JP2003340710A - Ultrasonic machining apparatus - Google Patents

Ultrasonic machining apparatus

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JP2003340710A
JP2003340710A JP2002157116A JP2002157116A JP2003340710A JP 2003340710 A JP2003340710 A JP 2003340710A JP 2002157116 A JP2002157116 A JP 2002157116A JP 2002157116 A JP2002157116 A JP 2002157116A JP 2003340710 A JP2003340710 A JP 2003340710A
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JP
Japan
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jig
work
tool
reference surface
ultrasonic
Prior art date
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Application number
JP2002157116A
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Japanese (ja)
Inventor
Taizo Murakami
泰三 村上
Katsuhiko Yokoi
勝彦 横井
Manabu Kato
加藤  学
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic machining apparatus capable of surely preventing intrusion of abrasion grains between a work and a reference face of a jig by closely bringing the work into contact with the reference face of the jig with high accuracy. <P>SOLUTION: The ultrasonic perforating apparatus 1 creates the shape corresponding to the shape of a tool, on the work 13 by vibrating the tool 9 by ultrasonic wave, and transmitting the abrasive grains existing between the tool and the work 13 by the vibration. The jig 12 for fixing the work 13 of the ultrasonic perforating apparatus 1 is provided with an air flow passage 12c having an opening part 12b on the reference face 12a of the jig 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、超音波振動により
加工を行う超音波加工装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic machining device for machining by ultrasonic vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、超音波振動子と、この超音波
振動子に連結された、工具が取り付けられるホーンとを
備えた超音波加工装置は一般に知られている。この構成
により、超音波加工装置の治具に被加工物を設置し、工
具の周囲に砥粒を供給しながら該装置を駆動する。する
と、超音波振動子からの超音波振動が、ホーンを介して
工具に伝えられる。この工具の振動が砥粒を介して被加
工物にぶつけられることにより、被加工物の表面は、工
具の表面に倣った形状に加工される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic machining apparatus having an ultrasonic vibrator and a horn connected to the ultrasonic vibrator to which a tool is attached is generally known. With this configuration, the workpiece is set on the jig of the ultrasonic processing apparatus, and the apparatus is driven while supplying the abrasive grains around the tool. Then, the ultrasonic vibration from the ultrasonic vibrator is transmitted to the tool via the horn. When the vibration of the tool hits the work piece through the abrasive grains, the surface of the work piece is processed into a shape that follows the surface of the tool.

【0003】上記の超音波加工装置において、被加工物
が治具に密着して設置されていないと、被加工物と砥粒
との間に余分な砥粒が入り込んでしまう。そのような状
態で加工が行われると、被加工物を保持している基準面
が徐々に荒れてしまい、被加工物を治具へ安定して取付
けることができず、また、取付精度が悪化してしまう。
この結果、被加工物への加工が適正に施されないという
不具合が生じてしまう。そこで、そのような事態に至っ
た場合には、再び被加工物が治具に適正に取付けられる
ように、一旦装置の駆動を停止して、被加工物と治具と
の間に入り込んだ砥粒を除去したり、治具を超音波加工
装置から取外して基準面を研磨することが行われる。
In the above ultrasonic machining apparatus, if the work piece is not placed in close contact with the jig, extra abrasive grains will enter between the work piece and the abrasive grains. If machining is performed in such a state, the reference surface that holds the workpiece gradually becomes rough, and the workpiece cannot be stably mounted on the jig, and the mounting accuracy deteriorates. Resulting in.
As a result, there arises a problem that the workpiece is not properly processed. Therefore, when such a situation is reached, the drive of the device is stopped once and the grinding tool that has entered between the work piece and the jig is stopped so that the work piece can be properly attached to the jig again. Grains are removed, or the jig is removed from the ultrasonic processing device to polish the reference surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように治具の基準面の研磨を行う場合、超音波加工
装置から治具を取外し、研磨後に再び取付ける必要があ
るため、手間がかかり作業性が悪いという問題がある。
また、治具が超音波加工装置から取外された状態で基準
面の研磨が行われるため、治具基準面を工具の加工面に
対して斜めに(偏って)研磨してしまい、治具に被加工
物を取付ける向きが傾いて、加工精度を低下させてしま
う場合があるという問題がある。更には、被加工物と治
具との間に砥粒が入り込んだ状態で加工作業を行う場合
でも、作業一回での基準面の摩耗はごく僅かであるため
にその進行の具合を把握しにくく、多数回の加工を行っ
て摩耗が相当程度進行し、加工に不具合が発生するよう
になって初めてその摩耗に気付くことも多く、効率が悪
いという問題がある。また、上述の治具基準面の研磨作
業は、被加工物と治具との間に砥粒が入り込むことが原
因で発生する事態(被加工物と治具との不適合)に対処
するための、いわば事後的な処置ということができる。
そこで、そのような研磨作業の必要回数を減らしてメン
テナンスの負担を軽減するためには、被加工物と治具と
の間に砥粒が入り込まないように未然に防止できる構成
が望まれることになる。
However, when the reference surface of the jig is polished as in the above-described conventional method, it is necessary to remove the jig from the ultrasonic processing apparatus and reattach it after polishing, which is a troublesome work. There is a problem of poor sex.
Further, since the reference surface is polished while the jig is removed from the ultrasonic processing device, the jig reference surface is polished obliquely (biased) with respect to the processing surface of the tool, and In addition, there is a problem in that the direction in which the workpiece is mounted is inclined and the processing accuracy may be reduced. Furthermore, even when processing is performed with the abrasive grains inserted between the work piece and the jig, the wear of the reference surface in one operation is very small, so grasp the progress of progress. It is difficult, and the wear progresses to a considerable extent after many times of machining, and the wear is often noticed only when a defect occurs in the machining, resulting in inefficiency. In addition, the above-mentioned jig reference surface polishing operation is for dealing with a situation (incompatibility between the workpiece and the jig) that occurs due to the inclusion of abrasive grains between the workpiece and the jig. In other words, it can be said that it is a post-treatment.
Therefore, in order to reduce the required number of such polishing operations and reduce the burden of maintenance, it is desired to have a configuration capable of preventing abrasive grains from entering between the workpiece and the jig. Become.

【0005】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、被加工物を治具の基準面に精度良く密着させて、
この間に砥粒が入り込むのを確実に防止する超音波加工
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to bring a workpiece into close contact with a reference surface of a jig with high accuracy.
An object of the present invention is to provide an ultrasonic processing device that reliably prevents abrasive grains from entering during this period.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。
The problem to be solved by the present invention is as described above, and the means for solving this problem will be described below.

【0007】請求項1に記載の超音波加工装置は、超音
波により工具を振動させ、この振動を被加工物との間に
介在する砥粒に伝達することにより、前記被加工物に工
具形状に倣った形状を形成する超音波加工装置におい
て、前記被加工物を固定する治具には、当該治具の基準
面に開口部を有する通気路が設けられていることを特徴
としている。
The ultrasonic machining apparatus according to claim 1 vibrates the tool by ultrasonic waves, and transmits the vibration to the abrasive grains interposed between the ultrasonic wave machining tool and the workpiece to form a tool shape on the workpiece. In the ultrasonic processing apparatus for forming a shape following the above, the jig for fixing the workpiece is provided with a ventilation path having an opening on the reference surface of the jig.

【0008】上記の構成によると、治具の基準面と被加
工物との間に気体を送り込んだり、あるいは逆に気体を
排出することが可能となる。従って、治具の基準面と被
加工物との間に砥粒が入り込むことを防止できる。
According to the above construction, it is possible to send gas between the reference surface of the jig and the workpiece, or conversely, to discharge gas. Therefore, it is possible to prevent the abrasive grains from entering between the reference surface of the jig and the workpiece.

【0009】請求項2に記載の超音波加工装置は、請求
項1において、前記開口部から前記通気路を介して気体
が吸引されるように構成したことを特徴としている。
The ultrasonic processing apparatus according to a second aspect is the ultrasonic processing apparatus according to the first aspect, characterized in that the gas is sucked from the opening through the ventilation passage.

【0010】上記の構成によると、治具の基準面と被加
工物との間を負圧状態とすることで、被加工物を治具の
基準面に密着させて、固定することができる。このよう
に被加工物を治具に対し強く密着できるから、被加工物
と治具との間に砥粒が入り込むことを防止できる。ま
た、被加工物に工具による振動が加えられても該被加工
物が浮くことなく治具上に強く固定されることとなるか
ら、加工精度が向上し、更に、加工効率も向上する。ま
た、開口部から気体を吸引する状態を解除すれば、被加
工物を治具から容易に取り外すことができるので、作業
性も向上される。
According to the above arrangement, the workpiece is brought into close contact with and fixed to the reference surface of the jig by setting the negative pressure between the reference surface of the jig and the workpiece. Since the work piece can be strongly adhered to the jig in this manner, it is possible to prevent the abrasive grains from entering between the work piece and the jig. Further, even if vibration is applied to the work piece by the tool, the work piece is strongly fixed on the jig without floating, so that the processing accuracy is improved and the processing efficiency is also improved. Further, if the state in which the gas is sucked from the opening is released, the work piece can be easily removed from the jig, so that workability is also improved.

【0011】請求項3に記載の超音波加工装置は、請求
項1において、前記通気路から前記開口部を介して気体
が吹き出されるように構成したことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic processing apparatus according to the first aspect, wherein gas is blown out from the ventilation passage through the opening.

【0012】上記の構成によると、治具の基準面と被加
工物との隙間に、開口部から外側に向かう噴出流を形成
することで、被加工物が治具に固定された状態で、この
隙間に砥粒が入り込むのを防止することができる。
According to the above arrangement, the jet flow from the opening to the outside is formed in the gap between the reference surface of the jig and the workpiece, so that the workpiece is fixed to the jig. It is possible to prevent the abrasive grains from entering the gap.

【0013】請求項4に記載の超音波加工装置は、請求
項2又は請求項3において、前記通気路内の圧力を検知
する圧力センサが設けられたことを特徴としている。
An ultrasonic processing apparatus according to a fourth aspect is the ultrasonic processing apparatus according to the second or third aspect, wherein a pressure sensor for detecting the pressure in the ventilation passage is provided.

【0014】上記の構成によると、圧力センサによって
通気路内の圧力を測定し、通常より圧力が変化した場合
には、治具の基準面が摩耗されて平面が出なくなったも
のと判断できる。従って、治具の基準面の研磨や、治具
の交換等の目安とすることができる。
According to the above construction, the pressure in the ventilation passage is measured by the pressure sensor, and when the pressure changes more than usual, it can be judged that the reference surface of the jig is worn and the flat surface does not appear. Therefore, it can be used as a guide for polishing the reference surface of the jig, replacing the jig, and the like.

【0015】請求項5に記載の超音波加工装置は、請求
項2から請求項4までのいずれか1項において、前記開
口部から前記通気路を介して気体が吸引される状態と、
前記通気路から前記開口部を介して気体が吹き出される
状態と、に切換可能な切換手段を設けたことを特徴とし
ている。
An ultrasonic processing apparatus according to a fifth aspect is the ultrasonic processing apparatus according to any one of the second to fourth aspects, in which gas is sucked from the opening through the air passage.
It is characterized in that switching means is provided which can switch between a state in which gas is blown out from the ventilation path through the opening.

【0016】上記の構成によると、被加工物の形状・材
質等の条件や、加工状況に応じて、開口部から通気路を
介して気体を吸引する状態と排出する状態とを切換え
て、請求項2あるいは請求項3に示す効果を状況に応じ
て奏させることができる。また、被加工物を治具に固定
する過程においても、開口部から通気路を介して気体を
吸引する状態と排出する状態とを切換えることができ
る。
According to the above construction, depending on the conditions such as the shape and material of the workpiece and the processing conditions, the state of sucking gas from the opening through the ventilation passage and the state of discharging gas can be switched. The effects described in Item 2 or 3 can be produced depending on the situation. Further, also in the process of fixing the workpiece to the jig, it is possible to switch between the state of sucking the gas from the opening through the ventilation path and the state of discharging the gas.

【0017】請求項6に記載の超音波加工装置は、請求
項1から請求項5までのいずれか1項において、平面に
沿って移動可能なテーブルに前記治具を設けるととも
に、研磨装置を備えて、前記テーブルを移動させること
で、前記研磨装置によって前記治具の基準面を平面状に
研磨できるように構成したことを特徴としている。
An ultrasonic processing apparatus according to a sixth aspect is the ultrasonic processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the jig is provided on a table movable along a plane and a polishing apparatus is provided. Then, by moving the table, the reference surface of the jig can be polished into a flat surface by the polishing device.

【0018】上記の構成によると、連続加工等により、
治具の基準面と被加工物との間に砥粒が入り込むことで
基準面が摩滅して平面が出なくなっても、研磨装置で研
磨することで、基準面の平面を再び出して治具と被加工
物とが密着される状態に戻すことができる。また、治具
の基準面が研磨装置に対してテーブルの移動精度で移動
できるため、研磨装置の研磨面を確実に設定することが
でき、治具の基準面を精度よく研磨することができる。
更に、テーブルを移動させるのみで研磨することができ
るため、容易に短時間で基準面を研磨することができ
る。また、治具を研磨装置に対して送り移動させるため
の特別な構成が不要となって、製造コストを低減でき
る。
According to the above construction, by continuous processing or the like,
Even if the reference surface is worn away by the abrasive particles between the reference surface of the jig and the work piece and the flat surface does not appear, polishing with a polishing device causes the flat surface of the reference surface to come out again and the jig It is possible to restore the state in which the workpiece and the workpiece are brought into close contact with each other. In addition, since the reference surface of the jig can be moved with respect to the polishing apparatus with the accuracy of the movement of the table, the polishing surface of the polishing apparatus can be reliably set, and the reference surface of the jig can be accurately polished.
Further, since the polishing can be performed only by moving the table, the reference surface can be easily polished in a short time. Further, a special configuration for feeding and moving the jig to the polishing apparatus is not required, and the manufacturing cost can be reduced.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を、添付
の図面を参照して具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.

【0020】〔装置全体の概略構成〕本発明の一実施形
態としての超音波穿孔装置の全体側面図が図1に、全体
正面図が図2に、それぞれ示される。この図1,図2に
示すように、この超音波穿孔装置1は、床上に設置され
る基台2の上にコラム3を立設し、このコラム3に穿孔
ヘッド部4を支持する構成となっている。
[Schematic Configuration of Overall Apparatus] An overall side view of an ultrasonic perforation apparatus as an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and an overall front view thereof is shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, this ultrasonic perforation apparatus 1 has a structure in which a column 3 is erected on a base 2 installed on the floor, and the perforation head portion 4 is supported by the column 3. Has become.

【0021】コラム3にはネジ軸5が上下方向に配置さ
れ、回転自在に支持されている。このネジ軸5に昇降体
6が螺着されて、ネジ軸5と昇降体6とにより公知のボ
ールネジ機構が構成されている。このネジ軸5には、コ
ラム3上に設置されたモータ7のモータ軸が連結されて
いる。この構成においてモータ7を正逆方向に回転駆動
することで、昇降体6の上下位置を変更することができ
る。コラム3には更にリニアガイドが上下方向に配設さ
れて(図略)、このリニアガイドに沿って上下変位可能
に、連結体8が備えられている。この連結体8に前記昇
降体6が連結されることで、連結体8(ひいては、この
連結体8に備えられる穿孔ヘッド部4)を上下方向(Z
方向)に移動させることができる。
A screw shaft 5 is vertically arranged on the column 3 and is rotatably supported. An elevating body 6 is screwed to the screw shaft 5, and the screw shaft 5 and the elevating body 6 constitute a known ball screw mechanism. A motor shaft of a motor 7 installed on the column 3 is connected to the screw shaft 5. By rotating the motor 7 in the forward and reverse directions in this configuration, the vertical position of the lifting body 6 can be changed. A linear guide is further arranged in the vertical direction on the column 3 (not shown), and a connecting body 8 is provided so as to be vertically displaceable along the linear guide. By connecting the elevating body 6 to the connecting body 8, the connecting body 8 (and by extension, the drilling head portion 4 provided in the connecting body 8) is moved in the vertical direction (Z
Direction).

【0022】連結体8には穿孔ヘッド部4が上下摺動自
在に支持される。穿孔ヘッド部4には穿孔を行うための
工具9が取り付けられるとともに、この工具9に超音波
振動を与えるための機構が備えられている。
The perforating head portion 4 is supported on the connecting body 8 so as to be vertically slidable. A tool 9 for drilling is attached to the drilling head portion 4, and a mechanism for applying ultrasonic vibration to the tool 9 is provided.

【0023】基台2上には水平方向(XY方向)に移動
可能な移動テーブル10が設置され、この移動テーブル
10の上に、図2に示すように、昇降テーブル11、カ
メラ部41、研磨装置42の三者が並べて配置される。
昇降テーブル11上面の前記工具9に対向し得る位置に
は、被加工物としてのワーク13が固定可能とされる。
このワーク13としては種々のものが考えられるが、本
実施形態は、インクジェットプリンタ等のインクジェッ
トヘッドに圧電式アクチュエータとして使用される、圧
電セラミック材料(PZT)を加工する場合を示してい
る。
A movable table 10 which can be moved in the horizontal direction (XY direction) is installed on the base 2, and on the movable table 10, as shown in FIG. The three devices 42 are arranged side by side.
A work 13 as a workpiece can be fixed at a position on the upper surface of the elevating table 11 that can face the tool 9.
Although various kinds of work 13 are conceivable, this embodiment shows a case of processing a piezoelectric ceramic material (PZT) used as a piezoelectric actuator in an inkjet head of an inkjet printer or the like.

【0024】装置全体を覆うように基台2上にはカバー
43が設置されて、穿孔作業時に発生する切り粉や後述
する砥粒液が周囲に飛散しないように配慮されている。
装置の正面には開閉可能な両開き式の扉44が設けられ
(図1)、ワーク13の交換作業などの必要に応じて扉
44を開いてカバー43内部にアクセスできるようにな
っている。
A cover 43 is installed on the base 2 so as to cover the entire apparatus so that cutting chips generated during the punching operation and an abrasive grain liquid described later do not scatter around.
A double door 44 that can be opened and closed is provided on the front surface of the apparatus (FIG. 1), and the door 44 can be opened to access the inside of the cover 43 when necessary for exchanging the work 13.

【0025】〔穿孔ヘッド部の構成〕穿孔ヘッド部4の
構成について、側面図である図3、正面図である図4、
および平面断面図である図5を主に参照しながら具体的
に説明する。この穿孔ヘッド部4は、前記連結体8に支
持される基部フレーム14に、前記工具9を支持するた
めの工具フレーム17を上下摺動自在に連結した構成と
なっている。基部フレーム14には支軸15が水平に架
設され、この支軸15に、前後方向に細長いバランス体
16の中央部が枢支されて揺動自在とされている。基部
フレーム14上にはエアシリンダ18が設置され(図
3,図4)、このシリンダロッド19が下方に延出し
て、前記バランス体16の一端に連結している。そし
て、バランス体16の前記シリンダロッド19が連結さ
れた一端に、前記工具フレーム17が連結されている。
基部フレーム14には変位センサ20が設けられ、工具
フレーム17の基部フレーム14に対する相対変位を検
出できるように構成されている。
[Structure of Drilling Head Part] The structure of the drilling head part 4 is a side view of FIG. 3 and a front view of FIG.
A detailed description will be given mainly with reference to FIG. 5, which is a plan sectional view. The punching head 4 has a structure in which a tool frame 17 for supporting the tool 9 is vertically slidably connected to a base frame 14 supported by the connecting body 8. A support shaft 15 is horizontally installed on the base frame 14, and a center portion of a balance body 16 elongated in the front-rear direction is pivotally supported on the support shaft 15 so as to be swingable. An air cylinder 18 is installed on the base frame 14 (FIGS. 3 and 4), and this cylinder rod 19 extends downward and is connected to one end of the balance body 16. The tool frame 17 is connected to one end of the balance body 16 to which the cylinder rod 19 is connected.
A displacement sensor 20 is provided on the base frame 14 and is configured to detect the relative displacement of the tool frame 17 with respect to the base frame 14.

【0026】図3に示すように、工具フレーム17の下
端には環状のホーン支持部21が軸受22を介して旋回
可能に設けられ、このホーン支持部21にホーン23が
固定される。ホーン23は上下方向に細長く形成され、
その上部には超音波振動子24が固着されるとともに、
ホーン23の下端には平坦な工具取付面23aが形成さ
れ、この工具取付面23aに対して前記工具9が脱着可
能に取り付けられる。なお、基部フレーム14や工具フ
レーム17を覆うように板状のカバー45が設けられ
て、内部の超音波振動子24等を保護できるようになっ
ている。
As shown in FIG. 3, an annular horn support portion 21 is rotatably provided at the lower end of the tool frame 17 via a bearing 22, and a horn 23 is fixed to the horn support portion 21. The horn 23 is formed vertically long and slender,
The ultrasonic transducer 24 is fixed on the upper part of the
A flat tool attachment surface 23a is formed at the lower end of the horn 23, and the tool 9 is detachably attached to the tool attachment surface 23a. A plate-like cover 45 is provided so as to cover the base frame 14 and the tool frame 17, so that the ultrasonic transducer 24 and the like inside can be protected.

【0027】図5の平面図に示すように、ホーン支持部
21には側方に向けて突起25が設けられて、この突起
25の一側に、付勢体26が工具フレーム17に設けら
れている。付勢体26は付勢バネ28の弾発作用によ
り、突起25を一側に向けて常時押動するように構成さ
れている。一方、付勢体26に突起25を挟んで対向す
る位置に、ツマミを有する角度微調整ネジ27が工具フ
レーム17に取り付けられる。この構成において、角度
微調整ネジ27のツマミを一方向に回転させると、その
先端が突起25を前記付勢体26に抗して押すので、ホ
ーン支持部21が図5の反時計回り方向に旋回される。
一方、ツマミを逆方向に回転させた場合は、ネジ27の
先端が後退して、前記付勢体26が突起25を押すの
で、ホーン支持部21は図5の時計回り方向に旋回され
る。従って、ネジ27を適宜回転させることで、ホーン
支持部21の角度(即ち、ホーン23に取り付けられた
工具9の水平面内における向き)を微調整することがで
きる。なお、ヘッド前面には固定ネジ36が設けられて
おり(図3・図4)、前述の微調整作業が終了した後は
このネジ36を回転させて締め付けることで、ホーン支
持部21が不用意に旋回しないよう固定できるようにな
っている。
As shown in the plan view of FIG. 5, a protrusion 25 is provided on the horn support portion 21 toward the side, and a biasing member 26 is provided on the tool frame 17 on one side of the protrusion 25. ing. The biasing body 26 is configured to constantly push the projection 25 toward one side by the elastic action of the biasing spring 28. On the other hand, an angle fine adjustment screw 27 having a knob is attached to the tool frame 17 at a position facing the urging body 26 with the projection 25 interposed therebetween. In this configuration, when the knob of the angle fine adjustment screw 27 is rotated in one direction, the tip of the knob pushes the projection 25 against the biasing body 26, so that the horn support 21 moves in the counterclockwise direction in FIG. It is turned.
On the other hand, when the knob is rotated in the opposite direction, the tip of the screw 27 retracts and the urging body 26 pushes the protrusion 25, so that the horn support portion 21 is swung clockwise. Therefore, by appropriately rotating the screw 27, the angle of the horn support 21 (that is, the orientation of the tool 9 attached to the horn 23 in the horizontal plane) can be finely adjusted. A fixing screw 36 is provided on the front surface of the head (FIGS. 3 and 4), and after the fine adjustment work described above is completed, the screw 36 is rotated and tightened so that the horn support 21 is not prepared. It can be fixed so as not to turn.

【0028】〔昇降テーブルの構成〕ワーク13を固定
するための昇降テーブル11の構成を、図6の側面図を
参照して説明する。この昇降テーブル11は、移動テー
ブル10の上に立設固定された基部フレーム29と、こ
の基部フレーム29に図示せぬリニアガイドを介して昇
降自在に設けられた昇降フレーム31と、を有してい
る。
[Structure of Lifting Table] The structure of the lifting table 11 for fixing the work 13 will be described with reference to the side view of FIG. The elevating table 11 includes a base frame 29 that is vertically erected on the moving table 10, and an elevating frame 31 that is vertically movable on the base frame 29 via a linear guide (not shown). There is.

【0029】前記基部フレーム29にはリフトシリンダ
30が取り付けられ、このシリンダロッド32が上方に
延出して、その先端が前記昇降フレーム31に連結され
ている。リフトシリンダ30はエアシリンダ式に構成さ
れており、圧縮空気を供給/ドレンすることで、昇降フ
レーム31の上下位置を変更することができる。基部フ
レーム29には変位センサ33が設置されて、昇降フレ
ーム31の上下位置を測定できるようになっている。ま
た、内部のリフトシリンダ30や変位センサ33を保護
すべく、箱状のカバー46が昇降フレーム31に設けら
れる。
A lift cylinder 30 is attached to the base frame 29, a cylinder rod 32 extends upward, and its tip is connected to the elevating frame 31. The lift cylinder 30 is configured as an air cylinder type, and the vertical position of the elevating frame 31 can be changed by supplying / draining compressed air. A displacement sensor 33 is installed on the base frame 29 so that the vertical position of the elevating frame 31 can be measured. A box-shaped cover 46 is provided on the elevating frame 31 in order to protect the lift cylinder 30 and the displacement sensor 33 inside.

【0030】昇降フレーム31の上部は水平に構成さ
れ、この上に、ワーク13を取り付けるための治具12
が設置される。また、治具12の脇の位置において、昇
降フレーム31上にクランプ機構34が設けられてい
る。このクランプ機構34はエアシリンダで構成されて
おり、治具12上にワーク13を載置した状態でエアシ
リンダを作動させると、伸張するシリンダロッド35が
ワーク13を水平方向へ押圧し、治具12に設けられた
後述のガイドピン12eに突き当てた状態で固定するよ
うになっている。
The upper part of the elevating frame 31 is constructed horizontally, and the jig 12 for mounting the work 13 is mounted on the upper part.
Is installed. A clamp mechanism 34 is provided on the elevating frame 31 at the side of the jig 12. The clamp mechanism 34 is composed of an air cylinder. When the air cylinder is operated with the work 13 placed on the jig 12, the extending cylinder rod 35 presses the work 13 in the horizontal direction, The guide pin 12e, which will be described later, provided on the pin 12 is fixed to the guide pin 12e.

【0031】この超音波穿孔装置1は図示せぬ砥粒液溜
めを備えており、この砥粒液溜めには、砥粒(例えば、
粒径4〜6μm程度のSiC)を分散させた液体が注入
されている。砥粒液溜めに接続させて、パイプや可撓性
のホースや管継手などからなる砥粒液循環経路が形成さ
れ、この経路が、前記昇降テーブル11近傍に設けた中
継パイプ47(図1,図2,図6に図示)に接続されて
いる。この中継パイプ47には供給孔48が形成される
とともに、更に該供給孔48の近傍位置において、案内
棒49が下向きに突設されている。案内棒49は湾曲状
に構成されて斜め方向に向きを変え、その先端が、昇降
テーブル11上の治具12の直上方に位置している。こ
の構成で、砥粒液溜めに設置された図略のポンプを駆動
させると、砥粒液は中継パイプ47内に送られ、その一
部が供給孔48を介して外部に漏出する。中継パイプ4
7の外面に漏れ出た砥粒液は案内棒49を伝って治具1
2上に落下し、工具9による加工に用いられる。
The ultrasonic perforation apparatus 1 is provided with an abrasive grain liquid reservoir (not shown), and the abrasive grain liquid reservoir contains abrasive grains (for example,
A liquid in which SiC having a particle diameter of about 4 to 6 μm is dispersed is injected. An abrasive grain liquid circulation path formed of a pipe, a flexible hose, a pipe joint, etc. is formed by being connected to the abrasive grain fluid reservoir, and this path is a relay pipe 47 (FIG. 1, FIG. 2 and 6). A supply hole 48 is formed in the relay pipe 47, and a guide rod 49 is provided so as to project downward at a position near the supply hole 48. The guide rod 49 is formed in a curved shape and turns in an oblique direction, and its tip is located immediately above the jig 12 on the elevating table 11. With this configuration, when a pump (not shown) installed in the abrasive grain reservoir is driven, the abrasive grain liquid is sent into the relay pipe 47, and a part thereof leaks to the outside through the supply hole 48. Relay pipe 4
The abrasive liquid that has leaked to the outer surface of 7 travels along the guide rod 49 and then the jig 1
2, and is used for machining with the tool 9.

【0032】〔穿孔作業の様子の説明〕以上に示した構
成において、実際に工具9を超音波振動させてワーク1
3に穿孔する作業を説明する。まず、ワーク13を前記
クランプ機構34により治具12上に固定したのち、前
記移動テーブル10をXY方向に移動させるとともに、
前記モータ7を駆動して穿孔ヘッド部4を下降させ、図
6の鎖線で示すように、前記工具9がワーク13のすぐ
上に僅かな隙間をおいて位置するようにする。そして、
変位センサ33で昇降フレーム31の位置を常時測定し
ながら、リフトシリンダ30に圧縮空気を供給して、シ
リンダロッド32を徐々に伸張させて昇降フレーム31
を上方向へ移動させ、ワーク13を上昇させる。そし
て、ワーク13の上面が工具9に接触した瞬間の昇降フ
レーム31の位置を、装置1を制御するコントローラの
適宜の記憶手段にゼロ位置として記憶しておく。そし
て、穿孔ヘッド部4の超音波振動子24を駆動し、ホー
ン23を介して振幅数μm程度の上下方向の超音波振動
を工具9に付与しながら、リフトシリンダ30に圧縮空
気を供給してワーク13を上昇させ、工具9に対し押し
付ける。また、前記砥粒液循環経路のポンプが駆動され
ることにより、中継パイプ47から案内棒49を経由し
て砥粒液が工具9の周囲に供給される。これによりワー
ク13は、工具9との間にある砥粒によって削られてゆ
き、工具9に倣った形状の溝や孔等がワーク13の上面
に形成される。
[Explanation of the state of the punching work] In the above-described configuration, the tool 1 is actually ultrasonically vibrated and the work 1
The operation of drilling in 3 will be described. First, the work 13 is fixed on the jig 12 by the clamp mechanism 34, and then the moving table 10 is moved in the XY directions.
The motor 7 is driven to lower the drilling head portion 4 so that the tool 9 is positioned immediately above the work 13 with a slight clearance as shown by the chain line in FIG. And
While constantly measuring the position of the elevating frame 31 by the displacement sensor 33, compressed air is supplied to the lift cylinder 30 to gradually extend the cylinder rod 32 to elevate the elevating frame 31.
To move the work 13 upward. Then, the position of the elevating frame 31 at the moment when the upper surface of the work 13 comes into contact with the tool 9 is stored as a zero position in an appropriate storage means of the controller that controls the apparatus 1. Then, the ultrasonic transducer 24 of the punching head unit 4 is driven to supply compressed air to the lift cylinder 30 while applying vertical ultrasonic vibration having an amplitude of about several μm to the tool 9 via the horn 23. The work 13 is raised and pressed against the tool 9. Further, the abrasive grain liquid is supplied to the periphery of the tool 9 from the relay pipe 47 via the guide rod 49 by driving the pump of the abrasive grain liquid circulation path. As a result, the work 13 is ground by the abrasive grains between the work 13 and the grooves, holes or the like having a shape imitating the tool 9 is formed on the upper surface of the work 13.

【0033】なお、前述した穿孔ヘッド部4のエアシリ
ンダ18(図3)は、工具フレーム17の変位を変位セ
ンサ20で測定しながら必要に応じて圧縮空気の給排を
行って、工具フレーム17を支持する力を調節してい
る。これにより、穿孔作業中にワーク13に対し過大な
力で工具9が押し付けられることが防止されるので、本
実施形態の圧電セラミックのような脆性材料のワーク1
3を加工する場合でも、ワーク13の破損が十分に回避
される構成となっている。
The air cylinder 18 (FIG. 3) of the drilling head portion 4 described above supplies and discharges compressed air as necessary while measuring the displacement of the tool frame 17 with the displacement sensor 20, and the tool frame 17 The power to support is adjusted. This prevents the tool 9 from being pressed against the work 13 with an excessive force during the punching work, and thus the work 1 made of a brittle material such as the piezoelectric ceramic of the present embodiment.
Even when machining No. 3, damage to the work 13 is sufficiently avoided.

【0034】工具9によりワーク13に穿孔を行ってい
る間も、前記昇降フレーム31の位置が変位センサ33
(図6)によって常時測定されている。そして昇降フレ
ーム31が、前記ゼロ位置から所定の距離だけ上昇した
時点で、リフトシリンダ30への圧縮空気の供給が停止
され、ワーク13の上昇が停止される。この結果、前記
ワーク13には、正確に当該距離だけの深さの孔あるい
は溝を形成することができる。
While the work 13 is being punched by the tool 9, the position of the elevating frame 31 is changed by the displacement sensor 33.
It is constantly measured by (Fig. 6). Then, when the elevating frame 31 rises by a predetermined distance from the zero position, the supply of compressed air to the lift cylinder 30 is stopped, and the work 13 is stopped from rising. As a result, it is possible to accurately form a hole or groove having a depth corresponding to the distance in the work 13.

【0035】〔カメラ部の構成〕次に、工具9の向きを
調整するために設置されるカメラ部41を説明する。こ
のカメラ部41は図2に示すように、昇降テーブル11
の側方位置に設けられている。図7に示すようにカメラ
部41は箱状のカバー37を備えており、このカバー3
7の内部にCCD式のビデオカメラ38が、そのレンズ
部39を上に向けた状態で収められている。カバー37
の上面には透明な蓋40が、前記レンズ部39に対応す
る位置に開閉可能に設けられる。
[Structure of Camera Unit] Next, the camera unit 41 installed for adjusting the orientation of the tool 9 will be described. As shown in FIG. 2, the camera unit 41 includes a lifting table 11
Is provided at a lateral position of. As shown in FIG. 7, the camera unit 41 includes a box-shaped cover 37.
A CCD type video camera 38 is housed inside 7 with its lens portion 39 facing upward. Cover 37
A transparent lid 40 is provided on the upper surface of the so as to be openable and closable at a position corresponding to the lens portion 39.

【0036】この構成における工具9の向きの調整作業
を説明する。前記移動テーブル10をXY方向に移動さ
せるとともに、前記モータ7を駆動して穿孔ヘッド部4
を下降させ、図7の鎖線で示すように、カメラ38のレ
ンズ部39の直上方に工具9が位置するようにすること
で、工具9の向きをビデオカメラ38で撮影することが
できる。撮影された映像は、装置1の適宜位置(例え
ば、コラム3の側方位置)に設置したモニタに、リアル
タイムに表示される。オペレータはこの映像を見なが
ら、前述の角度微調整ネジ27を回してホーン23の旋
回角度を微調整し、工具9の向きが適正となるよう調整
することができる。
The operation of adjusting the orientation of the tool 9 in this configuration will be described. The moving table 10 is moved in the XY directions, and the motor 7 is driven to drive the punching head unit 4
Is lowered so that the tool 9 is located immediately above the lens portion 39 of the camera 38 as shown by the chain line in FIG. 7, the direction of the tool 9 can be photographed by the video camera 38. The captured image is displayed in real time on a monitor installed at an appropriate position of the device 1 (for example, a lateral position of the column 3). While watching this image, the operator can finely adjust the turning angle of the horn 23 by turning the angle fine adjustment screw 27, so that the tool 9 can be properly oriented.

【0037】〔研磨装置の説明〕更に、前記ホーン23
の工具取付面23aを研磨するための研磨装置42を説
明する。研磨装置42は図2に示すように、正面視にお
いて昇降テーブル11を挟んで前記カメラ部41の反対
側に設置されている。この研磨装置42の具体的な構成
が図8に示される。この図に示すように研磨装置42
は、移動テーブル10上(なお、図8においては移動テ
ーブル10は図略とされている)に立設された筒状のフ
レーム50を備え、このフレーム50内に回転軸51を
回転自在に軸支した構成となっている。この回転軸51
の上端にはカップ型の砥石52が固着されている。回転
軸51の側方にはモータ53が設置されており、該モー
タ53のモータ軸54が、前記回転軸51と、プーリ5
5・56及びベルト57を介して連結されている。
[Description of Polishing Device] Further, the horn 23
The polishing device 42 for polishing the tool mounting surface 23a will be described. As shown in FIG. 2, the polishing device 42 is installed on the opposite side of the camera unit 41 with the elevating table 11 interposed therebetween in a front view. A concrete configuration of the polishing device 42 is shown in FIG. As shown in this figure, the polishing device 42
Is provided with a cylindrical frame 50 erected on the moving table 10 (the moving table 10 is not shown in FIG. 8), and a rotary shaft 51 is rotatably provided in the frame 50. It is a supported structure. This rotating shaft 51
A cup-shaped grindstone 52 is fixed to the upper end of the. A motor 53 is installed on the side of the rotary shaft 51, and the motor shaft 54 of the motor 53 is connected to the rotary shaft 51 and the pulley 5.
5, 56 and the belt 57 are connected.

【0038】この構成における研磨作業の様子を説明す
る。即ち、ホーン23から工具9を取り外した状態で、
前記移動テーブル10を移動させ、更に、前述のモータ
7を駆動して穿孔ヘッド部4を下降させる。そしてモー
タ53を駆動して砥石52を回転させるとともに、ホー
ン23下面の工具取付面23aに対し砥石52の上面を
接触させながら、移動テーブル10を水平に移動させる
ことで、該工具取付面23aを研磨することができる。
なお、前記穿孔ヘッド部4には加圧シリンダ58が設置
されており(図3,図4)、このシリンダ58が、ホー
ン23の工具取付面23aを砥石52に押し付けるため
に用いられる。
The state of polishing work in this configuration will be described. That is, with the tool 9 removed from the horn 23,
The moving table 10 is moved, and further the motor 7 is driven to lower the punching head portion 4. Then, the motor 53 is driven to rotate the grindstone 52, and the tool mounting surface 23a is moved horizontally while the upper surface of the grindstone 52 is in contact with the tool mounting surface 23a on the lower surface of the horn 23. It can be polished.
A pressure cylinder 58 is installed in the boring head portion 4 (FIGS. 3 and 4), and this cylinder 58 is used to press the tool mounting surface 23a of the horn 23 against the grindstone 52.

【0039】この研磨装置42の目的を説明する。即
ち、この超音波穿孔装置1では、ホーン23に工具9を
取り付けて超音波振動させワーク13に対する穿孔作業
を行う場合に、工具9の周囲に供給される前記砥粒がホ
ーン23下面の工具取付面23aと工具9との間に侵入
し、工具取付面23aが砥粒によって徐々に摩損される
ことが避けられない。この工具取付面23aの摩滅が進
行すると、工具9をホーン23に対して十分密着させな
がら取り付けることができなくなり、超音波振動を工具
9に効率良く伝達できないために作業効率の低下を招い
てしまう。そこで本実施形態の穿孔装置1では、穿孔作
業が所定回数行われる毎に前記研磨装置42による研磨
を行い、ホーン23の工具取付面23aを削って水平と
することで、常に工具9がホーン23に適正に密着して
取り付けられるようにしているのである。
The purpose of the polishing device 42 will be described. That is, in this ultrasonic perforation apparatus 1, when the tool 9 is attached to the horn 23 and ultrasonically vibrated to perform the perforation work on the work 13, the abrasive grains supplied around the tool 9 are attached to the lower surface of the horn 23. It is unavoidable that the tool mounting surface 23a enters between the surface 23a and the tool 9 and is gradually worn away by the abrasive grains. When the tool mounting surface 23a is worn away, the tool 9 cannot be mounted while being brought into close contact with the horn 23, and ultrasonic vibrations cannot be efficiently transmitted to the tool 9, resulting in a reduction in work efficiency. . Therefore, in the punching device 1 of the present embodiment, the tool 9 is always kept in the horn 23 by grinding the tool mounting surface 23a of the horn 23 so that the tool mounting surface 23a of the horn 23 is horizontal after performing the grinding by the grinding device 42 every time the drilling work is performed a predetermined number of times. It is designed so that it can be attached in close contact with.

【0040】〔治具の説明〕以上で説明したように、本
実施形態の超音波穿孔装置(超音波加工装置)1は、超
音波により工具9を振動させ、この振動をワーク(被加
工物)13との間に介在する砥粒に伝達することにより
ワーク13に工具形状に倣った形状を形成する。ここ
で、ワーク13は治具12に固定されるが、ワーク13
と治具12との間に砥粒が入り込むことなく、ワーク1
3が治具12の基準面12aに精度良く密着して設置さ
れることが望まれる。
[Explanation of Jig] As described above, the ultrasonic perforation apparatus (ultrasonic machining apparatus) 1 of the present embodiment vibrates the tool 9 by ultrasonic waves, and this vibration is applied to the work (workpiece). ) 13 is transmitted to the abrasive grains, which forms a shape on the work 13 following the tool shape. Here, the work 13 is fixed to the jig 12, but the work 13
The work piece 1 without any abrasive grains entering between the jig 12 and the jig 12.
It is desired that 3 is installed in close contact with the reference surface 12a of the jig 12 with high accuracy.

【0041】この点、本実地形態においては、図9及び
図10に示すように、ワーク13を固定する治具12
に、当該治具12の基準面12aに開口部を有する通気
路12cが設けられている。
In this respect, in this practical embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the jig 12 for fixing the work 13 is used.
Further, a ventilation path 12c having an opening is provided in the reference surface 12a of the jig 12.

【0042】以下、この治具12について詳述する。図
9,図10に示すように、治具12の基準面12aには
4箇所に開口部12bが設けられており、この開口部1
2bに連通して通気路12cが形成されている。この通
気路12cは、基準面12aに面した4つの開口部12
b以外に、もう一つの開口部を治具12の側面に有し、
当該開口部に継手61およびチューブ60を介して、図
示しないポンプやバルブ等が接続されている。更に、治
具12には2本のガイドピン12d・12eが、基準面
12aを挟んでY方向に並べて設けられている。
The jig 12 will be described in detail below. As shown in FIGS. 9 and 10, the reference surface 12a of the jig 12 is provided with openings 12b at four positions.
An air passage 12c is formed so as to communicate with 2b. The ventilation passage 12c has four openings 12 facing the reference surface 12a.
In addition to b, another opening is provided on the side surface of the jig 12,
A pump, a valve and the like (not shown) are connected to the opening through the joint 61 and the tube 60. Further, the jig 12 is provided with two guide pins 12d and 12e arranged side by side in the Y direction with the reference surface 12a interposed therebetween.

【0043】上記の通気路12cは、以下に説明するよ
うに形成される。先ず、治具12本体の一側側面からド
リルを用いて、該治具を貫通しないようにして、図中X
方向の孔を3箇所形成する。そして、片側からドリルで
Y方向に穿孔し、前記3箇所の孔の終端部同士を連通す
る。前記孔が治具12の側面に形成する開口部には、雌
ネジがそれぞれ形成されている。そして、これら開口部
のうち一つの開口には、上記チューブ60を嵌合させた
継手61を螺合させて接続する一方、残りの開口には、
外周に雄ネジを切った蓋体62が螺合されて塞がれる。
更に、前述した横方向の孔の適宜箇所に向けて、基準面
12aからZ方向の孔(縦孔)が4箇所穿孔され、基準
面12aに前述の開口部12bを形成すると共に、この
開口部12bを前述の横方向の孔に連結する。こうし
て、通気路12cが形成される。
The ventilation passage 12c is formed as described below. First, use a drill from one side surface of the jig 12 main body so as not to penetrate the jig, and
Three holes are formed in the direction. Then, a hole is drilled from one side in the Y direction to connect the end portions of the three holes. Female screws are formed in the openings formed in the side surfaces of the jig 12 by the holes. Then, one of these openings is connected by screwing the joint 61 into which the tube 60 is fitted, while the remaining openings are
A lid 62 having a male screw cut on the outer periphery is screwed and closed.
Further, four holes (vertical holes) in the Z direction are punched from the reference surface 12a toward appropriate positions of the above-mentioned lateral holes, and the above-mentioned opening 12b is formed in the reference surface 12a, and this opening is formed. 12b is connected to the aforementioned lateral hole. In this way, the ventilation path 12c is formed.

【0044】また、ワーク13は図11の平面図に示す
ように、その両側部にワーク台12に取付けるための孔
および切欠を形成してある。この構成で、孔をガイドピ
ンの一方12eに、切欠12dをガイドピンの他方12
eにそれぞれ嵌合させた状態で基準面12a上に載置す
るとともに、クランプ機構34を駆動してワーク13を
Y方向に押圧することで、ワーク13を基準面12a上
に固定することができる。
As shown in the plan view of FIG. 11, the work 13 is formed with holes and notches for attaching it to the work base 12 on both sides thereof. With this configuration, the hole is formed in one of the guide pins 12e, and the cutout 12d is formed in the other 12 of the guide pins.
The work 13 can be fixed on the reference surface 12a by placing the work 13 on the reference surface 12a in a state of being fitted to each of e and driving the clamp mechanism 34 to press the work 13 in the Y direction. .

【0045】この状態で、ワーク13の下面には開口部
12bを介して通気路12cが連通されており、チュー
ブ60に接続されたポンプを駆動することにより、治具
12の基準面12aとワーク13との間に気体を送り込
んだり、あるいは逆に気体を排出することが可能とな
る。なお、気体としては、通常は空気で構わないが、こ
れに限られず他の気体を使用してもよい。
In this state, the ventilation path 12c is communicated with the lower surface of the work 13 through the opening 12b, and by driving the pump connected to the tube 60, the reference surface 12a of the jig 12 and the work 12 are connected. It is possible to send a gas to and from 13, or vice versa. The gas is usually air, but the gas is not limited to this and other gas may be used.

【0046】本実施形態においては、開口部12bから
通気路12cを介して気体が吸引されるように構成して
いる。これにより、治具12の基準面12aとワーク1
3との間を負圧状態とすることで、ワーク13を治具1
2の基準面12aに強く密着させて固定することができ
る。従って、ワーク13に工具9による振動が加えられ
ても該ワーク13が浮くことなく治具12上に強く固定
されることとなるから、加工精度が向上し、更に、加工
効率も向上する。また、ワーク13と治具12の密着の
度合いが強いので、両者の間に砥粒が入り込むことを未
然に回避でき、基準面12aが摩耗されてワーク13の
取付けに支障が生じることを防止できる。また、開口部
12bから気体を吸引する状態を解除すれば、ワーク1
3を治具12から容易に取外すことができるので、作業
性も向上される。
In this embodiment, the gas is sucked from the opening 12b through the ventilation path 12c. As a result, the reference surface 12a of the jig 12 and the work 1
By setting a negative pressure between the workpiece 3 and the workpiece 3,
The second reference surface 12a can be firmly attached and fixed. Therefore, even if the work 13 is vibrated by the tool 9, the work 13 is strongly fixed on the jig 12 without floating, so that the processing accuracy is improved and the processing efficiency is also improved. Further, since the work 13 and the jig 12 are closely attached to each other, it is possible to prevent the abrasive grains from entering between them and prevent the reference surface 12a from being worn and hindering the attachment of the work 13. . Further, if the state of sucking gas from the opening 12b is released, the work 1
Since 3 can be easily removed from the jig 12, workability is also improved.

【0047】ただし、逆に、通気路12cから開口部1
2bを介して気体が吹き出されるように構成してもよ
い。これにより、治具12の基準面12aとワーク13
との隙間に、開口部12bから外側に向かう噴出流を形
成でき、この結果、ワーク13が治具12に固定された
状態で、この隙間に入り込んだ砥粒を吹き飛ばして除去
することができる。従って、これによっても、ワーク1
3と治具12との間に砥粒が入り込むことを未然に回避
でき、基準面12aが摩耗されてワーク13の取付けに
支障が生じることを防止できる。
However, conversely, from the ventilation passage 12c to the opening 1
The gas may be blown out via 2b. As a result, the reference surface 12a of the jig 12 and the work 13
A jet flow from the opening portion 12b toward the outside can be formed in the gap between and, and as a result, with the work 13 fixed to the jig 12, the abrasive grains that have entered this gap can be blown off and removed. Therefore, even with this, the work 1
It is possible to prevent abrasive grains from entering between the jig 3 and the jig 12, and prevent the reference surface 12a from being worn and hindering the attachment of the work 13.

【0048】なお、図示しないが、通気路12c内の圧
力を検知するための圧力センサが適宜の場所に設けられ
ていることが望ましい。そうすると、この圧力センサに
よって基準面12aが摩耗されているか否かを簡単に判
別することができる。具体的には、開口部12bから通
気路12cを介して気体が吸引されるように構成してい
る場合、仮に通気路12c内を十分な負圧とできず、圧
力センサの検出値が通常より高い場合は、ワーク13と
基準面12aとの間から空気が漏れていることが考えら
れ、基準面12aが摩耗してワーク13との間に隙間が
形成されていることが疑われる。一方で、通気路12c
から開口部12bを介して気体が吹き出されるように構
成している場合も、通気路12c内を十分な高圧とでき
ず、圧力センサの検出値が通常より低い場合は、上述の
ように基準面12aが摩耗しているか、あるいはワーク
13の基準面12aに対する固定が不十分であることが
疑われる。従って、圧力センサの検出値をもって、治具
12の基準面12aの研磨作業の必要の有無や、治具1
2の交換等の目安とすることができる。
Although not shown, it is desirable that a pressure sensor for detecting the pressure in the ventilation passage 12c is provided at an appropriate place. Then, it is possible to easily determine whether or not the reference surface 12a is worn by this pressure sensor. Specifically, when the gas is sucked from the opening 12b through the ventilation path 12c, the inside of the ventilation path 12c cannot be made sufficiently negative pressure, and the detected value of the pressure sensor is higher than usual. If it is high, it is considered that air is leaking from between the work 13 and the reference surface 12a, and it is suspected that the reference surface 12a is worn and a gap is formed between the work 13 and the reference surface 12a. On the other hand, the air passage 12c
Even if the gas is blown out from the opening 12b through the opening 12b, if the pressure in the ventilation passage 12c cannot be made sufficiently high and the detection value of the pressure sensor is lower than usual, the reference value is set as described above. It is suspected that the surface 12a is worn or that the work 13 is not sufficiently fixed to the reference surface 12a. Therefore, with the detection value of the pressure sensor, it is determined whether the polishing work of the reference surface 12a of the jig 12 is necessary,
It can be used as a guide for exchanging 2 and so on.

【0049】また、本実施形態において、開口部12b
から通気路12cを介して気体が吸引される状態と、通
気路12cから開口部12bを介して気体が吹き出され
る状態とに切換可能な切換手段(例えば、バルブ)を設
けることもできる。そうすると、ワーク13の形状・材
質等の条件や加工状況に応じて、開口部12bから通気
路12cを介して気体を吸引する状態と排出する状態と
を切換えて、上述したような、開口部12bからの気体
の吸引・吹き出しの状態に示す効果を状況に応じて奏さ
せることができる。更には、ワーク13を治具12に固
定する過程においても、開口部12bから通気路12c
を介して気体を吸引する状態と排出する状態とを切換え
ることができる。即ち、先ず、ワーク13を基準面12
aに近接させた状態で開口部12bから気体を排出させ
て基準面12aに残留する砥粒を吹き飛ばし、その後、
開口部12bから気体を吸引する状態に切換えてワーク
13を基準面12aに固定することで、確実に砥粒を噛
まない状態でワーク13を基準面12aに密着させるこ
とができる。
Further, in this embodiment, the opening 12b is formed.
It is also possible to provide a switching means (for example, a valve) capable of switching between a state in which gas is sucked from the air passage 12c through the air passage 12c and a state in which gas is blown out from the air passage 12c through the opening 12b. Then, depending on the conditions such as the shape and material of the work piece 13 and the processing conditions, the state in which the gas is sucked from the opening 12b through the ventilation path 12c and the state in which the gas is discharged are switched, and the opening 12b as described above is changed. The effect shown in the state of suction / blowing of gas from the can be produced depending on the situation. Further, even in the process of fixing the work piece 13 to the jig 12, the ventilation passage 12c is opened from the opening 12b.
It is possible to switch between a state of sucking the gas and a state of discharging the gas via the. That is, first, the work 13 is fixed to the reference surface 12
Gas is discharged from the opening 12b in a state of being brought close to a to blow away the abrasive grains remaining on the reference surface 12a, and thereafter,
By switching to the state of sucking gas from the opening 12b and fixing the work 13 to the reference surface 12a, the work 13 can be brought into close contact with the reference surface 12a without surely catching the abrasive grains.

【0050】なお、研磨装置を前述のコラム3側に備え
て、治具12の基準面12aを研磨可能に構成すること
もできる。この研磨装置は図示しないが、例えば図8に
示す工具取付面23a研磨用の研磨装置を上下逆さにし
た構成として、下側に向いた砥石を回転させるとともに
前記移動テーブル10をXY方向に移動させることで、
移動テーブル10上に設けられた治具12の基準面12
aを砥石に接触させ、平面状に研磨できるようにするこ
とが考えられる。そうすると、多数のワーク13に加工
がなされ、この作業の際に治具12の基準面12aとワ
ーク13との間に砥粒が入り込むことで基準面12aが
摩滅して平面が出なくなっても、この研磨装置で研磨す
ることで、基準面12aの平面を再び出して治具12と
ワーク13とが密着される状態に戻すことができる。ま
た、治具12の基準面12aが研磨装置に対して移動テ
ーブル10の移動精度で移動できるため、研磨装置の研
磨面を確実に設定することができ、治具12の基準面1
2aを精度よく研磨することができる。更に、移動テー
ブル10を移動させるのみで研磨することができるた
め、容易に短時間で基準面12aを研磨することができ
る。また、治具12を研磨装置に対して送り移動させる
ための特別な構成が不要となって、製造コストを低減で
きることになる。
A polishing device may be provided on the side of the column 3 so that the reference surface 12a of the jig 12 can be polished. Although not shown, this polishing apparatus has a structure in which the polishing apparatus for polishing the tool mounting surface 23a shown in FIG. 8 is turned upside down, for example, and the whetstone facing downward is rotated and the movable table 10 is moved in the XY directions. By that,
Reference surface 12 of jig 12 provided on moving table 10.
It is conceivable to bring a into contact with a grindstone so that it can be polished into a flat surface. Then, a large number of workpieces 13 are processed, and even if the reference surface 12a is worn away and a flat surface does not come out due to abrasive grains entering between the reference surface 12a of the jig 12 and the workpiece 13 during this work, By polishing with this polishing apparatus, the flat surface of the reference surface 12a can be brought out again and the jig 12 and the work 13 can be brought into close contact with each other. Further, since the reference surface 12a of the jig 12 can be moved with the movement accuracy of the moving table 10 with respect to the polishing apparatus, the polishing surface of the polishing apparatus can be reliably set and the reference surface 1 of the jig 12 can be set.
2a can be polished accurately. Further, since the polishing can be performed only by moving the moving table 10, the reference surface 12a can be easily polished in a short time. Further, a special configuration for feeding and moving the jig 12 to the polishing apparatus is not required, and the manufacturing cost can be reduced.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1の発明によると、治具の基準面
と被加工物との間に気体を送り込んだり、あるいは逆
に、両者の間にある空間の気体を排出することが可能と
なる。従って、治具の基準面と被加工物との間に砥粒が
入り込むことを防止できる。
According to the first aspect of the invention, it is possible to send gas between the reference surface of the jig and the workpiece, or conversely, to discharge the gas in the space between the two. Become. Therefore, it is possible to prevent the abrasive grains from entering between the reference surface of the jig and the workpiece.

【0052】請求項2の発明によると、治具の基準面と
被加工物との間を負圧状態とすることで、被加工物を治
具の基準面に密着させて、固定することができる。この
ように被加工物を治具に対し強く密着できるから、被加
工物と治具との間に砥粒が入り込むことを防止できる。
また、被加工物に工具による振動が加えられても該被加
工物が浮くことなく治具上に強く固定されることとなる
から、加工精度が向上し、更に加工効率も向上する。更
には、開口部から気体を吸引する状態を解除すれば、被
加工物を治具から容易に取り外すことができるので、作
業性も向上される。
According to the second aspect of the present invention, by placing a negative pressure between the reference surface of the jig and the workpiece, the workpiece can be brought into close contact with and fixed to the reference surface of the jig. it can. Since the work piece can be strongly adhered to the jig in this manner, it is possible to prevent the abrasive grains from entering between the work piece and the jig.
Further, even when vibration is applied to the work piece by the tool, the work piece is strongly fixed on the jig without floating, so that the working accuracy is improved and the working efficiency is also improved. Furthermore, if the state in which the gas is sucked from the opening is released, the work piece can be easily removed from the jig, so that workability is also improved.

【0053】請求項3の発明によると、治具の基準面と
被加工物との隙間に、開口部から外側に向かう噴出流を
形成することで、被加工物が治具に固定された状態で、
この隙間に砥粒が入り込むのを防止することができる。
According to the third aspect of the invention, the workpiece is fixed to the jig by forming the jet flow from the opening to the outside in the gap between the reference surface of the jig and the workpiece. so,
It is possible to prevent the abrasive grains from entering the gap.

【0054】請求項4の発明によると、圧力センサによ
って通気路内の圧力を測定し、通常より圧力が変化した
場合には、治具の基準面が摩耗されて平面が出なくなっ
たものと判断できる。従って、治具の基準面の研磨や、
治具の交換等の目安とすることができる。
According to the invention of claim 4, the pressure in the ventilation passage is measured by the pressure sensor, and when the pressure changes from the normal pressure, it is judged that the reference surface of the jig is worn and the flat surface is not formed. it can. Therefore, polishing the reference surface of the jig,
It can be used as a guide for jig replacement.

【0055】請求項5の発明によると、被加工物の形状
・材質等の条件や、加工状況に応じて、開口部から通気
路を介して気体を吸引する状態と排出する状態とを切り
換えて、請求項2あるいは請求項3に示す効果を状況に
応じて奏させることができる。また、被加工物を治具に
固定する過程においても、開口部から通気路を介して気
体を吸引する状態と排出する状態とを切換えることがで
きる。
According to the invention of claim 5, the state of sucking gas from the opening through the ventilation passage and the state of discharging gas can be switched according to the conditions such as the shape and material of the workpiece and the working conditions. The effects shown in claim 2 or claim 3 can be produced depending on the situation. Further, also in the process of fixing the workpiece to the jig, it is possible to switch between the state of sucking the gas from the opening through the ventilation path and the state of discharging the gas.

【0056】請求項6の発明によると、連続加工等によ
り、治具の基準面と被加工物との間に砥粒が入り込むこ
とで基準面が摩滅して平面が出なくなっても、研磨装置
で研磨することで、基準面の平面を再び出して治具と被
加工物とが密着される状態に戻すことができる。また、
治具の基準面が研磨装置に対してテーブルの移動精度で
移動できるため、研磨装置の研磨面を確実に設定するこ
とができ、治具の基準面を精度よく研磨することができ
る。更に、テーブルを移動させるのみで研磨することが
できるため、容易に短時間で基準面を研磨することがで
きる。また、治具を研磨装置に対して送り移動させるた
めの特別な構成が不要となって、製造コストを低減でき
る。
According to the invention of claim 6, even if the reference surface is abraded and the flat surface does not come out due to the abrasive grains entering between the reference surface of the jig and the workpiece due to continuous processing, etc., the polishing apparatus By polishing with, the flat surface of the reference surface can be brought out again and the jig and the workpiece can be brought into close contact with each other. Also,
Since the reference surface of the jig can be moved with respect to the polishing apparatus with the accuracy of the movement of the table, the polishing surface of the polishing apparatus can be reliably set and the reference surface of the jig can be polished with high accuracy. Further, since the polishing can be performed only by moving the table, the reference surface can be easily polished in a short time. Further, a special configuration for feeding and moving the jig to the polishing apparatus is not required, and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る超音波穿孔装置の全
体的な構成を示した側面図である。
FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of an ultrasonic punching device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく正面図である。FIG. 2 is a front view of the same.

【図3】穿孔ヘッド部の側面図一部断面図である。FIG. 3 is a side view partial cross-sectional view of a punching head portion.

【図4】同じく正面図である。FIG. 4 is a front view of the same.

【図5】同じく平面断面図である。FIG. 5 is a plan sectional view of the same.

【図6】昇降テーブルの側面断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of a lifting table.

【図7】カメラ部の側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view of a camera unit.

【図8】研磨装置の正面断面図である。FIG. 8 is a front sectional view of a polishing apparatus.

【図9】治具付近の拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a jig.

【図10】治具付近の拡大平面図である。FIG. 10 is an enlarged plan view of the vicinity of a jig.

【図11】ワークの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a work.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波穿孔装置(超音波加工装置) 9 工具 12 治具 12a 基準面 12b 開口部 12c 通気路 13 ワーク(被加工物) 1 Ultrasonic drilling device (ultrasonic processing device) 9 tools 12 jigs 12a Reference plane 12b opening 12c air passage 13 Work (workpiece)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 学 愛知県名古屋市瑞穂区苗代町15番1号 ブ ラザー工業株式会社内 Fターム(参考) 3C034 AA19 BB51 BB94 CB20 DD18 3C049 AA07 AA17 AC04 BA05 CA05 CB01 3C058 AA07 AA16 AC02 CB03 CB06 5D107 BB01 CC01 FF03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Manabu Kato             15-1 Naedai-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture             Within Lazer Industry Co., Ltd. F-term (reference) 3C034 AA19 BB51 BB94 CB20 DD18                 3C049 AA07 AA17 AC04 BA05 CA05                       CB01                 3C058 AA07 AA16 AC02 CB03 CB06                 5D107 BB01 CC01 FF03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波により工具を振動させ、この振動
を被加工物との間に介在する砥粒に伝達することによ
り、前記被加工物に工具形状に倣った形状を形成する超
音波加工装置において、 前記被加工物を固定する治具には、当該治具の基準面に
開口部を有する通気路が設けられていることを特徴とす
る超音波加工装置。
1. An ultrasonic machining method for vibrating a tool by ultrasonic waves and transmitting the vibration to abrasive grains interposed between the tool and the workpiece, thereby forming a shape on the workpiece according to the tool shape. In the apparatus, the jig for fixing the workpiece is provided with an air passage having an opening on a reference surface of the jig, the ultrasonic processing apparatus.
【請求項2】 前記開口部から前記通気路を介して気体
が吸引されるように構成したことを特徴とする請求項1
に記載の超音波加工装置。
2. The gas is sucked from the opening through the air passage.
The ultrasonic processing device described in.
【請求項3】 前記通気路から前記開口部を介して気体
が吹き出されるように構成したことを特徴とする請求項
1に記載の超音波加工装置。
3. The ultrasonic processing apparatus according to claim 1, wherein gas is blown out from the ventilation path through the opening.
【請求項4】 前記通気路内の圧力を検知する圧力セン
サが設けられたことを特徴とする請求項2又は請求項3
に記載の超音波加工装置。
4. A pressure sensor for detecting the pressure in the ventilation passage is provided.
The ultrasonic processing device described in.
【請求項5】 前記開口部から前記通気路を介して気体
が吸引される状態と、前記通気路から前記開口部を介し
て気体が吹き出される状態と、に切換可能な切換手段を
設けたことを特徴とする請求項2から請求項4までのい
ずれか1項に記載の超音波加工装置。
5. A switching means is provided which is switchable between a state in which gas is sucked from the opening through the ventilation passage and a state in which gas is blown out from the ventilation passage through the opening. The ultrasonic processing device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that.
【請求項6】 平面に沿って移動可能なテーブルに前記
治具を設けるとともに、研磨装置を備えて、前記テーブ
ルを移動させることで、前記研磨装置によって前記治具
の基準面を平面状に研磨できるように構成したことを特
徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記
載の超音波加工装置。
6. The jig is provided on a table movable along a plane, and a polishing device is provided to move the table to polish the reference surface of the jig into a flat surface by the polishing device. The ultrasonic processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the ultrasonic processing apparatus is configured so that it can be performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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