(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームにワークに対して上方向から穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドを上下方向へ移動可能に設け、この穴明け加工ヘッドの下側に回転駆動可能なドリルを備え、穴明け加工ヘッドを上下方向へ移動させるため、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上下方向へ移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下方向の移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上下方向へ僅かに移動できるように構成し、上記フレームにアクチュエータを上方向へ付勢しつつ下方向から支持する弾性支持体を設け、ドリルの先端部が上方向からワークに突当たってアクチュエータがフレームに対して僅かに上方向へ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僅かに上方向へ移動したことを検出すると穴明け加工ヘッドの下方向の移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上方向から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】
フレームにはＨ型鋼のウェブに対して上方向から穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドが上下方向へ移動可能に設けてあり、この穴明け加工ヘッドの下側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上下方向へ移動させるため、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上下方向へ移動するピストンロッドには穴明け加工ヘッドが連結してある。上記油圧シリンダには、穴明け加工ヘッドの下方向の移動速度を早送り速度と切削送り速度（早送り速度よりもかなり遅い送り速度）に切換える速度切換手段が接続してある。又、油圧シリンダには圧力スイッチが接続してあり、この圧力スイッチはドリルの先端部が上方向からワークに突当たって油圧シリンダ内の圧力が変動したことを検出するものである。そして、圧力スイッチにより油圧シリンダ内の圧力の変動を検出すると、穴明け加工ヘッドの下方向の移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下方向へ移動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で下方向へ移動させて、回転駆動中のドリルの先端部を上方向からワークに突当てる。ここで、穴明け加工ヘッドの下方向の移動速度を早送り速度にしたのは、穴明け加工ヘッドが下方向の移動を開始してから短時間でドリルの先端部がワークに突当たるようにして、作業時間の短縮化を図るためである。そして、ドリルの先端部が上方向からワークに突当たって油圧シリンダ内の圧力の変動を圧力スイッチにより検出すると、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移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、ワークに対して所望の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上方向へ移動させることにより、穴明け加工ヘッドを上方向へ移動させる。
【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をする場合がある。穴明け加工ヘッドの下方向の移動を開始すると直ちに穴明け加工ヘッドの下方向の移動速度が切削送り速度に切換わって、加工時間の短縮化を図ることができなかったり、ドリルの切削によって穴明け加工を開始しても穴明け加工ヘッドの下方向の移動速度が切削送り速度に切換わらず、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いという問題がある。
【００１１】
【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上方向から穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドを上下方向へ移動可能に設け、この穴明け加工ヘッドの下側に回転駆動可能なドリルを備え、穴明け加工ヘッドを上下方向へ移動させるため、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上下方向へ移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下方向の移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上下方向へ僅かに移動できるように構成し、上記フレームにアクチュエータを上方向へ付勢しつつ下方向から支持する弾性支持体を設け、ドリルの先端部が上方向からワークに突当たってアクチュエータがフレームに対して僅かに上方向へ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僅かに上方向へ移動したことを検出すると穴明け加工ヘッドの下方向の移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。
【００１２】
ここで、アクチュエータの作動によって上下方向へ移動する可動体とは、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ボールねじの回転によって上下方向へ移動するナット部材を含む意である。
【００１３】
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下方向へ移動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で下方向へ移動させて、回転駆動中のドリルの先端部を上方向からワークに突当てる。ここで、弾性支持体によりアクチュエータを上方向へ付勢しつつ下方向から支持しているため、ドリルの先端部に作用する下方向の荷重を軽減でき、ドリルの先端部がワークに突当たる際の衝撃を緩和することができる。
【００１４】
そして、ドリルの先端部が上方向からワークに突当たってアクチュエータが可動体に対して僅かに上方向へ移動したことがセンサにより検出されると、速度切換手段を制御して穴明け加工ヘッドの移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、ワークに対して上方向から所望の穴明け加工を行う。ここで、穴明け加工中においても、弾性支持体によりドリルの先端部に作用する下方向の荷重を軽減できるため、加工負荷をより一層低減することができる。
【００１５】
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可動体を上方向へ移動させることにより、穴明け加工ヘッドを上方向へ移動させてワークに対して離反せしめる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１を参照するに、第１の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のウェブＷａに対して上方向（図１において上方向）から穴明け加工を行うものであって、以下、穴明け加工機１について詳細に説明する。
【００１８】
穴明け加工機１における上部フレーム３には可動フレーム５が左右方向（図１において左右方向）へ移動可能に設けてあり、この可動フレーム５にはワークＷのウェブＷａに対して上方向から穴明け加工を行う穴明け加工ヘッド７がガイド部材９を介して上下方向へ移動可能に設けてあり、この穴明け加工ヘッド７の下側には駆動モータ１１の駆動により回転駆動可能なドリル１３が備えてある。上記穴明け加工ヘッド７を上下方向へ移動させるため、可動フレーム５には油圧シリンダ１５がブラケット１７を介して設けてあり、この油圧シリンダ１５の作動によって上下方向へ移動するピストンロッド１９には穴明け加工ヘッド７の連結部７ａが連結してある。
【００１９】
上記油圧シリンダ１５は上部油圧室２１と下部油圧室２３を備えており、上部油圧室２１には回路２５を介して４ポート３位置の方向制御弁２７におけるＡポートが接続してあり、下部油圧室２３には回路２９を介して方向制御弁２７におけるＢポートが接続してある。方向制御弁２７におけるＰポートには回路３１を介してポンプ３３が接続してあり、方向制御弁２７におけるＴポートには回路３５を介してタンクＴが接続してある。
【００２０】
回路３１には穴明け加工ヘッド７の下方向の移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３７が配設してあり、この速度切換手段３７は、連通状態と遮断状態とに切換可能な切換弁３９と流量制御弁４１とを並設して構成してある。
【００２１】
穴明け加工ヘッド７はピストンロッド１９に対して上下方向へ僅かに移動できるように構成してあって、ピストンロッド１９の先端側には穴明け加工ヘッド７を上方向へ付勢しつつ下方向から支持する弾性支持体（例えば支持ばね）４３が取付ナット４５を介して設けてある。穴明け加工ヘッド７の連結部７ａには近接センサ４７が支持アーム４９を介して設けてあり、この近接センサ４７は、ピストンロッド１９の先端部が近接したこと、換言すればドリル１３の先端部が上方向からワークＷのウェブＷａに突当たって穴明け加工ヘッド７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動してピストンロッド１９の段部１９ａと連結部７ａの隙間δ1 がほぼ０になったことを検出するものである。上記近接センサ４７は制御手段５１に接続してあって、この制御手段５１は、近接センサ４７により穴明け加工ヘッド７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを検出すると、穴明け加工ヘッド１９の下方向の移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、換言すれば切換弁３９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。
【００２２】
穴明け加工機１における支持フレーム５３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５５が設けてあり、この搬送テーブル５５が設けてあって、適宜位置にはワークＷを搬送テーブル５５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。
【００２３】
次に、第１の発明の実施の形態の作用について説明する。
【００２４】
ワークＷを前方向へ移動させると共に、穴明け加工ヘッド７を可動フレーム５と一体的に左右方向へ移動させることにより、ドリル１３の先端部をワークＷのウェブＷａの垂直上方（真上）に位置せしめる。そして、バイス装置によりワークＷを搬送テーブル５５に対して固定せしめる。
【００２５】
ワークＷを固定せしめた後に、切換弁３９を連通状態にし、方向制御弁２７をＡポートとＰポートが連通しかつ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、穴明け加工ヘッド７を早送り速度で下方向へ移動させて、回転駆動中のドリル１３を上方向からワークＷのウェブＷａに突当てる。ここで、弾性支持体４３により加工ヘッド７を上方向へ付勢しつつ下方向から支持しているため、ドリル１３の先端部に作用する下方向の荷重（力）を軽減でき、ドリル１３の先端部がワークＷのウェブＷａに突当たる際の衝撃を緩和することができる。
【００２６】
そして、ドリル１３の先端部が上方向からワークＷのウェブＷａに突当たって穴明け加工ヘッド７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ1 がほぼ０になったことが近接センサ４７により検出されると、制御手段５１により切換弁３９が連通状態から遮断状態に切換わって、穴明け加工ヘッド７の下方向の移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ＷのウェブＷａに対して上方向から所望の穴明け加工を行うことができる。ここで、穴明け加工中においても弾性支持体４３によりドリル１３の先端部に作用する下方向の荷重を軽減しているため、加工負荷をより一層低減することができる。
【００２７】
尚、ワークＷのウェブＷａに対して穴明け加工を行った後に、切換弁３９を連通状態に切換え、方向制御弁２７をＡポートとＴポートが連通しかつＢポートとＰポートが連通した状態に切換えることにより、穴明け加工ヘッド７を上方向へ移動させて、ワークＷに対して離反せしめる。
【００２８】
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７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを近接センサ４７により検出することにより、ドリル１３の先端部がワークＷのウェブＷａに突当たったことを正確に検出することができる。そのため、穴明け加工ヘッド７の下方向の移動速度を早送り速度から切削送り速度へ適宜に切換えることができ、作業時間の短縮化を図りつつ、ドリル１３の寿命向上及び切削性の向上を図ることができる。
【００２９】
又、弾性支持体４３によりドリル１３の先端部に作用する荷重を軽減して、ドリル１３の先端部がワークＷのウェブＷａに突き当たる際のドリル１３の衝撃を緩和することができるため、ドリル１３の先端部の欠け等の損傷を回避することができる。
【００３０】
更に、ドリル１３の切削による穴明け加工中においても、ドリル１３の先端部に作用する荷重を軽減して、加工負荷をより一層低減することができるため、ドリル１３のより一層の寿命向上及び切削性のより一層の向上を図ることができる。
【００３１】
次に、第２の発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図２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５７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しており、穴明け加工機５７の特徴部分についてのみ説明する。尚、図面中穴明け加工機５７における複数の構成要素のうち穴明け加工機１の構成要素に対応する構成要素については、図面中同一番号を付す。
【００３３】
穴明け加工ヘッド７を上下方向（図２において上下方向）へ移動させるため、可動フレーム５には上下方向へ延びた送りねじ５９に連動連結した電動モータ６１が支持ブラケット６３を介して設けてあり、この送りねじ５９に螺合したナット部材６５には穴明け加工ヘッド７の連結部７ａが連結してある。上記電動モータ６１にはコンバータ６７が接続してあり、このコンバータ６７は周波数を変えて送りねじ５９の回転速度を変更するものである。
【００３４】
上記穴明け加工ヘッド７における連結部７ａはピストンロッド１９に対して上下方向へ僅かに移動できるように構成してあって、ナット部材６５には穴明け加工ヘッド７を上方向へ付勢しつつ下方向から支持する弾性支持体（例えば支持ばね）６９が取付ナット７１を介して設けてある。穴明け加工ヘッド７の連結部７ａには近接センサ７３が支持アーム７５を介して設けてあり、この近接センサ７３は、ドリル１３の先端部が上方向からワークＷのウェブＷａに突当たって穴明け加工ヘッド７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動してナット部材６５の段差部６５ａと連結部７ａの隙間δ2 がほぼ０になったことを検出するものである。この近接センサ７３は制御手段７７に接続してあって、制御手段７７は、近接センサ７７により穴明け加工ヘッド７がピストンロッド１９に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを検出すると、送りねじ５９の回転速度を遅くして穴明け加工ヘッド７の下方向の移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コンバータ６７を制御するものである。
【００３５】
尚、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ほぼ同じ作用、効果を有する。
【００３６】
次に、第３の発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
図３を参照するに、第３の発明の実施の形態に係る穴明け加工機７９は第１の発明の実施の形態に係る穴明け加工機１とほぼ同じ構成を有しており、穴明け加工機７９の特徴部分についてのみ説明する。尚、穴明け加工機７９における複数の構成要素のうち穴明け加工機１の構成要素と同じ構成要素については、図面中対応する構成要素と同一の番号を付する。
【００３８】
穴明け加工ヘッド７を上下方向（図３において上下方向）へ移動させるため、可動フレーム５には油圧シリンダ８１が設けてあり、この油圧シリンダ８１の作動によって上下方向へ移動するピストンロッド８３には穴明け加工ヘッド７の連結部７ａが一体的に連結してある。油圧シリンダ８１の上端側には支持部８１ａが設けてあり、この支持部８１ａはブラケット１７に対して上下方向へ僅かに移動できるように構成してあって、ブラケット１７には油圧シリンダ８１を上方向へ付勢しつつ下方向から支持する弾性支持体（支持ばね）８５が設けてある。
【００３９】
ブラケット１７には近接センサ８７が支持アーム８９を介して設けてあり、この近接センサ８７は、ドリル１３の先端部が上方向からワークＷのウェブＷａに突当たって油圧シリンダ８１が可動フレーム５に対して僅かに上方向へ移動してブラケット１７と油圧シリンダ８１の隙間δ3 がほぼ０になったことを検出するものである。上記近接センサ８７は制御手段９１に接続してあり、この制御手段９１は、近接センサ８７により油圧シリンダ８１が可動フレーム５に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ3 がほぼ０になったことを検出すると切換弁３９を遮断状態に切換えるように制御するものである。
【００４０】
第３の発明の実施の形態の作用について説明する。
【００４１】
ワークＷを前方向へ移動させて、穴明け加工ヘッド７を可動フレーム５と一体的に左右方向へ移動させることにより、ドリル１３の先端部をワークＷのウェブＷａの被加工部の垂直上方（真上）に位置せしめる。そして、バイス装置によりワークＷを搬送テーブル５５に対して固定せしめる。
【００４２】
ワークＷを固定せしめた後に、油圧シリンダ８１の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、穴明け加工ヘッド７ａを早送り速度で下方向へ移動させて、回転駆動中のドリル１３の先端部を上方向からワークＷのウェブＷａに突当てる。ここで、弾性支持体８５により油圧シリンダ８１を上方向へ付勢しつつ下方向から支持しているため、ドリル１３の先端部に作用する下方向の荷重を軽減することができ、ドリル１３の先端部がワークＷのウェブＷａに突当たる際の衝撃を緩和することができる。
【００４３】
そして、ドリル１３の先端部が上方向からワークＷのウェブＷａに突当たって油圧シリンダ８１が可動フレーム５に対して僅かに上方向へ移動して隙間δ3 がほぼ０になったことが近接センサ８７により検出されると、制御手段９１により切換弁３９を連通状態から遮断状態に切換えて、穴明け加工ヘッド７の下方向の移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ＷのウェブＷａに対して上方向から所望の穴明け加工を行うことができる。ここで、穴明け加工中においても、弾性支持体８５によりドリル１３の先端部に作用する下方向の荷重を軽減しているため、加工負荷をより一層低減することができる。
【００４４】
尚、ワークＷのウェブＷａに対して穴明け加工を行った後に、切換弁３９を連通状態に切換え、方向制御弁２７をＡポートとＴポートが連通しかつＢポートとＰポートが連通した状態に切換えることにより、穴明け加工ヘッド７を上方向へ移動させて、ワークＷに対して離反せしめる。
【００４５】
以上のごとき、第３の発明の実施の形態によれば、第１の発明の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４６】
【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ピストンロッドに対して僅かに上方向へ移動したこと、或いはアクチュエータがフレームに対して僅かに上方向へ移動したことをセンサにより検出することにより、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。そのため、穴明け加工ヘッドの下方向の移動速度を早送り速度から切削送り速度へ適宜に切換えることができ、作業時間の短縮化を図りつつ、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。
【００４７】
又、弾性支持体によりドリルの先端部に作用する荷重を軽減して、ドリルの先端部がワークに突当たる際のドリルの先端部の衝撃を緩和することができるため、ドリルの先端部の欠け等の損傷を回避することができる。
【００４８】
更に、ドリルの切削による穴明け加工中においても、ドリルの先端部に作用する荷重を軽減して、加工負荷をより一層軽減することができるため、ドリルの寿命のより一層の向上及び切削性のより一層の向上を図ることができる。
【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】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３】第３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。
【符号の説明】
１  穴明け加工機
５  可動フレーム
７  穴明け加工ヘッド
１５  油圧シリンダ
３７  速度切換手段
３９  切換弁
４１  流量制御弁
４３  弾性支持体
４７  近接センサ
５７  穴明け加工機
６１  電動モータ
６５  ナット部材
６７  コンバータ
６９  弾性支持体
７３  近接センサ
７９  穴明け加工機
８１  油圧シリンダ
８５  弾性支持体
８７  近接センサ
【図１】
0004231129.tif 000002
【図２】
0004231129.tif 000003
【図３】
0004231129.tif 000004