加工中心的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種配置兩臺托盤從而能夠高效加工較長的工件的加工中心。加工中心1包括沿Y軸方向在床10上移動的滑板30，工作臺單元50沿X軸方向在滑板30上移動。床10的前表面的左右端部設(shè)有準(zhǔn)備站110、120。能夠在將一個托盤140放在工作臺單元50上由主軸頭80加工工件W2的過程中將工件W1安裝于另一個托盤130。工作臺單元50上配備兩臺托盤130、140，從而能夠加工較長的工件。
【專利說明】加工中心
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種承載兩臺托盤從而高效率地加工較長的工件的加工中心。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在下面的專利文獻(xiàn)I中公開了配備多個托盤和較長工作臺，用于加工較長的工件的工作機(jī)械。
[0003]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平2-9545號公報
[0006]但是，上述工作機(jī)械將交換多個托盤來進(jìn)行加工的托盤和較長工作臺分別設(shè)為專用狀，在使用其中一個時另一個處于無法使用狀態(tài)，出現(xiàn)浪費現(xiàn)象。并且，交換用托盤和較長工作臺均配置在機(jī)械內(nèi)部，沒有考慮到有關(guān)準(zhǔn)備的操作性。并且，串聯(lián)配置交換用托盤和較長工作臺，從而增大機(jī)械寬度。而且分別固定性配置較長工件的加工區(qū)域和通常的托盤加工區(qū)域,移動并驅(qū)動三個主軸X、Y、Z軸，因此移動并驅(qū)動主軸的機(jī)構(gòu)中需要考慮剛性的同時還要考慮控制線、動力線的布線或液壓、氣壓的配管等，機(jī)械變?yōu)閺?fù)雜且大型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述問題的加工中心。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種加工中心，其包括:床；立設(shè)在床的中央后部的立柱；配備在床上且沿水平面上正交的兩個軸即X軸和Y軸移動的工作臺單元；以及，配備在立柱的前表面，沿作為鉛垂軸的Z軸移動的主軸，所述加工中心還包括:兩個托盤；兩個夾緊單元，能夠?qū)⒃搩蓚€托盤相鄰地分別安裝在工作臺單元上；第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站，設(shè)在床前表面的左右端部；以及，在第一準(zhǔn)備站與工作臺單元之間以及第二準(zhǔn)備站與工作臺單元之間移動托盤的裝置。
[0009]并且，形成于設(shè)在床前面的左右端部的第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站之間的空間是用于相對工作臺單元上的兩臺托盤準(zhǔn)備較長的工件的空間。
[0010]并且，分別包括為了接近設(shè)有第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站的第一準(zhǔn)備站區(qū)域以及第二準(zhǔn)備站區(qū)域而設(shè)在第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站的前表面的門；以及，用于開關(guān)第一準(zhǔn)備站區(qū)域與設(shè)有工作臺單元的加工區(qū)域之間以及第二準(zhǔn)備站區(qū)域與設(shè)有工作臺單元的加工區(qū)域之間的隔門。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的加工中心，由于包括能夠?qū)膳_托盤相鄰安裝在工作臺單元上的兩臺夾緊單元，所以即使是加工頻率較低的較長的工件，也能夠使用兩臺托盤來進(jìn)行加工，可以省去持有較長工件專用的托盤導(dǎo)致的浪費。并且，確保了充分的準(zhǔn)備空間，可以提高準(zhǔn)備時的操作性。并且，在將一個托盤夾緊在工作臺單元上進(jìn)行加工時，通過將另一個托盤移動到準(zhǔn)備站從而能夠準(zhǔn)備工件，因此能夠提高生產(chǎn)率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體圖。
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體圖。
[0015]圖3是較長的圓形工件加工狀態(tài)說明圖。
[0016]圖4是較長的角物工件加工狀態(tài)說明圖。
[0017]圖5是利用蓋子覆蓋根據(jù)本發(fā)明的加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)的狀態(tài)說明圖。
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明的托盤交換中的狀態(tài)說明圖。
[0019]圖7是根據(jù)本發(fā)明的托盤交換中的狀態(tài)說明圖。
[0020]圖8是根據(jù)本發(fā)明的托盤交換中的狀態(tài)說明圖。
[0021]附圖標(biāo)記
[0022]I加工中心10床
[0023]20 Y軸線性滑軌30滑板
[0024]40 X軸劃線滑軌50工作臺單元
[0025]51線性滑軌52線性滑軌
`[0026]53夾緊單元54夾緊單元
[0027]60立柱70 Z軸線性滑軌
[0028]80主軸頭90工具庫
[0029]110第一準(zhǔn)備站112線性滑軌
[0030]114伺服電動機(jī)115滾珠絲杠
[0031]116托盤交換用鉤子120第二準(zhǔn)備站
[0032]121第二準(zhǔn)備站122線性滑軌
[0033]124伺服電動機(jī)125滾珠絲杠
[0034]126托盤交換用鉤子127托盤交換用鉤子
[0035]128哨合槽130第一托盤
[0036]132夾具134轉(zhuǎn)盤
[0037]140第二托盤142轉(zhuǎn)盤
[0038]144尾架150安裝夾具
[0039]200主門210第一準(zhǔn)備站門
[0040]212第一隔門220第二準(zhǔn)備站門
[0041]222第二隔門K加工區(qū)域
[0042]SI第一準(zhǔn)備站區(qū)域S2第二準(zhǔn)備站區(qū)域
【具體實施方式】
[0043]圖1和圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0044]加工中心I包括床10，床10的中央部安裝有Y軸線性滑軌20。Y軸線性滑軌20上裝載有滑板30，滑板30在Y軸方向受控移動。
[0045]滑板30上安裝有X軸線性滑軌40，X軸線性滑軌40上裝載有工作臺單元50。工作臺單元50沿X軸線性滑軌40在X軸方向受控移動。工作臺單元50上沿Y軸方向設(shè)有兩組的線性導(dǎo)軌51、線性導(dǎo)軌52。
[0046]床10上與滑板30相對安裝有立柱60。立柱60的前表面安裝有Z軸線性導(dǎo)軌70，裝載主軸頭80。主軸頭80沿Z軸線性滑軌70在Z軸方向受控移動。主軸頭80從工具庫90接受恰當(dāng)?shù)墓ぞ?，對工件進(jìn)行加工。
[0047]面向床10的前表面的正面，左側(cè)配置第一準(zhǔn)備站110。第一準(zhǔn)備站110包括平行于Y軸的線性滑軌112，第一準(zhǔn)備站110的側(cè)部安裝有伺服電動機(jī)114。伺服電動機(jī)114用于驅(qū)動滾珠絲杠115。滾珠絲杠115的螺母配備有托盤交換用鉤子116。
[0048]面向床10的前表面的正面，右側(cè)配置第二準(zhǔn)備站120。第二準(zhǔn)備站120包括平行于Y軸的線性滑軌122，第二準(zhǔn)備站120的側(cè)部安裝有伺服電動機(jī)124。伺服電動機(jī)124用于驅(qū)動滾珠絲杠125，滾珠絲杠125的螺母配備有托盤交換用鉤子126。
[0049]如上所述，在該床10上裝載有兩臺托盤。
[0050]圖1示出了第一準(zhǔn)備站110上放著第一托盤130的狀態(tài)。第一托盤130包括夾具132，準(zhǔn)備有第一工件Wl。
[0051]第二托盤140以轉(zhuǎn)盤142把持第二工件W2的狀態(tài)夾緊在工作臺單元50上，主軸頭80接受從工具庫90選擇的工具，對第二工件W2進(jìn)行加工。
[0052]一旦結(jié)束第二工件W2的加工，將第二托盤140歸還給第二準(zhǔn)備站120。首先，托盤交換用鉤子126前進(jìn)，進(jìn)入加工區(qū)域K，與此同時，工作臺單元50沿Y軸線性滑軌20定位于托盤交換位置(Y軸機(jī)械原點)。其次，工作臺單元50沿X軸線性滑軌40移動到第二托盤140與第二準(zhǔn)備站120相對的位置。在該位置，線性滑軌52與線性滑軌122相對。并且，通過該移動，托盤交換用鉤子126與第二托盤140的嚙合槽(未圖示)嚙合。解開夾緊單元54，驅(qū)動伺服電動機(jī)124，將第二托盤140從工作臺單元50朝第二準(zhǔn)備站120側(cè)拉出。
[0053]將第二托盤140歸還第二準(zhǔn)備站120之后，對夾緊單元50和主軸頭80進(jìn)行定位，使夾緊單元53與未圖示的冷卻液噴嘴和噴氣嘴中的至少一個相對，利用冷卻液或空氣清洗堆積在夾緊單元53上的切屑。其次，移動工作臺單元50，使線性滑軌51與第一準(zhǔn)備站110的線性滑軌112相對。驅(qū)動伺服電動機(jī)114，將第一托盤130推到工作臺單元50上，夾緊夾緊單元53，將第一托盤130固定于工作臺單元50上。其次，通過將工作臺單元50沿X軸方向移動，解除托盤交換用鉤子116與第一托盤130的嚙合槽之間的嚙合,之后將托盤交換用鉤子116返回第一準(zhǔn)備站110偵U。
[0054]一旦結(jié)束上述托盤交換工作，如圖2所示，將工作臺單元50移動到第一工件Wl與主軸頭80相對的位置，由主軸頭80進(jìn)行必要的加工。
[0055]圖6、圖7、圖8以第二準(zhǔn)備站為例子詳細(xì)示出了交換托盤時的準(zhǔn)備站與工作臺單元之間的位置關(guān)系。對于與上述實施例不同的形狀部分，變更其編號來進(jìn)行說明。另外，動作說明中適當(dāng)省略了不需要的部分。
[0056]圖6示出了為了將第二托盤140從工作臺單元50移動到第二準(zhǔn)備站121，工作臺單元50在Y軸機(jī)械原點(Y軸的托盤交換位置)將X軸移動到托盤交換位置的狀態(tài)，或者，將第二托盤140從第二準(zhǔn)備站121移動到工作臺單元50之后，X軸脫離托盤交換位置的狀態(tài)。
[0057]圖7和圖8示出了分別從不同角度觀察開始將第二托盤140從工作臺單元50移動到第二準(zhǔn)備站121時，或者已經(jīng)從第二準(zhǔn)備站121移動到工作臺單元50時的狀態(tài)的圖。[0058]托盤交換用鉤子127進(jìn)入加工區(qū)域K，在前進(jìn)端位置與工作臺單元50上的第二托盤140的嚙合槽128嚙合，或者脫離。沿線性滑軌52、線性滑軌122朝第二準(zhǔn)備站121拉出嚙合的第二托盤140，停在后退端。在托盤交換用鉤子127停止期間，托盤140的移動受到限制，在準(zhǔn)備站不需要其他制動機(jī)構(gòu)。圖6和圖8示出的托盤交換用鉤子127的位置就是前進(jìn)端位置。通過工作臺單元50的X軸移動來進(jìn)行托盤交換用鉤子127和第二托盤140的嚙合、脫離。
[0059]圖7和圖8示出的工作臺單元50上的線性滑軌52和第二準(zhǔn)備站121上的線性滑軌122在托盤交換位置沿Y軸方向正確配置在一個直線上。工作臺單元50在X軸上定位在托盤交換位置上時的線性滑軌52與線性滑軌122之間的間隙實際上設(shè)為1mm，但是對于相對的線性滑軌52與線性滑軌122的相對的各自的端面進(jìn)行了指定的倒角加工，并且，對線性滑軌的兩個側(cè)面以IOOmm進(jìn)行0.5mm的錐形研磨，以使橫跨兩個線性滑軌工作時沒有障礙。
[0060]圖3是示出了利用床10來加工較長的圓形工件W3的狀態(tài)說明圖。
[0061]在工作臺單元50上夾緊第一托盤130和第二托盤140。第一托盤130配備轉(zhuǎn)盤134，第二托盤140配備尾架144。這樣，通過將兩個托盤夾緊在工作臺單元50，可以對較長工件進(jìn)行加工。從而，無需持有較長工件專用的托盤，尤其在加工較長工件的頻率非常低時有效。
[0062]在床10的前表面，在第一準(zhǔn)備站110和第二準(zhǔn)備站120之間存在寬度尺寸為LI的較長空間。寬度尺寸大于配置在工作臺單元50上的兩個托盤130、140的X軸方向的長度尺寸L2。利用該空間，能夠?qū)⑤^長的工件W3輕易地放在第一托盤130、第二托盤140上。
[0063]圖4是利用床10對較長的角物工件W4進(jìn)行加工的狀態(tài)說明圖。
[0064]在第一托盤130和第二托盤140上固定四個安裝夾具150來夾緊工件W4。利用圖3中也說明的床10前表面的第一準(zhǔn)備站110與第二準(zhǔn)備站120之間的較大空間，能夠簡單地準(zhǔn)備較長的工件W4。
[0065]另外，圖中示出了第一托盤130與第二托盤140在工作臺單元50上相鄰配置，但是，托盤之間的間隙可以不是零或極小。當(dāng)然，在安裝兩個托盤時，為了防止切屑等咬合，設(shè)置一定程度的距離為好。具體為IOmm?IOOmm左右。
[0066]圖5是示出了用蓋子覆蓋加工中心I的機(jī)械結(jié)構(gòu)的狀態(tài)說明圖。
[0067]主門200是用于接近加工區(qū)域K的門，面向主門200的左側(cè)設(shè)有接近第一準(zhǔn)備站區(qū)域SI的第一準(zhǔn)備站門210。利用第一隔門212開關(guān)第一準(zhǔn)備站區(qū)域SI與加工區(qū)域K之間。通過關(guān)閉隔門212，即使在加工區(qū)域K進(jìn)行加工的過程中，也可以對第一托盤130進(jìn)行準(zhǔn)備。另一方面，在面向主門200的左側(cè)設(shè)有接近第二準(zhǔn)備站區(qū)域S2的第二準(zhǔn)備站門220。利用第二隔門222開關(guān)第二準(zhǔn)備站區(qū)域S2與加工區(qū)域K之間。通過關(guān)閉第二隔門222，即使在加工區(qū)域K進(jìn)行加工的過程中，也可以對第二托盤140進(jìn)行準(zhǔn)備。
[0068]如上所述，可以裝載在一個托盤上進(jìn)行加工的尺寸的工件時，分別利用第一托盤130和第二托盤140進(jìn)行加工，能夠在未停止自動運轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行下一個工件的準(zhǔn)備作業(yè)，能夠進(jìn)行連續(xù)的自動運轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)較高的生產(chǎn)率。
[0069]并且，通過將第一托盤130和第二托盤140均夾緊在工作臺單元50上，可以實現(xiàn)較長工件的加工。這時，在第一準(zhǔn)備站和第二準(zhǔn)備站之間的機(jī)械前面確保了超過兩個托盤長度的空間，因此即使是較長工件，也可以容易準(zhǔn)備。
[0070]并且，機(jī)械寬度為托盤寬度的大致4倍左右，這僅用于較長工作臺(托盤寬度為約2倍)的加工，不會增加機(jī)械的寬度，追加了交換托盤方式。即，在較窄的空間內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)自動運轉(zhuǎn)的托盤交換方式和可對應(yīng)較長工件的長托盤方式。
[0071]并且，并不是將三個主軸同時移動驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，水平方向的兩個軸用于移動并驅(qū)動重量較輕且控制對象較少的工作臺，從而結(jié)構(gòu)簡單，與主軸移動型相比，能夠降低制造費用。
[0072]并且，作為托盤交換機(jī)構(gòu)采用僅設(shè)置線性滑軌和交換用鉤子的簡單的機(jī)構(gòu)。驅(qū)動部只是交換用鉤子，故障出現(xiàn)率較低，易于維護(hù)。
[0073]并且，對設(shè)在工作臺單元上的線性滑軌和與該線性滑軌相對設(shè)在準(zhǔn)備站的線性滑軌的相對的兩個線性滑軌的端面分別進(jìn)行倒角加工，并且將各自的線性滑軌的兩側(cè)面形成為錐形面，從而能夠使托盤在線性滑軌之間順利換乘。
[0074]另外，以由伺服電動機(jī)114、124和滾珠絲杠115、125驅(qū)動托盤交換用鉤子116、126為例子進(jìn)行了說明，但是還可以利用液壓或氣壓的汽缸和活塞驅(qū)動，或者利用齒條和小齒輪驅(qū)動。
【權(quán)利要求】
1.一種加工中心，其包括:床；立設(shè)在床的中央后部的立柱；配備在床上且沿水平面上正交的兩個軸即X軸和Y軸移動的工作臺單元；以及配備在立柱的前表面、沿作為鉛垂軸的z軸移動的主軸；所述加工中心的特征在于，包括: 兩個托盤； 兩個夾緊單元，能夠?qū)⒃搩蓚€托盤相鄰地分別安裝在工作臺單元上； 第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站，設(shè)在床前表面的左右端部；以及 在第一準(zhǔn)備站與工作臺單元之間以及第二準(zhǔn)備站與工作臺單元之間移動托盤的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工中心，其中， 形成于設(shè)在床前表面的左右端部的第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站之間的寬度尺寸大于設(shè)在工作臺單元上的兩臺托盤的X軸方向的長度尺寸。
3.—種加工中心，其包括:床；立設(shè)在床的中央后部的立柱；配備在床上且沿水平面上正交的兩個軸即X軸和Y軸移動的工作臺單元；配備在立柱的前表面，沿作為鉛垂軸的Z軸移動的主軸；兩個托盤；能夠?qū)⒃搩蓚€托盤相鄰地分別安裝在工作臺單元上的兩個夾緊單元；設(shè)在床前表面的左右端部的第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站；在第一準(zhǔn)備站與工作臺單元之間以及第二準(zhǔn)備站與工作臺單元之間移動托盤的裝置；以及，覆蓋所述構(gòu)成部件的蓋子，所述加工中心的特征在于， 蓋子包括: 為了接近設(shè)有第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站的第一準(zhǔn)備站區(qū)域以及第二準(zhǔn)備站區(qū)域而設(shè)在第一準(zhǔn)備站以及第二準(zhǔn)備站的前表面的門；以及 為了接近設(shè)有工作臺單元的加工區(qū)域而設(shè)在床前表面的門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工中心，其包括: 用于開關(guān)第一準(zhǔn)備站區(qū)域與加工區(qū)域之間以及第二準(zhǔn)備站區(qū)域與加工區(qū)域之間的門。
【文檔編號】B23Q11/08GK103608147SQ201280002964
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】中野英樹, 澤田好明, 川村浩一 申請人:山崎馬扎克公司