JPS6021163Y2 - 倣い加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は倣い加工装置に係る。

被加工物に対し成る特定の径路に沿って溶接、切削等の
加工を施す場合に、当該径路に対応する輪郭を有するカ
ムを用い、該カムに対しカムフォロアを相対的に移動さ
せ、該カムフォロアい連動して溶接ヘッド、切削刃等の
加工ヘッドを被加工物に対し所定の径路に沿って相対的
に移動せしめる如き倣い加工装置は公知である。

しかし従来のカムとカムフォロアによる倣い加工装置は
、加工ヘッドをカムの輪郭に沿って所定の位置に位置決
めすることはできるが、カムに沿う径路上の各点に於い
て該径路の変化方向、即ち各点に於いて該径路に接する
接線の方向、を感知することはできない。

ところで一般に溶接、切削等の加工作業にあたっては、
加工ヘッドは被加工物の各加工点に対し常に一定の角度
関係、例えば加工面に対し垂直な角度関係、に配置され
ているのが好ましいものである。

本考案は、従来の倣い加工装置に於ける上述の如き制約
に鑑み、加工ヘッドを成る所定の径路に沿って倣い移動
させると同時に、該径路上の各点における接線方向を感
知することによって加工ヘッドを常に該接線に対し所定
の角度をなす方向に変向せしめることができる、新規な
倣い加工装置を極めて簡単な構成により提供することを
目的としている。

更にまた、本考案は、この種の倣い加工装置に於て、一
般に被加工物を担持する物品担持テーブルが回転テーブ
ルとして構成され、該回転テーブルがその中心軸線の周
りに回転駆動されている間にカムとカム従動体による案
内作用に応じた径路に従って被加工物に対する加工が施
されるので、もし回転テーブルが一定速度にて回転され
ていると、回転テーブルの回転中心から加工径路に於け
る各位置まで距離に応じて加工速度が変化し、加工径路
が回転テーブルの回転中心に中心を有する円形でない時
には、加工径路に沿って加工速度が変化し、加工の仕上
りにムラが生ずる危険があることに対処腰上記の如く加
工ヘッドを加工面に対し常に一定の角度に維持すること
により加工性能向上を図ると同時に、加工径路に沿う加
工速度を保つことにより更に一層の加工性能の向上を図
ることができる倣い加工装置を提供することを目的とし
ている。

かかる目的は、本考案によれば、軌道を担持し第一の軸
線の周りに回動する軌道テーブルと、加工されるべき物
品を担持し前記軌道テーブルと同時に前記第一の軸線の
周りに回動する物品担持テーブルと、前記第一の軸線に
対し平行な第二の軸線の周りに回動する軸であってその
一端に前記第二の軸線に対し垂直な第三の軸線の周りに
回動して前記軌道に係合する従軌道ローラを担持した倣
い軸と、前記第一の軸線に対し前記第二の軸線を平行に
保ち且前記軌道に前記従軌道ローラを係合させた状態を
保つよう前記倣い軸を前記軌道テーブルに対し相対的に
移動可能に支持する装置と、加工端を有する工具をその
加工端が前記倣い軸の移動に連動して常に前記第二の軸
線上にあり且その前記第二の軸線の周りの回動位置が前
記第二の軸線の周りに於ける前記倣い軸の回動位置に対
応するように支持する装置と、前記軌道テーブルと前記
倣い軸の間の相対的移動に伴う前記第一の軸線と前記第
三の軸線の間の距離の変化に応じて該距離が大きいほど
前記軌道テーブルと前記物品担持テーブルの前記第一の
軸線の周りの回動速度を小さくするよう前記軌道テーブ
ルと前記物品担持テーブルの回転速度を制御する速度制
御装置とを有することを特徴とする倣い加工装置によっ
て遠戚される。

上記の如き構成によれば、従軌道ローラが軌道に沿って
これに対し相対的に移動することによって、軌道に組込
まれた輪郭を感知し、該輪郭に倣って工具を運動せしめ
ることによって該工具を加工されるべき物品に対し常に
所定の位置に配置することかできると同時に、従軌道ロ
ーラは軌道に沿って相対的に移動する際に常に従軌道ロ
ーラと軌道との接触点に於ける軌道に対する接線の方向
に向けられているので、前記第一の軸線の周りに於ける
従軌道ローラの回動を感知しこれに連動して前記第一の
軸線上に加工端を有する工具をその工具担持軸によって
前記第一の軸線の周りに回動せしめることにより、工具
先端の移動径路に対する工具の向きを該径路上の各点に
対し常に一定の相対的角度関係に維持することができる
。

又上述の如き構成に於いて、軌道テーブル上に予め複数
系統の軌道を準備しておき、各系統間をポイント装置に
よって切換えるようにしておけば、これらポイント装置
の切換えを行うことによって幾種類かの径路による加工
を適宜選択して行うことができる。

更にまた上記の如く軌道テーブルと倣い軸の間の相対的
移動に伴うこれら両者の軸線の間の距離の変化に応じて
該距離が大きいほど軌道テーブル及び物品担持テーブル
の回転速度を小さくする如き速度制御装置が設けられて
いることにより、かかる速度制御装置を該距離に反比例
して回転テーブル及び物品担持テーブルの回転速度を制
御するように調整して置けば、加工径路に沿う加工速度
を常に一定に維持することができる。

尚この場合、かかる回転速度の制御は必ずしも上記の如
く前記距離に正確に反比例して制御されなければならな
いというものではなく、適宜それに近い制御を行うこと
により、加工径路に沿う加工速度を大きく変化させるこ
となく成る範囲内に納めることができ、これによっても
加工性能を十分改善することができる。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本考案による倣い加工装置の一つの実施例を示
す側面図、第２図は第１図に示す装置の下部を第１図に
於ける矢印■−■線の方向に見た状態を幾分拡大して示
す平面図である。

これらの図に於いて、１及び２は装置の基台である。

基台１上には回転テーブル３が軸線４の周りに回動する
よう担持されており、該回転テーブル上には軌道テーブ
ル５がこれと一体になって回転するように担持されてい
る。

軌道テーブル５は６にて全体的に示された軌道を担持し
ている。

軌道６は幾つかの軌道要素及びポイント要素の組合せよ
り戒っており、図示の実施例に於いてはほぼ長方形の径
路を呈する第一の系統の軌道６ａと、はぼ六角形状の径
路を有する第二の系統の軌道６ｂとを含んでいる。

回転テーブル３には支柱７を介して物品担持テーブル８
が支持されており、該物品担持テーブルは回転テーブル
３と一体となって軸線４の周りに回動するようになって
いる。

物品担持テーブル８上には、図の状態に於いては、支持
板９を介して加工されるべき物品１０が載せられている
。

軌道６には該軌道の中心軸線に対し対称にまたがる従軌
道ローラ１１が係合している。

この従軌道ローラはヨーク状端部１２を有する軸１３に
よって担持されており、該軸によってその軸線１４の周
りに回動可能であると同時に、ヨーク部１２によってロ
ーラそれ自身の中心軸線１５の周りに回動するようにな
っている。

軸１３は、１６にて全体的に示すリンク機構によって、
その軸線１４を軌道テーブル５の表面に対し垂直に保っ
た状態にて水平方向に移動可能なように支持されている
。

リンク機構１６は、基台２上に垂直に回動可能に支持さ
れた軸１７、該軸の上下端に一端にて固定された一対の
アーム１８．及び１９、これら一対のアームの他端に回
動可能に装着された軸２〇一端にて軸２０の上下端に近
接して固定された一対のアーム２１及び２２を含んでお
り、アーム２１及び２２の他端は軸１３をその上下端部
にてその中心軸線１４の周りに回動可能に支持している
。

軸１３の上端は物品担持テーブル８の下面に係合してお
り、これによって従軌道ローラ１１は軌道６に対し比較
的強く押し付けられ、軌道６に正しく沿って転動するよ
うになっている。

軸１３の中間部にはロッド２３の一端が軸受は的に係合
しており、該ロッドの他端は基台２上に設けられた一対
の軌道２４及び２５上に移動可能に配置された台車２６
に枢軸２７によって装着されている。

軸１３の中間部には鎖車２８が装着されている。

一方、台車２６上には支柱２９が設けられており、更に
これに装着されたラグ３０及び３１によって軸３２が垂
直に且つその中心軸線の周りに回動可能に支持されてい
る。

軸３２はその下端部及び上端部に鎖車３３及び３４を支
持している。

下方の鎖車３３と軸１３に装着された鎖車２８の間には
無端鎖３５が掛渡されている。

支柱２９の上端より水平方向に延びるビーム３６の自由
端部には軸１３の中心軸線１４と一致する軸線の周りに
回動可能な軸３７が装着されており、該軸の上端には工
具支持要素３９が装着されている。

図示の実施例に於いては、工具支持要素３９には工具と
して溶接用のトーチ４０が装着されており、該トーチは
その作動上の加工端４１が軸線１４上に位置するように
配置されている。

鎖車３８と３４の間には無端鎖４２が掛渡されている。

この場合、鎖車２８と３８の直径は互に等しくされてお
り、又鎖車３３と３４の直径は互に等しくされている。

４３は回転テーブル３３を回転駆動する為のモータユニ
ットであり、これによって回転テーブル３に接着された
軌道テーブル５、回転テーブル３より支柱７を介して担
持された物品担持テーブル８及びこの上に支持板９を介
して載置された物品１０が垂直軸線４の周りに以下に説
明される如く加減速を伴って回転されるようになってい
る。

台車２６の側縁部にはラック４４が設けられており、こ
れと噛合う歯車４５を備えた回転式ポテンシオメータ４
６が基台２上に装着されている。

回転式ポテンシオメータ４６は歯車４５の回転に応じて
変化する電気抵抗を与える装置であり、その電気抵抗の
変化によってモータユニット４３の回転を制御し、回転
テーブル３の回転速度が変えられるようになっている。

即ち、基台２に対し台車２６が第１図又は第２図に於い
て右方へ移動し、歯車４６が第２図で見て反時計方向へ
回転されるにつれて、回転式ポテンシオメータ４６の電
気抵抗の変化によってモータユニット４３により駆動さ
れる回転テーブル３の回転速度は減速され、逆に基台２
に対し台車２６が図にて左方へ移動すると、回転テーブ
ル３の回転は速くなるようになっている。

これは、以下に詳細に説明される如く、従軌道ローラ１
１の軌道６に沿う方向の相対的移動速度或は物品１０上
に於ける加工部に沿うトーチ４０の加工端４１の相対的
速度を一定に維持する作用をなすものである。

以上に説明した装置は次の如く作動する。

今、軌道６に含まれる幾つかのポイントの切換えによっ
て従軌道ローラ１１が第一の系統の軌道６ａに沿って相
対的に移動するように設定されているとする。

回転テーブル３が所定の始動位置に設定され、加工を施
される物品１０が物品担持テーブル８上に所定の位置に
装着されると、従軌道ローラ１１は軌道６ａ上の所定の
位置に設定され、これと連動するトーチ４０の加工端４
１は物品１０に対し所定の設定位置にもたらされる。

即ちこの場合、従軌道ローラ１１の第２図に於けるＸ−
Ｘ方向の変位はロッド２３、台車２６、支柱２９、ビー
ム３６を介してそのままトーチ４０に伝えられ、従軌道
ローラ１１とトーチ４０の作動端４１とは常に同一の垂
直軸線１４内に位置するようになっている。

又軌道６ａ或は６ｂの径路形状の如何によって、従軌道
ローラ１１はそれが接触する点に於ける軌道の径路方向
に応じて軸線１４の周りに回動するが、かかる軸線１４
の周りの従軌道ローラ１１の回動は鎖車２８、鎖３５、
鎖車３３、軸３２、鎖車３４、鎖４２、鎖車３８、軸３
７を経て同じ軸線１４の周りのトーチ４０の同一角度の
回動を生ぜしめる。

従って例えば、軌道６ａ又は６ｂの径路形状に一致する
輪郭形状を有する物品１０の加工部に対しその一点にて
トーチ４０が直角にあてられるようにトーチ角度の設定
が行われると、回転テーブル３の回転によって物品１０
が回転されたとき、トーチ４０は加工部のどの点に於い
ても該加工部に対し直角にあてられるように自動的に角
度調節される。

かくして始動時の設定が行われた後、トーチ４０を作動
させると同時にモータユニット４３を作動させ、回転テ
ーブル３を回転駆動する。

回転テーブル３の駆動に伴って軌道テーブル５及び物品
担持テーブル８は一体となって軸線４の周りに第２図に
於いて矢印に示す方向に回動し、それに伴って軌道６ａ
に沿って相対的に移動する従軌道ローラ１１は、図にて
次第に右方へ駆動されると同時に、軸線１４の周りに第
２図で見て時計方向へ回動される。

かかる従軌道ローラ１１の変位及び回動はそのままトー
チ４０へ伝えられ、該トーチの同方向への変位及び軸線
１４の周りの同一角度の回動を生ずる。

この場合、軌道テーブル５が第２図で示す如き始動位置
から始まって矢印の方向へ回動されると、もし回転テー
ブル３の回転速度が一定であると、駆動６ａに対する従
軌道ローラ１１の該軌道に沿う方向の相対的速度は次第
に増大してくる。

このことは物品１０の加工部に沿う方向のトーチ４０の
作動端４１の相対的速度が次第に増大してくることを意
味し、加工部の各点に対し等速による加工が行われず、
この場合加工速度は次第に低下してくることを意味する
。

かかる加工速度の変化が生ずることを防ぎ、各加工部に
対し一定の加工速度による加工が行われるべく、前述の
回転式ポテンシオメータ４６が作動する。

即ち、従軌道ローラ１１が図にて右方へ移動し、台車２
６がこれに伴って図にて右方へ移動するにつれて、その
側面に設けられたラック４４と噛合う歯車４５は第２図
にて反時計方向へ回動され、回転式ポテンシオメータ４
６の電気抵抗が変化し、モータユニット４３の回転速度
が減速されて、回転テーブル３の回転速度が減速される
。

かかる補償作用によって、軌道の径路形状が如何様に変
化しても、該軌道に対する従軌道ローラ１１の軌道に沿
う方向の相対的速度は軌道の全域に亘って実質的に一定
に保たれ、これに対応して加工物１０上の加工部に与え
られる加工速度はそれに沿う各点に於いて実質的に一定
とされる。

軌道６ａの径路形状による加工に続いて軌道６ｂの径路
形状による加工が行われるべき時には、回転テーブル３
が一周された後、軌道６中に含まれる幾つかのポイント
を切換え、再び回転テーブル３の回動を行えばよい。

以上に於いては本考案を一つの実施例について詳細に説
明したが、本考案がかかる実施例にのみ限れるものでは
なく、かかる実施例について本考案の範囲内にて種々の
修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による倣い加工装置の１つの実施例を示
す側面図、第２図は第１図の矢印■−■方向に見た第１
図に示す装置の下部を幾分縮尺を拡大して示す図である
。 １．２・・・・・・基台、３・・・・・・回転テーブル
、４・・・・・・軸線、５・・・・・・軌道テーブル、
６・・・・・・軌道、６ａｔ６ｂ・・・・・・第−及び
第二の系統の軌道、７・・・・・・支柱、８・・・・・
・物品担持テーブル、９・・・・・・支持板、１０・・
・・・・物品、１１・・・・・・従軌道ローラ、１２・
・・・・・ヨーク部、１３・・・・・・軸、１４，１５
・・・・・・軸線、１６・・・・・・リンク機構、１７
・・・・・・軸、１８．１９・・・・・・アーム、２０
・・・・・・軸、２１，２２・・・・・・アーム、２３
・・・・・・ロッド、２４．２５・・・・・・軌道、２
６・・・・・・台車、２７・・・・・・枢軸、２８・・
・・・・鎖車、２９・・・・・・支柱、３０．３１・・
・・・・ラグ、３２・・・・・・軸、３３，３４・・・
・・・鎖車、３５・・・・・・鎖、３６・・・・・・ビ
ーム、３７・・・・・・軸、３８・・・・・・鎖車、３
９・・・・・・工具支持要素、４０・・・・・・トーチ
、４１・・・・・・トーチの作動端、４２・・・・・・
鎖、４３・・・・・・モータユニット、４４・・・・・
・ラック、４５・・・・・・歯車、４６・・・・・・回
転式ポテンシオメータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軌道を担持し第一の軸線の周りに回動する軌道テーブル
   と、加工されるべき物品を担持し前記軌道テーブルと同
   時に前記第一の軸線周りに回動する物品担持テーブルと
   、前記第一の軸線に対し平行な第二の軸線の周りに回動
   する軸であってその一端に前記第二の軸線に対し垂直な
   第三の軸線の周りに回動して前記軌道に係合する従軌道
   ローラを担持した倣い軸と、前記第一の軸線に対し前記
   第二の軸線を平行に保ち且前記軌道に前記従軌道ローラ
   を係合させた状態を保つよう前記倣い軸を前記軌道テー
   ブルに対し相対的に移動可能に支持する装置と、加工端
   を有する工具をその加工端が前記倣い軸の移動に連動し
   て常に前記第二の軸線上にあり且つその前記第二の軸線
   の周りの回動位置が前記第二の軸線の周りに於ける前記
   倣い軸の回動位置に対応するように支持する装置と、前
   記軌道テーブルと前記倣い軸の間の相対的移動に伴う前
   記第一の軸線と前記第二の軸線の間の距離の変化に応じ
   て該距離が大きいほど前記軌道テーブルと前記物品担持
   テーブルの前記第一の軸線の周りの回動速度を小さくす
   るよう前記軌道テーブルと前記物品担持テーブルの回転
   速度を制御する速度制御装置とを有することを特徴とす
   る倣い加工装置。