KR100417939B1 - 순차 이송 가공 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수개의 기계 가공 공정을 포함하는 제품에 관해서 해당 제품의 가공 비용을 저감할 수 있는 순차 이송 가공 장치를 제공하고 있고,
복수개의 가공 유닛을 복수의 가공 공정에 대응시켜 피가공재의 길이 이송 방향에 배치하고, 피가공재의 피치 이송에 의해 순차 가공하도록 순차 이송 가공 장치를 구비하고,
본체가, 기판과, 상기 기판과 소정 거리를 두고 설치된 지지판과, 상기 기판과 상기 지지판 사이에서 기판 및 지지판과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 형성된 슬라이더와, 이 슬라이더를 구동하는 구동 수단에 의해 형성된다.
그리고 가공 유닛을 기계 가공 유닛으로 형성함과 동시에, 상기 슬라이더의 이동을 제어하여 기계 가공을 연속하여 행할 수 있도록 한다.
Description
종래, 강판 등의 구조 재료로 이루어지는 판재에 천공, 스피닝, 압축 등의 성형 가공을 함으로써, 소정 형상의 판금 제품을 제작하는 경우에는, 많은 공정을 경유하는 것이 통상적이다. 이러한 판금 제품의 제작 수량이 많은 경우에는, 1개의 가공용 금형 중에서 각 공정 혹은 스테이지의 가공을 개개로 행하고, 순차로 다음의 스테이지로 피가공재를 이송하여 가공을 추가하여 진행시키고, 최종 스테이지에서 가공을 완료시키는 수단이 채용되고 있다. 이러한 가공용 금형을 순차 이송형이라고 일컬어지고 있고, 예를 들면, 프레스의 1스탬프마다 1개의 판금 제품을 얻을 수 있기 때문에, 대단히 고능률이라고 하는 이점이 있다.
상기 종래의 순차 이송 가공용 금형에 있어서는, 생산 속도가 높고, 피가공재를 투입 후 가공 완료까지의 납기가 짧음과 동시에, 프레스 가공의 도중 공정에서의 수가 적고, 소수 인원에 의한 다량 생산이 가능하다고 하는 장점을 갖는 반면에, 하기와 같은 문제점이 있다. 즉 1개의 금형 중에 복수쌍의 펀치·다이를 내장한 구조이기 때문에, 금형 구조가 대단히 복잡해져, 고정밀도의 금형 제작 기술을 필요로 함과 동시에, 제작 기간이 장대화하여 제작비용이 다액이 된다.
또한 금형의 부분적 파손, 수리, 조정에 있어서도, 금형 전체를 분해할 필요가 있어 이들의 작업이 번잡하기 때문에, 막대한 시간과 공정수를 필요로 한다. 더욱이 다품종 소량 생산에 있어서, 피가공품의 형상, 치수가 약간이라도 다를 때에, 그 때마다 전용의 금형을 제작하는 형태를 채용한 경우에는, 금형비의 값이 비싸게 되어 최근 점차로 그 요구가 높아지고 있는 소위 FMS 생산 방식에 부응할 수 없다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 출원인은 이미 구조가 간단하고, 또한 부분적 조정 그 외를 용이하게 행할 수 있는 순차 이송 가공 장치에 관한 출원을 행하고 있다(예를 들면 특원평2-121760호, 특원평2-121761호 등).
도 11은 본 발명의 전제인 순차 이송 가공 장치의 예를 도시하는 중요부 사시도이다. 도 11에 있어서, 100 내지 500은 각각 가공 유닛이고, 베이스(1)상에 피가공재(도시하지 않음)의 이송 방향에 예를 들면 2P(P는 피가공재의 이송 피치)의 간격으로 배치한다. 이들의 가공 유닛(100 내지 500)에는 복수의 가공 공정에 대응하는 각각 1쌍의 펀치 및 다이를 설치하고 있지만, 가공 유닛(100)을 예로 들어 그의 구성을 설명한다.
101은 본체이고, 대략 U자 형상으로 형성하고 하단부에 비둘기 꼬리 형상부재(102)를 일체로 설치하고, 베이스(1)에 설치한 홈(103)과 결합시킴으로써 피가공재의 이송 방향으로 이동 조정 가능하고, 또한 피가공재의 이송 방향과 직각방향의 이동 구속 가능하게 형성한다. 104는 이동 조정 장치, 105는 클램프 장치이다. 106은 유압 실린더이고, 본체(101)의 상단부에 설치한다. 107은 위치 측정장치이고, 유압 실린더(106)의 측면부에 설치한다.
다음에 108은 카세트이고, 대략 U자 형상으로 형성하고, 상부에 펀치 혹은 다이(모두 도시하지 않음)를 상하 이동 가능하게 설치함과 동시에, 하부에 상기 펀치 혹은 다이와 쌍을 이루는 다이 혹은 펀치(모두 도시하지 않음)를 설치하여, 본체(101)에 착탈 가능하게 설치한다. 카세트(108)의 위치 결정은 가공 유닛(300)에 있어서 도시하는 바와 같이, 위치 결정 부재(309, 310)와의 결합에 의해서 행한다. 111은 크램프 나사이다.
즉 카세트(108)를 위치 결정 부재(도시하지 않음, 가공 유닛(300)에 있어서의 부호(309, 310) 참조)를 개재하여 본체(101)에 장착함으로써 소정의 위치 결정을 행함과 동시에, 클램프 나사(111)의 체결에 의해서 그의 위치를 고정할 수 있는 구성으로 되어 있다. 카세트(108)의 고정 후, 유압 실린더(106)의 작동 지렛대(도시하지 않음)과 상기 상하 이동 가능하게 설치한 펀치 혹은 다이를 연결한다.
도 12는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 설명도이고, 도 12a는 평면을 도시하고, 도 12b는 단면을 도시하고 있고, 동일 부분은 상기 도 11과 동일의 참조 부호로 나타낸다. 도 12에 있어서 2는 피가공재이고, 화살표 방향에 피치(P)로 간헐적으로 피치 이송된다. 즉 상기 도 11에 있어서, 카세트(108)(다른 카세트에 있어서도 동일)에 설치한 1쌍의 펀치와 다이와의 간극을 피치 이송된다. 도 11및 도 12에 있어서는, 가공 유닛(100 내지 500)은 각각 파이롯 구멍(3)의 가공 공정, 원호형상의 홈(4)의 가공 공정, 제 1 내지 제 3 스로틀 가공 공정에 대응하도록 형성하고 있다.
우선 가공 유닛(100)에는, 파이롯 구멍(3)을 천공하는 펀치 및 다이를 구비함과 동시에, 피가공재(2)의 이송 방향 하류측(P)의 위치에 상기 파이롯 구멍(3)에 결합하는 가이드(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 따라서 가공 유닛(100)이 작동할 때마다 파이롯 구멍(3)이 순차 천공됨과 동시에, 천공된 파이롯 구멍(3)에 가이드가 결합하고, 상기 파이롯 구멍(3)을 기준으로하여 이후의 위치 결정 및 가공이 행하여지고, 피가공재(2)의 원하지 않는 위치 어긋남을 방지하여, 정밀도를 유지할 수 있다.
다음에 가공 유닛(200)에 있어서는 원호형상의 홈(4)이 가공된다. 그리고 가공 유닛(300)에 있어서는 제 1 스로틀 가공이 행하여지고, 피가공재(2)에 컵형상의 돌기(5)가 형성됨과 동시에, 상기 원호형상의 홈(4)은 그 폭을 넓혀 원호형상의 홈(6)에 변화한다. 또한 가공 유닛(400)에 있어서는, 제 2 스로틀 가공과 플랜지 구멍(7)의 가공이 행하여지고 돌기(5)의 높이가 증대한다. 가공 유닛(500)에 있어서는 제 3 스로틀 가공이 행하여지고, 돌기(5)의 높이를 소정의 치수로 형성한다.
이후 도시 생략하였지만 절연 가공 그 밖의 가공을 행하고, 소정의 컵형상의 판금 제품이 얻어지는 것이다. 또한 가공 유닛(200 내지 500)에 있어서도 파일롯 구멍(3)과 결합하는 가이드를 설치함으로써, 소정의 정밀도를 확보하기 위한 위치 결정이 행하여지는 것은 물론이다.
상기 구성의 순차 이송 가공 장치에 의하면, 종래의 순차 이송 금형과 비교하여 구조가 간단함과 동시에 제작도 용이하고, 다품종 소량 생산에 있어서도 고능률의 가공이 가능한 이점을 갖지만 하기와 같은 문제점이 있다.
즉 종래의 순차 이송 가공 장치에 있어서는, 피가공재는 통상 띠형상판인 것이 대상이기 때문에, 굽힘, 드로잉(drawing), 천공, 펀칭 등의 소위 판금 가공 공정을 중심으로 하는 것이 많다. 따라서 제품의 일부에 예를 들면 나사 구멍 등의 기계 가공을 갖는 것, 순차 이송 가공 공정에 포함시키는 것이 곤란하고, 순차 이송 가공 공정 완료 후에 있어서, 다시 나사 구멍 등의 기계 가공을 행하고 있는 것이 통상이고, 비용이 고가로 된다고 하는 문제점이 있다.
한편 순차 이송 가공에 의해서 얻어지는 제품은 일반적으로 소품이 대부분이고, 더구나 연속적으로 생산되는 것이기 때문에, 1로트(lot) 내의 수량이 많은 것이 대부분이다. 이와 같은 대량의 제품에 대하여 다시 기계 가공을 하는 것은 전용의 가공 지그를 필요로 할 뿐만아니라, 제품의 설치, 분리를 위한 잉여 시간과 공정수를 필요로 하기 때문에 가공 비용이 높아질 뿐만아니라, 기준면의 불균일이 영향을 주어 가공부분의 치수 정밀도를 향상시키는 것이 곤란하다고 하는 문제점도 병존한다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 출원인은 상기 구성의 순차 이송 가공 장치에 있어서, 임의의 가공 유닛의 중간부에 기계 가공 수단을 피가공재에 대하여 근접 이탈 가능하게 설치한다는 내용의 발명 및 임의의 가공 유닛을 복수개의 주축을 구비한 다축 기계 가공 유닛으로 형성하고, 동시에 복수의 기계 가공을 행할 수있도록 형성한다고 하는 내용의 발명에 관해서 출원하고 있다(특원평3-269833호, 특원평6-169120호).
상기의 구성에 의해, 제품이 되어야 될 부위가 띠형상판 혹은 후프형상의 길이가 긴 피가공재 중에 존재하는 상태로, 암나사 가공, 수나사 가공을 비롯하여, 개공, 접시형 구멍내기, 모떼기, 스폿 페이싱, 코오킹, 각인 등의 복수의 기계 가공이 1공정에서 동시에 실시되어지게 되어, 가공 공정수가 저감됨과 동시에, 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
그렇지만, 상기의 장치에 있어서도 아직 약간의 문제점이 있다. 즉, 상기의 기계 가공 수단 또는 다축 기계 가공 유닛은, 프레스 가공 유닛과는 별개의 독자의 구성이기 때문에 가공 대상이 다른 경우에는, 그 때마다 기계 가공 유닛을 준비하지 않으면 안되고, 장치 전체로서의 호환성이 모자라기 때문에, 순차 이송 가공 장치 전체의 배치 교환이 필요해져, 장착, 분리를 위한 잉여 시간과 공정수를 소비하는 문제점이 있다.
또한, 상기 기계 가공 유닛에 있어서의 가공 시간은 프레스 가공과 비교하면 일반적으로 장시간을 요하기 때문에, 장치 전체로서의 가공 택트가 길게 되어, 생산성이 저하하는 문제점도 있다.
한편, 복수의 기계 가공 부위를 갖는 피가공체에 대하여는 복수의 가공 공구를 구비한 머시닝 센터가 특히 유효하지만, 이 경우에 있어서도 각각의 공정 또는 스테이지에서의 가공 시간이 비교적 긴 경우가 많고, 또한 가공 공정을 복수 공정으로 분할한 경우에는, 고가의 머시닝 센터를 다수 준비하지 않으면 안되기 때문에, 장치 전체에 요하는 설비비가 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은, 예를 들면 피가공재에 천공, 스피닝(spinning), 절삭, 적층 등의 가공을 행하는 경우에, 1세트의 장치 중에서 각 공정의 가공을 행하고, 순차 다음 공정에 피가공재를 피치 이송하여 가공을 추가하여 진행시키고, 최종 공정에서 가공을 완료시키는 순차 이송 가공 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시하는 중요부 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예를 도시하는 일부 단면 중요부 측면도.
도 3은 도 1 및 도 2에서의 카세트(12)를 확대하여 도시하는 중요부 정면도.
도 4는 도 1 및 도 2에서의 카세트(12)를 확대하여 도시하는 중요부 측면도.
도 5는 도 3 및 도 4에서의 홀더(35)의 변형예를 도시하는 중요부 정면도.
도 6은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 가공의 제 1 실시예를 도시하는 설명도.
도 6a는 피가공품을 도시하는 사시도.
도 6b는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 평면도.
도 6c 내지 도 6d는 각각 피가공재의 중요부 단면도.
도 7은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 가공의 제 2 실시예를 도시하는 설명도.
도 7a는 피가공품을 도시하는 사시도.
도 7b 내지 도 7d는 각각 피가공재의 가공 공정에 있어서의 가공 상태를 도시하는 중요부 단면도.
도 8은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 3 실시예를 도시하는 설명도.
도 8a는 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 3 실시예를도시하는 사시도.
도 8b는 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 3 실시예를 도시하는 종단면도.
도 9는 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 4 실시예를 도시하는 종단면도.
도 9a는 내부 홈을 갖는 것을 도시하는 도면.
도 9b는 외부 홈을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 5 실시예를 도시하는 사시도.
도 10a는 홈을 갖는 것을 도시한 도면.
도 10b는 노치를 갖는 것을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 전제인 순차 이송 가공 장치의 예를 도시하는 중요부 사시도.
도 12는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 설명도.
도 12a는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 평면도.
도 12b는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 단면을 도시하는 도면.
본 발명은 상기 종래 기술에 존재하는 문제점을 해결하고, 복수개의 기계 가공 공정을 포함하는 제품의 가공 비용을 저감할 수 있는 순차 이송 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 우선 제 1 발명에 있어서는, 가공 수단을 구비한 카세트를 본체에 착탈 가능하게 설치하여 이루어지는 복수개의 가공 유닛을, 복수개의 가공 공정에 대응시켜 길이가 긴형상의 피가공재의 길이 이송 방향에 mP(m은 임의의 정의 정수, P는 피가공재의 이송 피치)의 간격으로 배치하고, 피가공재의 피치 이송에 대하여 상기 복수의 가공 공정을 상기 복수개의 가공 유닛에 의해 순차 실시하도록 구성한 순차 이송 가공 장치에 있어서,
본체를 기판과, 이 기판과 소정 거리를 두고 설치된 지지판과, 상기 기판과 상기 지지판과의 사이에서 기판 및 지지판과 직교하는 방향으로 이동 가능하게 형성된 슬라이더와, 이 슬라이더를 구동하는 구동 수단에 의하여 형성하고,
가공 유닛을 기계 가공 유닛으로 형성함과 동시에, 상기 슬라이더의 이동을 제어하여 기계 가공을 연속하여 행할 수 있도록 구성하는 기술적 수단을 채용하였다.
다음에 제 2 발명에 있어서는, 가공 수단을 구비한 카세트를 본체에 착탈 가능하게 설치되어지는 복수개의 가공 유닛을, 복수의 가공 공정에 대응시켜 길이가 긴형상의 피가공재의 길이 이송 방향에 mP(m은 임의의 정의 정수, P는 피가공재의이송 피치)의 간격으로 배치하고, 피가공재의 피치 이송에 대하여 상기 복수의 가공 공정을 상기 복수개의 가공 유닛에 의해 순차 실시하도록 구성한 순차 이송 가공 장치에 있어서,
본체를, 기판과, 상기 기판과 소정 거리를 두고 설치된 지지판과, 상기 기판과 상기 지지판 사이에서 기판 및 지지판과 직교하는 방향에 이동 가능하게 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 구동하는 구동 수단에 의해 형성하고,
임의의 가공 유닛을 기계 가공 유닛으로 형성함과 동시에, 다른 가공 유닛을 프레스 가공 유닛을 포함하는 가공 유닛으로 형성하고,
상기 슬라이더의 이동을 제어하여 기계 가공과 프레스 가공을 포함하는 가공을 연속하여 행할 수 있도록 구성하는 기술적 수단을 채용하였다.
상기의 발명에 있어서, 기판과 지지판을 수평면에 평행하게, 또한 슬라이더를 수직 방향으로 이동 가능하게 형성할 수 있다.
다음에 상기의 발명에 있어서, 구동 수단을 서보 모터와 나사쌍을 포함하는 기구에 의해 형성할 수 있다. 이 경우, 나사 쌍을 볼 나사로 구성하는 것이 가능하다.
또한 상기의 발명에 있어서, 슬라이더를 기판과 지지판과의 사이에 설치한 가이드 바를 따라서 슬라이드 이동하도록 형성할 수 있다.
또한 상기의 발명에 있어서, 기계 가공 유닛에 있어서의 카세트를 공구를 착탈 가능하게 유지하며 또한 회전시킬 수 있는 홀더와, 이 홀더를 슬라이더의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동시킬 수 있는 XY 테이블에 의해 형성할 수 있다.이 경우, XY 테이블의 구동 수단을 리니어 모터에 의해서 형성할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시예를 도시하는 중요부 정면도 및 일부 단면중요부 측면도이다. 양도면에 있어서, 121 내지 125는 각각 가공 유닛이고, 베이스(1)상에 긴쪽 위의 피가공재(도시하지 않음)의 길이 이송 방향에, 예를 들면도 1에 있어서 좌로부터 순차로, mP(m은 양의 정수, P는 피가공재의 이송 피치)의 간격(가공 유닛(121 내지 125)의 가공 중심선간의 간격)으로 배치한다.
이들의 가공 유닛(121 내지 125)에는, 복수의 가공 공정에 대응하는 가공을 행할 수 있는 가공 수단을 구비한 카세트(11, 12)를 착탈 가능하게 설치하고 있다. 즉 카세트(11)는 프레스 가공 수단, 카세트(12)는 기계 가공 수단을 각각 구비하고 있고, 예를 들면 가공 유닛(121, 123, 125)은 프레스 가공 유닛, 가공 유닛(122, 124)은 기계 가공 유닛으로 형성된다. 이들의 가공 유닛의 설치 개수 및 카세트의 가공 수단은 요구되는 가공 양태 및 가공 공정에 의해 적당히 선정된다. 도 1은 3개의 가공 유닛(121, 123, 125)과 2개의 기계 가공 유닛(122, 124)을 교대로 배치 한 예이다.
다음에 13은 본체이고, 기판(14), 기판(14)상에 설치된 가이드 바(15), 가이드 바(15)의 상단부에 설치된 지지판(16), 가이드 바(15)를 따라서 상하 슬라이동 이동하는 슬라이더(17)등에 의해서 구성되어 있다. 18은 나사축이고, 지지판(16)에 정역 회전 가능하게 설치되고, 또한 슬라이더(17)에 설치된 너트 부재(19)와 나사 결합하여 나사 쌍을 형성하고 있다. 상기 나사 쌍은 통상의 삼각나사 또는 각진 나사이어도 되지만 볼나사로 하는 것이 바람직하다.
20은 모터이고, 지지판(16)에 브래킷(21)을 개재하여 설치되고, 모터 풀리(22), 나사 축(18)에 설치된 풀리(23) 및 타이밍 벨트(24)를 개재하여 나사 축(18)을 정역 회전시킬 수 있도록 구성한다. 모터(20)는 예를 들면 NC 서보 모터로 하는 것이 바람직하다. 25는 장착 부재이고, 슬라이더(17)의 하부에 설치되고,예를 들면 수평방향에 연장되는 1쌍의 돌조 사이에, 카세트(11, 12)의 상단부에 설치된 장착 부재(26)의 오목홈이 결합함으로써, 카세트(11, 12)의 착탈이 가능하도록 형성한다. 27은 클램프 장치이고, 위치 결정 후의 카세트(11, 12)를 소정 위치에 고정하기 위한 것이다.
다음은 카세트(11)의 구성에 관해서 설명한다. 카세트(11)는 다이 세트를 형성하는 상판(28), 하판(29) 및 가이드 바(30)와, 상판(28)을 상하 이동시키는 작동부재(31)와, 상술의 장착 부재(26)로 구성된다. 즉, 상판(28)과 하판(29)은 예를 들면 금형 구성하는 1쌍의 상형 및 하형, 또는 천공형을 구성하는 1쌍의 펀치 및 다이 등이 설치되고, 소정의 천공, 스피닝, 압축 그밖의 다른 프레스 가공을 행할 수 있다.
도 3 및 도 4는 각각 도 1 및 도 2에서의 카세트(12)를 확대하여 도시하는 중요부 정면도 및 중요부 측면도이고, 동일 부분은 상기 도 1 및 도 2와 동일의 참조 부호로 나타낸다. 도 3 및 도 4에 있어서, 32는 XY 테이블이고, 장착 부재(26)의 하부에 설치되고, 슬라이더(17)의 이동 방향(이 경우는 상하 방향)과 직교하는 방향(이 경우는 수평방향)으로 이동 가능하게 형성되어 있다. XY 테이블(32)의 구동 수단으로서는, 리니어 모터가 유효하고, 예를 들면 이동 방향으로 NS 자극이 교대로 설치된 고정자(33)와, 상기 고정자(33)의 자계 중에 설치된 코일로 이루어지는 가동자(34)와의 조합에 의한 가동 코일형으로 하는 것이 가능하지만, 반대의 조합의 가동 자석형으로 하여도 된다.
35는 홀더이고, 상기 XY 테이블(32)의 하부에 설치되고, 예를 들면 고속 스핀들 모터와 같은 모터(36)와, 상기 모터(36)의 주축에 설치된 척크(37)로 구성된다. 38은 공구이고, 지퍼(37)에 착탈 가능하게 하여, 드릴, 엔드 밀, 숫돌 그 밖의 회전 절삭 공구로 할 수 있다. 또한, 모터(36)를 가변속으로 형성하면, 리머, 텝 등의 저속 회전 공구의 사용도 가능하다.
도 5는 도 3 및 도 4에 있어서의 홀더(35)의 변형예를 도시하는 중요부 정면도이다. 도 5에 있어서, 홀더(35)는 브래킷(39)을 개재하여 XY 테이블(32)에 설치되고, 모터(36)의 축선이 수평면과 평행하게 되도록 형성되어 있고, 그의 주축에는 지지기구(40)를 개재하여, 예를 들면 원판형상의 공구(38)가 설치된다. 이러한 공구로서는, 프라이스 커터, 홈 절단 커터, 숫돌 등을 사용할 수 있다.
상기의 구성에 의해, 예를 들면 도 1에 있어서, 예를 들면 후프형상의 길이가 긴 피가공재를 피치 이송 장치(모두 도시하지 않음)를 거쳐 가공 유닛(121 내지 125)으로 순차로 피치 이송하면, 우선 가공 유닛(121)에 있어서 슬라이더(17)의 하강에 동반하여, 카세트(11)에 설치된 펀치 및 다이(모두 도시하지 않음, 이하 동일)에 의해, 피가공재에 기준이 되는 파이롯 구멍이 가공된다.
다음에 가공 유닛(122)에 있어서는, 피가공재에 설치된 파이롯 구멍에 가이드가 결합하고, 즉 파이롯 구멍을 기준으로하여, 카세트(12)에 설치된 기계 가공 수단에 의해서 소정의 기계 가공이 행하여진다. 이하 같이 하여 가공 유닛(123 내지 125)에 있어서 제 1 프레스 가공, 제 2 기계 가공 및 제 2 프레스 가공이 순차 행하여지는 것이다. 따라서 피가공재에 대한 가공을 복수 공정으로 분할하여, 특히 기계 가공 공정을 미세 분할하여, 그들의 복수의 가공 공정을 복수개의 가공 유닛에 의해서, 바람직하게는 가능한 한 가공 시간을 균등화함으로써, 가공에 요하는 시간을 단축하여, 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 순차 이송 가공에 있어서, 슬라이더(17)는 모터(20)로서 예를 들면 NC 서보 모터를 사용함으로써 제어하여 이동되어지기 때문에, 프레스 가공은 물론이고, 제어 이송이 요구되는 기계 가공에 대하여도 충분히 대응을 할 수 있는 것이다. 또한 기계 가공 유닛(122, 124)에 있어서는 도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 공구(38)는 XY 테이블(32)에 의해서 수평면 내에 이동 가능하기 때문에, 슬라이더(17)의 상하 이동을 추가하여 3차원적 이동이 가능하고, 공작 기계에 요구되는 공구(38)의 이동 기능을 충분히 구비하고 있는 것이다.
즉, 슬라이더(17)는 모터(20)에 의해 나사 축(18)및 너트 부재(19)를 거쳐 신속한 상하 이동이 가능하기 때문에, 카세트(11)에 구비된 프레스 가공 수단을 작동시켜, 소정의 프레스 가공을 행할 수 있다. 한편, 기계 가공 유닛의 경우에는 상기 슬라이더(17)의 빠른 이송에 의해서, 카세트(12)에 구비된 기계 가공 수단을 급속히 피가공재의 가공 부위에 접근시키고, 이후는 모터(20)에 의한 제어 이송에 의해, 필요하면 XY 테이블(32)의 이동도 더불어 행하고, 소정의 기계 가공을 행할 수 있는 것이다.
또한 가공 유닛(121 내지 125)을 구성하는 본체의 구성이 기본적으로 공통이고, 카세트(11, 12)의 교환만으로 단계 교체가 가능하기 때문에, 순차 이송 가공의 공정 설정이 대단히 용이하다. 따라서 소량 다품종의 가공에 대하여도, 단계 교체에 의한 휴지 시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 가동 효율의 향상이 가능하다.
상기의 발명의 실시예에 있어서는, 기판(14) 및 지지판(16)이 수평면과 평행하게 배치되고, 양자를 연결하는 가이드 바(15)가 수직방향에 설치된 소위 세로형인 것에 관해서 설명하였지만, 기판(14) 및 지지판(16)이 수직면과 평행하게, 및 가이드 바(15)가 수평방향에 설치된 소위 가로형인 것에 대하여도 본 발명의 적용이 가능하다.
또한, 슬라이더(17)의 이동을 안내하는 가이드 바(15)는 대형인 것 또는 강성이 요구되는 것에 관해서는 복수개로 하는 것이 바람직하지만, 1개의 것으로도 되고, 경우에 따라서는 기둥모양 또는 쐐기형으로 형성하고, 그의 측면을 따라서 슬라이더(17)가 슬라이드 이동 또는 활주 이동하는 구성으로 하여도 된다.
또한, 가공 유닛을 프레스 가공 유닛과 기계 가공 유닛에 의해 형성한 예를 예시하였지만, 프레스 가공 유닛 외에, 디프 드로잉 가공에 필요한 열 처리 가공, 표면 개질을 위한 표면 처리 가공, 이형상 구성 부재의 적층 조립 가공 등도 포함할 수 있음과 동시에, 전체의 가공 유닛을 기계 가공 유닛에 의해서 형성하는 것도 가능하다.
실시예 1
도 6은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 가공의 제 1 실시예를 도시하는 설명도이고, 도 6a는 피가공품을 도시하는 사시도, 도 6b는 피가공재의 가공 상태를 도시하는 중요부 평면도, 도 6c 내지 도 6f는 각각 피가공재의 중요부 단면도이고, 동일 부분은 상기 도 12와 동일의 참조 부호로 나타낸다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 피가공품(51)은 예를 들면 정방형의 대좌부(52)의 중앙부에 예를 들면 정방형의 볼록부(53)를 가짐과 동시에, 대좌부(52)의 네 구석에는 관통구멍(54)을 갖는다.
이러한 피가공품(51)을 성형하기 위해서는, 우선 후프형상의 길이가 긴 피가공재(2)를 도 6b에 도시되는 바와 같이 화살표 방향으로 피치(P)로 간헐적으로 피치 이송하고, 제 1 가공 유닛(도시하지 않음, 이하 동일)에 있어서, 기준이 되어야 할 파이롯 구멍(3)을 천공하고(프레스 가공, 기계 가공 중 어느 것이라도 된다), 다음에 제 2 가공 유닛에 있어서, 상기 파이롯 구멍(3)에 가이드(가공 유닛에 구비하고 있다, 이하 동일)를 결합시킨 상태로, 볼록부(53)를 절반 천공하여 가공한다. 즉, 피가공재(2)의 두께 치수(t)에 대하여, 펀치에 의해 볼록부(53)의 높이 치수 t1(t1<t)에 상당하는 깊이 치수의 오목부(55)를 성형한다.
다음에 제 3 가공 유닛에 있어서, 상기 제 2 가공 유닛에서와 마찬가지로, 파이롯 구멍(3)에 가이드를 결합시킨 상태로, 대좌부(52)를 절반 천공하여 가공한다.
또한 피가공재(2)를 피치 이송하여, 제 4 가공 유닛인 기계 가공 유닛에 있어서, 대좌부(52)의 저면을 오목부(55)와 동일면이 되도록 절삭 가공한다. 이 경우의 절삭 공구로서는 엔드 밀을 사용하여도 좋지만, 평면 프라이스 또는 정면 프라이스와 같은 공구를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절삭 가공 부분이 넓은 경우에는 가공 공정을 복수개로 분할하여, 복수개의 기계 가공 유닛에 의해 행하는 것이 가공 택트를 단축하기 위해서 바람직하다. 또한, 절삭 가공을 예를 들면 거친 가공, 중간 가공, 마무리 가공과 같이 분할하여도 된다.
그리고 제 5 가공 유닛에 있어서, 대좌부(52)의 네 구석에 관통구멍(54)을 펀치와 다이에 의하여 성형하고, 최종의 제 6 가공 유닛에 있어서 대좌부(52)의 외형 천공 가공을 행하여 가공을 완성시키는 것이다.
도 6에 있어서는, 대좌부(52) 및 볼록부(53)의 평면에의 투영 윤곽 형상이 정방형인 경우의 예에 관해서 도시하였지만, 이것에 한정하지 않고 삼각형, 장방형, 원형, 타원형 그 밖의 기하학적 형상인 것이어도 적용 가능한 것은 물론이다.
실시예 2
도 7은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 가공의 제 2 실시예를 도시하는 설명도이고, 도 7a는 피가공품을 도시하는 사시도, 도 7b 내지 도 7d는 각각 피가공재의 가공 공정에 있어서의 가공 상태를 도시하는 중요부 단면도이다. 도 7에 있어서, 피가공품(61)은 대략 장방형의 외형부(62)의 중앙부에 오목부(63)를 가짐과 동시에, 네 구석에는 관통구멍(64)을 갖는다.
상기와 같은 피가공품(61)을 성형하기 위해서는, 상기 도 6에서의 것과 마찬가지로, 피가공재(2)에 우선 파이롯 구멍(도시하지 않음)을 순차 천공함과 동시에, 상기 파이롯 구멍에 가이드를 결합시킨 상태로, 제 1 가공 유닛에 있어서, 오목부(63)를 절반 천공하여 가공한다. 이로써 피가공재(2)의 상면에는 오목부(63)와 대응하는 형상의 볼록부(65)가 성형된다. 상기 가공에 있어서는 오목부(63)를 형성해야 할 펀치를 하측에, 볼록부(65)를 형성해야 할 다이는 위쪽에 배치하여 행한다.
다음에 제 2 가공 유닛에 있어서, 볼록부(65)를 절삭 가공하여, 피가공재(2)의 상면을 면일치하게 형성하고, 피가공품(61)의 저면을 형성한다. 그리고 제 3 가공 유닛에 있어서, 관통구멍(64)을 천공 성형하고 최종의 제 4 가공 유닛에 있어서, 외형부(62)의 외형 천공 가공을 행하여 가공을 완성시킨다. 이 경우, 관통구멍(64)의 천공 성형과 외형부(62)의 외형 천공 가공을 동일의 가공 유닛에 의해서 하여도 된다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 3 실시예를 도시하는 설명도이고, 도 8a는 사시도, 도 8b는 종단면도이다. 도 8에 있어서, 피가공품(71)은 피가공재인 판재로부터, 복수 공정의 디프 드로잉 성형에 의해 유저 중공 통형상으로 성형됨과 동시에 일부에 가로 구멍(72) 및 세로 구멍(73)을 설치한 것이다. 이와 같은 피가공품(71)은 복수개의 프레스 가공 유닛과, 예를 들면 수평방향의 주축 및 수직방향의 주축에 드릴을 구비한 2개의 기계 가공 유닛을 조합한순차 이송 가공 장치에 의해서 성형할 수 있다. 또한, 피가공품(71)의 축선과 동축의 세로 구멍(73)은 프레스 가공 유닛에 있어서의 펀치·다이에 의해서 성형하여도 된다.
실시예 4
도 9는 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 4 실시예를 도시하는 종단면도이고, 도 9a는 내부 홈을 갖는 것, 도 9b는 외부 홈을 갖는 것을 도시한다. 도 9에 있어서, 피가공품(74)은 복수개의 프레스 가공 유닛에 의해서, 유저 중공 통형상으로 성형되고, 내부 홈(75) 또는 외부 홈(76)이 기계 가공 유닛에 의해서 형성된다.
이 경우, 기계 가공 유닛에 설치되는 카세트(12)는 상기 도 3 및 도 4에 있어서, 공구(38)로서는 예를 들면 T홈 프라이스를 사용하고, 또한 XY 테이블(32)의 XY 방향의 제어 구동에 의해, 상기 T 홈 프라이스의 축선이 피가공품(74)의 축선의 주위에 원 궤적을 그리도록 작동시키면 된다.
실시예 5
도 10은 본 발명의 순차 이송 가공 장치에 의한 피가공품의 제 5 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 10a는 홈을 갖는 것, 도 10b는 노치를 갖는 것을 도시한다. 도 10에 있어서, 피가공품(77)은 상기 도 9에 도시하는 피가공품(74)과 마찬가지로 복수개의 프레스 가공 유닛에 의해서 유저 중공 통형상으로 성형되고, 기계 가공 유닛에 의해 홈(78) 또는 노치(79)가 형성되는 것이다.
본 발명은, 이상 기술과 같은 구성 및 작용이므로, 하기와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 피가공재의 순차 이송 가공 공정에 있어서, 복수개의 기계 가공, 또는 이들의 기계 가공과 복수개의 프레스 가공을 포함하는 가공을 연속하여 동시에 행할 수 있기 때문에, 가공 능률이 높고, 비용 저감이 가능하다.
(2) 프레스 가공을 포함하는 가공에 의해 제품으로 한 후에 나머지의 기계 가공을 행하는 것과 비교하여, 가공 지그를 제작할 필요가 없는 뿐만아니라, 피가공품의 장착, 분리를 위한 잉여의 시간과 공정수를 절감할 수 있음과 동시에, 치수정밀도를 향상시킬 수 있다.
(3) 가공 유닛을 구성하는 본체는 프레스 가공 유닛과 기계 가공 유닛에 공통하여 적용 가능하고, 카세트를 교환하는 것만으로 단계 교체가 가능하기 때문에, 장치 전체의 가동 효율의 향상이 가능하다.
(4) 가공 공정을 복수개로 분할 세분화 가능하기 때문에, 금형비를 대폭으로저감시킬 수 있음과 동시에 단시간에 부품이 기동 가능하다.
Claims (8)
- 가공 수단을 구비한 카세트를 본체에 착탈 가능하게 설치하여 이루지는 복수개의 가공 유닛을 복수의 가공 공정에 대응시켜 긴형상의 피가공재의 길이 이송 방향에 mP(m은 임의의 정의 정수, P는 피가공재의 이송 피치)의 간격으로 배치하고, 피가공재의 피치 이송에 대하여 상기 복수의 가공 공정을 상기 복수개의 가공 유닛에 의해 순차 실시하도록 구성한 순차 이송 가공 장치에 있어서,본체를, 기판과, 상기 기판과 소정 거리를 두고 설치된 지지판과, 상기 기판과 상기 지지판 사이에서 기판 및 지지판과 직교하는 방향에 이동 가능하게 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 구동하는 구동 수단에 의해 형성하고,가공 유닛을 기계 가공 유닛으로 형성함과 동시에, 상기 슬라이더의 이동을 제어하는 기계 가공을 연속하여 행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 가공 수단을 구비한 카세트를 본체에 착탈 가능하게 설치하여 이루어지는 복수개의 가공 유닛을, 복수의 가공 공정에 대응시켜 길이가 긴모양의 피가공재의 길이 이송 방향에 mP(m은 임의의 양의 정수, P는 피가공재의 이송 피치)의 간격으로 배치하고, 피가공재의 피치 이공에 대하여 상기 복수의 가공 공정을 상기 복수개의 가공 유닛에 의해 순차 실시하도록 구성한 순차 이송 가공 장치에 있어서,본체를, 기판과, 상기 기판과 소정 거리를 두고 설치된 지지판과, 상기 기판과 상기 지지판 사이에서 기판 및 지지판과 직교하는 방향에 이동 가능하게 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 구동하는 구동 수단에 의해 형성하고,임의의 가공 유닛을 기계 가공 유닛으로 형성함과 동시에, 다른 가공 유닛을 프레스 가공 유닛을 포함하는 가공 유닛으로 형성하고,상기 슬라이더의 이동을 제어하여 기계 가공과 프레스 가공을 포함하는 가공을 연속하여 행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 2 항에 있어서,기판과 지지판을 수평면에 평행하게, 또한 슬라이더를 수직방향에 이동 가능하게 형성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 2 항에 있어서,구동 수단을 서보 모터와 나사 쌍를 포함하는 기구에 의해서 형성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 4 항에 있어서,나사 쌍를 볼나사로 구성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 2 항에 있어서,슬라이더를 기판과 지지판과의 사이에 설치한 가이드 바를 따라서 슬라이드이동하도록 형성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 2 항에 있어서,기계 가공 유닛에서의 카세트를, 공구를 착탈 가능하게 유지하며 또한 회전시킬 수 있는 홀더와, 상기 홀더를 슬라이더의 이동 방향과 직교하는 방향으로 이동시킬 수 있는 XY 테이블에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
- 제 7 항에 있어서,XY 테이블의 구동 수단을 리니어 모터에 의해서 형성한 것을 특징으로 하는 순차 이송 가공 장치.
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