JP2000516863A - 棒状材料を加工するための穿孔及びフライス削り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 可動支柱１２が、長手方向Ｘと横方向Ｙを決める機台１０上で長手方向及び横方向に制御された態様で調節可能とされている。工具スピンドル１８が、長手方向Ｘ及び横方向Ｙとの両方向に垂直に延びるスピンドル軸Ｚに沿って可動支柱１２上に制御された態様で調節可能となっている。クランプ軸Ｃが被工作物支持部２０によって画定され、被工作物支持部はクランプ軸の周りに制御された態様で回転可能に調整可能とされ、かつ棒状材料Ｗが通されて押されかつ内部でクランプされるクランプ手段を有する。機械加工される被工作物Ｗ１を形成する棒状材料Ｗの前方部が、工具スピンドル１８の加工範囲内に配置されている。供給部４０が、クランプ手段２２を通して棒状材料Ｗを押すために設けられている。被加工作物支持部２０が、クランプ軸線Ｃとスピンドル軸線Ｚとの両軸線に対して垂直に延びるピボット軸線Ｄの周りで、かつ少なくともスピンドル軸線と直交するクランプ軸線Ｃの位置からスピンドル軸線Ｚに平行なクランプ軸線の位置までの範囲内で、制御された態様で、ピボット旋回可能となっている。機台１０は機械加工する被工作物Ｗ１から離間した棒状材料の端部が陽動して移動するピボット旋回スペース３６を有する。供給手段４０は、棒状材料Ｗのピボット旋回動作を妨げない位置に移動可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】 棒状材料を加工するための穿孔及びフライス削り機構 本発明は、請求項１の序文に記載した穿孔及びフライス削り機構に関するもの である。 この種の既知の穿孔及びフライス削り機械（欧州特許明細書第０３６８９９６ B1）では、被加工物用支持部がその周りに回転するクランプ軸線が、機台の構成 によって決定される位置で平行かつ機台の長手方向に平行な方向に延びている。 従って、その軸線がクランプ軸線と一致している棒状材料は常に機台の構成によ って決定される位置で平行かつ機台の長手方向に平行に向けられている。可動支 柱によって保持される工具スピンドルは、垂直に配置され、かつ棒状材料の前端 部になる被加工物を機械加工するためのドリルやフライス・カッター等の複数の 工具を順次取り付けることが出来るようになっている。さらに、可動支柱には切 断ユニットが取り付けられ、切断ユニットは、工具スピンドルと独立に作動して 機械加工された被加工物を切り落とすようになっている。可動支柱と独立したカ ートリッジが、可動支柱と独立しており、機台の長手方向に移動可能となってお り、把持・ピボットユニットがカートリッジ上に搭載されている。把持・ピボッ トユニットはチャックを有し、チャックは被加工物がまだ棒状材料と一体となっ ている状態で加工されている間はブラケットとして用いることができ、被加工物 が棒状材料から切断されたときに加工物を受け取り、被加工物の後部を工具スピ ンドル上に準じ愛知される１種類乃至それ以上の工具によって機械加工が出来る ようになっている。チャックは、被工作物支持部のクランプ軸線及びスピンドル 軸線とに直交し、水平方向に延びる軸線の周りにピボット回転するようになって いる。このため、把持・ピボットユニットのチャックにクランプされている被工 作物に対して例えば斜めに切断したりあるいは穿孔したりすることも出来るよう になっている。しかしながら、一旦被工作物が被工作物支持部においてクランプ 手段から把持・ピボットユニットのチャックに移されると、各工作物を移送する 間に不正確がでてくるので、一般的に達成できる機械加工の精度は移送前採りは あまり高くはなくなってしまう。 従って、穿孔・フライス削り機構において棒状材料を加工する場合に、棒状材 料に未だ連結した状態の前方のそれぞれの被工作物を種々機械加工することを特 に容易とし、同時に機械加工精度を上げることを目的とする。 本発明では、この目的は、特許請求項１に挙げた特徴によって達成する。 本発明では、未だ連結した状態でかつ棒状材料のみによって所定の位置に位置 決めされた被工作物を、クランプ手段内の棒状材料のはじめの固定状態を緩める 必要も無くクランプ軸線の周りに回転させかつピボット軸線の周りにピボット回 転させることによって達成できる任意の所望の位置に移動することができるよう になっている。その結果、スピンドル軸線とクランプ軸線との間で形成される角 度に拘わらず、原則的に工具スピンドルに固定された複数の工具によって行われ るすべての加工作業に対し同一の高い正確度が実現される。この角度を少なくと も９０度の範囲で変えることが可能であり、同時に、例えば正方形断面の棒材由 来の被工作物を必要であればクランプ軸線の周りに被工作物を回転させる等して 、被工作物と棒状材料の残余部分との間が十分強固に連結されていることを条件 とするが、その前端部及び長手方向の紙面のみならず大きく離れた後端部をも機 械加工することが可能となる。上記連結は、工具スピンドルに固定した工具、例 えば円形ソーによって最終的に切断可能となっている。この間、クランプ軸線は スピンドル軸線はスピンドル軸線と平行な位置にすることができる。従って、始 めに述べた穿孔・フライス削り機構を設けたこの種の別個の切断ユニットを省略 できる。 さらに、上記理由により、本発明の穿孔・フライス削り機構は大抵の場合被工 作物の後部を機械加工するために別個の把持・ピボット回旋ユニットを設けずに 作動することができる。しかしながら、個のような把持・ピボット回旋ユニット を上記欧州特許明細書第０３６８９９６B1に説明したと同一あるいは類似の態様 によって設けることもできる。 被工作物支持部のピボット軸線は、そのクランプ軸線を離間した状態で交差す るように配置することもかのうである。しかしながら、一般的には被工作物のピ ボット軸線をそのクランプ軸線と交差させる場合に、換言するとこれらの二つの 軸線を同一面とすると、種々の機械の動作の制御をプログラムするのがより容易 となる。 棒状材料がクランプ手段を介して押される方向に見てクランプ軸線が下方に傾 斜している受け止め位置に工作物支持部がピボット旋回可能となっていて、かつ それに応じて傾斜されかつピボット回旋スペースを自由に離れる棒状体ガイド手 段が被加工物の上流に位置するように本発明の穿孔・フライス削り機構を展開す ることによって、棒状材料を皮加工部材支持部に容易に導入することができる。 最後に、旋盤加工を行うに十分な回転速度で被加工物支持部をクランプ軸線の 周りに回転させるようにすることが好ましい。 本発明の実施態様を以下の模式図面を参照してより詳細に説明する。 図１は、本発明に係る穿孔・フライス削り機構の上平面図であり、 図２は、図１の矢印II方向における側面立面図であり、 図３は、図２の矢印III方向における前面立面図であり、 図４は、図３の拡大したカット図であり、 図５は、図４の矢印V方向における上平面図であり、 図６乃至図１２は、被工作物を機械加工する際のいくつかの連続的な段階での 穿孔・フライス削り機構のまさに模式的な前面図である。 穿孔・フライス削り機構は、機台１０を有し、機台１０上には可動支柱が水平 面、即ち長手方向Xと横方向Yとに制御した態様で調節可能となっている。垂直ス ライド１４は、垂直工具スピンドル１９を備えたスピンドル・ユニット１６を担 持し、スピンドル軸線Zに沿って制御した態様で調節可能となっており、かつ可 動支柱１２に搭載されている。第１に、穿孔・フライス削り機構は、正方形ある いは他の多角形形状を有する棒状材料Ｗのみならず例えば６０ｍｍまでの直径を 有する円形棒状材料から被工作物Ｗ１を作成し、これらの被工作物を大きく仕上 げ加工をすることを意図するものである。 例えば、被工作物支持部２０は、スプリング・コレットあるいは複数のジョー チャック形状とした従来の種類のクランプ手段２２を含み、棒状材料Ｗを保持し 、回転しかつピボット旋回するようになっている。クランプ手段２２は、棒状材 料Ｗの軸線と一致するクランプ軸線Ｃを画定し、クランプ軸線に沿って被工作物 支 持部２０とクランプ手段２２を介し、即ち図１、図３、図４並びに図６乃至図１ ２において左から右側に段階的に押すことができるようになっている。被工作物 支持部２０は機台１０に固定されピボット・テーブル３０の一部と形成する二個 のベアリングブロック２６と２８との間に位置するブリッジ部２４においてクラ ンプ軸線Ｃの周りに回転可能に支持されている。ピボット・テーブル３０は、数 値制御されたピボット駆動手段３２によってピボット軸線Ｄの周りにピボット旋 回可能となっていおり、ピボット軸線Ｄは、横断方向Ｙと平行に、即ち図示する 実施態様では水平方向で、かつクランプ軸線と直角に交差する方向に延びている 。被工作物支持部２０は、数値制御回転駆動手段３４によって、クランプ手段２ ２とともに、クランプ軸線Ｃの周りに回転可能で調整可能となっている。さらに 、被工作物支持部２０は、例えば４０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍの範囲で選 択可能な回転速度で回転可能となっており、それによって、棒状材料Ｗは通常の 穿孔作業及び作業のほかに旋盤加工を行うこともできる。 ベアリング・ブロック２６と２８の間にピボット旋回スペース３６がフリー状 態で残されて、複数の被工作物が作製されるのに十分なロッド長さＬ、例えば８ ００ｍｍあるいは１０００ｍｍの長さを有する棒状材料Ｗが図１乃至図５及び図 １０に示すように陽動させて垂直方向に芯合わせすることを可能とするように、 ベアリング・ブロック２６と２８とを機台上に高く搭載する。 図１、図３、図４及び図６乃至図１２に示すように、従来の多面形ガイドを複 数備え穿孔・フライス削り機構の左部分のクランプ手段の上流に位置するロッド ガイド手段３８によって棒状材料Ｗをクランプ手段２２に容易に導入できるよう になっている。ロッドガイド手段３８は、調節可能名レベルでかつ右方向に下降 させて機台１０に固定されている。ロッドガイド手段３８は、必要に応じてクレ ーンを用いて棒状材料Ｗをロッドガイド手段上に置くことが可能となるように露 呈可能に配置されている。更に、供給手段４０が、機台１０の上に設置されてい る。図示する実施態様では、供給手段は、供給フィンガー４２も含め空圧ピスト ン及びシリンダーを有し、供給フィンガーが棒状材料Ｗの後端部、即ち図１及び 図３の左端部と係合して棒状材料を前方に押すようになっている。 複数の工具が工具スピンドル１８に対して準備状態に保持され、それらのうち ストップ部材４４、ドリル４６、フライス・カッター４８、図示しない一乃至複 数の旋盤工具の各々は交換可能のホルダー５２にクランプされている。図示する 穿孔・フライス削り機構は、さらに鎖型マガジン等の工具マガジン５４を有し、 マガジン内に必要とはされていない工具を保持しているホルダー５２がそれらの 次の作業のため適当な順番で準備状態に保持されている。 最後に、図面には工作物シュート５６と、従来の構造のチップ・コンベーヤ５ ８と、スイッチボックス６０とが示され、スイッチボックス６０にはとりわけ上 記動作を数値制御する手段が備えられている。 図６乃至１２に、どのように棒状材料Ｗを加工して工作物Ｗ１を得るかが示す 。例えば、棒状材料Ｗは、一辺の長さが５０ｍｍで、例えば２０個の被工作物を 作製するのに十分な長さの全長が８００ｍｍの正方形の形状を持つ。図６から分 かるように、ピボット駆動手段３２によって、被工作物支持部２０を長手方向に 対して右下に傾斜し、かつロッドガイド手段３８と平行な位置に移動し、ロッド ガイド手段の高さを調節してロッド軸線とクランプ手段２２のクランプ軸線Ｃと を芯合わせした後で棒状材料Ｗをロッドガイド手段３８に置く。 次に、ロッドガイド手段３８上の棒状材料を手で右方向に押して、図７に示す ようにクランプ手段２２に通し、第一の被工作物となるように意図した棒状材料 ｊＷの前方部をクランプ手段２２の右手外側に突き出し、ストップ部材４４に当 接させる。この目的のため、ストップ部材４４とその工具ホルダー５２とを工具 スピンドル１８に所定の位置に配置しておく。棒状材料Ｗの後端部は、ロッドガ イド手段３８を離脱し、棒状材料Ｗの以後の動きがロッドガイド手段３８によっ て妨げられることが無いように、ロッドガイド手段はピボット軸線Ｄから棒状材 料Ｗの長さＬのオーダーで離間した位置にある。 図８にあるように、次に被工作物支持部材２０をピボット回旋して、クランプ 軸線Ｃが長手方向軸線Ｘと平行に延びるスタート位置に移動させる。このスター ト位置で、棒状材料Ｌを例えば高速で回転し、それ自身は回転しない旋盤バイト 等によってスタート位置で旋盤作業を行うことができるようになっている。そし て、棒状材料Ｗは、引き続き図８の水平位置を保持しつつ、数値制御により種々 の回転角位置に移動して被工作物に対し穿孔作業及びフライス削り作業を行う。 その後、図９に示すように被工作物支持部２０をピボット旋回してクランプ軸 線Ｃが斜め上方になる位置に移動する。この位置で、被工作物支持部２０が停止 状態あるいはクランプ軸線Ｃの周りに回転する場合に、さらに穿孔作業を行い、 かつ／あるいはフライス削り作業を行う。 その次に、図１０に示すように、被加工物支持部２０をクランプ軸線Ｃの垂直 位置にピボット旋回し、実際上仕上げ加工をした第一の工作物Ｗ１に大きく、し かし棒状材料Ｗの残余部分からは未だ完全には切り離さない状態に現時点で工具 スピンドル１８に固定した円形ソー５０によって切れ目を入れる。 最後に、図１１に示すように、被工作物支持部２０をピボット旋回してクラン プ軸線Ｃの水平配置に戻し、工作物Ｗ１をフライスカッター４８で棒状材料Ｗの 残余部分から完全に分離し、工作物Ｗ１を工作物シュート５６に落とす。全体と してバリが無いように工作物Ｗ１の後部を切断及び／または機械加工する必要が ある場合には、従来の種類のブラケット手段を設けて後部にこのような機械加工 を行うために工作物Ｗ１を受け取るようにしても良い。 図１２では、再度ストップ部材４４を工具スピンドル１８に挿入して供給手段 ４０により棒状材料Ｗを前進させることによって次の作業サイクルを始める。棒 状材料の前端部がストップ部材４４に当たるまで、供給手段の供給フィンガー４ ２は棒状材料の後部に当接する。その後で、供給フィンガー４２は作業行程の以 後の工程で棒状材料Ｗにもはや接触することが無いような離間した位置に後退さ せる。供給フィンガー４２は、棒状材料Ｗが前進したら直ちにその後ろのターミ ナル位置に自動的に移動するようになっていることが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 物Ｗ１から離間した棒状材料の端部が陽動して移動する ピボット旋回スペース３６を有する。供給手段４０は、 棒状材料Ｗのピボット旋回動作を妨げない位置に移動可 能となっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長手方向Ｘと横方向Ｙを決める機台１０と；機台上で長手方向及び横方向に 制御された態様で調節可能とされた可動支柱１２と；長手方向Ｘ及び横方向Ｙ との両方向に垂直に延びるスピンドル軸Ｚに沿って可動支柱１２上に制御され た態様で調節可能となっている少なくとも一つの工具スピンドル１８と；棒状 材料Ｗｗｏ押しとうすことが可能なクランプ手段２０を有する被加工物支持部 ２０と；クランプ手段２２を通って棒状材料を押す供給手段４０とを有し、被 加工物支持部２０は、制御された態様で被加工物支持部が回転調整可能なクラ ンプ軸線Ｃを画定し、棒状材料Ｗはクランプ手段２２内にクランプ可能となっ ており、機械加工される被工作物Ｗ１を形成する棒状材料Ｗの前方部が工具ス ピンドル１８の加工範囲内に配置される棒状材料Ｗを加工して個々の工作物Ｗ １とするための穿孔・フライス削り機構において、 被工作物支持部２０が、クランプ軸線Ｃとスピンドル軸線Ｚとの両軸線に対 して垂直に延びるピボット軸線Ｄの周りで、かつ少なくともスピンドル軸線と 直交するクランプ軸線Ｃの位置からスピンドル軸線Ｚに平行なクランプ軸線の 位置までの範囲内で、制御された態様で、ピボット旋回可能となっており、機 台１０は機械加工する被工作物Ｗ１から離間した棒状材料の端部が陽動して移 動するピボット旋回スペース３６を有し、かつ供給手段４０が棒状材料Ｗのピ ボット旋回動作を妨げない位置に移動可能となっていることを特徴とする穿孔 ・フライス削り機構。 ２．被工作物支持部のピボット軸線Ｄがそのクランプ軸線と交差していることを 特徴とする請求項１に記載した穿孔・フライス削り機構。 ３．被工作物支持部２０が、クランプ軸線Ｃが棒状材料Ｗがクランプ手段を通っ て押される方向にみて下方に傾斜している図６に示す受け取り位置にピボット 旋回され、かつそれに従って傾斜し、ピボット旋回スペース３６から離間する ロッドガイド手段３８が被工作物支持部２０の上流に位置していることを特徴 とする請求項１または２に記載した穿孔・フライス削り機構。 ４．被工作物支持部２０が旋盤作業をするのに十分な回転速度でクランプ軸の周 りに回転駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記 載した穿孔・フライス削り機構。