卧式机床 |
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| 申请号 | CN201080066543.3 | 申请日 | 2010-08-30 | 公开(公告)号 | CN102883855B | 公开(公告)日 | 2016-06-29 |
| 申请人 | 小松NTC株式会社; | 发明人 | 广岛康司; 村井史朗; 高濑亮; 竹岛信人; 堀井宗芳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的卧式机床（1），具备具有基部（11）及竖立设置于基部（11）的床鞍支持部（12）的底座（10）、在床鞍支持部（12）的背面部，通过X轴移动机构（50）可在左右方向上滑动自如地安装的X轴床鞍（20）、在X轴床鞍（20）上通过Y轴移动机构（60）可在上下方向上滑动自如地安装的Y轴床鞍（30）、以及在Y轴床鞍（30）上，通过Z轴移动机构（70）可在前后方向上滑动自如地安装的 主轴 装置（40）；支持 工件 用的工件支持构件（80）在床鞍支持部（12）的前方安装于基部（11）。这种结构可以使装置整体实现小型化和轻量化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种卧式机床，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 卧式机床技术领域[0001] 本发明涉及卧式机床。 背景技术[0002] 作为卧式机床，有具备支持工件用的工件支持面形成于上表面前部的机床身、在机床身的上表面后部，可在前后方向（Z轴方向）及左右方向（X轴方向）上滑动自如地安装的柱（column）、以及在柱上可在上下方向（Y轴方向）上滑动自如地安装的主轴装置的卧式机床（参照例如专利文献1）。 [0003] 这样的卧式机床，在主轴装置的主轴上安装工具，对载置于机床身（bed）的工件支持面的工件，通过使主轴装置在三个轴的方向上移动，能够对工件进行切削加工。 [0004] 专利文献1 : 日本特开2005－342816号公报 发明内容[0005] 上述已有的卧式机床，在机床身的上表面后部设置柱的移动机构，机床身的上表面，前后方向尺寸大，因此整个装置是大型装置。 [0006] 因此，本发明以提供能够解决上述存在问题，实现装置整体的小型化的卧式机床为课题。 [0007] 为了解决上述课题，本发明的卧式机床，其特征在于，具备具有基部及在上述基部竖立设置的床鞍支持部的底座（base frame）、在上述床鞍支持部的背面部，通过X轴移动机构可在左右方向上滑动自如地安装的X轴床鞍、在上在述X轴床鞍上，通过Y轴移动机构可在上下方向上滑动自如地安装的Y轴床鞍、以及在上述Y轴床鞍上，通过Z轴移动机构可在前后方向上滑动自如地安装的主轴装置；支持工件用的工件支持构件在上述床鞍支持部前方安装于上述基部。 [0008] 这种结构中，在底座的床鞍支持部的背面部设置主轴装置的移动机构，能够将底座的上表面部的前后方向尺寸做得小。而且，在床鞍支持部的背面部安装使X轴床鞍在左右方向上滑动的X轴移动机构，因此不必使底座向上方多突出，所以能够将底座的上下方向的尺寸做得小。从而，本发明的卧式机床能够使底座小型化，能够使整个装置小型化和轻量化。 [0009] 又，通过利用床鞍支持部前方的空间，能够提高工件支持构件的设计自由度。从而，能够根据加工工作的内容，配置倾斜机构、自动托盘交换装置（Automatic pallet changer）、分度装置（Indexing mechanism）等各种工件支持构件。 [0010] 又将主轴装置的移动机构与工件支持构件平衡地配置于床鞍支持部前后，能够实现整个装置的小型化。 [0012] 上述卧式机床，可形成如下所述结构，即在上述X轴床鞍上形成在前后方向上贯通的开口部，在上述X轴床鞍的背面部，通过上述Y轴移动机构安装上述Y轴床鞍，同时在上述Y轴床鞍的上表面部通过上述Z轴移动机构安装上述主轴装置，上述主轴装置能够通过上述X轴床鞍的上述开口部，突出到上述X轴床鞍前方。 [0013] 这一结构中，主轴装置通过X轴床鞍的开口部，在开口部内在上下方向及前后方向上移动，因此能够将X轴床鞍、Y轴床鞍及主轴装置配置得紧凑，实现整个装置的小型化。 [0014] 上述卧式机床中，上述X轴床鞍可形成如下所述结构，即具备主体部和从上述主体部向上方突出，在左右方向上保持间隔配置的二个突出部；在上述各突出部之间形成上述开口部，上述主体部通过上述X轴移动机构安装于上述床鞍支持部的背面部。 [0016] 又，开口部的上部开放，因此能够实现X轴床鞍的轻量化，同时主轴装置能够增大上下方向（Y轴方向）上的移动量。 [0017] 又，在上述X轴床鞍的背面部，从上述主体部到上述各突出部设置上述Y轴移动机构的情况下，能够使Y轴床鞍在X轴床鞍的上端部到下端部移动，因此可增大主轴装置在上下方向（Y轴方向）上的移动量。 [0019] 这种结构能够将刀具库紧凑地收入底座上方，能够实现整个装置的小型化。又在床鞍支持部上方配置刀具库，这样能够缩小主轴装置前端部与刀具库之间的前后方向的间隔，因此能够减小主轴装置向前方的突出量。 [0021] 图1是本实施形态的卧式机床从前方观察时的立体图。 [0022] 图2是本实施形态是卧式机床从后方观察时的立体图。 [0023] 图3是本实施形态的卧式机床的侧面图。 [0024] 图4是本实施形态的卧式机床的背面图。 [0025] 图5是表示在本实施形态的卧式机床中使用自动托盘交换装置的情况的侧面图。 [0026] 符号说明 [0027] 1 卧式机床 [0028] 10 底座 [0029] 11 基部 [0030] 12 床鞍支持部 [0031] 20 X轴床鞍 [0032] 21 突出部 [0033] 22 开口部 [0034] 23 主体部 [0035] 30 Y轴床鞍 [0036] 31 延伸部 [0037] 40 主轴装置 [0038] 41 主轴 [0040] 50 X轴移动机构 [0041] 51 X轴移动导向机构 [0042] 51a X轴导轨 [0043] 51b X轴滑块 [0044] 52 X轴送料机构 [0045] 52a X轴驱动马达 [0046] 60 Y轴移动机构 [0047] 61 Y轴移动导向机构 [0048] 61a Y轴导轨 [0049] 61b Y轴滑块 [0050] 62 Y轴送料机构 [0051] 62a Y轴驱动马达 [0052] 70 Z轴移动机构 [0053] 71 Z轴移动导向机构 [0054] 71a Z轴导轨 [0055] 71b Z轴滑块 [0056] 72 Z轴送料机构 [0057] 72a Z轴驱动马达 [0058] 80 工件支持构件 [0059] 81 倾斜机构 [0060] 83 自动托盘交换装置 [0061] M 刀具库（tool magazine） [0062] T 工具。 具体实施方式[0063] 下面适当参照附图对本发明的实施形态进行说明。 [0064] 卧式机床的总体结构 本实施形态的卧式机床1，如图1及图2所示，具备具有基部11、11及竖立设置于基部11、11的床鞍支持部12的底座（base frame）10、在床鞍支持部12可在左右方向上滑动自如地安装的X轴床鞍20、在X轴床鞍20上可在上下方向上滑动自如地安装的Y轴床鞍30、以及在Y轴床鞍30上可在前后方向上滑动自如地安装的主轴装置40。又，如图3所示，在底座10的基部11、11，在作为床鞍支持部12的前方的前部上表面，为支持工件（未图示），安装具有倾斜机构81的工件支持部80。 [0065] 卧式机床1，如图1及图2所示，将各种工具可装卸自如地安装于主轴装置40的主轴41的前端部，使主轴装置40能够在左右方向（X轴方向）、上下方向（Y轴方向）及前后方向（Z轴方向）三个轴方向上移动，能够利用与主轴41一起旋转的工具对工件进行切削加工。 [0066] 底座的结构 [0067] 底座10具备在左右方向上保持规定的间隔配置的一对上述基部11、11、以及连接两基部11、11的板状的上述床鞍支持部12。 [0068] 两基部11、11是通过载置于地板支持整个卧式机床1的部位。两基部11、11在前后方向上延伸，卧式机床1的稳定性好。 [0069] 又，两基部11、11的前后方向的大约中间部的上表面架设床鞍支持部12。这样，通过在前后延伸的两基部11、11的上表面竖立设置板状的床鞍支持部12，底座10从侧面看来形成倒“T”字形。还有，在两基部11、11的前端部之间，设置连结两基部11、11的连结部11a。 [0070] 在床鞍支持部12的上表面的左右两端部，设置安装贮藏工具T用的刀具库M（参照图3）的安装部12a、12a。图3所示的刀具库M具备支持各种工具T的圆板状的工具支持部M1、以及将工具支持部M1支持于规定的高度的支持框架M2，支持框架M2的下端部安装于床鞍支持部12的各安装部12a、12a。 [0071] 刀具库M能够借助于旋转驱动机构（未图示）使工具支持部M1旋转，以根据加工内容将各种工具T提供给主轴装置40的主轴41的前端部。 [0072] 在两基部11、11（参照图1）的上表面，在作为床鞍支持部12的前方的位置上，设置安装工件支持构件80的安装部11b、11b。工件支持构件80具备在各安装部11b、11b安装的支持台82、以及在支持台82的上表面设置的倾斜机构81。支持台82利用螺栓等安装于安装部11b、11b，能够在安装部11b、11b上装卸自如。 [0073] 倾斜机构81是利用在水平方向上对峙的两个轴构件（未图示）的前端部夹着工件（未图示），使各轴构件绕轴旋转，以在纵方向（垂直方向）上可旋转地支持工件的公知的支持工具。 [0074] X轴床鞍的结构 [0075] X轴床鞍20，如图4所示，是配设于底座10的床鞍支持部12后方的板状构件，通过X轴移动机构50安装于床鞍支持部12的背面部12b。 [0076] X轴床鞍20的上部形成在前后方向上贯通的开口部22，在左右方向上保持规定的间隔形成的两个突出部21、21呈向上方突出的凹状。开口部22设定为主轴装置40能够通过的尺寸。 [0077] 关于X轴床鞍20，更详细地说，X轴床鞍20具备正面看来为矩形的主体部23、以及从主体部23的上表面23a的左右两端部向上方突出的矩形断面的突出部21、21。在左右方向上保持间隔配置的各突出部21、21之间，形成上部开放的开口部22（参照图1及图2）。开口部22形成于X轴床鞍20的上部，以使X轴床鞍20的上部轻量化。 [0078] X轴移动机构的结构 [0079] X轴移动机构50是将X轴床鞍20安装于床鞍支持部12的背面部12b，并且使其能够在左右方向上滑动自如的机构，具备X轴移动导向机构51、以及X轴送料机构52。 [0080] X轴移动导向机构51，如图3和图4所示，是具备安装于床鞍支持部12的背面部12b的两条X轴导轨51a、51a、以及与各X轴导轨51a、51a分别滑动自如地卡合的多个X轴滑块51b；沿着各X轴导轨51a、51a，各X轴滑块51b从底座10的一个基部11到另一基部11在左右方向上移动的公知的直线移动机构。 [0081] 各X轴滑块51b固定于X轴床鞍20的正面部20a，X轴床鞍20沿着各X轴导轨51a、51a在左右方向上滑动自如。 [0082] X轴送料机构52是利用公知的滚珠螺杆送料的送料机构，具备在床鞍支持部12的背面部12b上安装的X轴驱动马达52a、与该X轴驱动马达52a连结的，配置于上下X轴导轨51a、51a之间的X轴滚珠螺杆52b、以及拧在X轴滚珠螺杆52b上的螺帽52c。螺帽52c固定于X轴床鞍20，通过使X轴滚珠螺杆52b旋转，能够使X轴床鞍20沿各X轴导轨51a、51a在左右方向上移动。 [0083] 关于X轴移动机构50，更详细地说，X轴移动导向机构51的各X轴滑块51b及X轴送料机构52，在X轴床鞍20的正面部20a，设置于主体部23的正面部。也就是说，X轴床鞍20，其主体部23的正面部通过X轴移动机构50，安装于床鞍支持部12的背面部12b。而且，X轴移动机构50配置于开口部22下方。 [0084] Y轴床鞍的结构 [0085] Y轴床鞍30，如图3所示，通过Y轴移动机构60安装于X轴床鞍20的背面部20b。 [0086] Y轴床鞍30，在其下部形成板状的支持部31，在上部形成比支持部31更向前后方向延伸的延伸部32。Y轴床鞍30的延伸部32的前端部被插入X轴床鞍20的开口部22。 [0087] Y轴移动机构的结构 [0088] Y轴移动机构60，如图4所示，是将Y轴床鞍30安装于X轴床鞍20的背面部20b，并且使其能够在上下方向上滑动自如用的机构，具备Y轴移动导向机构61和Y轴送料机构62。 [0089] Y轴移动导向机构61具备在X轴床鞍20的背面部20b上安装的两条Y轴导轨61a、61a、以及能够分别与各Y轴导轨61a、61a滑动自如地卡合的多个Y轴滑块61b；是沿着各Y轴导轨61a、61a，各Y轴滑块61b从X轴床鞍20的上端部到下端部在上下方向上移动的公知的直线移动机构。 [0090] 各Y轴滑块61b被固定于Y轴床鞍30的支持部31的正面部31a，Y轴床鞍30能够沿着各Y轴导轨61a、61a在上下方向上滑动自如。 [0091] 具体地说，Y轴移动导向机构61的各Y轴导轨61a、61a在X轴床鞍20的背面部20b，设置于主体部23的下端部到各突出部21、21的上端部的地方。借助于此，Y轴床鞍30能够从X轴床鞍20的上端部到下端部在上下方向上移动。 [0092] Y轴送料机构62是利用公知的滚珠螺杆送料的机构，具备安装于X轴床鞍20的一突出部21的上表面的Y轴驱动马达62a、与该Y轴驱动马达62a连结的Y轴滚珠螺杆62b、以及拧在Y轴滚珠螺杆62b上的螺帽62c。螺帽62c固定于Y轴床鞍30，通过使Y轴滚珠螺杆62b旋转，Y轴床鞍30沿着各Y轴导轨61a、61a在上下方向上移动。 [0093] 主轴装置的结构 [0094] 主轴装置40，如图3所示，具备在主轴罩40a内以前后方向为轴方向配置的主轴41、以及主轴驱动马达42，在主轴驱动马达42的输出部连结主轴41的后端部，各种工具（未图示）可在主轴41的前端部装卸自如。该主轴装置40通过Z轴移动机构70安装于Y轴床鞍30的延伸部32的上表面部32a。 [0095] Z轴移动机构的结构 [0096] Z轴移动机构70，如图3所示，是将主轴装置40安装于Y轴床鞍30的延伸部32的上表面部32a，而且使其能够在前后方向上滑动自如的机构，具备Z轴移动导向机构71和Z轴送料机构72。 [0097] Z轴移动导向机构71具备安装于Y轴床鞍30的延伸部32的上表面部32a的两条Z轴导轨71a、71a、以及与各Z轴导轨71a、71a分别可滑动自如地卡合的多个Z轴滑块71b，是使各Z轴滑块71b能够沿着各Z轴导轨71a、71a从延伸部32的前端部到后端部在前后方向上移动的公知的直线移动机构（参照图2）。 [0098] 各Z轴滑块71b固定于主轴驱动马达42的下表面，主轴装置40能够沿着各Z轴导轨71a、71a在前后方向上滑动自如。 [0099] Z轴送料机构72是公知的利用滚珠螺杆送料的送料机构，具备安装于Y轴床鞍30的延伸部32的后端部的Z轴驱动马达72a、与该Z轴驱动马达72a连结的Z轴滚珠螺杆72b（参照图2）、以及拧在Z轴滚珠螺杆72b上的螺帽72c。螺帽72c固定于主轴装置40，通过使Z轴滚珠螺杆72b旋转，主轴装置40沿着各Z轴导轨71a、71a在前后方向上移动。 [0100] 卧式机床的作用効果 [0101] 如上所述构成的卧式机床1如下所述工作，实现本发明的作用效果。 [0102] 本实施形态的卧式机床1，如图1及图2所示，在底座10的床鞍支持部12的背面部12b安装X轴床鞍20，在该X轴床鞍20的背面部20b安装Y轴床鞍30，而且在Y轴床鞍30的延伸部32的上表面部32a安装主轴装置40。 [0103] 从而，本实施形态的卧式机床1能够通过使X轴床鞍20相对于底座10在左右方向上移动，相对于工件支持构件80（参照图3）的倾斜机构81上支持的工件（未图示），使主轴装置40在左右方向（X轴方向）上移动。又能够通过使Y轴床鞍30相对于X轴床鞍20在上下方向上移动，使主轴装置40相对于工件在上下方向（Y轴方向）上移动。而且能够通过使主轴装置40相对于Y轴床鞍30在前后方向上移动，使主轴装置40相对于工件在前后方向（Z轴方向）上移动。 [0104] 本实施形态的卧式机床1，通过在底座10的床鞍支持部12的背面部12b上设置主轴装置40的各移动机构50、60、70，可以在前后方向上缩小底座10的尺寸。又，在底座10的床鞍支持部12的背面部12b上，安装使X轴床鞍20在左右方向上滑动的X轴移动机构50，因此不必使底座10的床鞍支持部12向上方突出很多，所以能够使底座10的上下方向的尺寸减小。从而，卧式机床1能够使底座10小型化，能够使卧式机床1总体上实现小型化和轻量化。 [0105] 又，本实施形态的卧式机床1，如图3所示，主轴装置40的各移动机构50、60、70和工件支持构件80在床鞍支持部12的前后很好地平衡配置，这样能够实现整个卧式机床1的小型化。 [0106] 又，通过将工件支持构件80（参照图3）配置于床鞍支持部12的前方近旁，能够缩短从工件支持构件80到各移动机构50、60、70的距离，能够减小底座10的热膨胀引起的，工件支持构件80与主轴装置40之间产生的尺寸变化量，因此能够提高工件的加工精度。 [0107] 又，主轴装置40，如图1所示，通过X轴床鞍20的开口部22，在开口部22内在上下方向和前后方向上移动，因此能够紧凑地配置X轴床鞍20、Y轴床鞍30及主轴装置40，能够使卧式机床1在总体上实现小型化。 [0108] 又，在X轴床鞍20中，如图4所示，在开口部22下方的主体部23设置着X轴移动机构50。也就是说，在开口部22内移动的主轴装置40下方配置X轴移动机构50，因此能够降低卧式机床1的重心，能够提高卧式机床1的稳定性。 [0109] 又，X轴床鞍20的开口部22的上部开放，因此使X轴床鞍20轻量化，同时能够使开口部22内的主轴装置40的上下方向（Y轴方向）上的移动量增大。 [0110] 又，在X轴床鞍20的背面部20b，从主体部23的下端部到各突出部21、21的上端部，设置Y轴移动机构60，能够使Y轴床鞍30从X轴床鞍20的上端部到下端部移动，因此能够增大主轴装置40在上下方向（Y轴方向）上的移动量。 [0111] 又，X轴移动机构50只设置于开口部22下方，上下X轴导轨51a、51a的间隔小。从而，利用在各X轴导轨51a、51a间配置的一根X轴滚珠螺杆52b，能够使X轴床鞍20沿着各X轴导轨51a、51a平滑地移动。这样，能够使X轴移动机构50形成紧凑的结构。 [0112] 又如图3所示，在床鞍支持部12的上表面安装刀具库M，这样能够将刀具库M紧凑地收容于底座10上方，能够实现整个装置的小型化。 [0113] 又通过各移动机构50、60、70在床鞍支持部12的背面部12b安装主轴装置40，在床鞍支持部12上方配置刀具库M，以此可缩小主轴41的前端部与刀具库M在前后方向上的间隔，因此能够缩小主轴41向前方的突出量。 [0114] 又，本实施形态的卧式机床1，如图1所示，在左右成对的基部11、11之间形成空间，因此将底座10与已有的卧式机床上使用的机床身相比，能够在很大的程度上轻量化。又可以在两基部11、11间的空间收容芯片处理装置。 [0115] 又如图3所示，通过利用床鞍支持部12的前方空间，能够提高工件支持构件80的设计自由度，而且，工件支持构件80，由于能够在底座10的两基部11、11上装卸自如，能够根据加工工作的内容替换为各种工件支持构件。 [0116] 例如，如图5所示，可以使用自动替换收容工件的托盘（未图示）的自动托盘交换装置83（APC）被设置于支持台84的上表面的工件支持构件80A。而且，可以使用具有支持于垂直的轴构件的台子，通过使轴构件绕轴旋转，使台子上载置的工件能够在横方向（水平方向）上旋转的分度装置（Indexing mechanism）设置于支持台的上表面的工件支持构件（未图示）。 [0117] 以上对本发明的实施形态进行了说明，但是本发明不限定于上述实施形态，在不脱离其趣旨的范围内可以适当变更。 [0118] 例如，如图4所示，本实施形态的X轴移动机构50、Y轴移动机构60及Z轴移动机构70中，使用公知的滚珠螺杆机构，但是不限于此，也可以使用使滑块沿着导轨移动的直线移动机构（线性马达式的送料机构）。 [0119] 又，在本实施形态中，X轴床鞍20、Y轴床鞍30及主轴装置40分别利用一个X轴送料机构52、Y轴送料机构62及Z轴送料机构72使其移动，但是也可以利用多个X轴送料机构52、Y轴送料机构62及Z轴送料机构72使其移动。 |
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