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JP2015520681A - 位置調整システムを備える、少なくとも1つの工作物を機械加工するための移動センター - Google Patents

位置調整システムを備える、少なくとも1つの工作物を機械加工するための移動センター Download PDF

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Abstract

少なくとも1つの工作物(5)を機械加工するための移動センターに関し、この移動センターは、機械フレーム(2)と、複数の、好ましくは固定された状態で機械フレーム(2)内に、詳細には加工ヘッド(27)内に配置されている加工スピンドル(28)と、少なくとも1つの加工する工作物(5)がそれぞれ1つのクランプ装置(6)によって配置されている工作物支持体(4)と、この工作物支持体(4)がフランジ止めされているとともに、駆動手段によって機械フレーム(2)に対して少なくとも1つの空間方向に移動可能である、機械フレーム(2)内に配置されている工作物マニピュレータ(3)と、を備えている。同時加工における高い加工精度を達成するため、移動センター(33)が、1つの工作物(5)又は複数の工作物(5)の実際位置と規定位置との間のずれを調整するために、1つの工作物(5)又は複数の工作物(5)と機械フレーム(2)との間に配置されている少なくとも2つの圧力エレメント(16)を備える位置調整システム(1)を有しており、これらの圧力エレメントの作用方向(32)が互いに角度を成すことが提案される。【選択図】 図1f

Description

本発明は、少なくとも1つの工作物を機械加工するための移動センターに関し、この移動センターは、機械フレームと、複数の、好ましくは固定された状態で機械フレーム内に、詳細には加工ヘッド内に配置されている加工スピンドルと、少なくとも1つの加工する工作物がそれぞれ1つのクランプ装置によって配置されている工作物支持体と、この工作物支持体がフランジ止めされているとともに、駆動手段によって機械フレームに対して少なくとも1つの空間方向に移動可能である、機械フレーム内に配置されている工作物マニピュレータと、を備えている。
周知の移動センター(特許文献1)では、加工スピンドルがスピンドルヘッド内に配置されているため、工作物と機械フレームとに対する個々の加工スピンドルの相対位置は互いに固定されている。必要に応じて、ほとんどのツールスピンドルは、元の静止位置と繰り出している作業位置との間を移動することができる。個々の加工スピンドルの位置表示は設けられていない。移動センター内では、加工する工作物がツールの方へ送られ、さらに、スピンドルヘッドが同じ種類の加工を大量に実施するために構成されており、ほとんどの場合、複数の加工作業がさまざまな実装箇所で同時に実施される。従って、精度要件は、個々のツールの正確な位置決めから、多数のツールに対して工作物を正確に調整することへと重点が移されている。位置のずれは、自然に生じることもあれば、工作物支持体及び支持体の上に固定されている工作物の重量によって生じることもある。また加工による負荷も、固定部又はホルダ、該当するリフトアームまでの距離に応じて、工作物支持体への力の作用を引き起こす。周知の移動センターの場合、機械フレーム又は機枠は相応に頑丈に実施され、このことが製造コストの上昇に影響している。しかし、頑丈な工作物ホルダは、その移動用の装置を含めて、もう1つの極めて決定的な欠点がある。工作物は出来るだけ速く加工位置の間を移動させる必要があるため、頑丈な構造の場合は、その質量を加速させ、再び制動するために、明らかに大きなエネルギーが必要となる。また、この運動は、移動センター全体に微細振動が起こる原因ともなり得るため、このことは、個々の精度並びに表面の質にも悪影響を及ぼす。工作物同士の相対位置は変更できないことから、すべての加工工程又は加工の特徴点について、工作物が正しく調整されていることを確実にする必要がある。このことは、特に、複数の工作物を同時に加工する場合、特に重要である。
その他の工作物機械については、従来技術から、工作物と加工スピンドル間の調整が修正される実施形態が知られている。特許文献2は、工作物支持体のレベル調整装置を説明している。このために、工作物支持体は、一方の端部が旋回可能に支持されており、他方の端部には制御可能な圧力エレメントが装備されている。これにより、ツールに対して工作物を常に規定されたゼロ位置に調整することができる。特許文献2では、マルチスピンドル加工ヘッドを備える移動センターにおける問題に対して解決方法が開示されていない。なぜなら、そのようなマルチスピンドル加工ヘッドの場合、複数の加工作業が同時に実施されるが、このことに対して、工作物支持体の旋回可能な支持では、そのような同時加工の精度を改善できないからである。
欧州特許第2310166B1号明細書 独国特許第3708412A1号明細書
従って、本発明は、冒頭に述べた種類の移動センターを構造的に変更して、複数の工作物が同時に加工される場合でも、多数の同時加工位置の高い精度を常に確保できるようにするという課題に基づいている。さらに移動センターのコンパクトな構造も可能でなければならない。
本発明は、1つの工作物又は複数の工作物の実際位置と規定位置との間のずれを調整するために、移動センターが、1つの工作物又は複数の工作物と機械フレームとの間に配置されている少なくとも2つの圧力エレメントを備える位置調整システムを有しており、これらの圧力エレメントの作用方向が互いに角度を成していることによって、この課題を解決する。
移動センターが、1つの工作物又は複数の工作物と機械フレームとの間に配置されている少なくとも2つの圧力エレメントを備える位置調整システムを有しており、これらの圧力エレメントの作用方向が互いに角度を成している場合、有利な形で、1つの工作物又は複数の工作物の実際位置と規定位置との間のずれが調整され、これにより、マルチスピンドル加工ヘッドによる同時加工においても最大の位置精度を達成することが可能となる。すなわち、2つの圧力エレメント間の角度は、実際位置と規定位置との間の位置調整を少なくとも2つの方向で行うことを可能にする。この場合、それぞれの角度は調整可能であることから、1つの工作物及び複数の工作物又は工作物相互間の望ましい位置調整を、正確な同時加工のために移動センターの中で行うことができる。工作物支持体に対する1つの工作物又は複数の工作物の調整ミスによって引き起こされる位置のずれ以外にも、工作物マニピュレータの調整によって位置のずれが生じることも考えられる。さらに、本発明によれば、工作物マニピュレータは機械フレームに対して少なくとも1つの空間方向に移動可能であり、工作物の位置決めが間違っている場合に、その駆動手段又はガイド手段に不正確さがあるという理由で、この工作物マニピュレータを考慮に入れる必要はない。工作物支持体又はその上に固定されている工作物の重量によって、工作物支持体及び/又は機械フレームの機械的変形が生じるおそれもあるが、このことは、位置調整システムによって調整することができる。
一般的に、角度とは、作用方向の交差角だけを意味するものではない。作用方向はねじれの直線であってもよい。しかし、重要なのは、2軸のずれを可能にするために、作用方向が直線状に独立して通っていることである。一般的に、1つ又は複数の圧力エレメントは、+/−0.5mmまでの制御ストロークを有することができる。なぜなら、工作機械から知られている、発生の可能性がある位置のずれは、その大部分がこれによって修正できるからである。
1つの発展形態によれば、圧力エレメントが油圧式圧力エレメントによって形成されている。液体はほぼ非圧縮性であり、そのため一方で液体は非常に大きな圧力を伝達することができ、この圧力は、圧力エレメントから該当する力の作用に転換される。他方では、この圧力を安定して維持することにより、相応の保持作用も達成することができる。特にプレッシャケースとして形成されている圧力エレメントは、その機械的堅牢性及び剛性により、本発明に基づく適用例のために提供される。さらに、プレッシャケースはガイドとしても使用できるため、これは同時にアクチュエータ及び支持部として用いてもよい。
1つの発展形態によれば、2つの圧力エレメントの作用方向が1つの面の中にあるように設けられている。この平面は、例えば、工作物支持体の取付け面に対して平行であってもよい。それによって、工作物支持体に対する1つの工作物又は複数の工作物の相対的位置決め、あるいは1つの工作物のネスト又は複数の工作物のネストの相対的位置決め、あるいは工作物間の相対運動が可能となる。さらに、追加的又は代替的に、角度が90度であるようになっていてよい。
工作物を工作物支持体に固定するクランプ装置は汎用部品として形成され、できるだけ多くのさまざまな使用例で使えるように形成されていてよい。また、ゼロ点固定システムなども考えられる。次に、工作物の位置決めを可能にするため、1つの発展形態によれば、圧力エレメントが1つのクランプ装置又は複数のクランプ装置と工作物支持体との間に配置されている。第1の例では、例えば、追加的に圧力エレメントを一緒に取り付けることで、手持ちのクランプ装置も引き続き使用することができる。後者の例では、クランプ装置に構造的な変更は認められないため、工作物の固定は変更なく行うことができる。
少なくとも2つの圧力エレメントが、それらの作用方向の間で角度を成しており、クランプ装置のそれぞれ1つのネストに作用する場合、工作物ホルダのクランプ装置は二軸運動を達成することができる。これにより、取り付けた工作物を、特に正確に調整することができる。この力の作用は、同じ作用方向を持つ複数の圧力エレメントによって増強させることができるか、あるいはそれによって制御ストロークを拡大することができる。
しかし、構造を単純化しながら、クランプ装置に取り付けられている工作物を同時加工のために調整可能にするには、クランプ装置のそれぞれ1つのネストに、同じ作用方向を持つ1つの圧力エレメント又は複数の圧力エレメントを作用させれば十分であることが判明している。
さらに、これによって、クランプ装置にそれぞれ別の作用方向が割り当てられていることで、2つの工作物の実際位置と規定位置とのずれを相対的に相互に調整することが構造的に可能になる。
1つの工作物又は複数の工作物の正確な位置調整は、クランプ装置が圧力エレメントによって工作物支持体に固定されている場合に達成することができる。すなわち、このようにクランプ装置又はそのネストを取り付けることによって、可動性を比較的高くすることができる。これに加え、このような種類の構造の実施形態は、比較的頑丈に形成することができるため、周知のクランプ装置にその他の構造的変更を加える必要もない。
さらに、1つの発展形態では、少なくとも2つの圧力エレメントがクランプ装置の中に組み込まれた形で配置されている。これにより、それぞれの固定位置の要件又は固定要件に個別に適合している、個々に形成されたクランプ装置が作られる。
使用条件に応じて位置調整を実施するために、例えば圧力エレメントの調整力が不十分な場合、1つの発展形態によれば、同じ作用方向に、2つの圧力エレメントを向かい合わせて配置することができる。このことは、例えば、簡単に作用する油圧式圧力エレメントの場合は必要となる可能性がある。1つの実施形態では、工作物が2つの圧力エレメントの間にある。もう1つの可能な実施形態では、2つの圧力エレメントが互いに隣接している。これらの2つの実施形態のバリエーションにより、印加できる力を増加させたり、達成できる調整距離を倍増させたりすることができる。
追加的に少なくとも1つの圧力エレメントが、その他の2つの圧力エレメントに対して直線状に独立した、詳細には平行な作用方向を備えている場合、工作物を直線的に調整するばかりでなく、工作物を回転させて調整することも可能になる。工作物の可動性が向上することにより、1つ又は複数の工作物の位置精度を高め、それによって移動センターの精度も高めることができる。
開口している基礎フレームに取り付けられている工作物マニピュレータが、第1及び第2の送り台上を移動可能に支持されており、第1の送り台が基礎フレームに対して、平行に調整された2つの第1のレールガイドに沿って第1の方向に移動可能であり、第2の送り台が第1の送り台に対して、平行に調整された2つの第2のレールガイドに沿って第2の方向に移動可能である場合、構造的に基礎フレームと第1の送り台との間及び/又は第1と第2の送り台との間に圧力エレメントを配置するこの実施形態を利用することができる。これにより、移動センターの構造を単純化することができる。というのも、1つには、工作物マニピュレータの移動速度を高められるように、工作物マニピュレータは軽量である必要があり、他方では、固定されている工作物の重量と、その重量によって加工時に作用する力を吸収できるように、マニピュレータは機械的にも安定していなければならないからである。本発明に基づく圧力エレメントの配置により、さらに、変形の発生も調整することができる。圧力エレメントの調整範囲にわたって、適切に力が印加される場合、必要に応じて、工作物マニピュレータの個々のコンポーネントも数を減らして頑丈に実施することができる。工作物加工における慣習に従って、請求項に基づくこの実施形態を使って、工作物支持体のYーZ方向への移動が可能である。
一般に、レールガイドとは、例えば、レール及びガイドキャリッジによる縦方向のガイドを意味することができる。しかし、同様に、レールガイドとは、平棒ガイド、丸棒ガイド、送り台ガイド、電磁式ガイド、液圧式ガイドも意味することができるが、ここに列挙したものが全てではない。従って、レールガイドとは、方向を示す部品又はガイドする部品と、このガイドにかみ合う部品又はこのガイドに従う部品とを有するような全てのガイドシステムを意味することができる。
1つの発展形態によれば、2つの圧力エレメントの作用方向が、基礎フレームの前面に対して垂直に調整されている面の中にある。この面(以下、区別するために固定面と呼ぶ)は、通常、工作物が配置されている面にも該当し、工作物及び工作物ホルダに応じて、この面は仮想面であってもよい。この発展形態により、工作物支持体に固定されていることでほとんど場合支持もされている工作物を、工作物支持体の固定面に対して確実に位置決めすることができる。このことは、工作物支持体の機械的な支持機能が、1つの工作物又は複数の工作物を相対的に位置決めする場合にも確保されるという利点がある。
送り台相互の、及び送り台の基礎フレームに対するスムーズな相対運動を保証し、しかも位置調整を確実に実施できるようするため、1つの発展形態によれば、第1のレールガイド及び/又は第2のレールガイドが、縦方向のレールと少なくとも2つのガイドキャリッジとから作られており、圧力エレメントはガイドキャリッジ部分に配置されている。好ましいずれの方向は、ほとんどの場合、構造的及び負荷動特性的考察から知らているため、2つの圧力エレメントの一方の配置によって、予想される位置のずれをガイドキャリッジ内で調整することができる。
1つの発展形態では、それぞれ1つの圧力エレメントが、2つのガイドキャリッジのそれぞれの部分に割り当てられている。これにより、4点ガイドの場合、ガイド部品を備える送り台の各接触点のずれを制御できるため、調整可能性を向上させることができる。
工作物マニピュレータが、Y−Z方向への運動以外にX方向への調整運動も実施できるようにすることも可能である。そのために、第2の送り台に対して移動可能に支持されたフランジ付き担体、スリーブが第2の送り台の中にあり、フランジ付き担体に工作物支持体がフランジ止めされている。1つの発展形態によれば、圧力エレメントが第2の送り台とフランジ付き担体との間に配置されている。フランジ付き担体が繰り出されると、工作物支持体の自重及び/又はその上に固定されている工作物と追加的な荷重とによって、スリーブのたわみが生じるおそれがある。このことは、請求項に基づく実施形態によって補正することができる。2つの圧力エレメントの作用方向は、この場合、基礎フレームの前面に対して平行に調整されている面の中にあり、これは実質的にY−Z面に該当する。
本発明の理解をさらに進めるため、以下の図に基づいて、詳しく説明する。それぞれの図は、極めて簡略化されて示されている。
具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムの構造図であり、圧力エレメントが工作物の固定部分に配置されている。 具体的な位置調整システムのもう1つの構造図であり、圧力エレメントが工作物マニピュレータのホルダ部分に配置されている。 具体的な位置調整システムのもう1つの構造図であり、圧力エレメントが工作物マニピュレータのホルダ部分に配置されている。 圧力エレメントの配置を示す詳細図である。 圧力エレメントの配置を示す詳細図である。 圧力エレメントの配置を示すもう1つの詳細図である。 圧力エレメントの配置を示すもう1つの詳細図である。
図1a〜図1fは、工作物5を機械加工するための移動センター33の中にある具体的な位置調整システム1の構造を示している。この場合、機械フレーム2の中には工作物マニピュレータ3が配置されており、この工作物マニピュレータ3に工作物支持体4がフランジ止めされている。工作物支持体4上には、平行に加工する工作物5が専用のクランプ装置6によって締め付けられており、この締付けによって工作物5が固定され、詳細にはそれによって工作物5が工作物支持体4に保持される。
具体的な位置調整システムの主なコンポーネントを明らかにするため、移動センター33のその他のコンポーネント、詳細には機械フレーム及び加工ヘッドは図示されていないか、もしくは簡略して示されている。移動センター33に重要なのは、工作物5が機械フレームに対して多くは固定して配置されているツールスピンドルへ送られることである。この課題は、工作物マニピュレータによって実行される。
図2aによれば、工作物マニピュレータ3は、必要に応じて、その工作物支持体4と一緒に、機械フレーム2の開口している基礎フレーム9から突き出している。この実施形態は、図1〜4によるすべての実施形態に共通している。基礎フレーム9には、第1の送り台10及び第2の送り台11が接続されている。第1の送り台10は、この場合、基礎フレーム9に対して第1の方向12に移動可能であり、第2の送り台11は、第1の送り台10に対して第2の方向13に移動可能である。第1の送り台10と第2の送り台11の移動は、駆動手段(図の簡略化のために図示されていない)によって行われる。
工作物支持体4は、フランジ付き担体14の上にフランジ止めされており、このフランジ付き担体14は工作物保持装置8の中に保持された状態で収容されている。図を簡略化するため、図1aの工作物支持体はフランジ付き担体から離れた状態で示されている。1つの発展形態では、フランジ付き担体14が工作物保持装置8に対して第3の方向15に移動可能であるか、あるいは追加又は代替として、フランジ付き担体14が第3の方向15を中心に回転可能である。フランジ付き担体14の運動に必要な駆動手段は、同様に簡略化の理由から図の中には示されていない。
工作物5を工作物支持体4に固定する場合、規定調整位置と実際調整位置との間にずれが生じることがあるため、工作物5と機械フレーム2との間に少なくとも2つの圧力エレメント16が配置されている。図示されている実施形態のバリエーションでは、両方の圧力エレメントがクランプ装置6の部分に配置されている。これらの圧力エレメント16は、その作用方向32が互いに角度を成しているか、又はこれらの作用方向32がベクトルの視点で直線状に独立している。
従って、固定された工作物5を固定位置に対して動かすことができるため、工作物5の僅かな位置のずれを調整することができる。しかしながら、工作物5は基本的に正確に工作物支持体4に配置されているため、このことは僅かな位置調整でしかない。圧力エレメント16の発展形態では、この圧力エレメントによって+/−0.5mmの位置適合が可能になっている。
詳細には、この種の位置調整は、工作物支持体4に少なくとも2つの工作物5が同時に締め付けられ、ほとんど固定された状態で加工ヘッド内に配置されている加工スピンドルによって同時に複数の位置で加工される場合に有利である。この場合、個々の工作物5が互いに対して、及びツールスピンドルに対して正しく調整されていることが特に重要である。具体的な位置調整システムなしでは、2つの工作物5を相互に調整し、追加的に加工スピンドルに対しても正確に調整しなければならない。工作物の位置決めに要する労力は、同時に締め付ける工作物の数又は同時に実施する加工工程の数に伴って大幅に上昇する。すなわち、この場合、工作物の正確な精密位置決めが自動システムによって実施できることは特に有利である。さらに、補正のための位置調整システムは、必要に応じて温度による機械コンポーネントのずれにも用いることができる。
圧力エレメント16は、好ましくは油圧式プレッシャケースとして形成されているため、1つの発展形態によれば、工作物支持体4内に圧力ライン17が設けられており、この圧力ラインは、接続部を介して、好ましくは接触面7内で圧力エレメント16に接続できるようになっている。
図1aは、フランジ付き担体14支持の原理図を示している。図1bには、工作物支持体4の可能な実施形態が示されている。図1cは、クランプ装置6の可能な実施形態を示しており、この実施形態ではクランプ装置がクランピングブラケット18を有している。クランピングブラケット18は締付けエレメント19によってネスト34に固定されており、クランピングブラケット18の幾何学的形態によって、それぞれの工作物5は、このネスト34上に固く押し付けられている。図1a及び図1bに示された例では、クランピングブラケット18と工作物5との間にそれぞれ1つの圧力エレメント16が配置されている。従って、圧力エレメント16は、それぞれのクランプ装置6の中に組み込まれた状態で配置されている。圧力が印加されると、長さ変動20が生じ、このことがクランプ装置6内の工作物5のずれを引き起こす。作用方向が互いに角度を成している、少なくともこれら2つの圧力エレメント16は、図1aに示されているようにそれぞれの工作物5で位置調整を行うことができ、この位置調整の後も、この工作物は工作物支持体4に固定されているか、又はそれぞれのクランプ装置6の中に取り付けられている。従って、取り付けられている工作物5は、二軸で動くことができる。
図1d及び図1eによれば、図1b及び図1cの追加又は代替として、クランプ装置6と工作物支持体4との間に圧力エレメント16が配置されている。特に、図1dから分かるように、それぞれ1つの圧力エレメント16がクランプ装置6のそれぞれ1つのネスト34に作用する。それぞれのネスト34は、ブラケット35によって工作物支持体4に固定される。ブラケット35とネスト34との間には、圧力エレメント16が設けられている。これにより、2つの圧力エレメント16によって構造的に簡略化された形で、2つのクランプ装置6又は2つの工作物5の間で2軸の運動を可能にすることができる。工作物支持体4に取り付けられている2つの工作物5の相互の位置調整によって、これらの工作物が同時に移動センター33によって正確に加工される。一般に、図1a〜図1eによるクランピングブラケット18及びブラケット35による固定以外のその他の固定も考えられる。
もちろん、クランプ装置6又はネスト34と工作物支持体4との間に複数の圧力エレメント16を配置することも考えられる。そうした構造が、例えば図1fに示されている。例えば、それによってネスト34での直線状の位置変更20だけでなく、回転性の位置変更36も可能になることで、工作物5の位置調整における多様性を向上させることができる。下部のクランプ装置6に図示されているように、このためには3つの圧力エレメント16で十分であるが、上部のクランプ装置6に示されているように、4つの圧力エレメント16を設けるのが好ましい。圧力エレメント16は、同じ作用方向32によってそれぞれのクランプ装置6に作用し、これらのクランプ装置にはそれぞれ別の作動方向32が割り当てられている。これにより、2つの工作物4の実際位置と規定位置との間のずれを比較的簡単に調整することができ、さらにこの構造は機械的負荷に極めて強い。
これに加え、図1fから分かるように、クランプ装置6は、圧力エレメントによって工作物支持体4に対して移動可能に工作物支持体4に固定されているか、又は工作物支持体4に取り付けられている。このことはネスト34の特に正確な精密調整にとって有利である。
修正が必要なずれを検出するため、工作支持体4には位置検知装置21が取り付けられていてもよく、この位置検知装置は工作物支持体4に対する工作物5の現在の実際位置を検出し、これを受けて、制御装置が実行する修正及びそれに必要な圧力エレメント16の加圧を算出する。位置検知装置21は、例えば、ゲージピン、ストップコンタクト(Anschlagkontakt)等によって接触型に形成することができるが、例えば、光学的、音響的、誘導的、容量的に作用する距離測定装置等の非接触型の検知も可能である。
図示されていない制御装置は、位置評価及び修正情報検出のためのモジュールの他に、圧力調整バルブも含み、それによって、好ましくはそれぞれ個々の圧力エレメントに、又は必要に応じて圧力エレメントのグループに、個別の圧力が加えられる。
図2a及び図2bは、位置調整システム1のもう1つの可能な実施形態を示している。図2aには、基礎フレーム9の裏側が示されており、簡略化するためにフランジ付き担体14に配置されている工作物支持体は図示されていない。図示されているのは、第1の送り台10と第2の送り台であり、ここではさらに、フランジ付き担体14が工作物保持装置8の中に保持されている。
第1のレールガイド22によって、第1の送り台10が基礎フレーム9に対して移動可能であり、第2のレールガイド23によって、第2の送り台11が第1の送り台10に対して移動可能である。好ましくは、フランジ付き担体14も第3のレールガイド24を有する場合は、これにより、第3の方向15へのフランジ付き担体14の移動も可能である。図を簡略化するため、この図でも駆動手段は図示されていない。
この場合も、工作物支持体(図示されていない)に取り付けられている工作物と機械フレーム2との間には、少なくとも2つの圧力エレメント16が配置されており、それらの作用方向が互いに角度を成している。
図2aには、2つの圧力エレメント16の他に、さらなる圧力エレメントが設けられており、詳細には基礎フレーム9と第1の送り台10との間に第1の圧力エレメント25が設けられ、第1の送り台10と第2の送り台11との間に第2の圧力エレメント26が設けられている。
図2bは、移動センター33の簡略化された側面図を示し、ここでは、機械フレーム2の中に加工ヘッド27が配置されており、その加工ヘッド27内には複数の加工スピンドル28が配置されている。加工スピンドル28は、この場合、少なくとも加工ヘッド27内に固定された状態で配置されており、加工ヘッドは機械フレーム2の中に固定された状態で配置されている。従って、ツールスピンドル28の加工位置29も固定された状態になっているため、工作物支持体4に取り付けられている工作物5の調整が加工位置に対して僅かでもずれていると、実行された加工の寸法安定性に悪影響が及ぶ。
さらに、工作物5を締め付ける際の不正確さの他に、加工位置29に対する工作物5の相対位置が、機械的負荷によって変化する可能性があることにより、位置の不正確さも生じている。さまざまな加工位置を受け入れるため、工作物マニピュレータ3のフランジ付き担体14は、第3の方向15に沿って(この図では左へ)繰り出す。これにより、工作物支持体4が工作物保持装置8から遠くへ突き出ることから、工作物支持体4及びその上に固定されている1つ又は複数の工作物の自重及び/又はツールスピンドルの加工ツールの影響による機械的負荷によってすでに、工作物マニピュレータ3の変形が生じるおそれがある。詳細には、フランジ付き担体14が、これにフランジ止めされている工作物支持体4と一緒にたわむ。このことから、加工位置29がかなり外側にある場合、例えば図2bの左のツールスピンドルなどは、内側にあるツールスピンドル(図2bの右のツールスピンドル)よりも相対位置の変動はより大きくなる。このことは、外側に固定されている工作物の方が、内側に固定されている工作物よりも、加工位置により大きなずれを有していることを意味するだろう。工作物支持体4又はフランジ付き担体14の機械的変形による位置のずれの他に、あるいはこれに加えて、さらに工作物5の締付け時の僅かな調整ミスによるずれも加わるおそれがある。図2a及び図2bに図示されているように、2つの圧力エレメント16の配置によって、工作物保持装置8内のフランジ付き担体14のガイドに対して個別に圧力を加えることができるため、2つの圧力エレメント16の制御が同じ場合はたわみが生じる可能性があり、圧力エレメント16の圧力制御が個々に異なっている場合は、固定されている工作物の位置修正も追加的に可能である。
さらに、第1の圧力エレメント25及び/又は第2の圧力エレメント26の制御により、加工位置に対する工作物の調整位置のさらなる個別の修正も可能である。
図3aは、フランジ付き担体14と第2の送り台11の工作物保持装置8との間に圧力エレメント16が配置されている詳細図を示している。フランジ付き担体14は、その第3のレールガイド24に沿って移動可能であり、それによって第3の方向15に位置変更を実施することができる。
図3bは、工作物保持装置8内のフランジ付き担体14のガイド横断面を示しており、図3aに示されている2つの圧力エレメント16が描かれるように切断線が選択されている。第3のレールガイド24は、例えば、フランジ付き担体14に配置されている複数のガイドレール30を含み、このガイドレールにガイドキャリッジ31がかみ合っている。ガイドキャリッジ31は、工作物保持装置8によって保持されているため、フランジ付き担体14の8点支持が形成されている。圧力エレメント16は、この場合、支点にのみ配置されているため、加圧の際、フランジ付き担体14のずれが図3bの右支点部分に生じる。従って、固定している左支点とずれが生じる右支点との間の距離によりテコが形成され、テコの原理に従って、突出している工作物ホルダの位置のずれは、右支点のずれを調整することによって修正できる。
図4aと図4bは、基礎フレーム9と第1の送り台10との間にある第1のレールガイド22部分の第1の圧力エレメント25並びに第1の送り台10と第2の送り台11との間にある第2の圧力エレメント26の詳細図を示している。ここに示されている実施形態では、第1のレールガイド22又は第2のレールガイド23が同様にレールとガイドキャリッジから形成されており、このときガイドキャリッジは、ガイドレールに沿って移動可能であり、従って第1の送り台10又は第2の送り台11の相対位置を変化させることができる。図示されている実施形態では、それぞれのガイドキャリッジに圧力エレメントが配置されており、第1の圧力エレメント25は第1のレールガイド22の各ガイドキャリッジと第1の送り台10との間に配置され、第2の圧力エレメント26は第2のレールガイド23のガイドキャリッジと第2の送り台11との間に配置されている。これにより、個々の圧力エレメント25、26を個別に作動させることにより、フランジ付き担体14の調整又は配向を個別に制御することができる。例えば、図4aの2つの第1の圧力エレメント25(図4bの上部の2つの第1の圧力エレメント25と仮定)が均等に圧力を印加される場合、フランジ付き担体14の逸脱は第2の方向13の面で生じる。同様に、図4aに示されている左の2つの第2の圧力エレメント26(これは図4bに示されている上部と下部の第2の圧力エレメント26に相当する)に、均等に圧力を印加することにより、第1の方向12の面におけるフランジ付き担体14の逸脱が生じる可能性がある。すべての第1の圧力エレメント25及び/又は第2の圧力エレメント26が均等に圧力を印加される場合、フランジ付き担体は第3の方向15へ動くことが可能である。
個々の第1の圧力エレメント25及び第2の圧力エレメント26を個別に制御することにより、フランジ付き担体14の位置及び工作物支持体に固定されている工作物の位置も3つの全加工方向に個別に合わせられるため、非常に精密な位置調整が可能となる。詳細には、相応に迅速な圧力エレメントの制御により、すなわち迅速な油圧式調整システムによって、位置合わせがそれぞれ個々の加工段階について個別に調整されるが、そのために労力を要する変更作業は必要ないと考えられる。
図4a及び4bには、ガイドレールごとにそれぞれ4つの圧力エレメントを備える実施形態が示されている。単純な実施形態あるいはより小さい力の範囲又は調整範囲で十分である場合は、ガイドレールごとに1組の圧力エレメントだけ設けることもできる。圧力エレメントは、さらに好ましくは油圧式で機能するため、保持機能も実現可能である。
最後に、さまざまに説明された実施形態の中で、同一の部品には同一の符号又は構成部品名称が付けられている。全体の説明の中に含まれる公開内容では、意味的に同じ部品には同一の符号又は同一の構成部品名称が転記されてもよい。明細書の中で選択された、上部、下部、側面などの位置表示は、直接説明されている図、並びに示されている図に関係しており、位置が変更された場合にはそれに対応するように新しい位置に転記しなければならない。さらに、図示及び説明されたさまざまな実施例の個々の特徴又は特徴の組合せは、独自の、発明に関する又は発明に基づく解決方法でもあり得る。
実施例は、位置調整システムの考えられる実施形態のバリエーションを示しており、この点については、本発明が特別に示された実施形態のバリエーションだけに制限されているのではなく、むしろ個々の実施形態のバリエーション同士の多数の組合せも可能であり、このバリエーションの可能性は、具体的な発明による技術的行為の考え方に基づいて、この技術分野に従事する当業者の能力範囲にある。また、図示及び説明されている実施形態のバリエーションの個々の詳細の組合せによって可能な考えられるすべての実施形態のバリエーションも保護範囲の中に含まれている。
示されている図には、必要に応じて独立したもう1つの位置調整システムの実施形態が示されており、その場合も、同一の部品には、先行する図と同様に、同一の符号又は構成部品名称が使用される。不要な繰返しを避けるため、先行する図の詳細な説明が参照されるか、又は関連づけられる。
念のために、引き続き、位置調整システムの構造をより良く理解するため、これらの又は位置調整システムの構成部品は、部分的に原寸に比例せずに、及び/又は拡大されて、及び/又は縮小されて図示されていることを指摘しておく。
本発明の独自の解決方法に基づく課題は、明細書を参照にすることができる。
とくに、図1〜4に示された個々の実施形態は、本発明に基づく独自の解決方法の対象である。これに関する、本発明に基づく課題及び解決方法は、これらの図の詳細な説明を参照にすることができる。

Claims (16)

  1. 少なくとも1つの工作物(5)を機械加工するための移動センターであり、機械フレーム(2)と、複数の、好ましくは固定された状態で前記機械フレーム(2)内に、詳細には加工ヘッド(27)内に配置されている加工スピンドル(28)と、少なくとも1つの加工する工作物(5)がそれぞれ1つのクランプ装置(6)によって配置されている工作物支持体(4)と、前記工作物支持体(4)がフランジ止めされているとともに、駆動手段によって前記機械フレーム(2)に対して少なくとも1つの空間方向に移動可能である、前記機械フレーム(2)内に配置されている工作物マニピュレータ(3)と、を備える移動センターであって、
    1つの前記工作物(5)又は複数の前記工作物(5)の実際位置と規定位置との間のずれを調整するために、前記移動センター(33)が、1つの前記工作物(5)又は複数の前記工作物(5)と前記機械フレーム(2)との間に配置されている少なくとも2つの圧力エレメント(16)を備える位置調整システム(1)を有しており、これらの圧力エレメントの作用方向(32)が互いに角度を成すことを特徴とする、移動センター。
  2. 前記圧力エレメント(16)が油圧式圧力エレメント、詳細にはプレッシャケースによって形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の移動センター。
  3. 2つの前記圧力エレメント(16)の前記作用方向(32)が1つの面の中にある、及び/又は前記作用方向(32)間の角度が90度であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の移動センター。
  4. 前記圧力エレメント(16)が1つの前記クランプ装置(6)又は複数の前記クランプ装置(6)と前記工作物支持体(4)との間に配置されていることを特徴とする、請求項1、2又は3に記載の移動センター。
  5. 少なくとも2つの前記圧力エレメント(16)が、それらの前記作用方向(32)の間で角度を成しており、クランプ装置(6)のそれぞれ1つのネスト(34)に作用することを特徴とする、請求項4に記載の移動センター。
  6. クランプ装置(6)のそれぞれ1つのネスト(34)に、同じ作用方向(32)を持つ1つの圧力エレメント(16)又は複数の圧力エレメント(16)が作用することを特徴とする、請求項4に記載の移動センター。
  7. 2つの工作物(5)の実際位置と規定位置とのずれを相対的に相互に調整するために、前記工作物のクランプ装置(6)にそれぞれ別の作用方向(32)が割り当てられていることを特徴とする、請求項6に記載の移動センター。
  8. 前記クランプ装置(6)が前記圧力エレメントによって前記工作物支持体(4)に固定されていることを特徴とする、請求項4〜7のうちいずれか一項に記載の移動センター。
  9. 少なくとも2つの圧力エレメント(16)が、クランプ装置(6)の中に組み込まれた状態で配置されていることを特徴とする、請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の移動センター。
  10. 同じ作用方向に、2つの圧力エレメント(16)が向かい合って配置されており、前記工作物(5)が2つの前記圧力エレメント(16)の間にあることを特徴とする、請求項1〜9のうちいずれか一項に記載の移動センター。
  11. 追加的に少なくとも1つの圧力エレメント(16)が、その他の2つの前記圧力エレメント(16)に対して直線状に独立した、詳細には平行な作用方向(32)を備えていることを特徴とする、請求項10に記載の移動センター。
  12. 開口している基礎フレーム(9)に取り付けられている前記工作物マニピュレータ(3)が、第1(10)及び第2(11)の送り台上を移動可能に支持されており、前記第1の送り台(10)が前記基礎フレーム(9)に対して、平行に調整された2つの第1のレールガイド(22)に沿って第1の方向(12)へ移動可能であり、前記第2の送り台(11)が前記第1の送り台(10)に対して、平行に調整された2つの第2のレールガイド(23)に沿って第2の方向(13)へ移動可能である移動センターであって、前記圧力エレメント(16、25、26)が前記基礎フレーム(9)と前記第1の送り台(10)との間及び/又は前記第1(10)と前記第2(11)の送り台との間に配置されていることを特徴とする、請求項1〜11のうちいずれか一項に記載の移動センター。
  13. 2つの前記圧力エレメント(16、25、26)の前記作用方向(32)が、前記基礎フレーム(9)の前面に対して垂直に調整されている面の中にあることを特徴とする、請求項12に記載の移動センター。
  14. 前記第1のレールガイド(22)及び/又は前記第2のレールガイド(23)が、縦方向レール(30)と少なくとも2つのガイドキャリッジ(31)とから形成されている移動センターであって、圧力エレメント(16、25、26)がガイドキャリッジ(31)の部分に配置されていることを特徴とする、請求項12又は13に記載の移動センター。
  15. それぞれ1つの圧力エレメント(16、25、26)が、2つの前記ガイドキャリッジ(31)のそれぞれの部分に配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の移動センター。
  16. 前記工作物マニピュレータ(3)が、前記第2の送り台(11)に対して第3の方向(15)に移動可能なフランジ付き担体(14)を有している移動センターであって、前記圧力エレメント(16)が、前記第2の送り台(11)と前記フランジ付き担体(14)との間に配置されていることを特徴とする、請求項12〜15のうちいずれか一項に記載の移動センター。
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