JP2003136352A - フライスおよび穿孔マシニングセンター - Google Patents

フライスおよび穿孔マシニングセンター

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JP2003136352A JP2002259831A JP2002259831A JP2003136352A JP 2003136352 A JP2003136352 A JP 2003136352A JP 2002259831 A JP2002259831 A JP 2002259831A JP 2002259831 A JP2002259831 A JP 2002259831A JP 2003136352 A JP2003136352 A JP 2003136352A
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コンラート・ヨーゼフ・ポップ
Robert Merk
ロベルト・メルク
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コンパクトに構成され且つコストの安い、改
良された力線を有するフライスおよび穿孔マシニングセ
ンターを提供する。 【解決手段】 支持体３、４、５上に配設された上側の
スタンド部分２が、モノブロック構造様式で構成されて
いること、水平方向の作業スピンドル７を有するスピン
ドルハウジング６が、機械スタンド１、２の上側のスタ
ンド部分２の下側面に、垂れ下がるように配設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念によるフライスおよび穿孔マシニングセンターに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のフライスおよび穿孔マシニングセ
ンターは、一般的に、ブラケット機構構造様式、ベッド
機構構造様式、または穿孔機構構造様式において構成さ
れている。回転的な主切断運動を実施する工具は、回転
運動された作業スピンドル内に収容されており、この作
業スピンドルが、加工材料に対して移動可能なスピンド
ルハウジング内に支承されている。この加工されるべき
加工材料は、通常、クロステーブル、交換テーブル、回
転テーブル上に、またはパレット上に固定されている。
一般的に、この様式のマシニングセンターは、同様に自
動的な工具交換装置を有しており、この工具交換装置に
よって、異なる加工処理のために必要とされる工具の迅
速な且つ自動的な交換が可能になる。このことによっ
て、この加工材料の自動的な完全な加工は、手動の介入
無しに、一つの固定状態において実施され得る。自動化
程度の更なる向上、および非生産的な副次的時間の短縮
は、付加的な自動的な工具交換装置によって達せられ
る。この目的で、主として、パレット交換システムが使
用され、これらパレット交換システムは、垂直方向軸線
において移動可能な、且つこの垂直方向軸線を中心とし
て回転可能なパレット支持体を、作業スペースにおいて
配設されたパレットの準備位置において存在するパレッ
トとの交換のために有している。これらパレットの内の
１方のパレットが、作業スペース内に存在している間
に、準備位置において存在する他方のパレット上で、完
成して加工された加工材料は、取り出され、且つ新しい
加工材料が固定される。この様式のパレット交換装置
は、しかしながら、技術的に、費用と労力がかかる。何
故ならば、この目的のために、適当な案内装置を有する
特別な付加的装置、別途の駆動システム、および所属す
る制御装置が必要であるからである。このことは、相応
する高い投資経費を伴う。更に、パレット交換システム
を備えるマシニングセンターは、増大された所要スペー
スを必要とする。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第４４ ２２ ４１
６号明細書から、冒頭に記載した様式のマシニングセン
ターが公知であり、このマシニングセンターは、機械固
定台およびこの機械固定台から上に向かって突出するス
タンド部分を備えている。このスタンド部分において、
加工材料担持体が配設されており、この加工材料担持体
は、クロススライダーを介して、水平方向および垂直方
向に移動可能な加工材料チャック装置を備えている。こ
の加工材料チャック装置は、作業スピンドルの傍らに設
けられた加工材料移送装置と、この作業スピンドルの前
の作業領域との間の、自動的な加工材料交換にために、
移動可能である。この作業スピンドルは、この公知のマ
シニングセンターにおいて、スピンドルハウジング内に
格納されており、このスピンドルハウジングが、水平方
向の案内を介して移動可能に、機械固定台の上側面上に
配設されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、コンパクトに構成され且つコストの安い、改良され
た力線（Kraftfluss）を有するフライスおよび穿孔マシ
ニングセンターを提供することであり、このマシニング
センターは、高い自動化程度を、自動的な加工材料交換
によって可能にする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
特徴を有するフライスおよび穿孔マシニングセンターに
よって解決される。
【０００６】本発明によるフライスおよび穿孔マシニン
グセンターの基本的な利点は、作業スピンドルと同様
に、多数の軸線において移動可能な加工材料チャック装
置も、モノブロック構造様式で構成された共通のスタン
ド部分において配設されている点にある。このことによ
って、有利な力線および高い剛性が達せられる。クロス
スライダーを介して、上側の固定式のスタンド部分に配
設された加工材料担持体は、加工材料の加工のために必
要な、Ｘ軸線およびＹ軸線における線形運動だけでな
く、自動的な加工材料交換を実施するための移動運動も
行う。従って、簡単なクロススライダーの移動運動によ
って、自動的な加工材料交換は、簡単な方法で実施され
る。別途の処理システム、または費用がかかるパレット
交換装置も、何ら必要ではない。加工材料担持体におけ
る加工材料の垂れ下がるような配設によって、特に迅速
な加工材料交換が、ピックアップ方法で行われ得る。完
成して加工された加工材料を、例えば移送コンベアベル
トとして構成された加工材料供給装置上に載置するた
め、およびそこから新しい加工材料を、作業領域内に移
送するために、ただ比較的に短い移動運動が必要なだけ
である。このことによって、加工から次の加工への時間
（Span-zu-Span-Zeiten）は、低減される。
【０００７】本発明による機械機構コンセプトの更なる
利点は、良好な切削屑搬出の中に存在する。加工材料の
垂れ下がるような保持によって、加工切削屑は、自由に
下に向かって、例えば台枠において設けられた開口部を
通って落下する。このことによって、作業領域は、障害
となる加工切削屑の無い状態に保持される。
【０００８】本発明の合目的な実施形態、および有利な
更なる構成は、従属請求項において記載されている。
【０００９】従って、加工材料担持体は、特に合目的な
実施形態において、工具収容ヘッドを有しており、この
工具収容ヘッド内に、加工材料チャック装置が、この加
工材料チャック装置の中心軸線（Ｂ軸線）を中心にし
て、モータで回転可能に配設されている。この工具収容
ヘッドは、それ自身、角度保持体内において、第２の水
平方向軸線（Ｘ軸線）に対して平行な回転軸線（Ａ軸
線）を中心にして、回転可能に配設されている。従っ
て、Ｘ軸線およびＹ軸線におけるクロススライダーを介
して実施される線形運動、並びにＺ軸線における作業ス
ピンドルの線形運動との組み合わせによる、これら両方
の付加的な回転軸線によって、５つの面の加工は実施さ
れる。
【００１０】加工材料供給装置は、合目的な実施形態に
おいて、エンドレスベルトの様式で水平方向に周囲に延
在する、２つの別個の移送コンベアベルトを備えている
移送コンベアベルトである。この様式の移送コンベアベ
ルトは、多数の加工材料を装着され得、これら加工材料
が、その場合に、作業スピンドルの近傍において存在す
る引渡し位置内に、加工材料担持体によって取り出すた
めに移動される。従って、所定の引渡し位置への、更に
加工されるべき加工材料の移送、または所定の取出し位
置への、既に完成して加工された加工材料の搬出は、加
工の間に行われる。
【００１１】スピンドルハウジングの下方に、例えば、
皿形または円板形マガジンとして構成された工具マガジ
ンが配設されている。従って、この二重グリッパーの実
施形態におけるスピンドルハウジングに組付けられた工
具交換装置によって、同様に、比較的に迅速な自動的な
工具交換が実施される。
【００１２】本発明の更なる特徴および利点は、本発明
によるフライスおよび穿孔マシニングセンターの基礎構
造部を、概略的な透視画法で示した図に基づいて、有利
な実施例の以下の説明から与えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図において図示されたフライスお
よび穿孔マシニングセンターは、台枠１、およびモノブ
ロック構造様式において構成された上側の固定式のスタ
ンド部分２を有する機械スタンドを備えており、このス
タンド部分が、２つの相互に離間した側方の支持体３お
よび４、並びに貫通した第３の支持体５上に、配設され
ている。機械構造のより良好な認識可能性のために、こ
の図において左側の側方の支持体４は、示された図にお
いて切断されている。この支持体４は、しかしながら、
右側の側面に図示された支持体３のように構成されてい
る。このスタンド部分２の下側において、支持体３、４
と５との間に、その内部に回転軸受され、モータで駆動
される、水平方向の作業スピンドル７を有するスピンド
ルハウジング６が、垂れ下がるように配設されている。
この、その内部に配設された作業スピンドル７を有す
る、スピンドルハウジング６は、平行の案内レール８を
介して、スタンド部分２の下側において、摺動可能であ
り、且つ、図示されていない駆動装置によって、第１の
水平方向軸線９（Ｚ軸線）において移動可能である。
【００１４】加工されるべき加工材料１０は、加工材料
担持体１１によって保持され、この加工材料担持体が、
クロススライダー１２を介して、第１の水平方向軸線９
（Ｚ軸線）に対して垂直方向の第２の水平方向軸線１３
（Ｘ軸線）、およびこれに対して垂直方向の垂直方向軸
線１４（Ｙ軸線）において、移動可能に、固定式のスタ
ンド部分２に配設されている。このクロススライダー１
２は、スタンド部分２の端面１６における水平方向の案
内レール１５を介してＸ軸線においてモータで移動可能
な、Ｙ軸線においてモータで移動可能な垂直方向スライ
ダー１８を担持する、横方向スライダー１７から成って
いる。従って、横方向スライダー１７および垂直方向ス
ライダー１８の適当な移動運動によって、加工のために
必要な直線的な運動が、ＸおよびＹ軸線において実施さ
れ、これに対して、Ｚ軸線における直線的な運動は、ス
ピンドルハウジング６の制御された位置決めによって行
われる。
【００１５】垂直方向スライダー１８の下側において配
設された加工材料担持体１１は、自動的に操作可能な加
工材料チャック装置１９を有しており、この加工材料チ
ャック装置は、例えば、固定したあごを有するチャッ
ク、等の様式で構成されている。図において図示された
実施形態において、チャックとして形成された加工材料
チャック装置１９は、適当な駆動装置を介して、この加
工材料チャック装置の中心軸線２０（Ｂ軸線）を中心と
して回転可能に、工具収容ヘッド２１内に配設されてい
る。この工具収容ヘッド２１は、この垂直方向スライダ
ーの下側において固定された角度保持体２２に、Ｘ軸線
に対して平行の回転軸線２３（Ａ軸線）を中心として、
駆動装置を介して、モータで移動可能に配設されてい
る。この加工材料チャック装置１９および工具収容ヘッ
ド２１の回転は、例えば、角度保持体２２、もしくは工
具収容ヘッド内にまとめられているハーモニックドライ
ブ駆動装置を介して行われる。両方の付加的な回転軸線
２０および２３によって、５つの面の加工は、一つの固
定状態において可能となる。
【００１６】モノブロック構造様式において構成された
上側のスタンド部分２は、横方向スライダーを担持する
端面１６が、台枠１上で作業スピンドルに対して側方に
移動されて配設された加工材料供給装置２４を横切って
延在し、且つこの加工材料供給装置を、少なくとも部分
的に張架するように形成されている。このことによっ
て、加工材料担持体１１は、そこで、完成して加工され
た加工材料を載置するために、および次の加工されるべ
き加工材料を受取に行くために、横方向スライダー１７
および垂直方向スライダー１８の簡単な移動運動によっ
て、この加工材料供給装置２４を横切って移動され得
る。図において図示された実施形態において、この加工
材料供給装置２４は、エンドレスベルトとして構成さ
れ、且つ２つの別個の移送軌道２５および２６を備え
る、周囲に延在する移送コンベアベルトであり、この移
送コンベアベルトが、台枠１上において、支持体５と配
電盤戸棚２７との間に配設されている。この移送コンベ
アベルトは、多数の加工材料を装着され、これら加工材
料が、次いで、所定のプログラムフローに従って、自動
的に、工具保持装置による取出しのための予め定められ
た引渡し位置に移動される。加工の終了後、この工具保
持装置を介して再びこの移送コンベアベルト上へと載置
された、完成した加工材料は、この移送コンベアベルト
によって、取出し位置へと移送される。この移送コンベ
アベルトは、台枠１を横切って側方に突出した、積み込
みもしくは荷降ろし領域２８を有し、この領域が、図示
されていない保護キャビンの適当な開口部を通って外方
へと突出している。この領域において、この移送コンベ
アベルトは、新しい加工材料を装着され、且つ、既に加
工された加工材料が、そこで同様に、この移送コンベア
ベルトから取り出される。
【００１７】スピンドルハウジング６の下方で、台枠１
上に、皿形マガジンとして構成された工具マガジン２９
が、固定式に組み付けられている。作業スピンドル７と
この工具マガジン２９との間の、工具交換のために必要
な加工工具の移送は、スピンドルヘッドの領域内のスピ
ンドルハウジング６において配設された工具交換装置３
０によって行われ、この工具交換装置が、二重グリッパ
ーとして構成されており、且つ２つの互いに９０°だけ
位置ずれされた工具グリッパーを有している。従って、
この作業スピンドルの水平方向の中心軸線に対して４５
°のもとで下に向かって傾斜された回転軸線を中心とす
る工具交換装置３０の回転、およびスピンドルハウジン
グの適当な移動運動、およびこのスピンドルハウジング
に対する工具グリッパーの摺動によって、自動的な工具
交換は実施される。個別の支持体３と４との間に形成さ
れた通路を通って、この工具マガジン２９は、加工のた
めに必要とされる工具を装着される。
【００１８】台枠１に、組み込まれた操作盤３２を有す
る操作コンソール３１が配設されている。この台枠１内
において、更に、作業スピンドル７のスピンドルヘッド
の下方に位置している開口部３３が設けられており、こ
の開口部を通って、加工の際に生じる切削屑が、下に向
かって落下可能である。このことによって、作業領域
は、切削屑の無い状態に保持される。下に向かって落下
した切削屑は、引出し３４によって捕捉され、及び／ま
たは自動的な切削屑コンベア３５によって搬出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフライスおよび穿孔マシニングセ
ンターの基礎構造部を、概略的な透視画法で示した図で
ある。
【符号の説明】
１ 台枠、機械スタンド ２ スタンド部分、機械スタンド ３、４ 支持体 ５ 第３の支持体 ６ スピンドルハウジング ７ 作業スピンドル ８ 案内レール ９、Ｚ 第１の水平方向軸線 １０ 加工材料 １１ 加工材料担持体 １２ クロススライダー １３、Ｘ 第２の水平方向軸線 １４、Ｙ 垂直方向軸線 １５ 案内レール １６ 端面 １７ 横方向スライダー １８ 垂直方向スライダー １９ 加工材料チャック装置 ２０、Ｂ 中心軸線 ２１ 工具収容ヘッド ２２ 角度保持体 ２３、Ａ 回転軸線 ２４ 加工材料供給装置 ２５、２６ 移送軌道 ２７ 配電盤戸棚 ２８ 積み込みもしくは荷降ろし領域 ２９ 工具マガジン ３０ 工具交換装置 ３１ 操作コンソール ３２ 操作盤 ３３ 開口部 ３４ 引出し ３５ 切削屑コンベア
フロントページの続き (72)発明者 ロベルト・メルク ドイツ連邦共和国、ラメルデインゲン、ア ム・アイヒエンヴエーク、８ Ｆターム(参考） 3C048 AA01 BB01 BC02 BC03 DD10 DD17 EE00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フライスおよび穿孔マシニングセンター
    であって、このフライスおよび穿孔マシニングセンター
    が、台枠（１）および上側の固定式のスタンド部分
    （２）を備えた、機械スタンド（１、２）を有し、この
    機械スタンド（１、２）において、第１の水平方向軸線
    （９）において、モータで移動可能に配設された、水平
    方向の作業スピンドル（７）を有するスピンドルハウジ
    ング（６）を有し、且つ、自動的に操作可能の加工材料
    チャック装置（１９）を有する加工材料担持体（１１）
    を有し、その際この加工材料チャック装置が、クロスス
    ライダー（１２）を介して、この第１の水平方向軸線
    （９）に対して垂直方向の第２の水平方向軸線（１
    ３）、およびこれに対して垂直方向の垂直方向軸線（１
    ４）において、移動可能に、上側のスタンド部分（２）
    に垂れ下がるように配設されており、且つ、自動的な加
    工材料交換のために、この作業スピンドル（７）の傍ら
    に配設された加工材料供給装置（２４）と、作業スピン
    ドル（７）の前の作業領域との間で移動可能である、様
    式の上記フライスおよび穿孔マシニングセンターにおい
    て、支持体（３、４、５）上に配設された上側のスタン
    ド部分（２）が、モノブロック構造様式で構成されてい
    ること、水平方向の作業スピンドル（７）を有するスピ
    ンドルハウジング（６）が、機械スタンド（１、２）の
    上側のスタンド部分（２）の下側面に、垂れ下がるよう
    に配設されていることを特徴とするフライスおよび穿孔
    マシニングセンター。
  2. 【請求項２】 上側のスタンド部分（２）は、加工材料
    供給装置（２４）を少なくとも部分的に張架する端面
    （１６）を有しており、この端面に、クロススライダー
    （１２）の横方向スライダー（１７）が、水平方向の案
    内レール（１５）を介して、第２の水平方向軸線（１
    ３）において移動可能に配設されていることを特徴とす
    る請求項１に記載のフライスおよび穿孔マシニングセン
    ター。
  3. 【請求項３】 クロススライダー（１２）は、横方向ス
    ライダー（１７）において垂直方向軸線（１４）におい
    て移動可能な垂直方向スライダー（１８）を備えてお
    り、この垂直方向スライダーの下側面に、加工材料担持
    体（１１）が配設されていることを特徴とする請求項２
    に記載のフライスおよび穿孔マシニングセンター。
  4. 【請求項４】 加工材料担持体（１１）は、工具収容ヘ
    ッド（２１）を備えており、この工具収容ヘッド内に、
    加工材料チャック装置（１９）が、この加工材料チャッ
    ク装置の中心軸線（Ｂ軸線）を中心にして、モータで回
    転可能に配設されていることを特徴とする請求項１に記
    載のフライスおよび穿孔マシニングセンター。
  5. 【請求項５】 加工材料担持体（１１）は、角度保持体
    （２２）を備えており、この角度保持体に、工具収容ヘ
    ッド（２１）が、第２の水平方向軸線（Ｘ軸線）に対し
    て平行の回転軸線（Ａ軸線）を中心にしてモータで移動
    可能に配設されていることを特徴とする請求項２に記載
    のフライスおよび穿孔マシニングセンター。
  6. 【請求項６】 加工材料供給装置（２４）は、エンドレ
    スベルトとして周囲に延在する、少なくとも１つの移送
    軌道（２５、２６）を有する、水平方向の移送コンベア
    ベルトであることを特徴とする請求項１から５のいずれ
    か一つに記載のフライスおよび穿孔マシニングセンタ
    ー。
  7. 【請求項７】 スピンドルハウジング（６）の下方に、
    工具マガジン（２９）が、機械スタンド（１、２）のス
    タンド部分（２）上で配設されていることを特徴とする
    請求項１から６のいずれか一つに記載のフライスおよび
    穿孔マシニングセンター。
  8. 【請求項８】 スピンドルハウジング（６）において、
    自動的な工具移送のための工具交換装置（３０）は、作
    業スピンドル（７）と工具マガジン（２９）との間に配
    設されていることを特徴とする請求項７に記載のフライ
    スおよび穿孔マシニングセンター。
  9. 【請求項９】 工具交換装置（３０）は、二重グリッパ
    ーとして構成された工具交換装置であることを特徴とす
    る請求項８に記載のフライスおよび穿孔マシニングセン
    ター。
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