JP2020524083A - 移動システム及び歯切り盤 - Google Patents

Abstract

本発明は、ワークピーススピンドル２００上に歯車加工のために提供され、ワークピース回転軸線を有するワークピースを、ワークピース回転軸線とワークピーススピンドル軸線との間の少なくともより少ない距離だけ、ワークピース供給時にとる第１の位置Ａから、第１の位置とは異なる第２の位置Ｃへ送るための移動システム１００に関する。移動システムは、第１の移動経路ＡＢに沿って、第１の位置から、第１の位置及び第２の位置とは異なる第３の位置Ｂへワークピースを送る第１の移動部３６、３２、３４と、第２の移動経路ＢＣに沿って、第３の位置から第２の位置へワークピースを送る第２の移動部３５と、を備え、移動システムは、機械加工されたワークピースを第２の位置から再び送り、複数のワークピースが、同時に保持及び移動するように更に設計されている。ワークピースは、第１及び第２の移動経路上におけるワークピースの移動中、第２の移動部によりもたらされる移動が第１の移動部の移動を伴うことなく、ワークピースを直接保持する1つの同一の保持部１０、１０’により直接保持されている。

Description

本発明は、ワークピーススピンドル上に歯車加工のために提供され、ワークピース回転軸線を有するワークピースを、ワークピース回転軸線とワークピーススピンドル軸線との間の少なくともより少ない距離だけ、ワークピース供給時にとる第１の位置から、第１の位置とは異なる第２の位置へ送るための移動システムに関する。移動システムは、第１の移動経路に沿って、第１の位置から、第１の位置及び第２の位置とは異なる第３の位置へワークピースを送る第１の移動部と、第２の移動経路に沿って、第３の位置から第２の位置へワークピースを送る第２の移動部と、を備え、移動システムは、機械加工されたワークピースを、第２の位置から再び送り、複数のワークピースが、同時に保持及び移動するように更に設計されている。本発明はまた、かかる移動システムを備えた歯切り盤に関する。

このような移動システムは、機械加工されるワークピースを、歯切り盤のワークピーススピンドルへ移送し、かつ加工済みワークピースを、ワークピーススピンドルから離れる方向へ再度移送するのに役立つ歯切り盤の積み降ろしシステムの構成要素として既知である。歯切り盤が、例えば、ホブ盤又はホブ歯切り盤又はホッビングマシンである場合、歯付き研削などの歯車加工の場合、ワークピースは、歯切り加工されていないブランクの形態で供給されるが、ブランクとは対照的な、例えば、事前に歯切り加工されたワークピースの形態で供給されてもよい。

多くの場合、このような移動システムは、ワークピース回転軸線がワークピーススピンドル軸線と一致しない位置から、ワークピース回転軸線がワークピーススピンドル軸線と一致する位置までワークピースを枢動により送る、いわゆるリングローダを備える。このようなリングローダは、通常、加工済みワークピースを、後者の位置から前者の位置へ同時に送り、両者の移動の移動ベクトルが円形内で互いを補完する。

このようなリングローダにより、供給システム及び排出システムが、例えば、送りベルトの形態で共に機能する場合が多く、送りベルトにおいて、ワークピースパレット上にそれぞれ配置された複数のワークピースが循環する。例えば、垂直のワークピーススピンドル軸線において、通常、送りベルトは、リングローダが回転する高さレベルより低いため、リングローダの供給側及び排出側において、ワークピースがリングローダの高さレベルに達するまでワークパレットを持ち上げる吊搬ステーションが使用される。

また、送達されたワークピースをワークピーススピンドル上に運搬するのに十分な移動自由度を有するグリッパアームを備えた積み込みロボットが既知である。しかしながら、該ロボットは、新しいワークピースが積み込まれる前に、たった今加工されたワークピースをまず積み降ろさなければならない。このような積み込みロボットは、個別の適用性が高いものの、積み降ろし動作に必要な時間だけ非生産時間を増加させる。

本発明の課題は、簡単な方法で移動時間を十分に短く維持しながら、上述のタイプの移動システムを設計することである。

この課題は、前述のタイプの移動システムの開発によって、本発明により達成される。前述のタイプの移動システムの開発は、ワークピースが、第１及び第２の移動経路上でのワークピースの移動中、第２の移動部によりもたらされる移動が第１の移動部の移動を伴うことなく、１つの同一の保持部により直接保持されているという事実によって本質的に特徴付けられる。

本発明の解決策は、第１及び第２の移動経路上のワークピースの移動を保持部によって統合することにより、ワークピースの迅速かつ容易な移動を可能にし、更なるステーションの必要性を回避しながらも、移動経路を非連結にすることにより、第２の移動部の移動のための十分に小さい慣性を有する簡易な構造が得られる。

好ましい実施形態では、第１の移動部及び／又は第２の移動部は、移動自由度が１つのみである。これにより、システムの簡潔性が増大する。

特に好ましい実施形態では、第２の移動部は、回転移動部である。これにより、第２の移動経路に沿う移動に加えて、第２の位置から第３の位置へのワークピースの移動を簡単に実装できる。

好適な実施形態では、第１の移動部は、特に、垂直方向の移動のための線形移動部である。これにより、レベル差を補完することが特に容易であり、特に、追加の別個の吊搬ステーションが不要である。

特に好ましい実施形態では、第２の移動経路は、湾曲しており、好ましくは、円弧の形態、特に、半円形の形態をとる。これにより、第２の移動経路を含む閉路に沿って複数のワークピースを複数回移動できる。

更に好ましい実施形態では、ワークピースの機械加工は、第２の位置ではなく、第２の位置とは異なる第４の位置で行われる。この目的のために、第３の移動経路に沿う第２の位置から第４の位置への、保持部によってまだ直接保持されているワークピースの移動をもたらす第３の移動部が提供され得る。好適には、第２の移動部による移動はまた、第３の移動部の移動を伴わない。好ましい簡易なケースにおいて、第３の移動経路の軸線は、好ましくは、第２の移動経路が存在する平面に直交して延びる、第１の移動経路の軸線に平行に走る。静置したワークピースのスピンドルがワークピーススピンドルの垂直軸線を有する特に好ましいケースにおいて、第３の移動経路に沿う移動は、ワークピースを受容するために、ワークピースのスピンドルに連結されたクランプ装置上のワークピースの沈降に対応する。

移動システムの好ましい構造的実施形態では、移動システムは、第１の移動経路上を移動中に、保持部をガイドするガイドアセンブリを有し、ガイドアセンブリは、第２の移動経路に沿う移動時に一緒に移動する。これにより、該システムによってそれぞれの移動に割り当てられた領域が確実に遵守される。好ましくは同時に、ガイドアセンブリは、第３の移動経路に沿う移動中のガイドアセンブリでもある。

好適な実施形態では、移動システムは、第２の移動経路に沿う移動中に、保持部が上を転がるか、又はスライドする走行レールを有する。加えて、走行レール及び保持部の保持レールへの連結部は、重力の作用に対する保持機能を有することが好ましい。

特に好ましい実施形態では、回転移動部は、３６０°／ｎの回転間隔で等間隔回転される（ｎは、好ましくは２、３又は４、特に２である）。これに関連して、移動システムは、好ましくは、ｎ≧２であり、特に、同一に設計された保持部を有する。特に、ｎ個すべての保持部を一時的に同時に配置して、保持部によって保持されるワークピースが第２の移動経路を含む閉路に沿って移動できるようにすることができる。したがって、第２の移動経路を閉路へと完成させる経路部分は、第２の位置から第３の位置へ、ワークピースを並行して戻すために提供される。

第１及び／又は第３の移動部、例えば、第１の移動部の動作により、ワークピースを第３の位置に保持する保持部は、この経路の外へ、又はこの経路の中へ移動する。好適な実施形態では、走行レールは、この目的のために中断部を有する。

特に好ましい実施形態では、移動システムは、保持部によって保持されたワークピースが、第３の位置を、別の保持部によって保持されたワークピースが、第２の位置を、第２の移動部の動作により連結し、同時に乖離するように、移動システムの制御によって制御されている。したがって、移動閉路に沿う保持部の移動において、保持部の単一の制御は不要である。

更に好ましい実施形態では、１つ又は複数の保持部は、第１及び／又は第３の移動経路上における移動中に、支持のみの連結を除き、第１及び／又は第３の移動部に解放に必要な連結を有さない。原則として、クランプ又はラッチ機構により、第２の移動経路に沿う移動が始まる前に解放される、例えば、第１の移動部の連結が保持部に提供される変形例も意図される。ただし、上記の変形例は、実装が容易であり、追加のアクチュエータ又は機械式解放装置は不要である。

更に好ましい実施形態では、移動システムは、回転ケージを有し、回転ケージの支持構造体は、第２の移動部の回転軸線に平行に動作し、ガイドアセンブリのガイドロッドによって形成される。これにより、第２の移動経路の移動の慣性を更に低く保つことができる。円周方向に動作する支持構造体は、第２の移動部への連結の形態で二重機能を有し得る歯切り加工を有してもよい。

更に好ましい実施形態では、移動システムは、構造上の観点では、上に移動部が配置され、特に、回転ケージの周りに回転可能に配置された円柱状の支柱を有する。これにより、システム全体がコンパクトになり、吊搬ステーションなどの更なるステーションに必要なスペースが排除される。特に、円柱部はまた、心押し台アセンブリを取り付けることができる。

好適な実施形態では、移動部ごとに駆動部が提供される。例えば、ギア連結部を介して回転ケージを駆動させる回転駆動部を第２の移動部に設けることができると考えられる。第１及び／又は第３の移動部は、例えば、ピストンシリンダー装置を介して油圧又は空気圧で駆動され得る。

第１及び／又は第３の移動経路の長さは、それぞれの駆動制御によって調整可能である。通常、第３の移動経路の長さは、第１の移動経路の長さよりも短い。しかしながら、第３の移動経路の調整可能な最長長は、典型的なクランプ装置の現在の軸線方向寸法よりも長いことが好ましい。

保持部は、好ましくは、把持保持部である。

好ましい実施形態では、特に、１つ又は複数のすべての保持部における２つの保持アームは、互いからの距離が変更可能である。保持アームは、ワークピースをクランプできる。特に、保持アームは、把持するために互いに対して付勢されてもよい。その場合、付勢は、保持アーム間の選択された保持距離に対して調整可能であり得る。

これに関連して、保持ジョーが保持アームに取り外し可能に取り付けられ、保持ジョーがワークピースに面する側で、特にワークピースの輪郭に適合していることが好適である。装入されるワークピースが変更された場合、必要に応じて、保持ジョーのみを交換する必要があると考えられ、場合により、保持アームシステムが、新しい所望の保持距離に設定される必要があると考えられる。

移動システムは、円盤状のホイール並びに波状のワークピースに好適である。

更なる実施形態では、移動システムはまた、特に、エンドレスフィーダ又はエンドレスベルトとして設計され、ワークピースを第１の位置に持ってくる（かつ好ましくは、加工済みワークピースを第１の位置から搬送する）供給及び排出装置を有することができる。供給及び排出装置は、床面に面する端部で測定された地上からの高さが、少なくとも７５ｃｍ、好ましくは少なくとも９０ｃｍ、好ましくは１３５ｃｍ未満、特に１２０ｃｍ未満でワークピースを供給することが好ましい。

供給及び排出装置によるワークピースの供給は、ワークピースを搬送するツールパレットを介して行われてもよい。円盤形状のワークピースの場合、ワークピースは、例えば、パレットのセンタリングピンに、遊びを持たせて、穴にねじ込まれ、パレットの支持面に配置される。波形のワークピースの場合、ワークピースは、パレットの受け穴に、遊びを持って挿入され、場合により同様にして、パレットの支持面に掛けられる。保持部は、パレットを把持せず、ワークピースを直接把持する。

更に、本発明は、保護下で、ワークピースを受容するための少なくとも１つのワークピーススピンドルと、前述の態様のうちの１つによる移動システムを有するワークピース積み降ろしシステムと、を備えた、歯切り盤を提供する。

本発明の更なる特徴、詳細及び利点は、添付の図面を参照した以下の説明から明らかになるであろう。

移動システムの斜視図である。 異なる角度からの移動システムの斜視図である。 図１の部分拡大図である。 第１の移動経路に関する移動機構の軸線方向断面図である。 ワークピースの位置の抽象図である。

図１からわかるように、移動システム１００は、円柱部３０を有し、下部領域には、回転ケージ２０が円柱部３０の周りに回転可能に配置されている。回転ケージは、上部円周支持構造体としてのリングギア２４と、下部円周支持構造体としてのリング２２（図３）と、を有する。更に、回転ケージ２０は、軸線支持構造として、保持部１０、１０’用のガイドロッド２６を更に形成するロッドを有する。円柱部３０に取り付けられた駆動部３５は、リングギア２４とのギア連結部を介して回転ケージ２０を回転させることができる。この場合、回転ケージ２０の回転移動のために１８０°回転間隔が設けられているため、移動後、保持部１０に割り当てられたガイドロッド２６は、保持部１０’に割り当てられたガイドロッド２６’と場所を交換する。

円柱部３０の下部領域において、軸線方向に延びる走行レール３２が、円柱部の方向に配置され（図４参照）、走行レール３２に沿ってドライバ３４が移動でき、駆動部３６に連結されている。駆動部３６は、例えば、ピストンシリンダー装置の形態の空気圧駆動部又は油圧駆動部であってもよい。ドライバ３４は、走行レール３２から離れる方向に面する側にＵ字形の受け領域を有している。受け領域において、ローラ１８を受容することができ、ローラ１８は、ローラがローラの軸線を中心に回転可能なように、保持部１０の円柱部３０に対向する側に固定されている。ローラ１８の回転軸線は、図４では左から右に水平に延びている（これは、径方向の円柱部３０に対する極座標に対応する）。ローラ１８がドライバ３４に受容されている場合、ドライバ３４が移動すると、保持部は、ドライバ３４の移動に追従し、その移動は、ガイドロッド２６を包囲するガイド領域１６によってガイドされることとなる。

図１を考慮すると、このような垂直方向の移動は、図１に示す位置にワークピース２を保持する保持部１０を垂直方向に送ると考えられ、保持されたワークピース２は、より高い位置に移動する。この高い位置にあるワークピース２は、図１に２＋で示されている。ここで、図１に示すようにワークピース２の位置は、第１の位置に対応し、２＋で示されたワークピースの位置は、第３の位置に対応する。

円柱部３０には、リングギア２４の下方の高さに、円弧状に形成された走行レール３８が固定されている。しかしながら、走行レール３２の領域では、走行レール３８は、連続的ではないが、ドライバ３４によって駆動された場合、ローラ１８が、垂直方向の移動において通過できる間隙３８Ｌが設けられている。ワークピース２が、第１の移動経路に沿って、第１の位置から第３の位置へ移動する保持部１０の垂直方向の移動後、実施形態に示すように、保持部１０は、回転ケージ２０の１８０°回転移動（１８０°回転間隔）により、図１に示した保持部１０’がとる位置まで回転する。これにより、ワークピース２は、第２の移動経路に沿って、第３の位置から第２の位置へ移動する。この第２の位置において、ワークピース２は、図２において目視でき、この位置では２＋ｒｏｔで示されている（図２）。

円柱部３０のこの機械加工側には、円柱部３０の機械加工部から離れる方向に対向する側に前述の垂直方向移動部と実質的に同様に形成されている更なる垂直方向移動部が設けられている。この（第３の）移動部により、歯切り盤のワークピーススピンドル２００に回転可能に取り付けられている図２に図示されていないクランプ装置上にワークピース２を置くことができる。ワークピース２が機械加工されるこの位置において、ワークピース２は、２ｗ（第４の位置）として示されている。

移動システム１００の移動時のワークピース２の横断位置は、機械部品を図示せず、図５に再び示されている。ワークピース２は、位置Ｂにおいて、第１の移動部によって位置Ａから持ち上げられ、次に、位置Ｃにおいて、第２の移動部によって枢動され、次に、位置Ｄにおいて、第３の移動部によって降ろされる（積み込み動作）。機械加工されたワークピース２を積み降ろすには、位置Ｄから位置Ｃに上げられ、次に、位置Ｂに枢動により戻され、位置Ａで再び停止される。機械加工されたワークピース２が位置Ｃから位置Ｂに移動している間に、（他方の保持部１０’によって保持されている）次の機械加工されるワークピースが、同時に位置Ｂから位置Ｃまで共に枢動される。

図５から、複数の（図示しない）保持部１０’’、１０’’’・・・の使用により、１８０°回転以外の他の回転間隔、例えば１２０°回転間隔又は９０°回転間隔に駆動できることが容易に明らかである。次に、ワークピース２は、中間処理後、円形閉路（完全な回転間隔サイクル）を通過した後、再び位置Ｂに戻る。１２０°回転間隔の場合、円柱部３０のワークピースの供給及び排出側、並びに円柱部３０の機械加工側は、反対側に配置されず、１２０°の角度で配置される。これにより、ワークピースが移動閉路上に保持され、例えば、ワークピースに二次加工を行うことができる更なる位置が生成される。９０°回転間隔の場合、更に２つの位置が生じ、この場合、供給側及び機械加工側を９０°角度付けることができるが、図１に示すように１８０°ずらして設けてもよい。

図１に、循環式にワークピース２を搬送するツールパレット８２が上で回転するエンドレスベルト８１を有する供給及び排出部８０もまた概略的に図示されている。保持部１０は、ワークピース２を直接把持することが分かる。この目的のために設けられた２つの保持アーム１１は、ワークピース２の外側の輪郭に一致するように形成されている保持ジョー１２の内側に把持領域を有する。

ワークピースは、図１のように、円盤形状のギア又はギアブランクであってもよいが、波状のワークピースの積み降ろしのために移動することもまた意図されている。この場合、円柱部３０はまた、歯切り盤の心押し台アセンブリ２４０の支柱としても機能することができ、歯切り盤又はそのワークピーススピンドル２００は、移動システム１００によりワークピース２が積み込まれ、機械加工済みワークピース２が積み降ろされる。

しかしながら、図示される心押し台アセンブリ２４０との連結部は、単なる１つの可能な実施形態に過ぎず、別個に提供されてもよい移動システム１００の連結部である。

その他の点として、本発明の上記で説明した実施形態は、本発明を限定するものと見なされるべきではない。むしろ、説明及び以下の特許請求の範囲の個々の特徴は、その様々な実施形態における本発明の実施に不可欠であり得る。

Claims (19)

1. ワークピーススピンドル（２００）上に歯車加工のために提供され、ワークピース回転軸線を有するワークピースを、前記ワークピース回転軸線とワークピーススピンドル軸線との間の少なくともより少ない距離だけ、前記ワークピース供給時にとる第１の位置（Ａ）から、前記第１の位置とは異なる第２の位置（Ｃ）へ送るための移動システム（１００）であって、前記移動システム（１００）が、第１の移動経路（ＡＢ）に沿って、前記第１の位置（Ａ）から、前記第１の位置及び前記第２の位置とは異なる第３の位置（Ｂ）へワークピースを送る第１の移動部（３６、３２、３４）と、第２の移動経路（ＢＣ）に沿って、前記第３の位置（Ｂ）から前記第２の位置（Ｃ）へ前記ワークピースを送る第２の移動部（３５）と、を備え、前記移動システムが、機械加工されたワークピースを、前記第２の位置（Ｃ）から再び送り、複数のワークピースが、同時に保持及び移動するように更に設計されている、移動システム（１００）において、
   前記ワークピースが、 前記第１及び第２の移動経路上における前記ワークピースの移動中、前記第２の移動部によりもたらされる移動が前記第１の移動部の移動を伴うことなく、前記ワークピースを直接保持する1つの同一の保持部（１０、１０’）により直接保持されていることを特徴とする、移動システム（１００）。
2. 前記第１の移動部及び／又は前記第２の移動部が、移動の自由度が１つのみである、請求項１に記載の移動システム。
3. 前記第２の移動部が、回転移動部である、請求項１又は２に記載の移動システム。
4. 前記第１の移動部が、特に、垂直方向の移動のための線形移動部である、請求項１から３のいずれか一項に記載の移動システム。
5. 前記第２の移動経路が、湾曲しており、好ましくは、円弧部分、特に、半円形の形態をとる、請求項１から４のいずれか一項に記載の移動システム。
6. 前記保持部によってまだ直接保持されている前記ワークピースを、第３の移動経路（ＣＤ）に沿って、前記第２の位置（Ｃ）から、前記第２の位置とは異なる第４の位置（Ｄ）へ送る第３の移動部を備え、前記第４の位置（Ｄ）において、前記歯車加工が行われる、請求項１から５のいずれか一項に記載の移動システム。
7. 前記第１の移動経路に沿う移動中に、前記保持部をガイドするガイドアセンブリ（２６、１６）を備え、前記ガイドアセンブリ（２６、１６）が、前記第２の移動経路に沿う移動とともに移動する、請求項１から６のいずれか一項に記載の移動システム。
8. 走行レール（３８）であって、前記保持部が、前記第２の移動経路に沿う移動中に、前記走行レール（３８）上を転がるか、又はスライドする、走行レール（３８）を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の移動システム。
9. 前記回転移動部が、３６０°／ｎ回転間隔で等間隔回転され、ｎが、好ましくは、２、３又は４であり、特に、２である、請求項３から８のいずれか一項に記載の移動システム。
10. ｎ≧２であり、特に、同一に設計された保持部（１０、１０’）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の移動システム。
11. 保持部（１０）によって保持されたワークピースが、前記第３の位置（Ｂ）を、別の保持部（１０’）によって保持されたワークピースが、前記第２の位置（Ｃ）を、前記第２の移動部の前記動作により連結し、同時に乖離するように、前記移動システムの制御によって制御されている、請求項１０に記載の移動システム。
12. 前記１つ又は複数の保持部（１０、１０’）が、前記第１及び／又は第３の移動経路上における前記移動中に、支持のみの連結を除き、前記第１及び／又は第３の移動部に解放に必要な連結を有さない、請求項１から１１のいずれか一項に記載の移動システム。
13. 前記第２の移動部の回転軸線に平行に動作する支持構造が、前記ガイドアセンブリ（２６、１６）のガイドロッド（２６）によって少なくとも部分的に形成される回転ケージ（２０）を備える、請求項７から１２のいずれか一項に記載の移動システム。
14. 前記移動部（１０、１０’）が配置され、特に、前記回転ケージ（２０）が、周囲を回転可能に配置される円柱状支柱（３０）を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の移動システム。
15. 移動部ごとにそれぞれ駆動部（３６、３５、３６’）を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の移動システム。
16. 特に、前記１つ又は複数のすべての保持部が、互いからの距離を変更できる２つの保持アーム（１１）を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の移動システム。
17. 前記保持アームには、前記ワークピースに面する側が、前記ワークピースの輪郭に特に適合している保持ジョー（１２）が取り外し可能に取り付けられている、請求項１６に記載の移動システム。
18. 特に、エンドレスフィーダとして設計された供給及び排出手段（８０）を備え、前記供給及び排出手段（８０）が、特に、床面に対向する前記供給及び排出手段（８０）の端部の高さが床面から７５ｃｍ〜１３５ｃｍ、好ましくは、９０ｃｍ〜１２０ｃｍで、前記第１の位置に前記ワークピースを送る、請求項１から１７のいずれか一項に記載の移動システム。
19. ワークピースを受容するための少なくとも１つのワークピーススピンドル（２００）と、ワークピース積み降ろしシステムと、を備える、歯切り盤において、
    前記ワークピース積み降ろしシステムが、請求項１から１８のいずれか一項に記載の移動システム（１００）を備えることを特徴とする、歯切り盤。