JP2019034404A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回アームの旋回運動のために、公知の機械よりも少ない可動部分しか必要とせず、より迅速な旋回運動を可能にする工作機械を提供する。【解決手段】工作機械は、水平方向の第１のリニアガイド１と、第１のリニアガイド１に対して直角に配置された水平方向の第２のリニアガイド２とを有する機械ベッド１０を備える。第１のリニアガイド１には、ワーク緊締装置３が軸方向に摺動可能に配置され、ワーク緊締装置３は、第２のリニアガイド２に対して平行に向けられた旋回軸線４まわりに旋回可能であり、かつ旋回軸線４に対して直角に向けられた回動軸線５まわりに回動可能である。第２のリニアガイド２には、旋回アーム６が軸方向に摺動可能であり、この旋回アーム６の旋回軸線７が第１のリニアガイド１に対して平行に配置され、旋回アーム６は、その自由端部で工具スピンドル８を支持し、工具スピンドル８の軸線９は第１のリニアガイド１に対し平行である。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の工作機械に関する。

欧州特許出願公開第１００２６２１号明細書（EP1002621A1）には、同様に構成された工作機械が開示されている。旋回アームの旋回運動は、この機械では、スピンドル駆動装置およびリンク機構によって生じる。

この従来技術を出発点として、本発明の根底を成す課題は、公知の機械よりも簡単に構成されていて、旋回アームのより迅速な旋回運動を可能にする、工作機械を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載された構成によって解決される。

本発明に係る構成によれば、工作機械は、旋回アームの旋回運動のために、公知の機械よりも少ない可動部分しか必要とせず、より迅速な旋回運動を可能にする。

本発明の特別な態様は、従属請求項に記載されている。

本発明の別の態様は、請求項６記載の工作機械用の旋回アームに関し、たとえばこの旋回アームの端部に配置された工具スピンドルによって生ぜしめられる旋回アームの振動を減衰させるという課題を解決する。

以下に、本発明の態様を、添付の図面に関連して説明する。

本発明に係る工作機械の斜視図である。 Ｘ−Ｙ保護壁と工具用チェーンマガジンとを備える、図１と同様の図である。 旋回アームの支持部および駆動装置の断面図である。

図１には、本発明に係る工作機械の一態様が斜視図で示されている。この工作機械は、特に、タービン用の羽根車、いわゆる「ブレードディスク」（「ブリスク」とも呼ばれる）を切削加工するのに適している。機械ベッド１０には、水平方向の第１のリニアガイド１と、この第１のリニアガイド１に対して直角に水平方向の第２のリニアガイド２とが配置されている。第１のリニアガイド１には、ワーク緊締装置３が、第１のリニアガイド１の軸方向であって水平方向に運動可能にかつ水平方向の旋回軸線４まわりに旋回可能に配置されている。ワーク緊締装置３を第１のリニアガイド１上で水平方向運動させるために、たとえば循環式ボールねじが設けられている。択一的に、水平方向運動は、リニアモータによって実行することができる。さらに、ワーク緊締装置３は、このワーク緊締装置３の旋回軸線４に対して直角に向けられた回動軸線５まわりに回動可能である。羽根車用のディスク状のブランクは、たとえばパレットに置いて供給される。ワーク緊締装置３の配置および構成により、このブランクを傾動させずに緊締することが可能になる。このことは、大きく重いブランクの場合に特に有利である。

第２のリニアガイド２には、旋回アーム６が、第２のリニアガイド２の軸方向であって水平方向に運動可能にかつ水平方向の旋回軸線７まわりに旋回可能に配置されている。旋回アーム６の自由端部には、工具スピンドル８が配置されている。第２のリニアガイド２上での旋回アーム６の水平方向運動は、好ましくはリニアモータによって実行される。工具スピンドルの軸線９は、旋回軸線７に対して平行に向けられている。したがって、本発明に係る工作機械は、並進軸線Ｘ，ＹおよびＺならびに回動軸線ＡおよびＢを備えた５軸機械である。この機械において特別であるのは、工具を純粋にＹ軸線に沿って摺動させるために、工具スピンドル８の円運動と、リニアガイド２に沿った旋回軸線７の線形運動との組合せが必要とされることである。この構造の特別な利点は、第２のリニアガイド２上で運動可能なユニット全体の重心が鉛直方向で第２のリニアガイド２のほんの少し上方に位置しており、工具スピンドル８がその最も上側の位置に移動させられるときでも上方へほんの少ししか動かないことにある。この工作機械とは異なる別の構造、たとえば欧州特許第１５０９３６０号明細書（EP1509360）による機械では、同様に工具スピンドルが旋回アームに配置されているが、この場合、旋回アームは、工具スピンドルを上側の位置へもたらすために、旋回アームの旋回駆動装置とともに鉛直方向のリニアガイドに沿って持ち上げられる。重心が高いことにより、所望されない振動の発生が助長されてしまう。旋回軸線７上に配置されたトルクモータによって旋回アーム６を直接駆動することにより、工具スピンドル８を迅速にかつ精密に動かすことが可能になる。

図２には、図１と同一の機械が示されているが、この機械は、以下に詳説する２つの付加的な構成要素を備える。２つのＸ−Ｙ保護カバー１１，１２は、くずならびに冷却剤および潤滑剤を作業空間内に保持するために、この作業空間を、工作機械のその他の領域、特にリニアガイド１，２から仕切っている。これらのＸ−Ｙ保護カバーは、たとえば欧州特許出願公開第１９８６１３２４号明細書（EP19861324A1）に記載されているように、連行プレート１３と、この連行プレート１３と相互作用関係にあるディスクとを備えた公知の構造であってよい。本発明に係る、旋回アーム６を備えた機械では、工具スピンドル８の、連行プレート１３を貫通している部分が、旋回アーム６の旋回により、必然的に連行プレート１３において回動運動してしまう、という問題が存在する。したがって、工具スピンドル８を、連行プレート１３に直接結合させるのではなく、回動軸受１４を介在させて連行プレート１３に結合させることができる。

図２において看取可能な別の構成要素は、工具用チェーンマガジン１５である。この工具用チェーンマガジン１５は、アングル状にまたはアーチ状に構成されていて、脚部１６が少なくともほぼ水平方向に向けられた端部でもって作業領域の上側で終端し、脚部１７が少なくともほぼ鉛直方向に向けられた端部でもって作業領域から離反する側の領域で第１のリニアガイドより後方で終端するように構成されている。脚部１６の端部領域には、工具交換装置１８が配置されている。この工具交換装置１８には工具スピンドル８が短い距離で到達可能である。脚部１７の端部領域は、工具用チェーンマガジン１５への装入および工具用チェーンマガジン１５からの取出しを行うように構成されていて、この脚部１７の端部領域には、オペレータが良好に到達可能である。

図３には、旋回アーム６の支持部の一部が断面図で示されている。旋回アーム６は、本態様では、アウタロータ型のトルクモータによって駆動されている。符号１９が付されたトルクモータステータは、このトルクモータステータに相対回動不能に結合されたステータ部分２０を有する。トルクモータロータ２１は、付加的に、オイル潤滑式の滑り軸受２２によってステータ部分２０に支持されている。滑り軸受２２は、その油膜によって振動を減衰させるように作用する（スクイーズフィルムダンピング）。

Ｘ Ｘ軸線
Ｙ Ｙ軸線
Ｚ Ｚ軸線
Ａ Ａ軸線
Ｂ Ｂ軸線
１ 第１のリニアガイド
２ 第２のリニアガイド
３ ワーク緊締装置
４ ワーク緊締装置の旋回軸線
５ 回動軸線
６ 旋回アーム
７ 旋回アームの旋回軸線
８ 工具スピンドル
９ 工具スピンドルの軸線
１０ 機械ベッド
１１ Ｘ−Ｙ保護カバー
１２ Ｚ保護カバー
１３ 連行プレート
１４ 回動軸受
１５ 工具用チェーンマガジン
１６ 水平方向の脚部
１７ 鉛直方向の脚部
１８ 工具交換装置
１９ トルクモータステータ
２０ ステータ部分
２１ トルクモータロータ
２２ 滑り軸受

Claims (7)

1. 工作機械であって、
   水平方向の第１のリニアガイド（１）と、該第１のリニアガイド（１）に対して直角に配置された水平方向の第２のリニアガイド（２）とを有する機械ベッド（１０）を備え、
   前記第１のリニアガイド（１）には、ワーク緊締装置（３）が軸方向に摺動可能に配置されていて、該ワーク緊締装置（３）は、前記第２のリニアガイド（２）に対して平行に向けられた旋回軸線（４）まわりに旋回可能であり、かつ該旋回軸線（４）に対して直角に向けられた回動軸線（５）まわりに回動可能であり、
   前記第２のリニアガイド（２）には、旋回アーム（６）が軸方向に摺動可能であり、該旋回アーム（６）の旋回軸線（７）が前記第１のリニアガイド（１）に対して平行に配置されていて、前記旋回アーム（６）は、該旋回アーム（６）の自由端部で工具スピンドル（８）を支持し、該工具スピンドル（８）の軸線（９）が前記第１のリニアガイド（１）に対して平行に向けられている、工作機械において、
   前記旋回アーム（６）は、該旋回アーム（６）の前記旋回軸線（７）上に配置されたトルクモータによって旋回可能であることを特徴とする、工作機械。
2. 前記ワーク緊締装置（３）を前記第１のリニアガイド（１）上で軸方向に摺動させるために、かつ／または前記旋回アーム（６）を前記第２のリニアガイド（２）上で軸方向に摺動させるために、リニアモータが設けられていることを特徴とする、請求項１記載の工作機械。
3. 前記ワーク緊締装置（３）の旋回運動および回動運動に対して、それぞれ１つのトルクモータが設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載の工作機械。
4. 前記第２のリニアガイド（２）に対して平行に、前記ワーク緊締装置（３）寄りの側で、連行プレート（１３）を有するＸ−Ｙ保護カバー（１１）が配置されていて、該Ｘ−Ｙ保護カバー（１１）には、前記工具スピンドル（８）の工具側の端部を取り囲んでいる回動軸受（１４）が収容されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の工作機械。
5. 前記第２のリニアガイド（２）に対して平行に、前記ワーク緊締装置（３）寄りの側で、ほぼ水平方向に配置された脚部（１６）とほぼ鉛直方向に配置された脚部（１７）とを有するアングル状のまたはアーチ状の工具用チェーンマガジン（１５）が配置されており、前記ほぼ水平方向の脚部（１６）の自由端部には、工具交換装置（１８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の工作機械。
6. 工作機械用の旋回アーム（６）であって、
   旋回軸線（７）まわりに旋回可能であり、当該旋回アーム（６）の自由端部でもって工具スピンドル（８）を支持する、旋回アーム（６）において、
   当該旋回アーム（６）は、トルクモータ（１９，２０，２１）によって直接駆動可能であり、ステータ（２０）とロータ（２１）との間で作用している、オイルダンパを有する滑り軸受（２２）が配置されていることを特徴とする、旋回アーム（６）。
7. 前記トルクモータ（１９，２０，２１）は、外側に位置しているロータ（２１）と、内側に位置しているステータ（１９，２０）とを有することを特徴とする、請求項６記載の旋回アーム（６）。