WO2016075766A1 - 工作機械 - Google Patents

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WO2016075766A1
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axis
main shaft
drive device
axis direction
tool
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PCT/JP2014/079922
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French (fr)
Inventor
長戸一義
鈴山惠史
古川和也
水田賢治
Original Assignee
富士機械製造株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/06—Turning-machines or devices characterised only by the special arrangement of constructional units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool having a small machine width dimension.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose two-axis machine tools with reduced machine width dimensions.
  • All machine tools are configured such that the Z-axis direction, which is the axial direction of the main shaft, is horizontal and the front-rear direction toward the operator, and the X-axis direction orthogonal thereto is a vertical vertical direction.
  • side walls functioning as columns are provided on both sides in the width direction, feed guides are formed at the upper end portion and the front end portion of the side walls, and feed mechanisms are provided respectively.
  • the headstock is configured to move in the front-rear direction on the upper end portion of the side wall
  • the tool stand is configured to move in the up-down direction on the front end portion of the side wall.
  • the machine tool of Patent Document 2 is provided with a gate-shaped column having a support fixed on two pillars, and the main spindle is configured to move in the front-rear direction below the support. Is configured to move up and down on the front surface of the support.
  • the machine tool described above has a small machine width dimension by a horizontal Z-axis in the longitudinal direction and a vertical X-axis in the vertical direction.
  • the headstock is sandwiched from the left and right by the column, and the headstock moves in the Z-axis direction at that position, so that it can be held by the main spindle as much as the machine width is reduced.
  • the work that is, the work that can be processed has become smaller. Accordingly, the size of work that can be machined has been limited with the miniaturization of machine tools.
  • an object of the present invention is to provide a machine tool capable of processing a workpiece that is larger than the width of the machine in order to solve such a problem.
  • a machine tool includes a movable bed movable on the base in the front-rear direction, a spindle provided so that an axial direction thereof is a front-rear direction with respect to the spindle base fixed to the movable bed, A tool table that is located on the front side of the main shaft and includes a tool for machining a workpiece held on the main shaft, a Z-axis direction parallel to the axial direction of the main shaft, and a direction orthogonal to the Z-axis direction.
  • a drive device that moves the tool table in the X-axis direction that is the vertical direction, the drive device is installed on the movable bed, and is disposed above the main shaft, and the tool A Z-axis drive device that supports the base and moves in the Z-axis direction, and an X-axis drive that is disposed on one side in the left-right width direction of the main shaft and moves the Z-axis drive device in the X-axis direction above the main shaft Device.
  • the headstock having the main shaft is fixed to the movable bed, and the movement of the tool table with respect to the workpiece held on the main shaft is performed by the driving device installed on the movable bed.
  • the drive device the tool table supported by the Z-axis drive device is moved in the Z-axis direction by the Z-axis drive device arranged above the main shaft, and is arranged on one side in the left-right width direction of the main shaft.
  • the X-axis drive device moves the tool table in the X-axis direction together with the Z-axis drive device that moves above the main shaft. Therefore, since the drive device is configured to operate above the main shaft, it is possible to process a workpiece larger than the machine width dimension while reducing the machine width dimension.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a machining module, which is an internal structure of the machine tool, and a base. It is the perspective view which showed the process module. It is the figure which showed the left side surface seen from the front about the drive device of a process module. It is the front view which showed the inside of the cover of a machine tool. It is the figure which looked at the cover inside of the machine tool from the front, Comprising: It is the figure which showed the relationship between a workpiece
  • FIG. 1 is a perspective view showing a processing machine line configured by arranging a plurality of machine tools according to the present embodiment.
  • the six machine tools 5 are mounted on a base 2 serving as a base.
  • the six machine tools 5 are all NC lathes of the same type, and have the same outer shape and dimensions.
  • Each machine tool 5 is covered with an exterior cover 6, and a processing chamber closed for each machine tool 5 is formed inside the machine tool 5.
  • one work transfer chamber is constituted by the front cover 7, and a work transfer device for delivering the work to and from each machine tool 5 is installed therein.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a processing module that is an internal structure of the machine tool 5.
  • a state where the processing module 10 is placed on the carriage 100 and pulled out to the rear of the base 2 is shown.
  • a processing module 10 is mounted on the base 2, and is covered with an exterior cover 6 as shown in FIG.
  • the base 2 is provided with two rails 201 according to the width of the processing module 10.
  • the processing module 10 is configured on a movable bed 16 having wheels, and is movable in the front-rear direction on the base 2 along the rail 201. Note that the machine tool 5 can move not only the processing module 10 but also the exterior cover 6 and the processing module 10 as one body.
  • the machine tool 5 is movable in the front-rear direction with respect to the base 2. Therefore, by moving the target machine tool 5 in the front-rear direction, operations such as maintenance and replacement can be performed without being affected by the adjacent machine tool 5.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the processing module 10.
  • FIG. 4 is a view showing the left side surface of the driving device of the processing module 10 as viewed from the front of the machine tool 5.
  • the processing module 10 is a turret lathe including a tool base 131 on which a rotary tool such as an end mill or a drill or a cutting tool such as a cutting tool is mounted. Therefore, the machining module 10 includes a headstock 12 having a chuck 11 for holding and holding a workpiece W, a turret device 13 having a tool base 131, and a Z-axis drive for moving the turret device 13 along the Z-axis and the X-axis.
  • An apparatus, an X-axis drive device, a machining control device 15 for controlling each drive device, and the like are provided.
  • the Z-axis is a horizontal axis parallel to the rotation axis (main axis) of the headstock 12 that rotates the workpiece W.
  • the X axis is a movement axis that is orthogonal to the Z axis and moves the tool of the turret device 13 forward and backward with respect to the Z axis, and is a vertical vertical direction in this embodiment.
  • the left-right width direction of the processing module 10 orthogonal to the main axis is the Y-axis direction.
  • the front-rear direction of the machine tool 5 is the Z-axis direction
  • the width direction in which a plurality of machine tools 5 are arranged is the Y-axis direction.
  • the vertical vertical direction is the X-axis direction.
  • the processing module 10 is configured by the movable bed 16 movable on the base 2 as described above.
  • the movable bed 16 is a support base provided with wheels, and the headstock 12 is fixed on the movable bed 16.
  • the headstock 12 has a chuck 11 and a driven pulley 17 formed integrally with a main shaft that is rotatably supported.
  • a spindle servomotor 18 is disposed above the spindle stock 12 and a driving pulley 19 is fixed to the rotating shaft.
  • a V-belt 20 is stretched between the main pulley 19 and the driven pulley 17, and the rotation of the main shaft servomotor 18 is transmitted to the main shaft 12.
  • the turret device 13 is first configured integrally with the Z-axis slide 22 and mounted on the X-axis slide 32 together with the Z-axis slide 22. ing.
  • the Z-axis slide 22 is configured to be movable in the horizontal Z-axis direction by sliding in the Z-axis guide 21 fixed to the X-axis slide 32.
  • the Z-axis guide 21 and the Z-axis slide 22 are located above the headstock 12 and the spindle servomotor 18 and are disposed at positions that overlap when viewed in the vertical direction.
  • the Z-axis drive device employs a ball screw drive system that converts the rotation output of the Z-axis servomotor 23 into a straight motion.
  • a support frame 24 is fixed to the rear side of the Z-axis guide 21, and a screw shaft 25 is rotatably supported by a bearing 241 of the support frame 24.
  • the screw shaft 25 is screwed into a non-rotating nut provided in the Z-axis slide 22.
  • the Z-axis servomotor 23 is disposed above the bearing 241, and a V-belt 26 is stretched over the screw shaft 25 via a mutual pulley. Therefore, the Z-axis drive device is configured such that the screw shaft 25 is rotated by driving the Z-axis servomotor 23, the rotational motion is converted into the linear motion of the nut, and the Z-axis slide 22 is moved in the Z-axis direction. ing.
  • a column 31 disposed adjacent to the headstock 12 adjacent to the Y-axis direction is fixed to the movable bed 16.
  • the column 31 is a support member for the entire drive device including the Z-axis drive device.
  • the column 31 is integrally formed with the headstock 12 and is fixed on the movable bed 16.
  • the column 31 is provided with two guides 311 in the vertical direction on the headstock 12 side, and an X-axis slide 32 is slidably attached to the guide 311.
  • a ball screw drive system that converts the rotation output of the X-axis servomotor 33 into the up-and-down motion is also adopted in the X-axis drive device.
  • the column 31 supports a screw shaft 35 disposed in the vertical direction so as to be rotatable.
  • the upper and lower ends of the screw shaft 35 are supported by bearings 315 and 316, and a non-rotating nut provided in the X-axis slide 32 is screwed therebetween.
  • An X-axis servomotor 33 is fixed to the upper portion of the column 31, and a V-belt 36 is stretched around the screw shaft 35 via a pulley. Therefore, the X-axis drive device is configured such that the screw shaft 35 is rotated by driving the X-axis servomotor 33, the rotational motion is converted into the linear motion of the nut, and the X-axis slide 32 is moved up and down in the X-axis direction. ing.
  • FIG. 5 is a front view showing the inside of the cover of the machine tool 5.
  • the processing module 10 is covered with an exterior cover 6.
  • the turret device 13 including the tool base 131 and the chuck 11 that holds the workpiece W are positioned up and down.
  • the center of the chuck 11, that is, the rotation axis O of the main shaft is located substantially in the center as viewed in the width direction of the exterior cover 6.
  • a column 31 is arranged on the right side behind the chuck 11 and the turret device 13 and stands along the side wall of the exterior cover 6.
  • An X-axis servomotor 33 is provided above the column 31, and a bearing 315 (not shown) (see FIG. 4) is located inside the X-axis servomotor 33. Further, a Z-axis guide 21 is overlapped behind the turret device 13, and a Z-axis servomotor 23 is located above the Z-axis guide 21.
  • the workpiece W held on the chuck 11 is processed, for example, as follows.
  • the tool mounted on the tool table 131 is selected by the turning index of the turret device 13.
  • the X-axis servomotor 33 is driven to rotate the screw shaft 35, and the rotational motion is converted into the up-and-down motion of the X-axis slide 32 via the nut. Therefore, positioning in the X-axis direction is performed so that the tip of the cutting tool is aligned with the height of the processed portion of the workpiece W.
  • the Z-axis servomotor 23 is driven to rotate the screw shaft 25, and the rotational motion is converted into a horizontal linear motion of the Z-axis slide 22 via the nut.
  • the workpiece W is rotated by driving the spindle servomotor 18, and the position of the cutting tool is controlled in the Z-axis direction with respect to the workpiece W to perform boring or the like.
  • FIG. 6 is a front view showing the inside of the cover of the machine tool 5 and showing the relationship between the workpiece size and the machine width.
  • the machine width B1 of the machine tool 5 is the distance between the outer surfaces of the left and right side walls of the exterior cover 6.
  • the width dimension (B1) of the exterior cover 6 substantially matches the width dimension of the movable bed 16 on which the processing module 10 is mounted. It is formed in size. Therefore, in order to reduce the machine width B1 of the machine tool 5, it is necessary to reduce the width of the movable bed 16.
  • the dimension of the machine width B1 results in a smaller workable workpiece as in the conventional example.
  • the workpiece W shown in FIG. 5 has a maximum diameter that can be processed by the machine tool 5, and the workpiece diameter is B2.
  • the dimension of the machine width B1 is slightly less than 1.5 times the workpiece diameter B2.
  • the machine width B1 is about 445 mm, while the workpiece diameter B2 is 300 mm.
  • the dimension of the machine width B1 could be 1.5 times or less of the workpiece diameter B2. That is, the work W that can be processed was increased while the size of the machine width B1 of the machine tool 5 was reduced.
  • the headstock 12 is fixed to the movable bed 16, and the drive device that moves the tool relative to the work W is configured to operate above the headstock 12.
  • the column 31 which is the structural main body of the drive device is formed integrally with the head stock 12 and is disposed very close to the head stock 12 adjacent to the Y axis direction.
  • the headstock 12 and the column 31 are extremely close to each other, and further, that the headstock 12 and the column 31 are integrally configured and fixed to the movable bed 16 from the column 31. Since the distance to the tool is extremely short, even if the drive device has a cantilever support structure, the drive device has sufficient rigidity against the reaction force received during processing. In other words, since it is not necessary to provide an excessively strong structure in order to obtain rigidity, the machine width can be reduced in this respect as well. Furthermore, the machine tool 5 is extremely effective for operations such as maintenance and replacement because the machining module 10 is mounted on the movable bed 16 and moves back and forth on the base 2.
  • the headstock 12 and the column 31 are integrally configured, but may be configured to be separately fixed to the movable base 16 as long as the close positional relationship is maintained.
  • the machine tool is not limited to the turret lathe shown in the embodiment.

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Abstract

　ベース(２)上を前後方向に移動可能な可動ベッド(１６)と、可動ベッド(１６)に固定された主軸台(１２)に対して軸線方向が前後方向になるように設けられた主軸と、前記主軸の前方側に位置し、前記主軸に保持されたワーク(Ｗ)を加工するための工具を備えた工具台(１３１)と、前記主軸の軸線方向と平行なＺ軸方向と、そのＺ軸方向に直交して且つ上下方向であるＸ軸方向とに工具台(１３１)を移動させる駆動装置とを有し、駆動装置は、可動ベッド(１６)上に設置されたものであり、前記主軸の上方に配置され、工具台(１３１)を支持してＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置(２１，２２，２３など)と、前記主軸の左右幅方向の一方側に配置され、前記主軸の上方で前記Ｚ軸駆動装置をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動装置(３１，３２，３３など)とを備えたものである。

Description

工作機械
　本発明は、機械幅の寸法が小さい工作機械に関する。
　工作機械には幅方向の寸法を抑えたコンパクトなものが種々提案されており、下記の特許文献１及び特許文献２には、機械幅の寸法を小さくした２軸の工作機械が開示されている。いずれの工作機械も、主軸の軸線方向であるＺ軸方向が水平方向で且つ作業者に向かって前後方向になるように構成され、それに直交するＸ軸方向が鉛直な上下方向になるように構成されている。特許文献１の工作機械は、コラムとして機能する側壁が幅方向両側に設けられており、側壁の上端部及び前端部に送りガイドが形成され、それぞれに送り機構が設けられている。そのため、主軸台が側壁の上端部を前後方向へ移動するように構成され、工具台などが側壁の前端部を上下方向に移動するように構成されている。一方、特許文献２の工作機械は、２つの支柱の上に支持体が固定された門型のコラムが設けられ、主軸台が支持体の下部を前後方向へ移動するように構成され、工具台が支持体の前面部を上下方向に移動するように構成されている。
特開２００７－１４４５２９号公報 特開２０１０－１７９４１８号公報
　前述した工作機械は、水平な前後方向のＺ軸と鉛直な上下方向のＸ軸とによって、その機械幅の寸法が小さく構成されている。しかし従来の工作機械は、主軸台がコラムによって左右から挟み込まれ、その位置で主軸台がＺ軸方向に移動する構成であるため、機械幅が小さくなった分だけ主軸によって保持することが可能なワーク、すなわち加工可能なワークが小さくなってしまっている。従って、工作機械が小型化されたことに伴って加工可能なワークのサイズが制限されてしまっていた。
　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、機械幅の寸法に比して大きなワークの加工が可能な工作機械を提供することを目的とする。
　本発明の一態様における工作機械は、ベース上を前後方向に移動可能な可動ベッドと、前記可動ベッドに固定された主軸台に対して軸線方向が前後方向になるように設けられた主軸と、前記主軸の前方側に位置し、前記主軸に保持されたワークを加工するための工具を備えた工具台と、前記主軸の軸線方向と平行なＺ軸方向と、そのＺ軸方向に直交して且つ上下方向であるＸ軸方向とに前記工具台を移動させる駆動装置とを有し、前記駆動装置は、前記可動ベッド上に設置されたものであり、前記主軸の上方に配置され、前記工具台を支持してＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置と、前記主軸の左右幅方向の一方側に配置され、前記主軸の上方で前記Ｚ軸駆動装置をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動装置とを備えたものである。
　本発明によれば、主軸を備えた主軸台が可動ベッドに固定され、その主軸に保持されたワークに対する工具台の移動が、可動ベッド上に設置された駆動装置によって行われる。その駆動装置によれば、Ｚ軸駆動装置に支持された工具台が、主軸の上方に配置された当該Ｚ軸駆動装置によりＺ軸方向に移動し、主軸の左右幅方向の一方側に配置されたＸ軸駆動装置により、主軸の上方で移動するＺ軸駆動装置とともに工具台がＸ軸方向に移動する。よって、駆動装置が主軸の上方で作動する構成であるため、機械幅の寸法を小さくしつつ、その機械幅の寸法に比して大きなワークを加工できる。
複数の工作機械からなる加工機械ラインを示した斜視図である。 工作機械の一実施形態であって、その内部構造である加工モジュールとベースとの関係を示した斜視図である。 加工モジュールを示した斜視図である。 加工モジュールの駆動装置について、正面から見た左側側面を示した図である。 工作機械のカバー内部を示した正面図である。 工作機械のカバー内部を正面から見た図であって、ワークサイズと機械幅との関係を示した図である。
　次に、本発明に係る工作機械の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の工作機械を複数並べて構成された加工機械ラインを示した斜視図である。加工機械ライン１は、基礎となるベース２の上に６台の工作機械５が搭載されている。６台の工作機械５はいずれも同じ型のＮＣ旋盤であり、外形形状や寸法が揃えられている。各工作機械５は、外装カバー６によって覆われ、その内部には工作機械５ごとに閉じられた加工室が構成されている。そして前方には、前カバー７によって一つのワーク搬送室が構成され、その中には、各工作機械５とワークの受渡しを行うワーク搬送装置が設置されている。
　図２は、工作機械５の内部構造である加工モジュールを示した斜視図である。この図では、加工モジュール１０が台車１００に載せられてベース２の後方へ引き出された状態が示されている。工作機械５は、ベース２の上に加工モジュール１０が搭載され、図１に示すように外装カバー６によって覆われている。図２では、１台の加工モジュール１０しか示されていないが、ベース２は、２台の加工モジュール１０が搭載可能である。そのためベース２は、加工モジュール１０の幅に合わせてレール２０１が２本ずつ設けられている。加工モジュール１０は、車輪を備えた可動ベッド１６上に構成され、レール２０１に沿ってベース２上を前後方向に移動可能である。なお、工作機械５は、加工モジュール１０だけではなく、外装カバー６と加工モジュール１０とが一体となった移動も可能である。
　図１の加工機械ライン１は、３台のベース２が幅方向に近接して並べられ、その上に搭載された工作機械５も隣同士が極めて近接して配置されている。従って、図１に示す状態では、外装カバー６内の加工モジュール１０のメンテナンスなどが困難である。しかし、前述したように本実施形態では工作機械５がベース２に対して前後方向に移動可能である。そのため、対象となる工作機械５を前後方向に移動させることで、隣の工作機械５の影響を受けずにメンテナンスや交換などの作業を行うことができる。
　図３は、加工モジュール１０を示した斜視図である。また、図４は、加工モジュール１０の駆動装置について、工作機械５の正面から見た左側側面を示した図である。この加工モジュール１０は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を装着した工具台１３１を備えるタレット旋盤である。そのため加工モジュール１０は、ワークＷを掴んで保持するチャック１１を備えた主軸台１２、工具台１３１を備えたタレット装置１３、そのタレット装置１３をＺ軸やＸ軸に沿って移動させるＺ軸駆動装置やＸ軸駆動装置および、各駆動装置を制御するための加工制御装置１５などを備えている。
　ここで、Ｚ軸は、ワークＷを回転させる主軸台１２の回転軸（主軸）と平行な水平軸である。また、Ｘ軸は、Ｚ軸に対して直交し、タレット装置１３の工具をＺ軸に対して進退させる移動軸であり、本実施形態では鉛直な上下方向である。そして、主軸に直交する加工モジュール１０の左右幅方向がＹ軸方向である。図１に対応させてみれば、工作機械５の前後方向がＺ軸方向であり、工作機械５が複数並んだ幅方向がＹ軸方向である。そして鉛直な上下方向がＸ軸方向である。
　加工モジュール１０は、前述したようにベース２の上を移動可能な可動ベッド１６に構成されている。可動ベッド１６は車輪を備えた支持台であり、その可動ベッド１６上に主軸台１２が固定されている。主軸台１２は、回転自在に支持された主軸に対してチャック１１と従動プーリ１７とが一体に形成されている。その主軸台１２の上方位置には主軸用サーボモータ１８が配置され、その回転軸に主動プーリ１９が固定されている。そして、主動プーリ１９と従動プーリ１７とにＶベルト２０が掛け渡され、主軸用サーボモータ１８の回転が主軸台１２へと伝達されるようになっている。
　次に、工具をＺ軸方向及びＸ軸方向に移動させる駆動装置は、先ずタレット装置１３がＺ軸スライド２２に対して一体的に構成され、そのＺ軸スライド２２とともにＸ軸スライド３２に搭載されている。Ｚ軸スライド２２は、Ｘ軸スライド３２に固定されたＺ軸ガイド２１内を摺動することにより、水平なＺ軸方向に移動自在な構成となっている。そのＺ軸ガイド２１およびＺ軸スライド２２は、主軸台１２及び主軸用サーボモータ１８の上方にあり、上下方向に見た場合に重なる位置に配置されている。そして、Ｚ軸駆動装置は、Ｚ軸スライド２２をＺ軸方向に移動させるため、Ｚ軸用サーボモータ２３の回転出力を直進運動に変換するボールネジ駆動方式が採用されている。
　Ｚ軸ガイド２１には後方側に支持フレーム２４が固定され、ネジ軸２５が、その支持フレーム２４の軸受２４１に回転支持されている。また、ネジ軸２５は、Ｚ軸スライド２２内に設けられた非回転のナットに螺合している。Ｚ軸サーボモータ２３は、軸受２４１の上方に配置され、ネジ軸２５に対し互いのプーリを介してＶベルト２６が掛け渡されている。従って、Ｚ軸駆動装置は、Ｚ軸用サーボモータ２３の駆動によりネジ軸２５が回転し、その回転運動がナットの直線運動に変換され、Ｚ軸スライド２２がＺ軸方向に移動するよう構成されている。
　次に、Ｘ軸駆動装置は、主軸台１２のＹ軸方向の隣に近接して配置されたコラム３１が可動ベッド１６に対して固定されている。このコラム３１は、前記Ｚ軸駆動装置を含む駆動装置全体の支持部材であり、特に本実施形態では主軸台１２と一体的に構成され、可動ベッド１６上に固定されている。そのコラム３１には主軸台１２側に２本のガイド３１１が上下方向に設けられ、そのガイド３１１に対してＸ軸スライド３２が摺動自在に取り付けられている。そして、Ｘ軸スライド３２をガイド３１１に沿った鉛直方向に昇降させるため、Ｘ軸駆動装置にもＸ軸用サーボモータ３３の回転出力を昇降運動に変換するボールネジ駆動方式が採用されている。
　コラム３１には、鉛直方向に配置されたネジ軸３５が回転可能に支持されている。ネジ軸３５は、上下の両端部が軸受３１５，３１６に支持され、その間にはＸ軸スライド３２内に設けられた非回転のナットが螺合している。コラム３１の上部にはＸ軸用サーボモータ３３が固定され、ネジ軸３５に対し互いのプーリを介してＶベルト３６が掛け渡されている。従って、Ｘ軸駆動装置は、Ｘ軸用サーボモータ３３の駆動によりネジ軸３５が回転し、その回転運動がナットの直線運動に変換され、Ｘ軸スライド３２がＸ軸方向に昇降するよう構成されている。
　次に図５は、工作機械５のカバー内部を示した正面図である。工作機械５は、加工モジュール１０が外装カバー６によって覆われている。図示するように、正面側から見た場合、外装カバー６の手前側には、工具台１３１を備えたタレット装置１３と、ワークＷを保持するチャック１１が上下に位置している。チャック１１の中心すなわち主軸の回転軸Ｏは、外装カバー６の幅方向見てほぼ中央に位置している。そして、チャック１１やタレット装置１３の後方には右側にコラム３１が配置され、外装カバー６の側壁に沿って起立している。コラム３１の上部にはＸ軸用サーボモータ３３があり、その内側には不図示の軸受３１５（図４参照）が位置している。更に、タレット装置１３の後方にはＺ軸ガイド２１が重なっており、Ｚ軸ガイド２１の奥には上方にＺ軸サーボモータ２３が位置している。
　本実施形態の工作機械５では、チャック１１に保持されたワークＷに対して、例えば次のようにして加工が行われる。先ず、タレット装置１３の旋回割出しによって工具台１３１に装着された工具が選択される。そして、Ｘ軸用サーボモータ３３が駆動してネジ軸３５が回転し、その回転運動がナットを介してＸ軸スライド３２の昇降運動に変換される。よって、切削工具の先端がワークＷの加工部の高さに揃うようにＸ軸方向の位置決めが行われる。次に、Ｚ軸用サーボモータ２３が駆動してネジ軸２５が回転し、その回転運動がナットを介してＺ軸スライド２２の水平な直線運動に変換される。そして、ワークＷは、主軸用サーボモータ１８の駆動によって回転し、そのワークＷに対して切削工具がＺ軸方向に位置制御され、中ぐり加工などが行われる。
　ここで図６は、工作機械５のカバー内部を示した正面図であって、ワークサイズと機械幅との関係を示した図である。工作機械５の機械幅Ｂ１は、外装カバー６の左右両側壁の外側面の距離である。ただ、工作機械５は機械幅Ｂ１を小さくしたコンパクト化を目的としたものであるため、外装カバー６の幅寸法（Ｂ１）は、加工モジュール１０を搭載した可動ベッド１６の幅寸法にほぼ一致する大きさで形成されている。したがって、工作機械５の機械幅Ｂ１を小さくするためには、可動ベッド１６の幅を小さくする必要がある。
　その一方で、単に機械幅Ｂ１の寸法を小さくするだけでは従来例のように、加工可能なワークが小さくなってしまう。この点、本実施形態では、機械幅Ｂ１を小さくしながらも、加工可能なワークＷの径を大きくすることができた。図５に示すワークＷは、工作機械５において加工が可能な最大径のものであり、そのワーク径をＢ２とする。そうした場合、本実施形態の工作機械５では、機械幅Ｂ１の寸法がワーク径Ｂ２の１．５倍弱であった。具体的には、機械幅Ｂ１が約４４５ｍｍであるのに対し、ワーク径Ｂ２は３００ｍｍである。
　よって、本実施形態では、機械幅Ｂ１の寸法をワーク径Ｂ２の１．５倍以下にすることができた。つまり、工作機械５の機械幅Ｂ１の寸法を小さくしながらも、加工可能なワークＷを大きくすることができた。このような効果は、工作機械５の次のような構成によって得られる。すなわち、可動ベッド１６に対して主軸台１２が固定され、ワークＷに対して工具を移動させる駆動装置が、主軸台１２の上方で作動するよう構成されている点である。更に好ましいのは、駆動装置の構造本体であるコラム３１が主軸台１２と一体的に構成され、しかも主軸台１２のＹ軸方向隣の極めて近くに配置されている点である。
　また、主軸台１２とコラム３１とが極めて近い構成であること、更には主軸台１２とコラム３１とが一体的に構成されて可動ベッド１６に固定されている構成であることは、コラム３１から工具までの距離が極めて近くなるため、駆動装置が片持ち支持構造であっても、加工時に受ける反力に対して十分な剛性を有している。すなわち、剛性を得るため過度に堅牢な構造とする必要がないため、この点でも機械幅の寸法を小さくすることを可能にしている。更に工作機械５は、加工モジュール１０が可動ベッド１６に搭載され、ベース２上を前後に移動するため、メンテナンスや交換などの作業に極めて有効である。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　例えば、前記実施形態では、主軸台１２とコラム３１とが一体的に構成されているが、近接した位置関係が保たれていれば、別々に可動ベース１６へ固定する構成であってもよい。また、工作機械は、前記実施形態で示したタレット旋盤に限るものではない。
１…加工機械ライン　２…ベース　５…工作機械　６…外装カバー　７…前カバー　１０…加工モジュール　１１…チャック　１２…主軸台　１３…タレット装置　１６…可動ベッド　１８…主軸用サーボモータ　２１…Ｚ軸ガイド　２２…Ｚ軸スライド　２３…Ｚ軸用サーボモータ　３１…コラム　３２…Ｘ軸スライド　３３…Ｘ軸用サーボモータ　Ｗ…ワーク
 
 
 
 
 

 

Claims (4)

  1. 　ベース上を前後方向に移動可能な可動ベッドと、
    　前記可動ベッドに固定された主軸台に対して軸線方向が前後方向になるように設けられた主軸と、
    　前記主軸の前方側に位置し、前記主軸に保持されたワークを加工するための工具を備えた工具台と、
    　前記主軸の軸線方向と平行なＺ軸方向と、そのＺ軸方向に直交して且つ上下方向であるＸ軸方向とに前記工具台を移動させる駆動装置とを有し、
    前記駆動装置は、前記可動ベッド上に設置されたものであり、
    　前記主軸の上方に配置され、前記工具台を支持してＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置と、
    　前記主軸の左右幅方向の一方側に配置され、前記主軸の上方で前記Ｚ軸駆動装置をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動装置と
    を備えたものであることを特徴とする工作機械。
  2. 　前記Ｚ軸駆動装置は、前記工具台を保持したスライダと、前記スライダをＺ軸方向に案内するガイドと、前記スライダをＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構とを備え、
    　前記Ｘ軸駆動装置は、前記主軸に近接してコラムが前記可動ベッドに固定され、前記コラムに沿って前記Ｚ軸駆動装置及び前記工具台を上下させるスライド機構と、前記スライド機構にＸ軸方向の移動を与えるＸ軸移動機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  3. 　前記コラムは、前記主軸を回転支持する主軸台と一体的になって前記可動ベッドに固定されたものであることを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
  4. 　前記Ｘ軸駆動装置が前記可動ベッドの幅方向の内側に収まるように配置され、前記可動ベッドの幅寸法が、前記主軸に保持されるワークの最大径の１．５倍以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械。
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     
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