JP2003136373A - 倣い加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で種々の形状のワークに対応さ
せ、しかも、精度よく倣い加工ができ、安価な倣い加工
装置を提供する。 【解決手段】 ガスダンパ４０のガス室４３内のガス圧
により、ワーク２の外郭面２ａにプローブ２３を当接さ
せる。ワーク２の回転により加工部が、ワーク２の軸心
方向に移動するときには、ガス室４３内のガス圧によ
り、プローブ２３がワーク２の外郭面２ａの位置の変化
に追従するように、加工ヘッド１５をワークの軸心方向
に移動させる。また、ワーク２の加工部が、ワーク２の
軸心から遠ざかる方向に移動するときには、プローブ２
３がワーク２の外郭面２ａから受ける押し圧力で、加工
ヘッド１５をワーク２の軸心から遠ざかる方向に移動さ
せ、ガス室４３内のガスを圧縮しながらワーク２の外郭
面２ａの位置の変化に追従して倣い加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、倣い加工を行なう
倣い加工装置にかかり、特に、カムなどの不定形なワー
クの倣い加工、面取り加工等に好適な倣い加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ワークの外周形状に倣って面取
りを行なう倣い加工装置として、特開平５−１６２０５
３号公報、特開２００１−２０５５２１号公報等に開示
された倣い加工装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの倣い加工装置
は、ワークの外周形状に倣わせる倣い機構に油圧を用い
ているため、倣い加工装置に油圧ポンプをはじめとする
複数の油圧機器を配置しなければならず、装置が大型化
すると共に、高価なものになっている。

【０００４】一方、多品種少量生産の現場では、簡単な
構成で、種々の形状のワークに対応させ、精度よく加工
することが出来、しかも安価な倣い加工装置の開発が望
まれていた。

【０００５】上記の事情に鑑み、本発明は、種々の形状
のワークに対応でき、しかも、精度よく面取り等の倣い
加工ができ、安価に構成できる倣い加工装置を提供する
ことを目的とする。

【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、本発明の請求項１は、倣い加工用の形状面が形成さ
れた型（２ａ）と、ワーク（２）を支持するワーク支持
手段（５）と、前記型（２ａ）の形状面に当接し、該形
状面に沿って前記型（２ａ）と相対移動する当接部材
（２３）と、ワーク（２）を加工する工具（２２）と、
前記当接部材（２３）の動きを前記工具（２２）に伝達
し、該工具を前記型（２ａ）の形状面に沿って移動させ
る倣い手段と、を設けた、倣い加工装置において、前記
倣い手段は、その作動方向が、前記当接部材（２３）と
工具（２２）とを、それぞれ前記型（２ａ）の形状面と
前記ワーク（２）の加工面に向けて付勢するガスダンパ
（４０、６５）を有する、ことを特徴とする倣い加工装
置にある。

【０００７】また、本発明の請求項２は、加工するワー
ク（２）を着脱可能に支持し、回転させるワーク支持手
段（５）と、該ワーク支持手段（５）に支持されたワー
ク（２）の外郭面（２ａ）に当接する当接部材（２３）
と、回転可能に支持され、前記ワーク（２）の加工を行
うカッタ（２２）とを一体に有する加工ヘッド（１５）
と、該加工ヘッド（１５）に、その作動方向が前記ワー
ク（２）の半径方向となるように結合され、前記当接部
材（２３）を前記ワーク（２）の外郭面２ａに当接させ
る方向に付勢するガスダンパ（４０、６５）と、該ガス
ダンパ（４０、６５）を介して、前記加工ヘッド（１
５）を、前記ワーク（２）の半径方向に移動させる第１
の送り手段（２５）と、前記加工ヘッド（１５）を、前
記ワーク（２）の軸心と平行な方向に方向に移動させる
第２の送り手段（５０）と、を設け、前記ガスダンパ
（４０、６５）の付勢力に基づき前記当接部材（２３）
を前記ワーク（２）の外郭面（２ａ）に倣わせながらワ
ーク（２）の面取り加工を行なうようにした、ことを特
徴とする倣い加工装置にある。

【０００８】また、本発明の請求項３は、前記請求項１
もしくは２記載の倣い加工装置において、前記ガスダン
パ（６５）の前記ワーク（２）側に付勢する側のガス室
（６９）に、圧縮ガスを貯留する蓄圧手段（７３）を接
続した、ことを特徴とする倣い加工装置にある。

【０００９】なお、括弧内の符号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、ガスダンパにより、当
接部材を型（ワーク自体が型となるものを含む）の形状
面に所定の圧力で当接させ、この当接部材の動きを工具
に伝達して、工具を型の形状面に沿って移動させ、ワー
クの加工を行なうようにしたので、簡単な構成で種々の
形状の型（ワークを含む）に対応させ、しかも、精度よ
く加工ができる。また、安価な面取り装置を提供するこ
とが出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図４は、本発明を、倣
い加工装置の一形態である面取り装置に適用した実施の
形態を示すもので、図１は、本発明を適用した面取り装
置の正面図、図２は、図１の平面図である。

【００１２】図１、図２において、面取り装置１は、ワ
ーク２を支持し回転させるワーク支持手段５と、工具を
構成する面取りカッタ２２を有し、ワーク支持手段５に
支持されたワーク２の面取りを行なう加工ヘッド１５
と、該加工ヘッド１５に、その作動方向がワーク２の半
径方向となるように連結されたガスダンパ４０と、該加
工ヘッド１５を前記ワーク２の半径方向に移動させる第
１の送り手段（以下、水平送り手段という）２５と、前
記加工ヘッド１５をワーク２の軸心と平行な方向に移動
させて、前記面取りカッタ２２をワーク２に切り込ま
せ、あるいは離間させる第２の送り手段（以下、上下送
り手段という）５０と、を備えている。

【００１３】前記ワーク支持手段５は、ベッド３の上面
中央部に固定された軸受６と、該軸受６に回転可能に支
持された主軸７を有し、この主軸７の一端に治具９が固
定されている。主軸モータ１０は、ベッド３の内側に配
置され、その出力軸は前記主軸７に結合されている。な
お、前記主軸モータ１０は、前記治具９（ワーク２）
を、例えば、５〜４０秒で１回転させるように設定され
ている。

【００１４】前記加工ヘッド１５は、後述する上下送り
手段５０のレール５３に摺動自在に嵌合する複数のガイ
ドベアリング１６と、送りねじ５６に螺合するナット１
７を有するサドル１９を有し、上下送り手段５０に矢印
Ｚ方向に移動可能に支持されている。

【００１５】このサドル１９には、カッタモータ２０
が、その出力軸２１がサドル１９を貫通し前記ベッド３
側に突出するように支持されている。そして、前記出力
軸２１の一端には、図示しないチャックを介して面取り
カッタ２２が着脱可能に支持されている。また、前記サ
ドル１９の下面には、当接部材を構成するプローブ２３
が前記面取りカッタ２２の下方に突出するように着脱可
能に支持されている。

【００１６】なお、本実施の形態は、面取り装置である
ため、ワーク２自体、詳しくはその外郭面２ａに前記プ
ローブ２３が当接して、該外郭面２ａが倣い装置の型
（モデル）となる。

【００１７】前記水平送り手段２５は、前記ベッド３の
一端（図１では左側端部）に固定された軸受２６と、他
端側（図１では右側端部）に所定の間隔で固定された一
対のレール３５を備えている。

【００１８】前記軸受２６には、ナット２７が固定さ
れ、該ナット２７に送りねじ２９が螺合している。この
送りねじ２９の一端（図１の左側端部）には、水平ハン
ドル３０が固定され、他端（図１の右側端部）には、軸
継手３１が結合されている。従って、水平ハンドル３０
を回すと、軸継手３１が送りねじ２９の軸方向に移動す
る。

【００１９】前記レール３５には、該レール３５に摺動
自在に嵌合する複数のガイドベアリング３６を有するス
ライダ３７が、前記治具９の半径方向（図１の矢印Ｘ方
向）に移動可能に支持されている。このスライダ３７の
前面には、ブラケット３９を介してガスダンパ４０が固
定されている。

【００２０】該ガスダンパ４０は、前記スライダ３７に
固定されるシリンダ４１と、該シリンダ４１に摺動可能
に嵌合するピストン４２を有し、該ピストン４２で、シ
リンダ４１内を２分して隔離された２つの室４３、４５
を形成している。また、ピストン４２には、前記シリン
ダ４１の端面から突出するロッド４６の一端が固定され
ている。そして、室（ガス室）４３には、所要圧力のガ
スが封入されている。一方、他方の室４５は、例えば、
大気圧に連通されている。

【００２１】このガスダンパ４０のロッド４６の一端に
は、軸継手４７が固定されている。そして、この軸継手
４７は、前記軸継手３１と結合され、前記送りねじ２９
の回転による軸継手３１の軸方向への移動を、前記ロッ
ド４６へ伝達し前記ガスダンパ４０を介して前記スライ
ダ３７を矢印Ｘ方向に移動させる。

【００２２】前記上下送り手段５０は、前記スライダ３
７に固定され、リブ５１で支えられたベース５２を備え
ている。このベース５２には、所定の間隔で一対のレー
ル５３が固定されている。また、これらのレール５３の
間に位置するように、一対の軸受５５を介して送りねじ
５６が回転可能に支持されている。また、前記送りねじ
５６の下端には、傘歯車５７が固定されている。

【００２３】前記ベース５２の背面（図１で右側面）の
所定の位置には、軸受５９が固定されている。この軸受
５９には、ベース５２を貫通する軸６０が回転可能に支
持されている。そして、該軸６０の一端（送りねじ５６
側の端部）には、前記傘歯車５７と噛合う傘歯車６１が
固定されている。また、前記軸６０の他端（図１の右側
端部）には、上下ハンドル６２が固定されている。

【００２４】このような構成で、加工ヘッド１５が、図
１の右側の移動端にあり、かつ、上昇端にある状態で、
治具９上にワーク２を載置し固定する。

【００２５】上下ハンドル６２を回して軸６０を回転さ
せると、傘歯車６１が回転して傘歯車５７を回転させ
る。すると、送りねじ５６が回転し、この送りねじ５６
と螺合し、サドル１９に固定され回転が規制されたナッ
ト１７は、送りネジ５６の軸心に沿って移動する。従っ
て、サドル１９が送りねじ５６の軸心と平行な矢印Ｚ方
向に移動する。

【００２６】上下ハンドル６２を、サドル１９を下降さ
せる方向に回転させると、サドル１９と共に、サドル１
９に支持された面取りカッタ２２とプローブ２３も下降
する。そして、前記プローブ２３が治具９上に固定され
たワーク２の外郭面２ａと対向し、面取りカッタ２２の
下端面がワーク２の上端面より高い位置でサドル１９の
下降を停止させる。

【００２７】この状態で、水平ハンドル３０を、送りね
じ２９が図１の左側へ移動するように回転させる。する
と、送りねじ２９の移動によって、ガスダンパ４０のロ
ッド４６が図１の左側に移動する。

【００２８】このロッド４６の移動により、シリンダ４
１内に配置されたピストン４２が図１の左側へ移動し、
ガス室４３内のガス圧によりシリンダ４１を押して、シ
リンダ４１を図１の左側へ移動させる。すると、シリン
ダ４１を固定しているスライダ３７も、図１の左側へ移
動する。

【００２９】このスライダ３７の移動により、加工ヘッ
ド１５も図１の左側へ移動して、面取りカッタ２２及び
プローブ２３も図１の左側へ移動する。そして、プロー
ブ２３が治具９に固定されたワーク２の外郭面２ａに当
接する。

【００３０】プローブ２３がワーク２の外郭面２ａに当
接すると、ワーク２によりプローブ２３の移動が阻止さ
れる。すると、プローブ２３を支持する加工ヘッド１
５、この加工ヘッドを支持するスライダ３７の移動も阻
止される。さらに、水平ハンドル３０を回転させ、ロッ
ド４６を図１の左側へ移動させると、ワーク２の外郭面
２ａとプローブ２３の先端面との間に所要の接触圧が作
用する。

【００３１】この状態で、水平ハンドル３０の操作を止
めると、ガスダンパ４０では、左側のガス室４３のガス
圧が、シリンダ４１を図１の左側に押す方向に、即ち、
プローブ２３をワーク２に押付ける方向に作用している
状態になる。

【００３２】この状態で、主軸モータ１０を作動させ、
治具９を回転させてワーク２を回転させると共に、カッ
タモータ２０を作動させ、面取りカッタ２２を回転させ
る。そして、ワーク２とカッタモータ２０が回転してい
る状態で、上下ハンドル６２を回転させ、加工ヘッド１
５を下降させて、面取りカッタ２２をワーク２に所要深
さまで切り込ませて面取り加工を開始する。

【００３３】ワーク２の回転により、プローブ２３を図
１の右側に向けて押し戻す力が作用すると、加工ヘッド
１５は、図１の右側に向けて押し戻される。このとき、
ガスダンパ４０のシリンダ４１も同時に右側へ移動する
が、ピストン４２が静止しているため、ガスダンパ４０
のガス室４３のガスを圧縮しながら図１の右側へ移動す
ることになる。

【００３４】また、ワーク２の回転によりワーク２とプ
ローブ２３の接触圧が小さくなると、ガスダンパ４０の
ガス室４３内の圧力で、シリンダ４１が図１の左側に向
けて押され、加工ヘッド１５を図１の左側へ移動させる
ように付勢するため、ワーク２とプローブ２３が離れる
ことはない。

【００３５】上記のように、ワーク２の面取り加工量
は、ワーク２と面取りカッタ２２の上下方向の相対位置
を一定に維持し、プローブ２３がワーク２の外郭面２ａ
に接触して加工している限り一定となり、高精度の面取
り加工を行なうことが出来る。

【００３６】ワーク２の面取り加工が終了したら、水平
ハンドル３０を、送りねじ２９が図１の右側に移動する
ように操作して、加工ヘッド１５を図１の右側へ向けて
移動させると共に、上下ハンドル６２を操作して、加工
ヘッド１５を上昇させる。

【００３７】同時に、主軸モータ１０とカッタモータ２
０を停止させ、ワーク２（治具９）の回転と、面取りカ
ッタ２２の回転を停止させる。そして、ワーク２を治具
９から取出す。

【００３８】本実施の形態によれば、上記のように、油
圧装置のような大掛かりな倣い装置を設けることなく、
ガスダンパ４０によりワーク２とプローブ２３を常に接
触させた状態で面取り加工を行なうことが出来るので、
簡単な構成で種々の形状のワークに対応させ、しかも、
精度よく面取り加工ができる。また、安価な加工装置を
提供することが出来る。

【００３９】本発明の他の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図３は、前記実施形態におけるガスダンパの
他の構成を示す構成図である。

【００４０】同図において、ガスダンパ６５を構成する
シリンダ６６には、両端部に給排気口６６ａ、６６ｂが
形成されている。このシリンダ６６の内部は、摺動可能
に配置されたピストン６７により２つの室６９、７０に
仕切られている。このピストン６７の一端には、シリン
ダ６６の一端を摺動可能に貫通するロッド７１が固定さ
れている。

【００４１】前記シリンダ６６の室（ガス室）６９側の
給排気口６６ａには、配管７２を介してアキュムレータ
（蓄圧手段）７３が接続されている。一方、室７０側の
給排気口６６ｂは解放され、室７０は大気と連通してい
る。

【００４２】なお、加工装置のガスダンパを除く他の構
成は、前記図１、図２と同じであるので、図１及び図２
を参照しながら説明する。

【００４３】このような構成であるから、図１に示すよ
うにワーク２を加工している間に、プローブ２３がワー
ク２の外郭面２ａから、図１の左側へ移動する方向の力
を受けると、この力がサドル１９、ベース５２及びスラ
イダ３７を通してシリンダ６６に伝達される。

【００４４】すると、図３に示すように、静止している
ピストン６７に対してシリンダ６６が図の左側へ移動す
るため、ガス室６９内のガスが圧縮される。このとき、
圧縮されたガス室６９内のガスは、配管７２を通してア
キュムレータ７３に流入する。従って、ガス室６９内の
圧力変動をより小さくすることが出来る。

【００４５】また、ワーク２の回転によりワーク２の外
郭面２ａとプローブ２３の接触圧が小さくなると、ガス
ダンパ６５のガス室６９内の圧力で、シリンダ６６が図
の左側に向けて押され、加工ヘッド１５を図１の左側へ
移動させるように付勢する。このとき、シリンダ６６の
左側への移動によりガス室６９の容積が拡大する。する
と、アキュムレータ７３から圧縮ガスが流入して、ガス
室６９内の圧力低下を防止する。従って、ワーク２とプ
ローブ２３が離れることはない。

【００４６】即ち、シリンダ６６のガス室６９に接続さ
れたアキュムレータ（蓄圧手段）を設けることにより、
ワーク２とプローブ２３の接触圧の変動をより小さくし
て、より高精度の加工を行なうことが出来る。

【００４７】なお、上記の各実施の形態においては、倣
い加工装置として、面取り装置について説明したが、本
発明は、前記面取り装置に限らず、旋盤、フライス盤等
で行なう倣い加工にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した面取り装置の正面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】ガスダンパの構成図。

【符号の説明】

２…ワーク ２ａ…型（外郭面） ５…ワーク支持手段 １５…加工ヘッド ２２…工具、カッタ（面取りカッタ） ２３…当接部材（プローブ） ２５…第１の送り手段（水平送り手段） ４０…ガスダンパ ４３…ガス室 ５０…第２の送り手段（上下送り手段） ６５…ガスダンパ ６９…ガス室 ７３…蓄圧手段（アキュムレータ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 倣い加工用の形状面が形成された型と、 ワークを支持するワーク支持手段と、 前記型の形状面に当接し、該形状面に沿って前記型と相
   対移動する当接部材と、 ワークを加工する工具と、 前記当接部材の動きを前記工具に伝達し、該工具を型の
   形状面に沿って移動させる倣い手段と、を設けた、倣い
   加工装置において、 前記倣い手段は、その作動方向が、前記当接部材と工具
   とを、それぞれ前記型の形状面と前記ワークの加工面に
   向けて付勢するガスダンパを有する、 ことを特徴とする倣い加工装置。
2. 【請求項２】 加工するワークを着脱可能に支持し、回
   転させるワーク支持手段と、 該ワーク支持手段に支持されたワークの外郭面に当接す
   る当接部材と、回転可能に支持され、前記ワークの加工
   を行うカッタとを一体に有する加工ヘッドと、 該加工ヘッドに、その作動方向が前記ワークの半径方向
   となるように結合され、前記当接部材を前記ワークの外
   郭面に当接させる方向に付勢するガスダンパと、 該ガスダンパを介して、前記加工ヘッドを、前記ワーク
   の半径方向に移動させる第１の送り手段と、 前記加工ヘッドを、前記ワークの軸心と平行な方向に方
   向に移動させる第２の送り手段と、を設け、 前記ガスダンパの付勢力に基づき前記当接部材を前記ワ
   ークの外郭面に倣わせながらワークの面取り加工を行な
   うようにした、 ことを特徴とする倣い加工装置。
3. 【請求項３】 前記ガスダンパの、前記ワーク側に付勢
   する側のガス室に、圧縮ガスを貯留する蓄圧手段を接続
   した、 ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の倣い加工装
   置。