(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の輪郭のワークピースを支持し、輪郭の異なるワークピースを支持するのに使用する際、再構成できるワークピース支持体であって、
間隔をあけた複数の碇着手段を有する基台手段と、
前記碇着手段に着脱可能に固定され、所与のワークピースを拡張領域全体にわたり間隔をあけた位置で支持するための、複数のステーション枠要素と、
前記ステーション枠要素の各々に連合し、使用に当たって前記ワークピースをワークピース支持体に固定するように作動できる取付手段とを含み、
前記各碇着手段によって、各ステーション枠要素が二つの異なる動作方向角度の何れか一方で固定され得るようにした、
ワークピース支持体。
【請求項２】
前記取付手段が吸引手段を含む請求項１に記載のワークピース支持体。
【請求項３】
吸引手段が複数の弾性変形可能な材料製の吸引カップである請求項２に記載のワークピース支持体。
【請求項４】
少なくとも一つの枠要素が凸形又は凹形の輪郭を有しており、前記取付手段のうち１個がピーク又はそれに隣接する位置にあるか若しくは輪郭を通り、１個以上がその両側で輪郭の側面にある請求項１〜３のいずれか一項に記載のワークピース支持体。
【請求項５】
前記ワークピースの位置を前記ワークピース支持体に対して決めるため、前記枠要素のうち少なくとも一つが、前記ワークピース上の相手方位置決め手段と共動する位置決め手段を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のワークピース支持体。
【請求項６】
二つの最外側枠要素が位置決め手段を含む請求項５に記載のワークピース支持体。
【請求項７】
前記位置決め手段がピン又はスピゴットである請求項５又は請求項６に記載のワークピース支持体。
【請求項８】
各碇着手段が、前記枠要素を異なる２つの位置の１つに締着し得る締結手段から構成された、
請求項１に記載のワークピース支持体。
【請求項９】
前記締着手段が流体力作動締着手段である請求項８に記載のワークピース支持体。
【請求項１０】
前記碇着手段が、ほぼ規則的な間隔をあけられている請求項１〜９のいずれか一項に記載のワークピース支持体。
【請求項１１】
所与の輪郭のワークピースを支持し、輪郭の異なるワークピースを支持するのに使用する際、再構成できるワークピース支持体であって、 
間隔をあけた複数の碇着手段を有する基台手段と、
前記碇着手段に着脱可能に固定され、所与のワークピースを拡張領域全体にわたり間隔をあけた位置で支持するための、複数のステーション枠要素と、
前記ステーション枠要素の各々に連合し、使用に当たって前記ワークピースをワークピース支持体に固定するように作動できる取付手段とを含み、
前記各碇着手段によって、各ステーション枠要素が二つの異なる動作方向角度の何れか一方で固定され得るようにした、
ワークピース支持体を含む工作機械。
【請求項１２】
異なる輪郭を有する多数のワークピースのうち一つのための支持体を形成する方法であって、 間隔のあいた位置に複数の碇着手段を有する基台手段を準備するステップと、 複数の枠要素を前記ワークピースの輪郭に対応して前記間隔のあいた位置に準備するステップと、 所与のワークピースのため前記位置にある輪郭に相当する枠要素を選択するステップと、 前記枠要素を前記基台手段に着脱可能に固定して、再構成可能なワークピース支持体を画定するステップと、 前記ワークピースを前記再構成可能なワークピース支持体に着脱可能に固定するステップと、を含む方法。
【請求項１３】
前記ワークピースのうち少なくとも二つが、ほぼ対称対を形成する輪郭を有し、同一枠要素が各対に対して、一方の対の枠要素の向きを他方の対枠要素の向きと逆にして用いられる請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ワークピース支持用のワークピース支持体に関し、特に、但し排他的でなく、機械加工又はルーティング作業の間、ワークピースを支持するための支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械加工又はルーティング作業の間、形状の異なる多数のワークピースのうち一つを支持する必要のある場合が沢山ある。例えば、一般商用航空機翼の前縁外皮は概略形状は同一だが詳細断面の異なる数十枚の部分から作られている。既存提案においては、板材を必要三次元輪郭のストレッチ型に被せてストレッチ成形する。この初期成形の後、部品をストレッチ成形外皮から切り取る。ストレッチ成型と切り取り作業は、添付図面の図１（ａ）から（ｆ）に示したように六つの異なる段階を含む。最初に外皮１０の縁端１２をストレッチ成形機のあごに締着し、次いで輪郭の周りでストレッチ成形して必要な形状にする。この段階で、外皮の概略輪郭は出来上がるが、部品自体は、例えばＣＮＣルーチング機を用いてストレッチ成形外皮から切り出さなければならないので、ルーチング作業の前に外皮を正確に位置決めすることが肝要である。そこで第二段階において、ストレッチ成形された外皮母材を取り外してワークピース１０の向き合う縁にパイロット孔１４をあけ、これを拡大して部品の位置決め孔つまり締着孔を形成する。第三及び第四段階では、切り取ったワークピース１０をルーチング固定具１６に載せる。これには一連の手動トグル締具１８があって部品締着孔１４に嵌合しワークピースを引き付けてルーチング固定具１６上に正確に整合させる。次いでタグ２０を残しながら輪郭をルーティングする。第５段階で、ワークピース１０をルーチング固定具１６から取り外し、第６段階で、部品１０をワークピースから切り出し、タグ取りとバリ取りをおこなう。
【０００３】
この工程には幾つかの短所がある。これは、航空機翼の各種輪郭部分毎に、別々の専用固定具及び手動締具を必要とする。典型的な例においては、翼毎に１３個の異なる輪郭があり、全部で２６個の左右で反対のルーチング固定具がある。これは各固定具について膨大な資金支出と膨大な在庫要求を生じる。
【０００４】
ストレッチ成形の後、ツーリング孔二つをあけ、最終機械加工の前に締め付け縁１２つまり「フラッシング」を除去しなければならない。ワークピースの締着と正確な位置決めを助けるため、ワークピースの向き合う各縁に数個の部品締着孔をあける必要がある。ワークピース１０は、選択不能の取付具（つまりトグル締具１８）によりルーチング固定物１６の上に保持されるので、部品を正しい向きに保ち、部品上に締着力を維持するには、部品周囲にタグを残さなければならない。タグは次いで手加工で除去しなければならないので工程段階が増える。
【０００５】
Ｅ−Ａ−０１７９９５７は、ワークピースを吸引力により保持するためストリップ上に突出した一連の吸引カップを各々が有するスプリングストリップの格子状配列を含む輪郭付きワークピース保持用構造を開示する。この構造では、ワークピースが格子ストリップから離れて支持されており、吸引カップから離れた位置では支持されていないことを意味する。これは間隔のあいた点領域で支持するのみで、加工中不適切な支持を与え、振動と加工精度低下を招く。また格子構造は本来恒久的で、そこから個々の部材を容易に撤去するための明らかな工夫はない。したがって輪郭の変更は、間隔をあけておかれたラムを用いて格子を別の構成に曲げることによりおこなう。これは構成が、必要形状の近似に過ぎないことを意味する。
【０００６】
従って、本発明の一つの特徴において、本発明は、所与の輪郭のワークピースを支持し、輪郭の異なるワークピースに使用する際、再構成に適したワークピース支持体を提供する。前記ワークピース支持体は、
間隔をあけた複数の碇着手段を有する基台手段、
前記碇着手段に着脱可能で確保され、使用に当たって所与のワークピースのため間隔をあけた位置において展開領域全体に支持を与えるための、複数のステーション枠要素、及び
前記枠要素の各々に連合し、使用に当たって前記ワークピースを前記枠要素に局所的に確保する作用をする取付手段
を含む。
【０００７】
この構成において、ステーション枠要素は、展開領域全体に、一般的には線状又は細帯状の連続接触又は断続接触の形で、ワークピースの一部をまたいで伸びる支持を与える。これはワークピースのため確実な位置決めを提供する。加えて、枠要素は着脱可能である。単一総合ルーチング固定物でなく、間隔をあけた一連の着脱可能ステーション枠要素からワークピース支持を作ることにより、多様な輪郭のステーション枠要素のライブラリを作ってそこから特定ワークピース輪郭のため必要なステーション枠要素を選択して基台に碇着し、広範囲に多様な輪郭のワークピース用支持体を作ることが可能である。加えて、ワークピースに左右がある、つまり対称的であるとき、例えば航空機の前縁外皮部分、自動車などの左右本体パネルなどであるときは、対称対の間で、枠要素を順に１８０度回転させて基台手段に碇着することにより、ワークピース支持体を再構成することができる。さらに、枠要素のライブラリは、積み上げ又は横並び配置で小さく保管してそれにより、既存固定物に比べ著しく保管要件を軽減するすることができる。これは結果として、準備時間と製造時間の短縮及び工具予算の軽減をもたらす。
【０００８】
ワークピースをワークピース支持体に確保するための取付手段は各種形状を取ることができるが、吸引手段を含むのが好適である。吸引手段は、枠要素上で間隔をあけて使用ワークピースの下側に面しワークピースを下向きに枠要素に吸引する複数の弾性変形物質製吸引カップを含むのが有利である。
【０００９】
吸引カップ又はその他局所吸引力付与装置使用の重大な利点は、吸引が局所的で且つ別の位置の吸引と無関係の双方であることにある。したがって、枠要素及び吸引カップに適当な間隔を与えると、以前のようにタグを残す必要なく部品の全周縁に溝を切ることが可能である。言い換えると、吸引カップが部品と切り抜き廃材とを個々に独立に締着するので、周縁にルーティングするとき、部品には切り抜き廃材に対するずれが全くない。これは、手作業の切り抜きとタグ取りが最早必要でないことを意味するので、重要な利点を提供する。
【００１０】
ワークピースが凸型又は凹型の輪郭を有するときは、取付手段は一つを輪郭のピーク又はそれに隣接して若しくは輪郭を通って配置し、一つ以上を枠要素の両側でその側面に配置するのが好適である。
【００１１】
使用に当たって対応するワークピース上の位置決め手段に協力してワークピースの前記ワークピース支持体に対する位置を決めるため、少なくとも一つ枠要素に位置決め手段を含ませるのが、好適である。最も外側の二つにそれぞれ前記位置決め手段を含ませるのが、便利である。位置決め手段は一般的に、ワークピース上の位置決め孔に嵌合する枠要素上のピン又は栓を含む。
【００１２】
枠要素を用いて、ワークピース位置決めをする位置決め手段を設けることは、以前の提案におけるストレッチ成形に続くフラッシングの切り取り、及びストレッチ成形された品目の向き合う側に一連の締着孔の孔明けの要件を不要にする。これもまた工程数したがって原価を減少する。
【００１３】
前記碇着手段は、前記枠要素を基台に着脱可能で締着するための締着手段を含む、のが好適である。この締着手段は、１８０度離れた二つの方向のいずれでも枠要素を締着することができる、のが好適である。締着手段は油圧駆動である。
【００１４】
前記碇着手段は等間隔であるのが好適である。
【００１５】
本発明はまた、上記に規定するようなワークピース支持体を含む工作機械に拡張する。
【００１６】
別の特徴において本発明は、異なる輪郭を有する多数のワークピースのうち一つのための支持体を作製する方法を提供する。その方法は、
間隔のあいた位置に複数の碇着手段を有する基台手段を準備するステップ、
前記ワークピースの輪郭に相当する複数の枠要素を前記間隔のあいた位置に準備するステップ、
所与のワークピースのため前記位置にある輪郭に相当する枠要素を選択するステップ、
前記枠要素を前記基台手段に着脱可能で確保して、再構成可能ワークピース支持体を決定するステップ、及び
前記ワークピースを前記再構成可能ワークピース支持体に着脱可能で確保するステップ、
の各ステップを含む。
【００１７】
前記ワークピースの少なくとも二つが概略対称的な対を形成する輪郭を有する場合、枠要素の順序及び／又は方向を反対にした上で、対の各々に同一枠要素を使用するのが好適である。
【００１８】
上記に本発明を記述したが、本発明は上記又は下記の説明における特徴の全ての進歩性のある組合わせに拡張される。
【００１９】
以下、例として添付図面を参照して、本発明を説明する。
【００２０】
図２を参照すると、ワークピース支体３０は、ステーション数、この場合は７個、を決定する基台３２を含む。各ステーションは、ステーション枠要素３８のルート３６を受容し締着するに適合した油圧作動締着ブロック３４を含む。ルート３６は、枠要素が締着ブロック内に二つの向きのいずれでも締着できるよう逆転可能なものである。枠要素の残部は、支持すべきワークピースの輪郭にしたがって形状を定める。システムには、支持すべき各ワークピース用の異形枠要素のライブラリを含むが、若干の枠要素は異なるワークピース間で同一であることもある。
【００２１】
各枠要素は、本例においては６個の、吸引カップ４０を含む。１個は各枠要素の頂点にあり、他はその各下部側面にある。標準コネクタ（示さず）を端末とする吸引管（図示していない）を用いて各カップ４０に吸引力が供給される。標準コネクタは基台３２の上の吸引コネクタに接続し、この吸引コネクタは管（図示していない）を経由して吸引制御弁４２を通る。吸引制御弁４２は枠要素の頂点にあるカップ４０の吸引力を側面にあるカップ４０と独立に制御する作用をすることができる。
【００２２】
全ステーションが記述のような枠要素及び吸引制御を含む。最初と最後の枠要素は、支持体に展着したときワークピースの基準点を定義する定置物４３を、追加して含む。本例において、基準点はストレッチ成形板の孔に入る位置決めピン４４を含む。定置物は、関連枠要素の恒久部品としても、枠要素間で移動し得るよう着脱可能としてもよい。
【００２３】
ここで図３を参照すると、これは前縁外皮板のストレッチ成形に記載の製造段階を示す。第一段階（図３ａ）において、外皮１０をストレッチ成型機上でストレッチ成形し、外皮両端に二つの細工孔をあけ、締着縁即ちフラッシング１２を残す。第二段階において、加工する前縁外皮部分専用の枠要素を共通基台３２の上に装着し、油圧作動締着ブロック３４を用いて正しい位置に確保し、図２に示す型のワークピース支持体を作り上げる。二つの基準孔を持つストレッチ成形外皮をワークピース支持体に展着して外皮の位置決め孔を最外側枠要素３８上の位置決めピンと嵌合させる。次いで各枠要素３８に、吸引力を二段に分けて与える。第一段においては、頂点吸引カップに真空を加えてストレッチ成形外皮１０の鼻を枠要素３８と掛合させる。その後、残りのカップに真空を加えて側面を枠要素３８と掛合させる。
【００２４】
次いでルーター（示さず）が、成形すべき部品の周縁を回って溝を切る（タグは残さない）。次いで吸引力を開放して、部品を余剰母材から取り外せるようにし、バリ取りをする。
【００２５】
この段階で、別の翼の相当部分（即ち鏡像部分）について機械加工をしたいときは、単に各枠要素を順に外し垂直に１８０度回転して置き直せば、反対側のワークピース支持体が出来上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）乃至（ｆ）】  既存提案によるストレッチ形成を伴う前縁外皮部品の生産に関わる各段階を概略的に示す。
【図２】  本発明によるワークピース支持体を示す概略斜視図である。
【図３】  本発明によるストレッチ成形を伴う前縁外皮部品の生産に関わる各段階を示す。
【図１】
0003638556.tif 000002
【図２】
0003638556.tif 000003
【図３】
0003638556.tif 000004