(57)【要約】  本出願は、制御ユニットによって操作されるフライス加工及び深穴加工機であって、フライス加工及び深穴加工動作を行う協調的かつ自動的な方法（１）でロボットアームの動作を命令するフライス加工及び深穴加工機と、少なくとも１つの工具収納キャビネットとを記載する。ロボットアーム（１）は可動構造から構成され、スライドレール（１．２）の上をそれに沿って駆動ユニット（１５）が移動する基礎構造体（１．１）を備える。フライス加工及び深穴加工機におけるフライス加工モードの構成は、フライス加工工具を駆動ユニット（１５）に連結することによって達成される。深穴加工モードの構成のために、ロボットアーム（１）の基礎構造体（１．１）は、深穴加工工具が装着されたカセット（２）の組み立てを可能にする連結部（１０）を備える。
2021528260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアーム、少なくとも一つのテクニカルキャビネット、および制御ユニットを備える、フライス加工及び深穴加工機であって、
前記ロボットアームは、
前記フライス加工及び深穴加工機の内部で直線的に３次元の移動を行うように適合された可動構造体と、
スライドレールと、アームをカセットへ連結する連結部と、を有する基礎構造体と、
前記スライドレール上を前記基礎構造体に沿って移動するツリーと、
を備え、
前記少なくとも一つのテクニカルキャビネットは、少なくとも一つのフライス加工工具と、少なくとも１つのカセットと、を備え、
前記少なくとも一つのフライス加工工具は、
前記ツリーに連結するためのコーンと、前記ツリーに連結するときに前記コーンの回転を固定するための機構体と、を有し、
前記少なくとも１つのカセットは、
前記ツリーと各コーン支持体に連結するためのコーンを有する深穴加工工具と、
前記ツリーに連結するときに、前記コーンの回転を固定するように適合された回転固定機構体と、
前記コーン支持体の位置を固定するように適合された機械的固定機構体と、
カセットをアームへ連結する連結部と、を有し、
前記制御ユニットは、
前記ロボットアームと少なくとも一つのテクニカルロッカーを操作するように特別に構成された、処理部を備える、
フライス加工及び深穴加工機。
【請求項２】
前記少なくとも１つのフライス加工工具と前記少なくとも１つのカセットの、前記テクニカルキャビネット内への収納は、自動的な連結型によって行われる、請求項１に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項３】
前記アームをカセットへ連結する連結部または前記カセットをアームへ連結する連結部は、前記自動的な連結型である、請求項２に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項４】
前記カセット内に深穴加工工具を装着することはベゼルを介して行われ、前記ベゼルの数は前記深穴加工工具の長さに応じて変化する、請求項１から３のいずれか１項に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項５】
前記ベゼルは、固定板と２つの弾性タブを備え、前記深穴加工工具を前記カセットに固定するダンパーを装着するように適合される、請求項４に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項６】
前記深穴加工工具の前記コーン支持体は、前記深穴加工工具の前記コーンを支持する軸受と、着脱自在なフランジと、固定ピンと、置換機構体とを備え、前記ロボットアームの前記基礎構造体に沿って位置決めする、請求項１から５のいずれか１項に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項７】
前記カセットの前記回転固定機構体は、ブロックと、ばねと、止めボルトとを備え、
前記ブロックは、前記ばねと前記止めボルトの作用によって制限されるコース上を直線的に移動する、請求項１から６のいずれか１項に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項８】
前記機械的固定機構体は、前記深穴加工工具の異なる寸法に調節可能な囲いを移動させる調整定規を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【請求項９】
前記テクニカルキャビネットは、保護カーテンと、オペレータによる手動の介入のために外部へのアクセス窓とを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載のフライス加工及び深穴加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、フライス加工及び深穴加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、深穴加工工具の先端部分を変更することは、人間の介入、すなわち加工機の自動作業サイクルを中断する介入を必要とするプロセスであり、全加工時間に著しく影響を及ぼすことが認められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実際、フライス加工及び深穴加工機の場合、人間の介入は２つの状況で起こり得る。
（１）ガンドリルの装着によるフライス加工モードから深穴加工モードへの移行、又はその逆への移行。以後、ガンドリルを単に穴加工工具、又はフライス加工工具という。
（２）穴加工工具またはフライス加工工具の交換。
【０００４】
状況（１）は、工具を自動的に取り外し、作業サイクルを中断させるように操作者に指示する操作者自身の介入が必要である。操作者は、工具を加工機にに正しく装着するために必要なすべての器具（チップ、ダンパー、フランジ、ベゼル、工具、コーン）を手作業で組み立てなければならない。
【０００５】
状況（２）は、例えば、所望の直径／長さの工具の変更又は工具の摩耗に起因して、工具及びその支持器具（チップ、ダンパー、フランジ、ベゼル及びコーン）全てについて操作者の手作業による交換が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、フライス加工及び深穴加工機について記載する。フライス加工及び深穴加工機は、ロボットアーム、少なくとも一つのテクニカルキャビネット、および制御ユニットを備える。
【０００７】
前記ロボットアームは、前記フライス加工及び深穴加工機の内部で直線的に３次元の移動を行う可動構造体と、スライドレールとアームとカセット間を連結する連結部とを有する基礎構造体と、スライドレールを横切って、前記基礎構造体に沿って移動するツリーと、を備える。
【０００８】
少なくとも一つのテクニカルキャビネットは、少なくとも１つのフライス加工工具（以下、フライス加工工具という。）と、少なくとも１つのカセットと、のうち少なくとも一方を備える。
【０００９】
少なくとも１つのフライス加工工具は、前記ツリーに連結するためのコーンと、前記ツリーに連結する動作中に前記コーンの回転を固定する機構体とを有する。
【００１０】
少なくとも１つのカセットは、前記ツリーに連結するためのコーンとコーン支持体を有する深穴加工工具と、前記ツリーに連結する動作の間、前記コーンの回転を固定するように適合された回転固定機構体と、前記コーン支持体の位置を固定するように適合された機械的固定機構体と、アームとカセット間の連結部とを有する。
【００１１】
制御ユニットは、前記ロボットアームと少なくとも一つのテクニカルキャビネットを操作するように特別に構成された、処理部を備える。
【００１２】
本加工機の１つの特定の実施形態では、少なくとも１つのフライス加工工具および少なくとも１つのカセットをテクニカルキャビネット内に収納することは自動的に連動部によって行われる。アームからカセットまたはカセットからアームへの連結方法は、自動で連結してもよい。
【００１３】
本加工機の１つの特定の実施形態では、カセットへの深穴加工工具の装着はベゼルを用いて行われ、ベゼルの数は深穴加工工具の長さに応じて変動する。ベゼルは、固定板、２個の弾性タブを備え、深穴加工工具をカセットに固定するダンパーを装着するように適合される。
【００１４】
本加工機の１つの特定の実施形態では、深穴加工工具のコーン支持体は、工具のコーンを支持するベアリングと、着脱自在なフランジと、固定ピンと、ロボットアームの基礎構造体に沿って位置決めするための可動機構体とを備える。
【００１５】
本加工機のさらに別の特定の実施形態では、カセット回転固定機構体は、ブロックと、ばねと、止めボルトとを備える。この場合、ブロックはばねと止めボルトの作用によって制限された進路上を直線的に移動する。
【００１６】
本加工機の１つの特定の実施形態では、機械的固定機構体は、工具の様々な寸法に合わせて調整可能な調整定規を備え、その上を囲いが移動する。
【００１７】
最後に、本加工機の１つの特定の実施形態では、テクニカルキャビネットは、保護カーテンと、操作者が手動で介入できるように外部とのアクセス窓とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本出願をより良く理解するために、本発明者らは優先的な成果を表す図を添付する。しかし、その図は、本明細書によって開示される技術を限定しようとするものではない。
【図１】ロボットアームの基礎構造体へのカセットの装着を図示する。
【図２】フライス加工操作を実行するために構成されたロボットアームを示す。
【図３】カセットの分解図を示す。
【図４】コーン支持体要素の詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔概要〕
本出願は、フライス加工及び深穴加工機の操作を自動化し、操作者による介入を回避する必要性に基づくものである。この目的のために、フライス加工及び深穴加工機（以下、単に加工機という。）が提案された。加工機の操作は、制御ユニットにより命令される。制御ユニットは、調整された方法で、フライス加工及び深穴加工の動作を担うロボットアームの動作と少なくとも１つのテクニカル工具の収納キャビネットを操作する。
【００２０】
ロボットアームは、加工機内部の直線的な３次元の動きを可能とする可動構造体で形成されている。ロボットアームは、基礎構造体を備え、可動ユニットは基礎構造体に沿ってスライドレールの上を移動する。以後、基礎構造体を、ツリーと呼ぶ。
【００２１】
加工機上のフライス加工モードの構成は、コーンを介して、ツリーをフライス加工工具に連結することによって達成される。このために、ツリーがロボットアームの最も外側に位置する。フライス加工工具は、ロボットアームが到達することができる、加工機の位置にあるテクニカルロッカーに格納される。深穴加工モードの構成では、ロボットアームの基礎構造体は、アームとカセットを自動的に固定する金具である連結部を備えている。連結部は、深穴加工カセットの組み立てを可能にする。カセットとロボットアームの基礎構造体との間の連結は、両方の構成部品に配置された相補的に自動的に連結する連結部によって達成される。そのためにツリーは基礎構造体の最も内部の位置に完全に引っ込められる。
【００２２】
カセットは、ロボットアームが届くことができる、加工機内の位置に、自動的な連結部（テクニカルキャビネットとカセットを自動的に固定する金具）によって、テクニカルキャビネット内に格納される。各カセットは、直径と長さに特別な特性を持つ深穴加工工具が装着されている。カセットへの工具の装着は、ベゼルを使用して行われる。ベゼルの数は、工具の長さ／直径比によって異なる場合がある。カセットの装着または取り外し操作は、機械加工サイクルを中断することなく、ロボットアームの基礎構造体上に、カセットを自動的に装着することによって、ロボットアーム上およびロボットアームが保管されるテクニカルキャビネット上の制御ユニットの制御動作によって、なされる。
【００２３】
ロボットアームの基礎構造体上のフライス加工工具またはカセットの装着および取り外しの動作の自動化と、加工機の正常かつ中断されない動作を保証するために、両方ともに固定機構体が備えられている。フライス加工工具の場合フライス加工工具は、回転固定機構体を備える。回転固定機構体は、ツリーに連結する動作の間、フライス加工工具のコーンの非回転を確実にすることを目的とする。
【００２４】
カセットに関しては、カセットは、２つの相補的な固定機構体が備えられており、２つの固定機構体は、カセットに装着された深穴加工工具とカセットが連結されることになるロボットアームのツリーの高さで動作する。第１の固定機構体は、機械的な固定機構体である。第１の固定機構体は、工具のコーン支持体の正常な位置決めと固定を確実にするように設計されており、ツリーへの連結を可能にしている。この目的のために、カセットは、ガンドリルの異なる寸法に調整できる囲いを含む調整定規を備え、調整定規上を、機械的固定機構体が移動する。囲いと機械的固定機構体との相互作用によって、カセットに装着される工具の長さに応じて、その後ツリーに連結されるために適切な位置に、工具のコーン支持体が固定されることを可能にする。工具をカセットに装着する操作、および機械的固定機構体のそれぞれの操作は、加工機の操作について先験的な操作者によって行われる。第２の固定機構体は、回転の固定に関するものであり、ツリーに連結する動作の間、確実に工具のコーンが回転しないことを意図している。
【００２５】
制御ユニットは、加工機内部でのロボットアームの直線的な３次元移動と、テクニカルキャビネット、特に、保護カーテンの動作を制御する。これら２つの構成要素に対する制御ユニットの動作は、以下の水準で行われる。
【００２６】
１．テクニカルキャビネットに収納されたカセットをロボットアームの基礎構造体に装着することによる、深穴加工モードの可動化。
【００２７】
２．テクニカルキャビネットに収納されたフライス加工工具をロボットアームの基礎構造体上に装着することによる、フライス加工モードの可動化。
【００２８】
３．フライス加工／穴加工のパラメータ、すなわち工具の直径／長さのそれぞれを変更することによる、ロボットアームの基礎構造体に連結されたカセットまたはフライス加工工具の交換によるフライス加工モードまたは深穴加工モードの設定。
【００２９】
４．ロボットアームの基礎構造体に連結されたカセットまたはフライス加工工具の取り外し、およびそれに続くのテクニカルキャビネット内への保管。
【００３０】
上記２で定義される操作である、ロボットアームの基礎構造体上にフライス加工工具を装着するために、制御ユニットは以下のように、ロボットアームおよびテクニカルキャビネットを操作する。
【００３１】
ツリーは最も外側の位置に移動する。
【００３２】
ロボットアームは直線動作によって、テクニカルキャビネットに移動する。
【００３３】
ロボットアームは、装着したいフライス加工工具の隣に移動して位置を合わせる。そして、保護カーテンを開くように指示する。
【００３４】
次に、フライス加工工具をツリーに対して位置決めする。
【００３５】
ツリーは工具のコーンに向かって直線的な移動を実行し、それに続いて、コーンをツリーへ連結し、ロボットアームを作動させる。そして、加工機を拡張することによって、フライス加工操作を実行する。
【００３６】
上記１および３で定義される操作として、ロボットアームの基礎構造体上にカセットを装着するために、以下のように、制御ユニットが、ロボットアームとテクニカルキャビネットを操作する。
【００３７】
ツリーは、最も引っ込められた位置に移動する。
【００３８】
次に、ロボットアームは直線的な動作によりテクニカルキャビネットに移動し、装着したいカセットの隣に配置され、保護カーテンを開くように指示する。
【００３９】
これに続いて、ロボットアームがカセットに向かって移動する。
【００４０】
カセットとロボットアームの自動固定金具は無効になり、ロボットアームの基礎構造体は、カセットに当接する。カセットとロボットアームの自動固定金具が有効になり、その後、テクニカルキャビネットとカセットの自動固定金具が無効になる。
【００４１】
ロボットアームは、テクニカルキャビネットから離れ、保護カーテンが閉られる。
【００４２】
ツリーは、工具のコーンに向かって直線的な動作を実行し、続いて、ロボットアームを作動させてツリーへコーンを連結する。加工機の拡張によって、工具をカセットに装着した状態で深穴加工操作を実行する。
【００４３】
さらに、上記４で定義されるように、フライス加工工具またはカセットの取り外しを実行するために、制御ユニットは以下のように、ロボットアームおよびテクニカルキャビネットを操作する。
【００４４】
穴加工工具の取り外し：
ツリーはカセット上に装着された穴加工工具を取り外し、その工具のコーンを取り外し、続いてツリーがコーンから離れ、ロボットアームの基礎構造体上の端部へ直線的に移動する機能を果たす。
【００４５】
この取り外しはコーン固定システムの作動を促し、その結果、新しい装着操作が要求されるまで、コーン固定システムはカセットに対するその位置を維持する。
【００４６】
保護カーテンが開放され、ロボットアームは、テクニカルキャビネットに向けてカセットを動かし始め、テクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具は、無効にされる。テクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具は、有効にされ、次にカセットとアーム間の自動固定金具が無効にされる。
【００４７】
テクニカルキャビネットからロボットアームが離れると、ロボットアームが作動し加工機の拡張によって、フライス加工操作が実現する。
【００４８】
フライス加工工具の取り外し：
ツリーはカセットに装着された工具を取り外し、コーンをフライス加工から取り外し、続いてツリーがコーンから離れ、ロボットアームの基礎構造体上の端部へ直線的に移動するという機能を実行する。
【００４９】
ロボットアームがフライス加工工具のテクニカルキャビネットに向かって移動し、保護カーテンが開かれる。
【００５０】
次に、フライス加工工具をテクニカルキャビネット内に収納し、カーテンが閉じられる。
【００５１】
〔実施形態〕
図面を参照して、いくつかの実施形態をより詳細に説明するが、これらの実施形態は本出願の範囲を限定することを意図するものではない。
開発されたフライス加工および深穴加工機の１つの好ましい実施形態では、フライス加工および深穴加工機は、内部に、その加工機の内部空間全体にわたって３次元の直線的な動きを行うロボットアーム（１）と、複数のカセット（２）が装着されたテクニカルキャビネット（３）と、ロボットアーム（１）およびテクニカルキャビネット（３）の動作の調整された制御を介して、深フライス加工または深穴加工の操作を命令するように構成された制御ユニットと、を備える。
【００５２】
カセット（２）はそれぞれの直径および／または長さの値が異なる種類の工具（１８）を備えることができるように構成される。この目的のために、各カセット（２）は、正面フランジ（４．１）および背面フランジ（４．２）を含む収納ボックス（４）工具先端部（５）、ダンパー（６）、ベゼル（７）、コーン支持体（８）、コーン支持体の調整および固定のための定規（９）、カセットとアーム間の自動固定金具（１０）、テクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具（１１）、ベゼルスペーサはさみ（１２）、ベゼルガイドおよびコーン支持体（１３）、有効なコーン支持体固定囲い（１４．１）、無効なコーン支持体固定囲い（１４．２）、および工具（１８）を備える。
【００５３】
カセット（２）が保有するベゼル（７）の数は、工具（１８）の長さ／直径比によって異なる。各ベゼル（７）は固定プレート（７．１）と２つの弾性タブ（７．２と７．３）で構成されており、その機能は、工具（１８）をカセット（２）に固定することを目的としてダンパーを装着し、操作中の安定性を確保することである。これに加えて、工具（１８）の直径に応じて、ダンパー（６）も変わり、工具の直径毎に特定のダンパーが存在する。
【００５４】
カセット（２）の工具（１８）の組立または分解操作は、オペレータによって行われる。またはカセット（２）をテクニカルキャビネット（３）内に格納する前の段階で、カセット（２）の工具（１８）の組立または分解操作は、行われる。またはカセットはキャビネット（３）へのアクセスドアを通して予め格納される。工具（８．１）のコーンはコーンをコーン支持体（８）内に支持する軸受（８．２）を保持し、取り外し可能な指節骨（８．３）が開くことによって、コーンを工具（１８）と共に支持体に挿入するか、または支持体から取り外すことが可能であり、固定ピン（８．４）を緩めることにより、工具（１８）を組み立てるか、または分解することが可能である。工具（１８）の長さに応じて、コーン支持体（８）は、カセット（２）上のガイド（８．５）部によって位置決めされ、有効なコーン支持体（１４．１）の固定囲いを介して調整定規（９）上に位置決めされた機械的固定機構体（８．６）によって固定される。
【００５５】
コーン支持体（８）は、機械的固定機構体（８．６）と呼ばれる固定機構体を介して、取り外し可能な囲い（１４．１、１４．２）を備えた調整定規（９）とによって、カセット（２）上に位置決めされる。これらは、異なる長さの工具の組立を可能にし、カセット（２）をフレキシブルにする。コーン支持体固定囲いは、所望の位置で工具のコーン支持体（８）を有効（１４．１）および無効（１４．２）にする２つの位置をとることができる。
【００５６】
回転固定機構体（８．７）は、ツリー（１５）に連結されている工具のコーンの回転を固定させる機能を持っている。これは固定フランジ（８．８）のボックスに埋め込まれているブロックと、ばねと止めボルトとで構成されている。ブロックは、ばねと止めボルトの作用によって制限されるコース上を直線的に移動する。工具（８．１）のコーンの装着および取り外しの両方において、ツリー（１５）がコーン（８．１）を回転固定機構体（８．７）と並んで位置決めされることを保証する。ブロックは、固定位置と固定解除位置の２つの位置をとる。固定位置は、コーン（８．１）を固定するためにブロックの幾何学的形状を露出させるばねの作用によって保証される既定の通常位置である。固定解除位置は、コーンの装着（８．１）時のツリー（１５）の休止動作によって生成され、固定フランジのボックスにブロックが入り込むため、コーン（８．１）の回転の固定が解除される。この動作は機械的固定機構体（８．６）により小さい力を及ぼすばねの押圧によって生じ、その結果、コーン支持体（８）は装着動作中には移動しない。
【００５７】
カセット（２）は、ロボットアーム（１）の基礎構造体（１．１）に、カセットとロボットアーム間の自動固定金具（１０）およびテクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具（１１）の相補的で自動的な連結部によって装着される。
【００５８】
カセットは、加工サイクルを中断する必要なしに、後の自動装着のために、ロボットアーム（１）にアクセス可能な、自動連結（テクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具（１１））によって、テクニカルキャビネット（３）に保管される。特定の一実施形態では、テクニカルキャビネット（３）は、カセットを加工動作の削り片および油から保護するために保護カーテン（１７）を備える。テクニカルキャビネット（３）は、その内部に保管されたカセット（２）に工具（１８）を供給する操作者の手動操作のために外部へのアクセスを可能にする窓を備える。
【００５９】
加工機はロボットアーム（１）とテクニカルキャビネット（３）の統合操作を制御する制御ユニットの作用によって命令され、フライス加工および深穴加工動作の操作と構成のために、テクニカルキャビネットの保護カーテンの自動固定金具（１０）、（１１）、の動作の高さ、およびツリー（１５）の高さで動作する。
【００６０】
この説明は、もちろん、この明細書に提示された成果に限定されるものではなく、その分野の通常の知識を有する者は特許請求の範囲に定義されているように、一般的な概念から逸脱することなく、その分野を修正する多くの可能性を予測することができる。上述した好ましい成果は、明らかに互いに組み合わせることができる。以下の特許請求の範囲はさらに、優先的な成果を規定する。
【符号の説明】
【００６１】
１  ロボットアーム
１．１  基礎構造体
１．２  スライドレール
２  カセット
１０  カセットとアーム間の自動固定金具
１５  ツリー
１６  フライス加工工具
４  ファイリングボックス
５  工具の先端部
６  ダンパー
７  ベゼル
８  コーン支持体
９  調整定規とコーン支持体固定器
１１  テクニカルキャビネットとカセット間の自動固定金具
１２  ベゼルスペーサはさみ
１３  ベゼルガイドおよびコーン支持体
１４．１  有効なコーン支持体固定囲い
１４．２  無効なコーン支持体固定囲い
１８  工具
８．１  コーン
８．２  コーン支持体軸受
８．３  可動フランジ
８．４  工具固定ピン
８．５  ガイド
８．６  機械的固定機構体
８．７  回転固定機構体
８．８  固定フランジ
【図１】
2021528260.tif 000003
【図２】
2021528260.tif 000004
【図３】
2021528260.tif 000005
【図４】
2021528260.tif 000006
【国際調査報告】
2021528260.tif 000007
2021528260.tif 000008
2021528260.tif 000009
2021528260.tif 000010
2021528260.tif 000011
2021528260.tif 000012