JP2005153121A - Feed system structure and machine tool with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は送り系構造及びこれを備えた工作機械に関する。 The present invention relates to a feed system structure and a machine tool including the same.
一般にマシニングセンタなどの工作機械の送り系構造は、固定側の構造体の外表面に送り案内を設けて、移動側の構造体を送りねじなどの送り駆動手段により直線移動させる構造となっている。例えば、固定側の構造体(コラム)の前に移動側の構造体(サドル)が配置された構造(バックコラム構造)となっている。この場合、固定側から移動体に加えられる送り推力ベクトルは、互いの重心を通らないため、移動体にモーメントが発生して振動や変形が生じ、このことが加工精度悪化の原因となる。 In general, a feed system structure of a machine tool such as a machining center has a structure in which a feed guide is provided on the outer surface of a fixed structure, and the moving structure is linearly moved by feed driving means such as a feed screw. For example, it has a structure (back column structure) in which a moving structure (saddle) is arranged in front of a fixed structure (column). In this case, since the feed thrust vector applied to the moving body from the fixed side does not pass through the center of gravity of each other, a moment is generated in the moving body to cause vibration and deformation, which causes deterioration in machining accuracy.
そこで、この対策のため、固定側を矩形状の外枠(箱形の構造体)とし、この外枠の内側に矩形状の内枠(箱形の移動体)を配置して、送りねじなどの送り駆動手段により、外枠内で内枠を外枠に対して平行に直線移動させる構造(ボックスインボックス構造)とすることによって、外枠側から前記内枠へ加えられる送り推力ベクトルを、互いの重心に向かわせることができるようにした方式の送り系構造が公知となっている。この場合、外枠及び内枠は、断面形状を矩形状にして(図5参照)、十分な厚さを持たせることにより、剛性を確保している。 Therefore, for this measure, the fixed side is a rectangular outer frame (box-shaped structure), a rectangular inner frame (box-shaped moving body) is placed inside this outer frame, and a feed screw, etc. The feed thrust vector applied to the inner frame from the outer frame side by making the inner frame linearly move parallel to the outer frame (box-in-box structure) by the feed driving means of 2. Description of the Related Art Feeding system structures that can be directed toward each other's center of gravity are known. In this case, the outer frame and the inner frame have a rectangular cross-section (see FIG. 5) and have sufficient thickness to ensure rigidity.
特許文献1には、送り系構造の一部にボックスインボックス構造が採用されている工作機械が開示されている。
しかしながら、モーメントの発生を防止するためには送り系構造をボックスインボックス構造とすることが望ましいものの、従来のボックスインボックス構造では、外枠及び内枠の断面形状を矩形状にして同枠に十分な厚さを持たせることにより同枠の剛性を確保しているため、ボックスインボックス構造ではない一般の工作機械に比べて、機械外寸が同じ場合には、内枠(主軸)の送りストロークが短くなるという欠点がある(図5参照、詳細後述)。換言すれば、ボックスインボックス構造ではない一般の工作機械と同程度の長さの送りストロークを得るためには、外枠を大きくしなければならず、機械外寸が大きくなってしまう。このため、例えば工作機械を生産ラインの一部の限られたスペースに設置することができないなどの不具合が生じる。 However, in order to prevent the generation of moment, it is desirable that the feed system structure is a box-in-box structure. However, in the conventional box-in-box structure, the cross-sectional shape of the outer frame and the inner frame is rectangular and the same structure is used. Since the rigidity of the frame is ensured by providing a sufficient thickness, the inner frame (spindle) can be fed when the outer dimensions of the machine are the same compared to general machine tools that do not have a box-in-box structure. There is a disadvantage that the stroke is shortened (see FIG. 5, details will be described later). In other words, in order to obtain a feed stroke having the same length as that of a general machine tool not having a box-in-box structure, the outer frame has to be enlarged, and the outer dimensions of the machine are increased. For this reason, for example, problems such as the inability to install the machine tool in a limited space in a part of the production line occur.
従って本発明は上記の事情に鑑み、ボックスインボックス構造などにおいて、構造体(外枠)を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、移動体(内枠)の送りストロークを長くすることができる送り系構造及びこれを備えた工作機械を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention increases the feed stroke of the moving body (inner frame) in a box-in-box structure or the like without increasing the structure (outer frame) (without increasing the outer dimension of the machine). It is an object of the present invention to provide a feed system structure that can be used and a machine tool including the same.
上記課題を解決する第1発明の送り系構造は、構造体に設けられた案内面に沿って移動可能な移動体を送り駆動手段により第1の方向に移動させる送り系構造において、
前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第1の方向に突設した第1の構造体リブが設けられ、
前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第1の方向に突設した第1の移動体リブが設けられ、
且つ、前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉せずに重なり合う位置に設けられたことを特徴とする。
The feed system structure of the first invention that solves the above problem is a feed system structure in which a movable body that is movable along a guide surface provided in the structure is moved in a first direction by a feed drive means.
A first structure rib projecting in the first direction is provided on an inner surface of the structure facing in the first direction;
A first moving body rib projecting in the first direction is provided on an outer surface of the moving body facing the first direction;
In addition, the first structure rib and the first moving body rib are provided at positions where they overlap without interfering with each other when the moving body moves in the first direction. .
また、第2発明の送り系構造は、第1発明の送り系構造において、
前記案内面は、前記構造体の内側に設けられ、
前記移動体は、前記構造体の内側に配置されたことを特徴とする。
The feed system structure of the second invention is the feed system structure of the first invention.
The guide surface is provided inside the structure,
The moving body is arranged inside the structure.
また、第3発明の送り系構造は、第1又は第2発明の送り系構造において、
前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられ、
前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とする。
The feed system structure of the third invention is the feed system structure of the first or second invention.
The first structure rib is provided so as to project parallel to the first direction,
The first moving body rib is provided so as to protrude in parallel to the first direction.
また、第4発明の送り系構造は、第1発明から第3発明のいずれか1つの送り系構造において、
前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、
前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、
前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第1の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とする。
Further, the feed system structure of the fourth invention is the feed system structure of any one of the first invention to the third invention,
A plurality of the first structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the first direction,
A plurality of the first moving body ribs are provided on the outer surface of the moving body facing in the first direction,
The first moving body rib and the first moving body rib are arranged between the first moving body ribs when the moving body moves in the first direction. The ribs are provided so as to be arranged.
また、第5発明の送り系構造は、第1発明から第4発明のいずれか1つ送り系構造において、
前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第2の方向に突設した第2の構造体リブが設けられ、
前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第2の方向に突設した第2の移動体リブが設けられ、
且つ、前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが、互いに重なっており、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉しない位置に設けられたことを特徴とする。
Further, the feed system structure of the fifth invention is any one of the feed system structures of the first invention to the fourth invention,
A second structure rib projecting in the second direction is provided on the inner surface of the structure facing in a second direction orthogonal to the first direction;
A second moving body rib projecting in the second direction is provided on the outer surface of the moving body facing the second direction orthogonal to the first direction;
In addition, the second structural body rib and the second moving body rib overlap each other, and are provided at positions that do not interfere with each other when the moving body moves in the first direction. And
また、第6発明の送り系構造は、第1発明から第5発明のいずれか1つの送り系構造において、
前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられ、
前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とする。
Further, the feed system structure of the sixth invention is the feed system structure of any one of the first invention to the fifth invention,
The second structure rib is provided so as to project parallel to the second direction,
The second moving body rib is provided so as to protrude in parallel to the second direction.
また、第7発明の送り系構造は、第1発明から第6発明のいずれか1つの送り系構造において、
前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、
前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、
前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが互いに干渉しないように前記第2の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とする。
Further, the feed system structure of the seventh invention is the feed system structure of any one of the first invention to the sixth invention,
A plurality of the second structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the second direction,
A plurality of the second moving body ribs are provided on the outer surface of the moving body facing in the second direction,
The second structure ribs and the second moving body ribs do not interfere with each other when the moving body moves in the first direction. 1 moving body rib is provided so that it may be arrange | positioned.
また、第8発明の工作機械は、第1発明から第7発明のいずれか1つの送り系構造を備えたことを特徴とする。 A machine tool according to an eighth aspect is characterized by including any one of the feeding system structures according to the first to seventh aspects.
第1発明の送り系構造によれば、前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第1の方向に突設した第1の構造体リブが設けられ、前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第1の方向に突設した第1の移動体リブが設けられ、且つ、前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉せずに重なり合う位置に設けられたことを特徴とするため、前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが重なり合う(オーバラップした)状態になるまで前記移動体を移動させることができる。このため、前記構造体を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、前記移動体の送りストロークを長くすることができる。 According to the feed system structure of the first invention, the first structure rib projecting in the first direction is provided on the inner surface of the structure facing the first direction, and the first structure rib is provided. A first moving body rib projecting in the first direction is provided on an outer surface of the moving body facing in the direction, and the first structural body rib and the first moving body rib are Since the movable body is provided at a position that overlaps without interfering with each other when the movable body moves in the first direction, the first structural body rib and the first movable body rib include The moving body can be moved until it is overlapped (overlapped). For this reason, the feed stroke of the movable body can be lengthened without increasing the size of the structure (without increasing the outside dimension of the machine).
第2発明の送り系構造によれば、前記案内面は、前記構造体の内側に設けられ、前記移動体は、前記構造体の内側に配置されたことを特徴とするため、ボックスインボックスの構造となることにより、モーメントの発生による振動や変形を防止して加工精度を向上させることができ、しかも、前述のように前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが重なり合う状態になるまで前記移動体を移動させることができるため、前記構造体を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、前記移動体の送りストロークを長くすることができる。 According to the feed system structure of the second invention, the guide surface is provided inside the structure, and the moving body is arranged inside the structure. By having a structure, it is possible to prevent vibration and deformation due to the generation of moments and improve machining accuracy, and the first structure rib and the first moving body rib overlap as described above. Since the movable body can be moved until it reaches a state, the feed stroke of the movable body can be lengthened without enlarging the structure (without increasing the outside dimension of the machine).
第3発明の送り系構造によれば、前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられ、前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とするため、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに容易且つ確実に前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが重なり合って互いに干渉しないようにすることができる。 According to the feed system structure of the third aspect of the invention, the first structure rib is provided so as to project in parallel with the first direction, and the first moving body rib is the first structure rib. Since it is provided so as to protrude in parallel to the direction, the first structural body rib and the first structure can be easily and surely moved when the movable body moves in the first direction. The moving body ribs can overlap so as not to interfere with each other.
第4発明の送り系構造によれば、前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第1の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とするため、前記第1の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置された状態になるまで前記移動体を移動させることができる。このため、前記構造体を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、前記移動体の送りストロークを長くすることができる。 According to the feed system structure of the fourth aspect of the invention, a plurality of the first structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the first direction, and the first moving body rib is A plurality of the first structure ribs and the first mover ribs when the movable body moves in the first direction. Since the first moving body rib is provided between the first structure ribs, the first movement between the first structure ribs is provided. The moving body can be moved until the body rib is arranged. For this reason, the feed stroke of the movable body can be lengthened without increasing the size of the structure (without increasing the outside dimension of the machine).
第5発明の送り系構造によれば、前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第2の方向に突設した第2の構造体リブが設けられ、前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第2の方向に突設した第2の移動体リブが設けられ、且つ、前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが、互いに重なっており、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉しない位置に設けられたことを特徴とするため、構造体を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、前記構造体の剛性を高めることができ、また、例えば前記移動体に設けた案内面に沿って前記移動体の内側で主軸などの他の移動体を送り駆動手段により前記第2の方向に移動させる場合には前記他の移動体の送りストロークを長くすることができる。 According to the feed system structure of the fifth aspect of the invention, the second structure rib projecting in the second direction is provided on the inner surface of the structure facing the second direction orthogonal to the first direction. A second moving body rib projecting in the second direction is provided on the outer surface of the moving body provided in a second direction orthogonal to the first direction, and the second The structure rib and the second moving body rib overlap each other, and are provided at positions that do not interfere with each other when the moving body moves in the first direction. Without increasing the size of the body (without increasing the outside dimensions of the machine), the rigidity of the structure can be increased, and for example, a main shaft or the like inside the moving body along the guide surface provided on the moving body When moving another moving body in the second direction by the feed driving means, It is possible to lengthen the feed stroke of the other mobile.
第6発明の送り系構造によれば、前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられ、前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とするため、前記移動体が前記第1の方向に移動するときに容易且つ確実に前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが重なり合った状態で互いに干渉しないようにすることができる。 According to the feed system structure of the sixth aspect of the invention, the second structure rib is provided so as to protrude in parallel with the second direction, and the second moving body rib is the second structure rib. Since it is provided so as to protrude in parallel with the direction, the first structural body rib and the first structure can be easily and surely moved when the movable body moves in the first direction. The movable body ribs can be prevented from interfering with each other when they overlap each other.
第7発明の送り系構造によれば、前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが互いに干渉しないように前記第2の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とするため、構造体を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、前記構造体の剛性を高めることができ、また、例えば前記移動体に設けた案内面に沿って前記移動体の内側で主軸などの他の移動体を送り駆動手段により前記第2の方向に移動させる場合には前記他の移動体の送りストロークを長くすることができる。 According to the feed system structure of the seventh invention, a plurality of the second structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the second direction, and the second moving body ribs A plurality of outer surfaces of the movable body facing in the direction of 2, and the second structural body rib and the second movable body rib interfere with each other when the movable body moves in the first direction. The first moving body rib is disposed between each of the second structure body ribs so that the structure body is not enlarged (the outer size of the machine is increased). Without increasing the rigidity of the structure, and for example, another moving body such as a main shaft is moved inside the moving body along the guide surface provided on the moving body by the feed driving means. When moving in the direction of 2, the feed stroke of the other moving body It can be lengthened.
第8発明の工作機械によれば、送り系構造を備えたことを特徴とするため、上記第1発明から第7発明のいずれかの発明の効果を有する加工性能の優れた工作機械を実現することができる。 According to the machine tool of the eighth invention, it is characterized by having a feed system structure, so that a machine tool with excellent machining performance having the effect of any one of the first to seventh inventions is realized. be able to.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態に係る工作機械(マシニングセンタ)の送り系構造の斜視図、図2は図1のA−A線矢視断面図、図3は図1のB−B線矢視断面図である。また、図4は前記送り系構造の内枠が移動したときの状態を示す説明図、図5は従来の送り系構造(ボックスインボックス構造)において内枠が移動したときの状態を示す説明図である。 1 is a perspective view of a feed system structure of a machine tool (machining center) according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a line BB in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when the inner frame of the feed system structure is moved, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state when the inner frame is moved in a conventional feed system structure (box-in-box structure). It is.
図1、図2及び図3に示すようにベッド1上には、送り対象物としての主軸3を直線移動させるための送り系構造部4が設けられている。主軸3の前端部には工具2が装着される。また、ベッド1上には、図示は省略するが、送り系構造部4の前方に位置するよう配設されたテーブルや、工具2を自動的に交換するための工具自動交換装置なども装備されている。そして、工具自動交換装置で主軸3に装着された各種の工具2により、テーブルに設置したワークを加工するようになっている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, on the
このとき、工具2は主軸3とともに送り系構造部4によって図中に矢印で示すX軸方向及びY軸方向に直線移動させることができ、ワークはテーブルに設けられた送り系構造部により図中に矢印で示すZ軸方向にテーブルとともに直線移動させることができるようになっている。X,Y,Z軸方向は互いに直交しており、X軸方向は左右の水平方向、Y軸方向は上下(鉛直)方向、Z軸方向は前後の水平方向である。
At this time, the
そして、この工作機械の送り系構造部4は、詳細は後述するが、固定側から移動体に加える送り推力ベクトルが互いの重心を通るようにしてモーメントの発生を防止するため、構造体としての矩形状の外枠であるコラム5の内側に、移動体としての矩形状の内枠であるサドル6を配置し、コラム5内でサドル6を主軸3とともにコラム5に対して平行に直線移動させるボックスインボックス構造とし、しかも、機械外寸を大きくすることなく主軸3の送りストロークを長くするため、コラム5とサドル6の構造に工夫を施している。なお、詳細は後述するが、サドル6はX軸方向に移動し、サドル6の内側でヘッドストック7はY軸方向に移動する。
The feed system structure 4 of the machine tool, which will be described in detail later, prevents the generation of moment by allowing the feed thrust vector applied to the moving body from the fixed side to pass through the center of gravity of each other. A
コラム5は、外枠本体となる矩形状に形成された枠板5aと、この枠板5aを補強するために枠板5aの内側面5bに突設された複数枚(図示例では4枚)のリブ5cとを有する構造となっている。各リブ5cはそれぞれが所定の間隔にて突設されており、図2に示すようにコラム5の断面形状は櫛歯状になっている。また、各リブ5cは第1の構造体リブとしての第1のコラムリブ5c−1と第2の構造体リブとしての第2のコラムリブ5c−2とを有してなり、枠板5aの内側面5bの全周にわたって突設されており、図2に示すようにサドル6の移動方向(X軸方向)では第1のコラムリブ5c−1が同方向に対して平行に突設され、図3に示すようにサドル6の移動方向と直交する方向(Y軸方向)では第2のコラムリブ5c−2が同方向に対して平行に突設されている。なお、リブ5c(5c−1,5c−2)の高さ(突出方向の長さ)は所定の強度が得られて高剛性を維持するのに充分な高さとなっている。
The
一方、サドル6は、内枠本体となる矩形状に形成された枠板6aと、この枠板6aを補強するために枠板6aの外側面6bに突設された複数枚(図示例では3枚)のリブ6cとを有する構造となっている。各リブ6cはそれぞれが所定の間隔にて突設されており、図3に示すようにサドル6の断面形状も櫛歯状となっている。また、各リブ6cは第1の移動体リブとしての第1のサドルリブ6c−1と第2の移動体リブとしての第2のサドルリブ6c−2とを有してなり、枠板6aの外側面6bの全周にわたって突設されており、図2に示すようにサドル6の移動方向(X軸方向)では第1のサドルリブ6c−1が同方向に対して平行に突設され、図3に示すようにサドル6の移動方向と直交する方向(Y軸方向)では第2のサドルリブ6c−2が同方向に対して平行に突設されている。なお、リブ6c(6c−1,6c−2)の高さ(突出方向の長さ)は所定の強度が得られて高剛性を維持するのに充分な高さであって、且つ、コラム5のリブ5c(5c−1,5c−2)の高さと等しいか又はそれ以下の高さとなっている。
On the other hand, the
そして、コラム5のリブ5aとサドル6のリブ6aは、互いに平行で且つ互いにピッチをずらして干渉しない位置に設けられている。即ち、図2に示すようにサドル6の移動方向(X軸方向)では、コラム5の第1のコラムリブ5c−1とサドル6の第1のサドルリブ6c−1とが、互いに平行で図4に示すようにサドル6が移動し、第1のコラムリブ5c−1と第1のサドルリブ6c−1とが近づいても互いに干渉せずに各第1のコラムリブ5c−1のそれぞれ間に第1のサドルリブ6c−1が配置されるような重なり合う位置に設けられている。また、図3に示すようにサドル6の移動方向と直交する方向(Y軸方向)では、コラム5の第2のコラムリブ5c−1とサドル6の第2のサドルリブ6c−1とが、各第2のコラムリブ5c−2のそれぞれ間に第2のサドルリブ6c−2が配置されて、互いに平行で重なり合っており、図4に示すようにサドル6がX軸方向に移動するときに第2のコラムリブ5c−2と第2のサドルリブ6c−2とは互いに干渉しない位置に設けられている。即ち、サドル6がX軸方向に移動する際には、サドル6は図3における紙面と垂直方向に移動するので、第2のコラムリブ5c−2と第2のサドルリブ6c−2とが互いに干渉せずにサドル6が移動することができる。
The
図2に示すようにサドル6の内側には、ヘッドストック7を介して主軸ハウジング8が設けられている。主軸ハウジング8内には、主軸ハウジング8に軸受を介して回転自在に支持された主軸3と、この主軸3を回転駆動する電動モータ9とが収容されている。
As shown in FIG. 2, a
一方、図3に示すようにコラム5のリブ5cとサドル6のリブ6cとの間(上側の2箇所と下側の2箇所)には、送り駆動手段としてのリニアモータ10が介設されている。また、サドル6の移動方向(X軸方向)と直交する方向(Y軸方向)では、コラム5の幅方向の両端部に位置する第2のコラムリブ5c−2の先端部5c−3が、前記幅方向の内側に折れ曲げられてサドル6の枠板6aと平行になっている。そして、これらのリブ先端部5c−3と枠板6aとの間(上側の2箇所と下側の2箇所)には案内面としてのリニアガイド11が介設されており、サドル6は、これらのリニアガイド11を介してコラム5にX軸方向に移動自在に支持されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, between the
従って、リニアモータ10の駆動力により、サドル6は主軸3とともにリニアガイド11に案内されて、X軸方向にコラム5に対して平行に直線移動することができる。なお、このX軸方向への送り駆動手段としては、リニアモータ10に限らず、例えば送りねじと、送りねじを回転駆動する電動モータとからなる送り駆動手段などでもよい。
Therefore, the
また、図2に示すように、サドル6とヘッドストック7との間(上下の2箇所)には、送り駆動手段としてのリニアモータ12が介設されている。ヘッドストック7の本体部7aの外周面の前部には突起部7bが形成されており、このヘッドストック突起部7bとサドル6の前端部との間(上下の2箇所)、及び、ヘッドストック本体部7aとサドル6の内側面との間(上下の2箇所)には、案内面としてのリニアガイド13が介設されている。ヘッドストック7は、これらのリニアガイド13を介してサドル6にY軸方向に移動自在に支持されている。
Further, as shown in FIG. 2, a
従って、リニアモータ12の駆動力により、主軸3は主軸ハウジング8及びヘッドストック7とともにリニアガイド13に案内されて、Y軸方向にもコラム5に対して平行に直線移動することができる。なお、このY軸方向への送り駆動手段も、リニアモータ12に限らず、例えば送りねじと、この送りねじを回転駆動する電動モータとからなる送り駆動手段などでもよい。
Therefore, the
以上のように、本実施の形態によれば、主軸3を内側に保持した矩形状の内枠であるサドル6を、矩形状の外枠であるコラム5の内側に配置し、リニアモータ10などの送り駆動手段により、コラム6内でサドル6を主軸3とともにコラム5に対して平行に直線移動させる構造(ボックスインボックス構造)としたため、モーメントの発生による振動や変形を防止して加工精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
そして、コラム5は、サドル6の移動方向(X軸方向)の構造を、枠板5a(左右両方の側板部分)の内側面5bに第1のコラムリブ5c−1をX軸方向に対して平行に突設した構造とし、サドル6は、X軸方向の構造を、枠板6a(左右両方の側板部分)の外側面6bに第1のサドルリブ6c−1をX軸方向に対して平行に突設した構造とし、且つ、これらのコラム5の第1のコラムリブ5c−1とサドル6の第1のサドルリブ6c−1とを、互いに平行でサドル6が移動したときに互いに干渉せずに重なり合う位置に設けたため、コラム5を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、サドル6(主軸3)のX軸方向への送りストロークを長くすることができる。
The
即ち、図5に示す従来のボックスインボックス構造ようにコラム55及びサドル56の断面形状を矩形状とした場合には、サドル56をX軸方向に移動させたとき、サドル56は、サドル56の外側の面板56aがコラム55の内側の面板55aと干渉する位置までしか移動することができない。つまり、コラム55とサドル56とがオーバラップするほどにサドル56を移動させることはできない。従って、これ以上にサドル56の送りストロークを大きくするにはコラム55を大きくしなければならず、機械外寸が大きくなってしまう。これに対し、本実施の形態では、図4に示すようにサドル6を、サドル6の第1のサドルリブ6c−1とコラム5の第1のコラムリブ5c−1とが重なり合う(オーバラップした)状態になるまでX軸方向に移動させることができるため、コラム5を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、サドル6(主軸3)の送りストロークを長くすることができる。
That is, when the cross-sectional shape of the
更に、本実施の形態では、コラム5は、サドル6の移動方向と直交する方向(Y軸方向)の構造を、枠板5a(天板部分及び底板部分)の内側面5bに第2のコラムリブ5c−2をY軸方向に対して平行に突設した構造とし、サドル6は、Y軸方向の構造を、枠板6a(天板部分及び底板部分)の外側面6bに第2のサドルリブ6c−2をY軸方向に対して平行に突設した構造とし、且つ、これらのコラム5の第2のコラムリブ5c−2とサドル6の第2のサドルリブ6c−2とを、互いに平行で重なり合っておりサドル6が移動するときに互いに干渉しない位置に設けたため、図5のようにコラム55及びサドル56の断面形状を矩形状とした場合比べて、コラム5を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)、主軸3のY軸方向への送りストロークを長くすることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
本発明は送り系構造及びこれを備えたマシニングセンタなどの工作機械に関するものであって、例えば送り系構造としてボックスインボックス構造を採用する場合などに適用することができるものであり、構造体(外枠)を大きくすることなく(機械外寸を大きくすることなく)移動体(内枠)の送りストロークを長くすることができる。 The present invention relates to a feed system structure and a machine tool such as a machining center equipped with the feed system structure. For example, the present invention can be applied to a case where a box-in-box structure is adopted as a feed system structure. The feed stroke of the moving body (inner frame) can be lengthened without increasing the frame) (without increasing the outside dimension of the machine).
1 ベッド
2 工具
3 主軸
4 送り系構造部
5 コラム(外枠)
5a 枠板
5b 内側面
5c リブ
5c−1 第1のコラムリブ
5c−2 第2のコラムリブ
5c−3 先端部
6 サドル(内枠)
6a 枠板
6b 外側面
6c リブ
6c−1 第1のサドルリブ
6c−2 第2のサドルリブ
7 ヘッドストック
7a 本体部
7b 突起部
8 主軸ハウジング
9 電動モータ
10 リニアモータ
11 リニアガイド
12 リニアモータ
13 リニアガイド
1
Claims (8)
前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第1の方向に突設した第1の構造体リブが設けられ、
前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第1の方向に突設した第1の移動体リブが設けられ、
且つ、前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉せずに重なり合う位置に設けられたことを特徴とする送り系構造。 In a feed system structure in which a movable body that is movable along a guide surface provided in the structure is moved in a first direction by a feed driving means,
A first structure rib projecting in the first direction is provided on an inner surface of the structure facing in the first direction;
A first moving body rib projecting in the first direction is provided on an outer surface of the moving body facing the first direction;
In addition, the first structural body rib and the first moving body rib are provided at positions where they overlap without interfering with each other when the moving body moves in the first direction. Feed system structure.
前記案内面は、前記構造体の内側に設けられ、
前記移動体は、前記構造体の内側に配置されたことを特徴とする送り系構造。 In the feed system structure according to claim 1,
The guide surface is provided inside the structure,
The moving system is characterized in that the moving body is arranged inside the structure.
前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられ、
前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とする送り系構造。 In the feed system structure according to claim 1 or 2,
The first structure rib is provided so as to project parallel to the first direction,
The feed system structure according to claim 1, wherein the first moving body rib is provided so as to project in parallel to the first direction.
前記第1の構造体リブは、前記第1の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、
前記第1の移動体リブは、前記第1の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、
前記第1の構造体リブと前記第1の移動体リブとが、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第1の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とする送り系構造。 In the feed system structure according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of the first structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the first direction,
A plurality of the first moving body ribs are provided on the outer surface of the moving body facing in the first direction,
The first moving body rib and the first moving body rib are arranged between the first moving body ribs when the moving body moves in the first direction. A feed system structure characterized in that a rib is provided.
前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記構造体の内側面に、前記第2の方向に突設した第2の構造体リブが設けられ、
前記第1の方向と直交する第2の方向に面した前記移動体の外側面に、前記第2の方向に突設した第2の移動体リブが設けられ、
且つ、前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが、互いに重なっており、前記移動体が前記第1の方向に移動したときに互いに干渉しない位置に設けられたことを特徴とする送り系構造。 In the feeding system structure according to any one of claims 1 to 4,
A second structure rib projecting in the second direction is provided on the inner surface of the structure facing in a second direction orthogonal to the first direction;
A second moving body rib projecting in the second direction is provided on the outer surface of the moving body facing the second direction orthogonal to the first direction;
In addition, the second structural body rib and the second moving body rib overlap each other, and are provided at positions that do not interfere with each other when the moving body moves in the first direction. The feed system structure.
前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられ、
前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に対して平行に突設するよう設けられたことを特徴とする送り系構造。 In the feed system structure according to any one of claims 1 to 5,
The second structure rib is provided so as to project parallel to the second direction,
2. The feed system structure according to claim 1, wherein the second moving body rib is provided so as to protrude in parallel with the second direction.
前記第2の構造体リブは、前記第2の方向に面した前記構造体の内側面に複数設けられ、
前記第2の移動体リブは、前記第2の方向に面した前記移動体の外側面に複数設けられ、
前記移動体が前記第1の方向に移動したときに前記第2の構造体リブと前記第2の移動体リブとが互いに干渉しないように前記第2の構造体リブのそれぞれの間に前記第1の移動体リブが配置されるよう設けられたことを特徴とする送り系構造。 In the feeding system structure according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of the second structure ribs are provided on the inner surface of the structure facing the second direction,
A plurality of the second moving body ribs are provided on the outer surface of the moving body facing in the second direction,
The second structure ribs and the second moving body ribs do not interfere with each other when the moving body moves in the first direction. A feed system structure characterized in that one moving body rib is provided.
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JP2012096313A (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Shin Nippon Koki Co Ltd | Machine tool |
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WO2015037155A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Machine tool |
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