JP2537107B2 - 石材加工方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、墓石などの石材を加工
する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば図１４に示すような墓石Ｓの頂
部の丸み付け加工を行う場合、従来は、図１６に示すよ
うなダイヤモンド砥石２０を用い、直交座標系の加工機
で砥石をＸ−Ｙ方向に移動させつつ加工を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石材に
は一般に強弱の方向性があり、石材の切断装置の精度や
剛性も十分ではないので、前加工された石材が正確な長
方体となっておらず、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に少しずつ歪んで
いるのが普通である。このため、直交座標系の加工機で
加工をすると、図１５に示すように加工幅が一定せず、
外観の悪いものとなるという問題点があった。したがっ
て、従来は、熟練した職人がグラインダーで手仕上げを
していたが、この作業は作業環境が悪く、生産性も低か
った。このような問題を解決する為には、歪みのある素
材を予め正確な長方体に修正しておけばよいが、このよ
うにすると、余計な労力が必要であり、しかも製品の寸
法が小さくなる為、見栄えがしなくなるという問題があ
る。本発明は、多少歪みのある石材に種々の加工を自動
的に行うことのできる加工方法及び加工装置を提供する
ことを課題としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる石材の加工方法は、素材のコーナー部の座
標を測定する測定装置と、該測定装置によって測定され
たコーナー部の座標を記憶する記憶装置とを具備する石
材加工装置を用い、まず、素材である石材の複数のコー
ナー部の座標を測定して記憶装置に記憶させておき、つ
ぎに、記憶されたこれらコーナー部を結ぶ線に沿って加
工を行い、該記憶された線に平行な加工面を得ることを
特徴としている。また、本発明にかかる石材の加工装置
は、素材である石材を保持する保持装置と、該石材のコ
ーナー部の座標を測定する測定装置と、該測定装置によ
って測定されたコーナー部の座標を記憶する記憶装置
と、該記憶装置に記憶されているコーナー部を結ぶ線に
沿って加工を行い、その線に平行な加工面を得る加工装
置と、加工工具を自動交換できる工具交換装置と、素材
である石材を供給する素材供給装置と、加工部に向かっ
て流体を吐出する冷却装置と、吐出された流体を回収し
て石粉を分離する浄化装置とを備えてなる。

【０００５】

【作用】本発明の加工方法によれば、予め測定された石
材の形状に沿って加工を行うので、歪んだ形状の石材に
も該形状に沿った加工を行うことができ、製品の外観に
違和感がなく、しかも手仕上げを大幅に削減することが
できるので能率的である。また、本発明の加工装置によ
れば、上記のような加工を、自動的かつ正確に行うこと
ができる。

【０００６】

【実施例】図１ないし図３は本発明の石材加工装置の１
例を表すもので、この石材加工装置１は、石材２を保持
する保持装置３に隣接して加工装置５が設けられてい
る。保持装置３には素材である石材２をパレット６に載
せて順次供給するための素材供給装置７が接続されてい
る。素材供給装置７は、２組のパレットを載せることの
できる回転テ−ブル９を備え、その入口側で積み込んだ
石材を加工室１０に位置する前記保持装置３のテ−ブル
に供給すると共に、加工を終えた石材を積み込んで入口
１１へ運ぶことができるようになっている。回転テ−ブ
ル９と加工テ−ブル１０との間の石材の受け渡しは、油
圧シリンダを利用した移送装置１３により行われる。

【０００７】保持装置３は、パレットに固定具１４で固
定された石材２を保持し、水平面内で回転（Ｂ軸）する
と共に、左右（Ｘ軸）に移動する加工テ−ブル１５を備
えている。一方、加工装置５は測定装置を兼ねるもの
で、加工位置に保持されている石材２に対し前後動（Ｚ
軸）するコラム１７と、該コラムに取り付けられている
スピンドルヘッド１８と、加工工具である複数の砥石２
０，…及び測定工具である触針式のプロ−ブ２３を保持
するツ−ルポット付きのツ−ルホルダ２１と、該ツ−ル
ホルダに保持されている工具を順次スピンドルヘッド１
８に供給する工具自動交換装置２２とを備えている。ス
ピンドルヘッド１８は、上下方向（Ｙ軸）に移動するこ
とができる。

【０００８】加工装置５の後部には、コンピュータを内
蔵する制御装置２５が設置されており、前記テーブル１
５、コラム１７、スピンドルヘッド１８、ツールホルダ
２１、工具自動交換装置２２などは、この制御装置２５
によって駆動制御される。図中の２７は、上記制御装置
を操作する為の操作パネルである。なお、加工室は、カ
バー２８によって覆われており、その内部には、図６に
示す如く、加工部に向けて冷却水を吐出する４種のノズ
ル２９（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が設けられている。ノズル２
９（Ａ）は、一部が切り欠かれたリング状であり、変向
自在な複数の吐出ヘッドｈ，…が設けられている。ま
た、一対のノズル２９（Ｂ）は、自在に位置と向きを変
えることのできるフレキシブルノズルであり、ノズル２
９（Ｃ）は、加工室の天井に設けられたシャワー式のノ
ズルである。２９Ｄは加工室の下部より天井に向けられ
たシャワー式のノズルである。これら４種のノズルによ
って、加工部を十分にカバーすることができる。

【０００９】加工装置５の側部には、浄化装置３０、３
１が設置されている。一方の浄化装置３０は、図４に示
す如く、ハウジング３３内に回転容器３４が回転軸３５
によって支持されており、該回転軸は、ベルト３７を介
してモータ３８によって回転駆動されるようになってい
る。回転軸３５の芯部にはスクレーパ軸４０が独立回転
自在に挿通されている。該スクレーパ軸４０の下端部に
は、円盤４１が固着され、該円盤に羽根状のスクレーパ
４３が固着されている。回転軸３５の下方には、前記加
工位置に設けられているカバー２８の底部からポンプで
送られてくる冷却水が上向きに吐出されるノズル４５が
設けられ、該ノズルの上部にはロート状のノズルカバー
４６が前記円盤４１に臨むように設けられている。前記
回転容器の上部には一対の爪４７が設けられており、そ
の上部にはエアシリンダ５０によって上下に移動し、下
降時に前記爪４７と噛み合うストッパ５１が設けられて
いる。また、前記スクレーパ軸４０の上方には、エアシ
リンダ５３によって上下に移動しスクレーパ軸４０と結
合するカップリング５４が設けられている。このカップ
リング５４の回転軸５５のプーリ５６にはチェーン５７
を介してギヤードモータ５８の回転が伝えられる。前記
ハウジング３３の下側には、タンク６０が設けられ、そ
の内部の前記回転容器３４の直下部に、エアシリンダ６
２によって開閉される蓋６４付の案内筒６５及びスラッ
ジタンク６６が設けられている。なお、前記ハウジング
３３の側部には、スラッジ（石粉等）が除去された清浄
水を取り出す流出口６７が設けられており、その内側に
は受板６８が設けられている。

【００１０】加工中は、加工室の汚れた冷却水がノズル
４５から上向きに吐出され、円盤４１に当たって回転容
器３４の底部に注がれる。回転容器３４は高速で回転し
ているので、冷却水中のスラッジは遠心力により回転容
器の内壁に付着し、水は回転容器の内壁を伝わって上方
へ移動し、回転容器の蓋に設けられた穴６９からあふれ
出て、流出口６７から送り出される。容器内壁に付着し
たスラッジの量が多くなったら、容器３４の回転を止
め、ストッパ５１と爪４７とを噛み合わせて該容器の回
転を拘束し、カップリング５４とスクレーパ軸４０の上
端部を結合させてスクレーパを回転させる。スクレーパ
と回転容器の内壁との間には僅かな隙間しかないので、
容器内壁に付着したスラッジが掻き落されるのである。
このスラッジは、スラッジタンク６６内に収容される。
他方の浄化装置３１は、小型の浄化装置であり、上記の
ようなスクレーパは設けられておらず、回転容器ごと取
りはずして手動でスラッジを掻き落すようになってい
る。この浄化装置３１は、上記自動式の浄化装置３０の
スラッジ除去作業中に運転される。図５は、上記冷却水
の循環用配管を示すものであり、加工位置のタンク７０
の汚れた冷却水がポンプＰ１で汚水タンク７１に移さ
れ、そこからポンプＰ２又はＰ４によって浄化装置３０
又は３１に送られる。浄化装置３０又は３１で浄化され
た清浄水はタンク７２へ移され、ポンプＰ６、Ｐ８、Ｐ
９、Ｐ１０等によってノズル２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，
２９Ｄに送られる。また、一部はポンプ１１によって汲
み上げられ、小型浄化装置３１を介して洗浄用タンク７
３にも送られ、そこからポンプＰ７によってオイルホー
ルへも送られる。

【００１１】この石材加工装置１を用いて図７，図８に
示す長方形の石材の頭部に丸み付け加工を行う場合は、
パレット６上に固定された素材を加工テーブル１５に取
り付け、加工部分の外形を測定する。この測定は、スピ
ンドルヘッド１８にプローブ２３を取り付け、該プロー
ブが素材の加工部分である頭部の４つのコーナー部の各
３面に順次接触するようにコラム及び加工テーブルを移
動させ、その接触点の座標から各コーナーの位置を測定
する。このようにして得られる４つのコーナーを結んだ
線を加工部分の外形線と仮定するのが実用的である。実
際に測定する位置は、各コーナーから若干（例えば１０
ｍｍ程度）離れた位置とするのが良い。この測定結果は
制御装置の記憶装置に記憶させておく。次に、上記プロ
ーブを取りはずし、加工面が凹状曲面として成型された
ダイヤモンド砥石２０を用いて研削加工を行う。この加
工は、図９に示す如く、前記記憶装置に記憶させた加工
部分の外周に沿って仮定した移動線Ｌに従って砥石をＸ
ＹＺＢの１軸又は各２軸を同時に又は各３軸を同時に又
は各４軸を同時に移動させつつ行う。この加工は、目の
粗いものから細かいものへ順次砥石を交換しながら行
い、最終的には研磨仕上げをなう。この加工には、当然
ながら面取り加工も含まれる。この石材加工装置は、上
記工具の交換を自動的に行うことができる。このように
して得られる加工石材は、頭部の丸み付けが素材の外形
に沿って行われるので、素材に若干の歪みがあっても美
観が損なわれない。また、素材を予め正確な長方体に削
り直しておく必要がないので、無駄な労力を要せず、し
かも、製品の寸法を極力大きく、見栄えのするものとす
ることができる。

【００１２】次に、図１０ないし図１３は、上記と異な
る墓石Ｔの加工を行う例を示すもので、従来は図１０及
び図１１に示すように加工部の線が外形に対し傾斜して
いたので、見苦しくないようにする為に多大の労力をか
けて修正していたが、本発明によれば、図１２及び図１
３に示す如く、外形線と平行な加工を行うので、違和感
のない美麗な製品を得ることができる。なお、図１４に
おける墓石Ｐ，Ｑ，Ｗ，Ｙ，Ｚ等の加工も同様にうまく
行うことができる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、若干歪んだ素材であっても一見して違和感が
なく、美麗な製品を少ない労力で能率的に得ることが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】石材加工装置の正面図である。

【図２】石材加工装置の平面図である。

【図３】石材加工装置の側面図である。

【図４】浄化装置の一部断面図である。

【図５】冷却水の配管図である。

【図６】冷却水用ノズルの説明図である。

【図７】測定方法の説明図である。

【図８】測定方法の説明図である。

【図９】加工方法の説明図である。

【図１０】従来の加工品の平面図である。

【図１１】従来の加工品の側面図である。

【図１２】本発明による加工品の平面図である。

【図１３】本発明による加工品の側面図である。

【図１４】墓石の斜視図である。

【図１５】従来の加工品の平面図である。

【図１６】従来の加工方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 石材加工装置 ２ 石材 ３ 保持装置 ５ 加工装置 ７ 素材供給装置 １５ 加工テ−ブル １７ コラム １８ スピンドルヘッド ２０ 砥石 ２３ 測定工具（プロ−ブ） ２５ 制御装置 ３０ 浄化装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材のコーナー部の座標を測定する測定
   装置と、該測定装置によって測定されたコーナー部の座
   標を記憶する記憶装置とを具備する石材加工装置を用
   い、まず、素材である石材の複数のコーナー部の座標を
   測定して記憶装置に記憶させておき、つぎに、記憶され
   たこれらコーナー部を結ぶ線に沿って加工を行い、該記
   憶された線に平行な加工面を得ることを特徴とする石材
   の加工方法。
2. 【請求項２】 素材である石材を保持する保持装置と、
   該石材のコーナー部の座標を測定する測定装置と、該測
   定装置によって測定されたコーナー部の座標を記憶する
   記憶装置と、該記憶装置に記憶されているコーナー部を
   結ぶ線に沿って加工を行い、その線に平行な加工面を得
   る加工装置と、加工工具を自動交換できる工具交換装置
   と、素材である石材を供給する素材供給装置と、加工部
   に向かって流体を吐出する冷却装置と、吐出された流体
   を回収して石粉を分離する浄化装置とを備えてなる石材
   加工装置。