JP2512202B2

JP2512202B2 - 加工装置

Info

Publication number: JP2512202B2
Application number: JP2115885A
Authority: JP
Inventors: 弘洋中村
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH0413541A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、主軸にたとえばドリルやカッタ等の工具を
装着して穴明け加工等を行う加工装置に関する。

（従来の技術）一般に、同一品種の機械部品を多量に加工する場合に
は、数値制御する自動加工機械を用いて完全自動化で加
工作業を行っている。

しかし、多品種の機械部品を少量に加工するような場
合、特に、大型の機械部品にドリルで穴を明けるような
加工では、各穴の加工中心の位置を示す罫書き線をワー
クの表面に描き、この罫書き線を利用してドリルの中心
を加工中心に手動で合致させたのち、自動送りで加工を
行っている。すなわち、半自動送りで加工を行う半自動
加工機械が多用されている。

この場合、作業者は加工機械の主軸の軸線を罫書き線
で示される加工中心の位置の近くに移動させ、僅かずつ
加工を行いながら加工中心の位置に対する主軸の軸心の
ずれを修正して位置合わせしている。

また、大径の穴を加工する場合には、まず、小径の所
謂、下穴の加工を行い、次ぎに下穴の中心に主軸の軸心
を合致させて本加工を行う。

この場合にも、僅かずつ加工を行って切削工具からの
切削音や切削痕から位置合わせしたり、または、工具を
下穴によってその中心に導くことにより、位置合わせし
ている。

しかしながら、従来においては、主軸の軸線の位置を
想定して実際に加工を試みながら加工を進めるため、作
業者は繁雑に位置を確認しなければならず、手間取ると
ともに、高度な熟練が要求され大きな負担を余儀なくさ
れている。

そこで、上記主軸の軸線の位置を光学的に表面に表示
し、その位置を作業者に目視で確認させることにより、
従来の技術の不備を軽減、或いは除去するようにしたも
のが開発されている。

たとえば、特開昭46−65585号、特開昭53−129393
号、特開昭53−130592号、あるいは、特開昭60−123256
号に開示されるようなものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、特開昭46−65585号に開示されるもの
は、ワークの厚さに応じて光導体を移動させなければな
らず、作業性が悪い。

また、特開昭53−129393号に開示されるものは、ワー
クを境として投光器と加工ヘッドを上下に対象に配設す
るため、投光器と加工ヘッドを同一サイドに配設でき
ず、大型化してしまう。

さらに、特開昭53−130592号に開示されるものは、位
置合わせする毎に投光器とスピンドルを交互に旋回させ
る必要があり、作業性が悪い。

また、特開昭60−123256号に開示されるものは、主軸
に対しレーザ装置と工具をその都度付け替えなければな
らず、作業性が悪いという不都合がある。

そこで、この発明は投光器をワークの厚さに応じて位
置を変えることなく、また、投光器と工具との位置を変
更したり、主軸に対し投光器と工具を付け換えたりする
ことなく、主軸の軸線を加工中心に位置決めでき、しか
も、投光器と工具を同一サイドに配設できるようにした
加工装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するため、主軸に工具を取り
付け、この工具により被加工物の表面を加工する加工装
置において、上記主軸の近傍に第１および第２の投光器
を配設し、これら第１および第２の投光器を上記主軸の
半径方向に長い光線を上記主軸の軸線を含み、それぞれ
異なる平面に沿って上記ワークの表面に向けて照射する
ように構成し、該被加工物の表面に十字状に交差する光
像を形成し、この光像の交点により上記主軸の軸線の位
置を表示できるようにしたものである。

（作用）第１および第２の投光器から出る光線はそれぞれ主軸
の軸線を含み、かつ、異なる平面に沿ってワークの表面
に向けて照射されるため、該表面上に形成される光像の
交点は常に主軸の軸線上に位置し、ワークの厚さ寸法が
変化しても第１および第２の投光器を移動させることな
く、ワークの表面に主軸の軸線位置を表示することがで
きる。

また、第１および第２の投光器により工具側から光を
照射するため、第１および第２の投光器と工具を同一サ
イドに配置でき、コンパクト化が可能となる。

さらに、第１および第２の投光器によって形成される
光像の交点は主軸の軸線を表示するため、投光器と工具
との位置を変更したり、主軸に対し投光器と工具とを付
け替えるといったことなく、主軸の軸線を加工中心に位
置決めできる。

（実施例）以下、本発明を第１図乃至第３図に示す一実施例を参
照して説明する。

第１図は加工機械としてのボール盤を示すもので、図
中１はベースである。このベース１の上面一側部にはコ
ラム２が立設され、他側部にはテーブル21を介してワー
ク13が載置されている。前記ワーク13の表面には第３図
に示すように、罫書き線22,23,24,25により加工中心が
表示されている。

上記コラム２には旋回および上下動可能にアーム３が
取り付けられ、このアーム３にはその長手方向に沿って
スライド可能に主軸頭４が設けられている。

上記主軸頭４の下端部には主軸５が回転および上下可
能に取り付けられ、この主軸５には切削工具６が取り付
けられている。前記切削加工６は上記主軸５の軸線７を
中心として回転する。

また、上記主軸頭４の下端部には主軸５と同心状に取
付台８が回動自在に取り付けられている。

この取付台８には第１および第２の投光器9,10が配設
されている。これら第１および第２の投光器9,10からそ
れぞれ上記軸線７の長手方向に沿って光線11,12が照射
されるようになっている。

上記取付台８は上記アーム３の旋回に連動して回転す
るようになっている。すなわち、上記取付台８は上記ア
ーム３の旋回時にその旋回方向と逆方向に回動し、上記
第１および第２の投光器9,10から照射される光線11,12
を上記テーブル21に対し一定の角度で入射させるように
なっている。

上記光線11,12は上記軸線７の半径方向に長く、偏平
な断面を有し（線幅は0.2mm、線長は50〜100mm）てい
る。これら光線11,12はそれぞれ軸線７を含んでそれぞ
れ直交する平面に沿って上記ワーク13の表面13aに照射
される。この照射により、上記ワーク13の表面には第３
図に示すように、光線11,12による十字状に交差する細
線15,16が形成され、これら細線15,16により、交点17を
有する光像18が構成される。

上記交点17は上記軸線７を含む平面に沿った光線11,1
2によって形成される細線15,16の上にあって上記軸線７
の上に位置しており、表面13aにおける軸線７の位置を
表示している。

上記第１および第２の投光器9,10は、光出力0.3mW〜
0.5mWの半導体レーザを光源としており、レンズ系を介
して軸線７の方向に約10゜の開き角θを持つ偏平な光線
11,12を放出している。

しかして、ワーク13を加工する場合には、まず、上記
第１および第２の投光器9,10を点灯させてワーク13の表
面13aの罫書き線22〜25の交点で示されている加工中心
の位置に光像18の交点17が一致するように主軸頭４を移
動させる。これにより、主軸５の軸線７が加工中心に一
致され、この状態から主軸５を回転させて下降させる
と、その工具６がワーク13の加工中心に位置し加工が開
始される。

なお、本発明は上記一実施例に限られるものではな
く、偏平な光線11,12の代りに軸線７の長手方向に投射
される２本の細い光線15,16を各々軸線７を含み異なる
平面に沿って振動鏡、回転鏡などを用いて振らせること
により、上記光像18と同様な光像を形成するようにして
もよい。

また、第４図に示すように、ワーク13に鋳造穴、セン
タ穴、ポンチ穴などの下穴31がすでにある場合、第３図
の如き光像18は下穴31によって分断されて複数の細線よ
りなる光像32となる。

さらに、罫書き線34が傾いている場合には、第１およ
び第２の投光器9,10の取付台８を回動させて光像32と罫
書き線34を重ね合わせる。これにより、罫書き線34の延
長線上にある交点と光像32の細線の延長線上にある交点
とが重ね合わされて軸線７の位置と加工中心の位置とが
合わされることになる。

また、上記第１および第２の投光器9,10として光出力
1mW程度の半導体レーザを利用すると、線幅が２〜3mmの
光線が得られ、罫書き線を照らし出すことができ、機械
部品の証明不足の工作には有利となる。

この場合には、光像18,32の細線の線幅の中央に罫書
き線を位置させるようにする。

また、本発明は切削工具の代りに赤外線、熱線、レー
ザ光線などを利用する別の加工手段を有する加工機械へ
の応用も有効である。

上述したように、第１および第２の投光器9,10から出
る光線11,12はそれぞれ軸線７を含んで直交する平面に
沿ってワーク13の表面13aに照射されるため、光像18の
交点17は常に軸線７上にあり、ワーク13の厚さ寸法が変
化しても第１および第２の投光器9,10を移動させること
なく、ワーク13の表面に軸線７を表示する光像18の交点
17を形成できる。

また、第１および第２の投光器9,10により工具６側か
ら光を照射するため、第１および第２の投光器9,10と工
具６を同一サイドに配置でき、コンパクト化が可能とな
る。

さらに、第１および第２の投光器9,10によって形成さ
れる光像18の交点17は主軸５の軸線７を表示するため、
投光器9,10と工具６との位置を変更したり、主軸５に対
し投光器9,10と工具６とを付け替えるといったことな
く、軸線７を加工中心に位置決めできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、光像の交点は
常に主軸の軸線上に位置するため、ワークの厚さ寸法が
変化しても第１および第２の投光器を移動させることな
く、ワークの表面に軸線を表示する光像の交点を形成で
き、作業性が優れる。

また、第１および第２の投光器と工具を同一サイドに
配置でき、コンパクト化が可能となる。

さらに、投光器と工具との位置を変更したり、主軸に
対し投光器と工具とを付け替えるといったことなく、主
軸の軸線を加工中心に位置決めでき、作業能率を向上で
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は加工機械を示す正面図、第２図はその側面図、第
３図はワークの表面を示す平面図、第４図は他のワーク
の表面を示す平面図である。５……主軸、６……工具、９……第１の投光器、10……
第２の投光器、11……光線、12……光線、15……細線、
16……細線、17……交点、18,32……光像。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主軸に工具を取り付け、この工具によりワ
ークの表面を加工する加工装置において、上記主軸の近
傍に第１および第２の投光器を配設し、これら第１およ
び第２の投光器を上記主軸の半径方向に長い光線を上記
主軸の軸線を含み、それぞれ異なる平面に沿って上記ワ
ークの表面に向けて照射するように構成し、該ワークの
表面に十字状に交差する光像を形成し、この光像の交点
により上記主軸の軸線の位置を表示できるようにしたこ
とを特徴とする加工装置。