(57)【要約】      （修正有）【課題】自動化が可能であり、ワークピースの６つの側面もしくは全側面を非常に高い精度で加工可能な、直方体ワークピースを自動加工するフライス加工方法を提供する。【解決手段】６つの側面全てで余剰寸法分を備える直方体ブランク材を２個の対向する側面で固定し、前記固定は運動軸８に対し互いに可動の２個の対向する固定装置６、７により行い、運動軸の方向にはワークピース１６に固定力を付加しないで、２個の固定装置で運動軸に対して横方向から固定力を付加し、ワークピースの４つの露出側面のうち少なくとも２個の加工を完了し、ワークピースを固定装置から分離し、ワークピースを固定装置により２つの加工済み側面で固定して未加工側面の加工を完了する。【選択図】図７
2010188519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６つの側面全てに余剰寸法分を備えた直方体ブランク材が２つの対向する側面で固定され、前記固定は運動軸（８）方向に互に可動な２個の対向する固定装置（６、７）で行われ、前記２個の固定装置（６、７）によって前記運動軸（８）の方向には前記ワークピース（１６）に固定力を付加しないで、前記運動軸（８）の横方向から固定力を付加し、前記ワークピース（１６）の４つの露出側面のうち少なくとも２つの加工を完了させ、前記ワークピース（１６）を前記固定装置（６、７）から分離させ、前記ワークピース（１６）を前記固定装置（６、７）により前記２つの加工済み側面で固定して未加工側面の加工を完了することを特徴とする直方体ワークピース（１６）を自動加工するフライス加工方法。
【請求項２】
前記固定力を付加する第１の固定工程において、前記ワークピース（１６）を前記運動軸（８）の周りで回転させて、前記４つの側面のうち少なくとも２つを加工することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブランク材は、前記第１の固定工程において固定される前記２つの側面に大きい余剰寸法分を備えていることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ワークピース（１６）を運搬装置により前記固定装置（６、７）に挿入することと前記固定装置（６、７）から分離することの少なくとも１つを行わせることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ワークピース（１６）の加工は小さい余剰寸法分を持たせて終了させ、寸法の自動計測により最終的な加工工程を行うことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１個の第１の固定装置（６）と少なくとも１個の第２の固定装置（７）が設けられた移動可能な対向軸受（９）とを備えた駆動装置（５）を表面で支持する台（４）を有し、前記駆動装置（５）は前記第１の固定装置（６）を前記表面に平行に配置される回転軸（８）周りで回転させることができ、前記対向軸受（９）は前記回転軸（８）に沿って摺動可能であることを特徴とする工作機械。
【請求項７】
ベースフレームに支持されている工作台（１）と前記工作台（１）上で第１の回転軸（３）の周りを枢動可能に支持されているブリッジ（１３）とを有し、前記ブリッジが略Ｕ字形状に形成されて固定面（１９）を備えたカンチレバー構造のベース部（１８）を備えている工作機械において、
台（４）は前記ブリッジ（１３）の前記固定面（１９）上で支持されており、前記台（４）は、少なくとも１個の第１の固定装置（６）と、少なくとも１個の第２の固定装置（７）を備えた対向軸受（９）とを有する第２の駆動装置（５）を支持しており、前記台が、前記第２の駆動装置（５）の前記第２の回転軸（８）に沿って前記ブリッジ（１３）のベース部（１８）を横切る方向に移動可能であることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
前記第１の回転軸（３）は水平に配列され、前記第１の回転軸（３）と前記第２の回転軸（８）は相互に垂直に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の工作機械。
【請求項９】
前記台（４）は前記第２の回転軸（８）に対して平行かつ離れて配置され、前記第１の回転軸（３）からも離れて配置されていることを特徴とする、請求項７もしくは請求項８に記載の工作機械。
【請求項１０】
前記第１の回転軸（３）と前記第２の回転軸（８）は互に交差するように配置されていることを特徴とする、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１１】
前記対向軸受（９）は、第３の駆動装置により前記台（４）に沿って移動可能に配置されていることを特徴とする、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１２】
前記工作台（１）は前記ベースフレームに対して移動可能であることを特徴とする、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１３】
前記第１の固定装置（６）と前記第２の固定装置（７）のうち少なくとも一方は、少なくとも１個の階段状に形成された固定爪（１２）備えていることを特徴とする、請求項６から請求項１２のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１４】
前記第１の固定装置（６）と前記第２の固定装置（７）のうち少なくとも一方は、少なくとも１個の不動の固定爪（１０）と少なくとも２個の可動の固定爪（１１）を含む分割チャックを備えていることを特徴とする、請求項６から請求項１３のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１５】
複数の前記可動の固定爪（１１、１２）は互に所定の角度で配置されていることを特徴とする、請求項１３もしくは請求項１４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、直方体ワークピースを自動加工する方法に関し、特にフライス加工方法に関する。
【０００２】
詳細には、本発明は、射出成形機等に用いられる直方体金型片および／もしくは工具片を自動製造する方法に関する。
【０００３】
更に、本発明は、複数の駆動装置を備え、ワークピースと工具との間に多軸的相対運動を可能にする工作機械、特にフライス盤に関する。
【背景技術】
【０００４】
多くの場合、金型および工具は２個の直方体片でできている。金型片において、加工対象のワークピースは一方側からモールドベースとして取り付けられる。対向する側には、材料を供給するスプルーブッシュもしくは加工対象のワークピースを離型するスライダが設けられる。多くの場合、その他の４つの側面は金型を冷却する冷却孔を含んでいる。更に、金型は一般的に、金型が金型保持装置内に圧入される正確な表面もしくは外形寸法を備える。もしくは金型内に、当該金型対を相互に中心合わせする部材を直接備えている。金型に更に、例えば貫通孔等、金型を金型保持装置内もしくは工作機内に取付ける部材もしくは補助手段が備えられていてもよい。
【０００５】
上述の条件により、多くの場合、直方体金型対を製造するには６つの側面全てを加工する複雑な工程が必要となり、その際、製造過程において加工対象であるワークピースの品質が求められるレベルに保証されるためには通常、表面品質および許容誤差について非常に高い精度が求められる。そのため、金型と工具の構成は、工程間で複雑な連動が必要となる多くの異なる加工工程を考慮する必要がある。
【０００６】
一般的に、加工には全方向で余剰寸法分を有するブランク材（未加工材）を用いる。第１の加工工程において、例えばフライス加工および続く研磨加工により、ブランク材は正確な外形寸法に形成される。次の加工工程において、パレットに例えばねじ穴等の取付部材が設けられる。その後、上述のような前加工済みのブランク材をパレット上に固定し、当該ブランク材の接触可能な５つの側面をフライス加工および腐食加工等の製造方法により加工することができる。この場合、ワークピースにキャビティおよび冷却孔が設けられる。５軸加工機の場合、１つの固定工程で上述の加工が可能である。したがって、金型片をある側面から他の側面もしくは他のパレット上に手動で固定し直すことにより、直方体金型片の、それまでパレットが配置されていた６番目の側面に接触および加工可能となる。例えばフライス加工、研削加工および腐食加工等の利用可能な製造方法によって、スプルーブッシュ、スライダ用の孔、およびその他必要な加工が当該６番目の側面になされる。上述した一連の工程は当然のことながら一部変更してもよいが、自動化が不可能もしくは限定的にしか自動化できない複数の加工工程が常に必要となる。
【０００７】
従来技術によれば、多軸的運動を可能にし、ワークピースの複数側面を加工可能ないくつかの構成が公知である。しかしながら当該構成では、ワークピースの操作性および可触性、および可能な加工パラメータについて限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、自動化が可能であり、ワークピースの６つの側面もしくは全側面を非常に高い精度で加工可能な、直方体ワークピースを自動加工するフライス加工方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、単純な構成で、簡単に低コストな製造が可能でありながら、ワークピースの複数側面を加工および、ワークピースおよび工具間の複数の相対運動を可能にする、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】
【００１０】
本発明によれば、上記の目的は独立請求項に記載の特徴の組合せにより可能となる。従属請求項には、本発明の更に有効な実施の形態が示されている。
【００１１】
本発明によれば、直方体金型、工具、もしくは他の直方体ワークピースを製造するための多数の加工工程を含む従来の複雑な方法が自動化され、これにより、完全に自動で加工を行い、必要な品質をしっかりと確保することが可能となる。そのために、装置およびこれを用いた方法を具体的に提案する。
【００１２】
本発明によれば、工作台を支持するベースフレームを備えた工作機械が設けられている。前記工作台は、少なくとも１個の運動軸で、ベースフレームに対し移動可能である。
【００１３】
本発明によれば、直方体ブランク材がワークピース材料として用いられる。前記ブランク材は２つの対向する側面で固定されるが、これによって、前記ブランク材を変形させるような力が前記ブランク材の長さ方向に付加されないようにできる。本発明による方法はこの点において、２個の固定爪がワークピースを押圧する際相互に締付け合うベンチバイス装置（万力装置）にブランク材を固定する方法とは異なる。本発明によれば、前記ブランク材の締付けは前記２個の固定装置を結ぶ軸に対し横方向に生じ、これにより、固定力は端部でのみ付加されるが、前記ブランク材（前記ワークピース部材）が当該固定力によって変形されることはない。そのため、以降の加工作業において非常に高い精度が得られる。本発明によれば、前記ブランク材を固定する前記２個の固定装置は、ブランク材端部で、共通な軸の周りを回転できるように支持されている。前記固定装置のうちの一方もしくは両方は、前記ブランク材を回転させる駆動装置を備えている。本発明による装置が単純な３軸工作機の工作台上に配置されれば、前記ブランク材を回転させることにより複数側面を加工することが可能である。したがって本発明によれば、前記ブランク材の４つの表面を、前記２個の固定装置が必要とする小さい端部を除いて完全に加工可能である。前記端部は余剰寸法分に含まれており、これにより、直方体ブランク材の当該２つの側面を加工する際には、この未加工の端部を取り外して行うことができる。
【００１４】
したがって本発明によれば、余剰寸法分を有するブランク材を直接固定して加工することが可能である。従来知られているように、前記ブランク材をパレットに固定するためにブランク材の少なくとも１つの側面を前加工する必要はない。これにより、従来技術においては必要である正確な位置決め、およびワークピースの基本情報の計測工程が基本的には省略可能なため、加工に要する労力が大幅に減り、一方で寸法精度および加工品質を大幅に向上させることができる。
【００１５】
本発明によれば、第１の駆動装置によって工作台に対し第１の回転軸周りを枢動可能な更なる台が、前記工作台に支持されている。これにより、更なる駆動装置が支持している前記台は第１の回転軸周りを枢動可能となる。第１の回転軸は好ましくは水平に配置されているが、傾きを持って配置されていてもよい。
【００１６】
したがって本発明によれば、本発明により設けられる台は、第１の回転軸の周りを枢動可能なブリッジのベースの固定面上に配置され、第１の回転軸は前記ブリッジを横切るように配置されている。前記台は、今度は第２の駆動装置および対向軸受を支持している。これにより、第２の回転軸および対向軸受を調節するレールは、ブリッジの底部を横切るように伸長し、これにより、前記ブリッジが枢動可能である前記第１の回転軸も横切るように伸長している。
【００１７】
本発明によれば、第２の駆動装置および対向軸受は前記台に取付けられ、前記ブリッジのベースにより支持されるため、その強固な構造から比較的大きくなり、また比較的重量の大きいワークピース固定手段を設けることになる。したがって、ワークピースを正確に加工できるように固定および加工の際に発生する力を最適な方法で吸収する必要がある。
【００１８】
したがって、本発明による工作機械の強固で安定した構造が、特に前記ベースでの大きな固定面で最適な力分配を実現する。この場合、前記ブリッジのベースは工作機械の中央、したがってワークピースの中央に略配置されることが特に大切である。
【００１９】
前記台は、第２の駆動装置および対向軸受を支持している。第２の駆動装置および対向軸受はそれぞれ固定装置を備え、これにより、ワークピースを第２の駆動装置および対向軸受間で支持可能である。したがってワークピースは、前記台に対して第２の回転軸周りを第２の駆動装置により枢動可能である。したがって本発明によれば、相互に独立した枢動運動を可能にする２個の回転軸を備え、これにより、全体としてワークピースおよび工具間の複雑な相対運動が実現できる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、第１および第２の回転軸は相互に垂直に配置され、前記台は好ましくは第１の回転軸に平行に配列され、これにより、前記台を横切るように移動可能な対向軸受は、前記軸方向を横切る方向に移動可能である。
【００２１】
前記対向軸受の移動可能な構造により、および前記対向軸受の固定装置が回転可能に支持されてワークピースを回転させることにより、異なる長さのワークピースを固定させること、および／もしくはワークピースに自由に接触することが可能となるので、例えばロボットなどの運搬装置を使って挿入させ、あるいは離型させることが可能となる。
【００２２】
本発明の特に好ましい実施の形態においては、前記台は第１の回転軸から離れて配置されている。これにより、ワークピース自体を第２の回転軸および／もしくは前記２つの回転軸により形成される平面に配置、もしくは少なくとも隣接させることが可能な突起した構造が得られる。これにより、工作機械の動作を向上させ、枢動工程でのバランスに必要な動きを減少させることができる。
【００２３】
本発明によれば、第１および第２の回転軸は交差することが好ましいが、しかしながら、互を小さい距離で離すように形成することも可能である。
【００２４】
例えば空気圧制御、油圧制御、電気機械学的、もしくは他の方法を用いた第３の駆動装置によって、前記対向軸受を前記台に対して長さ方向に移動可能とすることが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、ベースフレームに対して、例えば長さ方向に移動できるように前記工作台を形成することも可能である。
【００２６】
時間を節約し、かつワークピースを正確に固定するために、第１および／もしくは第２の固定装置は階段状に形成された固定爪を備えることが好ましい。前記固定爪によって、ブランク材を最適に固定し、部分的に加工済みのワークピースを最適に固定することが可能となる。同様に、固定装置（チャック）が分割した構造に形成され、少なくとも１個の不動の固定爪および少なくとも１個の可動の固定爪を備えることが好ましい場合もある。
【００２７】
更に、前記固定装置（チャック）を、互に所定の角度で傾斜した固定爪を備えるように形成することが好ましいこともある。これにより、遊びを調整するおよび／もしくは未加工ワークピースの許容誤差を補償することが可能になる。
【００２８】
以下に、実施の形態に基づき、以下の図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、従来技術によるパレットに取付けられたワークピースを示す。
【図２】図２は、加工開始前の第１の固定工程において直方体ブランク材を取り付けた本発明による工作機械の部分斜視図を示す。
【図３】図３は、図２と同様の図であるが、図２に示す固定工程において接触可能な４つの側面の第１の加工が完了した後の直方体ワークピースを示す。
【図４】図４は、図２および図３と同様の図であるが、未加工の側面を加工するために再度固定されたワークピース（第２の固定工程）を示す。
【図５】図５は、図２から図４と同様の図であるが、加工が完了したワークピースを示す。
【図６】図６は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の固定装置を備えた工作機械の斜視図を示す。
【図７】図７は、５軸同時加工用のスイベルブリッジ上に配置された図２から図５に記載の固定装置の斜視図である。
【図８】図８は、本発明による工作機械の特徴部分を示す斜視図である。
【図９】図９は、図８と同様の斜視図である。
【図１０】図１０は、図８および図９に示す図の側面図である。
【図１１】図１１は、他の側面図である。
【図１２】図１２は、固定装置の実施の形態を示す詳細図である。
【図１３】図１３は、固定装置の実施の形態を示す詳細図である。
【図１４】図１４は、前記固定装置の他の実施の形態の正面図を示す。
【図１５】図１５は、図１４と同様の図であるが、傾斜した固定爪を備えるものを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、従来技術を示す。図１において、ワークピース１６はパレット２０上に固定されるが、その際、前記パレット２０上に隣接する前記ワークピース１６の表面は正確な大きさを有するよう前加工され、位置決定手段が備えられている。図１は加工が完了した状態を示す。
【００３１】
以下では、図２から図７が参照される。
【００３２】
本発明による工作機械の装置および製造方法を次に説明する。基本的には、加工が完了した形状に比べて、全ての側面において余剰寸法分を有する直方体ブランク材を用いる。
【００３３】
本発明による装置は直線レール１５が取付けられるしっかりしたベースプレート２１を備え、これにより、対向支持体（対向軸受９）が直線レール１５に沿って移動可能となる。直線レール１５の先端には、同様にしっかりしたベースプレート２１に取付けられている回転駆動装置５がある。
【００３４】
駆動装置５の回転平面には、例えば油圧制御もしくは空気圧制御により駆動される二爪チャック等の第１のチャック（第１の固定装置６）が取付けられている。対向支持体９には、例えば油圧制御もしくは空気圧制御で駆動される二爪チャック等のチャック（第２の固定装置７）が回転可能に支持されるよう取付けられている。対向支持体９および駆動装置５の回転軸は前記直線レール１５と一致し、かつ平行に伸長するため、チャック（第２の固定装置７）の回転軸は、直線レール１５上の対向支持体の位置に関係なく駆動装置５の回転軸と一致する。チャック６および７は相互に対向して配置されている。対向支持体９は、例えば空気圧シリンダ等の単純な駆動装置により前記レール１５に沿って自動的に移動させることが可能である。
【００３５】
前記装置は、前記しっかりしたベースプレート２１と共に、例えば３軸フライス盤の工作台上に直接取付けられてもよい。
【００３６】
以下に、ワークピースの加工方法を説明する。
【００３７】
第１の加工工程において、全ての側面で余剰寸法分を有する直方体ブランク材（ワークピース１６）は、両方の前面において、一方の面は前記チャック６で、他方の面は前記チャック７で前記装置に固定される。固定爪のストロークが十分な長さを有するように決めれば、異なる厚さを有するブランク材の固定が可能である。前記対向支持体９を駆動装置５により前記レール１５に沿って移動させることにより、異なる長さを有するブランク材（ワークピース１６）を固定し、例えば運搬装置であるロボット等の制御装置により自動的に挿入することが可能となる。前記ブランク材（ワークピース１６）を２つの側面で固定することにより確実に安定して固定し、これにより、荒加工も可能となる。
【００３８】
これにより、例えば裁断等、簡単に前加工しただけのブランク材（ワークピース１６）をしっかりと固定し、前記ブランク材の４つの側面を加工することにより当該４つの側面を任意の大きさに形成することが可能である。前記固定工程においては更に、例えば金型片に設けられているワークピース用のキャビティ、側方に設けることができる冷却孔、および他の部材等、任意の形状を形成してもよい。前記装置は、直方体金型片を回転できるように配置してあるので、フライス加工するため、４つの側面全てに上方および側方から接触可能となる。本発明によれば、露出する４つの側面全てを加工する必要はない。ワークピースの露出する側面のうち少なくとも２面について加工を完了し、前記ワークピースを再度固定する際に当該加工が完了した対向する側面で固定してもよい。これにより、前記第１の固定工程において、４つの側面全て、もしくは２つの側面のみを完全に加工して、前記第２の固定工程で残りの加工を実行してもよい。この場合、前記ワークピースの前記第２の固定工程において加工される当該部分が加工のため接触可能、もしくはより容易に接触可能であれば効果的である。
【００３９】
前記金型片の外形寸法の許容誤差が非常に小さい場合、加工対象の表面上の余剰寸法分が非常に小さくなるよう当該表面を前加工してもよい。したがって、前記工作機械において、前記余剰寸法分は適切な自動３Ｄスキャナで前記余剰寸法分をスキャンすることにより自動的に測定され、これにより、最終加工のための正確な切削距離が決定され、当該表面を必要な許容誤差で確実に加工できる。
【００４０】
金型片（ワークピース１６）を上述の方法で４つの側面から加工した後、それまで金型片（ワークピース１６）の前記２個のチャック６および７内において固定されていた未加工の前面２２および２３が接触可能となり完全に加工できるよう、金型片（ワークピース１６）を制御装置により再度固定してもよい。そのため、金型片（ワークピース１６）は制御装置により９０度回転され、既に加工済みの前面２４および２５で装置に再度固定される。第２の固定工程は異なる工作機械で実行してもよく、この場合、例えば残りの前面をより効果的に加工することが可能となるのであれば、当該工作機械に上述のような装置を設置してもよい。前面２２および２３を加工した後、６つの側面全ての加工が完了したワークピースは、前記制御装置により当然自動的に離型させてもよい。
【００４１】
これにより、完全に自動の６面加工が可能となる。唯一の前提条件は、加工対象の金型片（ワークピース１６）の寸法が、チャック６および７もしくは直線レール１５を含む装置の固定範囲に収まるということである。
【００４２】
特定の研削目的のためには、５軸同時加工が好ましい。装置が３軸加工機内に設置された場合、回転駆動装置５により４軸同時加工は可能である。５軸同時加工するためには、もう１個軸を追加すればよいだけである。このもう１個の軸は以下の構成の枢動軸として形成されてもよい。
【００４３】
スイベルブリッジ１３（旋回橋状部分）は工作台１上に取付けられている。スイベルブリッジ１３は、スイベルブリッジ１３を枢動させる回転駆動装置２を備えている。枢動するスイベルブリッジ１３上には、直線レール１５が駆動装置２の軸３に対して直角に伸長するよう、装置のベースプレート２１が固定されている。これにより、駆動装置５の軸の方向もまた、スイベルブリッジ１３の回転軸３に対して垂直に伸長する。
【００４４】
工作台１はレール２６に沿ってベースフレーム上を移動可能であり、したがって工作機械１の直線的に移動可能な軸の１つを形成させることが可能である。しかしながら、メインスピンドル２７が３個の直線軸に沿って移動する場合、工作台は工作機械に固定されてもよい。工作機械製造分野においては、前記直線軸に相当する他の構成および配置が知られている。
【００４５】
駆動装置５、直線レール１５および対向支持体９は所定の構造長を有するため、ブリッジ１３上に固定されるしっかりしたベースプレート２１は比較的長くなる。工作機械において、例えばフライス盤の移動可能な工作台１の上方におけるスイベルブリッジ１３の設置位置によって、枢動できるスイベルブリッジ１３の枢動範囲は比較的制限され、ある場合には数度のみとなる。
【００４６】
２個の駆動装置２および５によって、工作機械１の作業空間における金型片もしくはワークピース１６はほぼ任意の角度にすることが可能となり、この場合、枢動するスイベルブリッジ１３の枢動範囲によって限定されるだけである。特に、枢動する角度の小さいことが好ましい加工作業においては、回転軸を上述のように構成することが好ましい。
【００４７】
駆動装置２および５の軸は、必ずしも互に正確に垂直に配置される必要はない。５軸を同時加工するためには、前記軸間の角度が例えば４５度であればよい。上述のような軸の配置は、他の５軸加工機においても公知である。前記軸の構成は、制御装置が工作機を正しく制御可能なように、制御装置内に記録されていればよい。
【００４８】
以下に、本発明による工作機械の実施の形態を図８から図１１を参照して説明する。
【００４９】
本発明による工作機械はスイベルブリッジ１３を支持する工作台１を備える。スイベルブリッジ１３は第１の駆動装置２（回転駆動装置）によって工作台１のところで支持されている。この場合、第１の駆動装置２は例えば電動トルクモータを備え、前記電動トルクモータの出力軸は側面がＵ字形状を有する（図１１参照）スイベルブリッジ１３に接続されている。スイベルブリッジ１３の固定されていない端部は対向軸受１４（軸受ブロック）によって工作台１のところで支持される。
【００５０】
これにより、スイベルブリッジ１３は第１の回転軸３の周りを枢動可能となっている。
【００５１】
スイベルブリッジ１３はレール１５を備える台４（上記ではベースプレート２１とも記載）を支持している。台４上では、対向軸受９が長さ方向に移動可能に支持され、また、ワークピース１６を固定するための駆動装置（細部は図示せず）によって前記台４に対し移動可能である。
【００５２】
図面から分かるように、前記ブリッジは側面が略Ｕ字形状を有し、ベース部１８を備えている。前記ベース部１８には固定面１９が形成されている。前記ブリッジは側面が略Ｕ字形状もしくはカンチレバー構造（片持ち梁構造）を形成しているため、固定面１９は回転運動をする第１の回転軸３から離れて配置されている。
【００５３】
本発明によれば、台４は第２の駆動装置５を含み、第１の枢動軸１３を横切る方向に移動可能な対向軸受９が固定面１９上に配置されている。回転運動をする第２の回転軸８によって、ワークピース１６は第１の回転軸３に対して回転可能である。対向軸受９の操作性によって、ワークピースを固定させることが可能である。
【００５４】
図面から分かるように、ワークピース１６は回転軸３および８により形成される平面に略配置されている。
【００５５】
台４は第２の駆動装置５（回転駆動装置）を支持し、これにより第２の回転軸８の周りを回転可能となっている。また、第２の駆動装置５は例えば電動トルクモータ等を備えていてもよい。
【００５６】
第２の駆動装置５は第１の固定装置６を備え、対向軸受９は第２の固定装置７を備える。第２の固定装置７もまた対向軸受９により支持されて、前記第２の回転軸８の周りを回転可能であることは明らかである。
【００５７】
回転軸３および８は相互に略垂直となるよう配置されている。第２の回転軸８は台４のレール１５と平行に配置されている。
【００５８】
第１の固定装置６および第２の固定装置７は例えば油圧制御もしくは空気圧制御により駆動可能であり、図１２から図１４に示す通り、例えば二爪チャックを備えている。また、他の構成も可能であることは明らかである。図１４に示す実施の形態では、前記チャック（固定装置６もしくは７）は固定もしくは不動の固定爪１０および２個の可動の固定爪１１を備え、固定爪１１の操作性が図１４の２つの矢印で示されている。
【００５９】
図１２および図１３は各固定爪１２を階段状に構成したものを示し、各固定爪１２は前段１２ａおよび後段１２ｂを備えている。
【００６０】
特に図８から図１１で分かる通り、工作台１は好ましくは少なくとも１個の陥凹１７を備え、例えば図９および図１０から、陥凹１７はスイベルブリッジ１３の枢動範囲を拡大させ、これにより台４の枢動範囲を拡大させる。
【００６１】
本発明による工作機械によれば、異なる寸法を有するワークピース１６を２つの前面で固定し、４つの側面から加工することが可能である。第２の回転軸８周りを回転可能なため、ワークピース１６（図８および図９参照）は４つの側面全てから加工可能である。固定装置６および７で固定されている前面のみ、図示の固定工程においては加工できない。
【００６２】
したがって本発明によれば、例えば切断等、簡単に前加工しただけのブランク材をしっかりと固定し、４つの側面全てを加工して例えば必要な孔を形成、もしくは外形をフライス加工することが可能である。
【００６３】
２個の駆動装置２および５、および回転軸３および８の周りを回転可能なことから、ワークピース１６はほぼ無制限に旋回可能もしくは回転可能となり、当該旋回可能範囲もしくは回転可能範囲は構成の基本条件、特に工作台１によってのみ制限される。これにより、特に、比較的小さい枢動角度のみ必要とする作業において、ワークピース１６に最適に接触および加工することが可能となる。
【００６４】
ワークピース１６の４つの側面を加工した後、ワークピース１６は例えばロボットにより自動的に離型させるか、もしくは他の工作機械により更に加工することが可能である。しかしながら、ワークピース１６を例えば９０度回転して固定装置６および７間に再度固定し、残りの２つの側面を加工することも可能である。そのために、対向軸受９を台４に対して移動可能に配置および形成することが特に効果的である。
【００６５】
本発明の特に好ましい実施の形態においては、本発明による工作機械はロボット、もしくは自動で搭載させることが可能である。これは、ワークピース１６に最適に接触できることで、より効果的となる。ワークピース１６を回転軸３および８で枢動させて、これにより、ロボットもしくは制御装置がワークピース１６を最適に把持して、ワークピース１６を離型させ、もしくはワークピースを挿入させるようにしてもよい。
【００６６】
したがって、本発明による工作機械によれば、ワークピースを完全に自動で６面加工することが可能である。
【００６７】
ワークピース１６は未加工、もしくは第１の固定工程において固定装置６および７により部分的にのみ加工済みであるため、固定装置６および７（チャック）の固定爪を各状況に適合するよう構成することが特に効果的である。更に、側面が平行ではなく、比較的大きい許容誤差を有する未加工のワークピースに適合させることも可能である。この場合、図１２および図１３に記載のような階段状に形成した固定爪を設けて、前記前段１２ａが許容誤差の大きいワークピースを固定可能にすると効果的である。この場合、例えば固定爪１２の表面はより粗く構成してもよい。図１３に示すように、前記第２の段１２ｂ内において、前記ワークピース１６は既に加工済みの表面で正確に固定される。
【００６８】
未加工ワークピース１６が平行に形成されていないことを補うため、本発明によれば、固定装置を分割した構成（分割チャック）にしてもよい。この場合、図１４に示すようにワークピース１６が突き当たる固定爪１０が設けられ、実際の固定作業は可動の固定爪１１により実行される。したがって、従来技術として知られている、前記ワークピースを正確に位置決めする検出器等は不要になる。更に、前記固定爪のうち少なくとも１個を（例えば図１５では２個の固定爪１１を傾斜させている等）傾斜させると効果的である。これにより、前記固定爪は固定するワークピース１６の側面を横方向に摺動する。この時発生する横方向の力により、固定爪１１の案内が締め付けられ、固定爪１１の案内にあるかもしれない遊びが補償される。
【００６９】
上記において、ワークピース１６の加工は、まず４つの側面を加工し、その後、ワークピース１６を再度固定した後、残りの２つの側面を加工すると記載した。しかしながら、本発明によれば前述のような分け方は必須ではなく、他の組合せによるワークピース加工も可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  工作台あるいは工作機械
２  第１の駆動装置
３  第１の回転軸
４  台
５  第２の駆動装置
６  第１の固定装置あるいはチャック
７  第２の固定装置あるいはチャック
８  第２の回転軸
９  対向軸受あるいは対向支持体
１０  不動固定爪
１１  可動固定爪
１２  階段状固定爪
１２ａ  前段
１２ｂ  後段
１３  スイベルブリッジ
１４  対向軸受
１５  レール
１６  ワークピースあるいはブランク材あるいは金型片
１７  陥凹
１８  ベース部
１９  固定面
２０  パレット
２１  ベースプレート
２２−２５  前面
２６  レール
２７  メインスピンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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