JP2003025169A - 棒状工作物を機械加工するための工作機械並びに方法 - Google Patents

棒状工作物を機械加工するための工作機械並びに方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】棒状工作物を機械加工するために、複数のホル
ダを有する工作機械を提供する。 【解決手段】 本発明は、工具主軸２６を有し、工作物
２０を収容するための第１ホルダ１４および第２ホルダ
５４，５６，５８をも有する、棒状工作物２０を機械加
工するための工作機械１０に関するものである。第２ホ
ルダ５４，５６，５８は、機械加工位置において、第１
ホルダ１４に対して同軸的に方向付けされ、且つ工作物
２０の長手方向軸１７に対して垂直な軸４６の廻りにお
いて回転可能すなわちスイベル旋回可能であるようにし
て配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、工具主軸を有し、工作物を収容
するための第１ホルダおよび第２ホルダをも有する、棒
状工作物を機械加工するための工作機械に関するもので
ある。
【０００２】本発明は、工具主軸を有し、工作物を収容
するための第１ホルダおよび第２ホルダをも有する工作
機械を使用して、棒状工作物を機械加工するための方法
に関するものでもある。
【０００３】この種の工作機械並びに方法は、ＤＥ １
９９ １９ ６４７ Ａ１号において開示されたものであ
る。
【０００４】その公知の工作機械は、工作物のための工
作物保持取付け具が、その機械加工ベッド上に配置され
る、トラベリング・コラム機械である。その工作物保持
取付け具は、水平方向軸の廻りにおいてスイベル旋回可
能なものであり、その中にクランプされた工作物の長手
方向側面とそのクランプ・ポイントの反対側の端面との
両方が、そのトラベリング・コラムに対して締着される
工具主軸の中に収容された工具によって機械加工され得
ることになる。第６の工作物側面をも機械加工すること
を可能にするためには、或る種のロボット・アーム（マ
ニピュレータ）が設けられるのであり、このロボット・
アームは、垂直方向軸の廻りにおいてスイベル旋回可能
であり、把持器を有するものでもある。アクセス可能で
ある工作物の５側面の機械加工が完了した後、先ず初め
に、把持器が、工作物を工作物保持取付け具から取り外
す。その後、ロボット・アームが、水平方向軸において
９０度、且つその長手方向軸において１８０度だけスイ
ベル旋回され、把持器が、クランプ部の中に押し込まれ
る。クランプ部が、把持器を保持して固定し、結果とし
て、工作物は、それでもなお、その中において正確な位
置に収容されるのであり、工作物は、ここで、その第６
の側面においても工具によって機械加工され得ることに
なるのである。
【０００５】概して、従来的な旋盤もまた、機械加工さ
れるべき工作物が回転的に固定した様式でクランプされ
る、自動心立てチャックを備えた工作物保持取付け具を
有するものである。機械ベッド上において転位され、適
所にクランプされることが可能である心押し台は、しば
しば、その片割れとして機能する。この場合、工作物
は、しばしば、心押し台のチャックの中に収容されるマ
ンドレルによって心立てされるものであり、このチャッ
クは、この目的のために特に設計され、且つ心押し台ク
イルとして指定される。代替的に、或いはそれに加え
て、この目的のためには、固定振れ止めが、しばしば、
そのような旋盤の中において長手方向に転位可能な様式
で機械ベッドに対して締着されるものであり、この固定
振れ止めが、中間的な軸受けのように工作物を支持し、
このようにして、切断圧力の影響の下における工作物の
撓みを防止するのである。
【０００６】そのような旋盤において、工作物保持取付
け具のチャックの中に収容されるクランプ・ポイントに
おける工作物の機械加工をも可能にするために、工作物
は、工作物保持取付け具から取り外され、１８０度だけ
方向転換された位置において再び後者の中にクランプさ
れる。この作業は、比較的時間が掛かるものであり、こ
れまでは、困難を伴って、且つ相当な設計の出費を払っ
てのみ、自動化されることが可能であった。
【０００７】本発明の１つの目的は、冒頭において述べ
た形式の工作機械の全体的な設計を簡略化することであ
る。この場合には、工作物が、工具主軸の中に収容され
た工具によって、第１ホルダの中に収容される、クラン
プ・ポイントにおいて機械加工することもまた実行可能
であるべきである。
【０００８】更に、１つの目的は、冒頭において述べた
形式の方法をこの意味において改善することである。
【０００９】冒頭において述べた形式の工作機械では、
この目的は、第２ホルダが、機械加工位置において、第
１ホルダに対して同軸的に方向付けされ、且つ工作物の
長手方向軸に対して垂直な軸の廻りにおいて回転可能す
なわちスイベル旋回可能であるようにして配置されて、
本発明に従って達成される。
【００１０】冒頭において述べた形式の方法では、この
目的は、以下のような各ステップによって、本発明に従
って達成される。
【００１１】ａ） 工作物を第１ホルダおよび第２ホル
ダの中に挿入して、第２ホルダは、第１ホルダに対して
同軸的に方向付けされ； ｂ） 工具主軸上に配置される工具キャリアの中に収容
される工具によって工作物を機械加工し； ｃ） 工作物の長手方向軸に対して垂直な軸の廻りにお
いて第２ホルダを回転させ、すなわちスイベル旋回さ
せ； ｄ） 第２ホルダの中に保持された工作物を機械加工す
る、各ステップである。
【００１２】第２ホルダの回転能力およびスイベル旋回
能力の故に、その中に収容された工作物は、第１ホルダ
から、クランプ・ポイントもまた工具主軸の中に挿入さ
れた工具によって機械加工するためにアクセス可能であ
るような程度にまで、引き離されることが可能である。
工作物を回転させ、すなわちスイベル旋回させることを
可能にするために、それは、例えばフライス削りまたは
鋸引きなどによって、第１ホルダと第２ホルダの間にお
ける所定のポイントにおいて、例えば事前に切断された
ものであることも可能である。しかしながら、工作物
は、それが事前に第１ホルダから完全に押し出されてい
る場合には、第２ホルダと共に、一体となって、すなわ
ち１つの実体として、回転され、すなわちスイベル旋回
されることもまた可能である。これは、例えば、本質的
に周知である送り装置によって、或いは、第１ホルダの
中に挿入されて、第１工作物をその工程においてそこか
ら押し出す第２工作物によっても、実行されることが可
能である。
【００１３】トラベリング・コラム機械では、回転すな
わちスイベル旋回によって解放されることになった工作
物の当該クランプ・ポイントは、好ましくは、工具主軸
によってアプローチされ、その中に収容された工具によ
って機械加工される。しかしながら、原則として、工作
物のクランプ・ポイントが、別途空間的に固定される回
転工具主軸の中に送り込まれるようにして、第２ホルダ
をトラバースすることもまた同様に実行可能である。
【００１４】第２ホルダは、好ましくは、少なくとも１
８０度だけ、回転可能すなわちスイベル旋回可能なもの
である。
【００１５】このようにして、第２ホルダによって保持
された工作物は、完全に方向転換されることが可能であ
り、その結果として、それが事前に第１ホルダの中に保
持されていたポイントが、容易にアクセス可能であるこ
とになる。これが必要であるべき場合には、工作物は、
繰返し方向転換されることもまた可能であり、工作物の
軸方向の各端部が、交互に機械加工され得ることになる
のである。
【００１６】第２ホルダが回転可能であるようにして配
置される場合、第１ホルダに対する同軸的な方向付け
は、回転の後も保持される。その一方で、１８０度に渡
る第２ホルダのスイベル旋回運動の間には、第１ホルダ
に対して平行なだけであって同軸的ではない方向付けが
達成される。スイベル旋回運動は、多くの場合、回転運
動に比べて好適であることになる。何故なら、このよう
にすれば、第２ホルダによって保持された工作物が、ス
イベル旋回の後、例えば事前に切除された部品であるよ
うにして、第１ホルダの中に未だに配置されている工作
物と衝突し得ないからである。
【００１７】従って、第２ホルダが、スイベル旋回運動
を達成するために、垂直軸に対して偏心的に配置される
ことは、特に好適である。垂直軸は、その結果、工作物
の長手方向軸と交差しないのである。
【００１８】この構成に関する１つの好適な展開では、
第２ホルダは、垂直軸の廻りにおいて回転可能であるサ
ポート上に配置される。更には、少なくとも１つの更な
るホルダが、垂直軸に対して偏心的にサポート上に配置
されるのであり、その更なるホルダは、垂直軸の廻りに
おけるサポートの回転によって、第１ホルダに対する同
軸的な位置にシフトされ得ることになる。
【００１９】このようにすれば、複数のホルダが、異な
ったホルダであることが必要な場合にも、サポートの単
純な回転運動によって、工作物を収容するために利用可
能なものとされることが可能である。選択されたホルダ
は、垂直軸の廻りにおいてサポートを回転させることに
よって、第１ホルダと心合せして同軸的に方向付けされ
るのである。その工作物は、例えば、それをその長手方
向に送ることによって、この選択されたホルダの中に挿
入されることが可能であり、その後、それは、更に機械
加工されることが可能になる。同種のホルダが、そのサ
ポート上に配置されることもまた可能である。これは、
例えば、方向転換された工作物の機械加工の間に、もう
１つの工作物が既に更なるホルダの中に再び挿入されて
いるとき、好都合である。
【００２０】しかしながら、それは、更なるホルダが、
特には、固定振れ止めとして、心押し台クイルとして、
或いは動力操作式クランプ・ブロックとして異なって設
計される場合に、特に好適である。
【００２１】このようにすれば、一種の多機能プラット
ホームが設けられるのであり、機能の変更は、そのサポ
ートの単純な回転によって行なわれることになる。１つ
のホルダは、例えば、その中にマンドレルが収容される
心押し台クイルとして設計されることが可能であり、そ
れによって、特には、比較的小さな切断力の場合、或い
は短い工作物の場合に、工作物の十分なサポートを備え
た心立てが可能とされるのである。もう１つのホルダ
は、固定振れ止めとして設計されることが可能であり、
それによって、比較的大きな切断力が、長手方向の旋盤
作業の間においてさえも吸収され得ることになる。この
場合には、その固定振れ止めは、例えば、固定顎部また
はローラを備えた３つの周方向ポイントにおいて、工作
物を支持することが可能である。動力操作式クランプ・
ブロックとして設計されるホルダを使用して、工作物が
確実に固定される場合、その工作物は、捕捉されること
が可能になり、サポートを回転させることによって方向
転換され得ることになる。特には、工作物が剛直に固定
されることを必要とするフライス削りまたはドリル加工
の作業の間には、動力操作式クランプ・ブロックをホル
ダとして使用することが、好都合である。それらのホル
ダは、好ましくは、サポートに対して取外し可能に締着
されるものであり、それらは、その他の機能を有するホ
ルダと交換されることが可能なのである。このモジュー
ル式構造の故に、その多機能プラットホームは、幅広い
様々な要求事項に対して適応されることが可能である。
【００２２】更に、第１ホルダが工作機械に対して空間
的に固定されるようにして配置され、第２ホルダが工作
物の長手方向軸に対して平行にトラバース可能であるよ
うにして配置されることは、特に好適である。
【００２３】これは、この目的のために固定振れ止めと
して好適に設計される第２ホルダが、常に、瞬時の機械
加工ポイントの直ぐ近傍に対してトラバースされ得ると
いう利点を有する。このようにすれば、工作物は、常
に、短い断片において最適に支持されることが可能であ
り、発生する曲げモーメントは、工作物の変形には至ら
ないことになるのである。更になお、そのトラバース能
力は、第２ホルダが、必要に応じて、更なるホルダによ
ってそれに対して締着されるサポートと共に、第１ホル
ダの中に収容された工作物の機械加工を損なわないよう
な程度にまで、実行可能な機械加工領域から押し出され
ることを可能にするものでもある。
【００２４】例えば、動力操作式クランプ・ブロックを
使用する場合に良くあるようにして、第２ホルダが、工
作物が長手方向において確実に固定されることを可能に
するならば、そのクランプ・ブロックは、工作物のため
の送り装置として使用されることもまた可能である。従
って、例えば、工作物の各断面は、１つの断面に関する
機械加工の後に、該当する断面長さだけ工作物を前進さ
せ、その機械加工が次の断面において継続されるよう
に、連続的に機械加工されることが可能であるが、その
工作物は、常に、第１ホルダによって保持されているの
である。このようにすれば、トラベリング・コラムによ
って到達され得る機械加工領域より長いものであるその
ような工作物もまた、機械加工されることが可能であ
る。工作物の長さは、存在し得る機械ハウジングが、工
作物を通過させるための適当な開口部を有することを条
件として、工作機械の幅より大きいことさえも可能なの
である。
【００２５】第１ホルダもまた、同様にして、動力操作
式クランプ・ブロックとして設計されることが可能であ
る。これは、例えば、工具主軸に向かって面しているそ
の長手方向側面において工作物を機械加工することだけ
が意図されていて、その長手方向軸の廻りにおける工作
物の回転が何も必要とされないとき、好都合である。
【００２６】しかしながら、第１ホルダは、好適には、
旋盤主軸として設計される。
【００２７】このようにすれば、工作物における旋盤作
業操作が、実行可能なのである。旋盤主軸の代わりに、
回転テーブルが、第１ホルダとして使用されることもま
た可能であり、この回転テーブルは、精密な角度での送
込みを許容するものであり、結果として、その中に保持
された工作物の４面機械加工をも許容することになる。
１つの適切な第１ホルダは、更には、旋盤主軸の特性を
回転テーブルのものと結合させ、すなわち高い回転数と
精密な角度での位置決めとを結合させた、ＮＣ旋盤主軸
でもある。
【００２８】本発明の１つの好適な構成では、工作機械
は、主軸軸線の廻りにおいて回転可能である工具主軸が
スイベル旋回軸の廻りにおいてスイベル旋回可能である
ようにしてそれに対して締着されるトラベリング・コラ
ムを有するものであり、そのスイベル旋回軸は、主軸軸
線と工作物の長手方向軸の両方に対して垂直に配置され
ることになる。
【００２９】工具主軸に関するこのスイベル旋回可能な
配置の故に、工作物は、その周方向面に対して垂直に機
械加工されるだけでなく、それに対する所定の角度にお
いても機械加工されることが可能である。工作物の各端
面もまた、工作物がスイベル旋回される必要なしに、こ
のようにして到達されることが可能である。これは、長
い工作物の場合に特に好都合である。何故なら、さもな
ければ、複雑な設計のスイベル旋回空間が、この目的の
ために設けられなければならないからである。
【００３０】この構成の１つの好適な展開では、そのス
イベル旋回軸は、主軸軸線と交差しないようにして配置
される。
【００３１】これは、その主軸が、設計に関してより単
純な様式において、且つよりロバストな様式において、
トラベリング・コラムに対して締着されることを可能に
する。何故なら、その工具主軸をスイベル旋回させるた
めに設けられるスイベル旋回装置が、工作主軸によって
妨害されないからである。それに加えて、この手段は、
スイベル旋回軸が工作物の長手方向軸に対して垂直には
方向付けされないが、特にはそれに対して平行であるも
う１つの様式において方向付けされる工作機械において
も好都合である。
【００３２】更なる１つの好適な構成では、工具主軸
は、少なくとも９０度のスイベル旋回角度に渡ってスイ
ベル旋回可能である。
【００３３】これは、機械加工が工作物の端面に対して
垂直に実施されることも可能であるという利点を有す
る。第１ホルダが回転テーブルまたはＮＣ旋盤主軸とし
て設計される場合には、工作物の６面機械加工が、この
ようにして実行可能なのである。何故なら、工作物のそ
のクランプ・ポイントもまた、第２ホルダを回転させ、
すなわちスイベル旋回させることによって機械加工のた
めにアクセス可能になるからである。この様相は、例え
ば、アルミニウムの輪郭を機械加工するとき、特に重要
である。何故なら、これらのものが、しばしば、主とし
て両端における端面において機械加工されることになる
からである。
【００３４】更に、第２ホルダがその廻りにおいて回転
可能すなわちスイベル旋回可能である垂直軸が、工具主
軸のスイベル旋回軸に対して垂直に配置されるので、工
作物の機械加工は、工具と工作物の間における任意の空
間的な角度位置において実行可能である。これは、工作
物の第６の側面（クランプ・ポイント）に対しても当て
嵌まることである。この特殊な特性は、冗長性なしで、
すなわち最小限の設計入力によって達成される。
【００３５】９０度以上のスイベル旋回角度では、工作
物の下面さえも工具によって到達されることが可能であ
り、そのファクタは、工作物がその長手方向軸の廻りに
おいて回転され得ない場合に特に重要である。総じて、
幅広い様々な要求事項を伴った非常に複雑な機械加工作
業が、このようにして自動的な様式で実施され得ること
になるのである。
【００３６】この展開に関するもう１つの好適な構成で
は、工具主軸は、好ましくは、そのための駆動装置と共
に、主軸ハウジングの中に収容されるものであり、その
スイベル旋回軸は、主軸ハウジングの前方半分のレベル
において走行し、前記前方半分は、好ましくは、主軸ハ
ウジングの前方四半分のレベルにおいて、工具キャリア
を有するのである。
【００３７】工具キャリアとスイベル旋回軸の間におけ
る小さな間隔の故に、工具は、工具主軸のスイベル旋回
の間に小さな半径の円形通路上を運動するものであり、
そのファクタは、工具の角度位置だけが変更され、その
空間的な位置それ自体は変更されない場合に、トラベリ
ング・コラムの短い補正運動に至ることになる。交差し
ないスイベル旋回軸と主軸軸線の配置と共に、工作物の
長手方向軸およびスイベル旋回軸に対して垂直な方向に
おけるトラベリング・コラムの短いトラバース通路もま
た、実現されることが可能である。工作物とスイベル旋
回軸の両方が水平方向に配置される、従来的な様式にお
けるトラベリング・コラム機械では、垂直方向における
トラバース通路は、この手段によって短縮される。結果
として、そのような工作機械は、垂直方向において少量
の空間だけを必要とするものなのであり、それに従っ
て、その「Ｚ軸」は、短いストロークを備えて設計され
得ることになる。
【００３８】この場合には、スイベル旋回軸と工具の間
における間隔が小さくなればなるほど、スイベル旋回運
動の間における工具の運動の半径もまた小さくなる。し
かしながら、そのスイベル旋回軸もまた、所望通りに工
具に接近して配置され得るものではない。何故なら、工
具の廻りにおける空間が、可能な限り自由に残されるべ
きだからである。そのときに保証されるのは、工具が、
スイベル旋回能力のために必要とされるスイベル旋回装
置によって損なわれることなしに、すべての位置におけ
る工作物に到達してそれを機械加工することが可能であ
るということだけである。従って、そのようなスイベル
旋回装置は、好ましくは、主軸ハウジングの端面の直ぐ
近傍に配置されるものであり、或いは、この端面と面一
に終端することにさえなるのである。
【００３９】上述の特徴および以下で更に説明されるこ
とになる特徴は、本発明の範囲から離れることなく、そ
れぞれに指定された組合せにおいてだけでなく、その他
の組合せにおいても、或いはそれら自身だけで独立して
使用されることもまた可能であるということは、言うま
でもない。
【００４０】本発明の更なる特徴および利点は、図面を
参照する本発明の例示的な実施例に関する以下の説明か
ら理解されることである。
【００４１】図１は、本発明に拠る工作機械の重要なサ
ブアセンブリを簡略化した概略図で示している。この工
作機械は、全体として参照番号１０によって表示される
ものであり、トラベリング・コラム機械として設計され
ている。機械ベッド１２に対して締着されるものは、工
作機械の制御装置（図示略）に対して接続されるチャッ
ク顎部１６およびシャフト・エンコーダ１８が概略的に
のみ示される、ＮＣ旋盤主軸１４である。ＮＣ旋盤主軸
１４を使用することによって、チャック顎部１６の中に
クランプされた棒状工作物２０は、図１において矢印１
９によって示されたように長手方向軸（参照番号１７に
よって表示される）の廻りにおいて回転するようにして
セットされることが可能である。この場合、その回転回
数は、工作物２０がトラベリング・コラム機械上におけ
るフライス削りおよびドリル加工の操作だけでなく、旋
盤作業の操作をも受けることが可能であるようにして、
好適には１分当り数千回転ほどに高いものである。シャ
フト・エンコーダ１８は、工作物２０の角度位置を検出
するものであり、その結果、例えば、従来的なＮＣ回転
テーブルからも周知であるように、工作物２０の正確な
角度的方向付けが実行可能とされるのである。このよう
にすれば、工作物２０は、前記工作物２０の周方向面に
おいて、トラベリング・コラム機械の場合に従来的であ
るフライス削り作業などを実行し得るようにして、正確
な角度で送り込まれることが可能なのである。
【００４２】工作物２０は、工具主軸２６の工具キャリ
ア２４の中に収容される工具２２によって機械加工され
る。工具主軸２６は、駆動装置２８（図１では概略にの
み示されている）と共に、主軸ハウジング３０の中に収
容される。
【００４３】工具主軸２６は、主軸ハウジング３０を使
用して、スイベル旋回可能であるようにしてトラベリン
グ・コラム３２に対して締着されるものであり、トラベ
リング・コラム３２は、すべての３つの空間的方向にお
いて、すなわち垂直方向Ｚおよび水平方向の両方の空間
的方向ＸおよびＹにおいて、トラバース可能なものであ
る。トラベリング・コラム３２に対する主軸ハウジング
３０のスイベル旋回能力は、例えば、Ｙ方向における主
軸ハウジング３０の全範囲に到達するスイベル旋回シャ
フトを有することが可能である、スイベル旋回装置３８
によって実行可能とされる。スイベル旋回装置３８は、
Ｙ方向において走行し、すなわち、工作物２０の長手方
向軸１７と、工具主軸２６がその廻りにおいて駆動装置
２８によって回転するようにしてセットされる主軸軸線
４２との両方に対して垂直に走行する、スイベル旋回軸
４０を確立するのである。
【００４４】更になお、工作機械１０は、図１において
矢印４８によって示されたように、工作物２０の垂直長
手方向軸１７に対して垂直な軸４６の廻りをモータ操作
される様式で回転されることが可能である、サポート４
４を有する。この目的のために、サポート４４は、ジョ
イントを介してライダ５０に対して接続される。そのラ
イダは、レール（図１では観察され得ない）上を案内さ
れるものであり、それは、矢印５２によって示されたよ
うに、Ｘ方向においてモータ操作される様式でトラバー
スされることが可能である。
【００４５】サポート４４上に配置されるものは、アバ
ットメントのようにして工作物２０を保持し、すなわち
支持する、３つのホルダ５４，５６および５８である。
それらのホルダ５４，５６および５８に関する更なる詳
細は、図５ａから図５ｄを参照して以下で更に説明され
る。
【００４６】トラベリング・コラム機械１０においても
同様に実行可能である工作物２０における旋盤作業の操
作の間、工作物２０は、ＮＣ工作主軸１４によって回転
するようにしてセットされるものであり、その間に、例
えば旋盤工具である適切な工具２２が、工作物２０をな
らい削りするのである。この工具がその中においてクラ
ンプされる工具主軸２６は、この目的のためにロックさ
れるものであり、それは、回転し得ないことになる。こ
の場合、トラベリング・コラム３２は、それに対して締
着される工具主軸２６と共に、Ｚ方向とＸ方向の両方に
おいて運動する。例えば、工作物２０の周方向面におけ
るドリル加工またはフライス削りのようなその他の機械
加工操作の間において、工作物は、先ず初めに、ＮＣ工
作主軸１４によって所望の角度位置にシフトされ、その
後、工具主軸２６によって回転するようにしてセットさ
れる適切な工具２２によって機械加工されることにな
る。
【００４７】工作物２０がその端面６０において機械加
工されることになる場合、主軸ハウジング３０は、工具
主軸２６が工作物２０の長手方向軸１７に対して所望の
角度位置を呈することになるまで、スイベル旋回軸４０
の廻りにおいてスイベル旋回される。
【００４８】図２は、そのようにしてスイベル旋回され
る主軸ハウジング３０を備えた工作機械１０を示してい
る。更には、図１において示された位置から工作物２０
の端面６０に到達し得るために、トラベリング・コラム
３２は、Ｘ方向においてだけでなく、Ｚ方向においても
トラバースされることになった。図２において示された
機械加工位置において、主軸ハウジング３０は、図１に
おいて示されたその垂直方向位置に対して９０度だけス
イベル旋回されたのであり、工具２０は、工作物２０の
端面６０に対して垂直に機能することが可能である。９
０度より大きいスイベル旋回角度において、工具２２
は、工作物２０の下に到達することも可能であり、その
ファクタは、例えば、工作物２０がその長手方向軸１７
の廻りにおいて回転され得ないとき、或いは単純なクラ
ンプ・ブロックがＮＣ工作主軸１４の代わりにホルダと
して使用されるとき、好都合である。
【００４９】図１において示された工作機械１０では、
スイベル旋回軸４０は、主軸軸線４２からオフセットす
るようにして配置されるものであり、結果として、後者
とは交差しない。スイベル旋回装置３８を備えた主軸ハ
ウジング３０を示している図３において、このオフセッ
トは、ｄによって表示されるものであり、更になお、ス
イベル旋回軸４０’が主軸軸線４２と交差するスイベル
旋回装置３８’の代替的な配置もまた、破線によって示
されている。スイベル旋回軸４０が主軸軸線４２と交差
するか否かに応じて、異なった運動の通路が、主軸ハウ
ジング３０のために、特には工具主軸２６の中に収容さ
れる工具２２のために獲得されるのである。
【００５０】これらの運動の通路は、図４ａおよび図４
ｂにおいて示されている。図４ａにおいて示された工作
機械では、スイベル旋回軸４０は、図１における場合と
同様に、間隔ｄだけ主軸軸線４２からオフセットしてい
る。垂直方向位置と水平方向位置の間における移行（図
１および図２を参照すること）において、工具２２の先
端は、円形通路６２の断片を描写する。このスイベル旋
回運動の間に、工具２２の先端は、垂直方向Ｚにおいて
合計間隔ｓをカバーするのである。
【００５１】図４ｂは、スイベル旋回軸４０’が主軸軸
線４２と交差する、工作機械を示している。この場合に
も、工具２２の先端は、同様にして円形通路６２’の断
片を描写するものであるが、その半径は、円形通路６２
のものよりも小さい。図４ａおよび図４ｂの間における
比較からは、工具２２の先端がこの場合に垂直方向Ｚに
おいてカバーする間隔ｓ’は、スイベル旋回軸４０およ
び主軸軸線４２が交差しないようにして配置されるとき
にＺ方向においてカバーされることが可能である間隔ｓ
よりも大きいということが、理解され得ることになる。
従って、工作物２０が工具２２によって１つの空間的方
向において機械加工され、その後、それに対して垂直に
機械加工されることになる場合には、図４ａにおいて示
された工作機械は、図４ｂに拠る工作機械における場合
よりも、垂直方向（Ｚ方向）におけるトラベリング・コ
ラム３２の小さいトラバース通路だけを必要とする。こ
の小さいトラバース通路の故に、工作機械の全体的高さ
が、削減され得るのである。
【００５２】更に、図３からは、スイベル旋回軸４０
は、主軸ハウジング３０の前方四半分において、すなわ
ち可能な限り工具２２に対して接近するようにして配置
されるということが理解され得ることになる。この手段
は、円形通路６２の半径を小さく保つために役立ち、そ
の結果、トラベリング・コラム３２のための必要なトラ
バース通路を小さく保つためにも資するのである。しか
しながら、図３において理解され得るであろうように、
スイベル旋回軸４０は、工具２２に対して接近し過ぎな
いようにして配置されるべきものでもある。何故なら、
さもなければ、スイベル旋回装置３８が、工作物２０の
機械加工の間に邪魔になる可能性があるからである。
【００５３】図５ａから図５ｄは、それに対して締着さ
れる主軸ハウジング３０を備えたトラベリング・コラム
３２が示されないように、工作機械１０を平面図で示し
ている。詳細には、その中に保持される工作物２０を備
えたＮＣ工作主軸１４だけでなく、５２によって示され
たＸ方向においてレール６４および６６上をトラバース
可能であるサポート４４もまた、その平面図において観
察されることが可能である。
【００５４】３つのホルダ５４，５６および５８は、垂
直軸４６に対して偏心的にサポート４４上に配置され
る。この場合には、その配置は、サポート４４が垂直軸
４６の廻りにおいて回転されるとき、それらのホルダ５
４，５６および５８が、それらのそれぞれの機械加工位
置において、ＮＣ工作主軸１４或いはその中に保持され
る工作物２０に対して同軸的に方向付けされて、形成さ
れる。
【００５５】図５ａにおいてその機能的位置にあるホル
ダ５４は、例えば、旋盤作業の操作の間における心立て
のために好都合であるようにして、その端面６０におい
て工作物２０を保持するマンドレル６８を有する心押し
台クイルとして設計される。
【００５６】図５ｂにおいてその機能的位置にあるホル
ダ５６は、工作物２０がそれを通過し得るように、固定
振れ止めとして設計される。その工程において、固定振
れ止め５６は、比較的大きな切断力を使用する場合でさ
えも、発生する曲げの力が工作物２０の変形を導くこと
なく、固定振れ止め５６の近傍における機械加工が実行
可能であるようにして、工作物２０を支持する。矢印５
２の方向においてトラバースされるサポート４４を使用
すれば、工作物２０は、機械加工が行なわれることにな
る場所において支持されることが可能である。このよう
にすれば、工作物２０は、常に、短い断片において支持
されることが可能なのである。
【００５７】図５ｃではＮＣ工作主軸１４に対して同軸
的に方向付けされ、図５ｄではそれに対して平行に方向
付けされるホルダ５８は、油圧操作可能なクランプ顎部
７０および７２を有する、動力操作式クランプ・ブロッ
クとして設計される。工作物２０は、ドリル加工および
フライス削りの作業の間において一般的に必要とされる
ように、動力操作式クランプ・ブロック５８によって確
実に固定されることが可能である。更に、動力操作式ク
ランプ・ブロック５８は、Ｘ方向における工作物２０の
送りを実行するために使用されることも可能である。こ
のようにすれば、長めの工作物もまた、連続的に機械加
工されることが可能なのである。
【００５８】工作物２０を方向転換させるために、それ
は、先ず初めに、図５ｃにおいて矢印７４によって指定
されたポイントにおける鋸引きまたはフライス削りによ
って切断される。その後、それらのホルダがそれに対し
て締着されたサポート４４は、矢印７６の方向において
１８０度に渡って回転され、結果として、未だ動力操作
式クランプ・ブロック５８の中に固定されている工作物
部分２０’が、スイベル旋回されるのである。この場合
には、工作物部分２０’は、図５ｄにおいて示された位
置にシフトすることになる。この方向転換された位置で
は、工作物部分２０’は、以前にはＮＣ工作主軸１４に
向かって面していたその側面においても機械加工される
ことが可能なのである。従って、動力操作式クランプ・
ブロック５８は、２つの機械加工位置を有するものであ
り、すなわち第１ホルダに対して同軸的である１つの機
械加工位置と、それに対して平行である第２のものとを
有するのである。
【００５９】工作物２０は、当然ながら、事前に切断さ
れることなく、方向転換されることもまた可能である。
この場合には、Ｘ方向５２においてトラバースされるサ
ポート４４を使用して、工作物２０が、もはやＮＣ工作
主軸１４によって保持されなくなるまで、後者から引き
出されなければならないだけのことである。その後、工
作物２０は、上述のように、サポート４４を垂直軸４６
の廻りにおいて回転させることによって、方向転換され
ることが可能なのである。機械加工の形式に応じて、恐
らくは、１８０度より小さく、例えば９０度に渡って、
サポート４４を回転させるだけで足りることもまた実行
可能である。しかしながら、その場合でさえも、クラン
プ・ポイントまたは切断ポイントは、少なくとも部分的
には、機械加工のためにアクセス可能なのである。
【００６０】結果として、サポート４４は、異なった機
能を有するホルダが垂直軸４６の廻りにおける単純な回
転によって作業位置にシフトされることが可能である、
多機能プラットホームを構成する。Ｘ方向５２における
サポート４４のトラバース能力と共に、幅広い様々な機
械加工の可能性が、工作物２０に関して獲得されるので
ある。それらのホルダ５４，５６および５８は、好まし
くは、サポート４４に対して取外し可能に締着されるも
のであり、それらは、その他の機能を有するホルダと交
換されることが可能なのである。
【００６１】図６および図７は、それぞれに斜視図およ
び正面図において、図５ａにおいて示された機械加工位
置における工作機械１０を示している。新規な工作機械
１０の数多くの補足的な設計の詳細は、例えば、サポー
ト４４をトラバースさせるための自動送り装置７８のよ
うに、これらの図面において理解されることが可能であ
る。図６および図７は、ＮＣ工作主軸１４の中において
クランプされ、心押し台クイル５４のマンドレル６８に
よってその自由端部において心立てされる、円筒形工作
物２０の機械加工の間における工作機械１０を示してい
る。工具２２は、この場合には、旋盤作業工具である。
【００６２】図８および図９は、それぞれに斜視図およ
び平面図において、図５ｂにおいて示された機械加工位
置における工作機械１０を示している。ここでは、円筒
形工作物２０は、ＮＣ工作主軸１４および固定振れ止め
５６によって保持される。工作機械１０を図６および図
７において示された機械加工位置からここに示されてい
る機械加工位置にシフトさせるために、サポート４４
は、先ず初めに、引き戻され、その後、垂直軸４６の廻
りにおいて１８０度に渡って回転され、最後に、ＮＣ工
作主軸１４に向かって再びトラバースされる。工具２２
による旋盤作業操作の間において、サポート４４は、そ
れに対して締着された固定振れ止め５６と共に、トラベ
リング・コラム３２に対して同期的且つそれに対して平
行にトラバースされることが可能であり、工作物２０の
短いサポートが、常に保証されるのである。
【００６３】図１０は、斜視図において、図５ｄにおい
て示されたものに対応する機械加工位置における工作機
械１０を示している。ここでは、工作物２０が方向転換
された後にアクセス可能になった端面が、その主軸ハウ
ジングが図８において示された位置に対して約８０度だ
けスイベル旋回されているように、工具２２によって機
械加工されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った工作機械の重要なサブアセンブ
リを簡略化した概略において示す側面図である。
【図２】スイベル旋回式工具主軸を備える、図１からの
工作機械を示す図面である。
【図３】スイベル旋回軸の異なった配置が示唆されるよ
うに、図１において示された工作機械の主軸ハウジング
を示す側面図である。
【図４】ａおよびｂは、図３において示されたスイベル
旋回軸の２つの配置に関するスイベル旋回の間における
工具の運動の通路を示す図面である。
【図５】ａからｄは、異なった回転位置における複数の
ホルダを備えた多機能プラットホームが観察され得るよ
うに、図１において示された工作機械を簡略化した概略
において示す平面図である。
【図６】図５のａに従って、棒状工作物がＮＣ工作主軸
と心押し台クイルの間に保持される、図１において示さ
れた工作機械を示す斜視図である。
【図７】図６において示された工作機械を示す正面図で
ある。
【図８】図５のｂに従って、棒状工作物がＮＣ工作主軸
および固定振れ止めによって保持される、図１において
示された工作機械を示す斜視図である。
【図９】図８において示された工作機械を示す平面図で
ある。
【図１０】図５のｄに従って、棒状工作物がＮＣ工作主
軸と１８０度だけ方向転換された動力操作式クランプ・
ブロックとによって保持される、図１において示された
工作機械を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 工作機械 １２ 機械ベッド １４ ＮＣ旋盤主軸 １６ チャック顎部 １９ 矢印 ２０ 工作物 ２２ 工具 ２４ 工具キャリア ２６ 工具主軸 ３０ 主軸ハウジング ３２ トラベリング・コラム ３８ スイベル旋回装置 ４０ スイベル旋回軸 ４２ 主軸軸線 ４４ サポート ５２ 矢印 ５４、５６、５８ ホルダ ６０ 端面 ６２ 円形通路 ６８ マンドレル ７８ 自動送り装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ ハニンガー ドイツ連邦共和国、 デー78606 ザイテ ィンゲン・オベルフラハト、 オベレ ハ ウプトストラッセ ７ Ｆターム(参考） 3C048 BC02 DD21

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具主軸（２６）を有し、工作物（２
    ０）を収容するための第１ホルダ（１４）および第２ホ
    ルダ（５４，５６，５８）をも有する、棒状工作物（２
    ０）を機械加工するための工作機械であって、第２ホル
    ダ（５４，５６，５８）は、機械加工位置において、第
    １ホルダ（１４）に対して同軸的に方向付けされ、且つ
    工作物（２０）の長手方向軸（１７）に対して垂直な軸
    （４６）の廻りにおいて回転可能すなわちスイベル旋回
    可能であるようにして配置されることを特徴とする、前
    記棒状工作物を機械加工するための工作機械。
  2. 【請求項２】 第２ホルダ（５４，５６，５８）は、少
    なくとも１８０度だけ回転可能すなわちスイベル旋回可
    能であることを特徴とする、請求項１に記載の工作機
    械。
  3. 【請求項３】 第２ホルダ（５４，５６，５８）は、ス
    イベル旋回運動を達成するために、垂直軸（４６）に対
    して偏心的に配置されることを特徴とする、請求項１ま
    たは２に記載の工作機械。
  4. 【請求項４】 第２ホルダ（５４，５６，５８）は、垂
    直軸（４６）の廻りにおいて回転可能であるサポート
    （４４）上に配置され、加えて、少なくとも１つの更な
    るホルダ（５４，５６，５８）が、垂直軸（４６）に対
    して偏心的にサポート（４４）上に配置されて、その更
    なるホルダ（５４，５６，５８）が、垂直軸（４６）の
    廻りにおけるサポート（４４）の回転によって、第１ホ
    ルダ（１４）に対して同軸的である位置にシフトされ得
    ることを特徴とする、請求項３に記載の工作機械。
  5. 【請求項５】 それらの更なるホルダ（５４，５６，５
    ８）が、特には、固定振れ止め（５６）として、心押し
    台クイル（５４）として、或いは動力操作式クランプ・
    ブロック（５８）として異なって設計されることを特徴
    とする、請求項４に記載の工作機械。
  6. 【請求項６】 第１ホルダ（１４）は、工作機械（１
    ０）に対して空間的に固定されるようにして配置され、
    第２ホルダ（５４，５６，５８）は、工作物（２０）の
    長手方向軸（１７）に対して平行にトラバースし得るよ
    うにして配置されることを特徴とする、先行する請求項
    の１つに記載の工作機械。
  7. 【請求項７】 第１ホルダ（１４）は、旋盤主軸として
    設計されることを特徴とする、先行する請求項の１つに
    記載の工作機械。
  8. 【請求項８】 主軸軸線（４２）の廻りにおいて回転可
    能である工具主軸（２６）が、スイベル旋回軸（４０）
    の廻りにおいてスイベル旋回可能であるようにして、そ
    れに対して締着されるトラベリング・コラム（３２）に
    よって特徴付けられ、スイベル旋回軸（４０）は、主軸
    軸線（４２）と工作物（２０）の長手方向軸（１７）と
    の両方に対して垂直に配置されることを特徴とする、先
    行する請求項の１つに記載の工作機械。
  9. 【請求項９】 スイベル旋回軸（４０）は、主軸軸線
    （４２）と交差しないようにして配置されることを特徴
    とする、請求項８に記載の工作機械。
  10. 【請求項１０】 主軸軸線（４２）の廻りにおいて回転
    可能である工具主軸（２６）が、スイベル旋回軸（４
    ０）の廻りにおいてスイベル旋回可能であるようにし
    て、それに対して締着されるトラベリング・コラム（３
    ２）によって特徴付けられ、そのスイベル旋回軸は、主
    軸軸線（４２）に対して垂直に配置され、後者と交差し
    ないことを特徴とする、請求項１から７の１つに記載の
    工作機械。
  11. 【請求項１１】 工具主軸（２６）は、少なくとも９０
    度のスイベル旋回角度だけスイベル旋回可能であること
    を特徴とする、請求項８から１０の１つに記載の工作機
    械。
  12. 【請求項１２】 工具主軸（２６）は、好適には駆動装
    置（２８）と共に、主軸ハウジング（３０）の中に収容
    され、スイベル旋回軸（４０）は、主軸ハウジング（３
    ０）の前方半分のレベルにおいて走行し、前記前方半分
    は、好適には主軸ハウジング（３０）の前方四半分のレ
    ベルにおいて、工具キャリア（２４）を有することを特
    徴とする、請求項８から１１の１つに記載の工作機械。
  13. 【請求項１３】 工具主軸（２６）を有し、工作物（２
    ０）を収容するための第１ホルダ（１４）および第２ホ
    ルダ（５４，５６，５８）をも有する、棒状工作物（２
    ０）を機械加工するための方法であって： ａ） 工作物（２０）を第１ホルダ（１４）および第２
    ホルダ（５４，５６，５８）の中に挿入して、第２ホル
    ダ（５４，５６，５８）は、第１ホルダ（１４）に対し
    て同軸的に方向付けされ； ｂ） 工具主軸（２６）上に配置される工具キャリア
    （２４）の中に収容される工具（２２）によって工作物
    （２０）を機械加工し； ｃ） 工作物（２０）の長手方向軸（１７）に対して垂
    直な軸（４６）の廻りにおいて第２ホルダ（５４，５
    ６，５８）を回転させ、すなわちスイベル旋回させ； ｄ） 第２ホルダ（５４，５６，５８）の中に保持され
    た工作物（２２’）を機械加工する各ステップを特徴と
    する、前記棒状工作物を機械加工するための方法。
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