JPS6247657B2

JPS6247657B2 -

Info

Publication number: JPS6247657B2
Application number: JP53034703A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hosoi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1978-03-24
Publication date: 1987-10-08
Also published as: EP0011652B1; EP0011652A4; EP0011652A1; WO1979000831A1; DE2966323D1; JPS54127084A; US4317644A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は工作機械等における輪郭（又は等高
線）ならい装置に関する。

従来の本発明者が開発した技術では、特公昭54
−2421号公報に示された如く、中実スピンドルの
上端に円錐凹所２ａを設け、該凹所に載置された
ボール６の直径部をトレーサ本体７に固定して円
板８の中心孔８ａに遊嵌し該ボール６の上端を板
ばね９で押圧し、これによつてスピンドル２は大
略鉛直に保たれる。そして、スタイラスがモデル
に接すると、スピンドル２は支持部４を支点とし
て僅かに揺動し、スピンドル２の上端のボール６
が持上げられて板ばね９が図外のスイツチ手段を
作動し、電動機１６、ギヤ１４、遮断板２０が反
転し、スタイラス１も反転する。そして次の瞬間
には抵抗から開放され電動機１６と共にスタイラ
スは正転し、以下同様にして矢印Ｃ，Ｄの如く揺
動運動を繰返す。

このように、板ばね９のON、OFF作動により
電動機１６をスピンドル２と共に正転逆転させて
いる。従つて、電動機１６の回転子、ギヤ１４、
遮断板２０およびスピンドル２を、同時に、最大
速度の正転から速度零を経て最大速度の逆転状態
にしなければならず、慣性の変化が非常に大きく
なつて、ならい応答速度がおそいという問題があ
る。しかも、スピンドルは常に細く回動振動して
いるので、ならい精度が悪く、加工面も粗く、工
具寿命も短くなる。

本発明は上記問題を解決し、ならい応答速度が
速く、しかもならい速度が一定となり、高速重切
削が可能で、モデルの寸法に対し加工物の寸法を
可成りの範囲で調整できるような輪郭ならい装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の構成は次の
とおりである。即ち、トレーサスピンドルの下端
にスタイラスを偏心させて固定し、該スピンドル
をトレーサケース内に僅かに傾斜可能なように大
略鉛直に回転自在に保持し、前記スタイラスのモ
デルへの接触に基づく前記スピンドルの傾斜を差
動トランスによりアナログ的に検出し、該傾斜量
に比例して前記スピンドルの回転速度を変化させ
るようにしたスピンドルの傾斜検出部を設け、該
スピンドル傾斜検出部は、支持ブロツクの凹所内
に収容された差動トランスコイルと、前記スピン
ドルの傾斜により軸方向に移動される差動トラン
スコアとを含み、これらコイルとコアの少なくと
も一方は上下動かつ静止自在にされ、トレーサ本
体に固定した絶縁板上で前記スピンドルと同心の
同一円周上に４個の光電素子を放斜状に等間隔配
置し、これら光電素子のうち前記スピンドルの軸
心を挟んで対向する２個宛を、各々加工物テーブ
ルの前後および左右運動方向に対向せしめ、該４
個の素子より起る電圧によつて加工物テーブルを
各々直交２方向に移動させるように結線し、前記
光電素子に対向する光源を設けると共に、光遮断
板を前記光電素子と光源との間でスピンドルと同
心にそれと同速度で回転可能に支持し、該光遮断
板の回転中心から外周までの距離を、零度におけ
る近点から正負90度まで各々対称的にＨ・（１−
cosB）（但しＨ：光遮断板の回転中心から外周ま
での距離の最大増加量、Ｂ：光遮断板の対称線に
対する動径のなす角）の曲線に従つて漸増し前記
以外の角度範囲で一定となるよう定め、かつ、該
光遮断板の回転に従つて前記光電素子のいずれか
１個に該近点が対応したとき該素子の受光面積が
最大となり、該距離一定の角度範囲が対応したと
き受光面積が零となるように定め、前記光遮断板
の対象線の方向を、前記スタイラスの形状中心と
回転中心とを結ぶ直線の方向に一致させたことで
ある。

以下、本発明の一実施例を輪郭表面兼用ならい
装置の例により図面にもとづき説明する。

第１図はならいフライス盤の全体図を示し、１
はテーブル、２は主軸頭、３はトレーサアーム、
４はＺ軸モータ、Ｔはトレーサ、Ｓはスタイラ
ス、Ｃは刃物である。第２図ないし第４図におい
て、トレーサケースＡの上箱部Ａ１と下箱部Ａ２
とにわたりトレーサスピンドル１０が収容されて
いる。トレーサスピンドル１０は本体１１とスタ
イラス取付部１２と、本体上端面が上広円錐状と
されてスピンドル１０の傾斜を検出する上保持凹
部１３およびスピンドル１０の僅かな傾斜を許す
下支持球面支点部１４とから成る。

スタイラスＳは半球部の上側に円柱部を持ち、
スピンドル傾斜修正量を加えて刃物Ｃより太くさ
れ、第１２図の如く、スピンドル回転中心Ｏ２に
対しｅだけ偏心した中心Ｏ１を持つてスピンドル
１０に取付けられる。

スピンドル上保持部２０において、支持ブロツ
ク２１の中心部を鉛直に貫通して変位棒２２が軸
受２１ａを介し回動かつ上下動自在に保持設けら
れ、該変位棒２２の下端面は下広円錐状の保持凹
部２２ａが形成されている。そして、該保持凹部
２２ａと前記上保持凹部１３との間に球形の中間
変位部材２３が挟持される。また、上箱部Ａ１に
着脱可能にばね押え２４が設けられ（ねじにより
調整可能としてもよい）、それと変位棒２２との
間に押下げばね２５が介在される。

次にスピンドル下支持部３０は前記トレーサス
ピンドル１０を回転可能で僅かに傾斜可能なよう
大略鉛直に保持し、かつ僅かに上下動可能に支持
する。ケースＡ２の外周に僅かに上下摺動自在に
嵌挿され、前記スピンドル１０と略同心の支持筒
３１が設けられる。該支持筒３１は円筒形の本体
３１１と、筒内面に軸方向の中途部で段を介して
設けられた円周隆起部３１２とからなり、該部３
１２の上下面より上側および下側に各々スピンド
ル押下げおよび持上げ用の圧油入口３１３，３１
４が設けられる。

ケースＡ２の下部外周で前記円周隆起部３１２
の上側に段部Ａ２１が形成され、支持筒３１の上
限位置を規制するための上ストツパとなる。

一方、前記支持筒３１の下限位置を規制するた
めに前記スピンドル１０と略同心の支持筒下スト
ツパ３２が下円筒部Ａ２の下部内面に取付円筒３
２１の外ねじ３２１ａを介して固定される。そし
て、前記取付円筒３２１の下端に設けられた外円
フランジ３２２は下円筒部Ａ２の下端面に密接
し、その円周縁上部は前記円周隆起部３１２のス
トツパとなる。

支持筒３１の下端部にはスピンドル１０を一時
的に僅かに持上げるための持上部材３３がスピン
ドル１０と略同心に取付けられる。該部材３３
は、支持筒３１の内面に外ねじ３３１ａを介して
取付けられた取付フランジ３３１と、その中心部
に一体形成され、上端面でスピンドル１０が持ち
あげる円筒本体３３２より成る。

また、前記スピンドル１０を後記触圧調整ばね
３５２を介して支持するため、スピンドル１０と
略同心にばね受３４が設けられる。該ばね受３４
は外ねじ３４２を介して前記円筒本体３３２の内
面にとりつけられた孔付有底筒状ばね受本体３４
１と、その下端部に設けられた触圧調整ハンドル
３４３とよりなる。

スピンドル１０の球面部１４を受けるため、そ
れと略同心のスピンドル受３５が設けられる。該
スピンドル受３５はスピンドル受皿３５１とモデ
ルＭに対するスタイラスＳの触圧を調整するばね
３５２とばねガイド筒３５３を含む。

トレーサスピンドル１０を回転せしめるための
スピンドル駆動部４０は第３図示の如く次のよう
になる。即ち、モータ４１、第１駆動軸４２、ピ
ニオン４３およびギヤ４４が設けられ、ギヤ４４
の下面には係合歯状駆動片４５が取付けられる。
トレーサスピンドル本体１１の外周には中空軸を
なす第２駆動軸４６が遊嵌され、スピンドル１０
と略同心で回転可能、かつ、上下に僅かに摺動可
能なよう側方において軸受４６１と、下端におい
てスピンドル球面部１４とによつて支持される。
軸４６の上端には前記駆動片４５に係合して駆動
される受動片４６２が設けられる。また、軸４６
の下端に係合切欠４６３が設けられ、該切欠４６
３に係合して前記軸４６の回転をスピンドル１０
に伝達する回転腕４７がスピンドル１０に設けら
れる。

テーブル移動指令部５０はケースＡ１に収容さ
れ第３，８，９図の如くテーブル移動指令光遮断
板５０ａと絶縁円板５１、光電素子５２、光源５
３からなるテーブル移動検出部５０ｂとからな
る。即ち、前記ギヤ４４のボス４４１に同心的に
遊嵌し、かつ、ケースＡ１内に固定された光電素
子取付絶縁円板５１にはその表面に４本の円周上
等間隔放射状配置の溝５１ａを設け、該溝には取
付片５１ｂ緊締子５１ｃにより円板半径方向進退
自在に取付けられている。光電変換素子５２は、
第８，９図示の如く、４個の長方形薄板片５２
ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを各々前記４個の取
付片５１ｂに固着して前記スピンドル１１の軸心
Ｏ２と同心の同一円周上に等間隔配置せしめ、か
つ、そのうち素子５２ａ，５２ｂはテーブルの前
後運動方向（Ｙ軸）に対向し、素子５２ｃ，５２
ｄはテーブルの左右運動方向（Ｘ軸）に対向せし
めたものである。そしてこれらの４個の素子より
起る電圧は増巾されて操作部のＸ、Ｙ軸各駆動用
直流モータ（図示せず）を回転し、またはサーボ
弁に至つて油圧モータまたは油圧シリンダを駆動
し、各々加工物テーブルを前後左右直交２方向に
移動させるように結線されている。光源５３は光
電素子５２に対向している。

テーブル移動指令光遮断板５０ａは、光電素子
５２と光源５３との間で前記ギヤボス４４１とナ
ツト４４２を介してスピンドル１０と同心に固着
されている。そして第１０図の如く、該指令板５
０ａの回転中心Ｏ２から外周までの距離Ｌを、零
度における近点Ｒから正負90度まで、各々前記近
点Ｒ、回転中心Ｏ２を通る直線ｎに対し対称で、
Ｈ（１−cosB）（但しＨ：指令板５０ａの回転中
心Ｏ２から外周までの距離の最大増加量、Ｂ：指
令板５０ａの対称線ｎに対する動径Ｋのなす角）
の曲線に従つて漸増し、前記以外の角度範囲で一
定、即ち外周を円弧となるように定め、かつ、該
指令板５０ａの回転に従つて前記光電素子５２の
いずれか１個例えば５２ｃに該近点Ｒが対応した
とき該素子５２ｃの受光面積が最大となり、該距
離一定の角度範囲が対応したとき受光面積が零と
なるよう定める。また、前記直線ｎをスタイラス
中心Ｏ１とスピンドル中心Ｏ２とを結ぶ直線ｍに
一致させ、かつスピンドル１０の中心Ｏ２を境と
してスタイラスＳの中心Ｏ１側に近点Ｒを位置さ
せてある。（第１３図）スピンドル傾斜検出部６０は、第３図の如くス
タイラスＳがモデルに接触したとき、スピンドル
１０が僅かに鉛直に対し傾斜するが、この傾斜量
に比例してモータ４１の回転速度を変化させるよ
うな信号を発する。該検出部６０において、コイ
ル６２１とスピンドル１０の傾斜により上下する
変位棒２２の移動方向に平行せしめたコア６２２
よりなる差動トランス６２がブロツク２１の円筒
凹所６１内に収容される。コア保持棒６４は鉛直
方向に向いて外ねじによつて次記腕６５によつて
高さ調整可能にとりつけられる。コア保持腕６５
は変位棒２２の上部からそれに垂直水平方向に張
出す。前記差動トランスの直上におけるトレーサ
ケース上箱部Ａ１の上端部にはコイル６２１の高
さ調節部材６６がねじにより着脱可能に設けられ
る。また、高さ調節部材６６の下端はコイル６２
１の上面に当接し、コイル６２１の下面と凹所６
１の底との間には支持ばね６３が介在される。こ
れらによつて、コイル６２１は凹所６１に対し、
コア６２２は変位棒２２に対し各々上下方向に位
置変更可能となる。

ここで前記差動トランス６２からの信号は次の
如く定められる。即ち、スタイラスＳがモデルＭ
とテーブルに接触していない時、スタイラスＳは
自重によりケースＡに対し最下位にあり、差動ト
ランス６２は負の電圧を生じる。スタイラスＳが
モデルＭに接触したとき、その傾斜量に応じて電
圧は零となり、更に進んで正となる。

次に作動状態につき説明する。

輪郭ならい（Ｘ−Ｙ軸ならい）の場合、スピン
ドル１０は、ケースＡに対し最下位にあつて差動
トランスのコア６２２は電圧零位置より下側とな
り、差動トランス６２の電圧が僅かに負の値を示
す位置にある。従つてモータ４１は、低速度で回
転し、減速歯車４３，４４および第２駆動軸４６
を経てトレーサスピンドル１０およびスタイラス
Ｓに回転を与える。

第１３ａ図に示すように、モデルＭとスタイラ
スＳが離れて無接触のときはスピンドル１０はモ
ータ４１により矢印Ｄの方向に回転が与えられ
る。手動によりテーブルを移動させてモデルＭを
スタイラスＳに近づけて接触させると、スタイラ
スＳの偏心とモータ４１の回転によりスタイラス
ＳはモデルＭに押しつけられる。スピンドル１０
の傾斜に伴う球２３の変位量の増大とともに比例
的にモータ４１が減速し、第１３ｂ図の状態とな
り、素子５２ａ，５２ｃにより矢印Ｆ方向のテー
ブル信号を発生する。従つてモデルＭが更に近づ
いてスピンドル傾斜が増大すると、トランス６２
の電圧が零となつてモータ４１は停止する。この
時は第１３ｃ図の如く、直線ｍ，ｎがモデルＭの
接点における接線方向に平行となる。なおもモデ
ルＭが近づくと、遂にトランス６２の電圧は正と
なつてモータ４１は逆転し、第１３ｄ図示の状態
となり、モデルはＦ方向に送られてモデルＭは遠
のき、結局第１３ｃ図示の状態に戻る。

以上のことを言い換えると、光電変換素子５２
は、直線ｍ，ｎをスタイラスＳとモデルＭとの接
点を通るモデルＭの水平接線に対し平行に保ちな
がら、定められた方向にモデルＭに沿つて移動さ
せるように、テーブルサーボ機構に信号を送る。

ここでならい速度は一定となることに注意しな
ければならない。即ち、第１１図において、光電
素子５２ａ，５２ｄ上の直径に対する板５０ａの
直線ｎの回転角をＢ、そのときの光電素子５２
ａ，５２ｄの受光長さをh1，h2とすれば、光電
素子の最大受光高さはＨと等しいので、 h1＝Ｈ−Ｈ・（１−cosB）＝Ｈ・cosB h2＝Ｈ−Ｈ・｛１−cos（90−Ｂ）｝＝Ｈ・sinB ここで、各軸方向のならい速度は各々h1・h2
に比例するので、各軸方向の合速度は√1²＋2²
に比例し、従つて √1²＋2²＝Ｈ・√²＋²＝Ｈとなる。即ち、ならい速度は常に一定となるので
ある。

光電素子の信号発生方向を前記と逆、即ち右左
上下の素子により各々正Ｘ、負Ｘ、正Ｙ、負Ｙ方
向にテーブルを送るように配置すれば、スピンド
ル回転中心Ｏ２に対しスタイラス中心Ｏ１と反対
側に指令板５０ａの近点Ｒを位置せしめればよ
い。

次に本装置を表面（Ｘ−Ｚ軸またはＹ−Ｚ軸）
ならい装置として使う場合には、差動トランス６
２からの電気信号を主軸頭送りモータ（Ｚ軸モー
タ）４に与える。この場合スタイラスＳはスピン
ドル１０に対し偏心させなくてもよい。

この作動状態を第１４図にもとづいて説明す
る。トレーサＴがモデルＭに接していないとき
は、スタイラスＳは重力によりケースＡに対し最
下位にあり、差動トランス６２は負信号を発生
し、モータ４はトレーサＴを下降させる。矢印Ｆ
方向に送られるモデルＭにトレーサＴが接して水
平面をならうとき、スタイラスＳはケースＡに対
して上昇し、差動トランス６２が零電位の状態で
トレーサ高さが一定に保持される。次に、スタイ
ラスＳが右上り傾斜面に到達したとき、スタイラ
スＳはモデルＭに対する相対的なならい進行方向
に僅かに倒れる。このとき、コア６２２が上昇し
て差動トランス６２は上昇量に比例した正信号を
発生して、モータ４はトレーサＴを上昇量に比例
した速さで上昇させる。

次に水平面から右下り傾斜面をならう場合、モ
デルＭは常にスタイラスＳから離れるように移動
しているので、スタイラスＳは殆んど傾斜せずに
ケースＡに対し低い位置に在る。このため、差動
トランス６２は負信号を生じてモータ４はトレー
サＴを下降させる。

さてここで、スタイラスＳが鉛直面や急な傾斜
に当つた場合も上述と同様であるが、スタイラス
Ｓの傾斜量が大きくなるので、ならい精度が損わ
れてくる。この問題を解決するには、傾斜に対応
してスタイラスＳをケースＡに対し持上げて上昇
させればよい。即ち、スタイラスＳの傾斜が増大
して差動トランスの正又は負信号が予め設定した
値より大きくなつたとき、該信号の図示外の例え
ば給油電磁弁に送つてそれを開放させ、トレーサ
支持筒３１の油孔３１４に圧油を送つて該筒３１
をケースＡに対し持上げるように構成する。持上
量は第１４図鎖線Ｕで示す如く零位から僅かに下
つた負信号発生位置までである。このようにすれ
ば、スタイラスＳはモデルＭに常に接しつつその
傾斜量の増加を阻止され、僅かな傾斜を保持す
る。

前記の如く表面ならいに際し、スタイラスＳは
モデルＭの上昇面に至つたとき傾斜するので、刃
物Ｃは相対的にスタイラスＳに対し先行すること
になり、刃物Ｃの喰い込みが大となる。逆に下向
面に至つたとき、刃物Ｃの喰い込みが小さくな
る。

この問題を解決するには、スタイラスＳがモデ
ルＭ上昇面をならうときにスタイラス傾斜量を補
うような修正量を、スタイラスＳのモデルＭとの
接触点に加え、逆方向をならうときは該スタイラ
スＳを180度反転させればよい。

即ち、前記の如く、スタイラスＳをスピンドル
１０に対しならい進行方向側に偏心させるか、或
いは第１６図示の如く、スタイラスＳの片側に突
起Ｓ１を設ける等の手段がとられる。

そして、スタイラスＳの方向性保持手段の一例
として、前記光電素子５２と指令板５０ａが利用
される。即ち、第１５図示の如く、Ｘ軸方向にな
らう場合、Ｙ軸上の素子５２ａ，５２ｂからの電
気信号をスイツチSWと増幅器AMPを介してモー
タ４１に送るように結線される。しかして、モー
タ４１の回転方向は例えば素子５２ａおよび５２
ｂからの信号に対して各々右および左回りとなる
ように定められる。

従つて、素子５２ａ，５２ｂに少しでも受光量
があると、受光量を零とするように指令板５０ａ
が回転し、結局第１５図示の如く、素子５２ｃが
全体的に受光し、スタイラス中心Ｏ１がスピンド
ル中心Ｏ２よりもならい進行方向に先行して、直
線ｍ，ｎがＸ軸に沿つた状態で、矢印Ｆ方向で示
す（−）Ｘ方向にテーブルは移動する。

そしてスタイラスＳがモデルＭの上昇面をなら
うときは、スピンドル１０が僅かに傾斜して、ス
タイラスＳの偏心量に相当する先行分が後方へ戻
され、スタイラスＳとモデルＭとの接点の位置と
刃物の工作物に対する接点の位置とが一致し、精
度の良いならい切削が行なわれる。次に下降面を
ならうときはスピンドル１０は殆んど傾斜しない
ので、前記と同様に、スタイラスＳとモデルＭと
の接点の位置と刃物の工作物に対する接点の位置
とが一致し、精度の良いならい切削がなされる。

テーブルが左限位置に至つたとき、図示外のリ
ミツトスイツチとドツグ等からなる公知の位置検
出手段によりモータ４１へ逆転指令信号が発せら
れ、該信号は、例えばその極性を変える等の公知
の逆転手段に送られる。すると、モータ４１は逆
転して今度は素子５２ｄが全体的に受光する状態
になつて、テーブルは（＋）Ｘ軸方向に送られ
る。同様にして、テーブルがその右限位置に達し
たときにも、モータ４１が逆転して、スタイラス
Ｓ、指令板５０ａが元の姿勢に復する。

ところで、前述の如く上昇面ならい時にはスタ
イラスＳは必ず傾斜し、そのための切削誤差は原
理的に避けることができない。そこで、上昇面な
らい時には切削せず、切削誤差の少ない下降面な
らい時にのみ切削するように構成すれば、この問
題は解決する。

即ち、第１６図示の如く、スタイラスＳがモデ
ルＭに接触しても、刃物Ｃが加工物に接触しない
程度に、スタイラス突起Ｓ１の修正量を大きくす
れば、上昇面ならい時に刃物Ｃは切削せず、下降
面ならい時にのみ切削することになる。次いで、
前述のスタイラス反転手段を使用してスタイラス
を反転させてならい切削すれば、モデル全体をな
らい切削することとなる。

本装置のサーボ能力は、高精度に反応できるか
ら、例えば超硬工具3000RPMの重切削により誘
起される振動にも余裕をもつて対応でき、又刃物
に対してスタイラスＳの進行方向に先行してスタ
イラスＳの偏心点Ｏ１があるから、スタイラスは
刃物より先行してモデルの輪郭をならうこととな
り、急激な倣い方向の変化に対しても偏心量だけ
刃物より早くスタイラスＳの変位として取り出せ
る。この間にサーボ機能はテーブルの減速と方向
転換を述分完了させることが出来るので、高速倣
い重切削時にもくい込みをおこすことがない。

光電変換素子５２からアナログ信号をそのまま
増幅してサーボモータを駆動することができ、従
つてテーブル駆動にパルスモータを使用する方式
にくらべて、アナログ信号をデジタル信号に切換
えるときにおこる精度的な誤差とトラブルは全く
ない。

ここで、本輪郭ならい装置において、スピンド
ル傾斜検出部６０は、支持ブロツクの凹所６１内
に収容された差動トランスコイル６２１と、前記
スピンドルの傾斜により上下する変位棒２２に取
り付けられ軸方向に移動される差動トランスコア
６２２とを含み、前記コイル６２１は凹所６１に
対し、コア６２２は変位棒２２に対し、各々上下
方向に位置変更可能となつている。従つて、コイ
ルとコアとの相対位置を調節することにより、ス
ピンドルの傾斜量を加減して刃物に対する先行量
を調節でき、モデルに対して寸法の変化した工作
物を容易に得ることができる。

前記スピンドル持上手段を設けたことにより急
な上昇面ならい切削においても良好な加工精度が
得られる。また、スタイラスを反転させるように
したことにより、上昇下降両面ならい切削が均一
となり、その切削面の粗さは従来のものに比し格
段に細かくなり、仕上に要する工数が大幅に節減
できることとなつた。

アナログ的に電気信号を出す前記テーブル移動
量検出部として、光電素子の代わりに歪により電
気抵抗値が変わるワイヤストレンゲージや圧電素
子または差動トランスあるいは油圧パイロツト弁
その他を用いてもよい。これらの場合、ワイヤス
トレンゲージま素子を貼付けた板ばねや、差動ト
ランスの鉄心またはパイロツト弁のスプールの先
端を指令板５０ａの外周面に接触作動させ、それ
らによる信号でテーブルやトレーサを移動させ
る。

また、これらは前記スピンドル傾斜検出部の差
動トランスに代替して用いられる。即ち、例えば
変位球２３の上端に予め負信号が出るように下方
付勢された板ばねの先端を水平状に押付けてケー
ス側に固定し、該ばねにワイヤストレンゲージを
貼付ける。他の例として、変位球２３の上側に圧
電素子をばねを介して押付ける。或いは、スピン
ドル１０に光遮断板を固定し、それを挟んで左右
に光源と光電素子を配置し、かつ、該素子は中立
位置にある光遮断板の上下に配置される。

また、前記スピンドルを持上げ手段として、前
記油圧方式のほか、電磁ソレノイドや誘電電磁石
等の電気式手段や空気圧方式が適用される。

また、前記スタイラス反転手段として前記のほ
かスピンドルを油圧で180度回転させてもよい。

本発明は以上の如く、トレーサスピンドルの下
端にスタイラスを偏心させて固定し、該スピンド
ルをトレーサケース内に僅かに傾斜可能なように
大略鉛直に回転自在に保持し、前記スタイラスの
モデルへの接触に基づく前記スピンドルの傾斜を
差動トランスによりアナログ的に検出し、該傾斜
量に比例して前記スピンドルの回転速度を変化さ
せるようにしたスピンドル傾斜検出部を設けたの
で、回転部分の慣性の変化は非常に小さくなり、
ならい応答速度が早くなつた。また、スピンドル
は回動振動せず、特に直線上をならうときには停
止している。これらの理由により、例えば従来
300ｍ／minが限度であつたのが、3000ｍ／minと
10倍の高速切削が可能となつたのである。更に同
時にならい精度が向上し、加工面粗さが小さくな
り、工具寿命も長くなつた。更に、特別な外周曲
線を有する光遮断板と光電素子とによつてならい
検出を行なうので等速度ならいが可能となつた。
従つて、装置全体として高精度かつ高速重切削が
可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るならいフライス盤の概略
正面図、第２図はトレーサの一実施例平面図、第
３図は第２図の−断面上部図、第４図は第２
図の−断面下部図、第５図は第４図の−
断面図、第６図は球状支持部の側面図、第７図は
第３図の−断面図、第８図は第３図の−
断面図、第９図は光電素子の配置平面図、第１０
図、第１１図は夫々テーブル移動指令板の平面
図、第１２図はスタイラスの説明図、第１３図は
輪郭ならい作用説明図、第１４図は表面ならいの
作用説明図、第１５図はスタイラス方向性保持反
転装置の一実施例系統図、第１６図はスタイラス
の他の実施例作用図である。Ｔ……トレーサ、Ａ……トレーサケース、Ｓ…
…スタイラス、１０……トレーサスピンドル、１
４……下支持球面部、２０……スピンドル上保持
部、２２……変位棒、２３……変位球、２５……
押下げばね、３０……スピンドル下支持部、３１
……支持筒、Ａ２１……上ストツパ、３２……支
持筒下ストツパ、３３……持上げ部材、３４……
支持ばね受、３５……スピンドル受、３５２……
ばね、４０……スピンドル駆動部、４１……モー
タ、４２……第１駆動軸、４３……ピニオン、４
４……ギヤ、４５……駆動片、４６……第２駆動
軸、４７……回転腕、５０……テーブル移動指令
部、５０ａ……テーブル移動指令光遮断板、５０
ｂ……テーブル移動検出部、５１……絶縁円板、
５２……光電素子、５３……光源、６０……スピ
ンドル傾斜検出部、６２……差動トランス、６６
……調整部材。

Claims

【特許請求の範囲】

１トレーサスピンドルの下端にスタイラスを偏
心させて固定し、該スピンドルをトレーサケース
内に僅かに傾斜可能なように大略鉛直に回転自在
に保持し、前記スタイラスのモデルへの接触に基
づく前記スピンドルの傾斜を差動トランスにより
アナログ的に検出し、該傾斜量に比例して前記ス
ピンドルの回転速度を変化させるようにしたスピ
ンドルの傾斜検出部を設け、該スピンドルの傾斜
検出部は、支持ブロツクの凹所内に収容された差
動トランスコイルと、前記スピンドルの傾斜によ
り上下する変位棒に取り付けられ軸方向に移動さ
れる差動トランスコアとを含み、トレーサ本体に
固定した絶縁板上で前記スピンドルと同心の同一
円周上に４個の光電素子を放射状に等間隔配置
し、これら光電素子のうち前記スピンドルの軸心
を挟んで対向する２個宛を、各々加工物テーブル
の前後および左右運動方向に対向せしめ、該４個
の素子により起る電圧によつて加工物テーブルを
各々直交２方向に移動させるように結線し、前記
光電素子に対向する光源を設けると共に、光遮断
板を前記光電素子と光源との間でスピンドルと同
心にそれと同速度で回転可能に支持し、該光遮断
板の回転中心から外周までの距離を、零度におけ
る近点から正負90度まで各々対称的にＨ・（１−
cosB）（但しＨ：光遮断板の回転中心から外周ま
での距離の最大増加量、Ｂ：光遮断板の対称線に
対する動径のなす角）の曲線に従つて漸増し前記
以外の角度範囲で一定となるよう定め、かつ、該
光遮断板の回転に従つて前記光電素子のいづれか
１個に該近点が対応したとき該素子の受光面積が
最大となり、該距離一定の角度範囲が対応したと
き受光面積が零となるように定め、前記光遮断板
の対称線の方向を、前記スタイラスの形状中心と
回転中心とを結ぶ直線の方向に一致させたことを
特徴とする輪郭ならい装置。