JP2000000741A - 六面連続自動加工機および該加工機を用いた加工方法 - Google Patents

六面連続自動加工機および該加工機を用いた加工方法

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JP2000000741A JP16680698A JP16680698A JP2000000741A JP 2000000741 A JP2000000741 A JP 2000000741A JP 16680698 A JP16680698 A JP 16680698A JP 16680698 A JP16680698 A JP 16680698A JP 2000000741 A JP2000000741 A JP 2000000741A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一台で直方体状工作物の六面を連続加工する
ことの可能な六面加工機を実現することを目的とする。 【解決手段】 六面フライス加工機は、インデックステ
ーブル(22)と上下クランプ装置(26)を備えた両頭フ
ライスユニット(14)に加えて、ワークピース(40)を
水平方向側方からクランプする水平クランプ装置(76)
と、水平クランプ装置を上下させる昇降装置(78)と、
ワークピースを回転させる90゜割り出し装置(120)
を有する。ワークピースを上下クランプ装置(26)でク
ランプし、インデックステーブル(22)を回転させるこ
とにより、四面を加工する。他の二面を加工するには、
ワークピースを水平クランプ装置(76)でクランプして
持ち上げ、水平軸線を中心として90゜回転させた後、
再び上下クランプ装置(26)でクランプする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直方体状の工作物
(ワークピース)の六面を順次連続的にフライス削り、
研削、又は研磨することの可能な六面連続自動加工機に
関する。本発明はまた該加工機を用いた加工方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】金属加工の分野においては、いわゆる黒
皮材と呼ばれるブロック状金属圧延素材の六面を仕上げ
加工することにより、精密な寸法をもった直方体状の二
次素材を製作することが行われている。このように精密
加工された素材は、例えば、金型製造の母材として使用
される。従来、直方体状の工作物の自動加工には、イン
デックステーブルを備えた数値制御の両頭フライス盤が
使用されている。両頭フライス盤は、対向する一対のフ
ライスユニットを備え、一回のパスで工作物の対向する
二面を同時に加工することができるようになっている。
両頭フライス盤は工作物の四面自動加工に使用すること
ができ、そのためには、先ず最初のパスで対向する二面
を加工する。次にメインクランパーを釈放してインデッ
クステーブルを回転させることにより工作物を垂直軸線
を中心として90゜回転させた上で工作物を再びメイン
クランパーでクランプし、次のパスで対向する他の二面
を加工する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両頭フ
ライス盤では、工作物の四面までしか連続自動加工する
ことができない。このため、従来技術においては、金型
製造などのための直方体素材を製造するにあたり工作物
の全六面をフライス加工するためには、両頭フライス盤
の外に、少なくとも1台の立て形フライス盤が必要とさ
れていた。即ち、工作物を六面加工するためには、先ず
立て形フライス盤を用いて工作物の例えば厚さ方向両端
面を順次に加工し、次にこのように加工された厚さ方向
両端面により工作物をクランプすることによりこの工作
物を両頭フライス盤にセットして、残る四面の加工を行
っていた。
【0004】このように、工作物の六面全部を加工する
ためには、先ず立て形フライス盤によって二面を加工し
た後に、人手により工作物を両頭フライス盤に移してセ
ットし、残る四面を加工しなければならないので、生産
性が充分でなかった。また、両頭フライス盤の外に立て
形フライス盤を必要とするので、多大な設備費を要して
いた。立て形フライス盤への工作物のセット、立て形フ
ライス盤から両頭フライス盤への工作物の移送、両頭フ
ライス盤への工作物のセットにロボットを使用すれば、
人手を省略することはできるが、ロボットや工作物スト
ッカーの設置や全体システムの構築に厖大な費用を要す
る。
【0005】本発明の目的は、一台で工作物の六面を加
工することの可能な六面加工機を提供することにある。
本発明の他の目的は、工作物の六面を連続自動加工する
ことの可能な六面加工機を提供することにある。本発明
の他の目的は、人手又はロボットの最小限の介入のみで
工作物の六面を加工することの可能な六面加工機を提供
することにある。他の観点において、本発明の目的は、
工作物の六面を連続自動加工することの可能な方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点に従え
ば、本発明の六面加工機は、工作物を加工するべく工作
物に対して水平方向に進退可能な互いに対向する一対の
加工ユニットと、前記加工ユニットの軸線に垂直な水平
軸線に平行に並進移動可能な治具テーブルと、前記治具
テーブルに搭載され基準金を備えたインデックスユニッ
トと、工作物を前記基準金に対して上からクランプする
ための上下クランプ装置と、水平方向に互いに対向する
一対の水平クランパーを備え工作物を前記水平軸線に沿
って側方からクランプするための水平クランプ装置と、
前記水平クランプ装置を昇降させるための昇降装置と、
前記水平クランプ装置の各水平クランパーを前記水平軸
線を中心として90゜回転させるための90゜割り出し
装置、を備えてなる。
【0007】本発明の六面加工機は、このように、水平
クランプ装置により工作物を側方からクランプし、昇降
装置により工作物を上昇させ、90゜割り出し装置によ
り工作物を90゜回転させた上で、対向する一対の加工
ユニットにより工作物を加工できるように構成したの
で、従来技術の両頭フライス盤と同様に工作物の四面を
加工することに加えて、他の二面の加工を連続的に行う
ことができる。
【0008】好ましい実施態様においては、水平クラン
プ装置は一対の水平クランパーを同時に駆動する油圧シ
リンダのような単一の駆動源を備え、これら一対の水平
クランパーはこの単一の駆動源から互いに等しい送りで
前進される。このようにしたので、互いに対向する2つ
の水平クランパーは自動調心される。
【0009】具体的実施態様においては、水平クランプ
装置は、各水平クランパー毎に、昇降装置に昇降可能に
支持された水平ハウジングと、このハウジングに摺動可
能に支持されたクイルと、クイルをハウジングに対して
摺動させるクイル駆動機構と、クイルに回転可能に支持
され水平クランパーに連結されたスピンドルを備えてい
る。好ましくは、90゜割り出し装置は水平クランプ装
置のスピンドルに作用するようになっている。
【0010】具体的実施態様においては、昇降装置は、
各水平クランパー毎に、治具テーブルに支持された垂直
なスライドベースと、このスライドベースに上下方向摺
動可能に装着されたスライド板と、このスライド板を摺
動させる駆動手段で構成することができ、水平クランプ
装置の水平ハウジングはスライド板に支持することがで
きる。
【0011】好ましい実施態様においては、昇降装置は
夫々のスライド板を同時に駆動するサーボモータのよう
な単一の駆動源を備え、夫々のスライド板を互いに同期
して昇降させるようになっている。
【0012】本発明の六面加工機は、加工ユニットとし
てフライスユニットを装着した場合には工作物をフライ
ス削りするためのフライス盤となり、加工ユニットとし
て研削ユニットを使用した場合には工作物を研削するた
めの研削盤となり、或いは、加工ユニットをラッピング
ユニットで構成した場合には工作物を研磨するための研
磨盤として使用することができる。
【0013】本発明の他の観点に従えば、本発明は直方
体状の工作物の六面を自動加工するための六面連続自動
加工機を提供するもので、この加工機は、工作物を加工
するべく工作物に対して水平方向に進退可能な互いに対
向する一対の加工ユニットと、前記加工ユニットの軸線
に垂直な水平軸線に平行に並進移動可能な治具テーブル
と、前記治具テーブルに搭載され基準金を備えたインデ
ックスユニットと、工作物を前記基準金に対して上から
クランプするための上下クランプ装置と、水平方向に互
いに対向する一対の水平クランパーを備え工作物を前記
水平軸線に沿って側方からクランプするための水平クラ
ンプ装置と、前記水平クランプ装置を昇降させるための
昇降装置と、前記水平クランプ装置の各水平クランパー
を前記水平軸線を中心として90゜回転させるための9
0゜割り出し装置と、直方体状の工作物の六面を順次に
自動加工するべく前記加工ユニット、治具テーブル、イ
ンデックスユニット、上下クランプ装置、水平クランプ
装置、昇降装置、および90゜割り出し装置を制御する
ための制御装置、とを備えてなる。
【0014】この六面連続自動加工機は、工作物の二面
を加工した後、水平クランプ装置により工作物を側方か
らクランプし、次に昇降装置により工作物を上昇させた
後に90゜割り出し装置により工作物を90゜回転さ
せ、次いで工作物が基準金に当接するまで昇降装置によ
り工作物を下降させて上下クランプ装置により工作物を
基準金に対してクランプし、他の二面の加工を行うよう
にプログラムすることができる。
【0015】他の観点においては、本発明は、本発明の
加工機を用いて工作物の六面を連続自動加工する方法を
提供するもので、この方法は:工作物の第1方向端面
(例えば、幅方向端面)を粗加工した後、斯く粗加工さ
れた第1方向端面により工作物をクランプしながら工作
物の第2方向端面(例えば、厚さ方向端面)を仕上げ加
工し、斯く仕上げ加工された第2方向端面(例えば、厚
さ方向端面)又は粗加工された第1方向端面(例えば、
幅方向端面)により工作物をクランプしながら工作物の
第1方向端面(例えば、幅方向端面)又は第3方向端面
(例えば、長さ方向端面)を仕上げ加工し、第2方向端
面(例えば、厚さ方向端面)又は第1方向端面(例え
ば、幅方向端面)により工作物をクランプしながら工作
物の残る第3方向端面(例えば、長さ方向端面)又は第
1方向端面(例えば、幅方向端面)の仕上げ加工を行う
ことを特徴とするものである。
【0016】この方法によれば、工作物の仕上げ加工は
少なくとも予め粗加工された端面(場合によっては、仕
上げ加工された端面)をクランプすることにより行われ
るので、高精度の面平行度と直角度を実現することがで
きる。
【0017】本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や
効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下の記載と添付図面には、本発
明を非限定的な一例として自動フライス盤に適用した実
施例を示す。概略的に言えば、本発明を具現したこの六
面連続自動フライス加工機は、従来の数値制御のインデ
ックステーブル付き両頭フライス盤に、後述する水平ク
ランプ装置と昇降装置と水平クランパー用90゜割り出
し装置を付加することにより実現することができる。
【0019】図1を参照するに、本発明の六面連続自動
フライス加工機10は例えばT字形の機台12を有す
る。従来の両頭フライス盤と同様に、この機台12に
は、互いに対向する一対のフライスユニット14と、こ
れらのフライスユニット14の軸線16に対して垂直な
軸線18に平行に並進移動可能な治具テーブルユニット
20が搭載してある。治具テーブルユニット20には、
従来同様に、インデックスユニット22と、工作物をイ
ンデックスユニット22の基準金(データムプレート)
装置24に対して上からクランプするための上下クラン
プ装置26が搭載してある。
【0020】フライスユニット14と治具テーブルユニ
ット20とインデックスユニット22と上下クランプ装
置26は基本的に従来の両頭フライス盤のものと相違な
いので、簡単に説明するに止める。また、一般の工作機
械と同様の工具の潤滑冷却機構やチップ排除機構につい
ては説明を要しないであろう。左右一対のフライスユニ
ット14は互いに同一の構造を有する。夫々のフライス
ユニット14は、機台12にボルト等で固定されたスラ
イドベース28と、このスライドベース28に摺動可能
に装着されたスライドテーブル30を有する。スライド
テーブル30は数値制御のサーボモータ32によって駆
動される公知の形式のボール・スクリュー機構(図示省
略)によって軸線16に平行にスライドベース28に対
して摺動するようになっている。
【0021】夫々のフライスユニット14は、従来の両
頭フライス盤について周知のように、スライドテーブル
30に搭載されたスピンドルユニット34を備え、スピ
ンドルユニット34のスピンドルに装着されたフライス
カッター36は伝動装置と減速歯車装置(図示せず)を
介して切削用モータ38によって回転駆動される。対向
する2つのフライスユニット14の回転する2つのフラ
イスカッター36は、数値制御のフライスユニット駆動
用サーボモータ32によってフライスユニットのスライ
ドテーブル30を前後に駆動することにより、基準金装
置24と上下クランプ装置26との間にクランプされた
ワークピース(工作物)40に対して軸線16に沿って
前後に移動する。
【0022】治具テーブルユニット20は、機台12に
ボルトなどで固定されたスライドベース42と、このス
ライドベース42に摺動可能に装着された可動治具テー
ブル44を有する。治具テーブルユニット20は、数値
制御の治具テーブル駆動用サーボモータ46によって駆
動される従来型のボール・スクリュー機構(図示省略)
を備えており、サーボモータ46を回転させてボール・
スクリュー機構を介して治具テーブル44を駆動するこ
とにより、基準金装置24と上下クランプ装置26との
間にクランプされたワークピース40を軸線18に平行
に移動させるようになっている。
【0023】インデックスユニット22も従来型のもの
で、ボルトなどで治具テーブル44に固定されたベース
48と、このベース48に回転可能に支持されたインデ
ックステーブル50を備え、ベース48に内蔵された従
来型の油圧シリンダとラックピニオン機構(いづれも図
示省略)によりインデックステーブル50を所望の角度
に回転させるようになっている。
【0024】上下クランプ装置26は、可動治具テーブ
ル44に一体的に搭載された例えば鋼板製の中空の門型
フレーム(コラムとも言う)52の頂部52Hに装着し
てある。上下クランプ装置26は、従来装置と同様に、
板状のメインクランパー54と円柱形の中央クランパー
56を有する。周知のように、メインクランパー54に
はそれを上下方向に貫通する中央孔(図示せず)が設け
てあり、この中央孔に中央クランパー56が摺動可能か
つ回転自在に挿入してある。メインクランパー54は門
型フレーム52の頂部52Hに取り付けた一対の油圧シ
リンダ58により作動され、中央クランパー56は一対
の油圧シリンダ58の間に配置された中央油圧シリンダ
60によって作動される。周知のように、メインクラン
パー54はフライスカッター36によりワークピース4
0を加工する最中に基準金装置24に対してワークピー
ス40をクランプするためのものであり、これに対して
中央クランパー56はインデックステーブル50の回転
時にワークピース40を一時的にクランプするために使
用される。
【0025】図示した実施例では、基準金装置24は厚
さ(軸線16方向の厚さ。以下同じ)の小さなワークピ
ースでもクランプすることができるように支持面積可変
に構成してある。
【0026】より詳しくは、図2を参照するに、基準金
装置24は、中央の固定基準金62とその両側に配置さ
れた一対の可動基準金64とで構成された3分割型の基
準金(データムプレート)を有する。固定基準金62は
基準金装置24のベース66に固定してあり、後者66
はインデックステーブル50にボルトなどにより固定し
てある。固定基準金62の両側の可動基準金64はベー
ス66に対して上下動可能に支持してあり、可動基準金
64を持ち上げた時にはその上面64Aは固定基準金6
2の上面62Aと同一面に持ち来され、可動基準金64
を降した時には図2に示したようにその上面64Aは固
定基準金62の上面62Aに対し段違いになるようにな
っている。
【0027】2つの可動基準金64の上下動機構は互い
に同一であるから、一方のみについて説明するに、可動
基準金64は下方に開口した長手方向溝によって画定さ
れたコ字形断面を備え、その長手方向溝には油圧シリン
ダ68によって並進駆動されるカムロッド70が摺動自
在に嵌合してある。油圧シリンダ68の出力軸(図示省
略)はカムロッド70に連結してあり、油圧シリンダ6
8を作動させることによりカムロッド70が可動基準金
64に対して摺動するようになっている。カムロッド7
0には、円弧状の底部カム面72Aと傾斜カム面72B
と平坦な頂部カム面72Cからなるカム面が例えば3組
形成してある。可動基準金64にはカムロッド70の3
組のカム面に夫々係合する3つのピン74が固定してあ
る。
【0028】従って、カムロッド70が図2に示した休
止位置にある時には、可動基準金64のピン74はカム
ロッド70の円弧状底部カム面72A内に安息してお
り、可動基準金64の上面64Aは図2に示したように
固定基準金62の上面62Aよりも低いレベルに位置す
る。この状態で固定基準金62と上下クランプ装置26
のメインクランパー54との間にワークピースをクラン
プすれば、可動基準金64に干渉することなく、対向す
る2つのフライスカッター36を互いに最も接近させる
ことができる。従って、固定基準金62の厚さ(軸線1
6方向の厚さ)はこのフライス加工機10によって加工
可能なワークピースの最小加工厚さを決定する。
【0029】油圧シリンダ68を作動させてカムロッド
70を図2において左方に摺動させると、可動基準金6
4のピン74はカムロッド70の傾斜カム面72Bを滑
動して平坦な頂部カム面72Cに乗り上げ、可動基準金
64の上面64Aは固定基準金62の上面62Aと同一
面に持ち来される。この状態では、ワークピースは固定
基準金62と2つの可動基準金64の三者によって支持
され、基準金装置24の支持面積は最大となるので、ワ
ークピースを軸線16方向の寸法が大きくなる姿勢で安
定にクランプすることができる。
【0030】本発明に従い、門型フレーム52には、ワ
ークピースを軸線18に沿って側方からクランプするた
めの水平クランプ装置76と、この水平クランプ装置7
6を昇降させるための昇降装置78が取付けてある(図
1)。水平クランプ装置76は軸線18に平行にワーク
ピースに向かって進退可能な互いに対向する一対の水平
クランパー80を備えている。
【0031】図3から図6を参照しながら水平クランプ
装置76と昇降装置78をより詳しく説明する。図4か
ら最も良く分かるように、夫々の水平クランパー80
は、クイル82に回転可能に支持されたスピンドル84
の内側フランジにボルトなどにより取り付けてあり、ス
ピンドル84と一体に運動するようになっている。勿
論、水平クランパー80とスピンドル84を一体形成し
てもよい。他方、夫々のクイル82は、軸線18に平行
な水平軸線を有するフランジ付きの円筒形ハウジング8
6に摺動可能に但しスプライン機構(図示省略)などに
より相対回転不能に支持されている。
【0032】図5から最も良く分かるように、昇降装置
78は、各クランパー80毎に、門型フレーム52の脚
部52Lに固定されたスライドベース88と、このスラ
イドベース88にあり溝嵌合により上下方向摺動可能に
装着されたスライド板90とを備えている。前述した水
平クランプ装置76の各ハウジング86は、スライド板
90とスライドベース88とフレーム脚部52Lを貫通
して延長しており、ハウジング86のフランジをスライ
ド板90に例えばボルト止めすることによりハウジング
86はスライド板90に固定されている。
【0033】このような構成であるから、ハウジング8
6に対してクイル82を水平に並進移動させれば、水平
クランパー80はワークピースに対して前後(軸線18
に平行な方向)に進退するであろう。また、クイル82
内でスピンドル84を回転させれば、水平クランパー8
0はその軸線を中心として回転するであろう。更に、昇
降装置78のスライド板90をそれに固定されたハウジ
ング86ごと上下させれば、水平クランパー80は垂直
方向に平行移動するであろう。次に、水平クランパー8
0にこのような水平並進運動と回転運動と垂直上下運動
を与える夫々の機構を説明する。
【0034】水平クランパー80の水平並進運動は、ク
イル駆動機構(図6に参照番号92で示す)により行わ
れるもので、このクイル駆動機構92は対向する2つの
水平クランパー80を互いに等しい送りで駆動するべく
自動調心構造を備えている。より詳しくは、図5に示し
たように、夫々のハウジング86の側部には長穴状の切
欠き94が形成してあり、その内部に収容されたクイル
82の外周壁の一部を露出させるようになっている。ク
イル82の外周壁の側部には、切欠き94に臨む領域に
おいて、ラック96が形成してある。このラック96に
はハウジング86に回転可能に支持されたピニオン98
が切欠き94を経て噛み合っており、ピニオン98の回
転に伴いハウジング86に対してクイル82(ひいて
は、クイル82に支持された水平クランパー80)が並
進移動するようになっている。
【0035】図6から良く分かるように、クイル駆動機
構92は2つのピニオン98に共通の駆動源として1つ
の油圧シリンダ100を備え、2つの水平クランパー8
0に対応する2つのピニオン98を互いに同期して駆動
するようになっている。油圧シリンダ100は、例えば
図1に示したように、門型フレーム52の頂部52H内
に配置することができる。
【0036】図6を参照するに、油圧シリンダ100の
出力軸102はフレーム頂部52H内を延長する第1ラ
ック104に連結してあり、このラック104には第1
ピニオン106が噛み合っている。第1ピニオン106
は門型フレーム52内に回転可能に支持された第1シャ
フト108の上端に固定してある。シャフト108の下
端には所定長さにわたってスプライン110が形成して
あり、ピニオン98に貫通形成した対応するスプライン
に噛み合っている。従って、油圧シリンダ100を作動
させてラック104を図6において左方に駆動すると、
ピニオン98は上から見て反時計回りに回転し、手前側
(軸線18に関し手前側)のクイル82と水平クランパ
ー80をワークピースに向かって後方に駆動する。シャ
フト108の下端はピニオン98にスプライン嵌合して
いるので、昇降装置78のスライド板90と共にハウジ
ング86が上下動するのを可能にする。
【0037】更に図6を参照するに、ラック104に
は、また、遊動ピニオン112が噛み合っており、後者
112には第2ラック114が噛み合っている。第2ラ
ック114には、第1シャフト108と同様の第2シャ
フト116の上端に固定された第2ピニオン118が噛
み合っている。第1シャフト108と同様に、第2シャ
フト116の下端にはスプライン110が形成してあ
り、後方のピニオン98に噛み合っている。図6から良
く分かるように、手前側のピニオン98がクイル82の
左側においてクイル82のラック96に噛み合っている
のに対して、後方のピニオン98はクイル82の右側に
おいてラック96に噛み合っている。従って、前述した
ように油圧シリンダ100を作動させてラック104を
図6において左方に駆動すると、第2ラック114は後
方に移動し、ピニオン118と後方のピニオン98は反
時計回りに回転し、後方のクイル82と水平クランパー
80をワークピースに向かって前方に駆動する。こうし
て、前後2つの水平クランパー80は互いに同期して互
いに等しい送りでワークピースに向かって駆動される。
油圧シリンダ100を反対方向に作動させると、対向す
る2つの水平クランパー80はワークピースから離れる
方向に後退する。
【0038】次に、水平クランパー80の回転機構につ
いて説明する。図4および図5を参照するに、夫々の水
平クランパー80はスピンドル84に作用する90゜割
り出し装置120により90゜の角度だけ回転されるよ
うになっている。この90゜割り出し装置120として
は、例えば、太陽鉄工株式会社(大阪)から市販されて
いるラック・ピニオン型ロータリアクチュエータ(形式
35RP。揺動角度90゜)を好適に使用することがで
きる。90゜割り出し装置120は、クイル82と一体
に並進移動するべくクイル82に取付けてある。90゜
割り出し装置120は内蔵のラック・ピニオン機構(図
示せず)を介して油圧シリンダ122により作動される
出力軸124を備えており、この出力軸124はスピン
ドル84と一体回転するべくカップリング126により
スピンドル84の外側端部に連結してある。従って、油
圧シリンダ122への油圧を制御することにより90゜
割り出し装置120の出力軸124を90゜揺動させれ
ば、水平クランパー80はその軸線を中心として90゜
回転する。
【0039】次に水平クランパー80に垂直上下運動を
与えるべく水平クランプ装置76を昇降させるための昇
降装置78をより詳しく説明する。前述したように、昇
降装置78は水平クランプ装置76のハウジング86を
担持したスライド板90を有する。この昇降装置78は
水平クランプ装置76の前後2つの水平クランパー80
を互いに同期して昇降させるように構成してある。より
詳しくは、図3を参照するに、昇降装置78の対向する
2つのスライド板90はフレーム52の頂部52Hに搭
載した同一の昇降用サーボモータ128から駆動され
る。サーボモータ128の出力ベベルギヤの回転力は、
一方において、両端にベベルギヤを備えた水平シャフト
130を介して垂直回転軸を有する手前側ベベルギヤ1
32に伝達されると共に、他方において、両端にベベル
ギヤを備えた他のシャフト134を介して後部ベベルギ
ヤ136に伝達される。
【0040】夫々のベベルギヤ132および136を夫
々貫通してリードスクリュー138および140が垂直
に延長しており、ベベルギヤ132および136は夫々
リードスクリュー138および140の上端付近に相対
回転可能に装着してある。従って、昇降用サーボモータ
128を回転させると、ベベルギヤ132および136
が回転駆動されるが、その回転力は直接にはリードスク
リュー138および140には伝達されない。他方、ベ
ベルギヤ132および136は、その下方に配置された
雌ねじ部材142および144に一体回転可能に連結し
てある。夫々の雌ねじ部材142および144は、フレ
ーム頂部52Hに支持されたスラスト軸受けによって上
下方向変位不能に規制されている。夫々の雌ねじ部材1
42および144の雌ねじは、リードスクリュー138
および140の雄ねじに噛み合っている。リードスクリ
ュー138および140の下端は、夫々、ロックナット
146によって、スライド板90に固定したブラケット
148に固定してある。従って、リードスクリュー13
8および140は、スライド板90と一体的に上下する
ことはできるが、それ自体回転することはできない。
【0041】このような構成であるから、昇降用サーボ
モータ128をいづれかの方向に回転させると、雌ねじ
部材142および144がいづれかの方向に回転駆動さ
れ、水平クランプ装置76のハウジング86を担持した
スライド板90はリードスクリュー138および140
と共に引き上げ、或いは引き下げられる。これに伴い、
前後一対の水平クランパー80は互いに同期して昇降せ
られる。従って、図示した実施例では、昇降用サーボモ
ータ128、ベベルギヤ付きシャフト130、134、
ベベルギヤ132、136、雌ねじ部材142、14
4、リードスクリュー138、140がスライド板90
の駆動手段150を構成する。ハウジング86の上下運
動を可能にするため、スライドベース88およびフレー
ム脚部52Lには長穴152が形成してあり、ハウジン
グ86がそれらに干渉しないようになっている。
【0042】次に、図7を併せて参照しながら、この六
面連続自動加工機10の制御系統を説明する。この加工
機10の制御装置200は数値制御用コントローラ16
0によって構成することができ、コントローラとして
は、例えば、ファナック社のベーシックユニット『POWE
RMATE MODEL H、A02B-0211-B501』を好適に使用するこ
とができる。コントローラ160には、治具テーブル駆
動用サーボモータ46を制御するためのサーボアンプ1
62(例えば、ファナック社のサーボアンプ『A06B-608
9-H105』)と、左右2つのフライスユニット駆動用サー
ボモータ32を制御するためのサーボアンプ164(例
えば、サーボアンプ『A06B-6089-H203』)と、水平クラ
ンパー昇降用サーボモータ128を制御するためのサー
ボアンプ166(例えば、サーボアンプ『A06B-6089-H1
02』)が接続してあり、治具テーブル44の送りと左右
のフライスユニット14の送りと水平クランパー80の
昇降を夫々数値制御するようになっている。
【0043】コントローラ160には、更に、入出力イ
ンターフェースユニット(例えば、入力インターフェー
スユニット168としてファナック社のインターフェー
スユニット『MODEL A、A03B-0807-J103、出力インター
フェースユニット170として『MODEL A、A03B-0807-J
161』)が接続してある。入力インターフェースユニッ
ト168には一連の押しボタンスイッチ172やリミッ
トスイッチ174が接続してあり、コントローラ160
がスイッチ信号を入力するようになっている。出力イン
ターフェースユニット170にはフライスユニット14
の切削用モータ38、油圧ポンプ、チップコンベヤー、
潤滑ポンプなどが接続してあり、コントローラ160が
出力インターフェースユニット170を介してをそれら
を制御するようになっている。出力インターフェースユ
ニット170には、更に、種々の油圧シリンダを制御す
るソレノイド弁176が接続してあり、コントローラ1
60から上下クランプ用油圧シリンダ58、60や、水
平クランプ用油圧シリンダ100や、90゜割り出し用
油圧シリンダ122や、インデックステーブル用油圧シ
リンダや、基準金制御用油圧シリンダ68、などを制御
できるようになっている。
【0044】コントローラ160には、また、通常の数
値制御工作機械の場合と同様に、表示装置とマニュアル
・データ・インプット用キーボードとのユニット178
や、ステップ送り用手動パルス発生器180を接続する
ことができ、更に、RS232Cポートを介してパーソナルコ
ンピュータなどのツール182を接続することができ
る。
【0045】次に、図8から図12を併せて参照しなが
ら、本発明を適用した六面連続自動フライス加工機10
の使用の態様の一例を非限定的な例として説明する。コ
ントローラ160は、以下に述べるようなシーケンスで
ワークピースをフライス加工するべくプログラムするこ
とができる。
【0046】ワークピース40は直方体であり、例えば
図8から図12に示したように板状であり得る。以下で
は、便宜上、ワークピース40の六面のうち長手方向軸
線に垂直な2面を長さ方向端面、幅方向軸線に垂直な2
面を幅方向端面、厚さ方向軸線に垂直な2面を厚さ方向
端面と言う。
【0047】最初に、ワークピースの任意の二面、例え
ば幅方向端面を予め粗加工しておくのが好ましい。この
ため、人手により又は図示しないロボットによりワーク
ピース40を固定基準金62に載せ、ワークピースの長
手方向軸線を軸線18に整列させた上で、油圧シリンダ
58を作動させてメインクランパー54によりワークピ
ース40を固定基準金62に対してクランプする(図8
(A))。水平クランパー80は作動させてもさせなく
てもよい。固定基準金62の両側の可動基準金64がフ
ライスカッター36に干渉するのを防止するため、可動
基準金64は下ろしておく。この状態で、切削用モータ
38によりフライスカッター36を回転駆動しながらサ
ーボモータ32によりフライスユニット14を互いに向
かって前進させると共に、治具テーブル駆動用サーボモ
ータ46を作動させて可動治具テーブル44を後方に送
ることにより、ワークピースの幅方向端面の粗加工を行
う。
【0048】こうして幅方向端面の粗加工が終わると、
水平クランパー80が作動していない場合には水平クラ
ンパー80を作動させてワークピースをクランプすると
共に、メインクランパー54を釈放し、ワークピースを
クランプした水平クランパー80をワークピースを回転
させてもワークピースが固定基準金62に干渉しなくな
る程度に上昇させる(図8(B))。次に、90゜割り
出し装置120を作動させることにより、ワークピース
をクランプしたまゝ水平クランパー80を90゜回転さ
せる(図9(A))。次いで、ワークピースをクランプ
した水平クランパー80をワークピースが固定基準金6
2に当接するまで下降させると共に、メインクランパー
54を作動させ(図9(B))、ワークピースを固定基
準金62に対してクランプする(図10(A))。この
状態で、回転駆動するフライスカッター36を前進させ
ながら可動治具テーブル44を後方送りすることによ
り、ワークピースの厚さ方向端面の加工(これは仕上げ
加工にすることができる)を行う。
【0049】こうして厚さ方向端面の仕上げ加工が終わ
ると、図9(B)、図9(A)、図8(B)、図8(A)の
位置へと順次に逆戻りさせた後、図8(A)に示した状
態においてワークピースの幅方向端面の仕上げ加工を行
う。これにより、ワークピースの六面のうち、厚さ方向
端面と幅方向端面との4面の仕上げ加工が完了したこと
になる。
【0050】残る2面(長さ方向端面)の加工(仕上げ
加工)は次のように行うことができる。即ち、図8
(A)に示した状態から、可動基準金64を上昇させて
基準金装置24の支持面を最大にした後、中央クランパ
ー56を作動させてワークピースをクランプすると共に
メインクランパー54を釈放する(図10(B))。必
要により更に水平クランパー80を釈放する。このよう
に中央クランパー56によってワークピースをクランプ
した状態で、インデックステーブル50を90゜回転さ
せる(図11(A))。円柱形の中央クランパー56は
メインクランパー54とは異なりその軸線を中心として
回転自在であるので、インデックステーブル50の回転
に伴い、ワークピースは基準金装置24と中央クランパ
ー56との間にクランプされたまゝで回転せられ、90
゜回転後にはワークピースの長手方向軸線は軸線18に
対して垂直になる(図11(B))。次に、水平クラン
パー80を作動させてワークピースをクランプした後
(図11(B))、中央クランパー56を釈放すると共
に水平クランパー80を僅かに上昇させることにより、
ワークピースを基準金装置24の支持面から僅かに持ち
上げて引き離す(図12(A))。この状態でインデッ
クステーブル50を逆戻り方向に90゜回転させること
により、基準金装置24の長手方向軸線をメインクラン
パー54に平行にする(図12(A))。次いで、ワー
クピースが基準金装置24の支持面に当接するまで水平
クランパー80を下降させた上で、メインクランパー5
4を作動させてワークピースをクランプし、長さ方向端
面の仕上げ加工を行う(図12(B))。
【0051】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修
正や変更を施すことができる。例えば、本発明の加工機
の加工ユニットとしてフライスユニットを装着した実施
例を記載したが、フライスユニットに代えて研削ユニッ
ト或いはラッピングユニットを装着すれば、本発明の加
工機は六面連続自動研削盤或いは六面連続自動研磨盤と
して使用することができ、ワークピースの六面を連続的
に研削又は研磨することができる。勿論、ワークピース
のストッカへの出し入れおよび加工機への着脱はロボッ
トを併用することにより自動化することができる。
【0052】
【発明の効果】本発明の六面加工機は、一台で直方体状
工作物の六面を連続加工することができるので、両頭フ
ライス盤の外に立て形フライス盤を必要としていた従来
技術に較べ、設備費を著しく低減することができる。従
来のやり方に較べて、設備費は半分以下、好ましくは三
分の一以下に抑制することができる。また、工作物の六
面は連続加工されるので、生産性を著しく向上させるこ
とができ、人件費を最小限に低減することができる。本
発明の加工機に仕えるロボットを併用することによりワ
ークピースのストッカへの出し入れおよび加工機への着
脱を行わせる場合には、工作物の六面を連続自動的に無
人操業で加工することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るフライス加工機の斜視図
である。
【図2】図1に示したフライス加工機の基準金装置の一
部切欠き斜視図である。
【図3】図1に示したフライス加工機のフレームの断面
図で、図面を簡素化するためインデックステーブルと基
準金装置は省略してある。
【図4】図3に示した水平クランプ装置および昇降装置
の拡大断面図である。
【図5】図4に示した水平クランプ装置および昇降装置
の斜視図である。
【図6】図1および図4に示したフライス加工機の水平
クランパー駆動機構の一部の斜視図である。
【図7】図1に示したフライス加工機の制御系統のブロ
ック図である。
【図8】本発明の加工機による加工のシーケンスの一例
を示す模式的斜視図である。
【図9】本発明の加工機による加工のシーケンスの一例
を示す模式的斜視図である。
【図10】本発明の加工機による加工のシーケンスの一
例を示す模式的斜視図である。
【図11】本発明の加工機による加工のシーケンスの一
例を示す模式的斜視図である。
【図12】本発明の加工機による加工のシーケンスの一
例を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
10: 六面加工機 14: 加工ユニット(フライスユニット) 20: 治具テーブル 22: インデックスユニット 24: 基準金装置 26: 上下クランプ装置 32: フライスユニット駆動用サーボモータ 40: 工作物 46: 治具テーブル駆動用サーボモータ 76: 水平クランプ装置 78: 昇降装置 120: 90゜割り出し装置 128: 昇降用サーボモータ128 150: スライド板の駆動手段 200: 制御装置

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直方体状の工作物の六面を加工するため
    の六面加工機(10)であって、 工作物(40)を加工するべく工作物に対して水平方向に
    進退可能な互いに対向する一対の加工ユニット(14)
    と、 前記加工ユニットの軸線(16)に垂直な水平軸線(18)
    に平行に並進移動可能な治具テーブル(20)と、 前記治具テーブルに搭載され基準金(24)を備えたイン
    デックスユニット(22)と、 工作物を前記基準金に対して上からクランプするための
    上下クランプ装置(26)と、 水平方向に互いに対向する一対の水平クランパー(80)
    を備え工作物を前記水平軸線(18)に沿って側方からク
    ランプするための水平クランプ装置(76)と、前記水平
    クランプ装置を昇降させるための昇降装置(78)と、 前記水平クランプ装置の各水平クランパーを前記水平軸
    線(18)を中心として90゜回転させるための90゜割
    り出し装置(120)、とを備えてなる六面加工機。
  2. 【請求項2】 前記水平クランプ装置は前記一対の水平
    クランパーを同時に駆動する単一の駆動源を備え、前記
    一対の水平クランパーは互いに等しい送りで前進される
    ことを特徴とする請求項1に基づく六面加工機。
  3. 【請求項3】 前記単一の駆動源は油圧シリンダからな
    ることを特徴とする請求項2に基づく六面加工機。
  4. 【請求項4】 前記水平クランプ装置は、前記各水平ク
    ランパー毎に、前記昇降装置に昇降可能に支持された水
    平ハウジングと、前記ハウジングに摺動可能に支持され
    たクイルと、前記クイルを前記ハウジングに対して摺動
    させるクイル駆動機構と、前記クイルに回転可能に支持
    され水平クランパーに連結されたスピンドルを備えてい
    ることを特徴とする請求項1から3のいづれかに基づく
    六面加工機。
  5. 【請求項5】 前記90゜割り出し装置は水平クランプ
    装置の前記スピンドルに作用することを特徴とする請求
    項4に基づく六面加工機。
  6. 【請求項6】 前記昇降装置は、前記各水平クランパー
    毎に、前記治具テーブルに支持された垂直なスライドベ
    ースと、前記スライドベースに上下方向摺動可能に装着
    されたスライド板と、前記スライド板を摺動させる駆動
    手段を備えていることを特徴とする請求項1から5のい
    づれかに基づく六面加工機。
  7. 【請求項7】 前記昇降装置は、前記各水平クランパー
    毎に、前記治具テーブルに支持された垂直なスライドベ
    ースと、前記スライドベースに上下方向摺動可能に装着
    されたスライド板と、前記スライド板を摺動させる駆動
    手段を備え、水平クランプ装置の前記水平ハウジングは
    前記スライド板に支持されていることを特徴とする請求
    項4に基づく六面加工機。
  8. 【請求項8】 前記昇降装置は夫々のスライド板を同時
    に駆動する単一の駆動源を備え、夫々のスライド板を互
    いに同期して昇降させることを特徴とする請求項6又は
    7に基づく六面加工機。
  9. 【請求項9】 昇降装置の前記単一の駆動源はサーボモ
    ータからなることを特徴とする請求項8に基づく六面加
    工機。
  10. 【請求項10】 前記加工ユニットはフライスユニット
    からなり、前記加工機は工作物をフライス削りするため
    のフライス盤であることを特徴とする請求項1から9の
    いづれかに基づく六面加工機。
  11. 【請求項11】 前記加工ユニットは研削ユニットから
    なり、前記加工機は工作物を研削するための研削盤であ
    ることを特徴とする請求項1から9のいづれかに基づく
    六面加工機。
  12. 【請求項12】 前記加工ユニットはラッピングユニッ
    トからなり、前記加工機は工作物を研磨するための研磨
    盤であることを特徴とする請求項1から9のいづれかに
    基づく六面加工機。
  13. 【請求項13】 直方体状の工作物の六面を自動加工す
    るための六面連続自動加工機であって、 工作物を加工するべく工作物に対して水平方向に進退可
    能な互いに対向する一対の加工ユニットと、 前記加工ユニットの軸線に垂直な水平軸線に平行に並進
    移動可能な治具テーブルと、 前記治具テーブルに搭載され基準金を備えたインデック
    スユニットと、 工作物を前記基準金に対して上からクランプするための
    上下クランプ装置と、 水平方向に互いに対向する一対の水平クランパーを備え
    工作物を前記水平軸線に沿って側方からクランプするた
    めの水平クランプ装置と、 前記水平クランプ装置を昇降させるための昇降装置と、 前記水平クランプ装置の各水平クランパーを前記水平軸
    線を中心として90゜回転させるための90゜割り出し
    装置と、 直方体状の工作物の六面を順次に自動加工するべく前記
    加工ユニット、治具テーブル、インデックスユニット、
    上下クランプ装置、水平クランプ装置、昇降装置、およ
    び90゜割り出し装置を制御するための制御装置(20
    0)、とを備えてなる六面連続自動加工機。
  14. 【請求項14】 前記加工機は、工作物の二面を加工し
    た後、水平クランプ装置により工作物を側方からクラン
    プし、次に昇降装置により工作物を上昇させた後に90
    ゜割り出し装置により工作物を90゜回転させ、次いで
    工作物が基準金に当接するまで昇降装置により工作物を
    下降させて上下クランプ装置により工作物を基準金に対
    してクランプし、他の二面の加工を行うことを特徴とす
    る請求項13に基づく六面連続自動加工機。
  15. 【請求項15】 請求項1から14のいづれかに基づく
    加工機を用いて工作物の六面を連続自動加工する方法で
    あって:工作物の第1方向端面を粗加工した後、 斯く粗加工された第1方向端面により工作物をクランプ
    しながら工作物の第2方向端面を仕上げ加工し、 斯く仕上げ加工された第2方向端面又は粗加工された第
    1方向端面により工作物をクランプしながら工作物の第
    1方向端面又は第3方向端面を仕上げ加工し、 第2方向端面又は第1方向端面により工作物をクランプ
    しながら工作物の残る第3方向端面又は第1方向端面の
    仕上げ加工を行うことを特徴とする加工方法。
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