JPS5821645Y2 - トレ−サヘツドのフイ−ラ軸支持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトレーサヘッドのフイーラ軸をばね定数の直線
性の大きな棒ばねにより支持する支持機構に関する。

通常トレーサヘッドのフイーラは先端がモデルに接触す
るまではトレーサヘッドに対して中立位置にある。

そこでトレーサヘッドを移動させてフィーラをモデルに
接触させると、フイーラはトレーサヘッドの中立位置に
対して変位する。

そして予め基準変位量を定めておき、この基準変位量と
実際の変位量との差が常に零になるようにトレーサヘッ
ドの移動を制御して倣い切削を行なはせるのである。

このとき制御を容易にするために実際の使用に際しては
フイーラを支持しているばねのばね定数の直線性の範囲
内でフイーラを変位させるものである。

ところで最近フイーラをモデルに接触させる場合に、時
間短縮のためなるべく高原で接触させることが要求され
るようになった。

従って接触停止までの変位量が大きくなることはさけら
れない。

そこでばね定数の直線性が小さいものでは基準変位量を
大きくとることができず、従って高速にて倣い切削を行
なうことができなくなる。

即基準変位量が小さいにもか〜わらず高速にてトレーサ
ヘッドをモデルにアプローチ接触させるとフイーラが基
準変位量以上に大きく変位するため、工具が工作物にく
い込む現象が発生する。

またアプローチ時以外に内面倣いの場合にも同様の良く
ない結果が生じるのである。

従来、フイーラ軸は板ばねにより支持されていたため直
線性の大きなばね定数を得ることが困難で高速倣い切削
を行なうことができないと云う欠点を有していた。

本考案は複数の棒ばねで垂直に吊り下げられ水平方向の
変位可能な円筒状支持体の中心線に対して放射状例えば
直角な水平面内で支持体中心を通り互いに直角な基準軸
線（Ｕ軸、Ｕ軸）を想定し、このＵ軸及びＵ軸に平行で
中心より一定距離隔てて、支持体軸心に対し対称な位置
に４本の棒ばねを取付けて鉄棒ばねにてフイーラ軸を支
持体に対し同心に支持させ支持体と共に水平に変位し且
支持体に対して垂直に変位可能とするものである。

次に本考案の実施態様を図面により説明する。

１はトレーサヘッド本体２は該本体１から４本の垂直の
第１棒ばね３によって吊された円筒状のフイーテ軸支持
体で、該支持体の下端フランジ部４の四隅に前記第１棒
ばね３の下端がそれぞれ固着されていて、支持体２は垂
直に保持されている。

５は円柱状のフイーラ軸で、前記支持体２の円筒内面に
垂直方向に間隔を有して水平に４本づつ４等分位置に固
着された２組の第２棒ばね６にて前記支持体２の中心部
に同心に支持されている。

そしてこの第２棒ばね６は第３図に示すように支持体中
心線に直角な水平面内で支持体中心を通り互いに直角な
基準軸線（Ｕ軸、■軸）から一定の距離３寸法はなれた
位置で支持体中心に対して対称に４本づつ設けられてい
る。

そしてフイーラ軸が上方に押圧されたときには前記第１
棒ばね３に座屈が生じるよりも早く、先ず第２棒ばね６
が撓むように第１棒ばねと第２棒ばねの剛性が決められ
ている。

Ｔは前記フイーラ軸の上下方向変位距離を検出する差動
トランスのコアーで、前記フイーラ軸５の上端に垂直上
向きに固着されている。

８は前記コアー７に対応する差動トランスのコイルで、
前記本体１から４本の垂直方向の第３棒ばね９により懸
吊されたフランジ状の第１コイル保持体１０に固着され
て前記コアー７に対して同心に保持されている。

１１は前記第１コイル保持体１０の一端に垂直に穿設さ
れた貫通穴、１２は該穴１１に嵌挿されたピンで、前記
フイーラ軸支持体２にブラケット１３を介して固着され
ている。

１４ａは前記フイーラ軸の水平一方向（Ｕ軸方向）の変
位距離を検出する差動トランスのコアーで、前記フィー
ラ軸支持体２の外周Ｕ軸線上に水平方向に穿設されてい
る。

１５ａは前記コアー１４８に対応する差動トランスのコ
イルで、前記本体１からコアー１４ａと平行な方向の２
枚の平行な板ばね１６ａにより懸吊された第２コイル保
持体１７ａに固着されて、前記コアー１４３に対して同
心に保持されている。

１８ａは前記第２コイル保持体１７ａの下面中央に前記
コアー１４ａに平行に刻設された案内溝、１９ａは該案
内溝に嵌入されたローラで、前記コアー１４ａと平行に
前記支持体２の外周に植設されたレバー２０ａの先端に
垂直軸線に対して回転可能に取付けられている。

上記コアー１４ａ、ローラ１９ａ１ レバー２０ａと同
一の部材即ちコアー１４ｂ１ ローラ１９ｂルバー２０
ｂがＵ軸方向にも同様に前記支持体２の外周に取付けら
れていて、またこれに対応してコイル１５板ばね１６保
持体１Ｔと同一の部材即ちコイル１５ｂ板ばね１６ｂ、
保持体１７ｂもＵ軸方向に本体１から懸吊されている。

そしてフイーラの水平面内におけるＵ方向と■方向の直
角２方向の変位距離が検出できるように構成されている
。

次に作用について説明する。

先ずトレーサヘッドの移動によりフイーラがモデルに当
接し、支持体２に対してフイーラ軸５が垂直上方向に移
動するものとする。

フイーラ軸５の垂直上方向の動きに対しては第２棒ばね
よりも第１棒ばねの剛性が大きいためフイーラ軸支持体
２は移動しない。

従って第２棒ばね６は支持体２側が上昇せずフイーラ軸
５側が上昇するため、第２棒ばね６は傾くことになる。

この傾きにより棒ばねの長さが不足し、この不足を補う
ためにフイーラ軸５は第３図の矢印方向に回転する。

即ちフイーラ軸５は回転しながら上昇する。

そしてフイーラ軸上端に固着したコアー７がコイル８に
対して相対的に垂直方向に変位して、変位量が検出され
る。

検出された変位量は図示しない制御装置に送られて先に
設定されている基準変位量と比較される。

そしてこの差が零になるように制御装置から作動指令が
出され、フイーラ軸と図示しない工具とが常時同一量移
動しながら倣い加工が行なはれる。

モデルに接触してフイーラ軸５が水平に移動させられた
場合には、第２棒ばね６は４本のうち２本が圧縮応力、
他の２本が引張応力にてこの水平移動に対抗するためフ
イーラ軸５と支持体２は相対的な変位が生じなくて、一
体となって水平に移動する。

そのため第１コイル保持体１０もピン１２を介してフイ
ーラ軸５と同一方向に同一量水平移動させられて、コア
ー７とコイル８の水平方向位置は一定に保たれコアー７
とコイル８とが接触することがなく、また垂直方向の変
位量は検出されない。

このときの水平Ｕ方向変位量検出部の作用は、フイーラ
軸５の水平移動量と同一量同一方向にローラ１９ａが移
動するが、コイル１５ａは平行な２枚の板ばね１６ａに
より支持されているのでＵ方向には移動できず、従って
ローラ１９ａの移動量のうち■方向成分だけ■方向に移
動させられるのみである。

一方コア−１４ａはフイーラ軸５と同一量同一方向に水
平移動するためコイル１５ａに対して■方向の移動量は
同一で同心を保持し、Ｕ方向成分だけ相対変位する。

そしてこの変位量が図示しない制御装置に送られてフイ
ーラ軸の垂直方向移動の場合と同様にして倣い加工が行
なはれる。

尚水平■方向変位量検出部の作用も同様である。

第４図第５図は前記第２棒ばね６を取付ける場合の他の
実施態様を示した図でフィーラ軸を円筒部材により構成
したものである。

即ち円筒状フィーラ軸２１において前の実施態様でのフ
ィーラ軸の第２棒ばね取付部に相当する位置に第２棒ば
ね６′の通過を許容する穴２２を穿設し、第２棒ばね６
′を該穴２２を通して支持体２の内周面とフィーラ軸２
１の円筒内周面との間に張設する。

こうすることによって長い棒ばねを用いることが可能と
なり一層直線性の大きなばね定数を得ることができる。

第７図は棒ばねと板ばねを使用した場合の荷重に対する
フイーラ軸の軸方向変位量を測定した実験結果の図で、
縦軸にフイーラ軸の変位量、横軸に荷重を示しており、
ばね定数の直線性を見ることができる。

棒ばねとしては線径０．９ｍｍ長さ５０關のばね鋼で第
４図の構造を用い、板ばねとしては第６図の形状のもの
で板厚０．２ ｍｇスポーツ部の長さ２３１ｍスポーツ
部の巾１０ｍｍのリン青銅を用いた。

図から明らかなように同じ程度の大きさの支持体に対し
ては棒ばねの方がはるかにばね定数の直線性が大きいこ
とがわかる。

以上詳述した如く本考案は棒ばねで垂直に支持して水平
方向の変位可能な支持体の中心線に対して直角な水平面
内で支持体中心を通り互いに直角な基準軸線を想定し、
この基準軸線に平行で中心から一定距離隔てて支持体中
心に対称な位置に棒ばねを取付けて、線棒ばねにてフイ
ーラ軸を支持体と同心に取付けて支持体に対して垂直方
向の変位可能になしフイーラ軸が垂直方向に移動したと
き同時に旋回を行ない、棒ばねは伸びることなく撓み直
線性の大きなばね定数を得ることができる。

このため基準変位量を大きくとることができ、高速倣い
切削が可能となった。

更にフイーラ軸及び支持体の水平方向移動に合わせて、
３直角方向の検出部も共に移動するようになしたので、
検出部である差動トランスのコアー外径に対してコイル
内径の大きな特殊型式を使用する必要がなく、フイーラ
軸の移動量に関係なく通常市販の差動トランスを用いる
ことができる。

尚上記においては４本づつ２組の第２棒ばねを用いて平
行移動型フイーラ軸を構成した場合について説明したが
、４本１組の棒ばねのみを用いピボット型フイーラ軸と
して使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るフイーラ軸移動量検出部の縦断面
図、第２図は第１図のト１断面図、第３図は第１図の■
−■断面図、第４図は第２棒ばね取付状態の他の実施態
様を示す水平断面図、第５図は第４図のｖ−■断面図、
第６図は板ばねの図、第７図は棒ばねと板ばねのばね定
数の直線性を示す図。 １・・・・・・トレーサヘッド本体、２・・・・・・円
筒状支持体、５，２１・・・・・・フイーラ軸、６，６
′・・・・・・第２棒ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トレーサヘッド本体１に垂直に取付けられている複数本
   の第１棒ばね３によって垂直状に吊り下げられ本体１に
   対して水平方向に変位可能で円筒状内周面を有する支持
   体２と、該支持体２の前記円筒状内周面の中心位置に同
   心に配設されたフイーラ軸５とを、該フイーラ軸５の横
   断面上にて想定される中心より等角度の放射状基準線に
   対して平行で中心から等距離隔てて前記フイーラ軸５に
   一端を固着されて風車状に外方へ伸び前記第１棒ばね３
   よりも剛性の小さな複数本の第２棒ばね６の他端を前記
   支持体２の円筒状内周面に固着することにより結合して
   該フイーラ軸５を前記支持体２と共に水平方向に変位し
   且支持体２に対して垂直方向の変位可能支持したことを
   特徴とするトレーサヘッドのフイーラ軸支持機構。