專利名稱:工作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一邊收集加工中產(chǎn)生的切削粉一邊對工件進(jìn)行加工的工作裝置。
另外，日本特開平6-71539號公報中，揭示了使工件向X-Y方向移動的移動臺、上下移動的切刀、收集該切刀切削產(chǎn)生的切削粉末的集塵機(jī)構(gòu)。該集塵機(jī)構(gòu)中，使可動管從切刀的橫方向接近，從設(shè)在該可動管內(nèi)的噴咀向工件的切削部位吹送空氣，通過與可動管連接的轉(zhuǎn)接管回收切削粉末。該轉(zhuǎn)接管，在切刀朝上下方向移動時，隨著切刀的移動收容到回收管內(nèi)，另外，在切刀的更換時，可動管后退，同時切刀上升，由工具更換裝置進(jìn)行切刀的更換。
但是，上述特開平6-55402號公報記載的技術(shù)中，切刀在由上部安裝部件、中間安裝部件、下部安裝部件和罩部件構(gòu)成的固定的冷卻集塵箱內(nèi)移動，對工件實(shí)施加工。而切刀的上下方向移動行程受冷卻集塵箱的高度尺寸等限制。因此，對于即使切刀的上下移動行程小也能加工的板狀工件，確實(shí)能有效地集塵，但對于高度尺寸較大的立體工件，就難以有效地集塵。另外，向切刀吹送的冷卻空氣的方向是固定的，不能變更為以最適當(dāng)狀態(tài)向切刀吹送冷卻空氣。
在日本特開平6-71539號公報記載的技術(shù)中，切刀全體沒有被管等覆蓋住，加工時在切刀與工件之間有間隙，所以切削粉末在該間隙中容易對流。另外，在朝橫方向的切削加工時，在朝一個方向的切削時，能有效地進(jìn)行切削粉末的回收，但朝相反方向的加工時，不容易回收切削粉末。例如，先在右方向以某深度進(jìn)行切削，接著改變90°方向切削，然后又在與最初相反的方向進(jìn)行切削時，在該相反方向的切削時，切削粉末朝著與可動管相反的方向飛散，所以，不能有效地回收切削粉。結(jié)果，必須頻繁地清掃裝置內(nèi)部。
a.提供一種構(gòu)造簡單、能對具有厚度的立體形狀工件實(shí)施加工的工作裝置。
b.提供一種能一邊有效地收集切削粉末、一邊對立體形狀的工件和平板狀工件實(shí)施加工的工作裝置。
c.提供一種構(gòu)造簡單并可防止切削粉末飛散的工作裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工作裝置備有以一個平面開放狀態(tài)立設(shè)在工作臺上、收容工件的收容機(jī)構(gòu)；對工件實(shí)施加工的切刀；安裝著該切刀并配設(shè)在收容機(jī)構(gòu)上、與切刀移動的同時在收容機(jī)構(gòu)上移動的移動機(jī)構(gòu)；夾設(shè)于切刀與移動機(jī)構(gòu)之間，相應(yīng)于切刀的移動而伸縮的連接機(jī)構(gòu)；配設(shè)于收容機(jī)構(gòu)與移動機(jī)構(gòu)之間，相應(yīng)于移動機(jī)構(gòu)的移動而伸縮并且將收容機(jī)構(gòu)的上部開放端密閉的密閉機(jī)構(gòu)；移動機(jī)構(gòu)包括第一移動臺和第二移動臺，第一移動臺在第一導(dǎo)軌上移動，第二移動臺在第二導(dǎo)軌上移動，該第二導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌直交地配置在第二移動臺上。
采用該技術(shù)時，在密閉收容機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，能使切刀以比較大的行程移動，同時，可抑制加工產(chǎn)生的切削粉末的飛散。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其構(gòu)造極為簡單，能使切削粉末不飛散到收容機(jī)構(gòu)外面，不僅對平板狀工件而且對立體形狀的工件也能容易地實(shí)施加工。
圖3是表示本發(fā)明工作裝置的第二實(shí)施例的構(gòu)造的正視圖；圖4是沿圖3中的D-D′線取的視圖；圖5是表示本發(fā)明工作裝置的第三實(shí)施例的構(gòu)造的正視圖；圖6是表示本發(fā)明工作裝置的第三實(shí)施例的構(gòu)造的側(cè)視圖；圖7是表示在本發(fā)明工作裝置的第三實(shí)施例中，上部安裝配件的構(gòu)造的正視圖；圖8是表示在本發(fā)明工作裝置的第三實(shí)施例中，上部安裝配件的構(gòu)造的側(cè)視圖；圖9是表示本發(fā)明工作裝置的第四實(shí)施例的構(gòu)造的正視圖；
圖10是沿圖9中的A-A線取的視圖；圖11是沿圖9中的B-B線取的視圖；圖12是表示在本發(fā)明工作裝置的第四實(shí)施例中，移動臺與主軸頭之間的關(guān)系的視圖；圖13是表示在本發(fā)明工作裝置的第四實(shí)施例中，主軸罩的詳細(xì)構(gòu)造的正視圖；圖14是圖13的局部放大圖；圖15是表示在本發(fā)明工作裝置的第四實(shí)施例中，主軸罩的其它構(gòu)造實(shí)例的平面圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明工作裝置的最佳實(shí)施例。A.第一實(shí)施例先參照圖1和圖2說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖中，標(biāo)號1是主軸頭，可沿上下方向即箭頭X方向移動地支承著，主軸1a組裝在其內(nèi)部，在主軸1a的前端部通過刀座2安裝著可裝卸的切刀3。支架4通過螺絲5固定在主軸頭1的下端部，該支架4上設(shè)有朝切刀3伸出的二個空氣噴咀5A、5B。
該空氣噴咀5A、5B從不同的方向向切刀3吹送壓縮冷卻空氣，并且可自由彎曲，可調(diào)節(jié)吹送方向及高度。在該空氣噴咀5A、5B上，設(shè)有與該空氣噴咀5A、5B連通的冷氣機(jī)6，從外部向各冷氣機(jī)6供給壓縮空氣。
支架4的下端部通過上部連接部件7與作為一隔離部件的折皺罩8可裝卸地連接。如圖2所示，該上部連接部件7在支架4的外周設(shè)有若干個，將支架4與折皺罩8的上部開口端以密閉狀態(tài)連接。
折皺罩8由橡膠等彈性材料形成為袋形，其垂直于伸縮方向即箭頭X方向的斷面是方形，而且該方形的角部做成直線狀倒角。但該倒角也可以不是直線狀而是圓弧狀。另外，折皺罩8的斷面形狀也可以不是方形而是圓形，也可以沒有倒角。
當(dāng)主軸1下降使折皺罩8折疊時，為了防止該撓性的折皺罩8因負(fù)壓而倒入內(nèi)側(cè)，在折皺罩8的內(nèi)側(cè)設(shè)有作為彈性部件的若干個螺旋彈簧8a～8h和作為剛性部件的環(huán)8i～8m。該螺旋彈簧8a～8h和環(huán)8i～8m構(gòu)成防止機(jī)構(gòu)。
如圖2所示，螺旋彈簧8a～8h共設(shè)有8個，它們分別固設(shè)折皺罩8的四角和各邊中間，將上部開口端與下部開口端連接起來。環(huán)8i～8m形成為與往下方擴(kuò)大的折皺罩8的各凸部(從折皺罩8的內(nèi)面看是凹部)內(nèi)周相吻合的大小，以與各凸部的內(nèi)面壓接的狀態(tài)套合著。
當(dāng)折皺罩8是用橡膠等彈性材料做成時，使環(huán)8i～8m形成為比各凸部的內(nèi)周稍大一些，這樣，折皺罩8朝外周方向延伸時，各環(huán)8i～8m可確實(shí)與折皺罩8的內(nèi)面壓接而固定于各凸部。
另外，在折皺罩8與作業(yè)臺9之間，夾設(shè)著一筒狀的下部箱10A(轉(zhuǎn)接部件)。該下部箱10A的下端固定在作業(yè)臺9上，其上端通過下部連接部件11可裝卸地與折皺罩8的另一開口端連接。即，由折皺罩8、作業(yè)臺9和下部箱10A形成一略密閉狀的內(nèi)部空間C。在該內(nèi)部空間C內(nèi)的作業(yè)臺9上，放置著具有厚度的立體形狀工件W或平板狀工件W。例如，工件W是產(chǎn)生切削粉末的鋁或碳等的工件。
下部箱10A的下部周面上，形成多個孔10a，該孔10a作為將外氣引入內(nèi)部空間C內(nèi)的通氣裝置，同時，連接著集塵管12，該集塵管12使圖未示的外部集塵裝置與下部箱10A的內(nèi)側(cè)連通。另外，也可以不采用上述孔10a，而是在作業(yè)臺9與下部箱10A之間設(shè)置間隙，將該間隙作為通氣裝置。
下部箱10A由丙烯基板等透明材料做成，可從外部看見內(nèi)部的狀態(tài)。作業(yè)臺9由伺服馬達(dá)等驅(qū)動，可在水平面內(nèi)一定范圍移動，使放置在其上面的工件W在水平面內(nèi)移動。
根據(jù)該構(gòu)造，工件W配置在由折皺罩8、作業(yè)臺9和下部箱10形成的略密閉狀的內(nèi)部空間C內(nèi)，由切刀3加工。即，對工件W實(shí)施加工時，先降下主軸1a并與工件W壓接觸，同時，作業(yè)臺按照預(yù)定的加工信息移動，這樣，工件W的各部位被加工。
這時，由于主軸1a與下部箱10通過撓性折皺罩8連接著，而切刀3在上下方向有比較大的自由移動行程，所以，無論是沿箭頭X方向的尺寸比較大的立體狀工件W、還是沿箭頭X方向的尺寸比較小的平板狀工件W，都能使切刀3自由移動地對需要加工的工件W的各部位進(jìn)行加工。
在用切刀3進(jìn)行加工的同時，從空氣噴咀5A、5B向切刀3吹送由冷氣機(jī)6冷卻了的壓縮空氣。這樣，因加工而發(fā)熱的切刀3被有效地除熱，同時，由加工而在該切刀3附近產(chǎn)生的切削粉末被壓縮空氣吹散。
在加工過程中，通過驅(qū)動集塵裝置，內(nèi)部空間C內(nèi)的空氣通過集塵管12被吸引。因此，被壓縮冷空氣吹散了的碳等微小切削粉末不會飛散到內(nèi)部空間C的外部，不會侵入主軸1a的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的內(nèi)部等，與通過孔10a從外部流入的空氣一起從集塵管12集中排出。
這時，內(nèi)部空間C相對于外界是負(fù)壓，雖然撓性折皺罩8受到朝內(nèi)部空間C側(cè)倒入的外力，但由多個螺旋彈簧8a～8h和環(huán)8i～8m構(gòu)成的防止機(jī)構(gòu)阻止其倒入。
另外，由于折皺罩8的上部開口端通過上部連接部件7與支架4可裝卸地連接，下部開口端通過下部連接部件11與下部箱10A可裝卸地連接，所以，解除折皺罩8的上部開口端與支架4的連接，就能容易地更換切刀3。解除折皺罩8的下部開口端與下部箱10A的連接，就能容易地將工件W放置在內(nèi)部空間C內(nèi)。B.第二實(shí)施例下面，參照圖3和圖4來說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。對第一實(shí)施例中已說明的部件，注以相同標(biāo)號，其說明從略。
圖中，標(biāo)號13是外部氣體進(jìn)入口，其形成在下部箱10B上的集塵管12的對面，該下部箱10B與上述下部箱10A同樣地形成。外部氣體通過該外部氣體進(jìn)入口13送入內(nèi)部空間C內(nèi)。
14A～14D是壓縮空氣噴咀，其與外部氣體進(jìn)入口13同樣地設(shè)在下部箱10B的集塵管12的對面，將被流量調(diào)節(jié)閥14a調(diào)節(jié)了流量的壓縮空氣吹向工件W的周邊。這時，從集塵管12流出的內(nèi)部空間C內(nèi)的空氣(含有切削粉)被流量調(diào)節(jié)閥14a調(diào)節(jié)了流量后，由集塵裝置吸引。
標(biāo)號15是一矩形導(dǎo)板(流路限制機(jī)構(gòu))，在下部箱10B內(nèi)的集塵管12與工件W之間，從下部箱10B的壁面向工件W傾斜地配置著，用于遮住集塵管12和外部氣體進(jìn)入口13的前方。該導(dǎo)板15的靠工件側(cè)的端面上設(shè)有滑動板15a(流路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))，該滑動板15a可相對于導(dǎo)板15滑動。
根據(jù)本實(shí)施例的工作裝置，從空氣噴咀5A、5B向切刀3吹送壓縮冷卻空氣的同時，從外部氣體進(jìn)入口13向內(nèi)部空間C進(jìn)入外部氣體，并且，由壓縮空氣噴咀14A～14D向工件W周邊吹送壓縮空氣。這時，由空氣噴咀5A、5B吹出的壓縮冷卻空氣使切刀3附近的切削粉末向其周圍飛散，該飛散的切削粉末被來自壓縮空氣噴咀14A～14D的壓縮空氣朝集塵管12的方向集中，被集塵管12的抽吸力回收到集塵管12內(nèi)。
另外，由于導(dǎo)板15的作用，從外部氣體進(jìn)入口13進(jìn)來的空氣和來自壓縮空氣噴咀14A～14D的壓縮空氣因流路變窄而加快流速。這樣，切刀3周圍的切削粉末被有效地吹向集塵管12的方向，且有效地被集塵管12回收。通過使上述滑動板15a相對于導(dǎo)板15滑動，可以調(diào)節(jié)壓縮空氣流路的寬度，并調(diào)節(jié)切削粉末的吸引力。C.第三實(shí)施例下面，參照圖5說明本發(fā)明工作裝置的第三實(shí)施例。該實(shí)施例中，是對上述安裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，對已說明的部件，省略其說明。
上述實(shí)施例中，折皺罩8與主軸頭1是通過上部連接部件7可裝卸地連接，而本實(shí)施例中的安裝機(jī)構(gòu)，可自動地進(jìn)行上述的裝卸。
即，標(biāo)號20是氣缸(驅(qū)動機(jī)構(gòu))，可動桿20a可在垂直方向上下移動地固定在主軸頭1上。可動桿20a的前端部通過浮動接頭20b固定在安裝于折皺罩8的上端的上部安裝配件21上。22A、22B是導(dǎo)桿，它們配置在氣缸20的兩側(cè)，并通過球軸襯23A、23B可上下移動地固定在主軸頭1上。導(dǎo)桿22A、22B的靠折皺罩8的側(cè)部的前端部，固定在上部安裝配件21上。
如圖6所示，上部安裝配件21包括插通口21a、螺紋孔21b、螺紋孔21c、21d和銷24a～24d。插通口21a供主軸1a穿過。螺紋孔21b中安裝著上述浮動接頭20b的一端。螺紋孔21c、21d中嵌入著導(dǎo)桿22A、22B的前端部。銷24a～24d配置在插通口21a的周圍，并嵌合在支架4上。
根據(jù)本實(shí)施例的工作裝置，折皺罩8的上端部通過上部安裝配件21，由導(dǎo)桿22A、22B和氣缸20與主軸頭1連接，這時，上述銷24a～24d嵌合在支架4上，使上部安裝配件21相對于主軸頭1定位。
此外，通過氣缸20的動作，可動桿20a被送到下方時，導(dǎo)桿22A、22B通過球軸襯23A、23B滑動，上部安裝配件21被推下，折皺罩8成為從主軸頭1脫開的狀態(tài)。這時，由于在氣缸20與上部安裝配件21之間夾設(shè)著浮動接頭20b，所以可調(diào)節(jié)組裝精度，可沿一定長度的行程無障礙地將上部安裝配件21推下。
在該狀態(tài)，安裝在主軸1a的前端部的切刀3呈露出狀態(tài)。即，通過氣缸20的動作，切刀3自動地成為露出狀態(tài)，所以，切刀3的更換極為容易，而且作業(yè)性良好。
上述各實(shí)施例的工作裝置具有以下效果。
a.可以使安裝在主軸1a上的切刀3作比較大的移動，對工件W進(jìn)行加工，所以，不僅對于平板狀的工件，而且對于高度方向尺寸較大的工件W也能容易地加工。
b.由于采用折皺罩8作為隔離部件，該折皺罩8的一端開口包圍主軸1a地與主軸頭1連接，另一端開口包圍工件W地與作業(yè)臺連接，所以，加工產(chǎn)生的切削粉末不會飛散到外部，可以移動切刀3。
c.與現(xiàn)有的裝置相比，其構(gòu)造簡單，所以能減低工作裝置的成本。
d.作為隔離裝置的折皺罩8，其一方開口端及另一方開口端之中，任何一方或者雙方通過作為安裝機(jī)構(gòu)的上部連接部件7和下部連接部件11可裝卸，所以，解除上部連接部件7或下部連接部件11時，就可以使折皺罩8與主軸1a脫開，或者使折皺罩8與下部箱10A脫開。這樣，切刀3的更換或者往作業(yè)臺9上放置工件W都極為容易。
e.由于折皺罩8的一方開口端通過作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)的氣缸20可以與主軸頭1連接或脫開，所以，當(dāng)氣缸20動作時，折皺罩8自動地成為與主軸頭1脫離的狀態(tài)。因此，安裝在主軸1a上的切刀3的更換極為容易，且作業(yè)性良好。
f.由于在折皺罩8的另一方開口端與作業(yè)臺9之間夾設(shè)著下部箱10A，該下部箱10A備有吸引切削粉末的集塵管12和外部氣體進(jìn)入孔10a，所以，通過孔10a從外部流入的空氣與切削粉末一起有效地被集塵管12吸引。
g.由于空氣噴咀5A、5B可自由彎曲，所以，可容易地調(diào)節(jié)從該空氣噴咀5A、5B朝切刀3吹出的壓縮冷卻空氣的方向。因此，可相應(yīng)于切刀3的種類、形狀及工件W的形狀等，一邊對切刀3除熱，一邊有效地將切削粉末飛散到切刀3的周邊部。
h.由于設(shè)有防止折皺罩8向工件W彎折的螺旋彈簧8a～8h(防止機(jī)構(gòu))，該螺旋彈簧8a～8h包圍工件W地沿著折皺罩8的內(nèi)面將一方開口端與另一方開口端連接起來，所以，可防止因折皺罩8的彎曲而復(fù)蓋在工件W上，以及可防止切刀3與折皺罩8接觸。
i.由于在下部箱10B上，在對著集塵管12的位置處，設(shè)有外部氣體進(jìn)入口13，工件W挾在該外部氣體進(jìn)入口13和集塵管12之間，所以，從對著集塵管12的方向進(jìn)入的外部氣體有效地將工件W周邊的切削粉末移送到集塵管12內(nèi)。
j.由于在下部箱10B上，配置著將切削粉末往集塵管12方向吹的壓縮空氣噴咀14A～14D，所以，從該壓縮空氣噴咀14A～14D吹出的壓縮空氣強(qiáng)制性地使工件W周邊的切削粉末移送到集塵管12內(nèi)。
k.由于在下部箱10B中，在集塵管12與工件W之間配設(shè)著導(dǎo)板15，該導(dǎo)板15把被集塵管12吸引的空氣的流路變窄，所以，集塵管12與工件W之間的空氣的流速加快，集塵管12的抽吸力提高，可有效地回收切削粉末。
l.由于在導(dǎo)板15上設(shè)有調(diào)節(jié)空氣流路寬度的滑動板15a，所以，可將抽吸力設(shè)定為最佳狀態(tài)。
m.由于下部箱10A、10B形成為透明的，所以，能容易確認(rèn)工件W的加工狀態(tài)。
另外，本發(fā)明不限于上述中實(shí)施例，以下各種形態(tài)也屬于本發(fā)明范圍。
a.上述各實(shí)施例中，是使主軸頭1上下移動切刀3，同時使作業(yè)臺9在水平面內(nèi)移動，以此對工件W實(shí)施加工。但本發(fā)明并不局限于此，只要使切刀3相對于工件W移動、對工件W實(shí)施加工形式的工作機(jī)械都屬于本發(fā)明范圍。例如，將作業(yè)臺9固定，使主軸頭1作三維尺寸移動形式的工作裝置等，也屬于本發(fā)明范圍。
b.上述各實(shí)施例中，是采用撓性折皺罩8作為隔離部件，但也可以采用橡膠等的彈性部件。另外，也可以采用具有密閉性或透氣性的幕作為撓性隔離部件。采用具有透氣性的幕時，由于外面的空氣通過該幕流入內(nèi)部空間內(nèi)，所以可取消設(shè)在下部箱10A、10B上的孔10a或外部氣體進(jìn)入口13。
c.上述各實(shí)施例中，是在折皺罩8的內(nèi)側(cè)配置多個螺旋彈簧8a～8h，但也可以在折皺罩8的外側(cè)配設(shè)多個螺旋彈簧，起張拉作用。另外，也可以用松緊帶等彈性部件代替螺旋彈簧8a～8h。
d.也可以不配置多個螺旋彈簧8a～8h，而從折皺罩8的下部開口端向上部開口端沿著折皺罩8的內(nèi)面配置一根螺旋狀延伸的大口徑螺旋彈簧，支承折皺罩8。另外，也可以用玻璃纖維桿等彈性部件代替螺旋彈簧8a～8h。
e.考慮對切削油等的耐油性或?qū)η邢鲿r所產(chǎn)生熱的耐熱性，可以采用在橡膠等彈性材料的內(nèi)面貼著樹脂片的材料做折皺罩8。
f.上述各實(shí)施例中，是從二個方向朝切刀3吹送空氣，也可以設(shè)置多個空氣噴咀，以便從多個方向吹送空氣。
g.也可以在上述第一實(shí)施例中設(shè)置第二實(shí)施例中的導(dǎo)板15。
h.在上述第三實(shí)施例中，安裝機(jī)構(gòu)只配置在主軸頭1的一側(cè)，但也可以將安裝機(jī)構(gòu)設(shè)置成挾著主軸頭1的一對。這時，由于折皺罩8的自重分散給二個安裝機(jī)構(gòu)，所以，可提高該安裝機(jī)構(gòu)的耐久性。D.第四實(shí)施例下面，參照圖9至圖15說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖中，標(biāo)號51是形成為方筒狀的箱(收容機(jī)構(gòu))，以上面開口的狀態(tài)立設(shè)固定在工作臺上。該工作臺由圖未示的驅(qū)動裝置驅(qū)動，它可在X-Y平面即水平面上作二維尺寸移動，使配置在該箱51內(nèi)的工件W在X-Y平面內(nèi)移動。
在該箱51內(nèi)，配置并固定著工件W，在其上部沿X軸方向設(shè)置一對導(dǎo)軌52A、52B。如圖10所示，該導(dǎo)軌52A、52B比箱51的X軸方向的尺寸稍長，從箱51分別向左右伸出。在導(dǎo)軌52A、52B上，在從箱51伸出部分的下端面上分別設(shè)有折皺罩的下面罩52C、52D。
在導(dǎo)軌52A、52B上，載裝著備有滑動組件53A1、53A2、53B1、53B2的長方形移動臺54。該移動臺54借助各滑動組件53A1、53A2、53B1、53B2在導(dǎo)軌52A、52B上的滑動而在X軸方向移動。
在移動臺54上，沿著Y軸方向隔著一定間隔地設(shè)有一對導(dǎo)軌56C、56D。如圖11所示，該導(dǎo)軌56C、56D比箱51的Y軸方向尺寸稍長，從箱51往上下方向伸出。該導(dǎo)軌56C、56D上，在從箱51伸出的部分的下端面上，分別設(shè)有折皺罩下面罩56a、56b。
在該導(dǎo)軌56C、56D上，載裝著備有滑動組件57C1、57C2、57D1、57D2的移動臺58。該移動臺58借助各滑動組件57C1、57C2、57D1、57D2在導(dǎo)軌56C、56D上的滑動而在Y軸方向移動。上述導(dǎo)軌52A、52B、滑動組件53A1、53A2、53B1、53B2、移動臺54、導(dǎo)軌56C、56D、滑動組件57C1、57C2、57D1、57D2、移動臺58構(gòu)成移動機(jī)構(gòu)。
這樣，在箱51上沿X軸方向移動的移動臺54與該箱51之間夾設(shè)著作為密閉機(jī)構(gòu)的折皺罩B1、B2。在移動臺54上沿Y軸方向移動的移動臺58與該移動臺54之間也夾設(shè)著作為密閉機(jī)構(gòu)的折皺罩B3、B4。該折皺罩B1、B2、B3、B4由橡膠等彈性材料成形。
即，折皺罩B1、B2能在X軸方向自由伸縮，在導(dǎo)軌52A、52B的各端部與移動臺54的兩端之間，覆蓋箱51的上面。例如，圖9中，當(dāng)移動臺54移動到X軸的正方向(右方向)時，折皺罩B1折疊收縮，折皺罩B2伸展而覆蓋箱51的上面。當(dāng)移動臺54移動到X軸的反方向(左方向)時，折皺罩B2折疊收縮，折皺罩B1伸展而復(fù)蓋箱51的上面。另外，折皺罩B1、B2可裝卸地與移動臺54和箱51連接。
折皺罩B3、B4使橡膠等彈性部件在Y軸方向伸縮，在導(dǎo)軌56C、56D的各端部與移動臺58的兩端面之間，以密閉狀覆蓋箱51的上面。例如，圖9中，當(dāng)移動臺58移動到Y(jié)軸方向的正方向(上方向)時，折皺罩B3折疊收縮，折皺罩B4伸展而覆蓋箱51的上面。當(dāng)移動臺58移動到Y(jié)軸的反方向(下方向)時，折皺罩B4折疊收縮，折皺罩B3伸展而覆蓋箱51的上面。上述折皺罩B1～B4允許移動臺54、58的移動，同時可確保箱51的上方開口端的密閉狀態(tài)。
在移動臺58上，設(shè)有圓筒狀的主軸罩59(連接機(jī)構(gòu))，圓筒狀主軸頭60通過該主軸罩59安裝。在主軸頭60的中央部固定著主軸61，在該主軸61的前端部安裝著切刀62。該主軸61由圖中未示的驅(qū)動裝置往上下驅(qū)動。主軸頭60、主軸61和切刀62構(gòu)成加工機(jī)構(gòu)。
在移動臺54中，位于導(dǎo)軌56C、56D之間的窄帶狀部分形成為空洞狀，主軸頭60安裝在主軸罩59上時，切刀62對著工件W。
如圖13和圖14所示，主軸罩59由多個同心狀環(huán)59a～59f呈層狀疊合而成，并能沿中心軸方向滑動預(yù)定距離。這些環(huán)59a～59f之中的環(huán)59b～59f上，在沿外周等間隔的4個部位，分別形成上下方向的橢圓形槽59b1～59f1。在該槽59b1～59f1內(nèi)，嵌合著設(shè)在相鄰環(huán)59a～59e上的導(dǎo)銷59a2～59e2。
例如，如圖14所示，在環(huán)59f上形成槽59f1，固定在相鄰環(huán)59e上的導(dǎo)銷59e2嵌合在該槽59f1內(nèi)。在環(huán)59e上形成槽59f1，固定在相鄰環(huán)59d上的導(dǎo)銷59e2嵌合在該槽59e1內(nèi)。這樣構(gòu)成主軸罩59，各環(huán)59a～59f以其一部分重疊的狀態(tài)沿上下方向延伸，所以，可將箱51內(nèi)保持密閉狀態(tài)，使切刀62上下方向移動。
如圖12所示，在上述環(huán)59a中，在主軸頭60的安裝面上，貼著由永久磁鐵構(gòu)成的磁鐵63，主軸頭60被該磁鐵63的磁力吸附在環(huán)59a上。在該環(huán)59a的外周，在等間隔的4個部位形成向下方突出的凸部59a3，在該凸部59a3與移動臺58之間分別配設(shè)著壓縮彈簧64。
在環(huán)59a上固定著分別與一對冷氣機(jī)65a、65b連通的冷卻空氣噴咀66a、66b。該冷卻空氣噴咀66a、66b把由冷氣機(jī)65a、65b送入的冷卻空氣吹向切刀62，由銅或鋁等具有彎曲性的金屬形成，可以調(diào)節(jié)冷卻空氣的吹送方向。
冷氣機(jī)65a、65b將圖中未示的壓縮空氣供給源送入的干燥壓縮空氣冷卻，并送出給冷卻空氣噴咀66a、66b。該冷氣機(jī)65a、65b和冷卻空氣噴咀66a、66b構(gòu)成冷卻切刀62的冷卻機(jī)構(gòu)。
如圖9所示，在箱51內(nèi)，于右側(cè)角部附近，配置著吹送壓縮空氣用的一對空氣吹出噴咀67a、67b。壓縮空氣從圖中未示的壓縮空氣源通過管路68供給該空氣吹出噴咀67a、67b。該空氣吹出噴咀67a、67b的壓縮空氣吹出方向朝著與該空氣吹出噴咀67a、67b相對設(shè)置的集塵口。
如圖11所示，在箱51上，于空氣吹出噴咀67a、67b配置面的下端部，形成矩形的外部氣體進(jìn)入口69。在該外部氣體進(jìn)入口69的上部，呈L字形彎折的滑板70通過一對調(diào)節(jié)鈕71a、71b螺紋緊固在從箱51突設(shè)著的風(fēng)量調(diào)節(jié)角鋼72上。即，操作該調(diào)節(jié)鈕71a、71b時，滑板70上下移動，可調(diào)節(jié)外部氣體進(jìn)入口69的面積。上述外部氣體進(jìn)入口69、滑板70、調(diào)節(jié)鈕71a、71b和風(fēng)量調(diào)節(jié)角鋼72，構(gòu)成外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)。
在箱51上，與外部氣體進(jìn)入口69相對的面上，設(shè)有與該外部氣體進(jìn)入口69同樣地形成的集塵口73。即，形成在箱51的下端部的矩形集塵口73的上部，L字形彎折的滑板74通過一對調(diào)節(jié)鈕75a、75b螺紋緊固在箱51上，操作調(diào)節(jié)鈕75a、75b時，滑板74上下移動，可調(diào)節(jié)集塵口73的面積。
在箱51內(nèi)設(shè)有與集塵口73連通的罩76，該罩76挾著滑板74。該罩76與連接在圖中未示出集塵裝置上的集塵管77連通。上述集塵口73、滑板74、調(diào)節(jié)鈕75a、75b、罩76及集塵管77，構(gòu)成集塵機(jī)構(gòu)。
在箱51的角部，備有朝上方突出的球形柱塞78，并且，移動臺58上備有朝下方突出的球形按鈕58a。即，箱51的球形柱塞78與移動臺58的球形按鈕58a嵌合時，如圖9所示，移動臺58被定位在基準(zhǔn)位置a。
下面，說明用上述工作裝置的工作順序。
先通過移動裝置的動作或手動操作，將移動臺58定位在基準(zhǔn)位置a，折皺罩B2與移動臺54的接合解除，箱51的上面為開放狀態(tài)。在該狀態(tài)，工件W配置并固定在箱51內(nèi)，工作臺被驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動時，移動臺58被移動，主軸罩59配置到主軸61的正下方。通過移動裝置的動作，主軸61下降，主軸頭60由磁鐵63的磁力安裝在主軸罩59上。
接著，折皺罩B2與移動臺54連接，箱51的上面關(guān)閉。這時，調(diào)節(jié)鈕71a、71b被操作，外部氣體進(jìn)入口69以預(yù)定寬度開口，外部氣體進(jìn)入到箱51內(nèi)。同時，從空氣吹出噴咀67a、67b向工件W噴射壓縮空氣。另外，與集塵管77連通的集塵裝置動作，箱51內(nèi)的空氣通過集塵口73和罩76從箱51內(nèi)被回收。
在該狀態(tài)移動裝置動作時，主軸61可沿X軸方向和Y軸方向上下方向地移動，對工件W實(shí)施加工。這時，主軸61通過主軸罩59安裝在移動臺58上，所以，移動臺58和移動臺54與主軸61的移動相應(yīng)地在導(dǎo)軌52A、52B、56C、56D上移動。隨著該移動臺58和移動臺54的移動，折皺罩B1～B4伸縮，箱51的上面保持為關(guān)閉狀態(tài)。
在主軸61移動的同時，工件W由切刀62加工。這時，來自冷卻空氣噴咀66a、66b的冷卻空氣吹在切刀62上，抑制切刀62的發(fā)熱，并且將加工產(chǎn)生的切削粉末從工件W的加工部位吹開，飛散到箱51內(nèi)。該飛散到箱51內(nèi)的切削粉末，被空氣吹出噴咀67a、67b噴射出的壓縮空氣往集塵口73方向移送，同時，由集塵裝置從集塵口73排出的空氣流將切削粉末集中到集塵口73。
集中到集塵口73的切削粉末，通過罩76和集塵管77排出箱51之外。集塵口73的面積可通過調(diào)節(jié)鈕75a、75b的操作而變，所以，可以由調(diào)節(jié)鈕75a、75b調(diào)節(jié)通過集塵口73的空氣(含有切削粉末)的流量和流速。即，切削粉末的集塵能力可由調(diào)節(jié)鈕75a、75b調(diào)節(jié)。
根據(jù)本實(shí)施例，切削粉末被冷卻空氣噴咀66a、66b吹開后，被從空氣吹送噴咀67a、67b噴射的壓縮空氣集中到集塵口73，所以，可抑制其滯留在箱51內(nèi)，有效地進(jìn)行集塵與回收。
如上所述，通過工作臺朝X軸方向和Y軸方的移動和主軸61的上下移動，使切刀62相對于工件W作三維方向移動，對工件W實(shí)施加工。但在加工中有時要更換切刀62。這時，主軸61被移動到基準(zhǔn)位置a，通過球形柱塞78與球形按鈕58a的嵌合，移動臺54和移動臺58被固定住。然后主軸61上升。
這時，主軸罩59的環(huán)59a通過磁鐵63與主軸頭60連接，所以，在主軸61移動的同時延展并被往上方拉，在磁鐵63的磁力作用下，主軸61上升到一定高度時脫離主軸頭60。結(jié)果，主軸罩59的各環(huán)59a～59f分別回復(fù)到收容收縮狀態(tài)。
脫離了主軸罩59的主軸61(準(zhǔn)確地說是主軸頭60)移動到預(yù)定位置，用圖中未示的切刀更換機(jī)構(gòu)自動地更換切刀62。然后，再位于基準(zhǔn)位置a的上方，通過下降而裝到主軸罩59上。然后，如上述地用新切刀對工件W實(shí)施加工。
本實(shí)施例的工作裝置具有以下效果。
a.通過折皺罩B1～B4的伸縮，各移動臺54、58相對于箱51在水平面內(nèi)移動。這時，各折皺罩B1、B2在導(dǎo)軌52A、52B上只在水平面內(nèi)的X軸方向伸縮，而折皺罩B3、B4在導(dǎo)軌56C、56D上只在水平面內(nèi)的Y軸方向伸縮。
即，無論是伸展?fàn)顟B(tài)還是收縮狀態(tài)，垂直于伸縮方向的重力均等地作用在折皺罩B1～B4上，折皺罩B1～B4在該狀態(tài)沿著導(dǎo)軌52A、52B或?qū)к?6C、56D伸縮，所以，折皺罩B1～B4相對于移動臺54、58的移動以穩(wěn)定的狀態(tài)伸縮。因此，折皺罩B1～B4對于移動臺54、58的移動能應(yīng)答良好地伸縮，對工件W實(shí)施作業(yè)性良好的加工。
b.在密閉著箱51內(nèi)的狀態(tài)，能以比較大的行程使切刀62移動。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，構(gòu)造極簡單，而且，使加工產(chǎn)生的切削粉末不飛散到箱51外，不僅對平板狀態(tài)工件W、而且對立體狀工件W也能容易地實(shí)施加工。
c.從外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)進(jìn)入到箱51內(nèi)的外部氣體，與加工產(chǎn)生的切削粉末一起由集塵機(jī)構(gòu)排出。因此，有效地收集和排出切削粉末。另外，備有將壓縮空氣往集塵機(jī)構(gòu)方向吹的空氣吹送噴咀67a、67b時，在工件W周邊飛散的切削粉末被集塵機(jī)構(gòu)有效地收集與回收。
d.由于主軸罩59、59′由多個同心狀重疊配置的、在中心軸方向預(yù)定尺寸內(nèi)滑動的環(huán)59a～59f、59a′～59f′構(gòu)成，所以，能確保箱51內(nèi)的密閉狀態(tài)，并且以比較大的行程使切刀62上下移動。
e.切刀62由磁力安裝在主軸罩59、59′上，所以，構(gòu)造極簡單，并且，切刀62相對于移動機(jī)構(gòu)的接附與脫離也極為容易。
f.由于備有向切刀62吹送冷卻壓縮空氣的冷卻空氣噴咀66a、66b，所以，切刀62被有效地冷卻，同時，切刀62產(chǎn)生的切削粉末從加工部位飛散。
g.由于冷卻空氣噴咀66a、66b往切刀62吹送冷卻壓縮空氣的方向是可變的，所以，可根據(jù)切刀62的長度等設(shè)定冷卻壓縮空氣的吹送方向。這樣，可更有效地冷卻切刀62以及除去加工部位的切削粉末。
h.由于外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)的外部氣體進(jìn)入量是可變的，或者，集塵機(jī)構(gòu)將箱51內(nèi)的空氣排出的排出量是可變的，所以，可容易地調(diào)節(jié)收集切削粉末的能力。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，以下的變形也屬于本發(fā)明范圍。
a.上述實(shí)施例中，對從上方加工工件W的工作裝置作了說明，但本發(fā)明并不局限于此，也適用于從側(cè)方或從斜方向加工工件W的工作裝置。
例如，從側(cè)方對工件W實(shí)施加工的工作裝置中，將方形箱的側(cè)面作為開口面，在該開口面設(shè)置導(dǎo)軌，設(shè)置沿著該導(dǎo)軌可移動的移動臺，將備有切刀的主軸安裝在該移動臺上。在沿著開口面的垂直面內(nèi)，使主軸相對于工件W移動進(jìn)行加工。但是，在此情況下，由于移動臺在垂直面內(nèi)移動，所以，必須形成滑動組件，以防止移動臺從導(dǎo)軌上脫落。
b.上述實(shí)施例中，是采用永久磁鐵作為磁鐵63，但也可以用電磁鐵代替該永久磁鐵。通過使電磁鐵的通電開/關(guān)，控制主軸罩和主軸頭的連脫。利用該機(jī)構(gòu)，可利用電磁鐵的通電電流任意控制主軸頭的連脫。
c.上述實(shí)施例中，是用磁鐵63的磁力作為主軸罩59與主軸頭60的結(jié)合手段，但也可以不用該磁鐵63，而是在主軸頭60的側(cè)面、與環(huán)59a重合的部分上，形成貫通環(huán)59a并且在主軸頭60有預(yù)定深度的孔。將銷從水平方向插入該孔，這樣將主軸罩59和主軸頭60結(jié)合。
這種情況下，上述孔在環(huán)59a及主軸60的外周設(shè)置多個，主軸罩59與主軸頭60穩(wěn)定地結(jié)合。例如，上述銷的插入可以如下述地實(shí)現(xiàn)，即，在主軸頭60上設(shè)置軸沿水平方向移動的氣缸，通過該氣缸的動作，軸的前端插入上述孔內(nèi)。
d.上述實(shí)施例中，通過主軸61的上升，使該主軸61完全脫離移動臺58，但也可以考慮在主軸頭60的外周設(shè)置軸沿上下方向伸縮的多個氣缸，將各軸的前端部固定在環(huán)59a上。在這種情況下，使氣缸動作和軸伸出時，將主軸頭60與主軸罩59成為離開狀態(tài)，通過縮回軸，將主軸頭60與主軸罩59成為結(jié)合狀態(tài)。
采用這種構(gòu)造時，主軸頭60與主軸罩59，以保持水平方向位置關(guān)系的狀態(tài)離開/結(jié)合，所以，與上述實(shí)施例中的主軸61完全脫離移動臺58的構(gòu)造相比，主軸頭60往主軸罩59上的安裝極為容易。
e.作為密閉機(jī)構(gòu)。也可以采用橡膠等具有伸縮性的彈性材料做成的平板狀片材代替折皺罩。通過該片材的延伸收縮，在將箱的上方開口保持為密閉狀態(tài)的狀態(tài)下，可使移動臺移動。
f.在主軸罩的構(gòu)造中，各環(huán)間的連接并不限于上述構(gòu)造，也可以是其它構(gòu)造，只要能限定上下方向的移動幅度和周向方向的移動即可。
例如，如圖15所示，可以將主軸罩59′的各環(huán)59a′～59f′的兩端部成形為L字形，通過該各環(huán)59a′～59f′的端部相接，來限制上下滑動幅度。采用該構(gòu)造時，主軸罩59′的結(jié)構(gòu)極為簡單，所以，提高耐久性并減低工作裝置的成本。
g.上述實(shí)施例中，構(gòu)成主軸罩59的各環(huán)59a～59f是圓筒形的，但也可以做成為方形或多邊形的環(huán)。
h.上述實(shí)施例中，工作臺在水平面內(nèi)移動，使工件W相對于切刀的位置移動，對該工件實(shí)施加工，但也可以用移動裝置使主軸作三維方向移動，改變切刀與工件W的相對位置。這種情況下，雖然上述移動裝置的構(gòu)造復(fù)雜，但由于不必在工作臺上設(shè)置驅(qū)動裝置，所以，可減低工作裝置的成本。
i.上述實(shí)施例中，是在折皺罩B2與移動臺54的接合解除、箱51的上面成為開放狀態(tài)后，將工件W配置、固定到箱51內(nèi)；但是，也可以在箱51的側(cè)面設(shè)置開閉口，從該開閉口將工件W放入箱51內(nèi)。例如，可在箱51上，在外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)和集塵機(jī)構(gòu)的面以外的面上，設(shè)置開閉口。
j.上述實(shí)施例中，設(shè)置了二個空氣吹送噴咀67a、67b，但本發(fā)明并不局限于此?？梢愿鶕?jù)切削粉末的排出狀態(tài)，適當(dāng)決定空氣吹送噴咀的個數(shù)和位置。
權(quán)利要求
1.一種工作裝置，其特征在于，其包括有以一個平面開放狀態(tài)立設(shè)在工作臺上并收容加工物體的收容機(jī)構(gòu)；對加工物體實(shí)施加工的加工機(jī)構(gòu)；安裝著加工機(jī)構(gòu)并配設(shè)在收容機(jī)構(gòu)上且與加工機(jī)構(gòu)的移動的同時在收容機(jī)構(gòu)上移動的移動機(jī)構(gòu)；夾設(shè)于加工機(jī)構(gòu)與移動機(jī)構(gòu)之間，相應(yīng)于加工機(jī)構(gòu)的移動而伸縮的連接機(jī)構(gòu)；配設(shè)于收容機(jī)構(gòu)與移動機(jī)構(gòu)之間，相應(yīng)于移動機(jī)構(gòu)的移動而伸縮并且將收容機(jī)構(gòu)的上部開放端密閉的密閉機(jī)構(gòu)；移動機(jī)構(gòu)包括第一移動臺和第二移動臺，第一移動臺在第一導(dǎo)軌上移動，第二移動臺在第二導(dǎo)軌上移動，該第二導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌直交地配置在第二移動臺上。
2.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，密閉機(jī)構(gòu)包括折皺罩。
3.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，密閉機(jī)構(gòu)由彈性材料做成的片材形成。
4.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，密閉機(jī)構(gòu)由重疊配置并彼此滑動的多個板狀部件形成。
5.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，連接機(jī)構(gòu)由多個同心狀重疊配置、能在中心軸方向的預(yù)定尺寸內(nèi)滑動的環(huán)形成。
6.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，加工機(jī)構(gòu)借助磁力安裝在連接機(jī)構(gòu)上。
7.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，備有將(冷卻的)壓縮空氣向構(gòu)成加工機(jī)構(gòu)的切刀吹送的冷卻機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求
7所述的工作裝置，其特征在于，冷卻機(jī)構(gòu)向切刀吹送冷卻壓縮空氣的方向可變。
9.如權(quán)利要求
1所述的工作裝置，其特征在于，收容機(jī)構(gòu)備有收集該收容機(jī)構(gòu)內(nèi)的空氣的集塵機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求
9所述的工作裝置，其特征在于，收容機(jī)構(gòu)備有將外部氣體進(jìn)入收容機(jī)構(gòu)內(nèi)的外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)，該外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)與集塵機(jī)構(gòu)相對，加工物體挾在該外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)與收容機(jī)構(gòu)之間。
11.如權(quán)利要求
9所述的工作裝置，其特征在于，備有將壓縮空氣向集塵機(jī)構(gòu)方向吹送的空氣噴咀。
12.如權(quán)利要求
10所述的工作裝置，其特征在于，備有將壓縮空氣向集塵機(jī)構(gòu)方向吹送的空氣噴咀。
13.如權(quán)利要求
10所述的工作裝置，其特征在于，外部氣體進(jìn)入機(jī)構(gòu)可以變化外部氣體進(jìn)入量。
14.如權(quán)利要求
10所述的工作裝置，其特征在于，集塵機(jī)構(gòu)可以變化收容機(jī)構(gòu)內(nèi)的空氣的排出量。
15.如權(quán)利要求
11所述的工作裝置，其特征在于，集塵機(jī)構(gòu)可以變化收容機(jī)構(gòu)內(nèi)的空氣的排出量。
專利摘要
本發(fā)明提供的工作裝置，構(gòu)造簡單，一邊對立體形狀的被加工物體實(shí)施加工，一邊有效地收集切削粉末，為了能對立體形狀的工件和平板狀工件實(shí)施加工，載裝著工件的作業(yè)臺與安裝著切刀的主軸彼此相對地移動，對工件實(shí)施加工。備有可伸縮的折皺罩，該折皺罩的一方開口端包圍主軸地與主軸頭連接，另一方開口端包圍工件地與作業(yè)臺連接。
文檔編號B23Q1/62GKCN1104997SQ97191320
公開日2003年4月9日 申請日期1997年7月18日
發(fā)明者正野良隆 申請人:株式會社東紅導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan