(57)【要約】  回転式旋削に使用可能な旋削加工装置（１）において、工具ホルダ（２０）を静圧式に支承することを提案する。これに対応する方法を説明すると共に、旋削加工装置（１）の工具ホルダ（２０）の機械的な振動を減衰させるためおよび／または工具ホルダ（２０）を持続的に支承するために、静圧軸受（８，９）を使用することを提案する。
2020520813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（１４）を加工することができる旋削加工装置（１）であって、回転軸線（３）周りに軸（２）を駆動するモータ（４）と、前記軸（２）と回転結合されかつ前記回転軸線（３）を中心として回転可能な工具ホルダ（７，２０）とを有する旋削加工装置（１）において、
前記工具ホルダ（７，２０）は、静圧軸受（８，９）により静圧式に支承されていることを特徴とする、旋削加工装置（１）。
【請求項２】
前記工具ホルダ（７，２０）は、工具レボルバ（７，２０）として形成されており、前記回転軸線（３）を中心とした前記工具レボルバ（７，２０）の回転により、少なくとも２つの工具（１０，１１）を入れ替えることができるようになっている、請求項１記載の旋削加工装置（１）。
【請求項３】
前記静圧軸受（８，９）は、旋削加工時に前記ワーク（１４）によって発生しかつ／または前記モータ（４）によって発生する、前記工具ホルダ（７，２０）の機械的な振動が減衰されるように配置されかつ／または構成されている、請求項１または２記載の旋削加工装置（１）。
【請求項４】
前記静圧軸受（８，９）は、前記モータ（４）、特に該モータ（４）のステータ（５）および／またはロータと前記工具ホルダ（７，２０）との間の機械的な結合経路上に配置されており、特に該機械的な結合経路は、前記モータによって発生しかつ前記工具ホルダ（７，２０）に伝達される機械的な振動の主伝達経路を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項５】
前記静圧軸受（８，９）は、特に空間的に前記モータ（４）と前記工具ホルダ（７，２０）との間で前記軸（２）に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項６】
前記静圧軸受（８，９）は、持続的に静圧式に支承する軸受（８，９）であり、かつ／または、前記工具ホルダ（７，２０）は、特に前記ワーク（１４）の加工中におよび／または所定のもしくは前記工具（１０，１１）の入れ替え中に持続的に静圧式に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項７】
前記静圧軸受（８，９）は、前記工具ホルダ（７，２０）の静圧式の支承を、少なくとも２つ、好適には３つの直線的な独立した空間方向に沿って行い、特に静圧式の支承は、前記回転軸線（３）に対して半径方向および／または軸方向に行われている、請求項１から６までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項８】
前記工具ホルダ（７，２０）において使用される工具（１０，１１）は、前記工具ホルダ（７，２０）の回転運動中に前記ワーク（１４）を加工することができるように形成されており、特に前記工具（１０，１１）は、前記工具ホルダ（７，２０）に対して可動であり、かつ／または、前記モータ（４）は、前記ワーク（１４）の旋削加工中に前記工具ホルダ（７，２０）の工具送りを行うように形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項９】
前記軸（２）および／または前記回転軸線（３）は、当該旋削加工装置（１）のワークスピンドル（１５）の回転軸線（１７）に対して平行に向けられており、かつ／または、前記静圧軸受（８，９）は、減衰部材（１９）として働くようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）。
【請求項１０】
特にワーク（１４）の旋削加工時に前記ワーク（１４）によって発生しかつ／または旋削加工装置（１）のモータ（４）によって発生し、かつ工具ホルダ（７，２０）に伝達される、請求項１の上位概念に記載のように形成された旋削加工装置（１）の工具ホルダ（７，２０）の機械的な振動を減衰させるための、静圧軸受（８，９）の使用。
【請求項１１】
特に請求項１から９までのいずれか１項に記載のように形成された旋削加工装置（１）の工具ホルダ（７，２０）を持続的に支承するための、静圧軸受（８，９）の使用。
【請求項１２】
特に請求項１から９までのいずれか１項記載の旋削加工装置（１）を使用してワーク（１４）を旋削加工する方法であって、所定のまたは前記旋削加工装置（１）の所定のまたは前記工具ホルダ（７，２０）を回転させる間に前記ワーク（１４）を加工する方法において、
前記工具ホルダ（７，２０）を静圧式に支承することを特徴とする、方法。
【請求項１３】
前記工具ホルダ（７，２０）を持続的に、特に前記ワーク（１４）の旋削加工中におよび工具（１０，１１）の入れ替え中に静圧式に支承する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
旋削加工時に前記ワーク（１４）によって発生しかつ／または前記モータ（４）によって発生する前記工具ホルダ（７，２０）の機械的な振動が減衰されるように、前記工具ホルダ（７，２０）を静圧式に支承する、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
機械的な振動を前記モータ（４）によって発生させ、かつ前記工具ホルダ（７，２０）に伝達し、発生した前記機械的な振動の主伝達経路を際立たせ、前記静圧式の支承に基づき、前記主伝達経路上で前記機械的な振動を減衰させる、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを加工可能な旋削加工装置およびワークを旋削加工する方法に関する。例えば回転式旋削と呼ばれるワーク加工法を実施するために旋削加工装置を使用することが周知である。
【背景技術】
【０００２】
ワークが回転する旋削加工中に、旋削加工装置の工具ホルダを同時に回転させることが有利であることが判った。これにより、加工時間を短縮すると共に、平滑な表面を製造することが可能になる。
【０００３】
しかしながら、同時に実施される回転運動に基づき、旋削加工装置に課される精度要求が高まることが判った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この背景を鑑みて、本発明の課題は、回転式旋削を、改善された精度でもって可能にする旋削加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明では、請求項１記載の特徴が想定されている。つまり、特に冒頭で述べた形式の旋削加工装置において本発明に基づき上記の課題を解決するために、旋削加工装置は、回転軸線周りに軸を駆動するモータと、軸と回転結合されかつ回転軸線を中心として回転可能な工具ホルダとを有しており、工具ホルダは、静圧軸受によって静圧式に支承されていることを提案する。特に有利なのは、静圧軸受が減衰部材として働く場合である。
【０００６】
静圧軸受を使用する特別な利点は、これにより、機械的な振動の減衰が達成されるという点にある。これにより、精度が改善された回転式旋削が可能になる。
【０００７】
本発明による旋削加工装置の１つの構成では、工具ホルダは工具レボルバとして形成されており、回転軸線を中心とした工具レボルバの回転により、少なくとも２つの工具を入れ替えることができることが想定されてよい。これにより、旋削加工装置の使用可能性を高めることが達成される。静圧支承により、加工精度が工具の入れ替えによって損なわれることはない。
【０００８】
本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、静圧軸受は、旋削加工時にワークによって発生しかつ／またはモータによって発生する、工具ホルダの機械的な振動が減衰されるように配置されかつ／または構成されていることが想定されてよい。これは、機械的な振動が、特にワークの旋削加工時にワークによって発生し、かつ工具ホルダを駆動するモータによって発生するために、有利である。したがって、まさにこれらの振動を減衰させることは有利である。つまり、静圧軸受は、例えばモータと工具ホルダとの間に配置されていてよく、かつ／または、持続的な軸受としてかつ／または１つまたは複数の直線的な独立した空間方向に減衰作用を有する軸受として構成されていてよい。
【０００９】
機械的な振動を効率的に減衰するために、本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、静圧軸受は、モータと工具ホルダとの間の機械的な結合経路上に配置されていることが想定されてよい。このために有利には、例えば、静圧軸受は、モータのステータと工具ホルダとの間の機械的な結合経路上に配置されていることが想定されてよい。代替的にまたは追加的に、静圧軸受は、モータのロータと工具ホルダとの間の機械的な結合経路上に配置されていることが想定されてよい。機械的な結合経路が、モータによって特にステータを介して発生しかつ工具ホルダに伝達される機械的な振動の主伝達経路を形成していると、特に有利であってよい。主伝達経路は、例えば最大振動エネルギを、特にモータのステータを介して工具ホルダに伝達する伝達経路を形成していることを特徴としていてよい。いずれにしろ、これは、主伝達経路上に静圧軸受が配置されておらず、ひいては機械的な振動が減衰されない場合である。
【００１０】
本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、静圧軸受は、軸に配置されていることが想定されてよい。これにより、一方では軸が支承され、かつ他方では軸に伝達されるかまたは軸に生じる機械的な振動が静圧式に減衰される。これにより、工具ホルダも間接的に減衰することができる。なぜなら、工具ホルダは軸と回転結合されているからである。静圧軸受が、モータと工具ホルダとの間、特にモータのロータおよび／またはステータと工具ホルダとの間で軸に配置されていると、特に有利であってよい。代替的に、静圧軸受は、モータから見て工具ホルダの向こう側で軸に配置されていることが想定されていてもよい。好適には、前述した２つの位置、すなわち工具ホルダの前後に、各１つの静圧軸受が配置されている。これにより、軸を完全かつ簡単に、機械的に安定して静圧式に支承することができる。
【００１１】
特に確実な減衰を保証するために、本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、静圧軸受は、持続的に静圧式に支承する軸受であることが想定されてよい。類似の利点は、代替的にまたは追加的に、工具ホルダが持続的に静圧式に支承されていることが想定され得る構成で得られる。好適には、持続的な支承は、ワークの加工中に、および／または、工具、例えば既に上述した工具の入れ替え中に行われる。
【００１２】
本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、静圧軸受は、工具ホルダの静圧式の支承を、少なくとも２つ、好適には３つの直線的な独立した空間方向に沿って行うことが想定されてよい。静圧式の支承が、回転軸線に対して半径方向および／または軸方向に行われていると、特に有利であってよい。静圧式の支承は、空間方向に沿った減衰を生じさせると言うこともできる。半径方向に沿った減衰は、この半径方向に沿って特に精密なワーク加工が可能になるという利点を有している。半径方向に沿った精度は特に重要である。なぜなら、この方向では極めて高い精度が必要とされ、かつワークと工具ホルダとの間に伝達される力が特に高くなっているからである。軸方向における十分な減衰は、まさに回転式旋削では重要であり得る。なぜなら、この場合は工具がワークに対して斜めに係合することが多いからである。ただし、３つ全ての空間方向に沿って静圧支承によって減衰が行われると、特に高い精度が得られる。
【００１３】
本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、工具ホルダにおいて使用される工具は、工具ホルダの回転運動中にワークを加工することができるように形成されていることが想定されてよい。この場合、好適には、工具は工具ホルダに対して可動である。本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、代替的にまたは追加的に、モータは、ワークの旋削加工中に工具ホルダの工具送りを行うように形成されていることが想定されてよい。本発明のこのような構成は、これにより特に効率的で可能な限り平滑な回転式旋削を可能にすることができるという利点を有している。
【００１４】
可能な限り精密な加工を可能にするために、本発明による旋削加工装置の１つの別の構成では、軸および／または軸が周りを回転可能な回転軸線は、旋削加工装置のワークスピンドルの回転軸線に対して平行に向けられていることが想定されてよい。
【００１５】
上記の課題を解決するために、さらに、２つの並列的な使用請求項に記載の、静止軸受の第１の形式および第１の形式と共に用いられる第２の形式での使用が想定されている。互いに類似した２つの使用形式が互いに組み合わされてもよい。
【００１６】
つまり特に、上記の課題を解決するために、第１に、旋削加工装置の工具ホルダの機械的な振動を減衰するために、静圧軸受を使用することが提案され、この場合、旋削加工装置は、軸を回転軸線周りに駆動するモータを有しており、工具ホルダは、軸と回転結合されておりかつ回転軸線を中心として回転可能である。好適には、機械的な振動は、ワークの旋削加工時にワークによって発生しかつ／または旋削加工装置のモータによって発生し、工具ホルダに伝達される。このようにして生じた減衰は、精度が改善された回転式旋削を可能にする。好適には、旋削加工装置は、本発明により、特に前述したようにかつ／または旋削加工装置に関する保護請求項のうちの１つに記載のように形成されている。
【００１７】
つまり特に、上記の課題を解決するために、第２に、旋削加工装置の工具ホルダを持続的に支承するために、静止軸受を使用することが提案される。好適には、旋削加工装置は本発明により、特に前述したようにかつ／または旋削加工装置に関する保護請求項のうちの１つに記載されたように形成されている。持続的な支承により、工具ホルダの減衰が生じ、その結果、精度が改善された回転式旋削が可能になる。
【００１８】
上記の課題を解決するために、さらに、本発明では方法に関する並列的な請求項に記載の特徴が想定されている。つまり特に、上記の課題を解決するために本発明に基づき冒頭で述べた形式の方法において、旋削加工装置の工具ホルダを回転させる間にワークを加工し、かつ工具ホルダを静圧式に支承することが提案される。好適には、旋削加工装置は本発明により、特に前述したようにかつ／または旋削加工装置に関する保護請求項のうちの１つに記載されたように形成されている。工具ホルダを、回転式旋削に際して静圧式に支承することにより、機械的な振動を減衰させることができ、その結果、より高い加工精度が達成されることになる。
【００１９】
加工精度の改善のために、本発明による方法の１つの形態では、工具ホルダを持続的に静圧式に支承することが想定されてよい。特に、工具ホルダを、ワークの旋削加工中および／または工具の入れ替え中に静圧式に支承することが想定されてよい。特に後者の場合には、工具ホルダは好適には工具レボルバとして形成されている。
【００２０】
加工精度をさらに改善するために、本発明による方法の１つの別の形態では、旋削加工時にワークによって発生しかつ／またはモータによって発生する工具ホルダの機械的な振動が減衰されるように、工具ホルダを静圧式に支承することが想定されてよい。
【００２１】
加工精度を改善するために、本発明による方法の１つの別の形態では、機械的な振動をモータによって発生させ、かつ工具ホルダに伝達し、生じた機械的な振動の主伝達経路を際立たせ、静圧式の支承に基づき、主伝達経路上で機械的な振動を減衰させることが想定されてよい。
【００２２】
本発明を、１つまたはいくつかの少数の実施例に基づきより詳しく説明するが、本発明は、これら少数の実施例に限定されるものではない。別の実施例は、個々のまたは複数の保護請求項記載の特徴の、各特徴同士の組合せおよび／または実施例の個々のまたは複数の特徴との組合せによりもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による旋削加工装置１の１つの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示す旋削加工装置１は、特に高い加工精度を有する回転式旋削に使用することができる。
【００２５】
このために、旋削加工装置１は、主軸台１６に締め込まれ、ワークスピンドル１５を介して回転運動を実施可能なワーク１４を有している。１つの代替的な実施例では、ワーク１４は主軸台１６に追加的に締め込まれてはいない。図１に示す実施例では、ワークはワークスピンドル１５の回転軸線１７を中心として回転して加工される。さらに、ワーク１４の三次元での並進運動用の装置（詳しくは図示せず）が形成されている。
【００２６】
複数の代替的な実施例では、ワーク１４は別の形式で締め込まれかつ／または直線運動および／または回転運動を実施可能であってよく、この場合、ワーク１４の並進運動が３未満の空間方向に沿ってのみ実現可能な構成、またはワーク１４の並進運動が全く実現不可能な構成が想定されてもよい。並進運動は、例えば工具ホルダ２０に対する工具１０，１１の可動性によって実現されてもよい。
【００２７】
図１に示す実施例では、ステータ５およびロータ６を有するモータ４により、回転軸線３を中心として軸２を回転運動させることができる。この場合、回転軸線３ひいては軸２も、回転軸線１７に対して平行に向けられている。この場合、モータ４は、ワーク１４の旋削加工中に工具レボルバ７の工具送りを行うように形成されている。
【００２８】
別の実施例では、旋回軸線を成す回転軸線３は、ワーク１４の回転軸線１７に対して垂直に向けられているか、または別様に向けられていてもよい。
【００２９】
図１に示す軸２には、工具レボルバ７として形成された工具ホルダ２０が回転結合されており、これにより、モータ４を介して、回転軸線３を中心として工具レボルバ７を回転運動させることができるようになっている。工具レボルバ７は、複数の工具１０，１１を有しており、そのうち２つの工具１０，１１のみ図１に明示されている。図１に示す状態では目下、ワーク１４を加工するために工具１０が準備されている。ワーク１４を回転させかつ工具１０，１１と接触させることにより、ワーク１４を加工することができる。
【００３０】
図１に例示する２つの工具１０，１１は、半径方向を向いたワーク表面を加工するように構成されている。これらの工具１０，１１に代えてまたは追加して、軸方向に向いたワーク表面の加工を可能にする工具も使用可能である。
【００３１】
回転式旋削は、工具レボルバ７が回転される間にワーク１４が回転されかつ加工されることにより、達成される。さらに加工中、ワーク１４と工具１０とは、回転軸線３に沿ってひいては回転軸線１７にも沿って互いに相対的に動かされる。これにより、ワーク１４の決まった位置に対する工具１０の相対運動は、三次元曲線を描くことになる。ワーク加工中に工具１０は旋回運動を行うと言うこともできる。これに相応して、工具１０の刃は、刃が三次元曲線の一部を描くように形成されていてよい。
【００３２】
工具レボルバ７が相応に引き続き回転されることにより、工具１０，１１を入れ替えることができる。
【００３３】
軸２ひいては工具レボルバ７は、静圧軸受８，９により持続的に、静圧式に支承されている。この場合、静圧軸受８，９は、ワーク加工中に実施される工具１０，１１の旋回運動が静圧式に支承され、これにより機械的な振動が減衰されるように配置されかつ構成されている。よって、静圧軸受８，９はそれぞれ、減衰部材１９として働く。つまり、一方では、モータ４によって発生する、工具レボルバ７の機械的な振動が減衰され、他方では、旋削加工時にワーク１４によって発生する、工具レボルバ７の機械的な振動も減衰される。
【００３４】
静圧軸受８，９は、それぞれ環状に形成されており、それぞれ軸２を完全に包囲している。
【００３５】
この場合、静圧軸受８は空間的に、モータ４と工具レボルバ７との間に配置されている。別の静圧軸受９は、モータ４から見て工具レボルバ７の向こう側で軸２に配置されている。軸２および工具レボルバ７は、もっぱら２つの静圧軸受８，９のみにより支承されている。代替的な実施例では、例えば軸受８だけが静圧軸受８として形成されていることにより、支承が部分的には静圧式に行われなくてもよい。
【００３６】
モータ４のステータ５および静圧軸受８，９は、図１に示す実施例ではそれぞれ機械的な結合手段１３を介して、旋削加工装置１のケーシング１２と機械的に結合されている。静圧軸受８，９は、図１に示す実施例ではそれぞれ、モータ４と工具レボルバ７との間の機械的な結合経路上に配置されている。この場合、この機械的な結合経路は、モータ４によって発生しかつモータ４のステータ５を介して工具レボルバ７に伝達される機械的な振動の主伝達経路を形成している。
【００３７】
軸２は、２つの環状のアタッチメント１８を有しており、アタッチメント１８は、静圧軸受８，９により包囲されている。これにより、互いに垂直方向を向く２つの空間方向に沿った静圧支承ひいては振動減衰手段が形成されるようになっている。つまり、回転軸線１７に対して半径方向および軸方向で、静圧支承ひいては減衰が行われる。
【００３８】
回転式旋削に使用可能な旋削加工装置１では、工具ホルダ２０を静圧式に支承することを提案する。これに対応する方法を説明すると共に、旋削加工装置１の工具ホルダ２０の機械的な振動を減衰しかつ／または工具ホルダ２０を持続的に支承する静圧軸受８，９を提案する。
【符号の説明】
【００３９】
１  旋削加工装置
２  軸
３  回転軸線
４  モータ
５  ステータ
６  ロータ
７  工具レボルバ
８  静圧軸受
９  別の静圧軸受
１０  工具
１１  別の工具
１２  ケーシング
１３  機械的な結合手段
１４  ワーク
１５  ワークスピンドル
１６  主軸台
１７  １５の回転軸線
１８  アタッチメント
１９  減衰部材
２０  工具ホルダ
【図１】
2020520813.tif 000003
【国際調査報告】
2020520813.tif 000004
2020520813.tif 000005
2020520813.tif 000006
2020520813.tif 000007
2020520813.tif 000008