(57)【要約】【課題】本発明は、所定の移動軌跡を移動する砥石によって表面仕上げを行うにあたり、砥石の交換によって仕上げの状態に差が生じることが防止される金型の表面仕上げ方法を提供することを課題とする。【解決手段】砥石の移動軌跡を導出する導出工程と、移動軌跡を移動する砥石によって仕上げる表面仕上げ工程と、砥石を新しいものに交換する交換工程を有し、移動軌跡は砥石が表面仕上げ対象面を全体的に重複無く連続で移動する連続軌跡をオフセット方向に一定間隔順次ずらされて複数有し、各連続軌跡の距離は同一の砥石によって寿命が尽きることなく仕上げることが可能な長さ以下に設定され、表面仕上げ工程は複数の連続軌跡毎に実行され、交換工程は一つ又は複数の連続軌跡の始端から終端までの表面仕上げを完了する毎に実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の表面仕上げ方法であって、
金型の表面仕上げ対象面を砥石によって仕上げる際の前記砥石の移動軌跡を導出する導出工程と、
前記移動軌跡の少なくとも一部を移動する前記砥石によって前記表面仕上げ対象面を仕上げる表面仕上げ工程と、
摩耗した前記砥石を新しいものに交換する交換工程を有し、
前記移動軌跡は、前記砥石が前記表面仕上げ対象面を全体的に重複無く連続で移動する連続軌跡を、進行方向に交差するオフセット方向に一定間隔順次ずらされて複数有し、
各前記連続軌跡の距離は、その始端から終端まで、前記交換工程を実行することなく、同一の前記砥石によって、寿命が尽きることなく、仕上げることが可能な長さ以下に設定され、
前記表面仕上げ工程は、複数の前記連続軌跡毎に実行され、
前記交換工程は、一つ又は複数の前記連続軌跡の始端から終端までの表面仕上げを完了する毎に実行される
ことを特徴とする金型の表面仕上げ方法。
【請求項２】
前記移動軌跡には３つ以上の前記連続軌跡が含まれ、
前記一定間隔が、前記オフセット方向に隣接する部分で全て同一に設定された
請求項１に記載の金型の表面仕上げ方法。
【請求項３】
前記表面仕上げ対象面は、凸状又は凹状の面であり、
前記連続軌跡が、前記凸状又は凹状の面に沿って螺旋状に形成された
請求項１又は２の何れかに記載の金型の表面仕上げ方法。
【請求項４】
前記一定間隔が、前記表面仕上げ対象面の所望の表面粗さの精度に基づいて決定される
請求項１乃至３の何れかに記載の金型の表面仕上げ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の表面仕上げ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示す金型の表面仕上げ方法が公知になっている。この表面仕上げ方法によれば、まず、金型の表面仕上げ対象面を砥石によって仕上げる際の前記砥石の移動軌跡を定める。表面仕上げ対称面となる凹部の側面及び底面に対して別々に仕上げを行う。側面及び底面の砥石の移動軌跡は、斜め方向にジグザグに形成され、その一部がクロスして重複している。前記砥石が前記移動軌跡を移動しながら仕上げを行う作業を行うことにより、金型の表面仕上げを行う。
【０００３】
この金型の表面仕上げ方法は、砥石が摩耗して仕上げの性能が低下した場合、仕上げの最中に砥石が古いものから新しいものに交換する必要がある。特に、一の連続した軌跡を移動している最中に砥石を交換する場合、性能の低下した砥石と、新しい砥石との性能差により、その部分の仕上げの状態に違いが生じ、場合によっては段差が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０６４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、所定の移動軌跡を移動する砥石によって表面仕上げを行うにあたり、砥石の交換によって仕上げの状態に差が生じることが防止される金型の表面仕上げ方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、金型の表面仕上げ方法であって、金型の表面仕上げ対象面を砥石によって仕上げる際の前記砥石の移動軌跡を導出する導出工程と、前記移動軌跡の少なくとも一部を移動する前記砥石によって前記表面仕上げ対象面を仕上げる表面仕上げ工程と、摩耗した前記砥石を新しいものに交換する交換工程を有し、前記移動軌跡は、前記砥石が前記表面仕上げ対象面を全体的に重複無く連続で移動する連続軌跡を、進行方向に交差するオフセット方向に一定間隔順次ずらされて複数有し、各前記連続軌跡の距離は、その始端から終端まで、前記交換工程を実行することなく、同一の前記砥石によって、寿命が尽きることなく、仕上げることが可能な長さ以下に設定され、前記表面仕上げ工程は、複数の前記連続軌跡毎に実行され、前記交換工程は、一つ又は複数の前記連続軌跡の始端から終端までの表面仕上げを完了する毎に実行されることを特徴とする。
【０００７】
前記移動軌跡には３つ以上の前記連続軌跡が含まれ、前記一定間隔が、前記オフセット方向に隣接する部分で全て同一に設定されたものとしてもよい。
【０００８】
前記表面仕上げ対象面は、凸状又は凹状の面であり、前記連続軌跡が、前記凸状又は凹状の面に沿って螺旋状に形成されたものとしてもよい。
【０００９】
前記一定間隔が、前記表面仕上げ対象面の所望の表面粗さの精度に基づいて決定されるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定の移動軌跡を移動する砥石によって表面仕上げを行うにあたり、砥石の交換によって仕上げの状態に差が生じることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した金型の表面仕上げ方法の構成を示す側断面図である。
【図２】本発明を適用した金型の表面仕上げ方法の構成を示す平面図である。
【図３】本発明を適用した金型の表面仕上げ方法の処理手順に示すフロー図である。
【図４】金型の表面仕上げ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１，図２は本発明を適用した金型の表面仕上げ方法の構成を示す側断面図及び平面図であり、図３は本発明を適用した金型の表面仕上げ方法の処理手順に示すフロー図であり、図４は金型の表面仕上げ装置の構成を示すブロック図である。金型の表面仕上げ装置は、金型の表面仕上げ対象面Ｍを仕上げるように構成されている。前記金型の表面仕上げ装置を少なくとも一部に用いて、金型の表面仕上げ方法を実行する。金型の表面仕上げ対象面Ｍは、図示する例では、凹状の面である。
【００１３】
前記金型の表面仕上げ装置は、回転アクチュエータ１によって回転駆動される回転軸２と、前記回転軸２の先端部に着脱可能に装着され且つ表面仕上げ対象面Ｍの仕上げを行う砥石３と、前記回転軸２を前記表面仕上げ対象面Ｍに対して３次元的に移動させる移動アクチュエータ４と、前記砥石３の回転数を検出する回転センサ６と、前記砥石３の前記表面仕上げ対象面Ｍに対する相対的な位置を検出する位置センサ７と、前記表面仕上げ対象面Ｍの形状をＣＡＭデータ等で取得して移動軌跡を導出する移動軌跡導出手段８とを備えている。
【００１４】
さらに、前記金型の表面仕上げ装置は、通信手段９によって通信可能であるとともに記憶部１１を有するマイコン又はコンピュータによって構成される制御部１２を備えている。前記制御部１２には、前記回転センサ６及び前記位置センサ７の検出結果が入力される。一方、前記制御部１２は、前記回転アクチュエータ１及び前記移動アクチュエータ４に電気的な制御信号を出力し、その作動を制御する。前記回転アクチュエータ１、前記移動アクチュエータ４、前記回転センサ６及び前記位置センサ７によって、加工設備１３が構成されている。さらに、前記制御部１２と、前記加工設備１３とによって、マシニングセンタ１４が構成される。
【００１５】
前記砥石３は、前記回転軸２と同一軸心となる円柱状に成形された表面仕上げ用の砥石である。前記砥石３を、回転させながら前記表面仕上げ対象面Ｍ上で移動させることにより、仕上げを行う。ちなみに、前記砥石３は、円柱形状の先端面の周縁部がＲ形状に成形されているが、このようなＲ形状に成形せずに、エッジを有するものとしてもよい。また、前記砥石３は、円柱形状の基端部、中途部又は先端部の径を増減させて形状を変更したものを用いてもよい。
【００１６】
前記移動軌跡生成手段８は、前記表面仕上げ対象面Ｍの３Ｄ形状を計測する３Ｄスキャナ１６と、前記３Ｄスキャナ１６の計測結果が入力され且つ３ＤＣＡＭデータ等の形状データに基づいて、前記表面仕上げ対象面Ｍで仕上げを行う際の前記砥石３の移動軌跡を導出する計算機器１７とによって構成される。前記計算機器１７は、ＣＡＤソフト等で作成した３ＤのＣＡＤデータを形状データに変換するか、或いは、３Ｄスキャナ１６から入力される計測結果に基づいて形状データを取得する。さらに、前記計算機器１７は、取得した前記形状データに基づいて、前記移動軌跡を導出する。
【００１７】
前記制御部１２は前記移動軌跡を前記通信手段９によって取得する。ちなみに、取得した移動軌跡は、そのまま利用してもよいが、前記記憶部１１に一旦記憶してもよい。
【００１８】
なお、前記表面仕上げ対象面Ｍの形状がシンプルな場合、計算機器１７を用いず、人が直接的に前記移動軌跡を導出し、この導出した前記移動軌跡を前記制御部１２に直接入力してもよい。このため、前記制御部１２の入力側には、直接入力手段１８が接続されている。
【００１９】
金型の表面仕上げ方法は、前記金型の表面仕上げ対象面Ｍを前記砥石３によって仕上げる際の前記砥石３の移動軌跡を導出する導出工程と、前記移動軌跡の少なくとも一部を回転しながら移動する前記砥石３によって前記表面仕上げ対象面Ｍを仕上げる表面仕上げ工程と、摩耗した前記砥石３を新しいものに交換する交換工程を有している。
【００２０】
前記導出工程は、上述した通り、計算機器１７又は人の手によって実行される。前記導出工程の実行時、前記表面仕上げ対象面Ｍの前記形状データに基づいて前記移動軌跡が導出される。
【００２１】
前記移動軌跡は、前記砥石３が前記表面仕上げ対象面Ｍを連続で移動する連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎを、進行方向に交差するオフセット方向に一定の間隔だけ順次ずらされて複数有している。この一定の間隔をオフセット間隔Ｄとする。前記各連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎは、前記砥石３が前記表面仕上げ対象面Ｍである凹状の面の全範囲を重複すること無く連続で移動するように螺旋状に形成されている。前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎ同士も互いに重複して交差する部分がないように経路が設定されている。
【００２２】
前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの螺旋形状は、前記表面仕上げ対象面Ｍの前記凹状の面を周方向に一周分進む毎に、前記凹状の面の深さ方向に一定の距離だけ進行する。前記一定の距離を進行距離Ｚとする。
【００２３】
前記オフセット間隔Ｄは、前記進行距離Ｚと同一の方向に設定されている。前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎは複数用意される。ちなみに、本例のように前記移動軌跡が３つ以上の前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎを有する場合、オフセット方向に隣接する前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎ同士の間のオフセット間隔Ｄは、全て同一に設定されている。
【００２４】
前記オフセット間隔Ｄは、前記進行距離Ｚを前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの数で除算した値である。本例では、前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの個数がｎ個であるため、前記オフセット間隔Ｄの値をｎで乗算した値が進行距離Ｚの値になる。
【００２５】
前記オフセット間隔Ｄは、前記表面仕上げ対象面Ｍの所望の表面粗さの精度により決定される。
【００２６】
各前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの距離は、その始端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｎから終端まで、前記交換工程を実行することなく、同一の前記砥石３によって、寿命が尽きることなく、仕上げることが可能な長さ以下に設定される。この観点から、前記進行距離Ｚが設定される。言換えると、前記進行距離Ｚの設置値は、各前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの始端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｎから終端までの距離の設定に依存している。
【００２７】
なお、前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎを前記オフセット間隔Ｄだけ順次ずらすために、前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの始端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｎを、前記表面仕上げ対象面Ｍの前記凹状の面の開口縁において、周方向に所定量、順次ずらしている。
【００２８】
前記表面仕上げ工程は、前記制御部１２によって、複数の前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎ毎に実行される。
【００２９】
前記導出工程は、各前記表面仕上げ工程の実行毎に実行してもよいが、前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎをまとめて事前に導出してもよい。
【００３０】
前記交換工程は、作業者又はロボット等によって、一つ又は複数の前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの始端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｎから終端までの表面仕上げを完了する毎に実行される。
【００３１】
図示する例では、一つの前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎに対して前記表面仕上げ工程を実行する毎に、前記交換工程が実行され、摩耗した前記砥石３が新しい砥石３に交換される。一方、複数の前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎに対してそれぞれ前記表面仕上げ工程を実行する毎に、前記交換工程が実行される場合、その複数回の前記表面仕上げ工程を、まとめて各連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎの始端から終端まで、１つの前記砥石３で、寿命が尽きることなく、仕上げができるように、前記進行距離Ｚが設定されるとともに、前記砥石３の素材が選択される。
【００３２】
次に、図５に基づき、本発明の他の実施形態に関し、上述の形態と異なる部分を説明する。
【００３３】
図５は本発明の他の実施形態の構成を示す側断面図である。前記表面仕上げ対象面Ｍが、上述の形態では前記凹状の面であったが、本形態では凸状の面に成形されている。前記オフセット間隔Ｄ及び前記進行距離Ｚの方向は、前記凸状の面の突出方向に設置される。
【００３４】
さらに、前記表面仕上げ対象面Ｍは、前記凹状の面や前記凸状の面に限定されることはなく、複数の前記連続軌跡Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｎを設定可能な形状であればよい。例えば、フラットな平面の所定の範囲を前記表面仕上げ対象面Ｍとしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
３  砥石
Ｍ  表面仕上げ対象面
Ｔ１  連続軌跡
Ｔ２  連続軌跡
Ｔ３  連続軌跡
Ｔｎ  連続軌跡
【図１】
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【図２】
2019171509.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019171509.tif 000006
【図５】
2019171509.tif 000007