加工中心的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种配置两台托盘从而能够高效加工较长的工件的加工中心。加工中心1包括沿Y轴方向在床10上移动的滑板30，工作台单元50沿X轴方向在滑板30上移动。床10的前表面的左右端部设有准备站110、120。能够在将一个托盘140放在工作台单元50上由主轴头80加工工件W2的过程中将工件W1安装于另一个托盘130。工作台单元50上配备两台托盘130、140，从而能够加工较长的工件。
【专利说明】加工中心
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种承载两台托盘从而高效率地加工较长的工件的加工中心。
【背景技术】
[0002]例如在下面的专利文献I中公开了配备多个托盘和较长工作台，用于加工较长的工件的工作机械。
[0003]先行技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平2-9545号公报
[0006]但是，上述工作机械将交换多个托盘来进行加工的托盘和较长工作台分别设为专用状，在使用其中一个时另一个处于无法使用状态，出现浪费现象。并且，交换用托盘和较长工作台均配置在机械内部，没有考虑到有关准备的操作性。并且，串联配置交换用托盘和较长工作台，从而增大机械宽度。而且分别固定性配置较长工件的加工区域和通常的托盘加工区域,移动并驱动三个主轴X、Y、Z轴，因此移动并驱动主轴的机构中需要考虑刚性的同时还要考虑控制线、动力线的布线或液压、气压的配管等，机械变为复杂且大型化。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种解决上述问题的加工中心。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种加工中心，其包括:床；立设在床的中央后部的立柱；配备在床上且沿水平面上正交的两个轴即X轴和Y轴移动的工作台单元；以及，配备在立柱的前表面，沿作为铅垂轴的Z轴移动的主轴，所述加工中心还包括:两个托盘；两个夹紧单元，能够将该两个托盘相邻地分别安装在工作台单元上；第一准备站以及第二准备站，设在床前表面的左右端部；以及，在第一准备站与工作台单元之间以及第二准备站与工作台单元之间移动托盘的装置。
[0009]并且，形成于设在床前面的左右端部的第一准备站以及第二准备站之间的空间是用于相对工作台单元上的两台托盘准备较长的工件的空间。
[0010]并且，分别包括为了接近设有第一准备站以及第二准备站的第一准备站区域以及第二准备站区域而设在第一准备站以及第二准备站的前表面的门；以及，用于开关第一准备站区域与设有工作台单元的加工区域之间以及第二准备站区域与设有工作台单元的加工区域之间的隔门。
[0011]发明的效果
[0012]根据本发明的加工中心，由于包括能够将两台托盘相邻安装在工作台单元上的两台夹紧单元，所以即使是加工频率较低的较长的工件，也能够使用两台托盘来进行加工，可以省去持有较长工件专用的托盘导致的浪费。并且，确保了充分的准备空间，可以提高准备时的操作性。并且，在将一个托盘夹紧在工作台单元上进行加工时，通过将另一个托盘移动到准备站从而能够准备工件，因此能够提高生产率。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明的加工中心的机械结构立体图。
[0014]图2是根据本发明的加工中心的机械结构立体图。
[0015]图3是较长的圆形工件加工状态说明图。
[0016]图4是较长的角物工件加工状态说明图。
[0017]图5是利用盖子覆盖根据本发明的加工中心的机械结构的状态说明图。
[0018]图6是根据本发明的托盘交换中的状态说明图。
[0019]图7是根据本发明的托盘交换中的状态说明图。
[0020]图8是根据本发明的托盘交换中的状态说明图。
[0021]附图标记
[0022]I加工中心10床
[0023]20 Y轴线性滑轨30滑板
[0024]40 X轴划线滑轨50工作台单元
[0025]51线性滑轨52线性滑轨
`[0026]53夹紧单元54夹紧单元
[0027]60立柱70 Z轴线性滑轨
[0028]80主轴头90工具库
[0029]110第一准备站112线性滑轨
[0030]114伺服电动机115滚珠丝杠
[0031]116托盘交换用钩子120第二准备站
[0032]121第二准备站122线性滑轨
[0033]124伺服电动机125滚珠丝杠
[0034]126托盘交换用钩子127托盘交换用钩子
[0035]128哨合槽130第一托盘
[0036]132夹具134转盘
[0037]140第二托盘142转盘
[0038]144尾架150安装夹具
[0039]200主门210第一准备站门
[0040]212第一隔门220第二准备站门
[0041]222第二隔门K加工区域
[0042]SI第一准备站区域S2第二准备站区域
【具体实施方式】
[0043]图1和图2是示出根据本发明的加工中心的机械结构的立体图。
[0044]加工中心I包括床10，床10的中央部安装有Y轴线性滑轨20。Y轴线性滑轨20上装载有滑板30，滑板30在Y轴方向受控移动。
[0045]滑板30上安装有X轴线性滑轨40，X轴线性滑轨40上装载有工作台单元50。工作台单元50沿X轴线性滑轨40在X轴方向受控移动。工作台单元50上沿Y轴方向设有两组的线性导轨51、线性导轨52。
[0046]床10上与滑板30相对安装有立柱60。立柱60的前表面安装有Z轴线性导轨70，装载主轴头80。主轴头80沿Z轴线性滑轨70在Z轴方向受控移动。主轴头80从工具库90接受恰当的工具，对工件进行加工。
[0047]面向床10的前表面的正面，左侧配置第一准备站110。第一准备站110包括平行于Y轴的线性滑轨112，第一准备站110的侧部安装有伺服电动机114。伺服电动机114用于驱动滚珠丝杠115。滚珠丝杠115的螺母配备有托盘交换用钩子116。
[0048]面向床10的前表面的正面，右侧配置第二准备站120。第二准备站120包括平行于Y轴的线性滑轨122，第二准备站120的侧部安装有伺服电动机124。伺服电动机124用于驱动滚珠丝杠125，滚珠丝杠125的螺母配备有托盘交换用钩子126。
[0049]如上所述，在该床10上装载有两台托盘。
[0050]图1示出了第一准备站110上放着第一托盘130的状态。第一托盘130包括夹具132，准备有第一工件Wl。
[0051]第二托盘140以转盘142把持第二工件W2的状态夹紧在工作台单元50上，主轴头80接受从工具库90选择的工具，对第二工件W2进行加工。
[0052]一旦结束第二工件W2的加工，将第二托盘140归还给第二准备站120。首先，托盘交换用钩子126前进，进入加工区域K，与此同时，工作台单元50沿Y轴线性滑轨20定位于托盘交换位置(Y轴机械原点)。其次，工作台单元50沿X轴线性滑轨40移动到第二托盘140与第二准备站120相对的位置。在该位置，线性滑轨52与线性滑轨122相对。并且，通过该移动，托盘交换用钩子126与第二托盘140的啮合槽(未图示)啮合。解开夹紧单元54，驱动伺服电动机124，将第二托盘140从工作台单元50朝第二准备站120侧拉出。
[0053]将第二托盘140归还第二准备站120之后，对夹紧单元50和主轴头80进行定位，使夹紧单元53与未图示的冷却液喷嘴和喷气嘴中的至少一个相对，利用冷却液或空气清洗堆积在夹紧单元53上的切屑。其次，移动工作台单元50，使线性滑轨51与第一准备站110的线性滑轨112相对。驱动伺服电动机114，将第一托盘130推到工作台单元50上，夹紧夹紧单元53，将第一托盘130固定于工作台单元50上。其次，通过将工作台单元50沿X轴方向移动，解除托盘交换用钩子116与第一托盘130的啮合槽之间的啮合,之后将托盘交换用钩子116返回第一准备站110侦U。
[0054]一旦结束上述托盘交换工作，如图2所示，将工作台单元50移动到第一工件Wl与主轴头80相对的位置，由主轴头80进行必要的加工。
[0055]图6、图7、图8以第二准备站为例子详细示出了交换托盘时的准备站与工作台单元之间的位置关系。对于与上述实施例不同的形状部分，变更其编号来进行说明。另外，动作说明中适当省略了不需要的部分。
[0056]图6示出了为了将第二托盘140从工作台单元50移动到第二准备站121，工作台单元50在Y轴机械原点(Y轴的托盘交换位置)将X轴移动到托盘交换位置的状态，或者，将第二托盘140从第二准备站121移动到工作台单元50之后，X轴脱离托盘交换位置的状态。
[0057]图7和图8示出了分别从不同角度观察开始将第二托盘140从工作台单元50移动到第二准备站121时，或者已经从第二准备站121移动到工作台单元50时的状态的图。[0058]托盘交换用钩子127进入加工区域K，在前进端位置与工作台单元50上的第二托盘140的啮合槽128啮合，或者脱离。沿线性滑轨52、线性滑轨122朝第二准备站121拉出啮合的第二托盘140，停在后退端。在托盘交换用钩子127停止期间，托盘140的移动受到限制，在准备站不需要其他制动机构。图6和图8示出的托盘交换用钩子127的位置就是前进端位置。通过工作台单元50的X轴移动来进行托盘交换用钩子127和第二托盘140的啮合、脱离。
[0059]图7和图8示出的工作台单元50上的线性滑轨52和第二准备站121上的线性滑轨122在托盘交换位置沿Y轴方向正确配置在一个直线上。工作台单元50在X轴上定位在托盘交换位置上时的线性滑轨52与线性滑轨122之间的间隙实际上设为1mm，但是对于相对的线性滑轨52与线性滑轨122的相对的各自的端面进行了指定的倒角加工，并且，对线性滑轨的两个侧面以IOOmm进行0.5mm的锥形研磨，以使横跨两个线性滑轨工作时没有障碍。
[0060]图3是示出了利用床10来加工较长的圆形工件W3的状态说明图。
[0061]在工作台单元50上夹紧第一托盘130和第二托盘140。第一托盘130配备转盘134，第二托盘140配备尾架144。这样，通过将两个托盘夹紧在工作台单元50，可以对较长工件进行加工。从而，无需持有较长工件专用的托盘，尤其在加工较长工件的频率非常低时有效。
[0062]在床10的前表面，在第一准备站110和第二准备站120之间存在宽度尺寸为LI的较长空间。宽度尺寸大于配置在工作台单元50上的两个托盘130、140的X轴方向的长度尺寸L2。利用该空间，能够将较长的工件W3轻易地放在第一托盘130、第二托盘140上。
[0063]图4是利用床10对较长的角物工件W4进行加工的状态说明图。
[0064]在第一托盘130和第二托盘140上固定四个安装夹具150来夹紧工件W4。利用图3中也说明的床10前表面的第一准备站110与第二准备站120之间的较大空间，能够简单地准备较长的工件W4。
[0065]另外，图中示出了第一托盘130与第二托盘140在工作台单元50上相邻配置，但是，托盘之间的间隙可以不是零或极小。当然，在安装两个托盘时，为了防止切屑等咬合，设置一定程度的距离为好。具体为IOmm?IOOmm左右。
[0066]图5是示出了用盖子覆盖加工中心I的机械结构的状态说明图。
[0067]主门200是用于接近加工区域K的门，面向主门200的左侧设有接近第一准备站区域SI的第一准备站门210。利用第一隔门212开关第一准备站区域SI与加工区域K之间。通过关闭隔门212，即使在加工区域K进行加工的过程中，也可以对第一托盘130进行准备。另一方面，在面向主门200的左侧设有接近第二准备站区域S2的第二准备站门220。利用第二隔门222开关第二准备站区域S2与加工区域K之间。通过关闭第二隔门222，即使在加工区域K进行加工的过程中，也可以对第二托盘140进行准备。
[0068]如上所述，可以装载在一个托盘上进行加工的尺寸的工件时，分别利用第一托盘130和第二托盘140进行加工，能够在未停止自动运转的情况下进行下一个工件的准备作业，能够进行连续的自动运转，可实现较高的生产率。
[0069]并且，通过将第一托盘130和第二托盘140均夹紧在工作台单元50上，可以实现较长工件的加工。这时，在第一准备站和第二准备站之间的机械前面确保了超过两个托盘长度的空间，因此即使是较长工件，也可以容易准备。
[0070]并且，机械宽度为托盘宽度的大致4倍左右，这仅用于较长工作台(托盘宽度为约2倍)的加工，不会增加机械的宽度，追加了交换托盘方式。即，在较窄的空间内，能够实现对应自动运转的托盘交换方式和可对应较长工件的长托盘方式。
[0071]并且，并不是将三个主轴同时移动驱动的结构，水平方向的两个轴用于移动并驱动重量较轻且控制对象较少的工作台，从而结构简单，与主轴移动型相比，能够降低制造费用。
[0072]并且，作为托盘交换机构采用仅设置线性滑轨和交换用钩子的简单的机构。驱动部只是交换用钩子，故障出现率较低，易于维护。
[0073]并且，对设在工作台单元上的线性滑轨和与该线性滑轨相对设在准备站的线性滑轨的相对的两个线性滑轨的端面分别进行倒角加工，并且将各自的线性滑轨的两侧面形成为锥形面，从而能够使托盘在线性滑轨之间顺利换乘。
[0074]另外，以由伺服电动机114、124和滚珠丝杠115、125驱动托盘交换用钩子116、126为例子进行了说明，但是还可以利用液压或气压的汽缸和活塞驱动，或者利用齿条和小齿轮驱动。
【权利要求】
1.一种加工中心，其包括:床；立设在床的中央后部的立柱；配备在床上且沿水平面上正交的两个轴即X轴和Y轴移动的工作台单元；以及配备在立柱的前表面、沿作为铅垂轴的z轴移动的主轴；所述加工中心的特征在于，包括: 两个托盘； 两个夹紧单元，能够将该两个托盘相邻地分别安装在工作台单元上； 第一准备站以及第二准备站，设在床前表面的左右端部；以及 在第一准备站与工作台单元之间以及第二准备站与工作台单元之间移动托盘的装置。
2.根据权利要求1所述的加工中心，其中， 形成于设在床前表面的左右端部的第一准备站以及第二准备站之间的宽度尺寸大于设在工作台单元上的两台托盘的X轴方向的长度尺寸。
3.—种加工中心，其包括:床；立设在床的中央后部的立柱；配备在床上且沿水平面上正交的两个轴即X轴和Y轴移动的工作台单元；配备在立柱的前表面，沿作为铅垂轴的Z轴移动的主轴；两个托盘；能够将该两个托盘相邻地分别安装在工作台单元上的两个夹紧单元；设在床前表面的左右端部的第一准备站以及第二准备站；在第一准备站与工作台单元之间以及第二准备站与工作台单元之间移动托盘的装置；以及，覆盖所述构成部件的盖子，所述加工中心的特征在于， 盖子包括: 为了接近设有第一准备站以及第二准备站的第一准备站区域以及第二准备站区域而设在第一准备站以及第二准备站的前表面的门；以及 为了接近设有工作台单元的加工区域而设在床前表面的门。
4.根据权利要求3所述的加工中心，其包括: 用于开关第一准备站区域与加工区域之间以及第二准备站区域与加工区域之间的门。
【文档编号】B23Q11/08GK103608147SQ201280002964
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】中野英树, 泽田好明, 川村浩一 申请人:山崎马扎克公司