(57)【要約】【課題】加工面の表面精度を高くでき、薄いワークでも短い加工時間で加工できる両頭加工機の同期制御装置を提供する。【解決手段】一対のカッター１５Ａ，１５Ｂに対応付けた第１駆動モータ１４Ａおよび第２駆動モータ１４Ｂとを備える両頭加工機において、第１駆動モータ１４Ａに対応付けた第１駆動制御部２１Ａおよび第２駆動モータ１４Ｂに対応付けた第２駆動制御部２１Ｂと、第１駆動制御部２１Ａおよび第２駆動制御部２１Ｂに駆動信号を送る指令制御部２０とからなり、指令制御部２０は、駆動信号と共に第１駆動モータ１４Ａおよび第２駆動モータ１４Ｂの回転一基準となる仮想軸を送信する。指令制御部２０からの単一仮想軸を伴った駆動信号を２台の第１駆動制御部２１Ａと第２駆動制御部２１Ｂに出力できるので、２台のモータは同じ駆動信号でフィードフォワード制御され、２台のカッター間に回転位相は一致し遅れが生ずることはない。【選択図】図１
2015155130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のカッターと、該一対のカッターに対応付けた第１駆動モータおよび第２駆動モータとを備える両頭加工機において、
前記第１駆動モータに対応付けた第１駆動制御部および前記第２駆動モータに対応付けた第２駆動制御部と、
前記第１駆動制御部および第２駆動制御部に駆動信号を送る指令制御部とからなり、
前記指令制御部は、駆動信号と共に前記第１駆動モータおよび第２駆動モータの回転位置一基準となる単一の仮想軸を送信するものである
ことを特徴とする両頭加工機の同期制御装置。
【請求項２】
前記第１駆動モータと前記第２駆動モータには、それぞれ回転数検出器が取り付けられており、
該回転数検出器の検出結果は前記第１駆動制御部と第２駆動制御部に帰還させている
ことを特徴とする請求項１記載の両頭加工機の同期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両頭加工機の同期制御装置に関する。さらに詳しくはワークの対向する２面を同時に加工する両頭加工機の同期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
両頭加工機は、加工用のカッターが一対二個あって同時に駆動することによりワークの２面を同時に加工する加工機械である。
このような両頭加工機は、対向して配置された一対のカッターを有し、各カッターを駆動する主軸とモータ等の駆動装置を備えている。
【０００３】
カッターの刃は円盤状のボスに複数枚の刃を放射状に取り付けたものである。一対のカッター間でワークを挟んで刃が対向しているとワークのビビリは生じにくいが、一方のカッターの刃が他方のカッターの刃と刃の間に対向していると、ワークに歪みが生じやすく、とくにワークが薄板の場合には顕著である。
したがって、両頭加工機では一対のカッターの回転位相が一致してないとワークにビビリが生じ加工面の平行度や表面精度が劣ることになるので、一対のカッターの回転を同期させる制御装置を備えたものがある。
【０００４】
特許文献１の従来技術はその一例であって、つぎのように構成されている。
一対の主軸にはそれぞれエンコーダーが取り付けられていて、ふたつのエンコーダーの出力値を比較し、もしずれがあったときは、ずれをゼロに戻すようにフィードバック制御する。こうすることにより、ふたつのカッター間の回転差を解消する。  
【０００５】
しかるに、上記従来技術では、回転数の偏差が生じたときにこれを解消するフィードバック制御を行うので、原理的に偏差が全く生じないようにすることはできない。
そして、ワークが薄板のときは、薄板を裏表両面から挟んだカッターの刃が少しの角度でもずれていると薄板が振動し、加工面に波打ち模様が表れる。したがって、加工面の表面精度の向上には限度があった。
また板厚が薄いほどワークの抵抗力が弱いので薄板ほど加工が困難であり、切削厚さを薄くする等の注意が必要なので加工時間がかかるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３１８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、加工面の表面精度を高くでき、薄いワークでも短い加工時間で加工できる両頭加工機の同期制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の両頭加工機の同期制御装置は、一対のカッターと、該一対のカッターに対応付けた第１駆動モータおよび第２駆動モータとを備える両頭加工機において、前記第１駆動モータに対応付けた第１駆動制御部と前記第２駆動モータに対応付けた第２駆動制御部と、前記第１駆動制御部および第２駆動制御部に駆動信号を送る指令制御部とからなり、前記指令制御部は、駆動信号と共に前記第１駆動モータおよび第２駆動モータの回転一基準となる仮想軸を送信するものであることを特徴とする。
第２発明の両頭加工機の同期制御装置は、第１発明において、前記第１駆動モータと前記第２駆動モータには、それぞれ回転数検出器が取り付けられており、該回転数検出器の検出結果は前記第１駆動制御部と第２駆動制御部に帰還させていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、指令制御部からの単一仮想軸を伴った駆動信号を２台の第１駆動制御部と第２駆動制御部に出力できるので、２台のモータは同じ駆動信号でフィードフォワード制御され、２台のカッター間に回転位相は一致し遅れが生ずることはない。
このため、一対のカッターの刃先が常時同じ位相でワークの仕上げ面の表面精度が向上する。
第２発明によれば、仮に一対のカッター間に回転位置の遅れが生じても回転位置検出器の検出結果から補正信号を出力することで、回転位置のずれを解消できるので、仕上げ面の表面精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る両頭加工機の同期制御装置の説明図である。
【図２】（Ａ）は実施例１の加工面を示す写真、（Ｂ）は比較例の加工面を示す写真である。
【図３】本発明が適用される両頭加工機の側面図である。
【図４】図３に示す両面加工機の平面図である。
【図５】クランプ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明は加工ヘッドが一対ある加工機であれば種々の加工機に適用できるが、以下では両頭側面フライス盤に適用した実施形態について説明する。  
【００１２】
まず、両頭側面フライス盤の基本構成を説明する。
まず、図３から図５に基づき、本実施形態に係る両頭側面フライス盤の基本構成を説明する。
符号１はベースを示しており、このベース１の上面には、ベース１に対して長手方向(図３および図４のＸ軸方向)に移動自在に加工台２が設けられている。この加工台２上には、ワークＷを載せるための下治具３が設けられている。この下治具３の上方には、加工台２とともに移動する上部クランプシリンダ５が設けられている。この上部クランプシリンダ５は、そのロッドが鉛直下向きに配設されている。このロッドの先端には上治具板６が設けられている。
【００１３】
前記ベース１の上面において、前記加工台２の移動方向に対し直交する方向（図４のＺ軸方向）においてワークに対し接近離脱動作可能に左右一対のヘッド１０，１０が設けられている。この左右一対のヘッド１０，１０には主軸台１１，１１がそれぞれ取り付けられている。
【００１４】
前記一対の主軸台１１，１１には、一対の主軸１２，１２がそれぞれ回転自在に支持されており、この一対の主軸１２，１２は、互いに軸中心が一致するように、水平に設けられている。この一対の主軸１２，１２の向かいあった一端部には、カッタ１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ取り付けられており、各主軸１２の他端部は、ベルト等によって、主軸台１１の上部に設けられたモータ１４Ａ，１４Ｂと連結されている。
このため、モータ１４Ａ，１４Ｂを駆動させれば、主軸１２が回転し、カッタ１５Ａ，１５Ｂが回転する。
【００１５】
図５に示すように、前記加工台２上の下治具３は、断面形状が概ね三角形の台部３ａと、中央上面のみが細幅で上方に突出した支持部３ｂとからなる。支持部３ｂの幅は、切削加工すべきワークＷの仕上り寸法より細くされている。換言すれば、ワークＷに応じて数種類の下治具３を用意しておき、仕上げ寸法より狭幅の支持部３ｂを有する下治具３を選んで用いられる。
【００１６】
このため、クランプ用シリンダ５を伸長させれば、下治具３と上治具板６の間にワークＷが挟まれるので、ワークＷを加工台２に固定することができる。しかも、加工台２を前後（Ｘ軸方向）に移動させれば、ワークＷを上治具６と下治具３との間に挟んだままでワークＷを前後（Ｘ軸方向）に移動させることができる。  
【００１７】
上記実施形態の両頭側面フライス盤によれば、加工台２にワークＷを取り付け、ワークＷを加工する量の分だけ一対のヘッド１０，１０を加工台２に向けて移動させる。そして、モータを駆動させてカッタ１５を回転し、加工台２によってワークＷをカッタ方向  に送れば、カッタ１５Ａ，１５ＢによってワークＷの裏表両面を一度に切削加工することができる。
【００１８】
つぎに、本発明の特徴部分である同期制御装置を説明する。
以下の説明では、カッター１５Ａに対応付けたモータを第１駆動モータ１４Ａとし、カッター１５Ｂに対応付けたモータを第２駆動モータ１４Ｂとして説明する。、
図１において、２０は指令制御部であり、２１Ａと２１Ｂは第１駆動制御部と第２駆動制御部である。第１駆動制御部２１Ａは第１駆動モータ１４Ａに対応付けられており、第２駆動制御部２１Ｂは第２駆動モータ１４Ｂに対応付けられている。
各駆動モータ１４Ａ，１４Ｂ  は制御性の面からサーボモータが用いられている。
【００１９】
指令制御部２０は、駆動信号と共に単一の仮想軸を生成し、第１駆動制御部２１Ａと第２駆動制御部２１Ｂに送信することができる。仮想軸とは、第１駆動モータ１４Ａおよび第２駆動モータ１４Ｂの回転位置の基準となる軸線を意味している。
【００２０】
指令制御部２０は２台の第１駆動制御部２１Ａと第２駆動制御部２１Ｂに同じ仮想軸をともなった駆動信号を送信する。このため、各駆動制御部２１Ａ，２１Ｂは同じ位相の軸心位置から起動し、同じ回転位相を保ちながら回転する。このように、本発明の同期制御装置によればフィードフォワード制御するので、一対のモータのうち、いずれかが遅れたり早くなることもなく常に位相を同期させて回転することになる。
【００２１】
本発明で同期制御すれば、一対のカッター１５Ａ，１５Ｂに設けられている複数毎の刃は、回転中それぞれの刃先に対向しており、一方のカッターの刃先が他方のカッターの刃先で無い部分に対向することはない。このため、ワークの両面には常時同じ圧力がかかるので、切削面に波型紋が発生することはない。
【００２２】
以上のように、本発明の制御はフィードフォワード制御であるから、出力軸のフィードバックは本来必要がない。しかし、過負荷等の理由で一方のカッターの回転位相に送れが生じたときは、補正する必要がある。そのため、本実施形態では各モータ１４Ａ，１４Ｂに回転数検出器が取りつけられている。
【００２３】
１６Ａ、１６Ｂは回転数検出器の一例であるパルス発生器である。パルス発生器１６Ａの検出信号を第１駆動制御部２１Ａに帰還させ、パルス発生器１６Ｂの検出信号を第２駆動制御部２１Ｂに帰還させ指令制御部２０で比較するといずれか一方の遅れが判別できる。
遅れが判明すれば、指令制御部２０から遅れを解消する速度上げ信号あるいは速度下げ信号を出力すればよい。
【００２４】
本発明の回転同期制御によれば、フィードフォワード制御をするので従来技術に不可避であった制御遅れが生ずることはなく、高い表面精度をもつ加工をおこなうことができる。
【００２５】
（実施例）
実施例１は図３から図５に示す両頭側面フライス盤に図１の制御装置を組み込んだ加工機である。
比較例１として同期制御装置を組み込まない以外は実施例１と同じ加工機を用意した。
実施例１では厚さ５ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの薄板ワークを加工できた。厚／幅比は、１／２０の比率の大きい薄板である。比較例１では、厚／幅比が１／２から１／５位までであるので、本発明の加工機であれば４倍以上の厚／幅比のワークを加工することができる。
【００２６】
また、加工時間は比較例１では３５分掛かっていたところ、実施例１では９分であったので、約１／４の時間短縮となっている。
さらに、加工面の平滑度は１５μ以下、表裏両面の平行度は１０μ以下に仕上げることができた。加工面の写真を図２の（Ａ）、（Ｂ）に示す。（Ａ）に示す実施例１による加工面が（Ｂ）に示す比較例１による加工面よりも優れていることが波打ち紋の有無により容易に判別することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１      ベース
１４Ａ，１４Ｂ      駆動モータ
１５Ａ，１５Ｂ      カッター
１６Ａ，１６Ｂ      パルス発生器
２０      指令制御部
２１Ａ，２１Ｂ      駆動制御部
【図１】
2015155130.tif 000003
【図３】
2015155130.tif 000004
【図４】
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【図５】
2015155130.tif 000006
【図２】
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