JPH0645081B2

JPH0645081B2 - 多軸型自動装置

Info

Publication number: JPH0645081B2
Application number: JP63267998A
Authority: JP
Inventors: ナーゲルペーター; シュミットフランツ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: DK164396B; KR890006337A; IL88091A; US4982634A; FI884814A0; FI884814A7; NO168159B; DK164396C; AU609889B2; BR8805471A; CN1034498A; FI87744B; FI87744C; NO168159C; IL88091A0; DE3834382A1; CA1314737C; DK585188A; NZ226710A; NO884709D0

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、連続した複数の作業ステーション内に工作物
（ワークピース）を製作するために、工作主軸および工
具ステーションを有する多軸型自動装置に関する。

（従来の技術）米国特許第1527791 号からは、ツースピンドル型のチャ
ック式自動装置（旋盤）が知られ、この自動旋盤は、空
気圧的、または電気的駆動装置により、前記スピンドル
の軸心方向内で前後に移動できるサポートと、これの上
に取り付けられた工具送り台とを有し、当該工具送り台
は、空気圧的な駆動により、前記スピンドルの軸心に対
して横方向に往復移動が可能であり、また同工具送り台
は、種々の工具を有し且つ１本のスピンドルに取り付け
られるツールホルダーを２つずつ、工作物を加工するた
めに担持しており、それらの工具は、連続的に保持マン
ドレル上に置かれ、２つのスピンドルのチャックにクラ
ンプされており、且つ前記スピンドルにより回転駆動さ
れる。第１ツールホルダーの工具により、前記スピンド
ルの保持マンドレル上に置かれた２つの工作物に対して
最初の作業工程が終了した後、第２ツールホルダーの工
具が、前記工具送り台の横方向への前進により、同時に
加工を行なうべき２つの工作物に使用される。この第２
の作業工程が終了した後、サポートは工具送り台と共
に、前記スピンドルの軸心方向において同スピンドルか
ら遠ざけられ、加工された工作物は２つの作業ステーシ
ョンから取り除かれ、そして２つの新しい工作物が導入
され、工具送り台の駆動は、サポートの後進により反転
され、そして工具送り台はその出発点位置へ戻される。
この後、工具送り台の２つの第１ツールホルダーにおけ
る工具が、サポートの前進により、再び作業位置へ移動
され、そして新しい作業サイクルが開始される。

西独国公告明細書第1156292 号に記載されているツース
ピンドル型自動装置（旋盤）の構造は、スピンドルの軸
心方向内で段階的に移動可能な工具と、工作物の駆動の
ために自らの軸心に対して横方向に１ストロークずつ移
動できるスピンドルの原理を有している。転がり軸受の
各リングの面取り（縁の丸み付け）のためのこのツース
ピンドル型自動装置（旋盤）においては、２つの工作主
軸を有するスピンドル主軸台が、前記スピンドルの軸心
方向に対して横方向のスピンドルの間隔により、往復移
動することができる。外側の作業位置は、横方向に固定
された作業工具を有するジョイントツールホルダーの反
対側にスピンドルの各々１つがあり、他のスピンドルに
は、固定状態に取り付けられた２つの装荷装置のうちの
１つに対向され、前記装荷装置は、トランスファーシュ
ートを介して、転回装置と連結されている。

前記した２つ既に知られている自動装置（旋盤）は、複
雑な構造を有するとともに、たった２本の工作主軸を有
するものであり、それゆえ、それらの能率は低く、また
それらの生産可能性は非常に制限されている。しかも、
各作業工程毎に１つの工作物の生産を行なう前記西独国
公告明細書第1156292 号による自動装置の生産効率は、
各作業工程毎に２つの工作物の同時製作を行なう米国特
許明細書第1527791 号による自動装置の能率よりも、依
然劣っている。

最後に、西独国公開明細書第3428861 号は、円周上で段
階的に移動する原理に従って作動する多軸型自動装置
（旋盤）を示し、これは工作主軸を受容するためのスピ
ンドルドラムを有し、このドラムは、固定状態の機械枠
の中で回転可能に支持され、且つ当該工作主軸の数に対
応する切り換え位置に進むことができるようになってい
る。前記スピンドルドラム内に回転可能に取り付けられ
た工作主軸は、回転数の制御を行なう別々の電動モータ
により、個々に駆動される。

（発明が解決しようとする課題）この既知の自動旋盤の本質的な欠点は、スピンドル駆動
機構、スピンドルドラムの駆動手段、ならびに該ドラム
の回転支持機構が非常に複雑なことである。加えて、ド
ラムに配されるスピンドルの数が増すとドラムの直径を
それに合わせて大きくしなければならず、さらにドラム
の直径が大きくなると自動旋盤の加工精度がそこなわれ
るので、回転サイクル原理に従って作動する自動旋盤に
は工作主軸の数に関して制限が加わる。最後に、自動旋
盤の生産能率および生産可能性は制限される。なぜな
ら、工具は半径方向外側からのみ工作物に接触可能であ
り、それら工作物は、前記ドラムの端面にある工作主軸
によって駆動され、そして工具の寿命は比較的短いから
である。工具の寿命が短い理由は、工具が間断なく稼働
し、そして多大な加熱により激しい摩耗に晒されるから
である。

本発明の目的は、工作主軸および作業ステーションの数
を増大させるとともに、構造を簡単にすることにより、
より高い生産性とより多目的な生産可能性とを有する点
で既知の自動装置（旋盤）より優れた多軸型自動装置を
提供することにある。

（発明の構成）この目的は、次のような本発明の構成によって達成され
る。

本発明の多軸型自動装置は、連続した複数の作業ステーション内で工作物を製作する
ための、工作主軸および工具ステーションを有する多軸
型自動装置であって、前記工作主軸および工具ステーシ
ョンは互いに対して周期的に変位可能であり、前記工作
主軸の数がｎ個である多軸型自動装置において、基本工
具ステーション(1〜n)に加えて、最初の工具ステーショ
ン(1) を除く各々の基本工具ステーションが、補足の工
具ステーション(2〜n)として追加的に設けられ、当該補
足の工具ステーションは、同一の順序で前記基本工具ス
テーション(1〜n)の前に配置され、それゆえ、前記作業
ステーションの合計数Ｎは、Ｎ＝２ｎ−１であり、各工作物は、１つの工具ステーション内での各作業での
後、その後のステーションに対して直接的に周期的に移
動され、そしてｎ−１段階の移動工程後の戻り移動の
後、もしくは２つの移動工程の間の戻り移動後、当初の
作業ステーションに搬送され、また、当該工作物の装荷兼降荷装置が、少なくとも１つ
の工具ステーションに設けられていることを特徴とする
ものである。

上記に加えて、既知の自動装置に比較して、本発明によ
る自動装置は次の利点を有する。

すなわち、直線サイクル縁利に従って作動する自動装置
の構造は、工作主軸をジョイント主軸台内に収納するこ
とにより、回転サイクル原理による既知の自動装置の構
造よりも簡素化され、それゆえ、人は多くの機械を今ま
でよりも巧妙に且つより良く設計することができる。本
発明による自動装置においては、例えばＣＮＣで制御さ
れるような、無段階的および切換え可能な駆動方式を実
現することができ、それゆえ、例えば工作主軸を互いに
独立して停止させたり、再び回転させたりすることがで
きる。本発明の自動装置は、主軸台キャリアおよびツー
ルホルダーに関して高い剛性およびより良好な支持性能
を有している。最後に、本発明の自動装置においては、
妨げられることのない切片の排出が保証される。

（実施例）以下、図面を参照しながら好ましい実施例に基づいて本
発明をより詳細に説明する。

第１図に示されている８個所の連続する作業ステーショ
ン（作業場所）で工作物（ワークピース）を製作（加
工）するための８本の工作主軸（ワークスピンドル）10
を有する自動装置の基本構造は、次の通りである。すな
わち、基本工具ステーション１〜８に加えて、最初のも
のを除く各々の基本工具ステーションが、補足の基本工
具ステーション２〜８として再度設けられ、これら補足
の基本工具ステーション２〜８は、同一の作業順序で前
記基本工具ステーション１〜８の前に配置されており、
それゆえ、作業ステーションの合計数Ｎは、Ｎ＝２ｎ−
１となっており、装荷・降荷ステーションが工具ステー
ション１に設けられている。自動装置内での工作物の加
工は、次のように行なわれる。すなわち、各工作物は、
１つの工具ステーション内での各加工の後、その後のス
テーションに対して直接的に周期的に移動され、そして
７回の移動工程およびその後の戻り動程の後、もしくは
２つの移動工程間の戻り動程の後、それの最初の作業ス
テーションへ到達する。

第２および３図による自動装置11は、図示されていない
ワークホールディングフィックスチャーを有する７本の
工作主軸（ワークスピンドル）10と、垂直および水平方
向に配置された工具を有する７つの基本工具ステーショ
ン１〜７とを備えている。さらに、自動装置11は、最初
の工具ステーションを除く各基本工具ステーションを、
補足の工具ステーション２〜７として有し、これら補足
の工具ステーション２〜７は、同一の順序で基本工具ス
テーション１〜７の前に配置されている。それゆえ、こ
の自動装置11は、合計13個所の作業ステーションを有し
ている。

工具12を有する垂直の工具ステーション２〜７および１
〜７は、ジョイントサポート14における固定された送り
台13上に配置されている。工具15を有する水平の工具ス
テーション２〜７および１〜７は、固定された送り台16
上にある。垂直および水平の作業ステーション２〜７お
よび１〜７は、基台17により支持されている。各工作主
軸10は、１つのジョイント主軸台18内で送り台19上に取
り付けられており、送り台19は、図示されていない流体
圧駆動装置により、周期的な前進移動および連続する戻
り移動を行なう。各工作主軸10は、図示されていない無
段階式の回転数の制御を行なう電動モータによって駆動
される。

工作物のための装荷兼降荷装置が、工具ステーション１
に設けられている。

第３図に示すように、垂直の工具12は、個別に独立し
て、あるいは工作物の周囲をおおうように対向する一対
で作動でき、また工作物の前端は、垂直の工具15により
補捉される。

第２および３図に示される自動装置11の動作は第４図か
ら判る。

自動装置11の作動サイクルは、７本の工作主軸10を有す
る送り台19が６段階の周期的工程に亘る周期的前進を含
み、その際、当該送り台19は、その出発位置19′から終
点位置19″へ移動するとともに、連続する戻りストロー
クにおいて、終点位置19″から出発位置19′へ戻る。

例えば、送り台19の出発位置19′において、基本工具ス
テーション１内で作業をおえた工作物が降荷工具により
先に取り除かれた後で、新しい工作物１′が装荷工具に
より、第１の工作主軸の取付け装置、例えばチャックに
導入されたとすると、この工作物１′は、自動装置の作
業サイクルの際の、送り台19の６つの周期的工程を伴っ
て、全ての基本工具ステーション１〜７を通って工具ス
テーション７へ到達され、そして、送り台19の位置19″
から位置19′への戻り移動により、工作物１′はそこか
ら出発点の作業ステーション１へ戻されるとともに、そ
こで降荷装置により取り除かれる。

例えば、工具ステーション１において送り台19の第３段
階の周期的前進移動の後に第４の工作主軸の取付け手段
内へ到達される工作物４′は、当該作業サイクルのうち
の残りの３段階の周期的前進の間に、基本工具ステーシ
ョン２〜４を通り、前記位置19″から位置１９′への送
り台１９の戻り走行により、補足的な工具ステーション
５へ移動され、そして、自動装置のその後の作業サイク
ルにおいて送り台19の３段階の周期的前進移動の後、工
具ステーション６および７を通って基本工具ステーショ
ン１へ到達され、そして、そこで加工作業を終えて降荷
工具により再び取り除かれる。

第４図に示される自動装置のさらに他の利点は、１つの
作業サイクルの間に工具ステーション２から始まる工具
ステーション２〜７および１〜７が少なくとも１つの作
業インクリメントに亘っておよび最大６つの作業インク
リメントに亘って、装荷されず、その結果、工具を休ま
せることができ、それゆえそれらの寿命が延びることで
ある。

第５図は、他の実施例に係る自動装置20を示し、この自
動装置20は、工具ステーション２〜５および１〜５、を
斜めに配置されているとともに、工具12，15を担持した
送り台13，16、および工作主軸10のための送り台19も斜
めに配置されている。

また、工具ステーションの垂直な配列も可能である。

前記した構成は、２つおよびそれ以上の同一または異な
る工作物が、それに応じて装荷兼降荷装置の数を増加さ
せた多軸型自動装置において同時に製作されるのを可能
ならしめる。

最後に、個々の工作主軸のための無段階式に回転数を制
御される各駆動モータを使用することにより、１群の作
業ステーションにおいて、複数の工作主軸が同一または
異なる回転数で駆動されることを可能ならしめ、同時に
他の作業ステーションでは工作主軸を停止することが可
能であり、それゆえ、例えば１つのステーションでは、
回転している工作物上でシリンダー状部が回転され、次
の２つステーションでは、静止されている工作物におい
てネジ山の切削が行なわれる。この例は、工作主軸の駆
動モータの回転数を無段階式に制御することにより、自
動装置の汎用性が、既知の自動装置に比べて大幅に拡大
されることを明確に示している。

上記で明らかにされ、且つチャック式自動装置において
採用される基本原理は、バー式自動装置においても適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多軸型自動装置の基本原理の説明
図、第２図は７つの工作主軸を有する自動装置の一実施例の
正面図、第３図は第２図による自動装置の側面図第４図は２つの作業サイクルにおける、工作主軸送り台
の周期的前進および戻りを示すことにより、７つの工作
主軸を有する自動装置の動作を示した説明図、第５図は５つの工作主軸と９個所の作業ステーションが
傾斜されて配されている自動装置の第２の実施例の正面
図である。１〜７……工具ステーション、10……工作主軸 11……自動装置、12……工具 13……送り台、14……ジョイントサポート 15……工具、16……送り台 17……基台、18……主軸台 19……送り台、19′……出発位置 19″……終点位置、20……自動装置

フロントページの続き (72)発明者フランツシュミットドイツ連邦共和国ディー‐7411 ザンクトヨハンエルレンヴェーク 27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続した複数の作業ステーション内で工作
物を製作するための、工作主軸および工具ステーション
を有する多軸型自動装置であって、前記工作主軸および
工具ステーションは互いに対して周期的に変位可能であ
り、前記工作主軸の数がｎ個である多軸型自動装置にお
いて、基本工具ステーション(1〜n)に加えて、最初の工
具ステーション(1) を除く各々の基本工具ステーション
が、補足の工具ステーション(2〜n)として追加的に設け
られ、当該補足の工具ステーションは、同一の順序で前
記基本工具ステーション(1〜n)の前に配置され、それゆ
え、前記作業ステーションの合計数Ｎは、Ｎ＝２ｎ−１
であり、各工作物は、１つの工具ステーション内での各作業の
後、その後のステーションに対して直接的に周期的に移
動され、そしてｎ−１段階の移動工程後の戻り移動の
後、もしくは２つの移動工程の間の戻り移動後、当初の
作業ステーションに搬送され、また、当該工作物の装荷兼降荷装置が、少なくとも１つ
の工具ステーションに設けられていることを特徴とする
多軸型自動装置。
【請求項２】前記工作物の装荷兼降荷装置が、基本ステ
ーションのうちの最初の工具ステーション(1) に設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の多軸型自動装
置。
【請求項３】前記工作主軸または前記作業ステーション
が、送り台上に、流体圧もしくは電気的駆動装置を以て
設けられていることを特徴とする請求項１または２記載
の多軸型自動装置。
【請求項４】前記各工作主軸に対して、回転数が無階段
式に制御される別々の駆動装置が設けられていることを
特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の多軸型自動
装置。
【請求項５】前記工作主軸が、１つのジョイント主軸台
内に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４
いずれか１項記載の多軸型自動装置。
【請求項６】前記個々の工具ステーション(1〜n； 2〜
n)の工具(12)が前記工作物の周囲をおおうように配置さ
れ、且つ工具(15)が当該工作物の前端側に配置されてい
ることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の多
軸型自動装置。
【請求項７】チャック式自動装置として構成されている
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の多軸
型自動装置。
【請求項８】バー式自動装置として構成されていること
を特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の多軸型自
動装置。