(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する刃先を有する工具対で間にはさんだレールを加工するレール加工装置であって、
上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広い状態で保持し、上記工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させる第１の工程では該工具対のうちの一方の工具の刃先を該レールの一方の側面部に当接させて該側面部を加工し、該第１の工程とは反対方向に該工具対を相対移動させる第２の工程では、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変え該工具対のうちの他方の工具の刃先を該レールの他方の側面部に当接させ該側面部を加工し、第３の工程では上記加工後のレールの幅寸法を測定して、該測定値とレール幅寸法目標値との誤差量を上記工具対の少なくとも１方の刃先の切込み量として上記レールの側面部を加工する制御を実施するＮＣ制御手段を備えることを特徴とするレール加工装置。
【請求項２】
対向する刃先を有する工具対によりレールを加工するレール加工装置であって、
上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くされた状態で保持する第１の部材と、上記レールが取付けられる第２の部材と、上記工具対と上記レールとの相対的位置を変えるように上記第１、第２の部材のいずれか一方または両方を制御するとともにレール幅寸法の測定結果情報をフィードバックする構成としたＮＣ制御手段とを備え、
上記工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させる第１の工程では該工具対のうちの一方の工具の刃先を該レールの一方の側面部に当接させて該側面部を加工し、該第１の工程とは反対方向に該工具対を相対移動させる第２の工程では、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変え該工具対のうちの他方の工具の刃先を該レールの他方の側面部に当接させ該側面部を加工し、加工後のレール幅寸法を測定して予め設定した基準値と比較し、差異量に応じた補正加工を行うようにした構成を特徴とするレール加工装置。
【請求項３】
上記工具対は、上記刃先が回転する構成である請求項１または請求項２に記載のレール加工装置。
【請求項４】
上記ＮＣ制御手段は、上記工具対の刃先間距離を変化可能な構成である請求項１または請求項２に記載のレール加工装置。
【請求項５】
対向する刃先を有した工具対によるレール加工方法であって、
上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くなるように設定するステップと、
該工具対と該レールとの相対位置決めをするステップと、
該工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させ該レールの一方の側面部に該工具対のうちの一方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第１の加工ステップと、
該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変えるステップと、
上記第１の加工ステップとは反対方向に該工具対を相対移動させ該レールの他方の側面部に該工具対のうちの他方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第２の加工ステップと、
上記加工後のレールの幅寸法を測定して、該測定値とレール幅寸法目標値との誤差量を上記工具対の少なくとも１方の刃先の切込み量として上記レールの側面部を加工する第３の加工ステップと、
を有することを特徴とするレール加工方法。
【請求項６】
対向する刃先を有した工具対によるレール加工方法であって、
上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くなるように設定するステップと、
該工具対と該レールとの相対位置決めをするステップと、
該工具対を回転駆動するステップと、
該工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させ該レールの一方の側面部に該工具対のうちの一方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第１の加工ステップと、
該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変えるステップと、
該第１の加工ステップとは反対方向に該工具対を相対移動させ該レールの他方の側面部に該工具対のうちの他方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第２の加工ステップと、
加工後のレール幅寸法を測定するステップと、
該測定結果値が予め設定した基準値を超えるとき、該測定結果に基づき、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を修正する制御信号を形成するステップと、
該修正した相対位置の該工具対で該レールの側面部を補正加工する第３の加工ステップと、
を有することを特徴とするレール加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエレベータ用レール等の加工技術に係り、特に、幅寸法を確保する加工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、エレベータのレールの走行面の加工技術としては、平削り盤によるものと、対状フライスカッター等の回転式工具によるものとがある。
図２は平削り盤によるものの構成例を示す。平削り盤によるレール走行面の加工では、ツールブロック１４に対して粗加工用バイト１２、仕上げ加工用バイト１３が１対ずつ対向配置されており、このツールブロック１４の中心に対してレール１の中心が一致するように固定されている。仕上げ加工用バイト１３は、ゲージ等を用いてツールブロック１４に対し予め位置決めされた状態で固定される。該ツールブロック１４は加工機に対して精度良く取付けられる。レール１は平削り盤のテーブルに対して固定されており、該テーブルはレール１の長手方向に往復移動するようになっている。ツールブロック１４は、テーブルが１往復する毎にレール１の下方向に所定量だけ移動して刃先がレールに次第に切り込んで行く。加工は往路で行い、復路では行わない。この往路での加工動作を繰り返し行うことによりレール１の側面を加工する。本加工方式において、１台の加工装置で複数のサイズのレールを加工する場合には、レール幅に対応してバイト１３を取付けたツールブロック１４を複数種類準備しておき、レール１の幅サイズに合わせてツールブロック１４を交換する。この方式においては、仕上げ加工用バイト１３の取付け精度によって、レール１の走行面、すなわち両側面の幅の精度が左右される。そのため、該バイト１３の取付け精度が低かったり、バイト先端が切削加工により摩耗している等の場合には、加工精度を高められない。また、加工に長時間を要する。
【０００３】
図３は回転式工具による従来の構成例を示す。２個の回転式工具２、２′を互いに対向させて配し、該工具２、２′間の中心位置にレール１の中心を一致させた状態で該レール１の両側面を該工具対で同時加工する。該回転式工具方式では、該レール１を固定するテーブル（図示せず）の一方向への移動動作でレール加工を行うことができる。図３の構成において、回転式工具２、２′は同一の回転軸９上に互いに対向して配されており、相互の間隔は、回転軸９の外周部に設けたスペーサ８の厚みで決められる。各回転式工具２、２′にはそれぞれ、切削用のチップ７、７′が取付けられており、該両チップ相互間の間隔によってレール１の加工幅が決まり、上記回転式工具２、２′の取付け精度と該チップ７、７′の取付け精度によってレール１の幅精度が決まる。また、幅サイズの異なるレールを加工する場合には、チップ７、７′を取付けた回転式工具２、２′や回転軸９を、加工するレール１の幅サイズに合うものに交換する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の加工方式では、工具の取付け精度特にチップ等刃先の取付け精度や、刃先部の磨耗等によってレールの幅精度が左右される。このため、加工後のレール幅が大きくばらつき易く、また誤差を小さく抑えた高精度化も困難である。また、同一の加工装置で幅寸法の異なったレールを加工する場合には、レール幅に対応して、工具をあらためて取付け直したり、別のものに交換したりする必要があり、これが加工時の作業性を損ね、製造コストを引き上げる要因ともなっている。
本発明が解決しようとする課題点は、（１）加工時間を短縮し作業効率を改善すること、（２）レールの幅精度が工具の取付け精度や磨耗等によって左右されないようにし、加工後のレール幅のばらつきが小さくなるようにすること、または、加工誤差を小さくして高精度化すること、（３）幅寸法の異なるレールを加工する場合も、工具を交換したり、または、工具をあらためて取付け直したりする必要がないようにすること、等である。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、従来技術をさらに改善したレール加工技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、
（１）対向する刃先を有する工具対で間にはさんだレールを加工するレール加工装置を、上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広い状態で保持し、上記工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させる第１の工程では該工具対のうちの一方の工具の刃先を該レールの一方の側面部に当接させて該側面部を加工し、該第１の工程とは反対方向に該工具対を相対移動させる第２の工程では、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変え該工具対のうちの他方の工具の刃先を該レールの他方の側面部に当接させ該側面部を加工するようにした構成を備えるものにする。
（２）対向する刃先を有する工具対によりレールを加工するレール加工装置を、上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くされた状態で保持する第１の部材と、上記レールが取付けられる第２の部材と、上記工具対と上記レールとの相対的位置を変えるように上記第１、第２の部材のいずれか一方または両方を制御するとともにレール幅寸法の測定結果情報をフィードバックする構成とした制御手段とを備え、上記工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させる第１の工程では該工具対のうちの一方の工具の刃先を該レールの一方の側面部に当接させて該側面部を加工し、該第１の工程とは反対方向に該工具対を相対移動させる第２の工程では、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変え該工具対のうちの他方の工具の刃先を該レールの他方の側面部に当接させ該側面部を加工し、加工後のレール幅寸法を予め設定した基準値と比較し、差異量に応じた補正加工を行うようにした構成とする。
（３）上記（１）または（２）において、上記工具対を、上記刃先が回転する構成とする。
（４）上記（１）または（２）において、上記制御手段を、上記工具対の刃先間距離を変えられる構成とする。
【０００６】
（５）対向する刃先を有した工具対によるレール加工方法であって、上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くなるように設定するステップと、該工具対と該レールとの相対位置決めをするステップと、該工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させ該レールの一方の側面部に該工具対のうちの一方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第１の加工ステップと、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変えるステップと、該第１の加工ステップとは反対方向に該工具対を相対移動させ該レールの他方の側面部に該工具対のうちの他方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第２の加工ステップと、を経てレールを加工する構成とする。
（６）対向する刃先を有した工具対によるレール加工方法であって、上記工具対を上記刃先間の間隔が上記レールの幅寸法よりも広くなるように設定するステップと、該工具対と該レールとの相対位置決めをするステップと、該工具対を回転駆動するステップと、該工具対を上記レールに対しレール長手方向に相対移動させ該レールの一方の側面部に該工具対のうちの一方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第１の加工ステップと、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を変えるステップと、該第１の加工ステップとは反対方向に該工具対を相対移動させ該レールの他方の側面部に該工具対のうちの他方の工具の刃先を当接させ該側面部を加工する第２の加工ステップと、加工後のレール幅寸法を測定するステップと、該測定結果値が予め設定した基準値を超えるとき該測定結果に基づき、該工具対と該レールとのレール幅方向の相対位置を修正する制御信号を形成するステップと、該修正した相対位置の該工具対で該レールを補正加工するステップと、を経てレールを加工する構成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
図１、図４、図５、図６及び図７は本発明の実施例を示す図である。本実施例は加工用に回転式工具を用いる例であり、図１は回転式工具とレールとの位置関係を示す図、図４は回転式工具とレールの取付け状況と移動方向とを示す図、図５は回転式工具の取付け状態の拡大図、図６は制御系の構成図、図７は該制御系による加工工程を示す図である。
図１において、１は加工用のレール、２ａ、２ｂは回転式工具、３はレール１を固定した移動テーブル、７ａ、７ｂは回転式工具２の切削用刃先としてのチップ、８は回転式工具２ａ、２ｂ間の間隔を保持するスペーサ、９は回転軸である。同図（ａ）はレール１の一方の側面に一方の回転式工具２ａのチップ７ａを当てている状態を示し、同図（ｂ）はレール１の他方の側面に他方の回転式工具２ｂのチップ７ｂを当てている状態を示す。レール１はクランプ機構やマグネット等により移動テーブル３に固定される。該移動テーブル３はレールの幅方向に対してＮＣ制御により移動される。また、図４及び図５において、４はガイド部材、５はビーム、６はヘッド、１０、１１はサポート部材であり、回転式工具２ａ、２ｂが回転軸９をサポート部材１０、１１で支承されてヘッド６に取付けられ、該ヘッド６がビーム５に取付けられ、該ビーム５がガイド部材４によってレール１の長手方向（ｙ方向）に案内されながら往復移動できるようになっている。すなわち、回転式工具２ａ、２ｂは、上記ビームによって上記レールの長手方向に往復移動されるようになっている。レール１は、移動テーブル３によってレール幅方向（ｘ方向）に移動され、一方の側面が回転式工具２ａのチップ７ａに当たるようにされたり、または、他方の側面が回転式工具２ｂのチップ７ｂに当たるようにされる。さらに、該ヘッド６自体も、ビーム５に取付けられてはいるものの、該ビーム５に対し、レール幅方向（ｘ方向）、レール長手方向（ｙ方向）または移動テーブル３の平面に垂直な方向（ｚ方向）に移動できるようにされている。上記ビーム５の移動、移動テーブル３の移動はＮＣ制御方式により制御されるようになっている。
【０００８】
図６は、制御系の構成例を示す。図中、２１は、上記ビーム５をｙ方向に移動させるビーム駆動手段、２２は、上記ヘッド６をｚ方向に移動させるヘッド駆動手段、２４は回転式工具２ａ、２ｂが固定された回転軸９を回転駆動する工具回転用モータ、２５は該工具回転用モータ２４を駆動する駆動回路、２８は、移動テーブル３をｘ方向、または場合によってはｚ方向に移動させるテーブル駆動手段、３１は、加工したレール１の幅寸法を測定し加工結果情報として出力するレール幅検出手段、３２は、上記両回転式工具２ａ、２ｂに関連した情報、例えば、該両工具２ａ、２ｂ間の距離情報や、両チップ７ａ、７ｂ間の距離情報や、該両チップの加工時の送り速度情報や、該両工具、両チップ等回転部の振動レベル情報等を検知して出力する工具関連情報検出手段、４０はＮＣ制御回路、５０は、該ＮＣ制御回路４０のプログラム設定等を行うための入力を設定する入力設定手段、６０は、上記レール幅検出手段３１から出力されるレール幅情報や、上記工具関連情報検出手段３２から出力される情報や、上記ＮＣ制御回路４０における入力情報、出力情報、処理状況情報や、上記入力設定手段５０による設定条件情報等を表示する表示手段である。本制御系の動作は次のようになる。加工するレールの幅寸法目標値（基準値）情報を上記入力設定手段５０により上記ＮＣ制御回路４０に入力する。該ＮＣ制御回路４０で上記移動テーブル３及び上記ヘッド６を駆動し、上記レール１に対し、上記回転式工具２ａ、２ｂ及び両チップ７ａ、７ｂが所定位置に配されるようにする。該状態で、ＮＣ制御回路４０からの制御信号に基づき上記駆動回路２５で上記工具回転用モータ２４を駆動し上記回転式工具２ａ、２ｂを回転させるとともに、該ＮＣ制御回路４０で上記ビーム駆動手段２１を駆動し、上記回転式工具２ａ、２ｂ及び両チップ７ａ、７ｂを予め設定された送り速度でレール長手方向（＋ｙ方向）に移動させ、該回転式工具２ａ側のチップ７ａを、該テーブル上のレール１の一方の側面に、予め設定された条件で当てて該側面を加工する。両チップ７ａ、７ｂ間距離は該レールの幅（加工前の幅）よりも大きくされているため、該レール１の他方の側面とチップ７ｂの先端との間は非接触状態となっている。かかる状態で加工が進む。この時の該チップ７ａの切りこみ深さ等の加工条件は、工具関連情報検出手段３２を介し随時上記ＮＣ制御回路４０に入力されるとともに表示手段６０に表示される。ビーム５の所定の一方向移動（例えば往路移動）でのチップ７ａによるレール１の一方の側面の加工が終わると、上記ＮＣ制御回路４０からの制御信号に基づき上記工具回転用モータ２４を逆転駆動し上記回転式工具２ａ、２ｂを逆回転させるとともに、該ＮＣ制御回路４０で再び上記テーブル駆動手段２８を駆動し、上記移動テーブル３をレール１が回転式工具２ｂに近づく方向（ｘ方向）に移動させ、所定位置で停止させる。該状態で、ＮＣ制御回路４０で上記ビーム駆動手段２１を駆動し、ビーム５を移動させて上記回転式工具２ａ、２ｂ及び両チップ７ａ、７ｂを予め設定された送り速度で再びレール長手方向（−ｙ方向）に移動させ、該回転式工具２ｂ側のチップ７ｂを、該テーブル上のレール１の他方の側面に、予め設定された条件で当てて該側面を加工する。このときも、両チップ７ａ、７ｂ間距離は該レールの幅よりも大きくされているため、該レール１の上記加工された一方の側面とチップ７ａの先端との間は非接触状態となっている。かかる状態でチップ７ｂによるレール１の他方の側面の加工が進む。ビーム５の移動速度を変え、チップ７ａ、７ｂの送り速度を変える場合には入力設定手段５０でＮＣ制御回路４０の設定条件を変える。レール１の上記他方の側面の加工時または加工後には上記レール幅検出手段３１で加工後のレール幅を検出し、上記ＮＣ制御回路４０に入力する。該ＮＣ制御回路４０では、該検出値を予め設定した基準値と比較し、検出値が該基準値を超える場合はその差異情報に基づき補正加工のための制御信号を形成し、該制御信号に従ってテーブル駆動手段２８、ヘッド駆動手段２２を制御し、ビーム駆動手段２１で回転式工具２ａ、２ｂをレール長手方向に移動させてレール側面の補正加工を行う。つまり、該レール幅検出手段３１、該ＮＣ制御回路４０、該テーブル駆動手段２８、該ヘッド駆動手段２２等でフィードバック制御系を構成し加工後のレール幅が所定範囲内となるように制御する。また、加工時の、該加工結果情報や工具関連情報は、表示手段６０に随時表示される。
幅寸法が異なるレールを加工する場合も、該幅寸法がチップ７ａ、７ｂ間距離よりも小さい場合には該チップ７ａ、７ｂ間距離を変更することなく加工することができる。
【０００９】
図７は、図６に示す制御系による加工動作例のフローチャートである。
加工するレールを移動テーブル３に取付け（符号１０１）、少なくともレール幅情報（１２０）に基づき工具２ａ、２ｂ間距離（またはチップ７ａ、７ｂ間距離）を設定し（１０２）、該距離情報をＮＣ制御回路４０に入力し、上記工具２ａ、２ｂをレール長手方向（図６に示すｙ方向）に移動させレールの一方の側面（ここではＡ面という）をチップ７ａで加工する第１の加工工程（１０４）に入る。該加工工程でレールの一方の側面（Ａ側面）の加工が終わると、移動テーブル３をレール１の幅方向（図６に示すｘ方向）に移動させ（１０５）、上記工具２ａ、２ｂをレール長手方向（図６に示す−ｙ方向）に移動させレール１の他方の側面（ここではＢ面という）をチップ７ｂで加工する第２の加工工程（１０６）に入る。上記第１、第２の加工工程の後、レール幅を検出（または測定）し（１０７）、該結果を予め設定した基準値と比較し（１０８）、比較結果としての差異情報を上記ＮＣ制御回路４０にフィードバックし（１２１）、上記差異がなくなるようにＮＣ制御回路４０で加工条件を制御して補正加工を行う。該補正加工は、レールの一方の側面（Ａ側面）だけについて行ってもよいし、または、レールの両側面（Ａ、Ｂ側面）について行うようにしてもよい。補正加工を行わない場合、または補加工が終了した場合は、移動テーブル３を移動させて（１０９）チップ７ｂとレール側面との接触状態を解除し、該移動テーブル３からレール１を外して外部に取り出し（１１０）、加工作業を終える。
【００１０】
上記実施例構成によれば、加工後のレール１の幅寸法のばらつきや精度を、回転式工具２ａ、２ｂやチップ７ａ、７ｂの取付け精度等の条件に依存しないようにできる。このため、該幅寸法のばらつきの低減や、該幅精度の向上を図ることができる。また、幅寸法の異なるレールを加工する場合も、該レール幅がチップ７ａ、７ｂ間間隔よりも小さい場合には、該間隔の変更や工具やチップの付け直し等をすることなしに対応できるので、加工時間の短縮化と作業性の改善が可能となる。取付け作業に伴う危険性も排除できる。さらに、加工時は回転式工具２ａ、２ｂのいずれか一方がチップ７ａ、７ｂを介しレール１に係合される構成であるため、回転式工具やモータからレールに伝わる振動を少なくでき、この点も加工精度の向上や寸法のばらつきの低減化等に有利である。
なお、上記実施例では、加工用工具を回転式のものとしたが、本発明はこれに限定されない。刃先も、チップ状のものに限定されず、例えば、工具本体部と一体的に形成されたものであってもよい。また、回転式工具２ａ、２ｂやチップ７ａ、７ｂのレール長手方向の移動をビーム５を用いて行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガイド部材に直接にヘッド６を係合させ該ヘッド６をレール長手方向に移動させるようにした構成等であってもよい。さらに、上記実施例では、回転式工具２ａ、２ｂ間の間隔は、レール幅寸法に対応した値に予め手動等によって調整しスペーサ８をはさんで保持する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヘッド６内に間隔調整機構を設け、ＮＣ制御回路４０等からの制御信号に基づき該間隔調整機構等を駆動して該工具間間隔を調整・保持するようにしてもよい。また、実施例では、回転式工具２ａ、２ｂの駆動に、モータ２４を共用する構成としたが、この他、例えば回転式工具２ａの駆動用モータと、回転式工具２ｂの駆動用のモータとを別個に設け、回転式工具２ａ、２ｂをそれぞれ独立的に駆動するようにしてもよい。この場合は加工時に、加工動作しない方のチップは回転を停止させておくこともできる。また、本発明では、制御回路もＮＣ方式のものに限定されない。さらに、本発明はレール以外のものの加工にも適用可能である。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、加工後のレール幅の寸法ばらつきを小さくできる。また、レール幅の寸法誤差も小さくして加工精度を向上することもできる。また、幅寸法の異なるレールの加工にも容易に対応でき、加工時間を短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】平削り盤による従来例を示す図である。
【図３】回転式工具による従来例を示す図である。
【図４】工具とレールの取付け構造例を示す図である。
【図５】工具の取付け状態の拡大図である。
【図６】本発明の実施例に用いる制御系の構成例を示す図である。
【図７】本発明の実施例における加工工程を示す図である。
【符号の説明】
１…レール、    ２、２′、２ａ、２ｂ…回転式工具、
３…移動テーブル、    ４…ガイド部材、    ５…ビーム、    ６…ヘッド、
７、７′、７ａ、７ｂ…チップ、    ８…スペーサ、    ９…回転軸、
１０…サポート部材、    ２１…ビーム駆動手段、
２２…ヘッド駆動手段、    ２４…工具回転用モータ、
２８…テーブル駆動手段、    ３１…レール幅検出手段、
３２…工具関連情報検出手段、    ４０…ＮＣ制御回路、
６０…表示手段。
【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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