专利名称:工作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一边收集加工中产生的切削粉一边对工件进行加工的工作装置。
另外，日本特开平6-71539号公报中，揭示了使工件向X-Y方向移动的移动台、上下移动的切刀、收集该切刀切削产生的切削粉末的集尘机构。该集尘机构中，使可动管从切刀的横方向接近，从设在该可动管内的喷咀向工件的切削部位吹送空气，通过与可动管连接的转接管回收切削粉末。该转接管，在切刀朝上下方向移动时，随着切刀的移动收容到回收管内，另外，在切刀的更换时，可动管后退，同时切刀上升，由工具更换装置进行切刀的更换。
但是，上述特开平6-55402号公报记载的技术中，切刀在由上部安装部件、中间安装部件、下部安装部件和罩部件构成的固定的冷却集尘箱内移动，对工件实施加工。而切刀的上下方向移动行程受冷却集尘箱的高度尺寸等限制。因此，对于即使切刀的上下移动行程小也能加工的板状工件，确实能有效地集尘，但对于高度尺寸较大的立体工件，就难以有效地集尘。另外，向切刀吹送的冷却空气的方向是固定的，不能变更为以最适当状态向切刀吹送冷却空气。
在日本特开平6-71539号公报记载的技术中，切刀全体没有被管等覆盖住，加工时在切刀与工件之间有间隙，所以切削粉末在该间隙中容易对流。另外，在朝横方向的切削加工时，在朝一个方向的切削时，能有效地进行切削粉末的回收，但朝相反方向的加工时，不容易回收切削粉末。例如，先在右方向以某深度进行切削，接着改变90°方向切削，然后又在与最初相反的方向进行切削时，在该相反方向的切削时，切削粉末朝着与可动管相反的方向飞散，所以，不能有效地回收切削粉。结果，必须频繁地清扫装置内部。
a.提供一种构造简单、能对具有厚度的立体形状工件实施加工的工作装置。
b.提供一种能一边有效地收集切削粉末、一边对立体形状的工件和平板状工件实施加工的工作装置。
c.提供一种构造简单并可防止切削粉末飞散的工作装置。
为了实现上述目的，本发明的工作装置备有以一个平面开放状态立设在工作台上、收容工件的收容机构；对工件实施加工的切刀；安装着该切刀并配设在收容机构上、与切刀移动的同时在收容机构上移动的移动机构；夹设于切刀与移动机构之间，相应于切刀的移动而伸缩的连接机构；配设于收容机构与移动机构之间，相应于移动机构的移动而伸缩并且将收容机构的上部开放端密闭的密闭机构；移动机构包括第一移动台和第二移动台，第一移动台在第一导轨上移动，第二移动台在第二导轨上移动，该第二导轨与第一导轨直交地配置在第二移动台上。
采用该技术时，在密闭收容机构的状态，能使切刀以比较大的行程移动，同时，可抑制加工产生的切削粉末的飞散。因此，与现有技术相比，其构造极为简单，能使切削粉末不飞散到收容机构外面，不仅对平板状工件而且对立体形状的工件也能容易地实施加工。
图3是表示本发明工作装置的第二实施例的构造的正视图；图4是沿图3中的D-D′线取的视图；图5是表示本发明工作装置的第三实施例的构造的正视图；图6是表示本发明工作装置的第三实施例的构造的侧视图；图7是表示在本发明工作装置的第三实施例中，上部安装配件的构造的正视图；图8是表示在本发明工作装置的第三实施例中，上部安装配件的构造的侧视图；图9是表示本发明工作装置的第四实施例的构造的正视图；
图10是沿图9中的A-A线取的视图；图11是沿图9中的B-B线取的视图；图12是表示在本发明工作装置的第四实施例中，移动台与主轴头之间的关系的视图；图13是表示在本发明工作装置的第四实施例中，主轴罩的详细构造的正视图；图14是图13的局部放大图；图15是表示在本发明工作装置的第四实施例中，主轴罩的其它构造实例的平面图。
本发明的优选实施例下面，参照附图详细说明本发明工作装置的最佳实施例。A.第一实施例先参照图1和图2说明本发明的第一实施例。
图中，标号1是主轴头，可沿上下方向即箭头X方向移动地支承着，主轴1a组装在其内部，在主轴1a的前端部通过刀座2安装着可装卸的切刀3。支架4通过螺丝5固定在主轴头1的下端部，该支架4上设有朝切刀3伸出的二个空气喷咀5A、5B。
该空气喷咀5A、5B从不同的方向向切刀3吹送压缩冷却空气，并且可自由弯曲，可调节吹送方向及高度。在该空气喷咀5A、5B上，设有与该空气喷咀5A、5B连通的冷气机6，从外部向各冷气机6供给压缩空气。
支架4的下端部通过上部连接部件7与作为一隔离部件的折皱罩8可装卸地连接。如图2所示，该上部连接部件7在支架4的外周设有若干个，将支架4与折皱罩8的上部开口端以密闭状态连接。
折皱罩8由橡胶等弹性材料形成为袋形，其垂直于伸缩方向即箭头X方向的断面是方形，而且该方形的角部做成直线状倒角。但该倒角也可以不是直线状而是圆弧状。另外，折皱罩8的断面形状也可以不是方形而是圆形，也可以没有倒角。
当主轴1下降使折皱罩8折叠时，为了防止该挠性的折皱罩8因负压而倒入内侧，在折皱罩8的内侧设有作为弹性部件的若干个螺旋弹簧8a～8h和作为刚性部件的环8i～8m。该螺旋弹簧8a～8h和环8i～8m构成防止机构。
如图2所示，螺旋弹簧8a～8h共设有8个，它们分别固设折皱罩8的四角和各边中间，将上部开口端与下部开口端连接起来。环8i～8m形成为与往下方扩大的折皱罩8的各凸部(从折皱罩8的内面看是凹部)内周相吻合的大小，以与各凸部的内面压接的状态套合着。
当折皱罩8是用橡胶等弹性材料做成时，使环8i～8m形成为比各凸部的内周稍大一些，这样，折皱罩8朝外周方向延伸时，各环8i～8m可确实与折皱罩8的内面压接而固定于各凸部。
另外，在折皱罩8与作业台9之间，夹设着一筒状的下部箱10A(转接部件)。该下部箱10A的下端固定在作业台9上，其上端通过下部连接部件11可装卸地与折皱罩8的另一开口端连接。即，由折皱罩8、作业台9和下部箱10A形成一略密闭状的内部空间C。在该内部空间C内的作业台9上，放置着具有厚度的立体形状工件W或平板状工件W。例如，工件W是产生切削粉末的铝或碳等的工件。
下部箱10A的下部周面上，形成多个孔10a，该孔10a作为将外气引入内部空间C内的通气装置，同时，连接着集尘管12，该集尘管12使图未示的外部集尘装置与下部箱10A的内侧连通。另外，也可以不采用上述孔10a，而是在作业台9与下部箱10A之间设置间隙，将该间隙作为通气装置。
下部箱10A由丙烯基板等透明材料做成，可从外部看见内部的状态。作业台9由伺服马达等驱动，可在水平面内一定范围移动，使放置在其上面的工件W在水平面内移动。
根据该构造，工件W配置在由折皱罩8、作业台9和下部箱10形成的略密闭状的内部空间C内，由切刀3加工。即，对工件W实施加工时，先降下主轴1a并与工件W压接触，同时，作业台按照预定的加工信息移动，这样，工件W的各部位被加工。
这时，由于主轴1a与下部箱10通过挠性折皱罩8连接着，而切刀3在上下方向有比较大的自由移动行程，所以，无论是沿箭头X方向的尺寸比较大的立体状工件W、还是沿箭头X方向的尺寸比较小的平板状工件W，都能使切刀3自由移动地对需要加工的工件W的各部位进行加工。
在用切刀3进行加工的同时，从空气喷咀5A、5B向切刀3吹送由冷气机6冷却了的压缩空气。这样，因加工而发热的切刀3被有效地除热，同时，由加工而在该切刀3附近产生的切削粉末被压缩空气吹散。
在加工过程中，通过驱动集尘装置，内部空间C内的空气通过集尘管12被吸引。因此，被压缩冷空气吹散了的碳等微小切削粉末不会飞散到内部空间C的外部，不会侵入主轴1a的驱动机构的内部等，与通过孔10a从外部流入的空气一起从集尘管12集中排出。
这时，内部空间C相对于外界是负压，虽然挠性折皱罩8受到朝内部空间C侧倒入的外力，但由多个螺旋弹簧8a～8h和环8i～8m构成的防止机构阻止其倒入。
另外，由于折皱罩8的上部开口端通过上部连接部件7与支架4可装卸地连接，下部开口端通过下部连接部件11与下部箱10A可装卸地连接，所以，解除折皱罩8的上部开口端与支架4的连接，就能容易地更换切刀3。解除折皱罩8的下部开口端与下部箱10A的连接，就能容易地将工件W放置在内部空间C内。B.第二实施例下面，参照图3和图4来说明本发明的第二实施例。对第一实施例中已说明的部件，注以相同标号，其说明从略。
图中，标号13是外部气体进入口，其形成在下部箱10B上的集尘管12的对面，该下部箱10B与上述下部箱10A同样地形成。外部气体通过该外部气体进入口13送入内部空间C内。
14A～14D是压缩空气喷咀，其与外部气体进入口13同样地设在下部箱10B的集尘管12的对面，将被流量调节阀14a调节了流量的压缩空气吹向工件W的周边。这时，从集尘管12流出的内部空间C内的空气(含有切削粉)被流量调节阀14a调节了流量后，由集尘装置吸引。
标号15是一矩形导板(流路限制机构)，在下部箱10B内的集尘管12与工件W之间，从下部箱10B的壁面向工件W倾斜地配置着，用于遮住集尘管12和外部气体进入口13的前方。该导板15的靠工件侧的端面上设有滑动板15a(流路调节机构)，该滑动板15a可相对于导板15滑动。
根据本实施例的工作装置，从空气喷咀5A、5B向切刀3吹送压缩冷却空气的同时，从外部气体进入口13向内部空间C进入外部气体，并且，由压缩空气喷咀14A～14D向工件W周边吹送压缩空气。这时，由空气喷咀5A、5B吹出的压缩冷却空气使切刀3附近的切削粉末向其周围飞散，该飞散的切削粉末被来自压缩空气喷咀14A～14D的压缩空气朝集尘管12的方向集中，被集尘管12的抽吸力回收到集尘管12内。
另外，由于导板15的作用，从外部气体进入口13进来的空气和来自压缩空气喷咀14A～14D的压缩空气因流路变窄而加快流速。这样，切刀3周围的切削粉末被有效地吹向集尘管12的方向，且有效地被集尘管12回收。通过使上述滑动板15a相对于导板15滑动，可以调节压缩空气流路的宽度，并调节切削粉末的吸引力。C.第三实施例下面，参照图5说明本发明工作装置的第三实施例。该实施例中，是对上述安装机构进行了改进，对已说明的部件，省略其说明。
上述实施例中，折皱罩8与主轴头1是通过上部连接部件7可装卸地连接，而本实施例中的安装机构，可自动地进行上述的装卸。
即，标号20是气缸(驱动机构)，可动杆20a可在垂直方向上下移动地固定在主轴头1上。可动杆20a的前端部通过浮动接头20b固定在安装于折皱罩8的上端的上部安装配件21上。22A、22B是导杆，它们配置在气缸20的两侧，并通过球轴衬23A、23B可上下移动地固定在主轴头1上。导杆22A、22B的靠折皱罩8的侧部的前端部，固定在上部安装配件21上。
如图6所示，上部安装配件21包括插通口21a、螺纹孔21b、螺纹孔21c、21d和销24a～24d。插通口21a供主轴1a穿过。螺纹孔21b中安装着上述浮动接头20b的一端。螺纹孔21c、21d中嵌入着导杆22A、22B的前端部。销24a～24d配置在插通口21a的周围，并嵌合在支架4上。
根据本实施例的工作装置，折皱罩8的上端部通过上部安装配件21，由导杆22A、22B和气缸20与主轴头1连接，这时，上述销24a～24d嵌合在支架4上，使上部安装配件21相对于主轴头1定位。
此外，通过气缸20的动作，可动杆20a被送到下方时，导杆22A、22B通过球轴衬23A、23B滑动，上部安装配件21被推下，折皱罩8成为从主轴头1脱开的状态。这时，由于在气缸20与上部安装配件21之间夹设着浮动接头20b，所以可调节组装精度，可沿一定长度的行程无障碍地将上部安装配件21推下。
在该状态，安装在主轴1a的前端部的切刀3呈露出状态。即，通过气缸20的动作，切刀3自动地成为露出状态，所以，切刀3的更换极为容易，而且作业性良好。
上述各实施例的工作装置具有以下效果。
a.可以使安装在主轴1a上的切刀3作比较大的移动，对工件W进行加工，所以，不仅对于平板状的工件，而且对于高度方向尺寸较大的工件W也能容易地加工。
b.由于采用折皱罩8作为隔离部件，该折皱罩8的一端开口包围主轴1a地与主轴头1连接，另一端开口包围工件W地与作业台连接，所以，加工产生的切削粉末不会飞散到外部，可以移动切刀3。
c.与现有的装置相比，其构造简单，所以能减低工作装置的成本。
d.作为隔离装置的折皱罩8，其一方开口端及另一方开口端之中，任何一方或者双方通过作为安装机构的上部连接部件7和下部连接部件11可装卸，所以，解除上部连接部件7或下部连接部件11时，就可以使折皱罩8与主轴1a脱开，或者使折皱罩8与下部箱10A脱开。这样，切刀3的更换或者往作业台9上放置工件W都极为容易。
e.由于折皱罩8的一方开口端通过作为驱动机构的气缸20可以与主轴头1连接或脱开，所以，当气缸20动作时，折皱罩8自动地成为与主轴头1脱离的状态。因此，安装在主轴1a上的切刀3的更换极为容易，且作业性良好。
f.由于在折皱罩8的另一方开口端与作业台9之间夹设着下部箱10A，该下部箱10A备有吸引切削粉末的集尘管12和外部气体进入孔10a，所以，通过孔10a从外部流入的空气与切削粉末一起有效地被集尘管12吸引。
g.由于空气喷咀5A、5B可自由弯曲，所以，可容易地调节从该空气喷咀5A、5B朝切刀3吹出的压缩冷却空气的方向。因此，可相应于切刀3的种类、形状及工件W的形状等，一边对切刀3除热，一边有效地将切削粉末飞散到切刀3的周边部。
h.由于设有防止折皱罩8向工件W弯折的螺旋弹簧8a～8h(防止机构)，该螺旋弹簧8a～8h包围工件W地沿着折皱罩8的内面将一方开口端与另一方开口端连接起来，所以，可防止因折皱罩8的弯曲而复盖在工件W上，以及可防止切刀3与折皱罩8接触。
i.由于在下部箱10B上，在对着集尘管12的位置处，设有外部气体进入口13，工件W挟在该外部气体进入口13和集尘管12之间，所以，从对着集尘管12的方向进入的外部气体有效地将工件W周边的切削粉末移送到集尘管12内。
j.由于在下部箱10B上，配置着将切削粉末往集尘管12方向吹的压缩空气喷咀14A～14D，所以，从该压缩空气喷咀14A～14D吹出的压缩空气强制性地使工件W周边的切削粉末移送到集尘管12内。
k.由于在下部箱10B中，在集尘管12与工件W之间配设着导板15，该导板15把被集尘管12吸引的空气的流路变窄，所以，集尘管12与工件W之间的空气的流速加快，集尘管12的抽吸力提高，可有效地回收切削粉末。
l.由于在导板15上设有调节空气流路宽度的滑动板15a，所以，可将抽吸力设定为最佳状态。
m.由于下部箱10A、10B形成为透明的，所以，能容易确认工件W的加工状态。
另外，本发明不限于上述中实施例，以下各种形态也属于本发明范围。
a.上述各实施例中，是使主轴头1上下移动切刀3，同时使作业台9在水平面内移动，以此对工件W实施加工。但本发明并不局限于此，只要使切刀3相对于工件W移动、对工件W实施加工形式的工作机械都属于本发明范围。例如，将作业台9固定，使主轴头1作三维尺寸移动形式的工作装置等，也属于本发明范围。
b.上述各实施例中，是采用挠性折皱罩8作为隔离部件，但也可以采用橡胶等的弹性部件。另外，也可以采用具有密闭性或透气性的幕作为挠性隔离部件。采用具有透气性的幕时，由于外面的空气通过该幕流入内部空间内，所以可取消设在下部箱10A、10B上的孔10a或外部气体进入口13。
c.上述各实施例中，是在折皱罩8的内侧配置多个螺旋弹簧8a～8h，但也可以在折皱罩8的外侧配设多个螺旋弹簧，起张拉作用。另外，也可以用松紧带等弹性部件代替螺旋弹簧8a～8h。
d.也可以不配置多个螺旋弹簧8a～8h，而从折皱罩8的下部开口端向上部开口端沿着折皱罩8的内面配置一根螺旋状延伸的大口径螺旋弹簧，支承折皱罩8。另外，也可以用玻璃纤维杆等弹性部件代替螺旋弹簧8a～8h。
e.考虑对切削油等的耐油性或对切削时所产生热的耐热性，可以采用在橡胶等弹性材料的内面贴着树脂片的材料做折皱罩8。
f.上述各实施例中，是从二个方向朝切刀3吹送空气，也可以设置多个空气喷咀，以便从多个方向吹送空气。
g.也可以在上述第一实施例中设置第二实施例中的导板15。
h.在上述第三实施例中，安装机构只配置在主轴头1的一侧，但也可以将安装机构设置成挟着主轴头1的一对。这时，由于折皱罩8的自重分散给二个安装机构，所以，可提高该安装机构的耐久性。D.第四实施例下面，参照图9至图15说明本发明的第四实施例。
图中，标号51是形成为方筒状的箱(收容机构)，以上面开口的状态立设固定在工作台上。该工作台由图未示的驱动装置驱动，它可在X-Y平面即水平面上作二维尺寸移动，使配置在该箱51内的工件W在X-Y平面内移动。
在该箱51内，配置并固定着工件W，在其上部沿X轴方向设置一对导轨52A、52B。如图10所示，该导轨52A、52B比箱51的X轴方向的尺寸稍长，从箱51分别向左右伸出。在导轨52A、52B上，在从箱51伸出部分的下端面上分别设有折皱罩的下面罩52C、52D。
在导轨52A、52B上，载装着备有滑动组件53A1、53A2、53B1、53B2的长方形移动台54。该移动台54借助各滑动组件53A1、53A2、53B1、53B2在导轨52A、52B上的滑动而在X轴方向移动。
在移动台54上，沿着Y轴方向隔着一定间隔地设有一对导轨56C、56D。如图11所示，该导轨56C、56D比箱51的Y轴方向尺寸稍长，从箱51往上下方向伸出。该导轨56C、56D上，在从箱51伸出的部分的下端面上，分别设有折皱罩下面罩56a、56b。
在该导轨56C、56D上，载装着备有滑动组件57C1、57C2、57D1、57D2的移动台58。该移动台58借助各滑动组件57C1、57C2、57D1、57D2在导轨56C、56D上的滑动而在Y轴方向移动。上述导轨52A、52B、滑动组件53A1、53A2、53B1、53B2、移动台54、导轨56C、56D、滑动组件57C1、57C2、57D1、57D2、移动台58构成移动机构。
这样，在箱51上沿X轴方向移动的移动台54与该箱51之间夹设着作为密闭机构的折皱罩B1、B2。在移动台54上沿Y轴方向移动的移动台58与该移动台54之间也夹设着作为密闭机构的折皱罩B3、B4。该折皱罩B1、B2、B3、B4由橡胶等弹性材料成形。
即，折皱罩B1、B2能在X轴方向自由伸缩，在导轨52A、52B的各端部与移动台54的两端之间，覆盖箱51的上面。例如，图9中，当移动台54移动到X轴的正方向(右方向)时，折皱罩B1折叠收缩，折皱罩B2伸展而覆盖箱51的上面。当移动台54移动到X轴的反方向(左方向)时，折皱罩B2折叠收缩，折皱罩B1伸展而复盖箱51的上面。另外，折皱罩B1、B2可装卸地与移动台54和箱51连接。
折皱罩B3、B4使橡胶等弹性部件在Y轴方向伸缩，在导轨56C、56D的各端部与移动台58的两端面之间，以密闭状覆盖箱51的上面。例如，图9中，当移动台58移动到Y轴方向的正方向(上方向)时，折皱罩B3折叠收缩，折皱罩B4伸展而覆盖箱51的上面。当移动台58移动到Y轴的反方向(下方向)时，折皱罩B4折叠收缩，折皱罩B3伸展而覆盖箱51的上面。上述折皱罩B1～B4允许移动台54、58的移动，同时可确保箱51的上方开口端的密闭状态。
在移动台58上，设有圆筒状的主轴罩59(连接机构)，圆筒状主轴头60通过该主轴罩59安装。在主轴头60的中央部固定着主轴61，在该主轴61的前端部安装着切刀62。该主轴61由图中未示的驱动装置往上下驱动。主轴头60、主轴61和切刀62构成加工机构。
在移动台54中，位于导轨56C、56D之间的窄带状部分形成为空洞状，主轴头60安装在主轴罩59上时，切刀62对着工件W。
如图13和图14所示，主轴罩59由多个同心状环59a～59f呈层状叠合而成，并能沿中心轴方向滑动预定距离。这些环59a～59f之中的环59b～59f上，在沿外周等间隔的4个部位，分别形成上下方向的椭圆形槽59b1～59f1。在该槽59b1～59f1内，嵌合着设在相邻环59a～59e上的导销59a2～59e2。
例如，如图14所示，在环59f上形成槽59f1，固定在相邻环59e上的导销59e2嵌合在该槽59f1内。在环59e上形成槽59f1，固定在相邻环59d上的导销59e2嵌合在该槽59e1内。这样构成主轴罩59，各环59a～59f以其一部分重叠的状态沿上下方向延伸，所以，可将箱51内保持密闭状态，使切刀62上下方向移动。
如图12所示，在上述环59a中，在主轴头60的安装面上，贴着由永久磁铁构成的磁铁63，主轴头60被该磁铁63的磁力吸附在环59a上。在该环59a的外周，在等间隔的4个部位形成向下方突出的凸部59a3，在该凸部59a3与移动台58之间分别配设着压缩弹簧64。
在环59a上固定着分别与一对冷气机65a、65b连通的冷却空气喷咀66a、66b。该冷却空气喷咀66a、66b把由冷气机65a、65b送入的冷却空气吹向切刀62，由铜或铝等具有弯曲性的金属形成，可以调节冷却空气的吹送方向。
冷气机65a、65b将图中未示的压缩空气供给源送入的干燥压缩空气冷却，并送出给冷却空气喷咀66a、66b。该冷气机65a、65b和冷却空气喷咀66a、66b构成冷却切刀62的冷却机构。
如图9所示，在箱51内，于右侧角部附近，配置着吹送压缩空气用的一对空气吹出喷咀67a、67b。压缩空气从图中未示的压缩空气源通过管路68供给该空气吹出喷咀67a、67b。该空气吹出喷咀67a、67b的压缩空气吹出方向朝着与该空气吹出喷咀67a、67b相对设置的集尘口。
如图11所示，在箱51上，于空气吹出喷咀67a、67b配置面的下端部，形成矩形的外部气体进入口69。在该外部气体进入口69的上部，呈L字形弯折的滑板70通过一对调节钮71a、71b螺纹紧固在从箱51突设着的风量调节角钢72上。即，操作该调节钮71a、71b时，滑板70上下移动，可调节外部气体进入口69的面积。上述外部气体进入口69、滑板70、调节钮71a、71b和风量调节角钢72，构成外部气体进入机构。
在箱51上，与外部气体进入口69相对的面上，设有与该外部气体进入口69同样地形成的集尘口73。即，形成在箱51的下端部的矩形集尘口73的上部，L字形弯折的滑板74通过一对调节钮75a、75b螺纹紧固在箱51上，操作调节钮75a、75b时，滑板74上下移动，可调节集尘口73的面积。
在箱51内设有与集尘口73连通的罩76，该罩76挟着滑板74。该罩76与连接在图中未示出集尘装置上的集尘管77连通。上述集尘口73、滑板74、调节钮75a、75b、罩76及集尘管77，构成集尘机构。
在箱51的角部，备有朝上方突出的球形柱塞78，并且，移动台58上备有朝下方突出的球形按钮58a。即，箱51的球形柱塞78与移动台58的球形按钮58a嵌合时，如图9所示，移动台58被定位在基准位置a。
下面，说明用上述工作装置的工作顺序。
先通过移动装置的动作或手动操作，将移动台58定位在基准位置a，折皱罩B2与移动台54的接合解除，箱51的上面为开放状态。在该状态，工件W配置并固定在箱51内，工作台被驱动机构驱动时，移动台58被移动，主轴罩59配置到主轴61的正下方。通过移动装置的动作，主轴61下降，主轴头60由磁铁63的磁力安装在主轴罩59上。
接着，折皱罩B2与移动台54连接，箱51的上面关闭。这时，调节钮71a、71b被操作，外部气体进入口69以预定宽度开口，外部气体进入到箱51内。同时，从空气吹出喷咀67a、67b向工件W喷射压缩空气。另外，与集尘管77连通的集尘装置动作，箱51内的空气通过集尘口73和罩76从箱51内被回收。
在该状态移动装置动作时，主轴61可沿X轴方向和Y轴方向上下方向地移动，对工件W实施加工。这时，主轴61通过主轴罩59安装在移动台58上，所以，移动台58和移动台54与主轴61的移动相应地在导轨52A、52B、56C、56D上移动。随着该移动台58和移动台54的移动，折皱罩B1～B4伸缩，箱51的上面保持为关闭状态。
在主轴61移动的同时，工件W由切刀62加工。这时，来自冷却空气喷咀66a、66b的冷却空气吹在切刀62上，抑制切刀62的发热，并且将加工产生的切削粉末从工件W的加工部位吹开，飞散到箱51内。该飞散到箱51内的切削粉末，被空气吹出喷咀67a、67b喷射出的压缩空气往集尘口73方向移送，同时，由集尘装置从集尘口73排出的空气流将切削粉末集中到集尘口73。
集中到集尘口73的切削粉末，通过罩76和集尘管77排出箱51之外。集尘口73的面积可通过调节钮75a、75b的操作而变，所以，可以由调节钮75a、75b调节通过集尘口73的空气(含有切削粉末)的流量和流速。即，切削粉末的集尘能力可由调节钮75a、75b调节。
根据本实施例，切削粉末被冷却空气喷咀66a、66b吹开后，被从空气吹送喷咀67a、67b喷射的压缩空气集中到集尘口73，所以，可抑制其滞留在箱51内，有效地进行集尘与回收。
如上所述，通过工作台朝X轴方向和Y轴方的移动和主轴61的上下移动，使切刀62相对于工件W作三维方向移动，对工件W实施加工。但在加工中有时要更换切刀62。这时，主轴61被移动到基准位置a，通过球形柱塞78与球形按钮58a的嵌合，移动台54和移动台58被固定住。然后主轴61上升。
这时，主轴罩59的环59a通过磁铁63与主轴头60连接，所以，在主轴61移动的同时延展并被往上方拉，在磁铁63的磁力作用下，主轴61上升到一定高度时脱离主轴头60。结果，主轴罩59的各环59a～59f分别回复到收容收缩状态。
脱离了主轴罩59的主轴61(准确地说是主轴头60)移动到预定位置，用图中未示的切刀更换机构自动地更换切刀62。然后，再位于基准位置a的上方，通过下降而装到主轴罩59上。然后，如上述地用新切刀对工件W实施加工。
本实施例的工作装置具有以下效果。
a.通过折皱罩B1～B4的伸缩，各移动台54、58相对于箱51在水平面内移动。这时，各折皱罩B1、B2在导轨52A、52B上只在水平面内的X轴方向伸缩，而折皱罩B3、B4在导轨56C、56D上只在水平面内的Y轴方向伸缩。
即，无论是伸展状态还是收缩状态，垂直于伸缩方向的重力均等地作用在折皱罩B1～B4上，折皱罩B1～B4在该状态沿着导轨52A、52B或导轨56C、56D伸缩，所以，折皱罩B1～B4相对于移动台54、58的移动以稳定的状态伸缩。因此，折皱罩B1～B4对于移动台54、58的移动能应答良好地伸缩，对工件W实施作业性良好的加工。
b.在密闭着箱51内的状态，能以比较大的行程使切刀62移动。因此，与现有技术相比，构造极简单，而且，使加工产生的切削粉末不飞散到箱51外，不仅对平板状态工件W、而且对立体状工件W也能容易地实施加工。
c.从外部气体进入机构进入到箱51内的外部气体，与加工产生的切削粉末一起由集尘机构排出。因此，有效地收集和排出切削粉末。另外，备有将压缩空气往集尘机构方向吹的空气吹送喷咀67a、67b时，在工件W周边飞散的切削粉末被集尘机构有效地收集与回收。
d.由于主轴罩59、59′由多个同心状重叠配置的、在中心轴方向预定尺寸内滑动的环59a～59f、59a′～59f′构成，所以，能确保箱51内的密闭状态，并且以比较大的行程使切刀62上下移动。
e.切刀62由磁力安装在主轴罩59、59′上，所以，构造极简单，并且，切刀62相对于移动机构的接附与脱离也极为容易。
f.由于备有向切刀62吹送冷却压缩空气的冷却空气喷咀66a、66b，所以，切刀62被有效地冷却，同时，切刀62产生的切削粉末从加工部位飞散。
g.由于冷却空气喷咀66a、66b往切刀62吹送冷却压缩空气的方向是可变的，所以，可根据切刀62的长度等设定冷却压缩空气的吹送方向。这样，可更有效地冷却切刀62以及除去加工部位的切削粉末。
h.由于外部气体进入机构的外部气体进入量是可变的，或者，集尘机构将箱51内的空气排出的排出量是可变的，所以，可容易地调节收集切削粉末的能力。
本发明不限于上述的实施例，以下的变形也属于本发明范围。
a.上述实施例中，对从上方加工工件W的工作装置作了说明，但本发明并不局限于此，也适用于从侧方或从斜方向加工工件W的工作装置。
例如，从侧方对工件W实施加工的工作装置中，将方形箱的侧面作为开口面，在该开口面设置导轨，设置沿着该导轨可移动的移动台，将备有切刀的主轴安装在该移动台上。在沿着开口面的垂直面内，使主轴相对于工件W移动进行加工。但是，在此情况下，由于移动台在垂直面内移动，所以，必须形成滑动组件，以防止移动台从导轨上脱落。
b.上述实施例中，是采用永久磁铁作为磁铁63，但也可以用电磁铁代替该永久磁铁。通过使电磁铁的通电开/关，控制主轴罩和主轴头的连脱。利用该机构，可利用电磁铁的通电电流任意控制主轴头的连脱。
c.上述实施例中，是用磁铁63的磁力作为主轴罩59与主轴头60的结合手段，但也可以不用该磁铁63，而是在主轴头60的侧面、与环59a重合的部分上，形成贯通环59a并且在主轴头60有预定深度的孔。将销从水平方向插入该孔，这样将主轴罩59和主轴头60结合。
这种情况下，上述孔在环59a及主轴60的外周设置多个，主轴罩59与主轴头60稳定地结合。例如，上述销的插入可以如下述地实现，即，在主轴头60上设置轴沿水平方向移动的气缸，通过该气缸的动作，轴的前端插入上述孔内。
d.上述实施例中，通过主轴61的上升，使该主轴61完全脱离移动台58，但也可以考虑在主轴头60的外周设置轴沿上下方向伸缩的多个气缸，将各轴的前端部固定在环59a上。在这种情况下，使气缸动作和轴伸出时，将主轴头60与主轴罩59成为离开状态，通过缩回轴，将主轴头60与主轴罩59成为结合状态。
采用这种构造时，主轴头60与主轴罩59，以保持水平方向位置关系的状态离开/结合，所以，与上述实施例中的主轴61完全脱离移动台58的构造相比，主轴头60往主轴罩59上的安装极为容易。
e.作为密闭机构。也可以采用橡胶等具有伸缩性的弹性材料做成的平板状片材代替折皱罩。通过该片材的延伸收缩，在将箱的上方开口保持为密闭状态的状态下，可使移动台移动。
f.在主轴罩的构造中，各环间的连接并不限于上述构造，也可以是其它构造，只要能限定上下方向的移动幅度和周向方向的移动即可。
例如，如图15所示，可以将主轴罩59′的各环59a′～59f′的两端部成形为L字形，通过该各环59a′～59f′的端部相接，来限制上下滑动幅度。采用该构造时，主轴罩59′的结构极为简单，所以，提高耐久性并减低工作装置的成本。
g.上述实施例中，构成主轴罩59的各环59a～59f是圆筒形的，但也可以做成为方形或多边形的环。
h.上述实施例中，工作台在水平面内移动，使工件W相对于切刀的位置移动，对该工件实施加工，但也可以用移动装置使主轴作三维方向移动，改变切刀与工件W的相对位置。这种情况下，虽然上述移动装置的构造复杂，但由于不必在工作台上设置驱动装置，所以，可减低工作装置的成本。
i.上述实施例中，是在折皱罩B2与移动台54的接合解除、箱51的上面成为开放状态后，将工件W配置、固定到箱51内；但是，也可以在箱51的侧面设置开闭口，从该开闭口将工件W放入箱51内。例如，可在箱51上，在外部气体进入机构和集尘机构的面以外的面上，设置开闭口。
j.上述实施例中，设置了二个空气吹送喷咀67a、67b，但本发明并不局限于此。可以根据切削粉末的排出状态，适当决定空气吹送喷咀的个数和位置。
权利要求
1.一种工作装置，其特征在于，其包括有以一个平面开放状态立设在工作台上并收容加工物体的收容机构；对加工物体实施加工的加工机构；安装着加工机构并配设在收容机构上且与加工机构的移动的同时在收容机构上移动的移动机构；夹设于加工机构与移动机构之间，相应于加工机构的移动而伸缩的连接机构；配设于收容机构与移动机构之间，相应于移动机构的移动而伸缩并且将收容机构的上部开放端密闭的密闭机构；移动机构包括第一移动台和第二移动台，第一移动台在第一导轨上移动，第二移动台在第二导轨上移动，该第二导轨与第一导轨直交地配置在第二移动台上。
2.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，密闭机构包括折皱罩。
3.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，密闭机构由弹性材料做成的片材形成。
4.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，密闭机构由重叠配置并彼此滑动的多个板状部件形成。
5.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，连接机构由多个同心状重叠配置、能在中心轴方向的预定尺寸内滑动的环形成。
6.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，加工机构借助磁力安装在连接机构上。
7.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，备有将(冷却的)压缩空气向构成加工机构的切刀吹送的冷却机构。
8.如权利要求
7所述的工作装置，其特征在于，冷却机构向切刀吹送冷却压缩空气的方向可变。
9.如权利要求
1所述的工作装置，其特征在于，收容机构备有收集该收容机构内的空气的集尘机构。
10.如权利要求
9所述的工作装置，其特征在于，收容机构备有将外部气体进入收容机构内的外部气体进入机构，该外部气体进入机构与集尘机构相对，加工物体挟在该外部气体进入机构与收容机构之间。
11.如权利要求
9所述的工作装置，其特征在于，备有将压缩空气向集尘机构方向吹送的空气喷咀。
12.如权利要求
10所述的工作装置，其特征在于，备有将压缩空气向集尘机构方向吹送的空气喷咀。
13.如权利要求
10所述的工作装置，其特征在于，外部气体进入机构可以变化外部气体进入量。
14.如权利要求
10所述的工作装置，其特征在于，集尘机构可以变化收容机构内的空气的排出量。
15.如权利要求
11所述的工作装置，其特征在于，集尘机构可以变化收容机构内的空气的排出量。
专利摘要
本发明提供的工作装置，构造简单，一边对立体形状的被加工物体实施加工，一边有效地收集切削粉末，为了能对立体形状的工件和平板状工件实施加工，载装着工件的作业台与安装着切刀的主轴彼此相对地移动，对工件实施加工。备有可伸缩的折皱罩，该折皱罩的一方开口端包围主轴地与主轴头连接，另一方开口端包围工件地与作业台连接。
文档编号B23Q1/62GKCN1104997SQ97191320
公开日2003年4月9日 申请日期1997年7月18日
发明者正野良隆 申请人:株式会社东红导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan