1.  ワークが加工される閉じられた空間をなす加工領域と、
     ワークが加工されない閉じられた空間をなす非加工領域と、
     前記加工領域と前記非加工領域とを連通させる開口部と、
     前記開口部を開閉する開閉部材と、を備え、
     前記開閉部材で前記開口部を遮蔽することにより、前記加工領域と前記非加工領域とを隔離する工作機械において、
     前記ワークの加工時および非加工時に、前記非加工領域の空間内へ風を送り込む送風手段を設けた、ことを特徴とする工作機械。
  2.  前記送風手段により前記非加工領域の空間内へ送り込まれた風は、
     前記ワークの加工時に、前記開閉部材により前記開口部が遮蔽された状態において、前記非加工領域の隙間を通って前記非加工領域から前記加工領域へ流出し、
     前記ワークの非加工時に、前記開閉部材により前記開口部が開放された状態において、前記開口部を通って前記非加工領域から前記加工領域へ流出する、ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
  3.  前記送風手段は、前記非加工領域の近傍に設けられた送風機であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の工作機械。
  4.  前記送風手段は、前記加工領域内のミストを集塵するミストコレクタであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の工作機械。
  5.  前記ミストコレクタと前記加工領域との間に、当該加工領域内のミストを吸引する吸引ダクトが設けられ、
     前記ミストコレクタと前記非加工領域との間に、前記ミストコレクタから排気される清浄空気を前記非加工領域へ供給する供給ダクトが設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の工作機械。
  6.  前記非加工領域の空間内に、主軸との間で工具の交換を行うための自動工具交換装置が設置されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の工作機械。
  7.  前記開閉部材は、前記ワークの加工時に前記開口部を遮蔽し、前記工具の交換時に前記開口部を開放することを特徴とする、請求項6に記載の工作機械。
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