JPH0755425B2 - 加工物を工作機械の工作台に固定する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械によって機械加工されるべき加工物
を前記工作機械の工作台に、前記工作機械の工作台上に
位置する基準点に関して正確に決定された位置関係で固
定する装置に関する。この装置は、前記機械加工される
べき加工物を着脱可能に受容するようにされた加工物受
容手段と、前記加工物受容手段に備えられた第１群の位
置決め開口及び前記工作機械の工作台上に備えられた第
１群の位置決めスタッドを備えた第１の位置決め手段と
を具備しており、前記第１群の位置決め開口及び前記第
１群の位置決めスタッドは、Ｘ方向及びＹ方向における
前記加工物受容手段の位置を決定するために協働する。

工作機械によって機械加工されるべき加工物を、特に工
作機械の工作台に関して工作機械の作業領域内の正確に
既知で明確な関係に固定することはしばしば要求され
る。特に機械加工されるべき加工物の正確で且つ厳密な
既知の位置決めは、２つの直交方向、即ちＸ方向及びＹ
方向に関して、更にＺ軸、即ち前記Ｘ軸及びＹ軸の交点
を垂直に通る軸の周りの回転に関して達成されねばなら
ない。更に、加工物を前記Ｚ軸に関して、即ちＸ−Ｙ平
面上方の高さ位置に関して、またＸ−Ｙ平面に対するそ
の平行性に関しても正確に位置決めせねばならないこと
もある。

比較的小さな加工物を位置決めするようにされた加工物
位置決め手段を提供することは従来技術においてよく知
られている。このような位置決め手段は、機械加工され
るべき加工物を受容するようにされた加工物受容手段
と、機械加工装置の工作台上に設置され且つ前記加工物
受容手段と協働するベース部材とを備えている。位置決
めは、前記ベース部材上に備えられた突出する位置決め
スタッドと、前記加工物受容手段上に対応する配置で備
えられた位置決め開口とによってなされる。加工物受容
手段がベース部材に連結されると直ぐに、加工物受容手
段に連結された加工物の中心を合わせるために、位置決
めスタッドは位置決め開口に嵌合する。

Ｚ軸の延長線に沿った位置決めを考慮しないならば基本
的には、第１の対はＸ方向及びＹ方向における位置決め
を提供し、第２の対は、第１の対と協働して、Ｚ軸の周
りの明確な角度配向を提供するような２つの対の協働す
るスタッド及び開口を与えることで充分である。

加工物を位置決めするためのこのような公知の装置にお
ける必須条件は、一方では位置決めスタッド、及び他方
では位置決め開口が、それらの相互に向かい合った相対
位置に関する限り極めて正確に配置されることである。
即ち、位置決めスタッドと位置決め開口との間の完壁な
協働を得、それによって（その位置が既知の）ベース部
材に関して加工物受容手段を所望の位置に置くために、
例えば２つの位置決めスタッド間の距離は、これらの位
置決めスタッドと協働する２つの位置決め開口間の距離
と全く等しくなければならない。この結果、特に電食加
工（electro erosive machining）の分野の加工物にお
けるようにかなり高度の位置決め精度が要求される場合
には、かかる部品はかなり高度の精度で製造されねばな
らない。従って、このような高精度の位置決め装置の製
造は、小さな加工物のみに適しているものであっても、
非常に高価であり且つ時間も要する。更にこのような公
知の構成は、ほとんどの場合のように円錐形の位置決め
スタッドを使用するならば、スタッド−開口対が相互に
独立にＸ−Ｙ位置を決定するが故に、幾何学的に過剰規
定されることが多い。

上記問題点及び欠点は特に、比較的大きな加工物を正確
に位置決めする必要がある場合には重要である。基本的
に加工物の安定した位置決め及び固定に関しては、位置
決めスタッドと位置決め開口との距離はそれぞれ出来る
だけ大きく選択される。しかしながら、スタッド−開口
対の間の距離が20〜40cmの範囲であっても、加工物受容
手段とベース部材との間の温度差に起因する熱による収
縮または膨張によって惹起される偏差が見られ得る。そ
うすると、一方または他方の位置決めスタッドのその関
係する位置決め開口への完壁な嵌合は妨げられる。この
結果、特に精密機器の製造に要求される高精度はもはや
保証されない。

異なる加工物受容手段が１つの同じベース部材に連結さ
れる場合には別の問題が生じ得る。加工物受容手段は恐
らく種々の製造バッチで製造されており、従って全く同
じ寸法を有するわけではない。このような寸法の偏差は
小さいかもしれないが、それでも正確に位置決めされた
ベース部材に関する加工物手段の位置決めの精度を著し
く損なうことがあり、これは精密機器製造においては許
容され得ない。

英国特許第2033263号明細書は、加工物を工作機械の工
作台上の正確に規定された位置に締め付けるための装置
を開示している。この装置は、機械加工されるべき加工
物が解放可能に固定され且つ機械加工装置の工作台上に
対応して設けられその表面上に突出している位置決めス
タッドと協働する位置決め孔を備えている加工物受容手
段を備えている。この装置は特に、その４つの隅の領域
に４つのＶ字形の溝が設けられた加工物受容パレットを
備えており、前記Ｖ字形溝は前記位置決め開口に実質的
に対応している。Ｖ字形溝は、Ｘ方向及びＹ方向におい
てパレットを位置決めするために対応して設けられたＶ
字形ブロックと協働する。即ち、１群の４つの開口−ス
タッド対は、相互に比較的大きな距離を置いて配置され
ており、位置決め機能全体を実行すると開示されてい
る。工作機械の工作台上でのパレットの位置決めの精度
は単に製造精度とＶ字形溝及びＶ字形ブロックの実際の
位置とに依存することは当業者には明らかである。この
態様は幾何学的に過剰規定されており、パレットにある
Ｖ字形溝の１つの位置における最も小さい偏差さえも、
工作機械の工作台に関するパレットの正確な位置決めを
損なうであろう。このような偏差は、異なる製造バッチ
から得られるまたは異なる温度を有するパレットを使用
する場合に容易に生じるであろう。

西独特許第3115586号は、工作機械においてパレットを
交換及び位置決めするための装置を開示している。この
装置は、加工物を積載されたパレットを、パレットを受
容し且つ加工物を機械加工する場所に供給する送出し軌
道を備えている。パレットがこの場所に到着した後には
パレットは、Ｚ軸センタリングピンの頂部表面上に当接
するまで下降されるが、Ｚ軸センタリングピンはＸ方向
またはＹ方向におけるセンタリングまたは位置決め機能
を全くもたない。他方、パレットが下降すると円錐形セ
ンタリングピンの頂部は、対応する円錐形の態様のセン
タリングブッシュに嵌合する。これらのブッシュは軸方
向には弾性であるが半径方向には剛性である。前記西独
特許には、従って「半径方向におけるセンタリングピン
上へのパレットの正確な位置決め」が達成されるべきで
あると述べられている。

しかしながら、当業者には明らかであるように、特にセ
ンタリングピン間の距離とセンタリングブッシュ間の距
離とが正確に等しくないならば、この態様ではＸ方向及
びＹ方向においてもＺ軸の周りの角度配向に関してもパ
レットの正確な位置を得ることは不可能である。上記距
離が正確に等しくないとパレットの位置は、パレットを
下降させる前のパレットの当初位置に従って、一方のピ
ン−ブッシュ対または他方のピン−ブッシュ対のいずれ
かが正確に嵌合しパレットの位置を決定するので、明確
ではない。即ち、パレットは２つの異なる位置をとる結
果となる。この態様は本発明によって回避され得る。

本発明の目的は、前記従来技術の態様の欠点を回避す
る、工作機械によって機械加工されるべき加工物を前記
工作機械の工作台に、前記工作機械の前記工作台上に位
置する基準点に関して正確に決定された位置関係で固定
する装置を提供することである。

本発明の別の目的は、センタリングピンとセンタリング
開口との間の距離が製造公差に起因して異なっていよう
とも加工物を正確に且つ明確に位置決めすることを可能
にする、工作機械によって機械加工されるべき加工物を
前記工作機械の工作台に、前記工作機械の工作台上に位
置する基準点に関して正確に決定された位置関係で固定
する装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、センタリングピンとセンタリ
ング開口との間の距離が、加工物受容手段及び／または
ベース部材の熱による膨張及び収縮に起因して異なって
いようとも加工物を正確に位置決めすることを可能にす
る、工作機械によって機械加工されるべき加工物を前記
工作機械の工作台に、前記工作機械の工作台上に位置す
る基準点に関して正確に決定された位置関係で固定する
装置を提供することである。

上記目的及び他の目的は、本発明によれば、工作機械に
よって機械加工されるべき加工物を前記工作機械の工作
台に、前記工作機械の工作台上に位置する基準点に関し
て正確に決定された位置関係で固定する装置であって、
該装置が、前記工作機械の工作台上に備えられていてそ
の表面から突出している位置決めスタッドの複数の群
と、前記位置決めスタッドの複数の群と夫々協働する位
置決め部材を有しており、前記機械加工されるべき加工
物を着脱可能に受容するように構成された加工物受容手
段とを具備してなり、前記位置決めスタッドの複数の群
の各々が、円の周囲に沿って等間隔に配置されている実
質的に楔形の４つの位置決めスタッドを備えたベース部
材を具備しており、それによって相互に向かい合って位
置する２つの楔形位置決めスタッドの自由頂部縁がＸ方
向に走行する第１の線に沿って整列されており、且つ相
互に向かい合って位置する他の２つの楔形位置決めスタ
ッドの自由頂部縁がＹ方向に走行する第２の線に沿って
整列されており、前記位置決め部材の各々が位置決めプ
レートを包含しており、前記複数の位置決め部材のうち
の第１の位置決め部材の位置決めプレートにはその配置
が第１のベース部材の位置決めスタッドの配置に対応す
る４つの位置決めスリットが備えられており、且つ１つ
の追加の位置決め部材の位置決めプレートには、前記第
１の位置決め部材の中央から前記追加の位置決め部材の
中央へと走行する結線上に位置する２つの位置決めスリ
ットが備えられており、前記複数の位置決め部材のうち
の前記第１の位置決め部材と前記複数の位置決めスタッ
ドの群のうちの第１群の位置決めスタッドとが互いに協
働して、Ｘ方向及びＹ方向における前記加工物受容手段
の位置、従ってＺ方向における基準軸の位置を決定する
ように構成されており、前記第１の位置決め部材から離
れている前記複数の位置決め部材のうちの少なくとも前
記１つの追加の位置決め部材と前記第１群の位置決めス
タッドから離れている前記複数の位置決めスタッドの群
のうちの少なくとも１つの追加の群の位置決めスタッド
とが互いに協働して、Ｚ軸の周りでの角方向にのみ関す
る前記加工物受容手段の位置を決定するように構成され
ている、ことを特徴とする装置によって達成される。

上記構成にてなる装置においては、加工物を着脱可能に
受容する加工物受容手段が、前記工作機械の工作台上に
配置される。この際、前記加工物受容手段に設けられた
複数の位置決め部材が、位置決めスタッドの複数の群と
夫々協働して、加工物受容手段を前記工作機械の工作台
上に位置する基準点に関して正確に決定された位置関係
で固定する。第１群の４つの位置決めスタッドは、４つ
の位置決めスリットを有する第１の位置決め部材と協働
し、その一方で、少なくとも１つの追加の群の４つの位
置決めスタッドは前記結線上の２つの位置決めスリット
しか有しない追加の位置決め部材と協働する。

従って、上記構成によれば、前記第１の位置決め部材と
前記第１群の位置決めスタッドとが互いに協働して、Ｘ
方向及びＹ方向における加工物受容手段の正確な位置に
責任を負い、それによって垂直に走行するＺ軸に対する
基準を決定し、更に前記１つの追加の位置決め部材と前
記１つの追加の群の位置決めスタッドとが互いに協働し
て、Ｚ軸の周りの位置に関して加工物受容手段を正確に
位置決めすることを保証する。前記第１の位置決め部材
と前記１つの追加の位置決め部材との間の相互距離、従
って前記第１群の位置決めスタッドと前記１つの追加の
群の位置決めスタッドとの間の相互距離は、前記１つの
追加の位置決め部材と前記１つの追加の群の位置決めス
タッドとがＺ軸の規定に責任を負うので、もはや重要で
はない。即ち製造公差、熱による寸法の偏差等は、位置
決めの精度に悪影響を及ぼさず、工作機械の工作台にお
ける加工物受容手段の位置の幾何学的な過剰規定は回避
される。

以下添付の図面を参照し、本発明の装置に実施例により
本発明を説明する。

実施例 第１図には工作機械の工作台１を概略的に示してある。
工作台１の表面には４つのベース部材２、３、４及び５
が備えられている。前記ベース部材の各々は複数の位置
決めスタッドを包含している。ベース部材２、３、４及
び５の特定の態様は後に、第４図及び第５図の説明に関
連して詳細を記述する。４つのベース部材２、３、４及
び５は全てが同じ態様であるのが有利である。

第2a図には加工物受容手段６の底面図、即ち工作台１の
頂部と対面する加工物受容フレームの側部から見た図を
示してある。加工物受容フレーム６にはその４つの隅の
各々に群をなす位置決め開口が備えられている。これら
の位置決め開口の態様の詳細は後述する。

第2b図には第2a図に示したのと同様の加工物受容フレー
ム７を対応する図で示してあるが、加工物受容フレーム
７にはただ２つの群の位置決め開口のみが備わってい
る。フレーム７は同じ工作台１と一緒に使用することが
できるが、工作台１上に設置されるベース部材は、ただ
２つのみ、例えば２つのベース４及び５のみが必要とさ
れる。

加工物受容フレーム７には横断方向棒部材８が備えら
れ、工作台１には支持部材９が備えられている。もし加
工物受容フレーム７を工作台１に固定するのであれば、
横断方向棒部材８は、工作台１に備えられた支持部材９
上に当接する。支持部材９には、受容フレーム７の横断
方向棒部材８が支持部材９の上方表面上に置かれる前に
支持部材の上方表面に存在し得るいかなる塵芥または他
の夾雑物も除去するために、それを通して加圧空気を吹
出し得る開口10を設けることができる。

第2a図では加工物受容フレーム６は、長手方向に延伸す
る２つの棒部材13及び14によって相互に連結されている
横断方向に延伸する２つの棒部材を備えている。長手方
向に延伸する２つの棒部材13及び14には、加工物受容フ
レームに固定されて機械加工されるべき加工物を受容す
る受容手段を備えることができる。かかる受容手段は図
示していないが、このような加工物受容手段を適当に設
計することは当業者には容易であろう。

２つの横断方向棒部材11及び12の各々には、それぞれ２
つの位置決め部材15,16及び17,18が備わっている。これ
らの位置決め手段の態様の詳細は後述する。第2b図の加
工物受容フレーム７は加工物受容フレーム６と同じ横断
方向部材11を備えており、且つ同様に２つの位置決め部
材15及び16が備えられている。更に、加工物受容フレー
ム７は２つのより短い長手方向棒部材13a及び14aと、前
記のごとく位置決め部材を備えていない横断方向棒部材
８とを備えている。

第2a図に示した加工物受容フレーム６は、より大きい加
工物または複数の小さい加工物を受容するのに適してお
り、従って工作機械の工作台１にその４つの隅全てで固
定される必要があるが、第2b図に示した加工物受容フレ
ーム７はより小さい加工物または複数の非常に小さい加
工物に適しており、従って横断方向棒部材11の２つの相
対する端部に位置する２つの位置決め部材15及び16によ
ってのみ加工物受容フレーム７を固定すれば充分であっ
て、横断方向棒部材８は、工作機械の工作台１上の適当
な位置に備えられた支持部材９上に緩やかに当接する。

第４図にはベース部材２を平面図で示してあり、一方第
５図は同じベース部材２の側面図である。ベース部材２
は、円筒形の下方部分19と、その４つの隅が面取りされ
ている実質的に正方形の上方部分20とを包含している。
正方形上方部分20の上方表面には、正方形上方部分20の
上面から上向きに突出する４つの位置決め棒21が備えら
れている。これら４つの位置決め棒21は、ベース部材20
の正方形上方部分20の２つの垂直な中央線に沿って配置
されている。位置決め棒21の上方表面には位置決めスタ
ッドが備えられている。図に示した実施態様において
は、位置決め棒は４つの内側位置決めスタッド22と４つ
の外側位置決めスタッド23とを備えている。より小さい
４つの内側スタッド22の中心はより小さい直径を有する
円の周囲に配置されており、幾分大き目の４つの外側ス
タッド23の中心はより大きい直径を有する第２の円の周
囲に配置されている。

位置決めスタッド22及び23はほぼ楔形の形状を有し、こ
れらのスタッドの配置は、相互に向かい合って位置する
２つの位置決めスタッドの上面が共通の結線に沿って延
伸し、得られる２つの結線は相互に垂直な方向に延伸す
るようになっている。

ベース部材２の中央には、ばね手段（図示なし）の作用
下にあり且つ空圧式に作動化される締付けボール26を包
含するボール式締付け装置25が備えられいる。ボール式
締付け装置25は第３図に示したタイボルト36と協働する
ようになっている。このような態様で協働するタイボル
トとボール式締付け装置とは当業者には公知であり、本
明細書では詳細に説明しない。

ベース部材２の正方形上方部分20の４つの対角方向に配
向された表面部分27は全く平坦に研削されており、それ
ぞれ、加工物受容フレーム６及び７の位置決め部材15〜
18の部分である４つのディスタンスピンに対する当接面
として作用する。上記ディスタンスピンの態様は後述す
る。

第８図には位置決めスタッドの部分断面図を示してある
が、一例として位置決めスタッド23を示してある。全て
の位置決めスタッド、特に位置決めスタッド22も、実質
的に同じ態様を有すると理解されたい。位置決め棒21と
一体的に形成されている位置決めスタッド23は、位置決
めスタッドを垂直に通る中央平面に関して相互に対称的
に配置された少なくとも２つの傾斜面を有する。特に、
位置決め棒21の上面に隣接して２つの第１の表面部分30
が備えられている。この第１の表面部分30は前記位置決
めスタッド23を通って垂直方向に延伸する中央平面と平
行である。第１の表面部分30に隣接して、前記位置決め
スタッド23の中心を通る前記垂直方向平面に関して第１
のより小さい傾斜を有する２つの第２の表面部分29が備
えられている。最後に、前記第２の表面部分29に隣接し
て、前記位置決めスタッド23を通る前記中央垂直方向平
面に関して前記第２の表面部分29の傾斜よりも大きい傾
斜を有する第３の表面部分28が備えられている。

以下に詳細を後述するように、位置決めスタッド23は位
置決めスリットと協働する。より傾斜の大きい第３の表
面部分28は、位置決めスタッド23が位置決めスリット内
に貫通するのを可能とするまたは容易にする役目を果た
し、より傾斜の少ない第２の表面部分29は実際のセンタ
リング機構を果たすように備えられている。

位置決め部材15及び16の態様を第６図、第７図及び第９
図に示す。これらの図はそれぞれ、位置決めプレート23
の平面図、第６図の線分VII−VIIに沿った部分断面図、
横断方向棒部材11と対面する側部の側面図である。

横断方向棒部材11には、横断方向棒部材11の上面から突
出する円形の縁リブを備えている。各位置決め部材15、
16、17及び18に対して円形縁リブ31が割り当てられてい
る。縁リブ31は、夾雑物及び湿気に対する保護フード
（図示なし）のためのアンカーとして作用する。位置決
め部材15に割り当てられた縁リブ31の内部には、中央開
口33を有する、ほぼ円形形状の位置決めプレート32が備
えられている。位置決めプレート32にはタイボルト36
（第３図に図示）用の受容部材34が備えられている。受
容部材34は中央開口33に挿入され、例えばねじ35によっ
て横断方向棒部材11に固定されている。受容部材34は、
受容部材34から垂直に突出し且つベース部材２〜５のボ
ール式締付け装置25に嵌合するような態様を有するタイ
ボルト36を支持する。

位置決めプレート32は横断方向棒部材11に４つのねじ37
によって固定されている。これらのねじ37は同時にディ
スタンスピンとしても作用し、その上面で、加工物受容
フレーム６及び７がそれぞれ工作機械の工作台１に固定
されると直ぐに、ベース部材２〜５の平坦に研削された
表面部分27に当接する。このようにしてねじ37はそれぞ
れ加工物受容フレーム６及び７の位置、即ち機械加工さ
れるべきであって前記加工物受容フレーム上に取り付け
られた加工物の、Ｚ方向における位置を決定する。

第７図から明らかに判るように、位置決めプレート32
は、横断方向棒部材11にねじ止めされるところには肉厚
部分を包含している。位置決め部材15の場合には、位置
決めプレート32の肉厚部分38は薄いウェブ40によって相
互に連結されている。全ての薄いウェブ40は、位置決め
スリット39を有する中央肉厚部分41を包含している。中
央肉厚部分41の厚みは、第７図から明らかなように、肉
厚部分41が横断方向棒部材11の表面に当接しないよう
に、横断方向棒部材11にねじ37によって連結されている
肉厚部分38の厚みよりも幾分小さくなっている。

直径方向で向かい合って位置する２つの位置決めスリッ
ト39の各々は一直線上に置かれており、得られる２つの
直線は相互に垂直に走行する。位置決めスリット39は薄
いウェブ40の全幅にわたって延伸しており、位置決めス
リット39の深さは中央肉厚部分41の厚みの約50〜70％で
ある。最後に、中央肉厚部分には、位置決めプレート32
の下方表面に開いている盲孔42が設けられている。この
盲孔42の位置は、この実施態様においては、ベース部材
２〜５の外側位置決めスタッド23の位置に対応してお
り、その直径は、ベース部材２〜５の正方形上方部分20
の表面に平行な断面図から判るように位置決めスタッド
23の最大寸法よりも幾分大きい。位置決めスタッド39の
幅は実質的に、より傾斜の少ない第２の表面部分29の中
間で測定した位置決めスタッド23の幅に対応する。

薄いウェブ40が組み込まれた位置決めプレート32の前記
態様によって、中央肉厚部分41は、軸方向には弾性的に
移動可能であるが周囲方向、即ち位置決めプレート32の
平面内では剛性である位置決めスリット39に連結されて
いる。位置決めスタッド23の高さは、位置決めスタッド
23が位置決めスリット39に嵌合すると直ぐにかかるスタ
ッドが中央肉厚部分41を横断方向棒部材11に向かって僅
かに変位させるように寸法が決められている。このよう
な軸方向の変位は、周囲方向の安定性が全く損なわれな
い程僅かである。

位置決め部材16はほぼ同様な態様であるが、但し以下の
点が異なる。

ただ２つの位置決めスリット39aが左セグメント及び右
セグメントにおいて相互に向かい合った位置で、しかも
第６図のように水平方向、即ち横断方向棒部材11の延長
方向に走行する位置決め部材16の２つの位置決めスリッ
ト39と一致する直線の延長上に備えられている。結果と
して位置決め部材16は、その上方及び下方セグメントに
は上記薄いウェブ40及び中央肉厚部分41を包含しておら
ず、その代わりに位置決めプレート32の第６図の２つの
上方肉厚部分及び２つの下方肉厚部分は肉厚部分38aに
相互に連続的に連結されている。しかしながらこれに対
して孔42aは、位置決め部材15の位置決めプレート32に
設けられた盲孔42まで続いている。

第2a図に示した位置決め部材17は前記位置決め部材16と
同一の態様である。これは、同様にただ２つの位置決め
スリットを包含することを意味する。しかしながら、位
置決め部材17の位置決めプレート32は、位置決め部材17
の位置決めスリット39aが長手方向棒部材13の長手方向
延長方向に走行するように、位置決め部材16に対して90
゜ずらして加工物受容フレーム６上に設置されている。

位置決め部材18の位置決めプレート32は位置決めスリッ
トを全く備えておらず、位置決めスタッド23の位置に対
応して配置された４つの連続孔42bのみを備えている。
他の点では位置決め部材18の位置決めプレート32の態様
は他の位置決め部材のものと同様である。

第10図及び第11図には、加工物受容フレーム６及び７を
それぞれベース部材２〜５を備えた工作機械の工作台１
に取り付けると前と後との状態を部分断面図で示してあ
る。第10図では位置決めプレート32は開放静止位置にあ
り、位置決めスタッド23は、位置決めスリット39に貫通
する直前の状態にある。第11図の状態では加工物受容フ
レーム６は工作機械の工作台１にその位置が固定されて
いる。位置決めスタッド23が位置決めスリット39に貫通
し、それによって位置決めプレート32の中央肉厚部分41
は横断方向棒部材11に向かって軸方向に変位されてい
る。位置決めスタッド23のより傾斜の小さい第２の側面
部分29は位置決めスリット39の縁に嵌合し、それによっ
て工作機械の工作台１に関して加工物受容フレーム６の
正確なセンタリングを行なう。

加工物受容フレーム６が工作機械の工作台１に固定され
ると、Ｘ−Ｙ基準位置、更にそれからＺ軸の位置が、位
置決め部材15に嵌合しているベース部材５の向かい合っ
た位置決めスタッド23を通る２つの直線によって決定さ
れる。理論的には自ら位置決め部材15、更にそれから加
工物受容フレーム６の角度位置さえも設定される。しか
しながら加工物受容フレーム６は比較的寸法が大きいが
故に、その精度は充分でない。加工物受容フレーム６の
材料の弾性のために、位置決め部材15に直径方向反対側
に位置する加工物受容フレーム６の隅の位置は望ましく
ない程度にまで変化する。

この望ましくない状態を回避するために更に本発明は、
位置決め部材16のＹ方向位置を安全に固定するために、
Ｘ方向に配向されたベース部材４の２つの位置決めスタ
ッド23と位置決め部材16の２つの位置決めスリット39a
との協働を提供する。ベス部材４の残りの２つの位置決
めスタッド23は、位置決め部材16に割り当てられた位置
決めプレート32の連続孔42aを貫通するが故に、何の機
能ももたない。これに対応してＹ方向に配向されたベー
ス部材３の２つの位置決めスタッド23と、位置決め部材
17の２つの位置決めスリット39bとの協働によって、位
置決め部材17のＸ方向位置が正確に決定される。ベース
部材３の残りの２つの位置決めスタッド23は、位置決め
部材17に割り当てられた位置決めプレート32の連続孔42
aと嵌合するので何の機能ももたない。最後に、ベース
部材２の位置決めスタッド23は、これら全てが位置決め
部材18の連続孔42bに嵌合するので、位置決め機能は全
く行わない。ベース部材２と位置決め部材18との協働に
よって、ねじ37によって与えられるディスタンスピンが
ベース部材２の平坦に研削された表面部分に当接するこ
とから、加工物受容フレーム６のＺ方向位置のみが決定
される。

第2b図に示した実施態様の加工物受容フレーム７を第１
図に示した工作機械の工作台１上に置く場合には、ベー
ス部材２〜５のうちのただ２つが機能的に使用される。
加工物受容フレーム７の寸法及びその配向に従って、ベ
ース部材２及び３、またはベー部材２及び４、またはベ
ース部材４及び５、またはベース部材３及び５のいずれ
かが第2b図に示した加工物受容フレーム７の位置決め部
材15及び16と嵌合する。こうして、使用した２つのベー
ス部材の一方、即ち位置決め部材15に嵌合したベース部
材によってX/Y基準が設定され、更に、位置決め部材16
と嵌合した他方の使用したベース部材がＸまたはＹ基準
を設定し、それによって、位置決め部材15と選択された
ベース部材２、３、４または５との協働によってＺ軸の
周りの加工物受容フレーム７の角度配向が決定される。
加工物受容フレーム７の寸法は比較的小さいが故に、実
際に得られる精度は充分である。

簡略化のため、及び使用されるべき加工物受容フレーム
の配向及び種類に応じて、任意のベース部材２〜５の全
てが位置決め部材15と協働し得る可能性を与えるため
に、全てのベース部材２〜５は、これらベース部材２〜
５の１つにおいて４つ全ての位置決めスタッド22または
23が割り当てられた４つの位置決めスリットに嵌合する
のであれば同一の態様とする。

熱による膨張もしくは収縮または製造公差に起因して隣
合った２つのベース部材と隣合った２つの位置決め部材
との幾何学的中央の間に場合によっては生じる距離の偏
差は、工作機械の工作台に関する加工物受容フレームの
位置の精度に全く影響を与えない。X/Y方向におけるＺ
軸の位置は、単一のベース部材（例えば第１図において
はベース部材５）と位置決め部材15とが協働することに
より決定される。例えばベース部材４に嵌合するように
されている位置決め部材16（第2a図）の位置は、位置決
めスリット39aは充分に長いし且つ盲孔42a及び42bは偏
差を相殺するのに充分大きいので、Ｘ方向において変化
し得る。

前記実施態様においては、ベース部材２〜５の４つの外
側位置決めスリット23のみを使用している。その理由
は、図に示した加工物受容フレームの位置決め部材が、
高い荷重を受容し且つかなり剛性であるような態様であ
ることから判るであろう。加工物受容フレーム内に受容
された加工物または加工物受容フレームの寸法によって
加えられる荷重がより小さいならば、より単純な態様を
有し得るより小さい位置決め部材を使用することもでき
る。例えば、図に示した前記位置決めプレートに代え
て、ベース部材２〜５の内側位置決めスタッドが嵌合す
る、円の周囲に沿って等間隔に配置された４つの長方形
の開口を備えた単純なスプリングスチールプレートを使
用することができる。勿論、スプリングスチールプレー
トを横断方向棒部材に距離を置いて固定することによ
り、またはスプリングスチールプレート内の長方形開口
の領域にある横断方向棒部材に凹部を設けることによ
り、スプリングスチールプレートは少なくとも長方形開
口近傍では軸方向に弾性的に変形し得る。いずれにせよ
同じベース部材２〜５を両種の位置決め部材と一緒に使
用することができる。

本発明の装置は、加工物受容手段の態様に並ならぬ自由
度（Flexibility）がある上に、工作機械の工作台に関
する加工物受容手段の位置の精度に関する限りにおいて
は極めて高度の精度を提供する。本発明の装置は単純な
態様であり、且つ低コストで製造することができる。更
に本発明の装置の操作は、「位置決めスタッド／位置決
めスリット」の系が自己清浄性であるので、夾雑物によ
って損なわれない。最後に、本発明の装置は摩耗を受け
ることがほとんどなく、もし摩耗が生じたとしても位置
決めの精度に影響しないことは特記されるべきである。
長期使用のために位置決めスタッド及び／または位置決
めスリットが幾分摩耗したとしても、中央肉厚部分41を
備えた位置決めプレート32が軸方向で幾分変位する結果
となるのみであって、それによって位置決めの精度が損
なわれることは全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は４つの群の位置決めスタッドを備えている工作
機械の工作台の平面図、第2a図は４つの群の位置決め開
口を備えている加工物受容手段の第１の実施態様の底面
図、第2b図は２つの群の位置決め開口を備えている加工
物受容手段の第２の実施態様の底面図、第３図は第１図
及び第2a図の矢印Ａの方向で見た工作台及び加工物受容
手段の部分断面側面図、第４図は４つの外側位置決めス
タッド及び４つの内側位置決めを有するベース部材の
図、第５図は第４図のベース部材の側面図、第６図は２
つの群の位置決め開口を有する加工物受容手段の部分底
面図、第７図は第６図の線分VII−VIIに沿った断面図、
第８図は位置決めスタッドを通る拡大部分断面図、第９
図は加工物受容手段に向かって配向された位置決めプレ
ートの面の平面図、第10図は位置決めスタッドの嵌合前
の位置決めプレート及び位置決めスタッドの拡大部分断
面図、並びに第11図は位置決めスタッドの嵌合後の第10
と同様の図である。 １……工作機械の工作台、2,3,4,5……ベース部材、6,7
……加工物受容フレーム、8,11,12……横断方向棒部
材、９……支持部材、15,16,17,18……位置決め部材、2
2,23……位置決めスタッド、39……位置決めスリット。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械によって機械加工されるべき加工
   物を前記工作機械の工作台に、前記工作機械の工作台上
   に位置する基準点に関して正確に決定された位置関係で
   固定する装置であって、該装置が、 前記工作機械の工作台上に備えられていてその表面から
   突出している位置決めスタッドの複数の群と、 前記位置決めスタッドの複数の群と夫々協働する位置決
   め部材を有しており、前記機械加工されるべき加工物を
   着脱可能に受容するように構成された加工物受容手段と
   を具備してなり、 前記位置決めスタッドの複数の群の各々が、円の周囲に
   沿って等間隔に配置されている実質的に楔形の４つの位
   置決めスタッドを備えたベース部材を具備しており、そ
   れによって相互に向かい合って位置する２つの楔形位置
   決めスタッドの自由頂部縁がＸ方向に走行する第１の線
   に沿って整列されており、且つ相互に向かい合って位置
   する他の２つの楔形位置決めスタッドの自由頂部縁がＹ
   方向に走行する第２の線に沿って整列されており、 前記位置決め部材の各々が位置決めプレートを包含して
   おり、前記複数の位置決め部材のうちの第１の位置決め
   部材の位置決めプレートにはその配置が第１のベース部
   材の位置決めスタッドの配置に対応する４つの位置決め
   スリットが備えられており、且つ１つの追加の位置決め
   部材の位置決めプレートには、前記第１の位置決め部材
   の中央から前記追加の位置決め部材の中央へと走行する
   結線上に位置する２つの位置決めスリットが備えられて
   おり、 前記複数の位置決め部材のうちの前記第１の位置決め部
   材と前記複数の位置決めスタッドの群のうちの第１群の
   位置決めスタッドとが互いに協働して、Ｘ方向及びＹ方
   向における前記加工物受容手段の位置、従ってＺ方向に
   おける基準軸の位置を決定するように構成されており、 前記第１の位置決め部材から離れている前記複数の位置
   決め部材のうちの少なくとも前記１つの追加の位置決め
   部材と前記第１群の位置決めスタッドから離れている前
   記複数の位置決めスタッドの群のうちの少なくとも１つ
   の追加の群の位置決めスタッドとが互いに協働して、Ｚ
   軸の周りでの角方向にのみ関する前記加工物受容手段の
   位置を決定するように構成されている、 ことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】Ｘ方向における前記加工物受容手段の位置
   のみを決定するために相互に協働する第１の追加の位置
   決め部材及び第１の追加群の位置決めスタッドと、Ｙ方
   向における前記加工物受容手段の位置のみを決定するた
   めに相互に協働する第２の追加の位置決め部材及び第２
   の追加群の位置決めスタッドとを備えることを特徴とす
   る請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記位置決めスタッドを備えた前記ベース
   部材の表面が、平坦に且つ平滑に研削されている少なく
   とも所定の部分を包含していることを特徴とする請求項
   １または２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記ベース部材には、タイボルトを固定可
   能に受容するようにされた、中央に位置する固定手段が
   備えられていることを特徴とする請求項１または２に記
   載の装置。
5. 【請求項５】前記位置決めスタッドが、前記ベース部材
   の表面近傍に位置し且つより傾斜が小さい第１の側面部
   分と、前記位置決めスタッドの上面近傍に位置し且つ前
   記第１の側面部分より傾斜が大きい第２の側面部分とを
   包含していることを特徴とする請求項１から４のいずれ
   か一項に記載の装置。
6. 【請求項６】前記加工物受容手段が長方形フレームを備
   えており、それによって前記フレームの４つの隅にそれ
   ぞれ位置決め部材が配置されていることを特徴とする請
   求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 【請求項７】前記長方形フレームが、第１の隅には４つ
   の位置決めスロットを有する第１の位置決め部材を、前
   記第１の隅に隣合った２つ隅には２つの位置決めスロッ
   トを有する第２、第３の位置決め部材を、更に前記第１
   の隅に向かい合った第４の隅には位置決めスロットを有
   さない第４の位置決め部材を備えていることを特徴とす
   る請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】前記位置決め部材全ての位置決めプレート
   が前記加工物受容手段に４つのディスタンスボルトによ
   って固定されていることを特徴とする請求項１から７の
   いずれか一項に記載の装置。
9. 【請求項９】ただ２つの位置決めスロットを有するかま
   たは位置決めスロットを有さない前記位置決め部材の位
   置決めプレートに、位置決めスロットの代わりに連続開
   口が備わっており、対応するベース部材の位置決めスタ
   ッドが、前記位置決め部材が前記ベース部材に当接して
   いるときには関係する開口を通過していることを特徴と
   する請求項７に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記第１の位置決め部材の位置決めプレ
    ートが、前記ディスタンスボルト近傍に位置する４つの
    肉厚部分と、前記肉厚部分の２つの間の中央に位置する
    ４つの中央部分とを包含しており、前記中央部分が前記
    肉厚部分に薄い弾性ウェブによって連結されており、且
    つ前記中央部分が前記位置決めスリットを包含している
    ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記第２及び第３の位置決め部材の位置
    決めプレートが、隣合った２つのディスタンスボルト間
    で相互に向かい合って位置する２つの肉厚部分と、前記
    ２つの肉厚部分の間の中央に位置する２つの中央部分と
    を包含しており、前記中央部分が前記肉厚部分に薄い弾
    性ウェブによって連結されており、且つ前記中央部分が
    前記位置決めスリットを包含していることを特徴とする
    請求項７または８に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記中央部分が前記加工物受容手段に向
    かって弾性的に変位し得るように、前記中央部分が前記
    肉厚部分よりも幾分薄くなっており、且つ前記加工物受
    容手段と対面する前記肉厚部分の表面に対して幾分後方
    にずれて位置していることを特徴とする請求項10または
    11に記載の装置。
13. 【請求項１３】前記位置決め部材に、前記位置決め部材
    から突出している中央タイボルトが備えられていること
    を特徴とする請求項６から12のいずれか一項に記載の装
    置。