JP5980691B2 - 総合的な機械加工プロセスのための多機能なモジューラ工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、単独の保持でワークピースの２つの異なる機械加工プロセスを実行できる少なくとも２つの作業ユニットを有する型式の、機械加工プロセスを組み合わせるための多機能モジューラ工作機械に関する。

機械的にチップ形成する機械加工の分野で、機械加工されるワークピースで一連の異なる機械加工プロセスを実行可能にする単独の機械加工を適用可能にすることが切望されている。

容易に理解されるだろうが、異なる機械加工プロセスを要求される機械的なワークピースの製造、例えば、回転、歯切り及びフライス加工の他の型式、で、所定の機械加工プロセスをされる機械加工の各ワークピースの位置合わせの工程は、かなり十分に多くの時間を要求する。その結果、単独のワークピースで連続した機械加工プロセスでの異なる機械加工の適用は、生成のかなりの損失を伴う、長時間を必要とする。

このようなシステムのコスト及び複雑さはかなり高まり、設備は、次の機械加工プロセスの機械加工の位置合わせで所定の許容範囲を必然的に作成されなければならないという２つの理由で、自動的な移動システムの適用は、十分な効果を検証さえされていない。

近年において、単独の保持、すなわち、ワークピースを移動し、他の作業ステーションにさらに位置合わせを実行する必要性がなく、機械加工されるワークピースの１より多くの機械加工プロセスを実行可能にする工作機械が、開示されている。

このような機械加工の例は、本出願の同一の発明者から欧州特許ＥＰ８３２７１６号公報に記載されている。特に、単独の保持で回転及び歯切り制御を実行可能にするデジタル処理で制御された工作機械が、開示されている。

ワークピースを保持若しくは回転するための主軸台及び心押し台に加えて、この機械は、回転ユニット、若しくは機械加工プロセスの他の型式のツールバーホルダタレット、及び、歯切りユニットを夫々支持する２対のガイドを有し、ホブ工具を支持する。しかし、回転若しくはフライス加工プロセスが要求されるワークピースと、歯切りプロセスと、に関連する前述の問題を解決する間に、円錐ホブを適用しない場合に、かさ歯切りと、前述に挙げられたこれらと異なる機械加工プロセスの他の型式と、を実行できない。従って、特に、機械の構成は、とりわけ制御要求を安全に設計されており、種々の要求に容易に適用可能ではない。

異なる型式の機械加工プロセスを許容し、欧州特許ＥＰ１９１０００３号公報に記載された工作機械の他の例は、旋盤と、この場合に、ナイフ工具によってかさ歯車を機械加工するためのユニットと、を夫々有する２つの異なるガイドも有する。この機能を提供するために、かさ歯車の生成を目的とする作業ユニットは、機械的なワークピースの長さの生成軸に関連して傾けられ、このために、要求される機械加工プロセスに従って工具の設置合わせを可能にする。しかし、この場合に、ナイフ歯切りのみが、許容され、もう一度、要求に従う異なる機械加工プロセスにこれを適用するための機能が欠けている。

複数の工具が作業ユニットに取り付けられた多機能工作機械は、互いの頂点に設置されている欧州特許出願ＥＰ８１００４８号公報にも記載されている。しかし、このような配置は、要求される機械加工の型式、若しくは、交互に、過度に多くの工具の存在に依存し、またこれらが必要とされない場合も、作業ユニットの専用の設計を必要とする。言い換えると、簡易な構成の機械を製造する可能性として理解され、共通の基礎構成に所定の作業ユニットの適用によってワークピースで所定の機械加工プロセスを実行できる機械は、モジュール方式の幾つかの機能を有しない。さらに、機械は、ワークピースでの複数の作業ユニットの同時に適用を許容しない。他方で、記載された構成がワークピースの複数の機械加工制御を実行可能に考えられないが、この特許は、工具の移動が所定の機械加工プロセスを生じさせる方法を説明しない。

さらなる多機能機械加工の例は、同一の台車上に配置される、例えば回転に関連する、ツールホルダタレットと、歯切りユニットとを有する機械が図示された米国特許ＵＳ６．６１８．９１７号公報に開示されている。

２つのユニットは、ワークピースに互いに接近し、この上で機械加工を実行するようにワークピースの回転の軸に垂直なガイド上で移動できる。

この場合にも、モジューラ方式が機械加工に提供されないし、また許容されたワークピース上で複数の作業ユニットの同時に適用もない。さらに、２つのユニットで形成される集合体の移動は、かなり困難を伴い、非標準な特徴を有する、大きな寸法及び重い重量の要素である。

さらに、一般的に、これら後述の多機能機械加工及び機械加工の他の型式で、例えば、ＷＯ２００６／１０６１３７、ＥＰ１５７４２７３、ＥＰ１７２６３８７、ＥＰ１１９３０２７、ＥＰ１１９０７９２及びＵＳ５．１２７．１４０に記載されたこれらの一例のように、２つの分離した機械加工の適用によって得られるだろうこれらと同等の作業効率を得ることはできないので、これらは、バルキネスのために、重量及び技術的特徴が一般的な機械と同一の性能を得られない適切な多機能作業ユニットを要求する。

前述の機械に接続された、若しくは、前述された特許から既知である場合のさらなる問題は、ワークピースの単独の保持の機械的な構成要素を回転、フライス加工及び歯切りの機械加工プロセスを要求する複雑なワークピースを得ることが不可能にある。

従って、本発明の基本的な技術的課題は、先行技術に関連する前述の課題を改善できる切断機械の提供である。

この課題は、請求項１の機械加工プロセスを組み合わせるための多機能モジューラ工作機械によって解決される。

本発明の第２の特徴は、対応する従属した請求項に規定されている。

本発明は、幾つかの重要な効果を有する。主効果は、単独の保持で、このためにワークピースの何れかの再配置を必要としない、互いに連動される方法で、ワークピースを機械加工できる複数のユニットの組み合わせによって、フライス加工による歯切り及びねじ切りを含む本発明に係る多機能工作機械が複雑な機械加工プロセスを取得することを可能にすることである。この機械の構成は、所定の生産要件に従って、簡易な方法及び夫々抑えられたコストで、ワークピースの機械加工にかなりの柔軟性を与え得る。

このために、本発明の多機能機械は、ワークピースの複雑な機械加工で高い経済性も可能にするので、機械加工プロセスの組み合わせのために、他の機械加工でワークピースを移動させる必要性はない。

この結果、本発明の機械は、２つの分離した機械加工の適用によって得られるだろうこれらと同等若しくは優れた作業性能を得られること可能にする。

さらなる効果は、機械が簡易な作業ユニット及びワークピース保持システムを適用することによって供給され、このため、組み合わさられた方法で機械加工プロセスを実行するための所定のユニットの製造を必要としない。同じ理由で、本発明の機械は、機械加工プロセスのほとんど全体の範囲に容易に適用され、モジューラ方法で生産でき、このためにセクタで全ての必要要件を満たす。

他の効果、特徴及び本発明の適用のモードは、後述の実施形態の一態様の詳細な記載から明らかになるだろう。参照符号は、以下で添付図面の図に付されるだろう。

図１は、本発明の典型的な実施形態の工作機械の概略図である。 図２Ａは、実施形態の２つの異なる形状に従って、第１の作業ユニット及び夫々の移動の方向を示す概略図である。 図２Ｂは、実施形態の２つの異なる形状に従って、第１の作業ユニット及び夫々の移動の方向を示す概略図である。 図３は、歯切りユニット及び移動の夫々の方向、図１の機械の詳細を示す概略図である。 図４Ａは、実施形態の２つの異なる形状に従って、砥石車センタ及び移動の関連する方向を示す概略図である。 図４Ｂは、実施形態の２つの異なる形状に従って、砥石車センタ及び移動の関連する方向を示す概略図である。 図５Ａは、実施形態の２つの異なる形状に従って、自在の歯切りユニット及び移動の関連する方向を示す概略図である。 図５Ｂは、実施形態の２つの異なる形状に従って、自在の歯切りユニット及び移動の関連する方向を示す概略図である。 図６は、環状の回転歯切り主軸台を有するユニット及び移動の夫々の方向を示す概略図である。 図７は、熱処理のためのユニット及び移動の夫々の方向を示す概略図である。 図８Ａは、支持レストの平面図の概略図である。 図８Ｂは、支持レストの実施形態の一態様の側面図の概略図である。 図８Ｃは、支持レストの実施形態の一態様の側面図の概略図である。 図９Ａは、本発明の工作機械の機能を示す概略図である。 図９Ｂは、本発明の工作機械の機能を示す概略図である。 図９Ｃは、本発明の工作機械の機能を示す概略図である。 図１０は、本発明の実施形態の第２の形状のねじフライス加工と、ひら歯、及び、かさ歯切りユニットを示す概略図である。

始めに、図１を参照して、本発明に係る工作機械は、機械加工されるワークピースＰを、保持手段３０１によって設置できる主軸台３０、好適にはスライドするように設置された主軸台ガイド４３を有する、図示されない、機械台を有する。主軸ガイド４３は、例えば、１組の外形ガイドメンバによって製造され、台車のスライドを可能にする。

主軸台３０は、ワークピースＰ自身の長さに実質的に平行な軸ＺＺ１に関連して、少なくともワークピースＰの回転ＣＣ１を可能にする。

ワークピースの保持手段３０１は、図１に概略的に示された、バーから直接機械加工される型式と、すでにカットされた個別のワークピースの外部若しくは内部の保持を実施すれるためのコレット若しくはかみ合いチャック型式と、の両方であり得る。

結果として、ワークピースＰは、バーと既にカットされた個別のワークピースとの両方から形成され得る。
以下で示されるように、主軸台３０は、前述のＣＣ１回転に加えて、他の軸に従ってさらに移動し得る、以下で図示されるだろう。

好適には、本発明に係る工作機械は、さらに、同様にガイド４３に取り付けられ、前述のＣＣ１軸に実質的に平行である軸ＺＺ２に関連するＣＣ２回転を実行でき、保持手段３１１を設けられた心押し台３１を有する。以下でさらに詳細に示されるように、ワークピースＰを解放し、心押し台３１に前もってはめ込まれたワークピースＰの端部の領域での機械加工を実施するように、心押し台３１は、引抜かれ得る。このために、心押し台３１は、引抜き、ワークピースＰから離れることができるように、ガイド４３上でスライド可能であり得る。

図１に関連して、本発明は、２つのワークユニットガイド４１及び４２が適用される場合に効果を示すことを留意すべきである。
ワークユニットガイド４１及び４２は、機械台にも固定され、互いに平行に配置され、主軸台ガイド４３に平行である。機械台自身の構造を容易にするために、３つのガイド４１、４２及び４３は、単一平面、若しくは、複数の平面上に、また、互いに角度をなして、位置合わせされ得る。ワークユニットガイドの第１のガイド４１は、少なくとも回転操作を実行できるワークユニット１０を支持し、少なくとも２つの異なるワークユニット、特にねじフライス加工及びかさ歯切りユニット２１と、さらなる平歯切りユニット２２とは、第２のガイド４２に設置されている。

特に、図１に記載された一態様で、発明に係る工作機械は、少なくとも２つのワークユニットを有し、且つ、機械加工のワークピースで異なる機械プロセス、夫々、ねじ及び歯切りの目立て（toothing）及びフライス加工、を実行し、第２のワークユニットガイド４２でスライドする２つの台車によって支持される。。ワークユニットガイドは、主軸台ガイド４３の特徴も有し得るので、これら台車上の１組の外形ガイドメンバは、スライドできる。

以下で明らかになるように、ここで記載されたワークユニットの組み合わせは、回転、ねじフライス加工、及び機械的な機械加工プロセスの領域でのかなりの圧力要求での、単独の保持での平及びかさ歯切りの両方の可能である機械の一態様のみを示している。

しかし、前述されたユニットの側で、本発明が取得できる種々の組み合わせの中で、同一若しくは同等の２つのユニットは、同一ガイド若しくは反対のガイドにも取り付けられ得る。例えば、２つの回転ユニット１０若しくは１１が、適用される（例えば、一般的な４軸旋盤ように）。

具体的な例として、同一である他の形式の２つのワークユニットもあり得る。さらに、ユニット１０及び１１は、図示されない、全体寸法を改善するように、機械加工されるワークピースを支持するために、他のセンターを、特にねじのフライス加工の間に、支持できる。このような操作は、前述で図示したように、一般的な前部のセンター台車、さらに主軸台の孔から引き抜き可能なセンターの適用でさえ困難で可能ではないだろう。

よって記載は、回転、かさ歯及び平歯の歯部（toothing）及びねじのフライス加工を基本的にできる実施形態の前述の形状で供給されるだろうし、同一の発明に関する概念は、複数の他の機械加工工程にも適用され得ることが明らかであるが、これらのことは、後述で明確にされるだろう。

図１に関連して、第１のワークガイド４１は、複数の位置でツールホルダタレットを回転することによって示される、回転、及び／若しくは、フライス加工、及び／若しくは、穿孔の機械加工プロセスのためのユニット１０を支持する。タレット１０は、最新のＣＮＣ旋盤と同一であるタレットと同等であり、結果的に、さらに詳細に記載されないだろう。しかし、標準要素の適用は、構成の適正な設計の必要性をなしに、簡易な方法で製造される機構を許容する。

好適には、タレット１０は、ワークピースＰの回転の軸と垂直である軸Ｘ、ワークピースＰの回転の軸に平行である軸Ｚ、及び、前述の軸に垂直である軸Ｙに従って移動できる。さらに、それは、工作機械の回転モータドライブを構成する、水平軸に関連する回転Ｂ及び回転Ｃを実行できる。従って、軸Ｘに従った移動は、ワークピースＰへの接近／からの取り外しの移動を実行することを有することを留意すべきである。

タレットに代わるものとして、回転、及び／若しくは、フライス加工、及び／若しくは、穿孔の機械加工のためのユニット１０は、工具変換のステーションで回転する主軸台によって供給され、多機能工具マガジンと一体化され得る。この場合に、複数の異なる工具の存在を提供できることの効果から、マガジンから個々に取り出されるだろう工具の回転Ｃが起こるだろうことが明らかである。この場合に、前述したように、ユニット１０及び１１は、互いと交互に行われ、互いに結合されて適用され得る、例えば単独のガイド及び個別のガイド上に配置され得る。これは、ユニット１１の工具マガジンが１００の工具の容量も有し得るために、これは、効果を示す。

第２のワークガイド４２で、同一のガイドでスライドする２つの個別の台車によって、ねじフライス加工及びかさ歯切りユニット２１と、平歯切りユニット２２とを代わりに配置される。

これらは、互いに交互に、独立して、内側若しくは外側の作業空間Ａに配置され得るように、２つのユニット２１及び２２は、ガイド４２で独立してスライドできる。作業空間Ａは、ワークユニットは、ワークピースＰで操作できる内側の区域で一般的な方法で規定されている。

明らかに、機械加工プロセスに含まれるワークピースＰの部分に必要ならば、作業空間は、実行する機械加工プロセスの形式に従って変化するだろう。言い換えれば、局部的な機械加工、例えば、ワークピースＰの一部分での歯部（toothing）が実行された場合に、ワークスペースＡは一部分の周囲に設置されるだろうし、ワークピースＰの全長でねじ切りが実施されている場合の間に、作業空間Ａは全ワークピースＰに実質的に延長する。

従って、本発明に従う機械加工は、互いに異なる機能を有する複数のワークユニットと連動し、作業空間Ａにこれらを持ち込み、若しくは、持ち出す。図１で、作業空間Ａは、各ワークユニットでワークピースでの完全な機械加工を保証するように、ワークピースの全長と一致する。しかし、前述で強調したように、さらに局部的な作業空間Ａも規定され得る。

内側若しくは外側の作業空間にワークユニットを持ち込み可能であるために、各ユニットは、ガイド４２で独立して移動可能であり、ガイド４２は、作業空間Ａから離れてワークユニットを移動できるように、既知の機械加工と違って、主軸台３０及び心押し台３１によって専有された位置を超えて拡大するような、長さを有する。

言い換えると、ガイド４２は、各ワークユニット２１及び２２は、ワークピースＰで夫々の機械加工プロセスを実行できる作業部４２’とワークユニットは、作業部に接続するさらなるユニットを許容するように配置されることができる２つの停止部４２”とを有するだろう。

容易に理解されるように、一例としての実施形態は、ガイド４２が２つのワークユニットを支持する場合を記載している。しかし、１つより多くのワークユニットを適用するために十分に長い停止部４２”を供給するように、複数のワークユニットが、設置され得る。

要求される機械加工プロセスを実行可能にするために、ワークユニットの移動は、ワークピースＰの回転と少なくとも連動されるだろうが、好適には、同期化された及び／若しくは同時のワークピースＰの機械加工プロセスを実行できるように、各ワークユニットの移動は、さらなるユニットの移動にも連動されるだろう。

特に、この一例の実施形態で、歯切りユニット２２は、ワークピースＰの回転の軸に垂直である軸Ｘ１、ワークピースＰの回転の軸に平行であるＺ１及び前述の軸に垂直である軸Ｙ１に従って移動することができるだろう。さらに、これは、軸Ｙ１に関連して、工具の回転を生じさせる回転Ｂ１と、ツールレストの回転を可能にする回転Ａ１とを実行できるだろう。従って、軸Ｚ１に従う移動は、ワークピースＰの機械加工の間に適用されることを除いて、ワークスペースＡの内側若しくは外側にワークユニットを持ち出し可能にし、軸Ｘ１に従う移動は、ワークピースＰへの取り付け／取り外しの移動を実行することを含むことを留意されるだろう。特に、図１において、ユニット２２は、ガイド４２の停止部４２”中の、ワークスペースＡの外側に設置されている。

歯切りユニット２２は、ねじ山若しくはホブのためのフライス加工カッタを同時に取り付け可能である、フライス加工及びホビングスピンドル、若しくは円盤若しくはねじ研削のための砥石車を有する。

工具の回転Ｂ１は、種々の形式の歯を取得する連続したねじ生成の工具でフライス加工及び／若しくは研削を実行できるように、主軸台及び心押し台の軸ＣＣ１、ＣＣ２と同期して起こる。回転Ｂ１は、互いに同期された２つの異なるユニットを同時に２つの機械加工プロセスによって同一のワークピースの歯を歯部（toothing）し、同時に面取りしできるように、ツールホルダタレット１０の軸Ｃとも同期され得る。

ねじフライス加工ユニット２１は、さらに実施形態の好適な形態に従って、その代わりにワークピースＰの回転の軸に垂直である軸Ｘ３、ワークピースＰの回転の軸に平行である軸Ｚ３及び前述の軸に垂直である軸Ｙ３に従って移動可能である。さらに、これは、回転Ｃ３も実行でき、ワークピースＰの回転の軸ＺＺ１に関連して、角度βで歯切り工具を傾けることができる、歯切り工具２１０の回転と２つのさらなる回転Ｃ３及びＤ３とを起こす。従って、これは、軸Ｘ３に従う移動は、ワークピースＰへ取り付け／から取り外しの移動を実行することを含むことを留意すべきであり、軸Ｚ３に従う移動は、ワークピースＰの機械加工の間の適用されること以外、作業空間Ａの内側若しくは外側のワークユニットを持ち出すことを可能にする。特に、図１で、ユニット２１は、ガイド４２の作業部４２’中の作業空間Ａの内側に設置されている。

工具２１０の軸ＺＺ１及びＰを機械加工されるワークピースの主軸の間の角度の傾斜βを変更する可能性は、実行される及び／若しくは機械加工の間の機械加工の形式に従って、先行技術に従って生じられる機械加工を除いて、ワークピースＰの機械加工プロセスのいくつかの形式、コーンホブを有するかさ歯切り、及び、複合歯切りの他の形式を含む、実行することを可能にする。例えば、これは、“グリーソン（Gleason）”、“クリンゲンベルヒ−パロイド（Klingeinberg-Palloid）”システム若しくは同等なものに従って、直線若しくはらせん形の歯を有する、かさ歯の歯部（toothing）を実行可能にする。従って、一般的に、歯切りユニット２１は、直線若しくはらせん形歯のかさ歯を生成可能にし、実質的に、操作のために適用された工具及びソフトウェアに基づいて、全て既知の形式である異なるかさ歯切りを実行できる。理論上は、同一ユニット２１、ホブを取り付けられた片持ち梁は、ひら歯を生成できるが、明らかに、ひら歯切り２２のための所定のユニットより通常劣っていない出力である。

それは、機械加工の１つの形式について示された個別の機械加工のワークユニットと同等の機能を有するワークユニットを適用できる、本発明に係る機械加工工具が、容易に操作可能であり、このために、当業者は所望の機械加工プロセスを得るためのプログラミングを実行可能にできるだろうことも留意されるだろう。

前述されたように、本発明に係る機械加工工具の構成の移動は、所定の順序に従って、異なる機械加工プロセスを実行する目的での移動の同期性を取得するように、互いに連係され得る。

主軸台及び心押し台と、個別のワークユニットとに関連して事前に説明された移動の軸を操作するために、工作機械は、要求された操作を実行し、所望の機械加工の順序を取得されるように、軸を管理する、好適にはＣＮＣ形式の制御装置も有している。

機械加工の種々の軸を管理及び連係可能である制御装置は、セクタでしられ、例えば、シーメンス（Simens AG）で販売された数値制御Sinumerik840D、この標準型で、３１軸の制御装置であり、従って前述された機能を実行するために十分である。とにかく、一体型のモジューラユニットは、操作される複数の軸を増加可能でも設置される。従って、機械加工がさらに多くの複数のワークユニットを供給する場合でされ、前述された３つと比較して、これらの移動の操作を容易に可能にするだろう。

前述された主要な操作は、前述の組み合わせ、若しくは、代替案として適用可能である、他のワークユニットにも容易に適用される。特に、この機能は、モジューラ機械を製造することを可能にし、異なる機械加工要求に容易に適用可能である。さらに、単独操作の適用は、製造された異なる機械加工ヴァージョンに適用される同一の操作ソフトウェアを許容する。例えば、機械加工は、実行できる種々の機械加工プロセスの全てを管理可能である単独ソフトウェアヴァージョンを有し得る。しかし、現存するワークユニットモジューラに従って、所定の機能が、可能にされ、または他の方法であり得る。

一般的に、本発明に係る工作機械は、回転、ねじフライス加工及び種々のユニットでのフライス加工、種々の現存する型の平歯及びかさ歯切り、円筒及び輪郭研削、歯及びねじの研削、高速回転、及び、熱処理を適用され得る。この一覧は、本発明の発明に関する概念を適用することによって、他の考えられ得る機械加工が得られ得るので、完全に網羅されたものとして見なすべきではない。

幾つかの場合で、図２Ａ乃至８Ｃに関連して、同一のガイド上の２つ若しくは複数のユニットのグループを関連させた描写は、機械に適用される主なユニットに関連する幾つかの機能を示されるだろう。

すでに詳細に示したように、棒及び／若しくはワークピースの回転の２方向の回転機構ＣＣ１の近傍の主軸台３０は、複数の機構を有する。第２の機構は、実際は、これを拘束しないで移動可能にする主軸台そのものの軸、ＺＺ１、水平平面に従ってそれを移動するための水平平面上の直角軸ＸＸ１に従う第３、及び、この軸を異なる垂直位置へ至らせる垂直軸ＹＹに従う第４の変位の方向に存在し得る。これらの機構は、１から４軸へ個別若しくは互いに組み合わされ得る。この場合も、工作機械の操作は、これら機構での完全な同期を保証できるだろう。しかし、理論的にこれら機構は、ギア若しくはベルトを有するトランスミッションに作用されることは明らかである。

心押し台に関しては、これは、それぞれの軸ＸＸ２、ＺＺ２、ＹＹ２及びＣＣ２に従う主軸台３０として同一の機構を有し得る。さらに、これは、垂直軸Ｙに関連する円回転の第５の軸ＢＢ２を設置すること可能にする。

前述したように、心押し台３１は、好適には、その方向にワークピースからこれを引抜く軸ＺＺ２に従う機構を有する。

さらに、これは、心押し台そのものの保持システムを残して、回転の軸と一体であり、これを軸Ｚに従って引抜きを許容するように移動され得る、図示しない、格納可能なセンタを有し得る。この場合、心押し台のこの保持システムは、機械加工されるワークピースにこれを適用するように、ワークピースそのものの代わりに心押し台を保持できる。従って、機械加工されるワークピースをこれに閉じるために適用され得るセンターを後ろへ動かすことによって、保持システムを解放することが可能である。この可能性は、本発明に係る機械加工が受け入れられることを可能にする異なる機械加工プロセスに最高の順応性をさらに許容する。

機械加工の作業ユニットに関連して、要旨は、これらが有し得る幾つかの任意の機能も示すであろうことから、本発明に係る機械加工の実施形態の好適な形態に関連してすでに記載された作業ユニットに関連する幾つかの機能を提供するだろう。

第１に、回転、及び／若しくは、フライス加工、及び／若しくは、主軸台ユニット及び／若しくは最新のＣＮＣ旋盤のこれと実質的に同等の方法で実行できるツールホルダータレットで実行されるボーリングの機械加工プロセスのユニット１０は、従って規格化された機能を有し、このために、さらに詳細に説明されないだろう。

従って、同時に作業できるように、機械加工で存在するユニットのＣ回転、若しくは、また歯切り及びフライス加工ユニットの回転Ｂに同期される機械加工プロセスを実行するねじフライス加工及びかさ歯切りユニット２１は、主軸台及び心押し台の両方に保持されるワークピースを機械加工できるだろう。

図示されない、機構の同一軸でのかさ歯切りのこれに同等のさらなるユニットも示され、チップ形成工具を取り付ける代わりに、かさ歯を研削するための所定に形成された砥石車を取り付け得る。

すでに示されたことに加えて、そのものの軸Ｂ１に従って移動可能である歯切り及びねじフライス加工２２は、単独ユニットで機械加工プロセスの両方を可能するように、工具変更若しくはさらなるユニットへの転換のいずれもなしで複数の工具、例えば、事前の研削若しくは事前のスカイビング（skiving）のためのフライス加工ホブ、このとき、スカイビングのためのホブ若しくは研削のためのねじ砥石車、を有する軸を取り付け得る。

前述のユニットに関連、若しくは、の代わりとして、図４ａ及び４Ｂに示された、実施形態の２つの代わりの形状に係る研削ユニット２３及び２３’がある。このようなユニットは、円筒形状若しくは（輪郭の円盤形状の砥石車の）他の形状のワークピースで研削可能にし、及ぶ／若しくは、主軸台及び心押し台の軸の同期によって生成される歯、キー溝若しくは自由外形のような輪郭を研削するための縦溝彫りの砥石車及び／若しくはねじ型式を取り付け可能にする。さらに、連続のねじ研磨機を適用することによって、ギア型式の複雑な輪郭を研磨することが可能である。このユニットは、一連の砥石車の再輪郭形成のために、適切なラッピング装置でも連結され得る。

この場合も、ユニットは、ワークピースＡの内側及び外側で交互に配置されるように、ガイドに平行な軸Ｚ２に従って機構の順応性を有する作業ユニット４１、４２の１つに取り付けられる。Ｚ２に加えて、機械加工されるワークピースに接近及び／若しくは後退の機構を可能にする第１の、及び、他の２つに垂直な第２の、Ｘ２及びＹ２に従う配置もあり得る。好適には、砥石車のＣ２回転に加えて、軸Ｙの回転Ｂ２も、設置されるだろう。

このユニットは、回転Ｃ２は、主軸台の回転ＣＣ１及び歯切りユニット２２の回転Ｂ１に同期され得るように、操作とインターフェースも取り得る。これは、ワークピースＰでいっせいに、歯切り制御及び研削制御の両方を同時に実行することを可能にする。

従って、研削ユニット２３若しくは２３’の存在は、最新のＣＮＣ研削機械の研削能力に実質的に対応する研削能力を有する本発明に係る工作機械を設置することを可能にする。

他の方法として、及び図６に示され得るように、機械加工は、ねじ生成プロセスの渦巻きプロセスを実行するための軌道回転ユニット２４を有し、若しくは主軸台及び心押し台の回転ＣＣ１及びＣＣ２、及び、任意の方法での移動Ｘ４、Ｚ４、Ｃ４、Ａ４、Ｙ４と連動される回転の軸の輪郭を描く。明確には、ユニット２４は、他のユニットの軸Ｚの他部分と一緒に、上部若しくは下部の何れか一方にガイド４１及び４２の１つに据え付けられる。

他の方法として、若しくは、追加で、ガイド４１若しくは４２の１つにさらに取り付けられるだろうし、例えば高周波焼き入れの熱処理のための誘導子を支持する特殊なユニット２５が、設置され得る。これは、まだ単独の機械加工サイクルの間に、他のユニットの研削若しくはスカイビングによってこれを仕上げるために、他のユニットによって粗く機械加工されたワークピースをこのユニットで熱的に処理するように、機械加工されるワークピースを実行するための熱処理を可能にするだろう。この場合、要求される機構の軸は、ワークピースの幾つかの位置を追随可能であるために、Ｚ５、Ｘ５及び応用で回転Ｂ５（垂直軸に関連する回転）及びＹ５、（垂直機構）、である。

最終的に、効果的な事項は、機械加工プロセスの型式を元に適切な形状の支持ユニット２６、若しくはレスト２６０を有するユニットの存在であり得る。特に、回転レスト２６０、２つの固定した及び回転するベアリング、若しくは研削レスト２６０’があり得る。支持ユニットは、垂直にそれを挿入するために軸Ｘ６及びＺ６、且つ任意的に軸Ｙ６に従う移動の可能性を少なくとも有する台車に取り付けられる。

支持ユニットによって、機械加工されるワークピースは、特に長尺のワークピース若しくは片持ちの機械加工プロセスで、ワークピースＰの屈曲を最小にするように、支持され得る。

従って、このユニットは、歯切りユニット２１及び／若しくは２２を組み合わせた場合にとりわけ効果を示すので、連係する同時に、工作機械の最大の柔軟性を保証できる。

例えば、これは、小さなワークピースの機械加工の間に、若しくは、さらなる支持を要求しない機械加工プロセスの場面でワークピースＡの外側に維持され、必要の場合に、他のユニットと連係するように ワークピースＡ上に配置され得る。

最終的に、機械加工は、夫々ガイド４２に垂直及び平行な、軸Ｘ７及びＺ７に従う移動を実行できるであろう“後追いの”歯切りユニット２７を有し得る。このユニットは、軸Ｘ７及びＺ７で規定される平面内でＢ回転を許容され、歯切り工具を支持する歯切り心押し台をさらに有する。この場合に、この工具は、長手方向の軸ＺＺ７に従って移動をし、心押し台の回転ＣＣ１に同期する回転Ｃ７と、軸ＺＺ７に従う工具の移動に同期する回転ＣＣ７と、に従って回転する。この場合に、らせん形のガイドが、機械加工プロセスのこのような型式を要求されるために、製造される。このガイドは、“後追いの”歯切りすることに打ち込む機械加工、当業者にとって既知とされる特徴と同等の実施形態で、機械的若しくは電気的システムによって製造され得る。

このようなユニットのための適用の順応性を拡大する目的のために、全体の機械加工心押し台を上げ下げするように、軸Ｙに従う機構も設置され得る。

このユニットで、（軸Ｂ、心押し台のおかげで）ブラインド歯切り、内側若しくは外側、連結、また斜めの、垂直の、若しくは、傾いた正面の歯切りの全てをすることを可能にする。心押し台は、機械的に標準な、工具の空間を有するが、電気的であり得ることを考慮され、工具の作業軸の方向に依存して、Ｘ及びＺ軸から独立する移動の場合でも設置するために、線形モータを適用することによってＸ若しくはＺのいずれか一方、若しくは、組み合わせを適用することを可能にする。

すでに詳細に述べたように、軸Ｃ及びＢを有するユニットは、同時に機械加工するためにも、もう一方に、若しくは、同一の原線で同期可能である。このようなユニットに加えて、機械加工されたワークピースの置換のために、穴あけユニットは、設置され得るし、適切な荷重／除荷ユニットと一体化されたポータルがあり得る。前述のユニットは、いかなる方法及び複数の本発明に係る工作機械を組み合わせられ得ることを留意すべきであり、同一のガイドに２若しくは複数のユニットを組み込む。この特徴は、機械加工でモジュール方式を設置することを可能にし、要求される機械加工プロセスに従って生成され得る。特に、同一の発明思想は、単独のガイド４２の全ユニットを取り付けることによって生成され得ることを理解されるべきである。特に、実施形態の好適な態様に従って、主な回転、及び／若しくは、フライス加工、及び／若しくは、穿孔ユニットが、さらなるガイド４１に取り付けられると同時に、モジューラユニットは、ガイド４２に取り付けられるだろう。

図１０に関連して、詳細な図は、穿孔工具２１０及び平歯切り工具２２０が同一のユニット２２’に取り付けられる、本発明に係る機械加工の実施形態のさらなる態様を提供する。特に、同軸に関連して回転可能である穿孔カッタ２１０及びホブ２２０を有する、このような機械加工プロセスは、単独の工具の手段２００によって実行され得る。穿孔カッタ２１０は、ホブ２２０よりも大きな直径を有するので、後者は、ねじフライス加工若しくはかさ歯切り機械加工プロセスの間にワークピースＡとインタフェースを取れない。従って、ワークピースＡの内側に交互に道具を移動可能にする回転、及び／若しくは、並進の機構によって、このようなユニットの構造は、互いに独立して、交互に２つの工具２１０及び２２０を適用することを可能にする。

所定の場合で、ユニット２２’は、もう一方の端部が心押し台２２１に接続される間に、支持するための一体となった工具２００の一端を有効にする細長い支持部２２２を有する。従って、これら構成要素は、特に、前述の回転及び並進の機構を実行可能にする基礎部材２２３によってガイド４２に取り付けられる。この解決方法は、ホブユニットの頑健性を可能にし、同時に、かさ歯及びねじの機械加工も実行する効果を有する。

先に図示された構造に関連して、ユニットは、ワークピース上で独立して作業し、前部の機械加工プロセスを実行するためにも２つの工具２１０及び２２０を許容するために、さらなる軸に関連して回転の機構Ｃ１を実行もできるだろうことも留意するべきである。

一般的に、製造要件に従って、複数のユニットの組み合わせは、同一のワークピースの機械加工プロセスの最大の柔軟性を可能にする。全ての機械加工プロセスに単独の保持を適用するために、複数の機械加工、及び／若しくは、装置の項目を他の方法で要求する機械加工の周期の時間を十分に軽減可能にする。この特徴は、機械加工プロセスの組み合わせをさらに可能にし、他の機械加工に移転する必要はない。このように、全体の取り付けコストの減少もあるので、単独の多機能機械加工のコストは、個別の機械加工及び対応する装置の総コスト未満になり得る。

複数の機械加工プロセスは、単独の機械加工プロセスの機械加工の負荷／除荷時間よりも早くなることも留意すべきである。

他方で、高い精度の機械加工プロセスが、保持システムのために、ワークピースがかつて取り外されないで、種々のユニットによって完全に機械加工されるという下に保証され、部分的に完全な同心性を保証する。

さらなる効果は、しばしば高価であり、各詳細に明確である機械加工が、簡易なワークピース保持システムを移動し、単独の機械加工プロセスの間に、機械加工は、再機械加工するために保持システムを各個別で有してなければならないことによって提供される。

さらに、ＣＮＣ制御は、同期された方法の全ユニットを制御し、機械加工プロセスの自動管理を完全に可能にする。自発的に機械加工を制御するように、人の配置なしで、連続的に作業をし、もし必要であるなら後処理ユニットを有し、ワークピースを測定し、機械加工の間の測定を修正することをさらに可能にし、非常に経済的な機械加工を提供する。プロセスの間の磨耗若しくは異形の場合の停止を許容する工具軸応力監視システムも設置され得る。

本発明は、実施形態の好適な態様に関連して今まで記載されてきた。同一の発明の主要部を担う他の実施形態の態様が、存在し、後述された請求項の保護範囲内で全て含みうることが理解されるだろう。

Claims (14)

1. 異なる機械加工制御の間に、主軸（ＺＺ１）の周りでのワークピース（Ｐ）の回転（ＣＣ１）を実行するために、作業空間（Ａ）の内側に配置するように、機械加工されるワークピース（Ｐ）を保持するために適切な主軸台（３０）と、
   旋盤細工ワークユニット若しくは多機能工具ワークユニット（１０）を支持する第１のワークガイド（４１）及び少なくとも１つのさらなるワークガイド（４２）であって、前記ワークガイド（４１、４２）は、前記主軸（ＺＺ１）に実質的に平行な方向に延長する、ワークガイド（４１、４２）と、
   を具備し、
   前記さらなるワークガイド（４２）上で移動できる少なくとも１つのさらなる作業ユニット（２１、２２、２２’）に取付けられるねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）、及び平歯切りの機械加工のための工具（２２０）であって、
   機械加工されるワークピース（Ｐ）に対して操作されるために、前記作業空間（Ａ）の内側に、若しくは、前記作業空間（Ａ）の外側に、互いに交互に、独立して配置され得るように、並進の、及び／若しくは、回転の機構によって前記さらなるワークガイド（４２）上で移動される、前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）、及び前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）と、
   を有する総合的な機械加工のための多機能モジューラ工作機械。
2. 少なくとも１つのさらなる作業ユニット（２１、２２、２２’）は、単独のフライス加工及び歯切りユニット（２２’）からなり、
   前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）及び前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）は、単独のフライス加工及び歯切りユニット（２２’）に取り付けられる、請求項１の工作機械。
3. 前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）、及び前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）は、同一の回転（Ｂ１）の軸で回転できる、請求項２の工作機械。
4. 前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）は、前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）よりも大きい直径を有する、請求項２若しくは３の工作機械。
5. 前記フライス加工及び歯切りユニット（２２’）は、前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）若しくは前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）の一端部を支持するための細長い支持部（２２２）を有する作業主軸台（２２１）を支持する前記ガイド（４２）上で移動できる基部（２２３）を有する、請求項２乃至４のいずれか１の工作機械。
6. 前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）及び前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）は、フライス加工カッタ及び細長い工具（２００）のホブの形状で夫々単独のボディとして生成される、請求項２乃至５のいずれか１の工作機械。
7. 少なくとも１つのさらなる作業ユニット（２１、２２、２２’）は、２つの夫々の作業ユニット（２１、２２）からなり、
   前記ねじフライス加工及び／若しくはかさ歯切りの機械加工のための工具（２１０）及び前記平歯切りの機械加工のための工具（２２０）は、２つの夫々の作業ユニット（２１、２２）で支持され、
   前記２つのワークユニット（２１、２２）の機構は、前記ワークピース（Ｐ）の前記回転（ＣＣ１）と少なくとも連動され、
   前記少なくとも２つの作業ユニット（２１、２２）は、これらが、前記機械加工されるワークピース（Ｐ）上で操作されるように、前記作業空間（Ａ）の内側に、若しくは、前記作業空間（Ａ）の外側に、互いに交互に、独立して配置されるように前記作業ユニットガイド（４２）で独立してスライドされる、請求項１の工作機械。
8. 前記主軸台（３０）は、主軸台ガイド（４３）に配置され、心押し台（３１）に組み合わされ、
   前記心押し台（３１）は、保持手段（３１１）によって前記ワークピース（Ｐ）の把保持に作用することと、端部の領域で機械加工を実行するために前記ワークピース（Ｐ）の前記端部を解放することとを交互にできるように前記主軸台ガイド（４３）でスライドされる、請求項１乃至７のいずれか１の工作機械。
9. 前記複数のガイド（４１、４２、４３）は、互いに平行である、請求項１乃至８のいずれか１の工作機械。
10. 前記主軸台（３１）のワークピース（Ｐ）の単独の保持で所定の順序で機械加工を実行するように前記ワークピース（Ｐ）の前記回転（ＣＣ１）を伴う前記２つの作業ユニット（２１、２２）の前記機構を連動するために適切なデジタル制御を有する、請求項７を引用する請求項８若しくは９の工作機械。
11. 前記２つの作業ユニット（２１、２２）の少なくとも一方（２２）は、前記機械加工されるワークピース（Ｐ）の回転（ＺＺ１）の前記軸に対する傾きの角度（β）を規定するように、方向付け可能な対応する工具（２１０）の主作業軸（Ｃ３）を有する、請求項７を引用する請求項８乃至１０のいずれか１の工作機械。
12. 前記ワークガイド（４２）は、一方の作業ユニットがワークピース（Ｐ）を機械加工している場合に、もう一方の作業ユニットが設置される停止セクション（４２”）を有する、請求項７を引用する請求項８乃至１１のいずれか１の工作機械。
13. 機械加工されるワークピースを支持するレスト（２６０；２６０’）を有する支持ユニット（２６；２６’）をさらに有する、請求項１乃至１２のいずれか１の工作機械。
14. 回転、及び／若しくは、フライス加工、及び／若しくは、穿孔の機械加工のためのユニット（１０；１１）と、平歯及びかさ歯切りユニット（２１）と、歯切り及びねじフライス加工ユニット（２２）と、研削ユニット（２３；２３’）と、周期回転ユニット（２４）と、熱処理のための特殊ユニット（２５）と、前記同一のワークガイド（４２）の１つをスライドするように取り付けられ、互いに独立して前記ガイド（４２）に従って移動できるレスト（２６０；２６０’）を有する支持ユニット（２６；２６’）と、２若しくは複数のユニットと、の２つ若しくは複数を有する、請求項１乃至１３のいずれか１の工作機械。

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