JP4430008B2 - Saw blade rotation phase control processing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、回転する鋸刃によりワークに切断加工等を施す鋸刃回転位相制御加工装置に関する。 The present invention relates to a saw blade rotation phase control processing device that performs cutting processing or the like on a workpiece by a rotating saw blade.
従来、長尺なワークなどを切断する切断加工装置は、一般に、丸鋸などの鋸刃を回転させることにより切断している。この鋸刃は、薄い金属円盤状に形成されているため、完全な平面に形成されておらず、僅かな反り等の歪みを有しており、高速に回転させることによる振れも生じていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, a cutting apparatus that cuts a long workpiece or the like is generally cut by rotating a saw blade such as a circular saw. Since this saw blade is formed in a thin metal disk shape, it is not formed in a perfect plane, has a slight warp and other distortion, and has also been shaken by rotating at high speed.
一方、旋盤装置などでは、切削加工の精度を向上させる方法として、特許文献1では、ワークの切削加工を行う場合、切削する際に発生する撓みや振動を低減する旋盤加工装置が開示されている。その他、特許文献2では、旋削などの加工を行う際に、主軸モータの位相を検出し駆動装置の位相あわせを行う装置を有し、動作の効率を向上させた旋盤装置なども開示されている。
上記従来の技術では、ワークの切断の際、鋸刃は円形に形成された中心部を軸支されて、回転しており、僅かな振れを有した状態でワークに切り込むことになる。この状態でワークに切り込むと、切断路に曲がりが発生し、切込時と切断完了時の位置に僅かな位置ずれが発生し、加工精度が落ちるという問題があった。近年、ワークの加工精度は、例えば数μm程度の非常に高精度な加工が要求される場合が多くなり、ワークを鋸刃で切断する際にも精度の高い加工が求められていた。 In the above conventional technique, when cutting a workpiece, the saw blade is pivotally supported by a circular center portion and is rotated, and the workpiece is cut into the workpiece with slight vibration. When cutting into the workpiece in this state, the cutting path is bent, and there is a problem that a slight positional deviation occurs between the positions at the time of cutting and at the time of completion of cutting, resulting in a decrease in machining accuracy. In recent years, the machining accuracy of a workpiece is often required to be very high-precision machining, for example, about several μm, and high-precision machining has been demanded even when the workpiece is cut with a saw blade.
ここで、鋸刃52によるワーク50の切断精度について考えると、一般にワーク50の切断に用いる鋸刃52は、図4に示すように、軸支された鋸刃52の平面中央を回転軸54として、全体が僅かに歪んでおり、完全な平面が形成されていない。そこで、鋸刃52の振れを検知するために、鋸刃52が取り付けられた加工装置に、鋸刃52の表面近傍に変位検知装置56を取り付け、ワーク50を切断線58に沿って切断し、鋸刃52の振れを変位検知装置56により検出し記録した。その結果を図5のグラフに示す。
Here, considering the cutting accuracy of the
図5に示すグラフのY軸方向は、ワーク50の切断方向と直角方向であり鋸刃52の振れ方向を表し、X軸方向は時間である。ここでは、ワーク50に対する切り込み位置の異なる3つのサンプルを並べて表示した。このグラフから、ワーク50に鋸刃52が切り込むことにより、鋸刃52の振れ幅cが小さくなり加工が終了すると、再び振れ幅が大きくなっていることが分かる。図5のグラフに示すa−b間はワーク50の切断開始から終了までの期間である。
The Y-axis direction of the graph shown in FIG. 5 is a direction perpendicular to the cutting direction of the
また、ワーク50への切込開始時と完了時では、切断位置にずれが生じ、ワーク50へ切り込みを始める鋸刃52の切り込み位置によっても異なることが分かる。例えば、グラフに示すNo.3の軌跡では、ワーク50に鋸刃52が切り込み始めると、鋸刃52の振れが小さくなり、切断完了位置では切り込み初めより僅かに切断位置のずれが生じている。一方、No.2では、No.3の鋸刃52の切込位置を0°とすると、鋸刃52の振れの波形から、ワーク50への切込位置が鋸刃円周上で約90°位相がずれた位置から切り込んでいる。この場合、鋸刃52の振れ幅が変化すると同時に、切断完了時の位置が、切込開始位置よりNo3に比べ僅かに多く偏っている。さらに、No.1では、ワーク50への切込位置をNo.3に対して、振れの波形の位置から、鋸刃円周上で約180°位相がずれた位置から切り込まれており、No.2に比べさらに多く、切込初め位置と切断完了時の位置にずれが生じている。
Further, it can be seen that there is a deviation in the cutting position at the start and completion of the cutting into the
このことから、図4に示すような鋸刃52が有する僅かな歪みにより、ワーク50への切り込み位置が、その後の切断精度に影響することが分かる。しかし、鋸刃52は薄い金属板から形成されるため、歪みをまったく無くして面振れを完全に押さえるには限界があった。
From this, it can be seen that the cutting position into the
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、使用する鋸刃の歪みの小さい位置等からワークへ切り込みを開始することができ、高い精度で切断加工可能であり、複数切断加工しても加工精度のバラツキが少ない鋸刃回転位相制御加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can start cutting into a workpiece from a position where the distortion of a saw blade to be used is small, can be cut with high accuracy, and can perform multiple cutting. It is an object of the present invention to provide a saw blade rotation phase control processing device with little variation in processing accuracy even when processed.
この発明は、ワークを把持可能に形成されたバイスと、ワークを切断加工する鋸刃と、この鋸刃を回転駆動する主軸モータと、前記鋸刃が回転可能に取り付けられた鋸刃保持部と、前記鋸刃の表面近傍に取り付けられ前記鋸刃の振れを検知する変位検知装置と、前記鋸刃保持部またはワークを加工方向に送る送りモータと、前記鋸刃保持部の位置を検出する鋸刃位置検出装置と、前記鋸刃の位相を検出する鋸刃位相検出装置と、前記鋸刃位相検出装置と前記鋸刃位置検出装置及び前記変位検知装置の各々からの入力信号を処理し前記鋸刃の前記ワークに対する加工開始位置を制御するモータ制御装置と、前記モータ制御装置から出力された制御信号により前記主軸モータを駆動する主軸モータ駆動装置と、前記モータ制御装置から出力された制御信号により前記送りモータを制御する送りモータ駆動装置とを備えた鋸刃回転位相制御加工装置である。 The present invention includes a vise formed so as to be capable of gripping a workpiece, a saw blade for cutting the workpiece, a spindle motor that rotationally drives the saw blade, and a saw blade holding portion on which the saw blade is rotatably mounted. A displacement detection device that is mounted near the surface of the saw blade and detects the deflection of the saw blade, a feed motor that feeds the saw blade holding part or workpiece in the machining direction, and a saw that detects the position of the saw blade holding part. A blade position detection device, a saw blade phase detection device that detects the phase of the saw blade, an input signal from each of the saw blade phase detection device, the saw blade position detection device, and the displacement detection device to process the saw A motor control device that controls the machining start position of the blade with respect to the workpiece, a spindle motor drive device that drives the spindle motor by a control signal output from the motor control device, and an output from the motor control device A saw blade rotational phase control processing apparatus and a feed motor drive device for controlling the feed motor by control signals.
前記モータ制御装置は、前記鋸刃位相検出装置と鋸刃位置検出装置及び変位検知装置からの信号により、前記送りモータを制御することにより前記ワークへの前記鋸刃の切り込みの位相を制御可能に設けられ、前記鋸刃の振れが最小の前記鋸刃の位相で、前記鋸刃が前記ワークへ切り込みを開始するように、前記主軸モータ駆動装置及び前記送りモータ駆動装置を制御するものである。 The motor control device can control the phase of the cutting of the saw blade into the workpiece by controlling the feed motor based on signals from the saw blade phase detection device, the saw blade position detection device, and the displacement detection device. The spindle motor driving device and the feed motor driving device are controlled so that the saw blade starts to cut into the workpiece at the phase of the saw blade with the minimum runout of the saw blade .
この発明の鋸刃回転位相制御加工装置によれば、使用する鋸刃の反りや歪みの小さい鋸刃位相を検知し、その鋸刃の最適な切り込み位相の位置からワークへ切り込むことができるため、切断面の加工精度のバラツキも少なく、高い精度で切断加工可能なものである。 According to the saw blade rotation phase control processing apparatus of the present invention, it is possible to detect the saw blade phase with a small warp and distortion of the saw blade to be used, and to cut into the workpiece from the position of the optimum cutting phase of the saw blade , There is little variation in the processing accuracy of the cut surface, and cutting can be performed with high accuracy.
以下、この発明の鋸刃回転位相制御加工装置の一実施形態について、図1〜図3を基にして説明する。この実施形態の加工装置10は、図1、図2に示すように、切断方向に工具である鋸刃30を送る送りモータ14が取り付けられ、送りモータ14の軸14aは連結部16を介して送り軸18に連結されている。この送り軸18には、例えばボールねじが設けられ、鋸刃保持部20内に設けられた螺子部21へ螺合され、送り軸18の回転により鋸刃保持部20が移動可能に形成されている。
Hereinafter, an embodiment of a saw blade rotation phase control processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the
この鋸刃保持部20には、主軸モータ22と変速機24が設けられ、鋸刃保持部20内部で主軸モータ22の軸に変速機24が連結されている。この変速機24に主軸26が連結され、鋸刃保持部20の側面から突出し、鋸刃取付部28となっている。そして、この鋸刃取付部28に円盤状の鋸刃30が固定されている。
The saw
鋸刃30の端部近傍には、鋸刃30の表面30aに対面して変位センサ等の変位検知装置32が設けられている。変位検知装置32は、鋸刃30との間隔を検知し、鋸刃30の振れ幅を示す信号が、後述するモータ制御装置38へ入力可能に形成されている。また、鋸刃30の送り方向の対向位置には、図1、図2に示すように、長尺なワーク12の長手方向に対して直角にワーク12を把持するバイス34が設けられている。
A
この実施形態の加工装置10には、図3に示すように、鋸刃保持部20の鋸刃30の位置を検出する鋸刃位置検出装置である鋸刃位置検出エンコーダ36が設けられている。鋸刃位置検出エンコーダ36は、送りモータ14による送り量を検知するもので、その位置検出信号を、モータ制御装置38または送りモータ駆動装置48へ入力可能に処理して出力する。さらに、主軸モータ22には、主軸モータの回転を検出する主軸モータ回転検出装置40が取り付けられている。主軸モータ回転検出装置40は、主軸モータ22の回転を制御するもので、その検出信号をモータ制御装置38または主軸モータ駆動装置46へ入力可能に処理して出力する。
As shown in FIG. 3, the
また、鋸刃保持部20の主軸26に設けられた鋸刃取り付け部28近傍には、鋸刃30の回転位相を検出する鋸刃位相検出装置である鋸刃位相検出ロータリエンコーダ42が設けられている。この鋸刃位相検出ロータリエンコーダ42は、その位相検出信号をモータ制御装置38へ入力可能に処理して出力する。
Also, a saw blade phase detection rotary encoder 42 that is a saw blade phase detection device for detecting the rotational phase of the
モータ制御装置38は、上記入力信号を基にして演算処理を行い、主軸モータ駆動装置46へ主軸モータ22の動作制御信号を出力する。同時に、送りモータ駆動装置48へは、送りモータ14への動作制御信号を出力する。そして、主軸モータ駆動装置46及び送りモータ駆動装置48は、モータ制御装置38からの動作制御信号に従い、主軸モータ22及び送りモータ14を各々動作可能に形成されている。
The
次に、この加工装置の使用方法について説明する。この加工装置10により切断加工するワーク12を加工する前に、取り付けられた鋸刃30の振れ特性を事前に登録する。まず、鋸刃取り付け部28に鋸刃30を取り付け、鋸刃30を空転させて、鋸刃30の振れ特性を登録する。すると、この鋸刃30の空転により検出された鋸刃30の振れ特性は、変位検知装置32により振れ幅として検出されて、モータ制御装置38の記憶部に登録される。
Next, the usage method of this processing apparatus is demonstrated. Before machining the
続いて、切断加工を行う本来のワーク12をバイス34に把持させて、切断加工を開始する。このとき、モータ制御装置38は、鋸刃位置検出エンコーダ36と主軸モータ回転検出装置40及び鋸刃位相検出ロータリエンコーダ42からの検出信号を基に、主軸モータ駆動装置46及び送りモータ駆動装置48に動作制御信号を出力する。そして、主軸モータ22及び送りモータ24が同期制御され、鋸刃30の振れの少ない位相からワークへの切り込みが開始され、切断加工が施される。
Subsequently, the
この実施形態の加工装置10によれば、使用する鋸刃30の振れ特性に合わせて、振れの小さい位置からワーク12に切り込むことができるため、薄い金属板により形成された鋸刃30でも、切断開始から完了まで高い精度により切断加工が可能なものである。また、切断加工の継続により鋸刃30の歪み量や位置が変化していくが、定期的またはワークの変更の度に、鋸刃30の振れを測定し登録して加工を行うことにより、振れ測定の度に鋸刃30の振れの少ない位相位置からワーク12へ切り込み可能となり、多数のワーク12を切断する場合でも、切り込み開始位置と切断完了位置の誤差変化が少なく、切断面の加工精度のバラツキが小さいものとすることができる。また、ワーク12のローディング中に振れ測定を行うことにより、時間のロスがない。
According to the
なお、この発明の鋸刃回転位相制御加工装置は上記実施形態に限定されるものではなく、鋸刃がワークに対して移動するほか、ワークが鋸刃に対して移動して加工が行われる場合にも適用可能なものである。また、回転する鋸刃により、バイスに把持されたワークを切断可能に形成されていればよいため、鋸刃の大きさやバイスの形状等はワーク素材に合わせて、適宜設定可能なものである。さらに、距離検知装置は、変位センサ以外にレーザ変位計等のセンサや、その他の位置検知装置を利用することでき、各部材の形状や素材など適宜変更可能である。 The saw blade rotation phase control processing device of the present invention is not limited to the above embodiment, and when the saw blade moves relative to the workpiece and the workpiece moves relative to the saw blade for machining. It is also applicable to. Moreover, since the workpiece | work hold | gripped by the vise should just be cut | disconnected by the rotating saw blade, the magnitude | size of a saw blade, the shape of a vise, etc. can be suitably set according to a workpiece | work raw material. Further, in addition to the displacement sensor, the distance detection device can use a sensor such as a laser displacement meter and other position detection devices, and the shape and material of each member can be appropriately changed.
10 加工装置
12 ワーク
14 送りモータ
16 連結部
18 送り軸
20 鋸刃保持部
22 主軸モータ
30 鋸刃
32 変位検知装置
34 バイス
36 鋸刃位置検出エンコーダ
38 モータ制御装置
40 主軸モータ回転検出装置
42 鋸刃位相検出ロータリエンコーダ
46 主軸モータ駆動装置
48 送りモータ駆動装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記モータ制御装置は、前記鋸刃位相検出装置と前記鋸刃位置検出装置及び前記変位検知装置からの信号により、前記送りモータを制御することにより前記ワークへの前記鋸刃の切り込みの位相を制御可能に設けられ、前記鋸刃の振れが最小の前記鋸刃の位相で、前記鋸刃が前記ワークへ切り込みを開始するように、前記主軸モータ駆動装置及び前記送りモータ駆動装置を制御する鋸刃回転位相制御加工装置。 A vise formed so as to be capable of gripping a workpiece, a saw blade for cutting the workpiece, a spindle motor that rotationally drives the saw blade, a saw blade holding portion on which the saw blade is rotatably mounted, and the saw blade Displacement detection device that is mounted near the surface of the blade and detects the deflection of the saw blade, a feed motor that feeds the saw blade holder or workpiece in the machining direction, and a saw blade position detector that detects the position of the saw blade holder A saw blade phase detection device for detecting the phase of the saw blade, and the input signal from each of the saw blade phase detection device, the saw blade position detection device, and the displacement detection device to process the workpiece of the saw blade. A motor control device that controls the machining start position for the motor, a spindle motor drive device that drives the spindle motor by a control signal output from the motor control device, and a control signal output from the motor control device. In saw blade rotational phase control processing apparatus and a feed motor drive device for controlling the feed motor,
The motor control device controls the phase of the cutting of the saw blade into the workpiece by controlling the feed motor according to signals from the saw blade phase detection device, the saw blade position detection device, and the displacement detection device. A saw blade that controls the spindle motor driving device and the feed motor driving device so that the saw blade starts to cut into the workpiece at a phase of the saw blade that is provided so as to have a minimum runout of the saw blade. Rotary phase control processing device.
Priority Applications (1)
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| JP2005376190A JP4430008B2 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Saw blade rotation phase control processing equipment |
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Family Applications (1)
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