专利名称：加工中心的制作方法
技术领域：
本发明涉及加工中心的控制盘和操作盘的布置。
背景技术：
一般来说，在加工中心的布置中，由于用于控制机器的控制盘占据较大的空间，所 以它通常布置在机器的后部区域中，并且由于用于通过相对于控制盘发送或接收信息来操 作机器的操作盘通常布置在操作机器的操作人员的右侧附近，所以操作盘与控制盘分开定 位。操作盘与操作人员的位置的相对布置是重要的。在常规的加工中心中，工具更换 装置的用于存放各种工具的工具库在支柱的可动区域的最内端处与底座并排布置，并且与 台面运动所沿的Z轴方向平行地布置，其中该支柱沿X轴方向在底座上滑动。考虑到操作 人员的可操作性，操作人员的位置设在工具库的横跨台面的相对侧。在美国专利No. 5265497的说明书中所披露的装置中，为了满足控制盘布置需要 较大空间以及操作盘更靠近操作人员布置且优选地离控制盘距离近以缩短其间的接线这 两个要求，控制盘与Z轴平行地布置在沿X轴方向在底座上滑动的支柱的可动区域的前侧 处，并且操作盘布置在控制盘面对操作人员的一侧。用于在运动到托盘更换位置的台面与用于附接/拆卸工件的装置之间更换其上 附接有已加工的工件的托盘和其上附接有未加工的工件的托盘的托盘更换装置与底座的 与其后部相对的前部并排布置，其中支柱在所述后部上滑动。托盘更换装置在更换装置臂 的两侧处保持其上附接有已加工工件的托盘和其上附接有未加工工件的托盘，并且通过将 更换装置臂旋绕180度来更换这些托盘。所要更换的托盘的旋转轨迹在底座前部侧向延 伸。为此，控制盘也与Z轴平行地布置在沿X轴方向滑动的支柱的可动区域的前侧处。
发明内容
技术问题但是，根据上述常规的加工中心，由于带有操作盘的控制盘和工具库布置成将支 柱在其上沿X轴方向滑动的底座的后部夹在中间，所以包括底座的后部的长度连同控制盘 的厚度在内的X方向的长度变大。这最终将导致加工中心的安装区域增大。如果在X方向 上的长度设定为较小，则支柱在X轴方向上的可动区域变小。另外，设有与底座的后部平行 的控制盘的加工中心沿X轴方向变长，这会产生输送问题。换句话说，在运输时难以将具有 与其整体装配的控制盘的加工中心装载在输送拖车上。另外，存在优选地将控制盘的位置 布置在操作人员的左侧的需要，以便在用于操作人员的可打开/可关闭门打开的情况下在 操作人员围绕着主轴进行设定工作时改善加工中心的可操作性。本发明是考虑到上面问题而作出的，并且 本发明的目的在于提供一种加工中心， 通过适当地布置控制盘和操作盘，它能够在整体上改善控制盘对于操作人员的可操作性以 及进一步改善加工中心的可操作性，从而提供宽的支柱可动区域，并且仍然减小用于加工中心的安装空间。技术方案用以解决上面常见问题的如本发明权利要求1所述的加工中心的结构的特征在于，该加工中心包括底座，所述底座包括沿水平X轴方向延伸的支柱滑动部分和沿与X轴 成直角的水平Z轴方向延伸并且在后端部处与所述支柱滑动部分成T形相交的台面滑动部 分；支柱，所述支柱沿X轴方向可动地支撑在所述底座的支柱滑动部分上；主轴头，所述主 轴头沿与水平面成直角的Y轴方向可滑动地支撑在所述支柱上并且可旋转地支撑主轴，工 具可拆卸地附接至所述主轴；工作台面，所述工作台面沿Z轴方向可动地支撑在所述底座 的台面滑动部分上；用于操作人员的可打开/可关闭门，所述用于操作人员的可打开/可关 闭门在所述台面滑动部分的侧表面的后端部的附近设在用于罩住所述加工中心的主体的 外壳的侧表面上；以及控制盘，所述控制盘与所述台面滑动部分的前部的侧表面平行设置 并且与所述用于操作人员的可打开/可关闭门并排布置。如权利要求2所述的本发明的特征在于，在如权利要求1所述的加工中心中，在所 述控制盘上的所述用于操作人员的可打开/可关闭门侧设有操作盘。如权利要求3所述的本发明的特征在于，如权利要求1或2所述的加工中心还包 括旋转台面，所述旋转台面支撑在所述工作台面上以能够绕与Y轴平行的轴线可分度地 旋转，并且适于可拆卸地紧固托盘，工件可拆卸地附接在所述托盘上；第一工件附接/拆卸 装置和第二工件附接/拆卸装置，这两者沿X轴方向彼此并排设置，并且布置成与所述台面 滑动部分的前端边缘相邻，以便将工件附接至所述托盘或从所述托盘卸下工件；以及第一 托盘送入/送出装置和第二托盘送入/送出装置，这两者以相对于Z轴分别在其两侧沿锐 角方向倾斜的方式设置，以便在已运动到设在所述台面滑动部分的前端部处的托盘更换位 置的、支撑在所述工作台面上的所述旋转台面与所述第一和第二工件附接/拆卸装置之间 送入或送出所述托盘，其中，所述控制盘设在所述第一或第二托盘送入/送出装置与所述 支柱滑动部分的侧表面之间。如权利要求4所述的本发明的特征在于，如权利要求1、2和3中任一项所述的加 工中心还包括自动工具更换装置，所述自动工具更换装置具有用于存放多个工具的工具库 和用于在所述工具库与所述主轴之间更换工具的工具更换机构，其中，所述自动工具更换 装置设在所述用于操作人员的可打开/可关闭门的横跨所述底座的相对侧。有益效果根据上面权利要求1所述的本发明，支柱沿X轴方向可动地支撑在底座的支柱滑 动部分上，工作台面沿Z轴方向可动地支撑在台面滑动部分上，并且主轴头沿Y轴方向可动 地支撑在支柱上。控制盘与台面滑动部分的前部的侧表面平行地布置并且与在台面滑动部 分侧表面的后端部的附近设在用于罩住加工中心主体的外壳的侧表面上的用于操作人员 的可打开/可关闭门并排布置。因此，由于控制盘与台面滑动部分的前部的侧表面平行且 并排布置，所以即使在支柱沿X轴方向的可动距离加长的情况下，加工中心沿X轴方向的整 个宽度也会缩短，由此可以减小加工中心的安装区域。在如权利要求2所述的本发明中，控制盘与台面滑动部分的前部的侧表面平行布 置并且与在台面滑动部分侧表面的后端部分附近设在用于罩住加工中心主体的外壳的侧 表面上的用于操作人员的可打开/可关闭门并排布置。由于操作盘设在控制盘上的其用于操作人员的可打开/可关闭门侧，所以这里可以获得由权利要求1的结构所实现的效果，同 时操作人员可以以在其身体前面面对着操作盘的方式操作操作盘，从而可以以自然的姿态 观察在台面滑动部分上滑动的工作台面上的工件，而不必如在常规加工中心中的情况一样 进行转身运动。另外，由于控制盘和操作盘可以一体形成，所以可以缩短用于在它们之间连 接的接线，并且因此可以降低制造成本。 在如权利要求3所述的本发明中，第一和第二托盘送入/送出装置布置成相对于 Z轴在其两侧沿倾斜方向以锐角延伸，从而形成V形，由此在操作人员的操作位置的左侧处 形成大的空间。因此，能够确切地将控制盘布置在该扩大的空间中，换句话说，布置在加工 中心的台面滑动部分的前部的侧部位置处。并且，可以将操作盘布置在控制盘的侧表面上， 从而面向操作人员的操作位置。这也可以实现与由权利要求1和2的结构所能实现的相同 效果。在如权利要求4所述的本发明中，加工中心包括自动工具更换装置，它具有用于 存放多个工具的工具库和在工具库和主轴之间用于更换工具的工具更换机构，其中所述自 动工具更换装置布置在支柱滑动部分的内侧处，以便将用于操作人员的可打开/可关闭门 和操作人员的操作位置固定在自动工具更换装置的、横跨底座的相对侧，由此可以将控制 盘布置在用于操作人员的门和操作位置的左侧处。
图1为根据本发明的实施方式的加工中心的平面图。图2为该加工中心的侧视图。附图标记说明10 加工中心；11 底座；12 支柱滑动部分；13 台面滑动部分；14 支柱；20 :X轴 伺服电机；21 主轴头；22 :Y轴伺服电机；24 主轴；25 主轴伺服电机；26 工作台面；33、 34 :Ζ轴伺服电机；35 旋转台面；36 托盘；37 内拐角部分；38 操作位置；39 工具更换装 置；40 工具库；41 工具更换机构；42 控制盘；43 操作盘；44,45 第一和第二工件附接/ 拆卸装置；46 托盘更换装置；47、48 第一和第二托盘送入/送出装置；56 外壳；57 用于 操作人员的门；Τ:工具；W:工件
具体实施例方式下面将参照附图1和2对本发明的实施方式进行说明。附图标记11表示加工中 心10的底座，并且该底座11安装在从地板表面挖出的深坑中。该底座11由沿着水平X轴 方向延伸的支柱滑动部分12和沿着相对于X轴方向成直角的水平Z轴方向延伸的台面滑 动部分13 —体形成。台面滑动部分13与支柱滑动部分12相交，从而在后部处与之形成T 形，并且与支柱滑动部分12 —体形成。支柱14沿着X轴方向可动地支撑在底座11的支柱滑动部分12上。一对导轨15、 16固定在支柱滑动部分12的上表面上，并且彼此平行地沿着水平X轴方向延伸，而且支柱 14以由该对导轨15和16引导的方式沿着支柱滑动部分12在X轴方向上滑动。滚珠螺杆 17在导轨15和16之间在两个端部处经由轴承18和19而可旋转地支撑在底座11上，并且 沿着X轴方向延伸。滚珠螺杆17的一个端部(内侧端部)穿过轴承19，并且与X轴伺服电机20连接。螺母固定于支柱14的底侧表面，并且与滚珠螺杆17啮合。支柱14通过由 X轴伺服电机20驱动的滚珠螺杆的旋转而沿着X轴方向运动。主轴头21支撑在支柱14上，而且经由另一个滚珠螺杆23通过Y轴伺服电机22 而可以沿着与水平面垂直的Y轴方向滑动并且可以沿着上/下方向运动。主轴24可旋转 地支撑在主轴头21上，并且工具T可拆卸地附接于主轴24。主轴24通过主轴伺服电机25 而旋转。
工作台面26支撑在底座11的台面滑动部分13上，并且可以沿着Z轴方向滑动。 一对导轨27和28固定在台面滑动部分13的上表面上，并且彼此平行地沿着水平Z轴方向 延伸，而且工作台面26以由该对导轨27和28引导的方式沿着Z轴方向在台面滑动部分13 上滑动。滚珠螺杆29和30在两个端部处经由轴承31、32、54和55而可旋转地支撑在底座 11上，并且设置在导轨27和28内侧。滚珠螺杆29和30沿着Z轴方向延伸。如图1所示 滚珠螺杆29和30的相应左侧端部穿过相应的左侧轴承54和55，并且与Z轴伺服电机33 和34连接。螺母固定于工作台面26的底侧表面并且与滚珠螺杆29和30啮合。工作台面 26通过由Z轴伺服电机33和34驱动的滚珠螺杆29和30的旋转而沿着Z轴方向运动。旋转台面35支撑在工作台面26上，并且可以绕着与Y轴平行的轴线可分度地旋 转。旋转台面通过伺服电机经由减速齿轮机构(未示出)而可分度地旋转。托盘夹持装置 (未示出)设在旋转台面35上，用于定位和夹紧送入的托盘。所要加工的工件W可拆卸地 附接在托盘36上。底座11、支柱14和工作台面26等由外壳56罩住，并且在外壳56内设有加工空 间，而且该空间与外部隔离。用于操作人员的可打开/可关闭门57在台面滑动部分13的 侧表面的后端部附近设在外壳56的侧表面上。用于操作人员的操作位置38设在形成在位于台面滑动部分13的侧表面和底座11 的支柱滑动部分12的前侧表面之间的相交部分处的内拐角部分37的左侧处。工具更换装 置39设在支柱滑动部分12的横跨底座11而与操作位置38和用于操作人员的门57相对 的内端处。工具更换装置39包括用于存放多个工具T的工具库40和在工具库40和主轴 24之间用于更换工具的工具更换机构41。工具库40沿着Z轴方向与支柱滑动部分12的 内端部并排设置，并且工具更换机构41设在支柱滑动部分12的内端部的前侧处。在其中装有用于控制X轴、Y轴、Z轴和主轴伺服电机20、22、23、33、34和25等的 旋转的控制装置的控制盘42与台面滑动部分13的前部的侧表面平行地布置，并且在台面 滑动部分13的侧表面的后端部附近与设在用于罩住加工中心主体的外壳56的侧表面上的 用于操作人员的可打开/可关闭门57并排布置。操作盘43在其面对操作位置38的、用于 操作人员的可打开/可关闭门侧设在控制盘42上。操作盘43设有多种装置例如由操作人 员操纵的多种开关和用于监视加工中心的状况的显示器，并且与控制盘42等连线。第一和第二工件附接/拆卸装置44和45设成与台面滑动部分13的前端边缘相 邻，并且沿着X轴方向与之并排布置。第一和第二工件附接/拆卸装置或站44和45用于 从托盘46将已加工的工件W卸下并且用于将未加工工件W附接到托盘36。在已完成在工件W上的加工操作之后，使工作台面26运动到设在台面滑动部分13 的前端处的托盘更换位置46。第一和第二托盘送入/送出装置47和48相对于Z轴在其两 侧以沿锐角方向倾斜的方式分别设置，以形成V形。第一和第二托盘送入/送出装置47和48在定位于托盘更换位置46的位于工作台面26上的旋转台面35与第一和第二工件附接 /拆卸装置44和45之间送入或送出托盘36。接下来，将对根据该实施方式的加工中心10的操作进行说明。操作人员首先在站 在操作位置38处的情况下确认已安装在旋转台面35上的工件的情况或状态，然后推压设 在操作盘43上的起动开关。然后，顺序地读取存储在装在控制盘42中的CNC装置中的NC 数据，由此通过主轴伺服电机25旋转主轴24，并且通过X轴、Y轴和Z轴伺服电机20、22、 33和34使支柱14、主轴头21和工作台面26运动以通过工具T加工工件W。在正在加工工件时，在工具库40中，将接下来要用的工具分度到工具更换位置， 并且通过旋动机构使被分度的工具转动以与Z轴平行，然后接下来要用的工具在待用位置 处等待接下来的使用。在完成由第一工具τ进行加工之后，主轴24的旋转停止，并且支柱 14和主轴头21运动到工具更换位置，在该处使主轴24和工具更换机构41对准。设在工 具更换机构41的更换臂49的两端处的保持装置分别保持附接于主轴24的工具T和工具 库40中的待用位置处的工具T。设在主轴24中的工具夹持装置松开工具T，更换臂49前 进并且旋绕180度，然后回撤以将接下来要用的另一个工具T安装到主轴24。在将接下来 要用的工具安装到主轴24并且由夹持装置夹紧时，支柱14、主轴头21和工作台面26运动 以由新附接的工具T加工工件W。通过重复成系列的这些加工步骤，完成对工件W的加工。在加工完成之后，通过Z 轴伺服电机33和34使工作台面26运动到位于托盘更换位置46处的位置。旋转台面35 旋转以定位成使得在托盘更换位置46处所附接的托盘36面对第二工件附接/拆卸装置 45，然后托盘夹持装置松开托盘36。第二托盘送入/送出装置48的接合部分前进以与托 盘36的接合部分接合，然后以保持与托盘36接合的方式回撤，从而将托盘36送出到第二 工件附接/拆卸装置45的第二附接/拆卸位置51。一对传送轨道52、52设在托盘更换位 置46和第二附接/拆卸位置51之间。每个传送轨道52包括多个从其上表面伸出的辊子。 在具有已加工工件W的托盘36被送出时，旋转台面35旋转以定位成使得托盘夹持装置转 动而面对第一工件附接/拆卸装置44。在前一个工件W加工期间，将未加工工件W在第一 工件附接/拆卸装置44的第一附接/拆卸位置50处附接到托盘36。第一托盘送入/送出 装置47的接合部分前进以从第一附接/拆卸位置50将托盘36送入到旋转台面35上，然 后通过托盘夹持装置夹紧托盘36。一对传送轨道53、53设在第一附接/拆卸位置50和托 盘更换位置46之间，并且每个轨道53设有多个从其上表面伸出的辊子。在此要指出的是，操作人员可以在观察由工具T在工件W上进行加工的状况的情 况下，操作操作盘43以便使工具T和工件W进行相对运动。即使在这种操作下，由于操作 盘43在控制盘42的用于操作人员的门侧处布置在控制盘42上，所以操作人员能够以在其 身体前面面对着操作盘43的方式操作操作盘43，从而能够以自然的姿态观察加工状况，而 不必如在常规加工中心中的情况一样进行转身运动。另外，由于控制盘42与底座11的台面滑动部分13的前端侧彼此平行地并排布 置，所以即使在支柱14沿着X轴方向的可动距离变长，包括加工中心10的支柱滑动部分12 在内的区域在X轴方向 上的整个宽度也能够缩短，这最终能够减小加工中心10的安装区 域，并且使得在运输时给输送拖车装载上底座与控制盘42和操作盘43装配在一起的加工 中心10成为可能。
工业应用性 根据本发明的加工中心能够应用于这样的加工中心，其中附接有已加工工件的托 盘和附接有未加工工件的托盘在台面和工件附接/拆卸装置之间交换，然后通过多个可更 换地附接到主轴的工具来对未加工工件进行加工。
权利要求
一种加工中心，包括底座，所述底座包括沿水平X轴方向延伸的支柱滑动部分和沿与X轴成直角的水平Z轴方向延伸并且在后端部处与所述支柱滑动部分成T形相交的台面滑动部分；支柱，所述支柱沿X轴方向可动地支撑在所述底座的支柱滑动部分上；主轴头，所述主轴头沿与水平面成直角的Y轴方向可滑动地支撑在所述支柱上并且可旋转地支撑主轴，工具可拆卸地附接至所述主轴；工作台面，所述工作台面沿Z轴方向可动地支撑在所述底座的台面滑动部分上；用于操作人员的可打开/可关闭门，所述用于操作人员的可打开/可关闭门在所述台面滑动部分的侧表面的后端部的附近设在用于罩住所述加工中心的主体的外壳的侧表面上；以及控制盘，所述控制盘与所述台面滑动部分的前部的侧表面平行设置并且与所述用于操作人员的可打开/可关闭门并排布置。
2.如权利要求1所述的加工中心，其中，在所述控制盘上的所述用于操作人员的可打 开/可关闭门侧设有操作盘。
3.如权利要求1或2所述的加工中心，还包括旋转台面，所述旋转台面支撑在所述工作台面上以能够绕与Y轴平行的轴线可分度地 旋转，并且适于紧固托盘，工件可拆卸地附接在所述托盘上；第一工件附接/拆卸装置和第二工件附接/拆卸装置，这两者沿X轴方向彼此并排设 置，并且布置成与所述台面滑动部分的前端边缘相邻，以便将工件附接至所述托盘或从所 述托盘卸下工件；以及第一托盘送入/送出装置和第二托盘送入/送出装置，这两者以相对于Z轴分别在其 两侧沿锐角方向倾斜的方式设置，以便在已运动到设在所述台面滑动部分的前端部处的托 盘更换位置的、支撑在所述工作台面上的所述旋转台面与所述第一和第二工件附接/拆卸 装置之间送入或送出所述托盘，其中，所述控制盘设在所述第一或第二托盘送入/送出装置与所述支柱滑动部分的侧 表面之间。
4.如权利要求1、2和3中任一项所述的加工中心，还包括自动工具更换装置，所述自动 工具更换装置具有用于存放多个工具的工具库和用于在所述工具库与所述主轴之间更换 工具的工具更换机构，其中，所述自动工具更换装置设在所述用于操作人员的可打开/可 关闭门的、横跨所述底座的相对侧。
全文摘要
提供一种加工中心，其中，适当布置控制盘和操作盘，从而操作人员能够更容易地操作该加工中心、支柱能够在更宽的区域中运动、并且机器能够安装在更小的区域中。支柱(14)安装在支柱滑动部分(12)上从而可以沿X轴方向运动，工作台面(26)安装在台面滑动部分(13)上从而可以沿Z轴方向运动，主轴头(21)设在支柱(14)中从而可以沿Y轴方向滑动，并且自动工具更换装置(39)布置在支柱滑动部分之后从而靠近支柱滑动部分。控制盘(42)布置在与自动工具更换装置(39)相对的一侧从而平行于台面滑动部分(13)的前部的侧表面并且靠近用于操作人员的可打开/可关闭门(57)，所述可打开/可关闭门在台面滑动部分(13)的侧表面的后端附近设在外壳的侧表面处。操作盘(43)设在控制盘的用于操作人员的门侧。
文档编号B23Q1/00GK101842187SQ20088011352
公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年10月31日
发明者今西耕造, 内村安孝, 加藤正直, 山口泰一 申请人:株式会社捷太格特;三井精机工业株式会社