JP2001513705A - 工作物クランプテーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、請求の範囲第１項上位概念部分に記載された工作物クランプテーブルに関するものである。該クランプテーブルは、周辺自動機器に対し水平方向にＣＮＣ制御され、どの角度にも自動機器とコーディネート可能である。前記工作物クランプテーブルは、本発明によれば、磁気式の支持リング８を中核部材として有する一揃いのコンパクトな構造として構成されている。前記磁気式の支持リングは、支持、位置変え、突張りが可能な磁気式の締付け装置と、角度および位置の調節装置とを有している。この組合わせによって、工作物クランプ板１には、その上の組立体／工作物と共に、上昇、あらゆる角度での位置決め、所望の回転位置または平面位置への配置、下降、突張りが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】 工作物クランプテーブル 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載された工作物クランプテー ブル、それも被加工工作物を受容するために、または被加工工作物を更に加工す るために役立ち、かつまた特に構成ユニット、例えば器具、機械、機械部品等の 組立て／分解用の搬送路内にも使用可能な形式のものに関する。 工作物クランプテーブルは、従来技術により広く知られており、使用領域また は使用目的に応じた構成を有している。 それら公知の工作物クランプテーブルの欠点は、特定の目的に対して以外は使 用できず、周辺機器に対する配属または位置決めがほとんど不可能なことである 。 したがって、本発明の課題は、次にような工作物クランプテーブルを開発する ことである。すなわち、すべての角度に調節可能であり、自動装置内に使用して 、工作物クランプテーブル周辺に設けられた作業箇所に対して極めて精密に、Ｃ ＮＣ制御され、所定の経過にしたがって始動できるような工作物クランプテーブ ルである。それにより、自動装置の短い周期の送り運動が最小化され、更に、組 立て／分解時間が短縮され、手による組立て／分解処置が少なくなるようにされ る。 本発明によれば、この課題は、請求の範囲第１項に記載の特徴により解決され た。 従属請求項には本発明の特別な構成および好ましい解決策が記載されている。 本発明による工作物クランプテーブルは、周辺の自動装置に対し垂直かつあら ゆる角度で自動装置とコーディネートしてCNC制御可能に構成されている。 この構成は、工作物クランプテーブル内で作用する磁気式および機械式の昇降 力、駆動力、締付け力により実現され、それにより、加工／組立てまたは取外し 対象の構造ユニット／工作物がクランプされる工作物クランプ板が、相応に位置 決めされる。この工作物クランプ板は、交換可能なパレットとして機能し、この パレットにより、該クランプ板上に固定された構造ユニット／工作物が、次の加 工および処置のため工作物クランプテーブルから搬出されるか、外部で装荷され 、 再び工作物クランプテーブルへ送られ、間の時間に構造ユニットを換装する必要 がない。 その場合、本発明による工作物クランプテーブルは、一揃いのコンパクトな構 造ユニットとして構成され、この構造ユニットの中核は、磁気保持リングであり 、この磁気保持リングには、磁気式の支持、位置決め、クランプのそれぞれが可 能な締付け装置と、角度調節兼位置決め装置とが配属されている。この組合わせ によって、工作物クランプ板を、その上に配置された構造ユニット／工作物と共 に上昇させ、あらゆる角度で、回転的かつ平面的に位置決めし、降下させ、締付 け固定することができる。 同じように、工作物クランプテーブルは、テーブル全体が交換可能に、組立て 用建物の床または床下に設けた、同じ大きさの別々の機械基礎ハウジングまたは 基底穴に装入され得るように構成されている。その場合、このコンパクトな構成 ユニットは、相応の基底穴内で、好ましくは水平方向に走出可能な支持舌状片に より支持され、これらの基底穴内に、それぞれハウジング壁／基底穴壁に対し水 平に作用する加圧スピンドルを介して固定可能である。 本発明によれば、磁気保持リングは、締付け装置と、締付けユニットに組込ま れている角度調節兼位置決め装置とを受容する支持ハウジングとして役立つよう に構成され、高さ調節可能であると同時に、工作物クランプテーブル全体の位置 決めおよび支承のための相応の部材を受容するように構成されている。 本発明には、工作物クランプテーブ全体が液圧昇降装置を介して昇降可能であ ることも含まれている。 磁気式に支持され締付け作用を有する締付け装置は、本発明によれば、基礎回 転板と、支持リングと、工作物クランプ板が固定されるセンタリングプレートと から成り、センタリングプレートは、レベル調節スピンドルと球頭支持スピンド ルとの上方で支持リングと結合され、かつ支持リングと機能上の作用関係を有し ている。 磁気保持リングは、角度調節兼位置決め装置を組込んだ締付け装置を受容する ために、開放されており、吊上げ磁石、駆動磁石、締付け磁石を備えている。 本発明による角度調節兼位置決め装置は、直接に締付け装置の支持リング内に 配置され、調節可能の球頭支持スピンドルと、複数の、好ましくは３個のレベル 調節スピンドルとから成り、レベル調節スピンドルは、一端が中間リング内に支 承され、駆動ユニットを介して調節可能である。 備えられている液圧・機械式昇降装置を介して、磁気保持リングと、角度調節 兼位置決め装置の球頭支持スピンドルとの双方の高さ調節が可能である。これに より、工作物クランプ板上の被加工工作物および組立て／分解対象の構造ユニッ トは、自動装置に対して必要な位置に応じて、ｘ方向とｙ方向での回転運動と平 面運動との組合わせにより、またｚ方向を中心とする回転運動をも行うことによ り、移動可能である。 角度調節兼位置決め装置は、工作物クランプ板のあらゆる角度の調節に役立ち 、支持リング内に配置され、中間リングと作用結合されている。中間リング内に は、球頭支持スピンドルの調節駆動装置、レベル調節スピンドル用の駆動ユニッ トのいずれもが組込まれている。 以下で本発明を図示の実施例につき詳細に説明する。 個々の図面： 図１は工作物クランプテーブル全体の断面図。 図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図１の全体図は、コンパクトなユニットである工作物クランプテーブルの構造 を明らかにするものである。 工作物クランプ板１は、その上に個々の加工対象または処理対象の工作物／構 造部材／構造ユニットがクランプされ、締付けねじユニット３を介して、センタ リングプレート２と結合されている。センタリングプレート２は、球頭支持スピ ンドル５によって心合せされて支えられ、かつ付加的にレベル調節スピンドル７ を介して締付け装置に対して調節可能に支えられている。 組立て／分解工程用に工作物クランプテーブルを使用する場合には、工作物ク ランプ板１は、軽量構造かつフレーム構造のクランプ板として構成しておく。 締付け装置は、その場合、基礎ハウジングとして構成された磁気保持リング１ ２から成り、磁気保持リング内部には、基部回転板１５が磁気支承されている。 この磁気支承は、基部回転板１５の保持／駆動磁石１４と、磁気保持リング１２ 内に備えられた吊上げ／駆動磁石１３とを介して実現される。 基部回転板１５は、支持リング８と結合され、支持リング内には、角度調節兼 位置決め装置全体が支承されており、また支持リング８は、球頭支持スピンドル ５の個々の構成部材と、レベル調節スピンドル７と、レベル調節スピンドル７の 駆動部材１０、１１と、中間リング９とから成っている。 磁気保持リング１２の下には、昇降シリンダ２４が配置され、この昇降シリン ダ２４が、工作物クランプテーブル全体を昇降させ得るように構成されている。 同じく磁気保持リング１２の下には、高速液圧昇降シリンダ２３が、昇降シリ ンダ２４の中心に支承され、直接に球頭支持スピンドル５に作用し、該スピンド ルを迅速に高さ調節することができる。精密位置決めは、中間リング９の下に配 置された駆動ユニット１１を介して行われる。この場合、中間リング９自体は、 支持リング８の凹部内に支承されている。 この凹部区域には、レベル調節スピンドル７用の駆動ユニット１０も備えられ 、これらのスピンドル７は、ボールねじ、またはリニアモータ式高さ調節ユニッ トとして構成され、これらも、同じように中間リング９内に支承され、かつレベ ル調節スピンドル支承部６を介してセンタリングプレート２と結合されている。 球頭支持スピンドル５に対するセンタリングプレート２の支承は、次のように 構成されている。すなわち、球頭支持スピンドル５の球頭とセンタリングプレー ト２との間に、数部材から成る球形シェル４が支承され、該球形シェルによって 、センタリングプレート２と工作物クランプ板１との垂直方向の旋回運動が確実 に可能になり、かつまた工作物クランプ板１上に固定された構造ユニット／工作 物が、締付け装置の垂直システム軸線を中心として調節可能になるように構成さ れている。 数部分から成る後締付け可能な球形シェル４は、センタリングプレート２と結 合されていることにより、センタリングプレート２が、球頭支持スピンドル５に より保持かつ支持され、軸方向に作用するレベル調節スピンドル７により、中間 リング９内のレベル調節スピンドル駆動部材１０を介してｚ方向に位置変更可能 にされている。このことは、レベル調節スピンドル７の軸方向調節作用を垂直方 向と水平方向のベクトルに分解した場合、符号２５で示したｚ方向が、力のベク トルを表すことを意味している。 球頭支持スピンドル５の球頭と数部材から成る球形シェル４とは、好ましくは 逆の極性を有する磁性材料製であるのが有利である。それにより、これら２つの 部分間の滑り運動が、ほとんど摩耗なしに可能になる。 センタリングプレート２内の支承シェル半部の凹状の構成と、球頭支持スピン ドル５の頭部の凸状の構成とにより、同じように、平面状の支持が保証され、こ のことが、直接の支持力の推移や、角度調節兼位置決め装置への力の作用ならび に工作機械テーブル全体の力の作用に対して、確実に作用する。 レベル調節スピンドル７と球頭支持スピンドル５との双方を支承し案内する中 間リング９は、この場合、その下方位置にかみ合いクラッチ形式で固定され、相 応の加工工程の間、支持リング８の環状凹部内を案内され、側方で支えられる。 基部回転板１５に対する支持リング８の結合は、ねじ結合が好ましく、このね じ結合により、確実に固定結合が達せられると同時に、複数部材の相互の交換も 可能になる。 センタリングプレート２に対するレベル調節スピンドル７の結合は、工作物ク ランプ板１が取付けられているセンタリングプレート２の調節が問題なしに可能 になるように構成されている。この結合は、各レベル調節スピンドル７に備えら れたレベル調節スピンドル支承部６を介して行われ、それによって、センタリン グプレート２が球頭支持スピンドル５の球形表面を滑動するのと似た形式で、同 じようにレベル調節スピンドル７のレベル調節スピンドル支承部６上を滑動する ことが確実に可能になる。 好ましい構成の場合、工作物クランプ板１を締付け固定されたセンタリングプ レート２が、互いに120°ずらされて配置されたレベル調節スピンドル７を介し て支えられ、これによって３点支承が達せられ、この３点支承によって、工作物 クランプ板１を有するセンタリングプレート２の調節を、大きい角度範囲で確実 に実施できる。 センタリングプレート２に対するレベル調節スピンドル７の配置は、図２に示 されている。図２からは、また球頭支持スピンドル５が、多くのキーを備えた横 断面を有する構成になっていることが分かり、該横断面を介して、球頭支持スピ ンドル５は、高速液圧昇降シリンダ２３により所望のｚ方向での概略位置へ移動 でき、他方、このｚ方向での精密位置調整用には相応のボールねじのねじ山が設 けられ、駆動ユニット１１を介して、この精密位置調整が行われる。 センタリングプレート２に対する工作物クランプ板１の結合は、既述の締付け ねじユニット３を介して行われる。 図１および図２から明らかなように、工作物クランプテーブル全体は、側方と 周部側で支承され、位置決めされることが可能である。この目的のために、磁気 保持リング１２の下方部分に設けられた側方案内２６内に支持舌状片１６が、ば ねユニット１７を介して弾発式に支承されている。ばねユニット１７は、好まし くは薄板ばねユニットとして構成され、側方へは案内板１８と支持舌状片１６内 に直接に設けられた突出部とにより制限されている。この区域では、同じように 送りカム板ねじ１９が配置されており、これらの送りカム板ねじは、直接に各支 持舌状片１６と作用接続され、かつ回転駆動部２０を備えている。 回転駆動部２０を介して、送りカム板ねじ１９が支持舌状片１６に対して回動 されることにより、支持舌状片１６は、ばねユニット１７の力に抗して相応の受 容部２７内へ移動させられ。 支持舌状片１６を介して、工作物クランプテーブル全体が支えられる一方、駆 動部２２を介して半径方向に調節可能な加圧スピンドル２１を介して、全工作物 クランプテーブルの周部側が確実に固定される。その場合、加圧スピンドル２１ は、各機械基礎ハウジングまたは各基底穴の壁部２８に支えられる。 図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、取付け板として構成された工 作物クランプ板１を下から見た図で、工作物クランプ板１は、軽量構造で、好ま しくは半製品製である。 取付け板の構成面の重要な特徴は、この取付け板が、周部側で円形リング３０ によって取巻かれている縦横に延在するブレースから成っている点である。 以下で、本発明による工作物クランプテーブルの作用形式を説明する。図１に 明瞭に示されているように、磁気保持リング１２と基部回転板１５との間、また 支持リング８と磁気保持リング１２の上方部分との間には、いわゆる自由空間が 設けられており、これらの自由空間は、締付け装置全体を、ひいては支持リング ８に固定された工作物クランプ板１およびその上に固定された組立て／分解構造 ユニット／工作物をも、固定された構造ユニットの水平方向の位置決めに対して 回転運動に加えて平面運動によっても移動させ得るように選ばれている。構造ユ ニットの全角度範囲の位置決めが、前記の水平の位置決めに組合わせて、角度調 節兼位置決め装置による角度位置決めによって行われ、それにより、構造ユニッ トの、その時々に定められている空間点（Raumpunkte）が、自動装置または他の 装置に対し所定位置へもたらされ得る。 センタリングプレート２、ひいては締付け装置／角度調節兼位置決め装置に対 し工作物クランプ板１が交換可能であることで、工作物クランプ板１には、組立 て／分解対象の構造ユニット／工作物を外部で装着することが可能になる。これ らの構造ユニット／工作物はレファレンス点を有しているため、これらのレファ レンス点によって、周辺の自動装置または他の装置に対する構造ユニット／工作 物の校正（Einmessung）を行うことができる。本発明の客体の一つの好適な形式 は、機械式、空気式、液圧式のいずれかで高さ調節可能な搬送ワゴンに工作物ク ランプ板１を収容可能にすることである。この搬送ワゴンは、その場合、組立て 用建物の床レベルにある、工作物クランプテーブルのセンタリングプレート２の 上方を走行し、リミットスイッチにより制限された降下位置に達した後、工作物 クランプ板１がセンタリングプレート２上へ下降され、フレキシブルな締付けね じユニット３を介してセンタリングプレート２に締付け固定される。その後で、 搬送ワゴンは、工作物クランプテーブルの機械区域から除去される。 取付け固定された構造ユニット／工作物は、それらのシステム軸線上でレファ レンス点を自動装置または他の装置へ接近させることで校正され、工作物クラン プテーブルのシステム軸線と合わせられる。これにより、そのつど入力される加 工、組立て／分解プログラムがスタートでき、しかも、締付け装置と角度調節兼 位置決め装置との組合わせ運動によって各空間点が相応の位置で周辺の自動装置 および他の装置に配属される。 好ましくは、一緒に案内されるか、定置されるかする複数撮影・処理システム から成る装置を備え、それにより光学的に実際位置を検出する。それらの実際位 置は、加工／組立ての場合は製造公差以内で、また分解の場合は製造公差外で検 出され、かつ修正され、その結果、各加工／組立ておよび分解の作用点に対する 精密な位置が確保される。 所望の加工／組立て／分解範囲に達した後、再び、既出の搬送ワゴンを、工作 物クランプテーブル上方へ移動させ、構造ユニットが固定された工作物クランプ 板１または取付けフレームが、センタリングプレート２と工作物クランプ板１と の間の締付けねじユニット３を緩めた後、センタリングを解かれて、搬出される 。 別の箇所では、この組立て／分解装置、または別の周辺機器を有する次の組立 て／分解装置を用いて、組立て／分解作業が継続されるか、または組立て済みの 構造ユニットへの別の処置が行われ、その目的のために、その前の組立て／分解 工程の測定データが次の装置のCNCプログラムメモリへ伝送できる。 これにより、異なる組立て／分解工程または、工作物クランプ板１上の構造ユ ニットへの別の加工または処置を組合わせることが可能になる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 加工対象の工作物および組立て／分解対象の構造ユニットを収容する工作 物クランプテーブルであって、該クランプテーブルが、回転可能、旋回可能、調 節可能であり、したがって相応の自由空間を有する形式のものにおいて、 磁気保持リング（１２）が、角度調節兼位置決め装置を有する締付け装置を収 容する保持ハウジングとして構成され、しかも、基部回転板（１５）が、磁気保 持リング（１２）の内部に、吊上げ／駆動ユニット（１３）と保持／駆動ユニッ ト（１４）とにより磁気支承され、磁気保持リング（１２）が、基部回転板（１ ５）を収容するために開放可能であり、また該磁気保持リング（１２）は、工作 物クランプテーブル全体が、機械基礎ハウジング内または基底穴内に交換可能に 装入できるように、調節可能に構成されており、そのさい、前記工作物クランプ テーブルの固定が、磁気保持リング（１２）の下方区域に水平方向に送出可能に 支承された支持舌上片（１６）と、磁気保持リング（１２）の下に配置され、各 ハウジング壁／基底穴壁に対し水平方向に作用する加圧スピンドル（２１）とに よって行われることを特徴とする、加工対象の工作物および組立て／分解対象の 構造ユニットを収容する工作物クランプテーブル。 2. 前記締付け装置が、基部回転板（１５）と、支持リング（８）と、工作物 クランプ板（１）を取付けられたセンタリングプレート（２）とから成り、該セ ンタリングプレートが、球頭支持スピンドル（５）とレベル調節スピンドル（７ ）とを介して支持リング（８）に結合されていることを特徴とする、請求項１に 記載された工作物クランプテーブル。 3. 前記角度調節兼位置決め装置が、支持リング（８）内に配置され、かつ球 頭支持スピンドル（５）と、レベル調節スピンドル（７）と、中間リング（９） とから成っており、しかも、球頭支持スピンドル（５）が駆動ユニット（１１） を備え、レベル調節スピンドル（７）が、それぞれ駆動ユニット（１０）を備え 、中間リング（９）内を案内され、支持リング（８）内のリング状凹部内に調節 可能に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された 工作物クランプテーブル。 4. 前記支持リング（８）が基部回転板（１５）内に交換可能に配置され、工 作物クランプ板（１）が、締付けねじユニット（３）を介して取外し可能にセン タリングプレート（２）に固定されており、磁気保持リング（１２）の下には、 昇降シリンダ（２４）が配置され、昇降シリンダ（２４）の中心に高速液圧昇降 シリンダ（２３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項３ま でのいずれか１項に記載された工作物クランプテーブル。 5. 前記球頭支持スピンドル（５）とレベル調節スピンドル（７）のいずれも が、それらの駆動ユニット（１１、１０）を介して、一緒に調節可能、かつ個別 に異なる終位置へ調節可能であり、しかも、レベル調節スピンドル（７）が、ボ ールねじとしても、リニアモータ式の高さ調節ユニットとしても構成可能である ことを特徴とする、請求項１または請求項３に記載された工作物クランプテーブ ル。 6. 前記レベル調節スピンドル（７）がレベル調節スピンドル支承部（６）を 介して、また前記球頭支持スピンドル（５）が数部分から成る球形シェル（４） を介して、センタリングプレート（２）と結合されていることを特徴とする、請 求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された工作物クランプテーブル。 7. 前記球頭支持スピンドル（５）が、その球形頭部を、数部分から成る球形 シェル（４）内に滑り支承されており、球頭支持スピンドル（５）の球形頭部と 数部分から成る球形シェル（４）とが、逆極性の磁性材料を備えており、それに よって、球形シェル内の球形頭部の滑り運動が、ほとんど摩耗なしに行われ得る ことを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された工作 物クランプテーブル。 8. 前記磁気保持リング（１２）が、吊上げ／駆動ユニット（１３）と保持／ 駆動ユニット（１４）とを装備しており、しかも、駆動ユニットが三相リニアモ ータとして構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいず れか１項に記載された工作物クランプテーブル。 9. 前記磁気保持リング（１２）の案内（２６）内に水平方向に調節可能な支 持舌状片（１６）が配置され、該舌状片が回転駆動部（２０）を介して調節可能 な送りカム円板ねじ（１９）と作用接続されており、かつ支持舌状片（１６）に ばねユニット（１７）が配属されていることを特徴とする、請求項１から請求項 ８までのいずれか１項に記載された工作物クランプテーブル。 10．磁気保持リング（１２）の下に、加圧スピンドル（２１）が周部側に配置 され、該加圧スピンドルに各１個の駆動装置（２２）が配属されていることを特 徴とする、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された工作物クラン プテーブル。 11．前記工作物クランプテーブルの全体が周囲の加工・組立てシステムに配属 され得ることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載さ れた工作物クランプテーブル。 12．１２０°のピッチでずらして配置された数個の、好ましくは３個のレベル 調節スピンドル（７）が、中間リング（９）内を案内され、かつレベル調節スピ ンドル支承部（６）を介してセンタリングプレート（２）に固定されていること を特徴とする、請求項６から請求項１１までのいずれか１項に記載された工作物 クランプテーブル。 13．前記工作物クランプ板（１）がコンパクトな取付け板または取付けフレー ムとして構成されており、しかも、該取付けフレームが軽量構造で半製品から製 造され、かつ縦横のブレース（２９）から成り、該ブレースが、周部を取巻くリ ング（３０）により取囲まれていることを特徴とする、請求項１から請求項１２ までのいずれか１項に記載された工作物クランプテーブル。 14．前記工作物クランプテーブルが、組立て用建物の床または床下に設けた、 等しい大きさの別々の機械基礎ハウジング／基底穴（２８）内に交換可能に装入 可能であり、しかも、全工作物クランプテーブルが、相応の機械基礎ハウジング ／基底穴（２８）内の、水平方向に走出可能な支持舌状片（１６）上に載置され 、かつ加圧スピンドル（２１）を介して水平方向に各壁部に対して固定されるこ とを特徴とする、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された工作 物クランプテーブル。