(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＸ軸運動システム（１０）と、Ｙ軸運動システム（３０）と、Ｚ軸運動システム（５０）とを含む複数軸の運動システムと、前記複数軸の運動システムの下方に位置するテーブル（２０）と、を備えるモールドレス鋳型成形機であって、
前記Ｘ軸に平行する方向に往復移動可能である前記テーブル（２０）を支持して上昇させ前記テーブル（２０）を移動支持柱（６１）に連動させる上昇装置（６３）が設けられている前記移動支持柱（６１）を含む、前記テーブル（２０）の下方に設けられる移動台システム（６０）をさらに含み、
前記Ｘ軸運動システム（１０）は、平行に設置した第１のＸ軸運動システム（１３）及び第２のＸ軸運動システム（１５）を含み、前記第１のＸ軸運動システム（１３）は第１の支持柱（４１）により支持され、前記第２のＸ軸運動システム（１５）は第２の支持柱（４２）により支持され、前記第１の支持柱（４１）と前記第２の支持柱（４２）は所定の距離で離されていて、
前記Ｙ軸運動システム（３０）の両端はそれぞれ、前記第１のＸ軸運動システム（１３）と第２のＸ軸運動システム（１５）とスライド可能に協働し、
前記Ｚ軸運動システム（５０）は前記Ｙ軸運動システム（３０）とスライド可能に協働し、
前記移動支持柱（６１）は、前記第１の支持柱（４１）と前記第２の支持柱（４２）との間に設けられることを特徴とするモールドレス鋳型成形機。
【請求項２】
前記第１の支持柱（４１）の前記第２の支持柱（４２）に対向する側に第１の支持台（４１０）が設けられ、前記第２の支持柱（４２）の前記第１の支持柱（４１）に対向する側に第２の支持台（４２０）が設けられ、前記第１の支持台（４１０）と前記第２の支持台（４２０）が協働して前記テーブル（２０）を支持することを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項３】
前記第１のＸ軸運動システム（１３）が、前記第１の支持柱（４１）に装着される第１のＸ軸スライドレール（１３１）と、前記第１のＸ軸スライドレール（１３１）に設けられる第１のＸ軸スライダー（１３３）と、前記第１のＸ軸スライダー（１３３）を駆動する第１のＸ軸駆動装置（１３７）と、を含み、
前記第２のＸ軸運動システム（１５）が、前記第２の支持柱（４２）に装着される第２のＸ軸スライドレール（１５１）と、前記第２のＸ軸スライドレール（１５１）に設けられる第２のＸ軸スライダー（１５３）と、前記第２のＸ軸スライダー（１５３）を駆動する第２のＸ軸駆動装置と、を含み、前記第１のＸ軸駆動装置と前記第２のＸ軸駆動装置とは同期運動し、
前記Ｙ軸運動システム（３０）が、Ｙ軸スライドレール（３１）と、前記Ｙ軸スライドレール（３１）に設けられるＹ軸スライダー（３３）と、前記Ｙ軸スライダー（３３）を駆動するＹ軸駆動装置（３５）と、を含み、前記Ｙ軸スライドレール（３１）の両端がそれぞれ、前記第１のＸ軸スライダー（１３３）と第２のＸ軸スライダー（１５３）に接続され、
前記Ｚ軸運動システム（５０）が、Ｚ軸スライドレール（５１）と、前記Ｚ軸スライドレール（５１）に設けられるＺ軸スライダー（５３）と、前記Ｚ軸スライダーを駆動するＺ軸駆動装置（５５）と、を含み、前記Ｚ軸スライダー（５３）が前記Ｙ軸スライダー（３３）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項４】
前記複数軸の運動システムは五軸の運動システムであって、当該五軸の運動システムが、
前記Ｚ軸スライドレールの下部に装着されて、Ｃ軸回転部品（７１１）と前記Ｃ軸回転部品（７１１）を駆動して回転させるＣ軸駆動装置（７１２）を含むＣ軸運動システム（７１）と、
前記Ｃ軸回転部品（７１１）上に装着されて、Ａ軸回転軸と前記Ａ軸回転軸を駆動して回転させるＡ軸駆動装置（７２２）を含むＡ軸運動システム（７２）と、をさらに含み、
また、回転フランジ（７２１）を介して前記Ａ軸回転軸に接続されるバイトシステム（２００）をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項５】
前記第１のＸ軸スライドレール上（１３１）と前記第２のＸ軸スライドレール（１５１）上に加圧体（８１）が設けられ、前記第１の支持柱（４１）と前記第２の支持柱（４２）上にベースプレート（８３）が設けられ、前記加圧体（８１）と前記ベースプレート（８３）とが締結ボルト（８５）によって接続されることを特徴とする請求項３に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項６】
前記移動台システム（６０）が、前記Ｘ軸に平行する方向に設けられるガイドレール（６５）をさらに含み、前記移動支持柱（６１）上に前記ガイドレール（６５）と協働する複数のローラ（６７）が設けられることを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項７】
前記上昇装置（６３）が、前記移動支持柱（６１）上に設けられるシリンダであることを特徴とする請求項６に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項８】
前記複数軸の運動システム、前記第１の支持柱（４１）、及び前記第２の支持柱（４２）の外側をカバーする工作機械保護カバー（９０）をさらに含み、前記工作機械保護カバー上に前記テーブル（２０）が前記複数軸の運動システムの加工範囲に出入りするための前ドア（９１）及び/又は後ドア（９３）が設けられることを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項９】
前記第１の支持柱（４１）上と前記第２の支持柱（４２）上に収縮形の砂落ち溝（４３）が設けられることを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項１０】
前記第１の支持台（４１０）上と前記第２の支持台（４２０）上に位置決めピン（４３０）が設けられ、前記テーブル（２０）上に前記位置決めピン（４３０）に整合する位置決め孔が設けられることを特徴とする請求項２に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項１１】
前記第１の支持柱（４１）と前記第２の支持柱（４２）とが横接続棒（４５）によって接続されることを特徴とする請求項１に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項１２】
前記Ｙ軸スライドレール（３１）は２つの平行に設置したスライドレールであって、前記Ｙ軸スライダー（３３）は、スリーブ部と前記スリーブ部の両側から伸びる２つの支持体を含み、前記２つの支持体はそれぞれ、前記２つの平行に設置した前記Ｙ軸スライドレールとスライド可能に協働し、
前記Ｚ軸スライドレール（５１）は前記スリーブ部内に挿入され、且つ、前記Ｚ軸スライダーが前記スリーブ部に接続されることを特徴とする請求項３に記載のモールドレス鋳型成形機。
【請求項１３】
移動可能に前記砂落ち溝（４３）の下方に設けられる鋳砂除去車（４９）をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のモールドレス鋳型成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工分野に関し、具体的に、モールドレス鋳型成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の鋳物の製造工程に存在する製造周期が長く、コストが高く、資源消費量が大きい問題を解決するため、モールドレス鋳型数値制御加工成形技術が開発された。モールドレス鋳型数値制御加工成形技術は、ＣＡＤ技術と、鋳造技術と、数値制御技術と、切削技術等の技術が集積されたもので、新規の高速化鋳型製造技術である。当該技術を利用するモールドレス鋳型成形機はモールドを完全に使用せずに各種の形状の鋳物砂型を製造し、鋳物の単体、少量生産や試作するために新規のキャリアを提供すると共に、該機器を用いると生産周期を短縮し、生産性を向上でき、特に、大型物品、少量、複雑な形状の鋳型加工に適用する。
【０００３】
モールドレス鋳型成形機は、複数軸（三軸以上）を備える運動システムと、専用の砂型切削工具と、鋳砂除去システムとを含む主題部分と、砂型切削工程にマッチする専用の制御ソフトから構成され、該技術及び機器は既にエンジン等の新製品の試作鋳型の試作に成功した。しかし、従来技術のモールドレス鋳型成形機では、鋳砂パリソンを載置するテーブルはいずれも専門の吊上げ工具によって、加工対象の鋳砂パリソンを載置する又は加工済みの鋳物砂型を取り出すように移動されて、但し、吊上げ工具でテーブルを移動する場合、その操作プロセスは複雑で、テーブルの移動も不便である。また、現在、数値制御切削加工機器で砂型を直接に加工して鋳型を得るに関する研究は非常に少なく、鋳砂パリソンを切削する鋳型数値制御切削加工成形機（特許出願番号：２００７１００１０７０５.１）は、機械構造の設計上の原因で、鋳型構造サイズが大きく、鋳型キャビティ曲面が複雑で、加工成形しにくい大型で複雑な鋳物の鋳型を加工することができない。なお、該機器には、切削による砂くずが分散し、運動システムのメンテナンスが簡単でなく、作業場粉塵が多く、作業者の作業環境が悪い問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、既存技術におけるモールドレス鋳型成形機中のテーブルを専門の吊上げ工具で移動させ、テーブルの移動プロセスが複雑で且つ不便である問題を解決できるモールドレス鋳型成形機を提供することを目的とする。また、本発明に係わるモールドレス鋳型成形機によると、既存技術におけるモールドレス鋳型成形機が構造サイズが大きく、キャビティ曲面が複雑で、加工成形しにくい大型で複雑な鋳物の鋳型の問題を解決できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によると、少なくともＸ軸運動システムと、Ｙ軸運動システムと、Ｚ軸運動システムとを含む複数軸の運動システムと、複数軸の運動システムの下方に位置するテーブルとを含むモールドレス鋳型成形機であって、Ｘ軸に平行する方向に往復移動可能であるテーブルを支持して上昇させテーブルを移動支持柱に連動させる上昇装置が設けられている移動支持柱を含む、テーブルの下方に設けられる移動台システムをさらに含むモールドレス鋳型成形機を提供する。
【０００６】
また、Ｘ軸運動システムは、平行に設置した第１のＸ軸運動システムと第２のＸ軸運動システムとを含み、第１のＸ軸運動システムは第１の支持柱に支持され、第２のＸ軸運動システムは第２の支持柱に支持され、第１の支持柱と第２の支持柱間は所定の距離で離されていて、Ｙ軸運動システムの両端はそれぞれ、第１のＸ軸運動システムと第２のＸ軸運動システムとスライド可能に協働し、Ｚ軸運動システムはＹ軸運動システムとスライド可能に協働し、移動支持柱が第１の支持柱と第２の支持柱との間に設けられる。
【０００７】
また、第１の支持柱の第２の支持柱に向かう一側に第１の支持台が設けられ、第２の支持柱の第１の支持柱に向かう一側に第２の支持台が設けられ、第１の支持台と第２の支持台が協働してテーブルを支持する。
【０００８】
また、第１のＸ軸運動システムは、第１の支持柱上に装着される第１のＸ軸スライドレールと、第１のＸ軸スライドレール上に設けられる第１のＸ軸スライダーと、第１のＸ軸スライダーを駆動する第１のＸ軸駆動装置とを含み、第２のＸ軸運動システムは、第２の支持柱上に装着される第２のＸ軸スライドレールと、第２のＸ軸スライドレール上に設けられる第２のＸ軸スライダーと、第２のＸ軸スライダーを駆動する第２のＸ軸駆動装置と、を含み、第１のＸ軸駆動装置と第２のＸ軸駆動装置は同期運動し、Ｙ軸運動システムは、Ｙ軸スライドレールと、Ｙ軸スライドレール上に設けられるＹ軸スライダーと、Ｙ軸スライダーを駆動するＹ軸駆動装置と、を含み、Ｙ軸スライドレールの両端はそれぞれ、第１のＸ軸スライダーと第２のＸ軸スライダーに接続され、Ｚ軸運動システムは、Ｚ軸スライドレールと、Ｚ軸スライドレール上に設けられるＺ軸スライダーと、Ｚ軸スライダーを駆動するＺ軸駆動装置と、を含み、Ｚ軸スライダーはＹ軸スライダーに接続される。
【０００９】
また、複数軸の運動システムは五軸の運動システムで、当該五軸の運動システムは、Ｚ軸スライドレールの下部に装着されて、Ｃ軸回転部品とＣ軸回転部品を駆動して回転させるＣ軸駆動装置を含むＣ軸運動システムと、Ｃ軸回転部品上に装着されて、Ａ軸回転軸とＡ軸回転軸を駆動して回転させるＡ軸駆動装置を含むＡ軸運動システムと、をさらに含み、モールドレス鋳型成形機は、回転フランジを介してＡ軸回転軸に接続されるバイトシステムをさらに含む。
【００１０】
また、第１のＸ軸スライドレール上と第２のＸ軸スライドレール上には加圧体が設けられ、第１の支持柱上と第２の支持柱上にはベースプレートが設けられ、加圧体とベースプレートは締結ボルトを介して接続される。
【００１１】
また、移動台システムは、Ｘ軸に平行する方向に設けたガイドレールをさらに含み、移動支持柱上にガイドレールに協働する複数のローラが設けられる。
【００１２】
また、上昇装置は、移動支持柱上に設けられるシリンダである。
【００１３】
また、当該モールドレス鋳型成形機は、複数軸の運動システム、第１の支持柱及び第２の支持柱の外側をカバーする工作機械保護カバーをさらに含み、工作機械保護カバー上にテーブルが複数軸の運動システムの加工範囲に出入りするための前ドア及び/又は後ドアが設けられている。
【００１４】
また、第１の支持柱上と第２の支持柱上に、収縮形の砂落ち溝が設けられる。
【００１５】
また、第１の支持台上と第２の支持台上に位置決めピンが設けられ、テーブル上に位置決めピンに整合する位置決め孔が設けられる。
【００１６】
また、第１の支持柱と第２の支持柱とは横接続棒を介して接続される。
【００１７】
また、Ｙ軸スライドレールは２つの平行に設置したスライドレールで、Ｙ軸スライダーはスリーブ部とスリーブ部の両側から伸びる２つの支持体を含み、２つの支持体はそれぞれ、２つの平行に設置したＹ軸スライドレールとスライド可能に協働し、Ｚ軸スライドレールはスリーブ部内に挿入され、且つＺ軸スライダーがスリーブ部に接続される。
【００１８】
また、当該モールドレス鋳型成形機は、移動可能に砂落ち溝の下方に設けられる鋳砂除去車をさらに含む。
【００１９】
本発明によると、テーブルの下方に設けられる移動台システムを取り入れ、当該移動台システムはＸ軸に平行する方向に往復移動可能な移動支持柱を含み、また、移動支持柱にテーブルを支持して上昇させる上昇装置が設けられ、テーブルを移動支持柱に連動させる。これにより、テーブル上の鋳砂パリソンの加工が完了した後、移動台システムを操作し、上昇装置によりテーブルを上昇させてからＸ軸方向に沿ってテーブルを移動させ、例えば、加工済みの砂型を取り出す又は加工対象の鋳砂パリソンを載置するように、テーブルを複数軸の運動システムの切削加工範囲外に移動させ、その後、Ｘ軸方向に沿って複数軸の運動システムの切削加工範囲に入れさせ、待機状態を回復し、又は鋳砂パリソンに切削加工を行って、テーブルの移動が便利で、操作が簡単である。
また、本発明によると、複数軸の運動システムが五軸の運動システムを採用できるため、バイトシステムの回転及び揺れ動きの２つの運動自由度を増加し、本発明に係わるモールドレス鋳型成形機は、大サイズで、複雑なキャビティ曲面を有する鋳物鋳型を加工でき、既存技術におけるモールドレス鋳型成形機が構造サイズが大きく、キャビティ曲面が複雑で、加工成形しにくい大型で複雑な鋳物の鋳型の問題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
ここで説明する図面は本発明を理解させるためのもので、本発明の一部を構成し、本発明における実施例と共に本発明を解釈し、本発明を不当に限定するのではない。
【図１】本発明のモールドレス鋳型成形機の構造を模式的に示す図である。
【図２】本発明のモールドレス鋳型成形機中の複数軸の運動システムと、第１の支持柱と、第２の支持柱と、移動台システムとの構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明のモールドレス鋳型成形機中の複数軸の運動システムと、第１の支持柱と、第２の支持柱と、移動台システムと、工作機械保護カバーとの構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明のモールドレス鋳型成形機中の移動台システムの構造を模式的に示す図である。
【図５】本発明のモールドレス鋳型成形機中の第１の支持柱と第２の支持柱の構造を模式的に示す図である。
【図６】本発明のモールドレス鋳型成形機中のＸ軸運動システムの構造を模式的に示す図である。
【図７】本発明のモールドレス鋳型成形機中のＹ軸運動システムの構造を模式的に示す図である。
【図８】本発明のモールドレス鋳型成形機中のＺ軸運動システムの構造を模式的に示す図である。
【図９】本発明のモールドレス鋳型成形機中のＺ軸運動システムと、Ｃ軸運動システムとＡ軸運動システムとの構造を模式的に示す図である。
【図１０】本発明のモールドレス鋳型成形機中のバイトシステムの構造を模式的に示す図である。
【図１１】本発明のモールドレス鋳型成形機中のＸ軸運動システムと第１の支持柱又は第２の支持柱との接続構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳しく説明するが、本発明を特許請求の範囲に制限される又はカバーされるさまざまな形態で実施することができる。
図１〜図１１に本発明によるモールドレス鋳型成形機の好適な実施例を示し、図に示すように、該モールドレス鋳型成形機は、複数軸の運動システムと、バイトシステム２００と、テーブル２０と、移動台システム６０と、を備える。
【００２２】
複数軸の運動システムは、加工バイトを装着するためのもので、該加工バイトはバイトシステム２００により与えられる。複数軸の運動システムの動作を操作することにより、加工バイトの切削運動を制御し、テーブル２０上の鋳砂パリソンで砂型を製造する。当該複数軸の運動システムは、三軸運動システムであってもよく、また、五軸運動システムであってもよく、図に示すように、本好適な実施例において、当該複数軸の運動システムとして五軸の運動システムを例にし、当該五軸の運動システムは、Ｘ軸運動システム１０と、Ｙ軸運動システム３０と、Ｚ軸運動システム５０と、Ｃ軸運動システム７１と、Ａ軸運動システム７２とを含む。
【００２３】
Ｘ軸運動システム１０は、平行に設置した第１のＸ軸運動システム１３と、第２のＸ軸運動システム１５とを含み、第１のＸ軸運動システム１３は、第１の支持柱４１により支持され、第２のＸ軸運動システム１５は第２の支持柱４２により支持され、第１の支持柱４１と第２の支持柱４２とは所定の距離で離されていることが好ましい。第１の支持柱４１と第２の支持柱４２との間の距離は、テーブル２０の幅により決められ、第１の支持柱４１と第２の支持柱４２の距離を大きい距離に設定し、テーブル２０もその分拡大することにより、大サイズの鋳型が必要な加工空間を確保することができる。Ｙ軸運動システム３０の両端はそれぞれ、第１のＸ軸運動システム１３と第２のＸ軸運動システム１５とスライド可能に協働する。Ｚ軸運動システム５０とＹ軸運動システム３０もスライド可能に協働する。
【００２４】
具体的に、図６に示すように、第１のＸ軸運動システム１３は、第１の支持柱４１上に装着される第１のＸ軸スライドレール１３１と、第１のＸ軸スライドレール１３１上に設けられる第１のＸ軸スライダー１３３と、第１のＸ軸スライダー１３３を駆動する第１のＸ軸駆動装置１３７と、を含み、例えば、接続されたサーボーモーターと減速機を動力ユニットとし、モーター駆動のタイミングベルトプーリ又はモーター駆動のスクリューを伝動ユニットし、第１のＸ軸スライダー１３３を駆動して第１のＸ軸スライドレール１３１に沿って移動させる効果を実現する。第２のＸ軸運動システム１５は、第２の支持柱４２に装着される第２のＸ軸スライドレール１５１と、第２のＸ軸スライドレール１５１上に設けられる第２のＸ軸スライダー１５３と、第２のＸ軸スライダー１５３を駆動する第２のＸ軸駆動装置と、を含み、第１のＸ軸駆動装置と第２のＸ軸駆動装置とは同期運動する。第２の駆動装置が第１のＸ軸駆動装置と同一の構造を有り、又は図６に示すように、第２の駆動装置と第１の駆動装置が共に同一のサーボーモーターと減速機を動力ユニットとし、伝達棒１５７によって伝達して各スライダーのベルトプーリ又はスクリューを駆動してスライダー１３３とスライダー１５３とを同期運動させて、Ｘ軸運動システムのコストを低減することが好ましい。
【００２５】
図１１に示すように、第１のＸ軸スライドレール１３１と第２のＸ軸スライドレール１５１には加圧体８１が設けられ、第１の支持柱４１と第２の支持柱４２にはベースプレート８３が設けられ、加圧体８１とベースプレート８３が締結ボルト８５を介して接続されることにより、第１のＸ軸スライドレール１３１と第１の支持柱４１との接続が安定的で、第２のＸ軸スライドレール１５１と第２の支持柱４２の接続が安定的である。
【００２６】
図７、図８、図９に示すように、本実施例において、Ｙ軸運動システム３０は、Ｙ軸スライドレール３１と、Ｙ軸スライドレール３１上に設けられるＹ軸スライダー３３と、Ｙ軸スライダーを駆動するＹ軸駆動装置３５とを含み、Ｙ軸スライドレール３１がＸ軸方向に沿って移動できるように、Ｙ軸スライドレール３１の両端はそれぞれ、第１のＸ軸スライダー１３３と第２のＸ軸スライダー１５３に接続される（例えば、接続板とボルトによって接続される）。Ｚ軸運動システム５０は、Ｚ軸スライドレール５１と、Ｚ軸スライドレール５１上に設けられるＺ軸スライダー５３と、Ｚ軸スライダー５３を駆動するＺ軸駆動装置５５とを含み、Ｚ軸スライドレール５１がＹ軸方向又はＺ軸方向に沿って摺動できるように、Ｚ軸スライダー５３はＹ軸スライダー３３に接続される。
【００２７】
Ｙ軸駆動装置３５とＺ軸駆動装置５５も、接続されたサーボーモーターと減速機を動力ユニットとし、モーター駆動のタイミングベルトプーリ又はモーター駆動のスクリューを伝動ユニットし、Ｙ軸スライダー３３がＹ軸スライドレール３１に沿って移動し、Ｚ軸スライダー５３がＺ軸スライドレール５１に沿って移動する効果を実現する。当該Ｙ軸スライドレール３１が２つの平行に設置されたスライドレールで、Ｙ軸スライダー３３がスリーブ部とスリーブ部の両側から伸び出した２つの支持体とを備えることが好ましい。Ｚ軸スライドレール５１はスリーブ部内に挿入され、Ｚ軸スライダー５３はスリーブ部に接続され、２つの支持体はそれぞれ、２つの平行に設置されたＹ軸スライドレールとスライド可能に協働し、これにより、Ｚ軸スライドレール５１の運動がさらに安定的である。
【００２８】
砂ほこりが各スライドレールに落ちて加工精度に影響を与えることを防止するため、Ｘ軸スライドレール（第１のＸ軸スライドレール１３１と第２のＸ軸スライドレール１５１を含む）と、Ｙ軸スライドレール３１と、Ｚ軸スライドレール５１に保護カバーがカバーされることが好ましい。
【００２９】
図８と図９を参照すると、本実施例において、Ｃ軸運動システム７１はＺ軸スライドレール５１の下方に装着され、Ｃ軸回転部品７１１と、Ｃ軸回転部品７１１を駆動して回転させるＣ軸駆動装置７１２とを含む。Ｃ軸駆動装置は、サーボーモーターと減速機であることができ、Ｃ軸回転部品７１１は、サーボーモーターと減速機の駆動により３６０度回転でき、本実施例においてＣ軸回転部品７１１の回転の軸線はＺ軸に平行する。
【００３０】
Ａ軸運動システム７２はＣ軸回転部品７１１に装着され、Ａ軸回転軸と、Ａ軸回転軸を駆動して回転させるＡ軸駆動装置７２２とを含む。Ａ軸駆動装置はサーボーモーターと減速機であることができ、当該減速機の出力軸はＡ軸回転軸を構成し、モールドレス鋳型成形機のバイトシステム２００は直接、回転フランジ７２１を介してＡ軸回転軸に接続される。バイトシステム２００は、回転フランジ７２１を介してＣ軸回転部品７１１に固定され、バイトシステム２００全体がＡ軸サーボーモーターとＡ軸減速機の駆動によりＡ軸回転軸の回りで揺れ動き、揺れ動きの角度範囲は通常、１１５度に設計し、実際の動作において、揺れ動きの角度範囲は９０度である。本実施例において、Ａ軸回転軸の軸向きはＹ軸に平行である。図に示すように、Ａ軸駆動装置７２２の外側に保護カバー７２３が設けられている。
【００３１】
図１０に、バイトシステムの好適な実施形態を示し、当該バイトシステム２００は、電気メイン軸取付台２０１と、電気メイン軸２０２と、回転子２０３と、チャック２０４と、バイト２０５等の部品を含む。電気メイン軸取付台２０１は回転フランジ７２１を介してＣ軸回転部品７１１に固定されてＡ軸回転軸により駆動され、Ａ軸に沿って揺れ動ける。電気メイン軸２０２はボルトによって電気メイン軸取付台２０１に固定される。回転子２０３は軸受けを介して電気メイン軸２０２に装着される。チャック２０４は回転子２０３に固定される。バイト２０５はチャック２０４に固定される。
【００３２】
上述の五軸運動システムを用いると、Ｘ軸運動システム１０によりバイトシステム２００のＸ軸方向の移動自由度を与え、Ｙ軸運動システム３０によりバイトシステム２００のＹ軸方向の移動自由度を与え、Ｚ軸運動システム５０によりバイトシステム２００のＺ軸方向の移動自由度を与え、Ｃ軸運動システム７１によりバイトシステム２００のＺ軸回りの３６０度の回転が許可され、Ａ軸運動システム７２によりバイトシステムの前後揺れ動きが許可され、このように、バイトシステム２００は予めモールドを製造する必要がなく、複雑な鋳型キャビティ曲面を加工することができ、特に、大型で複雑な鋳物の成形鋳造に適用し、砂型を直接切削加工することでキャビティの精度の高い鋳型を得て、また、金属注ぎによって大型で複雑な鋳物を高速に得ることができ、現在の大型で複雑な鋳物の鋳型構造のサイズが大きく、鋳型キャビティ曲面が複雑で、加工成形しにくい等の鋳型加工製造中の問題を解決し、後続の機械加工のために人的及び物的資源を節約できる。
【００３３】
テーブル２０は、複数軸の運動システムの下方に位置し、加工対象の鋳砂パリソンを支持する。第１の支持柱４１と第２の支持柱４２の長さ及び両方の間の距離を調節することによって、テーブル２０のサイズを５ｍ×３ｍ×１ｍに設定し、大サイズの鋳型の加工需要を満たことできる充分の加工面積を提供することができる。テーブル２０は、切削加工中に複数軸の運動システムの下方に安定的に支持されている。
【００３４】
図４に、移動台システム６０の好適な実施形態を示す。当該移動台システム６０はテーブル２０の下方に設けられ、ガイドレール６５と、移動支持柱６１と、上昇装置６３とを含む。ガイドレール６５はＸ軸に平行する方向で第１の支持柱４１と第２の支持柱４２との間に設けられ、図に示すように、当該ガイドレール６５は根太に設けられる。移動支持柱６１は、さまざまな溝形鋼を溶接して形成され、移動支持柱６１上に軸受座が設けられ、複数のローラ６７は軸受けを介して軸受座内に装着され、移動支持柱６１がＸ軸に平行する方向に沿って往復移動可能するように、ローラ６７はガイドレール６５と協働する。上昇装置６３は、移動支持柱６１上に設けられ、テーブル２０を支持して上昇させ、テーブル２０を移動支持柱６１に連動させる。上昇装置６３が移動支持柱６１上に設けられるシリンダであるのが好ましい。もちろん、移動支持柱６１をＸ軸方向に沿って移動させることができれば、移動台システム６０が他の実施形態で実現することもできる。
【００３５】
第１の支持柱４１の第２の支持柱４２に向かう一側に第１の支持台４１０が設けられ、第２の支持柱４２の第１の支持柱４１に向かう一側に第２の支持台４２０が設けられることが好ましい。テーブル２０が加工状態である場合、第１の支持台４１０と第２の支持台４２０が協働してテーブル２０を支持する。テーブルの位置決めの便宜を図るため、第１の支持台４１０と第２の支持台４２０に位置決めピン４３０を設け、テーブルに位置決めピン４３０に整合する位置決め孔が設けられる。
【００３６】
図に示すように、第１の支持柱４１と第２の支持柱４２との間は横接続棒４５によって接続され、第１の支持柱４１と第２の支持柱４２の主梁と縦梁との間に補強板が溶接されて第１の支持柱４１と第２の支持柱４２の構造の強度を補強することが好ましい。
【００３７】
移動台システム６０を設けることによって、テーブル２０が非加工状態である場合、テーブル２０は移動支持柱６１によって移動され、吊上げ工具を必要とせずにテーブル２０を必要な位置に移動させて、テーブル２０に鋳砂パリソンを載置したり加工済みの砂型を取り出したりすることができる。
【００３８】
図１と図３に示すように、当該モールドレス鋳型成形機が、複数軸の運動システムと、第１の支持柱４１と、第２の支持柱４２の外側をカバーする工作機械保護カバー９０をさらに含み、工作機械保護カバー９０にテーブル２０が複数軸の運動システムの加工範囲に出入りするための前ドア９１及び/又は後ドア９３が設けられることが好ましい。工作機械保護カバー９０を設置することにより、鋳型数値制御成形機加工中の排気粉塵汚染が深刻で、作業場環境が悪い問題を解決できる。当該工作機械保護カバー９０を複数枚のステンレス板と山形鋼及び溝形鋼を溶接して構成し、保護カバー横梁と、保護カバー縦梁及び保護カバー側梁を介して第１の支持柱４１と第２の支持柱４２に溶接固定することが好ましい。前ドアと後ドアはそれぞれ、ドア固定梁とドア横梁及びヒンジを介して第１の支持柱４１と第２の支持柱４２に装着される。
【００３９】
また、第１の支持柱４１上と第２の支持柱４２上にはいずれも収縮形の砂落ち溝４３が設けられ、本実施例において、砂落ち溝は四つで、砂落ち溝４３の下方にさらに、移動可能な鋳砂除去車４９が設けられ、切削により落ちる鋳砂を受け取って、鋳砂を搬送して作業環境をきれいにする。
【００４０】
以下、本発明に係わるモールドレス鋳型成形機の加工プロセスを説明する。
１、テーブル２０が複数軸の運動システムの外側に位置し、シリンダにより支持され、加工対象の鋳砂パリソンをテーブル２０に載置した後、Ｘ軸方向に沿って工作機械保護カバー９０内に移動するように移動支持柱６１を制御する。
２、シリンダを落下させて、テーブル２０の位置決め孔と第１の支持台４１０、第２の支持台４２０上の位置決めピン４３０を整合させてテーブル２０を正確に位置決めし、複数軸の運動システムに装着されるバイトシステムはテーブル２０上の鋳砂パリソンに切削加工を行うことができ、切削された鋳砂は砂落ち溝４３を介して鋳砂除去車４９に落ちる。
３、複数軸の運動システムにより鋳砂パリソンの加工を完成した後、テーブル２０はシリンダによって上昇し、その後、移動支持柱６１によりテーブル２０を工作機械保護カバー９０の外側まで移動させ、これにより、加工済みの鋳型を取り出すことができる。
【００４１】
上述のように、本発明によると、以下のようなメリットを有する。テーブルの移動が簡単であって、吊上げ工具を省略できる。また、テーブルの平面サイズが充分に大きく、各運動システムの有効運行距離が充分に大きく、精度が高く、後続の機械加工のための人的及び物的資源を節約できる。また、五軸の運動システムを設計し、加工空間も大きくなり、複雑な曲面の加工が可能で、大型で複雑な鋳物の鋳型を得ることができる。
【００４２】
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での如何なる修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。
【図１】
0005947886.tif 000002
【図２】
0005947886.tif 000003
【図３】
0005947886.tif 000004
【図４】
0005947886.tif 000005
【図５】
0005947886.tif 000006
【図６】
0005947886.tif 000007
【図７】
0005947886.tif 000008
【図８】
0005947886.tif 000009
【図９】
0005947886.tif 000010
【図１０】
0005947886.tif 000011
【図１１】
0005947886.tif 000012