JP2016520441A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】単純であり、少量のスペースを占めるだけであり、短い交換工程を有するパレットチェンジャーをもたらすこと。【解決手段】工作機械は、３軸に配置することができる工作スピンドル（１０’）、Ａ軸の周りに枢動可能なピボットブリッジ（１２）とワークピース（１８’）を支持するワークピースパレット（１７、１７’）を装着するための円形テーブル（１５）とともに備えている。また、ピボットブリッジの前面に、ワークピースパレット（１７’’’）に配置する加工されたワークピース（１８’’’）又は加工されるワークピースのためのマウント（２３’）が設けられる。マウント（２３’）とピボットブリッジ（１２）との間にはパレットチェンジャー（２４）が設けられ、垂直方向の変位移動と垂直軸（２９）の周りに枢動運動のみを行うことができる。ワークピースパレット（１７’、１７’’’）は、パレットチェンジャー（２４）の垂直方向の変位移動中又はおそらくはＡ軸の周りでピボットブリッジ（１２）を枢動させることによってのみ掴み上げ、また持ち下げることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械に関し、この工作機械は、
機械フレーム、
機械フレーム上に形成される加工チャンバー、
互いに直交する軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で加工チャンバー内において移動可能である少なくとも１つの回転駆動される工作スピンドル、
加工チャンバー内に装着され、Ｘ軸に平行なＡ軸の周りに枢動可能に駆動可能であるピボットブリッジ、
ピボットブリッジ上に配置され、ワークピースパレットを着脱自在に装着する少なくとも１つのマウントテーブル、
加工チャンバーの前方に形成される搬入出チャンバー、
搬入出チャンバー内に配置され、ワークピースパレットを着脱自在に装着する少なくとも１つのマウント、
搬入出チャンバー内に配置される少なくとも１つのパレットチェンジャー
を備えている。

この知られた工作機械において、加工されたワークピース（被加工物）の搬出及び加工されるワークピースの搬入出チャンバー内への搬入は、加工チャンバー内でワークピースの加工中に実行される。これは、同時搬入として当該分野において称されている。

一般的な工作機械において、パレットチェンジャーが設けられて、２つの直線変位方向を有し、かつ垂直軸の周りで枢動可能であってパレットチェンジャーとピボットブリッジ間の衝突を回避している。

本発明の基本目的は、単純であり、少量のスペースを占めるだけであり、短い交換工程を有するパレットチェンジャーを設計することである。

上述の目的は、本発明によれば、請求項１の特徴によって達成される。パレットチェンジャーは、直線運動と回転運動のみを実行し、かつ後者の両運動のみを実行する必要があることが重要である。ワークピースパレット上にクランプされた加工されるべきワークピースの供給は下方から垂直軸の周りに１８０°の回転を伴って直線的に実行され、ここで直線垂直上方移動の時点で加工されたワークピースはそれらを支持するパレットと共にピボットブリッジで持上げることができる。パレットチェンジャーの約１８０°の枢動運動後で後続する上方移動中に、ワークピースパレットは加工されるべきワークピースと共にピボットブリッジ上に下方に配置され、ワークピースパレットは加工されたワークピースと共に搬入出チャンバー内におけるマウント上に下方に配置される。垂直方向の直線変位及び垂直軸の周りの回転運動のみが可能であるので、全体の構造は非常に単純であり、したがって安価である。パレットチェンジャーがピボットブリッジの前面、かつその下方で非常に近接して配置されるため、非常に小型の構造が得られる。２つの運動のみが必要であるので、交換工程が短縮される。１つ若しくは２つ以上のテーブルをピボットブリッジ上に設けることができ、したがって搬入出チャンバー内に同数のマウントを設けることもできる。また、同数の工作スピンドルを設けることもできる。しかしながら、工作スピンドルの数は、特にワークピースの連続加工中に、少数にすることも可能である。

パレットチェンジャーが加工されるべきワークと共に、ピボットブリッジに下方から近づく場合に、この領域は削り屑で汚染されることがある。したがって、請求項２にしたがう開発技術が特に有利である。

ピボットブリッジ、虞らくはマウントテーブルの構造に応じて、ワークピースパレットの下方にあるパレットチェンジャーの保持手段の直線状垂直方向挿入中に、ピボットブリッジとパレットチェンジャーの保持手段との間に衝突があるかもしれない。このような場合には請求項３に記載の開発技術が特に有利である。この場合、Ａ軸の周りでピボットブリッジの一般的な枢動機能が使用されてパレットチェンジャーの水平移動を取り換える。このパレットチェンジャーの水平移動は本発明には不必要であるものの、従来技術においては必要である。

本発明にしたがう方策は請求項９に記載の開発技術において特に有利であり、ここで特に１つのパレットチェンジャーのみが２つの工作スピンドルを工作機械に設けているので、スペースが節約される。

本発明の他の利点及び詳細は、以下の実施例の説明において図面を参照して明らかにされる。

本発明にしたがう工作機械の斜視図である。 図１に関して拡大された工作機械の部分斜視図であり、ワークピースパレットはクランプされたワークピースとともに省略されている。 極めて概略的な図で表す工作機械の垂直縦断面図であり、パレットチェンジャーはーパレットの交換を開始する前に下方位置に配置されている。 図３にしたがう図であり、パレットチェンジャーは既に垂直方向に持ち上げられた最初の中間位置に配置されている。 図３及び図４に本質的に対応する図であり、パレットチェンジャーは図４よりも更に僅か上昇した位置に配置されている。 図３〜図５に対応する図であり、パレットチェンジャーは図５に関して僅か上昇した第２の中間位置に配置されている。 図３〜図６に対応する図であり、パレットチェンジャーはその上方位置に配置されており、ここでワークピースパレットは加工されたワークピースとともにピボットブリッジから持ち上げられる。

以下、本発明の工作機械における実施の形態について図面を参照して詳述する。

特に図１及び図２に示すように、本発明にしたがう工作機械は略アングル形状の機械フレーム１を有し、これは水平方向の機械ベッド２と垂直方向のスタンド３によって本質的に形成される。フレーム構成のスタンド３において、駆動装置４が配置され、これはＸ駆動装置５により水平Ｘ方向に移動させることができるＸスライド６を有する。Ｘスライド６上に、Ｙスライド７が装着され、これは垂直Ｙ方向でＹ駆動装置（図示せず）によって移動することができる。Ｙスライド７上に、Ｚスライド９が装着され、これは水平Ｚ方向でＺ駆動装置８によって移動することができ、ここでスピンドル駆動装置（図示せず）によって回転駆動工作スピンドル１０又は１０’が取付けられる。工作スピンドル１０、１０’は、加工工具１１、１１’をそれぞれ装着するために使用される。

機械ベッド２上に、ピボットブリッジ１２が支持され、これはその端部においてピボット軸受１３、１３’内でＸ方向に平行なＡ軸の周りに枢動可能に装着され、ピボット駆動装置１４によって枢動可能に駆動することができる。

ピボットブリッジ１２上に、円形テーブル１５、１５’の形で設計された２つのマウントテーブルが配置され、これはそれぞれ工作スピンドル１０、１０’に割り当てられる。これらの円形テーブル１５、１５’は、Ａ軸に直交するＢ軸の周りで回転駆動装置（図示せず）によってそれぞれ回転駆動することができる。円形テーブル１５、１５’は、ワークピースパレット１７、１７’を装着するために使用され、その上にそれぞれのワークピース（被加工物）１８、１８’又は１８’’、１８’’’がクランプされる。機械ベッド２上でスタンド３の前面のチャンバーは、工作機械の加工チャンバー１９である。

加工チャンバー１９の前方で、かつその下方のＺ方向において、搬入出チャンバー２０がパレット交換ユニット２１を形成し、ここにおいて２つのワークピースパレット１７’’、１７’’’のための２つのマウント２３、２３’がパレットチェンジャーフレーム２２上に配置される。マウント２３、２３’とピボットブリッジ１２との間に、実際のパレットチェンジャー２４が配置され、これは、図２及び図３に示すように、垂直方向に変位可能のパレットチェンジャースライド２５上に配置される。パレットチェンジャースライド２５の垂直駆動装置はスライド駆動装置２６によってピニオンラック駆動装置２７を介して行われる。本質的にプレートとして設計されたパレットチェンジャー２４は、スライド２５に取付けられたパレットピボット駆動装置２８によって垂直パレットチェンジャーピボット軸２９の周りに１８０°枢動可能である。

特に図１、図２及び図３に、また他の図にも示されるように、パレットチェンジャー２４はガイド開口３０、３０’を備え、ここでパレットチェンジャーフレーム２２に取り付けられる垂直ガイドロッド３１、３１’はパレットチェンジャー２４の下方位置において係合し、このためパレットチェンジャー２４はその下方位置において正確に位置合わせされ、安定した位置を実現する。

パレットチェンジャー２４の２つの長手方向端縁上で、円形テーブル１５、１５’又はマウント２３、２３’にそれぞれ割り当てられた保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’が形成され、これは上部で開成する保持開口３３を有し、これは底部でサポート１６によって区切られている。各ワークピースパレット１７、１７’、１７’’、１７’’’上に、カウンターピース３４、３４’、３４’’、３４’’’がそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’における保持開口３３に適合されるものとして取付けられ、そのため、組合わされたサポート１６上でそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’において形状適合形態で保持されるようになっており、パレットチェンジャー２４が起動されるとき、そしてこのような形態でそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’はカウンターピース３４、３４’、３４’’、３４’’’を装着又は保持する。

特に図２から理解できるように、円形テーブル１５、１５’上で、及びパレット交換ユニット２１のマウント２３、２３’上で、既知のクランプ機素３５が形成され、これによって工具パレット１７、１７’、１７’’、１７’’’は正確な位置合わせで保持することができる。また、図２に示されるように、マウント２３、２３’上でメディアカップリング３６、３６’、即ち油圧接続部が設けられ、それによってワークピースパレット１７、１７’、１７’’、１７’’’上に形成された既知のワークピースクランプ装置（図示せず）が開成又は閉成され、それによって搬入出チャンバー２０におけるワークピース１８、１８’又は１８’’、１８’’’はワークピースパレット１７、１７’又は１７’’、１７’’’上にクランプされ又は後者からクランプ解除される。

図１に示すように、加工チャンバー１９と搬入出チャンバー２０との間に、隔壁３７が防護壁として設けられ、それによって加工チャンバー１９における加工中に削り屑、油等が搬入出チャンバー２０内へ飛散するのを防止することができる。それが唯一開成されるのはパレット交換のときである。搬入出チャンバー２０のオペレータ３８に対向する側で、保護ドア３９が設けられ、これは加工されたワークピース１８、１８’、１８’’、１８’’’を搬出するとき及び加工されるワークピース１８、１８’、１８’’、１８’’’を搬入するときに唯一開成される。

パレットチェンジャー２４の作業工程は、次のとおりである。

加工チャンバー１９内には、円形テーブル１５、１５’上でワークピースパレット１７、１７’にクランプされた２つのワークピース１８、１８’が存在する。それらは工具１１、１１’によって５軸加工が施され、ここで工具１１、１１’を支持する工作スピンドル１０、１０’はＸ、Ｙ及びＺ方向で給送される。ワークピース１８、１８’は、ピボットブリッジ１２のＡ軸の周りで枢動させることにより、かつ円形テーブル１５、１５’のＢ軸の周りで回転させることにより可動される。同時に、搬入出チャンバー２０の開成しているドア３９で、既に加工されたワークピースは搬出され、加工されるワークピース１８’’、１８’’’は搬入されてマウンティング２３、２３’に配置してパレットチェンジャー２４に保持されるワークピースパレット１７’’、１７’’’にクランプされる。

ワークピース１８、１８’の加工が完了した後、パレット交換が開始し、このため隔壁３７は図１に示される開成した位置に移動される。パレットチェンジャー２４は、図１及び図３に示される下方の搬入出位置４０に配置され、ここで保持手段３２’’、３２’’’はマウント２３、２３’上に配置された２つのワークピースパレット１７’’、１７’’’のカウンターピース３４’’、３４’’’を形状適合形態で装着する。

次いで、パレットチェンジャー２４は、スライド駆動装置２６により垂直変位方向４１で第１の中間位置４２に上方に変位される。この第１の中間位置４２において、ピボットブリッジ１２はＡ軸の周りに枢動され、それでピボットブリッジ１２に対向するパレットチェンジャー２４の保持手段３２、３２’と衝突することはない。この第１の中間位置４２において、ピボットブリッジ１２に対向する保持手段３２、３２’は、図４に、かつ図５に拡大して示されるように、円形テーブル１５、１５’のカウンターピース３４’’、３４’’’の下に未だ残っている。そして、図６に示すように、ピボットブリッジ１２は軸Ａの周りに枢動され、それで円形テーブル１５、１５’のそれぞれのＢ軸は垂直、即ちパレットチェンジャー２４の変位方向４１に平行となる。パレットチェンジャー２４は図６にしたがって第２の中間位置４３において配置され、ここで保持手段３２、３２’は円形テーブル１５、１５’上に配置される２つのワークピースパレット１７、１７’のカウンターピース３４、３４’の直下に配置される。

パレットチェンジャー２４は軸２９の周りで回転することなくさらに上方に変位し、これは図７に示されている。この場合、パレットチェンジャー２４の保持手段３２、３２’は、円形テーブル１５、１５’に配置されたワークピースパレット１７、１７’のカウンターピース３４、３４’を最終的に加工されたワークピース１８、１８’とともに既に装着しており、ワークピースパレット１７、１７’は円形テーブル１５、１５’で持上げられる。この上方位置４４において、パレットチェンジャー２４の１８０°の回転がパレットチェンジャーピボット軸２９の周りで行われ、それで加工されたワークピース１８、１８’が搬入出チャンバー２０に枢動され、同時に未加工のワークピース１８’’、１８’’’が加工チャンバー１９に枢動される。パレットチェンジャー２４は上方移動と逆の順序で下降される。

Ｂ軸の垂直位置におけるピボットブリッジ１２がパレットチェンジャー２４とその上方又は下方移動中で衝突帯にないならば、パレットチェンジャー２４は、下方位置４０から第２の中間位置４３に直接移動することができる。原則として、パレットチェンジャー２４を第１の中間位置４２及び第２の中間位置４３において停止させることは、その制御がこれを許容するならば、絶対に必要というわけではない。

クランプ機素３５及び前述のクランプ装置を含む幾つかの駆動装置の上記した制御は中央プログラマブル制御装置（図示せず）によって実行される。

１・・・機械フレーム
２・・・機械ベッド
３・・・スタンド
４・・・駆動装置
５・・・Ｘ駆動装置
６・・・Ｘスライド
７・・・Ｙスライド
８・・・Ｚ駆動装置
９・・・Ｚスライド
１０、１０’・・・工作スピンドル
１１、１１’・・・加工工具
１２・・・ピボットブリッジ
１３、１３’・・・ピボット軸受
１４・・・ピボット駆動装置
１５、１５’円形テーブル
１６・・・サポート
１７、１７’、１７’’、１７’’’・・・ワークピースパレット
１８、１８’、１８’’、１８’’’・・・ワークピース
１９・・・加工チャンバー
２０・・・搬入出チャンバー
２１・・・パレット交換ユニット
２２・・・パレットチェンジャーフレーム
２３、２３’・・・マウント（マウンティング）
２４・・・パレットチェンジャー
２５・・・パレットチェンジャースライド
２６・・・スライド駆動装置
２７・・・ピニオンラック駆動装置
２８・・・パレットピボット駆動装置
２９・・・垂直パレットチェンジャーピボット軸
３０、３０’・・・ガイド開口
３１、３１’・・・垂直ガイドロッド
３２、３２’、３２’’、３２’’’・・・保持手段
３３・・・保持開口
３４、３４’、３４’’、３４’’’・・・カウンターピース
３５・・・クランプ機素
３６、３６’・・・メディアカップリング
３７・・・隔壁
３８・・・オペレータ
３９・・・保護ドア
４０・・・下方位置
４１・・・垂直変位方向
４２・・・第１の中間位置
４３・・・第２の中間位置
４４・・・上方位置

本発明は、ワークピースの５軸加工用の工作機械に関する。この工作機械は、
水平方向の機械ベッド及び垂直方向のスタンドを有する機械フレーム、
機械フレーム上に形成された加工チャンバー、
スタンド内に装着され、互いに直交する軸、即ちＸ軸及びＹ軸で加工チャンバー内において移動可能である少なくとも１つの回転駆動される工作スピンドル、
加工チャンバー内に装着され、Ｘ軸に平行なＡ軸の周りに枢動可能に駆動可能であるピボットブリッジ、
ピボットブリッジ上に配置され、ワークピースパレットを着脱自在に装着し、Ａ軸に直交するＢ軸の周りに枢動可能である少なくとも１つの円形テーブル、
加工チャンバーの前面に形成された搬入出チャンバー、
搬入出チャンバー内に配置される少なくとも１つのパレットチェンジャーを備え、
パレットチェンジャーは、垂直方向にのみ変位可能であり、垂直軸の周りに枢動自在に駆動可能であり、
パレットチェンジャーは、少なくとも２つのワークピースパレットを着脱自在に装着するための第１及び第２の保持手段を備え、
パレットチェンジャーは、垂直方向において第２のワークピースパレットが第２の保持手段に装着される搬入出下方位置からピボットブリッジの円形テーブル上に配置する第１のワークピースパレットと第１の保持手段との間の接続部を形成する少なくとも１つの中間位置を経由して移動可能であり、
パレットチェンジャーは、中間位置から、第１の保持手段に接続される第１のワークピースパレットがピボットブリッジの円形テーブルから上方に上昇される上方位置に移動可能であり、
パレットチェンジャーは、ピボットブリッジから搬入出チャンバー内に上昇される第１のワークピースパレットを枢動させ、第２のワークピースパレットを搬入出チャンバーから加工チャンバーに枢動させることにより上方位置において垂直軸の周りに回転可能であり、
パレットチェンジャーは、中間位置を経由して下方位置に後退し下降可能である。

５軸加工ワークピースのための上述の工作機械は、特許文献１（ＵＳ ８ ６４０ ３１３ Ｂ２）で知られている。このワークピースにおいて、Ｚ軸はピボットブリッジによって形成され、このピボットブリッジはＺ方向に移動可能である工具キャリッジ上に形成される。パレットチェンジャーは、工具パレットを収容するのに供する２組のアームを備えている。ワークピースの加工中に、パレットチェンジャーは下方位置に移動され、ここでワークピーススライドに対向するアームはピボットブリッジの下方に収容され、そのためワークピーススライドはＺ方向に自由に移動可能である。この具体例に因れば、パレットチェンジャーの搬入出位置はピボットブリッジの下方にあるが、ワークピーススライドの下方区域の上方にあることは事実である。搬入出工程中に、特にワークピーススライドの幾つかの移動が必要とされる。また、かなりのスペースが必要とされる。

特許文献２（ＥＰ ２ ６２３ ２５６ Ａ２）で知られる工作機械において、加工されたワークピース（被加工物）の搬出及び加工されるワークピースの搬入出チャンバー内への搬入は、加工チャンバー内でワークピースの加工中に実行される。これは、同時搬入として当該分野において称されている。

一般的な工作機械において、パレットチェンジャーが設けられて、２つの直線変位方向を有し、かつ垂直軸の周りで枢動可能であってパレットチェンジャーとピボットブリッジ間の衝突を回避している。

ＵＳ ８ ６４０ ３１３ Ｂ２ ＥＰ ２ ６２３ ２５６ Ａ２

本発明の基本目的は、単純であり、少量のスペースを占めるだけであり、短い交換工程を有するパレットチェンジャーを設計することである。

上述の目的は、本発明によれば、請求項１の特徴によって達成される。パレットチェンジャーは、直線運動と回転運動のみを実行し、かつ後者の両運動のみを実行する必要があることが重要である。ワークピースパレット上にクランプされた加工されるべきワークピースの供給は下方から垂直軸の周りに１８０°の回転を伴って直線的に実行され、ここで直線垂直上方移動の時点で加工されたワークピースはそれらを支持するパレットと共にピボットブリッジで持上げることができる。パレットチェンジャーの約１８０°の枢動運動後で後続する上方移動中に、ワークピースパレットは加工されるべきワークピースと共にピボットブリッジ上に下方に配置され、ワークピースパレットは加工されたワークピースと共に搬入出チャンバー内におけるマウント、即ちワークホルダ上に下方に配置される。垂直方向の直線変位及び垂直軸の周りの回転運動のみが可能であるので、全体の構造は非常に単純であり、したがって安価である。パレットチェンジャーがピボットブリッジの前面、かつその下方で非常に近接して配置されるため、非常に小型の構造が得られる。２つの運動のみが必要であるので、交換工程が短縮される。１つ若しくは２つ以上のテーブルをピボットブリッジ上に設けることができ、したがって搬入出チャンバー内に同数のマウント、即ちワークホルダを設けることもできる。また、同数の工作スピンドルを設けることもできる。しかしながら、工作スピンドルの数は、特にワークピースの連続加工中に、少数にすることも可能である。

パレットチェンジャーが加工されるべきワークと共に、ピボットブリッジに下方から近づく場合に、この区域は削り屑で汚染されることがある。したがって、請求項２にしたがう実施形態が特に有利である。

ピボットブリッジ、虞らくはマウントテーブルの構造に応じて、ワークピースパレットの下方にあるパレットチェンジャーの保持手段の直線状垂直方向挿入中に、ピボットブリッジとパレットチェンジャーの保持手段との間に衝突があるかもしれない。このような場合には請求項３に記載の実施形態が特に有利である。この場合、Ａ軸の周りでピボットブリッジの一般的な枢動機能が使用されてパレットチェンジャーの水平移動を取り換える。このパレットチェンジャーの水平移動は本発明には不必要であるものの、従来技術においては必要である。

本発明にしたがう方策は請求項９に記載の実施形態において特に有利であり、ここで特に１つのパレットチェンジャーのみが２つの工作スピンドルを工作機械に設けているので、スペースが節約される。

本発明の他の利点及び詳細は、以下の実施例の説明において図面を参照して明らかにされる。

本発明にしたがう工作機械の斜視図である。 図１に関して拡大された工作機械の部分斜視図であり、ワークピースパレットはクランプされたワークピースとともに省略されている。 極めて概略的な図で表す工作機械の垂直縦断面図であり、パレットチェンジャーはーパレットの交換を開始する前に下方位置に配置されている。 図３にしたがう図であり、パレットチェンジャーは既に垂直方向に持ち上げられた最初の中間位置に配置されている。 図３及び図４に本質的に対応する図であり、パレットチェンジャーは図４よりも更に僅か上昇した位置に配置されている。 図３〜図５に対応する図であり、パレットチェンジャーは図５に関して僅か上昇した第２の中間位置に配置されている。 図３〜図６に対応する図であり、パレットチェンジャーはその上方位置に配置されており、ここでワークピースパレットは加工されたワークピースとともにピボットブリッジから持ち上げられる。

以下、本発明の工作機械における実施の形態について図面を参照して詳述する。

特に図１及び図２に示すように、本発明にしたがう工作機械は略アングル形状の機械フレーム１を有し、これは水平方向の機械ベッド２と垂直方向のスタンド３によって本質的に形成される。フレーム構成のスタンド３において、駆動装置４が配置され、これはＸ駆動装置５により水平Ｘ方向に移動させることができるＸスライド６を有する。Ｘスライド６上に、Ｙスライド７が装着され、これは垂直Ｙ方向でＹ駆動装置（図示せず）によって移動することができる。Ｙスライド７上に、Ｚスライド９が装着され、これは水平Ｚ方向でＺ駆動装置８によって移動することができ、ここでスピンドル駆動装置（図示せず）によって回転駆動工作スピンドル１０又は１０’が取付けられる。工作スピンドル１０、１０’は、加工工具１１、１１’をそれぞれ装着するために使用される。

機械ベッド２上に、ピボットブリッジ１２が支持され、これはその端部においてピボット軸受１３、１３’内でＸ方向に平行なＡ軸の周りに枢動可能に装着され、ピボット駆動装置１４によって枢動可能に駆動することができる。

ピボットブリッジ１２上に、円形テーブル１５、１５’の形で設計された２つのマウントテーブルが配置され、これはそれぞれ工作スピンドル１０、１０’に割り当てられる。これらの円形テーブル１５、１５’は、Ａ軸に直交するＢ軸の周りで回転駆動装置（図示せず）によってそれぞれ回転駆動することができる。円形テーブル１５、１５’は、ワークピースパレット１７、１７’を装着するために使用され、その上にそれぞれのワークピース（被加工物）１８、１８’又は１８’’、１８’’’がクランプされる。機械ベッド２上でスタンド３の前面のチャンバーは、工作機械の加工チャンバー１９である。

加工チャンバー１９の前方で、かつその下方のＺ方向において、搬入出チャンバー２０がパレット交換ユニット２１を形成し、ここにおいて２つのワークピースパレット１７’’、１７’’’のための２つのマウント、即ちワークホルダ２３、２３’がパレットチェンジャーフレーム２２上に配置される。マウント、即ちワークホルダ２３、２３’とピボットブリッジ１２との間に、実際のパレットチェンジャー２４が配置され、これは、図２及び図３に示すように、垂直方向に変位可能のパレットチェンジャースライド２５上に配置される。パレットチェンジャースライド２５の垂直駆動装置はスライド駆動装置２６によってピニオンラック駆動装置２７を介して行われる。本質的にプレートとして設計されたパレットチェンジャー２４は、スライド２５に取付けられたパレットピボット駆動装置２８によって垂直パレットチェンジャーピボット軸２９の周りに１８０°枢動可能である。

特に図１、図２及び図３に、また他の図にも示されるように、パレットチェンジャー２４はガイド開口３０、３０’を備え、ここでパレットチェンジャーフレーム２２に取り付けられる垂直ガイドロッド３１、３１’はパレットチェンジャー２４の下方位置において係合し、このためパレットチェンジャー２４はその下方位置において正確に位置合わせされ、安定した位置を実現する。

パレットチェンジャー２４の２つの長手方向端縁上で、円形テーブル１５、１５’又はマウント、即ちワークホルダ２３、２３’にそれぞれ割り当てられた保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’が形成され、これは上部で開成する保持開口３３を有し、これは底部でサポート１６によって区切られている。各ワークピースパレット１７、１７’、１７’’、１７’’’上に、カウンターピース３４、３４’、３４’’、３４’’’がそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’における保持開口３３に適合されるものとして取付けられ、そのため、組合わされたサポート１６上でそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’において形状適合形態で保持されるようになっており、パレットチェンジャー２４が起動されるとき、そしてこのような形態でそれぞれの保持手段３２、３２’、３２’’、３２’’’はカウンターピース３４、３４’、３４’’、３４’’’を装着又は保持する。

特に図２から理解できるように、円形テーブル１５、１５’上で、及びパレット交換ユニット２１のマウント、即ちワークホルダ２３、２３’上で、既知のクランプ機素３５が形成され、これによって工具パレット１７、１７’、１７’’、１７’’’は正確な位置合わせで保持することができる。また、図２に示されるように、マウント、即ちワークホルダ２３、２３’上でメディアカップリング３６、３６’、即ち油圧接続部が設けられ、それによってワークピースパレット１７、１７’、１７’’、１７’’’上に形成された既知のワークピースクランプ装置（図示せず）が開成又は閉成され、それによって搬入出チャンバー２０におけるワークピース１８、１８’又は１８’’、１８’’’はワークピースパレット１７、１７’又は１７’’、１７’’’上にクランプされ又は後者からクランプ解除される。

図１に示すように、加工チャンバー１９と搬入出チャンバー２０との間に、隔壁３７が防護壁として設けられ、それによって加工チャンバー１９における加工中に削り屑、油等が搬入出チャンバー２０内へ飛散するのを防止することができる。それが唯一開成されるのはパレット交換のときである。搬入出チャンバー２０のオペレータ３８に対向する側で、保護ドア３９が設けられ、これは加工されたワークピース１８、１８’、１８’’、１８’’’を搬出するとき及び加工されるワークピース１８、１８’、１８’’、１８’’’を搬入するときに唯一開成される。

パレットチェンジャー２４の作業工程は、次のとおりである。

加工チャンバー１９内には、円形テーブル１５、１５’上でワークピースパレット１７、１７’にクランプされた２つのワークピース１８、１８’が存在する。それらは工具１１、１１’によって５軸加工が施され、ここで工具１１、１１’を支持する工作スピンドル１０、１０’はＸ、Ｙ及びＺ方向で給送される。ワークピース１８、１８’は、ピボットブリッジ１２のＡ軸の周りで枢動させることにより、かつ円形テーブル１５、１５’のＢ軸の周りで回転させることにより可動される。同時に、搬入出チャンバー２０の開成しているドア３９で、既に加工されたワークピースは搬出され、加工されるワークピース１８’’、１８’’’は搬入されてマウンティング、即ちワークホルダ２３、２３’に配置してパレットチェンジャー２４に保持されるワークピースパレット１７’’、１７’’’にクランプされる。

ワークピース１８、１８’の加工が完了した後、パレット交換が開始し、このため隔壁３７は図１に示される開成した位置に移動される。パレットチェンジャー２４は、図１及び図３に示される下方の搬入出位置４０に配置され、ここで保持手段３２’’、３２’’’はマウント、即ちワークホルダ２３、２３’上に配置された２つのワークピースパレット１７’’、１７’’’のカウンターピース３４’’、３４’’’を形状適合形態で装着する。

次いで、パレットチェンジャー２４は、スライド駆動装置２６により垂直変位方向４１で第１の中間位置４２に上方に変位される。この第１の中間位置４２において、ピボットブリッジ１２はＡ軸の周りに枢動され、それでピボットブリッジ１２に対向するパレットチェンジャー２４の保持手段３２、３２’と衝突することはない。この第１の中間位置４２において、ピボットブリッジ１２に対向する保持手段３２、３２’は、図４に、かつ図５に拡大して示されるように、円形テーブル１５、１５’のカウンターピース３４’’、３４’’’の下に未だ残っている。そして、図６に示すように、ピボットブリッジ１２は軸Ａの周りに枢動され、それで円形テーブル１５、１５’のそれぞれのＢ軸は垂直、即ちパレットチェンジャー２４の変位方向４１に平行となる。パレットチェンジャー２４は図６にしたがって第２の中間位置４３において配置され、ここで保持手段３２、３２’は円形テーブル１５、１５’上に配置される２つのワークピースパレット１７、１７’のカウンターピース３４、３４’の直下に配置される。

パレットチェンジャー２４は軸２９の周りで回転することなくさらに上方に変位し、これは図７に示されている。この場合、パレットチェンジャー２４の保持手段３２、３２’は、円形テーブル１５、１５’に配置されたワークピースパレット１７、１７’のカウンターピース３４、３４’を最終的に加工されたワークピース１８、１８’とともに既に装着しており、ワークピースパレット１７、１７’は円形テーブル１５、１５’で持上げられる。この上方位置４４において、パレットチェンジャー２４の１８０°の回転がパレットチェンジャーピボット軸２９の周りで行われ、それで加工されたワークピース１８、１８’が搬入出チャンバー２０に枢動され、同時に未加工のワークピース１８’’、１８’’’が加工チャンバー１９に枢動される。パレットチェンジャー２４は上方移動と逆の順序で下降される。

Ｂ軸の垂直位置におけるピボットブリッジ１２がパレットチェンジャー２４とその上方又は下方移動中で衝突帯にないならば、パレットチェンジャー２４は、下方位置４０から第２の中間位置４３に直接移動することができる。原則として、パレットチェンジャー２４を第１の中間位置４２及び第２の中間位置４３において停止させることは、その制御がこれを許容するならば、絶対に必要というわけではない。

クランプ機素３５及び前述のクランプ装置を含む幾つかの駆動装置の上記した制御は中央プログラマブル制御装置（図示せず）によって実行される。

１・・・機械フレーム
２・・・機械ベッド
３・・・スタンド
４・・・駆動装置
５・・・Ｘ駆動装置
６・・・Ｘスライド
７・・・Ｙスライド
８・・・Ｚ駆動装置
９・・・Ｚスライド
１０、１０’・・・工作スピンドル
１１、１１’・・・加工工具
１２・・・ピボットブリッジ
１３、１３’・・・ピボット軸受
１４・・・ピボット駆動装置
１５、１５’円形テーブル
１６・・・サポート
１７、１７’、１７’’、１７’’’・・・ワークピースパレット
１８、１８’、１８’’、１８’’’・・・ワークピース
１９・・・加工チャンバー
２０・・・搬入出チャンバー
２１・・・パレット交換ユニット
２２・・・パレットチェンジャーフレーム
２３、２３’・・・マウント（マウンティング）＝ワークホルダ
２４・・・パレットチェンジャー
２５・・・パレットチェンジャースライド
２６・・・スライド駆動装置
２７・・・ピニオンラック駆動装置
２８・・・パレットピボット駆動装置
２９・・・垂直パレットチェンジャーピボット軸
３０、３０’・・・ガイド開口
３１、３１’・・・垂直ガイドロッド
３２、３２’、３２’’、３２’’’・・・保持手段
３３・・・保持開口
３４、３４’、３４’’、３４’’’・・・カウンターピース
３５・・・クランプ機素
３６、３６’・・・メディアカップリング
３７・・・隔壁
３８・・・オペレータ
３９・・・保護ドア
４０・・・下方位置
４１・・・垂直変位方向
４２・・・第１の中間位置
４３・・・第２の中間位置
４４・・・上方位置

Claims (9)

1. 機械フレーム（１）、
   機械フレーム（１）上に形成された加工チャンバー（１９）、
   互いに直交する軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で加工チャンバー（１９）内において移動可能である少なくとも１つの回転駆動される工作スピンドル（１０、１０’）、
   加工チャンバー（１９）内に装着され、Ｘ軸に平行なＡ軸の周りに枢動可能に駆動可能であるピボットブリッジ（１２）、
   ピボットブリッジ（１２）上に配置され、ワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を着脱自在に装着するための少なくとも１つのマウントテーブル、
   加工チャンバー（１９）の前面に形成された搬入出チャンバー（２０）、
   ピボットブリッジ（１２）の下部で搬入出チャンバー（２０）内に配置され、ワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を着脱自在に装着するための少なくとも１つのワークホルダ（２３、２３’）、
   搬入出チャンバー（２０）内に配置される少なくとも１つのパレットチェンジャー（２４）を備える工作機械において、
   パレットチェンジャー（２４）は、垂直方向（４１）にのみ変位可能であり、垂直軸（２９）の周りに枢動自在に駆動することができ、
   パレットチェンジャー（２４）は、少なくとも２つのワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を着脱自在に装着するための第１及び第２の保持手段（３２、３２’、３２’’、３２’’’）を備え、
   パレットチェンジャー（２４）は、垂直方向（４１）において第２のワークピースパレット（１７’’、１７’’’）が第２の保持手段（３２’’、３２’’’）に装着される搬入出下方位置（４０）からピボットブリッジ（１２）のマウントテーブル上に配置する第１のワークピースパレット（１７、１７’）と第１の保持手段（３２、３２’）との間の接続部を形成する少なくとも１つの中間位置を経由して移動可能に設計され、
   パレットチェンジャー（２４）は、前記中間位置から、第１の保持手段（３２、３２’）に接続される第１のワークピースパレット（１７、１７’）がピボットブリッジ（１２）のマウントテーブルから上方に上昇される上方位置に移動可能に設計され、
   前記パレットチェンジャー（２４）は、ピボットブリッジ（１２）から搬入出チャンバー（２０）内に上昇される第１のワークピースパレット（１７、１７’）を枢動させ、第２のワークピースパレット（１７’’、１７’’’）を搬入出チャンバー（２０）から加工チャンバー（１９）に枢動させることにより前記上方位置において垂直軸（２９）の周りに回転可能に設計され、
   前記パレットチェンジャー（２４）は、前記中間位置を経由して下方位置（４０）に後退し下降するように設計されることを特徴とする工作機械。
2. 加工チャンバー（１９）と搬入出チャンバー（２０）との間に開成可能である隔壁（３７）が配置されることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
3. ピボットブリッジ（１２）は、ワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）とパレットチェンジャー（２４）の垂直方向変位経路に、かつ垂直方向移動経路外に枢動可能に設計されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の工作機械。
4. 前記少なくとも１つのマウントテーブルは、Ａ軸に直交するＢ軸の周りに枢動可能な円形テーブル（１５、１５’）として設計されることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の工作機械。
5. パレットチェンジャー（２４）は、下方位置から中間位置を経由して上方位置に途中停止することなく変位するように設計されることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項記載の工作機械。
6. パレットチェンジャー（２４）の下位の搬入出位置は、ピボットブリッジ（１２）の前方及び下方に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項記載の工作機械。
7. 第１及び第２の保持手段（３２、３２’、３２’’、３２’’’）は、上部で開成している保持開口部（３３）をそれぞれ備え、
   ワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）上に、保持開口部（３３）に適合されるカウンターピース（３４、３４’、３４’’、３４’’’）が形成され、
   各保持手段（３２、３２’、３２’’、３２’’’）は、パレットチェンジャー（２４）の垂直方向上方への移動中に接続部を形成するによってカウンターピース（３４、３４’、３４’’、３４’’’）を装着することを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれか１項記載の工作機械。
8. 搬入出チャンバー（２０）は、開口防護扉（３９）によって外部に対して閉成されるように設計されることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１項記載の工作機械。
9. 互いに直交する軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で加工チャンバー（１９）内において移動可能である２つの回転駆動される工作スピンドル（１０、１０’）、
   第１又は第２のワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）をそれぞれ着脱自在に取り付けるためのピボットブリッジ（１２）上に配置された２つのマウントテーブル、
   ピボットブリッジ（１２）の下部で搬入出チャンバー（２０）内に配置され、第２又は第１のワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）をそれぞれ着脱自在に装着するための２つのワークホルダ（２３、２３’）、
   搬入出チャンバー（２０）内に配置される１つのみのパレットチェンジャー（２４）を備え、
   パレットチェンジャー（２４）は、２つの第１及び第２のワークピースパレット（１７、１７’、１７’’、１７’’’）をそれぞれ着脱自在に装着するための２つの第１及び第２の保持手段（３２、３２’、３２’’、３２’’’）を備え、
   パレットチェンジャー（２４）は、垂直方向（４１）において２つの第２のワークピースパレット（１７’’、１７’’’）が第２の保持手段（３２’’、３２’’’）に保持される搬入出下方位置（４０）からピボットブリッジ（１２）の２つのマウントテーブル上に配置する２つの第１のワークピースパレット（１７、１７’）と２つの第１の保持手段（３２、３２’）との間の接続部を形成する少なくとも１つの中間位置を経由して移動可能に設計され、
   パレットチェンジャー（２４）は、前記中間位置から、第１の保持手段（３２、３２’）に接続される２つの第１のワークピースパレット（１７、１７’）がピボットブリッジ（１２）のマウントテーブルから上方に上昇される上方位置に移動可能に設計され、
   前記パレットチェンジャー（２４）は、ピボットブリッジ（１２）から搬入出チャンバー（２０）内に上昇される２つの第１のワークピースパレット（１７、１７’）を枢動させ、２つの第２のワークピースパレット（１７’’、１７’’’）を搬入出チャンバー（２０）から加工チャンバー（１９）に枢動させることにより前記上方位置において垂直軸（２９）の周りに回転可能に設計されることを特徴とする請求項１乃至請求項８いずれか１項記載の工作機械。

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