JP2001198751A - 縦型工作機械 - Google Patents
縦型工作機械Info
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- JP2001198751A JP2001198751A JP2000007507A JP2000007507A JP2001198751A JP 2001198751 A JP2001198751 A JP 2001198751A JP 2000007507 A JP2000007507 A JP 2000007507A JP 2000007507 A JP2000007507 A JP 2000007507A JP 2001198751 A JP2001198751 A JP 2001198751A
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- slider
- tool
- movable
- spindle
- spindle head
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 縦型工作機械の工具主軸が、精度良く位置
決めでき、また、工具交換時間を短縮し、機構が簡素化
できる可動カバーを有する工具マガジン装置を提供す
る。 【解決手段】ベッド1上に設けられ前後方向に移動可能
な第1スライダ4と、左右方向に移動可能な第2スライ
ダ5と第2スライダ5を左右方向に移動可能にする一対
のガイドレール31、41の間に上下方向に移動可能な
主軸ヘッド6を配置した。また、マガジンプレート72
と一体的に回動でき、マガジンプレート72が休止位置
にあるときカバー装置90の開放部を閉塞する可動カバ
ー91をマガジンプレート72に取り付けた。
決めでき、また、工具交換時間を短縮し、機構が簡素化
できる可動カバーを有する工具マガジン装置を提供す
る。 【解決手段】ベッド1上に設けられ前後方向に移動可能
な第1スライダ4と、左右方向に移動可能な第2スライ
ダ5と第2スライダ5を左右方向に移動可能にする一対
のガイドレール31、41の間に上下方向に移動可能な
主軸ヘッド6を配置した。また、マガジンプレート72
と一体的に回動でき、マガジンプレート72が休止位置
にあるときカバー装置90の開放部を閉塞する可動カバ
ー91をマガジンプレート72に取り付けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具主軸を垂直軸
の回りに回転させる縦型工作機械及び工具マガジン装置
を加工領域から隔絶するカバーを備えた工作機械に関す
るものである。
の回りに回転させる縦型工作機械及び工具マガジン装置
を加工領域から隔絶するカバーを備えた工作機械に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】主軸ヘッド或いは工具主軸が、前後、左
右、上下の直交3方向に移動し、ベッド上に固定された
治具装置に取付られた工作物を加工する縦型工作機械が
知られている。この縦型工作機械の構成としては、ベッ
ド上に設けられ水平の第1方向に移動可能な第1スライ
ダと、その上に積層され第1方向に直角で水平の第2方
向に移動可能な第2スライダと、第2スライダに設けら
れ上下方向に移動可能な主軸ヘッドと、これら第1スラ
イダ、第2スライダ、主軸ヘッドのそれぞれのガイドレ
ールよりも下方に配置した治具装置とからなるものが知
られている。この従来の縦型工作機械は、第2スライダ
を左右方向に移動可能にする一対のガイドレールの一方
のガイドレールに関し他方のガイドレールと反対側に主
軸ヘッドを上下方向に移動可能に配置していた。また、
別のある種の縦型工作機械においては、主軸ヘッドが工
具マガジン装置に直接工具を返却し、また、主軸ヘッド
が工具マガジン装置から直接工具を取り出している。工
具マガジン装置が設置される領域は、加工領域を包囲す
るカバー装置により加工領域から隔絶されていた。この
カバー装置は、前記主軸が前記工具マガジン装置設置領
域に侵入することを許容する開閉カバー要素(可動カバ
ー)を有している。この開閉カバー要素は、通常流体圧
シリンダにより駆動されていた。
右、上下の直交3方向に移動し、ベッド上に固定された
治具装置に取付られた工作物を加工する縦型工作機械が
知られている。この縦型工作機械の構成としては、ベッ
ド上に設けられ水平の第1方向に移動可能な第1スライ
ダと、その上に積層され第1方向に直角で水平の第2方
向に移動可能な第2スライダと、第2スライダに設けら
れ上下方向に移動可能な主軸ヘッドと、これら第1スラ
イダ、第2スライダ、主軸ヘッドのそれぞれのガイドレ
ールよりも下方に配置した治具装置とからなるものが知
られている。この従来の縦型工作機械は、第2スライダ
を左右方向に移動可能にする一対のガイドレールの一方
のガイドレールに関し他方のガイドレールと反対側に主
軸ヘッドを上下方向に移動可能に配置していた。また、
別のある種の縦型工作機械においては、主軸ヘッドが工
具マガジン装置に直接工具を返却し、また、主軸ヘッド
が工具マガジン装置から直接工具を取り出している。工
具マガジン装置が設置される領域は、加工領域を包囲す
るカバー装置により加工領域から隔絶されていた。この
カバー装置は、前記主軸が前記工具マガジン装置設置領
域に侵入することを許容する開閉カバー要素(可動カバ
ー)を有している。この開閉カバー要素は、通常流体圧
シリンダにより駆動されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の縦型工作機械では、第2スライダを左右方向に移動可
能にする一対のガイドレールの一方のガイドレールに関
し他方のガイドレールと反対側、つまり一対のガイドレ
ールの外側に主軸ヘッドを上下方向に移動可能に配置し
ていた。第2スライダは、左進時においてボールねじか
ら左向きの推進力を受け、一対のガイドレールからは摩
擦抵抗力を右向きに受けるが、個々のガイドレールが受
ける質量が同じではなく、また摩擦状況も異なっている
ため、個々のガイドレールが及ぼす摩擦抵抗力は同一で
はない。また、これら第2スライダに働く推進力と摩擦
抵抗力の作用点は、離れているため回転モーメントとし
て働き、第2スライダを僅かに旋回させる。また、第2
スライダの右進時は、左進時と逆の力関係になる。これ
により第2スライダは、左進方向に移動され位置決めさ
れた時と右進方向に移動され位置決めされた時とで逆に
旋回される。この旋回の中心は一対のガイドレールの間
にあるため、これらガイドレールの外に主軸ヘッドが配
置される構成の場合では左右移動方向の位置決め誤差を
生じ、加工精度が悪くなる。またコンタリングによる真
円加工では、X−Y座標の象限切替えで工作物の形状精
度が悪くなる。
の縦型工作機械では、第2スライダを左右方向に移動可
能にする一対のガイドレールの一方のガイドレールに関
し他方のガイドレールと反対側、つまり一対のガイドレ
ールの外側に主軸ヘッドを上下方向に移動可能に配置し
ていた。第2スライダは、左進時においてボールねじか
ら左向きの推進力を受け、一対のガイドレールからは摩
擦抵抗力を右向きに受けるが、個々のガイドレールが受
ける質量が同じではなく、また摩擦状況も異なっている
ため、個々のガイドレールが及ぼす摩擦抵抗力は同一で
はない。また、これら第2スライダに働く推進力と摩擦
抵抗力の作用点は、離れているため回転モーメントとし
て働き、第2スライダを僅かに旋回させる。また、第2
スライダの右進時は、左進時と逆の力関係になる。これ
により第2スライダは、左進方向に移動され位置決めさ
れた時と右進方向に移動され位置決めされた時とで逆に
旋回される。この旋回の中心は一対のガイドレールの間
にあるため、これらガイドレールの外に主軸ヘッドが配
置される構成の場合では左右移動方向の位置決め誤差を
生じ、加工精度が悪くなる。またコンタリングによる真
円加工では、X−Y座標の象限切替えで工作物の形状精
度が悪くなる。
【0004】また、切削抵抗が主軸ヘッドに加わった場
合、主軸ヘッドに近い方の前記ガイドレールに働く力が
大きくなり、そのガイドレールの変形が大きくなる。ま
た、主軸ヘッドがガイドレールよりオーバハングしてい
るため、ガイドレールの変形が主軸ヘッド位置では拡大
される。例えば、荒中ぐり加工において切削スラスト力
は、主軸ヘッドを上方に浮上がらせる方向に力が加わ
る。この場合、主軸ヘッドに近い方のガイドレールに働
く力は、遠い方のガイドレールを支点とする梃子の原理
により、主軸ヘッドに作用する切削スラスト力より大き
くなる。その上、主軸ヘッドの質量が第2スライダの主
軸ヘッド側のガイドレールに偏って作用するため、主軸
ヘッド側のガイドレールの摩耗が大きい。また、主軸ヘ
ッドがガイドレールに対しオーバハングしているため、
第2スライダが構造上大きくなり質量も増加し、送り速
度と送り加速度を大きくすることができない。
合、主軸ヘッドに近い方の前記ガイドレールに働く力が
大きくなり、そのガイドレールの変形が大きくなる。ま
た、主軸ヘッドがガイドレールよりオーバハングしてい
るため、ガイドレールの変形が主軸ヘッド位置では拡大
される。例えば、荒中ぐり加工において切削スラスト力
は、主軸ヘッドを上方に浮上がらせる方向に力が加わ
る。この場合、主軸ヘッドに近い方のガイドレールに働
く力は、遠い方のガイドレールを支点とする梃子の原理
により、主軸ヘッドに作用する切削スラスト力より大き
くなる。その上、主軸ヘッドの質量が第2スライダの主
軸ヘッド側のガイドレールに偏って作用するため、主軸
ヘッド側のガイドレールの摩耗が大きい。また、主軸ヘ
ッドがガイドレールに対しオーバハングしているため、
第2スライダが構造上大きくなり質量も増加し、送り速
度と送り加速度を大きくすることができない。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来技術の上述した課題
を解決するため、請求項1又は請求項2の縦型工作機械
は、ベッド上に水平の第1方向に移動可能な第1スライ
ダを設け、その上に第1方向に直角で水平の第方向に移
動可能な第2スライダを積層させ、この第2スライダに
回転工具主軸を、上下方向に移動可能にガイドする。こ
の構成において、工具主軸を、第2スライダを第2方向
に移動可能にする一対のガイドレールの間に位置させ
る。すなわち、工具主軸を、一対のガイドレールの間に
位置するように配置する。これにより、上述した発明の
課題で述べたように、第2スライダは、左進方向で位置
決めされた時と右進方向で位置決めされた時とで逆に旋
回されるが、工具主軸と第2スライダの旋回の中心は共
にガイドレールの間にあるので主軸ヘッドの左右での位
置決め誤差はほとんど生じない。
を解決するため、請求項1又は請求項2の縦型工作機械
は、ベッド上に水平の第1方向に移動可能な第1スライ
ダを設け、その上に第1方向に直角で水平の第方向に移
動可能な第2スライダを積層させ、この第2スライダに
回転工具主軸を、上下方向に移動可能にガイドする。こ
の構成において、工具主軸を、第2スライダを第2方向
に移動可能にする一対のガイドレールの間に位置させ
る。すなわち、工具主軸を、一対のガイドレールの間に
位置するように配置する。これにより、上述した発明の
課題で述べたように、第2スライダは、左進方向で位置
決めされた時と右進方向で位置決めされた時とで逆に旋
回されるが、工具主軸と第2スライダの旋回の中心は共
にガイドレールの間にあるので主軸ヘッドの左右での位
置決め誤差はほとんど生じない。
【0006】また、切削によるスラスト力の反力が工具
主軸を上方に浮上がらせる方向に力が加わった場合、工
具主軸が一対のガイドレールのほぼ中心に位置するため
第2スライダを左右方向に移動可能にする一対のガイド
レールにほぼ均等に反力が分散され、ガイドレールの変
形は抑えられ、工具主軸位置でガイドレールの変形量が
拡大されることもない。また、工作物の加工点を跨ぐよ
うに前記ガイドレールが位置するため、工作物と工具主
軸の間の切削力の伝達経路が短くなり、剛性が向上す
る。また、第2スライダ及びこの上に積載された工具主
軸を含むスライド系の質量は、第2スライダを左右方向
に移動可能にする前記一対のガイドレールにほぼ均等に
分散され、ガイドレールの摩耗が均等になる。
主軸を上方に浮上がらせる方向に力が加わった場合、工
具主軸が一対のガイドレールのほぼ中心に位置するため
第2スライダを左右方向に移動可能にする一対のガイド
レールにほぼ均等に反力が分散され、ガイドレールの変
形は抑えられ、工具主軸位置でガイドレールの変形量が
拡大されることもない。また、工作物の加工点を跨ぐよ
うに前記ガイドレールが位置するため、工作物と工具主
軸の間の切削力の伝達経路が短くなり、剛性が向上す
る。また、第2スライダ及びこの上に積載された工具主
軸を含むスライド系の質量は、第2スライダを左右方向
に移動可能にする前記一対のガイドレールにほぼ均等に
分散され、ガイドレールの摩耗が均等になる。
【0007】請求項3は、請求項1又は請求項2の発明
において、前記工具主軸の軸線と平行な軸線の回りに回
転可能で工具主軸との間で工具の交換を行う工具マガジ
ン装置と、工具マガジン装置が休止位置にあるとき工具
マガジン装置を加工領域から隔絶するカバー装置とをさ
らに設け、カバー装置には工具マガジン装置が休止位置
から工具主軸と協動する工具着脱位置に回転することを
許容する開口部を形成し、前記工具マガジン装置と一体
的に回動可能でかつ前記工具マガジン装置が休止位置に
あるとき前記カバー装置の開口部を閉塞する可動カバー
を前記マガジンに取り付けたことを特徴とする。可動カ
バーは工具マガジンと一体回転するようにして、可動カ
バーの開閉に要する時間を無くし、構造の単純化及び工
具交換時間の短縮を図ることができるものである。
において、前記工具主軸の軸線と平行な軸線の回りに回
転可能で工具主軸との間で工具の交換を行う工具マガジ
ン装置と、工具マガジン装置が休止位置にあるとき工具
マガジン装置を加工領域から隔絶するカバー装置とをさ
らに設け、カバー装置には工具マガジン装置が休止位置
から工具主軸と協動する工具着脱位置に回転することを
許容する開口部を形成し、前記工具マガジン装置と一体
的に回動可能でかつ前記工具マガジン装置が休止位置に
あるとき前記カバー装置の開口部を閉塞する可動カバー
を前記マガジンに取り付けたことを特徴とする。可動カ
バーは工具マガジンと一体回転するようにして、可動カ
バーの開閉に要する時間を無くし、構造の単純化及び工
具交換時間の短縮を図ることができるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1〜図
8を参照して説明する。本発明の工作機械の基本構成
は、図1〜図2に示されるように、機械を正面から見て
U形状のベッド1の底部の前側(作業者側)には工作物
2を固定する治具装置3が取付けられている。ベッド1
の前面側上部には縦型のユニット装置9が取付られてい
る。ベッド1の背面側上部には後述する工具マガジン装
置7がプレート8を介しベッド1に取付られている。ベ
ッド1の背面側の底部には横型のユニット装置10が取
付られている。
8を参照して説明する。本発明の工作機械の基本構成
は、図1〜図2に示されるように、機械を正面から見て
U形状のベッド1の底部の前側(作業者側)には工作物
2を固定する治具装置3が取付けられている。ベッド1
の前面側上部には縦型のユニット装置9が取付られてい
る。ベッド1の背面側上部には後述する工具マガジン装
置7がプレート8を介しベッド1に取付られている。ベ
ッド1の背面側の底部には横型のユニット装置10が取
付られている。
【0009】縦型のユニット装置9と横型のユニット装
置10について、図3〜図5を参照し説明する。縦型の
ユニット装置9は主に第1スライダ4と第2スライダ5
と主軸ヘッド6から構成される。縦型のユニット装置9
を搭載しているベッド1は、下部1aと左側面部1b及
び右側面部1cより形成され、U形状となっている。左
側面部1bの上部1b’にはガイドレール11が前後方
向(Y軸方向)に固定されている。右側面部1cの上部
1c’にはガイドレール21がガイドレール11に平行
に固定されている。ガイドレール11、21上には第1
スライダ4が摺動自在に支持されている。第1スライダ
4のほぼ中央には矩形の窓4aが形成されている。第1
スライダ4の上部にはガイドレール11、21に直角に
ガイドレール31、41が窓4aの両側で左右方向(X
方向)に延びている。ガイドレール31、41上には第
2スライダ5が摺動自在に支持されている。第2スライ
ダ5の下面4隅に、前記ガイドレール31に係合するガ
イドブロック32、32’及び、前記ガイドレール41
に係合するスライドブロック42、42’が固定されて
いる。
置10について、図3〜図5を参照し説明する。縦型の
ユニット装置9は主に第1スライダ4と第2スライダ5
と主軸ヘッド6から構成される。縦型のユニット装置9
を搭載しているベッド1は、下部1aと左側面部1b及
び右側面部1cより形成され、U形状となっている。左
側面部1bの上部1b’にはガイドレール11が前後方
向(Y軸方向)に固定されている。右側面部1cの上部
1c’にはガイドレール21がガイドレール11に平行
に固定されている。ガイドレール11、21上には第1
スライダ4が摺動自在に支持されている。第1スライダ
4のほぼ中央には矩形の窓4aが形成されている。第1
スライダ4の上部にはガイドレール11、21に直角に
ガイドレール31、41が窓4aの両側で左右方向(X
方向)に延びている。ガイドレール31、41上には第
2スライダ5が摺動自在に支持されている。第2スライ
ダ5の下面4隅に、前記ガイドレール31に係合するガ
イドブロック32、32’及び、前記ガイドレール41
に係合するスライドブロック42、42’が固定されて
いる。
【0010】前記第2スライダ5の中央部には矩形の窓
5aが形成され、主軸ヘッド6が上下移動可能となって
いる。第2スライダ5は、ガイドレール31、41と平
行で、これらガイドレールの一辺に沿う垂直板が形成さ
れ垂直面5bを形成している。垂直面5bにはガイドレ
ール51、61が上下方向(Z軸方向)に固定されてい
る。ガイドレール51、61には主軸ヘッド6が摺動自
在に支持されている。
5aが形成され、主軸ヘッド6が上下移動可能となって
いる。第2スライダ5は、ガイドレール31、41と平
行で、これらガイドレールの一辺に沿う垂直板が形成さ
れ垂直面5bを形成している。垂直面5bにはガイドレ
ール51、61が上下方向(Z軸方向)に固定されてい
る。ガイドレール51、61には主軸ヘッド6が摺動自
在に支持されている。
【0011】第1スライダ4のガイドレール11、21
と平行な両側面は、突出部16、26を形成しており、
そこには一対のナット15、25が固定されている。一
対のナット15、25には一対のボールねじ13、23
が係合している。一対のボールねじ13、23は、前記
ベッド1の上部1b’、1c’上にガイドレール11、
21の外側でこれらと平行に回転自在に支持されてい
る。一対のボールねじ13、23は一対のY軸方向送り
サーボモータ14、24により回転駆動されるように結
合されている。
と平行な両側面は、突出部16、26を形成しており、
そこには一対のナット15、25が固定されている。一
対のナット15、25には一対のボールねじ13、23
が係合している。一対のボールねじ13、23は、前記
ベッド1の上部1b’、1c’上にガイドレール11、
21の外側でこれらと平行に回転自在に支持されてい
る。一対のボールねじ13、23は一対のY軸方向送り
サーボモータ14、24により回転駆動されるように結
合されている。
【0012】第2スライダ5のガイドレール31、41
と平行な両側面は、突出部36、46を形成しており、
そこには一対のナット35、45が固定されている。一
対のナット35、45には一対のボールねじ33、43
が係合している。一対のボールねじ33、43は、第1
スライダの上部にガイドレール31、41の外側でこれ
らと平行に回転自在に支持されている。一対のボールね
じ33、43は一対のX軸方向送りサーボモータ34、
44により回転駆動されるように結合されている。主軸
ヘッドは、突出部56を形成しており、そこにはナット
55が固定されている。ナット55にはボールねじ53
が係合している。ボールねじ53は、第2スライダの垂
直面5bと平行に回転自在に支持されている。ボールね
じ53はZ軸方向送りサーボモータ54により回転駆動
されるように結合されている。
と平行な両側面は、突出部36、46を形成しており、
そこには一対のナット35、45が固定されている。一
対のナット35、45には一対のボールねじ33、43
が係合している。一対のボールねじ33、43は、第1
スライダの上部にガイドレール31、41の外側でこれ
らと平行に回転自在に支持されている。一対のボールね
じ33、43は一対のX軸方向送りサーボモータ34、
44により回転駆動されるように結合されている。主軸
ヘッドは、突出部56を形成しており、そこにはナット
55が固定されている。ナット55にはボールねじ53
が係合している。ボールねじ53は、第2スライダの垂
直面5bと平行に回転自在に支持されている。ボールね
じ53はZ軸方向送りサーボモータ54により回転駆動
されるように結合されている。
【0013】横型ユニット装置10は、水平工具主軸1
02を有し、工具主軸102の前部には工具103が取
付けられ、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に数値制御
装置により位置決めされ、工作物2に加工を行うことが
できる公知の加工装置である。この縦型ユニット装置1
0はベッド1の背面側底部に設置されている。これは工
具マガジン装置7が、ベッド1の上部より懸垂されてお
り、ベッド1の底部に空間ができるため、設置できるも
のである。これにより縦型ユニット装置9では加工でき
ない工作物2の側面に加工ができる。
02を有し、工具主軸102の前部には工具103が取
付けられ、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に数値制御
装置により位置決めされ、工作物2に加工を行うことが
できる公知の加工装置である。この縦型ユニット装置1
0はベッド1の背面側底部に設置されている。これは工
具マガジン装置7が、ベッド1の上部より懸垂されてお
り、ベッド1の底部に空間ができるため、設置できるも
のである。これにより縦型ユニット装置9では加工でき
ない工作物2の側面に加工ができる。
【0014】図3、図4、図6〜図8に示すように、工
具マガジン装置7は、前記プレート8を介して前記ベッ
ド1の背面側の上部1b’、1c’に跨り取り付けられ
ている。工具マガジン装置7は、主にプレート8から懸
垂された減速機71とマガジンプレート72とサーボモ
ータ73により構成されている。減速機71の出力軸に
はマガジンプレート72が取付けられている。減速機7
1の他端にはサーボモータ73が取付られており、これ
によりマガジンプレート72は、決められた角度に割出
される。マガジンプレート72は、その外周部から中心
方向へ窪んだ概ね半円状の多数の工具収容部74a〜7
4lが円周上の一部を除いた円周上にマガジンプレート
72の中心72aから放射状に形成されている。半円状
の工具収容部74a〜74lにはその内周面に沿って工
具80bの環状溝に係合する突起75が形成されてい
る。これにより工具80bは軸方向の移動が規制され
る。
具マガジン装置7は、前記プレート8を介して前記ベッ
ド1の背面側の上部1b’、1c’に跨り取り付けられ
ている。工具マガジン装置7は、主にプレート8から懸
垂された減速機71とマガジンプレート72とサーボモ
ータ73により構成されている。減速機71の出力軸に
はマガジンプレート72が取付けられている。減速機7
1の他端にはサーボモータ73が取付られており、これ
によりマガジンプレート72は、決められた角度に割出
される。マガジンプレート72は、その外周部から中心
方向へ窪んだ概ね半円状の多数の工具収容部74a〜7
4lが円周上の一部を除いた円周上にマガジンプレート
72の中心72aから放射状に形成されている。半円状
の工具収容部74a〜74lにはその内周面に沿って工
具80bの環状溝に係合する突起75が形成されてい
る。これにより工具80bは軸方向の移動が規制され
る。
【0015】マガジンプレート72には工具80bのキ
ー溝に係合するキー76が取付られている。これにより
工具80bは、工具マガジン上の保管状態ではその軸線
回りに旋回しない。マガジンプレート72には各工具収
容部近辺には工具マガジンプレート72の下部側からフ
ライス加工された彫込み溝72bが設けられている。彫
込み溝72bには爪77が、ねじ付ピン78により同ピ
ン78の軸線回りに回動可能に取付られている。爪77
は工具80bが嵌合しやすいように傾斜面を有し、スプ
リング79により付勢されている。これにより、工具8
0bは前記工具収容部74bから脱落しない。機械前面
は工作物を搬入するため開閉可能なカバー(図示せず)
が設置されている。ベッド1の上部には巻取り式のカバ
ーがX軸方向とY軸方向に設置され縦型ユニット装置9
の主軸ヘッド6が移動しても閉塞状態を保てるようにし
ている。ベッド1の左右側面部1b,1cの内側にはカ
バー90が、X軸に平行に固定されている。マガジンプ
レート72の工具収容部74a〜74l以外の部分は、
直線状部72cが形成されている。直線状部72cに可
動カバー91が固定され、マガジンプレート72と一体
に旋回する。カバー90は、前記可動カバー91の垂直
かつ旋回を許容し,このカバー91により閉塞される工
具取出し窓90aが形成されている。なおカバー90と
横型ユニット10の間には蛇腹カバーが設けられおり、
横型ユニット装置10の主軸ヘッドが移動しても閉塞状
態が保たれるようになっている。これにより加工領域は
外部と隔絶され、加工時に切屑が外部に飛散することが
ない。
ー溝に係合するキー76が取付られている。これにより
工具80bは、工具マガジン上の保管状態ではその軸線
回りに旋回しない。マガジンプレート72には各工具収
容部近辺には工具マガジンプレート72の下部側からフ
ライス加工された彫込み溝72bが設けられている。彫
込み溝72bには爪77が、ねじ付ピン78により同ピ
ン78の軸線回りに回動可能に取付られている。爪77
は工具80bが嵌合しやすいように傾斜面を有し、スプ
リング79により付勢されている。これにより、工具8
0bは前記工具収容部74bから脱落しない。機械前面
は工作物を搬入するため開閉可能なカバー(図示せず)
が設置されている。ベッド1の上部には巻取り式のカバ
ーがX軸方向とY軸方向に設置され縦型ユニット装置9
の主軸ヘッド6が移動しても閉塞状態を保てるようにし
ている。ベッド1の左右側面部1b,1cの内側にはカ
バー90が、X軸に平行に固定されている。マガジンプ
レート72の工具収容部74a〜74l以外の部分は、
直線状部72cが形成されている。直線状部72cに可
動カバー91が固定され、マガジンプレート72と一体
に旋回する。カバー90は、前記可動カバー91の垂直
かつ旋回を許容し,このカバー91により閉塞される工
具取出し窓90aが形成されている。なおカバー90と
横型ユニット10の間には蛇腹カバーが設けられおり、
横型ユニット装置10の主軸ヘッドが移動しても閉塞状
態が保たれるようになっている。これにより加工領域は
外部と隔絶され、加工時に切屑が外部に飛散することが
ない。
【0016】次に、以上に述べた実施の形態の作動につ
いて説明する。Y軸送りサーボモータ14、24とX軸
送りサーボモータ34、44は、予めプログラムされた
数値制御装置によりY軸、X軸ごとに同期制御され、そ
れぞれのサーボモータに組み込まれたエンコーダによっ
て検出される対応する第1スライダ4及び第2スライダ
5の現在位置帰還情報に基づいてフィードバック制御さ
れる。Z軸送りサーボモータ54は、予めプログラムさ
れた数値制御装置によりZ軸送りサーボモータ54に組
み込まれたエンコーダによって検出される主軸ヘッド6
の現在位置帰還情報に基づいてフィードバック制御され
る。これにより、前記主軸ヘッド6はX軸方向、Y軸方
向、及びZ軸方向に位置決め制御可能となり、主軸ヘッ
ド6上の回転工具主軸101の下部に装着した工具80
aを工作物2に対し3次元に位置決めし工作物2を加工
できる。
いて説明する。Y軸送りサーボモータ14、24とX軸
送りサーボモータ34、44は、予めプログラムされた
数値制御装置によりY軸、X軸ごとに同期制御され、そ
れぞれのサーボモータに組み込まれたエンコーダによっ
て検出される対応する第1スライダ4及び第2スライダ
5の現在位置帰還情報に基づいてフィードバック制御さ
れる。Z軸送りサーボモータ54は、予めプログラムさ
れた数値制御装置によりZ軸送りサーボモータ54に組
み込まれたエンコーダによって検出される主軸ヘッド6
の現在位置帰還情報に基づいてフィードバック制御され
る。これにより、前記主軸ヘッド6はX軸方向、Y軸方
向、及びZ軸方向に位置決め制御可能となり、主軸ヘッ
ド6上の回転工具主軸101の下部に装着した工具80
aを工作物2に対し3次元に位置決めし工作物2を加工
できる。
【0017】第2スライダ5は、左進時においてX軸送
りサーボモータ34、44が駆動されてボールねじ3
3、43とナット35、45を介し突起部36、46に
左向きに推進力が働き、ガイドレール33、43からは
摩擦抵抗力を右向きに受ける。X軸送りサーボモータ3
4、44は同期して駆動されるため、第2スライダの傾
きは少なくなる。しかし、同期の誤差とガイドレール3
3、43から受ける摩擦抵抗力の違いにより第2スライ
ダは僅かに旋回する。また第2スライダ5の右進時は、
左進時と逆の力関係になる。これにより第2スライダ5
は左進方向で位置決めされた時と右進方向に移動され位
置決めされた時とで逆に旋回される。この旋回の中心は
ガイドレール31、41の間にあり工具主軸101がこ
の旋回の中心近傍にあるため左右移動方向の位置決め誤
差はほとんどない。これにより、コンタリングによる真
円加工では、X−Y座標の象限切替えで生じる工作物の
形状精度低下を少なくすることができる。また、ボール
ねじ33、43からの推進力は、第2スライダ5及びこ
の上に積載される工具主軸101を含むスライド系の質
量の中心の両側に働く。従って、第2スライダを加減速
する時には前記質量により生じる慣性力をボールねじ3
3、43でほぼ均等に受けるため、第2スライダを傾け
る力が発生せず、スムーズに加減速できる。
りサーボモータ34、44が駆動されてボールねじ3
3、43とナット35、45を介し突起部36、46に
左向きに推進力が働き、ガイドレール33、43からは
摩擦抵抗力を右向きに受ける。X軸送りサーボモータ3
4、44は同期して駆動されるため、第2スライダの傾
きは少なくなる。しかし、同期の誤差とガイドレール3
3、43から受ける摩擦抵抗力の違いにより第2スライ
ダは僅かに旋回する。また第2スライダ5の右進時は、
左進時と逆の力関係になる。これにより第2スライダ5
は左進方向で位置決めされた時と右進方向に移動され位
置決めされた時とで逆に旋回される。この旋回の中心は
ガイドレール31、41の間にあり工具主軸101がこ
の旋回の中心近傍にあるため左右移動方向の位置決め誤
差はほとんどない。これにより、コンタリングによる真
円加工では、X−Y座標の象限切替えで生じる工作物の
形状精度低下を少なくすることができる。また、ボール
ねじ33、43からの推進力は、第2スライダ5及びこ
の上に積載される工具主軸101を含むスライド系の質
量の中心の両側に働く。従って、第2スライダを加減速
する時には前記質量により生じる慣性力をボールねじ3
3、43でほぼ均等に受けるため、第2スライダを傾け
る力が発生せず、スムーズに加減速できる。
【0018】次に自動工具交換動作について説明する。
加工工程中は図6に示すように、固定カバー90の開口
部90aは可動カバー91により閉鎖されている。工具
80aによる加工工程が終了すると、マガジンプレート
72の空の工具把持部74aが工具主軸101の工具交
換位置と左右方向(X方向)に整列する位置に来るよう
にマガジンプレート72を、時計方向に回転させる。そ
の位置で工具主軸101が、Y方向に工具主軸101の
端面に固定された工具80aの工具把持溝がマガジンプ
レート72の工具把持部74aの環状突起75に係合さ
れるまで後退する。この状態で、工具主軸101のドロ
ーボルトを解除し、工具主軸101は更にZ方向に後退
させられ、工具シャンク部から完全に離れる。そして、
マガジンプレート72を更に時計方向に回転させ、マガ
ジンプレート72の他の工具把持溝74bに把持された
次に使用する工具80bを工具主軸101の軸線に整列
させる。その位置で工具主軸101をZ方向に前進さ
せ、その先端の工具受入孔に工具80bのシャンク部を
嵌合させ、ドローボルトにより工具80bを工具主軸1
01に固定する。主軸ヘッド6が、マガジンプレート7
2(可動カバー91を含めて)の回転と干渉しない位置
までY方向に前進した段階で、マガジンプレート72を
反時計方向に回転させ、最初の待機位置に戻す。この状
態で、工具交換装置のカバー90の開口部90aは可動
カバー91により完全に閉鎖され、その後工具80bに
よる加工が行われる。
加工工程中は図6に示すように、固定カバー90の開口
部90aは可動カバー91により閉鎖されている。工具
80aによる加工工程が終了すると、マガジンプレート
72の空の工具把持部74aが工具主軸101の工具交
換位置と左右方向(X方向)に整列する位置に来るよう
にマガジンプレート72を、時計方向に回転させる。そ
の位置で工具主軸101が、Y方向に工具主軸101の
端面に固定された工具80aの工具把持溝がマガジンプ
レート72の工具把持部74aの環状突起75に係合さ
れるまで後退する。この状態で、工具主軸101のドロ
ーボルトを解除し、工具主軸101は更にZ方向に後退
させられ、工具シャンク部から完全に離れる。そして、
マガジンプレート72を更に時計方向に回転させ、マガ
ジンプレート72の他の工具把持溝74bに把持された
次に使用する工具80bを工具主軸101の軸線に整列
させる。その位置で工具主軸101をZ方向に前進さ
せ、その先端の工具受入孔に工具80bのシャンク部を
嵌合させ、ドローボルトにより工具80bを工具主軸1
01に固定する。主軸ヘッド6が、マガジンプレート7
2(可動カバー91を含めて)の回転と干渉しない位置
までY方向に前進した段階で、マガジンプレート72を
反時計方向に回転させ、最初の待機位置に戻す。この状
態で、工具交換装置のカバー90の開口部90aは可動
カバー91により完全に閉鎖され、その後工具80bに
よる加工が行われる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した通り請求項1の縦型工作機
械は、第2スライダを左右方向に移動可能にする一対の
ガイドレールの間で工具主軸が上下に移動し、請求項2
の縦型工作機械は、第1スライダと第2スライダを貫い
て工具主軸が上下に移動する。第2スライダは、左進方
向で位置決めされた時と右進方向で位置決めされた時と
で逆に旋回されるが、主軸ヘッドと旋回の中心は共にガ
イドレールの間にある。従って主軸ヘッドの左右(X軸
方向)での位置決め誤差は、ほとんど生じない。
械は、第2スライダを左右方向に移動可能にする一対の
ガイドレールの間で工具主軸が上下に移動し、請求項2
の縦型工作機械は、第1スライダと第2スライダを貫い
て工具主軸が上下に移動する。第2スライダは、左進方
向で位置決めされた時と右進方向で位置決めされた時と
で逆に旋回されるが、主軸ヘッドと旋回の中心は共にガ
イドレールの間にある。従って主軸ヘッドの左右(X軸
方向)での位置決め誤差は、ほとんど生じない。
【0020】また、切削によるスラスト力の反力が主軸
ヘッドを上方に浮上がらせる方向に力が加わった場合、
第2スライダを左右方向に移動可能にする一対のガイド
レールにほぼ均等に反力が分散され、ガイドレールはほ
とんど変形せず、主軸ヘッド位置で変形が拡大されるこ
ともない。さらに、工作物と主軸ヘッドの間の剛性が高
いため、切削時の振動が小さくなり、加工面の形状精度
と面粗さが良く、また工具寿命を長くできる利点があ
る。また、第2スライダ及びこの上に積載された工具主
軸を含むスライド系の質量は、第2スライダを左右方向
に移動可能にする前記一対のガイドレールにほぼ均等に
分散され、ガイドレールの摩耗が均等になり、位置決め
精度の劣化が少なく、長期に渡り良い加工精度が維持で
きる。
ヘッドを上方に浮上がらせる方向に力が加わった場合、
第2スライダを左右方向に移動可能にする一対のガイド
レールにほぼ均等に反力が分散され、ガイドレールはほ
とんど変形せず、主軸ヘッド位置で変形が拡大されるこ
ともない。さらに、工作物と主軸ヘッドの間の剛性が高
いため、切削時の振動が小さくなり、加工面の形状精度
と面粗さが良く、また工具寿命を長くできる利点があ
る。また、第2スライダ及びこの上に積載された工具主
軸を含むスライド系の質量は、第2スライダを左右方向
に移動可能にする前記一対のガイドレールにほぼ均等に
分散され、ガイドレールの摩耗が均等になり、位置決め
精度の劣化が少なく、長期に渡り良い加工精度が維持で
きる。
【0021】請求項3の発明では、前記工具マガジン装
置と一体的に回動でき、工具マガジン装置が休止位置に
あるときカバー装置の開放部を閉塞する可動カバーを前
記マガジン装置に取り付けることにより、可動カバーの
開閉時間を省略し、構造の単純化及び工具交換時間の短
縮ができる。
置と一体的に回動でき、工具マガジン装置が休止位置に
あるときカバー装置の開放部を閉塞する可動カバーを前
記マガジン装置に取り付けることにより、可動カバーの
開閉時間を省略し、構造の単純化及び工具交換時間の短
縮ができる。
【図1】本発明による送りユニット構成とマガジンカバ
ーを有した縦型加工機の正面図である。
ーを有した縦型加工機の正面図である。
【図2】図1の右側面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図1のB−B断面図である。
【図5】本発明のユニット構成を示す一部を分解した斜
視図である。
視図である。
【図6】図2のC−C断面図である。
【図7】本発明の工具マガジン装置の一部概略斜視図で
ある。
ある。
【図8】図7のDから見た部分図である。
1・・・ベッド、 2・・・治具装置、 3・・・工作
物、 4・・・第1スライダ、 5・・・第2スライ
ダ、 6・・・主軸ヘッド、 7・・・工具マガジン装
置、 8・・・プレート、 9・・・縦型送りユニット
装置、 10・・・横型送りユニット装置、 72・・
・マガジンプレート、 101・・・工具主軸。
物、 4・・・第1スライダ、 5・・・第2スライ
ダ、 6・・・主軸ヘッド、 7・・・工具マガジン装
置、 8・・・プレート、 9・・・縦型送りユニット
装置、 10・・・横型送りユニット装置、 72・・
・マガジンプレート、 101・・・工具主軸。
Claims (3)
- 【請求項1】ベッド上に設けられ水平の第1方向に移動
可能な第1スライダと、この第1スライダ上に積層され
第1方向に直角で水平の第2方向に移動可能な第2スラ
イダと、第2スライダに設けられ上下方向に移動可能な
工具主軸と、第1スライダ、第2スライダ、主軸ヘッド
のガイドレールよりも下方に設けられ工作物を位置決め
クランプする治具装置とからなり、第2スライダを左右
方向に移動可能にする一対のガイドレールの間で工具主
軸が上下に移動する構成を特徴とする縦型工作機械。 - 【請求項2】ベッド上に設けられ水平の第1方向に移動
可能な第1スライダと、この第1スライダ上に積層され
第1方向に直角で水平の第2方向に移動可能な第2スラ
イダと、第2スライダに設けられ上下方向に移動可能な
主軸ヘッドと、第1スライダ、第2スライダ、主軸ヘッ
ドのガイドレールよりも下方に設けられ工作物を位置決
めクランプする治具装置とからなり、第1スライダと第
2スライダを貫いて工具主軸が上下に移動する構成を特
徴とする縦型工作機械。 - 【請求項3】請求項1又は請求項2において、前記主軸
ヘッドの軸線と平行な軸線の回りに回転可能で、主軸ヘ
ッドとの間で工具の交換を行う工具マガジン装置をさら
に有し、工具マガジン装置が休止位置にあるとき工具マ
ガジン装置を加工領域から隔絶するカバー装置を備え、
このカバー装置は工具マガジン装置が休止位置から主軸
ヘッドと協動する工具着脱位置に回転することを許容す
る開放部を有し、工具マガジン装置が休止位置にあると
き前記カバー装置の開放部を閉塞する可動カバーを工具
マガジン装置と一体的に回動できるように前記工具マガ
ジン装置に取り付けたことを特徴とする縦型工作機械。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000007507A JP2001198751A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 縦型工作機械 |
EP01100922A EP1116548A3 (en) | 2000-01-17 | 2001-01-16 | A machine tool having a vertical main spindle and a method of making the same |
US09/760,851 US20010041651A1 (en) | 2000-01-17 | 2001-01-17 | Machine tool having a vertical main spindle and a method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000007507A JP2001198751A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 縦型工作機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001198751A true JP2001198751A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=18535890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000007507A Pending JP2001198751A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 縦型工作機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001198751A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008105173A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Nippei Toyama Corp | 工作機械 |
WO2009041078A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Komatsu Ntc Ltd. | 工作機械 |
KR101016580B1 (ko) | 2010-11-17 | 2011-02-22 | 염명희 | 공구 매거진 |
WO2012114533A1 (ja) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 株式会社牧野フライス製作所 | マシニングセンタ |
JP2013248709A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Howa Mach Ltd | マシニングセンタ |
WO2016027327A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 富士機械製造株式会社 | マシニングセンタ |
CN108311928A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-07-24 | 安徽普瑟斯智能科技股份有限公司 | 一种推拉式直排刀库 |
CN108481984A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 盘锦智人科技有限公司 | 一种数控雕刻砂光复合加工中心 |
EP3539718A4 (en) * | 2016-11-16 | 2020-01-08 | Horkos Corp | AUTOMATIC TOOL CHANGE DEVICE |
WO2021215001A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | Dmg森精機株式会社 | 加工機械 |
-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000007507A patent/JP2001198751A/ja active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008105173A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Nippei Toyama Corp | 工作機械 |
US8562497B2 (en) | 2007-09-28 | 2013-10-22 | Komatsu Ntc Ltd. | Machine tool |
WO2009041078A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Komatsu Ntc Ltd. | 工作機械 |
KR101016580B1 (ko) | 2010-11-17 | 2011-02-22 | 염명희 | 공구 매거진 |
US9126298B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-09-08 | Markino Milling Machine Co., Ltd. | Machining center |
JP5562480B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2014-07-30 | 株式会社牧野フライス製作所 | マシニングセンタ |
WO2012114533A1 (ja) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 株式会社牧野フライス製作所 | マシニングセンタ |
CN103447878A (zh) * | 2012-05-31 | 2013-12-18 | 丰和工业株式会社 | 加工中心 |
JP2013248709A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Howa Mach Ltd | マシニングセンタ |
WO2016027327A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 富士機械製造株式会社 | マシニングセンタ |
JPWO2016027327A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2017-06-29 | 富士機械製造株式会社 | マシニングセンタ |
EP3539718A4 (en) * | 2016-11-16 | 2020-01-08 | Horkos Corp | AUTOMATIC TOOL CHANGE DEVICE |
CN108311928A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-07-24 | 安徽普瑟斯智能科技股份有限公司 | 一种推拉式直排刀库 |
CN108481984A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 盘锦智人科技有限公司 | 一种数控雕刻砂光复合加工中心 |
CN108481984B (zh) * | 2018-04-16 | 2023-12-15 | 上海黎之光智能科技有限公司 | 一种数控雕刻砂光复合加工中心 |
WO2021215001A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | Dmg森精機株式会社 | 加工機械 |
JPWO2021215001A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | ||
JP7372457B2 (ja) | 2020-04-24 | 2023-10-31 | Dmg森精機株式会社 | 加工機械 |
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---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060228 |