JPH06134609A - 穴明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリルの空送り時間を短縮して加工能率を向
上する。 【構成】 ワークＷに対しＸＹＺ軸方向へ相対移動可能
なドリルヘッド１４に、複数のドリル取付軸２２をＸ軸
方向に配列する。各ドリル取付軸２２を選択的に昇降し
て、ドリル２９をワークＷに接近する送り開始位置とそ
れより上方の待機位置とに配置する。ドリル２９がワー
クＷに当接してからそれを貫通するまでの加工期間中は
ドリルヘッド１４を低速で送り、その他の空送り期間中
はドリルヘッド１４を高速で送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等のワークに穴を
明ける穴明装置、特にドリルヘッドに複数のドリル取付
軸を装備した多軸の穴明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドリルヘッドに単一のドリル取付
軸を装備するとともに、そのドリル取付軸に複数種類の
ドリルを交換取付するための自動工具交換装置を設けた
穴明装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これによる
と、ワークに径が異なる穴を明ける場合に、自動工具交
換装置を使用して工具をドリル取付軸に交換する必要が
あり、工具の脱着ミスが発生し易いばかりでなく、工具
交換時間が長くなり、ひいては加工に要する時間が長く
なるという不具合があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、工具の脱着ミスが生じ
ることなく、しかも加工時間を短縮できる穴明装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、ワーク及びドリルヘッドをＸＹＺ
軸方向の各方向へ相対的に送るＸ軸送り手段、Ｙ軸送り
手段及びＺ軸送り手段と、前記ドリルヘッドはワークか
らＺ軸方向に離間していることと、Ｘ軸方向に配列され
るとともに、ドリルヘッドに昇降可能に支持され、下端
にドリルを取付けた複数のドリル取付軸と、各ドリル取
付軸を選択的に昇降駆動してドリルをワークに接近する
送り開始位置とそれより上方の待機位置とに配置するア
クチュエータと、ドリルがワークに当接してからワーク
を貫通するまでの加工期間中はＺ軸送り手段を低速で制
御し、その他の空送り期間中はＺ軸送り手段を高速で制
御する制御器とを設けた。

【０００６】

【作用】従って、本発明によれば、運転を開始すると、
Ｘ，Ｙ軸送り手段により、ドリルヘッドがＸ軸方向びＹ
軸方向に移動され、所要のドリルがワークの所定加工位
置と対応する。次いで、所要のドリル取付軸がアクチュ
エータにより所定のストロークで下降され、そのドリル
がワークに接近した送り開始位置に配置される。

【０００７】次に、ドリルが高速で下降され、ドリルの
先端がワークの上面に近接すると、下降が低速に切換え
られ、穴明が行われる。ドリルがワークを貫通すると、
ドリルは高速で送り開始位置に復帰される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、各一対
のＨ型鋼よりなる支持台１はコンクリート製の床面２に
埋設固定され、所定間隔をおいて前後方向（Ｘ軸方向）
へ平行に延びている。ワークテーブル３は支持台１間に
おいて床面２上に配設され、その上面には受台４を介し
て鋼板等の金属材料よりなるワークＷが載置される。そ
して、受台４上のワークＷはクランプ装置５により固定
されて、受台４上の位置を確実に保持される。

【０００９】レールベース６はワークテーブル３の両側
において、各一対の支持台１上にそれぞれ支持体７を介
して載置されている。レール８はＸ軸方向へ延びるよう
に各レールベース６の上面に敷設されている。一対の摺
動体９はレール８上にＸ軸方向へ摺動可能に支持され、
両摺動体９の上部間には門型状のフレーム１０が架設固
定されている。

【００１０】上下一対のレール１１は前記フレーム１０
の前面に敷設され、左右方向（Ｙ軸方向）へ平行に延び
ている。工具支持台１２はレール１１にＹ軸方向へ移動
可能に支持され、その前面には上下方向（Ｚ軸方向）へ
平行に延びる一対のレール１３が敷設されている。ドリ
ルヘッド１４はワークＷからＺ軸方向に離間するよう
に、取付板１５を介してレール１３にＺ軸方向へ移動可
能に支持されている。

【００１１】Ｘ軸送り手段としてのＸ軸方向移動用モー
タ１６は前記一方のレールベース６上の一端に固定され
ている。そして、このモータ１６の回転に伴いリードス
クリュー１７が回転されることにより、フレーム１０が
レール８に沿ってＸ軸方向へ移動されて、ドリルヘッド
１４がワークＷと対向したＸ軸方向の所定加工位置に位
置決めされる。

【００１２】リードスクリュー１８は前記フレーム１０
の前面に回転可能に支持され、レール１１と平行にＹ軸
方向へ延びている。Ｙ軸送り手段としてのＹ軸方向移動
用モータ１９はフレーム１０の一側前面に配置されてい
る。そして、このモータ１９の回転に伴いリードスクリ
ュー１８が回転されることにより、工具支持台１２がレ
ール１１に沿ってＹ軸方向へ移動されて、ドリルヘッド
１４がワークＷと対向したＹ軸方向の所定加工位置に位
置決めされる。

【００１３】Ｚ軸送り手段としてのＺ軸方向移動用モー
タ２０は工具支持台１２の上部に配置されている。そし
て、このモータ２０の回転に伴い図示しないリードスク
リュー等を介して、ドリルヘッド１４がレール１３に沿
ってＺ軸方向へ移動されて、ワークＷに対して接近及び
離間移動される。

【００１４】図２〜図４に示すように、ドリルヘッド１
４の上部には可変速モータ２１が設置され、ドリルヘッ
ド１４の下部には複数本のドリル取付軸２２がＸ軸方向
すなわち支持台１の長さ方向に配列されている。各ドリ
ル取付軸２２はクイル２３と回転軸２４とから構成され
ている。

【００１５】クイル２３はドリルヘッド１４に取着され
たピン２５に嵌合する長溝２３ａを備えており、ドリル
ヘッド１４に対しピン２５により回り止めされ、かつ、
長溝２３ａの長さに相当するストロークＳ１で昇降が許
容される。回転軸２４はクイル２３の内部にベアリング
２６を介して挿入され、その上端はギア機構２７を介し
て可変速モータ２１に連結されるとともに、下端にはコ
レットチャック２８によりドリル２９が取付けられてい
る。尚、本実施例では、各回転軸２４にはそれぞれ異な
った径を有するドリル２９が取付けられている。

【００１６】各ドリル取付軸２２と対応する位置におい
て、ドリルヘッド１４にはアクチュエータとしてのシリ
ンダ３０が設置されている。そして、シリンダ３０が駆
動されると、同シリンダ３０のロッド３０ａにより、連
結板３１を介して各ドリル取付軸２２が選択的に昇降駆
動されて、ドリル２９がワークＷに接近する送り開始位
置とそれより上方の待機位置とに配置される。また、こ
のシリンダ３０は各ドリル取付軸２２を常時下方へ付勢
する。

【００１７】各ドリル取付軸２２と対応する位置におい
て、ドリルヘッド１４にはクランプシリンダ３２が設置
され、そのクランプシリンダ３２のロッド３２ａの先端
は各クイル２３の係止溝２３ｂに係脱可能となってい
る。そして、ドリル２９が送り開始位置に配置されたと
きには、クランプシリンダ３２の駆動により、ロッド３
２ａの先端が係止溝２３ｂに係止され、ドリル取付軸２
２がドリルヘッド１４にクランプされる。なお、係止溝
２３ｂはクランプシリンダ３２のロッド３２ａの先端部
よりも上下に若干長く形成され、クランプ状態のドリル
取付軸２２が所定のストロークＳ２だけ遊動できるよう
になっている。

【００１８】前記シリンダ３０にはドリル取付軸２２の
昇降位置を検出するリミットスイッチ３３が取付けられ
ている。このリミットスイッチ３３は、ドリル２９の先
端がワークＷの上面に当接してドリル取付軸２２が前記
ストロークＳ２だけ後退したときに、連結板３１から離
れてＯＮされ、ドリル２９がワークＷを貫通してドリル
取付軸２２がストロークＳ２だけ前進したときには、連
結板３１に係合してＯＦＦされる。

【００１９】前記リミットスイッチ３３は装置全体の動
作を制御する制御器３４（図１参照）に接続されてい
る。この制御器３４は、ドリル２９がワークＷに当接し
てからそれを貫通するまでの加工期間中、つまり、リミ
ットスイッチ３３がＯＮされているときは、Ｚ軸方向移
動用モータ２０を低速で制御してドリルヘッド１４を遅
送りする。又、制御器３４は、その他の空送り期間中、
つまり、リミットスイッチ３３がＯＦＦされているとき
には、Ｚ軸方向移動用モータ２０を高速で制御してドリ
ルヘッド１４を早送りする。尚、制御器３４は加工プロ
グラムに従い、ドリル取付軸２２を選択してそれに対応
するシリンダ３０を制御する機能、及び、選択したドリ
ル２９の径に応じた回転数で可変速モータ２１を制御す
る機能をも備えている。

【００２０】次に、上記のように構成された穴明装置の
作用について説明する。さて、ワークテーブル３上にワ
ークＷを載置固定した状態で運転を開始すると、Ｘ軸方
向及びＹ軸方向移動用モータ１６，１９により、ドリル
ヘッド１４がＸ軸方向びＹ軸方向に移動されて、所要の
ドリル２９がワークＷの所定加工位置と対応する位置に
配置される。尚、この時ドリル２９は待機位置にある。
次いで、所要のドリル取付軸２２が制御器３４で選択さ
れてシリンダ３０により所定のストロークＳ１で下降さ
れ、そのドリル２９がワークＷに接近した送り開始位置
に配置され、かつ、残りのドリル２９が待機位置に保持
される。これと同時に、選択されたドリル取付軸２２に
対応するクランプシリンダ３２が駆動され、そのロッド
３２ａの先端がクイル２３の係止溝２３ｂに係止され
て、ドリル取付軸２２がドリルヘッド１４にクランプさ
れる。

【００２１】次に、ドリル２９の径に応じた回転数で可
変速モータ２１が起動されるとともに、ドリルヘッド１
４がＺ軸方向移動用モータ２０により高速で下降され
て、それと一体にドリル取付軸２２が早送りされる。そ
して、ドリル２９の先端がワークＷの上面に当接する
と、ドリル取付軸２２の後退に伴いリミットスイッチ３
３がＯＮされ、これに応答してＺ軸方向移動用モータ２
０が低速に切換えられ、ドリルヘッド１４と共にドリル
取付軸２２が遅送りされる。従って、この遅送り状態
で、ドリル２９によりワークＷの所定位置に確実に穴明
加工が行われる。

【００２２】ドリル２９がワークＷを貫通すると、シリ
ンダ３０の付勢力によるドリル取付軸２２の前進に伴い
リミットスイッチ３３がＯＦＦされ、Ｚ軸方向移動用モ
ータ２０が高速に切換えられ、ドリル取付軸２２が上方
へ早送りされて、ドリル２９が送り開始位置に復帰され
る。続いて、加工プログラムに従い、先のドリル２９が
待機位置に配置されたのち、次のドリル２９が選択され
て送り開始位置に配置され、前記と同様にして次の穴明
加工が行われる。なお、複数本のドリル取付軸２２を選
択してワークＷに複数の穴を同時に加工することもでき
る。

【００２３】以上のように、本実施例の穴明装置によれ
ば、ドリルヘッド１４に設けられた複数のドリル取付軸
２２のうち、所要のドリル取付軸２２がシリンダ３０に
より所定のストロークＳ１で下降されるだけで、ドリル
２９の選択が行われる。即ち、前記従来とは異なり、所
要のドリルを選択するために、自動工具交換装置を使用
してドリルをドリル取付軸に交換するという必要がな
く、ドリルの着脱ミスが発生したり、ドリル選択時間が
長くなったりするというおそれがない。

【００２４】しかも、前記下降されたドリル取付軸２２
に取付られているドリル２９は、ワークＷに接近した送
り開始位置に配置されるので、その送り開始位置からワ
ークＷまでの距離を短くすることができ、ドリル２９の
空送り時間を短縮することができる。

【００２５】さらに、ドリル２９の空送り期間中は制御
器３４によりＺ軸方向移動用モータ２０が高速で制御さ
れるため、ドリル２９の空送り時間をより一層短縮する
ことができる。

【００２６】また、ドリル取付軸２２はドリルヘッド１
４に対し所定のストロークＳ２だけ遊動可能に支持され
ているので、ドリル取付軸２２の遊動期間中にリミット
スイッチ３３を動作させて送り速度を確実に切換えるこ
とができる。そして、ドリル２９がワークＷに当接して
からそれを貫通するまでの加工期間中は、Ｚ軸方向移動
用モータ２０が低速で制御されるので、ドリル２９が遅
送りされる。

【００２７】従って、ドリル２９が早送りのままワーク
Ｗに衝突して破損したり、ドリル２９による穴明動作に
無理が生じてドリル２９が破損したりするというトラブ
ルを回避することができ、穴明加工を確実に行うことが
できる。しかも、ドリル２９の先端位置つまり工具長を
正確に合わせる面倒もなくなる。

【００２８】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例え
ば以下のような態様で具体化することも可能である。 （１）Ｚ軸方向移動用モータ２０の代わりにシリンダを
使用すること。 （２）アクチュエータとしてシリンダ３０の代わりにモ
ータを使用すること。 （３）リミットスイッチ３３にかえて光学センサ、磁気
センサまたは感圧センサ等の各種の検出手段を使用する
こと。 （４）ドリル２９がワークＷに当接する位置と貫通する
位置とを加工プログラムに予め設定して送り速度を切換
えるように構成すること。 （５）本実施例では、鋼板用の穴明装置に具体化した
が、例えばＨ型鋼、Ｃ型鋼、Ｉ型鋼またはＬ型鋼用の穴
明装置に具体化すること。 （６）ドリル取付軸２２を２列以上に配列すること。 （７）ドリルヘッド１４をＸ軸方向へ移動不能とすると
ともに、ワークＷをＸ軸方向へ移動させるように構成す
ること。或いは、ドリルヘッド１４をＸＹＺ軸方向のい
ずれにも移動不能に固定し、代わりにワークＷをＸＹＺ
軸方向へ移動させるように構成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、所要のドリルの選択を短時間で確実に行うことがで
きるとともに、空送り期間中のドリルを早送りするよう
に構成したので、ドリルの空送り時間を短縮して、加工
能率を向上できる等という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す穴明装置の正面図で
ある。

【図２】穴明装置の右側面図である。

【図３】ドリルヘッドを拡大して示す部分右側面図であ
る。

【図４】ドリル取付軸を拡大して示す部分正断面図であ
る。

【符号の説明】

１４…ドリルヘッド、１６…Ｘ軸送り手段としてのＸ軸
方向移動用モータ、１９…Ｙ軸送り手段としてのＹ軸方
向移動用モータ、２０…Ｚ軸送り手段としてのＺ軸方向
移動用モータ、２２…ドリル取付軸、２９…ドリル、３
０…アクチュエータとしてのシリンダ、３３…リミット
スイッチ、３４…制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク及びドリルヘッドをＸＹＺ軸方向
   の各方向へ相対的に送るＸ軸送り手段、Ｙ軸送り手段及
   びＺ軸送り手段と、 前記ドリルヘッドはワークからＺ軸方向に離間している
   ことと、 Ｘ軸方向に配列されるとともに、ドリルヘッドに昇降可
   能に支持され、下端にドリルを取付けた複数のドリル取
   付軸と、 各ドリル取付軸を選択的に昇降駆動してドリルをワーク
   に接近する送り開始位置とそれより上方の待機位置とに
   配置するアクチュエータと、 ドリルがワークに当接してからワークを貫通するまでの
   加工期間中はＺ軸送り手段を低速で制御し、その他の空
   送り期間中はＺ軸送り手段を高速で制御する制御器とか
   ら構成したことを特徴とする穴明装置。