JP4198936B2 - 棒状工作物を機械加工するための工作機械並びに方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、工具主軸を有し、工作物を収容するための第１ホルダおよび第２ホルダをも有する、棒状工作物を機械加工するための工作機械に関するものである。
【０００２】
本発明は、工具主軸を有し、工作物を収容するための第１ホルダおよび第２ホルダをも有する工作機械を使用して、棒状工作物を機械加工するための方法に関するものでもある。
【０００３】
この種の工作機械並びに方法は、ＤＥ １９９ １９ ６４７ Ａ１号において開示されたものである。
【０００４】
その公知の工作機械は、工作物のための工作物保持取付け具が、その機械加工ベッド上に配置される、トラベリング・コラム機械である。その工作物保持取付け具は、水平方向軸の廻りにおいてスイベル旋回可能なものであり、その中にクランプされた工作物の長手方向側面とそのクランプ・ポイントの反対側の端面との両方が、そのトラベリング・コラムに対して締着される工具主軸の中に収容された工具によって機械加工され得ることになる。第６の工作物側面をも機械加工することを可能にするためには、或る種のロボット・アーム（マニピュレータ）が設けられるのであり、このロボット・アームは、垂直方向軸の廻りにおいてスイベル旋回可能であり、把持器を有するものでもある。アクセス可能である工作物の５側面の機械加工が完了した後、先ず初めに、把持器が、工作物を工作物保持取付け具から取り外す。その後、ロボット・アームが、水平方向軸において９０度、且つその長手方向軸において１８０度だけスイベル旋回され、把持器が、クランプ部の中に押し込まれる。クランプ部が、把持器を保持して固定し、結果として、工作物は、それでもなお、その中において正確な位置に収容されるのであり、工作物は、ここで、その第６の側面においても工具によって機械加工され得ることになるのである。
【０００５】
概して、従来的な旋盤もまた、機械加工されるべき工作物が回転的に固定した様式でクランプされる、自動心立てチャックを備えた工作物保持取付け具を有するものである。機械ベッド上において転位され、適所にクランプされることが可能である心押し台は、しばしば、その片割れとして機能する。この場合、工作物は、しばしば、心押し台のチャックの中に収容されるマンドレルによって心立てされるものであり、このチャックは、この目的のために特に設計され、且つ心押し台クイルとして指定される。代替的に、或いはそれに加えて、この目的のためには、固定振れ止めが、しばしば、そのような旋盤の中において長手方向に転位可能な様式で機械ベッドに対して締着されるものであり、この固定振れ止めが、中間的な軸受けのように工作物を支持し、このようにして、切断圧力の影響の下における工作物の撓みを防止するのである。
【０００６】
そのような旋盤において、工作物保持取付け具のチャックの中に収容されるクランプ・ポイントにおける工作物の機械加工をも可能にするために、工作物は、工作物保持取付け具から取り外され、１８０度だけ方向転換された位置において再び後者の中にクランプされる。この作業は、比較的時間が掛かるものであり、これまでは、困難を伴って、且つ相当な設計の出費を払ってのみ、自動化されることが可能であった。
【０００７】
本発明の１つの目的は、冒頭において述べた形式の工作機械の全体的な設計を簡略化することである。この場合には、工作物が、工具主軸の中に収容された工具によって、第１ホルダの中に収容される、クランプ・ポイントにおいて機械加工することもまた実行可能であるべきである。
【０００８】
更に、１つの目的は、冒頭において述べた形式の方法をこの意味において改善することである。
【０００９】
冒頭において述べた形式の工作機械では、この目的は、第２ホルダが、機械加工位置において、第１ホルダに対して同軸的に方向付けされ、且つ工作物の長手方向軸に対して垂直な軸の廻りにおいて回転可能すなわちスイベル旋回可能であるようにして配置されて、本発明に従って達成される。
【００１０】
冒頭において述べた形式の方法では、この目的は、以下のような各ステップによって、本発明に従って達成される。
【００１１】
ａ） 工作物を第１ホルダおよび第２ホルダの中に挿入して、第２ホルダは、第１ホルダに対して同軸的に方向付けされ；
ｂ） 工具主軸上に配置される工具キャリアの中に収容される工具によって工作物を機械加工し；
ｃ） 工作物の長手方向軸に対して垂直な軸の廻りにおいて第２ホルダを回転させ、すなわちスイベル旋回させ；
ｄ） 第２ホルダの中に保持された工作物を機械加工する、各ステップである。
【００１２】
第２ホルダの回転能力およびスイベル旋回能力の故に、その中に収容された工作物は、第１ホルダから、クランプ・ポイントもまた工具主軸の中に挿入された工具によって機械加工するためにアクセス可能であるような程度にまで、引き離されることが可能である。工作物を回転させ、すなわちスイベル旋回させることを可能にするために、それは、例えばフライス削りまたは鋸引きなどによって、第１ホルダと第２ホルダの間における所定のポイントにおいて、例えば事前に切断されたものであることも可能である。しかしながら、工作物は、それが事前に第１ホルダから完全に押し出されている場合には、第２ホルダと共に、一体となって、すなわち１つの実体として、回転され、すなわちスイベル旋回されることもまた可能である。これは、例えば、本質的に周知である送り装置によって、或いは、第１ホルダの中に挿入されて、第１工作物をその工程においてそこから押し出す第２工作物によっても、実行されることが可能である。
【００１３】
トラベリング・コラム機械では、回転すなわちスイベル旋回によって解放されることになった工作物の当該クランプ・ポイントは、好ましくは、工具主軸によってアプローチされ、その中に収容された工具によって機械加工される。しかしながら、原則として、工作物のクランプ・ポイントが、別途空間的に固定される回転工具主軸の中に送り込まれるようにして、第２ホルダをトラバースすることもまた同様に実行可能である。
【００１４】
第２ホルダは、好ましくは、少なくとも１８０度だけ、回転可能すなわちスイベル旋回可能なものである。
【００１５】
このようにして、第２ホルダによって保持された工作物は、完全に方向転換されることが可能であり、その結果として、それが事前に第１ホルダの中に保持されていたポイントが、容易にアクセス可能であることになる。これが必要であるべき場合には、工作物は、繰返し方向転換されることもまた可能であり、工作物の軸方向の各端部が、交互に機械加工され得ることになるのである。
【００１６】
第２ホルダが回転可能であるようにして配置される場合、第１ホルダに対する同軸的な方向付けは、回転の後も保持される。その一方で、１８０度に渡る第２ホルダのスイベル旋回運動の間には、第１ホルダに対して平行なだけであって同軸的ではない方向付けが達成される。スイベル旋回運動は、多くの場合、回転運動に比べて好適であることになる。何故なら、このようにすれば、第２ホルダによって保持された工作物が、スイベル旋回の後、例えば事前に切除された部品であるようにして、第１ホルダの中に未だに配置されている工作物と衝突し得ないからである。
【００１７】
従って、第２ホルダが、スイベル旋回運動を達成するために、垂直軸に対して偏心的に配置されることは、特に好適である。垂直軸は、その結果、工作物の長手方向軸と交差しないのである。
【００１８】
この構成に関する１つの好適な展開では、第２ホルダは、垂直軸の廻りにおいて回転可能であるサポート上に配置される。更には、少なくとも１つの更なるホルダが、垂直軸に対して偏心的にサポート上に配置されるのであり、その更なるホルダは、垂直軸の廻りにおけるサポートの回転によって、第１ホルダに対する同軸的な位置にシフトされ得ることになる。
【００１９】
このようにすれば、複数のホルダが、異なったホルダであることが必要な場合にも、サポートの単純な回転運動によって、工作物を収容するために利用可能なものとされることが可能である。選択されたホルダは、垂直軸の廻りにおいてサポートを回転させることによって、第１ホルダと心合せして同軸的に方向付けされるのである。その工作物は、例えば、それをその長手方向に送ることによって、この選択されたホルダの中に挿入されることが可能であり、その後、それは、更に機械加工されることが可能になる。同種のホルダが、そのサポート上に配置されることもまた可能である。これは、例えば、方向転換された工作物の機械加工の間に、もう１つの工作物が既に更なるホルダの中に再び挿入されているとき、好都合である。
【００２０】
しかしながら、それは、更なるホルダが、特には、固定振れ止めとして、心押し台クイルとして、或いは動力操作式クランプ・ブロックとして異なって設計される場合に、特に好適である。
【００２１】
このようにすれば、一種の多機能プラットホームが設けられるのであり、機能の変更は、そのサポートの単純な回転によって行なわれることになる。１つのホルダは、例えば、その中にマンドレルが収容される心押し台クイルとして設計されることが可能であり、それによって、特には、比較的小さな切断力の場合、或いは短い工作物の場合に、工作物の十分なサポートを備えた心立てが可能とされるのである。もう１つのホルダは、固定振れ止めとして設計されることが可能であり、それによって、比較的大きな切断力が、長手方向の旋盤作業の間においてさえも吸収され得ることになる。この場合には、その固定振れ止めは、例えば、固定顎部またはローラを備えた３つの周方向ポイントにおいて、工作物を支持することが可能である。動力操作式クランプ・ブロックとして設計されるホルダを使用して、工作物が確実に固定される場合、その工作物は、捕捉されることが可能になり、サポートを回転させることによって方向転換され得ることになる。特には、工作物が剛直に固定されることを必要とするフライス削りまたはドリル加工の作業の間には、動力操作式クランプ・ブロックをホルダとして使用することが、好都合である。それらのホルダは、好ましくは、サポートに対して取外し可能に締着されるものであり、それらは、その他の機能を有するホルダと交換されることが可能なのである。このモジュール式構造の故に、その多機能プラットホームは、幅広い様々な要求事項に対して適応されることが可能である。
【００２２】
更に、第１ホルダが工作機械に対して空間的に固定されるようにして配置され、第２ホルダが工作物の長手方向軸に対して平行にトラバース可能であるようにして配置されることは、特に好適である。
【００２３】
これは、この目的のために固定振れ止めとして好適に設計される第２ホルダが、常に、瞬時の機械加工ポイントの直ぐ近傍に対してトラバースされ得るという利点を有する。このようにすれば、工作物は、常に、短い断片において最適に支持されることが可能であり、発生する曲げモーメントは、工作物の変形には至らないことになるのである。更になお、そのトラバース能力は、第２ホルダが、必要に応じて、更なるホルダによってそれに対して締着されるサポートと共に、第１ホルダの中に収容された工作物の機械加工を損なわないような程度にまで、実行可能な機械加工領域から押し出されることを可能にするものでもある。
【００２４】
例えば、動力操作式クランプ・ブロックを使用する場合に良くあるようにして、第２ホルダが、工作物が長手方向において確実に固定されることを可能にするならば、そのクランプ・ブロックは、工作物のための送り装置として使用されることもまた可能である。従って、例えば、工作物の各断面は、１つの断面に関する機械加工の後に、該当する断面長さだけ工作物を前進させ、その機械加工が次の断面において継続されるように、連続的に機械加工されることが可能であるが、その工作物は、常に、第１ホルダによって保持されているのである。このようにすれば、トラベリング・コラムによって到達され得る機械加工領域より長いものであるそのような工作物もまた、機械加工されることが可能である。工作物の長さは、存在し得る機械ハウジングが、工作物を通過させるための適当な開口部を有することを条件として、工作機械の幅より大きいことさえも可能なのである。
【００２５】
第１ホルダもまた、同様にして、動力操作式クランプ・ブロックとして設計されることが可能である。これは、例えば、工具主軸に向かって面しているその長手方向側面において工作物を機械加工することだけが意図されていて、その長手方向軸の廻りにおける工作物の回転が何も必要とされないとき、好都合である。
【００２６】
しかしながら、第１ホルダは、好適には、旋盤主軸として設計される。
【００２７】
このようにすれば、工作物における旋盤作業操作が、実行可能なのである。旋盤主軸の代わりに、回転テーブルが、第１ホルダとして使用されることもまた可能であり、この回転テーブルは、精密な角度での送込みを許容するものであり、結果として、その中に保持された工作物の４面機械加工をも許容することになる。１つの適切な第１ホルダは、更には、旋盤主軸の特性を回転テーブルのものと結合させ、すなわち高い回転数と精密な角度での位置決めとを結合させた、ＮＣ旋盤主軸でもある。
【００２８】
本発明の１つの好適な構成では、工作機械は、主軸軸線の廻りにおいて回転可能である工具主軸がスイベル旋回軸の廻りにおいてスイベル旋回可能であるようにしてそれに対して締着されるトラベリング・コラムを有するものであり、そのスイベル旋回軸は、主軸軸線と工作物の長手方向軸の両方に対して垂直に配置されることになる。
【００２９】
工具主軸に関するこのスイベル旋回可能な配置の故に、工作物は、その周方向面に対して垂直に機械加工されるだけでなく、それに対する所定の角度においても機械加工されることが可能である。工作物の各端面もまた、工作物がスイベル旋回される必要なしに、このようにして到達されることが可能である。これは、長い工作物の場合に特に好都合である。何故なら、さもなければ、複雑な設計のスイベル旋回空間が、この目的のために設けられなければならないからである。
【００３０】
この構成の１つの好適な展開では、そのスイベル旋回軸は、主軸軸線と交差しないようにして配置される。
【００３１】
これは、その主軸が、設計に関してより単純な様式において、且つよりロバストな様式において、トラベリング・コラムに対して締着されることを可能にする。何故なら、その工具主軸をスイベル旋回させるために設けられるスイベル旋回装置が、工作主軸によって妨害されないからである。それに加えて、この手段は、スイベル旋回軸が工作物の長手方向軸に対して垂直には方向付けされないが、特にはそれに対して平行であるもう１つの様式において方向付けされる工作機械においても好都合である。
【００３２】
更なる１つの好適な構成では、工具主軸は、少なくとも９０度のスイベル旋回角度に渡ってスイベル旋回可能である。
【００３３】
これは、機械加工が工作物の端面に対して垂直に実施されることも可能であるという利点を有する。第１ホルダが回転テーブルまたはＮＣ旋盤主軸として設計される場合には、工作物の６面機械加工が、このようにして実行可能なのである。何故なら、工作物のそのクランプ・ポイントもまた、第２ホルダを回転させ、すなわちスイベル旋回させることによって機械加工のためにアクセス可能になるからである。この様相は、例えば、アルミニウムの輪郭を機械加工するとき、特に重要である。何故なら、これらのものが、しばしば、主として両端における端面において機械加工されることになるからである。
【００３４】
更に、第２ホルダがその廻りにおいて回転可能すなわちスイベル旋回可能である垂直軸が、工具主軸のスイベル旋回軸に対して垂直に配置されるので、工作物の機械加工は、工具と工作物の間における任意の空間的な角度位置において実行可能である。これは、工作物の第６の側面（クランプ・ポイント）に対しても当て嵌まることである。この特殊な特性は、冗長性なしで、すなわち最小限の設計入力によって達成される。
【００３５】
９０度以上のスイベル旋回角度では、工作物の下面さえも工具によって到達されることが可能であり、そのファクタは、工作物がその長手方向軸の廻りにおいて回転され得ない場合に特に重要である。総じて、幅広い様々な要求事項を伴った非常に複雑な機械加工作業が、このようにして自動的な様式で実施され得ることになるのである。
【００３６】
この展開に関するもう１つの好適な構成では、工具主軸は、好ましくは、そのための駆動装置と共に、主軸ハウジングの中に収容されるものであり、そのスイベル旋回軸は、主軸ハウジングの前方半分のレベルにおいて走行し、前記前方半分は、好ましくは、主軸ハウジングの前方四半分のレベルにおいて、工具キャリアを有するのである。
【００３７】
工具キャリアとスイベル旋回軸の間における小さな間隔の故に、工具は、工具主軸のスイベル旋回の間に小さな半径の円形通路上を運動するものであり、そのファクタは、工具の角度位置だけが変更され、その空間的な位置それ自体は変更されない場合に、トラベリング・コラムの短い補正運動に至ることになる。交差しないスイベル旋回軸と主軸軸線の配置と共に、工作物の長手方向軸およびスイベル旋回軸に対して垂直な方向におけるトラベリング・コラムの短いトラバース通路もまた、実現されることが可能である。工作物とスイベル旋回軸の両方が水平方向に配置される、従来的な様式におけるトラベリング・コラム機械では、垂直方向におけるトラバース通路は、この手段によって短縮される。結果として、そのような工作機械は、垂直方向において少量の空間だけを必要とするものなのであり、それに従って、その「Ｚ軸」は、短いストロークを備えて設計され得ることになる。
【００３８】
この場合には、スイベル旋回軸と工具の間における間隔が小さくなればなるほど、スイベル旋回運動の間における工具の運動の半径もまた小さくなる。しかしながら、そのスイベル旋回軸もまた、所望通りに工具に接近して配置され得るものではない。何故なら、工具の廻りにおける空間が、可能な限り自由に残されるべきだからである。そのときに保証されるのは、工具が、スイベル旋回能力のために必要とされるスイベル旋回装置によって損なわれることなしに、すべての位置における工作物に到達してそれを機械加工することが可能であるということだけである。従って、そのようなスイベル旋回装置は、好ましくは、主軸ハウジングの端面の直ぐ近傍に配置されるものであり、或いは、この端面と面一に終端することにさえなるのである。
【００３９】
上述の特徴および以下で更に説明されることになる特徴は、本発明の範囲から離れることなく、それぞれに指定された組合せにおいてだけでなく、その他の組合せにおいても、或いはそれら自身だけで独立して使用されることもまた可能であるということは、言うまでもない。
【００４０】
本発明の更なる特徴および利点は、図面を参照する本発明の例示的な実施例に関する以下の説明から理解されることである。
【００４１】
図１は、本発明に拠る工作機械の重要なサブアセンブリを簡略化した概略図で示している。この工作機械は、全体として参照番号１０によって表示されるものであり、トラベリング・コラム機械として設計されている。機械ベッド１２に対して締着されるものは、工作機械の制御装置（図示略）に対して接続されるチャック顎部１６およびシャフト・エンコーダ１８が概略的にのみ示される、ＮＣ旋盤主軸１４である。ＮＣ旋盤主軸１４を使用することによって、チャック顎部１６の中にクランプされた棒状工作物２０は、図１において矢印１９によって示されたように長手方向軸（参照番号１７によって表示される）の廻りにおいて回転するようにしてセットされることが可能である。この場合、その回転回数は、工作物２０がトラベリング・コラム機械上におけるフライス削りおよびドリル加工の操作だけでなく、旋盤作業の操作をも受けることが可能であるようにして、好適には１分当り数千回転ほどに高いものである。シャフト・エンコーダ１８は、工作物２０の角度位置を検出するものであり、その結果、例えば、従来的なＮＣ回転テーブルからも周知であるように、工作物２０の正確な角度的方向付けが実行可能とされるのである。このようにすれば、工作物２０は、前記工作物２０の周方向面において、トラベリング・コラム機械の場合に従来的であるフライス削り作業などを実行し得るようにして、正確な角度で送り込まれることが可能なのである。
【００４２】
工作物２０は、工具主軸２６の工具キャリア２４の中に収容される工具２２によって機械加工される。工具主軸２６は、駆動装置２８（図１では概略にのみ示されている）と共に、主軸ハウジング３０の中に収容される。
【００４３】
工具主軸２６は、主軸ハウジング３０を使用して、スイベル旋回可能であるようにしてトラベリング・コラム３２に対して締着されるものであり、トラベリング・コラム３２は、すべての３つの空間的方向において、すなわち垂直方向Ｚおよび水平方向の両方の空間的方向ＸおよびＹにおいて、トラバース可能なものである。トラベリング・コラム３２に対する主軸ハウジング３０のスイベル旋回能力は、例えば、Ｙ方向における主軸ハウジング３０の全範囲に到達するスイベル旋回シャフトを有することが可能である、スイベル旋回装置３８によって実行可能とされる。スイベル旋回装置３８は、Ｙ方向において走行し、すなわち、工作物２０の長手方向軸１７と、工具主軸２６がその廻りにおいて駆動装置２８によって回転するようにしてセットされる主軸軸線４２との両方に対して垂直に走行する、スイベル旋回軸４０を確立するのである。
【００４４】
更になお、工作機械１０は、図１において矢印４８によって示されたように、工作物２０の垂直長手方向軸１７に対して垂直な軸４６の廻りをモータ操作される様式で回転されることが可能である、サポート４４を有する。この目的のために、サポート４４は、ジョイントを介してライダ５０に対して接続される。そのライダは、レール（図１では観察され得ない）上を案内されるものであり、それは、矢印５２によって示されたように、Ｘ方向においてモータ操作される様式でトラバースされることが可能である。
【００４５】
サポート４４上に配置されるものは、アバットメントのようにして工作物２０を保持し、すなわち支持する、３つのホルダ５４，５６および５８である。それらのホルダ５４，５６および５８に関する更なる詳細は、図５ａから図５ｄを参照して以下で更に説明される。
【００４６】
トラベリング・コラム機械１０においても同様に実行可能である工作物２０における旋盤作業の操作の間、工作物２０は、ＮＣ工作主軸１４によって回転するようにしてセットされるものであり、その間に、例えば旋盤工具である適切な工具２２が、工作物２０をならい削りするのである。この工具がその中においてクランプされる工具主軸２６は、この目的のためにロックされるものであり、それは、回転し得ないことになる。この場合、トラベリング・コラム３２は、それに対して締着される工具主軸２６と共に、Ｚ方向とＸ方向の両方において運動する。例えば、工作物２０の周方向面におけるドリル加工またはフライス削りのようなその他の機械加工操作の間において、工作物は、先ず初めに、ＮＣ工作主軸１４によって所望の角度位置にシフトされ、その後、工具主軸２６によって回転するようにしてセットされる適切な工具２２によって機械加工されることになる。
【００４７】
工作物２０がその端面６０において機械加工されることになる場合、主軸ハウジング３０は、工具主軸２６が工作物２０の長手方向軸１７に対して所望の角度位置を呈することになるまで、スイベル旋回軸４０の廻りにおいてスイベル旋回される。
【００４８】
図２は、そのようにしてスイベル旋回される主軸ハウジング３０を備えた工作機械１０を示している。更には、図１において示された位置から工作物２０の端面６０に到達し得るために、トラベリング・コラム３２は、Ｘ方向においてだけでなく、Ｚ方向においてもトラバースされることになった。図２において示された機械加工位置において、主軸ハウジング３０は、図１において示されたその垂直方向位置に対して９０度だけスイベル旋回されたのであり、工具２０は、工作物２０の端面６０に対して垂直に機能することが可能である。９０度より大きいスイベル旋回角度において、工具２２は、工作物２０の下に到達することも可能であり、そのファクタは、例えば、工作物２０がその長手方向軸１７の廻りにおいて回転され得ないとき、或いは単純なクランプ・ブロックがＮＣ工作主軸１４の代わりにホルダとして使用されるとき、好都合である。
【００４９】
図１において示された工作機械１０では、スイベル旋回軸４０は、主軸軸線４２からオフセットするようにして配置されるものであり、結果として、後者とは交差しない。スイベル旋回装置３８を備えた主軸ハウジング３０を示している図３において、このオフセットは、ｄによって表示されるものであり、更になお、スイベル旋回軸４０’が主軸軸線４２と交差するスイベル旋回装置３８’の代替的な配置もまた、破線によって示されている。スイベル旋回軸４０が主軸軸線４２と交差するか否かに応じて、異なった運動の通路が、主軸ハウジング３０のために、特には工具主軸２６の中に収容される工具２２のために獲得されるのである。
【００５０】
これらの運動の通路は、図４ａおよび図４ｂにおいて示されている。図４ａにおいて示された工作機械では、スイベル旋回軸４０は、図１における場合と同様に、間隔ｄだけ主軸軸線４２からオフセットしている。垂直方向位置と水平方向位置の間における移行（図１および図２を参照すること）において、工具２２の先端は、円形通路６２の断片を描写する。このスイベル旋回運動の間に、工具２２の先端は、垂直方向Ｚにおいて合計間隔ｓをカバーするのである。
【００５１】
図４ｂは、スイベル旋回軸４０’が主軸軸線４２と交差する、工作機械を示している。この場合にも、工具２２の先端は、同様にして円形通路６２’の断片を描写するものであるが、その半径は、円形通路６２のものよりも小さい。図４ａおよび図４ｂの間における比較からは、工具２２の先端がこの場合に垂直方向Ｚにおいてカバーする間隔ｓ’は、スイベル旋回軸４０および主軸軸線４２が交差しないようにして配置されるときにＺ方向においてカバーされることが可能である間隔ｓよりも大きいということが、理解され得ることになる。従って、工作物２０が工具２２によって１つの空間的方向において機械加工され、その後、それに対して垂直に機械加工されることになる場合には、図４ａにおいて示された工作機械は、図４ｂに拠る工作機械における場合よりも、垂直方向（Ｚ方向）におけるトラベリング・コラム３２の小さいトラバース通路だけを必要とする。この小さいトラバース通路の故に、工作機械の全体的高さが、削減され得るのである。
【００５２】
更に、図３からは、スイベル旋回軸４０は、主軸ハウジング３０の前方四半分において、すなわち可能な限り工具２２に対して接近するようにして配置されるということが理解され得ることになる。この手段は、円形通路６２の半径を小さく保つために役立ち、その結果、トラベリング・コラム３２のための必要なトラバース通路を小さく保つためにも資するのである。しかしながら、図３において理解され得るであろうように、スイベル旋回軸４０は、工具２２に対して接近し過ぎないようにして配置されるべきものでもある。何故なら、さもなければ、スイベル旋回装置３８が、工作物２０の機械加工の間に邪魔になる可能性があるからである。
【００５３】
図５ａから図５ｄは、それに対して締着される主軸ハウジング３０を備えたトラベリング・コラム３２が示されないように、工作機械１０を平面図で示している。詳細には、その中に保持される工作物２０を備えたＮＣ工作主軸１４だけでなく、５２によって示されたＸ方向においてレール６４および６６上をトラバース可能であるサポート４４もまた、その平面図において観察されることが可能である。
【００５４】
３つのホルダ５４，５６および５８は、垂直軸４６に対して偏心的にサポート４４上に配置される。この場合には、その配置は、サポート４４が垂直軸４６の廻りにおいて回転されるとき、それらのホルダ５４，５６および５８が、それらのそれぞれの機械加工位置において、ＮＣ工作主軸１４或いはその中に保持される工作物２０に対して同軸的に方向付けされて、形成される。
【００５５】
図５ａにおいてその機能的位置にあるホルダ５４は、例えば、旋盤作業の操作の間における心立てのために好都合であるようにして、その端面６０において工作物２０を保持するマンドレル６８を有する心押し台クイルとして設計される。
【００５６】
図５ｂにおいてその機能的位置にあるホルダ５６は、工作物２０がそれを通過し得るように、固定振れ止めとして設計される。その工程において、固定振れ止め５６は、比較的大きな切断力を使用する場合でさえも、発生する曲げの力が工作物２０の変形を導くことなく、固定振れ止め５６の近傍における機械加工が実行可能であるようにして、工作物２０を支持する。矢印５２の方向においてトラバースされるサポート４４を使用すれば、工作物２０は、機械加工が行なわれることになる場所において支持されることが可能である。このようにすれば、工作物２０は、常に、短い断片において支持されることが可能なのである。
【００５７】
図５ｃではＮＣ工作主軸１４に対して同軸的に方向付けされ、図５ｄではそれに対して平行に方向付けされるホルダ５８は、油圧操作可能なクランプ顎部７０および７２を有する、動力操作式クランプ・ブロックとして設計される。工作物２０は、ドリル加工およびフライス削りの作業の間において一般的に必要とされるように、動力操作式クランプ・ブロック５８によって確実に固定されることが可能である。更に、動力操作式クランプ・ブロック５８は、Ｘ方向における工作物２０の送りを実行するために使用されることも可能である。このようにすれば、長めの工作物もまた、連続的に機械加工されることが可能なのである。
【００５８】
工作物２０を方向転換させるために、それは、先ず初めに、図５ｃにおいて矢印７４によって指定されたポイントにおける鋸引きまたはフライス削りによって切断される。その後、それらのホルダがそれに対して締着されたサポート４４は、矢印７６の方向において１８０度に渡って回転され、結果として、未だ動力操作式クランプ・ブロック５８の中に固定されている工作物部分２０’が、スイベル旋回されるのである。この場合には、工作物部分２０’は、図５ｄにおいて示された位置にシフトすることになる。この方向転換された位置では、工作物部分２０’は、以前にはＮＣ工作主軸１４に向かって面していたその側面においても機械加工されることが可能なのである。従って、動力操作式クランプ・ブロック５８は、２つの機械加工位置を有するものであり、すなわち第１ホルダに対して同軸的である１つの機械加工位置と、それに対して平行である第２のものとを有するのである。
【００５９】
工作物２０は、当然ながら、事前に切断されることなく、方向転換されることもまた可能である。この場合には、Ｘ方向５２においてトラバースされるサポート４４を使用して、工作物２０が、もはやＮＣ工作主軸１４によって保持されなくなるまで、後者から引き出されなければならないだけのことである。その後、工作物２０は、上述のように、サポート４４を垂直軸４６の廻りにおいて回転させることによって、方向転換されることが可能なのである。機械加工の形式に応じて、恐らくは、１８０度より小さく、例えば９０度に渡って、サポート４４を回転させるだけで足りることもまた実行可能である。しかしながら、その場合でさえも、クランプ・ポイントまたは切断ポイントは、少なくとも部分的には、機械加工のためにアクセス可能なのである。
【００６０】
結果として、サポート４４は、異なった機能を有するホルダが垂直軸４６の廻りにおける単純な回転によって作業位置にシフトされることが可能である、多機能プラットホームを構成する。Ｘ方向５２におけるサポート４４のトラバース能力と共に、幅広い様々な機械加工の可能性が、工作物２０に関して獲得されるのである。それらのホルダ５４，５６および５８は、好ましくは、サポート４４に対して取外し可能に締着されるものであり、それらは、その他の機能を有するホルダと交換されることが可能なのである。
【００６１】
図６および図７は、それぞれに斜視図および正面図において、図５ａにおいて示された機械加工位置における工作機械１０を示している。新規な工作機械１０の数多くの補足的な設計の詳細は、例えば、サポート４４をトラバースさせるための自動送り装置７８のように、これらの図面において理解されることが可能である。図６および図７は、ＮＣ工作主軸１４の中においてクランプされ、心押し台クイル５４のマンドレル６８によってその自由端部において心立てされる、円筒形工作物２０の機械加工の間における工作機械１０を示している。工具２２は、この場合には、旋盤作業工具である。
【００６２】
図８および図９は、それぞれに斜視図および平面図において、図５ｂにおいて示された機械加工位置における工作機械１０を示している。ここでは、円筒形工作物２０は、ＮＣ工作主軸１４および固定振れ止め５６によって保持される。工作機械１０を図６および図７において示された機械加工位置からここに示されている機械加工位置にシフトさせるために、サポート４４は、先ず初めに、引き戻され、その後、垂直軸４６の廻りにおいて１８０度に渡って回転され、最後に、ＮＣ工作主軸１４に向かって再びトラバースされる。工具２２による旋盤作業操作の間において、サポート４４は、それに対して締着された固定振れ止め５６と共に、トラベリング・コラム３２に対して同期的且つそれに対して平行にトラバースされることが可能であり、工作物２０の短いサポートが、常に保証されるのである。
【００６３】
図１０は、斜視図において、図５ｄにおいて示されたものに対応する機械加工位置における工作機械１０を示している。ここでは、工作物２０が方向転換された後にアクセス可能になった端面が、その主軸ハウジングが図８において示された位置に対して約８０度だけスイベル旋回されているように、工具２２によって機械加工されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った工作機械の重要なサブアセンブリを簡略化した概略において示す側面図である。
【図２】スイベル旋回式工具主軸を備える、図１からの工作機械を示す図面である。
【図３】スイベル旋回軸の異なった配置が示唆されるように、図１において示された工作機械の主軸ハウジングを示す側面図である。
【図４】ａおよびｂは、図３において示されたスイベル旋回軸の２つの配置に関するスイベル旋回の間における工具の運動の通路を示す図面である。
【図５】ａからｄは、異なった回転位置における複数のホルダを備えた多機能プラットホームが観察され得るように、図１において示された工作機械を簡略化した概略において示す平面図である。
【図６】図５のａに従って、棒状工作物がＮＣ工作主軸と心押し台クイルの間に保持される、図１において示された工作機械を示す斜視図である。
【図７】図６において示された工作機械を示す正面図である。
【図８】図５のｂに従って、棒状工作物がＮＣ工作主軸および固定振れ止めによって保持される、図１において示された工作機械を示す斜視図である。
【図９】図８において示された工作機械を示す平面図である。
【図１０】図５のｄに従って、棒状工作物がＮＣ工作主軸と１８０度だけ方向転換された動力操作式クランプ・ブロックとによって保持される、図１において示された工作機械を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 工作機械
１２ 機械ベッド
１４ ＮＣ旋盤主軸
１６ チャック顎部
１９ 矢印
２０ 工作物
２２ 工具
２４ 工具キャリア
２６ 工具主軸
３０ 主軸ハウジング
３２ トラベリング・コラム
３８ スイベル旋回装置
４０ スイベル旋回軸
４２ 主軸軸線
４４ サポート
５２ 矢印
５４、５６、５８ ホルダ
６０ 端面
６２ 円形通路
６８ マンドレル
７８ 自動送り装置

Claims (11)

1. 工具主軸（２６）を有し、工作物（２０）を収容するための第１ホルダ（１４）および第２ホルダ（５４，５６，５８）をも有する、棒状工作物（２０）を機械加工するための工作機械であって、第２ホルダ（５４，５６，５８）は、機械加工位置において、第１ホルダ（１４）に対して同軸的に方向付けされ、且つ工作物（２０）の長手方向軸（１７）に対して垂直な軸（４６）の廻りにおいて回転可能すなわちスイベル旋回可能であるようにして配置されており、第２ホルダ（５４，５６，５８）は、スイベル旋回運動を達成するために、垂直軸（４６）に対して偏心的に配置されることを特徴とする、前記棒状工作物を機械加工するための工作機械。
2. 第２ホルダ（５４，５６，５８）は、少なくとも１８０度だけ回転可能すなわちスイベル旋回可能であることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械。
3. 第２ホルダ（５４，５６，５８）は、垂直軸（４６）の廻りにおいて回転可能であるサポート（４４）上に配置され、加えて、少なくとも１つの更なるホルダ（５４，５６，５８）が、垂直軸（４６）に対して偏心的にサポート（４４）上に配置されて、その更なるホルダ（５４，５６，５８）が、垂直軸（４６）の廻りにおけるサポート（４４）の回転によって、第１ホルダ（１４）に対して同軸的である位置にシフトされ得ることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械。
4. それらの更なるホルダ（５４，５６，５８）が、特には、固定振れ止め（５６）として、心押し台クイル（５４）として、或いは動力操作式クランプ・ブロック（５８）として異なって設計されることを特徴とする、請求項３に記載の工作機械。
5. 第１ホルダ（１４）は、工作機械（１０）に対して空間的に固定されるようにして配置され、第２ホルダ（５４，５６，５８）は、工作物（２０）の長手方向軸（１７）に対して平行にトラバースし得るようにして配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の工作機械。
6. 第１ホルダ（１４）は、旋盤主軸として設計されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械。
7. 主軸軸線（４２）の廻りにおいて回転可能である工具主軸（２６）が、トラベリング・コラム（３２）に締着され、スイベル旋回軸（４０）の廻りにおいてスイベル旋回可能であり、スイベル旋回軸（４０）は、主軸軸線（４２）と工作物（２０）の長手方向軸（１７）との両方に対して垂直に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作機械。
8. スイベル旋回軸（４０）は、主軸軸線（４２）と交差しないようにして配置されることを特徴とする、請求項７に記載の工作機械。
9. 主軸軸線（４２）の廻りにおいて回転可能である工具主軸（２６）が、トラベリング・コラム（３２）に締着され、スイベル旋回軸（４０）の廻りにおいてスイベル旋回可能であり、そのスイベル旋回軸は、主軸軸線（４２）に対して垂直に配置され、後者と交差しないことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の工作機械。
10. 工具主軸（２６）のスイベル旋回は、少なくとも９０度のスイベル旋回角度だけ、可能であることを特徴とする、請求項７から９のいずれか１項に記載の工作機械。
11. 工具主軸（２６）は、駆動装置（２８）と共に、主軸ハウジング（３０）の中に収容されることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか１項に記載の工作機械。

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