JP4581613B2 - 操作盤付き工作機械 - Google Patents

Description

この発明は、機体カバーで覆われた主軸移動型立旋盤や、その他の旋盤、マシニングセンタ等の操作盤付き工作機械に関する。

従来の旋盤等の工作機械において、操作盤は、ボックス状として機体カバーの前面一側の上方に設置したものが多い。また、機体カバーの前方で床面に上に設置した形式のものも多く使用されている。

床面上に設置した操作盤では、床面積を専有し、機械前方の作業者の作業領域を浸食してしまう。機体カバーの前面一側の上方に設置したものにおいても、操作機能の多いものでは、操作盤が大きくなり、やはり機械前方の作業者の作業領域を浸食してしまう。
作業領域から外して側方に操作盤を配置するものもあるが、その場合、機械本体の幅から操作盤が側方にはみ出すため、全体の設置スペースを大きくしてしまう。また、操作盤の位置が遠くなるため、操作盤の操作性が損なわれる。

この発明の目的は、操作盤によって実質的な機械設置スペースを大きくすることなく、作業者の作業領域を確保し、かつ操作盤の操作性にも優れた操作盤付き工作機械を提供することである。
この発明の他の目的は、操作盤を前方に退避させることができ、かつその退避領域を小さくできるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、作業者が開閉カバーを閉じた作業中に、操作盤の正面を操作し易い向きにできるものとすることである。

この発明の操作盤付き工作機械は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバーを有する工作機械本体と、この工作機械本体に設けられた操作盤とを備え、前記正面部の幅方向の中央には、作業者が機械に進入するための開閉カバー部が設けられており、前記操作盤は前記正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされて正面に操作面部を有し、かつ前記開閉カバー部の上方位置と、この上方位置から退避する退避位置との間で位置切換自在とされたものである。

この構成によると、操作盤は機体カバーの正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされているため、工作機械本体の全幅を有効に利用し、機体カバーから外側へはみ出すことなく、操作機能をできるだけ多く装備可能なものとできる。操作盤は、機械正面の開閉カバーの上方位置に配置されるため、作業者にとって操作高さが安定していて、操作が行い易い。また、操作盤は、開閉カバーの上方位置であるため、開閉カバーを通じての機内作業の邪魔にもならず、かつ上記上方位置と退避位置との間で位置切換自在であるため、退避位置へ移動させることにより、その機内作業をより行い易くできる。

前記操作盤は、左右に２分割された左右の分割操作盤部よりなる。左右の分割操作盤部は、それぞれ機体カバーの側部側に設けた鉛直旋回軸回りに前記上方位置と退避位置とに位置切換自在な両開き式とする。前記操作盤は、前記上方位置で前記開閉カバー部よりも前方に位置する。
操作盤が両開き式であるため、操作盤を前方に退避させるときの退避領域を小さくできる。そのため、退避位置を含めた専有面積が小さくて済む。

前記左右の分割操作盤部は、分割操作盤部本体と、一端が分割操作盤部本体に回動自在に連結されて他端が前記鉛直旋回軸に回動自在に支持された連結部材とで構成されるものであっても良い。
この構成の場合、連結部材を他端で旋回させて操作盤を退避位置へ移動させ、その退避位置で操作盤の正面を希望の方向に向けることができる。そのため、作業者が開閉カバーを閉じた作業中に、操作盤の正面を操作し易い向きにすることができる。

前記工作機械本体は、ワークを下向きに支持する主軸チャックと、主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す工具支持手段と、前記主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段とを備え、固定の工具支持手段の工具に対して、主軸チャックが上下左右に移動することで加工を行うものであっても良い。

この発明の操作盤付き工作機械は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバーを有する工作機械本体と、この工作機械本体に設けられた操作盤とを備え、前記正面部の幅方向の中央には、作業者が機械に進入するための開閉カバー部が設けられており、前記操作盤は前記正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされて正面に操作面部を有し、かつ前記開閉カバー部の上方位置と、この上方位置から退避する退避位置との間に間で位置切換自在とされたものであるため、操作盤によって実質的な機械設置スペースを大きくすることなく、作業者の作業領域を確保し、かつ操作盤の操作性にも優れたものとなる。
前記操作盤は、左右に２分割された左右の分割操作盤部よりなり、左右の分割操作盤部が、それぞれ機体カバーの側部側に設けた鉛直旋回軸回りに前記上方位置と退避位置とに位置切換自在な両開き式であるため、操作盤を前方に退避させることができ、かつその退避領域を小さくすることができる。
前記左右の分割操作盤部が、分割操作盤部本体と、一端が分割操作盤部本体に回動自在に連結されて他端が前記鉛直旋回軸に回動自在に支持された連結部材とで構成される場合は、作業者が開閉カバーを閉じた作業中に、操作盤の正面を操作し易い向きにすることができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この実施形態の工作機械は、制御盤および操作盤付きの工作機械であって、主軸ピックアップ旋盤となる立型の主軸移動型旋盤である。図１において、この工作機械である旋盤１は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバー３を備えた工作機械本体２と、この工作機械本体２の背面に設置された制御盤４と、正面部に設置された操作盤５とを備える。

工作機械本体２は、図５に示すようにワークＷを下向きに支持する主軸チャック６と、加工領域Ｒに設けられて主軸チャック６に支持されたワークＷに対して切削加工を施す工具支持手段７と、主軸チャック６を上下および左右に移動させる主軸移動手段８と、主軸チャック６の左右方向の移動可能な領域における互いに異なる箇所にそれぞれ設けられたワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２とを備える。
この工作機械本体２は、固定の工具支持手段７の工具に対して、主軸チャック６が上下左右に移動することで、旋削等の切削加工を行うものである。このため、主軸移動手段８およびその配線，配管系等が、加工領域Ｒに対して仕切られる加工機器設置領域Ｓに配置される加工機器４０を構成する。

主軸移動手段８は、ベッド９上の左右方向に延びる案内１３上を左右移動自在な左右送り台１４と、この左右移動台１４に上下方向に延びる案内１５を介して昇降自在に設置された主軸台１６とを備える。主軸台１６に支持された主軸１７の先端に上記主軸チャック６が設けられている。主軸チャック６は、複数のチャック爪６ａでワークＷを把持するものとされている。

主軸台１６は、詳しくは、左右移動台１４に前記案内１５を介して昇降自在に設置された昇降台１８に搭載されており、この昇降台１８に設置された主軸モータ１９により主軸１７の回転駆動が行われる。主軸台１６の昇降は、左右移動台１４に設置されたモータ等の昇降用駆動源２０と、この昇降用駆動源２０の回転を上下動作に変換するボールねじなどの回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。左右移動台１４の左右移動は、ベッド９に設置された左右移動用駆動源２１と、この左右移動用駆動源２１の回転を左右動作に変換するボールねじなどの回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。

工具支持手段７は、切削加工を施すバイトや回転工具等の工具２２を支持する手段であり、タレット刃物台７Ａと、櫛歯式等の固定型刃物台７Ｂとの２種類が設けられている。タレット刃物台７Ａは、ベッド９の前方の加工領域Ｒにおける側壁部に、左右方向に延びる水平軸心回りに旋回可能に設置されている。タレット刃物台７Ａは、周面に取付けられた工具の割出の為の旋回動作は可能であるが、移動機能は有しないものとされている。固定型刃物台７Ｂは、上記加工領域Ｒにおけるベッド９の正面に固定設置されている。

図６，図７に示すように、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、それぞれワーク載置台２３と、このワーク載置台２３を加工領域Ｒの内外に切り換える載置台位置切換機構２４よりなる。ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されている。主軸チャック６は、上下左右の移動によりワーク搬送装置１１からワークＷをピックアップし、旋削加工し、ワーク搬出装置１２にワークＷを渡す。主軸チャック６がワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２に対してワークＷを受け渡す動作は、それぞれワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２のワーク載置台２３が加工領域Ｒに入った箇所で行われる。

前記略直方体の機体カバー３の正面の左右両端には、ワーク搬入口となる凹部２５と、ワーク搬出口となる凹部２６とが、それぞれ機体カバー３の左右端から中央側に向かって凹むように設けられている。ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、機体カバー３の幅内に収められていて、そのワーク載置台２３が前記凹部２５，２６に入る位置と加工領域Ｒに入る位置とに出入り可能である。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２の載置台位置切換機構２４は、機体カバー３のフレームまたはベッド９に支軸２８回りで水平旋回自在に支持された旋回アーム２９と、この旋回アーム２９を正逆に所定角度だけ旋回させる駆動源３０とでなる。旋回アーム２９の先端にワーク載置台２３が設けられている。旋回アーム２９の旋回は、ワーク載置台２３が凹部２５，２６内に収まる待機位置（図６，図７に実線で示す位置）と、この位置より略９０°旋回したワーク渡し位置Ｐ，ワーク受け位置Ｑとの間で行われる。ワーク渡し位置Ｐおよびワーク受け位置Ｑの前後方向位置は、主軸チャック６の軸心Ｏと同じ位置である。上記の旋回により、ワーク載置台２３は、加工領域Ｒの外にあるときは、主軸チャック６の左右移動領域よりも前に出る。

載置台位置切換機構２４の駆動源３０は、モータ３０ａと減速機構３０ｂとでなる。減速機構３０ｂは、モータ出力の減速の他に、旋回アーム２９が旋回範囲の両端で低速となり、中間で高速となるように変化させる速度分布変更機能を有する。

機体カバー３のワーク搬入口および搬出口となる前記各凹部２５，２６は、加工領域Ｒに対してワーク載置台２３および旋回アーム２９の出入りが可能な開口を有していて、この開口は、開閉蓋３１により開閉される。開閉蓋３１は、旋回アーム２９の支軸２８の付近の旋回中心３２回りに水平旋回自在に設置され、かつ連動機構３３により、旋回アーム２９の旋回に連動して開閉する。連動機構３３は、開閉蓋３１のブラケット部に設けられた長孔３３ａと、旋回アーム２９に設けられて前記長孔３３ａに係合する係合ピン３３ｂとで構成される。

機体カバー３内における加工領域Ｒは、スライドカバー５０（図１）によって、加工機器設置領域Ｓと仕切られている。加工領域Ｒは、主軸チャック６および工具支持手段７が内部にあって、ワークＷの加工を行う空間であり、加工機器設置領域Ｓは、主軸移動手段８等の加工機器４０の設置された空間である。

図１において、機体カバー３は、背面に加工機器４０のメンテナンス等のために作業者が機体カバー３内に進入可能な背面開口部３５を有し、前記制御盤４が背面開口部３５を蓋している。制御盤４は、機体カバー３から後方に伸びる上下の支持部材４１，４２に鉛直軸Ｏ１回りに開閉回動自在に支持されている。制御盤４は、機体カバー３の上部に設けられ、制御盤４の下方にはチップコンベア４３が後方へ退避自在に配置されている。

機体カバー３の正面部の幅方向の中央には、作業者が機械に進入するための正面開口を開閉する開閉カバー部４５が設けられている。開閉カバー部４５は、内部を除ける透明窓付きであり、機体カバー３にスライド自在に支持されて、上下スライドにより上記正面開口を開閉する。例えば、開閉カバー部４５は、上方へスライドすることで前記正面開口を開くものとされる。作業者は、開閉カバー部４５を介して上半身を機内に入れて、機械内部のメンテナンス作業等（チャックや工具の段取り）を行う。

操作盤５は、機体カバー３の正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされていて、スイッチやタッチパネル等の入力手段６１や、液晶表示装置、表示ランプ等の表示手段６２を有する操作面部６３を正面に有している。操作盤５は、開閉カバー部４５の上方位置と、この上方位置から側方へ退避する退避位置との間で位置切換自在とされたものである。

操作盤５は、左右に２分割された左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂよりなり、左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂは、それぞれ機体カバー３の側部側に設けた鉛直旋回軸６５（図９）の中心Ｏ２回りに、前記開閉カバー上方位置と退避位置とに位置切換自在である。すなわち両開き式とされている。左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂの横幅寸法は、この実施形態では略同じとしてあるが、互いに異なる幅寸法としても良い。

左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂは、詳しくは、それぞれ分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａ（図２）と、一端が分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａに鉛直な回動中心Ｏ３回りに回動自在に連結されて他端が機体カバー３のブラケット４６に鉛直旋回軸中心Ｏ２回りに回動自在に支持された連結部材５Ａｂ，５Ｂｂとで構成される。分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａ側の回動中心Ｏ３は、各分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａの幅方向の略中央に配置されている。

操作盤５は、入力手段６１および表示手段６２として、前記制御盤４による工作機械本体２の数値制御やプログラマブルコントローラの操作を行うスイッチ類、その入力案内や監視系統の表示を行う手段、並びに手動モードで運転するためのスイッチ類や表示の手段を設けたものである。操作盤５を上記のように２分割した場合は、片方の分割操作盤部５Ａには主に数値制御やプログラマブルコントローラ等の操作系となる入力手段６１および表示手段６２を設け、他の片方の分割操作盤部５Ｂにはモードで運転するためのスイッチ類や表示の手段を設けたものとされる。

この構成の旋盤１におけるワークＷの搬入，搬出、および加工動作を説明する。素材ワークＷは、機体カバー３における搬入側の凹部２５内に待機するワーク搬入装置１１のワーク置き台２３に、手作業等で置く。
ワーク置き台２３に置かれた素材ワークＷは、ワーク搬入装置１１の旋回アーム２３の旋回によって加工領域Ｒに入り、所定のワーク渡し位置Ｐまで移動する。主軸チャック６は、主軸移動手段８による主軸台１６の左右移動および上下移動により、ワーク渡し位置Ｐまで移動し、ワーク置き台２３上のワークを掴み挙げる。すなわち、主軸チャック６でワークＷをピックアップする。

この後、ワーク搬入装置１１の旋回アーム２３が退避動作してそのワーク置き台２３が前記凹部２５内へ戻ると共に、ワークＷを掴み挙げた主軸チャック６が、工具支持手段７の工具２２の位置へ移動し、主軸チャック６の上下左右の移動によって、ワークＷの加工を行う。ワーク搬入装置１１の旋回アーム２９の退避動作と、主軸チャック６が工具支持手段７の位置へ移動する動作は並行して行える。

加工が完了すると、搬出側の凹部２６内に待機していたワーク搬出装置１２のワーク置き台２３が、旋回アーム２９の旋回によって加工領域Ｒに入り、所定のワーク受け位置Ｑまで移動する。完成品ワークＷを把持している主軸チャック６は、主軸移動手段８による主軸台１６の左右移動および上下移動により、ワーク受け位置Ｑまで移動し、ワーク置き台２３上にワークＷを置く。
ワークＷが置かれたワーク置き台２３は、その旋回アーム２９の旋回によって、搬出側の凹部２６まで移動する。そのため、機体カバー３の外部から、搬出側の凹部２６内の完成品ワークＷを手などで搬出することができる。

完成品ワークＷを前記のように置いた主軸チャック６は、次の素材Ｗの受け取りのために、ワーク渡し位置Ｐへ再度移動する。素材ワークＷを搬入側の凹部２５内のワーク置き台２３に置く作業は、加工中の任意時に行えば良く、加工完了により、即座に、加工領域Ｒ内のワーク渡し位置Ｐへのワーク搬入装置１１による移動が行える。

この構成の主軸ピックアップ旋盤１によると、上記のようにワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が設けられており、それぞれ載置台位置切換機構２３により、ワーク載置台２３を加工領域Ｒの内外に出入り可能とされている。このため、主軸台１６の移動範囲が、加工領域Ｒ内で済み、旋盤１の全体を幅狭にすることができる。また、ワークＷの搬入，搬出は、ワーク載置台２３の加工領域Ｒへの出入りと、主軸台１６の移動とで行われるため、ワークＷの搬入搬出に際する主軸台１６の移動距離が短くて済み、またワーク載置台２３の移動と主軸台１６の移動が並行して行えるため、ワークＷの搬入，搬出に要する時間が短縮される。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は異なる箇所に設けられているため、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２３への素材ワークＷの搬入に、完成品ワークＷの搬出を待つ必要がなく、加工領域Ｒ外にあるときに、何時でもワーク載置台２３に対するワークＷの搬入，搬出が行える。これらのため、ワークの供給，排出時間が短縮できる。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されているため、ワークＷの流れが一方向になる加工ラインの構築が行い易い。
また、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が機体カバー３の幅内に収められるため、全体をすっきりとした外観でコンパクトな構成とすることができる。機体カバー３には搬入，搬出用の凹部２５，２６を設け、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２のワーク載置台２３が前記各凹部２５，２６にそれぞれ出入り可能であるため、旋盤１へのワークＷの供給および排出を、機体カバー３の外部に開口した凹部２５，２６に対して行えば良く、供給，排出が行い易い。

また、この構成の操作盤付き工作機械によると、操作盤５が機体カバー３の正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされているため、工作機械本体２の全幅を有効に利用し、機体カバー３から外側へはみ出すことなく、操作機能をできるだけ多く装備可能なものとできる。
操作盤５は、機械正面の開閉カバー４５の上方位置に配置されるため、作業者にとって操作高さが安定していて、操作が行い易い。また、操作盤５は、開閉カバー４５の上方位置であるため、開閉カバー４５を通じての機内作業の邪魔にもならず、かつ上記上方位置と退避位置との間で位置切換自在であるため、退避位置へ移動させることで、その機内作業をより行い易くできる。

操作盤５は、この実施形態では、左右に２分割された左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂよりなる両開き式であるため、図９（Ａ）のように操作盤５を前方に退避させるときの退避領域を小さくできる。そのため、退避位置を含めた専有面積が小さくて済む。

左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂは、分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａと、連結部材５Ａａ，５Ｂａとで構成されるため、分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａを退避位置へ移動させた状態で、分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａの正面を希望の方向に向けることができる。例えば図９（Ｂ）のように両開き状態に開いた状態で、両側の分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａをその正面が対向し合うように向けることもできる。
したがって、作業者が機体カバー正面の開閉カバー４５を閉じた作業中に、操作盤５の正面を操作し易い向きにすることができる。また、連結部材５Ａａ，５Ｂａの一端は分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａの幅方向の中央で連結されているため、分割操作盤部本体５Ａａ，５Ｂａの旋回半径が最少とできる。

なお、上記実施形態は、旋盤に適用した場合につき説明したが、この発明は、旋盤の他に、フライス盤や研削盤など、操作盤付きの工作機械一般に適用することができる。

この発明の一実施形態にかかる操作盤付き工作機械である旋盤の斜視図である。 同旋盤の正面図である。 同旋盤の側面図である。 同旋盤の平面図である。 （Ａ）は同旋盤の内部構造を示す破断正面図、（Ｂ）は同旋盤の破断側面図である。 同旋盤のワーク搬入装置およびワーク搬出装置と主軸台の関係を示す破断平面図である。 同ワーク搬入装置およびワーク搬出装置の拡大破断平面図である。 同旋盤の概略平面図である。 同旋盤の操作盤の開閉形態を示す平面図である。

符号の説明

１…旋盤（工作機械）
２…工作機械本体
３…機体カバー
４…制御盤
５…操作盤
５Ａ，５Ｂ…分割操作盤部
５Ａａ，５Ｂａ…分割操作盤部本体
５Ａｂ，５Ｂｂ…連結部材
６…主軸チャック
７…工具支持手段
８…主軸移動手段
９…ベッド
１６…主軸台
２２…工具
４５…開閉カバー部
４６…ブラケット
６１…入力手段
６２…表示手段
６３…操作面部
６５…鉛直旋回軸
Ｏ２…鉛直旋回軸の中心
０３…回動中心
Ｓ…加工機器設置領域
Ｒ…加工領域
Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. 正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバーを有する工作機械本体と、この工作機械本体に設けられた操作盤とを備え、前記正面部の幅方向の中央には、作業者が機械に進入するための開閉カバー部が設けられており、前記操作盤は前記正面部の幅寸法の略全幅に渡る横長の正面形状とされて正面に操作面部を有し、かつ前記開閉カバー部の上方位置と、この上方位置から退避する退避位置との間で位置切換自在とされたものであり、前記操作盤は、左右に２分割された左右の分割操作盤部よりなり、左右の分割操作盤部は、それぞれ機体カバーの側部側に設けた鉛直旋回軸回りに前記上方位置と退避位置とに位置切換自在な両開き式であり、前記操作盤は、前記上方位置で前記開閉カバー部よりも前方に位置する操作盤付き工作機械。
2. 前記左右の分割操作盤部は、分割操作盤部本体と、一端が分割操作盤部本体に回動自在に連結されて他端が前記鉛直旋回軸に回動自在に支持された連結部材とで構成される請求項１記載の操作盤付き工作機械。
3. 前記工作機械本体は、ワークを下向きに支持する主軸チャックと、主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す工具支持手段と、前記主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段とを備え、固定の工具支持手段の工具に対して、主軸チャックが上下左右に移動することで加工を行うものである請求項１または請求項２記載の操作盤付き工作機械。

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