(57)【要約】【課題】  構成の簡素化を図ることができるとともに、機械全体の小型化を図ることができる工作機械を提供すること。【解決手段】  旋盤本体２と、旋盤本体のベッド構造４に第１の案内支持手段１２を介して横方向に往復移動自在に支持された第１の移動部材２０と、ベッド構造４に第２の案内支持手段１４を介して、前後方向に往復移動自在に支持された第２の移動部材３２と、を備えた工作機械。ており、第１の移動部材２０及び第２の移動部材３２のいずれか一方には主軸が取り付けられ、それらの他方には加工工具が取り付けられる。第１の移動部材２０の案内面は実質上水平であり、第２の移動部材３２の案内面は実質上垂直であり、第１の移動部材２０の案内面と第２の移動部材３２の案内面とが実質上直交している。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を加工するための工作機本体と、前記工作機本体のベッド構造に第１の案内支持手段を介して横方向に往復移動自在に支持された第１の移動部材と、前記ベッド構造に第２の案内支持手段を介して、前記横方向に対して実質上直交する前後方向に往復移動自在に支持された第２の移動部材と、を備えており、
前記第１の移動部材及び前記第２の移動部材のいずれか一方には、被加工物を回転駆動するための主軸が取り付けられ、それらの他方には、被加工物に加工を施すための加工工具が取り付けられており、
前記第１の案内支持手段により案内される第１の移動部材の案内面は実質上水平であり、前記第２の案内支持手段により案内される前記第２の移動部材の案内面は実質上垂直であり、前記第１の移動部材の案内面と前記第２の移動部材の案内面とが実質上直交していることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記ベッド構造は略直方体形状であり、前記第１の案内支持手段は前記ベッド構造の上面部に前後方向に実質上対称配置された一対の第１の案内支持レールから構成され、前記第２の案内支持手段は前記ベッド構造の側面部に上下方向に実質上対称配置された一対の第２の案内支持レールから構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を加工工具を用いて加工する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物に切削加工などを施すための工作機械として代表的な旋盤（例えば、ＮＣ旋盤）の一例では、被加工物を回転駆動するための主軸は回転自在に旋盤本体に支持され、この主軸に対して加工工具がＸ軸方向（被加工物の径方向）及びＺ軸方向（被加工物の軸線方向）に移動自在に旋盤本体に支持されている（例えば、特許文献１参照）。即ち、旋盤本体のベッド構造には、Ｚ軸方向に往復移動自在に第１の移動部材が支持され、この第１の移動部材にＸ軸方向に往復移動自在に第２の移動部材が支持され、この第２の移動部材に加工工具が着脱可能に取り付けられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１７５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した旋盤では、第１の移動部材の案内面（スライド面）と第２の移動部材の案内面（スライド面）とが、例えば水平面上に上下方向に間隔をおいて配置され、このことに関連して、旋盤本体のベッド構造が複雑になるとともに、Ｚ軸及びＸ軸の２軸を配置するための比較的大きなスペースが必要となり、このことがＮＣ旋盤の設計上の大きな制約の一つになっている。また、旋盤本体のベッド構造が複雑になるために、このことに付随して加工時の熱変形を受け易くなり、安定して高精度に加工するためにはその対策も必要となる。
【０００５】
従来の代表的旋盤の他の例では、例えば主軸がＺ軸方向に移動自在に、また例えば加工工具がＸ軸方向に移動自在に旋盤本体に支持されている。このような旋盤では、切粉排出性を向上させるために、加工工具を取り付けるＸ軸スライド（Ｘ軸方向に移動する移動部材）に一定角度を持たせる構成のものも存在する。このような場合、同一平面を基準として所定角度を持たせるサドル形状のベッド構造か、それ自体に角度を持たせるベッド構造が採用されている。それ故に、この場合においてもベッド構造が複雑になり、また２軸をスライドさせるためのスペースが大きくなり、これによって大きな設置スペースが必要となり、更にはベッド構造が複雑になることに付随して、加工時に熱変形の影響を受け易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、構成の簡素化を図ることができるとともに、機械全体の小型化を図ることができる工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被加工物を加工するための工作機本体と、前記工作機本体のベッド構造に第１の案内支持手段を介して横方向に往復移動自在に支持された第１の移動部材と、前記ベッド構造に第２の案内支持手段を介して、前記横方向に対して実質上直交する前後方向に往復移動自在に支持された第２の移動部材と、を備えており、
前記第１の移動部材及び前記第２の移動部材のいずれか一方には、被加工物を回転駆動するための主軸が取り付けられ、それらの他方には、被加工物に加工を施すための加工工具が取り付けられており、
前記第１の案内支持手段により案内される第１の移動部材の案内面は実質上水平であり、前記第２の案内支持手段により案内される前記第２の移動部材の案内面は実質上垂直であり、前記第１の移動部材の案内面と前記第２の移動部材の案内面とが実質上直交していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械では、前記ベッド構造は略直方体形状であり、前記第１の案内支持手段は前記ベッド構造の上面部に前後方向に実質上対称配置された一対の第１の案内支持レールから構成され、前記第２の案内支持手段は前記ベッド構造の側面部に上下方向に実質上対称配置された一対の第２の案内支持レールから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の工作機械によれば、第１の移動部材が第１の案内支持手段を介して横方向に移動自在にベッド構造に支持され、第２の移動部材が第２の案内支持手段を介して前後方向に移動自在にベッド構造に支持され、第１の案内支持手段による第１の移動部材の案内面と第２の案内支持手段による第２の移動部材の案内面とが実質上直交しているので、第１の移動部材の案内面を、例えば略直方体状に形成したベッド構造の上面部に、また第２の移動部材の案内面を、例えば直方体状に形成したベッド構造の側面部に配置することができ、このことに関連して、ベッド構造を含む工作機本体を小型化することができるとともに、その構成を簡素化することができる。また、これら案内面の上述した配置により、第１及び第２案内支持手段に関連する設計上の制約も少なくなり、これら案内支持手段の構成の簡素化を図ることができるとともに、第１及び第２の移動部材を安定して支持することが可能となる。被加工物を回転駆動するための主軸は、第１及び第２移動部材の一方に取り付けられ、加工工具はそれらの他方に取り付けられる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械によれば、ベッド構造が略直方体形状であるので、ベッド自体を対称構造にすることができ、これによって、加工時の熱変形の影響を少なくし、高精度の加工を行うことが可能となる。また、第１の案内支持手段の一対の第１の案内支持レールが前後方向に実質上対称に配置され、また第２の案内支持手段の一対の第２の案内支持レールが上下方向に実質上対称に配置されているので、熱変形の影響を更に効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う工作機械の一実施形態について説明する。図１は、本発明に従う工作機械の一例としてのＮＣ旋盤の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１のＮＣ旋盤において、ＮＣ入力ユニットを旋盤本体から取り外した状態を示す斜視図であり、図３は、図１のＮＣ旋盤の旋盤本体のベッド構造を示す斜視図であり、図４は、図３のベッド構造を示す正面図であり、図５は、図３のベッド構造を示す平面図であり、図６は、図１のＮＣ旋盤の制御系を簡略的に示すブロック図である。
【００１２】
図１及び図２において、工作機械の一例としての図示のＮＣ旋盤は、工作機本体としての旋盤本体２を備え、この旋盤本体２が工場などの床面に設置される。この実施形態では、旋盤本体２の下部はベッド構造４となっており（図３参照）、このベッド構造４の３面（前面、後面及び左側面）には側壁部６が一体的に設けられ、残りの一側面、即ち右側面は取り外し可能な下カバー８により覆われている。また、ベッド構造４の左部上方は上本体部１０が取り付けられている。
【００１３】
図３〜図５をも参照して、この実施形態では、ベッド構造４は略直方体状であり、その上面部に第１の案内支持手段１２が設けられ、その右側面部（図３〜図５において右側の側面部）に第２の案内支持手段１４が設けられている。第１の案内支持手段１２は前後方向（図３において左下から右上の方向、図４において紙面に垂直な方向、図５において上下方向）に間隔をおいて配設された一対の第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂから構成され、かかる第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂは実質上平行に旋盤本体２の左右方向（横方向である第１の方向）（図３〜図５において左右方向）に延びている。また、第２の案内支持手段１４は上下方向に間隔をおいて配設された一対の第２の案内支持レール１８ａ，１８ｂから構成され、かかる第２の案内支持レール１８ａ，１８ｂが旋盤本体２の前後方向（横方向に対して実質上垂直な前後方向である第２の方向）に実質上平行に延びている。
【００１４】
一対の第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂには第１の移動部材２０がこれらに沿って横方向に移動自在に支持されている。第１の移動部材２０はブロック状部材から構成され、その一端部（前側端部）が一方の第１の案内支持レール１６ａに支持され、その他端部（後端部）が他方の第１の案内支持レール１６ｂに支持されている。
【００１５】
この第１の移動部材２０の前後方向中央部には主軸（図示せず）が回転自在に支持され、この主軸の先端部に、被加工物をチャッキングするためのチャック手段２２が取り付けられている。第１の移動部材２０の外側面（図３〜図５において左側の側面）には、回転駆動源としての電動モータ２４が取り付けられ、この電動モータ２４が主軸に駆動連結されている。従って、電動モータ２４が作動すると、主軸が所定方向に回転駆動される。
【００１６】
また、ベッド構造４側には、第１の駆動源としての電動モータ２６が取り付けられている。電動モータ２６は正逆回転可能なモータから構成され、第１の移動部材２０を移動させるための例えばボールねじの如き第１の移動手段（図示せず）に駆動連結されている。従って、電動モータ２６が所定方向（又は所定方向と反対方向）に回動すると、第１の移動部材２０（主軸、チャック手段２２、電動モータ２４なども一体に）は一対の第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂに沿って矢印２８（又は３０）で示す横方向に、換言すると主軸の軸線方向であるＺ軸方向（第１の方向）に移動する。このとき、図３〜図５から理解されるように、第１の案内支持手段１２により案内される第１の移動部材２０の案内面、即ちスライド面は実質上水平な面となる。
【００１７】
また、一対の第２の案内支持レール１８ａ，１８ｂには第２の移動部材３２がこれらに沿って前後方向に移動自在に支持されている。第２の移動部材３２は直方体状ブロックから構成され、その一端部（上端部）が一方の第２の案内支持レール１８ａに支持され、その他端部（下端部）が他方の第２の案内支持レール１８ｂに支持されている。
【００１８】
この第２の移動部材３２の上端面には、被加工物を加工するための加工工具３３（図５参照）が着脱可能に取り付けられる刃物台ブロック３４が取り付けられており、この刃物台ブロック３４は第２の移動部材３２と一体的に移動する。尚、この刃物台ブロック３４には、被加工物に施す加工に対応した所定の加工工具３３、例えば切削工具が取り付けられる。
【００１９】
また、ベッド構造４側には、第２の駆動源としての電動モータ３６（図５参照）が取り付けられている。この電動モータ３６も正逆回転可能なモータから構成され、第２の移動部材３２を移動させるための例えばボールねじの如き第２の移動手段（図示せず）に駆動連結されている。従って、電動モータ３６が所定方向（又は所定方向と反対方向）に回動すると、第２の移動部材３２（刃物台ブロック３４なども一体に）は一対の第２の案内支持レール１８ａ，１８ｂに沿って矢印３８（又は４０）で示す前後方向に、換言すると主軸の径方向（これと一体的に回転される被加工物の径方向）であるＸ軸方向（第２の方向）に移動する。このとき、図３〜図５から理解されるように、第２の案内支持手段１４により案内される第２の移動部材３２の案内面、即ちスライド面は実質上垂直な面となる。
【００２０】
このＮＣ旋盤は、上述した構成を有する故に、次の通りの特徴を有する。第１に、第１の案内支持手段１２がベッド構造４の上面部に設けられ、第２の案内支持手段１４がベッド構造４の右側面部に設けられ、この第１の案内支持手段１２による第１の移動部材２０の案内面と第２の案内支持手段１４による第２の移動部材３２の案内面とが実質上直交しているので、図３〜図５から理解されるように、第１及び第２の移動部材２０，３２の占有面積を小さくすることができ、これによって、ベッド構造４の簡素化、省スペース化を図り、旋盤本体２の小型化を達成することができる。
【００２１】
第２に、上述したように構成することに関連して、第１の案内支持手段１２の一対の第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂをベッド構造４の上面部に前後方向に実質上対称に配置することができ、また第２の案内支持手段１４の一対の第２の案内支持レール１８ａ，１８ｂをベッド構造４の右側面部に上下方向に実質上対称に配置することができ、このように対称配置することによって、加工時の熱影響を少なくし、熱変形による加工精度の低下を抑えることができる。特に、第１の移動部材２０に取り付けられた主軸の軸心に対し一対の第１の案内支持レール１６ａ，１６ｂを対称配置構造にすることによって、またこの主軸に対し第１の移動部材２０を対称配置構造にすることによって、熱変形による影響を大きく抑えることができる。
【００２２】
上述した実施形態では、第１の移動部材２０をベッド構造４の左部上面部に横方向に移動自在に、また第２の移動部材３２をベッド構造４の右側面部に前後方向に移動自在に配置しているが、このような構成に限定されず、第１の移動部材２０をベッド構造４の右部上面部に横方向に移動自在に、また第２の移動部材３２をベッド構造４の左側面部に前後方向に移動自在に配置するようにしてもよい。或いは、これらの構成に代えて、第２の移動部材３２をベッド構造４の前面（又は後面）に横方向に移動自在に配置するようにしてもよく、この場合、第１の移動部材２０はベッド構造４の上面部に前後方向に移動自在に配置される。
【００２３】
また、上述した実施形態では、第１の移動部材２０に主軸（図示せず）を、また第２の移動部材３２に加工工具３３を取り付けているが、これとは反対に、第１の移動部材２０に加工工具３３を、また第２の移動部材３２に主軸を取り付けるようにしてもよい。
【００２４】
次に、主として図６を参照して、このＮＣ旋盤の制御系について説明する。図示のＮＣ旋盤は、加工条件を数値制御するためのＮＣ制御装置５２を備え、このＮＣ制御装置５２が、例えばコンピュータから構成されるＮＣ本体部５４と、加工情報などを入力するためのＮＣ入力ユニット５６とから構成され、ＮＣ本体部５４は旋盤本体２に固定的に取り付けられ、ＮＣ入力ユニット５６は旋盤本体２に着脱自在に取り付けられる。ＮＣ入力ユニット５６は箱状のユニットハウジング５８を備え、このユニットハウジング５８の前面に、各種入力ボタン６０から構成される入力手段６２と、液晶表示装置の如き表示手段６４とが設けられている。このユニットハウジング５８からは接続ケーブル６６，６８が延びており、これら接続ケーブル６６，６８の端部にコネクタ７０，７２が設けられている。また、ユニットハウジング５８の両端部には、その取扱い、例えば取付け、取外し、持運びなどが容易なように、取っ手７４が設けられている。
【００２５】
ＮＣ入力ユニット５６のこのような構成に対応して、旋盤本体２の上固定カバー１０の上面には、ユニットハウジング５８の形状に略対応した載置凹部７６が設けられ、この載置凹部７６の一部に接続コネクタ７８，８０が設けられている。従って、ＮＣ入力ユニット５６側の接続コネクタ７２，７４と旋盤本体２側の接続コネクタ７８，８０とを相互に接続し、ＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２の載置凹部７６に収容載置することによって、図１に示すように、このＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２に着脱自在に取り付けることができる。尚、上述したとは反対に、ＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２の載置凹部７６から取り出し、ＮＣ入力ユニット５６側の接続コネクタ７０，７２と旋盤本体２側の接続コネクタ７８，８０との接続を解除することによって、ＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２から取り外すことができる。
【００２６】
旋盤本体２には、更に、各種リミットスイッチ８２（例えば、チャック手段２２を開閉を検知するためのリミットスイッチなど）からの信号を受けるとともに各種ソレノイド８４（例えば、油圧シリンダ、空圧シリンダの油圧、空圧を制御するためのソレノイドバルブなど）を作動制御するための制御手段８６が設けられており、この制御手段８６はコンピュータ、シーケンサなどから構成される。また、旋盤本体２の所定部位（この実施形態では、上固定カバー１０の前面）には機械操作パネル８８が固定的に設けられ、この機械操作パネル８８には各種入力ボタン９０から構成される入力手段９２が設けられている。
【００２７】
この形態では、ＮＣ入力ユニット５６を上述したように旋盤本体２に取り付けると、ＮＣ入力ユニット５６とＮＣ本体部５４とが接続ケーブル６６及び接続コネクタ７０，７８を介して接続され、ＮＣ入力ユニット５６の入力手段６２により入力した加工情報は、ＮＣ本体部５４のメモリ９４に記憶され、ＮＣ加工を行う場合、このメモリ９４に記憶された加工情報に基づいて被加工物に対する加工が行われる。また、かく装着すると、ＮＣ入力ユニット５６と制御手段８６とが接続ケーブル６８及び接続コネクタ７２，８０を介して接続される。また、機械的操作パネル８８は制御手段８６に接続されている。
【００２８】
旋盤本体２には、更に、Ｉ／Ｏユニット９６、スピンドルドライブユニット９８及びサーボドライブユニット１００が設けられている。Ｉ／Ｏユニット９６は、ＮＣ本体部５４と制御手段８６とを接続するインターフェースであり、このＩ／Ｏユニット９６を介してＮＣ制御部５４からの加工情報が制御手段８６に送給される。スピンドルドライブユニット９８は、ＮＣ本体部５４からの加工情報に基づいて電動モータ２４（主軸を回転駆動するためのもの）を作動制御し、またサーボドライブユニット１００は、ＮＣ本体部５４からの加工情報に基づいて電動モータ２６，３６（第１及び第２の移動部材２０，３２を移動制御するためのもの）を作動制御する。
【００２９】
このＮＣ旋盤では、ＮＣ制御装置５２に関連して、次の通りの特徴を有している。即ち、ＮＣ制御装置５２のＮＣ本体部５４が旋盤本体２に固定的に設けられ、そのＮＣ入力ユニット５６が旋盤本体２に着脱自在に取り付けられる。ＮＣ入力ユニット５６により加工情報を入力すると、この入力情報はＮＣ本体部５４のメモリ９４に記憶され、入力した加工情報を用いて加工する間は、新たな加工情報を入力する必要はなく、ＮＣ入力ユニット５６を用いることなくメモリ９４に記憶された情報を用いて加工を行うことができる。このようなとき、ＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２から取り外して他の同様のＮＣ旋盤の旋盤本体２に取り付け、この旋盤本体２についての加工情報を入力するＮＣ入力ユニット５６として利用することができる。従って、複数台の旋盤本体２に対して一台のＮＣ入力ユニット５６があればよく、これによって、ＮＣ入力ユニット５６の使用台数を旋盤本体２の台数より少なくすることが可能となり、このことに関連して、ＮＣ旋盤を複数台使用する場合におけるシステム的構成を簡略化することができるとともに、そのトータルコストを低減することができる。また、加工中においては、ＮＣ入力ユニット５６を旋盤本体２から取り外して保管することも可能となり、これによって、悪い設置環境から電装部品を保護することができ、電装部品の故障低減にもつながる。
【００３０】
以上、本発明に従う工作機械の一例としてのＮＣ旋盤に適用して説明したが、本発明は、このようなＮＣ旋盤に限定されることなく、工作機械に広く適用することができる。
【００３１】
また、上述した実施形態では、一つのＮＣ旋盤に、ＮＣ制御装置に関連する構成と、第１及び第２移動部材の支持構造に関連する構成とを組み合わせて適用しているが、これら二つの構成を別個に単独で適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従う工作機械の一例としてのＮＣ旋盤の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＮＣ旋盤において、ＮＣ入力ユニットを旋盤本体から取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】図１のＮＣ旋盤の旋盤本体のベッド構造を示す斜視図である。
【図４】図３のベッド構造を示す正面図である。
【図５】図３のベッド構造を示す平面図である。
【図６】図１のＮＣ旋盤の制御系を簡略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
２  旋盤本体
４  ベッド構造
１２  第１の案内支持手段
１４  第２の案内支持手段
１６ａ，１６ｂ  第１の案内支持レール
１８ａ，１８ｂ  第２の案内支持レール
２０  第１の移動部材
３２  第２の移動部材
３３  加工工具
５２  ＮＣ制御装置
５４  ＮＣ本体部
５６  ＮＣ入力ユニット
７０，７２，７８，８０  接続コネクタ
８６  制御手段
８８  機械操作パネル
９６  Ｉ／Ｏユニット
【図１】
2004330414.tif 000003
【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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