JPS5810183B2 - サ−ボ倣い加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は互いに直交する軸線のまわりに回転可能なＸ軸
周ドラムカムおよびＸ軸周ドラムカムに倣ってカッタを
所望の軌跡に沿ってサーボ送りするサーボ倣い加工装置
に関するものである。

本発明の目的は、ドラムカムとは無関係にカッタを早送
りできるようになし、以ってドラムカムを小形にでき、
併せてサイクルタイムの短縮を可能にしたサーボ倣い加
工装置を提供することである。

一般にドラムカムを用いてカッタをサーボ送りするサー
ボ倣い加工装置においては、ドラムカムに係合するフォ
ロアローラの移動によりカッタを原位置より早送りで加
工開始位置まで移動せしめ、しかる後切削送りでカッタ
を定められた軌跡に沿って移動せしめてワークを加工し
、その後再び早送りでカッタを原位置まで戻すようにな
っている。

このようにドラムカムによってカッタの運動の全てを制
御するものにおいては、大形のドラムカムが必要となり
、しかも早送り速度に限界があってサイクルタイムの短
縮もなかなか難しい問題があった。

本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので
、カッタの早送りをドラムカムとは無関係に行い得い得
るようにして、ドラムカムを小形化できるようにすると
ともに、サイクルタイムを短縮できるようにしたことで
ある。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、１０はベッドを示し、このベッド１０
上にはテーブル案内面１１が形成され、このテーブル案
内面１１にスライドテーブル１２が図の左右方向（Ｘ軸
方向）に移動可能に装架されている。

スライドテーブル１２上にはコラム１３が設置され、こ
のコラム１３の一側面に形成されたヘッド案内面１４に
スピンドルヘッド１５が上下方向（Ｙ軸方向）に移動可
能に装架されている。

これらスライドテーブル１２およびスピンドルヘッド１
５は前記ベッド１０およびコラム１３内にそれぞれ設け
られたテーブル送りシリンダ１６およびヘッド送りシリ
ンダ１７によりＸ軸、Ｙ軸方向に移動されるようになっ
ている。

前記スピンドルヘッド１５にはラム１８が進退可能に嵌
装され、このラム１８には先端にカッタＣを担持したス
ピンドル１９が回転可能に軸承され、スピンドルヘッド
１５上に設置したスピンドル駆動用モータ２０により回
転駆動されるようになっている。

なお、第１図中２１はベッド１０の前側に設置された工
作物支持台で、この工作支持台２１上に工作物Ｗが位置
決めクランプされる。

また２３は前記ベッド１０上の端部に設置されたＸ軸制
御台、２４は前記コラム１３の後部に設置されたＹ軸制
御台をそれぞれ示し、これらＸ軸およびＹ軸制御台２３
．２４の具体的構成を以下説明する。

第２図において、前記ベッド１０上に設置された前記Ｘ
軸制御台２３には支持体２５が固設され、この支持体２
５にスプライン穴２６を形成したスリーブ状のＸ軸周カ
ム軸２７が前記スライドテーブル１２の移動方向（Ｘ軸
）に平行な軸線の周りに回転可能に軸承されている。

カム軸２７にはウオームホイール２８が一体的に係止さ
れ、このウオームホイール２８にウオーム２９（第３図
参照）が噛合されている。

ウオーム２９は前記Ｘ軸制御台２３に設置されたカム軸
駆動用モータ３０によって回転駆動されるようになって
いる。

また前記カム軸２７には円筒形状のＸ軸圧ドラムカム３
１が一体的に係止され、このドラムカム３１の外周に所
定形状のループ状カム溝３２が形成されている。

前記Ｘ軸制御台２３の側方には案内板３３が固着され、
この案内板３３に倣い板３４が複数組のガイドローラ３
５によって前記ドラムカム３１の回転軸線と平行な方向
に移動可能に案内支持されている。

倣い板３４にはローラ支持台３６が固着され、このロー
ラ支持台３６に前記カム溝３２に係合するフォロアロー
ラ３７が軸承されている。

倣い板３４にはまた支持ブロック３８が固着され、この
支持ブロック３８に支持軸３９が回転可能に貫通支持さ
れている。

支持軸３９の両端には互いに半径の異なるピニオン４１
゜４２がそ減ぞれ固着され、このうちの小径ピニオン４
１は前記Ｘ軸制御台２３に前記倣い板３４と平行な方向
に摺動可能に支持された基準ラック４３に噛合され、こ
の基準ラック４３はＸ軸制御台２３に固設された早送り
用シリンダ４４に摺動可能に嵌装せるピストンロッド４
５に結合され、所定量（ｌＯ）摺動されるようになって
いる。

また大径ピニオン４２は従動ラック４６に噛合され、こ
の従動ラック４６は前記案内板３３に複数組のガイドロ
ーラ４７を介して前記倣い板３４と平行な方向に移動可
能に案内支持された拡大倣い板４８に固着されている。

拡大倣い板４８の一端にはブラケット４９が固着され、
このブラケット４９に螺着された作動子５０に前記Ｙ軸
制御台２４に固着されたテーブル送りシリンダ制御用サ
ーボバルブ５１のスプール弁５２が回路のスプリングの
撥力によって当接されている。

従って早送り用シリンダ４４の作動により基準ラック４
３が摺動されると、小径および大径ピニオン４１，４２
を介して従動ラック４６および拡大倣い板４８が移動さ
れ、これによりサーボバルブ５１が制御されてスライド
テーブル１２がテーブル送りシリンダ１６により拡大倣
い板４８の移動方向にその移動量だけサーボ送りされる
。

また前記基準ラック４３の固定状態において、ドラムカ
ム３１の回転によりフォロアローラ３７が移動されると
、小径および大径ピニオン４１，４２を介して拡大倣い
板４８が移動され、これにより前述したと同様にスライ
ドテーブル１２がテーブル送りシリンダ１６によりサー
ボ送りされる。

ここで前記小径ピニオン４１と大径ピニオン４２の径を
１：２に設定すれば、前記基準ラック４３の運動が拡大
倣い板４８に２倍に拡大されて伝えられ、また前記フォ
ロアローラ３７の運動が拡大倣い板４８に３倍に拡大さ
れて伝えられ、これによって早送り用シリンダ４４のス
トロークおよびドラムカム３１の軸方向長さを小さくで
きるが、このような歯車拡大機構は本発明にとって必ず
しも必要な要件ではない。

第３図において、前記コラム１３に設置された前記Ｙ軸
制御台２４には支持体５５が固設され、この支持体５５
に歯車５６を形成したカム軸５７が前記スピンドルヘッ
ド１５の移動方向（Ｙ軸）に平行な軸線の周りに回転可
能に軸承されている。

Ｙ軸制御台２４にはまた前記Ｘ軸用のカム軸２７と同一
の軸線上にスプライン軸５８が回転可能に軸承され、こ
のスプライン軸５８の一端に前記歯車５６に噛合するそ
れと同一歯数の歯車５９が係止されている。

スプライン軸５８はＸ軸周カム軸２７のスプライン穴２
６に軸方向移動のみ可能に係合され、これによって前記
カム軸駆動用モータ３０にて与えられたカム軸２７の回
転がＸ軸周カム軸５７に同期的に伝えられるようになっ
ている。

前記Ｙ軸片カム軸５７には円筒形状のＹ靴用ドラムカム
６０が一体的に係止され、このドラムカム６０の外周に
所定形状のループ状カム溝６１が形成されている。

前記Ｙ軸制御台２４の側方には案内板６２が固着され、
この案内板６２に倣い板６３が複数組のガイドローラ６
４によりＹ軸方向に移動可能に案内支持されている。

倣い板６３にはローラ支持台６５が固着され、このロー
ラ支持台６５に前記カム溝６１に係合するフォロアロー
ラ６６が軸承されている。

倣い板６３にはまた支持ブロック６７が固着され、この
支持ブロック６７に支持軸６８が回転可能に貫通支持さ
れている。

支持軸６８の両端には互いに半径の異なるピニオン６９
．７０が固着され、このうちの小径ピニオン６９は前記
Ｙ軸制御台２４に固着された基準ラック７１に噛合され
、また大径ピニオン７０は従動ラック７２に噛合される
。

この従動ラック７２は前記案内板６２に複数組のガイド
ローラ７３を介して前記倣い板６３と平行な方向に移動
可能に案内支持された拡大倣い板７４に固着されている
。

拡大倣い板７４にはブラケット７５が固着され、このブ
ラケット７５に螺着された作動子７６に前記スピンドル
ヘッド１５に設置されたヘッド送りシリンダ制御用サー
ボバルブ７７のスプール弁７８が回路のスプリングの撥
力によって当接されている。

次に上述した構成における本発明装置の動作を説明する
。

なお、図はすべて原位置状態を示し、この状態において
はスライドテーブル１２がＸ軸シ方向の左方端に位置さ
れてカッタＣが工作物Ｗより離間され、スピンドルヘッ
ド１５はＹ軸方向の下方端に位置されている。

また第２図に示すようにドグＤ１により原位置確認用リ
ミットスイッチＬ１が動作されている。

しかる状態において、起動釦が操作されると、まず早送
り用シリンダ４４が作動され、基準ラック４３が左方へ
所定ストローク（ｌＯ）摺動される。

かかる基準ラック４３の摺動により、小径および大径ピ
ニオン４１，４２を介して従動ラック４６、および拡大
倣い板４８が右方向に１１だけ変位される。

これによりサーボバルブ５１のスプール弁５２がスプリ
ング力に抗して押動され、このスプール弁５２の右方向
変位によりテーブル送りシリンダ１６が制御されてスラ
イドテーブル１２が拡大倣い板４８の変位方向にその変
位量だけサーボ送りされる。

これによりスピンドル１９に担持されたカッタＣは原位
置より工作物Ｗに接触する直前の切削開始位置まで早送
りされる。

前記基準ランク４３が所定ストローク摺動され、これが
回路の確認スイッチにより確認されると、続いてスピン
ドル駆動用モータ２０が起動されてスピンドル１９およ
びカッタＣが回転駆動されるとともに、カム軸駆動用モ
ータ３０が起動される。

かかるカム軸駆動用モータ３０の起動によりウオーム２
９およびウオームホイール２８を介してＸ軸用のカム軸
２７が低速で回転駆動され、この回転はスプライン軸５
８および歯車５９，５６を介してＹ軸用のカム軸５７に
同期的に伝えられる。

これによりＸ軸周ドラムカム３１およびＸ軸周ドラムカ
ム６０が連動して等速回転され、これらドラムカム３１
，６０の各カム溝３２．６１により、倣い板３４はフォ
ロアローラ３７とともに右方へ、また倣い板６３はフォ
ロアローラ６６とともに上方へ変位される。

そしてこれら倣い板３４，６３の変位が異径ピニオン４
１，４２および６９，７０を介して従動ラック４６，７
１および拡大倣い板４８．７４に伝えられる。

かかる拡大倣い板４８の右方向変位によりサーボバルブ
５１のスプール弁５２がスプリング力に抗して押動され
、このスプール弁５２の右方向変位によりテーブル送り
シリンダ１６が制御されてスライドテーブル１２が右方
向に切削送り速度でサーボ送りされる。

同様に前記拡大倣い板７４の上方向変位によりサーボバ
ルブ７７のスプール弁７８がスプリング力により前進さ
れ、このスプール弁７８の上方向変位によりヘッド送り
シリンダ１７が制御されてスピンドルヘッド１５が上方
向に切削送り速度でサーボ送りされる。

これらスライドテーブル１２のＸ軸方向移動とスピンド
ルヘッド１５のＹ軸方向移動との合成運動により、スピ
ンドル１９に担持されたカッタＣは前記切削開始位置よ
り工作物Ｗに向って移動され、工作物Ｗの切削加工が開
始される。

その後カッタＣはＸ軸周ドラムカム３１およびＸ軸周ド
ラムカム６０のカム溝形状によって定められる所定の軌
跡に沿って移動される。

前記工作物Ｗの所定の加工が完了して前記Ｘ軸周ドラム
カム３１およびＸ軸周ドラムカム６０が１回転され、カ
ッタＣが前記加工開始位置に復帰されると、前記原位置
確認用リミットスイッチＬ１が再びドグＤ１により動作
される。

かかるリミットスイッチＬ１の動作信号に基いてカム軸
駆動用モータ３０およびスピンドル駆動用モータ２０が
それぞれ停止され、カム軸２７，５７およびスピンドル
１９の回転が停止される。

しかる後前記早送り用シリンダ４４が作動されて基準ラ
ック４３が右方へ所定ストローク（ｌＯ）摺動され、こ
れによりカッタＣは第１図に示す原位置まで早戻しされ
る。

なお、上記実施例においてはＹ軸側の基準ラック７１を
固定としたが、必要によりＸ軸側と同様に可動として早
送り用シリンダにより摺動させるようにすることもでき
、これによりカッタＣを担持したスピンドル１９をＸ−
Ｙ平面内で早送りすることが可能となる。

以上述べた説明より明らかなように、本発明は互いに直
交する軸線のまわりに回転可能なＸ軸周ドラムカムおよ
びＸ軸周ドラムカムに倣ってスピンドルに担持された工
具をＸ−Ｙ平面内でサーボ送りするものにおいて、前記
ドラムカムに係合するフォロアローラを設けた倣い板に
ピニオンを軸承し、このピニオンに早送り用駆動装置に
て摺動される基準ラックと、サーボ機構に連係される従
動ラックとを噛合した構成であるので、スピンドルに担
持された工具をドラムカムとは無関係に早送り用駆動装
置による基準ラックの摺動運動により早送りおよび早戻
しさせることができ、ドラムカムは工具を切削送りさせ
るだけでよいので、ドラムカムを小形にでき、しかもサ
イクルタイムの短縮が容易に行い得る等の効果が奏せら
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はサーボ倣
い加工装置の正面図、第２図は第１図の■−■線に沿っ
て切断した拡大断面図、第３図は第２図の■−■線に沿
って切断した断面図である。 １２・・・・・・スライドテーブル、１５・・・・・・
スピンドルヘッド、１６・・・・・・テーブル送りシリ
ンダ、１７・・・・・・ヘッド送りシリンダ、１９・・
・・・・スピンドル、２５．５７・・・・・・カム軸、
３０・・・・・・カム軸駆動用モータ、３１，６０・・
・・・・ドラムカム、３４，６３・・・・・・倣い板、
３７，６６・・・・・・フォロアローラ、４１゜４２．
６９，７０・・・・・・ピニオン、４３・・・・・・基
準ラック、４４・・・・・・早送り用シリンダ、４６，
７２・・・・・・従動ラック、５１，７７・・・・・・
サーボバルブ、Ｃ・・・・・・カッタ、Ｗ・・・・・・
工作物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具を担持するスピンドルを回転可能に軸承した可
   動部材を、互いに直交する軸線のまわりに回転可能なＸ
   軸周ドラムカムおよびＸ軸周ドラムカムに倣ってＸ−Ｙ
   平面内でサーボ送りするサーボ倣い加工装置において、
   前記ドラムカムに係合するフォロアローラを有する倣い
   部材にピニオンを回転可能に軸承し、このピニオンに前
   記フォロアローラの変位方向と平行な方向に摺動可能に
   支持された基準ラックを噛合し、また前記ピニオンにサ
   ーボ機構に連係する従動ラックを噛合するとともに、前
   記基準ラックを所定ストローク摺動せしめて前記工具を
   原位置と加工開始位置との間で早送りせしめる早送り駆
   動装置を備えたことを特徴とするサーボ倣い加工装置。