TWM546278U - 工作機床 - Google Patents

Description

工作機床

本新型是關於工作機床，尤其是工作機床的機床的構造等，該工作機床是用來切削加工處理精密模具等的需要高度加工精度的工件，該精密模具是用來成形光學相關機器的反射鏡或透鏡。本申請案是以日本2015年7月16日申請的日本特許出願案號特願2015-142085為基礎主張優先權，藉由參考該申請案沿用於本申請案。

以往所提供的工作機床，是將主軸所安裝的工具繞著鉛直軸旋轉驅動，藉由使工具與工件相對地朝前後、左右、上下的正交3軸方向移動，來進行工件的切削加工處理。在該工作機床，在機床上設置有柱體，該柱體設置有使主軸朝上下方向移動的主軸頭等。

工作機床的機床，為了將鞍座或主軸頭等朝預定方向移動的移動體之重量物可相對移動地支承而需要有高剛性。例如在專利文獻1揭示：當重量物之工作台等的移動體配置於工作機床的機床上方時，由於承受該移動 體的重量，從俯視觀察機床形成為包含移動體的移動範圍。

〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔特許文獻1〕日本特開2013-223906號公報

可是，在上述將機床形成為從俯視觀察包含移動體的移動範圍之構造，雖然能確實以機床承受移動體的重量，可是機床本身大型化且其重量也增加，所以會有材料費、搬運費、等方面成本較高的問題。也就是說，為了將工件高精度地加工處理，要確保機床的剛性以能承受鞍座或主軸頭等的移動體的可動負荷，且減少材料費或搬運費等的成本，或減輕搬運或設置時的使用者的作業負擔，則希望抑制機床的重量能達到輕量化。

本新型鑑於上述課題，其目的要提供新型且改良的工作機床，能確保機床的剛性且達成其輕量化。

本新型的一種型態，是將工件進行切削加工處理的工作機床，具備有：機床、及豎立設置在機床的一端側的柱體；在上述機床設置有：將俯視觀察在與上述柱 體重複的部位之中未與上述柱體抵接的部位的局部削去形成的缺口部。

藉由本新型的一種型態，設置有：將機床的俯視觀察與柱體重複的部位之中未與柱體抵接的部位的局部削去形成的缺口部，則能確保在將工作機床的工件加工處理的區域所需要的高剛性，能確保機床的剛性且達到其輕量化。

此時，在本新型的一種型態，上述柱體，也可豎立設置在上述機床的端部之中與上述工件的加工處理區域側不同的端部側。

藉此，將豎立設置在機床之與加工處理區域相反側之柱體下側的部位削去而設置缺口部，則在工作機床的工件加工處理的區域能確保所需要的高剛性，能確保機床的剛性且達到其輕量化。

在本新型的一種型態，上述缺口部，將未與上述柱體抵接的部位的局部削去形成為：隨著從上述機床的上述一端朝向中心，在水平面內與將上述機床的端部彼此連結的直線正交的方向的寬度變得越小。

藉此，在工作機床的工件的加工處理區域，確保所需要的高剛性，且將其相反側的部位削去設置缺口部，所以能確保在工件的加工處理區域所需要的高剛性且達成機床的輕量化。

本新型的一種型態，在上述柱體的頂部側，設置有：可將朝向上述加工處理區域升降的主軸頭朝水平 方向移動的鞍座，上述缺口部，形成為將俯視觀察的上述鞍座的移動範圍的局部作成缺口的形狀。

藉此，由於將無助機床的剛性的部位削去作成缺口部，所以能確保工作機床的工件加工處理區域所需要的高剛性，且能確實達到機床的輕量化。

藉由以上所說明的本新型，能確保在工作機床的機床的工件的加工處理區域所需要的高剛性，能達成機床的輕量化。

100‧‧‧工作機床

110‧‧‧柱體

112‧‧‧腳部

120‧‧‧主軸頭

122‧‧‧主軸

124‧‧‧工具庫

126‧‧‧工具交換裝置

130‧‧‧鞍座

140‧‧‧工作台

140a‧‧‧工件載置面

150‧‧‧機床

150a‧‧‧一端

150b‧‧‧中心

152‧‧‧缺口部

152a‧‧‧缺口面

153‧‧‧柱體載置面

153a‧‧‧腳部座部

154‧‧‧工作台載置面

155‧‧‧側壁

156‧‧‧柱體側肋部

157‧‧‧連接用肋部

158‧‧‧工作台側肋部

160‧‧‧高度調整機構

第1A圖是本新型的一種實施方式的工作機床的右側視圖，第1B圖是本新型的一種實施方式的工作機床的底視圖。

第2A圖是本新型的一種實施方式的工作機床從機床的前側觀察的立體圖，第2B圖是本新型的一種實施方式的工作機床的機床的底視圖。

第3A圖是本新型的一種實施方式的工作機床從機床的後側觀察的立體圖，第3B圖是本新型的一種實施方式的工作機床從底側觀察的立體圖。

第4A圖、第4B圖，是習知的工作機床的機床構造解析的模擬結果的顯示圖，第4C圖是本新型的一種實施方式的工作機床的機床構造解析的模擬結果的顯示圖。

以下針對本新型的合適實施方式來詳細說明。以下所說明的實施方式，並不是限定申請專利範圍所記載的本新型的內容，本實施方式所說明的全部構造並不限定於本新型的必須解決手段。

首先針對本新型的一種實施方式的工作機床的構造，使用圖面來說明。第1A圖是本新型的一種實施方式的工作機床的右側視圖，第1B圖是本新型的一種實施方式的工作機床的底視圖。

本新型的一種實施方式的工作機床100，如第1A圖所示，是直立型綜合加工機，在機床150的後方側豎立設置的柱體110的頂部側，設置有：在前方側支承主軸頭120的鞍座130。

在機床150的前側設置有用來載置工件(並未圖示)的工作台140。工作台140，藉由未圖示的導引軌道等的移動機構，可移動地設置於機床150的寬度方向(第1B圖所示的X軸方向)。

在機床150的後側豎立設置有柱體110。也就是說，柱體110，設置在機床150的端部之中與工件的加工處理區域側不同的端部側。也就是說，柱體110，豎立設置在機床150的端部之中與工件的加工處理區域的工作台140的設置部位相對向的一端側。柱體110，其剖面為大致矩形，柱體110的底部側的四個角落成為腳部112， 成為與機床150抵接的部位。

柱體110的頂部側設置有鞍座130。鞍座130，在前側支承著主軸頭120，且具有使該主軸頭120藉由未圖示的導引軌道等的移動機構朝水平方向(第1A圖所示的Y軸方向)移動的功能。

在主軸頭120的下端部，可自由旋轉地支承著主軸122，在該主軸122可裝卸地安裝著工具(並未圖示)。在主軸頭120的一側面側，如第1A圖及第1B圖所示，設置有工具交換裝置126，用來從保管著複數工具的工具庫124取出所需要的工具將其安裝於主軸122。主軸頭120，藉由未圖示的導引軌道等的移動機構，可朝上下方向(第1A圖所示的Z軸方向)升降。

本實施方式的工作機床100，分別讓工作台140可朝X軸方向移動，讓鞍座130可朝Y軸方向移動，讓主軸頭120可朝Z軸方向移動。沿著在工作機床100內建的記憶部(並未圖示)所安裝的加工處理程式，工作機床100，使主軸122上安裝的工具繞著鉛直軸旋轉驅動，且使該工具與載置於工作台140的工件相對地朝前後、左右、上下的正交3軸方向移動，進行工件的切削加工處理。

在本實施方式，如第1B圖所示，其特徵為設置有：將機床150的俯視觀察的與柱體110重複的部位之中，未與柱體110抵接的部分的局部削去所形成的缺口部152。具體來說，設置有：將機床150的俯視觀察的與柱 體110重複的部位之中，未與柱體110抵接的部分的局部從機床150的一端150a削去所形成的缺口部152。也就是說，機床150，以讓後方側成為大致V字型的銳角，從上面觀察成為將鞍座130的移動範圍的局部作成缺口的構造，在柱體110的下側的部位設置有缺口部152。後面會針對設置於機床150的缺口部152的構造詳細說明。

機床150是否正確水平設置，對於工件的加工部位的加工精度有重大的影響。因此，為了對應工作機床100的設置場所的起伏狀況或角度等的變化，將工作台140的工件載置面140a保持水平，在機床150的底面側的四個角落設置有高度調整機構160。

接著針對本新型的一種實施方式的工作機床的機床構造，使用圖面來詳細說明。第2A圖是本新型的一種實施方式的工作機床從機床的前側觀察的立體圖，第2B圖是本新型的一種實施方式的工作機床的機床的底視圖，第3A圖是本新型的一種實施方式的工作機床從機床的後側觀察的立體圖，第3B圖是本新型的一種實施方式的工作機床從底側觀察的立體圖。

本創作者們為了達成上述本新型的目的仔細研究的結果，發現在上方載置主軸頭120或鞍座130等的移動體的機床150，存在有需要確保剛性和不需要確保剛性的部位。也就是說，發現機床150為了可相對移動地支承鞍座130或主軸頭120等的重量物，需要高剛性，可是相對於機床150的全部區域不需要均等的高剛性。

而且本創作者們發現，即使作成具有從俯視觀察將該移動體的移動範圍的局部作成缺口的缺口部152的形狀，機床150的剛性也不會大幅降低。因此依據該發現進行研究的結果，將機床150作成具有從俯視觀察將該移動體的移動範圍的局部作成缺口的缺口部152的形狀，藉由將相當於缺口部位的重量分配到在機床150需要提高剛性的不同部位、或機床150以外的部位，則不會增加重量又能達成具有高剛性的工作機床100。

機床150，是由FC300等的鑄鐵等所形成，如第2A圖所示，是具有落差的箱型構造，將載置柱體110(參考第1A圖)的柱體載置面153配置在較載置工作台140(參考第1A圖)的工作台載置面154更高的位置。在柱體載置面153，在四個角落側分別設置有：當載置柱體110時與腳部112(參考第1A圖)抵接的腳部座部153a。

如上述在機床150，設置有：將在俯視觀察的與柱體110重複的部位之中，未與柱體110抵接的部分的局部從機床150的一端150a削去所形成的缺口部152。具體來說，如第2B圖所示，缺口部152，將未與柱體110抵接的部位的局部削去形成為：隨著從機床150的一端150a朝向中心150b，在水平面內與將機床150的端部彼此連結的直線正交的方向的寬度變得越小。

缺口部152，將未與柱體110抵接的部位的局部削去成大致V字型形成為：隨著從機床150的一端 150a朝向中心150b，在水平面內與將機床150的端部彼此連結的直線正交的方向的寬度變得越小，也就是從在機床150的一端150a側所具有的腳部座部153a的內側朝向機床150的中心150b縮徑。換言之，在機床150的柱體載置面153側，將該機床150的腳部座部153a的內側的局部削去。

在本實施方式，缺口部152，將機床150的俯視觀察的與柱體110重複的部位之中，未與柱體110抵接的部分的局部從機床150的一端150a削去所形成，而缺口部152的設計部位並不限定於該部位。例如也可將機床150的俯視觀察與柱體110重複的部位的正中處挖空而形成缺口部。

機床150的柱體載置面153側的側壁155，如第2B圖及第3A圖所示，以小於工作台載置面154的寬度的方式，朝向在機床150的一端150a側所具有的腳部座部153a而朝內側展開。也就是說，在機床150的柱體載置面153側，將該機床150的腳部座部153a的外側的局部削去。

在本實施方式，在機床150之中，將與載置著工作台140的工件的加工處理區域設置在相反側的柱體載置面153側的部分，去除局部，由於不需要高剛性，所以將不需要高剛性的部位削去，則達到機床150的輕量化。

也就是說，在機床150的柱體載置面153 側，成為與柱體110的腳部112的抵接部的腳部座部153a的下側，雖然需要能承受柱體110或鞍座130、主軸頭120、工具庫124、工具交換裝置126等的重量負荷之大小的剛性，可是除了腳部座部153a的下側之外的部位，並不需要這麼大的剛性。因此在本實施方式，將機床150之中不需要在柱體載置面153側所具有的較大剛性之部位削去，來達到機床150的輕量化。

另一方面，在成為工件的加工處理區域的機床150的工作台載置面154側，如第3B圖所示，在工作台載置面154的下側緊密地設置有4個工作台側肋部158。該工作台側肋部158，從機床150的前端側中心150c放射狀地設置，該工作台側肋部158的另一端，連結於連接用肋部157，該連接用肋部157，經由機床150的中心150b連結於：構成缺口部152的缺口面152a。工作台側肋部158的數量並不限定為4個，也可以是其他數量。成為工件的加工處理區域的機床150的工作台載置面154側的補強型態，並不限定於第3B圖所示的型態。

相對地在機床150的柱體載置面153側，除了腳部座部153a的下側之外的部位，由於不需要這麼大的剛性，所以在柱體載置面153的下側，如第3B圖所示，僅設置有一對柱體側肋部156，用來將構成缺口部152的缺口面152a支承。

工件的加工處理區域，當在工作台140上執行工件的切削加工處理時，會施加主軸122或主軸頭120 的可動負荷。為了將工件高精度地切削加工處理，成為工件的加工處理區域之機床150的工作台載置面154側的部位，需要能承受可動負荷的高剛性。因此在本實施方式，在成為機床150的工作台載置面154側的部位之工作台載置面154的下側，為了確保高剛性，緊密地設置有複數的工作台側肋部158。

該工作台側肋部158，是當形成缺口部152時，利用將機床150的未與柱體110的腳部112抵接的部位的局部削去的部分的材料的至少一部分所形成。也就是說，當形成缺口部152時，利用將機床150的未與柱體110抵接的部位的局部削去的部分的材料的至少一部分，緊密地形成工作台側肋部158，藉此將機床150的俯視觀察之具有加工處理區域的工作台載置面154的下側補強。

在本實施方式，由於將無助機床150的剛性的部位削去作成缺口部152，所以能確保工作機床100的工件加工處理區域所需要的高剛性，且能確實達到機床150的輕量化。而且由於將形成缺口部152時削去的材料利用於工作台側肋部158等的形成，藉由將需要剛性的加工處理區域補強，則不會增加機床150的重量，且能確實確保加工處理區域的剛性。因此，能抑制切削加工時在工作機床100的工件的加工處理區域所產生的震動，而提升切削加工處理的精度。

在本實施方式，由於將與缺口部152相當的重量分配到機床150的其他部位，只將機床150的局部作 成缺口，則能減輕工作機床100的全體重量，也有利於材料成本方面。

接著針對本新型的一種實施方式的工作機床的機床實施例，使用圖面來說明。第4A圖、第4B圖，是習知的工作機床的機床構造解析的模擬結果的顯示圖，第4C圖是本新型的一種實施方式的工作機床的機床構造解析的模擬結果的顯示圖。第4A圖是習知例子的機床50的立體圖，第4B圖是顯示習知例子的機床50的構造解析結果的立體圖，第4C圖是本新型的一種實施方式的機床150的實施例的立體圖。

針對第4A圖所示的習知例的機床50，使用電腦進行構造解析的結果，如第4B圖所示，機床50的工作台載置面54側，如塗黑部位所顯示，可了解涵蓋廣泛範圍需要最高剛性。且了解尤其工作台載置面54的下側需要最高剛性。

另一方面，機床50的柱體載置面53側，如第4B圖所示可看出，與柱體110的腳部112的抵接部與其下側，如塗黑部所示，需要最高剛性。而柱體載置面53的下側的中心附近，如塗灰色部位所示可看出，需要稍高的剛性。可是針對第4B圖的塗黑部位及塗灰色部位以外的部位，是較無助於機床50的剛性的部位。

因此在本新型的一種實施方式的工作機床100的機床150的實施例，如第4C圖所示，將機床150的柱體載置面153的下側等的較無助於機床150的剛性的部位削去，形成缺口部152。習知例的機床50的側壁55也削 去局部，設置有側壁155讓其小於工作台載置面154的寬度。

針對習知例的機床50、本新型的一種實施方式的工作機床100的機床150的實施例的X軸方向的剛性、Y軸方向的剛性、Z軸方向的剛性、及質量值，分別檢驗的結果，機床150的X軸方向也就是寬度方向、與Z軸方向也就是高度方向的剛性，分別提升2~5%程度。另一方面，機床150的Y軸方向也就是水平方向(長度方向)的剛性幾乎沒有變化。而關於機床150的質量則減少10~15%程度。

因此可看出，即使將較無助於機床150的剛性的部位削去形成缺口部152，機床150的剛性也不會變差，還稍微提升，且能達到機床150的輕量化。也就是說，藉由將無助機床150的剛性的部位削去作成缺口部152，所以能確保工作機床100的工件加工處理區域所需要的高剛性，且能確實達到機床150的輕量化。

如上述針對本新型的一種實施方式詳細說明，熟知技術者能容易了解在實體不脫離本新型的事項及效果的範圍可進行很多變形型態。該變形例子也包含於本新型的範圍。

例如在說明書或圖面，至少一次與更廣義或同義的不同用語一起記載的用語，不管說明書或圖面的任何部位，都能置換為該不同用語。工作機床的構造、動作並不限定於本新型的一種實施方式，而可進行各種變形型 態的實施方式。

100‧‧‧工作機床

110‧‧‧柱體

112‧‧‧腳部

120‧‧‧主軸頭

122‧‧‧主軸

124‧‧‧工具庫

126‧‧‧工具交換裝置

130‧‧‧鞍座

140‧‧‧工作台

140a‧‧‧工件載置面

150‧‧‧機床

150a‧‧‧一端

152‧‧‧缺口部

160‧‧‧高度調整機構

Claims (5)

1. 一種工作機床，是將工件進行切削加工處理的工作機床，具備有：機床、及豎立設置在上述機床的一端側的柱體；在上述機床設置有：將俯視觀察與上述柱體重複的部位之中未與上述柱體抵接的部位的局部削去而形成的缺口部。
2. 如申請專利範圍第1項的工作機床，其中，上述柱體，豎立設置在上述機床的端部之中與上述工件的加工處理區域側不同的端部側。
3. 如申請專利範圍第1項的工作機床，其中，上述缺口部，將未與上述柱體抵接的部位的局部削去而形成為：隨著從上述機床的上述一端朝向中心，在水平面內與將上述機床的端部彼此連結的直線正交的方向的寬度變得越小。
4. 如申請專利範圍第2項的工作機床，其中，上述缺口部，將未與上述柱體抵接的部位的局部削去而形成為：隨著從上述機床的上述一端朝向中心，在水平面內與將上述機床的端部彼此連結的直線正交的方向的寬度變得越小。
5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項的工作機床，其中，在上述柱體的頂部側，設置有：可將朝向上述 加工處理區域升降的主軸頭朝水平方向移動的鞍座，上述缺口部形成為，將俯視觀察的上述鞍座的移動範圍的局部作成缺口的形狀。