JPH0639877Y2 - フライス加工ユニツトの切込量較正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、工作物の端面を所定量だけ切込んで切除する
フライス加工ユニット、特に内燃機関のコネクティング
ロッドのバランス修正の場合等のように、工作物の端面
から所定の重量を正確に切除するのに適したフライス加
工ユニットに関する。

〔従来技術〕

この種のフライス加工ユニットとしては、例えば実公昭
55-28427号公報に開示された技術があり、この技術にお
いては先端に切削工具を固定した主軸を軸承する加工ユ
ニットに端面検出器を設け、加工ユニットの主軸軸線方
向の移動により端面検出器の接触子の先端を工作物の加
工面に接触させて同加工面の位置を検出し、この検出位
置を基準として前記切削工具により一定の取り代の加工
を行うようにしている。この種の加工装置においては、
切削工具の取付誤差や刃先の摩耗，各部の熱変形等によ
り端面検出器、特にその接触子の先端と切削工具の刃先
の間の主軸軸線方向における距離が変化すると取り代も
変化して誤差を生じるので、端面検出器を加工ユニット
に対し軸線方向位置調整可能として、別途用意したゲー
ジを基準として、接触子の先端と切削工具の刃先の間の
前記距離が所定の値となるように、手動により調整して
いる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

かかる従来技術は、前記各原因による取り代あるいは切
込量の誤差の較正を手動により行う必要があるので、自
動化された連続加工装置に適用することにができないと
いう問題がある。本考案はこのような問題を解決しよう
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案によるフライス加工ユニットの切込
量較正装置は、第１〜第５図に例示する如く、先端にフ
ライス35を固定した主軸31を軸承する軸頭30と、この軸
頭をベッド10に対し前記主軸31の回転軸線Ｏと平行なプ
ランジ方向及びこれと直交するトラバース方向に往復移
動させる案内送り装置20を備え、前記フライス35により
前記ベッド10上に取り付けた工作物Ｗの前記回転軸線Ｏ
と直交する端面Wbを所定量だけ切り込んで切除するフラ
イス加工ユニットにおいて、前記軸頭30に取り付けられ
前記プランジ方向を向く接触子80aを備えた端面測定ヘ
ッド80と、前記ベッド10に固定され前記回転軸線Ｏと直
交する基準面69aが形成された基準ブロック69と、前記
ベッド10に前記プランジ方向に移動可能に支持されて前
記軸頭30側に向けて弾性的に付勢された可動部材92と、
この可動部材の前記ベッド10に対する変位を検出する信
号発生器95を備え、前記端面測定ヘッド80の接触子80a
の先端は前記軸頭30の移動により前記基準ブロック69の
基準面69a及び前記工作物Ｗの端面Wbと当接可能であ
り、前記フライス35の先端の切刃は前記接触子80aの先
端が前記基準面69aに当接した状態において前記可動部
材92に前記回転軸線Ｏと直交して形成された当接面92a
と当接して同可動部材を弾性的付勢力に抗して変位さ
せ、前記信号発生器95は前記当接面92aと基準面69aの間
のプランジ方向における距離が一定の値となる位置まで
前記可動部材92が変位すれば原点信号を発生するよう構
成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

端面測定ヘッド80の接触子80aが基準ブロック69の正面
に位置決めされた状態において、軸頭30が案内送り装置
20により前進すれば、フライス72先端の切刃は当接面92
aに当接して可動部材92を変位させ、また、接触子80aの
先端は基準面69aに当接して端面測定ヘッド80は変位信
号を発生する。基準面69aと当接面92aの間のプランジ方
向における距離が予め定められた一定の値となる位置ま
で可動部材92が変位すれば、信号発生器95は原点信号を
発生する。この原点信号が発生した時に端面測定ヘッド
80から出力される変位信号の値が０となるように、この
変位信号の原位置の較正を行う。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案によれば、端面測定ヘッドのフライ
ス先端の切刃との間のプランジ方向における距離が、フ
ライスの取付誤差，刃先の摩耗、各部の熱変形等により
変化しても、端面検出ヘッドから出力される変位信号の
値が０となるときの接触子の先端位置とフライス先端の
切刃との間の前記距離は一定となるように較正されるの
で、上記各原因により切込量に誤差が生ずるのを防ぐこ
とができる。また、この較正は端面検出ヘッドから出力
される変位信号の較正により行っているので、自動加工
装置の制御装置の演算処理により行うことができ、従っ
て自動化された連続加工装置の作動の一部として切込量
の較正を行うことができる。

〔実施例〕

第１図〜第５図は、内燃機関のコネクティングロッド
（以下コンロッドと略称する）Ｗの大端部先端に設けた
バランス修正用突起Wbの端面Waを切削する場合における
本考案の実施例を示す。

第１図及び第３図に示す如く、ベッド10上には案内送り
装置20を介して軸頭30が支持されている。軸頭30には水
平な回転軸線Ｏ回りに回転自在に主軸31が軸承され、図
略のモータにより回転駆動されるようになっている。主
軸31の先端には図略のボルト及びキーを介してフライス
35が固定され、主として第１図及び第５図に示す如く、
その先端外周にはコンロッドＷのバランス修正用突起Wa
の端面Wbを切削する多数の刃具35aが設けられ、またこ
の刃具35aより半径方向においてやや内側でかつ回転軸
線Ｏ方向において僅かに後退した位置には２個の面取り
用刃具35bが設けられている。

案内送り装置20は、主として第１図及び第３図に示す如
く、ベッド10上に固定された横送りレール21により回転
軸線Ｏと直交する水平なトラバース方向Ｙに案内支持さ
れてトラバース送り用サーボモータ26により往復駆動さ
れる横送り台22を有し、軸頭30は横送り台22に固定れた
縦送りレール23により回転軸線Ｏと平行なプランジ方向
Ｘに案内支持されてプランジ送り用サーボモータ25によ
り往復駆動されている。

第１図〜第３図に示す如く、ベッド10上には、軸頭30の
フライス35取付側に、支持枠11を介して工作物支持台1
2,13が固定され、その真上に設けられたクランプ用シリ
ンダ装置16の昇降するピストンロッド16aの下端にはク
ランパ15が固定されている。コンロッドＷは大端穴Wc内
にダイアゴナルピン12aが挿入され、小端穴Wd内に位置
決めピストン13aが挿入されて工作物支持台12,13に位置
決め支持され、クランパ15の下降によりクランプされ
る。コンロッドＷは回転軸線Ｏと平行になるようにクラ
ンプされ、その大端部先端に設けたバランス修正用突起
Waは軸頭30側に位置して、その端面Wbは回転軸線Ｏに対
し直交している。

第１図，第３図及び第５図に示す如く、軸頭30の工作物
Ｗ側には、ブラケット32及び33を介して端面測定ヘッド
80が設けられ、その構造は第３図に示されている。ブラ
ケット33に固定されたケーシング81内には板ばね84,84
を介して可動部材83がプランジ方向Ｘ（第３図において
左右方向）に移動可能に吊下支持され、この可動部材83
はケーシング81の後部との間に介装したスプリング88に
よりコンロッドＷ側に付勢されてケーシング81の前部に
設けた前部ストッパ86に当接されている。可動部材83の
前下部にはプランジ方向前方を向いた接触子80aが固定
され、可動部材83中央の下方突出部83aの後面には、ケ
ーシング81内に固定された変位検出器85の作動突子85a
が軽く当接されている。端面測定ヘッド80がプランジ方
向Ｘに前進し、接触子80aの先端がコンロッドＷの端面W
bあるいは後述する基準ブロック69の基準面69aに当接し
て可動部材83がケーシング81に対し後退すれば、下方突
出部83aは作動突子85aを介して変位検出器85を作動させ
て可動部材83の変位を検出するようになっている。な
お、変位検出器85による変位の検出範囲は約１ミリメー
トルである。

主として、第２図及び第４図に示す如く、ベツド10上に
載置された支持枠11の上部には支持部材91が固定され、
その前後に設けた一対の板ばね93によりプランジ方向Ｘ
（第４図において左右方向）に移動可能に可動部材92が
吊下支持されている。可動部材92の加工ユニット70側を
形成する当金94は回転軸線Ｏと直交する当接面92aを備
え、またその反対側にはストッパ98が固定されている。
可動部材92は支持部材91の一側に吊下固定したブラケッ
ト96との間に介装したスプリング97によりフライス35側
に向けて付勢され、第４図に示す如く、ストッパ98の頭
部がブラケット96と当接する位置で停止されている。ブ
ラケット96の下側に固定された信号発生器95は、その接
触子95aの先端を可動部材92に当接して同可動部材92の
プランジ方向Ｘの変位を検出するようになっている。支
持枠11の下部より起立して設けた固定部材68の一部には
軸頭30側に突出する基準ブロック69が設けられ、その先
端には回転軸線Ｏと直交する基準面69aが形成されてい
る。各部材の位置関係は、第４図及び第５図に示す如
く、端面測定ヘッド80の接触子80aが基準面69aに当接し
た状態においては、フライス35の刃具35aのうち上部の
複数個（少なくとも３個）の先端が当接面92aに当接し
て可動部材92をスプリング97に抗して変位させるように
なっている。しかして、信号発生器95は、ゲージ等を使
用して、二点鎖線92Kに示す如く、可動部材92の当接面9
2aと基準ブロック69の基準面69aの間の距離が一定距離
Ｓ（検出範囲の中央付近にある接触子80aの先端とフラ
イス35の刃具35aの先端との間のプランジ方向Ｘにおけ
る距離とほぼ等しい）となる位置まで可動部材92をスプ
リング97に抗して後退させた場合に、原点信号を発生す
るように予め調整されている。

第１図に示す如く、案内送り装置20の作動を制御する制
御装置50は演算処理装置（以下CPUと略称する）51とメ
モリ52を主要な構成部材としている。CPU51にはインタ
ーフェイス53を介して端面測定ヘッド80,変位検出器85,
可動部材92の変位を検出する信号発生器95及びコンロッ
ドＷの大端部及び小端部の重量計測装置（図示省略）等
が接続され、またインターフェイス54及び駆動ユニット
55,56を介してサーボモータ25,26が接続されている。CP
U51は案内送り装置20を所定の手順で作動させ、後述の
如く信号発生器95からの原点信号に基づいて、端面測定
ヘッド80により検出される変位の原位置の較正を行い、
この較正された端面測定ヘッド80によりコンロッドＷの
端面Wbの位置を検出して、この端面Wbからフライス35を
所定量だけ切り込んで所定の修正重量を切除してコンロ
ッドＷのバランス修正を行うものである。メモリ52に
は、CPU51が此等の作動を行うための制御プログラム及
び必要な数値が記憶されている。

休止後における本装置の作動開始時、所定個数のコンロ
ッドのバランス修正後及びフライス35の交換後等には、
主軸31の回転を停止させて、端面測定ヘッド80により検
出される変位の原位置の較正を行う。この較正を行うた
めの動作を、第５図及び第６図の作動説明図と第７図に
示すフローチャートにより説明する。なお、動作の開始
時と終了時には、軸頭30は第６図の原位置Ａにあり、端
面測定ヘッド80は第５図の80Aに示す位置にある。

先ず、ステップ300において、CPU51は駆動ユニット56を
介して案内送り装置20のトラバース送り用サーボモータ
26を作動させ、第６図において原位置Ａにある軸頭30を
右方に一定距離移動して、端面測定ヘッド80の接触子80
aが支持枠11に固定された基準ブロック69の正面となる
位置Ｊに位置決めした後、ステップ301において駆動ユ
ニット55を介して案内送り装置20のプランジ送り用サー
ボモータ25を作動させて軸頭30を支持枠11に向けて前進
させる。この前進によりフライス35の刃具35aのうち上
部の複数枚の先端が可動部材92の当接面92aに当接し、
第５図及び第６図の二点鎖線35K及び92Kに示す如く、可
動部材92が刃具36aにより押されて後退する。可動部材9
2が所定位置まで後退して信号発生器95が原点信号を発
生すれば、CPU51は制御動作をステップ302からステップ
303に進めて軸頭30を位置Ｋに停止させる。この状態に
おいては、端面測定ヘッド80の接触子80aは基準ブロッ
ク69の基準面69aに当接して変位し、その先端と刃具35a
の先端の間のプランジ方向Ｘにおける距離はＳとなって
おり、CPU51はステップ304において、この状態における
変位検出器85の変位信号出力が０となるように較正す
る。これにより、フライス35の取付誤差や刃具35aの摩
耗、あるいは各部の熱変形の如何に拘わらず、接触子80
aと刃具35aの先端との間が一定距離Ｓとなった状態を原
位置として変位を検出するように、端面測定ヘッド80は
較正される。次いでCPU51は、ステップ305において軸頭
30を位置Ｊまで後退させ、ステップ306において左方に
一定距離移動させ、これにより軸頭30は原位置Ａに復帰
して較正のための動作を終了する。

上記較正が終了すれば、CPU51は原位置Ａにある軸頭30
を前進させ、端面測定ヘッド80の検出子80aを工作物Ｗ
の端面Wbに当接させてプランジ方向Ｘにおける端面Wbの
位置を検出し、この位置を基準として所定の切込量とな
るように軸頭30をプランジ方向Ｘに位置決めした後、軸
頭30をトラバース方向Ｙに移動して、回転するフライス
35により端面Wbを切削して所定の重量を切除する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本考案によるフライス加工ユニットの
切込量較正装置の一実施例を示し、第１図は制御装置を
含む全体の平面図、第２図は第１図のII-II拡大断面
図、第３図は第１図のIII-III拡大断面図、第４図は第
２図のIV-IV断面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ断面図、
第６図は作動説明図、第７図は制御プログラムのフロー
チャートである。 符号の説明 10……ベッド、20……案内送り装置、30……軸頭、31…
…主軸、35……フライス、69……基準ブロック、69a…
…基準面、80……端面測定ヘッド、80a……接触子、92
……可動部材、92a……当接面、95……信号発生器、Ｏ
……回転軸線、Ｗ……工作物（コンロッド）、Wb……端
面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中村 幸雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特公 昭61−57147（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭55−28427（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にフライスを固定した主軸を軸承する
   軸頭と、この軸頭をベッドに対し前記主軸の回転軸線と
   平行なプランジ方向及びこれと直交するトラバース方向
   に往復移動させる案内送り装置を備え、前記フライスに
   より前記ベッド上に取り付けた工作物の前記回転軸線と
   直交する端面を所定量だけ切込んで切除するフライス加
   工ユニットにおいて、前記軸頭に取り付けられ前記プラ
   ンジ方向を向く接触子を備えた端面測定ヘッドと、前記
   ベッドに固定され前記回転軸線と直交する基準面が形成
   された基準ブロックと、前記ベッドに前記プランジ方向
   に移動可能に支持されて前記軸頭側に向けて弾性的に付
   勢された可動部材と、この可動部材の前記ベッドに対す
   る変位を検出する信号発生器を備え、前記端面測定ヘッ
   ドの接触子の先端は前記軸頭の移動により前記基準ブロ
   ックの基準面及び前記工作物の端面と当接可能であり、
   前記フライスの先端の刃具は前記接触子の先端が前記基
   準面に当接した状態において前記可動部材に前記回転軸
   線方向と直交して形成された当接面と当接して同可動部
   材を弾性的付勢力に抗して変位させ、前記信号発生器は
   前記とセメント基準面の間のプランジ方向における距離
   が一定の値となる位置まで前記可動部材が変位すれば原
   点信号を発生するよう構成したことを特徴とするフライ
   ス加工ユニットの切込量較正装置。