JPS6085802A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPS6085802A
JPS6085802A JP59197009A JP19700984A JPS6085802A JP S6085802 A JPS6085802 A JP S6085802A JP 59197009 A JP59197009 A JP 59197009A JP 19700984 A JP19700984 A JP 19700984A JP S6085802 A JPS6085802 A JP S6085802A
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tool
workpiece
actuator
tool head
machine
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ロジヤー・ハーヴエイ・スリー
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AE PLC
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シングルパスで、一般的に定置のワークを加
工するための少なくとも１つの工具を備えた回転する工
具ヘッドを有している形式の工作機械に関する。
従来の技術 前述の形式の工作機械は、通常「ねこチャック」として
知られている。このような工作機械にはいくつかの利点
がある。たとえは、シングルパスでワークの荒削り及び
仕上げ加工を行なうことができ、従って完成されるワー
クの製作速度が著しく高くなる。さらに、ワークは一般
的に定置であるので、完成されたワークを、極めて迅速
に取り外して、新しいワークと交換することができる。
非円筒状のワークを製造するために、工具とワークとの
相対位置を変化させるために種々の提案がなされてきた
。一般的に、工具ヘッドから離れて定置に配置されてい
てかつカム従動によって追従されるカム面から成ってい
て、前記カム従節の運動が機械的な結合によって相対運
動に変換されるようになって℃・るこのような提案は、
たとえはフランス国特許第１，５１６，９５１号明細書
及びアメリカ合衆国特許第２，７２０゜８０６号明細書
において公知である。
この上うなねこチャック型の工作機械の欠点は、ねとチ
ャックの一胞転内で複雑な工具の運動が要求されるので
、加工されるワークの不均一な形状を複雑にすることが
できないことである。このことは、ワークが、内燃機関
用のピストンを形成するアルミニウム又はアルミニウム
合金から成る素材であるばあいに特にＭＷである。もし
ピストンがその潤滑特性を改善するように形成されてい
れは、ピストン及びこれを備える内燃機関の作業効率を
事実上改善することができると言うことが最近明らかに
なった。たとえば、不均一な面を有する形状が、実地に
おいて著ｌ−い改善に役立つことが判った。
発明の課題 本発明の課題は、たとえは内燃機関に使用されるピスト
ンに、内燃機関の効率を改善するような複雑な形状を与
えることができるような工課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、ワークの所
望の横断面形状が、一回転以内の工具の運動を要求する
ようになっており、さらに前記のそれぞれの回転中に加
工されたワークの横断面形状の変化を与えるために、１
つの加工パスで工具ヘッドが回転する間に少なくとも１
つの工具とワークとの間の相互運動を制御するための電
気的なアクチュエータが設けられており、さらに所望の
ワーク横断面形状の変化を示しかつ工具とワークとの所
望の相対運動を制御するためのアクチュエータに送られ
る電気制御シグナルを生じるための電子側ｒＡｒ　ｈ　
＆が設けられているようにしたことである。
第１実施例 工作機械はねこチャック型であり、かつ内燃機関に備え
つけるはあいにその性能を改善するために、加工される
ピストン素材に、所望の不均一な表面形状を有する不均
一な横断面形状を与えるための工作機械である。このよ
うな工作（幾械は、たとえは英国特許第２，１０４，１
８８号明細１゛に示されている。
第１図に示すように、工作機械は、一般的に円筒状の工
具ヘッド１０から成り、この工具ヘッドは一端部で開口
しておりかつ内側内周面に暇付けられた２つの工具１１
．１２を有している。工具１１．１２は、開口端部に最
も近い工具１１が荒削り工具であり、他方の工具が仕上
げ工具であるように配置されており、従って２一つの工
具１１．１２はワークをシングルパスで連続して加工す
る。唯一つの工具を備えるか、又は３つ、４つ又はそれ
以上の工具を備えていてもよい。同様に、２つ又はそれ
以上の工具を有していてもよく、連続する加工効果は、
工具を円周方向でスペースを置くことにより、及び／又
は工具を軸線方向でスペースを置くことによって得られ
る。
２つの工具１１．１２は、半径方向で運動可ト？沖１ｆ
丁目、・ソぴ１０１ｒゆ軒許乙柄イい人　、ンｎ目的の
ために、旋回バー　１３が工具１１．１２の外側端部に
暇付けられており、かつサーボモータ１５のねじジヤツ
キ１４を介して取付けられており、このサーボモータの
制御は以下に詳しく説明する。
工具ヘッド１０は回転可能に軸１６に装着されており、
この軸は、工具ヘッド１００回転軸線に対して直角な旋
回軸１７によって駆動モータ１９の出力軸１８に結合さ
れている。アクチュエータ３２は、工具ヘッド１０を旋
回軸１７を中心にして揺動するために設けられている。
工具ヘッド１０及び駆動モータ１９はフィードスライダ
２０に転向可能に取付けられており、該フィードスライ
ダは、工具１１．１２を所望の送り速度で加工パス内に
おいて送るためのモータによって、工具ヘッドの回転軸
線に対して平行に移動される。
ワーク２２としてのピストン素材が、チャックヘッド２
５に旋回軸２４を介して結合されているチャック２３内
に支持されている。旋回軸２４は、工具ヘッド゛１０の
回転＠緑に対して直角１工軸線を中心にしたしかもアク
チュエータ３３に制御された、チャック２３とチャック
ヘッド２５との間の相対旋回連動を許容する。チャック
ヘッド２５はスライダ２６上に支持されており、このス
ライダは、加工開始のだめの基準位置に、ワーク２２を
もたらすためのモータ２７によって、工具ヘッドの回転
軸騙に対して平行に移動可能である。
工作機械は、コンピュータ制御機構によって１１ｉ１」
ｍ＋される。制御機構は、以下の形式で操作されるコン
ピュータ２８を有している。コンピュータ２８は、所望
のワーク横断面形状を与えるために、ワークの周面にお
（・て所定の角度間隔で、及びワークに沿った軸方向の
数個所でワーク２２の所望の半径を規定する入力ディジ
タル形状データを供給する。実地において、所望の半径
は、ワークのそれぞれの軸方向位置でワークの周面にお
けるたとえば５°の角度で基準半径からのずれを示して
おり、このためにデータのこのような連続は０．１羽又
は１罷で与えられる。もちろん、ワークがワーク軸線を
通る一平面に対して対称的であるか、互いに直角であり
、かつ互いに１８０度又は９０度たけずれた２つのこの
ような平面に対して対称的であると好都合である。
コンピュータ２８は、このようなデータから、それぞれ
の瞬間で工具とワークとの所望の相対位置を表示するデ
ィジタルシグナルを発生する。
データはコンピュータ内に記憶されており、かツ角度エ
ンコーダ２９及び送りエンコータ３５からのディジタル
位置シグナルを受け取りしだし・アウトプットされる。
コンピュータ２８のアウトプットは、所望のワーク横断
面形状を得るために瞬間的な所望の工具位置を表示する
ディジタルシグナルの連続である。これは、駆動モータ
１９の出力軸に支持されたスリップリング３０を介して
サーボモータ１５に供給される制御シグナルを発生する
制御＠構３１によって受けとられる。サーボモータ１５
がこのシグナルに一致してねしジヤツキ１４を動かし、
従って旋回パー１３を介して工具１１．１２の所望の連
動が生せしめられる。
それに加えであるいは選択的に、制ｍ機構３１は、工具
ヘッド軸１６及びチャック２８をそれぞれの旋回軸１７
．２４を中心にして旋回するためにアクチュエータ３２
．３３へシフ゛−１）−／しを送る。旋回のシグナル及
び旋回の継続は、所望のワーク横断面形状を与えるため
に選はれている。一般的には、軸１６は、ワーク２２の
形状に比較的大きな寸法の変化を与えるために旋回され
、これに対して工具１１．１２は、ワーク２２の形状に
比較的小さな寸法の変化を与えろために作業される。た
とえは、アクチュエータ３２．３３は、ワークを所望に
変化させて、ピストンに沿った楕円形状、又は所望のチ
ー／々又はたる形状を製造するために役立つ。
工具ヘッド１０が毎秒５０回転あるいはそれ以上で回転
するとよい。この速度で、工具１１゜１２とワーク２２
との相対位置を、所望のワーク横断面形状を得るために
マイクロセカンド以内で変えなければならない。このよ
うな理由のために、工具が低質量にされること及びサー
ボモータ１５が制御シグナルに極めて迅速に反応するこ
とができることが重装である。同様に、工具ヘッドが回
転するばあいに、工具ヘッドが最小の慣性になるように
設計されることもできる。このことは、ワーク２２とチ
ャック２３とが旋回軸２４を中心にして旋回されるばあ
いに同様にチャック２３に当てはまる。
制御シグナルを工具運動に変換することは、電気シグナ
ルを機械運動に変換する種々の形式の変換器による種々
の実施例にお（・て得られる。
たとえば、圧電又は磁歪効果を利用するか、又は可動子
としての工具ホルダを有するリニアモータ及びルノイド
のような電磁効果を利用する。
第２実施例 工具ヘッド１０の別の実施例が第２図に示されている。
この実施例では、工具ヘッド１０は、該工具ヘッド１０
の周面に角度間隔を置いて６つの工具３２　ａ、３３　
ａ、３４　ａを備えている。
工具３２　ａ、３３　ａ、３４　ａは、制（財）シグナ
ルに一致して半径方向で連動するように取付けられてい
る。この運動は、工具ホルダをそれぞれＶＴ動子どして
形成するソレノイド又は°リニアモータのような適当な
アクチ、ユエータによって生せしめられる。
さらに、制御シグナルは、スリップリング３０を介する
形式とは別の形式で工具ヘッドに送られる。たとえは電
波又は超音波によって、あるいは光シグナルによって伝
達される。前記の光シグナルによる方法のはあいには、
シグナルは、光フアイバー機構によって伝達される。別
の実施例では、コンピュータｆＵ　ｈ　機＆の少すくと
も一部分か工具ヘッドに設けられており、従ッテコンピ
ュータ制御機栴は工具ヘッド１０と一緒に回転する。コ
ンピュータ制御機構の全てをこのように取付ける必要は
なく、工具ヘッドには、将来所望される工具位置を蓄積
しておくだめの、及び蓄積されたシグナルに一致して制
御シグナルをアウトプットするための蓄積器を備えてお
くだけでよい。
さらに所定の灸件においては、所望の横断面形状を与え
るためにワークの旋回、工具ヘッド１０の旋回又は工具
１１．１２の半径方向連動を制御させるだけでよい。
発明の効果 本発明による工作機械によって、ピストンに所望の横断
面形状を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による工作機械の概略図、第２図は第１
図の工作機械のための工具ヘッドの別の実施例を示す横
断面図である。 １０・・・工具ヘッド、１１・１２・・・工具、１３・
・・旋回バー、１４・・ねじジヤツキ、１５・・・サー
ボモータ、１６・・軸、１７・・・旋回軸、１８・・・
出力軸、１９・・駆動モータ、２０・・・フィードスラ
イダ、２２・・・ワーク、２３・・・チャック、２４・
・・旋回軸、２５・・・チャックヘッド、２６・・・ス
ライダ、２７・・モー［１，２Ｂ・・コンピュータ、２
９角度エンコーダ、３０・・スリップリング、３１−制
ｉ中機構、３２・３３・・・アクチュエータ、３２ａ・
３３ａ・３４ａ・・・工具、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ワークに所望の横断面形状を与えれためにシング
    ルパスで、ワークを加工するための少なくとも１つの工
    具（１１，１２）を備えた回転可能な工具ヘッドを有す
    る工作機械において、前記の横断面形状か、一回転以内
    の工具の運動を要求するよ５　Ｋなっており、さらに前
    記のそれぞれの回転中に加工されたワークの横断面形状
    の変化を与えるために、１つの加工パスで工具ヘッド（
    １０）か回転する間に少なくとも１つの工具（１１，１
    ２）とワーク（２２）との間の相互連動を制御するだめ
    の電気的なアクチュエータ（１５）が設けられており、
    さらに所望のワーク慣断面形状の変化を示しかつ工具と
    ワークとの所望の相対運動を制（至）するためのアクチ
    ュエータ（１５）に送られる電気側輸シグナルを生じる
    だめの電子制御ｆｌ１機構（２８，３１）が設けられて
    いることを特徴とする工作機械。 ２、工具ヘッドに取付けられた少なくとも１つの工具（
    １１，１２）が、工具ヘッドの回転軸線に対して半径方
    向で運動可能であり、前記アクチュエータ（１５）が工
    具ヘッド（１０）に取付けられていてかつ前記運動可能
    な工具に直接作用するようになっており、前−記制御（
    幾構が、シグナルを、所望の横断面形状を加工するため
    の工具ヘッドの回転中に半径方向で工具を運動する前記
    アクチュエータに適用するようになっている特許請求の
    範囲第１項記載の工作機械。 ６、制御機ＩＮ（２８，３１）が定置であり、制御シグ
    ナルを受け取るアクチュエータ（１５）が、スリップリ
    ング（３０）を介して工作機械の定置部分と工具ヘッド
    との間に配置されている特許請求の範囲第２墳記載の工
    作機械。 ４、　前記アクチュエータ（１５）が、少なくとも１つ
    の工具を半径方向で連動させる電気制呻シグナルに一致
    して連動する出力ねじジヤツキ（１４）を有するサーボ
    モータから成っている特許請求の範囲第２項又は第６．
    ！Ｊ記載の工作機械。 ５．２つの工具（１１，１２）が、工具ヘッド（１０）
    において、かつ・イングルパスでワーク（２２）を連続
    的に加工するために工具ヘッドに沿って軸方向で間隔を
    置℃・て設けられており、さらに工具ヘッド（１０）に
    、アクチュエータ（１５）によって旋回可能にバー（１
    ３）が設けられており、該バー（１３）が、電気制御シ
    グナルによってアクチュエータか作動するさく・にこの
    バーによって両方の工具が半径方向で運動されるように
    ２つの工Ａ（１０，１１）と結合されている特許請求の
    範囲第２功から第４項までのいずれか１項記載の工作機
    械。 ６、　アクチュエータが、工具の位置を交換しかつアク
    チュエータに適用された磁界に一致して生ぜしめられる
    力を発生するようになっており、さらに電磁石が、前記
    制御シグナルを工具の位置を制御するための磁界に変換
    するために工具ヘッドの周りに設けられている特許請求
    の範囲第１項又は第２項記載の工作機械。 Ｚ　前記アクチュエータが、制徊）シグナルを工具の一
    致する機械運動に変換するための圧電変換器から成って
    いる特許請求の範囲第１勇から第３項までのいずれか１
    頂記載の工作機械。 ８、　前記制御機構（２８，３１）が、゛所望のワーク
    横断面形状を規定するデータを受信する、及び工具ヘッ
    ドのそれぞれの回転中に単数又は複数の工具とワークと
    の相対位置の所望の変化を規定するディジタルシグナル
    の連続ヲ生ずるディジタル制御機構である特許請求の範
    囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の工作機械
    。 ９　ワーク（２２）が、工具ヘッドの回転軸線に対して
    直角な旋回軸（２４）を中心にして旋回運動可能に取付
    けられており、さらにアクチュエータ（３３）が、加工
    パス中に旋回軸を中心にして、及び電気制御機構（２８
    ゜３１）によって与えられる制御シグナルと一致してワ
    ークを旋回する特許請求の範囲第１項から第８項までの
    いずれか１項記載の工作機械。 １０、工具ヘッド（１０）が、その回転軸線に対して直
    角な旋回軸（１７）を中心にして旋回可能に設けられ℃
    おり、さらにアクチュエータ（３２）が、加工パス中に
    前記旋回軸を中心にして、及び電気制御機構（２８，３
    １）によってん見られる制御シグナルと一致して工具ヘ
    ッドを旋回する特許請求の範囲第１小から第８項までの
    いずれか１珈記載の工作機械。
JP59197009A 1983-09-21 1984-09-21 工作機械 Pending JPS6085802A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB838325294A GB8325294D0 (en) 1983-09-21 1983-09-21 Machine tools
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JPS6085802A true JPS6085802A (ja) 1985-05-15

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ID=10549098

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JP59197009A Pending JPS6085802A (ja) 1983-09-21 1984-09-21 工作機械

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US (1) US4612833A (ja)
JP (1) JPS6085802A (ja)
KR (1) KR850002792A (ja)
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DE (1) DE3434175A1 (ja)
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GB (2) GB8325294D0 (ja)
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