(57)【要約】【課題】金属加工用工具による金属加工と金属加工用工具のドレッシングを同時に行うことにより、作業効率と加工精度の両立を可能にした金属加工装置を安価に提供すること。【解決手段】金属加工用に用いられる金属加工用工具２０と、金属加工用工具２０を第１の作動状態と第２の作動状態に作動可能にする工具駆動手段３０と、金属加工中における金属加工用工具２０の作動状態が、第１の作動状態と第２の作動状態との間で交互に切り替わるよう、工具駆動手段３０の駆動状態を切り替え制御する制御部４０と、を有することを特徴とする金属加工装置１０である。【選択図】図１
2014217900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属加工用に用いられる金属加工用工具と、
前記金属加工用工具を第１の作動状態と第２の作動状態に作動可能にする工具駆動手段と、
金属加工中における前記金属加工用工具の作動状態が、前記第１の作動状態と前記第２の作動状態との間で交互に切り替わるよう、前記工具駆動手段の駆動状態を切り替え制御する制御部と、を有することを特徴とする金属加工装置。
【請求項２】
前記金属加工用工具は回転型の金属加工用工具であって、
前記第１の作動状態は、一方の回転方向に回転している状態であり、前記第２の作動状態は、前記一方の回転方向と逆方向に回転している状態であることを特徴とする請求項１記載の金属加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削加工装置、研削加工装置、研磨装置などに代表される金属加工装置については、それぞれの具体例を説明するまでもなく広く一般に知られている。これら金属加工装置は、ワークに金属加工用工具を当接させることで所定の加工処理を行っている。金属加工用工具によりワークに対する所定の加工処理が行われると、金属加工用工具に切粉等が付着して、金属加工用工具の加工能力が低下し、作業効率や加工精度が低下してしまうことが問題になる。
【０００３】
このような金属加工用工具の加工能力の低下を原因とする金属加工装置の作業効率や加工精度の低下を防ぐことを可能にした金属加工装置の構成としては、たとえば特許文献１に開示されているような構成を有する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１１７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において開示されている金属加工装置は、バリ取り装置に関するものであり、樹脂成形品からなるワークのバリを除去するバリ除去工程とバリ除去刃（金属加工用工具）の研磨工程とを交互に行う構成を採用することで、バリ除去刃の切削能力が低下することによるバリ取り装置の作業効率の低下や加工精度低下を防止可能にしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１で示されているように、バリ取り処理工程とバリ除去刃の研磨工程を交互に行う構成を採用した場合、バリ除去刃の切削能力が維持された状態になるため、バリ除去刃による加工精度を維持することは可能であるが、バリ除去刃の研磨工程においてはバリの除去処理を行うことができないため、作業効率の低下を解消することができないという問題点は依然として残っている。
また、バリ取り装置にバリ除去刃の研磨処理を行うための構成を付加したことにより、バリ取り装置の製造コストや維持コストが増大してしまうといった課題もある。
【０００７】
そこで本発明は、金属加工用工具による金属加工と金属加工用工具のドレッシングを同時に行うことにより、作業効率と加工精度の両立を可能にした金属加工装置を安価に提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者は鋭意研究を行った結果、以下の構成に想到した。
すなわち、金属加工用に用いられる金属加工用工具と、前記金属加工用工具を第１の作動状態と第２の作動状態に作動可能にする工具駆動手段と、金属加工中における前記金属加工用工具の作動状態が、前記第１の作動状態と前記第２の作動状態との間で交互に切り替わるよう、前記工具駆動手段の駆動状態を切り替え制御する制御部と、を有することを特徴とする金属加工装置である。
これにより、金属加工用工具の加工能力の低下を回復するためのドレッシング工程を、金属加工中に行うことができるため、金属加工装置の作業効率が低下することなく金属加工用工具の加工能力を回復させることができ、かつ、金属加工における加工精度の低下も防止することができる。
【０００９】
また、前記金属加工用工具は回転型の金属加工用工具であって、前記第１の作動状態は、一方の回転方向に回転している状態であり、前記第２の作動状態は、前記一方の回転方向と逆方向に回転している状態であることが好ましい。これにより金属加工装置において多用される回転砥石の金属加工能力の低下を回復するためのドレッシング工程を、金属加工中に行うことができるため、金属加工装置の作業効率が低下することなく金属加工用工具の加工能力を回復させることができ、かつ、金属加工における加工精度の低下も防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる金属加工装置の構成によれば、金属加工用工具の加工能力の低下を回復する工程を金属加工と同時に行うことができるため、金属加工装置の作業効率の低下を最小限に抑えると共に、加工精度の低下も最小限に抑えることができる。また、金属加工用工具の加工能力を回復させるための追加構成が不要であるため、金属加工装置の製造コストが増加することがなく、使い勝手が良好であって作業効率が高い金属加工装置を安価で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態にかかるバリ取り装置の概略構成図である。
【図２】ワークのバリ取り処理中における回転砥石の表面状態を模式的に表した説明図である。
【図３】砥石を逆回転させている際の回転砥石の表面状態を模式的に表した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる金属加工装置の実施形態について図面に基づいて具体的に説明する。本実施形態においては、金属加工装置の一例として、鋳造品からなるワークＷのバリ取りを行うバリ取り装置１０に基づいて発明の詳細な説明を行うこととする。
【００１３】
図１に示すように、バリ取り装置１０は、図示しない鋳造型から取り出されたワークＷのバリ取りを行う金属加工用工具としての回転砥石２０と、回転砥石２０を回転駆動させるための工具駆動手段としての電動モータ３０と、電動モータ３０の動作を制御する制御部４０とを有している。バリ取り装置１０における他の構成は、公知構成を採用することができるため、本明細書中においては、バリ取り装置１０の各公知構成についての詳細な説明は省略する。
【００１４】
なお、本実施形態においては、回転砥石２０として、ボンド材２４と研磨材である工業用ダイヤモンド２６との混合物を金属板等からなる所要厚さの円板（本体部２２）の側周面に塗布した後、ボンド材２４を硬化させることにより形成したものを用いている。このような回転砥石２０は、ボンド材２４内に工業用ダイヤモンド２６がランダムに混合されているため、回転方向に依存せずに研削加工をすることが可能である。
【００１５】
また、電動モータ３０は、回転砥石２０を第１の作動状態である正回転と、第２の作動状態である逆回転をさせることが可能なものが用いられている。このような電動モータ３０としては、たとえばＡＣモータが用いられるが、より好適にはＡＣサーボモータやＡＣスピンドルモータを用いることができる。
【００１６】
制御部４０は、記憶部４２と、ＣＰＵ４４とを有している。
記憶部４２には、回転砥石２０を用いたバリ取り処理動作用コマンド群と、回転砥石２０の回転方向を制御する正回転コマンドおよび逆回転コマンドと、を有する動作制御プログラムが記憶されている。回転砥石２０の回転方向を第１の方向に回転させるための正回転コマンドと、回転砥石２０を第１の回転方向とは逆方向に回転させるための逆回転コマンドは、バリ取り処理動作用コマンド群の随所において交互にあらわれるように挿入されている。バリ取り処理動作用コマンド群内における正回転コマンドと逆回転コマンドの挿入位置を適宜入れ替えることにより、ワークＷの形状や成形材料に応じて最適な動作制御プログラムを構築することができる。すなわち、動作制御プログラムは編集可能である。
【００１７】
ＣＰＵ４４は、記憶部４２に記憶されている動作制御プログラムに従って、所定方向に回転させた回転砥石２０を、ワークＷに当接させた状態でワークＷの表面形状に沿って移動させることで、ワークＷのバリ取り加工を行う。ＣＰＵ４４はワークＷのバリ取り加工中において、動作制御プログラム内の正回転コマンドや逆回転コマンドが挿入された位置において、回転砥石２０の回転方向が正方向回転と逆方向回転のいずれかに指定された方向となるように電動モータ３０の動作を切り替え制御する。
【００１８】
このように回転砥石２０を回転駆動させる電動モータ３０の回転方向を正逆回転させた際における回転砥石２０の表面状態について、図２および図３を参照しながら説明する。図２および図３において、符号２２は金属円板からなる回転砥石２０の本体部である。本体部２２の外周側面にはボンド材２４とボンド材２４に混合された工業用ダイヤモンド２６からなる研削加工部が形成されている。
【００１９】
このようにして形成された回転砥石２０を用いて図２に示すように回転砥石２０を矢印Ａ方向に回転（正回転）させることにより、ワークＷのバリ取り処理が行われる。ワークＷのバリ取り処理が進むとワークＷから取り除いたバリの一部である切粉５０が図２に示すように、回転砥石２０の表面の一部（工業用ダイヤモンド２６において、回転砥石２０の回転方向に対する前面側となる部分）に付着した状態になる。工業用ダイヤモンド２６において、回転砥石２０の回転方向に対して前面側となる部分に付着した切粉５０は、ワークＷと回転砥石２０との摩擦熱により成長し、回転砥石２０の研削性能を低下させることになる。
【００２０】
このように、回転砥石２０の回転方向に対して前面側となる部分に付着した切粉５０が、回転砥石２０の砥ぎ目である工業用ダイヤモンド２６，２６の間を埋めてしまうと、回転砥石２０の砥ぎ目がつぶれることになる。このような状態の回転砥石２０をワークＷに当接させても、ワークＷのバリを取り除くことが困難になるばかりか、過熱した摩擦熱により回転砥石２０とワークＷのそれぞれに悪影響を及ぼすことにもなる。
【００２１】
そこで回転砥石２０の回転方向を図３中の矢印Ｂ方向に回転（逆回転）させると、工業用ダイヤモンド２６は、回転砥石２０を正回転させた際に切粉５０が付着しなかった側の面がワークＷのバリ取り処理を行うことになる。このとき、回転砥石２０を正回転させた際に工業用ダイヤモンド２６に付着した切粉５０は、ワークＷのバリ取り処理を行う際の衝撃や遠心力の作用により工業用ダイヤモンド２６の表面から除去することができるのである。
【００２２】
なお、回転砥石２０を逆回転させた際にも、回転砥石２０を正回転させた際と同様のメカニズムにより工業用ダイヤモンド２６の回転方向前面側部分には切粉５０が付着し、切粉５０が成長することになる。したがって、しかるべきタイミングにて回転砥石２０回転方向を正逆回転に交互に切り替えすることで、回転砥石２０によるワークＷのバリ取り処理を行いながら回転砥石２０のドレッシングを行うことが有効である。
【００２３】
このような構成により、切粉５０による回転砥石２０の目詰まりを原因とする回転砥石２０の切削性能の低下や加工精度の低下をバリ取り装置の稼働効率を落とすことなく防止することができる。また、従来のバリ取り装置では研削が困難であったステンレス鋼や鋳鋼からなるワークＷに対するバリ取り加工も実現可能になるといった作用効果を奏する。
【００２４】
このように、回転砥石２０の回転方向をバリ取り加工中において正逆回転を交互に切り替えすることで、ワークＷのバリ取り処理により生じた切粉５０により回転砥石２０が目詰まりし、回転砥石２０の研削性能の低下や加工精度の低下を防止しているが、回転砥石２０の回転方向を反転させても切粉５０を除去することができない部分も存在する。したがって、適宜のタイミングにより回転砥石２０の交換を行う必要があるが、従来のバリ取り装置に対して回転砥石２０の交換サイクルを大幅に延長させることができた。
【００２５】
なお、回転砥石２０の交換サイクル時期到来の判断については、動作制御プログラムに回転砥石交換タイミングが到来したことを通知する工具交換通知コマンドを挿入しておけば、回転砥石２０の交換タイミングについての判断をＣＰＵ４４に行わせることができる。もし、ＣＰＵ４４が動作制御プログラム内の工具交換コマンドにしたがって表示手段などにより回転砥石２０の交換を促しても、回転砥石２０の交換がなされない場合には、ＣＰＵ４４は、電動モータ３０への電源供給を停止する処理を実行するようにしてもよい。
【００２６】
以上に説明した構成を採用したバリ取り装置１０においては、回転砥石２０の研削性能を好適に維持した状態でワークＷのバリ取り処理を行うことができるため、良好な加工精度を長期間にわたって維持することができる。また、回転砥石２０のメンテナンスに必要な時間を大幅に削減することができるため、回転砥石２０の交換頻度を抑制し、バリ取り装置１０の稼働効率も向上する点において好都合である。
【００２７】
また、回転砥石２０の研削性能が好適な状態に維持されているため、従来のバリ取り装置においては加工対象にすることができなかったステンレス鋼や鋳鋼により形成されたワークＷであっても加工対象にすることができるようになった。
さらには、回転砥石２０のメンテナンスは既存のバリ取り装置１０が備えている構成により実行されているため、バリ取り装置１０の製造コスト上昇を防ぐことができる点においても好都合である。
【００２８】
以上、本願発明が適用されたバリ取り装置１０の構成に基づいて本願発明の詳細な説明を行ったが、本願発明の技術的範囲は以上に説明した実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態では、金属加工装置の一例として回転砥石２０を用いたバリ取り装置１０（研削加工装置）を例示したが、切削加工装置や研磨加工装置などに代表される他の金属加工装置においても、本願発明の適用が可能である。
また、金属加工用工具として回転砥石２０を例示しているが、直動動作により金属加工を行う金属加工用工具を用いた金属加工装置についても、本願発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：バリ取り装置
２０：回転砥石  ２２：本体部  ２４：ボンド材  ２６：工業用ダイヤモンド
３０：電動モータ
４０：制御部  ４２：記憶部  ４４：ＣＰＵ
５０：切粉
Ｗ：ワーク
【図１】
2014217900.tif 000003
【図２】
2014217900.tif 000004
【図３】
2014217900.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月18日(2014.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
金属加工用に用いられる金属加工用工具と、
前記金属加工用工具を第１の作動状態と第２の作動状態に作動可能にする工具駆動手段と、
金属加工中における前記金属加工用工具の作動状態が、前記第１の作動状態と前記第２の作動状態との間で交互に切り替わるよう、前記工具駆動手段の駆動状態を切り替え制御する制御部と、
前記金属加工用工具の交換時期を通知する表示手段と、を有することを特徴とする金属加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者は鋭意研究を行った結果、以下の構成に想到した。
すなわち、金属加工用に用いられる金属加工用工具と、前記金属加工用工具を第１の作動状態と第２の作動状態に作動可能にする工具駆動手段と、金属加工中における前記金属加工用工具の作動状態が、前記第１の作動状態と前記第２の作動状態との間で交互に切り替わるよう、前記工具駆動手段の駆動状態を切り替え制御する制御部と、前記金属加工用工具の交換時期を通知する表示手段と、を有することを特徴とする金属加工装置である。
これにより、金属加工用工具の加工能力の低下を回復するためのドレッシング工程を、金属加工中に行うことができるため、金属加工装置の作業効率が低下することなく金属加工用工具の加工能力を回復させることができ、かつ、金属加工における加工精度の低下も防止することができる。また、金属加工用工具の交換を適切なタイミングで行うことができる。