JP2016013600A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の工作機械を並列配置する場合の設置面積を削減できる工作機械を提供する。
【解決手段】
ベース部材８の傾斜支持面８ａ上に旋回可能に配設された旋回部材９にテーブル本体１０を回転可能に配設した傾斜テーブル３と、軸線方向に移動可能に配設された主軸１４とを備えた工作機械１において、前記主軸１４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に配設され、前記傾斜テーブル３は、前記Ｚ軸方向に移動可能に配設され、前記ベッド２の奥側かつ側部に工具交換装置５が配設され、前記ベッド２の、前記工具交換装置５が配設された側で、かつ前記傾斜テーブル３の側方部分に、オペレータＭが機械正面から前記工具交換装置５にアクセス可能とするアクセススペースＡを設けた
【選択図】図３

Description

本発明は、傾斜支持面上で旋回することで直交する２軸線回りに回転可能に構成された傾斜テーブルと、軸線方向に移動可能に構成された主軸とを備えた工作機械に関する。

ワークが搭載されるテーブル本体を直交する２軸線回りに回転可能とする傾斜テーブルと、軸線方向に移動可能に構成された主軸とを備えた工作機械がある（例えば特許文献１，２参照）。この従来の工作機械では、主軸をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成すると共に、傾斜テーブルをＸ軸方向に移動可能に構成している。

特開２００１−２５２８３７号公報 特開平０７−８８７３７号公報

ところで、例えば近年の自動車用部品の機械加工においては、工具交換装置を備えた複数の前記工作機械を並列に配置し、各工作機械間でワークを受渡ししながら順次加工を加える加工ラインを形成する場合がある。この場合、複数の工作機械の設置に必要な設置面積をできるだけ削減することが要請されている。

ところが従来の工作機械では、工具交換装置に備えられた工具を手動で交換する場合、オペレータが機械の側面から工具交換装置にアクセスするように構成されているので、オペレータの作業スペースを隣接する工作機械間に設ける必要があるため、前記設置面積の削減にはおのずと限界があった。

また、前記傾斜テーブルを備えた工作機械では、ワークが搭載されるテーブル本体が傾斜支持面によって支持されているので、テーブル本体が水平支持面に支持されている場合に比較して主軸によるＺ軸方向の切削荷重を効率よく負担することができる。一方、近年の機械のコンパクト化のさらなる要請に鑑み、前記主軸からの切削荷重のさらなる効率的な負担を可能とする構造が要請される。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、複数の工作機械を並列配置する場合の設置面積を削減できる工作機械を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ベッド上に搭載されたベース部材の傾斜支持面上に旋回部材を旋回可能に配設し、該旋回部材にテーブル本体を回転可能に配設した傾斜テーブルと、
前記ベッド上に軸線方向に移動可能に配設された主軸とを備えた工作機械において、
前記主軸は、機械正面視で、前記ベッド上の奥側に、左右方向（Ｘ軸方向），上下方向（Ｙ軸方向）及び主軸軸線方向（Ｚ軸方向）のうち少なくもＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に配設され、
前記傾斜テーブルは、前記ベッド上の手前側に、前記Ｚ軸方向に移動可能に、又は固定して配設され、
前記ベッドの奥側かつ側部に工具交換装置が配設され、
前記ベッドの、前記工具交換装置が配設された側で、かつ前記傾斜テーブルの側方部分に、オペレータが機械正面から前記工具交換装置にアクセス可能とするアクセススペースを設けたことを特徴としている。

請求項２の発明は、ベッド上に搭載されたベース部材の傾斜支持面上に旋回部材を旋回可能に配設し、該旋回部材にテーブル本体を回転可能に配設した傾斜テーブルと、
ベッド上に軸線方向に移動可能に配設された主軸とを備えた工作機械において、
前記主軸は、機械正面視で、前記ベッド上の奥側に、上下方向（Ｙ軸方向）及び主軸軸線方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配設され、
前記傾斜テーブルは、前記ベッド上の手前側に、Ｘ軸スライド機構を介して左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され、
前記Ｘ軸スライド機構は、Ｘ軸方向に延び、前記ベッド上の、前記主軸に近い奥側に固定された奥側ガイドレールと、遠い手前側に固定された手前側ガイドレールとを有し、該手前側ガイドレールは、奥側ガイドレールよりＹ軸方向上側に配置されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械において、
前記傾斜テーブル及び主軸の少なくとも工具側部分を機体カバーで囲むと共に、該機体カバーの左右方向略中央部に開口を設け、該開口を開閉するドアを設けたことを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３に記載の工作機械において、
前記機体カバーの左，右側面に、前記テーブル本体上のワークをＸ軸方向に搬送するインライン搬送用開口を設けたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、主軸を少なくともＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に配設すると共に、ベッドの側部に工具交換装置を配設し、傾斜テーブルをＺ軸方向に移動可能に、又は固定して配設したので、傾斜テーブルのＸ軸方向側部に障害物のないアクセススペースを確保でき、該スペースを利用して機械正面から工具交換装置にアクセスできる。従って、機械側面から工具交換装置にアクセスする場合に比較して、複数の工作機械を並列配置する場合の間隔を狭めることができ、複数の工作機械の設置に必要な設置面積を削減できる。

請求項２の発明によれば、傾斜テーブルをＸ軸方向に移動可能とするＸ軸スライド機構の手前側ガイドレールを奥側ガイドレールよりＹ軸方向上側に、つまり高所に配置したので、主軸によるＺ軸方向の切削荷重に対して、高所の手前側ガイドレールが突っ張ることとなり、両ガイドレールを同じ高さに配設した場合に比較して切削荷重を効率良く負担することができる。従って、切削荷重を負担するための機械構造を、ひいては各工作機械をコンパクトに構成することができ、その結果、複数の工作機械の設置に必要な設置面積を削減できる。

請求項３の発明によれば、機体カバーの左右方向略中央部に開口を設け、該開口をドアで開閉するようにしたので、オペレータは機械正面から傾斜テーブル上のワークや主軸の工具保持部等にアクセスでき、機械側面から作業をする必要がなく、複数の工作機械を並列配置する場合の間隔を狭めることができ、必要な設置面積を削減できる。

請求項４の発明よれば、前記機体カバーの左，右側面に、前記テーブル本体上のワークをＸ軸方向に搬送するインライン搬送用開口を設けたので、比較的低い位置にあるテーブル本体上のワークを僅かに上昇させてＸ軸方向に隣接する工作機械に受け渡すことができ、搬送高さを低くでき、ワークの昇降機構も簡素な構造とすることができる。

本発明の実施例１に係る工作機械を正面側から見た斜視図である。 前記工作機械の正面図である。 前記工作機械を並列配置した状態の平面図である。 前記工作機械の傾斜テーブルのテーブル本体が垂直軸回りに回転可能となっている場合の側面図である。 前記工作機械の傾斜テーブルのテーブル本体が水平軸回りに回転可能となっている場合の側面図である。 本発明の実施例２に係る工作機械の正面図である。 前記実施例２に係る工作機械の平面図である。 前記実施例２に係る工作機械の傾斜テーブルの支持構造を示す側面図である。 前記実施例２に係る傾斜テーブル及び左右両開きドアを示す平面図である。 本発明の実施例３に係る工作機械の正面図である。 前記実施例３に係る工作機械の平面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本実施形態において、前後とは機械正面に位置するオペレータから見て、手前側が前を、奥側が後を意味し、左右とはオペレータから見て左右を意味する。

図１〜図５は本願請求項１の発明の実施例１に係る工作機械を説明するための図である。

図において、１は５軸横型マシニングセンタ（工作機械）である。このマシニングセンタ１は、平面視長方形状をなすベッド２と、該ベッド２上の、手前側に配設された傾斜テーブル３と、奥側に配設された主軸装置４と、奥側かつ左側部に配置された工具交換装置５と、前記ベッド２の奥側端面に続いて配置された切屑処理装置６と、該処理装置６の後端部に立設された制御装置７とを有する。

前記傾斜テーブル３は、水平面に対して４５°の傾斜支持面８ａが形成された側方視で直角三角形をなすベース部材８を有する。このベース部材８は、これの底面に固定されたスライダ８ｂを前記ベッド２上にＺ軸方向に延びるように配設されたＺ軸ガイドレール８ｃにスライド可能に係合させることでＺ軸方向に移動可能となっている。

前記ベース部材８の前記傾斜支持面８ａ上には、旋回台９が該傾斜支持面８ａに垂直の旋回軸ａ回りに旋回可能に配置され、該旋回台９に一体形成されたテーブル支持部９ａにはテーブル本体１０が前記旋回軸ａに対して４５°をなす回転軸ｂ回りに回転可能に配設されている。

前記テーブル本体１０上にワークＷが搭載され、固定部材１０ａにより固定される。前記回転軸ｂは、前記旋回台９が図４に示す角度位置にあるときには垂直となり、図５に示す角度位置にあるときには水平となる。即ち、前記テーブル本体１０は垂直軸ｂ回り及び水平軸ｂ′回りに回転可能となっている。なお、前記テーブル本体１０は前記垂直から水平の間の任意の角度で回転可能とすることも可能である。

ここで前記テーブル本体１０のグランド面Ｇーからの高さＨは、オペレータＭの腰付近の高さに設定されており、ワークＷをテーブル本体１０から離脱させるためのストロークｈは固定部材１０ａを越える程度で十分であり、従ってワークＷを隣の工作機械に渡す際の搬送高さを低く抑えることができる。また前記ストロークｈが小さいのでワーク搬送サイクルタイムを短縮でき、さらに前記ストロークｈを確保するための昇降機構も簡単な構造で済み、サイクルタイムの短い安価なワーク搬送を実現できる。

前記主軸装置４は、前記ベッド２上の奥側に立設されたコラム１１と、該コラム１１の前面に配設された支持プレート１２と、該支持プレート１２に固定された主軸頭１３と、該主軸頭１３内に回転可能に配設された主軸１４とを有する。

前記コラム１１は、ベッド２上に固定されてＸ軸方向に延びるＸ軸ガイドレール１１ａにコラム１１の底面に固定されたスライダ（図示せず）をスライド可能に係合させることでＸ軸方向に移動可能となっている。

また前記支持プレート１２は、前記コラム１１の前面に固定されてＹ軸方向に延びるＹ軸ガイドレール１２ａに該支持プレート１２に固定されたスライダ１２ｂをスライド可能に係合させ、Ｙ軸送りモータ１２ｃでＹ軸送りねじ１２ｄを回転駆動することによりＹ軸方向に移動可能となっている。

前記工具交換装置５は、前記ベッド２の、前記主軸装置４より左側方部分に配設され、環状の搬送チェーン１５ａの周縁に多数の工具Ｔを備えた工具マガジン１５と、該工具マガジン１５と前記主軸１４との間に配設され、工具マガジン１５側の工具と主軸１４側の工具とを交換する工具交換アーム１６とを備えている。

そして前記ベッド２の、前記工具交換装置５が配設された側で、かつ前記傾斜テーブル３の左側方部分には、オペレータＭが機械正面から前記工具交換装置５にアクセス可能とするアクセススペースＡが形成されている。このアクセススペースＡは、ベッド２の一部に形成した切欠き部２ａにより構成されている。

なお、１７は機体カバーであり、該機体カバー１７は前記アクセススペースＡ及び工具交換装置５を除いて前記傾斜テーブル３及び主軸１４の工具側部分を囲んでいる。即ち、前記機体カバー１７はオペレータＭが工具交換装置５にアクセスする際の障害になることはない。

本実施例１によれば、主軸１４をＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に配設すると共にベッド２の側部に工具交換装置５を配設し、傾斜テーブル３をＺ軸方向に移動可能としたので、該傾斜テーブル３のＸ軸方向側部に障害物のないアクセススペースＡを確保でき、オペレータＭは該スペースＡを利用して機械正面から工具交換装置５にアクセスできる。従って、機械側面から工具交換装置にアクセスする場合に比較して、複数の工作機械１，１を並列配置する場合の間隔Ｄを狭めることができ、複数の工作機械１，１の設置に必要な設置面積を削減できる。

また、前記並列配置された工作機械１，１間でワークを搬送する場合の搬送高さを低く抑えることができ、ワークＷをテーブル本体１０上に着座・離脱させる際のストロークが短くて済む。そのためワーク搬送のサイクルタイムを短縮できるとともに、昇降機構の構造を簡素化でき、低コストのワーク搬送を実現できる。

なお、前記実施例１では、傾斜テーブル３がＺ軸方向に移動可能に構成されている場合を説明したが、本願請求項１の発明では、傾斜テーブル３はベッド２上に固定されていても良い。このように傾斜テーブル３をベッド２上に固定した場合は、送り機構等を必要としないので、コンパクト化でき、前記アクセススペースＡをより一層確実に確保できる。
また、傾斜テーブル３を固定した場合は、前記主軸１４は、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸方向に移動可能に構成される。

図６〜図９は本願請求項２の発明の実施例２に係る工作機械を説明するための図であり、図中、図１〜図５と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例２では、主軸装置４のコラム１１は、ベッド２上の奥側部分に配置固定されたＺ軸方向に延びるＺ軸ガイドレール１１ｂ，１１ｂに該コラムの底面に固定されたスライダ１１ｃをスライド可能に係合させることによりＺ軸方向に移動可能となっている。

また傾斜テーブル３は、前記ベッド２の手前側部分に、Ｘ軸スライド機構１９によりＸ軸方向に移動可能に配設されている。前記Ｘ軸スライド機構１９は、ベッド２上に配設されたＸ軸方向に延びる奥側ガイドレール１８ａ及び手前側ガイドレール１８ｂにベース部材８の底面に固定された奥側スライダ１８ｄ，手前側スライダ１８ｃをスライド可能に係合させることにより構成されている。

詳細には、前記ベッド２のベース部材８下方部分には、段部２ｂが他の部分よりＹ軸方向上側に位置するように形成されており、ベース部材８の段部２ｂに対応する部分には切欠き部８ｄが他の部分より高所に位置するように形成されている。前記段部２ｂ上に前記手前側ガイドレール１８ｂが固定され、前記切欠き部８ｄに前記手前側スライダ１８ｃが固定されている。また前記奥側ガイドレール１８ａは、前記段部２ｂに隣接するように配置されている。このようにして前記傾斜テーブル３はＸ軸方向に移動可能となっている。

また機体カバー１７の前記傾斜テーブル３に対向する部分には、開口１７ａが形成されており、該開口１７ａは左，右方向にスライド可能に配設された左，右ドア１７ｂ，１７ｂにより開閉可能となっている。

さらにまた前記機体カバー１７の左，右側面には、インライン搬送用開口１７ｃ，１７ｃが形成されている。図示していないが、前記傾斜テーブル３の左，右にはインライン搬送装置が配設される。このインライン搬送装置は、テーブル本体１０上のワークＷを着座面から離脱する程度に上昇させた状態でＸ軸方向に搬送し、隣の工作機械に受け渡す搬送装置である。

この場合、前述したように、前記テーブル本体１０が比較的低所に位置しているため、前記インライン搬送装置及び前記開口１７ｃは比較的低所に配設されている。その結果、搬送高さを低く抑えることができると共に、ワークの昇降機構も簡素な構造とすることができる。

本実施例２によれば、傾斜テーブル３をＸ軸方向に移動可能とするＸ軸スライド機構１９の手前側ガイドレール１８ｂを奥側ガイドレール１８ａよりＹ軸方向上側に、つまり高所に配置したので、主軸１４によるＺ軸方向の切削荷重Ｆに対して、高所に位置する手前側ガイドレール１８ｂが突っ張ることとなり、切削荷重Ｆを効率良く負担することができる。従って、切削荷重を負担するための機械構造を、ひいては各工作機械をコンパクトに構成することができ、その結果、複数の工作機械の設置に必要な設置面積を削減できる。

また、機体カバー１７の左右方向略中央部、つまり傾斜テーブル３に対向する部分に開口１７ａを設け、該開口１７ａを左，右開きの左，右ドア１７ｂ，１７ｂで開閉するようにしたので、オペレータＭは機械正面から傾斜テーブル３上のワークＷや主軸１４の工具保持部等にアクセスでき、機械側面から作業をする必要がなく、複数の工作機械を並列配置する場合の間隔Ｄを狭めることができ、必要な設置面積を削減できる。

図１０，図１１は本願請求項２の発明の実施例３に係る工作機械を説明するための図であり、図中、図６，７と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例３では、コラム１１はベッド２の奥側かつ側部に移動不能に立設されている。そして該コラム１１の右側面に主軸頭支持部材２０が配設されており、該主軸頭支持部材２０はコラム１１に固定されてＹ軸方向に延びるＹ軸ガイドレール１１ｄ，１１ｄに該主軸頭支持部材２０に固定されたスライダ２０ａをスライド可能に係合させることでＹ軸方向に移動可能となっている。

前記主軸頭支持部材２０内には主軸頭１３がＺ軸方向に移動可能に配設されており、該主軸頭１３内には主軸１４が回転可能に配設されている。

また傾斜テーブル３は、ベッド２の段部２ｂに設けられたＸ軸スライド機構１９によりＸ軸方向に移動可能となっている。

本実施例３においては、コラム１１をベッド２上の奥側かつ側部に移動不能に立設したので、コラムを主軸頭の後方に配設した場合に比較して機械の前後長を短縮でき、また傾斜テーブル３の支持構造では前記実施例２と同様の作用効果が得られる。さらに、主軸コラムの一方の側面にＹ軸移動機構を設けると共に、他方の側面にマガジンを設けることができるので、機械全体の左右方向の横幅寸法を一層コンパクトに構成できる。

１ ５軸横型マシニングセンタ（工作機械）
２ ベッド
３ 傾斜テーブル
５ 工具交換装置
８ ベース部材
８ａ 傾斜支持面
９ 旋回部材
１０ テーブル本体
１４ 主軸
１７ 機体カバー
１７ａ 開口
１７ｂ ドア
１７ｃ インライン搬送用開口
１８ａ 奥側ガイドレール
１８ｂ 手前側ガイドレール
１９ Ｘ軸スライド機構
Ａ アクセススペース
Ｍ オペレータ

Claims (4)

1. ベッド上に搭載されたベース部材の傾斜支持面上に旋回部材を旋回可能に配設し、該旋回部材にテーブル本体を回転可能に配設した傾斜テーブルと、
   前記ベッド上に軸線方向に移動可能に配設された主軸とを備えた工作機械において、
   前記主軸は、機械正面視で、前記ベッド上の奥側に、左右方向（Ｘ軸方向），上下方向（Ｙ軸方向）及び主軸軸線方向（Ｚ軸方向）のうち少なくもＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に配設され、
   前記傾斜テーブルは、前記ベッド上の手前側に、前記Ｚ軸方向に移動可能に、又は固定して配設され、
   前記ベッドの奥側かつ側部に工具交換装置が配設され、
   前記ベッドの、前記工具交換装置が配設された側で、かつ前記傾斜テーブルの側方部分に、オペレータが機械正面から前記工具交換装置にアクセス可能とするアクセススペースを設けた
   ことを特徴とする工作機械。
2. ベッド上に搭載されたベース部材の傾斜支持面上に旋回部材を旋回可能に配設し、該旋回部材にテーブル本体を回転可能に配設した傾斜テーブルと、
   前記ベッド上に軸線方向に移動可能に配設された主軸とを備えた工作機械において、
   前記主軸は、機械正面視で、前記ベッド上の奥側に、上下方向（Ｙ軸方向）及び主軸軸線方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配設され、
   前記傾斜テーブルは、前記ベッド上の手前側に、Ｘ軸スライド機構を介して左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され、
   前記Ｘ軸スライド機構は、Ｘ軸方向に延び、前記ベッド上の、前記主軸に近い奥側に固定された奥側ガイドレールと、遠い手前側に固定された手前側ガイドレールとを有し、該手前側ガイドレールは、奥側ガイドレールよりＹ軸方向上側に配置されている
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項２に記載の工作機械において、
   前記傾斜テーブル及び主軸の少なくとも工具側部分を機体カバーで囲むと共に、該機体カバーの左右方向略中央部に開口を設け、該開口を開閉するドアを設けた
   ことを特徴とする工作機械。
4. 請求項３に記載の工作機械において、
   前記機体カバーの左，右側面に、前記テーブル本体上のワークをＸ軸方向に搬送するインライン搬送用開口を設けた
   ことを特徴とする工作機械。

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