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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Kombinationsdrehmaschine, die einen
Werkzeughalter aufweist, in den ein Werkzeug installierbar ist,
wobei der Werkzeughalter in drei Achsrichtungen bewegbar ist.
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Eine
derzeitige Kombinationsdrehmaschine, die bislang im Stand der Technik
bekannt ist, weist typischerweise einen Werkzeughalter auf, in den
ein Werkzeug von verschiedenen Typen installierbar ist, und der
Werkzeughalter ist so gestaltet, dass er in drei Achsenrichtungen
bewegbar ist (z. B. entlang drei rechtwinkligen Achsen der X-Achse,
Y-Achse und Z-Achse). In der Mehrzahl der Kombinationsdrehmaschinen
dieses Typs wird der Werkzeughalter in Aufwärts-/Abwärtsrichtungen
oder in bezüglich der horizontalen Ebene geneigten Richtungen
zugestellt, so dass das Werkzeug in ein Werkstück eintritt,
um einen Drehvorgang auszuführen. Jedoch würde, wenn
der Werkzeughalter in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung
oder in einer Richtung, die bezüglich der horizontalen
Ebene geneigt ist, zugestellt wird, die Durchbiegung des Werkstücks,
die durch die Schwerkraft durch sein eigenes Gewicht verursacht wird,
die Bearbeitungsgenauigkeit erheb lich unvorteilhaft beeinflussen.
Insbesondere würde, wenn der Werkzeughalter vertikal zugestellt
wird, das Ausmaß der Durchbiegung die maßlichen
Fehler direkt widerspiegeln. Vor diesem Hintergrund hat der Anmelder dieser
Anmeldung für die vorliegenden Erfindung in einem Versuch
eine größere Bearbeitungsgenauigkeit zu erreichen,
früher eine Kombinationsdrehmaschine, wie in
JP 2000-254802 A beschrieben
ist, vorgeschlagen.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 7 eine herkömmliche
Kombinationsdrehmaschine 30 beschrieben. 7 ist
eine schematische Darstellung, die die Kombinationsdrehmaschine 30 gemäß der
eigenen früheren Erfindung des Anmelders zeigt.
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In
der Kombinationsdrehmaschine 30 ist ein Werkzeugschlitten 32 auf
einem Bett 31 montiert und so gestaltet, um in einer Z-Achsenrichtung
(rechtswärts und linkswärts) verschiebbar zu sein;
ein Querschlitten 33 ist auf dem Werkzeugschlitten 32 montiert,
und ist so gestaltet, um in einer Y-Achsenrichtung rechtwinklig
zu der Z-Achse (vorwärts und rückwärts)
verschiebbar zu sein; und ein Werkzeughalter 34 ist an
einer vorderen Fläche des Querschlittens 33 montiert
und so gestaltet, um in einer X-Achsenrichtung (aufwärts
und abwärts) verschiebbar zu sein. Der Werkzeughalter 34 ist
mit zwei Werkzeugmontageabschnitten versehen, einen zum Halten eines Werkzeugs 35 mit
seinem in die X-Achsenrichtung gerichteten Halter, und der andere
zum Halten eines Werkzeugs 36 mit seinem in die Y-Achsenrichtung gerichteten
Halter. Jedes Werkzeug 35, 36 weist den Halter
und einen Einsatz auf. Der Halter des Werkzeugs 35 hat,
so wie er in dem Werkzeugmontageabschnitt des Werkzeugshalters 34 montiert
ist, eine Längsachse, die sich in der X-Achsenrichtung
erstreckt, während der Halter des Werkzeugs 36,
so wie er in dem Werkzeugmontageabschnitt des Werkzeughalters 34 montiert
ist, eine Längsachse hat, die sich in der Y-Achsenrichtung
erstreckt. Der Einsatz jedes Werkzeugs 35, 36 ist
in Längsrichtung an einem Ende des zugehörigen
Halters vorgesehen. Jedes der Werkzeuge 35, 36 ist
so gestaltet, dass die Längsachse des Einsatzes parallel
zu der Längsachse des zugehörigen Halters ist.
So ist die Richtung der Längsachse des Einsatzes des Werkzeugs 35 in die
X-Achsenrichtung gerichtet, während die Richtung der Längsachse
des Einsatzes der Werkzeugs 36 in die Y-Achsenrichtung
gerichtet ist.
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Es
ist zu verstehen, dass die Kombinationsdrehmaschine 30 weiterhin,
obwohl keines davon gezeigt ist, einen Spindelstock und einen Reitstock
aufweist, die so gestaltet sind, um ein Werkstück W in
einer Weise zu halten, die es dem Werkstück W erlaubt,
sich um eine Achse C zu drehen, die parallel zu der Z-Achsenrichtung
ist.
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Mit
der oben beschriebenen Kombinationsdrehmaschine 30 wird
im normalen Betrieb der Werkzeughalter 34 in der X-Achsenrichtung
zu einem Werkstück W, das rotiert wird, zugestellt, so
dass ein Drehvorgang durch das Werkzeug 35 mit seinem Arbeitspunkt
an einer Oberseite des Werkstücks W festgelegt durchgeführt
wird. Anderseits wird der Werkzeughalter 34 in Fällen,
wo ein schwereres Werkstück bearbeitet und/oder eine Bearbeitung
mit größerer Genauigkeit verlangt wird, in der
Y-Achsenrichtung zu dem Werkstück W, das rotiert wird,
zugeführt, so dass ein Drehvorgang durch das Werkzeug 36 mit
seinem Arbeitspunkt an einem horizontalen Punkt des Werkstücks
W festgelegt ausgeführt wird.
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Im
Allgemeinen wäre es in einigen Fällen wünschenswert,
dass die Zustellrichtung des Werkzeughalters der Kombinations drehmaschine
entsprechend den Bedingungen, wie der Form eines zu bearbeitenden
Werkstücks, Beschränkungen des für Bearbeitungsvorgänge
zur Verfügung stehenden Raums, etc., geändert
wird. Jedoch ist in der vorgenannten Kombinationsdrehmaschine 30 die
Zustellrichtung des Werkzeughalters auf entweder die vertikale Richtung
(parallel zu der X-Achse) oder die horizontale Richtung (parallel
zu der Y-Achse) beschränkt, und so würde es Fälle
geben, in denen der Werkzeughalter nicht in der am meisten gewünscht vorstellbaren
Richtung zustellbar ist. Weiterhin ist gemäß den
herkömmlichen Kombinationsdrehmaschinen die Längsachse
des Werkzeugeinsatzes so gestaltet, um parallel mit der Längsachse
seines Halters zu sein, und so ist die Zustellrichtung des Werkzeughalters
logischerweise parallel zu der Richtung, in der das Werkzeug (Halter)
gehalten wird. Daher müssen, um eine Kombinationsdrehmaschine,
in der die Zustellrichtung des Werkzeughalters entsprechend den verschiedenen
Bedingungen verändert werden kann, viele Werkzeugmontageabschnitte,
jeder zum Halten eines Werkzeugs in dem Werkzeughalter in einer
unterschiedlichen Richtung vorgesehen sein, und dies würde
zwangsläufig den Werkzeughalter auf ein unbrauchbar großes
Ausmaß vergrößern.
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Daher
gibt es einen Bedarf, eine Kombinationsdrehmaschine, in der ein
Werkzeughalter in der am meisten gewünschten oder idealen
Richtung entsprechend den Bedingungen wie der Form des zu bearbeitenden
Werkstücks, Beschränkungen des für den
Bearbeitungsvorgang zur Verfügung stehenden Raums, etc.
zugestellt werden kann, bereit zu stellen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in einem Versuch, die obigen Nachteile
zu eliminieren, getätigt, und erläuternde, nicht
beschränkende Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung kön nen die obigen Nachteile und andere nicht
oben beschriebene Nachteile überwinden.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kombinationsdrehmaschine
bereit zu stellen, die Folgendes aufweist:
Eine Werkstückhaltevorrichtung,
die so gestaltet ist, um ein Werkstück in einer Weise zu
halten, die es dem Werkstück erlaubt, um eine Achse parallel
zu einer Richtung einer horizontalen Z-Achse zu rotieren;
einen
Werkzeughalter, der so gestaltet ist, um ein Werkzeug, das einen
Halter und einen Einsatz aufweist, zu halten, wobei der Halter eine
Längsachse aufweist, die sich der Länge nach erstreckt,
und der Einsatz längsseitig an einem Ende des Halters vorgesehen
ist, wobei zumindest eines von dem Werkzeughalter und der Werkstückhaltevorrichtung
so gestaltet ist, um so beweglich zu sein, um eine Relativbewegung
des durch den Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs und des durch
die Werkstückhaltevorrichtung gehaltenen Werkstücks
in drei Richtungen, von einer X-Achse, einer Y-Achse und der Z-Achse,
zu erlauben, wobei die X-Achse senkrecht zu der Z-Achse ist, die
Y-Achse senkrecht zu der Z-Achse und zu der X-Achse ist, und der
Werkzeughalter so gestaltet ist, um einen Weiterschaltbetrieb des
Werkzeugs, das dabei in eine Position gehalten wird, in der die
Längsachse des Halters parallel zu der X-Achsenrichtung
ist, auszuführen, wobei der Einsatz des durch den Werkzeughalter
gehaltenen Werkzeugs, abgewinkelt ist, so dass eine Längsachse
des Einsatzes in einer von der X-Achsenrichtung weg und näher
hin zu einer horizontalen Achse in einer Ebene, die die X-Achse
und die Y-Achse enthält, geneigten Position angeordnet
ist; und
eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um die Relativbewegung
des Werkzeugs und des durch die Werkstückhalteeinrichtung
gehalten Werkstücks, und den Betrieb des Werkzeughalters,
der das Werkzeug weiterschaltet, zu steuern, wobei, während
das Werkzeug und/oder das Werkstück relativ zueinander
in einer Richtung der Längsachse des Einsatzes bewegt werden,
ein Drehvorgang ausgeführt wird.
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In
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kombinationsdrehmaschine,
wie oben im ersten Aspekt beschrieben, weiterhin einen Werkzeugwechsler
zur Verwendung beim Ersetzen eines Werkzeugs durch ein anderes durch
den Werkzeughalter zu haltenden Werkzeug aufweisen. Mit diesem zusätzlichen
Merkmal kann die Steuereinrichtung so konfiguriert sein, um eine
Richtung der Relativbewegung des Werkzeugs und/oder des Werkstücks
entsprechend einer Richtung der Längsachse des Einsatzes
des durch den Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs, dessen Richtung
der Längsachse des Einsatzes bezüglich der des
Halters unterschiedlich ist von der des Werkzeugs, das unter Verwendung
des Werkzeugwechslers ersetzt wurde, zu ändern.
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In
der wie oben in dem ersten Aspekt beschriebenen Kombinationsdrehmaschine
kann der Werkzeughalter in einem dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ein Revolverkopf sein, der gestaltet ist, um eine Mehrzahl
von Werkzeugen, deren Richtungen von Längsachsen von Einsätzen
bezüglich zu denen von zugehörigen Haltern verschieden voneinander
sind. Der Revolverkopf ist um die Z-Achse drehbar und der Weiterschaltvorgang
des Werkzeughalters kann durch Drehen des Revolverkopfs in eine
Position, in der eine Längsachse eines Halters von einem
der Werkzeuge paral lel zu der X-Achsenrichtung ist, durchgeführt
werden. Mit diesem zusätzlichen Merkmal kann die Steuereinrichtung
so konfiguriert sein, um eine Richtung der Relativbewegung von dem
einen von den Werkzeugen und/oder dem Werkstück entsprechend
einer Richtung einer Längsachse eines Einsatzes von einem
der Werkzeuge, zu ändern.
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Verschiedene
Ausführungen entsprechend der vorliegenden Erfindung, die
später detailliert beschrieben werden, können
wie folgt, einige vorteilhafte Effekte erzielen:
Entsprechend
der oben im ersten Aspekt beschriebenen Ausgestaltung ist der Einsatz
des durch den Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs abgewinkelt, so
dass die Längsachse des Einsatzes in einer von der X-Achsenrichtung
weg und näher hin zu der horizontalen Achse in der Ebene,
die die X-Achse und die Y-Achse enthält, geneigten Position
angeordnet ist, und die Steuereinrichtung kann den Drehvorgang ausführen,
während das Werkzeug und/oder das Werkstück dazu
veranlasst werden, relativ zueinander in der Richtung der Längsachse
des Einsatzes entsprechend der Form und/oder Gewicht und/oder dergleichen
des Werkstücks, bewegt zu werden. Daher kann, wenn ein
geeignetes Werkzeug mit einem Einsatz, dessen Längsachse
in eine gewünschte Richtung gerichtet ist, durch den Werkzeughalter
entsprechend der Form, Gewicht und dergleichen des Werkstücks
gehalten wird, dann der Drehvorgang mit dem Werkzeughalter, der
einwärts des Werkstücks in der Längsachsenrichtung
des Einsatzes zugestellt wird, ausgeführt werden, so dass
die Bearbeitungen mit erhöhter Genauigkeit ausgeführt
werden kann. Weiterhin sollte der Werkzeughalter in dieser Ausgestaltung
nicht unbedingt mit zwei oder mehreren Werkzeugmontageabschnitten
oder dergleichen, die so gestaltet sind, um das Werkzeug in unterschiedlichen
Richtungen voneinan der zu halten, versehen sein, so dass der Drehvorgang,
der ausgeführt wird während dem die Zustellrichtung
des Werkzeugs geändert wird, möglich gemacht wird,
ohne den Werkzeughalter und die Drehmaschine insgesamt zu vergrößern.
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Entsprechend
der Ausgestaltung mit dem wie oben im zweiten Aspekt beschriebenen
zusätzlichen Merkmal kann mit der Hilfe des Werkzeugwechslers
zur Verwendung beim Ersetzen eines Werkzeugs durch ein anderes durch
den Werkzeughalter zu haltenden Werkzeug, die Richtung der Längsachse
des Einsatzes des durch den Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs
mit einem neuen Werkzeug, das eine unterschiedliche Richtung der
Längsachse des Einsatzes hat, geändert werden,
wohingegen die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, um die Richtung
der Relativbewegung des Werkzeugs und/oder des Werkstücks
entsprechend der Richtung der Längsachse des ausgewechselten
neuen durch den Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs zu ändern.
Die Verwendung des Werkzeugwechslers ermöglicht es, die
Richtung der Längsachse des Einsatzes zu verändern
und somit kann eine Erleichterung der Verwendung und eine Effektivität
im Betrieb erreicht werden.
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Andererseits
ist entsprechend der Ausgestaltung mit dem zusätzlichen
oben im dritten Aspekt beschriebenen Merkmal der Werkzeughalter
ein Revolverkopf, der so gestaltet ist, um eine Mehrzahl von Werkzeugen,
deren Richtungen von Längsachsen von Einsätzen
bezüglich denen von zugehörigen Haltern unterschiedlich
voneinander sind, zu halten, wobei der Revolverkopf um die Z-Achse
drehbar ist, und der Werkzeughalterweiterschaltbetrieb, der durch Drehen
des Revolverkopfs in eine Position, in der eine Längsachse
eines Halters von einem der Werkzeuge parallel zu der X-Achsenrichtung
ist, ausgeführt wird, wohingegen die Steuereinrichtung
so konfiguriert ist, um eine Richtung der Relativbewe gung von dem
einen der Werkzeuge und/oder dem Werkstück entsprechend
einer Richtung einer Längsachse eines Einsatzes des Weitergeschalteten
der Werkzeuge zu ändern. Daher ist der Werkzeugwechsler nicht
erforderlich, so dass eine Verkleinerung der Drehmaschine insgesamt
erreicht werden kann. Weiterhin kann über eine Veränderung
der Zustellrichtung das Werkzeug im Vergleich mit der alternativen Ausgestaltung,
in der das Werkzeug unter Verwendung des Werkzeugwechslers gewechselt
wird, schneller gewechselt werden, und so kann die Effektivität
im Betrieb verbessert werden.
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Der
obige Aspekt, andere Vorteile und weitere Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden durch eine genaue Beschreibung von erläuternden, nicht
beschränkenden Ausführungsformen davon, unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen mehr verdeutlicht, in
denen:
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1 eine
Gesamtansicht einer Kombinationsdrehmaschine, entsprechend einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
schematische Darstellung der Kombinationsdrehmaschine wie von der
Z-Achsenrichtung aus gesehen, ist;
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3 eine
schematische Darstellung eines Werkzeughalters zum Verdeutlichen
von einem Bewegungsbereich desselben, ist;
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4 eine
schematische Darstellung ist, die den durch das Auswechseln eines
Werkzeugs und die Bewegung des Werkzeughalters relativ zu einem Werkstück
verursachten Wechsel der Zustellrichtung zeigt;
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5 eine
schematische Darstellung ist, die eine erste beispielhaft modifizierte
Ausführungsform der Kombinationsdrehmaschine zeigt;
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6 eine schematische Darstellung ist, die eine
zweite beispielhaft modifizierte Ausführungsform der Kombinationsdrehmaschine
zeigt; und
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7 eine
schematische Darstellung ist, die eine herkömmliche Kombinationsdrehmaschine
entsprechend einer eigenen früheren Erfindung des Anmelders
zeigt.
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Beispielhafte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 ein
allgemeiner Aufbau einer Kombinationsdrehmaschine 1 gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Die Kombinationsdrehmaschine 1 weist ein Bett 2,
einen auf dem Bett 2 montierten und so gestalteten Werkzeugschlitten 3,
um entlang des Betts 2 in einer Z-Achsenrichtung (rechtswärts
oder linkswärts) verschiebbar zu sein, einen auf dem Werkzeugschlitten 3 montierten
Querschlitten 8, der so gestaltet ist, um entlang des Werkzeugschlittens 3 in
einer Y-Achsenrichtung senkrecht zu der Z-Achse (vorwärts
und rückwärts) verschiebbar zu sein, und einen
an einer vorderen Oberfläche des Querschlittens 8 montierter Hubschlitten 9 auf,
der so gestaltet ist, um entlang des Querschlittens 8 in
einer X-Achsenrichtung senkrecht zu der Y-Achse und zu der Z-Achse
(aufwärts und abwärts) verschiebbar zu sein. Die
Kombinationsdrehmaschine 1 weist weiterhin einen an einer vorderen
Oberfläche des Hubschlittens 9 montierten Werkzeughalter 4 auf,
der so gestaltet ist, um ein Werkzeug 21 zu halten. Darüber
hinaus sind ein Spindelstock 10 und ein Reitstock 11 vor
dem Querschlitten 8 vorgesehen, um zusammen als eine Werkstückhaltevorrichtung
zu funktionieren, und sind so gestaltet, um ein Werkstück
W in einer Wei se zu halten, die es dem Werkstück W erlaubt,
um eine C-Achse parallel zu der Z-Achse zu rotieren. Zusätzlich
ist ein Wechselarm 7, der so gestaltet ist, um in der Z-Achsenrichtung
verschiebbar und um eine B-Achse parallel zu der Z-Achse drehbar
zu sein, an einer Position linksseitig des Querschlittens 8 vorgesehen,
um damit ein Werkzeug 21 durch ein anderes durch den Werkzeughalter 4 gehaltenes
zu ersetzen. Der Betrieb des Werkzeugschlittens 3, Querschlittens 8,
Hubschlittens 9, Spindelstocks 10, Reitstocks 11,
Wechselarms 7 und anderer Komponenten der Kombinationsdrehmaschine 1 werden
durch eine NC-Einheit 24 (Steuereinrichtung) gesteuert.
Mit Bezugszeichen 12 ist ein Werkzeugmagazin, das so gestaltet
ist, um eine Mehrzahl von verschiedenartigen Werkzeugen zu speichern,
bezeichnet.
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Die
nächste Erörterung ist auf den Werkzeughalter 4 gerichtet,
der unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben
wird.
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Der
Werkzeughalter 4 weist einen Werkzeugmontageabschnitt 6 auf,
der so gestaltet ist, um ein Werkzeug (z. B. eines von Werkzeugen 21, 22, 23),
das einen Einsatz 21a, 22a, 23a und einen
Halter 21b, 22b, 23b aufweist, aufzunehmen
und zu halten. Jeder Halter 21b, 22b, 23b weist
eine Längsachse, die sich der Länge nach erstreckt,
auf, und der Einsatz 21a, 22a, 23a ist
in Längsrichtung (in der Richtung der Längsachse)
an einem Ende des zugehörigen Halters 21b, 22b, 23b vorgesehen.
Der Werkzeugmontageabschnitt 6 ist so gestaltet, dass er
in der Lage ist, den Halter 21b, 22b, 23b von
jeglichem der verschiedenartigen Werkzeuge 21, 22, 23, deren
Einsätze 21a, 22a, 23a z. B.
in Form, Richtung der Längsachse bezüglich des
Halters 21b, 22b, 23b, oder dergleichen
voneinander unterschiedlich sind, aufzunehmen. Darüber
hinaus ist der Werkzeughalter 4 so gestaltet, um sich jeweils
in der Y-Achsenrichtung zwischen Positionen Q1 und Q2 und in der
X-Achsenrichtung zwischen Positionen Q2 und Q3 zu bewegen wenn der
Querschlitten 8 und der Hubschlitten 9 bewegt
werden. In 3 ist mit dem Bezugszeichen 15 ein
Türelement bezeichnet, das so gestaltet ist, um einen Bearbeitungsraum
zu verschließen, und mit dem Bezugszeichen 16 ist
eine Schutzabdeckung bezeichnet, die so gestaltet ist, um eine Gleitoberfläche
des Reitstocks 11 zu schützen. Tatsächlich
sind das Türelement 15 und die Schutzabdeckung 16 in
der Kombinationsdrehmaschine 1 vorgesehen, obwohl keines
davon in 1 und 2 gezeigt
ist.
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Als
nächstes wird nachstehend ein Drehvorgang, der mit der
oben beschriebenen Kombinationsdrehmaschine 1 ausgeführt
wird, beschrieben.
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Im
normalen Betrieb der Kombinationsdrehmaschine 1 wird zuerst
ein Werkzeug 21, dessen Längsachse des Einsatzes 21a parallel
zu der Längsachse des Halters 21b ist, in dem
Werkzeughalter 4 installiert, und das Werkzeug 21 wird
in eine Position, in der die Längsachse des Halters 21b parallel
zu der X-Achsenrichtung ist, weitergeschaltet. Danach wird der Hubschlitten 9 aufwärts
oder abwärts bewegt. Auf diese Weise wird der Werkzeughalter 4 in
der X-Achsenrichtung, das ist die Richtung der Längsachse
des Einsatzes 21a, in ein Werkstück W, das rotiert
wird, zugestellt, so dass der Drehvorgang durch das Werkzeug 21 mit
seinem auf einer Oberseite des Werkstücks W festgelegten
Arbeitspunkt ausgeführt wird. Andererseits wird in Fallen,
in denen ein schwereres Werkstück W bearbeitet wird und/oder
eine Bearbeitung mit höherer Genauigkeit verlangt ist,
das durch den Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug 21 durch den
Einsatz des Wechselarms 7 in das Werkzeug 23 ausgewechselt.
Das Werkzeug 23 weist den Halter 23b und den Einsatz 23a,
der auf dem Halter 23b vorgesehen ist und dessen Längsachse
rechtwinklig zu der des Halters 23b ist, auf. Wenn das
durch den Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug 23 in
eine Position, in der die Längsachse des Halters 23b parallel zu
der X-Achsenrichtung ist, weitergeschaltet wird, wird die Längsachse
des Einsatzes 23a parallel zu der Y-Achsenrichtung. Im
Betrieb wird zuerst das Werkzeug 23, das wie oben beschrieben
gestaltet ist, in den Werkzeughalter 4 installiert, und
das durch den Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug 23 wird weitergeschaltet,
bis die Längsachse des Halters 23b in einer Richtung
parallel zu der X-Achse orientiert ist. Danach wird der Querschlitten 8 vorwärts oder
rückwärts bewegt, und der Werkzeughalter 4 wird
so in die Y-Achsenrichtung (d. h. die Richtung der Längsachse
des Einsatzes 23a) in ein Werkstück W, das rotiert
wird, zugestellt, so dass der Drehvorgang durch das Werkzeug 23 mit
seinem an einem horizontalen Punkt des Werkstücks W festgelegten Arbeitspunkt,
durchgeführt wird.
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Um
ein Werkzeug mit einem anderen Werkzeug, das von dem Werkzeughalter 4 zu
halten ist, zu ersetzen, wird der Werkzeugschlitten 3 zuerst
in eine Position, in der der Wechselarm 7 den Werkzeughalter 4 erreichen
kann, bewegt, und der Werkzeughalter 4 wird um eine Achse,
die parallel zu der Y-Achse ist, um 90° gedreht. Der Wechselarm 7 wird
dann betrieben, um Verschiebebewegungen in der Z-Achsenrichtung
und Drehungen um die B-Achse durchzuführen, so dass Herausziehen,
Auswechseln und Installieren des Werkzeugs durchgeführt
wird.
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In
Fällen, in denen ein zu bearbeitendes Werkstück
W eine solche Form oder Eigenschaft hat, die es undurchführbar
macht, es einer horizontalen Zustellung zu unterziehen, wird das
von dem Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug durch Betreiben des
Wechselarms 7 in das Werkzeug 22 ausgewechselt.
Das Werkzeug 22 weist den Halter 22b und den Einsatz 22a auf,
der auf dem Halter 22b vorgesehen ist und dessen Längsachse
relativ zu der des Halters 22b geneigt ist. Wenn das durch
den Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug 22 in
eine Position, in der die Längsachse des Halters 22b parallel
zu der X-Achsenrichtung ist, weitergeschaltet wird, wird die Längsachse
des Einsatzes 22a in einer Position angeordnet, die von
der X-Achsenrichtung weg, näher zu der Richtung der horizontalen
Y-Achse hin geneigt ist. Im Betrieb wird zuerst das wie oben beschrieben gestaltete
Werkzeug 22 in dem Werkzeughalter 4 installiert,
und das durch den Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug 22 wird
weitergeschaltet bis die Längsachse des Halters 22b in
einer Richtung parallel zu der X-Achse orientiert ist. Danach wird
der Querschlitten 8 vorwärts oder rückwärts
bewegt, der Hubschlitten 9 wird aufwärts oder
abwärts bewegt, und der Werkzeughalter 4 wird
in einer geneigten Richtung (d. h. der Richtung der Längsachse
des Einsatzes 22a), die bezüglich der X-Achsenrichtung
(die Richtung der Längsachse des Halters 22b)
um 45° geneigt ist, in ein Werkstück W, das rotiert
wird, zugestellt, so dass der Drehvorgang durch das Werkzeug 22 mit
seinem an einem schrägen Punkt des Werkstücks
W festgelegten Arbeitspunkt durchgeführt wird.
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Auf
diese Weise ist die Kombinationsdrehmaschine 1 so gestaltet,
um ein Werkzeug mit einem anderen durch den Werkzeughalter 4 zu
haltenden Werkzeug entsprechend dem Gewicht, Form und/oder dergleichen
des Werkstücks W auszuwechseln, und die Zustellrichtung
des Werkzeughalters 4 zu verändern, so dass ein
Drehvorgang mit seinem Arbeitspunkt an einem optimalen Punkt festgelegt ausgeführt
wird.
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Wie
oben beschrieben, wird mit der Kombinationsdrehmaschine 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Zustellrichtung entsprechend dem
Gewicht, Form und/oder dergleichen des Werkstücks W geändert,
um einen Drehvorgang mit seinem an einem gewünschten Punkt
festgelegten Arbeitspunkt durchzuführen; z. B. kann der
horizontale Punkt des Werkstücks W als sein Arbeitspunkt
festgelegt werden, und so kann die Bearbeitung mit erhöhter
Genauigkeit ausgeführt werden.
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Weiterhin
ist es notwendig, um die Zustellrichtung des Werkzeughalters 4 entsprechend
dieser Ausführungsform zu ändern, das in dem Werkzeughalter 4 installierte
Werkzeug mit einem gleichwertigen Werkzeug einfach auszuwechseln,
so dass die Richtung der Längsachse des Einsatzes in einer
gewünschten Zustellrichtung orientiert ist wenn das Werkzeug
in eine Position, in der die Längsachse des Halters in
der Richtung parallel zu der X-Achse orientiert ist, weitergeschaltet
wird. Dementsprechend kann der Drehvorgang mit dem in einer gewünschten,
entsprechend den Bedingungen angepassten Richtung zugestellten Werkzeughalter 4 ausgeführt werden,
selbst wenn nicht eine Mehrzahl von Werkzeugmontageabschnitten,
die ein Werkzeug, das in verschiedenen Richtungen voneinander orientiert
ist, halten, in dem Werkzeughalter 4 vorgesehen sind, und
so kann eine anpassungsfähige Kombinationsdrehmaschine
in einer insgesamt kompakten Größe gestaltet werden.
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Weiterhin
kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Richtung der Längsachse des Einsatzes durch einfaches
Auswechseln eines Werkzeugs mit einem anderen in dem Werkzeughalter 4 zu
installierenden Werkzeug unter Verwendung des Wechselarms 7 geändert
werden, und so ist der Vorgang zum Wechseln der Richtung der Längsachse des
Einsatzes einfach. Der für diesen Zweck eingerichtete Wechselarm 7 kann
von einer einfachen Gestalt sein, so dass der Wechselarm 7 um
die B-Achse parallel zu der Richtung in der das Werkzeug 21, 22 oder 23 zu
installieren oder herauszuziehen ist, drehbar ist, und so können
die Kosten der Ausrüstung reduziert werden.
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Die
Ausgestaltungen der mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmenden
Kombinationsdrehmaschinen sind nicht auf die wie oben beschrieben
veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt,
sondern es ist zu verstehen, dass, wo es angebracht ist, verschiedene
Modifikationen und Änderungen an den spezifischen Ausgestaltungen
von z. B. dem Werkzeughalter und dem Werkzeugwechsler (in der obigen
Ausführungsform bestehend aus einem Wechselarm und einem
Werkzeugmagazin) und anderen Komponenten durchgeführt werden
können, ohne sich von dem Umfang der vorliegenden Erfindung
zu entfernen.
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Zum
Beispiel ist in der Kombinationsdrehmaschine der oben beschriebenen
Ausführungsform die vordere Fläche des Querschlittens
als eine vertikale Oberfläche dargestellt und die vertikale
Richtung ist als die X-Achsenrichtung definiert. Jedoch kann die relevante
Oberfläche des Querschlittens wie in 5 geneigt
sein; d. h., ein Querschlitten 8A in einer alternativ anwendbaren
Ausführungsform kann eine solche geneigte vordere Fläche
aufweisen, auf der der Hubschlitten 9 verschiebbar montiert
ist. Es ist zu bemerken, dass in dieser Ausführungsform
die Richtung der Verschiebebewegung des Hubschlittens 9 entlang
der geneigten vorderen Fläche des Querschlittens 8A,
die schräg ist, wie in den abhängigen Ansprüchen
definiert, der X-Achsenrichtung entspricht. Mit dieser alternativen
Ausführungsform der Kombinationsdrehmaschine, die einen
Querschlitten 8A aufweist, der eine solche geneigte vordere
Fläche aufweist, wird die Zustellrichtung des Werkzeughalters 4 ebenfalls
verändert durch (1) Ersetzen eines in dem Werkzeugmontageabschnitt
des Werkzeughalters gehaltenen Werkzeugs durch ein anderes Werkzeug,
das sich davon in der Richtung der Längsachse des Einsatzes
in Bezug auf die des Halters unterscheidet, und (2) Veranlassen
des Querschlittens 8A und des Hubschlittens 9 jeweils
in Kombination in eine Y-Achsenrichtung und in die X-Achsenrichtung bewegt
zu werden, so dass der Arbeitspunkt auf dem Werkstück W
verändert werden kann.
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Um
eine Ausgestaltung zu verwirklichen, die die Längsachse
des Einsatzes auswechselbar macht, um den Arbeitspunkt auf dem Werkstück
W zu verändern, kann in der Praxis der Werkzeugwechsler,
wie z. B. ein Wechselarm, etc., nicht unbedingt erforderlich sein.
Zum Beispiel kann, wie in 6 gezeigt,
ein Revolverkopf 4A an dem Werkzeughalter vorgesehen sein.
Der Revolverkopf 4A ist so gestaltet, um um eine zu der
Z-Achsenrichtung parallelen Achse drehbar zu sein. Der Revolverkopf 4A wird
gedreht, und das Werkzeug wird so durch ein gewünschtes
Werkzeug, das davon in der Richtung der Längsachse des
Einsatzes bezüglich der des Halters unterschiedlich ist,
ausgewechselt, so dass das gewünschte Werkzeug in eine
Position weitergeschaltet wird, in der die Längsachse des
Halters des gewünschten Werkzeugs in die Richtung parallel
zu der X-Achse orientiert ist. Auf diese Weise kann die Richtung
der Längsachse verändert werden, um den Arbeitspunkt
auf dem Werkstück W zu verändern. Die Anwendung
der Ausgestaltung, die den Revolverkopf 4A verwendet, kommt
dem Bedarf für einen Werkzeugwechsler zuvor, und dient
somit insgesamt der Verkleinerung der Kombinationsdrehmaschine. Darüber
hinaus ermöglicht es der Revolverkopf 4A, die
Werkzeuge, verglichen mit dem Werkzeugwechsler, der die Werkzeuge
wechselt, schneller auszuwechseln, und erhöht somit die
Effektivität im Betrieb.
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Weiterhin
kann, wenn die Zustellrichtung festgelegt wird, entweder die Verschieberichtung
des Hubschlittens oder des Querschlittens als die Zustellrichtung
gewählt werden, so dass nur eine Steuerung eines einzelnen
Reglers (Zustellmechanismus) ausreichen kann, um den Zustellvorgang
durchzuführen. Daher können die Berechnungsleistungen,
die aktuell zur Steuerung des Motors (der Motoren) oder dergleichen
gefordert werden, reduziert werden, und potentielle Fehler im Zustellbetrag
oder dergleichen können, im Vergleich zu einer alternativen
Betriebsart, in der beide, der Hubschlitten und der Querschlitten,
bewegt werden um die Zustellbewegung auszuführen, verringert
werden. Wenn es gewünscht ist, den Arbeitspunkt in einen
Punkt näher zu dem horizontalen Punkt des Werkstücks
zu verändern, kann die Zustellrichtung parallel zu der
Y-Achsenrichtung, senkrecht zu der X-Achse und zu der Z-Achse festgelegt.
werden, so dass eine solche Änderung nur durch Austauschen
der Parameterwerte X und Y in der NC-Einheit 24 ausgeführt
werden kann. Daher kann die Änderung der Zustellrichtung
vereinfachter ausgeführt werden.
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Obwohl
die oben beschriebene Ausführungsform so gestaltet ist,
um einen Wechselarm bereitzustellen, so dass die Richtung, in der
ein Werkzeug in den Werkzeughalter eingesetzt oder davon herausgezogen
wird, mit der Z-Achsenrichtung übereinstimmt, kann alternativ
ein Wechselarm bereitgestellt werden, so dass die Richtung, in der
ein Werkzeug in den Werkzeughalter eingesetzt oder davon herausgezogen
wird, mit der X-Achsenrichtung übereinstimmt. Diese alternative
Ausgestaltung kommt der Notwendigkeit zum Drehen des Werkzeughalters beim
Auswechseln der Werkzeuge zuvor, und ermöglicht so weiterhin,
den Aufbau zu vereinfachen.
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Darüber
hinaus kann, obwohl die oben beschriebene Ausführungsform
so ausgestaltet, um den Werkzeughalter zu bewegen, ei ne alternative Ausgestaltung
möglich sein, in der ein durch eine Werkstückhaltevorrichtung
gehaltenes Werkstück in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung
und anderen Richtungen bewegt werden kann. Gleichermaßen
kann eine andere alternative Ausgestaltung ebenfalls möglich
sein, in der beide, ein durch den Werkzeughalter gehaltenes Werkzeug
und ein durch die Werkstückhaltevorrichtung gehaltenes
Werkstück in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und
anderen Richtungen, bewegt werden können. Weiterhin können
Mittel zum Bewegen des Werkzeughalters nicht auf die oben beschriebene
spezifische Ausführungsform beschränkt sein; z.
B. kann ein Querschlitten, der ausgestaltet ist, um rechtswärts
und linkswärts bewegbar zu sein, auf einem Hubschlitten,
der so gestaltet ist, um aufwärts und abwärts
bewegbar zu sein, montiert sein.
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Zusätzlich
kann die Anzahl der Werkzeugarten nicht, wie in der oben beschriebenen
Ausführungsform, auf drei beschränkt sein. Zum
Beispiel kann ein Werkzeug, das einen Halter und einen Einsatz,
dessen Längsachse einen Neigungswinkel von 30° oder
60° bezüglich zu der des Halters bildet, in dem
Werkzeughalter installiert sein, und in diesem Fall kann der Werkzeughalter
in einer geneigten Richtung, entsprechend der Richtung der Längsachse
des Einsatzes des installierten Werkzeugs, zugestellt werden (z.
B. kann der Werkzeughalter entlang einer geraden Linie, die um einen
Winkel von 30° oder 60° bezüglich der
horizontalen Oberfläche geneigt ist, zugestellt werden).
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Daneben
kann die Werkstückhaltevorrichtung in einer unterschiedlichen
Ausgestaltung ausgeführt sein, obwohl die oben beschriebene
Ausführungsform so ausgestaltet ist, dass sie einen Spindelstock
und einen Reitstock, die zusammenwirken, hat; z. B. kann einem Mechanismus,
in dem zwei gegenüberliegende Hauptspin deln verwendet werden,
um beide Enden eines Werkstücks zu halten, angewendet werden.
Weiterhin kann die Relativbewegung des Werkzeugs und des Werkstücks
in der Z-Achsenrichtung durch Bewegen der Werkstückhaltevorrichtung ausgeführt
werden. Gleichermaßen ist die Ausgestaltung der Kombinationsdrehmaschine
in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nicht
auf die oben beschriebene spezielle Ausführungsform beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2000-254802
A [0002]