WO2003026842A1 - Machine-outil - Google Patents

Description

明 細 書 工作機械 技術分野

本発明は、 フライス盤、 マシユングセンタ等のワーク と工具とを

X、 Y、 Ζ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 液をべッ 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。 背景技術

工作機械においては、 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 1 0— 3 2 8 9 6 8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 一ドで取り囲み、 べッ 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べッ ド上にテーブルの前後方向移 動の案内を設け、 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 1本の送りねじを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力パーで覆い、 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つている。

第 2の従来技術と して、 特開 2 0 0 0 - 3 3 5 3 0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 、 1本の送りねじを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。 これによ り、 トラフの開口部を広く して切屑や加工液をトラフ 内に落下し易くすることが可能となる。

一方、 上記 2つの公報には特に記載されていないが、 主軸の周辺 に配設され工具の切刃とワーク との間の加工部へ向けて加工液を噴 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 を噴出し、 ワーク、 ワーク取付具、 テーブル上面、 力パー類に堆積 しょ う とする切屑を トラフへ流し落とすシャヮーノズル等の加工用 ノズルが設けられている工作機械がある。 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ペ ァ等が設けられている。 通常この液体式のチップコンベアに内蔵さ れた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、 加工用ノズルのポンプや流体回路とは別に設けられている。 第 1の従来技術では、 トラフの中央部にテーブルの送りねじと、 該送りねじの力パーとが配置されており、 該カパーのために 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と なる。

第 2の従来技術は、 テーブルを移動させる 2本の送りねじをトラ 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る 。 然しながら、 第 2の従来技術では、 送りねじが 1本増え、 かつ、 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、 構造が複雑となり製造コス トが増加するという問題がある トラフ内に機械式のチップコンベアを設けると、 構造が複雑とな り製造コス トが増加する問題を生じる。 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 とは別に切屑搬送用ノズルに加工液を供給する加工液ポンプが必要 になる。 発明の開示

本発明はこ う した従来技術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 提供することを目的とする。

本発明によれば、 ワーク と工具とを X、 Y、 Ζ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 となるべッ ドと、 前記べッ 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、 前記べッ ドの中央部の前後方向の凹部に前記べッ ドの前部 から後部にわたつて設けられた凹形状の トラフと、 前記ワークを载 置し、 前記凹形状の トラフの左右両側の前記べッ ド上に前後方向に 設けられた一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 前記一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つ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力パーと、 前記主軸 のまわりに設けられ、 加工部へ向って加工液を噴出する加工用ノズ 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切屑搬送用ノズルとを 具備する工作機械が提供される。

本発明は、 加工液を貯留する加工液タンク と、 前記加工液タンク から前記加工用ノズル及び切屑搬送用ノズルに加工液を供給する加 ェ液ポンプと、 前記加工液タンク内の加工液を前記加工用ノズル及 び切屑搬送用ノズルに送るための管路と、 前記管路に設けられ、 ヮ ークの加工中は前記加工液ポンプにより供給される加工液を前記加 ェ用ノズル及び切屑搬送用ノズルに分配して供給し、 ワークの非加 ェ中は前記加工液ポンプにより供給される加工液を前記切屑搬送用 ノズルにのみ供給する切換弁とを更に設けることができる。 この場 合、 前記送りねじは、 前記トラフの外側でかつ前記一対の案内に平 行に設けられた一対の送りねじで成るよ うにしても良い。

このように、 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ている。 これに より、 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 を広くすることが可能となり、 切屑や加工液が トラフに落下し易く なる。 そして、 一方の案内と 1本の送りねじを トラフの外側に配置 された 1つの力パーで覆うことが可能となる。 このカバーは、 他方 の案内を覆う力パ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間の隙間を適切に調整することによ り、 送りねじがテーブルの中心からオフセッ 卜 した位置に設けられてい ても許容範囲の送り精度を確保できる。 よって、 2本の送りねじを 同期回転させる従来の構造よりはるかに簡単な構造となる。

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、 加工部から切屑を除去し、 かつワーク、 ヮ 一ク取付具、 テーブル上面、 力パ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。 ヮー 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。 これにより、 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、 排出可能となる。 図面の簡単な説明

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 が、 添付図面において、 図 1 は、 本発明の工作機械を正面から見た 断面図であり、 図 2は、 図 1の工作機械を側面から見た断面図であ り、 図 3は、 本発明の工作機械の加工液供給回路図である。 発明を実施する最良の態様

工作機械は、 ベッ ド 1、 ベッ ド 1の後部の 1段高くなつた上部に 左右に設けられた一対の案内 2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一対の案内 4に沿って Y軸 方向に移動する主軸頭 5、 主軸頭 5に回転可能に設けられ、 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 た一対の案内 9に沿って Z軸方向に移動するテーブル 1 1、 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 1 3で構成される。

テーブル 1 1上にはパレツ ト 1 5が着脱可能に载置され、 パレツ ト 1 5上にはィケール 1 7を介してワーク 1 9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 1 9 との X、 Y、 Ζ軸方向の 相対移動によってワーク 1 9が加工される。 べッ ド 1の最前端には パレ ツ ト置台 2 1が取付けられ、 その上にパレツ ト 2 3が载置され 、 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 1 1 とパレ ツ ト置台 2 1 との間のべッ ド 1 には更に周知の旋回形のパレッ ト交換アーム 2 5が設けちれ、 パ レッ ト交換位置に位置決めされたテーブル 1 1上のパレッ ト 1 5 と パ レ ツ ト置台 2 1上のパレッ ト 2 3 とが、 ノヽ。レツ ト交換アーム 2 5 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 1 3の前側を構成する旋回パネル 1 3 aは、 パレツ ト交換アーム 2 5 の旋回中心軸上に設けられ、 ノ、。レッ ト交換 アーム 2 5 と ともに動作する。 X軸テレス コピックカバー 1 3 b と Y軸テレスコピック力パー 1 3 c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 1 3の後面を 構成している。

一方べッ ド 1の左右の中央部のテーブル 1 1の下方部には、 前後 方向に延びる凹形状の トラフ 2 7が設けられている。 トラフ 2 7は 、 前側は壁面で閉じられ、 後側に開放されたベッ ド 1 の凹部 1 a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 2 7 a から加工液タンク 2 9に落下、 排出する働きをする。 トラフ 2 7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 熱材のスぺーサを介して固定されている。 これは暖まった加工液の 熱がべッ ド 1に伝達しないようにする配慮である。 また トラフ 2 7 の底面は後方が下がるように傾斜している。

トラフ 2 7の左右の外側のべッ ド 1上には前述の一対の案内 9が 設けられ、 テーブル 1 1の Z軸の移動を案内している。 本実施形態 では、 右側の Z軸の案内 9の内側の近傍でかつ トラフ 2 7の外側に 1本の Z軸送りねじ 3 1がべッ ド 1 に回転支持され、 テーブル 1 1 の底面にはナッ ト 3 3が設けられ、 送りねじナツ ト機構を構成して いる。 Z軸送りねじ 3 1は、 ベッ ド 1 の前側に設けられたモータ 3 5によって回転駆動される。

—対の案内 9及び Z軸送りねじ 3 1は、 スプラッシュガー ド 1 3 の前側から後側まで、 左右一対の斜板カバー 3 7、 及びテーブル 1 1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 3 9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 1 3、 斜板カパー 3 7、 Z軸テレスコピック力パー 3 9によって トラフ 2 7に導かれる ように落下する。

加工液タンク 2 9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 4 1によつて循環利用される。 主軸頭 5 の前端部の主軸 7のまわりには主軸ノズル 4 3が複数個設けられ、 加工液タンク 2 9から加工液ポンプ 4 1 によ り供給された加工液を 工具の切刃とワーク 1 9 との間の加工部に噴出し、 工具やワーク 1 9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 1 3の天井にはシャワーノズル 4 5が複数個設けら れ、 加工液タンク 2 9から加工液ポンプ 4 1 によ り供給された加工 液を下方へ噴出し、 ィケール 1 7、 テーブル 1 1、 斜板カパー 3 7 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 4 3及び/又はシャヮーノズル 4 5のことである。

トラフ 2 7の前側には加工液タンク 2 9から加工液ポンプ 4 1 に より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 4 7及び第 2 トラフノズル 4 9が設けられている。 第 1、 第 2 トラ フノズル 4 7、 4 9はトラフ 2 7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 4 9を トラフ 2 7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 4 7、 4 9は、 噴出する加工液でトラフ 2 7内の切屑を後方に搬送し、 落と し口 2 7 aから加工液タンク 2 9に落下させる切屑搬送用ノズルと して作 用する。

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。 ヮ ーク 1 9の加工中、 例えば主軸 7の回転中は、 加工液ポンプ 4 1 力、 ら吐出された加工液は第 1 トラフノズル 4 7及び作動空気圧で切換 わる切換弁 5 1 を介して主軸ノズル 4 3 とシャワーノズル 4 5に供 給される。 そのときェジヱクタ 5 3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 5 5が切り換わり圧力空気源 5 7からの加圧空気の方向が変わり、 切換弁 5 1 のポートが切換わる。 する と主軸ノズル 4 3及びシャヮ 一ノズル 4 5への加工液の供給が停止され、 加工液ポンプ 4 1から 吐出される加工液の一部は第 1 トラフノズル 4 7へ供給され、 残り の加工液はェジェクタ 5 3の供給口 5 3 aへ供給される。 するとェ ジェクタ 5 3の吸引口 5 3 bに負圧が発生し、 吸引口 5 3 bに接続 された主軸ノズル 4 3及びシャヮーノズル 4 5の管路内に残留して いる加工液がェジェクタ 5 3に吸引され、 ェジェクタ 5 3の吐出口 5 3 cから供給口 5 3 a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 4 9から嘖出される。 結局このときは加工液ポンプ 4 1が吐出する全加工液がトラフ 2 7内に噴出され、 大流量で切屑 の搬送が行われる。 なお、 ェジェクタ 5 3の原理は、 例えば本願出 願人による特許第 2 9 6 5 4 6 8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 4 3及びシャワーノズル 4 5 の管路の残留加工液がェジェ クタ 5 3 に吸引されるので、 主軸ノズル 4 3及びシャワーノズル 4 5から加工液が垂れることはない。

このよ うにテーブル 1 1の Z軸移動用の送りねじ 3 1 を Z軸の案 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 2 7の開口部を広くすることができ、 切屑や加工液が トラフ 2 7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 4 3、 シャワーノズル 4 5、 第 1、 第 2 トラフ ノズル 4 7、 4 9へ加工液タンク 2 9から加工液を供給する加工液 ポンプ 4 1 を 1台だけ設け、 ワーク 1 9の加工中'と非加工中とで流 路を切換える構成にしたので、 トラフ 2 7内の切屑搬送を行う ヮー ク 1 9の非加工中は大流量の加工液を トラフ 2 7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軸送りねじを トラフの外側に左右一対設けた構成でも、 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 3 1 を Z軸の案内 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。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ワーク と工具とを X、 Y、 Ζ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、

機械の基台となるべッ ドと、

前記べッ 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、

前記べッ ドの中央部の前後方向の凹部に前記べッ 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べッ ド上に前後方向に設けられた一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一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力パーと 前記主軸のまわりに設けられ、 加工部へ向って加工液を噴出する 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切屑搬送用ノズルと、

を具備することを特徴と した工作機械。

2 . 加工液を貯留する加工液タンク と、

前記加工液タンクから前記加工用ノズル及び切屑搬送用ノズルに 加工液を供給する加工液ポンプと、

前記加工液タンク内の加工液を前記加工用ノズル及び切屑搬送用 ノズルに送るための管路と、

前記管路に設けられ、 ワークの加工中は前記加工液ポンプによ り 供給される加工液を前記加工用ノズル及び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液ポンプにより供給され る加工液を前記切屑搬送用ノズルにのみ供給する切換弁とを更に具 備する請求項 1に記載の工作機械。

3 . 前記送りねじは、 前記トラフの外側でかつ前記一対の案内に 平行に設けられた一対の送りねじで成る請求項 2に記載の工作機械