JP2001521825A - 切断歯、特に鋸歯を有する加工物を機械加工するための機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディスク形状の工具（１００）を装備できるように適応した工具スピンドル（５２）がスピンドル軸線（Ｃ）回りに回転駆動されるように支持されている工具ヘッド（４６）は、加工物支持体（８２）と協働しており、この加工物支持体上に、機械加工すべき切断歯（１２）の歯先（１８）が固定基準軸線（Ａ）上にあるように加工物（１０）を配設できる。工具ヘッド（４６）は、往復送り台案内手段（３２）に沿って基準軸線（Ａ）を横切って前後に可動の往復送り台（３４）により、また、往復送り台案内手段（３２）を横切って供給送り台案内手段（２２）に沿って前進せしめられるようになっている供給送り台（２４）により、更に、往復送り台案内手段（３２）に平行なピボット軸線（Ｂ）を規定するピボット軸受手段（４２）により、可動に支持されている。工具ヘッド（４６）は、枢回駆動手段（６０）により、基準軸線（Ａ）に平行に延びる切断歯（１２）の表面を機械加工するための通常位置から、切断歯（１２）の傾斜面を機械加工するための傾斜位置へと、ピボット軸線（Ｂ）の回りに枢回可能である。工具（１００）の作用面（１０６）がピボット軸線（Ｂ）から離間している距離（Ｘ）は、測定手段（１０８）によって測定できる。数値制御手段（９８）は、供給送り台（２４）が、基準軸線（Ａ）からのピボット軸線（Ｂ）の間隔が工具（１００）が通常位置にあるときの距離（Ｘ）に等しくなる位置を選択すると共に、工具ヘッド（４６）が傾斜位置にあるときに各補正位置を選択することを確実にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前提部分に規定されるような機械に関するものである。

【０００２】 この種の公知の機械（DE 27 51 408 A1）においては、基準軸線は、マシンベ ッド上に配置されて径方向に突出するビームを支持するロッカ支承装置により規
定されている。このビームは、往復送り台案内手段を備えて形成されており、往
復送り台は、この往復送り台案内手段に沿って基準軸線に関して径方向に変位可
能である。往復送り台上に設けられたピボット軸受手段は、往復送り台案内手段
と平行に延びると共に基準軸線と直角に交叉するピボット軸線を規定している。
スピンドルヘッドが固定されている軸は、ピボット軸受手段内に支持されている
。スピンドルスリーブは、スピンドルヘッドの内部で、ピボット軸線と直角に交
叉する研削スピンドル軸線に沿って送り駆動装置によって変位されるように案内
される。このように供給送り台に相当するスピンドルスリーブは、回転駆動され
るようになっていると共に、丸鋸歯を研ぐためプレート形状の研削ディスクを支
持する研削スピンドルを含んでいる。歯の前面にある真直ぐな面（すくい面）又
は歯の裏側にある真直ぐな面（クリアランス面）を鋭利にすべきときには、スピ
ンドルスリーブは、常に、研削ディスクの作用前面が基準軸線を含む平面にある
ような方法で、送り駆動装置により調節される。斜めの面を研削するために、ス
ピンドルヘッドは、傾斜の方向に応じて、一方の方向或いは他方の方向にピボッ
ト軸線回りに揺動される。これを実行するため、スピンドルヘッドから離れたと
ころにあるスピンドルヘッド支持軸の端部に横棒が取り付けられ、そして２本の
ロールが、ピボット軸線から等距離のところで該ピボット軸線に関して径方向に
対峙して該横棒上で自由に回転可能であるように支持されている。これら２本の
ロールは、それぞれ、各ピストン・シリンダユニット及び各可調節ストッパの間
に、横棒と、該横棒に加えて、横棒及びスピンドルヘッドの双方を支持する軸と
が、各ストッパにより制限される揺動範囲内で前後に揺動もしくは枢回可能な態
様で、配置されている。従って、スピンドルスリーブ及びその送り駆動装置が揺
動運動に加わるので、移動させるべき慣性質量は実際に相当に大きくなる。その
結果、前後方向の揺動運動で達成される枢回度数が制限される。

【０００３】 本発明の目的は、切断歯、特に鋸歯を有する加工物を機械加工するための機械
を、同機械が交互する方向に斜めになっている即ち面取りされている歯の前面又
は背面の表面を機械加工するときに、上述した既知機械よりも迅速に作動できる
ように改良することである。

【０００４】 この目的は、請求項１に規定された特徴により本発明に従って達成される。好
適な更なる開発の結果は従属請求項の内容になっている。

【０００５】 本発明に従って与えられる原理は、鋸歯を研ぐための機械の設計にとってある
程度肝要であり、この原理により、工具の作用面が機械の基準軸線と交叉する工
具ヘッドのピボット軸線に接触するように配置される。本発明によれば、供給送
り台も往復送り台もピボット軸線回りの工具の揺動運動に加わらない。その結果
、揺動運動の影響を受ける慣性質量は相対的に極く小さくなり、そのため高速で
揺動もしくは枢回を行うことができる。

【０００６】 ピボット軸線は、工具の作用面から、特にプレート形状又はカップ形状の工具
の作用前面から工具直径の約１／１０までの距離のところに配置しうる。機械加
工の外形寸法に及ぼすこの距離の影響は、一旦切断歯を仕上げたら、該切断歯が
本発明による機械で機械加工されたのか或いは既知の機械で機械加工されたのか
判断できなくなるような仕方で、本発明による手段によって補正することができ
る。機械加工は、そもそも、研削による材料の除去を指していると理解されるが
、かかる作業に適する場合であれば、放電加工による材料の除去でもよい。従っ
て、工具スピンドルに取り付けるべき工具は研削ディスク又は腐食(erosion)デ ィスクとすることができる。

【０００７】 以下に、本発明の実施例を概略的図面に関して詳細に説明する。

【０００８】 図解した機械で加工されるべき加工物１０の図示の例は、硬質金属仕上げの切
断歯１２を有する丸鋸歯であり、各切断歯は、その歯先１８を機械の固定基準軸
線Ａ上の所定位置に保持しながらその歯面１４及び背面１６を機械加工されるべ
きである。

【０００９】 図示の機械は、マシンベッド２０を備えると共に、その上にある、固定型水平
供給送り台案内手段２２を備え、供給送り台２４は、この水平供給送り台案内手
段２２に沿って、送りスピンドル２８によって変位されるように、特にサーボモ
ータ或いはステップモータのような数値制御の電気モータ２６により案内される
。供給送り台２４の各位置は、距離測定手段３０により監視される。

【００１０】 供給送り台２４のところには垂直往復送り台案内手段３２が配置されていて、
往復送り台３４は、距離測定手段４０による監視を受けながら、昇降スピンドル
３８を介して、特にサーボモータ或いはステップモータのような数値制御される
電気モータ３６によって上述の案内手段に沿って上下に可動である。往復送り台
３４は、往復送り台案内手段３２と平行なピボット軸線Ｂ、即ち図示の実施例に
おいては垂直なピボット軸線を規定する内蔵ピボット軸受手段４２を有している
。このピボット軸線Ｂは、ピボット軸受手段４２内に支持されるピボット軸４４
の軸心であり、このピボット軸４４がその下端に取り付けられた工具ヘッド４６
を支持する。

【００１１】 軸受箱５０は、絶縁スリーブ４８により電気的に絶縁された態様で工具ヘッド
４６内に取り付けられると共に、スピンドル軸線Ｃを規定している。このスピン
ドル軸線Ｃは、図示の実施例においては水平であり、ピボット軸線Ｂに対して直
角に交叉する。これは、軸受箱５０内に支持されてモータ５６にベルト駆動手段
５４で接続された工具スピンドル５２の軸線である。このモータ５６は、周波数
変換器により給電される電気モータとして具現されているので、工具スピンドル
５２は、広い範囲内で可変の回転速度で駆動することができる。

【００１２】 往復送り台３４は上側突出アーム５８を有し、工具ヘッド４６を枢回させるた
めこの上側突出アーム５８に枢回駆動手段６０が設けられている。枢回駆動手段
６０は、特にサーボモータ又はステップモータである数値制御モータ６２と、段
階的減速伝動装置６４とを備えており、段階的減速伝動装置６４は、モータ６２
の軸と突出アーム５８により支持された中間歯車６８を相互に接続する第１の歯
付きベルト６６と、該中間歯車６８にしっかり接続されると共に、ピボット軸４
４に固定された歯車７４に第２の歯付きベルト７２によって連結される中間ピニ
オン７０とを有する。

【００１３】 枢回駆動手段６０は、真直ぐな歯面１４又は真直ぐな背面１６を研削すべきと
きに、スピンドル軸線Ｃが基準軸線Ａに対して垂直に延びている図１乃至図５に
示す通常位置に工具ヘッド４６があるように、数値制御で調節される。工具ヘッ
ド４６は、斜めの歯面１４或いは斜めの背面１６を有する切断歯１２を研磨する
ために、又は切断歯１２の横フランクと背面１６との間の縁部を面取りするため
に、枢回駆動手段６０によって数値制御下に、その通常位置からどちらかの側へ
向かう傾斜位置へと揺動することができる。

【００１４】 加工物送り台案内手段７６は、基準軸線Ａの回りに枢回運動可能にマシンベッ
ド２０上に支持され、そして切断歯１２の背面１６（図４）或いは歯面１４（図
６）のどちらを機械加工すべきかに応じて、該切断歯１２のクリアランス角もし
くは削り角に対応する位置に設定することができる。加工物送り台案内手段７６
は、図示の実施例においては手動で作動される調節装置８０によって調節可能の
加工物送り台７８を案内し、該加工物送り台７８は加工物１０のための加工物支
持体８２を含んでいる。加工物１０は図示の実施例においては丸鋸歯であるから
、加工物支持体８２は通常のようにぺグを備えており、加工物１０は、段階的な
態様で前方へ押されるべく加工物の回転軸線Ｄの回りに回転可能であり、各段階
の後、機械加工位置に到達し、そこに、切断歯１２の１つの歯先１８が基準軸線
Ａ上で位置決めされるように、ペグに装着されている。

【００１５】 このような前進移動を行うために前進手段８４が設けられている。この前進手
段は、基準軸線Ａに平行な支承軸線Ｅの回りに枢回可能なようにマシンベッド上
に支持されると共に、前進送り台案内手段８６を備えている。該前進送り台案内
手段８６は基準軸線Ａに対して直角に配置されていて、前進送り台８８は、この
前進送り台案内手段８６に沿って前後運動可能に案内される。前進送り台８８は
、各切断歯１２を機械加工のための位置に押し入れるため対応する歯面１４と係
合可能に前進フィンガ９０を支持する。この前進送り台８８はカム従動子９２を
支持しており、該カム従動子９２により、前進送り台は、枢回可能に調節しうる
態様でマシンベッド２０に装着された偏心部材９４のカム面に乗る。この構造の
詳細は、１９９７年１０月２０日の特許出願第１９７ ４６２ ３２号から得る
べきである。

【００１６】 各増分運動後に加工物１０をクランプするため、通常の設計によるクランプ装
置９６が設けられている。

【００１７】 供給送り台２４のためのモータ２６及び距離測定手段３０、往復送り台３４の
ためのモータ３６及び距離測定手段４０、並びにピボット軸線Ｂ回りに工具ヘッ
ド４６を枢回調節するためのモータ６２及び角度測定手段（図示せず）は数値制
御手段９８に接続されている。

【００１８】 例示した機械の工具スピンドル５２に取り付けるべき工具１００の例は、切断
歯１２の背面１６（図１、図４及び図５）を研磨もしくは研削するためのカップ
形状の研削ディスクか、切断歯１２の歯面１４（図６）を研磨もしくは研削する
ためのプレート形状の研削ディスクである。どちらの例においても、工具１００
は、鋼製の基板１０２と、この基板に固着される研削層１０４とを備え、その自
由な前面が工具１００の作用面となる。研削層１０４は導電性材料を含んでいる
。このように全体として導電性である工具１００は、該工具１００と切断歯１２
が互いに接触するときに、該工具１００と機械加工すべき各切断歯とを介して閉
じられる電気回路を含む図６に示した測定手段１０８の一部を形成する。

【００１９】 切断歯１２の機械加工位置は、調節装置８０による或いはDE 196 30 057 C1に
従ったプログラム制御の検知と調節による加工物１０の手動調節の結果として識
別できる。従って、機械加工すべき切断歯１２の歯先１８は基準軸線Ａ上に位置
すると考えうる。その後、数値制御手段９８は、工具１００の作用面１０６の位
置が摩耗の過程で変化するにつれて該位置を求めるために、往復送り台３４に幾
つかの作動ストロークを行わせる。この作動ストローク中、工具１００の作用面
１０６は加工物１０の背面１６（図４）或いは歯面１４（図６）から安全な間隔
のところに先ずあり、一方、供給送り台２４は、工具１００がその作用面１０６
で背面１６又は歯面１４に接触し、それにより測定手段１０８の電気回路が閉じ
るまで、ゆっくり前進される。このような状態が起きる供給送り台２４の位置は
、距離測定手段３０により求められる。該距離測定手段３０の任意の所望ゼロ点
に関するピボット軸線Ｂの位置は、最初から分かっている。従って、数値制御手
段９８は、ピボット軸線Ｂと工具作用面１０６との間のその瞬間摩耗状態におけ
る距離Ｘを計算することができる。

【００２０】 機械加工すべき面が真直ぐな歯面１４、即ち基準軸線Ａに平行な歯面であれば
、又は真直ぐな背面１６であれば、工具１００が歯面１４又は背面１６から除去
すべき量に釣り合う量だけ通常の態様で供給送り台２４により前方へ移動される
という点は別として、更なる演算操作の必要はない。

【００２１】 しかし、歯面１４又は背面１６が斜めであり、加工物軸線Ｄに関して角度αで
傾斜している場合、工具ヘッド４６を対応してピボット軸線Ｂ回りに揺動させる
ことでは十分でない。付加的に必要なことは、測定した距離Ｘに適応した供給送
り台２４の切込みＺと工具ヘッドの角度αの傾斜である。この切込みＺは、次の
式 ｚ＝ｙ−ｘ＝ｘ（１／ｃｏｓα−１） を利用する図５に例示した幾何学的関係に従って数値制御手段９８により演算さ
れる。切込みＺは、図４及び図６に例示したように、距離Ｘが正であるとき、負
の量である。

【００２２】 距離Ｘの大きさは、工具１００の摩耗が増すにつれて次第に減少する。しかし
ながら、図６に示す工具１００の場合、ピボット軸線Ｂが基板１０２を通って延
びているので、距離Ｘは、研削層１０４が完全に摩耗するまで、正の値に留まっ
ている。この状況は、研削層１０４が新しいときピボット軸線Ｂが基板１０２と
作用面１０６との間を延びる図４及び図５に示す工具１００とは異なっている。
その結果、距離Ｘは図４に従って研削層１０４の摩耗が増すに連れてゼロまで減
少するようになり、そして摩耗が更に進むと、距離Ｘの値は負になり、斜めの背
面１６を機械加工するために正の切込みを必要とする。

【００２３】 負の切込みは、背面１６が既に研削された切断歯１２に面取り部を与える、即
ち背面１６から横方向の側面のどちらかへの移行部において限られた幅のべべル
研削を受けるときにも、必要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 丸鋸歯を研ぐための機械の正面図である。

【図２】 図１の矢印IIから見た図である。

【図３】 図２の矢印IIIから見た頂部の平面図である。

【図４】 図２の線IV−IVによる断面図である。

【図５】 図４の工具付近の部分拡大図である。

【図６】 図４の変形例を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナルト，ペーター ドイツ連邦共和国、デー 88400 ビーベ ラッハ、クルンマー・ヴェーク 35 Ｆターム(参考） 3C034 AA08 BB01 BB14 BB37 BB71 CA05 CA07 CA12 CB08 DD13 3C058 AA04 AA11 AA14 AA16 AB04 AC02 BA04 BA07 BB02 BB06 BB08 BB09 BC02 CA01 CB03 CB10 DB09 【要約の続き】 面（１０６）がピボット軸線（Ｂ）から離間している距 離（Ｘ）は、測定手段（１０８）によって測定できる。 数値制御手段（９８）は、供給送り台（２４）が、基準 軸線（Ａ）からのピボット軸線（Ｂ）の間隔が工具（１ ００）が通常位置にあるときの距離（Ｘ）に等しくなる 位置を選択すると共に、工具ヘッド（４６）が傾斜位置 にあるときに各補正位置を選択することを確実にする。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断歯（１２）、特に鋸歯を有する加工物（１０）を機械加
   工するための機械であって、 基準軸線（Ａ）を規定するマシンベッド（２０）と、機械加工すべき切断歯（
   １２）の歯先（１８）が上記基準軸線（Ａ）上にあるように加工物（１０）を配
   設できる加工物支持体（８２）と、ディスク形状の工具（１００）を装備できる
   ように適応した工具スピンドル（５２）がスピンドル軸線（Ｃ）回りに回転駆動
   されるように支持されている工具ヘッド（４６）と、上記マシンベッド（２０）
   上に上記工具ヘッド（４６）を可動に支持するためのアセンブリとを備え、 該アセンブリは、往復送り台案内手段（３２）に沿って上記基準軸線（Ａ）を
   横切って前後に可動の往復送り台（３４）と、上記往復送り台案内手段（３２）
   を横切って供給送り台案内手段（２２）に沿って前進せしめられるようになって
   いる供給送り台（２４）と、上記往復送り台案内手段（３２）に平行なピボット
   軸線（Ｂ）を規定し、該ピボット軸線（Ｂ）の回りに、上記工具ヘッド（４６）
   が、上記往復送り台（３４）及びその上記案内手段（３２）に関して枢回駆動手
   段（６０）により、上記基準軸線（Ａ）に平行に延びる上記切断歯（１２）の表
   面を上記工具（１００）の作用面（１０６）によって機械加工すべき通常位置か
   ら、上記切断歯（１２）の傾斜面を上記工具（１００）の同じ作用面（１０６）
   によって機械加工すべき傾斜位置へと、枢回可能である、ピボット軸受手段（４
   ２）とを備え、 更に、少なくとも上記供給送り台（２４）を制御可能な数値制御手段（９８）
   を備える上記機械において、 上記工具ヘッド（４６）は、上記供給送り台（２４）及びその上記案内手段（
   ２２）に関しても上記ピボット軸受手段（４２）によって枢回可能であり、 上記工具（１００）の上記作用面（１０６）が上記ピボット軸線（Ｂ）から離
   間している距離（Ｘ）を測定するために測定手段（１０８）が設けられており、 上記数値制御手段（９８）は、該数値制御手段により、上記基準軸線（Ａ）か
   らの上記ピボット軸線（Ｂ）の間隔が上記工具ヘッド（４６）が上記通常位置に
   あるときの距離（Ｘ）に等しくなる位置を上記供給送り台（２４）に選択させる
   ように、かつ、該数値制御手段により、上記工具ヘッド（４６）が傾斜して配置
   されているときに上記供給送り台（２４）を各補正位置に移動させるようにプロ
   グラム可能である、ことを特徴とする切断歯、特に鋸歯を有する加工物を機械加
   工するための機械。
2. 【請求項２】 上記測定手段（１０８）は、上記工具（１００）と上記加工
   物（１０）が互いに接触するときに、該工具及び該加工物を通じて閉じられる電
   気回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 【請求項３】 上記測定手段（１０８）の一部である上記工具（１００）は
   、回転作動速度よりも相当に遅い回転測定速度で駆動されるようになっているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の機械。
4. 【請求項４】 上記回転測定速度は、上記回転作動速度の１％乃至１０％で
   あることを特徴とする請求項３に記載の機械。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の機械であって、 上記工具（１００）は、ディスク形状の基板（１０２）と研削層（１０４）と
   を備えるカップ形状の研削ディスクであり、上記研削層（１０４）の前端面が上
   記工具（１００）の上記作用面（１０６）となっており、 上記ピボット軸線（Ｂ）は、上記研削層（１０４）が新しいときに上記作用面
   （１０６）と上記基板（１０２）との間を延びる、機械。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の機械であって、 上記工具（１００）は、基板（１０２）と研削層（１０４）とを備えるプレー
   ト形状の研削ディスクであり、上記研削層（１０４）の前端面が上記工具（１０
   ０）の上記作用面（１０６）となっており、 上記ピボット軸線（Ｂ）は、上記研削層（１０４）が新しいときに上記作用面
   （１０６）と上記基板（１０２）との間を延びる、機械。