JPH052275Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、数値制御を用いない電気的手段によ
り被加工物をモデル型面に倣つて切削加工する倣
い型面加工機に関するものである。

［従来の技術］ 従来、鍛造、プレスの型を加工する機械として
三次元制御機構をもつ数値制御による倣い型面加
工機が知られている。この数値制御による加工機
は精度が高く複雑な形状の金型切削用に適してい
る。

［考案が解決しようとする課題］ しかし上記加工機は仕上面の精度がそれ程高く
なくてよい金型の素材となる鋳物用フルモールド
加工には高価なものとなるため、簡易な機構で安
価な加工機が望まれていた。

本考案の目的は、数値制御によらず簡易な三次
元制御機構により安価に被加工物をモデル型面に
倣つて切削加工し得る倣い型面加工機を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は、モデル
型面に接触しながら移動可能なトレーサと、前記
トレーサと連動して所定の比率で同一方向に移動
し前記モデル型面に倣つて被加工物を切削するカ
ツタとを備えた倣い型面加工機において、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸を互いに直交する３軸とし、Ｚ軸方向
を前記トレーサの取付軸方向とするとき、前記ト
レーサをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向にそれぞれ往
復動させるトレーサＸ軸駆動手段、トレーサＹ軸
駆動手段及びトレーサＺ軸駆動手段と、前記カツ
タをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向にそれぞれ往復動
させるカツタＸ軸駆動手段、カツタＹ軸駆動手段
及びカツタＺ軸駆動手段と、前記トレーサのＹ軸
の移動許容端に配設されたＹ軸検出スイツチと、
前記トレーサがＺ軸方向に移動するときに前記モ
デル型面への接触を検出するＺ軸検出スイツチ
と、前記トレーサＸ軸駆動手段及びカツタＸ軸駆
動手段と前記トレーサＹ軸駆動手段及びカツタＹ
軸駆動手段と前記トレーサＺ軸駆動手段及びカツ
タＺ軸駆動手段とをそれぞれ同時に制御する制御
回路とを備える。

前記制御回路は前記Ｚ軸検出スイツチが作動す
ると前記トレーサを前記モデルからＺ軸方向にの
み又はＺ軸とＹ軸方向に同時に所定の微小量だけ
遠ざけた後、前記トレーサをＹ軸とＺ軸方向に順
次又は同時に或いはＺ軸方向にのみ所定の微小量
だけ移動して前記モデルに近づけ、更に前記Ｙ軸
検出スイツチが作動すると前記トレーサをＸ軸方
向に所定の微小量だけ移動した後、前記トレーサ
のＹ軸方向の移動方向を逆向きにして前記トレー
サの微小変位を繰返すように制御することを特徴
とする。

［作用］ トレーサが前進してモデル型面に接触しＺ軸検
出スイツチが作動すると、トレーサは所定の微小
量だけ後退し、又は後退しながらＹ軸方向に所定
の微小量だけ移動し、次いでＹ軸とＺ軸方向に順
次又は同時に或いはＺ軸方向にのみ所定の微小量
だけ前進して上記動作を繰返す。

トレーサはＹ軸検出スイツチを作動させるとＸ
軸方向に所定に所定の微小量だけ移動した後、ト
レーサのＹ軸方向の移動方向を逆向きにして前記
トレーサの微小変位を繰返す。カツタはトレーサ
と連動して所定の比率で同一方向に移動しモデル
型面に倣つて被加工物を切削する。

［実施例］ 次に本考案の一実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。

第１図及び第２図に示すように、モデル１及び
被加工物２はそれぞれ定盤３及び４の水平面上に
固定される。この例では被加工物２は金型の素材
となる鋳物用フルモールドである。定盤３及び４
の各左右両側にはボールねじ軸５，６及び７，８
が定盤の水平面に平行なＸ軸方向に配設される。
ねじ軸６及び８の各一端にはトレーサＸ軸駆動用
サーボモータ９及びカツタＸ軸駆動用サーボモー
タ１０の各駆動軸が連結される。これらのねじ軸
５，６又はねじ軸７，８は図示しないベルト又は
チエーンによりそれぞれ同一の速度で回転するよ
うになつている。

ねじ軸５，６及び７，８に直交するＹ軸方向に
別のボールねじ軸１１及び１２が配設される。ね
じ軸１１及び１２の各一端にはトレーサＹ軸駆動
用サーボモータ１３及びカツタＹ軸駆動用サーボ
モータ１４の各駆動軸が連結される。ねじ軸５，
６及び７，８にはナツト５ａ，６ａ及び７ａ，８
ａがそれぞれ螺合し、ねじ軸１１及び１２はこれ
らのナツトの上面に回転可能に取付けられる。

ねじ軸１１及び１２にはナツト１１ａ及び１２
ａがそれぞれ螺合し、コラム１６及び１７がこれ
らのナツトの上面にそれぞれ立設される。コラム
１６及び１７にはボールねじ軸１８及び１９が鉛
直方向であるＺ軸方向に回転可能にそれぞれ取付
けられる。ねじ軸１８及び１９の各上端にはトレ
ーサＺ軸駆動用サーボモータ２０及びカツタＺ軸
駆動用サーボモータ２１の各駆動軸が連結され
る。ねじ軸１９にはナツト２５を介してカツタ回
転用モータ２６が取付けられ、モータ回転軸３３
の先端にはカツタ３４が取付けられる。

ねじ軸１８にはナツト２３ａが螺合し、このナ
ツト２３ａと一体に設けられたブラケツト２３に
はトレーサ２８がＺ軸方向に取付けられる。第３
図に示すようにブラケツト２３はスプライン・シ
ヤフト１６ａに摺動可能に設けられる。１６ｂは
ボールスプライン・ベアリングである。トレーサ
２８はロツド２４及びスタイラス２９を備える。
ロツド２４はブラケツト２３にＺ軸方向に摺動可
能に取付けられる。ロツド２４の上端にはプレー
ト２７が取付けられ、下端にはスタイラス２９が
それぞれ取付けられる。スタイラス２９の支持軸
３０の上端とブラケツト２３の間には緩衝ばね３
１が設けられる。プレート２７の近傍には近接ス
イツチからなるＺ軸検出スイツチ３２がブラケツ
ト２３に固着される。３５及び３６はトレーサ２
８のＸ軸の移動許容端に配設されたＸ軸検出スイ
ツチ、３７及び３８はトレーサ２８のＹ軸の移動
許容端に配設されたＹ軸検出スイツチである。

上述したスイツチ３２，３５〜３８の各出力は
制御回路４０のシーケンサ４１に接続される。４
９はその操作盤である。シーケンサ４１の出力は
パルス発生器４２，４３及び４４に接続される。
パルス発生器４２〜４４の各出力は切換器４６，
４７及び４８を介してＸ軸ドライバ５０，５１と
Ｙ軸ドライバ５２，５３とＺ軸ドライバ５４と５
５にそれぞれ接続される。５６，５７及び５８は
パルス変換器であつて、この例では鋳物の伸び分
を見込んで人力パルス数100に対して出力パルス
数101を送出するようにパルス変換する。６個の
ドライバ５０〜５５の各出力はモータ９，１０，
１３，１４，２０及び２１にそれぞれ接続され
る。

このような構成の倣い型面加工機の動作を説明
する。あらかじめ操作盤４９を操作して切換器４
６〜４８の接点ｃを第４図の破線に示すように切
換えて、トレーサ２８又はカツタ３４を個別に移
動させてそれぞれ原点に位置するように調整す
る。原点位置にトレーサ２８及びカツタ３４を調
整した後、切換器４６〜４８の接点を第４図の実
線に示す位置に切換える。

次いでモータ２６を回転させながらシーケンサ
４１を起動する。最初にパルス発生器４４から
下降連続パルスを送信してモータ２０及び２１を
正回転させトレーサ２８及びカツタ３４を下降さ
せる。スタイラス２９がモデル１に突当るとその
反動でロツド２４及びプレート２７が上昇しスイ
ツチ３２が作動する。シーケンサ４１はこの信
号が入力するとパルス発生器４４から上昇一定パ
ルスを送信してモータ２０及び２１を逆回転さ
せ、トレーサ２８及びカツタ３４を所定の微小
量、この例では２mmだけ上昇させる。一定パル
スの送信が完了するとシーケンサ４１はパルス発
生器４３から右行一定パルスを送信してモータ１
３及び１４を正回転させトレーサ２８及びカツタ
３４を所定の微小量、この例では0.5mmだけ右方
向（Ｙ軸方向）に移動させる。一定パルスの送信
が完了するとシーケンサ４１は前記〜の動作
を繰返す。第５図はトレーサ２８のＹ−Ｚ平面に
おける軌跡を拡大して示す。

トレーサ２８が右方向に移動し続け、ナツト１
１ａがスイツチ３８を作動させると、シーケン
サ４１はパルス発生器４２から前進一定パルスを
送信してモータ９及び１０を正回転させトレーサ
２８及びカツタ３４を所定の微小量、この例では
0.5mmだけ前進させる。続いてシーケンサ４１は
トレーサ２８及びカツタ３４のＹ軸方向の移動方
向を逆向き、すなわち左向きにして前記〜の
動作を繰返す。スイツチ３７が作動すると前記
の動作を行う。更に前記〜の動作を繰返して
トレーサ２８及びカツタ３４が前進を続け、スイ
ツチ３５が作動するとシーケンサ４１はトレーサ
２８及びカツタ３４を原点位置に復帰させる。第
６図はトレーサ２８のＸ−Ｙ平面における軌跡を
示す。

なお、本考案のトレーサのＹ−Ｚ軸に関する制
御は第５図に示す軌跡を辿る制御に限らず、第７
図に示すようにトレーサがモデルに向うＺ軸方向
の移動時に同時にＹ軸方向の移動を行わせるよう
にしてもよいし、又は第８図に示すようにトレー
サがモデルから離れるＺ軸方向の移動時に同時に
Ｙ軸方向の移動を行わせるようにしてもよい。

第９図は本考案の別の実施例を示すもので、こ
の例の特徴ある構成は、Ｘ軸方向についてボール
ねじ軸５及び６の代わりに、水平なプレート１５
０及び１６０の各上面にラツク１５１及び１６１
を配設し、ナツト５ａ，６ａの代わりにラツク１
５１及び１６１に噛合するピニオン１５２及び１
６２を配設したことにあり、Ｙ軸方向についてボ
ールねじ軸１１の代わりに、水平なプレート１１
０の上面にラツク１１１を配設し、ナツト１１ａ
の代わりにラツク１１１に噛合するピニオン１１
２を配設したことにある。

ピニオン１５２及び１６２は軸１７０に固着さ
れ、軸１７０の一端にはトレーサＸ軸駆動用サー
ボモータ９０の駆動軸が連結される。またピニオ
ン１１２は軸１１３に固着され、軸１１３の一端
にはトレーサＹ軸駆動用サーボモータ１３０の駆
動軸が連結される。

プレート１６０上にはラツク１６１に平行にＸ
軸レール１６３が布設され、プレート１１０上に
はラツク１１１に平行にＹ軸レール１１４，１１
５が布設される。プレート１１０はＸ軸レール１
６３に係合するベアリング部１１６，１１７（第
１０図）及びプレート１５０上を転動するローラ
１１８，１１９によりＸ軸方向に移動し得るよう
になつている。またＹ軸レール１１４，１１５に
はベアリング部１２１，１２２を介して小プレー
ト１２０がＹ軸方向に移動し得るようになつてい
る。小プレート１２０には図示しないが、軸１１
３の軸受及び前実施例と同様のトレーサのＺ軸方
向駆動手段が載置される。また図示しないが、カ
ツタＸ軸駆動手段及びカツタＹ軸駆動手段も第９
図と同様に構成される。

このような構成の倣い型面加工機では、Ｘ軸及
びＹ軸方向の各移動精度がそれ程高くなくてもよ
い場合に、前実施例のねじ軸５及び６のような同
期をとる必要がないので、組付け工数が小さくて
済みより一層低コストなものとなる。

また、上記例では鉛直方向をＺ軸方向として説
明したが、本考案はこれに限らず水平方向をＺ軸
方向としてもよい。

更に、パルス変換器では出力パルス数を入力パ
ルス数より大きく変換する例を示したが、小さく
変換して被加工物をモデルより縮小させることも
できる。

［考案の効果］ 以上述べたように、従来の複雑で高価な数値制
御によらずに、本考案では検出スイツチと３軸方
向に各別にトレーサ及びカツタを駆動させる手段
を用いて制御回路で前記〜の動作を繰返すよ
うにしたので、簡易な構成でモデルの三次元輪郭
を正確に倣つた被加工物を安価に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例倣い型面加工機の構成
図。第２図はその概略斜視図。第３図はそのトレ
ーサＺ軸駆動手段の詳細を示す斜視図。第４図は
その切換器の詳細図。第５図はそのトレーサのＹ
−Ｚ平面における軌跡の拡大図。第６図はそのト
レーサのＸ−Ｙ平面における軌跡の拡大図。第７
図及び第８図は本考案の別の実施例のトレーサの
Ｙ−Ｚ平面における軌跡の拡大図。第９図は本考
案の別の実施例のトレーサＸ軸及びＹ軸駆動手段
を示す概略斜視図。第１０図は第９図のＡ−Ａ線
拡大断面図。 １……モデル、２……被加工物、９，９０……
トレーサＸ軸駆動用サーボモータ、１０……カツ
タＸ軸駆動用サーボモータ、１３，１３０……ト
レーサＹ軸駆動用サーボモータ、１４……カツタ
Ｙ軸駆動用サーボモータ、２０……トレーサＺ軸
駆動用サーボモータ、２１……カツタＺ軸駆動用
サーボモータ、２８……トレーサ、３２……Ｚ軸
検出スイツチ、３７，３８……Ｙ軸検出スイツ
チ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 モデル型面に接触しながら移動可能なトレーサ
   と、前記トレーサと連動して所定の比率で同一方
   向に移動し前記モデル型面に倣つて被加工物を切
   削するカツタとを備えた倣い型面加工機におい
   て、 Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を互いに直交する３軸とし、
   Ｚ軸方向を前記トレーサの取付軸方向とすると
   き、 前記トレーサをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向にそ
   れぞれ往復動させるトレーサＸ軸駆動手段、トレ
   ーサＹ軸駆動手段及びトレーサＺ軸駆動手段と、 前記カツタをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向にそれ
   ぞれ往復動させるカツタＸ軸駆動手段、カツタＹ
   軸駆動手段及びカツタＺ軸駆動手段と、 前記トレーサのＹ軸の移動許容端に配設された
   Ｙ軸検出スイツチと、 前記トレーサがＺ軸方向に移動するときに前記
   モデル型面への接触を検出するＺ軸検出スイツチ
   と、 前記トレーサＸ軸駆動手段及びカツタＸ軸駆動
   手段と、前記トレーサＹ軸駆動手段及びカツタＹ
   軸駆動手段と、前記トレーサＺ軸駆動手段及びカ
   ツタＺ軸駆動手段とをそれぞれ同時に制御する制
   御回路と を備え、 前記制御回路は前記Ｚ軸検出スイツチが作動す
   ると前記トレーサを前記モデルからＺ軸方向にの
   み又はＺ軸とＹ軸方向に同時に所定の微小量だけ
   遠ざけた後、前記トレーサをＹ軸とＺ軸方向に順
   次又は同時に或いはＺ軸方向にのみ所定の微小量
   だけ移動して前記モデルに近づけ、更に前記Ｙ軸
   検出スイツチが作動すると前記トレーサをＸ軸方
   向に所定の微小量だけ移動した後、前記トレーサ
   のＹ軸方向の移動方向を逆向きにして前記トレー
   サの微小変位を繰返すように制御することを特徴
   とする倣い型面加工機。