JP6080672B2

JP6080672B2 - 工作機械のドア機構

Info

Publication number: JP6080672B2
Application number: JP2013092751A
Authority: JP
Inventors: 智文土田; 冨田　誠; 誠冨田
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: CN104117872A; CN104117872B; US9302362B2; JP2014213415A; US20140318019A1; DE102014207611B4; DE102014207611A1

Description

本発明は、自動パレット交換装置を有する工作機械のカバーに設けられるドア機構に関するものである。

マシニングセンタ等の工作機械は、工具を設置した主軸装置が、パレットを載置可能なテーブルに対して近接、離反可能に設けられており、そのテーブル上のパレットにワーク（被加工物）が載置された状態で、主軸装置が当該テーブルに近接されてワークへの加工が施される。そのような工作機械においては、短時間で未加工のワークと加工済みのワークとを交換すべく、テーブルに対してワークを搭載したパレットの搬入・搬出を行うための自動パレット交換装置が併設（二面並置）されることが多い。

また、そのような工作機械においては、通常、切屑や切削液の飛散を防止するために、主軸装置、テーブル等の周囲がカバーで覆われる。そして、カバーの外側に位置した自動パレット交換装置との間に開口部が設けられ、当該開口部に、開閉式のドア機構が設けられる。かかるドア機構としては、複数枚のドアパネルが上下方向や左右方向にスライドすることによって開閉するものが多く知られているが、特許文献１の如く、ドアパネルが左右方向にスライドしながら後方に折り畳まれることによって開口するものも知られている。

実開平２−７８２４５号公報

しかしながら、ドアパネルを上下方向にスライドさせるドア機構を用いると、カバーの高さを高くせざるを得ないし、ドアパネルを左右方向にスライドさせるドア機構を用いると、カバーの幅を大きくせざるを得ない。加えて、カバーの幅を小さくすべく、ドアパネルを左右方向にスライドさせるドア機構において、ドアパネルを前後に複数枚重ねる方式を採用すると、テーブル側のレールとパレット交換装置側のレールとの間の隙間が大きくなってしまうため、ＡＰＣ（自動パレット交換）動作のパレットが隙間上を通過するときの衝撃が大きくならないように、パレットの移動速度を遅くする必要があり、ＡＰＣ時間が長くなってしまう。一方、特許文献１の如き、ドアパネルが左右方向にスライドしながら後方に折り畳まれることによって開口するタイプのドア機構は、構造が複雑である上、テーブルの周囲にドアパネルの折り畳みに要する空間を確保する必要があるため、未加工のワークと加工済みのワークとを短時間で交換するのが困難となる。

本発明の目的は、上記従来の工作機械のドア機構が有する問題点を解消し、工作機械をコンパクトで安価に構成することができる上、ＡＰＣ動作時にパレットの移動速度を遅くする必要がなく、未加工のワークと加工済みのワークとを短時間で交換することを可能とする工作機械のドア機構を提供することにある。

本発明の内、請求項１に記載された発明は、カバー内部の加工室内に、パレットを載置可能なテーブルが幅方向に移動可能に設けられており、カバーの外側に、２つのパレット交換手段が、前記テーブルの移動方向に沿って二面並置された工作機械において、前記カバーと前記パレット交換手段との間に設けられるドア機構であって、センターパネルおよび２枚のサイドパネルが、幅方向にスライド可能に設けられており、かつ、それらのセンターパネルおよび２枚のサイドパネルが、開口部の右側の略半分の開状態では、センターパネル左端縁が左側のサイドパネルの右端縁と当接し、開口部の左側の略半分の開状態では、センターパネル右端縁が右側のサイドパネルの左端縁と当接するように一列に並設されているとともに、開口幅が、前記パレット上に載せる最大ワーク１個分に対応した長さになっていることを特徴とするものである。なお、本発明でいう「パレットの１個分に対応した開口幅」とは、一個のパレット交換装置からテーブルへワークを搭載したパレットを移動させるのに必要かつ十分な開口幅のことであり、一個のパレット上に載せる最大ワークの幅の約１．１〜１．５倍程度の開口幅のことである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、閉状態におけるセンターパネルと各サイドパネルとの接合位置が、開状態における開口部の略中央になるように配置されていることを特徴とするものである。

請求項１に係る工作機械のドア機構は、センターパネルおよび２枚のサイドパネルが、幅方向にスライド可能に設けられており、かつ、それらのセンターパネルおよび２枚のサイドパネルが、開口部の右側の略半分の開状態では、センターパネル左端縁が左側のサイドパネルの右端縁と当接し、開口部の左側の略半分の開状態では、センターパネル右端縁が右側のサイドパネルの左端縁と当接するように一列に並設されているとともに、開口幅がパレット上に載せる最大ワーク１個分に対応した長さになっているため、横開き式のドア機構であるにも拘わらず、パネルのスライド長さが短いため、開口した状態でパネルを収納するスペースが小さくて済む。それゆえ、当該ドア機構によれば、マシニングセンタをコンパクトなサイズのものとすることが可能となる。また、センターパネルおよび２枚のサイドパネルが一列に並んでいるため、テーブル側のレールとパレット交換装置側のレールとの間の隙間を小さくできるため、ＡＰＣ動作時におけるパレットの移動速度を速くすることができ、ＡＰＣ時間を短縮できる。加えて、センターパネルおよび２枚のサイドパネルのスライドストロークを最小限に抑えることができるため、未加工のワークと加工済みのワークとをきわめて短時間で交換することが可能となる。

請求項２に係る工作機械のドア機構によれば、閉状態におけるセンターパネルと各サイドパネルとの接合位置が、開状態における開口部の略中央になるように配置されているため、開口した状態でパネルを収納するスペースを一層小さくすることができるので、マシニングセンタをよりコンパクトなサイズのものとすることが可能となる。

ドア機構を搭載したマシニングセンタの斜視図である。ドア機構を搭載したマシニングセンタの水平断面を示す説明図である。ドア機構の概念図（マシニングセンタの前方部分の水平断面図）である。ドア機構の作動状態（開口部の右側を開成した状態）を示す説明図である（ａはマシニングセンタの斜視図であり、ｂはドア機構の概念図である）。ドア機構の作動状態（開口部の左側を開成した状態）を示す説明図である（ａはマシニングセンタの斜視図であり、ｂはドア機構の概念図である）。

＜ドア機構の構造＞
以下、本発明に係る工作機械のドア機構の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、本発明に係るドア機構を備えた工作機械であるマシニングセンタを示したものである。マシニングセンタ１は、外周が金属製で直方体形状のカバー２によって覆われている。そして、当該カバー２の内部は加工室となっており、その加工室の内部には、工具を装着可能な主軸装置７が設けられており、その主軸装置７の前方には、パレット３を載置可能なテーブル４が幅方向（左右方向）に移動可能に設けられている。また、テーブル４の上には、レール９，９が設置されており、それらのレール９，９に沿ってパレット３を前後方向にスライドさせることができるようになっている。

一方、カバー２の外側には、２つのパレット交換手段８ａ，８ｂが、テーブル４の移動方向に沿って二面並置されている。各パレット交換手段８ａ，８ｂには、レール１１，１１が設けられており、それらのレール１１，１１に沿ってパレット３を前後方向にスライドさせることができるようになっている。そして、それらのパレット交換手段８ａ，８ｂと加工室内のテーブル４との間には、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃ等からなるドア機構１０が設けられており、それらの広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃが、カバー２の前面に設けられた矩形の開口部５を覆った状態になっている。

図３は、ドア機構１０の概念を示す説明図であり、ドア機構１０は、センターパネルである広幅パネル６ａ、サイドパネルである狭幅のパネル６ｂ，６ｃ、それらの広幅パネル６ａおよび狭幅のパネル６ｂ，６ｃを嵌め込むための断面Ｕ字状で上下一対のスライドレール（図示せず）、広幅パネル６ａおよび狭幅のパネル６ｂ，６ｃを駆動する（スライドさせる）ための駆動手段である３つのモータ（図示せず）等によって構成されている。

広幅ドアパネル６ａは、所定の厚さの板金で形成されており、カバー２の幅の約１／３でパレット３上に載せる最大ワークが通過できる幅（左右幅）を有している。また、当該広幅ドアパネル６ａの左右には、それぞれ、狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃが設置されている。それらの狭幅のパネル６ｂ，６ｃは、広幅ドアパネル６ａと同様に、所定の厚さの板金で形成されており、広幅ドアパネル６ａの幅の約１／２の幅を有している。

上記した広幅ドアパネル６ａおよび狭幅パネル６ｂ，６ｃは、上下の端縁際が、断面Ｕ字状のスライドレール（図示せず）に嵌め込まれており、左側の狭幅ドアパネル６ｂの右端縁と広幅ドアパネル６ａの左端縁、および、右側の狭幅ドアパネル６ｃの左端縁と広幅ドアパネル６ａの右端縁を、それぞれ当接させた状態で、カバー２の開口部５を閉じる（開口部全体５の全体を覆う）ことができるようになっている。

また、広幅ドアパネル６ａと２枚の狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃは、それぞれ、上下の端縁際をスライドレール（図示せず）に嵌め込んだ状態で、モータ（図示せず）によって、独立して、左右方向にスライドすることができるようになっている。なお、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃの下端面と、スライドレール（図示せず）の底面との間には、ローラが設けられており、広幅ドアパネル６ａおよび２枚の狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃを、スムーズにスライドさせることができるようになっている。

＜マシニングセンタの作動内容＞
上記の如く構成されたマシニングセンタ１は、各パレット交換手段８ａ，８ｂの上に、ワーク（被加工物）を搭載したパレット３を載置することができるようになっている。そして、左側のパレット交換手段８ａ及びテーブル４の上にパレット３，３が載置されており、パレット交換手段８ａ上のパレット３上にワークが搭載された状態から、当該ワークに加工を施す場合には、ドア機構１０の広幅ドアパネル６ａ及び狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃをスライドさせるためのモータ（図示せず）に電源が投入されて、図４の如く、右側の狭幅ドアパネル６ｃが所定の長さ（当該狭幅ドアパネル６ｃの幅と略同じ長さ）だけ右側にスライドして、カバー２の後方に入り込んだ状態になるとともに、広幅ドアパネル６ａ及び左側の狭幅ドアパネル６ｂが互いに隣接する端縁を当接させ合ったまま、所定の長さ（狭幅ドアパネル６ｃの幅と略同じ長さ）だけ左側にスライドする。そのため、カバー２の開口部５の右側の略半分が開口した状態となる。

そのようにカバー２の開口部５の右側の略半分が開口するとともに、テーブル４が右側のパレット交換手段８ｂの後方に移動し、テーブル４の上に載置されたパレットを、図示しない駆動手段によって、レール１１，１１に沿って前方へスライドさせ、右側のパレット交換手段８ｂの上（レール１１，１１上）に載置させる。また、テーブル４は、右側のパレット交換手段８ｂへパレット３を移動させた後には、速やかに左側のパレット交換手段８ａの後方に移動する。

一方、左側のパレット交換手段８ａ上に載置されたパレット３の上にワークを搭載することにより、ワークへの加工の準備がされている。そして、テーブル４の移動が終了すると、ドア機構１０においては、図４の状態から、広幅ドアパネル６ａが所定の長さ（当該広幅ドアパネル６ａの幅と略同じ長さ）だけ右側にスライドし、右端縁を右側の狭幅ドアパネル６ｃの左端縁と当接させる（なお、左側の狭幅ドアパネル６ｂは、上記の如く、所定の長さだけカバー２の後方に入り込んだ状態になっている）。そのため、カバー２の開口部５の左側の略半分が開口した状態となる。

そのようにカバー２の開口部５の左側の略半分が開口すると、左側のパレット交換手段８ａ上に載置されたパレット３が、ワークとともに、図示しない駆動装置によって、レール１１，１１に沿って後方へスライドし、加工室内のテーブル４の上（レール９，９の上）に載置される。そのようにワークを載せたパレット３が、テーブル４上に載置されると、ドア機構１０の狭幅ドアパネル６ｂが所定の長さ（当該狭幅ドアパネル６ｂの幅と略同じ長さ）だけ右側にスライドするとともに、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｃが、互いに隣接する端縁を当接させ合ったまま、所定の長さ（狭幅ドアパネル６ｃの幅と略同じ長さ）だけ左側にスライドする。そのため、開口部５が、広幅ドアパネル６ａ及び狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃによって覆われた状態となる。さらに、かかるドア機構１０の作動と同時に、図示しない駆動装置によってテーブル４が左右方向に移動するとともに、主軸装置７が上下及び前後方向に移動し、パレット３に搭載されたワークへ加工を施すことが可能となる。

また、当該ワークの加工中には、右側のパレット交換手段８ａ上のパレット３に次のワークを搭載することによって、次のワークへの加工の準備が行われる。そして、先のワークへの加工が終了すると、主軸装置７が退避位置に移動し、それと同時に、ドア機構１０の広幅ドアパネル６ａ及び狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃをスライドさせるためのモータに電源が投入されて、図５の如く、左側の狭幅ドアパネル６ｂが所定の長さ（当該狭幅ドアパネル６ｂの幅と略同じ長さ）だけ左側にスライドするとともに、広幅ドアパネル６ａおよび右側の狭幅ドアパネル６ｃが互いに隣接する端縁を当接させ合ったまま、所定の長さ（狭幅ドアパネル６ｃの幅と略同じ長さ）だけ右側にスライドする。そのため、カバー２の開口部５の左側の略半分が開口した状態となる。さらに、そのようなドア機構１０の作動と同時に、テーブル４が左側のパレット交換手段８ａの後方まで移動し、テーブル４上のパレット３が加工後のワークとともに、図示しない駆動装置によって、レール９，９に沿って前方へスライドし、左側のパレット交換手段８ａの上（レール１１，１１の上）に戻される。また、テーブル４は、左側のパレット交換手段８ａへパレット３を移動させた後には、速やかに右側のパレット交換手段８ｂの後方に移動する。

上記の如く、テーブル４が右側のパレット交換手段８ｂの後方に移動すると、ドア機構１０の広幅ドアパネル６ａをスライドさせるためのモータに電源が投入されて、当該広幅ドアパネル６ａが所定の長さ（当該広幅ドアパネル６ａの幅と略同じ長さ）だけ左側にスライドすることによって、カバー２の開口部５の右側の略半分が開口した状態となる。そして、そのように開口部５の右側の略半分が開口すると、右側のパレット交換手段８ｂ上に載置されたパレット３が、ワークとともに、図示しない駆動装置によって、レール１１，１１に沿って後方へスライドして、加工室内のテーブル４上（レール９，９の上）に載置される。

そして、マシニングセンタ１は、すべてのワークへの加工が終了するまで、上記した“片側のパレット交換手段からテーブル４への未加工ワークを搭載したパレット３の移動→ドア機構１０による開口部５の閉鎖、及びテーブル４の移動→ワークへの加工→ドア機構１０による開口部５の片側の開放、及びテーブル４の移動→テーブル４から片側のパレット交換手段への加工済みワークを搭載したパレット３の移動→ドア機構１０による開口部５の反対側の開放、及びテーブル４の移動→反対側のパレット交換手段からテーブル４への未加工のワークを搭載したパレット３の移動→ドア機構１０による開口部５の閉鎖、及びテーブル４の移動→ワークへの加工”という動作を繰り返し実行する。

マシニングセンタ１のドア機構１０は、上記の如く、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃをスライドさせるものであり、開閉時のストロークが最小限に留められている。したがって、機械幅（すなわち、カバー２の左右幅）が必要最小限となるように設計することができる上、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃの開閉を自動制御する場合における開閉時間を最短のものとすることが可能である。

＜ドア機構の効果＞
マシニングセンタ１のドア機構１０は、上記の如く、センターパネルである広幅ドアパネル６ａおよびサイドパネルである狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃが、幅方向にスライド可能に一列に並設されているとともに、開口幅が、パレット３上に載せる最大ワーク１個分に対応した長さになっているため、横開き式のドア機構であるにも拘わらず、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃのスライド長さが短いため、開口した状態で狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃを収納するスペースが小さくて済む。それゆえ、当該ドア機構１０によれば、マシニングセンタ１をコンパクトなサイズのもの（最小限の横幅を有するもの）とすることが可能となる。また、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃが一列に並んでいるため、テーブル４側のレール９，９とパレット交換装置８ａ，８ｂ側のレール１１，１１との間の隙間を小さくできるため、ＡＰＣ動作時におけるパレット３の移動速度を速くすることができ、ＡＰＣ時間を短縮することができる。

さらに、マシニングセンタ１のドア機構１０は、開閉時の広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃのスライドストロークが最小限に留められているため、広幅ドアパネル６ａおよび狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃの開閉を自動制御する場合における開閉時間を最短のものとすることが可能である。

また、マシニングセンタ１のドア機構１０は、閉状態における広幅ドアパネル６ａと各狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃとの接合位置が、開状態における開口部の略中央になるように配置されているため、開口した状態で狭幅ドアパネル６ｂ，６ｃを収納するスペースを一層小さくすることができ、マシニングセンタ１をよりコンパクトなサイズのものとすることが可能である。

＜ドア機構の変更例＞
本発明に係るドア機構の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、カバー、ドアパネル（広幅ドアパネルおよび狭幅ドアパネル）、テーブル、主軸装置等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。また、本発明に係るドア機構を設ける工作機械も、上記実施形態の態様の如きマシニングセンタに限定されず、各種の工作機械に変更することが可能である。

たとえば、３枚のドアパネルは、別々の駆動装置（モータ等）によって独立して駆動するものに限定されず、歯車等の利用によって、１つあるいは２つの駆動装置によって独立して駆動するものに変更することも可能である。また、ドアパネルは、上下の端縁を断面Ｕ字状のスライドレールに嵌め込んだ状態でスライドするものに限定されず、上下の端縁端縁に凹状溝を有するローラが設けられており、当該凹状溝に凸状のレールを嵌め込んだ状態でスライドするもの等に変更することも可能である。

１・・マシニングセンタ（工作機械）
２・・カバー
３・・パレット
４・・テーブル
５・・開口部
６ａ・・広幅ドアパネル（センターパネル）
６ｂ，６ｃ・・狭幅ドアパネル（サイドパネル）
７・・主軸装置
８ａ，８ｂ・・パレット交換手段
１０・・ドア機構

Claims

カバー内部の加工室内に、パレットを載置可能なテーブルが幅方向に移動可能に設けられており、カバーの外側に、２つのパレット交換手段が、前記テーブルの移動方向に沿って二面並置された工作機械において、前記カバーと前記パレット交換手段との間に設けられるドア機構であって、
センターパネルおよび２枚のサイドパネルが、幅方向にスライド可能に設けられており、かつ、それらのセンターパネルおよび２枚のサイドパネルが、開口部の右側の略半分の開状態では、センターパネル左端縁が左側のサイドパネルの右端縁と当接し、開口部の左側の略半分の開状態では、センターパネル右端縁が右側のサイドパネルの左端縁と当接するように一列に並設されているとともに、
開口幅が、前記パレット上に載せる最大ワーク１個分に対応した長さになっていることを特徴とする工作機械のドア機構。
閉状態におけるセンターパネルと各サイドパネルとの接合位置が、
開状態における開口部の略中央になるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械のドア機構。