JPH04226825A

JPH04226825A - 穿孔装置

Info

Publication number: JPH04226825A
Application number: JP3200390A
Authority: JP
Inventors: Armando Corsi; アルマンド・コルーシ
Original assignee: Jobs SpA
Current assignee: Jobs SpA
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1992-08-17
Also published as: ES2044760R; GB2246730A; FR2665655B1; FR2665655A1; GB2246730B; IT1247592B; ES2044760B1; IT9044819A0; DE4126014A1; GB9022508D0; IT9044819A1; ES2044760A2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工深さが正確にセ
ットされるべきときに、治具を用いてドリリング，ボー
リング，フレアリングその他の機械加工を行う穿孔装置
に関する。特に、この発明は、航空分野で自由度５また
はそれ以上のＮＣ（数値制御）機器に適用され、治具が
有する穴の中心線に対して正確に位置合わせでき、かつ
加工深さを非常に狭い許容範囲内に制御できる穿孔装置
に関する。この穿孔装置は、例えばイタリア国特許出願
４４８０４　　Ａ／８８に見られるような、３つのデカ
ルト軸に沿った可動支持部からなる公知の機械（２つの
直行する軸の回りに回転する可動工具ホルダヘッドが設
けられているもの）に適用される。一般に、穿孔装置は
、要求された機械加工を実行するために、装置自身の軸
に沿って移動する。この発明は、特に航空構造物の分野
に適用され（ただし、これに制限されるものではない）
、また、数値制御コンピュータを通して機械加工を自動
化すること、例えば、過去の手動による機械加工を、手
動の利点を維持したまま自動化することを目指している
。この発明は、手動による機械加工を自動化する一方、
工具位置決めの際に起こりうる誤差を避けるのに適した
穿孔装置を提供することを意図している。上に述べたよ
うにこの発明の穿孔装置の主な応用分野は航空構造物の
分野であるが、その理由は、航空構造物の組立部品の場
合、フレア（テーパー）を有する穴をしばしば数百分の
１ｍｍを超えない許容範囲で幾つもあけなければならな
いからである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】機械
加工をなすべき部品は湾曲していることが多く、このこ
とが幾分か事情を複雑にしている。この結果、今日に至
るまで、穴の大部分は、特別な工具や治具の助けを借り
て、手動によりドリル加工されてきた。正確さが図られ
注意が払われるにもかかわらず、明らかに、そのような
やり方では、結果物を完全に反復再現することはできな
い。また、操作者の能力と調子に依存していることから
作業時間を予測することもできない。しかも、作業時間
は極めて長時間となる。これに反して、そのような機械
加工を完全に自動化することは、特に過去に治具を用い
て機械加工されていた部品を置き換えることは簡便では
ない。機械調整のためのプログラム作製が著しく高価で
あり、部品を換えることは時間とお金を大きく無駄にし
なければならないからである。この理由のために、治具
を使用したまま機械加工を自動化できる装置が必要とな
る。しかしながら、実際には困難な点が幾つかある。困
難な点は、穴の中心線に工具を位置合わせすることと、
機械加工されるべき面に対しての工具のストロークを正
確に抑制する必要性に関係している。工具の位置は、前
もって知り得ないからである（なお、治具に対する位置
も知り得ない）。

【０００３】そこで、この発明の目的は、治具を使用し
たまま機械加工を自動化できる穿孔装置であって、穴の
中心線に工具を位置合わせでき、加工面に対しての工具
のストロークを正確に抑制できる穿孔装置を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明の穿孔装置は、ＮＣ自動機器に適
用されるべき、工具の位置を自動的に調節するのに適し
た浮遊工具を備える。この結果、工具の位置は穴の中心
線に一致し、しかも正確なドリリング深さのための制御
システムが与えられる。この発明の穿孔装置によれば、
ドリリング用工具は手動により機械加工を行うときの工
具と同じ物が用いられる。これらの工具は、公知のもの
であり、手動により加工面に置かれるプレス機がついた
本体と、環状ナットによって予めストロークが調節され
るドリルとからなっている。手動により作業するときは
、操作者は穴の中心線に工具を置き、部品面に接触して
いるプレス機に至るまで円筒部材内にドリル・ガイドを
挿入する。そして、ドリリング，フレアリングのために
回転している工具を前進させる。そのような工具はＲｅ
ｃｏｕｌｓ　ｅｔ　Ｆｉｌｓ　Ｓ．Ａ．，　Ｏｚｏｉｒ
　ｌａ　Ｆｅｒｒｉｅｒｅ（フランス）によって製造さ
れており、省略番号ＲＢ　４０６が付けられている。こ
の発明の穿孔装置は、市場で既に有用な工具を使うのに
適しており、新しい純正工具を設計しなくてもユーザー
はこのやり方で簡単に作業を行うことができる。すなわ
ち、市場で既に有用な装置と工具を用いて自動プロセス
を実行できる。

【０００５】ドリリング深さを予め設定できるこの穿孔
装置は、機械加工を自動的に行うために、自動的に中心
出しするのに適した浮遊工具に結合されるべきである。この発明によれば、この浮遊工具には工作機械、特に数
値制御機械と結合されるのに適した本体が与えられてい
る。この本体は、上記浮遊工具を送り出し、回転させ、
軸に垂直な面内で浮かせるとともに、軸に対して角方向
の動きを限られた範囲で許容する。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の穿孔装置を実施例により詳
細に説明する。

【０００７】図１は一実施例の穿孔装置の断面を示し、
図２はこの穿孔装置を図１におけるＡ方向から見たとこ
ろ、図３はこの穿孔装置を側方から見たところを示して
いる。

【０００８】図１において、１は市販の工具の本体を示
している。この本体１に、ドリル２と、角柱状の栓、特
に四角柱状の栓４のための結合部３とが設けられている
。ドリル２は本体１内で回転する。この工具１が正確に
部品１００を機械加工できるように、工具１には、治具
７に取り付けられた治具案内用の円筒部材６に挿入され
るべきドリル・ガイド５が設けられている。ドリリング
またはフレアリングの深さは、工具１によって制御され
るようになっている。工具１には、ドリル・ストローク
をセットできる図示しない環状ナットが設けられており
、これによりドリリング，フレアリングなどの加工深さ
をセットすることができる。

【０００９】部品表面には様々な傾斜や凹凸があるため
（例えばカーボン繊維からなる部品の場合）、治具７に
対しての部品１００表面の位置を正確に知ることができ
ない。このため、生じうる差を均等化することが必要で
ある。このことは、この発明の穿孔装置が２つの摺動す
る部分８，９からなり、かつ工具が内部に取り付けられ
ていることによって可能となる。要求される深さに確実
に達するように、ドリリングに必要なストロークよりも
大きなストロークでこの穿孔装置を動作させる。上記各
部分８，９は、ドリリング深さが設定限界を越えないよ
うに互いに摺動する。この摺動は、後に明確に述べられ
るように、ドリル２が最大深さ（予め設定される）に一
旦達したときに開始する。

【００１０】上に述べたように、工具１を内蔵するこの
穿孔装置は２つの摺動する部分８，９からなっている。後部８には工作機械との結合部（支持部材）１２が設け
られている。前部９は機械加工されるべき部品に対する
プレス機として働く。上記後部８の円筒状の本体１０に
は、工作機械と結合するために、軸受け１１を介して標
準的な円錐状の結合部１２が取り付けられている。

【００１１】図１には、本体１０に取り付けられた３つ
の空気圧シリンダ１３のうちの１つだけが示されている
。各シリンダ１３には、摺動するピストン１４が設けら
れ、レギュレータ２４を通して予め設定された圧力が供
給される。供給圧は圧力計によって読まれるようになっ
ている。螺旋状ばね（または同様のもの）１５は、空気
圧の供給が止まったとき、例えばこの装置が保管されて
いるようなときに可動部分を支える働きをする。

【００１２】ピストン・ロッド１６にはフランジ１７が
取り付けられ、このフランジ１７にはドリル・ガイド５
を構成する一対のブロック１９が取り付けられている。このブロック１９には端部へ冷媒を供給するための孔（
図示されている）が設けられている。このブロック１９
は、ばね１８に抗して、フランジ１７に対して、ドリル
・ガイド５と一体に摺動する。工具本体１はブロック１
９と一体のドリル・ガイド５にねじ込まれており、これ
により本体１は回転しないようになっている。

【００１３】工作機械との間の結合部本体１２は、図示
のように中空になっており、その内部に、溝２１を有す
る摺動用の円筒部材２０が形成されている。この溝２１
は、上記本体１２に設けられた歯状部２２とかみ合って
いる。この結果、本体１２は円筒部材２０を回転させる
が、円筒部材２０は軸方向に摺動することができる。円
筒部材２０内には工具１が設けられており、円筒部材２
０の後側に形成された然るべき穴に角柱状の栓４が挿入
されている。この穴は、回転中に内部で栓４が振動しま
たは少し動けるように、栓４よりも少し（例えば１また
は２ｍｍ以上）大きい寸法になっている。円筒部材２０
は栓４によってドリル２を回転させる。一方、ドリル・
ガイド５にねじ込まれている工具本体１は回転しない。一組の圧縮ばね２３が、角柱状の栓４を中心線に保つた
めに栓４の異なる面に作用している。工具１の外径は円
筒部材２０の内径よりも小さくなっており、この結果、
工具１は構造物１００の特性にしたがって制限された動
きを行うことができる。ドリル・ガイド５は、本体９内
で少し遊びを有しているフランジ２５に対して摺動する
ことができ、このことが工具１の軸に対して垂直な面内
での振動を許容する。一組のばね２６がフランジ２５を
中心線に保持する。

【００１４】また、工具１の後部（図３に示す）には、
上記シリンダ１３に冷媒と空気を導くための接続部２７
と、工作機械を停止できる制御装置につながるセンサ２
８が設けられている。そのような制御装置は、操作者が
間違ったドリル深さをセットしたときに、加工面にダメ
ージを与えるのを防ぐことができる。実際に、ドリル深
さが深すぎた場合、ストロークがオーバーしたときにこ
の装置全体が工作機械側に引き戻され、センサ２８が機
械加工を停止させるように働く。

【００１５】機械加工の手順は次の通りである。

【００１６】まず、工具１を調節することによってドリ
リング深さをセットする。工具１は円筒部材２０のポー
トに栓４を挿入することによってこの装置内に取り付け
られる。

【００１７】次に、この装置に取り付けられている圧力
調整器２４（図２に示す）を通してシリンダ１０内の空
気圧をセットする。図１に示すばね１８の力よりも大き
いスラストが得られるように、かつ加工部品１００にダ
メージを与えるような過度の力が加わらないように、圧
力計を用いて空気圧の値を調節する。工作機械に一旦こ
の装置を取り付けた後、可能な限り穴の中心軸に一致す
るようにして、この装置を穴の上に載置する。ここで、
工作機械が前方へ移動開始して、治具７の円筒部材６内
にドリル・ガイド５を挿入する。ばね１８によって及ぼ
される力は、ドリル・ガイド５が加工面に接触するまで
は、摩擦力に打ち勝つのに十分な大きさである。工具１
が不適切な位置であったり、ずれている場合、浮遊して
いる性質のおかげで、工具１の位置は自動的に修正され
る。実際には、工具１がずれている場合、円筒部材６に
よって駆動されるドリル・ガイド５が、ばね２３，２６
によって及ぼされる力に抗した制限された動きを行って
、穴の軸に工具１の中心軸を合わせる。栓４と工具１の
前部に置かれたフランジ２５との両方は、工具１の軸に
垂直な面内で、制限された移動を行うことができる。このことは、工具１が少し傾くのを許容して、起こりう
るずれを均等化する。

【００１８】ドリル・ガイド５が加工面に達したとき、
工作機械が前方へ移動しつづけることによって、ドリル
２が働き始める。この状態が続く間、この装置の前部９
は移動を停止する一方、後部８は移動を続ける。それ故
、ロッド１４によって及ぼされる力に抗して、前部９と
後部８との間に相対移動が生じる。結合部本体１２から
歯状部２２を通して円筒部材２０へ回転が伝達される。円筒部材２０は工具１の栓４を回転させ、ドリル２を回
転させる。一方、前部本体９は回転しないままに保たれ
る。もし、加工面の位置が常に正確であることが保証さ
れれば、工作機械の数値制御による送り出しは十分に行
なわれるだろう。加工面が常に治具７と接触していると
は限らないからこそ、工作機械には、部品１００にダメ
ージを与えることなく、ドリリング深さ（工具１によっ
てのみ定まる）よりも長いストロークで送り出す能力が
必要となるのである。この目的のために、ピストン１４
のストロークはドリリング深さよりも数ｍｍだけ長くな
っている。

【００１９】工作機械は、ドリル・ガイド５が加工面に
達するのに続いて、部品１００をドリリングおよびフレ
アリングするための送り出しを行う。そして、ドリルは
停止する一方、後部本体８はピストン１４のストローク
の終わりまで移動し続ける。この状態が続く間、工作機
械の送り出しはピストン１４の空気圧に抗して行なわれ
、工具１本体と円筒部材２０は後部本体８と一体に移動
する。

【００２０】

【発明の効果】このように、この穿孔装置は、起こりう
るずれを均等化して工具と穴の軸を自動的にそろえるこ
とができ、しかも、たとえ加工面のドリルにたいする位
置が正確には分からなくとも、ドリリング深さを正確に
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例の穿孔装置を示す断面
図である。

【図２】　　上記穿孔装置を図１におけるＡ方向（被加
工物側）から見たところを示す図である。

【図３】　　上記穿孔装置を側方から見たところを示す
図である。

【符号の説明】

１　　工具本体　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２　　ドリル３，１２　　結合部　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４　　栓
５　　ドリル・ガイド　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　６，２０　　円筒部材８　　後部　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　９　　前部１０　　本体　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
１　　軸受け１３　　空気圧シリンダ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１４　　ピストン１５，１８，２３，２６　　ばね　　　　　　　　　　
　　　１７，２５フランジ１００　　部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　治具を用い、深さを制御して機械加工
を行う穿孔装置であって、弾性手段に抗して摺動する２
つの部分からなる本体と、この本体に対して幾らかの隙
間を有するドリリング用の工具とを備え、上記２つの部
分のうちの一方に工作機械との結合部が設けられ、上記
２つの部分のうちの他方にドリル・ガイドを有するプレ
ス機が設けられ、かつ上記各部分に対して上記工具を中
心線に保持する弾性手段を有する穿孔装置において、上
記２つの部分の間の相対的なストロークは、上記工具の
ドリリング・ストロークよりも長く設定されていること
を特徴とする穿孔装置。
【請求項２】　　上記プレス機には弾性手段に抗して動
くことができるドリル・ガイドが設けられ、上記ドリル
・ガイドに対して上記弾性手段によって及ぼされる力が
、上記２つの部分によって及ぼされる力よりも小さいこ
とを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】　　上記２つの部分に働く弾性手段は空気
圧ピストンからなり、上記ピストンによって及ぼされる
力は、ドリリング中の上記工具によって及ぼされる反発
力よりも大きく、かつ機械加工されるべき部品を張りつ
める力よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の
穿孔装置。
【請求項４】　　治具を用い、深さを制御して機械加工
を行う穿孔装置であって、ＮＣ機器に取り付けられるべ
き支持部材と、上記支持部材内に設けられ、動きを上記
工具へ伝える装置が取り付けられた円筒部材と、上記円
筒部材内に、この円筒部材と幾らかの隙間を有して設け
られ、ばねによって中心線上に保持された工具と、回転
に適合して上記円筒部材に設けられ、上記支持部材と一
体の一組の空気圧ピストンのロッドに結合されたプレス
機と、上記空気圧ピストンロッドによって及ぼされる力
を調節する弾性手段と、上記プレス機に搭載され、上記
弾性手段に抗して摺動するドリル・ガイドを備えたこと
を特徴とする穿孔装置。
【請求項５】　　ドリル用の治具によって、フレアを有
し、深さが制御された穴をドリル加工する穿孔装置であ
って、ＮＣ機器の工具ホルダヘッドに取り付けられるべ
き支持部材（１０）を備え、上記支持部材（１０）内に
は、回転能力のみ有する本体（１２）が設けられ、上記
本体（１２）内には、軸方向の摺動能力のみ有する円筒
部材（２０）が設けられ、この円筒部材（２０）は、回
転可能な工具（２）を支持する支持部（１）を内蔵する
ことを特徴とする穿孔装置。
【請求項６】　　上記工具の支持部（１）は、上記円筒
部材（２０）内にこの円筒部材に対して幾らかの隙間を
有して設けられ、上記円筒部材（２０）に対して上記支
持部（１）の中心線を合わせるのに適した弾性手段が設
けられていることを特徴とする請求項５に記載の穿孔装
置。
【請求項７】　　上記支持部材（１０）内に、上記工具
のドリリング・ストロークよりも大きく軸方向に移動で
きるドリル・ガイド（５）が設けられ、このドリル・ガ
イド（５）を動作させる弾性手段が設けられていること
を特徴とする請求項５または請求項６に記載の穿孔装置
。