JP2019514720A - 窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械（１）であって、工作物は、搬送装置（２）により、少なくとも１つの水平面内で移動可能であり、工作物の移動方向に対して略垂直に配置された平面内に、工具（４）を有する加工装置（３）が設けられており、加工装置（３）は、垂直の平面内で前記工作物に対して空間的に方向付けられている、機械に関する。本発明によれば、加工装置（３）は、相互に位置調整可能な複数の垂直の平面内に配置された複数の部分円セグメント（５）および（６）から成り、部分円セグメント（５）および（６）の部分円弧（７）および（８）に、工具（４）が移動可能に配置されており、個々の部分円セグメント（５），（６）は、それぞれＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能である、ことが規定されている。

Description

本発明は、窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械であって、工作物は、搬送装置により、少なくとも１つの水平面内で移動可能であり、工作物の移動方向に対して略垂直に配置された平面内に、工具を有する加工装置が設けられており、加工装置は、垂直の平面内で工作物に対して空間的に方向付けられている、機械に関する。

背景技術
扉または窓を製作するのに使用される形材を加工する際に、数多くの様々な作業工程を行わなければならない。そのような形材は、プラスチック、金属または木材から成ってよい。それぞれ異なる材料の組み合わせも可能である。たとえば窓用のプラスチック中空形材が加工されるとき、排水用スリットを溝に斜めにかつ／または下向きにかつ／または前向きにフライス加工しなければならない。さらに、固定枠用形材にかつ／または桟用形材に閉鎖部分位置決め孔が設けられるべきである。さらに、場合によりロックケースをフライス加工しなければならない。ロールブラインド、ガイドレールおよび雨押さえ用のセンターねじも同様に組み付けなければならない。さらに、サッシ用支持部取付けカバーにコーナーブラケット孔が設けられている。排水用スリットおよび通気用スリットの通常の直径は、ここではたとえば５ｍｍであるのに対し、閉鎖部分孔およびコーナーブラケット孔は、常に３ｍｍの直径を有する。これらのそれぞれ異なる穿孔およびフライス加工を実施可能にするために、それぞれ異なる大きさのたとえばドリルまたはフライスなどの様々な加工工具が必要である。

自動の加工の場合、たとえば単一のドリルではドリルビットの交換を実現する必要がない。というのも、そのために手間が掛かりすぎるからである。最初から種々異なるビットまたは種々異なる穿孔工具およびフライス工具をそれぞれ有する複数のドリルを設けることがより簡単である。

この加工に掛かる手間に適合させ、その際にできるだけ自動の加工を提供するために、独国特許出願公開第１９７２５０４３号明細書（DE 197 25 043 A1）において、構成要素を加工する機械が公知である。この場合、この公知の機械は、工作物に対して空間的に方向付けられた加工ユニットを有する、構成要素の移動方向に対して略垂直に配置された平面内で延在する加工装置を備える。この場合、加工工具は、支持要素上に位置するので、支持要素上に設けられた加工工具は、搬送方向に設けられた工作物に対して相応にヨーク状の支持要素を移動させることにより加工を行う。

この公知の態様では、工作物のフレキシブルな加工に関するとともに工作物の加工速度に関して、支持要素に設けられた加工工具を依然として大幅に改善する余地があることが欠点とみなされる。

発明の開示
課題
したがって本発明の根底を成す課題は、この種の棒状の工作物を加工する機械を改良して、一方では工作物の加工に関して、入念な表面処理を提供しつつより高いプロセス確実性を保証することであり、その際、特に工作物の加工時間も大幅に短縮されるべきである。さらに、搬送装置上の工作物に対する加工工具の加工アクセスがさらに極めてフレキシブルに保持されるべきである。

解決手段
本発明によれば、この課題は、独立請求項の特徴部に記載の構成により解決される。本発明の好適な態様および改良態様は、従属請求項から明らかである。

本発明により達成される利点によれば、本発明に係る加工機械により、搬送される工作物に対して垂直の平面内での加工工具のアクセス方向がさらに極めてフレキシブルに構成される。というのも加工工具は、搬送される工作物に対して２つの部分円軌道上を移動可能に配置されているからである。高いフレキシビリティおよび加工時間の短縮は、主に、加工工具が設けられた両方の部分円セグメントが相互に依存せずに移動可能であるので、工作物の両側で並行加工を行うことができることにより達成される。そのために、加工装置は、相互に位置調整可能に配置された複数の部分円セグメントから成り、部分円セグメントの部分円弧において工作物が移動可能である。個々の部分円セグメントは、機械架構において、それぞれＸ、ＹおよびＺ方向に相互に依存せずに移動可能である。したがって、工作物に対して所定の角度で、ここではそれぞれ異なる角度位置で、フライス工具または穿孔工具が工作物に作用することができる実現性が生じる。この場合、空間的な位置において、相互に依存せずに移動可能な両方の部分円セグメントに基づき、加工を、工作物の両側のそれぞれ異なる作用点で行うことができるので、これにより工作物の加工時間を半分にする実現性が生じる。

本発明の改良態様によれば、一方の部分円セグメントが移動可能な柱に配置されており、他方の部分円セグメントがポータルに移動可能に配置されていると、特に有利である。この場合、部分円セグメントは、補完し合って１つの円環を形成し、この場合、個々の部分円セグメントは、それぞれ棒状の工作物用の搬送装置の側方に配置されている。一方の部分円セグメントが柱に設けられており、他方の部分円セグメントがポータルに配置されている構成に基づき、両方の部分円セグメントが所定の角度値だけ旋回して工作物にまたは本態様では搬送装置に作用可能である実現性が生じる。ゆえに、ポータルに配置された部分円セグメントは、搬送装置に、所定の円弧度で上側から作用し、柱に配置された部分円セグメントは、搬送装置に、所定の円弧度で下側から作用する。したがって、部分円セグメントにおける工具の移動性に関して、工具が搬送装置を越えて移動可能であるので、上側からの工作物の加工が保証されている。これに相応することが、工作物に下側から作用する別の部分円セグメントにも生じる。そうすると好適には、ポータルに配置された部分円セグメントは、約１３５°〜３１５°の円周角の間で延在する円弧度部分に配置されており、この場合、相応にこれに対向して、柱に配置された部分円セグメントが、円環を補完するように、つまり３１５°〜１３５°の間で配置されている。部分円セグメントが２０°〜２００°の円弧部分に、かつ相応に２００°〜２０°の円弧部分に位置決め可能であることも考えられる。

本発明の好適な態様によれば、複数の部分円セグメントにそれぞれ１つの移動可能なキャリッジが設けられており、キャリッジに、モータおよび加工工具が配置されている。部分円セグメントにおいて工具を移動させるために、それぞれの部分円セグメントの、外側に位置する側面湾曲部に歯付ベルトが緊張されており、歯付ベルトは、モータ軸上に配置された歯車と協働する。この場合、キャリッジを軌道に沿って移動させるために、たとえば湾曲したラックなどの、形状結合のため別の手段を設けることも考えられる。

モータは、この場合、サーボモータとして構成されているので、モータは、前進制御または後退制御することが可能であるので、このようにして部分円セグメントにおけるキャリッジひいては加工工具の移動が提供される。モータ軸は、歯車でもって、部分円セグメントに対して垂直に方向付けられており、この場合、それぞれ歯車の前後において、押圧ローラが、歯付ベルト用のキャリッジに軸支されている。この構成に基づき、フレキシブルに保持された歯付ベルトは、モータ軸に設けられた歯車を介して強制案内することにより案内されるかつ保持される。これは、部分円移動路に関して使用可能な駆動タイプの一例でしかない。

本発明の改良態様では、キャリッジに、フライスまたはドリルとして構成された工具が配置されており、この場合、工具は、キャリッジに移動可能にまたは摺動可能に配置されている。工具の制御に従って、工具は、そこで作業ステップを実施するために、相応に工作物に対して移動可能であり、この場合、工具は、柱またはポータルにより設定されたＸ、ＹおよびＺ軸に対する第４の軸上で移動可能である。

本発明の実施の態様を略示して、以下に詳説する。

本発明に係る加工機械の斜視図を示す。 図１の加工装置の側面図を示す。 移動可能なキャリッジ用の駆動装置の斜視図を示す。 キャリッジ用の駆動装置の別の図を示す。

発明を実施するための最良の形態
図１は、たとえば詳細には図示されていない窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械１を示している。工作物は、搬送装置２により、交差する座標軸における少なくとも１つの水平面内で、ここではＺ平面内で移動可能である。この説明において、搬送装置２は、図２において、より良好に認められる。図２では、搬送装置２は、機械１の中心に図示されている。この場合、搬送装置２は、一水平面内で移動可能に配置されているので、搬送装置２上に配置された棒状の工作物は、加工機械１を通して案内可能であるまたは移動可能である。ここでは詳細には図示されていないたとえば搬送挟持体などの別の搬送装置も考えられる。搬送装置の平面は、本態様では、図１における座標系に詳細に表されたようにＺ方向の移動方向に対応する。

搬送装置２上の工作物の移動方向に対して略垂直に配置された平面内に、ここではＹ平面内に、工具４を有する加工装置３が設けられている。加工装置３は、垂直平面Ｙ内で工作物に対して空間的に方向付けられている。特に図１および図２から明確に看取されるように、加工装置３は、複数の平面に配置された、相互に位置調整可能な部分円セグメント５，６から成り、部分円セグメント５，６の部分円弧７，８に工具４が移動可能に配置されている。個々の部分円セグメント５，６は、本態様では、それぞれＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能に装置１の架構９に配置されている。この場合、一方の部分円セグメント５は、移動可能な柱１０に移動可能に配置されており、他方の部分円セグメント６は、ポータル１１に移動可能に配置されている。柱１０に設けられた部分円セグメント５は、本態様では、それぞれＹ方向に上方へまたは下方へ移動可能であり、その際、部分円セグメント５は、Ｘ方向に、柱１０においてまたは柱１０とともに、キャリッジ１２において移動可能である。またキャリッジ１２は、機械１の架構９において、矢印に従ってＺ方向に移動可能である。

ポータル１１に保持されたかつ支持された部分円セグメント６は、同様に３軸全てに移動させられ、その際、Ｚ軸は、ポータル１１の上側領域における上側のキャリッジ１３として認識することができる。キャリッジ１３には下向きの柱１４が設けられており、柱１４において、部分円セグメント６は、上方へかつ下方へ、つまりＹ方向に移動可能である。相応にＸ方向に水平に移動可能な軸が、下向きの柱１４に相応に設けられているので、部分円セグメント６は、相応に中心へまたは中心から離反する方向へ移動可能である。

特に図２から看取されるように、部分円セグメント５，６は、それぞれ棒状の工作物用の搬送装置２の側方で、補完し合って１つの円環１６を成すように配置されている。特に図２からさらに明確に看取されるように、ポータル１１に配置された部分円セグメント６は、約１３５°〜３１５°の円周角の間で延在する円弧部分を成しており、この場合、相応にこれに対向して柱１０に配置された部分円セグメント５が円環１６を補完するように配置されている。このような構成に基づき、部分円セグメント５，６に配置された工具４は、それぞれ加工されるべき工作物をある時は上側で通過可能であり、また相応に下側で工作物を通過可能である。したがって、本態様では、工具４は、ポータル１１に設けられた部分円セグメント６において、０°／３６０°位置を越えて移動可能である。相応にこのことは下側の部分円にも当てはまり、そこでは、工具４は、１８０°位置を越えて移動可能である。

図１、図２、図３および図４からそれぞれ看取されるように、部分円セグメント５，６にそれぞれ移動可能なキャリッジ１７が配置されており、キャリッジ１７には、モータ１８および工具４が配置されている。特に図３から明確に看取されるように、部分円セグメント５，６の、外側に位置する側面湾曲部１９に、それぞれ歯付ベルト２０が張設されており、歯付ベルト２０は、モータ軸２１上に配置された歯車２２と協働する。この場合、モータ軸２１は、歯車２２と共に、部分円セグメント５，６に対して垂直に配置されている。図３から明確に看取されるように、歯車２２の前後において、それぞれ押圧ローラ２３，２４が歯付ベルト２０用のキャリッジ１７に軸支されている。このような配置に基づき、歯車２２を介する歯付ベルト２０の強制案内が生じ、巻掛け開始時に歯車２２において的確な案内が行われ、歯車２２における巻掛け終了時に歯付ベルト２０は、再び部分円セグメント５，６の側面湾曲部１９上に置かれる。

特に図３および図４から看取されるように、キャリッジ１７上にフライスまたはドリルとして構成された工具４が配置されている。さらに看取されるように、工具４は、本態様では、中心軸へ向けて移動可能にまたは摺動可能にキャリッジ１７に支持されている。

したがって、個々の工具４の自由度に関して、４軸の加工ステーションが生じる。この場合、柱１０またはポータル１１における個々の部分円セグメント５，６の保持に基づき、本態様では空間座標系の３軸が用いられ、この場合、部分円セグメント５，６における工具４の移動または摺動により、工作物に対する様々な位置、ここでは特に工作物に対する様々な角度位置における第４の軸が実現される。

０１ 機械
０２ 搬送装置
０３ 加工装置
０４ 工具
０５ 部分円セグメント
０６ 部分円セグメント
０７ 部分円弧
０８ 部分円弧
０９ 架構
１０ 柱
１１ ポータル
１２ キャリッジ
１３ キャリッジ
１４ 柱、下向き
１５ 水平軸線
１６ 円環
１７ キャリッジ、工具
１８ モータ
１９ 側面湾曲部
２０ 歯付ベルト
２１ モータ軸
２２ 歯車
２３ 押圧ローラ
２４ 押圧ローラ

Claims (11)

1. 窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械（１）であって、
   前記工作物は、搬送装置（２）により、少なくとも１つの水平面内で移動可能であり、前記工作物の移動方向に対して略垂直に配置された平面内に、工具（４）を有する加工装置（３）が設けられており、該加工装置（３）は、垂直の前記平面内で前記工作物に対して空間的に方向付けられている、機械において、
   前記加工装置（３）は、相互に位置調整可能な複数の垂直の平面内に配置された複数の部分円セグメント（５）および（６）から成り、該部分円セグメント（５）および（６）の部分円弧（７）および（８）に、前記工具（４）が移動可能に配置されており、個々の前記部分円セグメント（５），（６）は、それぞれＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能であることを特徴とする、窓用形材または扉用形材などの棒状の工作物を加工する機械。
2. 一方の前記部分円セグメント（５）は、移動可能な柱（１０）に移動可能に配置されており、他方の前記部分円セグメント（６）は、ポータル（１１）に移動可能に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の機械。
3. 前記部分円セグメント（５）および（６）は、補完し合って１つの円環（１６）を形成するように、それぞれ棒状の工作物用の前記搬送装置（２）の側方に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の機械。
4. 前記ポータル（１１）に配置された前記部分円セグメント（６）は、約１３５°〜３１５°または２０°〜２００°の円周角の間で延在する円弧部分として構成されており、相応にこれに対向して、前記柱（１０）に配置された前記部分円セグメント（５）は、前記円環（１６）を補完するように構成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項記載の機械。
5. 前記部分円セグメント（５，６）にそれぞれ１つの移動可能なキャリッジ（１７）が配置されており、該キャリッジ（１７）に、モータ（１８）および前記工具（４）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項記載の機械。
6. 前記部分円セグメント（５，６）の、外側に位置する側面湾曲部（１９）に、前記モータ（１８）と形状結合するための手段が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械。
7. 外側に位置する前記側面湾曲部（１９）に、好適にはそれぞれ１つの歯付ベルト（２０）が張設されており、該歯付ベルト（２０）は、モータ軸（２１）上に配置された歯車（２２）と協働することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の機械。
8. 前記モータ軸（２１）は、前記歯車（２２）と共に、前記部分円セグメント（５，６）に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の機械。
9. それぞれ前記歯車（２２）の前後において、押圧ローラ（２３）および（２４）が、前記歯付ベルト（２０）用の前記キャリッジ（１７）に軸支されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の機械。
10. 前記キャリッジ（１７）に、フライスまたはドリルとして構成された前記工具（４）が配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の機械。
11. 前記工具（４）は、前記キャリッジ（１７）において、中心軸へ向けて移動可能であるまたは摺動可能であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の機械。

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