JPH0197548A - ワークの輪郭加工機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、工具をワークの輪郭（端面）に沿って移動さ
せることにより、ワーク端面の研磨あるいは面取り等を
行なうワークの輪郭加工機に関するものである。

（従来の技術） 一般に、ワークの輪郭を自動的に加工するものとして、
ＮＣ制御装置により３軸をプログラム制御し、これによ
り工具をＸ軸・Ｙ軸方向に移動させるとともにＺ軸心周
りに回転させるようにしたもの、あるいは、ワークの輪
郭に対応して形成された平面上の線を光電センサにより
検出して直行する２軸を制御することにより。

工具をＸ軸・Ｙ軸方向に移動させるようにものがあった
。

（発明が解決しようとする問題点） 上記前者は、高価になるとともに、３軸を動時に関連付
けて動作させるためのプログラムが複雑となり、このプ
ログラム作成に熟練および多大の手数を要する欠点があ
った。

また、上記後者は、工具の移動が平面上に沿う二方向の
みであったため、工具をワークの輪郭に直行方向に圧接
したり、方向性のある工具を常にワーク方向に仕向ける
ことができず、加工の種類および工具の種類が限定され
る欠点があった。

（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に、以下の如く構成
したものである。

即ち１輪郭モデルが対面配置されたテーブル上をＸ　＃
＊　駆動機構とＹ軸駆動機構により縦横に移動させる移
動体を設け、この移動体に象限に均等配置した２個一対
のＹ軸感光素子およびＹ軸感光素子からなる輪郭検出セ
ンサを前記輪郭モデルに対面させて設け、移動体にＺ軸
回転機構によりテーブルに対して垂直軸心を中心として
回転される工具ホルダとこの工具ホルダによ”って回転
される回転検出センサとを設け、前記輪郭検出センサの
出力を入力してＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構を駆動
する移動体制御装置と、前記輪郭検出センサの出力と回
転検出センサの出力とを入力して２軸回転機構を正逆回
転駆動する工具ホルダ制御装置とを設ける構成にしたも
のである。

（作用） 本発明は上記構成にしたものであるから、輪郭検出セン
サは、輪郭モデルの輪郭線の到来によってその象限の出
力が変化する。

移動体制御装置は上記変化した出力を入力してＸ軸駆動
機構およびＹ軸駆動機構を駆動して移動体を輪郭モデル
の輪郭線に沿って移動させ、また工具ホルダ制御装置は
上記輪郭検出センサの出力と回転検出センサの出力とを
入力してＺ軸回転機構を正逆回転駆動して工具ホルダを
上記輪郭線方向に回転させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

図面において、第１図は本発明の実施例を示す加工機の
説明用斜視図、第２図はその要部正面図、第３図はその
制御回路、第４図は輪郭検出センサの拡大平面図、第５
図（Ａ）〜（Ｃ）は輪郭検出センサのそれぞれ異なった
検出状態を示す平面図、第６図は回転検出センサの検出
特性を示す特性図である。

第１図において、１はベース（図示省略）に支持された
テーブルであり、このテーブル１の上面には回路基板、
あるいは家具用板相等、板状のワーク２を水平に配置し
て取付は具３により固定する。

上記テーブル１の上方には、ベースに支持された支持フ
レーム４を設け、この支持フレーム４のスライドレール
４ａにＸ軸可動台５をＸ軸（左右）方向摺動可能に連結
するとともに、Ｘ軸駆動機構６によりＸ軸方向に移動さ
せる。

上記Ｘ４１１１！動機構６は、支持フレーム４にＸ軸サ
ーボモータ６ａによって正逆駆動されるＸ軸ねじ捧６ｂ
を取付け、このＸ軸ねじ棒６ａにＸ軸可動台５の基端部
を螺合させてなる。

また、上記Ｘ軸可動台５のスライドレール５ａに移動体
７をＹ軸（前後）方向摺動可能に支持するとともに、Ｙ
軸駆動機構８によりＹ軸方向に移動させる。

上記Ｙ軸駆動機構８は、Ｘ軸可動台５にＹ軸サーボモー
タ８ａによって正逆駆動されるＹ軸ねじ捧８ｂを取付け
、このＹ軸ねじ棒８ｂに移動体５の基端部を螺合させて
なる。

そして、上記Ｘ軸・Ｙ軸駆動機構６・８を作動させるこ
とにより、移動体７をテーブル１に沿ってＸ軸・Ｙ軸（
縦横）方向に移動させる。

上記移動体７の上部には１輪郭検出センサ９を取付ける
。この輪郭検出センサ９は、第４図に示すように、２個
の感光素子をＸ軸方向に配列したＹ軸感光素子−Ｘ−Ｘ
と、２個の感光素子をＹ軸方向に配列したＹ軸感光素子
−Ｙ−Ｙとを互いに接近させて象限に均等配置し、各感
光素子の周囲には、第１図および第２図に示すように多
数の発光素子９ａを配列してなる。

また、上記移動体７の下部には、２軸回転機構１０によ
りテーブル１に対して２軸（垂直）軸心を中心として回
転される工具ホルダ１１および工具ホルダ１１の回転角
度を検出する回転検出センサ１２を取付ける。

即ち、第１図および第２図に示すように、移動体７に、
２軸サーボモータ１０ａに駆動されるギヤユニットのケ
ース１０ｂを係止し、このギヤケース１０ｂの下部に上
記ギヤユニットを介してＺ軸サーボモータ１０ａに連結
させた回転軸１０ｃを懸垂支持する。

上記回転軸１０ｃの下端に逆り字型屈曲した工具ホルダ
１１をその上辺にて懸垂支持し、工具ホルダ１１の側辺
に下端に工具（砥石）１３ａが取付けられた工具モータ
１３を、上記回転軸１０ｃの軸心と偏倚させて取付ける
。

この場合、上記工具モータ１３は、工具ホルダ１１の下
部に形成した左右方向のレール１１ａに摺動可能に支持
し、シリンダからなる工具押圧具１４により所定の圧力
で右方、つまりワーク２の加工面方向に押圧する。

また、ケースｌｏｂの上部に回転軸１０ｃに連結したロ
ータリバルブ１０ｄを起立配置し、このロータリバルブ
１０ｄの上端を移動体７に固定した回転検出センサ１２
に連結する。

この回転検出センサ１２は、９０＠偏倚したＸ軸検出素
子とＹ軸検出素子を有し、第６図に示すように、Ｘ軸検
出素子によるＸ軸出力特性線（ア）とＹ軸検出素子によ
るＹ軸出力特性線（イ）との位相を９０°偏倚させてな
る。

また、上記輪郭検出センサ９の直上方に輪郭モデル１５
を水平配置して支持フレーム４に固定する。この輪郭モ
デル１５は、その下面に白地にワーク２の輪郭に対応し
た黒色の輪郭線１５ａを画いてなる。

前述した移動体７および工具ホルダ１１は、第３図に示
す制御装置２０により駆動制御されるようになっている
。

上記制御装置２０は、移動体７を駆動制御する移動体制
御装置３０と工具ホルダ１１を駆動制御する工具ホルダ
制御装置５０を有してなる。

上記移動体制御装置３０は、以下の如く構成してなる。

即ち、Ｘ軸感光素子−ｘ、ＸをそれぞれＸ補正回路３１
およびＸ作動増幅回路３２に接続し、Ｙ軸感光素子−Ｙ
、Ｙの出力端をそれぞれＸ補正回路３３およびＹ作動増
幅回路３４に接続する。

上記Ｘ補正回路３１およびＹ作動増幅回路３４をＸ演算
回路３５に接続し、これを増幅回路３６、アナログサー
ボドライバ回路８７に接続してＸ軸サーボモータ６ａに
接続する。

また、上記Ｙ補正回路３３およびＸ作動増幅回路３２を
Ｙ演算回路３８に接続し、これを増幅回路３９、アナロ
グサーボドライバ回路４０に接続してＹ軸サーボモータ
８ａに接続する。

また、上記工具ホルダ制御装置５０は、以下の如く構成
してなる。

即ち１回転検出センサ１２のＸ軸検出素子およびＹ軸検
出素子（共に図示省略）と、上記Ｘ作動増幅回路３２お
よびＹ軸作動増幅回路３４とを、それぞれＸ−Ｙレベル
調整回路５１〜５４に接続し、これらを誤差演算回路５
５に接続し１次いで誤差信号切替回路５６に接続する。

また、上記Ｘ作動増幅回路３２およびＹ軸作動増幅回路
３４側のＸ−Ｙレベル調整回路５１・５２を象限検出回
路５７と加速度検出回路５８とに接続し、これらを論理
制御回路５９に接続し、この論理制御回路５９を上記誤
差信号切替回路５６に接続する。

また、上記誤差信号切替回路５６を誤差増幅回路６０、
アナログサーボドライバ回路６１゜Ｚ軸サーボモータｌ
ｏａに接続する。

次に、上記実施例の動態様について説明する。

まず、輪郭検出センサ９が輪郭モデル１５の輪郭線１５
ａに到来し、第５図（Ａ）に示すように輪郭検出センサ
９の左半部が輪郭線１５ａに対面して、Ｘ軸感光素子−
Ｘ、Ｘの電位差差が最大シこ、Ｙ軸感光素子Ｙ、−Ｙの
電位差がＯになると、Ｙ軸サーボモータ８ａのみに駆動
信号が発せられ、該Ｙ軸サーボモータ８ａが駆動されて
移動体７が予め設定された一方のＸ方向に移動する。

また、第５図（Ｂ）に示すように輪郭検出センサ９の下
半部が輪郭線１５ａに対面して、Ｘ軸感光素子−Ｘ、Ｘ
の電位差差が０に、Ｙ軸感光素子Ｙ、−Ｙの電位差が最
大になると、Ｘ軸サーボモータ６ａのみに駆動信号が発
せられ、該Ｙ軸サーボモータ６ａが駆動されて移動体７
が予め設定された一方のＸ方向に移動する。

また、第５図（Ｃ）に示すように輪郭検出センサ９の対
角する上半部が輪郭線１５ａに対面して、Ｘ軸感光素子
−Ｘ、ＸおよびＹ軸感光素子Ｙ、−Ｙの電位差がともに
最大になると、Ｘ軸サーボモータ６ａおよびＹ軸サーボ
モータ８ａの双方に均等の駆動信号が発せられ、移動体
７が予め設定された一方の４５°方向に移動する。

また、上記Ｘ軸感光素子−Ｘ、ＸおよびＹ軸感光素子Ｙ
、−Ｙの電位差の変化に対応して、Ｘ作動増幅回路３２
およびＹ作動増幅回路３４の出力と１回転検出センサ１
２のＸ軸検出素子およびＹ軸検出素子（図示省略）によ
る出力とが誤差演算回路５５によって比較演算され、誤
差信号切替回路５６により、Ｚ軸サーボモータ１０ａの
回転方向が決定されるとともに、誤差増幅回路６０、ア
ナログサーボドライバ回路６１により所定方向に回転さ
れ、工具ホルダ１１の向き、つまり工具１４ａを常にワ
ーク２の加工面方向に仕向けることになる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く１本発明によれば、輪郭モ
デルの輪郭線を検出する輪郭検出センサにより、工具ホ
ルダをＸ軸・Ｙ軸駆方向に移動制御するとともに、Ｚ軸
心を中心として回転制御するようにしたので、工具を常
にワークの端面に直行方向に向けることができ、ワーク
の輪郭が湾曲していても、これの加工を常に均一に行な
うことができる効果を奏する。

しかもＮＧ制御装置を要しないので、装置が安価になる
とともに、操作が容易になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す加工機の説明用斜視図、
第２図はその要部正面図、第３図はその制御回路、第４
図は輪郭検出センサの拡大平面図、第５図（Ａ）〜（Ｃ
）は輪郭検出センサのそれぞれ異なった検出状態を示す
平面図、第６図は回転検出センサの検出特性を示す特性
図である。 １：テーブル、２：ワーク、４：フレーム、５：Ｘ軸可
動台、６：Ｘ軸駆動機構、６ａ：Ｘ軸サーボモータ、Ｘ
軸ねじ棒、７：移動体、８：Ｙ軸駆動機構、８ａ：Ｙ軸
サーボモータ、８ｂ＝Ｙ軸ねじ棒、９：輪郭検出センサ
、−Ｘ−Ｘ：Ｘ軸感光素子、−Ｙ−Ｙ：Ｙ軸感光素子、
１０：Ｚ軸回転機構、１０ａ　：　Ｚ軸サーボモータ、
１１：工具ホルダ、１２：回転検出センサ、１３：工具
モータ、１３ａ：工具、１４：工具押圧具、１５：輪郭
モデル、１５ａ：輪郭線、２０：制御装置、３０：移動
体制御装置、５０：工具ホルダ制御装置。 出願代理人　　　松　本　　久 ｈ　　　　　　　　　マ 一ノ　　　　　　　　　　　、ノ 手続補正会同式） １、事件の表示 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　静岡県浜松市和田町１０２番地名称　　庄
田商事株式会社 代表者　庄田泰清 ５、補正命令の日付（発送口） 昭和６３年１月２６日 ６、補正の対象 図面（全図） ７、補正の内容 願書に最初に添付した図面の清浄・別紙の通り（内容に
変更なし） −３０：’（−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輪郭モデルが対面配置されたテーブル上をＸ軸駆動
   機構とＹ軸駆動機構により縦横に移動させる移動体を設
   け、この移動体に象限に均等配置した２個一対のＸ軸感
   光素子およびＹ軸感光素子からなる輪郭検出センサを前
   記輪郭モデルに対面させて設け、移動体にＺ軸回転機構
   によりテーブルに対して垂直軸心を中心として回転され
   る工具ホルダとこの工具ホルダによって回転される回転
   検出センサとを設け、前記輪郭検出センサの出力を入力
   してＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構を駆動する移動体
   制御装置と、前記輪郭検出センサの出力と回転検出セン
   サの出力とを入力してＺ軸回転機構を正逆回転駆動する
   工具ホルダ制御装置とを設けたことを特徴とするワーク
   の輪郭加工機。 ２、前記工具ホルダは、これの回転軸心に対して直行方
   向に移動する工具押圧具を有してなる特許請求の範囲第
   １項記載のワークの輪郭加工機。