JP2023517931A - 高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置 - Google Patents

Abstract

高速スピンドル４０を数値制御機械に自動接続するための装置１０が記載され、その装置１０は、第１の接続要素１１と第２の接続要素３１とを備え、第１の接続要素接続１１は、第１の電気接触要素１４と、加圧空気を通過させるための第１のダクト１２とを備え、第２の接続要素３１は、前記第１の電気接触要素１４との電気的接触を確立して高速スピンドル４０に電力供給するように構成された第２の電気接触要素３４と、第１のダクト１２から来る加圧空気を通過させるための第２の導管３２とを備えている。装置１０の第１及び第２の接続要素１１、３１を自動的に密封するための方法も記載されている。

Description

本発明は、高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置、特に、高速電気スピンドルを数値制御機械の工具ホルダ・スピンドルに自動接続するための装置に関する。

数値制御機械は、当技術分野で知られており、機械加工を行うために工具が必要とする回転速度及び駆動トルクに関して、性能に応じたサイズでなければならない電動モータに工具ホルダが接続されたスピンドルを備えている。

特許文献１は、請求項１のプリアンブルに記載の高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置を記載している。

これらの既知の数値制御機械は、工具によって高速回転で機械加工するために使用される場合、工具と工具の高速駆動のための電動モータとを備える特定の電気スピンドルを使用する必要があり、これは工具ホルダ・スピンドルに結合され、操作者によって、一連の電気的、油圧及び／又は空気圧コネクタを有する数値制御機械に手動で連結されなければならず、結果として、時間の浪費と機械加工コストの増加とをもたらすという問題を有する。

欧州特許出願公開第１１１４６９３号明細書

本発明の目的は、高速スピンドルを数値制御機械の工具ホルダ・スピンドルに自動モードで接続することにより、高速電気スピンドルを使用することができ、高速スピンドルと工具ホルダ・スピンドルとの結合を行うために操作者の介入を必要とせず、結果として、時間の節約と機械加工コストの減少とをもたらす、高速スピンドルを数値制御機械に接続するための装置を提供することによって、前述の従来技術の問題を解決することである。

以下の説明から明らかなように、本発明の前述及び他の目的並びに利点は、請求項１に記載されたような高速スピンドルを数値制御機械に自動的に接続するための装置によって達成される。本発明の好ましい実施例及び非自明な変形例は、従属請求項の主題を形成する。

添付の特許請求の範囲の全ては、本明細書の不可欠な部分を形成することが理解される。

添付の特許請求の範囲から明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく、記載されたものに無数の変形及び修正（例えば、形状、寸法、配置及び同等の機能を有する部品に関して）を行うことができるということは直ちに明らかになるであろう。

本発明は、添付の図面を参照して、非限定的な実例によって提供されるいくつかの好ましい実施例によって、よりよく説明される。

本発明による数値制御機械に自動接続するための装置を備える高速スピンドルの図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。 本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置の図を示す。

図を参照すると、本発明の高速スピンドル４０を数値制御機械に自動接続するための装置１０は、数値制御機械の工具ホルダ・スピンドルに固定されるように構成され、好ましくはスピンドルの支持構造に固定されるように構成された第１の接続要素１１と、第１の接続要素１１に接続されるように構成され、高速スピンドル４０に固定されるように構成された第２の接続要素３１とを備え、好ましくは、電気スピンドルは、工具４１と、工具４１の高速駆動のための電動モータとを備え、前記第１の接続要素１１及び第２の接続要素３１は、高速スピンドル４０の電気的及び空気圧的接続を自動的に行うように構成されている。

第１の接続要素１１は、高速スピンドル４０に電力供給するために、少なくとも１つの第１の電気接触要素１４、好ましくは既知のタイプのばね接触子、例えば、ニッケル、銀、ステンレス鋼、銅－ベリリウム、金メッキでできた複数のばね接触子と、加圧空気供給ネットワークに接続された、例えばチャンバ１５及びチャンバ１５への入口パイプ１６を介して加圧空気が通過するための第１のダクト１２とを備える。

第２の接続要素３１は、少なくとも１つの第２の電気接触要素３４、好ましくは前記第１の電気接触要素１４との電気的接触を確立し、高速スピンドル４０に電力供給するように構成された導電性材料でできた複数の棒と、第１の接続要素１１の第１のダクト１２から来る加圧空気が通過するための第２のダクト３２とを備える。

好ましくは、第１の接続要素１１は、第１のダクト１２の閉鎖壁２２内に形成された複数の穴２１を備え、また、第１のダクト１２内に挿入されて、第２の接続要素３１のピン３８上に圧力を加えるように構成された圧力要素１８を備え、以下でより詳細に説明するように、前記第１及び第２の接続要素１１、３１が密封されるとき、前記圧力要素１８は、図３及び図４に示すように、第１及び第２の接続要素が密封するように接続される前に、第１及び第２の電気接触要素１４、３４の表面及び第１の接続要素１１の内部を清潔に保つために、穴２１から出て来る空気の流れをそらすように構成されたプレート１９に接続された一端を有し、好ましくは、閉鎖壁２２は、圧力要素１８の周囲に円形に配置された複数の穴２１を備える。

前記第１及び第２の接続要素１１、３１がしっかりと接続されていないとき、図４に示すように、第１の接続要素１１と第２の接続要素３１との間に空間があり、ピン３８は、第２のダクト３２からマンドレル４０への空気の流れを阻止するように、第２のダクト３２の内部に挿入され、圧力要素１８は、電気接触要素１４、３４が接触していないときにピン３８に接触するように構成され、第１のダクト１２から来る空気の流れが、密封されていない第１の接続要素１１と第２の接続要素３１との間の空間を通過して外部に出ることを可能にする。

好ましくは、第２の接続要素３１は、第２の導管３２の内部に挿入されたピン３８を備え、前記ピン３８は、ピン３８と第２の導管３２との間の空気の流れを阻止し、第１の接続要素１１及び第２の接続要素３１が密封されていないときは、これらからマンドレル４０までの空気の流れを阻止するために、第２の導管３２の内面と嵌合する外面を有し、好ましくは、前記ピン３８は、複数の開口部３３によってダクト３２に連通し、高速スピンドル４０と連通する内部シート３５を備え、圧力要素１８がピン３８に圧力を加えて、ピン３８の外面を導管３２の内面から離れるように、例えば、導管３２内のピン３８を軸方向に摺動させることによって移動させるとき、第２の導管３２からスピンドル４０への空気流の通過を可能にし、空気流はピン３８と第２の導管３２との間を流れることができ、第１及び第２の接続要素１１、３１は、互いに密封される。

好ましくは、前記ピン３８は、圧力要素１８がピン３８から離れるように移動され、接続要素１１、３１が分離されるときに、ピン３８を第２の導管３２に接触させて開口部３３を閉鎖するように、弾性手段３６、例えば、ピン３８に力を加えるように構成されたばね３６に接続される。

好ましくは、第１の接続要素１１は、第２の接続要素３１を挿入するためのシート５５を備え、そのシート５５は、第２の接続要素３１の外面と実質的に同様の形状の内面を有する。好ましくは、第１及び／又は第２の接続要素１１、３１は、密封手段３７、例えば、第２の接続要素３１の外面に形成された溝に挿入された密封Ｏリング３７を備え、第１及び第２の接続要素１１、３１の間を流れる空気流が外部に流出するのを防ぐように、及び、第１の接続要素１１から第２の接続要素３１への空気の流れをそれぞれのダクト１２、３２を通ってマンドレル４０に送ることができるように、第１の接続要素１１と第２接続要素３１とを密封する。

本発明の装置１０の動作において、高速スピンドル４０及び数値制御機械は、既知の工具交換システムによって自動的に接続され、第１の接続要素１１と第２の接続要素３１とを密封接続するためにスピンドルを位置決めするように構成され、電気接点１４、３４を接続し、空気流を第１の接続要素１１から第２の接続要素３１へ通過させてマンドレル４０に到達させる。

好ましくは、第１の接続要素１１は、閉鎖要素５６、例えば、スライド式の蓋を備え、そのスライド式の蓋は、第３のダクト５２から来る加圧流体、好ましくは圧縮空気が供給されるシリンダなどの、例えば空気圧要素を備える作動手段５７によって制御され、前記空気圧要素５７は、シート５８の内部で摺動し、閉鎖要素５６を移動させるように構成された一対のギア５９、６０に接続されている。

特に、一対のギア５９、６０は、シリンダ５７上に得られた歯部６７に係合した第１の歯車５９を備え、前記第１の車５９は、シート５８内のシリンダ／空気圧要素５７の動きによって回転させられ、前記第１の車５９は、カバー／閉鎖要素５６上に得られた歯部６６に係合した第２の歯車６０と同軸上で接続され、前記第２の車６０は、シリンダ／空気圧要素５７に接続された第１の車５９の動きによって回転され、カバー／ラッチ５６を摺動させる。

好ましくは、第１の接続要素１１は、閉鎖要素の正しい開閉を確認するために、少なくとも１つのセンサ、例えば、近接するセンサも備える。

第１及び第２の接続要素１１、３１を自動的に密封するために、以下のステップ、すなわち、
－ 第１の接続要素１１のシート５５の内部に第２の接続要素３１を挿入するステップであって、第１及び第２の接続要素１１、３１は、しっかりと接続されず、したがって、図４に示すように、第１の接続要素１１のシート５５と第２の接続要素３１との間には空間があり、このステップでは、電気接触要素１４、３４はまだ接触しておらず、圧力要素１８及びピン３８は接触しており、第１のダクト１２から来る空気流は、閉鎖壁２２の穴２１を通り抜け、プレート１９によって偏向され、第１の接続要素１１のシート５５と第２の接続要素３１との間の空間を横切って外部に出る、ステップと、
－ 例えばマンドレルを介して、第１の接続要素１１と第２の接続要素３１との間に圧力を加えることによって密封接続がなされるステップであって、第１の接続要素１１のシート５５の内面が、第２の接続要素３１の外面に実質的に接触し、密封手段３７は、空気流が第１の接続要素１１と第２の接続要素３１との間を流れるのを阻止し、このステップでは、電気的接触は、電気接触要素１４、３４間に確立され、圧力要素１８、特にプレート１９は、弾性手段３６を圧縮することによって、前記ピン３８を第２のダクト３２内へ摺動させて、第１のダクト１２から第２のダクト３２への空気流が、開口部３３を通ってピン３８の内部シート３５内に入り、高速スピンドル４０に向かって通過することを可能にする圧力をピン３８に加える、ステップと、
が想定される。

有利なことに、本発明による高速スピンドルを数値制御機械に自動接続するための装置は、数値制御機械の工具ホルダ・スピンドルに高速スピンドルを接続することによって、高速電気スピンドルを使用することができ、高速でスピンドルと工具ホルダ・スピンドルとの結合を行うために操作者の介入を必要とせず、結果として、時間の節約と機械加工の減少とをもたらす。

Claims (9)

1. 高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）であって、数値制御機械の工具ホルダ・スピンドルに固定されるように構成された第１の接続要素（１１）と、前記第１の接続要素（１１）に接続されるように構成され、工具（４１）及び前記工具（４１）を作動させるための電動モータを備える前記高速スピンドル（４０）に固定されるように構成された第２の接続要素（３１）とを備え、
   － 前記第１の接続要素（１１）は、前記高速スピンドル（４０）に電気供給するための少なくとも１つの第１の電気接触要素（１４）と、加圧空気の供給ネットワークに接続された、加圧空気を通過させるための第１のダクト（１２）とを備え、
   － 前記第２の接続要素（３１）は、前記第１の電気接触要素（１４）との電気的接触を確立して前記高速スピンドル（４０）に電気供給するように構成された少なくとも１つの第２の電気接触要素（３４）と、前記第１のダクト（１２）から来る加圧空気を通過させるための第２のダクト（３２）とを備え、
   前記第１及び／又は前記第２の接続要素（１１、３１）は、前記空気流が前記第１及び前記第２の接続要素（１１、３１）間を流れることによって外部に流出するのを阻止するために、及び、前記第１の接続要素（１１）から前記第２の接続要素（３１）への前記空気流を前記スピンドル（４０）に送るためにそれがそれぞれのダクト（１２、３２）を通過するのを可能にするために、前記第１の接続要素（１１）と前記第２の接続要素（３１）とを密封接続するための密封手段（３７）を備える装置（１０）において、前記第２の接続要素（３１）は、前記第１及び第２の接続要素（１１、３１）が密封接続されていないときに、前記第２のダクト（３２）と前記スピンドル（４０）との間の前記空気流を阻止するために前記第２のダクト（３２）の内部に挿入されたピン（３８）を備え、前記第１のダクト（１２）は、内部に挿入され、前記電気接触要素（１４、３４）が接触していないときに前記ピン（３８）に接触するように構成された圧力要素（１８）を備え、前記第１のダクト（１２）から来る前記空気流が、密封接続されていない前記第１の接続要素（１１）と前記第２の接続要素（３１）との間の空間を横切って、外部に出ることができることを特徴とする、装置（１０）。
2. 前記密封手段（３７）が、前記第２の接続要素（３１）の外面に得られた溝に挿入された密封Ｏリング（３７）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
3. 前記ピン（３８）が、前記ピン（３８）と前記第２のダクト（３２）との間の前記空気流、及び、そこから前記スピンドル（４０）への前記空気流を妨げるために、前記第２のダクト（３２）の前記内面と一致する内面を有することを特徴とし、前記ピン（３８）が、複数の開口部（３３）によって前記ダクト（３２）と連通し、前記高速スピンドル（４０）と連通する内部シート（３５）をさらに備え、前記ピン（３８）の前記外面及び前記ダクト（３２）の前記内面が接触しておらず、前記空気流が前記ピン（３８）と前記第２のダクト（３２）との間を流れることができるとき、前記第２のダクト（３２）から前記スピンドル（４０）への前記空気流が通過することを可能にすることを特徴とする、請求項１から２までのいずれか一項に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
4. 前記第１のダクト（１２）の内部に挿入された前記圧力要素（１８）は、前記第１及び第２の接続要素（１１、３１）が密封接続されたとき、前記ピン（３８）に圧力を加えるように構成されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
5. 前記ピン（３８）は、前記第１のダクト（１２）から来る前記空気流が前記ピン（３８）と前記第２のダクト（３２）との間で、前記開口部（３３）を通って前記ピン（３８）の前記内部シート（３５）内に流れ、前記高速スピンドル（４０）に到達することを可能にするために、前記圧力要素（１８）の作用下で、前記第２のダクト（３２）内を摺動するときに、前記ピン（３８）に力を加えるように構成された弾性手段（３６）に接続されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
6. 前記第１の接続要素（１１）が、前記第１のダクト（１２）の閉鎖壁（２２）に得られた複数の穴（２１）を備えることを特徴とし、前記圧力要素（１８）が、前記第１及び前記第２の電気接触要素（１４、３４）の表面及び前記第１の接続要素（１１）の前記内部を清潔に保つために、前記穴（２１）から出て来る前記空気流をそらすように構成された小さなプレート（１９）に接続された一端を有することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
7. 前記第１の接続要素（１１）は、加圧流体が供給される空気圧要素を備える作動手段（５７）によって駆動される閉鎖要素（５６）を備え、前記閉鎖要素（５６）を操作するために前記空気圧要素（５７）が摺動することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の高速スピンドル（４０）を数値制御機械に自動接続するための装置（１０）の前記第１及び前記第２の接続要素（１１、３１）を自動的に密封接続するためのプロセスであって、
   － 前記第１の接続要素（１１）のシート（５５）の内部に前記第２の接続要素（３１）を挿入するステップであって、第１及び第２の接続要素（１１、３１）は、密封接続されておらず、このステップでは、前記電気接触要素（１４、３４）はまだ接触しておらず、前記圧力要素（１８）及び前記ピン（３８）は接触しており、前記第１のダクト（１２）から来る前記空気流は、前記閉鎖壁（２２）の前記穴（２１）を横切り、前記小さな場所（１９）によって偏向され、前記第１の接続要素（１１）の前記シート（５５）と前記第２の接続要素（３１）との間の前記空間を横切って外部に出る、ステップと、
   － 第１及び第２の接続要素（１１、３１）間の密封接続を行うために、前記工具交換システムが前記スピンドルを所定の位置に持っていくステップであって、このステップでは、電気的接触は、前記電気接触要素（１４、３４）間に確立され、前記圧力要素（１８）は、前記弾性手段（３６）を圧縮することによって、前記ピン（３８）を前記第２のダクト（３２）内に摺動させて、前記第１のダクト（１２）から前記第２のダクト（３２）への前記空気流が、前記開口部（３３）を通って前記ピン（３８）の前記内部シート（３５）内に入り、前記高速スピンドル（４０）に向かって通過することを可能にする圧力を前記ピン（３８）に加える、ステップと、
   を含む、プロセス。
9. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の数値制御機械に自動接続するための装置（１０）を備える高速スピンドル（４０）。

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