JP2021535841A - 加工ステーション - Google Patents

Abstract

本出願は、特に、深穴加工操作およびミーリング操作を実施するために配置された加工ステーション（１）を記載する。提案する加工ステーション（１）は特定の構造的配置を提示し、既存のステーションとは逆に、深穴加工専用の軸の組み込みを可能にし、理想的な条件下での深穴ドリル工具の使用に有利であり、サイズ制限がない。したがって、ステーション（１）は操作ベース（２）から構成される。操作ベース上に操作モジュール（３）および配置モジュール（１０）が配置される。したがって、加工ステーション（１）のためのこの新規の配置は、より汎用性が高く、加工される各部品のためにプログラムされた特異性に適応可能である。

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本出願は、ミーリング操作および深穴加工操作を実施するための加工ステーションを記載する。

〔背景技術〕
現在、現在の加工ステーションが、５つの軸（空間における軸Ｘ、ＹおよびＺ、ならびに、例えば、平面ＸＹまたはＸＺ上の加工テーブルの２つの回転軸）を有する構造的、水平的または垂直的配置を提供することに留意されたい。ドリル操作を担う軸は、いずれの場合も、垂直的構造配置を意味する軸ｚと呼ばれ、この基準に合わせて軸方向が再配向される。最先端の加工ステーションにおいて、構造的配置がドリル軸、すなわち軸Ｚ、に従って深穴加工の作業を実施する際の操作性を大きく制限していることに留意されたい。

これは、現在の加工ステーションではドリル操作専用の軸がないため、結果として現在の構造的配置では深穴加工工具の供給業者の仕様に合わせて必要な支持工具を取り付けることができないためである。このことは、深穴加工操作に使用される工具のサイズ（長さ）に、軸Ｚのコースで留意される構造上の制約を課し、これは実際には部品の加工における制約につながる。例えば、加工の中心が５００ｍｍの軸Ｚのコースを有し、７００ｍｍの加工テーブルからさらに離れた位置にある場合、操作する部品が深さ４００ｍｍであれば、３００ｍｍの工具を組み合わせるしかない。換言すれば、深穴加工は深さ２００ｍｍに制限され得る。

〔要約〕
本出願は、以下を特徴とする加工ステーション（１）を記載する：
取付けられた操作ベース（２）と、
支持構造体（７）によって分離された操作モジュール（３）および配置モジュール（１０）と、を備え、
操作ベース（２）は、一組の変位ガイドを備え；
操作モジュール（３）は、回転ブロック（４）上に設置された操作テーブル（５）を備え、回転ブロックは、操作ベース（２）の変位ガイド上に少なくとも取り付けられ；
配置モジュール（１０）は、支持構造体（７）に連結されるカーテン（８）と、カーテン（８）上に設置される配置窓（９）とを備え、配置窓（９）はドリルアーム（１１）を連結し、ドリルアーム（１１）は機械的支持体（１５）上に設置され、次に操作ベース（２）の変位ガイド上に少なくとも取り付けられ、ドリルアーム（１１）はアームの内側を移動する駆動ユニット（１２）を備え、
駆動ユニット（１２）およびそれぞれのドリルアーム（１１）の操作、ならびに、回転ブロック（４）、カーテン（８）、および機械的支持体の移動は、処理能力を有する中央制御ユニットによって制御される。

ステーションの１つの特定の実施形態では、操作ベース（２）の変位ガイドが平面ＺＸ上に設置される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、操作テーブル（５）の回転ブロック（４）が操作ベース（２）の変位ガイドの動作により、平面ＸＺ上で３６０°の回転移動と、平面ＹＺ上では１３５°の回転移動と、軸Ｚに沿っては直線移動とを与えるように適合される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、操作ブロック（４）の動きは機械システムによって駆動される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、カーテン（８）が軸Ｘおよび軸Ｙに沿った直線移動を有する。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、機械的支持体（１５）自体に、ドリルアーム（１１）が設置される変位ガイドが少なくとも設置される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、少なくとも変位ガイドが軸Ｙに沿って設置される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、機械的支持体（１５）が取り付けられる操作ベース（２）の変位ガイドが少なくとも軸Ｘ上に配置される。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、ドリルアーム（１１）の駆動ユニット（１２）が軸Ｗに沿って、軸Ｚに平行に、アームの内側を移動する。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、ドリルアーム（１１）は、
操作者がドリル工具（１８）を交換するためのアクセスを可能にし、加工中に使用される液体がステーションの配置モジュール（１０）を通過することを防止するように適合されたドア（１３）と、
ドリル工具支持体（１７）を設置するための連結機構と、を含む。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、配置窓（９）が少なくとも排液口（１４）を備える。

ステーションのさらに別の特定の実施形態では、加工中に使用される液体が配置窓（９）の排液口（１４）を介して操作モジュール（３）に戻るように、傾斜したドリルベース（１９）によってドリルアーム（１１）が形成される。

最後に、ステーションの別の特定の実施形態では、ステーションは加工中に使用される液体を浄化および濾過するように配置されたフィルタユニットをさらに備える。

〔説明の概要〕
本出願は既存のステーションとは対照的に、本文書では軸Ｗと呼ばれる、深穴加工専用の専用軸を組み込むことを可能にする、特定の構造配置が与えられた加工ステーションを記載する。本加工ステーションは理想的な使用条件下でのドリル工具の使用に有利であり、最新技術の制約を構成するサイズ制限がない。

したがって、本出願の目的は、６軸を備え、特に深穴加工操作およびミーリング操作を実施するように配置されたコンパクトな加工ステーションを記載することである。前記コンパクト化の文脈において、前記操作を実行することは３次元空間における複数の変位軸に沿って、前記ステーションを構成する構成要素間の相互運用性（interoperability）を意味し、これは本明細書において詳細に説明される。

本出願の目的は同じく、上述した加工操作が加工される各部品に対してプログラムされた加工特異性に適合することができるように、汎用性および設定変更可能な加工ステーションを記載することである。本出願のさらなる目的は、三次元空間の複数の軸において操作可能である加工ステーションを記載することである。

上記の目的、ならびに本出願の特徴および利点を、先に記載する。本出願の一態様によれば、ここに記載された目的、および／または、それから明らかな方法で導き出すことができる他の目的が３次元空間における複数の変位軸に沿って加工ステーションを構成する構成要素間の相互運用性を保証するように構築されたコンパクトな加工ステーションによって達成される。この目的のために、開発した加工ステーションは操作ベースから構成される。操作ベース上に操作モジュール（３）および配置モジュール（１０）が配置される。

技術的説明の効果に関する文書を通じて、ドリル軸Ｗは常に軸Ｚに平行であると考えられ、これは穴加工軸の垂直方向または水平方向に基づく軸方向の再配向を意味する。そのために、加工ステーションを構成する技術的特性の説明を行い、ここで展開した概念の明確な理解を促す。ここでは、上記ステーションのための水平レイアウト、つまり、ドリル軸、つまり軸Ｗが水平方向に応じた軸Ｚに平行であるレイアウトを考慮する。しかしながら、本明細書で説明する技術概念は６軸加工ステーションの開発を可能にするものであり、垂直レイアウト、つまりドリル軸Ｗが垂直方向に応じた軸Ｚに平行であるレイアウトを有する前記ステーションの実施形態に容易に入れ替えられることを考慮する。

本出願の一態様によれば、操作モジュールは操作テーブルを備え、操作テーブルは操作ベース上に取り付けられた回転ブロック上に設置される。回転ブロックは、平面ＸＺ上で３６０°の回転移動および平面ＹＺ上で１３５°の回転移動を操作テーブルに与えるように適合される。回転ブロックに加えられる回転移動の他に、回転ブロックは少なくとも変位ガイド上の回転ブロックのアセンブリによる、軸Ｚに沿った直線移動を有し、変位ガイドは操作ベース上に設置される。操作テーブルの回転移動と操作ブロックの直線移動との両方が機械システムによって駆動される。

本出願の別の態様によれば、加工ステーションは、支持構造体を備え、支持構造体は操作ベース上に設置され、操作モジュールおよび配置モジュールを分離する。この分離は配置モジュールに属するカーテンを支持構造体に連結し、前記モジュール間の物理的分割を行うことによって行われる。カーテンは、軸Ｘおよび軸Ｙに向かう直線移動の自由度を有し、これらの移動は機械システムによって駆動される。

さらに、本出願の一態様によれば、開発した加工ステーションは、配置モジュールをさらに備える。配置モジュールは、カーテンに加えて、ドリルアームを備える。ドリルアームはその端部の一方に、操作モジュールにおいて加工動作を実施するように、前記アームのカーテンへの接続を促進するように設計された配置窓を連結している。ドリルアームは機械的支持体によって操作ベースに設置されており、機械的支持体それ自体に少なくとも垂直変位ガイドが設置されており、垂直変位ガイド上にドリルアームが、軸Ｙに向かう直線移動を示すように設置される。前記機械的支持体は、ドリルアームに等しく合致する操作ベース上の変位ガイドに少なくとも取り付けられ、軸Ｘに向かう直線移動をする。ドリルアームと機械的支持体の直線移動は、機械システムによって駆動される。したがって、配置窓およびそれぞれのドリルアームはカーテンと連帯して移動し、２つの独立した空間の生成（操作および配置）を可能にし、操作モジュール内に形成された液体、破片、または塵が配置モジュールを通過することを防止する。

ドリルアームはミーリング操作または深穴加工操作を実施するように配置されており、駆動ユニット（以下、ツリーと称する）から構成され、この駆動ユニットは軸Ｗに沿って、軸Ｚに平行に前記アームの内側を移動する。ドリルアームは配置窓をさらに含み、この窓は、ツリーが操作モジュールにおいてミーリング加工およびドリル加工を実施することを可能にする。したがって、ドリルアームには少なくともドリルフランジを配置窓に設置すること、および、ダンパで構成されるそれぞれの工具支持体を設置することを可能にする連結機構が設けられており、ダンパはドリル工具が深穴加工操作を実施することを補助する。支持体を組み立てることにより、ツリーは、配置窓の反対側の最も後方の位置に変位することを強いる。対照的に、ミーリング加工では、支持体はドリルアームに設置されず、配置窓の次に最前の位置へのツリーの変位につながり、ミーリング工具のツリーへの直接的な連結を、手動で（操作者によって）、または外部ロボットシステムの操作によって自動的に行う。この目的のために、本構成は、前記ロボットシステムのためのステーションの内部へのアクセスを可能にする自動的に開くドアを備えている。

ドリルアームには、操作者がドリル工具の交換を可能にすることに加えて、油または切削エマルジョンなどの液体がステーションの配置モジュールを通過することを防止することを目的とするドアが設けられている。これらがドリルアーム内部に蓄積するのを防止するため、ドリルアームの配置窓に設置された排液口を介して、液体が操作モジュールに戻るように、そのドリルベースの構造体自体の構造をわずかに傾斜させ、それらを再利用することができる。したがって、加工ステーションは、加工中に使用される油／切断エマルジョンを浄化および濾過する目的で、フィルタモジュールから同時に構成され、それによってその再使用を保証する。

ミーリング操作または深穴加工操作の制御の両方に関して、開発した加工ステーションの全操作は機械システムおよびそれぞれの空気圧機構、油圧機構および電気機構の操作と共に、全ての構成要素の三次元空間における移動をプログラムすることに関して、中央制御ユニットによって実行される。
〔図面の簡単な説明〕
添付の図面は好ましい実施形態を表す本出願の理解を容易にするためのものであり、本明細書に開示される技術を限定することを意図するものではない。

図１は開発した加工ステーションの実施形態を示し、参照番号は以下を表す：
１−加工ステーション；
２−操作ベース；
３−操作モジュール；
４−回転ブロック；
５−操作テーブル；
６−ミーリング工具を交換するためのロボットシステム；
７−支持構造体；
８−カーテン；
９−配置窓；
１０−配置モジュール；
１１−ドリルアーム；
１５−機械的支持体；
１６−ドリルフランジ。

図２はミーリング操作を実施するために開発した加工ステーションの配置モジュールのドリルアームの配置を示し、参照番号は以下を表す：
９−配置窓；
１１−ドリルベース；
１２−ツリー；
１３−ドリル工具へのアクセスドア；
１４−排液口；
１９−ドリルベース構造。

図３は深穴加工操作を実施するために開発した加工ステーションの配置モジュールのドリルアームの配置を示し、参照番号は以下を表す：
９−配置窓；
１１−ドリルアーム；
１２−ツリー；
１３−ドリル工具へのアクセスドア；
１４−排液口；
１６−ドリルフランジ；
１７−深穴加工工具支持体；
１８−深穴加工工具；
１９−ドリルベース構造。

〔実施形態の説明〕
図面を参照して、いくつかの実施形態をより詳細に説明するが、それらは本出願の範囲を限定することを意図するものではない。

加工ステーション（１）の一実施形態では、ステーションが操作ベース（２）から構成され、操作ベース（２）上に、操作モジュール（３）および配置モジュール（１０）が設置される。両方のモジュールは、操作ベース（２）上に設置された支持構造体（７）に連結されたカーテン（８）によって物理的に分離される。

加工ステーション（１）の一実施形態では、操作モジュール（３）が操作ベース（２）上に取り付けられた回転ブロック（４）上に設置された操作テーブル（５）を備える。回転ブロック（４）は、平面ＸＺ上で３６０°の回転移動および平面ＹＺ上で１３５°のの回転移動を操作テーブル（５）に与えるように適合される。回転ブロック（４）に加えられる回転移動に加えて、回転ブロックは、操作ベース（２）に設置された２つの変位ガイド上の回転ブロック（４）のアセンブリによって、軸Ｚに沿った直線移動を有する。操作テーブル（５）の回転移動と操作ブロック（４）の直線移動の両方が機械システムによって駆動される。

加工ステーション（１）の特定の一実施形態では、配置モジュール（１０）がカーテン（８）およびドリルアーム（１１）を備え、ドリルアーム（１１）の一方の端に配置窓（９）を連結して、当該アーム（１１）のカーテン（８）への接続を促進するように設計され、操作モジュール（３）における加工動作を実施するようになっている。ドリルアーム（１１）は、機械的支持体（１５）を介して操作ベース（２）に連結されており、機械的支持体（１５）はそれ自体に、ドリルアーム（１１）が軸Ｙに向かって直線移動するように設置されている２つの垂直変位ガイドが取り付けられている。前記機械的支持体（１５）は、操作ベース（２）上の変位ガイドに取り付けられており、操作ベース（２）は、軸Ｘに沿ったドリルアーム（１１）の直線移動を等しく与える。ドリルアーム（１１）および機械的支持体（１５）の直線移動は、機械システムによって駆動される。

一実施形態では、ドリルアーム（１１）がミーリング操作または深穴加工操作を実施するように配置され、常に駆動ユニット（以下、ツリー（１２）と呼ぶ）によって構成され、駆動ユニットは軸Ｗに沿って、軸Ｚに平行に前記アーム（１１）の内側を移動する。ドリルアーム（１１）は配置窓（９）をさらに含み、この窓はツリー（１２）がミーリング加工およびドリル加工を実施することを可能にする。したがって、深穴加工作業の場合、ドリルアーム（１１）には連結機構が備えられ、これにより、ドリルフランジ（１６）を配置窓（９）上に設置することができる。深穴加工工具（１８）のそれぞれの支持体（１７）のアセンブリは、ツリー（１２）を、配置窓（９）と反対の、最も後方の位置に移動させることを強いる。対照的に、ミーリング操作の場合、支持体はドリルアーム（１１）上には設置されず、配置窓（９）の次に最前の位置へのツリー（１２）の変位をもたらし、ツリー（１２）のミーリング工具への直接連結を、手動で（操作者によって）、または外部ロボットシステム（６）の操作によって自動的に行う。この目的のために、この構成は、ステーション（１）の内部および前記ロボットシステム（６）へのアクセスを可能にする、自動的に開くドアを備える。

特定の一実施形態では、ドリルアーム（１１）には操作者がドリル工具（１８）の交換を行うことができることに加えて、油または切削エマルジョンなどの液体がステーションの配置モジュール（１０）を通過することを防止する目的を有するドア（１３）が備えられている。これらがドリルアーム（１１）の内部に蓄積するのを防ぐために、そのドリルベース構造（１９）自体の構造は、ドリルアーム（１１）の配置窓（９）に設置された排液口（１４）を介して、液体が操作モジュール（３）に戻るようにわずかに傾斜しているので、液体を再利用することができる。

加工ステーション（１）の特定の一実施形態では、加工ステーション（１）が加工中に使用される油／切断エマルジョンを浄化および濾過し、それによってその再使用を保証する目的で、フィルタモジュールをさらに備える。

当然のことながら、本説明は、決して本文書に提示された実施形態に限定されるものではなく、当業者は特許請求の範囲に定義されているように、一般的な考えから迷うことなく、同じものを修正する多くの可能性を想定することができる。上述の好ましい実施形態は明らかに、相互に組み合わせることができる。以下の特許請求の範囲はさらに、好ましい実施形態を定義する。

開発した加工ステーションの実施形態を示す。 ミーリング操作を実施するために開発した加工ステーションの配置モジュールのドリルアームの配置を示す。 深穴加工操作を行うために開発した加工ステーションの配置モジュールのドリルアームの配置を示す。

Claims (13)

1. 取り付けられる操作ベース（２）と、
   支持構造体（７）によって分離された操作モジュール（３）および配置モジュール（１０）と、を備え、
   前記操作ベース（２）は、一組の変位ガイドを備え、
   前記操作モジュール（３）は回転ブロック（４）上に設置された操作テーブル（５）を備え、前記回転ブロックは操作ベース（２）の変位ガイド上に少なくとも取り付けられ、
   前記配置モジュール（１０）は、前記支持構造体（７）に連結されるカーテン（８）と、前記カーテン（８）上に設置される配置窓（９）とを備え、前記配置窓（９）はドリルアーム（１１）を連結し、前記ドリルアーム（１１）は機械的支持体（１５）上に設置され、次に前記操作ベース（２）の変位ガイド上に少なくとも取り付けられ、前記ドリルアーム（１１）は前記アームの内側を移動する駆動ユニット（１２）を備え、
   前記駆動ユニット（１２）およびそれぞれの前記ドリルアーム（１１）の操作、ならびに、前記回転ブロック（４）、前記カーテン（８）、および前記機械的支持体の移動は、処理能力を有する中央制御ユニットによって制御されることを特徴とする、加工ステーション（１）。
2. 前記操作ベース（２）の前記変位ガイドが平面ＺＸ上に設置されることを特徴とする、請求項１に記載のステーション。
3. 前記操作テーブル（５）の前記回転ブロック（４）が、前記操作テーブル（５）に、前記操作ベース（２）の前記変位ガイドの動作により、平面ＸＺ上で３６０°の回転移動と、平面ＹＺ上で１３５°の回転移動と、軸Ｚに沿った直線移動とを与えるように適合されることを特徴とする、請求項１または２に記載のステーション。
4. 前記操作ブロック（４）の移動が機械システムによって駆動されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステーション。
5. 前記カーテン（８）が軸Ｘおよび軸Ｙに沿った直線移動を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステーション。
6. 前記機械的支持体（１５）自体に、前記ドリルアーム（１１）が設置される変位ガイドが少なくとも設置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のステーション。
7. 少なくとも変位ガイドが軸Ｙに沿って設置されることを特徴とする、請求項５または６に記載のステーション。
8. 前記機械的支持体（１５）が取り付けられる前記操作ベース（２）の変位ガイドが少なくとも、軸Ｘ上に配置されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載のステーション。
9. 前記ドリルアーム（１１）の前記駆動ユニット（１２）が、軸Ｗに沿って、軸Ｚに平行に前記アームの内側を移動することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステーション。
10. 前記ドリルアーム（１１）は、
    操作者がドリル工具（１８）を交換するためのアクセスを可能にし、加工中に使用される液体が前記ステーションの前記配置モジュール（１０）を通過することを防止するように適合されたドア（１３）と、
    ドリル工具支持体（１７）を設置するための連結機構と、を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のステーション。
11. 前記配置窓（９）は、排液口（１４）を少なくとも備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のステーション。
12. 加工中に使用される液体が前記配置窓（９）の前記排液口（１４）を介して前記操作モジュール（３）に戻るように、傾斜したドリルベース（１９）によって前記ドリルアーム（１１）が形成されることを特徴とする、請求項１１に記載のステーション。
13. 加工中に使用される液体を浄化および濾過するように配置されたフィルタユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のステーション。
    
    

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