(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-20
(45)【発行日】2024-10-01
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
G05B 19/18 20060101AFI20240924BHJP
B23Q 15/00 20060101ALI20240924BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20240924BHJP
B23Q 11/00 20060101ALI20240924BHJP
【FI】
G05B19/18 A
B23Q15/00 309B
B23Q17/00 A
B23Q11/00 C
(21)【出願番号】P 2021206079
(22)【出願日】2021-12-20
【審査請求日】2024-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズン時計株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000137856
【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002343
【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】今 信康
(72)【発明者】
【氏名】清水 勝己
(72)【発明者】
【氏名】篠原 孝哲
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 美紗江
【審査官】須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-075667(JP,A)
【文献】特開2016-124046(JP,A)
【文献】特開2017-102532(JP,A)
【文献】特開2017-202548(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G05B19/18-19/416
B23Q11/00-13/00
B23Q15/00-15/28
B23Q17/00-23/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベッドに載置されてワークを把持する主軸と、前記ベッドに固定されて前記主軸の延びる主軸方向と交差する第1の方向に延在する第1レールおよび該第1レールに沿って摺動自在な第1テーブルを有する第1スライド機構と、前記第1スライド機構の第1テーブル上に設けられて前記主軸方向および前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する第2レールおよび該第2レールに沿って摺動自在な第2テーブルを有する第2スライド機構と、該第2スライド機構の第2テーブルに載置されて前記ワークを加工する工具を保持する刃物台と、前記主軸と前記第1スライド機構と前記第2スライド機構と前記刃物台とを覆うカバーと、前記第1スライド機構および前記第2スライド機構を駆動制御する制御装置とを備えて、前記刃物台が前記主軸および前記カバーに対して接近自在な工作機械であって、
前記第1スライド機構が、前記第1レールに対する前記第1テーブルの位置を検出する第1テーブル位置検出ユニットを有し、
前記制御装置が、前記第2レールに対する前記第2テーブルの位置を所定位置に定める第2テーブル位置決め制御部を有し、
前記第1テーブル位置検出ユニットは、前記第1テーブルが、前記第2テーブルを前記第2レール上で摺動させても前記第2テーブルが前記主軸または前記カバーと干渉しない無干渉領域、または、前記第2テーブルを前記第2レール上で摺動させた際に前記第2テーブルが前記主軸または前記カバーと干渉しうる干渉領域の何れかの領域に位置しているかを検出し、
前記第2テーブル位置決め制御部が、前記第1テーブルを前記無干渉領域に位置させた状態で、前記第2レールに対する前記第2テーブルの位置決めを行うことを特徴とする工作機械。
【請求項2】
前記制御装置が、前記第1レールに対する前記第1テーブルの位置を所定位置に定める第1テーブル位置決め制御部を有し、
前記第1テーブル位置検出ユニットが、前記第1スライド機構の第1レールに対する第1テーブルの位置決めにも用いられることを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
【請求項3】
前記第1テーブル位置検出ユニットが、前記第1レールにおける前記無干渉領域と前記干渉領域との境界を検出位置として前記第1テーブルを検出する近接センサーを有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工作機械。
【請求項4】
前記干渉領域は、前記第2テーブルが前記主軸と干渉しうる主軸干渉領域と、前記第2テーブルが前記カバーと干渉しうるカバー干渉領域とから形成され、
前記無干渉領域が、前記主軸干渉領域と前記カバー干渉領域との間に形成され、
前記近接センサーが、前記第1レールの前記無干渉領域の両端のそれぞれを検知位置とするように設けられ、
前記第1テーブル位置検出ユニットの近接センサーが、ノーマルオープン型の近接センサーであることを特徴とする請求項3に記載の工作機械。
【請求項5】
前記第1レールが、水平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工作機械に関するものであって、特に、刃物台が2つの軸方向に移動自在な工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ベッドの長手方向であるZ軸と直角かつベッドに平行なY軸と、このY軸およびZ軸に直角なX軸との2つの軸方向に移動自在な加工用スライド(加工用テーブル)を備え、この加工用スライドをY軸方向およびX軸方向に移動自在とすることでワークに対して様々な加工を行う工作機械が知られている(例えば、特許文献1)。
そして、この工作機械の加工用スライドには、バイトのような工具が取り付けられるタレット(刃物台)が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平4-223802号公報(例えば、
図2参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のような工作機械において、高精度のワーク加工を行うためには、加工用スライドの高精度な位置把握と位置決めとが必要である。
そこで、定期的に加工用スライドを工作機械の基準点(原点)へ移動させる原点復帰と呼ばれる動作が必要となっている。
【0005】
この原点復帰は、制御軸ごとに行う必要があるため、加工用スライドがX軸方向およびY軸方向に移動自在である場合、X軸についての原点復帰、Y軸についての原点復帰をそれぞれ行うことになるが、原点復帰動作中は、工作機械が加工用スライドの位置を正しく把握できない。
したがって、原点復帰中に、タレットを主軸に対してZ軸方向に退避させたとしても、加工用スライドがワークを保持する主軸や工作機械の機能部品を覆うカバーと干渉する虞がある。
【0006】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、原点復帰動作中であっても刃物台を主軸に対して主軸方向に退避させた状態で加工用テーブルが主軸やカバーと干渉しない工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に係る発明は、ベッドに載置されてワークを把持する主軸と、前記ベッドに固定されて前記主軸の延びる主軸方向と交差する第1の方向に延在する第1レールおよび該第1レールに沿って摺動自在な第1テーブルを有する第1スライド機構と、前記第1スライド機構の第1テーブル上に設けられて前記主軸方向および前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する第2レールおよび該第2レールに沿って摺動自在な第2テーブルを有する第2スライド機構と、該第2スライド機構の第2テーブルに載置されて前記ワークを加工する工具を保持する刃物台と、前記主軸と前記第1スライド機構と前記第2スライド機構と前記刃物台とを覆うカバーと、前記第1スライド機構および前記第2スライド機構を駆動制御する制御装置とを備えて、前記刃物台が前記主軸および前記カバーに対して接近自在な工作機械であって、前記第1スライド機構が、前記第1レールに対する前記第1テーブルの位置を検出する第1テーブル位置検出ユニットを有し、前記制御装置が、前記第2レールに対する前記第2テーブルの位置を所定位置に定める第2テーブル位置決め制御部を有し、前記第1テーブル位置検出ユニットは、前記第1テーブルが、前記第2テーブルを前記第2レール上で摺動させても前記第2テーブルが前記主軸または前記カバーと干渉しない無干渉領域、または、前記第2テーブルを前記第2レール上で摺動させた際に前記第2テーブルが前記主軸または前記カバーと干渉しうる干渉領域の何れかの領域に位置しているかを検出し、前記第2テーブル位置決め制御部が、前記第1テーブルを前記無干渉領域に位置させた状態で、前記第2レールに対する前記第2テーブルの位置決めを行うことにより、前述した課題を解決するものである。
【0008】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載された工作機械の構成に加えて、前記制御装置が、前記第1レールに対する前記第1テーブルの位置を所定位置に定める第1テーブル位置決め制御部を有し、前記第1テーブル位置検出ユニットが、前記第1スライド機構の第1レールに対する第1テーブルの位置決めにも用いられることにより、前述した課題を解決するものである。
【0009】
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載された工作機械の構成に加えて、前記第1テーブル位置検出ユニットが、前記第1レールにおける前記無干渉領域と前記干渉領域との境界を検出位置として前記第1テーブルを検出する近接センサーを有していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【0010】
請求項4に係る発明は、請求項3に記載された工作機械の構成に加えて、前記干渉領域は、前記第2テーブルが前記主軸と干渉しうる主軸干渉領域と、前記第2テーブルが前記カバーと干渉しうる前記カバー干渉領域とから形成され、前記無干渉領域が、前記主軸干渉領域と前記カバー干渉領域との間に形成され、前記近接センサーが、前記第1レールの前記無干渉領域の両端のそれぞれを検知位置とするように設けられ、前記第1テーブル位置検出ユニットの近接センサーが、ノーマルオープン型の近接センサーであることにより、前述した課題を解決するものである。
【0011】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載された工作機械の構成に加えて、前記第1レールが、水平面に対して傾斜していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の工作機械は、第1スライド機構と、第2スライド機構と、第1スライド機構および第2スライド機構を駆動制御する制御装置とを備えていることにより、刃物台を2つの方向に駆動してより高精度のワーク加工ができるばかりでなく、以下のような本発明に特有の作用効果を奏することができる。
すなわち、請求項1に係る発明の工作機械によれば、第2テーブル位置決め制御部が、第1テーブルを無干渉領域に位置させた状態で、第2レールに対する第2テーブルの位置決めを行うことにより、第2レールに対する第2テーブルの位置決めを行う際に、第2テーブルを第2レール上で摺動させても第2テーブルが主軸またはカバーと干渉しないため、原点復帰動作のような位置決めを行う際であっても、刃物台を主軸に対して主軸方向に退避させた状態で加工用テーブルである第2テーブルが主軸やカバーと干渉することを確実に防止することができる。
【0013】
請求項2に係る発明の工作機械によれば、請求項1に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、第1テーブル位置検出ユニットが、第1スライド機構の第1レールに対する第1テーブルの位置決めにも用いられることにより、第1テーブルに対して原点復帰動作を行っている際に、第1テーブルが無干渉領域にあるのか、干渉領域にあるのかが判定されるため、第1テーブルに対する原点復帰動作を行っている際に、第1テーブルが干渉領域に位置してしまったとしても、第2テーブルと主軸またはカバーとが干渉しない位置に第2テーブルを移動させて、第1テーブルに対する原点復帰動作を継続させ、第1テーブルに対する原点復帰動作中に、第2テーブルが主軸またはカバーと干渉することを防ぐことができる。
【0014】
請求項3に係る発明の工作機械によれば、請求項1または請求項2に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、第1テーブル位置検出ユニットが、第1レールにおける無干渉領域と干渉領域との境界を検出位置として第1テーブルを検出する近接センサーを有していることにより、近接センサーが第1テーブルを検出することで第1レールに対する第1テーブルの位置が検出されるため、簡便な構造で第1テーブルが無干渉領域または干渉領域に位置しているのかを工作機械が把握することができる。
【0015】
請求項4に係る発明の工作機械によれば、請求項3に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、第1テーブル位置検出ユニットの近接センサーが、ノーマルオープン型の近接センサーであることにより、第1テーブルが主軸干渉領域もしくはカバー干渉領域に位置するとき又は近接センサーが故障した状態では近接センサーから信号が出力されなくなり、近接センサーが故障した場合に、工作機械は第1テーブルが干渉領域に位置していると判断するため、近接センサーの故障時に第1テーブルの移動を禁止して位置決めを行うことを防ぐことができる。
【0016】
請求項5に係る発明の工作機械によれば、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、第1レールが、水平面に対して傾斜していることにより、ベッドの前後幅を小さくして工作機械の前後幅が小さくなるため、主軸や刃物台とカバーとの距離が近くなり、工作機械の使用者が主軸や刃物台にアクセスしやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図2】
図1に示す工作機械のカバーを一部除去した状態の正面図。
【
図4】
図2のIV-IV線に沿って見た工作機械の要部側面断面図。
【
図5】
図2のV-V線に沿って見た工作機械の要部側面断面図。
【
図6】
図5のVI-VI線に沿って見た工作機械の要部断面図。
【
図7A】Yテーブルが主軸と干渉した状態を示す要部側面断面図。
【
図7B】Yテーブルがカバーと干渉した状態を示す要部側面断面図。
【
図8C】
図4に対応するXテーブルの位置を示す模式図。
【
図9】
図1に示す工作機械における原点復帰動作のフローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明は、ベッドに載置されてワークを把持する主軸と、ベッドに固定されて主軸の延びる主軸方向と交差する第1の方向に延在する第1レールおよびこの第1レールに沿って摺動自在な第1テーブルを有する第1スライド機構と、第1スライド機構の第1テーブル上に設けられて主軸方向および第1の方向と交差する第2の方向に延在する第2レールおよびこの第2レールに沿って摺動自在な第2テーブルを有する第2スライド機構と、この第2スライド機構の第2テーブルに載置されてワークを加工する工具を保持する刃物台と、主軸と第1スライド機構と第2スライド機構と刃物台とを覆うカバーと、第1スライド機構および第2スライド機構を駆動制御する制御装置とを備えて、刃物台が主軸およびカバーに沿って接近自在な工作機械であって、第1スライド機構が、第1レールに対する第1テーブルの位置を検出する第1テーブル位置検出ユニットを有し、制御装置が、第2レールに対する第2テーブルの位置を所定位置に定める第2テーブル位置決め制御部を有し、第1テーブル位置検出ユニットは、第1テーブルが、第2テーブルを第2レール上で摺動させても第2テーブルが主軸またはカバーと干渉しない無干渉領域、または、第2テーブルを第2レール上で摺動させた際に第2テーブルが主軸またはカバーと干渉しうる干渉領域の何れかの領域に位置しているかを検出し、第2テーブル位置決め制御部が、第1テーブルを無干渉領域に位置させた状態で、第2レールに対する第2テーブルの位置決めを行い、原点復帰動作中であっても刃物台を主軸に対して主軸方向に退避させた状態で加工用テーブルである第2テーブルが主軸やカバーと干渉しないものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
【0019】
例えば、本発明の工作機械におけるカバーは、主軸と第1スライド機構と第2スライド機構と刃物台とを覆えれば、いかなるものであってもよく、工作機械の外観を形成する外観カバーであってもよいし、外観カバー内に設けられた部材であってもよい。
【0020】
例えば、本発明の工作機械における刃物台は、複数の工具を有するタレットであってもよいし、単一の工具を有する刃物台であってもよい。
【0021】
例えば、本発明の工作機械における第1の方向は、主軸方向と交差していれば如何なる方向であってもよく、水平面に対して傾斜した方向であってもよいし、水平面上で主軸方向と交差する方向であってもよい。
例えば、本発明の工作機械における第2の方向は、主軸方向および第1の方向と交差していれば如何なる方向であってもよく、水平面に対して傾斜した方向であってもよいし、水平面に対して垂直方向であってもよい。
【0022】
例えば、本発明の工作機械における第2テーブル位置決め制御部が定める第2レールに対する第2テーブルの所定位置は、原点となる位置であってもよいし、その他の所定の位置であってもよい。
【実施例1】
【0023】
以下、
図1乃至
図9に基づいて、本発明の一実施例である工作機械100について説明する。
【0024】
<1.工作機械の概要>
まず、
図1乃至
図6に基づいて、工作機械100の概要について説明する。
図1は本発明の第1実施例である工作機械の正面図であり、
図2は
図1に示す工作機械のカバーを一部除去した状態の正面図であり、
図3は
図1に示す工作機械のシステム構成図であり、
図4は
図2のIV-IV線に沿って見た工作機械の要部側面断面図であり、
図5は
図2のV-V線に沿って見た工作機械の要部側面断面図であり、
図6は
図5のVI-VI線に沿って見た工作機械の要部断面図である。
【0025】
<1.1.外観構造>
工作機械100は、自動旋盤であり、
図1に示すように、床面Fに載置されるベッド110と、外観を形成する直方体状の外観カバー(カバー)120と、工作機械100の使用者が工作機械100を操作するための操作盤130とを備えている。
【0026】
ベッド110は、平面視において矩形状である。
以下、床面Fに対する垂直方向を工作機械100の上下方向とし、平面視におけるベッド110の長手方向を工作機械100の左右方向(Z方向)とし、平面視におけるベッド110の短手方向を工作機械100の前後方向とする。
また、ベッド110は、
図4に示すように、側面視で後方から前方に向かって下り傾斜している傾斜基面111を有している。
以下、この水平面に対して傾斜した傾斜基面111の傾斜方向をX方向という。
【0027】
外観カバー120は、
図1に示すように、左右方向の中央付近に左右方向に開閉自在なスライドドア121を有している。
このスライドドア121を開くことで、工作機械100の使用者はワークの加工が行われる加工室PR(
図2参照)内にアクセスすることができる。
また、外観カバー120の左側上方には、
図1および
図4に示すように、操作盤130を収容するために後方かつ下方に向かって凹んだ操作盤収容凹部122が形成されている。
さらに、外観カバー120の左側下方は、
図4に示すように、前方に向けて膨出している。
【0028】
操作盤130は、
図4に示すように、外観カバー120の操作盤収容凹部122の底面となる操作盤載置面122aから直立しており、表示面131やキー132が操作盤の前面に設けられている。
【0029】
<1.2.内部構造>
工作機械100は、
図2および
図3に示すように、さらに、ベッド110の傾斜基面111に載置されてワークを把持する主軸140およびX方向スライド機構(第1スライド機構)150と、このX方向スライド機構150に固定されたZ方向スライド機構160と、このZ方向スライド機構160に固定されたY方向スライド機構(第2スライド機構)170と、このY方向スライド機構170に設けられたタレット(刃物台)180と、工作機械100の動作を制御する制御装置190とを備えている。
そして、主軸140とX方向スライド機構150とY方向スライド機構170とタレット180とは、
図4等に示すように、外観カバー120によって覆われている。
【0030】
<1.2.1.主軸>
主軸140は、Z方向(本発明における「主軸方向」)に延びており、X方向スライド機構150を左右方向に跨いでベッド110の傾斜基面111に固定される主軸台141と、この主軸台141に載置される主軸本体142とから構成されている。
【0031】
<1.2.2.X方向スライド機構>
X方向スライド機構150は、
図4乃至
図6に示すように、ベッド110の傾斜基面111に固定されるX方向レール(第1レール)151と、このX方向レール151に沿って摺動自在な金属製のXテーブル(第1テーブル)152と、このXテーブル152を駆動させるXテーブル駆動軸153と、制御装置190からの制御に基づきXテーブル駆動軸153を回転させるX方向駆動モーター154と、Xテーブル152の摺動端となる主軸側止め部材155およびカバー側止め部材156と、X方向レール151に対するXテーブル152の位置を検出するXテーブル位置検出ユニット(第1テーブル位置検出ユニット)157とを有している。
【0032】
X方向レール151は、
図4に示すようにX方向(本発明における「第1の方向」)に延在している。
すなわち、本実施例においてX方向レール151は、
図2に示すように主軸140の延びる方向であるZ方向と直交(交差)していると共に、
図4に示すように水平面に対して傾斜している。
【0033】
Xテーブル152は、Xテーブル駆動軸153と螺合しており、Xテーブル駆動軸153の回転により進退する。
また、Xテーブル152の摺動範囲は、X方向スライド機構150の主軸140側に設けられた主軸側止め部材155およびX方向スライド機構150の外観カバー120側に設けられたカバー側止め部材156により物理的に規制されている。
さらに、外観カバー120と対向するXテーブル152のXテーブル基面152aには、Z方向スライド機構160を載置するためのZ方向に延びる凹領域152a1が形成されている。
【0034】
Xテーブル位置検出ユニット157は、
図5および
図6に示すように、X方向レール151の所定の位置を検出位置としてXテーブル152を検出するノーマルオープン型の近接センサー157aと、この近接センサー157aをベッド110に取り付けるためのブラケット157bとを有している。
【0035】
近接センサー157aは、潤滑油などがあってもマーカーを検出できる近接センサー(例えば、渦電流式)であり、制御装置190と接続されている。
また、近接センサー157aは、
図6に示すようにベッド110の傾斜基面111にブラケット157bを介して設けられている。
そして、この近接センサー157aは、
図5に示すように主軸140側に設けられた主軸側近接センサー157a1および外観カバー120側に設けられたカバー側近接センサー157a2の2つから構成されている。
【0036】
<1.2.3.Z方向スライド機構>
Z方向スライド機構160は、
図4および
図5に示すように、Xテーブル152に対して摺動自在なZテーブル161と、このZテーブル161を駆動させるZテーブル駆動軸162と、制御装置190からの制御に基づきZテーブル駆動軸162を回転させるZ方向駆動モーター(不図示)とを有している。
このように構成されたZ方向スライド機構160は、制御装置190からの制御に基づき、Zテーブル161がXテーブル152に対してZ方向に摺動自在となっている。
【0037】
<1.2.4.Y方向スライド機構>
Y方向スライド機構170は、
図4および
図5に示すように、Z方向スライド機構160のZテーブル161に固定されるY方向レール(第2レール)171と、このY方向レール171に沿って摺動自在なYテーブル(第2テーブル)172と、このYテーブル172を駆動させるYテーブル駆動軸173と、制御装置190からの制御に基づきYテーブル駆動軸173を回転させるY方向駆動モーター(不図示)とを有している。
【0038】
Y方向レール171は、
図4に示すようにY方向(本発明における「第2の方向」)に延びている。
すなわち、本実施例においてY方向レール171は、
図4等に示すようにX方向スライド機構150のXテーブル152上に設けられてZ方向およびX方向と交差するY方向に延在している。
【0039】
Yテーブル172は、Yテーブル駆動軸173と螺合しており、Yテーブル駆動軸173の回転により進退する。
また、Yテーブル172の摺動範囲は、Y方向レール171の外観カバー側に設けられたカバー側突き当て部171aおよびY方向レール171の主軸側に設けられた主軸側突き当て部171bにより物理的に規制されている。
【0040】
<1.2.5.タレット>
タレット180は、
図3等に示すように、Y方向スライド機構170のYテーブル172に載置されてワークを加工する工具(不図示)を保持している。
タレット180はYテーブル172に載置されていると共にYテーブル172はZテーブル161を介してXテーブル152に載置されているため、タレット180は主軸140および外観カバー120に対して接近自在となっている。
【0041】
<1.2.6.制御装置>
制御装置190は、少なくとも、主軸140と、X方向スライド機構150と、Y方向スライド機構170とを駆動制御する制御装置であり、
図3に示すように、主軸140を駆動制御する主軸制御ユニット191と、X方向スライド機構150を駆動制御するX方向スライド機構制御ユニット192と、Z方向スライド機構160を駆動制御するZ方向スライド機構制御ユニット193と、Y方向スライド機構170を駆動制御するY方向スライド機構制御ユニット194とを有している。
X方向スライド機構制御ユニット192は、X方向駆動モーター154を駆動制御してX方向レール151に対するXテーブル152の位置を所定位置に定めるXテーブル位置決め制御部(第1テーブル位置決め制御部)192aを有している。
Y方向スライド機構制御ユニット194は、Y方向駆動モーターを駆動制御してY方向レール171に対するYテーブル172の位置を所定位置に定めるYテーブル位置決め制御部(第2テーブル位置決め制御部)194aを有している。
【0042】
<2.Yテーブルの挙動>
次に、このように構成された工作機械100におけるYテーブル172の挙動について、
図7A乃至
図8Cに基づいて、更に詳しく説明する。
図7AはYテーブルが主軸と干渉した状態を示す要部側面断面図であり、
図7BはYテーブルがカバーと干渉した状態を示す要部側面断面図であり、
図8Aは
図7Aに対応するXテーブルの位置を示す模式図であり、
図8Bは
図7Bに対応するXテーブルの位置を示す模式図であり、
図8Cは
図4に対応するXテーブルの位置を示す模式図である。
【0043】
Yテーブル172をZ方向に動かしてタレット180を主軸140に対してZ方向に退避させたとしても、Yテーブル172は、Xテーブル152の位置によっては外観カバー120や主軸140と干渉することがある。
具体的には、
図7Aおよび
図8Aに示すようなXテーブル152のX方向の位置であれば、これらの図に示すように、Yテーブル172のY方向の位置次第でYテーブル172が主軸140の主軸台141や主軸本体142と干渉してしまう。
また、
図7Bおよび
図8Bに示すようなXテーブル152のX方向の位置であれば、これらの図に示すように、Yテーブル172のY方向の位置次第でYテーブル172が外観カバー120と干渉してしまう。
一方、
図4および
図8Cに示すようなXテーブル152のX方向の位置であれば、Yテーブル172のY方向の位置が如何なる位置であっても、Yテーブル172が外観カバー120や主軸140と干渉することがない。
【0044】
したがって、工作機械100のX方向レール151上には、
図8A乃至
図8Cに示すように、
図4および
図8Cに示すようなYテーブル172をY方向レール171上で摺動させてもYテーブル172が主軸140または外観カバー120と干渉しないX方向レール151に対するXテーブル152の領域(無干渉領域NIA)が存在すると共に、
図7Aおよび
図8Aならびに
図7Bおよび
図8Bに示すようなYテーブル172をY方向レール171上で摺動させた際にYテーブル172が主軸140または外観カバー120と干渉しうるX方向レール151に対するXテーブル152の領域(干渉領域IA)も存在する。
すなわち、干渉領域IAはYテーブル172が主軸140と干渉しうる主軸干渉領域IAsとYテーブル172が外観カバー120と干渉しうるカバー干渉領域IAcとから形成され、無干渉領域NIAは主軸干渉領域IAsとカバー干渉領域IAcとの間に形成されていることになる。
【0045】
そして、近接センサー157aは、
図8A乃至
図8Cに示すように、X方向レール151の無干渉領域NIAと干渉領域IAとの境界(すなわち、主軸干渉領域IAsと無干渉領域NIAとの境界、カバー干渉領域IAcと無干渉領域NIAとの境界)をそれぞれ検出位置とする近接センサーとなっている。
すなわち、主軸側近接センサー157a1はX方向レール151の主軸干渉領域IAsと無干渉領域NIAとの境界を検出位置とし、カバー側近接センサー157a2はX方向レール151のカバー干渉領域IAcと無干渉領域NIAとの境界を検出位置とするように設けられている。
さらに換言すると、近接センサー157aがノーマルオープン型であることから、Xテーブル152が無干渉領域NIAに位置しているとき、主軸側近接センサー157a1およびカバー側近接センサー157a2はONになり、Xテーブル152が干渉領域IAに位置しているとき、主軸側近接センサー157a1またはカバー側近接センサー157a2の一方がONとなり、他方がOFFとなる。
【0046】
<3.原点復帰動作>
次に、
図1に示す工作機械における原点復帰動作のフローを示すフローチャートである
図9に基づき、Yテーブル172をZ方向に動かしてタレット180を主軸140に対してZ方向に退避させた後の工作機械100における原点復帰動作の一例を説明する。
【0047】
<3.1.Yテーブル原点復帰動作>
はじめに、制御装置190は、Xテーブル位置検出ユニット157によりXテーブル152が無干渉領域NIAまたは干渉領域IAのいずれかの領域に位置しているかを検出する。
【0048】
すなわち、制御装置190は、近接センサー157aがいずれもOFFであるか否かを判断する(ステップS10)。
近接センサー157aがいずれもOFFである場合、近接センサー157aが2つとも故障しているとして、原点復帰動作を行わない。
【0049】
逆に近接センサー157aがいずれもOFFではない場合、近接センサー157aがいずれもONであるか否かを判断する(ステップS11)。
近接センサー157aがいずれもONではない場合、Xテーブル152がカバー干渉領域IAcまたは主軸干渉領域IAsに位置しているため、Xテーブル152を無干渉領域NIAまで移動させる(ステップS12)。
【0050】
近接センサー157aが共にONの場合、Xテーブル152が無干渉領域NIAに位置しているため、制御装置190のYテーブル位置決め制御部194aはYテーブル172の原点復帰動作を行う(ステップS13)。
具体的には、Yテーブル位置決め制御部194aは、Y方向駆動モーターを駆動制御してYテーブル172の外観カバー側の突き当て部172a(
図4参照)がY方向レール171に設けられたカバー側突き当て部171a(
図4参照)に突き当たるまでYテーブル172を移動させる。
このYテーブル172の突き当て部172aがY方向レール171のカバー側突き当て部171aに当接する位置から所定量ズレた位置が、制御装置190上で設定されるYテーブル172がY方向への移動する際の原点となる。
【0051】
<3.2.Xテーブル原点復帰動作>
このようにしてYテーブル172の原点復帰動作が終了した後、制御装置190は、再度、Xテーブル位置検出ユニット157によりXテーブル152が無干渉領域NIAまたは干渉領域IAのいずれかの領域に位置しているかを検出する。
【0052】
すなわち、制御装置190は、改めて近接センサー157aがいずれもOFFであるか否かを判断する(ステップS20)。
近接センサー157aがいずれもOFFである場合、近接センサー157aが2つとも故障しているとして、原点復帰動作を行わない。
【0053】
逆に近接センサー157aがいずれもOFFではない場合、近接センサー157aがいずれもONであるか否かを判断する(ステップS21)。
近接センサー157aがいずれもONではない場合、Xテーブル152がカバー干渉領域IAcまたは主軸干渉領域IAsに位置しているため、Xテーブル152を無干渉領域NIAまで移動させる(ステップS22)。
【0054】
近接センサー157aがいずれもONの場合、Xテーブル152が無干渉領域NIAに位置しているため、制御装置190のYテーブル位置決め制御部194aは、Yテーブル172を所定のYテーブル安全位置(Xテーブル152がどの位置であってもYテーブル172が外観カバー120または主軸140と干渉しない位置)に移動させる(ステップS23)。
【0055】
この状態で、制御装置190のXテーブル位置決め制御部192aは、Xテーブル152の原点復帰動作を行う(ステップS24)。
具体的には、Xテーブル位置決め制御部192aは、X方向駆動モーター154を駆動制御してXテーブル152の外観カバー側の突き当て部152bがカバー側止め部材156に突き当たるまでXテーブル152を移動させる。
このXテーブル152の突き当て部152bがカバー側止め部材156に当接する位置から所定量ズレた位置が、制御装置190上で設定されるXテーブル152がX方向への移動する際の原点となる。
【0056】
このように、Xテーブル位置検出ユニット157は、X方向スライド機構150のX方向レール151に対するXテーブル152の位置決めにも用いられている。
【0057】
<4.工作機械100が奏する効果>
以上説明した工作機械100によれば、第2テーブル位置決め制御部であるYテーブル位置決め制御部194aが、第1テーブルであるXテーブル152を無干渉領域NIAに位置させた状態で、第2レールであるY方向レール171に対する第2テーブルであるYテーブル172の位置決めを行うことにより、Y方向レール171に対するYテーブル172の位置決めを行う際に、Yテーブル172をY方向レール171上で摺動させてもYテーブル172が主軸140またはカバーである外観カバー120と干渉しないため、原点復帰動作のような位置決めを行う際であっても、刃物台であるタレット180を主軸140に対して主軸方向であるZ方向に退避させた状態でYテーブル172が主軸140や外観カバー120と干渉することを確実に防止することができる。
【0058】
また、第1テーブル位置検出ユニットであるXテーブル位置検出ユニット157が、第1スライド機構であるX方向スライド機構150のX方向レール151に対するXテーブル152の位置決めにも用いられることにより、Xテーブル152に対して原点復帰動作を行っている際に、Xテーブル152が無干渉領域NIAにあるのか、干渉領域IAにあるのかが判定されるため、Xテーブル152に対する原点復帰動作を行っている際に、Xテーブル152が干渉領域IAに位置してしまったとしても、Yテーブル172と主軸140または外観カバー120とが干渉しない位置にYテーブル172を移動させて、Xテーブル152に対する原点復帰動作を継続させ、Xテーブル152に対する原点復帰動作中に、Yテーブル172が主軸140または外観カバー120と干渉することを防ぐことができる。
【0059】
また、Xテーブル位置検出ユニット157が、X方向レール151における無干渉領域NIAと干渉領域IAとの境界を検出位置としてXテーブル152を検出する近接センサー157aを有していることにより、近接センサー157aがXテーブル152を検出することでX方向レール151に対するXテーブル152の位置が検出されるため、簡便な構造でXテーブル152が無干渉領域NIAまたは干渉領域IAに位置しているのかを工作機械100が把握することができる。
【0060】
また、Xテーブル位置検出ユニット157の近接センサー157aが、ノーマルオープン型の近接センサーであることにより、Xテーブル152が主軸干渉領域IAsもしくはカバー干渉領域IAcに位置するとき又は近接センサー157aが故障した状態では近接センサー157aから信号が出力されなくなり、近接センサー157aが故障した場合に、工作機械100はXテーブル152が干渉領域IAに位置していると判断するため、近接センサー157aの故障時にXテーブル152の移動を禁止して位置決めを行うことを防ぐことができる。
【0061】
<変形例>
以上、本発明の一実施例である工作機械について説明したが、本発明の工作機械は、上述した実施例の工作機械に限定されるものではない。
【0062】
例えば、上述した実施例において、近接センサーは故障検知の観点からノーマルオープン型であったが、対象物を検知している間は信号がOFFになるノーマルクローズ型であってもよい。
【符号の説明】
【0063】
100 ・・・ 工作機械
110 ・・・ ベッド
111 ・・・ 傾斜基面
120 ・・・ 外観カバー(カバー)
121 ・・・ スライドドア
122 ・・・ 操作盤収容凹部
122a ・・・ 操作盤載置面
130 ・・・ 操作盤
140 ・・・ 主軸
141 ・・・ 主軸台
142 ・・・ 主軸本体
150 ・・・ X方向スライド機構(第1スライド機構)
151 ・・・ X方向レール(第1レール)
152 ・・・ Xテーブル(第1テーブル)
152a ・・・ Xテーブル基面
152a1・・・ 凹領域
152b ・・・ 突き当て部
153 ・・・ Xテーブル駆動軸
154 ・・・ X方向駆動モーター
155 ・・・ 主軸側止め部
156 ・・・ カバー側止め部材
157 ・・・ Xテーブル位置検出ユニット(第1テーブル位置検出ユニット)
157a ・・・ 近接センサー
157a1・・・ 主軸側近接センサー
157a2・・・ カバー側近接センサー
157b ・・・ ブラケット
160 ・・・ Z方向スライド機構
161 ・・・ Zテーブル
162 ・・・ Zテーブル駆動軸
170 ・・・ Y方向スライド機構(第2スライド機構)
171 ・・・ Y方向レール(第2レール)
171a ・・・ カバー側突き当て部
172 ・・・ Yテーブル(第2テーブル)
172a ・・・ 突き当て部
173 ・・・ Yテーブル駆動軸
180 ・・・ タレット(刃物台)
190 ・・・ 制御装置
191 ・・・ 主軸制御ユニット
192 ・・・ X方向スライド機構制御ユニット
192a ・・・ Xテーブル位置決め制御部(第1テーブル位置決め制御部)
193 ・・・ Z方向スライド機構制御ユニット
194 ・・・ Y方向スライド機構制御ユニット
194a ・・・ Yテーブル位置決め制御部(第2テーブル位置決め制御部)
F ・・・ 床面
PR ・・・ 加工室
IA ・・・ 干渉領域
IAs ・・・ 主軸干渉領域
IAc ・・・ カバー干渉領域
NIA ・・・ 無干渉領域