JP2767002B2 - 両面機械加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワークの両面を能率的に機械加工できる両
面機械加工装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来より、ワークの両面に切削加工を施す両面機械加
工装置は種々提案されているが、ワークの両面を切削加
工する加工装置として、本願出願人は先の出願（実願平
１−149951号）において、側面視Ｃ形のＣ型フレームの
ベース上にワークを載置し、Ｃ型フレームの上部フレー
ムに設けたクランプ装置でワークをベースに押圧固定
し、Ｃ型フレームの左右両側に相対向状に１対の横型切
削加工機を設け、Ｃ型フレームにワークを固定した状態
でＣ型フレームを移動させながら１対の切削加工機でワ
ークの両面を同時に切削加工する両面同時フライス加工
装置を提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記両面同時フライス加工装置においては、ワークの
着脱の必要から前面開放のＣ型フレームにワークを支持
固定することになるが、ワークの上下方向寸法が制約さ
れること、ワークの着脱の作業性が良くないこと、ワー
クを強固に固定する為にはＣ型フレームの片持状の上部
フレームが非常に大型化してしまうこと、ワークの両面
に非対称に切削加工を施すときに切削抵抗のアンバラン
スからワークが微小に移動しやすく切削加工精度が低下
しやすいこと、左右方向の厚さの小さな板状のワークを
加工するときにワークをクランプ装置で強力に固定する
のが難しいこと、などの問題がある。

本発明の目的は、ワーク着脱の作業性に優れワークの
寸法に対する制約が少なくワークを強力に固定でき且つ
機械的加工精度を向上し得る両面機械加工装置を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る両面機械加工装置は、少なくとも上下移
動可能で後方向きの主軸を備えた第１横型切削加工機
と、少なくとも上下移動可能で前方向向きの主軸を備
え、第１横型切削加工機から左右方向へ所定距離離れた
位置で第１横型切削加工機よりも後方に設けられた第２
横型切削加工機と、第１横型切削加工機で加工されるワ
ークを着脱自在に保持するワーク保持部を有し、少なく
とも第１横型切削加工機に対向した加工位置と第１及び
第２横型切削加工機の中間の第１ワーク受渡し位置とに
亙って左右方向に移動可能で且つ前後方向へ所定ストロ
ーク移動可能な第１ワーク保持手段と、第１ワーク保持
手段を左右方向及び前後方向に夫々独立に移動駆動する
第１駆動手段と、第２横型切削加工機で加工されるワー
クを保持するワーク保持部を有し、少なくとも第２横型
切削加工機に対向する加工位置と第１ワーク受渡し位置
に対向する第２ワーク受渡し位置とに亙って左右方向へ
移動可能で前後方向へ所定ストローク移動可能の第２ワ
ーク保持手段と、第２ワーク保持手段を左右方向及び前
後方向に夫々独立に移動駆動する第２駆動手段とを備え
たものである。

〔作用〕

本発明に係る両面機械加工装置においては、第１ワー
ク保持手段のワーク保持部にワークを固定した状態で、
第１ワーク保持手段を第１駆動手段により加工位置に移
動させ、第１横型切削加工機でワークの前面に機械加工
を施す。この場合、必要に応じて第１ワーク保持手段を
第１駆動手段により左右に或いは前後に移動させまた主
軸ヘッドを上下方向に移動させながら加工する。

次に、第１ワーク保持手段を第１駆動手段により第１
ワーク受渡し位置へ移動させ、第２ワーク保持手段を第
２駆動手段により第１ワーク受渡し位置に対向する第２
受渡し位置へ移動させ、第１ワーク保持手段を必要に応
じて第１駆動手段により前進又は後退させるとともに第
２ワーク保持手段を必要に応じて第２駆動手段により前
進又は後退させ、第１ワーク保持手段のワーク保持部か
ら第２ワーク保持手段のワーク保持部へワークを受渡
す。

次に、第２ワーク保持手段を第２駆動手段により加工
位置へ移動させ、第２横型切削加工機でワークの後面に
機械加工を施す。

この両面機械加工装置においては、第１及び第２加工
機の主軸が上下方向に移動できるので、加工可能なワー
クの高さ寸法があまり制約されず、また第１及び第２ワ
ーク保持手段が前後方向に所定ストローク移動可能なの
で、加工可能なワークの前後方向寸法があまり制約され
ず、また第１及び第２ワーク保持手段のワーク保持部に
ワークを保持するので前後に薄い板状のワークでも高精
度に加工することが出来る。

第１及び第２ワーク保持手段のワーク保持部の上方は
オープンなのでワークの着脱の作業を容易に行なえる
し、第１及び第２ワーク保持手段の左右方向移動ストロ
ークを十分に確保しておけば、加工位置に対して第１ワ
ーク受渡し位置と反対側にワーク取付けの為の専用のワ
ーク取付け位置を確保でき、また加工位置に対して第２
ワーク受渡し位置の反対側にワーク取外しの為の専用の
ワーク取外し位置を確保できるので、ワークの着脱を能
率的に行うことが出来る。

第１ワーク保持手段から第２ワーク保持手段へワーク
を受渡すときに、ワークを反転させたり位置決めしたり
する必要がないので、ワースハンドリングの作業が少な
くなる。

第１ワーク保持手段のワーク保持部や第２ワーク保持
手段のワーク保持部にワークを当接状に強力に固定出来
るので、機械加工精度を向上させることが出来る。

〔発明の効果〕

本発明に係る両面機械加工装置によれば、上記〔作
用〕の項で説明したように、小形のワークでも大形のワ
ークでも寸法の制約をあまり受けずに加工することが出
来ること、第１及び第２ワーク保持手段のワーク保持部
にワークを着脱する着脱作業を能率的に行うことが出来
ること、ワークハンドリングの作業を低減できること、
ワークに施す機械加工精度を向上できること、などの効
果が得られる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面に基いて説明す
る。

第１図・第２図に示すように、両面機械加工装置Ｍの
ベースフレームＢ上の前部の右端部上には主軸11を後方
に向けた第１横型切削加工機10が設けられ、ベースフレ
ームＢの後部の左端部上には主軸21を前方に向けた第２
横型切削加工機20が設けられている。

第１加工機10の主軸11はサーボモータ12で上下方向に
移動駆動されるとともに主軸モータ13で回転駆動され、
主軸11の後端部では本実施例の場合フライス加工工具14
が取付けられている。

第２加工機20の主軸21はサーボモータ22で上下方向に
移動駆動されるとともに主軸モータ23で回転駆動され、
主軸21の前端部には本実施例の場合フライス加工工具24
が取付けられている。第１加工機10に対して第２加工機
20は左方へ所定距離隔てた左右方向位置に配設されてい
る。

上記ベースフレームＢの後部の左端部より右側の部分
には、第１ワーク保持装置30が設けられ、その第１ワー
ク保持治具31は第１加工機10よりも右方のワーク取付け
位置P1と第１加工機10の後方に対向する加工位置P2と第
１及び第２加工機10・20の中間の第１ワーク受渡し位置
P3とに亙って左右方向に移動自在であり、また第１ワー
ク保持治具31は前後方向に所定ストローク移動自在であ
る。

即ち、第１ワーク保持治具31を支持する支持台（図示
略）は上記３位置に亙って移動自在にベースフレームＢ
に案内支持され、第１ワーク保持治具31はその支持台上
に前後方向に所定ストローク移動自在に案内支持されて
いる。支持台はベースフレームＢに対してサーボモータ
32によりボールネジシャフトを介して左右方向に移動駆
動され、第１ワーク保持治具31は支持台に対してサーボ
モータ33によりボールネジシャフトを介して前後方向に
移動駆動される。

上記ベースフレームＢの前部の右端部より左側の部分
には、第２ワーク保持位置40が設けられ、その第２ワー
ク保持治具41は第２加工機20よりも左方のワーク取外し
位置Q1と第２加工機20の前方に対向する加工位置Q2と第
１及び第２加工機10・20の中間の第２ワーク受渡し位置
Q3（但し、これは第１ワーク受渡し位置P3の前方に対向
する位置である）とに亙って左右方向に移動自在であ
り、また第２ワーク保持治具41は前後方向に所定ストロ
ーク移動自在である。

即ち、第２ワーク保持治具41を支持する支持台（図示
略）は上記３位置に亙って移動自在にベースフレームＢ
に案内支持され、第２ワーク保持治具41はその支持台上
に前後方向に所定ストローク移動自在に案内支持されて
いる。支持台はベースフレームＢに対してサーボモータ
42によりボールネジシャフトを介して左右方向に移動駆
動され、第２ワーク保持治具41は支持台に対してサーボ
モータ43によりボールネジシャフトを介して前後方向に
移動駆動される。

上記第１及び第２ワーク保持治具31・41を左右方向・
前後方向に移動駆動する為のガイド機構・駆動機構に関
しては通常の数値制御式工作機械に採用されている機構
と基本的に同様なので詳しい説明は省略する。

上記主軸モータ13.23を制御し且つサーボモータ12・2
2・32・33・42・43を夫々数値制御するコントロールユ
ニット50が設けられ、コントロールユニット50には操作
盤60が接続されている。このコントロールユニット50及
び操作盤60は通常の数値制御式工作機械のものと同様の
ものなので詳しい説明は省略する。

第１ワーク保持治具31の前側面には、ワークＷ等を当
接状に保持する為の鉛直のワーク保持面34が形成され、
ワーク保持面34には上下に隔てて２条のＴ溝35・36が左
右方向向きに凹設され、各Ｔ溝35・36には相対向状に１
対のクランプ装置70が左右に位置調節自在に装着されて
いる。

第２ワーク保持治具41の後側面には、ワークＷ等を当
接状に保持する為の鉛直のワーク保持面44が形成され、
ワーク保持面44には上下に隔てて２条のＴ溝45・46が左
右方向向きに凹設され、下段のＴ溝45は前記Ｔ溝45・36
の中間高さ位置に設けられ、上段のＴ溝46は前後Ｔ溝36
より若干高い位置に設けられ、各Ｔ溝45・46には相対向
状に１対のクランプ装置70が左右に位置調節自在に装着
されている。

上記各クランプ装置70は全て同様の構造のものなの
で、第３図により第２ワーク保持治具41の右側のクラン
プ装置70について説明する。

このクランプ本体71の左端部にクランプアーム72が枢
支軸73を介して回動可能に設けられているとともにクラ
ンプアーム73の上端部の左端部にはワークＷの端面を左
方へ且つ前方へ押さえる作用点部72aが形成され、クラ
ンプ本体71内にはクランプアーム72を左方へ押動駆動す
る油圧シリンダ74が設けられ、油圧シリンダ74のラム75
はバネ受具76で支持された圧縮バネ77で退入方向へ付勢
され、クランプアーム72は捩りバネ78でクランプ解除方
向へ付勢され、外部の油圧供給装置（図示略）からホー
ス79を介してクランプ作動室74aへ油圧が供給される
と、ラム75が左方へ進出駆動され、ラム75の先端の出力
部75aでクランプアーム72を左方へクランプ駆動し、作
用点部72aでワークＷを補助板Ｓを介してワーク保持面
に固定するようになっている。

但し、補助板ＳはワークＷのワーク保持面44に対する
前後方向位置を調節し且つワーク保持面44の切削による
損傷を防止する為のものである。上記クランプ本体71は
４本のボルトでワーク保持面44に位置可変に固定されて
いる。上記油圧供給装置は前記コントロールユニット50
によって自動制御される。

尚、クランプ装置70としては図示のもの以外に既存の
種々の型式のものを適用し得ることは勿論である。

次に、上記両面機械加工装置MBの作用について説明す
る。

第２ワーク保持治具41を加工位置Q2に位置させてワー
クＷを加工している間に、第１ワーク保持治具31をワー
ク取付け位置P1に位置させてそのワーク保持面34に未加
工のワークＷを取付けてクランプ装置70にて所定姿勢と
なるように固定する。

次に、第２ワーク保持治具41は加工完了後ワーク取外
し位置Q1に移動されてワークＷの取外しが行われる。そ
の間、第１ワーク保持治具31は加工位置に移動されてワ
ークＷの加工が行われる。

次に、第１ワーク保持治具31のワークＷの加工完了
後、第１ワーク保持治具31は第１ワーク受渡し位置P3に
移動され、これと並行的に第２ワーク保持治具41は第２
ワーク受渡し位置Q3に移動される。

但し、このときワークＷの前後方向の厚さに応じて第
１及び第２ワーク保持治具31・41の前後方向位置を調節
した状態で夫々第１及び第２ワーク受渡し位置P3・Q3へ
移動されることになる。

次に、第１及び第２ワーク保持治具31・41を相対接近
させて、ワークＷを第２ワーク保持治具41のワーク保持
面44の補助板Ｓに当接状に保持した状態で、第２ワーク
保持治具41の４組のクランプ装置70でワークＷを固定
し、その後第１ワーク保持治具31の４組のクランプ装置
70のクランプを解除させる。

次に、第１ワーク保持治具31をワーク取付け位置P1へ
移動させ、また第２ワーク保持治具41を加工位置Q2へ移
動させて、ワークＷを加工する。

このような工程を繰返すことにより、この両面機械加
工装置ＭによりワークＷの前面と後面を能率的に機械加
工することが出来る。

ここで、補足説明すると、第１及び第２加工機10・20
により加工する際、必要に応じて主軸11・21は上下方向
に位置制御され、また第１及び第２ワーク保持治具31・
41は必要に応じて左右方向及び／又は前後方向に精密に
数値制御で位置制御される。例えば、主軸11・21にドリ
ルを装着しワークＷに複数のドリリング加工するときに
はコントロールユニット50は予め入力された所定の数値
制御情報に基いて第１及び第２ワーク保持治具31・41の
左右方向位置や前後方向位置を精密に制御する。

上記両面機械加工装置Ｍにおいては、第１ワーク保持
治具31をワーク取付け位置P1に位置させると、その上方
及び前方がオープンの作業可能空間なのでワークＷの取
付けを能率的に行うことが出来、同様に第２ワーク保持
治具41をワーク取外し位置Q1に位置させると、その上方
及び後方がオープンの作業空間なのでワークＷの取外し
を能率的に行うことが出来る。

第１及び第２加工機10・20の主軸11・21は上下方向に
移動可能で、第１及び第２ワーク保持治具31・41が左右
方向及び前後方向に移動可能なので、前後方向に薄い板
状のワークＷは勿論のこと、高さの高いワークＷ或いは
前後方向に厚いブロック状のワークＷに対しても切削加
工を施すことが出来る。しかも、第１及び第２ワーク保
持治具31・41のワーク保持面34・44にワークＷを直接又
は間接的に当接状に保持してクランプ装置70で固定する
ので、切削力でワークＷが変形したりズレ動いたりする
ことがないから、高精度に加工することが出来る。

第１ワーク保持治具31から第２ワーク保持治具41へ自
動的又は半自動的にワークＷを移載できるので、ワーク
Ｗのハンドリングを能率よく行うことが出来る。しか
も、第１ワーク保持治具31に固定された状態のワークＷ
を第２ワーク保持治具41のクランプ装置70でワーク保持
面44に固定できるので、第１ワーク保持治具31から第２
ワーク保持治具41へのワークＷの移載に際してのワーク
Ｗの反転や位置決め作業を省略できるうえ、ワークＷの
位置決め誤差が生じることもない。従って、ワークＷの
前面と後面の切削加工の精度を著しく高めることが出来
る。

尚、第１ワーク保持治具31の為のワーク取付け位置P1
を省略して第１ワーク保持治具31を加工位置Ｐの第１ワ
ーク受渡し位置P3とに亙って移動可能に構成してもよ
く、第２保持治具41の為のワーク取外し位置Q1を省略し
て第２ワーク保持治具41を加工位置Q2と第２受渡し位置
Q3とに亙って移動可能に構成してもよい。

尚、本願における切削加工には切削加工も含まれ、切
削加工機には研削加工を行なう加工機も含まれる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は両面機械
加工装置の斜視図、第２図は同加工装置の概略平面図、
第３図はクランプ装置の断面図である。 Ｍ……両面機械加工装置、10……第１横型切削加工機、
11……主軸、12……サーボモータ、13……主軸モータ、
20……第２横型切削加工機、21……主軸、22……サーボ
モータ、23……主軸モータ、30……第１ワーク保持装
置、31……第１ワーク保持治具、32・33・42・43……サ
ーボモータ、34……ワーク保持面、40……第２ワーク保
持装置、41……第２ワーク保持治具、44……ワーク保持
面、50……コントロールユニット、60……操作盤、70…
…クランプ装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも上下移動可能で後方向きの主軸
   を備えた第１横型切削加工機と、 少なくとも上下移動可能で前方向きの主軸を備え、第１
   横型切削加工機から左右方向へ所定距離離れた位置で第
   １横型切削加工機よりも後方に設けられた第２横型切削
   加工機と、 第１横型切削加工機で加工されるワークを着脱自在に保
   持するワーク保持部を有し、少なくとも第１横型切削加
   工機に対向した加工位置と第１及び第２横型切削加工機
   の中間の第１ワーク受渡し位置とに亙って左右方向に移
   動可能で且つ前後方向へ所定ストローク移動可能な第１
   ワーク保持手段と、 第１ワーク保持手段を左右方向及び前後方向に夫々独立
   に移動駆動する第１駆動手段と、 第２横型切削加工機で加工されるワークを保持するワー
   ク保持部を有し、少なくとも第２横型切削加工機に対向
   する加工位置と第１ワーク受渡し位置に対向する第２ワ
   ーク受渡し位置とに亙って左右方向へ移動可能で前後方
   向へ所定ストローク移動可能の第２ワーク保持手段と、 第２ワーク保持手段を左右方向及び前後方向に夫々独立
   に移動駆動する第２駆動手段と、 を備えたことを特徴とする両面機械加工装置。