JP4085072B2

JP4085072B2 - 両頭側面フライス盤

Info

Publication number: JP4085072B2
Application number: JP2004142093A
Authority: JP
Inventors: 章島崎
Original assignee: 株式会社中央精機
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP2005324260A

Description

本発明は、両頭側面フライス盤に関する。さらに詳しくは、薄板状のワークの表裏両側面と前後両端面を高精度に加工するための両頭側面フライス盤に関する。

フライス盤によってワークを切削加工する際、ワークのビビリを無くしたり、異形のワークを固定するため種々のクランプが工夫されている。これらのクランプとしては、伝統的なものの外、特殊なものとして、ラッパ状ワークを固定するクランプに特開昭５７−８３３３１号公報記載のものがあり、ブロック状ワークを固定する横締めクランプに特開昭５４−９０６９８号公報記載のものなどがある。

しかるに、いずれのクランプもある程度体積がある太いワークを固定するものである。
上記に例示したものとは対照的に、薄板状のワークを切削する場合は事情が異なる。もっとも、平板状ワークの片面を切削するならば、ワークを寝かせてクランプすればよいので、クランプの形状に工夫こそ必要としても、ワークにビビリが生ずることはほとんどない。

しかしながら、薄板状のワークを立てた状態で表裏両側面を切削する場合は、ワーク自体のビビリ解消のほか、ワークより薄く仕上げたクランプ用治具の撓みやビビリ解消も工夫しなければならない。なぜならば、薄板状ワークの両面を同時に切削する場合、クランプ用治具がワークの仕上げ寸法より厚くては、ワークの切削が不能となるため、クランプ用治具の厚さはワークの仕上げ厚さより薄くなければならず、その場合、クランプ用治具に撓みやビビリが生じやすくなるので、結局、ワークの仕上げ寸法が正確でなくなるからである。

本発明者は、上記目的を達成するため、特願２００３−１９６４４３の発明を提案している。この先願発明では、ベース上に、前後方向にスライド自在に設けられた加工台と、前記ベース上に、前記加工台のスライド位置を挟んで、左右方向において、互いに接近離間自在に設けられた第１加工ヘッドおよび第２加工ヘッドと、前記加工台上に設けられた、薄板状のワークを載せる下治具と、前記下治具上に載せられた前記ワークを、上方から下向きに押える上治具と、該上治具を昇降させるクランプシリンダからなるクランプ機構とから構成され、薄板状のワークの表裏両側面を高精度に加工できるようにしたものである。
しかしながら、上記従来例において薄板状のワークの端面を加工する場合は、いったんワークを降ろしてから、別の加工機によって加工しなければならず、生産性が良くなかった。

特開昭５７−８３３３１号公報特開昭５４−９０６９８号公報

本発明は上記事情に鑑み、薄板状のワークの表裏両側面だけでなく前後両端面も、高い寸法精度で加工できるようにした生産性の高い両頭側面フライス盤を提供することを目的とする。

第１発明の両頭側面フライス盤は、ベース上に、前後方向にスライド自在に設けられた加工台と、前記ベース上に、前記加工台のスライド位置を挟んで、左右方向に互いに接近離間自在に設けられた第１加工ヘッドおよび第２加工ヘッドと、前記加工台上に設けられた、薄板状のワークを載せる下治具と、該下治具上に載せられた前記ワークを、上方から下向きに押える上治具と、該上治具を昇降させるクランプシリンダからなるクランプ機構と、前記下治具上の前記ワークの端面を加工するよう、前記加工台の端部において左右方向に移動する第３加工ヘッドと、前記クランプ機構と前記第３加工ヘッドとの間に、前記ワークの端部を仮固定する端部クランパーと、該端部クランパーを昇降させる端部クランプシリンダとからなる端部クランプ機構と、前記加工台の加工開始前の準備位置における側方位置に設置されたワーク搬入装置とからなり、該ワーク搬入装置がワークを載せて昇降し、前記下治具に対し前後進退するフォークを有しており、前記フォークが、ワークの載置位置を固定するための位置決め板を備えており、該位置決め板にはワークを吸着する磁石が取付けられていることを特徴とする。
第２発明の両頭側面フライス盤は、第１発明において、前記第１加工ヘッドまたは第２加工ヘッドに取付けられており、前記加工台が前方にスライドしてきたとき、該加工台上のワークが当接するとＯＮする第１スイッチと、前記第３ヘッドに取付けられており、前記加工台が後方にスライドしてきたとき、該加工台上のワークが当接するとＯＮする第２スイッチとを設けたことを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）ワークをフォークに載せて昇降し、前後進することで、ワークの搬入をワーク搬入装置で行え、人力作業が軽減され、かつ作業能率も向上する。
ｂ）薄板状のワークを加工台の下治具上に載せクランプ機構で固定し、準備位置から前方にスライドさせると、その両側面を第１，第２加工ヘッドで加工できる。ついで、加工台を準備位置より後方へ移動させ、第３加工ヘッドを左右方向に移動させると、ワークの一端面を加工できる。ワークのもう一方の端部はワークを入れ替えることにより、同様に端面加工できる。よって、１台の加工機でワークの全面の加工が行えるので、生産性が向上する。
ｃ）ワークを両側面の加工終了後に端面の加工に移る際、ワーク搬入装置のフォークの上昇下降動作と加工台の前後スライドを組合わせて、ワークの端部を第３加工ヘッドに近寄せ、そのワークを端部クランプ機構で固定すると、第３加工ヘッドによるワーク端部の加工が行える。このように、加工部位の変換も１台の加工機で行えるので、生産性が向上する。
ｄ）ワークをフォークに載せた際に位置決め板の磁石によってワークが吸引されるので、フォークに対しワークを常に決まった位置にのせることができる。このため、フォークから加工台の下治具上に置き換えるときも、決まった位置に置けるので、そのままクランプして加工すれば、ワークの側面も端面も正確に加工でき、とくに側面と端面間の直角も出しやすい。
第２発明によれば、加工台にワークをセットして前後方向へスライドさせ、第１スイッチと第２スイッチをＯＮさせると、その間の加工台のスライド距離からワーク長さを検出できるので、仕上げ寸法に対する切削量を演算することによって、正確な長さのワークに仕上げることができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る両頭側面フライス盤の平面図である。図２は同両頭側面フライス盤の側面図である。
まず、本実施形態の両頭側面フライス盤の基本構成を説明する。図１および図２において、符号１はベースを示しており、このベース１の上面には、ベース１に対して前後方向(図１，２では上下方向)にスライド自在に加工台２が設けられている。７は加工台２をスライドさせるネジ棒、８はネジ棒７を回転させるモータである。加工台２はレールでスライドを案内されているが、図示は省略されている。９は切粉よけに設けた伸縮式のカバーで、加工台２の前後に配置されている。
この加工台２上には、ワークＷを載せるための下治具３が設けられている。この下治具３の上方には、加工台２とともに前後に移動するクランプシリンダ５が設けられている。このクランプシリンダ５は、そのロッドが鉛直下向きに配設されており、そのロッドの先端には上治具６が設けられている。
このため、クランプ用シリンダ５を伸長させれば、下治具３と上治具６の間にワークＷが挟まれるので、ワークＷを加工台２に固定することができる。しかも、加工台２を前後にスライドさせれば、ワークＷを上治具６と下治具３との間に挟んだままでワークＷを加工台２とともに前後に移動させることができる。

前記ベース１の長手方向略中央部において、加工台２のスライド位置を挟んで、その左右には、加工台２のスライド方向に対し直角に一対のレール１４，１４が設けられている。
この左右に延びる一対のレール１４，１４の上面には、左右一対の加工ヘッド10A,10Bの主軸台１１，１１がそれぞれ取り付けられている。各主軸台１１は、レール１４上を左右に移動自在である。
前記一対の主軸台１１，１１には、一対の主軸がそれぞれ回転自在に支持されており、この一対の主軸の向かいあった端部には、カッタ１５がそれぞれ取り付けられており、各主軸の他端部は、例えば、ベルト等によって、主軸台１１の上部に設けられたモータ１３の主軸と連結されている。
このため、モータ１３を駆動させれば、カッタ１５が回転し、ワークを加工できるようになっている。

上記実施形態の両頭側面フライス盤によれば、加工台２にワークＷを取り付け、ワークＷを加工する量の分だけ一対の加工ヘッド１０，１０を加工台２に向けて移動させる。そして、モータ１３を駆動させてカッタ１５を回転し、加工台２スライドさせてワークＷをカッタ１５方向に送れば、カッタ１５によってワークＷの表裏両面を一度に切削することができる。

つぎにクランプ機構の詳細を説明する。
図３はクランプ機構の側面図である。図４の（Ａ）図はクランプ機構の縦断面図、（Ｂ）図は端部クランプ機構の正面図である。
図３および図４の（Ａ）図に示すように、前記加工台２上の下治具３は、断面形状が概ね三角形の台部３ａと、台部３ａの中央上面から細幅で上方に突出した支持部３ｂとからなる。支持部３ｂの幅は、切削加工すべきワークＷの仕上り寸法より細くされている。換言すれば、ワークに応じて数種類の下治具３を用意しておき、仕上げ寸法より狭幅の支持部３ｂを有する下治具３を選んで用いられる。

前記上治具６は平板上の治具である。この上治具６の厚さは、ワークＷの仕上げ寸法より薄いものが用いられる。すなわち、薄板状のワークを表裏両面から切削し、しかも全面的に加工するとき、上治具６がワークＷより厚くては、カッタ１５と干渉するからである。この上治具６もワークに応じて数種類のものを用意しておき、仕上げ寸法より厚さの薄いものを選んで用いられる。

クランプシリンダ５は、そのシリンダ本体５ａが架台７に取付けられており、ロッド５ｂの下端には、治具取付金具５ｃが取付けられている。この治具取付金具５ｃによって、前記上治具６が、クランプシリンダ５に取付けられ、クランプシリンダ５の伸縮動作によって昇降するようになっている。
以上の構成により、下治具３上に薄板状のワークＷを立てておき、上から上治具６を下降させると、上下の治具３，６間にワークＷを、クランプすることができる。

図３および図４の（Ｂ）図には、端部クランプ機構が示されている。
クランプシリンダ５１は、そのシリンダ本体51aが架台７の後端部に取付けられており、ロッド51bの下端には、端部クランパー５２が取付けられている。よって、クランプシリンダ５１の伸縮動作によって、端部クランパー５２が昇降するようになっている。
一方、加工台２の後端部における上面には、端部下治具５３が設けられている。この端部下治具５３の高さは、前記下治具３と同じである。
以上の構成により端部下治具５３上に薄板状のワークＷを立てておき、端部クランパー５２を下降させると、ワークＷの端部をしっかりクランプすることができる。

図１および図２には第３加工ヘッド６０が示されている。前記ベース１の後端に隣接して第３加工ヘッド６０用のベース６１が設置されている。このベース６１の上面には、左右方向に延びるガイドレール６２が設けられており、加工ヘッド６０の主軸台６３が摺動自在に載せられている。６４はシリンダであり、伸縮することにより主軸台６３を左右に移動させる。この主軸台６３の主軸にはカッタ６５が取付けられており、主軸をモータ等で回転させると、カッタ６５が回転する。このためシリンダ６４で第３加工ヘッド６０を移動させつつ、カッタ６５を回転させると、ワークの端部を加工することができる。

図１０に示すように、第１加工ヘッド10Aの適所には第１スイッチ７１が取付けられており、第３加工ヘッド６０の適所にも第２スイッチ７２が取付けられている。この第１，第２スイッチ７１，７２は、加工台２にセットされたワークワークＷが当るとＯＮするスイッチである。なお、第１スイッチ７１は、第２加工ヘッド10Bの適所に取付けてもよい。
これらの第１，第２スイッチ７１，７２は、ワークＷの長さを検出するために設けられている。

図１および図２において加工台２は、加工開始前の準備位置Ｉに位置している。なお、図２に示す符号IIは加工終了位置であり、２点鎖線は加工終了位置まで移動したクランプフレーム４とワークＷを示している。図１に示すワーク搬入装置Ａは、前記準備位置Ｉの加工台２の側方に設置されている。
このワーク搬入装置Ａの主要な構成部材は、図５および図６に示すように、ワークを載せるための複数本の支持棒２１を有するフォーク２０と、このフォーク２０を昇降させる昇降機構および前後進させる進退機構とからなる。

まず、フォーク２０を詳述する。
このフォーク２０は、複数本の支持棒２１が平行に並べられ、各支持棒２１を固定する平面視略台形状の基盤２２をから構成されたものである。
また、基盤２２上には、前記各支持棒２１の根元付近において、断面Ｌ字状の位置決め板２３が取付けられている。この位置決め板２３の表面には、適数個の磁石８１が埋設されている。この磁石８１は、支持棒２１上に載せられたワークＷを位置決め板２３側に吸引するので、ワークＷをフォーク２０上に常に固定的に載せることができる。よって、後述するごとくフォーク２０からワークＷを加工台２上の下治具３上に載せ替えたときの位置も、常に一定となり、ワークＷの加工精度が向上する。とくに、ワークＷの側面と端面の直角が正確に出るようになる。

前記各支持棒２１の下面から基盤２２の下面には、スライドレール２４が固定されており、このスライドレール２４に摺動自在に嵌合しているスライドガイド３１が、昇降テーブル３２に取付けられている。昇降テーブル３２とベース３３との間には油圧式の昇降シリンダ３４が取付けられている。また、昇降テーブル３２の両端部には案内棒３５が取付けられ、ベース側に設けられた案内筒３６内を昇降するようになっている。よって、昇降シリンダ３４を伸縮させると、昇降テーブル３２が昇降し、フォーク２０を昇降させることができる。

前記昇降テーブル３２は、前テーブル32a と後テーブル32b とがあり、両部材は図示しない連結部材で連結されている。
昇降テーブル３２の前テーブル32a と後テーブル32b との間には、ネジ棒４１が配置され、このネジ棒４１は、後テーブル32b に取付けられたモータ４２によって回転させられるようになっている。そして、このネジ棒４１にはナット４３が螺合されており、ナット４３はブラッケット４４でフォーク２０の基盤２２に固定されている。
このため、モータ４２でネジ棒４１を正逆回転させると、フォーク２０を前後進させることができる。

図３に示すように、前記下治具３は、複数個の下治具体を長手方向に直列に配置して構成されている。そして、各下治具３の間には隙間が設けられており、この隙間はフォーク２０の支持棒２１が進入する空間となっている。
なお、下治具３は分割されて隙間を有するものであっても、ワークＷの下端面の大部分を支えることができるので、上治具６との間でワークをクランプすることに何ら差し支えないものである。

つぎに、図７に基づき、前記ワーク搬入装置Ａによるワーク搬入作業を説明する。なお、図７の（１）〜（７）において、左側はフォーク２０の側面図、右側は正面図である。
（１）フォーク２０が待機位置から上昇してきた状態である。
（２）フォーク２０が前進し、下治具３より前方すなわち操作側（作業員が各種作業を行う側）に突出した状態である。この状態では、下治具３の上方に位置するクランプシリンダ５等より前進しているので、支持棒２１の上方空間はあいている。
（３）支持棒２１にワークＷを載せた状態である。このときワークＷは位置決め板２３に既述の磁石によってピッタリと吸着保持される。また、既述のごとく支持棒２１の上方空間はあいているので、天井クレーンを使ったり、その他任意のハンドリング装置でワークを支持棒２１上に搬入する作業が可能であり、容易に行える。
（４）フォーク２０をクランプ位置まで後退させた状態である。このとき位置決め板２３の後退位置は下治具３上にワークＷの中心を置ける位置である。この後退位置はワークＷの幅と位置決め板２３の取付位置で決定され、ネジ棒４１の回転数によって正確に制御することができる。
（５）フォーク２０を下降させた状態である。このとき、支持棒２１は下治具３同士の間の隙間に入っていくので、ワークＷを下治具３上に置くことができる。このとき、ワークＷはフォーク２０に対して位置決めされているので、下治具３に対しても斜めになることなく、長芯が一致するように置かれる。
（６）そして、フォーク２０を後退させ、当初の待機位置に下降させる。
（７）フォーク２０が退避すると、クランプシリンダ５によって、上治具６を下降させ、ワークＷを下治具３との間にクランプする。これにより、ワークＷを加工できる状態となる。

つぎに、図８および図９に基づき、上記に説明してきた両頭側面フライス盤によるワークＷの加工方法を説明する。
（７）図８の（７）は図７の（７）と同じ状態である。一対の加工ヘッド１０，１０は開いた状態である。
（８）一対の加工ヘッド10A,10Bを互いに前進させ、加工位置にして、加工台２を前進させる。ワークＷの後端は端部クランパー５２に当接しており、加工抵抗で後方にずれることはない。加工台２の前進により、ワークＷの表裏両側面は加工ヘッド10A,10Bのカッタ１５，１５で加工される。ワークＷを前端まで前進させると、加工が終了する。
（９）加工が終了すると加工台２は後端まで後退する。フォーク２０の支持棒２１がワーク取出し位置に前進する。
（10）上治具６と端部クランパー５２を上昇させ、ワークＷをアンクランプする。
（11）フォーク２０の支持棒２１を上昇させて、ワークＷを下治具３より持ち上げる。
（12）加工台２を、フォーク２０における複数本の支持棒２１間の１ピッチ分を前進させる。この状態で、ワークＷの一端が端部クランパー５２側より第３加工ヘッド６０側へ突出する。
（13）フォーク２０を下降させ、ワークＷを下治具３上に載せ、上治具６と端部クランパー５２を下降させ、ワークＷをクランプする。
（14）加工台２を後方に１ピッチ分移動させ、当初の準備位置にもたらす。これにより、ワークＷの一端は第３加工ヘッド６０で、加工できることとなる。
（15）第３加工ヘッド６０を左右方向に往復動させると、ワークＷの端部をカッタ６５で加工できる。
一方の端面の加工が終わると、ワークＷのクランプを解除し、ワークＷを取り出して、再度未加工側の端部を第３加工ヘッド６０側に向け、クランプする。そして、再度、第３加工ヘッド６０で端面加工する。このように端面加工する際、前記（５）で記述したように下治具３に対しワークＷの長芯が一致しているので、加工後の端面は、先に加工された側面に対し正確に直角に加工されることになる。

上記のようにワークＷを端面加工する際、予めワークＷの長さを計測しておくこともできる。図１０に基づき説明すると、ワークＷを加工台２上にセットした状態で、加工台２を前後にスライドさせ、ワークＷが第１スイッチ７１をＯＮし、ついで第２スイッチ７２をＯＮさせる。この間の加工台２の移動距離は“Ｌ１＋Ｌ２”であり、この距離は加工台２の制御装置内の数値制御信号等により検知することができる。第１スイッチ７１と第２スイッチ７２との間の距離Ｌは一定であるので、“Ｌ−Ｌ１−Ｌ２”でワークＷの長さを求めることができる。このワークＷの加工前の長さを検出できれば、端部の切込み量も演算できるので、仕上げ長さも正確な寸法に加工できる。

以上のとおりであるから、本実施形態の両頭側面フライス盤によると、ワークの表裏両側面の加工だけでなく、前後の両端面も１台の両頭側面フライス盤で加工することができる。しかも、薄板のワークＷをクランプして加工するので、両側面も両端面も高精度に仕上ることができる。

本発明の両頭側面フライス盤は、薄物ワークの両面切削に好適であるが、薄物以外のワークにも適用することができる。

本発明の一実施形態に係わる両頭側面フライス盤の平面図である。図１に示す両頭側面フライス盤の側面図である。図１に示すクランプ機構まわりの側面図である。（Ａ）図は図３のIVA線断面図、（Ｂ）図は図３のIVB線断面図である。ワーク搬入装置の正面図である。ワーク搬入装置の側面図である。ワークＷの搬入方法の説明図である。ワークＷの加工方法の説明図である。ワークＷの加工方法の説明図である。本発明の両頭側面フライス盤の第１スイッチと第２スイッチの説明図である。

符号の説明

３下治具
５クランプシリンダ
６上治具
２０フォーク
５１端部クランプシリンダ
５２端部クランパー
５３端部下治具
６０第３加工ヘッド
６３主軸台
６５カッタ

Claims

ベース上に、前後方向にスライド自在に設けられた加工台と、
前記ベース上に、前記加工台のスライド位置を挟んで、左右方向に互いに接近離間自在に設けられた第１加工ヘッドおよび第２加工ヘッドと、
前記加工台上に設けられた、薄板状のワークを載せる下治具と、該下治具上に載せられた前記ワークを、上方から下向きに押える上治具と、該上治具を昇降させるクランプシリンダからなるクランプ機構と、
前記下治具上の前記ワークの端面を加工するよう、前記加工台の端部において左右方向に移動する第３加工ヘッドと、
前記クランプ機構と前記第３加工ヘッドとの間に、前記ワークの端部を仮固定する端部クランパーと、該端部クランパーを昇降させる端部クランプシリンダとからなる端部クランプ機構と、
前記加工台の加工開始前の準備位置における側方位置に設置されたワーク搬入装置とからなり、
該ワーク搬入装置がワークを載せて昇降し、前記下治具に対し前後進退するフォークを有しており、
前記フォークが、ワークの載置位置を固定するための位置決め板を備えており、該位置決め板にはワークを吸着する磁石が取付けられている
ことを特徴とする両頭側面フライス盤。
前記第１加工ヘッドまたは第２加工ヘッドに取付けられており、前記加工台が前方にスライドしてきたとき、該加工台上のワークが当接するとＯＮする第１スイッチと、
前記第３ヘッドに取付けられており、前記加工台が後方にスライドしてきたとき、該加工台上のワークが当接するとＯＮする第２スイッチとを設けた
ことを特徴とする請求項１記載の両頭側面フライス盤。