JPH11503978A - 数値制御加工ユニット用工具カセット結合機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、スピンドル支持滑筒（４０）が横切る（矢印Ｚ）可動のスライドベース（３０）がそれに添って滑動する（矢印Ｙ）レール（２１ａ、２２ｂ）を備えた２つの縦枠（２１、２２）を持った鉛直なバーチカルコンソール（２０）の運動（矢印Ｘ）を保証するレール（１１、１２）を備えた台（１０）と、バーチカルコンソール（２０）を取り囲んでスライドベース（３０）の上に載せられ、スピンドル支持滑筒（４０）によって横切られることができ、工具カセット（６０）の支持クラウン（５１）で構成され、バーチカルコンソール（２０）の回りで回転可能（矢印Ｒ）に取り付けられている工具カセット（６０）のマガジン（５０）とを含む種類のトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット用の工具カセット（６０）結合機構に関する。工具カセット（６０）の結合機構は、台（１０）に固定され、直角の滑り溝（５２ａ）が基底に作られた円形トラック（５２）の回りに回転するマガジン（５０）のクラウン（５１）の回転（矢印Ｒ）案内上にあり、上記クラウン（５１）によって駆動される工具カセット（６０）の回転運動にもまた追従するために、上記工具カセット（６０）に取り付けられたローラ（６２ａ、６２ｂ）がその直角の滑り溝（５２ａ）の中に保持され、そこで案内される。応用：トランスファーマシーン、加工セル。

Description

【発明の詳細な説明】 数値制御加工ユニット用工具カセット結合機構 本発明は工作機械の分野に特色を有し、特にトランスファーマシーン用数値制 御加工ユニットに関する。 本出願人のフランス特許第８５.０２８９７号において、本出願人はトランス ファーマシーン用数値制御３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）加工ユニットを提案した。図１の 斜視図に示すようなこのユニットは、本質的に１対のレール１２、１３が設けら れた盤台１１からなる台１０で構成されており、レール１２、１３が上記盤台１ １の上に乗っているバーチカルコンソール２０の矢印Ｘで示された水平方向の滑 動を可能にしている。２つの縦枠２１、２２を持った単一ブロック型のこのバー チカルコンソール２０には１対のレール２１ａ、２２ａが設けられており、スラ イドベース３０がその上を矢印Ｙで示された鉛直方向に滑動し、Ｘ方向に垂直な 水平方向（矢印Ｚ）に移動するスピンドル支持用の滑筒４０がスライドベース３ ０を横切っている。工具カセット６０を支持しているクラウン５１で構成される マガジン５０がバーチカルコンソール２０を全周にわたって取り囲んで、スライ ドベース３０の上に搭載されている。本発明の文脈では、「工具カセット」と言 う語は、 −ギヤボックス用の掃引による面のフライス加工、 −ギヤポンプ用の倣いによるフライス加工、 −シリンダヘッド、ホイールスピンドル用の階段状出発点を持ったフライス加 工、 −シリンダ内面荒削りを含むフライス加工、 −正確な軸間距離を持った精密シリンダ内面仕上げ、 −形どり、内あるいは外螺子山切り、 −位置および寸法が選択にしたがって可変の穴、 等々のような、可変操作の実行を可能にする単数または複数の加工スピンドルの 引出しを行なう機構を含む箱と理解されたい。 マガジン５０のクラウン５１は、バーチカルコンソール２０の回りに、矢印Ｒ で示される回転方向に回転可能に取り付けられ、滑筒４０の支持先端４１と対面 して行なわれる加工操作の種類に応じて選択された工具カセット６０を導くこと ができるようになっている。ついで、支持先端４１がクラウン５１によって選択 された工具カセット６０を受けて固定するように構成されている滑筒４０のＺ方 向の移動を制御することにより、クラウン５１を横切って、工具交換アームとの 干渉を避けながら、上記選択された工具カセット６０が加工しようとする部品片 まで導かれる。上記部品片での加工操作の実行を可能とするため、滑筒４０には 、結合された工具カセット６０に装備されている色々なスピンドルの回転駆動（ 矢印ｒ）が支持先端４１で実行されるように、工具カセット６０の機構と一緒に 動作する駆動手段である、モータ４２が内蔵されている。 このユニットの中で、工具カセット６０は特に工具カセット支持板６１を通し て滑筒４０の支持先端４１に固定されている。工具カセット支持板６１もまたマ ガジン５０のクラウン５１への工具カセット６０の結合手段を構成している。こ のため、工具カセット支持板６1の断面は、滑筒４０の支持先端４１の断面の寸 法と同じ寸法となっており、駆動手段であるモータ４２に平行な複数の繋材の助 けによって、滑筒４０の支持先端４１へ工具カセット支持板６１が締め付けられ るようになっている。 本出願人のフランス特許第８５.０２８９７号の加工ユニットの一般的な実施 は、当時存在していた倉庫の機械の動作に対して議論の余地のない進歩を構成す るものではあったが、特に実施の費用の点と、その動作の複雑さが障害であり続 けている工具カセット支持板の結合システムを動かす機構の点で、改善の余地が ある。実際、特に繋材に関係する幾つかの部品が大きく摩耗するため、調節、制 御、保守すなわち交換頻度が大きくなり、それに従ってこの機構の故障の原因が 多くなる。その上、滑筒の支持先端によって支持され、遊びまたは摩耗の作用を 受けている工具カセットが、滑筒の支持先端から抜け落ち、工具カセットの落下 が早められる可能性があるという危険がある。 このため、本出願人は、この考察および前に作成された仕様書から出発して、 マガジンの中の工具カセットの案内を改善し、部品片の加工および工具カセット の捕捉、配置の段階で、工具カセットの滑筒との結合を保証して、工具カセット の結合機構を改良することを目的とする研究を行なった。それらの研究は数値制 御加工ユニットの滑筒の支持先端への工具カセット結合機構の新規な１実施の態 様となって終わった。 本発明の目的を発展させ、それをより良く理解するために、フランス特許第８ ５.０２８９７号に提案されたような３軸加工ユニットを例として採用したが、 提案された結合機構がこの種のあらゆる他のトランスファーマシーンに内蔵可能 であり、それが２軸あるいは１軸を持つものでもよいことは勿論である。 工具カセット結合機構のこの新しい概念を適用することを可能とする本発明の 第１の目標は、回転（矢印Ｒ）マガジンの支持クラウンを、台に固定され、少な くとも１つの滑り溝が予め形成されている円形のトラックの回りで案内すること であり、工具カセットに付随する走行部材はその滑り溝の中に保持され、案内さ れるようになっている。クラウン５１の回転Ｒを導くこの円形トラックを配設す ることにより、上記クラウンによってバーチカルコンソールの回りで回転（矢印 Ｒ）駆動される工具カセットが（台に対して固定の）上記滑り溝の中に保持され 、そこで案内されるという大きな利点がもたらされる。台に固定された部材であ る円形トラックの滑り溝によって、工具カセットの回転運動が調整され、工具カ セットの位置測定が正確に行われ、工具カセットがマガジン上に確実に保持され るようになる。 本発明の基本的な構成においては、この円形トラックが存在するので、スピン ドル支持用の滑筒の移動に追従することが可能で、滑筒に面して設けられた可動 の扇形滑り溝を思い付くことができた。スピンドル支持滑筒の前に導かれ、選択 された工具カセットの走行部材もまたその中にある可動の扇形滑り溝は、工具カ セットの移動に伴って移動することができ、このため、可動の扇形滑り溝は、工 具カセットおよびその走行部材のスライドベースとマガジンを通しての移動によ って一緒に動かされる。 本発明の他の１つの目標は、その可動の扇形滑り溝を、台に固定された支持の 中で台と平行に移動するように案内され、スピンドル支持用の滑筒によって移動 させられる工具カセットの走行部材によって駆動される上記扇形滑り溝の移動に 伴って移動する、アームの先端に結合することである。 本発明の他の１つの目標は、加工スピンドルの背面にあって、スピンドル支持 滑筒の支持先端に対面する工具カセットの鉛直な前面に、望ましくは（部分的に または全体的に）、工具カセットの全幅に亘って伸びる、断面がＴ字形の、スピ ンドル支持用の滑筒の支持先端に設けた少なくとも１つの把握手段と連繋して用 いる、少なくとも１つの溝を作ることである。こうすることにより、選択された 工具カセットの溝が滑筒の支持先端の把握手段に面しているとき、マガジンのク ラウンによって駆動される工具カセットの回転Ｒが、自動的に上記把握手段をそ の溝の中に導入する。それは走行手段がマガジンのトラックを離れる前である。 把握手段を溝のＴの内部の簡単な拘束手段に結合させれば、確実で、構造が簡単 で、容易に実施できる、滑筒への工具カセットの結合機構が得られる。その上、 その拘束手段に欠陥があるときには、把握手段のみでスピンドル支持滑筒上に工 具カセットを保持することができる。 以上本発明の一般的な概念を最も初歩的な形で開示したが、数値制御加工ユニ ットのスピンドル支持滑筒への工具カセットの結合機構の好ましい１実施の態様 に関するより十分な詳細は、以下の記載およびその実施の態様を表わす付図を参 照すれば、一層良く理解されるであろう。 付図中、 図２および３は、本発明による結合機構を内蔵する、図１の３軸加工ユニット のスピンドル支持滑筒４０およびマガジン５０の断面図である。 図４は、結合機構の色々な手段の分解斜視図である。 図５および６は、結合機構の動作を示す斜視図である。 図２および３は、図１に示され、本発明の基本的な概念を尊重する新しい工具 カセット６０の結合機構を内蔵した、数値制御の３軸加工ユニットの滑筒４０、 マガジン５０および工具工具カセット６０を示す。以下の説明を一層良く理解す るために、それらの図の右の部分は、選択され、滑筒４０に面して位置している 工具カセットを含むマガジン５０を示し、また、図の左の部分は、選択されず、 最初のものとは直径を挟んで反対側のマガジン５０の中に設置された工具カセッ ト６０を示す。 本発明によれば、工具カセット６０を保持している回転マガジン５０のクラウ ン５１は、クラウン５１の上部の個所で、機械の台１０に結合された円形のトラ ック５２の回りで回転運動（矢印Ｒ）をするように案内される。図面の左の部分 を参照すればより詳細に見ることができるように、トラック５２には一部直角に 画かれている滑り溝５２ａが設けられており、図４に見られるように、工具カセ ット６０の上の壁に対となって設けられているローラ６２ａ、６２ｂがその中に 保持され、滑動することができる。この直角の滑り溝５２ａは、クラウン５１が 円形のトラック５２の回りで回転駆動（矢印Ｒ）されるときの工具カセット６０ のローラ６２ａ、６２ｂ用の転がり道を定義する。 図３および４の図面の右の部分および図３、４、および５の全体を参照すれば 、円形トラック５２は、スピンドル支持用の滑筒４０に面している部分の、固定 の滑り溝５２ａの直角な断面形状の延長部分に、上記滑筒の移動（矢印Ｚ）に伴 って移動することが可能な逆Ｕ字形の扇形滑り溝５２ａ’を持っており、選択さ れた工具カセット６０が滑筒４０の支持端４１に結合されたとき、逆Ｕ字形の扇 形滑り溝５２ａ’が内部にある工具カセット６０のローラ６２ａ、６２ｂによっ て駆動され、図３および６の図面に示されているように、滑筒の移動に伴って円 形トラック５２’から離れるようになっている。可動の扇形滑り溝５２ａ’は、 台１０に固定された支持５３ａの内部で可動の扇形滑り溝５２ａ’の移動（矢印 Ｚ）に伴って平行移動（矢印Ｚ）するように案内されるアーム５３の先端に結合 されている。 工具カセット６０が滑筒４０の位置に来たとき、工具カセット６０の滑筒４０ の支持先端４１に対面する鉛直な前面の一部には、上記工具カセットの側面にお ける断面形状がそれぞれＴ字形の２つの平行な溝６３ａ、６３ｂが設けられてい る。溝６３ａ、６３ｂは、スピンドル支持滑筒４０の支持先端４１に装備されて いる適当な把握手段４１ａ、４１ｂと連繋し、選択された工具カセット６０が上 記支持先端４１に面して存在し始めるとき、把握手段４１ａ、４１ｂは、滑筒４ ０の支持先端の前に来たばかりの工具カセット６０の回転Ｒの効果で、漸進的に かつ自動的に溝６３ａ、６３ｂの中に導入される。把握手段４１ａ、４１ｂは、 選択された工具カセット６０の滑筒４０への結合を強固にすることが可能な、簡 単な締め金手段からなる。このようにして、滑筒４０の支持先端４１に配設され ている駆動手段であるモータ４２（図１を見よ）は、そのとき、加工操作を行な う用意が出来ている工具カセット６０の箱の機構と連動することが可能となる。 溝６３ａ、６３ｂは、把握手段４１ａ、４１ｂの円運動Ｒと整合がするように、 工具カセット６０の幅に亘って形成されている。従って、それらの溝は予め連続 した曲線形状にするか、あるいは製造の簡単化のため、結合位置で上記把握手段 に面するように、上記把握手段の円形軌道の上に扇形に分割して設ける。同様に 、溝のＴ字形の断面形状は、把握手段の応力分布がより良好になるように、傾斜 した突出形状に形成される。それは熟練工によって正しく作られるだろう。 以上記載され、図示された工具カセットの結合は、本発明を限定するために記 載、図示したものではなく、寧ろ開示のために記載、図示したものと理解されな ければならない。色々な手直し、修正および改良を、それにも拘らず最も広い面 および精神で理解される本発明の枠から出ることなしに、以上の例に加えること ができるだろう。 図面を一層良く理解できるように、説明を加えた引用番号の表が以下に挙げら れる。 １０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・台 １１ ・・・・・・・・・・・・・・盤台 １２、１３ ・・・・・・・・盤台１１のレール ２０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・バーチカルコンソール ２１、２２ ・・・・・・・・バーチカルコンソール２０の縦枠 ２１ａ、２２ａ ・・・・・・縦枠２１、２２のレール ３０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・スライドベース ４０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・滑筒 ４１ ・・・・・・・・・・・・・・滑筒４０の支持先端 ４１ａ、４１ｂ ・・・・・・把握手段 ４２ ・・・・・・・・・・・・・・駆動手段であるモータ ５０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・マガジン ５１ ・・・・・・・・・・・・・・マガジン５０のクラウン ５２ ・・・・・・・・・・・・・・固定の円形のトラック ５２ａ ・・・・・・・・固定の直角の滑り溝 ５２ａ’ ・・・・・・・・可動の逆さにされたＵ字形の扇形滑り溝 ５３ ・・・・・・・・・・・・・・扇形滑り溝５２ａ’の案内アーム ５３ａ ・・・・・・・・・・アーム５３の案内支持 ６０ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・工具カセット ６１ ・・・・・・・・・・・・・・工具カセット支持板 ６２ａ、６２ｂ ・・・・・・工具カセット保持の走行ローラ ６３ａ、６３ｂ ・・・・・・工具カセットのＴ字形の溝 矢印Ｘ ・・・・・・・・・・・・・・・・バーチカルコンソール２０の滑動運動 矢印Ｙ ・・・・・・・・・・・・・・・・スライドベース３０の滑動運動 矢印Ｚ ・・・・・・・・・・・・・・・・滑筒４０の滑動運動 矢印Ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・・クラウン５１の回転運動 矢印ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・・スピンドル支持制御手段４２の回転運動

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 また追従するために、上記工具カセット（６０）に取り 付けられたローラ（６２ａ、６２ｂ）がその直角の滑り 溝（５２ａ）の中に保持され、そこで案内される。応 用：トランスファーマシーン、加工セル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．工具カセット（６０）を支持するクラウン（５１）から構成され、スピンド ル支持滑筒（４０）が横切る（矢印Ｚ）ことができ、上記クラウン（５１）は上 記クラウン（５１）の回りで駆動される上記カセット（６０）の回転運動（矢印 Ｒ）に随伴するように形成されており、台（１０）に固定された円形トラック（ ５２）の回りに案内されるマガジン（５０）が、回転（矢印Ｒ）可能に取り付け られた台（１０）を含んでなるトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット において、上記マガジン（５０）の上記円形トラック（５２）は、上記工具カセ ット（６０）の上面上に設けた走行ローラ（６２ａ、６２ｂ）を保持、案内する 滑り溝（５２ａ）を有し、上記滑り溝（５２ａ）は断面が直角形状を成して上記 マガジン（５０）の上の部分に設けられている上記円形トラック（５２）の基底 に作られていることを特徴とするトランスファーマシーン用数値制御加工ユニッ ト。 ２．上記台（１０）に固定された上記円形トラック（５２）は、上記スピンドル 支持滑筒（４０）が存在する個所において、上記スピンドル支持滑筒の移動（矢 印Ｚ）に追従することを可能とする移動性を付与された扇形滑り溝（５２ａ’） を有することを特徴とする、請求項１記載のトランスファーマシーン用数値制御 加工ユニット。 ３．上記可動の扇形滑り溝（５２ａ’）は、上記固定の滑り溝（５２ａ）の直角 断面形状の延長部に、逆Ｕ字形の断面形状を持って設けたことを特徴とする、請 求項２記載のトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット。 ４．上記可動の扇形滑り溝（５２ａ’）は、上記スピンドル支持滑筒（４０）と 、 上記スピンドル支持滑筒（４０）に結合された上記工具カセット（６０）のロー ラ（６２ａおよび６２ｂ）によって搭載されている上記可動の扇形滑り溝（５２ ａ’）とが、一緒に移動（矢印Ｚ）できるように、上記台（１０）に固定された 案内支持（５３ａ）の中でに平行に移動（矢印Ｚ）するアーム（５３）に結合さ れていることを特徴とする、請求項２記載のトランスファーマシーン用数値制御 加工ユニット ５．上記工具カセット（６０）が上記スピンドル支持滑筒（４０）の支持先端（ ４１）の個所に位置したとき、上記工具カセット（６０）が上記スピンドル支持 滑筒（４０）の上記支持先端（４１）に面する鉛直な面に、上記支持先端（４１ ）に設けた把握手段（４１ａ、４１ｂ）と連繋して作用する、上記工具カセット （６０）の幅の一部または全部に亘る少なくとも１つの溝（６３ａ、６３ｂ）を 設けたことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載のトランス ファーマシーン用数値制御加工ユニット。 ６．上記把握手段（４１ａ、４１ｂ）は、上記支持先端への上記工具カセット（ ６０）の結合を強固にするため、上記溝（６３ａ、６３ｂ）の内部に設けた適当 な簡単な締め金手段で補強することを特徴とする、請求項５記載のトランスファ ーマシーン用数値制御加工ユニット。 ７．上記工具カセット（６０）の上記溝（６３ａ、６３ｂ）は、応力配分上から 傾斜した突出部を持ったＴ字形断面形状を採ることを特徴とする、請求項５記載 のトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット。 ８．上記溝（６３ａ、６３ｂ）は、上記把握手段（４１ａ、４１ｂ）の円形軌道 （矢印Ｒ）を再現する曲線の予め作られた形を採ることを特徴とする、請求項５ 記載のトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット。 ９．上記溝（６３ａ、６３ｂ）は、上記把握手段（４１ａ、４１ｂ）の円形軌道 （矢印Ｒ）を再現する扇形によって分割されていることを特徴とする、請求項５ 記載のトランスファーマシーン用数値制御加工ユニット。