JP2008531300A - ドリル又はドリルビット製造用のトランスファ・マシン - Google Patents

Abstract

トランスファ・マシンの複数のステーションの１つが、部品保持クランプの軸に平行に載置された水平方向の送り台（９）を支持する固定された基台（８）を有している。前記水平方向の送り台（９）に搭載された可動複合支持体は、テーブル（10）、軸（19）を中心として回動する扇形体（16）、垂直方向の送り台（31）を有する三稜形の支持体（30）、及び同軸の２つの砥石車を備えた砥石車保持軸の支持体（33）を支持するプレート（32）を有している。扇形体（16）が、砥石車保持軸の心棒が水平方向の送り台（９）の移動方向に平行な位置にある場合は、前記砥石車の一方がアンダカッティング加工操作を行う。一方、扇形部（16）の円弧状の縁端部に対向して配設されたベルト（24）に接するノッチ付き小歯車モータによって動作する駆動システム（15）の作動によって扇形体（16）が回動した後に、砥石車保持軸の心棒が、機械加工されているドリルの軸に平行な送り台（９）の並進方向に対してドリルの螺子筋の傾斜に概ね等しい角度で傾斜している場合は、他方の砥石車が外周の逃げ加工操作を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ドリル又はドリルビット製造用のトランスファ・マシンに関する。

トランスファ・マシンには、自動化された製造手順において様々な操作を同時に行うように配置された複数のステーションがある。いわゆるＰＣＢドリル製造作業、即ち、印刷基板の孔開け用に設計されたドリル又はドリルビットなど、小さな直径を有する部品の大量生産を確実に行うための機械の場合には、特にこのようなマシンが採用されている。消費者産業に向けたこのようなドリルの製造には、可能な限り高い効率と正確さとが求められるという条件下でドリルの製造を行うことのできる機械が必要とされる。

各サイクルにおいて、このような機械によって行われなければならない連続的な作業は以下の通りである。
−ドリルブランクの取り付け
−溝加工（フルート加工）
−ポイント加工
−外周の逃げ加工
−アンダカッティング加工
−ドリルの破損の検査
−ドリルの取り外し。

トランスファ・マシンは４つ又は５つものステーションを有しているのが普通であり、また、結果として全サイクルタイムが最適な生産性を保証するようにするために、最小限の数のステーションを使用して、各ステーションの持続時間に従って様々な作業を分配するように作業の手順を系統化するのが合理的であることがわかっている。

このような規則故に、設計者はいくつかの困難に立ち向かうことになる。そして、場合によっては、合理的に思われる対応策が実行不可能であることが判明することもある。直径の小さなドリルを製造する場合は、操作ロボットを備えた単一のステーションで取り付け、検査及び取り外しを一括して行うことは可能であるが、すると、アンダカッティング加工のための戻し操作を行う以外、４つのステーションを備えた機械を使用する途がなくなってしまう。

この困難な問題を解消するために、本発明は、外周の逃げ加工とアンダカッティング加工とを同じステーションで行い、結果として全製造サイクルを４つのステーションで行うことのできるトランスファ・マシンを提供する。

したがって、操作の手順は次のように分けられる。
ステーション１：工作物の取り付け
ステーション２：溝加工
ステーション３：ポイント加工
ステーション４：外周の逃げ加工及びアンダカッティング加工
ステーション１：工作物の破損の検査と、工作物の取り外し。

この目的のために、本発明は、ドリルの機械加工用の複数のステーションを有するトランスファ・マシンに関し、前記ドリルに外周の逃げ加工とアンダカッティング加工とを連続的に行うために、単一の基台を有する複合ステーションを有し、同位置において、この基台を用いてこれら両方の操作を行うことを特徴とする。

以下に、一例として示される、本発明によるトランスファ・マシンの一態様を記載する。操作を理解するのに必要なこのトランスファ・マシンの一部が添付の図面に示されている。

本発明によるトランスファ・マシンの一例が図７に示されている。このトランスファ・マシンは、取り付けステーション51、溝加工ステーション52、ポイント加工ステーション53、そして外周の逃げ加工とアンダカッティング加工との複合ステーション54を有している。回転テーブル55が機械の中央に配置されており、トランスファ・マシンの４つのステーションに４本のドリルを同時に供するために、特に４つの部品保持用のクランプ56、57、58及び59を有している。

４本のドリル１は、様々なステーションの工具に供せられると共に計画されたプログラムに従って所定の回転動を実行するように、トランスファ・マシンの部品保持用クランプに取り付けられる。各ドリルは、一度操作が終了すれば明らかになる様々に効果的な表面部が形成される円筒形の棒１（図１）を有している。これらは次の名前を有している。ドリルマージンと称される２本の狭い帯に分割される案内スパイラル面２；前記スパイラル溝加工で得られる２本の溝３；部品の動作側の端部に外周の逃げ加工を行うための、２本のリブのある円筒状の表面部４；表面部２の直径よりもわずかに小さい直径を有する円筒状の表面であってアンダーカットを形成し、溝加工３によって２つの螺旋帯にされると共に部品の後端部まで延在する円筒状の表面部５；外周の逃げ加工を施した部分の延長部であって、第二の先端部分に対応する２つの表面部６；そして、前記２つの案内スパイラル面２の延長部であって先端部の第一の先端部分に対応する２つのピラミット形の表面部７を有している。これらの表面部全ては、先に述べたように機械の様々なステーションにおいて、適切な砥石車によって形成される。

以下は、図２の斜視図に示された、外周の逃げ加工とアンダカッティング加工との複合ステーション54についての記載である。固定された基台８は水平方向の送り台９を支持しており、機械加工される部品１と複合ステーションとが、相対的にアンダカッティング加工の位置にあるときには、送り台９は部品の軸に平行に動く。送り台９にはテーブル10が固定されており、その平坦な上面には、４本の溝11、12、13、14が設けられている。この４本の溝は、レールの形状をしており、同心であるが、長さと直径とが異なっている。その後端部で、テーブルはモータ支持部15を有しており、該モータ支持部には、後述のように、垂直軸上に設置されたノッチ付き小歯車を有する駆動モータと、その上に歯車を保持する軸が取り付けられている可動複合支持体の一部である１／４円の形状をした板16を動かす２つのアイドラスプロケットとを有している。前記軸支回動する扇形体16（図３及び７にも示されている。）は、半径方向の枝部17を有している。該枝部の端部には、テーブル10に取り付けられた軸支回動軸である垂直軸19を挿入するために孔が開けられており、また、該垂直軸は正確に溝10〜14の中心となっている。図３はこの配置を詳細に示している。扇形体16は、その背面に、その縦断面がＴ形である４つの停止ピストン20、21、22、23を有しており、その各々は前記溝11、12、13及び14のいずれかに挿入されている。扇形体16の回動は、テーブル10の上面に対して扇形体16の底面をスライドさせることによって、軸支回動軸19に関して完全に同心的に案内される。扇形体16の側面18は、やはり軸支回動軸19を中心とする円筒形の面であり、扇形体の縁端部を形成する。該側面はノッチを付けたベルト24と接触し、該ベルトの２つの端部は扇形体16の直角を挟む２つの辺上の点25と26とに固定されている。ベルト24の固定された端部の間の部分は、扇形体16の駆動システムであるノッチ付きの小歯車27とアイドラスプロケット28及び29上に掛け渡されるのに十分な長さがある（図３）。駆動小歯車27を随意に回転させて、前記軸を支持する可動複合支持体の扇形体16を軸支回動させる制御回路を有する駆動モータ49を、前記枠体15が有していることが理解される（図２）。この操作は、軸支回動軸19を中心として非常に正確に行われる。

図２及び４を参照すると、軸支回動する扇形体16は垂直方向の送り台31を備えた三稜形の支持体30を支持していることが理解される。垂直方向の送り台の可動部分は平坦なプレート32を有しており、該プレートには、軸支持体33が、関節部材によって接続されると共に機構35によって固定されたカバー34と共に取り付けられており、この軸支持体は、円筒形の軸36の心棒が、回動する扇形体16の面に関して完全に水平になるように、該軸を保持する。その前端部において、円筒形の軸36は駆動ディスク37（部分断面図が図４に示されている）を有しており、該駆動ディスクは、中央に突出部を有する延長フランジ38に強固に取り付けられている。この延長フランジ38は第一の一対の表面、即ち、前表面39bと円筒外側表面39とを形成するように配置されている。この延長フランジの前記中央突出部は、他方において、第二の対の表面、即ち、前記円筒外側表面39に平行な円筒内側表面40と前記前表面39bに平行な前表面40bとで形成されるように設計された収容部を有している。第一の一対の表面は、第一の特定の外形を有する砥石車41用の座部として機能する。一方、第二の対の表面はフランジ42の後部を収容すると共に案内し、該フランジの円筒形の基部43において第二の特定の外形を有する砥石車44を支持する。ボルト45と２つのナット46及び47とが、それぞれフランジ42と前記砥石41及び44とを延長フランジ38に固定し、該延長フランジはディスク37に強固に取り付けられている。円筒形の軸36を駆動するモータ48の制御部は、トランスファ・マシンのプログラム化された全体制御部に組み込まれている。前記２つの砥石車41及び44の回転中心は、水平である円筒形の軸の心棒に完全に一致するように調節されている。砥石車41は外周の逃げ加工用に調節されている。前記軸支回動軸19はこの砥石車の面内にあり、前記円筒形の軸の心棒と交差している。砥石車44はアンダカッティング操作を行う。砥石車44は、水平方向の送り台９を半径方向に動かすことによって部品の全長に亘ってアンダカッティング加工を行うのに十分な距離を砥石車41との間において配置される。これら２つの操作の最中の、複合ステーションの様々な要素の位置は図５及び６に示されている。図５の位置は、外周の逃げ加工に対応している。機械加工される部品が水平方向の送り台の移動方向に平行である場合は、前記砥石車41の面の角度は案内スパイラル面２の傾斜に一致する。円筒形の軸は、表面４を形成するために、必要であれば、操作の間に持ち上げたり低くしたりすることができる。アンダカッティング加工操作のためには、その心棒を部品の軸に平行にして、円筒形の軸を図６に示される位置にする必要がある。すると、砥石車44の面はこの心棒と水平方向の送り台の移動方向とに垂直になり、工具の回転と共に、表面５の形成に必要な深さまで、ドリルの芯の周縁部から材料を確実に除去する。

理解されるように、本発明の効果の１つは、被試験型のトランスファ・マシンの同一のステーション内で二種の異なる操作を確実に行う要素を取り付けることを可能にすることである。特に、直径の小さなドリルを製造するためのトランスファ・マシンにおいては、溝加工とポイント加工とが最も時間を消費する。他方、短い距離に亘る少量の材料の除去である外周の逃げ加工と、材料の少量の除去であるアンダカッティング加工とは、短い操作時間しか必要とせず、両加工の合計時間は、溝加工又はポイント加工に要する時間以下である。したがって、同一のステーションにおいて、外周の逃げ加工及びアンダカッティング加工の２つの加工操作を一まとめにすることは合理的であることが理解される。換言すれば、２つの連続しているが異なる操作を実行する複合ステーションを作ることは、基本的な機械の正確さのレベルを維持しつつ、その全体的な効率を高めることによってトランスファ・マシンの働きを系統立てることを可能にする。基本的な機械の正確さのレベルを維持するということは、４つのステーションを有するトランスファ・マシンであれば、十分に達成することができる。さらに、トランスファ・マシンの一般的な構成は重要ではない。ステーションは、部品ホルダークランプを中心として回転する、若しくは他の方法で配置された垂直方向又は水平方向の心棒によって円形コンベヤー上に搭載することができる。

図１はドリルの側面図である。 図２は、トランスファ・マシンの一部の斜視図であって、円筒形の軸のない複合ステーションを示している。 図３は下から見た外形略図であり、その駆動手段と共に軸の支持体を支える扇形体を示している。 図４は、その支持体に取り付けられた軸を示す拡大部分斜視図である。 図５は、２つの動作位置の一方の位置にある複合ステーションの斜視図であり、支持体と水平方向の送り台とは同じ位置にある。 図６は、２つの動作位置の一方の位置にある複合ステーションの斜視図であり、支持体と水平方向の送り台とは同じ位置にある。 図７は、図２の複合ステーションを有するトランスファ・マシンの斜視図である。

Claims (11)

1. ドリルの機械加工用の、複数のステーション（51、52、53、54）を有するトランスファ・マシン（50）であって、前記ドリルに外周の逃げ加工とアンダカッティング加工とを連続的に行うために、これらの加工を同じ位置において行う単一の基台（８）を備えた複合ステーション（54）を有することを特徴とするトランスファ・マシン。
2. 前記ステーションが、可動複合支持体（９、10、16、30、32）に搭載された、数値制御の作用を受ける回転軸（36）を有し、同軸である２つの砥石車（41、44）が前記回転軸の心棒に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランスファ・マシン。
3. 前記可動複合支持体が、前記基台（８）上で可動であるテーブル（10）に立設された垂直軸（19）を中心として軸支回動するように取り付けられた扇形体（16）と、前記扇形体（16）に強固に取り付けられた垂直構造体（30、31）と、該垂直構造体（30、31）上を動くことができると共に前記回転軸（36）を支持する垂直方向の送り台（32）とを有し、前記回転軸の心棒が水平であることを特徴とする、請求項２に記載のトランスファ・マシン。
4. 前記回転軸の心棒に固定されている前記２つの砥石車の内の一方（41）が外周の逃げ加工用の車であり、前記扇形体（16）の回動軸（19）が該外周の逃げ加工用の砥石車の面内で回転軸の心棒と交差するように前記可動複合支持体が配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のトランスファ・マシン。
5. 前記テーブル（10）が水平方向の送り台（９）上に搭載されており、該水平方向の送り台は、前記扇形体の所定の位置に向かって前記軸の心棒に平行に動き、該水平方向の送り台（９）が前記基台（８）によって支持・案内されることを特徴とする、請求項３に記載のトランスファ・マシン。
6. 前記基台（８）の前記水平方向の送り台（９）上に搭載されている前記テーブル（10）が、前記扇形体の軸支回動軸（19）を中心とする円弧状の複数の溝（11〜14）を有し、該扇形体が前記テーブルに面する側にその縦断面がＴ形であると共に前記扇形体（16）を確実に停止するように前記溝に挿入された停止ピストン（20〜23）を備えていることを特徴とする、請求項３に記載のトランスファ・マシン。
7. 前記第二の砥石車（44）がアンダカッティング加工用の車であって前記外周の逃げ加工用の砥石車（41）の前面で回転軸（36）の心棒に同軸に取り付けられており、前記扇形体の所定の位置がアンダカッティング加工操作に対応する位置であり、前記回転軸の心棒が基台（８）の水平方向の送り台（９）の動く方向に平行であることを特徴とする、請求項４又は５に記載のトランスファ・マシン。
8. 垂直な軸支回動軸（19）、一連の停止ピストン（20〜23）、及び前記テーブルに支持されている駆動システム（15）によって前記扇形体（16）が前記テーブル（10）に接続されており、該駆動システムは、２つのアイドラスプロケット（28、29）の間に配置された垂直な心棒に取り付けられたノッチ付きの小歯車（27）を備えたモータ（49）と、前記扇形体（16）の円弧状の縁端部（18）に対向して配設されるベルト（24）とを有し、該ベルトが、その２つの端部によって縁端部に固定されており、ノッチ付きの小歯車とその２つのアイドラスプロケットととによって形成される駆動システム中を通過することを特徴とする、請求項４又は５に記載のトランスファ・マシン。
9. 前記扇形体（16）を駆動するシステム（15）が、その軸支回動軸（19）を中心とした扇形体の回動によって、前記砥石車を保持する軸の心棒が、ドリルの軸に関して水平方向の送り台（９）の動く方向と共にドリルの螺子筋（２）の螺旋の傾きに概ね対応する角度をなす方向に駆動され、外周の逃げ加工操作からアンダカッティング加工操作へ、また、アンダカッティング加工操作から外周の逃げ加工操作への移行が可能であるようになっていることを特徴とする、請求項８に記載のトランスファ・マシン。
10. 前記扇形体（16）を回転駆動するシステム（15）が、数値制御されるモータを有していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のトランスファ・マシン。
11. 前記外周の逃げ加工及びアンダカッティング加工操作の制御が、トランスファ・マシンを制御する完全に自動化されたプログラムに含まれており、これによってドリルの自動製造が可能になることを特徴とする、請求項１０に記載のトランスファ・マシン。

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