JPS6211981B2 - - Google Patents
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- JPS6211981B2 JPS6211981B2 JP10847980A JP10847980A JPS6211981B2 JP S6211981 B2 JPS6211981 B2 JP S6211981B2 JP 10847980 A JP10847980 A JP 10847980A JP 10847980 A JP10847980 A JP 10847980A JP S6211981 B2 JPS6211981 B2 JP S6211981B2
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- JP
- Japan
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- processing machine
- processing
- machine
- tool
- workpiece
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q9/00—Arrangements for supporting or guiding portable metal-working machines or apparatus
- B23Q9/0014—Portable machines provided with or cooperating with guide means supported directly by the workpiece during action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、長大な被加工物の加工に適した移動
加工装置に関するものである。
加工装置に関するものである。
従来使用されている一般的な工作機械において
は、例えばベツド上に可動台を設けてその上に被
加工物を取付け、可動台により被加工物を移動さ
せながらそれを工具で加工するようにしている
が、被加工物の寸法が可動台により制約を受け、
可動台の移動範囲より大きいものを加工すること
ができない。
は、例えばベツド上に可動台を設けてその上に被
加工物を取付け、可動台により被加工物を移動さ
せながらそれを工具で加工するようにしている
が、被加工物の寸法が可動台により制約を受け、
可動台の移動範囲より大きいものを加工すること
ができない。
本発明は、局部的な加工を行いながら小型の加
工機械を加工面に沿つて移動させればその全体を
加工し得るという点に着目し、かかる原理に基づ
いて長大な被加工物を容易に加工することができ
る移動加工装置を提供しようとするものである。
工機械を加工面に沿つて移動させればその全体を
加工し得るという点に着目し、かかる原理に基づ
いて長大な被加工物を容易に加工することができ
る移動加工装置を提供しようとするものである。
即ち、本発明の移動加工装置は、加工用工具を
直交座標軸または極座標軸方向の送り機構を介し
て取付けた加工機械の機体に、被加工物上を任意
に移動可能な移動手段と被加工物上の任意の位置
に十分な剛性をもつて固着可能な固着手段とを付
設し、加工機械と、その位置を制御するために加
工機械の外部に設定される基準点とに、相互に関
連してその基準点を基にした機体上の原点の位置
を検出する機体位置計測手段を設けると共に、工
具の繰出し量を制御するために上記原点を基準に
して上記工具の位置を検出する工具位置計測手段
を加工機械の機体上に設けたことを特徴とするも
のである。
直交座標軸または極座標軸方向の送り機構を介し
て取付けた加工機械の機体に、被加工物上を任意
に移動可能な移動手段と被加工物上の任意の位置
に十分な剛性をもつて固着可能な固着手段とを付
設し、加工機械と、その位置を制御するために加
工機械の外部に設定される基準点とに、相互に関
連してその基準点を基にした機体上の原点の位置
を検出する機体位置計測手段を設けると共に、工
具の繰出し量を制御するために上記原点を基準に
して上記工具の位置を検出する工具位置計測手段
を加工機械の機体上に設けたことを特徴とするも
のである。
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明をさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
第１図は本発明の加工装置を原理的に例示する
もので、被加工物１上に移動可能に載置された小
型の加工機械２は、その機体３上に可動台４を備
え、この可動台４に加工用工具５が取付けられて
いる。上記機体３及び可動台４は、適宜の送り機
構によつて直交座標軸または極座標軸に沿つて移
動可能としたもので、通常の工作機械における可
動台と同様の構成とすることができる。
もので、被加工物１上に移動可能に載置された小
型の加工機械２は、その機体３上に可動台４を備
え、この可動台４に加工用工具５が取付けられて
いる。上記機体３及び可動台４は、適宜の送り機
構によつて直交座標軸または極座標軸に沿つて移
動可能としたもので、通常の工作機械における可
動台と同様の構成とすることができる。
また、上記機体３には、加工機械２を被加工物
１上の任意の位置に自動または手動により移動さ
せ得る移動手段と、加工機械２を所定の加工位置
に必要な剛性をもつて固着可能な固着手段とを付
設し、これによつて、加工機械２を任意に移動さ
せて被加工物１上の所望の位置を局部的に加工し
得るように構成している。この場合、表面仕上げ
のように被加工物を広い範囲で加工する必要があ
る場合は、加工機械を一定量ずつ移動させながら
局部加工を繰り返し行えばよい。
１上の任意の位置に自動または手動により移動さ
せ得る移動手段と、加工機械２を所定の加工位置
に必要な剛性をもつて固着可能な固着手段とを付
設し、これによつて、加工機械２を任意に移動さ
せて被加工物１上の所望の位置を局部的に加工し
得るように構成している。この場合、表面仕上げ
のように被加工物を広い範囲で加工する必要があ
る場合は、加工機械を一定量ずつ移動させながら
局部加工を繰り返し行えばよい。
而して、上記加工機械２の移動に際しては、そ
の現在位置を検出してそれに基づく加工機械２の
位置制御と工具５の繰出し量の制御とを行う必要
があり、そのため加工機械とその外部に設定され
る基準点Ｏとに、相互に関連してその基準点Ｏを
基準にした機体３上の原点Ｐの位置座標を検出す
る機体位置計測手段を設け、また検出された原点
Ｐを基準にして工具５の位置座標を検出する工具
位置計測手段を加工機械の機体３上に設けてい
る。
の現在位置を検出してそれに基づく加工機械２の
位置制御と工具５の繰出し量の制御とを行う必要
があり、そのため加工機械とその外部に設定され
る基準点Ｏとに、相互に関連してその基準点Ｏを
基準にした機体３上の原点Ｐの位置座標を検出す
る機体位置計測手段を設け、また検出された原点
Ｐを基準にして工具５の位置座標を検出する工具
位置計測手段を加工機械の機体３上に設けてい
る。
上記機体の位置の検出には、レーザービーム追
尾方式や超音波を利用する方法などが用いられる
が、本実施例においてはレーザービーム追尾方式
を例示している。この方式は、第２図に示すよう
に、基準点Ｏに設けた投射器６から加工機械２上
の原点Ｐに設けた検出器７に向けてレーザービー
ムを投射し、このレーザービームによりOP間の
距離ｌと偏角及び仰角αを検出してＰ点の座標
（ｘ、ｙ、ｚ）を求めるもので、上記ｌ、、α
が分ればＰ点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）は、 ｘ＝lcosα・sin ｙ＝lcosα・cos ｚ＝lsinα として算出される。
尾方式や超音波を利用する方法などが用いられる
が、本実施例においてはレーザービーム追尾方式
を例示している。この方式は、第２図に示すよう
に、基準点Ｏに設けた投射器６から加工機械２上
の原点Ｐに設けた検出器７に向けてレーザービー
ムを投射し、このレーザービームによりOP間の
距離ｌと偏角及び仰角αを検出してＰ点の座標
（ｘ、ｙ、ｚ）を求めるもので、上記ｌ、、α
が分ればＰ点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）は、 ｘ＝lcosα・sin ｙ＝lcosα・cos ｚ＝lsinα として算出される。
ここで、上述したレーザー追尾方式を第３図に
基づいて更に詳しく説明すると、基準点Ｏに配設
される投射器６は、レーザー光源８と公知の距離
測定要素９とを有すると共に、回動自在のミラー
M1及びM2をそれぞれ偏角及び仰角αにセツト
するためのビームスキヤナ１０及び１１を有し、
一方、加工機械２の原点に配設される検出器７
は、ミラーM3及びM4をそれぞれ−α及び−に
セツトするためのビームスキヤナ１２及び１３
と、ハーフミラー１４及びクアドセンサ１５を備
えている。
基づいて更に詳しく説明すると、基準点Ｏに配設
される投射器６は、レーザー光源８と公知の距離
測定要素９とを有すると共に、回動自在のミラー
M1及びM2をそれぞれ偏角及び仰角αにセツト
するためのビームスキヤナ１０及び１１を有し、
一方、加工機械２の原点に配設される検出器７
は、ミラーM3及びM4をそれぞれ−α及び−に
セツトするためのビームスキヤナ１２及び１３
と、ハーフミラー１４及びクアドセンサ１５を備
えている。
いま、投射器６のレーザー光源８からレーザー
ビームが発せられると、それは、距離測定要素９
からミラーM1及びM2を通して検出器７に投射さ
れ、ここでミラーM3及びM4を経てハーフミラー
１４に達する。ハーフミラー１４に達したレーザ
ービームの一部は反射され、上記光路を逆進して
投射器６における距離測定要素９に達し、ここで
カウンタによつて上記距離ｌが検出される。一
方、偏角及び仰角αはビームスキヤナ１０及び
１１におけるミラーM1及びM2の振れ角からそれ
ぞれ検出されるため、これらのｌ及び，αから
前述したようにして原点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ、
ｚ）が求められる。
ビームが発せられると、それは、距離測定要素９
からミラーM1及びM2を通して検出器７に投射さ
れ、ここでミラーM3及びM4を経てハーフミラー
１４に達する。ハーフミラー１４に達したレーザ
ービームの一部は反射され、上記光路を逆進して
投射器６における距離測定要素９に達し、ここで
カウンタによつて上記距離ｌが検出される。一
方、偏角及び仰角αはビームスキヤナ１０及び
１１におけるミラーM1及びM2の振れ角からそれ
ぞれ検出されるため、これらのｌ及び，αから
前述したようにして原点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ、
ｚ）が求められる。
このようにして原点Ｐの位置座標が決定すれ
ば、工具５の位置即ち実加工点Ｑの位置座標
（ｘ、ｙ、ｚ）は、加工機械２側の工具送り機構
による移動距離を控除して容易に算出することが
できる。
ば、工具５の位置即ち実加工点Ｑの位置座標
（ｘ、ｙ、ｚ）は、加工機械２側の工具送り機構
による移動距離を控除して容易に算出することが
できる。
而して、加工機械２の移動に際しては、投射器
６からのレーザービームの向きを加工機械の移動
に合わせて調整し、必ず検出器７に向けてレーザ
ービームが投射されるようにコントロールする必
要があり、このコントロールにクアドセンサ１５
の出力が利用される。即ち、クアドセンサ１５は
４分割された受光面を有し、上記ハーフミラー１
４を通過したレーザービームがこのクアドセンサ
１５に達すると、対向受光面からの出力E1及び
E2の差によつて目標に対する仰角αのずれΔα
が検出され、同様にE2とE4との出力差によつて
偏角のずれΔが検出される。従つて、この検
出信号によつてビームスキヤナ１０〜１４を制御
してミラーM1〜M4の角度を変えることにより、
移動する加工機械に追従させる形でレーザービー
ムをコントロールすることができる。この際、投
射器６と検出器７をコードにより連結して上記検
出信号を送ることができる。
６からのレーザービームの向きを加工機械の移動
に合わせて調整し、必ず検出器７に向けてレーザ
ービームが投射されるようにコントロールする必
要があり、このコントロールにクアドセンサ１５
の出力が利用される。即ち、クアドセンサ１５は
４分割された受光面を有し、上記ハーフミラー１
４を通過したレーザービームがこのクアドセンサ
１５に達すると、対向受光面からの出力E1及び
E2の差によつて目標に対する仰角αのずれΔα
が検出され、同様にE2とE4との出力差によつて
偏角のずれΔが検出される。従つて、この検
出信号によつてビームスキヤナ１０〜１４を制御
してミラーM1〜M4の角度を変えることにより、
移動する加工機械に追従させる形でレーザービー
ムをコントロールすることができる。この際、投
射器６と検出器７をコードにより連結して上記検
出信号を送ることができる。
上述した基準点Ｏは、計測精度の向上を図つた
り、レーザービームが加工機械または被加工物上
の凹凸などによつて遮蔽される虞がある場合には
複数個所に設けるようにする。
り、レーザービームが加工機械または被加工物上
の凹凸などによつて遮蔽される虞がある場合には
複数個所に設けるようにする。
なお、上述した実施例では、距離ｌ及び偏角
、仰角αの計測用ビームと、ビームスキヤナを
コントロールするためのパイロツトビームとを同
一ビームで供用しているが、これらを別にしても
よく、また、加工機械２を主動としてこれに投射
器６からのレーザービームが追従するようにその
投射器を従動させているが、逆に投射器からのレ
ーザービームを主動として必要な角度だけ旋回さ
せ、これを加工機械に追従させるようにすること
もできる。
、仰角αの計測用ビームと、ビームスキヤナを
コントロールするためのパイロツトビームとを同
一ビームで供用しているが、これらを別にしても
よく、また、加工機械２を主動としてこれに投射
器６からのレーザービームが追従するようにその
投射器を従動させているが、逆に投射器からのレ
ーザービームを主動として必要な角度だけ旋回さ
せ、これを加工機械に追従させるようにすること
もできる。
第４図は原点Ｐの異なる計測方法を例示するも
ので、この方法においては距離ｌの計測は行わ
ず、複数の基準点O1，O2に対する偏角１，
２及び仰角α１，α２のみを計測するようにして
いる。
ので、この方法においては距離ｌの計測は行わ
ず、複数の基準点O1，O2に対する偏角１，
２及び仰角α１，α２のみを計測するようにして
いる。
このように距離ｌを計測しない場合において
も、あるいは前述した如くそれを計測する場合で
あつても、加工機械２のxy面内での姿勢を制御
しようとする場合には、機体上に原点Ｐを少なく
とも２点以上設け、各点における位置座標を上記
手段によつてそれぞれ検出することが必要であ
る。一方、加工機械のｚ方向の姿勢制御は、第５
図に示すようにレーザービームの入射角α′，
′を測定してα，を控除することにより姿勢
角を求め、これに基づいて行うことができるが、
姿勢を被加工面にならわせる場合は特に姿勢角を
求める必要はない。
も、あるいは前述した如くそれを計測する場合で
あつても、加工機械２のxy面内での姿勢を制御
しようとする場合には、機体上に原点Ｐを少なく
とも２点以上設け、各点における位置座標を上記
手段によつてそれぞれ検出することが必要であ
る。一方、加工機械のｚ方向の姿勢制御は、第５
図に示すようにレーザービームの入射角α′，
′を測定してα，を控除することにより姿勢
角を求め、これに基づいて行うことができるが、
姿勢を被加工面にならわせる場合は特に姿勢角を
求める必要はない。
第６図乃至第８図は、上述した移動加工装置を
被加工物１６の曲面加工に適用した場合の具体例
を示すもので、円盤形の加工機械２の機体３に
は、その上面中央に検出器７を設けると共に、機
体３の側面に前後及び左右方向に突出位置を調節
可能な可動台４を設け、この可動台４の先端に工
具５を取付けている。
被加工物１６の曲面加工に適用した場合の具体例
を示すもので、円盤形の加工機械２の機体３に
は、その上面中央に検出器７を設けると共に、機
体３の側面に前後及び左右方向に突出位置を調節
可能な可動台４を設け、この可動台４の先端に工
具５を取付けている。
また、移動手段としての車輪１７は上下動自在
に構成され、加工時には上昇して被加工物１から
離間せしめられるようになつている。そして、固
着装置１８は機体３の下面３個所に配設されてお
り、この固着装置としては、第９図に示すよう
に、脚１９の下端に真空パツド２０を取付けて吸
引力を利用して被加工物１上に吸着する方法や、
第１０図に示すように、脚１９の下端にゴム磁石
２１を取付け、その吸磁力を利用して加工機械を
吸着固定させる方法などを適用することができ
る。
に構成され、加工時には上昇して被加工物１から
離間せしめられるようになつている。そして、固
着装置１８は機体３の下面３個所に配設されてお
り、この固着装置としては、第９図に示すよう
に、脚１９の下端に真空パツド２０を取付けて吸
引力を利用して被加工物１上に吸着する方法や、
第１０図に示すように、脚１９の下端にゴム磁石
２１を取付け、その吸磁力を利用して加工機械を
吸着固定させる方法などを適用することができ
る。
ゴム磁石２１を利用する後者の方法において加
工機械を移動させる場合は、ロツド２２を下降さ
せて脚１９を持上げることによりゴム磁石２１の
吸着を解除する。
工機械を移動させる場合は、ロツド２２を下降さ
せて脚１９を持上げることによりゴム磁石２１の
吸着を解除する。
さらに、機体３の下面には、機体の高さ方向の
変位を防止するための位置決め装置２３が３個所
に配設されており、これは、脚２４の下端に当接
部材２５を取付けることにより構成したものであ
る。
変位を防止するための位置決め装置２３が３個所
に配設されており、これは、脚２４の下端に当接
部材２５を取付けることにより構成したものであ
る。
而して、被加工物１の近傍にはレーザービーム
の投射器６を備えたレーザー燈台２６が立設さ
れ、この投射器６の位置を基準として加工機械２
の位置及び工具５の繰出し量の制御を行いながら
被加工物１の曲面加工を局部的に行うものであ
る。
の投射器６を備えたレーザー燈台２６が立設さ
れ、この投射器６の位置を基準として加工機械２
の位置及び工具５の繰出し量の制御を行いながら
被加工物１の曲面加工を局部的に行うものであ
る。
以上詳述したように本発明によれば、長大な被
加工物を、それに沿つて加工機械を移動させるこ
とにより容易に加工することができる。
加工物を、それに沿つて加工機械を移動させるこ
とにより容易に加工することができる。
第１図は本発明を原理的に説明する構成図、第
２図及び第４図はレーザービームによる加工機械
の位置座標の異なる検出方法についての原理説明
図、第３図は本発明に使用されているレーザービ
ーム追尾方式の構成図、第５図は加工機械の姿勢
制御についての原理説明図、第６図は本発明を曲
面加工に適用した場合の一例を示す全体斜視図、
第７図及び第８図はそれに使用される加工機械の
側面図及び平面図、第９図及び第１０図は固着装
置の異なる実施例を示す要部断面図である。 １，１６……被加工物、２……加工機械、３…
…機体、５……工具。
２図及び第４図はレーザービームによる加工機械
の位置座標の異なる検出方法についての原理説明
図、第３図は本発明に使用されているレーザービ
ーム追尾方式の構成図、第５図は加工機械の姿勢
制御についての原理説明図、第６図は本発明を曲
面加工に適用した場合の一例を示す全体斜視図、
第７図及び第８図はそれに使用される加工機械の
側面図及び平面図、第９図及び第１０図は固着装
置の異なる実施例を示す要部断面図である。 １，１６……被加工物、２……加工機械、３…
…機体、５……工具。
Claims (1)
- １ 加工用工具を直交座標軸または極座標軸方向
の送り機構を介して取付けた加工機械の機体に、
被加工物上を任意に移動可能な移動手段と被加工
物上の任意の位置に十分な剛性をもつて固着可能
な固着手段とを付設し、加工機械と、その位置を
制御するために加工機械の外部に設定される基準
点とに、相互に関連してその基準点を基にした機
体上の原点の位置を検出する機体位置計測手段を
設けると共に、工具の繰出し量を制御するために
上記原点を基準にして上記工具の位置を検出する
工具位置計測手段を加工機械の機体上に設けたこ
とを特徴とする移動加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10847980A JPS5733946A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Mobile working apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10847980A JPS5733946A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Mobile working apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5733946A JPS5733946A (en) | 1982-02-24 |
| JPS6211981B2 true JPS6211981B2 (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=14485790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10847980A Granted JPS5733946A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Mobile working apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5733946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0475720U (ja) * | 1990-11-14 | 1992-07-02 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013224174B3 (de) * | 2013-11-26 | 2015-01-08 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Werkzeugmaschine |
-
1980
- 1980-08-07 JP JP10847980A patent/JPS5733946A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0475720U (ja) * | 1990-11-14 | 1992-07-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5733946A (en) | 1982-02-24 |
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