JPH0525608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は自動制御切削加工機、例えば堅形帯
鋸盤のオートコンターマシンのような切削加工機
の改良に関する。

［技術的背景及び問題点］ 帯状鋸刃の走行により切削を行なうコンターマ
シンにおいて自動制御はならい制御が採られてお
り、数値制御は困難とされていた。これは鋸刃が
弾性を持つていて柔軟なため、刃先に加わる側圧
分力等で曲げられたり、ねじれて所定の軌道から
外れることが多く、かつ振動を生じ易いからであ
る。この状態でなお、Ｘ軸、Ｙ軸各方向位置制御
と旋回動制御を続けると更に軌道が外れ、遂には
鋸刃折損に至ることが多い。対策として鋸刃の位
置ずれを検出しフイードバツク制御を行なうにし
ても従来のコンターマシンの製造では前記旋回動
制御の回動中心と鋸刃切削点とがずれているため
極めて複雑な制御となつていた。一方のならい制
御においても鋸刃の軌道外れは同様であるため、
切削進路に直角な方向の位置制御は行なわず鋸刃
の弾性に任せてフリーにされており、前記旋回動
制御で軌道修正し復帰させていた。しかしながら
このようなならい制御では加工形状の変更の都
度、ならい型を交換したり、けがき線を書き直し
たりしなければならないため煩雑であり、又加工
精度も不充分であつた。

［発明の目的］ この発明は上記従来の装置の問題点に鑑み創案
されたもので、数値制御方式が採用できて準備作
業が極めて合理化可能となり、かつならい制御に
おいても非常に高精度加工のできるコンターマシ
ンの提供を目的とする。

［発明の構成］ 上記目的を達成するために、本発明は、ベース
上に水平に回動自在に装着した回転テーブル上に
Ｙ軸方向へ移動自在のＹ軸テーブルを装着し、こ
のＹ軸テーブル上にＸ軸方向へ移動自在のＸ軸テ
ーブルを装着してなり、かつ上記Ｘ軸テーブル上
に取付けたワークの切削加工を行なう切削工具を
前記回転テーブルの軸心にほぼ一致して設けてな
るコンターマシンにして、前記ワークに加工する
べき加工形状のデータを記憶保持するメモリーマ
ツプと、前記切削工具による加工位置を検出する
刃先位置センサと、上記刃先位置センサの検出位
置データと前記メモリーマツプにおける加工現在
位置データとを比較値が予め設定してある許容値
以上であるときに前記回転テーブルの補正指令を
出力する位置比較演算器とを備えてなるものであ
る。

［発明の実施例］ 次にこの発明の一実施例を第１，２，３，５図
に基づいて説明する。

第１図はこの発明の切削加工機を数値制御オー
トコンターマシン（自動堅型帯鋸盤）に適用した
一実施例を示すものである。なお、この装置の機
械部分は本出願人が先に出願し、特公昭60−3937
号公報で開示された装置とほぼ同様な構成となつ
ている。

コンターマシン本体１のＣ型状の鋸刃フレーム
３は、ベース５上に傾斜ガイドライン装置７及び
傾斜角調整機構９を介して傾斜固定自在に装着さ
れている。前記鋸刃フレーム３には、１個の鋸刃
駆動ホイール１１と、３個の鋸刃従動ホイール１
３ａ，１３ｂ，１３ｃとが内装され、これらのホ
イール間に帯鋸刃１５が掛け回されている。

前記ベース５上には、傾斜ガイド溝１７を備え
た回転テーブルベース１９が装着され、この回転
テーブルベース１９上には、回転テーブル２１
と、第２図において上下方向に移動するＹ軸テー
ブル２３と、同じく左右方向に移動するＸ軸テー
ブル２５を順次積載させて成るワーク支持テーブ
ル本体２７が設けられている。回転テーブル２１
にはテーブル周辺に備えられたギヤと噛み合うピ
ニオンとパルスモータで構成された回転駆動装置
２９、Ｙ軸テーブル２３には送りねじとパルスモ
ータで構成されたＹ軸駆動装置３１、Ｘ軸テーブ
ル２５には送りねじとパルスモータで構成された
Ｘ軸駆動装置３３が夫々設けられている。

ワーク支持テーブル本体２７上に載置された被
加工物つまりワーク３５のすぐ上方の帯鋸刃１５
の刃先に接近した前方位置に刃先位置センサ３７
が設けられている。刃先位置センサ３７は工具位
置検出手段としてのものであり、イメージセンサ
等を用いる。更に第５図にプロツク図で示した各
装置が付属している。すなわち、回転駆動装置２
９、Ｙ軸駆動装置３１、Ｘ軸駆動装置３３を夫々
制御する制御手段としての制御装置３９が設けら
れている。制御装置３９は所謂NC装置であり、
予定輪郭図面からプログラミングによつて準備さ
れたせん孔テープ等が入力されるパルス分配器、
DA変換器、駆動用パワーサーボ機構等からな
る。このサーボ機構の各パルスモータが前記各駆
動装置の一部を構成している。制御装置３９の前
段に、加工形状を記憶保持し、かつ進行中の加工
現在位置を確認する機能を持つた記憶保持手段と
してメモリーマツプ４１が設けられている。メモ
リーマツプ４１の隣りに位置比較演算器４３が設
けられていて、ここで前記刃先位置センサ３７の
検出位置データと、メモリーマツプ４１における
加工現在位置データとの比較演算を行なう。比較
演算結果を補正値として制御装置３９に出力し、
制御装置３９ではこの補正値により各駆動装置２
９，３１，３３を制御して駆動させ回転テーブル
２１、Ｙ軸テーブル２３、Ｘ軸テーブル２５が動
かされるように構成されている。

次に上記実施例の装置の作用について述べる。

メモリーマツプ４１に入力され、記憶されてい
る図形において、加工中の図形上の現在位置、つ
まり理論上の刃先位置は制御装置３９でのＸ軸、
Ｙ軸の各駆動指令からのフイードバツクで決めら
れる。この図形上の現在位置と、刃先位置センサ
３７からの切削中の刃先の実際位置とが位置比較
演算器４３で比較演算される。この時に刃先の位
置ずれが理論上の刃先位置から0.3mmを許容範囲
として、0.3mm以上になると前記補正指令が制御
装置３９にベクトル量で出力される。制御装置３
９では前記ベクトル量に応じて補正操作を行な
う。

前記刃先位置ずれが0.3mm未満である場合には
この補正指令は出されない。

このようにして許容値以上の刃先ずれが常に修
正されることで正確な切削加工ができる。そして
この修正動作において、前記刃先位置とワーク支
持テーブル本体２７における回転テーブル２１の
回転中心とがほぼ一致していることで修正経路が
極めて単純化されている。これで前記補正指令の
演算が非常に楽であることは勿論であるが、現実
の補正動作自体も極めて合理的にできる。すなわ
ち補正動作は実質的に回転テーブル２１の回転修
正動作のみでほとんど実施でき、Ｙ軸テーブル２
３、Ｘ軸テーブル２５の動きは不要に近い。従つ
て切削経路修正が容易に素早くできてしまうこと
になり、高精度となり鋸刃への負担も少ない。

この発明は上記一実施例に限定されず、種々の
変形、応用が可能である。例えばならい制御方式
によるオートコンターマシンにもほぼ同様に適用
できる。この場合のならい制御が、ワーク表面に
画いたけがき線をセンサ検出でならつて行く方式
の場合として簡単に説明する。

コンターマシンの形態は第１実施例のものとほ
とんど同一であるが、第４図に示したように鋸刃
刃先のすぐ前方に上記けがき線センサ５１が備え
られ、このセンサのすぐ近くに刃先位置センサ３
７が設けられている。

また第６図のブロツク図のように、けがき線セ
ンサ５１で検出したけがき線形状、つまり加工形
状を記憶保持し、かつ加工進行中の加工現在位置
を確認する機能を持つたメモリーマツプ４１が第
１実施例と同様に設けられている。メモリーマツ
プ４１の隣りに位置比較演算器４３が設けられて
いる。メモリーマツプ４１で記憶された加工形状
と、けがき線検出用センサ５１で検出したけがき
線形状とから照合して出力される加工現在位置デ
ータと、刃先位置センサ３７からの切削中の刃先
の実際位置とが位置比較演算器４３で比較演算さ
れる。そして前記実施例同様に刃先の実際位置と
理論上の位置のずれが0.3mm以上であると補正指
令が制御装置３９にベクトル量で出力される。

制御装置３９はこのベクトル量に応じて補正操
作を行なう。このようにして限界値以上の刃先ず
れが常に修正されることで極めて正確な切削加工
ができる。

又、この発明の切削加工機は前記竪型帯鋸盤以
外の切削加工機に応用することができる。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本発明は、ベース５上に水平に回動
自在に装着した回転テーブル２１上にＹ軸方向へ
移動自在のＹ軸テーブル２３を装着し、このＹ軸
テーブル２３上にＸ軸方向へ移動自在のＸ軸テー
ブル２５を装着してなり、かつ上記Ｘ軸テーブル
２５上に取付けたワーク３５の切削加工を行なう
切削工具１５を前記回転テーブル２１の軸心にほ
ぼ一致して設けてなるコンターマシンにして、前
記ワーク３５に加工すべき加工形状のデータを記
憶保持するメモリーマツプ４１と、前記切削工具
１５による加工位置を検出する刃先位置センサ３
７と、上記刃先位置センサ３７の検出位置データ
と前記メモリーマツプ４１における加工現在位置
データとを比較して比較値が予め設定してある許
容値以上であるときに前記回転テーブル２１の補
正指令を出力する位置比較演算器４３とを備えて
なるものである。

上記構成により明らかなように、本発明は、回
転テーブル２１の上にＸ、Ｙテーブル２５，２３
を備え、かつ切削工具１５の位置が回転テーブル
２１の軸心にほぼ一致したコンターマシンであつ
て、ワーク３５の加工時に、刃先位置センサ３７
により検出した検出位置データとメモリーマツプ
４１に記憶保持されている位置データとを比較演
算する位置比較演算器４３は、上記両データの比
較値が予め設定してある許容値以上であるとき
に、前記回転テーブル２１の補正指令を出力する
構成である。換言すれば、本発明は、前記比較値
が許容値以下である場合には何等の補正も行なわ
ない構成である。

すなわち回転テーブル２１の回転制御は、初中
終行なうものではなく、前記比較値が許容値以上
となるときであり、しかも切削工具１５は回転テ
ーブル２１の軸心にほぼ一致した構成であるか
ら、回転テーブル２１の僅かな回転であつても直
ちに補正できるものであり、Ｘ、Ｙテーブル２
５，２３の補正が必要ないものである。

したがつて本発明によれば、前記切削工具１５
が細い帯鋸刃であつて非常に撓み易く、かつ振動
を生じ易い構成であつても、上記帯鋸居刃に大き
な撓みや振動等を生じることなくワーク３５の輪
郭切削を精度良く行なうことができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を用いたオートコンターマシ
ンの正面図、第２図は第１図の装置の一部である
ワーク支持テーブル本体の平面図、第３図は第２
図のワーク支持テーブル本体の正面図、第４図は
第２実施例のけがき線ならい方式のけがき線検出
方式のセンサ配置部分の説明図、第５図は第１実
施例の制御部分のブロツク図、第６図は別の実施
例における装置の制御系のブロツク図である。 主要な図面符号の説明、１５……帯鋸刃（切削
工具）、２１……回転テーブル、２３……Ｙ軸テ
ーブル、２５……Ｘ軸テーブル、２７……ワーク
支持テーブル本体、２９……回転駆動装置、３１
……Ｙ軸駆動装置、３３……Ｘ軸駆動装置、３５
……ワーク、３７……刃先位置センサ（工具位置
検出手段）、３９……制御装置（制御手段）、４１
……メモリーマツプ（記憶保持手段）、４３……
位置比較演算器、５１……けがき線検出用セン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベース５上に水平に回動自在に装着した回転
   テーブル２１上にＹ軸方向へ移動自在のＹ軸テー
   ブル２３を装着し、このＹ軸テーブル２３上にＸ
   軸方向へ移動自在のＸ軸テーブル２５を装着して
   なり、かつ上記Ｘ軸テーブル２５上に取付けたワ
   ーク３５の切削加工を行なう切削工具１５を前記
   回転テーブル２１の軸心にほぼ一致して設けてな
   るコンターマシンにして、前記ワーク３５に加工
   すべき加工形状のデータを記憶保持するメモリー
   マツプ４１と、前記切削工具１５による加工位置
   を検出する刃先位置センサ３７と、上記刃先位置
   センサ３７の検出位置データと前記メモリーマツ
   プ４１における加工現在位置データとを比較して
   比較値が予め設定してある許容値以上であるとき
   に前記回転テーブル２１の補正指令を出力する位
   置比較演算器４３とを備えてなることを特徴とす
   るコンターマシン。