JP6081991B2 - 工作機械 - Google Patents

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Description

本発明は、旋盤等の工作機械に関し、工作機械は機械フレーム、該機械フレーム第1担持部分に配置されて、第1ワークピースを受け取る第1ワークスピンドル、該第1ワークスピンドルと対向して機械フレーム第2担持部分に配置され、第2ワークピースを受け取る第2ワークスピンドルであって、該第2ワークスピンドルのスピンドル軸が第1ワークスピンドルのスピンドル軸に対して平行、特に同軸的にアライメント調整された第2ワークスピンドル及び変位可能な少なくとも2つの工具担持スライダを有し、これら工具担持スライダ上に工具担持する工具担持体が配置されている
一般的工作機械は機械フレームを含み、この機械フレーム上には相互に対向した少なくとも2つの回転可能なワークスピンドルが備えられ、これらワークスピンドルは平行又は同軸的なスピンドル軸を有する。各ワークスピンドルは加工工具にて加工されるべきワークピースを受け取り可能となっている。加工のための工具を準備するため、少なくとも2つの工具担持体が提供され、これら工具担持体は複数の工具担持スライダ、特に複合スライダ上に備えられている。工具担持スライダは機械フレームに配置され、少なくとも1つ以上の線形軸により、ワークスピンドルに対して変位可能である(例えば、X、Y又はZ方向に変位可能である)。この種の一般的な工作機械は例えば、以下の特許文献1,2から公知である。
東独(DD)特許第279429 A1号明細書 欧州特許出願公開第0999002 A1号明細書
概して、この種の一般的な工作機械には、可能な限り多数の工具でもって複数のワークピースを効率的に加工可能とすることが要求され、このような工作機械は、コンパクト且つ安価な構成や工作機械の機械工又は作業者が可能な限り容易に覗き込むことができる加工スペースに加えて、複数の工具と複数のワークスピンドルに受け取られたワークピースとの間の相対移動の制御に関して最大限の自由度を備えて、同時使用のための最大能力を有する。
従って、本発明の目的は、一般的なタイプの工作機械を改良することにあり、本発明の工作機械が可能な限り多数の工具でもって複数のワークピースを効率的に加工可能であり、そして、コンパクト且つ安価な構成や工作機械の機械工又は作業者が可能な限り容易に覗き込むことができる加工スペースに加えて、複数の工具と複数のワークスピンドルに受け取られたワークピースとの間の相対移動の制御に関して最大限の自由度を備えて、同時使用のための最大能力を有することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は独立請求項1の工作機械を提供する。従属請求項は本発明の工作機械における好適な実施形態に関する。
本発明は工作機械を提供し、該工作機械は機械フレームを備え、この機械フレームは、第1工具担持面を有した第1担持部分と、第2工具担持面を有した第2工具担持部分と第1及び第2担持部分間に配置され、第3工具担持面を有した中間担持部分とを含む。第1担持部分の第1工具担持面及び第2担持部分の第2工具担持面は、機械フレームにおける同一の第1面に配置され、そして、中間担持部分の第3工具担持面は機械フレームの第2面に配置されている。この第2面は機械フレームの第1面に対して実質的に垂直又は傾斜して配置されている。
本発明によれば、工作機械は更に、第1担持部分に配置され、第1ワークピースを受け取る第1ワークスピンドルと、該第1ワークスピンドルに対向して第2担持部分に配置され、第2ワークピースを受け取る第2ワークスピンドルとを含む。この場合、第2ワークスピンドルのスピンドル軸は第1ワークスピンドルのスピンドル軸に対して平行又は同軸的に方向付けられている。
本発明によれば、工作機械は更に、第1担持部分の第1工具担持面に配置された第1工具担持スライダであって、該第1工具担持スライダ上に第1工具担持体が第1ワークスピンドルに受け取られている第1ワークピースを加工するために配置されている、第1工具担持スライダと、第2担持部分の第2工具担持面に配置された第2工具担持スライダであって、該第2工具担持スライダ上に第2工具担持体が第1ワークスピンドルに受け取られた第2ワークピースを加工するために配置されている、第2工具担持スライダと、中間担持部分の第3工具担持面に配置された第3工具担持スライダであって、該第3工具担持スライダ上に第3工具担持体が第1ワークスピンドルに受け取られたた第1ワークピースを加工し且つ第2ワークスピンドルに受け取られた第2ワークピースを加工するために配置されている、第3工具担持スライダとを含む。
第3工具担持スライダは第1及び第2ワークスピンドルのスピンドル軸に対して横断する第1方向に変位可能である一方、第1及び第2ワークスピンドルのスピンドル軸線に対して横断し且つ前記第1方向に対して横断する第2方向に変位可能であり、そして、第3工具担持体は第1ワークスピンドルと第2ワークスピンドルとの間に配置されている。
それ故、本発明の陰の概念は工作機械の機械フレームの形状を構成することにあり、これにより、複数の工具担持体を有する複数の工具担持スライダ及び同軸的又は平行に配置された2つのワークスピンドルがコンパクトに配置可能となり、ここでは、機械フレームの第1担持部分が第1工具担持体を担持する第1工具スライダ及び第1ワークスピンドルの両方を担持し、機械フレームの第2担持部分が第2工具担持体を担持する第2工具スライダ及び第2ワークスピンドルの両方を担持し、そして、第3工具担持体がワークスピンドル間に配置されるように、機械フレームにおける第1及び第2担持部分間に配置された中間担持部分に配置されている。
従って、本発明の工作機械は、可能な限りの多数の工具でもって、複数のワークピースを効率的に加工可能とし、同時使用のための最大限の能力を有する。何故なら、ワークスピンドル上のワークピースを加工する工具担持体がコンパクトにして得られ、個別に制御可能な3つ工具担持スライダが複数の工具と複数のワークスピンドルに受け取られたワークピースとの間の相対移動の制御に関して非常に高い自由度を達成する。付け加えて、工作機械の機械工又は作業者が容易に覗き込むことができる加工スペースに加えて、工作機械の非常にコンパクトで且つコスト的に有効な構成が提供可能なる。
好ましくは、第1及び/又は第2ワークスピンドルはスピンドル軸の方向に変位可能である。このことは、例えば同一のワークピースの前面及び背面が2つのワークスピンドル上で連続して加工されるなら、複数のワークピースを一方のワークスピンドルと他方のワークスピンドルとに好適に受け渡することができる
好ましくは、第1担持部分の第1工具担持面及び第2担持部分の第2工具担持面は実質的に同一の第1平面に広がり、そして、中間担持部分の第3工具担持面は第1平面に対して垂直又は傾斜してアライメント調整された第2平面に広がっている。このようにして機械フレームの好都合な構成が提供可能となり、この機械フレームは相互に垂直又は傾斜した2つのを有する。各面は工具担持体を担持する工具担持スライダを配置する工具担持面として使用可能である。この場合、例えば、第1及び第2担持部分の第1平面にある機械フレームの1つの面はスピンドル担持面として選択的に使用でき、第1及び第2担持部分の第2平面にある機械フレームの他の面は第1及び/又は第2工具担持スライダのための工具担持面として使用可能である。機械フレームのベース本体には、前述の平面に広がる精密に平坦な面を義務的に必要としない。むしろ、前記平面はより抽象的には幾何学的平面として理解でき、この幾何学的平面は機械フレームの面に相当するか、又は、機械フレームの各面によって実質的に広がり、又は、少なくとも幾何学的平面内に例えば、工具担持スライダの複数のガイドレールによって形成される工具担持スライダの変位面が位置付けられる。
好適な実施形態によれば、第1及び第2工具担持部分の各々は機械フレームの前記第2平面に配置された他の面を有し、前記第2平面は、機械フレームの前記他の面に対して機械フレーム内に向けて凹んでいる。このように特に好都合且つコンパクトにして機械フレーム構成、即ち、機械フレーム構造が提供でき、この機械フレーム構造内に第3工具担持体のための第3工具担持スライダをワークスピンドル間又は機械フレームの第1及び第2担持部分間に凹ませた状態で、コンパクトに配置可能となる。付け加えて、容易に覗き込むことができ、そして、視認方向に開放又一方の側に開放した加工スペースが簡単且つコンパクトにして作り出し可能である。このような加工スペースは、第1、中間及び第2担持部分の3つの面によって好適に形成される。担持部分が鉛直にアライメント調整されている構成では、スピンドル軸が水平方向及び担持部分間を実質的に鉛直に延びる第1方向にアライメント調整され、更に、好都合な切削屑の回収通路がワークスピンドル及び工具担持体の下方に作られる。この場合、好ましくは、第2担持部分に面する第1担持部分の面、中間担持部分の面及び第1担持部分に面する第2担持部分の面が加工スペースを形成する。このようにして、容易に覗き込み且つ視認方向に開放するか一方の側に開放した加工スペースが第1及び第2担持部分間に簡単且つコンパクトな仕方で作り出される。
好適な実施形態において、第1ワークスピンドルは第1担持部分の第1工具担持面に配置されているか、及び/又は、第2ワークスピンドルは第2担持部分の第2工具担持面に配置されている。代替の実施形態において、第1ワークスピンドルは第1担持部分の第1スピンドル担持面に配置されているか、及び/又は、第2ワークスピンドルは第2担持部分の第2スピンドル担持面に配置されている。この代替の実施形態において、好ましくは、第1スピンドル担持面及び第2スピンドル担持面は第3工具担持面と同様に、機械フレームの同一の第2面に配置されてもよい。
この実施形態において、好ましくは、第1担持部分の第1スピンドル担持面及び第2担持部分の第2スピンドル担持面は実質的に第3平面に広がり、この際、第1平面は第3面に対し、実質的に垂直又は傾斜してアライメント調整されている。この場合、第2平面が第3平面に対して平行にアライメント調整され、第2平面が第3平面に対して機械フレーム内に凹んだ機械フレーム構成を提供することは好都合となる。このようにして特に好都合且つコンパクトにして、機械フレーム構成、即ち、機械フレーム構造を提供でき、この機械フレーム構造内にて、第3工具担持体のための第3工具担持スライダは、ワークスピンドル間又は機械フレームの第1及び第2担持部分間の凹みにコンパクトに配置できる(凹みは前述したように、機械フレーム内に選択的且つ好適に加工スペースを形成する)。
付け加えて、覗き込みが容易で、視認方向に開放又は一方の側に開放した加工スペースは簡単且つコンパクトにして第1及び第2担持部分間に作り出し可能である。担持部分が何れも鉛直にアライメント調整されているなら、スピンドル軸は水平方向及び担持部分間を実質的に鉛直に延びる第1方向にアライメント調整され、更に、この構成では、特に好都合な切削屑の回収通路がワークスピンドル及び工具担持体の下方に作り出すことができる。
本発明の他の実施形態において、第3工具担持スライダは複数のガイド又は複数のガイドレール上を案内され、これらガイドは機械フレームにおける中間担持部分の第3工具担持面に配置、即ち、固定されている。
好ましくは、第1及び/又は第2工具担持スライダはスピンドル軸に対して平行又は垂直に変位可能である。このようにして複数の工具と複数のワークピースとの間の相対移動に関し、その制御の可能性が更に改善可能となる。この場合、このましくは第1及び/又は第2工具担持スライダは2つのスライダ部を有する複合スライダ又は3つのスライダ部を有する二重の複合スライダの形態をなす。
好ましくは、第1及び/又は第2工具担持体は工具タレットの形態をなし、工具を担持するタレットヘッドを含む。このタレットヘッドはスピンドル軸に平行にアライメント調整されたタレット軸回りに回転可能に取り付けられている。代替的又は付加的に、第3工具担持体は少なくとも1つの工具タレットを含んでいるのが好ましい。各工具タレットが複数の工具を備えるように構成されているので、このようにして工作機械への工具の提供を更に改善可能となる。
好ましくは、第1及び第2工具担持体はスピンドル軸線の同一側に実質的に配置されている。このようにして工作機械構成は更に好適にしてよりコンパクトになる。
本発明の一実施形態の工作機械に係る機械フレーム構成の概略斜視図である。 本発明の第1実施形態の工作機械に係る機械フレームの概略前面図である。 図2の第1実施形態に係る工作機械の概略平面図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る加工スペースの詳細を示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る他の加工スペースの詳細を示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を第3工具担持体の1つの方向付けとともに示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を第3工具担持体の1つの方向付けとともに示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を第3工具担持体の1つの方向付けとともに示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を第3工具担持体の1つの方向付けとともに示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を第3工具担持体の1つの方向付けとともに示す図である。 図2の第1実施形態の工作機械に係る更に別の加工スペースの詳細を芯出し台の適用とともに示す図である。 本発明の第2実施形態の工作機械の概略前面図である。 図8の第2実施形態の工作機械の概略平面図である。 図8の第2実施形態の工作機械に係る加工スペースの詳細を示す図である。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は記載された実施形態に制約されるものではない。本発明は特許請求の範囲によって規定される。図面中、実施形態の同様な特徴には同一の参照符号が付されている。
図1は、本発明の好適な一実施形態に係る工作機械の機械フレーム構造を示す概略斜視図である。図1に示されるように、第1担持部分1aは一例として第1前面VS1と、第1工具担持面WTS1を備え、これら前面及び担持面は互いに直交する平面内に実質的に位置付けられている。
第1担持部分1aと同様に、第2担持部分1bは一例として、第2前面VS2と、第2工具担持面WTS2を備え、これら前面及び工具担持面は互いに垂直な平面内に実質的に位置付けられている。
図1によれば、第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1及び第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2は実質的に第1平面に広がり、第1担持部分1aの第1前面VS1及び第2担持部分1bの第2前面VS2は実質的に第2平面に広がっている。例えば、第1平面は第2平面に対して実質的に垂直である。他の実施形態にて、第1平面は第2平面に対し、傾斜してアライメント調整されていてもよい。
図1の実施形態によれば、第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1及び第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2は機械フレーム1の上面に配置され、第1担持部分1aの第1前面VS1及び第2担持部分1bの第2前面VS2は機械フレーム1の前面に配置されている。機械フレーム1はその底面に機械ベース部分MBを備え、この機械ベース部分MBは工作機械の設置領域を規定する。他の実施形態において、機械フレームは、工具担持面WTS1,WTS2が例えば、機械フレーム1の前面又は背面に配置されるよう異なる態様で方向付けされていてもよい。
機械フレーム1における第1工具担持部分1aと第2工具担持部分1bと間には中間担持部分1cが配置され、この中間担持部分1cは第3工具担持面WTS3を備える。中間担持部分1cの第3工具担持面WTS3は実質的に第3平面に広がり、この第3平面は第1及び第2前面VS1,VS2の第2平面と実質的に平行にアライメント調整されている。第3平面は、第1及び第2前面VS1,VS2の第2平面に対し、機械フレーム1の内方に向けて、即ち、平行に変位して凹んでいる。
第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1及び第2工具担持部分1bの第2工具担持面WTS2は一例として、機械フレーム1の上面に配置され、第1担持部分1aの第1前面VS1、第2担持部分1bの第2前面VS2及び中間担持部分1cの第3担持面WTS3は一例として、機械フレーム1の前面側に配置され、該前面から機械工は加工スペースを覗き込む。加工スペースは、第1及び第2担持部分1a,1b間の中間担持部分1cが機械フレーム1内に向けて凹むことで形成され、これにより、加工スペースは前記前面に向けて(第2平面と垂直な方向に)に開いている。
各加工スペース面BS1,BS2(例えば、図1中の面BS1、また図2を参照)は担持部分1a,1bの第1及び第2前面VS1,VS2と中間担持部分1cの第3工具担持面WTS3との間を延び、一例として、担持部分1a,1bにおける第1及び第2工具担持面WTS1,WTS2の第1平面と垂直、且つ、担持部分1a,1bにおける第1及び第2前面VS1,VS2の第2平面横断する方向、特に垂直にアライメント調整されている。加工スペース面BS1,BS2は第3工具担持面WTS3とともに機械フレーム1に凹みを形成し、この凹みは工作機械の加工スペース及び図1でみて鉛直方向に切削屑回収通路(図2,8の実施形態を参照)好適に形成する。
図1の実施形態において、担持部分1a〜1cは相互に連結されているが、これら担持部分は他の実施形態では互いに分離して備えられていてもよい。
第1実施形態
図2は本発明の第1実施形態に係る工作機械の概略前面図である。図1の工作機械は旋盤であって、機械フレーム1を有する。この機械フレーム1は図1に概略的に示されているように、第1担持部分1a、第2担持部分1b及び第1及び第2担持部分1a,1b間に配置された中間担持部分1cを備える。本実施形態によれば、一例として、第1及び第2担持部分1a,1bの第1及び第2工具担持面WTS1,WTS2に第1及び第2ワークスピンドル21,22がそれぞれ配置されている。しかしながら、第1及び第2ワークスピンドル21,22は本発明の他の実施形態にて、第1及び第2前面VS1,VS2に配置されていてもよい。
図2の工作機械は、第1工具担持部分1aの第1工具担持面WTS1に配置され、第1ワークピースW1を受け取る第1ワークスピンドル21と、該第1ワークスピンドル21に対向し且つ第2担持部分1bの第2工具担持WTS2に配置され、第2ワークピースW2を受け取る第2ワークスピンドル22とを備える。第1及び第2ワークスピンドル21,22はスピンドルハウジング21a,22aにそれぞれ保持されている。
本実施形態において、第2ワークスピンドル22のスピンドル軸は第1ワークスピンドルのスピンドル軸と同軸的にアライメント調整されているが、同軸でなくともよく、又は、平行にアライメント調整されていてもよいし、又は、変位の結果として同軸にアライメント調整可能であってもよい。
本実施形態において、第1ワークスピンドル21はスピンドルハウジング21aに配置されている。このスピンドルハウジング21aはスピンドルスライダ21c上にあって、該スピンドルスライダ21cは複数のガイド21b上を案内される。第1ワークスピンドル21はスピンドル軸と平行な方向Z(ZMS、MSは「主スピンドル」を示す)に変位可能である。そして、第2ワークスピンドル22はスピンドルハウジング22a内にて案内され、このスピンドルハウジング22aはスピンドルスライダ22c上にあって、該スピンドルスライダ22cは複数のガイド22bによって案内される。第2ワークスピンドル22はスピンドル軸と平行な方向Z(ZCS、CSは「副スピンドル」を示す)に変位可能である。また、第1又は第2ワークスピンドルのみが方向Zに変位可能であってもよい。
本実施形態において、ガイド21b,22bは一例として、第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1及び第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2上を延びているが、代替的には前面VS1,VS2又は機械フレーム1の複数の突出部分上にそれぞれ配置されていてよく、これら突出部分は前面VS1,VS2にそれぞれ配置可能である。
更に、工作機械は第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1に配置され、その上に第1工具担持体61が配置された第1工具担持スライダ51と、第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2に配置され、その上に第2工具担持体63が配置された第2工具担持スライダ53とを備える。
本実施形態において、第1及び第2工具担持体61,62は工具タレットの形態をなし、各工具担持体は工具を担持するタレットヘッドを備え、このタレットヘッドはスピンドル軸に平行にアライメント調整されたタレット軸の回りを回転可能に取り付けられている。しかしながら、工具タレットの代わりに、例えば、第1及び/又は第2工具担持体61,63のための工具マウントを有する切断/穿孔スピンドルを提供することも可能である。
本発明によれば、図2に示された実施形態にて工具担持スライダ52が備えられ、この第3工具担持スライダ52は中間担持部分1cの第3工具担持面WTS3に配置され、その上に第3工具担持体62が配置されている。第3工具担持スライダ52は図2中、鉛直方向X2且つ第1及び第2ワークスピンドル21,22のスピンドル軸線に垂直な方向に変位可能である。この目的のため、第3工具担持面WTS3に複数のガイド72aが配置され、これらガイド72aはスピンドル軸を横断する鉛直方向X2にアライメント調整されている。第3工具担持スライダ52のハウジング52a内に配置された線形軸(例えば、伸縮可能な軸の形態)により、第3工具担持体62はスピンドル軸を横断し且つ鉛直方向X2を横断する他の方向Y2に付加的に変位可能である。
特に、第3工具担持体62は2つの工具タレットを含んで構成されている。各工具タレットはタレットヘッド62A,62Bを有し、これらタレットヘッドは第1ワークスピンドル21と第2ワークスピンドル22との間に配置されている。タレットヘッド62A,62Bの各々は第3工具担持体62上にて各タレット軸の回りに回転可能に取り付けられている。本実施形態において、タレットヘッド62A,62Bのタレット軸は一例として同軸的にアライメント調整されている。
ハウジング52aは回転軸Bのための回転軸駆動部を更に含み、この回転軸駆動部により、第3工具担持体62はスピンドル軸を横断し且つ方向Y2と平行又は方向X2を横断する方向にアライメント調整された軸線の回りに回転可能である。この場合、タレットヘッド62A,62Bは、これらのタレット軸が回転軸Bを横断する方向にアライメント調整されるように配置されている。更に、タレットヘッド62A,62Bは、回転軸Bに関してみて、第3工具担持体62の両側に配置されている。
図3は図2の本発明の第1実施形態に係る工作機械の概略的な平面図である。図3には特に、第1及び第2工具担持スライダ51,53の構造が示されている。
第1工具担持スライダ51は二重の複合スライダとして構成され、3つのスライダ部51d,51a,51bを含み、特に、スライダ51dは機械フレーム1の第1担持部分1aに配置され、複数のガイド71a上を案内される。これらガイド71aは第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1上にてスピンドル軸と平行に配置されている。従って、スライダ部51dは方向Z1(図2参照)に変位可能である。スライダ部51d上には複数のガイド71bが配置され、これらガイド71bはスピンドル軸を横断する方向に延び、ガイド71b上スライダ部51aが方向Y1(図2参照)に変位可能に案内される。スライダ部51a上には複数のガイド71cが配置され、これらガイド71cはスピンドル軸を横断し且つガイド71bの方向Y1を横断する方向に延び、ガイド71c上スライダ部51bが方向X1(図2参照)に変位可能に案内される。最後に、スライダ部51bにハウジング51cが保持され、このハウジング51cはスピンドル軸と平行にして加工スペース内に向けて延び、第1工具担持体61を有する。この第1工具担持体61はハウジング51cの端に保持されている。このような構成の結果、第1工具担持体61は3つの直交方向X1,Y1,Z1に変位可能である。
本実施形態によれば、第2工具担持スライダ53もまた二重の複合スライダとして構成され、3つのスライダ部53d,53a,53bを含む。スライダ部53dは機械フレーム1の第2担持部分1bに配置され、複数のガイド73a上を案内される。これらガイド73aは第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2上にてスピンドル軸と平行に配置されている。従って、スライダ部53dは方向Z2(図2参照)に変位可能である。スライダ部53d上には複数のガイド73bが配置され、これらガイド73bはスピンドル軸線を横断する方向に延び、その上スライダ部53aが方向Y2(図2参照)に変位可能に案内される。スライダ部53a上には複数のガイド73cが配置され、これらガイド73cはスピンドル軸を横断し且つガイド73bの方向Y2を横断する方向に延びている。ガイド73c上にてスライダ部53bが方向X2(図2参照)に変位可能に案内される。最後に、スライダ部53bにはハウジング53cが保持され、このハウジング53cはスピンドル軸と平行にして加工スペース内に向けて延び、第2工具担持体63を有する。この第2工具担持体63はハウジング53cの端に保持されている。このような構成の結果、第2工具担持体63は3つの直交方向X2,Y2,Z2に変位可能である。
図4は図2,3の本発明の実施形態に係る工作機械の加工スペースの詳細を示す。
前述したように本実施形態では、第1及び第2工具担持体は工具タレットの形態をなし、各々がタレットヘッド61,63を含んでいる。この場合、タレットヘッド61,63は、これらのタレット軸が互いに平行且つスピンドル軸と平行にアライメント調整されている。第1工具担持体のタレットヘッド61には複数の工具ホルダ61aがタレット軸回りの周方向に配置され、各工具ホルダ61aはワークピースを加工するための複数の工具を保持すべく構成されている。タレット軸の回りにタレットヘッド61を回転させることにより、各工具ホルダ61aは第1ワークスピンドル21に保持されたワークピースW1を加工すべく、第1ワークスピンドル21とアライメント調整可能である。タレットヘッド61のための駆動部はハウジング51c内に配置されてもよい。同様に、第2工具担持体のタレットヘッド63にはタレット軸回りの周方向に複数の工具ホルダ63aが配置され、各工具ホルダ63aはワークピースを加工する複数の工具を保持すべく構成されている。タレット軸の回りにタレットヘッド63を回転させることにより、各工具ホルダ63aは第2ワークスピンドル22に保持されたワークピースW2を加工すべく、第2ワークスピンドル22とアライメント調整可能である。タレットヘッド63のための駆動部はハウジング53c内に配置されてもよい。
第3工具担持体62のタレットヘッド62Aにはタレット軸回りの周方向に複数の工具ホルダ62aが配置され、各工具ホルダ62aはワークピースを加工するための複数の工具を保持すべく構成されている。タレット軸の回りにタレットヘッド62Aを回転させることにより、各工具ホルダ62aは第1ワークスピンドル21(又は、第2ワークスピンドル22)に保持されたワークピースW1又はW2を加工すべく、そのワークスピンドルとアライメント調整可能である。図4において、タレットヘッド62Aの1つの工具は例えば第1ワークスピンドル21にアライメント調整され、この場合、第1ワークスピンドル21に保持されたワークピースW1はタレットヘッド62Aの1つの工具、また、タレットヘッド61の1つの工具により同時に加工可能である。同時に、第2ワークスピンドル22に保持されたワークピースW2はタレットヘッド63の1つの工具により加工可能である。
第3工具担持体62のタレットヘッド62Bにはタレット軸回りの周方向に複数の工具ホルダ62bが配置され、各工具ホルダ62bはワークピースを加工するための複数の工具を保持すべく構成されている。各工具ホルダ62bは、第2ワークスピンドル22(又は第1ワークスピンドル21)に保持されたワークピースW2又はW1を加工すべく、そのワークスピンドルに対してアライメント調整可能である。図4において、第2ワークスピンドル22は例えば、第2工具担持体63とともに加工スペース内に更に変位されてもよく、この場合、第1ワークスピンドル21に保持されたワークピースW1はタレットヘッド62Aの1つの工具によって加工可能であり、そして、第2ワークスピンドル22に保持されたワークピースW2は同時に、第2工具担持体63の1つの工具によって加工可能である。このように3つのコンパクトな工具担持スライダ51,52,52上のみにコンパクトに配置された3つのみの工具担持体61,62,63を有する構成を使用し、各々の場合に、2つ工具でもって2つのワークピースW1,W2を同時に加工可能となる。
この目的のため、各ワークスピンドルにあってはスピンドル軸と平行な変位に関し二重の自由度が提供されているので、本実施形態は特に好適となる。特に、第1工具担持体61、第1ワークスピンドル21、第2工具担持体63及び第2ワークスピンドル22の各々は、スピンドル軸と平行な方向に互いに独立して変位可能である(例えば、第1ワークスピンドル21,22及び第1及び第2工具担持体61,63のための図4中の2つの矢印、又は、図2中の方向ZMS,Z1又はZCS,Z2を参照)。このように、スピンドル軸の方向に関し、第1ワークスピンドル21のワークピースW1と第3工具担持体62におけるタレットヘッド62Aの1つの工具との間の相対的な位置決めが第1ワークスピンドル21における方向ZMSの変位可能性により制御可能となり、一方、スピンドル軸の方向に関し、第1ワークスピンドル21のワークピースW1と第1工具担持体61の1つの工具との間の相対的な位置決めが第1工具担持体61の方向Z1の変位可能性により制御可能となる。同様に、スピンドル軸の方向に関して、第2ワークスピンドル22のワークピースW2と第工具担持体62のタレットヘッド62Bの1つの工具との間の相対的な位置決めが第2ワークスピンドル22における方向ZCSの変位可能性により制御可能となり、一方、スピンドル軸の方向に関し、第2ワークスピンドル22のワークピースW2と第2工具担持体63の1つの工具との間の相対的な位置決めが第2工具担持体63の方向Z2の変位可能性により制御可能となる。
図5は、図2の本発明の第1実施形態に係る工作機械の他の加工スペースの詳細図である。図5において、2つのワークスピンドル21,22に同時に受け取られた1つのワークピースW及び第1工具担持体61の1つの工具は、ワークピースWをワークピースW1,W2に分割するために使用できる。この後、第1及び第2ワークスピンドル21,22にそれぞれ受け取られたワークピースW1,W2は、例えば図3の配置に従い互いに独立して加工可能である。図5は一例として、随意的な付加カバー51a,53eを示し、これら付加カバーは第1及び第2工具担持体1,3を覆い且つこれら工具担持体を切削屑から保護するために使用可能である。
図6A〜図6Dは、図2の本発明の第1実施形態に係る工作機械の更に別の加工スペースの詳細図であって、如何にして第3工具担持体62が方向付けられるかを示す。
図6A〜図6Dにて、本発明の本実施例に係る第3工具担持体62の好適な構成を見ることができる。この場合、図6Aの配置は図4の配置に実質的に相当する。この結果、前述したように、2つのワークピースW1,W2は、第3工具担持体62の2つの工具、つまり、タレットヘッド62Aの1つの工具及びタレットヘッド62Bの1つの工具により、各ワークスピンドル21,22にて同時に加工可能となる。
転軸Bの両側に2つのタレットヘッド62A,62Bが同軸的に配置された第3工具担持体62の好適な構成の結果、タレットヘッド62A,62Bのタレット軸はスピンドル軸線に対する方向付けのために回転され、これにより、タレットヘッド62aの1つの工具Tを用いた図6AのワークピースW1の径方向の加工から、タレットヘッド62Bの1つの工具T1を用い図6EのワークピースW1の軸方向の加工まで、事実上、連続的に移行することが可能となる。
この場合、スピンドル軸に対するタレットヘッド62A,62Bのタレット軸の方向付けは、一例として、図6Aでは0°、図6Bでは15°、図6Cでは45°、図6Dでは75°、そして、最後に図6Eでは90°である。この際、図6Cと図6Dとの間の方向付け間では、第1及び第2工具担持体61,63での加工のためより広いスペースを提供すべく第3工具担持体63を方向X2の下方に変位させることより、例えば、タレットヘッド62Aの1つの工具を使用した加工からタレットヘッド62Bの1つの工具を使用した加工まで移行が存在する。さもなければ、第1及び第2工具担持体61,63は方向X1又はX2の上方に変位されなければならず、さもなけ・BR>黷ホ、ワークピースW1,W2の加工は不能となる。
更に、図6Eは第3工具担持体62の構成を示し、この構成に従い、タレットヘッド62B(又は62A)のタレット軸はスピンドル軸を横断する方向にアライメント調整可能であり、2つのワークスピンドル21,22に保持されたワークピースW1,W2が第3工具担持体62のタレットヘッド62Bの工具T1,T2により、軸線方向に同時に加工可能となる(後述の第2実施形態と同様)。
従って、本実施形態によれば、タレットヘッド62A,62Bのタレット軸がワークスピンドル21,22のスピンドル軸と平行に方向付けられ、第1ワークスピンドル21に受け取られたワークピースW1がタレットヘッド62Aの1つの工具を使用して径方向に加工可能で、一方、第2ワークスピンドル22に受け取られたワークピースW2がタレットヘッド62Bの1つの工具を使用して径方向に同時に加工可能な図6Aの第1の配置が提供でき、更に、タレットヘッド62A,62Bのタレット軸がワークスピンドル21,22のスピンドル軸を横断する方向に方向付けられ、第1ワークスピンドル21に受け取られたワークピースW1がタレットヘッド62Bの1つの工具T1を使用して加工可能で、一方、第2ワークスピンドル22に受け取られたワークピースW2がタレットヘッド62Bの1つの工具T2を使用して同時に加工可能な図6Eの第2の配置が提供でき、工具T2はタレットヘッド62Bの工具T1とは反対側に配置されている。
図7は、図2の本発明の第1実施形態に係る工作機械の更に別の加工スペースを芯押し台の適用とともに詳細に示す。
本実施形態において、芯押し台62Cは芯出し尖端を含み、この芯出し尖端により、第1ワークスピンドル21に受け取られた長尺なワークピースW1は、第1工具担持体61の工具T1によって付与される圧力下にて曲がらないように芯出される。芯押し台62Cはタレットヘッド62Aの1つのマウントに配置されている。
同様に、本配置では、第2ワークスピンドル22の他のワークピースW2は第2工具担持体63の1つの工具を使用して好適に加工できる。加工スペース内に第2ワークスピンドル22及び第2工具担持体63を更にもたらすことで、ワークピースW2はタレットヘッド62Bの1つの工具T2により同時且つ付加的に加工可能である。
第2実施形態
図8は、本発明の第2実施形態に係る工作機械の概略前面図である。図8の工作機械は旋盤であって、機械フレーム1を有する。この機械フレーム1は図1に概略的に示されているように、第1担持部分1a、第2担持部分1b及び第1及び第2担持部分1a,1b間に配置された中間担持部分1cを含む。本実施形態によれば、第1及び第2ワークスピンドル21,22は一例として、第1及び第2担持部分1a,1bの前面VS1,VS2にそれぞれ配置されている。それ故、以下、第1担持部分1aの第1前面VS1は第1スピンドル担持面として参照され、第2担持部分1bの第2前面VS2は第2スピンドル担持面として参照される。
図8の工作機械は、第1担持部分1aの第1スピンドル担持面VS1に配置され、第1ワークピースW1を受け取るためにスピンドルハウジング21aに保持された第1ワークスピンドル21と、該第1ワークスピンドル2に対向して第2担持部分1bの第2スピンドル担持面VS2に配置され、第2ワークピースW2を受け取る第2ワークスピンドル22とを含み、該第2ワークスピンドル22はスピンドルハウジング22aに保持されている。
本実施形態において、第2ワークスピンドル22のスピンドル軸は第1ワークスピンドル21のスピンドル軸と同軸的にアライメント調整されているが、同軸的でなく平行に方向付けでき、又は、変位の結果として同軸的にアライメント調整可能となるべく平行にアライメント調整可能である。
本実施形態において、第2ワークスピンドル22はスピンドルスライダに配置され、このスピンドルスライダは複数のガイド上を案内され、スピンドル軸と平行な方向Zに変位可能である。本実施形態において、前記ガイド(図示しない)は一例して、第2担持部分1bのスピンドル担持面VS2上を延びているが、代替的には例えば機械フレーム1の突出部1d上に延びていてもよく、該突出部1dは第2担持部分1bのスピンドル担持面VS2に配置されていてもよい。同様に、本実施形態では、第1ワークスピンドル21又は第1及び第2ワークスピンドル21,22の両方がスピンドル軸の方向に変位可能である。
更に、工作機械は、第1担持部分1aの第1工具担持面WTS1に配置され、その上に第1工具担持体61が配置された第1工具担持スライダ51と、第2担持部分1bの第2工具担持面WTS2に配置され、その上に第2工具担持体63が配置された第2工具担持スライダ53を含む。
本実施形態において、第1及び第2工具担持体61,63は工具タレットの形態をなし、各工具担持体は工具を担持するタレットヘッドを含む。このタレットヘッドはスピンドル軸と平行なタレット軸回りに回転可能に取り付けられている。しかしながら、工具タレットに代えて、例えば、第1及び/又は第2工具担持体61,63のため工具マウントを備えた切断/穿孔スピンドルを備えることも可能である。
本発明によれば、図8の実施形態においては第3工具担持スライダ52が備えられ、この第3工具担持スライダ52は中間担持部分1cの第3工具担持面WTS3に配置され、第3工具担持スライダ52上に第3工具担持体62が配置されている。第3工具担持スライダ52は図8でみて鉛直方向Y、特に第1及び第2ワークスピンドル21,22のスピンドル軸と垂直な方向に変位可能である。
特に、第3工具担持体は工具タレットの形態をなし、第1ワークスピンドル21と第2ワークスピンドル22との間に配置され、工具を担持するタレットヘッド62を含む。このタレットヘッド62はタレット軸回りに回転可能に取り付けられている。タレットヘッド62のタレット軸は方向X、即ち、第1及び第2ワークスピンドル21,22のスピンドル軸と垂直な方向にアライメント調整され、更に、タレットヘッド62のタレット軸は鉛直方向Y垂直な方向にアライメント調整されている。第3工具担持スライダ52は方向Yに変位可能である。
タレットヘッド62は、工具を保持する複数の工具ホルダ62aを受け取るための複数のマウント3a,3a',3a"を含み、各工具ホルダは工具Tをそれぞれ保持する。タレットヘッド62は径方向タレットヘッドの形態をなし、マウント3a,3a',3a"はタレットヘッド62の外周に配置されている。第3工具担持体はタレット軸回りにタレットヘッド62を回転させることで、ワークスピンドル21又は22の1つにマウント3aをアライメント調整するように構成され、これにより、マウント3aに受け取られた工具ホルダ62aに保持された工具Tがワークスピンドル21又は22の1つにアライメント調整される。
図8及び図10に示されるように、タレットヘッド62のマウント3a,3a'はタレットヘッド62の両側に対をなして配置され、これにより、工具ホルダ62がタレットヘッド62の両側に対をなして配置される。詳しくは、各々の場合にて、工具ホルダ62aを受け取る第1マウント3a'は第2ワークスピンドル22に対してアライメント調整され、このとき、工具ホルダ62aを受け取る反対側の他の第2マウント3aは第1ワークスピンドル21に対してアライメント調整される
このことは、タレットヘッド62を有する1つの工具タレットのみを使用するときでさえ、2つのワークスピンドル21,22との複数の工具との同時的なアライメント調整を好適に可能にする。図8において、例えば、1つの工具Tは第1ワークスピンドル21に受け取られたワークピースW1加工するためにアライメント調整され、そして、反対側の1つの工具T2は第2ワークスピンドル22に受け取られたワークピースW2加工するためにアライメント調整される。従って、ワークピースW1,W2は特に好適にしてタレットヘッド62により同時に加工可能である。
更に、図8の工作機械には加工スペース壁7a,7bが備えられている。これら加工スペース壁7a,7bは第1及び第2担持部分1a,1bの2つの加工スペース面(例えば、図中のBS1参照)に配置され、担持部分1a,1bのスピンドル担持面VS1,VS2と中間担持部分1cの第3担持面WTS3との間に延びている。
加工スペース壁7a,7bは、機械フレーム1の担持部分1a,1b間に加工スペースを好適に形成する。更に、加工スペース壁7a,7bは、機械フレームの鉛直上方及び水平方向に延びている。
この場合、加工スペース壁7a,7bは、加工スペースに対しての複数の開口を含み、これら開口を通じて、第1及び第2ワークスピンドル21,22、第1工具担持体61、そして第2工具担持体63が加工スペース内に延びている。このことは、スライダ及びハウジングのための高価な保護カバーを要求することなく、第1及び第2ワークスピンドルのハウジング21a,22b並びに第1及び第2工具担持スライダ51,53を加工スペースからの切削屑に対して好適に保護可能となる
図9は、図8の本発明の第2実施形態に係る工作機械の概略平面図である。図9は、本実施形態において、第1及び第2工具担持スライダ51,53が複合スライダの形態をなし、第1スライダ部51a又は53aが各担持部分1a又は1bの各工具担持面WTS1又はWTS2にてスピンドル軸の方向Zに変位可能であることを示す。
次に、各変位可能なスライダ部51b、53bが第1スライダ部51a,53a上に配置され、スライダ51b、53bの各々にはハウジング51c,53cを介して第1及び第2工具担持体61,63が取り付けられ、第1及び第2工具担持体61,63はスピンドル軸と平行に延びるタレット軸回りに回転可能である。この場合、ハウジング51c,53cはタレットヘッドを制御する駆動部を含むことができ、(スピンドル軸に関して)スピンドルハウジング21a,22aに近接して配置されたスライダ部から加工スペース内に更に延び、これにより、第1及び第2工具担持体61,62は加工スペース内にて(スピンドル軸線に関して)第1及び第2ワークスピンドル21,22に近接して配置可能となる。
本実施形態において、第2スライダ部51b,53bはスピンドル軸に垂直、特に第工具担持スライダ52と同様に同一の方向Y、換言すれば鉛直方向に変位可能である。
図10は、図8の本発明の第2実施形態に係る工作機械の加工スペースの詳細図である 図10において、本実施形態によれば、第3工具担持体が二重のタレットヘッドの形態をなし、タレットヘッド62の各面が少なくとも2つのマウント3a,3a'を含み、これらマウントがタレット軸の方向Xに関して両側に配置されていることが分かる。
本実施形態によれば、第1及び第2ワークスピンドルが同軸的である場合、タレットヘッド62は、複数の工具Tをアライメント調整するために、タレット軸の方向Xに変位可能であり、この場合、第3工具担持体は、タレット軸の方向Xにタレットヘッド62を変位させることで、ワークスピンドル21,22の1つに対して、タレットヘッドの片面の第1又は第2マウント3a又は3a'をアライメント調整すべく構成されている。この際、伸縮可能なシャフトユニット52bが備えられ、このシャフトユニット52bは工具担持スライダ52aに配置されている。この場合、タレットヘッド62は伸縮可能なシャフトユニット52bにより、方向Xに変位可能である(図9参照)。
要約すれば、本発明は一般的なタイプの工作機械の改良を可能にして、これにより、本発明の工作機械は、可能な限りの多数の工具でもって複数のワークピース効率的に加工可能になり、コンパクトな構成及び機械工が可能な限り容易に覗き込むことができる加工スペースに加えて、複数の工具と複数のワークスピンドルに受け取られたワークピースとの間の相対移動の制御に関して最大限の自由度を可能にして、同時使用のための最大能力を有する。

Claims (15)

  1. 第1工具担持面(WTS1)を有する第1担持部分(1a)、第2工具担持面(WTS2)を有する第2担持部分(1b)及び前記第1及び第2担持部分間に配置され、第3工具担持面(WTS3)を有する中間担持部分(1c)を含む機械フレーム(1)であって、
    前記第1担持部分(1a)の前記第1工具担持面(WTS1)及び前記第2担持部分(1b)の前記第2工具担持面(WTS2)が前記機械フレーム(1)の同一の第1面に配置され、前記中間担持部分(1c)の前記第3工具担持面(WTS3)が前記機械フレーム(1)の前記第1面に対して実質的に垂直又は傾斜した第2面に配置されている、機械フレーム(1)と、
    前記第1担持部分(1a)に配置され、第1ワークピース(W1)を受け取る第1ワークスピンドル(21)と、
    前記第1ワークスピンドル(21)に対向して前記第2担持部分(1b)に配置され、第2ワークピース(W2)を受け取る第2ワークスピンドル(22)であって、該第2ワークスピンドル(22)のスピンドル軸が前記第1ワークスピンドル(21)のスピンドル軸に平行又は同軸的に方向付けられた第2ワークスピンドル(22)と
    前記第1担持部分(1a)の前記第1工具担持面(WTS1)に配置された第1工具担持スライダ(51)であって、該第1工具担持スライダ(51)上に第1工具担持体(61)が前記第1ワークスピンドル(21)に受け取られた第1ワークピース(W1)を加工するために配置されている、第1工具担持スライダ(51)と、
    前記第2担持部分(1b)の前記第2工具担持面(WTS2)に配置された第2工具担持スライダ(53)であって、該第2工具担持スライダ(53)上に第2工具担持体(63)が前記第2ワークスピンドル(22)に受け取られた第2ワークピース(W2)を加工するために配置されている、第2工具担持スライダ(53)と、
    前記中間担持部分(1c)の前記第3工具担持面(WTS3)に配置された第3工具担持スライダ(52)であって、該第3工具担持スライダ(52)上に第3工具担持体(62)が前記第1ワークスピンドル(21)に受け取られた第1ワークピース(W1)を加工し且つ前記第2ワークスピンドル(22)に受け取られた第2ワークピース(W2)を加工するために配置されている、第3工具担持スライダ(52)と
    を具備し、
    前記第3工具担持スライダ(52)は、前記第1及び第2ワークスピンドル(21,22)のスピンドル軸に対して横断する第1方向(X2)に変位可能であり、
    前記第3工具担持スライダ(52)は、前記第1及び第2ワークスピンドル(2,22)のスピンドル軸線に対して横断し且つ前記第1方向(X2)に対して横断する第2方向(Y2)に変位可能であり、
    前記第3工具担持体(62)は前記第1ワークスピンドル(21)と前記第2ワークスピンドル(22)との間に配置されている、工作機械。
  2. 前記第1及び/又は第2ワークスピンドル(21;22)は前記スピンドル軸の方向(Z)に変位可能である、請求項1に記載の工作機械。
  3. 前記第1担持部分(1a)の前記第1工具担持面(WTS1)及び前記第2担持部分(1b)の前記第2工具担持面(WTS2)は第1平面に実質的に広がり、前記中間担持部分(1c)の前記第3工具担持面(WTS3)は前記第1平面に対して垂直又は傾斜してアライメント調整された第2平面上実質的に広がっている、請求項1又は2に記載の工作機械。
  4. 前記第1及び第2工具担持部分(1a,1b)の各々は前記機械フレーム(1)の前記第2平面に配置された他の面(VS1,VS2)を有し、
    前記第2平面は前記他の面(VS1,VS2)に対して前記機械フレーム(1)内に凹んでいる、請求項3に記載の工作機械。
  5. 前記第2担持部分(1b)に面する前記第1担持部分(1a)の面(BS1)、前記中間担持部分(1c)の第3工具担持面(WTS3)及び前記第1担持部分(1a)に面する前記第2担持部分(1b)の面(BS2)は前記機械フレーム(1)内に加工スペースを形成する、請求項1〜4の何れかに記載の工作機械。
  6. 前記第1ワークスピンドル(21)は前記第1担持部分(1a)の第1工具担持面(WTS1)に配置されているか、及び/又は、前記第2ワークスピンドル(22)は前記第2担持部分(1b)の第2工具担持面(WTS2)に配置されている、請求項1〜5の何れかに記載の工作機械。
  7. 前記第1ワークスピンドル(21)は前記第1担持部分(1a)の第1スピンドル担持面(VS1)に配置されているか、及び/又は前記第2ワークスピンドル(22)は前記第2担持部分(1b)の第2スピンドル担持面(VS2)に配置され、前記第1スピンドル担持面(VS1)及び前記第2スピンドル担持面(VS2)は、前記第3工具担持面(WTS3)のように前記機械フレーム(1)の同一の前記第2面に配置されている、請求項1〜5の何れかに記載の工作機械。
  8. 前記第1担持部分(1a)の前記第1スピンドル担持面(VS1)及び前記第2担持部分(1b)の前記第2スピンドル担持面(VS2)は第3平面に実質的に広がり、前記第1平面は前記第3平面に対して実質的に垂直又は傾斜してアライメント調整されている、請求項7,3に記載の工作機械。
  9. 前記第2平面は前記第3平面に対して実質的に平行にアライメント調整され、前記第2平面は前記第3平面に対して前記機械フレーム(1)内に凹んでいる、請求項8に記載の工作機械。
  10. 前記第3工具担持スライダ(52)は複数のガイド(72a)上を案内され、前記ガイドは前記機械フレーム(1)における前記中間担持部分(1c)の前記第3工具担持面(WTS3)に固定されている、請求項1〜9の何れかに記載の工作機
  11. 前記第1及び第2工具担持スライダ(51;53)は前記スピンドル軸に対して平行又は横断する方向に変位可能である、請求項1〜10の何れかに記載の工作機械。
  12. 前記第1及び/又は第2工具担持体(61;63)は前記スピンドル軸を横断する第1方向(X1;X2)、該第1方向(X1;X2)を横断且つ前記スピンドル軸を横断する第2方向(Y1;Y2)、及び/又は前記スピンドル軸に平行な第3方向(Z1;Z2)に変位可能である、請求項1〜11の少なくとも1つに記載の工作機械。
  13. 前記第1及び/又は第2工具担持体(61;63)は工具タレットの形態をなし、前記スピンドル軸に平行なタレット軸回りに回転可能に取り付けられ且つ工具を担持するタレットヘッドを含む、請求項1〜12の何れかに記載の工作機械。
  14. 前記第3工具担持体(62)は少なくとも1つの工具タレット(62;62A;62B)を含む、請求項1〜13の少なくとも1つに記載の工作機械。
  15. 前記第1及び第2工具担持体(61;63)は前記スピンドル軸の同一側に実質的配置されている、請求項1〜14の何れかに記載の工作機械。
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