(57)【要約】工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械が、ベッド（１３）と、ベッド（１３）に立設されたコラム（１５）と、テーブル（３５）を揺動可能に支持する支柱（２７ａ、２７ｂ）を両側に有し、該支柱（２７ａ、２７ｂ）の一方（２７ｂ）がコラム（１５）に隣接し、他方（２７ａ）がコラム（１５）から離反するように配向させて設けられたキャリッジ（２７）とを具備する。
2009144831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドに立設されたコラムと、
ワークを固定するテーブルを揺動可能に支持する支柱を両側に有し、前記支柱の一方が前記コラムに隣接し、他方がコラムから離反するように配向させて設けられたキャリッジと、
を具備することを特徴とした工作機械。
【請求項２】
工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械において、
基台となるベッドと、
前記ベッドの長手方向の一方の端部に立設されたコラムと、
前記ベッドの長手方向に移動可能に前記ベッドの上面に取付けられたキャリッジと、
前記ベッドの長手方向に平行な揺動軸周りに揺動可能に前記キャリッジに取付けられたテーブルと、
前記ベッドの長手方向に対して垂直な水平方向に移動可能に前記コラムの前面に取付けられたサドルと、
前記ベッドの長手方向および前記サドルの移動方向に対して垂直な鉛直方向に移動可能に前記サドルに取付けられ、前記テーブルに対して工具を対面させて保持可能な主軸を鉛直軸線周りに回転可能に支持する主軸頭と、
を具備することを特徴とした工作機械。
【請求項３】
前記工作機械は、前記ベッドの長手方向に関して前記ベッドの一方の側部に設けられ、前記テーブル上の加工済みワークと、未加工ワークとを交換するためのワーク交換手段と、
前記ベッドの長手方向に関して前記ワーク交換手段の反対側の側部からオペレータが前記テーブル上のワークへ接近可能とするアクセス手段と、
を更に具備する請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記ワーク交換手段は、ワークを取付けたパレットを交換するパレット交換装置である請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記パレット交換装置は、前記鉛直軸線周りに旋回可能に設けられた旋回アームと、前記旋回アームと前記テーブルとの間に配置され、前記ベッドの長手方向に対して垂直な水平方向に往復移動可能に設けられ、前記旋回アームからパレットに取付られた未加工ワークを前記パレットと共に受取り前記テーブルへ移送し、また、前記テーブルからパレットに取付けられた加工済みワークをパレットと共に受取り前記旋回アームへ移送するシフタとを具備する請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
前記ワーク交換手段は、ワークを着脱可能に把持する多関節ロボットである請求項３に記載の工作機械。
【請求項７】
前記テーブルは、前記ベッドの長手方向に平行な揺動軸を有し前記キャリッジに揺動可能に取付けられた揺動支持部材と、
前記揺動支持部材の上面に鉛直軸線周りに回転可能に取付けられた回転テーブルとを具備する請求項２に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動可能なテーブルを有し工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の直交３軸に加えて少なくとも１つの回転送り軸を有した多軸の工作機械が従来公知となっている。例えば、特開２００６−３０５６９２号公報には、パレット交換装置を備えた５軸のマシニングセンタが開示されている。このマシニングセンタは、基台となるベッドと、該ベッドの上面に立設されたコラムとを有している。また、コラムの前方でベッドの上面に沿って前記コラム前面に対して垂直方向であるＹ軸方向に移動可能で、かつ、前記Ｙ軸に対して垂直な水平方向であるＸ軸方向に平行な回転軸（Ａ軸）を中心として揺動可能にトラニオンが設けられている。該トラニオンにはＡ軸に垂直な回転軸（Ｃ軸）周りに回転可能にテーブルが取付けられており、該テーブル上面にワークを取付けたパレットが着脱可能に取付けられるようになっている。
【発明の開示】
【０００３】
前記マシニングセンタのトラニオンは、Ｘ軸に平行なＡ軸周りに揺動可能に支持されているので、パレットはベッドの前方に配置されたパレット交換装置によって交換されるようになっている。従って、該公報に開示されたマシニングセンタでは、トラニオンの旋回支持部が作業者によるテーブル上のワークへのアクセス性や操作性を阻害するとの問題を生じる。更に、オペレータはパレット交換装置の近傍でワークにアクセスすることとなるので、パレット交換装置の誤作動によってオペレータがパレット交換装置と干渉する危険性がある。
従って、本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、ワークへのアクセス性を改善し、以て作業性や安全性を改善した工作機械を提供することを目的としている。
本発明によれば、工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械において、基台となるベッドと、前記ベッドに立設されたコラムと、ワークを固定するテーブルを揺動可能に支持する支柱を両側に有し、前記支柱の一方が前記コラムに隣接し、他方がコラムから離反するように配向させて設けられたキャリッジとを具備する工作機械が提供される。
更に、本発明によれば、工具とワークとを相対移動させワークを加工する工作機械において、基台となるベッドと、前記ベッドの長手方向の一方の端部に立設されたコラムと、前記ベッドの長手方向に移動可能に前記ベッドの上面に取付けられたキャリッジと、前記ベッドの長手方向に平行な揺動軸周りに揺動可能に前記キャリッジに取付けられたテーブルと、前記ベッドの長手方向に対して垂直な水平方向に移動可能に前記コラムの前面に取付けられたサドルと、前記ベッドの長手方向および前記サドルの移動方向に対して垂直な鉛直方向に移動可能に前記サドルに取付けられ、前記テーブルに対して工具を対面させて保持可能な主軸を鉛直軸線周りに回転可能に支持する主軸頭とを具備する工作機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の好ましい実施形態による工作機械の側面図である。
図２は、図１の工作機械の正面図である。
図３は、図１の工作機械の平面図である。
図４は、本発明による工作機械を備えた工場設備の略示レイアウトである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、添付図面、特に図１〜３を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
本発明の好ましい実施形態による工作機械１１は、基台となるベッド１３、ベッド１３の上面に立設されたコラム１５、ベッド１３の上面においてコラム１５の前方に配置された回転テーブル３５、テーブル３５の上方において主軸２５を鉛直な軸線（Ｚ軸）周りに回転可能に支持する主軸頭２１、主軸頭２１をコラム１５の前面に支持するサドル１７、ベッド１３の一方の側部に配置されたパレット交換装置３９、パレット交換装置３９とコラム１５の間に配置された自動工具交換装置５１を主要な構成要素として具備している。本実施形態では、テーブル３５の前後方向（図１において左右方向）にＹ軸、Ｙ軸および主軸２５の回転軸線であるＺ軸に垂直な方向にＸ軸を定義する。本発明はテーブル３５の前後方向にＸ軸、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向にＹ軸を定義した工作機械を含む。
本実施形態では、工作機械１１はカバー９によって概ね全体が包囲されており、カバー９は、パレット交換装置３９のためのパレットドア９ａと、作業者が工作機械１１の後述するテーブル上のワークに接近するためのアクセスドア９ｂとを有しており、パレットドア９ａとアクセスドア９ｂとは、ベッド１３を挟んで両側に配置されている。なお、本実施形態では、アクセスドア９ｂは、オペレータがテーブル３５上のワークへアクセス可能とするアクセス手段を構成する。アクセス手段は、更に、ベッド１３の側部に配置された踏み台やステップを含んでいてもよい。
コラム１５は、Ｘ軸方向に離間した一対の脚部を有して空洞部１５ｃを形成している。コラム１５の前面には、一対のＸ軸レール１９ａ、１９ｂが延設されており、サドル１７はＸ軸レール１９ａ、１９ｂに沿って往復可能にコラム１５に取付けられている。コラム１５は、Ｘ軸送り手段としてＸ軸方向に延設されたボールネジ（図示せず）、該ボールネジの一端に連結されたＸ軸送りモータ（図示せず）を有し、サドル１７は前記ボールネジに係合するナット（図示せず）を有している。また、本実施形態によれば、コラム１５のパレット交換装置３９の反対側の側面には、工作機械１１を操作するための入力装置（図示せず）、工作機械１１の作動状態を表示する表示装置（図示せず）等を有した操作パネル５３を取付けることができる。
サドル１７の前面には、一対のＺ軸レール２３ａ、２３ｂが延設されており、主軸頭２１はＺ軸レール２３ａ、２３ｂに沿って往復可能にサドル１７に取付けられている。サドル１７は、Ｚ軸送り手段としてＺ軸方向に延設されたボールネジ（図示せず）、該ボールネジの一端に連結されたＺ軸送りモータ（図示せず）を有し、主軸頭２１は前記ボールネジに係合するナット（図示せず）を有している。
主軸頭２１は、主軸２５の先端がテーブル３５に対面するように該主軸２５をＺ軸周りに回転可能に支持し、主軸２５の先端には工具Ｔが装着される。主軸頭２１は、また、主軸２５を回転駆動する駆動モータ（図示せず）を有している。
ベッド１３の上面には一対のＹ軸レール２９ａ、２９ｂが延設されており、キャリッジ２７が、Ｙ軸レール２９ａ、２９ｂに沿って往復可能にベッド１３の上面に取付けられている。キャリッジ２７は、また、その少なくとも一部がコラム１５の空洞部１５ｃ内に進入可能となっている。ベッド１３は、Ｙ軸送り手段としてＹ軸方向に延設されたボールネジ（図示せず）、該ボールネジの一端に連結されたＹ軸送りモータ（図示せず）を有し、キャリッジ２７は前記ボールネジに係合するナット（図示せず）を有している。
キャリッジ２７は、図１に示すように、Ｙ軸方向に離間された一対の支柱２７ａ、２７ｂを有し概ねＵ字形に形成されており、支柱２７ａ、２７ｂには、Ｙ軸に沿って内側に突出した一対の揺動軸３１ａ、３１ｂが回転可能に支持されている。揺動軸３１ａ、３１ｂの一方は、支柱２７ａ、２７ｂの一方の内部に配置された揺動軸３１ａ、３１ｂを回転送りするためのＢ軸送りモータ（図示せず）に連結されている。
揺動軸３１ａ、３１ｂの先端には、概ねＵ字形に形成された揺動支持部材３３が連結されており、該揺動支持部材３３の上面には回転テーブル３５が回転軸３７により回転可能に支持されている。回転軸３７には、回転テーブル３５を回転送りするためのＣ軸送りモータ（図示せず）が内蔵されている。
パレット交換装置３９は、ベッド１３の上面に鉛直の回転軸４３によって回転可能に設けられた旋回アーム４１と、シフタ４５とを具備している。シフタ４５は、Ｘ軸方向に延設された一対の案内レール４７ａ、４７ｂに沿って往復移動可能にベッド１３の上面に設けられている。旋回アーム４１は、好ましくは、一方の端部がカバー９の外側に配置可能にベッド１３に取付けられる。ベッド１３内には、回転軸４３の下端に連結され旋回アーム４１を回転させる旋回モータ（図示せず）と、シフタ４５をＸ軸方向に往復駆動する油圧シリンダ（図示せず）が配設されている。旋回アーム４１は、一方の先端がカバー９の外部にある段取り位置５７と、他方の端部がカバー９内に配置されシフタ４５との間でパレットＰの授受を行う受渡位置５９とを有している。
本実施形態によれば、工作機械１１は、キャリッジ２７の支柱２７ａ、２７ｂの一方がコラム１５へ向くように形成されているので、パレット交換装置３９をベッド１３の一方の側部に配置することが可能となり、工作機械１１のオペレータはパレット交換装置３９とは離れたベッド１３の反対側の側部から、テーブル３５上のワークにアクセスすることが可能となり、工作機械１１の作業性、安全性が格段に改善される。
更に、本実施形態によれば、複数の工作機械１１を工場内に配置する場合、図４に示したように、パレット交換装置３９側にワークを移送するコンベア、自動搬送システム等のワーク搬送ライン６１を配置し、Ｙ軸に関して反対側にオペレータのためのアクセス通路６３を配置することが可能となる。このように、工場内でのワーク搬送ライン６１とアクセス通路６３とを明確に分離することによって、工場の安全性が格段に改善される。
更に、本実施形態によれば、カバー９のアクセスドア９ｂは、Ｙ軸に関してパレット交換装置３９の反対側であるアクセス通路６３側に配置可能となるので、オペレータは、アクセス通路６３から直接工作機械１１にアクセス可能となる。これは、上述した従来技術のマシニングセンタでは不可能な配置である。
更に、本実施形態によれば、操作パネル５３もアクセスドア９ｂに隣接させてアクセス通路６３側に配置可能となり、オペレータはアクセス通路６３から直接操作パネル５３へアクセス可能となり、工作機械１１の操作性が格段に改善される。
また、他の実施形態として、パレット交換装置のかわりにワークを着脱可能に把持するハンドを有した多関節ロボットをワーク交換手段とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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