JPS6234678Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は切削工具、研削工具等の加工用工具に
振動を行なわせながら加工する振動加工装置に関
する。

通常前記加工用工具と被加工体との間には、加
工しようとする直線、円形、その他任意形状の加
工送りを与え、所期の目的形状加工ができるよう
構成されている。この加工送りはモータ、油圧シ
リンダ等をサーボとか定寸送り信号により駆動し
て与え、直線とか円形の定められた形状以外の送
りはNC制御装置とか倣制御装置等によつて信号
を加え、加工送りするのが通例である。従来はこ
のような加工送りを信号回路がオープン・ループ
方式をもつて構成され、送つた量を工具をして忠
実に加工させるようにしているが、このような制
御方式では切削、研削圧が常に一定ではない。

即ち、この種の加工を行なう場合、工具が被加
工体に断続的に与える加工圧力（衝撃力であるが
以下平均化された加工圧力を加工圧と呼ぶ）は加
工進行状態により常に変化するものである。

つまり、工具に対する励振付与エネルギが常に
一定でも、加工部の状態や加工中に於ける加工圧
の変化により工具の振幅は常に変化するものであ
り、加工圧が高まつた場合は振幅は減少し、反対
に加工圧が低くなつた場合、振幅は増大する筈で
ある。

この振幅の大小は工具の振動エネルギから加工
エネルギへの変換効率にも多大なる影響を及ぼす
ばかりでなく、被加工体の加工面の面粗さや精
度、従つて加工面の均一性、研削能率等に対して
も大いなる影響を及ぼすものである。

本願考案は、上記したような点を考慮し、振動
工具の被加工体に対する加工圧を常時検出すると
共に一定となるようにNC制御装置や倣制御装置
その他による加工送りを行なうよう構成したもの
である。

このように構成することにより、励振エネルギ
に変化がない限り、単位時間当りの加工量を常に
一定となすことが可能となり、加工面粗さや加工
精度の均一性の向上を計ることができる。

以下図面の一実施例により本考案を説明する。
第１図は本考案による振動加工装置の一実施例
で、ヘツド１の先にホーン２を設け、この先端に
加工用工具としてカツタ工具３を取付固定する。
４は振動コイルへの超音波励磁により振動する振
動子で、この超音波振動をヘツド１、ホーン２を
伝播させて先端カツタ工具３に伝え振動研削の加
工を行なう。５はヘツド１の一部に挿入して設け
た研削圧力検出素子、即ちカツタ工具３部分の加
工圧を検出するもので、例えば圧電素子が用いら
れ、検出信号として電気信号を出力する。６及び
７はヘツド軸Ｚの直角なＸ軸及びＹ軸駆動用のモ
ータ及び送り機構で、例えばパルスモータ及びね
じ軸とナツトが用いられ、カツタ工具３をＸ−Ｙ
平面に走査加工送りする。８は加工送り信号を各
モータ６，７に加えるNC制御装置、９は被加工
体である。

加工は、このような振動をするカツタ工具３
を、被加工体９の加工部位に加圧当接し、NC制
御によつてモータ６，７を駆動し、Ｘ軸、Ｙ軸送
りして所要の形状領域の加工を行なうが、加工圧
は検出素子５により常時検出が行なわれ、この検
出信号によつて加工送り信号を出力するNC制御
装置８を制御する。検出素子５による圧力検出信
号は、振動子４による振動変化信号がフイルタに
より除去され、平均化された加工圧のみが検出で
きるようにしてあり、これによつてNC制御装置
８を制御する。この制御は加工圧が増大したとき
は加工送りの速度、即ちヘツド１のＸ−Ｙ平面内
走査加工送り速度を低下し、反対に加工圧が低下
したときは送り速度を増加するように制御し、加
工部には常に一定の加工圧が加わるように制御さ
れる。このような加工圧の一定制御によつて振動
子４による超音波振動パワー、振幅、振動数等が
変化なく一定に制御でき、カツタ工具３を一定状
態に振動させた状態で一定の加工効果をもつ加工
を維持継続させることができる。

例えば、合成樹脂ポリエステルのスクラツピン
グ加工に於て、カツタ振動数22KHzで、加工送り
速度0.2mm／secと、0.6mm／secのテストに於ける
荷重と振動振幅の関係は第２図の如く、何れも荷
重によつて振幅が大きく変化する。これから荷重
を一定に制御すれば振幅を一定にして加工できる
ことがわかり、荷重を少なくして快研削を行なう
ことにより加工精度が極めて高くなる。

本考案によれば、従来斯種のものに於ける加工
精度が約±0.022mmであつたものが、約±0.012mm
の高精度で加工することができた。

以上のように本願考案に於ては、工具に対して
所望の加工状態に対する最適な振幅に対応する加
工圧を予め設定して加工送り速度を制御すること
により、加工面粗さや加工精度の部分的な不均一
性を無くし、常に安定した速度の加工を行なうこ
とができる。

加工対象は、金属、プラスチツク、木材、衣
類、紙類に対して切断加工、研摩加工、研削加工
ができる。

又、図面のスクライビン加工や、図の画線の加
工をすることもできる。工具類は、加工目的に対
応してカツタ、ヤスリ、又はNi，Cr，Mo鋼等の
工具母材表面に、ダイヤモンド粒、CBN，SiC等
の硬質粒子を電着、溶着、又は接着等により固着
したものを選択して加工することができる。

以上説明したように、本考案は加工用工具と被
加工体間の加工圧が常に一定になるように加工送
りを制御して加工を行なうようにしたから、加工
のための振動がそのエネルギ、振動数、振幅が変
化なく一定に保たれて加工できるから、加工面粗
さや加工精度の部分的な不均一が生じることを防
げ、加工能率を高めて加工できる。又、振動音、
振動加工音も一定に低減した状態で加工でき、作
業環境の保全上に於ても効果が大きい。更に、単
位時間当りの加工量も一定となり常に安定した加
工速度で加工ができる。

尚、加工送りは直線、円弧、多角形状等の単純
形状送りの場合は、前記したNC制御、倣制御等
の複雑装置を利用しなくてもよく、簡単な制御回
路を設けたモータ、油圧シリンダ等で構成される
シークエス送り制御装置が利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例構成説明図、第２図
は振動特性図である。 １……ヘツド、２……ホーン、３……カツタ工
具、４……振動子、５……圧力検出素子、６，７
……駆動モータ、８……NC制御装置、９……被
加工体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加工用工具と被加工体との間に加工形状の相対
   加工送りを与えると共に前記加工用工具に振動を
   与えて切削、研削、切断等を行なう振動加工装置
   に於て、前記加工用工具と前記被加工体間の加工
   圧を検出する圧力検出素子を前記加工用工具のヘ
   ツドに設け、該圧力検出素子の検出信号によつて
   前記加工圧が常に一定になるように加工送り速度
   を制御する加工送り制御装置を設けてなることを
   特徴とする振動加工装置。