TWI652137B - Machine tool - Google Patents

Abstract

本發明提供一種工具機，其於將覆蓋進給機構之一部分之罩蓋卸除時無需於機外進行保管。

工具機(1)包括：主軸台10，其設置有固持工件W1之主軸12；驅動器件20，其包含沿主軸中心線AX1之進給機構22，且使主軸台10沿主軸中心線方向D1移動；支持台30，其可裝卸地設置導套32，該導套32於主軸12之前方(S1)將工件W1可滑動地支持；第一罩蓋(40)，其設置於主軸台10，且於主軸中心線方向D1覆蓋進給機構22之一部分；及第二罩蓋(50)，其於安裝於主軸台10時於較第一罩蓋(40)更靠前側(S1)覆蓋進給機構22之一部分。第二罩蓋(50)係於自主軸台10卸除時可對第一罩蓋(40)裝卸。

Description

工具機

本發明係關於一種具備可沿主軸中心線方向移動之主軸台之工具機。

作為工具機，已知有於主軸之前方設置有將工件可滑動地支持之導套之主軸移動型車床。使設置有主軸之主軸台沿主軸中心線方向移動之驅動器件例如包括：滾珠螺桿(進給機構)，其沿主軸中心線；螺母，其安裝於主軸台，且螺合於滾珠螺桿；及伺服馬達，其旋轉驅動滾珠螺桿。為保護滾珠螺桿或提高安全性，又，為防止工件之碎片附著於滾珠螺桿等，例如於主軸台設置有覆蓋滾珠螺桿之罩蓋。

又，專利文獻1所示之主軸移動型車床中，具備導套之導套保持器相對於支持台可卸除。於不使用導套時，配設有可供主軸之前端部插入之保護孔之罩蓋構件代替導套保持器而安裝於支持台。該罩蓋構件並非覆蓋滾珠螺桿之構件。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平9-225703號公報

專利文獻1所示之主軸移動型車床為應對不使用導套時而需要配設有保護孔之罩蓋構件。必須對應於該罩蓋構件之配設位置，將主軸 台配置於較使用導套時之位置更靠前側。此處，為保護滾珠螺桿或提高安全性，考慮於使用導套時，將覆蓋滾珠螺桿之前側之前罩蓋與覆蓋滾珠螺桿之後側之後罩蓋設置於主軸台，於不使用導套時，將前罩蓋卸除並將主軸台配置於前側。該情形時，必須將前罩蓋於機外進行保管以使卸除之前罩蓋不丟失或使前罩蓋不破損。

上述問題不限於具備包含滾珠螺桿之驅動器件之車床，於具備包含線性馬達之定子等進給機構之驅動器件之工具機中，亦同樣地存在。

本發明具有如下目的：提供一種於將覆蓋進給機構之一部分之罩蓋卸除時無需於機外進行保管之工具機。

本發明之工具機具有如下態樣，即，其包括：主軸台，其設置有固持工件之主軸；驅動器件，其具有沿主軸中心線之進給機構，且使上述主軸台沿上述主軸中心線方向移動；支持台，其可裝卸地設置導套，該導套於上述主軸之前方將工件可滑動地支持；第一罩蓋，其設置於上述主軸台，且於上述主軸中心線方向覆蓋上述進給機構之一部分；及第二罩蓋，其於安裝於上述主軸台時，於較上述第一罩蓋更靠前側覆蓋上述進給機構之一部分；且上述第二罩蓋係於自上述主軸台卸除時可對上述第一罩蓋裝卸。

根據技術方案1之發明，可提供一種於將覆蓋進給機構之一部分之罩蓋卸除時無需於機外進行保管之工具機。

技術方案2之發明中，可將工具機小型化。

技術方案3之發明中，可簡化罩蓋之構造。

1‧‧‧車床(工具機)

2‧‧‧基台

3‧‧‧外殼

8‧‧‧控制部

10‧‧‧主軸台

12‧‧‧主軸

14‧‧‧金屬件

14a‧‧‧鉛垂部

14b‧‧‧水平部

20‧‧‧驅動器件

21‧‧‧伺服馬達

22‧‧‧進給機構

23‧‧‧滾珠螺桿

24‧‧‧螺母

25‧‧‧導引構件

26‧‧‧軌道

30‧‧‧支持台

32‧‧‧導套

40‧‧‧後罩蓋(第一罩蓋)

40a‧‧‧槽

40b‧‧‧基部

40c、40d‧‧‧延出部

42‧‧‧螺孔

50‧‧‧前罩蓋(第二罩蓋)

50a‧‧‧槽

50b‧‧‧基部

50c、50d‧‧‧延出部

52‧‧‧插通孔

54‧‧‧折彎部

60‧‧‧刀架

901‧‧‧主軸移動型車床

940‧‧‧後罩蓋

950‧‧‧前罩蓋

AX1‧‧‧主軸中心線

D1‧‧‧主軸中心線方向

L1‧‧‧長度

L9‧‧‧長度

S1‧‧‧前側

S2‧‧‧後側

SC1‧‧‧螺絲

SC2‧‧‧螺絲

T1‧‧‧工具

W1‧‧‧工件

圖1係局部剖面觀察並模式性地例示安裝有導套之車床之主要部分之圖。

圖2係局部剖面觀察並模式性地例示將導套卸除後之車床之主要部分之圖。

圖3係自主軸中心線方向模式性地例示車床之主要部分之圖。

圖4係模式性地例示將前罩蓋安裝於後罩蓋之情況之立體圖。

圖5係於變化例中局部剖面觀察並模式性地表示安裝有導套之車床之主要部分之圖。

圖6係於變化例中局部剖面觀察並模式性地表示將導套卸除後之車床之主要部分之圖。

圖7係於比較例中局部剖面觀察並模式性地表示安裝有導套之車床之主要部分之圖。

圖8係於比較例中局部剖面觀察並模式性地表示將導套卸除後之車床之主要部分之圖。

以下，對本發明之實施形態進行說明。當然，以下之實施形態僅為例示本發明者，實施形態所示之特徵不一定全部為發明之解決方法所需。

(1)本發明所包含之技術之概要：首先，亦參照圖式對本發明所包含之技術之概要進行說明。於圖1等中係將主軸移動型車床1作為工具機之例而表示。再者，圖1~8係模式性地表示之圖，存在各圖不匹配之情況。

本技術之工具機(1)包括設置有固持工件W1之主軸12之主軸台 10、驅動器件20、可裝卸地設置有導套32之支持台30、第一罩蓋(後罩蓋40)、及第二罩蓋(前罩蓋50)。驅動器件20具有沿主軸中心線AX1之進給機構22，且使上述主軸台10沿上述主軸中心線方向D1移動。導套32係於上述主軸12之前方(前側S1)將工件W1可滑動地支持。第一罩蓋(40)設置於上述主軸台10，且於上述主軸中心線方向D1覆蓋上述進給機構22之一部分。第二罩蓋(50)係於安裝於上述主軸台10時，於較上述第一罩蓋(40)更靠前側(S1)覆蓋上述進給機構22之一部分。

圖7、8係於比較例中局部剖面觀察並模式性地表示主軸移動型車床901之主要部分。為保護滾珠螺桿23或提高安全性，而於主軸台10安裝有覆蓋滾珠螺桿23之前側(S1)之前罩蓋950與覆蓋滾珠螺桿23之後側(S2)之後罩蓋940。主軸中心線AX1上之前罩蓋950之長度設為於主軸台10如圖7所示般即使於最為後退之位置亦覆蓋滾珠螺桿23之前側(S1)之長度。如圖8所示，於將導套32自支持台30卸除時，為避免與支持台30干涉，將前罩蓋950自主軸台10卸除。此時，必須將前罩蓋950於機外進行保管，以免卸除後之前罩蓋950遺失或前罩蓋950不破損。

另一方面，圖1~6所例示之本技術中，例如於使用導套32時，藉由將第二罩蓋(50)安裝於主軸台10，而利用第二罩蓋(50)覆蓋位於較第一罩蓋(40)更前側(S1)之進給機構22。另一方面，於不使用導套32時，可將第二罩蓋(50)自主軸台10卸除並安裝於第一罩蓋(40)。因此，本技術可提供一種於將覆蓋進給機構之一部分之罩蓋卸除時無需於機外進行保管之工具機。

此處，於將罩蓋設置於主軸台之情況中，包含將罩蓋安裝於設置於主軸台之金屬件等零件之情況。又，於將第二罩蓋安裝於第一罩蓋之情況中，包含將第二罩蓋安裝於設置於第一罩蓋之金屬件等零件之情況。

且說，上述第二罩蓋(50)於自上述主軸台10卸除時，亦能以於較上述第一罩蓋(40)更靠後側(S2)覆蓋上述進給機構22之一部分之方式安裝於上述第一罩蓋(40)。圖7、8所示之比較例之情形時，主軸中心線AX1上之後罩蓋940之長度L9設為於主軸台10如圖8所示般即使於最為前進之位置亦覆蓋滾珠螺桿23之後側(S2)。另一方面，本技術中，例如於不使用導套時，利用第二罩蓋(50)覆蓋位於較第一罩蓋(40)更後側(S2)之進給機構22。藉此，可於主軸中心線方向D1上將第一罩蓋(40)縮小化，因此，本態樣可將工具機小型化。

如圖1~4所例示般，上述第二罩蓋(50)之對上述第一罩蓋(40)之安裝部位亦可為上述第二罩蓋(50)之對上述主軸台10之安裝部位(插通孔52)。該態樣由於無需於第二罩蓋(50)另外設置用以安裝於第一罩蓋(40)之構造，故而可簡化罩蓋之構造。

(2)工具機之構成之具體例：圖1係局部剖面觀察並模式性地例示使用導套時主軸台10最為後退之狀態之主軸移動型車床(工具機)1之主要部分。於圖1中，以二點鏈線表示第一罩蓋(後罩蓋40)，且表示有驅動器件20。圖2係局部剖面觀察並模式性地例示不使用導套時主軸台10最為前進之狀態之車床1之主要部分。圖3係自主軸中心線方向D1模式性地例示車床1之主要部分。此處，圖3之上側係表示使用導套時省略支持台30而自前側S1觀察車床1之情況，圖3之下側係表示不使用導套時自後側S2觀察罩蓋40、50之情況。圖4係模式性地例示將第二罩蓋(前罩蓋50)安裝於第一罩蓋(後罩蓋40)之情況。以下，基於使用導套時之罩蓋之位置關係，將第一罩蓋稱為後罩蓋40，將第二罩蓋稱為前罩蓋50。於不使用導套時，將前罩蓋50安裝於後罩蓋40之後。

圖1~4所示之車床1具備基台2、控制部8、主軸台10、驅動器件20、支持台30、罩蓋40、50、及刀架60等。基台2亦稱為床或台等， 且構成支持上述各部10、20、30等之基底部分。控制部8控制各部10、20、30、60等之動作。

設置於主軸台10之主軸12係將沿主軸中心線方向D1插入之圓柱狀(棒狀)之工件W1可釋放地固持，且以沿工件W1之長度方向之主軸中心線AX1為中心使工件W1旋轉。設置有主軸12之主軸台10設為可沿主軸中心線方向D1移動。於主軸台10之前表面部，藉由螺絲SC1而安裝有用以安裝前罩蓋50之大致L字狀之金屬件14。於金屬件14之鉛垂部14a形成有螺絲SC1之插通孔，於金屬件14之水平部14b形成有螺絲SC2用之螺孔。再者，亦可藉由鑄件一體等而於主軸台10設置相當於金屬件14之部位。

驅動器件20包含可數值控制之伺服馬達21、及沿主軸中心線AX1之進給機構22，且使主軸台10沿上述主軸中心線方向D1移動。進給機構22包含沿主軸中心線AX1之滾珠螺桿23、及螺合於該滾珠螺桿23之螺母24。滾珠螺桿23係以沿主軸中心線AX1之旋轉軸為中心由伺服馬達21旋轉驅動。螺母24固定於主軸台10，且對應於滾珠螺桿23之旋轉而沿主軸中心線方向D1移動。又，如圖3所示，於基台2安裝有長度方向朝向主軸中心線方向D1之軌道26、26，於主軸台10安裝有長度方向朝向主軸中心線方向D1之導引構件25、25。各導引構件25係沿軌道26滑動。導引構件25與軌道26之組合係於正交於主軸中心線方向D1之水平方向即X軸方向上設置於夾著滾珠螺桿23之位置。再者，導引構件與軌道可替換。

安裝於支持台30之導套32係配置於主軸12之前方，將貫通主軸12之長條狀之工件W1可沿主軸中心線方向D1滑動地支持，且與主軸12同步地以主軸中心線AX1為中心被旋轉驅動。導套32係可裝卸地設置於支持台30。藉由具有導套，可抑制細長之工件之彎曲而進行高精度之加工。如圖1所示，於支持台30安裝有導套32之情形時，以使主 軸12於較導套32更靠後側S2之範圍內沿主軸中心線方向D1移動之方式驅動主軸台10。另一方面，若使用導套，則無法加工自主軸至導套為止之材料，因此，剩餘材料變長。又，由於導套支持工件之外周，故而無法使暫時先加工過之工件於導套內後退並再次前進而進行加工。因此，如圖2所示，設為可將導套32自支持台30卸除。該情形時，縮短自主軸12至刀架60之距離，因此，與使用導套時相比，能以使主軸12於成為前側S1之範圍內沿主軸中心線方向D1移動之方式驅動主軸台10。

後罩蓋(第一罩蓋)40係固定於主軸台10，且於主軸中心線方向D1上覆蓋自螺母24起後側S2之部分之滾珠螺桿23。如圖3、4所示，後罩蓋40包含：基部40b，其大致水平地配置；及延出部40c、40d，其等於X軸方向上自基部40b之兩端部分別朝下方延出。藉此，於後罩蓋40，以長度方向朝向主軸中心線方向D1地形成有下側開口之槽40a。於主軸中心線方向D1上，於基部40b之後端部附近形成有螺孔42。螺孔42之個數可如圖4所示般為2個，亦可為1個或3個以上。

前罩蓋(第二罩蓋)50係可卸除地安裝於主軸台10，且於使用導套時於主軸中心線方向D1上覆蓋較螺母24更靠前側S1之部分之滾珠螺桿23。如圖3、4所示，前罩蓋50包含：基部50b，其大致水平地配置；及延出部50c、50d，其等於X軸方向上自基部50b之兩端部分別朝向下方延出。藉此，於前罩蓋50，以長度方向朝向主軸中心線方向D1地形成有下側開口之槽50a。槽50a設為可供後罩蓋40插入之大小。於主軸中心線方向D1上，於基部50b之端部附近，形成有用以供螺絲SC2穿過之插通孔52。插通孔52係於使用導套時如圖1所示般位於前罩蓋50之後端部附近，於不使用導套時如圖2所示般位於前罩蓋50之前端部附近。當然，插通孔52之個數可如圖4所示般為2個，亦可為1個或3個以上。

主軸中心線AX1上之前罩蓋50之長度設為於使用導套時即便主軸台10如圖1所示般最為後退，亦覆蓋至滾珠螺桿23之前端部之長度。另一方面，主軸中心線AX1上之後罩蓋40之長度L1設為於使用導套時即便主軸台10最為前進，亦覆蓋至滾珠螺桿23之後端部之長度，且設為於不使用導套時於主軸台10如圖2所示般最為前進時與前罩蓋50一起覆蓋至滾珠螺桿23之後端部之長度。即，於不使用導套時，於主軸台10最為前進時，滾珠螺桿23之後端部附近由前罩蓋50覆蓋而非由後罩蓋40覆蓋。

刀架60係藉由支持台30支持，於該刀架60安裝有複數個工具T1，且設為可沿X軸方向、以及正交於主軸中心線方向D1及X軸方向之Y軸方向移動。於工具T1中，包含不能旋轉地固定之車刀等固定工具、及如旋轉鑽孔器般旋轉之旋轉工具兩者。

再者，亦可於基台2上支持設置有背面主軸(對向主軸)之背面主軸台(對向主軸台)，該背面主軸將沿主軸中心線方向D1插入之正面加工後之工件W1可釋放地固持。

上述各部2、10~60等之主要部分可藉由例如金屬而形成。

其次，對切換使用導套或不使用導套之方法進行說明。

於使用導套32時，作業人員進行如圖1所示般將導套32安裝於支持台30之作業。又，作業人員如圖1、3所示般使金屬件14之水平部14b插入至將插通孔52側之端部朝向後側S2之前罩蓋50之槽50a中，並將插通孔52對準於金屬件水平部14b之螺孔，藉由螺絲SC2將前罩蓋50安裝於金屬件14。藉此，前罩蓋50經由金屬件14而固定於主軸台10之前表面部。於加工被支持於導套32之工件W1時，於後罩蓋40覆蓋至滾珠螺桿23之後端部之範圍內將主軸台10沿主軸中心線方向D1驅動，且滾珠螺桿23之前端部附近被前罩蓋50覆蓋。

於不使用導套32時，作業人員進行如圖2所示般將導套32自支持 台30卸除之作業。又，首先，作業人員將螺絲SC2自金屬件14卸除而將前罩蓋50卸除。其次，作業人員如圖2~4所示般使後罩蓋40插入至前後顛倒之前罩蓋50之槽50a中，並將插通孔52對準於螺孔42，藉由螺絲SC2而將前罩蓋50安裝於後罩蓋40。藉此，前罩蓋50以將覆蓋滾珠螺桿23之範圍向後側S2擴展之方式固定於後罩蓋40。於加工被固持於主軸12之工件W1時，於自後罩蓋40延長之前罩蓋50覆蓋至滾珠螺桿23之後端部之範圍內將主軸台10沿主軸中心線方向D1驅動。

如以上所說明般，可將前罩蓋50自主軸台10卸除並安裝於後罩蓋40，因此，於將前罩蓋50卸除時無需於機外進行保管。

又，由於自主軸台10卸除之前罩蓋50覆蓋較後罩蓋40更靠後側S2之部分之滾珠螺桿23，故而主軸中心線AX1上之後罩蓋40之長度L1(參照圖1)為如圖2所示般與前罩蓋50一起覆蓋至滾珠螺桿23之後端部之長度便足夠。於圖7、8所示之比較例中，於使用導套時，必須將外殼3設置於後側S2以免與最為後退之後罩蓋940干涉。於圖1、2所示之具體例中，由於後罩蓋40之長度L1較短即可，故而與比較例相比，即便將外殼3設於前側S1，於使用導套時亦不會與最大限度地後退之後罩蓋40干涉。因此，本具體例可將工具機小型化。

進而，由於前罩蓋50之對後罩蓋40之安裝部位(插通孔52)亦為前罩蓋50之對主軸台10之安裝部位，故而無需於前罩蓋50另外設置用以安裝於後罩蓋40之插通孔(構造)。因此，罩蓋之構造為簡單即可，可將用以安裝於主軸台前表面部之金屬件的螺絲與用以安裝於後罩蓋的螺絲共用化。再者，可將螺絲與插通孔共用化之情形時，亦可準備例如具有防脫用墊圈之不能卸除之螺絲穿過插通孔之前罩蓋。

(3)變化例：本技術可考慮各種變化例。

例如，由罩蓋覆蓋之進給機構除可為螺合於螺母之滾珠螺桿以 外，亦可為線性馬達之定子、嚙合於小齒輪之齒條等。

前罩蓋50亦能以插入至後罩蓋40之槽40a中之方式安裝於後罩蓋40。又，雖然無法獲得將工具機小型化之效果，但亦可不需自圖7、8所示之長度L9之後罩蓋向後側(S2)延長，而於長度L9之範圍內將前罩蓋安裝於後罩蓋。

後罩蓋及前罩蓋亦可為波紋式等主軸中心線方向上之長度會變化之可伸縮之罩蓋。

即便於後罩蓋40無延出部40c、40d之一者或兩者，亦包含於本技術。即便於前罩蓋50無延出部50c、50d之一者或兩者，亦包含於本技術。

本技術亦可應用於除車床以外之工具機。

進而，如圖5、6所示般使用用以安裝於主軸台10之螺絲之插通孔與用以安裝於後罩蓋40之螺絲之插通孔不同之前罩蓋50之情況亦包含於本技術。圖5係於變化例中局部剖面觀察並模式性地表示使用導套時之車床1之主要部分。於圖5中，以二點鏈線表示後罩蓋40，且表示有驅動器件20。圖6係於變化例中局部剖面觀察並模式性地表示不使用導套時之車床1之主要部分。再者，由於除折彎部54以外之部分之前罩蓋50、及後罩蓋40與圖3、4所示之罩蓋40、50相同，故而參照圖3、4進行說明。又，對與上述具體例相同之部位標註相同之符號並省略說明。

於圖5、6所示之主軸台10，未安裝圖1等所示之金屬件14，取而代之，於前罩蓋50之主軸中心線方向D1上之緣部形成有折彎部54。於折彎部54，形成有螺合於主軸台10之前表面部之螺孔的螺絲SC1用之插通孔。於前罩蓋50，於折彎部54附近之基部50b，形成有螺合於後罩蓋40之基部40b之螺孔42的螺絲SC2用之插通孔52。

於使用導套32時，作業人員進行如下作業：如圖5所示般使插通 孔52側之端部朝向後側S2的前罩蓋50之折彎部54之插通孔對準於主軸台10之前表面部之螺孔，並藉由螺絲SC1將前罩蓋50安裝於主軸台10。另一方面，於不使用導套32時，首先，作業人員進行將螺絲SC1自主軸台10拆除而將前罩蓋50卸除之作業。其次，作業人員如圖6所示般使後罩蓋40插入至前後顛倒之前罩蓋50之槽50a中，並使插通孔52對準於螺孔42，藉由螺絲SC2將前罩蓋50安裝於後罩蓋40。藉此，以使覆蓋滾珠螺桿23之範圍向後側S2擴展之方式將前罩蓋50固定於後罩蓋40。再者，螺絲SC1、SC2亦可使用相同之螺絲。

由於本變化例亦可將前罩蓋50自主軸台10卸除並安裝於後罩蓋40，故而於將前罩蓋50卸除時無需於機外進行保管。又，由於自主軸台10卸除之前罩蓋50覆蓋較後罩蓋40更靠後側S2之部分之滾珠螺桿23，故而於主軸中心線方向D1上後罩蓋40之長度L1較短即可，從而本變化例可將工具機小型化。

(4)總結：如以上所說明般，根據本發明，可藉由各種態樣，提供於將覆蓋進給機構之一部分之罩蓋卸除時無需於機外進行保管之技術等。當然，不包含附屬項之構成必要條件而僅包含獨立項之構成必要條件之技術亦可獲得上述之基本作用、效果。

又，將上述實施形態及變化例中揭示之各構成相互替換或變更組合而成之構成、及將公知技術以及上述實施形態及變化例中揭示之各構成相互替換或變更組合而成之構成等亦可實施。本發明亦包含該等構成等。

Claims (3)

1. 一種工具機，其包括：主軸台，其設置有固持工件之主軸；驅動器件，其包含沿主軸中心線之進給機構，且使上述主軸台沿上述主軸中心線方向移動；支持台，其可裝卸地設置導套，該導套於上述主軸之前方將工件可滑動地支持；第一罩蓋，其設置於上述主軸台，且於上述主軸中心線方向覆蓋上述進給機構之一部分；及第二罩蓋，其於安裝於上述主軸台時於較上述第一罩蓋更靠前側覆蓋上述進給機構之一部分；且上述第二罩蓋於自上述主軸台卸除後可對上述第一罩蓋裝卸。
2. 如請求項1之工具機，其中上述第二罩蓋係於自上述主軸台卸除後，能以於較上述第一罩蓋更靠後側覆蓋上述進給機構之一部分之方式安裝於上述第一罩蓋。
3. 如請求項1或2之工具機，其中上述第二罩蓋之對上述第一罩蓋之安裝部位為上述第二罩蓋之對上述主軸台之安裝部位。