JPH0132031B2 - - Google Patents
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- JPH0132031B2 JPH0132031B2 JP3566781A JP3566781A JPH0132031B2 JP H0132031 B2 JPH0132031 B2 JP H0132031B2 JP 3566781 A JP3566781 A JP 3566781A JP 3566781 A JP3566781 A JP 3566781A JP H0132031 B2 JPH0132031 B2 JP H0132031B2
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- Japan
- Prior art keywords
- tool
- rotation
- servo motor
- paraboloid
- axis
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- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q27/00—Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転放物面を創成加工せしめる装置に
関するもので、その目的はシングルポイントの工
具を使用し、この工具の刃先がワーク創成面と線
で接触しかつワーク創成面、特にワーク回転中心
部に切削残しを生じさせないで高精度の回転放物
面を高能率に創成加工することである。
関するもので、その目的はシングルポイントの工
具を使用し、この工具の刃先がワーク創成面と線
で接触しかつワーク創成面、特にワーク回転中心
部に切削残しを生じさせないで高精度の回転放物
面を高能率に創成加工することである。
従来においては回転放物面を創成加工するため
に、第１図に示すようにワークＷを主軸２の端面
に取付けて高速回転させる主軸装置１を主軸軸線
方向に移動可能に設けるとともにバイト３を主軸
軸線と直交する方向に移動可能なスライドテーブ
ル４上に固定し、このスライドテーブル４と主軸
装置１を数値制御により送り制御してバイト刃先
が所定の放物線を描くようにして回転放物面を創
成するものがある。
に、第１図に示すようにワークＷを主軸２の端面
に取付けて高速回転させる主軸装置１を主軸軸線
方向に移動可能に設けるとともにバイト３を主軸
軸線と直交する方向に移動可能なスライドテーブ
ル４上に固定し、このスライドテーブル４と主軸
装置１を数値制御により送り制御してバイト刃先
が所定の放物線を描くようにして回転放物面を創
成するものがある。
かかる従来装置ではワーク回転中心にて切削速
度が零になるため切削できず切削残しが生ずる。
度が零になるため切削できず切削残しが生ずる。
又バイト刃先が切削範囲内で曲面の法線方向に
一致させることができないので切刃の位置が変化
し表面粗さを向上させることが困難である等の欠
点があつた。
一致させることができないので切刃の位置が変化
し表面粗さを向上させることが困難である等の欠
点があつた。
本発明はかかる従来の欠点をなくするために、
工具の回転角に応じて工具回転半径ｒを変化さ
せて工具刃先が楕円を描くように回転させ、かつ
この工具回転軸線をワーク回転軸線に対し所定角
度θ傾斜させた状態で回転放物面を創成加工しよ
うとするものである。
工具の回転角に応じて工具回転半径ｒを変化さ
せて工具刃先が楕円を描くように回転させ、かつ
この工具回転軸線をワーク回転軸線に対し所定角
度θ傾斜させた状態で回転放物面を創成加工しよ
うとするものである。
以下その創成原理について説明する。
ｘ、ｙ、ｚ座標系で回転放物面は次式で表わさ
れる。
れる。
ｚ＝１／4α（x2＋y2） ……(1)
α：焦点距離
第２図に示すように、ｘ軸はそのままで、ｙ
軸、ｚ軸とθだけ傾いたＹ軸、Ｚ軸を考えると、
Ｏ−xyz座標系とＯ−XYZ座標系の関係は次のよ
うになる。
軸、ｚ軸とθだけ傾いたＹ軸、Ｚ軸を考えると、
Ｏ−xyz座標系とＯ−XYZ座標系の関係は次のよ
うになる。
ｘ＝Ｘ
ｙ＝Ycosθ＋Zsinθ
ｚ＝−Ysinθ＋Zcosθ ……(2)
(2)式を(1)式に代入すると
−Ysinθ＋Zcosθ
＝X2／4α＋１／4α（Ycosθ＋Zsinθ）2
ここでｚ＝０とすれば
X2／（acosθ）2＋（Ｙ＋ａ）2／a2＝１ ……(3)
ここにａ＝2αsinθ／cos2θ
(3)式より座標原点Ｏを含み、yz平面に直交す
る平面で、その原点を通る法線がｚ軸とθの角度
をなす平面π（第３図参照）で、回転放物面を切
断すれば交線は長径2a、短径2acosθの楕円とな
る。回転放物面はｚ軸まわりに対称であるから原
点Ｏを通りｚ軸と角度θをなす直線を法線とし、
原点Ｏを含む平面との交線はすべて楕円となる。
る平面で、その原点を通る法線がｚ軸とθの角度
をなす平面π（第３図参照）で、回転放物面を切
断すれば交線は長径2a、短径2acosθの楕円とな
る。回転放物面はｚ軸まわりに対称であるから原
点Ｏを通りｚ軸と角度θをなす直線を法線とし、
原点Ｏを含む平面との交線はすべて楕円となる。
従つて工具を(3)式の楕円で回転させ、ｚ軸まわ
りに工作物を回転すれば切削により回転放物面が
創成される。
りに工作物を回転すれば切削により回転放物面が
創成される。
ここにおいて、工作物主軸と工具主軸との両軸
線が角度θをなすようにし、工具主軸は第６図に
示すように、Ａ軸モータで工具の回転角を制御
し、Ｂ軸モータで主軸中心に挿通された摺動軸を
移動させ、工具回転中心から工具刃先までの回転
半径ｒを制御する。
線が角度θをなすようにし、工具主軸は第６図に
示すように、Ａ軸モータで工具の回転角を制御
し、Ｂ軸モータで主軸中心に挿通された摺動軸を
移動させ、工具回転中心から工具刃先までの回転
半径ｒを制御する。
ｒとは
なる関係があるから、工具主軸の回転と工具回
転半径ｒを同時に制御して楕円回転をさせる。
転半径ｒを同時に制御して楕円回転をさせる。
第５図において、回転放物面の焦点距離αが異
なるとき、楕円回転の長径2aを一定として ａ＝2αsinθ／cos2θ を満足するθとなるように、工具主軸と工作物主
軸の傾きを変える。この操作は、工作物主軸の下
部の回転テーブル１７と、Ｘ軸スライド１９で行
う。
なるとき、楕円回転の長径2aを一定として ａ＝2αsinθ／cos2θ を満足するθとなるように、工具主軸と工作物主
軸の傾きを変える。この操作は、工作物主軸の下
部の回転テーブル１７と、Ｘ軸スライド１９で行
う。
交叉角θを設定して、工作物側より切込みを与
え、工作物主軸を微小回転すれば、所定の回転放
物面が切削される。
え、工作物主軸を微小回転すれば、所定の回転放
物面が切削される。
上記創成原理を利用した加工装置の具体構成を
第４図ないし第６図に示す。
第４図ないし第６図に示す。
第４図において、１０はベツド、１１はワーク
支持装置、このワーク支持装置１１は、主軸台１
２と、この主軸台１２に回転軸承され一端にワー
クＷを支持するチヤツク１４を備えた回転主軸１
３と、主軸台１２に設けられ回転主軸１３を低速
で回転せしめる駆動モータ１５と、前記主軸台１
２を回転主軸１３の軸線と平行な方向に摺動可能
に案内する案内ベース１６と、この案内ベース１
６を載置し回転主軸１３の軸線と直交する軸線Ｖ
を中心にして旋回可能な旋回台１７及び旋回支持
台１８と、この旋回支持台１８を載置し軸線Ｖに
直交する方向に移動可能に案内された摺動台１９
及び案内台２０より構成されている。前記案内ベ
ース１６には切込みハンドル１６ａが設けられ、
旋回支持台１８には旋回調整ハンドル１８ａが設
けられ、案内台２０には調整ハンドル２０ａが設
けられている。
支持装置、このワーク支持装置１１は、主軸台１
２と、この主軸台１２に回転軸承され一端にワー
クＷを支持するチヤツク１４を備えた回転主軸１
３と、主軸台１２に設けられ回転主軸１３を低速
で回転せしめる駆動モータ１５と、前記主軸台１
２を回転主軸１３の軸線と平行な方向に摺動可能
に案内する案内ベース１６と、この案内ベース１
６を載置し回転主軸１３の軸線と直交する軸線Ｖ
を中心にして旋回可能な旋回台１７及び旋回支持
台１８と、この旋回支持台１８を載置し軸線Ｖに
直交する方向に移動可能に案内された摺動台１９
及び案内台２０より構成されている。前記案内ベ
ース１６には切込みハンドル１６ａが設けられ、
旋回支持台１８には旋回調整ハンドル１８ａが設
けられ、案内台２０には調整ハンドル２０ａが設
けられている。
２１は工具支持装置で、ベツド１０上に載置し
た支持台２２上に設けられた工具主軸台２３と、
この工具主軸台２３に回転軸承された回転主軸２
４を備え、この回転主軸２４は第５図に示すよう
に前記ワークの回転軸線と角度θをなしている。
この回転主軸２４の一端には工具２５を支持する
工具保持器２６が半径方向に位置調整可能に突設
され、この工具保持器２６を主軸２４に対して半
径方向に移動させる回転半径調整機構が主軸内に
設けられている。この調整機構は第６図に示すよ
うに、工具主軸２４の中心に穿設された貫通穴３
０に挿通され軸線方向移動のみ許容された摺動軸
３１を有し、この摺動軸３１の一端には、軸線に
対して傾斜する傾斜面３１ａが形成されており、
前記工具保持器２６の貫通穴２６ａに挿通され、
傾斜係合面２６ｂがスプリング３２の押圧力にて
この傾斜面３１ａに当接係合している。摺動軸３
１の他端は主軸２４の外部に突出され、工具主軸
台２３に固設された支持筒体３３に軸方向摺動自
在に案内されかつ回り止めされた摺動部材３４に
回転は許容され軸方向には一体となつて移動する
ように連結されている。摺動部材３４には雌ねじ
部材３５が固着され、この雌ねじ部材３５と螺合
する雄ねじ部材３６は支持台２２に突設された保
持台３７に回転のみ許容されて軸承され、回転角
及び回転速度が任意に制御可能なサーボモータ３
８に連結されている。このサーボモータ３８の回
転を制御することにより、ねじ作用により摺動部
材３４及び摺動軸３１を軸方向移動させることが
でき、傾斜面３１ａに沿つて工具２５を半径方向
に移動させ、工具刃先の回転半径を任意に調整す
ることができる。工具主軸２４は工具主軸台２３
に対し軸受金４０，４１にて軸承され、ラジアル
及びスラスト負荷が支承されている。工具主軸２
４の外周には駆動歯車４２が固着され、主軸台２
３に固着されたサーボモータ４３の出力軸４３ａ
に設けられたピニオン４４と噛合している。サー
ボモータ３８，４３は数値制御装置４５と接続さ
れ、数値制御装置４５から出力される制御指令に
よつて前記(4)式の関係をもつて回転制御され、ワ
ーク直径範囲内においては工具刃先が楕円を描く
ように回転される。尚ワーク直径範囲外において
は工具の回転半径を一定にして円運動させれば良
い。
た支持台２２上に設けられた工具主軸台２３と、
この工具主軸台２３に回転軸承された回転主軸２
４を備え、この回転主軸２４は第５図に示すよう
に前記ワークの回転軸線と角度θをなしている。
この回転主軸２４の一端には工具２５を支持する
工具保持器２６が半径方向に位置調整可能に突設
され、この工具保持器２６を主軸２４に対して半
径方向に移動させる回転半径調整機構が主軸内に
設けられている。この調整機構は第６図に示すよ
うに、工具主軸２４の中心に穿設された貫通穴３
０に挿通され軸線方向移動のみ許容された摺動軸
３１を有し、この摺動軸３１の一端には、軸線に
対して傾斜する傾斜面３１ａが形成されており、
前記工具保持器２６の貫通穴２６ａに挿通され、
傾斜係合面２６ｂがスプリング３２の押圧力にて
この傾斜面３１ａに当接係合している。摺動軸３
１の他端は主軸２４の外部に突出され、工具主軸
台２３に固設された支持筒体３３に軸方向摺動自
在に案内されかつ回り止めされた摺動部材３４に
回転は許容され軸方向には一体となつて移動する
ように連結されている。摺動部材３４には雌ねじ
部材３５が固着され、この雌ねじ部材３５と螺合
する雄ねじ部材３６は支持台２２に突設された保
持台３７に回転のみ許容されて軸承され、回転角
及び回転速度が任意に制御可能なサーボモータ３
８に連結されている。このサーボモータ３８の回
転を制御することにより、ねじ作用により摺動部
材３４及び摺動軸３１を軸方向移動させることが
でき、傾斜面３１ａに沿つて工具２５を半径方向
に移動させ、工具刃先の回転半径を任意に調整す
ることができる。工具主軸２４は工具主軸台２３
に対し軸受金４０，４１にて軸承され、ラジアル
及びスラスト負荷が支承されている。工具主軸２
４の外周には駆動歯車４２が固着され、主軸台２
３に固着されたサーボモータ４３の出力軸４３ａ
に設けられたピニオン４４と噛合している。サー
ボモータ３８，４３は数値制御装置４５と接続さ
れ、数値制御装置４５から出力される制御指令に
よつて前記(4)式の関係をもつて回転制御され、ワ
ーク直径範囲内においては工具刃先が楕円を描く
ように回転される。尚ワーク直径範囲外において
は工具の回転半径を一定にして円運動させれば良
い。
前記(4)式を電子計算機で計算することにより、
とｒの組がいくつか求められるが、求める組の
数は要求精度に応じて増減させれば良い。求めた
とｒによつてきまる多数の点を直線ないしは円
弧で結んで一つの折線ないしは曲線として２次元
のパルス分配を前記数値制御装置４５にて行わせ
る。この場合のとｒの点群データは予めプログ
ラムし、数値制御装置４５内の記憶装置４６に記
憶しておく。数値制御装置４５から出力される同
時２軸のパルス列のうち一軸はサーボモータ４３
に与えて工具主軸２４を回転させ、他の一軸はサ
ーボモータ３８に与えて工具２５を半径方向に移
動させて、工具刃先が楕円を描いて回転するよう
に制御し、前記切込みハンドル１６ａにてワーク
主軸台１２を移動させて所定の切込みを与えた状
態でワークＷを低速回転させると所望の回転放物
面が創成できる。
とｒの組がいくつか求められるが、求める組の
数は要求精度に応じて増減させれば良い。求めた
とｒによつてきまる多数の点を直線ないしは円
弧で結んで一つの折線ないしは曲線として２次元
のパルス分配を前記数値制御装置４５にて行わせ
る。この場合のとｒの点群データは予めプログ
ラムし、数値制御装置４５内の記憶装置４６に記
憶しておく。数値制御装置４５から出力される同
時２軸のパルス列のうち一軸はサーボモータ４３
に与えて工具主軸２４を回転させ、他の一軸はサ
ーボモータ３８に与えて工具２５を半径方向に移
動させて、工具刃先が楕円を描いて回転するよう
に制御し、前記切込みハンドル１６ａにてワーク
主軸台１２を移動させて所定の切込みを与えた状
態でワークＷを低速回転させると所望の回転放物
面が創成できる。
尚主軸駆動用のサーボモータ４３は数値制御装
置４５から出力されるパルス指令によつて回転さ
せなくとも通常のモータで回転させることもでき
る。この場合には回転主軸の回転角を検出するポ
ジシヨンコーダ又はエンコーダを設け、これにて
検出された回転角信号を数値制御装置４５に与
え、回転角に対応する回転半径ｒの制御指令を
サーボモータ３８に対して出力する。
置４５から出力されるパルス指令によつて回転さ
せなくとも通常のモータで回転させることもでき
る。この場合には回転主軸の回転角を検出するポ
ジシヨンコーダ又はエンコーダを設け、これにて
検出された回転角信号を数値制御装置４５に与
え、回転角に対応する回転半径ｒの制御指令を
サーボモータ３８に対して出力する。
本発明によれば、シングルポイントの工具をワ
ーク回転軸線に対して所定角度θ傾けた軸線を中
心にして回転させ、工具回転半径を主軸回転角に
応じて制御して工具刃先に楕円回転を与え、ワー
クを低速回転させて回転放物面を創成するもので
あるから、工具の刃先はワーク創成面において線
状に接触し、また曲面法線方向に工具を一致させ
ることができるので刃先当り点が変化せず面粗さ
を低くすることができ、しかもワークの回転中心
部には切削残しを生じさせないので、従来装置で
は得られない高精度の回転放物面を高能率に創成
加工できる効果を有する。
ーク回転軸線に対して所定角度θ傾けた軸線を中
心にして回転させ、工具回転半径を主軸回転角に
応じて制御して工具刃先に楕円回転を与え、ワー
クを低速回転させて回転放物面を創成するもので
あるから、工具の刃先はワーク創成面において線
状に接触し、また曲面法線方向に工具を一致させ
ることができるので刃先当り点が変化せず面粗さ
を低くすることができ、しかもワークの回転中心
部には切削残しを生じさせないので、従来装置で
は得られない高精度の回転放物面を高能率に創成
加工できる効果を有する。
第１図は従来装置を示す平面図、第２図、第３
図は本発明の創成原理説明図、第４図ないし第６
図は本発明の実施例を示すもので、第４図は正面
図、第５図は平面図、第６図は工具主軸台の縦断
面図である。 １１……ワーク支持装置、１２……ワーク主軸
台、１３……回転主軸、１５……モータ、１６…
…案内ベース、１７……旋回台、１８……旋回支
持台、１９……摺動台、２０……案内台、２１…
…工具支持装置、２３……工具主軸台、２４……
工具主軸、２５……工具、２６……工具保持器、
３１……摺動軸、３２……スプリング、３３……
案内支持筒、３４……摺動部材、３５……雌ねじ
部材、３６……雄ねじ部材、３８……サーボモー
タ、４２……駆動歯車、４３……サーボモータ、
４５……数値制御装置。
図は本発明の創成原理説明図、第４図ないし第６
図は本発明の実施例を示すもので、第４図は正面
図、第５図は平面図、第６図は工具主軸台の縦断
面図である。 １１……ワーク支持装置、１２……ワーク主軸
台、１３……回転主軸、１５……モータ、１６…
…案内ベース、１７……旋回台、１８……旋回支
持台、１９……摺動台、２０……案内台、２１…
…工具支持装置、２３……工具主軸台、２４……
工具主軸、２５……工具、２６……工具保持器、
３１……摺動軸、３２……スプリング、３３……
案内支持筒、３４……摺動部材、３５……雌ねじ
部材、３６……雄ねじ部材、３８……サーボモー
タ、４２……駆動歯車、４３……サーボモータ、
４５……数値制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転放物面を形成すべきワークを支持して回
転せしめるワーク支持装置と、ワークの回転軸線
に対し傾斜する回転軸線を中心として回転可能に
工具主軸台に軸承された回転主軸と、この回転主
軸に支持される切削工具を、回転主軸半径方向に
位置調整せしめる回転主軸内の工具位置調整手段
と、前記回転主軸と回転連結され制御指令に応じ
て作動する第１のサーボモータと、前記工具位置
調整手段と連結され制御指令に応じて作動する第
２のサーボモータとを有する回転放物面を創成加
工する装置にして、回転放物面の焦点距離をα、
前記ワーク回転軸線と工具回転軸線とのなす角度
をθとして、前記第１のサーボモータによる回転
主軸の回転角と前記第２のサーボモータによる
切削工具の回転半径ｒとを なる関係を保つように前記第１のサーボモータに
よる回転主軸の回転角と前記第２のサーボモー
タによる切削工具の半径方向位置を関連的に制御
する数値制御装置を備えたことを特徴とする回転
放物面創成加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3566781A JPS57149143A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Equipment for generating paraboloid of revolution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3566781A JPS57149143A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Equipment for generating paraboloid of revolution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57149143A JPS57149143A (en) | 1982-09-14 |
| JPH0132031B2 true JPH0132031B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=12448219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3566781A Granted JPS57149143A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Equipment for generating paraboloid of revolution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57149143A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4343879B2 (ja) * | 1999-09-27 | 2009-10-14 | キヤノン株式会社 | 切削加工方法 |
-
1981
- 1981-03-12 JP JP3566781A patent/JPS57149143A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57149143A (en) | 1982-09-14 |
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