(57)【要約】      （修正有）【課題】最小限のセットアップ時間および保守で、作業中のスループットを高めるために、速いサイクルタイムを持つ切削機械を提供する。【解決手段】工具ホルダ２８と駆動モータ１４、１６との間に連結組立体１７を相互接続して、駆動モータ１４、１６を選択的に係合する。駆動モータ１４、１６の一つは工具ホルダ２８を順方向に移動させるために使用し、もう一つの駆動モータ１６は工具ホルダ２８を後方に移動させるために使用する。【選択図】図１
2005161515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具ホルダを有するリードスクリュ組立体と、
第一および第二モータと、
前記第一および第二モータからの回転駆動を前記リードスクリュ組立体に選択的に伝達するために前記第一および第二モータを前記リードスクリュ組立体に相互接続する連結組立体であって、前記第一モータを前記リードスクリュ組立体に回転連結して前記工具ホルダを第一方向に移動させる第一係合状態と、前記第二モータを前記リードスクリュ組立体に回転連結して前記工具ホルダを第一方向とは反対の第二方向に移動させる第二係合状態とを有する連結組立体と、
を含む切削機械。
【請求項２】
前記第一および第二モータが各々回転軸を含み、前記回転軸が相互に平行である、請求項１に記載の切削機械。
【請求項３】
前記回転軸がリードスクリュ組立体の軸線と平行である、請求項２に記載の切削機械。
【請求項４】
前記連結組立体が前記第一および第二モータと前記リードスクリュ組立体との間にそれぞれ相互接続された第一および第二クラッチ／ブレーキを含む、請求項１に記載の切削機械。
【請求項５】
前記連結組立体が前記第一および第二クラッチ／ブレーキからの回転駆動をそれぞれ受ける第一および第二駆動スプロケットを含む、請求項４に記載の切削機械。
【請求項６】
前記連結組立体が、前記リードスクリュ組立体に支持され第一および第二ベルトによって前記第一および第二駆動スプロケットにそれぞれ連結された第一および第二従動スプロケットを含む、請求項５に記載の切削機械。
【請求項７】
前記クラッチ／ブレーキの各々が、クラッチ位置とブレーキ位置との間で移動可能な複動式ピストンを含む、請求項４に記載の切削機械。
【請求項８】
前記第一および第二モータが同時に回転駆動され、前記工具ホルダが第一および第二方向の間で移動する、請求項１に記載の切削機械。
【請求項９】
前記連結組立体が少なくとも一つのクラッチ／ブレーキを含み、制御装置が前記少なくとも一つのクラッチ／ブレーキに前記第一および第二係合状態のうちの少なくとも一つを得るように制御する、請求項８に記載の切削機械。
【請求項１０】
前記リードスクリュ組立体の位置情報を提供するリードスクリュ組立体位置センサが前記制御装置に接続され、前記制御装置が前記リードスクリュ組立体位置情報に応答して少なくとも一つのクラッチ／ブレーキに命令する、請求項９に記載の切削機械。
【請求項１１】
ａ）第一および第二駆動モータを同時に回転させるステップと、
ｂ）連結組立体を操作して、前記第一駆動モータからの回転を工具ホルダに伝達するステップと、
ｃ）前記工具ホルダを第一方向に移動させるステップと、
ｄ）前記連結組立体を操作して、前記第一モータからの回転の前記工具ホルダへの伝達を停止し、前記第二駆動モータからの回転を前記工具ホルダに伝達するステップと、
ｅ）前記工具ホルダを前記第一方向とは反対の第二方向に移動させるステップと、
を含む切削プロセス。
【請求項１２】
ステップｂ）が機械加工される部品の検出に応答して実行される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
ステップｃ）で前記工具ホルダが機械加工される部品に向かって移動する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
ステップｄ）が前方ストローク位置の検出に応答して実行される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
ステップｂ）が後方ストローク位置の検出に応答して実行される、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１６】
ステップｄ）がオーバランストローク位置の検出に応答して実行される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１７】
リードスクリュが前記工具ホルダと前記第一および第二駆動モータとの間に配設される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１８】
第一および第二クラッチ／ブレーキがそれぞれ前記第一および第二駆動モータと前記リードスクリュとの間に配設される、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
ステップｂ）およびｄ）が前記クラッチ／ブレーキの少なくとも一つにおける複動式ピストンを作動させることによって実行される、請求項１８に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は切削機械に関し、さらに詳しくは、穴にねじ立て加工するのに適した切削機械に関する。
【０００２】
多くの機械加工作業は、ねじ山を形成するために穴のねじ立て加工を必要とする。典型的なねじ立て盤は、順および逆回転方向の両方に駆動される単一のモータを使用する。モータは、ねじ立て工具を有する工具ホルダを支持するリードスクリュに回転連結することができる。リードスクリュの回転はねじ立て工具を進退させる。
【０００３】
部品にねじ山を形成するために、ねじ立て工具は順方向に回転駆動される。一度ねじ立て工具が所望の深さに到達すると、ねじ立て工具を逆方向に回転駆動してねじ立て工具を部品から後退させることができるように、モータを停止させなければならない。ねじ立て盤では比較的大きいモータが使用されるので、モータを停止させる際にかなりの量の運動エネルギを克服しなければならない。さらにモータは、モータの停止および回転方向の変更に関する特殊制御パッケージを持ち、これらの制御パッケージは運転し維持するのに高い費用がかかる。特殊制御パッケージに加えて、モータ自体が一般的に、そのようなねじ立て作業を実行するように特別に構成される。例えば、リードスクリュはモータに直接結合されるので、モータの軸受はねじ立て作業中にスラスト荷重に耐えなければならない。
【０００４】
どんな機械加工作業とも同様に、最小限のセットアップ時間および保守を持つ低コスト機器を使用することが望ましい。さらに、ねじ立て作業中の部品のスループットを高めるために、速いサイクルタイムを持つことが望ましい。
【０００５】
発明の概要
本発明のねじ立て盤は、工具ホルダを有するリードスクリュ組立体を提供する。リードスクリュ組立体は軸受ブロックに支持され、かつ、一実施例では、工具ホルダとは反対側の端に一対の従動スプロケットを支持する。リードスクリュ組立体および第一、第二モータは機会支持構造に支持される。第一および第二モータは、駆動ベルトによってリードスクリュに相互接続される。図示した実施例では、第一および第二駆動モータの各々に、モータによって駆動されるクラッチブレーキを含めることができる。クラッチブレーキは、駆動ベルトによって従動スプロケットに連結された駆動スプロケットを支持する。
【０００６】
第一および第二モータは同時に駆動され、クラッチ／ブレーキを操作してモータをリードスクリュに選択的に回転連結し、工具ホルダを進退させる。例えば、第一モータのブレーキ／クラッチが係合する一方、第二モータのブレーキ／クラッチが離脱すると、リードスクリュは第一方向に回転駆動されて工具ホルダを前進させる。第一モータのクラッチ／ブレーキは離脱し、第二モータのクラッチ／ブレーキが係合すると、リードスクリュは反対の第二方向に回転駆動されて、工具ホルダを後退させる。制御装置は様々なセンサ、弁、および／またはアクチュエータに接続され、ねじ立て盤の自動動作を監視し制御する。
【０００７】
従って、上記発明は、速いサイクルタイムと最小限のセットアップ時間および保守を有する低コストねじ立て盤を提供する。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の説明および図面から最もよく理解することができる。
【０００９】
発明を実施するための最良の形態
本発明の切削機械１０を図１に示す。切削機械１０は、オイルフィルタに使用されるプレートにねじ立てする際に、穴にねじ立てするために使用することができる。しかし、切削機械１０をねじ立て作業に関連して説明するが、本発明の切削機械１０は任意の数の機械加工作業に使用することができることを通常の当業者は理解されるであろう。
【００１０】
切削機械１０は、切削機械１０の構成部品を支持するための様々なプレートおよびブラケット類を含む支持構造１２を含む。第一モータ１４および第二モータ１６は支持構造１２上に取り付けられる。一つの例示的実施形態では、モータ１４および１６は、ねじ立て盤に一般的に使用されるねじ立て用モータのコストの５分の１である、標準９００ｒｐｍ２１５Ｔフレームとすることができる。モータ１４および１６は一方向に連続的に作動するので、モータを停止して反転させる必要が無く、それはモータの寿命を伸ばし、サイクルタイムを延長する。モータ１４および１６は、先行技術の制御装置のコストの１０分の１である標準ＡＣインバータ駆動装置によって制御される。
【００１１】
モータ１４および１６は、連結組立体１７によってリードスクリュ２４に相互接続される。リードスクリュ２４は、軸受ブロック２６を使用して支持構造１２に取り付けられる。リードスクリュ２４の一端には、ねじ立て工具３０を支持する工具ホルダまたはチャック２８が含まれる。軸受ブロック２６は、先行技術の可逆モータが一般的に経験するスラスト荷重に耐える。
【００１２】
本発明の切削機械１０は、任意の数の配列に構成することができる。図示した実施例の場合、第一モータ１４および第二モータ１６は、図示した実施例におけるそれらの回転軸を相互に平行にして取り付けられる。その実施例では、モータの軸線はリードスクリュ２４の軸線から偏位しており、リードスクリュ２４に対し平行である。
【００１３】
連結組立体１７は、モータ１４および１６の回転を工具ホルダ２８に伝達する構成部品を含む。第一モータ１４は、クラッチ／ブレーキ１８を回転駆動する。クラッチ／ブレーキ１８は、リードスクリュ２４のチャック２８とは反対側の端に支持された従動スプロケット２２に駆動ベルト２３によって連結される駆動スプロケット２０を支持する。同様に、第二モータ１６は、駆動スプロケット３４を有するクラッチ／ブレーキ３２を回転駆動する。駆動スプロケット３４はベルト３８によって、リードスクリュ２４上の従動スプロケット３６に連結される。従動スプロケット２２および３６は、リードスクリュに結合されたジャックシャフト上に支持される。
【００１４】
図示した実施例の場合、クラッチ／ブレーキ１８および３２は、カールソン社から入手可能な複動式ピストン装置パワーフロ（PowerFlo）型式番号１２７５ＣＡＢ−ＣＳとすることができる。空気供給源４０からの空気は、空気圧ラインおよび弁４４を使用してクラッチ／ブレーキ１８および３２に連結される。弁４４および空気供給源４０を概略的に図示し、それらは適宜、相応に配置する。空気がクラッチポートに加えられると、ピストンが移動してクラッチと係合し、ブレーキを解放する。空気がブレーキポートに加えられると、ピストンはクラッチから離脱して、ブレーキと係合する。クラッチ／ブレーキ１８および３２のさらなる詳細は後述する。
【００１５】
制御装置４６は、切削機械１０の自動動作を制御し監視するために、弁４４ならびに他の検出装置およびアクチュエータに接続される。リードスクリュ２４は、ねじ立て工具３０の長手方向の位置を検出するのに使用される特徴４８を含む。特徴４８付近のプレート上に前方ストロークセンサ５０および後方ストロークセンサ５２を取り付けることができる。特徴４８は、ねじ立て工具がその最大前進所望位置に達したときに、前方ストロークセンサ５０と整列する。同様に、特徴４８は、ねじ立て工具３０が最大後退所望位置に達したときに、後方ストロークセンサ５２と整列する。切削機械１０はまた、ねじ立て工具３０が望ましくない位置にあるときに特徴４８と整列するオーバランセンサ５４を含むこともできる。センサ５０、５２、および５４は制御装置４６に接続される。
【００１６】
機械５６は、機械加工される部品５８を所望の方法でねじ立て工具３０付近に移動させて維持する。機械５６は、クラッチ／ブレーキ１８および３２の動作を調整するために制御装置４６に接続される、部品位置センサ６０を含むことができる。
【００１７】
本発明の切削プロセス６２の一実施例を図２に示す。第一モータ１４および第二モータ１６は、６４に示す通り同時に駆動される。図示する実施例では、モータ１４および１６は相互に対し反対方向に駆動される。始動時には、クラッチ／ブレーキ１８および３２の両方のブレーキを係合することができる。一度部品位置センサ６０が所望の位置にある部品５８を検出すると、第一モータ１４のクラッチ／ブレーキ１８のクラッチポートが加圧されてクラッチを係合し、ブレーキを解放する。６６に示すように一度クラッチが係合されると、リードスクリュ組立体はベルト２３によって回転駆動されて、６８に示すようにねじ立て工具を前進させる。部品５８の穴にねじ立てが行なわれてねじ山が形成される。
【００１８】
一度前方ストロークセンサ５０が特徴４８を検出すると、クラッチ／ブレーキ１８のブレーキポートが加圧されてクラッチが離脱し、ブレーキが係合し、それにより、７０に示すようにリードスクリュ２４の順方向回転は停止する。第二モータ１６のクラッチ／ブレーキ３２が操作されて、リードスクリュ２４を逆方向に回転駆動する。詳しくは、クラッチ／ブレーキ３２のクラッチポートが加圧されてクラッチが係合し、ブレーキが解放され、それにより、７２に示すようにリードスクリュ２４はベルト３８を介して後方に回転駆動される。ねじ立て工具３０はブロック７４に示すように後退する。機械５６は次の部品５８を所望の位置に移動する。一度部品位置センサ６０が部品５８を検出し、後方ストロークセンサ５２が特徴４８を検出すると、ねじ立て作業が繰り返される。
【００１９】
本発明の好適な実施形態を開示したが、特定の変形は本発明の範囲内にあることを通常の当業者は理解されるであろう。従って、本発明の真の範囲および内容を決定するには、請求の範囲の記載を検討すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】制御機器およびセンサと共に模式的に示す本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図１】
2005161515.tif 000003
【図２】
2005161515.tif 000004
【外国語明細書】
2005161515.tif 000005
2005161515.tif 000006
2005161515.tif 000007
2005161515.tif 000008
2005161515.tif 000009
2005161515.tif 000010
2005161515.tif 000011
2005161515.tif 000012
2005161515.tif 000013
2005161515.tif 000014
2005161515.tif 000015