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公開番号2025036229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024141038
出願日2024-08-22
発明の名称マルチスピンドルタレットとツール把持デバイスを備える数値制御工作機械
出願人ウーテーアー・エス・アー・マニファクチュール・オロロジェール・スイス
代理人個人
主分類B23Q 3/157 20060101AFI20250306BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】機械加工操作と完全に同時進行にてツールを取り替える。
【解決手段】数値制御工作機械用のマルチスピンドルタレットは、少なくとも2つのツール保持用スピンドルを備え、スピンドルに担持されたツールにより、機械加工操作を行う。さらに、スタンバイ位置にあるスピンドルと相互作用して、スピンドルに担持されるツールを保管のために摘出し、取り替え用ツールをスピンドルに挿入するように構成されたツール把持デバイスを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ボディー（２１）があるマルチスピンドルタレット（２０）を備える数値制御工作機械（１０）であって、
前記ボディー（２１）は、前記工作機械（１０）のフレーム（１１）に固定される第１の端と、回転可能な頭部（２３）がある第２の端との間にて軸Ａ－Ａに沿って延在しており、
前記頭部（２３）には、少なくとも２つのツール保持用スピンドル（２４、２４’、２４”）があり、
前記スピンドル（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、切断用ツール（２５、２５’、２５”）を係合して受けるように意図されており、
前記スピンドル（２４、２４’、２４”）は、前記頭部（２３）の角位置に応じて、固定具における所定の位置に保持されるワークピースに対して機械加工操作を行うように意図されたワーク位置と、前記ワークピースから外れたスタンバイ位置とを占め、
各スピンドル（２４、２４’、２４”）は、占める位置にかかわらず、担持するツール（２５、２５’、２５”）を不動にするため又は回転駆動するために、他のスピンドルとは独立して制御されるように構成しており、
前記工作機械（１０）は、さらに、スタンバイ位置にあるスピンドル（２４’、２４”）と相互作用して、前記スピンドル（２４’、２４”）によって担持されるツール（２５’、２５”）を保管のために摘出し、取り替え用ツール（２５'''）を前記スピンドル（２４’、２４”）に挿入するように構成しているツール把持デバイス（３０）を備え、
前記ツール把持デバイス（３０）は、前記タレット（２０）の前記ボディー（２１）に固定された支持構造（３１）によって片持ち位置に保持されるツール用マガジン（３４）を備え、
前記マガジン（３４）は、軸Ｃ－Ｃのまわりの回転自由度がある保管用バレル（３４０）を備える
ことを特徴とする工作機械（１０）。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記マガジン（３４）は、前記軸Ｃ－Ｃが、スタンバイ位置にある相互作用するスピンドル（２４’、２４”）の主軸Ｂ’－Ｂ’又はＢ”－Ｂ”と平行になるように構成しており、
前記保管用バレル（３４０）及び前記スピンドル（２４’、２４”）は、前記軸Ｃ－Ｃに沿って互いに並進運動可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械（１０）。
【請求項３】
前記マガジン（３４）には、アクティブ位置と非係合位置の間を動くことを可能にする少なくとも１つの並進運動又は回転の自由度があり、
前記アクティブ位置においては、前記マガジン（３４）は、相互作用するように構成しているスピンドル（２４’、２４”）のすぐ近くにあり、
前記非係合位置においては、前記マガジン（３４）は、アクティブ位置にあるときよりも前記軸Ａ－Ａから離れている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械（１０）。
【請求項４】
前記支持構造（３１）には、前記タレット（２０）の前記ボディー（２１）に固定されアーム（３３）によって前記マガジン（３４）に接続される連結メンバー（３２）があり、
前記アーム（３３）は、前記マガジン（３４）をアクティブ位置と非係合位置の間で動かすように構成している
ことを特徴とする請求項３に記載の工作機械（１０）。
【請求項５】
前記アーム（３３）には、前記連結メンバー（３２）に固定された近位部分（３３１）に摺動又はピボット可能に接続される前記マガジン（３４）に固定される遠位部分（３３０）がある
ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械（１０）。
【請求項６】
少なくとも２つのスピンドル（２４’、２４”）がスタンバイ位置を占め、
前記連結メンバー（３２）は、前記タレット（２０）の前記ボディー（２１）に前記軸Ａ－Ａのまわりに回転可能に固定されて、前記マガジン（３４）をスタンバイ位置を占める１つのスピンドル（２４’、２４”）から他のスピンドルへと動かす
ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械（１０）。
【請求項７】
前記マガジン（３４）には、さらに、前記結合メンバー（３２）に対して前記軸Ａ－Ａに平行な軸に沿った並進運動の運動性があり、これによって、前記マガジンが非係合位置にあるときに前記マガジンを前記タレットの前記頭部から遠ざける
ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械（１０）。
【請求項８】
前記連結メンバー（３２）は、前記軸Ａ－Ａに沿って摺動できるように前記タレット（２０）の前記ボディー（２１）に固定されて、これによって、前記マガジンが非係合位置にあるときに、前記マガジンが前記タレットの前記頭部から離れるようにする
ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械（１０）。
【請求項９】
前記マガジン（３４）には、軸方向部分と半径方向部分がある溝（３５０）がある保護ケーシング（３５）があり、これによって、前記スピンドル（２４’、２４”）と保管しようとするツール（２５’、２５”）の両方が前記マガジン（３４）に挿入されることが可能になり、前記ツール（２５’、２５”）を取り替えした後に前記マガジン（３４）を外すことが可能になる
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械（１０）。
【請求項１０】
前記溝（３５０）の前記半径方向部分の形は、前記ツール（２５’、２５”）を取り替えたときに、前記スピンドル（２４’、２４”）の形に対応する形である
ことを特徴とする請求項９に記載の工作機械（１０）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピース、好ましくはマイクロメカニカルワークピース、を加工するための数値制御工作機械の分野、及びこのような工作機械用の機器の分野に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【０００２】
特に、本発明は、マルチスピンドルタレット及びツール把持デバイスを備える数値制御工作機械に関する。
【背景技術】
【０００３】
数値制御工作機械は、コンピュータープログラムの指示に従って、特に機械加工によって、大量生産される部品を作るように意図されている。このような工作機械は、ツール保持用スピンドルに取り付けられたツールを備え、通常、ツール保持用スピンドルによって保持されたツールを取り替えて、固定具における所定の位置に保持されるワークピースに対して行われる機械加工操作に適合させるためのツールチェンジャーを装備する。
【０００４】
ツールの取り替え中には、工作機械は生産できなくなり、加工作業が中断される。このような状況で、ツールの取り替えに必要な時間を最小限に抑えることが目標とされてきた。このために、ツールチェンジャーは、可能なかぎり加工作業と同時進行的に動作して、工作機械のダウンタイムを最小限に抑えて生産性を向上させるように開発されてきた。
【０００５】
例えば、複数のツール保持用スピンドルが配置される頭部があるマルチスピンドルタレットが知られており、そのスピンドルのうちの１つはアクティブであり、他は休んでいる。特に、アクティブなツール保持用スピンドルは、連結システムを利用して駆動機構と係合している。したがって、２つの加工作業の間で、アクティブなツール保持用スピンドル、すなわち、取り替えようとしているツールを担持しているスピンドル、を切り離し、次のツール保持用スピンドルの方へと頭部を回転させて、このツール保持用スピンドルを駆動機構に連結することによって、ツールを取り替えることができる。
【０００６】
しかし、この手法は、ツールの取り替え時間が短縮されるものの機械加工作業と完全に同時進行して行われるわけではない点で、完全に満足できるものではない。具体的には、この種のマルチスピンドルタレットでは、各ツール取り替えの間に、ツール取り替えを行う前に、取り替えようとしているツールを制動する必要があり、次のツールを駆動機構に連結した後に加工回転速度に達するまで次のツールを加速する必要がある。また、このようなマルチスピンドルタレットにおいては、取り替えようとしているツールを切り離し、頭部を回転させて次のツールにインデックス付けして、連結システムに整列させて、連結させるために、ある程度の時間が必要である。さらに、この手法は、連結システムのために特に複雑であり高価である。
【０００７】
マルチスピンドルタレットにおいては、ツールがすべて同期して回転駆動されて、ツール保持用スピンドルの加速と制動の問題を解決している。したがって、ツールを取り替えるときに、次のツールは既にその加工回転速度で駆動されており、ワークピースの加工を開始することができる。しかし、このようなマルチスピンドルタレットは、すべてのツールを同時に回転させるために大量のエネルギーを必要とする。また、このようなマルチスピンドルタレットが担持するツールの最大回転速度は、運動を伝達する運動連鎖のために比較的制限される。
【０００８】
全体として、担持するツールを個別に又は同時に回転させるかどうかにかかわらず、従来技術のマルチスピンドルタレットは、かさばり、そのために、慣性モーメントが高くなり、タレットによって担持される固定具とツールとの衝突のリスクが高くなってしまう。
【０００９】
上記の課題に加えて、前記のような手法は、マイクロメカニカルワークピースの加工には適していないと考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、機械加工操作と完全に同時進行にてツールを取り替えることを可能にする手法を提供することによって前記課題を解決する。これは、特に、機械加工操作と同時進行にてツールの加速及び減速段階を行うことによって、また、機械加工操作と同時進行にてマルチスピンドルタレットをツール把持デバイスと係合させることによって行う。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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