JPH10277857A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マシニングセンタ等の工作機械のベッド及び
コラム構造及び重量を大きくすることなく、比較的安価
に高剛性で高応答性を有するベット及びコラム構造を持
つマシニングセンタ等の工作機械を提供する。 【解決手段】 コラムフィード構造の工作機械におい
て、コラム移動案内機構１０を取り付けるために、一部
にその水平上面に対して傾斜した取り付け部５を有する
ベッド１と、前記移動案内機構１０の取り付け面１０ｃ
に平行に取り付けられた少なくとも２つのコラム移動案
内部材と、前記コラム移動案内部材上に載置され前記傾
斜した取り付け部分と略同じ傾斜を底面に有するコラム
２とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、例えば
マシニングセンタ等に於ける高剛性で軽量化を実現する
ベッド及びコラム構造を有する工作機械に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械、例えば、マシニングセ
ンタの構造は、主にベッド、ベッド上に設けられたコラ
ム、ベッド上に載置されたテーブル及びコラムに取り付
けられたスピンドルヘッド等で構成されている。工作機
械では切削工具をスピンドルヘッドにＡＴＣ装置を用い
て取り付け加工物を切削加工する。この切削加工の際、
ＸＹ軸テーブルとスピンドルヘッド（Ｚ軸）は、数値制
御装置の指令に基づき移動制御されることにより、切削
工具と加工物は正しい位置に制御され、プログラムされ
た所望の形状が加工物に形成される。ところで、切削加
工では切削工具を加工物に押し当てて加工するものであ
るから、機械の加工部材に反力が働くので、この反力に
対し十分な剛性を持たせる必要がある。特に高精度の加
工が求められる場合には、剛性を十分持った構造にする
ため加工部材が大きくなり、機械装置が大型化してしま
う。

【０００３】そこで、ベッドの剛性を高めたい場合には
ベッド厚を厚くし、またコラムの剛性を高めるために
は、コラムフィールド構造の場合ガイドレールスパンを
広げるようにしている。すなわち、コラムを前後に移動
させる構造の装置ではコラム幅を広げ、コラムを左右に
移動させる構造の装置では奥行き方向を長くする等し
て、剛性を高める構造を採用するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベッド
の剛性を高めるためにベッドの厚みを大きくした場合
は、機械が重くなるとともに、加工物のローディングハ
イトが高くなってしまう。又、コラム剛性を高める場合
でも、コラムの重量が重くなるばかりではなく、ガイド
レールスパンを広げるためにベッドも大きくなる。さら
に、コラムを移動させるための駆動装置も高応答性の高
出力駆動装置が必要になり、製造原価が高くなってしま
う等の問題点があった。そこで、本発明は、上記問題点
に鑑みて創案されたもので、ベッド及びコラムの重量を
大きくすることなく、高剛性で高応答性を有するベット
及びコラム構造を持つマシニングセンタ等の工作機械を
提供することにある。

【０００５】

〔発明の詳細な説明〕

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図１の全体
構成を示す側面図、図２の傾斜移動案内機構を示す構造
図、及び図３の傾斜移動案内機構を上方から見た図を用
いて説明する。

【０００７】１はベッドであり、すべての軸案内機構及
び駆動機構がそのベッド１上に取り付けられることがで
きるように、十分な剛性を持たせた鋳物で製作されてい
る。ベッド１の上面は、後述する本発明の特徴部分とな
る傾斜移動案内機構取り付け部５を除きほぼ水平な上面
を有している。ベッド1の上面には、本実施例ではＹ軸
移動機構４（図示しない移動案内装置及びボールネジ、
サーボモータ、位置検出装置等を含む軸駆動機構からな
る軸移動機構）が取り付けられている。

【０００８】３は、加工物を取り付けるワーク台で、被
加工物を固定するための固定時具が取り付けられるよう
にＴ字スロットがその上面に設けられている従来と同じ
構造である。

【０００９】２は、その底面部が傾斜移動案内機構取り
付け部５と同じ傾斜をを有したコラムで、後述する軸移
動機構に案内支持されて、本実施例では、Ｘ軸移動機構
となっている。コラム２前面側の加工ヘッド６には、Ｚ
軸移動案内機構が設けられており、加工ヘッド６は、こ
の移動案内機構６ａ，６ｂにより上下方向（Ｚ軸方向）
に移動可能に支持されている。加工ヘッド６は、コラム
２に取り付けられたサーボモータ１３と位置検出器１４
により上下方向に図示しない制御装置からの駆動信号で
位置決め制御されている。また、加工ヘッド６には、ス
ピンドル８が取り付けられていて、加工ヘッド６に固定
されたスピンドルモータ７により高速回転するように構
成されているが、従来の構成と同様であるので、詳しい
説明は省略する。

【００１０】９は、ベッド１に立設されたスプラッシュ
ガードであり、１０は、本発明の移動案内機構、１１
は、加工部位に切削液をを供給するためのクーラント供
給装置、１２は、加工機の本体を固定するアンカーボル
ト、１５はベッドの水平出しを行うレベリング調整ボル
トである。

【００１１】本発明の移動案内機構１０は、ベッド１の
傾斜した取り付け部５に取り付けられコラム２をＸ軸方
向に支持案内する新規の移動案内機構でる。以下、コラ
ム２、ベッド１の傾斜取り付け部５、及び移動案内機構
１０について、図２を用いて詳細に説明する。

【００１２】図２から明らかなように、コラム２の側面
形状は略三角形状となっており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向
のモーメントを受ける底部を傾斜構造とすることで、リ
ニアガイドレール１０ｂのスパンを広くとることがで
き、力学的に安定した構造となっている。また、コラム
２の底部に対応するベッド２の傾斜取り付け部５も同じ
角度になるように設けられており、従来のガイドレール
間よりも広く取ることができ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の
モーメント力に抗してコラム２を支持案内することがで
きる。

【００１３】ベッド１に設けられた傾斜取り付け部５
は、機械本体前面部が低く後方部が高くなっており、ベ
ッド１の上面に対して４５度の傾斜有している。そし
て、傾斜取り付け部５の最前部には、リニアガイドレー
ル１０ｂを取り付ける平坦なガイド取り付け面１０ｃが
設けられており、また、傾斜取り付け部５の後方部にも
う一つのリニアガイドレール１０ｂを取り付ける取り付
け面１０ｃが設けられている。これら２つのリニアガイ
ドレール１０ｂは、ちょうど高低差を持った状態に取り
付けられ、両リニアガイドレール１０ｂを４５度の直角
三角形の斜辺位置に取り付けられた構造となっているた
め、より長いガイドレール間距離を取ることができる。
この角度は、必ずしも４５°である必要はなく、機械の
大きさと切削時の反力に応じて、３０度から６０度程度
に設定してもよい。

【００１４】二つのリニアガイドレール１０ｂには、可
動部材１０ａが一つのリニアガイドレール１０ｂ当たり
２個設けられ（図３参照）、計４個の可動部材１０ａが
コラム２の底部に設けられた取り付け面２ａに固定され
て、コラム２をリニアガイドレール１０ｂに沿ってＸ軸
方向に移動可能に支持している。可動部材１０ａを取り
付けるためのコラム２の底部の取り付け面２ａは、傾斜
取り付け部５と同じ傾斜角度を有するとともに、その傾
斜部分の略中央部に、ボールネジナット２ａと該ナット
２ａに螺合するようにボールネジ２ｂが設けられてお
り、図示しないカップリングで駆動モータに連結されて
いる。コラム２は、数値制御装置からの駆動信号によ
り、傾斜移動案内機構１０に案内支持されて、Ｘ軸方向
に位置決め制御される。なお、コラム２の加工ヘッド６
側（図１図面の左側）には、加工ヘッド６を移動可能に
支持するために、可動部材６ａとリニアガイドレール６
ｂが平面上に設けられているが、このガイド機構は傾斜
移動案内機構１０のように傾斜する形で取り付けられて
いない。

【００１５】図３は、ベッド１を上方から見た図で、平
行に取り付けられたリニアガイドレール１０ｂと可動部
材１０ａ、可動部材１０ａ上に取り付けられたコラム
２、コラム２の前面部に取り付けられリニアガイドレー
ル６ｂ、可動部材６ａ、可動部材６ａに取り付けられた
加工ヘッド６の位置関係を示している。平行に取り付け
られた二つのリニアガイドレール１０ｂ間の距離は、傾
斜取り付け部５なしに取り付けた場合のベッド２の奥行
き寸法と同じでありながら、傾斜した場合では√２倍に
なっていることがわかる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、、ベッドの一部にコラ
ム移動案内機構を取り付けるために前記ベッドの水平上
面に対し傾斜した取り付け部をベッドに設け、前記移動
案内機構の傾斜取り付け面に高低を付けて取り付けられ
た２つのコラム移動案内部材と、前記コラム移動案内部
材上に載置され前記傾斜した取り付け部分と略同じ傾斜
を底面に有するコラムとを有する構成としたので、Ｚ軸
あるいはＹ軸のモーメント力を安定して支持することが
でき、より小さいベットとコラム構造で剛性の高い機械
構造にすることができる。また、工作機械の設置スペー
スも小さくできるという利点も有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成が示される側
面図である。

【図２】本発明の傾斜移動案内機構の構造図である。

【図３】傾斜移動案内機構を上方から見た図である。

【符号の説明】

１ ベッド ２ コラム ２ａ可動部材取り付け面 ３ ワーク台 ４ Ｙ軸移動機構４ ５ 傾傾斜取り付け部５ ６ 加工ヘッド ７ スピンドルモータ １０ 移動案内機構 １０ａ 可動部材 １０ｂ リニアガイドレール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムフィード構造の工作機械におい
   て、ベッドの一部にコラム移動案内機構を取り付けるた
   めに前記ベッドの水平上面に対し傾斜した取り付け部を
   有するベッドと、前記移動案内機構取り付け面に平行に
   取り付けられた少なくとも２つのコラム移動案内部材
   と、前記コラム移動案内部材上に載置され前記傾斜した
   取り付け部分と略同じ傾斜を底面に有するコラムとを有
   する構成とした工作機械のベッド及びコラム構造を設け
   たことを特徴とする工作機械。