JP2018103353A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】直立部材の曲げ剛性を高める。【解決手段】工作機械ＭＴであって、固定されたベアリング構造１０と、固定されたベアリング構造１０に対して水平方向に沿って移動可能な可動ベアリング構造２０と、予め定められた垂直距離（ｈＭ−ｈｍ）だけ離れたそれぞれの高さ（ｈＭ，ｈｍ）に位置する、上端位置と下端位置との間を可動ベアリング構造内で垂直方向に移動可能に取り付けられた工具搬送キャリッジと、固定されたベアリング構造１０に対して可動ベアリング構造１６を水平方向に移動させる、および/または、可動ベアリング構造１６に対して工具搬送キャリッジ２０を垂直方向に移動させる、ように構成された駆動部２２，２３と、を備える。工具搬送キャリッジ２０の端部位置の高さ（ｈＭ，ｈｍ）の中間の高さ（ｈＳ）で可動ベアリング構造１６がその移動において支持および駆動されるように、固定されたベアリング構造１０が構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に工作機械分野に関し、特にチップ除去による機械加工用の工作機械に関する。

より具体的には、本発明は、
固定されたベアリング構造と、
固定されたベアリング構造に支持され、固定されたベアリング構造に対して水平方向に沿って移動可能な可動ベアリング構造と、
予め定められた垂直距離だけ離れたそれぞれの高さまたはレベルに位置する、上端位置と下端位置との間を可動ベアリング構造内で垂直方向に移動可能に取り付けられた工具搬送キャリッジと、
固定されたベアリング構造に対して可動ベアリング構造を水平方向に移動させる、および/または、可動ベアリング構造に対して工具搬送キャリッジを垂直方向に移動させる、ように構成された駆動部と、を備えるタイプの工作機械に関する。

工作機械として、水平方向に並進可能な可動ベアリング構造は、その下端がスライドガイドに接続される少なくとも１つの垂直直立部と、固定されたベアリング構造に動作可能に連結される運動学的駆動チェーンとを備え、キャリッジまたは工具搬送ヘッドが、そのような直立部に沿って垂直方向に並進可能であるタイプについて知られている。

そのような機械では、上述した直立部は、特に後者がその上端位置またはその上端位置近くにあるときに、工具搬送キャリッジのすべての可能な位置において高い構造的剛性を有さなければならない。

この点について、工具搬送キャリッジの位置決め高さまたはレベルが増加すると、上述した直立部の曲げ剛性は、その高さまたはレベルの立方体に実質的に比例して減少することが分かった。言い換えると、ｚが、直立部の基部に対する工具搬送キャリッジの位置決め高さまたはレベルである場合、そのような直立部の剛性は（１／ｚ^３）に比例する。

したがって、工具搬送キャリッジがその上端の動作位置またはその近くで動作するとき、直立部材の曲げ剛性はかなり低減される。

本発明の目的は、先行技術による機械の前述の欠点を克服することを可能にする工作機械を提供することである。

この目的および他の目的は、固定されたベアリング構造が、可動ベアリング構造を支持するように、および、関連するモータ手段を介して、工具搬送キャリッジの端部位置の高さまたはレベル間の中間の高さまたはレベルで、可動ベアリング構造を移動させるように構成されていることを特徴とする、最初に定義されたタイプの工作機械を有する本発明により達成される。

好ましくは、前記中間の高さまたはレベルは、実質的に、工具搬送キャリッジの前記終端位置の高さまたはレベルの算術平均に対応する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を参照して非限定的な例として記載される以下の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の工作機械の基本的な正面側斜視図である。 図１のIIで示された工作機械の部分拡大図である。 前の図の工作機械の基本的な後側斜視図である。 図３のIVで示された部分拡大図である 前の図の工作機械の正面図である。 前の図の工作機械の側面図である。 図５の線VII−VII沿った断面図である。 本発明の工作機械の実施形態の変形例の部分斜視図である。

（実施の形態）
図１および３において、本発明による工作機械ＭＴおよびそれ自体が公知のタイプの加工対象物運搬機構１を含む機械加工ユニットが、符号ＭＵで全体的に示されている。

一例として示される実施形態の加工対象物運搬機構１は、水平ベース２を備え、その上に、工作機械ＭＴに面する加工対象物垂直運搬テーブル４を含む機構３が取り付けられている。

工作機械ＭＴは、符号１０で全体的に示されている動作可能に固定されたベアリング構造を備える。一例として示される実施形態において、このベアリング構造１０は、水平で互いに平行な２つのベースベアリング部材１１を備え、その上にそれぞれのガイド１２が水平で互いに平行に固定されている。

図３および図５に最もよく示されているように、通路１３がベースベアリング部材１１の間に画定される。このような通路１３の基部には、図３に特に明らかなように、溝１４が適切に形成されている。

工作機械ＭＴは、図面に符号１６で全体的に示されている可動ベアリング構造をさらに備える。

図示された実施の形態では、可動ベアリング構造１６は基本的に直立部１７を備え、直立部１７は、ベースベアリング部材１１に対向する側部に、ガイド１２と相互作用して、固定されたベアリング構造１０に対して可動ベアリング構造１６の水平変位を決定するように構成されている電動搬送キャリッジ１８をそれぞれ有する（特に、図３〜図５を参照）。

加工対象物運搬機構１に面する直立部１７の前面には、工具搬送キャリッジが、符号２０で全体的に示されており、垂直方向に並進可能に取り付けられている。

以下でさらに説明する工具搬送キャリッジ２０は、図１から図７に示される、直立部１７の上端付近に延在する上端位置と、直立部１７の下端付近に延在する下端位置との間で垂直方向に移動可能である。

図５において、前述した上端位置に対応する工具搬送キャリッジ２０の高さまたはレベルはｈ_Ｍで示され、下端位置に対応するキャリッジの高さまたはレベルはｈ_ｍで示されている。

本発明によれば、工具搬送キャリッジ２０の終端位置の高さｈ_Ｍと高さｈ_ｍとの中間の高さまたはレベルｈ_ｓで、可動ベアリング構造１６が支持および変位駆動されるように、工作機械ＭＴの固定されたベアリング構造１０、１１は構成されている。

好ましくは、高さまたはレベルｈ_ｓは、高さまたはレベルｈ_Ｍ、ｈ_ｍの算術平均に実質的に等しい。すなわち、
h_S = (h_M + h_m)/2

可動ベアリング構造が高さまたはレベルｈ_ｍで固定された構造体に支持され、工具搬送キャリッジの移動が実質的にｈ_Ｍ−ｈ_ｍに等しい従来技術の機械に対して、このような特徴により、本発明による機械の可動構造の直立部の曲げ剛性は、上記キャリッジが上端位置にあるときに約８倍にも著しく増加する。

工具搬送キャリッジまたはヘッド２０は、可動構造１６の直立部１７に対して垂直方向に平行移動可能であり、直立部１７に沿って符号２１で示されるガイド１つだけが図１および図２に見られる。したがって、対応するラックガイド２１と係合するそれぞれの歯付きピニオンを回転駆動することができる２つの電気モータ２２が、工具搬送キャリッジ２０の上部に取り付けられている。

一例として図示された実施形態では、直立部１７に関連する各キャリッジ１８にはそれぞれ一対の電気モータ２３（例えば図１、３および４参照）が設けられており、それぞれが、固定されたベアリング構造１０に対して可動ベアリング構造１６を水平方向に変位させるために、それぞれのガイド１２と相互作用するように構成されている。

特に図２を参照すると、図示された実施形態では、工具搬送キャリッジ２０は、前方に互いに対向する２つのブランチまたは突起２４ａを含む基本的にフォーク形状の構成を有する支持体２４を備える。

キャリッジ２０は、支持体２４のブランチまたは突起２４ａに実質的に平行な２つの部分または側面２５ａと、上記ブランチまたは突起に直角な２つの部分または側面２５ｂとを有する、実質的に矩形のリングとして基本的に形成された、第２支持体２５をさらに備える。

第２支持体２５は、その中に符号２６で示される貫通開口部を画定する（図２および図５）。

第２支持体２５は、支持体２４のブランチまたは突起２４ａの間に、そのようなブランチまたは突起２４ａ（図２参照）と交差する第１の軸Ａ−Ａの周りに回転可能に取り付けられている。

図２および図５は、軸線Ａ−Ａに直交する第２の軸線Ｂ−Ｂを中心として第２支持体２５の貫通開口部２６に回転可能に取り付けられた、符号２７で示すさらなる支持体を示す。

必ずしも必要ではないが、軸Ａ−Ａおよび軸Ｂ−Ｂが一点で交差することが好ましい。

支持体２７には、それ自体公知のタイプの工具搬送スピンドル２８（図２および図５）が取り付けられており、そこでは工具がフライスチップのように取り付けられている。

スピンドル２８は、Ａ−Ａ軸とＢ−Ｂ軸の両方に直交する第３の軸Ｃ−Ｃを中心にして支持体２７に回転可能に取り付けられている。

必ずしも必要ではないが、好ましくは、軸Ｃ−Ｃおよび軸Ｂ−Ｂは、軸Ａ−Ａおよび軸Ｂ−Ｂの交点と好ましくは一致する１点で互いに交差する。

支持体２５、２６およびスピンドル２８は、図示されていないそれ自体公知のタイプのモータによって、それぞれの回転軸Ａ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃの周りを移動可能である。

本明細書で既に強調したように、本発明による工作機械は、工具搬送キャリッジの任意の動作位置において可動支持構造の直立部に対して非常に高い曲げ剛性を保証する。

図８は、本発明による機械の実施形態の変形例を部分的に示す。この図において、すでに説明した部品／要素には、図面で以前に使用された同じ参照符号を再度付けている。

図８の変形例では、可動ベアリング構造１６は、上で定義した中間レベルｈ_Ｓ（図５）の部材１１上だけでなく、その下端部においても支持およびガイドされ、そこでは、直立部１７の横方向の付属部１７ａは、固定されたベアリング構造１０のベースベアリング部材１１に設けられた対応する水平ガイド１１２と係合する。

この解決策は、直立部１７の動作曲げ剛性をさらに増加させる。

当然のことながら、実施形態および構成の詳細は、本発明の原理を変更することなく、説明されたものに関して大幅に変更されてもよく、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、非限定的な例として純粋に示されている。

Claims (7)

1. 工作機械（ＭＴ）であって、
   固定されたベアリング構造（１０）と、
   前記固定されたベアリング構造（１０）に支持され、前記固定されたベアリング構造（１０）に対して水平方向に沿って移動可能な可動ベアリング構造（２０）と、
   予め定められた垂直距離（ｈ_Ｍ−ｈ_ｍ）だけ離れたそれぞれの高さまたはレベル（ｈ_Ｍ，ｈ_ｍ）に位置する、上端位置と下端位置との間を前記可動ベアリング構造内で垂直方向に移動可能に取り付けられた工具搬送キャリッジと、
   固定されたベアリング構造（１０）に対して可動ベアリング構造（１６）を水平方向に移動させる、および/または、可動ベアリング構造（１６）に対して工具搬送キャリッジ（２０）を垂直方向に移動させる、ように構成された駆動部（２２，２３）と、を備え、
   前記工作機械（ＭＴ）は、前記工具搬送キャリッジ（２０）の前記端部位置の高さまたはレベル（ｈ_Ｍ，ｈ_ｍ）の中間の高さまたはレベル（ｈ_Ｓ）で可動ベアリング構造（１６）がその移動において支持および駆動されるように、固定されたベアリング構造（１０）が構成される、ことを特徴とする、
   工作機械（ＭＴ）。
2. 前記中間の高さまたはレベル（ｈ_Ｓ）は、実質的に、工具搬送キャリッジ（２０）の前記端部位置の高さまたはレベル（ｈ_Ｍ、ｈ_ｍ）の算術平均に対応する、
   請求項１の工作機械。
3. 前記固定されたベアリング構造（１０）は、可動ベアリング構造（１６）が移動可能な水平ガイド手段（１２）と結合された２つのベースベアリング部材（１１）を備え、
   前記可動ベアリング構造（１６）は、工具搬送キャリッジ（２０）が移動可能な垂直ガイド手段（２１）と結合されている、
   請求項１または２の工作機械。
4. 前記ベースベアリング部材（１１）のそれぞれに、それぞれの水平ガイド（１２）が固定されており、
   前記ベースベアリング部材（１１）の間で、可動ベアリング構造（１６）の一部が延在する通路（１３）が画定され、
   前記固定されたベアリング構造（１０）に対して可動ベアリング構造（１６）を水平方向に移動させるために、前記可動ベアリング構造（１６）は、対向する側部に、前記ガイド（１２）と相互作用するように構成されたそれぞれの電動搬送キャリッジ（１８）を有する、
   請求項１から３のいずれか１つの工作機械。
5. 前記可動ベアリング構造（１６）は、少なくとも１つの垂直ガイド（２１）を備え、
   工具搬送キャリッジ（２０）は、電動化され、前記可動ベアリング構造（１６）に対して垂直に移動するために、前記少なくとも１つの垂直ガイド（２１）と相互作用するように構成されている、
   請求項１から４のいずれか１つの工作機械。
6. 前記可動ベアリング構造（１６）は、その下端部で、前記固定されたベアリング構造（１０）に、水平方向に移動可能にさらに支持されている、
   請求項１から５のいずれか１つの工作機械。
7. 前記可動ベアリング構造（１６）の下端部は、前記ベースベアリング部材（１１）に予め配置された対応する水平ガイド（１１２）に係合した付属部（１７ａ）を有する、
   請求項３および６の工作機械。

Images