Machine tool

阅读:2发布:2021-05-19

专利汇可以提供Machine tool专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool capable of easily applying machining to both a long-length workpiece and a short-length workpiece.SOLUTION: A machine tool 100 includes: an AGV (Automatic Guided Vehicle) 110; a bed 121 which is placed on the AGV 110 and can be contacted with a floor face F; a hydraulic cylinder 113 and a hydraulic power source 149, etc., for raising/lowering the bed 121 in such a manner that the bed 121 is contacted with or separated from the floor face F; a main spindle 129; main spindle supporting means 121-128 supporting the main spindle 129 in such a manner that the main spindle 129 can move in a Y-axis direction which is a vertical direction, an X-axis direction which is orthogonal to the Y-axis direction, and a Z-axis direction which is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction and the main spindle 129 can turn around a B-axis which is a vertical axis and around an A-axis which is a horizontal axis, with respect to the bed 121; and motors 141-145 which activate the main spindle supporting means 121-128 in such a manner that the main spindle 129 is moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction with respect to the bed 121, and is turned around the A-axis and the B-axis.,下面是Machine tool专利的具体信息内容。

  • 無人搬送車と、
    前記無人搬送車上に載せられて床面に接地可能なベッドと、
    前記無人搬送車に配設されて床面に対して前記ベッドを接地又は離反させるように当該無人搬送車に対して当該ベッドを昇降させるベッド昇降手段と、
    ワークを加工する工具を着脱可能に保持できる主軸と、
    前記主軸を回転駆動させる主軸駆動手段と、
    前記ベッド上に設けられて、前記主軸を当該ベッドに対して、垂直方向のY軸方向、当該Y軸方向と直交する水平方向のX軸方向、当該X軸方向及び当該Y軸方向と直交する水平方向のZ軸方向にそれぞれ移動できるように支持すると共に、上記Y軸方向に平行な垂直方向のB軸回り及び上記Y軸方向と直交する水平方向のA軸回りでそれぞれ旋回できるように支持する主軸支持手段と、
    前記主軸を前記ベッドに対して、前記X軸方向、前記Y軸方向及び前記Z軸方向に移動させると共に、前記A軸回り及び前記B軸回りで旋回させるように前記主軸支持手段を作動させる主軸移動・旋回手段と を備えていることを特徴とする工作機械。
  • 請求項1に記載の工作機械において、
    前記ワークが、長尺な板形状をなして、前記主軸支持手段による前記主軸の前記X軸方向の移動可能範囲よりも短い間隔ごとに差込穴が形成されたものであり、
    前記差込穴の前記間隔ごとに床面に立設された複数のワーク支持手段から前記Z軸方向へ突出する係合軸に当該差込穴を差し込まれることにより、長手方向を前記X軸方向へ向けつつ加工面を垂直方向に沿わせるようにして支持されるものである ことを特徴とする工作機械。
  • 請求項2に記載の工作機械において、
    隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの長手方向に対する位置の基準となる位置基準部を当該ワーク支持手段が有している ことを特徴とする工作機械。
  • 請求項3に記載の工作機械において、
    前記主軸が、前記工具とタッチセンサとを交換できるように当該工具及び当該タッチセンサを着脱可能に保持できるものであり、
    床面に対して前記ベッドを離反させるように前記ベッド昇降手段を上昇制御して、
    前記ワークの加工面の、隣り合う前記ワーク支持手段の間に前記無人搬送車を位置させるように当該無人搬送車を移動制御し、
    床面に対して前記ベッドを接地させるように前記ベッド昇降手段を下降制御した後、
    前記主軸に保持された前記タッチセンサにより、隣り合う前記ワーク支持手段の前記係合軸の先端面位置及び当該係合軸の軸心位置、隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面の上方側及び下方側の位置をそれぞれ計測するように前記主軸移動・旋回手段を作動制御して、
    前記タッチセンサからの情報に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面のX−Y軸平面及び長手方向であるX軸方向を確定すると共に、当該ワークの確定された上記X−Y軸平面及び上記X軸方向に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の間における当該ワークの短手方向であるY軸方向及び当該ワークの加工面に対する厚さ方向であるZ軸方向を確定し、
    さらに、隣り合う前記ワーク支持手段の間に位置する前記位置確認部の予め入力された位置に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の前記係合軸の一方の軸心位置を前記ワークの座標系の原点位置に設定し、
    確定された前記軸方向及び設定された前記原点位置並びに予め入力された加工データに基づいて、前記主軸に保持された前記工具により、前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面を加工するように前記主軸移動・旋回手段及び前記主軸駆動手段を作動制御する 制御手段を備えている ことを特徴とする工作機械。
  • 請求項4に記載の工作機械において、
    前記制御手段が、
    隣り合う前記支持手段の間における前記ワークの加工面を前記工具で加工した後、
    床面に対して前記ベッドを離反させるように前記ベッド昇降手段を上昇制御して、
    前記ワーク支持手段の間の前記ワークの加工面と異なる当該ワークの加工面となる他の隣り合うワーク支持手段の間に前記無人搬送車を位置させるように当該無人搬送車を移動制御し、
    床面に対して前記ベッドを接地させるように前記ベッド昇降手段を下降制御した後、
    前記主軸に保持された前記タッチセンサにより、前記ワークの新たな加工面の前記軸方向を確定すると共に前記原点位置を設定するように前記主軸移動・旋回手段の作動制御及び演算を行うと共に、
    確定された前記軸方向及び設定された前記原点位置並びに予め入力された加工データに基づいて、前記主軸に保持された前記工具により、前記ワークの新たな加工面を加工するように前記主軸移動・旋回手段及び前記主軸駆動手段を作動制御するものである ことを特徴とする工作機械。
  • 说明书全文

    本発明は、工作機械に関する。

    例えば、航空機の骨組み等のような長尺物(例えば数十m)のワークに対して切削等の機械加工を施す場合、従来は、当該ワークの長さに対応した長尺のベッドの長手方向に沿って移動可能なコラムに対して主軸ヘッド等を設けた工作機械を使用しており、前記ワークを前記ベッドに沿って配設し、前記コラムを前記ベッドに沿って移動させることにより、前記主軸ヘッドの主軸に設けられた工具で前記ワークの一端側から他端側までにわたって順次機械加工するようにしていた。

    特開平4−171161号公報

    前述したような従来の工作機械においては、航空機の骨組み等のような長尺なワークの全長にわたって機械加工できるようにするため、当該ワークの長さ以上の長さを有するベッドを備えるようにしていることから、非常に大きなスペースを占有しているものの、長尺なワーク以外の機械加工には使い勝手が悪く事実上使用することができず、稼働効率が悪いものとなっている。

    このようなことから、本発明は、長尺物のワークに対して機械加工を施すことができると共に、短尺物のワークに対しても機械加工を容易に施すことができる工作機械を提供することを目的とする。

    前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る工作機械は、無人搬送車と、前記無人搬送車上に載せられて床面に接地可能なベッドと、前記無人搬送車に配設されて床面に対して前記ベッドを接地又は離反させるように当該無人搬送車に対して当該ベッドを昇降させるベッド昇降手段と、ワークを加工する工具を着脱可能に保持できる主軸と、前記主軸を回転駆動させる主軸駆動手段と、前記ベッド上に設けられて、前記主軸を当該ベッドに対して、垂直方向のY軸方向、当該Y軸方向と直交する平方向のX軸方向、当該X軸方向及び当該Y軸方向と直交する水平方向のZ軸方向にそれぞれ移動できるように支持すると共に、上記Y軸方向に平行な垂直方向のB軸回り及び上記Y軸方向と直交する水平方向のA軸回りでそれぞれ旋回できるように支持する主軸支持手段と、前記主軸を前記ベッドに対して、前記X軸方向、前記Y軸方向及び前記Z軸方向に移動させると共に、前記A軸回り及び前記B軸回りで旋回させるように前記主軸支持手段を作動させる主軸移動・旋回手段とを備えていることを特徴とする。

    また、第二番目の発明に係る工作機械は、第一番目の発明において、前記ワークが、長尺な板形状をなして、前記主軸支持手段による前記主軸の前記X軸方向の移動可能範囲よりも短い間隔ごとに差込穴が形成されたものであり、前記差込穴の前記間隔ごとに床面に立設された複数のワーク支持手段から前記Z軸方向へ突出する係合軸に当該差込穴を差し込まれることにより、長手方向を前記X軸方向へ向けつつ加工面を垂直方向に沿わせるようにして支持されるものであることを特徴とする。

    また、第三番目の発明に係る工作機械は、第二番目の発明において、隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの長手方向に対する位置の基準となる位置基準部を当該ワーク支持手段が有していることを特徴とする。

    また、第四番目の発明に係る工作機械は、第三番目の発明において、前記主軸が、前記工具とタッチセンサとを交換できるように当該工具及び当該タッチセンサを着脱可能に保持できるものであり、床面に対して前記ベッドを離反させるように前記ベッド昇降手段を上昇制御して、前記ワークの加工面の、隣り合う前記ワーク支持手段の間に前記無人搬送車を位置させるように当該無人搬送車を移動制御し、床面に対して前記ベッドを接地させるように前記ベッド昇降手段を下降制御した後、前記主軸に保持された前記タッチセンサにより、隣り合う前記ワーク支持手段の前記係合軸の先端面位置及び当該係合軸の軸心位置、隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面の上方側及び下方側の位置をそれぞれ計測するように前記主軸移動・旋回手段を作動制御して、前記タッチセンサからの情報に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面のX−Y軸平面及び長手方向であるX軸方向を確定すると共に、当該ワークの確定された上記X−Y軸平面及び上記X軸方向に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の間における当該ワークの短手方向であるY軸方向及び当該ワークの加工面に対する厚さ方向であるZ軸方向を確定し、さらに、隣り合う前記ワーク支持手段の間に位置する前記位置確認部の予め入された位置に基づいて、隣り合う前記ワーク支持手段の前記係合軸の一方の軸心位置を前記ワークの座標系の原点位置に設定し、確定された前記軸方向及び設定された前記原点位置並びに予め入力された加工データに基づいて、前記主軸に保持された前記工具により、前記ワーク支持手段の間における前記ワークの加工面を加工するように前記主軸移動・旋回手段及び前記主軸駆動手段を作動制御する制御手段を備えていることを特徴とする。

    また、第五番目の発明に係る工作機械は、第四番目の発明において、前記制御手段が、隣り合う前記支持手段の間における前記ワークの加工面を前記工具で加工した後、床面に対して前記ベッドを離反させるように前記ベッド昇降手段を上昇制御して、前記ワーク支持手段の間の前記ワークの加工面と異なる当該ワークの加工面となる他の隣り合うワーク支持手段の間に前記無人搬送車を位置させるように当該無人搬送車を移動制御し、床面に対して前記ベッドを接地させるように前記ベッド昇降手段を下降制御した後、前記主軸に保持された前記タッチセンサにより、前記ワークの新たな加工面の前記軸方向を確定すると共に前記原点位置を設定するように前記主軸移動・旋回手段の作動制御及び演算を行うと共に、確定された前記軸方向及び設定された前記原点位置並びに予め入力された加工データに基づいて、前記主軸に保持された前記工具により、前記ワークの新たな加工面を加工するように前記主軸移動・旋回手段及び前記主軸駆動手段を作動制御するものであることを特徴とする。

    本発明に係る工作機械によれば、長尺物のワークに対して機械加工を施すことができると共に、短尺物のワークに対しても機械加工を容易に施すことができるので、稼働効率を非常に高めることができる。

    本発明に係る工作機械の主な実施形態の概略構成図である。

    図1の矢線II方向から見た図である。

    図1の矢線III 方向から見た図である。

    図2のIV−IV線矢視図である。

    図1−3の工作機械の要部の制御ブロック図である。

    本発明に係る工作機械の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。

    〈主な実施形態〉
    本発明に係る工作機械の主な実施形態を図1〜5に基づいて説明する。

    図1〜3に示すように、機械本体120のベッド121上には、垂直方向と直交する水平方向である当該ベッド121の長手方向(X軸方向)に沿って長手方向を向けたガイドレール121aが当該ベッド121の長手方向と直交する水平方向である短手方法(Z軸方向)一方側と他方側とで対をなすようにして配設されている。 前記ガイドレール121a上には、移動台122がスライドブロック122aを介して設けられており、当該移動台122は、当該スライドブロック122aを介して当該ガイドレール121aに沿ってスライド移動することができるようになっている。

    前記移動台122には、コラム123が立設されている。 前記コラム123の正面(図1,2中、右側)には、垂直方向である当該コラム123の高さ方向(Y軸方向)に沿って長手方向を向けたガイドレール123aが当該コラム123の幅方向(Z軸方向)一方側と他方側とで対をなすようにして配設されている。 前記ガイドレール123aには、前記コラム123の幅方向(Z軸方向)に沿って長手方向を向けたクロスビーム124がスライドブロック124aを介して設けられており、当該クロスビーム124は、当該ガイドレール123aの長手方向に沿ってスライド移動することができるようになっている。

    前記クロスビーム124の下面には、旋回台125がテーブル125aを下方へ向けるようにして取り付けられており、当該旋回台125は、上記テーブル125aを前記コラム123の高さ方向(Y軸方向)の軸回り(B軸回り)で旋回させることができるようになっている。 前記旋回台125の前記テーブル125aには、旋回台126がテーブル126aを側方へ向けるようにして連結部材126bを介して取り付けられており、当該旋回台126は、上記テーブル126aを前記コラム123の高さ方向(Y軸方向)と直交する方向(水平方向)の軸回り(A軸回り)で旋回させることができるようになっている。

    前記旋回台126の前記テーブル126aの面上には、案内台127が取り付けられている。 前記案内台127の案内面(図1,2中、右側、図3中、紙面正面)には、前記コラム123の高さ方向(Y軸方向)に沿う面(鉛直面)に対して長手方向を向けるように配設された一対のガイドレール127aが取り付けられている。 前記ガイドレール127aには、当該ガイドレール127の長手方向に沿って主軸129の軸方向を向けるように配向された主軸ヘッド128がスライドブロック128aを介して取り付けられており、当該主軸ヘッド128は、当該ガイドレール127aの長手方向に沿ってスライド移動することができるようになっている。

    前記主軸129には、位置検出手段であるタッチセンサ130が着脱可能に保持されており、当該主軸129は、当該タッチセンサ130と切削加工用等の工具とを交換することができるようになっている。

    また、前記移動台122上には、前記タッチセンサ130や前記工具等を格納する図示しない工具マガジン及び工具選択装置並びに工具交換装置等が配設されており、当該工具交換装置は、前記工具マガジン内から前記工具選択装置で選択した上記タッチセンサ130や前記工具等を前記主軸129に装着することができると共に、当該主軸129に装着されている上記タッチセンサ130や切削工具等を取り外して前記工具選択装置に受け渡すことにより前記工具マガジン内に格納することができるようになっている。

    前記ベッド121の下方の中央部分には、当該ベッド121の長手方向(X軸方向)にわたって切欠き溝121bが形成されている。 前記ベッド121の前記切欠き溝121b内には、自走する車輪111を有する無人搬送車(AGV)110の台部112が位置しており、当該AGV110は、床面Fに埋設された図示しない磁気棒等のガイドに沿って自動走行移動することができると共に、指定された位置に自動停止することができるようになっている。

    前記AGV110の前記台部112上の四隅には、ロッド113aの先端を上方へ向けた油圧シリンダ113が埋設されており、当該油圧シリンダ113は、前記ロッド113aを伸長することにより、前記ベッド121を床面Fから離反させるように上昇させて支持することができると共に、前記ロッド113aを収縮することにより、前記ベッド121を床面Fに接地させるように下降させて当該床面F上に載置することができるようになっている。

    前記AGV110の前記台部112の上方の、前記ベッド121の下面には、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aよりも長い長さを有するガイドロッド114が複数(本実施形態では2つ)突設されており、当該ガイドロッド114は、上記AGV110の上記台部112に対応して形成されたガイドホール112a内に軸方向に沿って摺動移動できるようにそれぞれ差し込まれている。

    また、図2〜4に示すように、前記床面Fには、航空機の骨組み等のような長尺(例えば数十m)な板形状のワーク1の長手方向一端側(図2中、左側、図4中、右側)を支持する起点柱11が立設されている。 前記起点柱11の正面(図2中、上側)には、ナット19と螺合するねじ部を先端側に有するねじ軸18の基端側が当該ねじ軸18を突設させるようにして取り付けられている。 前記ねじ軸18の先端(図2中、上側,図3中、右側)には、当該ねじ軸18よりも小径をなす計測ピン18aが当該ねじ軸18と同軸をなすようにして突設されている。

    そして、前記床面Fには、長手方向を水平方向(X軸方向)へ向けるように配向された前記ワーク1を支持する支持柱21が前記起点柱11に対して所定の間隔L2ごと、すなわち、前記ベッド121上での前記主軸129のX軸方向への移動可能な範囲L1の一端側と他端側との間の内に位置できるように当該範囲L1よりも短い間隔L2で(L1>L2)複数立設されている。

    前記支持柱21の正面(図2中、上側,図3中、右側)の上方には、取付板22がブラケット21aを介してそれぞれ取り付けられている。 前記取付板22の正面(図2中、上側,図3中、右側)には、長手方向を水平方向(X軸方向)へ向けたガイドレール22aが上下方向で対をなすようにしてそれぞれ設けられている。 前記ガイドレール22aには、移動板23がスライドブロック23aを介して設けられており、当該移動板23は、当該スライドブロック23aを介して当該ガイドレール22aに沿ってスライド移動することができるようになっている。

    前記移動板23の正面(図2中、上側,図3中、右側)には、X軸方向で対向するように配設された一対の支持ブラケット24がそれぞれ突設されている。 前記支持ブラケット24の上部には、V字形の支持溝24aがそれぞれ形成されている。 対をなす前記支持ブラケット24間には、取付ブロック25が着脱可能にそれぞれ介在しており、当該取付ブロック25は、X軸方向に突出する支持軸25aを介して当該支持ブラケット24の前記支持溝24aにそれぞれ揺動可能に支持されるようになっている。

    前記支持ブラケット24の上部には、押さえフレーム26がボルト26aを介してそれぞれ着脱可能に取り付けできるようになっている。 前記押さえフレーム26には、前記支持ブラケット24の前記支持溝24aに対して前記支持軸25aを押し付け固定する固定ボルト27がそれぞれ螺合している。

    前記取付ブロック25の正面(図2中、上側,図3中、右側)には、前記ワーク1に当接する当接面が設けられており、当該当接面は、対向する前記支持ブラケット24間から突出するようになっている。 前記取付ブロック25の前記当接面には、ナット29と螺合するねじ部を先端側に有するねじ軸28の基端側が当該ねじ軸28を突設させるようにしてそれぞれ取り付けられている。 前記ねじ軸28の先端(図2中、上側,図3中、右側)には、当該ねじ軸28よりも小径をなすピン28aが当該ねじ軸28と同軸をなすようにそれぞれ突設されている。

    つまり、前記取付ブロック25の前記当接面及び前記ねじ軸18は、前記支持柱21に対して、前記支持ブラケット24、前記移動板23、前記取付板22等を介してX軸方向に移動して、床面F等との熱膨張差によるワーク1の長手方向のずれに対応することができると共に、当該取付ブロック25が前記支持軸25aを介して上記支持ブラケット24に対してX軸回りに調整できることにより、ワーク1の歪み等に対応することができるようになっているのである。

    前記支持柱21の一方の側面(図2中、右側、図3中、紙面手前、図4中、左側)には、アーム31の基端側がそれぞれ固定されている。 前記アーム31の先端側には、位置基準部である基準穴32aを形成された基準板32がそれぞれ取り付けられており、当該アーム31は、当該基準板32の当該基準穴32aを前記ねじ軸28の基端よりも前後方向(Z軸方向)でわずかに前記支持柱21側に位置させるように、その長さや向き等がそれぞれ設定されている。

    他方、前記ワーク1の長手方向一端側(図2中、左側、図4中、右側)には、前記起点柱11の前記ねじ軸18の基端側に着脱可能に嵌合する差込穴1aが形成されている。 そして、前記ワーク1には、前記支持柱21の前記ねじ軸28の基端側に着脱可能に嵌合する差込穴1bが所定の間隔ごと、すなわち、前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの間隔L2ごとに複数形成されている。 前記ワーク1の前記差込穴1bの近傍には、当該ワーク1の前記差込穴1a,1bを前記柱11,21の前記ねじ軸18,28の基端側に嵌合させて当該ワーク1を当該柱11,21に支持したときに前記基準板32の前記基準穴32aを露出させる露出穴1cがそれぞれ形成されている。

    そして、図5に示すように、前記タッチセンサ130は、前記AGV110に搭載されている制御手段である制御装置131の入力部に、前記主軸129に取り付けられたときに電気的に接続するようになっている。

    前記制御装置131の出力部は、前記コラム123を前記ガイドレール121aの長手方向に沿って移動させるように当該ガイドレール121aに沿って前記移動台122を往復移動させる、すなわち、前記主軸129をX軸方向へ移動させるX軸移動用モータ141と、前記クロスビーム124を前記ガイドレール123aの長手方向に沿って移動させるように当該クロスビーム124を昇降移動させる、すなわち、前記主軸129をY軸方向へ移動させるY軸移動用モータ142と、前記主軸ヘッド128を前記ガイドレール127aの長手方向に沿って移動させるように当該主軸ヘッド128を進退移動させる、すなわち、前記主軸129をZ軸方向へ移動させるZ軸移動用モータ143と、前記旋回台126の前記テーブル126aを旋回させる、すなわち、前記主軸129をA軸回りで旋回させるA軸旋回用モータ144と、前記旋回台125の前記テーブル125aを旋回させる、すなわち、前記主軸129をB軸回りで旋回させるB軸旋回用モータ145と、前記主軸129を回転駆動させる主軸回転用モータ146と、前記工具選択装置及び前記工具交換装置等を作動させるモータや油圧シリンダ等の工具選択交換用駆動源147と、前記AGV110の前記車輪111を駆動する車輪用モータ148と、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを伸縮させる油圧源149とにそれぞれ電気的に接続している。

    また、前記制御装置131の入力部には、当該制御装置131に各種情報を入力する入力器132が電気的に接続されており、当該制御装置131は、前記タッチセンサ130及び前記入力器132からの情報に基づいて、前記モータ141〜146,148、前記駆動源147、前記油圧源149等を作動制御することができるようになっている(詳細は後述する)。

    なお、本実施形態においては、前記油圧シリンダ113、前記ガイドロッド114、前記油圧源149等によりベッド昇降手段を構成し、前記ベッド121、前記移動台122、前記コラム123、前記クロスビーム124、前記旋回台125,126、前記案内台127、前記主軸ヘッド128等により主軸支持手段を構成し、前記主軸ヘッド128、前記移動用モータ141〜143、前記旋回用モータ144,145等により主軸移動・旋回手段を構成し、前記主軸ヘッド128、前記主軸回転用モータ146等により主軸駆動手段を構成し、前記工具マガジン、前記工具選択装置、前記工具交換装置、前記工具選択交換用駆動源149等によりアタッチメント選択交換手段を構成し、前記計測ピン18a,28aを有する前記ねじ軸18,28により係合軸を構成し、前記起点柱11、前記ねじ軸18、前記ナット19等により一つのワーク支持手段を構成し、前記支持柱21、前記取付板22、前記移動板23、前記支持ブラケット24、前記取付ブロック25、前記押さえフレーム26、前記固定ボルト27、前記ねじ軸28、前記ナット29、前記アーム31、前記基準板32等により他のワーク支持手段を構成している。

    このような本実施形態に係る工作機械100を使用して長尺な前記ワーク1を加工する場合の作動を次に説明する。

    まず、前記ワーク1の各差込穴1bに前記取付ブロック25の前記ねじ軸28をそれぞれ差し込んで嵌合し、当該ねじ軸28に前記ナット29を螺合することにより、当該ワーク1に当該取付ブロック25を取り付ける。

    次に、前記ワーク1の前記差込穴1aを前記起点柱11の前記ねじ軸18に差し込んで嵌合すると共に、前記取付ブロック25の前記支持軸25aを前記支持柱21の前記支持ブラケット24の前記支持溝24aに支持させるように、当該ワーク1を上記柱11,21に支承した後、上記起点柱11の上記ねじ軸18に前記ナット19を螺合させて締め付けると共に、上記支持柱21の前記支持ブラケット24に前記ボルト26aを介して前記押さえフレーム26を固定して前記固定ボルト27で前記支持軸25aを締め付け固定することにより、当該ワーク1の長手方向をX軸方向へ向けつつ加工面を垂直方向に沿わせるようにして当該ワーク1を上記柱11,21に固定支持する。

    このとき、前記取付ブロック25が、前記支持柱21に対して、前記支持ブラケット24、前記移動板23、前記取付板22等を介してX軸方向に移動することができることから、床面F等との熱膨張差によるワーク1の長手方向のずれに対応でき、前記支持軸25aを介して上記支持ブラケット24に対してX軸回りに調整できることから、ワーク1の歪み等に対応できる。

    続いて、前記起点柱11の前記計測ピン18aと各前記支持柱21の前記基準板32の前記基準穴32aの中心との間のX軸方向の長さ(距離)及び各前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの先端面と前記ワーク1の加工面(正面)との間のZ軸方向の長さ(距離)をそれぞれ計測して、加工位置等の各種加工データと共に前記入力器132から前記制御装置131に入力する。

    これに伴って、前記制御装置131は、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを伸長させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を上昇させて床面Fから離反させた後、入力されている情報等に基づいて、当該機械本体110を前記ワーク1の目的とする加工面(例えば、前記起点柱11と隣り合う前記支持柱21との間の加工面)に対向する加工位置にまで移動させるように前記車輪用モータ148を作動制御して前記AGV110の前記車輪111を駆動回転させる。

    前記機械本体110が上記加工位置にまで移動すると、前記制御装置131は、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを収縮させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を下降させて床面Fに接地させた後、前記主軸129に前記タッチセンサ130を装着するように前記工具選択交換用駆動源147を作動制御して前記工具選択装置及び前記工具交換装置等を作動させる。

    続いて、前記制御装置131は、上記加工位置の隣り合う前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの先端面位置と、当該計測ピン18a,28aの軸心位置と、上記加工位置における前記ワーク1の加工面の、上記計測ピン18a,28a間を結ぶ線よりも上方側及び下方側の任意の位置M1,M2とを前記タッチセンサ131でそれぞれ計測するように前記移動用モータ141〜143及び前記旋回用モータ144,145を作動制御する。

    そして、前記制御装置131は、前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの先端面と前記ワーク1の加工面(正面)との間のZ軸方向の長さ(距離)及び当該計測ピン18a,28の先端面位置並びに前記位置M1,M2(四点位置)等に基づいて、当該加工位置における前記ワーク1の座標系の正確なX−Y軸平面(加工面(正面)の位置(向き))を確定させると共に、上記Z軸方向の長さ(距離)及び前記計測ピン18a,28aの軸心位置等に基づいて、当該加工位置における前記ワーク1の座標系の正確なX軸方向(上記軸心間を結ぶ直線方向(長手方向))を確定させる。

    続いて、前記制御装置131は、確定された前記X−Y軸平面及び前記X軸方向に基づいて、当該加工位置における当該ワーク1の座標系の正確なY軸方向(短手方向)及びZ軸方向(加工面に対する厚さ方向)を確定させる。

    さらに、前記制御装置131は、予め計測されて入力された、前記起点柱11の前記計測ピン18aと前記支持柱21の前記基準板32の前記基準穴32aの中心との間のX軸方向の長さ(距離)、及び前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの軸心位置等に基づいて、前記柱11,21の前記計測ピン18a,28aの一方の軸心位置を上記加工位置における前記ワーク1の座標系の基準位置(原点位置)に設定する。

    このようにして上記加工位置における前記ワーク1の座標系の正確な軸方向を確定すると共に前記基準位置を設定すると、前記制御装置131は、当該加工位置における当該ワーク1の上記座標系で作動させるように工作機械100の前記座標系を当該ワーク1の当該座標系に合致させる座標変換を行うと共に、前記主軸129の前記タッチセンサ130を前記工具マガジン内の切削加工等の機械加工用の工具と交換するように前記工具選択交換用駆動源147を作動制御して前記工具選択装置及び前記工具交換装置等を作動させる。

    そして、前記制御装置131は、座標変換された上記座標系及び入力されている加工位置等の加工データ等の情報に基づいて、前記ワーク1の加工面の所定の箇所(図4中、×印部分)に切削加工等の機械加工を施すように前記モータ141〜146を作動制御して、前記主軸129を回転させて前記工具を作動させながら当該主軸129をX,Y,Z軸方向に移動させると共に、A,B軸回りで旋回させる。

    このようにして上記加工位置における前記ワーク1の加工面の所定の箇所に機械加工を施し終えると、前記制御装置131は、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを伸長させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を上昇させて床面Fから離反させた後、入力されている情報等に基づいて、当該機械本体110を上記ワーク1の次の目的とする新たな加工面(例えば、当該加工位置の隣に位置する他の前記支持柱21との間の当該ワーク1の新たな加工面)に対向する次の加工位置にまで移動させるように前記車輪用モータ149を作動制御して前記AGV110の前記車輪111を駆動回転させる。

    前記機械本体110が先の前記加工位置と異なる新たな上記加工位置にまで移動すると、前記制御装置131は、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを収縮させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を下降させて床面Fに接地させた後、前記主軸129の前記工具を前記工具マガジン内の前記タッチセンサ130と交換するように前記工具選択交換用駆動源147を作動制御して前記工具選択装置及び前記工具交換装置等を作動させる。

    以下、前記制御装置131が上述した作動制御を繰り返すことにより、前記ワーク1は、加工面の全長にわたってすべての加工位置の所定の箇所に切削加工等の機械加工が施される。

    他方、長尺の前記ワーク1以外の短尺なワークに機械加工を施す場合には、前記入力器132に必要な情報を入力することにより、前記制御装置131が、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを伸長させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を上昇させて床面Fから離反させてから、入力された情報等に基づいて、短尺なワークを機械加工する加工場所にまで当該機械本体110を移動させるように前記車輪用モータ148を作動制御した後、前記油圧シリンダ113の前記ロッド113aを収縮させるように前記油圧源149を作動制御して前記機械本体110の前記ベッド121を下降させて床面に接地させる。

    これにより、上記工作機械100を短尺なワークの機械加工に使用することが容易にできる。

    したがって、本実施形態に係る工作機械100によれば、長尺物のワーク1に対して正確に機械加工を施すことができるのはもちろんのこと、短尺物のワークに対しても機械加工を容易に施すことができるので、稼働効率を非常に高めることができると共に、設備費用を大きく抑制することができる。

    また、長尺物の前記ワーク1を加工する床面F上にレール等の突出物を設けずに済ますことができるので、前記柱11,21に対して上記ワーク1を取り付け取り外しするにあたって、当該ワーク1の搬出入を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

    本発明に係る工作機械は、長尺物のワークに対して機械加工を施すことができると共に、短尺物のワークに対しても機械加工を容易に施すことができ、稼働効率を非常に高めることができるので、金属加工産業等において、極めて有益に利用することができる。

    1 ワーク 1a,1b 差込穴 1c 露出穴 11 起点柱 18 ねじ軸 18a 計測ピン 19 ナット 21 支持柱 21a ブラケット 22 取付板 22a ガイドレール 23 移動板 23a スライドブロック 24 支持ブラケット 24a 支持溝 25 取付ブロック 25a 支持軸 26 押さえフレーム 26a ボルト 27 固定ボルト 28 ねじ軸 28a 計測ピン 29 ナット 31 アーム 32 基準板 32a 基準穴 100 工作機械 110 無人搬送車(AGV)
    111 車輪 112 台部 112a ガイドホール 113 油圧シリンダ 113a ロッド 114 ガイドロッド 120 機械本体 121 ベッド 121a ガイドレール 121b 切欠き溝 122 移動台 122a スライドブロック 123 コラム 123a ガイドレール 124 クロスビーム 124a スライドブロック 125 旋回台 125a テーブル 126 旋回台 126a テーブル 126b 連結部材 127 案内台 127a ガイドレール 128 主軸ヘッド 128a スライドブロック 129 主軸 130 タッチセンサ 131 制御装置 132 入力器 141 X軸移動用モータ 142 Y軸移動用モータ 143 Z軸移動用モータ 144 A軸旋回用モータ 145 B軸旋回用モータ 146 主軸回転用モータ 147 工具選択交換用駆動源 148 車輪用モータ 149 油圧源

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