JPH06246566A - 加工機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バキュ−ムテ−ブルを備えた加工機械におい
て、被加工材がバキュ−ム圧力を受けてバキュ−ムテ−
ブル面に吸着固定され、加工されるときに、被加工材の
位置ズレを防止することを目的とする。 【構成】 バキュ−ム力によりバキュ−ムテ−ブル面に
吸着固定された被加工材を加工する加工機械を、バキュ
−ムテ−ブル２の上面にバキュ−ム溝１４を形成すると
ともに、そのバキュ−ム溝１４中に複数のバキュ−ム孔
１３を明け、更にバキュ−ム溝１４部以外の部分には、
被加工材に対して摩擦力を生じさせるためのサンドペ−
パ−１５を貼りつけた構成にすることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばフルモ−ルド鋳
造の模型を製作するために、発泡スチロ−ル等の軟質軽
量な被加工材をバキュ−ムテ−ブル面に載置し、ル−タ
加工、トリム加工等によって所望の形状に加工するため
の加工機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡スチロ−ル等の軟質軽量な被
加工材をバキュ−ムテ−ブル面に載置し、ル−タ加工、
トリム加工等によって所望の形状に加工する加工機械に
おいて、上記軟質軽量な被加工材をバキュ−ムテ−ブル
面に固定する場合は、バキュ−ム装置を作動させること
によりバキュ−ムテ−ブルに明けられたバキュ−ム孔に
上記被加工材を吸着させるように構成されている。

【０００３】図１１は、上記従来の加工機械においてバ
キュ−ムテ−ブル５１に軟質軽量な被加工材５２が載置
され、図示していないバキュ−ム装置が作動してバキュ
−ムテ−ブル５１に明けられた複数のバキュ−ム孔５３
から被加工材５２がバキュ−ム圧力に伴う吸着力を受け
たときの作用説明図である。尚、上記被加工材５２は、
刃具５４により切削される被切削物とし、刃具５４から
受ける被削力（加工圧力）をＲとしている。上記状態に
おいて、バキュ−ムテ−ブル５１面と被加工材５２間の
摩擦力をｆとし、Ｒ＜ｆが成立すれば、被加工材５２は
被削力Ｒを受けても動かない。今、バキュ−ム装置が作
動して被加工材５２が受ける吸着力をＰとすれば、 Ｐ＝Ａ・ｐ＝ｎ・ａ・ｐ 但し、Ａは被加工材５２の受圧面積(cm²）、ｐはバキュ
−ム圧力( kg／cm² ）、ｎは被加工材５２に対面してい
るバキュ−ム孔数、ａはバキュ−ム孔１個当たりの面積
(cm²）である。次に、前記摩擦力ｆは、 ｆ＝μ・（Ｗ＋Ｐ） 但し、μは摩擦係数、Ｗは被加工材５２の重量（kg）で
ある。従って、上記式から明らかなように、摩擦力ｆ
は、摩擦係数μと被加工材重量Ｗと吸着力Ｐとに比例す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の加工機械の
場合、上記軟質軽量な被加工材５２が小さいときには、
バキュ−ムテ−ブル５１面に対するその被加工材５２の
吸着面積Ａが小さく、従って吸着力も小さいため摩擦力
ｆも小さくなり、加工圧力（刃具５４から受ける被削力
Ｒ）による被加工材５２の位置ズレが生じ易いという問
題がある。勿論、その位置ズレが生じた場合には寸法精
度が悪くなり、場合によっては加工後の被加工材５２が
使用不可能になる。尚、上記位置ズレを防止するため、
被加工材５２をボルト等でバキュ−ムテ−ブル５１面に
固定した場合、締めつけられた部分は確実に固定される
が、被加工材５２が軟質であるため、他の大部分は加工
圧力を受けたときに加工方向に伸びることから、寸法精
度が保証できないという問題がある。

【０００５】そこで本発明では、被加工材の吸着面積が
小さくても十分な摩擦力が得られるようにして、加工圧
力が加えられても被加工材が位置ズレしないようにする
ことを解決すべき技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、上記
課題を解決するための第１の手段として、複数のバキュ
−ム孔が明けられたバキュ−ムテ−ブルの上面に被加工
材を載置し、上記複数のバキュ−ム孔に連通されたバキ
ュ−ム装置を作動させることにより、前記被加工材を前
記バキュ−ムテ−ブル面に吸着させた状態でその被加工
材を加工工具で自動的に加工する加工機械を、前記バキ
ュ−ムテ−ブルの上面にバキュ−ム溝を形成するととも
に、そのバキュ−ム溝中に複数のバキュ−ム孔を明け、
更に、バキュ−ムテ−ブル面において、上記バキュ−ム
溝部以外の部分には前記被加工材に対して摩擦力を生じ
させるための摩擦面を形成した構成にすることである。

【０００７】また、上記課題を解決するための第２の手
段として、複数のバキュ−ム孔が明けられたバキュ−ム
テ−ブルの上面に被加工材を載置し、上記複数のバキュ
−ム孔に連通されたバキュ−ム装置を作動させることに
より、前記被加工材を前記バキュ−ムテ−ブル面に吸着
させた状態でその被加工材を加工工具で自動的に加工す
る加工機械を、前記バキュ−ムテ−ブルの上面にバキュ
−ム溝を形成するとともに、そのバキュ−ム溝中に複数
のバキュ−ム孔を明け、また、バキュ−ムテ−ブル面に
おいて、上記バキュ−ム溝部以外の部分には、前記被加
工材に対して摩擦力を生じさせるための摩擦面を形成
し、更に前記被加工材をトリム加工する際に、被加工材
の底面を所要厚み分残すような制御をするトリム加工制
御手段を備えた構成にすることである。

【０００８】

【作用】上記構成の第１の加工機械によれば、被加工材
がバキュ−ムテ−ブル面に載置されると、被加工材の下
面は複数のバキュ−ム孔に連通されたバキュ−ム溝に接
するため被加工材の受圧面積が大きくなり、バキュ−ム
装置が作動されると、バキュ−ム溝に接した面積にバキ
ュ−ム圧力がかかることから、バキュ−ムによる吸着力
が大きくなり、更に、バキュ−ム溝部以外の部分に形成
された摩擦面により被加工材に対して大きな摩擦力が生
じるため、被加工材は加工圧力を受けても位置ズレが生
じることを防止することができる。

【０００９】また、上記構成の第２の加工機械によれ
ば、被加工材がバキュ−ムテ−ブル面に載置されると、
被加工材の下面は複数のバキュ−ム孔に連通されたバキ
ュ−ム溝に接するため被加工材の受圧面積が大きくな
り、バキュ−ム装置が作動されると、バキュ−ム溝に接
した面積にバキュ−ム圧力がかかることから、バキュ−
ムによる吸着力が大きくなり、更に、バキュ−ム溝部以
外の部分に形成された摩擦面により被加工材に対して大
きな摩擦力が生じて被加工材は加工圧力を受けても位置
ズレが生じ難くなるが、トリム加工制御手段により被加
工材がトリム加工されるとき被加工材の底面を所要厚み
分残すため、トリム孔が貫通加工されたときの大気開放
状態に比較して吸着力の低下が防止され、吸着力を安定
させることができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１の正面図、図２の平面図、及び図３の
側面図に示した加工機械１は、例えばフルモ−ルド鋳造
の模型を製作するために発泡スチロ−ル等の軟質軽量な
被加工材をバキュ−ムテ−ブル２の上面に載置したう
え、図示していないバキュ−ム装置を作動させることに
より、被加工材をバキュ−ムテ−ブル２の上面に吸着さ
せ、ル−タ加工、トリム加工をするものである。上記加
工機械１には、主軸テ−ブル３が設けられ、その主軸テ
−ブル３にはル−タ軸４、トリム軸５、及びケガキ軸６
が取り付けられている。そしてこれらの軸は図３に示し
たＺ軸サ−ボモ−タ７により上下駆動されるとともに、
クロスレ−ル８の端部に取り付けられたＸ軸サ−ボモ−
タ９により、クロスレ−ル８に沿って左右に駆動され
る。また、前記バキュ−ムテ−ブル２は、Ｙ軸サ−ボモ
−タ１０によりベッド１１上を前後に駆動される構造に
なっている。

【００１１】前記ル−タ軸４、トリム軸５、及びケガキ
軸６それぞれにエアシリンダ４Ａ，５Ａ，６Ａが装備さ
れており、各エアシリンダ４Ａ，５Ａ，６Ａは、各加工
工程において使用される上記軸をそれぞれ所定位置まで
下降させるように構成されている。

【００１２】以上のように構成された加工機械１におい
て、前記Ｘ軸サ−ボモ−タ９、Ｙ軸サ−ボモ−タ１０、
及びＺ軸サ−ボモ−タ７が、図示していないＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステムの加工デ−タに基づいた作業量で駆動さ
れ、主軸テ−ブル３がＸ軸方向に、バキュ−ムテ−ブル
２がＹ軸方向に、またル−タ軸４、トリム軸５、及びケ
ガキ軸６それぞれがＺ軸方向に駆動されることにより、
バキュ−ムテ−ブル２の上面に吸着された被加工材を三
次元加工し、複雑な形状に造り出しができる。

【００１３】図４は前記バキュ−ムテ−ブル２の斜視図
である。図４に示すようにバキュ−ムテ−ブル２には、
図示していないバキュ−ム装置からのダクト１２が接続
されており、そのダクト１２は、バキュ−ムテ−ブル２
の中空部に連通されている。一方、バキュ−ムテ−ブル
２の上面には中空部に連通するように多数のバキュ−ム
孔１３が明けられており、バキュ−ム孔１３に沿ってバ
キュ−ム溝１４がル−プ状に形成されている。更に、バ
キュ−ムテ−ブル２の上面、即ちテ−ブル定盤面には、
摩擦係数の大きな、例えばサンドペ−パ−１５がバキュ
−ム溝１４部を除いた部分に張り付けられている。この
サンドペ−パ−１５は、その粒子粗さが被加工材、例え
ば、発泡スチロ−ル面にくい込む程度の粗さであるのが
最適である。尚、上記サンドペ−パ−１５に限らず、例
えば鋳物の鋳肌のままのもの、あるいは種々の物理的化
学的手段により摩擦抵抗を増やすように形成してもよ
い。

【００１４】バキュ−ムテ−ブル２の上面縁部には、手
前側縁部の第１のストッパ−１６と、第１のストッパ−
１６と相対する位置の第２のストッパ−１７と、右側縁
部の第３のストッパ−１８とが配設されている。これら
のストッパ−１６，１７，１８は、被加工材の表裏両面
を加工する場合、表面と裏面との加工位置関係を同一に
するために設けられたものである。そして、第１のスト
ッパ−１６と第２のストッパ−１７にそれぞれランプ１
９，２０を設け、当該加工において基準となるストッパ
−のランプ１９もしくは２０を点滅させることにより、
被加工材をどちらのストッパ−に当接させるかが分かる
ようにしている。尚、図５はバキュ−ムテ−ブル２の縦
断面図である。

【００１５】以上のように構成された加工機械１におい
て、図６に示すようにバキュ−ムテ−ブル２の上面に被
加工材２１が表面を上にし、第１のストッパ−１６と第
３のストッパ−１８とに側面を当接させた状態で載置さ
れ、前記バキュ−ム装置が作動されると、被加工材２１
は、バキュ−ム溝１４と接する部分にバキュ−ム圧を受
け、バキュ−ムテ−ブル２の上面に吸着される。この吸
着作用において、被加工材２１の受圧面積は、従来、被
加工材２１の底面に接するバキュ−ム孔の合計面積に対
応したものであるのに対して、本発明では被加工材２１
の底面に接するバキュ−ム溝１４の合計面積に対応した
ものであるため、従来に比較して被加工材２１の受圧面
積が増え、バキュ−ムテ−ブル２の上面に対する吸着力
が増加する。そのうえ、前記サンドペ−パ−１５による
摩擦力の効果が加わるため、被加工材２１が加工圧力を
受けても位置ズレを起こすことが防止される。尚、図７
は図６の側面断面図である。

【００１６】次に、被加工材２１の裏面を加工する場合
は、第２のストッパ−１７のランプ２０が点滅されるた
め、図８に示すように、側面を第２のストッパ−１７に
当接させた状態で、且つ第３のストッパ−１８に直角方
向の側面を当接させた状態でバキュ−ムテ−ブル２の上
面に被加工材２１が載置される。そしてそのあとの工程
は前記表面側加工と同じであり、その作用効果も同じで
ある。尚、図９は図８の正面断面図である。

【００１７】次に、被加工材２１がバキュ−ムテ−ブル
２の上面に載置され、バキュ−ム装置が作動されて被加
工材２１がバキュ−ムテ−ブル２の上面に吸着された状
態でトリム加工されるときのトリム加工制御について説
明する。従来のトリム加工の場合、被加工材２１を底面
まで貫通加工することが多く、底面まで貫通加工された
場合には、そのトリム加工孔を介してバキュ−ムが大気
開放状態になるため、バキュ−ムテ−ブル２に対する被
加工材２１の吸着力が低下し、その結果、被加工材２１
が加工圧力を受けると位置ズレを起こしやすくなり、寸
法精度が悪くなるという問題があった。そこで、本発明
のトリム加工制御では、被加工材２１を底面まで貫通加
工せずに底部を少し残すという加工をすることにより、
被加工材２１の吸着力低下を防ぐものである。以下、そ
の制御について説明する。

【００１８】図１０は、上記トリム加工制御の構成を略
体的に示した制御説明図である。図１０に示すようにバ
キュ−ムテ−ブル２の側面には、加工機械１のトリム軸
５が所定位置まで下降制御されたとき、そのトリム軸５
の刃具５Ｘの先端と同位置で、且つトリム軸５とともに
下降する図示していない機械部分が接触面に接触したこ
とを検知するタッチセンサＴＳが、その接触面をバキュ
−ムテ−ブル２の表面に平行にした状態で取り付けられ
ている。尚、このタッチセンサＴＳは、図示していない
ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（あるいはＮＣ装置）に接続さ
れており、上記機械部分が接触したことを検知したと
き、その接触検知信号がＣＡＤ／ＣＡＭシステムに伝送
されると、同システムはその位置でトリム軸５の下降を
停止させる。

【００１９】加工機械１のトリム軸５がＺ軸方向に下降
し、トリム軸５に取着された刃具５Ｘがバキュ−ムテ−
ブル２の表面に載置された被加工材２１をトリム加工す
る制御において、図１０に示すように機械原点Ｐからタ
ッチセンサＴＳの接触面までの距離をＺａとし、刃具５
Ａの先端からタッチセンサＴＳの接触面までの距離をＺ
ｂ、機械原点Ｐから刃具５Ａの先端までの距離をＺｃ、
バキュ−ムテ−ブル２の表面とタッチセンサＴＳの接触
面間の距離をＺ１、トリム加工するときに残すべき底部
厚みをＺ２としたとき、上記Ｚａ，Ｚ１は予め判ってい
る値であり、またＺ２は設定すべき値であるため、設定
されたときに既知となる。また、Ｚｂはトリム軸５の下
降開始時点からタッチセンサＴＳの接触検知信号を受信
したときまでの移動距離であるため、ＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムで自動読み取りが可能である。

【００２０】一方、刃具５Ａのトリム軸５からの突出長
は、刃具５Ａを取り替える毎に変わる寸法であるため前
記Ｚｃは変数値となる。そのため、Ｚｃは前記Ｚｂを自
動読み取り測定したうえ、次の式により求められる。 Ｚｃ＝（Ｚａ＋Ｚ１）−Ｚｂ そして、図１０に示すような被加工材２１の底部をＺ２
だけ残すトリム加工を行うときのトリム軸５のストロ−
ク量Ｚｘは次の式で求められる。 Ｚｘ＝Ｚａ−（Ｚｃ＋Ｚ２）

【００２１】上記のようにして求められたＺｘは、加工
デ−タの中にＺ軸の加工移動量として取り込まれ、メモ
リされるため、この加工移動量Ｚｘに従ったストロ−ク
でトリム軸５が下降制御されると、被加工材２１の底部
をＺ２だけ残すトリム加工ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、加工機械
のバキュ−ムテ−ブルの上面に沿ってバキュ−ム溝を形
成するとともに、そのバキュ−ム溝中に複数のバキュ−
ム孔を明け、更に、上記バキュ−ム溝部以外のテ−ブル
面部には、被加工材に対して摩擦力を生じさせるための
摩擦面を形成したため、バキュ−ム装置の作動時に被加
工材の底部がバキュ−ム圧を受ける面積が増え、更に摩
擦面との摩擦力も増加するため、被加工材は加工圧力を
受けても位置ズレを起こすことが防止される。また、ト
リム加工において、被加工材の底部を所要厚み残すた
め、バキュ−ム圧が大気と連通されることが防止され、
被加工材がバキュ−ムテ−ブルの上面に吸着されるとき
の吸着力が低下することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加工機械の正面図である。

【図２】加工機械の平面図である。

【図３】加工機械の側面図である。

【図４】加工機械のバキュ−ムテ−ブルの斜視図であ
る。

【図５】バキュ−ムテ−ブルの断面図である。

【図６】バキュ−ムテ−ブルの上面に被加工材を載置し
た状態の平面図である。

【図７】図６の側面断面図である。

【図８】バキュ−ムテ−ブルの上面に被加工材の裏面を
上にして載置した状態の平面図である。

【図９】図８の正面断面図である。

【図１０】トリム加工の制御説明図である。

【図１１】従来の加工機械のバキュ−ムテ−ブルにおけ
る被加工材の固定状態を示した断面図である。

【符号の説明】 １ 加工機械 ２ バキュ−ムテ−ブル ４ ル−タ軸 ５ トリム軸 ６ ケガキ軸 １２ ダクト １３ バキュ−ム孔 １４ バキュ−ム溝 １５ サンドペ−パ− ２１ 被加工材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のバキュ−ム孔が明けられたバキュ
   −ムテ−ブルの上面に被加工材を載置し、上記複数のバ
   キュ−ム孔に連通されたバキュ−ム装置を作動させるこ
   とにより、前記被加工材を前記バキュ−ムテ−ブル面に
   吸着させた状態でその被加工材を加工工具で自動的に加
   工する加工機械において、前記バキュ−ムテ−ブルの上
   面にバキュ−ム溝を形成するとともに、そのバキュ−ム
   溝中に前記複数のバキュ−ム孔を明け、更に、バキュ−
   ムテ−ブル面において、上記バキュ−ム溝部以外の部分
   には、前記被加工材に対して摩擦力を生じさせるための
   摩擦面を形成したことを特徴とする加工機械。
2. 【請求項２】 複数のバキュ−ム孔が明けられたバキュ
   −ムテ−ブルの上面に被加工材を載置し、上記複数のバ
   キュ−ム孔に連通されたバキュ−ム装置を作動させるこ
   とにより、前記被加工材を前記バキュ−ムテ−ブル面に
   吸着させた状態でその被加工材を加工工具で自動的に加
   工する加工機械において、前記バキュ−ムテ−ブルの上
   面にバキュ−ム溝を形成するとともに、そのバキュ−ム
   溝中に前記複数のバキュ−ム孔を明け、また、バキュ−
   ムテ−ブル面において、上記バキュ−ム溝部以外の部分
   には、前記被加工材に対して摩擦力を生じさせるための
   摩擦面を形成し、更に前記被加工材をトリム加工する際
   に、被加工材の底面を所要厚み分残すような制御をする
   トリム加工制御手段を備えたことを特徴とする加工機
   械。