JP2004142054A - 集塵機を備えた工作機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】粉体状の切屑をテーブル上やベッド上に滞留させずに、迅速に収集する。
【解決手段】テーブル15の下方に密閉構造のチップコンベア41を設け、加工領域の四方、上方をスプラッシュガード51で覆い気密の加工室53を形成する。スプラッシュガード51の右側面上方に空気取入れ口57を設け、加工室53内に開口した第1吸引口59、及びチップコンベア41の下流側に開口した第2吸引口65と集塵機61とをダクト61、67でそれぞれ接続する。空気取入れ口57から吸引口59,65へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させて切屑を収集する。
【選択図】 図1
【解決手段】テーブル15の下方に密閉構造のチップコンベア41を設け、加工領域の四方、上方をスプラッシュガード51で覆い気密の加工室53を形成する。スプラッシュガード51の右側面上方に空気取入れ口57を設け、加工室53内に開口した第1吸引口59、及びチップコンベア41の下流側に開口した第2吸引口65と集塵機61とをダクト61、67でそれぞれ接続する。空気取入れ口57から吸引口59,65へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させて切屑を収集する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工や研削加工に際し、切屑が粉体となるため、加工領域を囲って切屑が外部に飛び散ることがないようにするとともに、集塵機で切屑を収集するようにして成る集塵機を備えた工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
マシニングセンタ等でグラファイトやプラスチックをドライ切削すると粉体状の切屑が発生するので、外部へ飛散したり、案内面に侵入したり、人体に悪影響を与えないように加工領域の四方、上方及び下方をスプラッシュガードで囲み、加工領域内の切屑を集塵機で収集するようにしている。
【0003】
特許文献1には、切粉処理装置付工作機械が開示されている。この発明は、加工領域の周りを囲いカバー(スプラッシュガード)で囲み、加工領域内の切粉をテーブルの上方とベッドの斜面の下方とに開口した吸出口から吸引する集塵装置を設け、更に囲いカバーの正面に開口した内外の圧力差で開閉する開閉弁を有した外気導入口を設けている。そして外気導入口から吸出口へ向う気流を発生させて切粉を収集するとともに、開閉弁により逆流を防止しているものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平4−289051号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、テーブルの下方に落下した切屑が、ベッドに形成した斜面を伝わって自重で吸出口付近まで移動しなければならず、途中で滞留する切屑は吸引できない。テーブル上に堆積した切屑も吸引できない。また大き目の切屑は集塵機では吸引できない。更に、外気導入口が囲いカバーの正面下方に設けられ、一つの吸出口がテーブルの上方に設けられ、加工領域内の気流が下から上へ流れるようになっている。これはテーブル上に堆積している切屑がいつまでも舞い上がり、囲いカバー内の浮遊切屑がなくならない状態でオペレータは囲いカバーのドアを開けざるを得なかった。
【0006】
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、発生した切屑がテーブル上やベッド上で滞留せずに収集できる集塵機を備えた工作機械を提供することを目的とする。他の目的は、加工終了後は速やかに加工領域内の浮遊切屑が集塵機によって吸引される集塵機を備えた工作機械を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて前記ワークを加工する際に発生する切屑を吸引して回収する集塵機を備えた工作機械において、前記テーブルの下方に設けられ、落下する切屑を受容して機外へ搬出する密閉構造のチップコンベアと、前記ワークの加工領域を気密になるように取り囲み加工室を形成するスプラッシュガードと、前記テーブルより上方の前記加工室内の少なくとも1ヶ所に開口し、浮遊している粉体状の切屑を吸引する第1の吸引口と、前記チップコンベアの下流側に開口し、搬送した切屑を吸引する第2の吸引口と、前記第1の吸引口及び第2の吸引口に連通し、切屑を吸引して収集する集塵機とを具備した集塵機を備えた工作機械を要旨とする。
このテーブルの下方に設けられたチップコンベアによって、落下した切屑は滞留することなく搬出され、切屑はチップコンベアの下流側に開口した第2の吸引口から集塵機へ吸引される。
【0008】
また、本発明は、前記第1の吸引口及び第2の吸引口に対して前記加工室の対向位置であって、前記第1の吸引口及び第2の吸引口より高い位置の前記スプラッシュガードに設けられた空気取入れ口を有し、前記集塵機が作動したとき、前記空気取入れ口から前記加工室を横切って前記第1の吸引口及び第2の吸引口へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させるように構成するのが好ましい。
これによって上方から下方へ向う斜め下向きの空気流となり、切屑を舞い上がらせることがなく、加工後短時間だけ集塵機を稼動させると迅速に加工領域内の浮遊切屑はなくなる。
【0009】
また、本発明の前記主軸は、前記主軸内を貫通して加圧空気を工具に供給するスルースピンドルエア装置を有し、及び/又は前記主軸の近傍には加工部に向けて加圧空気を噴出するエアノズル装置を有することが好ましい。
更に、本発明のスプラッシュガードは、工作機械のオペレータがエアガンのノズルを前記加工室に向けて挿入可能であり、前記エアガンのノズルを抜き出すと閉状態となる開口を開閉ドア又はスプラッシュガードの前面に有することが好ましい。
スルースピンドルエア装置、又はエアノズル装置から加工中に加圧空気が噴出するので、ワーク上やテーブル上等に切屑が堆積せず、チップコンベアに落下する。また、集塵機を稼動させながら、ワーク上やテーブル上に残った切屑をオペレータがエアガンを開口から挿入し、手動でチップコンベア上へ落とす作業を行えば、加工領域内の堆積切屑及び浮遊切屑は短時間でほとんどなくなり、スプラッシュガードの開閉ドアを開けても作業環境を悪化させることはない。
【0010】
【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、本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図、図2は、本発明の工作機械本体を示す斜視図、図3は、図2のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図、図4は、トラフの構造を示すために図3から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【0011】
まず図2、3及び4を用いて、本発明の工作機械本体の実施形態を説明する。
工作機械本体11は、基台となるベッド13と、ワーク(不図示)が着脱自在に固定され、ベッド13の上面に支持されているテーブル15と、テーブル15の上方に配置された主軸頭17と、これを支持するためにベッド13の後部に設けられたコラム19と、テーブル15の周囲にベッド13の上面及び側方部を覆うように配置されている複数のシュータ47とを備えている。この実施形態の工作機械本体11のベッド13は、図3及び図4に示されているように、T字形状になっているが、直方体など他の形状であってもよい。
【0012】
詳細には、主軸頭17は、コラム19にX軸方向(作業者側から見てベッド左右方向)に移動可能に支持されたサドル(不図示)を介して支持されている。主軸頭17は、サドルの前面を上下方向に移動可能に支持され、Z軸方向の送りはサドル上部に設けられたZ軸送りモータ23によって行われる。同様に、サドルのX軸方向の送りも図示されていないX軸送りモータによって行われる。
【0013】
図2に示されている工作機械本体11では、主軸頭17を覆うカバー25が設けられ、サドルを案内するガイドレール(不図示)に切屑が付着することを防止するために、サドルの両側にはサドルのX軸方向移動に伴ってX軸方向(左右方向)に伸縮し得るいわゆるテレスコピックカバー(伸縮自在カバー)27が設けられており、それぞれガイドレールを上から覆っている。
また、主軸頭17には主軸21が回転可能に支承されており、主軸21の端部には工具ホルダを介して工具(不図示)が保持される。したがって、主軸頭17に回転可能に支持されている主軸21はテーブル15に対してX軸及びZ軸方向に移動可能になっている。
【0014】
一方、テーブル15は、その底面に設けられた直動軸受(不図示)などを介して、ベッド13の前部の上面に設けられたガイドレール29(図3)などの案内手段に沿って、ベッド13上をY軸方向(作業者側から見て前後方向)に直線的に移動できるようになっている。ここで、案内手段はすべり案内面でもよい。図3を参照すると、一対のガイドレール29がベッド13の左右両側縁部に沿って設けられ、ガイドレール29などの案内手段に沿ってテーブル15を移動させるために、これらガイドレール29の外側においてベッド13の左右の側面にそれぞれ送りねじ31、及びこれを回転させるY軸送りモータ33が取り付けられている。ガイドレール29、送りねじ31及びY軸送りモータ33に切屑が付着することを防止するために、テーブル15の前後両側面にはテーブル15のY軸方向の移動に伴ってY軸方向(前後方向)に伸縮し得るテレスコピックカバー35が設けられており、それぞれガイドレール29、送りねじ31及びY軸送りモータ33を上から覆っている。また、テレスコピックカバー35はテーブル15上から落下してきた切屑がその上に堆積しないような外側下方への傾斜を有したハの字形状(山形)となっている。
【0015】
ベッド13の前部は、図4によく示されているように、補強用のリブ13aが設けられ、中央部は凹部を有した箱形形状になっており、ベッド13の前部の両側面(作業者側から見て左右の側面)にはそれぞれ中央部の凹部に通じる3組の貫通穴37が左右に対になって形成されている。そして、上に開いた凹形状の3つの金属薄板製のトラフ39が、この対になっている貫通穴37を通り、主として熱遮断のためにベッド13とは直接的に接触せずベッド13に対して所定の間隙を有するように、取付座金やスペーサなどを介してベッド13に固定されている。貫通穴37は、ベッド13の鋳抜き穴を利用することができる。もちろん鋳抜き穴とは別に形成してもよい。したがって、トラフ39はテーブル15の移動方向と垂直な方向に延びていることになる。トラフ39の内部にはトラフ39内に収集された切屑を排出するのに適したスクレーパコンベア、ヒンジコンベア、スクリューコンベアのような公知のチップコンベア41が配置されている。
【0016】
ベッド13の中央部の凹部すなわち一対のガイドレール29の間の空間並びにガイドレール29の側方外側の空間には、ガイドレール29に沿って複数のシュータ47が並設されている。さらに、上述したガイドレール29や送りねじ31などの上方を覆うテレスコピックカバー35の山形の両傾斜面の下端がシュータ47の上方に被さるようになっている。このように配置されたテレスコピックカバー35及びシュータ47により、テーブル15の下方にその周囲を囲むように広がる平面を覆って、テーブル15から落下した切屑がトラフ39内に受容、収集されるようになっている。
【0017】
なお、図4に示されているように、トラフ39の上面にシュータ47の取り付けなどのためにトラフカバー43をさらに設け、トラフカバー43の適宜の場所にシュータ47からトラフ39内にトラフカバー43を通って切屑を通過させるための開口部45が形成される。
再び図2を参照すると、ベッド13の側部にはトラフ39に収集されチップコンベア41によってベッド13及びトラフ39の外部に排出される切屑を回収するためのバケット49が設けられている。
【0018】
工作機械本体11のワークの加工領域の四方、上方をスプラッシュガード51で囲み、加工室53を形成する(図1参照)。加工領域の下方は、加工室53にのみ開放された密閉構造のチップコンベア41が設けられており、結局加工室53は気密の閉空間となる。スプラッシュガード51には窓や開閉ドアを適宜配置して、オペレータが加工室内の様子を観察したり、ワークの段取り替えを行うことができる。
上述のように構成した工作機械本体11では、ベッド13の上面に設けられたガイドレール29のような案内手段が配置される部分を除くテーブル15の下方の周囲空間に隙間なくシュータ47を設けることが可能であり、ガイドレール29などを切屑から保護するカバーの傾斜も急にすることが可能となる。
【0019】
テーブル15上に着脱可能に固定されたワークを主軸21に取り付けられた工具で加工すると、加工に伴って切屑が発生する。このとき、切屑は、ベッド13上に直接的に落下付着することはなく、必ずテレスコピックカバー35及びシュータ47によって受容されることになる。テーブル15が送りねじ31によってY軸方向に駆動されてガイドレール29にそって前後方向に移動しても、ガイドレール29及び送りねじ31の上方はテレスコピックカバー35によって覆われているのでそれらに直接切屑が付着することはなく、テレスコピックカバー35に付着した切屑はその山形の傾斜面を伝ってシュータ47内に受容される。また、スプラッシュガード51などに付着した切屑も同様にシュータ47内に受容される。この際、シュータ47をトラフカバー43に取り付けることなどによりシュータ47とベッド13との接触をより少なくしてあれば、シュータ47を介して切屑からベッド13に伝達する熱の量を少なくし、ベッド13の熱変形を抑制することが可能である。
【0020】
次にシュータ47内に受容された切屑はトラフカバー43の開口部45を通ってトラフ39内に収集、導入される。このとき、トラフ39はベッド13と直接的に接触しておらず、ベッド13に対して離間されて配置されているので高温の切屑の熱がベッド13に伝達する量は最小限に抑えられ、ベッド13が熱変形を起こし加工精度に影響を与えることもない。また、トラフ39内に導入された切屑はチップコンベア41によってトラフ39からベッド13及びトラフ39の外部へ排出されるので、トラフ39内に留まる時間も短くなり、高温の切屑からベッド13へ伝達される熱の量はより少なくなる。
【0021】
上記実施形態では、トラフ39は3本として説明したが、1本又は2本若しくは4本以上とすることも可能であり、その配置も様々な配置が考えられ得る。シュータ47についても、中央及び左右の3つに限られずそれぞれ3分割計9個のシュータにしてもよい。その配置についても様々なものが考えられる。例えば、1本のトラフのみを配置する場合には、幅広のトラフを使用し、その中に同様に幅広の切屑排出手段を配置する。このとき、シュータも幅広のものを使用し、ベッド上部全体を覆うようにすることが好ましい。シュータの傾斜はもちろん急にした方がよい。
【0022】
次に、図1を用いて本発明の集塵機を備えた工作機械の実施形態を説明する。
上述の工作機械本体11は、左側に周知の自動工具交換装置55を有しており、加工室53との間に設けられた開閉式のシャッタ52を通して主軸21との間で工具交換が行える。
スプラッシュガード51の主軸頭17がX軸及びZ軸方向に移動する部分は、シール手段を用いて密閉状態を維持しながら可動構造になっている。スプラッシュガード51の右側面上方に、空気取入れ口57が設けられる。そして加工室53と自動工具交換装置55との間のシャッタ52の縦面中程に吸引口59を開口させた第1ダクト61が集塵機63に接続される。一方、3本のチップコンベア41の下流端に第2吸引口65を開口させた第2ダクトが集塵機63に接続される。主軸21は、軸内を加圧空気が流通して主軸先端又は工具先端から空気を噴出させるスルースピンドルエア装置(不図示)を有し、また主軸21周辺の主軸頭17の先端部に複数本のエアノズル装置69を有しており、加工部へ向けて加圧空気を噴出可能になっている。
【0023】
この構成により、グラファイト、プラスチック等の粉体状切屑の発生するワークを切削又は研削すると、加工室53内は切屑が浮遊し、加工部やテーブル15上に溜まった切屑は加圧空気で吹き飛ばされてトラフ39へ落下し、チップコンベア41で搬出され、バケット49に回収される。バケット49は、チップコンベア41の左端下面に密着するようにボルト等でジャッキアップ可能に設けられている。加工室53内の浮遊切屑は、主に第1吸引口から吸引されて集塵機63へ収集され、チップコンベア41で搬出された切屑は、主に第2吸引口65から吸引されて集塵機63へ収集される。第2ダクト67は、チップコンベア41の左端に第2吸引口を接続するタイプで説明したが、図1の一点鎖線で示したようにバケット49に接続するタイプでも良い。集塵機63が稼動すると空気取入れ口57から外気が導入され、第1吸引口59又は第2吸引口65へ向う斜め下向きの空気流れを発生させ、切屑をできるだけ舞い上がらせずに下方へ導く作用をする。空気取入れ口57には、スプラッシュガード51内外の圧力差で開閉する開閉弁、又はフィルタやラビリンスが設けられており、集塵機63が停止した時に粉体状の切屑が逆流するのを防止している。
【0024】
スプラッシュガード51の開閉ドア又は前面には、エアガンのノズルを加工室53内へ挿入する開口71があり、加工中又は加工終了後、集塵機63を稼動させながら、テーブル15やテレスコピックカバー35等に堆積した切屑を吹き飛ばし、トラフ39内へ落下させることができる。その開口71には、内側からばねで弾性付勢された蓋が付いており、エアガンのノズルを抜いた時には開口71はふさがれるようになっている。加工室53内の浮遊切屑がなくなったら、集塵機63を停止し、オペレータはスプラッシュガード51の開閉ドアを開けることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加工室内で発生した粉体状の切屑は、第1吸引口から集塵機へ収集され、またチップコンベアで搬出され、チップコンベアの下流側の第2吸引口から集塵機へ収集される。そのときスプラッシュガードの高い位置に設けられた空気取入れ口から第1吸引口及び第2吸引口へ向う斜め下向きの空気流れが発生するので、できるだけ切屑を舞い上がらせずに迅速に集塵できる。
スルースピンドルエア装置、エアノズル装置、エアガンによって、ワークやテーブル上等に堆積した切屑を吹き飛ばしてチップコンベア上に落下させ、加工室内の切屑をほとんど収集することができる。こうして加工室内の切屑がほとんどない状態にして、スプラッシュガードの開閉ドアを開けるので、粉体状の切屑の外部へのもれがないクリーンな作業環境を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図である。
【図2】本発明の工作機械本体を示す斜視図である。
【図3】図2のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図である。
【図4】トラフの構造を示すために図3から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【符号の説明】
11…工作機械本体
13…ベッド
15…テーブル
17…主軸頭
21…主軸
29…ガイドレール
31…送りねじ
33…送りモータ
35…テレスコピックカバー
39…トラフ
41…チップコンベア
47…シュータ
49…バケット
51…スプラッシュガード
53…加工室
57…空気取入れ口
59…第1吸引口
61…第1ダクト
63…集塵機
65…第2吸引口
67…第2ダクト
69…エアノズル装置
71…開口
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工や研削加工に際し、切屑が粉体となるため、加工領域を囲って切屑が外部に飛び散ることがないようにするとともに、集塵機で切屑を収集するようにして成る集塵機を備えた工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
マシニングセンタ等でグラファイトやプラスチックをドライ切削すると粉体状の切屑が発生するので、外部へ飛散したり、案内面に侵入したり、人体に悪影響を与えないように加工領域の四方、上方及び下方をスプラッシュガードで囲み、加工領域内の切屑を集塵機で収集するようにしている。
【0003】
特許文献1には、切粉処理装置付工作機械が開示されている。この発明は、加工領域の周りを囲いカバー(スプラッシュガード)で囲み、加工領域内の切粉をテーブルの上方とベッドの斜面の下方とに開口した吸出口から吸引する集塵装置を設け、更に囲いカバーの正面に開口した内外の圧力差で開閉する開閉弁を有した外気導入口を設けている。そして外気導入口から吸出口へ向う気流を発生させて切粉を収集するとともに、開閉弁により逆流を防止しているものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平4−289051号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、テーブルの下方に落下した切屑が、ベッドに形成した斜面を伝わって自重で吸出口付近まで移動しなければならず、途中で滞留する切屑は吸引できない。テーブル上に堆積した切屑も吸引できない。また大き目の切屑は集塵機では吸引できない。更に、外気導入口が囲いカバーの正面下方に設けられ、一つの吸出口がテーブルの上方に設けられ、加工領域内の気流が下から上へ流れるようになっている。これはテーブル上に堆積している切屑がいつまでも舞い上がり、囲いカバー内の浮遊切屑がなくならない状態でオペレータは囲いカバーのドアを開けざるを得なかった。
【0006】
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、発生した切屑がテーブル上やベッド上で滞留せずに収集できる集塵機を備えた工作機械を提供することを目的とする。他の目的は、加工終了後は速やかに加工領域内の浮遊切屑が集塵機によって吸引される集塵機を備えた工作機械を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて前記ワークを加工する際に発生する切屑を吸引して回収する集塵機を備えた工作機械において、前記テーブルの下方に設けられ、落下する切屑を受容して機外へ搬出する密閉構造のチップコンベアと、前記ワークの加工領域を気密になるように取り囲み加工室を形成するスプラッシュガードと、前記テーブルより上方の前記加工室内の少なくとも1ヶ所に開口し、浮遊している粉体状の切屑を吸引する第1の吸引口と、前記チップコンベアの下流側に開口し、搬送した切屑を吸引する第2の吸引口と、前記第1の吸引口及び第2の吸引口に連通し、切屑を吸引して収集する集塵機とを具備した集塵機を備えた工作機械を要旨とする。
このテーブルの下方に設けられたチップコンベアによって、落下した切屑は滞留することなく搬出され、切屑はチップコンベアの下流側に開口した第2の吸引口から集塵機へ吸引される。
【0008】
また、本発明は、前記第1の吸引口及び第2の吸引口に対して前記加工室の対向位置であって、前記第1の吸引口及び第2の吸引口より高い位置の前記スプラッシュガードに設けられた空気取入れ口を有し、前記集塵機が作動したとき、前記空気取入れ口から前記加工室を横切って前記第1の吸引口及び第2の吸引口へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させるように構成するのが好ましい。
これによって上方から下方へ向う斜め下向きの空気流となり、切屑を舞い上がらせることがなく、加工後短時間だけ集塵機を稼動させると迅速に加工領域内の浮遊切屑はなくなる。
【0009】
また、本発明の前記主軸は、前記主軸内を貫通して加圧空気を工具に供給するスルースピンドルエア装置を有し、及び/又は前記主軸の近傍には加工部に向けて加圧空気を噴出するエアノズル装置を有することが好ましい。
更に、本発明のスプラッシュガードは、工作機械のオペレータがエアガンのノズルを前記加工室に向けて挿入可能であり、前記エアガンのノズルを抜き出すと閉状態となる開口を開閉ドア又はスプラッシュガードの前面に有することが好ましい。
スルースピンドルエア装置、又はエアノズル装置から加工中に加圧空気が噴出するので、ワーク上やテーブル上等に切屑が堆積せず、チップコンベアに落下する。また、集塵機を稼動させながら、ワーク上やテーブル上に残った切屑をオペレータがエアガンを開口から挿入し、手動でチップコンベア上へ落とす作業を行えば、加工領域内の堆積切屑及び浮遊切屑は短時間でほとんどなくなり、スプラッシュガードの開閉ドアを開けても作業環境を悪化させることはない。
【0010】
【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、本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図、図2は、本発明の工作機械本体を示す斜視図、図3は、図2のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図、図4は、トラフの構造を示すために図3から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【0011】
まず図2、3及び4を用いて、本発明の工作機械本体の実施形態を説明する。
工作機械本体11は、基台となるベッド13と、ワーク(不図示)が着脱自在に固定され、ベッド13の上面に支持されているテーブル15と、テーブル15の上方に配置された主軸頭17と、これを支持するためにベッド13の後部に設けられたコラム19と、テーブル15の周囲にベッド13の上面及び側方部を覆うように配置されている複数のシュータ47とを備えている。この実施形態の工作機械本体11のベッド13は、図3及び図4に示されているように、T字形状になっているが、直方体など他の形状であってもよい。
【0012】
詳細には、主軸頭17は、コラム19にX軸方向(作業者側から見てベッド左右方向)に移動可能に支持されたサドル(不図示)を介して支持されている。主軸頭17は、サドルの前面を上下方向に移動可能に支持され、Z軸方向の送りはサドル上部に設けられたZ軸送りモータ23によって行われる。同様に、サドルのX軸方向の送りも図示されていないX軸送りモータによって行われる。
【0013】
図2に示されている工作機械本体11では、主軸頭17を覆うカバー25が設けられ、サドルを案内するガイドレール(不図示)に切屑が付着することを防止するために、サドルの両側にはサドルのX軸方向移動に伴ってX軸方向(左右方向)に伸縮し得るいわゆるテレスコピックカバー(伸縮自在カバー)27が設けられており、それぞれガイドレールを上から覆っている。
また、主軸頭17には主軸21が回転可能に支承されており、主軸21の端部には工具ホルダを介して工具(不図示)が保持される。したがって、主軸頭17に回転可能に支持されている主軸21はテーブル15に対してX軸及びZ軸方向に移動可能になっている。
【0014】
一方、テーブル15は、その底面に設けられた直動軸受(不図示)などを介して、ベッド13の前部の上面に設けられたガイドレール29(図3)などの案内手段に沿って、ベッド13上をY軸方向(作業者側から見て前後方向)に直線的に移動できるようになっている。ここで、案内手段はすべり案内面でもよい。図3を参照すると、一対のガイドレール29がベッド13の左右両側縁部に沿って設けられ、ガイドレール29などの案内手段に沿ってテーブル15を移動させるために、これらガイドレール29の外側においてベッド13の左右の側面にそれぞれ送りねじ31、及びこれを回転させるY軸送りモータ33が取り付けられている。ガイドレール29、送りねじ31及びY軸送りモータ33に切屑が付着することを防止するために、テーブル15の前後両側面にはテーブル15のY軸方向の移動に伴ってY軸方向(前後方向)に伸縮し得るテレスコピックカバー35が設けられており、それぞれガイドレール29、送りねじ31及びY軸送りモータ33を上から覆っている。また、テレスコピックカバー35はテーブル15上から落下してきた切屑がその上に堆積しないような外側下方への傾斜を有したハの字形状(山形)となっている。
【0015】
ベッド13の前部は、図4によく示されているように、補強用のリブ13aが設けられ、中央部は凹部を有した箱形形状になっており、ベッド13の前部の両側面(作業者側から見て左右の側面)にはそれぞれ中央部の凹部に通じる3組の貫通穴37が左右に対になって形成されている。そして、上に開いた凹形状の3つの金属薄板製のトラフ39が、この対になっている貫通穴37を通り、主として熱遮断のためにベッド13とは直接的に接触せずベッド13に対して所定の間隙を有するように、取付座金やスペーサなどを介してベッド13に固定されている。貫通穴37は、ベッド13の鋳抜き穴を利用することができる。もちろん鋳抜き穴とは別に形成してもよい。したがって、トラフ39はテーブル15の移動方向と垂直な方向に延びていることになる。トラフ39の内部にはトラフ39内に収集された切屑を排出するのに適したスクレーパコンベア、ヒンジコンベア、スクリューコンベアのような公知のチップコンベア41が配置されている。
【0016】
ベッド13の中央部の凹部すなわち一対のガイドレール29の間の空間並びにガイドレール29の側方外側の空間には、ガイドレール29に沿って複数のシュータ47が並設されている。さらに、上述したガイドレール29や送りねじ31などの上方を覆うテレスコピックカバー35の山形の両傾斜面の下端がシュータ47の上方に被さるようになっている。このように配置されたテレスコピックカバー35及びシュータ47により、テーブル15の下方にその周囲を囲むように広がる平面を覆って、テーブル15から落下した切屑がトラフ39内に受容、収集されるようになっている。
【0017】
なお、図4に示されているように、トラフ39の上面にシュータ47の取り付けなどのためにトラフカバー43をさらに設け、トラフカバー43の適宜の場所にシュータ47からトラフ39内にトラフカバー43を通って切屑を通過させるための開口部45が形成される。
再び図2を参照すると、ベッド13の側部にはトラフ39に収集されチップコンベア41によってベッド13及びトラフ39の外部に排出される切屑を回収するためのバケット49が設けられている。
【0018】
工作機械本体11のワークの加工領域の四方、上方をスプラッシュガード51で囲み、加工室53を形成する(図1参照)。加工領域の下方は、加工室53にのみ開放された密閉構造のチップコンベア41が設けられており、結局加工室53は気密の閉空間となる。スプラッシュガード51には窓や開閉ドアを適宜配置して、オペレータが加工室内の様子を観察したり、ワークの段取り替えを行うことができる。
上述のように構成した工作機械本体11では、ベッド13の上面に設けられたガイドレール29のような案内手段が配置される部分を除くテーブル15の下方の周囲空間に隙間なくシュータ47を設けることが可能であり、ガイドレール29などを切屑から保護するカバーの傾斜も急にすることが可能となる。
【0019】
テーブル15上に着脱可能に固定されたワークを主軸21に取り付けられた工具で加工すると、加工に伴って切屑が発生する。このとき、切屑は、ベッド13上に直接的に落下付着することはなく、必ずテレスコピックカバー35及びシュータ47によって受容されることになる。テーブル15が送りねじ31によってY軸方向に駆動されてガイドレール29にそって前後方向に移動しても、ガイドレール29及び送りねじ31の上方はテレスコピックカバー35によって覆われているのでそれらに直接切屑が付着することはなく、テレスコピックカバー35に付着した切屑はその山形の傾斜面を伝ってシュータ47内に受容される。また、スプラッシュガード51などに付着した切屑も同様にシュータ47内に受容される。この際、シュータ47をトラフカバー43に取り付けることなどによりシュータ47とベッド13との接触をより少なくしてあれば、シュータ47を介して切屑からベッド13に伝達する熱の量を少なくし、ベッド13の熱変形を抑制することが可能である。
【0020】
次にシュータ47内に受容された切屑はトラフカバー43の開口部45を通ってトラフ39内に収集、導入される。このとき、トラフ39はベッド13と直接的に接触しておらず、ベッド13に対して離間されて配置されているので高温の切屑の熱がベッド13に伝達する量は最小限に抑えられ、ベッド13が熱変形を起こし加工精度に影響を与えることもない。また、トラフ39内に導入された切屑はチップコンベア41によってトラフ39からベッド13及びトラフ39の外部へ排出されるので、トラフ39内に留まる時間も短くなり、高温の切屑からベッド13へ伝達される熱の量はより少なくなる。
【0021】
上記実施形態では、トラフ39は3本として説明したが、1本又は2本若しくは4本以上とすることも可能であり、その配置も様々な配置が考えられ得る。シュータ47についても、中央及び左右の3つに限られずそれぞれ3分割計9個のシュータにしてもよい。その配置についても様々なものが考えられる。例えば、1本のトラフのみを配置する場合には、幅広のトラフを使用し、その中に同様に幅広の切屑排出手段を配置する。このとき、シュータも幅広のものを使用し、ベッド上部全体を覆うようにすることが好ましい。シュータの傾斜はもちろん急にした方がよい。
【0022】
次に、図1を用いて本発明の集塵機を備えた工作機械の実施形態を説明する。
上述の工作機械本体11は、左側に周知の自動工具交換装置55を有しており、加工室53との間に設けられた開閉式のシャッタ52を通して主軸21との間で工具交換が行える。
スプラッシュガード51の主軸頭17がX軸及びZ軸方向に移動する部分は、シール手段を用いて密閉状態を維持しながら可動構造になっている。スプラッシュガード51の右側面上方に、空気取入れ口57が設けられる。そして加工室53と自動工具交換装置55との間のシャッタ52の縦面中程に吸引口59を開口させた第1ダクト61が集塵機63に接続される。一方、3本のチップコンベア41の下流端に第2吸引口65を開口させた第2ダクトが集塵機63に接続される。主軸21は、軸内を加圧空気が流通して主軸先端又は工具先端から空気を噴出させるスルースピンドルエア装置(不図示)を有し、また主軸21周辺の主軸頭17の先端部に複数本のエアノズル装置69を有しており、加工部へ向けて加圧空気を噴出可能になっている。
【0023】
この構成により、グラファイト、プラスチック等の粉体状切屑の発生するワークを切削又は研削すると、加工室53内は切屑が浮遊し、加工部やテーブル15上に溜まった切屑は加圧空気で吹き飛ばされてトラフ39へ落下し、チップコンベア41で搬出され、バケット49に回収される。バケット49は、チップコンベア41の左端下面に密着するようにボルト等でジャッキアップ可能に設けられている。加工室53内の浮遊切屑は、主に第1吸引口から吸引されて集塵機63へ収集され、チップコンベア41で搬出された切屑は、主に第2吸引口65から吸引されて集塵機63へ収集される。第2ダクト67は、チップコンベア41の左端に第2吸引口を接続するタイプで説明したが、図1の一点鎖線で示したようにバケット49に接続するタイプでも良い。集塵機63が稼動すると空気取入れ口57から外気が導入され、第1吸引口59又は第2吸引口65へ向う斜め下向きの空気流れを発生させ、切屑をできるだけ舞い上がらせずに下方へ導く作用をする。空気取入れ口57には、スプラッシュガード51内外の圧力差で開閉する開閉弁、又はフィルタやラビリンスが設けられており、集塵機63が停止した時に粉体状の切屑が逆流するのを防止している。
【0024】
スプラッシュガード51の開閉ドア又は前面には、エアガンのノズルを加工室53内へ挿入する開口71があり、加工中又は加工終了後、集塵機63を稼動させながら、テーブル15やテレスコピックカバー35等に堆積した切屑を吹き飛ばし、トラフ39内へ落下させることができる。その開口71には、内側からばねで弾性付勢された蓋が付いており、エアガンのノズルを抜いた時には開口71はふさがれるようになっている。加工室53内の浮遊切屑がなくなったら、集塵機63を停止し、オペレータはスプラッシュガード51の開閉ドアを開けることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加工室内で発生した粉体状の切屑は、第1吸引口から集塵機へ収集され、またチップコンベアで搬出され、チップコンベアの下流側の第2吸引口から集塵機へ収集される。そのときスプラッシュガードの高い位置に設けられた空気取入れ口から第1吸引口及び第2吸引口へ向う斜め下向きの空気流れが発生するので、できるだけ切屑を舞い上がらせずに迅速に集塵できる。
スルースピンドルエア装置、エアノズル装置、エアガンによって、ワークやテーブル上等に堆積した切屑を吹き飛ばしてチップコンベア上に落下させ、加工室内の切屑をほとんど収集することができる。こうして加工室内の切屑がほとんどない状態にして、スプラッシュガードの開閉ドアを開けるので、粉体状の切屑の外部へのもれがないクリーンな作業環境を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図である。
【図2】本発明の工作機械本体を示す斜視図である。
【図3】図2のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図である。
【図4】トラフの構造を示すために図3から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【符号の説明】
11…工作機械本体
13…ベッド
15…テーブル
17…主軸頭
21…主軸
29…ガイドレール
31…送りねじ
33…送りモータ
35…テレスコピックカバー
39…トラフ
41…チップコンベア
47…シュータ
49…バケット
51…スプラッシュガード
53…加工室
57…空気取入れ口
59…第1吸引口
61…第1ダクト
63…集塵機
65…第2吸引口
67…第2ダクト
69…エアノズル装置
71…開口
Claims (4)
- 主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて前記ワークを加工する際に発生する切屑を吸引して回収する集塵機を備えた工作機械において、
前記テーブルの下方に設けられ、落下する切屑を受容して機外へ搬出する密閉構造のチップコンベアと、
前記ワークの加工領域を気密になるように取り囲み加工室を形成するスプラッシュガードと、
前記テーブルより上方の前記加工室内の少なくとも1ヶ所に開口し、浮遊している粉体状の切屑を吸引する第1の吸引口と、
前記チップコンベアの下流側に開口し、搬送した切屑を吸引する第2の吸引口と、
前記第1の吸引口及び第2の吸引口に連通し、切屑を吸引して収集する集塵機と、
を具備することを特徴とした集塵機を備えた工作機械。 - 前記第1の吸引口及び第2の吸引口に対して前記加工室の対向位置であって、前記第1の吸引口及び第2の吸引口より高い位置の前記スプラッシュガードに設けられた空気取入れ口を有し、前記集塵機が作動したとき、前記空気取入れ口から前記加工室を横切って前記第1の吸引口及び第2の吸引口へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させる請求項1に記載の集塵機を備えた工作機械。
- 前記主軸は、前記主軸内を貫通して加圧空気を工具に供給するスルースピンドルエア装置を有し、及び/又は前記主軸の近傍には加工部に向けて加圧空気を噴出するエアノズル装置を有する請求項1又は2に記載の集塵機を備えた工作機械。
- 前記スプラッシュガードは、工作機械のオペレータがエアガンのノズルを前記加工室に向けて挿入可能であり、前記エアガンのノズルを抜き出すと閉状態となる開口を開閉ドア又はスプラッシュガードの前面に有する請求項1から3のいずれか1項に記載の集塵機を備えた工作機械。
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