(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】旋削加工機およびワークピースの旋削方法
(51)【国際特許分類】
B23B 3/16 20060101AFI20221213BHJP
B23B 9/04 20060101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
B23B3/16 Z
B23B9/04
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019528102
(86)(22)【出願日】2017-11-21
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-12-19
(86)【国際出願番号】 IB2017057281
(87)【国際公開番号】W WO2018096444
(87)【国際公開日】2018-05-31
【審査請求日】2020-11-19
(31)【優先権主張番号】102016122746.3
(32)【優先日】2016-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】519144831
【氏名又は名称】エンジンガー ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】ナス， フレッド
【審査官】増山 慎也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１１８１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０７１６０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第０１／０５３０２４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６８１０７７７（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開平０１－１０３２０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－２８５７０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５８－０９８１０３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０２－２９８４０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ ３／１６
Ｂ２３Ｂ ３／００
Ｂ２３Ｂ ３／３０
Ｂ２３Ｂ ３／３２
Ｂ２３Ｂ ９／０２－０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
旋削加工機（１）において、旋削されるべき第１半製品（８）を把持して回転させる為の回転に設定できる第１スピンドル（２）と、
前記第１スピンドル（２）の反対側にあり、旋削されるべき第２半製品（９）を把持して回転させる為の回転に設定できる第２スピンドル（３）と、
を備え、
前記第１スピンドル（２）は、第１バー装填マガジン（４）に関連付けられ、前記第１バー装填マガジン（４）は、前記スピンドル（２，３）の間に配置された機械加工領域（１０）に、前記第１スピンドル（２）の第１開口部（６）を通って前記第１半製品（８）を搬送するように構成され、
前記第２スピンドル（３）は第２バー装填マガジン（５）に関連付けられ、前記第２バー装填マガジン（５）は、前記第２スピンドル（３）の第２開口部（７）を通って前記機械加工領域（１０）に前記第２半製品（９）を搬送するように構成され、
少なくとも一つの工具リボルバ（１５－１８）が、機械加工されるべき前記第１半製品（８）および／または機械加工されるべき前記第２半製品（９）を機械加工する為に、少なくとも一つの工具（３５－４２）を受けるように前記機械加工領域（１０）内部に配置され、
前記少なくとも一つの工具リボルバ（１５－１８）は、第３スピンドル（４５，４６）を有し、前記第３スピンドル（４５，４６）は、機械加工されるべき前記第１半製品（８）および／または機械加工されるべき前記第２半製品（９）を受けて回転させる為の回転に設定可能であり、
前記機械加工領域（１０）内部に４つの工具リボルバ（１５－１８）が配置され、
各々がスピンドル（４５，４６）を有する２つの工具リボルバ（１５，１８）であって、前記スピンドル（４５，４６）は、回転の為に設定可能であり、前記２つの工具リボルバ（１５，１８）は、各々が、機械加工されるべき前記半製品（８または９）の一つを一斉に受けて回転させるように構成され、
前記他の二つの工具リボルバ（１６，１７）は、一斉に回転する半製品（８，９）を一斉に機械加工するように構成される、
旋削加工機。
【請求項2】
前記第１スピンドル（２）および前記第２スピンドル（３）は、同一部品であり、互いに対称に配置される、請求項１に記載の旋削加工機。
【請求項3】
前記旋削加工機は、少なくとも一つのロボットを備え、前記少なくとも一つのロボットは、前記第１半製品（８）の少なくとも部品を前記第１スピンドル（２）から前記第２スピンドル（３）に変位させるため、更に／又は、前記第２半製品（９）の少なくとも部品を前記第２スピンドル（３）から前記第１スピンドル（２）に変位させるように構成される、請求項１または２に記載の旋削加工機。
【請求項4】
前記第１バー装填マガジン（４）は、前記第１スピンドル（２）から前記工具リボルバ（１５）の前記スピンドル（４５）の一方に、前記第１半製品（８）を移送するように構成され、前記第２バー装填マガジン（５）は、前記第２スピンドル（３）から前記工具リボルバ（１８）の前記スピンドル（４６）の他方に、前記第２半製品（９）を移送するように構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載の旋削加工機。
【請求項5】
前記旋削加工機は、ＣＮＣ型旋削加工機である、請求項１～４のいずれか一項に記載の旋削加工機。
【請求項6】
旋削加工機（１）において第１半製品（８）および第２半製品（９）を旋削することによって、部分的に機械加工された第１ワークピースおよび部分的に機械加工された第２ワークピースを生産する方法であって、請求項１～５のいずれか一項に記載の旋削加工機（１）を準備するステップと、
所定の工程によって、部分的に機械加工された第１ワークピースを生産するステップであって、前記所定の工程は、
前記スピンドル（２，３）の間に位置する前記機械加工領域（１０）に前記旋削加工機（１）の前記第１スピンドル（２）の前記第１開口部（６）を通って、前記第１半製品（８）を搬送する工程、
前記第１スピンドル（２）内で前記第１半製品（８）を把持する工程、
前記第１スピンドル（２）によって前記第１半製品（８）を回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）内部で前記旋削加工機（１）の第１機械加工用工具（３５または３９）によって前記第１半製品（８）の開始区域（１１）を旋削する工程を含む、前記ステップと、
所定の工程によって部分的に機械加工された前記第２ワークピースを生産するステップであって、前記所定の工程は、
前記旋削加工機（１）の前記第２スピンドル（３）の前記第２開口部（７）を通して前記第２半製品（９）を前記機械加工領域（１０）に搬送する工程、
前記第２スピンドル（３）内で前記第２半製品（９）を把持する工程、
前記第２スピンドル（３）によって前記第２半製品を回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）内部で前記旋削加工機（１）の第２機械加工用工具（３８または４２）によって前記第２半製品（９）の開始区域（１２）を旋削する工程を含む、前記ステップと、
を有し、
部分的に機械加工された前記第１ワークピースおよび部分的に機械加工された前記第２ワークピースが一斉に生産され、
部分的に機械加工された前記第１ワークピースから仕上げられる第１ワークピースの生産が、
前記第１半製品（８）の旋削に続いて、前記第１スピンドル（２）内で前記第１半製品（８）の把持を解放する工程、
前記工具リボルバ（１５）の前記スピンドル（４５）の一つの中で、前記第１半製品（８）の、先に機械加工された開始区域（１１）を把持する工程、
前記第１半製品（８）から、部分的に機械加工された前記第１ワークピースを分離する工程、
このスピンドル（４５）によって、部分的に機械加工された前記第１ワークピースを回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）の内部で、前記工具リボルバ（１７）の前記機械加工用工具（４０）の一つによって、部分的に機械加工された前記第１ワークピースの、まだ機械加工されていない開始区域（１１’）を旋削する工程を含み、
部分的に機械加工された前記第２ワークピースから仕上げられる第２ワークピースの生産が、
前記第２半製品（９）の旋削に続いて、前記第２スピンドル（３）内で前記第２半製品（９）の把持を解放する工程、
前記工具リボルバ（１８）の他のスピンドル（４６）の一つの中で、前記第２半製品（９）の、先に機械加工された開始区域（１２）を把持する工程、
前記第２半製品（９）から、部分的に機械加工された前記第２ワークピースを分離する工程、
この他のスピンドル（４６）によって、部分的に処理された前記第２ワークピースを回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）の内部で、前記工具リボルバ（１８）の更なる機械加工用工具（３７）によって、部分的に機械加工された前記第２ワークピースの、まだ機械加工されていない開始区域（１２’）を旋削する工程を含む、
方法。
【請求項7】
旋削加工機（１）内で半製品（８）を旋削することによってワークピースを生産する方法において、請求項１～５のいずれか一項に記載の旋削加工機（１）を準備するステップと、
所定の工程によって、前記半製品（８）の第１端面の開始区域（１１）を機械加工することによって、部分的に機械加工されたワークピース（５０）を生産するステップであって、前記所定の工程は、
前記旋削加工機（１）の前記第１スピンドル（２）の前記第１開口部（６）を通して、前記スピンドル（２，３）の間に位置する前記機械加工領域（１０）に前記半製品（８）を搬送する工程、
前記第１スピンドル（２）内で前記半製品（８）を把持する工程、
前記第１スピンドル（２）によって前記半製品（８）を回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）内部で前記旋削加工機（１）の第１機械加工用工具（３５または３９）によって前記半製品（８）の前記開始区域（１１）を旋削する工程を含む、前記ステップと、
所定の工程によって、部分的に機械加工されたワークピース（５０）から仕上げられるワークピースを生産するステップであって、前記所定の工程は、
前記第２スピンドル（３）によって前記半製品（８）の、旋削された開始区域（１１）を把持する工程、および、
前記半製品（８）から、部分的に機械加工されたワークピース（５０）を分離する工程、
を含む、前記ステップと、
所定の工程によって前記開始区域（１１）から離れた部分的に機械加工されたワークピース（５０）の終了区域（５１）を機械加工するステップであって、前記所定の工程は、
前記第２スピンドル（３）内で、部分的に機械加工されたワークピース（５０）を把持する工程、
前記第２スピンドル（３）によって、部分的に機械加工されたワークピース（５０）を回転させる工程、
前記機械加工領域（１０）内部で前記旋削加工機（１）の第２機械加工用工具（３８または４２）によって、部分的に機械加工されたワークピース（５０）の前記終了区域（５１）を旋削する工程であって、それによって、部分的に機械加工されたワークピースが、仕上げられたワークピースに形成される前記工程、
を含む、前記ステップと、
前記第２スピンドル（３）から前記仕上げられたワークピースを排出するステップと、
を有する、方法。
【請求項8】
前記半製品（８）から部分的に機械加工されたワークピース（５０）を分離した後、まだ機械加工されていない半製品（８）を前記機械加工領域（１０）に進めるステップと、部分的に機械加工されたワークピース（５０）の前記終了区域（５１）の機械加工中、進められた前記半製品（８）の第１端面の開始区域（１１）を機械加工することによって、部分的に機械加工されたワークピース（５０）の生産から、請求項７に記載の方法のステップを再度実行するステップと、
を更に有する、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【0001】
本発明は、第１スピンドルおよび第２スピンドルを備えた旋削加工機、特に、ＣＮＣ型旋削加工機に関する。また、本発明は、前述した旋削加工機内でワークピースを旋削する為の方法に関する。
【0002】
【技術背景】
【0003】
全機能を備えた主要なスピンドルに加えて、高精度部品を製造する為の従来の旋削加工機は、限定された機能を備えた副スピンドル（副スピンドルは、一般的に、独自のバーローダを持つ完全なスピンドルではない）を有する。また、旋削加工機は、一つ又は複数の工具リボルバを装着可能である。しかしながら、これらの旋削加工機は、単位時間当たり１個（one piece）しか機械加工しない。一定のワークピースまたは半製品（semi-finished products）を機械加工するとき、費用の高いシステムコンポーネントが効率良くまたは全く使用できず、或いは、機械加工は、とりわけ、処理加工機の交換も含めて多くのステップで行われなければならない。特に、主要スピンドルおよびカウンタスピンドルを備えたＣＮＣ型旋削加工機が知られており、どのようにＣＮＣ型旋削加工機が装備されているに依存するが、複数の工具リボルバ（一般に１つから３つの工具リボルバが可能）が機械加工領域内に位置する。機械加工用工具を備えた工具ホルダは、これらの工具リボルバに挿入され、それによって、ワークピースが主要スピンドルおよび／または副スピンドルのクランプ装置（コレット、三爪チャック）にクランプされる。
【0004】
主要スピンドルは、ＣＮＣ型旋削加工機の左側に一般的に位置する。主要スピンドルは、内部が中空であり、そのため、機械の左側に同様に位置されるバー装填マガジンは、機械加工領域に機械可能用の棒状材料を導入する為に使用可能である。棒状材料は、一般的に第１スピンドルのコレットによってクランプされ、棒状材料の第１側部が、第１スピンドルの回転で機械加工される。送られた棒状材料の第１側部が仕上げ状態にまで機械加工されたら、棒状材料は、カウンタスピンドルによって自動的に引き継ぐことが可能であり、副スピンドルのクランプ装置内でクランプ可能である。しかしながら、機械加工される材料の直径が主要スピンドルの「クリア幅（clear width）」より大きい場合、これらの部品は、手作業によって、あるいは、ロボットによって、主要スピンドルおよび／または副スピンドルのクランプ装置に挿入されなければならない。この場合、仕上げられた部品は、手作業またはロボットによって、再び、除去されなければならない。引継ぎおよびクランピングに続き、旋削された部品を、送られた棒状材料から切断チゼルによって切り取ることができ、その後、旋削された部品の第２側部を、第２スピンドルの回転を用いて、更に機械加工または仕上げることができる。仕上げられた旋削済み部品は、一般的に、小さなコンベヤベルトによって、ＣＮＣ型旋削加工機の機械加工領域から運び去られる。
【0005】
本発明は、ワークピースまたは半製品の、特に効率の良い機械加工を可能にする導入部で説明された種類の旋削加工機およびその方法を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【0006】
上記目的は、独立形式請求項の対象によって達成される。有利な実施形態は、従属形式請求項、以下の説明、図面の一部である。
【0007】
本発明の第１態様によると、旋削加工機、特に、ＣＮＣ型旋削加工機またはＮＣ型旋削加工機が提供される。旋削加工機は、第１スピンドルと第２スピンドルとを備え、第１スピンドルは、旋削される第１半製品を把持して回転させる為に回転させることができ、第２スピンドルは、第１スピンドルに対向し、旋削される第２半製品を把持して回転させる為に回転させることができる。第１スピンドルは、第１装填マガジンまたは第１バーフィードに関連付けられており、第１装填マガジンまたは第１バーフィードは、第１スピンドルの第１開口部を通って、スピンドル間に位置する機械加工領域に第１半製品を搬送させるように構成されている。第２スピンドルは、第２バー装填マガジンまたは第２バーフィードに関連付けられており、第２バー装填マガジンまたは第２バーフィードは、第２スピンドルの第２開口部を通って、機械加工領域に第２半製品を搬送させるように構成されている。第１スピンドルおよび第２スピンドルは、共通の回転軸を中心として回転できるのが好ましい。さらに、２つのスピンドルのうち少なくとも一つは、その共通の回転軸に沿って移動可能であり、それによって、スピンドル間の距離を変更できるのが好ましい。
【0008】
ここで、バー装填マガジンまたはバーフィードは、様々な形状の棒材（例えば、円形、四角形、六角形の材料）形式の半製品が旋削加工機、特にＣＮＣ型旋削加工機、あるいは、スピンドルの開口部を経てスピンドルに、手動または好ましくは完全自動で送られる装置である。この状況において、用語「関連付けられた」とは、第１バー装填マガジンが第１スピンドルの同じ側に位置し、第１バー装填マガジンの放出開口部が第１スピンドルの開口部に接続され、第２バー装填マガジンが第２スピンドルの同じ側に位置し、第２バー装填マガジンの放出開口部が第２スピンドルの開口部に接続されていることを意味するように、特に理解し得る。機械加工用工具は、特に、旋削加工機の工具リボルバ上に配置可能であり、これを、たとえば、機械加工領域内部で旋回、変位させることができる。
【0009】
２つのスピンドルは、特に、同一機能、寸法および／または同一出力を有することができる。そのため、本発明による旋削加工機は、「限定された」（主要スピンドルと比べて低い出力および低機能を持つ）カウンタスピンドルの代わりに、完全な第２（「主要」）スピンドルを備え、前記第２スピンドルと同じ側に第２バー装填マガジンが位置する。言い換えると、従来技術から知られた副スピンドルの代わりに完全な主要スピンドルが設けられ、第２バー装填マガジンの設置により、より経済的かつより用途の広い方法で旋削加工機を使用することができる。
【0010】
そのため、本発明による旋削加工機は、同時に、むしろ、２つの単一の旋削済み部品を一斉に生産する為に使用することができ、単一の旋削済み部品の各々を、一つのスピンドルにクランプすることができ、それによって回転させ、機械加工領域内部の機械加工用工具による旋削によって機械加工することができる。そのため、単一の旋削済み部品を同時に製造することが可能であり、それによって、単位時間当たりに製造されるワークピースの数を増加、特に、二倍に増加させることができ、旋削加工機を特に効率的に使用できる。２つの単一旋削済み部品は、同一でも異なってもよい。本発明による旋削加工機は、たとえば、「設置面積当たりのワークピース」または「機械当たりのワークピース」という測定量に関し、結果として、利用度を向上させる。
【0011】
また、本発明による旋削加工機は、複雑な旋削済み部品の同時生産に適し、複雑な第１旋削済み部品を両方のスピンドルおよび／または回転可能なピックアップ装置にうまくクランプし、それによって回転させ、機械加工領域内部の機械加工用工具による旋削によって機械加工できる。同時に、複雑な第２旋削済み部品も他のスピンドルおよび／または利用可能な回転可能なピックアップ装置にうまくクランプし、それによって回転させ、機械加工領域内部の機械加工用工具による旋削によって機械加工できる。この実用的な例では、複雑な旋削済み部品を同時に製造することも可能であり、それによって、単位時間当たりに製造されるワークピースの数を増加させることができ、旋削加工機を特に効率良く使用することができる。２つの複雑な旋削済み部品は、同一でも異なる旋削済み部品でもよい。
【0012】
実施形態によると、第１スピンドルおよび第２スピンドルは同一部品であり、互いに対称的に配置され、それによって、旋削加工機の設計が単純化される。
【0013】
さらに、旋削加工機は、少なくとも一つのロボットを備えることができ、このロボットは、第１半製品の少なくとも部品を第１スピンドルの区域から第２スピンドルに変位または移送、および／または、第２半製品の少なくとも部品を第２スピンドルの区域から第１スピンドルに変位または移送するように構成される。特に、このロボットは、それぞれの場合に、半製品の開始区域が予め機械加工され、切削チゼルによって切り取られると、それらのスピンドルの対応した区域から半製品を除去することができる。また、除去は、ピックアップシステムおよび工具リボルバによっても実行することができるが、多くの場合、ロボットによるよりも迅速に行うことができる。この場合、半製品の開始区域もまた、空いている別の工具リボルバの切断チゼルによって切り離される。切断処理、切り離しの結果、半製品の、先に機械加工された部分は、もはや第１スピンドル内になく、その直近の周囲、したがって、当該スピンドルの「区域内」にある。それにも拘わらず、ロボットも、第１スピンドルから第２スピンドルに、または、第２スピンドルから第１スピンドルに、直接、半製品を変位するように構成可能である。ロボットは、機械加工領域内部で、三次元的に回転および変位可能に構成され、これらの動きは、特に、全自動的に行うことができる。
【0014】
ロボットは、特に、第１半製品を第２スピンドルに、第２半製品を第１スピンドルに搬送でき、各々の場合、まだ機械加工されていない半製品の終了区域は、機械加工領域へと突出し、旋削による機械加工の為に利用可能である。ロボットを使用する結果、ワークピースの開始区域および終了区域は、各々の場合、２つのスピンドル内部に交互に配置、機械加工することができる。特に、２つのロボットを設けることができ、第１ロボットが第１半製品を第１スピンドルの区域から第２スピンドルに変位させる為に構成され、第２ロボットが第２半製品を第２スピンドルの区域から第１スピンドルに変位させる為に構成される。２つのロボットを使用する結果、互いに反対側を向く半製品またはワークピースの２つの側部を同時にまたは少なくとも時間的に重なるように機械加工することが可能である。特に、第１スピンドルから第２スピンドルに、更に第２スピンドルから第１スピンドルにワークピースを効率良く交換することが、前述したように、ロボットおよび少なくも一つの可動スピンドルによって行うことができる。さらに、第１および／または第２スピンドルは、水平および垂直方向に移動するように構成可能であり、第１および／または第２スピンドルは、ロボットの助けを借りなくても、他方のスピンドルの方向に移動可能であり、そのスピンドルから、先に機械加工された半製品を除去することができる。
【0015】
更なる実施形態によると、機械加工されるべき第１半製品および／または機械加工されるべき第２半製品または部分的に仕上げられたワークピースを機械加工する為に少なくとも一つの工具を受ける少なくとも一つの工具リボルバが、機械加工領域内部に配置され、そこで、少なくとも一つの工具リボルバは、第３スピンドルを有し、この第３スピンドルが、機械加工されるべき第１半製品または機械加工されるべき第２半製品を受けて回転させるように（前述したピックアップ装置の向きで）回転可能である。この第３スピンドルによって、追加の半製品を機械加工すること、あるいは、先の半製品を更に機械加工することが可能である。さらに、本発明による旋削加工機の代替構成によると、先に説明された実施形態による工具リボルバも、その第３スピンドルによって、第２スピンドルの第１スピンドルを交換することができ、とりわけ、機械加工領域は、第１／第２スピンドルおよび第３スピンドルの間に位置し、バー装填マガジンの一つが、第３スピンドルに関連付けられ、第３スピンドルの開口部を通して半製品を機械加工領域に搬送するように構成可能である。
【0016】
さらに、４つの工具リボルバが機械加工領域内部に配置可能であり、２つの工具リボルバは、各々が、回転可能なスピンドル（ピックアップ装置）を有し、これらは、各々が、一斉に、機械加工されるべき半製品の一つを受けて回転させ、他の２つの工具リボルバは、一斉に回転する半製品を一斉に機械加工するように構成されている。言い換えると、２つの工具リボルバは、スピンドルを有し、２つの工具リボルバは、何もスピンドルを持たなくてもよい。そのため、回転可能なピックアップ装置を備えた工具リボルバは、前述した第３スピンドルのうちの一つに対応する。この実施形態は、いったん、各々の場合に半製品の開始区域が予め機械加工されると、それらのスピンドルから半製品が除去されることを可能にする。その後、半製品は、工具リボルバの各スピンドルに一つずつ導入、そこでクランプ、回転が可能であり、各々の場合、いったん既に機械加工された開始区域が切り取られると、半製品の、まだ機械加工されていない最終区域が、スピンドルを持たない工具リボルが上に配置される工具によって機械加工する。この種類の第１半製品および第２半製品の機械加工中、更なる半製品が、２つのバー装填マガジンによって第１スピンドルおよび第２スピンドルに既に搬送され、それによって、生産効率が更に高められる。
【0017】
この点で、前述したように水平および垂直方向に移動可能な少なくとも一つのスピンドルを備え得る、設けられたロボットは、工具リボルバの複数のスピンドルのうちの一方に第１スピンドルの区域から第１半製品を変位させ、工具リボルバの複数のスピンドルのうち他方に第２スピンドルの区域から第２半製品を変位させるように構成可能である。ロボットまたは複数のロボットによる前述した変位は、特に、いったん、半製品の先に機械加工された開始区域が切り取られると、更に前述したように行うことができる。
【0018】
あるいは、第１バー装填マガジンは、工具リボルバの複数のスピンドルのうちの一方に第１スピンドルから第１半製品を移送するように構成可能であり、第２バー装填マガジンは、工具リボルバの複数のスピンドルのうちの他方に第２スピンドルから第２半製品を移送するように構成される。この移送は、その後、ロボットの助けを借りることなく行われ、その後、半製品は、工具リボルバのピックアップ装置によって一般的に受け取られる。
【0019】
この点で、クランプ装置または、工具リボルバの対応するスピンドルのクランプ装置の半製品の為の挿入開口部が、各々の場合に、バー装填マガジンの送り方向に位置し、特に、これが、スピンドルを備えた２つの工具リボルバの回転および／または変位によって可能にされる場合、特に有利である。この実施形態において、半製品が工具リボルバのスピンドル内にクランプされ、回転されたとき、バー装填マガジンによって工具リボルバのピックアップ装置またはスピンドルに半製品を変位した後、半製品の先に機械加工された開始区域を切り取ることができる。この実施形態では、手作業またはロボットによって半製品を変位させることを省略することができ、それによって、ワークピースの生産処理は、更に自動化され、単純化され、旋削加工機の生産コストは、高価なロボットを不要にすることで削減できる。
【0020】
前述した旋削加工機、特に、第２（主要）スピンドルおよび第２バー装填マガジンによるもの、特に、ＣＮＣ旋削加工機のインテリジェント制御と同調するものは、高精度部品の生産において、工具の新たな機能性を可能にし、それによって、経済的実行可能性は大幅に向上し得る。そのため、生産効率を、著しく向上させることができ、特に、製品の構成要素の固定および変動生産原価に反映させることができる。
【0021】
本発明の第２態様によると、部分的に機械加工された第１ワークピースおよび部分的に機械加工された第２ワークピースを、旋削加工機における第１半製品の旋削および第２半製品の旋削によって生産する為の方法が提供される。この方法は、本発明の第１態様と共に前述された旋削加工機、好ましくは、ＣＮＣ型旋削加工機の設置から始まる。
【0022】
一面だけ、したがって、部分的に機械加工された第１ワークピースは、所定のステップによって生産されるが、所定のステップは、旋削加工機の第１スピンドルの第１開口部を通して、複数のスピンドル間に位置する機械加工領域に第１半製品を搬送するステップと、第１スピンドル内で第１半製品をクランプし、第１スピンドルによって第１半製品を回転させるステップと、機械加工領域内部で、旋削加工機の第１機械加工用工具によって、第１半製品の開始区域を回転させるステップとを含む。
【0023】
同様に一面だけ、したがって、部分的に機械加工された第２ワークピースは、所定のステップによって生産されるが、所定のステップは、旋削加工機の第２スピンドルの第２開口部を通して機械加工領域に第２半製品を搬送するステップと、第２スピンドル内で第２半製品をクランプし、第２スピンドルによって第２半製品を回転させるステップと、機械領域内部で旋削加工機の第２機械加工用工具によって、第２半製品の開始区域を回転させるステップと、を含み、部分的に機械加工された第１ワークピースおよび部分的に機械加工された第２ワークピースが同時に生産される。
【0024】
前述した旋削の結果、部分的に機械加工された第１ワークピースおよび第２ワークピースは、それぞれ、送られた第１半製品および第２半製品から生産される。本発明の第２態様による方法によって、２つの同一のワークピースおよび２つの異なる部分的に機械加工されたワークピースの両方を、同時に、むしろ一斉に生産できる。
【0025】
本発明の第２態様による方法の実施形態によると、４つの工具リボルバを備えた前述した旋削加工機が提供される。当該方法の、この実施形態の可能な実施は、図２に関連して、より詳細に説明される。
【0026】
この実施形態によると、前述した部分的に機械加工された第１ワークピースから機械加工されて仕上げられた第１ワークピースの生産は、所定のステップを更に含むが、所定のステップは、第１スピンドル内で第１半製品をクランプするステップが、第１半製品の旋削の後で解放されるステップと、第１半製品の、先に機械加工された開始区域が、工具リボボルバの複数のスピンドルの一方にクランプされるステップと、部分的に機械加工された第１ワークピースが第１半製品から分離されるステップとを含む。その後、部分的に機械加工された第１ワークピースは、スピンドルによって回転され、ここで、クランプされ、部分的に機械加工された第１ワークピースの、また機械加工されていない開始区域は、機械加工領域内部で、工具リボルバの複数の機械加工用工具の一方によって回転される。
【0027】
言い換えると、先に部分的に機械加工された第１ワークピースは、第１スピンドルから、工具リボルバの一つのスピンドル（ピックアップ装置）に搬送される。これは、ピックアップ装置を最初にピックアップ位置に移動させることによって行うことができるが、ピックアップ位置では、第１半製品の先に機械加工された開始区域がピックアップ装置にクランプ可能であるが、この場合、これは、まだ実際には起こっていない。その代わり、ピックアップ装置の回転速度は、まだ回転している第１スピンドルの回転速度と最初に同期される。この同期化の後、ピックアップ装置は、はじめて、第１半製品の先に機械加工された開始区域と係合する。そのため、第１半製品は、同一回転速度で回転する第１スピンドルおよびピックアップ装置内で、部分的に機械加工された第１ワークピースでクランプされる。次に、部分的に機械加工された第１ワークピースを第１半製品から分離させることができ、第１スピンドル内のクランプは解放される。そのため、第１半製品から分離された、部分的に機械加工された第１ワークピースは、ピックアップ装置内で依然としてクランプされているだけである。ピックアップ装置は既に回転していることから、部分的に機械加工された第１ワークピースも既に回転されており、工具リボルバの工具によって旋削可能である。
【0028】
当該方法の実施形態によると、以下のステップも、本発明の第２態様による前述した部分的に機械加工された第２ワークピースから機械加工された、仕上げられた第２ワークピースの生産に含まれるが、これらのステップは、第２半製品の旋削の後、第２スピンドル内で第２半製品をクランプするステップが解放されるステップと、第２半製品の先に機械加工された開始区域が工具リボルバの他方のスピンドル内でクランプされるステップと、部分的に機械加工された第２ワークピースが第２半製品から分離されるステップとを含む。その後、部分的に機械加工された第２ワークピースは、スピンドルによって回転され、ここで、クランプされ、部分的に機械加工された第２ワークピースの、まだ機械加工されていない開始区域は、機械加工領域内部で工具リボルバの更なる機械加工用工具によって旋削される。先に部分的に機械加工された第２ワークピースを、工具リボルバの他方のスピンドル（ピックアップ装置）に第２スピンドルから移送することは、部分的に機械加工された第１ワークピースと共に説明された方法と同様に行うことができる。
【0029】
半製品のクランプの解放は、切断チゼルによる切り取りを含んでもよい。一面で機械加工された半製品は、本発明の第１態様と共に説明されたように、たとえば、手作業またはロボットによって対応するスピンドルまで運ばれる。
【0030】
そのため、この実施形態は、第１開始区域の機械加工および第２開始区域の機械加工の後、半製品は、反対側のスピンドルに変位されないが、工具リボルバの複数のスピンドルの一方（ピックアップ装置）に変位される。この実施形態によると、旋削加工機が設けられ、ここで、４つのリボルバが機械加工領域内部に配置され、２つの工具リボルバは、各々が、回転可能なスピンドルを有し、これらのスピンドルは、各々が、機械加工されるべき半製品の一つを同時に受け取り、回転させるように構成されており、他の２つの工具リボルバは、同時に回転している半製品を同時に機械加工するように構成されている。また、ロボットは、工具リボルバの複数のスピンドルの一方に第１スピンドルの区域から第１半製品を変位させ、工具リボルバの複数のスピンドルの他方に第２スピンドルの区域から第２半製品を変位させるように構成可能である。さらに、第１バー装填マガジンは、工具リボルバの複数のスピンドルの一方に第１スピンドルから第１半製品を変位させ、工具リボルバの複数のスピンドルの他方に第２スピンドルから第２半製品を変位させるように構成可能である。
【0031】
本発明の第３態様によると、旋削加工機内で半製品を旋削することによってワークピースを生産する為の方法が提供される。この方法の例示的実施形態は、図３に関連して、より詳細に説明される。
【0032】
この方法は、以下のステップを含む。本発明の第１態様による旋削加工機が提供される。最初に、部分的に機械加工されたワークピースが、半製品の第１端面の開始区域を機械加工することによって生産されるが、以下のステップが実行される。半製品は、複数のスピンドル間に位置する機械加工領域に旋削加工機の第１スピンドルの第１開口部を通って搬送され、第１スピンドル内でクランプされる。半製品は、第１スピンドルによって回転され、半製品の開始区域は、機械加工領域内部で旋削加工機の第１機械加工用工具によって旋削される。そのため、部分的に機械加工されたワークピースは、半製品から作られる。
【0033】
その後、仕上げられた機械加工済みワークピースは、部分的に機械加工されたワークピースから生産され、半製品の旋削された開始区域は、第２スピンドルによって把持される。部分的に機械加工されたワークピースは、半製品から分離され、部分的に機械加工されたワークピースの、開始区域から離れた終了区域は、以下のステップによって機械加工される。部分的に機械加工されたワークピースは、第２スピンドル内でクランプされ、部分的に機械加工されたワークピースは、第２スピンドルによって回転される。部分的に機械加工された終了区域も、機械加工領域内部の旋削加工機の第２機械加工用工具によって旋削され、それによって、部分的に機械加工されたワークピースは、仕上げられた機械加工済みワークピースに成形される。その後、仕上げられた機械加工済みワークピースは、第２スピンドルから排出される。
【0034】
言い換えると、予め部分的に機械加工されたワークピースは、第１スピンドルから第２スピンドルに移送される。最初に第２スピンドルを、半製品の、予め機械加工された開始区域が第２スピンドル内にクランプ可能なピックアップ位置に移動させることによって、これを行うことができるが、この場合、これは、まだ実際には起こっていない。その代わり、第２スピンドルの回転速度は、依然として回転している第１簾ぷんドルの回転速度と同期される。この同期化の後、第２スピンドルは、半製品の、予め機械加工された開始区域と係合する。そのため、同一の回転速度で回転する第１スピンドル内および第２スピンドル内の両方で、部分的に機械加工されたワークピースと共に半製品がクランプされる。次に、部分的に機械加工されたワークピースは、半製品と分離可能になり、第１スピンドル内のクランプは解放される。そのため、半製品から分離された、部分的に機械加工されたワークピースは、第２スピンドル内でのみ、依然としてクランプされている。第２スピンドルは既に回転していることから、部分的に機械加工されたワークピースも既に回転され、工具リボルバの工具によって回転可能である。
【0035】
本発明の第３態様による方法の実施形態も以下のステップを有する。いったん、部分的に機械加工されたワークピースが半製品から分離されると、部分的に機械加工されたワークピースの終了区域が機械加工されている間に、まだ機械加工されていない半製品が機械加工領域に進められる。その後、本発明の第３態様に従う方法による方法のステップは、部分的に機械加工されたワークピースが、進められた半製品の第１端面の開始区域の機械加工によって生産される方法のステップから再び実行される。
【図面の簡単な説明】
【0036】
以下、概略的図面を参照して、本発明の例示的実施形態を詳細に説明する。
【例示的実施形態の詳細な説明】
【0037】
図１は、図１の左に示された第１スピンドル２と、図１の右に示された第２スピンドル３とを備えたＣＮＣ型旋削加工機１を示す。第１スピンドル２は、第１バー装填マガジン４に関連付けられ、第２スピンドル３は、第２バー装填マガジン５に関連付けられている。後述するＣＮＣ型旋削加工機の機能およびワークフローは、特に明示しないかぎり、予めプログラム可能であり、完全自動方式で行うことができ、そのため、ＣＮＣ型旋削加工機１は、特に、制御および操作ユニットＣを有する。また、ＣＮＣ型旋削加工機１は、チップ除去手段（図示せず）を備えるが、チップは、後部または前部に除去されるのが好ましい。
【0038】
第１スピンドル２および第２スピンドル３は、共通の垂直長手方向軸Ｌにあるのが好ましく、駆動ユニット（図示せず）によって回転可能であり、内部でクランプされた（図１において、各々が点線で表示された）半製品８，９も同様に回転可能であり、機械加工用工具によって機械加工が可能である（図２）。さらに、スピンドル２，３は、各々が、（図１において、各々が点線によって表示された）開口部６，７を有し、これらを介して、第１バー装填マガジン４および第２バー装填マガジン５に位置する半製品８，９はＣＮＣ型旋削加工機１の機械加工領域１０に搬送可能になり、機械加工領域１０は、第１スピンドル２および第２スピンドル３の間に位置する。
【0039】
図２に見られるように、棒状半製品８，９の開始区域１１，１２は、それぞれ、各々の場合、機械加工領域１０内部に位置する。半製品８，９は、半製品８，９を囲む、スピンドル２，３のクランプ装置１３，１４（たとえば、コレットまたは三爪チャック）に開口部６，７を介して先に導入され、クランプ装置１３，１４によって、図２に示される位置で固定されている。さらに、複数の工具リボルバが機械加工領域１０内部に位置し得る。示された実施例には、図２の左上区域に示された第１工具リボルバ１５、図２の右上区域に示された第２工具リボルバ１６、図２の左下区域に示された第３工具リボルバ１７，図２の右下区域に示された第４工具リボルバ１８が設けられている。
【0040】
工具リボルバ１５～１８は、各々が、それぞれの仮想長手方向軸ＬＷ１，ＬＷ２，ＬＷ３，ＬＷ４を中心として回転することができ、それぞれの長手方向軸ＬＷ１，ＬＷ２，ＬＷ３に沿って変位することができる。工具ホルダ２７～３４は、互いに離れて面する、工具リボルバ１５～１８の端面１９～２６から突出し、各々の場合、機械加工用工具３５～４２を受容する。工具リボルバ１５～１８の回転および／または変位によって、機械加工用工具３５～４２は、それらが半製品８，９と機械加工係合する位置または場所にもたらされ、半製品の回転によって、半製品８，９からワークピースを生産する。図２による構成において、スピンドル２，３は同一部品であり、これらは、互いに対して対称的に、長手方向軸Ｌ上で互いに対向して、すなわち、それぞれに対して点対称的に、配置されている。生産されるワークピースは、同一部品または異なるワークピースでもよい。
【0041】
図２によって示されるように、左に示された第１半製品８の右の開始区域１１および右に示された第２半製品の左の開始区域１２が最初に回転可能である。このために、第１半製品８は第１スピンドル２の第１クランプ装置１３にクランプされ、第１クランプ装置１３が回転され、それによって、第１半製品８も同様に回転され、第１半製品８の右の開始区域１１が、所定位置にもたらされた機械加工用工具３５または３９のうちの一つによる旋削によって機械加工される。同様に、第２半製品９は第２スピンドル３の第２クランプ装置１４にクランプされ、第２クランプ装置１４が回転され、それによって、第２半製品９も同様に回転され、第２半製品９の右の開始区域１２が、所定位置にもたらされた機械加工用工具３８または４２のうちの一つによる旋削によって機械加工される。
【0042】
スピンドル２，３は、長手方向軸Ｌに対して横断する垂直方向ｙで移動できるように構成される場合、それぞれ、第２工具リボルバ１６および第４工具リボルバ１８に配置された機械加工用工具３７および／または４１によって半製品８の開始区域１１を機械加工することが更に可能である。この場合、それぞれ、第１工具リボルバおよび第２工具リボルバに配置された機械加工用工具３６および／または４０によって半製品９の開始区域１２を機械加工することも可能である。半製品８，９の機械加工に続いて、機械加工されたワークピースは、半製品８，９から分離可能であり、旋削加工機１から排出される。この機械加工モードでは、同一または異なる部品を並行して生産することができる。
【0043】
更なる操作モードを提供するため、第１工具リボルバ１５および第４工具リボルバ１８は、更に、各々が、それぞれ、更なるクランプ装置４３，４４を含み、ここに、半製品８，９の機械加工から提供された部分的に仕上げられたワークピースを導入し、クランプすることができる。図２の左上区域に示された第１工具リボルバ１５の更なる第１クランプ装置４３は、回転可能な更なる第１スピンドル（ピックアップ装置）４５の一部を形成し、図２の右下区域に示された第４工具リボルバ１８の更なる第２クランプ装置４４は、回転可能な更なる第２スピンドル（ピックアップ装置）４６の一部を形成する。更なるクランプ装置４３，４４は、駆動装置（図示せず）によって回転可能であり、更なるクランプ装置４３および／または４４にクランプされた部分的に機械加工されたワークピースは、同様に回転可能であり、空いている工具リボルバ１６，１７の機械加工用工具によって機械加工が可能である。工具リボルバ１５～１８内の追加のスピンドル（ピックアップ装置）４５、４６の出力は低いため、実行できるのは、限られた単純な機械加工操作のみである。ここで、ワークピースの切断側は、切断軌跡を消すため、機械加工されるのが好ましい。
【0044】
たとえば、図２の左に示された第１半製品８の右開始区域１１は、第１工具リボルバ１５の機械加工用工具３５によって最初に機械加工される。同様に、図２の右に示された第２半製品９の左開始区域１２を、第４工具リボルバ１８の機械加工用工具４２によって、同時に機械加工することができる。半製品８，９の、互いに対向して配置された開始区域１１，１２が意図的に機械加工されると、更なるクランプ装置４３，４４は開放位置にもたらされるので、第１半製品８の右開始区域１１を第１工具リボルバ１５のクランプ装置４３に変位させることができ、第２半製品９の左開始区域１２を第１工具リボルバ１８のクランプ装置４４に変位させることができる。
【0045】
いったん、開始区域１１，１２が、それぞれ、更なるクランプ装置４３，４４にクランプされると、ここでは、部分的に仕上げられたワークピースが依然として半製品８，９の開始片に付けられて固定されているので、工具リボルバ１７，１６上で、たとえば切断システムによって、部分的に仕上げられたワークピースが分離される。次に、部分的に機械加工されたワークピースが、工具リボルバ１５，１８の対応したクランプ装置４４または４３において、リボルバ１６，１７の工具によって、仕上品へと機械加工されるように、工具リボルバ１５～１８を移動および／または変位させることができる。
【0046】
たとえば、スピンドル２，３の長手方向軸Ｌが、好ましくは、第１工具リボルバ１５の開放された更なる第１クランプ装置４３を通って中央に続くように、特に、第１工具リボルバ１５を回転および／または変位させることができる。図２によって示された位置にある第４工具リボルバ１８も、回転および／または変位によって、クランプ装置４４の中心が長手方向軸Ｌ上にある位置にもたらすことができる。工具リボルバ１５～１８の位置、工具３５～４２の位置は、工具３５～４２の工具リボルバ１５～１８、半製品８，９、部分的に仕上げられたワークピースなどの手動的衝突が除外されるように、センサベースのモニタリングによって、あるいは、プログラムによって制御されるのが好ましい。
【0047】
あるいは、スピンドル２，３の長手方向Ｌにおいて、スピンドル２，３の、それぞれのクランプ装置１３，１４から、更なる第２クランプ装置４４（第１半製品８）に、更に、更なる第１クランプ装置（第２半製品９）に変位するため、バー装填マガジン４，５も、使用可能である。このため、手作業またはロボットによって、半製品８，９の変位に関連して、前述したように、工具リボルバ１５～１８を回転および／または変位させることができる。半製品８，９が、それぞれ、更なるクランプ装置４３，４４内部でクランプされると、半製品８，９は、更なるクランプ装置４３，４４の回転によって、同様に回転される。次に、切断チゼル（図示せず）によって対応する半製品８，９の残りから開始区域１１，１２が最初に切り取られ、切断処理が完了すると、更なるクランプ装置４３，４４の回転を停止させることができ、ここで、切断チゼルを、たとえば、工具リボルバ１７または１６に付けることができる。切断処理に続いて、利用可能な工具リボルバ１７，１６によって切断された半製品部分の端部を機械加工することを可能にする位置へと、第１工具リボルバ１５および第４工具リボルバ１８をもたらすことができる。
【0048】
図３は、更なる操作モードを示す。
【0049】
この操作モードにおいて、図２による２つのスピンドル２，３および４つの工具リボルバ１５～１８を備えた図１による本発明に従う旋削加工機１は、第１クランプ装置１３内に単一の半製品８のみが装填されている。対向した第２クランプ装置１４は、最初、空になっている。この操作モードにおいて、半製品８の開始区域１１は、部分的に工具３５，２９によって、オプションで、工具３７，４１によって機械加工される。このように意図されて、開始区域１１が機械加工されると、最初に第１クランプ装置１３の回転、したがって、端部で片側が機械加工された半製品８の回転を停止させることができる。
【0050】
第２スピンドル３が、長手方向軸Ｌに沿って、ピックアップ位置の第１スピンドル２に向かって左に移動され、このピックアップ位置において、第２クランプ装置１４によって部分的に機械加工された半製品８の開始区域１１を把持すると、部分的に機械加工されたワークピース５０は、第１工具リボルバ１５または第３工具リボルバ１７によって、半製品８から分離されるので、第２スピンドル３の第２クランプ装置１４に完全に移送される。次に、第２スピンドル３を、図３の極端な右に示された終了位置に戻すことができ、そこで、部分的に機械加工されたワークピース５０の終了区域５１が、利用可能な工具によって回転されるので、部分的に機械加工されたワークピース５０は、仕上品へと機械加工される。並列に、すなわち、同時または少なくとも時間的に重複させて、半製品８の、第１クランプ装置１３内部のクランプが解放され、半製品９の新たな開始片１１は機械加工領域１０にスライドする。
【0051】
第１半製品８は、処理中、その向きを保持し、すなわち、それは、第１スピンドル内に最早存在せず、第２スピンドル内に存在する、先に機械加工された右の開始区域１１が、半製品８の次の開始区域１１’によって置き換えられるように、第１スピンドル２のクランプ装置１３内でクランプされ、次に、機械加工領域１０内部に位置され、機械加工用工具３５，３９および／または３７，４１によって機械加工可能である（半製品８の新たな開始区域１１’の範囲は、図３において点線で表示されている）。この操作モードにおいて、輪－句ピースは、２段階で、旋削加工機内で機械加工可能であり、この２段階は、２つの異なる側部からの機械加工を示すのが好ましい。
【0052】
前述した除去およびクランピングは、たとえば、手作業によって、スピンドルの移動によって、スピンドルによる把持によって、または、この為に構成されたロボット（図示せず）により行うことができる。ワークピースは、一般的に切断チゼル（図示せず）による半製品から分離されるが、たとえば、これらは、工具リボルバ１５～１８に付けることができる。
【図1】
【図2】
【図3】