JP2003503217A - 旋 盤 - Google Patents

旋 盤

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JP2003503217A
JP2003503217A JP2001506056A JP2001506056A JP2003503217A JP 2003503217 A JP2003503217 A JP 2003503217A JP 2001506056 A JP2001506056 A JP 2001506056A JP 2001506056 A JP2001506056 A JP 2001506056A JP 2003503217 A JP2003503217 A JP 2003503217A
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Abstract

(57)【要約】 旋盤（１０）は、マガジン（１４）を実質的に垂直な運転方向に支持する支持構造体（１２）を含む。そのマガジン（１４）は、往復台（２４）上に回転可能に支持されている。マガジン（１４）は多軸マガジンであり、複数の工作物を支持する。ハウジング（１８）にはワークステーションヘッド（４０）が取り付けられている。そのワークステーションヘッドは、複数のワークステーション（４６）を定めている。各ワークステーションヘッドは、複数の作業用ツールを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は工作機械に関するものである。より詳細には、本発明は旋盤に関する
ものである。
【０００２】 （発明の概要） 本発明によれば、旋盤が提供され、その旋盤は、 支持構造体と、 少なくとも１つの工作物を保持するため、上述の支持構造体に取り付けられた
マガジンであって、該マガジンは、上記少なくとも１つの工作物に機械加工作業
が実施されるときに、該少なくとも１つの工作物が実質的に垂直に配置されるよ
うに支持構造体に取り付けられたマガジンと、そして 上記工作物がその垂直方向に保持されると共に機械加工作業を実施すべく作業
用ツールが該工作物の端部に係合するように、少なくとも一つの作業用ツールを
有して上記支持構造体に取り付けられた少なくとも１つのワークステーションと
を含む。
【０００３】 上記支持構造体は、支柱と、この支柱にスライド可能に配置された往復台と、
そして、往復台によって回転可能に支持されたマガジンとを含み得る。
【０００４】 上記往復台は、上記マガジンの作業端部が、即ち上記ワークステーションに近
い側の端部が駆動メンバーとの係合から外れることができるように上記支柱に対
してスライド可能であってもよく、そして該マガジンは、マガジンへの装着のし
直しを容易にするために、実質的に水平に横たえるように回転される。
【０００５】 上記支柱は、ベースプレート上に据え付けられることができ、そしてハウジン
グが、該支柱に隣接して該ベースプレート上に据え付けられることができる。こ
のハウジングは、駆動機構、切削油剤タンク等を含み得る。
【０００６】 ハウジングにはワークステーションヘッドが取り付けられていてよく、そのワ
ークステーションヘッドは、上述のワークステーションまたは各ワークステーシ
ョンを定めている。また、そのワークステーションヘッドは、ハウジング上に変
位可能に配置されていてよい。第一に、上述のヘッドは、ワークステーションの
割り出しを容易化するため、ハウジングに関して回転式に変位可能であってよい
。第二に、ワークステーションヘッドは、ハウジングに対して保持手段の縦軸に
沿って変位可能であってよい。
【０００７】 本発明の旋盤は、工作物または各工作物のそれらの割り当てられたワークステ
ーションへの送りを制御するため、ワークステーションヘッドとワークステーシ
ョンヘッドに近い方の側のマガジンの端部との中間に配置された制御手段を含ん
でいてよい。
【０００８】 その制御手段は、工作物または各工作物を解放可能に把持するための把持手段
と、そして、工作物または各工作物に対して実施すべき機械加工作業を可能にす
るため、その工作物または各工作物を回転式に駆動するための回転手段とを含み
得る。更に、この制御手段は、上述の把持手段から工作物を解放できるようにす
るための解放手段を含んでいてよい。
【０００９】 上述の把持手段は、機械加工すべき各工作物を解放可能に把持するためのコレ
ットを含み得る。各コレットは、遊星歯車にしっかり取り付けられていてよい。
各遊星歯車は、順に、太陽歯車で回転式に駆動されてよく、そして、その太陽歯
車は、ハウジング内に収容された駆動モーターを介して回転される。従って、上
述の回転手段は、太陽歯車と複数の遊星歯車からなっていてよい。また、上述の
解放手段は、コレットの頂部に設けられた空気式ダイアフラムであってもよいし
、あるいは、電磁式システムであってもよい。
【００１０】 複数の作業用ツールは、上記少なくとも一つのワークステーション内に収容さ
れることができ、該ワークステーションは、割り当てられた工作物に対して様々
な機械加工作業を逐次的に実施できるように、上記マガジンに関して割り出し可
能に為されている。
【００１１】 好適には、上述のマガジンは、多数の運転工作物を保持することができる多軸
マガジンである。更に、本発明の旋盤は、各運転工作物に対して機械加工作業を
同時に実施することができるように、それぞれのワークステーションが各運転工
作物に割り当てられた複数のワークステーションを含んでいてよい。マガジンは
、各運転工作物の他に、スペア工作物を保持できるように構成されていてよい。
「運転工作物」という用語は、機械加工作業が行われている工作物、あるいは、
機械加工作業が行われるべき工作物を意味している。一方、「スペア工作物」と
いう表現により、運転工作物である特定の工作物がそれらに対する機械加工作業
を受けている間、マガジンに装着し直すべく一定の監督を行う必要性を伴わずに
、スペア工作物である他の工作物が、以降の機械加工作業に備えてそれらの割り
当てられた運転工作物に隣接して予備的に保持されていることを意味している。
【００１２】 以上で説明されているように、各ワークステーションは、複数の作業用ツール
を含み得る。従って、各ワークステーションは、例えば、分断用ツール、旋削用
ツール、ねじ切り用ツール、中ぐり用ツール、及び複数の穴開け用ツールを持つ
ことができる。しかし、当業者であれば、選択される工具の実際の配列は、様々
な工作物に対して実施すべき機械加工作業の内容に依存することが理解されよう
。とはいえ、各ワークステーションは、同じ選定の作業用ツールを持つであろう
。
【００１３】 本発明の旋盤は、コンピューターで制御されてよい。それ故、コントロールキ
ャビネットは、使用時に本旋盤の運転を制御する制御回路を収容していてよい。
【００１４】 次に、添付図面を参照しながら実施例に基づき本発明を説明する。
【００１５】 それらの図面において、参照番号１０は、本発明による旋盤を全体的に指して
いる。旋盤１０は支持構造体１２を含み、その支持構造体は、図１に図解されて
いるように、マガジン１４を実質的に垂直な運転方向に支持している。
【００１６】 支持構造体１２はベースプレート１６を含み、そのベースプレート上にハウジ
ング１８が取り付けられている。ハウジング１８は、駆動モーター、切削油剤タ
ンク、冷却ファン等を収用しており、それらは、アクセスドア２０を通じてアク
セス可能に為されている。
【００１７】 ベースプレート１６上にはハウジング１８に隣接して支柱２２が取り付けられ
ている。支柱２２には往復台２４がスライド可能に取り付けられており、その往
復台は、チェーン駆動アセンブリ２６（図４）と歯車付きモーター２８を介して
駆動される。モーター２８は、ブラケット３０により支柱２２に支持されている
。
【００１８】 マガジン１４は、旋回ベアリングを含むジンバル装置３２により往復台２４に
回転可能に支持されている。ジンバル装置３２は、マガジン１４の長さ方向に沿
って略中程に配置されている。
【００１９】 更に、支柱２２は、それらの間にギャップ３６を定める２本の間隔をあけて設
けられたレール３４からなっており、添付図面中の図２で示されているように、
マガジン１４は、マガジン１４に工作物を装着するために、それらのレールを通
じて取り付けられている。マガジン１４の工作物装着については、以下でもっと
詳細に説明される。
【００２０】 マガジン１４は多軸マガジンであり、そこに複数の工作物を支持するように為
されている。図示されている実施態様では、マガジン１４は、ロッド３８の形態
で２４個の工作物を支持していて、そのうちの６個のロッド３８が示されており
、それらの６個のロッドは以上で定義された「運転工作物」であって、残りのロ
ッドは同じく以上で定義された「スペア工作物」である。
【００２１】 旋盤１０は、ハウジング１８に取り付けられたワークステーションヘッド４０
を含んでいる。ワークステーションヘッド４０は、矢印４２（図３）で示されて
いるように、ｚ−軸上で変位可能であり、また、添付図面中の図３で矢印４４に
より示されているように、水平面またはｘ−平面内においても、ハウジング１８
に対して相対的に回転可能に為されている。
【００２２】 ワークステーションヘッド４０は、複数のワークステーション４６を定めてい
る。運転工作物ないしロッド３８の個数、即ち、スペア工作物を除く工作物の個
数と同数のワークステーション４６があることが理解されよう。従って、図示さ
れている実施態様では、明快化する目的で１個のワークステーション４６しか示
されていないが、そのヘッド４０上には、円周方向に沿って間隔をあけて設けら
れた６個のワークステーション４６が配置されている。
【００２３】 各ワークステーション４６は、複数の作業用ツールを含む。例えば、各ワーク
ステーション４６は、分断用ツール、旋削用ツール、ねじ切り用ツール、中ぐり
用ツール、及び複数の穴開け用ツール、例えば３個の穴開け用ツールを有してい
る。
【００２４】 マガジン１４の底端部にある割り出し用プレート５０とワークステーションヘ
ッド４０との中間には、制御手段または駆動ヘッド４８が配置されている。駆動
ヘッド４８は、複数のロッド３８をワークステーション４６へ送ると共に、ワー
クステーション４６に対する相対的なそれらロッド３８の回転を制御する。マガ
ジン１４が垂直方向を向いているため、機械加工されるべきそれらのロッド３８
は、重力下でワークステーション４６へ送られる。従って、それらのロッド３８
が運転位置にあるときにそれらを把持するため、駆動ヘッド４８には把持手段が
含まれている。各把持手段は、駆動ヘッド４８に配置されたコレットの形態を為
している。各コレットは、順に、駆動ヘッド４８内に配置された遊星歯車（図示
せず）にしっかりと取り付けられている。それらの遊星歯車は太陽歯車の周囲に
取り付けられており、使用時には、それらのロッド３８を回転させるため、ハウ
ジング１８に取り付けられた駆動モーターを介して太陽歯車により駆動される。
また、駆動ヘッド４８にはコレット解放システム５２が取り付けられている。コ
レット解放システム５２のスプリング５４がダイアフラム５６により圧縮される
と、コレットが開き、それらのロッド３８をそれらの割り当てられたワークステ
ーション４６へ送ることが可能になる。添付図面のうちの図３において、３８．
１として図示されているそれらロッド３８のうちの１つが、駆動ヘッド４８を通
じて、そのロッドに割り当てられたワークステーション４６に対する運転位置へ
延びた状態で示されていることに留意すべきである。
【００２５】 旋盤１０はコンピューターで制御され、従って、旋盤１０は、関連する処理回
路が組み込まれたコントロールキャビネット５８を含んでいる。オペレーターは
、コントロールキャビネット５８に設けられたコントロールパネル６０を介して
旋盤１０を操作する。代わりに、コントロールキャビネット５８がハウジング１
８の一部を形成していてもよいことが理解されよう。
【００２６】 使用に際しては、マガジン１４に工作物を装着するするため、マガジン１４の
割り出し用プレート５０が、駆動ヘッド４８のコレット解放システム５２との係
合から外れて持ち上げられる。その後、マガジン１４は、添付図面のうちの図２
に示されているように、マガジンが実質的に水平な方向になるまで、ジンバル装
置３２の回りで往復台２４に対して旋回される。それらロッド３８は、マガジン
内に端部６２から装着される。スペア工作物を含むすべてのロッド３８が装着さ
れると、マガジン１４は、その後、割り出し用プレート５０が駆動ヘッド４８の
コレット解放システム５２と係合するように、再び、添付図面のうちの図１に示
されている垂直方向を向いた位置へ持ち上げられる。
【００２７】 マガジン１４は、割り出し用プレート５０に設けられた開口が駆動ヘッド４８
のコレット解放システム５２に設けられた開口と重なり合うまで、縦軸の回りで
回転される。この重なり合いが起こると、それらロッド３８は、それらの割り当
てられたコレットを通じて、重力下で落下する。それらロッド３８がそれらの割
り当てられたワークステーション４６に関して相対的に配置される際の位置を制
御するため、各ロッド３８の機械加工されるべき端部が分断用ツール上へ落下す
るように、各ワークステーションの分断用ツールが各ロッド３８の下側の位置に
配置される。ワークステーションヘッド４０は、それらロッド３８の端部がワー
クステーション４６に関して相対的なそれらの必要な位置に来るまで、各ロッド
３８をそれの割り当てられた分断用ツールの頂部に対向させて担持した状態で下
げられる。コレットは、ワークステーションヘッド４０がハウジング１８に対し
て更に下げられながら、それらロッド３８をこの位置でクランプする。その後、
ツールの適切な選択、ワークステーションヘッド４０の操作に関する適切な選択
、そしてマガジン１４の駆動ヘッド４８によるそれらロッド３８の回転に関する
適切な選択により、各ロッド３８の端部に対して様々な機械加工作業が実施され
る。各機械加工作業が終了すると、ワークステーションヘッド４０は、次のツー
ルがそのロッド３８の端部に対して為すべく装備された機械加工作業を果たすた
め、そのロッド３８の端部と関わる位置に次のツールをもたらすように割り出さ
れ、あるいは、ｘ−平面内で回転される。機械加工が完了すると、即ち、仕上げ
品目が形成されると、そのワークステーション４６で実施される最終作業は、各
ロッド３８の加工された端部の残りの部分からその仕上げ品目を分断することで
ある。これは、仕上げ品目がそのロッド３８の端部から分断され、そして、コレ
ットが解放されるときに、それらロッド３８が、それらのワークステーション４
６と関わる位置にもたらされるべく、以上で説明されている通りに、それらの分
断用ツール上に重力下で再び落下するように、そのロッド３８の端部の下側に位
置したままのその分断用ツールにより果たされる。それらロッド３８が供給し尽
くされると、マガジン１４は、駆動ヘッド４８を通じてワークステーションヘッ
ド４０へ送るべく、スペア工作物をプレート５０に設けられた各開口と整列状態
にもたらすため、プレート５０に関して相対的に回転される。
【００２８】 ワークステーションヘッド４０の下側に切屑チャンネル６４が定められている
ことに留意すべきである。切屑コンベヤーまたはプレート６６は、チャンネル６
４をきれいに掃き出すように切屑をチャンネル６４内へ送る。モーターで駆動さ
れる掃除用指状体（図示せず）がチャンネル６４内へ伸びるべく取り付けられて
おり、これにより、チャンネル６４から切屑を取り除くことができる。
【００２９】 切削油剤は、コレットに隣接した穴を通って中央のコラムを通じて設けられた
歯車箱内のギャラリーからツールへ差し向けられる。切削油剤は、歯車箱内のベ
アリングに対する直接的な冷却手段として作用する。また、切削油剤は、切屑テ
ーブル６６の下側にある内部ドレーンにより、循環されてハウジング１８内の切
削油剤タンクへ戻される。
【００３０】 本発明の一つの特別な利点は、マガジン１４が垂直方向に取り付けられるため
、旋盤１０のフットプリントが、本出願人の承知している水平方向マガジンを有
する他の旋盤よりも約９０゜分だけ小さいことである。その上、複数のロッド３
８が垂直方向を向いていることにより、それらのロッド３８のワークステーショ
ン４６への送りが容易化される。また、それらのロッド３８は垂直軸の回りで回
転するので、それらのロッド３８の激しい打ち当たりが抑制され、結果として、
騒々しさの低減された作業環境がもたらされる。これは、また、従来よりもずっ
と高速度での現代的なツールの利用を可能にする。その上、更に、切削油剤は垂
直に配置された棒または管を伝って上ることができないため、中空の棒または管
を容易に機械加工することができる。
【００３１】 本発明の別の主要な利点は、多品目を同時に製造できることである。この点に
関して、旋盤１０は、製造すべきコンポーネントまたは品目の複雑さに応じて、
あらゆる個数のワークステーション４６を持ち得ることに留意すべきである。多
品目を同時に製造できるという事実により、結果として経費の節約につながる非
常に高い生産速度を達成することができる。
【００３２】 当業者であれば、広範囲にわたって説明された本発明の精神または範囲から逸
脱することなく、特定の実施態様に基づいて示された本発明に対して数多くの変
更及び／又は修正を為し得ることが理解されよう。従って、それらの本発明の実
施態様は、決して制限的なものではなく、すべての点において例示的なものであ
ると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 マガジンが運転位置にある状態での本発明による旋盤の三次元的
な図。
【図２】 マガジンが工作物装着用の非運転位置にある状態での本旋盤の三
次元的な図。
【図３】 拡大した尺度における本旋盤の一部の三次元的な正面図。
【図４】 同じく僅かに拡大した尺度における本旋盤の一部の三次元的な背
面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 旋盤であって、当該旋盤が、 支持構造体と、 少なくとも１つの工作物を保持するため、上述の支持構造体に取り付けられた
    マガジンであって、該マガジンは、上記少なくとも１つの工作物に機械加工作業
    が実施されるときに、該少なくとも１つの工作物が実質的に垂直に配置されるよ
    うに支持構造体に取り付けられたマガジンと、そして 上記工作物がその垂直方向に保持されると共に機械加工作業を実施すべく作業
    用ツールが該工作物の端部に係合するように、少なくとも一つの作業用ツールを
    有して上記支持構造体に取り付けられた少なくとも１つのワークステーションと
    を含むことを特徴とする旋盤。
  2. 【請求項２】 上記支持構造体が、支柱と、該支柱にスライド可能に配置さ
    れた往復台と、及び、該往復台により回転可能に支持された上記マガジンとを含
    んでいることを特徴とする、請求項１記載の旋盤。
  3. 【請求項３】 上記支柱がベースプレート上に据え付けられており、且つ ハウジングが該支柱に隣接して該ベースプレート上に配置されていることを特徴
    とする、請求項２記載の旋盤。
  4. 【請求項４】 上記ハウジングにワークステーションヘッドが取り付けられ
    ていて、該ワークステーションヘッドが、上記ワークステーションまたは各ワー
    クステーションを定めていることを特徴とする、請求項３記載の旋盤。
  5. 【請求項５】 上記ワークステーションヘッドが上記ハウジングに変位可能
    に配置されていることを特徴とする、請求項４記載の旋盤。
  6. 【請求項６】 上記工作物または各工作物のそれの割り当てられたワークス
    テーションへの送りを制御するため、上記ワークステーションヘッドと該ワーク
    ステーションヘッドに近い方の側の上記マガジンの端部との中間に配置された制
    御手段を含んでいることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の旋盤
    。
  7. 【請求項７】 上記制御手段が、上記工作物または各工作物を解放可能に把
    持するための把持手段、及び、前記工作物または各工作物に対して実施すべき機
    械加工作業を可能にするため、該工作物または各工作物を回転式に駆動するため
    の回転手段を含んでいることを特徴とする、請求項６記載の旋盤。
  8. 【請求項８】 複数の作業用ツールは、上記少なくとも一つのワークステー
    ション内に収容されており、該ワークステーションは、割り当てられた工作物に
    対して様々な機械加工作業を逐次的に実施できるように、上記マガジンに関して
    割り出し可能に為されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記
    載の旋盤。
  9. 【請求項９】 上記マガジンが、多数の運転工作物を保持できる多軸マガジ
    ンであることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の旋盤。
  10. 【請求項１０】 それぞれの上記運転工作物に対して上記機械加工作業を同
    時に実施することができるように、それぞれのワークステーションが各運転工作
    物と関わり合う複数のワークステーションを含んでいることを特徴とする、請求
    項９記載の旋盤。
  11. 【請求項１１】 上記マガジンが、各運転工作物の他に、スペア工作物を保
    持できるように構成されていることを特徴とする、請求項９または請求項１０記
    載の旋盤。
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