JP2008000887A - 被加工品、特に金属被加工品を機械加工するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加工品1〜9は、切削工具1〜9を用いて所定の時間系列で機械加工される。各場合において、時間系列の過程で、工具受け12に取り付けられた前の切削工具3を工具マガジン32からの次の切削工具4と取り替える。前の切削工具3は、工具マガジン32の所定の保管場所56に置かれる。本発明の一局面によれば、前の切削工具は工具マガジン32に戻されるとき、空間系列における保管場所に配置され、この空間系列は機械加工動作のスタート時の空間系列とは異なり、かつ時間系列に少なくとも大きく対応する。
【選択図】図2
Description
切削工具を取り付ける(収容する)ための工具受けを有する機械工具を提供する工程と、
第1の空間系列において複数の切削工具を搭載した複数の保管場所を有する工具マガジンを提供する工程と、
各場合において工具受けに取り付けられた前の切削工具を、所定の時間系列において、工具マガジンからの次の切削工具と取り替え、前の切削工具を工具マガジンの所定の保管場所に置いて、切削工具を前記時間系列において用いることにより被加工品を機械加工する工程と、
を含む。
この文献は、回転チェーンを有するチェーンマガジンとして設計された工具マガジンを有する機械工具を開示している。切削工具のための保管場所は、チェーン上に配置されている。切削工具は、チェーンの所定の周辺位置で、取り上げられかつ置かれる。他の周辺位置には、保管場所から切削工具を除去したり、それを保管場所に置くことができるグリッパが配置されている。機械工具の作動中には、各場合において、一連の切削工具における次の工具を有する保管場所のすぐ隣の保管場所が、このグリッパによって空にされる。前の切削工具は次の切削工具のすぐ隣に置かれるので、このようにして、工具の取り替えが非常に迅速に行なわれる。
機械工具に関する工具マガジンの配置および作動に関して、複数のさらに他の構想がある。これに関して、たとえば、下記特許文献2、下記特許文献3、下記特許文献4、または下記特許文献5を例として参照してもよい。
この観点から、本発明の目的は、組み合わせ時間が短く、単純で経済的なデザインで、摩耗しにくい、冒頭で述べた様なタイプの方法および装置を提供することである。
本発明の他の局面によれば、この目的は冒頭に述べたタイプの装置により達成され、この装置においては、前の切削工具が工具マガジン内に戻されるとき、それらを第2空間系列における保管場所に配置するようにコントローラが設計されており、この第2空間系列は第1空間系列とは異なり、時間系列に少なくとも大きく対応する。
たとえば均一で高質の切削を確保するために、延長された製造工程において切削工具を取り替えねばならない場合に、新規装置および新規方法のさらなる利点が得られる。新規装置および新規方法において、交換用工具(姉妹工具)を工具マガジンの所望の保管場所に置くことができる。これは、工具は最初の使用の後、必要な工具の系列の「正しい」位置に自動的に配置されるからである。さらに、プログラム変更中にも工具の再整理は実施され、その結果、切削工具の(第2)空間系列は、遅くとも新しい機械加工プログラムの第1サイクルの後に、切削工具の時間系列に再度最適に適合させられる。
しかしながら、完全を期して、切削工具の第2空間系列を切削工具の時間系列に正確に対応させることは、本発明の範囲内では絶対に必要なわけではないことを指摘できる。たとえば機械加工動作の系列において非常にしばしば必要とされる切削工具は、固定的に定められた保管場所に保管することができる(固定位置コーディング)ので、工具マガジンの必要な移動を最小にするように選択できる。したがって、このような「固定コーディングされた」切削工具は実際に提供された系列から脱落することになる。
この改良形態は、本発明方法を実施するために簡単で経済的である。一方、冒頭で述べた上記特許文献1による方法および装置においては、各場合の前の工具の保管場所は、次の工具の保管場所の関数として選択されていたが、この実施形態によれば、いまや各場合において前の切削工具が前の切削工具の保管場所を決定する。
本発明のこの改良形態において、現在使用している切削工具を置くのに必要な保管場所は、必要ならば現在の機械加工動作と同時に空にされる。その結果、第1切削工具を置いている間の遅延時間も既に最小化される。
これらの2つの改良形態によれば、工具の取り替えは、「ピックアップ」法により行なわれる。すなわちスピンドルが工具マガジン内の切削工具に直接到達する。あるいは、工具マガジンと工具受けとの間で切削工具を移送するグリッパが設けられた他の改良形態においても、本発明は実現できる。この最後に述べた場合では、対応するグリッパが前の切削工具の保管場所を空にするために使用されるなら、有利である。
他の改良形態において、スピンドルが前の切削工具をその保管場所に直接置き、一方、次の切削工具は別のグリッパによってその保管場所から取り除かれる。この場合、別のグリッパがヘッドストックと連結されておれば、次の切削工具のスピンドルへの挿入が実施でき、一方、スピンドルは(別のグリッパと共に)機械加工位置へ戻るので、有利である。特に、この改良形態により、短い組み合わせ時間が実現できる。
被加工品の供給および除去(はずすこと)に時間がかかる場合、この改良形態は有利である。なぜならば、被加工品は一方の作業区域ですでに機械加工が可能であり、その一方で、他方の作業区域では新しい被加工品が搭載されているからである。2つの別個の切削工具を配備することによって、取り替え時間の短縮が可能であり、したがって各機械加工動作において非常に効率的な製造が得られる。
この改良形態において、これら2つのセットの切削工具はそれぞれ本発明に従って整理される。この場合、反対方向に保管場所を占めることは、存在する保管場所が、少ない管理努力で2つのセットの工具に割り当てられるという利点を有する。
あるいは、他の改良形態においては、切削工具の第2空間系列および第3空間系列が他の内側に入れ子になるように工具マガジンの保管場所に割り当てられる。この改良形態により、作業が2つ(またはそれ以上)の作業区域において重なり合って実施されると、工具マガジンにおける供給のための移動が減少する。したがって、必要なマガジンの移動をさらに減らすことができる。
チェーンマガジンは実際に有効であることが分かっている。それらは本発明の実現に特に適している。なぜならば、2つのセットの切削工具を工具マガジン内に反対方向に配置しなければならない場合でさえ、回転チェーン上の保管場所は非常に簡単に昇順または降順に占められるからである。
本新規装置の例示の実施形態を、図1において全体として参照番号10で示す。
ここにおいて、装置10は、金属被加工品を機械加工する機械工具であり、特に、フライス加工、ドリル空け(穿孔)、カットオフ研削、ネジ切りなどの機械加工動作を十分に自動化できる、いわゆる複合工作機械(マシニングセンタ)である。装置10は、ヘッドストック14に配置されたスピンドル12を有する。ここで、ヘッドストック14は、複数の空間方向に可動であり、それは矢印16、18で表されている。本発明の好ましい実施形態において、ヘッドストックは、通常X、Y、Z軸で表される、互いに直角を成す3方向に可動な可動カラム上に配置されている。しかしながら、本発明はこのような可動カラム機械に限定されず、たとえば、ワークスピンドルが少なくとも部分的に固定されていて、被加工品を移動させる機械工具において使用してもよい。さらに本発明は、水平ワークスピンドルおよび/または複数のワークスピンドルを有する機械工具においても有利に使用できる。
参照番号44は、装置10の動作系列と冷却媒体、圧縮空気などの供給とを制御するコントローラを示す。この目的のために、使用者によって、ある製造工程のために準備された機械加工プログラムが、コントローラ44のメモリに公知の方法でロードされている(ここでは別個に示されていない)。本発明の実施形態において、コントローラ44は切削工具を新規方法により工具マガジン32内に置くように設計されている。
切削工具1を用いた機械加工動作が終了した後、スピンドル12は切削工具1を所定の保管場所50に置く。チェーンマガジンの保管場所は、その後、スピンドルが移送位置で第2の切削工具を掴むことができるような距離だけ矢印52の方向に移動する。この状態は図3に示されている。
図8によれば、チェーンマガジン32は、次に、空の保管場所56がスピンドル12に対して移送位置に来るような距離だけ再度移動する。スピンドル12が切削工具3を保管場所56に置くと、切削工具1、2,3の空間系列における切削工具3の空間位置は、切削工具が被加工品24の機械加工時に使用される時間系列に対応する。
本発明のこれらの好ましい実施形態において、スピンドル12は保管場所から切削工具を取り、それらを再び保管場所に置く(ピックアップ法)。図9に模式的に示されているその変形においては、好ましくはスピンドル12に締め付け固定された切削工具を置くと同時に、別のグリッパ66を用いて切削工具を保管場所から取り上げることができる。次いで、スピンドル12が機械加工位置に戻るときに、新しい切削工具をグリッパ66により締め付け固定することができる。
Claims (10)
- 切削工具(20)を取り付けるための工具受け(12)を有する機械工具(10)を提供する工程と、
第1空間系列(46)において複数の切削工具(1〜9、a〜d)を搭載した複数の保管場所(34)を有する工具マガジン(32)を提供する工程と、
各場合において、前記工具受け(12)に取り付けられた前の切削工具を、所定の時間系列において、前記工具マガジン(32)からの次の切削工具と取り替え、前記前の切削工具を前記工具マガジンの所定の保管場所(54〜58)に置いて、切削工具(1〜9、a〜d)を前記時間系列において用いることにより被加工品を機械加工する工程と、
を含む、被加工品(24、30)を機械加工するための、特に金属被加工品を金属切削加工するための方法であって、
前記前の切削工具は、前記工具マガジン(32)に戻されるとき、第2空間系列(59)における前記保管場所(34)に分配され、前記第2空間系列(59)は、前記第1空間系列(46)とは異なり、前記時間系列に少なくとも大きく対応する、方法。 - 第1切削工具(1)を用いて、被加工品(24、20)の機械加工を始め、前記第1切削工具は前記機械加工の終了後、前記工具マガジン(32)の所定の第1保管場所(50)に置かれ、後続の各切削工具(2〜9)はこれに続く所定の保管場所(54、56)に置かれ、この続く所定の保管場所は、昇順または降順に前記第1保管場所(50)に加わる、請求項1に記載の方法。
- 被加工品(24、30)が、前記前の切削工具(1)で加工されている間に、必要ならば、前記前の切削工具(1)の前記保管場所(50)が自動グリッパ(38)を用いて空にされる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記工具受け(12)が、前記前の切削工具を直接その保管場所(34)に置く、請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
- 前記工具受け(12)が、前記次の切削工具を直接その保管場所(34)から取り出す、請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
- 前記機械工具(10)は被加工品(24、30)を機械加工するための少なくとも2つの作業区域(26、28)を有しており、各作業区域(26、28)のための前記工具マガジン(32)内に別個の切削工具セット(1〜9、a〜d)が設けられている、請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
- 第1セット(1〜9)の切削工具が、前記工具マガジン(32)に戻されるとき、前記第2空間系列の前記保管場所に配置され、第2セット(a〜d)の切削工具が、前記工具マガジン(32)に戻されるとき、第3空間系列の前記保管場所に配置され、前記第2および第3系列は反対方向に前記保管場所(34)を占める、請求項6に記載の方法。
- 前記第2系列および第3系列は、近接する保管場所(50、58)からスタートする、請求項7に記載の方法。
- 前記工具マガジン(32)は、回転チェーンを有し、その上に前記保管場所(34)が配置されているチェーンマガジンである、請求項1ないし8のいずれかに記載の方法。
- 切削工具(20)を取り付けるための工具受けと、第1の空間系列において複数の切削工具(20)を搭載できる複数の保管場所(34)を有する工具マガジン(32)と、さらに、所定の時間系列において前記工具マガジン(32)からの切削工具を用いた被加工品(24、30)の機械加工を制御するように設計されたコントローラ(44)とを含み、各場合において、前記時間系列の過程で、前記工具受け(12)に取り付けられた前の切削工具を前記工具マガジン(32)からの次の切削工具と取り替え、前記前の切削工具を前記工具マガジンの所定の保管場所に置くように構成されている、被加工品を機械加工するための、特に金属被加工品(24、30)を金属切削加工するための装置であって、
前記コントローラ(44)は、前記前の切削工具が前記工具マガジン(32)内に戻されると、前記前の切削工具を第2空間系列における前記保管場所(34)に戻すように設計されており、前記第2空間系列は前記第1空間系列とは異なり、前記時間系列に少なくとも大きく対応する、装置。
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