特開 2024-44064 ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム、及びガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044064

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム、及びガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 39/14 20060101AFI20240326BHJP

   B23Q 3/06 20060101ALI20240326BHJP

   B23Q 17/20 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

B23B39/14

B23Q3/06 302C

B23Q17/20 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149387

(22)【出願日】2022-09-20

(71)【出願人】

【識別番号】000149505

【氏名又は名称】大同マシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002033

【氏名又は名称】弁理士法人東名国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古田 尚

(72)【発明者】

【氏名】加藤 賢二

【テーマコード（参考）】

3C016

3C029

3C036

【Ｆターム（参考）】

3C016CA03

3C016CB02

3C016CB13

3C016CC01

3C016CD01

3C016CE05

3C029BB06

3C036BB11

3C036GG07

(57)【要約】

【課題】穿孔装置を用いてワークを穿孔加工する場合において、穿孔加工作業の効率化、及び作業時間の短縮化等を図ることが可能な穿孔システムを提供することを課題とする。
【解決手段】ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム１は、ドリル位置を調整するドリル位置調整手段Ｓ１と、ワークを固定するクランプ動作開始手段Ｓ２と、クランプ動作に連動し、ドリルユニットをＺ軸下方に沿って移動制御し、穿孔を行う穿孔手段Ｓ４と、穿孔加工の完了を検出する穿孔加工完了検出手段と、穿孔ドリルを上昇させる穿孔ドリル上昇手段と、ドリル先端がワーク上面位置に到達したことを確認する穿孔ドリル到達確認手段と、ドリル先端の到達確認に連動し、ワーククランプのクランプ動作を解除するクランプ動作解除手段とを具備する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

穿孔加工の対象となるワークを切削可能な穿孔ドリル、前記穿孔ドリルを装着し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に沿って移動制御可能に形成され、前記穿孔ドリルのドリル先端のドリル位置を変位可能なドリルユニット、及び穿孔加工時の前記ワークを固定するワーククランプを有するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システムであって、
前記ドリルユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動制御し、前記ワークに規定された穿孔位置の上方に、前記ドリル位置を一致させるドリル位置調整手段と、
前記ドリル位置の調整完了後、前記ワーククランプを作動させ、前記ワークを固定するクランプ動作を開始するクランプ動作開始手段と、
前記クランプ動作の開始に連動し、前記ドリルユニットをＺ軸下方に沿って移動制御し、前記ドリルユニットとともに下降する前記穿孔ドリルを利用して前記ワークを切削し、穿孔を行う穿孔手段と、
前記穿孔ドリルによる前記ワークへの穿孔加工の完了を検出する穿孔加工完了検出手段と、
前記ワークへの穿孔加工の完了を検出した後、前記ドリルユニットをＺ軸上方に沿って移動制御し、前記穿孔ドリルを上昇させ、前記ワークから離間させる穿孔ドリル上昇手段と、
前記ドリル先端が前記ワークのワーク上面位置に到達したことを確認する穿孔ドリル到達確認手段と、
前記ワーク上面位置への前記ドリル先端の到達確認に連動し、前記ワークを固定する前記ワーククランプのクランプ動作を解除するクランプ動作解除手段と
を具備するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【請求項2】

前記穿孔手段による前記穿孔ドリルの下降速度を段階的に変化させる下降速度変化手段を更に具備し、
前記下降速度変化手段は、
前記ドリル先端がドリル初期位置からドリル早送り待機位置に到達するまで第一下降速度で移動制御し、
前記ドリル早送り待機位置から前記ワーク上面位置に到達するまで前記第一下降速度よりも低速度の第二下降速度で移動制御する請求項１に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【請求項3】

前記ワーククランプによる前記ワークのクランプ動作の完了を検出するクランプ動作完了検出手段と、
前記クランプ動作の完了検出に基づいて、前記ワークのワーク厚さを測定するワーク厚さ測定手段と、
測定された前記ワーク厚さに基づいて前記ワークの切削開始高さを算出する切削開始高さ算出手段と
を更に具備する請求項１または２に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【請求項4】

前記穿孔加工完了検出手段は、
前記穿孔ドリルのドリル軸の回転に要するドリル軸電流量の変化を検出する請求項１または２に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【請求項5】

穿孔加工の対象となるワークを切削可能な穿孔ドリル、前記穿孔ドリルを装着し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に沿って移動制御可能に形成され、前記穿孔ドリルのドリル先端のドリル位置を変位可能なドリルユニット、及び穿孔加工時の前記ワークを固定するワーククランプを有するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法であって、
前記ドリルユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動制御し、前記ワークに規定された穿孔位置の上方に、前記ドリル位置を一致させるドリル位置調整工程と、
前記ドリル位置の調整された後、前記ワーククランプを作動させ、前記ワークを固定するクランプ動作を開始するクランプ動作開始工程と、
前記クランプ動作の開始に連動し、前記ドリルユニットをＺ軸下方に沿って移動制御し、前記ドリルユニットとともに下降する前記穿孔ドリルを利用して前記ワークを切削し、穿孔を行う穿孔工程と、
前記穿孔ドリルによる前記ワークへの穿孔加工の完了を検出する穿孔加工完了検出工程と、
前記ワークへの穿孔加工の完了を検出した後、前記ドリルユニットをＺ軸上方に沿って移動制御し、前記穿孔ドリルを上昇させ、前記ワークから離間させる穿孔ドリル上昇工程と、
前記ドリル先端が前記ワークのワーク上面位置に到達したことを確認する穿孔ドリル到達確認工程と、
前記ワーク上面位置への前記ドリル先端の到達確認に連動し、前記ワークを固定する前記ワーククランプのクランプ動作を解除するクランプ動作解除工程と
を具備するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【請求項6】

前記穿孔工程による前記穿孔ドリルの下降速度を段階的に変化させる下降速度変化工程を更に具備し、
前記下降速度変化工程は、
前記ドリル先端がドリル初期位置からドリル早送り待機位置に到達するまで第一下降速度で移動制御し、
前記ドリル早送り待機位置から前記ワーク上面位置に到達するまで前記第一下降速度よりも低速度の第二下降速度で移動制御する請求項５に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【請求項7】

前記ワーククランプによる前記ワークのクランプ動作の完了を検出するクランプ動作完了検出工程と、
前記クランプ動作の完了検出に基づいて、前記ワークのワーク厚さを測定するワーク厚さ測定工程と、
測定された前記ワーク厚さに基づいて前記ワークの切削開始高さを算出する切削開始高さ算出工程と
を更に具備する請求項５または６に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【請求項8】

前記穿孔加工完了検出工程は、
前記穿孔ドリルのドリル軸の回転に要するドリル軸電流量の変化を検出する請求項５または６に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム（以下、単に「穿孔システム」と称す。）、及びガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法（以下、単に「穿孔方法」と称す。）に関する。更に詳しくは、ワークに複数の孔を設ける穿孔加工を行うためにガントリー型穿孔装置を制御する穿孔システム、及び穿孔方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄骨、橋梁等の大型本体プレートや小物部材等に孔をあける穿孔加工において、数値制御（ＮＣ制御）による高速切削を可能とするガントリー型穿孔装置（以下、単に「穿孔装置」と称す。）が使用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【0003】

穿孔加工の対象となる大型本体プレート等のワークに対し、予め規定された複数の位置にそれぞれ規定サイズの孔を設ける穿孔加工が行われている。そして、孔の位置が一致するように互いのワークを重ね、当該孔にボルトを通し、ナットを螺設したり、溶接によって接合したりすることでワーク同士を強固に連結することができる。

【0004】

穿孔装置は、穿孔加工の対象となるワークを載置し、下方から支持する載置テーブルと、当該載置テーブルの長手方向（Ｘ軸方向に相当）に沿って配設された一対のガイドレールと、一対のガイドレールの上に支持され、当該ガイドレールに従ってＸ軸方向に沿って自在に移動可能なゲート状（門状）のガントリーユニットと、ガントリーユニットに取設され、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に沿って自在に移動可能、かつ、Ｚ軸方向（上下方向）に沿って自在に移動可能なドリルユニットとを具備して主に構成されている。これにより、ドリルユニットに装着された穿孔ドリルをＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸で位置制御し、ワークの所望の穿孔位置に対して穿孔加工を行うことができる。

【0005】

一般的に大型の建造用資材等を製造するためには、一つのワークに対して複数の穿孔位置が設定され、それぞれの穿孔位置に対して穿孔加工を行う必要がある。そのため、穿孔装置のドリルユニットを数値制御し、複数の穿孔位置に対して順次穿孔加工を自動的に行う作業が実施されている。このように、一つのワークに対して設定された全ての穿孔位置への穿孔加工を完了するためには多くの時間が必要となり、例えば、穿孔加工の作業開始から作業完了までに数時間から数十時間を要することがあり、夜間にかかる作業を無人運転により行うこともある。

【0006】

更に具体的に、従来の穿孔装置１００によるワークＷの穿孔加工の流れの一例を図９（ａ）～（ｅ）に基づいて説明する。なお、図９において、穿孔装置１００の各構成等については、説明を簡略化するために一部構成を省略し、また模式的に図示している。

【0007】

始めに、載置テーブル１０１に載置されたワークＷの穿孔位置Ｐの上方にＸ軸方向（図９における紙面左右方向に相当）及びＹ軸方向（図９における紙面手前から奥行方向に相当）に沿ってガントリーユニット（図示しない）に取設されたドリルユニット１０２を移動制御する。

【0008】

ドリルユニット１０２には、穿孔ドリル１０３が装着されており、当該穿孔ドリル１０３のドリル先端１０３ａがワークＷに対して向けられている。ドリルユニット１０２（穿孔ドリル１０３）のＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った移動制御により、ワークＷの穿孔位置Ｐから所定の高さに穿孔ドリル１０３のドリル先端１０３ａがワークＷの穿孔位置Ｐに対して向けられ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置決め調整が完了する（図９（ａ）参照）。

【0009】

上記位置決め調整の作業が完了した後、ドリルユニット１０２に付設されたワーククランプ１０４を作動させ、ワークＷを固定するクランプ動作を開始する。クランプ動作によってクランプ下面１０４ａがワークＷのワーク上面Ｗ１と接するようにワーククランプ１０４が下方に向かって伸長する。すなわち、ワーククランプ１０４をＺ軸下方（図９における紙面下方向に相当）に向かって下降させる操作を行う（図９（ｂ））。

【0010】

ここで、ワーククランプ１０４は、ドリルユニット１０２に内蔵された油圧シリンダ等の周知の駆動手段（図示しない）と連結されており、Ｚ軸方向に沿ってドリルユニット１０２からＺ軸方向に沿って伸長及び収縮することができる。すなわち、ワーククランプ１０４はＺ軸方向に沿って上昇及び下降を繰り返すことができる。

【0011】

ワーククランプ１０４のクランプ動作により、ワーククランプ１０４のクランプ下面１０４ａとワーク上面Ｗ１とが接することにより、ワークＷが載置テーブル１０１側に押し付けられる。これにより、ワークＷが固定された状態となる。その結果、穿孔加工において穿孔ドリル１０３によってワークＷを貫通した際に生じる、所謂「スプリングバック」の発生や、切削時におけるワークＷの振動や載置テーブル１０１からの浮き上がり等の不具合の発生を抑えることができ、穿孔位置Ｐがずれることがなく、正しい加工精度での穿孔加工を行うことができる。

【0012】

ここで、「スプリングバック」とは、穿孔加工時や曲げ加工時等において、ワークＷに対する圧力が除かれた場合に、当該ワークが跳ね上がってくる現象であり、特に、上記穿孔装置１００の場合、穿孔ドリル１０３によってワークＷを押し下げながら穿孔を行い、孔が貫通した際に、当該孔の周囲のワークＷが上方に向かって跳ね上がるものである。これにより、ワークＷの一部（孔の孔壁）が穿孔ドリル１０３と接触する不具合を生じることもある。

【0013】

ワーククランプ１０４によるクランプ動作の完了した後、すなわち、ワークＷの固定を確認した後、ドリルユニット１０２及び当該ドリルユニット１０２に装着された穿孔ドリル１０３をＺ軸下方に沿って移動制御し、所定のドリル下降速度Ｖａでドリルユニット１０２を下降させる（図９（ｃ）参照）。穿孔ドリル１０３はドリル軸に従って所定の回転速度で高速回転しており、穿孔ドリル１０３がワークＷのワーク上面Ｗ１と接し、ワーク下面Ｗ２を超えて穿孔ドリル１０３の下降を継続することにより、ワーク厚さｄのワークＷを貫通した孔Ｈが形成される。

【0014】

穿孔加工により、孔Ｈが形成され、ドリル先端１０３ａが予め規定された位置に到達した後、穿孔ドリル１０３の下降を停止し、予め規定されたドリル上昇速度ＶｂでＺ軸上方に沿って移動制御を行う。なお、穿孔ドリル１０３のドリル軸に従った回転は、Ｚ軸上方に沿った移動制御においても継続している。

【0015】

その結果、ドリルユニット１０２及び穿孔ドリル１０３がＺ軸上方に向かって上昇し、ドリル先端１０３ａが穿孔加工の作業開始前の位置（高さ）に戻るまでかかる動作を継続する（図９（ｄ）参照）。そして、ドリル先端１０３ａが作業開始前の位置まで復帰したことを確認した後、ワーククランプ１０４によるワークＷの固定を解除する（図９（ｅ）参照）。図９（ａ）～（ｅ）に模式的に示した一連の処理を行うことで、ワークＷの一の穿孔位置Ｐに対する穿孔加工の作業が完了する。

【0016】

そして、ワーククランプ１０４が所定の位置まで戻った段階で、ワークＷの新たな穿孔位置ＰまでＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってドリルユニット１０２を移動制御することにより（図９（ａ）参照）、新たな穿孔位置Ｐに対する穿孔加工を開始することができる。このようにして、１のワークＷに対して複数の穿孔位置Ｐが設定された場合であっても、それぞれの穿孔位置Ｐに対して図９（ａ）～（ｅ）の穿孔加工の作業を順次繰り返すことにより、穿孔装置１００を用いてワークＷに複数の孔Ｈを形成する穿孔加工を自動化して行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】特開２０１９－０８４６１９号公報

【特許文献2】特開２０１９－０８４６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

上記に示したように、従来の穿孔装置の場合、ドリルユニット（穿孔ドリル）のＺ軸下方への下降動作やＺ軸上方への上昇動作の制御のタイミング、及び、ワーククランプによるワークを固定するクランプ動作やクランプ状態を解除するクランプ解除動作等に係るそれぞれの動作の制御タイミングは、個々の動作が完了したことを確認した後、次の動作のための制御処理が開始されていた。

【0019】

その結果、一つの動作に対する制御が完了した後でしか次の動作の制御が行われないため、穿孔位置に対する穿孔加工の作業が長くなることがあった。特に、前述したように、複数の穿孔位置が設定されたワークに対して順次穿孔加工を行う必要がある大型本体プレート等のワークの場合、ワークに対する全体の穿孔加工時間が長期化するおそれがあった。特に近年において、穿孔加工作業の効率化や省力化が求められ、作業時間自体の短縮化も期待されていた。

【0020】

更に、従来の穿孔装置の場合、上記ドリルユニットの動作量は、予め数値制御によって設定されていた。そのため、埋め立て地等の地盤沈下しやすい場所に上記穿孔装置が設置され、経年使用によって穿孔装置が傾斜した場合、予め設定された動作量しかドリルユニットの制御がなされず、ワークに対して十分な穿孔が行えない可能性があった。

【0021】

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、穿孔装置を用いてワークを穿孔加工する場合において、穿孔加工における各機能的構成及び各工程における作業時間の短縮化を図ることが可能であり、ワーククランプのクランプ動作に基づいて切削開始高さを算出可能な穿孔システム、及び穿孔方法の提供を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0022】

本発明によれば、上記課題を解決した穿孔システム、及び穿孔方法が提供される。

【0023】

［１］ 穿孔加工の対象となるワークを切削可能な穿孔ドリル、前記穿孔ドリルを装着し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に沿って移動制御可能に形成され、前記穿孔ドリルのドリル先端のドリル位置を変位可能なドリルユニット、及び穿孔加工時の前記ワークを固定するワーククランプを有するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システムであって、前記ドリルユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動制御し、前記ワークに規定された穿孔位置の上方に、前記ドリル位置を一致させるドリル位置調整手段と、前記ドリル位置の調整完了後、前記ワーククランプを作動させ、前記ワークを固定するクランプ動作を開始するクランプ動作開始手段と、前記クランプ動作の開始に連動し、前記ドリルユニットをＺ軸下方に沿って移動制御し、前記ドリルユニットとともに下降する前記穿孔ドリルを利用して前記ワークを切削し、穿孔を行う穿孔手段と、前記穿孔ドリルによる前記ワークへの穿孔加工の完了を検出する穿孔加工完了検出手段と、前記ワークへの穿孔加工の完了を検出した後、前記ドリルユニットをＺ軸上方に沿って移動制御し、前記穿孔ドリルを上昇させ、前記ワークから離間させる穿孔ドリル上昇手段と、前記ドリル先端が前記ワークのワーク上面位置に到達したことを確認する穿孔ドリル到達確認手段と、前記ワーク上面位置への前記ドリル先端の到達確認に連動し、前記ワークを固定する前記ワーククランプのクランプ動作を解除するクランプ動作解除手段とを具備するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【0024】

［２］ 前記穿孔手段による前記穿孔ドリルの下降速度を段階的に変化させる下降速度変化手段を更に具備し、前記下降速度変化手段は、前記ドリル先端がドリル初期位置からドリル早送り待機位置に到達するまで第一下降速度で移動制御し、前記ドリル早送り待機位置から前記ワーク上面位置に到達するまで前記第一下降速度よりも低速度の第二下降速度で移動制御する前記［１］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【0025】

［３］ 前記ワーククランプによる前記ワークのクランプ動作の完了を検出するクランプ動作完了検出手段と、前記クランプ動作の完了検出に基づいて、前記ワークのワーク厚さを測定するワーク厚さ測定手段と、測定された前記ワーク厚さに基づいて前記ワークの切削開始高さを算出する切削開始高さ算出手段とを更に具備する前記［１］または［２］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【0026】

［４］ 前記穿孔加工完了検出手段は、前記穿孔ドリルのドリル軸の回転に要するドリル軸電流量の変化を検出する前記［１］または［２］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム。

【0027】

［５］ 穿孔加工の対象となるワークを切削可能な穿孔ドリル、前記穿孔ドリルを装着し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に沿って移動制御可能に形成され、前記穿孔ドリルのドリル先端のドリル位置を変位可能なドリルユニット、及び穿孔加工時の前記ワークを固定するワーククランプを有するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法であって、前記ドリルユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動制御し、前記ワークに規定された穿孔位置の上方に、前記ドリル位置を一致させるドリル位置調整工程と、前記ドリル位置の調整された後、前記ワーククランプを作動させ、前記ワークを固定するクランプ動作を開始するクランプ動作開始工程と、前記クランプ動作の開始に連動し、前記ドリルユニットをＺ軸下方に沿って移動制御し、前記ドリルユニットとともに下降する前記穿孔ドリルを利用して前記ワークを切削し、穿孔を行う穿孔工程と、前記穿孔ドリルによる前記ワークへの穿孔加工の完了を検出する穿孔加工完了検出工程と、前記ワークへの穿孔加工の完了を検出した後、前記ドリルユニットをＺ軸上方に沿って移動制御し、前記穿孔ドリルを上昇させ、前記ワークから離間させる穿孔ドリル上昇工程と、前記ドリル先端が前記ワークのワーク上面位置に到達したことを確認する穿孔ドリル到達確認工程と、前記ワーク上面位置への前記ドリル先端の到達確認に連動し、前記ワークを固定する前記ワーククランプのクランプ動作を解除するクランプ動作解除工程とを具備するガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【0028】

［６］ 前記穿孔工程による前記穿孔ドリルの下降速度を段階的に変化させる下降速度変化工程を更に具備し、前記下降速度変化工程は、前記ドリル先端がドリル初期位置からドリル早送り待機位置に到達するまで第一下降速度で移動制御し、前記ドリル早送り待機位置から前記ワーク上面位置に到達するまで前記第一下降速度よりも低速度の第二下降速度で移動制御する前記［５］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【0029】

［７］ 前記ワーククランプによる前記ワークのクランプ動作の完了を検出するクランプ動作完了検出工程と、前記クランプ動作の完了検出に基づいて、前記ワークのワーク厚さを測定するワーク厚さ測定工程と、測定された前記ワーク厚さに基づいて前記ワークの切削開始高さを算出する切削開始高さ算出工程とを更に具備する前記［５］または［６］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【0030】

［８］ 前記穿孔加工完了検出工程は、前記穿孔ドリルのドリル軸の回転に要するドリル軸電流量の変化を検出する前記［５］または［６］に記載のガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法。

【発明の効果】

【0031】

本発明の穿孔システム、及び穿孔方法によれば、ワークを穿孔加工する穿孔ドリルの移動制御とワーククランプによるクランプ動作及びクランプ解除動作を並行して実施することにより、穿孔加工作業の効率化、省力化、及び作業時間の短縮化等を図ることができる。特に、従来の穿孔装置を用いる場合と比較して、一つのワークに対して複数の穿孔位置にそれぞれ穿孔加工を行う場合の作業効率を向上させることができ、穿孔加工の作業時間の短縮化や使用する電気量の削減等の省力化も合わせて行うことができる。更に、穿孔装置が傾斜した場合の穿孔加工の不具合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本実施形態の穿孔システムによる穿孔加工の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図2】穿孔システムによる穿孔加工の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図3】穿孔システムによる穿孔加工の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図4】穿孔システムによるドリル位置調整手段の一例を示す説明図である。

【図5】穿孔システムによるクランプ動作開始手段の一例を示す説明図である。

【図6】穿孔システムによる穿孔手段の一例を示す説明図である。

【図7】穿孔システムによる穿孔加工完了検出手段の一例を示す説明図である。

【図8】穿孔システムにおける穿孔ドリル上昇手段、穿孔ドリル到達確認手段、及びクランプ動作解除手段の一例を示す説明図である。

【図9】従来の穿孔装置を用いたワークに対する穿孔加工の処理の流れを模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を参照しつつ本発明の穿孔システム、及び穿孔方法について詳述する。ここで、本発明の穿孔システム、及び穿孔方法は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、種々の設計の変更、修正及び改良等を加え得るものである。

【0034】

本発明の一実施形態の穿孔システム１（本発明におけるガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム）は、図４～７に模式的に示される“ガントリー型”の穿孔装置１０（本発明におけるガントリー型穿孔装置に相当）を使用し、穿孔加工の対象となるワークＷ（例えば、鋼製の厚板等）を切削し、予め規定された穿孔位置Ｐに所定の孔径の孔Ｈを形成するためのものである。

【0035】

穿孔装置１０は、ワークＷを切削可能な穿孔加工用の穿孔ドリル１１と、当該穿孔ドリル１１を装着し、Ｘ軸方向（図４～７における紙面左右方向に相当）、Ｙ軸方向（図４～７における紙面手前から奥行方向に相当）、及びＺ軸方向（図４～７における紙面上下方向に相当）に沿って移動制御可能に形成され、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａのドリル位置を自在に変位可能なドリルユニット１２と、ワークＷを載置し、下方から支持する載置テーブル１３と、ドリルユニット１２に付設されたワーククランプ１４とを主に具備して構成されている。

【0036】

更に穿孔装置１０は、その他従来から周知の構成として、例えば、一対のＸ軸ガイドレール、当該Ｘ軸ガイドレールに支持され、ドリルユニット１２を取設可能なガントリーユニット、及び、ドリルユニット１２やその他ガントリーユニット等を予め規定された変化量に基づいて移動制御するための移動制御部等をそれぞれ具備している。なお、Ｘ軸ガイドレール等の構成は周知のものであり、説明を簡略化するための図示を省略する。

【0037】

かかる構成の穿孔装置１０を用いることで、載置テーブル１３に支持されたワークＷの予め規定された穿孔位置Ｐに対し、ドリル軸に従って回転する穿孔ドリル１１を利用して穿孔加工を行い、予め設定された孔径の孔Ｈをあけることができる。穿孔ドリル１１及びドリルユニット１２は、予め記憶された穿孔加工データに基づいて移動制御部からの指示によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向への移動量、動作タイミング、及びドリル位置等をそれぞれ数値制御することができる。なお、本発明の穿孔方法（ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔方法）は、これらの穿孔装置１０を用い、上記穿孔システム１を採用することでワークＷに穿孔加工を行い、孔Ｈをあけるための方法である。

【0038】

本実施形態の穿孔システム１及び穿孔方法により孔Ｈの穿孔加工を行うワークＷは、例えば、最終製品として、高速道路の橋脚等に使用される鉄骨等を製造するためのものであり、鉄製の厚板によって構成されている。本実施形態の穿孔システム１においても所定のワーク厚さｄを有する平板状の厚板をワークＷとして以下に説明を行うものとする。なお、穿孔加工の対象となるワークＷは、上記の鉄骨等を製造するためのものに限定されるものではなく、例えば、ボックス柱やＨ形鋼等の種々の製品を製造する際に実施される穿孔加工においても本発明の穿孔システム及び穿孔方法を採用することができる。

【0039】

以下、本実施形態の穿孔システム１及び穿孔方法の処理または工程の流れについて、図１～３のフローチャート、及び図４～７のワークＷに対する穿孔装置１０の各種動作を模式的に示した説明図に基づいて説明する。

【0040】

本実施形態の穿孔システム１は、主たる機能的構成として、ドリル位置調整手段Ｓ１と、クランプ動作開始手段Ｓ２と、穿孔手段Ｓ４と、穿孔加工完了検出手段に相当する孔貫通位置確認手段Ｓ１２及びドリル軸電流量監視手段Ｓ１４と、穿孔ドリル上昇手段Ｓ１５と、穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６と、クランプ動作解除手段Ｓ１７とを主に具備して構成されている。

【0041】

更に、穿孔システム１は、その他の機能的構成として、下降速度変化手段に相当する第一下降速度変化手段Ｓ９及び第二下降速度変化手段Ｓ１１、クランプ動作完了検出手段Ｓ５、ワーク厚さ測定手段Ｓ６、及び切削開始高さ算出手段Ｓ７をそれぞれ具備し、その他各機能的構成の間の処理を実施する複数の手段を具備している。

【0042】

以下、本実施形態の穿孔システム１におけるそれぞれの機能的構成、及び穿孔システム１を利用した穿孔方法について具体的に説明する。ここで、穿孔システム１における各機能的構成（・・・手段）が本発明の穿孔方法におけるそれぞれの工程、例えば、ドリル位置調整工程等に相当する。

【0043】

本実施形態の穿孔システム１におけるドリル位置調整手段Ｓ１は、図４に模式的に示すように、ガントリーユニット（図示しない）に取設されたドリルユニット１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動制御し、載置テーブル１３によって支持されたワークＷの予め規定された穿孔位置Ｐの上方に、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａの位置（ドリル位置）を一致させるものである（本発明におけるドリル位置調整工程に相当）。

【0044】

ここで、穿孔システム１のシステム開始当初は、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａは、ワークＷのワーク上面Ｗ１から所定の高さにあるドリル初期位置ＺＰ０（図４参照）に位置している。すなわち、ドリル初期位置ＺＰ０の高さを保った状態で、換言すれば、Ｚ軸方向への移動制御をすることなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動のみが許可された状態でドリル位置の調整が行われる。

【0045】

かかるドリル位置調整手段Ｓ１の処理が実施される間、ドリルユニット１２に付設されたワーククランプ１４は、ドリル先端１１ａから一定の高さだけクランプ下面１４ａが離間した位置（クランプ初期位置ＣＰ０）で待機している。

【0046】

ドリル位置調整手段Ｓ１によるドリル位置の調整完了後、図５に示すように、ワーククランプ１４によるクランプ動作を開始する処理を行う（クランプ動作開始手段Ｓ２、クランプ動作開始工程）。すなわち、上記したクランプ初期位置ＣＰ０の高さにあり、待機した状態のワーククランプ１４の動作を開始させ、載置テーブル１３の上に支持されたワークＷに向かってワーククランプ１４を下降させる。

【0047】

ドリルユニット１２に付設されたワーククランプ１４は、当該ドリルユニット１２内に設けられたワーククランプ１４の昇降用駆動源となる油圧シリンダ１５とワーククランプ１４の変化量を検出するためのロータリーエンコーダ１６を介して連結されている。

【0048】

これにより、油圧シリンダ１５によるシリンダ軸（図示しない）の伸長及び収縮動作に応じ、ワーククランプ１４の下降及び上昇を行うことができる。クランプ動作開始手段Ｓ２によって、クランプ下面１４ａがワークＷのワーク上面Ｗ１と接する位置までワーククランプ１４が下降制御される。その結果、ワークＷを載置テーブル１３側（Ｚ軸下方型）に押し付けることが可能となり、ワーククランプ１４及び載置テーブル１３の間でワークＷを上下方向から挟みこんでワークＷの移動等を規制することができる。すなわち、ワーククランプ１４によるワークＷの固定を行うことができる（図５参照）。

【0049】

更に、本実施形態の穿孔システム１は、ワーククランプ１４と接続されたロータリーエンコーダ１６によって、ワーククランプ１４の移動量（単位時間当たりの変化量）を求めることができる。すなわち、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａのＺ軸方向の位置（高さ）からワーククランプ１４のクランプ下面１４ａの位置を減ずることにより、ドリル先端１１ａ及びクランプ下面の間の距離であるドリル・クランプ間距離ＬＺＣ１（図４参照）を算出することができる。

【0050】

そして、ドリル・クランプ間距離ＬＺＣ１の値と予め規定された設定値との対比（設定値対比手段Ｓ３）が行われる。ドリル・クランプ間距離ＬＺＣ１が設定値以上の場合（設定値対比手段Ｓ３においてＹＥＳ）、ドリルユニット１２に装着された穿孔ドリル１１の下降（ドリル早送り下降）を第一下降速度Ｖ１で開始する（穿孔手段Ｓ４、穿孔工程）。ここで、穿孔ドリル１１は、本実施形態の穿孔システム１の開始と同時に、ドリル軸に従って高速で回転制御され、ワークＷの切削が可能な状態となっている。

【0051】

一方、ドリル・クランプ間距離ＬＺＣ１が設定値よりも小さい場合（設定値対比手段Ｓ３においてＮＯ）、例えば、図４において、一点鎖線で示された高さにワーククランプ１４が位置する場合、ワーククランプ１４の下降を継続し、穿孔ドリル１１の下降を開始しない制御を行う。これにより、穿孔システム１の開始前においてワーククランプ１４がドリルユニット１２の下面に近接する位置まで上昇し、ドリル先端１１ａより高い位置にある場合は、穿孔ドリル１１の下降のタイミングをずらし、ワーククランプ１４のクランプ動作と、穿孔ドリル１１の下降動作に時間差を設け、調整することができる。

【0052】

このような穿孔ドリル１１及びワーククランプ１４の加工動作に時間差を設けた調整は、本実施形態の穿孔システム１の最初の穿孔位置Ｐに対する穿孔加工時のみであり、次の穿孔位置Ｐに対する穿孔加工時には、予め“ＬＺＣ１≧設定値”の条件を満たす関係にドリル先端１１ａとクランプ下面１４ａが位置するようになっている。

【0053】

設定値対比手段Ｓ３によって規定された条件を満たすことにより、ワーククランプ１４のクランプ動作の開始（クランプ動作開始手段Ｓ２）に連動し、ワークＷを切削する穿孔動作（穿孔手段Ｓ４、穿孔工程）がほぼ同一のタイミングで実施される（図５参照）。

【0054】

更に換言すれば、従来の穿孔装置と異なり、ワーククランプ１４によるクランプ動作の完了を待つことなく、穿孔ドリル１１の下降動作が開始されることになる。なお、穿孔ドリル１１は、予め設定されたドリル早送り待機位置ＺＰ１に達するまでは第一下降速度Ｖ１で下降が継続される。

【0055】

更に、穿孔システム１は、穿孔ドリル１１の下降動作に係る処理を継続しつつ、ワーククランプ１４によるクランプ動作を開始し、その後当該クランプ動作の完了を検出する（クランプ動作完了検出手段Ｓ５、クランプ動作完了検出工程）。かかるクランプ動作の完了の検出は、前述したロータリーエンコーダ１６による単位時間当たりの変化量に基づいて検出される。

【0056】

すなわち、ワーククランプ１４のクランプ下面１４ａがワークＷのワーク上面Ｗ１と当接し、それ以上の下降が規制されると、ロータリーエンコーダ１６による単位時間当たりの変化量は“０”となる。そのため、クランプ動作が完了したと判断される（クランプ動作完了検出手段Ｓ５においてＹＥＳ）。一方、ロータリーエンコーダの変化量が“０”でない場合（クランプ動作完了検出手段Ｓ５においてＮＯ）、クランプ動作が完了していないものとして、クランプ動作完了検出手段Ｓ５の処理を繰り返し、クランプ動作の完了の検出を継続する。

【0057】

更に、穿孔システム１は、穿孔対象のワークＷのワーク厚さｄ（ワーク上面Ｗ１及びワーク下面Ｗ２の間の距離）の算出を行う（ワーク厚さ測定手段Ｓ６、ワーク厚さ測定工程）。載置テーブル１３のテーブル上面を基準とし、クランプ動作の完了したワーククランプ１４のクランプ下面１４ａの高さをロータリーエンコーダ１６によって求めることにより、ワーク厚さｄを算出することができる。更に、算出されたワーク厚さｄに基づいて切削開始高さＺＰ２’（Ｚ軸切削開始高さ）を算出する（切削開始高さ算出手段Ｓ７、切削開始高さ算出工程）。ここで、算出された切削開始高さＺＰ２’がワークＷのワーク上面Ｗ１の高さに相当するワーク上面位置ＺＰ２と近似する（ＺＰ２’≒ＺＰ２）。

【0058】

更に穿孔システム１は、第一下降速度Ｖ１によるＺ軸下方への穿孔ドリル１１の下降を継続し、ドリル先端１１ａがドリル早送り待機位置ＺＰ１に到達しているか否かを確認する（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ８）。ドリル早送り待機位置ＺＰ１に到達している場合（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ８においてＹＥＳ）、穿孔ドリル１１の下降速度を第二下降速度Ｖ２に変化させる（第一下降速度変化手段Ｓ９（下降速度変化手段）、下降手段変化工程）。

【0059】

これにより、穿孔ドリル１１は下降速度が第二下降速度Ｖ２に段階的に変化した状態でワークＷに向かって下降を継続する。なお、本実施形態の穿孔システム１では、第一下降速度Ｖ１が１００００ｍｍ／ｍｉｎであるのに対し、第二下降速度Ｖ２を５０００ｍｍ／ｍｉｎに設定している。すなわち、ワークＷにより近接した位置では穿孔ドリル１１の下降速度を若干遅くした低速度に切り換える制御を行っている。

【0060】

その後、第二下降速度Ｖ２で下降を継続する穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがワークＷのワーク上面位置ＺＰ２（≒切削開始高さＺＰ２’）に到達したか否かを検出する（ワーク上面位置確認手段Ｓ１０）。

【0061】

すなわち、図６に示すように、ドリル先端１１ａがワーク上面位置ＺＰ２に到達した場合（ワーク上面位置確認手段Ｓ１０においてＹＥＳ）、更に換言すれば、ワーククランプ１４のクランプ動作に基づいて算出された切削開始高さＺＰ２’とドリル先端１１ａのＺ軸方向の位置（高さ）が同じ高さになった場合、穿孔ドリル１１の下降速度を切削速度Ｖ３に更に段階的に変化させ（第二下降速度変化手段Ｓ１１（下降速度変化手段）、下降速度変化工程）、Ｚ軸下方への穿孔ドリル１１の下降を継続する。これにより、ワークＷと接した穿孔ドリル１１によってワークＷの一部が削り取られ、孔Ｈが形成される（図６参照）。

【0062】

一方、ドリル先端１１ａがワーク上面位置ＺＰ２に到達していない場合（ワーク上面位置確認手段Ｓ１０においてＮＯ）、ワーク上面位置確認手段Ｓ１０の処理を継続し、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがワーク上面位置ＺＰ２に到達するまで第二下降速度Ｖ２による下降を継続する。

【0063】

第二下降速度変化手段Ｓ１１によって下降速度を変化させ、切削速度Ｖ３による穿孔ドリル１１の下降を開始すると、穿孔システム１に内蔵されたタイマー（図示しない）を作動させる制御を行う（タイマー作動手段Ｓ１３）。そして、かかるタイマー作動に合わせて穿孔ドリル１１のドリル軸（図示しない）の回転に要するドリル軸電流量の監視を開始する（ドリル軸電流量監視手段Ｓ１４（穿孔加工完了検出手段）、穿孔加工完了検出工程）。ここで、切削速度Ｖ３によってワークＷを切削している状態では、穿孔ドリル１１のドリル軸の回転に一定の負荷が生じている。一方、ワークＷを切削していない場合は、無負荷の状態であり、双方においてドリル軸回転に要する電流量が著しく相違する。

【0064】

そこで、本実施形態の穿孔システム１は、ドリル軸の回転に要するドリル軸電流量を監視し、検出することでワークＷへの切削の完了の有無、すなわち、孔Ｈが貫通したか否かの判定（＝穿孔加工の完了の検出）を行う（穿孔加工完了検出手段、穿孔加工検出工程）。

【0065】

ドリル軸電流監視による孔貫通の完了が検出される場合（ドリル軸電流量監視手段Ｓ１４においてＹＥＳ）、すなわち、ドリル軸の回転に要する電流量が切削開始時（タイマー作動開始時）よりも小さくなるように変化した場合、ワークＷのワーク上面位置ＺＰ２及びワーク下面位置ＺＰ３の間を貫通する孔Ｈが形成されたと判断し、次の処理に移行する。ドリル軸電流監視による孔貫通の完了が検出されない場合（ドリル軸電流量監視手段Ｓ１４においてＮＯ）、ドリル軸電流監視の処理を継続する。

【0066】

ここで、本実施形態の穿孔システムは、上述したドリル軸電流量監視手段Ｓ１４による孔Ｈの貫通完了の検出、すなわち、穿孔加工の完了検出処理と並行し、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａが予め設定された孔貫通位置ＺＰ４に到達したか否かの検出処理を行っている（孔貫通位置確認手段Ｓ１２（穿孔加工完了検出手段）、穿孔加工完了検出工程）。すなわち、本実施形態の穿孔システム１には、ドリル軸電流量監視手段Ｓ１４及び孔貫通位置確認手段Ｓ１２の二つの穿孔加工完了検出手段（穿孔加工完了検出工程）を具備している。

【0067】

既に説明したように、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがワークＷのワーク上面位置ＺＰ２に到達し、下降速度が切削速度Ｖ３に変化した状態で穿孔ドリル１１の下降が継続されることにより、ワーク上面Ｗ１からワーク下面Ｗ２までの切削を行い、ワーク下面Ｗ２に相当するワーク下面位置ＺＰ３を通過した後、更に下降が継続され、予め設定された孔貫通位置ＺＰ４まで下降が継続される（図７）。孔貫通位置ＺＰ４にドリル先端１１ａが到達することにより、ワークＷを貫通した孔Ｈが形成されたことになる。

【0068】

そして、孔貫通位置ＺＰ４への到達を検出すると（孔貫通位置確認手段Ｓ１２においてＹＥＳ）、穿孔ドリル１１の下降を停止し、当該穿孔ドリル１１をＺ軸上方に上昇させる（穿孔ドリル上昇手段Ｓ１５、穿孔ドリル上昇工程）。ここで、本実施形態では、穿孔ドリル１１の上昇速度Ｖ４での上昇（Ｚ軸早送り上昇）が行われる。なお、上昇速度Ｖ４は、第一下降速度Ｖ１と同じ１００００ｍｍ／ｍｉｎに設定されている。なお、穿孔ドリル上昇手段Ｓ１５は、上述したドリル軸電流量監視手段Ｓ１４及び孔貫通位置確認手段Ｓ１２のいずれかの穿孔加工完了検出手段の条件を満たした場合に実行される。

【0069】

その後、穿孔ドリル上昇手段Ｓ１５によってＺ軸上方に移動制御される穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがワーク上面位置ＺＰ２まで到達したかの確認が行われる（穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６、穿孔ドリル到達確認工程）。すなわち、既に説明した切削開始高さ算出手段Ｓ７によって算出された切削開始高さＺＰ２’までドリル先端１１ａが上昇したかが確認される。

【0070】

なお、穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６の処理の間でも、Ｚ軸上方への上昇処理が上昇速度Ｖ４によって継続されている（穿孔ドリル上昇手段Ｓ１８、穿孔ドリル上昇工程）、その後、穿孔ドリル１１がドリル早送り待機位置ＺＰ１まで上昇したことを検出する（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ１９）。

【0071】

一方、穿孔ドリル１１がドリル早送り待機位置ＺＰ１に到達していない場合（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ１９においてＮＯ）、穿孔ドリル１１の上昇を継続し（穿孔ドリル上昇手段Ｓ１８）及び当該ドリル早送り待機位置ＺＰ１に到達するまでの検出処理を行う（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ１９）。

【0072】

なお、ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ１９は、既に説明したドリル早送り待機位置確認手段Ｓ８と基本的な機能は同一であり、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがＺ軸上方から下方に向かう若しくは、Ｚ軸下方からＺ軸上方に向かう移動方向の違いによるものである。

【0073】

一方、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａのワーク上面位置ＺＰ２への到達を確認すると（穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６においてＹＥＳ、図８参照）、ワークＷを上方から押さえていたワーククランプ１４のクランプ動作を解除する（クランプ動作解除手段Ｓ１７、クランプ動作解除工程）。これにより、油圧シリンダ１５によってワーククランプ１４の上昇が開始される。

【0074】

既に説明した通り、上記のワーククランプ１４の上昇動作と並行し、穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６及び穿孔ドリル上昇手段Ｓ１８における穿孔ドリル１１の上昇動作は継続して実施されている。

【0075】

一方、ワーク上面位置ＺＰ２への到達が確認されない場合（穿孔ドリル到達確認手段Ｓ１６においてＮＯ）、すなわち、ドリル先端１１ａがワーク下面位置ＺＰ３より下方、若しくはワーク上面位置ＺＰ２及びワーク下面位置ＺＰ３の間に位置している場合、穿孔ドリル１１のドリル先端１１ａがワーク上面位置ＺＰ２まで到達したことを確認する処理を継続する。

【0076】

ワーククランプ１４のクランプ動作解除手段Ｓ１７により、当該ワーククランプ１４が穿孔開始前の当初のクランプ初期位置ＣＰ０に到達した否かを検出する（クランプ初期位置確認手段Ｓ２０）。ワーククランプ１４がクランプ初期位置ＣＰ０に未到達の場合（クランプ初期位置確認手段Ｓ２０においてＮＯ）、クランプ動作解除手段Ｓ１７の処理に戻り、クランプ解除動作の処理を継続する。

【0077】

一方、ワーククランプ１４がクランプ初期位置ＣＰ０に到達し（クランプ初期位置確認手段Ｓ２０においてＹＥＳ）、及び、前述した穿孔ドリル１１がドリル早送り待機位置ＺＰ１まで上昇している（ドリル早送り待機位置確認手段Ｓ１９においてＹＥＳ）の二つの条件を満たす場合、穿孔システム１は次に穿孔加工を行うワークＷへの穿孔位置Ｐの有無を検出する（次穿孔位置有無確認手段Ｓ２１）。

【0078】

ここで、一つの穿孔位置Ｐに対する穿孔加工が完了し、同じワークＷに対して新たに穿孔加工を行う必要がある穿孔位置Ｐがある場合（次穿孔位置有無確認手段においてＹＥＳ）、ドリル位置調整手段Ｓ１の処理に戻り、次の穿孔位置Ｐの上方へのドリルユニット１２及び穿孔ドリル１１へのＸ軸方向及びＹ軸方向への移動制御を行うドリル位置の調整を行う。これにより、新たな穿孔位置Ｐに対する穿孔加工の処理を継続する。その結果、一つのワークＷに対して複数の穿孔位置Ｐに順次穿孔加工を行うことができる。

【0079】

一方、穿孔加工の対象となる次の穿孔位置Ｐがない場合（次穿孔位置有無確認手段Ｓ２１においてＮＯ）、換言すれば、ワークＷに対する全ての穿孔位置Ｐに対して穿孔加工が完了している場合、本穿孔システム１を終了する処理を行う（システム終了手段Ｓ２２）。

【0080】

以上説明したように、本実施形態の穿孔システム１及び当該穿孔システム１によるワークＷに対する穿孔方法によれば、穿孔ドリル１１のＺ軸方向に沿った下降及び上昇にかかる移動制御のタイミングと、ワーククランプ１４によるクランプ動作及びクランプ解除動作のタイミングとを並行して実施することができる。その結果、一つの穿孔位置Ｐに対する穿孔加工に要する時間を短縮することが可能となり、特に一つのワークＷに対して複数の穿孔位置Ｐに穿孔加工を繰り返す場合において、穿孔加工作業に要する時間を大幅に短縮することができる。これにより、穿孔加工作業の効率性を向上させ、かつ作業コストの低減等を図ることができる。

【0081】

更に、ワーククランプのクランプ動作に基づいて切削開始高さを算出することが可能となるため、地盤沈下によって穿孔装置自体が一方に傾斜した状態であってもワークＷのワーク厚さｄを穿孔加工毎に算出することができ、加工不良等の不具合を生じる可能性が低くなる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明の穿孔システム及び穿孔方法によれば、高速道路等で使用される鉄骨等やその他ボックス柱、或いはＨ形鋼等を製造する製造工程で使用されるガントリー型穿孔装置の作業効率を向上させ、作業時間を短縮して有用に用いることができ、特に、複数の穿孔位置が規定されたワークに対する穿孔加工に有用な産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0083】

１：穿孔システム（ガントリー型穿孔装置を用いた穿孔システム）、１０，１００：穿孔装置（ガントリー型穿孔装置）、１１，１０３：穿孔ドリル、１１ａ，１０３ａ：ドリル先端、１２，１０２：ドリルユニット、１３，１０１：載置テーブル、１４，１０４：ワーククランプ、１４ａ，１０４ａ：クランプ下面、１５：油圧シリンダ、１６：ロータリーエンコーダ、ＣＰ０：クランプ初期位置、Ｈ：孔、ＬＺＣ１：ドリル・クランプ間距離、Ｐ：穿孔位置、Ｓ１：ドリル位置調整手段（ドリル位置調整工程）、Ｓ２：クランプ動作開始手段（クランプ動作開始工程）、Ｓ３：設定値対比手段、Ｓ４：穿孔手段（穿孔工程）、Ｓ５：クランプ動作完了検出手段（クランプ動作完了検出工程）、Ｓ６：ワーク厚さ測定手段（ワーク厚さ測定工程）、Ｓ７：切削開始高さ算出手段（切削開始高さ算出工程）、Ｓ８，Ｓ１９：ドリル早送り待機位置確認手段、Ｓ９：第一下降速度変化手段（下降速度変化手段）、Ｓ１０：ワーク上面位置確認手段、Ｓ１１：第二下降速度変化手段（下降速度変化手段、下降速度変化工程）、Ｓ１２：孔貫通位置確認手段（穿孔加工完了検出手段、穿孔加工完了検出工程）、Ｓ１３：タイマー作動手段、Ｓ１４：ドリル軸電流量監視手段（穿孔加工完了検出手段、穿孔加工完了検出工程）、Ｓ１５，Ｓ１８：穿孔ドリル上昇手段（穿孔ドリル上昇工程）、Ｓ１６：穿孔ドリル到達確認手段（穿孔ドリル到達確認工程）、Ｓ１７：クランプ動作解除手段（クランプ動作解除工程）、Ｓ２０：クランプ初期位置確認手段、Ｓ２１：次穿孔位置有無確認手段、Ｓ２２：システム終了手段、Ｖ１：第一下降速度、Ｖ２：第二下降速度、Ｖ３：切削速度、Ｖ４：上昇速度、Ｖａ：ドリル下降速度、Ｖｂ：ドリル上昇速度、Ｗ：ワーク、Ｗ１：ワーク上面、Ｗ２：ワーク下面、ＺＰ０：ドリル初期位置、ＺＰ１：ドリル早送り待機位置、ＺＰ２：ワーク上面位置、ＺＰ２’：切削開始高さ、ＺＰ３：ワーク下面位置、ＺＰ４：孔貫通位置、ｄ：ワーク厚さ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】