JPS6322242A - シ−ト材料の機械加工装置 - 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】 本発明は、弾性シート材料を機械加工する装置、そして
本発明を限定するものではないが特に、機械加工作業中
弾性シート材料を支持する装置に関するものである。

航空機産業において、輪郭の付けられたシート金属フラ
ットすなわちブランクは普通、要求された形状の部品を
作るため輪郭のまわりをルーティングすることによって
製造されている。多くの既存の機械では、重ねられたシ
ート材料ブランクを孔あけし、互いにリベット締めし、
犠牲ベースに締付け、数値制御主軸ルーティング機械の
水平テーブル上にのせ、そしてプログラムされた輪郭に
沿ってルーティングしている。ルーティング作業の完了
時に、シートは分離され、部品にマークが付けられ、そ
して別の作業場へ移動される０種々の輪郭の輪郭路およ
びネスティング並びに重ねられたシートの装着および釈
放はコンピュータ制御で行われる。

この公知の方法の一つの大きな問題点は、構成要素の在
庫のバランスの崩れおよび進行中の作業コスト高いこと
にある。単一シートまたは低多重シートのものをＩｌｉ
械加工できる能力をもつことにより、構成要素の在庫の
バランスは良くなり、また進行中の作業はより一層効率
的に処理できるようになる。

さらに、一つまたは複数のシート金属フラットを支持し
配置する犠牲ベースを設ける必要なしに一つの構成要素
ブランクまたは一連のブランクを生産するためルーティ
ング作業を行うことができるという利益が得られる。

本発明の一つの特徴によれば、ルーティングのような機
械加工作業中弾性シート材料を支持するものであって、
シート材料の各側部に隣接して設けられしかもシート材
料の機械加工すべき領域を取り巻くパッド装置と、各パ
ッドとそれに隣接したシート材料との間に比較的高い圧
力の流体を流入させる流体供給装置とを有することを特
徴とするワーク支持装置が提供される。シート材料は単
一シートまたは多数の重ねられたシートから成り得る。

この構成によって、シートは、機械加工プロセス中過度
の動きに対して流体圧力で支持され、従って単一シート
または重ねられたシートは犠牲支持体なしで機械加工さ
れ得る。

好ましくは、上記パッド装置の各々は、ワークの表面に
隣接して位置決めされた圧力パッドおよび上記パッド装
置内に形成された一つまたはそれ以上の流体室を備え、
上記圧力パッドは上記−つまたはそれ以上の流体室と連
通ずる流体出口開口を備え、上記−つまたはそれ以上の
流体室は上記流体供給装置に連結する流体入口装置を備
え七いる。好ましくは、′上記ワーク支持装置は、上記
ワークの周囲の少なくとも一部分においてワークを配置
しかつ支持するクランプ装置を備えている。

本発明の別の特徴によれば、はぼ水平軸のまわりを回転
するように取付けられた工作機械の主軸と、シート材料
をほぼ垂直な平面内に支持するワーク支持装置とを有し
、上記ワーク支持装置が、上記シート材料の機械加工す
べき領域を取り巻いて上記シート材料の各側部に隣接し
て設けられた流体圧パッド装置と、パッドとそれに隣接
したシート材料それぞれの表面との間に加圧流体を流入
させる流体供給装置とを備えていることを特徴とするル
ーティングｔＭｔｆＡが提供される。

以下単に例として添付図面を参照して本発明の一実施例
について説明する。

図面には、コンピユータ化された数値制御で、シート材
料を経路に沿って機械加工する（またはプロフィル機械
加工する）ための、多軸線単一主軸高速ルーテイング機
械／が図示される。これにおいて、ワーク二すなわち弾
性シート材料は、−般に垂直な平面に位置し、主軸また
はルーティング工具３は、一般に水平の軸線を中心とし
て取付けられる。ワーク二は、第２図および第７図に示
されかつ後述されるように、手動で装入区域５に装入さ
れ、頭上の移送機構１３によって移送され、加工区域７
に割出され、ここで、機械加工作業のために締付けられ
る。機械加工サイクルの完了と共に、ワーク二は、作業
者による手動取外しのため、加工区域７から装入区域Ｓ
に戻るように自動的に移送される。装入配備は、二重の
ワークを提供するように構成され、シャツトル移送配備
は、機械加工されたワークが後退すると同時に、未加工
のワークを加工区域７に配置する。ここにおいては、各
ワーク二が単一のシートｔたは最大５枚までのシートの
堆積からなることができるとして、′説明する。

ルーティング機械は、定置のベッドｇを有し、これには
、／対の案内棒ワが取付けられる。これら案内棒９は、
プラテンｉｏを、Ｘ軸線方向すなわち前後方向に移動す
るように摺動可能に支持する。また、ベッドｇそれ自身
は、門形フレーム／／ｆ支持する。付加的に、定置ベッ
ドｇには、長手方向に延長するワーク締付兼移送機構／
３ｆ支持するための支持構造体６および１２が取付けら
れ、この機構１３は、装入区域Ｓの上方に位置してこれ
の一体部分を形成するように、後方に延長する。

門形フレームｌ／は、二つの垂直な柱／４／および／４
１を有し、これらは、構成された水平のビーム部分／Ｓ
で架橋される。各垂直柱／　ＩＩ　、　／４Ｚｉには、
ｌ対の垂直な案内棒１６が包含され、これには、Ｘ軸線
方向すなわち垂直方向にそれぞれ運動するように摺動可
能にプラテン１７および／７１が係合する。各プラテン
／り、１７１は、吊下げ式の二重ナツト集合＃（図示な
し）を包含し、これは、水平ビーム部分に取付けられた
共通のＹ軸線駆動モータ／９によって駆動される、何個
の往復ボール親ねじ１ｇに係合する。この配備によれば
、それぞれの左手プラテンｌりおよび右手プラテンｌり
１は、ビーム部分１５の中に含まれるプーリーと駆動ベ
ルトの集合体、２０の形の、それぞれのボール親ねじ１
ｇの間の相互連結によって、同期してＹ軸線の方向に動
くように拘束される。

各プラテンｌり、ｌり１は、ｌ対の水平配置の案内棒（
図示なし）を包含する。左手プラテンｌりはｌ対の水平
配置の案内棒（図示なし）を包含し、これは、２軸線の
方向に動くように、左手静液圧パッド集合体が取付けら
れている軽量構成のプラテンＪ／に、摺動可能に係合す
る。右手プラテン／７ｉは、／対の水平配置の案内棒（
図示なし）を包含し、これは、２軸線の方向に動くよう
に、水平配置された高速工作機械主軸３を担持するアル
ミニウム製ハウジングコ３を支持する。

プラテン＝ｌおよび工作機械主軸３の双方は、別別のボ
ール親ねじ配備（明示のため図示なし）によって、２軸
線の方向に駆動される６第ｑ図に図示されるように、デ
ータ静液圧パッド２’ｌＲはＹ軸線プラテン／７ｉに直
接取付けられた張出し支持取付部２Ｓに配置され、それ
ぞれの静液圧パッド２１１Ｌと、２＆Ｒ，ハウジング、
２．３および工作機械主軸３は、水平軸線ｌｌを中心と
して対称に位置する。支持取付部２ｓは、水平軸線りに
沿う二作械緘土＠Ｊ９偵向き運動に遍する一つ民白都配
置される。

上述したようにＹ＠線プラテン／７ｉに取付けられたデ
ータ静液圧パッド、２ｔＩＲは、Ｙ軸線方向だけにすな
わち垂直の上下方向だけに動くように拘束される。故に
、このパッドは、機械加工されるワークに対して２＠線
において定置され、データ面、２６は、隣接のワー、り
のデータ面ニアに対して０．２　Ｓ　ｒａｎ　（０，０
／インチ）の間隙を与えるように、定置の予定された位
置を占める。前述したように２軸線の方向に動くことの
できる静液圧パッド集合体２２は、パッド面２ｇと隣の
ワーク面２９との間に同様の０−２　Ｓ　ｒａｎ　（０
，Ｏｔインチ）の間隙を維持するようにプログラムされ
る、この所望の間隙を達成するだめのｚＩ！１１］線方
向のパッド運動の量は、どれかの特定の機械加工作業に
おけるワークの全体的な厚さによって決定される。

第グ図ないし第６図を含めて参照すると、静液圧ワーク
支持装置が以下−層詳細に説明される。

第９図と第５図には、２個の静液圧パッド組立体炉所疋
笹１氏ハ８れ＼−万憬懺工共乙ピｒじ／？σはワークコ
を経路に沿って送る。静液圧本体組立体ユニとコＳはそ
れぞれのポート系３０と３１を各々包含し、適当な静液
圧流体がそれぞれの静液圧ノぐラドコグＬと２’ｌＲに
圧送される。第６図に示すように、静液圧パッドｕ４Ｌ
と２’ｌＲは、全体的に長方形であシ、また機械工具ス
ピンドル３に間隙を融通しかつ与えるよう形成される中
心に設けた垂直スロット３ユを含む。下方に延びている
スロット３．２はその上、削り屑と冷却剤全機械加工の
間自由に落下させる。

このパッドは更に、その後面にボート系Ｊｏと３７と相
互連結されるｑつの凹所３３と３９を含み、各凹所はパ
ッドの表面を横切って示されるように、集められた並ん
だ孔の対３Ｓに静液圧流体を供給するための充満室を限
定している。各対の孔は、座ぐシ３６に終っているプレ
ートの外面に向かって延びて、パッド面を横切る改良し
た流体散乱を与える。

操作において、また特に第７図〜第１ユ図を含めて参照
すると、ワークジートコ又は積重ねたシートは、装填区
域５に手で載せられ、また頭上移送システム／３に組込
まれる一対の流体圧作動のバネ付勢クランプ３７によ逆
水平上縁部で締付けられ、この手段によシシートは作業
区域７に移送され、またその縦上縁部がダ個の流体圧ク
ランプ３ｇで、その縦下縁部が３個の流体圧クランプ３
９によシ締付けられる。ワークの全体の厚さは、適当に
配置した線形電圧変移トランスジューサによシ感知され
、また静液圧パッド組立体２ユを制御している２軸アク
チユエータは、第３図に示すように、隣接するワーク面
ユタに関して正しい間隙で、パッド面２ｇ装置くよう操
作される。この図は、上方と下方クランプと静液圧パッ
ド、２ダとの・間の横に隔てた関係を図示する。この図
において、描写された上方クランプ３７はシート移送段
階で用いられるものであるが、作業区域り内で上方クラ
ンプ３ｇにも等しく適用される。

上方と下方クランプの鋸歯状の面ｌｌｎと４／は、ワー
クコの垂直データ面コアを限定し、また前に述べたよう
に固定したパッドデータ面２６と正しい作業間隙を確保
する。多数のワークシートのシート厚み公差又は全体の
厚さは、線形電圧変移トランスジューサ’！２によシ検
知され、また左手圧力パッド組立体２コは従ってバット
面−ｇでの所望の間隙を達成するため調整される。上方
と下方クランプはそれ故、データ面２７から離れた鋸歯
状のジョーが可変のワーク厚さを収容するだめ可動なよ
うに調整し得る。ここでは詳細に記載されていないが、
代表的なりランプ装置は、第７図〜第１ユ図を含めて図
示される。

静液圧パッド組立体に関して適当に位置されるワークに
よシ、静液圧流体ポンプ（図示せず）は、カ（体をそれ
ぞれの圧力パッドｕ４Ｌと２４！Ｒに高い圧力で、代表
的Ｖｃ／３０ポンド／平方インチ（約ｉｏ、　ｓｑｋｇ
、　７ｃｍ２）の圧力で供給するよう操作され、この流
体は対の孔３Ｓｆ通して噴出され、支持流体面層によシ
機械加工過程の間２軸方向の移動に対して１枚又は数枚
のシートを支持する。

操作時、機械加工の間固定のままのワークジートコ又は
積重ねたシートと共に、静液圧パッド組立体は機械加工
サイクルの全部に互って機械工具スピンドルと同時に移
動して、スピンドルの直ぐ近くで加圧流体支持を付与し
、Ｘ、、Ｙおよびｚ軸の組合わせた運動は、予めプログ
ラムした情報に応じて全てコンピュータによ多制御され
る。

静液圧流体はその支持機能に加えて、同時に切断面での
冷却剤および削シ屑分散媒体として作用する。この機械
は更に、床下冷却および削シ屑除去システムを含む。

機械サイクルの完了に基き、１枚又は数枚のシートはシ
ート移送装置乙によシ引続く取扱いのため装填区域５に
戻って移送され、また新たな量のワークが作業区域７に
同時に移送され得る。これとは別に第１図に示すように
、シートプロフィール製造システムには貫流供給システ
ムを設けることができ、これによシ完成したワークは直
ぐ隣接する作業ステーションで更に処理を受けるため前
方に通過し得る。

本発明の静液圧ワーク支持システムおよび多シートルー
ティングシステムは、次のような利点を与える。

（１）　　単一および多ンートは、ドリル加工と固定又
はドリル加工とリベット打ちのような任意の前もっての
準備なしにルーティングし得る。

（２）　　シート取扱いを変更することは簡単な事項で
ある。

（３）準備作業が省略されて、柔軟な製造システムの標
準までの過程の完全自動化が可能である。

（４）１枚又は少なくとも５枚までの任意の枚数のシー
Ｉｆ用いることＫよシ、貯蔵と進行中の作業が機械設定
要件よシもむしろ管理要件に合致するようにセットし得
る。

パッド構造の特別な細部と静液圧支持体の特徴が例示と
してのみ示されたが、各々の細部は本発明から逸脱する
ことなく相轟に変更し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を取入れたシートプロフィル製造系
の絵画的表示である。第二図は、この発明を取入れたシ
ートプロフィル製造系の、−代シの絵画的表示である。 第３図は、第２図の矢印■の方向の、ワーク支持兼機械
加工装置の正面図である。第９図は、第３図にＤＥＴＡ
工Ｌ　Ｉｔ／で示したような、ワーク支持兼機械加工装
置の詳細構造を示す。第Ｓ図は、第９図の矢印■の方向
の、同じ構造の平面図である。第６メは、第Ｓ図の矢印
■の方向の、支持装置の圧力パッドの立面図であ２て、
これは左手および右手の支持パッドに共通である。 第７図は、第２圀の矢印■の方向の、製造系の総括的９
面図である。第３図は、この発明のシート締付支持装置
の一般的横向き配置を表わす線図的端面図である。第７
図は、第２図の矢印■の方向の、上方シート移送締付部
材を表わす、明、示のため一部断面による端面図である
。第１Ｏ図は、第７図の矢印ｘ−Ｘの方向の、典型的な
下方シート締付部材の断面図である。第１／図は、第７
（財）の矢印Ｘの方向の、上方シート締付部材の端面図
である。第１２図は、第１／図の矢印刈の方向の、上方
シート締付部材の平面図である。 図面において、ｌはルーティング機械、ツはワーク、３
はルーティング工具、５は装入区域、６は支持構造体、
りは加工区域、ｇはベッド、りは案内棒、ＩＯはプラテ
ン、／ｌは門形フレーム、１．２は支持構造体、／、？
は移送機構、／りと７４ｔ１は柱、ｌＳはビーム部分を
示す。 Ｆｔ’ｇ　ン！・ Ｆｉｇ、ブ２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ルーティングのような機械加工作業中弾性シート材
   料を支持するワーク支持装置において、シート材料の各
   側部に隣接して設けられしかもシート材料の機械加工す
   べき領域を取り巻くパッド装置と、各パッドとそれに隣
   接したシート材料との間に比較的高い圧力の流体を流入
   させる流体供給装置とを有することを特徴とするワーク
   支持装置。 ２、パッド装置が、シート材料のそれぞれの側部に隣接
   して位置する表面領域と、流体供給装置に連結された上
   記表面領域内の流体出口開口とを備え、上記流体出口開
   口を通って流体が比較的高い圧力（代表的には１０．５
   ｋｇ／ｃｍ＾２）で連続して噴射されて、上記表面領域
   と上記シート材料との間に流体表面層を形成する特許請
   求の範囲第１項に記載のワーク支持装置。 ３、流体出口開口が表面領域に分散して設けられた孔か
   ら成っている特許請求の範囲第２項に記載のワーク支持
   装置。 ４、表面領域が孔と一致させて座ぐりされている特許請
   求の範囲第３項に記載のワーク支持装置。 ５、パッド装置が、このパッド装置に設けられ、垂直に
   配置されたスロットをもつ表面領域を備えた圧力パッド
   を有し、上記スロットが上記圧力パッドの下方縁部から
   のびて工作機械の主軸を受け、また流体出口開口が上記
   スロットのまわりに配置された孔対を有し、上記表面領
   域が各孔対と一致させて座ぐりされている特許請求の範
   囲第２項に記載のワーク支持装置。 ６、パッド装置の表面領域がシート材料の隣接側部に対
   して予め決めた隙間、代表的には ０．２５ｍｍをおいて位置している特許請求の範囲第２
   項に記載のワーク支持装置。 ７、パッド装置の一つが、それの表面領域を予定の基準
   位置に固定するように設定され、また他のパッド装置が
   シート材料の厚さの変動を融通するように横方向に調整
   できる特許請求の範囲第６項に記載のワーク支持装置。 ８、機械加工すべき全体のシート材料、代表的には単一
   シートまたは多数のシートを決める感知装置と、所望の
   隙間をあけるため調整可能なパッドを調整する制御装置
   とを備えた特許請求の範囲第７項に記載のワーク支持装
   置。 ９、ワークの周囲の少なくとも一部に渡って上記ワーク
   を配置しかつ支持するクランプ装置を備えた特許請求の
   範囲第１項に記載のワーク支持装置。 １０、ほぼ水平軸のまわりを回転するように取付けられ
   た工作機械の主軸と、シート材料をほぼ垂直な平面内に
   支持するワーク支持装置とを有し、上記ワーク支持装置
   が、上記シート材料の機械加工すべき領域を取り巻いて
   上記シート材料の各側部に隣接して設けられた流体圧パ
   ッド装置と、パッドとそれに隣接したシート材料それぞ
   れの表面との間に加圧流体を流入させる流体供給装置と
   を備えていることを特徴とするルーティング機械。 １１、ワークがほぼ垂直平面内に固定して配置され、ま
   た工作機械の主軸および流体圧パッド装置がシート材料
   のプロファイリングを行うため上記ワークに対して相互
   関連して動くようにプログラムされ、機械加工作業中、
   加圧流体の連続した流れでシート材料を支持し、流体が
   冷媒および切屑除去媒体として同時に機能する特許請求
   の範囲第１０項に記載のルーティング機械。