(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の表面に沿って移動可能な走行部と、前記被加工物に対して昇降移動自在となるよう前記走行部に保持した昇降部とを備え、
前記昇降部には、前記被加工物を表面加工する加工具と、当該加工具を保持する表面倣い部材と、当該表面倣い部材を前記被加工物の側に付勢する弾性部材とを設けてあり、
さらに、前記被加工物に表面加工する対象領域を決定する表面加工領域形成部と、前記昇降部の昇降移動を制御する昇降制御部とを備えた表面加工装置であって、  前記表面倣い部材の先端側には、前記被加工物の表面と当接摺動可能な当接部材を前記表面倣い部材に対して上下移動自在に設けてあり、前記表面倣い部材に対する前記当接部材の高さ位置を検出可能なセンサを前記表面倣い部材と前記当接部材とに亘って備え、
所定ブロックを加工処理する際に、前記当接部材が下方へ移動したことを前記センサが検出したとき、当該下方への移動を解消するよう前記昇降制御部が前記昇降部を下降制御する表面加工装置。
【請求項２】
前記当接部材が前記加工具を囲繞すると共に表面加工残渣を吸引する吸引手段を前記当接部材に連通してある請求項１に記載の表面加工装置。
【請求項３】
前記当接部材が、前記センサをオン−オフ制御する基準となる閾位置を有しており、
前記被加工物に表面加工する対象領域が複数のブロックに分割されている場合、所定ブロックを加工処理した後、前記昇降制御部は、前記昇降部を上昇させることにより、前記当接部材を閾位置より下降させて前記当接部材及び前記加工具を前記被加工物から離間させ、
前記所定ブロックとは異なる他のブロック上に前記走行部を移動させた後、前記昇降制御部は、前記昇降部を下降させ、かつ、前記当接部材が閾位置まで押し込まれたときに前記昇降部の下降を停止するように構成してある請求項１又は２に記載の表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物に表面加工する対象領域を決定する表面加工領域形成部と、前記表面加工領域形成部からの指令により、前記被加工物の表面に沿って移動可能な走行部とを備え、前記走行部には、前記被加工物に対して昇降移動自在な昇降部と、前記被加工物を表面加工する加工具とを備えてある表面加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の表面加工装置としては、例えば、彫刻装置や箔転写装置等が知られていた。
【０００３】
このうち、箔転写装置の一例を挙げれば、刻印すべき文字等の画像をコンピュータ画像上で作成し、作成された画像の画像信号を加熱刻印する加工具に供給するものがある。この加工具は、Ｘ−Ｙ方向に移動する走行部に設けられており、供給された画像信号に応答して前記作成された画像を刻印加工する。加工に際しては、刻印すべき箔を刻印されるべき材料（被加工物）に重ね、加熱した前記加工具によって、重ねた箔を押圧して前記画像信号に応じた模様を被加工物上に転写していた（特許文献１参照）。
【０００４】
図９に示したように、この箔転写装置Ｘは、刻印すべき画像を作成して画像信号を出力する画像形成部Ｂ、及び、箔８１を被加工物８２に所定の圧力及び温度で加熱刻印する加熱刻印部Ａ等で構成される。前記加熱刻印部Ａの走行部１１０には、所定の温度で加熱し且つ所定の圧力（刻印圧力）で刻印加工できる刻印ヘッド（加工具）１１を設けてある。
【０００５】
箔転写に際しては、前記箔８１を前記被加工物８２の上に重ね、その状態で前記加熱刻印部Ａに設けたテーブル８３上に配置される。
【０００６】
図１０に示したように、前記加工具１１は、先端部が尖ったペン形状をしているため画像の細かい形状を忠実に再現でき、また、コイルばね８４，８５等の弾性体で支持することにより常に一定の刻印圧力となるように構成してある。刻印圧力は、例えば、前記加工具１１を支持するコイルばね８４，８５の強さ又は応力を変化させることによって設定することができる。
【０００７】
このように構成される箔転写装置Ｘは、前記加工具１１の自重とコイルばね８４，８５の弾性支持力とによりバランスが保たれ、被加工物８２に対して前記被加工物８２の材料に応じた適正な圧力をかけることができるとされていた。これにより、画像形成部Ｂにおいて形成された画像と同一の模様が、前記加工具１１によって前記被加工物８２上に正確に刻印されていた。
【０００８】
また、前記加工具の突出量を調節可能で、前記被加工物に当接可能な被加工物当接面を有する表面倣い部材を設けたものが知られていた。この表面倣い部材が設けてあることにより、前記被加工物表面に凹凸があったとしても、この表面倣い部材が前記凹凸に倣って昇降するため、前記加工具１１の刻印の深さを安定させることが可能となっていた。
【０００９】
また、別の表面加工装置として、加工しようとする立体形状物（被加工物）の表面を接触、或は非接触のセンサーで予め計測したのちに、その計測データを基にしてＣＡＤ／ＣＡＭの形状データを作成し、コンピュータ制御によって被加工物表面又は内面に接触、或は非接触で、文字、模様等を施すものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２１６９９８号公報（段落０００７〜００１２、図１〜２）
【特許文献２】
特開２００１−２６５４１４（段落００１４、００３６）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１の箔転写装置によれば、前記刻印ヘッドを含んだ加工具の重量とコイルばねの弾性支持力とによりバランスが保たれ、前記刻印ヘッドに一定の刻印圧力を発生させる構成となっている。
【００１２】
前記コイルばねは、前記箔及び前記被加工物を確実に押圧し、前記箔を前記被加工物に確実に転写するために適切な強さを有するばねを用いることが望ましく、このコイルばねの強さは前記被加工物の材料に応じて最適な圧力に変更できることが望ましい。
しかし、強力な応力を有するコイルばねを用いると、刻印圧力が高すぎるために前記被加工物に損傷を与えたりする虞があった。
【００１３】
また、前記表面倣い部材を設けたものでは、前記加工具と表面倣い部材とは一体的に構成してあり、前記被加工物に加工具を押し付ける力と、前記表面倣い部材が前記被加工物を押し付ける力とは、同じコイルばねによって発揮されるものであった。この場合に、前記被加工物に対して確実に刻印を施すためには、ある程度強力な押圧力を生じさせる必要がある。しかし、上述のごとく、加工のための押圧力と倣いのための押圧力とは、同じばねを兼用していたため、前記被加工物に対しては常に強力な押し付け力を作用させることとなっていた。この結果、刻印加工処理の最中に前記被加工物が傾く場合があった。刻印加工処理中に、前記被加工物が傾いて前記被加工物と前記表面倣い部材との当り具体が変化すると、表面加工が彫刻処理の場合は彫刻深度が一定せず、前記被加工物の加工精度が低下するという問題点があった。
【００１４】
特許文献２に記載の表面加工装置は、彫刻或いは刻印前に、センサによって被加工物の加工表面全体をセンシングして、当該加工表面の凹凸を計測しておき、その計測データを基に彫刻ヘッド或いは刻印ヘッドの被加工物に対する高さを決定していた。
しかし、当該加工表面全体をセンシングして計測データを得るのに時間を要するため、被加工物の加工処理効率が悪いという問題点があるうえに、加工開始後に前記被加工物が動いてしまうと、センシングの計測データが無駄になるという不都合があった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、被加工物の加工精度及び加工処理効率に優れた表面加工装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、  被加工物の表面に沿って移動可能な走行部と、前記被加工物に対して昇降移動自在となるよう前記走行部に保持した昇降部とを備え、
前記昇降部には、前記被加工物を表面加工する加工具と、当該加工具を保持する表面倣い部材と、当該表面倣い部材を前記被加工物の側に付勢する弾性部材とを設けてあり、
さらに、前記被加工物に表面加工する対象領域を決定する表面加工領域形成部と、前記昇降部の昇降移動を制御する昇降制御部とを備えた表面加工装置であって、  前記表面倣い部材の先端側には、前記被加工物の表面と当接摺動可能な当接部材を前記表面倣い部材に対して上下移動自在に設けてあり、前記表面倣い部材に対する前記当接部材の高さ位置を検出可能なセンサを前記表面倣い部材と前記当接部材とに亘って備え、
所定ブロックを加工処理する際に、前記当接部材が下方へ移動したことを前記センサが検出したとき、当該下方への移動を解消するよう前記昇降制御部が前記昇降部を下降制御する点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００１７】
〔作用効果１〕
つまり、表面倣い部材に対して上下移動自在な当接部材と、昇降部の昇降移動を制御する昇降制御部と、当接部材を検出可能なセンサとを備えることにより、センサは当接部材の下方移動を検出し、その移動に応じて昇降制御部が昇降部の移動を制御可能な構成とすることができる。
【００１８】
例えば、前記当接部材が上下移動しない場合に、前記センサは前記当接部材が同じ高さであると認識する。そして、前記当接部材が上下移動した場合には、前記センサは前記当接部材が異なる高さであると認識する。この時、前記当接部材の下降や押し込みが生じたものと判断される。
【００１９】
そして、前記センサが、前記当接部材が同じ高さであると認識しているときには前記昇降部は昇降移動せず、前記センサが、前記当接部材が異なる高さであると認識するとき（つまり、前記当接部材が下降する等して閾位置から外れた場合）には、前記センサが前記当接部材を検出するまで前記昇降部を下降移動するように制御する。
【００２０】
これにより、前記当接部材が下降したときには、前記当接部材から突出している前記加工具の突出長さを前の状態に戻すことができる。このようにして、表面加工深度は、前記当接部材が下方に移動する前の表面加工深度と同等の深度になるように即座に補正される。
【００２１】
本構成であれば、被加工物の表面に凹凸があって表面状態が一様でない場合でも、表面加工深度がほぼ一様となって前記被加工物の加工精度が向上する。また、加工処理中等において、前記被加工物が多少傾いたとしても、前記当接部材から突出している前記加工具の突出長さを一定にすることができ、表面加工深度がほぼ一様となって加工精度が向上する。
【００２２】
このように本構成の表面加工装置では、表面加工しながら加工深度を補正できるため、表面加工処理前に長時間かけて加工表面全体をセンシングして計測データを得る必要がない。従って、前記被加工物の加工処理効率が向上する。
【００２３】
また、本構成では、前記被加工物の表面の凹凸をセンシングする当接部材に対して、強力なコイルばねを用いないため、加工処理中に前記被加工物が動いたり、前記被加工物に損傷を与えたりする虞が殆どない。
【００２４】
〔構成２〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、上記構成１において、
前記当接部材が前記加工具を囲繞すると共に表面加工残渣を吸引する吸引手段を前記当接部材に連通してある点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００２５】
〔作用効果２〕
つまり、前記当接部材が前記加工具を囲繞すると、前記加工具が前記被加工物を表面加工して発生した表面加工残渣は、前記加工具を囲繞する当接部材の内部に留まって周囲に散らばるのを防止することができる。
【００２６】
さらに、表面加工残渣を吸引する吸引手段を前記当接部材に連通してあると、前記当接部材の内部に留まっている表面加工残渣を前記吸引手段が吸引することができる。従って、表面加工処理により発生した表面加工残渣が、直ちに前記吸引手段で除去できるため、表面加工残渣の上に前記当接部材が乗り上げる等して表面加工処理が障害を受けるのを防止することができる。これにより、前記被加工物の品質がさらに向上する。そして、表面加工処理後、直ちに前記吸引手段で表面加工残渣を除去すると、表面加工処理後の清掃の労力を軽減することができる。
【００２７】
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、上記構成１又は２において、前記当接部材が、前記センサをオン−オフ制御する基準となる閾位置を有しており、
前記被加工物に表面加工する対象領域が複数のブロックに分割されている場合、所定ブロックを加工処理した後、前記昇降制御部は、前記昇降部を上昇させることにより、前記当接部材を閾位置より下降させて前記当接部材及び前記加工具を前記被加工物から離間させ、
前記所定ブロックとは異なる他のブロック上に前記走行部を移動させた後、前記昇降制御部は、前記昇降部を下降させ、かつ、前記当接部材が閾位置まで押し込まれたときに前記昇降部の下降を停止するように構成してある点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００２８】
〔作用効果３〕
前記当接部材が、前記センサをオン−オフ制御する基準となる閾位置を有すると、例えば、前記当接部材が、予め設定した閾位置を下方に外れた場合に前記センサをオフする等のように、簡単な構成でありながら、前記当接部材の突出状態、即ち、前記昇降部の上下位置を正確に認識することができる。
【００２９】
そして、加工対象となる表面加工領域が複数のブロックに分割されている場合は、所定ブロックを加工処理した後に、前記昇降制御部は前記昇降部を上昇させることにより、前記当接部材を閾位置より下降させて前記当接部材及び前記加工具を前記被加工物から離間させ、前記所定ブロックとは異なる他のブロックにて、前記昇降制御部は前記昇降部を下降させ、かつ、前記当接部材が閾位置まで押し込まれたときに前記昇降部の下降を停止するように構成すると、前記所定ブロックと、前記所定ブロックとは異なる他のブロックとで、前記被加工物の表面に対する前記昇降部の高さをほぼ等しくすることができる。このように、ブロック毎に頻繁に前記昇降部の高さを補正することになるため、表面加工処理中に前記被加工物が傾く等して、ブロック毎に表面加工する高さが微妙に変化する場合であっても、表面加工深度が全てのブロックでほぼ一様となり、加工精度が向上する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は同一又は相当の部分を示している。
【００３１】
本発明の表面加工装置は、例えば、木版等の被加工物の表面を彫刻加工する場合や、刻印加工する場合に使用するのが好適である。この場合、後述の加工具を種々交換することにより実施可能となる。
【００３２】
前記被加工物は、上述したように前記木版が好適であり、例えば、位牌、ネームプレート等に加工できる。
【００３３】
図１に、本発明の表面加工装置の実施形態を示す。表面加工装置Ｘは、主に、被加工物８２に表面加工する対象領域を決定する表面加工領域形成部Ｂと、前記表面加工領域形成部Ｂからの指令により、前記被加工物８２に表面加工する加工部Ａとから構成してある。以下、各構成について詳述する。
【００３４】
（１）表面加工領域形成部
この表面加工領域形成部Ｂは、前記被加工物８２に表面加工する対象領域を決定するため、例えば、パソコン等の端末１０１によって表面加工する文字や図形等の画像を形成する。被加工物８２に表面加工する文字等や図形等の画像はＣＡＤ／ＣＡＭ等のシステムを使用して作成する。
この表面加工領域形成部Ｂで形成された画像に対応する画像信号は、ケーブル１０２等によって後述の加工部Ａに転送される。
【００３５】
（２）加工部
加工部Ａは、前記表面加工領域形成部Ｂからの指令により、前記被加工物８２に表面加工する。この加工部Ａは、例えば、前記表面加工領域形成部Ｂからの指令により、前記被加工物８２の表面に沿って移動可能な走行部１１０、当該走行部１１０に備えた昇降部１２０、前記走行部１１０を駆動させる駆動機構８８、前記被加工物８２等の載置物８０を載置するテーブル８３、前記駆動機構８８の制御を行う操作部８９等を有している。
【００３６】
前記走行部１１０は、図１に示したように、駆動機構８８の側面に設けられた走行溝部９１に沿って水平方向（Ａ’方向）に、或いは、前記走行溝部９１から出退する方向（Ｂ’方向）に移動自在に前記駆動機構８８に取付けられている。
【００３７】
当該走行部１１０には昇降部１２０が取り付けられており、テーブル８３上に載置された前記載置物８０表面のいかなる位置にも移動可能である。
【００３８】
前記テーブル８３は、高さの微調整ができるように前記駆動機構８８に取付けられている。
【００３９】
前記走行部１１０は、前記表面加工領域形成部Ｂからの指令に応答して移動する。これにより、前記走行部１１０は、前記表面加工領域形成部Ｂにおいて決定された画像と同一の模様を、前記被加工物８２の表面に正確に加工することができる。
【００４０】
前記操作部８９は、前記走行部１１０の動作を制御し、例えば、スタートや後述のキャリブレーション等の際に使用する。
【００４１】
図２〜４に示したように、前記走行部１１０は、前記被加工物８２に対して垂直方向に昇降自在な昇降部１２０や、前記被加工物８２を表面加工する加工具１３等を有している。以下に、前記加工具１３及び昇降部１２０について順に詳述する。
【００４２】
（２−１）加工具
前記加工具１３は、前記被加工物８２を表面加工する。表面加工とは、上述したように彫刻加工や刻印加工等が該当し、これら処理を行う公知の器具が適用可能である。
【００４３】
例えば、前記被加工物８２を彫刻加工する器具として、カッター状、ドリル状、針状等の加工ヘッド部１３ａを備えたものが好ましく、前記被加工物８２を刻印加工する器具として、ボールペンの先端のボール部材等の加工ヘッド部１３ａを備えたものが好ましい。
【００４４】
前記加工具１３は、表面加工処理前に前記昇降部１２０に対して高さ調節を行う。高さ調節は、前記昇降部１２０に設けた筒部材１４に対する上下位置を変更することで行い、その際には、係止部１３ｂを用いる。
【００４５】
前記筒部材１４は、前記昇降部１２０の後述のスピンドル３１に対し、ベアリング部材１８を介して支持してある。
【００４６】
前記筒部材１４には、モーター（図外）の回転を伝達するベルト１７により回転可能なプーリ１６を取り付けてある。これにより、前記加工具１３がモータ駆動により回転し、前記被加工物８２の表面を加工する。
【００４７】
（２−２）昇降部
前記昇降部１２０は、前記被加工物８２に対して垂直方向に昇降自在になるように前記走行部１１０に付設されている。前記昇降部１２０は、前記走行部１１０に設けられている昇降制御部１１１により昇降制御される。そのため、前記昇降制御部１１１は、後述のセンサ１４０からの信号を受信可能に前記センサ１４０とケーブル１０３にて接続されている（図５参照）。
前記昇降制御部１１１は、例えば、ギヤにより前記昇降部１２０を昇降制御する。
【００４８】
図４に示したように、前記昇降部１２０は、加工具収容部材１５、スピンドル３１、圧力調節手段９２、表面倣い部材６１等が設けられており、前記表面倣い部材６１には、本発明の特徴構成である当接部材１３０及びセンサ１４０を取り付けてある。以下に各部材について詳述する（図２〜４参照）。
【００４９】
（ａ）加工具収容部材及びスピンドル
前記加工具収容部材１５及びスピンドル３１は中空状であり、この内部に前記筒部材１４及び前記加工具１３を収容している。この加工具収容部材１５の上端の外周には係止部１５ａが設けられており（図４参照）、この係止部１５ａが前記スピンドル３１の内周に設けられている係止部３１ａと係合可能に構成されている。前記加工具収容部材１５の下端は、前記表面倣い部材６１と接続可能に構成されている。
【００５０】
前記加工具収容部材１５及び前記スピンドル３１の内側には、前記ベアリング部材１８を介して前記筒部材１４を回転自在に支持している（図４参照）。
【００５１】
（ｂ）圧力調節手段
前記昇降部１２０には、載置物である前記被加工物８２に表面倣い部材６１が接触した場合において、前記表面倣い部材６１が前記被加工物８２を押圧する圧力を緩和させるための圧力調節手段９２が設けられている。
【００５２】
この圧力調節手段９２は、例えば、前記昇降部１２０の昇降方向に沿って位置調節可能な螺合部材５１を、前記スピンドル３１にネジ溝５４において螺合装着させて構成してある。そのため、前記螺合部材５１を前記スピンドル３１に対して回転させてそれらの軸線方向位置を変えることにより、前記螺合部材５１と前記加工具収容部材１５とに亘って作用する弾性部材４１の押圧力を調節する。前記弾性部材４１は、例えば、直径１．６ｍｍの線材からなるコイルばね等により形成される。
【００５３】
前記弾性部材４１の下端は、例えば、前記加工具収容部材１５の外周に装着されているワッシャ２１により係止されており、前記弾性部材４１の上端は、前記弾性部材４１の一部を収容する加圧手段収容部５２の係止部５３により係止されている。
【００５４】
前記弾性部材４１の加圧力は、前記被加工物８２の材料等に応じて変更可能である。つまり、前記螺合部材５１を前記昇降部１２０の昇降方向に沿って位置調節することにより、前記弾性部材４１の上端から下端の幅を変更でき、これにより前記弾性部材４１の加圧力を調節することができる。
【００５５】
このように構成することにより、前記被加工物８２に表面倣い部材６１が接触した場合、前記弾性部材４１が縮んで前記加工具収容部材１５が上方に押し上げられることにより、前記表面倣い部材６１が被加工物８２を押圧する圧力を緩和できる。
【００５６】
（ｃ）表面倣い部材
前記昇降部１２０の下部には、当接部材１３０及びセンサ１４０を有する表面倣い部材６１が設けられている。
【００５７】
この表面倣い部材６１は、例えば、図４に示したように、倣い本体６４が、前記加工具収容部材１５に対し、ネジ溝６２で螺合装着される。さらに、スカート部６５が前記倣い本体６４に、例えばネジ溝６３において螺合装着される。
【００５８】
また、前記スカート部６５の下端には、前記加工ヘッド部１３ａの先端部分及び前記当接部材１３０が突出する突出孔６６が設けられている。以下に、前記当接部材１３０及びセンサ１４０について説明する。
【００５９】
〔当接部材〕
前記当接部材１３０は、前記昇降部１２０の先端になるように、好ましくは前記スカート部６５の内側に、前記被加工物８２の表面と当接可能に設けられている。そして、前記当接部材１３０は、前記昇降部１２０に対して上下移動自在に設けてある。
【００６０】
具体的には、図５に示したように、前記当接部材１３０の外周には係止部１３１が設けられ、前記スカート部６５の内周には前記係止部１３１と係止可能に係止部６７が設けられる。つまり、前記当接部材１３０は、前記係止部６７と前記係止部１３１とが係止した位置を最下位置として、前記被加工物８２に対して上下移動自在となる。
【００６１】
前記当接部材１３０の上端には、前記当接部材１３０と前記倣い本体６４とに亘って作用する弾性部材１３３を設けてある。この弾性部材１３３は、例えば、直径０．３〜０．３５ｍｍの線材からなるコイルばね等により形成されている。このコイルばねは、前記当接部材１３０を前記被加工物８２に接触させるのに十分な押圧力を有し、さらに、前記被加工物８２を動かさない程度に前記当接部材１３０を加圧する。この場合、強力な応力を有するコイルばねを用いないため、前記被加工物に損傷を与えたりする虞が殆どない。
【００６２】
さらに、前記当接部材１３０の側面には、前記センサ１４０により検出可能となるセンサ検出部１３２を備えている。前記センサ検出部１３２は、前記当接部材１３０が上下移動した時に、前記センサ１４０が一定位置で前記センサ検出部１３２を検出するように構成する。そして、前記センサ検出部１３２は、例えば、棒状或いは板状等の形態であれば好ましい。
【００６３】
〔センサ〕
センサ１４０は、当接部材１３０を検出可能に構成してある。
図５には、前記スカート部６５の内側に前記センサ１４０の一端が貫通するように設けた場合を例示している。
【００６４】
図６に前記センサ１４０の構成を示す。
前記センサ１４０は、前記当接部材１３０に設けられるセンサ検出部１３２を検出するセンシング部１４１を備えている。これは、例えば、コの字状で形成することが可能であるがこれに限られるものではない。
前記センシング部１４１には、発光素子１４２と受光素子１４３を対向配置して設け、コの字状で囲まれた検出空間を通過した前記センサ検出部１３２を非接触で検知するように構成してある。このセンシング部１４１では、前記発光素子１４２から前記受光素子１４３へと放射された光が、前記当接部材１３０が上下位置変更した時に前記センサ検出部１３２によって遮られるか否かにより前記センサ検出部１３２の有無を検出する。
【００６５】
このように構成すると、前記センサ１４０は、前記当接部材１３０の上下移動が検出可能となる。
【００６６】
そして、前記昇降部１２０は、例えば以下のように昇降制御される。
前記センシング部１４１が前記センサ検出部１３２を検出しているときには、前記センサ１４０は前記当接部材１３０が同じ高さであると認識する。即ち、前記当接部材１３０の押し込み状態は適切であると判断できるため、前記昇降部１２０は昇降制御しない。そして、前記センシング部１４１が前記センサ検出部１３２を検出しないとき（例えば、前記昇降部１２０と前記被加工物８２との距離が広がったとき）には、前記当接部材１３０が前記昇降部１２０から過度に突出した状態になったと判断し、前記昇降制御部１１１に信号を送信して、前記センシング部１４１が前記センサ検出部１３２を検出するまで前記昇降部１２０を下降制御する。
【００６７】
ここで、前記被加工物８２に凹凸がある場合、前記当接部材１３０が前記被加工物８２の凹凸部分を通過すると、前記当接部材１３０（センサ検出部１３２）が上下移動する。この時、前記当接部材１３０から突出している前記加工ヘッド部１３ａの突出長さが変化するが、前記走行部１１０及び昇降部１２０の高さは変化しないため、前記加工具１３が前記被加工物８２を表面加工する加工深さは凹凸の分だけ変化する。
【００６８】
しかし、本願の構成のように、前記センサ検出部１３２が上下移動した際に、特に、前記センサ検出部１３２が下方へ突出移動する前の状態に戻すように前記昇降部１２０を下降制御すると、前記当接部材１３０から突出している前記加工ヘッド部１３ａの突出長さを、前記センサ検出部１３２が下降移動する前の状態に戻すことができる。そのため、表面加工深度は、前記センサ検出部１３２の上下位置が変化する前の表面加工深度と同等の深度になるように即座に補正できる。従って、表面状態が一様でない前記被加工物８２であっても、凹凸がある場所で表面加工深度が一定になるような加工処理が可能となる。
【００６９】
また、加工処理中等において、前記被加工物８２が多少傾いたとしても、前記当接部材１３０から突出している前記加工ヘッド部１３ａの突出長さを一定にすることができるため、この場合も、表面加工深度がほぼ一様となって加工精度が向上する。
さらに、表面加工しながら加工深度を補正できるため、表面加工処理前に加工表面全体をセンシングして計測データを得る必要がない。従って、前記被加工物８２の加工処理効率が向上する。
【００７０】
図５〜６に示したように、前記当接部材１３０が前記加工具１３を囲繞する形態とすることが可能である。例えば、円柱状やこれに準じた形態が適用できる。そして、表面加工残渣を吸引する吸引手段１５０を前記当接部材１３０に連通するように構成することが可能である。
【００７１】
このような形態の具体例として、前記当接部材１３０の側面に複数の孔部１３４を設け、さらに、表面加工残渣を吸引する吸引手段１５０を前記孔部１３４の少なくとも１つに連通するように構成する場合を例示する。
【００７２】
前記吸引手段１５０は、前記スカート部６５の側面を貫通して前記スカート部６５の内側と連通することにより前記孔部１３４と連通する。
【００７３】
このように構成すると、前記加工ヘッド部１３ａが前記被加工物８２を表面加工して発生した表面加工残渣は、前記加工具１３を囲繞する当接部材１３０の内部に留まって周囲に散らばるのを防止することができる。さらに、複数（本実施例では２つ）の孔部１３４の少なくとも１つに前記吸引手段１５０が連通するため、前記当接部材１３０の内部に留まっている表面加工残渣を前記吸引手段１５０が吸引することができる。前記吸引手段１５０が連通している孔部１３４以外の孔部１３４からは、前記吸引手段１５０を稼動している場合には、空気が前記当接部材１３０の内部に流入する。
【００７４】
従って、表面加工処理により発生した表面加工残渣が、直ちに前記吸引手段１５０で除去できるため、表面加工残渣が表面加工処理の障害になるのを防止することができる。これにより、前記被加工物８２の品質がさらに向上する。
【００７５】
【実施例】
上述した本発明の表面加工装置Ｘの実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例では、前記被加工物８２にとして木版である位牌に文字を彫刻加工する場合を例示する。
【００７６】
まず、前記表面加工領域形成部Ｂの端末１０１において、位牌に彫刻する文字等の画像を作成する。そして、この表面加工領域形成部Ｂで形成された画像に対応する画像信号は、ケーブル１０２経由で加工部Ａに転送される。
【００７７】
次に、前記被加工物８２である位牌を加工部Ａのテーブル８３に載置する。前記位牌８２を固定後、前記テーブル８３の高さを微調整し、前記操作部８９により前記加工具１３を彫刻開始位置にセットする。
【００７８】
彫刻開始前に、前記位牌８２の表面における彫刻深さを決定して加工具１３をセッティングする。このセッティングは、例えば、以下のように行う。この時、前記センサ１４０はオフラインとなっている。
【００７９】
図７（ａ）に示したように、加工深度と同じ厚さのスペーサ８６を、前記当接部材１３０と前記位牌８２との間に挟む。前記加工具１３は、筒部材１４に固定されていないため上下移動自在となっており、この状態で、前記加工ヘッド部１３ａの先端部１２を前記位牌８２の表面に載置する（加工深度キャリブレーション工程）。この時、前記当接部材１３０下端より下に前記スペーサ８６の厚さの分だけ前記加工ヘッド部１３ａの先端が突出している。つまり、この前記加工ヘッド部１３ａの突出分が加工深度となる。
【００８０】
この状態で、前記加工具１３を前記係止部１３ｂにて前記筒部材１４に固定する（固定工程）。
【００８１】
そして、前記スペーサ８６を除去して前記センサ１４０をオン操作し、図７（ｂ）に示したように、前記当接部材１３０が前記センサ１４０の前記センシング部１４１に検知されるまで前記昇降部１２０を下降させる（高さ調節工程）。この時、前記加工ヘッド部１３ａの突出分が前記位牌８２にめり込んだ状態となる。
【００８２】
そして、前記操作部８９に設けられたスタートボタンを押して彫刻を開始する。
【００８３】
前記位牌８２の彫刻処理中において、木版の表面に凹凸があることが考えられる。この時、本発明の表面加工装置Ｘであれば、前記当接部材１３０（センサ検出部１３２）が前記凹凸を通過して、前記当接部材１３０の上下移動に伴い前記当接部材１３０から突出している前記加工ヘッド部１３ａの突出長さが変化したとき（特に、前記昇降部１２０と前記被加工物８２とが離れて前記当接部材１３０が前記昇降部１２０から過度に突出した状態になったとき）、前記加工ヘッド部１３ａの突出長さを、前記センサ検出部１３２が変位する前の状態に戻すように前記昇降部１２０を下降制御することができる。そのため、前記位牌８２の彫刻深度は、前記センサ検出部１３２が上下移動する前の彫刻深度と同等の深度になるように即座に補正できる。
【００８４】
つまり、本発明の表面加工装置Ｘは、前記位牌８２の表面に凹凸があれば、その都度、前記当接部材１３０の昇降移動に応じて、前記昇降部１２０の昇降移動を前記センサ１４０で制御し、表面加工深度を一定に保つセンシング工程を行う。
【００８５】
一方、前記当接部材１３０が、前記センサをオン−オフ制御する基準となる閾位置を有するように構成できる。このように構成すると、前記当接部材１３０が、予め設定した閾位置を下方に外れた場合に前記センサ１４０をオフする等のように、簡単な構成でありながら、前記当接部材１３０の突出状態、即ち、前記昇降部１２０の上下位置を正確に認識することができる。
【００８６】
また、木版等の前記被加工物８２の表面に文字を彫刻加工する場合は、通常、彫刻領域が複数のブロックに分割されている。
【００８７】
例えば、「熱」という漢字を彫刻加工する場合を例示する。この場合、彫刻領域は、図８に示したように、ブロック１６１〜１６６に分割されている。
【００８８】
これらブロックを彫刻する場合、まず、任意のブロック（例えばブロック１６１）から彫刻加工を行う。彫刻加工は、上述した加工深度キャリブレーション工程、固定工程、高さ調節工程を行った後、彫刻を開始する。この時、前記センサ１４０は、前記加工具１３が所望の表面加工深度を保持する高さ位置（閾位置）にある。
そして、彫刻処理中に前記被加工物８２の表面に凹凸があれば、センシング工程を行う。
【００８９】
そして、前記ブロック１６１の彫刻加工が終了すれば、前記ブロック１６１から前記昇降部１２０を上昇させ、前記当接部材１２０を閾位置より下降させて前記当接部材１３０及び前記加工具１３を前記被加工物８２から離間させる。この時、前記センサ１４０はオフ制御される。
【００９０】
そして、前記ブロック１６１とは異なる他のブロック（例えばブロック１６２）上に前記走行部１１０を移動させた後、前記昇降部１２０を下降させる。
【００９１】
さらに、前記当接部材１３０が閾位置まで押し込まれたときに前記昇降部１２０の下降を停止させる高さ調節工程を行う。この時、前記センサ１４０はオン制御される。
【００９２】
以後、ブロック１６３〜１６６まで同様の操作を繰り返し、「熱」という漢字の彫刻加工を終了し、次の文字等の彫刻に移行する。
【００９３】
従って、前記ブロック１６１と前記ブロック１６２とでは、ブロック毎に前記昇降部１２０の高さを補正しているため、前記ブロック１６１とは異なるブロック１６２とで、前記被加工物の表面に対する前記昇降部１２０の高さ、即ち、前記加工具１３による彫刻深さは、ほぼ等しい。このように、ブロック毎に頻繁に前記昇降部の高さを補正すると、前記被加工物８２が傾く等して、ブロック毎に表面加工する高さが微妙に変化する場合であっても、表面加工深度が全てのこれらブロックでほぼ一様となるため、加工精度が向上する。
【００９４】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、同様の作用効果を奏するものであれば、各部構成を適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面加工装置の概略図
【図２】昇降部の要部概略図
【図３】走行部及び昇降部の要部概略図
【図４】昇降部の要部概略図
【図５】表面倣い部材の概略図
【図６】当接部材及びセンサの概略図
【図７】本発明の表面加工装置の実施形態概略図
【図８】被加工物の彫刻加工領域を示した図
【図９】従来の表面加工装置の概略図
【図１０】従来の加工具の概略図
【符号の説明】
１３      加工具
８２      被加工物
１１０    走行部
１２０    昇降部
１３０    当接部材
１４０    センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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