JPS63288611A - ボ−リング径補正装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高い精度を要求されるボーリング加工作業に於
けるボーリング径補正装置に関するものである。

［従来の技術］ ボーリング加工（孔内面仕上）を行う場合、工具の撓み
或は熱変形等の理由により工具の設定径どおりには仕上
げられない。従って最終仕上げ加工前に仕上げ寸法より
０．１５ｍｍ程度小さい径で切削加工する。その後加工
寸法を実測し、その実測結果に基づき最終切込み量を決
定し仕上げ加工を行っている。

現在ＮＣ加工機の普及に伴ない最終切込み量の補正を自
動化している。斯かる切込量補正装置として従来第７図
に示すものがある。

図中１はボーリング機械の主軸を示し、該主軸Ｉに切込
量補正ユニット２が取付けられている。

主軸１と共に回転する主体３にはスライダ４が半径方向
に摺動可能に設けられ、該スライダ４にバイト５が固着
された支持体Ｂが取付けられている。前記主体３にはス
クリューロッド７が半径方向に回転自在に設けられ、ス
クリューロッド７には主体の先端側端面をテーバせしめ
たナツトブロック８が螺合されている。又、伝達体９は
前記ナツトブロック８のテーバ面に摺接し且前記主体３
の軸心方向に移動し得る。該伝達体９と前記スライダ４
とはテーパ部１０を介して係合しており、ナツトブロッ
ク８の移動によって伝達体９が軸心方向に動きテーパ部
１０を介してスライダ４、即ちバイト５が半径方向に移
動する様になっている。

前記主体３にはリング１１が軸受１２を介して回転自在
に設けられ、リング１１にはシリンダ室１３が穿設され
ており、ロッド部１４を中心方向に突出せるピストン１
５が前記シリンダ室１３に摺動自在に嵌装されている。

又、ロッド部１４は前記スクリューロッド７の一端に嵌
着された歯車１６と係合可能となっており、又前記シリ
ンダ室１３は通路１７を介して電磁弁１８に接続され、
該電磁弁１８の作動によってシリンダ室１３への空気の
給排が行われる様になっている。

斯かる従来の補正装置に於いて、切込量の補正をする場
合電磁弁１８を作動させ圧縮空気をシリンダ室１３に送
給し、ピストン１５のロッド部１４を前記歯車１Ｂと係
合可能な位置に突出させる。

この状態で主軸１を回転させると、主体３と共にスクリ
ューロッド７が回転し且リング１１が固定されているの
で、主体３回転毎に１歯分だけ歯車■６とロッド部１４
とが係合してスクリューロッド７が所要角度だけ回転し
、ナツトブロック８を移動させる。

而して、前記した如くナツトブロック８の移動によって
バイト５の位置が補正され、然も１回転毎のバイト移動
量が一定であるので、実測結果に基づき回転数を決定し
ておけば切込量の自動補正ができる。

従来の切込量の補正方法では第７図に示す様に、主軸ｌ
の切欠き１９を回転検出に利用し、固定側に近接スイッ
チ２０を取付け、近接スイッチ２０の検出結果に基づき
回転数をカウントし補正に要すべき回転数に対比させ、
実際の主軸１の回転数が予定の回転となる様な作動を行
わせている。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し乍ら、上記した従来の補正装置では補正装置内にあ
るシリンダを駆動して行わなければならず、シリンダ室
１３へ圧縮空気を送給する為の送給路の確保が必要とな
り、補正装置と加工機の本体側とを切離すことができず
、補正装置は加工機本体側との不可分な関係から種々の
制限、例えば主体等の剛性上の制限、補正装置小型化に
対する制限を受ける。

又、実際の補正作業に於いて主軸の回転数を検出しなけ
ればならない為、近接スイッチ或はそれに代る何らかの
回転検出器が必要であり、検出器の信頼性が問題となる
。又近接スイッチは第７図の様に主軸１に近接して取付
ける必要がある為に、切削油、細い切屑、埃等が付着し
て回転数をミスカウントする虞れがある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はバイトを半径方向に移動自在に支持した補正ユ
ニットの内部にバイト移動機構を設けると共に該移動機
構にモータを連結し、又補正ユニット内部にモータの回
転を検出する為のセンサ、モータを駆動する為のドライ
ブ基板を設け、補正ユニットの基部に該ドライブ基板と
電気的に接続された信号受送器を設け、ボーリング機械
本体側に支持され信号受送器に対峙せしめて信号送受器
を設け、該信号送受器とコントローラを電気的に接続し
、該コントローラを介しボーリング径補正に必要なデー
タが信号送受器、信号受送器を経て前記ドライブ基板に
入力される様にしたことを特徴とするものである。

［作　　　用］ 補正ユニットはバイトを移動させるに必要な機械的構成
と電気的構成を具備しており、コントローラを介して補
正作業に必要なデータを人力すると、データは信号受送
器、信号送受器間で無線通信によって、ドライブ基板に
送給され、ドライブ基板はモータを駆動し、モータの駆
動によりバイト移動機構がバイトを半径方向に移動させ
る。

〔実　施　例］ 以下図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図は本発明が実施されるＮＣボーリング装置の全体
概略図を示している。

図中７０はＮＣ装置、７１はボーリング径補正用コント
ローラ、７２はボーリング機械を示す。

ボーリング径の補正はＮＣ装置７０により補正用コント
ローラ７１を介して行うこともでき補正用コントローラ
７１から直接手動で行うこともできる。

補正用コントローラ７１の操作パネル７３には自動、手
動の切換スイッチ７４、スタートボタン７５、リセット
ボタン７Ｂ、デジスイッチ（表示付）７７、各種表示ラ
ンプ７８．７９．８０．８１が設けられている。

ボーリング機械７２の主軸ｌには本発明を実施するに好
ましいボーリング径補正ユニット８２が嵌着され、該ボ
ーリング径補正ユニット８２の上方には送受器８３を設
けである。該送受器８３のボーリング径補正装置側対峙
面には投光器８４ａ。

８４ｂ１受光器８４ｃを設け、補正ユニット８２の投光
器８４ａ、８４ｂに対峙する位置に受光器５８ａ、５８
ｂ　。

受光器８４ｃに対峙する位置に投光器５８ｃを設け、送
受器８３と補正装置８２間で光通信が行われる様にする
。

補正ユニット８２は後述する様にバイト９５を半径方向
に移動させる為の駆動機構とドライブ基板を有しており
、駆動機構を作動させる為の信号の受授は、投受光器８
４ａ、８４ｂ、８４ｃと５８ａ、５８ｂ。

５８ｃを介して光通信によって行う。

次に本発明を実施するに好ましい補正ユニット８２を第
２図〜第５図に於いて説明する。

主体２０をネック部２１、胴部２２、基盤部２３によっ
て構成し、主体２０の内部には円柱状の空間２４を形成
せしめる。

基盤部２３の外面（前面）にはアリ溝２５を形成し、該
アリ溝２５にスライダ２６を摺動自在に嵌合する。スラ
イダ２６の外面側には角溝２７を刻設し、該角溝２７に
はバイトホルダ２８を摺動自在に嵌設する。バイトホル
ダ２８にはナツト２９が固着され、該ナツト２９にはス
クリュー３０を螺合しである。

該スクリュー３０はスライダ２Ｂの外面に取付けた軸受
３１に回転自在に支持され、又軸受３１より突出するス
クリュー３０の自由端はハンドル（図示せず」が嵌合可
能な様に面取加工を施しである。

バイトホルダ２８はボルト等所要の手段でスライダ２６
にロック可能とし、パイ！・ホルダ２８にはバイト本体
３２を所要本数のボルト３３で固着する。

３４はチップである。

前記基盤部２３の略中央部に孔３５を設け、前記スライ
ダ２６の内面側にナツトサポートブロック３６を突設し
、該ナツトサポートブロック３Ｂを孔３５に挿通せしめ
る。ナツトサポートブロック３Ｂにナツト３７を固着し
、該ナツト３７にはスクリューロッド３８を螺合する。

前記基盤部２３の内面に軸受ブロック３９、ウオーム減
速機４０を取付け、前記スクリューウッド３Ｂの１端を
軸受ブロック３９で回転自在に支承し、他端をウオーム
減速機４０に連結する。

基盤部２３に図示しない支柱によって支持板４１を取付
け、該支持板４１にカラー４２を介してギアサポート４
３を取付ける。支持板４１にモータ４４、ギアヘッド４
５を取付け、モータ４４とギアヘッド４５との間にアイ
ドラ軸４６を配設し、アイドラ軸４Ｂは支持板４１．ギ
アサポート４３に回転自在に支承せしめる。アイドラ軸
４Ｂに大径ギア４７と、小径ギア４８とを嵌着し、該大
径ギア４７はモータ出力軸に形成したピニオン４９と噛
合せしめ、小径ギア４８はギアヘッド４５の人力軸に嵌
着したギア５０と噛合する。又、ギアヘッド４５の人力
軸には突起物５１ａを取付けたタイミング歯車５１を取
付け、該タイミング歯車５１に対峙させて近接スイッチ
５２を設ける。

空間２４には又充電可能なバッテリ５３、モータ４４を
制御、駆動するドライブ基板５５が設けられており、前
記近接スイッチ５２はドライブ基板５５に、バッテリ５
３は電源スィッチ５Ｂを介して基板部２３にそれぞれ電
気的に接続されている。又、バッテリ５３は充電端子５
７を介して外部電源と接続可能であり、バッテリ５３の
消耗状態に応じて適宜充電可能となっている。ここで、
前記電源スィッチ５６、充電端子５７はネック部２１の
テーバ面に連続して形成した凹部５９に設けている。

前記した様にモータ４４駆動の制御信号がノイズの影響
を受けない、光信号で与えられる様になっており、光信
号は受光器５８ａ、　５８ｂで受信され光／電変換され
てドライブ基板５５に人力され、フィードバック信号は
電／光変換されて投光器５８ｃより出力される。

又、本発明を実施するに好ましい補正制御回路の１例を
第６図に於いて説明する。

尚、第６図中第１図〜第５図中で示したものと同一のも
のには同符号を付しである。

正負判別器９０は切換スイッチ７４の接点ａ、ａ’を介
してＮＣ装置７０とデジスイッチ７７に接続可能となっ
ており、演算器９１は接点す、ｂ’を介してＮＣ装置７
０とデジスイッチ７７に接続可能であり、演算器９１と
カウンタ９２は接点ｃ、ｃ’を介してリセットボタン７
６をＮＣ装置７０に接続可能であり、正負判別回路９０
、ＯＲ回路９７、ＡＮＤ回路９８はそれぞれ接点ｄ、ｄ
’を介してスタートボタン７５とＮＣ装置に接続可能と
なっている。

演算器９１の出力はカウンタ９２に出力され、カウンタ
９２の出力はスイッチング回路９４に接続されているＡ
ＮＤ回路９３に入力される。スイッチング回路９４には
パルス発信器９５．９６が接続されており、パルス信号
は投光器Ｆｉ４ａ、８４ｂに入力される。又、送受器８
３からの信号はカウンタ９２へ入力される。

前記ＯＲ回路９７からの信号はＡＮＤ回路９３に入力さ
れ、ＡＮＤ回路９３の出力はＯＲ回路９７、遅延回路８
９を介してＡＮＤ回路９８、ＮＯＴ回路１００、ドライ
バ１０１へそれぞれ入力され、ＡＮＤ回路９８の出力は
ＮＣ装置７０へ入力される。該ＡＮＤ回路９８には受光
器８４ｃからの信号もＮ。

Ｔゲート９９を介して入力される。前記正負判別回路９
０の出力は切換信号としてスイッチング回路９４へ入力
される。

前記投光器８４ａ、　８４ｂからの光データは受光器５
８ａ、５８ｂで受光、光／電変換されてドライブ基板５
５の駆動回路１０２へ人力される。駆動回路１０２は入
力された信号に基づきモータ４４を正逆所要の方向に駆
動する。

モータ４４の回転を検出する近接スイッチ５２からの信
号がドライブ基板５５に入力されるとＡ／Ｄ変換器１０
３、増幅器１０４によって信号処理され、投光器５８ｃ
で光／電変換された後、受光器８４ｃへ送出される。

又、モータ４４は補正ユニット８２の所要位置に設けた
原点復帰用操作スイッチ１１０によって駆動し得る様に
なっており、該スイッチ１１Ｇが操作されると原点検出
センサ１０Ｂで原点が検出される迄原点復帰制御回路１
０５は駆動回路１０２へ駆動信号を発する。

補正ユニット８２が主軸に嵌着されると電源スィッチ５
６が作動する様になっており、電源スィッチ５６の作動
でバッテリ５３は駆動回路１０２等所要箇所へ給電する
。

尚、バッテリ５３は該スイッチ５６を介して電圧チェッ
ク回路（比較器１０７、ドライバ１０８）に接続されて
おり、電圧が所定のレベルより下った時にはランプ１０
９を点灯せしめる。

以下作動を説明する。

本装置を主軸１に嵌着すると凹部５９に主軸ｌ側に設け
た駒６０が嵌合して、電源スィッチ５６をＯＮＬ、バッ
テリ５３はドライブ基盤に給電する。

チップ３４を取付けた状態で原点復帰用操作スイッチ１
１０を操作すると、該スイッチ１１０の信号は原点復帰
制御回路１０５によって駆動信号に処理され、駆動回路
１０２を介してモータ４４を駆動する。モータ４４の駆
動と原点検出センサ１０Ｂでスライダ４　（バイト８５
）を原点に復帰させ、軸心からチップ先端迄の距離を測
定する。

以下はＮＣ装置７０による自動補正作業についての説明
である。

切換スイッチ７４を自動にする。

ＮＣ装置７０よりリセット信号１１３を補正用コントロ
ーラ７１に入力する。リセット信号１１３によって演算
器９Ｌカウンタ９３の内容がリセットされる。

仕上前加工径を決定し予めＮＣ装置に入力しておけば、
前記原点でのチップ先端迄の距離測定結果に基づき、バ
イト８５の移動量を求めＮＣ装置７０はコントローラ７
１に補正信号１１２を入力する。

前記補正装置８２の機構によりモータ５４１回転でのチ
ップの動き量は決定されており、演算器９１には補正量
に対し何回転させればよいか求める式、定数が予め入力
されている。

例えば、モータ４４からギアヘッド４５迄の減速比を１
７１Ｏ、ギアヘッド４５の減速比を１／２５、ウオーム
減速機４０の減速比を１／４０とするとモータ４４から
スクリューロッド３８迄の減速比は１　／１００００で
あり、スクリューロッド３８のピッチを１■■とした場
合、モータ１回転でチップ３４が動く量は０．１μとな
る。従って、もし、前記補正信号の値が０．５１−であ
るとするとモータは５０００回転すればよいことになる
。尚、前記突起物５１ａを取付けたタイミング歯車５１
が減速比１／１０の位置に設けられているとすると近接
スイッチ５２からの信号は５００パルスがモータ５００
０回転に相当し、１信号当りのチップ移動量は１μとな
る。この演算結果はカウンタ９２へ入力され、カウンタ
９２は演算器９１からの信号入力があるとＡＮＤ回路９
３へ信号を出力する。

又、補正信号１１２と共に正負信号ｉｌｌも入力され、
該信号の正負判別が正負判別機９０によって判断され、
この判断結果によりスイッチング回路９４が切換えられ
る（例えば正方向）。次に、スタート信号が入力される
とＯＲ回路９７を介してＡＮＤ回路９３へ信号が入力さ
れて、ＡＮＤ回路９３が信号が出され、該信号はスイッ
チング回路９４を経てパルス発信器９５へ入力される。

尚、ＡＮＤ回路９３の出力はＯＲ回路９７にも入力され
、スタート信号がなくなった後もＡＮＤ回路９３へ信号
を出し続ける。

パルス発信器９５の出力は投光器８４ａで電／光変換さ
れ、受光器５８ａへ光通信される。受光器５８ａは光／
電変換してドライブ基板５５へ電気信号を人力する。

ドライブ基板５５の駆動回路１０２は信号が入力されて
いる間中モータ４４を駆動する。モータ４４の回転はビ
ニオン４９、大径ギア４７、小径ギア４８、ギア５０を
介して減速されて、ギアヘッド４５に伝達され、更にウ
オーム減速機に伝達される。ウオーム減速機４０はスク
リューロッド３８を回転させ、スクリューロッド３８の
回転はナツト３７によって直線運動に変換され、スライ
ダ２６に伝達される。又、モータ４４の回転量はギアヘ
ッド４５に設けたタイミング歯車５１の回転角度を近接
スイッチ５２で検出することにより検知することができ
る。

即ち、ギアへラド４５に伝達された回転は、ギアヘッド
４５、ウオーム減速機で減速され、仕上径に必要な減速
比が得られる。

タイミング歯車５１の１回は近接スイッチ５２によって
検出され、タイミング歯車５１の１回転毎の検出信号が
ドライブ基板５５に入力される。近接スイッチ５２の信
号はＡ／Ｄ変換器１０３、増幅器１０４で信号処理され
、投光器５８ｃへ入力される。該信号は投光器５８ｃで
光／電変換され、受光器８４ｃへ光通信される。受光器
８４ｃは１回転毎のパルス信号として前記カウンタ９２
へ入力する。カウンタ９２ではパルス信号が入力される
度に１づつ減算して受光器８４ｃからのパルス信号の合
計が例えば５００パルスとなるとカウンタ９２からの出
力は零となりＡＮＤ回路９３からの出力もなくなって、
駆動回路１０２によるモータ４４の駆動も停止される。

尚、ＡＮＤ回路９３の出力の有無を、例えばＮＯＴ回路
１００より取出し必要に応じモータ４４のブレーキを駆
動させ、或はブレーキに代えモータ４４を停止時１回転
逆転させる駆動を行ってもよく、或は補正完了でランプ
７８を点灯させてもよい。

補正が完了すると前記した様にＡＮＤ回路９３からの出
力が零となるので、零信号を補正完了信号としてＮＣ装
置７０へ戻す。

尚、安全機構としてモータ駆動の指令信号（ＡＮＤ回路
９３からの出力）があって所要時間（例えば０．５秒）
たっても近接スイッチ５２からの１回転信号が来ない場
合はＡＮＤ回路９８のＡＮＤ条件が成立して警報信号１
１５が発せられる様になっている。

バイトの位置修正が完了すると仕上前加工を行い、次に
仕上前加工での穴の実際の仕上り寸法を測定し、仕上加
工穴径に対する差を求め、補正量としてコントローラ７
１へ人力する。

以下のバイトの補正作動については前述したと同様であ
るので省略する。

補正作業を手動で行う場合は切換スイッチ７４を手動に
切換え、正負信号、補正信号はデジスイッチ７７により
、リセット信号はリセットボタン７６により、スタート
信号はスタートボタン７５によりそれぞれ入力すること
により前記した自動補正作業と同様の補正作業が行われ
る。

基準径の異なる穴を加工する場合は、更にモータ４４を
駆動して穴加工径の変更を行う。

尚、スライダ２６の移動をスクリューロッド３８で行っ
ており、そのストロークは数十−一を可能とする。更に
、スクリュー３０にハンドルを取付は手動で回転するこ
とにより、スライダ２６に対してバイトホルダ２８を数
＋１のストロークで移動させることが可能である。

ここで、スクリュ−３０によりバイト８５の位置調整を
行った場合には原点復帰作動及び原点復帰位置でのチッ
プ位置の計測を行うことは勿論である。

前記電源チェック回路によりバッテリ５３が基準電圧よ
り下った場合は充電端子５７を介し、バッテリ５３の充
電を行う。

尚、上記実施例としてはデータ通信に光通信を使用した
がＦＭ通信を使用し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、無線方式によるボーリ
ング径補正であるので、ボーリング径補正装置をボーリ
ング機械と切離すことができ、剛性等種々の制限を緩和
することができると共に主軸回りに近接スイッチ等を設
ける必要がないので信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の概略を示す図、第２図
は本発明を実施するボーリング径補正装置の１例の側断
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は第３図
のＢ−Ｂ矢視図、第５図は第２図のＣ矢視図、第６図は
本発明を実施する制御装置の１例を示すブロック図、第
７図は従来例の側断面図、第８図は第７図のＤ矢視図で
ある。 ２６はスライダ、３８はスクリューロッド、４４はモー
タ、５５はドライブ基板、７０はＮＣ装置、７１は補正
用コントローラ、７２はボーリング機械、８２はボーリ
ング径補正ユニット、８３は送受器、８４は投受光器、
８５はバイトを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）バイトを半径方向に移動自在に支持した補正ユニッ
   トの内部にバイト移動機構を設けると共に該移動機構に
   モータを連結し、又補正ユニット内部にモータの回転を
   検出する為のセンサ、モータを駆動する為のドライブ基
   板を設け、補正ユニットの基部に該ドライブ基板と電気
   的に接続された信号受送器を設け、ボーリング機械本体
   側に支持され信号受送器に対峙せしめて信号送受器を設
   け、該信号送受器とコントローラを電気的に接続し、該
   コントローラを介しボーリング径補正に必要なデータが
   信号送受器、信号受送器を経て前記ドライブ基板に入力
   される様にしたことを特徴とするボーリング径補正装置
   。