JP2015505741A - ミルプレートを切断するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

Ｙ方向に移動し、Ｚ方向に切断するように支持された切断工具（３０）と、ミルプレート（２０）をＸ方向に搬送するためのコンベア（２４）とを含む、ミルプレート（２０）のための切断デバイス。測定デバイス（３０）は、ミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸およびＹ軸の位置をマップするために、コンベア（２４）上に支持されたミルプレート（２０）の一方の側部（５０）に沿ってＸ方向に可動である。コンベアの一方の側部に隣接する位置決めガイド（９０）は、ミルプレート（２０）がＸ方向に搬送される際、位置決めガイド（９０）と整列するミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸の位置においてミルプレートの一方の側部（５０）のマップされたＹ軸の位置をたどるようにＹ方向に調節される。ミルプレートの一方の側部（５０）の反対側の側部（４８）上のクランプ（９４）は、ミルプレートの反対側の側部（４８）をＹ方向に押すことで、ミルプレートの一方の側部（５０）を位置決めガイド（９０）と係合した状態に維持するように適合されている。

Description

本発明は、機械加工に関し、より詳細にはミルプレートの機械加工に関する。

工作機械を利用して、より大きな母材または資材から様々な必要な形状の切片を切断することはよく知られている。

一部のケースでは、このような切片は、大きな（例えば２０フィート長またはそれ以上の）、平坦な材料、例えば厚みがあり重量のある金属で作製されたミルプレート（ｍｉｌｌ ｐｌａｔｅ）などから切断される。そのようなサイズによって、こういったプレートが扱いにくいものとなり、さらには処理するのに必要な空間を提供するために施設内にこの工作機械のための大きな底面積が必要となる場合もある。さらに、このような材料を切断するのに必要な工作機械の複雑さとサイズからして、このような用途でこれまで使用されることが多かった工作機械は、プレートの面の１つの軸（Ｙ軸）において移動する工具を提供し、この場合、ミルプレート自体は、垂直軸（Ｘ軸）において移動される。

上記に挙げたようなミルプレートは一般に、概ね平坦な側面または縁部を備えたほぼ矩形の形状を有する。しかしながらこの概ね平坦な縁部は典型的に、「平坦な」縁部に対して若干の湾曲を生じ得る公差を有して形成される。

このようなミルプレートの機械加工は典型的には、ミルプレートを移動させる一方で、その「平坦な」縁部の一方を一方向（Ｘ軸）に配向させ、このプレートの縁部をプレートの移動の方向（そのＸ軸）に配向された１つまたは複数のガイドに対して押しつけることによってその配向に維持することによって達成されてきた。しかしながら切断切片に特に高い精度が要求される場合、大きなミルプレートの縁部に若干の湾曲が生じることになるミルプレートの公差によって、図１ａ−１ｅおよび図２ａ−２ｅに示されるように切断切片にも望ましくない湾曲が生じる可能性があり、これらの図面は、ミルプレート２０から矩形の切片を切断する従来の方法を図示している（例示の目的で、ミルプレートの縁部の湾曲は、図面ではかなり誇張されている）。

図１ａ−１ｅに示される従来の方法において、ミルプレート２０は、水平面内に整列された水平軸を中心に枢動可能な複数の基準ローラ２８を有するエントリコンベア２４上に支持されており、これによりミルプレート２０は、基準ローラ２８の軸に直交する水平方向に概ね移動する。

好適な切断工具３０が、ミルプレート２０の幅（図１ａ−１ｅの垂直方向に）を横切るように選択式に横方向に移動するように工作機械（図１ａ−１ｅに示されていない）によって支持される。

切断工具３０の領域に隣接して、複数の垂直基準ローラ（すなわち、固定式ガイドローラ）３４（垂直軸を中心に枢動可能）が、エントリコンベアローラ２８の水平面／軸にほぼ直交する垂直面内に配列される。垂直基準ローラ３４は、切断工具３０の領域内でミルプレート２０の側部のための基準位置を規定する。

垂直基準ローラ３４の反対側のコンベアの側部にはプッシャ４０があり、これは、ミルプレート２０の他方の側部または縁部４８に係合するように付勢される（例えば、ピストン４６によって）ローラ４４（垂直軸を中心に回転可能）を有する。プッシャ４０は、コンベア２４の反対側にある垂直基準ローラ３４と係合するようにミルプレート２０を押す。これによりミルプレート２０は基本的に、ミルプレート２０の長手方向が、垂直基準ローラ３４に位置するミルプレート２０の縁部５０の方向であるとみなされるように配向される。

このような従来の方法による矩形の切断切片６０（図１ｅを参照）の切断は、図１ａ−１ｅの一連の図によって示されている。ミルプレート２０は先ず、切断工具３０が切断すべき切片の１つの角の上に位置決めされるように位置決めされる（図１ａ）。ミルプレート２０は次いで、コンベア２４によって矢印６２（図１ｂ）の方向に水平方向に移動され、切断工具３０は、この移動中に切片６０の１つの側面６０ａを切断する。この移動中、ミルプレート２０は、プッシャ４０が一方のミルプレートの縁部４８を押すことで、他方のミルプレートの縁部５０を垂直基準ローラ３４と接触した状態で（切断工具３０と整列した状態で）維持することで、切片６０の１つの側面６０ａを切断するように位置決めされる。

切片６０の次の角に到達したとき、コンベア２４は停止し、ミルプレート２０を所定の位置に保持し、その一方で切断工具３０が、ミルプレート２０を横方向に横切るように（図１ｃの矢印６４の方向に）移動することで切片６０の第２の側面６０ｂを切断する。

コンベア２４は次いで、ミルプレート２０を反対方向（図１ｄの矢印６６）で水平方向に移動させ、切断工具３０は、この移動中に切片６０の第３の側面６０ｃを切断する。この移動中、ミルプレート２０は、プッシャ４０が１つのミルプレートの縁部４８を押すことで、他方のミルプレートの縁部５０を垂直基準ローラ３４と接触した状態で（切断工具３０と整列した状態で）維持することで、切片６０の１つの側面６０ａを切断するように配置される。

最後に、矩形の切片６０の第４の角に到達したとき、コンベア２４は再び停止し、ミルプレート２０を所定の位置に保持し、その一方で切断工具３０が、ミルプレート２０を横方向に横切るように（図１ｅの矢印６８の方向に）移動することで切片６０の第４の側面６０ｄを切断する。

２つの側面６０ａおよび６０ｃは基本的に、ミルプレート２０の長手方向に整列した縁部５０と同一の配向／形状であることを理解されたい。したがって縁部５０が、正確に直線ではない場合（例えば公差または損傷により）、このとき側面６０ａおよび６０ｃも同様にかつ望ましくない非線形のやり方で切断されることになる。

図２ａ−２ｅは、大きなミルプレート２０を切断する第２の従来の方法を示しており、この場合図１ａ−１ｅに示されるものと同一の要素は、同一の参照番号が与えられ、対応しているが、異なる要素には、プライム符号（”’”）が付された同一の参照番号（例えば、垂直基準ローラ３４’など）が与えられる。

この第２の従来の方法の場合、ミルプレート２０は、縁部５０を垂直基準ローラ３４’に向けて押圧することによって移動中に配向されるが、これらの垂直基準ローラ３４は、図１ａ−１ｅに関連して上記に記載したものより長い距離（例えばコンベア２０’の全長に沿って）にわたって位置決めされている。しかしながら典型的にはエントリコンベア２４’は、切断工具３０の領域において実質的に終端するため、ミルプレート２０が、工作機械を通過して前方に移動される際（図２ｂのように）、前方縁部が、垂直基準ローラ３４’を超えて延在する可能性がある。結果として、この第２の方法により、図示の例のように凹面縁部５０を有するミルプレート２０を切断する際、ミルプレート２０の長手方向の配向は、ミルプレート２０の後部の角２０ａおよび最後の（前方）垂直基準ローラ３４’ａによって確立されることになる。よってミルプレート２０は、側面６０ａ’を切断する際前方に移動し（図２ｂ）、側面６０ｃ’を切断する際後方に移動されるだけではなく（図２ｄ）、（ミルプレート２０の前方の角が最後の垂直基準ローラ３４’ａを超えたとき、前後運動の間、プッシャ４０が、ミルプレート２０を横方向に押すことにより）わずかにねじれることにもなることを理解されたい。

縁部５０が正確に直線ではない場合（例えば、公差または損傷により）、切断切片６０’の２つの側面６０ａ’および６０ｃ’（この例では、矩形であることが意図される）、このような側面を第２の従来技術の方法によって切断する際においても同様に、ミルプレート２０をねじる作用により直線ではなくなることを理解されたい。

本発明は、これらの問題の１つまたは複数を克服することが意図されている。

本発明は、ミルプレートの側部または縁部が不完全であるにも関わらず、これによりミルプレートを正確に切断することができる切断工具および方法に関する。

本発明の一態様において、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系のＹ方向に移動するように支持された切断工具と、支持されたミルプレートをＸ方向に搬送するように適合されたコンベアとを含む、ミルプレートのための切断デバイスが提供される。切断工具は、Ｚ方向に特定の厚さを有するＸ−Ｙ面内に概ね横たわるミルプレートを通過してＺ方向に切断する。コンベアの第１の部分にある測定デバイスは、支持されるミルプレートの一方の側部に沿ってＸ方向に可動であるため、支持されるミルプレートの一方の側部のＸ軸とＹ軸の位置をマップする。複数の固定式ガイドローラが、切断工具に隣接するコンベアの第２の部分の一方の側部に沿っており、このローラは、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能であり、この場合、これらの軸は、Ｘ−Ｚ面内にある。少なくとも２つの位置決めガイドが、Ｘ方向の切断工具の対向する側部のコンベア側に隣接しており、この場合、位置決めガイドは、ミルプレートがＸ方向に搬送される際、位置決めガイドと整列するミルプレートの一方の側部のＸ軸の位置においてミルプレートの一方の側部のマップされたＹ軸の位置をたどるようにローラをＹ方向に調節する。ミルプレートの反対側の側部にある少なくとも２つのクランプは、ミルプレートの反対側の側部をＹ方向に押すことでミルプレートの一方の側部を位置決めローラと係合した状態に維持するように適合されている。

本発明のこの態様の一形態において、位置決めガイドローラは、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能であり、位置決めガイドローラ軸は、選択式にＹ方向に可動である。

本発明のこの態様の別の形態において、コンベアは、ミルプレートの位置をＸ方向に制御するように適合されており、各々の位置決めガイドは、そのローラを位置決めガイドに係合するミルプレートの一方の側部のＸ軸の位置に対応するマップされたＹ軸の位置に位置決めするように選択式に調節可能である。

本発明の別の態様において、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系のＹ方向に移動するように支持された切断工具と、支持されたミルプレートをＸ方向に搬送するように適合されたコンベアとを含む、ミルプレートのための切断デバイスが提供される。切断工具は、Ｚ方向に特定の厚さを有するＸ−Ｙ面内に概ね横たわるミルプレートを通過してＺ方向に切断する。コンベアの第１の部分にある測定デバイスは、支持されるミルプレートの一方の側部に沿ってＸ方向に可動であるため、支持されるミルプレートの一方の側部のＸ軸とＹ軸の位置をマップする。少なくとも２つの位置決めガイドが、Ｘ方向の切断工具の対向する側部のコンベア側に隣接しており、この場合、位置決めガイドは、ミルプレートがＸ方向に搬送される際、位置決めガイドと整列するミルプレートの一方の側部のＸ軸の位置においてミルプレートの一方の側部のマップされたＹ軸の位置をたどるようにＹ方向に調節される。ミルプレートの反対側の側部にあるクランプは、ミルプレートの反対側の側部をＹ方向に押すことでミルプレートの一方の側部を位置決めガイドと係合した状態に維持するように適合されている。

本発明のこの態様の一形態において、位置決めガイドは、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能なローラを含み、位置決めガイドローラ軸は、Ｙ方向に選択式に可動である。

本発明のこの態様の別の形態において、複数の固定式ガイドローラが、コンベア上のミルプレートの一方の側部に隣接しており、複数の固定式ガイドローラは、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能であり、この場合、これらの軸はＸ−Ｚ面内にある。

本発明のこの態様のさらに別の形態において、コンベアは、Ｘ方向にミルプレートの位置を制御するように適合されており、各々位置決めガイドは、そのローラを位置決めガイドに係合するミルプレートの一方の側部のＸ軸の位置に対応するマップされたＹ軸の位置に位置決めするように選択式に調節可能である。

本発明のさらに別の態様において、ミルプレートを切断する方法が提供されており、この方法は、（ａ）ミルプレートが、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系のＺ方向に一定の厚さを有してＸ−Ｙ面内に概ね横たわるようにミルプレートをコンベア上に配置するステップと、（ｂ）概ねＸ方向に延在するミルプレートの一方の側部のＸ軸とＹ軸の位置をマップするステップと、（ｃ）Ｙ方向に移動し、概ねＺ方向に切断するように支持された切断工具までミルプレートをＸ方向に搬送するステップと、（ｄ）ミルプレートをＸ方向に移動させ、切断工具をＹ方向およびＺ方向に移動させ、その一方でミルプレートを選択式に切断するステップと、（ｅ）移動するステップにおいて、ミルプレートの一方の側部を、ミルプレートの一方の側部に沿って概ねＸ方向に離間された位置決めガイドに対してＹ方向に付勢するステップとを含み、この場合位置決めガイドが、位置決めガイドと整列するミルプレートの一方の側部のＸ軸の位置におけるＹ軸の位置におけるマップ後の変動に従ってＹ方向に調節されることで、ミルプレートがＸ方向に移動する際、ミルプレートをねじる動作を阻止する。

本発明のこの態様の一形態において、ミルプレートの一方の側部のマップされたＸ軸とＹ軸の位置は、記憶され、各々位置決めガイドは、ミルプレートの一方の側部のＹ軸の位置を整列した位置決めガイドとＸ方向に整列したミルプレートの対応するＸ軸の位置に適合させるように調節される。

本発明のこの態様のさらに別の形態において、位置決めガイドは、切断工具のＸ方向に対向する側部上に位置決めされ、付勢するステップは、一方のミルプレートの側部の反対側のミルプレートの側部を位置決めガイドに向かって押すことによって達成される。

本発明の他の目的、特徴および利点は、添付の特許請求の範囲および図面を含めた全体の明細書を検討することにより明らかになるであろう。

図１ａ−１ｅは、ミルプレートから矩形の切片を切断するのに使用される第１の従来技術の方法のステップを示している。
図１ａは、最初の切断位置における工具によって切断されるミルプレートを示す図である。図１ｂは、矩形の切片の第１の側面を切断するのに移動されたミルプレートを示す図である。図１ｃは、矩形の切片の第２の側面を切断するのに工具が移動されたミルプレートを示す図である。図１ｄは、矩形の切片の第３の側面を切断するのに移動されたミルプレートを示す図である。図１ｅは、矩形の切片の第４の、すなわち最後の側面を切断するのに工具が移動されたミルプレートを示す図である。

図２ａ−２ｅは、ミルプレートから矩形の切片を切断するのに使用される第２の従来技術の方法のステップを示している。
図２ａは、最初の切断位置における工具によって切断されるミルプレートを示す図である。図２ｂは、矩形の切片の第１の側面を切断するのに移動されたミルプレートを示す図である。図２ｃは、矩形の切片の第２の側面を切断するのに工具が移動されたミルプレートを示す図である。図２ｄは、矩形の切片の第３の側面を切断するのに移動されたミルプレートを示す図である。図２ｅは、矩形の切片の第４の、すなわち最後の側面を切断するのに工具が移動されたミルプレートを示す図である。

図３ａ−３ｊは、本発明によるミルプレートから矩形の切片を切断するのに使用されるステップを示している。
図３ａは、エントリコンベアに装填される前のミルプレートを示す図である。図３ｂは、エントリコンベア上に移動される際のミルプレートを示す図である。図３ｃは、一方の側部がマップされる際のミルプレートを示す図である。図３ｄは、プレートから切片を切断するために切断工具まで移動される際のミルプレートを示す図である。図３ｅは、切断作業の最初に切断工具に対して位置決めされたミルプレートを示す図である。 図３ｆは、最初の切断作業に対してミルプレートのマップされた側部に係合される位置決めガイドを示す図である。図３ｇは、矩形の切片の第１の側面を切断するために移動され、位置決めガイドが、ミルプレートのマップされた側部がガイドを超えて移動する際、それをたどるように調節される際のミルプレートを示す図である。図３ｈは、工具が矩形の切片の第２の側面を切断するために移動される際のミルプレートを示す図である。図３ｉは、矩形の切片の第３の側面を切断するために移動され、位置決めガイドが、ミルプレートのマップされた側部がガイドを超えて移動する際、それをたどるように調節される際のミルプレートを示す図である。図３ｊは、工具が、矩形の切片の第４の、すなわち最後の側面を切断するために移動される際のミルプレートを示す図である。 図１ａ−１ｅ、２ａ−２ｅおよび３ａ−３ｊの方法による切片の比較を示す図である。

図５−１３は、本発明による（例示の目的で工作機械の種々の部分が、取り外された）例示の工作機械およびエントリコンベアの頂面図である。
図３ｂのステップに示されるようにエントリコンベア上に移動される際のミルプレートを示す図である。 図３ｃのステップに示されるように一方の側部がマップされる際のミルプレートを示す図である。 ミルプレートが工作機械まで移動される際の図であり、図３ｄ−３ｆのステップに示されるようにプレートから切片を切断する前に、位置決めガイドが、ミルプレートのマップされた側部に係合するように移動される際のミルプレートを示す図である。 切断工具が切片を切断するための準備をする開始地点まで移動された、図７に示されるミルプレートを示す図である。 矩形の切片の第１の側面を切断するために移動される際のミルプレートを示す図であり、位置決めガイドが、図３ｇのステップに示されるようにミルプレートがガイドを超えて移動する際、ミルプレートのマップされた側部をたどるように調節される図である。 図３ｈのステップに示されるように、工具が、矩形の切片の第２の側面を切断するために移動される際のミルプレートを示す図である。 矩形の切片の第３の側面を切断するように移動される際のミルプレートを示す図であり、位置決めガイドが、図３ｉのステップに示されるようにミルプレートがガイドを超えて移動する際、ミルプレートのマップされた側部をたどるように調節される図である。 図３ｊのステップに示されるように、工具が、矩形の切片の第４の側面、すなわち最後の側面を切断するために移動される際のミルプレートを示す図である ミルプレートから切断切片を除去することを可能にするために、工作機械を通過するように進められるミルプレートを示す図である。 本発明によって使用され得る工作機械の工具／出口側の斜視図である。 図１４の工作機械のエントリ側の斜視図である。

本発明は、図３ａ−１５に示されており、ここでは図３ａ−３ｊは、ミルプレートから切片を切断する方法のステップを示しており、図５−１３は、方法を実施するのに使用され得る例示の工作機械とコンベアの配置を示しており、図１４−１５は、例示の工作機械を示している。

先ず進歩的な方法を参照すると、図３ａ−３ｊは、大きなミルプレート２０を切断する方法を示しており、この場合図１ａ−１ｅに示されるものと同一の要素は、同一の参照番号を与えられており、対応しているが、異なる要素は、二重のプライム符号（”””）が付された同様の参照番号（例えば、垂直基準ローラ３４”）が与えられている。

この新規の方法によると、ミルプレート２０は先ず、既知の基準の場所で長手方向の縁部５０に沿った少なくとも２つの場所（例えば、対向する縁部にある角）によってエントリコンベア２４”上に配置される。例えばベースプレート７０（図５および図６）は、エントリコンベア２４”の対向する縁部に配置されてよく、２つのプレート７０は、Ｘ方向に（すなわち、固定式の基準ローラ２８の軸に直交する水平方向のラインに沿って）整列される。ベースプレート７０はまた、基準ローラ（例えば基準ローラ３４（図２ａ−２ｅ））であってよい。ミルプレート２０は、エントリコンベア２４”上に装填されてよく、その後Ｙ方向に（すなわち図３ａに示される矢印７２によって示される基準ローラの軸の方向に）水平方向に押すことができるため、その前方および後方の角が、Ｘ−Ｙ面内の既知の位置でベースプレート７０に当接する（図３ｂを参照）。

既知の位置にあるミルプレート２０によって（図３ｂ−３ｄを参照）、マッピング要素またはデバイス（例えば、測定デバイス）８０が、長手方向の縁部５０に隣接してＸ方向（図３ｃの矢印８２を参照）に移動される（マッピングデバイス８０は、図３ｃにおいて３つの位置に示される）。マッピングデバイス８０は、マッピングデバイス８０が移動される際、ミルプレートの縁部５０に向かって外向きに付勢されることで縁部５０をたどる従動車８４を含んでおり、デバイス８０は、縁部５０の長さに沿った好適な増加分（例えば、インチ毎の）における従動車（８４）の位置を記憶するために好適なプロセッサとメモリに接続される。マップされる際のミルプレート２０の位置に従って、このようにプレートの縁部５０の形状がＸ−Ｙ面内にマップされる。

ミルプレート２０はその後、切断工具３０に向かってＸ方向（図３ｄ−３ｅの矢印８６を参照）に移動される。本発明によると、切断工具３０の領域には、ミルプレート２０のマップされた縁部／側部５０上でＸ方向に離間された少なくとも２つの位置決めガイド９０が存在する。有利には、位置決めガイド９０は、工具３０が切断するＹ方向の面には全く達する可能性がないため（すなわち、工具３０のＹ−Ｚ面からエントリコンベア２４”に向かってＸ方向に離間される）、ガイドが、プレート２０の前方の角での切断作業を妨げることがなく、切断作業においてプレート２０のできるだけ多くの部分を使用することが可能になる。このような位置決めガイド９０は各々、垂直軸（前記Ｚ軸）を中心に回転可能なローラ９２を含む。

ローラ９２は、作業中選択式にＹ方向に移動される。具体的には、ミルプレート２０がエントリコンベア２４”を越えてＸ方向に移動される際、マップされたプレート縁部５０もまた、位置決めガイド９０を越えて移動する。Ｘ−Ｙ面内の記憶された縁部５０のマップを利用してガイド９０の各々が制御されることで、それぞれのローラ９２が、ガイド９０と整列したプレートの縁部５０のＸ位置に対応するプレートの縁部５０のマップされたＹ位置まで伸張される。

プレート２０の反対側の側部４８には、付勢クランプまたはプッシャ９４が設けられおり、これらは、そのミルプレートの側部４８を位置決めガイド９０に向かってＹ方向に押す。このようなクランプ９４は有利には、垂直軸（Ｚ）を中心に回転可能なローラ９６を含むことで、ミルプレート２０が、拘束されずにＸ方向にそれらを越えて移動することを可能にすることができ、プレート２０のマップされた縁部５０が、付勢クランプ９４と反対側の側部における位置決めガイドローラ９２と接触した状態を確実に維持するのに十分な力によって（例えば、油圧式ピストン構成によって）好適に付勢される。

よって図３ｆ−３ｊに示されるように、工具３０によってミルプレート２０を切断する際、プレート２０は、Ｘ方向にのみ移動され、Ｚ軸の周りにはいかなるねじれ作用も生じないことを理解されたい。

本発明による矩形の切片６０”（図３ｊを参照）の切断作業が、図３ｆ−３ｊに示されるようにして行なわれる。

ミルプレート２０は先ず、切断工具３０が、切断すべき切片の１つの角の上に位置決めされるように位置決めされる（図３ｆ）。ミルプレート２０はその後、コンベア２４によってＸ方向に（図３ｇの矢印６２”を参照）水平方向に移動され、切断工具３０が、この移動の間、切片６０”の１つの側面６０ａ”を切断する。この移動の間、ミルプレート２０は、クランプ９４によって一方の側部４８上で押されることで、反対側のマップされたミルプレートの縁部５０を位置決めガイドローラ９２と接触した状態に維持する。位置決めガイドローラ９２は、ミルプレート２０がローラ９２を越えて移動する際、マップされたミルプレートの縁部５０の形状に適合するように調節されるため、ミルプレート２０の基本的に全ての地点が、この作業中にＸ方向のみに移動することになる（すなわち、プレート２０は、図１ａ−１ｅおよび２ａ−２ｅに示される従来技術の作業で生じ得るようにねじれることはない）ことを理解されたい。

切片６０”の次の角に到達したとき、コンベア２４は停止し、ミルプレート２０を所定の位置に保持し、その一方で切断工具３０は、ミルプレート２０を横切るように横方向に移動して（図３ｈの矢印６４”の方向に）切片６０”の第２の側面６０ｂ”を切断する。

コンベア２４はその後、ミルプレート２０を逆向きのＸ方向（図３ｉの矢印６６”）に水平方向に移動させ、切断工具３０は、この移動の間、切片６０”の第３の側面６０ｃ”を切断する。この移動の間、ミルプレート２０は、クランプ９４が側部４８を押すことによって位置決めされることで、マップされた側部５０が位置決めガイドローラ９２と接触した状態を維持する。矢印６２”（図３ｇ）の方向でのプレートの移動の場合のように、位置決めガイドローラ９２は、マップされたミルプレートの縁部６０の形状に適合するように調節され、ローラ９２は、ローラ９２と整列したＸ軸の位置に対応するようにマップされたＹ軸の位置に位置決めされる。

最後に、図３ｉに示されるステップの最後に第４の角に到達した後、切片６０”の第４の側面６０ｄ”が切断され、プレート２０は、静止したまま保持され、工具３０は、ミルプレート２０を横切るように横方向（図３ｊの矢印６８”の方向）に移動される。

切片６０、６０”が、記載される従来技術の手法の１つに従って切断される場合、２つの側面６０ａ、６０ａ’および６０ｃ、６０ｃ’は、正確な直線ではなく、側面６０ｂ、６０ｂおよび６０ｄ、６０ｄ’に対して直角でない場合もある（例えば、公差や損傷によって、プレート側部５０が直線ではない場合）ことに対して、本発明に従って切断される矩形の切片６０”の側面６０ａ”−６０ｄ”は、全て直線であり、互いに対して直角であることを理解されたい。

当然のことながら、上記に記載した矩形の切片の切断作業の例は、例示の目的で使用されており、本発明は使用することで、この切片が様々な所望の形状にも同様に切断されることを保証することができることを理解されたい。

図５−１５は、本発明を実施するのに使用され得る機械をより詳細に示しており、図１４−１５は、本発明を有利に使用することができる例示の工作機械１００を示している。

具体的には、図１４−１５の工作機械１００は、ケーブルトラック１１２に沿ってＹ方向に移動するように工具スピンドル１０８を支持する往復台１０４を含んでおり、この場合工具スピンドル１０８内の工具は、下にあるミルプレート内に切り込むために垂直方向のレール１１４に沿ってＺ方向に移動させることができる。また回転式の工具交換装置１１６が、工具スピンドル１０８に隣接して設けられることで、種々の工具を様々な切断作業で使用する目的でこのスピンドルに装填することを可能にする。付加的に、またガスおよびプラズマトーチ１２０が、往復台１０４上に固定されることで、必要に応じてさらに別の形態の切断作業に備えてＹ方向に移動する場合もある。

工作機械１００の出口側に、堆積物テーブル１３０が設けられることで、切断作業の後のスクラップや切断切片を処理し易くする。知られているように、堆積物テーブル１３０は、上下に移動させ傾斜させることで、スクラップを、堆積物テーブル１３０の真下に配設されたスクラップホッパー１３４に捨てるのを容易にすることができる。スクラップホッパー１３４を堆積物テーブル１３０の真下から転がすことでそれを空にすることを可能にすることができる。所望であれば、工作機械１００の出口側に、好適なローラ１４２（図１４には示されない、図５−１３を参照）を備えた出口コンベア１４０も設けることで、必要ならばミルプレートおよび／または切断切片のための好適な支持体を提供する場合もある。

車輪またはローラ１５０（図１５を参照）が、工作機械１００の入口側に様々に配置され、Ｘ軸駆動装置１５２（図１４）によって制御される。車輪１５０は、工作機械１００に進入するミルプレートの底部に係合し、切断作業に必要とされるようにＸ方向にミルプレートを移動させるように制御可能に回転する。プロセッサとメモリを備えた好適な制御装置１５６が設けられることで、工作機械１００を制御し、同様にエントリコンベア２４も制御する。制御装置１５６はまた、ミルプレート２０の長手方向の縁部５０のマッピングの際、マッピングデバイス８０も制御し、先に記載した切断作業において使用するために縁部５０のマップされたＸ−Ｙ座標を記憶する。しかしながら別個の制御装置、例えばプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）などが、マッピングデバイス８０および／または位置決めガイド９０に使用される場合もあり、これらは、機械制御論理に影響を及ぼすことなく（これにより、マップされたプレートの側部５０を補償するためにアップデートする必要なしに、予め作製されたパートプログラムを使用することができる）、バックグラウンドで稼働することができる。

様々な設計であり、様々な機能を有する工作機械を本発明と共に使用することができ、これには、例えば、Ｐｅｄｄｉｎｇｈａｕｓ社（ノースワシントンアベニュー３００、ブラッドリー、イリノイ州６０９１５）およびその関連会社より入手可能な高速プレートシステム（例えば、高速ＦＤＢ−２５００）などが含まれることを理解されたい。

本発明と共に上記に記載されるような工作機械１００の作動が、図５−１３に示される（上に重なる工作機械１００の種々の部分は、図示する目的で取り外されている）。

図５に示されるように、ミルプレート２０は先ず、エントリコンベア２４上に移動され、Ｙ方向に付勢されることで、それは固定位置に（例えば、ベースプレート／基準ローラ７０に対して、凹面の長手方向の側部５０の前方および後方の角の２つの地点で）配向される。

その位置に保持される間、ミルプレートの長手方向の縁部５０が、この側部の長さに沿って移動し（矢印８０）、選択された間隔で（例えばインチ毎に）側部５０のＹ方向の位置をたどり、これを測定するマッピングデバイス８０の動作によってマップされる。長手方向の側部５０のマップされた位置は、制御装置１５６に記憶される。

ミルプレートの長手方向の縁部５０のマッピングが行なわれている間、工作機械１００はまた、ミルプレート２０の所望される切断作業のための準備をすることができる。例えば回転式の工具交換装置１１６を工具スピンドル１０８まで移動させることで（図６の矢印１６０を参照）適切な工具を装填することができる。

ミルプレート２０はその後、エントリコンベア２４に沿って工作機械１００内へと進められ（図７の矢印８６を参照）、その結果、ミルプレート２０の先導する端部が、位置決めガイド９０と、クランプ９４の間に配置される。ミルプレート２０の進行は、いずれの好適な方法で達成されてもよい。例えば、エントリコンベア２４”のローラ２８”は、プレート２０が、エントリホイール１５０（図１５を参照）によって適切に係合されるまで駆動されてよく、この地点で、コンベアのローラ２８”は、解放され自由に回転することができ、その後のプレート２０のより精密な移動は、エントリホイール１５０によって制御される。しかしながらＸ方向のプレート２０の移動は、様々な方法で適切に駆動される場合があり、これにはプレート２０の側部に係合する駆動ローラも含まれることを理解されたい。

この時点で、作業は、図３ｆ−３ｊに関連して本明細書に概ね記載したように継続する（簡素化するために、図面は矩形の切片６０”の切断作業でもある）。

すなわち位置決めガイド９０のローラ９２は、ミルプレート２０が、Ｘ方向にエントリコンベア２４”の上を移動する際、選択式にＹ方向に移動される。Ｘ−Ｙ面の縁部５０の記憶されたマップを利用して、ガイド９０の各々が制御されることで、それぞれのローラ９２が、ガイド９０と整列したプレートの縁部５０のＸ位置に対応するプレートの縁部５０のマップされたＹ位置まで伸張される。

プレート２０の反対側の側部４８では、付勢クランプ９４が、このミルプレートの側部４８をＹ方向に位置決めガイド９０に向かって押すことで、プレート２０のマップされた縁部５０が、付勢クランプ９４の反対側の側部にある位置決めガイドローラ９２と接触した状態を維持することを保証する。よって、工具スピンドル１０８内の工具３０によってミルプレート２０を切断する際、プレート２０は、Ｘ方向のみに移動され、Ｚ軸の周りにいずれのねじれ動作も生じることがない。

矩形の切断切片６０”を切断するために（図１２−１３を参照）、ミルプレート２０および工作機械１００は先ず、図８に示されるように位置決めされ、工具スピンドル１０８および工具３０は、切断すべき切片の１つの角の上に移動される（図８の矢印１７０を参照）。ミルプレート２０はその後、コンベア２４によってＸ方向に水平方向に移動され（図９の矢印６２”を参照）、切断工具３０が、この移動の間、切片６０”の１つの側面６０ａ”を切断する。この移動の間、ミルプレート２０は、クランプ９４によって一方の側部４８上が押されることで、反対側のマップされたミルプレートの縁部５０を位置決めガイドローラ９２と接触した状態に維持する。位置決めガイドローラ９２は、ミルプレート２０がローラ９２を越えて移動する際、ミルプレートの縁部５０のマップされた形状に適合するように調節されるため、基本的にミルプレート２０内の全ての地点が、この動作中にＸ方向のみに移動されることになる（すなわち、プレート２０は、図１ａ−１ｅおよび２ａ−２ｅに示される従来技術の動作の場合に生じ得るようにねじれることはない）。

切片６０”の次の角に到達したとき、ミルプレート２０は、固定位置に保持され、その一方で工具スピンドル１０８および工具３０は、ミルプレート２０を横方向に横切るように移動される（図１０の矢印６４”の方向に）ことで切片６０”の第２の側面６０ｂ”を切断する。

コンベア２４はその後、ミルプレート２０を逆のＸ方向に水平方向に移動させ（図１１の矢印６６”）、工具スピンドルおよび工具３０は、この移動の間、切片６０”の第３の側面６０ｃ”を切断する。この移動の間、ミルプレート２０は、クランプ９４が側部４８を押すことによって位置決めされることで、マップされた側部５０を位置決めガイドローラ９２と接触した状態に維持する。プレートが矢印６２”の方向に移動する場合のように（図９）、位置決めガイドローラ９２は、ミルプレートの縁部６０に適合するように調節され、ローラ９２は、ローラ９２と整列するＸ軸の位置に対応するようにマップされたＹ軸の位置に位置決めされる。

図１１に示されるステップの終わりに第４の角に到達した後、切片６０”の第４の側面６０ｄ”が切断され、プレート２０は静止状態に保持され、工具スピンドル１０８および工具３０は、ミルプレート２０を横方向に横切るように移動される（図１２の矢印６８”の方向に）。

切片６０”が完全に切断された後、ミルプレート２０が、適切に進められることで（図１３の矢印１７６の方向に）、工作機械１００から切断切片６０”を取り除くことで、それを適切に除去し、必要に応じて持ち去ることができる。

本発明は、たとえミルプレートが不規則な側部を有していたとしてもミルプレートから１つの切片を正確に切断することを可能にすることを理解すべきである。これにより、このようなプレートの凸凹にも関わらず、最小の公差にかなう切断切片が可能になる。

Claims (7)

1. Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系のＹ方向に移動するように支持され、Ｚ方向に特定の厚さを有するＸ−Ｙ面内に概ね横たわるミルプレート（２０）を、Ｚ方向に通過する切断を行う切断工具（３０）と、
   支持されたミルプレート（２０）をＸ方向に搬送するように適合されたコンベア（２４）と、
   前記コンベア（２４）の第１の部分にあり、前記コンベア（２４）の一方の側部に配置され、支持されるミルプレート（２０）の一方の側部（５０）に沿ってＸ方向に可動であるため、前記支持されるミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸とＹ軸の位置をマップする測定デバイス（８０）と、
   前記コンベアの一方の側部に隣接しており、前記ミルプレート（２０）が前記Ｘ方向に搬送される際、位置決めガイド（９０）と整列する前記ミルプレート（２０）の一方の側部のＸ軸の位置において前記ミルプレートの一方の側部（５０）の前記マップされたＹ軸の位置をたどるようにＹ方向に調節される少なくとも２つの前記位置決めガイド（９０）と、
   前記ミルプレートの一方の側部（５０）反対側の側部（４８）にあり、前記ミルプレートの反対側の側部（４８）をＹ方向に押すことで、前記ミルプレートの一方の側部（５０）を前記位置決めガイド（９０）と係合した状態に維持するように適合されたクランプ（９４）とを備える、ミルプレート（２０）のための切断デバイス。
2. 前記位置決めガイド（９０）が、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能なローラ（９２）を含み、前記位置決めガイドローラ軸が、Ｙ方向に選択式に可動である、請求項１に記載の切断デバイス。
3. 前記コンベア（２４）上の前記ミルプレート（２０）の前記一方の側部（５０）に隣接する複数の固定式ガイドローラ（３４）をさらに備え、前記複数の固定式ガイドローラ（３４）が、Ｚ方向に配向された軸を中心に回転可能であり、前記軸がＸ−Ｚ面内にある、請求項１に記載の切断デバイス。
4. 前記コンベア（２４）が、Ｘ方向に前記ミルプレート（２０）の位置を制御するように適合されており、各々の位置決めガイド（９０）が、ローラ（９２）を含み、そのローラ（９２）を前記位置決めガイド（９０）に係合する前記ミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸の位置に対応する前記マップされたＹ軸の位置に位置決めするように選択式に調節可能である、請求項１に記載の切断デバイス。
5. ミルプレート（２０）が、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系のＺ方向に一定の厚さを有してＸ−Ｙ面内に実質的に横たわるように前記ミルプレート（２０）をコンベア（２４）上に配置し、
   概ねＸ方向に延在する前記ミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸とＹ軸の位置をマップし、
   Ｙ方向に移動するように支持された切断工具（３０）まで前記ミルプレート（２０）をＸ方向に搬送して前記切断工具（３０）が概ねＺ方向に切断し、
   前記ミルプレート（２０）をＸ方向に移動させ、前記切断工具（３０）をＹ方向およびＺ方向に移動させ、その一方で前記ミルプレート（２０）を選択式に切断し、
   前記移動するステップにおいて、前記ミルプレートの一方の側部（５０）を、前記ミルプレートの一方の側部（５０）に沿って概ねＸ方向に離間された位置決めガイド（９０）に対してＹ方向に付勢し、前記位置決めガイド（９０）が、前記位置決めガイド（９０）と整列する前記ミルプレートの一方の側部（５０）のＸ軸の位置におけるＹ軸の位置におけるマップ後の変動に従ってＹ方向に調節されることで、前記ミルプレート（２０）がＸ方向に移動する際、前記ミルプレート（２０）をねじる動作を阻止する、ミルプレート（２０）を切断する方法。
6. 前記ミルプレートの一方の側部（５０）の前記マップされたＸ軸とＹ軸の位置を記憶するステップと、各々の位置決めガイド（９０）を、前記ミルプレートの一方の側部（５０）のＹ軸の位置を前記位置決めガイド（９０）とＸ方向に整列した前記ミルプレート（２０）の対応するＸ軸の位置に適合させるように調節するステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記位置決めガイド（９０）が、前記切断工具（３０）のＸ方向に対向する側部上に位置決めされ、前記付勢するステップが、前記ミルプレートの一方の側部（５０）の反対側の前記ミルプレートの側部（４８）を前記位置決めガイド（９０）に向かって押すことによって達成される、請求項５に記載の方法。

Images