DE102017009479A1

DE102017009479A1 - Luftausgleichsmechanismus und Verfahren zum Einstellen einer Stellung des Luftausgleichsmechanismus

Info

Publication number: DE102017009479A1
Application number: DE102017009479.9A
Authority: DE
Inventors: Yuuta Hayakawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: US20180104783A1; CN107932157B; JP6499629B2; CN107932157A; US10377006B2; JP2018062037A; DE102017009479B4

Abstract

Ein Luftausgleichsmechanismus (10) umfasst einen Plattenteil (80), feststehende Holme (82) und bewegbare Zylinder (84). Ein Flansch (90) ist an einem Ende jedes der feststehenden Holme (82) vorgesehen. Die bewegbaren Zylinder (84) sind relativ zu den feststehenden Holmen (82) bewegbar. Ein Raum (94a) ist unterhalb einer unteren Oberfläche des Flansches (90) gebildet. Ferner umfasst der Luftausgleichsmechanismus (10) Befestigungsbolzen (96) und Einstellbolzen (97). Die Befestigungsbolzen (96) befestigen den Flansch (90) und den Plattenteil (80) an von dem Raum (94a) verschiedenen Positionen. Die Einstellbolzen (97) sind in den Plattenteil (80) durch den Raum (94a) hindurch eingeführt, um zu erlauben, dass die Stellung der feststehenden Holme (82) einstellbar ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftausgleichsmechanismus zur Unterstützung einer vertikalen Bewegung eines bewegbaren Elements und ein Verfahren zum Einstellen einer Stellung des Luftausgleichsmechanismus.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Einige Werkzeugmaschinen weisen einen Luftausgleichsmechanismus an einer Position neben einem bewegbaren Element auf, das sich entlang einer vertikalen Achse bewegt. Beispielsweise kann, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2008 - 204366 offenbart ist, ein Luftausgleichsmechanismus (Ausgleichsvorrichtung) für eine Werkzeugmaschine als Schwerkraftunterdrücker arbeiten, der ein Gewicht eines bewegbaren Elements durch Luftdruck aufnimmt, um das bewegbare Element laufruhig zu bewegen.
Üblicherweise umfasst der Luftausgleichsmechanismus dieses Typs einen feststehenden Holm, der entlang der vertikalen Achse aufrecht steht, sowie einen bewegbaren Zylinder, der den feststehenden Holm umgibt und mit dem bewegbaren Element verbunden ist. Eine Luft in dem bewegbaren Zylinder wird geregelt, um den bewegbaren Zylinder relativ zu dem feststehenden Zylinder zu bewegen. Gemäß der Offenbarung der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2008-204366 ist ein Zylinderrohr des Luftzylinders auf der feststehenden Seite und ein Kolben des Luftzylinders, der mit dem bewegbaren Element verbunden ist, auf der bewegbaren Seite angeordnet.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem Luftausgleichsmechanismus sind ein feststehender Holm und ein bewegbarer Zylinder derart vorgesehen, dass ein berührungsloser Zustand des feststehenden Holms und des bewegbaren Zylinders beibehalten wird. Auf diese Weise wird ein von dem feststehenden Holm auf den bewegbaren Zylinder ausgeübter Widerstand unterdrückt. Es ist somit möglich, eine Verschiebung des bewegbaren Zylinders präzise zu steuern.
Zu diesem Zweck muss der feststehende Holm in sehr präziser Weise montiert werden, damit dieser eine Stellung parallel zu der vertikalen Achse annimmt. Gemäß einem üblichen Ansatz wird beispielsweise die Stellung des feststehenden Holms mittels einer dünnen Unterlegscheibe an dem unteren Ende des feststehenden Holms eingestellt. Allerdings ist das Einstellen im Fall einer Verwendung der dünnen Unterlegscheibe zum Einstellen der Stellung des feststehenden Holms mühsam und es ist schwierig, das Einstellen präzise vorzunehmen.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftausgleichsmechanismus sowie ein Verfahren zum Einstellen der Stellung des Luftausgleichsmechanismus bereitzustellen, wobei es unter Verwendung eines einfachen Aufbaus möglich ist, die Stellung eines Holms sehr präzise in kurzer Zeit einzustellen.
Um dieses Ziel zu erreichen, umfasst ein Luftausgleichsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung einen Montageteil, einen Schaft, der an seinem einen Ende mit einem Flansch versehen ist, und einen Zylinder, der dazu vorgesehen ist, den Holm zu ummanteln und relativ zu dem Holm bewegbar zu sein. Der Flansch ist an dem Montageteil befestigt. Ein Zwischenraum ist an einem Verbindungsteil zumindest eines von dem Montageteil und dem Flansch vorgesehen. Der Luftausgleichsmechanismus umfasst zudem zumindest einen Befestigungsbolzen, der zur Befestigung des Flansches und des Montageteils an einer von dem Zwischenraum verschiedenen Positionen vorgesehen ist, sowie zumindest einen Einstellbolzen, der dazu vorgesehen ist, durch den Flansch hindurch an einer Position, die sich mit dem Zwischenraum überschneidet, in den Montageteil geschraubt zu werden, um ein Einstellen einer Stellung des Holms zu ermöglichen.
Aufgrund des einfachen Aufbaus, der den Zwischenraum, den Befestigungsbolzen und den Einstellbolzen umfasst, kann der Luftausgleichsmechanismus die Stellung des Holms sehr präzise und in kurzer Zeit einstellen. Der Benutzer verbindet nämlich den Flansch des Holms und den Montageteil mittels des Befestigungsbolzens und dreht den Einstellbolzen, der durch den Zwischenraum hindurch tritt. Dies bewirkt, dass der Teil des Flansches, der mit dem Zwischenraum überlappt, geringfügig verformt wird und die Stellung des Holms sich gemäß der Verformung ändert. Folglich kann der Benutzer durch bedarfsweises Verändern eines Grads eines Einschraubens des Einstellbolzens die Stellung des Holms bei verringertem Arbeitsaufwand präzise einstellen.
Vorzugsweise umfasst der Luftausgleichsmechanismus hierbei eine Luftversorgungseinheit, die dazu vorgesehen ist, zu einem Zeitpunkt des Einstellens der Stellung des Holms Luft in den Zylinder einzubringen.
Die Luftversorgungseinheit bringt die Luft zum Zeitpunkt des Einstellens der Stellung mittels des Einstellbolzens in den Zylinder ein. Auf diese Weise kann der Benutzer auf der Grundlage einer Änderung einer von dem Zylinder freigegebenen Luftmenge feststellen, ob sich der Holm in einer Normalstellung befindet oder nicht. Es wird somit ermöglicht, eine Effizienz des Einstellens weiter zu verbessern.
Weiterhin weist der Flansch in einer Draufsicht vorzugsweise eine exakt kreisförmige Form auf und ist derart befestigt, dass eine Mittelachse eines von dem Holm ausgehenden Teils an einem Mittelpunkt des Flansches ausgerichtet ist, wobei der Zwischenraum von einer flachen, nach innen gerichteten Vertiefung des Flansches gebildet ist, wobei die Vertiefung eine exakt kreisförmige Form aufweist und konzentrisch mit dem Flansch angeordnet ist und wobei ein Durchmesser der Vertiefung größer ist als ein äußerer Durchmesser des von dem Holm ausgehende Teil.
Der axiale Mittelpunkt des von dem Holm ausgehenden Teils ist an dem Mittelpunkt des Flansches ausgerichtet. In dieser Anordnung ist eine von dem Holm auf den Montageteil ausgeübte Kraft gleichförmig verteilt. Weiterhin weist die Vertiefung die exakt kreisförmige mit dem Flansch konzentrische Form auf, und der Durchmesser der Vertiefung ist größer als ein äußerer Durchmesser des von dem Holm ausgehenden Teils. In dieser Anordnung kann der Luftausgleichsmechanismus eine Verformung des Teils mit der Vertiefung durch Drehen des Einstellbolzens sowie ein Einstellen der Stellung des Holms ermöglichen.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung können der Befestigungsbolzen und der Einstellbolzen in einer radialen Richtung des Flansches parallel zueinander angeordnet sein.
Da der Befestigungsbolzen und der Einstellbolzen in der radialen Richtung des Flansches parallel zueinander angeordnet sein können, kann der Befestigungsbolzen als ein Drehpunkt (Angelpunkt) dienen, wenn der Einstellbolzen gedreht wird, und der Flansch kann auf der gegenüberliegenden Seite in einfacher Weise in die radiale Richtung verformt werden.
Weiterhin weist der Montageteil vorteilhaft eine Mehrzahl von Schraubenmuttern auf, in welche der Befestigungsbolzen und der Einstellbolzen einschraubbar sind, wobei in den Schraubenmuttern eine Anziehkraft des Einstellbolzens größer ist als eine Anziehkraft des Befestigungsbolzens.
Des Weiteren ist in dem Luftausgleichsmechanismus die Anziehkraft des Einstellbolzens größer als die Anziehkraft des Befestigungsbolzens. Hierdurch kann die durch den Einstellbolzen eingestellte Stellung des Holms zuverlässig beibehalten werden.
Ferner weisen der Befestigungsbolzen und der Einstellbolzen vorteilhaft dieselbe Form auf.
Zur Durchführung des Einstellens braucht der Benutzer lediglich Bolzen derselben Form vorbereiten. Hierdurch kann eine Effizienz des Einstellens weiter verbessert werden.
Ferner wird zur Erreichung des obigen Ziels ein Verfahren zum Einstellen der Stellung des Luftausgleichsmechanismus bereitgestellt. Der Luftausgleichsmechanismus umfasst einen Montageteil, einen Holm und einen Zylinder, der dazu vorgesehen ist, den Holm zu ummanteln und relativ zu dem Holm bewegbar zu sein. Ein an dem Montageteil befestigter Flansch ist an einem Ende des Holms vorgesehen. Ein Zwischenraum ist an einem Verbindungsteil zumindest eines von dem Montageteil Flansch vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Befestigen des Flansches an dem Montageteil an einer von dem Zwischenraum verschiedenen Positionen mittels zumindest eines Befestigungsbolzens; und Einstellen einer Stellung des Holms nach dem Befestigungsschritt mittels Einschraubens zumindest eines Einstellbolzen in den Montageteil durch den Flansch hindurch an einer von dem Zwischenraum verschiedenen Positionen.
Vorteilhaft wird hierbei in dem Einstellschritt Luft in den Zylinder mittels einer Luftversorgungseinheit eingeleitet, um die Stellung des Holms auf der Grundlage einer Menge der von dem Zylinder freigegebenen Luft einzustellen.
Mittels des Luftausgleichsmechanismus und des Verfahrens zum Einstellen der Stellung des Luftausgleichsmechanismus mit dem einfachen Aufbau ist es möglich, die Stellung des Holms sehr präzise in kurzer Zeit einzustellen.
Die oben genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Kombination mit den beiliegenden Zeichnungen offenbar, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines veranschaulichenden Beispiels gezeigt ist.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine mit einem Luftausgleichsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Zustand, in welchem ein Plattenteil und ein feststehender Holm des in der 1 gezeigten Luftausgleichsmechanismus miteinander verbunden sind, in einer zeitlichen Schnittdarstellung;
3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III in der 1;
4A zeigt eine erste Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Einstellen der Stellung des feststehenden Holms; und
4B zeigt eine zweite Ansicht zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Einstellen der Stellung des feststehenden Holms.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Luftausgleichsmechanismus und eines Verfahrens zum Einstellen der Stellung eines Luftausgleichsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
Wie in der 1 gezeigt ist, ist ein Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein Schwerkraftunterdrücker für ein bewegbares Element (Y-Achsen-Schlitten 54 wie später beschrieben) vorgesehen, das sich in eine Y-Richtung (vertikale Richtung) bewegt, die eine Richtung einer vertikalen Achse einer Werkzeugmaschine 12 darstellt. Mittels des Luftausgleichsmechanismus 10 kann eine Bewegungssteuerung des bewegbaren Elements in einfacher Weise realisiert werden. Insbesondere kann in einem Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Stellung des eingebauten Luftausgleichsmechanismus 10 sehr präzise in kurzer Zeit eingestellt werden, und es kann eine Steigerung einer Effizienz einer Montage der Werkzeugmaschine 12 erzielt werden.
Zum einfacheren Verständnis des Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden zuerst die Werkzeugmaschine 12, die mit dem Luftausgleichsmechanismus 10 ausgestattet ist, beschrieben.
Die Werkzeugmaschine 12 bearbeitet ein Werkstück W maschinell. Zu diesem Zweck ist die Werkzeugmaschine 12 dazu eingerichtet, eine Fünf-Achsen-Bearbeitung unter Steuerung durch eine numerische Steuervorrichtung durchzuführen. Konkret ist die Werkzeugmaschine 12 dazu befähigt, einen Tisch 14 in eine X-Achsen-Richtung vor und zurück zu bewegen, und dreht den Tisch 14 um eine B-Achse als eine axiale Mittelachse, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Das Werkstück W ist auf dem Tisch 14 positioniert. Ferner ist die Werkzeugmaschine 12 dazu befähigt, ein Werkzeug 16 zur maschinellen Bearbeitung des Werkstücks W in Z-Achsen-Richtung (auf den Tisch 14 zu oder von diesem Weg) und in Y-Achsen-Richtung zu bewegen und das Werkzeug 16 bezüglich einer C-Achse als axiale Mittelachse zu indizieren, die sich in eine horizontale Richtung erstreckt (um die Stellung des Werkzeug 16 einzustellen).
Daher umfasst die Werkzeugmaschine 12 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schwenkachse in dem Tisch 14 und eine Schwenkachse in der Spindel, zusätzlich zu den drei Vorschubachsen. Es ist zu beachten, dass die Werkzeugmaschine 12, die mit dem Luftausgleichsmechanismus 10 versehen ist, nicht bezüglich einer Anzahl von Achsen eingeschränkt ist. Zudem ist die Werkzeugmaschine 12 auch nicht bezüglich eines Vorhandenseins der Schwenkachsen eingeschränkt. Beispielsweise ist der Luftausgleichsmechanismus 10 auf eine Vorrichtung mit zwei Schwenkachsen bezüglich des Tisches 14 oder eine Vorrichtung mit zwei Schwenkachsen bezüglich des Werkzeugs 16 anwendbar.
Die Werkzeugmaschine 12 weist einen Vorschubachsenmechanismus 20 für die X-Achse auf. Der Vorschubachsenmechanismus 20 umfasst einen X-Achsen-Führungskörper 22 und einen X-Achsen-Schlitten 24, der auf dem X-Achsen-Führungskörper 22 vor und zurück bewegbar ist. Die Werkzeugmaschine 12 weist einen Drehmechanismus 30 für die B-Achse auf. Der Drehmechanismus 30 umfasst einen an einem oberen Teil des X-Achsen-Schlittens 24 befestigten Stator 32 auf sowie einen innerhalb des Stators 32 angeordneten Rotor 34, der relativ zu dem Stator 32 drehbar ist. Der Tisch 14 zum befestigten Halten des Werkstücks W ist an einer oberen Oberfläche des Rotors 34 vorgesehen. Das Werkstück W ist auf dem Tisch 14 positioniert und befestigt.
Die Werkzeugmaschine 12 hat einen Vorschubachsenmechanismus 40 für die Z-Achse. Der Vorschubachsenmechanismus 40 weist ein Paar von Führungskörper 42 sowie einen Z-Achsen-Schlitten 44 auf, der entlang des Paars von Z-Achsen-Führungskörpern 42 vor und zurück bewegbar ist. Ein Vorschubachsenmechanismus 50 für die Y-Achse ist oberhalb des Z-Achsen-Schlitten 44 vorgesehen.
Der Vorschubachsenmechanismus 50 für die Y-Achse umfasst ein Paar von Y-Achsen-Führungskörpern in 52 und einen Y-Achsen-Schlitten 54, der entlang des Paars von Y-Achsen-Führungskörper 52 vor und zurück bewegbar ist. Zudem umfasst der Vorschubachsenmechanismus 50 für die Y-Achse gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Trägerkörper 58, der derart an einem unteren Teil des Z-Achsen-Schlitten 44 befestigt ist, dass dieser aufrecht steht, sowie den Luftausgleichsmechanismus 10 zur Unterstützung einer vertikalen Bewegung des Y-Achsen-Schlittens 54. Hydrostatische Lager zur Bereitstellung von Fluid (Luft oder Öl) sind zwischen den Führungskörpern und den Schlitten des Vorschubachsenmechanismus 20 für die X-Achse, des Vorschubachsenmechanismus 40 für die Z-Achse und das Vorschubachsenmechanismus 50 für die Y-Achse vorgesehen. Durch die hydrostatischen Lager kann ein verbessertes Gleiten der Schlitten erzielt werden.
Die gepaarten Y-Achsen-Führungskörper 52 erstrecken sich parallel zueinander in die Bewegungsrichtung des Y-Achsen-Schlittens 54 (in die Y-Achsen-Richtung), um die Bewegung des Y-Achsen-Schlittens 54 zu führen. Jeder der Y-Achsen-Führungskörper 52 hat die Gestalt einer rechteckigen Säule mit einer vorgegebenen Länge. Die Y-Achsen-Führungskörper 52 sind voneinander beabstandet angeordnet und stehen in vertikaler Richtung aufrecht. Von den jeweils vier seitlichen Oberflächen der gepaarten Y-Achsen-Führungskörper 52 dienen seitliche Oberflächen, die einander nicht zugewandt sind, als Gleitflächen, die es dem Y-Achsen-Schlitten 54 ermöglichen, an diesen entlang zu gleiten.
Zudem sind die gepaarten Y-Achsen-Führungskörper 52 derart an der Z2-Seite in 1 an dem Stützkörper 58 befestigt, dass eine vertikale Stellung der Y-Achsen-Führungskörper 52 beibehalten ist. Obwohl der Stützkörper 58 in der 1 als ein rechteckiger Quader dargestellt ist, sollte der Stützkörper 58 vorteilhaft die Gestalt eines hohlen Rahmens aufweisen, um ein vermindertes Gewicht des Y-Achsen-Schlittens 54 zu erzielen.
Der Y-Achsen-Schlitten 54 umfasst ein feststehendes Wandelement 54a sowie ein Paar von Führungswandelementen 54b, die einteilig ausgebildet sind. Ein Drehmechanismus 70 für die C-Achse ist an dem feststehenden Wandelement 54a befestigt. Die gepaarten Führungswandelemente 54b sind an beiden Seiten des feststehenden Wandelements 54a vorgesehen. Das feststehende Wandelement 54a hat eine ebene Oberfläche und weist eine Dicke auf, die hinreichend ist, um eine Steifigkeit zu erzielen, die ein Abstützen des Drehmechanismus 70 für die C-Achse ermöglicht. Die gepaarten Führungswandelemente 54b umgeben die beiden Y-Achsen-Führungskörper 52 nach Art eines Hakens. Das Paar von Führungswandelementen 54b unterdrückt ein Abweichen des Y-Achsen-Schlittens 54 in die X-Achsen-Richtung und in die Z-Achsen-Richtung, wohingegen es ein Gleiten des Y-Achsen-Schlitten 54 in die vertikale Richtung ermöglicht.
Der Drehmechanismus 70 für die C-Achse ist von einem Stator 72, der an dem Y-Achsen-Schlitten 54 befestigt ist, und einem Rotor 74 gebildet, der relativ zu dem Stator 72 drehbar ist. Der Rotor 74 ist teilweise innerhalb des Stators 72 aufgenommen und eine dem Y-Achsen-Schlitten 54 gegenüberliegende Oberfläche des Rotors 74 (Z1-Seite in 1) ist freiliegen. Ein Spindelmechanismus 76 ist an einer vorderen Endfläche des Rotors 74 angebracht (auf der Z1-Seite in 1). Der Spindelmechanismus 76 treibt das Werkzeug 16 an, um das Werkstück W maschinell zu bearbeiten.
Ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist, kann der Spindelmechanismus 76 zur maschinellen Bearbeitung wie beispielsweise mittels ziehendem Schnitt, Kürzen und/oder Schneiden verwendet werden. Beispielsweise umfasst der Spindelmechanismus 76 einen L-förmigen Trägerabschnitt 76a und einen Spindelabschnitt 76b zum Tragen des Werkzeugs 16 durch einen Verlängerungsteil des Trägerabschnitts 76a derart, dass das Werkzeug 16 um die Achse des Werkzeugs 16 gedreht wird.
Ein hydrostatisches Lager ist zwischen dem Stator 72 und dem Rotor des Drehmechanismus 70 für die C-Achse vorgesehen. Bei einem Vorhandensein des hydrostatischen Lagers bewegt sich der Rotor 74 leichtgängig relativ zu dem Stator wenn Öl (Fluid) bereitgestellt ist. Weiterhin umfasst der Drehmechanismus 70 einen Ölbereitstellungsmechanismus (nicht gezeigt) zur Bereitstellung des Öls für das hydrostatische Lager und einen Ableitungsmechanismus (nicht gezeigt) zum Entfernen des Öls aus dem hydrostatischen Lager.
Wie oben beschrieben umfasst ein bewegbares Element 60, das sich in die Vertikalrichtung bewegt, den Y-Achsen-Schlitten 54, den Drehmechanismus 70 für die C-Achse, den Spindelmechanismus 76 und das Werkzeug 16. Aus diesem Grund ist das Gesamtgewicht des bewegbaren Elements 60 groß (beispielsweise etwa 200 kg) und es ist anspruchsvoll, eine sehr präzise Bewegungssteuerung mittels einer numerischen Steuervorrichtung zu realisieren. Deshalb ist der Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu eingerichtet, eine Schwere des bewegbaren Elements 60 aufzuheben (Y-Achsen-Schlitten 54).
Der Luftausgleichsmechanismus 10 unterstützt und verschiebt das bewegbare Element 60 auf Grundlage einer Änderung des Luftdrucks. Der Luftausgleichsmechanismus 10 umfasst einen Plattenteil 80, der an dem Z-Achsen-Schlitten 54 befestigt ist, ein Paar feststehender Holme 82, die an einer oberen Oberfläche des Plattenteils an beiden Seiten befestigt sind und ein Paar bewegbarer Zylinder 84, die außenliegend jeweils an die feststehenden Holme 82 relativ zu diesen bewegbar angepasst sind. Ferner umfasst der Luftausgleichsmechanismus 10 einen Bewegbare-Luft-Regler 86 (vgl. 2) zum Bereitstellen und Ablassen bewegbarer Luft für/aus einem Inneren der bewegbaren Zylinders 84.
Der Plattenteil 80 des Luftausgleichsmechanismus 10 ist ein Aufbauelement (Montageelement) zum Anbringen des Paares von feststehenden Holmen 82 und des Paares von bewegbaren Zylindern 84 an dem Z-Achsen-Schlitten 44. Der Plattenteil 80 weist eine rechteckige Form mit langen Seiten in X-Achsen-Richtung und kurzen Zeiten in Z-Achsen-Richtung auf. Der Plattenteil 80 ist an dem Z-Achsen-Schlitten 44 in solch einer Weise vorgesehen, dass beide Seiten des Plattenteils 80 nach außen in die X-Achsen-Richtung ragen. Der Z-Achsen-Schlitten 44 und der Plattenteil 80 sind fest aneinander befestigt mittels Verbindungsmitteln, beispielsweise mittels Schweißens. Die feststehenden Holme 82 des Luftausgleichsmechanismus 10 können ohne Verwendung des Plattenteils 80 unmittelbar an dem Z-Achsen-Schlitten 44 befestigt sein. In diesem Fall dient der Z-Achsen-Schlitten als ein Montageteil der vorliegenden Erfindung.
Der Plattenteil 80 weist eine Dicke auf, die hinreichend ist, um eine Steifigkeit zu erzielen, die ein Abstützen des bewegbaren Elements 60 ermöglicht. Der Plattenteil 80 hat eine ebene obere Oberfläche. Wenn der Z-Achsen-Schlitten 44 angebracht ist, ist der Plattenteil 80 horizontal bereitgestellt (parallel zu der X-Z-Ebene). Wie in der 2 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von montageteilseitigen Schraubenmuttern 81 in der oberen Oberfläche des Plattenteils 80 vorgesehen. Befestigungsbolzen 96 und Einstellbolzen 97, die später beschrieben werden, sind in die Mehrzahl von montageteilseitigen Schraubenmuttern 81 eingeschraubt.
Daher umfasst in einer seitlichen Schnittansicht die Mehrzahl von montageteilseitigen Schraubenmuttern 81 montageteilseitige Befestigungsmuttern 81a, die außerhalb des Plattenteils 80 vorgesehen und Gegenstücke zu den Befestigungsbolzen 96 sind, und montageteilseitige Einstellmuttern 81b, die bezüglich der montageteilseitigen Befestigungsmuttern 81a innenliegend vorgesehen und Gegenstücke zu den Einstellbolzen 97 sind. Die montageteilseitigen Schraubenmuttern 81 sind ausgehend von der oberen Oberfläche des Plattenteils 80 zu einer vorgegebenen Tiefe ausgeformt (beispielsweise sind die montageteilseitigen Schraubenmuttern 81 länger als Schrauben 96b der Befestigungsbolzen 96 und Schrauben 97b der Einstellbolzen 97 in der axialen Richtung).
Wie in der 1 gezeigt ist, ist das Paar von feststehenden Holmen 82 parallel zu der Bewegungsrichtung (vertikale Achse der Werkzeugmaschine 12) des Y-Achsen-Schlittens 54 vorgesehen und führt den bewegbaren Zylindern 84, der sich relativ dazu bewegt. Jeder der feststehenden Holme 82 ist durch einen Zusammenbau eines zylindrischen Holmkörpers 88 und eines Flansches 90 gebildet. Der Holmkörper 88 weist in der axialen Richtung eine vorgegebene Länge auf. Der Flansch 90 ist mit einem unteren Ende des Holmkörpers 88 verbunden und an dem Plattenteil 80 befestigt. Der Holmkörper 88 und der Flansch 90 können einteilig ausgebildet sein.
Der Holmkörper 88 jedes der feststehenden Holme 82 weist eine gekrümmte äußere umfängliche Oberfläche ohne jegliche Unebenheit auf und der äußere Durchmesser des Holmkörpers 88 ist in der axialen Richtung konstant. Der Holmkörper 88 ist mittels des Flansches 90 derart an dem Plattenteil 80 befestigt, dass die Mittelachse des Holmkörpers 88 aufrecht steht.
Wie in der 2 gezeigt ist, ist innerhalb des Holmkörpers 88 ein Flussdurchlass 88a vorgesehen. Ein Verbinder (nicht gezeigt), der den Flussdurchlass 88a mit einer Außenseite verbindet, ist an einem unteren Ende des Holmkörpers 88 vorgesehen und der Flussdurchlass 88a ist mit dem Bewegbare-Luft-Regler 86 über den Verbinder und eine Röhre verbunden. Ferner ist eine Mehrzahl von holmkörperseitigen Schraubenmuttern 89 an einem unteren Ende des Holmkörpers 88 vorgesehen. Die holmkörperseitigen Schraubenmuttern 89 sind in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung an Positionen angeordnet, die von der Mittelachse des Holmkörpers 88 in der radialen Richtung beabstandet sind.
Verbindungsbolzen 92 sind durch den Flansch 90 hindurch in die holmkörperseitigen Schraubenmuttern 89 eingeschraubt. Jeder der Verbindungsbolzen 92 umfasst einen Kopf 92a, einen Körper 92b und eine Schraube 92c. Der Körper 92b erstreckt sich durchgängig von dem Kopf 92a ausgehend und weist einen kleineren Durchmesser auf als der Kopf 92a. Die Schraube 92c erstreckt sich durchgängig von dem Körper 92b ausgehend und weist in ihrer äußeren umfänglichen Oberfläche ein Gewinde auf.
Der Flansch 90 des feststehenden Holms 82 ist mit dem Holmkörper 88 verbunden, um den Holmkörper 88 in der aufrechten Stellung zu stützen. Der Flansch 90 weist eine exakt kreisförmige Form auf, und ein äußerer Durchmesser des Flansches 90 ist größer als der äußere Durchmesser des Holmkörpers 88 in einer Draufsicht (siehe auch 3). Mittels der Verbindungsbolzen 92 ist der Flansch 90 mit dem Holmkörper 88 derart verbunden, dass die Mittelachse des Holmkörpers 88 senkrecht zu der Oberfläche des Flansches 90 angeordnet ist und durch dessen Mittelpunkt verläuft. In dem Aufbau, wenn der Flansch 90 mit dem Holmkörper 88 verbunden ist, ragt ein Teil des Flansches 90 ausgehend von dem Holmkörper 88 in die radiale Richtung zu einem gewissen Grad nach außen. Ferner weist der Flansch 90 eine vorgegebene Dicke auf, um eine Steifigkeit zu erzielen, die ein stabiles Abstützen des Holmkörpers 88 ermöglicht.
Die obere Oberfläche des Flansches 90 hat an ihrer mittleren Position eine ebene Form für einen Flächenkontakt mit dem unteren Ende des Holmkörpers 88. Im Gegensatz hierzu ist in der unteren Oberfläche des Flansches 90 eine Vertiefung ausgeformt. Die Vertiefung 94 vertieft sich in den Flansch 90 hinein (in eine Dickenrichtung). In dem Zustand, in dem der Plattenteil 80 mit dem Flansch 90 verbunden ist, bildet die Vertiefung 94 einen Raum 94a (Zwischenraum) zwischen dem Plattenteil 80 und dem Flansch 90.
Die Vertiefung 94 weist eine exakt kreisförmige Form konzentrisch mit dem Flansch 90 auf. Der Durchmesser der Vertiefung ist größer als der äußere Durchmesser des Holmkörpers 88. Ferner ist die Vertiefung 94 flach (beispielsweise mit einer Tiefe von 5 mm oder weniger) ausgehend von der unteren Oberfläche des Flansches 90, um die ausreichende Steifigkeit des Flansches 90 zu erzielen. Die Vertiefung kann lediglich in dem Plattenteil 80 vorgesehen sein oder sowohl in dem Flansch 90 als auch in dem Plattenteil 80.
Die Vertiefung 94 hat eine ebene Oberfläche. Eine Mehrzahl von Flanschlöchern 91 sind an vorgegebenen Positionen der unteren Oberfläche der Vertiefung 94 ausgeformt, um ein Einschrauben der Verbindungsbolzen 92 in die Flanschlöcher 91 zu ermöglichen. Jedes der Flanschlöcher 91 ist derart positioniert, dass es den holmkörperseitigen Schraubenmuttern 89 des Hohlkörpers 88 zugewandt ist, und innerhalb des jeweiligen Flanschloches 91 ist eine Stufe vorgesehen. Wenn der Holmkörper 88 mit dem Flansch 90 verbunden wird, werden die Verbindungsbolzen 92 von der unteren Seite des Flansches 90 her eingeführt. Der Kopf 92a jedes der Verbindungsbolzen 92 greift in die Stufe ein, und die Schraube 92c wird in der holmkörperseitigen Schraubenmutter 89 in einen eingeschraubten Zustand gebracht. Aufgrund des eingeschraubten Zustands des Verbindungsbolzens 92 ist der Holmkörper 88 mit dem Flansch 90 fest verbunden.
Ferner ist der freiliegende Teil des Flansches 90, der in radialer Richtung ausgehend von dem Holmkörper 88 nach außen ragt, mit dem Plattenteil 80 derart verbunden, dass die Stellung des feststehenden Holms 82 einstellbar ist. Zu diesem Zweck weist der Flansch 90 eine Mehrzahl von verbindungsseitigen Schraubenmuttern 95a und eine Mehrzahl von einstellseitigen Schraubenmuttern 95b auf (in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung acht befestigungsseitige Schraubenmuttern 95a und acht einstellseitigen Schraubenmuttern 95b, siehe auch 3). Die Befestigungsbolzen 96 sind in die verbindungsseitigen Schraubenmuttern 95a eingeschraubt und die Einstellbolzen 97 sind in die einstellseitigen Schraubenmuttern 95b eingeschraubt.
Der Befestigungsbolzen 96 und der Einstellbolzen 97 können aus demselben Material ausgebildet sein und können dieselbe Form aufweisen. Daher kann derselbe Bolzen entweder in die befestigungsseitige Schraubenmutter 95a oder in die einstellseitige Schraubenmutter 95b eingeschraubt werden. Falls der Bolzen in die befestigungsseitige Schraubenmutter 95a eingeschraubt ist, wird auf den Bolzen als Befestigungsbolzen 96 Bezug genommen, und falls der Bolzen in die einstellseitige Schraubenmutter 95b eingeschraubt ist, wird auf den Bolzen als Einstellbolzen 97 Bezug genommen. Es ist zu beachten, dass die Form des Befestigungsbolzens 96 und der montageteilseitigen Schraubenmutter 81a sowie der befestigungsseitigen Schraubenmutter 95a, die dem Befestigungsbolzen 96 entspricht, von der Form des Einstellbolzens 97 und der montageteilseitigen Schraubenmutter 81b sowie der einstellseitigen Schraubenmutter 95b verschieden sein kann, die dem Einstellbolzen 97 entspricht.
Jeder der Befestigungsbolzen 96 weist einen Kopf 96a und eine Schraube 96b auf, die sich durchgängig ausgehend von dem Kopf 96a erstreckt. Die Schraube 96b weist an einer äußeren umfänglichen Oberfläche ein Gewinde auf. Gleichermaßen weist jeder der Einstellbolzen 97 einen Kopf 97a und eine Schraube 97b auf, die sich durchgängig ausgehend von dem Kopf 97a erstreckt. Die Schraube 97b weist an einer äußeren umfänglichen Oberfläche ein Gewinde auf. Ferner ist in einer oberen Oberfläche des Kopfes 96a ein Betätigungsloch 96c ausgeformt, um den Befestigungsbolzen 96 zu drehen, und in einer oberen Oberfläche des Kopfes 97a ist ein Betätigungsloch 97c ausgeformt, um den Einstellbolzen 97 zu drehen (siehe 3).
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, sind alle befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a und alle einstellseitigen Schraubenmuttern 95b in radialer Richtung parallel zueinander an dem freiliegenden Teil des Flansches 90 angeordnet. Zudem sind die befestigungsseitigen Schraubenmutter 95a in Umfangsrichtung des freiliegenden Teils in gleichen Abständen angeordnet (d.h. in Abständen von 45°), und die einstellseitigen Schraubenmuttern 95b sind in Umfangsrichtung des freiliegenden Teils in gleichen Abständen angeordnet (d.h. in Abständen von 45°). Zudem treten die befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a und die einstellseitigen Schraubenmuttern 95b vertikal durch den Flansch 90 hindurch. Innerhalb jeder der befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a ist eine Stufe zur Verbindung mit dem Kopf 96a des Befestigungsbolzen 96 ausgebildet, und innerhalb jeder der einstellseitigen Schraubenmuttern 95b ist eine Stufe zur Verbindung mit dem Kopf 97a des einstellseitigen Bolzens 97 ausgebildet.
Die Anzahl von befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a und die Anzahl von einstellseitigen Schraubenmuttern 95b ist nicht in besonderer Weise begrenzt und kann frei gewählt werden. Die Anzahl von befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a kann von der Anzahl einstellseitigen Schraubenmuttern 95b verschieden sein. Beispielsweise können vier befestigungsseitige Schraubenmuttern 95a in der Umfangsrichtung an dem freiliegenden Teil vorhanden sein, und es können drei einstellseitige Schraubenmuttern 95b in der Umfangsrichtung an dem freiliegenden Teil vorhanden sein. Falls die Anzahl einstellseitigen Schraubenmuttern 95b (Einstellbolzen 97) klein ist, ist es möglich, eine zu einem Einstellen der Stellung nötige Zeit zu reduzieren.
Jede der befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a ist dazu eingerichtet, jeder der montageteilseitigen Schraubenmuttern 81a des Plattenteils 80 zugewandt zu sein an einer von der Vertiefung 94 verschiedenen Positionen (an einer Position, die sich nicht mit der Vertiefung 94 überschneidet), die näher an einem äußeren randständigen Teil des Flansches 90 liegt. Daher verbinden die montageteilseitigen Befestigungsmuttern 81a und die befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a den Flansch und den Plattenteil 80 aufgrund des Einschraubens der Befestigungsbolzen 96 miteinander. Beispielsweise ist die montageteilseitige Befestigungsmutter 81a mit der Schraube 96b des Befestigungsbolzen 96 mit einer Anziehkraft von etwa 10 N verbunden.
Hingegen ist die einstellseitige Schraubenmutter 95b an einer bezüglich der befestigungsseitigen Schraubenmutter 95a in radialer Richtung innenliegenden Position vorgesehen und überschneidet sich mit der Vertiefung 94, um jeder der montageteilseitigen Einstellmuttern 81b des Plattenteils 80 zugewandt zu sein. Daher wird der Einstellbolzen 97 in die montageteilseitige Einstellmutter 81b durch den Raum 94a hindurch eingeführt, wenn der Einstellbolzen 97 in die einstellseitigen Schraubenmutter 95b eingeschraubt wird und durch die untere Oberfläche der Vertiefung 94 hindurch tritt. Der Durchmesser der montageteilseitigen Einstellmutter 81b ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der montageteilseitigen Befestigungsmutter 81a (oder eine Gewindesteigung des Gewindes der montageteilseitigen Einstellmutter 81b ist geringfügig kleiner als eine Gewindesteigung des Gewindes der montageteilseitigen Befestigung Schraubenmutter 81a). Daher ist die Schraube 97b des Einstellbolzens 97 in die montageteilseitige Einstellmutter 81b mit einer Anziehkraft eingeschraubt, die größer ist als 10 N.
Diesbezüglich wird ein Widerstand während eines Führens einer relativen Bewegung des bewegbaren Zylinders 84 erzeugt, auch wenn der Holmkörper 88 des feststehenden Holms 82 bezüglich einer normalen Stellung um mehrere µm geneigt ist, und der Widerstand kann eine Verschiebungssteuerung in der vertikalen Richtung beeinflussen. Daher wird unter normalen Umständen eine Durchführung eines Einstellens der Stellung des Holmkörpers 88 während einer Montage des Luftausgleichsmechanismus 10 durchgeführt.
Gemäß dem üblichen Verfahren zum Einstellen der Stellung wird, wie oben beschrieben, eine Unterlegscheibe (nicht gezeigt) zwischen dem Holmkörper 88 und dem Flansch 90 zur Einstellung der Stellung des Holmkörpers 88 eingeführt. Beispielsweise wird bei einem derartigen Verfahren zum Einstellen der Stellung ein Betrieb des Bewegbare-Luft-Reglers 86 unterbrochen und die Unterlegscheibe zwischen dem Holmkörper 88 und dem Flansch 90 eingebracht. Durch vielmaliges Wiederholen dieses Vorgangs, so lange, bis die Stellung des Holmkörpers 88 regulär ist, wird das Einstellen fertiggestellt. Folglich ist ein Durchführen des Einstellens der Stellung mühsam.
Im Gegensatz hierzu ist es in einem Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage einer Durchführung eines Drehens der Einstellbolzen 97 möglich, die aufrechte Stellung des mit dem Flansch 90 verbundenen Holmkörpers 88 einzustellen. Dies bedeutet, dass der Raum 94a zwischen dem Plattenteil 80 und dem Flansch 90, in welchen die Einstellbolzen 97 eingeschraubt sind, von der Vertiefung 94 gebildet ist. Daher ist es möglich, den Teil des Flansches 90, der die Vertiefung 94 aufweist, geringfügig zu verformen, indem ein Grad (Umfang) eines Einschraubens, zu welchem der Einstellbolzen 97 in den Plattenteil 80 und den Flansch 90 eingeschraubt ist, verändert wird.
Dies bedeutet, dass beispielsweise in dem Fall, dass der Holmkörper 88 geneigt ist, der Benutzer den Einstellbolzen 97 auf einer gegenüberliegenden Seite einer Richtung, in welche der Holmkörper 88 geneigt ist, in die tiefere Seite der montageteilseitigen Einstellmutter 81b schraubt. Da der Flansch 90 zu der Seite hin geneigt ist, in welche der Einstellbolzen 97 geschraubt ist, bewegt sich als Ergebnis der mit der oberen Oberfläche des Flansches 90 verbundene Holmkörper 88 derart, dass die Neigung der Stellung ebenfalls ausgeglichen wird. Folglich kann der Benutzer den Holmkörper 88 in einfacher Weise einstellen, sodass dieser die reguläre Stellung einnimmt (d.h. die Stellung, in welcher der Holmkörper 88 vollständig parallel zu der vertikalen Richtung des Y-Achsen-Schlittens 54 angeordnet ist). Selbstverständlich kann der Benutzer den Befestigungsbolzen 97 lockern, der in derselben Richtung eingeschraubt ist, in welcher der Holmkörper 88 geneigt ist.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 weisen die beiden bewegbaren Zylinders 84 des Luftausgleichsmechanismus 10 jeweils eine zylindrische Form auf, mit einer Grundfläche an ihrem oberen Ende. Ein Innenraum 84a ist innerhalb jedes der bewegbaren Zylinder 84 gebildet. Der Durchmesser des Innenraums 84a ist geringfügig größer als ein äußerer Durchmesser jedes der feststehenden Holme 82. Der bewegbare Zylinder 84 überschneidet sich mit dem feststehenden Holm 82 ausgehend von dem feststehenden Holm 82, um einen berührungsfreien Zustand zwischen der inneren umfänglichen Oberfläche des bewegbaren Zylinders 84 und der äußeren umfänglichen Oberfläche des Holmkörpers 88 zu erzeugen. Zudem ist eine Länge jedes der bewegbaren Zylinder 84 in der axialen Richtung geringer als die Länge jedes der feststehenden Holm 82 in der axialen Richtung.
Ferner ist an einem unteren Ende des Paares von bewegbaren Zylinder 84 ein Brückenrahmen 98 vorgesehen. Der Brückenrahmen 98 erstreckt sich zwischen dem Y-Achsen-Schlitten 54 und den bewegbaren Zylindern 84, um ein Gewicht des bewegbaren Elements 60 auf die bewegbaren Zylinder 84 zu übertragen. Der Brückenrahmen 98 weist eine Dicke auf, die geeignet ist, eine hinreichende Steifigkeit zu erzielen, und der Brückenrahmen 98 ist mit dem Y-Achsen-Schlitten 54 und den bewegbaren Zylindern 84 mittels geeigneter Verbindungsmittel (Schrauben, Verschweißung, etc.) verbunden.
Wie in der 4A gezeigt ist, ist innerhalb des Brückenrahmens 98 ein Durchgangsloch 98a ausgebildet. Der Durchmesser des Durchgangslochs 98a entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des Innenraums 84a des bewegbaren Zylinders 84. Ferner ist eine berührungsfreie Dichtstruktur 100 an der unteren Seite des Brückenrahmens 98 befestigt. Die innere Dichtoberfläche der berührungsfreien Dichtstruktur 100 ragt nach innen, um das Durchgangsloch 98a lose zu verschließen, um einen Leckdruck in dem Innenraum 84a zu vermindern, wobei der berührungsfreie Zustand gegenüber der äußeren umfänglichen Oberfläche des Holmkörpers 88 beibehalten wird. Beispielsweise weist die berührungsfreie Dichtstruktur 100 in dem Zustand, in dem der feststehende Holm 82 sich in der regulären Stellung befindet, einen Abstand von mehreren µm zwischen der inneren Dichtoberfläche und der äußeren umfänglichen Oberfläche des Holmkörpers 88 auf.
Weiterhin, wie in den 2 und 4A gezeigt ist, versorgt der Bewegbare-Luft-Regler 86 des Luftausgleichsmechanismus 10 den Innenraum 84a der beiden bewegbaren Zylinder 84 in geeigneten Zeitabständen durch die Flussdurchlässe 88a der beiden feststehenden Holme 82 hindurch mit der bewegbaren Luft bzw. lässt diese aus dem Innenraum 84a ab. Die bewegbare Luft verändert den Luftdruck in den bewegbaren Zylindern 84, und eine geringe Menge der bewegbaren Luft wird von der berührungsfreien Dichtstruktur 100 abgelassen. Auf diese Weise ist eine Bewegungssteuerung des Vorschub-Achsen-Mechanismus 50 für die Y-Achsen und eine Bewegungssteuerung des Luftausgleichsmechanismus 10 realisiert, wenn sich der Y-Achsen-Schlitten 54 in der vertikalen Richtung bewegt. Hierdurch kann die Last des bewegbaren Elements 60 in verteilter Weise aufgenommen werden.
Weiterhin dient der Bewegbare-Luft-Regler 86 während des Einstellens der Stellung der feststehenden Holme 82 als Luftversorgungseinheit zur Bereitstellung von Einstellluft CA aufgrund einer Betätigung durch den Benutzer. Die Menge an Einstellluft CA ist geringer als die Menge der bewegbaren Luft. Die Einstellluft CA fließt in den Innenraum 84a der bewegbaren Zylinder 84 hinein, und eine geringe Menge an Einstellluft CA wird an einer unteren Stelle der berührungsfreien Dichtstruktur 100 abgelassen.
Der Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist prinzipiell den oben beschriebenen Aufbau auf. Im Folgenden werden das Verfahren zum Einstellen der Stellung des Luftausgleichsmechanismus 10 sowie dessen Wirkungsweise beschrieben.
Wie in der 2 gezeigt ist, verbindet der Benutzer während der Montage des Luftausgleichsmechanismus 10 zunächst den Holmkörper 88 und den Flansch 90 mittels der Verbindungsbolzen 92. Folglich sind der Holmkörper 88 und der Flansch 90 zusammengebracht, um den feststehenden Holm 82 auszubilden. Des Weiteren wird der Plattenteil 80 an der unteren Oberfläche des Z-Achsen-Schlittens 44 befestigt, ehe der feststehende Holm 82 mit dem Plattenteil 80 des Luftausgleichsmechanismus 10 verbunden wird.
Ferner wird in dem Verfahren zum Einstellen der Stellung ein Befestigungsschritt zur Befestigung des feststehenden Holms 82 an dem Plattenteil 80 durchgeführt. In diesem Fall platziert der Benutzer den Flansch 90 auf einer oberen Oberfläche des Plattenteils 80 und schraubt die Befestigungsbolzen 96 in die befestigungsseitigen Schraubenmuttern 95a des Flansches 90 und die montageteilseitigen Schraubenmuttern 81a des Plattenteils 80. Die Mehrzahl von Befestigungsbolzen 96 wird soweit eingeführt, bis die Köpfe 96a der Befestigungsbolzen 96 fest mit dem Flansch 90 in Verbindung gebracht sind. Auf diese Weise werden der Plattenteil 80 und der Flansch 90 fest miteinander verbunden.
Weiterhin schraubt der Benutzer nach der Befestigung der feststehenden Holme 82 und des Plattenteils 80 aneinander die Einstellbolzen 97 in die einstellseitigen Schraubenmuttern 95b des Flansches 90, in den Raum 94a, in die montageteilseitigen Einstellmuttern 81b des Plattenteils 80. Zu diesem Zeitpunkt ist die Mehrzahl von Einstellbolzen 97 lose eingeschraubt, sodass eine schwache Verbindung mit dem Flansch 90 hergestellt ist. Auf diese Weise ist eine einem Einstellen einer Stellung vorausgehende Befestigung der feststehenden Holme 82 abgeschlossen. Die bewegbaren Zylinder 84 überschneiden sich mit den feststehenden Holmen 82, und der Bewegbare-Luft-Regler 86 ist mit den feststehenden Holmen 82 verbunden.
Anschließend, nach dem Befestigungsschritt, führt der Benutzer einen Einstellschritt zum Einstellen der Stellung jedes der feststehenden Holme 82 durch. Dieser Einstellschritt kann vorzugsweise an einem Einsatzort wie einer Produktionsstätte während einer Montage der Werkzeugmaschine 12 durchgeführt werden. Wie in den 4A und 4B gezeigt ist, wird während des Einstellschritts eine vorgegebene Menge an Einstellluft CA von dem Bewegbare-Luft-Regler 86 bereitgestellt. Wenn die Einstellluft CA, die von dem Bewegbare-Luft-Regler 86 bereitgestellt wird, in die feststehenden Holm 82 hineinfließt, tritt die Einstellluft CA durch die Flussdurchlässe 88a hindurch und fließt aufwärts. Anschließend wird der Innenraum 84a jedes der bewegbaren Zylinder 84 mit der Einstellluft CA versorgt. Nachdem der Innenraum 84a mit der Einstellluft CA versorgt ist, weist der Innenraum 84a ein bestimmtes Luftdruckniveau auf. Ferner wird eine kleine Menge der Einstellluft CA an der unteren Seite des bewegbaren Zylinders 84 von der berührungsfreien Dichtstruktur 100 abgelassen.
Dann wird, wie in der 4A gezeigt ist, in dem Fall, dass der Holmkörper 88 des feststehenden Holms 82 bezüglich der vertikalen Achse geneigt ist, der Abstand zwischen der inneren Dichtoberfläche der berührungsfreien Dichtstruktur 100 und dem Zwischenraum C der äußeren umfänglichen Oberfläche und des Holmkörpers 88 teilweise groß. Hierdurch tritt eine große Menge der Einstellluft CA von einer unteren Stelle der berührungsfreien Dichtstruktur 100 aus. Daher kann der Benutzer auf der Grundlage der aus dem bewegbaren Zylinder 84 austretenden Einstellluft CA ermitteln, ob die Stellung des feststehenden Holms 82 regulär oder nicht regulär ist.
In dem Fall, dass die Stellung des feststehenden Holms 82 geneigt ist, wie dies in 4B gezeigt ist, dreht der Benutzer einen oder mehrere der Einstellbolzen 97 und verändert einen Grad deren Einschraubens, um die Stellung des feststehenden Holms 82 einzustellen. Durch das Verändern des Grads des Einschraubens wird ein Druck vergrößert oder verkleinert, den die Köpfe 97a der auf den Teil des Flansches 90 ausüben. Daher bewegt sich der Flansch 90 beispielsweise auf den Raum 94a zu, um eine geringfügige Verformung an dessen oberer Oberfläche zu verursachen, und verändert die Stellung des Holmkörpers 88.
In diesem Zusammenhang ist es für den Benutzer schwierig zu erkennen, ob die Stellung des feststehenden Holms 82 regulär geworden ist oder nicht, selbst wenn die Stellung des feststehenden Holms 82 geneigt ist, da die Neigung gering ist (angenommen, die Stellung wäre in großem Umfang geneigt, ist zu erwarten, dass weitere Faktoren eine Rolle spielen, beispielsweise, dass einer der Befestigungsbolzen 96 unzureichend angezogen ist). Daher überprüft der Benutzer die Menge an Einstellluft CA, die von der unteren Stelle der berührungsfreien Dichtstruktur 100 austritt, auch während des Drehens der Einstellbolzen 97, und der Nutzer entscheidet, dass die Stellung des feststehenden Holms 82 regulär geworden ist, wenn die Luftmenge reduziert ist (oder nahezu null geworden ist). Auf diese Weise ist es möglich, den Vorgang des Einstellens der Stellung des feststehenden Holms 82 in geringer Zeit geeignet abzuschließen.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es der Luftausgleichsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem einfachen Aufbau umfassend den Raum 94a des Flansches 90, die Befestigungsbolzen 96 und die Einstellbolzen 97, die Stellung der feststehenden Holmen 82 sehr präzise in kurzer Zeit einzustellen. In dem Zustand, in dem der Befestigungsbolzen 96 in die von dem Holmkörper 88 exponierte äußere Position des Flansches 90 geschraubt wird, um den Flansch zu befestigen, wird nämlich ein Grad eines Einschraubens der Einstellbolzen 97 bedarfsgemäß geändert. Durch das Verändern des Grads des Einschraubens ist es möglich, die Stellung des feststehenden Holms 82 in einfacher Weise genau einzustellen.
In diesem Fall leitet der Bewegbare-Luft-Regler 86 die Einstellluft CA während des Einstellens der Stellung in den bewegbaren Zylinder 84. Deshalb kann der Benutzer auf der Grundlage der Änderung der Menge an von dem bewegbaren Zylinder 84 freigegebenen Luft ermitteln, ob die Stellung des feststehenden Holms 82 regulär ist oder nicht. Hierdurch ist es möglich, die Effizienz des Vorgangs weiter zu verbessern.
Zudem ist es möglich, die von dem feststehenden Holm 82 auf den Plattenteil 80 ausgeübte Last gleichmäßig zu verteilen, da die Mittelachse des Holmkörpers 88 an dem Mittelpunkt des Flansches 90 ausgerichtet ist. Ferner ist es mittels des Drehens des Einstellbolzens 97 möglich, eine Verformung des die Vertiefung 94 umfassenden Teils zu erzeugen und die Stellung des feststehenden Holms 82 einzustellen, da die Ausnehmung 94 eine exakt kreisförmige und zu dem Flansch 90 konzentrische Form aufweist und ein Durchmesser der Ausnehmung 94 größer ist als ein äußerer Durchmesser des Holmkörpers 88. Zusätzlich sind der Befestigungsbolzen 96 und der Einstellbolzen 97 in radialer Richtung des Flansches 90 parallel zueinander angeordnet. Daher dient der Befestigungsbolzen 96 als ein Angelpunkt (Drehpunkt) und der Flansch 90 kann auf der gegenüberliegenden Seite in radialer Richtung in einfacher Weise verformt werden.
Zudem ist in dem Luftausgleichsmechanismus 10 die Anziehkraft des Befestigungsbolzens 96 größer als die Anziehkraft des Einstellbolzens 97. Daher kann die mittels des Einstellbolzens 97 eingestellte Stellung des feststehenden Holms zuverlässig beibehalten werden. Da der Befestigungsbolzen 96 und der Einstellbolzen 97 dieselbe Form aufweisen, können außerdem identische Bolzen sowohl als Befestigungsbolzen 96 als auch als Einstellbolzen 97 verwendet werden. Folglich wird eine weitere Verbesserung einer Effizienz des Vorgangs erzielt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008 [0002]
JP 204366 [0002]
JP 2008204366 [0003]

Claims

Luftausgleichsmechanismus (10), umfassend: einen Montageteil (80); einen Holm (82), der an seinem einen Ende mit einem Flansch (90) versehen ist, wobei der Flansch (90) an dem Montageteil (80) befestigt ist; und einen Zylinder (84), der dazu vorgesehen ist, den Holm (82) zu ummanteln und relativ zu dem Holm (82) bewegbar zu sein; wobei ein Zwischenraum (94a) an einem Verbindungsteil zumindest eines von dem Montageteil (80) und dem Flansch (90) vorgesehen ist; und wobei der Luftausgleichsmechanismus (10) ferner umfasst: zumindest einen Befestigungsbolzen (96), der dazu vorgesehen ist, den Flansch (90) und den Montageteil (80) an einer von dem Zwischenraum (94a) verschiedenen Position zu befestigen; und zumindest einen Einstellbolzen (97), der dazu vorgesehen ist, durch den Flansch (90) hindurch an einer Position, die sich mit dem Zwischenraum (94a) überschneidet, in den Montageteil (80) geschraubt zu werden, um ein Einstellen einer Stellung des Holms (82) zu ermöglichen.
Luftausgleichsmechanismus (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Luftversorgungseinheit (86), die dazu vorgesehen ist, zu einem Zeitpunkt des Einstellens der Stellung des Holms (82) Luft in den Zylinder (84) einzubringen.
Luftausgleichsmechanismus (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Flansch (90) in einer Draufsicht eine exakt kreisförmige Form aufweist und derart befestigt ist, dass eine Mittelachse eines von dem Holm (82) ausgehenden Teils an einem Mittelpunkt des Flansches (90) ausgerichtet ist; wobei der Zwischenraum (94a) von einer flachen, nach innen gerichteten Vertiefung des Flansches (90) gebildet ist; und wobei die Vertiefung (94) eine exakt kreisförmige mit dem Flansch (90) konzentrische Form aufweist, und der Durchmesser der Vertiefung (94) größer ist als ein äußerer Durchmesser des von dem Holm (82) ausgehenden Teils.
Luftausgleichsmechanismus (10) nach Anspruch 3, wobei der Befestigungsbolzen (96) und der Einstellbolzen (97) in einer radialen Richtung des Flansches (90) parallel zueinander angeordnet sind.
Luftausgleichsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Montageteil (80) eine Mehrzahl von Schraubenmuttern (81) aufweist, die dazu vorgesehen sind, ein Einschrauben des Befestigungsbolzens (96) und des Einstellbolzens (97) in die Schraubenmutter (81) zu ermöglichen; und wobei in den Schraubenmuttern (81) eine Anziehkraft des Einstellbolzens (97) größer ist als eine Anziehkraft des Befestigungsbolzens (96).
Luftausgleichsmechanismus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Befestigungsbolzen (96) und der Einstellbolzen (97) dieselbe Form aufweisen.
Verfahren zum Einstellen einer Stellung eines Luftausgleichsmechanismus (10), wobei der Luftausgleichsmechanismus (10) umfasst: einen Montageteil (80); einen Holm (82), der an seinem einen Ende mit einem Flansch (90) versehen ist, wobei der Flansch (90) an dem Montageteil (80) befestigt ist; und einen Zylinder (84), der dazu vorgesehen ist, den Holm (82) zu ummanteln und relativ zu dem Holm (82) bewegbar zu sein; wobei ein Zwischenraum (94a) an einem Verbindungsteil zumindest eines von dem Montageteil (80) und dem Flansch (90) vorgesehen ist; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Befestigen des Flansches (90) und des Befestigungsteils (80) an einer von dem Zwischenraum (94a) verschiedenen Position unter Verwendung zumindest eines Befestigungsbolzens (96); und Einstellen der Stellung des Holms (82) nach dem Befestigungsschritt mittels Einschraubens zumindest eines Einstellbolzens (97) in den Montageteil (80) durch den Flansch (90) hindurch an einer von dem Zwischenraum (94a) verschiedenen Position.
Verfahren zum Einstellen der Stellung des Luftausgleichsmechanismus (10) nach Anspruch 7, wobei in einem Einstellschritt Luft in den Zylinder (84) von einer Luftversorgungseinheit (86) eingebracht wird, um die Stellung des Holms (82) auf Grundlage einer Menge der von dem Zylinder (84) freigegebenen Luft einzustellen.