JPH02256408A - Three-dimensional machine - Google Patents

Three-dimensional machine

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JPH02256408A
JPH02256408A JP7919489A JP7919489A JPH02256408A JP H02256408 A JPH02256408 A JP H02256408A JP 7919489 A JP7919489 A JP 7919489A JP 7919489 A JP7919489 A JP 7919489A JP H02256408 A JPH02256408 A JP H02256408A
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JP
Japan
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arm
cutting
center
dimensional
tip
Prior art date
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JP7919489A
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Japanese (ja)
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Eisuke Yokoyama
横山 英輔
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Abstract

PURPOSE:To achieve ease of three-dimensional machining by providing a working tool with a concavely curved surface at its rotating central portion between multiple cutting portions which are provided at the tip of a shaft and are roughly spherical in shape, and inclining it in a three-dimensional direction at its rotating center. CONSTITUTION:A working tool 12 is employed which is provided with multiple cutting portions 14, 15, roughly spherical in shape, at the tip of its shaft portion 13 that is driven rotatingly and which is additionally provided with a concave portion 16 on the periphery of the rotating center 17 between these cutting portions 14, 15. In this manner, cutting can be performed on the outer periphery of the cutting portions 14, 15 which provide cutting speed while the rotating center 17 is kept perpendicular with respect to the work to be cut, and the cutting of three-dimensional convex surfaces is possible because of the concaved portion 16. Thus, by inclining the working tool 12 in a three-dimensional direction around its tip by means of an inclining means, it is possible to perform three-dimensional machining with the rotating center of the tool 12 always kept perpendicular to the surface of the work.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フライスカッターやドリル等の工具を回転す
ることによシ切削又は研削を行ない、被加工物を工具と
の位置関係についてのみ移動させるタイプの加工機に関
するものであ夛、特に少ない工数で優良な仕上面を得る
ことができる三次元加工機に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention performs cutting or grinding by rotating a tool such as a milling cutter or drill, and moves the workpiece only in relation to the tool. The present invention relates to a three-dimensional processing machine that can produce an excellent finished surface with a small number of man-hours.

(従来の技術) このタイプの加工機で最も代表的な機種は、般にマシニ
ングセンターといわれるものであり、回転する工具と被
加工物との位置関係がコ/ビューターにより制御される
ものである。
(Prior Art) The most typical model of this type of processing machine is generally called a machining center, in which the positional relationship between a rotating tool and a workpiece is controlled by a co/viewer.

このマシニングセンターの機能を説明するために、その
最も代表的な加工である三次元立体物の加工を例にとっ
て説明する。
In order to explain the functions of this machining center, we will take as an example the machining of three-dimensional solid objects, which is its most typical type of machining.

このマシニングセンターにより三次元加工をする場合、
通常工具としてはボールエンドミルが使用される。
When performing three-dimensional processing using this machining center,
A ball end mill is usually used as a tool.

第2図に示すように、このボールエンドミル1の回転中
心3は、通常位置aに示す如く垂直になっている。
As shown in FIG. 2, the rotation center 3 of this ball end mill 1 is vertical as shown at normal position a.

このため、被加工物2には、ボールエンドミル1の回転
中心3が当たることとなる。
Therefore, the rotation center 3 of the ball end mill 1 comes into contact with the workpiece 2.

この回転中心6は切削速度ゼロであるため、切削力が小
さく、微小送りしながら切削を行なうことが必要であり
、極めて非能率的な加工しかできない。  そこで、第
2図に示す如く位置すのようにボールエンドミル1の回
転中心6をある角度傾けて、回転半径が大きい部分、即
ち切削速度が出る部分で加工を行なうことがより能率的
である。
Since the cutting speed at this center of rotation 6 is zero, the cutting force is small and it is necessary to perform cutting while making small feeds, which results in extremely inefficient machining. Therefore, it is more efficient to tilt the rotation center 6 of the ball end mill 1 at a certain angle as shown in FIG. 2 and perform machining at a portion where the rotation radius is large, that is, a portion where the cutting speed is high.

従って、上記マシニングセンター等の加工機においては
、ボールエンドミル1の角度を変えるためにその支持部
分に首振りができるよう第4次元の調整機能を加えたも
のが開発されている。
Therefore, processing machines such as the above-mentioned machining centers have been developed in which a fourth-dimensional adjustment function is added to the supporting portion of the ball end mill 1 so that the ball end mill 1 can be oscillated in order to change its angle.

このような4次元加工機では第2図に示す被加工物2の
ような凹状の曲面を仕上切削する場合、ボールエンドミ
ル1の回転中心を位置すのように傾けて切削すると、回
転中心6が位置Cまで達すると再び回転中心6が被加工
物2に対して垂直になり切削速度がなくなる。
When finishing cutting a concave curved surface such as the workpiece 2 shown in FIG. When the position C is reached, the rotation center 6 becomes perpendicular to the workpiece 2 again and the cutting speed is lost.

従って、ここで再びボールエンドミル1の角度を変えて
、回転中心6が位置dになるように修正を行ない、この
ような修正をくシ返しながら切削を行なっていた。
Therefore, at this point, the angle of the ball end mill 1 is changed again to make corrections so that the center of rotation 6 is at position d, and cutting is performed while repeating such corrections.

(発明が解決しようとする課題) 上記のように、従来ボールエンドミル1の角度を細かく
修正して加工したと(支)も、加工された面は第3図に
示すように往復移動送り値ピッチの円弧を連ねた波形と
なり、滑らかな面を得ることはできなかった。
(Problem to be Solved by the Invention) As mentioned above, even if the angle of the conventional ball end mill 1 is finely corrected (support), the machined surface has a reciprocating feed value pitch as shown in Fig. 3. The waveform was a series of circular arcs, and it was not possible to obtain a smooth surface.

従って、さらに滑らかな面を得るためには、第4図に示
すフライスカッターの端面切削跡がクロスするような平
面加工等を施すことが必要であった。  さらに通常工
具を傾斜させる部分は、第5図(A)、(B)に示すよ
うに、首振り回転の中心4が主軸5の中央部であるもの
が多いが、この場合加工を行なう工具先端部6は縦に距
離イ、横に距離口だけオフセットされることになる。
Therefore, in order to obtain an even smoother surface, it was necessary to perform a flattening process such that the cutting marks on the end face of the milling cutter as shown in FIG. 4 cross each other. Furthermore, as shown in FIGS. 5(A) and 5(B), in many cases where the tool is tilted, the center of oscillation rotation 4 is at the center of the main shaft 5. In this case, the tip of the tool is The portion 6 will be offset vertically by a distance and horizontally by a distance.

従って、基本的な移動方向であるx、ySz方向のうち
いずれか2方向にオフセット分の修正移動を追加するこ
とが必要であった。
Therefore, it was necessary to add an offset correction movement in any two of the basic movement directions, x and ySz directions.

この修正を避けるには、加工部を中心として予め傾きを
与えることが考えられ、その−例として第6図に示すよ
うな主軸8に対して45°傾斜しかつ回転可能なアーム
7と、このアーム7に対して45°傾斜しかつ回転可能
なアーム9とを二重に組合わせた構造が考えられる。
In order to avoid this correction, it is possible to give an inclination in advance around the machining part. For example, as shown in FIG. A structure in which the arm 9 is tilted at 45 degrees with respect to the arm 7 and is rotatable is double-combined.

この構造は、手動にて目視で被加工物に工具先端を適当
な角度で当てるには、構造もコンパクトであり剛性も保
て、大変優れているが、全自動NC化をする場合には様
々な弱点がある。
This structure is compact and rigid enough to manually apply the tool tip to the workpiece at an appropriate angle by visual inspection, but it is very suitable for fully automatic NC. There are some weaknesses.

即ち、アーム7.9の各旋回軸10.11の自動NC化
、工具の軸方向送り、自動工具交換機構等の追加機構を
加えると、構造体が大型化してしまい、特にアーム7.
9と被加工物との間に干渉関係が生じ、加工移動範囲を
大幅に制限することとなってしまう。
That is, if additional mechanisms such as automatic NC of each rotation axis 10.11 of arm 7.9, axial direction feed of the tool, and automatic tool change mechanism are added, the structure becomes large, and in particular, the structure of arm 7.9 becomes larger.
An interference relationship occurs between the tool 9 and the workpiece, which significantly limits the processing movement range.

また、通常三次元曲面は、設計値として与えられるデー
タ又は三次元測定器により測定された形状データにより
特定されるものであり、このデータはX−Y平面上の一
定間隔の基盤目における2方向の数値として与えられ°
ることが慣例となっている。
In addition, a three-dimensional curved surface is usually specified by data given as design values or shape data measured by a three-dimensional measuring device, and this data is defined in two directions at regular intervals on the X-Y plane. given as a numerical value of °
It is customary to do so.

この場合、この数値より曲面に垂直な工具の回転軸を傾
斜させる角度を算出するには、極めて複雑な換算計算を
することが必要である。
In this case, in order to calculate from this value the angle at which the rotational axis of the tool perpendicular to the curved surface is tilted, extremely complicated conversion calculations are required.

勿論、この計算式をコンピューターソフトに入力して自
動的に行なうことはできるが、この計算に要する部分だ
けでコンピューターのキャパシティの相当な部分を占め
ることになり、さらに計算時間の長延化により加工送り
の急速な動きに追随することができなくなってしまう。
Of course, it is possible to input this calculation formula into computer software and perform it automatically, but the part required for this calculation alone takes up a considerable portion of the computer's capacity, and furthermore, the calculation time becomes longer, making processing more difficult. It becomes impossible to follow the rapid movement of the feed.

この計算速度を・;ニー上げるには、より高キャパシテ
ィで高速のコンピューターを用いることが必要であり、
高価格化をまねくことになる。
In order to increase this calculation speed, it is necessary to use a higher capacity and faster computer.
This will lead to higher prices.

さらに、加工面に対して微小修正を行なう場合、人間の
思考においては、x、y、zの三次元の位置及び加工軸
の軸方向への送りから修正値を割り出すことが最も容易
である。
Furthermore, when making minute corrections to a machined surface, it is easiest for humans to determine the correction value from the three-dimensional x, y, and z positions and the feed in the axial direction of the processing axis.

即ち、ある値に修正値をひとつずつ累加させることが最
も簡単である。
That is, it is easiest to add correction values one by one to a certain value.

しかるに、上記のアームの三重構造においては、一部に
与えた修正動作が他のすべての可動機構の数値に影響を
与えることになり、複数の可動機構を複合的に総合運動
させなければならず、より複雑な計算を要することにな
った。
However, in the triple arm structure described above, a corrective action given to one part will affect the numerical values of all other movable mechanisms, and multiple movable mechanisms must be made to move in a complex manner. , which required more complex calculations.

特に最高部頂点周辺では、この頂点を越えるような微少
な角度変化でも各回転軸に多大な回転角変化を与えて微
少角変化を合成せざるを得す、この最も使用頻度の高い
角度操作が最も不利となる欠点がある。
Especially around the highest apex, even a slight angular change that exceeds this apex must cause a large rotational angle change to each rotation axis to synthesize the small angular changes, and this is the most frequently used angle operation. It has the most disadvantageous drawback.

従って実用上は予め用意された第2図の例の如き大きな
角度変化数点の利用に止まざるを得す、最頂部の利用は
殆ど不能である。
Therefore, in practice, it is necessary to use only a few points with large angle changes prepared in advance, such as the example shown in FIG. 2, and it is almost impossible to use the topmost portion.

本発明は、上記従来例の課題を、より簡単な機構により
解決し、簡易なソフトによるCNC自動加工を可能にす
る三次元加工機を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a three-dimensional processing machine that solves the above problems of the conventional example with a simpler mechanism and enables automatic CNC processing using simple software.

(課題を解決するだめの手段) 本発明の三次元加工機は、軸部と、この軸部の先端に設
けられた略球形状をなす複数の切削部と、この切削部間
の回転中心部分に設けられた凹曲面部とからなる加工工
具と、この加工工具の回転中心をその先端を中心として
三次元方向に傾斜させる傾斜機構と、を備えたものであ
る。
(Means for Solving the Problem) The three-dimensional processing machine of the present invention includes a shaft portion, a plurality of approximately spherical cutting portions provided at the tip of the shaft portion, and a rotation center portion between the cutting portions. The present invention includes a machining tool including a concave curved surface portion provided on the machining tool, and a tilting mechanism that tilts the center of rotation of the machining tool in a three-dimensional direction around its tip.

(作  用) 本発明における加工工具には、切削速度がゼロである回
転中心部分に凹曲面部が設けられている。
(Function) The processing tool of the present invention is provided with a concave curved surface portion at the center of rotation where the cutting speed is zero.

従って、この加工工具の回転中心が被加工物に対して垂
直になるようにして当接させた場合であっても、被加工
物には切削速度がある切削部の外周が当接することにな
る。
Therefore, even if the machining tool is brought into contact with the rotation center perpendicular to the workpiece, the outer periphery of the cutting part that has the cutting speed will come into contact with the workpiece. .

また、凹曲面部は、三次元立体の凸面を切削することも
可能であり、このような加工工具を傾斜手段によりその
先端を中心として三次元方向に傾斜させることにより、
被加工物の面に常時加工工具の回転中心を垂直に当接さ
せて切削する。
Moreover, the concave curved surface part can also be used to cut the convex surface of a three-dimensional solid, and by tilting such a processing tool in a three-dimensional direction with its tip as the center using a tilting means,
Cutting is performed by keeping the center of rotation of the processing tool perpendicularly in contact with the surface of the workpiece.

このように、被加工物に対して垂直状態に当接させても
切削可能な加工工具を使用し、さらに角度変化による位
置ずれのX5YSz軸による修正を要することなく加工
工具を傾斜させることができる傾斜機構を用いることに
より、三次元曲面に対しても常時加工工具を垂直に当て
、さらにその位置制御が簡単に行なえるようにしたもの
である。
In this way, it is possible to use a machining tool that can cut even if it is brought into contact with the workpiece in a perpendicular state, and furthermore, it is possible to tilt the machining tool without having to correct positional deviations due to angle changes using the X5YSz axes. By using a tilting mechanism, the machining tool can always be perpendicularly applied to a three-dimensional curved surface, and its position can be easily controlled.

(実 施 例) 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第1図及び第7図は本発明の一実施例に係る加工機の加
工工具を示す図である。
FIG. 1 and FIG. 7 are diagrams showing a processing tool of a processing machine according to an embodiment of the present invention.

この加工工具12は、加工機本体の回転駆動部により回
転駆動される軸部13と、この軸部16の先端に設けら
れた略球形状をなす切削部14.15と、この切削部間
にある回転中心17の周囲に設けられた凹曲面部16と
から構成されている0この加工工具12は、第1図に示
すように、被加工物の面に対して垂直になるように位置
を保ちながら移動させることにより、回転する切削部1
4.15の外周部により切削を行なうものである。  
また、第7図にも示すように、凹曲面部16を使用する
ことにより鋭い凸形状の先端まで切削円加工を施すこと
ができるものである。
This processing tool 12 has a shaft section 13 that is rotationally driven by a rotational drive section of the processing machine main body, a cutting section 14, 15 that is approximately spherical in shape provided at the tip of this shaft section 16, and a section between the cutting section. As shown in FIG. 1, this machining tool 12 is composed of a concave curved surface section 16 provided around a rotation center 17, and is positioned perpendicularly to the surface of the workpiece. The cutting part 1 rotates by moving while maintaining the
Cutting is performed using the outer circumference of 4.15 mm.
Further, as shown in FIG. 7, by using the concave curved surface portion 16, it is possible to perform circular cutting to the tip of a sharp convex shape.

第8図は本発明の一実施例に係る加工機における加工工
具の傾斜機構を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a tilting mechanism of a processing tool in a processing machine according to an embodiment of the present invention.

この傾斜機構は、図に示すxSy、z立体空間に於て、
加工工具12の先端が位置する点Pを通るX方向の軸0
01を中心に旋回する軸形の第1アーム18と、その先
端に取り付けられこの点りを中心として面0RLPを含
む面内において辺R1Lに対する角部を変えることがで
きる第2アーム19と、その先端に取り付けられこの点
Mを中心として面0RLPを含む面内において軸ORに
平行に動く第6アーム20と、さらにその端部に取り付
けられこの点Nを中心として面0RLPを含む面内にお
いて常に−IJIJ2アーム19に平行に動く第4アー
ム21とを有する。
This tilting mechanism, in the xSy,z three-dimensional space shown in the figure,
Axis 0 in the X direction passing through point P where the tip of the processing tool 12 is located
A second arm 19 is attached to the tip of the shaft-shaped first arm 18 that rotates around the point 01, and the second arm 19 is capable of changing the corner with respect to the side R1L in a plane including the plane 0RLP with this point as the center. A sixth arm 20 is attached to the tip and moves parallel to the axis OR in a plane centered on this point M and includes the plane 0RLP, and is further attached to its end and always moves in a plane centered on this point N and including the plane 0RLP. - It has a fourth arm 21 that moves parallel to the IJIJ2 arm 19.

この第4アーム21には、加工工具12がその回転中心
が点Pを通るように取り付けられている。
The processing tool 12 is attached to the fourth arm 21 so that its center of rotation passes through the point P.

また、点Pにある加工工具12の先端のXSY。Also, the XSY of the tip of the processing tool 12 at point P.

Z方向への移動は、通常の三次元加工機同様、XSY、
Zスライド(図示せず)とその数値送り機構により行な
う。
Movement in the Z direction is similar to normal three-dimensional processing machines, such as XSY,
This is done using a Z slide (not shown) and its numerical value feed mechanism.

このような第8図に示す傾斜機構によれば、第1アーム
18を旋回させ、さらに第2、第6及び第4アーム19
.20.21を連動させることにより加工工具12の回
転中心の傾斜を点Pの位置を変えることなく変更するこ
とができる。
According to such a tilting mechanism shown in FIG. 8, the first arm 18 is pivoted, and the second, sixth, and fourth arms 19 are
.. 20 and 21, the inclination of the rotation center of the processing tool 12 can be changed without changing the position of the point P.

従って、このように加工工具の傾斜を変えながらX、Y
、Zスライドを数値送り機構により駆動して被加工物を
移動させることにより、どのような立体でも簡易に切削
することが可能である。
Therefore, while changing the inclination of the machining tool,
By moving the workpiece by driving the Z slide with a numerical feed mechanism, it is possible to easily cut any three-dimensional shape.

次に第8図に示す各アームの駆動機構を説明する。  
第9図は第8図に示す第1アーム18の駆動機構を示す
図である。
Next, the drive mechanism of each arm shown in FIG. 8 will be explained.
FIG. 9 is a diagram showing a drive mechanism for the first arm 18 shown in FIG. 8.

この駆動機構は、軸OO1に軸心を合わせて取り付けら
れたウオームホイール22と、軸OOを回動自在に保持
するスリーブ(図示せず)に−体に設けられた外構造内
のアクチュエータ26と、これにより駆動されるウオー
ム24とからなるものである。
This drive mechanism includes a worm wheel 22 attached with its axis aligned with the axis OO1, an actuator 26 in an external structure provided on a sleeve (not shown) that rotatably holds the axis OO. , and a worm 24 driven thereby.

この駆動機構においては、ウオーム24によりウオーム
ホイール22を回転させると第1アーム18が軸00′
を回転中心として旋回する。
In this drive mechanism, when the worm wheel 22 is rotated by the worm 24, the first arm 18 is moved toward the axis 00'.
Rotate around the center of rotation.

この第1アーム18の回転角とアクチュエータ26の回
転数とはリニアな関係を保つことになる0第10図は第
8図に示す第2アーム19の駆動機構を示す図である。
The rotation angle of the first arm 18 and the rotation speed of the actuator 26 maintain a linear relationship. FIG. 10 is a diagram showing the drive mechanism of the second arm 19 shown in FIG. 8.

この駆動機構は、第2アーム19の点しにおける回転軸
と同心でかつこの第2アーム19と一体化したウオーム
ホイール25と、第1アーム18の軸R,Lに取り付け
られたアクチュエータ26と、これにより駆動されるウ
オーム27とから構成されている。
This drive mechanism includes a worm wheel 25 that is concentric with the rotation axis of the second arm 19 and integrated with the second arm 19, and an actuator 26 that is attached to the axes R and L of the first arm 18. The worm 27 is driven by the worm 27.

この駆動機構においては、ウオーム27によりウオーム
ホイール25を回転させると、このウオームホイール2
5と共に第2アーム19が回動する。
In this drive mechanism, when the worm wheel 25 is rotated by the worm 27, the worm wheel 25 is rotated by the worm 27.
5, the second arm 19 rotates.

この機構においても、第2アーム19の回転角はアクチ
ュエータ26の回転数に対してリニアな関係を保ってい
る。
Also in this mechanism, the rotation angle of the second arm 19 maintains a linear relationship with the rotation speed of the actuator 26.

第11図は第8図に示す第6アーム20の駆動機構を示
す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a drive mechanism for the sixth arm 20 shown in FIG. 8.

この第3・アーム20は、常に第1アーム18の軸OR
に平行に移動する。
This third arm 20 is always aligned with the axis OR of the first arm 18.
move parallel to.

この動作を得るには、図に示す如く、点りを中心として
第1アーム1日の軸RLに一体化した歯車28と、これ
に噛み合う第2アーム19上のアイドル歯車29と、さ
らにこれに噛み合いかつ点Mを中上・とじて第6アーム
20に固定された歯車30とにより、第6アーム20を
回動させる。
In order to obtain this operation, as shown in the figure, a gear 28 integrated with the axis RL of the first arm with the dot as the center, an idle gear 29 on the second arm 19 meshing with this, and an idle gear 29 on the second arm 19 that meshes with the gear 28, The sixth arm 20 is rotated by a gear 30 that is engaged with the gear 30 and is fixed to the sixth arm 20 with the point M closed in the middle.

即ち、この輪列において、歯車28.30は常に同一位
相を保つように設定されており、このため第3アーム2
0の方向は第2アーム19の動きに関係なく常に一定に
保たれる。
That is, in this gear train, the gears 28 and 30 are set to always maintain the same phase, and therefore the third arm 2
The direction of 0 is always kept constant regardless of the movement of the second arm 19.

第12図は第8図に示す第4アーム21の駆動機構を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a drive mechanism for the fourth arm 21 shown in FIG. 8.

この第4アーム21は常に第2アーム19に対して平行
に保たれている。
This fourth arm 21 is always kept parallel to the second arm 19.

このように平行に保つ駆動機構は、第6のアーム20に
固定されたスプロケット61と、第4アーム21に固定
された同径のスズロケット32と、このスプロケツ)3
1.32を連結するチエイン66とから構成されている
The drive mechanism that maintains the parallelism in this way consists of a sprocket 61 fixed to the sixth arm 20, a tin rocket 32 of the same diameter fixed to the fourth arm 21, and a sprocket 32 fixed to the fourth arm 21.
1.32 and a chain 66 connecting the two.

このスプロケット31.32はチエイン66により連結
されているので、同位相となり、第2アーム19と第4
アーム21は平行に保たれる。
Since these sprockets 31 and 32 are connected by a chain 66, they are in the same phase, and the second arm 19 and the fourth
Arms 21 are kept parallel.

このスプロケット等の代かりに、奇数個組合せた歯車の
輪列でも可能である。
Instead of this sprocket, etc., it is also possible to use a gear train consisting of an odd number of gears.

上記各アームの駆動機構により、アクチュエータの回転
数と各アームの移動とを単純な比例関係で駆動すること
ができ、これにより加工工具を常に点Pを中心として取
り囲む上半の立体角内の全ての位置に傾斜させることが
できるものである。
The drive mechanism for each arm described above allows the rotation speed of the actuator and the movement of each arm to be driven in a simple proportional relationship. It can be tilted to this position.

一方、この旋回する各アームには重量や加工時に作用す
る力等が常に変動的に加わる。
On the other hand, weight, force applied during machining, etc. are constantly applied to each rotating arm in a variable manner.

このため、ウオームとウオームホイール、歯車輪列、ス
プロケットとチエイン等のバックラッシュを正逆に片寄
らせることとなり、精度の低下、振動の増大等の不具合
を生ずることが考えられる。
Therefore, backlash between the worm and the worm wheel, the gear train, the sprocket, the chain, etc. is biased in the opposite direction, which may cause problems such as a decrease in accuracy and an increase in vibration.

このため、バックラッシュをなくすことは重要であり、
第13図(A)   (B)   (C)にバックラッ
シュをなくすだめの共通基本構造を示す。
For this reason, it is important to eliminate backlash.
FIGS. 13A, 13B, and 13C show common basic structures for eliminating backlash.

第13図(A)にはウオームホイール64とウオーム3
5、第13図(B)には3枚の歯車66.67.58か
らなる歯車輪列、第13図(C)にはスプロケット40
.42とチエイン46の各連結関係におけるバックラッ
シュの消去構造が示されている。
FIG. 13(A) shows the worm wheel 64 and the worm 3.
5. Fig. 13 (B) shows a gear train consisting of three gears 66, 67, 58, and Fig. 13 (C) shows a sprocket 40.
.. 42 and the chain 46 are shown.

それぞれに共通していることは、ウオーム65とウオー
ムホイール64の軸間距離、同位相歯車3(5,38の
中心線に対するアイドル歯車37の軸の距離、スプロケ
ツ)40.42の各軸を結ぶライン方向へのチエインテ
ンション用ローラー41の軸の距離に対し、それぞれF
方向にスプリングで圧力を加えて部品誤差による微小移
動を吸収し、バックラッシュをゼロにするため圧着させ
る。
What they all have in common is the distance between the axes of the worm 65 and the worm wheel 64, and the distance between the axes of the idle gear 37 and the center line of the in-phase gear 3 (5, 38, sprocket) 40. Connecting each axis of 42 For each axis distance of the chain tension roller 41 in the line direction, F
Pressure is applied with a spring in the direction to absorb minute movements due to component errors, and crimping is performed to eliminate backlash.

何らかの異状な力が加わり、スプリング圧以上の逆方が
生じた場合には、通常の変動範囲の最も離れた位置に逆
方向移動を止めるストッパー44を設けて、スプリング
圧ではなくストッパーにより固定状態にして位置を保持
している。
If some abnormal force is applied and the reverse direction is greater than the spring pressure, a stopper 44 is provided to stop the reverse movement at the furthest position within the normal range of variation, and the stopper is used instead of the spring pressure to maintain the fixed state. and hold the position.

チエインの代りにスチールベルト又はワイヤーロープ等
を使用してもよい。
Steel belts, wire ropes, etc. may be used instead of chains.

また、このベルトによるテンションを利用して、歯車輪
列駆動でのバックラッシュを取る複合構造も可能である
Further, a composite structure is also possible that uses the tension of this belt to eliminate backlash in the gear train drive.

尚、加工工具12の回転軸方向への移動機構を追加する
ことにより、第7図に示す位置ハ、二、ホの如く切削部
外径に対する点Pの位置を最も望ましい位置にまで微調
整することが可能になる。
By adding a mechanism for moving the machining tool 12 in the direction of the rotation axis, the position of the point P relative to the outer diameter of the cutting part can be finely adjusted to the most desirable position as shown in positions C, 2, and E shown in FIG. becomes possible.

この移動機構は勿論NCコントロール下に置くことが望
ましく、この構造により若干のポーリングや曲面形状の
微修正、微妙なデザインの変更によるバリエーションの
追加、アーム旋回による小凸球面又は凹面の加工、同じ
く円筒面の加工等を、他のx、y、z位置や傾斜角度と
は全く別個に行なうことが可能になる。
It is, of course, desirable to place this movement mechanism under NC control, and with this structure, it is possible to perform slight polling, make slight modifications to the curved surface shape, add variations by subtle design changes, process small convex spherical or concave surfaces by rotating the arm, and process cylindrical surfaces. It becomes possible to process the surface completely separately from other x, y, z positions and inclination angles.

(発明の効果) 本発明によれば、加工工具を鉛直軸周辺各方向へ900
の半球面の立体角中に任意かつIJ ニアに位置せしめ
ることが可能であシ、より簡単な構造でしかもコンピュ
ーターソフトを複雑化することなく三次元曲面を滑らか
に仕上げることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, the processing tool is moved 900 degrees in each direction around the vertical axis.
It is possible to position it arbitrarily and near IJ within the solid angle of the hemisphere, and it is possible to smoothly finish a three-dimensional curved surface with a simpler structure and without complicating computer software.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る三次元加工機の加工工
具による切削状態を示す図、 第2図は従来のボールエンドミルによる切削状態を示す
図、 第3図は第2図に示すボールエンドミルにより切削した
曲面を示す図、 第4図は第3図に示す曲面の仕上加工の一例を示す図、 第5図(A)、(B)は従来の加工機における加工工具
の傾斜状態を示す図、 第6図は第5図に示す加工機の欠点を改善する一例を示
す図、 第7図は本発明の一実施例に係る三次元加工機の加工工
具による凸面の切削状態を示す図、第8図は本発明の実
施例に係る三次元加工機の傾斜機構を示す図、 第9図は第8図に示す第1アームの駆動機構を示す図、 第10図は第8図に示す第2アームの駆動機構を示す図
、 第11図は第8図に示す第6アームの駆動機構を示す図
、 第12図は第8図に示す第4アームの駆動機構を示す図
、 第13図(A)、(B)、(C)は各アームの駆動機構
におけるバックラッシュをなくすだめの機構を示す図で
ある。 12・・・加工工具、16・・・軸部、14.15・・
・切削部、16・・・凹曲面部、17・・・回転中心、
18・・・第1アーム19・・・緘2アーム、20・・
・第6アーム、21・・・第4アーム。 第3図 第4図
Fig. 1 is a diagram showing a cutting state by a processing tool of a three-dimensional processing machine according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a cutting state by a conventional ball end mill, and Fig. 3 is a diagram shown in Fig. 2. A diagram showing a curved surface cut by a ball end mill. Figure 4 is a diagram showing an example of finishing machining of the curved surface shown in Figure 3. Figures 5 (A) and (B) are tilted states of the processing tool in a conventional processing machine. FIG. 6 is a diagram showing an example of improving the drawbacks of the processing machine shown in FIG. 8 is a diagram showing a tilting mechanism of a three-dimensional processing machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing a drive mechanism of the first arm shown in FIG. 8, and FIG. FIG. 11 is a diagram showing the drive mechanism of the sixth arm shown in FIG. 8. FIG. 12 is a diagram showing the drive mechanism of the fourth arm shown in FIG. , FIGS. 13(A), 13(B), and 13(C) are diagrams showing a mechanism for eliminating backlash in the drive mechanism of each arm. 12... Processing tool, 16... Shaft part, 14.15...
・Cutting part, 16... Concave curved surface part, 17... Center of rotation,
18... 1st arm 19... 2nd arm, 20...
・6th arm, 21...4th arm. Figure 3 Figure 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)軸部と、該軸部の先端に設けられた略球形状をな
す複数の切削部と、該切削部間の回転中心部分に設けら
れた凹曲面部とからなる加工工具と、該加工工具の回転
中心をその先端を中心として三次元方向に傾斜させる傾
斜機構と、 を備えたことを特徴とする三次元加工機。
(1) A processing tool consisting of a shaft portion, a plurality of approximately spherical cutting portions provided at the tip of the shaft portion, and a concave curved surface portion provided at the center of rotation between the cutting portions; A three-dimensional processing machine comprising: a tilting mechanism that tilts the center of rotation of a processing tool in a three-dimensional direction with its tip as the center;
(2)軸部と、 該軸部の先端に設けられた略球形状をなす複数の切削部
と、 該切削部間の回転中心部分に設けられた凹曲面部と、 からなることを特徴とする加工工具。
(2) comprising: a shaft; a plurality of substantially spherical cutting parts provided at the tip of the shaft; and a concave curved part provided at the center of rotation between the cutting parts. processing tools.
(3)軸部と、該軸部の先端に設けられた略球形状をな
す複数の切削部と、該切削部間の回転中心部分に設けら
れた凹曲面部とを有する加工工具を、その回転中心がそ
の先端を中心として三次元方向に傾斜するように傾斜さ
せて、被加工物に対して回転中心を垂直に保ち、さらに
被加工物を加工方向に移動させることにより切削するこ
とを特徴とする三次元加工機による加工方法。
(3) A processing tool having a shaft portion, a plurality of approximately spherical cutting portions provided at the tip of the shaft portion, and a concave curved surface portion provided at the center of rotation between the cutting portions. It is characterized by cutting by tilting the center of rotation in a three-dimensional direction around its tip, keeping the center of rotation perpendicular to the workpiece, and then moving the workpiece in the processing direction. A processing method using a three-dimensional processing machine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018522745A (en) * 2015-06-22 2018-08-16 デッケル マホ プフロンテン ゲーエムベーハーDECKEL MAHO Pfronten GmbH Machine tools for workpiece machining

Cited By (2)

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JP2018522745A (en) * 2015-06-22 2018-08-16 デッケル マホ プフロンテン ゲーエムベーハーDECKEL MAHO Pfronten GmbH Machine tools for workpiece machining
US10807205B2 (en) 2015-06-22 2020-10-20 Deckel Maho Pfronten Gmbh Machine tool for machining a workpiece

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