JP2604815Y2 - ツール自動交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、一枚の平板あるいは
複数重ねた平板にドリル等により穿孔加工を施す全自動
穿孔機などにおいて、ツールを自動的に交換する装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガセットスプライスプレート等の平板に
孔を明けるドリリング専用の穿孔機には、種々のタイプ
のものがあるが、従来の穿孔機としては、固定テーブル
の中央にドリルの主軸ヘッドを配置し、ワークを把持す
るクランプ装置を固定テーブルに沿って本体左右方向に
往復動可能に設け、さらに主軸ヘッドの近傍にツール自
動交換装置を備えたものが知られている。加工に際して
は、固定テーブルの一端側にワークを搬入し、このワー
クをクランプ装置でクランプして主軸ヘッドの下方へ搬
送し、加工が終了すると固定テーブルの他端側に搬出し
ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の穿孔機において、ツール自動交換装置は加
工内容が変わるとドリルを単に交換するだけの装置であ
り、交換後のドリル長測定、ドリル長補正等を行うこと
ができない。ドリル長測定等は人手による面倒な作業で
あると共に、機械の停止によりラインが中断するため、
自動化が望まれている。

【０００４】この考案は、前述のような問題を解消すべ
くなされたもので、その目的は、ツール交換後、ツール
測定を自動的に行うことのできるツール自動交換装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この考案は、ツールとし
てのドリルによりワークとしての平板に無人で長時間連
続して穿孔加工を施すドリリング専用の全自動穿孔機に
適用され、ツールを多数格納する格納テーブルを有し、
ＮＣ制御装置のツール交換指令により主軸ヘッドに装着
されたツールを格納テーブルに格納し、格納テーブルに
格納されたツールを主軸ヘッドに装着するツール自動交
換装置において、前記ＮＣ制御装置に入力されているワ
ークの大きさ、又は、予め設定登録されたツール寿命設
定値と実際の加工累積長さとの対比、若しくは、予め設
定登録された前記主軸ヘッドのスピンドルモータの負荷
電流設定値と実際の負荷電流値との対比に基づき、ワー
クの大きさが変更された場合、又は、実際の加工累積長
さがツール寿命設定値を超えた場合、若しくは、スピン
ドルモータの実際の負荷電流値が負荷電流設定値を超え
た場合に、前記ＮＣ制御装置からツール交換指令を出力
するとともに、前記格納テーブルと加工領域との間に、
自動測定スペースを設け、この自動測定スペースに、主
軸ヘッドに装着されたツールの先端に当接し得る昇降可
能な測定子と、この測定子の移動距離を検出する検出器
とを設ける。

【０００６】

【作用】以上のような構成において、ワークの大きさが
変更され、またはツールが工具寿命に達し、もしくはト
ラブルにより負荷電流値が設定値を超えると、ＮＣ制御
装置からツール交換指令が出力され、主軸ヘッドが格納
テーブルまで移動し、使用済ツールが格納テーブルに格
納され、格納テーブルの次加工ツールが主軸ヘッドに装
着され、ツール交換が自動的になされる。ツール交換
後、主軸ヘッドは自動測定スペース上に位置し、測定子
が上昇してツールの先端に当接し、検出器の検出信号に
基づいてツール長が算出され、ツール測定が自動的にな
される。

【０００７】

【実施例】以下、この考案を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。これは、ガセットスプライスプレー
ト等の矩形平板を一枚あるいは複数枚積み重ねて穿孔加
工を施す全自動穿孔機に適用した例である。図１、図２
はこの考案に係るツール自動交換装置を示す側面図、平
面図、図３、図４は搬入側ワークストッカーと搬入用フ
ィーダを示す正面図、側面図、図５、図６はワーク位置
決め装置を示す平面図、正面図、図７、図８は自動クラ
ンプ装置とワーク固定装置を示す断面図、平面図、図９
は自動クランプ装置のシフト機構を示す断面図、図８は
そのシフト状態を示す概略図、図１１、図１２はワーク
分離装置を示す平面図、正面図、図１３、図１４は平板
用全自動穿孔機全体を示す平面図、正面図である。

【０００８】図１３、図１４に示すように、平板用自動
穿孔機は、大別して穿孔機本体１と、搬入側ワークスト
ッカー２と、搬入用フィーダ３と、搬出用フィーダ４
と、搬出側ワークストッカー５から構成され、穿孔機本
体１には、ワーク位置決め装置６、自動クランプ装置
７、ワーク固定装置８、ツール自動交換装置９、ツール
自動測定装置１０、ワーク分離装置１１、ＮＣ制御装置
１８などが設置されている。

【０００９】穿孔機本体１は、本体の左右方向（Ｘ軸方
向）に延在し、ロール状の支持棒１２ａがＸ軸方向に間
隔をおいて多数配設された固定テーブル１２と、この固
定テーブル１２のＸ軸方向中央部に配置され、ドリルＤ
が装着される主軸を有する主軸ヘッド１３を備えてい
る。固定テーブル１２の上面は、主軸ヘッド１３の下方
が加工領域Ａとされ、この加工領域Ａの右側がワーク搬
入待機領域Ｂ、左側がワーク搬出待機領域Ｃとされてい
る。

【００１０】主軸ヘッド１３は、主軸を回転駆動するス
ピンドルモータを有し、ヘッド基体１４に本体上下方向
（Ｚ軸方向）に移動可能に取り付けられている。ヘッド
基体１４は、固定テーブル１２を跨ぐ門型のコラム１５
の上部水平梁に本体前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能に
取り付けられている。また、自動クランプ装置７は、そ
のテレスコピックカバー１６内に収納されている駆動機
構により固定テーブル１２の側部をＸ軸方向に往復動可
能とされている。

【００１１】従って、加工領域Ａにおいて主軸ヘッド１
３をＹ軸方向に、ワークＷを自動クランプ装置７により
Ｘ軸方向に移動させることにより、ワークに対するドリ
ル加工位置を変えることができる。さらに、自動クラン
プ装置７によりワークＷをワーク搬入待機領域Ｂから加
工領域Ａへ、加工領域Ａからワーク搬出待機領域Ｃへ搬
送することができる。なお、これらＸ・Ｙ・Ｚ軸方向の
移動は、汎用のリニアガイドとＡＣサーボモータ・ボー
ルねじ軸とにより行われる。

【００１２】搬入側ワークストッカー２は、穿孔機本体
の搬入側にＹ軸と平行に設置され、ワークＷを多数積み
重ねた山を複数収納し、後述する搬入用フィーダ３の吸
着部下方へワークの山を順次供給する装置であり、ワー
クＷが積載される１軸移動制御のパレット２０と、Ｙ軸
に平行な一対のガイドレール２１・パレット下面のスラ
イダ２２からなるリニアガイドと、パレット２０を駆動
する油圧シリンダ２３を備えている。この油圧シリンダ
２３はガイドレール２１間に配設され、そのピストンロ
ッド先端がパレット下面に接続される。

【００１３】また、この実施例では、パレット２０上に
原点用の垂直棒材２４がＹ軸方向に等ピッチで６本突設
され、ワークのステーションが６箇所形成される。最大
寸法ワークＷ₁ の場合は、２ステーションを使用して３
山、最小寸法ワークＷ₂ の場合は、各ステーションを使
用して６山積載できるようにされている。大きいワーク
Ｗ₁ は一つおきの垂直部材２４に、小さいワークＷ₂ は
各垂直棒材２４に、その角部を当てて位置決めする。さ
らに、原点用の垂直部材２４と同じ位置には、支え棒材
２５が複数配設されてワークの山の崩れを防止する。な
お、この支え棒材２５は、一対の載置部材２６間に着脱
自在に取り付けられ、必要の無い部分を取り外せるよう
になっている。

【００１４】このような搬入側ワークストッカー２にお
いて、パレット２０の移動制御は、ＮＣ制御装置１８に
入力されているワークＷの大きさに基づいてなされる。
まず、搬入用フィーダ３の後述する吸着位置制御のため
パレット２０を位置調整移動させ、次いで最初の１山が
取り出されると、パレット２０をワークに対応した所定
ストロークだけ移動させ、搬入用フィーダ３の吸着部下
方に次の山を位置させる。この移動ストロークは、大き
いワークＷ₁ では原点用の垂直部材２４の２ピッチ分、
小さいワークＷ₂ では１ピッチ分となる。

【００１５】搬入用フィーダ３は、図３、図４に示すよ
うに、パレット２０上からワークＷを一枚づつ吸着して
取り出し、固定テーブル１０上のワーク搬入待機領域Ｂ
に搬入する装置であり、Ｘ軸方向に往復動するフィーダ
本体３０と、このフィーダ本体３０のフィーダ突出部３
１にＺ軸方向に上下動可能に取り付けられ、下部に電動
マグネット３２を複数備えたマグネット本体３３から構
成される。

【００１６】フィーダ本体３０は、穿孔機本体１の後部
立上がり部分１ａに取り付けられたガイド装置３４の上
下一対のＸ軸に平行なガイドレール３４ａと、フィーダ
本体３０に取り付けられたスライダ３４ｂからなるリニ
アガイドにより案内支持され、このガイド装置３４の上
部に配置され、ＡＣサーボモータ３５（図１３、図１４
参照）により回転駆動されるＸ軸に平行なボールねじ軸
３６により移動する。

【００１７】マグネット本体３３は、上方に向かって充
分な長さで突出するガイド棒材３３Ａを有し、ガイドレ
ール３３ａとスライダ３３ｂからなるリニアガイドによ
りガイド棒材３３Ａがフィーダ突出部３１に取り付けら
れ、これによりマグネット本体３３がフィーダ突出部３
１に対して上下動自在とされる。駆動装置はリニアエン
コーダ付きの油圧シリンダ３７であり、下部をフィーダ
突出部３１に固定し、ピストンロッド先端をマグネット
本体３３の上部に連結する。リニアエンコーダは、ピス
トンあるいはピストンロッドに設けられた検出ヘッド
と、磁気式あるいは光学式等のスケールからなる汎用の
ものが使用される。

【００１８】また、マグネット本体は、大きいワーク用
のマグネット本体３３ー１と、小さいワーク用のマグネ
ット本体３３ー２に分離されており、それぞれがガイド
棒材３３Ａ等を有し、油圧シリンダ３７−１、３７−２
により個別に上下動可能とされている。マグネット本体
３３−１は、幅広で電動マグネット３２が２列で配設さ
れ、マグネット本体３３−２は１列とされている。

【００１９】なお、Ｘ軸方向に往復動するフィーダ本体
３０には、穿孔機本体１側からの電力・通信ケーブル、
油圧ケーブル等がケーブルベヤ３８（図１３参照）によ
り供給され、フィーダ突出部３１側から上下動するマグ
ネット本体３３−１、３３−２には、ボックス３１ａ、
ケーブルベヤ３９（図３参照）により電力・通信ケーブ
ル等が接続される。

【００２０】また、搬入用フィーダ３のフィーダ突出部
３１は、フィーダ本体３０に固定され、マグネット本体
３３をＹ軸方向にシフト調整することができないが、後
述する搬出用フィーダ４と同様に、Ｙ軸方向に移動可能
にフィーダ本体３０に取り付けられるフィーダ可動体３
１’としてもよい（図３(b) 参照）。この場合、フィー
ダ可動体３１’は、フィーダ本体３０の前面に設けられ
た上下一対のＹ軸に平行なガイドレール９０と、フィー
ダ可動体３１’に取り付けられたスライダ９１とにより
案内支持され、油圧シリンダ（図示せず）により移動す
る。

【００２１】このような搬入用フィーダ３において、Ｎ
Ｃ制御装置１８に入力されているワークの大きさ（長さ
・幅・厚さ）、重ね板枚数に基づいて、マグネットの吸
着位置制御・下降制御がなされる。まず、ワークの大き
さに応じて二つのマグネット本体３３−１、３３−２の
一方を選択した後、マグネット本体３３の吸着中心がパ
レット上のワークＷの重心と一致するように、フィーダ
本体３０をＸ軸方向に、パレット２０をＹ軸方向に移動
させて（フィーダ可動体３１’を採用した場合は、この
フィーダ可動体３１’を移動させる）マグネット本体３
３をワークＷに対して平面内で位置決めする。なお、マ
グネット本体３３の吸着中心と垂直部材（原点）２４と
の位置関係は既知であり、ワーク寸法から重心位置を演
算すれば、移動距離が求まる。

【００２２】次いで、吸着位置制御が終了すると、マグ
ネット本体３３を下降させて最初（最上段）のワークを
取りに行くが、ワークの山の高さは山毎に異なり未知な
ので低速で下降させる。マグネット本体３３の下面に取
り付けた近接スイッチ、リミットスイッチ等によりワー
クを検出して下降を停止させる。この際、リニアエンコ
ーダにより最上段のワークまでの距離を検出し、二番目
のワークからは、前記検出距離と入力されている板厚と
の和を演算して下降距離を得、この算出下降距離と現在
の下降距離を比較しつつ、高速で下降させた後、手前で
減速させてワークを吸着するようにする。ワークの山毎
にこれを繰り返してワークの取り出しを行う。

【００２３】なお、ワーク搬入待機領域Ｂにおいては、
マグネット本体３３を上限位置から下降させてワークを
積み込むが、上限位置から固定テーブル１２上面までの
距離は既知であるため、一枚目のワークは前記設定距離
を用いて下降制御し、二枚目以降は前記距離に板厚・枚
数分を減じて下降制御する。また、ワークが所定の重ね
板枚数積み込まれると、次の工程が終了してワーク搬入
待機領域Ｂが空くまで休止することになる。

【００２４】ワーク位置決め装置６は、図５、図６に示
すように、ワーク搬入待機領域Ｂに設置され、搬入用フ
ィーダ３により所定の枚数が搬入されるとＮＣ制御装置
１８からの指令によりワークの位置を揃える装置であ
り、原点ブロック４０と、Ｘ軸方向のプッシャー４１
と、Ｙ軸方向のプッシャー４２からなる。原点ブロック
４０は、固定テーブル１２の支持棒１２ａ間をシリンダ
により出没可能とされ、突出させてワークの大きさにか
かわらず位置決めの基準とする。また、ワークＷを加工
領域Ａに搬入する際には、固定テーブル１２内に埋没さ
せる。

【００２５】Ｘ軸方向のプッシャー４１は、穿孔機本体
１の後部立上がり部分１ａに取り付けたガイドレール４
３ａと、プッシャー４１に取り付けたスライダ４３ｂか
らなるリニアガイドによりＸ軸方向に移動自在とし、油
圧シリンダ４４により移動させ、ワークＷを原点ブロッ
ク４０と共に挟持してＸ軸方向端部を揃える。Ｙ軸方向
のプッシャー４２は、固定テーブル１２の前部に設置
し、ガイド棒材４２Ａの下部をガイドレール４６ａ・ス
ライダ４６ｂでＹ軸方向に案内支持し、油圧シリンダ４
５で移動させ、ワークＷを後述する自動クランプ装置７
の油圧クランパー５０と共に挟持してＹ軸方向端部を揃
える。

【００２６】自動クランプ装置７は、複数の油圧クラン
パー５０でワークＷの側部を把持して加工移動あるいは
搬送し、さらにワークＷの大きさが異なっても自動的に
クランプ位置を調整できるようにした装置である。図４
に示すように、複数の油圧クランパー５０はそれぞれ可
動板５１に取り付けられ、この可動板５１が、ガイドレ
ール５２・スライダ５３からなるリニアガイドによりＸ
軸方向に移動自在に案内支持され、図示しないＡＣサー
ボモータで回転駆動されるボールねじ軸５４によりＸ軸
方向に移動する。

【００２７】また、図７、図８に示すように、油圧クラ
ンパー５０は、油圧シリンダ５５により上下動する可動
部材５６に可動爪５７を、シリンダ側に固定爪５８を取
り付け、可動爪５７と固定爪５８で一枚のワークあるい
は積層した複数枚のワークを把持する。なお、油圧クラ
ンパー５０自体は、ガイドレール５９ａ・スライダ５９
ｂを介して上下動可能に可動板５１に取り付け、油圧ク
ランパー５０自体を油圧シリンダ６０で上昇させること
により、ワークＷを固定テーブル１２から若干浮かせて
搬送できるようにされている。

【００２８】さらに、各油圧クランパー（この実施例で
は４つ）５０それぞれもワークの大きさに応じて相互に
シフトし、自動的に位置調整できるようにされている。
即ち、図９に示すように、第１クランパー５０−１の第
１可動板５１−１のみをボールねじ軸５４に螺着し、他
のクランパーの可動板５１−２〜５１−４は螺着せずに
第１可動板５１−１に対して２つの油圧シリンダ６１、
６２により移動可能とする。

【００２９】第１シリンダ６１は、そのシリンダ前部を
第１可動板５１−１に固定し、そのピストンロッド先端
を第２可動板５１−２にピンを介して連結する。さら
に、第３可動板５１−３と第４可動板５１−４を一体化
し、第４可動板５１−４に固定した第２シリンダ６２の
ピストンロッド先端を第２可動板５１−２にピンを介し
て連結する。従って、各可動板５１はシリンダ６１、６
２により一体化してボールねじ軸５４により全体移動
し、シリンダ６１、６２によりシフトして位置調整され
る。

【００３０】図１０(i) は第１・第２シリンダ６１、６
２を収縮した状態であり、この状態から第２シリンダ６
２を伸長させると図１０(ii)の状態となり、この状態か
ら第１シリンダ６１を伸長させると図１０(iii) の状態
となり、ワークの大きさに応じて３通りのクランプ間隔
が得られる。

【００３１】このような自動クランプ装置７において、
ＮＣ制御装置１８に入力されているワークの大きさ（長
さ）に基づいて第１・第２シリンダ６１、６２が選択的
に駆動制御され、ワークの大きさに対応した適正なクラ
ンプ位置が自動的に得られる。また、ワーク位置決め装
置６による位置決めが終了すると、油圧クランパー７０
が作動し、次いで搬送のためボールねじ軸５４のサーボ
モータが駆動される。

【００３２】ワーク固定装置８は、加工領域Ａに設置さ
れ、加工時にワークＷを自動クランプ装置７と共に挟持
して固定する装置であり、図７、図８に示すように、自
動クランプ装置７の油圧クランパー５０と同様の構造の
油圧クランパー７０と、支持棒１２ａ間に配置され、油
圧クランパー７０をＹ軸方向に進退自在に案内する一対
のガイドレール７１と、固定テーブル１２の前面に固定
され、油圧クランパー７０を進退移動させるシリンダ７
２からなる。なお、油圧クランパー７０はドリルＤの位
置でワークの側部を把持するように配置されている。

【００３３】ツール自動交換装置９は、穿孔機本体１の
後部立上がり部分１ａの後方中央に配置され、図１、図
２に示すように、ドリルを複数収納し、割り出し回転す
る格納テーブル８０からなる。この格納テーブル８０
は、回転中心が主軸ヘッド１３のドリル位置と一致する
ように配置され、ハイスドリル、コーティングドリル等
のドリルＤが、格納テーブル８０の収納切欠８０ａ内に
一対のばね８１に挟持されて着脱自在に格納される。

【００３４】ＮＣ制御装置１８からのドリル交換指令に
より、主軸ヘッド１３がＹ軸方向に移動し、使用済のド
リルＤが収納切欠８０ａ内に格納され、次いで格納テー
ブル８０が回転して次加工用のドリルＤが割り出され、
主軸に装着される。なお、ドリルの主軸ヘッド１３の主
軸への取り付けは、通常のプルスタッド方式とされてい
る。

【００３５】ツール自動測定装置１０は、ツール自動交
換装置９の主軸ヘッド側に配置され、交換されたドリル
Ｄの長さを自動測定する装置であり、テーブル８５内か
らエアシリンダ等で突出し、ドリルＤの先端中心に当接
する測定子８６と、この測定子８６の移動距離を精密に
検出する磁気式等のリニアエンコーダからなる。測定さ
れたドリル長は、ＮＣ制御装置１８に入力され、加工送
り距離等の加工データが自動補正される。また、所定ド
リル長より短ければ、次のドリルと交換する。

【００３６】また、このようなツール自動交換装置９に
おいて、ＮＣ制御装置１８により工具寿命を監視する。
即ち、ＮＣ制御装置１８には、ハイスドリル、コーティ
ングドリル等の工具寿命（加工累積長さ）、例えばハイ
スドリルで７ｍ・コーティングドリルで１２ｍが登録さ
れており、この工具寿命設定値と実際の加工累積長さを
比較する。また、突発的なトラブルによる工具破損を事
前に防止すべく、主軸用スピンドルモータの負荷電流値
を監視し、予め求めて登録しておいた負荷電流値（ドリ
ル径により異なる）と比較する。加工累積長さまたは負
荷電流値のいずれかが設定値を越えると、ツール交換が
自動的になされる。

【００３７】搬出用フィーダ４および搬出側ワークスト
ッカー５は、搬入用フィーダ３および搬入側ワークスト
ッカー２と同様の構造であり、搬出の動作は搬入と逆
に、ワーク搬出待機領域Ｃの加工済のワークを一枚ずつ
吸着し、パレット２０上に移載する。但し、ワーク搬出
待機領域Ｃにおけるワークはパレット上のワークのよう
にＹ軸方向に移動できないため、搬出用フィーダ４のフ
ィーダ本体３０には、Ｙ軸方向に移動するフィーダ可動
体３１’（図３(b) 参照）を設け、ワークの大きさに応
じてマグネットの吸着位置制御ができるようにされてい
る。

【００３８】このような搬出用フィーダ４においては、
ワークの大きさに応じて二つのマグネット本体３３−
１、３３−２の一方を選択した後、マグネット本体３３
の吸着中心がワーク搬出待機領域Ｃ上のワークＷの重心
と一致するように、フィーダ本体３０をＸ軸方向に、フ
ィーダ可動体３１’をＹ軸方向に移動させてマグネット
本体３３をワークＷに対して平面内で位置決めする。

【００３９】次いで、吸着位置制御が終了すると、マグ
ネット本体３３を下降させて最初（最上段）のワークを
取りに行く。この下降距離は、マグネット本体３３の上
限位置と固定テーブル１２上面までの距離と板厚・枚数
により既知であり、最初から高速で下降させることがで
きる。

【００４０】搬出側ワークストッカー５ではワークＷの
大きさに応じてパレット２０が移動し、マグネット本体
３３の下方にステーションが位置するようにされてい
る。パレット２０への積み降ろしも、マグネット本体３
３の上限位置とパレット２０上面までの距離が既知であ
るため、最初から高速で下降させることができる。

【００４１】ワーク分離装置１１は、図１１、図１２に
示すように、ワーク搬出待機領域Ｃに設置され、穴加工
後のバリを切除し、かつ切削液を排除し、ワークを一枚
ずつ分離してワークの吸着ミスを防止する装置である。
即ち、加工領域Ａから搬入され、積み重ねられたワーク
Ｗは、穴加工によって生じた板間の加工バリと、切削液
により密着した状態となっており、これを搬出用フィー
ダ４で吸着搬出すると、ワークが複数枚取り出され、ワ
ークが搬送途中で落下する等の事故が発生する。

【００４２】このようなワーク分離装置１１は、分離用
原点ブロック１００と、分離用プッシャー１０１から構
成されている。分離用原点ブロック１００は、ワークの
大きさにかかわらず位置決めの基準となる部材であり、
固定テーブル１２の支持棒１２ａ間をシリンダにより出
没可能とされ、ワークＷが当接する搬出側の面に上下方
向に傾斜する勾配面１００ａが形成されている。さら
に、上部には、Ｙ軸方向に間隔をおいて複数配置された
ノズル１０２ａを有するエア噴射装置１０２が設けら
れ、ワークとワークの隙間にエアを吹き込めるようにさ
れている。

【００４３】分離用プッシャー１０１は、リニアガイド
１０３と油圧シリンダ１０４によりＸ軸方向に移動可能
とされ、ワークＷが当接する搬入側の面に勾配面１００
ａと平行な勾配面１０１ａが形成されている。リニアガ
イドのガイドレール１０３ａと油圧シリンダ１０４は固
定テーブル１２の前部に配置され、リニアガイドのスラ
イダ１０３ｂが分離用プッシャー１０１の片側端部に取
り付けられ、分離用プッシャー１０１が片持ち状態で固
定テーブル１２上を移動できるようにされている。

【００４４】ワーク搬出待機領域Ｃに加工後のワークＷ
が所定枚数積載されると、ＮＣ制御装置１８からの指令
により、分離用原点ブロック１００が上昇した後、分離
用プッシャー１０１が移動してワークを押圧する。ワー
クは、勾配面１００ａと１０１ａにより一枚ずつずれて
加工バリが切除される。次いで、分離用原点ブロック１
００が下降し、この際ノズル１０２ａからのエアがワー
クとワークの隙間に吹き込まれ、切削液が排除され、上
から順にワークが分離される。以上の操作により、搬出
用フィーダ４による搬出時に吸着ミスが防止される。

【００４５】ＮＣ制御装置１８は、グラフィック画像入
力・Ｇコード入力で、格納されたプログラムにより前記
各装置を制御し、監視・補正しながら加工を行う装置で
あり、次のように自動連続運転が行われる。

【００４６】＜ワークの搬入＞ (1) 図示しないコンベヤにより搬送されてきたワークを
搬入ロボット等、あるいは人手によりパレット２０上に
移載する。 (2) ＮＣ制御装置１８にワークの長さ・幅・厚さ、重ね
枚数、ドリル径を入力し、各装置を起動させる。

【００４７】(3) ワークの大きさに応じてマグネット本
体３３が選択され、さらにフィーダ本体３０がＸ軸方向
に、パレット２０がＹ軸方向にシフトし、吸着中心とワ
ーク重心位置が一致する。 (4) マグネット本体３３が油圧シリンダ３７により低速
で下降し、励磁した電動マグネット３２により最初の１
山における最上段のワークが一枚吸着される。この際、
最上段のワークまでの距離が検出される。

【００４８】(5) マグネット本体３３が上昇し、上限位
置で停止させた後、フィーダ本体３０が主軸ヘッド側へ
移動する。 (6) ワーク搬入待機領域Ｂに達すると、マグネット本体
３３を下降させ、電動マグネット３２を解磁してワーク
を固定テーブル１２上に移載する。 (7) 以上のワーク取り出し・搬入を繰り返す。１回目の
ワークの検出距離と板厚から次のマグネット本体３３の
取り出し下降距離が分かり、２回目以降は高速で取り出
し下降する。これによりワークの取り出し・搬入が迅速
になされる。

【００４９】(8) ワーク搬入待機領域Ｂに所定のワーク
枚数が搬入されると、自動クランプ装置７の油圧クラン
パー５０とＹ軸方向のプッシャー４２でＹ軸方向端部が
揃えられ、次いで上昇した原点ブロック４０と、Ｘ軸方
向のプッシャー４１とでＸ軸方向端部が揃えられる。 (9) 油圧クランパー５０は、ワークの大きさに応じて自
動的に移動して位置調整されており、この油圧クランパ
ー５０によりワークの側部が把持され、原点ブロック４
０、プッシャー４１、４２が退避した後、ワークが加工
領域Ａに搬送される。

【００５０】＜ワークの加工＞ (1) 加工領域Ａにワークが搬入されると、ワーク固定装
置８の油圧クランパー７０が移動し、ワークの側部を把
持する。 (2) ワークが自動クランプ装置７の油圧クランパー５０
と、ワーク固定装置８の油圧クランパー７０により固定
された状態で、入力ドリル径により選択されたドリルＤ
により穿孔がなされる。このドリルＤは、ツール自動測
定装置１０でドリル長が測定されており、この測定値に
基づいて補正された加工データで確実に加工が行われ
る。

【００５１】(3) ワーク固定装置８が解除されて自動ク
ランプ装置７によりワークがＸ軸方向に移動し、かつ主
軸ヘッド１３がＹ軸方向に移動することにより、次の加
工位置が割り出される。これにより、複数の穿孔加工が
施される。 (4) このワークの加工中に、次のワークが前述と同様の
工程でワーク搬入待機領域Ｂに搬入される。

【００５２】＜ワークの搬出＞ (1) 加工が終了したワークは、自動クランプ装置７によ
りワーク搬出待機位置Ｃに搬出される。 (2) 自動クランプ装置７は油圧クランパー５０を解除し
てワーク搬入待機領域Ａに戻る。既に搬入されているワ
ークは、位置決めを行った後、これをクランプして加工
領域Ａに搬送する。

【００５３】(3) ワーク搬出待機領域Ｃのワークは、搬
出用フィーダ４により一枚づつ搬出側ワークストッカー
５のパレット２０上に搬出される。搬出用フィーダ４の
マグネット本体３３は、ワークの大きさに応じて大小が
選択され、フィーダ本体３０をＸ軸方向に、フィーダ可
動体３１’をＹ軸方向に移動させることにより、ワーク
の大きさに応じた吸着位置制御がなされ、固定テーブル
１２上のワークＷを吸着する。マグネット本体３３をパ
レット２０上で下降させる際には、加工距離が分かって
いるため、高速で積み降ろしがなされる。

【００５４】(4) ワーク搬出待機領域Ｃに積み重ねられ
たワークは、ワーク分離装置１１により一枚ずつ完全に
分離されており、搬出用フィーダ４により一枚ずつ取り
出すことができ、ワーク落下等の事故を防止することが
できる。 (5) パレット２０上のワークは、搬出ロボット等、ある
いは人手を介して搬出コンベヤへ移載されて搬出され
る。

【００５５】以上のような工程が自動的に繰り返され
て、ワークが無人で長時間連続して加工される。ワーク
の大きさが変更され、またはツールが工具寿命に達し、
もしくはトラブルにより負荷電流値が設定値を超える
と、ＮＣ制御装置１８からドリル交換指令が出力され、
主軸ヘッド１３が格納テーブル８０まで移動してドリル
交換が自動的になされる。ドリル交換後、主軸ヘッド１
３はツール自動測定装置１０上に移動し、測定子８６が
上昇してドリル先端に当接し、ドリル長が自動的に測定
される。

【００５６】

【考案の効果】この考案は、ツールとしてのドリルによ
りワークとしての平板に無人で長時間連続して穿孔加工
を施すドリリング専用の全自動穿孔機に適用され、ツー
ルを多数格納する格納テーブルを有し、ＮＣ制御装置の
ツール交換指令により主軸ヘッドに装着されたツールを
格納テーブルに格納し、格納テーブルに格納されたツー
ルを主軸ヘッドに装着するツール自動交換装置におい
て、 前記ＮＣ制御装置に入力されているワークの大き
さ、又は、予め設定登録されたツール寿命設定値と実際
の加工累積長さとの対比、若しくは、予め設定登録され
た前記主軸ヘッドのスピンドルモータの負荷電流設定値
と実際の負荷電流値との対比に基づき、ワークの大きさ
が変更された場合、又は、実際の加工累積長さがツール
寿命設定値を超えた場合、若しくは、スピンドルモータ
の実際の負荷電流値が負荷電流設定値を超えた場合に、
前記ＮＣ制御装置からツール交換指令を出力するととも
に、前記格納テーブルと加工領域との間に、自動測定ス
ペースを設け、この自動測定スペースに、主軸ヘッドに
装着されたツールの先端に当接し得る昇降可能な測定子
と、この測定子の移動距離を検出する検出器とを設ける
ようにしたため、上記の決められた条件でツールの自動
交換が行われ、突発的なトラブルによるツール破損等を
事前に防止できるとともに、交換後のツールを自動測定
することができ、従来のような人手による測定作業を無
くし、省力化と量産化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のツール自動交換装置を示す側面図で
ある。

【図２】図１の平面図である。

【図３】(a) は、搬入側ワークストッカーと搬入用フィ
ーダを示す正面図、(b) はフィーダ本体に可動部分を設
けた例を示す正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】ワーク位置決め装置を示す平面図である。

【図６】ワーク位置決め装置を示す正面図である。

【図７】自動クランプ装置とワーク固定装置を示す断面
図である。

【図８】自動クランプ装置とワーク固定装置を示す平面
図である。

【図９】自動クランプ装置のシフト機構を示す断面図で
ある。

【図１０】図９のシフト状態を示す概略図である。

【図１１】ワーク分離装置を示す平面図である。

【図１２】ワーク分離装置を示す正面図である。

【図１３】平板用全自動穿孔機全体を示す平面図であ
る。

【図１４】図１３の平板用全自動穿孔機全体を示す正面
図である。

【符号の説明】

Ａ 加工領域 Ｂ ワーク搬入待機領域 Ｃ ワーク搬出待機領域 Ｗ ワーク Ｄ ドリル １ 穿孔機本体 ２ 搬入側ワークストッカー ３ 搬入用フィーダ ４ 搬出用フィーダ ５ 搬出側ワークストッカー ６ ワーク位置決め装置 ７ 自動クランプ装置 ８ ワーク固定装置 ９ ツール自動交換装置 １０ ツール自動測定装置 １１ ワーク分離装置 １２ 固定テーブル １３ 主軸ヘッド １８ ＮＣ制御装置 ８０ 格納テーブル ８０ａ 収納切欠 ８１ ばね ８５ テーブル ８６ 測定子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−16353（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−60954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−5281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−142053（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−294149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−34639（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−78247（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−21507（ＪＰ，Ｕ) 特公 平２−48388（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭51−12792（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 17/09,49/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ツールとしてのドリルによりワークとし
   ての平板に無人で長時間連続して穿孔加工を施すドリリ
   ング専用の全自動穿孔機に適用され、ツールを多数格納
   する格納テーブルを有し、ＮＣ制御装置のツール交換指
   令により主軸ヘッドに装着されたツールを格納テーブル
   に格納し、格納テーブルに格納されたツールを主軸ヘッ
   ドに装着するツール自動交換装置において、 前記ＮＣ制御装置に入力されているワークの大きさ、又
   は、予め設定登録されたツール寿命設定値と実際の加工
   累積長さとの対比、若しくは、予め設定登録された前記
   主軸ヘッドのスピンドルモータの負荷電流設定値と実際
   の負荷電流値との対比に基づき、 ワークの大きさが変更された場合、又は、実際の加工累
   積長さがツール寿命設定値を超えた場合、若しくは、ス
   ピンドルモータの実際の負荷電流値が負荷電流設定値を
   超えた場合に、前記ＮＣ制御装置からツール交換指令を
   出力するとともに、 前記格納テーブルと加工領域との間に、自動測定スペー
   スを設け、この自動測定スペースに、主軸ヘッドに装着
   されたツールの先端に当接し得る昇降可能な測定子と、
   この測定子の移動距離を検出する検出器とを設けたこと
   を特徴とするツール自動交換装置。