JPH0825160A - 順送り加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個のねじ穴等の機械加工工程を含む製品
の加工コストを低減させ得る順送り加工装置を提供す
る。 【構成】 複数の加工手段を備えたカセットを本体に着
脱可能に設けてなる複数個の加工ユニットを，複数の加
工工程に対応させて被加工材の送り方向にｍＰ（ｍは任
意の正の整数，Ｐは被加工材の送りピッチ）の間隔に配
設し，被加工材のピッチ送りに対して前記複数の加工工
程を前記複数個の加工ユニットにより順次実施するよう
に構成した順送り加工装置において，任意の加工ユニッ
トを複数個の主軸を備えた多軸機械加工ユニットに形成
し，同時に複数の機械加工を行い得るように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば被加工材に打抜
き，曲げ絞り等の加工を行なう場合に，１組の装置の中
で各工程の加工を行ない，順次次の工程に被加工材をピ
ッチ送りして加工を追加して進め，最終工程で加工を完
了させる順送り加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，鋼板等の構造材料からなる板材に
打抜き，曲げ絞り，圧縮等の成形加工をすることによっ
て，所定の形状の板金製品を製作する場合には，数工程
を経由するのが通常である。このような板金製品の製作
数量が多い場合には，１個の加工用金型の中で各工程若
しくはステージの加工を個々に行ない，順次に次のステ
ージへ被加工材を送って加工を追加して進め，最終ステ
ージで加工を完了させる手段が採用されている。このよ
うな加工用金型を順送り型と称しており，例えばプレス
の１スタンプ毎に１個の板金製品を得ることができるた
め，極めて高能率であるという利点がある。

【０００３】上記従来の順送り加工用金型においては，
生産速度が高く，被加工材を投入後加工完了までの納期
が短いと共に，プレス加工の途中工程における仕掛りが
少なく，小人数による多量生産が可能であるという長所
を有する反面において，下記のような問題点がある。す
なわち１個の金型中に複数対のパンチ・ダイを組込む構
造であるため，金型構造が極めて複雑となり，高精度の
金型製作技術を必要とすると共に，製作期間が長大化
し，製作費用が多額になる。

【０００４】また金型の部分的破損，修理，調整に際し
ても，金型全体を分解する必要があり，これらの作業が
煩雑であるため，多大の時間と工数を必要とする。更に
多品種少量生産において，被加工品の形状，寸法が若干
でも異なるときに，その都度専用の金型を製作する形態
を採用した場合には，金型費が割高になり，近年次第に
その要請が高まってきている所謂ＦＭＳ生産方式に応え
ることができないという問題点がある。

【０００５】このような問題点を解決するために，本出
願人は，すでに構造が簡単であり，かつ部分的調整その
他を容易に行ない得る順送り加工装置についての出願を
行なっている（例えば特願平２−１２１７６０号，同２
−１２１７６１号等）。

【０００６】図１は本発明の前提である順送り加工装置
の例を示す要部斜視図である。図１において，１００〜
５００は夫々加工ユニットであり，ベース１上に被加工
材（図示せず）の送り方向に例えば２Ｐ（Ｐは被加工材
の送りピッチ）の間隔に配設する。これらの加工ユニッ
ト１００〜５００には複数の加工工程に対応する夫々１
対のパンチおよびダイを設けてあるが，加工ユニット１
００を例にとってその構成を説明する。１０１は本体で
あり，略Ｕ字状に形成し，下端部に鳩尾状のあり１０２
を一体に設け，ベース１に設けたあり溝１０３と係合さ
せることによって被加工材の送り方向に移動調整可能，
かつ被加工材の送り方向と直角方向の移動拘束可能に形
成する。１０４は移動調整装置，１０５はクランプ装置
である。１０６は油圧シリンダであり，本体１０１の上
端部に設ける。１０７は位置測定装置であり，油圧シリ
ンダ１０６の側面部に設ける。

【０００７】次に１０８はカセットであり，略Ｕ字状に
形成し，上部にパンチ若しくはダイ（何れも図示せず）
を上下動可能に設けると共に，下部に上記パンチ若しく
はダイと対をなすダイ若しくはパンチ（何れも図示せ
ず）を設け，本体１０１に着脱可能に設ける。カセット
１０８の位置決めは，加工ユニット３００において図示
するように，位置決め部材３０９，３１０との係合によ
って行なう。１１１はクランプねじである。すなわちカ
セット１０８を位置決め部材（図示せず，加工ユニット
３００における符号３０９，３１０参照）を介して本体
１０１に装着することによって所定の位置決めを行ない
得ると共に，クランプねじ１１１の緊締によってその位
置を固定し得る構成となっている。カセット１０８の固
定後，油圧シリンダ１０６の作動桿（図示せず）と前記
上下動可能に設けたパンチ若しくはダイとを連結する。

【０００８】図２は被加工材の加工状態を示す要部説明
図であり，(a) は平面を示し，(b)は断面を示してお
り，同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。図２
において２は被加工材であり，矢印方向にピッチＰで間
欠的にピッチ送りされる。すなわち前記図１において，
カセット１０８（他のカセットにおいても同様）に設け
た１対のパンチとダイとの間隙をピッチ送りされる。図
１および図２においては，加工ユニット１００〜５００
は夫々パイロット孔３の加工工程，円弧状の切込み４の
加工工程，第１ないし第３の絞り加工工程に対応するよ
うに形成してある。

【０００９】まず加工ユニット１００には，パイロット
孔３を穿設するパンチおよびダイを備えると共に，被加
工材２の送り方向下流側Ｐの位置に前記パイロット孔３
に係合するガイド（図示せず）を備えてある。従って加
工ユニット１００が作動する毎にパイロット孔３が順次
穿設されると共に，穿設されたパイロット孔３にガイド
が係合し，被加工材２の非所望な位置ずれを防止し，精
度を保持することができる。

【００１０】次に加工ユニット２００においては，円弧
状の切込み４が加工される。そして加工ユニット３００
においては第１の絞り加工が行なわれ，被加工材２に椀
状の突起５が形成されると共に，前記円弧状の切込み４
はその幅を拡げて円弧状の溝６に変化する。更に加工ユ
ニット４００においては，第２の絞り加工とフランジ孔
７の加工が行なわれ，突起５の高さが増大する。加工ユ
ニット５００においては第３の絞り加工が行なわれ，突
起５の高さを所定の寸法に形成する。以後図示省略した
が縁切り加工その他の加工を行ない，所定の椀状の板金
製品が得られるのである。なお加工ユニット２００〜５
００においても，パイロット孔３と係合するガイドを設
けることにより，所定の精度を確保するための位置決め
が行なわれることは勿論である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の順送り加工
装置によれば，従来の順送り金型と比較して構造が簡単
であると共に，製作も容易であり，多品種少量生産にお
いても高能率の加工ができる利点を有するが，下記のよ
うな問題点がある。

【００１２】すなわち従来の順送り加工装置において
は，被加工材は通常帯板状のものが対象であることか
ら，曲げ，絞り，打抜き，孔抜き等の所謂板金加工工程
を主とするものが多い。従って製品の一部に例えばねじ
穴等を有するものであっても，順送り加工工程に含める
ことが困難であり，順送り加工工程完了後において，改
めてねじ穴等の機械加工を行っているのが通常であり，
コスト高となるという問題点がある。

【００１３】一方順送り加工によって得られる製品は，
一般に小物が多く，しかも連続的に生産されるものであ
るため，１ロット内の数量が大であることが多い。この
ような大量の製品に対して改めてねじ穴加工すること
は，専用の加工治具を必要とするのみならず，製品の取
付け，取外しのための余剰の時間と工数を必要とするた
め，加工コストが嵩むのみならず，基準面のバラツキが
影響してねじ穴等の寸法精度を向上させることが困難で
あるという問題点も併存する。

【００１４】上記問題点を解決するために，本出願人は
前記構成の順送り加工装置において，任意の加工ユニッ
トの中間部に，機械加工手段を被加工材に対して近接離
脱可能に設ける，という内容の発明について出願してい
る（特願平３−２６９８３３号）。

【００１５】図８は上記改良発明の実施例を示す要部断
面図である。図８において，５０はねじ切ユニットであ
り，前記図１に示す加工ユニット１００〜５００若しく
はカセット１０８他と同様に形成し，ベース１上に直接
的に若しくは本体１０１他を介して設ける。なお設置位
置は，任意の加工ユニットの中間部に各々ｍＰ（ｍは任
意の正の整数）の間隔を介した位置とする。５１はカセ
ットベースであり，例えば箱型に形成し，上端部にテー
ブル５２を介して主軸ユニット５３を支持する。テーブ
ル５２は調整ねじ５４を介して，カセットベース５１上
を左右移動可能に形成する。５５は調整ハンドルであ
り，調整ねじ５４を回転させるためのものである。

【００１６】次に５６はマスターねじナットであり，テ
ーブル５２に固着し，マスターねじ５７を螺合させる。
５８は主軸モータであり，出力軸５９に設けたカップリ
ング６０を介してマスターねじ５７と連結する。すなわ
ちカップリング６０に軸方向に溝６１を設け，マスター
ねじ５７の上端部に設けたピン６２を溝６１と摺動可能
に係合させる。６３は位置検出用ドッグ，６４は上限検
出リミット，６５は下限検出リミットである。６６はタ
ップホルダーであり，マスターねじ５７の下端部に設
け，タップ６７を着脱可能に保持する。６８は材料押え
であり，タップホルダー６６に相対回転可能に設ける。
６９はバッキングプレートであり，カセットベース５１
の下部に設け，材料ガイド７０を支持する。材料ガイド
７０は断面を逆Ｌ字形に形成し，被加工材２を紙面と直
角方向に移動可能にガイドする。

【００１７】上記の構成により次に作用について説明す
る。図８において主軸モータ５８を回転させると，カッ
プリング６０およびピン６２を介してマスターねじ５７
が回転し，タップホルダー６６に保持された材料押え６
８およびタップ６７が下降する。材料押え６８が被加工
材２の表面に当接すると材料押え６８は回転を停止し，
ばね７１の反発力によって被加工材２をバッキングプレ
ート６９に押圧する。タップ６７は更に下降を続け，被
加工材２にねじ穴（図示せず）を穿設する。タップ６７
によるねじ穴加工が終了すると，位置検出用ドッグ６３
が下限検出リミット６５を作動させ，主軸モータ５８が
逆転し，マスターねじ５７が上昇する。この間材料押え
６８は被加工材２を押圧し続け，タップ６７が被加工材
２から抜去された後，タップホルダー６６と共に上昇す
る。位置検出用ドッグ６３が上限検出リミット６４を作
動させると，主軸モータ５８が停止し，ねじ穴加工を終
了し，被加工材２が所定距離ピッチ送りされ，次のねじ
穴加工を繰り返す。

【００１８】上記の順送り加工装置により，ねじ穴加工
を他の加工と併行して行い得るため，加工能率の向上，
コスト低減が可能となる等の効果を奏し得るが，未だ若
干の問題点がある。

【００１９】すなわち被加工材に複数個のねじ穴加工を
行う必要がある場合には，ねじ穴の加工位置に対応する
複数個のねじ切ユニット５０を連続して配設する必要が
あり，加工工程数が増大すると共に，順送り加工装置の
被加工材２の送り方向長さが大となり，余剰のスペース
が必要となるという問題点がある。またねじ穴加工位置
および加工個数が変動する都度，ねじ切ユニット５０の
交換および配置換えが必要となり，取付け，取外しのた
めの余剰の時間と工数を費消するという問題点も併存す
る。

【００２０】本発明は上記問題点を解決し，加工工程数
の増加および装置の長大化を防止し，かつ複数個のねじ
穴等の機械加工工程を含む製品の加工コストを低減する
ことができる順送り加工装置を提供することを目的とす
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，複数の加工手段を備えたカセッ
トを本体に着脱可能に設けてなる複数個の加工ユニット
を，複数の加工工程に対応させて被加工材の送り方向に
ｍＰ（ｍは任意の正の整数，Ｐは被加工材の送りピッ
チ）の間隔に配設し，被加工材のピッチ送りに対して前
記複数の加工工程を前記複数個の加工ユニットにより順
次実施するように構成した順送り加工装置において，任
意の加工ユニットを複数個の主軸を備えた多軸機械加工
ユニットに形成し，同時に複数の機械加工を行い得るよ
うに形成する，という技術的手段を採用した。

【００２２】本発明における機械加工手段としては，め
ねじ加工，おねじ加工を初めとして，穴あけ，皿もみ，
面取り，座ぐり，かしめ，刻印等が含まれる。

【００２３】

【作用】上記の構成により，製品となるべき部位が帯板
状若しくはフープ状の被加工材中に存在する状態で複数
の機械加工が１工程において同時に施されることにな
り，加工工数が低減されると共に，寸法精度を向上させ
ることができるのである。

【００２４】

【実施例】図３ないし図５は夫々本発明の実施例におけ
る多軸ねじ切ユニットを示す一部断面要部側面図，背面
図および要部断面側面図，図６は図３ないし図５におけ
る歯車箱内の歯車列を示す平面説明図である。図３ない
し図５に示す多軸ねじ切ユニットは，前記図１に示す加
工ユニット１００〜５００若しくはカセット１０８他と
同様に形成し，ベース１上に直接的に若しくは本体１０
１他を介して設ける。なお設置位置は，任意の加工ユニ
ットの中間部に各々ｍＰの間隔を介した位置とする。

【００２５】図３ないし図５において，２１はカセット
ベースであり，例えば四辺形状に形成し，角隅部の近傍
に立設した例えば２本の支柱２２によりテーブル２３を
支持する。テーブル２３の上方には，コラム２４を介し
て正逆回転可能に形成した駆動用モータ２５および歯車
箱２６を設ける。歯車箱２６内には，駆動用モータ２５
の出力軸に介装した歯車２７，中間歯車２８，２９，３
０および出力軸歯車３１からなる歯車列を，例えば図６
に示すように配設し，例えば４個の出力軸３２を駆動可
能に形成する。

【００２６】次に３３は可動テーブルであり，前記支柱
２２にリニアボールベアリング３４を介して上下動可能
に介装させる。３５は圧縮コイルばねであり，可動テー
ブル３３の自重を支持可能に支柱２２に介装させる。３
６はエアシリンダであり，テーブル２３上に設けると共
に，その作動桿３７をボルト３８を介して可動テーブル
３３と連結する。３９はダンパであり，例えばウレタン
ゴム等により形成し，可動テーブル３３の上面に設ける
と共に，その上面がテーブル２３の下面と当接した際の
緩衝部材を構成する。

【００２７】４０はマスターめねじであり，可動テーブ
ル３３の下面に取付部材４１を介して固着し，マスター
ねじ４２を螺合させる。４３はタップホルダーであり，
マスターねじ４２の下端部に設け，タップ４４を着脱可
能に保持する。４５は材料押えであり，タップホルダー
４３の近傍の取付部材４１に設けると共に，材料押え４
５には上限センサ４６および下限センサ４７を設け，制
御装置（図示せず）と電気的に接続する。４８は自在継
手であり，長手方向伸縮可能に形成し，出力軸３２の下
端とマスターねじ４２の上端とを各々回動可能に連結す
る。

【００２８】次に７１はバッキングブロックであり，カ
セットベース２１上に設ける。７２はタップ折損検出器
であり，タップ４４の直下のバッキングブロック７１内
に埋設する。すなわち，絶縁材料からなる中空筒７３内
に，導電材料からなる検出子７４および圧縮コイルばね
７５を端子部材７６を介して封入し，圧縮コイルばね７
５により検出子７４を上方に付勢すると共に，端子部材
７６を例えば直流電源の（＋）極に接続し，（−）極を
装置本体と接続しておく。

【００２９】７７はパイロットピンであり，材料押え４
５の直下のバッキングブロック７１内に埋設し，その上
端部を被加工材（図示せず）の厚さ寸法に対応させて突
出させる。７８はパイロットストリッパーであり，パイ
ロットピン７７の外方に上下動可能に設ける。７９は圧
縮コイルばねであり，パイロットストリッパー７８を上
方に付勢可能にパイロットピン７７に介装させる。なお
パイロットストリッパー７８の上方への付勢時には，そ
の上端部がパイロットピン７７の上端部と同一面か若し
くは僅かに上方に存在するように形成する。８０はパイ
ロット逃げ穴であり，材料押え４５の下端面にパイロッ
トピン７７と同軸的に設ける。

【００３０】８１は防油カバーであり，カセットベース
２１上に，バッキングブロック７１を包囲するように設
ける。８２は位置決めブッシュであり，位置決めピン８
３の挿入によりカセットベース２１の被加工材送り方向
の位置決めのためのものである。なお被加工材の送り方
向と直角方向の位置決めは，カセットベース２１の背面
側に設けた位置決め部材８４によることは，前記図１に
示すものと同様である。８５はクランプねじであり，カ
セットベース２１を本体等に固定するためのものであ
る。

【００３１】図７はバーリング加工を示す説明図であ
る。図７において９１はパンチ，９２はダイである。す
なわち被加工材２に予め小径の穴を穿設した後，パンチ
９１を挿入して被加工材２を若干絞り加工するように拡
径すると共に，厚さ方向の寸法を増大させるのである。
この場合，予め穿設したパイロット穴９３にパイロット
ピンを挿入して被加工材２の移動を防止する。上記バー
リング加工を施すことにより，板厚の小なる被加工材２
でも板厚より大なる長さのねじ穴を有効に形成すること
ができ，本発明においても適用可能である。

【００３２】上記の構成により，次に作用について説明
する。図３ないし図５において，タップ４４および材料
押え４５を所定の位置に位置決めした状態で，予めパイ
ロット穴およびねじ下穴を穿設した被加工材（図示せ
ず）をバッキングブロック７１上に順送りする。なお図
３ないし図５においては，タップホルダー４３は１個の
みを表示しているが，被加工材へのねじ穴加工個数と対
応させて所定数の出力軸３２と自在継手４８を介して連
結しておく。

【００３３】次にエアシリンダ３６を作動させて可動テ
ーブル３３を下降させると，材料押え４５が被加工材を
押圧してバッキングブロック７１の上面に密着させる。
この場合，パイロットストリッパー７８は被加工材の下
面によって押下げられ，パイロットピン７７は被加工材
に予め穿設されたパイロット穴内に進入し，更にその上
端部は材料押え４５のパイロット逃げ穴８０内に進入す
る。従って被加工材はバッキングブロック７１の上面に
水平方向の位置決めがされる。

【００３４】この状態において駆動用モータ２５を回転
させると，前記歯車列を介して出力軸３２が回転し，自
在継手４８を介してマスターねじ４２が回転するから，
タップ４４の回転および下降により，被加工材にねじ穴
を穿設することができる。タップ４４の下限を下限セン
サ４７によって検出すると，制御装置を介して駆動用モ
ータ２５が逆転し，タップ４４が逆転して上昇し，その
上限を上限センサ４６によって検出すると駆動用モータ
２５が停止し，タップ４４は上昇および回転を停止す
る。次にエアシリンダ３６が作動を停止し，可動テーブ
ル３３は圧縮コイルばね３５の付勢力によって，タップ
４４および材料押え４５と共に上昇し，ダンパ３９がテ
ーブル２３の下面に当接して停止する。その後被加工材
は所定距離ピッチ送りされ，次のねじ穴加工を繰り返す
のである。

【００３５】なお材料押え４５の上昇により，パイロッ
トストリッパー７８は圧縮コイルばね７９の付勢力によ
って上昇するから，被加工材を押上げ，パイロットピン
７７をパイロット穴から抜去し，以後の被加工材のピッ
チ送りを円滑に遂行させる。またタップ４４の下降によ
り，検出子７４と接触し，更に圧縮コイルばね７５の付
勢力に抗して下降するから，両者間は電気的導通状態と
なるが，タップ４４が折損した場合にはタップ４４と検
出子７４とは非導通となるから，この状態を電気的に検
出することができ，装置の停止，警報の発令等の処置を
することが可能である。

【００３６】本実施例においてはタップによるめねじ加
工の例について説明したが，被加工材の突起部に対する
おねじ加工についても同様に適用できる。またマスター
ねじおよびマスターめねじを除去して，適宜の送り手段
若しくは押圧手段を設けることにより，ドリルによる穴
あけを初めとして，皿もみ，面取り，座ぐり，かしめ，
刻印等の他の機械加工も行い得る。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，下記の効果を奏し得る。 (1) 被加工材の順送り加工工程において複数個の機械加
工を多軸加工により１工程において同時に行ない得るた
め，加工能率が高く，コスト低減が可能である。 (2) 製品とした後の機械加工と比較して，加工治具を製
作する必要がないのみならず，取付け，取外しのための
余剰な時間と工数が節減できると共に，寸法精度を向上
させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提である順送り加工装置の例を示す
要部斜視図である。

【図２】被加工材の加工状態を示す要部説明図であり，
(a) は平面を示し，(b) は断面を示す。

【図３】本発明の実施例における多軸ねじ切ユニットを
示す一部断面要部側面図である。

【図４】本発明の実施例における多軸ねじ切ユニットを
示す背面図である。

【図５】本発明の実施例における多軸ねじ切ユニットを
示す要部断面側面図である。

【図６】図３ないし図５における歯車箱内の歯車列を示
す平面説明図である。

【図７】バーリング加工を示す説明図である。

【図８】改良発明の実施例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００，５００ 加工ユニッ
ト ２１ カセットベース ２５ 駆動用モータ ４４ タップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加工手段を備えたカセットを本体
   に着脱可能に設けてなる複数個の加工ユニットを，複数
   の加工工程に対応させて被加工材の送り方向にｍＰ（ｍ
   は任意の正の整数，Ｐは被加工材の送りピッチ）の間隔
   に配設し，被加工材のピッチ送りに対して前記複数の加
   工工程を前記複数個の加工ユニットにより順次実施する
   ように構成した順送り加工装置において，任意の加工ユ
   ニットを複数個の主軸を備えた多軸機械加工ユニットに
   形成し，同時に複数の機械加工を行い得るように形成し
   たことを特徴とする順送り加工装置。