JPS603937B2 - 切削加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばオートコンターマシンの如き切削加
工機に係わり、更に詳しくはオートコンターマシンにお
けるワーク支持テーブルの構造に関するものである。

一般に、光倣い（テンプレート倣い）のオートコンター
マシンにおけるワーク支持テーブルの構造は、機械本体
のベース上に、トルクモー夕等によって作動する前後送
りテーブルと、その上に鎖刃の弾性力等によってフリー
の状態で作動する左右移動テーブルと、更にこの左右移
動テーブル上に、ＤＣモータ等によって回転する回転テ
ーフルとから構成され、前記トルクモータと、ＤＣモー
タとの駆動制御により、前後送り及び回転駆動させて、
光倣いによりワークを自動切削するものである。

ところで、上記従来のオートコンターマシンにおけるワ
ーク支持テーブルの構造は、上述のように、前後送りテ
ーブル及び左右移動テーブル上に、回転テーブルが敦層
されているため、鋸刃の位置が回転テーブルに対して任
意の位置に動いてしまい下記のような不具合が生じてい
た。

例えば第１図のように、倣いテープＴに倣って切削する
時、回転テーブルＱの前側（回転中心０に対して前方）
を南半球Ｓ、後側（回転中心０に対して後方）を北半球
Ｎと仮定し、回転テーフルＱへの回転信号は、鋸刃ｘが
倣いテープＴからはずれた時補正信号を出し、鋸刃ｘを
倣いテープＴにもどそうと補正の動きをする。

このような条件の下に、今「鏡刃ｘ，がｘ２のようには
ずれた時は、回転テーブルＱを、８ｏだけ回転し「また
その時の回転半径はＲである。そして、その時の倣いテ
ープＴの位置は、ａで鋸刃ｘに生じる反力により、左右
テ−ブルは１，だけ第１図において右方向に移動し補正
を行なう。

この補正の動きは、倣いテープＴがｂの位置まで移動す
るまで一度に行なわれる。次に、鏡刃ｘ３が＆のように
はずれた時は、回転テ−ブルＱを８ｏ回転し、左右テー
ブルは倣いテープＴのｃの位置まで１２動く。

しかし、この補正は一度に行なわれなくても、回転テー
ブルＱをＱｏ回転させれば、倣いテープＴのｄ位置に鎖
刃ｘがくるので、１回目の補正は済み、このように少し
ずつ補正で倣いテープＴのｃ位置までの補正を行なう。
このように、回転テーブルＱの南半球Ｓと、北半球Ｎと
では、倣いテープＴからの鋸刃ｘのはずれ量が同じでも
、回転テーブルＱが矢印のように反時計方向に回転する
場合は、前記補正の応答性が北半球Ｎの方が悪い。

即ち、北半球Ｎでは、少しの補正でも大きい回転角を動
かさなければならず、またその動きが、テーフル、被削
材の慣曲こより動きすぎることがあり、この結果反対の
方向に補正しなければならなくなってしまうことがある
。この状態をハンチングと言い、ハンチングの発生も、
北半球Ｎで発生する。

またハンチングが発生すると面粗さが悪くなり、このた
め従来では「ハンチングの発生、面粗さをなるべく同じ
にするように、回転テーブルＱを回転駆動するＤＣモー
夕へのパルス信号を変えていた。 ３第２
図、第３図に示すように、パルスＰ，の時のハンチング
の発生状態をＰ，に示し、パルスＰ２の時をＰ２に示す
。パルスＰ２の（一）側は、逆回転のパルスを示し、慣
性による回転テーブルＱの回りすぎを防止しているが、
これにより南半球Ｓでのハチンチングの発生が問題とな
る。しかし、これでも南半球Ｓと、北半球Ｎとのハンチ
ング、面粗さは同一にならず、やはり北半球での切削状
態は悪い。次に、アール部（曲線部）の切削では、アー
ル部の切削形状は無段階にあり、また、回転テーブルＱ
の回転中心が１ケ所のため、特に回転テーブルＱの中心
０，から最大の距離にあって、かつ第４図に示すように
最小のアール部を切らなければならない時、回転テーブ
ルＱの回転中心０，（ｘｏ，ｙｏ）を原点とした際「鋸
刃刃先の座標（ｘａ、ｙａ）は、最小アールの中心座標
（ｘｂ、ｙｂ）を回転中心として回るような動きをしな
ければならない。

即ち、回転テーブルＱの回転中心０，（ｘｏ，ｙｏ）は
、（ｘｂ、ｙｂ）に移動しなければならないが、実際の
動きとしては不可能なため、鋸刃ｘの反力を利用して、
（ｘｂ、ｙｂ）を中心として山点が、アール部と対称の
方向にＱ点まで、前後、左右テーブルの動きにより動か
さなければならない。

つまり、倣いテープＴよりはずれた時、南半球Ｓと北半
球Ｎとでは、補正の回転テーブルＱの回転角の違いから
以下のようなことが言える。

‘１１ 応答性は、北半球Ｎより南半球Ｓの方が良い。
■ ハンチングの発生は、北半球Ｎより南半球Ｓの方が
少ない。

｛３’面粗さは、北半球Ｎより南半球Ｓの方が良い。

以上のようなことは、切削箇所が、回転テーブルＱの回
転中心０，から遠ざかる程【１｝、【２’、‘３’の現
象は大きく、北半球Ｎと南半球Ｓの差が多くなり、特に
応答性が悪くなって、倣い切削に追従できず、切削不可
能になってしまう。

以上のように、従来のオートコンターマシンは、回転テ
ーブルＱに対し、鋸刃ｘが任意の位置にあるため、南半
球Ｓと、北半球Ｎとでの切削状態が異なり、特に大きな
形状のワークを切削するほど差が大きくなるという問題
があった。

この発明は、かかる従来の問題点を有効に解決するため
に案出されたもので、その目的とするところは、ワーク
形状の大小を問わず、常に一定の切削状態で加工するこ
とができる切削加工機を提供するものである。

またこの発明の他の目的は、常に一定の切削状態で加工
することにより、加工精度を著しく向上させた切削加工
機を提供するものである。

更に、この発明の他の目的は、切削工具を他の切削工具
に置換することにより、種々の切削加工機に応用するこ
とができる切削加工機を提供するものである。

以下、添付図面に基づいて、この発明の好適一実施例を
説明する。

第５図は、この発明の切削加工機を、光倣いオートコン
ターマシン（自動竪型帯鍵盤）に実施した場合の一実施
例を示すものである。

光倣いオートコンターマシン本体１のＣ型状のＺ鋸刃フ
レーム３は、ベース５上に傾斜ガイド装置７及び傾斜角
調整機構９を介して傾斜固定自在に装着されている。

前記鋸刃フレーム３には、１つの銭刃駆動ホイール１１
と、３つの鏡刃従動ホイール１３ａ，Ｉ Ｚ３ｂ，１３
ｃとが内装され、この両ホイール１１，１３ａ，１３ｂ
，１３ｃには、帯鏡刃の如き切削工具１５が掛け回わさ
れている。

前記ベース５上には、倭斜ガイド溝１７を備えた回転テ
ーフルベース１９が装着され、この回転２テーフルベー
ス１９上には、回転テーブル２１と、第１図において前
後方向に移動するＹ軸テーブル２３と、このＹ軸テーブ
ル２３の移動方向と直交する方向に移動する×軸テーブ
ル２５とを順次積載させて成るワーク支持テーブル本体
２７が設けられている。

この発明は、上記ワーク支持テーブル本体２７の構成な
らびに作動制御を要旨とするものである。

ワーク支持テーブル２７は、第６図、第７図、第８図に
示すように、中心部に貫通孔２９を備えた断面凹状の前
記回転テーブルベース１９上に、ボールベアリング、ま
たはコロの如き減摩部材３１を介して略中空方形状の回
転テーブル２１が回転自在に戦直されている。

回転テーブル２１の下部周面には、回転テーフルギャ３
３が一体的に設けられており、この回転テーブルギャ３
３には、パルスモータの如き回転駆動制御装置３５の出
力藤３７に設けられたピニオンギャ３９が噛合している
。

前記回転駆動制御装置３５は、回転テーフルベース１９
の下面に装着されるとともに、その出力軸３７は、回転
テーブルベース１９の内側に突出している。

また、前記回転テーブル２１の内側には、前記貫通孔２
９を頁挿し、かつ回転テーブル２１の回転中心を設定す
るために、中空円筒状の回転テーブル押え４１が設けら
れている。

この回転テーフル押え４１のフランジ部４３と、回転テ
ーブル２１の内側端部との間には、回転テーブル２１が
円滑に回動するためのボールベアリング４５が介設して
あり、また回転テーブルベース１９の下面から突出した
回転テーブル押え４１の端部には、回転テーブル２１の
浮き上りを防止するための止めナット４７が螺着されて
いる。なお、４９は回転テーブル押え４１、及びボール
ベアリング４５の上面に被按されたベアリングカバーで
ある。前記回転テーブル２１上には、ローラガィド５１
を介して略日形状に形成された中空方形状の前記Ｙ軸テ
ーブル２３が摺動自在に戦層されている。このＹ軸テー
ブル２３の側壁中央部には、Ｙ軸ナット部村５３が一体
的に取付けられている。前記Ｙ軸ナット部村５３には、
前記回転テーフル２１の側壁部に架設されたＹ軸送りね
じ５５が螺合し、このＹ軸送りねじ５５の一端部は、回
転テーブル２１の側壁に装着したパルスモー夕の如きＹ
鞠駆動制御装置５７の出力軸に連結されている。従って
、Ｙ軸駆動制御装置５７により、Ｙ軸送りねじ５５が回
動されると、Ｙ軸ナット部材５３を介して、Ｙ軸テーブ
ル２３が回転テーブル２１上を、第１図において前後方
向に摺動するものである。

次に、前記Ｙ軸テーブル２３上には、第８図に示すよう
に、ローラガィド５９を介して、中空方形状に形成され
た×軸テーブル２５が摺動自在に載直されている。

この×軸テーブル２５の側壁中央部には、Ｙ鞠テーブル
２３の側壁に架設された夕×軸送りねじ６１と螺合する
Ｘ軸ナット部材６３が一体的に設けられている。また×
軸送りねじ６１の一端部は、Ｙ軸テーブル２３の側壁に
装着したパルスモータの如き×軸駆動制御装置６５の出
力軸に連結されている。０ 従って、×軸駆動制御装置
６５により、×軸送りねじ６１が回動されると、×軸ナ
ット部材６３を介して、×軸テーブル２５がＹ軸テーブ
ル２３上を第１図において左右方向に摺動するものであ
る。

次に、前記傾斜ガイド装置７は、前記回転テーフルベー
ス１９に形成された円弧状の傾斜ガイド溝１７内に、鋸
刃フレーム３にローラプラケット（図示せず）を介して
回転自在に支穣ごれた複数の傾斜ローラ６７が係合して
構成されている。

また傾斜角調整機構９は、鎖刃フレーム３に装着された
傾斜ナット６９と、ベース５に傾斜ねじ杵７１及び傾斜
ハンドル７３とから構成され、そして、傾斜ハンドル７
３を適宜回動させることにより、傾斜ねじ杵７１、傾斜
ナット６９を介して鏡刃フレーム３が第５図の左右方向
に懐斜するものである（第５図の一点鎖線、二点鎖線参
照）。また、切削加工部を走行する切削工具１５の走行
線Ｚ−Ｚ上における鋸刃フレ−ム３の上下部には、切削
工具１５の振れを防止するための上部振動防止部材７５
ａと「下部振動防止部材７５ｂとが設けられている。こ
の上下振動防止部材７５ａ，７５ｂの上下端部には、ガ
イドローラ７７ａ，７７ｂが回転自在に取付けられ、ま
た下部振動防止部材７５ｂは、鎖刃フレーム３内に設け
られた振動防止ガイド７９に沿って昇降自在に支承され
るとともに、その上下位置が任意に調整しうるように構
成されている。また上部振動防止部村７５ａの側部には
、ワークＷの上面に封書れた罫書線に沿って自動的に切
削する場合に、その野書線を光学的に検知する公知の光
感知装置８１が取付けられている。

また第１図において８３は、Ｘ軸テーブル２５上におい
てワークＷをクランプするための公知のパィス装置であ
り「 ８５は切削工具１５を溶着、またはカットする公
知の溶接装置である。

この発明は以上のように構成され、次にこの発明の作用
について説明する。

まず、所定の形状に罫書線（図示せず）を罫書いたワー
クＷを、Ｘ軸テーブル２５上に軟遣し、パィス装置８３
により強固にクランプする。

このような状態から、切削工具１６を回転駆動させて「
ワークＷの罫書線まで切削工具１５を位置させる。そ
して「回転駆動制御装置３５、Ｙ軸駆動制御４装置５７
、×軸駆動制御装置６５の夫々を制御する図示しないＮ
Ｃ制御装置に、ワークＷの加工形状に対応してプログラ
ムしたデータを入力し、ＮＣ制御装置を駆動する。

そして、このＮＣ制御装置の駆動により、夫々の駆動制
御装置３５，５７，６５が、光感知装置８１からの指令
によりワークＷに罫書れた葵書線に対応して作動し、こ
れにより回転テーブル２１、Ｙ軸テーブル２３、Ｘ軸テ
ーブル２５が、回転、前後、及び左右方向に作動してワ
ークＷを加工する。

この際、切削工具１５は、回転テーフル２１の回転中心
に常に位置するため、切削状態は常に一定であり、従っ
て同一の条件で切削加工が行なわれる。即ち、従来の切
削加工装置は、ワ−ク支持テーブル本体の構成が、ベー
ス上にＹ軸テーブル、×軸テーブル、回転テーブルの順
に積載されていたため、切削工具１５の走行線Ｚ−Ｚは
、回転テーブルの回転中心に常に位置するとは限らず、
従って前述したように、南半球Ｓと、北半球Ｎとで切削
条件が異なっていた。しかし、この発明の場合は、回転
テーブル２１が最下位直にあって、Ｙ軸テーブル２３、
×軸テーブル２５の作動に影響されず、常に一定位置で
回動し、また切削工具１６も、常に回転中心に位置する
ことから、南半球Ｓと、北半球Ｎとの切削条件は常に同
じであり、従ってワークＷの形状等に関係なく、常に一
定の切削加工ができるものである。

また、金型材の切断に必ず必要とされる煩斜切断も、額
斜角調整機構９の傾斜ハンドル７３を操作することによ
り、容易に行なうことができるものである。

なお、上記の実施例において、切削工具１５を、ワイヤ
一電極とすれば、ＮＣで制御するワイヤ‐放電加工機と
して使用することができ「また、切削工臭１５をプラズ
マや、レーザにした場合には、プラズマ切断加工機、及
びレーザ加工機としても使用することができる。

なお、切削工具１５以外の構成は、上記第１実施例と同
機な構成にするのが望ましい。

また、前記ワイヤ一放電加工機として使用する場合のワ
イヤ−電極としては、例えばダイヤモンドワイヤ一、超
硬ワイヤ一等を使用する。

なお、この発明は、上記の実施例に限定されず、他の実
施態様により行なうことも可能である。

この発明は、上記のように、ベース５上に煩斜ガイド装
置７を介して、切削工具の刃先が常に回転中心を通るよ
うに回転テーブル２１を回転自在に敷遣して設けるとと
もに、この回転テーブル２１上にＹ軸テーブル２３と、
Ｘ軸テーブル２５とを順次積載して構成し、前記回転テ
ーブル２１と、×軸、Ｙ軸テーブル２５，２３との夫々
を「駆動制御装置により制御するようにしたため、以下
のような優れた効果を奏するものである。

■ 切削工具が、回転テーブル２１の回転中心を常に通
るため、従来のように南半球Ｓと、北半球Ｎとの切削状
態に誤差がなく、常に同一の切Ｚ削条件で切削すること
ができる。■ また上記■と同様の理由により「 ワー
クＷの形状の大小を問わず高精度の切削加工ができ、更
に、ワーク支持テーブル本体２７の全体の作動をＮＣ制
御することができるため、精度の良Ｚい加工ができる。

■ 更に、切削工具１５を、他の切削工具に置換すれば
本体の構造をそのままとして、他の切削加工機に応用す
ることができる。

■ また金型材切断に、必ず必要な傾斜切断も、煩斜角
調整機構９により要易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光倣いオートコンターマシンによる加工
状態を示す作動説明図、第２図、第３図は従来の切削加
工におけるハンチングの発生状態と、パルス信号との関
係を示す説明図、第４図は従来の切削加工機において、
アール部を加工する場合の作動説明図、第５図はこの発
明をオートコンターマシンに応用した場合の正面図、第
６図はワーク支持テーブル本体の平面図、第７図は第６
図の正面図、第８図は第７図の側面図である。 （図面中に表わされた主要な符号の説明）、５・・…・
ベース、７・・・・・・傾斜ガイド装置、１５・・…・
切削工具ｔ ２１…・・・回転テーブル、２３・・・・
・・Ｙ軸テーフル、２５……×鯛テーブル。第２図 第３図 第１図 第８図 第４図 第６図 第７図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース５上に、切削工具の走行方向に対して前後方
   向に傾斜自在の傾斜ガイド装置７を設け、この傾斜ガイ
   ド装置７上に、前記切削工具の刃先が常に回転中心を通
   るように回転テーブル２１を回転自在に載置して設け、
   この回転テーブル２１上に、回転テーブル２１の半径方
   向に摺動自在なＹ軸テーブル２３と、該Ｙ軸テーブル２
   ３の移動方向と直交する方向に摺動自在なＸ軸テーブル
   ２５とを夫々積載して設け、前記回転テーブル２１と、
   Ｙ軸、Ｘ軸テーブル２３，２５との夫々の作動を、駆動
   制御装置により制御するようにしたことを特徴とする切
   削加工機。 ２ 前記切削工具を、帯鋸刃として、オートコンターマ
   シンとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の切削加工機。 ３ 前記切削工具を、ワイヤー電極として、ワイヤー放
   電加工機としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の切削加工機。 ４ 前記切削工具を、プラズマとして、プラズマ切断加
   工機としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の切削加工機。 ５ 前記切削工具を、レーザとして、レーザ加工機とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の切削
   加工機。 ６ ワイヤー電極として、ダイヤモンドワイヤー、又は
   超硬ワイヤーとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の切削加工機。