JP2001265414A - Method and device for working solid object such as spherical object - Google Patents

Method and device for working solid object such as spherical object

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JP2001265414A
JP2001265414A JP2000071774A JP2000071774A JP2001265414A JP 2001265414 A JP2001265414 A JP 2001265414A JP 2000071774 A JP2000071774 A JP 2000071774A JP 2000071774 A JP2000071774 A JP 2000071774A JP 2001265414 A JP2001265414 A JP 2001265414A
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JP
Japan
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processing
spherical
workpiece
contact
laser
Prior art date
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Application number
JP2000071774A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Nakayama
信一 中山
Hitoshi Horiuchi
斉 堀内
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Yamanashi Prefecture
Original Assignee
Yamanashi Prefecture
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for working and measuring a solid object such as a spherical or a cylindrical object capable of exactly measuring and highly precisely working a whole complicate solid object such as a spherical or a cylindrical object, and to constitute this working and measuring device of a simple device. SOLUTION: The surface of a complicate solid object such as a spherical or cylindrical object is measured by a sensor and a computer means in a contact or non-contact state, and the surface or inner face of the solid object is worked by the computer means in a contact state or by a laser 3 or the like in a non- contact state in this working method and device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、立体形状物の機械
加工方法及び加工装置に関し、特に、立体形状物が球、
円筒状である場合に好適な機械加工等の球形状等立体形
状物の加工方法及び加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for machining a three-dimensional object, and more particularly, to a method and an apparatus for machining a three-dimensional object.
The present invention relates to a method and an apparatus for processing a three-dimensional object such as a sphere, such as machining, which is suitable for a cylindrical shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より球状・円筒状・その他の複雑な
立体形状物の物品の機械加工等の加工は、例えば、NC
制御による直交座標系の加工装置を用いて行う方法があ
る。このNC制御を利用した加工方法は、一般的に使用
されているNC工作機械を用いて加工・測定などを行な
うようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, machining such as machining of articles having a spherical, cylindrical or other complicated three-dimensional shape is performed by, for example, NC machining.
There is a method using a processing device of a rectangular coordinate system under control. In the machining method using this NC control, machining, measurement, and the like are performed using a generally used NC machine tool.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NC制
御を利用した加工装置では、特に球形、或は球形に類似
した形状の終始端部(極部)の加工や測定などを行なう
際には、加工位置や測定中心などがずれることがあるた
めに、高い精度を保ちながら加工及び測定を行なうこと
が困難であった。
However, in a processing apparatus utilizing NC control, particularly when processing or measuring the spherical end or the end part (pole) of a shape similar to a sphere, the processing is performed. Since the position and the center of measurement may be shifted, it is difficult to perform processing and measurement while maintaining high accuracy.

【0004】一方で、スカラ型ロボットを用いた球状・
円筒形状等の切削等の加工及び測定方法が知られてい
る。この装置によると、使用する材料に対してアタッチ
メントを設けることで球状・円筒形状等の材料の極部の
加工及び切削を行なうことが可能になるが、精度を維持
するのが難しかったり、装置本体のコストがかかったり
するなどの問題が生じていた。また、いずれの加工装置
においても、装置が大型化して広い設置場所を必要とす
るなどの問題があった。
On the other hand, a spherical robot using a scalar robot
2. Description of the Related Art Processing and measurement methods such as cutting a cylindrical shape and the like are known. According to this apparatus, it is possible to perform machining and cutting of a pole part of a material such as a sphere or a cylinder by providing an attachment to a material to be used, but it is difficult to maintain accuracy, Problems, such as high costs. In addition, in any of the processing apparatuses, there is a problem that the apparatus becomes large and a large installation space is required.

【0005】本発明は上記の実情に鑑みて開発したもの
であり、その目的とするところは、球・円筒或はその他
の複雑な立体形状物全体を正確に測定して高精度で加工
することができる球・円筒等の立体形状物の加工・測定
方法であり、しかも、簡単な装置で構成される加工・測
定装置を提供することにある。
The present invention has been developed in view of the above circumstances, and has as its object to accurately measure a sphere, a cylinder, or other complex three-dimensional objects as a whole and to process them with high precision. It is a method of processing and measuring a three-dimensional object such as a sphere and a cylinder, which can be performed, and further provides a processing and measuring device constituted by a simple device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明は、球状・円筒状或はその他
複雑な立体形状物の表面をセンサー及びコンピュータ手
段で接触或は非接触で計測し、コンピュータ手段で表面
又は内面に接触又はレーザ等により非接触で加工する球
形状等立体形状物の加工方法である。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 relates to a method in which a surface of a spherical / cylindrical or other complicated three-dimensional object is brought into contact or non-contact with a sensor and computer means. This is a method for processing a three-dimensional object such as a spherical shape, which is measured by contact and is processed by a computer means in contact with the surface or inner surface or non-contact by a laser or the like.

【0007】請求項2に係る発明は、球状・円筒状、そ
の他複雑な立体形状の接触又は非接触での形状測定し、
その形状データをもとにCAD/CAMデータに反映さ
せ、コンピュータ制御で被加工物に加工を行なう加工方
法である。
The invention according to claim 2 measures the shape of a spherical or cylindrical shape or other complicated three-dimensional shapes in contact or non-contact,
This is a machining method in which the workpiece is reflected on CAD / CAM data based on the shape data and machined by a computer.

【0008】請求項3に係る発明は、球状・円筒状、そ
の他複雑な立体形状の表面への接触又はレーザ加工によ
る非接触加工をする加工方法である。
A third aspect of the present invention is a processing method for performing non-contact processing by contact with a surface of a spherical or cylindrical shape or other complicated three-dimensional shapes or by laser processing.

【0009】請求項4に係る発明は、宝石・ガラス・樹
脂等の透明・半透明材料の内面にレーザ加工等を施し、
立体的な加工をするレーザ加工方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, the inner surface of a transparent or translucent material such as jewelry, glass or resin is subjected to laser processing or the like,
This is a laser processing method for performing three-dimensional processing.

【0010】請求項5に係る発明は、球状・円筒状或は
その他複雑な立体形状物の表面をセンサー及びコンピュ
ータ手段で接触或は非接触で計測する計測手段と、コン
ピュータ手段で表面又は内面に接触又はレーザ等により
非接触で加工する加工手段より成る加工装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a measuring means for measuring the surface of a spherical / cylindrical or other complicated three-dimensional object in a contact or non-contact manner with a sensor and a computer means, and a computer means for measuring the surface or inner surface. This is a processing apparatus including processing means for processing in a non-contact manner by contact or laser.

【0011】請求項6に係る発明は、球状被加工物の外
周囲をレーザ加工機を回転移動させると共に、被加工物
を所定の回転軸方向に回転させて被加工物の表面又は内
面に文字・模様等を彫刻加工を施すようにした加工装置
である。
According to a sixth aspect of the present invention, a laser processing machine is rotated around the outer periphery of a spherical workpiece, and the workpiece is rotated in a predetermined rotation axis direction so that a character is formed on the surface or inner surface of the workpiece.・ It is a processing device for engraving patterns and the like.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明における球・円筒等立体形
状物の加工方法及び加工装置を適用した一形態を図面に
従って説明する。本発明の球・円筒等の立体形状物の機
械加工方法は、球状、円筒状或は、その他の複雑な立体
形状物の表面にレーザ加工や機械加工を施したり、宝
石、ガラス、或は樹脂等の透明・半透明材料の表面や内
面にレーザ加工を施して立体的な加工を行なうようにし
たものであり、この加工方法を用いた球・円筒等の立体
形状物の加工装置で加工した場合には、立体形状物の加
工精度を著しく高めることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which a method and apparatus for processing a three-dimensional object such as a sphere or a cylinder according to the present invention will be described with reference to the drawings. The method of machining a three-dimensional object such as a sphere or a cylinder according to the present invention is performed by subjecting a surface of a spherical, cylindrical, or other complicated three-dimensional object to laser machining or machining, or using jewelry, glass, or resin. Laser processing is performed on the surface or inner surface of transparent or semi-transparent materials such as, etc., to perform three-dimensional processing, and it is processed with a processing device for three-dimensional objects such as spheres and cylinders using this processing method In this case, the processing accuracy of the three-dimensional object can be significantly improved.

【0013】図1は、本発明の球・円筒等の立体形状物
の機械加工装置を示す概略説明図である。本発明の加工
方法に使用する加工装置1は、レーザヘッド2を有する
レーザユニット3と、このレーザユニット3を略半円弧
状に形成したレール等の移動路4に取付けてレーザユニ
ット3を被加工物10を中心に円周上に移動自在に設
け、更に、球状等の被加工物10を取付けるためのワー
ク取付部5から成り、これらを夫々定盤6上に配設した
ものである。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an apparatus for machining a three-dimensional object such as a sphere and a cylinder according to the present invention. The processing apparatus 1 used in the processing method of the present invention includes a laser unit 3 having a laser head 2 and the laser unit 3 mounted on a moving path 4 such as a rail formed in a substantially semicircular shape to process the laser unit 3. The workpiece 10 is provided movably on the circumference around the object 10, and further includes a work mounting portion 5 for mounting the workpiece 10 having a spherical shape or the like, and these are arranged on the surface plate 6 respectively.

【0014】本発明の加工装置1は、先ず、図示しない
センサによって加工しようとする立体形状物の表面を接
触、或は非接触でコンピュータ制御によって計測したの
ちに、その形状のデータを基にしてCAD/CAMのデ
ータとして反映させ、更に、コンピュータ制御によって
レーザビームLで被加工物10表面又は内面に接触、或
は非接触で、文字、模様その他の形状物を施すようにし
たものである。
The processing apparatus 1 of the present invention first measures the surface of a three-dimensional object to be processed by a sensor (not shown) by computer control in a contact or non-contact manner, and then, based on the data of the shape. The data is reflected as CAD / CAM data, and characters, patterns, and other shapes are applied to the surface or the inner surface of the workpiece 10 with or without contact with the laser beam L under computer control.

【0015】本実施の形態においては、使用する被加工
物10の形状は球状であるが、被加工物10の形状は、
球状以外にも円筒や或は円柱、その他の複雑な立体形状
物でも加工を行うことができ、また、被加工物10は、
宝石・ガラス・樹脂等の透明・半透明材料で成形した置
物、飾り物或は装身具又はその他の製品に用いる事がで
きる。
In the present embodiment, the shape of the workpiece 10 to be used is spherical, but the shape of the workpiece 10 is
In addition to a spherical shape, a cylinder or a cylinder, and other complicated three-dimensional shapes can be machined.
It can be used for ornaments, ornaments, accessories, and other products molded from transparent or translucent materials such as jewelry, glass, and resin.

【0016】図6において、レーザユニット3は、定盤
6側に設けた溝2aを平面状から見て円弧状を呈するレ
ール4に嵌めるようにしてレール4の片側から装入し、
装入後には、レール4に切欠いて設けた凹状溝4aに溝
2aから突設して設けた突部2bが係合し、レーザユニ
ット3をレール4に沿って円周上に移動可能に設けてい
る。
In FIG. 6, the laser unit 3 is inserted from one side of the rail 4 so that the groove 2a provided on the surface plate 6 side is fitted to the rail 4 having an arc shape when viewed from a plane.
After loading, the protrusion 2b projecting from the groove 2a engages with the concave groove 4a formed by notching the rail 4, and the laser unit 3 is provided movably on the circumference along the rail 4. ing.

【0017】更に、レーザユニット3には、レーザヘッ
ド3から発射するレーザビームLの発射方向と略直交す
る方向に回動軸7aを有するX軸移動用のモータ7を取
付け、この移動用モータ7の回動軸7aの先端には、外
周ギア8を設けている。外周ギア8は、レール4の外周
側に沿って設けたギア状の噛合部9に噛合するように設
けており、移動用モータ7を回転させると回動軸7aを
介してギア8に動力が伝わり、レーザユニット3は、レ
ール4に沿って円周上に移動する。移動時には、ギア8
の回動方向を変えることで任意の方向に移動させること
ができる。
Further, the laser unit 3 is provided with an X-axis moving motor 7 having a rotating shaft 7a in a direction substantially orthogonal to the direction of emission of the laser beam L emitted from the laser head 3, and this moving motor 7 An outer peripheral gear 8 is provided at the tip of the rotating shaft 7a. The outer peripheral gear 8 is provided so as to mesh with a gear-shaped meshing portion 9 provided along the outer peripheral side of the rail 4. When the moving motor 7 is rotated, power is applied to the gear 8 via the rotating shaft 7 a. The laser unit 3 moves on the circumference along the rail 4. Gear 8 when moving
It can be moved in any direction by changing the rotation direction of.

【0018】図3乃至図5に示すように、ワーク取付部
5,5は、被加工物10を狭持するために支持部11,
11を被加工物10の方向に立設して設けている。支持
部11,11の先端側には、ワーク押部11aと、この
ワーク押部11aの被加工物10を狭持する側にウレタ
ン等からなる弾性部材11bを設け、この弾性部材11
b,11bで被加工物10を狭持している。
As shown in FIGS. 3 to 5, the work mounting portions 5, 5 are provided with support portions 11,
11 is provided upright in the direction of the workpiece 10. A work pushing part 11a is provided on the tip side of the support parts 11, and an elastic member 11b made of urethane or the like is provided on a side of the work pushing part 11a which sandwiches the workpiece 10.
The workpiece 10 is held between b and 11b.

【0019】また、ワーク取付部5,5の定盤6への取
付位置には、定盤6にボルト等の図示しない固着部材で
固定したレール状のガイド部材12,12を設けられ、
ワーク取付部5,5は、このガイド部材12,12に係
合部材13を介して設置されている。
Rail-shaped guide members 12, 12 fixed to the surface plate 6 with fixing members (not shown), such as bolts, are provided at positions where the work mounting portions 5, 5 are mounted on the surface plate 6.
The work mounting portions 5 are installed on the guide members 12 via an engaging member 13.

【0020】更に、係合部材13は、溝状に切欠いた凹
状部13aを有し、この凹状部13aをガイド部材1
2,12に係合させるようにしているので、各ワーク取
付部5,5はガイド部材12,12に沿って摺動自在に
なり、ワーク取付部5,5を摺動させて間隔を調整する
ようにすればワーク押部11,11の間に様々な形状、
寸法等の被加工物10を狭持させることができ、更に、
ワーク取付部5には、図示しないワークアジャスターを
設けているので、被加工物10を弾性部材11b,11
bで狭持した状態で保持することができる。
Further, the engaging member 13 has a concave portion 13a cut out in a groove shape, and this concave portion 13a is
Since the workpiece mounting portions 5, 5 are engaged with the guide members 12, 12, the workpiece mounting portions 5, 5 are slidable along the guide members 12, 12, and the intervals are adjusted by sliding the workpiece mounting portions 5, 5. If it does so, various shapes between work pushing parts 11 and 11,
The workpiece 10 having dimensions and the like can be held.
Since the work mounting part 5 is provided with a work adjuster (not shown), the work piece 10 is elastically connected to the elastic members 11b and 11b.
It can be held in the state held by b.

【0021】図3において、ラック14,14は、各ワ
ーク取付部5,5の摺動方向に延設して設け、定盤6に
回動自在に設けたピニオン15を前後から挟み込むよう
にして設け、ラック14,14の歯は、ピニオン15の
歯と噛合している。
In FIG. 3, the racks 14, 14 are provided so as to extend in the sliding direction of the respective work mounting portions 5, 5, so that a pinion 15 rotatably provided on the surface plate 6 is sandwiched from front and rear. Provided, the teeth of the racks 14, 14 mesh with the teeth of the pinion 15.

【0022】更に、ピニオン15は、略円弧状のレール
4の略中心点上にその回転軸を設けるようにし、ワーク
取付部5の支持部11,11は、この中心点から等しい
距離になるようにして設ける。このようにすると、被加
工物10が球状である場合には、中心部をレール4の中
心点に配置することができるので、レーザユニット3が
レール4の円弧に沿って移動する際には、レーザユニッ
ト3のレーザ発射位置からワーク5の中心位置までの距
離が常に等しくすることができる。
Further, the pinion 15 has its rotation axis provided on the substantially center point of the substantially arc-shaped rail 4 so that the support portions 11 of the work mounting portion 5 are at the same distance from this center point. To be provided. In this way, when the workpiece 10 is spherical, the central portion can be arranged at the center point of the rail 4, so that when the laser unit 3 moves along the arc of the rail 4, The distance from the laser emission position of the laser unit 3 to the center position of the work 5 can always be equal.

【0023】図4において、18は、任意の側のワーク
押部11aに設けた支軸であり、ワーク押部11aと一
体に設けて支持部11に軸着し、ワーク押部11aが回
動可能になるように設けている。支軸18の他端には、
ローラ19を設け、このローラ19は、ベルト17を介
して回転用モータ16と連動可能に設けている。回転用
モータ16が回転すると、この力がローラ19に伝達し
てローラ19が回転するので、被加工物10を支軸18
を中心にして回転させることができる。
In FIG. 4, reference numeral 18 denotes a support shaft provided on the work pushing portion 11a on an arbitrary side. The support shaft 18 is provided integrally with the work pushing portion 11a and is attached to the support portion 11 so that the work pushing portion 11a rotates. It is provided so as to be possible. At the other end of the support shaft 18,
A roller 19 is provided, and the roller 19 is provided so as to be interlocked with a rotation motor 16 via a belt 17. When the rotation motor 16 rotates, this force is transmitted to the roller 19, and the roller 19 rotates.
Can be rotated around.

【0024】ここで、加工装置1の動作及び作用につい
て説明する。X軸移動用モータ7、回転用モータ16の
各モータは、ともにステッピングモータを使用するのが
望ましく、図示しないコンピュータの制御によってその
回転方向、回転速度等を調節している。回転用モータ1
6が回転すると、被加工物10が支軸18を中心にして
回転し、また、移動用モータ7が回転すると、レーザユ
ニット3が円弧状のレール4に沿って被加工物10の回
転軸の方向に移動するので、コンピュータによってこれ
らのモータの動作を同時に制御するようにすれば、被加
工物10の任意の位置にレーザビームLを発射させるこ
とができ、あらゆる形状、寸法の立体形状物に加工する
ことができる。
Here, the operation and operation of the processing apparatus 1 will be described. It is desirable to use a stepping motor for each of the X-axis movement motor 7 and the rotation motor 16, and the rotation direction, the rotation speed, and the like are adjusted by control of a computer (not shown). Rotation motor 1
When the workpiece 6 rotates, the workpiece 10 rotates about the support shaft 18, and when the moving motor 7 rotates, the laser unit 3 rotates the rotating shaft of the workpiece 10 along the arc-shaped rail 4. Since the operation of these motors is controlled simultaneously by the computer, the laser beam L can be emitted to an arbitrary position of the workpiece 10 and can be applied to a three-dimensional object having any shape and size. Can be processed.

【0025】更には、図9に示すように、ワーク押部1
1aに対して90度回転させた位置に更なるワーク押部
11a′,11a′を設けるようにすれば、被加工物1
0を狭持しなおすことができるので、被加工物10に対
してワーク押部11aが狭持していた部位を被加工物1
0を取り外すことなく加工でき、コンピュータによるモ
ータの動作等を制御する制御プログラムを適宜変更する
ことで被加工物10の全面のレーザ加工、或はセンサに
よる測定を行うことができる。
Further, as shown in FIG.
If the further work pushing portions 11a ', 11a' are provided at positions rotated by 90 degrees with respect to the workpiece 1a, the workpiece 1
0 can be re-narrowed, so that the portion where the work pushing portion 11a has nipped with respect to the workpiece 10 is
0 can be machined without removing it, and laser processing of the entire surface of the workpiece 10 or measurement by a sensor can be performed by appropriately changing the control program for controlling the operation of the motor by the computer.

【0026】また、図1において、レーザユニット3
は、円弧状のレール4を摺動しながらレーザビームLを
被加工物10の中心に向けて発射するようにしている
が、被加工物10の中心はレール4の円弧の中心点であ
るから、レーザユニット3は、被加工物10の中心位置
に対して、常に一定の距離からレーザビームLを発射す
ることができる。
In FIG. 1, the laser unit 3
Is designed to emit the laser beam L toward the center of the workpiece 10 while sliding on the arc-shaped rail 4, since the center of the workpiece 10 is the center point of the arc of the rail 4. The laser unit 3 can always emit the laser beam L from a fixed distance to the center position of the workpiece 10.

【0027】次に、円周上に移動するその他の実施形態
を図10に示すギア8と噛合部9によるレーザユニット
3の駆動方式を説明する。ギア8とラック状の噛合部9
による駆動は、レーザユニット3の確実な移動を行なう
ことができる。ギア8と噛合部9による噛合にはバック
ラッシが発生することがあるが、ギアのモジュール選択
と、転位歯車にすることによって位置精度を高めること
ができる。この場合、位置検知用の機構を追加するよう
にすればよい。
Next, a description will be given of a driving system of the laser unit 3 by a gear 8 and a meshing portion 9 shown in FIG. Gear 8 and rack-shaped meshing portion 9
The drive by means of this allows the laser unit 3 to move reliably. Backlash may occur in the meshing between the gear 8 and the meshing portion 9, but the positioning accuracy can be improved by selecting a gear module and using a transposition gear. In this case, a mechanism for detecting the position may be added.

【0028】図11は、ローラによる駆動方式を示した
ものであり、図において、20はローラ、21は摩擦面
である。本例によると、ローラ20と摩擦面21が常に
線接触しているので、レーザユニット3の往復させた際
の位置精度の誤差を抑えることができる。
FIG. 11 shows a driving method using rollers. In the drawing, reference numeral 20 denotes a roller, and reference numeral 21 denotes a friction surface. According to this example, since the roller 20 and the friction surface 21 are always in line contact, it is possible to suppress an error in the positional accuracy when the laser unit 3 is reciprocated.

【0029】図12は、タイミングベルトを使用した駆
動方式を示したものである。本例においては、ベルト2
3にレーザユニット3のヘッド26を固定して取付け、
ベルト23の内側に設けたプーリ24をモータによって
回転させることによってヘッド部位を移動させるように
している。また、図示しないが、ベルトを利用したその
他の駆動方式としては、レール4の内周面側にベルトを
貼り付け、ユニット3の移動用モータ7にプーリをとり
付け、このプーリを移動用モータ7で回転させてユニッ
ト3を移動させるようにしてもよい。なお、本発明の球
・円筒・立体形状物の加工装置におけるレーザユニット
3の駆動方式は、上記のいずれの例を選択してもよく、
また、上記駆動方式以外にも、実施の形態にあわせて適
宜の構成によって実施すればよい。
FIG. 12 shows a drive system using a timing belt. In this example, the belt 2
3, the head 26 of the laser unit 3 is fixed and attached.
The head portion is moved by rotating a pulley 24 provided inside the belt 23 by a motor. Although not shown, as another driving method using a belt, a belt is attached to the inner peripheral surface side of the rail 4, a pulley is attached to the moving motor 7 of the unit 3, and the pulley is attached to the moving motor 7. The unit 3 may be moved by rotating the unit. In addition, the drive method of the laser unit 3 in the apparatus for processing a sphere, a cylinder, and a three-dimensional object of the present invention may be any of the above examples.
Further, in addition to the above driving method, the present invention may be implemented by an appropriate configuration according to the embodiment.

【0030】本発明におけるレーザ加工は、YAGによ
るレーザ加工が好ましく、このYAGレーザ加工は、極
めて小さいスポットで高パワー密度のレーザビームであ
るにもかかわらず、歪み、熱影響が少ないため、本発明
に適用する微細加工に好適である。また、非接触加工で
あるため材料に機械的力が加わらず、変形や損傷等を防
ぐことができ、加工時に材料の硬さに左右されることが
ない。また、被加工物10へのYAGレーザ発射時に
は、多様な発振動作が可能であり、パワー密度、パルス
幅などの組合せを選択することができるので、熱工学
的、並びに化学的な性質の異なる被加工物10に対して
多彩な加工を行なうことができる。
The laser processing in the present invention is preferably laser processing using YAG. This YAG laser processing has little distortion and thermal influence despite the fact that the laser beam has a very small spot and a high power density. It is suitable for fine processing applied to. In addition, since the material is non-contact processing, no mechanical force is applied to the material, deformation and damage can be prevented, and the material is not affected by the hardness of the material during processing. In addition, when the workpiece 10 is fired with a YAG laser, various oscillation operations are possible and a combination of power density, pulse width, and the like can be selected, so that the workpieces having different thermal engineering and chemical properties can be selected. Various processes can be performed on the workpiece 10.

【0031】一方、炭酸ガスレーザ加工を用いてもよ
く、この場合は、出力を大きくすることができ、一般材
料によく吸収される遠赤外線である。なお、25は、レ
ーザユニット3を被加工物10方向に移動させてレーザ
ユニット3と被加工物10とのY軸上の距離を調節可能
にした移動用のモータであり、必要に応じて適宜設ける
ようにすればよい。
On the other hand, carbon dioxide laser processing may be used. In this case, the output can be increased, and it is far infrared rays which are well absorbed by general materials. Reference numeral 25 denotes a moving motor for moving the laser unit 3 in the direction of the workpiece 10 so that the distance between the laser unit 3 and the workpiece 10 on the Y axis can be adjusted. What is necessary is just to provide.

【0032】このように、レーザユニット3をコンピュ
ータに制御によってコントロールして移動可能に設けて
いるので、高い精度を保ちつつ高精度な加工及び計測を
行なうことができる。加工装置1の動作時には、レーザ
ユニット3の移動と被加工物10の回転を同時に制御す
るようにして、レーザユニット3は、被加工物10の回
転運動に対して円運動によって被加工物10の周囲を移
動することができるので、被加工物10を所望の形状に
加工することができ、更には、ワーク押部11a′を設
けることによって、被加工物10の全面を加工できる。
As described above, since the laser unit 3 is movably provided under the control of the computer, high-precision machining and measurement can be performed while maintaining high accuracy. During the operation of the processing apparatus 1, the movement of the laser unit 3 and the rotation of the workpiece 10 are simultaneously controlled, and the laser unit 3 rotates the workpiece 10 by a circular motion with respect to the rotation of the workpiece 10. Since it is possible to move around, the workpiece 10 can be processed into a desired shape. Further, by providing the work pushing portion 11a ', the entire surface of the workpiece 10 can be processed.

【0033】レーザユニット3から発射するレーザビー
ムLは、YAGレーザ加工及び炭酸ガスレーザ加工によ
って被加工物10の表面乃至内面を接触又は被接触で加
工することができるので、様々な装飾を施した立体形状
物を形成することができる。
The laser beam L emitted from the laser unit 3 can process the surface or the inner surface of the workpiece 10 by contact or contact by YAG laser processing and carbon dioxide laser processing. Shaped objects can be formed.

【0034】加工装置1は、簡単な構成によって設ける
ことができるので、コストを大幅に抑えることができ、
しかも、省スペースで設置場所をとらない。
Since the processing apparatus 1 can be provided with a simple configuration, the cost can be greatly reduced.
Moreover, the installation space is small and the installation space is small.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の球・円筒・立体形状物の加工方法及び加工装置は、球
・円筒或はその他の複雑な立体形状物全体を正確に測定
して高精度で加工することができ、しかも、簡単な構成
によって設けることができる。
As is apparent from the above, the method and apparatus for processing a sphere, cylinder, or three-dimensional object according to the present invention accurately measure a whole sphere, cylinder, or other complicated three-dimensional object. And can be processed with high precision, and can be provided with a simple configuration.

【0036】また、形状測定時には、立体形状の全面を
正確に測定することができ、球・円筒・立体形状物の加
工装置に最適である。
Further, when measuring the shape, the entire surface of the three-dimensional shape can be accurately measured, which is most suitable for a processing device for a sphere, a cylinder, and a three-dimensional shape.

【0037】また、加工時には、被加工物に対して、レ
ーザ加工、又は、その他の機械加工によって、あらゆる
加工を施すことが可能である。
At the time of processing, any processing can be performed on the workpiece by laser processing or other mechanical processing.

【0038】更に、透明・半透明の宝石等の材料に対し
てレーザビームによって内面側或は表面側に加工を施す
ことができ、従来にない精密な加工を施すことができる
ため、置物又は装身具或はその他の製品に適用すると、
その実用的価値は極めて大きい。
[0038] Further, since transparent or translucent jewelry or the like can be processed on the inner side or the upper side by a laser beam, and can be subjected to unprecedented precision processing, it is possible to use an ornament or accessory. Or when applied to other products,
Its practical value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の球・円筒等の立体形状物の加工装置を
示す概略平面説明図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an apparatus for processing a three-dimensional object such as a sphere and a cylinder according to the present invention.

【図2】図1のレーザユニット付近を示した拡大図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the laser unit of FIG.

【図3】図1のワーク取付部付近を示す拡大斜視図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the vicinity of a work mounting portion in FIG. 1;

【図4】ワーク取付部付近を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of a work mounting portion.

【図5】図4の側面図である。FIG. 5 is a side view of FIG. 4;

【図6】図2の側面図である。FIG. 6 is a side view of FIG. 2;

【図7】図2のA−A線拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図8】図2のB−B線拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図9】ワーク押部付近を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing the vicinity of a work pressing portion.

【図10】レーザユニットの駆動方式の一例を示す説明
図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a driving method of a laser unit.

【図11】レーザユニットの駆動方式の他例を示す説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of a driving method of the laser unit.

【図12】レーザユニットの駆動方式の他例を示す説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing another example of the driving method of the laser unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加工装置 2 レーザヘッド 3 レーザユニット 4 移動路 5 ワーク取付部 10 被加工物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing apparatus 2 Laser head 3 Laser unit 4 Moving path 5 Work mounting part 10 Workpiece

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E068 AB00 CB02 CE02 CE04 5H269 AB11 AB19 BB03 CC07 JJ19 9A001 BB01 BB04 JJ49 KK37 KK54 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4E068 AB00 CB02 CE02 CE04 5H269 AB11 AB19 BB03 CC07 JJ19 9A001 BB01 BB04 JJ49 KK37 KK54

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 球状・円筒状或はその他複雑な立体形状
物の表面をセンサー及びコンピュータ手段で接触或は非
接触で計測し、コンピュータ手段で表面又は内面に接触
又はレーザ等により非接触で加工するようにしたことを
特徴とする球形状等立体形状物の加工方法。
1. The surface of a spherical, cylindrical or other complex three-dimensional object is measured in a contact or non-contact manner by a sensor and a computer means, and the surface or the inner surface is processed by a computer means in a non-contact manner by a laser or the like. A method for processing a three-dimensional object such as a spherical shape.
【請求項2】 球状・円筒状、その他複雑な立体形状の
接触又は非接触での形状測定し、その形状データをもと
にCAD/CAMデータに反映させ、コンピュータ制御
で被加工物に加工を行なう請求項1記載の球形状等立体
形状物の加工方法。
2. A method for measuring the shape of a spherical or cylindrical shape or other complex three-dimensional shapes in contact or non-contact, reflecting the shape data on CAD / CAM data, and processing the workpiece by computer control. The method for processing a three-dimensionally shaped object such as a spherical shape according to claim 1.
【請求項3】 球状・円筒状、その他複雑な立体形状の
表面への接触又はレーザ加工による非接触加工を施すよ
うにした請求項1又は2に記載の球形状等立体形状物の
加工方法。
3. The method for processing a three-dimensionally shaped object such as a spherical shape according to claim 1 or 2, wherein non-contact processing by contact with a surface of a spherical or cylindrical shape or other complicated three-dimensional shape or laser processing is performed.
【請求項4】 宝石・ガラス・樹脂等の透明・半透明材
料である被加工物の表面又は内面にレーザ加工等を施
し、立体的な加工をする請求項1乃至3の何れかに記載
の球形状等立体形状物の加工方法。
4. The method according to claim 1, wherein the surface or the inner surface of the workpiece, which is a transparent or translucent material such as jewelry, glass, or resin, is subjected to laser processing or the like to perform three-dimensional processing. A method for processing three-dimensional objects such as spherical shapes.
【請求項5】 球状・円筒状或はその他複雑な立体形状
物の表面をセンサー及びコンピュータ手段で接触或は非
接触で計測する計測手段と、コンピュータ手段で表面又
は内面に接触又はレーザ等により非接触で加工する加工
手段より成ることを特徴とする球形状等立体形状物の加
工装置。
5. A measuring means for measuring the surface of a spherical, cylindrical or other complex three-dimensional object in a contact or non-contact manner with a sensor and a computer means, and a measuring means for measuring the surface or the inner surface by a computer means or by a laser or the like. A processing device for a three-dimensional object such as a spherical shape, comprising a processing means for processing by contact.
【請求項6】 球状被加工物の外周囲をレーザ加工機を
回転移動させると共に、被加工物を所定の回転軸方向に
回転させて被加工物の表面又は内面に文字・模様等を彫
刻加工を施すようにした請求項5に記載の球形状等立体
形状物の加工装置。
6. A laser processing machine is rotated around the outer periphery of a spherical workpiece, and the workpiece is rotated in a predetermined rotation axis direction to engrave characters or patterns on the surface or inner surface of the workpiece. The apparatus for processing a three-dimensionally shaped object such as a spherical shape according to claim 5, wherein
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