(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に相対移動させて前記ワークを加工する工作機械において、
機械の基台となるベッドと、
前記ベッドの後部で左右方向に設けられた案内に沿って移動するコラムと、
前記コラムの前部で上下方向に設けられた案内に沿って移動し、先端に前記工具を装着する主軸を有した主軸頭と、
前記ベッドの中央部の前後方向の凹部に前記ベッドの前部から後部にわたって設けられた凹形状のトラフと、
前記ワークを載置し、前記凹形状のトラフの左右両側の前記ベッド上に前後方向に設けられた１対の案内に沿って前記凹形状のトラフをまたいで前後方向に移動可能に設けられたテーブルと、
前記トラフの外側でかつ前記１対の案内のどちらか一方の案内の近傍に平行に設けられ、前記テーブルを前後方向に移動させる１本の送りねじと、
加工領域を取り囲み切屑や加工液の飛散を防止するスプラッシュガードと、
前記テーブルの前後方向移動の全域にわたって前記テーブルの案内及び送りねじを覆い、切屑や加工液を前記トラフへ導くカバーと、
前記主軸まわりに設けられ、加工部へ向って加工液を噴出する複数の加工用ノズルと、
前記凹形状のトラフ内に設けられ、前記トラフ内の切屑を機外へ向って搬送するための加工液を噴出する複数の切屑搬送用ノズルと、
加工液タンクから前記加工用ノズル及び前記切屑搬送用ノズルに加工液を供給する１台の加工液ポンプと、
前記加工用ノズルへの加工液の供給を停止したとき前記加工用ノズルの管路内に残留する加工液を吸引するエジェクタと、
ワークの加工中は前記加工液ポンプから吐出される加工液を前記加工用ノズル及び前記切屑搬送用ノズルに分配して供給し、ワークの非加工中は前記加工用ノズルに供給していた加工液を前記エジェクタの供給口に供給し、吸引した前記加工用ノズルの管路内の残留加工液と共に前記エジェクタの吐出口から前記切屑搬送用ノズルに加工液が供給されるように加工液の流路を切換える切換弁と、
を具備することを特徴とした工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライス盤、マシニングセンタ等のワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に相対移動させてワークを加工する工作機械に関し、特に加工領域をスプラッシュガードで囲み、切屑や加工液をベッドに設けたトラフに落下させて機外に排出する工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械にあっては、従来から切屑や加工液を効率よく機外へ排出させることが１つの重要なテーマであり、研究、開発がなされている。例えば第１の従来技術として、特開平１０−３２８９６８号公報に開示の工作機械がある。これは、加工領域をスプラッシュガードで取り囲み、ベッドの中央部に前後方向にわたって凹形状のトラフを設け、トラフの左右両側のベッド上にテーブルを前後方向に移動させる案内を設け、トラフをまたぐ形でテーブルを設け、テーブルを前後方向に移動させる送りねじを１本テーブル直下の中央部に設け、案内と送りねじをそれぞれカバーで覆い、トラフに落下した切屑や加工液を機外へ排出する構成になっている。
【０００３】
第２の従来技術として、特開２０００−３３５３０号公報に開示の工作機械がある。これは、上記第１の従来技術の改良発明であり、送りねじを１本テーブル直下の中央部には設けず、トラフの左右外側に各１本、計２本の送りねじを設けた点が構成上異なっている。こうしてトラフの開口部を広くでき、切屑や加工液の回収の妨げをなくしたものである。
【０００４】
一方、第１、第２の従来技術にあっては、特に公報内で言及されていないが、通常主軸まわりには加工部へ加工液を噴出する主軸ノズルや、スプラッシュガードの天井から下方へ加工液を噴出するシャワーノズル等の加工用ノズルがそれぞれ設けられており、ワーク、ワーク取付具、テーブル上面、カバー類に堆積しようとする切屑をトラフへ流し落とす構成をとっているのが普通である。そしてトラフ内には落下した切屑や加工液を機外へ排出する機械式のチップコンベアや、加工液を一方向から噴出しその圧力で切屑を搬送する液体式のチップコンベア等が設けられている。通常この液体式のチップコンベアの切屑搬送用ノズルに加工液を供給するためのポンプや流体回路は、加工用ノズルとは独立に設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は、トラフの中央部にテーブルの送りねじをカバーをして１本配置したのでトラフの開口面積が小さくなり、トラフへの切屑や加工液の回収の妨げになっていた。
第２の従来技術は、テーブルの送りねじをトラフの左右の外側に各１本設けたのでトラフの開口面積は大きくなったが、送りねじが１本増えたことと、２本の送りねじを同期して駆動するための機構又は制御装置が必要となり、構造が複雑、高価になるという問題点がある。
また、トラフ内に機械式のチップコンベアを設けるとやはり構造が複雑、高価となり、液体式のチップコンベアを採用した場合でも、加工用ノズルに加工液を供給する加工液ポンプとは別の加工液ポンプを必要としていた。
本発明はこうした従来の問題を解決することを技術課題としており、簡単な構造で切屑の回収、排出を確実に行える工作機械を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み、本発明は、ワークと工具とをＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に相対移動させて前記ワークを加工する工作機械において、機械の基台となるベッドと、前記ベッドの後部で左右方向に設けられた案内に沿って移動するコラムと、前記コラムの前部で上下方向に設けられた案内に沿って移動し、先端に前記工具を装着する主軸を有した主軸頭と、前記ベッドの中央部の前後方向の凹部に前記ベッドの前部から後部にわたって設けられた凹形状のトラフと、前記ワークを載置し、前記凹形状のトラフの左右両側の前記ベッド上に前後方向に設けられた１対の案内に沿って前記凹形状のトラフをまたいで前後方向に移動可能に設けられたテーブルと、前記トラフの外側でかつ前記１対の案内のどちらか一方の案内の近傍に平行に設けられ、前記テーブルを前後方向に移動させる１本の送りねじと、加工領域を取り囲み切屑や加工液の飛散を防止するスプラッシュガードと、前記テーブルの前後方向移動の全域にわたって前記テーブルの案内及び送りねじを覆い、切屑や加工液を前記トラフへ導くカバーと、前記主軸まわりに設けられ、加工部へ向って加工液を噴出する複数の加工用ノズルと、前記凹形状のトラフ内に設けられ、前記トラフ内の切屑を機外へ向って搬送するための加工液を噴出する複数の切屑搬送用ノズルと、加工液タンクから前記加工用ノズル及び前記切屑搬送用ノズルに加工液を供給する１台の加工液ポンプと、前記加工用ノズルへの加工液の供給を停止したとき前記加工用ノズルの管路内に残留する加工液を吸引するエジェクタと、ワークの加工中は前記加工液ポンプから吐出される加工液を前記加工用ノズル及び前記切屑搬送用ノズルに分配して供給し、ワークの非加工中は前記加工用ノズルに供給していた加工液を前記エジェクタの供給口に供給し、吸引した前記加工用ノズルの管路内の残留加工液と共に前記エジェクタの吐出口から前記切屑搬送用ノズルに加工液が供給されるように加工液の流路を切換える切換弁とを具備した工作機械を要旨とする。
【０００８】
本発明は上記のように、テーブルの前後方向送り用の１本の送りねじがトラフの外側でかつ一方の案内の近傍に沿って設けられることにより、一方の案内と送りねじがトラフの外側で１つのカバーで覆われることになり、他方の案内を覆うカバーと共働して切屑や加工液をトラフに導く作用をする。案内とテーブルとのすべり又はころがり結合は、すき間調整を適切に設定することによりテーブルの中心からオフセットした位置に送りねじが設けられていても許容範囲の送り精度は出る。２本の送りねじを同期回転させる構造よりはるかに簡単になる。
【０００９】
また加工用ノズル及び切屑搬送用ノズルへ共通の１台の加工液ポンプで加工液を供給する構成であり、ワークの加工中は上記各ノズルへ加工液を分配し、ワーク、ワーク取付具、テーブル上面、カバー類に切屑が堆積しない程度の流量で加工液を噴出し、切屑をできるだけトラフに落下させる。ワークの加工が終了し非加工中になると、切屑搬送用ノズルにのみ加工液が供給される。するとポンプの全吐出量の加工液が切屑搬送用ノズルから吐出されることになり、トラフに落下した切屑を確実に機外へ搬送、排出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の工作機械を正面から見た断面図、図２は、図１の工作機械を右側面から見た断面図、図３は、本発明の工作機械の加工液供給回路図である。工作機械は基本的に、ベッド１、ベッド１の後部の１段高くなった上部に左右に設けられた案内に沿ってＸ軸方向に移動するコラム３、コラム３の前面に上下に設けられた案内に沿ってＹ軸方向に移動する主軸頭５、主軸頭５に回転可能に内蔵され、先端に工具を装着する主軸７、ベッド１の前方部の上面に前後に設けられたＺ軸案内９、９に沿ってＺ軸方向に移動するテーブル、加工領域を取り囲み切屑や加工液の飛散を防止するスプラッシュガード１３で構成される。
【００１１】
テーブル１１上にはパレット１５が着脱可能に載置され、パレット１５上にはイケール１７を介してワーク１９が取り付けられる。そして回転する主軸７の工具とワーク１９とのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の相対移動によってワーク１９が加工される。ベッド１の最前端にはパレット置台２１が取付けられ、その上にパレット２３が載置され、加工済みのワークを取りはずしたり、次に加工するワークを取り付けたりできる。テーブル１１とパレット置台２１との間のベッド１には更に周知の旋回形のパレット交換アーム２５が設けられ、パレット交換位置に位置決めされたテーブル１１上のパレット１５とパレット置台２１上のパレット２３とが、パレット交換アーム２５の昇降動作と旋回動作によって交換される。スプラッシュガード１３の前側を構成する旋回ドア１３ａは、パレット交換アーム２５の旋回中心軸上に設けられ、パレット交換アーム２５とともに動作する。
【００１２】
Ｘ軸テレスコピックカバー１３ｂとＹ軸テレスコピックカバー１３ｃは、主軸頭５がＸ軸及びＹ軸方向に移動するのに追従して伸縮し、スプラッシュガード１３の後面を構成している。
一方ベッド１の左右の中央部のテーブル１１の下方部には、前後方向に凹形状のトラフ２７が設けられている。トラフ２７は、前側は壁面で閉じられ、後側に開放されたベッド１のくぼみ部に取り付けられた板金製の部材であり、上部から落下する切屑や加工液を受け入れ、その切屑や加工液を後方へ搬送し、落とし口２７ａから加工液タンク２９に落下・排出する働きをする。トラフ２７はベッド１との間に空気層を設けて取り付けられるように、所々に断熱材のスペーサを介して固定されている。これは暖まった加工液の熱がベッド１に伝達しないようにする配慮である。またトラフ２７の底面は後方が下がるように傾斜している。
【００１３】
トラフ２７の左右の外側のベッド１上には前述のＺ軸案内９、９が設けられ、テーブル１１のＺ軸の移動をガイドしている。本実施形態では、右側のＺ軸案内９の内側の近傍でかつトラフ２７の外側に１本のＺ軸送りねじ３１がベッド１に回転支持され、テーブル１１の底面にはナット３３が設けられ、送りねじナット機構を構成している。Ｚ軸送りねじ３１は、ベッド１の前側に設けられたモータ３５によって回転駆動される。
Ｚ軸案内９、９及びＺ軸送りねじ３１は、スプラッシュガード１３の前側から後側まで、左右１対の斜板カバー３７、３７、及びテーブルの前後左右の計４箇所に垂直に伸縮可能に設けられたＺ軸テレスコピックカバー３９で覆われ、切屑や加工液から保護される。このようにして切屑や加工液はスプラッシュガード１３、斜板カバー３７、Ｚ軸テレスコピックカバー３９によってトラフ２７に導かれるように落下する。
【００１４】
加工液タンク２９には図示しない濾過装置が内蔵され、清浄化された加工液は加工液ポンプ４１によって循環利用される。主軸頭５の前端部の主軸７のまわりには主軸ノズル４３が複数個設けられ、加工液ポンプ４１から供給された加工液を加工部に噴出し、工具やワークの加工部を冷却するとともに切屑を吹き飛ばす働きをする。スプラッシュガード１３の天井にはシャワーノズル４５が複数個設けられ、加工液ポンプ４１から供給された加工液を下方へ噴出し、イケール１７、テーブル１１、斜板カバー３７等に堆積しようとする切屑を流し落とす働きをする。特許請求の範囲の加工用ノズルとは、主軸ノズル４３又は／及びシャワーノズル４５のことである。
【００１５】
トラフ２７の前側には加工液ポンプ４１から供給された加工液を後方へ向けて噴出させる第１トラフノズル４７及び第２トラフノズル４９が設けられている。第１、第２トラフノズル４７、４９はトラフ２７の前側にそれぞれ複数個設けても良い。また第２トラフノズル４９はトラフ２７の長手方向中間部位に更に設けても良い。この第１、第２トラフノズル４７、４９は、噴出する加工液でトラフ２７内の切屑を後方に搬送し、落とし口２７ａから加工液タンク２９に落下させる切屑搬送用ノズルとして作用する。
【００１６】
次に図３を用いて加工液の各ノズルへの供給方法を説明する。ワークの加工中、例えば主軸７の回転中は、加工液ポンプ４１から吐出された加工液は第１トラフノズル４７及び作動空気圧で切換わる切換弁５１を介して主軸ノズル４３とシャワーノズル４５に供給される。そのときエジェクタ５３には加工液は供給されていない。ワークの非加工中、例えば主軸７の停止中は、ソレノイドバルブ５５が切り換わり圧力空気源５７からの加圧空気の方向が変わり、切換弁５１のポートが切換わる。すると主軸ノズル４３及びシャワーノズル４５への加工液の供給が停止され、加工液ポンプ４１から吐出される加工液の一部は第１トラフノズル４７へ供給され、残りの加工液はエジェクタ５３の供給口５３ａへ供給される。するとエジェクタ５３の吸引口５３ｂに負圧が発生し、吸引口５３ｂに接続された主軸ノズル４３及びシャワーノズル４５の管路内に残留している加工液がエジェクタ５３に吸引され、エジェクタ５３の吐出口５３ｃから供給口５３ａに供給された加工液とともに吐出され、第２トラフノズル４９から噴出される。結局このときは加工液ポンプ４１が吐出する全加工液がトラフ２７に噴出され、大流量で切屑の搬送が行われる。なお、エジェクタ５３の原理は、例えば特許第２９６５４６８号公報に記載されており、周知になっているのでここでは説明を省略する。ワークの非加工中は、主軸ノズル４３及びシャワーノズル４５の管路の残留加工液がエジェクタ５３に吸引されるので、主軸ノズル４３及びシャワーノズル４５から加工液が垂れることはない。
【００１７】
このようにテーブル１１のＺ軸送りねじ３１をＺ軸案内９の近傍に１本だけ設ける構成にして構造を簡単にし、トラフ２７の開口部を広くすることができ、切屑や加工液がトラフ２７内に落下する妨げをなくすことができる。
そして主軸ノズル４３、シャワーノズル４５、第１、第２トラフノズル４７、４９へ加工液を供給する加工液ポンプ４１を１台だけ設け、ワーク加工中とワーク非加工中とで流路を切換える構成にしたので、トラフ２７内の切屑搬送を行うワークの非加工中は大流量の加工液をトラフ２７内に噴出でき、簡単な構造で確実に切屑を搬送できる。この場合は、Ｚ軸の送りねじを左右１対設けた構成でも、加工液供給の構成が簡単化できるので効果はある。
尚、本実施形態では、Ｚ軸送りねじ３１をＺ軸案内９の内側に設けたが、外側近傍に設けても良い。また、横形主軸を有する工作機械に限らず、立形主軸の工作機械でも同様に構成できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、テーブルを前後方向に移動させる送りねじを１本だけトラフの外側でかつＺ軸案内の近傍に設ける構成にしたので、テーブルの送り機構を簡単化できると同時にトラフの開口部を広くすることができ、切屑や加工液がトラフへ落下するときの妨げをなくせる。
また、１台の加工液ポンプと切換弁という簡単な構成で加工用ノズル及び切屑搬送用ノズルから必要十分な加工液を噴出でき、特にワークの非加工中は切屑搬送用ノズルから加工液ポンプの全吐出量の加工液を噴出でき、トラフ内の切屑を確実に排出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工作機械を正面から見た断面図である。
【図２】図１の工作機械を右側から見た断面図である。
【図３】本発明の工作機械の加工液供給回路図である。
【符号の説明】
１…ベッド
３…コラム
５…主軸頭
７…主軸
９…Ｚ軸案内
１１…テーブル
１３…スプラッシュガード
１５、２３…パレット
１７…イケール
１９…ワーク
２１…パレット置台
２５…パレット交換アーム
２７…トラフ
２９…加工液タンク
３１…Ｚ軸送りねじ
３３…ナット
３５…モータ
３７…斜板カバー
３９…Ｚ軸テレスコピックカバー
４１…加工液ポンプ
４３…主軸ノズル
４５…シャワーノズル
４７…第１トラフノズル
４９…第２トラフノズル
５１…切換弁
５３…エジェクタ
５５…ソレノイドバルブ
５７…圧力空気源
【図１】
0003801474.tif 000002
【図２】
0003801474.tif 000003
【図３】
0003801474.tif 000004