(57)【要約】  非円形の断面および互いに平行に延在する平らな対面を有する棒状の被加工物を研削するために、２つの部分的な動作が連続的に実行される。まず、棒状の被加工物は粗研削され、対面で両面正面研削により仕上げられる。この目的のために、棒状の被加工物は第１の締付位置において長手方向側面で締付けられる。この締付位置では、棒状の被加工物は２つの締付顎部間を運ばれ、締付顎部はその第２の締付位置において対面で被加工物を締付ける。次いで第１の締付位置は解放され、棒状の被加工物は、締付顎部によって回転して設置される。ＣＮＣ制御された円周研削工程がＣＸ補間原理に基いて実行される。これが棒状の被加工物の長手方向側面を粗研削し、仕上げる。第１の締付位置から第２の締付位置への移動が締付ステーションによって達成され、これは同時に正面研削動作のためのホルダを形成する。記載された方法は連続的な流れ生産および単一の研削機械による完全な機械加工を可能にする。
2009526661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線および／または曲線によって形成された非円形の断面ならびに互いに平行に延在する平らな対面（２）を有する棒状の被加工物（１）を研削するための方法であって、
ａ）  棒状の被加工物（１）が第１の締付位置においてその長手方向側面（３）で締付けられるステップと、
ｂ）  棒状の被加工物（１）の２つの対面（２）が両面正面研削で同時に仕上げられるステップと、
ｃ）  長手方向側面（３）の第１の締付位置が解放されてすぐ、締付けられた棒状の被加工物（１）が、互いから離れて同軸で配置される２つの締付顎部（８ａ、８ｂ；２８ａ、２８ｂ）間で移動され、第２の締付位置で顎部によってその対面（２）で締付けられるステップとを含み、
ｄ）  締付顎部（８ａ、８ｂ；２８ａ、２８ｂ）が同期して制御された態様で回転して駆動され、棒状の被加工物（１）の長手方向側面（３）がＣＸ補間原理に基いたＣＮＣ制御された円周研削によって粗研削されて仕上げられるステップとを含み、Ｃ軸は２つの締付顎部（８ａ、８ｂ；２８ａ、２８ｂ）の共通の回転および駆動軸（１６；３０）によって形成され、Ｘ軸はＣ軸に直交して延在し、
ｅ）第２の締付位置を解放するために、締付顎部（８ａ、８ｂ；２８ａ、２８ｂ）が離れるように動かされ、棒状の被加工物（１）がアンローディング装置に移動されるステップとを含む、方法。
【請求項２】
ａ）棒状の被加工物（１）は、対面（２）の両面正面研削のために、第１の締付位置において、互いから軸距離Ｄで同軸に配置された２つの回転する第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）に送られるステップを含み、棒状の被加工物（１）の長手方向は第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の共通回転軸（１４ｃ；２５）と平行に延在し、
ｂ）  正面研削動作は、Ｘ軸方向における棒状の被加工物（１）および第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の相互変位によって実行されるステップと、
ｃ）相互変位中に、棒状の被加工物（１）の２つの対面（２）が、有効な研削動作のため、連続的に第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の相互に対面する側面（１９ａ、１９ｂ）に粗研削コーティングが配置された外部環状ゾーン（２１ａ、２１ｂ）を通り、その後仕上げコーティングを有する内部環状ゾーン（２２ａ、２２ｂ）を通るステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の締付位置における棒状の被加工物（１）の長手方向側面（３）は少なくとも１つの回転する第２の砥石車（１５）によって研削され、その回転軸（１５ａ）は２つの締付顎部（８ａ、８ｂ）の共通の回転および駆動軸（１６）と平行に延在し、第１および第２の砥石車（１４ａ、１４ｂ、１５）はその研削位置にもたらされ、旋回する共通の研削軸ヘッド（１３）によってそこから再び取除かれ、その上に第１および第２の砥石車（１４ａ、１４ｂ、１５）が回転軸（１４ｃ、１５ａ）が互いに平行に延在するよう配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２の締付位置における棒状の被加工物（１）の長手方向側面（３）は少なくとも１つの回転する第２の砥石車（１５）によって研削され、第２の砥石車（１５）は第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）と共通回転軸（２５）を共有し、棒状の被加工物（１）は、
ａ）  第１の締付位置に位置する棒状の被加工物（１）が第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の範囲から出てＸ軸方向に外向きに導かれるステップと、
ｂ）  被加工物が第１の締付位置から第２の締付位置へと変化するステップと、
ｃ）第２の位置の棒状の被加工物、ならびに共通回転軸（２５）に位置する第１および第２の砥石車（１４ａ、１４ｂ、１５）が互いに相対して平行に変位されるステップと、
ｄ）  棒状の被加工物が第２の砥石車（１５）の動作範囲に位置するステップと、によ
って、
第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）上の研削位置から第２の砥石車（１５）の上の研削位置へ移動される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第１の締付位置における棒状の被加工物は、変位可能な締付ステーション（６）に与えられる少なくとも２つのローディンググリッパ（２４）によって捉えられ、グリッパは棒状の被加工物（１）の断面に対して調整され、互いに対向して平衡の取れた態様で棒状の被加工物（１）の長手方向側面（３）に対して位置する、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
締付ステーション（６）は、Ｘ軸方向およびＣ軸方向に制御された態様で変位可能である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
平衡の取れたローディンググリッパ（２４）はさらに研削代（３１）を決定する機能を果たし、これは第２の締付位置における円周研削プロセスのために重要である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
直線および／曲線によって形成された非円形の断面ならびに互いに平行に延在する平らな対面（２）を有する棒状の被加工物（１）を研削するための研削機械であって、請求項３および請求項５から７のいずれかに記載の方法を実行するための研削機械は、
ａ）機械ベース（４）において案内面（５）が形成され、その上で２つの被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）が個々にまたは集合的に変位可能かつ固定可能な態様で配置され、
ｂ）被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）において締付顎部（８ａ、８ｂ）が支持され、その締付表面は互いに対面し、
ｃ）各被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）はヘッド上に与えられる締付顎部（８ａ、８ｂ）のための電動回転式駆動を含み、両方の締付顎部（８ａ、８ｂ）の回転および駆動軸（１６）は幾何学的に同一、かつ研削動作用のＣ軸を形成し、
ｄ）  ２つの締付顎部（８ａ、８ｂ）を同期かつ同相の回転運動に配置するよう機能することができるコントローラが与えられ、これは締付顎部（８ａ、８ｂ）を被加工物の対面（２）に対してともに動かすことにより、締付顎部（８ａ、８ｂ）間で棒状の被加工物（１）を締付けるようさらに機能し、
ｅ）機械ベース（４）においてＣ軸に直交する方向に制御された態様で変位可能な研削軸ヘッド（１０）が与えられ、その変位方向は研削動作のＸ軸を規定し、
ｆ）  研削軸ヘッド（１０）は第１の研削軸（１２）および第２の研削軸（１３）を支え、これらは縦軸（１１）のまわりに研削軸ヘッド（１０）を旋回させることにより任意で研削位置にもたらされ、
ｇ）第１の研削軸（１２）において２つの第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）が共通回転軸（１４ｃ）に支持され、車の互いからの距離Ｄは棒状の被加工物（１）の長さＬに対応し、
ｈ）第２の研削軸（１３）において少なくとも１つの第２の砥石車（１５）が与えられ、その軸幅Ｂは棒状の被加工物（１）の長さＬを超えて延在し、
ｉ）案内面（５）においては締付ステーション（６）が被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）の間に与えられ、ステーションはＸ軸方向に制御された態様でベース部分（６ａ）で変位可能であってベース部分（６ｂ）上に与えられる自己芯出しローディンググリッパ（２４）を含み、
ｋ）  締付ステーション（６）が、長手方向側面（３）上で棒状の被加工物（１）を締付け（第１の締付位置）、これをローディング位置から第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の側面による露出した対面（２）の正面研削のための研削位置までＣ軸と平行に延在する長手方向で変位し、側面は互いに対面し、かつ、棒状の被加工物（１）をそこから締付態様（第２の締付位置）でこれを受取る締付顎部（８ａ、８ｂ）の範囲の移動位置まで変位
するよう構成され、
ｌ）  回転軸（１５ａ）がＣ軸と平行に延在する第２の砥石車（１５）が研削位置にある場合、コントローラがＣＸ補間原理に基いてＣＮＣ制御された円周研削工程を実行するよう構成される、という特性を含む、研削機械。
【請求項９】
直線および／曲線によって形成された非円形の断面ならびに互いに平行に延在する平らな対面（２）を有する棒状の被加工物（１）を研削するための研削機械であって、請求項４から７のいずれかに記載の方法を実行するための研削機械は、
ａ）機械ベース（４）において案内面（５）が形成され、その上に２つの被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）が個々にまたは集合的に変位可能かつ固定可能な態様で配置され、
ｂ）被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）において締付顎部（８ａ、８ｂ）が支持され、その締付表面は互いに対面し、
ｃ）各被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）はヘッド上に与えられる締付顎部（８ａ、８ｂ）のための電動回転式駆動を含み、両方の締付顎部（８ａ、８ｂ）の回転および駆動軸（１６）は幾何学的に同一、かつ研削動作用のＣ軸を形成し、
ｄ）  ２つの締付顎部（８ａ、８ｂ）を同期かつ同相の回転運動に配置するよう機能することができるコントローラが与えられ、これは締付顎部（８ａ、８ｂ）を被加工物の対面（２）に対してともに動かすことにより、締付顎部（８ａ、８ｂ）間で棒状の被加工物（１）を締付けるようさらに機能し、
ｅ）機械ベース（４）において、Ｃ軸に直交する方向に変位可能な砥石車セットを含む研削軸（２６）が与えられ、研削軸（２６）の変位方向は研削動作のＸ軸を規定し、
ｆ）  砥石車セットは、２つの第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）を含み、互いからの軸距離Ｄは棒状の被加工物（１）の長さＬに対応し、さらに第２の砥石車（１５）を含み、その軸幅Ｂは棒状の被加工物（１）の長さＬを超えて延在し、
ｇ）すべての砥石車（１４ａ、１４ｂ、１５）は共通回転軸（２５）上に支持され、
ｈ）案内面（５）においては締付ステーション（６）が被加工物軸ヘッド（７ａ、７ｂ）の間に与えられ、ステーションはＸ軸方向およびＣ軸方向に制御された態様でベース部分（６ａ）に対して変位可能であってベース部分（６ｂ）上に与えられる自己芯出しローディンググリッパ（２４）を含み、
ｉ）  締付ステーション（６）が、長手方向側面（３）上で棒状の被加工物（１）を締付け（第１の締付位置）、これをローディング位置から第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の側面による露出した対面（２）の正面研削のための研削位置までＣ軸と平行に延在する長手方向で変位し、側面は互いに対面し、かつ、棒状の被加工物（１）をそこから締付態様（第２の締付位置）でこれを受取る締付顎部（８ａ、８ｂ）の範囲の移動位置まで変位するよう構成され、
ｋ）  回転軸（１５ａ）がＣ軸と平行に延在する第２の砥石車（１５）が研削位置にある場合、コントローラがＣＸ補間原理に基いてＣＮＣ制御された円周研削工程を実行するよう構成される、という特性を含む、研削機械。
【請求項１０】
棒状の被加工物（１）の長さＬを覆う第２の砥石車（１５）の外周の輪郭（１５ｂ）は、円筒状の形状から外れ、仕上げられた棒状の被加工物（１）の従断面に対応する態様で構成される、請求項８または９に記載の研削機械。
【請求項１１】
第２の砥石車（１５）の外周の輪郭（１５ｂ）はまた対面の面取り部（２ａ）または対面の丸い縁部（２ｂ）の形状に対応するよう形成され、これは棒状の被加工物（１）上で研削することにより組込まれるように意図される、請求項１０に記載の研削機械。
【請求項１２】
締付顎部（８ａ、８ｂ；２８ａ、２８ｂ）は、棒状の被加工物（１）の対面（２）との接触のために摩擦ライニング（９ａ、９ｂ；２９ａ、２９ｂ）を備える、請求項８から１１のいずれかに記載の研削機械。
【請求項１３】
外部の外周領域における第１の砥石車（１４ａ、１４ｂ）の２つの相互に対面する側面は各々、粗研削コーティングを有する外部環状ゾーン（２１ａ、２１ｂ）および仕上げコーティングを有する内部環状ゾーン（２２ａ、２２ｂ）を有し、２つの外部環状ゾーン（２１ａ、２１ｂ）間の軸距離は外側に向かって増加する、請求項８から１２のいずれかに記載の研削機械。
【請求項１４】
少なくとも２つのローディンググリッパ（２４）は締付ステーション（６）のベース部分（６ａ）に正反対に配置され、ローディンググリッパ（２４）のグリップ表面（２４ａ）は棒状の被加工物（１）の断面に対して調整される、請求項８から１４のいずれかに記載の研削機械。
【請求項１５】
研削セルであって、請求項８から１４のいずれかに記載の２つの研削機械はその制御側が当接または対面するように互いの隣りに配置され、２つの研削機械（３２、３３）間の中間スペースに共通ローディングセル（３４）が与えられる、研削セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直線および／または曲線ならびに互いに平行に延在する平らな対面で形成される非円形の断面を有する棒状の被加工物を研削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような棒状の被加工物の例として述べられる好ましい応用分野は、棒状の部品がアクチュエータとして機能し、動きおよび力を伝える、機械的調整、スイッチおよび制御装置である。この場合、棒状の被加工物は好ましくは２０〜８０ｍｍの長さと、好ましくは４〜１５ｍｍの縁長さを有する正方形の断面を有し得る。さまざまな金属もセラミックと同様に材料となり得る。非円形の断面とは、適切な案内があれば、棒状のアクチュエータがその長手方向でしか変位されず、取付けられると捩れないことを意味する。
【０００３】
この用途では、完成した棒状の被加工物に非常に高度な要求がなされる。基本寸法の寸法精度、対面の平行性、長手方向の側面間および対面との正確な直角の一致、対面の平らさ、ならびに最大粗さのプロファイル高さＲｚが特に注意される。
【０００４】
実際の応用に必要とされる精度は、現在では、水平表面研削によって棒状の被加工物の各側面を個々に機械加工することによってのみ達成することができる。しかしながら、この方法は、真っ直ぐな縁のある幾何学的断面に限定される。この研削方法では、砥石車との表面接触に起因して、研削ゾーンに冷却潤滑材を供給するのが困難である。このため、達成される時間節約量は円周研削ほどは大きくない。さらに、被加工物が回されて再チャックされなければならない頻度が高いので経済的大量生産が妨げられる。
【０００５】
ピンおよび類似の部品の対面を研削するためには、たとえば、モデル名「サターンＨ（Saturn H）」（ユンカー（Junker）のパンフレット「精密パートナー」、２００２年２月６日、図８６および８７）の出願人が製作した機械を使った両面正面研削方法が公知である。この目的のために、軸方向に延在するボアを外周領域に含む回転するキャリア盤が被加工物ホルダとして機能する。ピンがボアに位置し、キャリア盤の側面を越えて横方向に突出する。互いから離れて同軸で配置される回転する２つの砥石車が回転するキャリア盤の両側の外周に位置決めされ、砥石車の間の距離はピンについての研削寸法に対応する。この態様で、砥石車の外表面によって多くのピンの対面上で正面研削が同時に実行される。
【０００６】
この公知の方法は、上述の棒状の被加工物の研削に容易に適用することはできない。第１に、これらの被加工物のブランクは異なる研削代を有する。結果として非円形の断面になるので、キャリア盤の簡単な凹部に取付けることが可能ではない。キャリア盤において嵌合が精密でないと、対面の平行性、対面間および外側面間の正確な直角の一致に悪影響を及ぼす。さらに、棒状の被加工物の対面だけでなく長手方向の平らな側面も大量に研削される場合、個々のロットを研削することは大量生産の高度な要請と一致しない。曲線を含むためには、棒状の部品の非円形の断面をさまざまな態様で構成する必要もある。棒状の被加工物は２つの直線の平行なコースから外れた従断面をも必要とし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって上述の種類の方法を設計することがこの発明の目的であり、その結果、経済的大量生産および優れた研削結果が達成され、それによって棒状の被加工物のさまざまな
断面形状および従断面を研削することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は請求項１のすべての特徴を有する方法によって達成される。
この発明による方法は、２つの部分的な動作で棒状の被加工物の完全な研削プロセスを実行するために用いられ、その結果、継続生産プロセスで単一の研削機械によって全機械加工を実行することができる。この目的のために、継ぎ目なく合体する２つの異なる締付位置すなわち締付けが、連続的に起こる。まず、各被加工物がその長手方向側面で個々に締付けられ、第１の締付け位置を形成する。すなわち被加工物はキャリア盤の面取りされた凹部に挿入されるのみではない。この位置で２つの対面の仕上げが実行される。一般に、対面はこの締付け位置で粗研削され、かつ仕上げられる。しかしながら、この時点で個別の粗研削の必要性はない。締付け装置が適切に構成されていると、両面正面研削動作は対面に対して優れた結果を生成する。次いで、依然締付けられた状態すなわち第１の締付位置にある被加工物は、この締付け装置によって、互いから離れて同軸で配置される２つの締付顎部間で移動され、これらの顎部によってその対面で締付けられるが、対面は既に仕上げられているので、その後の精密な機械加工のために優れた状態を提供する。
【０００９】
締付顎部は棒状の被加工物に第２の締付位置をもたらし、ここでは第１の締付位置は解放される。２つの締付顎部がここで制御された態様で同期かつ同相で回転されるので、ＣＸ補間原理に基いたＣＮＣ制御された円周研削を被加工物に実行することができる。２つの締付顎部によって回転して（回転軸Ｃ）動かされる被加工物の各回転位置は、Ｘ軸方向に規定される砥石車の距離に対応する。研削技術の当業者はＣＮＣ制御された非円形研削の詳細に精通しているので、詳細な説明はここでは必要ではない。
【００１０】
棒状の被加工物が非円形研削原理に基いて機械加工された場合、表面研削とは異なり、砥石車と被加工物との間に線接触がある。その結果、冷却液の供給が改善され、より大きい時間節約が達成され、加工時間をかなり短縮する。
【００１１】
ＣＮＣ制御された円周研削方法は、丸められた長手方向縁部を有する単純な正方形もしくは長方形の断面、もしくは長手方向縁部の平らな面取り部、プリズム断面もしくは異なる曲率によって境界付けされた断面、またはこれらの形状の組合せといった、さまざまな断面を有する棒状の被加工物の粗研削および仕上げに用いることができる。面取りされた縁部または丸められた縁部を有する平らな長手方向側面を、一貫して湾曲した輪郭を有する断面と同様に一動作で簡単に研削することが可能であることにより、正面研削に起因するばり形成の問題が回避される。選択される可能な例は実施例の図１に要約される。
【００１２】
棒状の被加工物の全長にわたって延在する面取りされた砥石車を用いて円周研削が実行される場合、被加工物の従断面も異なるように構成することができる。例は実施例の図２に要約される。これらのさまざまな従断面は対面に面取り部および丸められた縁部をも含む。
【００１３】
仕上げ後に締付顎部を離すように動かすことによって第２の締付位置が解放され、仕上げられた棒状の被加工物はアンローディングステーションに送られる。
【００１４】
請求項２は、第１の部分的動作すなわち対面の両面正面研削に関して有利な詳細を与える。一般に、第１の締付位置にある棒状の被加工物および２つの回転する第１の砥石車の両方がＸ軸方向に変位可能である。締付けられた被加工物が第１の砥石車まで動かされる一方、研削軸上に支持された第１の砥石車によって実際の正面研削動作が従来の方法で実行される。第１の砥石車を静止した態様で取付け、締付けられた被加工物をＸ軸方向に変位することによって研削工程を実行することが考えられる。このプロセスで
は、研削工程中、２つの第１の砥石車が棒状の被加工物を囲み、その長手方向は第１の砥石車の共通回転軸と平行になる。ここで、被加工物が静止位置に残るように方法を実行することもできる一方、砥石車は被加工物に対して長手方向および横断方向にも変位可能である。
【００１５】
請求項３による改良は、正面研削プロセスの第１の部分的な動作が円周研削プロセスの第２の部分的な動作に遷移することができるという第１の有利な可能性を記載する。この目的のために、選択された解決策によれば、一方側の第１の砥石車および反対側の少なくとも１つの第２の砥石車が旋回可能な共通の研削軸ヘッド上で支持される。研削軸ヘッドを旋回させることによって、第１の砥石車または第２の砥石車のいずれかが棒状の被加工物の研削位置に動かされ得る。研削中に必要なＸ軸方向への送りの動きについては、共通研削軸ヘッドが主に制御された態様でＸ軸方向に変位される。
【００１６】
第１の部分的な動作から第２の部分的な動作への遷移についての別の有利な解決策が請求項４に与えられる。この目的のために、対面の正面研削用の第１の砥石車および長手方向側面の円周研削用の第２の砥石車が共通の回転軸に配置され、常に一緒に駆動される。しかしながら、個々の部分的な動作については、部分的な動作のために最適化された異なる回転速度が選択され得る。第１の締付位置から第２の締付位置への遷移は棒状の被加工物の変位を必要とし、それは同様に砥石車の共通回転軸、すなわちＣ軸方向に平行である。第１の締付位置では、問題となっている締付装置によって変位が実行されてもよく、したがって、Ｘ軸方向およびＣ軸方向に変位可能でなければならない。しかしながら、変位は締付顎部の変位によって、またはこれを取付けるのに必要な被加工物軸ヘッドの変位によっても実行することができる。
【００１７】
請求項５は、第１の締付位置において締付ステーションで自己芯出しの態様で棒状の被加工物を締付ける有利な可能性を示し、その結果、研削中には被加工物の長手方向の中心はブランクの研削代から独立したままとなる。請求項６によれば、締付ステーションは、運搬し、正面研削中に停止し、第２の締付位置に移動するという複数の作業を、独立して、すなわち被加工物軸ヘッドおよび締付顎部を動かさずに実行することができるよう、制御された態様でＸ軸およびＣ軸方向に変位可能でなければならない。
【００１８】
請求項７によるさらに有利な実施例では、締付ステーションの平衡の取れたローディンググリッパはさらに、円周研削プロセスに不可欠な研削代の決定のための計測センサとしても役立つ。
【００１９】
この発明はさらに、この発明による方法の実行を可能にする研削機械に関する。第１の創造的な解決策が請求項８で与えられる。この目的のために、対面の正面研削から長手方向側面の長手方向研削への遷移は、変位可能かつ旋回可能な研削軸ヘッドによって達成される。研削機械のこの構成は請求項３による方法に対応する。
【００２０】
この発明にしたがって構成される研削機械のための別の解決策が請求項９の主題である。この研削機械は請求項４の方法にしたがって構成される。正面研削プロセス用および円周研削プロセス用の異なる砥石車が、制御された態様でＸ軸方向に変位することができる、研削軸の共通回転軸上に砥石車セットとして与えられる。締付ステーションは記載された態様で棒状の被加工物を受取り、かつこれを異なる砥石車に連続的に送るよう機能し、第１の締付ステーションから第２の締付ステーションへの遷移も実行しなければならない。
【００２１】
請求項８および請求項９による２つの研削機械は、単一の棒状の被加工物が任意の所与の時間に機械を通過し、第１の締付位置において対面が正面研削され、第２の締付位置に
おいて円周研削によって長手方向側面が機械加工されるという利点がある。研削機械を通過した後、棒状の被加工物の研削は終了する。連結する必要がある部分がないので、必要な空間を減じる。その結果、最適な連続流れ作業生産のための必須条件を満たす。必要な処理時間は最小限である。
【００２２】
この発明による研削機械は、近代の研削技術の証明済みの基本要素を用いて動作するが、これらは知的な運搬および締付システムに新規な態様でリンクされる。研削機械の設計は簡単なままである。研削機械は右側または左側のローディングハッチを通してローディングセルによってロードすることができ、いわゆる「鍵穴解決策」を可能にし、それによって被加工物が側面から送られ、機械はもっぱら正面すなわち案内面の側から操作される。
【００２３】
この発明による研削機械は、規定された被加工物タイプに対して完全な機械加工を実行するよう装備されているので、より小さなロットサイズを経済的に生成するためにも用いることができる。したがって、量に関する柔軟性は高い。特にＣＸ補間原理に基いた数値制御された円周研削についてのモデルの種類の多さも保証されている。棒状の被加工物の異なる断面形状への転換中のセットアップ時間は非常に短くなり得る。たとえば、正方形の断面を有する棒状の被加工物では、生産される被加工物の部品工作プログラムとしてもっぱら転換が実行されるので、面取りされた長手方向縁部から丸い長手方向縁部へ、数分またはそれ以下で転換することができる。面取り部は断面とともに調整される。
【００２４】
請求項８および請求項９は、この発明による研削機械の第２の砥石車を仕上げられた棒状の被加工物の従断面に対して調整することに向けられ、さらに対面上の面取り部をも含むことができる。ＣＸ補間原理に基いた数値制御された円周研削方法によって被加工物対面を機械加工することにより、サイクル時間を伸ばすことなく、縁部上の丸められた円弧または面取り部を外側面とともに研削することを可能にする。砥石車の輪郭が適切に面取りされる場合、これはまた対面上の面取り部にも当てはまる。対面上の面取り部は、外側面および長手方向に延在する面取り部と同時に、１つの輪郭動作において、同じ締付の一部として研削される。再チャックは省くことができる。全体として、プロセスは、必要な幾何学的データ（寸法、形状および位置の許容誤差）に関して相当容易に、かつ高い信頼性で制御することができる。これは加工時間を節約するだけではなく、特に再チャックに関連付けられるリスク不正確性を回避する。さらに、トリミング中、砥石車の輪郭はμｍ範囲で正確に調整することができる。これは、全長にわたって常に正確に同じ幅を有し、かつ互いに相対する対面上の面取り部を生成する。さらにこの点で、この発明は機械加工の速度および結果の精度を向上させる。
【００２５】
この発明による研削機械のさらに有利な改良は請求項１２から１４で与えられ、実施例においてより詳細に説明される。
【００２６】
請求項１５はこの発明による双子構成の２つの研削機械および共通のローディングセルが与えられる研削セルに関する。これはさらに投資額および必要な空間を減じる一方で、正面からのみ送るという利点を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明は、図面に示された実施例に基いて、以後さらに詳細に記載される。
図１は、例として、研削される棒状の被加工物１の断面が有し得る形状を示す。最も簡単な形状では、棒状の被加工物１は、立方形の対面２および長方形の長手方向側面３を有する小さな立方形のロッドである。図１ａを参照されたい。このような棒状の被加工物１のための好ましい応用分野は、機械的スイッチングまたは調整装置におけるアクチュエータの分野である。これらのアクチュエータは、２０〜８０ｍｍの長さＬおよび４〜１５ｍ
ｍの断面を有することができるが、これは一例にすぎない。このような棒状の被加工物１の材料としてセラミックおよびさまざまな金属も可能である。所望の機能に依存して、断面は厳密な幾何学的正方形（ｂ）の形状から外れてもよい。たとえば、長手方向縁部が丸い（ｃ）か、または平らな面取り部（ｄ）を備えることができる。正方形もまた変動してもよく、凸面表面（ｅ）または凹面表面（ｆ）を有する正方形を形成し得る。さらに、楕円の輪郭（ｈ）または任意の種類の多角形（ｋ）を含む、もっぱら曲線（ｇ）によって限界が定められた断面を有する輪郭も可能であって、正方形の断面について記述された変形もここに適用され得る。
【００２８】
同様に、研削される棒状の被加工物１の従断面は、図２ａに示されるような厳密な幾何学的長方形形状に限定されることはない。
【００２９】
図２は、さまざまな変形例における棒状の被加工物１の長手方向側面３を示す。たとえば、対面２への遷移において平らな面取り部２ａ（図２ｂ）または丸い縁部２ｂ（図２ｃ）が存在し得る。厳密な長方形は凸面の形状（ｄ）を形成するよう変化することができる。さらに、低くなった中央部分（ｆ）を有する基本的長方形も、円錐形の従断面（ｅ）も可能である。
【００３０】
図３は、立方形の形状を有するブランクから始めて棒状の被加工物１の完全な機械加工を可能にする研削機械の第１の実施例を示す。案内面５を有する研削テーブルが機械ベース４上に与えられ、その上に、締付ステーション６がこの案内面５の方向にこれに直交して変位され得る。締付ステーション６の両側に被加工物軸ヘッド７ａおよび７ｂが与えられ、同じく案内面上で変位可能である。被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂは、個々にまたは集合的に変位可能であってもよい。回転してで駆動することができる締付顎部８ａ、８ｂは被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂに支持される。互いから離れて同軸で配置される２つの締付顎部８ａ、８ｂを厳密に同期かつ同相の態様で回転させるコントローラが与えられ、
外部端部では、締付顎部８ａ、８ｂが摩擦ライニング９ａ、９ｂを支え、それにより、締付顎部８ａ、８ｂが棒状の被加工物１を締付けるためにその対面２に対して押圧され得る。図６ｂをも参照されたい。締付顎部８ａ、８ｂの摩擦ライニング９ａ、９ｂは、摩耗を減じるために、極めて耐摩耗性の材料、たとえば超硬合金で作られている。
【００３１】
研削軸ヘッド１０は、案内面５を含む研削テーブルに対して、かつ被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂおよび／または締付顎部８ａ、８ｂの横変位方向に対して、正確に直交するよう変位することができる。研削軸ヘッド１０はさらに縦軸１１のまわりに旋回されることができる。研削軸ヘッド１０は２つの研削軸１２および１３を支える。第１の研削軸１２は２つの第１の砥石車１４ａ、１４ｂを支える一方、第２の研削軸１３は第２の砥石車１５を備える。研削軸１２および１３は、回転軸１４ｃおよび１５ａのまわりの回転で関連付けられた砥石車１４ａ、ｂおよび１５を駆動する。研削軸ヘッドを１８０度旋回させることによって、任意に、第１の砥石車１４ａ、１４ｂまたは第２の砥石車１５はその作動位置に動かされ得る。
【００３２】
従来の研削技術の表示によれば、締付ステーション６の横変位方向および被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂと関連して案内面５がＺ軸を規定する。締付顎部８ａ、８ｂの共通の回転および駆動軸１６が回転軸Ｃを形成する一方、Ｚ軸およびＣ軸に直交して延在する研削軸ヘッド１０の変位方向はＸ軸である。
【００３３】
双子の構成で与えられる第１の砥石車１４ａ、１４ｂの詳細は図４から明らかである。２つの第１の砥石車１４ａ、１４ｂは第１の研削軸１２の共通の回転軸１４ｃにスペーサディスク１７によって規定される軸距離Ｄで配置される。各砥石車１４ａ、１４ｂはベース本体１８ａ、１８ｂによって構成される。対面している側面である、ベース本体１８ａ
、１８ｂの２つの側面１９ａ、１９ｂの外部周囲領域はそれぞれ凹部２０ａ、２０ｂを有し、そこに粗研削コーティングを含む外部環状ゾーン２１ａ、２１ｂおよび仕上げコーティングを含む内部環状ゾーン２２ａ、２２ｂが与えられる。２つのコーティング２１ａ、２１ｂおよび２２ａ、２２ｂは凹部２０ａ、２０ｂの内部に環状の本体を形成する。この目的のために、粗研削コーティングを有する外部環状ゾーン２１ａ、２１ｂは外向きに円錐形にテーパ状の形状を形成する。
【００３４】
図５は、上述の締付ステーション６がＺ軸またはＣ軸だけでなくＸ軸方向にも変位し得ることを示す。ベース部分６ａでは２つのローディンググリッパ２４が正反対に配置され、互いから反対向きの方向に動くよう制御される。ローディンググリッパ２４は、グリップ表面２４ａとともに棒状の被加工物１の断面に対して調整される。図５の位置１では、ローディンググリッパ２４は離れるように動かされる。位置２では、ローディンググリッパ２４は棒状の被加工物１を捉えており、平衡のとれた態様でこれに対して位置決めされる。被加工物１の研削寸法が異なっても、この種の取付けは、棒状の被加工物１の握持および締付中にその長手方向中央が常に同じ水平面にあるままであるという利点を有する。したがって、剛性の被加工物支持体と異なり、研削代３１（図６ａ参照）が被加工物中央の位置に影響しない。その後の円周研削中に、ゆとりは均一に取除かれる。図５による位置３が示すように、締付ステーション６は、締付けられた棒状の被加工物１を第１の砥石車１４ａ、１４ｂに近づくように動かすことができる。
【００３５】
図３による研削機械上の研削動作の手順が以後詳細に記載される。
棒状の被加工物１のためのブランクが従来の運搬システムによって締付ステーション６へ移動される。上述のように、それはローディンググリッパ２４によって自己芯出し態様で締付けられる。図５の位置２を参照されたい。次いで、締付ステーション６は、位置３に向かって第１の砥石車１４ａ、１４ｂの動作範囲まで動く。図５で見られるこの第１の締付位置において、棒状の被加工物１の２つの対面２は両面正面研削によって同時に研削される。この目的のために、研削軸ヘッド１０は、棒状の被加工物１に対してＸ軸方向に前向きに変位される。図４を参照されたい。粗研削コーティングを有する外部環状ゾーン２１ａ、２１ｂはそれぞれ棒状の被加工物１の１つの対面２に粗研削動作を実行する。次いで、仕上げコーティングを有する内部環状ゾーン２２ａ、２２ｂがそれぞれ対面２を通過して、それにより対面２を仕上げる。
【００３６】
次いで、研削軸ヘッド１０がＸ軸方向に開始位置に戻る一方で、締付ステーション６は図５による位置４を取る。次いで、棒状の被加工物１は２つの締付顎部８ａ、８ｂの共通の回転および駆動軸１６の範囲に位置する。
【００３７】
次いで、２つの被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂは、摩擦ライニング９ａ、９ｂを備えた締付顎部８ａ、８ｂが対面２で棒状の被加工物１を締付けるまで、両面から棒状の被加工物１に接近する。被加工物軸ヘッド７ａ、７ｂの設計に依存して、これらが回転的に駆動されるだけでなく軸方向にも変位可能である場合、棒状の被加工物１を対面２で締付けることももっぱら締付顎部８ａ、８ｂによってもたらされ得る。その後、締付ステーション６のローディンググリッパ２４は離れるように動かされ、締付ステーション６は新しい被加工物ブランクを受取るための図５の位置１に対応する開始位置に戻ることができる。
【００３８】
この種の再チャックの利点は、被加工物がローディングハンドリング工程で個別に捉えられる必要をなくすことである。その結果、締付顎部８ａ、８ｂ間の締付に最適化された精度を達成することができ、かつローディング処理による位置決めエラーをなくすことができる。
【００３９】
一方、研削軸ヘッド１０はその縦軸１１のまわりに旋回されており、その結果、第２の
砥石車１５を備えた第２の研削軸１３が研削位置、すなわち棒状の被加工物１の範囲に位置することとなる。
【００４０】
棒状の被加工物１は２つの締付顎部８ａ、８ｂによって第２の締付位置において締付けられただけでなく、さらに２つの締付顎部８ａ、８ｂによって制御された態様で回転して駆動され、２つの締付顎部８ａ、８ｂの共通の回転および駆動軸１６は研削動作用のＣ軸を形成する。制御された円周研削のこの工程は図６で見ることができる。図６ａは側面からの研削動作を示す。より明瞭にするために、棒状の被加工物１は、２つの締付位置が活性な瞬間で示される。２つのローディンググリッパ２４が棒状の被加工物１の長手方向側面に対して依然載っている一方で、同時に２つの締付顎部も摩擦ライニングによって棒状の被加工物１をその対面で捉えている。図６ａでは摩擦ライニング９ａが示される。したがって図６ａはローディンググリッパ２４による締付が芯出しされた態様で実行されることを示し、その結果、研削代３１が被加工物の中央位置に影響しない。もちろん、締付顎部８ａ、８ｂは、ローディンググリッパ２４の外に位置しており第１の締付位置が解放されている場合にのみ、棒状の被加工物１を回転させることができる。さらに、図６ａは、第２の砥石車１５が棒状の被加工物１の周囲に向かってＸ軸方向にどのくらい動かされ、進められるかを示す。
【００４１】
図６ｂは、第２の締付位置での円周研削動作の上から見た状態を示し、締付顎部８ａ、８ｂは棒状の被加工物１を再チャックし、かつ同時に回す。共通の回転および駆動軸１６は研削動作用のＣ軸を形成する。第２の砥石車１５の軸幅Ｂは、棒状の被加工物１の長さＬにわたって延在する。
【００４２】
ＣＸ補間原理に基いた円周研削工程が実行され、棒状の被加工物１の各回転位置は、Ｃ軸と第２の砥石車の回転軸１５ａとの間にＸ軸方向に規定された距離に対応する。当業者は公知のＣＮＣ非円形研削方法のこの工程に精通しており、これ以上の説明をここで必要としない。この原理に基いて、図１に示される断面および同様の断面が達成され得ることが明らかである。被加工物１および第２の砥石車１５の相互変位は、Ｘ軸方向における研削軸ヘッド１０の変位によってもたらされる。粗研削工程および仕上げ工程は単一の第２の砥石車１５によって実行することができる。しかしながら、第２の研削軸１３の上に２つの砥石車を配置することも可能であり、その１つは粗研削の目的に役立つ一方、他方は仕上げ目的に役立つ。
【００４３】
図２に示されるさまざまな従断面は、第２の砥石車１５の外周輪郭１５ａの適切な形状によって実現することができる。図２ｄを参照されたい。特に、対面上の面取り部２ａまたは丸い縁部２ｂも長手方向側面３が研削されるのと同時に同じ締付で１つの輪郭動作で棒状の被加工物１上に研削することができる。第２の砥石車１５の外周輪郭１５ａはこれに従って形成されなければならない。図２ｂを参照されたい。
【００４４】
この発明による方法の実行中に締付ステーション６が交代で作業を実行することは明らかである。締付ステーション６はまず輸送装置として機能し、棒状の被加工物１を第１の砥石車１４ａ、１４ｂの動作範囲に動かす。そこで締付ステーション６は締付け装置としても機能し、対面の研削中に棒状の被加工物１の第１の締付位置を確実にする。その後、締付ステーション６は再び運搬手段として機能し、棒状の被加工物１を図５の位置４による２つの締付顎部８ａ、８ｂの範囲に移動する。締付顎部８ａ、８ｂは円周研削動作を実行するために第２の締付位置に締付けられる。次いで、締付ステーション６は、第１の棒状の被加工物１に対して作業を完了しており、次の被加工物ブランクを受取るために位置１に戻る。
【００４５】
棒状の被加工物１が横断方向において階層状の設計を有する場合、ここで記載された円
周研削プロセスは特定の利点を有する。それは圧電アクチュエータなどのいくつかの用途について価値がある。したがって、異なる材質で作られる層を交互に備えることができる。長手方向の正面研削と異なって、円周研削中は個々の層の材料は外側面の領域において互いに対して滲まない。
【００４６】
図７に示されるこの発明による研削機械の変形で、２つの研削軸を含む研削軸ヘッドの代りに、共通回転軸２５上に第１の砥石車１４ａ、１４ｂおよび第２の砥石車１５を含む単一の砥石車セットが与えられる。この砥石車セットは共通の研削軸２６上に与えられる。図７で、被加工物軸ヘッドは符号２７ａ、２７ｂ、締付顎部は２８ａ、２８ｂ、および締付顎部上の摩擦ライニングは２９ａ、２９ｂとして設計される。棒状の被加工物１の第１の締付位置の両面正面研削手順は、第１の実施例に対して変わらないままである。被加工物１を第２の締付位置へ移動するために、共通研削軸２６および研削軸ヘッド２７ａ、２７ｂの相互の軸方向変位が必要である。しかしながら、被加工物軸ヘッド２７ａ、２７ｂの内部で移動可能な締付顎部２８ａ、２８ｂを軸方向に変位可能であるよう構成すれば十分かもしれない。
【００４７】
次いで、第２の締付位置での円周研削プロセスが、第１の実施例について記載されたのと同じ態様で起こる。
【００４８】
図８は、研削セルを形成するためのこの発明による２つの研削機械３２、３３のアセンブリを示す。２つの研削機械３２、３３は双子の構成で互いの隣りに設定されつつ距離Ａを維持する。その結果、研削テーブルの方向は、案内面５およびＣ軸の方向と同じである。２つの研削機械３２、３３の間に共通のローディングセル３４が収容され、これが両方の研削機械に棒状の被加工物１用のブランクを供給する。これはさらに投資額と必要な空間を減じる一方で正面からのみ送るという利点を維持する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明によって研削される棒状の被加工物のさまざまな非円形の断面を示す図である。
【図２】研削される棒状の被加工物が有し得るさまざまな従断面を示す図である。
【図３】この発明による方法を実行するための研削機械の第１の実施例の上から見た図である。
【図４】この発明による方法の一部である、両面正面研削プロセスを示す図である。
【図５】研削中に棒状の被加工物が経る動きのシーケンスのうちいくつかを代表する図である。
【図６】棒状の被加工物の円周研削中のＣＸ補間原理を説明する図である。
【図７】図３に対応する、この発明による研削機械の第２の実施例の上から見た図である。
【図８】この発明による２つの研削機械が双子の構成で１つの研削セルに組合される図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  棒状の被加工物、２  対面、２ａ  対面上の面取り部、２ｂ  対面上の丸い縁部、３
長手方向側面、４  機械ベース、５  案内面、６  締付ステーション、６ａ  ベース部分、７ａ、７ｂ  被加工物軸ヘッド、８ａ、８ｂ  締付顎部、９ａ、９ｂ  摩擦ライニング、１０  研削軸ヘッド、１１  縦軸、１２  第１の研削軸、１３  第２の研削軸、１４ａ、１４ｂ  第１の砥石車、１４ｃ  第１の砥石車の回転軸、１５  第２の砥石車、１５ａ  第２の砥石車の回転軸、１５ｂ  第２の砥石車の外周輪郭、１６  共通の回転および駆動軸、１７  スペーサディスク、１８ａ、１８ｂ  ベース本体、１９ａ、１９ｂ  側面、２０ａ、２０ｂ  凹部、２１ａ、２１ｂ  外部環状ゾーン、２２ａ、２２ｂ  内部環状
ゾーン、２３  締付ステーション６のベース部分、２４  ローディンググリッパ、２４ａ
グリップ表面、２５  共通回転軸、２６  共通研削軸、２７ａ、２７ｂ  被加工物軸ヘッド、２８ａ、２８ｂ  締付顎部、２９ａ、２９ｂ  摩擦ライニング、３０  共通の回転および駆動軸、３１  研削代、３２  研削機械、３３  研削機械、３４  共通ローディングセル、Ａ  ２つの研削機械の間の距離、Ｂ  第２の砥石車の軸幅、Ｃ  円周研削中の棒状の被加工物の回転軸、Ｄ  第１の砥石車の互いからの距離、Ｌ  棒状の被加工物の長さ、Ｘ  棒状の被加工物の長手軸に直交する送りの動きの軸方向。
【図１】
2009526661.tif 000003
【図２】
2009526661.tif 000004
【図３】
2009526661.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009526661.tif 000009
【図８】
2009526661.tif 000010
【国際調査報告】
2009526661.tif 000011
2009526661.tif 000012
2009526661.tif 000013
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