JPH02145232A - 複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ産業上の利用分野］ この発明は主として成形金型の製作に用いて好適な切削
加工、放電加工、研削加工等の加工機能を有する複合加
工機に関するものである。

［従来の技術］ 一般的に合成樹脂の射出成形、圧縮成形、トランスファ
ー成形や゛金属のダイキャスト成形等に用いる成形金型
のキャビティ加工は、主にフライスによる切削加工と、
放電による加工とを組合せて行なっており、その加工に
はフライス盤と放電加工機の２台の工作機械を使用され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ このため工場内における工作機の設置スペースが広く要
求され、また設備費も増大するばかりか、各加工機械間
での被加工物の移動や位置決め、更には作業７０グラム
作、製に伴なう段取りなどに要する時間が増大し、加工
精度も低下するなどの問題があった。

この発明は上記問題点を解決するために考えられたもの
であって、その目的はフライス盤と放電加工機の構造上
の共通点に着眼して、１台の機械であってもフライスに
よる切削加工、ドリルによる穿削加工、放電加工等の多
くの加工機能を有する新な複合加工機を提供することに
ある。

またこの発明の他の目的は、放電加工手段を利用して電
解インブＯセスドレッシング研削法による金型の研削加
工をも行なうことができる新な複合加工機を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの発明１つの特徴は、機台上に水平移
動自在に設けられ、かつ上面に被加工物を収容し固定す
る液槽を有する作業テーブルと、その作業テーブルの上
方に位置するスピンドルの先端に、各種工具及び放電電
極との着脱が可能なチャックを有する昇降自在な加工ユ
ニットと、その加工ユニットの側方にあって、各種工具
及び放′Ｒ電極等を保有し、それらを上記チャックに選
択供給する自動工具交換装置（△ＴＣ）と、上記チャッ
クと上記液槽内の被加工物とにわたり接続されて、直流
電流を印加する加工電源とからなる複合加工機において
、上記自動工具交換装置はロータリーマガジンと加工ユ
ニットとの間に移送装置を備え、その移送％！Ｒ置は回
転かつ昇降作動する下向きのピストンロッドと、そのロ
ッド先端に設けられた工具等を挾持してロータリーマガ
ジンと上記チャックとの間を往復動する部材とからなり
、上記各種工具及び放電電極は工具基部のベースブロッ
クに突設した装着ロッドを一体に有し、その装着ロッド
を介してロータリーマガジンの循環部材に設けたホルダ
ーに個々に扱差し自在に保持したことにある。

また他の１つの発明の特徴は、槽内の被加工物の研削部
分に向けてセットされた導電性のクーラントのノズルと
、そのノズルに接続した加工電源の一極と、十極側とな
るチャックに装着され、かつノズル先端部との間に若干
の間隙を置いて近接しつつ被加工物に当設される砥石と
を具備することにある。

［作　用１ この発明の複合加工機では、作業テーブル上の液槽内に
放電用の加工液が満たされたのち、その液槽内に被加工
物がセットされ、その被加工物に対して加工ユニットが
下降さ−れる。スピンドル先端のチャックに装着された
工具が切削または穿削を目的とするものであるとき、ス
ピンドルの回転により被加工物の切削、穿削等が行なわ
れ、また工具が放電電極のときには、チャック側を土掻
、被加工物側を一極として、加工電源から直流電流が印
加され、そこに放電加工が行なわれる。

更にまた電解インプロセスドレッシング研削法により研
削加工を行なう場合には、液槽から加工液が除かれ、砥
石側を土掻、液槽内に設けたクーラントノズル側をドレ
ス用−極として、加工電源から直流電流が印加される。

上記加工或は測定に使用される工具類は、作業工程に応
じて自動工具交換装置からチャックに供給され、更に自
動工具交換装置により新たな工具とチャックに装着され
ている工具との交換が行なわれる。

［実施例１ 図中１は機台２の上に水平移動自在に設けられた作業テ
ーブルで、加工液（パラフィン系炭化水素を主成分とし
た鉱物油）を満たしだ液槽３を上面に有する。この液槽
内にはブロック状の被加工物４とその固定部材４ａ（第
３図参照）とがあり、また作業テーブル１は図面では省
略したが、クロスローラーガイドにより前後及び左右方
向に摺動するようになっている。

９は加工ユニットで、作業テーブル１の上方に昇降自在
に設けられている。この加工ユニット９は作業テーブル
上に垂直に位置するスピンドル１０と、図面では省略し
たが、スピンドル１０を回転するモータ及び非回転時に
スピンドル１０を固定するブレーキとを内部に備え、か
つモータには回転角を検出するロータリーエンコーダが
設けである。また上記スピン、ドル１０の先端、即ち作
業テーブル１の上面に臨む部分には、各種工具や放電Ｔ
４鴇などの着脱が可能なチャック１４が取付けである。

１８は加工ユニット９の側方に配設されたＡＴＣ（＾ｕ
ｔｏ　Ｔｏｏｌ　Ｃｈａｎｇｅｒ　）と称されている自
動工具交換装置で、フライス、ドリル１９、三次元測定
用プローブ２０などの複数の工具や放電電極２１、侵記
する砥石５１などを収容するロータリーマガジンを備え
ている。

また図面では省略したが加工電源をも備えている。この
加工電源はスイッチング特性を利用した独立式Ｔｉ源よ
りなり、上記液槽３内の被加工物４に直流電流を印加す
べく、上記作業テーブル１とチャック１２との通電部位
とにわたり電気的に接続しである。

２５は中央コントローラで加工ユニット９と自動工具交
換装置１８、加工電源等をプログラムテープ及びキーボ
ードにより条件設定された情報に基づいてｉ制御する。

上記液槽３は作業テーブル１の上に水密に設けた開閉自
在な囲い３０の内に位置している。また液槽３は作業テ
ーブル１の中央部の一側に可動自在に＠着してテーブル
中央に水平に載置されており、液槽底部のベース３１に
はシリンダ側を作業テーブルに軸承した油圧または空気
圧作動の起倒装置３２のピストン側が連結しである。

この起倒装置３２は伸長により液槽３を、第３図項線に
示すように、槽内に固定した被加工物４とともに横に押
し起し、液槽内の加工液を囲い内の排出路３４に流し出
す。また囲い３０の被加工部４が臨む内側面には、洗浄
ノズル３５が設けである。このような洗浄ノズルと同様
なノズル３６は液槽内にも設けてあり、加工液を排出し
た後において、噴出する加工液により被加工物４の加工
面を洗浄し、切り粉等を除去する。

上記作業テーブル１の上方に位置する工具、たとえばド
リル１９は、昇降自在にフレーム支持された加工ユニッ
ト９のスピンドル先端の上記チャック１４に装着されて
いる。

このドリル１９は他の工具とともに加工ユニット９の側
部に配設されたロータリーマガジン１８ａに収容されて
おり、穿削加工が必要な時に自動的にチャック１４に移
送される。このドリル１９などの工具の移送は、加工ユ
ニット９とロータリーマガジン１８ａとの間に設けた移
送装置３７により行なわれる。

移送装置１３７は、その詳細は省略したが、ピストンロ
ッドを備えたエアシリンダまたは油圧シリンダなどによ
る往復運動装置と、そのピストンロッドの回転駆動装置
とからなり、下向に突出したピストンロッド３８の先端
に挟持部材３９を有する。この挟持部材３９の一側部に
は、一対の爪部材４０が水平方向に進退自在に設けてあ
り、この爪部材４０により、ロータリーマガジン１８ａ
の循環部材４１に取付けたホルダー４２に個々に吊下し
た各工具を必要に応じて取出し、または反対にチャック
１４から外した工具を、所要箇所のホルダーに収容する
。

この移送装ｆ１３７の取出操作は、第４図及び第５図に
示すように、爪部材４０の前進移動から始まり、爪部材
４０は工具基部のベースブロック４３に突設した装＠Ｏ
ツド４４の両側溝４５（第４図参照）に嵌まり、工具た
とえばドリル１９を挟持する。

次に爪部材４０は元の位置に後退し、ピストンロッド３
８が下方へ伸長する。下方停止位置にてピストンロッド
３８が挾持部材３９とともに１８００回転され、ドリル
１９をチャック１４の真下に位置させる。爪部材４０の
再度の前進により位置決めのが行なわれた後、ピストン
０ツド３８が上昇し、ベースブロック４３が接するとこ
ろまで、装着ロッド４４をチャック１４に挿入する。

第６図及び第７図に例示するチャックは通常構造のもの
で、案内筒４６の両壁部に一対の挟持ボール４７を出入
自在に有し、内部に供給された空気圧とバネ圧の差圧に
より、その挟持ボール４７を図示のように装着ロッド４
４のフランジ間に出入して、係脱を行なう構造よりなる
。装着完了後、爪部材４０は元に復し、更にピストンロ
ッド３８を前記移送工程とは逆に作動して、挟持部材３
９を原状に復す。

この挟持部材３７がチャック下側から除かれたのちにお
いて、加工ユニット９がスピンドル１０とともに降下し
、スピンドル１０の回転によりドリル１９は被加工物４
の所定箇所に穴を穿設する。

加工作業が完了し、加工ユニット９が元の位置に上昇し
て停止すると、上記移送装置３７が作動してドリルを外
し、移送工程とは逆の動作でドリル１９をロータリーマ
ガジン１８ａに戻す。

このような複合加工機では、上記中央コントローラ２５
により自動工具交換装置１８が作動して、上記チャック
１４に加工に必要な工具等を供給するとともに、チャッ
ク１４に装着されていたドリル１９などの交換をも行な
って加工作業に備える。また位置検出器の検出データと
、設定データとにより各装置がフィードバック制御され
、それにより作業テーブル１は移動して、液槽３内の被
加工物４を所定の位置に設定し、また加工ユニット９は
垂直に昇降移動してチャックに装着された切削工具等を
被加工物に対し接離する。

切削、穿削及び放電加工は、全て被加工物４が没するま
で液槽内に注入された加工液中にて行なわれ、加工によ
り生じた切り粉は、磁石やバキュームによる吸引または
加工液の噴射とバキュームの組合せなどによる手段によ
り取除かれる。

上記加工電源の通電作動は、自動工具交換装置１８もっ
てチャック１４に放電電極２１を装着したのちに生じ、
被加工物４に直流電流が印加される。また放１！電極２
１を装着した侵のスピンドル１０は、加工状態に応じて
低速回転かまたはブレーキの作動により回転せぬように
固定され、その後に加工ユニット全体が下降して、切削
加工から放電加工に切り変わる。

また上記放電加工用の電源を利用して、電解インプロセ
スドレッシング研削法による研削研磨を行なう場合には
、槽内の加工液を排出する。第８図の例は、電解インプ
ロセスドレッシング研削法による研削研磨を行なう場合
であって、槽内の加工液を排出したのちに、被加工物４
の研削部分に向けて導電性のノズル５０をセットし、そ
のノズル５０に加工電源の一極を接続する。また土掻側
となるチャックに放電電極に代えて砥石５１（ストレー
ト型鋳造ファイバボンドＣＢＮ砥石、カップ型鋳造ファ
イバボンドＣＢＮ砥石等）を装着し、その砥石５１をノ
ズル５０の先端の段部に１〜２Ｉｌ１ｍはどの間隙を置
いて近接させ、ノズル５０からクーラントを流出しなが
ら回転する。これによりそこに生じる電解作用により適
切な砥粒突出効果が得られ、研削屑の除去効果が容易に
可能となる。

［発明の効果１ 上述のごとき構成からなるこの発明の複合加工機では、
フライス加工機能と放電加工機能の両方、更には電解研
削加工機能をも有することから、１台分の機械で幾つか
の加工作業ができ、加工機能が異なる複数台の機械を要
する場合に比べて作業スペースが少なくて済み、付帯設
備も減少するため、設備費も低減するとともに、工場内
スペースの活用化を図ることができる。

また被加工物を移動せずに幾つかの加工ができるので、
加工誤差がなく、操作ミスによる加工のし損いを極力防
止することができ、フライス加工と放電加工の両方を無
人で連続的に行なえるので、作業の合理化が図られ、省
力化をも行なうことができる。

更にまた切削加工も加工液中で行なわれるので、切屑の
飛散がなく、加工液の管理によって被加工物、切削工具
等の熱安定性が向上し、過熱による切削工具の劣化や被
加工物の組織変化等を防止できる。

しかも自動工具交換装置に三次元測定用プローブなどの
測定具を切削工具と共に配設し、チャックに供給して加
工寸法を直ちに測定または記録することができるから、
測定などに手間を要せず、加工精度も一段と向上し、１
台の機械で金型加工作業の殆どが行なえるので、段取り
時間も短く済み、作業効率も良くなる結果、製品納期が
短縮化され、製造コストも低下する等の利貞を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る複合加工機の実施例を示すもので
、第１図は複合加工機の具体的な外観構造を示す斜視図
、第２図は作業テーブル側を縦断して示す一部の側面図
、第３図はロータリーマガジンに収容された工具等の一
部の側面図、第４図はドリルの移送状態を示す正面図、
第５図はその平面図、第６図及び第７図は工具装着状態
を順１・・・・・・・・・作業テーブル　　　２・・・
・・・・・・機台３・・・・・・・・・液槽　　　　　
　　４・・・・・・・・・被加工物９・・・・・・・・
・加工ユニット　　　１ｏ・・・・・・スピンドル１４
・・・・・・チャック １８・・・・・・自動工具交換装置 １８ａ・・・ロータリーマガジン １９・・・・・・ドリル ２０・・・・・・三次元測定用プローブ２１・・・・・
・放電電極 ３７・・・・・・移送装置 ３８・・・・・・ピストンロッド ３つ・・・・・・挟持部材　　　　　４０・・・・・・
爪部材４１・・・・・・循環部材　　　　　４２・・・
・・・ホルダー５０・・・・・・ノズル　　　　　　５
・・・・・・砥石特許出願人　　日精樹脂工業株式会社 外　　１ 名 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）機台上に水平移動自在に設けられ、かつ上面に被
   加工物を収容し固定する液槽を有する作業テーブルと、
   その作業テーブルの上方に位置するスピンドルの先端に
   、各種工具及び放電電極との着脱が可能なチャックを有
   する昇降自在な加工ユニットと、その加工ユニットの側
   方にあって、各種工具及び放電電極等を保有し、それら
   を上記チャックに選択供給する自動工具交換装置（ＡＴ
   Ｃ）と、上記チャックと上記液槽内の被加工物とにわた
   り接続されて、直流電流を印加する加工電源とからなる
   複合加工機において、 上記自動工具交換装置はロータリーマガジンと加工ユニ
   ットとの間に移送装置を備え、その移送装置は回転かつ
   昇降作動する下向きのピストンロッドと、そのロッド先
   端に設けられた工具等を挟持してロータリーマガジンと
   上記チャックとの間を往復動する部材とからなり、上記
   各種工具及び放電電極は工具基部のベースブロックに突
   設した装着ロッドを一体に有し、その装着ロッドを介し
   てロータリーマガジンの循環部材に設けたホルダーに個
   々に抜差し自在に保持しされていることを特徴とする複
   合加工機。
2. （２）機台上に水平移動自在に設けられ、かつ上面に被
   加工物を収容し固定する液槽を有する作業テーブルと、
   その作業テーブルの上方に位置するスピンドルの先端に
   、各種工具及び放電電極等の着脱が可能なチャックを有
   する昇降自在な加工ユニットと、その加工ユニットの側
   方にあって、各種工具及び放電電極等を保有し、それら
   を上記チャックに選択供給する自動工具交換装置（ＡＴ
   Ｃ）と、上記チャックと上記液槽内の被加工物とにわた
   り接続されて、直流電流を印加する加工電源とからなる
   複合加工機において、 槽内の被加工物の研削部分に向けてセットされた導電性
   のクーラントのノズルと、そのノズルに接続した加工電
   源の−極と、＋極側となるチャックに装着され、かつノ
   ズル先端部との間に若干の間隙を置いて近接しつつ被加
   工物に当設される砥石とを具備することを特徴とする複
   合加工機。
3. （３）上記各種工具は切削工具、穿削工具、電解研削用
   砥石、測定用プローブなどからなる第１項または第２項
   記載の複合加工機。
4. （４）上記砥石はストレート型鋳造ファイバボンドＣＢ
   Ｎ砥石またはカップ型鋳造ファイバボンドＣＢＮ砥石か
   らなる請求の範囲第２項記載の複合加工機。