(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
門型マシニングセンタで主軸頭を水平移動可能に支持しコラムに沿って昇降移動するクロスレールの端部に取着された自動工具交換装置に対し切削液及び切屑が飛散することを防止する保護カバーであって、前記クロスレールの昇降時に干渉しないように切欠きを有し前記主軸頭と前記自動工具交換装置との間を遮断可能に移動する大きな保護カバーと、前記大きな保護カバーの切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーと、前記大きな保護カバーに取り付けられ先端に前記小カバーを固着して高さ位置調整可能に昇降移動させる駆動装置と、前記コラムに取り付けられ前記クロスレールの昇降位置を検出する検出器とを備え、前記検出器により検出されたクロスレールの位置に基づいて小カバーを昇降させることを特徴とする自動工具交換装置保護カバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は門型マシニングセンタにおいて切屑の飛散を防止し、自動工具交換装置を保護するカバーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
門型マシニングセンタでは通常、高さの低い薄物工作物から、高さの大きい厚物工作物まで各種の工作物が加工される。そして加工中の切屑及び切削液から自動工具交換装置を保護するために保護カバーが取り付けられている。第１の従来技術として図３，図４に示すものが知られている。
図３，図４は上下に昇降移動するクロスレールの一端に自動工具交換装置を取着した門型マシニングセンタの保護カバー取付部を示すものである。
【０００３】
紙面に直角な長手Ｘ軸方向に伸びているベッド１０１の上面にはＸ軸方向に移動位置決め可能にテーブル１０２が取付けられていて、テーブル１０２上に工作物Ｗがクランプされる。テーブル１０２の側面と間隔を有してベッド１０１の側面にコラム１０３が立設されている。コラム１０３の前面には上下のＺ軸方向に案内面１０３ａが設けられていて、この案内面１０３ａに水平Ｙ軸方向に伸びたクロスレール１０４がＺ軸方向に移動位置決め可能に取り付けられている。クロスレール１０４の前面にはＹ軸方向に案内面１０４ａが設けられていて、この案内面１０４ａに主軸頭１０５がＹ軸方向に移動位置決め可能に取り付けられている。
【０００４】
主軸頭１０５内には主軸１０６ａを回転可能に軸承するクイル１０６がＺ軸方向移動可能に設けられていて、主軸１０６ａの下端には切削加工用の工具Ｔが装着される。クロスレール１０４の一端（図３の左端）には自動工具交換装置１０７が取り付けられている。自動工具交換装置１０７は、各種工具を工具軸線を水平として保持し、所定位置に所望工具を割出し位置決めするチエーン式の工具マガジン１０８と、両端に工具把持部１０９ａ，１０９ｂを有し工具マガジン１０８内の工具と主軸１０６ａに装着している工具とを交換する工具交換アーム１０９とから構成されている。
【０００５】
ベッド１０１の側面にはブラケット１１１が取着されていて、このブラケット１１１に上面と下面に案内路を有するレール１１２がＸ軸方向に伸びて取り付けられている。レール１１２の上面と下面の案内路を挟む状態にローラ１１３を取り付けた保持体１１４が保護カバー１１５に固着されて、保護カバー１１５を支持している。そして保護カバー１１５はテーブル１０２とコラム１０３との間でテーブル１０２との間に間隔を有した状態で配設されている。ブラケット１１１には保護カバー１１５をレール１１２の案内路に沿ってＸ軸方向に進退移動させるエアシリンダ１１６が取着されている。
【０００６】
また図４においてクロスレール１０４がＺ軸方向へ移動したときにクロスレール１０４との干渉を避けるため、保護カバー１１５には切欠き１１５ａが設けられている。またブラケット１１１には所定位置にリミットスイッチ１１７が取り付けられていて、このリミットスイッチ１１７を作動させるドッグ１１８が保持体１１４に固着されている。更に切削加工中、切削部分に供給される切削液及び切削中に発生する切屑を受けるチップコンベア（又は樋）１１０がブラケット１１１とベッド１０１との間でＸ軸方向に伸びて設けられている。
【０００７】
この従来技術の作用は工作物の切削加工を開始する前に先ずエアシリンダ１１６を作動させて、保護カバー１１５を図４にてＸ軸方向左端まで移動させ、閉状態とする。このときドッグ１１８によりリミットスイッチ１１７が作動して、保護カバー１１５が左端まで移動したことが確認される。この確認を得て切削加工が開始される。切削加工に際し工作物Ｗの高さに応じてクロスレール１０４がＺ軸方向下方に下降移動した場合でも、保護カバー１１５に切欠き１１５ａが設けられているため、クロスレール１０４と保護カバー１１５とが干渉することはない。
【０００８】
そしてこの切削加工中に加工部分に供給された切削液及び切削中に発生した切屑は、飛散して保護カバー１１５の内面に当たったものも全てチップコンベア（又は樋）１１０内に落下する。また切削加工中、次加工に必要な所望工具をチエーン式マガジジン１０８の所定位置に割出し位置決めする。そして工具交換アーム１０９の一端の工具把持部１０９ａでこの所望工具を把持し工具マガジン１０８から抜き取る。その後工具軸線が主軸１０６の軸線と平行になるよう工具交換アーム１０９をＹ軸に平行な軸線まわりに９０度旋回させ図３のａ位置とする。
【０００９】
主軸１０６ａに装着している工具Ｔによる切削が終了すると、工具Ｔは加工済工具となる。そして切削終了の信号を受けてエアシリンダ１１６を作動させ保護カバー１１５を図４でＸ軸方向右方に移動させ、開状態とする。その後主軸１０６ａに装着している加工済工具Ｔを新しい次工具と交換するために主軸頭１０５を図５でＹ軸方向左方へ移動させると共にクイル１０６を加工させ工具交換アーム１０９と主軸先端が同じ高さになるように主軸１０６ａの軸心をｃ位置に位置決めする。
【００１０】
このとき主軸１０６ａに装着されている加工工具Ｔは工具交換アーム１０９の他端の工具把持部１０９ｂに把持された状態となり、工具交換アーム１０９は両端に次工具と加工済工具をそれぞれ把持することになる。その後クイル１０６をＺ軸方向下方に移動させ主軸１０６ａから加工済工具Ｔを抜き出し、工具交換アーム１０９を１８０度旋回させて次工具と加工済工具との位置を反転させ、再びクイル１０６をＺ軸方向上方に移動させて次工具を主軸１０６ａに装着する。次工具が主軸１０６ａに装着されると主軸頭１０５は図３でＹ軸方向右方に移動して次の切削加工を開始し、同時にエアシリンダ１１６が作動させられ保護カバー１１５が図４でＸ軸方向左方に移動して閉状態となる。
【００１１】
第２の従来技術として特開平５−１０４３９０号公報のものが知られている。これは図５に示す如くマシニングセンタのクロスレール２０１の上下動に追従して上下動するスクリーン２０２が設けられている。このスクリーン２０２はクロスレール２０１の上下動とは別に油圧モータ２０３によって単独に上下動することも可能に構成されている。従って切削加工中にはクロスレール２０１の位置までスクリーン２０２が上昇していて、切削液や切屑が自動工具交換装置や、自動アタッチメント交換装置まで飛散することを防止している。そして工具交換時またはアタッチメント交換時にはスクリーン２０２を単独で下降させて、主軸頭２０４が図５でクロスレール２０１の右端まで移動できるようになしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた第１の従来技術では保護カバーにクロスレールとの干渉を避けるための切欠きが設けられている。そこで高さの大きな厚物工作物を加工する場合にはクロスレールがコラムの上方位置にクランプされることになり、切欠きは塞がれず、保護カバーの切欠きから切削液や切屑が自動工具交換装置の方へ飛散することになる。そして、この飛散により交換アームに把持された次工具のテーパシャンク部に切削液や切屑が付着して、工具交換が正常に出来なくなるという問題を有していた。また自動工具交換装置の位置まで飛散する切削液や切屑を少なくするために切欠きを小さくすれば、クロスレールを下方位置まで加工させることが出来ず、高さの低い薄物工作物を加工することが出来なくなる。
従って切欠き寸法としては切削液や切屑の飛散をある程度防止し、且つある程度の高さを有する薄物工作物を切削加工可能とする寸法となしていた。そのため切削液や切屑の飛散を完全に防止することが出来ず、且つ非常に高さの低い薄物工作物は加工することが出来ないという問題を有していた。
【００１３】
また第２の従来技術では切削加工中に保護カバーとしてのスクリーンがクロスレール位置まで上昇していて、切削液や切屑が自動工具交換装置や自動アタッチメント交換装置の位置へ飛散することを防止している。しかしスクリーンはクロスレールよりも上方に達することは出来ず、スクリーンは常に主軸頭よりも低い位置にあり、切削液や切屑の飛散を完全に防止することが出来ないという問題を有していた。
【００１４】
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、門型マシニングセンタにおけるクロスレールの昇降移動量を制限することなく、厚物工作物から薄物工作物までの加工に際し、切削液や切屑が自動工具交換装置の位置まで飛散することを完全に防止した自動工具交換装置保護カバーを提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載された本発明の保護カバーは、門型マシニングセンタで主軸頭を水平移動可能に支持しコラムに沿って昇降移動するクロスレールの端部に取着された自動工具交換装置に対し切削液及び切屑が飛散することを防止する保護カバーであって、前記クロスレールの昇降時に干渉しないように切欠きを有し前記主軸頭と前記自動工具交換装置との間を遮断可能に移動する大きな保護カバーと、前記大きな保護カバーの切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーと、前記大きな保護カバーに取り付けられ先端に前記小カバーを固着して高さ位置調整可能に昇降移動させる駆動装置と、前記コラムに取り付けられ前記クロスレールの昇降位置を検出する検出器とを備え、前記検出器により検出されたクロスレールの位置に基づいて小カバーを昇降させるものである。
【００１６】
請求項１の保護カバーによれば、大きな保護カバーにクロスレールの昇降を許容する切欠きと、この切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーとを設けたので、自動工具交換装置を切削液や切屑から保護する保護カバーを取り付けても、クロスレールの昇降位置を制限することなく、薄物工作物から厚物工作物まで任意の高さの工作物を加工することが可能となった。
またクロスレールの昇降位置に応じて小カバーを昇降させてロックすることが出来るので、クロスレールがいずれの昇降位置にあっても切削液や切屑を完全に防止することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明の保護カバーの取り付け状態を示していて、第１の従来技術における保護カバーの切欠きに対し、この切欠きを塞ぐ小さなカバーを追加したものである。尚図１では第１の従来技術と同一個所に第１の従来技術の符号に対し１００桁を差し引いた符号を付けて関連をもたせ、説明を省略する。
【００１８】
図１において、大きな保護カバー１５に設けられた切欠き１５ａは、クロスレール４がＺ軸方向で最下降位置に移動してコラム３にクランプされたときにも干渉しない大きさに設けられている。大きな保護カバー１５にはＺ軸方向に駆動装置２２が取着されていて、この駆動装置２２のピストンロッド２７の先端には、大きな保護カバー１５の切欠き１５ａを完全に塞ぎ、クイル６に組み込まれた主軸６ａに装着した工具Ｔが完全に隠れる大きさの小カバー２１が結合されている。そして駆動装置２２は小カバー２１をＺ軸方向に昇降移動させる。
【００１９】
コラム３の側面にはＺ軸方向に等間隔を有して検出器としてのリミットスイッチ２０が複数個取り付けられていて、クロスレール４にはクロスレール４が昇降したときこれら各リミットスイッチ２０と相対する位置で各リミットスイッチ２０を順次作動させる駒１９が取着されている。駆動装置２２としては例えばＳＭＣ株式会社製ファインロックシリンダ内蔵ガイド付ＭＬＧＣ Series が用いられる。
【００２０】
従ってピストンロッド２７が上下に移動すればピストンロッド２７に接続の接続板３１を介して小カバー２１もともに直進移動を行う。また駆動装置２２の外周上には軸線に沿ってコラム３に取り付けたリミットスイッチ２０と同数の近接スイッチ３２（図１には図示せず）が等間隔に取り付けられていて、シリンダ２５を非磁性体で作っておくことによりピストンロッド２７の位置を検知することができる。そして複数個の前記近接スイッチ３２の取り付け位置はクロスレール４の昇降位置を検出する複数個のリミットスイッチ２０の取り付け位置に対応されており、駒１９で作動されたりリミットスイッチの位置でクロスレールの位置がわかり、このときの小カバー２１の位置が切削液，切粉防止に適合した位置とするように駆動装置２２の前記近接スイッチ３２が作動すべく関係づけられている。
【００２１】
小カバー２１の昇降移動を図２に示すブロック線図にもとづいて作用を説明する。指令により方向切換弁５１の流路を開き駆動装置２２のシリンダ２５の上室への流路を開いて圧縮空気源に接続し下室を開放して圧縮空気を送りピストンの下端位置に位置決めする。これにより図１において小カバー２１が最下降位置となる。切削加工を行う場合、工作物の高さに応じてクロスレール４にＺ軸方向の昇降移動が指令される。
【００２２】
この指令によってクロスレール４が昇降移動し駒１９がコラム３に取り付けられているリミットスイッチ２０のうち所定のリミットスイッチ２０を作動させたとき、信号によりクロスレール４のクランプ装置６１が働きクロスレール４はコラム３にクランプされる。次に小カバー２１が上昇した位置をとらせるために、指令によって方向切換弁５１を切り換えて駆動装置２２のシリンダ２５の下室に圧縮空気を送りピストンロッド２７を上昇させる。ピストンロッド２７の上昇によって近接スイッチ３２が順次作動し近接スイッチ３２の信号とリミットスイッチ２０の信号とが比較回路６２で比較されており一致したときに比較回路６２から方向切換弁５１に信号を送って上昇を停止させる。
【００２３】
尚、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば駆動装置としてモータとねじ軸を使用しても良い。また、リミットスイッチ２０の出力に基づいて単純に駆動装置を制御するようにし、近接スイッチ３２，比較回路６２を省略しても良い。その他、基発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の保護カバーは上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１の保護カバーは、大きな保護カバーにクロスレールの昇降を許容する切欠きと、この切欠きを塞ぐ昇降可能な小カバーを大きな保護カバーに設けて小カバーをクロスレールの昇降位置に対応して昇降するようになしたので、自動工具交換装置を切削液や切屑から保護する保護カバーによってクロスレールの昇降位置を制限することなく、薄物工作物から厚物工作物まで任意の高さの工作物を加工することが可能となった。
またクロスレールの昇降位置に応じて小カバーを昇降させてロックすることが出来るのでクロスレールがいずれの昇降位置にあっても切削液と切屑を完全に防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動工具交換装置保護カバーの取り付け状態の説明図である。
【図２】小カバーの動作を説明するブロック線図である。
【図３】第１の従来技術の説明図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ´矢視図である。
【図５】第２の従来技術の説明図である。
【符号の説明】
３  コラム            ４  クロスレール
１５  大きな保護カバー
１５ａ  切欠き        ２１  小カバー
２２  駆動装置        ２０  リミットスイッチ
１９  駒              ３２  近接スイッチ
【図１】
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【図２】
0003795737.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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