JPH03277451A - 倣い旋削装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、断面が楕円形又は長円形である非真円形のピ
ストン等を倣い旋削により製作する倣い旋削装置に関す
る。

先に出願した実開昭６２−１１３９０１号に記載されて
いるように、ワークを着脱自在に保持し該ワークととも
に回転可能に設けられた断面非真円形のマスタカムと、
回転する該マスタカムの表面に当接し追従するスタイラ
スと前記マスタカムの表面形状に倣って前記ワークを加
工する工具とを保持するスタイラスアームと、を備えた
ものが知られている。この倣い旋削装置は、スタイラス
がマスタカムの表面に対して進出、後退するようにスタ
イラスアームが揺動自在に設けられている。

また、この倣い旋削装置はマスターカムとスタイラスと
に電気的に導通する接触子が設けられており、加工後に
導通状態にあるか否かを判断して、非導通の場合には異
常を判定するものが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような倣い旋削装置において、ワークを精度良く
加工するためにはスタイラスがマスタカム表面に確実に
当接した状態で追従する必要がある。ところが、ワーク
加工時に飛散する切粉等がスタイラスアームの揺動支点
である枢支部に侵入したり、枢支部のベアリングが焼付
いたりすることにより、スタイラスアームが確実に揺動
しない場合がある。この場合には、スタイラスがマスタ
カム表面に確実に当接しないため、マスタカムの表面形
状に倣ってワークを旋削できず、不良ワークを作出する
結果となる。

また、スタイラスはマスタカム表面と摺接することによ
り次第に摩耗するため、スタイラスアームとマスタカム
との間隔が初期設定時より次第に狭くなる。これにより
スタイラスアームに保持されている工具がワークに対し
て所定位置からずれてしまいワークを所定寸法に旋削で
きなくなる問題があった。

また、マスターカムとスタイラスとに設けた前記接触子
間に切粉が侵入してスタイラスがマスタ幻 一カムに対して正確に倣ドない時でも、電気的に導通状
態となり、異常を判定できない。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、スタイラ
スアームとマスタカムとの相対距離の異常発生を監視で
きるようにすることを技術的課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の倣い旋削装置は、ワークを着脱自在に保持し該
ワークとともに回転可能に設けられた断面非真円形のマ
スタカムと、回転する該マスタカムの表面に当接し追従
するスタイラスと前記マスタカムの表面形状に倣って前
記ワークを加工する工具とを保持するスタイラスアーム
と、該スタイラスアームの前記マスタカムと所定間隔を
隔てかつ前記スタイラスに対して前記マスタカムの回転
方向にずれた位置で前記マスタカム表面との距離を検出
する検出部と、該検出部の検出結果に基づき前記スタイ
ラスアームと前記マスタカムとの相対距離の異常を判定
する判定部と、を有することを特徴とするものである。

［作用］ 本発明の倣い旋削装置では、スタイラスアームが正常に
揺動しスタイラスがマスタカム表面に確実に当接してい
る場合には、マスタカムが断面非円形であり長軸と短軸
とを有しており、検出部がマスタカムと所定間隔を隔て
かつスタイラスに対してマスタカムの回転方向にずれた
位置でマスタカム表面との距離を検出部するため、検出
距離は最長距離と最短距離とを交互に繰返して周期的に
変化する。

しかし、スタイラスアームが所定位置へ揺動しないこと
によってスタイラスがマスタカム表面に当接しない場合
には、検出位置とマスタカム表面との距離が正常時より
も全体的に長くなるため、検出部によって検出される最
長距離と最短距離との差の割合が小さくなる。この差の
割合が所定値を越えたときに判定部はスタイラスアーム
が揺動不良であると判定する。

また、スタイラスがマスタカム表面に当接していてもス
タイラスが摩耗している場合（は、スタイラスとマスタ
カム表面との距離が初期設定時より短くなるため検出距
離の最短距離が短くなる。

この最短距離が所定値を越えたときに判定部はスタイラ
スが摩耗していると判定する。

また、検出部はマスターカムに対して所定間隔を隔てて
配置されているため、検出部とマスターカムとの間にワ
ーク加工時に飛散する切粉等の侵入して検出距離に影響
を与える恐れはなく、検出部とマスタカムとの距離を正
確に検知することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図に本実施例の倣い旋削装置要部の平面図を示し、
第２図にその正面図を示し、第３図に要部を拡大した平
面図を示す。

本実施例の倣い旋削装置は、マスタカム１に保持されて
マスタカム１と共に回転するワーク１０を中仕上げ用工
具２３と仕上げ用工具３３とで順次切削加工し、断面非
真円形のピストンを作製するものである。この倣い旋削
装置は、鉛直軸線まわりに回転する主軸の先端に回転可
能に設けられたマスタカム１と、マスタカム１の両側に
設けられスタイラス２１．３１と中仕上げ用工具２３又
は仕上げ用工具３３とを保持する一対のスタイラスアー
ム２．３と、スタイラスアーム３に取り付けられたセン
サ４１を有する検出部４と、検出部４の検出結果に基づ
き異常時を判定する判定部５と、を備えて構成されてい
る。

マスタカム１は、作製するピストンの外周面形状と相似
関係にあり断面非真円形の筒状のものである。マスタカ
ム１の下端部には、ワーク１０を着脱自在に保持するチ
ャック１１が設けられている。

一対のスタイラスアーム２．３は、マスタカム１の左右
両側で水平方向に配置されており、このスタイラスアー
ム２．３の一端は昇降台１５に枢支され、この昇降台１
５は基台１４に昇降自在に案内支持されている。各スタ
イラスアーム２．３の先端部外側には、油圧シリンダ１
６の作動によりクランク機構１７を介して連動する当接
部材１８が配設されており、この当接部材１８は前記ス
タイラスアーム３の一側面に接着した端部１８ａと、こ
の端部１８ａ（ある空間部１８ｂ内（は、先端に引つ掛
きをもったアーム１８Ｇが介装され、このアーム１８ｃ
はホルダー１８ｄ内に保持されており、このホルダー１
８ｄの凹状の溝と前記端部１８ａとの間には端部１８ａ
を押圧する方向に働くスプリング１８ｅが介装されてい
る。また、クランク機構１７を構成する揺動自在な揺動
アーム１７ａは前記ホルダー１８ｄ（係合している。

これにより一対のスタイラスアーム２．３はマスタカム
１の外周面に対して交互に進出、後退するように揺動自
在である。また前記油圧シリンダ１６とクランク機構１
７は昇降台１５に取付けられている。各スタイラスアー
ム２．３の先端部には、その内側方向に突出しマスタカ
ム１の外周面に当接するスタイラス２１．３１が固定さ
れている。

そして、一方のスタイラスアーム２には、中仕上げ用工
具２３がスタイラス２１下方の所定位置に設けられ、他
方のスタイラスアーム３には、スタイラス３１下方の所
定位置に仕上げ用工具３３が設けられている。

検出部４は、マスタカム１表面との距離を検出し、その
距離に応じた信号電圧を出力する磁気センサ４１と、磁
気センサ４１の検出信号を電圧の変化として増幅する増
幅器４３とで構成されている。磁気センサ４１は、他方
のスタイラスアーム３に固定され、スタイラス３１がマ
スタカム１に当接したときにマスタカム１の外周面と所
定間隔を隔て、かつマスタカム１の回転中心を基準にし
てスタイラス３１に対して、回転方向に角度αずれた位
置に配置されている。この磁気センサ４１の検出信号は
、回転するマスタカム１が長軸と短軸を有する断面非真
円形でありかつ検出部４が上記位置に配置されているた
め、第４図に示すように最高電圧（■１）と最低電圧（
ｖ２）とが交互に繰返して周期的に変化する出力波形と
なる。

判定部５は、比較器５１と、３個の表示ランプ５３．５
５．５７とで構成されており、検出部４と電気的に接続
されている。この判定部５は、検出部４の検出結果に基
づきスタイラスアーム３の揺動不良、スタイラス３１と
マスタカム１との当接異常状態、及びスタイラス３１の
摩耗状態を判定するものである。比較器５１は、検出信
号の最高電圧（ｖｌ）と最低電圧（ｖ２）との差を正常
時におけるものと比較しその差が所定値より小さくなっ
たとき、スタイラスアーム３に揺動不良が生じたと判定
し揺動不良の表示ランプ５３を点灯させる。そして、そ
の差が所定値より大きくなったときには、スタイラス３
１とマスタカム１との当接異常状態が生じたと判定し、
その旨の表示ランプ５５を点灯させる。また、最低電圧
（ｖ２）のレベルが所定値より低下したときはスタイラ
ス３１とマスターカム１との距離が短くなっているので
、スタイラス３１が摩耗したと判定しスタイラス摩耗の
表示ランプ５５を点灯させる。

本実施例の倣い旋削装置は以上のように構成されており
、次にその作動を説明する。

ワーク１０をチャック１１に保持させた後、作動スイッ
チをオンにすると、一方のスタイラスアーム２がマスタ
カム１に近づく方向に揺動してスタイラス２１が第２図
に示すマスタカム１の外周面上方位置に当接する。この
状態でマスタカム１が回転を開始する共にスタイラスア
ーム２が昇降台１５の下降動作に伴なって下降する。こ
れにより、スタイラス２１が当接するマスタカム１の外
周面形状に倣って、中仕上げ用工具２３がワーク１０と
接触し旋削加工が行われる。そして、スタイラス２１が
マスタカム１の下方端に到達し、マスタカム１の回転が
停止すると、油圧シリンダ１６によりスタイラスアーム
２はマスタカム１から離れる方向に揺動し、これに連動
して他方のスタイラスアーム３はマスタカム１に近づく
方向に揺動する。これにより、スタイラス３１がマスタ
カム１の外周面下方位置に当接する。この状態で再度マ
スタカム１が回転を開始すると共に、スタイラスアーム
３が昇降台１５の上昇動作に伴なって上昇し、マスタカ
ム１の外周面形状に倣って仕上げ用工具３３によるワー
ク１０の仕上げ加工が行われる。そして、スタイラス３
１がマスターカム１の上方端に到達するとマスタカム１
の回転が停止し、１個のり−ク１０の旋削加工が終了す
る。

仕上がったワーク１０はチャック１１から取り外され、
上記と同様にして次のワークの旋削加工が順次行なわれ
る。

一方、マスタカム１が回転を開始したときには同時に検
出部４及び判定部５が作動しており、磁気センサ４１と
マスタカム１外周面との距離変化が検出される。

例えば、枢支部への切粉の侵入やベアリングの焼付きに
よってスタイラスアーム３がマスターカム１に対して倣
わず、はとんど静止状態にあり、スタイラス３１がマス
タカム１の外周面（当接していない場合には、検出部４
から出力される検出信号の出力波形は第６図の（Ｃ）部
分に示すように振幅が小さくなる。すなわち、磁気セン
サ４１とマスタカム１表面との距離が正常時よりも長く
なり、検出される最長距離と最短距離と差の割合が小さ
くなるため出力波形の振幅は小さくなる。

この検出信号を受信した判定部５は、最高電圧（ｖｌ）
と最低電圧（ｖｌ）との差を正常時のものと比較し所定
値を下回ったときにスタイラスアーム３に揺動不良が生
じたと判定し、その旨の表示ランプ５３を点灯させる。

また、急に大きな外部振動が加わること等（よりスタイ
ラスアーム３が大きく揺れた場合には、自記センサ４１
も揺動するため検出部４から出力される検出信号の出力
波形は第５図の（Ｂ）部分及び第６図の（Ｂ）（Ｄ）部
分に示すようにその振幅が正常時より大きくなる。この
検出信号を受信した判定部５は、最高電圧（ｖｌ）と最
低電圧（■２）との差を正常時のものと比較し所定値を
上回ったときにスタイラス３１とマスタカム１との当接
状態に異常が生じたと判定し、その旨の表示ランプ５５
を点灯させる。

また、検出部４から出力される検出信号の最低電圧（ｖ
ｌ）のレベルが低下し所定値を下回ると、判定部５はス
タイラス３１が摩耗したと判定し、その旨の表示ランプ
５７を点灯させる。

これら表示ランプ５３．５５．５７の点灯により異常を
感知した作業者は、それに応じて適切な処置を行う。

以上のように本実施例の倣い旋削装置は、スタイラスア
ーム３の前記所定位置でマスタカム１外周面との距離を
検出する検出部４を設けているため、スタイラスアーム
３の揺動不良、スタイラス３１とマスタカム１との当接
異常状態、及びスタイラス３１の摩耗状態を検出するこ
とができる。

したがって、これらに起因する不良ワークの発生を監視
することができる。また、この検出部４の検出結果に基
づき異常状態等を判定する判定部５を有するので、作業
者は異常時の発生を表示ランプ５３．５５．５７の点灯
により感知し、適切な処置を素早く行うことができる。

なお、上記実施例の検出部５による距離検出の検出信号
は、最高電圧（ｖｌ）と最低電圧（ｖｌ）とが周期的に
変化する出力波形として得られるため、マスタカム１の
外面形状に異常がある場合の検出も可能である。

また、上記実施例では検出部５のセンサとして磁気セン
サを用いたが、その他の距離検出用センサを用いること
もできる。

また、上記実施例では判定部５による判定結果を表示ラ
ンプ５３．５５．５７により表示するようにしたが、そ
の他警報器等の音で感知できるようにしたり、旋削動作
を一旦停止させたり、あるいはこれらを併用してもよい
。

［発明の効果コ 本発明の像い旋削装置は、マスタカムと所定間隔を隔て
かつスタイラスに対して前記マスタカムの回転方向にず
れた位置で前記スタイラスアームに取付けられ、前記マ
スタカム表面との距離を検出する検出部と、該検出部の
検出結果に基づき前記スタイラスアームと前記マスタカ
ムとの相対距離の異常を判定する判定部とを有するため
、スタイラスアームの揺動不良やスタイラスの摩耗等の
異常発生を監視することができる。また、検出部はマス
ターカムに対して所定間隔を隔てて配置されているため
、検出部とマスターカムとの間にワーク加工時に飛散す
る切粉等が侵入して検出距離に影響を与える恐れはなく
、検出部とマスターカムとの距離を正確に検知すること
ができる。したがって、不良ワークの作出を防止し、不
良ワークの混入による品質低下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〜第６図は本発明の実施例に係り、第１図は倣い
旋削装置要部の平面図、第２図はその正面図、第３図は
第１図の要部を拡大した平面図、第４図は正常時におけ
る検出信号の出力波形を示す線図、第５図及び第６図は
正常時と異常時における検出信号の出力波形を示す縮図
である。 １・・・マスタカム ２．３・・・スタイラスアーム ４・・・検出部　　　　　　　５・・・判定部１０・・
・ワーク ２１．３１・・・スタイラス ２３・・・中仕上げ用工具 ３３・・・仕上げ用工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークを着脱自在に保持し該ワークとともに回転
   可能に設けられた断面非真円形のマスタカムと、 回転する該マスタカムの表面に当接し追従するスタイラ
   スと前記マスタカムの表面形状に倣つて前記ワークを加
   工する工具とを保持するスタイラスアームと、 前記マスタカムと所定間隔を隔てかつ前記スタイラスに
   対して前記マスタカムの回転方向にずれた位置で前記ス
   タイラスアームに取付けられ前記マスタカム表面との距
   離を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づき前
   記スタイラスアームと前記マスタカムとの相対距離の異
   常を判定する判定部と、 を有することを特徴とする倣い旋削装置。