JP2018065214A - 薄板を重ねた板材の加工方法及び薄板を重ねた板材の加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数枚の加工板材を重ねて加工しても、正確な加工の出来る薄板を重ねた板材加工方法とその装置を提供する。
【解決手段】複数の板材の加工方法と装置は、台座２とＮＣ制御盤３と制御するＮＣ制御装置４と、定板５と、駆動ケース６と、足部７ａ，７ｂと、加工板材Ｗを固定するワーククランプ８，９と、より成り、二つの定規で加工板材Ｗを定板５の上に位置決めし,二つのワーククンプを加工板材Ｗに押さえ換えながら、刃物で加工板材Ｗの全周囲や内側を加工することを特徴とする板材の加工板材の加工方法及び装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パネルのような板材の加工装置とその加工方法、更に詳しくは、薄板を重ねた板材の加工板材を、定板を平らな台座の上に設置し、その押さえ補助板で挟んで重ねた多数の薄い板材Ｗを置いて、単独の押さえ具（ワーククランプ）で押さえて、周囲の直線や曲線或いは板材の内部に円形、長円、楕円等をエンドミルやキリ等で正確に加工できる薄板を重ねた板材の加工方法及び薄板を重ねた板材の加工装置に関する。

矩形の薄い板材の周囲加工装置の加工方法では、薄板を重ねた多数の板材を回転テーブルに固定してフライスカッタを用いて加工していた。

曲線のある周囲の加工ではエンドミル、ドリルの刃物を用いて定板に１枚ずつ吸着固定し加工していた。

従来は、矩形の薄板を重ねた板材の加工板材Ｗを直線では刃物で加工はできるが、曲線は加工できないという問題がある。また、曲線のある板材を加工するのは１枚ずつの加工であり、面倒で時間も掛かる、という問題がある。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、直線だけでなく、曲線でも、正確な加工の出来る、薄板を重ねた曲線のある板材の加工方法及び加工装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、薄板を重ねた板材加工方法が、台座２とＮＣ制御盤３と、該ＮＣ制御盤３を介して制御するＮＣ制御装置４と、前記台座２の上に設置した定板５と、駆動ケース６と、該駆動ケース６を台座２に支持す足部７（７ａ、７ｂ）と、薄板を重ねた加工板材Ｗ（単に加工板材Ｗとする事がある）の横から平坦の任意位置に位置決めする定規１１Ａ、１１Ｂと、一方を加工板材Ｗの上に置き、他方を下に置いて挟む押さえ補助板１０（１０ａ、１０ｂ）と、該加工板材Ｗを固定するワーククランプ８、９と、該加工板材Ｗを研削加工するための刃物を自動交換できる主軸スピンドル１３と、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物14（エンドミル、ドリル）と交換する多数の刃物14を交換可能に取り付けたマガジン２０と、より成り、前記ワーククランプの双方を交互に薄板を重ね加工板材Ｗの上で押さえて固定し、重ねた加工板材Ｗの全周囲を刃物で研削加工することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、薄板を重ねた板材加工方法が、ワーククランプ８、９の一方で薄板を重ねた加工板材Ｗを定板５に固定する押さえ補助板１０（１０ａ、１０ｂ）を加工物Ｗの一定の距離をおいて上に置き、薄板を重ねた加工板材Ｗを加工する側のワーククランプ８、９のうち、薄板を重ねた加工板材Ｗを加工する側のワーククランプ８を上に上げて置き、もう一方の側のワーククランプ９のみで加工板材Ｗを押さえた補助材１０ａの上側に押し付けて固定し、定規１１Ａ、１１Ｂは、薄板を重ねた加工板材Ｗの加工の障害とならない位置に後退させて、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物１４をマガジン２０の刃物１４と交換して加工することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、薄板を重ねた板材の加工方法が、
加工板材Ｗを定板５に載置し、ワーククランプ８、９を前記加工板材Ｗの一定の距離をおいて上に置き、薄板を重ねた加工材料Ｗを加工する側のうち、定規１１Ａ、１１Ｂで薄板を重ねた加工板材Ｗの加工の際に位置決めした後、加工板材Ｗを加工しない側のワーククランプ８を上に置き、加工する側のワーククランプ９のみで該加工板材Ｗを押さえ補助板１０ａに押し付けて固定し、定規１１Ａ、１１Ｂは、研削加工の際、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物１４の障害とならない位置に後退させ、刃物１４で加工することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、薄板を重ねた板材加工装置が、ワーククランプ８、９を上下させて薄板を重ねた加工板材Ｗを押さえたり、放したりする手段は、薄板を重ねた加工板材Ｗを定規１１Ａ、１１Ｂで定板５の任意位置にワーククランプにて固定した後、加工板材Ｗを置き換えることなく、また位置ずれすることなくクランプして１つの主軸スピンドル１３で全周囲を加工できることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、薄板を重ねた板材加工装置が、多数の刃物を取り付けたマガジン２０の何れかの刃物と主軸スピンドル１３の刃物とを交換する装置を備えたことにより、薄板を重ねた加工板材Ｗの全周囲及び該薄板を重ねた加工板材Ｗの内部にも円形や長円や楕円形その他の任意の形状の閉鎖空間を形成するため加工板材Ｗを置き換えることなく研削加工する事を特徴としている。

上記手段とすれば、必ず一つのワーククランプで板材を押さえて固定して加工板材Ｗの全周囲を研削加工することが出来る。また、加工板材Ｗの全周囲だけでなく、板材の内部に穴開け加工や長穴加工或いは楕円加工を誤差無く加工することが出来る。特に、本発明の際立った特徴は、薄板を重ねた加工板材Ｗの加工の際、常に加工板材Ｗを動かないようにして加工することが出来ることである。そのため、加工する板材に誤差が無く、設計通りの正確な加工が出来る。

図１は、本発明の薄板を重ねた板材の加工装置全体の構成を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、薄板を重ねた板材の加工装置に取り付けた主軸スピンの刃物と交換する多数の刃物を取り付けるマガジンの斜視図と、（Ｂ）は、板材の加工装置の主軸スピンドルと刃物１４の斜視図である。である。 図３の（Ａ）は、主として主軸スピンドルや定規１１Ａ、１１Ｂを移動させて加工板材Ｗを位置決めする構成を示す斜視図（Ａ）、であり、図３（Ｂ）は 図３の（Ａ）の空間部の断面の平面図で、多数の刃物を含めたマガジン２０と板材の加工装置の主軸スピンドルの関係を示す図である。 図４（Ａ）は、本発明の加工装置の主要部の斜視図であり、二つの定規（１１Ａ １１Ｂ）に薄板を重ねた加工板材Wを当接させ、加工位置を決めた状態の斜視図であり、図４（Ｂ）は加工装置の主軸スピンドル１３と多数の刃物を取り付けるマガジンの往復移動の関係を示す平面図である。 図５（Ａ）は、薄板を重ねた加工板材Ｗを定規１１Ａ、１１Ｂを一定の位置に位置決めして、一方のワーククランプで押さえて、前記定規（１１Ａ、１１Ｂを後退させた後の斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の斜視図の中間の断面途中の平面図である。 図６（Ａ）は、図６（Ａ）の左側のワーククランプ８を上に上げて右側のワーククランプ９で加工板材Ｗを押さえて固定した状態の正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ―Ｂ矢視の断面の平面図である。 図７（Ａ）は加工板材Ｗを押さえる左右ワーククランプを交代するため、左右のワーククランプを加工板材Ｗに押し付けた状態の加工板材Ｗの加工装置の斜視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の途中の断面の平面図である。 図８（Ａ）は、左右のワーククランプ８、９のうち、ワーククランプ８を加工板材Ｗの上に押し付け、ワーククランプ９を加工板材Ｗの上に上げた状態の加工板材Ｗの加工装置の主要部の斜視図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の途中の断面の平面図である。 図９（Ａ）は、左右のワーククランプを交代した後の板材の加工装置の正面図で、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面の平面図である。 図１０は本発明の加工装置の主要部を背後から見た斜視図である。 図１１は、本発明で使用する二つのワーククランプの変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
上記の図１は、板材加工装置全体の構成を示す斜視図である。本発明の板材の加工装置１は、大きく分けると、台座２とＮＣ制御盤３と、該ＮＣ制御盤３によって操作される駆動部等を制御する制御装置４であり、５は前記台座２に載せる定板であり、６は各種の駆動部を収納したケースであり、７はこの駆動ケース６を支持する左足部７ａと右足部７ｂである。また、８と９は二つのワーククランプで、左側（８）と右側（９）とがある。これらのワーククランプは、必要に応じていずれか薄板数枚を重ねた加工板材Ｗ（以下、単に加工板材とすることもある）を押さえるための押さえ具である。

前記定規１１Ａ、１１Ｂは、ＮＣ制御盤３
を介して駆動装置によって任意位置に位置決めするように前進・後退移動させ（図３（Ａ）、（Ｂ）や図４（Ａ）、（Ｂ）参照。）。これらの前後の移動は、精密に行われる。また、前記駆動ケース６の内部には、左、右のワーククランプ８、9をＮＣ制御盤３を介して駆動する駆動手段（例えば、ボールねじや油圧シリンダやエアシリンダ等）駆動装置が備えられている。

図２（Ａ）は、マガジン２０と主軸スピンドル１３と往復移動する関係を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、主軸スピンドル１３と刃物１４の詳細を示す斜視図である。
本発明の薄板を重ねた加工板材Ｗを研削加工する主軸スピンドル１３に交換して取り付けるエンドミルや精密なドリル等の刃物１４を交換可能に取り付け、刃物を多数設置したマガジン２０を台座２の近傍に置いた斜視図である。このマガジン２０には、数種類のエンドミルや精密なドリル（以下、刃物１４とすることもある）が取り付けてあり、研削加工する目的によって主軸スピンドル１３の刃物１４と交換する。そのため、このマガジン２０は、更に、前記主軸スピンドル１３を往復移動させて、前記マガジン２０の刃物１４と容易に交換できる。

図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、主として刃物１４を取り付けた主軸スピンドル１３や定規１１Ａ、１１Ｂを移動させる構成を示す斜視図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。上記するように、加工板材Ｗは上下に押さえ補助板１０ａ、１０ｂに挟まれて定板５の適正な位置に定規（１１Ａ、１１Ｂ）を任意の位置に位置決めし、ワーククランプ（８、９）の何れかで固定した後、定規１１Ａ、１１Ｂを後退させる。そして、刃物１４を設けた主軸スピンドル１３は、ＮＣ制御盤３とＮＣ制御装置４を利用して予定していた加工の線（一点鎖線や直線或いは、曲線に沿うように）加工される（図５（Ｂ）の一点鎖線や図６（Ｂ）参照。）。

図４（Ａ）は、本発明の加工装置の主要部の斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の中間部の断面の平面図である。この図において二つのワーククランプを上に置き、定規（１１Ａ、１１Ｂ）を前進させて加工板材Ｗを任意の位置で位置決めし、そして、ワーククランプの片側を加工板材Wの上で押さえて固定し、もう一方を加工板材Wの上部に置き、この状態で定規（１１Ａ、１１Ｂ）を後退させる。

図５（Ａ）と（Ｂ）に示すように、加工板材Ｗは前記定規１１Ａ、１１Ｂを前進し、後退させ、加工板材Ｗの上にワーククランプ８をあげ、ワーククランプ９で加工板材Ｗを押さえて、刃物１４を設けた主軸スピンドル１３を移動させる。このように、加工板材Ｗをワーククランプ８、９の何れかで押さえてから研削加工する。（図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）参照）。

図６（Ａ）は、本発明の薄板を重ねた板材の加工装置のワーククランプ８を上に上げ、ワーククランプ９で加工用板材Wの上に押し付けた状態の正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ矢視平面図である。これらの図のように、加工板材Ｗは、ワーククランプ９で所定位置に固定してから、ワーククランプ８を上に上げ、定規１１Ａ、１１Ｂを後退させ、図６（Ｂ）に示すように、加工板材Ｗの実線に示す部分の周囲（図６（Ｂ）の矢印の範囲）を研削加工する。

図７（Ａ）は、薄板を重ねた板材の加工装置の斜視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の中間の断面の平面図である。図７（Ａ）に示すように、加工板材Ｗの上にはワーククランプ８と９の両方で押さえてある。これは、ワーククランプ８と９を交代させるためである。即ち、ワーククランプ９で押さえた状態でワーククランプ８を該加工板材Ｗの補助板１０ａの上を同時に押さえた状態とする。

図８（Ａ）は、ワーククランプ８で加工板材Ｗを押さえて固定した状態の斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の中間の断面の平面図である。この場合、ワーククランプ８と９を交代させ、ワーククランプ８で加工板材Ｗを押さえて固定し、ワーククランプ８を加工板材Ｗの補助板１０ａを押さえた状態とする。次に、ワーククランプ９を上に上げ、ワーククランプ８で加工板材Ｗの補助板１０ａの上を押さえた状態とする。即ち、ワーククランプ８と９の加工板材Ｗの押さえの交代である。

次に加工板材Ｗの上方にワーククランプ９を上に上げ、加工板材Ｗをワーククランプ８で押さえた状態とする。こうして、８（Ｂ）に示すように加工板材Ｗの部分をワーククランプ８で加工板材Ｗを押さえ、未加工部分を実線で示すように刃物１４で研削加工する。

図９（Ａ）は本発明の薄板を重ねた板材の加工装置の加工板材Wの上にワーククランプ９を上げた状態の正面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。図９（Ａ）の２つのワーククランプ８、９の内、ワーククランプ８で加工板材Ｗを
動かさないように固定し、ワーククランプ９は加工板材Wを押えない状態とする。こうして、この加工板材Ｗの周囲の矢印の実線の部分を研削加工することが出来る。そして、図９（Ｂ）に示すように、加工板材Ｗの矢印の実線部分を加工することが出来る。こうすれば被加工板材Ｗが動くことなく加工板材Ｗの全周囲を研削加工することが出来る。この時、加工板材Ｗが動くことはない。

この図９（Ａ）に示すように、前記ワーククランプ８で薄板を重ねた板材の加工板材Wの上側の押さえ補助板１０ａに押さえ付けて固定して、図９（Ｂ）の加工板材Ｗの周囲を研削加工する。なお、加工板材Ｗの周囲だけでなく、内部に長円１５、円形１５、任意の形状等を穿設してもよい。

図１０は薄板を重ねた板材の加工装置の要部を背後から見た斜視図である。この図に示すように、主軸スピンドルは、図示しないマガジン２０（図２参照）との間を往復してマガジン２０のエンドミルや精密なドリル等の刃物１４と交換する（図２や図４（Ｂ）或いは図６（Ｂ）参照。）主軸スピンドル１３の位置を加工板材Ｗの板材加工装置、即ち、右端に移動させる。これらの図１０の状態で右ワーククランプ９を上側に上げて、左側のワーククランプ８だけでパネル等の加工板材Ｗを押さえても、また、その逆にしても、この加工板材Ｗが動くことは無い。それゆえパネル等の加工材Ｗの矢印の周囲を正確に研削加工することができる。

図１１は、上記した加工板材Ｗの押さえのワーククランプ部分の平面図であり、特にワーククランプの８や９の変形例である。これらの図１１の状態で左ワーククランプ８、９は、種々の組み合わせで製作する事が可能である。

この発明によれば、薄い板材を重ねての研削加工を正確に簡単に生産する事が出来るので、このような発明が普及しやすくなり、産業上の利用可能性も大きい。

１ 加工装置
２ 台座
３ ＮＣ制御盤
４ ＮＣ制御装置
５ 定板
６ 駆動ケース
７ａ 左足部
７ｂ 右足部
８ ワーククランプ
９ ワーククランプ
１０ａ 押さえ補助板
１０ｂ 押さえ補助板
１１Ａ 定規
１１Ｂ 定規
１２ａ 駆動バー
１２ｂ 駆動バー
１３ 主軸スピンドル
１４ 刃物
１５ 加工穴
１６ レール
１７ スライダ
２０ マガジン

Claims (5)

1. 台座２とＮＣ制御盤３と、該ＮＣ制御盤３を介して制御するＮＣ制御装置４と、前記台座２の上に設置した定板５と、駆動ケース６と、該駆動ケース６を台座２に支持す足部７（７ａ、７ｂ）と、薄板を重ねた加工板材Ｗ（単に加工板材Ｗとする事がある）の横から平坦の任意位置に位置決めする定規１１Ａ、１１Ｂと、一方を加工板材Ｗの上に置き、他方を下に置いて挟む押さえ補助板１０（１０ａ、１０ｂ）と、該加工板材Ｗを固定するワーククランプ８、９と、該加工板材Ｗを研削するための刃物自動交換できる主軸スピンドル１３と、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物１４（エンドミル、ドリル）と交換する多数の刃物を交換可能に取り付けたマガジン２０と、より成り、前記ワーククランプの双方を交互に薄板を重ね加工板材Ｗの上で押さえて固定し、重ねた加工板材Ｗの全周囲を刃物で研削加工することを特徴とする薄板を重ねた板材加工方法。
2. ワーククランプ８、９の一方で薄板を重ねた加工板材Ｗを定板５に固定する押さえ補助板１０（１０ａ、１０ｂ）を加工板材Ｗの一定の距離をおいて上に置き、薄板を重ねた加工板材Ｗを加工する側のワーククランプ８、９のうち、薄板を重ねた加工板材Ｗを加工する側のワーククランプ８を上に上げて置き、もう一方の側のワーククランプ９のみで加工板材Ｗを押さえた補助材１０ａの上側に押し付けて固定し、定規１１Ａ、１１Ｂは、薄板を重ねた加工板材Ｗの加工の障害とならない位置に後退させて、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物14をマガジン２０の刃物14と交換して加工することを特徴とする薄板を重ねた板材加工方法。
3. 加工板材Ｗを定板５に載置し、ワーククランプ８、９を前記加工板材Ｗの一定の距離をおいて上に置き、薄板を重ねた加工材料Ｗを加工する側のうち、定規１１Ａ、１１Ｂで薄板を重ねた加工板材Ｗの加工の際に位置決めした後、加工板材Ｗを加工しない側のワーククランプ８を上に置き、加工する側のワーククランプ９のみで該加工板材Ｗを押さえ補助板１０ａに押し付けて固定し、定規１１Ａ、１１Ｂは、研削加工の際、主軸スピンドル１３に取り付けた刃物１４の障害とならない位置に後退させ、刃物１４で加工することを特徴とする薄板を重ねた板材の加工方法。
4. ワーククランプ８、９を上下させて薄板を重ねた加工板材Ｗを押さえたり、放したりする手段は、薄板を重ねた加工板材Ｗを定規１１Ａ、１１Ｂで定板５の任意位置にワーククランプにて固定した後、加工板材Ｗを置き換えることなく、また位置ずれすることなくクランプして1つの主軸スピンドルで全周囲を加工できることを特徴とする薄板を重ねた板材加工装置。
5. 多数の刃物を取り付けたマガジン２０の何れかの刃物と主軸スピンドル１３の刃物とを交換する装置を備えたことにより、薄板を重ねた加工板材Ｗの全周囲及び該薄板を重ねた加工板材Ｗの内部にも円形や長円や楕円形その他の任意の形状の閉鎖空間を形成するため加工板材Ｗを置き換えることなく研削加工する事を特徴とする薄板を重ねた板材加工装置。
   
   
   
   
   

Images