JPH0366507A - 自動ボール盤 - Google Patents

自動ボール盤

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JPH0366507A
JPH0366507A JP2099164A JP9916490A JPH0366507A JP H0366507 A JPH0366507 A JP H0366507A JP 2099164 A JP2099164 A JP 2099164A JP 9916490 A JP9916490 A JP 9916490A JP H0366507 A JPH0366507 A JP H0366507A
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JP
Japan
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drilling machine
selectively
workpiece
automatic drilling
chuck
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JP2099164A
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English (en)
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Everett E Jones
エベレット、イー、ジョーンズ
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Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は自動ボール盤に関するものであり、特にコンピ
ュータ制御製造システムの一部として使用される自動ボ
ール盤に関するものである。
［従来技術と問題点コ 自動コンピュータ制御製造システムは公知である。これ
らのシステムと対応の自動ボール盤の例は米国特許第３
，８４５，２８６号、第４，３６９，５６３号、第４゜
２７２　、８１２号、　第４，３４２，０８８号、第４
，４２７，４３１号、　第４．２３７，５９８号、Ｒｅ
第２５，８８６号、Ｒｅ第２５，９５６号、Ｒｅ第２６
．７７０号、第３，０５２，０１１号、第３，０１０，
３７１号、　第３゜０４９．２４７号、第３，１８８，
７３６号および第３，７０９，６２３号である。
［発明の目的および効果］ 本発明は金属板部材などの上に孔あけ操作を実施するた
めの自動コンピュータ制御自動ボール盤を提供する。特
に本発明は、同一発明者の米国特許第４，７００，３０
８号に一般的に記載のシステムと共に使用されるように
設計されている。
本発明の利点は下記の説明から明かと成ろう。
［発明の概要］ 本発明のｌ態様によれば、コンピュータ制御製造システ
ムの中に使用される自動ボール盤において、中心基準点
を有する平坦な加工位置を調節自在に限定し、前記加工
位置に工作物を着脱自在に取り付ける手段と、選ばれた
ドリルバイトを作動的に受けるためのチャック組立体と
、前記加工位置に対して垂直な軸線に沿って前記チャッ
ク組立体を選択的に移動させる手段と、種々の所定サイ
ズの複数のドリルバイトを貯蔵する手段と、前記加工位
置から離間した転送ステーションにおいて前記選ばれた
ドリルバイトを前記貯蔵手段と前記チャック組立体との
間を転送する手段と、前記転送ステーションと前記加工
位置との間において、また前記加工位置で所定ドリルポ
イントに整列された前記工作物の１側面の複数位置の間
において、前記チャック組立体を選択的に並進させる手
段と、前記の選ばれたドリルバイトに対応するサイズの
ブシュを、前記所定ドリルポイントに整列された前記工
作物の他の側面に、前記チャック組立体に対して対向関
係に選択的に配置する手段とを含む自動ボール盤が提供
される。
［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
自動ボール盤は特にコンピュータ制御製造システムと共
に使用するためのものである。このようなシステムおよ
びボール盤における工作物の配向の概念が米国特許第４
，７００，３０８号に記載されている。
コンピュータ制御ｆａ造システムおよび本発明の自動ボ
ール盤を操作するためのコンピュータ制御機構とソフト
ウェアが１９８９年７月２８日出願の同時係属日本特願
第１９６４７７／　８９号に記載されている。この特許
をここに引例として加え添付する。
第１図に図示のように、自動ボール盤５０は好ましくは
コンピュータ制御製造システム５２の一連のステーショ
ンの１つとして組み込まれる。同時係属日本特許第１９
６４７７／８９号および米国特許第４　、７００．３０
８号に記載のように、工作物はコンピュータ制御製造シ
ステム５２の中の各ステーション間をロボット５４によ
って搬送され、このロボット５４の位置と機能がコンピ
ュータ制御される。また本発明のボール盤は、全体的製
造システムとは独立にコンピュータ制御ボール盤として
使用する事ができ、本発明のボール盤の中に工作物を手
作業でまたはロボット以外の機械手段によって配置する
事ができる。本発明による自動ボール盤は、平坦な工作
物を工作物位置に着脱自在に取り付けるため中心基準点
を有する平坦工作物位置を調節自在に限定する手段を含
む。第１図、第２図および第３図の実施態様において、
取り付け手段はベース５６とカンチレバーフレーム５８
とを含み、このカンチレバーフレーム５８はベース５６
から、離間した第１支持レッジ６２と、この第１レッジ
に対して離間配置されベース５６上に移動自在に配置さ
れた第２支持レッジ６４までカンチレバー状に延在する
両端要素６０とを含む。これらの側面要素６０と支持レ
ッジ６２．６４は、Ｘ軸とＹ軸６６．６８の面の中に配
置された工作物位置の輪郭を画成する（第６図に最も明
瞭に示される）。Ｘ軸とＹ軸８Ｂ、６８の交点が工作物
位置の面における基準点を限定する。
さらに取り付け手段は、工作物の寸法に感応して支持レ
ッジの間隔をこれに比例して変動させ、基準点から等間
隔に保持し工作物の対向縁を受ける手段を含む。第２図
に図示のように、側面要素６０と第１レッジ６２は一体
的にフレーム７０に対して連結され、このフレームはベ
ース５６上に滑動自在に配置される。第２支持レッジ６
４はフレーム７２に対して一体的に連結され、このフレ
ーム７２はベース５６上において前記フレーム７０に対
して入子関係に滑動運動するように配置されている。フ
レーム７０．７２はこれらのフレームの中にそれぞれね
じ込まれたジヨイントボールネジ７４．７６によって相
互に飛動的に連結される。これらのボールネジ７４．７
６は対向ネジ山を備え、駆動モータ７８によってこれら
のネジが回転されるとフレーム７０．７２の同等の反対
方向運動を生じて第１および第２支持レッジ６２，６４
を移動させるようにモータ７８に対して連結されている
。このようにして、モータ７８に対する工作物の横方向
Ｘ軸信号が、レッジ６２．６４の間の横方向Ｘ軸間隔を
調節する。従って、Ｙ軸とＹ軸との交点によって限定さ
れる基準点から等間隔を保持しながらその工作物の位置
の外周寸法を特定する。
また取り付け手段は、それぞれのレッジ６２．８４と共
に軸線に沿って運動するように各レッジに取り付けられ
たクランプ８０を含む、工作物を加工位置においてレッ
ジ８２．８４に固着するクランプ位置と、工作物を除去
できる開放位置との間においてこれらのクランプ８０を
移動させる手段が備えられる。
１１２図に図示のように、クランプ８０を第１レッジ６
２上において開放位置とクランプ位置との間を移動させ
るため作動レバー組立体８４によって連結された制御シ
リンダ８２を含む。この制御シリンダ８２はフレーム７
０と共に通勤するようにこのフレーム７０に固着されて
いる。同様に、フレーム７２と共に移動するようにこの
フレーム７２に固着された制御シリンダ８６が、作動レ
バー８８によって第２レッジ８４上のクランプ８０に連
結され、このクランプ８０を開放位置とクランプ位置と
の間を移動させる。従って、ロボット５４が工作物９０
　（第３図）を調節自在のレッジ６２．６４と側面要素
６ｏとによって画成された加工位置に配置した時、セン
サがシリンダ８２．８６に制御信号を送って、クランプ
を工作物の上に閉じる。加工位置において工作物に対す
る加工が終了した時、制御シリンダに対する信号によっ
てその逆が実施される。
本発明による自動ボール盤は、選ばれたドリルバイトを
作動的に受けるためのチャック組立体を含む。第３図、
第４図、第５図および第６図に図示の実＆ｉ態様におい
ては、チャック組立体９２は支持プレート９４と、この
支持プレートによって支持されモータ９６によって選択
的に回転される能動軸９８を含む駆動モータ９６と、選
ばれたドリルバイト１０２を固定的に受けるチャック１
００とを含む。
好ましくは、複数のドリルバイト１０２はそれぞれアダ
プタ１０４を含み、このアダプタは全体として平坦な環
状ベース１ｏ６と、一体的軸１０８とを含み、この軸は
ベース１０６の一方の側面の中心から遠位端まで延在し
、この遠位端においてドリルバイト１０２が公知の方法
によって着脱自在に固着されて０る。
好ましくは、後述するように軸１０８はアダプタ１０４
を把持するために環状凹部１１０を含む。
好ましい実施態様番トおいて、チャック１００は第４図
に図示のように電機子１１２を含み、この電機子は支持
プレート９４から突出したプレート１１４の上に回転自
在に取り付けられる。この電機子１１２は中心懸垂部１
１６を含み、この懸垂部１１６は、駆動軸９８に固着さ
れたクイル１１８を駆動係合する。電機子１１２は好ま
しくは米国特許第４，６１４，１３７号に記載のように
ドリルバイトアダプタ１０４をチャック１００に対して
電磁的に保持するための手段を威す電磁システムを含む
。アダプタを電機子に対してこれとと共に回転するよう
に固定する電磁システムが下記の理由から好ましいので
あるが、他の方法を使用する事もできる。
第５図に図示のように、好ましくはモータ９６は、加工
位置の面に対して垂直なカム軸線に沿って相対運動する
ように支持プレート９４に対して滑動自在に固定されて
いる。駆動モータ９６はプレート１２０に対して固着さ
れ、このプレート１２０は、支持プレート９４に固着さ
れたプレート１２２の中に滑動自在に受けられている。
このようにしてモータ９６とチャック１００は、支持プ
レート９４に対してカム軸線に沿って移動する事ができ
る。
本発明による自動ボール盤は、チャック組立体を加工位
置の面に対して垂直な軸線に沿って選択的に移動させる
手段を含む。ｊｌＩａ図、９Ｊ５図および第６図に図示
の実施態様においては、チャック組立体９２はハウジン
グ１２４に対して案内レール１２６によって滑動自在に
固定され、この案内レールは支持プレート９４上の対応
のグループに係合している。この構造により、チャック
組立体９２はハウジング１２４に対して、カム軸線に平
行、加工位置の面に対して垂直な軸線に沿って、軸方向
に離間したストッパ１２８，１３０との間を運動する事
ができる。ハウジング１２４の内部に搭載された駆動シ
リンダ１３２がハウジング１２４を支持プレート９４に
連結させ、支持プレート９４を案内レール１２６に沿っ
てストッパ１３０と１２８との間を選択的に移動させる
。第５図番こおいて、駆動シリンダ１３２は後退させら
れて、支持プレート９４をストッパ１３０に当接させて
いる。
駆動手段はさらにチャック１００とモータ９６を支持プ
レート９４に対してカム軸線に沿って選択的に往復運動
させるカム駆動手段を含む。第５図に図示のように、こ
のカム開動手段は、ハウジング１２４によって支持され
たカム飛動モータ１３４と、このモータ１３４に駆動的
に連結されたカム１３６とを含む。またカム駆動手段は
さらにカムホロワ１３８を含み、このカムホロワはプレ
ート１２０に固着され、支持プレート９４のみぞ穴１３
９を通して突出している。カムホロワ１３８はカム１３
６と作動的に係合するように配置されて、カム駆動モー
タ１３４の選択的回転によりプレート１２０、モータ９
６およびチャック１００をカム軸線に沿って支持プレー
ト９４に対して往復運動させる。下記の説明から明かな
ように、モータ９６とチャック１００のカム駆動運動は
工作物の穴あけのたびに使用されるが、シリンダ１３２
による支持プレート９４とチャック組立体９２の運動は
ハウジング１２４の運動と共に、工作物の取り替えに際
して使用される。
好ましくは、本発明の自動ボール盤は、チャック組立体
と加工位置の工作物の一方の側面との間に配置されるよ
うにチャック組立体に対して選択的に連結されるドリル
ガードを含む。第６図乃至第９図に図示のドリルガード
１４０はプレート１４２を含み、このプレート１４２は
、チャック１００とその上に搭載されたアダプタ１０４
とを受けるように隆起した中央部分１４４を有する。こ
の中央部分１４４の表面は、アダプタ１０４の軸１０８
を受けるためのみぞ穴１４６を備える。Ｕ形ガード要素
１４８が隆起部分１４４の表面上に固着されている。ガ
ード要素１４８は第９図に図示のように配置された接触
面１５０を含み、これが工作物９０の１面と接触する。
接触面１５０はドリルバイト１０２を通すための穴１５
２を有する。
ベース５６は、ドリルガード１４０を加工位置の近傍に
加工位置の面の下方に支持する。平行な案内レール１５
４がベース５６に対して固着されて延在し、プレート１
４２に固着されたポート１５６の一端の中に挿入されて
ドリルガード１４０を支持するように配置されている。
弾発されたドグ１５８が各案内レール１５４に組合わさ
れ、プレート１４４上のキャッチ１６０に係合する。ソ
レノイド１６２がドグ１５８をキャッチ１６０から選択
的に離脱させる。
支持プレート９４はドリルガード要素１４８に係合する
手段を含む。第５図と第７図に図示のように、案内レー
ル１６４が支持プレート９４に対して固着され、プレー
ト１４２のポート１５６の他端に滑動自在に支持的に係
合する。支持プレート９４に固着されたドグ１６６がキ
ャッチ１６８に係合するように配置され、ソレノイド１
７０がドラ１６６をキャッチ１６８から選択的に離脱す
る手段を威す。この構造において、ドリルガード１４０
は、チャック１００に重なって孔１５２がドリルバイト
１０２と同軸になる位置において１選択的に支持プレー
ト９４上に係合する事ができる。支持プレート９４とド
リルガード１４０との係合を検出したセンサがソレノイ
ド１６２に信号を送ってドリルガード１４０をベース５
６からｒｔｎｍさせる。ドリルガード１４０は、ドリル
バイトを交換する事が必要になるまで、チャック１００
およびドリルバイト１０２に対する作動位置に支持プレ
ート９４によって保持される。
ドリルガード１４０がチャック１００の上に重なり関係
に設置されている穴あけ操作中に、ドリルガード１４０
の接触面１５０が工作物９０の一面に係合している。ド
リルガード１４０は、カムホロワ１３８に対するカム１
３６の回転によるチャック１００の軸方向運動に際して
穴１５２を通して工作物９０の中に選択的に穴あけする
に十分なスペースを生じる。
本発明による自動ボール盤は、種々の所定サイズの複数
のドリルバイトを貯蔵する手段を含む。
９ｊｓ１図に図示のように、この貯蔵手段は転送ステー
ションに隣接配置されたフィードラック組立体１７２を
含む。第１１図に図示のように、フィードラック組立体
１７２は複数のフィードラック１７４を含み、各フィー
ドラックは末端プラットフォーム１７６を含む。各フィ
ードラック１７４は複数アダプタ１０４を含み、各アダ
プタ１０４は特定サイズのドリルバイト１０２を含む、
、６フイードラツク１７４を含むフィードラック組立体
１７２は、６種類の相異なるサイズの複数のアダプタま
たはドリルバイトを貯蔵する手段を威す。各フィードラ
ック１７４は、重力の作用でその内部に配置されたアダ
プタがそれぞれの末端プラットフォーム１７６に片寄ら
されるように配置される。フィードラック１７４はさら
に、その末端プラットフォーム１７６が同一軸線に沿っ
て整列されるよに配置されている。また各フィードラッ
ク１７４は一度に１つづつのアダプタをそれぞれの末端
プラットフォームに移動させるための手段を含む。
好ましくは第１３図に図示のように各フィードラック１
７４はそれぞれの末端プラットフォーム１７６に対して
一定間隔で枢着されたカム要素１７８を含む。
前記のカム要素１７８はフィードラック１７４のチャン
ネル１８０の中に西装置されたアダプタ１０４の底部１
０６に係合するように配置される。カム要素１７８は弾
発されたドグ１８２によって係合位置に保持され、この
ドグ１８２はソレノイド１８４によってカム要素１７８
から選択的に離脱される。ドグ１８２を選択的に解除す
るたびに、アダプタ１０４が重力作用によってカム要素
１７８の面１８６を押して、このカム要素１７８はピボ
ット１８８回りに枢転し、アダプタ１０４はチャンネル
１８０の中を末端プラットフォーム１７６まで滑動する
事ができる。後続のアダプタ１０４がチャンネル１８０
に沿って滑り、カム要素１７８の傾斜面１９０に係合し
て、このカム要素を枢転させ、その面１８６をこの後続
アダプタ１０４に係合させ、チャンネル１８０に沿った
滑動を停止させる。そこで弾発ドグ１８２がカム要素１
７８に係合して後続アダプタ１０４を待機位置に保持す
る。
好ましくは、この貯蔵手段は、カム要素１７８によって
係合されたアダプタに続くアダプタがチャンネル１８０
の中にあるかいなかを確定するためのセンサ要素１９２
を含む。
本発明の自動ボール盤は、選択されたドリルバイトを貯
蔵手段とチャック組立体との間において転送する手段を
、加工位置から離れた転送ステーションに備えている。
第６図、第１１１図および第１２図に図示の好ましい実
施態様において、転送手段は、グリッパ組立体１９２と
転送駆動組立体１９４とを含む。
グリッパ組立体１．９２はグリッパユニット１９６と、
転送プラットフォーム１９８とを含み、それぞれ取り付
けプラットフォーム１９９上に支持される。この取り付
けプラットフォーム１９９は、加工位置の面に対して直
角の転送軸線に沿って選択的に移動するため穴レール２
００に連結されている。ドリルバイトの転送を命令する
信号に対応して、駆動ネジ２０２と対応の脂動モータ２
０１が取り付けプラットフォーム１９９を選択的に移動
させる。
グリッパユニット１９６は、前記転送軸線に対して平行
なグリッパ軸線に沿って限定運動しまたグリッパ軸線回
りに回転運動するため、前記取り付けプラットフォーム
１９９に取り付けられたグリッパアーム２０４を含む。
駆動シリンダ２０６がグリッパ軸線沿ったグリッパアー
ム２０４の運動を選択的に制御する。回転シリンダ２０
８がグリッパアーム２０４をグリッパ軸線回りに選択的
に回転させる。またグリッパアーム２０４はグリッパシ
リンダ２１０によって開放位置と閉鎖位置との間を選択
的に移動する。グリッパアーム２０４が閉鎖した時、第
４図に示すアダプタ１０４の軸１０８の凹部１１０に係
合する形状の開口２１２を画成する。転送プラットフォ
ーム１９８はグリッパアーム２０４に対して一定位置関
係に配置されている。
転送プラットフォーム１９８は好ましくは、その表面の
近傍に配置されたドリルバイトアダプタ１０４を引き付
けて保持する電磁石を成す手段を含む。
グリッパ組立体１９２は、グリッパアーム２０４が末端
プラットフォーム１７６の中のアダプタ１０４に選択的
に係合するようにこれらの末端プラットフォーム１７６
に対して配置されている。このグリッパ組立体１９２は
案内レール２００に沿って移動させられて、グリッパユ
ニット１９６を６個の末端プラットフォーム１７６のい
ずれか１つの選択されたアダプタ１０４と係合する位置
に配置する。
転送駆動組立体１９４はグリッパ組立体１９２に対して
固定関係に配置され、ビーム２１４を含み、このビーム
は、転送軸線に沿って垂直な軸線に沿って、転送プラッ
トフォーム１９８に整列する位置と転送ステーションに
あるチャック１００に整列する位置との間を選択的に配
置される。ボールネジ２１６がビーム２１４を選択的を
移動させる。ビーム２１４の末端には２個の電磁受器２
１８，２２０が配置され、各受器は選択的に転送プラッ
トフォーム１９８および転送ステーションのチャック１
００と整列するように配置される。
各受器２１８，２２０は選択的に生かされて、転送プラ
ットフォーム１９８または転送ステーションのチャック
１００によってこれらの受器の近くに配置されたアダプ
タ１０４を引き付けて保持するために磁性引力を発生す
る。
転送手段は、チャック１００およびフィードバック１７
４の特定の末端プラットフォーム１７６からドリルバイ
トを選択的に転送するように作動する。チャック１００
上のアダプタ１０４の中に配置されたドリルバイト１０
２を交換する場合には、下記の手段によってチャック１
００を転送ステーションまで移動させる。
グリッパ組立体１９２が案内レール２００に沿って特定
の末端プラットフォーム１７６の近くまで移動される。
グリッパアーム２０４がシリンダ２０６によって取り付
けプラットフォーム１９９よりも上方に上昇させられ、
つぎにシリンダ２０８によって、プラットフォーム１７
６の中に配置されたアダプタ１０４に係合される位置ま
で回転される。グリッパアーム２０４をシリンダ２０６
によって下降させこのアームをシリンダ２１０によって
閉じてアダプタ１０４に係合した後、アーム２０４を再
び上昇させ、選ばれたフィーダ１０４を転送プラットフ
ォーム１９８の近くに配置するまで回転させる。グリッ
パアーム２０４を開き、転送プラットフォーム１９８の
電磁手段がこのアダプタ１０４を固着する。つぎにグリ
ッパ組立体１９２が転送軸線に沿って受器２１８の近く
まで並進させられる。受器２１８の電磁手段を生かし、
転送プラットフォーム１９８の電磁手段を死なせる事に
よって、アダプタ１０４をこの受器２１８に転送する。
つぎにビーム２１４が並進させられて、受器２２０を転
送位置のチャック１００に対して同軸関係に配置する。
つぎに駆動シリンダ１３２を生かして、チャック１００
を受器２２０の近傍に配置する。
つぎにチャック１００の電磁手段を死なせ、受器２２０
のＮＴＸｉ手段を生かして、チャック１００上のアダプ
タ１０４を受器２２０に転送する。つぎにビーム２１４
を並進させて、受器２１８をチャック１００と整列させ
、ｉｔｓ手段を逆転して、新しいアダプタを受器２１８
からチャック１００に転送する。つぎにビーム２１４を
並進させて、受器２２０を転送プラットフォーム１９８
と整列させ、電磁手段を逆転して古いアダプタ１０４を
転送プラットフォーム１９８に転送する。次にグリッパ
組立体１９２を案内レール２００に沿って並進させて、
このアダプタを対応のフィードラック１７４の末端プラ
ットフォームの近くに配置し、グリッパ２０４を使用し
てこのアダプタ１０４を末端プラットフォーム１７６に
転送する。
好ましい実施態様において、転送手段はさらに摩損しま
たは破損したドリルバイトを選択的に処分するため、こ
のようなドリルバイトを表示する信号に感応する手段を
含む。コンピュータ制御システムによって転送位置にあ
るチャックから除去されたドリルバイトが多数回の動作
によって摩耗しまたは破損している事を下記のように確
定した場合、コンピュータはそのドリルバイトを廃棄す
る命令を転送手段に対して送る。このような場合摩耗し
または破損ドリルバイトおよびアダプタが転送プラット
フォーム１９８上に配置された後に、グリッパ組立体１
９２が転送軸線に沿って廃棄プラットフォーム２２２に
隣接する位置まで選択的に移動される。この位置に達し
た時、グリッパアーム２０４が前記のように作動されて
アダプタ１０４を転送プラットフォーム１９８から廃棄
プラットフォーム２２２に転送する。取り付けプラット
フォーム１９９は、廃棄プラットフォーム２２２に隣接
する位置まで移動する際にドグ２２４（第１４図、第１
５図）に係合するように配置されている。ドグ２２４は
取り付けプラットフォーム１９９を廃棄プラットフォー
ム２２２に対して転送位置まで移動させるように弾発さ
れている。取り付けプラットフォーム１９９が廃棄プラ
ットフォーム２２２に隣接する位置から移動する際に、
取り付けプラットフォーム１９９がドグ２２４を移動さ
せて廃棄プラットフォーム２２２のピボット２２６回り
の枢転運動を生じて、アダプタ１０４を廃棄アダプタ受
器２２８の中に落とす。廃棄プラットフォーム２２２は
フィードラック１７４の末端プラットフォーム１７６と
整列するように配置されている。グリッパ組立体１９２
が廃棄プラットフォーム２２２に隣接した位置から動か
された後に、この廃棄プラットフォームがその初位置に
戻るように対重が取り付けられている。
本発明による自動ボール盤は、チャック組立体を転送ス
テーションと加工位置との間において、また加工位置の
所定のドリルポイントに整列した工作物の側面上の部位
間において選択的に並進させる手段を備える。第１０図
に見られるように、チャック組立体９２を作動的に支持
するハウジング１２４がベースプレート２３０の上に支
持され、このベースプレートは他のベースプレート２３
２の案内レール２３１に沿ってＹ軸線６８に対して平行
運動を成すように搭載されている。ベースプレート２３
２はベース５６上の案内レール２３３に沿ってＸ軸線６
６に沿って運動するように搭載されている。直交関係に
配置された駆動ネジ−モータ組立体２３４，２３５がそ
れぞれベースプレート２３０と２３２をＸ軸線とＹ軸線
に沿って並進させる。これらのベースプレートは、チャ
ック組立体９２をドリルバイトとアダプタの交換のため
の第１０図に図示の転送ステーション、および第２図に
図示のように加工位置に限定された特定のドリルポイン
トと軸方向にチャック組立体９２を整列させるように配
置されている。
第１０図に図示のようにハウジング１２４は上部と下部
１２４，１２５を有するＣ形状を有する。チャック組立
体９２はこのハウジングの下部１２５に取り付けられる
。
フレーム５８が加工位置に移動された時、ハウジングの
上部と下部１２４，１２５の間隙の中に配置されて、加
工位置に配置された工作物の側面にチャック組立体９２
を配置する。開動ボールネジ組立体２３４゜２３５のコ
ンピュータ制御により、チャック組立体が工作位置の選
定されたドリルポイントまで移動される。
本発明による自動ボール盤は、さらに特定のドリルポイ
ントと整列された工作物の反対側面にチャック組立体と
対向関係に、得られたドリルバイトに対応するサイズの
ブシュを選択的に配置する手段を含む。第３図、第６図
、第９図および第１６図に図示のように、この配置手段
はタレット２３６を含み、このタレット２３６はその外
周に沿って配置された複数のブシュ２３８を含む。これ
らのブシ、：Ｌ２３８はドリルバイト１０２の種々のサ
イズに対応する種々のサイズを有する。タレット２３６
は加工位置の而に対して平行な軸線回りに回転自在に、
プレート２４０に対して取り付けられている。プレート
２４０はハウジング２３８の上部１２３に取り付けられ
、タレット２３６をチャック組立体９２に対して反対側
に配置する。プレート２４０は案内レール２４２（第３
図）上に取り付けられて、加工位置の工作物から離間し
た第１位置と、ブシュ２３８を工作物から所定の軸方向
距離に配置した第２位置との間において、加工位置の面
に対して垂直な軸線に沿って運動する。モータ２５２は
タレット２３６をプレート２４０に対して選択的に回転
させて、選ばれたブシュ２３８をチャック組立体９２か
ら反対側に配置する。
プレート２４０はカムホロワ２４６を有し、プレート２
４０が第２位置にある時、このカムホロワがカム２４８
と係合する。カム２４８はハウジング１２４によって支
持され、モータ２５０によって選択的に回転される。
第２位置において、ハウジング１２４が所定のドリルポ
イントまで転送され、この時点にモータ２５０がカム２
４８を回転させて、タレット２３８を下降させ、特定の
ブシュ２３８をドリルガードの接触面１５０に対向して
工作物９０と接触させる。
タレット２３６の選択的回転はモータ２５２によって実
施される。選ばれたブシュ２３８の中に弾発ビン２５４
が配置されて、タレット２３６を選ばれた位置に保持す
る。タレットを回転させるには、シリンダ２５６が選択
的に作動されて、リンク２５８を上昇させ、ビン２５４
を弾発力に対抗して移動させ、ビン２５４を選ばれたブ
シュ２３８から離脱させて、タレットの回転を可能にす
る。タレットが新しい所望の位置に達すると、シリンダ
２５６がリンク２５８を下降させ、ビン２５４を選ばれ
たブシュ２３８の中に同軸的に挿入させて、タレットを
固定する。
好ましくは本発明の自動ボール盤は、選ばれたドリルバ
イトによる工作物９０の穴あけの終了を検出する手段を
含む。第１６図に図示の好ましい実施態様においては、
空気圧がライン２６０を介して。ビン２５４の孔とブシ
ュ２３８の孔とを通して導入される。
選ばれたブシュ２３８が加工位置の工作物に当接してい
る間は、所定の空気圧が保持される。工作物の中に穴を
あけ、ドリルバイトを引き出した後に、工作物の穴を通
しての空気圧の低下がセンサ２６２によって検出される
。このセンサ２６２からの信号がカム２４８を回転させ
、タレット２３６を第２位置まで上昇させ、そこでハウ
ジング１２４を次のドリルポイントまで移動させる事が
できる。
また本発明の自動ボール盤は、工作物の穴の中でドリル
バイトが破損した事を検出する手段を含む。この実施態
様において、この検出手段はタレット２３６の外周に配
置された渦流プローブ２６４を含む。空気圧低下を検出
できなかった場合、コンピュータはタレット２３６を回
転させて、この渦流プローブ２６４を工作物に隣接配置
する。プローブ２６４力≦工作物の穴の中のドリルバイ
トの破損を表示する抵抗を検出すれば、制御コンピュー
タがその工作物の廃棄信号を出す。
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の自動ボール盤を含むコンピュータ制御
製造システムの斜視図、ｍ２図は穴明は位置にある本発
明の自動ボール盤の斜視図、第３図は穴あけ位置にある
自動ボール盤の一部の斜視図、第４図は本発明のドリル
バイトチャック部分の断面図、第５図は本発明の自動ボ
ール盤のチャック組立体とその支持部分の一部破断斜視
図、第６図はチャック組立体が転送ステーションに配置
された状態の本発明の自動ボール盤の部分斜視図、第７
図はドリルガードに対するチャック組立体の斜視図、第
８図はチャック組立体とこれに係合したドリルガードを
示す斜視図、第９図は穴あけ位置に配置されたチャック
、ドリルガードおよびブシュタレットを示す断面図、第
１０図はチャック組立体が転送ステーションに配置され
た状態の本発明の自動ボール盤の斜視図、第１１図は本
発明の一部を成すドリルバイト貯蔵−転送装置の斜視図
、第１２図は本発明のグリッパ要素の動作を示す略示図
、第１３図は本発明のドリルバイト貯蔵装置における送
り一制御機構の斜視図、第１４図は摩耗または破損した
ドリルバイトを廃棄する貯蔵機構の一部の斜視図、第１
５図は第１４図に示す装置のラッチ機構の拡大図、また
第１６図は本発明のブシュタレットの部分断面図である
。 ５６、、、ベース、５３．、、カンチレバーレバー、６
２　、８４　。 １．支持レッジ、８０．、、クランプ、　　８２，８６
．、、シリンダ、９２、、、チャック組立体、９４．、
、支持プレート、　　９６．。 、チャック駆動モータ、１００．、、チャック、１０２
．、、ドリルバイト、１０４．、、アダプタ、１０８．
、、チャック軸、１１２、、、電機子、１２４．、、ハ
ウジング、１３２．、、シリンダ、１３４．、、カムモ
ータ、１３６．、、カム、１３８．、、カムホロワ、１
４０．、、ドリルガード、１７４．、、フィードラック
、１７６、、、末端プラットフォーム、１７８．、、ア
ダプタカム、１９２．、、アダプタ転送グリッパ、２０
４．、。 グリッパアンモ４ウム、１９４．。、アダプタ転送組立
体、２０６，２２０．、、アダプタ受器、２１４．、、
転送ビーム、２３６、、、タレット、２３８．、、ブシ
ュ、２８２．　、　、センサ、２６４、、、渦流センサ
。 図面の浄書（肉容に変更なし） 出臘人代悪人　佐　藤　−雄 Ｆ／に、　２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　５ ＦＩ６．６ ＦＩ６．８ （ ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、　１２ ＦＩＧ、　ｆｆ 手 続 補 正 書 （方式） 発明の名称 自動ボール盤 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、コンピュータ制御製造システムの中に使用される自
    動ボール盤において、 中心基準点を有する平坦な加工位置を調節自在に限定し
    、前記加工位置に工作物を着脱自在に取り付ける手段と
    、 選ばれたドリルバイトを作動的に受けるためのチャック
    組立体と、 前記加工位置に対して垂直な軸線に沿つて前記チャック
    組立体を選択的に移動させる手段と、種々の所定サイズ
    の複数のドリルバイトを貯蔵する手段と、 前記加工位置から離間した転送ステーションにおいて前
    記選ばれたドリルバイトを前記貯蔵手段と前記チャック
    組立体との間を転送する手段と、前記転送ステーション
    と前記加工位置との間において、また前記加工位置で所
    定ドリルポイントに整列された前記工作物の１側面の複
    数位置の間において、前記チャック組立体を選択的に並
    進させる手段と、 前記の選ばれたドリルバイトに対応するサイズのブシュ
    を、前記所定ドリルポイントに整列された前記工作物の
    他の側面に、前記チャック組立体に対して対向関係に選
    択的に配置する手段とを含む事を特徴とする自動ボール
    盤。 ２、前記取り付け手段はベースと、カンチレバーフレー
    ムにおいて前記ベースから離間した第１支持レッジおよ
    びこの第１レッジから離間して前記ベース上に配置され
    た第２支持レッジまで前記ベースから延在する対向側面
    要素を含み、前記側面要素と前記支持レッジが前記加工
    位置を限定するカンチレバーフレームと、工作物の対向
    縁を前記基準点から等間隔に保持して受けるために前記
    工作物のサイズに感応して比例的に前記支持レッジの間
    隔を変動させる手段と、前記の各支持レッジと共に通勤
    するように各支持レッジに取り付けられたクランプと、
    前記工作物を前記加工位置に固定するクランプ位置と前
    記工作物を解除する開放位置との間において前記クラン
    プを選択的に移動させる手段とを含む事を特徴とする請
    求項１に記載の自動ボール盤。 ３、前記のレッジ間隔変動手段は、前記のベースに固着
    されたモーター駆動ネジ構造を含み、この構造は、前記
    側面要素と第１レッジおよび第２レッジを相互に同時的
    に移動させて、前記工作物の横方向サイズを表示する信
    号に対応して前記加工位置の横方向寸法を変動させる事
    を特徴とする請求項２に記載の自動ボール盤。 ４、前記の移動手段は、前記の各クランプに連結されク
    ランプと共に運動するように支持されたレバー組立体を
    作動させる別々の駆動シリンダを含み、前記の各レバー
    組立体のシリンダは、前記加工位置における工作物の位
    置信号と工作物に対する加工の終了信号とに感応する事
    を特徴とする請求項３に記載の自動ボール盤。 ５、前記の複数のドリルバイトはそれぞれアダプタを備
    え、このアダプタは、全体として平坦な環状ベースと、
    このベースの１側面の中心から遠位端まで存在する一体
    的軸とを含み、前記ドリルバイトは前記軸の遠位端に対
    して着脱自在に固着される事を特徴とする請求項１乃至
    ４のいずれかに記載の自動ボール盤。 ６、前記のチャック組立体は、支持プレートと、前記支
    持プレートによつて支持され選択的に回転自在の駆動軸
    を含む駆動モータと、前記駆動軸と共に回転するように
    固着された電機子と、前記の各ドリルバイトアダプタの
    ベースを前記電機子と共に回転するように前記電機子に
    選択的に固定する手段とを含む事を特徴とする請求項に
    ５に記載の自動ボール盤。 ７、前記のチャック組立体は支持プレートと、前記の選
    ばれたドリルバイトを固定的に受けるチャックと、前記
    加工位置の面に対して垂直なカム軸線に沿つて前記支持
    プレートに対して一定限度の選択的運動を成すように前
    記支持プレートによって支持された駆動モータとを含み
    、前記チャックは前記駆動モータによつて選択的に回転
    されるようにまた前記カム軸に沿つて前記モータと共に
    軸方向に運動するように前記モータに対して連結されて
    いる事を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
    自動ボール盤。 ８、前記の軸方向運動手段は、前記カム軸線に対して平
    行な軸線に沿つて限定運動を成すように前記支持プレー
    トを支持するハウジングと、前記ハウジングによって支
    持され前記支持プレートに連結されてこの支持プレート
    とチャックと運動モータとを軸方向に離間したストッパ
    の間において選択的に移動させる駆動シリンダと、前記
    チャックおよび駆動モータを前記支持プレートに対して
    一定の軸方向行程において選択的に複動させるカム駆動
    手段とを含む事を特徴とする請求項７に記載の自動ボー
    ル盤。 ９、前記のカム駆動手段は前記ハウジングに固着された
    カム駆動モータと、前記モータによって選択的に回転さ
    れるように前記ハウジングによって支持されたカムと、
    前記駆動モータに固着され前記カムによつて作動的に係
    合されるカムホロアとを含む事を特徴とする請求項８に
    記載の自動ボール盤。 １０、前記貯蔵手段は、複数のフィードラックを含み、
    各フィードラックはそれぞれ端末プラットフォームを含
    み、また各フィードラックはそれぞれ一定サイズのドリ
    ルバイトを含む複数のアダプタを収容するように成され
    、またこれらのフィードラックはその内部に収容された
    アダプタを重力作用によってそれぞれのプラットフォー
    ムに向かって片寄らされるように配置され、また各フィ
    ードラックは１度に１づつのアダプタを選択的にそれぞ
    れのプラットフォームまで移動させる手段を含む事を特
    徴とする請求項５に記載の自動ボール盤。 １１、前記のアダプタを１づつ移動する手段は、前記フ
    ィードラックのそれぞれのプラットフォームから離れて
    枢着され前記フィードラック中においてアダプタの底部
    に係合するカム要素であつてこのカム要素はその枢転に
    よって、係合されたアダプタを解除してプラットフォー
    ムまで運動させまた前記フィードラック中のつぎのアダ
    プタに係合するように成されたカム要素と、それのプラ
    ットフォームにおけるドリルバイトの必要を表示する信
    号に感応して前記カムを枢転運動するように解除する手
    段とを含む事を特徴とする請求項１０に記載の自動ボー
    ル盤。 １２、前記の転送手段は、前記転送ステーションの前記
    チャックの中に配置されたドリルバイトを、前記いずれ
    かのフィードラックの末端プラットフォームに記置され
    たドリルバイトと交換する手段を含む事を特徴とする請
    求項１０に記載の自動ボール盤。 １３、前記の交換手段は、前記フィードラックのいずれ
    かの末端プラットフォーム上のドリルバイトのアダプタ
    に選択的に係合するように配置された選択的可動ロボッ
    トグリッパを含む事を特徴とする請求項１２に記載の自
    動ボール盤。 １４、前記のロボットグリッパは、前記加工位置の面に
    対して垂直な第１軸線に沿つて前記フィードラックの末
    端プラットフォームに対して選択的に可動の転送キヤリ
    ジに対して作動的に固着され、前記グリッパは、ドリル
    バイトのアダプタをそれぞれ保持しまた解除する閉鎖位
    置と開放位置との間において可動のグリッパアームと、
    前記グリッパアームを前記閉鎖位置と開放位置との間に
    おいて選択的に作動させる手段と、前記グリッパアーム
    を前記第１軸線に対して平行な第２軸線に沿って前記転
    送キヤリジに対して移動させる手段と、前記グリッパア
    ームを前記第２軸線回りに選択的に回転させる手段とを
    含む事を特徴とする請求項１３に記載の自動ボール盤。 １５、前記転送手段は、前記転送キヤリジと共に運動す
    るように前記キヤリジに固着されドリルバイトのアダプ
    タの底部を受ける転送プラットフォームを含み、前記転
    送プラットフォームはドリルバイトアダプタを選択的に
    電磁的に固着するための第１電磁手段を含み、また前記
    転送手段は転送キャリジ組立体を含み、この転送キヤリ
    ジ組立体は、転送受器と、前記第２転送受器に対してド
    リルバイトアダプタを選択的に電磁的に固着する第２電
    磁手段と、前記転送受器を前記第１軸線に対して垂直な
    軸線に沿って第１位置と第２位置との間において選択的
    に移動させる手段とを含み、前記第１位置は前記転送プ
    ラットフォームに対して軸方向に対向し、前記第２位置
    は前記転送ステーションにおける前記チャックに対して
    軸方向に対向する事を特徴とする請求項１４に記載の自
    動ボール盤。 １６、前記チャックはドリルバイトアダプタの底部を電
    磁的に選択的に固着するための第３電磁手段を含む事を
    特徴とする請求項１５に記載の自動ボール盤。 １７、前記転送手段はさらに、摩損または破損したドリ
    ルバイトを選択的に処分するために表示する信号に感応
    する手段を含む事を特徴とする請求項１乃至１６のいず
    れかに記載の自動ボール盤。 １８、前記転送手段は、前記加工位置の面に対して平行
    な面を限定する２つの垂直軸線の一方または両方に沿っ
    て前記ハウジングを選択的に運動させるため、前記ハウ
    ジングを支持する２軸線プラットフォームと、前記２軸
    線プラットフォームに連結された駆動組立体とを含む事
    を特徴とする請求項８に記載の自動ボール盤。 １９、前記の廃棄手段は、前記のドリルバイトの種々の
    サイズに対応するサイズを有する複数のブシュを外周に
    沿つて配置されたタレットと、前記タレットを所定のド
    リルポイントに対して選択的に整列させる手段と、前記
    タレットを選択的に回転させて選ばれたブシュを前記チ
    ャックの特定のドリルバイトに対して対向関係に配置す
    る手段とを含む事を特徴とする請求項１乃至１８のいず
    れかに記載の自動ボール盤。 ２０、前記廃棄手段は、 前記のドリルバイトの種々のサイズに対応するサイズを
    有する複数のブシュを外周に沿つて配置されたタレット
    であって前記チャックに対して対向関係に前記ハウジン
    グと共に運動するように前記ハウジングに連結されたタ
    レットと、 前記加工位置の面に対して垂直な軸線に沿つて前記タレ
    ットを前記ハウジングに対して第１位置と第２位置との
    間を選択的に移動させる手段と、選ばれたブシュを前記
    所定ドリルバイトにおいて前記チャックに対して対向関
    係に配置するように前記タレットを選択的に回転させる
    手段とを含む事を特徴とする請求項１８に記載の自動ボ
    ール盤。 ２１、前記ハウジングは前記加工位置の工作物を選択的
    に受けるみぞ穴によって相互に分離された２部分から成
    り、前記のチャック組立体は工作物の前記一方の側面に
    作用するために前記一方の部分によって支持され、また
    前記タレットは工作物の前記他方の側面に作用するため
    ハウジングの他方の部分によつて支持される事を特徴と
    する請求項２０に記載の自動ボール盤。 ２２、前記タレットの第１位置は前記加工位置における
    工作物から離間され、タレットの第２位置は前記の選ば
    れたブシュを前記工作物から所定の軸方向距離に配置す
    る事を特徴とする請求項２１に記載の自動ボール盤。 ２３、前記の選ばれたドリルバイトによる前記工作物の
    穴あけの終了を検出する手段を含む事を特徴とする請求
    項１乃至２２のいずれかに記載の自動ボール盤。 ２４、前記検出手段は、前記選ばれたブシユの孔を通し
    て所定の空気圧を送る手段と、前記工作物に加工される
    穴からのドリルバイトの除去を表示する前記空気圧の低
    下を検出する空気圧センサとを含む事を特徴とする請求
    項２３に記載の自動ボール盤。 ２５、前記工作物の穴の中においてドリルバイトが破損
    した事を検出する手段を含む事を特徴とする請求項１乃
    至２４のいずれかに記載の自動ボール盤。 ２６、ドリルバイトが工作物の穴の中で破損した事を確
    認する前記空気圧の低下に感応する空気圧検出手段を含
    む事を特徴とする請求項２４に記載の自動ボール盤。 ２７、前記確認手段は、空気圧の低下が検出されない工
    作物の穴の近傍に配置されるため前記タレットの外周に
    備えられた渦流プローブを含む事を特徴とする請求項２
    ６に記載のの自動ボール盤。 ２８、前記チャック組立体と前記加工位置の工作物の一
    方の側面との間に配置されるように前記チャック組立体
    に対して選択的に連結されるドリルガードを含む事を特
    徴とする請求項１乃至２７のいずれかに記載の自動ボー
    ル盤。 ２９、前記ドリルガードは工作物接触面と孔とを有し、
    前記接触面を前記チャックと前記加工位置の工作物の一
    方の側面との間に配置するために前記チャック取り付け
    プレートに対して選択的に連結される事を特徴とする請
    求項８に記載の自動ボール盤。 ３０、前記ドリルガードを前記加工位置に隣接して支持
    する手段と、前記接触面の孔が前記チャックのドリルバ
    イトと軸方向に整列する位置において前記ドリルガード
    に選択的に係合するために前記取り付けプレート上に備
    えられた手段と、前記ドリルガードを選択的に固定しま
    た離脱するために前記支持手段および係合手段上にそれ
    ぞれ配置された固定手段および離脱手段であつて、対応
    の支持手段および係合手段上の固定手段および離脱手段
    と協働する手段とを含む事を特徴とする請求項２９に記
    載の自動ボール盤。
JP2099164A 1989-05-30 1990-04-13 自動ボール盤 Pending JPH0366507A (ja)

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