JP2006315170A - 熱可塑性成形板の機械加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械加工装置において、専用のフライス受容部を必要とせず、かつ各機械加工作業の後に時間のかかる切粉除去を行うことなく、熱可塑性成形板から成形部品を分離する。
【解決手段】機械加工装置は、機械加工されるべき少なくとも１つの成形部品１４を含む熱可塑性成形板１３のための、少なくとも１つの加工工具および加工テーブル１７を有する多軸機械加工装置１１を備える。加工テーブルは、熱可塑性成形板を堅固に受容するとともに、発生する切粉を除去するために、加工テーブルの下側に位置する吸引装置２０と、加工テーブル内の開口とを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも１つの成形部品を分離するための熱可塑性成形板の機械加工装置に関し、該装置は、機械加工されるべき少なくとも１つの成形部品を含む熱可塑性成形板のために、少なくとも１つの加工工具(machining tool)と加工テーブル(machining table) とを有する多軸機械加工装置(multi-axis machining device) からなる。

熱成形機または真空成形機は、熱可塑性成形部品を製造するために広く使用されている。これらの機械においては、成形部品を製造するために、好ましくは矩形の熱可塑性板が変形される。真空成形機から退出すると、成形部品が形成された少なくとも１つの部分を有する熱可塑性板が得られており、この成形部品を、後続の加工工程において取り外す、特に分離する必要がある。この目的のために、少なくとも１つの加工工具を有する多軸機械加工装置、たとえば３軸フライス盤などが一般的に用いられている。

成形部品の分離に関して、フライス盤の垂直方向に延びるスピンドルに鋸刃を適用して、バリができるだけ少なくなるように縁取り(trimming)を行うことが知られている。しかしながら、このようなフライス盤では、成形部品それぞれに対する専用のフライス受容部を設け、フライス加工する部品を加工のためにそれぞれのフライス受容部上に固定する必要がある。さらに、フライス加工中に切粉(chips) が生じ、この切粉がフライス受容部に入り、成形部品の正確な機械加工に悪影響を与えてしまう虞がある。機械加工による切粉は、何ら影響を及ぼさずに残ったとしても、成形部品の各機械加工作業の後に別の工程で除去する必要があるために、成形部品の製造にさらなる時間と費用を要することになる。

したがって、本発明は専用のフライス受容部を必要とせず、各機械加工作業の後に時間のかかる切粉の除去を必要としない、成形部品の分離および機械加工を可能にする、上記のような装置を提供するとういう目的に基づいている。

本発明によれば、上記目的は請求項１に記載の「少なくとも１つの成形部品を分離するために、熱可塑性成形板を機械加工するための装置であって、機械加工されるべき少なくとも１つの成形部品を含む熱可塑性成形板のための、少なくとも１つの加工工具と、加工テーブルとを有する多軸機械加工装置を備え、前記加工テーブルは、熱可塑性成形板を堅固に受容すると同時に、発生する切粉を除去するための吸引装置を備える」という特徴によって達成される。

本発明の有益なさらなる展開に対する好ましい特徴は、以下のように従属請求項に定義されている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装置において、加工テーブルは、吸引開口を有することを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の装置において、吸引装置は、加工テーブルの下に配置されることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、その大きさに関して調整可能な締付フレームが、熱可塑性板の側縁に対して設けられることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の装置において、締付フレームは、加工テーブルを給送するため、および分離された成形部品を除去するために、加工テーブルから該加工テーブルに直交する方向に移動可能であることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の装置において、締付フレームは、熱可塑性成形板の位置合わせを行うための心出し手段を備えることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の装置において、心出し手段は、熱可塑性板上に形成された心出し要素に対する少なくとも２つの受容部を備えることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の装置において、各受容部は、それぞれ、熱可塑性板または少なくとも１つの成形部品をさらに固定するための少なくとも１つの部分を有することを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置において、少なくとも１つの成形部品を熱可塑性成形板から該熱可塑性成形板に直交する方向に分離するための少なくとも１つの穿孔工具が設けられることを要旨とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置において、少なくとも１つの成形部品を、バリをほぼ生じることなく、熱可塑性成形板から該熱可塑性成形板に対して水平な方向に分離するための加工工具として、鋸刃が設けられることを要旨とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置において、当該装置が、熱可塑性成形板を個々に加工テーブルに給送することができる給送機と連携されることを要旨とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の方法において、給送機は、移送手段を備えることを要旨とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の装置において、移送手段は、移送スライダからなることを要旨とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置において、当該装置は、給送機を介して熱成形機に接続されることを要旨とする。

本発明によれば、各機械加工の作業後に切粉の除去を必要とすることなく、成形部品の分離および機械加工が可能となる。

本発明は、少なくとも１つの成形部品を分離するための成形された熱可塑性板（以下、「熱可塑性成形板」と称する）の機械加工装置を有利に提供する。該装置は、機械加工されるべき少なくとも１つの成形部品を含む熱可塑性成形板のために、少なくとも１つの加工工具と加工テーブルとを有する多軸機械加工装置を備える。前記加工テーブルは、熱可塑性成形板を堅固と受容すると同時に、生成する切粉を除去するための吸引装置を有する。

本発明の解決策には切粉に対する吸引装置が適用されている。該吸引装置は同時に、熱可塑性成形板、ならびに個々の成形部品を加工テーブル上に固定する役目も果たす。切粉に対する吸引装置は、機械加工のためにその縁のみで支持される個々の成形部品を負圧に
よって安全に保持することにより、該個々の成形部品に対するフライス受容部の役目も有利に果たすことになる。

望ましい方法において、吸引による切粉の効果的除去も同時に達成され、これにより、切粉がフライス盤によって真空発生装置中に運ばれたり、製造精度に影響するような悪影響を機械加工プロセスに与えたりすることが防止される。

本発明の好ましい実施形態によれば、加工テーブルに吸引口が形成される。該吸引口は好ましくは貫通孔として形成されるが、長楕円状の孔、または任意の幾何学的形状を有し、加工テーブルを貫通して延びる開口であってもよい。さらに、加工テーブルは、個別に、および／またはグループを為して、および／またはパターン状に配置された種々の開口を有していてもよい。

保持力および切粉回収効果を生じるために設けられる吸引装置は、たとえば上方の搬送機の一部など、機械加工装置の内部または外部のいずれに配置してもよい。本発明の好ましい実施形態によれば、吸引装置は加工テーブルの下に配置されている。これにより、機械加工装置全体の構成を小型化できるだけでなく、短く損失の少ない吸引経路が得られる。この配置は、好ましくは、加工テーブル上での吸引速度または吸引圧力のそれぞれが、必要により周辺領域を除いて、均一になるようなものとする。周辺領域には熱可塑性板の非成形部品をなす比較的に大きい表面が存在するので、ここでは吸引装置の吸引圧は小さくても十分である。

本発明の他の有利な実施形態によれば、装置は、いわゆる熱可塑性板の側縁を装着するためのいわゆる保持または締付フレームを備える。該フレームは成形部品の中心出しと、必要により、さらなる保持を可能にする。加工テーブルの搬送および分離された成形部品の除去のために、締付フレームは、加工テーブルから該加工テーブルに直交する方向に移動可能であることが好ましい。締付フレームは、その大きさに関して調節可能であり、したがって、様々な板寸法および／または中心出し条件および／または保持要求に適応できることが好ましい。

別の好ましい実施形態によれば、締付フレームには、さらに熱可塑性成形板の位置合わせを行うための心出し手段が設けられている。該心出し手段は、要素の心出しを行うための好ましくは少なくとも２つの受容部、好ましくは、熱可塑性板上の形成された心出しテーパー部からなる。さらに、各受容部は、それぞれ、加工テーブル上でさらに必要とされる保持力を得るために、熱可塑性板または少なくとも１つの成形部品をさらに固定するための少なくとも１つの部分を有することが好ましい。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、機械加工装置は、熱可塑性成形板から少なくとも１つの成形部品を該熱可塑性成形板と直交する方向に分離するための加工工具として、少なくとも１つの穿孔工具を有するとともに、バリを殆ど生じることなく、少なくとも１つの成形部品を熱可塑性成形板から該熱可塑性成形板に対して水平方向に分離するための加工工具として、鋸刃を備える。

本発明による機械加工装置は、別個の機械加工ステーションとして用いてもよい。しかしながら、本発明の好ましい実施形態によれば、該装置は、熱可塑性成形板を個々に加工テーブルに搬送する給送機と連携するように構成される。この連携は、機能に関して為されるか、または好ましくは給送機と機械加工装置のハウジングとの接続を有して為され、さらに、所望の周期で給送および分離加工を行うように調整制御され、これにより、熱可塑性成形板が個々に加工テーブルへ搬送されるように構成される。

加工テーブルに熱可塑性成形板を移送するために、給送装置に移送手段を設けることが好ましく、該移送手段は好ましくは移送スライダからなる。
別の好ましい実施形態によれば、本発明による機械加工装置を機能上、移送手段を介したハウジングによって熱成形機に接続し、給送と機械加工とを協調させた自動操作を可能にする。

図１は、機械加工装置１０の各部分の概略側面図を示す。簡略化のため、多軸機械加工装置の工具として、鋸刃１２を有した１つのフライススピンドル１１のみを図示している。フライススピンドル１１の下方には熱可塑性板１３が配置されており、図１では板１３から上方に突出する熱成形によって形成された成形部品１４、ならびに心出しテーパー部１５も示されている。

周縁の側面において、熱可塑性成形板１３は該板１３に直交する方向に移動可能な締付フレーム１６によって加工テーブル１７に固定され得る。この場合、締付フレーム１６は、各心出しテーパー部１５に対する受容部を備える心出し手段１８を有し、この心出し手段１８は熱可塑性板または少なくとも１つの成形部品をさらに保持するためにも設けられる。

加工テーブル１７の下には、側方および下部において閉鎖しているハウジング１９が配され、ハウジング１９の内部から、別個の吸引装置によって符号２０において切粉を吸引することができる。あるいは、図示していない吸引装置をハウジング１９の内部に配置してもよい。

加工テーブル１７は、その上面に貫通孔２１を有する。本実施形態では、貫通孔２１は、貫通穴として、加工テーブルの上に載置される熱可塑性成形板１３に吸引圧を与えるように、加工テーブルの全面にわたって均一に分布するように形成されている。

図２は、加工テーブル１７を上方から見た部分概略図である。図２では、成形部品が形成された熱可塑性成形板１３をより理解し易くするために、スピンドル１１および加工工具１２を省略している。成形部品１４の隣には、異なるデザインのいくつかの他の成形部品２２〜２９を見ることができる。

図２においては、さらに、締付フレーム１６をその形式について調整可能であることが示されている。さらに、機械加工の制御および給送機との接続のために設けられた、機械加工装置の装置部品についても概略が示されている（図２の左側）。

図３は、給送機３０および熱成形機３１に構造的および機能的に連結された機械加工装置１０の縮小図である。機械加工装置１０、給送機３０および熱成形機３１は、それらのハウジングがこの順序で互いに接続され、熱可塑性成形板の製造に対応してサイクル毎に協働するように構成されている。熱可塑性成形板１３は、給送機３０によって熱成形機３１から取り出され、熱可塑性成形板１３内に形成された成形部品１４，２２〜２９を分離するために、スライダ３２によって機械加工装置に移送される。

本発明による機械加工装置の概略側面図。 フライススピンドルを除いた、図１による加工工具の上面図。 一体的に構成された機械加工装置、給送機および熱成形機からなるアセンブリを示す図。

符号の説明

１２…鋸歯、１３…熱可塑性成形板、１４，２２〜２９…成形部品、１７…加工テーブル、１８…心出し手段、２０…吸引装置。

Claims (14)

1. 少なくとも１つの成形部品（１４）を分離するために、熱可塑性成形板（１３）を機械加工するための装置であって、
   機械加工されるべき少なくとも１つの成形部品（１４）を含む熱可塑性成形板（１３）のための、少なくとも１つの加工工具（１２）と、加工テーブル（１７）とを有する多軸機械加工装置（１１）を備え、
   前記加工テーブル（１７）は、熱可塑性成形板（１３）を堅固に受容すると同時に、発生する切粉を除去するための吸引装置（２０）を備えることを特徴とする装置。
2. 加工テーブル（１７）は、吸引開口（２１）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 吸引装置（２０）は、加工テーブル（１７）の下に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. その大きさに関して調整可能な締付フレーム（１６）が、熱可塑性板（１３）の側縁に対して設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
5. 締付フレーム（１６）は、加工テーブル（１７）を給送するため、および分離された成形部品（１４，２２〜２９）を除去するために、加工テーブル（１７）から該加工テーブルに直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 締付フレーム（１６）は、熱可塑性成形板（１３）の位置合わせを行うための心出し手段（１８）を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 心出し手段は、熱可塑性板（１３）上に形成された心出し要素（１５）に対する少なくとも２つの受容部を備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 各受容部は、それぞれ、熱可塑性板（１３）または少なくとも１つの成形部品（１４）をさらに固定するための少なくとも１つの部分を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 少なくとも１つの成形部品（１４）を熱可塑性成形板（１３）から該熱可塑性成形板に直交する方向に分離するための少なくとも１つの穿孔工具が設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
10. 少なくとも１つの成形部品を、バリをほぼ生じることなく、熱可塑性成形板（１３）から該熱可塑性成形板に対して水平な方向に分離するための加工工具として、鋸刃（１２）が設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
11. 当該装置が、熱可塑性成形板（１３）を個々に加工テーブル（１７）に給送することができる給送機（３０）と連携されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 給送機（３０）は、移送手段（３２）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 移送手段（３２）は、移送スライダからなることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 当該装置（１０）は、給送機（３０）を介して熱成形機（３１）に接続されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置。

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