(57)【要約】  本発明は、水平に配置された主スピンドルを有して成るＣＮＣ制御工作機械、特にＣＮＣ制御旋盤に関する。加工すべき未加工部品は、ＣＮＣ制御機器に組み込まれたハンドリング装置によって、水平に加工領域部に供給され、そこから、ハンドリング装置を介して、前記水平な主スピンドルを備えたチャックに供給される。本発明による工作機械は極小ロットの加工に特に好適である。【選択図】  図１
2009516595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工すべき素材（１９）を受け入れるチャック（２１）付きの水平に配置された主スピンドル（２２）と、それに対して間隔をあけて配置され、ＣＮＣ制御機器に内蔵された未加工部品（１９）を受け入れ、前記主スピンドル（２２）の前記チャック（２１）へ送り、完成した素材（２３）を受け取るハンドリング装置（３）と、前記主スピンドル（２２）に対して平行に、加工領域部（１５）の外側に水平に配置されたモータ被駆動直線コンベヤとを備えたＣＮＣ制御工作機械、特にＣＮＣ制御旋盤であって、
前記直線コンベヤには、グリッパ（７）付きモータ被駆動ハンドリング装置（１３）が往復（Ｔ−Ｓ）縦方向スライドガイドされる状態で配置され、前記グリッパ（１５）は前記素材（１９）を次々にマガジンから、例えば、別の直線コンベヤ（２４）から受け取り、前記加工領域部（１５）に送り込み、前記ハンドリング装置（３）へ送出し、及び／又は前記ハンドリング装置（３）によって前記加工領域部（１５）から完成した素材（２３）を再び搬出し、更に、前記マガジン（２４）等には、搬送および送られてきた前記未加工部品（１９）の分離、更には、前記ハンドリング装置（１３）の前記グリッパ（７）への送出位置に対する前記未加工部品（１９）の調整のために、接近してくる未加工部品に向かう方向において相互に分岐し、その縦軸方向にそれぞれ一定程度だけ縦方向スライドする（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）押付け具（２７、２８）を備えており、前記押付け具（２７、２８）によって、当該の未加工部品（１９）を供給位置の中まで押し込むことが可能であり、後続の未加工部品（１９）をさらに先まで搬送可能であることを特徴とする前記ＣＮＣ制御工作機械、特にＣＮＣ制御旋盤。
【請求項２】
加工すべき素材（１９）を受け入れるチャック（２１）付きの水平に配置された主スピンドル（２２）と、それに対して間隔をあけて配置され、ＣＮＣ制御機器に内蔵された未加工部品（１９）を受け入れ、前記主スピンドル（２２）の前記チャック（２１）へ送り、完成した素材（２３）を受け取るハンドリング装置（３）と、前記主スピンドル（２２）に対して平行に、加工領域部（１５）の外側に水平に配置されたモータ被駆動直線コンベヤとを備えたＣＮＣ制御工作機械、特にＣＮＣ制御旋盤であって、
前記直線コンベヤには、グリッパ（７）付きモータ被駆動ハンドリング装置（１３）が往復（Ｔ−Ｓ）縦方向スライドガイドされる状態で配置され、前記グリッパ（１５）は前記素材（１９）を次々にマガジンから、例えば、別の直線コンベヤ（２４）から受け取り、前記加工領域部（１５）へ送り込み、前記ハンドリング装置（３）に供給し、および／または前記ハンドリング装置（３）によって前記加工領域部（１５）から完成した素材（２３）を再び搬出し、さらに、前記ハンドリング装置（３）は、前記加工領域部（１５）内では、ＣＮＣ制御機器に組み込まれたトルク制御手段を備えており、前記トルク制御手段によって、前記ハンドリング装置（３）に供給されるそれぞれの前記未加工部品（１９）を自動的に把握可能であり、寸法が所定の公差内であるかどうかを判定可能であることを特徴とする前記ＣＮＣ制御工作機械、特にＣＮＣ制御旋盤。
【請求項３】
前記押付け具（２７、２８）の縦方向軸が９０°未満の、好ましくは６０°未満の角度（α）を相互に形成することを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項４】
前記押付け具（２７、２８）が、スライドテーブル（２６）の縦方向スリット（２９、３０）内で、その縦方向にモータによる往復運動自在に（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）ガイドされ、それぞれの位置で固定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項５】
接触点の円接線上では垂直である直線が丸い未加工部品（１９）の円の中心を通るように、前記押付け具（２７、２８）の向き合った側壁が円接線の種類に応じて前記各未加工部品（１９）に正接接触し、その結果、前記素材（１９）の直径変更の場合にも、分離のための調節が不可欠ではないことを特徴とする請求項３及び４のいずれかに記載の工作機械。
【請求項６】
前記押付け具（２７、２８）が、送出テーブルとして形成された前記スライドテーブル（２６）に備えられており、前記スライドテーブル（２６）は、垂直方向（Ｐ−Ｏ）においては逆方向に駆動され、一種の角柱（４８）を有するジャッキをその背面に持っており、前記ジャッキによって、前記押付け具（２７、２８）の間で位置決めされた前記未加工部品（１９）を把握し、前記ハンドリング装置（１３）の前記グリッパ（７）に対して垂直に送出位置まで持ち上げることを特徴とする請求項１又は３〜５のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項７】
前記加工領域部（１５）の外側には、前記主スピンドル（２２）に対してその縦軸が水平に延びる少なくとも１つの水平剛性ガイド（８）が配置されており、前記ガイド（８）には、前記加工領域部（１５）の外側の前記ハンドリング装置（１３）がそのグリッパ（７）と共に少なくとも１つの平面（Ｔ−Ｓ）に逆方向にモータ縦方向スライド自在及び／又は回転自在及び／又は旋回自在（Ａ−Ｂ）に配置され、前記ハンドリング装置（１３）のモータ駆動が位置制御されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項８】
前記加工領域部（１５）の一方の側が、開放可能な隔壁（１６）によって閉じられており、前記加工領域部（１５）の外側に強制ガイドされた前記ハンドリング装置（１３）の前記グリッパ（７）が、前記加工領域部（１５）内に配置された前記ハンドリング装置（３）への送出の目的で、前記隔壁（１６）を通り抜けて可動であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項９】
前記加工領域部（１５）内に配置された前記ハンドリング装置（３）が、前記主スピンドル（２２）の回転軸に対して平行に配置された軸のまわりでモータ駆動可能なマルチタレットであり、更に、モータ駆動装置が前記ＣＮＣ制御機器に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項１０】
前記直線コンベヤの回転・直線ユニットとして形成された前記ハンドリング装置（１３）が同一のモータ（１１）によって逆（Ｔ−Ｓ）方向に駆動可能であり、１８０°超、好ましくは２７０°旋回可能（Ａ−Ｂ）であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項１１】
前記主スピンドル（２２）に対して平行な前記タレット（３）がトルクの低下した状態で送出位置に移動可能であり、トルクに達すると素材の長さを把握可能であり、所定の公差の範囲内かどうかを判定可能であり、測定結果がこの公差の範囲外の場合は、当該の未加工部品（１９）を不良品として除去可能であり、範囲内の場合は、加工のために前記主スピンドル（２２）の前記チャック（２１）へ送ることが可能であり、続いて素材の長さに応じてＮＣ加工プログラムの選択を開始可能であることを特徴とする請求項２記載の工作機械。
【請求項１２】
前記角柱（４８）が蝶ボルトによってスライド可能および固定可能であることを特徴とする請求項６記載の工作機械。
【請求項１３】
前記押付け具（２７、２８）の往復運動が同時に搬送継目板（３４、３５）を少し持ち上げ、後続の前記素材（１９）を縦方向行程の分だけ更に搬送することを特徴とする請求項６記載の工作機械。
【請求項１４】
前記押付け具（２７、２８）と前記角柱（４８）の往復運動ならびに前記グリッパ（７）を終端位置スイッチ等によってモニター可能であり、その結果、素材（１９）が来なければ、対応するプロセスにおいて確認可能であり、警告メッセージが出される（工程信頼性）ことを特徴とする請求項６記載の工作機械。
【請求項１５】
前記搬送継目板（３４、３５）の前記素材（１９）の方を向いたその上側には、摩擦結合を強化するぎざぎざ部、波形溝または歯形が備えられていることを特徴とする請求項１３記載の工作機械。
【請求項１６】
前記搬送継目板（３４、３５）が、リンクガイドと平行四辺形レバー駆動装置を介して、前記スライドテーブル（２６）の下に配置された往復運動モータ（３７）によって往復／旋回運動自在に（Ｎ−Ｍ）駆動可能であることを特徴とする請求項１３又は１５記載の工作機械。
【請求項１７】
前記搬送継目板（３４、３５）が、端部に縦方向スリットを配置された２つの間隔をあけられた突起をそれぞれ有し、前記突起に、前記往復運動モータ（３７）の往復運動（Ｋ−Ｌ）時に前記平行四辺形レバー駆動装置を介して駆動されるボルト（４０、４１）が係合することを特徴とする請求項１６記載の工作機械。
【請求項１８】
一方では前記押付け具（２７、２８）の運動が、他方では前記搬送継目板（３４、３５）の運動が、それぞれ相互に調整されており、前記押付け具（２７、２８）と前記搬送継目板（３４、３５）が前記同一の往復運動モータ（３７）によって駆動可能であることを特徴とする請求項１６または１７記載の工作機械。
【請求項１９】
前記未加工部品（１９）を送り込む前記直線コンベヤ（２４）が、前記未加工部品（１９）を、回転ユニット（１３）の旋回面の下方に配置された前記スライドテーブル（２６）の上に送ることを特徴とする請求項６及び請求項１２〜１８のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項２０】
前記スライドテーブル（２６）が、一方では前記搬送継目板（３４および３５）の駆動用で、他方では前記押付け具（２７、２８）の駆動用でもある前記往復運動モータ（３７）を収容し、前記押付け具（２７、２８）をガイドするための前記縦方向スリット（２９、３０）を有する供給装置（２５）の箱状部分の表面となることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項記載の工作機械。
【請求項２１】
前記未加工部品（１９）を送り込む前記直線コンベヤ（２４）とは反対の前記スライドテーブル（２６）の側に、往復運動モータ（４９）を備えた往復運動自在角柱状部分（４８）が配置されていることを特徴とする請求項６及び請求項１２〜２０のいずれか一項記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＮＣ制御工作機械に、特に、ＣＮＣ制御旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、特に旋盤のローディングとアンローディングのために、今日では、高価なポータルローダやロボットと共に、部品キャッチャ付き送り軸が使用される。ポータルローダやロボットの場合は、素材が変わるたび新たに調整を行わなければならない。送り軸は出入口（穴）とスピンドルによって限定されており、完成部品の搬出は、表面が傷つきやすい素材の場合は使用できない部品キャッチャを通じて行われるのがほとんどである。
【０００３】
独第３３２９２６６Ａ１号から、直線移動可能なグリッパが素材を送り装置から受け入れ、加工領域部へ搬送し、加工領域部から再び送り装置へ搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、水平作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が公知である。
【０００４】
独第１０１４０９４０Ａ１号には、転送装置によって、素材を送り装置から持上げ可能な転送装置へ送り、そこから、直線移動可能な主スピンドルによって加工領域部へ搬送し、再び移送装置へ戻し、そこから送り装置に搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、垂直作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が開示されている。
【０００５】
米国第６６３４２６５Ｂ２号から、直線移動可能なグリッパ・刃物ユニットが素材を送り面から受け入れ、加工領域部へ搬送し、加工領域部から再び送り面に搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、水平作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が公知である。
【特許文献１】独公開第３３２９２６６号公報
【特許文献２】独公開第１０１４０９４０公報
【特許文献３】米国特許第６６３４２６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、極小ロット加工の場合にも効率的に使用できる工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１および２によるＣＮＣ制御工作機械によって解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、簡単に、かつ高い費用効率で、素材を、特に、いわゆるチャック部品を、極小ロット加工の場合にも、ＣＮＣ制御工作機械の、好ましくは、旋盤の加工領域部に送ることが可能となる。この場合、ローディングとアンローディングの迅速、柔軟かつ効率的な解決を可能にするため、ＣＮＣ制御工作機械の機能が取り入れられる。刃物タレットや部品キャッチャのような標準コンポーネントを取り入れた上で、生産自動化のための転換時間と素材交換時間を最小限まで短縮することが可能になる。それにより、極小ロット加工の場合のローディングとアンローディングも効率的になる。例えば、本発明の特徴を利用した場合、わずかな操作で、極めて短時間で、例えば、１分以内で、ローディング・アンローディング装置を、加工すべき素材の、特にチャック部品の新しい寸法に転換することが可能である。
【０００９】
迅速なアンローディングのために、通常の素材キャッチャをローディングと同時に使用することができる。もし素材をその表面から丁寧に取り扱う必要がある場合は、素材のローディングから取り出しへの反転（タレットへの完成部品の収容）が、僅かなコスト上昇と、僅かな交換時間の増加で可能である。
【００１０】
それによって、本発明による解決策は顧客の要求に柔軟に対応可能である。
【００１１】
更に、直径変更時の比較的長い調整も不要になる。角柱状ストッパだけは、例えば、蝶ボルトによってスライドさせ、固定しなければならないので、供給時には、僅かな調節は不可欠である。ガイドプレートとして形成されたいわゆる押付け具は、直径変更時には調整の必要はない。グリッパの指は調節ボルトによって迅速に調整することができる。特に空圧グリッパとして形成されたグリッパの行程が大きいので、直径変更が１０ｍｍを超えるまでは、再調整は不要である。
【００１２】
タレット内のグリッパは手締めチャックの四角スパナによって事前調節され、ばね力によって作動させられる。
【００１３】
更に本発明の特徴としては、素材グリッパが旋回アーム（旋回運動）に固定されており、キャリッジによって直線移動させられることにある。回転・直線運動の１台だけのモータとの機械的連結によって、回転運動から直線運動への移行時およびその逆の場合、停止のない動的な工程が可能になる。これによって、工程時間が短縮され、コンポーネントコストが大幅に低下する。
【００１４】
効果的なのは、キャリッジユニットを一般的に使用できることにある。素材の移送は加工領域部内では水平に行われ、場合によっては、この加工領域部の外に出ることもある。未加工部品はマガジンから垂直に運ばれ、工作機械の、特に、旋盤の加工領域部に水平に供給される。
【００１５】
任意ではあるが、パレットステーションを備えることもできる。完成部品のアンローディングは、ベルトコンベヤまたはパレットコンベヤとして形成することができる直線または連続コンベヤによって行われる。
【００１６】
素材の長さは、ＣＮＣ制御機器に組み込まれたトルク制御手段によって把握および評価される。素材長さ変更時の調整は不可欠ではない。これが特に効果を発揮するのは、極小ロット加工の場合である。
【００１７】
ある数の外側が円筒状の素材が供給区間を運ばれる場合は、測定のために、この一連の未加工部品を停止させ、分離し、送出位置に固定しなければならず、これによって、個別化が行われる。本発明の優れている点は、これが例えば、圧媒体圧力によって駆動され、好ましくは空圧駆動される、例えば、両側が交互に圧媒体圧力を、好ましくは空圧を受けることができるシリンダの直線運動だけによって行われることにある。この場合、個別化の配置は、直径の変更時に調節が不可欠ではなくなるように選択されている。素材グリッパ用の押付け行程は、ローディング装置の仕様による全ての素材長さが調節や調整なしで自動的に流れるように選択されている。これによって、新しい素材寸法への迅速な転換が可能になり、ロットサイズが小さい場合にもこのローディング装置の使用が経済的になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の特徴は特許請求の範囲２〜２１に記載してある。
【００１９】
その他の特徴は、本発明を−部分的には概略図の形で−具体的に説明した図面に関する以下の記述に示されている。
【実施例】
【００２０】
図面には、基本的には基礎プレート１と、Ｙ、Ｚ、Ｘ、Ｖ方向へモータにより可動であるキャリッジユニット２と、タレットディスク４を備えたＣＮＣ制御・モータ被駆動タレット３とを有して成るＣＮＣ制御旋盤への本発明の適用例が具体的に説明されている。
【００２１】
参照符号５はスピンドルボックスを示し、６はフレームを示し、その上方には、空圧グリッパとして形成されたグリッパ７が配置されている。グリッパ７は、その縦軸に対して平行で、かつ水平に延びるガイドロッド８の位置へ、Ｔ、Ｓ逆方向にモータにより往復運動自在に配置されている。グリッパ７には、基本的には遊星歯車１０、例えば直流モータとして形成された駆動モータ１１、コッグドベルトプーリ１２、回転ユニット１３、及びグリッパ７を配置するためのクロスメンバ１４を有する回転・直線ユニット９が組み込まれている。駆動モータ１１と、遊星歯車１２と、図示せぬコッグドベルトを介して、回転・直線ユニット９を一方ではガイドロッド８の縦軸方向に、従って、Ｔ、Ｓ方向にモータ駆動することができる。しかしながら、他方ではどの部分が制動されるかに応じて、回転ユニット１３を垂直面において、Ａ、Ｂ方向に１８０°以上、好ましくは２７０°旋回させることができる。Ｔ、Ｓ方向への往復運動のために、例えば、コッグドベルトプーリ１２を介してガイドされるコッグドベルト（図示せず）を制動する（固定する）ことができるか、又はコッグドベルトプーリ１２が制動され、それによって、回転ユニット１３がグリッパ７と共に遊星歯車１０ないしコッグドベルトプーリ１２のまわりを旋回運動する。このようにして、加工すべき素材を以下に説明する方法で受け入れ、搬送し、必要な場合は、加工された素材を取り出すことができる。
【００２２】
図面から明らかなように旋盤は、外向きに密封状態にしておくことができる（図示せず）加工領域部１５を有する。図面では、水平軸のまわりを旋回自在であるリッド１８によって閉鎖可能な開口部１７を有する隔壁１６だけしか見えない。グリッパ７が掴んだ素材１９を開口部１７から加工領域部１５の中に搬入し、例えば、ばねグリッパとして形成される。受け入れた素材１９を対応する回転運動と調整運動とによってＹ方向に主スピンドルのチャック２１へ転送する。またグリッパ２０へ転送できるように、ガイドロット８は開口部１７の中に配置されている。完成部品は参照符号２３によって示されている。参照符号２０は主スピンドルを示している。
【００２３】
参照符号２４は、モータ又は重力（例えば、シュート）によって駆動され、例えばローラコンベヤとして形成された直線コンベヤを示しており、このコンベヤによって加工すべき素材１９（未加工部品）が送られて来る。直線コンベヤ２４によって、未加工部品１９はＣ方向に以下でさらに説明する供給装置２５へ供給される。直線コンベヤ２４の端には、水平支持プレート付きスライドテーブル２６が備えられている。このスライドテーブル２６は、図示した実施形態では縦軸との角度αが６０°で相互に分岐している厚板又は薄板状押付け具２７、２８を有している。これらの押付け具２７、２８は、それらよりも長く形成されたスライドテーブル２６の縦方向スリット２９、３０の中をＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ方向へモータによる無段階スライド自在に配置されている。供給装置２５は単体箱形構造を有し、そのスライドテーブル２６の下には、搬送装置３１がＫ、Ｌ方向に往復／旋回運動自在に配置されている。搬送装置３１は、基本的には、縦方向スリット３２、３３の中に相互に平行かつ間隔をあけて配置され、縦方向スリット３２、３３から外に出ている各表面領域にざらざら部分、歯形又は波形溝３６を備えた継目板状輸送継目板３４、３５を有して成る。両輸送継目板３４、３５と押付け具２７、２８は往復運動モータ３７によって逆方向に駆動される。この往復運動モータ３７は、圧媒体圧力が、特に圧縮空気が交互に両側に当たるピストン・シリンダユニットによって形成することができる。参照符号３８、３９は、各搬送継目板３４、３５ごとに対で備えられる２つの隔てられた同じレバーである。これらのレバー対３８、３９とは別の輸送継目板３４、３５の図示せぬレバー対は、Ｋ−Ｌ往復運動方向に対して横に延びている貫通ボルト４０、４１と、輸送継目板３４、３５の端に備えられた突起の中に配置される。往復運動調整がＫ、Ｌ方向で行われる場合は、ボルト４０、４１が内部で移動するスリット状縦方向穴４２、４３とを有して成るリンクを介して、それぞれ駆動可能である。この場合、レバー３８、３９は一方では往復運動モータ３７に組み込まれた軸４４、４５の周りを旋回し、他方ではスライドテーブル３６に組み込まれた固定軸４６、４７の周りを旋回し、それによって、輸送継目板３４、３５は、Ｍ、Ｎ方向（図８）の往復／スライド運動を行い、それによって、スライドテーブル２６の上にある未加工部品１９を少し持ち上げ、Ｃ方向へ押付け具２７、２８に向かう更なる前進運動を妨げるか、又は未加工部品１９を分岐している押付け具２７、２８の間に押し込む。軸４４、４５は縦方向穴の中に配置されている。これによって、この部分には３つの機能が与えられる。即ち、未加工部品１９の搬送と、個別化効果と、押付け具２７、２８と、圧媒体圧力が、特に、圧縮空気が交互に両側に当たる往復運動モータ４９によってＯ、Ｐ方向に可動である角柱状部分４８とに対する位置決めである。角柱状部分４８は、押付け具２７、２８がその相互に向き合った側面タブと形成する角度に応じて、対応する切欠き部５０を有している。この切欠き部５０には角柱４８の下降時には加工すべき素材１９が押し込まれ、その後にスライドテーブル２６によって取り出され、それに続いて、素材��９は下向きにＡ方向に旋回したグリッパ７によって掴まれ、２７０°上向きに旋回させられ、次にＳ方向へ旋盤の加工領域部１５まで搬送され、そこでばねグリッパ２０に転送される。素材１９は、加工のため、ばねグリッパ２０によって再び主スピンドルのチャック２１に渡される。従って、押付け具２７、２８は、未加工部品を正接状態で角柱状部分４８に押し付けるように動き、一方、搬送装置３１の搬送継目板３４、３５の縦方向／往復運動はミシンの場合と似ている。搬送装置３１のレバー機構３８、３９、４０、４１（図８）を介しての持ち上げ・往復（傾斜）がその際に起こり、その結果として、前進運動時には搬送継目板３４、３５は少し持ち上げられ、後退行程では下降させられることになる。全ての駆動ならびに全ての往復および旋回運動は、シーケンス制御装置ならびに広範囲に旋盤のＣＮＣ制御機器に組み込まれている。
【００２４】
トルクモニタリングによって、部品長さの確認後に、その都度異なるＮＣ加工プログラムを選択し、開始することが可能になる。例えば、部品ファミリーの自動生産が可能である。加工なしでの不合格／保存を保証するために、素材長さには公差を定義することができる。これによって、生産信頼性が高まることになる。
【００２５】
未加工部品１９は旋盤の加工領域部１５に水平供給される。仕上げ加工の後に、チャック２１は解放され、その結果、完成部品２３はシュート等を介して用意された容器の中に落下するか、又は滑り落ちることもできるし、又は別の方法でさらに搬送することもできる（図示せず）。しかし、表面が傷つきやすい部品の場合にも、タレット３のグリッパ２０を加工の完了した素材２３の搬出のためにも使用し、これらの素材２３を再びグリッパ７に送ることも可能であり、グリッパ７は加工の完了した素材２３をＴ方向に搬出し、適当な方法で同一のコンベヤ２４又は別のコンベヤに送る。これは直線または旋回運動によって行うことができる。供給装置２４の隣に配置されたコンベヤに完成部品を転送するために、回転・直線ユニット９を垂直位置（グリッパ７は下向き）においてＳ方向に直線移動させることが可能である。完成部品２３を平行コンベヤ又は別の方法で直線コンベヤ２４に対して角度をつけて配置された搬出コンベヤに送ることができるように、グリッパ７には別の軸を、例えば、横方向軸を追加することも可能である。一方での未加工部品１９の送り込みと他方での完成部品２３の搬出は完全自動で行われる。
【００２６】
要約書、特許請求の範囲、および明細書に記載され、図面から明らかになる特徴は、個別であっても、任意の組み合わせであっても、本発明の実現にとって不可欠なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＣＮＣ制御旋盤として形成された工作機械の、ハンドリング装置（９）が加工領域部内の移送位置にある状態の斜視図。
【図２】図１から明らかになる旋盤の、ハンドリング装置（９）がマガジンの受取り位置にある状態の別の斜視図。
【図３】図１及び図２からの部分拡大斜視図。
【図４】スライドテーブル及び角柱の領域の部分拡大斜視図。
【図５】グリッパが下向きに旋回されられた状態の回転・直線ユニットとして形成された旋回・回転ユニットの斜視図。
【図６】グリッパが水平面に旋回されられた状態の図５から明らかになる回転・直線ユニットの斜視図。
【図７】図５及び６による回転・旋回ユニットの部分斜視図。
【図８】図１及び２の搬送装置の領域の部分概略側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１      基礎プレート
２      キャリッジユニット
３      タレット
４      タレットディスク
５      スピンドルボックス
６      フレーム
７      空圧グリッパ、グリッパ
８      ガイドロッド
９      回転・直線ユニット、ハンドリング装置
１０    遊星歯車
１１    直流モータ、駆動モータ
１２    コッグドベルトプーリ
１３    回転ユニット、ハンドリング装置
１４    クロスメンバ
１５    加工領域部
１６    隔壁
１７    開口部
１８    リッド
１９    素材、未加工部品
２０    ばねグリッパ、グリッパ
２１    チャック
２２    主スピンドル
２３    完成部品
２４    直線コンベヤ
２５    供給装置
２６    スライドテーブル
２７、２８  押付け具
２９、３０  縦方向スリット
３１    搬送装置
３２、３３  縦方向スリット
３４、３５  搬送継目板
３６    搬送継目板３４、３５の表面
３７    往復運動モータ
３８、３９  レバー
４０、４１  ボルト
４２、４３  縦方向穴
４４、４５、４６、４７    軸
４８    角柱、角柱状部分
４９    往復運動モータ
５０    切欠き部
Ａ、Ｂ    回転ユニット１３の旋回運動
Ｃ    未加工部品の供給方向
Ｅ、Ｆ    押付け具２７の行程
Ｇ、Ｈ    押付け具２８の行程
Ｋ、Ｌ    搬送装置３１の往復・旋回運動
Ｍ、Ｎ、Ｐ  搬送継目板の往復・スライド運動  
Ｓ、Ｔ    グリッパ７の工程
Ｖ、Ｘ、Ｙ、Ｚ  キャリッジユニット２の行程
α    押付け具２７、２８の壁の間の角度
【図１】
2009516595.tif 000003
【図２】
2009516595.tif 000004
【図３】
2009516595.tif 000005
【図４】
2009516595.tif 000006
【図５】
2009516595.tif 000007
【図６】
2009516595.tif 000008
【図７】
2009516595.tif 000009
【図８】
2009516595.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月1日(2008.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】    工作機械
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＮＣ制御工作機械に、特に、ＣＮＣ制御旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、特に旋盤のローディングとアンローディングのために、今日では、高価なポータルローダやロボットと共に、部品キャッチャ付き送り軸が使用される。ポータルローダやロボットの場合は、素材が変わるたび新たに調整を行わなければならない。送り軸は出入口（穴）とスピンドルによって限定されており、完成部品の搬出は、表面が傷つきやすい素材の場合は使用できない部品キャッチャを通じて行われるのがほとんどである。
【０００３】
独第３３２９２６６Ａ１号から、直線移動可能なグリッパが素材を送り装置から受け入れ、加工領域部へ搬送し、加工領域部から再び送り装置へ搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、水平作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が公知である。
【０００４】  
独第１０１４０９４０Ａ１号には、転送装置によって、素材を送り装置から持上げ可能な転送装置へ送り、そこから、直線移動可能な主スピンドルによって加工領域部へ搬送し、再び移送装置へ戻し、そこから送り装置に搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、垂直作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が開示されている。
【０００５】
米国第６６３４２６５Ｂ２号から、直線移動可能なグリッパ・刃物ユニットが素材を送り面から受け入れ、加工領域部へ搬送し、加工領域部から再び送り面に搬送するＣＮＣ制御工作機械、特に、水平作動可能な主スピンドルを備えた旋盤が公知である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、極小ロット加工の場合にも効率的に使用できる工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１および２によるＣＮＣ制御工作機械によって解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、簡単に、かつ高い費用効率で、素材を、特に、いわゆるチャック部品を、極小ロット加工の場合にも、ＣＮＣ制御工作機械の、好ましくは、旋盤の加工領域部に送ることが可能となる。この場合、ローディングとアンローディングの迅速、柔軟かつ効率的な解決を可能にするため、ＣＮＣ制御工作機械の機能が取り入れられる。刃物タレットや部品キャッチャのような標準コンポーネントを取り入れた上で、生産自動化のための転換時間と素材交換時間を最小限まで短縮することが可能になる。それにより、極小ロット加工の場合のローディングとアンローディングも効率的になる。例えば、本発明の特徴を利用した場合、わずかな操作で、極めて短時間で、例えば、１分以内で、ローディング・アンローディング装置を、加工すべき素材の、特にチャック部品の新しい寸法に転換することが可能である。
【０００９】
迅速なアンローディングのために、通常の素材キャッチャをローディングと同時に使用することができる。もし素材をその表面から丁寧に取り扱う必要がある場合は、素材のローディングから取り出しへの反転（タレットへの完成部品の収容）が、僅かなコスト上昇と、僅かな交換時間の増加で可能である。
【００１０】
それによって、本発明による解決策は顧客の要求に柔軟に対応可能である。
【００１１】
更に、直径変更時の比較的長い調整も不要になる。角柱状ストッパだけは、例えば、蝶ボルトによってスライドさせ、固定しなければならないので、供給時には、僅かな調節は不可欠である。ガイドプレートとして形成されたいわゆる押付け具は、直径変更時には調整の必要はない。グリッパの指は調節ボルトによって迅速に調整することができる。特に空圧グリッパとして形成されたグリッパの行程が大きいので、直径変更が１０ｍｍを超えるまでは、再調整は不要である。
【００１２】
タレット内のグリッパは手締めチャックの四角スパナによって事前調節され、ばね力によって作動させられる。
【００１３】
更に本発明の特徴としては、素材グリッパが旋回アーム（旋回運動）に固定されており、キャリッジによって直線移動させられることにある。回転・直線運動の１台だけのモータとの機械的連結によって、回転運動から直線運動への移行時およびその逆の場合、停止のない動的な工程が可能になる。これによって、工程時間が短縮され、コンポーネントコストが大幅に低下する。
【００１４】
効果的なのは、キャリッジユニットを一般的に使用できることにある。素材の移送は加工領域部内では水平に行われ、場合によっては、この加工領域部の外に出ることもある。未加工部品はマガジンから垂直に運ばれ、工作機械の、特に、旋盤の加工領域部に水平に供給される。
【００１５】
任意ではあるが、パレットステーションを備えることもできる。完成部品のアンローディングは、ベルトコンベヤまたはパレットコンベヤとして形成することができる直線または連続コンベヤによって行われる。
【００１６】
素材の長さは、ＣＮＣ制御機器に組み込まれたトルク制御手段によって把握および評価される。素材長さ変更時の調整は不可欠ではない。これが特に効果を発揮するのは、極小ロット加工の場合である。
【００１７】
ある数の外側が円筒状の素材が供給区間を運ばれる場合は、測定のために、この一連の未加工部品を停止させ、分離し、送出位置に固定しなければならず、これによって、個別化が行われる。本発明の優れている点は、これが例えば、圧媒体圧力によって駆動され、好ましくは空圧駆動される、例えば、両側が交互に圧媒体圧力を、好ましくは空圧を受けることができるシリンダの直線運動だけによって行われることにある。この場合、個別化の配置は、直径の変更時に調節が不可欠ではなくなるように選択されている。素材グリッパ用の押付け行程は、ローディング装置の仕様による全ての素材長さが調節や調整なしで自動的に流れるように選択されている。これによって、新しい素材寸法への迅速な転換が可能になり、ロットサイズが小さい場合にもこのローディング装置の使用が経済的になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の特徴は特許請求の範囲２〜２１に記載してある。
【００１９】
その他の特徴は、本発明を−部分的には概略図の形で−具体的に説明した図面に関する以下の記述に示されている。
【実施例】
【００２０】
図面には、基本的には基礎プレート１と、Ｙ、Ｚ、Ｘ、Ｖ方向へモータにより可動であるキャリッジユニット２と、タレットディスク４を備えたＣＮＣ制御・モータ被駆動タレット３とを有して成るＣＮＣ制御旋盤への本発明の適用例が具体的に説明されている。
【００２１】
参照符号５はスピンドルボックスを示し、６はフレームを示し、その上方には、空圧グリッパとして形成されたグリッパ７が配置されている。グリッパ７は、その縦軸に対して平行で、かつ水平に延びるガイドロッド８の位置へ、Ｔ、Ｓ逆方向にモータにより往復運動自在に配置されている。グリッパ７には、基本的には遊星歯車１０、例えば直流モータとして形成された駆動モータ１１、コッグドベルトプーリ１２、回転ユニット１３、及びグリッパ７を配置するためのクロスメンバ１４を有する回転・直線ユニット９が組み込まれている。駆動モータ１１と、遊星歯車１２と、図示せぬコッグドベルトを介して、回転・直線ユニット９を一方ではガイドロッド８の縦軸方向に、従って、Ｔ、Ｓ方向にモータ駆動することができる。しかしながら、他方ではどの部分が制動されるかに応じて、回転ユニット１３を垂直面において、Ａ、Ｂ方向に１８０°以上、好ましくは２７０°旋回させることができる。Ｔ、Ｓ方向への往復運動のために、例えば、コッグドベルトプーリ１２を介してガイドされるコッグドベルト（図示せず）を制動する（固定する）ことができるか、又はコッグドベルトプーリ１２が制動され、それによって、回転ユニット１３がグリッパ７と共に遊星歯車１０ないしコッグドベルトプーリ１２のまわりを旋回運動する。このようにして、加工すべき素材を以下に説明する方法で受け入れ、搬送し、必要な場合は、加工された素材を取り出すことができる。
【００２２】
図面から明らかなように旋盤は、外向きに密封状態にしておくことができる（図示せず）加工領域部１５を有する。図面では、水平軸のまわりを旋回自在であるリッド１８によって閉鎖可能な開口部１７を有する隔壁１６だけしか見えない。グリッパ７が掴んだ素材１９を開口部１７から加工領域部１５の中に搬入し、例えば、ばねグリッパとして形成される。受け入れた素材１９を対応する回転運動と調整運動とによってＹ方向に主スピンドルのチャック２１へ転送する。またグリッパ２０へ転送できるように、ガイドロット８は開口部１７の中に配置されている。完成部品は参照符号２３によって示されている。参照符号２０は主スピンドルを示している。
【００２３】
参照符号２４は、モータ又は重力（例えば、シュート）によって駆動され、例えばローラコンベヤとして形成された直線コンベヤを示しており、このコンベヤによって加工すべき素材１９（未加工部品）が送られて来る。直線コンベヤ２４によって、未加工部品１９はＣ方向に以下でさらに説明する供給装置２５へ供給される。直線コンベヤ２４の端には、水平支持プレート付きスライドテーブル２６が備えられている。このスライドテーブル２６は、図示した実施形態では縦軸との角度αが６０°で相互に分岐している厚板又は薄板状押付け具２７、２８を有している。これらの押付け具２７、２８は、それらよりも長く形成されたスライドテーブル２６の縦方向スリット２９、３０の中をＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ方向へモータによる無段階スライド自在に配置されている。供給装置２５は単体箱形構造を有し、そのスライドテーブル２６の下には、搬送装置３１がＫ、Ｌ方向に往復／旋回運動自在に配置されている。搬送装置３１は、基本的には、縦方向スリット３２、３３の中に相互に平行かつ間隔をあけて配置され、縦方向スリット３２、３３から外に出ている各表面領域にざらざら部分、歯形又は波形溝３６を備えた継目板状輸送継目板３４、３５を有して成る。両輸送継目板３４、３５と押付け具２７、２８は往復運動モータ３７によって逆方向に駆動される。この往復運動モータ３７は、圧媒体圧力が、特に圧縮空気が交互に両側に当たるピストン・シリンダユニットによって形成することができる。参照符号３８、３９は、各搬送継目板３４、３５ごとに対で備えられる２つの隔てられた同じレバーである。これらのレバー対３８、３９とは別の輸送継目板３４、３５の図示せぬレバー対は、Ｋ−Ｌ往復運動方向に対して横に延びている貫通ボルト４０、４１と、輸送継目板３４、３５の端に備えられた突起の中に配置される。往復運動調整がＫ、Ｌ方向で行われる場合は、ボルト４０、４１が内部で移動するスリット状縦方向穴４２、４３とを有して成るリンクを介して、それぞれ駆動可能である。この場合、レバー３８、３９は一方では往復運動モータ３７に組み込まれた軸４４、４５の周りを旋回し、他方ではスライドテーブル３６に組み込まれた固定軸４６、４７の周りを旋回し、それによって、輸送継目板３４、３５は、Ｍ、Ｎ方向（図８）の往復／スライド運動を行い、それによって、スライドテーブル２６の上にある未加工部品１９を少し持ち上げ、Ｃ方向へ押付け具２７、２８に向かう更なる前進運動を妨げるか、又は未加工部品１９を分岐している押付け具２７、２８の間に押し込む。軸４４、４５は縦方向穴の中に配置されている。これによって、この部分には３つの機能が与えられる。即ち、未加工部品１９の搬送と、個別化効果と、押付け具２７、２８と、圧媒体圧力が、特に、圧縮空気が交互に両側に当たる往復運動モータ４９によってＯ、Ｐ方向に可動である角柱状部分４８とに対する位置決めである。角柱状部分４８は、押付け具２７、２８がその相互に向き合った側面タブと形成する角度に応じて、対応する切欠き部５０を有している。この切欠き部５０には角柱４８の下降時には加工すべき素材１９が押し込まれ、その後にスライドテーブル２６によって取り出され、それに続いて、素材��９は下向きにＡ方向に旋回したグリッパ７によって掴まれ、２７０°上向きに旋回させられ、次にＳ方向へ旋盤の加工領域部１５まで搬送され、そこでばねグリッパ２０に転送される。素材１９は、加工のため、ばねグリッパ２０によって再び主スピンドルのチャック２１に渡される。従って、押付け具２７、２８は、未加工部品を正接状態で角柱状部分４８に押し付けるように動き、一方、搬送装置３１の搬送継目板３４、３５の縦方向／往復運動はミシンの場合と似ている。搬送装置３１のレバー機構３８、３９、４０、４１（図８）を介しての持ち上げ・往復（傾斜）がその際に起こり、その結果として、前進運動時には搬送継目板３４、３５は少し持ち上げられ、後退行程では下降させられることになる。全ての駆動ならびに全ての往復および旋回運動は、シーケンス制御装置ならびに広範囲に旋盤のＣＮＣ制御機器に組み込まれている。
【００２４】
トルクモニタリングによって、部品長さの確認後に、その都度異なるＮＣ加工プログラムを選択し、開始することが可能になる。例えば、部品ファミリーの自動生産が可能である。加工なしでの不合格／保存を保証するために、素材長さには公差を定義することができる。これによって、生産信頼性が高まることになる。
【００２５】
未加工部品１９は旋盤の加工領域部１５に水平供給される。仕上げ加工の後に、チャック２１は解放され、その結果、完成部品２３はシュート等を介して用意された容器の中に落下するか、又は滑り落ちることもできるし、又は別の方法でさらに搬送することもできる（図示せず）。しかし、表面が傷つきやすい部品の場合にも、タレット３のグリッパ２０を加工の完了した素材２３の搬出のためにも使用し、これらの素材２３を再びグリッパ７に送ることも可能であり、グリッパ７は加工の完了した素材２３をＴ方向に搬出し、適当な方法で同一のコンベヤ２４又は別のコンベヤに送る。これは直線または旋回運動によって行うことができる。供給装置２４の隣に配置されたコンベヤに完成部品を転送するために、回転・直線ユニット９を垂直位置（グリッパ７は下向き）においてＳ方向に直線移動させることが可能である。完成部品２３を平行コンベヤ又は別の方法で直線コンベヤ２４に対して角度をつけて配置された搬出コンベヤに送ることができるように、グリッパ７には別の軸を、例えば、横方向軸を追加することも可能である。一方での未加工部品１９の送り込みと他方での完成部品２３の搬出は完全自動で行われる。
【００２６】
要約書、特許請求の範囲、および明細書に記載され、図面から明らかになる特徴は、個別であっても、任意の組み合わせであっても、本発明の実現にとって不可欠なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＣＮＣ制御旋盤として形成された工作機械の、ハンドリング装置（９）が加工領域部内の移送位置にある状態の斜視図。
【図２】図１から明らかになる旋盤の、ハンドリング装置（９）がマガジンの受取り位置にある状態の別の斜視図。
【図３】図１及び図２からの部分拡大斜視図。
【図４】スライドテーブル及び角柱の領域の部分拡大斜視図。
【図５】グリッパが下向きに旋回されられた状態の回転・直線ユニットとして形成された旋回・回転ユニットの斜視図。
【図６】グリッパが水平面に旋回されられた状態の図５から明らかになる回転・直線ユニットの斜視図。
【図７】図５及び６による回転・旋回ユニットの部分斜視図。
【図８】図１及び２の搬送装置の領域の部分概略側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１      基礎プレート
２      キャリッジユニット
３      タレット
４      タレットディスク
５      スピンドルボックス
６      フレーム
７      空圧グリッパ、グリッパ
８      ガイドロッド
９      回転・直線ユニット、ハンドリング装置
１０    遊星歯車
１１    直流モータ、駆動モータ
１２    コッグドベルトプーリ
１３    回転ユニット、ハンドリング装置
１４    クロスメンバ
１５    加工領域部
１６    隔壁
１７    開口部
１８    リッド
１９    素材、未加工部品
２０    ばねグリッパ、グリッパ
２１    チャック
２２    主スピンドル
２３    完成部品
２４    直線コンベヤ
２５    供給装置
２６    スライドテーブル
２７、２８    押付け具
２９、３０    縦方向スリット
３１    搬送装置
３２、３３    縦方向スリット
３４、３５    搬送継目板
３６    搬送継目板３４、３５の表面
３７    往復運動モータ
３８、３９    レバー
４０、４１    ボルト
４２、４３    縦方向穴
４４、４５、４６、４７    軸
４８    角柱、角柱状部分
４９    往復運動モータ
５０    切欠き部
Ａ、Ｂ        回転ユニット１３の旋回運動
Ｃ            未加工部品の供給方向
Ｅ、Ｆ        押付け具２７の行程
Ｇ、Ｈ        押付け具２８の行程
Ｋ、Ｌ        搬送装置３１の往復・旋回運動
Ｍ、Ｎ、Ｐ    搬送継目板の往復・スライド運動  
Ｓ、Ｔ        グリッパ７の工程
Ｖ、Ｘ、Ｙ、Ｚ       キャリッジユニット２の行程
α            押付け具２７、２８の壁の間の角度
【国際調査報告】
2009516595.tif 000011
2009516595.tif 000012
2009516595.tif 000013
2009516595.tif 000014
2009516595.tif 000015
2009516595.tif 000016