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工作機械を運転する方法 - チロン ヴェルケ ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー
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発明の名称 工作機械を運転する方法
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10−43977
公開日 平成10年(1998)2月17日
出願番号 特願平9−99584
出願日 平成9年(1997)4月3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
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 工作機械(10)が主軸軸線(27)の周りを回転可能な主軸(26)とこの主軸(26)によって担持されて工作物(23)を把持する主軸掴み具(31)と揺動装置(12)とを含み、この揺動装置内に被加工工作物(23)が装着され、これらの工作物が主軸軸線(26)をほぼ横切って延びる揺動装置(12)の揺動軸線(16)の周りで往復揺動可能となった工作機械を運転する方法であって、a)揺動装置(12)に工作物(23)を装着して第1位置に用意する工程、b)装着された工作物(23)を主軸掴み具(31)によって揺動装置(12)から取り出して、工作物(23)を主軸掴み具(31)内で保持する工程、c)空の揺動装置(12)を第2位置に揺動させる工程、d)主軸掴み具(31)によって保持される工作物(23)を揺動装置(12)に装入する工程、e)再装着された工作物(23)を更に加工するために揺動装置(12)を他の位置に揺動させる工程、以上の工程を含む方法。
【請求項2】 工作機械(10)が主軸軸線(27)の周りを回転可能な主軸(26)とこの主軸(26)によって担持されて工作物(23)を把持する主軸掴み具(31)と揺動装置(12)とを含み、この揺動装置内に被加工工作物(23)が装着され、これらの工作物が主軸軸線(26)をほぼ横切って延びる揺動装置(12)の揺動軸線(16)の周りで往復揺動可能となった工作機械を運転する方法であって、a)揺動装置(12)に工作物(23)を装着して第1位置に用意する工程、b)装着された工作物(23)を主軸掴み具(31)によって揺動装置(12)から取り出して、工作物(23)を主軸掴み具(31)内で保持する工程、c)工作物(23)を保持する主軸掴み具(31)を主軸軸線(27)の周りで回転させる工程、d)主軸掴み具(31)によって保持される工作物(23)を揺動装置(12)に装入する工程、e)再装着された工作物(23)を更に加工するために揺動装置(12)を他の位置に揺動させる工程、以上の工程を含む方法。
【請求項3】 工程c)のとき、付加的に工作物(23)を保持する主軸掴み具(31)が主軸軸線(27)の周りで回されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
【請求項4】 揺動装置(12)が、工程a)のとき、その水平位置から約90°揺動した垂直位置に用意され、工程c)のとき、約180°揺動して他方の垂直位置にされ、工程e)のとき、90°揺動して水平位置に戻されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
【請求項5】 前述の工程a)のとき、揺動装置(12)がその水平位置から約90°揺動した垂直位置に用意され、工程c)のとき、主軸掴み具(31)が180°回され、工程e)のとき、揺動装置(12)が再び90°揺動して水平位置に戻されることを特徴とする、請求項2記載の方法。
【請求項6】 揺動装置(12)が、工程a)のとき、その水平位置に用意され、工程c)のとき、約90°揺動して垂直位置とされ、工程e)のとき、約180°揺動して他方の垂直位置にされることを特徴とする、請求項1又は3記載の方法。
【請求項7】 揺動装置(12)が、工程a)のとき、その水平位置から約90°揺動した垂直位置に用意され、工程c)のとき、約90°揺動してその水平位置に戻され、工程e)のとき、90°揺動してその第1垂直位置に戻されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
【請求項8】 工程c)のとき、主軸掴み具(31)が90°回されることを特徴とする、請求項6記載の方法。
【請求項9】 主軸軸線(27)の周りを回転可能な主軸(26)と、この主軸(26)によって担持されて工作物(23)を把持する主軸掴み具(31)と、揺動装置(12)とを含み、この揺動装置内に被加工工作物(23)が装着され、これらの工作物が主軸軸線(26)をほぼ横切って延びる揺動装置(12)の揺動軸線(16)の周りで往復揺動可能となった工作機械。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械が主軸軸線の周りを回転可能な主軸とこの主軸によって担持されて工作物を把持する主軸掴み具と揺動装置とを含み、この揺動装置内に被加工工作物が装着され、これらの工作物が主軸軸線をほぼ横切って延びる揺動装置の揺動軸線の周りで往復揺動可能となった工作機械を運転する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】揺動装置は、水平位置においてだけでなく、それぞれ約90°回転した2つの垂直位置においても、主軸に装着された工具によって工作物を加工することができるように、工作物を装着するのに役立つ。従って揺動装置はいわば他の1つの機械軸を用意する。
【0003】以上述べた工作機械では、工作物を固定装置内でその上面だけでなく、なお両方の側面も加工することが可能である。その際、工作物はそれぞれ相互に90°揺動した3つの位置で保持することができ、しかし中間位置でも保持することができる。加工可能でないのは、揺動装置上に配置される固定装置のチャックが作用する工作物の正面と、上面とは反対の側で固定装置の方を向く工作物の下面である。
【0004】ドイツ特許公報第3620343号により公知の工作機械は更に主軸掴み具を備えており、この主軸掴み具は工作物を貯蔵保持したパレットと固定装置との間で工作物テーブル上の工作物を搬送するのに役立つ。主軸掴み具は、例えば、通常の工具と同様に主軸に装着され若しくは取り外される。
【0005】ドイツ特許公報第3620343号により更に、例えば外部力操作式回転駆動装置を主軸掴み具に備えることによって主軸掴み具を回転可能に実施することが公知である。この回転駆動装置は例えば流体又は電流を介して制御することができ、流体及び/又は電流の供給は主軸自体を通して行うことができる。このような回転可能な主軸掴み具は、工作物テーブル上に固定設置される工具に対して工作物を正しい位置で送るのに役立ち、又は加工済み工作物を第2パレット上に正しい位置で下ろすのに役立つ。
【0006】前記工作機械において工作物の下面及び/又は正面も加工しなければならないとき、工作物はこのために再把握されねばならない。これは手で行われるか又は例えばロボットアームの形の付加的操作装置によって行われる。
【0007】手で再把握する場合、欠点として、所要の工作物再把握時間が比較的大きい。他の欠点として、手による再把握は一定の不正確さを伴っており、再把握前に設けられた穴と再把握後に設けられる穴との間の正しい位置関係はしばしば守ることができない。
【0008】付加的操作装置を使用すると全体として機械経費が高まり、他の欠点として、工作物テーブルの面の一部がこの操作装置によって占められ、こうして他の課題のためにもはや利用することができなくなる。操作装置の他の欠点として、操作装置と主軸との間で衝突を避けねばならず、このために通常の機械制御系を広範に補足する必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このことを背景に、本発明の課題は、工作物の下面が加工可能となるように、工作機械の設計変更を極力少なくして被加工工作物を迅速に再把握することができる、発明の属する技術分野に記載した種類の方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1〜8に記載の方法、および請求項9に記載の工作機械を要旨としている。
【0011】
【発明の実施の形態】発明の属する技術分野に記載した方法において、この課題は、本発明によれば、次の諸工程によって解決される。
a)揺動装置に工作物を装着して第1位置に用意する工程、b)装着された工作物を主軸掴み具によって揺動装置から取り出して、工作物を主軸掴み具内で保持する工程、c)空の揺動装置を第2位置に揺動させ、及び/又は工作物を保持する主軸掴み具を主軸軸線の周りで回転させる工程、d)主軸掴み具によって保持される工作物を揺動装置に装入する工程、e)再装着された工作物を更に加工するために揺動装置を他の位置に揺動させる工程。
【0012】本発明の根底にある課題がこうして完全に解決される。
【0013】つまり本願の発明者は、工作物の下面が上又は横を向いて加工可能となるように工作物を再把握することが、簡単な手順”取出し・揺動、及び/又は回転・装入・揺動”によって可能となることに気づいた。この方法では特別の利点として、発明の属する技術分野で触れた工作機械の設計変更が必要でない。他の利点として、この新規な方法を実施するために、前記工作機械のシーケンス制御系のごく僅かな変更若しくは補足が必要であるにすぎない。この新規な方法では工作物の再把握、つまり特に、揺動装置上にある固定装置からの工作物の取出しと再装入が、主軸を介して位置決めされる主軸掴み具によって行われるので、この再把握はきわめて高い精度で実行され、前記欠点が取り除かれている。
【0014】工作物の再把握はごく短時間でも行われ、事前に利用した加工工具を主軸掴み具と交換するのに必要な工具交換時間の他に、なお考慮しなければならないのは、揺動装置を揺動させ及び/又は主軸頭/主軸を介して主軸掴み具を移動若しくは回転させる時間のみである。
【0015】1つの実施例において、揺動装置が工程a)においてその水平位置から約90°揺動した垂直位置に用意され、工程c)において約180°揺動して他方の垂直位置にされ、工程e)において90°揺動して水平位置に戻されるのが好ましい。
【0016】この措置では、利点として、再把握の実行後、揺動装置が再びその水平位置にあるとき工作物の下面は上を向く。つまり工作物はいまやその旧上面で固定装置に載置され、固定装置の保持力にかかわりなく工作物は加工時に下方に滑ることがない。この措置の他の利点として、回転可能な主軸掴み具が必要ではない。
【0017】他の実施例において、工程c)のとき揺動装置が揺動するのでなく、主軸掴み具が180°回されるのが好ましい。
【0018】この措置は前記実施例におけると同じ利点を有するが、しかしいまや回転可能な主軸掴み具が設けられているので工作物の再把握はかなり迅速に行われる。つまり主軸掴み具は、揺動装置を揺動させるよりもかなり短い時間内に180°回転させることができる。
【0019】他方、揺動装置が工程a)において、その水平位置に用意され、工程c)で約90°揺動して垂直位置にされ、工程e)においてその他方の垂直位置へと180°揺動するのが好ましい。付加的に、工程c)のとき、なお主軸掴み具を90°回転させることができる。
【0020】この場合利点として、再把握の実行後に工作物の旧下面は揺動装置の垂直位置のとき上を向き、揺動装置の水平位置のとき原側面の1つ又は原正面の1つが上を向く。つまりこの措置では、下面を補足して、本来接近不可能な正面もなお加工可能とされた点に利点がある。
【0021】そしてこの措置では、全体として、新たに接近可能とされた正面は、又は既に接近可能な正面は、上からの圧力で工作物が滑ることのない揺動装置の水平位置のときに加工することができるように位置決めされている。
【0022】他方、揺動装置が工程a)においてその水平位置から約90°揺動した垂直位置に用意され、工程c)において約90°揺動してその水平位置に戻され、工程e)において約90°揺動して第1垂直位置に戻されるのが好ましい。
【0023】この措置も、既に先に触れた利点をもたらし、つまり一方で下面がいまや加工可能となり、他方で原側面の1つが揺動装置の水平位置のとき上を向くことになる。
【0024】その他の利点は明細書及び添付図面から明らかとなる。
【0025】前記特徴及び以下に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。
【0026】
【実施例】本発明の1つの実施例が添付図面に示されており、以下に詳しく説明される。
【0027】図1に略示した工作機械10は、工作物テーブル11を含み、このテーブル上に揺動装置12が配置されている。この揺動装置12が、それ自体周知の如くに、2つの離間した台架14、15を含む。符号16に示唆した揺動軸線の周りで揺動可能にU形ホルダ17がこれらの台架の間で支承されている。
【0028】U形ホルダ17が2つの脚部18、19を含み、これらの脚部を介して台架14、15での支承が行われる。脚部18、19の間を揺動板21が延びており、被加工工作物23用固定装置22がこの揺動板上に配置されている。台架15になお駆動装置24を認めることができ、この駆動装置を介してU形ホルダ17は図1に示す水平位置からその2つの垂直位置の一方へと揺動軸線16の周りを±90°揺動することができる。U形ホルダ17を任意の中間位置に揺動させることも勿論可能である。
【0029】周知の仕方で工作物テーブル11に対して相対的に3つの座標方向に移動可能な主軸頭25が揺動装置12の上方に示唆されており、主軸26が主軸軸線27の周りで回転可能にこの主軸頭内で支承されている。主軸軸線27は揺動軸線16に垂直に延びている。
【0030】主軸26はその下端28が周知の如くに標準工具ホルダを受容するように設計されている。
【0031】図1に示す状態のとき主軸掴み具31は主軸26の箇所にある。この主軸掴み具31が主軸軸線27の周りを回転可能であり、このためにこの場合掴み具駆動装置32が設けられており、この掴み具駆動装置に掴み顎33が固着されている。この掴み具駆動装置32は一方で掴み顎33を調整するのに役立ち、他方で主軸軸線27の周りで掴み顎を回転させるのに役立つ。所要のエネルギ供給と掴み具駆動装置32の制御は、ドイツ特許公報第3620343号により知られているように主軸26を通して行われる。
【0032】図2は図1の揺動装置12の略示平面図である。認めることができるように、固定装置22が2つのチャック35を含み、これらのチャックが工作物23の正面36を把持する。
【0033】この工作機械10は、揺動装置12を補足して主軸掴み具31が設けられており、しかもこの主軸掴み具がここではなお回転可能であることを特徴としている。好ましくは回転可能な主軸掴み具31と揺動装置12との組合せによって、いまや工作物22は意外なことに、図1に×印によって示唆されたその下面37が加工可能となるように再把握することができる。これがどのように行われるのかを、次に図3〜図5の略示経過図に基づいて説明する。
【0034】図3は、揺動装置12によって揺動する固定装置22と受容される工作物23との略示手順を図2と同様に示す平面図である。
【0035】工程a)では揺動装置が図1、図2に示すその水平位置に対して90°揺動した第1垂直位置にあり、工作物23はその1側面39が上を向いている。
【0036】工程b)では主軸掴み具31がその掴み顎33で工作物23を把持して、固定装置22から取り出している。
【0037】工程c)では左図の状態のとき主軸掴み具が工作物23を主軸軸線の周りで回転させて、工作物はその下面37がいまや固定装置22とは逆の方を向いている。
【0038】選択的に、工程c)において、チャック35がまず工作物23とは逆の方を向くように、固定装置22は揺動装置12を介して180°回転させることもできる。
【0039】工程d)では主軸掴み具が工作物23を再び固定装置22に装入させており、いまや工作物23の旧下面37が図3では上若しくは下を向く。
【0040】工程e)では固定装置22が再びその水平位置に揺動しており、工作物23の下面37がいまや上から接近可能である。
【0041】工作物23を再把握するための他の実施例が図4に示されている。
【0042】工程a)では、図3の工程a)で既に述べたように工作物23が再び用意される。工程b)では主軸掴み具によって固定装置22から工作物23の取出しが行われる。
【0043】工程c)ではいまや固定装置22が揺動装置を介して90°回転してその水平位置に戻されており、次に工程d)において工作物23は再び固定装置22に装入されている。
【0044】工程e)において固定装置22が再度その第1垂直位置に揺動した後、工作物23はいまやその旧下面37が上を向き、加工可能となっている。
【0045】工作物23を再把握するための他の実施例が図3、図4と同様の図示で図5に示されている。
【0046】工程a)では固定装置22が揺動装置を介してその水平位置に用意され、つまり工作物23はその下面37が下を向く。工程b)では工作物23が再び主軸掴み具を介して固定装置22から取り出されている。主軸掴み具のうち図5には掴み顎33が示唆されているだけである。
【0047】工程c)では固定装置22が再びその垂直位置に揺動しており、右図では付加的になお主軸掴み具が90°回転しており、工作物23はいまやその旧正面36が前を向く。
【0048】工程d)では工作物23が主軸掴み具を介して再び固定装置22に装入され、次に固定装置22は工程e)において図5で左に180°、そして右に90°揺動する。
【0049】図5の左側の実施例では、工程e)の実行後に揺動装置12が垂直位置にあり、工作物23をその旧下面37を上に向けて保持している。
【0050】図5の右側の実施例では、工程e)の実行後に固定装置22がその水平位置にあり、いまや工作物23はその旧正面36を上に向けている。揺動装置が固定装置22を90°揺動させることによって、旧下面37は加工可能となる。




 

 


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