JP3034324B2 - 材料加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークに多種類の異
径穴を明けるようにした材料加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば鉄骨建築部材用ワークのウ
ェブ面に異径穴を行なう場合には、継手穴とウェッブ異
径穴とに分けてワークを一方向へ位置決め移動されると
共に２回通して穴明機で穴明け加工を行なっていた。し
かも、工具交換はその都度作業者が行なっていたのであ
る。

【０００３】上記の穴明け加工では工具交換装置を備え
ておらずワークの一方向位置決め移動方式で行なってい
たため、生産性の能率が低い。また、鉄骨建築部材のウ
ェブ面の異径穴加工に対しては非能率であった。

【０００４】上述した問題を改善するため、穴明け機に
工具交換装置を備えるようにして、鉄骨建築部材用ワー
クのウェブ面に異径穴加工を行なうようになってきた
が、以前としてワークは一方向位置決め移動方式を採用
して行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したご
とく穴明け機に工具交換装置を備えるようにして工具交
換を作業者が行なわず自動で行な得るようにしたが、ワ
ークは一方向位置決め移動方式を採用しているがため
に、多種類の異径穴加工を行なう場合には、工具交換の
回数が多く、生産能率が余り向上しないという問題があ
った。

【０００６】この発明の目的は、上記問題を改善するた
め、工具交換装置を備えた穴明け機に装着されている工
具を工具交換装置の別の工具と交換しながら、ワークに
多種類の異径穴を明ける場合に、工具交換の回数を減ら
して穴明け加工の生産能率の向上を図った材料加工方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述のごとき問題に鑑み
て、本発明は、汎用ドリルを備えた第１のスピンドル
と、交換用ドリルを着脱交換自在に備えた第２のスピン
ドルとを個別に駆動自在に備え、かつ上記第２のスピン
ドルに対して交換用ドリルを自動的に着脱交換自在の工
具交換装置を備えた穴明け機によってワークに複数の穴
明け加工を行う材料加工方法であって、前記ワークの前
進時には前記汎用ドリル及び第２のスピンドルに予め装
着された交換用ドリルによって穴明け加工を行い、前記
汎用ドリルによって穴明け加工が行われている間に、工
具交換装置によって第２のスピンドルに対する工具交換
を行い、前記ワークの後退時には交換された後の交換用
ドリルによってワークに穴明け加工を行う材料加工方法
である。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明するが、まず穴明け機としてはＨ形鋼、溝形鋼、山形
鋼などの形鋼に穴明け加工を行なう工具交換装置を備え
た形鋼穴明け機を例にとり、工具交換装置を備えた形鋼
穴明け機の構成を概略的に説明する。

【００１１】図１０にはＨ鋼自動穴明け加工ラインが示
されている。図１０において、このＨ型自動穴明け加工
ラインのほぼ中央部には形鋼穴明け機１が配置されてい
ると共に、この形鋼穴明け機１の右側には、ワークとし
ての形鋼Ｗを形鋼穴明け機１へ搬入するフリー方式の搬
入コンベア３が配置されていると共に、形鋼穴明け機１
の左側には加工された形鋼Ｗを搬出するドライブ方式の
搬出用コンベア５が配置されている。前記搬入コンベア
３の図１０において上側には加工すべき形鋼Ｗを給材し
ておく給材サプライヤー７が配置されていると共に、前
記搬出コンベアの図１０において下側には加工された製
品を他の場所へ搬出するために一時に貯留しておく搬出
用サプライヤー９が配置されている。

【００１２】前記形鋼穴明け機１には、搬入コンベア３
に載せられた形鋼Ｗを把持してＸ軸方向（図１０におい
て左右方向）へ移動せしめる自走式キャレッジ装置１１
が備えられていると共に、形鋼穴明け機１における左側
の下側には、形鋼穴明け機１を自動制御するＮＣ制御装
置１３が配置されている。

【００１３】したがって、形鋼Ｗは給材サプライヤー７
から搬入コンベア３上に載せられ、形鋼Ｗの先端側を自
走式キャレッジ装置１１で把持して形鋼穴明け機１へＮ
Ｃ制御装置１３の制御のもとに搬送し、穴明け加工を行
なった後、搬出コンベア５で搬出され、一時的に搬出用
サプライヤー９に貯留されることになる。

【００１４】次に、工具交換装置を備えた形鋼穴明け機
１はすでに公知であるから概略的に説明する。

【００１５】図７、図８および図９を参照するに、形鋼
穴明け機１は、例えばＨ形鋼、溝形鋼、山形鋼などの形
鋼Ｗに上方向、左右方向の３方向から穴明け加工を行な
うものである。形鋼穴明機１における箱形状のベース１
５上の左右両側の後部（図８において上部）には門型形
状のコラム１７が立設されている。このコラム１７はサ
イドコラム１７Ｒ，１７Ｌと、このサイドコラム１７
Ｒ，１７Ｌの上部に左右方向（以下、Ｙ軸方向とい
う。）へ延伸された上部フレーム１７Ｕとで構成されて
いる。

【００１６】この上部フレーム１７ＵにはＹ軸方向へ延
伸された平行なガイドレール１９が設けられており、こ
のガイドレール１９にはガイドされてＹ軸方向へ移動す
る移動部材２１が設けられている。前記上部フレーム１
７Ｕの右側寄り前側には駆動モータ２３を備えたギアボ
ックス２５が取付けられており、駆動モータ２３に連動
連結したボールねじ２７がＹ軸方向へ延伸して回転自在
に支承されている。

【００１７】このボールねじ２７にはナット部材２９が
螺合されており、このナット部材２９の前側には一体的
に工具ヘッドとしての上ドリルヘッド３１が設けられて
いる。

【００１８】上記構成により、駆動モータ２３を駆動さ
せるとボールねじ２７が回転しナット部材２９を介して
上ドリルヘッド３１がＹ軸方向に移動されることにな
る。なお、上ドリルヘッド３１がＹ軸方向へ移動される
際、ガイドレール１９にガイドされて移動部材２１が移
動されて上ドリルヘッド３１がスムーズに移動される。

【００１９】前記上ドリルヘッド３１の下部には上下方
向（以下、Ｚ軸方向という。）へ移動自在で回転自在な
スピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが装着されており、
各スピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃには工具としての
ドリル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが装着されている。上ド
リルヘッド３１の上部には前記スピンドル３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃを図示省略の流体シリンダにより上下動させ
ると共に、回転させる駆動モータ３７が取付けられてい
る。

【００２０】上記構成により、駆動モータ３７を駆動さ
せると、スピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが回転され
ると共に図示省略の流体シリンダにより上下動される。
したがって、スピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに装着
されているドリル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが上下動され
ると共に回転されるから形鋼Ｗが穴明け加工されること
となる。

【００２１】前記上ドリルヘッド３１には複数の交換用
ドリルを備えた工具交換装置としての工具支持装置３９
が設けられている。この工具支持装置３９はＸ軸方向、
Ｚ軸方向へ移動自在かつ回転自在となっており、前記ス
ピンドル３３Ｃに装着されているドリル３５Ｃと必要に
応じて交換されるようになっている。

【００２２】前記ベース１５の右側上における前部およ
び後部には固定バイス４１が固定的に立設されている。
また、前記ベース１５の右側から左側における前部およ
び後部にはガイドレール４３がＹ軸方向へ延伸して設け
られており、このガイドレール４３には複数の移動部材
がガイドされるべく設けられている。しかも、この移動
部材上にはＹ軸方向へ移動自在なスライドベース４５が
取付けられている。

【００２３】このスライドベース４５の右側における前
部および後部には、前記固定バイス４１と対応した可動
バイス４７が一体的に立設されている。この可動バイス
４７と前記固定バイス４１とでバイス装置を構成し、し
かも、固定バイス４１と可動バイス４７の同じ高さ位置
には回転自在なローラ４９が支承されている。このロー
ラ４９上に形鋼Ｗのフランジ下面が乗り、さらに前後方
向（以下、Ｘ軸方向という。）の前部、後部に設けられ
た形鋼Ｗのワーク搬送装置５１に回転自在に支承された
ローラ５３に載せられて図７において上側から下側へ向
けて形鋼Ｗは送材されるのである。また、前後の可動バ
イス４７との間に中間ローラを備えた中間可動バイスが
設けられている。

【００２４】形鋼Ｗはワーク搬送装置５１のローラ５３
上に載置されると共に、形鋼Ｗの一側端を前記固定バイ
ス４１に当接させて位置決め固定されると共に、スライ
ドベース４５を図示省略の駆動装置によりガイドレール
４３に移動部材を介して図７において左方から右方へ移
動せしめることによって形鋼Ｗがクランプされることに
なる。

【００２５】前記固定バイス４１、可動バイス４７のう
ちの前側における内側には図７に示すごとく形鋼Ｗのフ
ランジを上方から押さえるフランジ押え５５が設けられ
ており、このフランジ押え５５で形鋼Ｗのフランジを押
さえることによって、形鋼Ｗが上方へ浮くのを防止して
いる。

【００２６】前記ベース１５上の右側および前記スライ
ドベース４５上にはＸ軸方向へ延伸した平行な複数のガ
イドレール５７Ｒ，５７Ｌが設けられており、このガイ
ドレール５７Ｒ，５７Ｌにはガイド部材を介してガイド
ポスト５９Ｒ，５９Ｌが上下方向へ延伸して取付けられ
ている。このガイドポスト５９Ｒ，５９Ｌの下部にはナ
ット部材６１Ｒ，６１Ｌが一体的に設けられており、こ
のナット部材６１Ｒ，６１ＬにはＸ軸方向へ延伸した回
転自在なボールねじ６２Ｒ，６２Ｌが支承されている。

【００２７】上記構成により、図示省略の駆動装置によ
りボールねじ６２Ｒ，６２Ｌを回転させると、ナット部
材６１Ｒ，６１Ｌを介して、移動部材がガイドレール５
７Ｒ，５７ＬにガイドされてＸ軸方向へ移動されるか
ら、ガイドポスト５９Ｒ，５９ＬがＸ軸方向へ移動され
ることとなる。

【００２８】前記ガイドポスト５９Ｒ，５９Ｌには上下
方向へ延伸した複数のガイドレール６３Ｒ，６３Ｌが設
けられており、このガイドレール６３Ｒ，６３Ｌには移
動部材を介してナット部材６５Ｒ，６５Ｌが設けられて
いる。このナット部材６５Ｒ，６５Ｌには回転自在なボ
ールねじ６７Ｒ，６７Ｌが螺合されており、このボール
ねじ６７Ｒ，６７Ｌの上部には上下動用駆動モータ６９
Ｒ，６９Ｌが連動連結されている。

【００２９】上記構成により、上下動用駆動モータ６９
Ｒ，６９Ｌを駆動させると、ボールねじ６７Ｒ，６７Ｌ
が回転されて、移動部材がガイドレール６３Ｒ，６３Ｌ
にガイドされて、ナット部材６５Ｒ，６５Ｌが上下動さ
れることになる。

【００３０】また、ナット部材６５Ｒ，６５Ｌには工具
ヘッドとしての右ドリルヘッド７１Ｒ，左ドリルヘッド
７１Ｌが一体的に設けられている。したがって、右ドリ
ルヘッド７１ＲはＸ軸方向およびＺ軸方向に移動され、
また、左ドリルヘッド７１ＬはＸ軸方向、Ｙ軸方向およ
びＺ軸方向へ移動されることになる。

【００３１】前記右ドリルヘッド７１Ｒ、左ドリルヘッ
ド７１Ｌの先端には複数のスピンドル７３Ｒ，７５Ｒ；
７３Ｌ，７５Ｌが回転自在に支承されており、このスピ
ンドル７３Ｒ，７５Ｒ；７３Ｌ，７５Ｌの先端には工具
としてのドリル７７Ｒ，７９Ｒ；７７Ｌ，７９Ｌが装着
されている。前記右ドリルヘッド７１Ｒ，左ドリルヘッ
ド７１Ｌの後部には、スピンドル７３Ｒ，７５Ｒ；７３
Ｌ，７５Ｌを回転させるための駆動モータ８１Ｒ，８１
Ｌが取付けられていると共に、スピンドル７３Ｒ，７５
Ｒ；７３Ｌ，７５Ｌに送りを与えるための流体シリンダ
８３Ｒ，８３Ｌが取付けられている。

【００３２】前記右ドリルヘッド７１Ｒ，左ドリルヘッ
ド７１Ｌの上部にはドリル７７Ｒと７９Ｒ，７７Ｌと７
９Ｌのピッチを変更するためのドリルピッチ変更用駆動
モータ８５Ｒ，８５Ｌが設けられている。

【００３３】したがって、固定バイス４１と可動バイス
４７でクランプされた形鋼Ｗは、上ドリルヘッド３１の
スピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの先端に装着された
ドリル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃで上方から穴明け加工さ
れると共に、右ドリルヘッド７１Ｒ，左ドリルヘッド７
１Ｌのスピンドル７３Ｒ，７５Ｒ；７３Ｌ，７５Ｌの先
端に装着されたドリル７７Ｒ，７９Ｒ；７７Ｌ，７９Ｌ
で左右両方から穴明け加工されることになる。

【００３４】図７および図８に示されているように、門
型形状のコラム１７の後側（図７において上側）におけ
るワーク搬送装置５１の一側例えば右側には形鋼Ｗを送
材する前記自走式キャレッジ装置１１が設けられてい
る。すなわち、ベース８７上には複数のフレーム８９を
介して支持テーブル９１が設けられており、この支持テ
ーブル９１上には駆動モータ９３を備えたキャレッジ９
５がＸ軸方向へ移動自在に取付けられている。

【００３５】前記キャレッジ９５上には上下方向へ延伸
したガイドポスト９７が立設されており、このガイドポ
スト９７の前後にはガイドレール９９が上下方向へ延伸
して設けられている。このガイドレール９９には移動部
材を介して上下方向へ移動自在なフレーム１０１が取付
けられている。またガイドポスト９７の上部にはフレー
ム１０１を上下動させる駆動モータ１０３が取付けられ
ている。

【００３６】前記フレーム１０１には形鋼Ｗをクランプ
するＸ軸方向へ延伸したワーククランプ１０５が設けら
れており、また、フレーム１０１の後端（図７において
上端）には回転自在なタテローラ１０７が支承されてい
る。このタテローラ１０７と対応したワーク搬送装置５
１の他側例えば左側の位置にはタテローラ１０９を先端
に備えたＹ軸方向へ移動可能な流体シリンダ１１１が設
けられている。

【００３７】上記構成により駆動モータ９３を駆動させ
るとキャレッジ９５がＸ軸方向に移動されると共に、キ
ャレッジ９５に立設されたガイドポスト９７の上部に取
付けられた駆動モータ１０３を駆動させると、ガイドレ
ール９９に案内されて、移動部材、フレーム１０１を介
してワーククランプ１０５が上下動されることになる。

【００３８】したがって、ワーク搬送装置５１のローラ
５３上に載置された形鋼Ｗは大きさに応じてワーククラ
ンプ１０５が上下動してクランプされ、さらに流体シリ
ンダ１１１を図７において右方へ移動させて形鋼Ｗをタ
テローラ１０７と１０９で把持し、図７において下側へ
送材されることとなる。

【００３９】前記ベース１５の上面にはＵ字形状の穴１
１３が形成されていると共に、ベース１５内には穴明け
加工によって発生した切粉を除去するためのチップコン
ベア１１５が備えられている。したがって、形鋼Ｗに穴
明け加工が行なわれて、その際発生した切粉はＵ字形状
の穴１１３からベース１５内に落される。ベース１５内
に落された切粉はチップコンベア１１５によって外部へ
排出されることになる。

【００４０】前記ガイドレール４３にガイドされてＹ軸
方向へ移動されるスライドベース４５の内側にはウェブ
支持装置１１７を備えたＹ軸方向へ移動自在なベース１
１９が前記ガイドレール４３上に設けられている。した
がってウェブ支持装置１１７によって固定バイス４１と
可動バイス４７とでクランプされた形鋼Ｗに上ドリルヘ
ッド３１のスピンドル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに装着さ
れたドリル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃで穴明け加工を行な
う際に、このドリル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃの対応した
形鋼Ｗのウェブ下面を支持してウェブが撓むの防止して
いる。

【００４１】固定バイス４１と可動バイス４７とでクラ
ンプされた形鋼Ｗのウェブ下面にマーキングを行なう下
部マーキング装置１２１が例えば前記ベース１１９上に
設けられたウェブ支持装置１１７の前側（図８において
下側）に設けられており、形鋼Ｗを反転させないで、形
鋼Ｗの下面にマーキングを行なうことができる。

【００４２】前記固定バイス４１、可動バイス４７のバ
イス装置には形鋼Ｗのフランジ下面高さあるいはウェブ
下面までの高さを検出する検出装置１２３がＹ軸方向へ
移動自在に設けられている。この検出装置１２３でフラ
ンジ下面あるいはウェブ下面までの高さを検出すること
によってフランジの中心までの高さあるいはウェブ中心
までの高さを実際に計測することができる。

【００４３】前記上ドリルヘッド３１には複数の交換用
ドリルを備えた工具支持装置３９が設けられている。よ
り詳細には、図５および図６に示されているように、上
ドリルヘッド３１はスピンドル３３Ａ，３３Ｂを上下動
および回転させる第１上ドリルヘッド３１Ａと、交換用
スピンドルとしてのスピンドル３３Ｃを上下動および回
転させる第２上ドリルヘッド３１Ｂとで構成されてい
る。

【００４４】前記上ドリルヘッド３１Ｂ内には上下動用
シリンダ１２５が備えられていて、この上下動用シリン
ダ１２５に装着されたピストンロッド１２７が前記スピ
ンドル３３Ｃに連結されている。

【００４５】上記構成により、上下動用シリンダ１２５
を作動させると、ピストンロッド１２７が上下動される
ことにより、スピンドル３３Ｃが上下動されることにな
る。したがって、スピンドル３３Ｃの先端に装着された
ドリル３５Ｃが上下動されることとなる。

【００４６】前記第２上ドリルヘッド３１Ｂは図９に示
されているように前記ナット部材２９に取付けられてお
り、またナット部材２９には図５に示されているように
工具支持装置３９の支持ベース１２９が一体化されてい
る。この支持ベース１２９の下端にはＸ軸方向へ長孔１
３１が形成されている。

【００４７】前記支持ベース１２９にはサドル１３３が
取付けられており、このサドル１３３の下部には支持プ
レート１３５が設けられている。この支持プレート１３
５にはインデック用駆動モータ１３７がモータベース１
３９を介して取付けられている。このモータベース１３
９の右側部にはピストンロッド１４１の先端が固定され
ている。このピストンロッド１４１を装着した流体シリ
ンダ１４３は前記支持ベース１２９に取付けられてい
る。

【００４８】前記サドル１３３の下部にはピストンロッ
ド１４５の上端が一体化されており、このピストンロッ
ド１４５を装着した流体シリンダ１４７がボデイ１４９
に内蔵されている。このボデイ１４９の外周部にはギア
１５１が嵌合されていると共に、ボデイ１４９の下部に
はインデックステーブル１５３が同様に嵌合されてい
る。

【００４９】前記インデックス用駆動モータ１３７の出
力軸にはスプライン用ギア１５５が嵌合されており、こ
のギア１５５には前記ギア１５１が噛合されている。前
記インデックステーブル１５３の外周部には図６に示さ
れているように、複数例えば１０個の交換用ドリル１５
７を装着したスピンドル１５９がクランパー１６１によ
りクランプされた状態で保持されている。

【００５０】上記構成により、インデックス用駆動モー
タ１３７を駆動させると、出力軸を介してギア１５５が
回転される。ギア１５５にはギア１５１が噛合されてい
るから、ギア１５５が回転されると、ギア１５１、ボデ
イ１４９を介してインデックステーブル１５３が回転さ
れて交換用ドリル１５７がインデックスされる。

【００５１】また、流体シリンダ１４３を作動させる
と、ピストンロッド１４１を介して支持プレート１３５
がＸ軸方向に移動される。而して、ボデイ１４９を介し
てインデックステーブル１５３がＸ軸方向へ移動される
ことになる。さらに、流体シリンダ１４７の下部シリン
ダ室に流体を供給すると、ボデイ１４９が下降するた
め、インデックステーブル１５３が下降する。流体シリ
ンダ１４７の上部シリンダ室に流体を供給すると、ボデ
イ１４９が上昇するため、インデックステーブル１５３
が上昇することになる。而して、インデックステーブル
１５３はＸ軸方向およびＺ軸方向へ移動されると共に回
転されることとなる。

【００５２】次に、第２ドリルヘッド３１Ｂの先端にド
リル３５Ｃを備えたスピンドル３３Ｃと、工具支持装置
３９におけるインデックステーブル１５３の外周部に交
換用ドリル１５７を備えたスピンドル１５９とを交換す
る作用について説明する。

【００５３】図５において、の動作でスピンドル３３
Ｃを上昇せしめる。（図５の状態）。の動作でインデ
ックステーブル１５３が左方へ移動し、クランパー１６
１でスピンドル３３Ｃをクランプする。の動作でイン
デックステーブル１５３を下方へ下げてスピンドル３３
Ｃを抜く。

【００５４】次に、の動作でインデックステーブル１
５３を回転させて予め選択された交換用ドリル１５７を
備えたスピンドル１５９をインデックスして位置決めす
る。の動作でインデックステーブル１５３を上昇せし
めてスピンドル１５９を第２ドリルヘッド３１Ｂに差し
込む。の動作でインデックステーブル１５３を右方へ
移動させると、クランパー１６１はスピンドル１５９か
ら外れる。

【００５５】さらに、の動作で第２ドリルヘッド３１
Ｂに差し込まれたスピンドル１５９を下降させると共
に、の動作で第２ドリルヘッド３１Ｂ自体を下降させ
て、第１ドリル３１Ａのドリル３５Ａ，３５Ｂの先端よ
りも、前記ドリル１５７の先端を下降させる。而して、
この状態にて、ドリル１５７により穴明け加工が行なわ
れる。

【００５６】このように、第１上ドリルヘッド３１Ａに
おけるスピンドル３３Ａ，３３Ｂの先端に装着されてい
るドリル３５Ａ，３５Ｂで形鋼Ｗのウエブ部に第１ドリ
ルヘッド１９ＡをＹ軸方向に移動させながら逐次穴明け
加工が行なわれている。その間に、例えば交換用ドリル
１５７で次の穴明け加工を行なうべく予め決められてい
る場合、工具支持装置３９のインデックステーブル１５
３にセットされているドリル１５７と第２ドリルヘッド
３１Ｂに装着されているドリル３５Ｃとを前述した動作
要領で自動変換をしておく。

【００５７】そして、ドリル３５Ａ，３５Ｂでの穴明け
加工が終了したら、一旦機械を停止させ、ドリル１５７
の先端をドリル３５Ａ，３５Ｂの先端より下降せしめて
から、ドリル１５７による穴明け加工を行なうことがで
きる。

【００５８】したがって、ドリル３５Ｃとドリル１５７
との自動交換は従来のような予め決められた交換位置に
戻すことなく、その場合で行なわれるから、従来の交換
時間よりも短時間で行なうことができる。

【００５９】また、上ドリルヘッド３１には非交換用ド
リル３５Ａ，３５Ｂ（汎用ドリル）と交換用ドリル３５
Ｃ，１５７を装着する第１上ドリルヘッド３１Ａ，第２
上ドリルヘッド３１Ｂを備えているため、形鋼穴明機１
をほとんど停止することなく種々の形状の穴明け加工を
行なうことができる。

【００６０】前記ＮＣ制御装置１３は図４に示されてい
るようにＣＰＵ１６３を備えており、このＣＰＵ１６３
には形鋼Ｗの材質、形状、形鋼Ｗに穴明けするための多
種類な異径穴など種々なデータを入力するためキーボー
ドなどからなる入力装置１６５が接続れていると共に、
種々の形状やデータを表示するための表示装置１６７が
接続されている。

【００６１】また、前記ＣＰＵ１６３には形鋼Ｗの各形
状に基づき多種類の異径穴を明けるための加工パータン
がファイルされている加工パターン・ファイル１６９が
接続されている。この加工パターン・ファイル１６９に
ファイルされている加工パターンに基づき形鋼Ｗの前進
時および後退時に多種類の異径穴を同一径ごとに複数組
にグルーピングする編集用機能部１７１が前記ＣＰＵ１
６３に接続されている。この編集用機能部１７１で編集
され同一径ごとに穴明けする加工プログラムが記憶され
る加工プログラム・メモリ１７３が前記ＣＰＵ１６３に
接続されている。

【００６２】また、前記ＣＰＵ１６３には、自走式キャ
レッジ装置１１、上ドリルヘッド３１をＹ軸方向へ移動
せしめる駆動モータ（Ｙ軸）２３、上ドリルヘッド３１
にスピンド３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを介してドリル３５
Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを回転せしめるための移転用駆動モ
ータ３７や上下動せしめる流体シリンダおよび工具交換
を行なうための工具支持装置３９がインタフェースを介
して接続されている。

【００６３】上記ＮＣ制御装置１３によりドリル径別ソ
ーティングを図２、図３に示されたフローチャートで説
明すると、図２ではステップＳ１で全データをワーク座
標系に展開し、ステップＳ２でドリル径別ソーティング
処理を行ない、ステップＳ３で全軸ソーティング処理を
行なった後、ステップＳ４で全データを機械座標系に変
換処理される。

【００６４】また、図３ではステップＳ５において、ツ
ールチェンジヘッドで加工する切断マーク、またはツー
ルチェンヘッドで加工するジョイント穴があるかどうか
の判断が行なわれる。切断マークあるいはジョイント穴
がない場合には、ステップＳ６で現在ツールチェンジヘ
ッドに装着されているドリル径ｄ₁ と同じ径ｄ_h のツー
ルチェンジヘッド加工データがあるかどうかの判断が行
なわれる。このステップＳ６でドリルｄ₁ と同じ径ｄ_h
のツールチェンジヘッド加工ヘッドがあれば、ステップ
Ｓ７に、なければステップＳ８にそれぞれ進む。

【００６５】ステップＳ７ではドリル径ｄ₁ ＝ｄ_h を第
１ソート挿入径に挿入し、ステップＳ８では、ｄ₁ ＝ｄ
_h （ツールチェンジヘッド加工のうち任意の１つのドリ
ル径）を第１挿入径に挿入する。次いでステップＳ９に
進み、ツールチェンジヘッド加工データのうち、「切断
マーク以外」且つ「ジョイント穴以外」さらに「穴径が
ｄ1 以外」のものを、ドリル径別にピックアップし、第
２ソート以後に割付ける。

【００６６】前記ステップＳ５で切断マークまたはジョ
イント穴があると判断された場合にはステップＳ１０で
ｄ₁ ＝０を挿入してステップＳ９に進むことになる。

【００６７】例えば、図１に示されているような形鋼Ｗ
のウェッブ面における両側にφ２４の穴を各６ケ、ウェ
ッブ面の上部にφ１７．５の穴１０ケを、ウェッブ面の
下部にφ３６の穴４ケを異径穴明け加工する場合には同
一径のφ２４の穴１２ケとφ１７．５の１０ケを形鋼Ｗ
の前進時用にグルーピングし、形鋼Ｗの後退時用にφ３
６の穴４ケをグルーピングする。

【００６８】そして、上ドリルヘッド３１のスピンドル
３３Ａ，３３Ｂに装着されているドリル３５Ａ，３５Ｂ
がφ２４用のものとし、ドリル３５Ｃに工具支持装置３
９によりφ１７．５のものと交換して装着する。次い
で、自走式キャレッジ装置１１を図１においてＸ軸方向
の左方向へ前進させながら、上ドリルヘッド３１をＹ軸
方向へ移動せしめて、ドリル３５Ａ，３５Ｂによりφ２
４からなる穴６ケの穴明け加工を行なう。このφ２４の
穴６ケの穴明け加工を行なった後、形鋼Ｗを前進させて
いて、ドリル３５Ｃで順次φ１７．５の穴８ケの穴明け
を行なう。さらに、形鋼Ｗを前進させると共に、上ドリ
ルヘッド３１をＹ軸方向へ移動せしめて、ドリル３５
Ａ，３５Ｂでφ２４の穴６ケの穴明け加工を行なって形
鋼Ｗの前進を終了させる。

【００６９】そして、ドリル３５Ｃに装着されているφ
１７．５用のドリルは工具支持装置３９に装着されてい
るφ３６用のドリルと自動的に交換されているから、形
鋼Ｗを自走式キャレッジ装置１１により後退（図１にお
いて右方向へ）せしめて、ドリル３５Ｃで順次φ３６の
穴４ケの穴明け加工を行なうようにしたものである。す
なわち、ドリルの交換は２回で済むことになる。なお、
ドリル３５Ｃに予め１７．５φ用のドリルが装着されて
いる場合には、ドリルの交換はφ１７．５用のドリルか
らφ３６用のドリルへ１回交換すればよいことになる。

【００７０】従来の形鋼Ｗの一方向位置決め移動方式で
行なうと、少なくとも７回のドリルの交換を行なわなけ
ればならないものである。したがって、このように予め
形鋼Ｗに多種類の異径穴を同一径ごとに複数組にグルー
ピングすると共に、形鋼Ｗを前進と後退の２方向位置決
め移動せしめることによって、ドリルの交換回数を減ら
すことができるので、生産能率の向上を図ることができ
る。

【００７１】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。本実施例では形鋼穴
明け機１を用いて、形鋼Ｗのウェブ面に工具としてドリ
ルを使用して穴明け加工を行なう例で説明したが、穴明
け機は形鋼穴明け機に、ワークは形鋼に限定されるもの
ではない。

【００７２】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、要するに本発明は、汎用ドリル（３５Ａ，３
５Ｂ）を備えた第１のスピンドル（３３Ａ，３３Ｂ）
と、交換用ドリル（３５Ｃ）を着脱交換自在に備えた第
２のスピンドル（３３Ｃ）とを個別に駆動自在に備え、
かつ上記第２のスピンドル（３３Ｃ）に対して交換用ド
リル（３５Ｃ）を自動的に着脱交換自在の工具交換装置
を備えた穴明け機によってワークに複数の穴明け加工を
行う材料加工方法であって、前記ワークの前進時には前
記汎用ドリル（３５Ａ，３５Ｂ）及び第２のスピンドル
（３３Ｃ）に予め装着された交換用ドリル（３５Ｃ）に
よって穴明け加工を行い、前記汎用ドリル（３５Ａ，３
５Ｂ）によって穴明け加工が行われている間に、工具交
換装置によって第２のスピンドル（３３Ｃ）に対する工
具交換を行い、前記ワークの後退時には交換された後の
交換用ドリルによってワークに穴明け加工を行う材料加
工方法である。したがって本発明によれば、ワークの前
進時には汎用ドリル３５Ａ，３５Ｂ及び第２のスピンド
ル３３Ｃに予め装着してある交換用ドリル３５Ｃによっ
て穴明け加工が行われ、そして、上記汎用ドリルによっ
て穴明け加工が行われている間に第２のスピンドル３３
Ｃに対する工具交換が行われ、前記ワークの後退時には
交換されたドリルによって穴明け加工が行われるもので
あって、工具交換が能率よく行われ得ると共に、加工す
べき穴径が種々ある場合に、能率の良い穴明け加工を行
い得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の材料加工方法の一実施例を示す形鋼
に穴明け加工の動作説明図である。

【図２】ドリル径別ソーティングの座標変換を説明する
フローチャートである。

【図３】ドリル径別ソーティングのフローチャートであ
る。

【図４】この形鋼穴明け機でこの発明を実施するための
ＮＣ制御装置の構成ブロック図である。

【図５】図９におけるＶ矢視部の拡大詳細図である。

【図６】図５におけるVI−VIに沿った矢視図である。

【図７】この発明の方法を実施する一実施例の形鋼穴明
け機の正面図である。

【図８】図７における平面図である。

【図９】図７における右側面図である。

【図１０】形鋼自動穴明け加工ラインを示した平面該略
図である。

【符号の説明】

１ 形鋼穴明け機 １１ 自走式キャレッジ装置 １３ ＮＣ制御装置 ３１ 上ドリルヘッド ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ スピンドル ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ ドリル（工具） ３９ 工具支持装置（工具交換装置） ４１ 固定バイス ４７ 可動バイス ５１ ワーク搬送装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 39/16 B23B 35/00 B23B 41/00 B23B 39/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汎用ドリル（３５Ａ，３５Ｂ）を備えた
   第１のスピンドル（３３Ａ，３３Ｂ）と、交換用ドリル
   （３５Ｃ）を着脱交換自在に備えた第２のスピンドル
   （３３Ｃ）とを個別に駆動自在に備え、かつ上記第２の
   スピンドル（３３Ｃ）に対して交換用ドリル（３５Ｃ）
   を自動的に着脱交換自在の工具交換装置を備えた穴明け
   機によってワークに複数の穴明け加工を行う材料加工方
   法であって、前記ワークの前進時には前記汎用ドリル
   （３５Ａ，３５Ｂ）及び第２のスピンドル（３３Ｃ）に
   予め装着された交換用ドリル（３５Ｃ）によって穴明け
   加工を行い、前記汎用ドリル（３５Ａ，３５Ｂ）によっ
   て穴明け加工が行われている間に、工具交換装置によっ
   て第２のスピンドル（３３Ｃ）に対する工具交換を行
   い、前記ワークの後退時には交換された後の交換用ドリ
   ルによってワークに穴明け加工を行うことを特徴とする
   材料加工方法。