JP7473994B2 - 機械加工作業に使われる棒材を把持及び駆動する駆動工具及び同駆動工具の使用方法 - Google Patents

機械加工作業に使われる棒材を把持及び駆動する駆動工具及び同駆動工具の使用方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7473994B2
JP7473994B2 JP2022529706A JP2022529706A JP7473994B2 JP 7473994 B2 JP7473994 B2 JP 7473994B2 JP 2022529706 A JP2022529706 A JP 2022529706A JP 2022529706 A JP2022529706 A JP 2022529706A JP 7473994 B2 JP7473994 B2 JP 7473994B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
bar
driving
rotor
connection means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022529706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023509285A (ja
Inventor
レーア・ベルンハルト
Original Assignee
オート・エコール・アルク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オート・エコール・アルク filed Critical オート・エコール・アルク
Publication of JP2023509285A publication Critical patent/JP2023509285A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7473994B2 publication Critical patent/JP7473994B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B13/00Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock
    • B23B13/02Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock for turning-machines with a single working-spindle
    • B23B13/021Feeding device having intermittent movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/10Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/117Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers
    • B23B31/1173Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers using springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B23Q7/041Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers step by step
    • B23Q7/042Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers step by step for the axial transport of long workpieces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Description

本発明は、棒材(ロッド)の機械加工に使用される電気把持工具に関する。より具体的には、本発明による工具により、回転して機械加工される棒材を把持し駆動できるようにする。本工具の主な目的は、そのような操作において現在要するエネルギーの削減である。本発明はまた、本明細書に記載の駆動工具を備える旋盤のような機械、並びにその機械の使用方法を包含する。
棒材の機械加工の分野では、(工作)機械は、機械加工される棒材を回転駆動するのに使用されるスピンドルを備える。対応する把持の角速度は現在、制限されていて、少なくとも数ミリメートルなどの小さな直径の棒材の場合、加工可能性が制限される。通常のシステムは、空気圧又は油圧装置を基づいて、把持の角速度を維持しながら、機械加工する棒材を把持及び解放するのに使用される流体の漏れを維持する必要がある。漏れが許容される流体は、システムのタイプに応じて、圧縮空気又は加圧流体のいずれかである。このようなシステムは流体を管理する必要があるため、大きめになる。さらに、密封手段など、通常のシステムのいくつかの部品は、摩耗のために頻繁に交換する必要がある。液体の漏れは、エネルギーの過剰消費を引き起こす。さらに、流体をクロループ(閉ループ)で循環させるために処理する必要があり、これもある程度のエネルギーを必要とする。
現在のシステムのサイズも、少なくとも速度を上げる場合、あるいは加工片の寸法を小さくする場合、機械加工操作の精度の点で制限される。ゆえに、現在使用されているシステムを改善する余地がある。
一部の電気的システムは現在、クラッチとして使用されている。例えば、特許文献1(US2016040733A1)には、クランクシャフトに選択的に接続される、そのようなクラッチシステムが記載されている。このクラッチシステムにおいて、第1クラッチ部材は、クランクシャフトに取り付けられていてクランクシャフトによって駆動されるものであって、第2クラッチ部材は、第1クラッチ部材によって、第2クラッチ部材との係合又は係合解除を可能にするクラッチスプリング(コイルばねの1種)を手段として、駆動されるものである。電磁ユニットを使用してクラッチスプリングを作動させ、その直径を調整して2つのクラッチ部材間の接続を確立している。
このような電磁クラッチシステムは、機械加工される棒材を駆動するようには適合されていないし、機械的な接続手段を持たない。
米国特許公開第2016/040733号明細書
本発明の課題は、棒材の機械加工に適合した、現在使用されているシステムよりもコンパクトで、より少ないエネルギーを消費する駆動工具を提供することである。
本発明の別の課題は、現在使用されているシステムより速い角速度で良い精度を可能にして、効率がよい、棒材の機械加工に適合した駆動工具を提供することである。
本発明の別の課題は、費用効果が高く、小径の部品を機械加工するのにより適合した機械を提供することである。
本発明の別の課題は、高速で正確な機械加工操作を可能にする機械加工方法を提供することである。
これらの課題は、第1固定子と、第1固定子によって回転される第1回転子と、第1回転子によって駆動される第1接続手段とを備える駆動工具によって実現される。駆動工具は、第2固定子と、第2固定子によって回転される第2回転子と、第2回転子によって駆動される第2接続手段とをさらに備える。駆動要素は、これらの第1及び第2接続手段に接続されている。駆動要素は、第1及び第2接続手段の両方と接続可能にする第1端部及び第2端部を備えてよい。
駆動要素は、弾性的に変形可能で中空の要素であり、その直径は、その第1端部及び第2端部の相対的な角度位置に従って変更可能である。駆動要素の第1及び第2端部の相対角度位置は、第1回転子及び第2回転子間の相対角度位置を変更することによって、機械加工される棒材を把持又は解放するように適合可能である。よって、本願記載の駆動工具は、循環流体を含まないが、いくらかの潤滑剤を依然使用してもよい。回転子の回転は、電磁界を使用した電力によって生成される。本発明による駆動工具はコンパクトであり、よって、1センチメートル未満のように小さな直径を有する部品の機械加工のためにより精密である。
駆動要素の内径は、第1値と第2値のようないくつかの値の間で可変である。駆動要素の直径の第1値は、その自然な内径であってよい。駆動要素の直径の第2値は、自然の内径よりも大きい拡張内径であってよい。別の値、そのような第3値は、その自然の内径よりも小さい、駆動要素の収縮内径に相当してよい。駆動要素の内径の第2値は、駆動要素が接続されている第1回転子と第2回転子との間の相対角度位置の変動から生じる。そのような変動は、駆動要素の2つの端部間の相対角度位置のずれを生成する。任意選択で、駆動要素の内径の第3値は、駆動要素が接続されている第1回転子と第2回転子との間の相対角度位置の別の変動から取得可能である。そのような別の変動は、駆動要素の2つの端部間の相対角度位置の別のずれを生成する。相対角度 駆動要素の2つの端部間の相対角度位置は、正値又は負値のことがある。
駆動要素は、ねじりばねであってよい。
駆動要素の2つの端部間の相対角度位置の変動は、2つの固定子の少なくとも1つに送られる信号、あるいは駆動要素が接続されている回転子及び固定子からなる集合体の2つのうち少なくとも1つに送られる信号の周波数及び振幅の1つ又は両方の変調から取得可能である。
本発明による駆動工具は、1つ又はそれより多い数の締め付けトルクセンサをさらに備えてもよい。代替的に、又は追加的に、駆動要素の内面は、追加の材料層又はいくつか追加の材料層(軟質材料又は硬質材料のいずれか)を備えていてもよい。駆動要素が接続されている接続手段の内面は、独立して、1つの追加の層又は2つ以上の追加の材料層を備えていてもよい。
2つの接続手段及び駆動要素を備えるかそれらで構成する集合体は、接続手段及びより適切な寸法又は特性を有する駆動要素を備えるかその駆動要素で構成する別の集合体と交換可能に、駆動工具から容易に取り外せる。簡単に取り外せるということは、工具なしで、又は限られた数の工具で取り外せることを意味する。簡単に取り外せるということは、集合体の除去と交換を、数分、少なくとも1時間未満のような限られた時間内で実行可能であることを意味する。
本発明によれば、棒材を機械加工するように適合された機械は、少なくとも2つの駆動工具を備えてよく、一方を他方に対して独立して並進可能である。2つの駆動工具は、同軸に整列され、加工する棒材の長手方向軸線に対応する軸線に沿って一方を他方に対して平行移動するときに同軸に整列されたままであるように、共通の枠又は2つの別個の枠のいずれかの枠上に配置されてよい。そのような機械は、機械の各駆動工具を操縦するように適合されたコマンドユニットを備えてよい。駆動工具の操縦には、棒材の把持と解放、機械の駆動工具のいずれかを移動することと、選択的に把持力を決定することと、把持力を適応させることとが含まれる。コマンドユニットは、周波数変調ユニット及び振幅変調ユニットを備えてよく、あるいはそのような周波数変調ユニット及び振幅変調ユニットに接続されてよい。
本発明による棒材を機械加工する方法は、棒材が把持され、第1駆動工具によって回転駆動され、第1駆動工具が機械加工操作に適した制御された方法で枠に沿って移動する機械加工工程を備える。その間、第2駆動工具は、第1駆動工具によって駆動される棒材を解放できる。この方法はまた、棒材が把持され、第2駆動工具によって回転して駆動され、第2駆動工具が枠上で移動して棒材を工作機械に向かって送り込む供給工程備える。その間、第1駆動工具は棒材を解放して、棒材を工作機械に向けて移動させる。
機械加工工程は、第2駆動工具が、第1駆動工具から離れた後退位置で枠に沿って逆方向に並進され、第1駆動工具の近くに並進するときに棒材を把持しながら工作機械に向かって送り返すのに適したアーミング工程を備えてよい。
機械加工工程及び供給工程の一方又は両方は、実締め付けトルクが決定され、適用される締め付けトルクが、決定された締め付けトルクに応答して調整される制御工程を備えてよい。この方法では、締め付けトルクの低いしきい値と高いしきい値のうちの少なくとも1つを事前に決定してよく、低い及び高い締め付けトルク値のそれぞれが、許可締め付けトルクを定義する。したがって、適用される締め付けトルクは、低いしきい値と高いしきい値の一方又は両方によって定義された許可締め付けトルクに制限してよい。
本発明は、以下の図面の助けを借りてよりよく説明されるであろう。
図1は、本発明による駆動工具の概略図である。 図2は、機械加工工程及び供給工程における駆動工具の並進運動の概略図である。 図3aは、解放位置での駆動要素と、対応する接続手段の概略断面図である。 図3bは、把持位置での駆動要素と、対応する接続手段の概略断面図である。 図3cは、別の実施形態による駆動要素と、対応する接続手段の概略断面図である。 図3dは、別の実施形態による駆動要素と、対応する接続手段の概略断面図である。 図4は、棒材を把持する駆動要素の概略図である。 図5は、特定の駆動工具の2つの回転子のコマンドの概略図である。 図6は、周波数変調と振幅変調の例を示す。
本発明は、図1に示すように、機械加工される棒材R(ロッドR)を駆動する駆動工具1に関する。このような駆動工具1は、旋盤又はフライス盤のような機械、又は棒材を駆動して回転するのに使用される任意の他の機械に統合されるように適合されている。
このような機械は、機械加工される棒材Rを工作機械Tに対して把持し、毎分約10000から約50000回転の角速度、特に毎分15000、20000又はそれより多い回数の角速度での回転に棒材Rを駆動する必要がある。
棒材Rは、任意の円筒形の未加工材料を意味し、好ましくは、回転対称性を持つ製造部品を提供する、いくつかの機械加工工程に使用される材料である。そのような製造部品には、例えばチェスの駒の一部があろう。棒材Rは、鉄、鋼、又は他の任意の金属合金を含む金属系材料のような任意の材料のものであってよい。代替的に、棒材Rは、高分子材料、又はフードのような天然材料のものでもよい。棒材Rは、数センチメートルの直径RDを持つものでもよい。そのような棒材Rの長さは、数メートル、例えば、1から6メートルの間、又は3メートル前後であってよい。
この目的のために、以下に説明するように、機械は、製造操作に従って棒材Rを把持して駆動する駆動工具1を少なくとも1つ備える。駆動工具1は、第1回転子11を駆動する第1固定子10を備える。固定子及び回転子という用語は、固定された部分である固定子によって回転駆動される可動部分である回転子を備える集合体を示す。ここでは、可動部分は固定部分と同心である。回転子と固定子を備える集合体は、例えば、電気モーターの部品である。回転子及び固定子のうちの1つは、永久磁石又は電磁石を備えてよい。第1回転子を駆動して回転させる任意のタイプの配置を使用できる。第1回転子11は、少なくとも第1固定子10の電力によって決定されて変調可能な、角速度V1で回転できる。第1回転子11は、好ましくは円筒形を持つ中央の孔を備える。第1固定子の中央の孔は、第1回転子11の回転軸に対応する軸線XX’周りに対称的に中央配置されている。第1回転子11は、第1接続手段12を回転駆動する方法で、第1接続手段12に機械的に接続されている。第1接続手段12は、軸線XX’について対称的に中央配置されている中央の孔を備える。
好ましい1構成では、第1接続手段12は、第1回転子11と同軸である。これは、第1接続手段12の外面が、第1回転子11によって回転駆動されるように、第1の回転子11の内面と接触していることを意味する。しかしながら、第1接続手段12が第1回転子11に一体となっている代替的構成を検討してよい。さらに別の構成では、第1接続手段12は、第1回転子11によって回転して駆動されたまま、第1回転子11から突出してよい。別の構成によれば、第1接続手段12は、異なる寸法を有する別の接続手段に交換すべく、第1回転子11に取り外し可能に組み合わせてよい。第1接続手段12は、環状又は管状の形を持ってもよい。くりぬいた(オープンワークの)環状又はくりぬいた管のような代替形状、いくつかの組み合わされた平行環状部の集合体、あるいは中央の孔を有し、第1回転子11によって回転駆動されるように適合された他の任意の代替構成を想定できる。第1接続手段12は、金属でできていても、あるいは真ちゅうなどの金属合金ベースでできていてもよい。代替的に、硬質プラスチックポリマー又は軟質プラスチックポリマーのような高分子材料を使用してよい。第1接続手段12の形状及び構成とは独立して、それは、駆動要素3を機械的に接続することを可能にする接続点12aを備える。このような駆動要素3は、第1接続手段12の接続点12aで第1接続手段12に機械的に接続できる第1端部31を備える。駆動要素3は、軸線XX’を対称の中心とする中央の孔を持つ。駆動要素3は、好ましくは、その長手方向軸が軸線XX’に対応する中空円筒形を有する。駆動要素3にはまた、第1端部31とは反対側に第2端部32がある。
駆動要素3の第2端部32は、第2接続手段22に機械的に接続されていて、第2接続手段22は、軸線XX’を中心に対称的な中央の孔を持ち、第2回転子21によって回転駆動される部分である。第2回転子21は、それ自体、第2固定子20によって回転駆動される。第2回転子21は、少なくとも第2固定子21の力によって決定される角速度V2で回転する。有利には、角速度V2は変調できる。第2接続手段22は、第1接続手段12と同一でもよく、又は異なっていてもよい。それは、例えば、くりぬきなどない又はくりぬいた管部又は環部、あるいはいくつか組み合わされた環部の集合体であってもよい。第1接続手段12及び第2接続環部22の1つ又は複数が管である場合、その内径は均一でも均一でなくてもよい。例えば、そのような管の内径は、その先端間の中央部分よりもその先端にて、より小さくしてもよい。代替的に、内径が、管の内面よりも小さい内径を画定する管内に内環部をいくつか形成してもよい。第2接続手段22の形状及び構成とは独立して、それは、駆動要素3の第2端部32を機械的に接続できるようにする接続点22aを備える。
駆動要素3は、第1接続手段12及び第2接続手段22の一方又は両方に取り外し可能に接続できる。例として、駆動要素3の第1端部31及び第2端部32は、第1接続手段12及び第2接続手段22の一方又は両方にある(それら端部に)対応した窪みに挿入可能である。代替的に、駆動要素3は、その第1端部31及び第2端部32の一方又は両方に、第1接続手段12及び第2接続手段22の一方又は両方への接続点として提供される穴に挿入されるように適合されたフックを備えてもよい。これにより、駆動要素3を、そのサイズ又はその特性を機械加工操作の目的や機械加工される棒材Rの寸法に適合させるようなときに、容易に交換できる。しかしながら、駆動要素3が第1接続手段12及び第2接続手段22の一方又は両方と一体であることは除外されない。例えば、これらの接続手段に溶接又は圧着してよい。
本構成によれば、第1固定子10、第1回転子11及び第1接続手段12を備える集合体は、第2固定子20、第2回転子21及び第2接続手段22を備える集合体とは異なる。これらの2つの集合体のそれぞれは、第1固定子10を維持する第1保持部13と、第2固定子20を維持する第2保持部23のような専用の保持部に固定できる。代替的に、第1回転子11と第2回転子12の機能的な独立性を維持しつつ、第1保持部13と第2保持部23を1つの保持部に組み合わせてもよい。第1保持部13と第2保持部23は、棒材Rの機械加工に使用される機械の一部である。第1保持部13と第2保持部23はどちらも、棒材Rを工作機械Tに向かわせたり離したりして平行移動するように軸線XX’に平行な軸沿いに平行移動して摺動可能である。
上記の構成において、第1接続手段12と、第2接続手段22と、駆動要素3とは全て、軸線XX’に従って整列されていることを理解されたい。駆動要素3は、第1接続手段12と第2接続手段22との間に配置され、第1端部31と第2端部32の両方に機械的に接続されるようになっている。駆動手段3は、そのようにして第1接続手段12及び第2接続手段22の両方によって回転駆動可能である。
また、第1接続手段12及び第2接続手段22のそれぞれと、駆動要素3とは、それぞれが対応する内部中空空間210、300及び120を画定する中央の孔を有することを理解されたい(図3a、図3b)。第1接続手段12は、例えば、内径d12及び外径D12を持つ。第1回転子11での締め付け摩擦によって第1接続手段12が回転可能になるよう、第1接続手段12の外径D12は、例えば第1回転子11の内径に対応したものとするか、あるいは第1回転子11の内径より若干大きくてもよい。
第2接続手段22は、例えば、内径d22及び外径D22を持つ。第2回転子21での締め付け摩擦によって第2接続手段22が回転可能になるよう、第2接続手段22の外径D22は、例えば、第2回転子21の内径に対応していてよく、あるいは第2回転子21の内径より若干大きくてもよい。
第1接続手段の内径d12及び第2接続手段22の内径d22は、同一であっても異なっていてもよい。第1接続手段12の内径d12及び第2接続手段22の内径d22、併せて第1接続手段12の外径D12及び第2接続手段22の接続手段の外径D22は、予め定めていてかつ一定である。
機械加工される棒材Rは、第112及び第222の接続手段によって定義される中空空間120及び220を横切って滑ることができる。換言すると、第112及び第222の接続手段の内径d12及びd22は、機械加工される棒材Rの直径RDよりも大きい。「より大きい」という用語は、棒材Rが、対応する接続手段12及び22の内部空間210及び120にわたって、回転又は並進のいずれかで摺動可能にする意味として、ここでは理解されるべきである。棒材Rと接続手段12、22との間の滑らかな接触は、そのような接触がこれらの接続手段12、22に関して棒材Rの自由な動きを妨げないという条件で許容される。これは、第1接続手段12及び第2接続手段22が、棒材Rを長手方向軸線XX’に沿って案内可能にすることを意味する。例えば、第1接続手段12の内径d12と、第2接続手段22の内径d22は、棒材Rの直径RDの2%以下、又は5%以下、又は10%以下の値で大きくてもよい。
棒材の直径RDと、第1接続手段12の内径d12及び第2接続手段22の内径d22との間の他の特定の相対的寸法は、必要に応じて考慮してよい。棒材Rの直径RDは、典型的には、0.1cmから20cmの間、好ましくは2又は3cmから10cmの間で構成される。直径RDが1cm未満、例えば0.8cm前後、又は0.5cm、又はそれ未満の細い棒材Rもまた、本発明を使用して十分に機械加工される。
駆動要素3は、自然内径d3を持つ。駆動要素3の自然内径d3は、その第1端部31端部及び第2端部33のそれぞれに、反対の回転力が加えられていない場合のその内径に好ましくは相当する。駆動要素3の自然内径d3は、図3bに示すように、第1接続手段12の内径d12及び第2接続の内径d22の両方より小さい。この構成によれば、駆動要素3は、機械加工される棒材Rを自然に把持できる。
駆動要素3は、図3aに示すように、その内径をその自然値d3からより大きな値d3’に増加させて拡張内径d3’を得られるように弾性変形可能である。駆動要素3の拡張内径d3’の値は、第1接続手段12の内径d12及び第2接続手段22の内径d22の一方又は両方と等しくても、異なっていてもよい。さらに、駆動要素3は、その内径がその自然の内径3dの値よりも小さな値になるように弾性変形可能であってよい。これは、駆動要素3の自然直径3d(自然内径3d)によって提供される自然の把持よりも強い棒材Rの把持が必要な場合に特に便利である。
駆動要素3の自然内径d3は、機械加工される棒材Rの直径RD以下とすることを予め決めておく。結果として、棒材Rは、その内径がその自然の内径d3に相当するとき、駆動要素3の内部空間300にわたって配置されると、それ以上摺動不能である。駆動要素3の拡張内径d3’は、棒材Rが駆動要素3の内部空間300にわたって摺動可能に、棒材Rの直径RDよりも大きな値に決定される。結果として、棒材Rは、駆動要素3の第1端部31及び第2端部32に加えられる力がない状態で、駆動要素3によって回転駆動できる。駆動要素3の弾性力は、棒材Rを自然に把持し、第1回転子11及び第2回転子21の両方が同じ角速度Vで回転するとき、駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間に角度ずれを生成することなく、棒材Rを回転駆動できるようにする。
駆動要素3の内径が拡張値d3’までのより大きな値に増やすと、棒材Rと駆動要素3の内面との間の摩擦が減少し、その結果、棒材Rの回転に関与する駆動力が減少するか、あるいはそのような駆動力がなくなる。拡張内径d3’は、例えば、自然内径d3よりも小さい量だけ大きくできる。拡張内径d3’は、例えば自然内径d3の1%未満、5%未満、又は10%未満、大きくしてよい。駆動要素3の内径がその拡張値d3’まで増加するとき、駆動要素3の締め付けトルクは、50%超、70%超、好ましくは95%超、減らせる。1観点によれば、拡張内径d3’は自然内径d3に近いままであるが、駆動要素3の締め付けトルクは著しく減少する。例えば、内径d3’は、自然内径3dより3%未満大きくできる一方、締め付けトルクは、80%超、又は90%超、又は100%ぐらい減少する。ここで、自然内径d3と延長直径d3’との間の締め付けトルクの差は、棒材Rの直径RDが一定のままであるため、棒材Rの直径RDとは無関係であることに留意されたい。
また、駆動要素3の自然内径3dは、棒材Rの直径RDよりも大きく、自然内径3dを下回る値にすることにより、駆動要素3の棒材Rに対するより強い締め付け効果を可能にすると考えられる。
駆動要素3の内径のその自然値d3からそのより高い値d3’への変化は、図4に示すように、駆動要素の第1端部31及び第2端部32のそれぞれに2つの互いに反対向きの力F1及びF2を加えることによって得られる。
そのような反対向きの力F1及びF2は、第1回転子11及び第2回転子21回転子の一方の他方に対する相対角度位置の違い、それにより、第1接続手段12及び第2接続手段22の相対角度位置が変わることによって生成される。第1接続手段12及び第2接続手段22の相対角度位置の変化は、結果として、駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間にずれを生成する。第112及び第2接続手段22の相対角度位置は、例えば、第2接続手段22の接続点22aと比較した、第1接続手段12の第1接続点12aの相対位置によって特徴付けられる。第1接続点12a及び接続点22は、例えば、軸線XX’に平行な軸に沿って整列できる。この場合、駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間のずれは空データ(ヌル)である。第1接続手段12及び第2接続手段22の相対的な角度位置は、1°から20°の間に含まれる角度によって、又は5°から15°の間に含まれる角度によって、又は10°前後の角度によって変化してよく、それにより、駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間の対応するずれを生じる。そのようなずれの値は、例えば、駆動要素3の特性及び目標とする締め付けトルクに依存することが理解される。
負のずれもまた、駆動要素3による棒材Rの締め付けトルクを増加させると考えられることが理解されるべきである。例えば、-1°から-10°前後、好ましくは-1°から-5°前後の負のずれが適用可能である。
駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間の相対角度位置は、第1固定子11と第2固定子21の相対角度位置に相当し、これはまた、第1接続手段12と第2接続手段22の相対角度位置に相当することに留意されたい。それをそのように、相対角度位置として指定できる。
また、駆動要素3の第1端部31と第2端部32との間のずれは、相対的な角度位置の変動を示し、ずれとして指定できることも理解されたい。ずれは角度値によって決定される。
第1回転子11及び第2回転21がまだ回転していて、第1接続手段21及び第2接続手段22を駆動していても、駆動要素3は、その直径がその自然直径d3よりも大きな値に達すると、機械加工される棒材Rをもはや駆動できなくなる。
1実施形態によれば、相対角度位置は、0°、5°、10°、20°又はそれ以上のような1つ又はそれより多い所定のずれに相当する、所定の特定の値に到達可能である。相対角度位置は、ずれを0°から5°、又は0°から10°のような1目標値又はそれより多い目標値へ初期値から増やすように、変えられる。これは、駆動要素3の把持位置及び解放位置、並びに任意選択の1つ又はいくつかの所定の中間位置を備えるデュアルモードに相当するとしてよい。代替的に、相対的な角度位置をプログレッシブに変えて、第1値と最後の値の間の任意の中間値を取るようにしてもよい。例えば、ずれは0°から5°、又は0°から10°まで連続的に変えてもよい。これは、駆動要素3の締め付けトルクを最大値から最小値に調整可能にするプログレッシブモードに相当する。
上で説明したデュアルモードとプログレッシブモードは、必要に応じて負のずれに適用してよい。
デュアルモード又はプログレッシブモードが適用されるかどうかにかかわらず、駆動工具1は、実際に加えられる締め付けトルク(実締め付けトルク)を決定する手段を備えていてもよい。そのような手段は、棒材Rへの駆動要素3の圧力を決定するように適合された圧力センサ、第1回転子12(第1回転子11)又は第2回転子22の少なくとも1つの力を決定するように適合された電気消費センサ、又は任意の他の適切なセンサを備えてよい。実締め付けトルクは、それにより所定の変数に従って適合可能である。そのような所定の変数には、例えば、機械加工される棒材Rの材料、又は硬度のような棒材Rの特性の1つが含まれる。このような構成は、締め付けトルク制限の設定にも使用してよく、それにより、締め付けトルクが所定のしきい値に達するのを防げる。
より強い締め付けトルクが必要な場合、駆動要素3の内径を減少させるように相対角度位置を調整できる。その後、駆動要素3を収縮させる負のずれを取得してよい。駆動要素3と機械加工される棒材Rとの間の摩擦力は、そして増える。駆動要素3が、例えばシリコン又はゴム製弾性スリーブである場合、又はそれが織布又は不織布の布製の場合、そのような負のずれがより適切なこともある。駆動要素3が既に強い自然な締め付け力を有する場合、例えばねじりばねの場合、負のずれは、工作機械Tによって提供される機械加工抵抗よりも大幅に高い値で棒材Rの締め付けトルクを増加させるのにも有利な場合がある。
好ましくは、駆動要素3の内径が自然内径3dの値である場合、ずれは空データ(ヌル)である。駆動要素3の内径がその自然の内径3dよりも小さい場合、ずれは負である。駆動要素3の内径がその自然の内径3dよりも大きい場合、ずれは正である。ずれは、駆動要素3の内径がその拡張値3d’に達したとき最大としてよい。
好ましい1実施形態によれば、駆動要素3は、3個から30個のコイル、又は5個から20個のコイルのような所定数のコイルを持つねじりばね33を意味する。そのようなねじりばね33の自然内径d3は、機械加工される棒材Rの直径RDと同じであるか、又はそれ未満でさえあるように事前に決めている。このようなねじりばね33の締め付けトルクQは、以下の式(E1)に従って定義してよい。
(E1) Q=[(RD-d3)/(RD.d3)]EI(eμα -1)
ここで各記号とその意味は以下のとおりである。
Qは締め付けトルク、
RDは加工する棒材Rの直径、
d3は圧縮ばねの自然内径、
Eは圧縮ばねの鋼のヤング係数、
Iは圧縮ばねの断面の二次モーメント、
μは摩擦係数、
αは巻線角度を示す。
式(E1)によれば、締め付けトルクQ以外の変数は一定であるため、コイルの数を増やすと締め付けトルクQを改善できる。
逆に、圧縮ばね33に加えられる緩みトルクLは、以下の式(E2)で定義される。
(E2) L=[(RD-d3)/(RD.d3)]EI
ここで、各記号RD、d3、E、及びIは、式(E1)に対して上述で定義したとおりである。
緩みトルクLは、ねじりばね33のコイル数に依存しない。よって、ねじりばね33のコイルの数は、棒材Rを回転させるのに必要な締め付けトルクQに従って決定できる。そのような締め付けトルクQは、棒材Rの回転に対して工作機械Tによって提供される機械加工抵抗よりも高くなければならない。そのような機械加工抵抗は、例えば、機械加工される棒材Rの材料によって変化し得る。
第1接続手段11及び第2接続手段21の内面、併せて駆動要素3の1つは、追加の要素なしで上に説明されているが、これらの接続手段と駆動要素3の1つ又はそれより多いものが、1層又はそれより多い数の層を、それらの内面に配置して備えていてもよい。図3dは、第1接続手段12の内面に保護層121が設けられ、第2接続手段22の内面にも保護層221が設けられている例を示す。保護層221は、第1接続手段12の保護層121と同じ性質又は異なる性質である。駆動要素3の内面は(特に指定なく)自由であるが、これは、駆動要素3の内面にも保護層が設けられていることを排除するものではない。駆動要素3は、例えば、駆動要素3の摩耗を防げる保護層を備えてよい。
そのような保護層は、例えば、駆動要素3の完全な内面を覆う、ゴムのような弾性のある柔らかい材料でよい。代替的に、そのような保護材料のいくつかの帯状部を、駆動要素3の内面に配置してよい。駆動要素と組み合わされた保護層は、さらに、駆動される棒材Rのより良い把持を提供し得る。天然又は合成材料のポリマー材料は、それゆえ、棒材Rの把持の最適化に使用されて、駆動要素3の自然な締め付けトルクの低減を可能にする。保護層は、もしあれば、棒材Rの外面への損傷を防ぐのに十分に有利である。代替的に、とにかく機械加工のため棒材Rの表面を保存しないとするなら、駆動要素3の内面は、ハロー又は金属レリーフのような硬い把持材料を備えていてもよい。
接続手段12、22(第1接続手段12、第2接続手段22)の一方又は両方の内面はまた、棒材Rの摺動を妨げることなく、例えば案内部として使用される柔らかい層を備えていてもよい。よって、棒材Rは、駆動工具1によって駆動されない場合でも維持される。このような案内部は、環部又は環部の集合体の形態をとってもよい。図3cは、第2接続手段22が、棒材Rの案内部として機能する小さな内径d22を画定する円形の内部突起224と、比較的大きな内径d22’を画定する内部窪み223とを備える例を示す。内部窪み223は、棒材Rと第2接続手段22の内面との間の自由空間223を提供する。
1実施形態によれば、第1接続手段12と、第2接続手段22と、駆動要素3とからなる集合体は、容易に取り外せないように、駆動工具1にしっかりと統合されている。それから、駆動工具1は、所与の直径又は限定された範囲の直径を持ついくつかの棒材Rに適合される。しかしながら、駆動工具1がより多様な材料に適応可能であることは、有利である。この目的のために、第1接続手段12と、第2接続手段22と、駆動要素3とからなる集合体は、駆動工具1内に取り外し可能に配置される。第1接続手段12及び第2接続手段22は、例えば、対応する第1回転子10及び第2回転子20(第1固定子10及び第2固定子20)、あるいは対応する回転子と一体の中間保持部にねじ込み又は手動で把持させてよい。加工する材料の性質又は棒材Rの寸法に応じて、集合体のそれぞれが駆動要素3と第1接続手段12及び第2接続手段22を備えかつ特定の寸法又は特性を持つ集合体のセットをいくつか、駆動工具1のモジュール化の改良に使用できる。
本発明による駆動工具1は、コマンドユニットUによって作動する。特に、コマンドユニットUは、第1固定子10及び第2固定子20に電力を供給して、第1回転子11及び第2回転子21を回転駆動する。コマンドユニットUは、対応する第1回転子11及び第2回転子21の回転駆動に必要な信号を第1固定子10及び第2固定子20に送る。図6に、可能な配置の例を示す。例えば、3つの正弦波信号S1、S2、及びS3を、第1固定子10と第2固定子20に送信できる。例えば、第1正弦波信号S1と、第2正弦波信号S2と、第3正弦波信号S3は、次のように定義できる。
S1=Asin(wt)
S2=Asin(wt+2π/3)
S3=Asin(wt+4π/3)
ここで
は回転磁界の標準ベクトル、
wは周波数、
tは時間
を意味するものとする。
各固定子に供給される回転磁界のため、回転子は固定子によって回転する。固定子のそれぞれに送られる信号は、所定の周波数及び所定の振幅を有する正弦波信号S1、S2及びS3の集合体であってよい。よって、コマンドユニットUは、ずれを誘導するために、第1固定子10及び第2固定子20の少なくとも1つに送られる正弦波信号の周波数又は振幅のいずれか、あるいは周波数及び振幅の両方を変調するように適合されてよい。
コマンドユニットUは、この目的のために、第1固定子10と第2固定子20の少なくとも1つに供給される正弦波信号の周波数を変調するのに使用される周波数変調ユニットU1を備える。コマンドユニットUは、第1固定子10及び第2固定子20の少なくとも1つに供給される正弦波信号の振幅を変調するのに使用される振幅変調ユニットU2を備える。コマンドユニットUは、加えて、駆動要素3の締め付けトルクを決定可能にするセンサを備える、1つ又はそれより多い数のセンサに接続されてよい。
1実施形態によれば、駆動工具1の第1固定子10に送信される信号の周波数は変調され、同じ駆動工具1の第2固定子20に送信される信号の周波数は変化なしで維持される。その後、第1回転子11と第2回転子21の相対角度位置が変わる。周波数変調は、駆動要素3の配置に応じて、第2回転子21に関して第1回転子11の位相の進み又は位相の遅れのいずれかを誘発できる。
別の実施形態によれば、第2固定子20に送信される信号の周波数は変調され、第1固定子10に送信される信号の周波数は変化なしで維持される。周波数変調は、駆動要素3の配置に応じて、第1回転子11に関して第2回転子21の位相の進み又は位相の遅れのいずれかを誘発できる。
別の実施形態によれば、第2固定子20に送信される信号に併せて第1固定子10に送信される信号の周波数が変調される。周波数変調は、駆動要素3の特性に応じて、第2回転子21の位相の進み及び第1回転子11の位相の遅れ、あるいは逆に第2回転子21の位相遅れ及び第1回転子11の位相の進みを誘導できる。
信号の振幅は、対応する回転子によって駆動要素3に加えられるトルクを決定する。第1固定子と第2固定子との間の相対振幅は、駆動要素の端部に差動トルクを加えるように修正できる。そのような差分振幅は、例えば、棒材Rを解放するために駆動要素3を開放可能にする。
1実施形態によれば、相対角度位置のコマンドは、駆動工具の第1及び第2回転子に供給される電力のバリエーション(複数の異なる電力)を備える。
本発明はまた、図2に示すように、少なくとも1つの(上述した)駆動工具1を備える機械Mに関する。好ましい1実施形態によれば、機械Mは、軸線XX’に従って第1駆動工具1と位置合わせされた第1駆動工具1及び第2駆動工具1を備える。第2駆動工具1’は、第1接続点12a’を持つ第1接続手段12’と、接続点22a’を持つ第2接続手段22’と、第1端部31’及び第2端部32’を持つ駆動要素3’とを備える。第1端部31’と第2端部32’は、対応する接続手段12’、22’に機械的に接続されている。第1駆動工具1及び第2駆動工具1’のそれぞれは、軸線XX’によって定義される方向に枠4に沿って独立して摺動可能である。例えば、第1駆動工具及び第2駆動工具1’のそれぞれの第1保持部13及び第2保持部23は、1つ又はそれより多い数のレール上に配置して、工作機械Tの方向に、あるいは軸線XX’沿い反対方向に移動可能である。第1駆動工具1及び第2駆動工具1’は、1つ又はそれより多い数のアクチュエータによって枠4に沿って制御された方法で移動可能である。そのようなアクチュエータは、自動的に駆動されるように、コマンドユニットUに接続することによって有利になり得る。第2駆動工具1’は、コマンドユニットUに接続されている。
本機械Mの第1駆動工具1及び第2駆動工具1’は、同時に又は交互に、同じ棒材Rを把持するように適合されている。第1駆動工具1及び第2駆動工具1’は、所与の棒材Rを交互に把持すべく有利に使用される。例えば、第1駆動工具1は、工作機械Tの近くに配置され、機械加工されるように棒材Rを回転駆動できる。一方、第2駆動工具1は開いたままであり、これは、第1駆動工具1によって駆動される棒材Rが、第2駆動工具1’の駆動要素3’に関して自由であることを意味する。その間、第1駆動工具1は枠4に沿って並進運動し、加工作業中の工作機械Tに対する棒材Rの位置を制御できる。
第1駆動工具1は、棒材Rを解放している一方、工作機械Tから離れて配置された第2駆動工具1’は、その後、棒材Rを把持可能である。第2駆動工具1’は、棒材Rを第1駆動工具1にわたって摺動可能となって、工作機械Tに近い摺動範囲の遠端に配置する。棒材Rが追加の機械加工操作のために適切な場所に配置されると、第1駆動工具1が棒材Rを把持し、第2駆動工具1’が棒材Rを解放する。
したがって、第1駆動工具1及び第2駆動工具1’は、交代に作動されて、尺取虫のような(インチワームタイプの)進行を提供できる。
コマンドユニットUは、機械加工操作中に棒材Rを交互に把持及び解放するため、第1駆動工具1及び第2駆動工具1’に送信される信号を交互に変調するように適合されている。
本発明はさらに、図2に示されるように、上記のような駆動工具1、好ましくは本願記載の2つの駆動工具を使用して棒材Rを機械加工する処理に関する。
棒材Rを加工する処理は、棒材Rが工作機械Tと接触している間に棒材Rを回転駆動する機械加工工程H1を備える。機械加工工程H1の間、棒材Rは、駆動要素3が棒材R上で把持されている駆動工具1によって回転駆動される。駆動力は、工作機械Tによって提供される機械加工抵抗よりも高くなるように事前に決めてある。駆動要素3がねじりばね33の場合、締め付けトルクQは、好ましくは、加工抵抗に対して回転して棒材Rを駆動するように適合されている。駆動工具1の第1回転子12(第1回転子11)及び第2回転子22は、機械加工操作中の棒材Rの角速度に相当する同じ角速度Vで回転する。そのような角速度Vは、毎分約1000から約20000回の間で構成されてよいし、あるいは毎分20000回前後より高くてもよい。相対角度位置は、駆動要素3に棒材Rを把持させるように決定される。駆動要素3は、棒材Rを自然に把持するように構成されていて、通常、追加の締め付けトルクは必要ない。代替的に、より強い締め付けトルクが必要な場合、棒材R上の駆動要素3の締め付けトルクQを増加させるように、相対的な角度位置を変えてよい。
このような締め付けトルクQの増加は、コマンドユニットUによって提供される正弦波信号S1、S2、S3の周波数及び振幅の一方又は両方が、駆動要素3の内径d3を減少させるように変調されると得られる。この追加の収縮力は、周波数変調ユニットU1及び振幅変調ユニットU2の一方又は両方の適切な作用によって生成される。
加工工程H1の間、駆動工具1は、加工速度に適合された並進速度で、軸線XX’の方向に沿って枠4上を並進運動できる。複数の駆動工具1が関与する場合、工作機械Tに近い第1駆動工具1は、好ましくは、棒材Rを回転及び並進で駆動し、第2駆動工具1’は、棒材Rから分離されたままである。この目的で、第1接続手段12’の第1接続点12a’の相対角度位置と、第2駆動工具1’の第2接続手段22’の第2接続点22a’は、対応する駆動要素3’の内径を大きくする方法で、コマンドユニットUによって変調される。そのような直径の増加は、延長直径d3’に到達するのを可能にしてよい。この解放力は、周波数変調ユニットU1と振幅変調ユニットU2の一方又は両方の適切な作用によって生成される。
機械加工工程H1の終わりに、機械加工された棒材Rの部分は、機械加工済の部品を提供すべく工作機械Tの作用によって切断される。棒材Rの残りの部分は、その後、供給工程H2において工作機械Tの近くに供給可能である。供給工程H2においては、第1駆動工具1がそれを解放している間、工作機械Tから離れていて始めは第1駆動工具1から離れて配置されている第2駆動工具1’が、棒材Rを把持する。第2駆動工具1’による棒材Rの把持は、第1駆動工具1による棒材Rの把持と同様に行われる。第2駆動工具1’の駆動要素3’は、棒材Rを自然に締め付け可能である。換言すると、コマンドユニットUは、第2駆動工具1’の第1固定子10及び第2固定子20に同じ正弦波信号を提供する。第2駆動工具1’が棒材Rを把持している間、それは、工作機械Tで機械加工操作を開始するのに適合された距離、軸線XX’に沿って枠4上で移動する。第2駆動工具1’は第1駆動工具1に近づく。それは、第1駆動工具1に接触して到着することさえもしてよい。換言すると、機械加工工程H1で生じた棒材Rの先端は、新しい機械加工工程H1を始められるように、工作機械Tの近くに移動される。供給工程H2の間に、第1駆動工具1もまた、枠4上で移動されて、所定の場所に到達できる。そのような所定の場所は、例えば、機械加工工程H1が開始されるべき場所であってよい。代替的に、第1駆動工具1の並進は、第2駆動工具1’の並進の前又は後に実行される。そのようにして、新しい機械加工工程H1は始められ、そこでは、第1駆動工具1が棒材Rを回転駆動し、そして第2駆動工具1’は正弦波信号の適切な変調によって棒材Rの解放を完了する。
機械加工工程H1は、アーミング工程H3を備えてよい。アーミング工程H3では、第2駆動工具Yは、棒材Rの工作機械Tへの供給を準備するように適合された位置で枠4に沿って退行される。いくつかの機械加工操作下にある棒材Rは、第2駆動工具1’が第1駆動工具1から離れている位置に到達する。
機械加工工程H1及び供給工程H2のいずれか又は両方は、制御工程H4を備えてよく、ここで、締め付けトルクが決定され、加えられる締め付けトルクが調整される。1つ又はそれより多い数の締め付けトルク値をしきい値として事前に決定できる。例えば、ある低い締め付けしきい値が決定されて、その値を、締め付けトルクが棒材Rを機械加工するために、又はその機械加工操作中に棒材Rを安全に維持するために十分でないことを示すものとして使用してよい。より低い締め付けしきい値が検出されると、視覚的又は音声的、あるいは視覚的及び音声的の両方で、エラー信号又は警告信号のような信号がユーザに送信されてもよい。代替的に又はそれに加えて、ユーザが締め付けトルクの不足を修正するまで、安全上の理由で機械Mを停止できる。過剰な締め付けトルクQによる棒材Rの表面への潜在的な損傷を防ぐため、代替的又はさらに、より高い締め付けしきい値を事前に決定してよい。それゆえ、コマンドユニットUは、棒材Rに加えられる締め付けトルクQを、低い締め付けしきい値と高い締め付け値の1つ又は2つと比較し、そして比較結果に応じて第1駆動工具1と第2駆動工具1’に命令する。
棒材Rの長さが、その長さ以上の機械加工操作ができなくなるまで、機械加工工程H1及び供給工程H2が交互に実行されることに留意されたい。代替の機械加工工程H1及び供給工程H2の全ての一連の流れの間、第1駆動工具1又は第2駆動工具1’のいずれか、あるいは両方によって回転駆動されつつ、棒材Rの角速度は一定のままであることにも留意されたい。さらに、第1駆動工具1及び第2駆動工具1’の1つが棒材Rを解放する間、それら工具の対応する駆動要素3、3'は、棒材Rの角速度に対応する速度で、あるいは棒材Rの角速度に近い速度で回転を維持されることに留意されたい。このような構成は、角速度の著しい変動が起こらないので、機械加工処理の速度及び品質の改善を可能にする。
本願は例えば次の観点を提供する。
[観点1]
第1固定子(10)と、
第1固定子(10)に回転される第1回転子(11)と、
第1回転子(12)に駆動される第1接続手段(12)と、
第1接続手段(12)に機械的に接続されている第1端部(31)と、第2端部(32)とを持つ駆動要素(3)と
を備える、棒材(R)を回転駆動する駆動工具(1)において、
第2固定子(20)と、第2固定子(20)に回転される第2回転子(21)と、第2回転子(21)に駆動される第2接続手段(22)をさらに備え、第2接続手段(22)は駆動要素(3)の第2端部(32)に機械的に接続されていて、
駆動要素(3)は、弾性変形可能で空洞のある要素であり、駆動要素(3)の第1端部(31)及び第2端部(32)の相対角度位置に応じて前記要素の直径が可変であり、
第1回転子(11)及び第2回転子(21)の相対角度位置が、第1端部(31)及び第2端部(32)の相対角度位置を変えるように可変であること
を特徴とする、駆動工具(1)。
[観点2]
駆動要素(3)の内部直径が第1値と第2値との間で可変であることを特徴とする、観点1に記載の駆動工具。
[観点3]
駆動要素(3)の内部直径の第1値は、駆動要素(3)の自然内径(d3)であり、
前記第2値が、自然内径(3d)より大きな拡張内部直径(3d’)に相当することを特徴とする、観点2に記載の駆動工具。
[観点4]
駆動要素(3)の内部直径の第2値は、第1回転子(11)及び第2回転子(21)の相対角度位置の変動の結果から得られることを特徴とする、観点2又は3に記載の駆動工具。
[観点5]
駆動要素(3)の自然内径(d3)は、棒材(R)の直径(RD)以下であることを特徴とする、観点1から4のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点6]
駆動要素(3)がねじりばねであることを特徴とする、観点1から5のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点7]
駆動要素(3)の第1端部(31)及び第2端部(32)の相対角度位置の変動が、第1固定子(10)及び第2固定子(20)の少なくとも1つに送られた信号の周波数及び振幅の1つ又は両方の変調の結果であることを特徴とする、観点1から6のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点8]
少なくとも1つの締め付けトルクセンサをさらに備えることを特徴とする、観点1から7のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点9]
駆動要素(3)の1つ又はそれより多い内面と、第1接続手段(12)と、第2接続手段(22)とが、追加層を伴って提供されていることを特徴とする、観点1から8のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点10]
第1接続手段(12)及び第2接続手段(22)の集合体と、駆動要素(3)とが、駆動工具(1)から人手によって取り外し可能であることを特徴とする、観点1から9のいずれか一項に記載の駆動工具。
[観点11]
棒材(R)の機械加工に適合された機械(M)であって、
観点1から8のいずれか一項に記載の第1駆動工具(1)及び第2駆動工具(1’)を備え、第1駆動工具(1)及び第2駆動工具(1’)は、棒材(R)の長手方向軸線に対応する長手方向軸線XX’沿いに、枠(4)上でそれぞれ独立摺動可能に枠(4)上に同軸に配置されていることを特徴とする、機械。
[観点12]
第1駆動工具(1)及び第2駆動工具(1’)の少なくとも1つの制御用に適合されたコマンドユニット(U)をさらに備えることを特徴とする、観点11に記載の機械。
[観点13]
コマンドユニット(U)が、周波数変調ユニット(U1)を備える又は周波数変調ユニット(U1)に接続されていることと、
コマンドユニット(U)が、振幅変調ユニット(U2)を備える又は振幅変調ユニット(U2)に接続されていることを特徴とする、観点12に記載の機械。
[観点14]
棒材(R)が第1駆動工具及び第2駆動工具に交互に回転駆動され、かつ工作機械(T)に供給される、棒材(R)を機械加工する方法が、
棒材(R)が第2駆動工具(1’)から解放されている間、棒材(R)は第1駆動工具(1)に把持されかつ回転駆動される、機械加工工程(H1)であって、第1駆動工具(1)は枠(4)に沿って、機械加工操作に適して制御されて摺動される、機械加工工程(H1)と、
棒材(R)が第1駆動工具(1)から解放されている間、棒材(R)は第2駆動工具(1’)に把持されかつ回転駆動される、供給工程(H2)であって、第2駆動工具 (1’)は、棒材(R)を工作機械(T)に向かって供給できるように枠(4)に沿って摺動される、供給工程(H2)と
を備え、
第1駆動工具(1)及び第2駆動工具(1’)はそれぞれ、
第1固定子(10)と、第1固定子(10)に回転される第1回転子(11)と、第1回転子(12)に駆動される第1接続手段(12)と、
第2固定子(20)と、第2固定子(20)に回転される第2回転子(21)と、第2回転子(21)に駆動される第2接続手段(22)と、
第1接続手段(12)及び第2接続手段(22)に接続されていて弾性変形可能な駆動要素(3)と
を備え、
棒材(R)の解放が、第1回転子(11)及び第2回転子(12)の相対角度位置のずれから得られることを特徴とする、方法。
[観点15]
機械加工工程(H1)はアーミング工程(H3)を備え、アーミング工程(H3)において、第2駆動工具(1’)が、供給工程(H2)の間に棒材(R)を工作機械(T)に供給するのに適合された位置にて枠(4)に沿って後退されることを特徴とする、観点14に記載の方法。
[観点16]
機械加工工程(H1)及び供給工程(H2)の1つ又は両方が、制御工程(H4)を備え、制御工程(H4)において、実締め付けトルクが決定されて、与えられる締め付けトルクが、決定された締め付けトルクに応じて変調されることを特徴とする、観点14又は15に記載の方法。
[観点17]
前記締め付けトルクの低いしきい値及び高いしきい値の少なくとも1つは予め決めてあって、低いしきい値及び高いしきい値のそれぞれは許可締め付けトルクを定義していて、
与えられる締め付けトルクは前記許可締め付けトルクに制限されている
ことを特徴とする、観点15又は16に記載の方法。
1 駆動工具
10 第1固定子
11 第1ロータ
12 第1接続手段
120 第1接続手段の内部空間
121 保護層
12a 接続点
13 第1保持部
20 第2固定子
21 第2ロータ
22 第2接続手段
220 第2接続手段の内部空間
221 保護層
224 内部突起
22a 第2接続点
23 第2保持部
3 駆動要素
31 第1端部
32 第2端部
300 駆動要素の内部空間
d12 第1接続手段の内径
D12 第1接続手段の外径
d21 第2接続手段の外径
D21 第2接続手段の外径
d3 駆動要素の自然内径
d3’ 駆動要素の拡張内径
R 棒材(ロッド)
RD 棒材の直径
T 工作機械
XX’ 回転軸線

Claims (17)

  1. 第1固定子(10)と、
    前記第1固定子(10)に回転される第1回転子(11)と、
    前記第1回転子(1)に駆動される第1接続手段(12)と、
    前記第1接続手段(12)に機械的に接続されている第1端部(31)と、第2端部(32)とを持つ駆動要素(3)と
    を備える、棒材(R)を回転駆動する駆動工具(1)において、
    第2固定子(20)と、前記第2固定子(20)に回転される第2回転子(21)と、前記第2回転子(21)に駆動される第2接続手段(22)をさらに備え、前記第2接続手段(22)は前記駆動要素(3)の前記第2端部(32)に機械的に接続されていて、
    前記駆動要素(3)は、弾性変形可能な中空の要素であり、前記駆動要素(3)の前記第1端部(31)及び前記第2端部(32)の相対角度位置に応じて前記中空の要素の内部直径が可変であり、
    前記第1回転子(11)及び前記第2回転子(21)の相対角度位置が、前記第1端部(31)及び前記第2端部(32)の相対角度位置を変えて、加工対象の棒材を把持又は解放するように可変であること
    を特徴とする、駆動工具(1)。
  2. 前記駆動要素(3)の前記内部直径が第1値と第2値との間で可変であることを特徴とする、請求項1に記載の駆動工具。
  3. 前記駆動要素(3)の前記内部直径の第1値は、前記駆動要素(3)の前記第1端部及び前記第2端部それぞれに反対向きの力が加えられていないときの前記駆動要素(3)の内部直径に相当する、前記駆動要素(3)の自然内径(d3)であり、
    前記第2値が、前記自然内径(d3)より大きな拡張内部直径(d3’)に相当することを特徴とする、請求項2に記載の駆動工具。
  4. 前記駆動要素(3)の前記内部直径の第2値は、前記第1回転子(11)及び前記第2回転子(21)の相対角度位置の変動の結果から得られることを特徴とする、請求項2又は3に記載の駆動工具。
  5. 前記駆動要素(3)の前記自然内径(d3)は、前記棒材(R)の直径(RD)以下であることを特徴とする、請求項3又は請求項3を引用する請求項4に記載の駆動工具。
  6. 前記駆動要素(3)がねじりばねであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の駆動工具。
  7. 前記駆動要素(3)の前記第1端部(31)及び前記第2端部(32)の相対角度位置の変動が、第1固定子(10)及び第2固定子(20)の少なくとも1つに送られた信号の周波数及び振幅の1つ又は両方の変調の結果であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動工具。
  8. 前記駆動要素(3)によって前記棒材(R)にかけられるトルクを決定すべく適合された、少なくとも1つの締め付けトルクセンサをさらに備えることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の駆動工具。
  9. 前記駆動要素(3)と、第1接続手段(12)と、第2接続手段(22)とが内面を備え、
    前記駆動要素(3)と、前記第1接続手段(12)と、前記第2接続手段(22)とが備える前記内面のうち、1つ又はそれより多くの前記内面に、追加層が設けられていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の駆動工具。
  10. 前記第1接続手段(12)と、前記第2接続手段(22)と、前記駆動要素(3)との集合体が、前記駆動工具(1)の他の部品から人手によって取り外し可能であることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の駆動工具。
  11. 棒材(R)の機械加工に適合された機械(M)であって、前記機械(M)が、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の前記駆動工具として、第1駆動工具(1)及び第2駆動工具(1’)を備え、前記第1駆動工具(1)及び前記第2駆動工具(1’)は、前記棒材(R)の長手方向軸線に対応する長手方向軸線XX’沿いに、枠(4)上でそれぞれ独立摺動可能に前記枠(4)上に同軸に配置されていることを特徴とする、棒材(R)の機械加工に適合された機械(M)
  12. 前記第1駆動工具(1)及び前記第2駆動工具(1’)の少なくとも1つの制御用に適合されたコマンドユニット(U)をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載の機械。
  13. 前記コマンドユニット(U)が、周波数変調ユニット(U1)を備える又は周波数変調ユニット(U1)に接続されていることと、
    前記コマンドユニット(U)が、振幅変調ユニット(U2)を備える又は振幅変調ユニット(U2)に接続されていることを特徴とする、請求項12に記載の機械。
  14. 棒材(R)が第1駆動工具及び第2駆動工具に交互に回転駆動され、かつ工作機械(T)に供給される、棒材(R)を機械加工する方法が、
    前記棒材(R)が前記第2駆動工具(1’)から解放されている間、前記棒材(R)は第1駆動工具(1)に把持されかつ回転駆動される、機械加工工程(H1)であって、前記第1駆動工具(1)は枠(4)に沿って、機械加工操作に適して制御されて摺動される、機械加工工程(H1)と、
    前記棒材(R)が前記第1駆動工具(1)から解放されている間、前記棒材(R)は前記第2駆動工具(1’)に把持されかつ回転駆動される、供給工程(H2)であって、前記第2駆動工具(1’)は、前記棒材(R)を工作機械(T)に向かって供給できるように前記枠(4)に沿って摺動される、供給工程(H2)と
    を備え、
    前記第1駆動工具(1)及び前記第2駆動工具(1’)はそれぞれ、
    第1固定子(10)と、前記第1固定子(10)に回転される第1回転子(11)と、前記第1回転子(1)に駆動される第1接続手段(12)と、
    第2固定子(20)と、前記第2固定子(20)に回転される第2回転子(21)と、前記第2回転子(21)に駆動される第2接続手段(22)と、
    駆動要素(3)の第1端部(31)によって前記第1接続手段(12)に接続されていて、かつ前記駆動要素(3)の第2端部(32)によって前記第2接続手段(22)に接続されていることで、加工対象の棒材を把持又は解放するべく前記第1端部(31)及び前記第2端部(32)の相対角度位置に応じて前記駆動要素(3)の内部直径が可変である、弾性変形可能な前記駆動要素(3)と
    を備え、
    前記棒材(R)の解放が、前記第1回転子(11)及び前記第2回転子(21)の相対角度位置のずれから得られることを特徴とする、方法。
  15. 前記機械加工工程(H1)はアーミング工程(H3)を備え、前記アーミング工程(H3)では前記第2駆動工具(1’)が、前記第1駆動工具(1)から離れた位置であって、前記供給工程(H2)の間に前記棒材(R)を前記工作機械(T)に供給するのに適合された前記位置に、前記枠(4)に沿って後退されることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
  16. 前記機械加工工程(H1)及び前記供給工程(H2)の1つ又は両方が、制御工程(H4)を備え、前記制御工程(H4)において、前記棒材(R)の実締め付けトルクがトルクセンサによって決定されて、締め付けトルクが、決定された前記実締め付けトルクに応じて変調されることを特徴とする、請求項14又は15に記載の方法。
  17. 前記締め付けトルクの低いしきい値及び高いしきい値の少なくとも1つは予め決めてあって、低いしきい値及び高いしきい値のそれぞれ許可締め付けトルクを定義していて、
    与えられる前記締め付けトルクは前記許可締め付けトルクに制限されていることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
JP2022529706A 2019-12-04 2019-12-04 機械加工作業に使われる棒材を把持及び駆動する駆動工具及び同駆動工具の使用方法 Active JP7473994B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2019/060428 WO2021111171A1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Driving tool for clamping and driving a rod involved in machining operations and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023509285A JP2023509285A (ja) 2023-03-08
JP7473994B2 true JP7473994B2 (ja) 2024-04-24

Family

ID=68916492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022529706A Active JP7473994B2 (ja) 2019-12-04 2019-12-04 機械加工作業に使われる棒材を把持及び駆動する駆動工具及び同駆動工具の使用方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230001486A1 (ja)
EP (1) EP4069463B1 (ja)
JP (1) JP7473994B2 (ja)
WO (1) WO2021111171A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001121304A (ja) 1999-10-27 2001-05-08 Yubiron Fakuto:Kk パイプ状被削材の端末加工装置
JP2001225215A (ja) 2000-02-10 2001-08-21 Mitsubishi Electric Corp コレットチャック開閉装置および該コレットチャック開閉装置を備えた加工装置
US20040021276A1 (en) 2002-08-02 2004-02-05 Allan Scott W. Quick-connect chuck mechanism
JP2015526305A (ja) 2012-08-23 2015-09-10 ドラスト,クレイグ 旋盤のための改良されたスピンドルライナ部品

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH636030A5 (de) * 1979-02-08 1983-05-13 Tornos Sa Fabrique De Machine Stangenfoermigen werkstoff verarbeitender drehautomat.
WO2005065870A1 (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Citizen Watch Co., Ltd. 自動旋盤
US9556918B2 (en) 2013-04-10 2017-01-31 Litens Automotive Partnership Clutch assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001121304A (ja) 1999-10-27 2001-05-08 Yubiron Fakuto:Kk パイプ状被削材の端末加工装置
JP2001225215A (ja) 2000-02-10 2001-08-21 Mitsubishi Electric Corp コレットチャック開閉装置および該コレットチャック開閉装置を備えた加工装置
US20040021276A1 (en) 2002-08-02 2004-02-05 Allan Scott W. Quick-connect chuck mechanism
JP2015526305A (ja) 2012-08-23 2015-09-10 ドラスト,クレイグ 旋盤のための改良されたスピンドルライナ部品

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021111171A1 (en) 2021-06-10
US20230001486A1 (en) 2023-01-05
EP4069463B1 (en) 2024-02-07
EP4069463A1 (en) 2022-10-12
JP2023509285A (ja) 2023-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107530853B (zh) 具有主轴轴杆的刀具驱动机及操作方法
JP5465552B2 (ja) 非接触式トルク発生を伴う容器の閉蓋装置
US20110006490A1 (en) Chuck with jaw for workpiece having constant holding force
JPS58217204A (ja) 調節トルクの生成装置およびこの装置の操作方法
US11590624B2 (en) Internal grinding device for pipes and weld joints
CN114535631B (zh) 一种变刚度变阻尼磁流变液减振镗杆
TW200942360A (en) Rotation-resistance device for machine tool main shaft drive
JPS61288952A (ja) 工作物を回転加工する際に切断切削くずを製出するための方法及び装置
JP7473994B2 (ja) 機械加工作業に使われる棒材を把持及び駆動する駆動工具及び同駆動工具の使用方法
US6079303A (en) Automatic adjustable power chuck system and method
DE102013210199A1 (de) Werkzeug
CN105992561B (zh) 具有效应器的人工引导的材料和组织切割工具的移除率的可控调节方法和***及效应器
US9656365B1 (en) Honing tool and method
DE202017000022U1 (de) Honmaschine
US20140050543A1 (en) System and Method for Forming a Bore in a Workpiece
CN106141327A (zh) 具有端面驱动机的工件夹紧装置
CN109365681A (zh) 一种弹簧机自动送线校直装置
US11844581B2 (en) Tool with torque-actuated end effector
KR101685376B1 (ko) 구동속도 조절이 가능한 유체커플링
CN103894857B (zh) 数控车床弹簧夹头夹紧机构
US728458A (en) Fluid-pressure-operated chuck.
US20140245871A1 (en) Tool assembly for a rotating device
CN108274314A (zh) 一种超磁致伸缩驱动打磨机
EP0081383A2 (en) Improvements relating to honing
CN105829021A (zh) 用于加工轴止推轴承的精加工装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221028

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240313

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7473994

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150