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発明の名称 作業室を有する工作機械
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−34478
公開日 平成10年(1998)2月10日
出願番号 特願平9−97898
出願日 平成9年(1997)4月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】田辺 徹
発明者 アントン シュヴァイツァー / カール ドイフェル
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 作業室(11)を有し、そのなかに被加工工作物(17)用受容部(18)が設けられており、加工操作終了後にこれらの工作物が交換されるようになった工作機械において、作業室(11)内に工作物(17)用取出装置(21)が設けられており、加工操作終了後にこの取出装置が加工済み工作物(17)を受容部(18)から取り出して、交換のためにこの受容部から距離を置いて用意することを特徴とする、工作機械。
【請求項2】 受容部(18)内にある加工済み工作物(17)を取出装置(21)が上から把持することを特徴とする、請求項1記載の工作機械。
【請求項3】 受容部(18)内にある加工済み工作物(17)を取出装置(21)が斜め上から把持することを特徴とする、請求項2記載の工作機械。
【請求項4】 取出装置(21)が工作物(17)用保持装置(22)を含み、この保持装置が送り装置(23)によって受容部(18)付近の係合位置と受容部(18)より上の静止位置との間で調整可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項5】 保持装置(22)が係合位置に調整されるとこの保持装置が加工済み工作物(17)に自動的に係合することを特徴とする、請求項4記載の工作機械。
【請求項6】 保持装置(22)がその静止位置において加工済み工作物(17)を自由に垂れ下げて用意することを特徴とする、請求項4又は5記載の工作機械。
【請求項7】 保持装置(22)がばね押鉤具(44、45)を含み、保持装置(22)を係合位置に調整するとこの鉤具が加工済み工作物(17)に自動的に係合することを特徴とする、請求項4〜6のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項8】 取出装置(21)が、保持装置(22)をその静止位置で形状嵌合式に保持する鎖錠装置(31、32、33)を含むことを特徴とする、請求項4〜7のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項9】 鎖錠装置(31、32、33)が、ピストン・シリンダユニット(33)を介して保持装置(22)との係合から解除可能なばね押鉤具(32)を含むことを特徴とする、請求項8記載の工作機械。
【請求項10】 取出装置(21)が、2個以上の並行して加工された工作物(17)を同時に取り出すように設計されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項11】 送り装置(23)が、工作機械(10)に固着される支持構造体(26)を有し、保持装置(22)が好ましくはピストン・シリンダユニット(28)を介して2つの端位置の間を摺動可能にこの支持構造体で支承されていることを特徴とする、請求項4〜10のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項12】 取出装置(21)が少なくとも1つの減衰部材(35、36)を有し、保持装置(22)がその係合位置及び/又は静止位置に接近するとこの減衰部材が保持装置の動きを減衰することを特徴とする、請求項4〜11のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項13】 作業室(11)が外装(12)によって密閉されており、操作ドアで閉鎖可能な開口部(13)がこの外装に設けられており、保持装置(22)がその静止位置において加工済み工作物(17)を開口部(13)の領域内で保持することを特徴とする、請求項4〜12のいずれか1項記載の工作機械。
【請求項14】 自動洗浄装置(62)が設けられており、これが加工済み工作物(17)を洗浄し、及び/又はこの工作物を受容部(18)から取り出した後にこの受容部(18)を洗浄することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項記載の工作機械。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業室を有し、そのなかに被加工工作物用受容部が設けられており、加工操作終了後にこれらの工作物が交換されるようになった工作機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】このような工作機械は先行技術により公知である。
【0003】公知の工作機械は一般に外装を有し、この外装が作業室を外部に対して密閉して、周囲を飛散する切屑及び切削油剤から周囲及び操作員を保護している。この外装に、操作扉によって閉鎖可能な開口部が設けられており、この開口部を通して被加工工作物は既に加工済みの工作物と交換される。
【0004】公知の工作機械は一般に工作物テーブルを有し、被加工工作物を装着するための受容部がこのテーブル上に設けられている。加工操作が終了したなら、操作扉が自動的に又は操作員によって開かれ、受容部が自動的に又は操作員の側での操作によって開かれて、工作物は取出し可能となる。
【0005】操作員は次にまず、手動操作される洗浄ガンによって、なお受容部上にある工作物を洗浄し、次に工作物を作業室から取り出す。次に、操作員によって受容部から切屑が除去され、次に第3作業操作において新たな工作物が受容部に載置される。
【0006】つまり、工作物を交換するために操作員は合計3回作業室内に介入しなければならない。これらの作業操作は肉体的に苦労であるだけでなく、洗浄された工作物が直接操作員によって受容部から取り上げられ、作業室から取り出されるので、かなりの汚れとも結びついている。切削油剤が滴下するため工作機械の外側で操作員及び周囲が汚れることになる。
【0007】身体的苦労及び汚れの他に、このような工作機械では更に欠点として、なお加工しなければならない工作物を加工済み工作物と交換するために前記3つの作業操作が必要である。これらの3つの操作は、手で実行されるので、工作物交換時間を算定するとき速度規定的ステップである。特に出来高払いの請負仕事のときこれは操作員を付加的に強い能率上の圧迫のもとにおき、これにより、特に工作物及び受容部の洗浄時に間違いや不注意が不可避となる。
【0008】手動操作の故に、受容部が完全には洗浄されず、例えば切屑が残存することで、新たに装着する工作物が正しい位置で受容部内に嵌着されなくなることがあり、そのことで加工精度に偏差を生じる限りで、他の欠点が生じる。
【0009】これらの欠点の幾つかは自動工作物交換装置を使用することによって防止することができるが、しかし自動工作物交換装置には数多くの欠点が結びついている。経費要因がきわめて高い他、これらの工作物交換装置は、高度に熟練した操作員を必要とする限りでも不利であり、高度に自動化された工作機械の受入は実際には比較的低い。
【0010】自動工作物交換器の他の欠点として、これらの工作物交換器は通常の操作扉を通して作動し、工作機械で整備作業を行うとき工作物交換装置と衝突する危険があるだけでなく、作業室へのアクセスがこれらの装置によってかなり悪くもなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】こうした背景のもと、本発明の課題は、発明の属する技術分野のところで指摘した工作機械を改良して、僅かな設計で一層迅速確実な工作物交換が操作員にとって好ましい仕方で手で可能となるようにすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1〜14のいずれかに記載の工作機械を要旨としている。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明によれば、前述の課題は、作業室内に工作物用取出装置が設けられており、加工操作終了後にこの取出装置が加工済み工作物を受容部から取り出して、交換のためにこの受容部から距離を置いて用意することによって解決される。
【0014】本発明の根底にある課題がこうして完全に解決される。
【0015】つまり、加工操作終了後に加工済み工作物を受容部から自動的に離間させ、但し作業室内に留め、まず新たな工作物を受容部に載置した後に、そこから操作員が加工済み工作物を取り出すようにすることがこのような取出装置によって可能となることを、本願の発明者達は見抜いた。新たな工作物を受容部に載置し、いわば作業室から引き戻すときに、既に加工された工作物を連行することが、いまや単一の工程において可能である。
【0016】加工済み工作物が作業室内で受容部から離間保持されるので、この中間保管の間に切削油剤は滴下することができ、汚れの問題もかなり減少する。
【0017】工作物交換時の作業操作数が減少するので工作物交換時間もかなり短くなり、この新規な工作機械では単位時間当たり全体として一層多くの工作物を加工することができ、しかもそのことで操作員の負担が強まることもない。その逆に、作業操作数が少ないので、この新規な工作機械は公知の工作機械よりもかなり操作し易くさえある。
【0018】この場合1展開において、自動洗浄装置が設けられており、これが加工済み工作物を洗浄し、及び/又はこの工作物を受容部から取り出した後にこの受容部を洗浄するのが好ましい。
【0019】この場合利点として、工作物交換のために操作員が実行しなければならない作業操作数が1操作に減少する。この作業操作の終了後、まだ受容部内にある加工済み工作物をまず洗浄し、次に、受容部の自動開放後、取出装置によってこの工作物が受容部から取り出される。次になお受容部自体が洗浄される。この洗浄操作は自動的に行われるので、洗浄操作全体が高い再現性で行われ、加工済み工作物及び/又は受容部に切屑の残留する危険はかなり低下する。このことから全体としてこの新規な工作機械では加工精度が高まる。
【0020】これらの洗浄操作が終了した後、操作扉が開かれ、次に操作員が新たな工作物を受容部に載置し、そこに工作物は好ましくは自動的に装着される。同じ工程において操作員は次に取出装置内にある工作物を把持して、加工済み工作物と一緒に作業室から”引き”戻す。換言するなら、この新規な工作機械で工作物を交換するのに必要となる作業操作はなお1つにすぎず、なお一層迅速確実な工作物交換が可能となる。
【0021】前記の如くに操作扉を通して作動する自動工作物交換装置と比較して、ここで新規に提供された取出装置はかなり安価に、設計上単純に構成されているだけでなく、更には、工作機械の作業室の内部にそれが配置されるので操作員と衝突することがなく、自動工作物交換装置を有する公知の工作機械に比べてこの新規な工作機械の動作信頼性も高まっている。
【0022】更に、工作物交換のために簡単な操作がなお必要とされるだけであるので、この新規な工作機械の受入はきわめて高い。特になお指摘しておくなら、特別訓練された操作員が必要ではない。最後に指摘した利点から、工作物経費が低下することになる。
【0023】1つの展開において、受容部内にある加工済み工作物を取出装置が上から、好ましくは斜め上から、把持するのが好ましい。
【0024】この場合利点として、この新規な取出装置は既存工作機械でも追加装備することができ、特に工作物テーブルに設計変更する必要がない。つまり工作物テーブルの上方には一般にどの工作機械でもなお或る程度の余分なスペースがあり、そこに取出装置を配置することができる。主軸頭は工作物を加工するために周知の如くに作業室内でさまざまな位置に移動しなければならないが、取出装置が斜め上から加工済み工作物を把持するとき、この配置によって、工作機械の主軸頭に衝突することのないようにすることができる。
【0025】しかしこの配置は、装着側と加工側とに分割された工作物テーブルを有する工作機械において特に有利である。このような工作機械では、工作物テーブルが180°往復回転することによって、しかし又は、いわゆる縦長ベッド工作機械におけるように工作物テーブルと主軸頭との間で相対位置運動が行われることによって、工作物テーブル上で工作物交換が行われる。
【0026】2つの工作物の加工の間に工作物テーブルが移動するこうした場合には常に、この新規な取出装置を上から把持させるのが特に簡単である。というのもこの場合工作物テーブル自体に設計変更を行う必要がないからである。
【0027】取出装置が工作物用保持装置を含み、この保持装置が送り装置によって受容部付近の係合位置と受容部より上の静止位置との間で調整可能であることが一般に好ましく、保持装置は好ましくは係合位置に調整されると加工済み工作物に自動的に係合する。
【0028】この措置では設計上の利点として、保持装置を受容部へと送るだけで、これを加工済み工作物と係合させることができ、保持装置を静止位置に引き戻すとき工作物が受容部から取り出される。静止位置は受容部の上方に設けられているので、次の工作物を載置するために操作員が自由に接近可能である。斜め上から把持する取出装置の他の利点は、この場合、滴下する切削油剤が受容部及び操作員を汚すことのないように、保持装置の静止位置のとき工作物が直接垂直に受容部上に垂らされていないことによって得られる。
【0029】特に好ましくは保持装置がその静止位置において加工済み工作物を自由に垂れ下げて用意し、好ましくは保持装置が少なくとも1つのばね押鉤具を含み、保持装置を係合位置に調整するとこの鉤具が加工済み工作物に自動的に係合する。
【0030】この場合利点として、工作物を保持装置から取り出すのに他に操作が必要ではなく、工作物はいわば鉤具に掛けられており、そこから取り出すことができる。操作員が開口部を通して作業室内に屈み込んでそこで行わねばならない操作数が少ないので、このように装備された新規な工作機械はなお一層迅速な工作物交換を可能とする。
【0031】取出装置が、保持装置をその静止位置で形状嵌合式に保持する鎖錠装置を含むのが、一般に好ましい。
【0032】この措置も安全工学上の観点から有利であり、形状嵌合いは積極的に解消し得るだけであるので、工作物を受容していても又受容していなくとも保持装置はその静止位置で確実に保持される。このために、例えば、保持装置を解放するためにピストン・シリンダユニットを介して操作されねばならない鉤具を設けておくことができる。保持装置がその静止位置に移動するときにも自動的に形状嵌合式に把持されるように、この鉤具はばね押式とすることができる。
【0033】これに関連して、鎖錠装置が、ピストン・シリンダユニットを介して保持装置との係合から解除可能なばね押鉤具を含むのが好ましい。
【0034】取出装置が、2個以上の並行して加工された工作物を同時に取り出すように設計されているのが、一般に好ましい。
【0035】この場合利点として、工作機械がまず工作物を加工し、次にこれらの工作物が取出装置によって交換される。
【0036】更に好ましくは、送り装置が、工作機械に固着された支持構造体を有し、保持装置が好ましくはピストン・シリンダユニットを介して2つの端位置の間を摺動可能にこの支持構造体で支承されており、取出装置が好ましくは少なくとも1つの減衰部材を有し、保持装置がその係合位置及び/又は静止位置に接近するとこの減衰部材が保持装置の動きを減衰する。
【0037】この措置は一方で設計上有利であり、ピストン・シリンダユニットがそのピストンロッドを入出させるだけであり、これにより保持装置が両方の端位置の間を往復する。保持装置が移動時に端止めによって過度に強く跳ね返って衝撃を引き起こすことのないように、減衰部材が設けられており、これは例えば単純な緩衝器としておくことができる。この減衰部材を利用する利点として、保持装置の動きがきわめて速いにも拘らず端位置で柔らかい減速が可能となり、垂れ下げられた工作物が鉤具から投げ落とされることはない。
【0038】更になお、作業室が外装によって密閉されており、操作ドアで閉鎖可能な開口部がこの外装に設けられており、保持装置がその静止位置において加工済み工作物を開口部の領域内で保持するのが好ましい。
【0039】この場合利点として、新たな工作物の載置後に既に加工済み工作物を把持するために操作員が不必要に作業室内深くに入り込む必要はない。
【0040】この新規な工作機械は、全体として、きわめて迅速な工作物交換の実行を可能とする。一方でこれに寄与するのが工作機械の一層容易な操作であり、このために工具交換ごとになお1つの操作過程が必要なだけである。他方で工作物交換時間は、取出装置がきわめて迅速に作動し得ることによって短縮される。これに寄与するのは、特に、減衰部材を備えて駆動に使用されるピストン・シリンダユニットである。
【0041】自動工作物交換装置を含む公知の工作機械では、操作扉を通して作業室内に入り込む自動工作物交換装置が動きの複雑さの故に交換時間を比較的長いものにするが、これに比較してこの新規な工作機械では工作物交換時間がかなり短縮される。
【0042】その他の利点は明細書及び添付図面から明らかとなる。
【0043】前記特徴及び以下なお説明する特徴はその都度記載した組合せにおいてだけでなく、本発明の枠から逸脱することなく他の組合せや単独でも勿論適用することができる。
【0044】
【実施例】本発明の1つの実施例が図面に示されており、以下詳しく説明される。
【0045】図1において符号10は略示された工作機械全体であり、これが作業室11を有し、この作業室が外装12によって密閉されている。外装12に設けられた開口部13は、通常、操作扉によって閉鎖されている。この操作扉は見易くする理由から図1には図示されていない。
【0046】作業室11内にやはり略示されただけの主軸頭15があり、これが、やはり略示された工作物17を加工する工具16を備えており、工作物は受容部18内に受容されている。この受容部18は略示された工作物テーブル19上にある。
【0047】主軸頭15は、工作物17で任意の作業操作を実行するために、それ自体公知の仕方で工作物17に対して相対的に、作業室11の内部で直角座標系の3つのすべての方向に移動することができる。
【0048】この加工操作が終了したなら、取出装置21が利用され、この取出装置は保持装置22でもって斜め上から、受容部18内にある工作物17を把持する。この目的のために保持装置22用送り装置23が設けられており、この送り装置が保持装置を二重矢印24の方向で移動させる。図1では取出装置が斜め右上から工作物17を把持する。しかし、取出装置が斜め左上から右下へと工作物17に向かって移動するように取出装置を鉛直軸25の周りで180°回して配置することも可能である。
【0049】図1に示す位置のとき取出装置22はその下側係合位置にあり、この位置において、なお説明する仕方で工作物17に自動的に係合する。次に保持装置22が送り装置23によって矢印24の方向で上方に移動し、そこで保持装置は受容部18の上方でこれから離間したその静止位置に達する。
【0050】送り装置23は、工作機械10の壁27に固着される支持構造体26を含む。この支持構造体26に嵌着されるピストン・シリンダユニット28はそのピストンロッド29が保持装置22に結合されている。
【0051】保持装置22と送り装置23との間に設けられる鎖錠装置が保持装置22付近の鉤具31と支持構造体26の領域内の他の鉤具32とを含む。鉤具31が剛性に配置されている一方、鉤具32はばね荷重を受けており、始動時鉤具31によって図1で右方向に、図1に示す位置にスナップバックし得るまで回避する。次に両方の鉤具31、32が互いに係合する。こうして、保持装置22は静止位置で形状嵌合式に保持される。
【0052】解錠のために、図1に略示されたピストン・シリンダユニット33が設けられており、保持装置22が工作物17に自動的に係合することになる係合位置に保持装置を移動させるためにピストンロッド29が進出すべきとき、このピストン・シリンダユニットは鉤具32を図1で再び右方向に揺動させる。
【0053】支持構造体26の付近になお2つの減衰部材35、36が図示されており、減衰部材は最も単純には緩衝器である。下側減衰部材35は、保持装置22がその静止位置に移動するときこの保持装置に当接し、こうして図1で斜め右上への保持装置22の動きを減衰し、保持装置は穏やかに減速される。こうして、保持装置22が受容した工作物17を逸失することになるような激しい衝突の生じることは防止される。
【0054】上側減衰部材36が横材37と協働する。横材の機能は図2に一層良好に認めることができる。
【0055】図1の取出装置21を右から見た図が図2に示されている。認めることができるように、横材37が2つの案内棒38、39をそれらの上端で互いに結合しており、これらの案内棒38、39は支持構造体26の一部である案内部品41内で案内されている。
【0056】両方の案内棒38、39はピストンロッド29の両側に配置されて、送り装置23の機械的剛性を一層強くしている。こうして、受容された工作物が重い場合でも、ピストンロッド29が曲げ荷重を受けることはない。
【0057】ピストン・シリンダユニット28の上端になお他の端止め42が設けられており、下側減衰部材35が完全に進入したなら、横材37がこの端止めに達する。
【0058】保持装置22が2対の鉤具44、45を含み、これらの鉤具は矢印47の方向で揺動可能に横桁46に配置されている。各2つの鉤具44、45が加工済み工作物17を把持するのに役立つ。なお付記しておくなら、把持されるべき工作物17の形状に応じて単一の鉤具で間に合うこともあり、この鉤具は工作物の適宜な穴のなかに係合して工作物を振子式に垂れ下げ、工作物は操作員によって簡単に取り出すことができる。
【0059】鉤具45を横桁46に枢着する実施例が図3に図示されている。
【0060】鉤具45は、その上端49に作用する揺動軸受48を介して揺動可能に横桁46に配置されている。鉤具45の上端49の両側で横桁46から下方に2つの片持ち腕51、52が延びている。片持ち腕51と鉤具45の上端49との間に設けられる圧縮ばね53は一端が片持ち腕51の袋穴54内に嵌着され、他端は鉤具45の上端49の袋穴55内に嵌着されている。こうして鉤具45が図3で左方向に押圧される。
【0061】鉤具45の上端49の反対側では、第2片持ち腕52内に嵌着された調整ねじ56が作用する。この調整ねじ56によって鉤具45の端位置が確定され、この端位置で鉤具は圧縮ばね53によって押圧される。
【0062】鉤具45は、下端57に、工作物を振子式に垂れ下げるためのくぼみ58を有する。くぼみ58から離れて、図3で下向きに案内斜面61が設けられており、この案内斜面61に加わる圧力によって鉤具が圧縮ばね53の力に抗して図3で右方向に揺動することになるようにこの案内斜面は傾斜している。この案内斜面61は、受容されるべき工作物の方に送られるとき鉤具を自動的に揺動進出させるのに役立ち、このために案内斜面61は工作物17の1つの面又は縁に沿って滑動する。鉤具45が工作物17内に十分に進入したなら、案内斜面61が再び自由となり、鉤具が図3に示す位置に揺動復帰し、くぼみ58は工作物の適宜な突起に係合する。
【0063】以上述べた自動取出装置21によって、加工済み工作物17を鉤具44、45から取り出す前に、操作員が開口部13を通してまず新規な工作物17を受容部18に載置するまで、工作物17の加工後にこの工作物を、例えば自動的に解放される受容部18から取り出して、受容部の上方にずらして保持することが可能となる。
【0064】図1に立ち返って、そこに略示されただけの洗浄装置62になお言及しておく。この洗浄装置は、工作物17の加工が終了したときまず工作物17から切屑を除去するのに利用される。次に取出装置21が工作物17を受容部18から取り出し、その後、受容部がやはり洗浄装置62によって洗浄される。いまやはじめて操作扉が開かれ、その後、既に上で述べた工作物の手動交換が可能となる。
【0065】保持装置22の静止位置にある加工済み工作物17は受容部18の上に直接あるのではないので、工作物17から落下する切屑又は滴下する切削油剤によって受容部が汚されることはない。このようにずらして配置されているので、新たな工作物を受容部18に載置する操作員も汚されない。操作員が工作物17を保持装置22から最終的に取り出すとき、大部分の切削油剤はこの工作物17から滴下しており、こうして操作員の汚れも防止される。




 

 


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