JP2574416B2 - 工作機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気回路によって制御される工作機に関する
ものである。

従来の技術 従来よりドリル刃等の切削刃を用いて工作物に穴を開
ける工作機の代表的なものとしてボール盤があり、以下
ボール盤を例にして説明をする。第７図は従来のボール
盤の側面図である。１はモータであり、このモータ１の
シャフトには駆動プーリ２が取り付けられている。３は
従動プーリであり、シャフト４に取り付けられている。
５はベルトであり、駆動プーリ２と従動プーリ３の間に
掛けられている。駆動プーリ２および従動プーリ３はそ
れぞれ大径部，中径部，小径部を有している。６はドリ
ルビットアダプタであり、シャフト４の下端に取り付け
られ、ドリル刃７を着脱自在にチャックする。８はテー
ブルであり、ポスト９に移動自在に取り付けられてい
る。10は操作ハンドルであり、この操作ハンドル10はシ
ャフト４に連結している。

従来のボール盤は以上のような構成であり、工作物の
加工に当たっては、次の手順で行っていた。まず加工台
８を適切な高さに調節し、次に工作物を加工台８に載せ
る。そして工作物に開けるべき穴に応じたドリル刃７を
チャック６に装着する。工作物の材質およびドリル刃７
の直径よりドリル刃７の適切な回転速度を経験をもとに
求め、その回転速度に近い回転速度になるようにベルト
５を駆動プーリ２および従動プーリ３の適切な直径の部
分に掛ける。そしてモータ１を起動してドリル刃７を回
転させながら操作ハンドル10を操作し、ドリル刃７を工
作物に向かって下ろし、切削作業をする。このような従
来のボール盤は使用に際して熟練が必要であるため、材
料に応じて適切な加工ビットの切り込み速度を表すデー
タを前もって記憶させておき、記憶されたデータに応じ
て加工ビットの送りを自動的に行う工作機が開発され
た。

発明が解決しようとする課題 以上のような材料に応じて適切な加工ビットの切り込
み速度を表すデータ前もって記憶させておき、記憶され
たデータに応じて加工ビットの送りを自動的に行う工作
機は、切り込み速度に関するデータの記憶されていない
材料を加工する場合は、次の方法によって加工を行う。
使用者は先ず加工すべき工作物の堅さから、適切と思わ
れる切り込み速度よりやや遅目の切り込み速度を表すデ
ータをインップトし、加工ビットを進めながら加工状態
を観測する。そして削り屑の発生状況などから切り込み
速度が適切でないと思われる場合は、切り込み速度を表
すデータをインプットし直していた。このため、切り込
み速度の設定作業が面倒であった。

本発明は以上の問題点を解消するものであり、加工ビ
ットの切り込み速度の設定が容易な工作機を提供する。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、加工ビットを装
着可能であって装着された加工ビットを回転駆動して加
工ビットを加工状態にするスピンドルと、工作物を載せ
るとともに昇降自在のテーブルと、加工すべき工作物の
材質に対応する加工速度を示すデータを記憶した記憶手
段と、加工すべき工作物の材質を示すデータを入力する
入力手段と、押圧力に応じた出力信号を出力する操作部
と、前記入力手段から入力された加工すべき工作物の材
質に対応する加工速度を前記記憶手段から読み出し、該
読み出された加工速度で前記スピンドルを進め、前記記
憶手段に該当する加工速度を 示すデータが存在しない
場合には前記操作部から出力される信号に応じた加工速
度で前記スピンドルを進める制御手段とを有する構成で
なる。

作用 この構成により、加工すべき材料のデータが存在する
場合にはそのデータに従って動作し、データが無い場合
には操作者による操作部の押圧力に従って動作する。よ
って、操作者はデータが存在する場合には速度を考慮す
ることなく、作業を行え、データがない場合には加工ビ
ットの切り込み状態を観察して強弱の調整をしながら操
作部を押すことによって加工ビットの切り込み速度を調
節することができる。

実施例 以下本発明の工作機の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例に於ける工作機の構成を示
す側断面図、第２図は同要部拡大断面図、第３図は同要
部拡大斜視図である。

第１図に於て、11は下部シャーシであり、この下部シ
ャーシ11は支持棒12,13を保持している。そして支持棒1
2,13は上部シャーシ14を支持している。15は工具切り換
えモータであり、上部シャーシ14に取り付けられてい
る。16は環状の上部回転板で、上部シャーシ14に回転自
在に取り付けられ、下部回転板17と結合棒17によって連
結されている。そして上部回転板16および下部回転板17
は工具切り換えモータ15によってギヤ19を介して回転駆
動される。20はマグネットであり、環状をしており上部
回転板16に磁力を与える。21はビットアダプタホルダー
であり、結合棒18に対して摺動自在に取り付けられてい
る。またビットアダプタホルダー21は上部回転板16に磁
力で吸着されている。そしてビットアダプタホルダー21
は上部回転板16に多数吸着され、上部回転板16および下
部回転板17の軸と平行に保持されている。22はビットア
ダプタホルダー21に挿入された鋼球であり、ゴム等の弾
性体よりなるＯリング22によってビットアダプタ24に設
けられた溝25に弾圧されている。26はドリル刃であり、
各ビットアダプタ24にくわえられており、各チャック装
置にはそれぞれ異なった径のドリル刃がくわえられてい
る。27はビットアダプタキャリアであり、シャフト28,2
9に摺動自在に取り付けられている。第４図において30
はスクリューシャフトであり、下端にプーリ31を有して
いる。32はベルトであり、工具移動モータ33に取り付け
られたプーリ34とプーリ31の間に掛けられている。そし
てビットアダプタキャリア27に設けられた突起35はビッ
トアダプタホルダー21に設けられた凹部36に挿入されて
いる。37はメインモータであり、スピンドルテーブル38
に取り付けられ、ベルト39を介して、スピンドル40を回
転駆動する。スピンドル40は取り出し位置にあるビット
アダプタ24の真下に位置している。またスピンドル40の
中央には下端の内径が上端の内径に比べて小さな貫通孔
57が形成されている。そして貫通孔57の下端の内径はビ
ットアダプタ24にチャック装着される加工ビットの直径
より大きく、ビットアダプタ24の直径より小さい。よっ
てドリル刃26等の加工ビットはスピンドル40の貫通孔57
を貫通することができるが、ビットアダプタ24は貫通孔
57の途中まで挿入することができる。41はビットアダプ
タ爪であり、メインモータ37が正回転するとメインモー
タ37のトルクによって内径が縮まり、メインモータ37が
逆回転すると内径が広がる構造である。42はスクリュー
シャフトであり、スピンドルテーブル38に螺合してお
り、工具昇降モータ43によって回転駆動される。44はス
クリューパイプであり、テーブク45に螺合している。ま
たスクリューパイプ44はスクリューシャフト42に被せら
れ、互に相対的に回転自在である。46はテーブル昇降モ
ータであり、スクリューパイプ44を回転駆動する。47は
操作スイッチであり、48は発光ダイオード等を有する表
示部である。

第４図において49はマイクロプロセッサ（以下CPUと
書く。）であり、その入力ポートには操作スイッチ47お
よびアナログ・ディジタル変換手段（以下A/D変換手段
と書く。）55を介してゴムスイッチ56が接続されてい
る。ゴムスイッチ56は一対の電極を導電性のゴムによっ
て短絡する構造であり、操作部を強く押すに従って電極
と導電正のゴムの接触面積が増加し、接触抵抗が小さく
なる。A/D変換手段55はゴムスイッチ56の接触抵抗を示
すディジタルデータを出力する。また出力ポートには表
示部48およびモータドライバ50〜54が接続されている。
モータドライバ50〜54はそれぞれ工具切り換えモータ1
5、工具移動モータ33、メインモータ37、工具昇降モー
タ43、テーブル昇降モータ46に接続されている。55は読
出し専用メモリ（以下ROMと書く。）、56は読み書き自
在メモリ（以下RAMと書く。）であり、それぞれCPU49の
入出力ポートに接続されている。

以上のように構成された本発明の工作機について、以
下その動作についてフローチャートに沿つて説明する。

まずテーブル45に加工物を載せる。そして電源スイッ
チを投入する。次にステップａでキー入力を待つ。ステ
ップｂで操作スイッチ47によって加工すべき穴の直径を
示すデータを入力する。ステップｃでキー入力を待つ。
ステップｄで操作スイッチ47によって加工すべき工作物
の材質を示すデータを入力する。入力された上記両デー
タはRAM56に格納される。ステップｅで入力された材質
を示すデータに相当する加工速度を示すデータがROM55
に格納されているか否かチェックし、すでに格納されて
いる場合は、ステップｆへ進む。ステップｆでROM55よ
り加工速度を示すデータを読み出す。次にステップｇで
読み出されたデータに応じた速度でスピンドルテーブル
38を下降させる。ステップｈでメインモータ37を回転さ
せて加工を行う。ステップｉで入力された切り込み量に
応じた量だけ穴開け加工が行われたか否かチェックを行
なう。所定の寸法まで切り込みを終了するまでステップ
ｇ〜ステップｉの動作を繰り替えす。所定の切り込み量
に応じた量だけ穴開け加工が行われるとステップｊでテ
ーブル昇降モータ46を回転させスピンドルテーブル38を
上昇させ、ドリル刃26を工作物より抜く。ステップｅで
入力された材質を示すデータに相当する加工速度を示す
データがROM55に格納されていない場合、ステップｋへ
進む。ステップｋでゴムスイッチ56を押す強さに応じた
ディジタルデータを読み込む。ステップｌで読み込まれ
たデータに応じた速度でスピンドルテーブル38を下降さ
せる。ステップｍでメインモータ37を回転させて加工を
行う。ステップｎで入力された切り込み量に応じた量だ
け穴開け加工が行われたか否かチェックを行なう。所定
の寸法まで切り込みを終了するまでステップｈ〜ステッ
プｎの動作を繰り替えす。所定の切り込み量に応じた量
だけ穴開け加工が行われるとステップｊへ進む。これに
よって一連の動作を終了する。

このようにゴムスイッチ56を押す強さに応じた速度に
よって工作物の切り込み加工がおこなわれ、ゴムスイッ
チ56を強く押すと早く切り込まれ弱く押すと遅く切り込
まれることになり、人の感覚と切り込み速度の関係が一
致し、操作性が高い。

発明の効果 以上のように本発明は、加工ビットを装着可能であっ
て装着された加工ビットを回転駆動して加工ビットを加
工状態にするスピンドルと、工作物を載せるとともに昇
降自在のテーブルと、加工すべき工作物の材質に対応す
る加工速度を示すデータを記憶した記憶手段と、加工す
べき工作物の材質を示すデータを入力する入力手段と、
押圧力に応じた出力信号を出力する操作部と、前記入力
手段から入力された加工すべき工作物の材質に対応する
加工速度を前記記憶手段から読み出し、該読み出された
加工速度で前記スピンドルを進め、前記記憶手段に該当
する加工速度を示すデータが存在しない場合には前記操
作部から出力される信号に応じた加工速度で前記スピン
ドルを進めるように構成したので、加工速度のデータが
存在する場合には速度を考慮することなく、作業を行
え、データが無い場合には加工ビットの切り込み速度を
容易に調節することが可能になる。しかも、これによっ
て加工状態を観測しながら切り込みを行う場合に、前以
て適切な切り込み速度の分らない材料よりなる工作物の
加工を熟練をすることなく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工作機の一実施例に於ける側断面図、
第２図は同要部拡大断面図、第３図は同要部平面図、第
４図は同要部拡大斜視図、第５図は同回路ブロック図、
第６図は同動作を示すフローチャート、第７図は従来の
ボール盤の側部分断面図である。 11……下部シャーシ、12,13……支持棒 14……上部シャーシ、15……工具切り換えモータ 16……上部回転板、17……下部回転板 18……ギヤ、20……マグネット 21……ビットアダプタホルダー、22……鋼球 23……Ｏリング、24……ビットアダプタ装置 25……溝、26……ドリル刃 27……ビットアダプタキャリア 28,29……シャフト 30……スクリューシャフト、31……プーリ 32……ベルト、33……工具移動モータ 34……プーリ、35……突起、36……凹部 37……メインモータ、38……スピンドルテーブル 39……ベルト、40……スピンドル 41……ビットアダプタ爪 42……スクリューシャフト 43……工具昇降モータ、44……スクリューパイプ 45……テーブル、46……テーブル昇降モータ 47……操作スイッチ、48……表示部 49……CPU、50〜54……モータドライバ 55……ROM、56……RAM、57……貫通孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ビットを装着可能であって装着された
   加工ビットを回転駆動して加工ビットを加工状態にする
   スピンドルと、 工作物を載せるとともに昇降自在のテーブルと、 加工すべき工作物の材質に対応する加工速度を示すデー
   タを記憶した記憶手段と、 加工すべき工作物の材質を示すデータを入力する入力手
   段と、 押圧力に応じた出力信号を出力する操作部と、 前記入力手段から入力された加工すべき工作物の材質に
   対応する加工速度を前記記憶手段から読み出し、該読み
   出された加工速度で前記スピンドルを進め、前記記憶手
   段に該当する加工速度を示すデータが存在しない場合に
   は前記操作部から出力される信号に応じた加工速度で前
   記スピンドルを進める制御手段と、 を設けたことを特徴とする工作機。