JP3489070B2 - 横形マシニングセンタ - Google Patents

横形マシニングセンタ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを上下に移
動して加工する横形マシニングセンタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】横形マシニングセンタには、上下送り軸
であるY軸を主軸側に設けたタイプと、ライン仕様に対
応できるようにY軸をワーク側に設けたタイプとがあ
る。また、後者の横形マシニングセンタとしては、図6
に示すように、工具TをX軸及びZ軸方向に位置決め
し、ワークWをC軸及びB軸周りで割り出しかつY軸方
向に送る5面加工機が知られている。この加工機によれ
ば、図7に示すように、B軸0°の位置で上下ミーリン
グや直交座標穴等の正面加工が可能で、B軸90°の位
置では上下ミーリングや上下オフセット穴等の側面加工
が可能である。
【0003】図8はこの種の機能を備えた従来の横形マ
シニングセンタを示すもので、ベッド51上にX軸ユニ
ット52を介しZ軸ユニット53が設置され、Z軸ユニ
ット53に工具Tを保持する主軸54が支持されてい
る。主軸54と対向する位置には、ワークWをチャック
55で把持してZ軸と平行なC軸周りで割り出すC軸ユ
ニット56が配置されている。C軸ユニット56はY軸
ユニット57に昇降可能に組み付けられ、モータ58に
よりボールネジ59を介しガイド60に沿って上下に駆
動される。そして、ベッド51上にB軸ユニット61が
垂直なB軸周りで旋回可能に設置され、この上方でY軸
ユニット57とC軸ユニット56とを一体に旋回できる
ように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の横形
マシニングセンタによると、C軸ユニット56、Y軸ユ
ニット57、及びB軸ユニット61がベッド51上に集
中的に配設されているので、この部分の構造が複雑にな
るという問題点があった。また、Y軸ユニット57の背
が高くなるため、ワーク割出機構全体の重心が高く、そ
の剛性が低下するばかりでなく、上部カバー62をC軸
より相当高い位置Hに設ける必要があって、機械全高が
高くなり、機上ローダ63を装備する場合に、そのアー
ム64の昇降ストロークが長くなって、ワーク搬送ライ
ンの構成に支障を来したり、ワーク交換時間が長くかか
るなどの問題点もあった。
【0005】そこで、本発明の課題は、ワーク割出機構
の重心を低くして剛性を向上できるとともに、機械全体
を低くかつ簡略に構成できる横形マシニングセンタを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の横形マシニングセンタは、ベッド上に水
平移動可能なX軸ユニットを設け、X軸ユニットにX軸
ユニットの移動方向と直交する水平方向へ移動可能なZ
軸ユニットを設置し、Z軸ユニットに工具を保持する主
軸を支持し、主軸と対向する位置にワークをZ軸と平行
なC軸周りで割り出すC軸ユニットを配置し、C軸ユニ
ットの下側にC軸ユニットを垂直なB軸周りで旋回する
B軸ユニットを配設し、B軸ユニットの下側でB軸ユニ
ット及びC軸ユニットを昇降するY軸ユニットを組み付
け、該Y軸ユニットを、ベッドの内部に固定された角形
筒状のスリーブと、スリーブの内側に摺動可能に挿入さ
れた角形筒状のラムと、ラムを昇降する駆動手段とから
構成し、ラムの上端にB軸ユニットを取り付け、B軸ユ
ニットに、外形がラムの外形よりも小さく、ラムの下降
端位置でスリーブの内側に収容されるハウジングを形成
して構成される。
【0007】ここで、好ましくは、ハウジングをラムと
略同一断面積の角形に形成するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、こ
の横形マシニングセンタにおいては、ベッド1上にX軸
ユニット2がX軸(前後)方向へ水平移動可能に設けら
れ、X軸ユニット2上にZ軸ユニット3がX軸と直交す
るZ軸(左右)方向へ水平移動可能に設置されている。
Z軸ユニット3には工具Tを保持する主軸4が支持さ
れ、モータ5によりベルト6を介し水平軸線周りで回転
される。
【0009】主軸4と対向する位置にはC軸ユニット7
が配置され、チャック8をZ軸と平行なC軸周りで回動
して、ワークWを任意の位相に割り出すようになってい
る。C軸ユニット7の下側にはB軸ユニット9が配設さ
れ、C軸ユニット7を垂直なB軸周りで旋回して、ワー
クWの姿勢を正面から側面まで90°の範囲で切換可能
に構成されている。B軸ユニット9の下側において、ベ
ッド1の内部にはY軸ユニット10が組み付けられ、Y
軸ユニット10によりB軸ユニット9及びC軸ユニット
7がベッド1より上方の切削空間で一体に昇降される。
なお、B軸ユニット9及びY軸ユニット10は防塵カバ
ー11によって切削空間から遮蔽されている。
【0010】上記構成によれば、Y軸ユニット10がベ
ッド1に内蔵されているので、ベッド1上方の機構をC
軸ユニット7及びB軸ユニット9のみで比較的簡略に構
成できる。また、C軸ユニット7の背が低くなるため、
ワーク割出機構全体の重心を低くして、その剛性を向上
できるとともに、上部カバー12をC軸に近い位置Hに
設けて、機械の全高を低く構成でき、機上ローダ13を
装備する場合でも、そのアーム14の昇降ストロークを
短くして、ワーク搬送ラインを支障なく構成でき、かつ
ワーク交換時間を短縮することも可能である。さらに、
C軸ユニット7の周囲が開放されているため、チャック
8やその周辺の仕様変更にも容易に対応できる。
【0011】図2〜図5に示すように、Y軸ユニット1
0は、ベッド1の内部に固定された角形筒状のスリーブ
16と、スリーブ16の内側に摺動可能に挿入された角
形筒状のラム17とを備え、固定側のスリーブ16に対
し可動側のラム17をモータ18によりベルト19及び
ボールネジ20(図1参照)を介し昇降可能に構成され
ている。スリーブ16の上端面にはラム17の外面に摺
接するワイパ21が装着されている。
【0012】ラム17の上端にはB軸ユニット9のC軸
ユニット7を旋回させる駆動手段を収納したハウジング
22が取り付けられ、ハウジング22はラム17と略同
一断面積の角形に形成され、ハウジング22の下部はラ
ム17の内側に挿入されている。そして、ラム17の下
降端位置において、ハウジング22がスリーブ16の上
端部内側に収容されるようになっている(図5参照)。
なお、ハウジング22の外形はラム17のそれより小さ
く設計されるが、より好ましい形態としてワイパ21が
ハウジング22にも摺接するように、ハウジング22の
外形はラム17のそれより微小寸法G(0.2〜0.3
mm程度)だけ小さい略同一断面積としている。
【0013】上記構成によれば、B軸ユニット9の一部
がラム17と一体にスリーブ16の内側に収容されるか
ら、全高を低くした横形マシニングセンタであってもY
軸ストロークを大きく設定することができる。また、ス
リーブ16はベッド1の上面より下側の相当長いスパン
でラム17を摺動案内するため、C軸ユニット7及びB
軸ユニット9の切削点までのオーバハング量に対しガイ
ドスパンを長く確保することができる。しかも、ガイド
スパンとオーバハング量との比率は、例えば、Y軸中央
で1:0.76、Y軸上昇端で1:0.95、Y軸下降
端で1:0.86であり、各位置における比率の変動が
少ない。従って、ワークWの上下方向の送り精度を向上
し、何れの位置でも安定した加工を行うことができる。
【0014】図2に示すように、スリーブ16の4コー
ナ部8面にはライナ24が固着され、各ライナ24の内
面には上下一対の凹部25が形成されている。ラム17
はライナ24を介してスリーブ16に挿入され、各コー
ナ部におけるライナ24の内壁面とラム17の外壁面と
の隙間を均一に調整したのちに、凹部25にエポキシ等
の低摩擦樹脂材料26が充填されている。この構成によ
れば、充填樹脂材料によってラム17の摺動面が形成さ
れるので、かみそり等による隙間調整が不要で、Y軸摺
動部をメンテナンスフリー構造とすることができる。な
お、ライナ24には上下に延びる油溝27が刻設され、
ラム17の4コーナ部8面に潤滑油を自動給油できるよ
うになっている。また、スリーブ16の一側面には、内
部点検できるように、蓋28が取外し可能に取着されて
いる。なお、上記の実施形態においては水平移動可能な
X軸ユニット上にZ軸ユニットを設けているが、これら
の配置を逆とすることなど、本願の趣旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更可能なのは言うまでもない。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の横形マシ
ニングセンタによれば、ベッド内部に組み付けたY軸ユ
ニットでB軸ユニット及びC軸ユニットを一体に昇降す
るので、ワーク割出機構の重心を低くして剛性を向上で
きるとともに、機械全体を低くかつ簡略に構成できると
いう優れた効果を奏する。
【0016】また、ラムの下降端位置でB軸ユニットの
ハウジングがスリーブの内側に収容されるので、全高を
低くした横形マシニングセンタであっても、Y軸ストロ
ークを大きく設定できるとともに、ワークの上下方向の
送り精度を向上できるという効果がある。なお、B軸ユ
ニットのハウジングの外形をラム17のそれより微小寸
法G(0.2〜0.3mm程度)だけ小さい略同一断面
積とすることにより、ラムの外面を摺接するワイパがハ
ウジング外面にも摺接し、ラムの摺動面に塵埃が進入す
ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す横形マシニングセン
タの断面図である。
【図2】図1のマシニングセンタにおけるY軸ユニット
の分解斜視図である。
【図3】図2のY軸ユニットの断面図である。
【図4】図3のY軸ユニットを上昇端位置で示す断面図
である。
【図5】図3のY軸ユニットを下降端位置で示す断面図
である。
【図6】5面加工横形マシニングセンタの基本構成を示
す斜視図である。
【図7】図6のマシニングセンタによる加工方法を示す
斜視図である。
【図8】従来の横形マシニングセンタを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・ベッド、2・・X軸ユニット、3・・Z軸ユニッ
ト、4・・主軸、7・・C軸ユニット、8・・チャッ
ク、9・・B軸ユニット、10・・Y軸ユニット、13
・・機上ローダ、16・・スリーブ、17・・ラム、2
2・・ハウジング、24・・ライナ、26・・低摩擦樹
脂材料、T・・工具、W・・ワーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23P 23/00 B23Q 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッド上に水平移動可能なX軸ユニット
    を設け、X軸ユニットにX軸ユニットの移動方向と直交
    する水平方向へ移動可能なZ軸ユニットを設置し、Z軸
    ユニットに工具を保持する主軸を支持し、主軸と対向す
    る位置にワークをZ軸と平行なC軸周りで割り出すC軸
    ユニットを配置し、C軸ユニットの下側にC軸ユニット
    を垂直なB軸周りで旋回するB軸ユニットを配設し、B
    軸ユニットの下側でB軸ユニット及びC軸ユニットを昇
    降するY軸ユニットを組み付け、該Y軸ユニットを、ベ
    ッドの内部に固定された角形筒状のスリーブと、スリー
    ブの内側に摺動可能に挿入された角形筒状のラムと、ラ
    ムを昇降する駆動手段とから構成し、ラムの上端にB軸
    ユニットを取り付け、B軸ユニットに、外形がラムの外
    形よりも小さく、ラムの下降端位置でスリーブの内側に
    収容されるハウジングを形成してなる横形マシニングセ
    ンタ。
  2. 【請求項2】 ハウジングをラムと略同一断面積の角形
    に形成した請求項に記載の横マシニングセンタ。
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