(57)【要約】【課題】容易に操作可能な被加工物支持装置を提供する。【解決手段】本発明は、被加工物支持装置１に係り、特に工作機械用の、調節要素２と、被加工物又は被加工物キャリアを着脱自在に取り付けるためのフランジ要素３を有する被加工物支持装置に関する。調節要素２は好ましくは垂直に延在したＺ軸周りに回転可能である。フランジ要素３は、Ｚ軸に対して好ましくは直角に傾いて水平方向に延在し、Ｙ軸周りに回転可能に支持されている。調節要素２は、調節要素２の回転運動をフランジ要素３に伝達するように、歯車４を介してフランジ要素３と結合されている。被加工物支持装置１はさらに累進刻み付きディスク１４と介添え機構５を有する。累進刻み付きディスク１４は分割溝８を有すると共にフランジ要素３と回転不能に結合される。介添え機構５は調節要素２によって調節可能な所定の回転角度位置で累進刻み付きディスク１４を着脱可能にロックする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物支持装置（１）、特に、工作機械用の被加工物支持装置（１）であって、当該被加工物支持装置は、
ａ）軸（Ｚ）の周りであって、好ましくは垂直方向に延在した軸（Ｚ）の周りに回転可能な調節要素（２）、及び
ｂ）被加工物又は被加工物キャリアを取り外し可能に装着するためのフランジ要素（３）であって、当該フランジ要素（３）はＹ軸回りに回転可能に支持され、かつ、好ましくはＺ軸に対して直角に傾斜し、好ましくは水平方向に延在するフランジ要素（３）を有し、
ｃ）前記フランジ要素（３）は歯車（４）を介して調節要素（２）に結合され、調節要素（２）の回転運動をフランジ要素（３）に伝達するようにした被加工物支持装置において、
ｄ）分割溝（８）を有すると共に前記フランジ要素（３）と回転不能に結合された累進刻み付きディスク（１４）；及び
ｅ）介添え機構（５）；
を有し、前記累進刻み付きディスク（１４）を、調節要素（２）によって調節することができる所定の回転角度位置に、着脱可能な方法でロックするように構成したことを特徴とする被加工物支持装置。
【請求項２】
介添え機構（５）が調節要素（２）によって作動可能とされたことを特徴とする請求項１の被加工物支持装置。
【請求項３】
介添え機構（５）がＺ方向において休止位置から作動位置へ又はその逆へと調節要素（２）によって作動可能とされたことを特徴とする請求項１又は２の被加工物支持装置。
【請求項４】
前記介添え機構（５）が、好ましくはバネによって作動する歯止め（６）を含み、
ａ）当該歯止めは、そのロック要素（７）によるロック位置で、ロック部材の分割溝（８）に噛み合い、
ｂ）当該歯止めは、前記ロック位置から解放位置への偏位によって、前記累進刻み付きディスク（１４）を解放することを特徴とする請求項１から３のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項５】
前記歯止め（６）が、手動操作可能なカム（９）および／または調節要素（２）に接続されたプランジャ（１０）によって、ロック位置と解放位置との間で移動可能とされたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項６】
調節要素（２）が、その回転運動を、回転不能の結合方法特にスプライン軸結合によりフランジ要素に伝達するため、ギア要素（１１）特にスクリュー（１１）に、接続され又は接続可能とされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項７】
前記調節要素（２）の作動位置への動きによって前記回転不能の結合が行われ、前記調節要素（２）の休止位置への動きによって前記回転不能の結合が分離されることを特徴とする請求項３又は６の被加工物支持装置。
【請求項８】
案内手段によって規定される好ましくはいくつかの回転位置のいずれか１つに、休止位置になると、調節要素（２）を移動するように前記案内手段が配設されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項９】
前記調節要素（２）が、当該調節要素（２）を作動させるために、前記調節要素（２）の累進刻み付き環上に規則的に配置されてＺ方向上向きに開いた複数の凹部（１２）であって、好ましくは工作機械の工具ホルダに保持された作動ピン（１７）をいずれか１つに受け入れる凹部（１２）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項１０】
前記分割溝（８）の分割段階のちょうど１つが、前記調節要素（２）の凹部（１２）のいずれか１つの分割段階と対応するように、ギア比が選択されている請求項１から９のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項１１】
フランジ要素（３）に対する調節要素（２）のギア比が、１２：１であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１の被加工物支持装置。
【請求項１２】
前記フランジ要素（３）との接続のためにクランプビーム（１３）が配設され、前記クランプビーム（１３）は被加工物との締結のためにＹ方向に平行に延在するいくつかの固定面を有し、当該固定面は互いに所定角度を成し、好ましくは９０°の角度を成すこことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１の被加工物支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
検討中の本発明は、被加工物の位置合わせ用の被加工物支持装置に係り、特に工作機械における位置合わせ用の被加工物支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術により、被加工物を工作機械の工具によって加工することが可能な領域に配置しなければならないことが知られている。被加工物はしばしば別の方向から加工する必要があり、被加工物の加工側を工具に向けるように、特定の工程間では被加工物を再配置する必要がある。このために、従来技術では被加工物を固定した状態で当該被加工物を別の側からアクセス可能なように予め決められた範囲で旋回可能な特別な被加工物支持装置が提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような支持装置の操作はほとんど手作業で行われており、既存の支持装置は、できるだけ簡単な操作で正確な調節を行いたいという近年の要求レベルからは立ち後れている。
【０００４】
本発明の目的は、簡単に製造可能で容易かつ安全に操作可能なうえ、高い位置決め精度を保証する、被加工物を色々な空間位置に位置決めするための被加工物支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、請求項１の被加工物支持装置で達成される。
【０００６】
本発明に係る被加工物支持装置は、被加工物を加工用に直接又は間接固定することが可能であるフランジ要素を有する。このフランジ要素は特定可能な複数の回転角度位置を取ることができる。本発明によるフランジ要素は累進刻み付きディスクに回転不能に結合され、このディスクは個々の部分的工程ないし回転位置を定義するための分割溝を有する。所定の固定要素によって、累進刻み付きディスクや当該ディスクに結合されたフランジ要素の、個々に選択された回転角度位置が確実になる。所望の回転角度位置の決定は調節要素を介して行われ、この調節要素はギアを介してその回転運動がフランジ要素に伝達されるようにフランジ要素と結合される。
【０００７】
特定可能な範囲で調節要素を回転させることによって、フランジ要素が選択されたギア比に応じて回転する。この調節工程中に、本発明による固定機構は累進刻み付きディスクをフランジ要素と一緒に自由回転可能なように解放する。所望の回転角度位置に到達した後、固定機構は累進刻み付きディスクと一緒に作動することができる。累進刻み付きディスクの回転角度を保持し、したがってフランジ要素に結合された各被加工物を空間内におけるそれらの回転位置に確実に保持する。
【０００８】
本発明の有利的な実施形態では、介添え機構の設備は、調節要素と協働して作動可能とすることができる。それ故、フランジ要素の回転位置を調節する調節要素は、累進刻み付きディスクの解放またはロックを引き起こすようにも構成され、調節要素はギアそして介添え機構とも共に作動する。
このように、調節要素が同時に累進刻み付きディスクのロック状態を動かした場合にのみ、累進刻み付きディスク又はフランジ要素の調節要素上での回転による回転角度位置の変更が生じ得ることを有利的に保証することが可能である。
逆に、調節要素は、介添え機構が累進刻み付きディスクをロックするようにすることもでき、このロック以後の回転角度位置の変化が機械的に阻止され、従って前記ロック以後の回転角度位置の変化を不可能にすることができる。
【０００９】
従って、２つの機能が、同時に、本発明による調節要素と相関している。すなわち、回転角度の調節機能と、累進刻み付きディスクの解放／ロック機能である。
このように、被加工物支持装置の誤操作（累進刻み付きディスクをロックした状態での回転角度の変更）が有利的に回避され、当該誤操作による被加工物支持装置の損傷が有利的に回避される。
【００１０】
本発明に係る被加工物支持装置は、それによって、好ましくは垂直に延在するＺ軸周りに回転させることができる調節要素と、被加工物や被加工物キャリアの取り外し可能な装着用のフランジ要素とを有する。フランジ要素は、好ましくは水平に延在したＹ軸の周りに回転可能に支持されており、Ｚ軸に対して好ましくは直角に傾き、そして同様に分割溝を有する累進刻み付きディスクと回転不能に結合されている。調節要素は、調節要素の回転運動がフランジ要素に伝達可能なように、ギアを介してフランジ要素と結合されている。調節要素と協働して作動可能である締結機構は、選択された回転角度位置に累進刻み付きディスクをロックしたり、回転角度を変更するために当該累進刻み付きディスクを解放したりすることができる。
【００１１】
被加工物支持装置の特に有利な実施形態では、調節要素が（好ましくは弾性力に抗して）、休止位置から作動位置へ又はその逆に、Ｚ方向にシフトされることで、調節要素によって介添え機構の設備を作動可能にする。調節要素のＺ軸方向の動きで介添え機構が累進刻み付きディスクを解放したりロックしたりする一方で、調節要素のＺ軸周りの回転運動が、その後のフランジ要素の回転角度位置の変化をもたらす。
【００１２】
この実施形態の利点は、被加工物支持装置の作動が、例えばツールホルダによって運ばれる作動ピンと協働して、非常に簡単かつ安全であることにある。介添え機構の作動が作動ピンのＺ方向の上下動により行われるのに対し、当該作動ピンの特に（水平Ｘ−Ｙ平面の）水平方向の動きによって調節要素の回転が生じる。これら２つの動きは、互いに独立的に生じることができる。
【００１３】
被加工物支持装置の特に好ましい変形例では、介添え機構は好ましくはバネで作動する歯止めを備え、当該歯止めは、ロック要素とのロック位置で累進刻み付きディスクの分割溝に噛み合い、このロック位置から解放位置に偏位した後は、累進刻み付きディスクのロック状態を動かす。歯止めは、特に、一端が支持されて他端が自由端とされ、当該自由端が、歯止めのロック位置と休止位置を規定する２つのストッパの間の予め決められた範囲内で旋回可能なレバーのように設計することができる。ロック要素は、例えば、歯止めに設けられた突起であり、ロック位置で、摩擦ロックの態様又は特に形状ロックの態様で分割溝と協働する。
【００１４】
このような歯止めは、例えば、歯止めに作用するカムと協働して、非常に簡単に操作することができる。カムを例えば１８０°だけ回転することで、歯止めをバネ力に抗してロック位置から休止位置に移動することができ、それによりフランジ要素の回転角度位置の変更を可能にする。
【００１５】
特に有利な方法では、本発明の意味で、この歯止めは、調節要素によって直接的または間接的に作動される可能性、例えば、Ｚ方向に移動可能なプランジャ又は同様の機能を持つ他の要素によって作動される可能性を保証する。当該プランジャは、調節要素の一部品であるか、或いは調節要素に接続されるべき一部品とすることが可能である。その後、たった１つの部品（すなわち調節要素）の作動により、累進刻み付きディスクが（調節要素の垂直方向でのシフト移動で）最初にロック解除され、その後、調節要素の回転により、所望の新しい回転角度位置に移動することができる。恒久的に維持された調節要素とスクリューとの間の回転不能な結合は、調節要素の回転位置が、被加工物の加工中に変わらないことを保証する。作動ピンによる操作のために調節要素上に有利的に配置された噛み合いパターン（凹部１２、この点についてさらに以下を参照）は、その後も規定されたその位置を維持し、作動ピンにより続いて行う操作のため凹部の状態は空いたままであり、作動ピンが当該凹部に正確な態様で移動することができる。
【００１６】
調節要素の特に単純な操作のために、本発明の別の実施形態は、累進刻み付き環上に規則的に配設され上端がＺ方向上側に開いた凹部（噛み合いパターン）を持つように調節要素を提供する。特に、工具ホルダにより保持された作動ピンが、Ｚ方向上方からこれら凹部内に導入され、そのようにしてＸ−Ｙ平面内での調節要素との形状ロック結合を生じさせることができる。その後、調節要素を回転させるために、作動ピンがＸ−Ｙ平面内の（好ましくは円形の）動きを行うことができるようにされ、これにより作動ピンが調節要素に噛み合い、前記円形の動きに応じてそのＺ軸周りに回転する。
【００１７】
本発明に係る被加工物支持装置の特別な実施態様は、フランジ要素の回転角度位置の変化が、調節要素と介添え機構との特別な結合の結果としてロックされた累進刻み付きディスクによって、確実に阻止されることを保証する。累進刻み付きディスクが回転のために解放された時にのみ、すなわち、介添え機構の歯止めが解放位置に来た時にのみ、ギアを作動させることが可能となる。したがって、本発明の特別な実施形態では、調節要素を歯車要素に接続してその回転運動をフランジ要素に伝達することができるように用意する。特に、調節要素は、ウォームギアとの回転不能な結合をもたらすことができるスプライン軸結合を有することができる。適切に、累進刻み付きディスクが回転のために解放されるか解放されている場合に、回転不能の結合がもたらされる。それ以外の場合は、累進刻み付きディスクがその回転位置でロックされている限り、ギア又はギア要素に対する調節要素の回転運動の伝達は確実に発生しない。
【００１８】
この目標は、本発明による特に簡潔な方法、すなわち調節要素が累進刻み付きディスクの解放のために、この場合介添え機構にも同時に作用する程度まで、Ｚ方向にシフト移動する場合に達成可能である。特に、調節要素のＺ軸回りに回転可能に配設されたスクリューが考えられ、当該スクリューの軸は、調節要素の軸部によって形成される。それによって当該軸部は、Ｚ方向の位置によって、軸部とスクリューとの間の回転不能の結合がもたらされるか或いは当該結合が分離されるように、スクリューに対してＺ方向に相対的に移動可能とされている。
【００１９】
これは、歯車またはフランジ要素に対する調節要素の回転運動の伝達が、調節要素とスクリューとの間の回転不能の結合がもたらされている場合にのみ確実に可能であるという本発明による利点を生成する。しかし、（回転不能な結合を生ずるための）Ｚ方向の調節要素のこの動きは、同時に、本発明に従って介添え機構の歯止めに作用して累進刻み付きディスクのロックを切り離すのに使用することができる。一方では調節要素のギアとの結合容量によって、他方では介添え機構によって、被加工物支持装置の不適切な操作を有利に排除することができる。
【００２０】
休止位置において前記変形例に対応した調節要素は理論的には自由に回転可能であるため、調節要素の上側の噛み合いパターンの凹部は、その位置が変わる可能性があり、そうすると例えば被加工物の加工中に凹部が工作機械にとっては不確定で分からない不定位置に来る可能性がある。そうすると、作動ピンを信頼できる正確性で凹部内に引き続いて導入することができず、これによって被加工物支持装置の自動的ないし機械的な作動が困難になる。したがって、調節要素の別の変形実施形態は、調節要素が下側作動位置から進めて上側休止位置まで案内される場合に、調節要素がＺ軸を中心とする所定の回転位置に案内されるように、噛み合いパターンを含み凹部が形成された上部の調節要素部分を準備する。
【００２１】
適切に、この位置決めは、調節要素の上方への移動中に、スクリューとの回転不能の結合が切り離された場合にのみ行われる。位置決めのため、例えば、調節要素の支持の領域でのロックが考慮され、その領域に、調節要素に回転不能に位置する位置決め要素が、上方移動中に強制的に噛み合い、そして、それにより、位置決め要素を、調節要素と共に、規定された回転位置に移動する。規定された回転位置は、それによる回転位置が、フランジ要素の回転角度の調節の直後の調節要素の回転位置に正確に一致するか、又は、当該回転位置に対して相対的に正確に１つまたは複数の凹部を回転させた位置に正確に一致するように、選択ないし特定することが好ましい。
【００２２】
累進刻み付きディスクの分割溝の正確に１つの分割ステップが、調節要素の凹部の分割ステップに対応している場合、調節要素による被加工物支持装置の特に単純または明快な操作が生成される。この場合の調節要素が正確に１つの分割ステップだけ（凹部が移動前に直接隣接していた位置まで到達するように）回転する場合、分割溝がさらに正確に１つの累進刻み付きディスク上の刻みを累進するように回転する必要がある。調節要素の場合、たとえば、周方向に均一に分布した１２個の凹部を有し、分割溝は１４４個の分割溝上の累進位置を有し、その後、調節要素の１／１２（つまり、３０°）の一つの回転が、累進刻み付きディスクまたはフランジ要素の１／１４４（つまり、２．５°）の一つの回転に対応する。調節要素とフランジ要素の間の特に適切なギア比はしたがって１２：１である。調節要素に１２の凹部があり、１２：１のギア比の場合は、フランジ要素の２．５°刻みの回転角度が可能である。このように、累進刻み付きディスク上の１°の分割刻みでは不可能な、例えば、９０°、４５°、またはさらに２２．５°の回転角度を特色とすることができる。
【００２３】
冒頭で述べたように、被加工物支持装置は、さまざまな回転角度位置に関連する被加工物の整合に適している。被加工物を適切に固定できるようにするために、本発明に係る被加工物支持装置の好ましい態様は、フランジ要素に接続することができるクランプビームを装備する。このクランプビームは、特に、いくつかの被加工物を固定するために使用され、Ｙ方向に平行に延在して好ましくは互いに９０°の角度を形成するいくつかの固定面を有する。これらの面のそれぞれで、本発明によれば、１つまたは複数の被加工物を固定することが可能である。前述した本発明によるクランプ機構によりビームを回転させることで、クランプビームのそれぞれの表面に固定された被加工物は、その後に引き続き加工されるように新しい加工位置をとる。
【００２４】
他の有利な実施形態は従属請求項から推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明による実施形態は、図を参照して以下により詳細に説明される。図面は以下を表わす。
【図１】被加工物支持装置の基本的な構成部品の概略斜視図である。
【図１ａ】累進刻み付きディスクロックの拡大側面図である。
【図２】ハウジング内の被加工物支持装置の概略斜視断面図である。
【図３】被加工物を保持するためのクランプビームを設けた被加工物支持装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は被加工物支持装置１の部分的な斜視図である。累進刻み付きディスク１４、ウォームギア１６、及びフランジ要素３は、水平方向のＹ軸上で互いに回転不能に結合され、かつ、Ｙ軸周りに回転可能に支持されている。フランジ要素３は、被加工物又は被加工物キャリアを固定するために使用され、これら被加工物又は被加工物キャリアは、様々な工程段階のために、図１で例示的にのみ示す様々な回転角度位置α１、α２に移動される。
【００２８】
ウォームギア１６にスクリュー１１が噛み合い、当該スクリュー１１の中心をプランジャ１０が貫通している。プランジャ１０は調節要素２の一部であり、当該調節要素２は垂直なＺ軸周りに回転可能に支持されている。調節要素２はその上端に複数の凹部１２を有し、当該凹部１２に、模式的に示す作動ピン１７が上方から噛み合うことができるようになっている。調節要素２はＺ方向に変位可能に支持され、休止状態の上部位置から下方の作業位置へ移動可能とされている。調節要素２に付与された回転運動は、スクリュー１１とウォームギア１６で形成される歯車装置４を介して、調節要素２の回転角度の関数としての、フランジ要素３の回転（この実施形態では調節要素２の位置に関して独立）をもたらす。
【００２９】
調節要素２のプランジャ１０が、介添え機構５の歯止め６に作用する。この歯止めはロック位置と解放位置の間で水平軸１８の回りに旋回することができる。プランジャ１０は、調節要素２の休止位置から作業位置への上方移動の間、歯止め６をロック位置から解放位置へ押し下げる。
一方、調節要素２が上方の休止位置に戻ると、歯止め６がその後バネ１９によってロック位置に戻し押される。
【００３０】
図１ａは、歯止め６上のロック要素７がどのように累進刻み付きディスク１４上の累進刻みの分割溝８に噛み合うかを部分拡大図で示しており、図示するように累進刻み付きディスク１４が形状ロックによるロック位置でその回転（ひいてはフランジ要素３の回転）が阻止されている。
【００３１】
介添え機構５の作動を補足すると、調節要素２を介して、歯止め６は、そのロック位置からバネ１９の力に抗して下方の解放位置へと、カム９を介した手動によっても移動することができる。
【００３２】
被加工物支持装置は以下のように機能する：調節要素２が休止状態の上部位置にある時、歯止め６はフランジ要素３が回転不能なロック位置にある。
【００３３】
フランジ要素３の回転角度位置を変更する必要がある場合、調節要素２は、調節要素２の凹部１２の１つに導入される作動ピン１７と協働して、最初に休止状態の上側位置から作業状態の下側位置に押し下げられる。それにより、プランジャ１０が介添え機構５の歯止め６をロック位置から解放位置に押し、それによりロック要素７が累進刻み付きディスク１４上の分割溝８との噛み合いから外れる。ここで、作動ピン１７が（所望の回転角度に応じて）Ｚ軸の周りの円形軌跡上を移動する。調節要素２に回転不能に結合されたスクリュー１１は、その後、ウォームギア１６を介して、フランジ要素３の所望程度の回転をもたらす。この例では、最小の選択可能な回転可能角度の変化をもたらす、ロック要素７に対する分割溝８のさらなる移動は、累進刻みの１つの段階に正確に対応している。
【００３４】
フランジ要素の所望の回転角度位置が調節されるとすぐに、作動ピン１７が再び垂直方向上方に持ち上げられる。調節要素２は、それによって作業位置からの休止位置に移動される。このように、歯止め６はプランジャ１０の上方への動きに追従移動することができ、当該歯止め６の追従移動によりロック要素７が分割溝８の新しく選択された位置に噛み合い、累進刻み付きディスク１４に回転不能に当接することができる。前述した実施形態では、調節要素２とスクリュー１１との間の回転不能の結合がもたらされるけれども、当該結合は作業位置や休止位置への移動時に切り離される。
【００３５】
本発明による装置は、介添え機構が当接した累進刻み付きディスク１４によって、フランジ要素３の回転を確実に阻止する。
【００３６】
図２は、切欠きハウジング１５内に配置された図１に対応した構成部品を示す。ここで、スクリュー１１と調節要素２の間のスプライン軸結合を理解することができる。この場合スプライン軸結合は調節要素２のＺ方向位置に関わりなくスクリュー１１に対して常に回転不能の結合を提供する。
【００３７】
図３は本発明に係る被加工物支持装置１の応用事例を示している。支持装置１が工作機械のマシンベース上に配置されており、詳細は説明しないがこの支持装置１はゼロクランプシステムを介してマシンベースに有利的に固定されている。クランプビーム１３はフランジ要素３上に位置決めされ、Ｙ方向に延びており、フランジ要素３と共にＹ軸の周りに回転することができる。クランプビーム１３はその端部が被加工物支持装置の両端で支持されている。いくつかの被加工物をクランプビーム１３の様々な面に取り付け、そこで加工することができる。フランジ要素３の最初に選択した回転角度位置での被加工物の加工が完了した後、被加工物がその後のさらなる加工のため空間内で別の配置を取れるように当該回転角度位置は前述の方法に従って調節要素２を介して変更することができる。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2013505847.tif 000007
2013505847.tif 000008
2013505847.tif 000009
2013505847.tif 000010