(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、
床面に立設され上部と下部にそれぞれＸ軸方向のガイドを有した基台と、前記基台の上部及び下部のガイドに沿って案内されて左右のＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダ上を上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダ上を前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された主軸支持側構造体と、
前記主軸支持側構造体の前面に設けられ、ワークを固定載置するワーク支持側構造体とで構成され、
前記主軸支持側構造体の基台は、前記基台の上部と下部にＸ軸方向に延び下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面にそれぞれ設けられ、前記Ｘ軸スライダを案内、支持するガイドと、前記長手くぼみ部内で前記ガイドに沿って設けられ前記Ｘ軸スライダを移動させるＸ軸送り手段とを具備したことを特徴とする数値制御工作機械。
【請求項２】
前記Ｘ軸送り手段はリニアモータで構成され、前記Ｘ軸スライダは前記ガイド及び前記リニアモータの固定子に付着する塵埃を除去するワイパ手段を具備して構成された請求項１に記載の数値制御工作機械。
【請求項３】
前記Ｘ軸送り手段はリニアモータで構成され、その固定子及び移動子は、前記固定子の前記移動子に対する吸引力が前記Ｘ軸スライダの前記ガイドに作用する重力方向の荷重を軽減させるように、互いに対向してそれぞれ前記基台及び前記Ｘ軸スライダに設けられた請求項１に記載の数値制御工作機械。
【請求項４】
前記主軸支持側構造体と前記ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段を更に具備した請求項１に記載の数値制御工作機械。
【請求項５】
前記ワーク支持側構造体は、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、Ｘ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に前記軸支持手段によって支持され、少なくとも一つのワーク取付面を有するワーク取付台とで構成された請求項１に記載の数値制御工作機械。
【請求項６】
前記ワーク支持側構造体のワーク取付台は、Ｘ軸方向の水平軸線と平行な三つのワーク取付面を有する略三角柱形状に形成して構成された請求項５に記載の数値制御工作機械。
【請求項７】
前記ワーク支持側構造体は、前記ワーク取付台の下部と前記ベースとの間に設けられ、前記ワーク取付台に対して上向きの押圧力を付与する押圧手段を具備した請求項５に記載の数値制御工作機械。
【請求項８】
工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、
床面に立設された基台と、前記基台の上部と下部にそれぞれ設けられ、左右のＸ軸方向に延びる下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面に設けられたＸ軸方向のガイドと、前記Ｘ軸方向のガイドに係合して案内されＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに対して上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに対して前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された主軸支持側構造体と、
前記主軸支持側構造体に対向して設けられ、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、前記軸支持手段によってＸ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に支持され、ワークを取り付けるパレットを着脱可能に装着する少なくとも一つのパレット装着手段を有するワーク取付台とで構成されたワーク支持側構造体と、
前記ワーク支持側構造体と隣接して設けられたパレットストッカと、前記ワーク取付台と前記パレットストッカとの間でパレットを搬送するパレットキャリアとから構成されるパレット交換手段と、
前記主軸支持側構造体と前記ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段と、
を具備したことを特徴とする数値制御工作機械。
【請求項９】
工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、
所定のＸ軸方向単位長さを有する基台ユニットを複数個Ｘ軸方向に連接して床面に立設させた延長基台と、前記延長基台の上部と下部にそれぞれ設けられ、左右のＸ軸方向に延びる下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面に設けられたＸ軸方向のガイドと、前記Ｘ軸方向のガイドに係合して案内されＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに対して上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに対して前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された延長主軸支持側構造体と、
前記延長主軸支持側構造体に対向して設けられ、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、Ｘ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に前記軸支持手段によって支持され、少なくとも一つのワーク取付面を有するワーク取付台とで構成された所定のＸ軸方向単位長さを有するワーク支持側構造体ユニットを、その水平軸線をそろえて複数個Ｘ軸方向に連接した延長ワーク支持側構造体と、
前記延長主軸支持側構造体と前記延長ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段と、
を具備したことを特徴とする数値制御工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられた航空機部品などの大形ワークを加工するための数値制御工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機の機体の構成部品は細分化して加工し、それらをボルトやリベット等で接合して機体を形成する方法がとられてきた。しかしながら、近年、これらの部品をできる限り一体化し、接合部分を少なくする傾向になっている。そのため、加工する部品が大形化、複雑形状化してきており、このような部品を加工するための新たな工作機械が要求されている。
【０００３】
こうした工作機械に要求される固有の性能は、加工するための大形のワークを取り付け可能なテーブルを備えること、大形のワークを加工するのに十分な送り軸ストロークを備えること、大形で複雑な形状の部品のあらゆる箇所及び形状の加工を一回の段取りで全て行えることである。さらには、こうした部品の加工を効率よく、しかも高速且つ高精度に行える必要がある。また、加工するワークのサイズは工作機械のユーザ毎に異なるが、各ユーザの要求するサイズの工作機械を適時にしかも迅速に製造して工場に設置できることが好ましい。
【０００４】
ところで、大形のワークを固定するためには工作機械のテーブルを大形にせざるを得ないが、この大形テーブルをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交送り軸に沿った方向やＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の回転送り軸に沿った方向に移動可能な構成にすることは高速、高精度加工を行う観点からは不利となることを考慮する必要がある。したがって、大形部品を加工するための工作機械は、通常の工作機械と異なり、テーブルは固定とされ、工具を把持して回転する主軸側が直交送り装置や回転送り装置を備えて各直交送り軸の方向及び各回転送り軸の方向に移動可能になっている必要がある。
【０００５】
また、ワークが大形化してワークの段取り作業の効率が悪化する傾向があることから、ワークを固定するテーブル側にワークの交換を自動で行う手段を設けて段取り作業の効率及び工作機械の稼働率を向上させる必要性もある。
ここで、Ｘ軸及びＹ軸は垂直平面内で互いに直交し、それぞれ水平方向及び垂直方向に延び、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に対して垂直に水平方向に延びているものとする。また、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸方向とは、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転方向を指すものとする。
【０００６】
このような要求を満足するために利用可能な第一の従来技術として、例えば特開平８−３１８４４５号公報に記載の対称多軸リニアモータ工作機械がある。この工作機械は、上下に対向するフレーム上をＸ軸方向に移動可能な垂直ガントリと、垂直ガントリ上をＹ軸方向に移動可能なサドルと、サドル上をＺ軸方向に移動するラムと、ラムの前端部に設けられ工具を装着する主軸を回転支持する主軸頭と、フレームの前方に固定されワークを載置するテーブルとを具備し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の各送り方向にはリニアモータによって駆動される構成になっている。また、垂直ガントリはフレームに対して上部と下部の二カ所で案内されてリニアモータによって駆動され、そのリニアモータの固定子及び移動子は、固定子の移動子に対する吸引力が上下で互いに相殺されるように、上下対称に取り付けられている。
【０００７】
また、利用可能な第二の従来技術として、特開平９−２６２７２７号公報に記載の工作機械がある。この工作機械は、正面視中央に貫通穴を有する矩形枠状の垂直ベッドと、垂直ベッドの前面をＸ軸方向に移動可能で、正面視中央に貫通穴を有する矩形枠状のＸスライドと、Ｘスライドの貫通穴内で支持、案内されつつＹ軸方向に移動可能なＹスライドと、Ｙスライドに支持、案内されつつＺ軸方向に移動可能なＺスライドと、Ｚスライドの前端部に設けられ工具を装着する主軸を回転支持する主軸頭と、垂直ベッドの前方に固定されワークを載置するテーブルとを具備し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の各送り方向には、それぞれ一対のレール状ガイドで案内され、一対のリニアモータによって駆動される構成になっている。
【０００８】
さらに、利用可能な第三の従来技術として、特開昭６０−２９２６１号公報に記載のワークパレット交換方法がある。ここに開示されているパレット交換装置付きの工作機械は、工具を装着する主軸を回転支持する主軸頭とワークを載置するテーブルとの間でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の相対移動を行い、ワークを加工する機械本体と、機械本体に隣接して設けられ、テーブルとの間でパレットを授受交換するパレット交換装置とから構成されている。また、このパレット交換装置はパレットを取り付ける面が複数個あり、水平な回転軸線を中心として回転して、パレット交換位置、待機位置、又はワーク洗浄位置に割り出しされる構造になっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、大形部品を加工するための大形の工作機械、例えば航空機部品加工用工作機械は、一般的に、大形のワークを取り付けるテーブルが固定されて不動となっており、工具を把持して回転する主軸側が直交送り装置や回転送り装置を有して、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の移動、Ａ軸、Ｂ軸及びＣ軸方向の回転が可能となるように構成されている。加えてかかる工作機械は、一般的に横形主軸を有し、比較的長いＸ軸及びＹ軸方向ストロークを有しているので、背の高い大形のコラムがベッド上を水平Ｘ軸方向に沿って案内されて移動し、主軸頭がコラム上をＹ軸方向に移動するように構成される。
【００１０】
このようにワーク自体が大形になる結果、テーブルへワークを取り付けたり、加工後にワークの切屑を除去したり、取り外したりする段取り作業に時間がかかる。したがって、段取り作業の間、工作機械が停止することになり、機械の稼働率が低下するという問題が生じる。また、Ｘ軸方向に移動する移動体（主軸頭及びコラム）は大形大重量とならざるを得ない。このため、高速送りが困難になり、Ｘ軸方向に移動する移動体の重量による摩擦抵抗などによりＸ軸方向の位置精度を高く維持することが困難になるという問題も生じる。
【００１１】
こうした段取り作業に時間がかかることによる作業効率及び機械の稼働率の低下の問題に対する解決方法としては、特開昭６０−２９２６１号公報に記載のようなパレット交換装置を付属させることがある。しかしながら、大形ワークを取り扱わなければならないことから、大きな設置スペースが必要で大がかりな構成とならざるを得ず、必要とされる費用が相当に高くなる別な問題を引き起こす。
【００１２】
一方、主軸支持側構造体の移動体が大形且つ大重量となる問題点を解決する方法としては、上述した特開平８−３１８４４５号公報又は特開平９−２６２７２７号公報に記載される工作機械のように、基台を枠状構造にしてその上下の二カ所にＸ軸方向ガイドを設け、同様に枠状構造にしたＸ軸スライドをその上下のガイドで案内して移動させることが考えられる。このように、上下二カ所で案内、駆動すれば移動体は片持ち状態とはならないので、移動体を比較的軽量としながらも必要な剛性を確保することが可能となる。また、移動体の送り駆動手段としてリニアモータを使用すれば、高速送りも実現可能となる。
【００１３】
しかしながら、通常の工作機械と比較して長いＸ軸方向ストロークを必要とする工作機械に特有の新たな問題が発生する。それは、Ｘ軸方向のストロークが長くなるに伴って、ワークの加工により発生した切屑から保護するためにＸ軸方向のガイドや送り機構を覆うテレスコピック式や巻き取り式の可動カバーも長くならざるを得ず、この可動カバーの故障が発生しやすくなることである。特開平８−３１８４４５号公報又は特開平９−２６２７２７号公報はＸ軸方向のストロークが比較的長い工作機械を対象としたものではないことから、この問題が指摘されていない。また、Ｘ軸スライダが軽量化されたとは言え、Ｙ軸方向ストロークもまた長くなることから、Ｘ軸方向ガイドにはある程度の荷重がかかり、その寿命に対する安全率を確保する必要も生じる。
【００１４】
本願発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大形ワークを高速且つ高精度で加工することが可能であると共に、大形ワークの段取り作業を容易にした数値制御工作機械を得ることである。また、他の目的は、機械の稼働率の高い大形ワーク加工のための数値制御工作機械を得ることである。さらに、他の目的は、Ｘ軸方向のストロークの長い機械であっても製作、据え付けが容易な数値制御工作機械を得ることである。さらに別の目的は、切屑処理の容易な大形ワーク加工のための数値制御工作機械を得ることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願発明によれば、工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、床面に立設され上部と下部にそれぞれＸ軸方向のガイドを有した基台と、前記基台の上部及び下部のガイドに沿って案内されて左右のＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダ上を上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダ上を前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された主軸支持側構造体と、前記主軸支持側構造体の前面に設けられ、ワークを固定載置するワーク支持側構造体とで構成され、前記主軸支持側構造体の基台は、前記基台の上部と下部にＸ軸方向に延び下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面にそれぞれ設けられ、前記Ｘ軸スライダを案内、支持するガイドと、前記長手くぼみ部内で前記ガイドに沿って設けられ前記Ｘ軸スライダを移動させるＸ軸送り手段とを具備した数値制御工作機械が提供される。
【００１６】
上記数値制御工作機械の一つの実施形態においては、前記Ｘ軸送り手段はリニアモータで構成され、前記Ｘ軸スライダは前記ガイド及び前記リニアモータの固定子に付着する塵埃を除去するワイパ手段を具備して構成される。
【００１７】
別の実施形態においては、前記Ｘ軸送り手段はリニアモータで構成され、その固定子及び移動子は、前記固定子の前記移動子に対する吸引力が前記Ｘ軸スライダの前記ガイドに作用する重力方向の荷重を軽減させるように、互いに対向してそれぞれ前記基台及び前記Ｘ軸スライダに設けられてもよい。
また、他の実施形態においては、前記主軸支持側構造体と前記ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段を更に具備してもよい。
【００１８】
さらに、別の実施形態においては、前記ワーク支持側構造体は、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、Ｘ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に前記軸支持手段によって支持され、少なくとも一つのワーク取付面を有するワーク取付台とで構成されてもよい。
上記実施形態において、好適には、前記ワーク支持側構造体のワーク取付台は、Ｘ軸方向の水平軸線と平行な三つのワーク取付面を有する略三角柱形状に形成して構成される。また、好適には、前記ワーク支持側構造体は、前記ワーク取付台の下部と前記ベースとの間に、前記ワーク取付台に対して上向きの押圧力を付与する押圧手段を具備する。
【００１９】
本願発明はさらに、工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、床面に立設された基台と、前記基台の上部と下部にそれぞれ設けられ、左右のＸ軸方向に延びる下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面に設けられたＸ軸方向ガイドと、前記Ｘ軸方向のガイドに係合して案内されＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに対して上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに対して前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された主軸支持側構造体と、前記主軸支持側構造体に対向して設けられ、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、前記軸支持手段によってＸ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に支持され、ワークを取り付けるパレットを着脱可能に装着する少なくとも一つのパレット装着手段を有するワーク取付台とで構成されたワーク支持側構造体と、前記ワーク支持側構造体と隣接して設けられたパレットストッカと、前記ワーク取付台と前記パレットストッカとの間でパレットを搬送するパレットキャリアとから構成されるパレット交換手段と、前記主軸支持側構造体と前記ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段とを具備した数値制御工作機械を提供する。
【００２０】
さらに、本願発明は、工具が装着された主軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動してワーク支持部に取り付けられたワークを加工する数値制御工作機械において、所定のＸ軸方向単位長さを有する基台ユニットを複数個Ｘ軸方向に連接して床面に立設させた延長基台と、前記延長基台の上部と下部にそれぞれ設けられ、左右のＸ軸方向に延びる下向きに開放された長手くぼみ部と、前記長手くぼみ部内または前記長手くぼみ部近傍の下向き面に設けられたＸ軸方向のガイドと、前記Ｘ軸方向のガイドに係合して案内されＸ軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ軸スライダに対して上下のＹ軸方向に案内されて移動するＹ軸スライダと、前記Ｙ軸スライダに対して前後のＺ軸方向に案内されて移動するＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに対して固定して設けられた又はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸のうち少なくとも一つの方向に回転送り可能に設けられた主軸頭とで構成された延長主軸支持側構造体と、前記延長主軸支持側構造体に対向して設けられ、Ｘ軸方向の両端部にそれぞれ軸支持手段が立設されたベースと、Ｘ軸方向に延びる水平軸線を中心として回転割り出し可能に前記軸支持手段によって支持され、少なくとも一つのワーク取付面を有するワーク取付台とで構成された所定のＸ軸方向単位長さを有するワーク支持側構造体ユニットを、その水平軸線をそろえて複数個Ｘ軸方向に連接した延長ワーク支持側構造と、前記延長主軸支持側構造体と前記延長ワーク支持側構造体との間に設けられ、加工領域で発生した切屑を加工領域外へ排出する切屑排出手段とを具備した数値制御工作機械を提供する。
【００２１】
主軸支持側構造体においては、不動の基台に対して移動可能な移動体の構成要素の一つであるＸ軸スライダをその上下縁部で案内、支持することによってＸ軸スライダに作用する力（推力及び支持力）は略対称的な箇所に加えられるようになる。したがって、片持ち支持の場合のようにモーメント発生による遠位端部の曲がり及び撓みを防止するべくＸ軸スライダを構造部材で補強する必要がなくなり、軽量化し高速移動をさせることが可能となる。一般に、工作機械、特に大形ワークを加工するための工作機械では、Ｘ軸方向のストロークが長くなるので、Ｘ軸方向に移動する移動体を高速移動可能にすることは、工作機械全体の加工速度の高速化及び作業時間の短縮化に大きく寄与し、加工作業の効率を向上させることになる。
【００２２】
さらに、Ｘ軸方向の水平軸線を中心として回転割り出し可能に支持されたワーク取付台を具備しているので、そのワーク取付面を上向き又は好適には水平にすることができ、段取り作業が容易になる。したがって、段取り時間が短縮され、機械の稼働率の向上に寄与する。
上記ワーク取付台がパレット装着手段を有していれば、パレット交換手段と組み合わせることで、パレット交換作業が自動化できるようになり、ワークを取り付けたパレットの交換作業がより効率化され、結果として加工作業の効率が向上する。
【００２３】
また、主軸支持側構造体の基台に設けられた下向きに開放された長手くぼみ部は、ガイドやリニアモータ又はボールネジなどの送り駆動手段を切屑から保護するので通常Ｘ軸方向ガイド上に設けられる可動カバーを不要にする。したがって、Ｘ軸方向送り動力の損失を軽減する効果も奏し、Ｘ軸スライダのＸ軸方向移動を高速化することに寄与する。
Ｘ軸スライダをリニアモータで駆動すれば、Ｘ軸方向移動は高速化が可能となるが、Ｘ軸スライダのガイドに作用する重力方向の荷重を軽減させるように、リニアモータの固定子と移動子を配置することによって、ガイド部における摩擦抵抗は低下してより高速化が可能となる。またガイドと滑動子の寿命が向上する。
【００２４】
切屑排出手段は、加工領域で発生して自然落下した切屑や切削液を所定の場所に排出して切屑除去作業の軽減を図っている。更に切屑排出手段によって主軸支持側構造体とワーク支持側構造体とが分離した構造になっており、大形工作機械の製造、据付けを容易にするとともに、主軸支持側構造体及びワーク支持側構造体のモジュール化を可能とさせる。もちろん主軸支持側構造体とワーク支持側構造体とは床に設けたコンクリートまたは金属部材等で間接的につなげられる必要はある。
以上の構成が奏する効果を組み合わせることによって、本願発明の数値制御工作機械は段取り作業時間及び加工時間を短縮させ、加工作業全体の効率を向上させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明の数値制御工作機械１１の全体構成図であり、図１に示される数値制御工作機械１１は、主軸支持側構造体１３と、ワーク支持側構造体１５と、これら主軸支持側構造体１３とワーク支持側構造体１５との間に設けられた切屑排出手段１７とによって構成されている。図２は図１に示される主軸支持側構造体１３の斜視図である。
【００２６】
以下の説明において、特に説明のない限り、前側とは加工機能を有する面側を指し、背面側とは加工機能を有する面とは反対側を指すものとする。また、図１に示されるように、工作機械の長手方向をＸ軸方向、垂直に延びる方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向として定義する。
【００２７】
図１及び図２を参照すると、主軸支持側構造体１３は、床面に立設された基台１９と移動体２１とを具備する。基台１９は、さらに、上部に設けられたビーム２３と、下部に設けられたベッド２５と、背面側に設けられこれらの間を接続するコラム２７とを含んで成り、側面から見てＣ字形状断面を有している。また、ビーム２３とベッド２５にはそれぞれその前部にＸ軸方向に延びる溝状長手空間２９が形成されている。好適には、上記溝状長手空間２９は図１及び図２に示されるように下向きに開放して形成される。
【００２８】
コラム２７はビーム２３とベッド２５を接続し、ビーム２３がＸ軸方向に変形しないよう支持してビーム２３の剛性を補っている。しかしながら、ビーム２３にＸ軸方向の変形を生じさせない程度の剛性を保ち得る限りにおいては、図１及び図２に示されるように、開口部分３１を設けてコラム２７を構成する、若しくは、互いに離間して設けられた複数の柱部材からコラム２７を構成してもよい。こうして開口部分３１を設けることによって、主軸支持側構造体１３の軽量化がなされ得る。もちろん大きな剛性を得る必要のある場合、開口部分３１は不要である。
【００２９】
図２を参照すると、移動体２１は、基台１９の長手空間２９に沿って左右方向であるＸ軸方向に案内されて移動可能なＸ軸スライダ３３と、Ｘ軸スライダ３３上を上下方向であるＹ軸方向に案内されて移動可能なＹ軸スライダ３５と、Ｙ軸スライダ３５上を前後方向であるＺ軸方向に案内されて移動可能なＺ軸スライダ３７とを含んで成る。請求項に記載の長手くぼみ部は、この長手空間２９のことである。
【００３０】
Ｘ軸スライダ３３は、正面視中央にＹ軸方向に細長い貫通開口部３９を有した枠形状に形成されており、その上側部分及び下側部分からは基台１９の溝状長手空間２９へ延びる延長部４１ａ、４１ｂが突出している。この延長部４１ａ、４１ｂを介してＸ軸送り手段がＸ軸スライダ３３を長手空間２９に沿って移動させる。Ｘ軸送り手段は、例えば、モータとボールネジの組合せやリニアモータなどである。
【００３１】
図２の基台１９の下部（ベッド２５）の前端部分の側面図である図３を参照すると、ベッド２５の前端部には長手空間２９の開放部を挟んで平行してＸ軸方向に延びる二本のレール状Ｘ軸ガイド４３が設けられている。Ｘ軸スライダ３３の延長部４１ｂにはこのＸ軸ガイド４３と係合する転動体を有した複数のＸ軸滑動子４５が具備されており、これらＸ軸ガイド４３とＸ軸滑動子４５を介してＸ軸スライダ３３がＸ軸方向に案内される。
【００３２】
一方、延長部４１ｂからベッド２５の長手空間２９内に延びる部分の先端部にはＸ軸送り手段であるリニアモータの移動子４７が設けられ、ベッド２５の長手空間２９の内部には移動子４７と対向するようにしてリニアモータの固定子４９が設けられる。
長手空間２９の開放部を挟んで平行して延びるＸ軸ガイドを設けることによって延長部４１ｂが片持ち支持になることを回避し、それによって延長部に必要とされる剛性を確保している。
【００３３】
Ｘ軸スライダ３３の上側部分の延長部４１ａ及び基台１９の上部のビーム２３に設けられた長手空間２９においても、同様にして、Ｘ軸ガイド４３及びＸ軸滑動子４５とリニアモータの移動子４７及び固定子４９が設けられる。
上記実施形態においては、長手空間２９の開放部を挟んで二本のＸ軸ガイド４３が設けられているが、単一のＸ軸ガイドのみを設けることも可能である。また、レール状Ｘ軸ガイド３１に代わって摺動面等他のタイプのガイドを使用することも可能である。さらに、Ｘ軸送り手段としては、リニアモータに代えて、モータとボールネジの組合せを使用することも可能である。
【００３４】
このように構成されることによって、移動体２１は、ビーム２３及びベッド２５に設けられたＸ軸ガイド４３に案内、支持されながら、同じく長手空間２９内に設けられたＸ軸送り手段によって駆動されて基台１９上をＸ軸方向に移動することが可能となる。
また、基台１９上を移動する移動体２１のＸ軸スライダ３３は、上部及び下部の二カ所で支持、案内されて移動するので、一カ所で支持、案内される片持ちの場合と異なり、Ｘ軸スライダ３３に回転モーメントが作用することはなく、Ｘ軸スライダ３３の剛性を確保しやすくなり、Ｘ軸スライダ３３の軽量化が達成される。この結果、移動体２１の軽量化が達成され、移動体２１はＸ軸方向に高速に移動し得るようになる。
【００３５】
さらに、長手空間２９を下向きに開放して形成してその内部にＸ軸ガイド４３やＸ軸送り手段を含む案内駆動機構部を収容することで、加工領域において発生する切屑やその他の塵埃がＸ軸方向の案内駆動機構部に侵入しにくくなる。
ビーム２３及びベッド２５の前端部に形成された溝状長手空間２９が下方に開放されている場合には、図３に示されるように、長手空間２９の幅が下方へ行くほど広がっており、その垂直断面が対称な側斜面を有する台形形状となっていると共に、長手空間２９に位置するＸ軸スライダ３３の延長部４１ａ、４１ｂの先端部もまた同様の台形形状となっていることが好ましい。このとき、延長部４１ａ、４１ｂの台形状先端部の両斜面に沿ってリニアモータの固定子４９が配置され、Ｘ軸スライダ３３に設けられたリニアモータの移動子４７がこれと対向するようにして配置される。
【００３６】
このように延長部４１ａ、４１ｂの先端部及び長手空間２９の対称な斜面にリニアモータの移動子４７と固定子４９が配置されていれば、リニアモータの移動子４７と固定子４９との間に作用する吸引力によって、Ｘ軸スライダ３３には重力と反対方向の力が作用する。したがって、Ｘ軸スライダ３３にはそれに作用する重力と反対方向の力が作用し、Ｘ軸スライダ３３からそこに設けられたＸ軸滑動子４５を介してベッドに設けられたＸ軸ガイド４３に作用する荷重が軽減される。このため、Ｘ軸滑動子４５とＸ軸ガイド４３との間の摩擦抵抗が軽減され、Ｘ軸スライダ３３はより高速に移動することが可能となる。そして位置決め精度が向上する。
【００３７】
また、リニアモータが取り付けられる延長部４１ａ、４１ｂの先端部及び長手空間２９の傾斜面の傾斜角度を変えることによって、リニアモータのＸ軸方向の推力を変えることなく、Ｘ軸滑動子４５に作用する重力を軽減する力の程度を調節することができる。よって、Ｘ軸スライダ３３からＸ軸滑動子４５を介してＸ軸ガイド４３に作用する力を適正値にすることも可能となり、またＸ軸滑動子４５の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
代替的には、図１及び図２に示されるビーム２３の長手空間２９のように、ビーム２３及びベッド２５の長手空間２９は方形断面とされ、Ｘ軸スライド３３の延長部４１ａ、４１ｂの先端部もまた同様の方形形状とされる。この場合には、長手空間２９の頂部表面に沿ってリニアモータの固定子４９が配置され、リニアモータの移動子４９がこれと対向するようにしてＸ軸スライダ３３上に配置される。このように配置しても、Ｘ軸スライダ３３にはこれに作用する重力と反対方向の力が作用するので、Ｘ軸スライダ３３からＸ軸滑動子４５を介してＸ軸ガイド４３に作用する重力方向の力を軽減することが可能となる。
【００３９】
図２のＸ軸スライダ３３及びＹ軸スライダ３５を線ＩＶ−ＩＶで切って上から見た断面図である図４を参照すると、Ｘ軸スライダ３３の貫通開口部３９の内部には、Ｙ軸送り手段であるモータ（不図示）及びボールネジ５５の組合せと、レール状Ｙ軸ガイド５１とが設けられている。一方、Ｙ軸スライダ３５には、Ｘ軸スライダ３３に設けられたレール状Ｙ軸ガイド５１と係合するＹ軸滑動子５３が左右対称に具備されており、このＹ軸ガイド５１とＹ軸滑動子５３とによってＹ軸スライダ３５がＹ軸方向に案内される。また、図４を参照すると、Ｙ軸送り手段のボールネジ５５が、Ｙ軸スライダ３５に左右対称に配置されたナット部５７のネジ穴（図中においてナット部はネジ穴のみが示されている）に螺合している。したがって、モータ（不図示）によってボールネジ５５が回転させられると、ボールネジ５５の回転がナット部５７を介してＹ軸スライダ３５に伝達され、Ｙ軸スライダ３５がＹ軸ガイド５１及びＹ軸滑動子５３によって案内され貫通開口部３９内をＹ軸方向に移動することになる。
【００４０】
Ｙ軸スライダ３５の背面斜視図である図５を参照すると、Ｙ軸スライダ３５にはＺ軸方向に貫通して延びる空間が形成されており、その内部にはＺ軸スライダ３７が収容されている。また、空間内には、二つのレール状Ｚ軸ガイド５９と共にＺ軸送り手段であるＺ軸モータ６３が固定的に設けられている。
一方、Ｚ軸スライダ３７は、Ｙ軸スライダ３５の内側の空間内に設けられたＺ軸ガイド５９と係合するＺ軸滑動子６１を具備しており、上記Ｙ軸スライダ３５と同様に、Ｙ軸スライダ３５に取り付けられたＺ軸モータ６３の回転がボールネジ（不図示）を介して伝達され、Ｙ軸スライダ３５の内側の空間内をＺ軸方向に移動する。
【００４１】
このようにして、移動体２１はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動することが可能となる。
なお、Ｙ軸及びＺ軸の送り手段はモータとボールネジの組合せとして説明されたが、リニアモータを使用することもできる。またＹ軸スライダ３５の上下の貫通開口部３９はそれぞれテレスコピックカバーで覆われており（不図示）、内部への切屑や切削液の侵入は防止されている。
【００４２】
図６は図３に示されるレール状Ｘ軸ガイド４３及びＸ軸滑動子４５の構造を説明するための模式図であり、図７は図３に示されるリニアモータの移動子４７及び固定子４９の構造を説明するための模式図である。
図６及び図７に示されるように、Ｘ軸スライダ３３のＸ軸方向の両端部のＸ軸滑動子４５及びリニアモータの移動子４７にはＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９上に付着した切屑及び切削液を除去するためのワイパ手段がそれぞれ取り付けられ得る。好適には、ワイパ手段はＸ軸滑動子４５又はリニアモータの移動子４７の先端部側に配置された非接触ワイパ６５、６７とその内側に離間して配置された接触ワイパ６９、７１とを含んでなる。非接触ワイパ６５、６７はＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９と直接的には接触しておらず、それらに付着した大きな切屑を除去する働きをする一方、接触ワイパ６９、７１はＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９と直接的に接触してそれらに付着した細かい切屑及び切削液を除去する働きをする。接触ワイパ６９、７１には例えば潤滑のために油を含浸させたポリウレタンなどの高分子材料などが使用される。非接触ワイパ６５、６７には適宜の材料が使用される。
【００４３】
係るワイパ手段をＸ軸滑動子４５及びリニアモータ移動子４７の前後両端部に設けることができるのはもちろんである。
また、Ｘ軸ガイド４３及びリニアモータの固定子４９のＸ軸ストローク端部では、図６及び図７に一点鎖線で示されるように、接触ワイパ６９、７１がＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９の端部まで移動し、非接触ワイパ６５、６７はＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９の端部を通り越した位置まで移動し得るようにしてもよい。このように構成することで、接触ワイパ６９、７１及び非接触ワイパ６５、６７によって掃拭されたＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子上４９の切屑や加工液がそれらの端部から外部へ除去可能となる。
【００４４】
さらに、Ｘ軸滑動子４５又はリニアモータの移動子４７から圧縮空気を噴出させて、Ｘ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９上に付着した切屑及び切削液を補助的に吹き飛ばすようにしてもよい。
接触ワイパ、非接触ワイパ、圧縮空気の噴出等のワイパ手段を具備することによって、Ｘ軸ガイド４３とＸ軸滑動子４５の間又はリニアモータの移動子４７と固定子４９の間に切屑が巻き込まれてＸ軸滑動子４５又はリニアモータの移動子４７がＸ軸ガイド４３又はリニアモータの固定子４９に沿って滑らかに移動することが阻害されることを防止することが可能となり、案内機構又は駆動機構における故障の頻度を低減させ工作機械の稼働率が向上する。
【００４５】
また、従来、Ｘ軸方向の案内駆動機構部には切屑侵入防止用の可動カバーが設けられおり、この可動カバーが長期の使用においてはかじりや、摩耗等故障の原因となりやすかった。しかし、上記のような下向きに開放した長手空間内にＸ軸ガイド４３、Ｘ軸滑動子４５、リニアモータの移動子４７及び固定子４９を収容すると共にＸ軸滑動子４５及びリニアモータの移動子４７に上記ワイパ手段を設けることで、可動カバーは不要になる。したがって、可動カバーを原因とした故障による機械停止が回避され、工作機械の稼働率が向上し得るようになる。また、可動カバーは送り動力の損失の原因となっていたが、これも軽減する利点を有している。
【００４６】
図２を参照すると、移動体２１のＺ軸スライダ３７の前端部には工具が装着された主軸７５を回転支持する主軸頭７３がさらに保持されている。
主軸頭７３を含む部分の詳細図である図８に示されるように、主軸頭７３は、Ｚ軸方向と垂直な回転軸線７７を中心としてＡ軸方向８６に回転可能に旋回台７９に枢支されており、この旋回台７９に固定された旋回モータ８１によって歯車８３を介して回転される。一方、旋回台７９はＺ軸スライダ３７に固定されたＣ軸モータ８５に接続されており、Ｃ軸モータ８５によってＺ軸方向に延びる回転軸線を中心としてＣ軸方向８７に回転可能となっている。したがって、主軸頭７３はＡ軸及びＣ軸方向への回転が可能となり、複雑な加工に対応できる。歯車８３と同じ歯車列が旋回台７９の向う側にも設けられ、Ａ軸の回転送り駆動は左右両側で行われており精度の高い回転送りが可能である。
【００４７】
主軸頭７３は、Ｚ軸スライダ３７に固定的に取り付けられ、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸方向のいずれににも回転し得ないようになっていてもよい。また、主軸７５が主軸頭７３に対してＺ軸方向（いわゆるＷ軸方向）に移動可能となっていてもよい。
次に、ワーク支持側構造体１５について説明する。
図９は、図１に示されるワーク支持側構造体１５からワーク８９を除去した状態でのワーク支持側構造体１５の部分側断面図であり、図１０は、図９と類似であるワーク支持側構造体１５の第二実施形態についての部分側断面図である。
【００４８】
図１及び図９を参照すると、ワーク支持側構造体１５は、ベース９１と、そのＸ軸方向の両端部にそれぞれ立設された二つの軸支持手段９３と、回転軸９５を介して軸支持手段９３に接続されてＸ軸方向に延びる水平軸線を中心として矢印９７で示される方向に回転可能に支持されたワーク取付台９９とを含んで成る。このワーク取付台９９はモータや歯付きクラッチ（不図示）などによって複数位置に回転割り出し可能になっている。また、ワーク取付台９９の下部とベース９１との間に設けられた押圧手段１０１がベース９１に設けられており、ワーク取付台９９を上方へ押圧するようになっている。押圧手段１０１は、ワーク取付台９９に対して上向きの押圧力を付与することによって、ワーク取付台９９がＸ軸方向に長くなると生じやすくなるＸ軸方向の変形（たわみ）を防止し、ワーク８９に対する高精度の加工を可能にする。
【００４９】
図９に示されるワーク支持側構造体１５のワーク取付台９９は反対側に位置する二つのワーク取付面１０３を有しており、このワーク取付面１０３に直接又はパレット１０５を介してワーク８９が取り付けられる。図１及び図９に示されるワーク支持側構造体１５は、二つのワーク取付面１０３を有しているので、主軸支持側構造体１３と対向して位置するワーク取付面１０３の一方で加工が行われている間に、ワーク取付面１０３の他方で加工と並行してワーク８９の段取り作業を行うことができる。したがって、段取り作業のための機械停止時間を最小限に抑えて機械の稼働率を向上させることができる。
【００５０】
また、図９に示されるワーク支持側構造体１５の押圧手段１０１はベース９１に対して出没可能になっている。例えば、図９に示されるように、サーボモータ１０７と、それによって回転される歯車１０９と、歯車１０９によって回転されるナット１１１と、ナットと係合した押圧ネジ１１３とによって押圧手段１０１を構成し、押圧手段１０１は出没可能となる。かかる機構は公知のものであるのでここでは詳述しない。もちろん、他の機構を用いて押圧手段１０１を出没可能にしても良い。
【００５１】
かかる出没可能の押圧手段１０１は、ワーク取付台９９の回転割り出しが行われる間はベース９１に向かって後退してワーク取付台９９の回転を妨害しないようにする一方、ワーク取付台９９の回転割り出し後には、ベース９１からワーク取付台９９の下部に向かって前進してワーク取付台９９を上方に押圧する。押圧後にワーク取付台９９のたわみがほぼなくなるように押圧力をサーボモータで調節する。
【００５２】
好適には、ワーク取付台９９は図９における上側及び下側の面に切頭円錐形状の窪み１１５を有しており、この窪み１１５に先端部が切頭円錐形になった押圧ネジ１１３が挿入される。したがって、この場合には、押圧手段１０１は、ワーク取付台９９を上方へ押圧すると共にワーク取付台９９の割り出し位置を保持する作用を有するようになる。押圧手段１０１はＸ軸方向に少くとも一つ設けられる。
【００５３】
図１０に示されるワーク支持側構造体１５の第二実施形態におけるワーク取付台９９′は、図９に示される実施形態と対照的に、半円形上断面をしており、単一のワーク取付面１０３を有している。この場合には、ワーク取付面１０３を水平にしてワーク８９の段取り作業が行われた後、ワーク取付台９９′が９０度回転され、図１０に一点鎖線で示される加工位置に回転割り出しされる。したがって、段取り作業が行いやすくなって、その結果、段取り作業に必要とされる時間が短縮され、加工作業の効率化に寄与し得るようになる。
【００５４】
なお、ワーク加工時にワーク取付面１０３を垂直にせず、傾斜させて位置決めして、斜め部分の加工を行うことも可能である。
また、図１０の押圧手段１０１′は先端部にローラ１１７を枢支しており、図９の押圧手段１０１と異なりワーク取付台９９′の半円形状の外周面とこのローラ１１７を介して常に接触して押圧するようになっている。これは、図１０のワーク取付台９９′は上述したように９０度回転することができればことたり、押圧手段１０１′がワーク取付台９９′の外周面と常に接触していても、押圧手段１０１′はワーク取付台９９′の回転割り出しを妨害することがないからである。
【００５５】
ワーク取付台は、図１１に示されるワーク取付台９９″の如く、三つのワーク取付面１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを有する正三角形断面の三角柱形状となるように構成することもできる。かかるワーク取付台９９″は、図９及び図１０に示されるワーク取付台９９、９９′が有する利点を併せ持つものである。すなわち、水平面から３０度上向きになった第一ワーク取付面１０３ａにおいてワーク８９の段取り作業を行い、垂直になった第二ワーク取付面１０３ｂにおいて加工を行うことができるので、加工を行う間に段取り作業を行え、また、第一ワーク取付面１０３ａはほぼ上向き面なので段取り作業は容易となる。さらに、水平面から３０度下向きになった第三ワーク取付面１０３ｃでは、加工後にワーク８９の洗浄を行えば、切屑や洗浄液を下方へ容易に自然落下させて回収できるというさらなる利点を有しており、したがって、加工作業はさらに効率化され得る。
【００５６】
ワーク取付台が四つ以上のワーク取付面を有する多角柱形状に形成されてもよく、この場合にもワーク取付台は上記三つのワーク取付面を有する場合と同様の利点を有し得ることとなる。
【００５７】
以上で説明した主軸支持側構造体１３とワーク支持側構造体１５は、図１に示されるように、切屑排出手段１７を挟んで設置される。図１に示される実施形態においては、この切屑排出手段１７としてリフトアップチップコンベアが使用されており、これがＸ軸方向に駆動され、加工領域で発生した切屑を加工領域の外側へ排出する。なお、リフトアップチップコンベアは公知のものであるので、図中においては簡略化して示されている。
【００５８】
加工領域で発生したワーク８９の切屑は切屑排出手段１７であるリフトアップチップコンベアの水平走行部上に自然落下した後、持ち上げられて切削液と分離され、加工領域外に順次排出されるので、ワーク加工後における加工領域からの切屑の除去作業が軽減される。
また、主軸支持側構造体１３とワーク支持側構造体１５とは切屑排出手段１７を挟んで設置されるので、一体として構成される必要はない。したがって、主軸支持側構造体１３とワーク支持側構造体１５は、各個、ユニット化することが可能となり、Ｘ軸方向に整列して接続すれば、より長いＸ軸方向のワーク８９に対応させることが可能となる。
【００５９】
図１２は、モジュール化され、個別のユニットから構成された実施形態の本願発明の数値制御工作機械１１′を示している。
この実施形態においては、図１に示される主軸支持側構造体１３の単位長さの基台１９をＸ軸方向に複数連接して延長基台１９′が構成され、延長基台１９′の上部及び下部の延長長手空間２９′内に設けられたＸ軸ガイド４３及びリニアモータの固定子４９、すなわちＸ軸スライダ３３の軌道がＸ軸方向に延長される。この延長された軌道に沿って単一の移動体２１を移動させるようにすることで、延長主軸支持側構造体１３′が構成される。一方、図１に示される単位長さのワーク支持側構造体１５をそのワーク取付台９９の回転軸線である水平軸線を整列させてＸ軸方向に複数連接して延長ワーク支持側構造体１５′が構成される。こうして構成された延長主軸支持側構造体１３′と延長ワーク支持側構造体１５′とを切屑排出手段を挟んで設置することで、Ｘ軸方向に延長された数値制御工作機械１１′が容易に作成される。なお、切屑排出手段も水平走行部をユニット化して延長することができるのである。
【００６０】
したがって、工作機械のユーザからの要求に適したサイズの工作機械が容易且つ迅速に製造できるようになり、また一つ一つの工作機械構成要素がいたずらに大形になることも回避され、工作機械の据え付け作業も容易になる。
なお、図１２に示される実施形態においては、複数のユニット化されたワーク取付台９９にまたがってワーク８９が取り付けられ、軸支持手段９３の存在によってワーク８９の回転方向が制限されるので、ワーク取付面の一方に取り付けられたワーク８９の加工中にワーク取付面の他方でワーク８９の段取り作業を行うことができることによる機械稼働率を向上させる利点が失われてしまう。しかしながら、この問題は、連接するワーク支持側構造体１５の最も外側に配置される軸支持手段９３を除いて軸支持手段９３を除去し、接続部材によってワーク取付台９９を接続し、押圧手段１０１を複数箇所に設けてたわみ防止を図ることによって解決し得ることである。
【００６１】
さらに、図１３に示されるようにして本願発明の数値制御工作機械１１にパレット交換手段１１９を付加することによって、ワーク取付台９９へワーク８９（図１３においては、簡単化のために省略されている）が取り付けられたパレット１０５を取り付け、交換する作業が簡易化され得る。図１３においては、例として、図１に示されるタイプのワーク取付台９９を具備したワーク支持側構造体１５と組合せられたパレット交換手段１１９が示されている。なお、主軸支持側構造体１３は図示を省略してある。
【００６２】
図１３を参照すると、パレット交換手段１１９は、ワーク支持側構造体１５に隣接して設けられた、交換用パレット１０５を収納するためのパレットストッカ１２１と、ワーク取付台９９とパレットストッカ１２１との間でパレット１０５を搬送するパレットキャリア１２３とを含んでなる。パレットストッカ１２１の図中右側にはＺ軸方向に延びるＺ軸方向案内レール１２５が設置されており、その上をキャリアベース１２７がＺ軸方向に移動可能になっている。パレットキャリア１２３は、このキャリアベース１２７に乗せられてＺ軸方向に移動し、各位置にてパレットストッカ１２１との間でパレット１０５の授受を行う。この授受は、パレットキャリア１２３の上部に設けられたシリンダ装置１２３ａにより行われる。シリンダ装置１２３ａのピストンロッドの先端には、パレット１０５と係合するフックが設けられており、ピストンロッドの伸縮動作によってパレットキャリア１２３とパレットストッカ１２１との間でパレット１０５をスライドさせて授受するのである。さらに、Ｚ軸方向案内レール１２５の端部にはそこからワーク支持側構造体１５のワーク取付台９９の前方までＸ軸方向に延びるＸ軸方向案内レール１２９が設置されており、この端部にてパレットキャリア１２３はキャリアベース１２７からＸ軸方向案内レール１２９上へと移動することが可能になっている。
【００６３】
したがって、パレットキャリア１２３を介してワーク支持側構造体１５とパレットストッカ１２１との間でワーク８９を取り付けられたパレット１０５の授受が可能となり、ワーク取付台９９にパレット１０５の自動着脱を可能とさせるパレット装着手段１３５を装備すれば、大変な労力を伴うパレット交換が自動化される。パレット装着手段１３５は、例えば、ワーク８９が取り付けられる面と反対側に位置するパレット１０５の面とその四隅で係合してワーク取付台９９にパレット１０５を引き付けるシリンダなどによって構成される公知の手段である。
【００６４】
さらに、パレットキャリア１２３の移動軌道、すなわち、Ｘ軸方向案内レール１２９及びＺ軸方向案内レール１２５の途中に段取りステーション１３１が設けられてもよい。段取りステーション１３１には、好適には、段取り作業を容易にするためにパレット１０５を垂直姿勢と水平姿勢との間で９０度転回させる手段１３３が設けられる。段取りステーション１３１は、ワーク支持側構造体１５のパレット取付台９９以外の段取り作業のためのスペースを確保し、段取り作業の効率化を促進する。
【００６５】
なお、上記各実施形態は、回転割り出し可能なワーク取付台９９を具備するものとして説明されたが、ワーク取付台９９を固定としたもの（回転不能であるもの）であってもよい。すなわち、ワーク支持側構造体をワークを固定載置するワーク載置台として構成してもよい。
以上、本願発明を添付の図面に示す幾つかの実施形態について説明したが、これら実施形態はもっぱら説明上のものであり、制約的なものではない。また、本願発明の範囲は、請求の範囲によって限定されるものであるから、請求の範囲から逸脱することのない修正及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の数値制御工作機械の全体構成図である。
【図２】  図１に示される数値制御工作機械の主軸支持側構造体に関する斜視図である。
【図３】  図２に示される主軸支持側構造体の基台下部の前端部分の側面図である。
【図４】  図２に示される主軸支持側構造体のＸ軸スライダ及びＹ軸スライダを線ＩＶ−ＩＶで切って上から見た断面図である。
【図５】  主軸支持側構造体のＹ軸スライダの後方斜視図である。
【図６】  図３に示されるＸ軸ガイド及びＸ軸滑動子の構造を説明するための模式図である。
【図７】  図３に示されるリニアモータの固定子及び移動子の構造を説明するための模式図である。
【図８】  図２に示される旋回台及び主軸頭を含む部分の詳細図である。
【図９】  ワークを除去した状態で示される、図１のワーク支持側構造体の断面図である。
【図１０】  図９と類似であるワーク支持側構造体の第二実施形態の断面図である。
【図１１】  ワーク支持側構造体のワーク取付台に関する第三実施形態である。
【図１２】  モジュール化された本願発明の数値制御工作機械の実施形態である。
【図１３】  本願発明による数値制御工作機械のワーク支持側構造体にパレット交換手段を組み合わせた実施形態である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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