(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく、ワーククランプに対してワークを着脱する際の作業性を向上させる。【解決手段】立形マシニングセンタ１０は、ツールＴの先端を上方向に向けた姿勢でツールＴを保持するスピンドル２５と、スピンドル２５よりも上方に配設され且つワークＷを保持するワーククランプ３５と、ワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させる回転機構３３とを備える。回転機構３３を駆動させることで、ワーククランプ３５は、ワークＷがツールＴに対向するようにワークＷを下方向に向けた加工位置と、ワークＷを装置手前側に向けた交換位置とに切り換えられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用のツールの先端を上方向に向けた姿勢で該ツールを保持するスピンドルと、該スピンドルよりも上方に配設され且つ加工対象物であるワークを保持するワーククランプとを備え、該ツールを該ワークに対して相対移動させることで該ワークを加工する立形マシニングセンタであって、
前記ワークが前記ツールに対向するように該ワークを下方向に向けた加工位置と、該ワークを該ツールに対向させない方向に向けた交換位置との間で、前記ワーククランプを回転させる回転機構を備えたことを特徴とする立形マシニングセンタ。
【請求項２】
請求項１において、
複数の交換用のツールを保持するツールチェンジャを備え、
前記ツールチェンジャは、前記ワーククランプを回転させて前記ワークを前記交換位置に位置付けたときに、該ワーククランプにおける前記スピンドルと対向する面に設けられていることを特徴とする立形マシニングセンタ。
【請求項３】
請求項２において、
前記ツールの先端の高さ位置を測定するためのツール測定器を備え、
前記ツール測定器は、前記ワーククランプにおける前記ツールチェンジャと同じ面に設けられていることを特徴とする立形マシニングセンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立形マシニングセンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加工用のツールの先端を上方向に向けた姿勢でツールを保持するスピンドルと、スピンドルよりも上方に配設され且つ加工対象物であるワークを保持するワーククランプとを備えた立形マシニングセンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この立形マシニングセンタでは、ツールの上方にワークが配設されているので、ワークの切り屑がワーク加工面から下方に落下するようになっている。つまり、切り屑がワーク加工面に堆積し難くなり、ワークの加工中に切り屑が邪魔になるのを抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の立形マシニングセンタでは、加工前のワークをワーククランプに取り付ける作業や、加工後のワークをワーククランプから取り外す作業を行う際に、ワーククランプの下方に配設されているツールが邪魔になってワークをスムーズに着脱することができないという問題があった。
【０００６】
ここで、ワーク着脱用の作業スペースを十分に確保するために、ワーククランプを垂直方向に退避させたり、スピンドルを水平方向に退避させることが考えられる。しかしながら、垂直方向及び水平方向の移動ストロークが長くなってしまうため、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置を大型化することなく、ワーククランプに対してワークを着脱する際の作業性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、加工用のツールの先端を上方向に向けた姿勢で該ツールを保持するスピンドルと、該スピンドルよりも上方に配設され且つ加工対象物であるワークを保持するワーククランプとを備え、該ツールを該ワークに対して相対移動させることで該ワークを加工する立形マシニングセンタを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明は、前記ワークが前記ツールに対向するように該ワークを下方向に向けた加工位置と、該ワークを該ツールに対向させない方向に向けた交換位置との間で、前記ワーククランプを回転させる回転機構を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明では、回転機構によってワーククランプを回転させると、ワーククランプが加工位置と交換位置とに切り換えられる。加工位置は、ワークがツールに対向するようにワークを下方向に向けた位置であり、交換位置は、ワークをツールに対向させない方向に向けた位置である。
【００１１】
このような構成とすれば、装置を大型化することなく、ワーククランプに対してワークを着脱する際の作業性を向上させることができる。具体的に、ワーククランプの下方にツールが配設されていると、加工前のワークをワーククランプに取り付ける作業や、加工後のワークをワーククランプから取り外す作業を行う際に、ツールが邪魔になってワークをスムーズに着脱することができないという問題があった。ここで、ワーク着脱用の作業スペースを十分に確保するために、ワーククランプを垂直方向に退避させたり、スピンドルを水平方向に退避させることが考えられるが、垂直方向及び水平方向の移動ストロークが長くなってしまうため、装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１２】
これに対し、本発明では、ワークの交換作業を行う際に、ワーククランプを回転させてワークをツールに対向させない方向に向けた交換位置に位置付けるようにしたから、交換作業中にツールが邪魔になることはなく、ワーククランプに対してワークをスムーズに着脱することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
複数の交換用のツールを保持するツールチェンジャを備え、
前記ツールチェンジャは、前記ワーククランプを回転させて前記ワークを前記交換位置に位置付けたときに、該ワーククランプにおける前記スピンドルと対向する面に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
第２の発明では、ツールチェンジャには、複数の交換用のツールが保持される。ツールチェンジャは、ワークが交換位置に位置付けられたときに、ワーククランプにおけるスピンドルと対向する面に設けられる。
【００１５】
このような構成とすれば、ワークの交換作業を行う際に、ワーククランプを回転させてワークを交換位置に位置付けると、この回転動作によってツールチェンジャがスピンドルと対向することとなる。これにより、ワーククランプを１回のみ回転させるだけで、ワークの交換作業とツールの交換作業とを行うことができ、作業効率が向上する。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、
前記ツールの先端の高さ位置を測定するためのツール測定器を備え、
前記ツール測定器は、前記ワーククランプにおける前記ツールチェンジャと同じ面に設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明では、ツール測定器では、ツールの先端の高さ位置が測定される。ツール測定器は、ワーククランプにおけるツールチェンジャと同じ面に設けられる。
【００１８】
このような構成とすれば、ツールチェンジャでツールを交換した後、ワーククランプを回転させることなく、引き続きツール測定器によってツールの先端の高さ位置の測定を行うことができるので、作業効率が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ワークの交換作業を行う際に、ワーククランプを回転させてワークをツールに対向させない方向に向けた交換位置に位置付けるようにしたから、交換作業中にツールが邪魔になることはなく、ワーククランプに対してワークをスムーズに着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ワークが加工位置にあるときの立形マシニングセンタの正面斜視図である。
【図２】ワークが加工位置にあるときの立形マシニングセンタの背面斜視図である。
【図３】ワークが交換位置にあるときの図１相当図である。
【図４】ワークが交換位置にあるときの図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２２】
図１及び図２に示すように、立形マシニングセンタ１０は、ベッド１１と、ベッド１１から立設した門型のコラム１５とを備えている。なお、以下の説明において、立形マシニングセンタ１０の幅方向をＸ方向（図１の紙面右手前から左奥の方向）、奥行方向をＹ方向（図１の左手前から右奥の方向）、高さ方向をＺ方向（図１の上下方向）と呼ぶ場合がある。
【００２３】
ベッド１１の上面には、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸ガイドレール２１が、Ｘ方向に間隔をあけて並設されている。Ｙ軸ガイドレール２１には、Ｙ軸テーブル２２が取り付けられている。これにより、Ｙ軸テーブル２２は、Ｙ軸ガイドレール２１に沿ってＹ方向に往復移動可能となっている。
【００２４】
Ｙ軸テーブル２２の上面には、Ｘ方向に延びる一対のＸ軸ガイドレール２３が、Ｙ方向に間隔をあけて並設されている。Ｘ軸ガイドレール２３には、Ｘ軸テーブル２４が取り付けられている。これにより、Ｘ軸テーブル２４は、Ｘ軸ガイドレール２３に沿ってＸ方向に往復移動可能となっている。
【００２５】
Ｘ軸テーブル２４の上面には、スピンドル２５が取り付けられている。スピンドル２５は、ドリル、エンドミル等の加工用のツールＴを、その先端が上向きとなるように着脱自在に保持するツールチャック部２６を有する。スピンドル２５は、図示しない駆動モータの回転駆動に伴って、ツールチャック部２６に保持されたツールＴをＺ軸周りに回転駆動させる。
【００２６】
コラム１５は、ベッド１１の左右両端部から上方に立設する一対の支柱部１５ａと、その上部側で一対の支柱部１５ａ同士を連結する連結部１５ｂとを備えている。一対の支柱部１５ａの内側面には、Ｚ方向に延びる一対のＺ軸ガイドレール３１が、Ｙ方向に間隔をあけてそれぞれ並設されている。Ｚ軸ガイドレール３１には、Ｚ軸テーブル３２が取り付けられている。
【００２７】
Ｚ軸テーブル３２は、下方が開口したコ字状に形成され、一対の支柱部１５ａのＺ軸ガイドレール３１に跨って取り付けられている。これにより、Ｚ軸テーブル３２は、Ｚ軸ガイドレール３１に沿ってＺ方向に往復移動可能となっている。
【００２８】
Ｚ軸テーブル３２の左右の側壁の間には、ワーククランプ３５が配設されている。ワーククランプ３５は、加工対象物であるワークＷを着脱自在に保持するワークチャック部３６を有し、ツールＴの上方位置でワークＷを保持する。ワーククランプ３５は、Ｚ軸テーブル３２の側壁に跨ってＸ方向に延びる回転軸３３ａに支持されている。また、ワーククランプ３５とＺ軸テーブル３２の側壁との間には、ワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させる回転機構３３が設けられている。
【００２９】
ワーククランプ３５は、回転機構３３の駆動により、ワークＷがツールＴに対向するようにワークＷを下向きの姿勢で保持する加工位置（図１及び図２に示す位置）と、ワークＷが装置手前側を向く姿勢で保持する交換位置（図３及び図４に示す位置）とに切り換え可能となっている。
【００３０】
また、ワーククランプ３５には、上述した交換位置に位置付けたときにスピンドル２５と対向する面（図３及び図４では下面）に、ツールチェンジャ４０と、ツール測定器５０とが設けられている。
【００３１】
ツールチェンジャ４０は、複数の交換用のツールＴを保持するものであり、図４に示す交換位置において、中心軸４１ａがツールＴの軸心と平行に配置されるツールマガジン４１と、ツールマガジン４１を中心軸４１ａ周りに回転させる回転モータ４２とを備えている。
【００３２】
ここで、回転モータ４２を回転駆動させると、ツールマガジン４１に保持されている何れかのツールＴを、スピンドル２５に対向させた交換位置に位置付けることが可能となっている。
【００３３】
ツール測定器５０は、交換後のツールＴの高さ位置を測定するためのものであり、図４に示すワーククランプ３５の交換位置において、下方に開口するコ字状に形成されている。ツール測定器５０の左右の側壁の一方には、レーザー光の投光部５０ａが設けられ、他方にはレーザー光の受光部５０ｂが設けられている。
【００３４】
−ワークの交換作業−
次に、ワークＷの交換作業を行う手順について、図１〜図４を参照しながら説明する。まず、図３に示すように、回転機構３３を駆動させてワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させ、ワークチャック部３６を装置手前側に向けた交換位置に位置付ける。交換位置では、ツールＴが邪魔にならないため、ワークＷをワーククランプ３５に取り付ける作業をスムーズに行うことができる。
【００３５】
次に、回転機構３３を駆動させてワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させ、ワークＷを下方向に向けた加工位置に位置付ける。そして、スピンドル２５に取り付けられたツールＴを回転駆動させながらＸ方向及びＹ方向に移動させるとともに、ワーククランプ３５をＺ方向に移動させることにより、ツールＴによってワークＷを加工する。
【００３６】
スピンドル２５に取り付けられているツールＴを新たなツールＴに交換する場合には、回転機構３３を駆動させてワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させ、ワークＷを装置手前側に向けた交換位置に位置付ける。これにより、ツールチェンジャ４０をスピンドル２５に対向させる。
【００３７】
ツールチェンジャ４０では、回転モータ４２を回転駆動させることで、空のツールマガジン４１をツール交換位置に配置する。これにより、スピンドル２５がツール交換位置へ移動すると、スピンドル２５に保持されているツールＴが空のツールマガジン４１側に把持される。その後、ワーククランプ３５を上昇させると、スピンドル２５からツールＴが取り外される。
【００３８】
そして、ツールチェンジャ４０の回転モータ４２を回転駆動させ、新たなツールＴをスピンドル２５のツールチャック部２６に向けて下降させることで、スピンドル２５に新たなツールＴを取り付ける。
【００３９】
次に、新たなツールＴの先端の高さ位置を測定するために、スピンドル２５をツール測定器５０の測定位置まで移動させる。ツール測定器５０では、投光部５０ａから受光部５０ｂに向けてレーザー光を照射させながら、ツールＴに向かって下降させていく。そして、ツールＴの先端部によってレーザー光が遮光された場合に、その高さ位置がツールＴの先端の高さ位置であると判断する。
【００４０】
新たなツールＴに交換した後、回転機構３３を駆動させてワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させ、ワークＷを下方向に向けた加工位置に位置付ける。そして、スピンドル２５に取り付けられた新たなツールＴを回転駆動させながらＸ方向及びＹ方向に移動させるとともに、ワーククランプ３５をＺ方向に移動させることにより、ツールＴによってワークＷを加工する。
【００４１】
このようにして、ワークＷの加工が完了した場合には、回転機構３３を駆動させてワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに回転させ、ワークＷを装置手前側に向けた交換位置に位置付ける。交換位置では、ツールＴが邪魔にならないため、ワークＷをワーククランプ３５から取り外す作業をスムーズに行うことができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、回転機構３３によってワーククランプ３５を回転軸３３ａ周りに９０°回転させることで、加工位置と交換位置とに切り換えるようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、ワーククランプ３５を１８０°回転させることで、加工位置と交換位置とに切り換えるようにしてもよい。この場合には、ワーククランプ３５のワークチャック部３６が設けられた面の反対側の面に、ツールチェンジャ４０及びツール測定器５０を設けるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、装置を大型化することなく、ワーククランプに対してワークを着脱する際の作業性を向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００４４】
１０    立形マシニングセンタ
２５    スピンドル
３３    回転機構
３５    ワーククランプ
４０    ツールチェンジャ
５０    ツール測定器
Ｔ    ツール
Ｗ    ワーク
【図１】
2013208667.tif 000003
【図２】
2013208667.tif 000004
【図３】
2013208667.tif 000005
【図４】
2013208667.tif 000006