JPH0747248B2 - レリーフ付カッタ往復機構並びにレリーフ付カッタ往復機構の同期化駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレリーフ付カッタ往復機構並びにその機構の
同期化駆動方法に係り、特に歯車形削盤に代表されるよ
うなカッタがワークの中心軸方向へ往復運動し、その往
路で加工し、復路はカッタがワークから離間して後退す
るようなレリーフ付カッタ往復機構に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、例えば歯車形削盤におけるレリーフ付カッタ往復
機構におけるカッタは第６図に示すような運動軌跡を示
す。すなわち、2eはカッタの往復ストローク長さを示
し、Ｒはカッタのレリーフ量を示している。このような
カッタの運動を得るための構造として、例えば第７図に
示すようなものがある。第７図について構造を説明すけ
れば、カッタヘッド31は図示省略した機械本体に支軸32
を介してその下部が図中左右方向へ揺動可能に支持され
ており、またカッタヘッド31の下側部には、機械本体と
の間に図示省略した弾発材が介在されていて図中左方へ
弾発付勢されている。

しかしてカッタヘッド31の図中左側端部にはコロ33を配
設し、機械本体には前記コロ33と対応するカム34が配設
されている。該カム34のカムリフトＲは前記カッタのレ
リーフ量Ｒと対応するものである。

前記カッタヘッド31内には図中鉛直方向へ主軸35が嵌装
されている。該主軸35にはウオームホイル36が外嵌され
ていて、主軸35はウオームホイル36内を垂直方向に摺動
は可能であるが回転はできない手段が講じられ、ウォー
ムホイル36の回転に伴って回転する。

前記主軸35の図中下端部にはカッタ37が着脱自在に限定
されている。また主軸35上部には球面軸受38を介してコ
ネクティングロッド39が連結されている。

前記カッタヘッド31の上方部に当る機械本体にはクラン
ク軸40が配設され、該クランク軸40の面板に設けられた
クランクピン41に前記コネクテイングロッド39の端部が
軸支されている。しかしてクランク軸40の中心とクラン
クピン41の中心までの偏心量は前記したカッタの往復動
ストローク2e長さの半分ｅに設定されている。また前記
クランク軸40とカム軸34Aとは同期回転するよう設定さ
れている。

上記構成のこの従来例においてはクランク軸40の回転に
伴ってコネクティングロッド39が上下動し、これと連動
して主軸35がストローク2eの往復動をし、往動時にカッ
タ37が回転しながらその下方に位置するワークＷを形削
りするが、復動時にはカム34の回転に伴ってカムリフト
Ｒの量だけカッタヘッド31がワークＷから遠ざかる方向
へ移動するため、カッタ37はレリーフ量Ｒだけワークか
ら逃げて上昇するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記レリーフ付カッタ往復機構において、 （１）カッタの上下往復運動はクランク機構によって行
なわれているため、その速度は正弦曲線を描いて変化す
る。そのために、切削速度がワークの上下部においては
遅くなり、中間では速くなるというように一定とならな
い問題点があり、また切削が済んだ復路は早戻しとした
方が時間の短縮を計れるが往路，復路共同じ速度であ
る。

（２）レリーフ量Ｒは少なければ少ないほど運動上は有
利であるが、あまり少なくすると復路においてワークの
加工面と干渉を起す、その干渉の量は切削条件に左右さ
れるため、切削条件によってはカムリフトの異なるカム
を交換しなければならないという問題点があった。

（３）また従来の機構は構造が複雑であった。

この発明は前記問題点を解決し、簡単な構造でカッタの
往復動の速度を一定に近づけて、かつ復路におけるスピ
ードを上げ、レリーフ量は自由に最適量に設定すること
のできるレリーフ付カッタ往復機構を提供することを目
的として開発したものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は前記問題点を解決するために、歯車形削盤に
代表されるようなレリーフ付カッタ往復機構において、
カッタを有する主軸の往復動並びにカッタヘッドのレリ
ーフ運動を各々リニアモータによって作動させ、かつリ
ニアモータの運動量をリニアスケールから電子制御装置
にフィードバックさせて同期化を維持し、カッタの往復
運動とレリーフ運動との１サイクル運動を同期化し制御
することを特徴とするレリーフ付カッタ往復機構、とい
う技術的な手段を講じた。

〔作用〕

上記構成のこの発明において、カッタを有する主軸は一
般的な回転機構によって回転される。またカッタヘッド
に対して軸方向への進退が可能に構成されて、該主軸の
先端部にはカッタが装着され基端部にはニリアモータの
アーマチャが連結されている。

またカッタヘッドは機械本体に支軸を介して下部が揺動
可能に設けられ、該カッタヘッドの下側部は機械本体に
配設したリニアモータのアーマチャが連結されている。

上記構成において、カッタが回転しながら、主軸を往作
動させるリニアモータによって降下し、ワークを切削
し、この切削終了と共にカッタヘッドを作動させるリニ
アモータによってカッタはワークから離れ、その状態で
主軸を復作動させるリニアモータによってカッタは上昇
して元へ戻る。

上記作動が継続し、自動制御される。

〔実施例〕

この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示すレリーフ付カッタ
往復機構の要部断面図，第２図は第１図におけるＡ−Ａ
線断面図である。この実施例においては歯車形削盤に応
用する態様を例にとったものであるが歯車形削盤の詳細
図は省略した。

レリーフ付カッタ往復機構１のカッタヘッド２は略円筒
状に形成され、その上側部に支点ピン3,3が同軸状の対
称に設けられており、カッタヘッド２は前記支点ピン3,
3を介して下部が揺動可能に図示しない機械本体に架設
されている。

前記カッタヘッド２の内部にはウオームホイル４の中心
部に挿通させた主軸５が垂直に嵌装されており、該主軸
５はキー６をウオームホイル４の内孔に沿って形成した
ガイド溝７に嵌装させて、ウオームホイル４に対して主
軸５はその軸長手方向に摺動が可能で自からの回転はで
きないよう構成されていて、主軸５はウオームホイル４
の回転と連動して回転する。しかしウオームホイル４の
歯部には回転機構８と連結されたウオーム９が歯合され
て配設されている。

前記主軸５の図中下端部には取付具10を介してカッタ11
が着脱可能に固定されている。図中カッタ11の下方にお
いて符号12はワークである。

前記主軸５の図中上端部には球面軸受14が装着され、該
球面軸受14に球頭連結杆15が連結されている。また前記
カッタヘッド２の上部にはブラケット16を介して、主軸
５の直上に位置するようにリニアモータ17が配設されて
いる。

またリニアモータ17のアーマチャ18が主軸５と同軸で軸
方向へ可動に配設されており、該アーマチャ18に前記球
頭連結杆15が装着されている。

しかして、前記アーマチャ18の往復動可能長さは第５図
に示すカッタ11の往復動長さｌより長く設定されてい
て、実動の往復動長さは後記する制限装置25によって適
宜設定される。

前記カッタヘッド２の図中左側部と図示しない機械本体
との間には弾発材19が介設されていて、カッタヘッド２
をワーク12に対する逃げ方向（図中の左方）へ弾発して
いて、カッタヘッド２は前記支点ピン３を中心としてそ
の下部が弾発材19によって逃げ方向へ揺動が可能に構成
されている。

しかしてカッタヘッド２の図中左側部においては、前記
弾発材19の反対部分に当板20を設けてあり、該当板20の
対面方向の機械本体にはリニアモータ21が配設されてい
る。

該リニアモータ21のアーマチャ22は前記当板20方向へ進
退可能に構成されていて、その先端部にコロ軸23を介し
てコロ24が軸着されている。

しかして、コロ24の先端部が当板20に当接するようにア
ーマチャ22を図中右方向へ移動させて、弾発材19に抗し
て主軸５が垂直になるように維持させる。更に上部のア
ーマチャ18を図中上昇させた状態が原始態として両リニ
アモータ17,21を設定しておく。

一方図示しない機械本体には、一般的なNC制御装置25が
搭載されている。該NC制御装置25には前記両リニアモー
タ17,21が回路接続されている。

該NC制御装置25とリニアモータ17,21との接続回路関係
を第３図に示す。Ｎ制御装置25の１つのコントローラ26
に二つのドライバ27,27が接続され、各ドライバ27,27に
リニアモータ17,21とリニアスケール28,28が接続され、
各リニアスケール28,28は各々ドライバ27,27にフィード
バック回路29,29が接続されている。またコントローラ2
6には位置，速度，距離等の入力機構30が接続されてい
て、この入力機構30によって、ワーク12に対する形削に
最適なカッタ11の位置、往復運動の速度、レリーフ距離
等を入力設定する。例えば第４図に示すのは二つのリニ
アモータ17,21の制御概念図であり、これに従って入力
機構30により入力設定をする。これによれば、従来速度
が正弦曲線で変化していたものが、一定となり、また加
工の済んだカッタの上昇運動工程は、その入力値によっ
て早戻りとすることができて時間的ロスを少なくさせる
とができる。構成部品も少なく簡単な構造で精度保持が
できる。

以上の構成によれば、ワーク12の加工部分によってあら
かじめNC制御装置に各機構の駆動制御値を入力設定して
稼動させれば、自動的に主軸並びにワークが回転され、
定時的に両リニアモータ17,21の作動によって主軸が往
復動し、かつカッタヘッドがレリーフ運動をするもので
あり、カッタの往復運動の１サイクルとカッタのレリー
フ運動の１サイクルが正確に同期化されて駆動制御され
るものである。該同期化は１サイクルの中で両リニアモ
ータの遅速差を自由に簡単に設定することができるため
復運動を破約させることもでき、また、ワークの差によ
るストロークの長さも自由に設定できるので、従来のよ
うに機械部品を取替える煩雑な手間が省けて、少ロット
多品種の生産効率を高めることができる。

このような構成によって、第４図における入力値を変更
することによって、第５図に示すように、カツタ11の軌
跡を傾斜させることが可能となり、すなわちテーパ歯部
Ｔを有するワーク12のテーパ面加工も簡単にすることが
できる。またこのようにクランク機構に代えて数値制御
技術を用いた直動形電動機を用い、その制御を同期化す
ることによって例えば特公昭62−10766号公報に示され
るような２つのクランク機構を用いる例にも応用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

上記のように構成されたこの発明においては、次のよう
なすぐれた効果を有している。

（１）カッタの往復運動並びにレリーフ運動が２つのリ
ニアモータによって作動され、制御装置によって自由に
作動量を設定し、制御することができるために、復動速
度を早くさせて時間的ロスを少なくさせることができ、
継続加工の上で生産効率が向上する効果がある。

（２）電子的、数値的制御ができるために、ワークの大
きさに対応してカッタの往復動距離の設定が迅速にでき
ることと、他の部品を必要としないので、下準備時間を
少なくすることができ、少ロット多品種の継続加工ニー
ズに適応できる効果がある。

（３）電気的に制御されるので、加工精度を高く維持す
ることができる効果がある。

（４）数値制御の入力値を変更することによってカッタ
の傾斜状往復動が可能となり、ワークのテーパ面加工が
簡単にできる効果がある。

（５）カッタの上下往復運動はクランク機構による正弦
曲線を描くものではないので、ワークの切削速度を一定
にすることができ加工精度を高められると共に、復路の
速度をあげて無駄な時間のロスを短縮して加工効率を高
めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に係り、第１図はレリーフ付カ
ッタ往復機構の要部断面図、第２図は第１図におけるＡ
−Ａ線断面図、第３図はリニアモータの制御関係ブロッ
ク回路図、第４図はカッタの往復運動並びにレリーフ運
動のタイミングチャート、第５図はカッタの軌跡図、第
６図は従来のレリーフ付カッタ往復機構のカッタ軌跡
図、第７図は従来のレリーフ付カッタ往復機構の要部断
面図である。 １……レリーフ付カッタ往復機構、２……カッタヘッ
ド、３……支点ピン、４……ウオームホイル、５……主
軸、６……キー、７……ガイド溝、８……回転機構、９
……ウオーム、11……カッタ、12……ワーク、14……球
面軸受、15……球頭連結杆、16……ブラケット、17,21
……リニアモータ、18,22……アーマチャ、19……弾発
材、24……コロ、25……NC制御装置、26……コントロー
ラ、27……ドライバ、28……リニアスケール、29……フ
ィードバック回路、30……入力機構、Ｔ……テーパー歯
部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車形削盤に代表されるようなレリーフ付
   カッタ往復機構において、カッタを有する主軸の往復動
   並びにカッタヘッドのレリーフ運動を各々別のリニアモ
   ータによって作動させ、かつ各々のリニアモータの運動
   量をリニアスケールから電子制御装置にフィードバック
   させる構成とし、カッタの往復運動とレリーフ運動との
   １サイクル運動を同期化し制御することを特徴とするレ
   リーフ付カッタ往復機構。
2. 【請求項２】レリーフ付カッタ往復機構において、カッ
   タを有する主軸の往復動並びにカッタヘッドのレリーフ
   運動を各々別のリニアモータで作動させる構成とし、か
   つ両リニアモータをNC制御装置に接続をし、数値制御に
   より両リニアモータの運動に同期性を持たせたことを特
   徴とするレリーフ付カッタ往復機構。
3. 【請求項３】歯車形削盤に代表されるようなレリーフ付
   カッタ往復機構において、カッタを有する主軸の往復運
   動並びにカッタのレリーフ運動を各々別のリニアモータ
   によって作動させると共に、前記往復運動並びにレリー
   フ運動の１サイクル運動を同期化しリニアモータの運動
   量を電子制御装置にフィードバックさせて制御すること
   を特徴とするレリーフ付カッタ往復動機構の同期化駆動
   方法。