(57)【要約】      （修正有）【課題】多軸機械用ツールヘッド、前記ツールヘッドを有する多軸機械、及び前記機械の使用方法を提供する。【解決手段】多軸機械１００用ツールヘッドは、２つの要素１０１、１０２を有するスピンドル本体を有している。これらの要素は、対応するカップリング１０３を用いて相互に回転可能に連結され、第１の要素が第１の長手方向軸ＷＡ１を有し、第２の要素が第２の長手方向軸を有し、２つの要素が伸長位置から角度のある位置へ回転位置に応じて移動可能である。第１の駆動装置Ａ１は、スピンドル本体内に又はスピンドル本体上に設置される。第２の要素に位置している受容装置１２０が設けられる。この受容装置は、スピンドルモータ２０と、該スピンドルモータに組み込まれ、第２の要素を用いて動力が供給され得るモータＭ１と、受容装置の電気的連結手段とを固定するために使用される。【選択図】図３Ａ
2011067937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸機械（１００）用ツールヘッド（１１０）であって、
対応カップリング（１０３）を用いて相互に回転可能に連結される２つの要素（１０１、１０２）を有し、該２つの要素（１０１、１０２）のうち第１の要素（１０１）が第１の長手方向軸（ＷＡ１）を有し、該２つの要素（１０１、１０２）のうち第２の要素（１０２）が第２の長手方向軸（ＷＡ２）を有し、該２つの要素が同心位置から角度のある位置へ回転位置に応じて移動可能であるスピンドル本体（１０５）と、
該スピンドル本体（１０５）内に又は該スピンドル本体（１０５）上に設置される第１の駆動装置（Ａ１）と、
前記第２の要素（１０２）に位置している受容装置（１２０）であって、スピンドルモータ（２０）と、該スピンドルモータ（２０）に組み込まれ、前記第２の要素（１０２）を用いてエネルギーが供給可能であるモータ（Ｍ１）と、該受容装置（１２０）の連結手段（１２１）とを固定するように設計され、前記第１の駆動装置（Ａ１）を使用して駆動可能であるフライス削りツール（３０）を固定するように設計される受容装置（１２０）と、
を有していることを特徴とするツールヘッド（１１０）。
【請求項２】
前記対応カップリング（１０３）は、関節式連結の形で設計される、
ことを特徴とする請求項１に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項３】
前記対応カップリング（１０３）は、相互に旋回可能である２つの傾斜面（１０３．１、１０３．２）を使用して実施される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項４】
前記第１の駆動装置（Ａ１）と前記受容装置（１２０）は、１５００Ｎｍより大きいトルク力の大きさにされる、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項５】
前記関節式連結は、旋回軸（ＷＳ）の周りの旋回又は傾斜移動を可能にするフォークヘッドを使用して実施される、
ことを特徴とする請求項２に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項６】
前記機械（１００）のＮＣ制御装置（２００）への制御連結は、前記連結手段（１２１）を用いて作られる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項７】
前記受容装置（１２０）は、動力供給連結（１２１）を有しており、それにより、前記スピンドルモータ（２０）のモータ（Ｍ１）が、前記第２の要素（１０２）を通じて前記機械側における動力を供給されることができる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項８】
前記受容装置（１２０）は、エネルギー供給連結を有しており、それにより、前記スピンドルモータ（２０）のモータ（Ｍ１）が、前記第２の要素（１０２）を通じて前記機械側における前記スピンドルモータ（２０）のための駆動装置としての液圧又は空気圧エネルギーを供給されることができる、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のツールヘッド（１１０）。
【請求項９】
被加工物を加工するための機械（１００）であって、
多数の数値制御された軸と、
前記軸の制御移動のためのＮＣ制御装置（２００）と、
対応カップリング（１０３）を用いて相互に回転可能に連結される２つの要素（１０１、１０２）を有し、該２つの要素（１０１、１０２）のうち第１の要素（１０１）が第１の長手方向軸（ＷＡ１）を有し、該２つの要素（１０１、１０２）のうち第２の要素（１０２）が第２の長手方向軸（ＷＡ２）を有し、該２つの要素が同心位置から角度のある位置へ回転位置に応じて移動可能である、スピンドル本体（１０５）を有するツールヘッド（１１０）と、
該スピンドル本体（１０５）内に又は該スピンドル本体（１０５）上に設置される第１の駆動装置（Ａ１）と、
前記第２の要素（１０２）に位置している受容装置（１２０）であって、スピンドルモータ（２０）と、該スピンドルモータ（２０）に組み込まれ、前記第２の要素（１０２）を用いて前記機械（１００）からエネルギーが供給可能であるモータ（Ｍ１）と、該受容装置（１２０）の連結手段（１２１）とを固定するように設計され、前記第１の駆動装置（Ａ１）を使用して駆動可能であるフライス削りツール（３０）を固定するように設計される受容装置（１２０）と、
を有していることを特徴とする機械（１００）。
【請求項１０】
前記機械（１００）は、被加工物に関して前記ツールヘッド（１１０）の移動を可能にする少なくとも１つのスライド（１１）又はキャリッジを有している、
ことを特徴とする請求項９に記載の機械（１００）。
【請求項１１】
前記機械（１００）は、組み込まれたモータ（Ｍ１）を備えた前記スピンドルモータ（２０）を有する前記ツールヘッド（１１０）を取り付けることによる更なる軸によって拡張可能である、
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の機械（１００）。
【請求項１２】
前記対応カップリング（１０３）は、旋回軸（ＷＳ）の周りの旋回又は傾斜移動を可能にするフォークヘッドを使用して関節式連結として実施される、
ことを特徴とする請求項９から請求項１１の何れか１項に記載の機械（１００）。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２の何れか１項に記載の機械（１００）の使用方法であって、
前記ツールヘッド（１１０）にフライス削りツール（３０）を取り付けるステップと、
位置決め移動を使用して前記第１の要素（１０１）に関して所定の角度位置（Ｗ）に前記第２の要素（１０２）を設定するために前記ツールヘッド（１１０）の位置決め駆動装置（Ｓ１）を作動させるステップと、
前記第２の長手方向軸（ＷＡ２）の周りの回転移動に前記フライス削りツール（３０）を設定するために前記機械（１００）のＮＣ制御装置（２００）を使用して前記第１の駆動装置（Ａ１）を作動させるステップと、
被加工物に関して加工移動を実行するために前記ＮＣ制御装置（２００）を使用して前記機械（１００）の別の軸を作動させるステップと、
が実行されることを特徴とする機械（１００）の使用方法。
【請求項１４】
前記フライス削りツール（３０）を取り除くステップと、
前記ツールヘッド（１１０）にスピンドルモータ（２０）を取り付けて、前記スピンドルモータ（２０）に組み込まれた前記モータ（Ｍ１）に前記第２の要素（１０２）を用いてエネルギーを供給することを可能にするために前記機械（１００）への連結が作り出されるステップと、
位置決め移動を使用して前記第１の要素（１０１）に関して所定の角度位置（Ｗ）に前記第２の要素（１０２）を設定するために前記ツールヘッド（１１０）の前記位置決め駆動装置（Ｓ１）を作動させるステップと、
前記スピンドルモータ（２０）のフライス削りカッタ（２１）を補助軸（Ｒ１）の周りの回転移動に設定するために前記モータ（Ｍ１）を作動させるステップと、
被加工物に対して加工移動を実行するために前記ＮＣ制御装置（２００）を使用して前記機械（１００）の別の軸を作動させるステップと、
が実行されることを特徴とする請求項１３に記載の機械（１００）の使用方法。
【請求項１５】
前記第２の要素（１０２）と前記スピンドルモータ（２０）との間の回転角度（Ｗ）の連続的な変更がまた、前記位置決め駆動装置（Ｓ１）を使用して行われる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の機械（１００）の使用方法。
【請求項１６】
前記フライス削りツール（３０）が、歯車、好ましくは傘歯車の困難な（hard）加工のために使用される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の機械（１００）の使用方法。
【請求項１７】
前記スピンドルモータ（２０）の前記フライス削りカッタ（２１）が、歯車、好ましくは傘歯車の環境に優しい（green）加工のために使用される、
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の機械（１００）の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、多軸機械用ツールヘッド、前記ツールヘッドを有する多軸機械、及び前記機械の使用方法である。
【背景技術】
【０００２】
非常に様々な物質及び被加工物の加工のために設計され最適化された専用機械の全体配列が存在する。このような専用機械のコストは比較的高いことが多い。多数の同一又は類似の被加工物が加工される場合に専用機械の能力を確保することができるだけであることは、これら専用機械の欠点と見なされることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
対応機械を追加又は変更によってより柔軟に使えるようにするという点において、対応機械の能力を改良するという要求がますます存在する。追加又は変更が元の専門領域における前記機械の実際の使用を妨げること又は前記機械の信頼性あるいは精度を害することが起こり得る。
【０００４】
従って、本発明の目的は、一方では、例えば傘歯車を製造するための歯切り機械として使用可能であるが、また別の加工方法又は加工状態のために使用することができるように加工機械を設計することである。
【０００５】
本発明の目的はまた、加工機械の一部として柔軟に且つ一般に使用可能であるツールヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明に係るツールヘッド、特に多軸機械用に設計されるツールヘッドによって達せられる。前記ツールヘッドは、対応カップリングを用いて相互に回転可能に連結される２つの要素又はアセンブリを有するスピンドル本体を備えている。２つの要素のうち第１の要素が第１の長手方向軸を有し、２つの要素のうち第２の要素が第２の長手方向軸を有し、２つの要素は、同心（伸長）位置から角度のある位置へ回転位置に応じて移動可能であるような形態である。第１の（主）駆動装置は、スピンドル本体内に又はスピンドル本体上に設置される。第２の要素に位置している受容装置が設けられている。この受容装置は、スピンドルモータと、該スピンドルモータに組み込まれ、第２の要素を用いてエネルギー（例えば電流の形の電力）が供給可能であるモータと、受容装置の連結手段（例えば電気的連結手段）とを一時的に固定するように設計される。また、受容装置は、第１の駆動装置を使用して駆動可能であるフライス削りツールを一時的に固定するように設計される。
【０００７】
本発明に係る前記装置は、歯車の製造及び／又は歯面の加工のために特に設計される。使用される前記ツールは、状況に応じて選択されることとなる。
【０００８】
本発明の最も重要な利点は、本発明に係るツールヘッドを備えた対応する専用機械がより柔軟に使用可能であることと理解される。対応機械の構造変更にもかかわらず、精度特性がマイナスに害されることはない。
【０００９】
本発明の更なる詳細及び利点を、例示的実施形態に基づいて図面を参照しながら以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】伸長位置にある本発明に係る第１のツールヘッドの概略側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａから角度のある位置にある本発明に係る第１のツールヘッドの概略側面図である。
【図２】伸長位置にある本発明に係る更なるツールヘッドの概略斜視図である。
【図３Ａ】フライス削りカッタを有するスピンドルモータを支持する伸長位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る機械の概略側面図である。
【図３Ｂ】フライス削りカッタを有するスピンドルモータを支持する図３Ａから角度のある位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る機械の概略側面図である。
【図３Ｃ】フライス削りカッタを有するスピンドルモータの概略側面図である。
【図４Ａ】フライス削りツールを支持する伸長位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る機械の概略側面図である。
【図４Ｂ】フライス削りツールを支持する図４Ａから角度のある位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る機械の概略側面図である。
【図４Ｃ】フライス削りツールの概略側面図である。
【図５】角度のある位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る更なる機械の概略側面図である。
【図６】フライス削りカッタを有するスピンドルモータを支持する伸長位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る更なる機械の概略側面図である。
【図７】フライス削りカッタを有するスピンドルモータを支持する伸長位置にあるツールヘッドを有する本発明に係る更なる機械の概略側面図である。
【図８Ａ】フライス削りツールを支持する角度のある位置にある本発明に係る更なるツールヘッドの断面図である。
【図８Ｂ】フライス削りカッタを有するスピンドルモータを支持する図８Ａから角度のある位置にあるツールヘッドの断面図である。
【図９】フランジを支持する角度のある位置にある本発明に係る更なるツールヘッドの断面図である。
【図１０Ａ】フライス削りツールを支持する本発明に係る更なるツールヘッドの断面図である。
【図１０Ｂ】スピンドルモータを支持する図１０Ａからのツールヘッドの断面図である。
【図１０Ｃ】フランジを支持する図１０Ａからのツールヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本記載に関して使用される用語はまた、関連のある公報及び特許において使用される。しかしながら、これらの用語の使用はより良い理解に役立つのみであることに注意すべきである。本発明による考え及び特許請求の範囲の保護範囲は、用語の特定の選択による範囲に制限されるものではない。本発明は、他の用語のシステム及び／又は技術分野に容易に移し変えることができる。従って、用語は、別の技術分野において適用されるものである。
【００１２】
本発明は、新しいツールヘッド１１０に関し、該ツールヘッド１１０は、図１Ａ及び図１Ｂに２つの極端位置で示されている。ツールヘッド１１０は、特に多軸機械１００用に設計される。機械１００、好ましくは多軸ＮＣ制御機械である機械１００は、図１Ａから図９ではブロック要素として示されるだけである。
【００１３】
ツールヘッド１１０は、スピンドル本体１０５を有し、該スピンドル本体１０５は、図１Ａ及び図１Ｂに概略的に示されるように、２つの要素又はアセンブリ１０１、１０２を有している。２つの要素１０１及び１０２は、対応カップリング（corresponding coupling）１０３を用いて相互に回転可能に連結されている。第１の要素１０１は、第１の長手方向軸（第１のツール軸とも呼ばれる）ＷＡ１を有し、第２の要素は、第２の長手方向軸（第２のツール軸とも呼ばれる）ＷＡ２を有している。２つの要素１０１、１０２は、該２つの要素が同心位置（伸長位置とも呼ばれる）から角度のある位置まで回転位置に応じて移動可能であるような方法で、カップリング１０３によって相互に機械的に連結されている。長手方向軸ＷＡ１及びＷＡ２が互いに同心である伸長位置が図１Ａに示されている。長手方向軸ＷＡ１が長手方向軸ＷＡ２に対してある角度に向けられた角度のある位置が図１Ｂに示されている。２つの長手方向軸ＷＡ１、ＷＡ２の間の角度Ｗは、ここで示される実施例では９０度より多少大きい。
【００１４】
さらに、ツールヘッド１１０は、第１の駆動装置（主駆動装置とも呼ばれる）Ａ１を有し、該第１の駆動装置Ａ１は、スピンドル本体１０５内に又はスピンドル本体１０５上に設置されている。第１の駆動装置Ａ１は、いわゆる主軸を駆動する。この第１の駆動装置Ａ１は、図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ及び図９に示されるように、好ましくは第２の要素１０２内に設置されている。
【００１５】
また、（クランプ装置などの）受容装置（receptacle device）１２０が設けられ、該受容装置１２０は、第２の要素１０２に位置している。受容装置１２０は、図面では単に概略的な形態で示されている。受容装置は、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、スピンドルモータ２０の機械的な固定用に設計されている。モータＭ１は、（フライス削りカッタ２１などの）ツール２１をいわゆる補助軸Ｒ１の周りに回転移動させるために、このスピンドルモータ２０に組み込まれている。スピンドルモータ２０のモータＭ１は、第２の要素１０２と受容装置１２０の連結手段（connection means）（例えば、電気的連結手段）とを用いてＮＣ制御装置２００によってエネルギー（例えば、電気エネルギー）を供給することができる、及び／又は作動させることができる。駆動装置Ａ１は、本発明によれば２つの運転モードを有している。
【００１６】
１．駆動装置Ａ１は、傘歯車フライス削りのための正面カッタヘッド３０などのツールの駆動装置として使用される。この場合、高トルク、比較的「低い」速度、及び低い動的応答（速度及び回転方向の変更）を使用して運転される。
【００１７】
２．駆動装置Ａ１は、例えばスピンドルモータ２０を移動させるために、（「通常の」ＣＮＣ軸と同様に）位置決め駆動装置として使用される。これは、高い動的応答を使用して行われる。
【００１８】
駆動装置Ａ１は、この駆動装置Ａ１が、示される状態でツール（例えば、ツール３０）を駆動させるために使用されるのではなく、駆動装置Ａ１が位置決め駆動装置として使用されることを図示するために、図３Ａ及び図３Ｂでは逆にして（黒色背景に白色文字で）示されている。
【００１９】
さらに、受容装置１２０は、フライス削りツール（好ましくはカッタヘッド）３０がまた代わりに機械的に固定することができるように設計されている。このフライス削りツール３０は、第１の駆動装置Ａ１を使用して駆動することができる。すなわち、受容装置１２０は、フライス削りツール３０への固定式機械的連結を確保するだけでなく、受容装置１２０はまた、第１の駆動装置Ａ１へのフライス削りツール３０の駆動カップリングを可能にする。
【００２０】
新しいツールヘッド１１０は、図１Ａでは同心位置（第１の極端位置）について示され、図１Ｂでは角度のある位置（第２の極端位置）について示されている。これら２つの位置の間には多数の中間位置が存在し、該中間位置は、要素１０１に関して要素１０２をねじる／旋回することによってもたらされる。両方の極端位置では、ツール軸ＷＡ１及びＷＡ２は、共通平面にある。この共通平面は、図１Ａ及び図１Ｂにおける図面の面に一致する。その一方、ツール軸ＷＡ２は、中間位置では、前記平面から移動される。
【００２１】
ツール軸ＷＡ１が機械１００の垂直面１０４において（図１Ａ参照）又は機械１００の異なる配向を有する外側面において僅かに下方に傾斜して設置される機械１００が、特に好ましい。傾斜角度Ｗ１（図１Ｂ参照）は、ここでは好ましくは９１度と１３５度の間である。
【００２２】
カップリング１０３は、要素１０１に関して要素１０２の（連続的）旋回及び調整を可能にするために、好ましくはユニバーサルジョイントのような連結の形で設計される。
【００２３】
カップリング１０３が互いに関して連続的に旋回可能である２つの傾斜面１０３．１、１０３．２を使用して実施されるツールヘッド１１０が、特に好ましい。このようなカップリング１０３の基本原理が、図２において斜視図で示されている。第１の要素１０１は、この例示的実施形態では、（正面断面における）円形断面と傾斜端面（傾斜面）１０３．１とを有している。この傾斜面１０３．１は、この例示的実施形態では楕円形である。第２の要素１０２もまた、（正面断面における）円形断面と傾斜端面（傾斜面）１０３．２とを有している。この傾斜面１０３．２もまた楕円形である。２つの要素１０１、１０２は、図２では同心（伸長）位置で示され、ツール軸ＷＡ２は、ツール軸ＷＡ１と一致する（従って、ＷＡ１＝ＷＡ２）。
【００２４】
要素１０２が図２における要素１０１に関してもう１つの極端位置が達せられるまで旋回された場合、ツール軸ＷＡ２は斜め上方へ向くであろう。
【００２５】
さらに、図２では、例えば、同心の（円筒形又は円錐テーパ形の）受容開口部の形をしたスピンドル座部が受容装置１２０として使用され得ることが示されている。受容装置１２０の開閉は、手動で、電気的に、空気圧で、又は液圧で行うことができる。このような受容装置１２０の詳細は周知であるので、ここでは更に説明していない。歯切り機械の分野から知られているクランプ装置が特に適している。
【００２６】
機械１００のＮＣ制御装置２００への制御連結を作ることができる又はモータＭ１の電力供給のために使用される連結手段１２１がまた、受容装置１２０上に又は受容装置１２０の領域内に位置し得る。図２では、２つの接触面が、例えば第２の要素１０２の前側１０７に取り付けられ得ることが概略的に示されている。スピンドルモータ２０を固定する（fasten）と、スピンドルモータ２０の接触ピン又は要素（例えば、図３Ｃにおける動力端子２３）は、これらの接触面１２１と電気的連結を形成する。実施形態に応じて、空気圧及び／又は液圧連結手段がまた、受容装置１２０の領域内に設けられ得る。
【００２７】
すべての実施形態において、受容装置１２０は、（例えば、フライス削りカッタ２１を備えた）スピンドルモータ２０又はフライス削りツール３０のいずれかを受容して機械的に固定することができるように設計されている。例えば、受容装置１２０はまた、図９によるフランジ５０を受容することができる。自己駆動可能なスピンドルモータ２０が使用される場合、受容装置１２０はまた、機械１００へのモータＭ１の電気的、及び／又は空気圧式、及び／又は液圧式連結を確保する必要がある。（電気的）連結手段１２１は、このために設けられている。（電気的）連結手段１２１は、第２の要素１０２にスピンドルモータ２０を固定すると、例えば電気的連結が手動で又は自動的に作られるように設計される。手動連結は、例えば、プラグ接触（plug contact）をくっつけることにより行うことができる。自動連結は、例えば、接触ピン又は要素とそれに対応する接触面１２１を使用して行うことができる。
【００２８】
フライス削りツール３０が使用されるとき、受容装置１２０は、フライス削りツール３０への駆動装置Ａ１の駆動連結を確保する必要がある。該駆動連結は、（例えば、シャフト又は歯車を用いて）機械的に行うことができる。しかしながら、液圧又は空気圧駆動連結を設けることもまた可能である。
【００２９】
図３Ａ及び図３Ｂでは、対応ツールヘッド１１０が、自己駆動可能なスピンドルモータ２０を備えて示されている。自己駆動可能なスピンドルモータ２０は、シャフト２２を使用して受容装置１２０の受容開口部の中へ挿入され、そこでクランプ装置を使用してチャックされる。このシャフト２２は、チャックされた状態でツール軸ＷＡ２に同軸上に延びる。自己駆動可能なスピンドルモータ２０の詳細が図３Ｃに示されている。モータＭ１の動力端子２３が、図３Ｃでは二点鎖線矢印によって示されている。対応する機械側の動力端子２３が、図３Ａでは二点鎖線矢印によって示されている。液圧及び／又は空気圧連結がまた、動力端子２３に代えて使用することができる。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂでは、対応ツールヘッド１１０は、機械側において駆動される（ここではカッタヘッドの形をした）フライス削りツール３０を備えて示されている。フライス削りツール３０は、スピンドル又はシャフト３２を使用して受容装置１２０の受容開口部の中へ挿入され、そこでクランプ装置を使用してチャックされる。このシャフト３２は、チャックされた状態でツール軸ＷＡ２に同軸上に延びる。カッタヘッドの形をしたフライス削りツール３０の詳細が図４Ｃに示されている。フライス削りツール３０が駆動装置Ａ１によって直接駆動されるので、ここでは動力端子は必要ではない。対応する駆動連結１０６は、図４Ａ及び図４Ｂでは駆動装置Ａ１とフライス削りツール３０の間に延びる二重線によって示されている。
【００３１】
図４Ａには伸長形態にある配置が示され、図４Ｂには角度のある形態にある配置が示されている。ツール側又は加工側が、図４Ｃでは３１によって示されている。例えば、切れ刃又は研削面をここに位置付けることができる、あるいは棒状カッタをフライス削りツール３０の前側に使用することができる。
【００３２】
ＮＣ制御多軸機械は、好ましくは機械１００として使用される。機械１００の制御装置２００及びツール軸の配置は、軸の調整機能及びツール２０、３０の有用性に必要である柔軟性を大いに持たせるものである。要素１０１、１０２は、例えば、１つ若しくは複数のスライド又はキャリッジの調整移動１１によって、水平に、及び／又は垂直に、及び／又は横方向に調整することができる。また、軸ＷＡ１とＷＡ２の互いに対する角度は、要素１０１に関して要素１０２を旋回することによって調整することができる。
【００３３】
随意的に、自己駆動可能なスピンドルモータ２０は、図６において矢印Ｐ１によって示されるように、シャフト２２の周りに回転することができる。（図６では示されていない）駆動装置Ａ１は、スピンドルモータ２０を移動させるために、この場合は（「通常の」ＣＮＣ軸と同様に）位置決め駆動装置として使用される。これは、好ましくは高い動的応答を用いて行われる。
【００３４】
最後に、（底フライス削りカッタなどの）ツール２１は、補助軸Ｒ１の周りの回転移動を達成する。それに対して、フライス削りツール３０は、ツール軸ＷＡ２の周りの回転移動を達成し、該ツール軸ＷＡ２は、シャフト３２の回転軸Ｒ２に同軸上に延びている（図４Ｃ参照）。
【００３５】
自己駆動可能なスピンドルモータ２０を備えたときのツール軸ＷＡ２の周りのトルク要求は、フライス削りツール３０を直接備えたときより少ない。従って、第２の場合には、第１の場合より少ないトルクで十分である。
【００３６】
自己駆動可能なスピンドルモータ２０は、柔軟に使用することができ、例えば被加工物を再加工するために使用することができる。自己駆動可能なスピンドルモータ２０のツール２１の生産性は、フライス削りツール３０の生産性より少ない。それに対してフライス削りツール３０が使用される場合には、機械１００は非常に高い生産性を有する歯切り機械として使用することができる。
【００３７】
フライス削りは、ここでは切りくずを取り除く金属加工をいうものとする。本発明によれば、例えば、円筒形フライス削りカッタ２１は、特に硬化した（hardened）金属の切りくずを取り除く加工のために設計されるツールとして使用することができる（例えば図３Ａ参照）。フライス削りカッタ２１は、研削のために使用されるフライス削りカッタであり得る、あるいは切りくずを取り除くために切れ刃又はブレードを有するフライス削りカッタであり得る。
【００３８】
それに対して、フライス削りツール３０は、（例えば、正面カッタヘッドとしての）棒状カッタのセットを備えることができる。棒状カッタのセットの個々の棒状カッタは、切りくずを取り除く加工のために使用される切れ刃を有している。
【００３９】
切りくずの生成又は除去のために必要である加工移動が、（例えば、予め完成した歯面に関して）補助軸Ｒ１の周りのツール２１の回転によって、又は回転軸Ｒ２（＝ＷＡ２）の周りのフライス削りツール３０の回転によってもたらされる。形削りのために必要である送り移動は、被加工物に関してツール２０又は３０の相対移動によってもたらされる。それに対応する移動は、多軸機械１００のＮＣ制御装置２００によって引き起こされ得る。ツールが固定されて被加工物が回転する回転加工もまた考えられ得る。
【００４０】
被加工物と同じ方向又は反対方向に走行するツール２１及び／又はフライス削りツール３０を使用することができる。
【００４１】
本発明によれば、回転駆動される円筒形フライス削りカッタ２１が、好ましくは自己駆動可能なスピンドルモータ２０の一部として使用される。図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、補助軸Ｒ１は、ここでは回転軸として使用される。
【００４２】
スピンドルモータ２０に組み込まれるモータＭ１が、フライス削りカッタ２１のための駆動装置として使用される。従って、それは、スピンドルモータを指定して既に示されたように、自律的、すなわち自己駆動可能なスピンドル２０である。
【００４３】
それに対して、フライス削りツール３０は、駆動装置Ａ１が要素１０１、１０２の機械側に又は機械１００内に設置されるので機械によって駆動されるツールとして示されている。
【００４４】
要約すれば、本発明に係る機械１００のツール軸ＷＡ２が、高トルク要求と、例えば傘歯車をフライス削りするためのカッタヘッド３０を作動させるための回転方向とを有する駆動スピンドルとして一度使用され、また位置決め及び移動軸であるが、（ここではスピンドルモータ２０と呼ばれる）補助スピンドルのための可変速度又は方向を備えた位置決め及び移動軸として一度使用されることが記載され得る。このスピンドルモータ２０は、ツール２１を支持し（carry）、それとともに自律的に駆動可能で且つ柔軟に使用可能であるツールを一体的に形成する。
【００４５】
有効に機能するツール軸は、この場合には「多軸」（すなわち、多数の部分的な軸ＷＡ１及びＷＡ２から構成される）として実行され、被加工物に関して移動可能又は設定可能である。有効に機能するツール軸は、ここでは２つのツール軸ＷＡ１及びＷＡ２から構成され、該２つのツール軸は、特別な形で相互に関して立ち上がり、相互に調整可能である。ツール軸ＷＡ１、ＷＡ２の調整は、連続的に行うことができる。
【００４６】
対応する制御装置（好ましくはＮＣ制御装置２００）が、軸移動を連結するために設けられる。これによって、特定のツール２０、３０がプログラムされた移動経路に沿って案内され得る。
【００４７】
更なる好ましい実施形態では、ツールヘッド１１０全体が、ツールヘッド１１０と機械１００との間の移行領域１１１において回転可能であるように固定される。すなわち、ツールヘッド１００は、機械１００に関してツール軸ＷＡ１の周りに旋回することができる。これによって、例えば、図５に示されるように、第２要素１０２が上方へ向く位置もまた設定可能である。
【００４８】
図６に示されるように、領域１１１におけるこのような回転を通じて、フライス削りカッタ２１を備えたスピンドルモータ２０は、要素１０１、１０２の伸長位置においてツール軸ＷＡ１＝ＷＡ２の周りに回転することができる。この回転移動は、矢印Ｐ１によって示されている。
【００４９】
別の実施形態では、旋回性能が、受容装置１２０の領域において又はモータスピンドル２０のシャフト２２において設けられる。
【００５０】
特に好ましい実施形態では、位置決め駆動装置Ｓ１が、図７に示されるように、ツールヘッド１１０内に又はツールヘッド１１０上に設けられる。ツールヘッド１１０のこの位置決め駆動装置Ｓ１は、（図７において、ＮＣ制御装置２００から始まる２つの矢印２０１によって示されるように）機械１００から作動可能であり、その結果、位置決め移動を使用して、第２の要素１０２が第１の要素１０１に関して（回転／傾斜／旋回されて）所定の角度位置に設定可能である。このような位置決め駆動装置Ｓ１によって可能となる自動調整機能は、機械１００が一連の自動加工に組み込まれることを可能にする。位置決め移動は、被加工物の加工前に行うことができる、あるいは加工中に連続して行うことができる。
【００５１】
更なる実施形態の詳細が、図８Ａ及び図８Ｂに示されている。図８Ａでは、ツールヘッド１１０は、フライス削りツール３０を備えており、該ツールのシャフト３２は、第２の要素１０２の内部に延在している。図８Ａでは、それに対応する受容装置１２０の詳細を、ここでは詳細に議論されることなしに見ることができる。エネルギー供給３３とフランジをつけられたスピンドルモータ２０のためのカップリング機構とが、例えば、シャフト３２の内部に含まれる。例えば、駆動装置Ａ１の巻線４０は、第２の要素１０２の領域に位置付けられ得る。駆動装置Ａ１はまた、（シャフト３２の領域に直接的に位置付けられない場合）カップリング領域１０３に、それとも第１の要素１０１に、あるいは機械１００に設置され得る。駆動装置Ａ１の位置に応じて、それは、剛性シャフト（例えば、図４Ａのシャフト１０６）及び／又は歯車を使用して、あるいは可撓シャフト及び／又はプロペラシャフトを使用して、フライス削りツール３０を駆動するために連結され得る。
【００５２】
機械１００の外側面１０４が傾斜した配置が、図８Ａに示されている。これにより、フライス削りツール３０は、（図８Ａに示されるような）垂下位置において、被加工物、例えばツールヘッド１１０の下のテーブルに平らに置かれる被加工物を加工することができる。
【００５３】
図８Ｂでは、ツールヘッド１１０は、フライス削りカッタ２１を含むスピンドルモータ２０を備えている。スピンドルモータ２０のエネルギー供給３３は、第２の要素１０２の内部に延在している。図８Ｂでは、それに対応する受容装置１２０の詳細を、ここでは詳細に議論されることなく認識することができる。補助軸Ｒ１は、ツール軸ＷＡ２に垂直であるが、別の角度に位置付けることもできる。実施形態によれば、既に記載したように、スピンドルモータ２０はツール軸ＷＡ２の周りに回転することができる、あるいはツールヘッド１１０はツール軸ＷＡ１の周りに回転することができる。スピンドルモータ２０が使用される場合、駆動装置Ａ１は被加工物の加工中に使用することができ、そのとき駆動装置Ａ１は位置決め駆動装置として使用される。しかしながら、随意的に、駆動装置Ａ１は、ツール軸ＷＡ２の周りにスピンドルモータ２０を回転するために使用することができる。
【００５４】
更なる実施形態が図９に示されている。その要素は本質的にまた同じものであり、従って再度記載されていない。しかしながら、ここではフランジ５０が使用された。このフランジ５０は、ツール（例えば、穴あけツール）を受容するための中心穴５１を有している。
【００５５】
更なる実施形態が図１０Ａに示されている。その要素は本質的にまた同じものであり、従って再度記載されていない。それは、フォークヘッド（fork head）を有するツールヘッド１１０であり、該フォークヘッドは、該フォークヘッドの周りに第２の要素１０２が傾斜又は旋回することができる旋回軸ＷＳを有している。第２の要素１０２の２つのシャフトスタブ（shaft stub）４２は、第１の要素１０１の穴の中に設置される。例えば、２つの直接駆動装置の（全体として４１として示される）巻線及び磁石は、前記穴の領域内に位置し、該穴は、旋回軸ＷＳの周りの第２の要素１０２の旋回又は傾斜運動を実行可能にする。旋回軸ＷＳは、いわゆるＮＣ位置決め軸であり、該ＮＣ位置決め軸は、被加工物の加工前に又は加工中に位置決め移動を実行するように設計される。
【００５６】
図１０Ｂは、伸長位置にある図１０Ａに従ったツールヘッド１１０の断面図を示しており、ツールヘッド１１０は、スピンドルモータ２０を支持している。スピンドルモータ２０は次に、補助軸Ｒ１の周りのツール２１の回転を可能にするために、図１０Ｂに示されるようにモータＭ１を有している。図１０Ｃは、図１０Ａから伸長位置にあるツールヘッド１１０の断面図を示しており、ツールヘッド１１０は、フランジ５０を支持している。その要素は、本質的にまた同じものであり、従って再度記載されていない。
【００５７】
フライス削りツール３０とスピンドルモータ２０との間の変更は、自動的に行うことができる。この場合、受容装置１２０は、自動運転用に設計される。
【００５８】
第１の駆動装置Ａ１と受容装置１２０とは、例えば、第１の場合には、傘歯車フライス削りのために、駆動装置３０として駆動装置Ａ１を使用することができるように、好ましくは１５００Ｎｍより大きいトルク力の大きさにされる。
【００５９】
更なる配置を可能にするために、種々の実施形態を互いに容易に組み合わせることができる。
【００６０】
ツールヘッド１１０は、機械１００の知的（電気機械、液圧機械、又は空気圧機械）インターフェースとして使用され、多軸機械１００をより柔軟に使えるようにすることができる。組み込まれたモータＭ１を有するスピンドルモータ２０を取り付けることによって、機械１００は、更なるＮＣ軸によって拡張することができる。従って、最適化された（傘歯車切削機械などの）専用機械１００は、広く使用可能な加工センターになり得る。
【符号の説明】
【００６１】
１１  調整移動
２０  スピンドルモータ
２１  ツール／フライス削りカッタ
２２  シャフト
２３  動力端子
２４  機械側動力端子
３０  フライス削りツール
３１  ツール又は加工側
３２  スピンドル又はシャフト
３３  エネルギー供給
４０  巻線
４１  直接駆動装置
４２  シャフトスタブ
５０  フランジ
１００  多軸機械
１０１  第１の要素又は第１のアセンブリ
１０２  第２の要素又は第２のアセンブリ
１０３  カップリング
１０３．１、１０３．２  傾斜面  
１０４  垂直面又は外側面
１０５  スピンドル本体
１０６  駆動連結
１０７  前側
１１０  ツールヘッド
１１１  移行領域
１２１  連結手段
２００  ＮＣ制御装置
２０１  制御ライン
Ａ１  （主）駆動装置（機械側）
Ｐ１  矢印
Ｒ１  補助軸
Ｒ２  回転軸
Ｍ１  モータ
Ｓ１  位置決め駆動装置
Ｗ１  傾斜角度
Ｗ  角度
ＷＳ  旋回軸
ＷＡ１、ＷＡ２  ツール軸
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【外国語明細書】
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