JP6913178B2 - 工作機械ならびに工作機械の運転方法 - Google Patents

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Description

この発明は工作機械に関する。この発明はさらに工作機械の運転方法に関する。
工具を取り付けるためのスピンドルとワークピースを収容するための作業アームと前記スピンドル上に取り付けられていて特に射出方向が実質的に前記スピンドルの回転軸と平行である少なくとも1本のノズルとを備えてなる、特に歯科用フライス盤あるいは回転切削装置等の工作機械が知られている。
ドイツ国特許第1690554号明細書により導電性のワークピースの既に前処理された複数の表面を処理すべき表面に対応する導電性の工具を使用して電気化学的に同時処理する工作機械が開示されており、その際各工具の作用面が隣接する2つの領域から形成され、そのうち前進方向において最初に作用する領域をワークピースの所要の表面の電気化学的な切削に適合するように傾斜させ、後続する他方の領域は工具の前進方向と平行に延在するようにし、また各工具に対して前記の後続の領域に隣接して絶縁体を設ける。
またドイツ国特許第2245089号明細書により、気密かつ上蓋を取り外し可能に閉鎖された容器を設け、その容器内に金属片等の固形材を収容するための穴空きの籠を配置し、前記容器に結合された吸引ポンプとマニホールドバルブを設けて選択的にポンプの吸引側と加圧側を容器に接続可能にし、前記籠の上方で容器に接続された吸引管を設けてロックバルブによってそれを遮断可能にし、容器底床部付近に配置された開口部に接続されたドレイン管を設け、その際前記容器が垂直に延在する長手軸を有していてまたその全長にわたって同形で好適には円形の断面を有し、前記マニホールドバルブとロックバルブを前記容器の側面に設置するとともに同様に前記容器の側面の容器底床部付近に前記ドレイン管用の接続部を配置してなる、工作機械等の洗浄装置が開示されている。
従って本発明の目的は、工作機械の作業空間の効率的な洗浄を可能にする、改善された工作機械ならびに工作機械の作動方法を提供することである。
本発明によれば、請求項1の特徴を有する工作機械によって前記の課題が解決される。前記の課題はさらに請求項15の特徴を有する工作機械の作動方法によって解決される。
本発明は、工具を取り付けるためのスピンドルとワークピースを収容するための作業アームと前記スピンドル上に取り付けられていて特に射出方向が実質的に前記スピンドルの回転軸と平行である少なくとも1本のノズルとを備えてなり、特に少なくとも部分的に前記ノズルの前方に延在する偏向部材を前記スピンドルに取り付けるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定してなる、特に歯科用フライス盤あるいは回転切削装置等の工作機械を提供する。
さらに本発明は特に歯科用フライス盤あるいは回転切削装置等の工作機械の作動方法を提供する。前記の方法は、工具を取り付けるためのスピンドルとワークピースを収容するための作業アームを準備することを含む。この方法はさらに、前記スピンドル上に取り付けられていて特に射出方向が実質的に前記スピンドルの回転軸と平行である少なくとも1本のノズルを準備することを含む。さらにこの方法は、前記スピンドルに取り付けられるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定され、特に少なくとも部分的に前記ノズルの前方に延在する偏向部材を準備することを含む。この方法はさらに、前記少なくとも1本のノズルによって放出される液体を前記偏向部材に噴射することを含む。
本発明の発想の1つは、前記スピンドルに取り付けるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定して前記ノズルの前方に配置した偏向部材を設けることによって、工作機械の作業空間の効率的な洗浄のために工作機械の作業空間の特定の領域内に液体を偏向させることを可能にするような方式で前記少なくとも1本のノズルから放出された液体を前記偏向部材に噴射可能にすることを達成することである。
さらに、好適な実施形態および追加構成が従属請求項ならびに図面の説明によって明らかにされる。好適な追加構成によれば、少なくとも2本のノズルをスピンドルに取り付け、それらノズルの射出方向が相互に斜めに延在するとともに特にスピンドルの回転軸の方向を指向するようにする。ノズルを斜め配置にすることによって偏向部材に対する液体噴流の衝突角度を必要条件に応じて調節可能にすることが有効に達成される。
別の好適な追加構成によれば偏向部材が回転可能に支承されるとともにノズルから放出された洗浄液を偏向させ、その際偏向部材が偏向器として作用するとともにその偏向部材の回転に際して偏向部材に衝突する洗浄液を特に少なくとも部分的に偏向部材の回転方向に偏向させる。従って偏向器としての偏向部材の作用とその偏向部材の回転軸周りの回転との組み合わせのため、工作機械の作業空間内の洗浄液の均等な分散を可能にするような方式で偏向部材に衝突する洗浄液を工作機械の作業空間内に効果的に偏向させることができる。
別の好適な追加構成によれば、複数のノズルをスピンドル上あるいはスピンドル周囲に環状に配置し、それらのノズルの射出方向を偏向部材に向かって指向させる。従って偏向部材の周りに環状に配置されたノズルによって有効な方式でその偏向部材の周囲に沿って均等に洗浄液を噴射することができる。
別の好適な追加構成によれば、スピンドルを特に実質的に円錐台型のスピンドルハウジング内に収容されたスピンドルモータと回転ずれしないように結合し、その際前記スピンドルハウジングの端面上にノズルを形成する。スピンドルモータをスピンドルハウジング内に収容することによって、スピンドルとスピンドルモータとスピンドルハウジングからなる小型のスピンドルユニットの構成を有効に達成することができる。スピンドルハウジングを円錐台型に形成することによって、工作機械の作業アームを介したスピンドルへの改善された接近性が好適な方式で可能になる。
別の好適な追加構成によれば、偏向部材が実質的にスピンドルの回転軸と平行に延在するグルーブを備え、また偏向部材は法線が実質的にノズルの射出方向に延在する少なくとも1つの衝突面を備え、前記衝突面が特に衝突した洗浄液の液流を噴霧化するように作用する。実質的に垂直な偏向部材の衝突面の構成によって、偏向部材に噴射された洗浄液が衝突面への衝突に際して実質的に側方ならびに下方のスピンドルおよびスピンドルハウジングの方向に反射され、それによってスピンドルおよびスピンドルハウジングの側壁、底床面の領域が前記衝突面によって噴霧化された洗浄液によって洗浄可能になることが有効に保証される。
別の好適な追加構成によれば、衝突面を偏向部材の端部、特に上端部に形成し、洗浄液の噴流が上向きの場合は下方に指向するようにする。従って洗浄液の噴流の下方への偏向あるいは転向を有効に保証することができる。
別の好適な追加構成によれば工作機械が洗浄用の制御機構を備え、スピンドルに偏向部材が装着された際に前記制御機構が洗浄工程を起動し、その洗浄工程中にノズルが前記偏向部材に向かって洗浄液を放出し、さらに前記洗浄工程中にスピンドルを回転させるためにスピンドルモータが少なくとも部分的に点入される。従ってスピンドルへの偏向部材の装着が手動で行われるかあるいは自動的に行われるかに応じて半自動式あるいは全自動式の洗浄工程の開始が可能になる。
別の好適な追加構成によれば、偏向部材がスピンドルに締付け固定可能なシャフトを備える。従って、既存のスピンドル構造に締付け固定可能であるような方式で偏向部材を形成することが好適であり、すなわちスピンドルの取り付けチャックによってスピンドル内に締付け固定し得るような方式で偏向部材のシャフトが形成される。
別の好適な追加構成によれば、作業アームによってスピンドルのノズルの前方に搬送することができる衝突面を有する作業アーム偏向部材を工作機械が備え、前記作業アーム偏向部材は特に高さ位置に関してノズルの前方に搬送可能である。従って工作機械が偏向部材に加えて別の作業アーム偏向部材を備えることが好適であり、前記作業アーム偏向部材は前記の作業アームによる搬送可能性によってその作業アーム偏向部材に衝突した洗浄液のより拡大された分散可能性あるいは偏向可能性を提供し得るような方式でスピンドルのノズルの前方に配置可能である。
別の好適な追加構成によれば、作業アーム偏向部材がスピンドル偏向部材の周囲に整合するとともに動作位置において少なくとも部分的にスピンドル偏向部材の周囲に延在する。作業アーム偏向部材の形状が少なくとも部分的にスピンドル偏向部材の雌型に相当するような方式で作業アーム偏向部材を形成することによって、スピンドル偏向部材の長軸の周りの特定の作用点に沿って作業アーム偏向部材を配置することができる。
別の好適な追加構成によれば、作業アーム偏向部材が作業アーム上での傾斜に関して調節可能であるとともに、その傾斜によってフライス盤の切削空間の異なった底床領域に反射された洗浄液流を噴射する。すなわち、作業アーム偏向部材の傾斜を調節することによって作業アーム偏向部材に噴射された洗浄液の放射特性あるいは偏向特性をフライス盤の切削空間の形状に応じて好適に調整することが可能になる。
別の好適な追加構成によれば、作業アーム偏向部材が傾斜したシャフトを備え、そのシャフトは作業アームのチャック内に収容可能である。従って、既存の工作機械の作業アームのチャック内に作業アーム偏向部材のシャフトを収容することができる。
別の好適な追加構成によれば、反射された洗浄液流をフライス盤あるいは回転切削装置として形成された工作機械の切削空間の任意の領域に噴射し得るような形式でスピンドル偏向部材および/または作業アーム偏向部材に衝突面を形成する。従って工作機械の切削空間に適応した放射特性を設定することができる。
上述した構成および追加構成は任意に組み合わせることができる。
本発明のその他の可能な構成形態、追加構成および実施形態には、具体的に言及されていない組み合わせまたは以下の実施例の説明に関連して記述する本発明の特徴が含まれる。
添付図面は本発明の実施形態をより詳細に理解するためのものである。添付図面は実施形態を図示すると同時に詳細な説明と合わせて本発明の原理および概念を明らかにする。
他の実施形態ならびに上述した多くの利点が添付図面によって理解される。図中に示された構成要素は必ずしも忠実な縮尺によって図示されたものではない。
本発明の好適な実施形態に係る工作機械のスピンドル上に取り付けられた偏向部材を概略的に示した説明図である。 本発明の好適な実施形態に係る工作機械とその中に配置されたスピンドルおよび作業アームを概略的に示した説明図である。 本発明の好適な実施形態に係るスピンドル偏向部材と作業アーム偏向部材をいずれも組み立てられた状態で概略的に示した説明図である。 本発明の好適な実施形態に係る作業アーム偏向部材を示した側面図である。 本発明の好適な実施形態に係るスピンドル偏向部材の周囲に延在する作業アーム偏向部材の衝突面を概略的に示した説明図である。 本発明の好適な実施形態に係る工作機械の作動方法のフローチャート図である。
添付図面において同一の参照符号は別途の説明がない限り同一あるいは同一機能の要素、部品、あるいは構造体を示すものとする。
図1には本発明の好適な実施形態に係る工作機械のスピンドル上に取り付けられた偏向部材が概略的に示されている。
工作機械1は歯科用フライス盤によって好適に形成される。それに代えて工作機械1を回転切削装置として形成することもできる。工作機械1はスピンドル10を備える。スピンドル10は工具を収容するように形成される。加えて工作機械1は作業アーム12を備える。作業アーム12はワークピースを収容するように形成される。
さらに、工作機械1は複数のノズル14a,14b,14c,14d,14e、ならびにスピンドルの偏向部材によって遮閉されるため図1には示されていない別のノズルを好適に備える。前記複数のノズル14a,14b,14c,14d,14eはスピンドル10上に設けられる。射出方向Rは実質的にスピンドル10の回転軸Aと平行である。偏向部材16がスピンドルに取り付けられ、ノズル14aないし14eの前方に延在する。偏向部材16はスピンドルに締付け固定するような方式でスピンドルに取り付けることが好適である。
代替的に、偏向部材16を例えばスピンドル10に嵌合させることもできる。さらに、ノズル14aないし14eの射出方向Rを例えば相互に斜めに延在させ、特に例えばスピンドル10の回転軸Aの方向に指向させることもできる。
偏向部材16は回転可能に支承されるとともにノズル14aないし14eから放出された洗浄液を偏向させるように形成される。その際偏向部材16が偏向器として作用する。従って偏向部材の回転によってその偏向部材に衝突する洗浄液が少なくとも部分的に偏向部材の回転方向に偏向される。
複数のノズル14aないし14eをスピンドル10の周りに環状に配置することが好適である。それに代えて、ノズル14aないし14eの数を変更するかあるいはその他の適宜な方式で偏向部材16に相関させてスピンドル10上に配置することもでき、例えば三角形、四角形、五角形、あるいは六角形の配置としてその際各ノズルを多角形の頂点に配置することができる。
スピンドル10はスピンドルモータ18に回転ずれしないように結合される。スピンドルモータ18はスピンドルハウジング20内に収容される。スピンドルハウジング20は実質的に円錐台形状に形成され、その際ノズル14aないし14eがスピンドルハウジング20の端面22上に形成される。
偏向部材16は周囲面にわたって配分されたグルーブ24a,24b,24cを備え、それらが実質的にスピンドル10の回転軸Aと平行に延在する。偏向部材16は実質的にシリンダ形状に形成することが好適である。それに代えて偏向部材16が例えば多角形状を有するようにすることもできる。偏向部材16の表面上のグルーブ24a,24b,24cは半円筒の形状を有することが好適である。それに代えて、グルーブ24a,24b,24cを他の適宜な形状の偏向部材16の表面上の窪み部とすることもできる。
偏向部材16は衝突面26を備え、その衝突面の法線が実質的にノズル14aないし14eの射出方向Rに延在する。衝突面26はその衝突面に衝突する洗浄液の液流を噴霧化するように作用する。
衝突面26は、偏向部材16の末端28、特に上端に形成することが好適である。衝突面26の放射特性は、その衝突面26に衝突する洗浄液の噴射流を下方に反射するように調整される。
工作機械1はさらに洗浄用の制御機構30を備える。制御機構30はスピンドル10に偏向部材16を装着した際に半自動式あるいは全自動式に付勢可能である。例えばスピンドルへの偏向部材16の装着を半自動式、すなわち手動で実行するか、または適宜な嵌合機構によって全自動式にスピンドル10上に設置することができる。
洗浄工程中にノズル14aないし14eが偏向部材16に向かって洗浄液を放出する。洗浄工程中に制御機構30によってスピンドルモータ18が制御され、従って洗浄工程中にスピンドル10が回転するとともに偏向部材16が回転によって洗浄液を工作機械1の作業空間内に散布する。
偏向部材16はさらにスピンドルに締付け固定可能なシャフト16aを備える。
図2には、本発明の好適な実施形態に係る工作機械とその中に配置されたスピンドルおよび作業アームが概略的に示されている。作業アーム偏向部材が作業アーム12に取り付けられた状態で示されている。同様にスピンドル偏向部材16がスピンドル10に取り付けられた状態で示されている。作業アーム偏向部材32はニュートラル状態に位置しており、その位置において作業アーム偏向部材はスピンドル偏向部材16と接触しないかあるいはスピンドル偏向部材の周囲に配置されない。作業アーム偏向部材は作業アーム12の移動によって任意の時点でスピンドル偏向部材16に対して任意の所要の位置に配置することができる。
図3には、本発明の好適な実施形態に係るスピンドル偏向部材と作業アーム偏向部材がいずれも組み立てられた状態で概略的に示されている。図3に示された状態において作業アーム偏向部材32は、その作業アーム偏向部材の衝突面がスピンドル偏向部材16の周囲に延在するような方式で工作機械1の切削空間内に配置される。図3に示されたスピンドル偏向部材16に対する作業アーム偏向部材32の配置によって、工作機械1の切削空間の底床領域とスピンドル10の表面に洗浄液が有効に噴射されるような方式で好適に放射特性を変化させることができる。
従って作業アーム偏向部材32がスピンドル10のスピンドル偏向部材16の周囲に整合し、作動状態において部分的にスピンドル偏向部材16の周りに延在する。作業アーム偏向部材32は作業アーム12上での傾斜βに関して調節可能であり、それによってフライス盤の切削空間の異なった底床領域に反射された洗浄液流を噴射することができる。作業アーム偏向部材32は傾斜したシャフト32aを備え、そのシャフトは作業アーム12のチャック12a内に収容可能である。
反射された洗浄液流をフライス盤の切削空間の任意の領域に噴射し得るような方式でスピンドル偏向部材16および作業アーム偏向部材32に衝突面が形成される。
図4は、本発明の好適な実施形態に係る作業アーム偏向部材を示した側面図である。作業アーム偏向部材32の衝突面32はその作業アーム偏向部材32のシャフトに対して角度βで傾斜して設置される。傾斜角度βは20ないし40°、特に30°とすることが好適である。作業アーム偏向部材32の衝突面26を傾斜させて形成することにより、工作機械1の作業アーム12が傾斜している際に衝突面26をスピンドル10の回転軸に対して実質的に直角に配置することができる。
工作機械1は作業アーム偏向部材32を備える。その作業アーム偏向部材が衝突面26を備え、その衝突面を作業アーム12によってスピンドルのノズル(図4には示されていない)の前方に搬送することができる。作業アーム偏向部材32は特に高さ位置に関してノズルの前方に搬送し得るように形成される。
図5には、本発明の好適な実施形態に係るスピンドル偏向部材の周囲に延在する作業アーム偏向部材の衝突面が概略的に示されている。この実施形態において作業アーム偏向部材32の衝突面26は半円形あるいはC型に形成される。すなわち、この作業アーム偏向部材32の衝突面26の構成をスピンドル偏向部材16のシリンダ形状の構成に有効に適合させることができ、従って作業アーム偏向部材32の衝突面26がスピンドル偏向部材を少なくとも部分的に囲繞することができる。従って作業アーム12の移動によって作業アーム偏向部材の衝突面26をスピンドル10の回転軸Aに対して例えば180°変位あるいは移動させることができ、それによって変更された作業アーム偏向部材32の放射特性を形成することができる。
図6には、本発明の好適な実施形態に係る工作機械の作動方法のフローチャートが示されている。
この方法は、S1:工具を収容するためのスピンドルとワークピースを収容するための作業アームを準備することを含む。この方法はさらに、S2:前記スピンドル上に取り付けられていて特に射出方向が実質的に前記スピンドルの回転軸と平行である少なくとも1本のノズルを準備することを含む。さらにこの方法は、S3:前記スピンドルに取り付けられるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定され、特に少なくとも部分的に前記ノズルの前方に延在する偏向部材を準備することを含む。この方法はさらに、前記少なくとも1本のノズルによって放出される液体を前記偏向部材に噴射することを含む。
以上、本発明の好適な実施例につき説明したが、本発明が上記の説明によって限定されることはなく、多く種類および方式で設計変更し得ることは勿論である。すなわち本発明は、発明の核心から逸脱することなく多様な方式で変更あるいは改良することができる。
例えば、工作機械の構成要素の形状、寸法および/または特徴を変更することができる。

Claims (15)

  1. 工具を取り付けるためのスピンドル(10)とワークピースを収容するための作業アーム(12)と前記スピンドル(10)上に取り付けられていて射出方向(R)が実質的に前記スピンドル(10)の回転軸(A)と平行である少なくとも1本のノズル(14a)とを備えてなる歯科用フライス盤あるいは回転切削装置として形成された工作機械(1)であり、少なくとも部分的に前記ノズル(14a)の前方に延在する偏向部材(16)を前記スピンドル(10)に取り付けるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定することを特徴とする工作機械。
  2. 少なくとも2本のノズル(14a,14b)をスピンドル(10)に取り付け、それらノズルの射出方向(R)が相互に斜めに延在するとともにスピンドル(10)の回転軸(A)の方向を指向することを特徴とする請求項1記載の工作機械。
  3. 偏向部材(16)が回転可能に支承されるとともにノズル(14a,14b)から放出された洗浄液を偏向させ、その際偏向部材(16)が偏向器として作用するとともにその偏向部材の回転に際して偏向部材に衝突する洗浄液を少なくとも部分的に偏向部材の回転方向に偏向させることを特徴とする請求項1または2記載の工作機械。
  4. 複数のノズル(14a,14b,14c,14d,14e)をスピンドル(10)上あるいはスピンドル周囲に環状に配置し、それらのノズルの射出方向を偏向部材(16)に向かって指向させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の工作機械。
  5. スピンドル(10)を実質的に円錐台型のスピンドルハウジング(20)内に収容されたスピンドルモータ(18)に回転ずれしないように結合し、その際前記スピンドルハウジング(20)の端面(22)上にノズル(14a,14b)を形成することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の工作機械。
  6. 偏向部材(16)が実質的にスピンドル(10)の回転軸(A)と平行に延在するグルーブ(24a,24b,24c)を備え、また偏向部材(16)は法線が実質的にノズル(14a,14b)の射出方向(R)に延在する少なくとも1つの衝突面(26)を備え、前記衝突面(26)が衝突した洗浄液の液流を噴霧化するように作用することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の工作機械。
  7. 衝突面(26)を偏向部材(16)の端部(28)に形成し、洗浄液の噴流が上向きの場合は下方に指向するようにすることを特徴とする請求項6記載の工作機械。
  8. 工作機械(1)が洗浄用の制御機構(30)を備え、スピンドル(10)に偏向部材(16)が装着された際に前記制御機構(30)が洗浄工程を起動し、その洗浄工程中にノズル(14a,14b)が前記偏向部材(16)に向かって洗浄液を放出し、さらに前記洗浄工程中にスピンドル(10)を回転させるためにスピンドルモータ(18)が少なくとも部分的に点入されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の工作機械。
  9. 偏向部材(16)がスピンドル(10)に締付け固定可能なシャフト(16a)を備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の工作機械。
  10. 作業アーム(12)によってスピンドル(10)のノズル(14a,14b)の前方に搬送することができる衝突面(26)を有する作業アーム偏向部材(32)を工作機械(1)が備え、前記作業アーム偏向部材(32)は高さ位置に関してノズル(14a,14b)の前方に搬送可能であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の工作機械。
  11. 作業アーム偏向部材(32)がスピンドル(10)のスピンドル偏向部材(16)の周囲に整合するとともに動作位置において少なくとも部分的にスピンドル偏向部材(16)の周囲に延在することを特徴とする請求項10記載の工作機械。
  12. 作業アーム偏向部材(32)が作業アーム(12)上での傾斜(β)に関して調節可能であるとともに、その傾斜によってフライス盤の切削空間(36)の異なった底床領域(34a,34b)に反射された洗浄液流を噴射することを特徴とする請求項10または11記載の工作機械。
  13. 作業アーム偏向部材(32)が傾斜したシャフト(32a)を備え、そのシャフトは作業アーム(12)のチャック(12a)内に収容可能であることを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の工作機械。
  14. 反射された洗浄液流をフライス盤あるいは回転切削装置として形成された工作機械(1)の切削空間(36)の任意の領域(34a,34b)に噴射し得るような形式でスピンドル偏向部材(16)および/または作業アーム偏向部材(32)に衝突面を形成することを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の工作機械。
  15. 工具を収容するためのスピンドル(10)とワークピースを収容するための作業アーム(12)を準備し(S1);
    前記スピンドル(10)上に取り付けられていて射出方向(R)が実質的に前記スピンドル(10)の回転軸(A)と平行である少なくとも1本のノズル(14a)を準備する(S2)工程を含んでなる歯科用フライス盤あるいは回転切削装置として形成された工作機械(1)の作動方法であり、
    前記スピンドル(10)に取り付けられるかあるいは前記スピンドル内に締付け固定され、少なくとも部分的に前記ノズル(14a)の前方に延在する偏向部材(16)を準備すること(S3)と;
    前記少なくとも1本のノズル(14a)によって放出される液体を前記偏向部材(16)に噴射すること(S4)を特徴とする方法。
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