JPS6314999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、角度可変ベースに関し、特にその傾
斜角度および加工点をねじ機構により設定するた
めの制御装置に係る。

ワークの孔加工の角度が変化した場合に、通常
ジグに対するワークの取付け角度が調整される。
しかしトランフアーマシンでは、ワークの姿勢を
変えないで、加工ユニツトのスピンドルの入射角
度を変更するようにしている。このため加工ユニ
ツトの可変ベースについて傾斜角度変更機構が必
要とされる。

したがつて本考案の目的は、加工ユニツトの可
変ベースをNC制御によつて自動的に設定できる
ようにすることである。

上記目的のもとに、本考案は、可変ベースを少
なくとも可変リンク機構および２軸からなる位置
設定機構により支持し、これらの機構をサーボモ
ータによつて独立に制御することにより、可変ベ
ースの傾斜角度および可変ベースによつて支持さ
れる加工ユニツトの加工点を適正な値に自動的に
設定できるようにし、異なる形式のワークの加工
にも、高い自由度で対応できるようにしている。

以下、本考案の構成および機能を図に示す実施
例に基づいて具体的に説明する。

まず、第１図は、本考案の基本的な角度可変ベ
ース装置１を示している。この角度可変ベース装
置１は、可変ベース２、固定ベース３および３つ
の送りねじ４，５，６を備えている。

可変ベース２は、加工ユニツト７を保持してお
り、前後位置で平行な軸８，９およびヒンジ１
０，１１，１２により送りねじ４，５，６に連結
されている。ヒンジ１０，１１，１２は、軸８，
９に対し回動可能であり、また送りねじ４，５，
６は、軸８，９に対して直角で、そのヒンジ１
０，１１，１２に対し固定的に連結されている。

これらの送りねじ４，５，６は、それぞれギヤ
ケース１３，１４，１５の内部で送りナツト１
６，１７，１８にそれぞれねじ対偶のもとにはま
り合つている。それぞれ送りナツト１６，１７，
１８は、対応のギヤケース１３，１４，１５の内
部で回転自在に支持されており、またそれぞれの
ギヤケース１３，１４，１５は、軸８，９に対し
平行な支点軸１９，２０，２１によつて固定ベー
ス３の架台２２，２３に対し回動自在に支持され
ている。また送りナツト１６，１７，１８は、そ
れぞれベベルギヤ２４，２５，２６にかみ合うベ
ベルギヤ２７，２８，２９をそれぞれ一体的に形
成している。そしてベベルギヤ２７，２８，２９
は、それぞれギヤケース１３，１４，１５に取付
けられたサーボモータ３０，３１，３２の出力軸
に固定されている。これらのサーボモータ３０，
３１，３２は、それぞれNC制御装置３３に接続
されている。このNC制御装置３３は、設定器３
４に接続されており、可変ベース２の傾斜角度θ
および加工ユニツト７の加工点Ｚの情報を入力
し、それに対応した回転量をそれぞれのサーボモ
ータ３０，３１，３２に与える。なお、サーボモ
ータ３０，３１，３２、の回転量は、付設のエン
コーダ３８，３９，４０によつて検出され、NC
制御装置３３に電気信号として入力される。

このようにして、上記軸８，９は、可変ベース
２の支点を構成している。そして、一方の軸８と
固定ベース３との間で、送りねじ４、支点軸１
９、サーボモータ３０などは、可変リンク機構を
構成している。また、他方の軸９と固定ベース３
との間で、送りねじ５，６、支点軸２０，２１お
よびサーボモータ３１，３２などは、２軸からな
る位置設定機構を構成している。

つぎに第２図を参照しながら上記角度可変ベー
ス制御装置１の作用を説明する。第２図は、支点
軸１９，２０，２１の回転中心がそれぜぞれＡ，
Ｂ，Ｃとして示されており、また軸８，９の回転
中心がＰ，Ｑとして表されている。

加工点Ｚが固定基準座標Ｘ−Ｙの原点にあり、
かつ可変ベース２が基準線Ｘと同一角度であると
き、それぞれの送りねじ４，５，６の軸長Ｇ，
Ｈ，Ｋは、ある所定の定数であり、また送り加工
ユニツト７の前進限を一定とした場合には、軸
８，９と加工点Ｚを結んだ三角形PQZの辺長L1，
L2，L3は、一定である。また直線PZおよび直線
QZの基準線Ｘに対する傾斜角度α，βは、三角
関数によつて求められ、これも定数である。

今、ここで新たな加工点Z1が加工範囲Ｍ内の
座標（X1，Y1）として与えられ、かつスピンド
ルの進入角度つまり可変ベース２の基準線Ｘに対
する傾斜角度θが指示されると、軸８，９の新た
な中心の座標P1（P1x，P1y），Q1（Q1x，Q1y）
は、三角形PQZの加工点Ｚを中心とする回転と
平行移動量から下記の式で求められる。

P1x＝L1×Cos（α−θ）−X1 P1y＝L1×Sin（α−θ）−Y1 Q1x＝L2×Cos（α−θ）−X1 Q1y＝L2×Sin（β−θ）−Y1 そしてそれぞれの送りねじ４，５，６の軸長の
変化量は、それぞれΔG，ΔH，ΔKとすれば、下
記の式で与えられる。

ΔG＝ √（−1）²＋（−1）²−Ｇ ΔH＝ √（−1）²＋（−1）²−Ｈ ΔK＝Ｋ −√（−1）²＋（−1）² ただしＡ，Ｂ，Ｃの添字ｘ，ｙは、もとの加工
点Ｚと各回転中心Ａ，Ｂ，Ｃとの基準線Ｘ，Ｙ方
向の距離である。

このような新たな加工点Z1および可変ベース
２の傾斜角度θが与えられると、変化量ΔG，
ΔH，ΔKは、上記の式によつて自動的に求めら
れる。

そこでNC制御装置３３は、設定器３４から上
記のデータを入力として、上記の計算に基づく演
算を行い、最初にサーボモータ３０を駆動し、続
いてサーボモータ３１そして最後にサーボモータ
３２を順次作動させる。なお、原点復帰の動作順
序は、この場合と逆に設定されている。

次に第３図は、送りねじ４の傾斜角度を例えば
30度に固定し、かつ送りねじ５を水平な状態に取
付けた例を示している。すなわち送りねじ４は、
アングルベース３５に取付けられたギヤボツクス
４１に対し回転自在に支持されており、スライダ
ー４２に対して送りナツト１６で連結されてい
る。このスライダー４２は、軸８に対して回動自
在に結合している。もちろんこのギヤケース１３
は、サーボモータ３０と連結されている。そして
アングルベース３５は、固定ベース３の案内面３
７に対し摺動自在に支持されており、送りナツト
１７により送りねじ５に連結されている。もちろ
んこの送りねじ５は、アングルベース３５の側に
固定された送りナツト１７およびサーボモータ３
１によつて駆動される関係にある。

このようにして、一方の軸８と固定ベース３と
の間で、送りねじ４，５、アングルベース３５お
よびサーボモータ３０，３１などは、２軸からな
る位置設定機構を構成している。また、他方の軸
９と固定ベース３との間で、送りねじ６、支点軸
２１およびサーボモータ３２などは、可変リンク
機構を構成している。

この実施例での軸長さの変化量ΔG，ΔH，ΔK
は、第４図の関係から、下記の式で表される。

ΔG＝〔L1×Cos（90゜−α）−P1y〕 ／sin30゜ ΔH＝ΔG×Cos30゜＋L1×Sin （90゜−α）−P1x ΔK＝ √（−1）²＋（−1）²−Ｋ ただしP1y，P1x，Q1x，Q1yは、それぞれ下
記の式を示す。

P1y＝L1×Sin（α−θ）−Y1 P1x＝L1×Cos（α−θ）−X1 Q1x＝L2×Cos（α−θ）−X1 Q1y＝L2×Sin（α−θ）−Y1 以上の実施例から理解されるように、送りねじ
機構は、少なくとも３つあればよく、またそれら
の傾斜角度は、自由に設定できる。

本考案では、加工基準面に対し可変ベースが任
意の傾斜角度で設定でき、また加工点がある範囲
で自由に設定できるから、各種のワークの孔加工
に柔軟に対応でき、また傾斜角度および加工点の
設定がNC制御によつて自動的に行われるから、
面倒な機械的な操作が必要とされず、ワークの加
工途中でも連続して変更が可能となる。

特に、本発明では、２軸からなる位置設定機構
により、可変ベース側の１点の位置が２軸方向す
なわち水平方向のみならず、高さ方向にも自由に
設定でき、同時に可変リンク機構により可変ベー
スの傾斜角度が設定できるため、ワークの加工点
や傾斜角度およびワークの高さに対しても広い範
囲で柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の角度可変ベース制御装置の側
面図、第２図は動作原理図、第３図は他の実施例
の角度可変ベース制御装置の側面図、第４図は上
記実施例の動作原理の説明図である。 １……角度可変ベース制御装置、２……可変ベ
ース、３……固定ベース、４，５，６……送りね
じ、７……加工ユニツト、８，９……支点として
の軸、１０，１１，１２……軸受け、１３，１４
……ギヤケース、１６，１７，１８……送りナツ
ト、１９，２０，２１……支点軸、３０，３１，
３２……サーボモータ、３３……NC制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １つの可変ベースに加工ユニツトを移動可能に
   載置するとともに、上記可変ベースに２つの支点
   を設け、一方の支点と固定ベースとの間を可変リ
   ンク機構で連結し、他方の支点と固定ベースとの
   間を２軸からなる位置設定機構で連結し、上記両
   機構の各軸にサーボモータを連結し、これらのサ
   ーボモータに上記可変ベースの水平方向と垂直方
   向の位置および傾斜角度とを制御するNC制御装
   置を接続してなることを特徴とする角度可変ベー
   ス制御装置。