JPH07110482B2 - 大入れルータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は大入れルータに関する。

（従来技術） この種の大入れルータでは平溝加工を行なうためにスト
レートビットとストレートビットにより形成された平溝
にさらにアリ溝を形成するためのアリ溝ビットが備えら
れており、従来これらのビットのルータ本体に対する軸
方向（上下方向）の移動は手動により個々に対応するハ
ンドルを操作することによって行われていた。

このような従来技術を示す公報としては例えば本願と同
一出願人による実公昭第61−27686号に記載されたもの
がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の大入れルータでは、ストレー
トビット及びアリ溝ビットの上下移動を行わせるために
は対応するハンドルを個々に手動にて操作しなければな
らないため面倒であり、また仮に手動ではなく電動で行
わせるとしても、それにはストレートビット用とアリ溝
ビット用の２基のモータを大入れルータ本体に組込まな
くてはならないため構造が複雑となりかつ重量が大きく
なる問題点を有していた。

特にストレートビット及びアリ溝ビットの上下動を電動
とし、かつその動きを数値制御する場合に、ストレート
ビットとアリ溝ビットのそれぞれを別個のモータで上下
動させる構造を用いると、各モータ用に制御装置、各制
御装置のための制御プログラム、データ入力プログラム
等を用意しなかればならず、不経済となる。また操作者
は各モータの制御のためのデータを入力する必要があり
面倒であるばかりでなく入力ミスを生じやすい。そして
入力ミスによる誤作動を防止しようとすると、各ビット
の高さを検出する手段を装置に組込む必要が生じ、全体
として相当に使いにくい高価な装置となってしまう。

（課題を解決するための手段） 上記従来技術の課題を解決するため、本発明は互いに平
行な軸を有し、ルータ本体に対してそれぞれ軸方向に移
動可能に支持されたストレートビットとアリ溝ビットと
を備えた大入れルータにおいて、前記ストレートビット
及び前記アリ溝ビットを軸方向に移動させるための移動
装置を有し、該移動装置は単一のモータと、該モータの
回転を前記ストレートビット及び前記アリ溝ビットの軸
方向で互いに反対方向の運動に変換する変換機構とを備
えたことを特徴とする。このような変換機構は、例えば
ストレートビットとアリ溝ビットのスピンドルシャフト
を各々保持するシャフトケーシングに設けられたピン
と、対応するシャフトケーシングに併設されて前記モー
タにより回転駆動され外周に前記ピンが係合するほぼ螺
旋状の溝を上下方向に備えたカムとにより構成できる。

（作用） 本発明の大入れルータでは、ストレートビットとアリ溝
ビットの軸方向を上下方向とした場合、モータが一方向
に回転するとストレートビットが上昇して、アリ溝ビッ
トが下降し、モータが他方向に回転するとストレートビ
ットが下降して、アリ溝ビットが上昇する。ここで、ス
トレートビットとアリ溝ビットとは、これらが同時に使
用されるものではなく、一方が加工に供される場合には
必ず他方は休止状態とされるものであり、本発明はこの
ような使用態様に鑑みて、ストレートビットとアリ溝ビ
ットの昇降制御を単一のモータの制御により行うことが
できるようにしたものである。つまり、加工すべき溝の
種類に対応するビットを下降させ、下降位置を溝の深さ
に応じて制御すれば所望の溝加工を行うことができ、そ
の際他方のビットは上昇しているので加工の邪魔にはな
らない。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照しつつ、詳細に説明す
る。

まず、最初に本実施例の全体構成の把握に供する為に、
本出願人が先に開発した従来の大入れルータを説明す
る。なおこの大入れルータは実公昭61−27686号公報に
詳細に説明されている。

第29図は従来の手動で制御される電動大入れルータとそ
の大入れルータで加工される加工形状を示す斜視図であ
る。この大入れルータはワークＷに対し平溝Ａを形成
し、さらにアリ溝Ｂを形成することにより、大入れアリ
掛け加工を施すものである。大入れルータ本体１は図示
しないスタンドに対して水平２方向（以後X,Y方向とい
う）に手動によって移動可能に設置されており、ワーク
Ｗはスタンドに固定されて加工される。平溝Ａはストレ
ートビット２によって加工され、レバー３を用いてスト
レートビット２を所定の高さにまで加工させた状態で、
大入れルータ本体１をワークＷに対して水平２方向に適
宜手動にて移動することによって、平溝Ａがストレート
ビット２で加工される。次にアリ溝Ｂはアリ溝ビット４
によって加工され、レバー５を用いてアリ溝ビット４を
所定の高さにまで下降させた状態で大入れルータ本体１
をワークＷに対して水平２方向（主としてアリ溝の長手
方向（以後Ｙ方向という））に適宜手動にて移動するこ
とによってアリ溝Ｂがアリ溝ビット４によって加工され
る。

なお、ストレートビット２、アリ溝ビット４はベルト６
を介してモータ７によって回転される。ストレートビッ
ト２、アリ溝ビット４はいずれも独立して上下動可能で
あり、かつベルト６からの回転力で回転可能な構造で本
体１に組付けられている。

以上の全体構成は本実施例の場合もほぼ同様である。本
実施例の場合、後記するところから明らかなように、大
入れルータ本体１の水平２方向の移動及びビット2,4の
上下動がすべて自動化され、かつ数値制御によって運転
されるように改良されている。

次に本実施例を第１図から第28図を参照しつつ詳細に説
明する。

［機械的構造について］ 第１図は本実施例の機械的構造を示す平面図であり、第
２図は側面図である。

装置全体は、基枠10と、ルータ本体60と、ルータ本体60
を基枠10上水平２方向に移動させる移動機構40と、ワー
クＷに対して基枠10を固定する為のクランプ機構20と、
装置の制御システムとから構成されている。

基枠10はＸリヤフレーム12、Ｘフロントフレーム14、Ｙ
レフトフレーム16とＹライトフレーム18とによりほぼ方
形の枠状に形成されている。

基枠10の下部にクランプ機構20が設けられている。クラ
ンプ機構20はＸリヤフレーム12に対してピン22を介して
回動可能に取付けられたバイスレバー24と、バイスレバ
ー24にピン26で回動可能に連接され、バイスレバー24の
回動によって進退するパイプ28と、パイプ28の先端に固
定されたプレート30と、プレート30を貫通して螺合する
ねじ部32と、ねじ部32の先端に固定され、パイプ28ない
しねじ部32の推進によって推進するバイス34とで形成さ
れている。

ワークＷをＸフロントフレーム14とバイス34との間にお
き、バイスレバー24ないしねじ部32を操作することによ
ってバイス34をＸフロントフレーム14の側へ進出させる
ことにより、ワークＷと装置全体とを強固に固定でき
る。なお、同クランプ機構20は実公昭61−42777号公報
に極めて類似した構造が示されているので詳しい説明は
省略する。

次にルータ本体を基枠10に対して水平２方向に移動させ
る移動機構40について説明する。移動機構40は通常のXY
2軸移動機構であり、Ｙ方向移動体42がＹ軸（第１図の
上下方向）方向に移動し、ルータ本体60がＹ方向移動体
42に対してＸ方向（第１図の左右方向）に移動する構造
である。

まず、Ｙ方向移動体42をＹ方向に移動させる機構を説明
する。Ｙ方向移動体42は左フレーム42、右フレーム46、
Ｘリヤパイプ44とＸフロントパイプ45とがほぼ長方形状
の枠を形成するようにして構成されている。基枠10には
左右一対のＹフレーム16,18と平行に左右一対のＹパイ
プ47,48が固定されており、同Ｙパイプ47,48に対してＹ
方向移動体42の左のフレーム43、右フレーム46がスライ
ド可能に組付けられている。基枠10のＹレフトフレーム
16、Ｙライトフレーム18の上縁にはラック歯が形成され
ている。Ｙ方向移動体42にはＹ軸モータ50が固定されて
おり、又一対のギヤ52,54がシャフト56を中心として同
時回転可能に組付けられている。ギヤ52,54は前記ラッ
ク歯と噛合い可能であり、かつＹ軸モータ50によってギ
ヤ列を介して回転される構造となっている。

上記構造により、Ｙ軸モータ50の正転ないし逆転によっ
てＹ方向移動体42は基枠10に対してＹ方向に進退する。

なお、Ｘフロントフレーム14にはＹ軸リミットスイッチ
102が設けられ、Ｙ方向移動体42が最もフロント側に接
近した位置（原点位置）にあるかどうかが検出される。

次にルータ本体60をＹ方向移動体42上をＸ方向に移動さ
せる機構を説明する。

ルータ本体60は２つの貫通孔を有し、Ｙ方向移動体42の
Ｘリヤパイプ44とＸフロントパイプ45がこの貫通孔を貫
通し、ルータ本体60はＸリヤパイプ44とＸフロントパイ
プ45を案内としてＸ方向にスライド可能に組付けられて
いる。Ｙ方向移動体42にはＸ軸モータ58が固定されてお
り、同モータ58にはギヤ列を介してスクリュー59が回転
可能に結合されている。スクリュー59はルータ本体60を
貫通し、ルータ本体60の側壁と螺合している。

上記構造によって、Ｘ軸モータ58の正転ないし逆転によ
ってルータ本体60はＹ方向移動体42上をＸ方向に進退す
る。

なお、Ｙ方向移動体42にはＸ軸リミットスイッチ103が
固定されており、ルータ本体60がＸ方向の中央位置（原
点位置）にあるか否かが検出できるようになっている。

次にルータ本体60の構造を説明する。ルータ本体60内に
はストレートビット82とアリ溝ビット84が後述するＺ軸
方向（上下方向）で互いに平行に配置されており、また
これらを回転駆動するためのモータ61が組込まれてい
る。モータ61の回転はベルト62を介してプーリー63,64
に伝えられる。プーリー63,64にはスピンドルシャフト6
5,66がキーによって相対回転不可能に組付けられてい
る。ただし、スピンドルシャフト65,66のキー溝は軸方
向に充分に長く、プーリー63,64に対して軸方向（第２
図の上下方向であり、以後Ｚ軸ないしＺ方向という）に
は相対移動可能となっている。スピンドルシャフト65,6
6はシャフトケーシング67,68に対して一対の軸受69,70
ないし71,72によって相対回転可能でかつ軸方向には相
対移動不可能に組付けられている。シャフトケーシング
67,68の外壁にはピン73,74が固定されている。このピン
73,74は次に説明するカム溝に係合している。

ルータ本体60にはＺ軸モータ80が収容されている。又、
シャフトケーシング67,68に平行して同径のカム75,76が
回転可能に組付けられている。同カム75,76はそれぞれ
ギヤ列を介してＺ軸モータ80によって回転される。

カム75,76は第３図、第４図によく示されるように、外
周上にほぼ螺旋状のカム溝77,78を上下方向に有し、こ
のカム溝77,78に前述のピン73,74が係合している。なお
このカム溝77と78は第３図、第４図によく示されるよう
に同ピッチではあるが螺旋の旋回方向が逆に形成されて
いる。

上記構造によりカム75,76とピン73,74とはＺ軸モータ80
の回転をストレートビット82とアリ溝ビット84の互いに
逆方向の昇降動に変換する変換機構を構成している。す
なわちＺ軸モータ80が回転すると、カム75,76が回転
し、カム溝77,78に係合しているピン73,74はそれぞれ同
速度で同距離だけ反対方向に移動する。つまりピン73が
上方へ移動すればピン74は下方へ移動する。ピン73が情
報へ移動するとシャフトケーシング67も上昇し、これに
応じてスピンドルシャフト65も上昇する。このときピン
74は下降し、シャフトケーシング68、スピンドルシャフ
ト66は下降する。

なお第３図，第４図によく示されているように、カム7
5,76のカム溝77,78は、その上部のピッチが残部より小
さく設定されている。このため例えばストレート溝を形
成するためにストレートビット82を下降させる場合に、
アリ溝ビット84が上昇する距離は低く押えられる。なお
この様子は第18図によく示されている。

このように、本実施例では、カム溝の形状を工夫するこ
とにより、一方のビットを下降させた場合に他方のビッ
トが上昇する距離を小さく押えることに成功している。
このため各ビットの上下方向の移動距離は全体としては
小さくでき、装置の小形化および使用性に良好な結果を
与えている。

このようにしてスピンドルシャフト65の下端にチャッキ
ングされたストレートビット82、スピンドルシャフト66
の下端にチャッキングされたアリ溝ビット84はＺ軸モー
タ80の回転によって一方が上昇すれば他方が下降するよ
うにしてＺ軸方向に移動し、かつモータ61によってそれ
ぞれ回転駆動される構造となっている。つまり、Ｚ軸モ
ータ80の回転により、加工すべき溝の種類に応じてスト
レートビット82とアリ溝ビット84の一方を下降させ、そ
の高さを加工すべき溝の深さに対応する高さとする。こ
れによって対応するビットによる溝加工が可能となり、
またその際他方のビットは上昇されているので加工の邪
魔にはならない。

なおルータ本体60にはＺ軸リミットスイッチ104が固定
され、スピンドルシャフト65が所定高さにあるかどうか
を検出できるようになっている。この他Ｚ軸モータ80の
出力軸にはアーム105が取付けられている。このアーム1
05の先端には磁石が取付けられている。またルータ本体
60側にホール素子106が固定されており、ホール素子106
の出力によりＺ軸モータ80の出力軸が所定の回転角度位
置にあるかどうかを検出できるようにしている、この作
用については後で詳しく説明する。

さて、上記した機械的構造を有する大入れルータは数値
制御方式で運転可能である。次にこのための制御装置に
ついて説明する。

［制御システムの構成について］ 第５図は制御システムの全体構成を示すシステムブロッ
ク図であり、同システムは中央演算処理装置（CPU）
と、読出し専用メモリ（ROM）と書込み読出し可能なメ
モリ（RAM）とを有するマイクロコンピュータ90を中心
として構成されている。マイクロコンピュータ90には入
力用のキーボード91が接続されており、同キーボード91
からの入力信号に基づいて後で詳しく説明する処理手順
に従って必要なデータ処理が実施された後、マイクロコ
ンピュータ90はドライバ95にデータを出力し、ドライバ
95はこの信号を増幅等してモータの駆動電力に変換して
モータに供給する。この構成によって、Ｘ軸モータ58、
Ｙ軸モータ50、Ｚ軸モータ80がマイクロコンピュータ90
によって制御される。なおマイクロコンピュータ90には
上記の他の液晶ディスプレイ92、ブザー93及び表示ラン
プ94がデータの表示用に接続されている。またウォッチ
ドッグタイマ100が接続されており、これはCPUの作動異
常を常時チェックしている。さらにマイクロコンピュー
タ90には後記のデータ処理を実行するために、XYZの各
リミットスイッチ102,103,104及びホール素子106が接続
され、またモータ61の駆動電流を検出する検出回路97が
接続されている他、モータ61のオン・オフがマイクロコ
ンピュータ90で制御される構成となっている。

第６図はキーボード91を示すものであり、図示の24種の
キーがマトリックス状に配列されている。

なお、キーボード91、液晶ディスプレイ92、表示ランプ
93は第１図のＸフロントフレーム14の上面101に配置さ
れている。

第７図は本制御システムにおいて用いられるデータの意
味を図示したものであり、平溝Ａは奥行、幅、ストレー
ト深さで寸法が設定され、かつ必要に応じてスベリの寸
法が設定できる。アリ溝Ｂはアリ奥行、アリ幅（これは
本実施例ではアリ溝ビット84の径にアリ幅補正を加算し
た値として設定される）とアリ深さとで寸法が設定され
る。

第８図は前記のデータに基づいて制御されるストレート
ビット82の水平２方向の移動軌跡を矢印で示した図であ
る。なおこの図の場合、ストレートビット82は時計回転
方向に回転している。この実施例の場合、ストレートビ
ット82はまず溝の外周に沿って移動し、最後に内周側を
削り込むことによって平溝Ａを形成する。

第９図はストレートビット82の他の移動パターンを示
し、先に内周側を削った後、外周を削ることにより溝を
形成する例を示している。いずれのパターンも一長一端
があり、それぞれのパターンに合せた細かな調整をする
ことにより、良好な平溝Ａを形成することができる。こ
の微調整については後で詳しく説明する。

第10図はアリ溝Ｂを形成するときのアリ溝ビット84の移
動軌跡を示した図であり、アリ溝Ｂの幅はアリ溝ビット
84の径とアリ幅補正とを加算したもので形成される様子
が理解される。

第11図はアリ溝Ｂの入口側を面取りする為のアリ溝ビッ
ト84の移動軌跡を示すものである。

なお、第10図及び第11図中にはアリ溝ビット84の移動順
序が対応する丸印付きの数字で示してある。アリ溝ビッ
ト84は図示の位置でまで下降した後、の位置に向
って第11図上斜めに下降する。これは実際にはＺ軸モー
タ80が２パルス進むごとにＸ軸モータ58を１パルスだけ
回転させることによって実現される。アリ溝ビット84は
の位置からの位置へ移動し、その後の位置に向っ
て水平方向に移動する。アリ溝ビット84はその誤
の位置を水平方向を移動する。アリ溝ビット84はの位
置まで移動した後、の位置へ向って斜めに上昇する。
これはＺ軸モータ80とＸ軸モータ58を適宜運転させるこ
とにより実施される。上記アリ溝ビット84の移動軌跡は
縁欠き等の発生が防止できるようによく配慮されたもの
である。

なお、上記第８図〜第11図に示した各位置は第７図に示
した各種データに基づいて決定されるものである。これ
らの図に示したビットの移動軌跡については図中の丸印
付きの数字以外の数字，符号とともに後でさらに詳細に
説明する。

［制御手順］ さて、第12図は第７図に示したデータを入力し、このデ
ータに基づいてストレートビット82及びアリ溝ビット84
を第８図ないし第11図に示したようなパターンで移動制
御する処理手順を示すものである。

電源をオンをすると、マイクロコンピュータ90の初期化
が実施され、装置は作動可能に用意される。ステップS1
0は暗証キーが押されながら電源がオンされたかどうか
を判断するステップであり、常時の操作時にはステップ
S12に進む。暗証コードを押しながら電源をオンする操
作はＺ軸調整モードを必要とする場合になされる（ステ
ップS11）。これについては第17図、第18図に関連して
最後に詳しく説明する。

通常の運転状態の場合には、処理はステップS12に進
み、Ｙ軸リミットスイッチ102がオンかオフかを判断す
ることにより、Ｙ方向移動体42が原点位置にあるかない
かを検出する。Ｙ方向移動体42が原点位置にない場合に
は不用意にルータを操作するとワークＷを予想に反して
傷つけることがあり得るために後で説明するマニアルモ
ードによる操作のみを可能とし、自動運転モードには進
まない。ステップS12でＹ方向移動体42が原点位置にあ
ることが確認されると、処理は自動運転の為の処理を開
始し、まずステップS13でX,Y,Z軸のすべての方向におい
てルータを所定の原点位置へ復帰させる。この手順は第
13図から第15図で詳しく説明されている。

第13図はルータ本体60をＹ方向移動体42に対しＸ方向に
移動させ、原点位置へ復帰させる手順を示す。まず最初
にステップS30でＸ軸リミットスイッチ103がオンかオフ
かを判断し、もしオフならばループL31をＸ軸リミット
スイッチ103がオンとなるまで繰返す。このループはＸ
軸リミットスイッチ103がオンした直後には終了し、こ
のようにしてステップS32ではルータ本体60がＹ方向移
動体42に対しＸ方向原点位置に戻される。ステップS30
で既にＸ軸リミットスイッチ103がオンであれば、ルー
プL33をＸ軸リミットスイッチ103がオフとなるまで繰返
し、その後ループL31を繰返して原点へ復帰させる。

第14図はＹ方向移動体42を基枠10に対してＹ方向の原点
位置に復帰させる処理手順を示しており、ステップS40
で予めＹ軸モータ50を所定パルスだけオフ側へ駆動す
る。この状態でステップS41でＹ軸リミットスイッチ102
のオン・オフを判断し、オンであればステップS42でエ
ラーを表示する。これは装置に何等かの故障が生じてい
る場合に生じるので必要な修理を必要とする。ステップ
S41でオフと判断されると、ループL42をリミットスイッ
チがオンになるまで繰返す。これによりステップS43で
Ｙ方向移動体42は原点位置へ復帰する。

Ｚ軸方向の原点復帰処理は第15図に基づいて実施され
る。同処理は第13図に示したＸ方向の原点復帰処理に対
してステップS45のみが相違する。これはＺ軸方向の原
点復帰位置をX,Y方向に比して精度を向上させるために
用いた改良であり、同処理の内容は第16図を参照すると
より良く理解される。

第16図において横軸はＺ軸モータ80の回転数を示してい
る。Ｚ軸リミットスイッチ104はＺ軸モータ80の回転数
に対し、所定の値を境としてオン・オフが切換えられる
が、Ｚ軸リミットスイッチ104がオン・オフを切換える
精度はあまり良いものでないため、単にＺ軸リミットス
イッチ104の出力だけで原点位置を定めると原点位置が
図示Ｐの範囲でズレることが避けられない。これに対
し、前述したホール素子106はＺ軸モータ80の出力軸に
固定されたアーム105がホール素子106に対向したときの
みハイとなり、その検出誤差はリミットスイッチによる
ときの検出誤差よりも小さい。ただしホール素子はＺ軸
モータ80が一回転するごとにハイとなるため、このホー
ル素子106の出力のみでは原点かどうかを検出すること
ができない。本例ではＺ軸リミットスイッチ104がオン
であり、かつホール素子出力がハイであることを検出す
ることによりＺ軸方向の原点復帰位置の精度を向上させ
ている。さて、このようにしてX,Y,Z方向の原点復帰処
理が実行されると、処理は第12図のステップS15に進
む。

ステップS15では「オート・同じ寸法？」と表示する。
ここで「ハイ」を入力すると、後述するステップS22に
進行するが、ここでは自動運転を同じ寸法で再度実施し
ない場合についてまず説明する。

処理がループL14を繰返している間にマニアルキーが押
されると、ステップS17に示すマニアルモードに切換え
られる。このマニアルモードは第19図に詳しく説明され
ている。

加工条件キーが押されると、ステップS19に示す加工条
件設定モードに切換えられる。この加工条件設定モード
は第21図に詳しく説明されている。

ステップS15で表示された「オート・同じ寸法？」に対
し、イイエキーを押すと、ステップS21の新しく加工寸
法を入力できる加工寸法設定モードに切換えられる。な
おこの加工寸法設定モードは第22図で詳しく説明されて
いる。

［マニアルモードの説明］ それではまず最初にマニアルキーが入力された場合につ
いて説明する。マニアルキーが押されると、ステップS1
7に示すマニアルモードに切換えられ、第19図、第20図
に示されるマニアルモードが実行される。ステップS50
ではマニアルモード中に押されたキーの種類を判別す
る。ステップS51はマニアルモードを終了させるための
条件が成立したかどうかを判別するステップであり、こ
れについては後記する。ステップS52ではステップS50で
判別された押されたキーの種類に応じて本装置を運転さ
せる。

キーの種類と本装置との運転との対応関係は第20図に示
されている通りである。なお早送りキーが同時に押され
ると、それぞれX,Y,Z軸モータの回転を高速としてX,Y,Z
方向の移動が速められる。

このマニアルモードでは第20図に示すキーを適宜操作す
ることにより、マニアルで制御しつつ溝加工を実行する
ことができる。ステップS51ではＹ軸リミットスイッチ1
02がオンの状態でオートキーが押されたかどうかを判別
し、条件が成立すれば、ステップS53,54,55に示すよう
にX,Y,Z方向のそれぞれについて原点復帰処理を行なっ
た後、マニアルモードを解除しメインルーチンへ戻る。

［加工条件設定モードの説明］ 第12図に示すメインルーチンにおいてループL14が繰返
されている間に加工条件キーが押されるとステップS19
で加工条件設定モードに切換えられる。この加工条件設
定モードでの処理は第21図に詳しく説明されている。

ステップS60で「ストレート径？」と表示されるので、
それに応じて用いるストレートビットの直径を入力す
る。なお入力は数字キーを用いて直径を入力した後ハイ
キーを押すことにより実行される。ステップS62は入力
されたデータが予め定められている所定の範囲内にある
かどうかを判別するステップであり、範囲内になければ
再度ストレートビットの径の入力を待つ。

正しいデータが入力されると、次にステップS63で「ア
リ幅補正あり」又は「アリ幅補正なし」を表示する。こ
こではこれから加工しようとする形状が第７図に示した
アリ幅補正がゼロかゼロでない形状かを指定する。この
指定の手順は例えばアリ幅補正＝０にもかかわらず「ア
リ幅補正あり」と表示されている場合にはステップS64
に示すようにイイエキーを押す。すると表示は「あり幅
補正なし」に切替わる。このようにしてイイエキーを必
要に応じて操作してこれから加工しようとする形状に合
せて「アリ幅補正」が「ある」か「ない」かを正しく表
示させておいてステップS65に示すようにハイキーを押
すことにより、アリ幅補正の有無がセットされる。

ステップS66〜S68は奥行基準を0mmの位置にとるか、15m
mの位置にとるかをセットするものである。なお奥行基
準は次に説明する墨合せモードで用いられる基準であ
る。ステップS69〜S71はこれから加工しようとする平溝
に第７図に示したスベリがあるかないかを指定するステ
ップであり、ステップS63〜65と同様、イイエキーを用
いて正して状態をセットしておいて、イエスキーを押す
ことにより「あり」「なし」がセットされる。

ステップS72〜74は次に説明する加工寸法設定モードに
おいて、データをミリの単位で扱うか、寸の単位で扱う
かを指定するステップである。先と同様にイイエキーを
もちいてミリ又は寸を選択した後、イエスキーを入力す
ることにより単位を選択する。以上により加工条件設定
モードは終了し、第12図に示したメインルーチンのルー
プL14に戻る。

［加工寸法設定モードの説明］ 次に第12図のループL14で、イイエキーが押されること
により第12図のステップS21に示す加工寸法設定モード
に切換えられたときの処理手順を第22図を参照して説明
する。

本モードは加工すべき平溝Ａとアリ溝Ｂの寸法を入力す
るモードである。これはそれ以前に実行された加工条件
設定モードでセットされている条件に対応して実行さ
れ、単位として「ミリ」が設定されていれば入力数字は
「ミリ」単位として入力され、「寸」が設定されていれ
ば「寸」単位のデータとして解釈される。本フローチャ
ートは理解の便を図るために一部簡単化された表現され
ており、ステップS81,S82,S83から経路L84を経てステッ
プS81に戻るループを７回繰返して加工寸法設定モード
が完了する。

ステップS81では入力すべきデータの種類を表示し、第
１回目のループでは「幅？」と表示する。この表示に応
答して加工すべき平溝Ａの幅を押し、ついでハイキーを
押すことによって幅データが入力される。ステップS83
では幅として入力されたデータが正常の範囲内かどうか
を判別し、異常であれば経路L83を経て再度幅データの
入力を求める。正常なデータが入力されていれば経路L8
4を経てステップS81へ戻る。このとき加工条件設定モー
ドで「スベリ」が「あり」とされているか「なし」とさ
れているかによって異なる表示をする。今「あり」が設
定されていれば、ループは２回目を実行し、「スベリ
？」を表示する。これに応えてステップS82で加工すべ
き平溝Ａのスベリの値を入力する。入力データが正常の
範囲内のものかどうかがS83で判定されるのは第１回ル
ープの場合と同様であり、またそれ以後のループでも同
様である。

今、加工条件設定モードにおいて「スベリ」が「なし」
と設定されている場合には第２回目のループは実行が省
略され、第１回目のループから直ちに第３回目のループ
に移行する。以後全く同様の手順により「奥行」、「ア
リ奥行」、「アリ幅補正」、「ストレート深さ」、「ア
リ深さ」が対話形式で入力される。なお第５回目のルー
プのアリ幅補正の入力ループは加工条件設定モードでア
リ幅補正がないとされている場合には実行が省略されて
いる。

以上により、加工寸法入力モードは完了し、第12図に示
されるメインルーチンのL14のループに復帰する。

さて、以上によりデータの設定や加工条件の設定が終了
する。そこで次にこのようにして設定されたデータ等に
基づいて本装置を自動運転する手順を次に示す。

この手順は第12図のループL14において、ハイキーを入
力することにより実行される。これはステップS15で
「オート：同じ寸法？」と表示されているのに対し、
「ハイ」と入力する操作である。この操作が行なわれる
と、次に述べるように装置は自動運転の為の処理に移行
し、先に説明した加工条件設定モード又は加工寸法設定
モードで設定されたデータに従って制御される。なおル
ープL14において、加工寸法設定モード等が実行される
ことなく、直接「ハイ」キーが入力されると、それ以前
に設定されていたデータがそのまま有効なものとして自
動運転の制御に用いられる。

なお、本実施例の場合、オプションでカードリーダを付
設することができる。この場合には予め加工条件データ
及び加工寸法データを入力しておいてカードをカードリ
ーダ用いて読込ませることにより、データ設定モードに
おける入力操作に換えることができる。加工すべき寸法
条件が数種類のものに限られている場合には種類毎にカ
ードを用意しておけばよく、入力手続きは簡便であり、
かつ入力ミスも生じない。

さて、第12図のステップS14でハイキーが入力されたこ
とが判別されると、ステップS22で「墨合せモーダが完
了？」と表示する。ここで完了していれば、ハイのキー
を押すことにより、ステップS25に進む。墨合せモード
が完了していなければ、イイエキーを用いることにより
墨合せモードが実行される。

［墨合せモードの説明］ 墨合せモードは自動加工をするに当って、ワークの所定
の位置に溝が形成されるようにする為の手続である。こ
のモードでは溝を形成する位置をセットする。自動加工
時にはこのモードでセットされた位置を基準として溝加
工を行なう。このモードでの処理手順は第23図のように
して進行する。墨合せモードが実行されると、まず最初
に「横：セットせよ」と表示される。そこで装置にチャ
ッキングされているワークＷに対し、加工すべきアリ溝
Ｂの中心線上にルータ本体60が位置するように「ヨコ
→」キー又は「ヨコ←」キーを用いてルータ本体60をＸ
方向に移動させる。移動完了後ハイキーを入力すること
により、溝加工をする際のＸ方向の中心位置がセットさ
れる。

ステップS92はセットされた位置を中心として入力され
ている寸法の溝が加工可能かもしくは基枠10を干渉して
加工不可能かを判断するステップである。不可能なとき
はワークＷをズラしたうえワークＷを再チャッキングす
るように表示した後、ステップS90へ戻る。

加工可能なときはステップS94で「奥行：セットせよ」
と表示する。そこで「オクユキ↑」キー又は「オクユキ
↓」キーを用いてルータ本体60をＹ方向に移動させ、加
工条件設定モードにおいて奥行基準が「０」とセットさ
れていればルータ本体60のビット中心がワークＷ端面に
一致するまで、奥行き基準が「15」とセットされていれ
ばルータ本体60のビット中心ががワークＷ端面から15mm
入込んだ位置に位置するように移動させる。正しくセッ
トした後ハイキーを押すことにより、奥行基準が正しく
セットされ、以後の自動加工はこのようにしてセットさ
れた位置を基準として実行される。なおステップS96は
基準位置で加工可能かどうかを判別するものであり、こ
れはＸ方向の墨合せ時と全く同様である。

さて、奥行基準がセットされると、装置はステップS97
に示すように、各ビットがワークＷの端面にほぼ接する
ような位置に位置するまでＹ方向移動体42をＹ方向のフ
ロント側へ移動させる。ここでステップS99に示すよう
に「ストレート↑」又は「ストレート↓」を用いてスト
レートビット82を上下動させ、ストレートビット82下端
面がワークＷ上面と一致するようにする。一致したとき
に「ハイ」キーを入力することにより、溝を加工する際
の高さ方向の基準がセットされる。これで墨合せモード
は終了し、第12図に示すメインルーチンのステップS25
に進行する。

ステップS25では「スタート？イイエ？」を表示する。
何等かの不都合があって自動運転をしない場合にはイイ
エキーを入力することによって処理はステップS15に戻
る。これにより加工条件を再設定したり、加工寸法を修
正したり、墨合せ操作をやり直したりすることができ
る。

［自動運転について］ さて、すべての基準が完了したならば、スタートキーを
押すことにより、処理はステップS28に進み、大入れア
リ掛け加工が全自動にて実行される。すなわち、 墨入れモードにおいて、Ｘ方向及びＹ方向の基準位
置として設定された位置を基準として、第８図のａに対
応する点を算出して、その位置へストレートビットを移
動させる。なお、ここで加工条件設定モードで奥行基準
が０とされていたか、15とされていたかによって墨入れ
モードで設定されたＹ方向基準位置の意味を判別し、Ｙ
座標についてはストレートビットがワークＷ端面にかか
らないａの地点を算出する。また点ａのＸ座標位置は幅
とストレート径によって算出される。

ａの地点でストレートビットは墨入れモードで設定
されたＺ方向の基準位置と、ストレート深さとして入力
されたデータに基づいて決定される高さ位置にまで下降
し、モータ61が回転を始めてストレートビットも回転を
始める。

以後は平溝Ａとして指定されさ寸法とストレートビ
ット径と墨入れモードで設定されたX,Y方向の基準位置
とに基づいて第８図に示す経路に沿ってストレートビッ
トを移動させる。

これにより平溝Ａが完成する。

なお、第８図においてストレートビット82の軌跡の横に
四角で囲った数字はストレートビット82の刃先の移動速
度番号を示し、その絶対的な速度は第26図、第27図に示
されている。第８図からよく理解されるように、平溝Ａ
の外周を形成する際のスピードは内周のそれよりも遅く
設定されている。これは切り屑の円滑な排出を可能とす
るためである。また図示c,dの間では非常な低速で移動
するように制御される。これは平溝Ａを形成する際に縁
が欠けることを防止するためである。

第９図のようにストレートビット82を移動させて平溝Ａ
を形成することも可能であり、この場合のスピードは図
示のものが好ましい。この例の場合、ストレートビット
82を点ｅの点（この点でストレートビット82はワークＷ
端面に僅かにかかる）で下降させる。このようにする
と、縁欠けの発生が防止できる。第９図のように移動さ
せると、一般には切り屑の排除がスムースになされ、ま
た平溝Ａの仕上げ面が良好に仕上がる。

なお、上記スピードは標準的なものであり、例えばワー
クＷに節が存在する場合等には自動的にスピードを遅く
するプログラムが準備されている。これについては後で
説明する。

さて、このようにして平溝Ａが形成された後、今度はＺ
軸モータ80が働いてストレートビット82を上昇させアリ
溝ビット84を下降させながら、アリ溝ビット84が第10
図、第11図に示す経路に沿って移動するようにX,Y,Z軸
モータを移動させる。一連の処理が終ると、面取りの施
されたアリ溝Ｂが形成され、大入れアリ掛け加工が全自
動にて完了する。

全加工が完了すると、第12図のメインルーチンのステッ
プS29でビットないしルータ本体60を原点位置へ復帰さ
せ、ステップS15に復帰する。同じサイズの加工を再現
する場合にはイエスキーを入力することにより、処理は
ステップS22に戻り、墨合せモードによって加工の基準
となる位置を決めた後再度同様の全自動加工が実行され
る。寸法等を修正する場合には、加工寸法設定モード等
に切換え、必要なデータを修正した後、墨合せモードに
進めれば良い。

［刃先移動速度の自動制御について］ 第24図と第25図は刃先の移動速度を第８図ないし第11図
に示した標準スピードから必要に応じて減速させるため
のシステムと処理方法を示したものである。これはワー
クＷに例えば節等があって加工速度を遅くする必要があ
る場合の為の仕組みであり、刃先の摩耗等にも対処でき
るものである。

本システムはビット駆動用のモータ61に過電流が流れた
ことを検出して必要な処理を施すものであり、第24図に
示すようにモータ61の駆動電流に比例する電圧がカレン
トセンサCS（図示ではカレントトランス）によって第５
図に関連して説明した過電流検出回路97に取出され、こ
れがタイオードＤで直流化され、さらに抵抗Ｒ、コンデ
ンサＣ等で平滑化されて、比較器に入力される。ここで
可変抵抗VRは予め一定の分圧比率となるように調整され
ている。比較器は基準電圧E1と比較してモータ61に過電
流が流れているかどうかを検出し、その結果をマイクロ
コンピュータ90に入力する。

マイクロコンピュータ90は第25図の手順で刃先の移動速
度を調整する。すなわち、マイクロコンピュータ90は過
電流カウンタを有しており、自動加工運転が開始された
ときに、ステップS100でカウンタをゼロにクリアする。
自動加工運転中、一定の間隔で比較器の出力を入力し、
過電流でなければステップS104でカウンタから１を減じ
るとともに、ステップS105に示すように第８図ないし第
11図に示した標準的刃先移動速度が得られるように、各
X,Y,Z軸モータへ駆動電流を出力する。なお本例の場
合、X,Y,Z軸モータはいずれもステップモータであり、
マイクロコンピュータ90は標準移動スピードが得られる
ような時間間隔で各モータにパルスを送出す。

ステップS102でモータ61に過電流が流れていることが判
別されると、ステップS103でカウンタに１を加えるとと
もに、ステップS108で送り速度を遅くする。これは出力
するパルスの時間間隔を長くすることで実行する。ただ
し、既に送り速度が第26図〜第28図に示す速度表上、最
低速度にまで落している場合にはこれ以上速度を遅くす
ることはしない。

ステップS101で自動加工が終了したことが判別されると
ステップS109に示すように、過電流がカウンタが所定値
以上であるかどうかを判別し、所定値以上であれば刃物
が摩耗していることが多いので、刃物を交換する旨の表
示を液晶ディスプレイに表示する。この後X,Y,Z軸方向
にそれぞれ原点復帰させた後、第12図のステップS15に
戻る。

さてこれにより、予め定められた好ましい標準スピード
で加工が実施されるとともに何等かの原因で加工スピー
ドを落すべきときは必要なだけ加工スピードを落す処理
が実行され、あらゆる事態に対処できるように配慮され
ている。

［刃先移動速度の加速及び減速制御について］ 上記で説明したように、X,Y,Z軸モータ58,60,80はいず
れもステップモータであり、第８図〜第11図に示した移
動軌跡に沿いまた同図に示した速度番号に従って速度制
御される。このような速度制御に際し、現在の速度番号
の速度から別の速度番号の速度に加速し、あるいは減速
する場合、例えば第８図の点ａから点ｂに至るＹ軸方向
の移動軌跡を例にとって説明すると、まずＹ軸方向の速
度は停止状態（速度ゼロ）から速度番号８で示される速
度にまで加速してワークＷに切込み、以後速度番号８で
示される速度を保ちながらＹ方向に移動し、点ｂの近傍
に達したとき減速を開始して、点ｂに達したとき再びゼ
ロとなる。このようにステップモータ58,60,80を増減速
する場合、各ステップモータへ出力する駆動パルスのパ
ルス間隔を急激に変化させると脱調等を生じることがあ
る。これを避けるために本実施例の装置では次のような
加速、減速の手順を用いている。

まず速度ゼロの停止状態から速度番号８の速度にまで加
速する場合を一例として説明する。この場合はまず第１
パルスを出力した後、速度番号０に対応するパルス間隔
をおいて第２パルスを出力する。次に速度番号１に対応
するパルス間隔を置いて第３パルスを出力する。以後パ
ルス間隔を短くしつつ第４パルス以後を順次出力し、そ
のパルス間隔が速度番号８に対応するパルス間隔に達し
た後は以後同一パルス間隔で駆動パルスを出力する。こ
れによりモータは順次加速されつつ速度番号８に達し、
以後速度番号８が維持される。

逆に減速する場合には、減速開始後第１のパルスを即動
番号７に対応するパルス間隔で出力する。ついで速度番
号６に対応するパルス間隔で第２のパルスを出力する。
以後パルス間隔を長くしつつ第３パルス以後を順次出力
し、速度番号０に対応するパルス間隔で最終パルスを出
力したあと、駆動パルスの出力を停止する。これにより
モータは速度番号８から順次減速されつつ停止に至る。

本実施例の加速・減速のための制御方式によると、ステ
ップモータの脱調が防止される他、ビットの位置精度が
向上する。また本制御方式は制御の手順が単純であり、
かつ最終移動速度に調整するための手順と相当多くの部
分において共通のプログラムが利用できる利点を有す
る。

［Ｚ軸調整モードについて］ さて、上記で本実施例の作動説明はほぼ完了したが、最
後に本装置内に内蔵されるＺ軸方向の調整に関する工夫
を説明する。

前記したように本実施例の装置では１つのＺ軸モータ80
によってストレートビット82とアリ溝ビット84をあたか
もシーソーのように上下動させる構造を有しており、か
つ原点位置に復帰させるにあたってはＺ軸リミットスイ
ッチ104だけでなく、ホール素子106をも用いることによ
り原点位置の精度を高めている。このことは原点位置の
再現精度が高いことを意味しているが、必ずも原点位置
においてストレートビット82とアリ溝ビットの84の高さ
が等しいことを意味しない。第18図は横軸にＺ軸モータ
80の回転数をとり、縦軸にはビットの高さをとったもの
である。第３図、第４図に示したカム75,76においてカ
ム溝77,78のリードは等しく設定されているため、スト
レートビット82の高さ変化とアリ溝ビット84の高さ変化
とは互いに逆方向に同じ傾きをもった線上にのる。なお
先にも説明したように、カム溝77,78のリードは上部に
おいて小さく設定されているので、ストレートビット8
2,アリ溝ビット84が一定高さ以上に上昇すると、それよ
り上方における上下動速度は小さくおさえられ、第18図
のような折線グラフとなる。

各ビットを原点に復帰させたとき、ストレートビット82
とアリ溝ビット84が同一の高さであれば、すなわち原点
復帰位置が図示０の点であれば、特別な配慮を必要とし
ないが、実際には組付け誤差等により原点復帰位置にお
いてストレートビット82とアリ溝ビット84の高さが異な
っていることがあり得る。

この場合、墨入れモードで加工基準高さを決定する際、
ストレートビット82を用いて加工基準面を設定する為、
ストレート深さは入力されたデータ通りの深さで加工さ
れるものの、アリ溝Ｂの深さは第18図の点M,Nの高さの
差だけずれてしまう。

本装置の場合、これを避けるために次のような処理方法
を採用した。

今、第18図に示すように原点に復帰させた場合、ストレ
ートビット82はＮに、アリ溝ビット84はＭにある場合、
これからＤパルスＺ軸モータ80を回転させてストレート
ビット82を下降させたときのストレートビット82の高さ
をEmm、逆方向にＤパルスＺ軸モータ80を回転させてア
リ溝ビット84を下降させたときのアリ溝ビット84の高さ
をFmmとする。ここでストレートビット82及びアリ溝ビ
ット84が１パルスについて上下動する高さ変化をa mmと
すると、両ビットの高さを一致させるためには原点位置
から パルスだけ回転することが必要であることがわかる。こ
のＸの値を求め、かつ平溝加工後、アリ溝ビット84を下
降させる際にアリ深さとして入力されたデータのみなら
ずＸの値をも考慮したうえでアリ溝ビット84を下降すれ
ば実際に指定された深さのアリ溝Ｂが加工されることに
なる。

第17図はこの調整作業の為のフローチャートである。こ
のＺ軸調整モードは第12図のフローチャートで示される
ように電源投入時に予め定められた暗証キーを押すこと
により実行され、通常は行なわれない。装置毎に一旦調
整しておけばよいので、通常は工場出荷段階で行なわれ
るものである。

上記のようにして求められたＸの値はマイクロコンピュ
ータ90に記憶され、Ｚ軸モータ80へ出力するパルス数を
算出するために参照される。

（効果） 本発明の大入れルータでは単一のモータを用いてストレ
ートビットとアリ溝ビットの昇降動を行わせることがで
きるので、大入れルータ本体の構造の簡略化及び軽量化
を果すことができる。またストレートビットとアリ溝ビ
ットの昇降を数値制御で行う場合に本発明を採用すれ
ば、単一のモータを制御するだけでよいので、制御シス
テム、制御の為のプログラム及び制御のための入力操作
等の簡略化を果たすことができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は一部を断
面で示した大入れルータの平面図、第２図は第１図の略
中央断面を右側面側から見た図、第３図及び第４図はそ
れぞれ第１図及び第２図に示したストレートビット及び
アリ溝ビット昇降用のカムの要部の正面図、第５図は第
１図及び大２図に示した大入れルータの制御システムの
ブロック図、第６図は第５図に示したキーボードの配置
図、第７図は第５図に示した制御システムにおいて用い
られる各加工データを図示したワークの斜視図、第８図
は第５図に示した制御システムに入力されたデータに基
づくストレートビットの水平２方向の移動軌跡を示すワ
ークの一部の平面図、第９図は他の移動軌跡を示す第８
図と同様な平面図、第10図はアリ溝ビットの移動軌跡を
示す第８図と同様なワークの一部の平面図、第11図はア
リ溝の入口側を面取りする為のアリ溝ビットの移動軌跡
を示すワークの一部の正面図、第12図は第７図に示した
データの入力に基づいてストレートビット及びアリ溝ビ
ットを第８図〜第11図に示した軌跡で移動制御するため
の制御のフローチャート、第13図および第14図は第12図
に示したフローチャート中ルータ本体をそれぞれＸ軸，
及びＹ軸方向に原点復帰させるための詳しいフローチャ
ート、第15図は第２図に示したフローチャート中ストレ
ートビット及びアリ溝ビットをＺ軸方向に原点復帰させ
るための詳しいフローチャート、第16図は第15図に示し
たフローチャートの補足説明図、第17図は第12図に示し
たフローチャート中Ｚ駆調整モードの詳しいフローチャ
ート、第18図は第17図に示したフローチャートの補足説
明図、第19図は第12図に示したフローチャート中マニア
ルモードの詳しいフローチャート、第20図は第19図中の
ステップにおいて利用される操作キーの説明図、第21図
は第12図に示したフローチャート中加工条件設定モード
の詳しいフローチャート、第22図は第12図に示したフロ
ーチャート中加工寸法設定モードの詳しいフローチャー
ト及び該フローチャート中におけるループの各回におい
て入力すべきデータとして表示されるデータを示す図、
第23図は第12図に示したフローチャート中墨合せモード
の詳しいフローチャート、第24図はストレートビット及
びアリ溝ビットの刃先の移動速度を自動制御するための
システムを示す図、第25図は第24図に示したシステムを
利用して自動加工を行うための制御のフローチャート、
第26図〜第28図は第８図〜第11図中に示した各ビットの
移動速度のそれぞれＸ軸,Y軸及びＺ軸方向の速度番号の
説明図、第29図は本実施例の全体構成の把握に供するた
めに示した従来の大入れルータの斜視図である。 60……ルータ本体 65,66……スピンドルシャフト 67,68……シャフトケーシング 73,74……ピン 75,76……カム 77,78……カム溝 80……Ｚ軸モータ 82……ストレートビット 84……アリ溝ビット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに平行な軸を有し、ルータ本体に対し
   てそれぞれ軸方向に移動可能に支持されたストレートビ
   ットとアリ溝ビットとを備えた大入れルータにおいて、
   前記ストレートビット及び前記アリ溝ビットをそれぞれ
   の軸方向に移動させるための移動装置を有し、該移動装
   置は単一のモータと、該モータの回転を前記ストレート
   ビット及び前記アリ溝ビットの軸方向で互いに反対方向
   の運動に変換する変換機構とを備えたことを特徴とする
   大入れルータ。