JPS6040290Y2 - 倣い工作機械 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械に関し、特にトレーサヘッドによりモ
デル形状を検出しこれに応じて被加工物を加工すように
した倣い工作機械に関するものである。

モデル形状に対応した形状に被加工物を加工する倣い工
作機械として従来立形倣い工作機械、横形倣い工作機械
、および３軸独立制御形倣い工作機械等が用いられてい
る。

立形倣い工作機械はモデルに対し上方からトレーサヘッ
ドのスタイラスを接触させその形状を検出し、被加工物
に対しても上方から工具主軸を近づけてこれを切削する
ものである。

横形倣い工作機械はモデルに対して水平方向からトレー
サヘッドのスタイラスを接触させその形状を検出し、被
加工物に対しても水平方向から工具主軸を近づけてこれ
を切削するものである。

３軸独立制御形倣い工作機械はトレーサヘッド全体を３
次元方向に移動させるためのサーボモータを有したトレ
ーサヘッド支持台と、ＸＹＺの３軸方向に送り駆動する
ためのサーボモータを有した工作機械とがそれぞれ独立
して設けられ、両者を倣い制御装置を介して連結し同期
的に運転させるものである。

このような従来の倣い工作機械は以下のような欠点を有
している。

立形倣い工作機械は加工中切粉が被加工物の上面に堆積
するため、そのまま切削を続行すると工具の欠けや被加
工物の切削面のむしれ等が起る。

また横形倣い工作機械の多くは被加工物およびモデルへ
の接近性や操作性を良くするために、主軸頭の上方にト
レーサヘッドを配置している。

従って、機械全体の高さが高くなり設置空間上の問題を
生ずる。

また水平方向からスタイライスを接触させモデルを倣わ
せるため、モデルをテーブルに固定するときその固定位
置をモデルに引いた罫画線を基準に重力に逆って微調整
しなければならず手間がかかる。

また水平方向を向いたトレーサヘッドはその構造上高精
度のものが得にくい。

また立形および横形倣い工作機械においてはトレーサヘ
ッドと主軸頭とが一体的に連結されているため加工中の
工具の切削振動等がトレーサヘッドに伝達され倣い精度
に悪影響を及ぼす。

３軸独立制御形倣い工作機械は制御すべき軸数が多く制
御回路構造が複雑となり高価になる欠点がある。

本考案は上記の点に鑑みなされたものであって、切粉の
排除性が良く、モデルをテーブルに固定しやすく、しか
も高精度な倣い加工を省力化して行なうことができる倣
い工作機械を得ることが目的である。

従って、本考案に係る倣い工作機械はテーブル上に載置
したモデルに接触追従しつつ３次元の倣い検出が可能な
トレーサヘッドを備え、該トレーサヘッドの検出信号に
応じてＸ。

Ｙ、 Ｚの３軸方向の各送り軸を駆動制御し、工具主軸
に装着した工具で被加工物を加工するようにした倣い工
作機械において、前記モデルを機械のテーブル上面に水
平方向に取付けるとともに被加工物を前記テーブル上面
にモデルの取付姿勢に対して９０度図中た垂直方向に取
付け、前記トレーサヘッドを前記テーブル上面に対して
垂直方向に支持するとともにトレーサ軸の軸線方向およ
び該軸線方向に対して垂直方向にそれぞれ移動可能に支
持し、前記工具を水平方向に支持するとともに該工具主
軸の軸線方向および該軸線方向に対して垂直方向にそれ
ぞれ移動可能に支持し、前記トレーサヘッドの移動と前
記工具主軸の移動はそれぞれ独立した駆動装置によって
駆動され、該駆動装置を前記トレーサヘッドの検出信号
によって倣い制御装置が駆動制御するような構成として
いる。

以下、図面に基いて本考案の実施例について説明する。

第１図は本考案に係る倣い工作機械の側面図、第２図は
その正面図である。

コラム２はベース１上に設けた水平案内面に沿って矢印
Ａ方向に摺動可能に設置される。

テーブル３はベース１に設けた別の水平案内面に沿って
矢印り方向に摺動可能に設置される。

主軸頭４はコラム２に設けた垂直案内面に沿って矢印Ｂ
方向に摺動可能に装着される。

主軸頭４には水平方向に工具主軸５が回転自在に装着さ
れ工具６を把持している。

テーブル３上には被加工物固定用イケール９が設置され
そのテーブル上面に対して垂直な取付面上に被加工物７
が固定される。

テーブル３の水平表面上にはモデル１６が固定される。

テーブル３をまたいでトレーサヘッド支持台８がコラム
２および主軸頭４と独立して設置される。

モデル１６の表面に接触するスタイラス１５を先端に備
えたトレーサヘッド１４がトレーサヘッド支持台８上に
設けられモデル１６の形状をその上方より検出する。

トレーサヘッド１４は矢印Ｃの水平方向（矢印Ａ方向に
平行）および矢印Ｅの垂直方向（矢印Ｂ方向に平行）に
移動可能である。

以上トレーサヘッド１４、主軸頭４、コラム２およびテ
ーブル３を各方向へ移動させる駆動装置として、トレー
サヘッド水平方向送りサーボモータ１０、主軸頭送りサ
ーボモータ１１、コラム送りサーボモータ１２、トレー
サヘッド垂直方向送りサーボモータ１３およびテーブル
送りサーボモータ１７がある。

トレーサヘッド水平方向送りサーボモータ１０と主軸頭
送りサーボモータ１１、トレーサヘッド垂直方向送りサ
ーボモータ１３とコラム送りサーボモータ１２は、倣い
制御装置１８を介してそれぞれ同期的に駆動されるよう
に連結される。

モデル１６に上方からスタイラス１５を接触させ倣わせ
るとその変位信号がトレーサヘッド１４から倣い制御装
置１８に送られこの変位信号に応じて前記各送りサーボ
モータ１０． １１． １２． １３． １７を駆動し
、水平方向を向いた工具主軸５に取付けた工具６が被加
工物７を切削しモデル１６を９００傾けた場合と同じ形
状に加工する。

なお倣い制御装置１８に取り付けられた駆動方向切換装
置（図示せず）で、コラム送りサーボモータ１２とトレ
ーサヘッド垂直方向送りサーボモータ１３との駆動方向
を互に逆方向になるように切換えるか、または主軸頭送
りサーボモータ１１とトレーサヘッド水平方向送りサー
ボモータ１０との駆動方向を互に逆方向になるように切
換えるかして同期的に駆動制御すれば、対称倣い装置を
特別に取り付けることなくモデル１６と対称形をした被
加工物が加工可能である。

以上のような倣い工作機械においては、被加工物を水平
方向から切削するため切粉が被加工物の加工表面上に堆
積することなく下に落下し切粉の排除性が良くなる。

従って、工具の欠け、被加工物加工面のむしれ等が起ら
ず工具の欠けの監視及び工具交換あるいは切粉の排除等
の作業が不要となり倣い加工作業の省力化が遠戚できる
。

またモデルはテーブルの水平面上に固定されるため重力
に逆られずモデルに引いた罫画線を基準に容易に位置決
め固定することができる。

また立形トレーサヘッドであるため高精度な倣い検出が
できる。

また、トレーサヘッド支持台が主軸頭およびコラムから
独立して設置しであるため切削振動のトレーサヘッドへ
の伝播が少く、高精度でしかも重切削が可能な倣い工作
機械が得られる。

さらに本考案に係る倣い工作機械においては同一のテー
ブル上に被加工物とモデルとを載置しであるためテーブ
ルの動きを工作機械本体側とトレーサヘッド側とで共用
することになり、３軸独立制御形倣い工作機械に比べて
駆動制御すべき送り軸数が少くなり構造が簡単となりコ
スト的にも有利となる。

また１個のモデルで対称形をした１対の被加工物が対称
倣い装置を特別に取り付けることなく簡単に加工可能で
あり、作業能力が拡大する利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本考案に係る倣い工作機械の
側面図および正面図である。 １・・・・・・ベース、２・・・・・・コラム、３・・
・・・・テーブル、４・・・・・・主軸頭、５・・・・
・・工具主軸、６・・・・・・工具、７・・・・・・被
加工物、訃・・・・・トレーサヘッド支持台、１０・・
・・・・トレーサヘッド水平方向送りサーボモータ、１
１・・・・・・主軸頭送りサーボモータ、１２・・・・
・・コラス送すサーボモータ、１３・・・・・・トレー
サヘッド垂直方向送りサーボモータ、１４・・・・・・
トレーサヘッド、１６・・・・・・モデル、１７・・・
・・・テーブル送りサーボモータ、１８・・・・・・倣
い制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ テーブル上に載置したモデルに接触追従しつつ３次
   元の倣い検出が可能なトレーサヘッドを備え、該トレー
   サヘッドの検出信号に応じてｘ、 ｙ、 ｚの３軸方向
   の各送り軸を駆動制御し、工具主軸に装着した工具で被
   加工物を加工するようにした倣い工作機械において、前
   記モデルを機械のテーブル上面に水平方向に取付けると
   ともに被加工物を前記テーブル上面にモデルの取付姿勢
   に対して９０度図中た垂直方向に取付け、前記トレーサ
   ヘッドを前記テーブル上面に対して垂直方向に支持する
   とともにトレーサ軸の軸線方向および該軸線方向に対し
   て垂直方向にそれぞれ移動可能に支持し、前記工具を水
   平方向に支持するとともに該工具主軸の軸線方向および
   該軸線方向に対して垂直方向にそれぞれ移動可能に支持
   し、前記トレーサヘッドの移動と前記工具主軸の移動は
   それぞれ独立した駆動装置によって駆動され、該駆動装
   置を前記トレーサヘッドの検出信号によって倣い制御装
   置が駆動制御するように構成した倣い工作機械。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の倣い工作機械
   において、ベースと、該ベース上に水平方向に移動可能
   に装着したテーブルと、前記ベース上に水平方向でかつ
   前記テーブルの移動方向に対して直角方向に移動可能に
   装着したコラムと、該コラムに垂直方向に移動可能に装
   着した主軸頭と、該主軸頭に水平方向に回転軸線を持つ
   ように支持した工具主軸とを有し、前記各移動方向に沿
   って前記テーブル、コラムおよび主軸頭をそれぞれ移動
   させるテーブル送り駆動装置と、コラム送り駆動装置と
   、主軸頭送り駆動装置とを設け、さらに前記トレーサヘ
   ッドを該トレーサヘッドのトレーサ軸線が前記テーブル
   上面に対して垂直となるように支持しかつ前記テーブル
   、コラムおよび主軸頭の移動とは分離して支持するトレ
   ーサヘッド支持台を設け、前記トレーサヘッドを前記主
   軸頭の移動方向に対して平行に移動させるトレーサヘッ
   ド垂直方向送り駆動装置および前記コラムの移動方向に
   対して平行に移動させるトレーサヘッド水平方向送り駆
   動装置とを具備し、前記モデルを前記テーブル上面に水
   平方向に取付けるとともに被加工物を前記テーブル上面
   に前記モデルの取付姿勢に対して９０度図中た垂直方向
   に取付け、前記コラム送り駆動装置とトレーサヘッド垂
   直方向送り駆動装置とを同期的に駆動制御するとともに
   前記主軸頭送り駆動装置とトレーサヘッド水平方向送り
   駆動装置とを同期的に駆動制御するようにした倣い制御
   装置を有する倣い工作機械。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項のいず
   れか１項に記載の倣い工作機械において、前記倣い制御
   装置は前記コラム送り駆動装置と前記トレーサヘッド垂
   直方向送り駆動装置との駆動方向を互に逆方向に同期的
   に駆動制御することができ、また前記主軸頭送り駆動装
   置と前記トレーサヘッド水平方向送り駆動装置との駆動
   方向を互に逆方向に同期的に駆動制御することができる
   ように駆動方向切換装置を備えてなる倣い工作機械。