(57)【要約】  この発明は、必要に応じてハウジングを用いてワークピースを収容するためのワークピースマガジンを備えた特に歯科用フライス盤等の工作機械に関する。ワークピースマガジン（２２）がその他の部分の工作機械（１０）に対して可動式に支承されるとともに、そのマガジン（２２）に新しいワークピース（１８）を装填するための装填位置（３０）を備える。工作機械がさらに各ワークピース（１８）のためにそのワークピース（１８）を少なくとも部分的に収容する、特に部分ハウジングである、ハウジング（４０）を有し、および／または前記装填位置（３０）に近接して配置されるリフトプラットフォーム（３２）を有し、そのリフトプラットフォーム上あるいはリフトプラットフォームに接合させて前記ハウジング（４０）を前記ワークピース（１８）と共に収容可能かつ搬送可能にする。本発明はさらに工作機械とワークピースとからなるシステムに関する。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要に応じてハウジングを用いてワークピースを収容するためのワークピースマガジンを備えた特に歯科用フライス盤等の工作機械であり、ワークピースマガジン（２２）がその他の部分の工作機械（１０）に対して可動式に支承されるとともに、そのマガジン（２２）に新しいワークピース（１８）を装填するための装填位置（３０）を備え、さらに各ワークピース（１８）のためにそのワークピース（１８）を少なくとも部分的に収容する、特に部分ハウジングである、ハウジング（４０）を有し、および／または前記装填位置（３０）に近接して配置されるリフトプラットフォーム（３２）を有し、そのリフトプラットフォーム上あるいはリフトプラットフォームに接合させて前記ハウジング（４０）を前記ワークピース（１８）と共に収容可能かつ搬送可能にすることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
必要に応じてハウジングを用いて工具を収容するための工具マガジンを備えた特に歯科用フライス盤等の工作機械であり、工具マガジン（２２）がその他の部分の工作機械（１０）に対して可動式に支承されるとともに、そのマガジン（２２）に新しい工具（２０）を装填するための装填位置（３０）を備え、さらに各工具（２０）のためにその工具（２０）を少なくとも部分的に収容する、特に部分ハウジングである、ハウジング（９４）を有し、および／または前記装填位置（３０）に近接して配置されるリフトプラットフォーム（３２）を有し、そのリフトプラットフォーム上あるいはリフトプラットフォームに接合させて前記ハウジング（９４）を前記工具（２０）と共に収容可能かつ搬送可能にすることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
リフトプラットフォーム（３２）が実質的に垂直に移動可能であり、また特に、好適には直線型マガジン、円形あるいは部分円形の丸型マガジンとして形成されるマガジン（２２）の動作方向に対して交差方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２記載の工作機械。
【請求項４】
リフトプラットフォーム（３２）がそのリフトプラットフォーム（３２）を実質的に垂直に手動で移動させるためのグリップハンドル（６２）または実質的に垂直に機械的に移動させるための駆動機構を備え、および／またはリフトプラットフォーム（３２）が、特にワークピースマガジン（２２）の回転軸と平行に延在する、垂直摺動ガイド（６６）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械。
【請求項５】
ワークピース（１８）が未加工材として供給可能な歯科用ワークピースであってマガジン（２２）内の同一の装填位置（３０）を介しまた同一のリフトプラットフォーム（３２）を介して歯科補綴物として工作機械（１０）から取り出し可能であり、および／または工具（２０）がフライス工具または特に回転研磨工具である研磨工具等の歯科用工具であってマガジン（２２）および特にロボットアーム（１６）を介して工具スピンドル（１４）に供給可能であり、さらにマガジン（２２）内の同一の装填位置（３０）を介しまた同一のリフトプラットフォーム（３２）を介して工具交換のために工作機械（１０）から取り出し可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の工作機械。
【請求項６】
ワークピースマガジン（２２）を同時に工具マガジンとして形成し、それが所与の回転位置でワークピース（１８）を付属するハウジング（４０）と共に収容し、別の回転位置においては工具（２０）を、特に同様に被覆ハウジング（９４）を介して、収容することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の工作機械。
【請求項７】
マガジン（２２）の各回転位置にハウジング（４０，９４）を特にスナップイン可能に収容するための少なくとも１個の固定要素（４４，４６）を形成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の工作機械。
【請求項８】
各ハウジング（４０，９４）がマガジン（２２）の収容位置の方を指向するハウジング（４０，９４）の面上にマガジン（２２）と結合された固定要素（４４，４６）に嵌合するための少なくとも１個のスナップイントング（７６）を備え、前記面が特にハウジング（４０，９４）の上面であることを特徴とする請求項７記載の工作機械。
【請求項９】
各ワークピース（１８）および／または各工具（２０）が溝あるいは窪み（８０）を備え、それの寸法をハウジング（４０）の突出部に整合させてハウジング（４０）の突出部を挿入可能にすることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１０】
ワークピース（１８）および／または工具（２０）をハウジング（４０）内に固定するためにハウジングの下端の突出部にスナップイントング（８４，８６）を形成し、そのスナップイントングがワークピース（１８）および／または工具（２０）のホルダ（８２）、特にそれの溝に、少なくとも部分的に嵌合することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１１】
ワークピース（１８）の一部および／または工具（２０）の一部、特にワークピース（１８）のホルダ（８２）および／または工具（２０）の作用先端がハウジング（４０）から突出し、また特に結合部（８２，９７）上に溝を形成することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１２】
ワークピースマガジン（２２）の移転位置において結合部（８２，９７）が工作機械（１０）のロボットアーム（１６）によって把持可能なようにハウジング（４０）から突出することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１３】
ワークピース（１８）および／または工具（２０）がハウジング（４０）内で、特に水平に、摺動可能に支承され、手動あるいはロボットアーム（１６）によって側方に摺動させて取り出し可能であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１４】
マガジン（２２）が工作機械（１０）の上部かつ、切削空間（１２）およびロボットアーム（１６）に関して、フライススピンドル（１４）の反対側に配置され、および／またはハウジング（４０，９４）がそれのスナップイントング（７６）によってマガジン（２２）の固定要素（４４，４６）に懸吊されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１５】
リフトプラットフォーム（３２）を装填位置（３０）まで上昇させる際に前記リフトプラットフォーム（３２）上に収容されたハウジング（４０，９４）がそのハウジングの少なくとも１個のスナップイントング（７６）によって該当するマガジン（２２）の固定要素（４４，４６）にスナップイン嵌合することによってリフトプラットフォーム（３２）が下降してもマガジンに懸吊されて滞留することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１６】
ハウジング（４０）がワークピース（１８）と共にリフトプラットフォーム（３２）上に載置される場合に、ワークピース（１８）のホルダ（８２）および／または工具（２０）の作用先端がハウジング（４０，９４）から突出して垂下し、リフトプラットフォーム（３２）の窪み（８０）内に収容されることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１７】
ワークピース（１８）および／または工具（２０）がハウジング（４０）と共にのみリフトプラットフォーム（３２）から取り出し可能となる程度までハウジング（４０，９４）がワークピース（１８）および／または工具（２０）を被覆することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１８】
ハウジング（４０）の相互に対向する２枚の側壁を設け、それらが平面状に延在するとともにハウジング（４０）を前記側壁上で把持可能であり、また特にワークピース（１８）がそれのセラミック製の部分に関して保護されるような方式でハウジング（４０）がワークピース（１８）を被覆することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１９】
請求項１および／または従属請求項に記載の特徴を有する工作機械とワークピースからなるシステム、および／または請求項２および／または従属請求項に記載の特徴を有する工作機械と工具からなるシステム。
【請求項２０】
ワークピース（１８）がフライス削り可能あるいは研磨可能あるいはその他の切削加工が可能な歯科材料からなることを特徴とする請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１前文に記載の特に歯科用ワークピースのためのフライス盤等の工作機械と、請求項１９前文に記載の特に歯科用のワークピースのための工作機械とワークピース、さらに工具とからなるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
その種の工作機械は古くから知られている。
【０００３】
その機械は、一般的にしばしば回転可能に支承されるワークピースマガジンを備え、その際ワークピースがワークピースマガジンの外周に隣接して配置される。
【０００４】
従って、ワークピースは工作機械上での配置において円形あるいは部分円形を形成する。
【０００５】
歯科用フライス盤におけるその種の構成の一例が特許文献1に開示されている。
【０００６】
その種の解決方式は、例えば歯科用セラミック等の、長時間を要する切削工程を事前プログラムによって夜間あるいは週末に実施し得るという利点を有する。
【０００７】
マガジンにはミルブランクがワークピースとして装填され、そのブランクを連続的に切削して歯科補綴物に加工する。
【０００８】
マガジンの装填は、外部からアクセス可能あるいはもっと迅速にアクセス可能な所定の位置、いわゆる装填位置において実行することが好適である。
【０００９】
ワークピースを加工するためにワークピースマガジンを所定の位置、いわゆる移転位置まで回転させ、その位置でロボットアームあるいはその他のハンドリング装置がワークピースをマガジンから取り出して切削工程を実行することができる。
【００１０】
加工後ワークピースを通常マガジン内の同じ場所の移転位置に搬送し、マガジンを回転させて次のワークピースを加工し得るようにする。
【００１１】
マガジンへの新しいブランクの装填とさらに場合によって完成したワークピースの取り出しは、移転位置とは異なった装填位置で実行することができる。
【００１２】
ワークピースマガジンによってはマガジンホイール全体を取り出すこともできるが、そのことは極一部のワークピースのみを加工する必要がある場合には不利である。
【００１３】
周知のワークピースマガジンにおいて取り出しは、例えば特許文献1に係る保持クランプを解除することによって、手動で実行され、従って切削終了した、この場合円盤型の、ワークピースを手動で取り出すことができる。
【００１４】
その種の解決方式は、新しいワークピースを正確に所要の装填位置に搬送し、またそこに新しいワークピースを固定すべきである場合は固定クランプを手動で操作することを必要とする。
【００１５】
そのような手動の操作に際して使用者が幾らか不注意である場合、誤ってワークピースを装填位置から幾らか外れて固定することも考えられる。
【００１６】
付属のロボットアームはワークピースを把持することができないか、または場合によって誤った場所を把持し、従って不良切削が行われる危険が生じる。
【００１７】
しばしば、歯科補綴物は複合材料あるいはセラミック材料から切削される。
【００１８】
その場合切削される歯科材料は未だ完全に硬質に焼結しておらず、むしろ、例えばメタケイ酸塩の状態の比較的軟質のブランクとして存在する。
【００１９】
特に未焼結の、すなわち圧縮されていないワークピースの場合、角部に衝突させると場合によってマガジンおよび／または工作機械の汚染につながるため、慎重な取り扱いが重要である。
【００２０】
また、特許文献1に係る解決方式に比べてワークピースマガジンがアクセスし難いこともある。
【００２１】
その場合、ワークピースの装填と場合によって取り出しに際して益々誤操作が発生し易くなる。
【００２２】
例えば装填位置内のワークピースに対して別のワークピースが自由に接近可能である（しかも場合によって視認不可能である）場合、容易に取り違えが発生し、従って間違ったワークピースが取り出されてそれを再び挿入する必要が生じ、それによって新たな誤操作が発生する可能性がある。
【００２３】
複数の工具を工具キャビネット内に収容する工作機械も周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】欧州特許第２３８７４８３号（Ｂ１）明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従って本発明の目的は、顕著なコスト増加を伴わずに取り扱いならびに操作の観点で改善され、しかも誤操作の発生頻度も低下させる、請求項１前文に記載の工作機械ならびに請求項１９前文に記載のシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記の課題は本発明に従って請求項１あるいは１９によって解決される。好適な追加構成が従属請求項によって定義される。
【００２７】
本発明の１つの特徴によれば、ワークピースおよび／または工具を、必要に応じてハウジング内で、垂直に移動可能にし、それによってワークピースマガジン上の装填位置自体が容易にアクセス可能でない場合でもアクセスし得るようにすることが極めて好適である。
【００２８】
ワークピースおよび／または工具は手動付勢可能なリフトプラットフォームによって自動的に装填位置内の適正な箇所に搬送し、例えばそこで嵌め付けることができ、それによってマガジン内に確実に格納される。
【００２９】
手作業によるハンドリングとその際のエラー、例えば挿入時の横ずれは排除される。他方、リフトプラットフォームを使用して容易にアクセス可能、すなわち取り出し可能、または新しいワークピースもしくは工具と交換可能な位置に移動させることもできる。
【００３０】
本発明の別の好適な特徴によれば、ワークピースのための１個のハウジングおよび／または１本あるいは２本の工具のための１個のハウジングを設ける。
【００３１】
ハウジングがワークピースあるいは工具を部分的に被覆することが好適である。完全な閉鎖面を有する必要はなく、従って例えば単なるＬ字フレーム等のフレームもハウジングの概念に含めることができる。または、２，３，４，５あるいは６面でワークピース上に延在する要素も考えられる。それもハウジングの概念に含まれる。
【００３２】
いずれにしても、ハウジングが保護機能を提供し、またワークピースおよび／または工具を少なくとも脆弱で保護が必要な箇所で被覆することが好適である。
【００３３】
ハウジングは折り曲げた金属板から形成することができるが、適宜な格子状管フレームを用意することも可能である。従ってハウジングの側面は、閉鎖面、非閉鎖面、あるいは部分閉鎖面を有するように形成することができる。
【００３４】
ハウジングは、ワークピースおよび／または工具を保護するとともに追加的にマガジンの固定要素上に確実に捕捉し得るような方式で収容することが好適である。
【００３５】
ハウジングは、ワークピースおよび／または工具と共にリフトプラットフォームから取り出し可能ならびにそこに挿入可能に形成することができる。一実施形態によれば、ワークピースの一部、特にホルダ、および／または工具がハウジングから突出することが好適である。
【００３６】
その後ホルダを、ワークピースマガジン内の移転位置、すなわちワークピースを切削空間内に搬入することができる位置内で、工作機械のロボットアームによってホルダの露出部位で把持してハウジングから取り出すことができる。従って移転位置内でハウジングが空になる。
【００３７】
工具の移転も同様に移転位置内あるいは移転位置上で実行される。そのため、移転すべき工具がその位置に達するようにマガジンを動作、例えば回転させる。工具の作用先端とその作用先端とシャフトを分離する結合部が、ハウジングから突出する。マガジンは作業空間の上方に存在し、作用先端と結合部がハウジングから下方に向かって突出する。
【００３８】
ロボットアームは、工具を結合部上で把持し、ハウジングから取り出す。
【００３９】
ハウジングに２本の工具が収納されている場合、ロボットアームは必要な方の工具を取り出す。
【００４０】
工具ハウジングおよびワークピースハウジングは、それぞれ工具あるいはワークピースを収納するための固定要素を備える。その固定要素がそれぞれ結合部を把持し、またそのためにワークピースおよび工具の結合部上に形成された溝の中に嵌合する、弾力性を有するスナップイントングを備えることが好適である。
【００４１】
歯科材料ブロックをワークピースとしてホルダ上に接着する場合は、ホルダ上のブロックへの移行領域に溝を形成することができ；従ってその領域が結合部を形成する。
【００４２】
取り出しは、ロボットアームがそれのチャックによってワークピースのホルダを把持して締付けるようにして実行される。その後、必要に応じてスナップイントングの保持力を超越するようにして、ワークピースをハウジングから側方に押し出す。
【００４３】
工具の移転のために、専用の把持バックルをロボットアーム上に取り付ける。それが固定要素と同様にＵ字型であり、従って横方向に広がる。
【００４４】
ロボットアームは、両方のＵ字が相互に交差方向に延在するような方式で移転位置に移動する。ロボットアームはそれの把持バックルによって結合部の下側の溝を把持して、移転位置から固定要素のＵ字の開脚方向に向かって側方に工具を引き出す。
【００４５】
１８０°回転させた後工具のシャフトを工具スピンドルのチャック内に挿入してそこで締付ける。
【００４６】
工作機械内において例えば５／０式、すなわちロボットアームの５つの自由度と固定されたフライススピンドルを有するフライス盤によって切削加工を実施する。
【００４７】
加工を終了した後、ロボットアームが完成したワークピースを再びハウジング内に搬送してホルダを解除し、従って装填位置まで回転してそこでリフトプラットフォームによって取り出すことができるようにする。
【００４８】
ワークピースをハウジング上あるいはハウジング内に収容する方式は、必要に応じて広範に変更することができる。
【００４９】
例えばホルダが、ワークピースのセラミック部材に隣接する端部である結合部上に相互に対向する２本の溝からなる溝構造を有することができる。
【００５０】
その溝の中に、ハウジングの終端となっていて向かい合う位置にある、ハウジングの突出部、例えばサポートが嵌合することができる。
【００５１】
従ってロボットアームは、サポートの高さに溝が達するようにワークピースを移動させてハウジング内へ横方向に押し込むことができ、そこで確実に固定する。
【００５２】
固定を強化するためにサポートに末端側のスナップイントングを設けることもでき、それによってホルダを幾らか囲繞してワークピースをハウジング内に固定する。
【００５３】
このことは工具の交換に対しても同様に有効に機能し：ロボットアームが工具をスピンドルから取り外して１８０°回転させる。
【００５４】
その後シャフトを上にして移転位置まで搬送して移転する。摩耗した、あるいはいずれにしても交換すべき工具を収容したハウジングが装填位置まで搬送されるようにマガジンを回転させる。
【００５５】
そこで使用者がリフトプラットフォームを上方に移動させることができ、それによってプラットフォームが工具ハウジングを把持して下方に搬送することができる。そこで使用者はリフトからハウジングを取り出し、さらにハウジングから交換すべき工具を取り出す。
【００５６】
ハウジングがもたらす別の利点は、ワークピースの汚染傾向が少なくなる点である。ハウジングが２側面に閉鎖面を有する場合、使用者はワークピースに触れることなくハウジングごとワークピースを掴むことができる。それによって例えば皮脂に対して脆弱なセラミックあるいはその他の材料を皮脂の吸着から防護することができる。
【００５７】
所要のハウジングの保護機能を達成するために、ハウジングがワークピースの使用範囲に延在することのみが必要である。ここで該当するセラミック部材あるいはその他部材は、例えば周知のように接着結合によってホルダ上に取り付けることができる。そのホルダは機械によるハンドリングを可能にするもので、例えば丸型、四角形、またはキノコ型等の任意の適宜な形状で形成することができる。ホルダはロボットアームのコレットによって容易に把持し得るように形成され、従って研磨あるいはフライススピンドルとロボットアームの間の相対動作中の正確な誘導が可能になり、ワークピースを例えば１０，２０あるいは３０μｍ等の所要の精度で精密に加工することができる。
【００５８】
本発明の好適な実施形態に従って設けられるプラットフォームを、アクセス可能性が制限されたあるいはまったく無いマガジンと組み合わせることが極めて好適である。ここでアクセス可能性とは外部から、すなわち工作機械の外からのアクセス可能性が理解され、そのことはワークピースを未加工材の形で工作機械に供給し、また工作機械によってワークピースを加工した後に完成品あるいは半製品の形で工作機械から取り出すために常に重要である。
【００５９】
その観点は、特に小型の工作機械において重要である。その例として、歯科診療所で使用される、いわゆる「チェアサイド」フライス盤が挙げられる。
【００６０】
本発明によれば、その種の小型のフライス盤が相当低い位置に設置されたスピンドルモータとスピンドルを備えることが好適である。従ってフライス盤の重心が下方領域にあり、それによって設置安定性が改善される。従って本発明によれば、ワークピースあるいは工具マガジンが加工空間の反対側にあり、すなわち上方にあることが好適である。
【００６１】
そのため本発明によれば、ワークピースあるいは工具をマガジン内で懸吊して収容することも好適である。その際懸吊して収容とは、第１にワークピースおよび工具をハンドリングするためにそのワークピースおよび工具の少なくとも一部が、例えばロボットアームあるいはその他の把持バックルによって把持可能になるような方式でマガジンのレベルから突出するように懸吊することと理解される。好適にはワークピースのホルダが、少なくともいわゆる移転位置において、ワークピースマガジンから突出して懸吊され、従ってロボットアームのクランプジョーによって把持可能になる。他方、ワークピースのハウジングあるいはワークピース自体をマガジンから懸吊して保持することもできる。工具も同様にハウジングから突出するように懸吊して収容することができ、その際作用先端が突出するように懸吊することが好適である。
【００６２】
すなわち、装填位置においてワークピースを懸吊して配置することが好適である。そのため、少なくとも装填空間への側方扉あるいは側方通路が設けられる場合は、露出領域が通常遮閉されて下方に延在する。それは、少なくとも工作機械あるいはフライス盤が全体的に目線より下方に存在する場合に目視困難になり、特に小型のフライス盤がそれに該当する。
【００６３】
本発明によれば、清潔な装填ならびに取り出しのために、ワークピースをワークピースマガジンの装填位置に搬送するとともに加工されたワークピースをそこから取り出すリフトプラットフォームを設ける。そのことは、工具についても全く同様に有効である。
【００６４】
リフトプラットフォームは垂直に移動可能であり、すなわちワークピースの装填位置に近い上方の位置から下方の位置へとその逆方向に移動可能である。
【００６５】
そのため下側の位置において、ワークピースと工具が本発明に従って好適な方式で自由にアクセス可能になるとともにそこから容易に取り出し可能になる。新しいワークピースもそこに容易に設置することができる。
【００６６】
ワークピースと工具を懸吊して配置することとして、ハウジングによって適宜に囲繞されたワークピースあるいは工具がハウジングから突出するように懸吊することも理解される。この懸吊は、マガジンの各位置に設けられていて、ハウジングの（または場合によってワークピースあるいは工具の）スナップイントングあるいはその他の適宜な拘束要素内に嵌合することができる１個あるいは複数の固定要素を使用して実施することができる。
【００６７】
好適な実施形態において、スナップイントングはハウジングの直立サポート、すなわち上方を指向するサポート上に形成することができ、そのサポートが中央部で前から後に延在しその中に固定トングを形成する。
【００６８】
それに代えて、他の任意の種類のハウジング（またはワークピースあるいは工具）のワークピースマガジン内への取り付けも本発明の範囲を逸脱することなく可能であるが、その際スナップイン結合あるいは嵌合が好適である。
【００６９】
その種の結合によって、プラットフォームがハウジングをワークピースあるいは工具と共に上方の位置に搬送し、リフトプラットフォームの下降に際してハウジングがワークピースあるいは工具と共に上方に滞留してさらに搬送することが可能になる。
【００７０】
別の好適な構成形態によれば、マガジンが工具を収容するための空間ならびにワークピースを収容するための空間を備える。工具も同様な部分ハウジングに収容することができるが、その際懸吊は、上述したワークピースハウジングの場合と同様に、サポートを介して上部のハウジングおよび適宜なスナップイントング上で実施することができる。工具も同様に溝を有することができ、その中にハウジングの突出部あるいはスプリングトングがそれの下端部で嵌合して工具を固定することができる。この場合もロボットアーム上の適宜なＵ字型の把持バックルによって移転位置上の工具の取り出しを実施する。
【００７１】
すなわち好適な実施形態によれば、上下２本の溝が各工具に設けられ、上側の溝がハウジングのスプリングトングの嵌合のために設定され、下側の溝はロボットアームの把持バックルの嵌合のために設定される。工具ハウジングから取り出した後に、ロボットアームによってスピンドルのチャックに工具が搬送される。
【００７２】
本発明によれば、ワークピースを懸吊してワークピースマガジン内に収容するにもかかわらず、ワークピースがハウジング内に配置されるため、ワークピースマガジンを高速で回転動作させても相互に衝突しないことが極めて好適である。また工具も、最低でも必要な範囲で保護されてハウジング内に収容されるため、衝突によってハウジングのスナップイントングの形式の固定装置から側方に突き出されることはあり得ない。
【００７３】
本発明によれば、ワークピースマガジンを、例えば約９０°の円弧からなる、部分円形で形成することが好適である。しかしながら、それに代えて例えば全円形、円弧、弓形、楕円形、さらに線形等の任意のその他のワークピースマガジンの形式も、本発明の範囲を逸脱することなく実施可能であることが理解される。さらに、周知の２本あるいはそれ以上の長手面を有する周回式のワークピースマガジンも本発明において排除されない。
【００７４】
好適な実施形態によればワークピースマガジン内への追加的な工具の収容にも言及されているが、それに代えて純粋なワークピースマガジンも本発明において排除されないことが理解される。本発明の変更された構成形態によれば、ワークピースマガジンに代えて純粋な工具マガジンが設けられ、そのように設けた工具マガジンの取り付けと装填はワークピースマガジンの場合と実質的に同様な方式で実施される。
【００７５】
本発明によれば、リフトあるいはリフトプラットフォームの動作方向をマガジンの動作方向に対して交差方向に実施することが極めて好適である。それによって、選択的に所要の位置制御を行い、その位置でワークピースを取り出すかあるいはその位置にワークピースを搬送する可能性が提供される。
【００７６】
リフトプラットフォームは機械式あるいは手動のいずれでも駆動可能である。自動的な機械駆動のために、例えば油圧あるいは気圧シリンダ、または適宜な電気モータを使用することができる。しかしながら、リフトプラットフォームを手動操作可能にすることが好適である。そのため単に横方向に延在するグリップハンドルを設けることができ、それを介して使用者がリフトプラットフォームの上昇および下降を実行する。動作方向は垂直であることが好適であるが、それには略垂直である動作も含まれることが理解される。ここで「略」と言う表現により、垂直方向から５，１０あるいは２０°もしくは％の逸脱範囲が意図される。
【００７７】
マガジン内へあるいはマガジンからのワークピースの充填あるいは取り出しを同じ位置で実施し得ることも極めて好適である。充填は装填位置を介して実行される。マガジンを該当するワークピースあるいは工具と共に移転位置まで回転させ、そこでハウジングからのワークピースあるいは工具の取り出しがロボットアームによって実行される。
【００７８】
ワークピースを加工した後あるいは工具が摩耗した後、ワークピースあるいは工具が同じく移転位置でハウジング内に再挿入され、マガジンが回し戻される。
【００７９】
加工が終了したワークピースはその後装填位置に到達し、そこで再びリフトプラットフォームによって加工終了したワークピースを取り出すことができる。
【００８０】
フライス盤内におけるワークピースの一義的な推進経路および動作経路のため、極小さな許容誤差と精密な加工が達成され；従って例えばロボットアームがワークピースのホルダを１つのワークピースから別のワークピースにおいていずれも同じ位置で把持することができる。
【００８１】
ハウジング内のワークピースの固定は任意の適宜な方式で実施することができる。好適にはハウジングへのワークピースの充填とハウジングからのワークピースの取り出しは側方、すなわち水平方向に実施される。そのことはロボットアームによって容易に実行することができ、またワークピースの自重によって垂直動作中でもハウジング内の安定した固定が保証される。追加的に、拘束装置によってワークピースが誤ってハウジングから脱落しないよう保証することができる。
【００８２】
ワークピースのホルダが溝を有することが好適であり、その中にハウジングのサポートが嵌合する。そのサポートに代えて、その他の任意のハウジングの突出部が溝内に嵌合することができ、それらの要素を運動学的に交接させることもできる。
【００８３】
本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る工作機械を部分切断して示した概略説明図であり、その中にワークピースマガジンの一部が示されている。
【図２】ワークピースマガジンの一部を示した側面透視図である。
【図３】本発明に係るリフトプラットフォームを、収容されたワークピースおよびワークピースハウジングと共に示した説明図である。
【図４】リフトプラットフォームの別の実施形態を、収容されたワークピースおよびワークピースハウジングと共に示した説明図である。
【図５】図４のリフトプラットフォームの背面を示した説明図である。
【図６ａ】ワークピースハウジングを示した透視図である。
【図６ｂ】図６ａのワークピースハウジングを別の角度で示した透視図である。
【図６ｃ】図６ｂのワークピースハウジングを、収容されたワークピースと共に示した説明図である。
【図６ｄ】図６ｃのワークピースハウジングの詳細図である。
【図７ａ】工具ハウジングを示した透視図である。
【図７ｂ】図７ａの工具ハウジングを、収容された工具と共に示した詳細図である。
【図８】本発明に係るリフトプラットフォームの別の実施形態を概略的に示した断面図である。
【図９】本発明に係るワークピースハウジングの別の実施形態を示した透視図である。
【図１０】本発明に係る工具ハウジングのさらに別の実施形態を示した透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
図１には、本発明に係る工作機械１０の一実施形態が示されている。この工作機械は図示された実施形態において歯科用のフライス盤として形成される。本発明はその他の任意の切削用の加工装置にも同様に適用可能であり、特に例えば歯科工作用の研磨装置あるいは回転研磨装置を含む小型の工作機械に適用可能であることが理解される。
【００８６】
工作機械１０はさらに切削空間１２を備え、その中で工具スピンドル１４がスピンドルモータによって駆動されて回転する。ロボットアーム１６がスピンドル１４に対してワークピース１８を適宜な方式でフィードし、その際ロボットアーム１６が５軸で支承され、工具スピンドル１４は固定式に配置される。
【００８７】
工具スピンドル１４には工具２０が取り付けられ、その工具は周知の方式によって工具スピンドルのクランプジョー内に固定される。
【００８８】
工具スピンドル１４は切削空間１２の底床に支承されている。スピンドル１４と対向して、すなわち切削空間１２の天蓋上に、ワークピースマガジン２２が設置される。ワークピースマガジン２２は切削空間１２の上方に延在し、図示されていない天蓋壁によって切削空間から分離される。ワークピースマガジン２２の移転位置２６において扉２４を介してワークピースをマガジン２２から取り出し、あるいはマガジン内に充填することができる。
【００８９】
ワークピースマガジン２２は略四分円形であるとともに回転可能に支承され、従って全ての任意のワークピースを移転位置２６に搬送することができる。追加的に、ワークピース１８間にさらに工具２０が収容される。
【００９０】
切削空間１２の直ぐ上ではなくむしろ側方に偏移させて、装填位置３０がさらに設けられる。装填位置３０は、未加工材状態のワークピースと工具をマガジン２２内に供給し、加工終了したワークピースをそこから取り出すことを可能にする。
【００９１】
装填位置３０の下方に、リフトプラットフォーム３２が設けられる。このリフトプラットフォームは、工具あるいはワークピースをそのリフトプラットフォームの低位側位置で取り出すよう設定される。
【００９２】
リフトプラットフォーム３２は準備空間３４内で可動式に支承される。準備空間は分離壁３６によって切削空間１２から分離される。
【００９３】
工作機械１０の細部が図２に示されている。これはワークピースマガジン２２の移転位置２６に関するものである。図示されているように、例えばワークピースがハウジング４０、すなわちワークピースハウジング内に収容され、レバー４２上に支承される。そのためレバー４２が固定要素４４と４６を備えるが、それらについては後に詳細に記述する。レバー４２は、軸４８上に回転可能に支承される。引っ張りバネ５０によってレバー４２が上側位置５２に保持される。
【００９４】
そのレバー４２の後方にさらに複数のレバー４２が、しかも上側位置で、図示されている。
【００９５】
レバー４２は、移転位置２６において付勢要素５４によってバネ５０の作用に抗して下方に回転させられる。
【００９６】
その回転は、レバー４２が実質的に水平に延在するようになるまで実施することが好適である。
【００９７】
その位置においてハウジング４０をその中に収容されたワークピース１８と共に取り出すことができる。
【００９８】
レバー４２が約４５°の角度で斜め上方に延在しかつ付勢要素５４が作用しない上側の位置においては、ワークピースマガジン２２を自由に回転可能である。それに対して、移転位置２６においてレバー４２（ならびに対応するハウジング４０とワークピース１８）を下降させる必要がある場合、ワークピースマガジン２２の回転位置が固定される。そのため付勢要素５４を作動させ、ワークピースをハウジング４０と共に下降させ、ロボットアーム１６がワークピースを容易に把持し得るようにする。
【００９９】
付勢要素５４を備える適宜な構成は図３に概略的に示された装填位置６０にも設けられ；図３に示されていなくてもそこにも付勢要素が配置される。
【０１００】
装填位置６０は準備空間３４の上方に配置される。そこにリフトプラットフォーム３２が配置され、垂直に動作可能に案内される。図３に示された状態において、リフトプラットフォーム３２はワークピース１８が収容されたハウジング４０を担持する。ハウジング４０のより詳細な構成については図６ａないし図６ｄを参照することができる。
【０１０１】
プラットフォーム３２はグリップハンドル６２を備え、そのグリップハンドルは一種の弓形状で実質的に水平方向に横断して前方に、すなわち準備空間３４の前面側に延在する。手動の付勢によってリフトプラットフォーム３２が図３に示された下側の位置から上側の位置に移動することができる。上側の位置においてリフトプラットフォーム３２はワークピースマガジン２２の装填位置６０の近くに存在する。ハウジング４０は上面に後方から前方に延在するサポート６４を備え、図６ａに示されるようにその上にスナップイントングが形成される。そのスナップイントングは、グリップハンドル６２によってリフトプラットフォーム３２が上側の位置に搬送されると同時に、ワークピースマガジン２２の固定要素４４内にスナップインしてハウジング４０をワークピース１８ごと固定するために適している。
【０１０２】
ワークピース１８を切削空間１２内に搬送するために、付勢要素５４の付勢によって対応するレバー４２が装填位置においてバネ５０の作用によって持ち上げられる。その後該当するハウジング４０内のワークピースがワークピースマガジン２２によって移転位置２６まで回転させられ、そこで再び降下し、それによってロボットアーム１６がワークピースの下方に突出しているホルダを把持してハウジング４０からワークピースを取り出すことができる。
【０１０３】
加工終了後、ワークピースマガジン２２のレバー４２の適宜な下降と上昇によって逆方向の搬送が実施される。
【０１０４】
その間に、ハウジングに収容された別のワークピースをワークピースマガジン２２に供給することを可能にするために、フトプラットフォーム３２を再び下降させることもできる。
【０１０５】
図４には、準備空間３４が図３とは別の角度で示されている。ここではハウジング４０がワークピースを収容していない。リフトプラットフォーム３２は摺動ガイド６６に沿って垂直に案内される。
【０１０６】
準備空間３４の背面が図５に示されている。摺動ガイド６６は、準備空間３４の後壁を垂直に延在するスリット６８を備える。そのスリットにリフトプラットフォーム３２の後部に設けられたサポートが貫通する。サポートには、スリット６８より幾らか幅広の対向プレート７０が取り付けられる。準備空間３４の後壁に対する対向プレート７０の遊びはリフトプラットフォーム３２が自律的に固定される程度に寸法設定され、従って使用者が設定した高さにリフトプラットフォームが保持される。
【０１０７】
図示されたガイドに代えて他の任意のガイドが可能であることが理解され、例えば垂直応力を制動するために調節可能なブレーキを有することもできる。
【０１０８】
図６ａにはハウジング４０の立体図が示されている。ハウジングは閉鎖型の側壁７２および７４を備える。それを介してワークピースとハウジングからなるユニットを容易に把持することができる。サポート６４は、ワークピースマガジンの固定要素４４および４６に嵌合するよう設定された２個のスプリングトング構成７６を備える。
【０１０９】
別の角度からのハウジング４０の立体図が図６ｂに示されている。ハウジング４０は開放された後壁と、ワークピース１８のホルダ８２（図６ｃ参照）を挿通させるよう設定された下方の窪み８０を備える。窪み８０は内側に幾らか突出していて緩やかに弾性を有するスナップイントング８４および８６によって仕切られ、それによってホルダ８２を確実に保持することができる。
【０１１０】
図６ｃには、ワークピース１８がハウジング４０に挿入されて少なくとも２側面が囲繞された状態が示されている。装填は開放された後壁を介して水平に実行される。ワークピース１８のホルダ８２は、ハウジングから下方に突出する。図６ｃに示されるように、ホルダ８２が溝８８を備え、その中にスナップイントング８４および８６が進入することができる。側壁７２および７４に対して、スナップイントング８４および８６は内側を指向する突起９０を形成する。
【０１１１】
ホルダ８２は実質的に正方形の断面を有する。しかしながら、ロボットアーム１６によって間違いなく支承し得るように、それぞれ隣接する面に対して約４５°の角度で延在する２枚の傾斜面９２を設ける。
【０１１２】
図７ａには工具のハウジング９４が示されている。このハウジングも、上側中央にスプリングトング構成７６を有するサポート６４を備える。下方には、工具２０を収容するために機能する２個のスナップイントング構成８４および８６が形成される。そのことは図７ｂに示されている。そのため工具２０はシャフト９５と作用先端９９の間に結合部９７を備える。その結合部に上側の溝９６が形成され、その中にスナップイントング８６が進入する。追加的に下側の溝９８が設けられ、それがロボットアーム１６の把持バックル１００によって把持可能であり（図１参照）、それによって工具２０を側方に動作させてスナップイントング８６内の位置から取り出すことを可能にする。
【０１１３】
工具スピンドル１４内に設置するためにロボットアーム１６が１８０°回転し、それによって工具２０のシャフトをスピンドルのチャック内に挿入することができる。
【０１１４】
リフトプラットフォーム３２の変更された構成形態が図８に示されている。ハウジング４０がワークピース１８と共に収容された際に、ワークピース１８のホルダ８２がリフトプラットフォーム３２の窪み１０２内に貫通することが示されている。
【０１１５】
この実施形態において、回転要素１０４がＬ字型に形成され、さらにリフトプラットフォーム３２上の軸１０６上に支承される。その回転要素１０４は下方外側においてグリップハンドル６２で、また上側では把持爪１０８によって終端になり、その把持爪はグリップハンドル６２を降下させる際にハウジング４０を把持してそのハウジング４０も下方に移動させるように寸法設定される。
【０１１６】
それによって、スナップイントング構成７６とマガジン２２の固定要素４４および４６の間のスナップイン結合を解除して、リフトプラットフォーム３２をワークピース１８と共に上側位置から下側位置に移動させることが可能になる。
【０１１７】
本発明に係るワークピースハウジング４０の別の実施形態が図９に示されている。この実施形態よれば、図６ｂと同様に、ワークピース１８のホルダ８２上の溝内に収容される固定要素が下方に設けられ、その固定要素はスナップイントング８４および８６まで延在する。
【０１１８】
図６ａないし図６ｄのワークピースハウジング４０の実施形態に対する相違点は、マガジン２２内における懸吊の方式である。
【０１１９】
ハウジングの上面全体にわたって延在するサポート６４が設けられる。サポート６４は、マガジン２２の対応する固定要素上に固定するよう設定されたスナップイントング７４を中央に備える。
【０１２０】
サポート６４は後方および前方に２箇所のノッチ１１０，１１２を備える。ノッチ１１０，１１２は、それぞれマガジン２２の適宜な位置の横断ピンが嵌合するように設定される。従ってマガジン２２は、ワークピースハウジング４０用の位置と、さらに工具ハウジング９４用の位置を備える。
【０１２１】
ノッチ１１０，１１２の配置は両方のハウジングの間で異なったものとなり、従ってコーディングが設けられる。
【０１２２】
ハウジング４０および９４は金属板から形成され、誘導の精度を向上させるための補強材１１４を備える。金属板は仕様に従って調節可能な剛性と弾力性を有するという利点を備える。それに代えて、任意のその他の材料を本発明に係るハウジングを形成するために使用し得ることが理解され；例えば繊維強化樹脂、射出成形あるいはダイカストによってハウジングを形成することもできる。
【０１２３】
図１０には工具ハウジング９４が示されている。工具ハウジング９４は、図７ａおよび図７ｂと同様に合計２本の工具を結合部上で把持するためのスナップイントング８４および８６を備える。図示されていない両方の工具のための収容空間が上部に高さ制限部材を備え、そのうち高さ制限部材１２０が図１０に示されている。
【図１】
2020506073.tif 000003
【図２】
2020506073.tif 000004
【図３】
2020506073.tif 000005
【図４】
2020506073.tif 000006
【図５】
2020506073.tif 000007
【図６ａ】
2020506073.tif 000008
【図６ｂ】
2020506073.tif 000009
【図６ｃ】
2020506073.tif 000010
【図６ｄ】
2020506073.tif 000011
【図７ａ】
2020506073.tif 000012
【図７ｂ】
2020506073.tif 000013
【図８】
2020506073.tif 000014
【図９】
2020506073.tif 000015
【図１０】
2020506073.tif 000016
【国際調査報告】
2020506073.tif 000017
2020506073.tif 000018
2020506073.tif 000019
2020506073.tif 000020