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

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。