JPH02116458A - 超音波加工機における加工工具制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波振動手段により加工材の表面を研削
、穿孔処理できる超音波加工機における加工工具の制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の超音波振動工具により加工材の表面に研
磨・穿孔加工を施こすものとしては、たとえば実公昭５
３−１６０６５号公報のもの（第１例）や、特公昭６２
−４０１２３号公報のもの（第２例）のものが公知であ
る。

この第１例のものは、第１図示のように、操作ハンドル
１１により工具４を支柱１２に沿って昇降自在とし、受
治具３上に載置した被加工物ｌＯに研磨等の処理を施こ
すようにしたものであり、また、第２例では、超音波発
振機２０により超音波振動を与えられた加工具であるリ
ーマｌが主軸台７上に包持された状態で旋盤往復台１４
上に担持され、この往復台１４の自動送り操作により、
工作物２７に研削加工を施こすようにしたものであって
、いずれも、超音波振動を与えられた加工・工具を駆動
手段によって強制的に加工材に接近させうるように構成
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように第１．第２各例にみられる従来のものにあ
っては、加工工具を強制的に加工材に接近させるように
したものであるから、加工工具の給送の不工合により、
該工具が加工材に押圧され、座屈してしまうという欠点
があり。

重量の大きい超音波振動工具を、常時安定的に位置制御
して加工材に安全に接近自在とするものの提案が待望さ
れていた。

〔課題を解決するための手段・作用〕

この発明によれば、加工材上に供給された研磨材に超音
波振動を付与して研削−穿孔する超音波加工機において
、工具を担持する昇降枠を、固定枠に設けたその下降量
調節用の接触子に自重で懸架させると共に、同様に固定
枠に設けた衝き上げ手段により、該昇降枠を間歇的に昇
降駆動自在とした超音波加工機における加工工具制御装
置のようにしたものであるから、段階的に下降制御自在
に懸垂された昇降枠上の゛工具により加工材を研削でき
ると共に、流体手段などによる衝き上げ手段によって所
要間隔毎に工具を昇降させうるもので、セラミックスな
どの加工材上で工具が座屈するようなことがなく、しか
も研磨粉が固形化してしまう現象がみられないという優
れた特徴を備えたものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、セラミックスなどの加工材１を固
設自在のベース２に一体的に立設した支柱３の略中央部
には、前記ベース２と略平行状に中間枠４を突設し、該
中間枠４の透孔４′にコ字状の昇降枠５の竪枠５１を透
通させるとともに、背部のガイドレール５２を前記支柱
３のガイドベアリング６に係合させ、中間枠４上のエア
シリンダ７のピストン杆８にて昇降枠５を突き上げ自在
としたものである。また、該昇降枠５の下枠５３には、
超音波発振器９により、変換器ｌＯを介して駆動される
ホーン１１の下端に加工材ｌ上にのぞませて工具１２を
垂設した構成とし、上枠５４に螺装したストッパ１３を
ピストン杆８の上端の衝突子８１に衝突自在とする一方
、前記中間枠４上に突設したガイド杆１４上に昇降自在
に嵌合させた接触子１５に、該中間枠４上のパルスモー
タ１６の出力軸１６スにゼロバックラッシュカップリン
グ１７を介装して連設した螺杵１８を螺入させ、制御手
段１９によりパルスモータ１６を駆動させることによっ
て、接触子１’５を昇降させうるようにし、ざらに上枠
５４に位置調節自在に螺装した螺杵２０の下端のバッド
２０＋　を昇降枠５の自重降下により、接触子１５に当
接させるようにしたものである。

なお１図中、２１は加工処理区域に供給手段２２からの
研磨粉を適量宛供給するノズル。

２３は、ニアコンプレッサ２４からの空気をエアシリン
ダ７に給排調節するメカ）ｅｌ弁であって、ピストン杆
８の昇降とその速度調節自在としたものであり、２５は
、接触子１５の位置検出のためのセンサーであり、その
出力信号により、前記制御手段１９が操作されてパルス
モータ１６を始動しうるようにすると共に、発信器９お
よびメカトロ弁２３へも通信自在としたものである。

次に１本実施例について、セラミックス薄板のような加
工材ｌに穿孔加工を施こす場合の工程について、第２図
、第３図をも参照して説明する。

ステップ （Ｉ）ベース２上に加工材ｌを固設する。

（ＩＩ）螺杵２０を調節して、接触子１５に懸架された
コ字状の自重降下できる昇降枠５の位置を変更し、これ
に担持された工具１２の位置を調節して原点（作業開始
）位置にセットする。（第３図（イ）参照） （ｍ）超音波発振器９を始動するとともに、工具１２を
加振し、同時に供給手段２２からの研磨粉をノズル２１
より加工材１上に供給する。

（ＩＶ）制御手段１９によりパルスモータ１６を始動さ
せ、螺杵１８を旋回させてゆっくりと接触子１５をガイ
ド材１４沿いに下降させる。これにより、自重でバッド
２０＋　を備えた螺杵２０とともに昇降枠立が下降して
工具ｌ２にて、第２図（イ）の状態から（ロ）の状態に
加工材ｌに穿孔加工を施こす。

この場合の下降距離は、たとえば略０．５ｍｍ程度でも
よい。

昇降枠互の下降量はセンサー２５により検知され、その
信号で一旦モータ１６が停止される。

（Ｖ）次に、同様にセンサー２５からの信号で、発振器
９を停止した後、メカトロ弁２３を操作して、ニアコン
プレッサ２４からのエアをシリンダ７に供給して、ピス
トン杆８を上昇させ、衝突子８１によりストッパ１３を
衝き上げ、たとえば３０〜３５　ｍ　ｍ程度昇降枠５を
上昇させるとともに、工具１２を加工材ｌから一旦脱出
させる。（第３図（ロ））これにより研磨粉のジャミン
グが阻止され、同時に既に形成された穿設部ａから工具
１２が脱出する際に一種のサクション状態となり、新鮮
な研磨粉が自動的に穿設部ａに吸入供給される。

（Ｖｌ）次でメカトロ弁２３によりエアシリンダ７を操
作して、所要速度にてピストン杆８を下降させて第３図
（イ）の状態に昇降枠５を復帰させる。

（Ｖｌｒ）この状態で再び発振器９とパルスモータ１６
とが始動され、（ＩＶ）工程が行なわれる。

この場合、接触子１５が第一加工工程より深く下降され
、より深く加工材ｌが穿孔加工される。

以下、この工程を必要に応じて数回繰り返えすことによ
り、最終的には、第２図（ハ）に示すように加工材ｌに
穿孔加工が完了するものである。

〔発明の効果〕

この発明は、以上詳述したように、工具１２は支柱３か
ら突出する中間枠４に対して昇降自在に自重で懸垂状態
に担持された昇降枠立に支持されているので、加工材１
に圧接されて座屈する危険性はなく、安全であるばかり
でなく、所要間隔で該昇降枠立がエアシリンダ７により
上昇され、この際、既に形成された加工材ｌの穿設部ａ
は、工具１２との間で吸引状態が構成され、これにより
新鮮な研磨粉が穿設部ａ内に吸込まれるように自動供給
でき、次の超音波加工のために待機しうるものであって
、研磨粉の固形化による加工率の低下などの不工合がな
いものである。なお、昇降枠５の上昇手段としてエアシ
リンダ７を採用すれば、たとえば同様の液圧シリンダ手
段によるものよりも構成が簡素化でき、軽量、コンパク
トで故障が少ないものを得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は加工
状態を示すもので、（イ）は加工開始前、（ロ）は加工
中、（ハ）は加工終了状態を示しており、第３図は本実
施例の各部の関係位置を象徴的に表示した図面を示すも
のである。 ３・・・支柱 ４・・・中間枠 ５・・・昇降枠 ７・・・エアシリンダ ９・・・超音波発振器 １２・・・工具 １３・・・ストッパ １５・・・接触子 １８・・・螺杵 ２１・・・ノズル ２３・・・メカトロ弁 ２５・・・センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工材上に供給された研磨材に超音波振動を付与して研
   削・穿孔する超音波加工機において、工具を担持する昇
   降枠を、固定枠に設けたその下降量調節用の接触子に自
   重で懸架させると共に、同様に固定枠に設けた衝き上げ
   手段により、該昇降枠を間歇的に昇降駆動自在とした超
   音波加工機における加工工具制御装置。