JPH01177940A - モデルの加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分ＦＦ） 本発明は、モデルの加工装置に関し、特にモデル形成体
の金属製の芯材と加］二工具との接触による加工工具の
損傷、破■１等を未然に防止し得るモデルの加」二装置
に関する。

（従来の技術及びその問題点） 自動１ｔなどの製品開発段階においては、企画、デザイ
ン、設置１等の過程の一環としてモデルの製作を行う場
合が多い。その中でも、特に自動車は、そのスタイルが
商品ｉｆ価の大きな要素となる代表的なものであり、デ
ザインの良否が商品性を大きく左右する。

このため、車両デザインにおいては、デザイン工程で全
体の車体形状がデザインされた場合、デザイナ−のイメ
ージを実際に三次元立体に具現化し、車体のスタイリン
グを視認、確認するなどするものとして、更には、製作
されたそのモデル形状に基づいて、再度デザインや設計
の修正、変更を行うためのものとして、デザインモデル
が製作される。

この車両用デザインモデルの製作には、機化が導入され
てきており、自動加工機、特に数値制御（ＮＣ）による
加工機を利用したモデル加工装置が使用されている。こ
の種のモデル加工装置では、芯材を部槽に組んだ基体上
に被覆材を形成した張り子状のものをモデル形成体とし
て準備し、そのモデル形成体を加工装置にセットし、モ
デル形成体表面の被覆材を加工機の加工工具により切削
加工して自動的にボディ形状を削り出していく。このよ
うな加工装置を利用したモデル製作は、従前の人手（モ
デラー）による製作に比し、効率化に優れ、デザイン工
程の機械化による期間短縮、省力化の必要性にも応えら
れる。

ところが、従来装置にあっては、例えば加工工具が上記
モデル形成体上層の被覆材を削り過ぎてその下側の芯材
に当るような場合において、芯材として金属が使用され
ているとき、工具の刃の損傷などを招く。既述したよう
に、デザインモデルは、デザイン線図等に描かれたデザ
イナ−のイメージを実際の立体で把握するものであるか
ら、イメージをより正確に表現できるようｌ／ｌスケー
ル、すなわち現寸大で製作される場合がある。かかる場
合には、形状の維持あるいは所定厚で盛り付けられる被
覆材の支持等の理由により、芯材としてのバックアツプ
材には鉄骨が用いられるので、この鉄骨と接触すると刃
の破損などが生ずる。特に、自動化の利点を活用し、昼
夜を通してモデルの加工製作を行うようなときには、装
置は無人運転される場合もあり、このような場合には、
人が監視していないため、手動による非常停止装置を備
えていても、これによる運転停止は行われず、」二連の
ようなバックアツプ材と加工工具の当接が発生してもそ
のまま運転が継続される結果、加工機の工具の刃の折れ
やアームの屈曲などの事態にまで至るおそれは大きく、
そのための修理の手間、時間がかかり、また、製作コス
トも高くなる。

（発明の目的） 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、モデ
ル形成体の金属調芯村上の被加工被覆材を切削加工する
加工装置の加工工具が金属芯材に当ったときでも、工具
の刃の破損や関連部材の交換などを招くことがないよう
にした自動非常停止機摺を有するモデルの加工装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、金属製の芯材を部槽
に組んだ基体上に非導電性の被加工被覆材を形成して成
るモデル形成体を使用し、該モデル形成体表面の前記被
加工被覆材を回転駆動される加工工具により自動的に切
削加工するモデルの加工装置において、前記加工工具が
回転駆動されている状態で前記モデル形成体の芯材と接
触したときに両者の接触による導通を検出するべく前記
加工工具の装着部の回転面に当接せしめられた導通検出
部と、該導通検出部を介した通電により前記加工工具と
芯材との接触時にｎ；ｊ記加工工具の作動系の駆動を自
動的に停止させる非常停止手段とを備えるようにしたも
のである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る自動車のデザインモ
デルの加工装置を用いたモデル製作プロセスのシステム
概念図である。

このシステムは、モデルの加工機としてＮＧフライス加
工機を用いたものであり、基本的には、ＮＣ工作機械を
使用して加工物を加工する場合と同様の作業でプログラ
ミング、データ入力が行われる。すなわち、車両のデザ
イン線図１等に基づいて、ボディの形状、寸法、加工の
順序などＮＧ加］−機を作動させるに必要な情報を打ち
込んだＮＧテープ２を作成し、このＮＧテープ２を制御
装置本体３のテープリーダ４にかけて数値情報を読み取
らせる。

ＮＧテープ２の情報は、テープリーダ４からインターフ
ェース回路５を経由してマイクロコンピュータ６に与え
られ解読される。マイクロコンビュータ６は所定の計算
を行って結果をインターフェース回路５を介してサーボ
ユニット７に送出し、このサーボユニット７からの指令
によりＮＣ加工機本体８のサーボモータが駆動される。

ＮＣ加工機本体８は、その概略構造を第１図に示すよう
に、円型型式のものであって、現τＪ大のモデル形成体
（加工物）９をセットできる大型のものが用いられてい
る。ＮＣ加工機本体８のカッタｌＯは、上記サーボユニ
ット７からの動作指令に基づいてその位置、回転速度等
が制御され、これによりモデル形成体９に対して指令通
りの切削加工が行われる。

現寸大のモデル形成体９は、第２図に示すように、バッ
クアツプ材としての鉄骨９ａと、表面層を形成する被覆
材とから構成されており、本実施例では、被覆材として
カッタ１０により切削可能でかつ非導電性を有する樹脂
９ｂが使用されている。カッタ１０により切削加工され
るべきモデル形成体９は、下記のようにして予め製作さ
れ、用意される。

まず、デザイン線図１などで設定されたボディの形状、
寸法値に従って、成る程度までの形が出るように、鉄骨
９ａを部槽に組んでボディの概略形状を呈する基体を作
る。この鉄骨９ａから成る基体を製作する際には、次に
その外側に（Ｍ脂９ｂを張り付けるときの盛り厚を考慮
して加工予定のボディ表面よりやや小さめにこの籠型基
体を作るようにする。かかる基体の製作後、第２図に示
す如く、その」二に樹脂９ｂを所定の厚さ（例えば３０
胴〜４０ｍｍ）で設けて表面被覆層を形成する。

このようにして得られた張り子状のモデル形成体９が第
１図に示すようにＮＣ加工機本体８の定位置にセットさ
れる。

ＮＧ加工機８の切削加工部１１は、第３図に示すような
構成とされ、一方、セット部１２は第４図に示すような
構成とされ、また、モデル形成体９の鉄骨９ａは後述す
る非常停止装置に電気的に接続される。

第３図に示すように、上記モデル形成体９表面の樹脂９
ｂを切削加工する切削加工部１１は、図示の例では、自
動工具交換装置（ＡＣＴ装置）を備えた構造のものとさ
れている。切削加工部Ｉｔは、加工工具としてのカッタ
１０と、このカッタ１０を装着、保持するチャック１３
と、このチャック１３をガイドするアーム１４とを有し
ている。

上記カッタ１０とチャック１３とは、一体的に回転駆動
されるものであって、これらは第１図に示した制御装置
本体３のサーボユニット７からの動作指令に従って作動
するモータを含む駆動機構１５によりその回転速度、位
置などが制御される。

上記回転駆動されるチャック１３は、カッタｌＯを保持
すると共に、カッタ１０と電気的に導通しており、更に
このチャック１３の回転部１３ａに当接して電気的に接
触する導通検出部１６が設けられている。本実施例では
、導通検出部１６は、上記アーム１４を利用して構成さ
れている。すなわち、金属製のアーム１４の一方の先端
部には、チャック１３の回転部１３ａに向かって延出す
る筒状部１６ａが形成され、その基端側にストッパー１
６ｂが設けられると共に、先端側には金属製のボールｌ
Ｇｃが回転可能に装着されている。このボール１６Ｇは
、筒状部１６ａ内部に介装されたスプリング１６ｄによ
って付勢され、上記チャック１３の回転部１３ａに常時
圧接せしめられている。

このように、上記アーム１４は導通アームとして構成さ
れており、機械本体を介してアースに接続されているの
で、前記カッタｌＯは、回転状態においても、チャック
１３、ボール１６ｃを介してアース電位となっている。

一方、カッタ１０によりり」削加工が施されるモデル形
成体９は、第４図に示すように、定盤１７上に形成した
絶縁のための絶縁層１８、例えば樹脂を介してＮＣ加工
機本体８にセットされる。従って、モデル形成体９は、
金属の鉄骨９ａで基体を構成していても、この基体はＮ
Ｃ加工機本体８の定盤１７とは絶縁されている。

このようにアースから浮かされてセットされたモデル形
成体９の鉄骨９ａには、第３図に示すように、適宜ｎａ
所においてリード線１９が接続され、このリード線１９
が非常停止装置２０の端子・２０ａに接続されている。

非常停止装置２０は、リレー回路２１を有し、このリレ
ー回路２１のコイル２１ａが、上記端子２０ａと動作電
源（例えばＡＣ８Ｖの交流Ｗ！Ｌ源）の−力の電源端子
２２ａとの間に押入されており、他方の電源端子・２２
ｂは非常停止装置２０の端子２０ｂを通してアースに接
続されている。

上記リレー回路２Ｉのノーマルクローズ接点２１ｂは、
非常停止装置２０の端子２０ｃ、２０ｄを通した駆動機
構１５の電源路中に押入されている。

駆動機構１５は、例えば、ＤＣサーボモータ、位置検出
器等から成り、端子２３ａ、２３ｂからメインスイッチ
等を介して電源に接続されている。

リレー回路２０の上記ノーマルクローズ接点２１ｂは、
コイル２１ａが非励磁状態のときは閉成していて駆動機
構１５への電源供給を可能とし、コイル２１ａが通電に
よって励磁されると、その電源路を開成し、これによっ
てカッタ作動系のモータをオフし運転を停止させる。

また、本実施例では、このＮＧ非常停止装置は、自動兼
手動の非常停止装置であり、ＮＣ加工機運転中、異常時
に作業者が手動で操作する非常停止ボタン２４を備えて
いる。非常停止ボタン２４は、ＮＧ加工機の操作盤面上
に配置されており、そのボタン操作によって非常停止ス
イッチ２４ａを開成させれば、手動でＮＣ加コニ機を非
常停止させることができるようになっている。

次に、上記構成のモデル加工装置によるモデルの製作並
びにカッタ１０と鉄骨９ａとの接触時の自動非常停止に
ついて、第５図をも参照して説明する。

まず、モデルの製作に当っては、既述したように、予め
準備した第２図のようなモデル形成体９をＮＧ加工機本
体８の定盤１７上の絶ｎ層Ｉ８の上にセットし、ＮＧ切
削の際の基準位置決めなどの所定の作業を行う。しかし
て、プログラミングされたＮＧテープ２に基づいた自動
切削加工を開始させる。

切削加工中は、カッタｌＯは数値制御により指令に応じ
た加工を実行し、第５図（Ａ）に示すように、モデル形
成体９の樹脂９ｂを切削し、指示に従った通りのボディ
形状表面９ｃを削り出していく。切削加工が正常に行わ
れていくとき、導通検出部１６、チャック１３を通して
アースに電気的に接続されている回転中のカッタ１０は
、同図（Δ）に示す如く、モデル形成体９の金属の鉄骨
９ａとは接触せず、また、切削加工される表面の樹脂９
ｂは非導通材であり、更に、第４図に示すようにモデル
形成体９全体は定盤１７から絶縁されているから、ＡＣ
８Ｖが印加されたリレー回路２１のコイル２１ａには電
流は流れず、コイル２１ａは非励磁状態にある。このた
め、ノーマルクローズ接点２１ｂは、開成状態を維持し
、駆動機構１５への電源供給はこのノーマルクローズ接
点２１ｂによって断たれることはない。従って、上述の
カッタ１０による切削は、通常の通り進行される。

これに対し、もし、第５図（Ｂ）に示すように、カッタ
１０がモデル形成体９の樹脂９ｂを深く削す過ぎて鉄骨
９ａに当るような場合には、カッタ１０と鉄骨９ａとの
接触時に、ＮＧ加工機の非常停止が行われ、カッタ作動
系のモータオフによってカッタ１０の損傷などが未然に
防止される。すなわち、カッタ１０が鉄骨９ａに触れれ
ば、電源端子２２ａ−リレー回路２１のコイル２１ａ−
リード線１９−モデル形成体９の鉄骨９ａ−カッタ１０
−チャック１３−導通検出部１６を有する導通アーム−
アースから成る閉回路が形成され、コイル２１ａへの通
電によって、ノーマルクローズ接点２１ｂが開成し、駆
動機溝１５への電源供給が遮断される。この結果、カッ
タ１０の作動が停止し、カッタ１０の刃の折れなどの“
Ｉｆ　ｆＪｌに至るのを防ぐことができる。

本実施例では、カッタ１０と一体的に回転するカッタ装
着部であるチャック１３からカッタＩＯとの導通をとる
ようにしているため、」ユ記の非常停止はカッタ１０の
回転中であっても確実に行える。

一般に、この種のＮＣ加：に機では、装着された加工工
具は、駆動系を介して機本体側と接触しているので、本
発明者らは、第３図に示したような導通検出部１６を特
別に付加することなく、加工工具と第４図のように絶縁
状態でセットしたモデル形成体の金属製バックアツプ材
との接触時の非常停止とを第３図に示した回路構成で行
わせることを試み、実験した。この実験では、ＮＣ加工
機が加工工具を回転駆動していない停止状態のときには
、両者の接触によるスイッチ動作が得られ、コイル２１
ａへの通電が可能であったが、加工工具の回転状態では
、加工工具が金属製バックアツプ材と接触しても、導通
がなく、非常停止装置２０は作動しない結果が得られた
。

これは、加工工具の回転駆動系には、グリス等が使用さ
れており、加工工具回転により例えば芯軸グリス被膜の
ため回転中の加工工具自体と機本体との電気的接続が断
たれ、絶縁状態とな番ハ機本体のアースから浮いてしま
うなどが原因であり、従って、単に、機本体を直接通電
路として利用する方法では、加工工具回転中の非常停止
は不安定なものとなる。

これに対して、第３図のように導通検出部１６を設けた
構成によれば、回転しているカッタ１０との間でも常に
導通をとることができるため、カッタ１０が鉄骨９ａに
接触すれば、既述の如く、確実に非常停止装置２０を作
動させ、運転を停止させることができる。実験によれば
、本実施例装置では、カッタ回転が４００Ｏｒｐｍ以上
の場合において、カッタ１０が鉄骨９ａに当ったとき、
カッタ１０はその接触位置からＺ方向（第５図（＋３）
）に２／　＋　００ｍｍ移動した時点で停止した。この
ように、本実施例の場合は、カッタ回転状態で非常停止
の信頼性を高めることができる。

また、本実施例では、導通検出部Ｉ６としてボール１６
ｃを用いる構成としているので、高速回転するカッタ部
との導通をとる」二で、導通検出部１６の摩耗等の問題
も少なく、長期に亘り安定した使用が可能である。加え
て、導通検出部】６はアーム４の一部を利用して設ける
ようにしであるので、ＡＴＣ装置イマ１のＮＣ加工機で
も容易に導通検出部を取付けることができ、導通検出部
がＡ１’Ｃ：装置の組み込みの上で障害となることも避
けられる。

前述のように、カッタｌＯと鉄骨９ａとの接触時の非常
停止が行えるので、カッタｌＯの損傷などが防止できる
池、自動車のデザインモデルのＮＧ加工装置に適用した
場合には、更に、次のような面でも効果的である。

すなわち、自動車のデザインモデルの製作のときは、平
面、曲面など形状、寸法が複雑、多枝に亘るものであり
、デザイン線図１などから得たこれらのボディ形状等の
情報を数値化し、これに基づいてＮＣ加工機を作動させ
るようにするので、ＮＧテープ２作成のプログラミング
作業時等に例えば寸法、形状等についての入力処理等に
ミスがあれば、カッタ１０はその指令通りに駆動される
結果、かかるミスによっても、第５図（Ｂ）に示したよ
うなカッタ１０と鉄骨９ａとの接触が発生する。従って
、上記の自動非常停止がなされた場合、その時点でのプ
ログラム該当個所をチエツクすれば、データ入力にミス
があったかどうか等をも判断することができる。特に、
かかるデザイン工程のモデル製作で用いられるボディ形
状データは、これをコンピュータ内にデータベースとし
て構築しておけば、自工程のみならず、他の工程、例え
ばその後工程であるボディ構造の設ｆｉｌや加工等にお
いても、ボディ形状データベースとして必要に応じ種々
の形でデータを取り出し、利用することもできるもので
あるから、」二連のようにしてデータミスの発見が可能
となることにより、データ修正にも役立たせることがで
きる。

なお、上記実施例では、導通検出部１６をボール１６ｃ
を用いた（ｄ成とし、また、ＡＴＣ装ｆｉ１カ（・１加
された場合の構成例を示したが、本発明は、これに限定
されるものではなく、例えばボール１６ｃに代えてカー
ボン等の導電部材をカッタ装着部の回転面に当接させて
導通をとるようにしてもよく、また、ＡＴＣ装置を取（
；Ｉけない加」二機の場合には、カッタ装着部の近傍に
おいて機本体に導〕１検出部を取（＝Ｊけて回転してい
るカッタとの導通をとるようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、金属製の芯材を油種に組んだ基体上に
非導電性の被加工被覆材を形成して成るモデル形成体を
使用し、該モデル形成体表面の前記被加工被覆材を回転
駆動される加工工具により自動的に切削加工するモデル
の加工装置において、前記加工工具が回転駆動されてい
る状態で前記モデル形成体の芯材と接触したときに両者
の接触による導通を検出するべく前記加工工具の装着部
の回転面に当接せしめられた導通検出部と、該導通検出
部を介した通電により前記加工工具と芯材との接触時に
前記加工工具の作動系の駆動を自動的に停止させる非常
停止手段とを備えたので、加工工具が芯材と接触したと
きには、これに応じて確実に加工工具の駆動を自動停止
させることができ、加工工具の破損、その池の関連部材
の損傷を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のモデルの加工装置を用いた
モデル製作プロセスのシステム概念図、第２図は本発明
に適用し得る自動車のデザインモデル製作用のモデル形
成体の一例を示す斜視図、第３図はＮＣ加工機の切削加
工部の具体例をも含めて示す非常停止制御回路系の構成
図、第４図はＮＣ加工機のセット部の構成を示す要部断
面図、第５図（Ａ）及び（１３）は実施例装置の動作説
明に供する正常加工時及びカッタと鉄骨との接触時の態
様図である。 ３・・・制御装置本体、８・・・ＮＣ加工機本体、９・
・・モデル形成体、９ａ・・・鉄骨、９ｂ・・・樹脂、
１０・・・カッタ、１３・・・チャック、１３ａ・・・
回転面、１５・・・駆動機摺、１６・・・導通検出部、
１６ｃ・・・ボール、１８・・・絶縁層、２０・・・非
常停止装置、２１・・・リレー回路。 出願人　　本田技研工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属製の芯材を籠型に組んだ基体上に非導電性の被
   加工被覆材を形成して成るモデル形成体を使用し、該モ
   デル形成体表面の前記被加工被覆材を回転駆動される加
   工工具により自動的に切削加工するモデルの加工装置に
   おいて、前記加工工具が回転駆動されている状態で前記
   モデル形成体の芯材と接触したときに両者の接触による
   導通を検出するべく前記加工工具の装着部の回転面に当
   接せしめられた導通検出部と、該導通検出部を介した通
   電により前記加工工具と芯材との接触時に前記加工工具
   の作動系の駆動を自動的に停止させる非常停止手段とを
   備えたことを特徴とするモデルの加工装置。 ２、前記導通検出部が、前記加工工具の装着部の回転面
   に圧接する金属製のボールを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のモデルの加工装置。