JP2018176403A

JP2018176403A - 工作機械

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Publication number: JP2018176403A
Application number: JP2017084712A
Authority: JP
Inventors: 弘幸杉浦; Hiroyuki Sugiura; 章一森村; Shoichi Morimura
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-21
Also published as: CN108723965B; JP6955891B2; DE102018109303A1; CN108723965A; US10780547B2; US20180304440A1

Abstract

【課題】加工性能を劣化させることなく、加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を効果的に防止できる工作機械を提供する。【解決手段】工作機械は、ワーク１００を保持する主軸装置１２と、前記主軸装置１２で保持されたワーク１００に対して加工を施す研磨ヘッド１４と、前記加工に伴い加工点の周辺に出現する研磨剤の漏出を防止する不要物漏出防止装置１６と、を備え、前記不要物漏出防止装置１６は、前記研磨ヘッド１４とは分離して設けられ、前記研磨剤を受け取るカバー３２であって、三方向が開口される一方で他の三方向を覆うことで前記ワーク１００の一部を収容する保護空間３３を構成するカバー３２と、非加工中には前記カバー３２を前記ワーク１００から離間させ、前記加工中に前記保護空間３３内に前記ワーク１００の一部が収容されるように前記カバー３２を移動させる移動機構３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本明細書で開示する工作機械は、ワークを保持するワーク保持装置と、前記ワーク保持装置で保持されたワークに対して加工を施す加工ヘッドと、を備えた工作機械に関する。

ワークを加工する工作機械が従来から広く知られている。こうした加工の過程では、加工に伴い加工点の周辺に廃棄物や指向性エネルギー等の特殊不要物が生じることがある。特殊不要物としては、加工に伴いワークから除去される加工屑や、砥石から離脱する砥粒、加工のためにワーク周辺に供給される切削液や研磨剤、ワークから逸れて漏れたレーザ等が含まれる。かかる特殊不要物を放置しておくと、工作機械の正常な駆動が妨げられたり、回収物の再利用が妨げられたりする。例えば、工作機械の中には、旋盤に、研磨加工を行う加工ヘッドが組み込まれた複合加工機がある。かかる複合加工機において、研磨加工に伴い飛散する研磨剤の漏出を放置しておくと、当該研磨剤が、工作機械の移動機構に入り込み、摺動部材などが削られることがある。この場合、摺動部への水漏れ、加工精度の悪化等を招くおそれがあった。また、移動機構を保護するためにテレスコカバーなど可動カバーが設けられた工作機械にあっては、テレスコカバーの摺動部が研磨剤により削られ、水漏れや摺動面への切粉の侵入が起こる。また、テレスコカバーの摺動抵抗が増え、引っ掛かりが起こるとテレスコカバーの破壊まで起こる。さらに、研磨剤の漏出を放置すると、回収済みの切削液に、研磨剤が混入し、切削液の再利用が出来なくなる。

ここで、切削加工で生じる切粉の飛散を防止する技術は、従来から、提案されている。例えば、特許文献１には、工具の周囲を覆うとともに、被加工物側に開口を有するカバー部を設けた装置が開示されている。かかる装置によれば、切粉がカバーの外部に漏出しにくく、切粉の飛散をある程度防止できる。また、特許文献２にも、同様の装置が開示されている。

特許文献３には、吸引ダクトに連通した筒状のヘッド本体を有した切粉吸引ヘッドが開示されている。ヘッド本体の軸線上には、工具が挿通される第１開口が配され、ヘッド本体の周面には、ワークが挿通される第２開口が配されている。そして、このヘッド本体の第２開口内にワークを、第１開口内に工具を挿しこんだ状態で旋削加工を行う。この場合でも、切粉がヘッド本体の外部に漏出しにくくなるため、切粉の飛散をある程度防止できる。

特開２００２−１６０１３９号公報特開２００３−２１１３４１号公報特開２００５−１２５４７２号公報

しかしながら、特許文献１，２のように、工具の周囲にカバーを設けた場合、カバーは、工具と一体的に動くため、工具やワークに対するカバーの位置および姿勢を自由に変更できない。結果として、切粉の飛散を十分に防止することが困難であった。また、工具の周囲にカバーを設けた場合、工具周辺が嵩張ることになり、工具の移動等が制限され、ひいては、加工の自由度が低下する。

特許文献３では、ヘッド本体の周面に設けられた丸孔（第２開口）内に、ワークを先端から挿入する必要があり、凹凸が大きいワークには十分に対応できない。例えば、軸方向先端部分が小径、軸方向中央部分が大径のワークを考える。この場合、第２開口（丸孔）は、ワークの軸方向中央部分よりも大径にする必要がある。しかし、第２開口を大径とした場合、第２開口とワークの軸方向先端部分（小径部分）との隙間が大きくなり、切粉の漏出が生じやすくなる。つまり、特許文献３の形状では、対応できるワーク形状が限定されていた。

以上の通り、従来、加工性能を劣化させることなく、加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を効果的に防止できる技術は、無かった。そこで、本明細書では、加工性能を劣化させることなく、加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を効果的に防止できる工作機械を開示する。

本明細書で開示する工作機械は、ワークを保持するワーク保持装置と、前記ワーク保持装置で保持されたワークに対して加工を施す加工ヘッドと、前記加工に伴い加工点の周辺に出現する廃棄物または指向性エネルギーである特殊不要物の漏出を防止する不要物漏出防止装置と、を備え、前記不要物漏出防止装置は、前記加工ヘッドとは分離して設けられ、前記特殊不要物を受け取るカバーであって、三方向が開口される一方で他の三方向を覆うことで前記ワークの一部を収容する保護空間を構成するカバーと、非加工中には前記カバーを前記ワークから離間させ、前記加工中に前記保護空間内に前記ワークの一部が収容されるように前記カバーを移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする。

前記移動機構は、前記ワークの駆動源、前記加工ヘッドの駆動源とは別の駆動源を有し、前記ワークの加工中、前記加工ヘッドの移動に連動して、前記カバーを移動させてもよい。

また、前記ワーク保持装置は、前記ワークの軸方向一端または軸方向両端を保持しており、前記加工ヘッドは、前記ワークの略径方向から前記ワークにアクセスし、前記移動機構は、前記カバーを、前記ワークを挟んで前記加工ヘッドに略対向する位置に配するべく、前記カバーを前記ワークの略径方向から前記ワークに接近させてもよい。

また、前記カバーは、断面略Ｕ字、略Ｖ字、略コ字状であってもよい。

また、前記不要物漏出防止装置は、前記カバーに取り付けられるとともに、前記保護空間内に前記ワークの一部が収容された際、前記ワークの一部に密着する弾性体を有してもよい。

また、前記特殊不要物は、前記加工時に前記ワークから除去される加工屑、および、前記加工のために前記ワークの周辺に供給される液体または粉粒体である加工補助物質の少なくとも一方を含んでもよい。この場合、前記不要物漏出防止装置は、さらに、前記カバーと前記ワークとの隙間または前記カバーと前記加工ヘッドとの隙間から前記保護空間内に向かって流体を噴射することで、前記隙間からの前記特殊不要物の漏出を阻害する噴射機構を備えてもよい。また、前記特殊不要物は、液体または液体に混入した粉粒体であり、前記不要物漏出防止装置は、さらに、前記カバーで受け取った液体を回収する液体回収機構を備えてもよい。

また、前記工作機械は、ワークを旋削する旋盤に、前記ワークを研磨または研削するための加工ヘッドが組み込まれた複合加工機であり、前記加工ヘッドは、前記ワークを研磨する研磨用工具を保持する研磨ヘッド、または、研削する砥石を保持する研削ヘッドであり、前記特殊不要物は、前記研磨のために供給される研磨剤または前記砥石から脱落する砥粒であってもよい。この場合、前記移動機構は、ワーク主軸に対して平行なＺ軸、Ｚ軸に直交するＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸に直交するＹ軸方向への直進移動と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくとも一つと平行な軸回りの回転移動と、を含む少なくとも４自由度で前記カバーを移動させてもよい。

また、前記移動機構は、加工室内に設置された多関節ロボットであってもよい。

本明細書で開示した工作機械によれば、特殊不要物を受け取るカバーが、加工ヘッドと分離して設けられているため、工具周辺の嵩張りが防止され、工具の移動の自由度が向上する。また、カバーが、三方向に開口しているため、様々な形状のワークに対応できる。結果として、加工性能を劣化させることなく、加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を効果的に防止できる。

工作機械の要部斜視図である。工作機械の要部をＺ軸方向から見た図である。カバーと研磨用工具とワークを取り出した斜視図である。研磨剤の飛散方向を説明する図である。カバーの保護空間内に、ワークの大径部分を収容した様子を示す図である。カバーの保護空間内に、ワークの小径部分を収容した様子を示す図である。カバーの他の一例を示す図である。不要物漏出防止装置の他の一例を示す図である。不要物漏出防止装置の他の一例を示す図である。不要物漏出防止装置の他の一例を示す図である。

以下、工作機械の構成について図面を参照して説明する。図１は、工作機械の要部を示す斜視図であり、図２は、工作機械の要部を、Ｚ軸方向からみた図である。また、図３は、後述するカバー３２と研磨用工具２４とワーク１００を取り出した斜視図である。なお、Ｚ軸方向とは、ワーク主軸２０の回転軸と平行な方向である。また、以下の説明では、当該Ｚ軸方向に対して直交する２方向をＸ軸方向およびＹ軸方向と呼ぶ。

図１、図２に示す工作機械は、旋盤に、研磨加工を行う研磨ヘッド１４（加工ヘッド）を組み込んだ複合加工機である。この工作機械には、ワーク１００を保持する主軸装置１２と、旋削工具を保持する刃物台（図示せず）と、研磨用工具２４を保持する研磨ヘッド１４と、研磨加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を防止する不要物漏出防止装置１６と、が設けられている。主軸装置１２は、ワーク保持装置として機能するもので、駆動用モータ等を内蔵した主軸台１８と、当該主軸台１８に取り付けられたワーク主軸２０と、を備えている。ワーク主軸２０は、ワーク１００の一端を着脱自在に保持するチャック２２やコレットを備えており、保持するワーク１００を適宜、交換できる。また、ワーク主軸２０およびチャック２２は、水平方向（図１におけるＺ軸方向）に延びる回転軸を中心として自転する。なお、ワーク保持装置は、この主軸装置１２に加えて、さらに、ワーク１００の他端を支持する心押台等を備えてもよい。

刃物台は、バイトと呼ばれる旋削用の工具を保持する。この刃物台は、駆動用モータによりＺ軸およびＸ軸方向に移動可能となっている。ワーク１００を旋削加工する際には、主軸装置１２でワーク１００を回転させながら、刃物台で保持された旋削用の工具をワーク１００に接触させ、ワーク１００を旋削する。

研磨ヘッド１４は、ワーク１００を研磨加工する研磨用工具２４を保持する。研磨ヘッド１４も、駆動モータを有しており、刃物台と独立して、Ｚ軸およびＸ軸方向に移動可能となっている。旋削加工中、研磨ヘッド１４は、刃物台やワーク１００と干渉しない位置に退避し、研磨加工中には、刃物台が、研磨ヘッド１４やワーク１００と干渉しない位置に退避する。

研磨ヘッド１４は、保持している研磨用工具２４を、その長軸回りに回転させることができる。研磨用工具２４は、図３に示すように、略円板状のバフ２８と、当該バフ２８に接続された工具軸２６と、を有している。ワーク１００を研磨加工する際には、バフ２８の先端面をワーク１００の周面に押し当てた状態で、主軸装置１２でワーク１００を回転させるとともに、研磨用工具２４を研磨ヘッド１４で回転させる。このとき、ワーク１００と研磨用工具２４との間に研磨剤が介在するように、予め、あるいは、研磨加工の途中で、ワーク１００には、研磨剤が供給される。研磨剤は、高硬度の粒状あるいは粉末状の物質に油等を付加してペースト状にしたものである。

ここで、ワーク１００や研磨用工具２４に付着した研磨剤の一部は、ワーク１００および研磨用工具２４の回転に伴い、その周辺に飛散し、漏出する。こうした研磨剤の漏出を放置しておくと、加工精度が低下したり、切削液の再利用が阻害されたりする。すなわち、通常、刃物台や研磨ヘッド１４を移動させるための移動機構（摺動部やリニアガイド等の案内部材、ボールねじやそれを支持するころがり軸受等）は、加工を行う加工領域とは別の領域（以下「移動機構領域」という）に配されている。そして、この加工領域と移動機構領域は、テレスコカバーで仕切られている。テレスコカバーは、通常、切削加工の切り屑等は通過できないようになっているが、研磨剤に含まれる粒子は、非常に微細であるため、テレスコカバーを通過することがある。そして、テレスコカバーを通過した研磨剤が、摺動部材に入り込むと、当該摺動部材の一部が削られ、移動精度の低下、ひいては、加工精度の低下を招くことがある。テレスコカバーを通過しなくともテレスコカバーの摺動部が研磨剤により削られ、水濡れや摺動面への切粉の侵入が起こる。また、テレスコカバーの摺動抵抗が増え、引っ掛かりが起こると、テレスコカバーの破壊まで起こる。

また、旋削加工の際に供給された切削液は、工作機械の下部において回収され、適宜、再利用される。しかし、研磨剤の漏出を放置しておくと、この回収済みの切削液に研磨剤が混入する。一度混入すると切削液と研磨剤との分離は、難しく、切削液を再利用できなくなる。

そこで、本明細書で開示する工作機械では、研磨剤、すなわち、加工に伴い生じる特殊不要物の漏出を防止する不要物漏出防止装置１６を設けている。不要物漏出防止装置１６は、ワーク１００の近傍（加工点の近傍）に配されるカバー３２と、当該カバー３２を移動させる移動機構３０と、を有している。移動機構３０は、研磨加工を行っていない非加工時には、カバー３２をワーク１００から離間させ、研磨加工中には、カバー３２をワーク１００近傍に移動させる。この移動機構３０としては、カバー３２を所望の位置に移動できるのであれば、特に限定されない。ただし、移動機構３０は、カバー３２を移動するだけでなく、カバー３２の姿勢変更もできることが望ましい。したがって、移動機構３０は、３軸方向の直進移動と、少なくとも１軸回りの回転移動とが可能であること、すなわち、少なくとも４自由度を持つことが望ましい。図１、図２では、移動機構３０を、互いに関節結合された複数のアームを有し、加工室内（図示例では主軸台１８）に設けられた多関節ロボットとしている。ただし、移動機構３０は、多関節ロボットに替えて、他の機構、例えば、ＸＹＺテーブルと回転テーブルとを組み合わせた機構や、パラレルリンク機構等でもよい。

カバー３２は、図２、図３に示すように、断面略Ｕ字状の部材である。換言すれば、カバー３２は、三方向が開口し、他の三方向に壁が配された部材である。別の見方をすれば、カバー３２は、筒体を半分に割ったような形状となっている。この三方向が壁で囲まれた空間は、ワーク１００の一部が収容される保護空間３３となる。

研磨加工の際、移動機構３０は、図２に示すように、カバー３２の保護空間３３内に、ワーク１００の一部が収容されるように、カバー３２をワーク１００近傍へと移動させる。このとき、カバー３２は、ワーク１００を挟んで研磨用工具２４に略対向する位置に配する。これにより、研磨剤の飛散方向には、カバー３２を構成する壁が存在し、カバー３２で研磨剤を確実に受け取ることができる。これについて図４を参照して説明する。

図４は、研磨剤の飛散方向を説明する図であり、カバー３２などを研磨用工具２４の軸線方向から見た図である。バフ２８の先端面でワーク１００の外周面を研磨する際、バフ２８は、ワーク１００の軸線と平行な線状部分Ｐにおいて、ワーク１００に接触する。研磨剤は、主に、この線状部分Ｐにおける接線方向に飛散する。すなわち、研磨用工具２４が、図４における矢印Ａ方向に回転する場合、研磨剤は、矢印Ｂ方向に飛散する。換言すれば、研磨剤は、主に、ワーク１００の軸線と平行、かつ、バフ２８の先端面と平行な方向に飛散する。ワーク１００を挟んで研磨用工具２４に略対向する位置にカバー３２を配した場合、図４から明らかなとおり、ワーク１００を挟んで研磨剤の飛散方向両側には、カバー３２を構成する一対の壁が配されることになる。その結果、研磨剤のカバー３２外への漏出が効果的に防止される。

研磨加工の際、研磨用工具２４の位置や姿勢は、徐々に変更される。移動機構３０は、この研磨用工具２４の位置および姿勢が変化したときでも、飛散した研磨剤をカバー３２で適切に受け取れるように、当該カバー３２の位置および姿勢を変更する。これにより、研磨剤のカバー３２外への漏出がより効果的に防止される。また、研磨用工具２４の移動に合わせてカバー３２を移動させることで、カバー３２のサイズを小さく抑えることができる。

ところで、これまでの説明から明らかなとおり、本明細書で開示する不要物漏出防止装置１６では、カバー３２は、研磨用工具２４とは分離して設けられている。そのため、研磨用工具２４または研磨ヘッド１４に、カバー３２を取り付けた場合に比べて、研磨用工具２４に対するカバー３２の位置および姿勢を自由に設定できる。また、研磨用工具２４または研磨ヘッド１４に、カバー３２を取り付けた場合、研磨用工具２４の周辺が嵩張り、研磨用工具２４の移動等が制限されやすかった。結果として、研磨加工の自由度が低下する恐れがあった。一方、本明細書で開示する不要物漏出防止装置１６では、カバー３２は、研磨用工具２４とは分離して設けられているため、研磨用工具２４周辺が嵩張らず、研磨用工具２４の移動の自由度が向上する。

また、これまでの説明で明らかなとおり、カバー３２は、三方向が開口した形状となっている。そのため、カバー３２は、ワーク１００の径方向（側方）からワーク１００に近づいて、保護空間３３内にワーク１００の一部を収容できる。そして、これにより、様々な形状のワーク１００に対応でき、また、カバー３２を小型化できる。これについて、従来技術と比較して説明する。特許文献３には、切粉の飛散を防止するためにワークの一部を筒状のヘッド本体内に収容することが開示されている。しかし、特許文献３では、ヘッド本体の周面に形成された丸孔にワークを軸方向先端から挿し込む構成となっていた。この場合、ワークが挿入される丸孔は、当然ながら、ワークの最大径より大径でなければならない。そのため、例えば、先端部が小径、軸方向中央部が大径の段付き形状のワークの場合、ヘッド本体に形成される丸孔も大径となる。しかし、こうした大径の丸孔が形成されたヘッド本体は、大型になりやすかった。また、大径の丸孔が形成されたヘッド本体は、大径の軸方向中央部を加工する際には、適しているが、小径の先端部を加工する際には、ワークとの間の隙間が大きくなり、飛散物（切粉等）の漏出を効果的に防止できなかった。

一方、本明細書で開示するカバー３２は、三方向が開口しており、ワーク１００の径方向からワーク１００に接近できる。そのため、段付き形状のあるワークの大径部分、小径部分のいずれにも近接すことができる。図５は、カバー３２の保護空間３３内に、ワーク１００の大径部分を収容した様子を、図６は、ワーク１００の小径部分を収容した様子を示す図である。図５、図６に示すとおり、三方向が開口したカバー３２の場合、ワーク１００の径に応じて、カバー３２の位置を変えることで、カバー３２とワーク１００を近接でき、両者の隙間を小さく抑えることができる。結果として、凹凸のあるワークであっても、研磨剤のカバー３２外への漏出を効果的に防止できる。また、筒状体の周面に大径の丸孔を設ける場合に比べ、カバー３２を小型化できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、三方向が開口されたカバー３２と、当該カバー３２を移動させる移動機構３０と、を有するのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、これまでの説明では、漏出防止する特殊不要物として、研磨加工の際に用いる研磨剤のみを挙げたが、ワーク１００の加工に伴い加工点の周辺に出現する廃棄物または指向性エネルギーであれば、他の物でもよい。例えば、切削加工や研削加工に伴いワークから離脱する加工屑（切粉、金属粉等）を、カバー３２で受け取る特殊不要物としてもよい。この場合、切削加工用の工具を保持する工具主軸または刃物台や、研削加工用の工具（砥石）を保持する研削ヘッドが、カバー３２と対向配置される加工ヘッドとなる。また、加工のためにワーク周辺に供給される物質（加工補助物）を、カバー３２で受け取る特殊不要物としてもよい。加工補助物としては、例えば、研磨加工で用いられる研磨剤、研削加工の際に砥石から離脱する砥粒、ショットピーニング加工で供給されるショット（投射材）、粉末焼結積層法でワークに供給される粉末、切削加工や研削加工で供給されるクーラント液等が含まれる。なお、ショットピーニングとは、ショット（投射材）と呼ばれる金属粒子をワーク１００に噴射して衝突させることで非鉄金属の小さな球体を高速で金属表面に衝突させることで、加工硬化、金属組織の変態を生じさせる加工方法である。また、粉末焼結積層造形法は、熱可塑性樹脂粉末や合金粉末をレーザや放電で溶かし焼結させることで立体形状を作成する加工法である。さらに、加工に用いられる指向性エネルギーを、カバー３２で受け取る特殊不要物としてもよい。例えば、レーザ加工を行う際、ワーク１００から逸れて漏出したレーザ光を、カバー３２で受け取る特殊不要物としてもよい。

また、これまでの説明では、カバー３２を断面略Ｕ字状としているが、三方向が開口しているのであれば他の形状でもよい。例えば、カバー３２は、断面略Ｖ字状や、コ字状等でもよい。さらに、図７に示すように、カバー３２は、底部から上部に近づくにつれ、連続的に、または、段階的に幅広になるような形状でもよい。

また、カバー３２で受け取る特殊不要物が、液体または液体に混入した粉粒体の場合、不要物漏出防止装置１６は、図８に示すように、さらに、カバー３２の底部に貯留した液体をカバー３２の外部に排出して回収する液体回収機構３６を有してもよい。液体回収機構３６は、例えば、カバー３２の底部に連通された回収ホースと、当該回収ホースに連結された貯留タンク（図示せず）と、で構成できる。なお、特殊不要物となる液体としては、切削加工の際に供給されるクーラントが該当する。また、特殊不要物である粉粒体が混入する液体としては、液状研磨材や、ワーク１００等に付着したペースト状の研磨剤等を洗浄液で洗い流した際の廃液等が該当する。

また、カバー３２で受け取る特殊不要物が、加工時に工具でワークから除去される加工屑、および、加工のためにワークの周辺に供給される液体または粉粒体である加工補助物質の少なくとも一方を含む場合、不要物漏出防止装置１６は、図９に示すように、さらに、カバー３２の端部から保護空間３３内に向かって流体を噴出することで、カバー３２の端部からの特殊不要物の漏出を防止する流体噴射機構３８を備えてもよい。噴出する流体は、空気等の気体でもよいし、洗浄液等の液体でもよい。液体を噴射する場合には、上述した液体回収機構３６も設けることが望ましい。流体を噴射する噴射ノズルは、カバー３２と一体的に移動してもよいし、カバー３２とは独立して移動してもよい。いずれにしても、保護空間３３内に向かって流体を噴射する流体噴射機構３８を設けることで、特殊不要物のカバー３２の外部への漏出をより効果的に防止できる。

また、不要物漏出防止装置１６は、さらに、図１０に示すように、カバー３２とワーク１００との間に介在する弾性部材４０を備えてもよい。弾性部材４０は、例えば、他部材に接触することで容易に変形する軟質ゴムやスポンジ等が適している。図１０に示す例では、弾性部材４０は、カバー３２の軸方向両端に配された略平板状となっている。この弾性部材４０は、ワーク１００の周面に接触すると、その周面形状に追従して変形し、ワーク１００の保護空間３３内への進入を許容する。また、弾性部材４０を設けることで、カバー３２の軸方向両端とワーク１００との隙間からの研磨剤の流出が防止され、研磨剤の漏出をより確実に防止できる。

１２主軸装置、１４研磨ヘッド、１６不要物漏出防止装置、１８主軸台、２０ワーク主軸、２２チャック、２４研磨用工具、２６工具軸、２８バフ、３０移動機構、３２カバー、３３保護空間、３６液体回収機構、３８流体噴射機構、４０弾性部材、１００ワーク。

Claims

ワークを保持するワーク保持装置と、
前記ワーク保持装置で保持されたワークに対して加工を施す加工ヘッドと、
前記加工に伴い加工点の周辺に出現する廃棄物または指向性エネルギーである特殊不要物の漏出を防止する不要物漏出防止装置と、
を備え、
前記不要物漏出防止装置は、
前記加工ヘッドとは分離して設けられ、前記特殊不要物を受け取るカバーであって、三方向が開口される一方で他の三方向を覆うことで前記ワークの一部を収容する保護空間を構成するカバーと、
非加工中には前記カバーを前記ワークから離間させ、前記加工中に前記保護空間内に前記ワークの一部が収容されるように前記カバーを移動させる移動機構と、
を備えることを特徴とする工作機械。
請求項１に記載の工作機械であって、
前記移動機構は、前記ワークの駆動源、前記加工ヘッドの駆動源とは別の駆動源を有し、前記ワークの加工中、前記加工ヘッドの移動に連動して、前記カバーを移動させる、ことを特徴とする工作機械。
請求項１または２に記載の工作機械であって、
前記ワーク保持装置は、前記ワークの軸方向一端または軸方向両端を保持しており、
前記加工ヘッドは、前記ワークの略径方向から前記ワークにアクセスし、
前記移動機構は、前記カバーを、前記ワークを挟んで前記加工ヘッドに略対向する位置に配するべく、前記カバーを前記ワークの略径方向から前記ワークに接近させる、
ことを特徴とする工作機械。
請求項１から３のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記カバーは、断面略Ｕ字、略Ｖ字、略コ字状である、ことを特徴とする工作機械。
請求項１から４のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記不要物漏出防止装置は、前記カバーに取り付けられるとともに、前記保護空間内に前記ワークの一部が収容された際、前記ワークの一部に密着する弾性体を有する、ことを特徴とする工作機械。
請求項１から５のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記特殊不要物は、前記加工時に前記ワークから除去される加工屑、および、前記加工のために前記ワークの周辺に供給される液体または粉粒体である加工補助物質の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする工作機械。
請求項６に記載の工作機械であって、
前記不要物漏出防止装置は、さらに、前記カバーと前記ワークとの隙間または前記カバーと前記加工ヘッドとの隙間から前記保護空間内に向かって流体を噴射することで、前記隙間からの前記特殊不要物の漏出を阻害する噴射機構を備える、ことを特徴とする工作機械。
請求項６または７に記載の工作機械であって、
前記特殊不要物は、液体または液体に混入した粉粒体であり、
前記不要物漏出防止装置は、さらに、前記カバーで受け取った液体を回収する液体回収機構を備える、ことを特徴とする工作機械。
請求項１から８のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記工作機械は、ワークを旋削する旋盤に、前記ワークを研磨または研削するための加工ヘッドが組み込まれた複合加工機であり、
前記加工ヘッドは、前記ワークを研磨する研磨用工具を保持する研磨ヘッド、または、研削する砥石を保持する研削ヘッドであり、
前記特殊不要物は、前記研磨のために供給される研磨剤または前記砥石から脱落する砥粒である、
ことを特徴とする工作機械。
請求項９に記載の工作機械であって、
前記移動機構は、ワーク主軸に対して平行なＺ軸、Ｚ軸に直交するＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸に直交するＹ軸方向への直進移動と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくとも一つと平行な軸回りの回転移動と、を含む少なくとも４自由度で前記カバーを移動させる、ことを特徴とする工作機械。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記移動機構は、加工室内に設置された多関節ロボットである、ことを特徴とする工作機械。