JP2004512178A

JP2004512178A - ワークを加工するための装置と方法

Info

Publication number: JP2004512178A
Application number: JP2002537480A
Authority: JP
Inventors: ハンス　エーバーゾルト
Original assignee: Elpatronic AG
Current assignee: Elpatronic AG
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: EP1607163A1; EP1333955B1; MXPA03003610A; KR20030042016A; WO2002034449A1; ES2284698T3; JP4235706B2; EP1333955A1; CA2426226A1; KR100889061B1; ATE362817T1; DE50112531D1; AU2001295351A1

Abstract

両ワーク（１０，１１）の加工時に複数の同時に作用する機能エレメント（２）を必要とする場合は、加工経路が湾曲している場合でも該機能エレメントをその作用位置に保持するために、機能エレメント用の特別の支承装置が必要である。該支承装置は、機能エレメント用の支持体を位置可変に配置したベース（１２）を有している。前記支持体はリング構造体（６０）として構成されており、かつ前記複数の機能エレメントは、前記リング構造体の内部空間に配置されており、しかも前記支持体を回動するための駆動装置は前記支持体に外部から作用しているのが有利である。

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、機能エレメント支承装置を備え、加工中のワークに対して同時に作用する複数の機能エレメントを相対的にシフトすることによって、ワークを加工する装置に関する。
【０００２】
背景技術：
このような装置は、テイラード・ブランクス（ＴａｉｌｏｒｅｄＢｌａｎｋｓ＝縫製金属シート）の分野、或いは製管する場合の内部高圧式変形加工分野、その他の分野で公知になっている。
【０００３】
テイラード・ブランクス或いはシートバーと呼ばれる金属薄板は、種々の金属薄板断裁片を溶接することによって生産されたものである。その生産時に個々の金属薄板断裁片は互いに並置されて溶接され、この溶接は、例えば互いに接し合う金属薄板をオーバーラップさせる場合にはローラシーム溶接法によって、或いは金属薄板を突合せる場合にはレーザ溶接法によって行われる。
【０００４】
種々の金属薄板断裁片は、管片として変形加工されることもあり、その場合変形加工された金属薄板断裁片は、後続の溶接によって閉じられて管片を形成し、かつこのような種々の管片相互を更に溶接することによって、種々異なった金属薄板断裁片から成る１本の管が生産される。
【０００５】
シートバー或いはこのような管は例えば自動車産業において使用されている。数年来シートバーや管が採用されている。シートバーは深絞りされ、かつ例えば車体構造用の支持桁として成形され、その場合個々の金属薄板断裁片の素材又は寸法を種々選択することによって、生産された支持桁の種々異なった機械的特性が特定されることになる。管は内部高圧式変形加工法（ＩＨＵ）によって変形加工を施されて、同じく車体構造部品として製造され、これによって得られる利点は、複雑な構造の成形体をもはや個々の部品から組立てる必要がないので、組立時の高価なトレランス補償問題が省かれることである。
【０００６】
以上の事項から、溶接シームには最高度の要求が課されることになるのは明らかである。それというのは、溶接シームには、すでに変形加工によって高い負荷がかけられるからである。また同じく、構造を弱体化する溶接欠陥の存在は、仕上製品において重大な故障の要因となるので、決して許されない。
【０００７】
欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書には、殊にテイラード・ブランクスの製造時の溶接プロセスの品質を保証しかつ検査するための方法と装置が開示されている。（本明細書では当該欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書の全開示事項が参照される）。当該特許文献には、テイラード・ブランクスの製造装置が開示されており、この場合個々の金属薄板断裁片は、溶接すべきエッジを突合せた状態で往復台上に位置決めされ、かつただ１つの直線的な運動方向で、常設の溶接ステーションの下を通走案内される。（直線的な絶対運動で装置を通走させられる）往復台と常設溶接ステーションとの間のこの相対的なシフト運動によって、ワーク上には直線的な加工経路が生じる。
【０００８】
基本的には、任意の大きさの単独金属薄板から成るテイラード・ブランクスは、任意の大きさのシートバーとして合わせ溶接される。今日、製造されたシートバーは数メートルの寸法に達し、例えばチープ・チェロッキー（ＣｈｅｅｐＣｈｅｒｏｋｅｅ）の側壁は１枚のシートバーから成っている。特定の使用の場合には溶接シームの長さは数メートルのオーダー範囲で可能である。
【０００９】
これに対して有効レーザ焦点は０．２ｍｍの直径を有しており、それに相応して加工経路上に正確に維持されねばならない。正確に維持されないと溶接欠陥が生じることになる。いま装置のメカニズムが、往復台を著しく正確に案内して溶接ステーションの真下を通走させることができたとしても、トレランスは避けられない。更にまた操業中に例えばレーザ照射路の加熱によって更なる寸法変動が生じることがある。それ故に欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書では、レーザビームの照射経路修正用の調整装置が使用され、その場合このために必要な測定もしくは修正データは画像処理を介して得られる（レーザビーム修正用の調整装置はそれ自体公知であり、例えばレーザ光学系における変向ミラーの位置を変化することによって行われる）。
【００１０】
ところで修正データを得るために前挙の欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書によれば、溶接部位の手前で画像処理を介してエッジの実際位置が検出され、かつ修正データによってレーザ光学系が作動制御される。こうしてエッジ目標位置からの偏差が数十分の一ミリメートルまで補正される。従って生産された溶接シームは、前記の数十分の一ミリメートルを最大偏差値として直線的な目標加工経路に沿って延びることになる。
【００１１】
この補正は、しかしながらレーザビーム案内が有効レーザ焦点を目標照射部位に発生させる場合に限り機能するのであり、従って例えばレーザ照射路が加熱された場合には、もはや機能しない。
【００１２】
それ故に溶接部位の後方において、別の機能エレメントが、やはり画像処理を介して溶接シームの実際位置を検出する。この実際位置が、レーザ焦点の修正された部位に位置していない場合にはレーザビーム案内に許容不能のトレランスが生じる。従ってレーザ光学系には更なる修正信号が与えられる。その結果、直線的な加工経路上にレーザビームを正しく位置させるための制御が行われ、ひいては高い溶接品質が保証される。
【００１３】
画像処理用の第１センサ、レーザ光学系及び画像処理用の第２センサの３種の機能による品質保証以外に、溶接プロセスにとって決定的なものは、例えば溶接技術においてそれ自体公知の、溶接点に対する（溶接ワイヤ又は金属粉末の形での）材料供給のような別の機能である。別の又はその他の機能も、必要に応じて使用される。例えば溶接ではなくて切断が行われる場合にも、切断手段（例えばレーザ又はジェット噴射水など）の正確な案内が同じく必須条件となる。またテイラード・ブランクス以外のワークを加工する場合にも別の機能が必要になる。
【００１４】
溶接品質に課される最高の要件を満たすための前記の開発以外に、テイラード・ブランクスの使用が増大するに伴って、直線的な断裁片を溶接するばかりでなく、非直線的な溶接も行えるようにしようとする要求も増大する。溶接プロセスに課される高い要件は今日、直線的な溶接シームについては満たされているが、湾曲溶接シームについては依然として満たされていない。
【００１５】
非直線的な突合せ部位を有する金属シートを往復台上に位置固定して該往復台を縦方向で装置を通走させる一方、溶接ステーションを、横方向に延びるブリッジに沿って往復走行させることは成る程公知ではあるが、キャリッジと溶接ステーションの、夫々直線的に経過する両運動を適当に制御することによって、任意に湾曲された加工経路を走行させられる。このような装置は、ただ１つの機能エレメント、すなわちレーザビーム用の集束ヘッドをもって作業する。従って、例えば前挙の欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書に開示されているようにその他の機能を有していないので、高品質の溶接プロセスを実現することは不可能である。
【００１６】
発明の開示：
従って本発明の課題は、ワーク加工装置の１つの湾曲された加工経路に沿って複数の機能エレメントを同時に使用することを可能にする装置を提供することである。
【００１７】
前記課題は、請求項１の特徴部に記載した装置上の構成手段によって、もしくは請求項２０の特徴部に記載した方法上の構成手段によって解決される。
【００１８】
複数の機能エレメントがその位置を変化することによって、一方では順次相前後して働く複数の機能エレメントが、装置の絶対的な運動には無関係に、加工経路の湾曲区分では、その都度個別にその標準位置（例えばワーク表面に垂直な位置）に保持されるが、他方では個々の機能エレメントは標準位置に対して偏位され、従って曲率半径が実現され、該曲率半径は、標準位置では機能エレメント自体の各寸法に基づいて実現されず、或いは大きな加速度のために、大きな力を消耗してしか実現することができない。
【００１９】
本発明では、定置に配置された機能エレメントを、あらゆる方向に可動に保持されたワーク用の往復台と組合せることによって、或いはこれとは逆の手段によって、或いは往復台の縦方向運動に対する機能エレメントの横方向運動のような混合手段によって、ワークと機能エレメントとの間に相対運動をどのように発生させるかは重要ではない。
【００２０】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２１】
図１ａには、加工（本例では溶接）しようとする、相互に突合わされて配置された２つのワーク１０，１１が示されている。両ワークの相互に接し合うエッジによって、１つの加工経路４が形成される。３つの機能ユニット１，２，３は機能ユニット支承装置１３内に配置されており、かつ、前掲の欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書において提案されているように、両ワーク１０，１１を溶接するために、加工経路４の上方の作用位置に位置している。この溶接はレーザビームによって行われ、該レーザビームの位置は、画像処理用の２つのセンサを介して制御される。また例えば電子ビームのような、別形式のエネルギービームも当然考えられる。機能ユニット１（レーザ光学系を備えたヘッド）は、先進機能ユニット２と後進機能ユニット３との間（画像処理用の両センサ間）に位置している。
【００２２】
図面は、３つの機能ユニットが、直線状に経過する加工経路に対してその位置を変化したことを示している。
【００２３】
３個の機能ユニット１，２，３の相対位置は、加工経路１２の曲率の変化に相応して連続的に変化する。２個の機能ユニットしか働かない場合には、両機能ユニットは、両機能ユニットの間隔が一定である場合でも、両ワーク１０，１１もしくは機能ユニット支承装置１３に対してその位置を更に変化する。
【００２４】
図１ｂは円形の加工経路４を示している。図面から判るように、機能ユニット１，２，３が加工経路の上位に配置されている場合、それぞれ２個の機能ユニット（本例では機能ユニット２と３）の、最小限に可能な間隔が、最小限に可能な曲率半径を決定する。加工経路によって形成される円が、両機能ユニット２，３間の間隔よりも小さい場合には、一方の機能ユニットはもはや前記加工経路上に保つことができなくなる。
【００２５】
図１ｃには、著しく小さな曲率半径を有する、丸められた直角に経過する加工経路４が示されている。先進機能ユニット２が加工経路４から側方に偏位し、かつ破線軌道５上に保たれることによって、より単純な運動経過が生じる。溶接速度を可能な限り均等に保つことによって、ひいては加工経路４に対して機能ユニット１の速度をできるだけ均等にすることによって、先進機能ユニット２の大きな加速が避けられる。その場合、各機能ユニットには、より大きな曲率半径の軌道曲線が生じ、このことは加工経路４の経過が複雑な場合には決定的である。図１ｃに破線で示した軌道５の曲線にとっての前提条件は、機能ユニット２の位置が、矢印６に相応して側方にずれても加工経路４に対して作用することができ、ひいては作用位置に留まれるように変化できることである。これは、機能ユニット１〜３を加工経路４の上に直接位置させて図示した図１ａの場合とは相違している。
【００２６】
図２ａでは、２つのワーク１０，１１の加工経路４並びに機能ユニット１，２，３が図示されており、しかも機能ユニット支承装置１３は、図示を簡単にするために省かれている。その代わりに、ワークに対する機能ユニット支承装置１３の相対位置を表わす基準点１４が十字によって図示されている。本例ではこの基準点１４は、先進機能ユニット１の位置に合致している。図２ａによれば、機能ユニット２，３の位置は、基準点１４から、先ず短い方のベクトル７（機能ユニット１，２間の間隔）によって、次いで長い方のベクトル８（機能ユニット１，３間の間隔）によつて規定される。
【００２７】
図２ｂには、図２ａの配置構成が示されており、この場合、機能ユニット１（及び基準点１４）に対する機能ユニット３の位置は、機能ユニット２の位置によって規定される。ベクトル７，９の和が機能ユニット１，３の相互位置を生ぜしめる。
【００２８】
図２ｃはやはり図２ａの配置構成を示し、しかも機能ユニット１（及び基準点１４）はこの場合、機能ユニット２，３間に位置し、こうしてその位置はベクトル７，９（機能ユニット２，３間の距離）によって規定される。
【００２９】
使用目的に応じて、図２ａ〜図２ｃに示した全ての変化態様が実現可能であるとしても、図２ｃに示した構成が特に適している。（機能ユニット１〜３の１つと合致するのが有利ではあるが、必ずしも絶対に合致するとは限らない）基準点１４を起点として、コンピュータ制御により機能ユニット１〜３の各位置が求められ、或いは機械的に、ベクトル６〜９に相応して可動配置された支持体によって軌道曲線（加工経路４）が始まる場合、曲率誤差、角度誤差などを避けることはできない。例えば角度誤差があった場合、この角度誤差の作用は、基準点１４と各機能ユニット１，２又は３間の間隔に応じて大きくなる。従って図２ａの配置構成に対比して、短いベクトルから判るように図２ｃの配置構成の方が有利である。同じく図２ｃの配置構成は、図２ｂの配置構成に対比して有利である。それというのは、図２ｂの場合には基準点１４と機能ユニット３との間の距離誤差が加算されるからである。
【００３０】
図３は、機能ユニット１，２，３を備えた本発明による機能ユニット支承装置１３（これを以下、簡単に装置１３と呼ぶ）の１実施形態の横断面図である。図３では、また加工経路４，４′が略示されている。基準点１４が両ワーク１０，１１に対する装置１３の位置を規定している。この規定は、特定の相対的シフト運動の範囲内で、両ワーク１０，１１と装置１３間のシフト方向及び／又はシフト速度の変化によって装置制御を保証することを可能にする。
【００３１】
機能ユニット１は、画像加工用のセンサとして構成されており、かつ例えば加工経路４の、目下加工すべき特定区分において互いに接し合う両ワーク１０，１１のエッジ位置を検出する。機能ユニット２はエネルギービーム、例えばＪａｇレーザビーム用の集束ヘッドとして構成されており、かつ両ワーク１０，１１を相互に溶接するための溶接ユニットとして作用する。機能ユニット３もやはり画像処理用のセンサとして構成されており、かつ溶接シームの位置及び／又は品質を検出する。前掲の欧州特許出願公開第０７７０４４５号明細書には、これらの機能ユニットの１つの協働態様が開示されている。
【００３２】
ベースプレート１２は、装置１３内に機能ユニット１，２，３を配置するためのベースを形成し、かつ有利にブリッジ１５に沿って摺動可能に配置されている（図４ａ参照）。これによって、本発明により構成された製造装置における前述の配置構成が生じ、該製造装置内において、往復台上に固定されたワーク１０，１１が長手方向に送られ、こうして、前記ブリッジ１５に沿って横方向にシフト可能に保持された装置１３の下位を通走することになる。しかし本発明は、このような配置構成に適用を限定されるものではなく、両ワーク１０，１１と装置１３との間に相対的なシフト運動を任意の形式で生ぜしめようとする場合、常に適用することができる。
【００３３】
ベース１２には、位置可変の支持体１６が配置されており、該支持体は回転体として構成されており、かつ１本の対称軸線１６′を有している。概略的に示した玉軸受１７によって、前記支持体１６はベース１２に沿って回転可能に支承されている。支持体１６内には、挿嵌体１９を有するセンター開口１８が位置しており、前記挿嵌体は、ベース１２に対して定位置に位置決めされた機能エレメント１を、前記支持体１６の回転位置には無関係に独自の方位に維持することを可能にする。支持体１６の対称軸線１６′は、機能エレメント１の作用線１′と合致している。加工経路４上における作用線１′の作用部位は基準点１４を形成している。両ワーク１０，１１に対するベース１３の位置、並びに両ワーク１０，１１に対する機能エレメント１の位置はこのように規定されている。
【００３４】
ベース１２に定着されたモータ２０は、ベルト伝動装置２１を介して、前記支持体１６に固着配置されたベルト車２２に作用しているので、支持体１６はベース１２に対して相対回動可能であり、この回動に基づいて、支持体１６に位置決めされた機能エレメント２の位置が変化させられる。
【００３５】
また支持体１６に沿ってリング構造体２５が配置されており、該リング構造体自体は、機能エレメント３用の支持体として働く。リング構造体２５と支持体１６は、略示した玉軸受２６を介して互いに連結されているので、リング構造体２５は支持体１６に対して（勿論また基準点１４に対しても）相対回動することができる。該リング構造体２５のための駆動力はピニオン２７を介して与えられ、該ピニオンは、リング構造体２５の内周面に配置された内歯歯列２８に作用する。前記ピニオン２７は軸２４に配置されている。該軸は、支持体１６内の開口２９を通って延在する。略示した図３から判るように、軸２４用の駆動装置３０は支持体１６に定着されており、該駆動装置によって、支持体１６に対するリング構造体２５の相対位置を変化させることが可能である。
【００３６】
支持体１６におけるリング構造体２５の配置構成及びベース１２における支持体１６の配置構成は、カスケード式接続方式に相当し、この場合リング構造体２５は支持体１６を介してベース１２に間接的に配置されている。
【００３７】
図３の下部領域には加工経路４並びに基準点１４が図示されている。加工経路４上における機能ユニットの配置構成は、図２ａに示した配置構成に相当する。しかし支持体１６を適当に回転することによって、図２ｃに示した実施形態を造作なく形成することも可能である。図３では、これは破線で示した加工経路４′に沿って延びる実施形態に相当する。
【００３８】
機能エレメント１は、画像処理目的のために加工経路４の検出区分に対して常時同一の特定位置を占めることを必要とする場合には、それ自体を中心として回動可能もしくは回転可能にベース１２そのものに支承しておくことができる。これは、支持体１６に機能エレメント２を支承する場合も同じく当て嵌まり、この機能エレメントは、固定支承すること又は回転可能に支承することができる。固定支承配置は、ワーク１０，１１の溶接のために円形のレーザ焦点を使用する場合に可能である。楕円焦点の場合には、加工経路区分に対して不変的な特定焦点位置が必要であり、従って矢印３１で示したように機能エレメント２の回転可能性が必要である。機能エレメントを回転するための駆動装置の図示は省かれている。機能エレメントの支承に関する前述のことは、機能エレメント３についても当て嵌まる。この機能エレメントに関しても、相応の駆動装置もしくは固定支承装置の図示は省かれている。
【００３９】
機能エレメントの支承装置及び回転駆動装置は、従来慣用の方式で構成することができるので、これに関する詳細な説明はここでは省く。
【００４０】
内歯歯列２８と協働するピニオン２７は、勿論またリング構造体２５の外周壁面３２に配置することもできる。
【００４１】
図４ａでは、ブリッジ１５に配置された機能ユニット１，２，３を支承する装置１３が図示されている。該装置１３は、二重矢印３５で示したようにワーク１０，１１の縦方向送りに対して横方向シフト可能に保持されている。装置１３のベース１２には、円板状の支持体４０が回転可能に支承されている。ベース１２に固定配置されたモータ４２がベルト伝動装置４１を介して所望の回転を生ぜしめる。支持体４０の中心には、機能エレメント１が、やはりそれ自体を中心として回転可能に支承されており、こうしてベース１２に対して特定の定位置に配置されている。
【００４２】
機能エレメントの回転は、モータ４４によって駆動される軸４３を介して行われる。該モータ４４はベース１２に固定配置されているが、該モータ４４とベース１２との配置関係の図示は省かれている。
【００４３】
機能エレメント２も同じく支持体４０に支承されているが、該支持体の中心に支承されているのではないので、支持体の回転に応じてベース１２に対してその位置を変化する。補助支持体４５が支持体４０の回転に従動し、かつ駆動装置４６を支持しており、該駆動装置は、略示したベルト伝動装置４７を介して機能エレメント２をそれ自体を中心として回転させる。
【００４４】
機能エレメント２の保持機構には別の旋回支持体５０が配置されており、該旋回支持体は機能エレメント３を支承している。略示した駆動装置５１はピニオン５２を介して、機能エレメント３をそれ自体を中心として回転させるためのセクターギヤ５３に作用している。略示したにすぎないが、機能エレメント２内にはＪａｇレーザ用のガラス繊維ケーブル３９が配置されている。
【００４５】
支持体４０は回転体もしくはリングとして構成されており、その対称軸線４８は機能ユニット１の作用線４９と合致している。対称軸線４８及び作用線４９は基準点１４の部位でワークを貫通する。
【００４６】
図４ａに示した装置１３は、図２ｂの構成を有している。
【００４７】
図４ｂは図４ａに示した構成の部分的な横断面図である。
【００４８】
支持体４０は、略示した玉軸受５５を介してベース１２に支承されている。機能ユニット１は、支承エレメント５６を介して支持体４０の中心に固定されており、前記支持体の回転自体には関与せず、駆動装置４４のみによってベース１２に対する位置を変化するようになっている。前記旋回支持体５０は支持体４０内に支承されており、かつ該支持体の回転によって位置を変化させられる。この位置変化によって機能エレメント２も位置を変化させられる。該機能エレメントは、図４ａに示した駆動機列４６，４７を介して、それ自体を中心として回転することができる。旋回支持体５０には機能エレメント３が支承されている。該機能エレメント３を回転させるための、図４ａに示した駆動機列５２，５３は、図４ｂでは図示を省かれている。
【００４９】
図５ａには、機能エレメント１，２，３を支承する装置１３の別の実施形態が図示されている。しかも該装置１３及びその下位に位置する両ワーク１０，１１並びに加工経路４が平面図で示されている。ベース１２並びにブリッジ１５の輪郭は破線で略示されている。リング状の支持体６０は、その下に配置された等しく形成された支持体６１，６２を、図５ａでは隠蔽している。要するに支持体６０，６１，６２相互は、ベース１２の上位で垂直に上下に位置しており、それらの対称線は互いに合致しており、かつベース１２上に直立している。支持体６０は案内ローラ６３，６３′，６３″を介してベース１２に支承されている（図５ｂ参照）。支持体６１，６２は、支持体６０と同等の支承方式で、かつ図５ｂに図示したように、案内ローラ６４，６４′，６４″を介して支承されている。従ってリング状の支持体６０，６１，６２はその対称軸線を中心として回転可能にベース１２に配置されている。
【００５０】
各ベルト駆動装置６６，６７，６８はリング状支持体６０，６１，６２の１つに作用する。しかも各ベルト駆動装置６６，６７，６８のピニオン６９，７０，７１はその場合、対応したリング状支持体６０，６１，６２に形成された外歯歯列７２，７３，７４に作用する。前記ピニオン６９，７０，７１の直径は、リング状支持体６０，６１，６２の直径に対比して小さく選ばれるのが有利である。適当な減速比によってリング状支持体６０，６１，６２の回転を著しく正確に作動制御することが可能になり、これは、機能エレメントの申し分のない作用にとって決定的である。
【００５１】
リング状支持体６０は、機能ユニット２を支持するリング区分７５を有している。リング状支持体６１は、機能ユニット２を支承するためのリング区分７６を有し、かつリング状支持体６２は、機能ユニット３を支承するためのリング区分７７を有している。機能ユニット１の作用線は、図示を省いたが、基準点１４における加工経路４を貫通する。
【００５２】
図５ａに示した構成に基づいて判るように、機能エレメント１，２，３はリング状支持体６０，６１，６２の内域に配置されており、その結果、機能エレメントの相互間隔が、リング状支持体６０，６１，６２の構成によって（該支持体の直径を除けば）影響されることはなくなる（なおリング状支持体の直径は、必要に応じて容易に拡大することができる。）。更にリング状支持体のリング構造に基づいて、案内ローラ及び、リング状支持体を回転させるための駆動装置を、リング状支持体の外域に配置することが可能になるので、内域空間は、全範囲を機能エレメントのために供用することが可能になる。
【００５３】
その結果、図示の構造は、単純な加工経路のためにも複雑な加工経路のためにも、単一の機能ユニットのためにも比較的多数の機能ユニットのためにも万能的に使用することができる。機能ユニットの最小間隔は、支持体構造自体に関連するのではなくて、専らエレメント自体の構造形態に関連している。
【００５４】
機能ユニットのデータ交換及びエネルギー供給はケーブルを介して、或いはスリップリングを介して行うことができる。該スリップリングは例えば外周に配置することができ、かつ、ケーブルの捩れを案じる必要無しに、リング状支持体を任意に回転できるという利点を有している。勿論また無線式のデータ伝送も考えられる。
【００５５】
図５ａに示した装置１３の構成は、図２ｃの配置に相当している。
【００５６】
図５ｂは、リング状支持体６０、（図面では互いに対置している）案内ローラ６３，６３′及びベース１２の横断面図である。前記案内ローラは、リング状支持体６０の外周に沿って転動し、こうして該リング状支持体を半径方向で支持する。同時に、リング状支持体の傾斜フランクを、案内ローラ６３，６３′の逆向きに等しく形成された接触面に係合させることによって、軸方向支持が行われる。その他のリング状支持体６１，６２並びにベルト駆動装置６６，６７，６８は図示を省かれている。また機能ユニット２の作用線２′は破線で、またリング状支持体６０の対称軸線７８は鎖線でもって略示されている。両ワーク１０，１１の配置は図示の通りである。案内ローラ６３，６３′は、略示した案内ローラ保持器６４，６４′，６４″に回転自在に配置されている（図５ｃ参照）。前記案内ローラ保持器自体はベース１２に位置固定されている。この構成に基づいて、複数の案内ローラ６３，６３′，６３″を配置することによって、任意個数のリング状支持体を上下に、同一の案内ローラ保持器を介してベース１２に位置固定することが可能になる。
【００５７】
また択一的に案内ローラは、リング状支持体６０〜６３の外歯歯列と協働する歯列を有することもでき、別個のベルト駆動装置６６〜６８を複数基設ける必要がなくなるという利点が得られる。
【００５８】
図５ｃは、図５ａ及び図５ｂで説明した配置構成の斜視図である。同一符号は図５ａ及び図５ｂに等しい構成部品を表わす。但し図５ｃではベース１２及びブリッジ１５の図示は省かれている。
【００５９】
その他の実施例を次のように構成することもできる。すなわち：
例えば図３に示した配置構成の変化実施形態の場合、リング構造体２５が省かれており、それに相応して２つの機能エレメントしか適用されない。機能エレメント２は機能エレメント２は図３に対比して変りなく配置されるが、機能エレメント１は支持体１６の中心にではなく、機能エレメント２と同様にずらして設けられる。位置変動時に両機能エレメント１，２の相対位置は変化しないが、両機能エレメントの位置は変化する。ワーク１０，１１と機能ユニット支承装置１３とを相対的にシフトすることによって、任意の加工経路を同じく辿ることができる。
【００６０】
例えば図４ａに示した配置構成の変化実施形態の場合、複数の旋回支持体５０が設けられており、従ってこれらの旋回支持体５０は１つの共通の部位に枢着されており、かつ１つの共通の旋回軸線を有しているのが有利である。
【００６１】
例えば図４ａに示した配置構成の変化実施形態の場合、機能エレメント１がその軸４３に沿って高さ調整可能に、かつ／又は傾動可能に配置されている。図６において、図４ａの配置構成で示されている機能エレメント１は、軸４３と直結されてはいず、補助支持体８０の旋回支点８３に（二重矢印８５の方向に）旋回可能に配置されている。旋回駆動力はモータ８１によって押し棒８２を介して供給される。軸４３と並んで付加的に１本のねじ山ロッド４３′が設けられており、該ねじ山ロッドは補助支持体８０の対応片４３″に螺合し、かつ回転によって二重矢印８４の方向で補助支持体８０の高さを調整する。補助支持体８０のねじ山ロッドの回転は、破線で示したモータ４４によって生ぜしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
湾曲された加工経路上に夫々相応に位置を変化させて位置する３つの機能エレメントの概略図である。
【図１ｂ】
図１ａとは異なった湾曲加工経路上に夫々相応に位置を変化させて位置する３つの機能エレメントの概略図である。
【図１ｃ】
図１ａ及び図２とは異なった湾曲加工経路上に夫々相応に位置を変化させて位置する３つの機能エレメントの概略図である。
【図２ａ】
相互位置を変化させて示した加工経路上の３つの機能エレメントの、図１〜図３相当の概略図である。
【図２ｂ】
相互位置を変化させて示した加工経路上の３つの機能エレメントの、図１〜図３相当の概略図である。
【図２ｃ】
相互位置を変化させて示した加工経路上の３つの機能エレメントの、図１〜図３相当の概略図である。
【図３】
１実施例による機能エレメント配置装置の概略的な横断面図である。
【図４ａ】
別の実施例による機能エレメント配置装置を斜め上から見た概略的な斜視図である。
【図４ｂ】
図４ａに示した実施例の概略的な横断面図である。
【図５ａ】
別の実施例の概略的な平面図である。
【図５ｂ】
図５ａに示した実施例の一部分の概略的な断面図である。
【図５ｃ】
図５に示した実施例を側面から見た概略的な斜視図である。
【図６】
位置可変の機能エレメントを懸架する装置の概略的な側面図である。
【符号の説明】
１，２，３　機能ユニット又は機能エレメント、　２′　作用線、　４，４′　加工経路、　５　破線軌道、　６　矢印、　７　短い方のベクトル、　８　長い方のベクトル、　９　ベクトル、　１０，１１　ワーク、　１２　ベースプレート又はベース、　１３　略して単に装置とも呼ばれる機能エレメント支承装置、　１４　基準点、　１５　ブリッジ、　１６　支持体、　１６′　対称軸線、　１７　玉軸受、　１８　センター開口、　１９　挿嵌体、　２０　モータ、　２１　ベルト伝動装置、　２２　ベルト車、　２４　軸、　２５　リング構造体、　２６　玉軸受、　２７　ピニオン、　２８　内歯歯列、　２９　開口、　３０　駆動装置、　３２　外周壁面、　３５　二重矢印、　４０　円板状の支持体、　４１　ベルト伝動装置、　４２　モータ、　４３　軸、　４３′　ねじ山ロッド、　４３″　対応片、　４４　モータ、　４５　補助支持体、　４６　駆動装置、　４７　ベルト伝動装置、　４８　対称軸線、　４９　作用線、　５０　旋回支持体、　５１　駆動装置、　５２　ピニオン、　５３　セクターギヤ、　５５　玉軸受、　５６　支承エレメント、　６０，６１，６２　リング状支持体、　６３，６３′，６３″　案内ローラ、　６４，６４′，６４″　案内ローラ保持器、　６６，６７，６８　ベルト駆動装置、　６９，７０，７１　ピニオン、　７２，７３，７４　外歯歯列、　７５，７６，７７　リング区分、　７８　対称軸線、　８０　補助支持体、　８１　モータ、　８２　押し棒、　８３　旋回支点、　８４，８５　二重矢印

Claims

機能エレメント支承装置を備え、加工中のワークに対して同時に作用する複数の機能エレメントを相対的にシフトすることによって、ワークを加工する装置において、機能エレメント支承装置が、機能エレメント（１，２，３）を、相対的なシフト運動の方向が任意に変化する間にその位置を変化することによって、加工経路（４）上に位置する目下加工すべきワーク区分に対して連続的に作用位置に保持するための手段を有していることを特徴とする、ワークを加工する装置。
前記手段が、単数又は複数の機能ユニット用の少なくとも１つの支持体を位置可変に配置したベースを有している、請求項１記載の装置。
ワークに対して相対的なシフト運動のための前記ベースが、装置に沿って、殊にワークの縦送り方向に対して横方向に可動に配置されている、請求項２記載の装置。
少なくとも１つの支持体の位置変化が、前記ベースに対する支持体の旋回又は回動を介して行われる、請求項２記載の装置。
複数の支持体がベースに直接的又は間接的に１つの共通の部位で枢着されており、かつ有利には１本の共通の旋回軸線を有している、請求項４記載の装置。
１つの支持体が少なくとも部分的に回転体として構成されており、かつベースにその対称軸線を中心として回動可能に配置されている、請求項４記載の装置。
１つの支持体が実質的にリング構造体として構成されている、請求項６記載の装置。
前記手段が少なくとも２つの支持体を有し、しかも一方の支持体がカスケード式に他方の支持体に支承することによって間接的に前記ベースに配置されている、請求項２から７までのいずれか１項記載の装置。
リング構造体として構成された一方の支持体が、円弧状の内周を介して、他方の支持体の円弧状の外周に沿って支承されており、かくして前記の両支持体が共通の回転軸線を有しており、かつ相互に並びに前記ベースに対して相対回動可能に配置されている、請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
支持体をベースに支承するために、前記支持体の円形外周又は円形内周に側面で係合する複数の、特に３個の案内手段が設けられており、該案内手段自体は前記ベースに対して支持されている、請求項２又は６又は７記載の装置。
前記案内手段が、前記支持体の円周に接して転動可能な案内ローラとして構成されており、該案内ローラの接触域が、逆向きに等しく形成された前記円周を半径方向及び軸方向で形状接続的に案内する、請求項１０記載の装置。
前記支持体の外周に作用し、有利には減速作用を及ぼすベルト駆動装置又は歯車駆動装置が、前記ベースに対して不動に固定されている、請求項６又は７記載の装置。
案内ローラの１つと前記外周が、互いに噛合う歯列を有している、請求項１１又は１２記載の装置。
機能エレメントが、前記リング構造体の内部域に、有利には対称軸線の近くに配置されており、かつ保持器を介して支持体に固定されている、請求項６又は７記載の装置。
機能エレメントが支持体に位置可変に、しかもワーク支持面に対して間隔をおいて調整移動可能に配置されている、請求項２又は１４記載の装置。
機能エレメントが回動可能及び／又は傾動可能に支持体に配置されている、請求項１４又は１５記載の装置。
機能エレメントが、エネルギービーム用の集束ヘッドとして、センサ特に画像処理用センサとして、或いは溶接シーム用の充填材供給ユニットとして構成されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
共通の対称軸線をもって上下に配置されてリング状に形成された３個の支持体が、外位の複数の案内ローラによってベースに支承されており、かつ夫々１個の外位の駆動装置によって個別に回転可能であり、しかも機能エレメントが、前記支持体によって形成されたリング状の内域に位置している、請求項７から１７までのいずれか１項記載の装置。
１つの支持体（１６）に２つの機能ユニットが配置されている、請求項２記載の装置。
加工経路に沿って一緒に動かされ加工経路方向で相前後して配置された複数の機能ユニット（１，２，３）による加工経路（４）の追跡法において、複数の機能ユニット（１，２，３）の方位を、各機能ユニットに個別に配設された位置決め手段によって、互いに無関係に加工経路に整合させることを特徴とする、加工経路の追跡法。