JPS61136769A - 木工用ｎｃル−タにおける研削砥石の成形方法およびその成形装置 - Google Patents

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】 （技術分野） この発明は、ＮＣルータにおける研削砥石の成形方法お
よびその方法を実施するための装置に関するものである
。

（従来技術） 木工材料の加工分野において、数値制御で作動するＮＣ
ルータの主軸に切削工具を取り付け、その切削工具を回
転させつつ移動させることによって面取り、彫刻、切抜
きなど所定の加工を木工材料に施すことが行われている
。

ところで、このような切削加工が施された木工材料の加
工面は木肌が荒れた状態にあり、そこで、通常はその加
工面を手作業でペーパがけして磨き、荒れた加工面をき
れいに仕上げることが行われる。

ところが、この手作業によるペーパがけ作業には多大な
手間と時間とがかかり、また埃、磨き屑等が多量に出る
ために、作業者に嫌われる仕事となっている。

このようなことから、ＮＣルータの主軸に、加工面の断
面形状に対応した形状の研削砥石を取り付け、この研削
砥石を数値制御の下に移動させつつ、この研削砥石によ
ってその加工面を磨く試みが行われている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、研削砥石は切削工具と異なって摩耗し易
く、このために研削砥石を予め定められた正しい軌跡で
移動させても、そのうちに木工材料の切込み深さが浅く
なってしまい、また研削砥石を所定の形状に成形するこ
とが難しいなどの理由から、かかる研削砥石による仕上
げ加工は殆ど行われていないのが実情である。

（問題点を解決するための手段・その１）本願の二つの
発明は、このような問題点を解決するために為されたも
のであり、このうち第一の発明は、研削砥石の成形方法
に係るものであって、その要旨とするところは、回転す
る主軸に取り付けられた切削工具を数値制御の下に移動
させて木工材料に所定の切削加工を施すＮＣルータの該
主軸に、該木工材料の加工面を仕上げ加工するための研
削砥石を前記切削工具に代えて取り付ける一方、該研削
砥石を削って成形する成形工具を前記ＮＣルータに取り
付けて該成形工具の先端を回転する前記研削砥石に接触
せしめ、その状態で成形工具の先端が該研削砥石に対し
て前記木工材料の仕上げ面の断面外形線を軌跡とする相
対運動を行うように、該研削砥石および／又は前記成形
工具を数値制御下に移動させることにより、該研削砥石
を前記仕上げ面に対応した形状に成形することにある。

すなわち、本発明は、ＮＣルータが、数値制御の下に主
軸に取り付けられた研削砥石を一次元。

二次元、或いは三次元的に移動させ得る機能を有する点
に着目し、そのＮＣルータに成形工具を取り付けてその
先端を研削砥石に接触させ、その状態で両者の間に相対
運動を生ぜしめて、研削砥石を木工材料の仕上げ面に対
応した形状に成形するようにしたのである。

（作用および効果） このようにすれば、研削砥石が仕上げ加工中に摩耗した
場合にも、その仕上げ加工を一時的に中断するだけで、
研削砥石をＮＣルータから取り外すことなしに容易に元
の形状に修正することができる。しかも、砥石の成形は
、ＮＣルータの数値制御動作に基づいて正確に行われる
ため、砥石成形に当たって特別な技術２熟練は不必要で
あり、加えて研削砥石の成形を専門の加工業者に依頼す
る場合のように、研削砥石を加工業者に預けることによ
って一定期間使用不能となるようなこともなく、したが
って予備の研削砥石を沢山用意しておく必要もなくなる
等各種の効果が生ずるのである。

（問題点を解決するための手段・その２）前記問題点を
解決するための本願の第二の発明は、上記方法を実施す
るための装置に係るものであって、その要旨とするとこ
ろは、（ａ１回転する主軸に取り付けられた切削工具を
数値制御の下に移動させて木工材料に所定の切削加工を
施すＮＣルータと、ｆｂ）前記切削工具に代えて前記主
軸に取り付けられた研削砥石を削って成形する成形工具
と、該成形工具の先端をその軸心と直角な一回動中心線
上に位置させた状態において、該成形工具を該回動中心
線回りに回動可能に保持する保持機構と、前記成形工具
先端の軸心を相対移動する前記研削砥石の成形面に対し
て直角に保つべく前記成形工具を前記回動中心線面りに
回動させる駆動機構とを備えて前記ＮＣルータに取り付
けられた砥石成形装置本体とを、含むことにある。

（作用および効果） このような装置においては、成形工具が回動させられる
ことによって、その先端が研削砥石の成形面に対して常
に直角に保たれるため、成形工具および／又は研削砥石
の移動につれて成形工具の先端周辺部と研削砥石とが干
渉するのが回避され、研削砥石の成形をスムーズに行う
ことができる。

しかも、本装置においては、成形工具の先端が、その回
動中心線上に位置させられているために、成形工具を回
動させてもその先端の位置は変わらず、このため成形工
具あるいは研削砥石の移動の制御が容易となる利点が生
ずるのである。

（実　施　例） 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する
。

第１図は、本発明の一実施例である成形装置を簡略的に
示したものである。図において、１０は、ＮＣルータの
機枠で、ベース１２とコラム１４とビーム１６とを有し
ている。ビーム１６には、案内溝１８がビーム１６の長
手方向に沿って設けられており、この案内溝１８の内部
に、サーボモータ２２に連結された雄ねじ軸１９が回転
可能に配設されている。ビーム１６には、スライダ２０
が横方向（図中左右方向）にスライド可能に支持された
状態で取り付けられている。スライダ２０の裏面側には
、図示しない突部が形成されていて、この突部が案内１
１８の内部に入り込み、更にこの突部に形成された雌ね
じ穴に、上記雄ねじ軸１９がボールを介して螺合されて
いる。すなわち、スライダ２０の突部に形成された雌ね
じ穴と雄ねじ軸１９、更にその突部に保持されたボール
とがボールスクリュー機構を構成し、このスクリュー機
構によって、スライダ２０が第１図中左右方向（Ｘ軸方
向）に送られるようになっているのである。

このスライダ２０の前面側には、主軸ヘッド２４が取り
付けられている。主軸ヘッド２４は、雄ねじ軸２８を含
むボールスクリュー機構を介してサーボモータ２６に連
結されており、主軸３０およびこれに取り付けられた研
削砥石３２が、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降させられる
ようになっている。

一方、ベース１２上には、テーブル３４が移動可能に配
設されている。テーブル３４は、あり導３８においてベ
ース１２のあり突条３６に嵌合されており、またスライ
ダ２０．主軸ヘッド２４と同様、ボールスクリュー機構
を介してサーボモータ４２に連結され、このサーボモー
タ４２により紙面に直角な方向（Ｙ軸方向）に駆動され
るようになっている。なお、４０は、テーブル３４上に
載せられたワークで、テーブル３４とともにＹ軸方向に
送られる。

前記コラム１４には、研削砥石３２を成形するための成
形装置本体４６が、成形工具４８の先端を研削砥石３２
に向けた状態で配設されている。

成形装置本体４６は、第２図および第３図に示されるよ
うに、弓形状のホルダ５０を有し、そのホルダ５０は両
端の小径部５２．５４において、軸受本体６０．６２に
より、ベアリング５６．５８を介して回動可能に支持さ
れている。そして、その中央部には、前記成形工具４８
が、刃部となる先端部７４をホルダ５０の回動中心線６
４上に位置させた状態で、かつその軸心が回動中心線６
４に直角となる状態で取り付けられ、ホルダ５０が回動
中心線６４の回りに回動させられるとき、成形工具４８
が、その先端７４を回動中心線６４上に位置させつつ中
心線６４の回りに回動するようにされている。

ホルダ５０の一方の端部は、軸受本体６２を貫通してそ
の外側に突出し、その突出した端部にギヤ６６が固設さ
れている。ギヤ６６は、ギヤ６８を介してサーボモータ
７０に連結され、このサーボモータ７０によって、ホル
ダ５ｏが回動中心線６４の回りに駆動されるようになっ
ている。なお、このサーボモータ７０および前記スライ
ダ２０゜主軸ヘッド２４．テーブル３４をそれぞれ駆動
する前述のサーボモータ２２．２６．４２は、制御装置
４４に接続されており、この制御装置４４の制御の下に
作動させられるようになっている。

次に、このような装置を用いて研削砥石３２を成形する
手順を、装置の作用とともに説明する。

第１図に示される研削砥石３２は、切削工具にて面取り
加工されたワーク４０の加工面（面取り面）を仕上げる
だめのもので、その外周面が、ワーク４０の面取り面、
より厳密には仕上げ加工後の面（仕上げ面）に対応した
形状とされている。

この研削砥石３２によるワーク４０の仕上げ加工は、数
値制御の下に研削砥石３２をその面取り面に沿って移動
させつつ行われるが、研削砥石３２は切削工具と異なっ
て摩耗し易いために、このような仕上げ加工を繰り返す
うちに、その外周面の形状が変化してしまい、必要な切
込み深さが得られなくなる。成形装置本体４６は、研削
砥石３２がこのように摩耗して、ワーク４０の加工面を
所定の精度で仕上げることができな（なったとき、研削
砥石３２の外周面を元の形状に修正するために用いられ
る。

その修正（成形）の手順を、第４図乃至第８図に基づい
て説明する。先ず主軸３０を回転させつつ、サーボモー
タ２２．２６によって主軸３０をＸ軸方向、Ｚ軸方向に
駆動し、研削砥石３２の外周面の下端を成形工具４８の
先端７４に接触させる。なお、このとき、成形工具４８
の姿勢を、その軸心がＸ軸と平行となるようにしておく
。次に、成形工具４８をサーボモータ７０にて回動中心
線６４（Ｙ軸）回りに回動させながら、研削砥石３２を
Ｘ軸方向とＺ軸方向とに移動させて、成形工具４８と研
削砥石３２との間に、ワーク４０の仕上げ面の断面外形
線を軌跡とするような相対運動を生じさせる。このとき
、成形工具４８を、第６図乃至第８図に示すように、そ
の軸心が研削砥石３２の成形面（ここで成形面とは、研
削砥石３２の形状修正後の外周面、つまり成形後におけ
る外周面を意味する）、より厳密には成形面上の接線８
０ａ〜８０ｃに対して常に直角となるように数値制御し
つつ回動させる。これにより、成形工具４８の先端部７
４は、成形面に対して常に直角に対向する状態に保たれ
る。なお、回動中心線６４（Ｙ軸）の回りに回動する成
形工具４８は、先端部７４を常に回動中心線６４上に位
置させてこれを変化させないから、成形工具４８と研削
砥石３２との相対運動の軌跡は、研削砥石３２の移動モ
ードによって一義的に定まる。すなわち、研削砥石３２
をワーク４０における仕上げ面（仕上げられた面）断面
の外形線に沿って移動させれば、それがそのまま成形工
具４８と研削砥石３２との間の相対運動の軌跡となるの
である。

このようにして、成形工具４８と研削砥石３２との間に
、仕上げ面の断面外形線を軌跡とする相対運動を起こさ
せれば、研削砥石３２の外周面がその軌跡に沿って削り
とられて元の形状に修正（成形）される。成形された研
削砥石３２は、サーボモータ２２．２６の駆動によりワ
ーク４０に対する加工位置に戻され、続いてワーク４０
に対する仕上げ加工が継続される。

このように、本例の成形方法によれば、ワーク４０の仕
上げ加工を行う研削砥石３２が摩耗しても、その仕上げ
加工を一時中断するだけで研削砥石３２を容易に元の形
状に修正することができる。

これにより、ワーク４０に面取りなどの切削加工を行っ
たＮＣルータそのものを用いて、ワーク４０の加工面を
仕上げ加工することが可能となり、従来手作業でやらざ
るを得なかった仕上げ作業を、自動的かつ能率的に行う
ことが可能となるという、大きな効果が生ずる。

また、本例の装置においては、成形工具４８が回動させ
られてその先端７４が研削砥石３２の成形面に対して常
に直角に深たれるため、成形工具先端７４の周辺部と研
削砥石３２との干渉が回避されて成形作業がスムーズに
行われ、しかもその成形工具の先端７４は常に一定位置
に保持されるため、研削砥石３２の移動モードが単純化
されて、研削砥石３２あるいは成形工具４８の移動に対
する制御も容易となる利点も生ずる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその他の
態様で実施することも可能である。

例えば、上記実施例では、研削砥石による仕上げ加工を
一時中断して研削砥石３２を成形する場合について述べ
たが、仕上げ加工時に摩耗した研削砥石を複数ためてお
いて、これら複数の研削砥石を連続して成形するように
してもよいし、また摩耗した研削砥石を元の形状に修正
する場合のみならず、ブロック状の砥石材料を削って所
定の形状に成形する場合に、本発明を適用することも可
能である。

さらに、上記実施例では、研削砥石を２軸方向に移動さ
せることによって研削砥石と成形工具との間に相対運動
を生ぜしめるようにしているが、成形工具の側を移動さ
せることによってかかる相対運動を生せしめるようにす
ることも可能である。

また、上記実施例において砥石成形装置本体４６のボル
ダ５０を片持ちとしても良い。この他、本発明は、第９
図および第１０図に示すごとき形状の研削砥石７６．７
８あるいはその他の形状の研削砥石に対しても適用可能
であるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において、当業
者の知識に基づき様々な変形を加えた態様、形態で実施
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である成形装置を簡略的に示
す正面図である。第２図および第３図はそれぞれ第１図
における砥石成形装置本体の平面図および正面断面図で
ある。第４図乃至第８図は本発明の一実施例である成形
方法の実施手順を説明するための説明図であり、第９図
および第１０図はそれぞれ本発明を適用することが可能
な他の研削砥石を示す正面図である。 ３０：主軸　　３２，７６．７８：研削砥石４０：ワー
ク　　　　４６：砥石成形装置本体５０：ホルダ　　　
　６４：回動中心線６６．６８：ギヤ ２２．２６．４２．７０：サーボモータ７４：先端部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する主軸に取り付けられた切削工具を数値制
   御の下に移動させて木工材料に所定の切削加工を施すＮ
   Ｃルータの該主軸に、該木工材料の加工面を仕上げ加工
   するための研削砥石を前記切削工具に代えて取り付ける
   一方、該研削砥石を削って成形する成形工具を前記ＮＣ
   ルータに取り付けて、該成形工具の先端を回転する前記
   研削砥石に接触せしめ、その状態で、該成形工具の先端
   が該研削砥石に対して前記木工材料の仕上げ面の断面外
   形線を軌跡とする相対運動を行うように、該研削砥石及
   び／又は前記成形工具を数値制御下に移動させることに
   より、該研削砥石を前記仕上げ面に対応した形状に成形
   することを特徴とする木工用ＮＣルータにおける研削砥
   石の成形方法。
2. （２）回転する主軸に取り付けられた切削工具を数値制
   御の下に移動させて木工材料に所定の切削加工を施すＮ
   Ｃルータと、 前記切削工具に代えて前記主軸に取り付けられた研削砥
   石を削って成形する成形工具と、該成形工具の先端をそ
   の軸心と直角な一回動中心線上に位置させた状態におい
   て該成形工具を該回動中心線回りに回動可能に保持する
   保持機構と、前記成形工具先端の軸心を相対移動する前
   記研削砥石の成形面に対して直角に保つべく前記成形工
   具を前記回動中心線回りに回動させる駆動機構とを備え
   て前記ＮＣルータに取り付けられた砥石成形装置本体と
   を含むことを特徴とする木工用ＮＣルータにおける研削
   砥石の成形装置。