JPS61159358A - 木工材料の仕上げ加工装置 - 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） 本発明は、木工材料の仕上げ加工装置に係り、特に研削
砥石を用いて木工材料の加工面を仕上げ加工する装置に
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、主軸ヘッドと木工材料を支持するテーブル
とを相対移動させて該木工材料に、面取り、彫刻、切抜
き等、所定の加工を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、そのために、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。

この手作業による仕上げ加工においては、木工材料の加
工面とペーパとの間の接触圧力が一定となるように、作
業者が力をコントロールしつつペーパがけを行い得るこ
とから、木工材料の加工面が良好に仕上げられる利点が
ある反面、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、木工材料の
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検討されてい
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
いために、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に対する切込深さが浅く
なってしまって、木工材料の加工面が良好に仕上げられ
なくなる。このような理由から、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） 本発明は、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、その要旨とするところは、木工材料の加工
面を仕上げ加工するための研削砥石が取り付けられて、
回転せしめられる主軸を備えたヘッドを有し、該ヘッド
を、前記木工材料をクランプした状態で支持するテーブ
ルに対して相対的に数値制御の下に移動せしめることに
より、かかる木工材料の加工面を前記研削砥石にて仕上
げ加工するようにしたＮＣ加工装置において、前記主軸
及び／又は前記支持テーブルを、該主軸の軸心に対して
略直角な方向に独立して移動可能と為すと共に、該主軸
及び／又は該支持テーブルに対して前記軸心と略直角な
方向の押圧力を作用せしめて、前記木工材料の加工面と
前記研削砥石とを予め定めた一定の押圧力の下に接触さ
せる押圧手段を設け、かかる押圧手段の押圧作用の下に
前記仕上げ加工が行われるようにしたことにある。

（作用及び効果） すなわち、本発明は、前述の手作業によるペーパがけ作
業において、作業者がペーパに加える力をコントロール
しつつ麿き作業を為すことに着目し、研削砥石が木工材
料の加工面に常に一定の押圧力の下に接触するようにし
たのである。

このため、研削砥石が仕上げ加工中に摩耗した場合であ
っても、木工材料に対する切込深さが変化してしまうこ
とがなくなり、以て木工材料の加工面が良好に仕上げら
れることとなったのである。

（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２図、第３図は、本発明の一実施例である仕上げ加工
装置を簡略的に示したものである。それらの図に示すよ
うに、この仕上げ加工装置は、ベッド１０とコラム１２
とを備え、そのベッド１０上に第−及び第二のテーブル
１４．２６が互いに直角な二輪方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）
に移動可能に配置されている。そして、下側のテーブル
１４は、第３図に示されるように、ベッド１０に設けら
れた凹所２０の内部に突入する突部２２を備え、この突
部２２がボールスクリュー機構を介してサーボモータ２
４の回転軸に連結されている。すなわち、突部２２には
雌ねじ穴が設けられていて、サーボモータ２４に連結さ
れた雄ねじ軸がこの雌ねじ穴にボールを介して蝙合され
、その雄ねじ軸の回転に連れて、テーブル１４がＹ軸方
向に進退させられるようになっているのである。この移
動テーブル１４には、あり溝１８が形成されており、こ
のありｉ１８がベッド１０のあり突条１６に嵌合される
ことによって、上記Ｙ軸方向における移動案内がなされ
るようになっている。

一方、上側のテーブル２６は、ワーク３８を直接クラン
プして保持するもので、第３図に図示するＸ軸方向にあ
り溝３０を存し、このあり溝３０と移動テーブル１４の
あり突条２８との嵌合に基づいてＸ軸方向に案内される
ようになっている。

この上側のテーブル２６には、下側のテーブル１４と同
様の突部３４が設けられており、この突部３４がテーブ
ル１４に設けられた凹所３２内に入り込み、且つテーブ
ル１４におけると同様、ボールスクリュー機構を介して
サーボモータ３６に連結されている。すなわち、上側の
テーブル２６と下側のテーブル１４とは、サーボモータ
３６及び２４によってそれぞれ互いに直角なＸ軸方向と
Ｙ軸方向とに駆動され、以てテーブル２６によりクラン
プされたワーク３８が二次元的に、つまり後述の主軸４
６の軸心に直角な平面上を移動させられるようになって
いるのである。

他方、コラム１２には、主軸へラド４０が上下方向（Ｘ
軸方向）に昇降可能に取り付けられ、その主軸４６に、
ワーク３８の加工面３９に仕上げ加工を施すための研削
砥石４８が取り付けられるようになっている。

主軸ヘッド４０は、それ自身に設けられたあり溝とコラ
ム１２に設けられたあり突条４２との嵌合に基づいて上
下に案内されるようなっており、また二つのテーブル１
４．２６と同様に、図示しないボールスクリュー機構を
介して、コラム１２上に載置されたサーボモータ４４に
連結されティる。なお、このサーボモータ４４及び前記
テーブル１４．２６を駆動するサーボモータ２４．３６
は、それぞれ制御装置５０に接続されており、がかる制
御装置５０の数値制御の下に作動させられるようになっ
ている。

また、主軸ヘッド４０は、第４図に示されるように、ハ
ウジング５２を備え、そのハウジング５２の内部に、主
軸モータ５４を支持するための支持軸６０が配設されて
いる。かかる支持軸６ｏは、その下端が主軸モータ５４
に固定される一方、その上端がベアリング６２を介して
ハウジング５２に形成された軸受部５８に固定され、該
ハウジング５２の内部において一定量揺動可能とされて
いる。そして、ハウジング５２の下端部には、計８個の
エアシリンダ６４ａ〜６４ｈ　（第５図参照）が、支持
軸６０の大径部６１を取り囲むように配設されている。

また、各エアシリンダのそれぞれのロッド６６ａ〜６６
ｈが支持軸６０の外周面に当接させられ、そして第５図
に示されるように、複数のエア流路８６ａ〜８６ｈを通
じて各エアシリンダ６４ａ〜６４ｈに供給されたエア圧
が、支持軸６０に作用せしめられるようになっている。

なお、各エア流路８６ａ〜８６ｈには、エア圧を調整す
るための圧力調整弁８２ａ〜８２ｈと、制御装置５０の
制御の下にエア流路８６ａ〜８６ｈを開閉する電磁切換
弁８０ａ〜８０ｈとが設けられており、各エアシリンダ
６４ａ〜６４ｈから支持軸６０に及ぼされるエア圧、つ
まり支持軸６０に加えられる押圧力の方向と大きさとが
制御されるようになっている。

なお、これらエアシリンダ６４ａ〜６４ｈの下側には、
複数のダンパ６８が、各エアシリンダ６４８〜６４ｈと
対を為すようにして配設されており、支持軸６０、つま
り主軸４６の振れ防止が図られている。

さらに、かかる支持軸６０の大径部６１から小径部６３
に移行する中間部には、テーパ面６５が形成されており
、このテーパ面６５が、ノ＼ウジング５２に形成された
内向きの突出部７０の内周テーパ面に対向させられてい
る。これら支持軸６０のテーパ面６５と突出部７０の内
周テーパ面とは、互いに向きが逆方向とされて、それら
一対のテーパ面の間にＶ字形状の隙間が形成されており
、この隙間の内部に、ロック部材７２の円環状の突部が
入り込んでいる。突部の内周面および外周面は、それぞ
れ支持軸６０及び突出部７０のテーパ面に対応する角度
のテーパ面とされて井り、口・ツク部材７２がロックシ
リンダ７４により下降させられたとき、その突部の内外
側テーパ面が支持軸６０及び突出部７０の各テーパ面に
密着させられて、支持軸６０が心出しされ、且つ位置固
定に口・ツクされるようになっている。すなわち、支持
軸６０が揺動不能とされ、以て主軸４６が通常のＮＣル
ータにおける主軸として機能するようにされているので
ある。

一方、支持軸６０の上端部には、回り止めのための突起
７６が固設され、この突起７６が、ハウジング５２側に
位置固定に設けられた溝７８に係合させられている。

次に、本装置を用いて木工材料３８に仕上げ加工を施す
際の手順を、装置各部の作用と共に説明する。

先ず、テーブル２６上にワーク３８を載せてクランプす
る一方、ワーク３８の外周加工面３９の形状に対応した
形状の研削砥石４８を主軸４６に取り付ける。次いで、
テーブル１４．２６をそれぞれ水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸方
向）に移動させると共に、主軸４６を下降させて、研削
砥石４８をワーク３８の外周加工面３９に接触させ（第
１図および第６図中人に示す状態）、更に第５図におい
て右側の三つのエアシリンダ６４ｈ、６４ａ、６４ｂに
接続されたエア流路８６ｈ　、　　８６ａ　、　　８６
ｂ上の三つの電磁切換弁８０ｈ　、　　８０ａ　、　　
８０ｂを開いて、これら三つのエアシリンダ６４ｈ、６
４ａ、６４ｂに予め調圧されたエアを供給する。

エアシリンダ６４ｈ　、　　６４ａ　、　　６４ｂに供
給されたエア圧は、各エアシリンダのロッド６６ｈ。

６６ａ、６６ｂを介して支持軸６０に伝えられ、以て研
削砥石４８がワーク３８の外周加工面３９ａ　（第６図
参照）に一定の力で押圧される。この状態で、主軸モー
タ５４にて研削砥石４８を回転させるとともに、モータ
３６にてワーク３８をＸ軸方向に移動させると、ワーク
３８の加工面３９ａが研削砥石４８によって磨かれ、き
れいな面に仕上げられる。

研削砥石４８が加工面３９ａ上を相対移動して、湾曲す
る加工面３９ｂ上に至った。ところで、電磁切換弁８０
ｈ、８０ｃが切換操作され、今度は加工面３９ｂに対向
する三つのエアシリンダ６４ａ。

６４ｂ、６４Ｃにエアが供給される。これにより、研削
砥石４８は、かかる加工面３９ｂに対しても一定の力で
押圧され、この押圧力の下に加工面３９ｂの仕上げ加工
が行われる（第６図Ｂの状態）。

そして、さらに研削砥石４８が移動して加工面３９ｃ上
に至ると、この加工面３９ｃに対向する三つのエアシリ
ンダ６４ｂ　、　　６４ｃ　、　　６４ｄにエアが供給
され、これらエアシリンダ６４ｂ〜６４ｄの押圧作用の
下に、加工面３９ｃの仕上げ加工が行われる（第６図Ｃ
の状態）。

以後、同様にして、各エアシリンダ６４ａ〜６４ｈに対
するエア圧の供給とその切換えとが、研削砥石４８の移
動とともに行われ、ワーク３８の加工面３９全面が各エ
アシリンダの押圧作用の下に仕上げられる。

ところで、研削砥石４８は切削工具に比べて摩耗し易く
、従って研削砥石４８を正しい軌跡で移動させた場合で
あっても、その加工中に木工材料３８に対する切込深さ
が変化してしまい、加工面３９が良好に仕上げられなく
なる。

ところが、本例の装置においては、研削砥石４８が摩耗
すると、エアシリンダ６４ａ〜６４ｈの押圧作用によっ
て、研削砥石４８が、その摩耗量に対応した量だけワー
ク３８の加工面３９の側に移動させられる。しかも、研
削砥石４８が加工面３９の側に移動させられた後におい
ても、各エアシリンダ６４ａ〜６４ｈのワーク３８に対
する押圧力は変化しないため、ワーク３８の加工面３９
と研削砥石４８との間の接触圧力は常に一定に保たれる
。すなわち、研削砥石４８は、常に一定の力でワーク３
８の加工°面に押し付けられた状態で、その加工面３９
に対する仕上げ加工を為すのであり、このため、力をコ
ントロールしつつ手作業でペーパがけして加工面３９を
仕上げ加工する場合　。

と同様、ワーク３８の加工面３９が良好に仕上げられる
のである。

以上、本発明の一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、本実施例では、主軸４６の側に押圧手段を設け
ているが、第７図および第８図に示すように、かかる押
圧手段をワーク３８を支持するテーブルの側に設けるこ
とも可能である。す・なわち、テーブル９０を転動体９
２を介して移動可能に支持するとともに、このテーブル
９０とベッド９４との間に複数のエアシリンダ９６ａ〜
９６ｈを配設し、各エアシリンダ９６ａ〜９６ｈに供給
されるエア圧をテーブル９０に及ぼすことによって、ワ
ーク３８と研削砥石４８との間に一定の接触圧力を生せ
しめるようにすることも可能である。

また、本例では、ロック部材７２．ロックシリンダ７４
等からなるロック装置を作動させることによって、主軸
４６を位置固定とし、これによって本装置を通常のＮＣ
ルータ、つまり主軸４６に切削工具を取り付けて、数値
制御の下にワークに切断、切抜き等の加工を為す加工装
置としても使用し得るようにしているが、かかるロック
装置を省略して木工材料の加工面に対する専用の仕上げ
装置として使用することも可能である。

その他、各エアシリンダにエアを供給するエア流路上に
流量制御弁、その他の弁２機器を設けることも可能であ
るし、またワークを支持する支持部材及び／又は主軸を
ばねによって弾性的に支持することにより、ワークと研
削砥石との間に一定の接触圧力を生ぜしめるようにする
ことも可能である等、本発明は、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更を加え
た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仕上げ加工装置の一作
用状態を示す簡略図である。第２図および第３図は、そ
れぞれその仕上げ加工装置の正面図および側面図であり
、第４図は、第１図〜第３図における主軸ヘッドの正面
断面図である。第５図は、第１図〜第４図におけるエア
シリンダにエアを送る回路を示す回路図であり、第６図
は、第１図へ第５図に示す装置の作用を説明するための
説明図である。第７図および第８図は、本発明の他の実
施例である仕上げ加工装置の要部平面図および要部断面
図である。 １４：第一テーブル　２６：第二テーブル３日：ワーク
　　　　４６：主軸 ４８：研削砥石　　　５０：制御装置 ６０：支持軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）木工材料の加工面を仕上げ加工するための研削砥
   石が取り付けられて、回転せしめられる主軸を備えたヘ
   ッドを有し、該ヘッドを、前記木工材料をクランプした
   状態で支持するテーブルに対して相対的に数値制御の下
   に移動せしめることにより、かかる木工材料の加工面を
   前記研削砥石にて仕上げ加工するようにしたＮＣ加工装
   置において、 前記主軸及び／又は前記支持テーブルを、該主軸の軸心
   に対して略直角な方向に独立して移動可能と為すと共に
   、該主軸及び／又は該支持テーブルに対して前記軸心と
   略直角な方向の押圧力を作用せしめて、前記木工材料の
   加工面と前記研削砥石とを予め定めた一定の押圧力の下
   に接触させる押圧手段を設け、かかる押圧手段の押圧作
   用の下に前記仕上げ加工が行われるようにしたことを特
   徴とする木工材料の仕上げ加工装置。
2. （２）前記押圧手段が、エアシリンダを含み、該エアシ
   リンダに供給されるエア圧を前記支持部材及び／又は主
   軸に作用させることにより、かかる支持部材及び／又は
   主軸を押圧せしめるようにした特許請求の範囲第１項記
   載の仕上げ加工装置。