(57)【要約】  ヘッド移動装置およびヘッド昇降装置を自身の上部に支持する機械本体の内部に、ツールマガジン(１２０)が収容されるように構成されるとともに、そのツールマガジン(１２０)を移動させるマガジン移動装置(１５０)を有し、ツールの交換時に、ツールマガジン(１２０)を機械本体の前面に設けられた開口から突出するように前進させ、そのツールマガジン(２０)が前進端に位置する状態において、複数のツールホルダ(１３０)のうちの交換に供されるものをヘッド移動装置(１５０)によって主軸が移動させられる領域内に位置させるように構成されたマシニングセンタにおいて、機械本体の開口を塞ぐカバー(１２４)が、マガジン移動装置(１５０)によるツールマガジン(１２０)の移動に伴って開閉するように構成する。
2016027328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)ツールが取り付けられる主軸とその主軸を回転させる主軸回転装置とを有する主軸ヘッドと、(B)前記主軸ヘッドを上下方向に移動させるヘッド昇降装置と、(C)前記主軸ヘッドを互いに直交する２方向に移動させることで水平面に沿って移動させるヘッド移動装置と、(D)ワークを保持するワークテーブルと、(E)それぞれが前記主軸に取り付けられるツールを保持する複数のツールホルダを有して複数のツールを収納するツールマガジンとを備え、そのツールマガジンに収納された前記複数のツールのうちの１つと前記主軸に取り付けられているツールとを自動で交換可能とされたマシニングセンタであって、  前記ヘッド移動装置および前記ヘッド昇降装置を自身の上部において支持する機械本体を有し、その機械本体の内部に、前記ツールマガジンが収容されるように構成され、  前記ツールマガジンを移動させるマガジン移動装置を有し、ツールの交換時に、前記ツールマガジンを前記機械本体の一側面に設けられた開口から突出するように前進させ、そのツールマガジンが前進端に位置する状態において、前記複数のツールホルダのうちの交換に供されるものを前記ヘッド移動装置によって前記主軸が移動させられる領域内に位置させるように構成され、かつ、  前記機械本体の前記開口を塞ぐとともに、前記マガジン移動装置による前記ツールマガジンの移動に伴って開閉するカバーを備えたマシニングセンタ。
【請求項２】
前記マガジン移動装置が、前記機械本体に設けられたガイドレールと、前記ツールマガジンに固定されて前記ガイドレールに沿って案内される被ガイド部とを含んで、前記ツールマガジンを案内される方向に直線移動させるように構成され、  前記カバーが、１対の扉を有する両開き扉とされ、それら１対の扉の各々が上下方向に延びる軸線まわりに回動可能に構成され、かつ、  当該マシニングセンタが、前記ツールマガジンの直線移動に連動して、前記１対の扉の各々を回動させる連動機構を備えた請求項１に記載のマシニングセンタ。
【請求項３】
前記連動機構が、  前記ツールマガジンが、前記マガジン移動装置によって前進させられて前記前進端に位置する前に、前記１対の扉の各々が、前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれるように構成された請求項２に記載のマシニングセンタ。
【請求項４】
前記連動機構が、  前記１対の扉に対応して設けられ、それぞれが、(a)前記ツールマガジンに設けられ、そのツールマガジンの移動方向に直交する方向に延びるカム溝と、(b)前記１対の扉のうちの自身に対応するものに対して固定的に設けられ、前記カム溝に係合するカムフォロワとを有する１対のカム機構を含んで構成され、  それら１対のカム機構の各々が、  前記ツールマガジンが前記マガジン移動装置によって前進させられて前記１対の扉が前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれた状態において、前記カムフォロワが前記カム溝の一端に位置するように構成された請求項２または請求項３に記載のマシニングセンタ。
【請求項５】
当該マシニングセンタが、  前記カム溝と前記ツールマガジンとの間に介在させられた弾性体を有し、その弾性体の弾性変形によって、前記ツールマガジンが、前記１対の扉が前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれた状態となる位置から更なる前進が許容され、前記前進端まで移動するように構成された請求項４に記載のマシニングセンタ。
【請求項６】
前記複数のツールホルダが、前記交差方向に長い長円に沿って配列されており、  前記ツールマガジンが、それら複数のツールホルダを周回させるツールホルダ周回機構を有する請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のマシニングセンタ。
【請求項７】
当該マシニングセンタが、  ベースと、そのベース上に配置されて配列方向に配列された複数の作業機モジュールとを含んで構成される機械工作システムに、その複数の作業機モジュールのうちの１つとして搭載されるものである請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のマシニングセンタ。
【請求項８】
当該マシニングセンタが、  前記ベース上に、前記複数の作業機モジュールのうちの隣り合うものと、前記配列方向において互いに近接して配列される請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のマシニングセンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主軸に取り付けられているツールを自動で交換可能なマシニングセンタに関する。
【背景技術】
【０００２】  下記特許文献１には、(A)ツールが取り付けられる主軸とその主軸を回転させる主軸回転装置とを有する主軸ヘッドと、(B)主軸ヘッドを上下方向に移動させるヘッド昇降装置と、(C)主軸ヘッドを互いに直交する２方向に移動させることで水平面に沿って移動させるヘッド移動装置と、(D)ワークを保持するワークテーブルと、(E)それぞれが主軸に取り付けられるツールを保持する複数のツールホルダを有して複数のツールを収納するツールマガジンとを備え、そのツールマガジンに収納された複数のツールのうちの１つと主軸に取り付けられているツールとを自動で交換可能とされた縦型マシニングセンタ、いわゆる自動工具交換装置を備えたマシニングセンタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３０２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記特許文献１に記載のマシニングセンタは、ツールマガジンを収容している箇所に、切削屑等が入り込まないように、その箇所を塞ぐカバーを備えている。その特許文献１に記載のマシニングセンタでは、複数のツールホルダに並んでカバーも配列されており、ツールホルダとともにカバーも周回するように構成されている。そして、通常時には、そのカバーによって、ツールマガジンが収容されている箇所を塞ぐことが可能とされている。しかしながら、その特許文献1に記載マシニングセンタは、ツールの交換作業に先立って、交換に供されるツールホルダを所定の位置に位置させることができないという問題がある。つまり、そのような自動工具交換装置を備えたマシニングセンタは、改良を施すことにより、実用性を向上させ得ると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いマシニングセンタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記課題を解決するために、本発明のマシニングセンタは、  ヘッド移動装置およびヘッド昇降装置を自身の上部に支持する機械本体を有し、その機械本体の内部に、ツールマガジンが収容されるように構成され、  ツールマガジンを移動させるマガジン移動装置を有し、ツールの交換時に、ツールマガジンを機械本体の一側面に設けられた開口から突出するように前進させ、そのツールマガジンが前進端に位置する状態において、複数のツールホルダのうちの交換に供されるものをヘッド移動装置によって主軸が移動させられる領域内に位置させるように構成され、  機械本体の開口を塞ぐとともに、マガジン移動装置によるツールマガジンの移動に伴って開閉するカバーを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】  本発明のマシニングセンタによれば、マガジン移動装置によってツールマガジンを移動させて、主軸の移動領域内に位置させることが可能であるため、主軸の移動領域をツール交換のために広げる必要がなく、マシニングセンタをコンパクト化することが可能である。また、本発明のマシニングセンタは、カバーが閉じた機械本体内において、予め交換に供されるツールホルダを所定の位置に位置させておくことが可能である。つまり、本発明のマシニングセンタによれば、工具交換時間を短くすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態であるマシニングセンタが搭載される機械工作システムに関連するシステムを右前方からの視点において示す斜視図である。
【図２】外装パネルの一部が解放された状態での図１に示すシステムを左前方からの視点において示す斜視図である。
【図３】外装パネルを外した状態での図１に示すシステムを左前方からの視点において示す斜視図である。
【図４】図１に示すシステムに採用可能なワークを運搬する装置を示す装置を示す斜視図である。
【図５】図３に示す作業機モジュールがベースから後方に引き出された様子を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態であるマシニングセンタを左前方からの視点において示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態であるマシニングセンタを右前方からの視点において示す斜視図である。
【図８】図６に示すマシニングセンタが備えるツールマガジンを示す斜め上方からの視点において示す斜視図である。
【図９】図６に示すマシニングセンタが備えるツールマガジンを示す斜め下方からの視点において示す斜視図である。
【図１０】ツールマガジンの直線移動と１対の扉の回動動作とが連動する様子を示す模式図である
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下、本発明の一実施形態であるマシニングセンタの一例を、図を参照しつつ説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【０００９】  ＜本発明のマシニングセンタが搭載される機械工作システムに関連するシステムの構成＞  まず、本発明の一実施形態であるマシニングセンタが搭載される機械工作システムを説明する前に、そのシステムに関連する機械工作システム（以下、単に「関連システム」という場合がある）について説明する。その関連システムは、図１〜図３に示すように、ベース１０と、ベース１０上に載置されて配列された４つの作業機モジュール（以下、単に「モジュール」という場合がある）１２とを含んで構成されている。図１には、外装パネルが張られた状態のものを、図２には、外装パネルの一部が開放された状態のものを、図３には、外装パネルを外した状態のものが示されている。なお、以下の説明では、操作パネル１４が設けられている側を正面側と呼び、そのシステムに関する「前後」，「左右」，「上下」を、システムの正面側から見た場合における前後，左右，上下として扱うこととする。つまり、４つのモジュール１２が配列されている左右方向が、配列方向であり、前後方向が、配列方向と交差（直交）する方向である交差方向である。
【００１０】  図１〜図３に示した４つの作業機モジュール１２の各々は、旋盤がモジュール化された旋盤モジュールであり、スピンドル１６によってワークＷ４（図３参照）を回転させつつ、ヘッド１８に保持されたバイト２０によって作業位置に位置するワークＷ４に対して切削加工を行うものである。ちなみに、この関連システムでは、ワーク搬送装置２２によって、各モジュール１２を渡ってワークが搬送される。各モジュール１２においては、ワーク搬送装置２２によって搬送されてきたワークが、ワーク移送装置２４によって、スピンドル１６の先端に取り付けられた保持具であるチャックに装着される。そして、モジュール１２による加工が完了したワークは、ワーク移送装置２４によって、チャックからワーク搬送装置２２に運ばれ、ワーク搬送装置２２によって、次のモジュール１２に搬送される。
【００１１】  また、関連システムにおいては、上記のワーク搬送装置２２およびワーク移送装置２４に代えて、それら両者の作業を行うことが可能なワーク搬送脱着装置２６を採用することも可能である。そのワーク搬送脱着装置２６は、図４に示すように、ベース１０の前面に取り付けられる１対のレール２８に沿って配列方向に移動可能とされており、複数のモジュール１２に渡ってワークを搬送することが可能である。また、ワーク搬送脱着装置２６は、多関節型のアーム３０と、そのアーム３０の先端に設けられてワークを保持する保持具としてのチャック３２とを有している。つまり、ワーク搬送着脱装置２６は、そのアーム３０をモジュール１２の加工位置まで伸ばし、チャック３２によって、加工位置からワークを受け取ること、および、加工位置にワークを装着させることが可能なものとされているのである。
【００１２】  ちなみに、図２および図３には、構成要素の一部やワークが省略されたり、模式的に表されたりしている。図２におけるＷ１および図３におけるＷ４は、設定された作業位置に位置するワークを、図２におけるＷ２は、搬送装置によって各モジュール１２を渡って搬送されるワークを、Ｗ３は、各モジュール１２内において作業位置へ移送される際のワークの存在空間領域を、それぞれ模式的に示している。
【００１３】  図１ないし３から解るように、４つのモジュール１２は、互いに、ほとんど等しい形状，寸法，構造を有するものとされており、配列方向において、設定された配列ピッチで、互いに近接して配列されている。各モジュール１２の間隔は、５０mm以下とされており、実際には、ほとんど隙間なく４つのモジュール１２が配列されているのである。各モジュール１２は、概して直方体形状とされており、左右方向の寸法（以下、「モジュール幅」という場合がある）が、前後方向の寸法（以下、「モジュール長」という場合がある）に対して相当に小さくされている。そして、ベース１０は、４つのモジュール１２が載置された場合における４つのモジュール１２全体の左右方向の寸法と略等しい左右方向の寸法を有している。つまり、ベース１０は、左右方向において、４つのモジュール１２が丁度載置される大きさのものとされている。
【００１４】  ベース１０は、並べられて互いに固定された２つのベースユニット３４を含んで構成されている。各ベースユニット３４は、図５に示すように、２つのモジュール１２が載置可能なものとなっている。それら２つのベースユニット３４は、各々が規格化されており、互いに同じ形状，寸法，構造のものとされている。
【００１５】  図５に示すように、各ベースユニット３４には、それに載置されるモジュールの数に応じた数のレール対３６が、具体的には、２つのレール対３６が、配列方向に並んで設けられている。１つのレール対３６は、間隔をおいて交差方向（前後方向）に延びるようにして敷設された１対のレール３８からなる。レール３８は、モジュール１２の引き出しの際のモジュール１２が移動する軌道を画定するものとなっている。一方、各モジュール１２には、前後のそれぞれに１対の車輪４０が、つまり、２対の車輪４０が、回転可能にベッド４２に保持されている。それら２対の車輪４０が、１対のレール３８を転動することにより、モジュール１２は、容易に交差方向における両側、詳しくは、前方側にも後方側にも、ベースユニット３４から引き出すことが可能とされているのである。ちなみに、図２における一番右側のモジュール１２、および、図３における右から２番目のモジュール１２が、交差方向における前方に引き出されている。
【００１６】  さらに言えば、モジュール１２は、ベースユニット３４から離脱可能なまでに引き出し可能とされている。そのモジュール１２の引き出しが、台車４４を利用して後方から行われた状態を、図５に示している。その台車４４は、ベースユニット３４に設けられた１対のレール３６と同じ断面形状で同じ間隔とされた１対のレール４６を有しており、１対のレール４６が１対のレール３８を延長するように、ベース１０に対してセットされる。その状態で、モジュール１２の一部、あるいは、全体を、台車４４上に移動させることが可能とされているのである。
【００１７】  ＜本実施形態のマシニングセンタが搭載される機械工作システムの構成＞  上述したように、上記の関連システムは、各旋盤モジュール１２がベース１０から離脱するまでに引き出し可能とされており、他の作業機モジュールに交換すること、例えば、図６，図７に示した別の作業機モジュール５０に交換することが可能である。この作業機モジュール５０は、縦型マシニングセンタがモジュール化されたものであり、後に詳しく説明するが、ドリルやエンドミル等によってワークテーブルに固定保持されたワークＷ５に対して切削加工を行うものである。以下の説明において、この作業機モジュール５０を、ドリミルモジュール５０と呼ぶ場合がある。なお、このドリミルモジュール５０が、本発明の実施形態のマシニングセンタである。
【００１８】  ドリミルモジュール５０は、前述の旋盤モジュール１２と同じベッド４２を利用しており、同じモジュール幅のものとされている。つまり、ドリミルモジュール５０も、旋盤モジュール１２と同様に、モジュール幅が、前後方向の寸法に対して相当小さくされている。以下に、その小さなモジュール幅を実現したドリミルモジュール５０の構成およびそのドリミルモジュール５０を含んで構成される機械工作システムの構成について、詳しく説明する。
【００１９】  ドリミルモジュール５０は、図６，図７に示すように、複数の車輪４０を回転可能に保持するベッド４２と、そのベッド４２上に設けられて加工作業を行うモジュール本体５２と、そのモジュール本体５２を制御する制御盤５４とを備えている。モジュール本体５２は、ベッド４２上に固定される機械本体６０と、ツールを下端部において保持する主軸ヘッド６２と、その主軸ヘッド６２を上下方向に移動させるヘッド昇降装置６４と、主軸ヘッド６２を互いに直交する２方向に移動させることで水平面に沿って移動させるヘッド移動装置６６と、ワークＷ５を保持するワークテーブル６８とを備えている。
【００２０】  機械本体６０は、自身の上部において、ヘッド移動装置６６およびヘッド昇降装置６４を支持している。機械本体６０の上部には、第１スライダ７０が、第１スライダ７０に設けられた１対のガイドレール７２と機械本体６０に設けられた複数のベアリング７４とによって前後方向に摺動可能に支持されている。その第１スライダ７０は、前後移動用モータ７６およびボールねじ機構等を含んで構成される前後移動機構によって、前後方向に移動させられる。また、第１スライダ７０には、主軸ヘッド６２を保持するヘッド保持体としての第２スライダ８０が、第１スライダ７０の前面に設けられた１対のガイドレール８２に沿って左右方向に摺動可能に支持されている。その第２スライダ８０は、左右移動用モータ８４およびボールねじ機構８６等を含んで構成される左右移動機構によって、左右方向に移動させられる。つまり、それら第１スライダ７０，１対のガイドレール７２，ベアリング７４，前後移動機構，第２スライダ８０，１対のガイドレール８２，左右移動機構等を含んで、ヘッド移動装置６６が構成されているのである。
【００２１】  主軸ヘッド６２は、主軸ヘッド６２に設けられた１対のガイドレール９０と第２スライダ８０に設けられた複数のベアリング９２とによって上下方向に摺動可能に、第２スライダ８０に支持されている。なお、ヘッド昇降装置６４は、ヘッド昇降用モータ９４およびボールねじ機構等を主要構成要素とするものであり、そのヘッド昇降装置６４によって、主軸ヘッド６２が上下方向に移動させられる。
【００２２】  主軸ヘッド６２は、上述のようなヘッド移動装置６６およびヘッド昇降装置６４の構成によって、機械本体６０の前面よりも前方側の位置で支持されているのである。その主軸ヘッド６２は、鉛直方向に延びてツールであるドリルやエンドミル等が下端において保持する主軸１００と、その主軸１００をそれの軸線まわりに回転させる主軸回転モータ１０２を主体として構成された主軸回転装置とを有している。
【００２３】  ワークテーブル６８は、機械本体６０の前面から前方に張り出した状態で支持されている。モジュール本体５２は、そのワークテーブル６８を前後方向に延びる軸線まわりに回転させるテーブル回転装置１０６を備えており、ワークＷ５を傾斜させた状態でツールによる加工を行うことが可能とされている。なお、テーブル回転装置は、前後方向に限らず、左右方向に延びる軸線まわりに回転させるもの、あるいは、前後方向と左右方向との間、つまり、水平方向に延びる軸線まわりに回転させるものを採用することも可能である。さらに言えば、テーブル回転装置は、鉛直軸線まわりに回転させるものや、水平軸線まわりと鉛直軸線まわりとの両者に回転させるものを採用することも可能である。
【００２４】  なお、当該機械工作システムにおいては、図４に示した多関節型のアーム３０を有するワーク搬送着脱装置２６によって、ワークが隣のモジュールからワークテーブル６８まで運ばれるとともに、ドリミルモジュール５０によって加工が完了したワークが、ワークテーブル６８から次のモジュールまで運ばれるようになっている。
【００２５】  ドリミルモジュール５０は、ワークに切削加工を施す際、ワークにクーラントをかけつつ切削加工が行われる。また、切削加工において、切削屑が発生する。本機械工作システムは、それらクーラントおよび切削屑に配慮した構成となっている。具体的には、図６，図７に示すように、ベースユニット３４の内部に、クーラントを収容するクーラントタンク１１０が内蔵されている。そして、モジュール本体６０の前方側に設けられたワークテーブル６８の下方に位置するように、ベースユニット３４の前方側の上面には、クーラントおよび切削屑を、クーラントタンク１１０に受け入れるための受入口１１２が設けられている。そのクーラントタンク１１０は、詳細な説明は省略するが、内部に、スクリューコンベアが設けられており、クーラントと切削屑とが分けられ、切削屑のみが、クーラントランク１１０の後方側に送られるように構成されている。クーラントタンク１１０は、ベースユニット３４の後方にはみ出しており、そのはみ出した後端部にスクリューコンベアの排出ダクト１１４が配設されている。つまり、モジュール５０の前方側の作業位置において発生した切削屑は、クーラントタンク１１０内でスクリューコンベアによって後方側に送られ、排出ダクト１１４を通って、当該システムの後方に排出されるようになっているのである。なお、それらクーラントタンク１１０およびスクリューコンベア等を含んで、ベース１０が受け入れた切削屑を、ベース１０の後方側から排出する切削屑排出装置が構成されている。
【００２６】  また、ドリミルモジュール５０は、主軸１００に取り付けられる複数のツールを収納するツールマガジン１２０を有しており、そのツールマガジン１２０に収納された複数のツールのうちの１つと、主軸１００に取り付けられているツールとを自動で交換可能な構成とされている。ツールマガジン１２０は、機械本体６０の内部に収容されており、ツールの交換時に、図７に示すように、機械本体６０の前面に設けられた開口から突出するようになっている。なお、ドリミルモジュール５０による加工作業中には、図６に示すように、その開口は、カバー１２４によって塞がれており、クーラントや切削屑等が機械本体６０の内部に入り込んで、ツールマガジン１２０に収納されたツール等に付着することが防止されるようになっている。
【００２７】  図８に示すように、ツールマガジン１２０は、複数のツールホルダ（以下、単に「ホルダ」と呼ぶ場合がある）１３０を有しており、それぞれがツールを上下方向に延びる姿勢で保持している。つまり、ツールマガジン１２０は、複数のツールを、それぞれの軸線が平行になるように収容するものとなっている。なお、図８（ａ）に示すように、通常、１つ以上のホルダ１３０は、ツールを保持しておらず、主軸１００に取り付けられているツールを受け取るために、空けられている。ちなみに、この図８におけるＴは、各ホルダ１３０に保持されるツールの収納空間領域を、模式的に示している。
【００２８】  上記の複数のツールホルダ１３０は、前後方向（交差方向）に長い長円に沿って配列されている。具体的には、ツールマガジン１２０は、２つのスプロケット１３２とそれらに掛け渡されたローラチェーン１３４とを有しており、そのローラチェーン１３４に複数のツールホルダ１３０が固定されることで、それら複数のツールホルダ１３０は、交差方向に長い長円に沿って配列されている。つまり、ツールマガジン１２０は、複数のツールホルダ１３０が長円に沿った配列とされているため、左右方向（配列方向）の寸法が小さくされているのである。
【００２９】  ツールマガジン１２０は、前方側（図における右側）のスプロケット１３２を回転駆動させるためのスプロケット駆動用モータ１３６と、そのスプロケット駆動用モータ１３６の回転をスプロケット１３２に伝達する減速機１３８を有している。ツールマガジン１２０は、スプロケット駆動用モータ１３６によってスプロケット１３２を回転させることで、ローラチェーン１３４を回転させて複数のツールホルダ１３０を周回させることが可能とされている。つまり、２つのスプロケット１３２，ローラチェーン１３４，スプロケット駆動用モータ１３６，減速機１３８を含んで、ツールホルダ周回機構が構成されているのである。
【００３０】  また、ツールマガジン１２０は、機械本体６０の内部に前後方向に延びる姿勢で固定された１対のガイドレール１５０と、自身に固定された被ガイド部としてのベアリング１５２とによって、前後方向に移動可能とされている。そして、ドリミルモジュール５０は、上記のツールマガジン１２０を前後方向に移動させるマガジン移動装置１５０を備えている。そのマガジン移動装置１５０は、ボールねじ機構１５４と、そのボールねじ機構１５４のボールねじ１５６を回転させるマガジン移動用モータ１５８とを含んで構成される。ボールねじ機構１５４のナット１６０が、ツールマガジン１２０の下面に固定されており、機械本体６０に固定されたマガジン移動用モータ１５８によってボールねじ機構１５４を回転させることで、ツールマガジン１２０全体を前後方向に移動させることが可能とされている。
【００３１】  ドリミルモジュール５０は、マガジン移動装置１５０によって、ツールマガジン１２０が前進させられて、そのツールマガジン１２０の前端部が、機械本体６０の開口から突出するように構成されている。そして、ツールマガジン１２０が前進端に位置する状態において、複数のツールホルダ１３０のうちの交換に供せられるもの、つまり、前端に位置するものが、主軸１００がヘッド移動装置６６によって移動させられる領域内に位置させられるようになっており、その前端に位置するホルダ１３０に対して、主軸１００のツール交換が行われるのである。
【００３２】  ツール交換について詳しく説明すれば、まず、マガジン移動装置１５０によりツールマガジン１２０を前進させるとともに、ヘッド移動装置６６により主軸１００を交換位置に移動させる。なお、ツールマガジン１２０においては、ツール交換に先立って、ツールを保持していないホルダ１３０がツールマガジン１２０の前端に位置させられている。ホルダ１３０は、２つの爪で把持する構成のものであり、主軸１００が後方に移動させられて、ホルダ１３０の２つの爪の隙間から主軸１００に取り付けられたツールが嵌め込まれ、そのツールをホルダ１３０に把持させる。次いで、主軸１００が上昇させられて、主軸１００からツールが離脱させられるのである。続いて、ツールホルダ１３０を周回させ、主軸１００に取り付けるツールをツールマガジン１２０の前端に位置させる。そして、主軸１００が下降させられて、主軸１００にツールが取り付けられる。次いで、主軸１００を前方に移動させるとともに、ツールマガジン１２０を後退させることで、ツールがホルダ１３０から抜き出され、ツール交換が終了する。
【００３３】  なお、ツールマガジン１２０が出入りする機械本体５０の開口には、上述したように、カバー１２４が、開閉可能に設けられている。そのカバー１２４は、１対の扉１７０を有する両開き扉とされ、それら１対の扉１７０の各々が、上下方向に延びる軸線まわりに回動可能とされている。マシニングセンタ５２は、マガジン移動装置１５０によるツールマガジン１２０の前後方向の直線移動に連動して、１対の扉１７０がその扉の回動軸線まわりに回動させられるようになっている。つまり、ツールマガジン１２０の前進に連動して、１対の扉１７０が開き、ツールマガジン１２０の後退に連動して、１対の扉１７０が閉じるようになっている。
【００３４】  以下に、ツールマガジン１２０の直線移動に１対の扉１７０の回動動作を連動させる連動機構について詳しく説明する。ツールマガジン１２０の下面前方側には、スロット１７２が形成されたカム板１７４が、１対設けられている。なお、スロット１７２は、図１０に示すように、ツールマガジン１２０の移動方向に直交する方向に延びるものである。一方、１対の扉１７０の各々には、それの背面から直交するように支持バー１７６が固定されており、その支持バー１７６は、後端においてローラ１７８を回転可能に支持している。そして、そのローラ１７８が、カム板１７４のスロット１７２に係合しており、スロット１７２内を転動可能とされている。つまり、それらスロット１７２とローラ１７８とを含んで、カム機構１８０が構成されており、スロット１７２がカム溝として機能するとともに、ローラ１７８がカムフォロワとして機能するものとなっている。また、カム板１７４の後端面と、ツールマガジン１２０のカム板１７４を支持する箇所の前端面との間に、弾性体としてのスプリング１８２が介在させられている。
【００３５】  ツールマガジン１２０がマガジン移動装置１５０によって前進させられると、スロット１７２が形成されたカム板１７４も前進し、図１０に示すように、ローラ１７８がスロット１７２内を転動しつつ前進させられる。そして、１対の扉１７０の各々は、支持バー１７６を介して前方側に押され、扉１７０の回動軸線まわりに回動させられる。つまり、１対の扉１７０の各々が、開かれるのである。なお、そのツールマガジン１２０が前進させられる際に、そのツールマガジン１２０の前端部は、１対の扉１７０の背面に接触しないようになっている。
【００３６】また、１対のカム機構１７２の各々は、図１０（ｇ）に示すように、１対の扉１７０の各々が、ツールマガジン１２０の移動方向に平行になるまで開かれた状態において、カムフォロワ１７６は、カム溝１７４の外側の端に位置するようになっている。つまり、カム部材１７８に前方向きの力が作用しても、カム機構１７４が動作できないため、カム部材１７８は前進できず、かつ、扉１７０がそれ以上開かれないようになっているのである。したがって、扉１７０の一部が、隣り合うモジュールの作業領域に、侵入することはない。そして、ツールマガジン１２０は、それの本体部が、図１０（ｈ）に示すように、スプリング１８０を圧縮しつつ、カム部材１７８に対して相対移動し、前進端まで移動するのである。したがって、この連動機構は、ツールマガジン１２０が前進端に位置する前に、１対の扉１７０の各々が、ツールマガジン１２０の移動方向に平行になるまで開かれるようになっているのである。
【００３７】  以上のように説明した本実施形態のマシニングセンタであるドリミルモジュール５０は、マガジン移動装置１５０によってツールマガジン１２０を移動させて、主軸１００の移動領域内に位置させることが可能であるため、主軸１０の移動領域をツール交換のために広げる必要がなく、コンパクトなものとなっている。また、本マシニングセンタ５０は、カバー１２４が閉じた機械本体６０内において、予め交換に供されるツールホルダ１３０をツールマガジンの前端に位置させておくことが可能であるため、工具交換時間を短くすることが可能である。
【００３８】  本実施形態のマシニングセンタ５０においては、カバー１２４は１対の扉１７０で構成されていたが、１枚の扉やシャッタ（鎧戸）等を採用することも可能である。ただし、本マシニングセンタ５０のカバー１２４は、１対の扉１７０で構成されているため、シャッタ式のカバーのように開いた時の収納スペース（戸袋）が必要ないため、当該マシニングセンタのコンパクト化が図られている。また、本発明のマシニングセンタは、カバーの開閉を行うための駆動源を備えていてもよい。本実施形態のマシニングセンタ５０は、マガジン移動装置１５０によるツールマガジン１２０に移動に連動して、カバー１２４の開閉が行われるように構成されているため、カバーの開閉を行う駆動源が必要なく、当該マシニングセンタがコンパクトなものとなっている。
【００３９】  さらに言えば、本実施形態のマシニングセンタ５０においては、ツールマガジン１２０が前進端に位置する前に、１対の扉１７０の各々が、ツールマガジン１２０の移動方向に平行になるまで開かれるように構成されている。そのため、図１０（ｇ）に示すように、１対の扉１７０の回動軸線と、ツールマガジン１２０の側面との間隔Ｌを小さくすることが可能である。したがって、機械本体６０の幅（配列方向の寸法）、つまり、当該マシニングセンタ５０の幅が、小さくされているのである。このようにコンパクト化された本マシニングセンタ５２は、上述した複数の作業機モジュールが配列される機械工作システムのコンパクトに繋がるため、そのような機械工作システムに、特に有効なものとなっている。
【符号の説明】
【００４０】  １０：ベース  １２：作業機モジュール（旋盤モジュール）    ２６：ワーク搬送着脱装置    ３４：ベースユニット    ３６：レール対    ３８：レール    ４０：車輪    ４２：ベッド    ４４：台車    ４６：レール    ５０：ドリミルモジュール〔マシニングセンタ〕    ５２：モジュール本体    ６０：機械本体    ６２：主軸ヘッド    ６４：ヘッド昇降装置    ６６：ヘッド移動装置    ６８：ワークテーブル    ７０：第１スライダ    ７６：前後移動用モータ    ８０：第２スライダ    ８４：左右移動用モータ    ９４：ヘッド昇降用モータ    １００：主軸    １０２：主軸回転モータ    １０６：テーブル回転装置    １１０：クーラントタンク    １１２：受入口    １１４：排出ダクト    １２０：ツールマガジン    １２４：カバー    １３０：ツールホルダ    １３２：スプロケット    １３４：ローラチェーン    １３６：スプロケット駆動用モータ    １５０：ガイドレール    １５２：ベアリング〔被ガイド部〕    １５４：ボールねじ機構    １５８：マガジン移動用モータ    １７０：１対の扉    １７４：スロット〔カム溝〕    １７８：ローラ〔カムフォロワ〕    １８０：１対のカム機構    １８０：スプリング〔弾性体〕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月5日(2016.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)ツールが取り付けられる主軸とその主軸を回転させる主軸回転装置とを有する主軸ヘッドと、(B)前記主軸ヘッドを上下方向に移動させるヘッド昇降装置と、(C)前記主軸ヘッドを互いに直交する２方向に移動させることで水平面に沿って移動させるヘッド移動装置と、(D)ワークを保持するワークテーブルと、(E)それぞれが前記主軸に取り付けられるツールを保持する複数のツールホルダを有して複数のツールを収納するツールマガジンとを備え、そのツールマガジンに収納された前記複数のツールのうちの１つと前記主軸に取り付けられているツールとを自動で交換可能とされたマシニングセンタであって、
前記ヘッド移動装置および前記ヘッド昇降装置を自身の上部において支持する機械本体を有し、その機械本体の内部に、前記ツールマガジンが収容されるように構成され、
前記ツールマガジンを移動させるマガジン移動装置を有し、ツールの交換時に、前記ツールマガジンを前記機械本体の一側面に設けられた開口から突出するように前進させ、そのツールマガジンが前進端に位置する状態において、前記複数のツールホルダのうちの交換に供されるものを前記ヘッド移動装置によって前記主軸が移動させられる領域内に位置させるように構成され、かつ、
前記機械本体の前記開口を塞ぐとともに、前記マガジン移動装置による前記ツールマガジンの移動に伴って開閉するカバーを備えたマシニングセンタ。
【請求項２】
前記マガジン移動装置が、前記機械本体に設けられたガイドレールと、前記ツールマガジンに固定されて前記ガイドレールに沿って案内される被ガイド部とを含んで、前記ツールマガジンを案内される方向に直線移動させるように構成され、
前記カバーが、１対の扉を有する両開き扉とされ、それら１対の扉の各々が上下方向に延びる軸線まわりに回動可能に構成され、かつ、
当該マシニングセンタが、前記ツールマガジンの直線移動に連動して、前記１対の扉の各々を回動させる連動機構を備えた請求項１に記載のマシニングセンタ。
【請求項３】
前記連動機構が、
前記ツールマガジンが、前記マガジン移動装置によって前進させられて前記前進端に位置する前に、前記１対の扉の各々が、前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれるように構成された請求項２に記載のマシニングセンタ。
【請求項４】
前記連動機構が、
前記１対の扉に対応して設けられ、それぞれが、(a)前記ツールマガジンに設けられ、そのツールマガジンの移動方向に直交する方向に延びるカム溝と、(b)前記１対の扉のうちの自身に対応するものに対して固定的に設けられ、前記カム溝に係合するカムフォロワとを有する１対のカム機構を含んで構成され、
それら１対のカム機構の各々が、
前記ツールマガジンが前記マガジン移動装置によって前進させられて前記１対の扉が前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれた状態において、前記カムフォロワが前記カム溝の一端に位置するように構成された請求項２または請求項３に記載のマシニングセンタ。
【請求項５】
当該マシニングセンタが、
前記カム溝と前記ツールマガジンとの間に介在させられた弾性体を有し、その弾性体の弾性変形によって、前記ツールマガジンが、前記１対の扉が前記ツールマガジンの移動方向に平行になるまで開かれた状態となる位置から更なる前進が許容され、前記前進端まで移動するように構成された請求項４に記載のマシニングセンタ。
【請求項６】
前記複数のツールホルダが、前記ツールマガジンの移動方向に長い長円に沿って配列されており、
前記ツールマガジンが、それら複数のツールホルダを周回させるツールホルダ周回機構を有する請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のマシニングセンタ。
【請求項７】
当該マシニングセンタが、
ベースと、そのベース上に配置されて配列方向に配列された複数の作業機モジュールとを含んで構成される機械工作システムに、その複数の作業機モジュールのうちの１つとして搭載されるものである請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のマシニングセンタ。
【請求項８】
当該マシニングセンタが、
前記ベース上に、前記複数の作業機モジュールのうちの隣り合うものと、前記配列方向において互いに近接して配列される請求項７に記載のマシニングセンタ。
【国際調査報告】
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