JP2866709B2 - 複数個加工方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばアルミサッシ等、ワーク表面にうね
りを生じて表面高さにばらつきのある複数個のワークに
対し或はワークの複数箇所に対し、それぞれのワーク表
面から同一加工深さで同時加工を行うための加工方法お
よびその装置に関する。

［従来技術］ 例えば第６図で示すようなアルミサッシ等の長尺の押
し出し材Ｗにおいては、加工深さの寸法ｈはダイス等で
正確に管理されているが、ワーク表面Waは通常長手方向
にうねっており、表面高さにばらつきがある。したがっ
て、ワーク表面Waより一定の加工深さで長手方向の短か
い距離に渡って加工する場合は、例えば一度ワーク表面
Waをツールで接触し、これによる通電等の手段でワーク
表面位置を検出してから正確に上記寸法ｈの加工を行う
方法が用いられる。

この場合１つの加工主軸でワークを１個ずつ加工する
ことは従来からなされている。しかし、近年、より生産
性を上げるために複数個同時加工する方法が強く要請さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ このために、複数本のスピンドルを備えた多軸ヘッド
を用いることにより、複数個加工を行うこおができる
が、ワークの表面高さがばらついている場合、それぞれ
に一定の加工寸法で加工することは不可能であった。

そこで、本発明は、ワーク表面高さにばらつきのある
ワークについてワーク表面よりの加工寸法の公差が厳し
い加工を、複数個同時に行うための加工方法およびその
装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、同一ヘッド本体に設けた複数の
スピンドルのうちの第１スピンドルに装着したツールの
先端位置よりも第１スピンドルを除く他のスピンドルに
装着したツールの先端位置を後退させた状態で、まずワ
ークに向かってヘッド本体を送り移動させ、第１スピン
ドルがワーク表面位置を検出すると同時にヘッド本体を
停止し、次に他のスピンドルをワークに向かってそれぞ
れ送り移動させ、各スピンドルがワーク表面位置を検出
すると同時にそれぞれのスピンドルの送り移動を停止
し、全スピンドルがワーク表面位置を検出した状態より
ヘッド本体を加工送り移動させて複数のスピンドルによ
る複数個同時加工を行うことにより、同種ワークの同一
加工を各ワーク表面位置を別々に検出しながら複数個同
時加工を行えるようにし、ワーク表面高さのばらつきに
関係なく、どのワークのどの加工位置においてもワーク
表面よりの一定の加工深さで加工できるようにしたもの
である。

［作用］ ヘッド本体の移動および各スピンドルのそれぞれの送
り移動によって、各スピンドル毎に対応するワークの表
面位置が効率よく短時間で検出され、全スピンドルのワ
ーク表面位置検出により、その位置からヘッド本体の移
動のみで同一加工を複数個同時に行う。

［実施例］ 以下、本発明の具体的一実施例を図面に基づいて説明
する。

本実施例では２つのスピンドルを備えた２軸型の加工
装置について説明する。

第１図は加工装置全体図を示し、第２図はヘッド部分
の上面図、第３図は第２図のＡ矢視側面図、第４図は同
上Ｂ−Ｂ矢視断面図、第５図は加工時におけるヘッドの
動作説明図である。

第１図において、１は固定ベース、２は固定ベース１
上をモータ３によって水平横方向（Ｘ軸）に移動される
Ｘ軸コラム、４はＸ軸コラム２上をモータ５によって水
平前後方向（Ｙ軸）に移動されるＹ軸コラム、６はＹ軸
コラム４に対しモータ７によって垂直方向（Ｚ軸）に移
動されるサドル、８はサドル６に一体に固定され２つの
スピンドルS₁、S₂を保持するヘッド本体である。９は上
記固定ベース１上に固定されたワーク取付台で、このワ
ーク取付台９上にワーククランプ装置10によって２個の
ワークW₁、W₂がそれぞれ取付けられている。

第２図ないし第４図に示すように、ヘッド本体８は第
１スピンドルS₁のスピンドルハウジング11を一体に支持
するとともに、第２スピンドルS₂のスピンドルハウジン
グ12を支持枠13を介して加工送り方向であるＺ軸と同一
方向に移動自在に支持している。すなわち、ヘッド本体
８には送り駆動手段としてのモータ14が取り付けられ、
このモータ軸14aと同軸に減速機30を介して連結した送
りねじ15と上記支持枠13に固定したナット部材16との螺
合により、スピンドルハウジング12はリニアガイド17に
沿ってＺ軸方向に移動される。また、上記スピンドルハ
ウジング12に設けられたドグ18は上昇限のオーバートラ
ベル検知用のドグで、ヘッド本体８側に設けた検知スイ
ッチ19に対応している。

各スピンドルハウジング11、12内にはそれぞれ第１ス
ピンドルS₁、第２スピンドルS₂が軸受20を介して回転自
在に支承され、かつ各スピンドルS₁、S₂はそれぞれのス
ピンドルハウジング11、12に内蔵された主軸モータ21、
21によりそれぞれ回転駆動される。さらに、各スピンド
ルS₁、S₂内にはそれぞれ先端にツールクランプ爪22aを
有するクランプロッド22が軸方向に進退自在に挿入さ
れ、ツールホルダー23を各スピンドルS₁、S₂に対しクラ
ンプするものである。24は上記クランプロッド22の進退
駆動用のシリンダーである。また25はそのクランプロッ
ド22上端に設けたクランプ・アンクランプ検知用ドグ
で、シリンダ24のケースに設けたクランプ検知用スイッ
チ26とアンクランプ検知用スイッチ27とに対応してい
る。

そして、上記各モータ３、５、７、14の駆動は図示し
ないNC装置により行われる。

また、各スピンドルS₁、S₂とワークW₁、W₂間にはそれ
ぞれワーク表面位置検出手段としての通電検知回路28、
29が設けられ、スピンドルS₁、S₂に装着されたツール
T₁、T₂のそれぞれのワークW₁、W₂との接触により電流が
流れ、それによって通電検知が働き、ワーク表面位置を
検出するようになっている。

次に作用を説明する。

ワークの加工寸法ｈを予め制御装置に指定しておき、
各通電検知回路28、29の通電検知によりワーク表面位置
を検出した後、加工開始しＺ軸方向ではヘッド本体８の
寸法ｈの加工送りがなされるように加工プログラムが組
まれている。この加工プログラムと上記制御装置とでワ
ークの複数個同時加工を行わせる制御手段を構成する。

まず、同種ワークW₁、W₂がワーク取付台９上に２個取
付けられると、ヘッド本体８は第１図の状態からＸ、Ｙ
軸送りにより、ワークW₁、W₂の加工位置上方に２本のツ
ールT₁、T₂を位置させる（第５図（ａ））。通常、２本
のツールT₁、T₂先端は同一高さにあり、この高さを第２
スピンドルS₂のヘッド本体８に対する原位置高さとして
いる。

ここでワークW₁、W₂への貫通穴加工の場合は、各ワー
ク表面からの加工深さ指定を必要としないため、それぞ
れのワークW₁、W₂についての表面位置の検出は必要ない
が、両ワークW₁、W₂に上記指定寸法ｈで同一加工深さの
加工を行う場合には、加工プログラムに従い、第５図の
ようなスピンドルS₁、S₂の送り動作がなされる。

まず、第５図（ａ）の状態から、モータ14によりスピ
ンドルS₂を設定量ｍだけ上昇させ、スピンドルS₁のツー
ルT₂先端位置を高い位置にセットする（同図（ｂ））。
なお、設定量ｍは少なくともワーク表面高さのばらつき
の幅またはそれ以上の値に設定する。

この（ｂ）の状態から、まずモータ７によりサドル６
を介してヘッド本体８を下降させ、まずツールT₁先端を
ワークW₁表面に接触させる。この接触により、通電検知
回路28が働き、これと同時にNCのスキップ機能でモータ
７が停止され、ヘッド本体８の下降動作は停止される
（同図（ｃ））。

この（ｃ）の状態から、次にモータ14によりスピンド
ルS₂を下降させ、ツールT₂先端をワークW₂表面に接触さ
せる。この接触により、通電検知回路29が働き、これと
同時にモータ14が停止され、スピンドルS₂の下降動作は
停止される（同図（ｄ））。

上記両検知回路28と29にて通電検知が確認されると、
（ｄ）の状態から加工開始される。Ｚ軸方向ではモータ
７により指定寸法ｈだけヘッド本体８を加工送りさせ、
それぞれのツールT₁、T₂により両ワークW₁、W₂の同一深
さの同時加工がなされる。

寸法ｈの加工が終了すると（同図（ｅ））、モータ７
と14をそれぞれ逆転させヘッド本体８およびスピンドル
S₂を上昇移動させ、同図（ｂ）の最初の設定位置に戻
す。

この後、さらに同一の加工を行うには、同図（ｂ）か
ら（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）の順で加工を繰り返
す。

なお、ワーク表面位置検出を要しない加工の場合は、
同図（ａ）のように第２スピンドルS₂を原位置高さに戻
し、検知回路28、29を作動させないで加工を行うことが
できる。

［変形例］ 上記実施例においては、２本のスピンドルを保持した
２軸型の加工装置について説明したが、本発明は２軸型
に限らず３本以上のスピンドルを保持した３軸以上の多
軸型の加工装置にも十分に応用でき、この場合も同様に
第１スピンドルを除く他のスピンドルをヘッド本体に対
しそれぞれ加工送り方向に移動自在に取付け、ワーク表
面位置検出開始時は第１スピンドルのツール先端よりも
他のスピンドルの各ツール先端高さをわずかに高い位置
におき、この状態からまずヘッド本体を下降させ、第１
スピンドルでのワーク表面位置検出後、他のスピンドル
をそれぞれ下降させ、全てのワーク表面位置検出を確認
した時点で、ヘッド本体の送りで同時加工を行うことが
可能である。

また、第１スピンドルに対し第２スピンドルを移動自
在にさらに第２スピンドルに対し第３スピンドルを移動
自在にした順次搭載型の構造でもよい。

また、第１スピンドルを除く他のスピンドルの送り駆
動用のモータ14は特にNC制御でなくともよい。

さらに本発明は、複数個ワークの同時加工に限らず、
１個のワークに対して複数箇所の同時加工も可能であ
り、表面にうねりのあるワークでもどの位置に対しても
一定の加工深さで同時に複数個加工を行うことができ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、ヘッド本体に設けられた第１スピン
ドルに対し他のスピンドルは加工送り方向に相対移動可
能に設定されるとともに、各スピンドル毎にワーク表面
位置検出が行われるので、各スピンドルに対応するワー
クの表面位置に合わせた加工開始位置が決まり、この位
置よりヘッド本体の移動のみで全スピンドルが同時に加
工送りされる。よって、複数個のワーク或はワークの複
数箇所を同時に同一加工深さでそれぞれ正確な寸法の加
工が行える。

よって、例えばアルミサッシのような表面にうねりの
あるワークに対し、ワーク表面よりの加工寸法の公差が
厳しい加工を行う場合に、複数個のワーク或は複数箇所
を同一ヘッドでしかもワーク表面高さにばらつきがある
にも拘らずそれぞれ正確な寸法で同時加工でき、ワーク
複数個加工を可能とするため、生産性を著しく高めるこ
とができる。

また、第１スピンドルでのワーク表面位置検出時は他
のスピンドルのツールがワーク表面より必ず逃げてお
り、しかも他のスピンドルのワーク表面位置検出は第１
スピンドルによるワーク表面位置後であるので、その分
他のスピンドルのワーク表面位置検出のための移動量が
短縮され、各ツールを短時間で加工開始位置に持ってい
くことができ、さらに、加工時はヘッド本体と一体的に
全スピンドルが同時に加工送りされるため、一度に複数
個が同一深さで加工できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例である２軸型の加工装置
の全体図、第２図はヘッド部分の平面図、第３図は第２
図のＡ矢視側面図、第４図は同上Ｂ−Ｂ矢視断面図、第
５図は加工時のヘッドの動作説明図、第６図はワーク例
を示す斜視図である。 ８……ヘッド本体、11、12……スピンドルハウジング、
14……送り駆動手段としてのモータ28、29……ワーク表
面位置検出手段としての通電検知回路、S₁、S₂……第１
および第２スピンドル、T₁、T₂……ツール、W₁、W₂……
ワーク。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一ヘッド本体に保持した複数のスピンド
   ルのうちの第１スピンドルに装着したツールの先端位置
   よりも第１スピンドルを除く他のスピンドルに装着した
   ツールの先端位置を後退させた状態で、まずワークに向
   かってヘッド本体を送り移動させ、第１スピンドルがワ
   ーク表面位置を検出すると同時にヘッド本体を停止し、
   次に他のスピンドルをワークに向かってそれぞれ送り移
   動させ、各スピンドルがワーク表面位置を検出すると同
   時にそれぞれのスピンドルの送り移動を停止し、全スピ
   ンドルがワーク表面位置を検出した状態よりヘッド本体
   を加工送り移動させて複数のスピンドルによるワークの
   複数個同時加工を行うことを特徴とする複数個加工方
   法。
2. 【請求項２】加工送り方向に移動されるヘッド本体に第
   １スピンドルを支承し、第１スピンドルを除く他のスピ
   ンドルのスピンドルハウジングを上記ヘッド本体に加工
   送り方向に移動自在に支持するとともに、上記各スピン
   ドルハウジングそれぞれの送り駆動手段を有し、かつ上
   記各スピンドルそれぞれにワーク表面位置検出手段を設
   け、最初にワークに向かってヘッド本体を送り移動さ
   せ、第１スピンドルのワーク表面位置検出手段がワーク
   表面位置を検出すると同時にヘッド本体を停止させ、次
   に他のスピンドルをそれぞれの送り駆動手段によってワ
   ークに向かって送り移動させ、各スピンドルのワーク表
   面位置検出手段がワーク表面位置を検出すると同時にそ
   れぞれのスピンドルの送り移動を停止させ、全スピンド
   ルがワーク表面位置で停止した状態よりヘッド本体を加
   工送り移動させて複数のスピンドルによるワークの複数
   個同時加工を行わせる制御手段を備えたことを特徴とす
   る複数個加工装置。