WO2013094367A1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

　工作機械は、ベッド（１１）と、このベッド（１１）に搭載されワーク（Ｗ）に対して機械加工を行う加工機器（１２），（１３）と、この加工機器（１２），（１３）による加工領域（Ｑ）を覆うカバー（５０）と、ベッド（１１）と非接触で、カバー（５０）を支持するカバー支持部材（６）とを備える。工作機械は、さらに、ワーク（Ｗ）を保持してレール（２２）に沿って走行し、加工機器（１２）に対してワーク（Ｗ）を搬入および搬出するローダ（２Ａ）を有する。カバー支持部材（６）は、レール（２２）を支持するレール支持部材を兼ねる。

Description

工作機械 関連出願

　この出願は、２０１１年１２月２２日出願の特願２０１１－２８１０６２の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　この発明は、旋盤等の工作機械に関し、特に機械の内外からの振動により加工が影響を受けることが少ないカバーの構造に関する。

　従来の工作機械は、例えば図８に示すようにベッド１１にカバー支持部材６を固定して設け、このカバー支持部材６に、加工領域を囲むカバー（図示せず）を取り付けていた。カバー支持部材６は、左右のスタンド６０，６０で構成されている。さらに、加工機器に対してワークを搬入および搬出するローダを有する工作機械の場合、同図のように、上記カバー支持部材６に、ローダが走行する走行レール２２を設置することが多かった。ローダの走行レール２２に関しては、図９のように、走行レール支持用のスタンド６０，６０をベッド１１から離して床面Ｆに設置し、このスタンド６０，６０で走行レール２２を支持する場合もある。

特許第２６０６５１１号公報 特許第３７１９１６７号公報 特許第４４０００１１号公報

　図８のように、ベッド１１に固定したカバー支持部材６にカバーが取付けられていると、外部からの振動がカバー、カバー支持部材６、およびベッド１１を介して加工機器に伝わり、加工機器の加工に影響を与えることがある。特に、工作機械が複数組の加工機器を備えた多軸の機械である場合、各組の加工機器が設置されるベッド１１が互いに独立した構成であっても、一組の加工機器の加工による振動が、その組のベッド１１、カバー支持部材６、他の組のベッド１１を介して他の組の加工機器に伝わり、他の組の加工機器の加工に影響を与える。さらに、上記カバー支持部材６にローダの走行レール２２が設置されていると、ローダの走行による振動が加工機器に伝わり、加工機器の加工に影響を与える。

　図９のように、ベッド１１から離して設置したスタンド６０でローダの走行レール２２を支持する場合は、ローダの走行による振動が加工機器に伝わることはない。しかし、スタンド６０を安定状態で床面に設置するには、スタンド６０の床面Ｆへの固定箇所であるアンカープレート６１ａを大きくする必要があり、工作機械全体の設置面積が広くなるという問題がある。

　この発明の目的は、機械の内外からの振動が加工機器に伝わり難い工作機械を提供することである。

　この発明の工作機械は、ベッドと、このベッドに搭載されワークに対して機械加工を行う加工機器と、この加工機器による加工領域を覆うカバーと、前記ベッドと非接触で、前記カバーを支持するカバー支持部材とを備える。この構成によると、ベッドと非接触のカバー支持部材にカバーが支持されているため、機械の外部からの振動が、カバーやカバー支持部材を介してベッドに伝わることがなく、加工機器による加工に影響を与えない。そのため、安定した加工を行える。

　この発明において、ワークを保持してレールに沿って走行し、前記加工機器に対してワークを搬入および搬出するローダを有する場合、前記カバー支持部材は、前記レールを支持するレール支持部材を兼ねていてもよい。カバー支持部材がレール支持部材を兼ねていると、別途にレール支持部材を設けることなく、ローダの振動が加工機器に伝わることを防止できる。

　前記カバーは、前記加工領域を囲み前記カバー支持部材の補強を兼ねる箱形の加工領域カバーと、前記ベッドおよび前記加工機器の支持部を覆う板状の化粧カバーとを有していてもよい。この場合、カバーによって、加工領域を囲むだけでなく、工作機械本体全体を覆うことができる。

　この発明において、前記加工機器を複数組備える場合、各組の加工機器はそれぞれ独立したベッドに設置されているのがよい。各組の加工機器がそれぞれ独立したベッドに設置されていると、一組の加工機器の加工による振動が、ベッドを介して他の組の加工機器に伝わることがなく、他の組の加工機器の加工に対して影響を与えない。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。 

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の一実施形態にかかる工作機械の外観斜視図である。 同工作機械の一部を省略した斜視図である。 同工作機械の工作機械本体の斜視図である。 同工作機械の加工領域カバーの斜視図である。 同工作機械のカバー支持部材の斜視図である。 同工作機械のカバー支持部材と加工領域カバーの斜視図である。 ベッドの設置の異なる例を示す説明図である。 従来のカバー支持部材の一例の斜視図である。 従来のレール支持用スタンドの一例の斜視図である。

　この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１はこの工作機械の外観斜視図、図２はその一部を省略した斜視図である。この工作機械は、工作機械本体１と、この工作機械本体１に対してワークを搬入および搬出するローダ装置２と、これら工作機械本体１およびローダ装置２を制御する制御盤３と、工作機械本体１およびローダ装置２を操作する操作盤４と、工作機械本体１を覆うカバー５と、このカバー５を支持するカバー支持部材６とを備える。図１では、カバー５によって工作機械本体１が隠れている。図２は、カバー５の一部（化粧カバー５１）を取り外した状態を示している。

　図３は、工作機械本体１を示す。この実施形態の工作機械本体１は平行２軸旋盤であって、互いに独立してそれぞれが床面Ｆに設置される左右２つのベッド１１を備え、各ベッド１１上の上部に、加工機器である主軸１２および刃物台１３がそれぞれ設置されている。

　主軸１２は、前後方向（Ｚ軸方向）に沿う軸であって、前端にワークを把持するチャック１４を有する。主軸１２は、ベッド１１上に設置された主軸台１５に回転自在に支持され、主軸台１５に設置された主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。

　刃物台１３は、例えば正面形状が多角形のタレットからなり、その各外周面部分に複数の工具（図示せず）が取付けられ、任意の工具を回転割出可能とされている。刃物台１３は、ベッド１１上に設けられ前後方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在な送り台１６に支持されている。

　回転する主軸１２のチャック１４に把持されたワークＷに対して工具を当てて、ワークを加工する。送り台１６を前後方向に移動させることで、工具を主軸１２の軸心方向に送り、送り台１６を左右方向に移動させることで、工具によるワークＷの切込み量を調整する。

　図１、図２において、ローダ装置２は、工作機械本体１の左右両側に設置された素材供給部（図示せず）および製品搬出部（図示せず）と、工作機械本体１の各主軸１２との間でワークの受け渡しをする装置である。この実施形態のローダ装置２はガントリ式のものであり、走行レール２２上を走行するローダ２Ａがワークを把持して、左右方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｙ軸方向）に移動し、ワークを搬送する。具体的には、走行レール２２は、工作機械本体１の上方に左右水平に設置されていて、ローダ２２Ａは、前記走行レール２２に沿って走行する走行体２３と、この走行体２３に対し昇降する上下に長い昇降ロッド２４とを有し、昇降ロッド２４の下端に、ローダチャック２０によりワークを把持するローダヘッド２１が設けられている。

　カバー５は、加工領域Ｑを囲む加工領域カバー５０と、工作機械本体１のベッド１１、主軸１２の支持部である主軸台１５、および刃物台１３の支持部である送り台１６を覆う化粧カバー５１と、加工領域Ｑの前面部に設けられた左右一対のスライド扉５２とでなる。加工領域Ｑは、加工機器である前記主軸１２および刃物台１３によりワークを加工する領域のことである。

　加工領域カバー５０は、図４に示すように、正面板部５０ａ、背面板部５０ｂ、左右の側面板部５０ｃ、上面板部５０ｄ、および底面板部５０ｅからなる箱状である。正面板部５０ａ、上面板部５０ｄ、および底面板部５０ｅの各左右中央部は切り欠かれて開口となっている。正面板部５０ａの開口５３には、前記スライド扉５２が取付けられる。上面板部５０ｄの開口５４は、ローダ２Ａのローダヘッド２１が加工領域Ｑ内に出入りするためのものである。底面板部５０ｅの開口５５は、加工により生じた切屑を下方に排出するためのものであり、底面板部５０ｅは開口５５に向けて中央側へ行くほど低位となる形状とされている。また、背面板部５０ｂには、左右一対の主軸１２および刃物台１３を、それぞれ後方から加工領域Ｑ内へ突出させて設けるための窓５６，５７が開けられている。

　正面板部５０ａの下端部には、スライド扉５２のレールとなる左右に長いレール部材５８が固定されている。このレール部材５８は、両端が側面板部５０ｃよりも左右両側に突出しており、その突出部の先端が、カバー支持部材６により支持される下側被支持部５８ａとなっている。また、左右の側面板部５０ｃには、カバー支持部材６により支持される上側被支持部材５９が、左右外側に張り出して設けられている。上側被支持部材５９は正面形状が上下逆のＬ字形で、水平部５９ａと垂直部５９ｂ間に複数の補強用リブ５９ｃが設けられている。これら下側被支持部５８ａおよび上側被支持部材５９のカバー支持部材６による支持構造については、後で説明する。

　図１において、化粧カバー５１は複数枚の板状パーツ５１ａ，５１ｂ，５１ｃからなり、各板状パーツ５１ａ，５１ｂ，５１ｃがカバー支持部材６の各部に取り付けられる。各板状パーツ５１ａ，５１ｂ，５１ｃについては、後で説明する。左右一対のスライド扉５２は、上部および上下中央部に透明材料からなる覗き窓５２ａ，５２ｂを有し、加工領域カバー５０およびカバー支持部材６に左右にスライド自在に支持される。その支持方法については、後で説明する。

　カバー支持部材６は、工作機械本体１の各ベッド１１と非接触で設置される。カバー支持部材６は、図５に示すように、床面Ｆに起立状態に設置される左右一対のスタンド６０を備える。左右のスタンド６０は、鉛直方向に延びる前後一対の支柱６１Ａ，６１Ｂと、これら前後一対の支柱６１Ａ，６１Ｂの上端に固定支持された前後に長い上部フレーム６２と、前側の支柱６１Ａの中間部より前方に突出する下部フレーム６３と、上部フレーム６２および下部フレーム６３を互いに連結する連結フレーム６４と、前後の支柱６１Ａ，６１Ｂの各下部間を連結する上下に幅広の第１連結板６５とでなる。左右のスタンド６０はそれぞれ、各支柱６１Ａ，６１Ｂの下端に固定されたアンカープレート６１ａをボルト６６で床面Ｆに固定することで、床面Ｆに設置される。

　左右のスタンド６０は、それぞれの前側の支柱６１Ａ同士が上下に幅広の第２連結板６７で互いに連結され、かつそれぞれの上部フレーム６２の後端同士が、左右方向に延びる制御盤載置フレーム６８で互いに連結される。また、左右のスタンド６０の各上部フレーム６２の上面に、ローダ２Ａの前記走行レール２２を載せるレール載せ台６２ａが設けられている。さらに、左右のスタンド６０の各前側の支柱６１Ａの前端に、上下方向に延びる左右の脚部６９ａをそれぞれ固定して、正面形状門形のスライド扉案内フレーム６９が設けられている。

　加工領域カバー５０は、図６のようにカバー支持部材６に支持される。すなわち、レール部材５８の左右両端部である下側被支持部５８ａを、カバー支持部材６の下部フレーム６３の前端部の上に載置し、下側被支持部５８ａと下前後フレーム６３をボルト等で固定する。また、上側被支持部材５９を上部フレーム６２の下面に当てて、上側被支持部材５９と上部フレーム６２をボルト等で固定する。これにより、カバー支持部材６の左右のスタンド６０が、第２連結板６７および制御盤載置フレーム６８による連結に加えて、加工領域カバー５０によっても互いに連結される。このカバー支持部材６と加工領域カバー５０とを一体化した構造体は、高い剛性を有する。つまり、加工領域カバー５０は、カバー支持部材６の補強を兼ねている。

　図２に示すように、工作機械本体１は、加工領域カバー５０の後側に各主軸台１５（図３）および各送り台１６（図３）が位置するように、各ベッド１１が床面Ｆ上に固定状態に設置される。各ベッド１１は、カバー支持部材６および加工領域カバー５０からなる構造体と非接触である。主軸１２および刃物台１３は、加工領域カバー５０の窓５６，５７を通して加工領域Ｑ内に突出させる。主軸１２が通される窓５６における主軸１２との間の隙間には、遮蔽カバー７１が固定して取り付けられる。また、刃物台１３が通される窓５７における刃物台１３との間の隙間には、刃物台１３の左右方向移動に応じて拡縮する蛇腹状カバー７２が取り付けられる。

　図１、図２に示すように、ローダ２Ａの走行レール２２は、カバー支持部材６のレール載せ台６２ａの上に設置される。制御盤３は、カバー支持部材６の制御盤載置フレーム６８（図５、図６）の上に設置される。また、操作盤４は、スライド扉案内フレーム６９に設けた旋回支点部材７３に、旋回アーム７４を介して鉛直軸回りに旋回自在に取付けられる。

　図１に示すように、加工領域カバー５０の下方には、この加工領域カバー５０の底面板部５０ｅの開口５５（図４）を通って落下する切屑を受ける切屑受け手段７５が設置される。切屑受け手段７５は、切屑を収容する容器、または工作機械とは別に設置した切屑回収部まで切屑を搬送するコンベアである。

　化粧カバー５１は、図１のように、各板状パーツ５１ａ，５１ｂ，５１ｃがカバー支持部材６の各部に取り付けられる。すなわち、加工領域カバー５０の正面板部５０ａの前側に、前面用板状パーツ５１ａが、連結フレーム６４およびスライド扉案内フレーム６９に取り付けられる。正面板部５０ａの開口５３の前側部分には前面用板状パーツ５１ａが取り付けられず、開口したままとされる。左右のスタンド６０の外側面には、側面用板状パーツ５１ｂが取り付けられる。左右のスタンド６０の各後側の支柱６１Ｂ間には、背面用板状パーツ（図示せず）が取り付けられる。また、切屑受け手段７５の上側には、加工領域カバー５０のレール部材５８を覆うように、前面下部用板状パーツ５１ｃが取り付けられる。

　左右一対のスライド扉５２は、下端が加工領域カバー５０のレール部材５８により左右にスライド自在に支持され、かつ上端がカバー支持部材６のスライド扉案内フレーム６９に左右に案内されるように取付けられる。スライド扉５２を左右にスライドさせることで、加工領域Ｑの前面部を開閉することができる。

　この工作機械の構成によると、工作機械本体１のベッド１１と非接触のカバー支持部材６にカバー５が支持されているため、機械の外部からの振動が、カバー５やカバー支持部材６を介してベッド１１に伝わらない。また、ローダ２Ａの走行レール２２がカバー支持部材６のレール載せ台６２ａに支持されているため、ローダ２Ａの走行による振動もベッド１１に伝わらない。さらに、工作機械本体１は２組の加工機器を有する平行２軸旋盤であるが、各組の加工機器が搭載されるベッド１１が互いに独立しているため、１組の加工機器の加工による振動が、ベッド１１を介して他の組の加工機器に直接伝わらない。よって、機械の内外の振動が加工機器である主軸１２および刃物台１３による加工に影響を与えることがなく、安定した加工を行える。

　この工作機械では、カバー支持部材６がローダ２Ａの走行レール２２の支持部材を兼ねているため、別途に走行レール２２の支持部材を設けずに済み、構成を簡略にできる。

　また、この工作機械のカバー５は、加工領域Ｑを囲みカバー支持部材６の補強を兼ねる箱形の加工領域カバー５０とは別に、ベッド１１と加工機器の支持部である主軸１５および送り台１６とを覆う板状の化粧カバー５１を有するため、加工領域Ｑだけでなく、工作機械本体１全体を覆うことができる。

　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。例えば、上記実施形態では、２つのベッド１１がそれぞれ床面Ｆに直接設置されているが、図７のように、床面Ｆにベース部材８０を設け、このベース部材８０に各ベッド１１を設置してもよい。この場合も、カバー支持部材６は、ベッド１１と非接触で設置する。工作機械本体１は平行２軸旋盤に限らない。３軸以上の旋盤であってもよい。また、旋盤以外の機械であってもよい。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。

１　工作機械本体
２　ローダ装置
２Ａ　ローダ
５　カバー
６　カバー支持部材
１１　ベッド
１２　主軸（加工機器）
１３　刃物台（加工機器）
１５　主軸台（加工機器の支持部）
１６　送り台（加工機器の支持部）
２２　走行レール
５０　加工領域カバー
５１　化粧カバー
Ｑ　加工領域

Claims (4)

1. 　ベッドと、このベッドに搭載されワークに対して機械加工を行う加工機器と、この加工機器による加工領域を覆うカバーと、前記ベッドと非接触で、前記カバーを支持するカバー支持部材とを備えた工作機械。
2. 　ワークを保持してレールに沿って走行し、前記加工機器に対してワークを搬入および搬出するローダを有し、前記カバー支持部材は、前記レールを支持するレール支持部材を兼ねる請求項１記載の工作機械。
3. 　前記カバーは、前記加工領域を囲み前記カバー支持部材の補強を兼ねる箱形の加工領域カバーと、前記ベッドおよび前記加工機器の支持部を覆う板状の化粧カバーとを有する請求項１記載または請求項２記載の工作機械。
4. 　前記加工機器を複数組備え、各組の加工機器はそれぞれ独立したベッドに設置されている請求項１記載ないし請求項３のいずれかに記載の工作機械。

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