JP2002263985A - 工作装置及び工作装置設計方法 - Google Patents
工作装置及び工作装置設計方法Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
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- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
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- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
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- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工作装置において、切屑などの飛散を防止す
るカバーを設ける。 【解決手段】 ワーク１０を回転させ、ホブカッタ１４
を切り上げて歯溝を形成する。加工に伴って飛散する切
屑の飛散範囲を円錐形状のモデル１００、１０２、１０
４を用いて３次元データ化する。ＣＡＤ装置を用いてこ
れらの飛散範囲に基づき最適の飛散防止カバーを設計す
る。
るカバーを設ける。 【解決手段】 ワーク１０を回転させ、ホブカッタ１４
を切り上げて歯溝を形成する。加工に伴って飛散する切
屑の飛散範囲を円錐形状のモデル１００、１０２、１０
４を用いて３次元データ化する。ＣＡＤ装置を用いてこ
れらの飛散範囲に基づき最適の飛散防止カバーを設計す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工作装置及び工作装
置設計方法、特に加工に伴う飛散物の飛散防止に関す
る。
置設計方法、特に加工に伴う飛散物の飛散防止に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、工作装置を用いてワークを加
工する際に、切屑などが外部に飛散しないように飛散防
止カバーが設けられている。
工する際に、切屑などが外部に飛散しないように飛散防
止カバーが設けられている。
【０００３】例えば、特開平１１−４８０７８号公報に
は、ホブ盤の中に切屑を捕捉しホブ盤の下部に集めるた
めの遮蔽壁を設ける構成が記載されている。この遮蔽壁
は、ホブがワークに切り込まれる切削部を覆って切屑が
遮蔽壁の外部に飛び出さないような形状となっている。
は、ホブ盤の中に切屑を捕捉しホブ盤の下部に集めるた
めの遮蔽壁を設ける構成が記載されている。この遮蔽壁
は、ホブがワークに切り込まれる切削部を覆って切屑が
遮蔽壁の外部に飛び出さないような形状となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらワークの
切削部を全周的に覆うような飛散防止カバーを設ける構
成では、飛散防止カバーの大型化を招き、効率的とは言
い難い問題があった。
切削部を全周的に覆うような飛散防止カバーを設ける構
成では、飛散防止カバーの大型化を招き、効率的とは言
い難い問題があった。
【０００５】もちろん、加工現場において実際にワーク
を加工し、実際の飛散軌跡に基づいて飛散防止カバーの
形状を徐々に最適化していくことも考えられるが、最終
的な形状を得るまでに時間を要するとともに、他の工作
装置に応用できる汎用性に欠ける問題もあった。
を加工し、実際の飛散軌跡に基づいて飛散防止カバーの
形状を徐々に最適化していくことも考えられるが、最終
的な形状を得るまでに時間を要するとともに、他の工作
装置に応用できる汎用性に欠ける問題もあった。
【０００６】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、効率的に飛散防止
カバーを得ることができる方法及び工作装置を提供する
ことにある。
みなされたものであり、その目的は、効率的に飛散防止
カバーを得ることができる方法及び工作装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ワークの加工に伴う飛散物の飛散範囲を
３次元データ化するステップと、前記３次元データに基
づき、前記飛散範囲に適合した飛散防止カバーの３次元
形状を作成するステップとを有することを特徴とする。
に、本発明は、ワークの加工に伴う飛散物の飛散範囲を
３次元データ化するステップと、前記３次元データに基
づき、前記飛散範囲に適合した飛散防止カバーの３次元
形状を作成するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】ここで、前記飛散範囲は、加工位置からの
直接飛散範囲及び間接飛散範囲を含むことを特徴とす
る。間接飛散範囲とは、加工位置から直接飛散するので
はなく、他の部位に衝突などして２次的に飛散する範囲
をいう。
直接飛散範囲及び間接飛散範囲を含むことを特徴とす
る。間接飛散範囲とは、加工位置から直接飛散するので
はなく、他の部位に衝突などして２次的に飛散する範囲
をいう。
【０００９】本方法において、前記３次元データは、円
錐形状データとすることが好適である。
錐形状データとすることが好適である。
【００１０】また、前記加工は、カッタによる前記ワー
クの切削であり、前記飛散物は、前記ワークの切屑を含
むことが好適である。
クの切削であり、前記飛散物は、前記ワークの切屑を含
むことが好適である。
【００１１】このように、本発明に係る設計方法では、
飛散物の飛散範囲を３次元データ化し、３次元データ化
された飛散範囲に適合するように飛散防止カバーの形状
を設計する。これにより、加工部全体を覆うカバーを設
ける必要がなく、必要最小限のカバーで飛散防止を図る
ことができる。
飛散物の飛散範囲を３次元データ化し、３次元データ化
された飛散範囲に適合するように飛散防止カバーの形状
を設計する。これにより、加工部全体を覆うカバーを設
ける必要がなく、必要最小限のカバーで飛散防止を図る
ことができる。
【００１２】本方法により作成された前記飛散防止カバ
ーは任意の工作装置に設けることができ、ホブ盤などに
も適用できる。
ーは任意の工作装置に設けることができ、ホブ盤などに
も適用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について、工作装置としてホブ盤（歯切り盤）を例
にとり説明する。
形態について、工作装置としてホブ盤（歯切り盤）を例
にとり説明する。
【００１４】図１には、本実施形態に係る設計方法の処
理フローチャートが示されている。まず、ＣＡＤ装置等
を用いて切屑の飛散する範囲あるいは軌跡を決定する
（Ｓ１０１）。この処理は、回転するホブカッタとワー
クとの位置関係に基づいて切屑の飛散方向を算出する切
削理論を基本とし、実際の切削をビデオカメラなどで撮
影して得られる画像解析を補足的に用いることで行うこ
とができる。具体的には、切削理論から切削点を中心と
してホブカッタの回転方向に切屑が飛散すること、及び
ホブカッタが切り上がって行くため切り始めと切り終わ
りとで切屑の飛散方向が変化することがわかる。
理フローチャートが示されている。まず、ＣＡＤ装置等
を用いて切屑の飛散する範囲あるいは軌跡を決定する
（Ｓ１０１）。この処理は、回転するホブカッタとワー
クとの位置関係に基づいて切屑の飛散方向を算出する切
削理論を基本とし、実際の切削をビデオカメラなどで撮
影して得られる画像解析を補足的に用いることで行うこ
とができる。具体的には、切削理論から切削点を中心と
してホブカッタの回転方向に切屑が飛散すること、及び
ホブカッタが切り上がって行くため切り始めと切り終わ
りとで切屑の飛散方向が変化することがわかる。
【００１５】図２には本実施形態におけるホブ盤の一例
が示されており、図３には切削理論で定まる飛散範囲が
示されている。ワーク１０はクランパ１２によりクラン
プされ、中心軸の回りに回転駆動される。一方、ワーク
１０の近傍にホブカッタ１４を有するホブヘッダが配置
され、ホブカッタ１４を回転駆動することでワーク１０
に歯溝を形成する。ホブカッタ１４は図中上方向に駆動
され、切り上がって行く。このようなホブ盤において、
図３に示されるように、切屑の飛散範囲は、基本的には
ホブカッタ１４の回転方向であり図中下方向である。
が示されており、図３には切削理論で定まる飛散範囲が
示されている。ワーク１０はクランパ１２によりクラン
プされ、中心軸の回りに回転駆動される。一方、ワーク
１０の近傍にホブカッタ１４を有するホブヘッダが配置
され、ホブカッタ１４を回転駆動することでワーク１０
に歯溝を形成する。ホブカッタ１４は図中上方向に駆動
され、切り上がって行く。このようなホブ盤において、
図３に示されるように、切屑の飛散範囲は、基本的には
ホブカッタ１４の回転方向であり図中下方向である。
【００１６】一方、本願出願人がビデオ画像を解析した
ところ、ワークに歯溝が形成されてくると歯溝方向に規
制され約９割程度が歯溝方向に飛散すること、及びホブ
カッタに巻きついた切屑がワークに衝突し、ワークの回
転方向に飛散することが判明した。さらに、歯溝方向に
飛散した歯屑がさらにワーク治具１６に衝突して飛散す
ることも判明した。すなわち、切屑の飛散する範囲とし
ては、切削点からの直接的な飛散と、切削点からホブカ
ッタに巻きつきワークに衝突して飛散する間接的な飛散
と、切削点から飛散しワーク治具に衝突して飛散する間
接的な飛散がある。以上の事実より、Ｓ１０１では、直
接的飛散範囲として切削点からホブカッタの回転方向及
び歯溝方向に飛散する範囲を設定し、間接的飛散範囲と
してワークの回転方向に飛散する範囲及びホブカッタと
ワーク治具との相対的位置関係及びワーク治具の形状か
ら定まる範囲を設定する。
ところ、ワークに歯溝が形成されてくると歯溝方向に規
制され約９割程度が歯溝方向に飛散すること、及びホブ
カッタに巻きついた切屑がワークに衝突し、ワークの回
転方向に飛散することが判明した。さらに、歯溝方向に
飛散した歯屑がさらにワーク治具１６に衝突して飛散す
ることも判明した。すなわち、切屑の飛散する範囲とし
ては、切削点からの直接的な飛散と、切削点からホブカ
ッタに巻きつきワークに衝突して飛散する間接的な飛散
と、切削点から飛散しワーク治具に衝突して飛散する間
接的な飛散がある。以上の事実より、Ｓ１０１では、直
接的飛散範囲として切削点からホブカッタの回転方向及
び歯溝方向に飛散する範囲を設定し、間接的飛散範囲と
してワークの回転方向に飛散する範囲及びホブカッタと
ワーク治具との相対的位置関係及びワーク治具の形状か
ら定まる範囲を設定する。
【００１７】次に、ＣＡＤ装置を用いて、Ｓ１０１で決
定した飛散範囲を３次元データで表現する（Ｓ１０
２）。具体的には、直接飛散範囲については切削点を中
心として歯溝方向に広がる円錐形状とし、間接飛散範囲
については切削点を中心としてワークの回転方向に広が
る円錐形状及びワーク治具との衝突点を中心とする円錐
形状とする。
定した飛散範囲を３次元データで表現する（Ｓ１０
２）。具体的には、直接飛散範囲については切削点を中
心として歯溝方向に広がる円錐形状とし、間接飛散範囲
については切削点を中心としてワークの回転方向に広が
る円錐形状及びワーク治具との衝突点を中心とする円錐
形状とする。
【００１８】飛散範囲を円錐形状を用いてモデル化する
ことで３次元データとした後、ＣＡＤ装置内に予め記憶
されている工作装置本体の３次元データと飛散範囲の３
次元データとを合成し、工作装置本体との干渉がなく、
かつ飛散範囲を規定する円錐形状に適合するような飛散
防止カバーを作成する（Ｓ１０３）。例えば、工作装置
本体を仮想的な直方体あるいは円柱あるいは球（仮想立
体と称する）で囲み、Ｓ１０２で決定された円錐形状と
仮想立体面との交差面の集合体として飛散防止カバーを
作成するなどである。
ことで３次元データとした後、ＣＡＤ装置内に予め記憶
されている工作装置本体の３次元データと飛散範囲の３
次元データとを合成し、工作装置本体との干渉がなく、
かつ飛散範囲を規定する円錐形状に適合するような飛散
防止カバーを作成する（Ｓ１０３）。例えば、工作装置
本体を仮想的な直方体あるいは円柱あるいは球（仮想立
体と称する）で囲み、Ｓ１０２で決定された円錐形状と
仮想立体面との交差面の集合体として飛散防止カバーを
作成するなどである。
【００１９】このように、飛散範囲を３次元データ化
し、この飛散範囲に適合するように飛散防止カバーを作
成することで、飛散防止カバーを必要最小なサイズとす
ることができ、ひいては工作装置全体の小型化を図るこ
とができる。
し、この飛散範囲に適合するように飛散防止カバーを作
成することで、飛散防止カバーを必要最小なサイズとす
ることができ、ひいては工作装置全体の小型化を図るこ
とができる。
【００２０】図４には本実施形態における飛散範囲の３
次元データが模式的に示されている。図において、飛散
範囲は全て円錐形状にモデリングされており、円錐形状
１００は切削部位からの歯溝方向に沿った直接飛散範
囲、円錐形状１０２はホブカッタ１４に巻きついた切屑
がワーク１０に衝突してワーク１０の回転方向に飛散す
る間接飛散範囲、円錐形状１０４は円錐形状１００で飛
散した切屑がさらにワーク治具１６に衝突して飛散する
間接飛散範囲を示す。円錐形状１００の中心線は歯溝方
向と一致し、円錐形状１０２の中心線はワークの接線方
向に一致する。円錐形状１０４の中心線は、切削の進行
に伴って変化する飛散範囲１００の移動により決定され
る。それぞれの円錐形状の中心角は、例えば所定値（１
５度）とすることができる。
次元データが模式的に示されている。図において、飛散
範囲は全て円錐形状にモデリングされており、円錐形状
１００は切削部位からの歯溝方向に沿った直接飛散範
囲、円錐形状１０２はホブカッタ１４に巻きついた切屑
がワーク１０に衝突してワーク１０の回転方向に飛散す
る間接飛散範囲、円錐形状１０４は円錐形状１００で飛
散した切屑がさらにワーク治具１６に衝突して飛散する
間接飛散範囲を示す。円錐形状１００の中心線は歯溝方
向と一致し、円錐形状１０２の中心線はワークの接線方
向に一致する。円錐形状１０４の中心線は、切削の進行
に伴って変化する飛散範囲１００の移動により決定され
る。それぞれの円錐形状の中心角は、例えば所定値（１
５度）とすることができる。
【００２１】図５には、図４に示された飛散範囲に適合
して設計された飛散防止カバーの一例が示されている。
飛散防止カバーは２つの部分から構成される。すなわ
ち、間接飛散範囲１０２による飛散を防止するためのカ
バー部２０及び直接飛散範囲１００と間接飛散範囲１０
４による飛散を防止するためのカバー部２２から構成さ
れる。カバー部２０は、間接飛散範囲１０２で飛散する
切屑を遮蔽する面を有していればよく、この遮蔽面の面
積を最小化することができる。なお、遮蔽面で反射した
切屑をさらに反射させてホブ盤下部に配置したコンベア
２４に導くための付加的な面を有してもよい。図では、
カバー部２０によりワーク周囲を４面で覆っている。ま
た、カバー部２２も、直接飛散範囲１００及び間接飛散
範囲１０４で飛散する切屑を遮蔽する面を有していれば
よい。図では、カバー部２２についても反射した切屑を
さらに反射させてコンベア２４に導くための面を付加的
に設けている。従来では飛散防止カバーを一体的に構成
してワークの全周を覆うように配置していたが、図に示
されるように飛散範囲毎にカバー部を設けることで、不
要部分での被覆を抑制し、カバー全体のサイズを縮小す
ることができる。
して設計された飛散防止カバーの一例が示されている。
飛散防止カバーは２つの部分から構成される。すなわ
ち、間接飛散範囲１０２による飛散を防止するためのカ
バー部２０及び直接飛散範囲１００と間接飛散範囲１０
４による飛散を防止するためのカバー部２２から構成さ
れる。カバー部２０は、間接飛散範囲１０２で飛散する
切屑を遮蔽する面を有していればよく、この遮蔽面の面
積を最小化することができる。なお、遮蔽面で反射した
切屑をさらに反射させてホブ盤下部に配置したコンベア
２４に導くための付加的な面を有してもよい。図では、
カバー部２０によりワーク周囲を４面で覆っている。ま
た、カバー部２２も、直接飛散範囲１００及び間接飛散
範囲１０４で飛散する切屑を遮蔽する面を有していれば
よい。図では、カバー部２２についても反射した切屑を
さらに反射させてコンベア２４に導くための面を付加的
に設けている。従来では飛散防止カバーを一体的に構成
してワークの全周を覆うように配置していたが、図に示
されるように飛散範囲毎にカバー部を設けることで、不
要部分での被覆を抑制し、カバー全体のサイズを縮小す
ることができる。
【００２２】このように、本実施形態では、ＣＡＤ装置
を用いて飛散範囲を３次元データ化し、この飛散範囲に
応じて飛散防止カバーを設計できるので、効率的に飛散
防止を図ることができるとともに、工作装置本体の形状
が変化しても容易に対応することができる。
を用いて飛散範囲を３次元データ化し、この飛散範囲に
応じて飛散防止カバーを設計できるので、効率的に飛散
防止を図ることができるとともに、工作装置本体の形状
が変化しても容易に対応することができる。
【００２３】なお、本実施形態では、ホブ盤を例にとり
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
他の工作装置にも適用することができる。
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
他の工作装置にも適用することができる。
【００２４】また、本実施形態では、飛散物として切屑
を例にとり説明したが、加工に伴って飛散する加工液に
も同様に適用することができる。
を例にとり説明したが、加工に伴って飛散する加工液に
も同様に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば効
率的に飛散防止カバーを得ることができる。また、本発
明によれば、工作装置の小型化を図ることができる。
率的に飛散防止カバーを得ることができる。また、本発
明によれば、工作装置の小型化を図ることができる。
【図１】 実施形態の処理フローチャートである。
【図２】 ホブ盤の構成図である。
【図３】 切削理論に基づく飛散範囲説明図である。
【図４】 飛散範囲の３次元データ説明図である。
【図５】 飛散防止カバーの構成図である。
１０ ワーク、１２ クランパ、１４ ホブカッタ、１
６ ワーク治具、１００〜１０４ 飛散範囲。
６ ワーク治具、１００〜１０４ 飛散範囲。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 健 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 服部 誠 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 宮崎 国利 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 本多 秀生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 坪井 幸彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 石田 明彦 愛知県名古屋市中区錦一丁目２番１号 株 式会社エムティエィ内 (72)発明者 井崎 直城 京都府京都市南区上鳥羽鴨田28番地 株式 会社カシフジ内 (72)発明者 佐尾 進 京都府京都市南区上鳥羽鴨田28番地 株式 会社カシフジ内 Ｆターム(参考） 3C011 DD03 5B046 AA05 BA01 DA10
Claims (5)
- 【請求項１】 ワークの加工に伴う飛散物の飛散範囲を
３次元データ化するステップと、 前記３次元データに基づき、前記飛散範囲に適合した飛
散防止カバーの３次元形状を作成するステップと、 を有することを特徴とする工作装置設計方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記飛散範囲は、加工位置からの直接飛散範囲及び間接
飛散範囲を含むことを特徴とする工作装置設計方法。 - 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の方法に
おいて、 前記３次元データは、円錐形状データであることを特徴
とする工作装置設計方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の方法に
おいて、 前記加工は、カッタによる前記ワークの切削であり、 前記飛散物は、前記ワークの切屑を含むことを特徴とす
る工作装置設計方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の方法に
より作成された前記飛散防止カバーを有する工作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059450A JP2002263985A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 工作装置及び工作装置設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059450A JP2002263985A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 工作装置及び工作装置設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002263985A true JP2002263985A (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18919009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001059450A Pending JP2002263985A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 工作装置及び工作装置設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002263985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020146814A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械の切り屑処理装置及び切り屑処理方法 |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001059450A patent/JP2002263985A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020146814A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械の切り屑処理装置及び切り屑処理方法 |
| WO2020189547A1 (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械の切り屑処理装置及び切り屑処理方法 |
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