(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームにワークに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動可能に設け、この穴明け加工ヘッドに回転駆動可能なドリルを備え、穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動させるため、上記フレームにアクチュエータを設けると共に、このアクチュエータの作動によって切削方向へ往復動する可動体に穴明け加工ヘッドを連結し、このアクチュエータに、穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度と切削送り速度に切換える速度切換手段を接続し、上記アクチュエータを上記フレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに往復動できるように構成し、アクチュエータをフレームに対して切削方向へ往動する方向へ付勢可能な付勢部材を設け、アクチュエータをフレームに対して固定せしめるロック手段を設け、ドリルの先端がワークに突当ってアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出するセンサを設け、このセンサによりアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出すると穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換えるように上記速度切換手段を制御するように構成してなることを特徴とする穴明け加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ型鋼のごときワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行う穴明け加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の穴明け加工機について簡単に説明すると、以下のようになる。
【０００３】
即ち、フレームにはワークに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドが切削方向へ往復動可能に設けてあり、この穴明け加工ヘッドには回転駆動可能なドリルが備えてある。上記穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動させるため、フレームには油圧シリンダが設けてあると共に、この油圧シリンダの作動によって切削方向へ往復動するピストンロッドには穴明け加工ヘッドの連結部が連結してある。上記油圧シリンダには穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度と切削送り速度（早送り速度よりも遅い送り速度）に切換える速度切換手段が接続してある。そして、ドリルの先端部がワークに突当ったことを検出するため、油圧シリンダには圧力の変動を検出する圧力スイッチが接続してあり、この圧力スイッチにより圧力の変動を検出すると穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換えるように速度切換手段を制御できるように構成してある。
【０００４】
従って、油圧シリンダの作動によりピストンロッドを切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で切削方向へ往動させて、回転駆動中のドリルの先端部をワークに突当てる。ここで、穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度にしたのは、穴明け加工ヘッドが往動を開始してから短時間でドリルの先端部がワークの突当るようにして作業時間を短くするためである。そして、圧力スイッチにより油圧シリンダ内の圧力が変動したこと、換言すればドリルの先端部がワークに突当ったことを検出すると、加工負荷を低減してドリルの寿命向上及び切削性の向上を図るため、速度切換手段を制御して穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換える。これによって、ワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行うことができる。尚、穴明け加工後においては、油圧シリンダの作動によりピストンロッドを切削方向へ復動させることにより、穴明け加工ヘッドをワークに対して離反せしめる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、油圧シリンダに接続したバルブ等の油圧機器の作動の影響により圧力スイッチが誤作動して、ドリルの先端部がワークに突当ったことを正確に検出できない場合がある。この場合には、穴明け加工ヘッドが往動を開始すると直ちに穴明け加工ヘッドの往動速度が切削送り速度に切換わることにより、作業時間が長くなったり、あるいはドリルの先端部がワークに突当っても切削送り速度に直ちに切換わらず、ドリルの寿命向上及び切削性の向上を図ることができなかったりするという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、フレームにワークに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動可能に設け、この穴明け加工ヘッドに回転駆動可能なドリルを備え、穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動させるため、上記フレームにアクチュエータを設けると共に、このアクチュエータの作動によって切削方向へ往復動する可動体に穴明け加工ヘッドを連結し、このアクチュエータに、穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度と切削送り速度に切換える速度切換手段を接続し、上記アクチュエータを上記フレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに往復動できるように構成し、アクチュエータをフレームに対して切削方向へ往動する方向へ付勢可能な付勢部材を設け、アクチュエータをフレームに対して固定せしめるロック手段を設け、ドリルの先端がワークに突当ってアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出するセンサを設け、このセンサによりアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出すると穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換えるように上記速度切換手段を制御するように構成してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明特定事項によると、アクチュエータの作動により可動体を切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で切削方向へ往動させて、回転駆動中のドリルの先端部をワークに突当てる。そして、突当てによるドリルの先端部の衝撃を付勢部材により吸収しつつ、ドリルの先端部がワークに突当ってアクチュエータが付勢部材の付勢力に抗してフレームに対して前記反対方向へ僅かに移動したことをセンサにより検出すると、速度切換手段を制御して穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換える。又、ロック手段によりアクチュエータをフレームに対して固定せしめる。これによって、ワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００１５】
穴明け加工ヘッドが切削方向へ更に往動して、ドリルの先端部がワークを突き抜けると、穴明け加工が終了する。ここで、ロック手段によりアクチュエータをフレームに対して固定せしめているため、ドリルの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、付勢部材の付勢力によってアクチュエータはフレームに対して移動することはない。
【００１６】
尚、穴明け加工後においては、アクチュエータの作動により穴明けヘッドを切削方向へ復動させて、ワークに対して離反せしめる。
【００１７】
ここで、アクチュエータの作動によって切削方向へ往復動する可動体には、シリンダがアクチュエータの場合にあってはピストンロッド、電動モータがアクチュエータの場合にあっては電動モータに連動連結した送りねじに螺合したナット部材等が含まれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１及び図２を参照するに、本発明の実施の形態に係る穴明け加工機１はＨ型鋼のごときワークＷに対して穴明け加工を行うものであって、支持フレーム３をベースにしている。支持フレーム３にはワークＷに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッド５が切削方向（左方向、図１において左方向、図２において紙面に向って表方向）へガイド部材７を介して往復動可能に設けてある。上記穴明け加工ヘッド５の左側には上下方向（図１及び図２において上下方向）へ移動可能なドリル支持部材９が備えてあり、このドリル支持部材９には駆動モータ１１の駆動により回転駆動可能なドリルＤが設けてある。ここで、ドリルＤの先端部がワークに対して突き抜けたことを検出するため、駆動モータ１１の駆動回路（図示省略）には電流計（図示省略）が接続してある。
【００２０】
上記穴明け加工ヘッド５を切削方向へ往復動させるため、支持フレーム３には油圧シリンダ１３が設けてあり、この油圧シリンダ１３の作動によって切削方向へ往復動するピストンロッド１５には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａが連結してある。図３に示すように、上記油圧シリンダ１３は第１油圧室１７と第２油圧室１９を備えてあって、第１油圧室１７には回路２１を介して４ポート３位置の方向制御弁２３のＡポートが接続してあり、第２油圧室１９には回路２５を介して方向制御弁２３のＢポートが接続してある。方向制御弁２３のＰポートには回路２７を介してポンプ２９が接続してあり、方向制御弁２３のＴポートには回路３１を介してタンクＴが接続してある。回路２７には穴明け加工ヘッド５の往動速度を早送り速度と切削送り速度（早送り速度よりも遅い送り速度）に切換える速度切換手段３３が接続してあり、この速度切換手段３３は、連通状態と遮断状態に切換可能な切換弁３５と流量制御弁３７を並設して備えてなる。
【００２１】
上記ピストンロッド１５には環状の突出部３９が設けてあり、穴明け加工ヘッド５の連結部５ａがこの突出部３９よりも切削方向側（左側）に位置するように構成してある。上記ピストンロッド１５における突出部３９と連結部５ａの間には支持スリーブ４１が設けてあり、この支持スリーブ４１には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａをピストンロッド１５に対して切削方向へ移動する方向へ付勢するスプリング４３が設けてある。
【００２２】
上記穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめるため、適宜位置には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを切削方向の反対方向（右方向）へ押圧するロックシリンダ４５が設けてある。このロックシリンダ４５は、連結部５ａに隣接するように穴明け加工ヘッド５にボルトを介して設けられたシリンダ本体４７とこのシリンダ本体４７内に左右方向へ移動可能に設けられかつピストンロッド１５の先端部に固定した段付ピストン４９と、シリンダ本体４７と段付ピストン４９とによって形成された油圧室５１とを備えている。
【００２３】
図３に示すように、上記油圧室５１には回路５３の一端が接続してあり、この回路５３の他端は回路２７に分岐接続してあって、回路５３の途中には連通状態と遮断状態に切換可能な切換弁５５が接続してある。ここで、切換弁５５を連通状態に切換えて油圧室５１に圧油を供給して穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを上記反対方向へ押圧することにより連結部５ａを突出部３９側へ押圧して穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定できるように構成してある。
【００２４】
上記シリンダ本体４７には近接センサ５７が支持アーム５９を介して設けてあり、この近接センサ５７はドリルＤの先端部がワークＷに突当って穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗ししつつピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して突出部３９と支持スリーブ４１の隙間δ1 がほぼ０になったことを検出するものである。図３に示すように、この近接センサ５７は制御手段６１に接続してあって、制御手段６１は、近接センサ５７により穴明け加工ヘッド５がピストンロッド１５に対して切削方向の反対方向へ僅かに移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを検出すると、切換弁５５を遮断状態から連通状態に切換えると共に、切換弁３５を連通状態から遮断状態に切換えるように制御するものである。
【００２５】
支持フレーム３にはワークＷを前後方向へ移動可能に支持する搬送テーブル６３が設けてあり、適宜位置にはワークＷを搬送テーブル６３に対して固定せしめるバイス装置（図示省略）が設けてある。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態の作用について図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
ワークＷを前方向へ搬送して前後方向の所定位置に位置決めし（ステップ１）、バイス装置によりワークＷを搬送テーブル６３に固定せしめる。次に、ドリル支持部材９を上下方向へ移動させて、ドリルＤをワークＷの被加工部とほぼ同じ高さ位置に位置せしめる（ステップ２）。これによって、ドリルＤの先端部をワークＷの被加工部と左右に対向せしめることができる。
【００２８】
ステップ２が終了した後に、駆動モータ１１の駆動によりドリル１３を回転駆動させて（ステップ３）、切換弁３５を連通状態に切換え、かつ方向制御弁２３をＡポートとＰポート及びＢポートとＴポートが連通した状態に切換えることにより、油圧シリンダ１３の作動によりピストンロッド１５を切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッド５を早送り速度で切削方向へ往動させて（ステップ４）、回転駆動中のドリルＤの先端部を右方向からワークＷに突当てる（ステップ５）。そして、突当てによるドリルＤの先端部の衝撃をスプリング４３により吸収しつつ、ドリルＤの先端部がワークに突当って穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗ししつつピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを近接センサ５７により検出すると（ステップ６，７）、切換弁５５を連通状態に切換えてロックシリンダ４５の作動により穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを右方向へ押圧することにより連結部５ａを突出部３９側へ押圧して穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめる（ステップ８）。又、切換弁３５を遮断状態に切換えて、穴明け加工ヘッド５を切削送り速度で切削方向へ往動させる（ステップ９）。これによって、ワークＷに対してドリルＤの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００２９】
穴明け加工ヘッド５が切削方向へ更に往動して、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜けると（ステップ１０）、穴明け加工が終了する。ここで、ロックシリンダ４５の作動により穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめているため、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜ける際に加工負荷が急激に減少しても、スプリング４３の付勢力によって穴明け加工ヘッド５はピストンロッド１５に対して左方向へ移動することはない。尚、駆動モータ１１の駆動回路１３に流れる電流の急激な変化を電流計により検出することにより、ドリルＤの先端部がワークＷを突き抜けたことはわかるものである。
【００３０】
穴明け加工終了後においては、方向制御弁２３をＢポートとＰポート及びＡポートとＴポートが連通した状態に切換えて油圧シリンダ１３の作動により穴明け加工ヘッド５を切削方向へ復動させて、ワークＷに対して離反せしめる（ステップ１１）。そして、切換弁５５を遮断状態に切換えてロックシリンダ４５による固定状態を解除し（ステップ１２）、駆動モータ１１の駆動を停止してドリルＤの回転を停止せしめる（ステップ１３）。
【００３１】
以上のごとき、第１の発明の実施の形態によれば、穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗してピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを近接センサ５７により検出することにより、従来の技術の如く、油圧機器の作動の影響を受けることなく、ドリルＤの先端部がワークＷに突当ったことを正確に検出することができ、作業時間を短くしつつ、ドリルＤの寿命向上及び切削性の向上を図ることができる。
【００３２】
又、ドリルＤの先端部がワークに突当る際のドリルＤの衝撃をスプリング４３により吸収できるため、ドリルＤの先端部の欠け等の損傷を抑制することができる。
【００３３】
更に、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、スプリング４３の付勢力によって穴明け加工ヘッド５がピストンロッド１５に対して移動することがないため、ドリルＤの往動速度の急激な変化をなくして、ドリルＤの先端部のチッピングを抑制することができる。
【００３４】
次に、第２の発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図５を参照するに、第２の発明の実施の形態に係る穴明け加工機６５は第１の発明の実施の形態に係る穴明け加工機１とほぼ同様の構成を有しており、穴明け加工機６５の特徴部分についてのみ説明する。尚、穴明け加工機６５における複数の構成要素のうち穴明け加工機１の構成要素と同様の構成要素については、図面中対応する構成要素と同じ番号を付する。
【００３６】
穴明け加工ヘッド５を切削方向（左方向、図４において左方向）へ往復動させうため、支持フレーム３には油圧シリンダ６７が設けてあり、この油圧シリンダ６７の作動によって切削方向（左方向、図５において左方向）へ往復動するピストンロッド６９には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａが一体的に連結してある。上記油圧シリンダ６７はガイド部材７１を介して支持フレーム３に対して切削方向へ僅かに往復動できるように構成してある。更に、油圧シリンダ６７の右側には支持部７３が備えてあって、この支持部７３は支持フレーム３に設けたブラケット７５に左右方向に移動自在に支持されてあって、支持部７３には油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して切削方向へ付勢するスプリング７７が設けてある。また、油圧シリンダ６７が右方向へ僅かに移動してブラケット７５と油圧シリンダ６７の隙間δ2 がほぼ０になった後に、油圧シリンダ６７を支持フレーム３に固定せしめるため、支持フレーム３の適宜位置には上下方向へ突出可能なピストンロッド７９を備えたロックシリンダ８１が設けてあり、ピストンロッド７９を上方向へ移動させると油圧シリンダ６７の左方向の移動が規制されるように構成してある。
【００３７】
支持フレーム３には近接センサ８３が支持アーム８５を介して設けてあり、この近接センサ８３はドリルＤの先端部がワークＷに突当って油圧シリンダ６７が支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを検出するものである。図６に示すように、この近接センサ８３は制御手段８７に接続してあり、制御手段８７は、近接センサ８３により油圧シリンダ６７が支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを検出すると、切換弁５５を遮断状態から連通状態に切換えると共に切換弁３５を連通状態から遮断状態に切換えるように制御するものである。
【００３８】
次に、第２の発明の実施の形態の作用について説明する。尚、第２の発明の実施の形態の作用については第１の発明の実施の形態の作用とほぼ同様であるため、図４に示すフローチャートを用いて簡単に説明する。
【００３９】
ワークＷを前方向（図５において紙面に向って表方向）へ搬送位置決めし（ステップ１）、ドリルＤを上下方向（図５において上下方向）へ移動させてドリルＤをワークＷの被加工部の高さ位置とほぼ高さ位置に位置せしめる（ステップ２）。そして、ドリルＤを回転させて（ステップ３）、油圧シリンダ６７の作動により穴明け加工ヘッド５を早送り速度で切削方向へ往動させて（ステップ４）、回転駆動中のドリルＤの先端部を右方向からワークＷに突当てる（ステップ５）。そして、突当てによるドリルＤの先端部の衝撃をスプリング７７により吸収しつつ、ドリルＤの先端部がワークＷに突当って油圧シリンダ６７がスプリング７７の付勢力に抗ししつつ支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを近接センサ８３により検出すると（ステップ６，７）、ロックシリンダ８１により油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して固定せしめ（ステップ８）、穴明け加工ヘッド５を切削送り速度で切削方向へ往動させる（ステップ９）。これによって、ワークＷに対してドリルＤの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００４０】
穴明け加工ヘッド５が切削方向へ更に往動して、ドリルＤの先端部がワークＷを突き抜けると（ステップ１０）、穴明け加工が終了する。ここで、ロックシリンダ８１により油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して固定せしめているため、ドリルＤの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、スプリング７７の付勢力によって油圧シリンダ６７及び穴明け加工ヘッド５が支持フレーム３に対して移動することはない。
【００４１】
尚、穴明け加工終了後においては、穴明け加工ヘッド５を切削方向へ復動させてワークＷに対して離反せしめ（ステップ１１）、ロックシリンダ８１による固定状態を解除すると共にドリルＤの回転を停止せしめる（ステップ１２，１３）。
【００４２】
第２の発明の実施の形態においても、第１の発明の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
尚、本発明は前述のごとき発明の実施の形態の説明に限るものでなく、例えば油圧シリンダ１３（６７）の代わりに、送りねじを連動連結した電動モータを用い、この送りねじに螺合したナット部材に穴明け加工ヘッド５を連結しても差支えない。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、穴明け加工ヘッドが付勢部材の付勢力に抗して可動体に対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出することにより、従来技術の如く、油圧機器の作動の影響を受けることなく、ドリルの先端部がワークに突当たったことを正確に検出することができるため、作業時間を短くしつつ、ドリルの寿命向上及び切削性の向上を図ることができる。
【００４５】
又、ドリルの先端部がワークに突当たった際のドリルの先端部の衝撃を付勢部材により吸収しているため、ドリルの先端部の欠け等の損傷を抑制することができる。
【００４６】
更に、ドリルの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、付勢部材の付勢力によって穴明け加工ヘッドが可動体に対して移動することがないため、ドリルの往動速度の急激な変化をなくして、ドリルの先端部のチッピングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の実施の形態に係る穴明け加工機の概略的な正面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った図である。
【図３】第１の発明の実施の形態に係る油圧回路図である。
【図４】発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図５】第２の発明の実施の形態に係る穴明け加工機の概略的な正面図である。
【図６】第２の発明の実施の形態に係る油圧回路図である。
【符号の説明】
１  穴明け加工機
３  支持フレーム
５  穴明け加工ヘッド
１３  油圧シリンダ
１５  ピストンロッド
３３  速度切換手段
４３  スプリング
４５  ロックシリンダ
５５  切換弁
５７  近接センサ
６１  制御手段
６５  穴明け加工機
６７  油圧シリンダ
６９  ピストンロッド
７７  スプリング
８１  ロックシリンダ
８３  近接センサ
８７  制御手段
Ｄ  ドリル
Ｗ  ワーク
【図１】
0004231128.tif 000002
【図２】
0004231128.tif 000003
【図３】
0004231128.tif 000004
【図４】
0004231128.tif 000005
【図５】
0004231128.tif 000006
【図６】
0004231128.tif 000007