JP6956114B2 - フライス加工およびレーザードリル加工システム - Google Patents
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Description
本開示は、製造プロセスに関し、より具体的には、複数の異なる製造プロセスを順次行うことができる特殊なシステムに関する。
1つの実施形態にしたがって、コンポーネントを製造する方法は、ワークピースを所望の形状を有するコンポーネントへと形作ることと、複数の穴を上記ワークピースにドリル加工することとを含む。ドリル加工は、上記ワークピースを連続的に動かすこと、および上記ワークピースがあらかじめ定められた位置にあるときにレーザーを選択的に動作させることを含む。形作ることおよびドリル加工は、設備の同じ区画内で行なわれる。
添付の図面は、明細書に組み込まれ明細書の一部を形成し、本発明のいくつかの態様を具体化し、発明の詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。
図1〜3をここで参照して、従来型の自動旋盤または旋削型フライス盤20の例について説明する。装置20は、ガイドブッシングを含む中空のスピンドル24を含むヘッドストック22を含む。スピンドル24に動作可能に結合されるモータは、スピンドル24を軸の周りに回転および/または並進させるように構成される。チャックまたは襟部26は、システム20によって機械加工動作が行なわれる間にワークピース30を把持するために、スピンドル24の第1の端部28において提供される(図4に最良に示される)。テイルストック32は、スピンドル24とは反対に配置されてもよく、チャックまたはワークピース30の自由端部を握るための他の手段を含んでもよい。典型的には、テイルストック32は、軸の周りに並進および/または回転するように構成される。1つまたは複数のプロセスツール34は、典型的には、たとえばスピンドル24の隣接する第1の端部28といった、ヘッドストック22とテイルストック32との間の位置に配置され、ワークピース30がスピンドル24によって回転され並進される際にワークピース30に選択的に係合するように構成される。いくつかの実施形態では、図1に示されるように、ヘッドストック22、テイルストック32、およびプロセスツール34は、ワークピース30の全てのプロセスがチャンバ36内で行なわれるように、チャンバ36内に含まれてもよい。旋削型フライス盤の例は、たとえば、TsugamiまたはCitizen Machinery Co., LTDなどによって製造される、CNC旋盤、スイス式旋盤、スイス式旋削型旋盤、旋削/フライスマルチタスキングセンター、および旋削型機械を含むが、これらに限定されない。
Claims (20)
- コンポーネントの製造方法であって、
スピンドルと同軸に配置されたバーフィーダから供給ロッドを所定の軸に沿って並進させ、前記供給ロッドをワークピースとして提供することと、
前記スピンドルによって前記ワークピースを前記所定の軸の周りに回転および/または並進させながら、前記ワークピースをフライス加工によって所望の形状を有するコンポーネントへと形作ることと、
前記スピンドルによって前記ワークピースを前記所定の軸の周りに回転および/または並進させながら、複数の穴を前記ワークピース内にドリル加工することとを備え、前記ドリル加工することは、前記ワークピースを連続的に動かすこと、および前記ワークピースがあらかじめ定められた位置にあるときにレーザーを選択的に動作させることを含み、前記形作ることおよびドリル加工することは、設備の同じ区画内において行なわれ、
前記フライス加工を行なう装置に前記ワークピースを前記バーフィーダによって連続的に供給するために、前記バーフィーダおよび前記スピンドルは、同軸に配置され、これにより、前記バーフィーダの前記供給ロッドは、前記スピンドルから離れた位置から、前記スピンドルに隣接する位置もしくは略接触する位置または前記スピンドルの内部の位置までの間で、前記スピンドルの軸と同軸である前記所定の軸に沿って並進するよう構成される、製造方法。 - 前記形作ることは、旋削型フライス盤を介して行なわれる、請求項1に記載の方法。
- 前記形作ることおよびドリル加工することは、順次、中断なく行なわれる、請求項1に記載の方法。
- 前記コンポーネントを、破片および汚染物をそこから除去するために、冷却剤の流れを介してクリーニングすることをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記クリーニングすることは、前記形作ることおよびドリル加工することのうちの少なくとも1つの間に行なわれる、請求項4に記載の方法。
- アセンブリであって、
供給ロッドを所定の軸に沿って並進させ、ワークピースとして提供するバーフィーダと、
前記ワークピースを所望の形状を有するコンポーネントへとフライス加工するように構成される旋削型フライス盤を備え、前記旋削型フライス盤は、前記ワークピースを前記所定の軸の周りに回転可能および/または並進可能に支持するためのスピンドルを含み、前記スピンドルは前記バーフィーダと同軸に配置され、前記アセンブリは、さらに、
前記旋削型フライス盤と関連付けられたレーザーを備え、前記レーザーは、前記レーザーによって放射されるビームが前記スピンドルによって前記所定の軸の周りに回転および/または並進させられる前記ワークピースを横切るように配置され、前記レーザーは、前記ワークピース内に複数の穴を形成するために前記ワークピースが連続的に動く際に、選択的に動作され、
前記フライス加工を行なう前記旋削型フライス盤に前記ワークピースを前記バーフィーダによって連続的に供給するために、前記バーフィーダおよび前記スピンドルは、同軸に配置され、これにより、前記バーフィーダの前記供給ロッドは、前記スピンドルから離れた位置から、前記スピンドルに隣接する位置もしくは略接触する位置または前記スピンドルの内部の位置までの間で、前記スピンドルの軸と同軸である前記所定の軸に沿って並進するよう構成される、アセンブリ。 - 前記スピンドルは、前記ワークピースを軸の周りで回転および並進させるように構成される、請求項6に記載のアセンブリ。
- 前記旋削型フライス盤に動作可能に結合されたフィーダをさらに備え、前記フィーダは、前記ワークピースを前記旋削型フライス盤に連続的に供給する、請求項6に記載のアセンブリ。
- 前記旋削型フライス盤は、囲まれたチャンバを含み、前記スピンドルおよび前記レーザーは、前記チャンバ内に配置される、請求項6に記載のアセンブリ。
- 前記旋削型フライス盤は、冷却システムを含み、前記冷却システムは、前記旋削型フライス盤および前記レーザーの両方の動作中に、冷却剤の流れを前記ワークピース上に導く、請求項6に記載のアセンブリ。
- コンポーネントの形成方法であって、
スピンドルと同軸に配置されたバーフィーダから供給ロッドを所定の軸に沿って並進させることで提供されたワークピースを前記スピンドルによって前記所定の軸の周りに回転および/または並進させながら、前記ワークピースからフライス加工によって形成されるべきコンポーネントの構成を決定することを備え、前記構成は、前記スピンドルによって前記ワークピースを前記所定の軸の周りに回転および/または並進させながらレーザーを用いたドリル加工によって前記ワークピース内に形成されるべき複数の穴の位置を含み、前記方法は、さらに、
前記ワークピースの位置を示す位置データと前記コンポーネントの前記構成とをアルゴリズムに提供することを備え、前記アルゴリズムは、前記複数の穴の各々を形成するための前記ワークピースの動きおよびレーザーの対応する動作を決定するように構成され、
前記フライス加工を行なう装置に前記ワークピースを前記バーフィーダによって連続的に供給するために、前記バーフィーダおよび前記スピンドルは、同軸に配置され、これにより、前記バーフィーダの前記供給ロッドは、前記スピンドルから離れた位置から、前記スピンドルに隣接する位置もしくは略接触する位置または前記スピンドルの内部の位置までの間で、前記スピンドルの軸と同軸である前記所定の軸に沿って並進するよう構成される、方法。 - 前記コンポーネントの前記構成を決定することは、複数の入力に対して応答するプログラムによって行なわれる、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の入力は、穴の長径、短径、総数、および前記複数の穴間の中間部分、から選択される、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも1つの位置センサは、前記位置データを前記アルゴリズムに提供するように構成される、請求項11に記載の方法。
- エンコーダが、前記位置データを前記アルゴリズムに提供するように構成される、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の穴を形成することを前記アルゴリズムによって決定される際に、前記ワークピースを連続的に動かすことと前記レーザーを選択的に動作させることとをさらに備える、請求項11に記載の方法。
- コントロールシステムであって、
スピンドルと同軸に配置されたバーフィーダから供給ロッドを所定の軸に沿って並進させることで提供されたワークピースの位置を示すように構成される位置センサと、
前記スピンドルによって前記ワークピースを前記所定の軸の周りに回転および/または並進させながら、フライス加工およびレーザーを用いたドリル加工によって前記ワークピース内に形成されるべき複数の穴を含むコンポーネントの構成を複数の入力に応答して決定するように構成されるプログラムと、
プロセッサによって実行可能なアルゴリズムとを備え、前記アルゴリズムは、前記複数の穴の各々を形成するための前記ワークピースの動きおよびレーザーの対応する動作を決定するよう構成され、前記コントロールシステムは、さらに、
前記プロセッサを含むコントローラを備え、前記コントローラは、前記位置センサ、前記プログラム、および前記アルゴリズムに動作可能に結合され、前記コントローラは、前記アルゴリズムに応答して、前記ワークピースを連続的に動かし、前記レーザーを選択的に動作させるように構成され、
前記フライス加工を行なう装置に前記ワークピースを前記バーフィーダによって連続的に供給するために、前記バーフィーダおよび前記スピンドルは、同軸に配置され、これにより、前記バーフィーダの前記供給ロッドは、前記スピンドルから離れた位置から、前記スピンドルに隣接する位置もしくは略接触する位置または前記スピンドルの内部の位置までの間で、前記スピンドルの軸と同軸である前記所定の軸に沿って並進するよう構成される、コントロールシステム。 - 前記コントローラは、前記ワークピースと関連付けられたモータに動作可能に結合され、前記モータは、軸の周りの前記ワークピースの並進および回転を駆動するように構成される、請求項17に記載のコントロールシステム。
- 前記アルゴリズムは、「オンザフライ」レーザードリル加工を行うために必要な情報を識別するように構成される、請求項17に記載のコントロールシステム。
- 前記複数の入力は、穴の長径、短径、総数、および前記複数の穴間の中間部分から選択される、請求項17に記載のコントロールシステム。
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