JP5610862B2 - 面状建材加工装置 - Google Patents

Description

この発明は、外壁パネルの外壁面材等となる窯業系、天然石系、木質系、樹脂系等の面状建材の裏面等に、パネルフレームへの取付穴等となる穴の加工や切断加工等を行う面状建材加工装置に関する。

戸建住宅や、集合住宅、事務所ビル等の建物の外壁パネルとして、窯業系の外壁面材が用いられる。この外壁面材は、通常、屋外面となる化粧面から、裏側の鋼製のパネルフレームにビスを打つことで取付けるか、またはサネ加工により金物で取付ける。サネ加工による場合は、現場施工のみになり、生産性が悪く品質管理が難しいため、工業化生産の面からは、前者の方法が好ましい。しかし、化粧面からビスを打った構造では、ビス打ち箇所の痕跡を隠す再塗装（タッチアップ）等の化粧直し処理が必要となる。この化粧直しの処理は、現場施工となって手間がかかる上、品質管理が難しく、工業化生産を阻害する要因となる。
このような後処理が不要な外壁面材の取付構造として、外壁面材の裏面に掛け金物を係合させる取付穴を設け、この取付穴を、掛け金物の頭部を挿入させる挿入部と、この挿入部に続く蟻溝状のスライド部とでなる形状としたものが提案されている（例えば、特許文献１）。これによれば、パネルフレームに設けられた各掛け金物に、外壁面材の取付穴が挿入部で挿入されるように外壁面材を配置し、掛け金物が取付穴のスライド部に係合するようにスライドさせることで、外壁面材の取付けが行え、従来の多数のビス穴の後処理が不要となる。

このような引っ掛け構造の外壁面材の例を、図１１〜図１４と共に説明する。図１１に示すように、外壁面材７１の裏面に、パネルフレームの配列にピッチに応じて、取付穴７２が複数列（Ｌ１〜Ｌ３）に並べて設けられる。各取付穴７２は、図１２，図１３に拡大して示すように、掛け金物７３の拡径した頭部７３ａが挿入可能な円形の挿入部７２ａと、この挿入部７２ａに続いて形成されて掛け金物７３の軸部７３ｂのみが挿入可能な開口部幅のスライド部７２ｂとでなる。スライド部７２ｂは、穴底部が広がった蟻溝状に形成され、その広がった穴内空間に、掛け金物７３の頭部７３ａが進入する（図１３（Ｂ））。

図１４は、外壁パネル７０における外壁面材７１とパネルフレーム７４の関係を示す。鋼製のパネルフレーム７４に、グラスウールボード等の断熱材７５と、ポリスチレンボード等の下地材７６を介して、掛け金物７３を取付ける。掛け金物７３は、ドリル付きタッピンねじ等からなり、下地材７６および断熱材７５を貫通してパネルフレーム７４にねじ込まれる。掛け金物７３は、拡径した頭部７３ａが皿形に形成されており、下地材７６の表面から一定高さだけ突出させておく。掛け金物７３は、図示の例では頭部７３ａが軸部７３ｂとは別体の部品で形成されているが、軸部７３ｂと一体であってもよい。このように掛け金物７３を取付けたパネルフレーム７４上に、前述のように外壁面材７１を、各取付穴７２の挿入部７２ａ（図１３）に掛け金物７３が挿入されるように配置し、掛け金物７３の頭部７３ａが取付穴７２のスライド部７２ｂに係合するように外壁面材７１をスライドさせることで、外壁面材７１の取付けが行える。このように、外壁面材７１は裏面で固定されるため、屋外面に貫通したビス穴が生じず、後処理が不要となる。

外壁面材７１への取付穴７２の加工は、図１５（Ａ）のようにルータ７７を用いて行われる。ルータ７７は、穴加工用の回転工具７８を下向きに有するものである。外壁面材７１は、加工テーブル７９上に表裏反転させて配置し、穴加工を行う。ルータ７７には、複数の回転工具７８を持つ多軸ルータが用いられ、また数値制御式のものが用いられる（例えば、特許文献２）。

特開２００９−２４９８９９号公報 特開平１１−３２０５４９号公報

図１５に示すように、外壁面材７１は、加工テーブル７９上に表裏反転させて配置し、穴加工を行う。ルータ７７は数値制御式のものであり、取付穴７２の底面加工時には、加工テーブル７９の上面を基準として、プログラムで定められ高さに位置するように、精度良く制御される。
しかし、建材である外壁面材７１は、一般的に厚みの誤差が１０％程度まで許容されており、その範囲で種々バラツキの板厚のものが用いられる。また、外壁面材７１の各部によって板厚にばらつきがある。そのため、ルータ７７の高さを加工テーブル７９の上面を基準として制御した場合、取付穴７２の深さＤ０や、取付穴７２のスライド部７２ｂにおける奥広がり部分から面材裏面までの深さＤａが、外壁面材７１の板厚のバラツキ分ａだけ、ばらつく。外壁面材７１の反り等による裏面位置の不陸によっても、上記深さＤａ，Ｄ０のばらつきが生じる。

建材系では、一般的に誤差の許容範囲が大きいが、図１４のように取付穴７２に掛け金物７３を係合させる構造では、取付穴７２の上記深さＤａ，Ｄ０にばらつきがあると、掛け金物７３による外壁面材７１のフレーム７４への固定の緩みや、取付不能につながる。例えば、奥広がり部分までの深さＤａが浅過ぎると、掛け金物７３の頭部７３ａと取付穴７２の奥広がり部分を構成する頭部接触面７２ｂａ（図１４）との間に隙間が生じて、外壁面材７１を安定して固定できなくなる。また、上記深さＤａが深過ぎると、取付穴７２の挿入部７２ａに入った頭部７３ａが、頭部接触面７２ｂａよりも浅い位置となってスライド部７２ｂへ移動できなくなる。そのため、図１４のような優れた取付構造が提案されているが、従来の加工技術では実施することができなかった。
また、外壁面材７１を表裏反転させて加工するため、外壁パネルの生産ラインで、外壁面材７１を表裏反転させる工程、および再度表裏反転させて元に戻す工程が必要となり、外壁パネルの生産ラインが複雑になるという問題があった。

この発明の目的は、建材となる面材に対して、板厚等のばらつきに係わらず、裏面を精度良く加工することができる面状建材加工装置を提供することである。

この発明の面状建材加工装置は、外壁パネルの外壁面材である面材の裏面に、穴底部が広がった蟻溝状の部分を有する取付穴を複数個並べて切削加工する装置であって、上下に貫通したカッタ挿通窓を有し前記面材を載せる加工テーブルと、この加工テーブル上の面材を上面から前記加工テーブル上に押し付ける上面押付け機構と、前記カッタ挿通窓に挿通可能な回転工具を上下方向に延びる主軸の上端に有し前記主軸を回転駆動して前記面材の下面を加工する主軸ヘッドと、この主軸ヘッドを直交３軸方向に移動させる主軸移動機構とを備える。

この構成によると、面材を加工テーブル上に押し付け、その押し付けられた裏面側から回転工具による加工が行われる。そのため、被加工物である面材の加工基準面と、加工装置の基準面を合わせる形態で面材を配置し、かつ押し付けて密着させ、この加工基準面と装置基準面が密着した状態で加工が行われることになる。そのため、面材に板厚のばらつきや反り等が生じていても、この面材の加工基準面に対して精度良く加工することができ、穴加工においては、加工基準面に対する深さを高精度に加工することができる。前記面材は外壁パネルの外壁面材であるが、裏面に取付用の穴加工を行うにつき、反転させる必要がないため、外壁パネルの生産ラインの簡素化にもつながる。

前記主軸ヘッドは１列に並べて可動ベッドに複数台設置し、前記主軸移動機構は、前記可動ベッドを移動させることで前記主軸ヘッドを移動させるものとする。このように可動ベッドに主軸ヘッドを複数設けた場合、面材に対して複数箇所に同じ形状の加工を同時に行えて、加工時間が短縮される。外壁パネルの外壁面材では、取付穴を、パネルフレームに沿って複数並べて設けるが、このような１列に並ぶ複数箇所の同時加工が効率的に行える。
前記上面押付け機構は、前記主軸ヘッドのび方向に延びる昇降枠を、両端で昇降ガイドを介して昇降自在に支持し、前記昇降枠に主軸ヘッド並び方向に沿って複数の個別押し付け機構を設けた構成であっても良く、前記外壁面材は、窯業系面材、天然石系面材、または樹脂系面材であっても良い。

このように複数の主軸ヘッドを設ける場合に、前記加工テーブルに対して、前記主軸ヘッドの並び方向と直交する方向に前記面材の搬入および搬出を行うと共に、前記加工テーブル上で前記面材を移動させる搬入搬出機構を設け、この搬入搬出機構に、前記加工テーブル上の面材の搬入方向の位置決めを行う面材搬入方向位置決め機構部、および前記搬入方向と直交する方向の位置決めを行う面材直交方向位置決め機構部を設けても良い。
上記搬入搬出機構を設け、面材搬入方向位置決め機構部、および面材直交方向位置決め機構部を設けた場合、面材の搬入搬出が効率的に行え、また面材の加工テーブルに対する直交２軸方向の位置決めが精度良く行える。そのため、面材の加工基準面に対する深さだけでなく、加工基準面に沿う方向の寸法についても精度良く加工することができる。

前記面材搬入方向位置決め機構部は、それぞれ前記面材の搬入側の端面を当接させる基準面を有しこの基準面に当接した面材の端部を把持する複数のチャックと、これら複数のチャックを前記主軸ヘッドの並び方向に並べて設置したチャック取付台と、このチャック取付台を前記面材の搬入方向に進退させるチャック進退機構と、前記面材を前記複数のチャックの基準面に対向して移動させて前記基準面に押し付ける面材押し込み機構とでなるものとしても良い。
この構成の場合、面材を上記チャックで把持して進退させるため、面材の移動が、滑り等を生じることなく確実に行える。このチャックに面材の搬入側の端面を当接させる基準面を設け、面材押し込み機構で面材をチャックの基準面に押し付けるため、面材の平面方向の移動や位置決めが、より精度良く行える。

この発明において、前記主軸ヘッドに、前記回転工具の近傍で工具先端側へ圧縮空気を吹き付けるノズルを設けても良い。
穴加工の場合、工具上に切削粉塵等が溜まり易いが、圧縮空気を吹き付けることにより、切削粉塵を外部に強制飛散させ、集塵回収することで、切削粉塵の残留量を大幅に低減させることができ、残留粉塵による加工効率や加工品質の低を回避することができる。

この発明の面状建材加工装置は、外壁パネルの外壁面材である面材の裏面に、穴底部が広がった蟻溝状の部分を有する取付穴を複数個並べて切削加工する装置であって、上下に貫通したカッタ挿通窓を有し前記面材を載せる加工テーブルと、この加工テーブル上の面材を上面から前記加工テーブル上に押し付ける上面押付け機構と、前記カッタ挿通窓に挿通可能な回転工具を上下方向に延びる主軸の上端に有し前記主軸を回転駆動して前記面材の下面を加工する主軸ヘッドと、この主軸ヘッドを直交３軸方向に移動させる主軸移動機構とを備え、前記主軸ヘッドを１列に並べて可動ベッドに複数台設置し、前記主軸移動機構は、前記可動ベッドを移動させることで前記主軸ヘッドを移動させるものとしたため、外壁パネルの外壁面材の板厚等のばらつきに係わらず、裏面に取付穴を精度良く加工することができる。

この発明の一実施形態にかかる面状建材加工装置の一部省略外観斜視図である。 同面状建材加工装置の概念構成の説明図である。 同面状建材加工装置の主軸ヘッドと可動ベッドの関係を示す破断正面図である。 同面状建材加工装置の平面図である。 同面状建材加工装置の一部を省略した正面図である。 同面状建材加工装置の一部を省略した側面図である。 （Ａ）は図６の部分拡大図、（Ｂ）は回転工具と面材の加工例の関係例の説明図である。 同面状建材加工装置の動作説明図である。 同面状建材加工装置のチャックおよびその開閉機構の拡大側面図である。 同面状建材加工装置の回転工具とノズルの関係を示す拡大側面図である。 同面状建材加工装置で加工する面材の例の裏面図である。 同面材における取付穴の拡大裏面図および拡大断面図である。 同取付穴と掛け金物の関係を示す各取付過程の拡大裏面図である。 外壁パネルのパネルフレームに対する外壁面材の取付過程を示す説明図である。 従来のルータによる取付穴の加工の課題を示す説明図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図１０と共に説明する。図１に示すように、この面状建材加工装置は、建材となる面材Ｗを切削加工する装置であって、固定基台１に、面材Ｗの一部を載せる加工テーブル２と、この加工テーブル２上の面材Ｗを上面から加工テーブル２上に押し付ける上面押付け機構３と、面材Ｗの下面を加工する複数の主軸ヘッド４と、この主軸ヘッド４を直交３軸方向に移動させる主軸移動機構５とを備える。各主軸ヘッド４はルータからなる。また、加工テーブル２に対して面材Ｗの搬入，搬出および位置決めを行う搬入搬出機構６が設けられている。搬入搬出機構６は、図１では搬入コンベア７のみを示し、その他は図示を省略してある。前記面材Ｗは、具体的には後述のように外壁パネルの外壁面材となる板材である。

各主軸ヘッド４は、上方へ延びる主軸８の上端に回転工具９を装着したものであり、主軸８は内蔵のモータにより回転駆動される。各主軸ヘッド４は、ビーム状の可動ベッド１０に１列に並べて複数台設置されている。前記主軸移動機構５は、可動ベッド１０を移動させることで、複数台の主軸ヘッド４を一緒に移動させる。

図３に示すように、各主軸ヘッド４は、可動ベッド１０に対して取付位置調整機構１１を介して、互いの配列ピッチＰを可変に設置されている。取付位置調整機構１１は、可動ベッド１０に主軸ヘッド並び方向（Ｘ方向）に沿って設けられた取付レール１２に、各主軸ヘッド４を移動自在に設置し、個々の主軸ヘッド４を移動させるボールねじからなる送りねじ機構１３とモータ１４とを設けたものである。送りねじ機構１３は、可動ベッド１０に主軸ヘッド並び方向に沿って設けられた１本の共通のねじ軸１３ａと、各主軸ヘッド４に回転自在に設置されて前記ねじ軸１３ａに螺合する回転ナット１３ｂとからなる。モータ１４は、個々の主軸ヘッド４に搭載され、その主軸ヘッド４に支持された回転ナット１３ｂを回転させる。このためモータ１４の駆動により、各主軸ヘッド４を個別に移動可能である。各主軸ヘッド４の主軸８には、チャック１５を介して前記回転工具９が交換自在に取付けられている。回転工具９は、穴加工用の切削刃等からなる。

図２に示すように、固定基台１の一側部に工具交換場所１６が設けられ、各主軸ヘッド４の回転工具９の交換作業を工具交換場所１６で行うことが可能とされている。すなわち、各主軸ヘッド４は、上記のように可動ベッド１０に共通の取付レール１２を介して設置され、また共通のねじ軸１３ｂを用いて位置調整可能とされているため、全ての主軸ヘッド４を、ピッチＰを狭めて工具交換場所１６側へ寄せることが可能である。そのため、工具交換場所１６で各主軸ヘッド４の回転工具９の交換が可能となる。

図５に示すように、上面押付け機構３は、主軸ヘッド並び方向（Ｘ軸方向）に延びる昇降枠１７を、両端で昇降ガイド１８を介して固定基台１に昇降自在に支持し、昇降枠１７に主軸並び方向に沿って複数の個別押し付け機構１９を設けたものである。昇降ガイド１８は、固定基台１の支柱部１ａに設けられている。昇降枠１７は、昇降枠昇降装置２０により、個別押し付け機構１９が加工テーブル２上の面材Ｗに近接する使用位置と、上方に退避する退避退避との間で昇降可能である。昇降枠昇降装置２０は、昇降枠１７の両端に位置する一対のエアシリンダ２０ａからなり、両側のエアシリンダ２０ａのピストンロッドは、連動部材２０ｂで互いに連結してある。

各個別押し付け機構１９は、エアシリンダ１９ａと、このエアシリンダ１９ａで昇降させられる押し板１９ｂとでなる。押し板１９ｂは、一対のガイドロッド１９ｃにより、エアシリンダ１９ａのシリンダ本体に対して昇降自在に支持されている。

図４に平面図で示すように、加工テーブル２は、主軸ヘッド並び方向（Ｘ軸方向）に延びる帯板状である。この加工テーブル２は、図６に破断側面図で示すように、面材搬入方向（Ｙ軸方向）に並ぶ２枚の分割テーブル２ａ，２ｂからなり、両分割テーブル２ａ，２ｂの間のスリット状の隙間により、カッタ挿通窓２２が形成されている。面材搬入方向（Ｙ軸方向）は、主軸ヘッド並び方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向である。カッタ挿通窓２２は、各主軸ヘッド４の回転工具９を内部で移動させる窓である。各分割テーブル２ａ，２ｂは、テーブル支持フレーム２３によって固定基台１に設置されている。

図６において、主軸移動機構５は、固定基台１に対してガイド２４によって面材搬入方向（Ｙ軸方向）に進退自在に設置された前後移動台２５と、この前後移動台２５にガイド２６を介して上下方向（Ｚ軸方向）に昇降自在に設置された昇降台２７と、この昇降台２７にガイド２８を介して主軸ヘッド並び方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設置された左右移動台２９とを備える。この左右移動台２９に、前記可動ベッド１０が固定状態に設置されている。

前後移動台２５は、固定基台１に設置されたモータ３０および送りねじ機構３１からなる前後駆動機構３２によって前後に進退駆動される。昇降台２７は、前後移動台２５に設置されたモータおよび送りねじ機構からなる上下駆動機構３３によって昇降駆動される。左右移動台２９は、昇降台２７に設置されたモータおよび送りねじ機構からなる左右駆動機構３４によって昇降駆動される。これら前後移動台２５、昇降台２７、および左右移動台２９の前記各駆動機構３２，３３，３４による移動により、可動ベッド１０と共に各主軸ヘッド４が直交３軸方向に移動させられ、その各回転工具９で面材Ｗの裏面の切削加工を行う。

図４において、搬入搬出機構６は、加工テーブル２に対して面材Ｗの搬入を行う搬入機構部４１と、搬入された面材Ｗの面材搬入方向（Ｙ軸方向）の位置決めを行う面材搬入方向位置決め機構部４２と、搬入方向と直交する方向（Ｘ軸方向）の位置決めを行う面材直交方向位置決め機構部４３と、加工済みの面材Ｗを搬出する搬出機構部４４とでなる。

搬入機構部４１は、駆動型のローラコンベヤからなる搬入コンベヤ７を複数本並列に設置したものである。各ローラコンベヤ７は、終端が加工テーブル２の近傍に位置しており、ローラによる搬送面が加工テーブル２の上面と同じ高さとされている。搬入機構部４１には、ローラコンベヤ７の他に、昇降式補助テーブル４６が設けられている。昇降式補助テーブル４６は昇降駆動機構４６ａ（図６）によって昇降させられ、上昇時に上面が加工テーブル２の上面およびローラコンベヤ７の搬送面と一致し、面材Ｗの取扱の補助を行う。

図４において、搬出機構部４４は、加工テーブル２に対して搬入コンベヤ７と反対側に並列に設置した複数本の搬出コンベヤ４８と、払い出し機構４９とを有する。搬出コンベヤ４８は、非駆動型のローラコンベヤからなる。払い出し機構４９は、搬出方向に離れた設置されたスプロケット間に掛装された無端のチェーン４９ａと、このチェーン４９ａに設けられて面材Ｗの端面に係合する係合片４９ｂと、上記スプロケットを回転させてチェーン４９ａを回動させるモータ等の駆動源４９ｃとでなる。チェーン４９ａは２本が平行に設けられ、１台の駆動源４９ｃにより、伝達機構４９ｄを介して共に駆動される。
搬出機構部４４には、この他に図６に示すように、搬出コンベヤ４８の後端付近に位置して搬出ストッパ装置５７が設けられている。搬出ストッパ装置５７は、固定基台１に支ブラケット５８を介して設置されたエアシリンダからなる突没駆動源５７ａと、この突没駆動源５７ａによって搬出コンベヤ４８の搬送面に対して突没させられる搬出ストッパ５７ｂとでなり、搬出ストッパ５７ｂは突出状態で搬出コンベヤ４８上の面材Ｗの前端面に係合可能である。

面材搬入方向位置決め機構部４２は、それぞれ面材Ｗの搬入側の端面Ｗａを当接させる基準面Ｓを有しこの基準面Ｓに当接した面材Ｗの端部を把持する複数のチャック５２と、これら複数のチャック５２を主軸ヘッド並び方向（Ｘ軸方向）に並べて設置した可動のチャック取付台５１と、このチャック取付台５１を面材搬入方向（Ｙ軸方向）に進退させるチャック進退機構５３と、面材Ｗを前記複数のチャック５２の基準面Ｓに対向して移動させて基準面Ｓに押し付ける面材押し込み機構５４とでなる。

チャック取付台５１は、固定基台１の両側部に設けられた一対のガイド５５上に進退自在に設置されている。チャック進退機構５３は、ガイド５５に沿って設けられたラックギヤ５６に噛み合うラック（図示せず）をモータ５３ａによって回転させ、チャック取付台５１を自走させる。各チャック５２は、チャック取付台５１に対してチャック並び方向の取付位置が変更可能とされている。

チャック５２は、図９に示すように、チャック本体５７の先端に、固定の下顎５８ａと可動の上顎５８ｂとを設け、これら上下の顎５８ａ，５８ｂの間で面材Ｗの端部を挟み込んで把持するものであり、チャック本体５７の先端における上下の顎５８ａ，５８ｂの間に前記基準面Ｓが設けられている。上顎５８ｂは、チャック開閉駆動機構（図示せず）により、上下に開閉させられる。
チャック５２のチャック本体５７は、面材Ｗの搬出時の干渉を回避するために、チャック取付台５１に対して基端で上下回動自在に支持され、実線で示す使用位置とその上方の２点鎖線で示す上方退避位置との間で、チャック退避機構５９によって上下回動させられる。チャック本体５７が上方退避位置に位置した状態で、その下を、搬出コンベヤ４４上の面材Ｗが通過可能とされる。

図４において前述した面材押し込み機構５４は、図８に示すように、面材Ｗの後端面に係合可能な係合部材５４ａと、この係合部材５４ａを面材搬入方向（Ｙ軸方向）に進退させる押し込み駆動装置５４ｂとでなる。押し込み進退駆動装置５４ｂはエアシリンダからなり、ピストンロッドの先端に係合部材５４ａが設けられている。この係合部材５４ａを設けた押し込み駆動装置５４ｂは、図４に示すように、複数台（図示の例では２台）が平行に設置されている。

面材直交方向位置決め機構部４３は、固定基台１の一側部（図４では左端）に設けた横位置決め定規６５と、この横位置決め定規６５に対して面材Ｗを押し付ける直交方向押し付け機構６６とでなる。直交方向押し付け機構６６は、固定基台１にガイド６６ａを介して直交方向（Ｘ軸方向）に進退自在に設置された横押し部材６６ｂと、この横押し部材６６ｂを進退駆動こせるモータ等の駆動源６６ｃとでなり、横押し部材６６ｂの先端面で面材Ｗの対向する端面を押し付ける。

図１０に示すように、各主軸８の先端、例えば工具チャック１５には、回転工具９を先端だけ突出させたブラシ６１と、回転工具９の先端に向けて圧縮空気を噴出流ｂで示すように吹き付けるノズル６２とが設けられている。ノズル６２は、ブラシ６１内に埋め込み状態に設置され、配管６３を介して圧縮空気供給源（図示せず）に接続されている。

なお、被加工物である面材Ｗは、例えば図１１〜図１４に示した外壁パネル５０の外壁面材７１となる板材であり、窯業系面材、大理石や御影石などの天然石系面材、木材やコンクリートパネル等と呼ばれる合板等の木質系面材、樹脂系面材等である。また、上記各材質の面材Ｗは、例えば表面に塗装や凹凸模様等の化粧が施されたものであっても良い。 また、この面状建材加工装置は、数値制御装置（図示せず）を備えていて、加工プログラムに従って次の各動作を行う。

次に、上記構成の動作を説明する。面材Ｗは、搬入コンベヤ７によって加工テーブル２の付近まで搬入される。このとき、図８（Ａ）のように、各チャック５２はチッャク取付台５１と共に、チャック５２の基準面Ｓが、定められた位置に来るまで、加工テーブル２上に進出して待機している。このときチャック５２は開き状態とする。搬入コンベヤ７上の面材Ｗは、面材押し込み機構５４によって、同図のようにチャック５２の基準面Ｓに押し付ける。この押し付けによって、面材搬入方向（Ｙ軸方向）位置決めが成される。この押し付けの後、面材押し込み機構５４による押し付けを解除し、図４の直交方向押し付け機構６６により、面材Ｗを横位置決め定規６５に押し付ける。これにより面材Ｗは、面材搬入方向（Ｙ軸方向）およびその直交方向（Ｘ軸方向）に位置決め状態となる。この位置決め状態で、各チャック５２により面材Ｗを把持し、この把持の後、直交方向押し付け機構６６による押し付けを解除する。

このように、各チャック５２により面材Ｗを位置決め状態に把持した後、チャック取付台５１と共にチャック５２を移動させ、面材Ｗの加工しようとする部位が、加工テーブル２のカッタ挿通窓２２の所定位置に来るように、面材Ｗを移動させる。
ついで図８（Ｂ）のように、上面押付け機構３の昇降枠１７を下降位置とし、昇降枠１７に設置された各個別押し付け機構１９の押し板１９ｂによって、面材Ｗを上面から加工テーブル２の上面に押し付ける。個別押し付け機構１９は、面材Ｗの左右幅に応じて、面材Ｗの上方に位置するものだけを押し付け動作させる。
このように、面材Ｗを加工テーブル２に押し付けた状態で、各主軸ヘッド４の回転工具９により、面材Ｗの裏面に加工を施す。この加工は、例えば図１２に示したような取付穴７２の加工である。加工のための回転工具９の直交３軸方向の移動は、主軸移動機構５により可動ベッド１０を移動させることで行う。したがって、図１１のような各列Ｌ１〜Ｌ３の列内の複数の取付穴７２は、複数の主軸ヘッド４によって同時に、かつ同じ形状に加工される。加工を行う間は、図９のノズル６２から回転工具９に対して圧縮空気を吹きつける。

上記のようにして一列（例えば図１１の列Ｌ１）の加工が終了すると、主軸ヘッド４を下方へ退避させ、上面押付け機構３の個別押し付け機構１９による面材Ｗの押し付けを解除した後、チャック取付台５１と共にチャック５２を移動させ、面材Ｗの加工しようとする列（例えば図１１の列Ｌ２）の部位が加工テーブル２のカッタ挿通窓２２の所定位置に来るように、面材Ｗを移動させる。この移動の後、上面押付け機構３の個別押し付け機構１９による押し付けを再度行い、主軸ヘッド４による面材Ｗの裏面の加工を上記と同様に行う。

このようにして全ての列の加工が終了すると、主軸ヘッド４を下方へ退避させ、上面押付け機構３の個別押し付け機構１９による面材Ｗの押し付けを解除し、かつ昇降枠１７を上方退避位置へ上昇させる。また、チャック５２を図９の上方退避位置に上昇させる。この状態で、搬出機構部４４（図４）の払い出し機構４９におけるチェーン４９ａを回動させて、係合片４９ｂにより、搬出コンベヤ４４上の面材Ｗを搬出ストッパ５７ｂ（図８）に当たる搬出位置まで払い出す。搬出位置まで払い出された板材Ｗは、人手により、またはこの面状建材加工装置に付設される搬出装置（図示せず）によって、この面状建材加工装置から搬出する。

この構成の面状建材加工装置によると、上記のように、面材Ｗを加工テーブル２上に押し付け、その押し付けられた裏面側から回転工具９による加工が行われる。そのため、被加工物である面材Ｗの加工基準面と、加工装置の加工テーブル上面である装置基準面を合わせる形態で面材Ｗを配置し、かつ密着させ、この加工基準面と装置基準面が密着した状態で加工が行われることになる。そのため、面材Ｗに板厚のばらつきや反り等が生じていても、この面材Ｗの加工基準面に対して精度良く加工することができ、図１２のような取付穴５２の加工においては、加工基準面に対する深さＤａ，Ｄ０（図７（Ｂ））を高精度に加工することができる。面材Ｗは外壁パネルの外壁面材であるが、裏面に取付用の穴加工を行うにつき、反転させる必要がないため、外壁パネルの生産ラインの簡素化にもつながる。

また、主軸ヘッド４を１列に並べて可動ベッド１０に複数台設置し、可動ベッド１０を移動させることで主軸ヘッ４ドを移動させるようにしたため、面材Ｗに対して複数箇所の同じ形状の加工が同時に行えて、加工時間が短縮される。外壁パネルの外壁面材等の場合は、取付穴７２を、パネルフレーム７４に沿って複数並べて設けるが、このような１列に並ぶ複数箇所の同時加工が効率的に行える。各主軸ヘッド４は、可動ベッド１０に対して個々に位置調整可能としたため、加工穴７２の配列ピッチが種々異なる面材Ｗについても、複数箇所の加工穴７２の同時加工が行える。

また、上記搬入搬出機構６を設け、面材搬入方向位置決め機構部４２、および面材直交方向位置決め機構部４３を設けたため、面材Ｗの搬入搬出が効率的に行え、かつ面材Ｗの加工テーブル２に対する直交２軸方向の位置決めが精度良く行える。そのため、面材Ｗの加工基準面に対する深さだけでなく、加工基準面に沿う方向の寸法についても精度良く加工することができる。

面材搬入方向位置決め機構部４２は、面材Ｗをチャック５２で把持して進退させるため、面材Ｗの移動が、滑り等を生じることなく確実に行える。このチャック５２に面材Ｗの搬入側の端面を当接させる基準面Ｓを設け、面材押し込み機構５４で面材Ｗをチャック５２の基準面Ｓに押し付けるため、面材Ｗの平面方向の移動や位置決めが、より精度良く行える。また、主軸ヘッド４には、回転工具９の近傍で工具先端側へ圧縮空気を吹き付けるノズル６２を設けたため、加工穴中の切削粉塵を外部に強制飛散させることができる。そのため、残留粉塵による加工効率や加工品質の低を回避することができる。

なお、上記実施形態は、穴加工を行う場合につき説明したが、この面状建材加工装置は三次元での加工のみではなく、二次元での加工、切削や、切断加工等を行うこともできる。

１…固定基台
２…加工テーブル
３…上面押付け機構
４…主軸ヘッド
５…主軸移動機構
６…搬入搬出機構
７…搬入コンベア
８…主軸
９…回転工具
１０…可動ベッド
１１…取付位置調整機構
１７…昇降枠
１９…個別押し付け機構
２２…カッタ挿通窓
２５…前後移動台
２７…昇降台
２９…左右移動台
４１…搬入機構部
４２…面材搬入方向位置決め機構部
４３…面材直交方向位置決め機構部
４４…搬出機構部
４８…搬出コンベヤ
４９…払い出し機構
４９ａ…チェーン
５２…チャック
５１…チャック取付台
５３…チャック進退機構
５４…面材押し込み機構
５５…横位置決め定規
５６…直交方向押し付け機構
６１…ブラシ
６２…ノズル
７２…取付穴
Ｓ…基準面
Ｗ…面材

Claims (5)

1. 外壁パネルの外壁面材である面材の裏面に、穴底部が広がった蟻溝状の部分を有する取付穴を複数個並べて切削加工する装置であって、上下に貫通したカッタ挿通窓を有し前記面材を載せる加工テーブルと、この加工テーブル上の面材を上面から前記加工テーブル上に押し付ける上面押付け機構と、前記カッタ挿通窓に挿通可能な回転工具を上下方向に延びる主軸の上端に有し前記主軸を回転駆動して前記面材の下面を加工する主軸ヘッドと、この主軸ヘッドを直交３軸方向に移動させる主軸移動機構とを備え、前記主軸ヘッドを１列に並べて可動ベッドに複数台設置し、前記主軸移動機構は、前記可動ベッドを移動させることで前記主軸ヘッドを移動させるものとした面状建材加工装置。
2. 請求項１において、前記上面押付け機構は、前記主軸ヘッドの並び方向に延びる昇降枠を、両端で昇降ガイドを介して昇降自在に支持し、前記昇降枠に主軸ヘッド並び方向に沿って複数の個別押し付け機構を設けた構成であり、前記外壁面材は、窯業系面材、天然石系面材、または樹脂系面材である面状建材加工装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記加工テーブルに対して、前記主軸ヘッドの並び方向と直交する方向に前記面材の搬入および搬出を行うと共に、前記加工テーブル上で前記面材を移動させる搬入搬出機構を設け、この搬入搬出機構に、前記加工テーブル上の面材の搬入方向の位置決めを行う面材搬入方向位置決め機構部、および前記搬入方向と直交する方向の位置決めを行う面材直交方向位置決め機構部を設けた面状建材加工装置。
4. 請求項３において、前記面材搬入方向位置決め機構部は、それぞれ前記面材の搬入側の端面を当接させる基準面を有しこの基準面に当接した面材の端部を把持する複数のチャックと、これら複数のチャックを前記主軸ヘッドの並び方向に並べて設置したチャック取付台と、このチャック取付台を前記面材の搬入方向に進退させるチャック進退機構と、前記面材を前記複数のチャックの基準面に対向して移動させて前記基準面に押し付ける面材押し込み機構とでなる面状建材加工装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記主軸ヘッドに、前記回転工具の近傍で工具先端側へ圧縮空気を吹き付けるノズルを設けた面状建材加工装置。

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