JP3368364B2 - ドリル加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はドリル加工方法に関
し、更に詳しくは、垂直上方へ突出するリブやスティフ
ナ等の補強材を、上面に固定したワークをクランプ部材
でクランプしつつ多数の孔あけ予定位置をドリルで順次
孔あけ加工するに際し、主軸ヘッドやクランプ部材が前
記補強材に干渉することなく、好適にドリル加工を達成
し得る方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】テーブル上に位置決め載置したワークに各
種の機械加工を施す装置として、主軸ヘッドを座標系の
Ｙ方向(左右)、Ｘ方向(前後)およびＺ方向(上下)に移動
自在に配設し、該ヘッドに配設した回転主軸の先端に各
種の切削工具を着脱交換可能に装着したドリル加工装置
が知られている。例えば、図５および図６に示すドリル
加工装置１０では、ワーク１２の固定用テーブル１４を
挟む左右両側の床面に、一対のレール１６,１６がＸ方
向に沿って平行に敷設されている。また各レール１６に
は台車１８が走行自在に載架されると共に、両台車１
８,１８間にガーダ２０がＹ方向に架設され、適宜の送
り機構により台車１８,１８を該レール１６,１６に沿っ
て走行させることにより、該ガーダ２０がＸ方向に移動
するよう構成されている。このガーダ２０の前面にはサ
ドル２２が配設され、このサドル２２は、例えばラック
とピニオンの組合わせからなる適宜の送り機構(図示せ
ず)によってＹ方向へ走行可能になっている。また前記
サドル２２には主軸へッド２４が昇降自在に配設され、
該主軸ヘッド２４は、ボールねじとナットとの組合わせ
等からなる適宜の送り機構(図示せず)により、Ｚ方向
(ワーク１２に対して近接・離間する方向)に昇降駆動さ
れるようになっている。この主軸ヘッド２４は、モータ
２６により駆動される主軸２８を回転自在に備え、該主
軸２８の一端にドリル３０が着脱交換自在に装着されて
いる。なおドリル３０は、図６に示す自動工具交換装置
３２を介して別の工具に自動交換可能である。

【０００３】前記サドル２２の垂直な両案内面２２ａ,
２２ａの間には、図７に示す如く、主軸ヘッド２４と干
渉しない位置に案内体４２が固定され、該案内体４２の
上下に連通する通孔４２ａに、支持バー４４が主軸ヘッ
ド２４の移動方向(Ｚ方向)に摺動自在に配設されてい
る。サドル２２の上端には油圧シリンダ４６が倒立配置
され、そのピストンロッド４６ａは前記支持バー４４に
連結したロッド４８の上端に接続されている。また支持
バー４４における案内体４２の下端部には、固定部材５
０を介して支持部材５２が配設され、この支持部材５２
は前記主軸ヘッド２４の下方に延出している(図７)。こ
の支持部材５２には、図８に示す如く、クランプ部材５
４が複数のネジ５６で固定され、その弧状をなす側面５
４ａをドリル３０の下方側に指向させている。そしてド
リル３０によるワーク１２の孔あけ加工に際し、前記ピ
ストンロッド４６ａを延出する方向に油圧シリンダ４６
を付勢することにより、該クランプ部材５４がドリル３
０によるワーク１２の孔あけ予定位置に近接する部位に
当接され、該ワーク１２をテーブル１４に対しクランプ
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したドリル加工装
置では、ワーク１２における多数の孔あけ予定位置が、
座標系のＸ位置およびＹ位置に関する情報として、該装
置を制御するコントローラに予め入力されている。従っ
てドリル加工を開始すると、主軸ヘッド２４がクランプ
部材５４と共にワーク１２における次の孔あけ予定位置
まで移動し、該クランプ部材５４が下降してワーク１２
を孔あけ予定位置の近傍でクランプした後、該主軸ヘッ
ド２４が下降してドリル３０によるワーク１２の孔あけ
を行なうシーケンスが反復される。ところでワーク１２
が平坦な板材であれば、そのドリル加工は問題がない
が、橋梁や鉄塔等の構造材の如く、リブやスティフナ等
の補強材が上面に固定されたワークを、前記クランプ部
材５４でテーブル１４にクランプしつつドリル３０で孔
あけ加工を行なう場合は、次のような困難を伴ってい
る。すなわち図９に示すように、例えば平板状のワーク
１２の上面に垂直上方へ突出するリブに代表される補強
材３３が固定してあり、この補強材３３にかなり近接し
た位置で該ワーク１２に孔あけ加工が施される場合は、
主軸ヘッド２４が次の孔あけ予定位置まで移動する過程
で該補強材３３と干渉する畏れを生ずる。また主軸ヘッ
ド２４と補強材３３とが干渉しない場合であっても、ク
ランプ部材５４が補強材３３の配設領域に重なって、有
効にワーク１２のクランプをなし得ない状態も考えられ
る。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、前述した従来技術に係るド
リル加工方法に内在している欠点に鑑み、これを好適に
解決するべく提案されたものであって、垂直上方へ突出
するリブやスティフナ等の補強材を、上面に固定したワ
ークをクランプ部材でクランプしつつ多数の孔あけ予定
位置をドリルで順次孔あけ加工するに際し、主軸ヘッド
やクランプ部材が補強材に干渉することなく、好適にド
リル加工を達成し得る手段を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した問題点を解決
し、所期の目的を好適に達成するため本発明は、ドリル
加工されるべきワークが載置されるテーブルと、このテ
ーブルの上方で座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸
方向に移動自在な主軸ヘッドと、該主軸ヘッドの回転主
軸に装着したドリルと、前記主軸ヘッドと近接的に取付
けられ、前記ワークの孔あけ予定位置の近傍をクランプ
するクランプ部材とを備えるドリル加工装置を使用し、
垂直上方へ突出する補強材が上面に固定されたワーク
を、前記クランプ部材でテーブルに向けクランプしつつ
ドリルによる孔あけ加工を行なうドリル加工方法におい
て、前記主軸ヘッドを座標系のＸ軸方向およびＹ軸方向
に移動させて、前記ドリルをワークの孔あけ予定位置へ
到来させるに際し、その孔あけ予定位置で該主軸ヘッド
と前記ワーク上面の補強材の配設領域とが干渉するか否
かを判断し、これら主軸ヘッドと補強材の配設領域とが
干渉する場合は、更に前記クランプ部材の有効クランプ
領域と前記補強材の配設領域とが重なり合うか否かを判
断し、 これらクランプ部材の有効クランプ領域と補強
材とが重なり合う場合は、該クランプ部材により該補強
材の真上をクランプし、その孔あけ予定位置で前記ドリ
ルによるワークの孔あけ加工を行ない、前記クランプ部
材の有効クランプ領域と補強材とが重なり合わない場合
は、該クランプ部材は該補強材を飛び越えてワークをク
ランプし、その孔あけ予定位置で前記ドリルによるワー
クの孔あけ加工を行なうようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【実施例】次に本発明に係るドリル加工方法につき、好
適な一実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説
明する。好適例に係るドリル加工方法を実施するドリル
加工装置は、図５〜図８に関して説明した構成を有して
いる。またドリル加工がなされるワーク１２は、その上
面にリブやスティフナ等に代表される補強材３３が予め
固定され、該ワーク１２の表面でかつ補強材３３の配設
部位を除く部分に多数の孔あけ予定位置を有しているも
のとする。なお図４に示す如く、ワーク１２の上面に垂
直に固定した補強材３３は、その左右に該補強材３３の
取付け誤差ａおよび干渉を回避するため安全を見込んだ
幅ｇからなる領域を有し、更にこの安全幅ｇの外方にク
ランプを安全になし得る有効クランプ幅ｐが延在してい
る。

【０００８】前記補強材３３に最も近接したワーク１２
の孔あけ予定位置Ｐとしては、図２に示す如く、主軸
ヘッド２４が補強材３３に干渉し、しかもクランプ部材
５４が補強材３３に重ならない場合と、図３に示す如
く、主軸ヘッド２４は補強材３３に干渉するが、クラン
プ部材５４は補強材３３に重なり得る場合とが考えられ
る。本発明は、孔あけ予定位置Ｐが図２および図３に示
す関係となる場合であっても、好適にワーク１２のクラ
ンプをなしつつドリル加工をなし得る方法に関するの
で、そのシーケンスを以下に説明する。なお主軸ヘッド
２４が補強材３３に干渉しない場合は、クランプ部材５
４がワーク１２の孔あけ予定位置の近傍をクランプし得
るから本発明の対象外とする。

【０００９】先ず図１に示すフローチャート図のステッ
プＳ１で、本実施例に係るドリル加工方法のシーケンス
をスタートする。これにより主軸ヘッド２４は座標系の
Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動し、前記ドリル３０をワ
ーク１２の孔あけ予定位置へ到来させてドリル加工を行
なうことになる。そしてステップＳ２で、主軸ヘッド２
４が前記ワーク１２の上面に突出する補強材３３の配設
領域に干渉するか否かをチェックし、次のステップＳ３
でこれを判断する。このステップＳ３での判断結果が肯
定(ＹＥＳ)の場合は、ステップＳ４で前記クランプ部材
５４を図２のレベルＢまで上昇させる。ここで補強材３
３の配設領域とは、先に述べた如く、ワーク１２に対す
る該補強材３３の取付け誤差ａ、安全幅ｇおよび有効ク
ランプ幅ｐを見込んだ領域を意味する。またステップＳ
３の判断結果が否定(ＮＯ)の場合は、後述のステップＳ
７に移行して、次の孔あけ予定位置でのドリル加工を所
要のシーケンスで行なう。

【００１０】次いでステップＳ５で、クランプ部材５４
の有効クランプ領域と補強材３３とが重なり合うか否か
を判断する。ここに有効クランプ領域は、図８に示すク
ランプ部材５４の裏面がワーク１２の上面を有効にクラ
ンプし得る範囲を意味する。このステップＳ５での判断
結果が肯定(ＹＥＳ)の場合は、図３に示す如く、ドリル
３０を補強材３３に最も近接する孔あけ予定位置まで移
動させた際に、クランプ部材５４が該補強材３３の上面
をクランプし得る場合である。この場合ステップＳ９
で、前記ドリル３０の有効長が補強材３３の高さ寸法に
比して充分に長いかを判断する。この判断結果が肯定
(ＹＥＳ)の場合は、ステップＳ７に進み、また判断結果
が否定(ＮＯ)の場合は、ステップＳ１１で補強材３３の
高さ寸法より充分に長いドリル３０に交換してからステ
ップＳ７に進んで、ドリル３０を補強材３３に最も近接
する孔あけ予定位置まで移動させる。そしてステップＳ
８でクランプ部材５４を下降させることにより、該クラ
ンプ部材５４は、図３に示すように補強材３３の上面を
確実にクランプするに至る。次に、前記ステップＳ１０
に進み、孔あけ予定位置でのドリル加工を所要のシーケ
ンスで行なう。

【００１１】なお前記ステップＳ５での判断結果が否定
(ＮＯ)の場合、すなわちクランプ部材５４の有効クラン
プ領域と補強材３３とが重なり合わない場合は、次のス
テップＳ６でドリル３０を図２のレベルＢまで上昇させ
る。そしてステップＳ７で該ドリル３０を、前記レベル
Ｂを保持した状態のまま移動させ、前記補強材３３を越
えた右側に存在する孔あけ予定位置へ移動させる。そし
てステップＳ８でクランプ部材５４を下降させることに
より、該クランプ部材５４は、図２に示すようにワーク
１２の上面を確実にクランプするに至る。次に、前記ス
テップＳ１０に進む。

【００１２】前記ステップＳ１０では、ドリル３０を下
降させて前記ワーク１２における孔あけ予定位置での孔
あけ加工を行ない、これが終了するとステップＳ１２で
該ドリル３０を図３のレベルＡまで上昇させる。またス
テップＳ１３で、同じくクランプ部材５４を図３のレベ
ルＡまで上昇させる。次いでステップＳ１４で、当該の
ドリル加工シーケンスを終了するか否かを確認し、その
結果が否定(ＮＯ)の場合はステップＳ２に戻って該シー
ケンスを更に続行する。またステップＳ１４での結果が
肯定(ＹＥＳ)の場合は、次のステップＳ１５で一連のシ
ーケンスを終了させる。なお前記一連のシーケンスの実
行は、ドリル加工装置を制御する図示しないコントロー
ラにより達成され，該コントローラにはワーク１２に対
する多数の孔あけ予定位置がＸ位置およびＹ位置に関す
る情報として入力されている。また補強材３３について
は、その位置がＸ位置およびＹ位置と高さ寸法に関する
情報として入力されている。なおこれらの制御系は、既
存のコントローラを中核として簡単に構築し得るもので
あるから、その詳細はここでは説明しない。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係るドリ
ル加工方法によれば、垂直上方へ突出するリブやスティ
フナ等の補強材を上面に固定したワークを、クランプ部
材でクランプしつつ多数の孔あけ予定位置をドリルで順
次孔あけ加工するに際し、ドリル加工装置における主軸
ヘッドやクランプ部材が前記補強材に干渉するか否かを
予め判断し、必要に応じて該主軸ヘッドのドリルを補強
材の上方でジャンプさせたり、またクランプ部材で補強
材の上面をクランプしたりすることができ、これにより
確実なドリル加工が達成される。更にクランプ部材が補
強材の上面をクランプする場合に、該補強材の高さによ
ってはドリル長が充分でないときがあり得る。この場合
は、充分な長さを有するドリルに自動交換してドリル加
工を続行するので、加工効率も著しく向上する副次的な
効果も得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例に係るドリル加工方法にお
ける一連のシーケンスを示すフローチャート図である。

【図２】主軸ヘッドが補強材に干渉し、しかもクランプ
部材は該補強材に重ならない場合を示す説明図である。

【図３】主軸ヘッドは補強材に干渉するが、クランプ部
材は該補強材に重なり得る場合を示す説明図である。

【図４】ワーク上面に固定した補強材の左右に、その取
付け誤差と干渉を回避するため安全を見込んだ幅とから
なる領域を有していることを示す側面図である。

【図５】本発明の好適例に係るドリル加工方法が実施さ
れるガントリー式ドリル加工装置の概略斜視図である。

【図６】図５に示すドリル加工装置の正面図である。

【図７】図５に示すドリル加工装置における主軸ヘッド
およびサドルの一部切欠拡大側面図である。

【図８】図５に示すドリル加工装置が備えるクランプ部
材の一部を切欠いた概略斜視図である。

【図９】平板状ワークの上面に、垂直上方へ突出する補
強材を固定した状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１２ ワーク １４ テーブル ２４ 主軸ヘッド ２８ 回転主軸 ３０ ドリル ３３ 補強材 ５４ クランプ部材 ａ 取付け誤差 ｂ 安全幅

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドリル加工されるべきワーク(12)が載置
   されるテーブル(14)と、このテーブル(14)の上方で座標
   系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動自在な主
   軸ヘッド(24)と、該主軸ヘッド(24)の回転主軸(28)に装
   着したドリル(30)と、前記主軸ヘッド(24)と近接的に取
   付けられ、前記ワーク(12)の孔あけ予定位置の近傍をク
   ランプするクランプ部材(54)とを備えるドリル加工装置
   を使用し、垂直上方へ突出する補強材(33)が上面に固定
   されたワーク(12)を、前記クランプ部材(54)でテーブル
   (14)に向けクランプしつつドリル(30)による孔あけ加工
   を行なうドリル加工方法において、 前記主軸ヘッド(24)を座標系のＸ軸方向およびＹ軸方向
   に移動させて、前記ドリル(30)をワーク(12)の孔あけ予
   定位置へ到来させるに際し、その孔あけ予定位置で該主
   軸ヘッド(24)と前記ワーク上面の補強材(33)の配設領域
   とが干渉するか否かを判断し、 これら主軸ヘッド(24)と補強材(33)の配設領域とが干渉
   する場合は、更に前記クランプ部材(54)の有効クランプ
   領域と前記補強材(33)とが重なり合うか否かを判断し、 これらクランプ部材(54)の有効クランプ領域と補強材(3
   3)とが重なり合う場合は、該クランプ部材(54)により該
   補強材(33)の真上をクランプし、その孔あけ予定位置で
   前記ドリル(30)によるワーク(12)の孔あけ加工を行な
   い、 前記クランプ部材(54)の有効クランプ領域と補強材(33)
   とが重なり合わない場合は、該クランプ部材(54)は該補
   強材(33)を飛び越えてワーク(12)をクランプし、その孔
   あけ予定位置で前記ドリル(30)によるワーク(12)の孔あ
   け加工を行なうようにしたことを特徴とするドリル加工
   方法。
2. 【請求項２】 前記クランプ部材(54)により補強材(33)
   の真上をクランプする場合において、該補強材(33)の高
   さ寸法に鑑み前記ドリル(30)の有効長が充分でないとき
   は、前記ワーク(12)に孔あけ加工をなし得る長さのドリ
   ル(30)に交換してから該ワーク(12)の孔あけ加工を行な
   う請求項１記載のドリル加工方法。
3. 【請求項３】 前記補強材(33)の配設領域は、前記ワー
   ク(12)に対する該補強材(33)の取付け誤差(ａ)、安全幅
   (ｇ)および有効クランプ幅(ｐ)を見込んだ領域である請
   求項１記載のドリル加工方法。