(57)【要約】  切削加工する工作物内部に位置するポジションに静的切削工具を送ることが可能な装置。同切削工具は、工作物内部に少なくとも１つの面を切削加工するために使用される。同切削工具は、少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを有する電子制御工作機械を併用して操作可能とされる。切削工具本体は、少なくとも１つのカッタおよび電子制御工作機械の軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを受容するのに適した開口を有する。可動のキャリッジが、工具本体が電子制御された工作機械の軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルとの同軸整合から離隔されるホームポジションと、工具本体の開口が電子制御された工作機械の軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して同軸に調芯されるレディーポジションとの間で、工具本体を解放可能に支持しかつ移動させるために使用することが可能とされる。同キャリッジは、電子制御された工作機械の移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して切削工具本体の支持をキャリッジがレディーポジションにあるときに移動させるために使用することが可能とされる。
2009516596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削加工する工作物内部に位置するポジションに静的工具を送るための装置であって、前記工具は前記工作物の内部に少なくとも１つの面を切削加工する工具とされ、該工具は少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを有する電子制御された工作機械と併用して作動可能とされる、装置において、
少なくとも１つのカッタおよび前記電子制御された工作機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを受容するのに適した開口を有する工具本体と、
ホームポジションとレディーポジションとの間で前記工具本体を移動させるために解放可能に前記工具本体を支持するキャリッジであって、前記ホームポジションは、前記工具本体が前記電子制御された工作機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルとの同軸整合から離隔される位置であるとともに、前記レディーポジションは、前記工具本体の前記開口が前記電子制御された工作機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して同軸に調芯される位置である、キャリッジと、
前記キャリッジを前記ホームポジションと前記レディーポジションの間で移動させる駆動装置とを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャリッジに支持された前記工具本体をロックポジションにあるときは保持し、かつ前記工具本体を解放ポジションにあるときは前記キャリッジから解放する解除可能なロックを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記工具本体が前記ロックポジションで前記キャリッジに支持されているかどうか検知するためのセンサ／スイッチを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
加工する前記工作物を支持する付属具に解放可能に取り付けられるのに適したフレームを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記キャリッジを前記ホームポジションからサービスポジションに移動させるための駆動装置を更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記キャリッジを前記ホームポジションと前記レディーポジションの間の移動経路との整合から円弧角分外して移動させることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記キャリッジから分離されかつ少なくとも１つのドライブ／サポートスピンドルによって支持されて前記レディーポジションから切削ポジションに移動して、前記加工する工作物の少なくとも１つの内面を切削加工する前記工具本体を更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
切削加工する工作物内部に位置するポジションに静的切削工具を送るための装置であって、前記切削工具は前記工作物の内部に少なくとも１つの面を切削加工する工具とされ、該切削工具は少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを有する電子制御された工作機械と併用して作動可能とされる、装置において、
少なくとも１つのカッタおよび前記電子制御された工作機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを受容するのに適した開口を有する切削工具本体と、
ホームポジションとレディーポジションとの間で前記工具本体を解放可能に支持しかつ前記工具本体を移動させるための可動キャリッジ手段であって、前記ホームポジションは、前記工具本体が前記電子制御された機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルとの同軸整合から離隔される位置であるとともに、前記レディーポジションは、前記工具本体の前記開口が前記電子制御された工作機械の前記軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して同軸に調芯される位置であり、前記キャリッジ手段は、前記電子制御された工作機械の前記移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して前記切削工具本体の支持を前記キャリッジ手段が前記レディーポジションにあるときに移動させる可動キャリッジ手段とを備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記キャリッジ手段を前記ホームポジションと前記レディーポジションの間で移動させる駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記キャリッジ手段に支持された前記工具本体をロックポジションにあるときは保持し、かつ前記工具本体を解放ポジションにあるときは前記キャリッジ手段から解放する解除可能なロック手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記工具本体が前記ロックポジションで前記キャリッジ手段に支持されかつ半径方向および軸方向に正しく指向されているかどうか検知するためのセンサ／スイッチ手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１２】
加工する前記工作物を支持する付属具手段と、
前記可動キャリッジ手段を前記付属具手段から解放可能に支持するフレーム手段とを更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの付属具であって、該少なくとも１つの付属具のそれぞれは、加工する工作物の様々な形状を切削加工する電子制御された工作機械に対し交換可能である、少なくとも１つの付属具と、
前記少なくとも１つの付属具のそれぞれに対し解放可能かつ調整可能に支持されるフレームであって、該フレームは前記ホームポジションと前記レディーポジションとの間を移動する前記可動キャリッジを支持するフレームとを更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１４】
前記キャリッジを前記ホームポジションからサービスポジションに移動させる駆動手段であって、該駆動手段は前記キャリッジを前記ホームポジションと前記レディーポジションの間の移動経路との整合から円弧角分外して移動させる駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１５】
工作物の内部に少なくとも１つの面を切削加工するための方法であって、
担持された、分離可能な、静的切削工具本体を、切削加工する工作物内部のポジションに位置する可動キャリッジから移動させる工程であって、前記工具本体は、少なくとも１つのカッタを有しかつ電子制御された工作機械の少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを受容して前記工具本体を前記可動キャリッジに関わりなく移動後に支持するのに適した開口を画定する、前記移動させる工程と、
前記工具本体が前記電子制御された工作機械の少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルによって支持され、かつ該ドライブ／サポートスピンドルを併用して駆動され、同時に前記工具本体は前記少なくとも１つのドライブ／サポートスピンドルによって前記可動キャリッジに関わりなくかつ該キャリッジから分離されて支持される状態で、前記工作物の内部に少なくとも１つの面を切削加工する工程とを包含することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記移動させる工程が、
前記工具本体を前記可動キャリッジにより解放可能に支持する工程と、
前記工具本体が前記電子制御された工作機械の前記少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルとの同軸整合から離隔されるホームポジションと、前記工具本体の前記開口が前記電子制御された工作機械の前記少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルに対して同軸に調芯されるレディーポジションとの間で前記工具本体を前記可動キャリッジにより移動させる工程と、
前記工具本体の支持を前記キャリッジが前記レディーポジションにあるときに前記キャリッジと前記電子制御された工作機械の前記少なくとも１つの移動可能なドライブ／サポートスピンドルとの間で移動させる工程とを更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリッジ手段を前記ホームポジションと前記レディーポジションの間で駆動手段により移動させる工程を更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記キャリッジ手段に支持された前記工具本体をロック状態のときは解除可能なロック手段により保持する工程と、
前記解除可能なロック手段が解除ポジションにあるときに前記工具本体を前記キャリッジ手段から解放する工程とを更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記工具本体がロックポジションで前記キャリッジ手段に支持されているかどうかをセンサ／スイッチ手段により検知する工程を更に包含することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
加工する前記工作物を付属具手段により支持する工程と、
前記可動キャリッジ手段を前記付属具手段からフレーム手段により解放可能に支持する工程とを更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
加工される、それぞれ異なる形状の工作物を少なくとも１つの付属具で支持する工程であって、前記少なくとも１つの付属具のそれぞれは前記電子制御された工作機械に対して交換可能とされる、前記工程と、
前記可動キャリッジを、前記ホームポジションと前記レディーポジションの間で、フレームを前記少なくとも１つの付属具のそれぞれに対して解放可能かつ調整可能に支持した状態で、移動するように支持する工程とを更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
前記キャリッジを前記ホームポジションからサービスポジションに駆動手段により移動させる工程であって、前記駆動手段は前記キャリッジを前記ホームポジションと前記レディーポジションの間の移動経路との整合から円弧角分外して移動させる工程を更に包含することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工する工作物内部に軸方向および半径方向に位置するポジションに静的切削工具を送るための切削工具の送り装置に関する。切削工具は、工作物の少なくとも１つの内面を切削加工する工具とされ、例えばプログラマブルコントローラ（ＰＣ）もしくはコンピュータニューメリカルコントローラ（ＣＮＣ）等、およびこれらに限らず、電子制御された工作機械と併用して作動可能とされる。工作機械は、切削工具を工作物内部の所定位置に送った後に切削工具に形成された駆動開口に係合可能な少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを有する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディファレンシャルケース等、およびそれに限らず、部品の内面を切削加工するための知られている切削工具は、工作物の面の切削加工が望まれる部位まで切削工具を担持するための支持ブラケットもしくはハンガーを備える。所望の部位に位置付けされたときに、ドライブ／サポートスピンドルが切削工具に係合して切削加工作業を行い、一方切削工具は依然支持ブラケットもしくはハンガーによって支持される。切削工具を所望の部位に支持ブラケットもしくはハンガーによって送るには、工作物の所望の面の切削加工が必要な部位に到達する大きな開口もしくはアパーチャが工作物に必要とされ、かつ／または回旋形状部および／または回旋状の送り経路が必要とされる。大開口もしくはアパーチャは、部品の特別の工学設計を要する工作物に関して構造上の問題を生起させ、そのために部品コストを増大させる可能性があり、あるいは支持ブラケットもしくはハンガーの特別の工学設計を要し、そのために切削工具送り機械のコストを増大させる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明においては、工作物に大開口またはアパーチャ、および／または回旋形状の支持ブラケットもしくはハンガーおよび／または回旋状工具送り経路を形成する必要なく、切削加工する工作物内部に静的切削工具を軸方向および半径方向に位置するポジションに送るための切削工具送り装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、切削工具送り装置は、切削加工する工作物内部に半径方向および軸方向に位置する所定のポジションに切削工具を送ることが可能とされ、かつ切削加工操作中、切削工具をドライブ／サポートスピンドルによって支持するように移動させることが可能とされる。工作物および／またはドライブ／サポートスピンドルの相対的位置は、プログラマブルコントローラ（ＰＣ）もしくはコンピュータニューメリカルコントローラ（ＣＮＣ）制御された機械（本明細書では総括的に電子制御機械または工作機械と称す）によって制御され、切削加工する工作物の所望の面に切削工具を係合させることが可能とされる。本発明は、工作物の少なくとも１つの内面を切削加工するための工具を開示する。本発明による工具は、工作物内部の所定位置に切削工具を送った後に、切削工具に形成された駆動開口に係合可能な少なくとも１つの軸方向に移動可能なドライブ／サポートスピンドルを有するＰＣまたはＣＮＣ制御機械と併用して操作することが可能とされる。本発明による工具キャリヤは、切削工具に解放可能に結合されて、ドライブ／サポートスピンドルとの軸方向調芯から離隔した後退もしくはホームポジションと、ドライブ／サポートスピンドルと軸方向および半径方向調芯した延長もしくはレディーポジションとの間で移動可能とされる。レディーポジションのときは、切削工具の支持は、ドライブ／サポートスピンドルに移動またはドライブ／サポートスピンドルから移動可能とされる。ドライブ／サポートスピンドルに移動のときは、ドライブ／サポートスピンドルは切削工具本体に形成された駆動開口を介して係合するように操作される。ドライブ／サポートスピンドルから移動のときは、ドライブ／サポートスピンドルは切削工具本体に形成された駆動開口から離脱するように操作される。工具キャリヤは、切削工具本体を支持する少なくとも１つの解放可能なスピア部材を含むことが可能とされる。
【０００５】
本発明は、例えばＰＣもしくはＣＮＣ制御ステーション等、およびこれに限らず電子制御された工作機械に結合する統合自動化モジュールとすることが可能とされ、かつ少なくとも１つのオプショナルセンサ／スイッチ／信号を、例えばＣＮＣコントローラ、もしくはコンピュータ化されたコントローラ、もしくは中央処理コントローラ、もしくはネットワーク化されたコントローラ、もしくはプログラマブルコントローラ（ＰＣ）等、およびこれらに限らず、電子制御された工作機械に返すことが可能とされる。ＣＮＣステーションは、一般的にサブスピンドルを備える２軸ＣＮＣ旋盤を有することが可能とされる。本発明による工作機械は、手動式、トランスファー、ロータリダイアル、フライス加工、ターンミル、テールストック、あるいはＣＮＣまたはＰＣ制御された多軸もしくは単軸を含むいかなる組合せの形態とすることも可能とされる。本発明は、部品切削加工に要求されるどんな偏心角をも受け入れて半径方向指向の工具挿入を果たす柔軟性を以て付属具に付設することを可能とする。本発明は、多くの様々な部品を受け入れる早替え式として設計される。同系列の部品であれ、無関係の非系列部品であれ、すべて付属具早替えのポストおよび／またはキャップアレンジメントの柔軟性によって切削加工することが可能とされる。他の早替え付設方法は、独特のＣＮＣステーション要求事項に適合することが条件とされる。本発明は、例えばギヤアンドラックコンビネーションを初めとして、これに限らず無数の様々な方法によって作動可能とされ、かつ手動オペレータ介在、エア、クーラント、電動機および／または液圧系による動力駆動が可能とされる。本発明は、例えば球面シートカッタ、サイドギヤカッタ、および／または他の各種工具類、およびこれらに限らず、切削工具本体の切削加工する部品内への挿入を自動化することが可能とされる。切削加工される部品は、例えばディファレンシャルワークピースもしくはボディとすることが可能とされ、かつこれに限らない。
【０００６】
操作においては、本発明は、切削工具を部品内部に位置付けする方法工程を含むことが可能とされる。位置付け工程は、工程の進行シーケンスにより開始することが可能とされる。このサイクルは切削加工する部品内部の所定位置に静的切削工具を軸方向および半径方向に位置付けすることが可能とされる。工具が位置付けされた後、静的駆動半径方向指向主軸もしくはスピンドルが切削工具本体内に進入され、例えば複数の雄雌スプラインまたはドライブ等、およびこれらに限らず、相互に係合可能な少なくとも一対の相補的表面を介して係合が生成される。切削工具本体を主軸に係合後、支持ブラケットおよび／または少なくとも１つの支持スピアを対応する切削工具開口から後退させ、切削工具本体の支持を工具キャリヤから主軸に移動させ、かつ切削加工プロセス中は主軸に取付けの切削工具本体を切削加工する部品内部に留めることが可能とされる。スピンドルの回転が開始され、工具の回転が始められ、切削加工プロセスが遂行される。切削加工プロセスの完了後、後退シーケンス工程の開始が可能とされる。このサイクルは進行シーケンスの逆順に遂行して、切削工具本体を主軸から少なくとも１つの支持ブラケットおよび／または工具キャリヤの少なくとも１つのスピアに移動させ、切削加工された部品から取り外すことが可能とされる。
【０００７】
本発明は、切削工具本体が工具キャリヤの少なくとも１つの支持ブラケットおよび／または少なくとも１つのスピアに結合されているかどうか判断するための少なくとも１つのセンサおよび／またはスイッチを含むことが可能とされる。切削工具本体は主軸に対して所望の角位置に指向され、同じ指向で送られて工具キャリヤの支持ブラケットもしくはスピアに係合される。本発明は、切削工具本体が切削加工する部品の内部の所定位置に適切に置かれているかどうか判断するための少なくとも１つのシステムレディセンサおよび／またはスイッチを含むことが可能とされる。本発明は、駆動主軸に置かれたクロスピン開口カッタを含むことが可能とされる。本発明は、工作物付属具に置かれた駆動主軸のブシュを含むことが可能とされる。本発明は、切削工具本体および／または少なくとも１つの支持スピア、および／または少なくとも１つのセンサ／スイッチのツールフリー切換を含むことが可能とされる。本発明は、ホームおよびレディーポジションに加えて工具交換または点検ポジションを含むことが可能とされる。本発明は、例えばイヤアンドポストコンフィグレーション等、およびこれに限らず、早替え接続を含むことが可能とされる。本発明は、例えば、少なくとも１つのガイドバーを介するシステムクーラントを、かつこれに限らず含むことが可能とされる。本発明は、切削加工する部品に対して切削工具本体の送り角の手動および／または自動化された角度調節をするための調整可能なアンギュラマウントを含むことが可能とされる。本発明は、往復動工具キャリヤの行程の少なくとも一方の端付近で作動可能な少なくとも１つの緩衝装置、もしくは往復動工具キャリヤの行程のそれぞれの端付近で作動可能な少なくとも１つの緩衝装置を含むことが可能とされる。
【０００８】
本発明の他の用途は、本発明の実施を意図した最良の形態に関する以下の説明を添付の図面と共に読解したときに当業者には明らかになろう。
添付の図面においては、幾つかの図を通して同様の参照符号は同様の部品を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１乃至図５を参照すると、本発明による装置１０は、例えばディファレンシャルケースパーツ、球面シート、サイドギヤ、および／またはピンホールシャフトボア等かつこれに限らず、部品内面の切削加工用に好適とされる。切削加工作業は、個別の用途の所望により逐次あるいは同時に行うことが可能とされる。本発明による切削工具送り装置１０は、切削加工される工作物１４内部の軸方向および半径方向に位置するレディーポジションに静的切削工具１２を送ることが可能とされる。切削工具１２は、図５で最もよく分かるように、工作物１４の少なくとも１つの内面１６を切削するために使用可能とされる。切削工具１２は、同工具１２に形成された駆動開口２０に係合可能な少なくとも１つの軸方向可動ドライブ／サポートスピンドルもしくは主軸１８を有するＰＣもしくはＣＮＣ制御（ＣＮＣ）機械と併用して作動可能とされる。図５乃至図７で最もよく分かるように、主軸１８は、切削工具１２が工作物１４内部のレディーポジションに送られた後に駆動開口２０内に係合可能とされる。
【００１０】
一般に、ＣＮＣ機械は、加工される工作物の特定の形態用に特別に構成されたワークピースネスト２２を含む。例示のため、ディファレンシャルケース工作物１４用のワークピースネスト２２について以下に説明する。ワークピースネスト２２は、工作物１４に関係するフランジ２６を受けるための上面２４を含むことが可能とされ、かつ側壁アパーチャ２８を有する工作物１４をワークピースネスト２２の壁面３２に形成されたアパーチャ３０に揃えて指向するように設計することが可能とされる。ワークピースネスト２２は、同ネスト２２の対向側面に相互に正対して外向きに延出するスリーブ３４、３６を含む。同軸孔３８は、外向きに延出するスリーブ３４、３６のそれぞれを通して延在し、ＣＮＣ機械の駆動主軸もしくはスピンドル４０、４２の内向き挿入を可能とする。
【００１１】
切削工具送り装置１０は、外向きに延出するスリーブ３４、３６の外周に取り付けられるフレーム４４を含むことができる。フレーム４４は、同軸孔３８の長手軸に対して所望角度の位置に手動あるいは自動調整可能とされる。外向きに延出するスリーブ３４、３６には、フレーム４４に関係する平坦面５０、５２と係合可能な少なくとも一対の共面平坦部４６を設け、それによってフレーム４４のワークピースネスト２２に対する適切な整合および指向を簡素化することが可能とされる。フレーム４４を孔３８の長手軸および外向きに延出するスリーブ３４、３６あるいはスリーブ３４、３６に対して様々な角度位置に指向し、ネスト２２の壁面３２に対して回動可能とするには、更に別の共面平坦部の対を、ワークピースネスト３２を通る同軸孔３８の長手軸に対して様々な角度指向で設けることが可能とされる。フレーム４４は、図１乃至図３で最もよく分かるように、少なくとも１つのガイドレール５４を支持する。図示の構成においては、２つのガイドレール５４がフレーム４４に結合して設けられ、それによってキャリッジ５６の往復動を図４に示すレディーポジションとワークピースネスト２２を通る同軸孔３８の長手軸から半径方向に離隔されたホームポジションとの間で案内する。キャリッジ５６は、駆動装置５８の作動に応じてガイドレール５４沿いに摺動して機能するように案内され、それによってキャリッジ５６はホームポジションとレディーポジションとの間で移動することが可能とされる。駆動装置５８は、例えばラック６０およびピニオン６２構成等、これに限らず含むことが可能とされ、それによってキャリッジ５６をホームポジションとレディーポジションとの間で駆動する。あるいは更に、駆動装置５８は、例えば流体作動シリンダ、ハイドロリックシリンダ、ニューマチックシリンダ、電動機、ソレノイド、ハイドロリックモータ、ニューマチックモータ等々、およびこれらに限らず適切な構成によって作動することが可能とされる。
【００１２】
図２で最もよく分かるように、キャリッジ５６は、回動可能なスウィングアームアセンブリ（Ｓｗｉｎｇ  Ａｒｍ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）６６の外側端部に位置する切削工具マウントもしくはスピア６４を含む。スウィングアームアセンブリ６６は、軸線中心に回動することにより、ブラケットを図３に示すように、切削工具マウント６４に取り付けられた切削工具１２を取外しおよび／または交換するためのサービスポジションに位置付けし、かつキャリッジ５６のホームポジションとレディーポジションとの間の進行方向に合わせたワークポジションに位置付けすることによって切削工具（近接）１２を、ワークピースネスト２２の壁面３２に形成された開口３０を介しかつ工作物１４の側壁開口２８を介して同軸孔３８の長手軸に調芯させることが可能とされる。スウィングアームアセンブリ６６をサービスポジションとワークポジションとの間で回動させるため、第２駆動装置６８を設けることが可能とされる。第２駆動装置６８は、例えば電動機、ハイドロリックモータ、ニューマチックモータ、ソレノイド、ハイドロリックシリンダ、ニューマチックシリンダ等々、およびこれらに限らず、当業者に知られた適切な駆動装置とすることが可能とされる。センサ／スイッチ７０をスウィングアームアセンブリ６６の外側端部の切削工具マウントもしくはスピア６４付近に設け、それによって切削工具マウントもしくはスピア６４に係合して作動する切削工具１２の存在を検知することが可能とされる。センサ／スイッチ７０は、例えばマグネチックリードスイッチ、電子式感圧センサ／スイッチ、あるいは背圧モニタに関係するニューマチックパセッジ等々とすることが可能とされるが、これらに限らない。キャリッジ５６は、フレーム４４に支持される各ガイドレール５４と摺動係合するための案内孔７２を含むことが可能とされる。スウィングアームアセンブリ６６は、シャフト７４に取り付けられ、第２駆動装置６８の作動に応じてシャフト７４の長手軸中心に回動可能とされる。スウィングアームアセンブリ６６は、図３に示すワークポジション、工具交換ポジションおよびサービスポジションの間を円弧角分移動することが可能とされる。
【００１３】
次いで図６及び図７を参照すると、切削工具マウントもしくはスピア６６は、コレット７６を含むことが可能とされ、同コレットは、これに沿って位置付けされた切削工具保持ノブ７８付きとしてもノブ無しとしてもよい。任意選択的に、切削工具を解放可能に受けるための少なくとも１つの取付スピアもしくはコレットは、例えば、保持ノブ７８等の切削工具固定機構、あるいは締り嵌めもしくは摩擦嵌合、あるいは弾撥もしくはばね材料嵌合、あるいは伸縮式の爪、機械的フィンガ、楔、グリッパ、挟着材、あるいはばね付勢ボール、あるいは磁石、あるいは真空、およびそれらを併用したもの等々を組み込むことが可能とされるが、これらに限らない。切削工具保持ノブ７８は、図６に示すように、コレット７６の外側端部付近に置くことも、あるいは例えば図７に示すようにコレット７６の長手方向長さ沿いに概ね中程とする等、およびこれに限らず他に所望の位置に置くことが可能とされる。切削工具保持ノブ７８は、切削工具１２の取付孔８０に係合して機能しかつ同孔８０を介して相互作用する。切削工具１２はまた、ノブ７８と相互作用する付勢された保持装置を含むことが可能とされ、それによってコレット７６を切削工具１２の取付孔８０に挿入可能とし、かつスウィングアームアセンブリ６６と連動する切削工具１２をレディーポジション、ホームポジション、サービスポジション、工具交換ポジションおよびワークポジション間で運動中、機能可能に解放されるまで保持する。例えば、ばね付勢保持機構は、かつこれに限らず、保持可能なスウィングアームアセンブリ６６の外側端部に位置するコレット７６に切削工具１２を保持するために設けることが可能とされる。ばね付勢保持装置は、アングルドカムもしくは湾曲カムまたはローラ面を介してノブ７８と相互作用することにより、コレット７６を取付孔８０に対し挿入または引抜きする所定の長手方向に指向された力に応じてコレット７６を取付孔８０に挿入かつ取付孔８０から取り外すことが可能とされる。
【００１４】
次いで図８を参照すると、本発明による装置１０は、静的切削工具１２を切削加工する工作物１４内部に軸方向および半径方向に位置付けされたレディーポジションに送るように作動することが可能とされる。作動の方法は、図８のステップ１００に示すように、切削加工する部品もしくは工作物１４を、ワークピースネスト２２内に手動あるいは自動装置により位置付けすることを含む。同方法はステップ１０２へと続き、キャリッジ５６が前に進められて、静的切削工具１２をワークピースネスト２２内に置かれた部品１４内のレディーポジションに移動させることが可能とされる。静的切削工具１２が工作物１４内部のレディーポジションにあるときに、ステップ１０４に示すように、少なくとも１つの半径方向に調芯された主軸もしくはスピンドル４０、４２を進行させて、切削工具１２に形成された、同軸に調芯された駆動開口２０内に係合させることが可能とされる。ステップ１０６においては、駆動主軸４０、４２が切削工具１２の駆動開口２０内に係合されて機能する状態で、キャリッジ５６をホームポジションに後退させ、静的切削工具１２が他と無関係に主軸４０、４２によって支持された状態とすることが可能とされる。方法は次いでステップ１０８へと続き、切削工具１２は駆動主軸４０、４２と共に回動して、ワークピースネスト２２内に置かれた部品１４の少なくとも１つの内面１６を切削加工する。駆動主軸４０、４２は、切削工具１２を長手方向に移動させ、切削加工する工作物１４の内面１６に係合可能とされることを認識されたい。切削工具１２の運動は、当業界で多くハンガー、支持ブラケットもしくはホールディングシャフトと称されていた従来知られた支持形態のように、支持スウィングアームアセンブリ６６との係合が続くことによって妨げを受けることはない。スウィングアームアセンブリ６６もしくはハンガーとの継続接触を廃したことにより、切削加工する工作物１４に拡大した孔を特別に設計する必要なく切削工具１２を操作してどの所望位置にも入れることが可能とされ、かつ工作物の本発明による加工が簡素化される。方法は、ステップ１１０へと続き、切削工具１２の回動は部品１４の切削加工が完了した後に停止される。切削工具１２の回動停止時に、切削工具１２は工作物１４内に軸方向および半径方向に位置付けされたレディーポジションに戻され、キャリッジ５６がスウィングアームアセンブリ６６に関係する少なくとも１つの切削工具マウントもしくはスピア６４のコレット７６と同軸調芯して取付孔８０と係合する適切な角度指向に位置付けされる。キャリッジ５６は、ステップ１１２で、前に進められて主軸４０、４２にレディーポジションで支持された切削工具１２に係合し、それによってコレット７６が切削工具１２の取付孔８０を介し係合して機能し、切削工具保持ノブ７８によって保持される。本発明による方法により、次にステップ１１４で、主軸４０、４２が切削工具１２に形成された駆動開口２０との係合から離脱して後退し、静的切削工具１２が他と無関係にキャリッジ５６によって支持された状態とされる。ステップ１１６では、キャリッジ５６が後退して静的切削工具１２が工作物１４の側壁開口２８およびワークピースネスト２２の壁３２の孔３０を介して部品１４の外側に移動し、キャリッジはホームポジションに到達するに至る。ホームポジションでは、切削工具１２は駆動主軸４０、４２の長手軸から半径方向に離隔される。切削加工された工作物１４が次いで、ステップ１１８においてワークピースネスト２２から取り外される。このサイクルは、複合部品に対し、加工用工作物の自動もしくは手動装入および取出しを使用して反復することが可能とされる。
【００１５】
工作物構成の自動切換が所望の場合には、フレーム４４を駆動主軸４０、４２もしくは同軸孔３８の長手軸中心に回動させることによって、加工される工作物１４に形成された側壁開口２８の様々な構成を介して切削工具１２の送りを調芯もしくは指向するためのフレームオリエンテーションドライブ８２を設けることが可能とされる。ＰＣもしくはＣＮＣもしくは電子制御された切削工具は、静的切削工具１２が様々な工作物構成に合わせて適切に調芯されかつ送られるようにフレームを操作可能に指向するようにプログラムすることが可能とされる。様々な工作物構成を切削加工する間の切換は、ＰＣもしくはＣＮＣもしくは電子制御された切削工具を様々な構成に合わせて予めプログラムしかつフレームおよび静的切削工具１２を様々な構成の工作物１４に合わせ生産を中断することなく自動調整することを可能とすることによって最小限に留めることが可能とされる。
【００１６】
回動可能なスウィングアームアセンブリ６６は、ワークポジションから円弧角駆動可能とされ、切削工具１２はホームポジションとレディーポジションの間から図３に示すサービスもしくは工具交換ポジションに移動可能とされる。スウィングアームアセンブリ６６を回動させる第２駆動装置６８の作動は、キャリッジ５６がホームポジションにあるときに生起する。回動可能なスウィングアームアセンブリ６６は、ホームポジションとレディーポジションの間の移動経路から外れるように回転させ、それによって切削工具１２をフレーム４４に対して外向きに出る位置に置くことが可能とされ、それによって切削工具１２を保守もしくは工具交換するためのアクセスが容易になる。このポジションにあるときに、切削工具１２は、切削工具１２全体を取り外すこと、あるいは切削工具１２に置かれた個々の交換可能なカッタを取り外しかつ／または交換することによって保守することが可能とされる。様々なサイズおよび構成の切削工具１２を様々な構成の工作物１４について行われる特別の切削加工作業の要求によりコレット７６に取り付けることが可能とされる。保守作業中、あるいは切削工具１２を個別サポート間にスウィングアームアセンブリ６６もしくは主軸４０、４２により移動させる作業中に、切削工具１２が適切に着座せずコレット７６のカッタ保持ノブ７８によって保持されない場合には、少なくとも１つのセンサ／スイッチ７０が適切な信号をＰＣもしくはＣＮＣもしくは電子制御された切削工具に与えることによって機械の動作を阻止することが可能とされる。
【００１７】
次いで図４を参照すると、本発明による装置１０は、工具キャリッジとフレームの間で係合して機能可能なように位置付けされた１つまたは複数の緩衝装置８４を含むことが可能とされる。少なくとも１つの緩衝装置８４は、フレーム４４に対して往復動工具キャリヤもしくはキャリッジ５６の移動行程の少なくとも一方端付近に位置して機能することが可能とされる。フレーム４４に対して、往復動工具キャリッジ５６の移動行程のそれぞれの端部付近に少なくとも１つの緩衝装置８４が置かれて、キャリッジ５６が行程の末端限界に接近する間キャリッジを減速させることが好ましい。適切な緩衝装置は、例えば、米国イリノイ州エルムハーストに所在のＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ社から、Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｓｈｏｃｋ  Ａｂｓｏｒｂｅｒとして市販されているが、これに限らない。それらの緩衝装置は、エネルギーを散逸させる作動油を内蔵し、急速運動する荷重を減速させることによってスピードをゼロに落とし、衝撃荷重およびスピードを自動的に調整することが可能とされる。他の緩衝装置および方法も使用可能とされるが、その場合も本発明の理念と範囲内に属することを当業者は認識されたい。
【００１８】
以上に本発明を現在最も実用的かつ好適と考えられる実施形態に関して記載したが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、付属の請求項の理念および範囲内に含まれる様々な変更および均等な構成物に適用されるものであり、その範囲は最も広く解釈されて法律で認められる限りあらゆるそのような変更および均等の構造を包含するものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】切削加工する工作物内部に位置するポジションに静的工具を送り、少なくとも１つの主軸もしくはドライブ／サポートスピンドルを有する電子制御された工作機械を併用して工作物の内部に少なくとも１つの面を切削する、本発明による装置の分解斜視図である。
【図２】切削工具本体を解放可能に支持し、ホームポジション、レディーポジション、および／またはサービスポジション間で移動させる可動キャリッジの詳細な分解斜視図である。
【図３】キャリッジが工具交換、点検またはサービスポジションにある状態の本発明による装置の側面図である。
【図４】キャリッジがレディーポジションにあり、電子制御機械のスピンドルもしくはアーバが切削工具本体のアパーチャを介して係合中の本発明による装置の簡略化した平面図である。
【図５】電算機制御された工作機械のドライブ／サポートスピンドルに支持された、例えばディファレンシャルケース等、およびそれに限らず、一部断面を示す工作物の少なくとも１つの内面を切削加工するための切削工具本体の簡略化した斜視図である。
【図６】解放可能に切削工具を取り付けるための少なくとも１つの取付スピア、もしくはコレットと外側端部付近のリテーナノブとの組合せの１つの形態の詳細な平面図である。
【図７】切削工具を解放可能に受けるための少なくとも１つの取付スピアもしくはコレットであって、例えば同取付スピアもしくはコレットの外側端部から中間位置にリテーナノブが移動した状態を示した図６の平面図に図示し、かつこれに限らず図示した少なくとも１つの取付スピアもしくはコレットの詳細な側面図である。
【図８】本発明による方法の簡略化した模式的流れ図である。
【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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【国際調査報告】
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