JP2655214B2 - 長尺の被加工物のクランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺の被加工物のクラ
ンプ装置に係り、特に加工機械の加工範囲を大幅に超え
る長尺の被加工物を複数の加工区画に分割し搬送しなが
ら順次１加工区画ずつ加工するようにし、該被加工物を
送り方向に配設した複数の位置決め装置と順次係合させ
て送り方向の位置決めを行うと共に加工区画内の長尺の
被加工物を送り方向と直交する２つの基準面に押圧して
位置決めを行いながら加工することにより、加工機械の
加工範囲を大幅に超える長尺物であっても極めて高精度
に加工できるようにし、複数の分割型治具を不要化して
大幅な省力化を図った、車輛のシャシフレーム等の加工
に好適な長尺の被加工物のクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輛、特にトラック等の大型車輛のシャ
シフレーム等の長尺の被加工物は、加工機械の加工範囲
を大幅に、例えば６倍から１２倍も超える長さがあるの
で、小型部品のように一度の加工治具への取付けだけで
加工することはできない。

【０００３】そこで従来、該長尺の被加工物の加工は、
ローラコンベアに沿って複数台の単軸ボール盤を配設
し、該単軸ボール盤に装着した分割型治具のガイドブッ
シュでドリル等の刃具を案内しながら穴あけ加工を行
い、加工後ローラコンベア上を被加工物を手送りして搬
送していた。

【０００４】しかし、該従来の加工方法によると、被加
工物の種類が変更になる都度、分割型治具を組み立て直
さなければならず、また該分割型治具は、被加工物が大
きくなればなるほど大きく、また重くなり、組み立て作
業が作業者の大きな負担となるばかりでなく、作業効率
を低下させる原因ともなっていた。また重量の大きい被
加工物をローラコンベア上で手動により位置決めしなが
ら送るのは、大変な作業であり、加工精度にも作業者の
疲労によってバラツキが生ずるという欠点があった。

【０００５】更には、長尺の被加工物は、独立した複数
台の単軸ボール盤ごとに装着された分割型治具にセット
され、複数回に分割されて加工されるので、各単軸ボー
ル盤の設置位置の誤差がそのまま被加工物の加工位置の
精度に影響を及ぼし、加工精度をある程度以上向上させ
ることが困難であるという欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、長尺の被加工物をマシニングセン
タ等の加工機械で加工可能な範囲で複数の加工区画に分
割し、１加工区画ごとに順次加工を行うことにより比較
的小さな加工範囲の加工機械１台により被加工物の全加
工箇所を加工できるようにすることであり、またこれに
よって複数の分割型治具を不要とし、作業者の負担を軽
減すると共に作業者の人数の削減を可能として大幅な省
力化を図ることである。

【０００７】また他の目的は、位置決め装置を被加工物
の送り方向に複数配設し、該位置決め装置を無端のチェ
ーンコンベアによって搬送される被加工物の先端部に装
着された位置決め治具に順次係合させて送り方向の位置
決めを行うと共に、加工区画内の長尺の被加工物を送り
方向と直交する２つの基準面にクランプ装置で押圧して
位置決めしながら１加工区画ごとに順次加工することに
より、加工機械の加工範囲を大幅に超える長尺物であっ
ても、被加工物を搬送するチェーンコンベアの伸縮に関
係なく極めて高精度な加工を可能とし、加工品質を向上
させることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】要するに本発明は、複数
の加工区画に分割し順次１加工区画ずつ搬送しながら加
工する長尺の被加工物の先端部に該被加工物との相対的
位置が決められて装着可能とされた位置決め治具を前記
被加工物の加工機械の加工範囲の送り方向距離よりも小
さい距離間隔ごとに前記被加工物の送り方向に配設した
複数の位置決め装置に順次係合して前記被加工物の送り
方向の位置決めを行う送り方向位置決め装置と、前記加
工区画内の前記被加工物を前記送り方向と互いに直交す
る水平基準台及び垂直基準台に押圧することにより位置
決めする複数のクランプ機構とを備えたことを特徴とす
るものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。図１及び図２において、本発明に係る長尺の被加
工物のクランプ装置３０は、送り方向位置決め装置４
と、クランプ機構２６とを備えている。

【００１０】まず長尺の被加工物の加工装置１の基本構
成を図１により説明すると、加工機械２は、例えば、大
型車輛のシャシフレーム等の長尺の被加工物６に穴あけ
加工等の加工を行うためのものであって、３方向からの
加工が同時にできるように前後方向及び上方に配設され
た図示しないモータによって回転駆動されるスピンドル
軸８にドリル９が装着された公知のマシニングセンタで
あり、該スピンドル軸８は、図中仮想線１０で示す被加
工物６の送り方向寸法約１０５０ｍｍの範囲内で互いに
独立して移動し、被加工物６の該加工範囲内の任意の位
置に穴あけ加工ができるようになっている。

【００１１】またスピンドル軸８には、図示しない刃具
供給装置によってエンドミル等の各種の刃具が供給さ
れ、ドリル９等を自動的に交換して各種の機械加工がで
きるようになっている。

【００１２】位置決め治具３は、加工に先立って被加工
物６の送り方向の位置決めを行うためのものであって、
基部３ａと位置決め部３ｂと被加工物積載部３ｃとが形
成されている。基部３ａには、無端のチェーンコンベア
１２がボルト（図示せず）によって固定されていて、該
チェーンコンベア１２と共に移動するようになってい
る。

【００１３】位置決め部３ｂは、両側面が例えば９０°
の角度で凸形に形成されおり、位置決め装置４と係合し
て位置決めされるようになっている。被加工物積載部３
ｃは、位置決め部３ｂから上方に立ち上がった直方体形
状になっていて上面３ｄは、被加工物６を積載できるよ
うに平面が形成されている。

【００１４】また上面３ｄには先端に面取り加工が施さ
れた基準ピン１４が固定されており、該基準ピン１４を
被加工物６に形成された位置決め穴６ａに嵌合させて位
置決め治具３と被加工物６とを相対的に位置決めしなが
ら被加工物積載部３ｃに積載するようになっている。

【００１５】位置決め治具３の下面３ｅ及び上面は平行
であり、また下面３ｅから上面までの寸法は、例えばプ
ラスマイナス０．０１ｍｍ程度の高い精度で加工されて
いて、位置決め治具３を、加工機械２の刃具９との位置
が調整されて固定された水平基準台１７上に載せたと
き、被加工物６の高さ方向の位置決めが自動的になされ
るようになっている。

【００１６】位置決め装置４は、位置決め治具３の位置
決め部３ｂと係合して被加工物６の位置決めをするため
のものであって、被加工物６の送り方向に加工機械２の
送り方向の加工範囲約１０５０ｍｍよりも小さな距離、
例えば１０００ｍｍごとに被加工物６の両側方に１台ず
つ対向して複数台配設されている。

【００１７】位置決め装置４の可動ブロック１５は、基
台１６に形成されたあり溝１６ａに嵌合し、前後方向に
摺動自在となっており、先端部１５ａは９０°の角度で
凹形に形成され位置決め治具３の位置決め部３ｂと係合
して位置決め治具３を高精度に位置決めするようになっ
ている。

【００１８】また可動ブロック１５には、流体圧シリン
ダ１８のピストンロッド１９が固定されていて、図示し
ない圧力流体供給源から圧力流体を供給して作動させ、
可動ブロック１５を位置決め治具３に向けて移動させて
位置決め部３ｂと係合させ、又は該係合を解除するよう
になっている。

【００１９】搬送装置５は、被加工物６を搬送するため
のものであって、スプロケット２０に巻き掛けられた無
端のチェーンコンベア１２に複数の支持台２１がボルト
１３により固定されている。支持台２１は、被加工物６
の送り方向に複数配設されたガイドローラ２２上に配設
されていて、該支持台２１上に積載された被加工物６を
図示しない駆動装置によりスプロケット２０を回転させ
て滑らかに搬送するようになっている。支持台２１の高
さ寸法は、位置決め治具３と同様に例えばプラスマイナ
ス０．０１ｍｍ程度の高い精度で加工されていて、支持
台２１を水平基準台１７上に載せたとき、被加工物６の
高さ方向の位置決めがされるようになっている。

【００２０】次に、本発明に係るクランプ装置３０につ
いて説明すると、図１及び図２において、加工機械２の
加工部には流体圧シリンダ２２のピストンロッド２３を
伸縮させることによりピン２４を回転中心として回動自
在とされたクランプ部材２５を備えた４組のクランプ機
構２６が配設されており、流体圧シリンダ２２に圧力流
体を供給して作動させて加工範囲内の被加工物６を水平
基準台１７に（矢印Ｄ方向）及び基台１６に固定されて
いる垂直基準台２８に（矢印Ｅ方向）押圧して水平及び
垂直方向に固定した後、ドリル９を矢印Ｆ方向に夫々移
動させて被加工物６を加工するようになっている。

【００２１】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。図１及び図２におい
て、被加工物の一例たる長さ約１３ｍの車輛のシャシフ
レーム６を加工する場合について説明すると、前工程で
加工されたシャシフレーム６の位置決め穴６ａに基準ピ
ン１４を嵌合させて位置決め治具３とシャシフレーム６
とを相対的に位置決めし、搬送装置５の支持台２１上に
積載する。

【００２２】そして図示しない駆動装置によりスプロケ
ット２０を回転させ、無端のチェーンコンベア１２を移
動させて支持台２１上に積載したシャシフレーム６を位
置決め治具３が第１の位置決め装置４に対向する位置ま
で搬送する。次いで第１の位置決め装置４の一対の流体
圧シリンダ１８に図示しない圧力流体供給源から圧力流
体を供給し、可動ブロック１５を位置決め治具３に向け
て移動させて凹形に形成された先端部１５ａを位置決め
部３ｂの凸部に係合させてシャシフレーム６の搬送方向
の位置決めを行う。

【００２３】ここで位置決め治具３は、位置決め部３ｂ
の凸部と可動ブロック１５の凹形の先端部１５ａとが係
合することにより係合前に多少相対的な位置が狂ってい
てもこれを修正して所定の位置に精度よく機械的に位置
決めされるので、チェーンコンベア１２によるシャシフ
レーム６の搬送精度は、位置決め部３ｂの凸部と可動ブ
ロック１５の先端部１５ａとが対向する程度の位置で停
止させればよく、あまり精度を必要としない。

【００２４】そして４組のクランプ機構２６の流体圧シ
リンダ２２を作動させクランプ部材２５をピン２４を回
転中心として回動させ加工区画内のシャシフレーム６を
水平基準台１７及び垂直基準台２８に夫々矢印Ｄ及びＥ
方向に押圧して水平及び垂直方向位置を固定する。次い
でドリル９等の刃具を自動的に交換しながら矢印Ｆ方向
に送り込み、１０５０ｍｍの加工範囲内の加工を３方向
から同時に行って第１の加工区画内の加工が終了する。

【００２５】次いで流体圧シリンダ１８及び流体圧シリ
ンダ２２を上記とは逆方向に作動させ、位置決め治具３
及びシャシフレーム６の固定を解除した後、再びチェー
ンコンベア１２を作動させて、位置決め治具３及び支持
台２１をガイドローラ２２上で滑らかに移動させて第２
の位置決め装置４と対向する位置まで約１０００ｍｍシ
ャシフレーム６を位置決め治具３と共に移動させて停止
させる。

【００２６】そして流体圧シリンダ１８及び流体圧シリ
ンダ２２を作動させ、シャシフレーム６を上記したと全
く同様に送り方向及びこれと直交する水平及び垂直方向
の位置決めをして固定し、第２の加工区画内の加工を行
う。

【００２７】上記した如くシャシフレーム６を１加工区
画ごとに順次位置決め固定しながら加工し、長尺のシャ
シフレーム６を１３の加工区画に分割して順次加工する
ことで、加工範囲１０５０ｍｍの１台の加工機械２を用
いて該加工範囲の１３倍もの長さのシャシフレーム６の
すべての部分を加工することができる。

【００２８】またシャシフレーム６の位置決めは、位置
決め穴６ａに基準ピン１４が嵌合する位置決め治具３を
位置決め装置４で固定して行うので、複数の加工区画に
分割して加工するにもかかわらず、シャシフレーム６の
送り方向の加工基準は常に位置決め穴６ａであり、チェ
ーンコンベア１２の伸びや停止位置に関係なく高精度に
位置決めできる。

【００２９】更に、シャシフレーム６の送り方向と直交
する水平及び垂直方向の位置決めは、本発明クランプ装
置３０によりシャシフレーム６の加工区画内の部分を水
平基準台１７及び垂直基準台２８に押圧して位置決めす
るので、シャシフレーム６を極めて高精度に加工するこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上記のように長尺の被加工物
をマシニングセンタ等の加工機械で加工可能な範囲で複
数の加工区画に分割し、１加工区画ごとに順次加工を行
うようにしたので、比較的小さな加工範囲の加工機械１
台により被加工物の全加工箇所を加工できる効果があ
り、またこの結果複数の分割型治具が不要となり、作業
者の負担を軽減できると共に、作業者の人数の削減が可
能となり、大幅な省力化を図ることができる効果があ
る。

【００３１】また位置決め装置を被加工物の送り方向に
複数配設し、該位置決め装置を無端のチェーンコンベア
によって搬送される被加工物の先端部に装着された位置
決め治具に順次係合させて送り方向の位置決めを行うと
共に、加工区画内の長尺の被加工物を送り方向と直交す
る２つの基準面にクランプ装置で押圧して位置決めしな
がら１加工区画ごとに順次加工するようにしたので、加
工機械の加工範囲を大幅に超える長尺物であっても、被
加工物を搬送するチェーンコンベアの伸縮に関係なく極
めて高精度な加工が可能となり、加工品質を向上させる
ことができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】長尺の被加工物のクランプ装置を含む加工装置
の全体斜視図である。

【図２】加工区画内におけるクランプ装置の作動状態を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 加工機械 ３ 位置決め治具 ４ 位置決め装置 ６ 長尺の被加工物の一例たるシャシフレーム １７ 水平基準台 ２６ クランプ機構 ２８ 垂直基準台 ３０ 長尺の被加工物のクランプ装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項】 複数の加工区画に分割し順次１加工区画ず
   つ搬送しながら加工する長尺の被加工物の先端部に該被
   加工物との相対的位置が決められて装着可能とされた位
   置決め治具を前記被加工物の加工機械の加工範囲の送り
   方向距離よりも小さい距離間隔ごとに前記被加工物の送
   り方向に配設した複数の位置決め装置に順次係合して前
   記被加工物の送り方向の位置決めを行う送り方向位置決
   め装置と、前記加工区画内の前記被加工物を前記送り方
   向と互いに直交する水平基準台及び垂直基準台に押圧す
   ることにより位置決めする複数のクランプ機構とを備え
   たことを特徴とする長尺の被加工物のクランプ装置。