JP6600222B2

JP6600222B2 - 立形マシニングセンタ

Info

Publication number: JP6600222B2
Application number: JP2015204522A
Authority: JP
Inventors: 祐二豊岡; 吉隆池田; 悟長谷川
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: US20170106484A1; US10239175B2; JP2017074654A; EP3165328A3; EP3165328B1; EP3165328A2

Description

本発明は、立形マシニングセンタに関する。

従来、主軸を回転可能に支承して加工領域内を上下方向（Ｚ方向）に移動させ、加工テーブルを前後、左右方向に移動させる立形マシニングセンタが知られている（例えば非特許文献１）。
非特許文献１記載の立形マシニングセンタは、ベッドに立設したコラムに主軸頭を上下方向にガイドするＺ軸ガイド機構及び主軸頭を移動させるＺ軸駆動装置を設けている。

そして、ベッドの四方周囲を飛散防止カバーで囲んでいる。主軸頭に供給するクーラント、潤滑油、圧縮空気を通す各種ホース及び電気ケーブルは、上方から主軸頭に接続され加工室内にぶら下げて配設されている。そして、信号線などの細いケーブルなどは、フレキシブルダクト（フレキシブル保護管）の内部に挿入されてフレキシブル保護管ごとぶら下げて配設されている。

株式会社スギノマシンｓｅｌｆ−ｃｅｎｔｅｒＮｏ．３０ＳＥＲＩＥＳ製品カタログのＮＳＶ１５（ｐ．９）

しかしながら、非特許文献１に記載の立形マシニングセンタにおいては、ぶら下げられたホース、電気ケーブル類に切屑、油分、クーラント等が付着し、メンテナンス時に払い落とす必要があった。また、フレキシブル保護管内に通されたケーブル類を交換する作業は作業性が悪いという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、加工領域と非加工領域（駆動部領域）を区画して非加工領域へのクーラントの飛散を防止し、操作性およびメンテナンス性を向上させた立形マシニングセンタを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、立形マシニングセンタであって、ベースと、前面に凹部を有し、前記ベースに固定され、前記ベースに対して垂直方向に固定して立設されたコラムと、前記コラムに配設され、前記ベースに対して垂直方向に設けられたＺ軸ガイドレールと、前記凹部に設けられたＺ軸駆動装置と、前記Ｚ軸ガイドレールにガイドされ、前記Ｚ軸駆動装置によって垂直方向に駆動する主軸頭と、加工室カバーであって、加工領域の周囲を囲むように、前面と左右の側面を持つ外周部カバーと、前記加工領域の背面側に配設され、前記外周部カバーの右後方および前記コラムの右側面に接続する右背面カバーと、前記加工領域の背面側に配設され、前記外周部カバーの左後方および前記コラムの左側面に接続する左背面カバーと、前記左背面カバー、前記右背面カバーおよび前記外周部カバーに接合され前記加工領域の上面側に配設された上面カバーと、を有し、前記加工領域を囲むように加工室を区画し前記ベースに固定された加工室カバーと、前記主軸頭が貫通するように、前記上面カバーに形成された主軸開口部と、前記主軸頭が上方位置に上昇したときに前記上面カバーの下面に上端部が接するように設けられ、移動端側が前記主軸頭に取り付けられ、固定端側が前記コラムに取り付けられ、前記Ｚ軸ガイドレールおよび前記Ｚ軸駆動装置が前記加工領域に露出する部分を覆うように構成された伸縮カバーと、を備える。

本発明に係る立形マシニングセンタは、加工領域を囲むように加工室を区画する加工室カバーを備えたことで、加工領域と非加工領域（駆動源や駆動機構等を配設する領域）とを厳格に区分けすることができる。このため、非加工領域に加工領域で使用される切削屑やクーラント等が飛散して進入することを抑制することができるため、操作性およびメンテナンス性を向上させることができる。

また、加工室カバーに主軸開口部を形成し、主軸開口部から主軸頭が貫通して加工領域に進入するように構成したことで、主軸頭に接続されるチューブやケーブル等の配管をまとめて非加工領域に配設することができるため、配管に加工屑やクーラント等が付着することを防止して、加工室内や主軸頭を清浄に保ち、操作性およびメンテナンス性をより向上させることができる。

また、かかる構成により、主軸開口部が上面カバーから背面カバーまで連続して開口することで、伸縮カバーによって主軸開口部を確実に覆うことができるため、ガイドレール等の駆動機構に切り屑やクーラントが付着することを抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の立形マシニングセンタであって、
前記伸縮カバーは、テレスコカバーである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の立形マシニングセンタであって、前記主軸頭は、当該主軸頭に連結される配管やケーブルを覆うように設けられた主軸頭カバーと、前記主軸開口部に設けられ、前記主軸頭カバーと、前記主軸開口部とのすき間を掻きとるように構成されたスクレーパと、を更に備える。

かかる構成によれば、主軸頭に連結される配管を覆うように設けられた主軸頭カバーを備えたことで、配管の損傷を抑制してメンテナンス性を向上させることができる。また、前記主軸開口部とのすき間を掻きとるように構成されたスクレーパを備えたことで、切り屑やクーラント等が非加工領域に進入することを効果的に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立形マシニングセンタであって、前記加工室の外側に設けられた工具マガジン及び駆動部と、前記加工室の内側に設けられた工具交換アームとを有する自動工具交換装置と、前記加工室カバーに設けられ、前記工具マガジンに収容された工具を前記加工室内の工具交換位置に出し入れするための交換工具開口部と、前記交換工具開口部を開閉可能に設けられたシャッターと、を更に備える。

かかる構成によれば、前記加工室の外側に工具マガジン及び駆動部を配設したことで、工具マガジン及び駆動部を非加工領域に配設しているため、切り屑やクーラントの付着を抑制して、メンテナンス性を向上させることができる。工具交換アームを加工室内に配設したことで、迅速な工具交換ができる。

本発明は、加工領域と非加工領域を区画して非加工領域へのクーラントの飛散を防止し、操作性およびメンテナンス性を向上させた立形マシニングセンタを提供することができる。

本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタの構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタの構成を示す正面図である。本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタにおける伸縮カバーの取り付け状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタにおける伸縮カバーの取り付け状態を示す側面図である。本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタにおける工具交換の様子を示す部分拡大斜視図である。

本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタ１について、適宜図１から図５を参照しながら詳細に説明する。
立形マシニングセンタ１は、図１に示すように、基台となるベース１１と、ベース１１の上に配設された加工室１２と、ベース１１に対して垂直方向に立設されたコラム１３と、コラム１３に配設されベース１１に対して垂直方向に設けられたＺ軸ガイドレール２（図５参照）と、コラム１３の凹部に収容されたＺ軸駆動装置３（図３（ａ）参照）と、コラム１３に形成されＺ軸駆動装置３を収容する凹部１３ａ（図３（ａ）参照）と、Ｚ軸ガイドレール２にガイドされ、Ｚ軸駆動装置３によって垂直方向に駆動する主軸カバー４１で覆われた主軸頭４と、加工領域Ｒを囲むように加工室１２を区画しベースに固定された加工室カバー５と、主軸頭４が貫通し、Ｚ軸ガイドレール２およびＺ軸駆動装置３が加工領域Ｒに露出するように加工室カバー５に形成された主軸開口部６と、主軸頭４が上方位置に上昇したときに上面カバー５２の下面に上端部が接するように設けられ、Ｚ軸ガイドレール２およびＺ軸駆動装置３が加工領域Ｒに露出する部分を覆うように構成された伸縮カバー８と、を備えている。

また、立形マシニングセンタ１は、自動工具交換装置１４と、コラム１３の後方に配設された制御盤１５と、加工室１２の上方に配置されたケーブルベア（登録商標）１６およびケーブルラック１７を備えている。ケーブルベア１６およびケーブルラック１７は、チューブ、ホース等の配管やケーブルをまとめて非加工領域に配設することができる。

加工室１２には、ワーク（不図示）を載置する加工テーブル１２ａと、加工テーブル１２ａをＸ軸（左右）方向に移動させるＸ軸移動装置１２ｂと、Ｘ軸移動装置１２ｂをＹ軸（前後）方向に移動させるＹ軸移動装置１２ｃと、が配設されている。
加工室１２は、加工領域を遮蔽するための加工室カバー５で覆われ、加工室カバー５の前面に配設された開閉扉（不図示）を備えている。

加工室カバー５は、加工領域Ｒの背面側に配設された背面カバー５１と、背面カバー５１に接合され加工領域Ｒの上面側に配設された上面カバー５２と、背面カバーおよび上面カバー５２に接合され、加工領域Ｒの周囲を囲み平面視でコの字状をなした外周部カバー５３と、を備えている。

背面カバー５１は、図３に示すように、左右対称に形成された右背面カバー５１ａと左背面カバー５１ｂとを備えている。
右背面カバー５１ａは、コラム１３の右側の側面と外周部カバー５３の右後端とを接合するように配設されている。左背面カバー２１ｂは、コラム１３の右側の側面と外周部カバーの左後端とを接合するように配設されている。

主軸開口部６は、図３（ａ）に示すように、背面カバー５１に形成された背面開口部６１（図５を合わせて参照）と、図３（ｂ）に示すように、上面カバー５２に形成された上面主軸開口部６２と、を備えている。
主軸開口部６は、図３に示すように、上面カバー５２に形成された上面主軸開口部６２から主軸頭４が貫通し、背面カバー５１に形成された背面開口部６１からＺ軸ガイドレール２およびＺ軸駆動装置３が露出するように開口されている。

つまり、背面開口部６１は、右背面カバー５１ａと左背面カバー５１ｂとの隙間であり、背面開口部６１には、コラム１３が配設されている。換言すれば、コラム１３は、背面カバー５１の一部をなして構成されている。
主軸カバー４１と、上面主軸開口部６２との隙間には、スクレーパ６３が設けられている。スクレーパ６３は、主軸カバー４１に付着した切屑、クーラント等を掻き落とし、被加工領域へ切屑等が持ち込まれることを防ぐ。

Ｚ軸駆動装置３は、図３（ａ）に示すように、Ｚ軸ガイドレール２に沿って上下方向に移動自在に配設された主軸頭４を移動させる装置であり、ボールねじと駆動モータ（不図示）で構成することができる。Ｚ軸駆動装置３の構成は、特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。

伸縮カバー８は、テレスコカバーであり、移動端側が主軸頭４に取り付けられ、固定端側がコラム１３に取り付けられている。
伸縮カバー８は、図５に示すように、Ｚ軸ガイドレール２およびコラム１３の凹部１３ａに配設されたＺ軸駆動装置３を覆うように背面開口部６１の上に被せて配設されている。

自動工具交換装置１４は、図２に示すように、工具Ｔを収容する工具マガジン１４ａと、上面カバー５２に設けられ工具マガジン１４ａに収容された工具Тを加工室１２内の工具交換位置（主軸４２に平行な二点鎖線で示す位置）に出し入れするための交換工具開口部１４ｂと、交換工具開口部１４ｂを開閉可能に設けられたシャッター１４ｃと、シャッター１４ｃを開閉する駆動シリンダ機構１４ｄと、工具マガジン１４ａに収容された工具Тを工具交換位置に移動させる移動機構（不図示）と、工具交換位置と主軸４２との間で回転させる工具交換アーム１４ｅ（図５を合わせて参照）と、を備えている。

かかる構成により、加工室１２の外側に工具マガジン１４ａ及び駆動部を配設したことで、切り屑やクーラントの付着を抑制して、メンテナンス性を向上させることができる。また、工具交換アーム１４ｅを加工室１２内に配設したことで、迅速な工具交換ができる。

以上のように構成された本発明の実施形態に係る立形マシニングセンタ１の動作について、主として図１と図４を参照しながら説明する。
立形マシニングセンタ１は、加工領域Ｒを囲むように加工室１２を区画する加工室カバー５を備えたことで、加工領域Ｒと非加工領域（特に、上面カバー５２の上方、伸縮カバー８や背面カバー５１の後方であって、駆動源や駆動機構等を配設する領域）とを厳格に区分けすることができる。このため、非加工領域に加工領域Ｒで使用される切削屑やクーラント等が飛散して進入することを抑制することができるため、操作性およびメンテナンス性を向上させることができる。

また、加工室カバー５に主軸開口部６を形成し、主軸開口部６から主軸頭４が貫通して加工領域Ｒに進入するように構成したことで、主軸頭４に接続されるチューブ、ホース等の配管やケーブルをまとめて非加工領域に配設することができるため、配管に加工屑やクーラント等が付着することを防止して、加工室内や主軸頭を清浄に保ち、操作性およびメンテナンス性をより向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されず、適宜変形して実施することが可能である。例えば、本実施形態においては、加工領域Ｒのスペース効率を向上させるため、背面カバー５１を右背面カバー５１ａと左背面カバー５１ｂで構成し、右背面カバー５１ａと左背面カバー５１ｂとの隙間（背面開口部６１に該当）にコラム１３を配設したが、これに限定されるものではなく、背面カバー５１をコラム１３よりも前方に配設して、コラム１３に配設されたＺ軸ガイドレール２やＺ軸駆動装置３が露出するように背面開口部（不図示）を形成してもよい。

１立形マシニングセンタ
２Ｚ軸ガイドレール
３Ｚ軸駆動装置
４主軸頭
５加工室カバー
６主軸開口部
８伸縮カバー
１１ベース
１２加工室
１３コラム
１３ａ凹部
１４自動工具交換装置
１４ａ工具マガジン
１４ｂ交換工具開口部
１４ｃシャッター
１４ｄ駆動シリンダ機構
１４ｅ工具交換アーム
１５制御盤
１６ケーブルベア
１７ケーブルラック
２１ｂ左背面カバー
４１主軸カバー
４２主軸
５１背面カバー
５１ａ右背面カバー
５１ｂ左背面カバー
５２上面カバー
５３外周部カバー
６１背面開口部
６２上面主軸開口部
６３スクレーパ
Ｒ加工領域
Ｔ工具

Claims

立形マシニングセンタであって、
ベースと、
前面に凹部を有し、前記ベースに固定され、前記ベースに対して垂直方向に固定して立設されたコラムと、
前記コラムに配設され、前記ベースに対して垂直方向に設けられたＺ軸ガイドレールと、
前記凹部に設けられたＺ軸駆動装置と、
前記Ｚ軸ガイドレールにガイドされ、前記Ｚ軸駆動装置によって垂直方向に駆動する主軸頭と、
加工室カバーであって、
加工領域の周囲を囲むように、前面と左右の側面を持つ外周部カバーと、
前記加工領域の背面側に配設され、前記外周部カバーの右後方および前記コラムの右側面に接続する右背面カバーと、
前記加工領域の背面側に配設され、前記外周部カバーの左後方および前記コラムの左側面に接続する左背面カバーと、
前記左背面カバー、前記右背面カバーおよび前記外周部カバーに接合され前記加工領域の上面側に配設された上面カバーと、を有し、
前記加工領域を囲むように加工室を区画し前記ベースに固定された加工室カバーと、
前記主軸頭が貫通するように、前記上面カバーに形成された主軸開口部と、
前記主軸頭が上方位置に上昇したときに前記上面カバーの下面に上端部が接するように設けられ、移動端側が前記主軸頭に取り付けられ、固定端側が前記コラムに取り付けられ、前記Ｚ軸ガイドレールおよび前記Ｚ軸駆動装置が前記加工領域に露出する部分を覆うように構成された伸縮カバーと、
を備える立形マシニングセンタ。
請求項１に記載の立形マシニングセンタであって、
前記伸縮カバーは、テレスコカバーである立形マシニングセンタ。
請求項１又は請求項２に記載の立形マシニングセンタであって、
前記主軸頭は、当該主軸頭に連結される配管やケーブルを覆うように設けられた主軸頭カバーと、
前記主軸開口部に設けられ、前記主軸頭カバーと、前記主軸開口部とのすき間を掻きとるように構成されたスクレーパと、
を更に備える立形マシニングセンタ。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の立形マシニングセンタであって、
前記加工室の外側に設けられた工具マガジン及び駆動部と、前記加工室の内側に設けられた工具交換アームとを有する自動工具交換装置と、
前記加工室カバーに設けられ、前記工具マガジンに収容された工具を前記加工室内の工具交換位置に出し入れするための交換工具開口部と、
前記交換工具開口部を開閉可能に設けられたシャッターと、
を更に備える立形マシニングセンタ。