JP4452555B2 - Bush processing apparatus and bush processing method - Google Patents
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本発明は、金属板に対して他の板材をボルトによって締結するための雌ねじを有するブッシュを形成するブッシュ加工装置及びブッシュ加工方法に関する。 The present invention relates to a bush processing apparatus and a bush processing method for forming a bush having an internal thread for fastening another plate material to a metal plate with a bolt.
車両を製造する際に、フレームのドアヒンジ部等のボルト締結部にナットを溶接することがある。このようなナットの溶接は正確な位置決めが困難であり、しかも溶接作業が煩雑である。また、バンパビーム等の部位においては、図18に示すように、車両のフレームに溶接されたブリッジ状のヒンジ1にナット2を溶接している。この場合、ヒンジ1の孔加工、ナット2の溶接、ヒンジ1の曲げ加工及びヒンジ1のフレームへの溶接工程等の多くの工程を要することから作業性が低く、誤差の集積により位置精度が低下するおそれがある。
When manufacturing a vehicle, a nut may be welded to bolt fastening parts, such as a door hinge part of a frame. In such a nut welding, accurate positioning is difficult, and the welding operation is complicated. Further, in a part such as a bumper beam, as shown in FIG. 18, a
このような背景から、鋼板部材の圧肉部分を利用してタップによりナット部を形成するナット部形成方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、バーリング加工と雌ねじ加工とを一体的な工具により行うタップが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 From such a background, a nut portion forming method has been proposed in which a nut portion is formed by tapping using a pressed portion of a steel plate member (see, for example, Patent Document 1). In addition, a tap that performs burring and female thread processing with an integral tool has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
上記の特許文献1では、雌ねじを形成する際にタップでの加工を別途行う必要があり、加工装置又は加工ツールの付け替えを行うこととなって、工程が多く作業が煩雑である。 In the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to separately perform processing with a tap when forming an internal thread, and the processing apparatus or the processing tool needs to be replaced, so that there are many steps and the work is complicated.
上記の特許文献2では、予めバーリング用の下孔を開けておく必要があり、複数の加工ツール及び複数の作業工程を要することから、作業効率の向上が望まれる。
In the above-mentioned
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、金属板に対して雌ねじを有するブッシュを高い作業効率で形成することのできるブッシュ加工装置及びブッシュ加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a bush processing apparatus and a bush processing method capable of forming a bush having an internal thread on a metal plate with high work efficiency. To do.
本発明に係るブッシュ加工装置は、金属板にブッシュを形成する加工ツールと、前記加工ツールを回転制御する回転駆動部と、前記加工ツールを進退制御する進退駆動部と、を有し、前記加工ツールは、前記金属板に孔を形成するために先端に設けられた縮径部と、前記孔に雌ねじを形成するために前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部とを備えることを特徴とする。 The bush processing apparatus according to the present invention includes a processing tool for forming a bush on a metal plate, a rotation driving unit that controls the rotation of the processing tool, and an advance / retreat driving unit that controls the processing tool to move forward and backward. The tool includes a reduced diameter portion provided at a distal end for forming a hole in the metal plate, and a tap portion provided continuously to the reduced diameter portion for forming a female screw in the hole. It is characterized by that.
このような加工ツールを回転させながら金属板に押圧して、縮径部によって金属板に孔を形成するとともに、加工ツールを孔に挿入したまま、さらに回転挿入させ、タップ部によって孔に雌ねじを形成することによって、雌ねじを有するブッシュを1つの工程で形成することができ、作業効率の向上を図ることができる。 While pressing such a processing tool against the metal plate, a hole is formed in the metal plate by the reduced diameter portion, and further rotating with the processing tool inserted into the hole, and a female screw is inserted into the hole by the tap portion. By forming, the bush having the female screw can be formed in one step, and the working efficiency can be improved.
また、前記ブッシュを形成する際に溶融可能な素材を追加する素材追加部を有すると、金属板の板厚が薄い場合であっても溶融した素材が肉盛りされて肉厚となり、ブッシュを形成することができる。 In addition, when the bushing is formed, it has a material addition part for adding a material that can be melted, and even if the metal plate is thin, the melted material is piled up and becomes thick, forming a bush. can do.
さらに、前記ブッシュを形成する位置に放電して加熱を行うアーク加熱部を有すると、金属板の予備加熱を迅速に行うことができ、加工時間を短縮することができ、しかも加工ツールの回転による摩擦熱の発生量及び押圧力が小さくて済み、熱負荷及び応力を低減して加工ツールの高寿命化を図ることができる。 Furthermore, if an arc heating unit that discharges and heats at the position where the bush is formed is provided, the preheating of the metal plate can be performed quickly, the processing time can be shortened, and the processing tool can be rotated. The amount of frictional heat generated and the pressing force can be small, and the life of the machining tool can be extended by reducing the thermal load and stress.
前記素材追加部による溶融可能な素材の追加は、前記アーク加熱部によって放電を行う際に行うようにしてもよい。 The addition of the meltable material by the material adding unit may be performed when discharging is performed by the arc heating unit.
前記加工ツールの先端から前記ブッシュを形成する位置に放電して加熱を行うアーク加熱部を有すると、ブッシュの加工位置を中心的に加熱することができる。 If the arc heating unit that discharges and heats the bushing from the tip of the machining tool to the position where the bush is formed, the machining position of the bush can be heated centrally.
また、本発明に係るブッシュ加工方法は、金属板に対向するように先端に設けられた縮径部と、前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部と、を有する加工ツールを用い、前記加工ツールを回転させながら前記金属板に押圧して、前記縮径部によって前記金属板に孔を形成する第1工程と、前記第1工程の後、前記加工ツールを前記孔に挿入したまま、回転させながらさらに挿入させ、前記タップ部によって前記孔に雌ねじを形成する第2工程と、を有することを特徴とする。 The bush processing method according to the present invention includes a processing tool having a reduced diameter portion provided at a tip so as to face a metal plate, and a tap portion provided continuously with respect to the reduced diameter portion. A first step of pressing the metal plate while rotating the processing tool and forming a hole in the metal plate by the reduced diameter portion; and after the first step, inserting the processing tool into the hole And a second step of inserting the screw into the hole by the tap portion and rotating the tape while rotating.
このように、この加工方法によれば加工ツールを一度形成した孔から抜くことなく、実質的に1つの工程によってブッシュを形成することができ、作業効率が向上する。また、加工ツールは1本で足りる。 Thus, according to this processing method, the bush can be formed substantially in one step without removing the processing tool from the hole once formed, and the working efficiency is improved. Moreover, only one machining tool is sufficient.
前記加工ツールの回転速度は、前記第1工程の方が前記第2工程よりも高速であって、摩擦熱によって前記金属板を加熱すると、孔を形成しやすい。また、第2工程では加工ツールを低速で回転させることにより雌ねじを正確に形成することができる。 The rotation speed of the processing tool is higher in the first step than in the second step, and holes are easily formed when the metal plate is heated by frictional heat. In the second step, the internal thread can be accurately formed by rotating the processing tool at a low speed.
本発明に係るブッシュ加工装置及びブッシュ加工方法では、加工ツールを回転させながら金属板に押圧して、縮径部により金属板に孔を形成するとともに、加工ツールを孔に挿入したまま、回転させながらさらに挿入させてタップ部により孔に雌ねじを形成する。このようにすることにより、雌ねじを有するブッシュを1つの工程で形成することができ、作業効率が向上する。 In the bush machining apparatus and the bush machining method according to the present invention, the metal tool is pressed while rotating the machining tool to form a hole in the metal plate by the reduced diameter portion, and the machining tool is rotated while being inserted into the hole. Further, the internal thread is formed in the hole by the tap portion. By doing in this way, the bush which has an internal thread can be formed in one process, and working efficiency improves.
以下、本発明に係るブッシュ加工装置について第1〜第8の実施の形態とブッシュ加工方法の実施例を挙げ、添付の図1〜図17を参照しながら説明する。 Hereinafter, the bush processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the attached FIGS. 1 to 17 by taking the first to eighth embodiments and examples of the bush processing method.
図1に示すように、第1の実施の形態に係るブッシュ加工装置10aは、本塗装前であるフレーム12における所定の箇所にブッシュ14を形成するためのユニット型式の装置であり、ロボット16の先端に着脱自在に設けられている。ロボット16は産業用の多関節型であって、ブッシュ加工装置10aはロボット16の動作範囲内で任意の位置に任意の姿勢に設定可能である。これにより、ブッシュ加工装置10aは、例えば、フレーム12におけるドアヒンジ部12aやバンパビーム部12bに対向するように配置され、これらの箇所にブッシュ14を形成することができる。
As shown in FIG. 1, the
フレーム12は搬送ライン18上で搬入されてロボット16の近傍において一時停止し、カメラ19によって正確な位置の確認が行われる。フレーム12はブッシュ加工装置10aによってブッシュ14を形成する加工が行われた後、搬送ラインに沿って次工程のステーションへと搬送され、この後、ロボット16の近傍には未加工の次のフレーム12が搬入される。
The
ロボット16及びブッシュ加工装置10aは、コントローラ20によって制御される。コントローラ20は、ロボット16を所定の教示データに基づいて動作させるロボット駆動部22と、ブッシュ加工装置10a内の第1モータ38及び第2モータ40(図2参照)を駆動するモータ制御部24と、フィラー62(図2参照)を送給するためのフィラー送給制御部26と、フィラー62に高電圧を印加する電圧印加制御部28とを有する。また、コントローラ20はカメラ19から得られる画像に基づいてフレーム12及びブッシュ加工位置Pの位置確認を行うことができる。
The
図2に示すように、ブッシュ加工装置10aは、ハウジング30をベースとして構成されており、加工ツール32と、該加工ツール32を保持するチャック34と、該チャック34と接続されたボールねじ36と、該ボールねじ36を回転させる第1モータ38と、ボールねじ36を進退駆動させる第2モータ40とを有する。加工ツール32は、例えば、高速工具鋼等の金属で構成される。ロボット16はハウジング30の側面に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
第1モータ38及び第2モータ40は直列状に並んで配置されており、ボールねじ36と並列している。ボールねじ36の上端部には抜け止め用のストッパ41が設けられている。
The
ボールねじ36は、スプラインナット42により進退自在に軸支されており、該スプラインナット42がプーリ44a、44b及びベルト46を介して第1モータ38によって回転駆動される。プーリ44a、44bは第1モータ38の回転速度を減速する作用を奏する。
The
スプラインナット42には軸方向に循環するボール群48が設けられており、該ボール群48の一部がスプラインナット42の内面からやや突出してボールねじ36の複数のスプライン溝36aに係合している。ボール群48は、スプラインナット42内に設けられた内部通路を通り循環駆動される。このボール群48の転がり作用により、ボールねじ36は滑らかに進退可能である。また、ボール群48の一部はスプライン溝36aに係合していることから、スプラインナット42が第1モータ38によって回転駆動されることにより、ボールねじ36はスプラインナット42とともに回転駆動される。スプラインナット42はベアリング50及び所定のブラケットを介してハウジング30に支持されており、滑らかに回転可能である。
The
一方、ボールねじ36は、ボールねじナット52により回転自在に軸支されており、該ボールねじナット52がプーリ54a、54b及びベルト56を介して第2モータ40によって回転駆動される。プーリ54a、54bは第2モータ40の回転速度を減速する作用を奏する。
On the other hand, the
ボールねじナット52はスプラインナット42よりも上側で、所定の隙間を有して直列状に配置されている。ボールねじナット52には螺旋状に循環するボール群58が設けられており、該ボール群58の一部がボールねじナット52の内面からやや突出してボールねじ36の螺旋溝36bに係合している。ボール群58は、ボールねじナット52内に設けられた内部通路を通り循環駆動される。ボール群58の一部が螺旋溝36bに係合していることから、ボールねじナット52が第2モータ40によって回転駆動されることにより、ボールねじ36はボールねじナット52を滑らかに進退駆動する。ボールねじナット52はベアリング60及び所定のブラケットを介してハウジング30に支持されており、滑らかに回転可能である。
The ball screw
さらに、ブッシュ加工装置10aは、フレーム12のブッシュ加工位置Pに対してフィラー62を送給するローラ機構64と、該ローラ機構64を構成する複数のローラのうち1つであるローラ66に接続された正電極68と、ブッシュ加工装置10aの下端部においてブッシュ加工位置Pを中心に配置された複数の負極板69とを有する。各負極板69は負電極70にそれぞれ接続されるとともに、絶縁材69aによってハウジング30から絶縁されている。
Further, the
ローラ66は金属製であって、フィラー62と正電極68は電気的に導通する。負極板69は、スプリング72の作用下に弾性的にフレーム12に接触して電気的に導通する。正電極68及び負電極70は前記の電圧印加制御部28に接続されており、ブッシュ加工位置Pの近傍に配置されるフィラー62の先端部と、フレーム12との間に高電圧を印加することができる。
The
ブッシュ加工装置10aの下方には絶縁内筒74が設けられており、加工ツール32はこの絶縁内筒74内を進退駆動される。フィラー62は、ブッシュ加工位置Pの方向に向かって延在する絶縁チューブ76内を通って送給される。
An insulating
図2及び図3に示すように、加工ツール32は、先端に設けられた縮径部80と、該縮径部80の上方に連続して設けられた円柱部82と、そのさらに上方に連続して設けられたタップ部84とを有する。縮径部80は、下方に向かって縮径する円錐形であり、縮径部80の上端部における最も大径の部分は円柱部82と同径である。縮径部80はフレーム12に孔100(図7参照)を形成する部分であって、円柱部82は孔100の形状が安定化するように作用する、これらの縮径部80及び円柱部82は下孔形成部86として一体となっている。タップ部84は、孔100に雌ねじを形成するための部分であり、円柱部82よりも大径の螺旋突起84aが設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図3に示すように、タップ部84と下孔形成部86は着脱自在に構成されており、摩耗の程度によりいずれか一方を個別に交換可能である。もちろん、タップ部84と下孔形成部86は一体型であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
次に、このように構成されるブッシュ加工装置10aを用いて、フレーム12のブッシュ加工位置Pにブッシュ14(図10参照)を形成するブッシュ加工方法について説明する。以下の説明では、表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。
Next, a bush processing method for forming the bush 14 (see FIG. 10) at the bush processing position P of the
図4におけるステップS1において、ロボット駆動部22の作用下にロボット16を動作させ、ブッシュ加工装置10aをフレーム12に接近させて、負極板69を接触させる。このとき、予め設定されたブッシュ加工位置Pが加工ツール32の進退する軸上に配置されるようにする。
In step S1 in FIG. 4, the
ステップS2において、図5に示すように、フィラー送給制御部26の作用下にフィラー62を送給し、該フィラー62の先端部を絶縁チューブ76から突出させた後、電圧印加制御部28の作用下に正電極68に高電圧を印加してアークAを発生させる。フィラー62の先端部はブッシュ加工位置Pの近傍に配置されていることから、アークAはフィラー62の先端とブッシュ加工位置Pとの間に発生し、ブッシュ加工位置Pが予備加熱されて軟化する。ブッシュ加工位置PはアークAによって迅速に加熱される。所定時間が経過した後、高電圧の印加を停止してアークAを消滅させる。
In step S2, as shown in FIG. 5, the
また、このステップS2においては、半自動アーク溶接と同じ要領によりフィラー62によりアークAを発生させるとともに該フィラー62を溶融させてブッシュ加工位置Pに対して肉盛り処理を行うことも可能である。この場合、後述するステップS5における肉盛り処理は省略可能である。
Further, in this step S2, it is possible to generate the arc A by the
ステップS3において、ボールねじ36及び加工ツール32を第1モータ38の作用下に高速で回転させるとともに、第2モータ40の作用下に下方へ向けて駆動する。このとき、第2モータ40は、第1モータ38の回転速度に応じて、加工ツール32が適当な速度で進行するように速度制御される。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、図6に示すように、加工ツール32の先端の縮径部80がブッシュ加工位置Pに当接した後、加工ツール32がブッシュ加工位置Pを適当な力で押圧する加圧力制御となるように第2モータ40を駆動し、ブッシュ加工位置Pを摩擦熱により加熱する。ブッシュ加工位置Pは前記ステップS2において予備加熱されていることから、このステップS4における摩擦力は比較的小さくてすみ、加工ツール32のブッシュ加工位置Pに対する押圧力及び回転数は比較的小さくてよい。
In step S4, as shown in FIG. 6, after the reduced
ステップS5において、フィラー送給制御部26の作用下にフィラー62を再度送給し、該フィラー62の先端をブッシュ加工位置Pに当接させる。ブッシュ加工位置Pは加熱されて高温となっていることからフィラー62は溶融して、ブッシュ加工位置Pが肉盛りされ、肉盛部101が得られる。フィラー62は所定量送給された後、やや引き戻されて退避する。
In step S5, the
ブッシュ加工位置Pにおける板厚が厚いときにはステップS5におけるフィラー62の供給による肉盛りを省略してもよい。
When the plate thickness at the bush processing position P is thick, the build-up by supplying the
ステップS6において、図7に示すように、加工ツール32の回転を維持したまま摩擦熱を発生させながらさらに進行させて、孔100を形成する。当初、孔100は縮径部80の先端部によって形成された後、縮径部80の錐面によって拡径され、さらに円柱部82が挿通することにより形状が安定化する。このとき、ブッシュ加工位置Pは、前記ステップS5の処理によって肉盛りされていることから、孔100の深さDは充分に深く、孔100の周囲の厚みW(図10参照)は充分に厚い。
In step S <b> 6, as shown in FIG. 7, the
ステップS7において、円柱部82が孔100に挿入された後、第1モータ38の回転速度を低下させて、ボールねじ36及び加工ツール32を低速で回転させる。また、第2モータ40の回転数を制御し、加工ツール32が1回転する間に該加工ツール32がタップ部84の螺旋突起84aのピッチt(図7参照)だけ進行するように同期させる。これにより、図8に示すように、螺旋突起84aが孔100に螺合するようにタップ加工され、雌ねじ102を有するブッシュ14が形成される。
In step S7, after the
なお、ステップS6の後、加工ツール32は孔100に挿入されたまま次のステップS7へ移ることから、これらのステップS6とステップS7は実質的に1つの工程とみなすことができる。このステップS6とステップS7との間において、加工ツール32を交換する必要がないことは当然である。
Note that, after step S6, the
ステップS8において、第1モータ38及び第2モータ40を逆回転させ、加工ツール32をブッシュ14から抜き取る。このとき、第1モータ38と第2モータ40とを同期させて、加工ツール32が1回転する間に該加工ツール32がピッチtだけ後退するように同期させる。タップ部84がブッシュ14から抜き取られた後には加工ツール32を高速で後退させてもよい。
In step S <b> 8, the
この後、ロボット16を動作させることによりブッシュ加工装置10aをフレームから離間させる。複数のブッシュ14を形成する場合には、次のブッシュ加工位置Pへブッシュ加工装置10aを移動させて、同様の手順により加工を続行すればよい。
Thereafter, by operating the
このように第1の実施の形態に係るブッシュ加工装置10a及びブッシュ加工方法では、加工ツール32を回転させながらブッシュ加工位置Pに押圧して、縮径部80によってブッシュ加工位置Pに孔100を形成する。この後回転速度を低下させ、加工ツール32を孔100から抜くことなくさらに挿入させ、タップ部84によって孔100に雌ねじ102を形成する。これによって、ブッシュ14を実質的に1つの工程で形成することができ、作業効率の向上を図ることができる。
As described above, in the
また、1つの工程でブッシュ14を形成することにより、ドリルによって下孔を形成した後に別のタップで雌ねじを形成する方法や、ドリルによって下孔を形成した後にナットを溶接する方法等と比較して、誤差の集積がなくブッシュ14の位置精度が高い。ブッシュ加工位置Pにおいてはナットが不要であることから、フレーム12の軽量化及び低廉化を図ることができ、しかも下孔を形成するための切削加工がないことから切削粉はほとんど発生しない。
Also, by forming the
さらに、フィラー62を供給して肉盛りを行うことから、ブッシュ加工位置Pの板厚が薄い場合であっても適用可能であり、強度の高いブッシュ14が得られる。
Furthermore, since the
さらにまた、アークAを発生させてブッシュ加工位置Pの予備加熱を迅速に行うことから、加工ツール32を押圧させながら回転させて摩擦熱を発生させる時間を短縮することができ、結果として加工時間を短縮することができる。また、加工ツール32のブッシュ加工位置Pに対する押圧力及び発生熱量が小さくて済み、加工ツール32に対する熱負荷及び応力が低減して高寿命化を図ることができるとともに、フレーム12の変形を低減可能である。アークAを発生させる手段としてフィラー62を用いることから、加熱手段としてのトーチ等が不要であって構成が簡便であり、しかも加熱手段をブッシュ加工位置Pに対して接近させ又は退避させる機構及び工程が不要である。
Furthermore, since the arc A is generated and the bushing processing position P is quickly preheated, the time for generating frictional heat by rotating the
ところで、加工ツール32の軸と加熱位置がずれた場合には、図9に示すように、加熱が充分である部分B1が大きく変形し、加熱が不十分である部分B2の変形が小さく、孔100が歪んだ形状となる。ブッシュ加工装置10aでは、アークAを発生させるためのフィラー62の先端部は、ブッシュ加工位置Pの略上方に配置されていることから、ブッシュ加工位置Pを略中心として加熱することができる。このため、図10に示すように、歪みの少ないブッシュ14を形成することができる。
By the way, when the axis of the
次に、第2の実施の形態に係るブッシュ加工装置10bについて、図11を参照しながら説明する。なお、第2〜第8の実施の形態に係るブッシュ加工装置10b〜10hにおいて、前記のブッシュ加工装置10aと同様の箇所については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、ブッシュ加工装置10aと類似の機能の部分については3桁の符号のうち下2桁を同値として示す。
Next, a
図11に示すように、ブッシュ加工装置10bは、ハウジング130をベースとして構成されており、ロボット16はハウジング130の側面に接続されている。また、ブッシュ加工装置10bは、前記第1モータ38に相当する第1ビルトインモータ138と、前記第2モータ40に相当する第2ビルトインモータ140と、前記ボールねじ36に相当するボールねじ136と、ハウジング130の上面に設けられた正極板167を有する。ローラ機構64はハウジング130の外部に設けられており、絶縁チューブ76はローラ機構64からハウジング130の側面を経由してブッシュ加工位置Pの方向に向かって延在している。
As shown in FIG. 11, the
第1ビルトインモータ138及び第2ビルトインモータ140は、ボールねじ136を中心とした同軸直列状に設けられたモータであり、第1ビルトインモータ138はスプラインナット42よりも下方に設けられ、第2ビルトインモータ140はボールねじナット52よりも上方に設けられている。第1ビルトインモータ138の内径側の円筒ロータ138aは、フランジ138bを介してスプラインナット42の上面と接続されて、第2ビルトインモータ140の内径側の円筒ロータ140aは、フランジ140bを介してボールねじナット52の下面に接続されている。第1ビルトインモータ138とスプラインナット42との間及び第2ビルトインモータ140とボールねじナット52との間には遊星ギア等を用いた減速機構を介装してもよい。
The first built-in
ボールねじ136は、前記スプライン溝36a及び前記螺旋溝36bと同様のスプライン溝136a及び螺旋溝136bを有するとともに、軸心部に設けられた電極バー136cと、該電極バー136cの外周を覆う絶縁筒136dと、チャック34との間に設けられた絶縁環136eとを有する。ボールねじ136とチャック34との間には絶縁材137が設けられている。
The
電極バー136cはチャック34内に挿入され、その先端部は加工ツール32の上部と接触して電気的に導通している。電極バー136cの上端部はストッパ41よりも突出しており、ボールねじ136が上方へ変位したときに正極板167の下面に接触し、電気的に導通する。正極板167はスプリング188の作用下に弾性的に電極バー136cに接触する。正極板167は正電極68に接続されていることから、正電極68と加工ツール32は電気的に導通することとなる。絶縁筒136d及び絶縁環136eの絶縁作用により、ボールねじ136の外周部、チャック34、スプラインナット42及びボールねじナット52には高電圧が印加されることがない。
The
このように構成されるブッシュ加工装置10bでは、第1ビルトインモータ138及び第2ビルトインモータ140をボールねじ136と同軸状に設けることができるため、ハウジング130が小型化されてブッシュ加工装置10bが小型、軽量となる。また、動力伝達用のプーリやベルトが不要であり、構成が簡便である。
In the
さらに、前記ステップS2において行うアークAによるブッシュ加工位置Pの予備加熱処理は、ボールねじ136を上昇させて電極バー136cを正極板167に接触させた状態で正電極68及び負電極70の間に高電圧を印加することにより、加工ツール32の先端部とブッシュ加工位置Pとの間にアークAを発生させて行うことができる。この場合、ブッシュ加工位置Pは加工ツール32の軸上に設けられていることから、アークAはブッシュ加工位置Pからほとんどずれることなく、該ブッシュ加工位置Pを中心として確実に予備加熱することができる。従って、形成されるブッシュ14の形状は歪みが少ない。
Further, the preheating process at the bushing processing position P by the arc A performed in the step S2 is performed between the
次に、第3の実施の形態に係るブッシュ加工装置10cについて、図12を参照しながら説明する。 Next, a bush processing apparatus 10c according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
図12に示すように、ブッシュ加工装置10c(及びブッシュ加工装置10d〜10h)は、ワークである金属板212のブッシュ加工位置Pにブッシュ14を形成するための定置型の装置である。
As shown in FIG. 12, the bush processing apparatus 10c (and the
ブッシュ加工装置10cは、ハウジング230をベースとして構成されており、ブッシュ加工装置10cは、金属板212を固定する加工台200と、水平方向にスライド可能な移動電極202と、上下方向に昇降する昇降台204と、上下方向に延在するボールねじ236及びガイドシャフト237と、昇降台204をガイドシャフト237に沿って支持するボールナット242とを有する。
The bush processing apparatus 10c is configured with a
ボールねじ236及びガイドシャフト237は並列しており、ボールねじナット52及びボールナット242がそれぞれ昇降可能に嵌合している。ボールねじナット52及びボールナット242は昇降台204に固定されており、該昇降台204におけるボールねじナット52とボールナット242との間には第1モータ38が設けられている。第1モータ38の回転軸はチャック34に接続されており、該チャック34と加工ツール32とを回転駆動可能である。
The
ボールねじ236は、前記螺旋溝36bと同様の螺旋溝236bを有するとともに、上端近傍にはプーリ54bが設けられており、上下の両端部はベアリング208により回転自在に軸支されている。ガイドシャフト237には前記ボールねじ36におけるスプライン溝36aに相当する溝がなく、またガイドシャフト237はハウジング230に固定されている。
The
ボールナット242は、前記スプラインナット42におけるボール群48と同様のボール群248を有し、ガイドシャフト237に対して滑らかに昇降可能である。ボール群48はガイドシャフト237の外周面に対して転がり回転しながら循環移動する。
The
ボールねじ236は、第1モータ38によりプーリ54a、54b及びベルト56を介して回転駆動され、これにより昇降台204及び加工ツール32は、ガイドシャフト237にガイドされながら昇降する。
The
加工台200は、ブッシュ加工位置Pが加工ツール32の軸上に配置されるように金属板212を固定可能である。加工台200の上面には絶縁材201を介して負電極70に接続された負極板269が設けられており、該負電極70と金属板212は電気的に導通する。
The processing table 200 can fix the
移動電極202は水平方向に延在する棒形状の導通部材であって、一端部202aは下方に向けてやや突出している。他端部202bはスライドベース206に対してスライド可能に接続されるとともに、正電極68が電気的に接続されている。移動電極202における一端部202aを除く部分の周囲には絶縁材203が設けられている。移動電極202は、コントローラ20の作用下にスライドベース206に沿ってスライド可能であり、図12における右方へ移動したときには一端部202aがブッシュ加工位置Pの上方に配置される。また、左方へ退避したときには、加工ツール32及びチャック34が一端部202aに干渉することなく下降可能である。
The moving
このように構成されるブッシュ加工装置10cでは、加工ツール32を上昇させるとともに、移動電極202を右方に移動させた状態で、正電極68及び負電極70の間に高電圧を印加することにより、移動電極202の一端部202aとブッシュ加工位置Pとの間にアークAを発生させて予備加熱を行うことができる。この場合、一端部202aは、ブッシュ加工位置Pの上方に設けられていることから、アークAはブッシュ加工位置Pからほとんどずれることなく、該ブッシュ加工位置Pを中心として確実に予備加熱することができる。
In the bush machining apparatus 10c configured as described above, the
また、第2モータ40は第1モータ38に対して独立的に駆動可能であり、昇降台204を昇降させる際、第1モータ38と同期をとる必要がないため制御手順が簡便である。
Further, the
次に、第4の実施の形態に係るブッシュ加工装置10dについて、図13を参照しながら説明する。
Next, a
図13に示すように、ブッシュ加工装置10dは、ハウジング330をベースとして構成されており、前記ブッシュ加工装置10aにおける加工ツール32、チャック34、ボールネジ36、第1モータ38、第2モータ40、スプラインナット42、プーリ44a、44b、54a及び54b、ベルト46及び56、ボールねじナット52を有する。
As shown in FIG. 13, the
また、ブッシュ加工装置10dは、ブッシュ加工装置10cにおける加工台200及び絶縁材201を有し、移動電極202と同様の機能を持つ移動電極302を有する。移動電極302は、斜め下方に向けて延在する棒形状の導通部材であって、一端部302aは下方に向けてやや突出している。他端部302bはスライドベース206に対してスライド可能に接続されるとともに、正電極68が電気的に接続されている。
In addition, the
このように構成されるブッシュ加工装置10dでは、移動電極302は前記移動電極202と同様の機能を持つことから、発生するアークAはブッシュ加工位置Pからほとんどずれることなく、該ブッシュ加工位置Pを中心として確実に予備加熱することができる。
In the
次に、第5の実施の形態に係るブッシュ加工装置10eについて、図14を参照しながら説明する。
Next, a
図14に示すように、ブッシュ加工装置10eは、ハウジング430をベースとして構成されており、前記ブッシュ加工装置10aにおける加工ツール32、チャック34、ボールネジ36、第1モータ38、第2モータ40、スプラインナット42、プーリ44a、44b、54a及び54b、ベルト46及び56、ボールねじナット52を有する。また、ブッシュ加工装置10dは、ブッシュ加工装置10cにおける加工台200及び絶縁材201を有する。
As shown in FIG. 14, the
さらに、ブッシュ加工装置10dは、ハウジング中段板430aの下面においてボールねじ36を中心とするように設けられた複数の正極板469を有する。各正極板469は正電極68にそれぞれ接続されるとともに絶縁材469aによってハウジング430から絶縁されている。正極板469は、スプリング472の作用下に弾性的に昇降可能である。これらの正極板469は構造的には前記負極板69(図2参照)と類似しているが、負極板69が負電極70に接続されているのに対して、正極板469は正電極68に接続されている点が異なる。
Furthermore, the
チャック34とボールねじ36との間には、外径部が正極板469の下面に接することのできる径である導通部材の中継円板400が設けられている。ボールねじ36と中継円板400との間には絶縁材437が設けられている。中継円板400の中心部には下方に突出する軸400aが設けられており、該軸400aはチャック34内に挿入され、その先端部は加工ツール32の上部と接触して電気的に導通している。
Between the
中継円板400はボールねじ36、チャック34及び加工ツール32とともに昇降し、ボールねじ36が上方へ変位したときに正極板469の下面に接触して電気的に導通する。正極板469はスプリング472の作用下に弾性的に中継円板400に接触する。このようにして、ボールねじ36が上方へ変位したときには正電極68と加工ツール32は電気的に導通することとなる。
The
このように構成されるブッシュ加工装置10eでは、前記ブッシュ加工装置10bと同様に加工ツール32からアークAを発生させることができる。発生するアークAはブッシュ加工位置Pからほとんどずれることなく、該ブッシュ加工位置Pを中心として確実に予備加熱することができる。
In the
また、正電極68と加工ツール32は中継円板400を介して電気的に導通することからボールねじ36内に電気的な導通部材及び絶縁部材を設ける必要がなく、ボールねじ36の構造が簡便である。
Further, since the
次に、第6の実施の形態に係るブッシュ加工装置10fについて、図15を参照しながら説明する。
Next, a
図15に示すように、ブッシュ加工装置10fは、ハウジング530をベースとして構成されており、前記ブッシュ加工装置10bにおける加工ツール32、チャック34、スプラインナット42、ボールネジナット52、正電極68、負電極70、ボールネジ136、電極バー136c、第1ビルトインモータ138、第2ビルトインモータ140及び正極板167を有する。また、ブッシュ加工装置10fは、前記ブッシュ加工装置10cにおける加工台200及び絶縁材201を有する。
As shown in FIG. 15, the
このように構成されるブッシュ加工装置10fでは、前記ブッシュ加工装置10bと同様に加工ツール32からアークAを発生させることができる。発生するアークAはブッシュ加工位置Pからほとんどずれることなく、該ブッシュ加工位置Pを中心として確実に予備加熱することができる。また、第1ビルトインモータ138及び第2ビルトインモータ140を用いることにより、ブッシュ加工装置10fが小型、軽量となる。
In the
図16に示すように、第7の実施の形態に係るブッシュ加工装置10gは、前記ブッシュ加工装置10d(図13参照)における移動電極302を前記ブッシュ加工装置10a(図2参照)のローラ機構64で置き換えたものであり、該ローラ機構64のローラ66には正電極68が接続されている。
As shown in FIG. 16, the
このように構成されるブッシュ加工装置10gでは、前記ブッシュ加工装置10aと同様にローラ機構64から送給されるフィラー62の先端からアークAを発生することができる。また、フィラー62により金属板212の肉盛りを行うことができる。
In the
図17に示すように、第8の実施の形態に係るブッシュ加工装置10hは、前記ブッシュ加工装置10f(図15参照)に対して前記ブッシュ加工装置10a(図2参照)のローラ機構64を付加した構成となっている。
As shown in FIG. 17, in the
このように構成されるブッシュ加工装置10hでは、加工ツール32の先端からアークAを発生させてブッシュ加工位置Pを予備加熱することができる。また、フィラー62により金属板212の肉盛りを行うことができる。
In the
なお、上記の説明では、ブッシュ加工位置Pを予備加熱するためにアークAを発生させる例について説明したが、この加熱手段はトーチ等であってもよい。また、加熱手段をブッシュ加工位置Pの裏面に設け、裏面から予備加熱を行ってもよい。 In the above description, the example in which the arc A is generated to preheat the bushing processing position P has been described. However, the heating means may be a torch or the like. Moreover, a heating means may be provided on the back surface of the bushing position P, and preliminary heating may be performed from the back surface.
上記の各実施の形態においては加工ツール32、フィラー62及び移動電極202等を正電極68に導通させるとともに、ワークであるフレーム12及び金属板212を負電極70に導通させている。このように直流正極性の電圧印加を行うことによりワークにおけるブッシュ加工位置Pを深く加熱することができて好適である。一方、ワークの特性等に基づき、これらの極性を逆にした直流逆極性の電圧印加を行うようにしてもよいし、交流電圧を印加するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
本発明に係るブッシュ加工装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The bush processing apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
10a〜10h…ブッシュ加工装置 12…フレーム
14…ブッシュ 16…ロボット
20…コントローラ 32…加工ツール
34…チャック 36、136、236…ボールねじ
38…第1モータ 40…第2モータ
42…スプラインナット 62…フィラー
64…ローラ機構 68…正電極
69…負極板 70…負電極
80…縮径部 82…円柱部
84…タップ部 100…孔
102…雌ねじ 136c…電極バー
138…第1ビルトインモータ 140…第2ビルトインモータ
200…加工台 202、302…移動電極
212…金属板 237…ガイドシャフト
242…ボールナット 400…中継円板
A…アーク P…ブッシュ加工位置
10a to 10h: bush processing apparatus 12:
Claims (8)
前記加工ツールを回転制御する回転駆動部と、
前記加工ツールを進退制御する進退駆動部と、
前記ブッシュを形成する際に溶融可能な素材を追加する素材追加部と、
を有し、
前記加工ツールは、前記金属板に孔を形成するために先端に設けられた縮径部と、
前記孔に雌ねじを形成するために前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部とを備えることを特徴とするブッシュ加工装置。 A processing tool for forming a bush on a metal plate;
A rotation drive unit for controlling rotation of the processing tool;
An advancing / retreating drive unit for advancing / retreating the machining tool;
A material addition part for adding a material that can be melted when forming the bush;
Have
The processing tool includes a reduced diameter portion provided at a tip for forming a hole in the metal plate;
A bush processing device comprising: a tap portion provided continuously with respect to the reduced diameter portion in order to form a female screw in the hole.
前記加工ツールを回転制御する回転駆動部と、
前記加工ツールを進退制御する進退駆動部と、
前記ブッシュを形成する位置に放電して加熱を行うアーク加熱部と、
を有し、
前記加工ツールは、前記金属板に孔を形成するために先端に設けられた縮径部と、
前記孔に雌ねじを形成するために前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部と、
を有することを特徴とするブッシュ加工装置。 A processing tool for forming a bush on a metal plate;
A rotation drive unit for controlling rotation of the processing tool;
An advancing / retreating drive unit for advancing / retreating the machining tool;
An arc heating section that discharges and heats the bush to the position where it is formed ;
I have a,
The processing tool includes a reduced diameter portion provided at a tip for forming a hole in the metal plate;
A tap portion provided continuously to the reduced diameter portion to form a female screw in the hole;
Bush processing apparatus characterized by have a.
前記アーク加熱部によって放電を行う際に溶融可能な素材を追加する素材追加部を有することを特徴とするブッシュ加工装置。 In the bush processing apparatus according to claim 2 ,
A bushing processing apparatus comprising a material adding unit that adds a material that can be melted when discharging by the arc heating unit.
前記加工ツールの先端から前記ブッシュを形成する位置に放電して加熱を行う前記アーク加熱部を有することを特徴とするブッシュ加工装置。 In the bush processing apparatus according to claim 2 ,
A bush processing apparatus comprising the arc heating unit that discharges and heats a tip of the processing tool to a position where the bush is formed.
前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部と、
を有する加工ツールを用い、
前記加工ツールを回転させながら前記金属板に押圧して、前記縮径部によって前記金属板に孔を形成する第1工程と、
前記第1工程の後、前記加工ツールを前記孔に挿入したまま、さらに回転挿入させ、前記タップ部によって前記孔に雌ねじを形成する第2工程と、
を有し、
前記第1工程の前に、ブッシュを形成する位置に溶融可能な素材を追加して肉盛りすることを特徴とするブッシュ加工方法。 A reduced diameter portion provided at the tip so as to face the metal plate;
A tap portion provided continuously with respect to the reduced diameter portion;
Using a processing tool having
A first step of pressing the metal plate while rotating the processing tool to form a hole in the metal plate by the reduced diameter portion;
After the first step, the second step in which the processing tool is inserted into the hole and further rotated, and a female screw is formed in the hole by the tap portion;
I have a,
Before the first step, the bushing method is characterized in that a material that can be melted is added to the position where the bush is to be formed to build up the meat .
前記縮径部に対して連続して設けられたタップ部と、A tap portion provided continuously with respect to the reduced diameter portion;
を有する加工ツールを用い、Using a processing tool having
前記加工ツールを回転させながら前記金属板に押圧して、前記縮径部によって前記金属板に孔を形成する第1工程と、A first step of pressing the metal plate while rotating the processing tool to form a hole in the metal plate by the reduced diameter portion;
前記第1工程の後、前記加工ツールを前記孔に挿入したまま、さらに回転挿入させ、前記タップ部によって前記孔に雌ねじを形成する第2工程と、After the first step, while the processing tool is inserted into the hole, it is further rotated, and a second step of forming a female screw in the hole by the tap part;
を有し、Have
前記第1工程の前に、ブッシュを形成する位置に放電して加熱を行うことを特徴とするブッシュ加工方法。Before the first step, the bushing method is characterized by discharging and heating to a position where the bush is to be formed.
前記加熱を行う際に、前記ブッシュを形成する位置に溶融可能な素材を追加することを特徴とするブッシュ加工方法。A bushing method comprising adding a meltable material to a position where the bush is formed when the heating is performed.
前記加工ツールの先端から前記ブッシュを形成する位置に放電して前記加熱を行うことを特徴とするブッシュ加工方法。A bushing method comprising discharging from a tip of the processing tool to a position where the bush is formed to perform the heating.
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