(57)【要約】【課題】加工ヘッドを刃具と共に傾斜させて加工させる場合であっても、集塵手段がワークに干渉してしまうのを防止することができるとともに、種々の刃具が順次取り付けられる場合であっても、その刃具の形状及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる工作機械を提供する。【解決手段】マガジン７の任意の刃具を加工ヘッド６に取り付け、その刃具にてワークに対する任意加工を施すための工作機械において、集塵手段は、刃具Ｎと一体形成されてマガジン７に収容されるとともに当該刃具Ｎによる加工で生じた切り屑を吸引可能な集塵口部材９と、刃具Ｎが加工ヘッド６に取り付けられた状態で集塵口部材９と連結され当該集塵口部材９から吸引した切り屑を流通させ得る連結部材８と、を有して構成され、且つ、集塵口部材９は刃具Ｎのワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状とされたものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置可能な加工テーブルと、
該加工テーブル上のワークに対し所定の加工を施すための加工ヘッドを上下動自在に保持する保持部材と、
該保持部材を保持しつつ前記加工テーブルに対して左右方向へ摺動可能な移動部材と、
前記加工ヘッドに取り付けられるべき複数の刃具を収容したマガジンと、
加工の際に生じた切り屑を吸引して除去する集塵手段と、
を具備し、前記加工テーブル、保持部材及び移動部材を選択的に摺動させることにより、前記マガジンの任意の刃具を加工ヘッドに取り付けるとともに、取り付けられた前記加工ヘッドの刃具にてワークに対する任意加工を施すための工作機械において、
前記集塵手段は、前記刃具と一体形成されて前記マガジンに収容されるとともに当該刃具による加工で生じた切り屑を吸引可能な集塵口部材と、前記刃具が前記加工ヘッドに取り付けられた状態で前記集塵口部材と連結され当該集塵口部材から吸引した切り屑を流通させ得る連結部材と、を有して構成され、且つ、前記集塵口部材は前記刃具のワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状とされたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記加工ヘッドは、ワークに対して前後方向、左右方向、上下方向に移動可能とされるとともに、所定の軸を中心に旋回及び傾斜可能とされたことを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記集塵口部材と共に前記刃具が前記加工ヘッドに取り付けられた状態で、前記連結部材を移動させて当該集塵口部材と連結させる連結駆動手段を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工ヘッドに取り付けられた刃具にてワークに対する任意加工を施すための工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、木工機などの工作機械は、ルータヘッドやボーリングヘッド等ワークに対して所定の加工を施すための種々加工ヘッドを有した工作機械本体と、ワークを載置するための加工テーブルとを主に有しており、クランプ手段等により加工テーブル上にワークを位置決め固定した後、工作機械本体を駆動させて、加工ヘッドを任意に移動させることにより当該加工ヘッドに取り付けられた刃具にてワークに対する切削加工が行われていた。
【０００３】
然るに、切削加工により生じた切り屑が加工に対して悪影響を及ぼさないよう、当該切り屑をワークの加工面から素早く取り除く必要がある。こうした事情に対応すべく、従来の工作機械においては、加工の際に生じた切り屑を吸引して除去する集塵手段を備えたものが提案されている。かかる集塵手段は、例えば刃具の周囲に固定されつつ加工部位に向けて開口した集塵口を備え、負圧により切り屑を吸引するよう構成されていた。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の工作機械においては、集塵口が刃具の周囲に形成されていたので、例えば加工ヘッドを刃具と共に傾斜させて切削加工させるものにおいては、集塵口がワークに干渉してしまう虞があった。特に、所定タイミングにて刃具を自動的に交換するオート・ツール・チェンジャー（ＡＴＣ）を具備した工作機械に適用した場合、種々形状及び加工形態の刃具が順次取り付けられるため、その形状及び加工形態に応じた集塵が困難であるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加工ヘッドを刃具と共に傾斜させて加工させる場合であっても、集塵手段がワークに干渉してしまうのを防止することができるとともに、種々の刃具が順次取り付けられる場合であっても、その刃具の形状及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、ワークを載置可能な加工テーブルと、該加工テーブル上のワークに対し所定の加工を施すための加工ヘッドを上下動自在に保持する保持部材と、該保持部材を保持しつつ前記加工テーブルに対して左右方向へ摺動可能な移動部材と、前記加工ヘッドに取り付けられるべき複数の刃具を収容したマガジンと、加工の際に生じた切り屑を吸引して除去する集塵手段とを具備し、前記加工テーブル、保持部材及び移動部材を選択的に摺動させることにより、前記マガジンの任意の刃具を加工ヘッドに取り付けるとともに、取り付けられた前記加工ヘッドの刃具にてワークに対する任意加工を施すための工作機械において、前記集塵手段は、前記刃具と一体形成されて前記マガジンに収容されるとともに当該刃具による加工で生じた切り屑を吸引可能な集塵口部材と、前記刃具が前記加工ヘッドに取り付けられた状態で前記集塵口部材と連結され当該集塵口部材から吸引した切り屑を流通させ得る連結部材と、を有して構成され、且つ、前記集塵口部材は前記刃具のワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状とされたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の工作機械において、前記加工ヘッドは、ワークに対して前後方向、左右方向、上下方向に移動可能とされるとともに、所定の軸を中心に旋回及び傾斜可能とされたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の工作機械において、前記集塵口部材と共に前記刃具が前記加工ヘッドに取り付けられた状態で、前記連結部材を移動させて当該集塵口部材と連結させる連結駆動手段を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、集塵口部材は刃具のワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状とされたので、加工ヘッドを刃具と共に傾斜させて加工させる場合であっても、集塵手段がワークに干渉してしまうのを防止することができるとともに、種々の刃具が順次取り付けられる場合であっても、その刃具の形状及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、加工ヘッドは、ワークに対して前後方向、左右方向、上下方向に移動可能とされるとともに、所定の軸を中心に旋回及び傾斜可能とされたので、刃具の加工角度及び加工形態をより多く想定させることができ、加工の自由度を向上させることができるとともに、そのより多く想定される加工角度及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、集塵口部材と共に刃具が加工ヘッドに取り付けられた状態で、連結部材を移動させて当該集塵口部材と連結させる連結駆動手段を具備したので、刃具の交換、集塵口部材に対する連結部材の連結、及び刃具による加工等、一連の作業を自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る工作機械は、数値制御により加工ヘッドを任意に移動させつつワークに対して所望の切削加工を施すとともに、自動的に刃具の交換を行い得るものであり、図１〜図３に示すように、ワークを載置可能な加工テーブル２と、工作機械本体３と、加工テーブル２上のワークに対し切削加工を施すための加工ヘッド６と、該加工ヘッド６に取り付けられるべき複数の刃具Ｃ（或いは他の刃具Ｎ）を収容したマガジン７とから主に構成されている。
【００１３】
加工テーブル２は、床面に固設された基台１上を図１中Ｘ方向（前後方向）に摺動可能とされたもので、当該基台１を跨いで門形の工作機械本体３が配設されている。かかる工作機械本体３は、図２中Ｙ方向（左右方向）に延びる左右レール１２に沿って摺動可能な移動部材４と、Ｚ方向（上下方向）に延びる上下レール１１（図１参照）に沿って摺動可能な保持部材５と、該保持部材５に固定されて保持された加工ヘッド６とを有する。即ち、加工ヘッド６は、保持部材５に上下動自在に配設されるとともに、該保持部材５は左右方向（Ｙ方向）に摺動自在な移動部材４にて保持されているのである。
【００１４】
加工ヘッド６には、所定の刃具Ｃ（例えばルータ）が取り付けられるとともに、加工テーブル２、保持部材５及び移動部材４を選択的に摺動させることにより当該刃具Ｃにてワークに対する任意加工を施すよう構成されている。即ち、加工ヘッド６のワークに対するＸ方向の移動は加工テーブル２の摺動にて行われるとともに、Ｙ方向の移動は移動部材４の摺動にて行われ、ワークに対する加工が施されるのである。尚、加工ヘッド６のＺ方向の移動は図示しないモータの駆動による保持部材５の摺動にて行われる。
【００１５】
また、本実施形態に係る工作機械は、上述の如く加工ヘッド６がワークに対して前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）に移動可能とされるとともに、所定の軸を中心に旋回及び傾斜可能とされている。具体的には、加工ヘッド６は、図４に示すように、軸Ａを中心に回動して旋回動作がなされるとともに、軸Ｂを中心に回動して傾斜動作がなされるのである。然るに、加工ヘッド６の旋回動作或いは傾斜動作は、予め定められた刃具のワークに対する加工形態（加工の際の刃具のワークに対する角度や位置など）によりなされるよう構成されている。
【００１６】
然るに、本実施形態においては、複数種の切削加工を自動的に連続して行わせるべく、加工ヘッド６に取り付け可能な複数の刃具（ツール）を収容したマガジン７を工作機械近傍（例えば加工テーブルや作業領域の床面等）に固設し（図２、３参照）、所定タイミングにて刃具を自動的に交換するオート・ツール・チェンジャー（ＡＴＣ）を具備している。即ち、マガジン７は、加工ヘッド６に取り付けられるべき複数の刃具を収容しており、加工テーブル２、保持部材５及び移動部材４を選択的に摺動させることにより、マガジン７の任意の刃具を加工ヘッド６に取り付けるとともに、取り付けられた加工ヘッド６の刃具にてワークに対する任意加工を施すよう構成されているのである。尚、本実施形態においては、オート・ツール・チェンジャー（ＡＴＣ）機能により、ルータ等から成る刃具Ｃを取り外し、丸鋸から成る刃具Ｎを取り付けて切削加工可能とされているが、取り外される刃具及び取り付ける刃具が他の形態の刃具であってもよい。
【００１７】
ここで、本実施形態における工作機械は、刃具Ｎ側に集塵口部材９が配設されるとともに、工作機本体３側に連結部材８が配設されており、これら集塵口部材９と連結部材８とが連結されて集塵手段を構成することにより、加工の際に生じた切り屑（切削粉）を吸引して除去し得るよう構成されている。集塵口部材９は、刃具Ｎと一体形成されてマガジン７に収容されるとともに当該刃具Ｎによる加工で生じた切り屑を吸引可能な所謂チャンバから成るもので、当該刃具Ｎを覆って保護するカバー機能と、切り屑を吸引する集塵機能とを兼ね備えたものである。
【００１８】
より具体的には、集塵口部材９には、軸Ｌ（図６参照）を中心として刃具Ｎが回転自在に形成されているとともに、当該刃具Ｎの加工部位（集塵口部材９から突出した部位であって実際の切削加工が行われる部位）近傍に開口した集塵口９ａと、連結部材８と連結可能に開口した被連結口９ｂとが形成されている。そして、オート・ツール・チェンジャー（ＡＴＣ）機能により刃具Ｎを加工ヘッド６に取り付けると、図５に示すように、当該刃具Ｎが略水平方向に取り付けられるとともに、集塵口９ａ及び被連結口９ｂが左右方向を向いて開口した状態（取り付け状態であって非加工状態）とされる。
【００１９】
刃具Ｎが取り付けられると、加工ヘッド６は、軸Ｂを中心として傾斜動作（回動動作）され、図５における二点鎖線で示した状態（加工角度及び加工形態）とされる。かかる状態（加工状態）においては、当該刃具Ｎが略垂直方向に取り付けられるとともに、集塵口９ａが下方を向いて刃具Ｎの加工部位（集塵口部材９から突出した部位であって実際の切削加工が行われる部位）近傍に開口し、被連結口９ｂが上方を向いて開口した状態となる。
【００２０】
一方、連結部材８は、図７に示すように、刃具Ｎが加工ヘッド６に取り付けられた状態（加工状態）で集塵口部材９と連結され、当該集塵口部材９から吸引した切り屑を流通させて外部へ排除し得るものである。具体的には、連結部材８は、被連結口９ｂと対応した連結口８ａを有しており、例えばシリンダ等から成る連結駆動手段１０により、図中上下方向へ移動可能とされたものである。
【００２１】
然るに、集塵口部材９と共に刃具Ｎが加工ヘッド６に取り付けられた状態（加工状態）で、連結駆動手段１０が駆動して連結部材８が下方へ移動することにより、連結口８ａと被連結口９ｂとが接続し、集塵口部材９と連結部材８とが連結される。この連結状態において、連結部材８側に配設された負圧発生手段（不図示）を作動させれば、加工の際に生じた切り屑（切削粉）を集塵口部材９の集塵口９ａから吸引し、連結部材８を介して外部まで流通させて除去し得るようになっている。
【００２２】
ここで、本実施形態においては、集塵口部材９は刃具Ｎのワークに対する加工角度及び加工形態（加工の種類や加工範囲等）に応じた形状（集塵口９ａの開口の向き等）とされている。従って、加工ヘッド６を刃具Ｎと共に傾斜させて加工させる場合であっても、集塵手段（特に集塵口部材９）がワークに干渉してしまうのを防止することができるとともに、種々の刃具が順次取り付けられる場合であっても、その刃具の形状及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる。
【００２３】
即ち、本実施形態によれば、加工の際に生じた切り屑を吸引して除去するための集塵手段が、集塵口部材９と、該集塵口部材９と連結される連結部材８とを有して構成されており、集塵口部材９を刃具のワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状としたので、その取り付けられた刃具に応じた形状（集塵口９ａの形状やその開口の大きさ等）の集塵口部材９とすることができ、当該形状及び加工形態に応じた集塵を行わせることができるのである。
【００２４】
また、上記実施形態によれば、加工ヘッド６は、ワークに対して前後方向、左右方向、上下方向に移動可能とされるとともに、所定の軸を中心に旋回及び傾斜可能とされたので、刃具の加工角度及び加工形態をより多く想定させることができ、加工の自由度を向上させることができるとともに、そのより多く想定される加工角度及び加工形態に応じた集塵を行わせることができる。
【００２５】
更に、集塵口部材９と共に刃具が加工ヘッド６に取り付けられた状態で、連結部材８を移動させて当該集塵口部材９と連結させる連結駆動手段１０を具備したので、刃具の交換、集塵口部材９に対する連結部材８の連結、及び刃具による加工等、一連の作業を自動化することができる。
【００２６】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば連結部材８を移動させて集塵口部材９と連結させる連結駆動手段１０がシリンダ以外の駆動手段としてもよく、連結手段８を上記とは異なる全体形状のものとしてもよい。また、本実施形態においては、集塵口部材は、刃具Ｎと一体形成されているが、他の刃具（例えばルータ等の刃具Ｃ）にも形成させるようにしてもよい。更に、本発明は、木工用或いは金属加工用など種々工作機械に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
集塵手段は、刃具と一体形成されてマガジンに収容されるとともに当該刃具による加工で生じた切り屑を吸引可能な集塵口部材と、刃具が加工ヘッドに取り付けられた状態で集塵口部材と連結され当該集塵口部材から吸引した切り屑を流通させ得る連結部材とを有して構成され、且つ、集塵口部材は刃具のワークに対する加工角度及び加工形態に応じた形状とされた工作機械であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械を示す側面図
【図２】同工作機械を示す正面図
【図３】同工作機械を示す上面図
【図４】同工作機械における加工ヘッド近傍を示す正面拡大図
【図５】同工作機械における加工ヘッド（非加工状態）近傍を示す側面拡大図
【図６】同工作機械における集塵口部材を示す上面拡大図（連結前）
【図７】同工作機械における加工ヘッド（加工状態）近傍を示す側面拡大図
【符号の説明】
【００２９】
１    基台
２    加工テーブル
３    工作機械本体
４    移動部材
５    保持部材
６    加工ヘッド
７    マガジン
８    連結部材
９    集塵口部材
１０  連結駆動手段
１１  上下レール
１２  左右レール
Ｃ、Ｎ    刃具
【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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