JPH0556345U - 切削装置の切屑除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな厚い板材をスピンドルを用いてドライ
方式にて精度良く切断し、且つ加工工具の寿命を延長
し、板材上への切屑の堆積を防止して倣いセンサによる
板材上面の検出を確実にする。 【構成】 加工工具３を回転するスピンドル１を垂直方
向に移動可能に支持し、且つ下端に板材４上面を倣う倣
いセンサ３１を有した支持台２２と、該支持台２２の下
端に取り付けられ、前記スピンドル１の加工工具３によ
る板材４の切削部３４に向けて空気を噴出し切屑を切削
部３４から排除する複数の噴出口３６を有したリングノ
ズル３５とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属を加工する切削装置の切屑除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ＬＮＧタンク或いは船体構造物等の様な大型の構造物を構成する場合、従来よ り大きな板材を所要の形状に切断して開先加工を行い、所要の曲げ或いは曲面加 工等を行った後、溶接によって組立ることが一般に行われており、従来、前記し たような板材の切断には、ガス切断法等が一般に採用されている。

【０００３】 しかし前記ガス切断法による切断は、金属を溶融させて切断する方式であるた めに寸法精度を守ることが困難であり、そのために組立時の製品精度が悪化し、 また切断端面に凹凸が生じてしまうことにより溶接時に溶接欠陥を生じやすい等 の問題を有し、また切断の精度を上げる為にはグラインダー掛け等の大変な後工 程が必要となり、よって製造コストが増加してしまう問題を有していた。

【０００４】 こうした状況において、近年、切断精度が高く、組立精度が向上でき、低コス トを実現でき、溶接欠陥の発生が防止できる優れた切断技術の要求が益々増加し ている。

【０００５】 このため近年では、図８に示すようにスピンドル１にチャック２を介して取り 付けた加工工具３により大きな厚い板材４を切断する方式が提案されている。こ の方式は、スピンドル１に取り付けた加工工具３により切込み深さを複数回に分 けて段々に深く削る（溝切りと同様の方式）多段切削により切断する。またこの 方式では、切断作業の終了後に前記工具３を交換して、切断した端面に図９に示 すような開先５を加工することができる。このような方式は、竪型フライス盤に より行う比較的小さい材料の溝切り加工等において従来から実施されているが、 溝切り加工時には、溝の中の切屑が表に排出されにくくそのために切削部の面性 状が悪化したり、図８に示す加工工具３に切屑６が溶融固着して加工工具３の寿 命を短縮してしまう問題があり、このために通常は加工部分に多量の切削油を供 給して切屑を切削油によって洗い流してしまうことが行われている。この方式に よれば、切削油により加工部分を冷却することができるので、切削速度を上げて 切削能率を高めることができる。

【０００６】 しかし切屑を切削油で洗い流す方式においては、後で溶接する際に脱脂する必 要があり、このために特に大きな厚い板材等においては、上記脱脂作業が非常に 大変になる問題がある。

【０００７】 このため近年では、上記脱脂の作業を省略するために、切削速度を少し犠牲に しても切削油を掛けないドライ方式による加工方法が、比較的小さな材料を対象 として実施されるようになってきている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記ドライ方式において大きな厚い板材を多段切削により切断 しようとした場合、切削によって１０倍前後に膨張する切屑が図８に示すように 溝７内に切屑詰りを生じ、溝７の深さが深くなる程切屑６の排出が困難になり、 溝７に詰った切屑６により切削部の面性状が悪化したり、加工工具３に切屑６が 溶融固着して加工工具３の寿命を短縮させてしまう問題を生じる問題がある。

【０００９】 また切断終了後には前記加工工具３を交換して切断した端面に図９に示すよう な開先５を加工するようにしているが、この時、溶接時に溶接欠陥を生じさせな いようにするために開先５のリップ８を正確に守る必要がある。しかし、前記大 きな板材４は殆どの場合、反り、よじれ、波打ち等の不定形な曲り形状を有して おり、従って前記切断時の切込み深さを一定に守ったり、開先５のリップ８を一 定に守るためには、倣いセンサを設けて板材４上面との間隔を常に検出し、その 間隔信号が一定になるように前記スピンドル１の上下位置を制御してやる必要が あるが、前記板材上に堆積した切屑６が障害物となって板材４上面を正確に検出 することができない問題を有していた。

【００１０】 従って大きな厚い板材をスピンドルを用いてドライ方式にて切断するようなこ とは未だ一般的には行われていない。

【００１１】 本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、大きな厚い板材をスピン ドルを用いてドライ方式にて精度良く切断し、且つ加工工具の寿命を延長し、切 削部周辺の板材上への切屑の堆積を防止して、倣いセンサの確実な検出を可能に する切削装置の切屑除去装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、加工工具を回転するスピンドルを垂直方向に移動可能に支持し、且 つ下端に板材上面を倣う倣いセンサを有した支持台と、該支持台の下端に取り付 けられ、前記スピンドルの加工工具による板材の切削部に向けて空気を噴出し切 屑を切削部から排除する複数の噴出口を有したリングノズルとを備えたことを特 徴とする切削装置の切屑除去装置、に係るものである。

【００１３】

【作用】

切削作業時に、リングノズルの噴出口から空気を高速で噴出させると、加工工 具によって切削された切屑は、空気流によって加工工具の切削部から外方へ排除 される。従って加工工具に切屑が噛み込まれることが防止され、且つ切屑が切削 部周辺の板材上に堆積することが無くなる。

【００１４】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１５】 図６は本考案を適用する板材加工機の一例を示すもので、板材４を置くための 突起９を上面に有した定盤１０の上側に、定盤１０の左右に有したレール１１に 沿って前後方向Ｘに走行可能な支持脚１２と、定盤１０上を横切るように支持脚 １２間に配したクロスビーム１３とからなる門型の走行装置１４を設け、該走行 装置１４のクロスビーム１３に、横行モータ１５によりクロスビーム１３に沿っ て左右方向Ｙに横行するヘッダ装置１６を設ける。１７はＮＣ制御装置、１８は 操作盤を示す。

【００１６】 前記ヘッダ装置１６は図７に示すように構成してある。即ち、前記クロスビー ム１３に、該クロスビーム１３の前面に有した平面軸受（ＬＭガイド）１９を介 して左右方向に横行可能な横行台２０を取り付ける。該横行台２０に平面軸受２ １によって昇降するようにした支持台２２を取り付け、且つ該支持台２２の昇降 を駆動するようにした昇降モータ２３を前記横行台２０にブラケット２４を介し て固定する。前記支持台２２に、スピンドル１を固定したスピンドル支持体２５ を平面軸受２６を介して昇降自在に取り付け、且つスピンドル支持体２５の昇降 を駆動するようにしたスピンドル送りモータ２７を前記支持台２２にブラケット ２８を介して固定する。

【００１７】 前記支持台２２の下端に、水平方向に延びて固定され、スピンドル１のチャッ ク２に取り付けた加工工具３が貫通できる孔２９を有したセンサ取り付け板３０ を設け、該センサ取り付け板３０に板材４上面との間隔Ｓを検出し、検出した間 隔Ｓが一定になるように前記昇降モータ２３を作動して支持台２２を昇降させる ための倣いセンサ３１を取り付ける。また、前記横行台２０に横行モータ１５を 取り付け、該横行モータ１５のピニオン３２をクロスビーム１３に設けたラック ３３に噛合させることにより、ヘッダ装置１６全体を横行させるようになってい る。なお、４４はその中に電線、スピンドル２８駆動用エアーホース、潤滑油供 給用ホース等を収納する可撓性のケーブルベアである。

【００１８】 上記構成において、図１〜図３に示すように前記スピンドル１を下降させて加 工工具３により板材４を切削する際に、加工工具３による切削部３４に向けて空 気を高速で噴射するようにしたリングノズル３５を前記支持台２２の下部、又は センサ取付板３０等支持台２２に取付けた部材に取り付ける。リングノズル３５ は、図２、図３に示すように環状を有しており、その周方向下面には、複数の噴 出口３６が開口してあり、且つ前記リングノズル３５は前記横行台２０又はクロ スビーム１３上に設けた圧縮空気源３７にダクト３８を介して接続されている。 またリングノズル３５は、取り付け材３９により前記センサ取り付け板３０にボ ルト等により交換可能に取り付けられるようになっている。

【００１９】 大きな厚い板材４の切断を行う際は、走行装置１４の走行と、ヘッダ装置１６ の横行と、スピンドル１の昇降がＮＣ制御装置１７からの予め設定された指令信 号により自動的に行われ、スピンドル１に装着された加工工具３はＸ，Ｙ，Ｚ方 向に３次元制御され、板材４を段階的に溝の深さが深くなるように切削して切断 を行う。

【００２０】 この時、横行台２０に昇降自在に取り付けられた支持台２２に備えられている 倣いセンサ３１により、該倣いセンサ３１と板材４上面との間の間隔Ｓを検出し 、該検出間隔Ｓが一定になるように昇降モータ２３を作動して前記支持台２２を 横行台２０に沿って昇降させるようにする。これにより、前記ＮＣ制御とは全く 無関係に、スピンドル１が板材４の不定形な曲り形状に追随して上下方向に制御 されることになる。

【００２１】 上記において、圧縮空気源３７を作動させて圧縮空気をリングノズル３５の噴 出口３６から噴出すると、加工工具３によって切削された切屑は、空気流によっ て加工工具３の切削部３４から吹飛ばされて外方へ排除される。従って加工工具 ３に切屑が噛み込まれることが防止されて切削面の性状が良好となり、且つ切屑 が切削部３４周辺の板材４上に堆積することも防止されるので、倣いセンサ３１ が堆積した切屑を検出することによる検出精度の低下の問題も防止できる。

【００２２】 また、前記切削部３４に空気を吹きつけて切屑を排除する際、前回切削した溝 ７に切屑が堆積していると、この切屑が加工工具３に巻き込まれることになるの で、この切屑は切削方向前方に吹飛ばしてやる必要がある。また切削部後方には 新たな切屑が次々に発生するのでこれは加工工具３の直後に空気を吹きつけて溝 ７から排出してやる必要がある。また板材４上面の溝７の左右側に切屑が堆積す ると倣いセンサ３１の誤動作の原因となるので、左右側外方に吹飛ばしてやる必 要がある。従って、こうした条件を満たすように、噴出口３６の向き、数等を変 えるようにする（図４、図５参照）。

【００２３】 また、上記条件を満たすように、切屑の堆積状況或いは切削方向に応じて空気 の吹出し方向、吹き出し強さ等を変えるように噴出口の向き、数等を変えた数種 のリングノズル３５を用意しておいて交換できるようにするとよい。

【００２４】 図４、図５は本考案の他の実施例を示すもので、リングノズル３５の内外側に 支持ブラケット４０を突出させ、該支持ブラケット４０に係合してリングノズル ３５を水平回転可能に支持する支持部材４１を前記取り付け材３９に固定するよ うにし、更に前記ダクト３８に回転ジョイント部４２及び可撓管４３を取り付け る。

【００２５】 この実施例によれば、リングノズル３５を水平に回転させ、矢印で示すように 噴出口３６から吹き出す空気の吹き出し方向を切削方向に応じて変更することが できるので、曲線切削、斜め切削、横方向切削等を行う際も効果的に切削部３４ から切屑を排除することができる。この際、前記リングノズル３５の回転は、手 動で行うようにしても、また自動で回転させるようにしても良い。

【００２６】 尚、上記実施例においては支持台が横行台に対して昇降するようにした場合に ついて例示したが、支持台が横行台に固定された形式の板材加工機にも適用し得 ること、リングノズルの形状は種々変更し得ること、リングノズルの回転には種 々の方式を適用することができること、溝切り、開先加工にも同様に適用できる こと、その他本考案の要旨を逸脱しない範囲内に於いて種々変更を加え得ること は勿論である。

【００２７】

【考案の効果】

上記した本考案の切削装置の切屑除去装置によれば、加工工具による切削時に 切削部に向けて空気を高速で噴射して切屑を吹飛ばして排除するようにしたので 、加工工具に切屑が巻き込まれるのを防止して、大きな厚い板材をスピンドルを 用いてドライ方式にて精度良く切断することが可能となり、且つ加工工具の寿命 を延長することができ、しかも板材上の切削部周辺に切屑が堆積することを防止 して倣いセンサによる板材上面の確実な検出を可能にできる等の優れた効果を奏 し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す側面図である。

【図２】本考案の一実施例を示す詳細側面図である。

【図３】図２の底面図である。

【図４】本考案の他の実施例を示す詳細側面図である。

【図５】図４の底面図である。

【図６】本考案を適用する板材加工機の一例を示す斜視
図である。

【図７】図６のヘッダ装置の詳細を示す側面図である。

【図８】従来のスピンドルによる加工状態を示す斜視図
である。

【図９】板材の端面に形成する開先の断面図である。

【符号の説明】

１ スピンドル ３ 加工工具 ４ 板材 ２２ 支持台 ３１ 倣いセンサ ３４ 切削部 ３５ リングノズル ３６ 噴出口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工工具を回転するスピンドルを垂直方
   向に移動可能に支持し、且つ下端に板材上面を倣う倣い
   センサを有した支持台と、該支持台の下端に取り付けら
   れ、前記スピンドルの加工工具による板材の切削部に向
   けて空気を噴出し切屑を切削部から排除する複数の噴出
   口を有したリングノズルとを備えたことを特徴とする切
   削装置の切屑除去装置。