JPH01316112A - Ｖ字形状溝加工機 - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明はＶ字形状溝加工機の２軸制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、板材の折曲加工を行うに際し、折曲げ部の曲げ半
径をより小さくするために、板材の折曲げ部に例えばシ
ェーバ−やプラノミラーで断面が字形状となる溝を形成
することが行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、シェーバ−やプラノミラーなど汎用機に
よる従来よりのＶ字形状溝の加工は、板材の途中から切
削を開始したり、又は板材の途中で切削を中止すること
ができず、加工範囲が限定されるという問題点があった
。

又、従来の汎用機によるＶ字形状溝の加工では、板材の
設定に多くの時間を要し、特に複数の７字形状溝を加工
するとぎ加工効率が悪いという問題点があった。

そこで、本発明は、７字形状溝を加工する専用曙の開発
に伴ない、その制御方法を適正とすることにより、途中
切削開始又は途中切削終了の加工を高精度で行うことが
できるＶ字形状溝加工機の２軸制御方法を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明のＶ字形状溝加工別の２軸制
御方法は、第１図にその概要を示すように、板材Ｗを把
持しワークテーブル１１上で位置決めするワーククラン
プ装置３３と、前記ワークテーブル１１の長手方向Ｘに
沿って移動されるキャリッジ４５と、該キャリッジ４５
に対し上下動される切削工具３９（バイト５３）とを備
えたＶ字形状溝加工機１の２軸制御方法において、前記
ワーククランプ装＠３３で位置決めされた板材Ｗに対し
前記切削工具３つを一定高さに保った状態で前記キャリ
ッジ４５を直線方向へ駆動することにより一定深さの主
切削区間ＡＭを加工すると共に、途中切削開始区間ΔＳ
及び途中切削終了区間△Ｐでは前記キャリッジ４５及び
前記切削工具３つを同時２軸（メモ）で補間制御するこ
とにより前記板材Ｗに途中切削開始又は及び途中切削終
了のＶ字形状溝７５を加工することを特徴とする。

（作用） 本発明のＶ字形状溝加工機の：１ｌＪＩＩ制御方法では
、キャリッジ４５のみの直線移動で加工する主切削区間
ＡＭに対し、途中切削開始区間Ａｓ又は途中切削終了区
間ＡＰの加工をキャリッジ４５及び切削工具３９の同時
２軸の補間制御で加工するので、加工精度良好に途中切
削開始又は途中切削終了の７字形状溝の加工を行える。

（実施例） 第２図〜第４図を参照するに、本実施例に用いる溝加工
機１は、左右方向（第４図においては紙面の表裏方向）
に比較的長く延伸した箱状の下部フレーム３を備えてお
り、この下部フレーム３の左右両側部にはそれぞれ左右
の側板５が立設しである。左右の側根５の上部は、垂直
な中間フレーム７によって一体的に連結されていると共
に、適宜の連結板９によって互に連結されている。

加工すべき板材Ｗ（第２図〜第４図には図示せず）を支
持するために、下部フレーム３上にはワークテーブル１
１が取付けてあり、このワークテーブル１１には、ワー
クテーブル１１の板材Ｗを支持するための補助テーブル
１３が、取付けられている。

ざらに、下部フレーム３の後側には適宜間隔で複数のブ
ラケット１５が取付けである。各ブラケット１５の上部
には、台座１７を介して前記ワークテーブル１１に近接
した位置まで延伸したガイドレール１９が敷設してあり
、このガイドレール１９には、板材Ｗを把持し前後方向
（Ｙ方向）に位置決めするＹ軸位置法め装置が支承され
ている。

すなわち、前記台座１７のうち中間部分の２枚の台座の
上にはそれぞれギアボックス２１が配設され、これらギ
アボックス２１の軸受２３と前方側の軸受２５との間に
ボールねじ２７が回転自在に支承されている。両ギアボ
ックス２１には両ボールねじ２５を連動回転さける適宜
の連結機構が組み込まれている。又、右側のボールねじ
２７の後端にはプーリ２９が固定され、該プーリ２９は
前記ブラケット１５に固定されたサーボモータＭＹにタ
イミングベルト３１を介して回転可能に接続されている
。

さらに前記ガイドレール１９には、複数のワーククラン
プ装置３３を備えたＹ軸ギヤリッジ３５が前後方向に移
動可能に支承されている。又、キャリッジ３５の下方に
は、前記ボールねじ２７と螺合されるナツト部材３７が
取付けられている。

したがって、サーボモータＭＹを駆動しボールねじ２７
を適宜方向へ回転することにより、キャリッジ３５を前
後方向へ移動させることができる。

言い換えれば、ワーククランプ装置３３で把持した板材
ＷをＹ軸上で任意の位置に位置決めすることができる。

上記Ｙ軸位置法め装置で位置決めされた板材Ｗの上面に
Ｖ字形状の溝を加工するために、前記ワークテーブル１
１の上方位置には、切削工具３つを備えた加工ヘッド４
１を上下方向（Ｚ方向）に位置調整自在、かつ左右方向
へ移動自在とするＺ軸及びＸ軸位置決め装置が設けられ
ている。

より詳細には、前記中間フレーム７には左右方向に延伸
したガイドレール４３が取付けてあり、このガイドレー
ル４３に前記加工ヘッド４１を上下移動自在に支持した
Ｘ軸キャリッジ４５が支承されている。キャリッジ４５
を左右方向に移動するために、左右の側板５の間には、
ガイドレール４３と平行なボールねじ４７が設りられて
いる。

このボールねじ４７の一端部は、図示しないサーボモー
タ１ｙｌｘと適宜の連結は構を介して接続され、キャリ
ッジ４５の内部に備えたナツト部材（図示せず）を螺合
させている。したがって、前記サーボモータＭ×を駆動
することにより前記ボールねじ４７を回転させ、Ｘ軸キ
ャリッジ４５を任意の位置に任意の速度で移動させるこ
とができる。

又、前記加工ヘッド４１の上部には、上端部を適宜ギヤ
を介してサーボモータＭｚに接続されると共に、その中
間部を前記キャリッジ４５に固定されたナツト部材４９
に螺合されたボールねじ５１が回転自在に支承されてい
る。したがって、サーボモータＭｚを駆動することによ
り、下端に切削工具３９を備えた加工ヘッド４１を任意
の高さに任意の速度で移動させることができる。

前記切削工具３９は、本実施例においては複数〈５本）
のバイト５３とこれらバイト５３を一体的に結合するバ
イトホルダ５５よりなるものであって、バイト５３の先
端部はＶ字形状に形成しである。上記各バイト５３は、
バイトホルダ５５に着脱自在かつ位置調節自在に取付け
である。本実施例においては、板材Ｗの上面にＶ溝を形
成するとき、先行するバイトよりも後続のバイトの方が
深く切削するように、後側程下側へ突出しである。

したがって、板材Ｗに溝加工を行うとき、各バイト５３
に作用する抵抗は小さなものである。また、加工ヘッド
４１の１ストロ一ク動作でもって深い溝を加工できる。

板材Ｗの位置決め後、板材Ｗをワークテーブル１１に強
固に固定するために、前記中間フレーム７の下部には仮
押え装置５７が設けられている。

又、該仮押え装置５７には、この動作を検出し、板材Ｗ
を押え込んだ状態で板材Ｗの厚みしを検出する板厚検出
器Ｓｔ　　（第５図参照）が付属されている。

したがって、仮押え装置５７を例えば空気圧シリンダで
作動させ、該装置５７のアーム先端部を板材Ｗの上面に
押圧することにより、ワークテーブル１１の上面側で板
材Ｗを強固に固定することができる。又、板材Ｗを押圧
した状態で板厚ｔを検出できる。

前記Ｘ軸のボールねじ４７がＸ軸キャリッジ４５及び加
工ヘッド４１などの重みによって撓むのを防ぐため、通
常は前記ボールねじ４７を下方側から支持すると共に、
加工ヘッド４１の通過時は、後方側に後退して加工ヘッ
ド４１との干渉を避けるねじ支持装置５９が左右方向に
適宜間隔で複数設けられている。したがって加工ヘッド
４１の左右方向への移動の際、バイト５３の高さが大き
く変動することがない。

上記溝加工機１の右側の上部フレーム５の側面には水平
部分を前記上部フレーム５の高さより高くした逆回字形
のアーム６１の一端が許容角だり回転自在とされる態様
で取付けられ、該アーム６１の他端には垂直軸の回りに
許容角だけ回転自在とされる操作盤６３が設けられてい
る。したがって、操作盤６３は許容の範囲で左右に移動
させることができ、かつその操作面を作業者の見易い方
向に向けることができる。

第５図を参照するに、制ｍ装置６５は、ＮＣ装置６７を
主体として構成され、これに、前記の操作盤６３、及び
各モータＭｘ　、ＭＹ　、Ｍｚを駆動するドライバＱｘ
　、　ＤＹ　、　［）ｚ　、並びに入出力インクフエイ
ス６９．７１が接続されている。各モータＭｘ　、ＭＹ
　、Ｍｚには、その動作結果を検出する位置検出器ＥＸ
、ＥＹ、ＥＺ及び速度検出器ＴＧＸ　、ＴＧＹ、ＴＧｚ
が接続されている。

入力インタフェイス６９には前記板厚センサＳｔが接続
され、出力インタフェイス７１には、前記ワーククラン
プ装置３３を３つつのグループに分けて所定の組合せで
作動させるソレノイドＳ○Ｌｌ、５ＱＬ２．８ＯＬ３が
接続されている。

上記構成により、ＮＧ装置６７はサーボモータＭｘ　、
ＭＹ　、ＭＺを駆動させ、Ｙ軸ギヤリッジ３５、Ｘ軸ギ
ヤリッジ４５．加工ヘッド４１をそれぞれ任意の速度で
任意の位置へ制御することができる。すなわち、Ｙ軸ギ
ヤリッジ３５の駆動によりワーククランプ装置３３の招
待した板材Ｗの加工位置をバイト５３の直下に位置させ
ることができる。又、Ｘ＠キャリッジ４５及び加工ヘッ
ド４１の駆動により、加工ヘッド４１３所定高さに制御
２０　しつつバイト５３をＸ軸方向に移動させることが
できる。ざらに、Ｙ軸ギヤリッジ３５を移ＩＪＪさぜつ
つ同時にバイト５３を上昇させることもできる。

第６図及び第７図に７字形状溝の加工例を示した。

第６図は、板材Ｗをワークテーブル１１上に固定１娶、
バイト５３をＸ軸方向に位置Ｘ＋　まで移動さけ、その
侵途中切削終了区間ＡＰではＸＺ２軸の円弧補間により
、バイト５３を上昇させて途中切削終了のＶ字形状溝７
５を加工した例である。

第７図は、同じく板材Ｗを固定後、途中切削開始区間Ａ
ＳではＸＺ２軸の直線補間によりバイト５３を位置×２
まで下降させ、その後Ｘ軸のみを駆動し、位置×３から
の途中切削終了区間ＡＰでは再度ＸＺ２軸の直線補間に
よりバイト５３を上昇させ途中切削開始及び途中切削終
了のＶ字形状溝７５を加工した例である。図中の矢印は
バイト５３の移動方向を示している。

これらの例に示されるように、本例の溝加工機１では、
板材Ｗの途中から切削を開始したり、又板材Ｗの途中で
切削を終了することができる。

本例では、バイト５３をサーボ制御するので、ＮＣ装置
のいわゆるＭ機能によりバイト５３を上昇させるのとは
異なり、下降終了点及び上界開始点の仕上りにムラが無
く、かつバイト５３を破損することがない。

第６図及び第７図のＸ　Ｚ　２　＠の制御方式を比較す
ると、第７図に示す直線補間の方がより有利である。す
なわち、第６図に示す円弧補間の例では、板ｔＪ　Ｗの
厚みに応じて円弧の半径を定めなければならず、仕上り
良好とするための速度制御が困難だからである。

そこで、第７図に示した直線補間の例を進展させ、より
好適な加工例を第８図に示している。

すなわち、第８図の例は、Ｘ＠のみの制御からＸＺ２軸
の補間に移るとぎ、両制御共にバイト５３の切削速度を
同一速度Ｆとしたものである。途中切削開始でＸＺ２軸
制御からＸ軸のみの制御に移行するとぎも同じである。

言い換えれば、途中切削開始及び終了では、少なくとも
屈折点において板材Ｗの切削面に対する切削速度（２軸
補間では合成速度）を一定とするのがよい。このように
、屈折点で切削速度を一定とすれば、加工精度が良好と
なり、かつ各軸の制御を容易に行うことができる。加工
精度が良好になる点は、複数回の実験により実証されて
いる。

第９図は、板材Ｗに対するＸＹＺ軸の制御例を示づ説明
図である。

図示の例は、点Ｐ２から点Ｐ４まで、及び点Ｐ７から板
材Ｗの左端までの２本のＶ字形状溝を加工するとき、点
Ｐｏ　、Ｐ＋　、Ｐ２・・・の順で（）で示す軸を順次
制御すればよいことが示されている。すなわら、本例で
は、まず点ＰＯに位置するバイト５３に対し、ワークク
ランプ装置３３をＹ軸方向に移動させる。次いで点Ｐ１
でバイト５３を下降させ、切削開始位置より右側の点Ｐ
２付近でＸ軸も動作させ、より速かに加工開始する。バ
イト５３を所定高さに保った状態で点Ｐ４付近まで移動
させ、ここで例えば第７図に示したＸＺ２軸の直線補間
を行って、点Ｐ４付近での途中切削終了後バイト５３を
上昇させる。

その後、点Ｐ５から次のＶ字形状溝を途中切削開始する
ために点ＰｓまでＸＹ２軸の直線補間を行い、以下、Ｘ
、ＺＸ、ＸＹの順で各軸を制御することにより、途中切
削終了及び途中切削開始の２本のＶ字形状溝を加工する
。

このように、本例では、適宜ＸＺ、ＸＹなどの２軸制御
を組み込むことにより、途中切削開始や途中切削終了を
行うことができ、加えて加工効率をより向上させること
ができる。

第１０図及び第１１図は、具体的な加工例の説明図であ
る。

上記の如く、本例の溝加工機１では、クランプ装置３３
を移動させつつ途中切削開始及び途中切削終了を行うこ
とができるので、第１０図に示すように２本の途中切削
終了の７字形状）ｎ７５と、２本の途中切削開始のＶ字
形状溝７５を加工する。

次いで相隣り合うＶ字形状溝７５の中間に図示しない切
断機により切断線を入れ、その後、破線で示すようにＶ
字形状溝７５の先端部７つを例えば図示しないパンチプ
レスによって穴明は加工する。

そして最後に図示しない折曲加工層により各Ｖ字形状溝
７５に対し切断部分をそれぞれ折り曲げることにより、
第１１図に示すように例えば玄関扉の枠部や窓枠などフ
ランジ８１を備えた製品を製作することができる。

以上の通り、本例のＶ字形状溝加工機の２軸制御方法で
は、Ｘ方向に移動するＸ軸ギヤリッジ４５と２方向に移
動するバイト５３を途中切削開始のとき又は及び途中切
削終了のとぎ補間制御するので、途中切削開始又は及び
途中切削終了によるＶ字形状溝の加工を高精度に行うこ
とができる。

特に両軸の直線補間では、補間υＩｗＪが容易であり、
かつ屈折部分での仕上り精度がより良好である。

更に、途中切削開始又は途中切削終了に際しての直線補
間の合成速度を×軸ギヤリッジでの直線移動の速度と同
一とする場合には、仕上り精度が更に良好となる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計時変更を行うことにより、この他適宜の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果１ 以、Ｆの通り、本発明のＶ字形状溝加工別の２軸制御方
法によれば、ワークテーブルの長手方向に沿って移動す
るキャリッジと該キャリッジに対し上下に移動する切削
工具を、途中切削開始のとぎ又は及び途中切削終了のと
き主切削区間に対して連続的に補間制御するので、途中
切削開始による又は途中切削終了によるＶ字形状溝の加
工を高精度で、効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図及び第３図は本
発明を実施することができるＶ字形状溝加工機の平面図
及び正面図、第４図は第３図のＩＶ　−ｆＶ断面側面図
、第５図は制御装置のブロック図、第６図は途中切削終
了による加工例の説明図、第７図は途中切削開始及び途
中切削終了による加工例の説明図、第８図は直線補間の
好適例を示す説明図、第９図はバイト軌跡の説明図、第
１０図は加工例の説明図、第１１図は製品例の説明図で
ある。 １・・・溝加工機 １１・・・ワークテーブル ３３・・・ワーククランプ装置 ３５・・・Ｙ＠キャリッジ ３つ・・・切削工具 ５３・・・バイト ６５・・・制御装置 ７５・・・７字形状溝 Ｍｘ　、ＭＹ　、Ｍｚ・・・サーボモータＷ・・・板材 Ｘ、Ｙ、Ｚ・・・軸 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第１図 第５図 Ｚ 第８図 第９図 第］Ｏ因 第１］図 手続補正書（自発） 昭和６３年１２月８　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板材を把持しワークテーブル上で位置決めするワークク
   ランプ装置と、前記ワークテーブルの長手方向に沿つて
   移動されるキャリッジと、該キャリッジに対し上下動さ
   れる切削工具とを備えたＶ字形状溝加工機の２軸制御方
   法において、前記ワーククランプ装置で位置決めされた
   板材に対し前記切削工具を一定高さに保った状態で前記
   キャリッジを直線方向へ駆動することにより一定深さの
   主切削区間を加工すると共に、途中切削開始区間及び途
   中切削終了区間では前記キャリッジ及び前記切削工具を
   同時２軸で補間制御することにより、前記板材に途中切
   削開始又は及び途中切削終了によるＶ字形状溝を加工す
   ることを特徴とするＶ字形状溝加工機の２軸制御方法。