技术领域
[0001] 本发明涉及一种加工机械。
相关背景技术
[0002] 例如,在日本特开2017‑189843号公报(专利文献1)中公开有具备去除加工用头、与去除加工用头连接的附加加工用头、以及用于向附加加工用头供给材料粉末和激光的线缆的加工机械。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2017‑189843号公报
具体实施方式
[0048] 参照附图而对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下参照的附图中,对相同或与其相当的构件标注有相同的附图标记。
[0049] 图1是表示本发明的实施方式中的加工机械的主视图。在图1中通过透视构成加工机械的外观的罩体而示出有加工机械的内部。图2是针对图1中的加工机械表示刀具主轴和附加加工用头的拆装的立体图。
[0050] 参照图1和图2,加工机械100是可进行工件的附加加工(AM(增材制造:Additive manufacturing)加工)和工件的去除加工(SM(减材制造:Subtractive manufacturing)加工)的AM/SM混合加工机。加工机械100具有使用了固定刀具的车削功能和使用了旋转刀具的铣削功能作为SM加工的功能。
[0051] 加工机械100是通过由计算机进行的数值控制使工件加工用的各种动作自动化的NC(数控:Numerically Control)加工机械。
[0052] 此外,在本说明书中,将与加工机械100的左右方向(宽度方向)平行且在水平方向上延伸的轴称为“Z轴(第1轴)”,将与加工机械100的前后方向(进深方向)平行且在水平方向上延伸的轴称为“Y轴(第2轴)”,将在铅垂方向上延伸的轴称为“X轴”。将图1中的右方向称为“+Z轴方向”,将左方向称为“‑Z轴方向”。将图1中的纸面的跟前方向称为“+Y轴方向”,将里侧方向称为“‑Y轴方向”。将图1中的上方向称为“+X轴方向”,将下方向称为“‑X轴方向”。X轴、Y轴以及Z轴是相互正交的3轴。
[0053] 首先,对加工机械100的整体构造进行说明。加工机械100具有防护板181。防护板181划分形成用于加工工件的加工区域110。
[0054] 加工机械100还具有机座151、第1工件主轴111、第2工件主轴116、以及刀架(未图示)。
[0055] 机座151是用于支承第1工件主轴111、第2工件主轴116以及刀架等的基座构件,设置于工厂等的安装面。
[0056] 第1工件主轴111和第2工件主轴116在Z轴方向上彼此相对地配置。第1工件主轴111和第2工件主轴116以可保持工件的方式构成。在第1工件主轴111和第2工件主轴116设置有用于将工件保持成可拆装的卡盘机构(未图示)。第1工件主轴111主要在使用了固定刀具的工件的车削加工时使所保持的工件以与Z轴平行的旋转轴线501为中心旋转。第2工件主轴116主要在使用了固定刀具的工件的车削加工时使所保持的工件以与Z轴平行的旋转轴线502为中心旋转。
[0057] 第1工件主轴111固定于机座151。第2工件主轴116设置成可利用各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在Z轴方向上移动。第2工件主轴116也可以是固定于机座151的结构。也可以设置用于支承已保持到第1工件主轴111的工件的旋转中心的尾座来替代第2工件主轴116。
[0058] 刀架(未图示)设置于加工区域110内。刀架以可保持用于工件的去除加工(车削加工)的多个固定刀具的方式构成。刀架借助未图示的床鞍等由机座151支承。刀架设置成可利用设置到床鞍等的各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在X轴方向和Z轴方向上移动。刀架也可以具备使旋转刀具旋转的铣削功能。
[0059] 加工机械100还具有第1纵框架152、第2纵框架153、第1横框架154、以及第2横框架311(参照随后出现的图3)。
[0060] 第1纵框架152和第2纵框架153具有X轴方向(上下方向)成为长度方向的柱形状。第1纵框架152和第2纵框架153在Z轴方向上相互分开地设置。第1纵框架152和第2纵框架
153的下端部与机座151连接。
[0061] 第1横框架154和第2横框架311具有Z轴方向(左右方向)成为长度方向的梁形状。第1横框架154和第2横框架311由构成矩形形状的闭截面的管材构成。
[0062] 第1横框架154和第2横框架311在Y轴方向上上相互分开地设置。第1横框架154设置于向+Y轴方向偏离了第2横框架311的位置。第1横框架154的Z轴方向上的两端部分别与第1纵框架152和第2纵框架153的上端部连接。第2横框架311的Z轴方向上的两端部分别与第1纵框架152和第2纵框架153的上端部连接。
[0063] 第1纵框架152、第2纵框架153、第1横框架154以及第2横框架311在机座151上构成门型的框架构造。
[0064] 加工机械100还具有床鞍161、交叉滑板162、以及滑枕163。
[0065] 床鞍161由机座151支承。床鞍161位于机座151上,在Z轴方向上设置于第1纵框架152与第2纵框架153之间。床鞍161具有从机座151朝向第1横框架154和第2横框架311向上方立起的形状。床鞍161设置成可利用设置到机座151等的各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在Z轴方向上移动。
[0066] 交叉滑板162由床鞍161支承。交叉滑板162整体上呈与X轴‑Z轴平面平行的平板形状。交叉滑板162安装于床鞍161的朝向+Y轴方向的前表面。交叉滑板162设置成可利用设置到床鞍161等的各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在X轴方向(上下方向)上移动。
[0067] 滑枕163由交叉滑板162支承。滑枕163整体上具有沿着Y轴方向延伸的筒形状。滑枕163以在Y轴方向上贯通交叉滑板162、并向加工区域110内突出的方式设置。滑枕163设置成可利用设置到交叉滑板162等的各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在Y轴方向上移动。
[0068] 加工机械100还具有刀具主轴121。刀具主轴121设置于加工区域110内。刀具主轴121以可保持用于工件的去除加工(铣削加工)的旋转刀具的方式构成。在刀具主轴121设置有用于将旋转刀具保持成可拆装的夹紧机构(未图示)。刀具主轴121在使用了旋转刀具的工件的铣削加工时使所保持的旋转刀具以与X轴‑Z轴平面平行的旋转轴线503为中心旋转。
[0069] 刀具主轴121由滑枕163支承。刀具主轴121与滑枕163的+Y轴方向上的顶端部连接。刀具主轴121可利用床鞍161的Z轴方向上的移动、交叉滑板162的X轴方向上的移动、以及滑枕163的Y轴方向上的移动在加工区域110内三维地移动。
[0070] 刀具主轴121还设置成能以与Y轴平行的回转轴线504为中心回转(B轴回转)。刀具主轴121的回转范围优选是相对于刀具主轴121的主轴端面122朝向下方的基准姿势(在图1和图2中所示的姿势)呈±90°以上的范围。作为一个例子,刀具主轴121的回转范围是相对于基准姿势呈±120°的范围。
[0071] 加工机械100还具有自动换刀装置(ATC:Automatic Tool Changer)141和刀具库171。
[0072] 刀具库171收纳工件的铣削加工所使用的多个旋转刀具T。刀具库171设置于加工区域110的外部。刀具库171隔着第1工件主轴111(第1纵框架152)而设置于加工区域110的相反侧。第1工件主轴111(第1纵框架152)在Z轴方向上配置于刀具库171与加工区域110之间。
[0073] 自动换刀装置141以可在加工区域110内的刀具主轴121与加工区域110外的刀具库171之间更换刀具的方式构成。
[0074] 自动换刀装置141由第1横框架154支承。自动换刀装置141可利用设置到第1横框架154等的各种输送机构、引导机构以及伺服马达等在Z轴方向上移动。
[0075] 更具体而言,在第1横框架154设置有齿条156和轨道155。齿条156和轨道155在Z轴方向上延伸。齿条156和轨道155在Z轴方向上延伸的范围包括加工区域110的Z轴方向上的范围。在自动换刀装置141设置有与齿条156卡合的小齿轮(未图示)。在自动换刀装置141设置有一边与轨道155卡合一边可在Z轴方向上滑动的滑动件(未图示)。
[0076] 接受来自伺服马达的旋转的小齿轮向正方向或反方向旋转,从而自动换刀装置141向+Z轴方向或‑Z轴方向移动。自动换刀装置141可在加工区域110的内部与外部之间移动。
[0077] 自动换刀装置141可在如下位置之间移动:待机位置(图1中所示的自动换刀装置141的位置),其位于加工区域110的外部、且第1工件主轴111的上方,自动换刀装置141在该待机位置处待机;机内侧换刀位置,其位于加工区域110的内部且Z轴方向上的任意的坐标,自动换刀装置141在该机内侧换刀位置处与刀具主轴121进行换刀;以及刀库侧换刀位置,其位于加工区域110的外部且隔着待机位置位于机内侧换刀位置的相反侧,自动换刀装置
141在该刀库侧换刀位置处与刀具库171进行换刀。
[0078] 自动换刀装置141具有升降臂143和双臂144。升降臂143以X轴方向(上下方向)成为长度方向的方式呈臂状延伸。升降臂143可在X轴方向上进行升降动作。
[0079] 双臂144呈臂状延伸,在其两端具有可把持刀具的把持部。双臂144能以与Z轴平行的回转轴线505为中心回转,并且,可在回转轴线505的轴向上滑动。在上述的机内侧换刀位置和刀库侧换刀位置的各位置处,升降臂143升降动作,双臂144进行回转和滑动动作,从而自动换刀装置141进行换刀。
[0080] 加工机械100还具有附加加工用头131。附加加工用头131向工件喷出材料粉末,并且,照射激光,从而进行附加加工(指向性能量堆积法(Directed Energy Deposition))。作为材料粉末,能够利用不锈钢、钨铬钴合金、镍铬铁耐热耐蚀合金或者钛等的金属粉末。此外,材料粉末并不限于金属粉末。
[0081] 附加加工用头131具有头主体132和激光工具133。激光和材料粉末导入头主体132。激光工具133朝向工件出射激光,并且,确定工件中的激光的照射区域。导入到附加加工用头131的材料粉末经由喷嘴(未图示)朝向工件喷出。
[0082] 加工机械100具有多个激光工具133。多个激光工具133在工件上确定的激光的照射区域的形状和/或大小不同。在头主体132,与执行的附加加工的条件相应地选择性地安装有多个激光工具133中任一个激光工具133。
[0083] 附加加工用头131还具有圆盘部136。圆盘部136具有Y轴方向成为厚度方向的圆盘形状。圆盘部136与头主体132连接。圆盘部136设置于自头主体132的+Y轴方向上的前端部弯折成直角的位置。刀具主轴121具有前表面部124和侧面部123。前表面部124朝向+Y轴方向。侧面部123在刀具主轴121的基准姿势下朝向+Z轴方向。
[0084] 附加加工用头131以可相对于刀具主轴121拆装的方式设置。附加加工用头131以头主体132与侧面部123相对、圆盘部136与前表面部124相对的方式安装于刀具主轴121。
[0085] 在附加加工用头131(圆盘部136)和刀具主轴(前表面部124)内置有利用了弹力等的夹紧机构,在附加加工用头131相对于刀具主轴121的安装时,该夹紧机构动作,从而附加加工用头131与刀具主轴121连接。附加加工用头131与刀具主轴121连接,从而可与刀具主轴121一体地在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上移动。
[0086] 图3~图5是表示图1中的用于向附加加工用头供给激光和材料粉末的构造的立体图。
[0087] 参照图1~图5,加工机械100还具有材料粉末供给装置341和激光振荡装置342、以及管线体210。
[0088] 材料粉末供给装置341和激光振荡装置342设置于加工区域110的外部。材料粉末供给装置341朝向附加加工用头131送出附加加工所使用的材料粉末。激光振荡装置342使附加加工所使用的激光振荡。
[0089] 管线体210向附加加工用头131供给来自材料粉末供给装置341的材料粉末,向附加加工用头131供给来自激光振荡装置342的激光。管线体210从附加加工用头131延伸。管线体210从加工区域110的内部向外部引出,与材料粉末供给装置341和激光振荡装置342连接。
[0090] 管线体210具有挠性,可在受到了外力的情况下弯曲变形。管线体210包括:用于引导激光的光纤;用于引导材料粉末的配管;成为空气的流路的空气配管;成为非活性气体的流路的气体配管;成为制冷剂的流路的冷却配管;电气配线;以及收纳这些的挠性管211。
[0091] 加工机械100还具有支承部221。支承部221在加工区域110的外部支承从加工区域110内引出来的管线体210。支承部221设置于比附加加工用头131靠上方的位置。支承部221由第1横框架154和第2横框架311支承。
[0092] 支承部221由设置到第1横框架154等的各种引导机构沿着Z轴方向引导。支承部221以可相对于床鞍161拆装的方式设置。支承部221与床鞍161连接,从而与床鞍161一体地在Z轴方向上移动。
[0093] 而且,支承部221可利用设置到第1横框架154等的各种输送机构和伺服马达等单独在Z轴方向上移动(自行移动机构)。在支承部221设置有与设置到第1横框架154的齿条156卡合的小齿轮(未图示)。在解除了支承部221相对于床鞍161的连接的状态下,接受来自伺服马达的旋转的小齿轮向正方向或反方向旋转,从而支承部221向+Z轴方向或‑Z轴方向移动。
[0094] 在这样的结构中,自动换刀装置141和支承部221共用用于可进行Z轴方向上的移动的引导机构(轨道155)和输送机构(齿条156)。
[0095] 此外,随后详细地说明用于向附加加工用头131供给激光和材料粉末的构造。
[0096] 图6~图8是示意性地表示图1中的加工机械中的工件的加工流程的主视图。
[0097] 参照图6~图8,加工机械100还具有激光工具收纳部191和头收纳部192。激光工具收纳部191以可收纳多个激光工具133的方式构成。头收纳部192以可收纳在工件的去除加工时与刀具主轴121分离开的附加加工用头131的方式构成。
[0098] 激光工具收纳部191和头收纳部192设置于加工区域110的外部。激光工具收纳部191在X轴方向(上下方向)上设置于第1工件主轴111与自动换刀装置141的待机位置之间。
头收纳部192设置于第2工件主轴116的上方。
[0099] 如图6所示,在工件W的附加加工时,附加加工用头131安装于刀具主轴121。刀具主轴121在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上移动,从而附加加工用头131也与刀具主轴121一体地在加工区域110内移动。由此,由附加加工用头131进行的附加加工的加工位置三维地移位。而且,刀具主轴121以回转轴线504为中心回转,从而附加加工用头131也与刀具主轴121一体地以回转轴线504为中心回转。由此,能够使由附加加工用头131进行的附加加工的朝向(激光相对于工件的照射方向)自由变化。
[0100] 附加加工用头131在Z轴方向上向与激光工具收纳部191相对的位置移动,从而可将安装到附加加工用头131的激光工具133更换成收纳到激光工具收纳部191的别的激光工具133。
[0101] 如图7所示,在接着工件W的附加加工进行工件W的去除加工的情况下,解除刀具主轴121与附加加工用头131的连接,并且,解除支承部221相对于床鞍161的连接。利用设置到支承部221的自行移动机构使与支承部221一体的附加加工用头131从加工区域110内向加工区域110外的头收纳部192移动。
[0102] 另一方面,使与附加加工用头131分离开的刀具主轴121从基准姿势以回转轴线504为中心回转90°。使自动换刀装置141从待机位置移动到加工区域110内的机内侧换刀位置。利用自动换刀装置141将在自动换刀装置141中的双臂144把持的刀具Ta安装于刀具主轴121。使自动换刀装置141从机内侧换刀位置向待机位置移动,从而刀具相对于刀具主轴
121的安装完成。
[0103] 此外,机内侧换刀位置以从换刀开始时的刀具主轴121的位置到机内侧换刀位置为止的刀具主轴121的移动量变短的方式恰当地设定。如此设定的机内侧换刀位置既可以从Z轴方向上的任意的坐标选择,也可以从Z轴方向上的多个坐标的候补选择。
[0104] 如图8所示,在工件W的去除加工时,在附加加工用头131收纳到头收纳部192的状态下,利用保持到刀具主轴121的刀具Ta对工件进行铣削加工。
[0105] 在此期间内,使自动换刀装置141从待机位置向刀库侧换刀位置移动,在刀库侧换刀位置处使收纳到刀具库171的刀具Tb移向自动换刀装置141。使把持着刀具Tb的自动换刀装置141从刀库侧换刀位置向待机位置移动,从而准备刀具主轴121中的下次换刀。
[0106] 接下来,更详细地说明用于向附加加工用头131供给激光和材料粉末的构造。
[0107] 图9是局部地表示图1中的加工机械的俯视图。参照图3和图9,防护板181具有滑盖351。
[0108] 滑盖351整体上具有与X轴‑Z轴平面平行的平板形状。滑盖351配置于加工区域110的里侧(加工区域110的‑Y轴方向上的端部)。滑枕163在Y轴方向上从加工区域110外贯通滑盖351而进入加工区域110内。滑盖351可与滑枕163的X轴方向和Z轴方向上的移动相应地滑动变形。
[0109] 在滑盖351设置有管线体插入孔352。管线体插入孔352由在Y轴方向上贯通滑盖351的贯通孔构成。管线体210(挠性管211)从加工区域110内插入管线体插入孔352,从而向加工区域110外引出。
[0110] 管线体210(挠性管211)从加工区域110的内部向外部引出的引出方向在俯视时是与Z轴方向交叉的方向。
[0111] 管线体210(挠性管211)从加工区域110的内部向外部引出的引出方向在俯视时是与Z轴方向正交的方向。管线体210(挠性管211)从加工区域110的内部向外部引出的引出方向在俯视时是‑Y轴方向。管线体210(挠性管211)在俯视时一边向‑Y轴方向延伸一边贯穿管线体插入孔352。
[0112] 图10是表示刀具主轴在加工区域内的最大移动量的立体图。参照图10,刀具主轴121的Y轴方向上的最大移动量Ymax比刀具主轴121的Z轴方向上的最大移动量Zmax短(Ymax<Zmax)。刀具主轴121的X轴方向上的最大移动量Xmax比刀具主轴121的Z轴方向上的最大移动量Zmax短(Xmax<Zmax)。刀具主轴121的Y轴方向上的最大移动量Ymax既可以是刀具主轴121的X轴方向上的最大移动量Xmax以上,也可以比刀具主轴121的X轴方向上的最大移动量Xmax小。
[0113] 刀具主轴121的Z轴方向上的最大移动量Zmax例如也可以是4000mm以上。
[0114] 在这样的结构中,假设在从附加加工用头131延伸的管线体210一边在俯视时朝向+Z轴方向延伸一边向加工区域110的外部引出的情况下,随着刀具主轴121和附加加工用头131的‑Z轴方向上的移动,在加工区域110内延伸的管线体210的全长变得相当长。在该情况下,产生加工区域110内的管线体210由于其自重而大幅度挠曲的担心。此外,若管线体210在加工区域内110内大幅度挠曲,则产生如下担心:管线体210与保持到第2工件主轴116的工件干涉,或者,在第2工件主轴116是可在Z轴方向上移动的结构的情况下,管线体210与第
2工件主轴116本身干涉。
[0115] 参照图9和图10,相对于此,在本实施方式中的加工机械100中,管线体210从加工区域110的内部向外部引出的引出方向在俯视时是Y轴方向(‑Y轴方向),刀具主轴121的Y轴方向上的最大移动量Ymax比刀具主轴121的Z轴方向上的最大移动量Zmax短。根据这样的结构,即使在附加加工用头131与刀具主轴121一起在Y轴方向上移动了的情况下,也能够将在加工区域110内延伸的管线体210的全长抑制得较短。由此,能够抑制加工区域110内的管线体210的挠曲,同时防止管线体210与第2工件主轴116、或保持到第2工件主轴116的工件之间的干涉。
[0116] 参照图3~图5和图9,支承部221具有基座331、滑轮部332、以及螺旋弹簧(弹性构件)333。
[0117] 基座331设置于第1横框架154和第2横框架311上。基座331在俯视时跨在第1横框架154与第2横框架311之间地设置。从加工区域110的内部引出到外部的管线体210布设在基座331上。布设到基座331上的管线体210在贯穿了可在Z轴方向上滑移的未图示的Cable Bear(注册商标)之后朝向材料粉末供给装置341和激光振荡装置342延伸。
[0118] 滑轮部332由基座331支承。滑轮部332设置成,能以与X轴方向(上下方向)平行的旋转轴线526为中心旋转,并且,可在Y轴方向上滑动移动。
[0119] 螺旋弹簧333的一端的与滑轮部332连接。螺旋弹簧333的另一端借助支架334与基座331连接。螺旋弹簧333使‑Y轴方向的弹性力作用于滑轮部332。螺旋弹簧333对滑轮部332作用在俯视时远离加工区域110的方向的弹性力。
[0120] 挠性管211由具有挠性的管构成。挠性管211在加工区域110的内部与外部之间延伸。挠性管211的一端211p配置于加工区域110的内部。挠性管211的另一端211q配置于加工区域110的外部。
[0121] 经由管线体插入孔352从加工区域110的内部引出到外部的挠性管211在基座331上向‑Y轴方向延伸。挠性管211绕挂于滑轮部332,翻转180°而向+Y轴方向延伸。挠性管211的另一端211q在挠性管211的向+Y轴方向延伸的顶端处固定于基座331。
[0122] 滑轮部332和螺旋弹簧333构成张力赋予机构335。张力赋予机构335对管线体210(挠性管211)赋予了远离加工区域110内的附加加工用头131的方向的张力。张力赋予机构335对管线体210(挠性管211)赋予了从加工区域110的内部朝向外部的拉拽力。
[0123] 根据这样的结构,能够进一步有效地抑制加工区域110内的管线体210的挠曲。另外,滑轮部332在Y轴方向上滑动移动,从而能够与附加加工用头131的位置相应地自动地调整加工区域111内的管线体210的长度。
[0124] 此外,构成张力赋予机构335的弹性构件并没有特别限定,例如,也可以使用气体弹簧来替代螺旋弹簧333。
[0125] 图11是表示图3中的由双点划线XI围成的范围的剖视图。图12是表示图3中的由双点划线XII围成的范围的剖视图。
[0126] 参照图3~图5、图11以及图12,加工机械100还具有第1引导机构370和第2引导机构360。第1引导机构370和第2引导机构360沿着Z轴方向引导支承部221。第1引导机构370和第2引导机构360以在Y轴方向上相互分开的方式设置。
[0127] 如图3、图4以及图11所示,支承部221还具有块336。块336固定于基座331。块336在Y轴方向上与第1横框架154相对。
[0128] 第1引导机构370具有轨道155和滑动件372。第1引导机构370具有两组轨道155和滑动件372。轨道155安装于第1横框架154。轨道155在Z轴方向上延伸。滑动件372安装于块336。滑动件372借助未图示的多个球与轨道155卡合。滑动件372与轨道155一起构成Z轴方向上的直线引导机构。
[0129] 如图3~图5和图12所示,第2引导机构360设置于向‑Y轴方向与第1引导机构370分开的位置。第2引导机构360具有轨道312、一对第1辊361、362、以及一对第2辊363、364。第2引导机构360具有两组一对第1辊361、362和一对第2辊363、364。
[0130] 轨道312安装于第2横框架311。轨道312在Z轴方向上延伸。一对第1辊361、362和一对第2辊363、364由基座331支承。
[0131] 第1辊361和第1辊362分别设置成能以与X轴方向平行的旋转轴线531和旋转轴线532为中心旋转。第1辊361和第1辊362从Y轴方向上的两侧夹持轨道312。第2辊363和第2辊
364分别被支承成能以与Y轴方向平行的旋转轴线533和旋转轴线534为中心旋转。第2辊363和第2辊364从X轴方向上的两侧夹持轨道312。
[0132] 根据这样的结构,支承部221在沿着Y轴方向相互分开的位置处由第1引导机构370和第2引导机构360引导,因此,能够使支承部221在Z轴方向上顺利地移动。
[0133] 图13是表示图5中的由双点划线XIII围成的范围的剖视图。参照图5和图13,加工机械100还具有连结机构380。
[0134] 连结机构380可在第1状态与第2状态之间动作,该第1状态是如下状态:在附加加工用头131安装于刀具主轴121、并进行工件的附加加工的情况下,使刀具主轴121与支承部221之间连结,该第2状态是如下状态:在从刀具主轴121拆卸附加加工用头131、并进行工件的去除加工的情况下,解除刀具主轴121与支承部221之间的连结。
[0135] 连结机构380具有气缸382和块381。块381安装于床鞍161。在块381设置有销插入孔386。销插入孔386在Y轴方向上延伸,朝向+Y轴方向开口。
[0136] 气缸382安装于支承部221。气缸382具有销384。销384可利用气缸382的驱动而在Y轴方向上进退。销384插入销插入孔386,从而获得使刀具主轴121与支承部221之间连结的第1状态。销384从销插入孔386拔出,从而获得解除刀具主轴121与支承部221之间的连结的第2状态。
[0137] 根据这样的结构,在工件的附加加工时,利用连结机构380使刀具主轴121与支承部221之间连结,从而使支承部221与刀具主轴121和附加加工用头131一体地在Z轴方向上移动。由此,能够利用简易的结构实现使支承部221与刀具主轴121和附加加工用头131同步地在Z轴方向上移动的构造。另外,在工件的去除加工时,解除由连结机构380进行的刀具主轴121与支承部221之间的连结,从而能够利用与支承部221和附加加工用头131分离开的刀具主轴121进行工件的去除加工。
[0138] 参照图3和图4,加工机械100还具有第1引导构件320。第1引导构件320在附加加工用头131与支承部221之间引导管线体210(挠性管211)。第1引导构件320以能以与Z轴平行的第1转动轴线522为中心转动的方式与附加加工用头131连接。第1引导构件320以能以与Z轴平行的第2转动轴线521为中心转动的方式与支承部221连接。
[0139] 第1引导构件320从支承部221朝向随后论述的第2引导构件325向斜下方向(+Y轴方向、且‑X轴方向)延伸。第1引导构件320在第1转动轴线522处与第2引导构件325连接,在第2转动轴线521处与基座331连接。第1引导构件320以第1转动轴线522和第2转动轴线521为中心转动,从而第1引导构件320的倾斜变化。
[0140] 第1引导构件320具有线性引导部321和多个罩体323。
[0141] 线性引导部321在第1转动轴线522与第2转动轴线521之间呈直线状延伸。线性引导部321以从下方支承从支承部221朝向第2引导构件325放出的管线体210(挠性管211)的方式设置。线性引导部321设置为以第1转动轴线522与第2转动轴线521之间的距离变化的方式伸缩的伸缩机构。线性引导部321具有在从第1转动轴线522朝向第2转动轴线521的方向上可伸缩地组合起来的多个线性引导件的多级构造。
[0142] 多个罩体323安装于线性引导部321。多个罩体323在从第1转动轴线522朝向第2转动轴线521的方向上相互设置有间隔地配置。罩体323以从由线性引导部321支承的挠性管211的外周覆盖该挠性管211的方式设置。挠性管211由第1引导构件320支承成,可沿着由第
1引导构件320引导的引导方向(连结第1转动轴线522和第2转动轴线521的方向)滑动。
[0143] 根据这样的结构,在附加加工用头131在Y轴‑X轴平面内移动着的情况下,第1引导构件320以第1转动轴线522和第2转动轴线521为中心转动,并且,线性引导部321伸缩动作。由此,位于第2引导构件325与支承部221之间的管线体210(挠性管211)的布设路径与附加加工用头131的移动相应地顺利地变化,因此,不施加过度的负载,就能够顺利地引出管线体210(挠性管211)。
[0144] 图14是表示图3中的由双点划线XIV围成的范围的立体图。图15是表示图14中的加工机械的主视图。
[0145] 参照图14和图15,加工机械100还具有第2引导构件325。第2引导构件325在布设管线体210的路径上设置于附加加工用头131与第1引导构件320之间。第2引导构件325沿着回转轴线504的周向引导从附加加工用头131延伸的管线体210。
[0146] 第2引导构件325在刀具主轴121的回转时以维持第2引导构件325的回转轴线504的周向上的姿势的方式以回转轴线504为中心相对于刀具主轴121相对地转动。
[0147] 圆盘部136在Y轴方向(回转轴线504的轴向)上配置于第2引导构件325与刀具主轴121之间。第2引导构件325由附加加工用头131中的圆盘部136支承。第2引导构件325能以回转轴线504为中心相对于圆盘部136相对地转动。
[0148] 第2引导构件325具有外周壁326。外周壁326呈沿着回转轴线504的周向延伸的壁形状。
[0149] 在圆盘部136连接有内周壁327。内周壁327从圆盘部136向+Y轴方向突出,呈沿着回转轴线504的周向延伸的壁形状。内周壁327配置于外周壁326的内周侧。在内周壁327与外周壁326之间设置有在回转轴线504的周向上延伸的空间,在该空间配置有管线体210(挠性管211)。
[0150] 在刀具主轴121的回转时,内周壁327与同刀具主轴121一体的圆盘部136一起以回转轴线504为中心回转动作。另一方面,在第2引导构件325连接有第1引导构件320,因此,第2引导构件325以维持第2引导构件325的回转轴线504的周向上的姿势的方式以回转轴线
504为中心相对于刀具主轴121(圆盘部136)相对地转动。
[0151] 此时,管线体210(挠性管211)在内周壁327与外周壁326之间的空间中在回转轴线504的周向上滑动,从而维持挠性管211的一端的211p与头主体132之间的相对的位置关系。
由此,确保管线体210的以回转轴线504为中心的布设路径,因此,能够抑制随着刀具主轴
121的B轴回转而过度的负载施加于管线体210。
[0152] 若总结以上进行了说明的、本发明的实施方式中的加工机械100的构造,则本实施方式中的加工机械100是能够进行工件的附加加工和去除加工的加工机械。加工机械100具备:防护板181,其用于划分形成加工区域110;刀具主轴121,其保持用于工件的去除加工的旋转刀具,能够在加工区域110的内部在与水平方向平行的作为第1轴的Z轴的轴向和与水平方向平行且与Z轴正交的作为第2轴的Y轴的轴向上移动;附加加工用头131,其与刀具主轴121连接,向工件喷出材料粉末且照射激光;以及管线体210,其从附加加工用头131延伸,从加工区域110的内部向外部引出,向附加加工用头131供给材料粉末和激光。刀具主轴121的Y轴的轴向上的最大移动量比刀具主轴121的Z轴的轴向上的最大移动量短。管线体210从加工区域110的内部向外部引出的引出方向在俯视时是与Z轴的轴向交叉的方向。
[0153] 根据如此构成的、本发明的实施方式中的加工机械100,能够抑制用于向附加加工用头131供给材料粉末和激光的管线体210在加工区域110内产生挠曲。
[0154] 此外,在本实施方式中,对以具有车削功能和铣削功能的组合机床为基础而构成了AM/SM混合加工机的情况进行了说明,但并不限于这样的结构,例如,也可以以具有铣削功能的加工中心为基础而构成AM/SM混合加工机。
[0155] 应该认为此次所公开的实施方式在全部的点都是例示,并非限制性的。本发明的范围不是由上述的说明、而是由权利要求书表示,意图在于包括与权利要求书同等的意味和范围内的全部的变更。
[0156] 产业上的可利用性
[0157] 本发明主要适用于可进行工件的附加加工和去除加工的AM/SM混合加工机。
[0158] 附图标记说明
[0159] 100、加工机械;110、加工区域;111、第1工件主轴;116、第2工件主轴;121、刀具主轴;122、主轴端面;123、侧面部;124、前表面部;131、附加加工用头;132、头主体;133、激光工具;136、圆盘部;141、自动换刀装置;143、升降臂;144、双臂;151、机座;152、第1纵框架;153、第2纵框架;154、第1横框架;155、312、轨道;156、齿条;161、床鞍;162、交叉滑板;163、滑枕;171、刀具库;181、防护板;191、激光工具收纳部;192、头收纳部;210、管线体;211、挠性管;211p、一端;211q、另一端;221、支承部;311、第2横框架;320、第1引导构件;321、线性引导部;323、罩体;325、第2引导构件;326、外周壁;327、内周壁;331、基座;332、滑轮部;
333、螺旋弹簧;334、支架;335、张力赋予机构;336、381、块;341、材料粉末供给装置;342、激光振荡装置;351、滑盖;352、管线体插入孔;360、第2引导机构;361、362、第1辊;363、364、第
2辊;370、第1引导机构;372、滑动件;380、连结机构;382、气缸;386、销插入孔;501、502、
503、526、531、532、533、534、旋转轴线;504、505、回转轴线;521、第2转动轴线;522、第1转动轴线。