JP2003300122A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JP2003300122A
JP2003300122A JP2002103996A JP2002103996A JP2003300122A JP 2003300122 A JP2003300122 A JP 2003300122A JP 2002103996 A JP2002103996 A JP 2002103996A JP 2002103996 A JP2002103996 A JP 2002103996A JP 2003300122 A JP2003300122 A JP 2003300122A
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bed
machine tool
column
spindle head
machine
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Katsuyuki Nakamura
勝行 中村
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Makino Milling Machine Co Ltd
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Makino Milling Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温の局部的な変化及び主軸頭や送りモータ
の発熱があっても、簡単な構造でベッド及びコラムの熱
変形の時間的変化を小さく保つ工作機械を提供する。 【解決手段】 本工作機械は、ベッド1の外周及び底
面、コラム3のスプラッシュガード37に取り囲まれて
いない両側面及び上面、並びにコラム3の機械制御装置
35に直面する面に断熱材43を貼付し、更に主軸頭冷
却手段及び送りモータ冷却手段も設け、総合的にベッド
1及びコラム3への熱の出入りを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベッド及びコラム
に断熱材を貼付した工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械が室温の変化や局部的な発熱に
よって熱変形しにくいようにした機械構成が従来から考
えられている。第1の従来技術として、実開昭59−1
83340号公報の全閉カバーとカバー内空調装置を有
する工作機械がある。この考案は、工作機械全体をカバ
ーで取り囲み、その内部を一定温度を維持するように空
調する自己完結型恒温室を開示している。第2の従来技
術として、実開平1−97840号公報の熱変形防止機
械構造がある。この考案は、工作機械のコラム等の構造
部材の外周及び内側に断熱材を貼着し、外部からの熱影
響を少なくして工作機械全体としての熱的バランスを保
つことを開示している。
【0003】第3の従来技術として、実開昭61−14
8538号公報の工作機械のベッドがある。この考案
は、ベッドの底面に断熱材を貼り、ベッドの上面と下面
との温度差を小さくしてベッドの熱変形を防止すること
を開示している。第4の従来技術として、特開2000
−317749号公報の変圧器固定工作機械装置があ
る。この発明は、工作機械本体のフレーム側面に、断熱
材を介して変圧器を固定することを開示している。この
構成によって変圧器の熱が工作機械本体に伝わりにく
く、工作機械の熱変形は起こりにくい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の第1の従来技術
は、工作機械全体をカバーで取り囲む恒温室形態をとる
ため、構造が大形、複雑となり高価であるという問題が
ある。第2の従来技術は、構造部材の内側に断熱材を貼
付することは難しく、また主軸頭や送りモータの発熱に
よる構造部材への熱伝達を防止する作用はない。第3の
従来技術は、ベッドの底面に断熱材を貼付しているの
で、床面からの輻射熱はさえぎられるが、室温の局部的
な変化、主軸頭や送りモータの発熱の影響を防止する作
用はない。第4の従来技術も、室温の局部的な変化、主
軸頭や送りモータの発熱の影響を防止することについて
は考慮されていない。
【0005】ここで室温の局部的な変化とは、空調機の
吹出し口に工作機械の一面が面しており、空調機がO
N、OFFを行うと、工作機械のある部分の温度が上が
ったり、下がったりすることである。また、工作機械の
一面が工場の出入口に面しており、ドアが開閉する度に
外気が侵入して工作機械のある部分の温度が上がった
り、下がったりすることである。そこで本発明の目的
は、工作機械の基台となるベッド及びコラムの熱変形に
影響を与える室温の局部的な変化及び主軸頭や送りモー
タの発熱があっても、簡単な構造でベッド及びコラムの
熱変形の時間的変化を小さく保つ工作機械を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて、本発
明によれば、ベッドと、前記ベッド上に立設されたコラ
ムと、前記コラムに設けられ、工具を装着する主軸を支
持した主軸頭と、前記ベッド上に設けられ、ワークを載
置するテーブルと、前記工具とワークとの間で相対送り
を与える送り手段と、前記ワークの加工領域を取り囲む
スプラッシュガードとを備えた工作機械において、前記
ベッドの外周及び底面、並びに前記コラムの前記スプラ
ッシュガードで取り囲まれていない部分及び機械制御装
置に直面する部分に断熱材を貼付し、前記主軸頭の内部
を冷却する主軸頭冷却手段、及び前記送り手段の送りモ
ータを冷却する送りモータ冷却手段を設け、前記ベッド
及びコラムへの熱の出入りを防止する工作機械が提供さ
れる。
【0007】上記工作機械においては、油圧機器に油圧
を供給する油圧ユニットを更に具備し、前記油圧ユニッ
トは、油圧必要時のみ稼動するように制御されるのが好
ましい。また、前記主軸頭冷却手段は、前記主軸頭の内
部に調温した冷却液を循環する冷却液温度コントローラ
で成り、前記冷却液温度コントローラ又は/及び前記油
圧ユニットは、工作機械運搬時は機械本体に固定され、
工作機械の据付け後は機械本体から切離して独立して設
ける構成が好ましい。
【0008】このように構成することにより、室温の局
部的な変化による工作機械の熱変形は、ベッドの外周及
び底面、並びにコラムのスプラッシュガードで取り囲ま
れていない部分に貼付した断熱材によって防止され、機
械制御装置から伝達しようとする熱は、コラムと機械制
御装置との間に貼付した断熱材によって遮断される。そ
して主軸頭冷却手段及び送りモータ冷却手段によって、
主軸頭や送りモータからの熱がベッドやコラムに伝達す
るのを防止する。つまり、ベッドやコラムの熱変形に影
響を与える因子を総合的に少なくすることによって、ベ
ッドやコラムの熱変形の時間的変化を小さく保つことが
できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図1は、本発明による工作機械の右
側面図、図2は正面図である。ベッド1の後部にコラム
3が立設され、ボルト等の締結手段で両者は固定され、
工作機械の基台を構成している。コラム3の前面には、
1対の左右案内5、5が設けられ、左右案内5、5に沿
ってサドル7が左右動可能に取付けられる。サドル7の
前面には1対の上下案内9、9が設けられ、上下案内
9、9に沿って主軸頭11が上下動可能に取付けられ
る。主軸頭11には立形の主軸13が回転可能に支持さ
れ、主軸13の下端には工具(図示せず)が着脱可能に
装着できる。主軸頭11の上部には周知の工具アンクラ
ンプシリンダ15が設けられ、工具交換時に油圧ユニッ
ト17からの油圧力で工具を主軸13からアンクランプ
する。主軸13の回転駆動は、主軸頭11内に設けられ
ているビルトインモータで行う。また、主軸13及び主
軸頭11は、周知の軸芯冷却やジャケット冷却を行うた
め冷却液温度コントローラ19との間で調温した冷却液
を循環させる構成がとられている。
【0010】ベッド1の前方上面には、1対の前後案内
21、21が設けられ、前後案内21、21に沿ってテ
ーブル23が前後動可能に取付けられる。テーブル23
上にワーク(図示せず)が取付けられ、主軸13に装着
された工具との間で直交3軸方向の相対移動が行われ、
ワークが加工される。サドル7を左右動させる左右送り
モータ25がコラム3に設けられ、ボールねじナット機
構27によってサドル7を左右動させる。主軸頭11を
上下動させる上下送りモータ29がサドル7の上部に設
けられ、ボールねじナット機構(図示せず)によって主
軸頭11を上下動させる。テーブル23を前後動させる
前後送りモータ31がベッド1の後部に設けられ、同じ
くボールねじナット機構(図示せず)によってテーブル
23を前後動させる。この各送りモータ25、29、3
1は冷却液パイプで覆われた水冷タイプ又は冷却ファン
を備えた空冷タイプの送りモータ冷却手段(図示せず)
を備えており、熱をコラム3やサドル7やベッド1に伝
達させないようにしている。
【0011】一方コラム3の背面にはブラケット33に
よって機械制御装置35が設けられている。機械制御装
置35には送りモータや主軸モータ等のモータ制御部、
油圧ユニット17や冷却液温度コントローラ19の制御
部、ソレノイドバルブやリミットスイッチの制御部等の
各種制御機器が内蔵されており、発熱する。その発熱を
放出するために機械制御装置35の上部には放熱ファン
(図示せず)が設けられている。コラム3の前側の主軸
頭11及びテーブル23のまわりの加工領域は、加工屑
や加工液の飛散を防止するためスプラッシュガード37
で取り囲まれている。また、左右案内、上下案内、前後
案内は、加工屑や加工液が侵入しないようにテレスコピ
ックカバー39等の周知の方法で覆われている。ベッド
1はマウント41を介して床面に載置されている。
【0012】スプラッシュガード37で取り囲まれてい
ないベッド1の前面、両側面、背面、底面、並びにコラ
ム3の両側面、上面及び機械制御装置35との間の背面
には断熱材43(図中のハッチング部分)が貼付されて
いる。夜間工場の停止時には休止していた空調機が朝の
稼動開始時には起動され、室温が急激に変化する。また
前述の空調機の吹出し口近傍や工場の出入口近傍の工作
機械では局部的な室温変化がある。これらの環境温度の
変化に対して断熱材43が貼付されていることにより、
ベッド1やコラム3にはほとんど温度変化を与えず熱変
形の時間的変化を小さく保つことができる。そして、コ
ラム3の背面と機械制御装置35との間に貼付された断
熱材43によって、機械制御装置35の熱がコラム3へ
伝達されなくなる。断熱材43は、ベッド1やコラム3
の内部の熱を外部へ放出させない作用もあり、つまり熱
の出入りを防止してベッド1やコラム3の温度をほぼ一
定値に保っている。
【0013】更に、油圧ユニット17は、工具アンクラ
ンプシリンダ15へ油圧を供給する工具交換時にのみ起
動され、他の時間帯は停止させるように制御して、油圧
ユニット17からの発熱を最小限にしている。このこと
は省エネルギにも寄与している。そして油圧ユニット1
7や冷却液温度コントローラ19は、工作機械の運搬時
はベッド1に図示しない固定具で固定して、運搬の利便
性を図るが、工作機械の据付け後はその固定具をはず
し、ベッド1から所定距離あけて設置し、発熱してもそ
の熱がベッド1に伝達されないように熱的に独立させて
いる。これは振動を工作機械本体に伝達させない効果も
ある。本実施形態は立形のマシニングセンタを例にあげ
て説明したが、横形のマシニングセンタでも、フライス
盤、中ぐり盤、放電加工機等ベッドとコラムを有する工
作機械に適用可能である。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベッド外周、底面及びコラム外周に貼付した断熱材によ
り、室温の局部的変化や、ベッド底面と床面との間の低
い温度の空気流の影響がなくなり、コラムと機械制御装
置との間の断熱材により機械制御装置の熱がコラムに伝
達されなくなり、主軸頭や送りモータの発熱源を冷却す
ることによりベッドやコラムへの熱の伝達を阻止する。
つまりベッドやコラムへの熱の出入りを総合的になくす
ことができ、よってベッドやコラムの熱変形の時間的変
化がなくなり、工作機械の繰り返し精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による工作機械の実施形態の右側面図で
ある。
【図2】図1の工作機械の正面図である。
【符号の説明】
1…ベッド 3…コラム 7…サドル 11…主軸頭 13…主軸 15…工具アンクランプシリンダ 17…油圧ユニット 19…冷却液温度コントローラ 23…テーブル 25…左右送りモータ 29…上下送りモータ 31…前後送りモータ 35…機械制御装置 37…スプラッシュガード 43…断熱材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッドと、前記ベッド上に立設されたコ
    ラムと、前記コラムに設けられ、工具を装着する主軸を
    支持した主軸頭と、前記ベッド上に設けられ、ワークを
    載置するテーブルと、前記工具とワークとの間で相対送
    りを与える送り手段と、前記ワークの加工領域を取り囲
    むスプラッシュガードとを備えた工作機械において、 前記ベッドの外周及び底面、並びに前記コラムの前記ス
    プラッシュガードで取り囲まれていない部分及び機械制
    御装置に直面する部分に断熱材を貼付し、 前記主軸頭の内部を冷却する主軸頭冷却手段、及び前記
    送り手段の送りモータを冷却する送りモータ冷却手段を
    設け、 前記ベッド及びコラムへの熱の出入りを防止することを
    特徴とした工作機械。
  2. 【請求項2】 油圧機器に油圧を供給する油圧ユニット
    を更に具備し、前記油圧ユニットは、油圧必要時のみ稼
    動するように制御される請求項1に記載の工作機械。
  3. 【請求項3】 前記主軸頭冷却手段は、前記主軸頭の内
    部に調温した冷却液を循環する冷却液温度コントローラ
    で成り、前記冷却液温度コントローラ又は/及び前記油
    圧ユニットは、工作機械運搬時は機械本体に固定され、
    工作機械の据付け後は機械本体から切離して独立して設
    ける請求項2に記載の工作機械。
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