(57)【要約】本発明は、第１の装置（３a、３b）及び第２の装置（４a、４b）の作動を案内するための機械的案内部（２a、２b）を有する機械に関し、機械は、案内部（２a、２b）に沿う第１の装置（３a、３b）の作動のための第１の駆動装置（５a、５b、１０a）、及び第１の装置（３a、３b）と同じ案内部（２a、２b）に沿う第２の装置（４a、４b）の作動のための第２の駆動装置（６a、６b、１０b）を備える。本発明は、機械の機械的構造の簡略化を可能にする。
2009517232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具スピンドル（３a）及び工具交換装置（４a）の作動を案内するための機械的案内部（２a）を有する工作機械において、
案内部（２a）に沿う工具スピンドル（３a）の作動のための第１の駆動装置（５a、１０a）と、
工具スピンドル（３a）と同じ案内部（２a）に沿う工具交換装置（４a）の作動のための第２の駆動装置（６a、１０a）と
を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
第１の駆動装置（５a、１０a）及び第２の駆動装置（６a、１０a）がリニアモータとして形成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
第１の駆動装置の可動性の一次部分（５a）及び第２の駆動装置の可動性の一次部分（６a）が、共通の固定式の二次部分（１０a）を反作用部分として使用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】
工具スピンドル（３a）及び工具交換装置（４a）の位置の検出が、工具スピンドル及び工具交換装置によって共通に使用されるスケール（１２a）によって行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的案内部を有する機械に関する。
【０００２】
例えば工作機械、生産機械やロボットのような機械においては、各機械軸は機械的案内部を有し、その案内部は例えば工具スピンドル又は加工物固定装置のような個々の装置の案内部に沿う作動を案内する。慣用的には、例えば加工物の機械加工においては、工具スピンドル及び加工物固定装置の少なくとも一方はそれぞれに属する駆動装置を用いて動かされる。このいわゆるＮＣ（数値制御）の行われる機械軸のほかに、慣用的な機械はいわゆるＰＬＣ（プログラム可能な論理制御）の行われる機械軸をも有し、この機械軸は例えば工具交換装置を動かすことができる。新しい加工処理のために工具が交換されるべき場合、例えばフライス加工から穴あけ加工に交換される場合には、通常先ずフライスが停止され、フライスを駆動する工具スピンドルが案内部に沿って位置をずらされ、その位置で工具交換装置が工具交換を行うことができる。しかしながらこの位置はしばしばフライス加工が行われる固有の位置から比較的遠く離れており、その結果工具スピンドルの作動のために比較的多くの時間を必要とされ、したがって生産工程がかなり長い時間停止されなければならない。
【０００３】
さらに通常の機械においては、工具交換装置は静止位置から工具の交換のため外へ突き出される。その際工具交換装置の作動過程は、工具スピンドルの案内部とは異なる他の案内部へ導かれる。この解決策は機械的に比較的費用がかかる。
【０００４】
本発明の課題は、機械の機械的構造を簡略化することにある。
【０００５】
この課題は、第１及び第２の装置の作動を案内するための機械的案内部を有する機械において、機械が、
案内部に沿う第１の装置の作動のための第１の駆動装置と、
第１の装置と同じ案内部に沿う第２の装置の作動のための第２の駆動装置と
を有することによって解決される。
【０００６】
本発明の有利な構成は従属請求項からもたらされる。
【０００７】
第１の駆動装置と第２の駆動装置とがリニアモータとして形成されていると有利であることが明らかである。リニアモータは機械においては通常の駆動装置である。
【０００８】
この関連で、第１の駆動装置の可動性の一次部分と第２の駆動装置の可動性の一次部分とが、共通の固定式の二次部分を反作用部分（リアクション部分）として使用すると有利であることが明らかである。第１のリニアモータの一次部分及び第２のリニアモータの一次部分が、共通の固定の二次部分を反作用部分として使用すると、別の通常は必要な第２の反作用部分はなくすことができる。
【０００９】
さらに、第１の装置が工具スピンドルとして、又は加工物固定装置として形成されていると有利であることが明らかである。第１の装置が工具スピンドルとして、又は加工物固定装置として形成されることが通常の形成である。
【００１０】
さらに、第２の装置が工具交換装置として、又は加工物移送装置として形成されていると有利であることが明らかである。第２の装置が工具交換装置として、又は加工物移送装置として形成されることが通常の形成である。
【００１１】
さらに、第１及び第２の装置の位置の検出が、第１及び第２の装置によって共通に使用されるスケールによって行われると有利であることが明らかである。この措置によって第２のスケールをなくすことができる。
【００１２】
さらに、機械が工作機械、生産機械又はロボットとして形成されていると有利であることが明らかである。しかしながらもちろん本発明は他の種類の機械においても使用することができる。
【００１３】
本発明の２つの実施例が図に示されており、以下に詳細に説明する。
【００１４】
図１には、実施例の枠組みにおいて工作機械として形成された機械１が概略図の形で示されている。機械は、実施例の枠組みにおいて工具スピンドルとして形成された第１の装置３aを有する。工具スピンドルは、実施例の枠組みにおいてフライスとして形成された工具１３を回転駆動する。工具１３を用いて加工物５が加工される。さらに機械は、実施例の枠組みにおいて工具交換装置として形成された第２の装置４aを有する。工具交換装置を用いてフライスは例えばドリル１１と交換することができ、それによって穴あけ加工が実施される。
【００１５】
本発明に従って、機械は第１の装置３a及び第２の装置４aの作動を案内するための機械的案内部２aを有する。その作動は、実施例の枠組みにおいては垂直運動の形で矢印１２の方向に行われる。したがって、第２の装置４aの作動は第１の装置３aの作動と同じ案内部に沿って行われる。したがって両装置３a及び４aは共通の案内部２aを使用する。第１の駆動装置を用いて第１の装置３aが案内部３aに沿って動かされる。第２の駆動装置を用いて第２の装置４aが同じ案内部２aに沿って動かされる。第１の駆動装置及び第２の駆動装置はその際通常のように、ボールキャスタスピンドル（回転運動を直線運動に変換する器具）を介してそれぞれ所属の装置を動かす回転式のモータを用いて形成することができる。機械は従って第２の装置４a、即ち工具交換装置に対してもはや別個の案内部を備えない。即ち工具スピンドル及び工具交換装置に対し共通の案内部２aが存在するだけである。このことは構造上の費用の著しい低下に導く。というのは工具交換装置はもはや独立した機械軸の形に実現されないからである。さらに工具交換装置は工具１３の交換のため加工プロセスの近くへ作動させることができ、工具交換は加工プロセスの近くで行われる。したがって、工具スピンドルを工具交換のため先ず加工プロセスから離れた位置へ作動させなければならないといったことはもはや必要としない。
【００１６】
実施例においては、有利な仕方で第１の駆動装置及び第２の駆動装置がリニアモータとして形成されている。第１の装置３aはそのため第１の駆動装置の可動性の一次部分５aと結合されている。一次部分５aは、反作用部分として使用される固定式の二次部分１０aと共に第１のリニアモータを形成する。第２の駆動装置の一次部分６aは、同じ二次部分１０aと共に第２のリニアモータを形成する。第１の装置３aは第１の駆動装置の一次部分５aと結合され、第２の装置４aは第２の駆動装置の一次部分６aと結合されている。一次部分５a及び一次部分６aはしたがって反作用部分としてただ一つの共通の固定式の二次部分を使用し、そのことは、機械的構造が再び簡略化され、一次部分５a及び６aの構造長及び一次部分の電気巻線が相応に必要な出力に合わせられ得るという利点を持つ。これによって、駆動力及び駆動の電流需要を最適化することができる。適切な過負荷又は連続負荷・一次部分を用いて、リニアモータの最適な熱的フル稼働を得ることができる。
【００１７】
第１及び第２の装置の位置の検出は、第１の装置３a及び第２の装置４aによって共通に使用され案内部２aに沿って配置されたスケール１２aにより行われる。従ってまた、第１の装置３a及び第２の装置４aの位置決定のためにただ１つの単独のスケールを必要とするだけであり、それは構造上の費用をさらに低下させる。
【００１８】
図１にはさらに本発明の第２の構成が示されている。機械は既に述べた垂直に延びる案内部２aのほかに水平方向（矢印９参照）に延びる案内部２bを備え、それは実施例の枠組みにおいてはＶ状の溝として実現されている。第１の装置は、本発明のこの構成の枠組みにおいては加工物固定装置３bとして形成され、この装置内に加工物５が挟み込まれており、第１の駆動装置の一次部分５bを用いて案内部２bに沿って動かされる。一次部分５bは、反作用部分として使用される二次部分１０bと共にリニアモータを形成する。本発明のこの構成の枠組みにおいて存在する一次部分６bの形の第２の駆動装置を用いて、本発明のこの構成の枠組みにおいて存在する工具移送装置として形成された第２の装置４bが案内部２bに沿って動かされる。一次部分６bは二次部分１０bと共にリニアモータを形成する。両一次部分５b及び６bはしたがって再び反作用部分として共通の二次部分１０bを使用する。
【００１９】
本発明を用いることにより、加工物５の交換のために加工物固定装置３bは作業プロセスから案内部２bに沿い運び去られる必要はなく、加工物移送装置４bが加工すべき加工物５を機械加工の位置へ動かし、そこから再び加工物を受け取ることができる。したがって、本発明のこの第２の実施形態においては、すでに第１の実施形態において上述されたものと同じ利点がもたらされる。
【００２０】
さらにまた、本発明の上述の第１の構成とまさしく同じように、第１の装置３bの位置及び第２の装置４bの位置が共通して使用されるスケール１２bを用いて決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による機械の概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  機械
２a、２b  案内部
３a  第１の装置
４a、４b  第２の装置
５  加工物
５a、５b  第１の駆動装置の一次部分
６a、６b  第２の駆動装置の一次部分
９  矢印
１０a、１０b  駆動装置の二次部分
１１  ドリル
１２  矢印
１２a、１２b  スケール
１３  工具
【図１】
2009517232.tif 000003
【国際調査報告】
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