JP3356020B2 - 木工用ルータ加工機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターレットヘッド
式の木工用ルータ加工機の制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術を図５〜図８を用いて説明す
る。図７において、ターレットヘッド２４には複数のカ
ッタ（本図では平カッタ２０、アリカッタ２１、カマカ
ッタ２２）と板厚検出部２３を放射状に備えている。タ
ーレットヘッド２４はバイス２から見てＹ（上下）方
向、Ｘ（左右）方向、Ｚ（前後）方向に移動可能で、ま
たターレットヘッド回転用モーター２８により２７０°
の範囲で回転できる構成になっている。

【０００３】木材３１の端面を加工する場合、図８のよ
うに木材３１上面に印した墨線３２と板厚検出部２３の
正面に設けた合マーク３３とを合わせ、カッタ２０〜２
２による加工基準位置を決める必要がある。加工基準位
置を決めるには、図２に示す操作部３４の下スイッチ３
８を押してターレットヘッド２４を下降させて板厚検出
部２３を墨線３２に近づけたあと、左スイッチ３５、右
スイッチ３６を操作しターレットヘッド２４を左右に移
動して調整しながら、板厚検出部２３正面の合マーク３
３と木材３１上面の墨線３２を一致させていた（Ｃ＝
０、以下この操作を墨線合わせという）。そのあとに運
転スイッチ４３を押してターレットヘッド２４のＸ方向
の位置を基準にして、自動的に木材３１を加工する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】手動で移動するときの
速度は、ターレットヘッド２４を左右移動して微調整し
ながら墨線合わせ作業が容易になるように速度６〜８ｍ
ｍ／ｓｅｃ程度にしていた。またカッタ２０〜２２で加
工するときの速度も同程度の速度であれば十分であり、
同じ速度を用いていた。したがって、ターレットヘッド
２４の板厚検出部２３を木材３１の上面に近づけるとき
も、必然的に同じ移動速度を用いていた。

【０００５】しかし、ターレットヘッド２４が昇降範囲
の上限付近（例えば４５０〜４８０ｍｍ）にあり、木材
３１が高さ９０ｍｍ程度と低いときには、約３２０〜３
９０ｍｍの距離を速度６〜８ｍｍ／ｓｅｃで移動するた
め１分程度の時間を要し操作性が悪かった。手動でター
レットヘッド２４を左右方向に移動して正面の合マーク
３３と墨線３２を合わせる場合には、移動速度が速いと
墨線合わせが困難になる。また手動でカッタ２０〜２２
を回転させながらターレットヘッド２４を上下、左右、
前後に移動して木材を加工する場合には、移動速度が速
いと加工面が荒くなり欠けやバリが生じやすくなる。こ
のため、６〜８ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度が妥当なところ
として用いていた。

【０００６】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解消し、墨線合わせ時間を短縮して操作性を向上さ
せ、手動の操作性と作業効率の向上を図ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ベース上に
木材を支持するバイスを設け、該ベース上方に複数のカ
ッタと木材の高さを検出する板厚検出部を放射状に配設
したターレットヘッドをモーターで回動自在に設け、か
つターレットヘッドの回転位置を検知する位置検出器を
備え、該ターレットヘッドの回動、上下、左右、前後方
向へ移動指示する入力スイッチを有して該ターレットヘ
ッドが上下、左右、前後方向に現在位置を認識しながら
移動可能な数値制御部とサーボモータ、および演算処理
手段を有する木工用ルータ加工機において、手動操作の
用途に応じて予め複数の前記ターレットヘッドの移動速
度Ｖｉ（ｉ＝１、２、３…）を記憶装置に記憶させ、前
記ターレットヘッドを上、下、左、右、前、後の各方向
へ移動指示する入力スイッチの操作信号と、前記位置検
出器からの信号を受け、手動操作の用途を識別する判断
手段を設け、該判断手段の指示により用途に応じた前記
移動速度Ｖｉを選択する機能を有する前記演算処理手段
を設けることで達成できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図６を
用いて説明する。図１は手動時のフローチャート図、図
２は操作部の詳細図、図３は制御ブロック図、図４は速
度の設定ブロック図、図５は木工用ルータ加工盤の概略
構成を示す正面図、図６は図５の一部断面右側面図であ
る。

【０００９】図５において、ベース１上に木材３１の端
面を切削する場合に固定する求心バイス２を本体正面に
設け、また木材３１の側面を切削する場合に固定するバ
イス３，４を本体の両側に配設している。図６において
ベース１上に複数のＹ軸摺動レール５を立設し、Ｙ軸サ
ーボモータ６によりギヤ７を介してＹ軸送りねじ８を回
転させＹ軸フレーム９をＹ（上下）方向に移動可能にな
っている。Ｙ軸フレーム９の上部に２本のＸ軸摺動レー
ル１１を設け、Ｘ軸サーボモータ１２によりギヤ１０を
介してＸ軸送りねじ１３を回転させ、Ｘ軸フレーム１４
をＸ（左右）方向に移動可能になっている。

【０００８】Ｘ軸フレーム１４の上部に２本のＺ軸摺動
レール１５を設け、Ｚ軸サーボモータ１６によりＺ軸送
りねじ１７を回転させ、Ｚ軸フレーム１８をＺ（前後）
方向へ移動可能になっている。

【００１０】Ｚ軸フレーム１８にはカッタ駆動用モータ
１９が内蔵してあり、この上部には木材３１を加工する
平カッタ２０、アリカッタ２１、カマカッタ２２と木材
３１の高さを検出する板厚検出部２３を放射状に備えた
ターレットヘッド２４を設けている。図６のように、平
カッタ２０、アリカッタ２１、カマカッタ２２はギヤ２
９とギヤ３０を介してカッタ駆動用モータ１９で回転す
る構造になっている。

【００１１】また、ターレットヘッド２４の下側に円状
のリングギヤ３０を装着し、Ｚ軸フレーム１８に固定し
たターレットヘッド回転用モータ２８を駆動してターレ
ットヘッド２４を２７０°の範囲で水平方向に回転する
構造となっている。ターレットヘッド２４の平カッタ２
０、アリカッタ２１、カマカッタ２２と板厚検出部２３
のいずれが正面を向いているかを検知する位置検出器２
５を設けてある。

【００１２】板厚検出部２３の内部には板厚検出スイッ
チ２６が内蔵されていて、ターレットヘッド２４を下降
させて板厚検出部２３が木材の上面に接触して押し上げ
られると板厚検出スイッチ２６が動作する構造になって
いる。さらに、板厚検出部２３の正面には加工位置を示
す合マーク３３が設けてある。

【００１３】図２は操作部３４で、上３７、下３８、左
３５、右３６、前３９、後４０の各スイッチを押すこと
により、ターレットヘッド２４を上、下、左、右、前、
後の各方向へ任意に移動できる。ターレットヘッド回転
スイッチ４１を押すことによりターレットヘッド回転用
モーター３１が起動してターレットヘッド２４を回転さ
せ位置検出器２５で感知しながら、平カッタ２０、アリ
カッタ２１、カマカッタ２２、又は板厚検出部２３のい
ずれかを正面に向けるものである。

【００１４】次に、図３の制御ブロック図を用いて動作
を説明する。操作部３４の各スイッチの入力指示内容
と、板厚検出スイッチ２６の信号と、位置検出器２５の
信号とを演算処理部４４で受け、ターレットヘッド２４
の移動経路を演算して、数値制御部４５へこの座標値と
速度値を転送する。数値制御部４５は受け取った座標値
から移動量を算出し、Ｘ軸ドライバー４８、Ｙ軸ドライ
バー４９、Ｚ軸ドライバー５０を介してそれぞれＸ軸サ
ーボモータ１２、Ｙ軸サーボモータ６、Ｚ軸サーボモー
タ１６を制御してターレットヘッド２４をＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向に移動する。移動量は各軸のエンコーダから
の信号を数値制御部４５へ入力してカウントすること
で、座標の管理を行っている。また、演算処理部４４か
らリレー４６を介してターレットヘッド回転用モータ３
１を駆動し、ターレットヘッド２４の正面を入れ替える
制御を行い、さらにリレー４７を介してカッタ駆動用モ
ータ１９を回転又は停止させる制御も行っている。

【００１５】通常の作業は、木材３１を求心バイス２に
固定し、求心バイス２の中心が加工中心としてカッタで
切削することになる。しかし、木材３１の加工位置を中
心からずらして加工（一般に寄りほぞ加工という）する
場合には予め木材３１の上面に墨線３２を印して、この
墨線３２を基準に加工するため、手動で板厚検出部２３
の正面に設けた合マーク３３をを合わせる必要がある。

【００１６】図１のフローチャートを用いて手動操作の
動きを説明する。図６のように求心バイス２に固定した
木材３１上面の墨線３２と板厚検出部２３の合マーク３
３を合わせやすくするため、位置検出器２５がターレッ
トヘッド２４の正面に板厚検出部２３が向いていること
を感知した状態で、下スイッチ３８を押すと図１のＳ１
の判断を通り、Ｓ２の判断で板厚検出部２３が正面にあ
るときはＳ８のように、図４のＲＯＭデータとして予め
記憶しておいたターレットヘッド２４の移動速度Ｖｉ
（ｉ＝１、２、３…）の中からＶ１（２０〜４０ｍｍ／
ｓｅｃ程度）の速さを演算処理部４４で選択して、ター
レットヘッド２４が下降する。ターレットヘッド２４が
下降してきて木材３１の上面に触れると、下降が停止す
るようになっている。

【００１７】次に 木材３１上面の墨線３２に合マーク
３３を合わせるため、左スイッチ３５又は右スイッチ３
６を押してターレットヘッド２４を左右に移動させ、目
視で確認しながら墨線３２に合マーク３３を合わせる
（Ｃ＝０）。このときの移動速度は図１のＳ４とＳ５の
判断を通り、Ｓ９のように図４のＲＯＭに予め記憶して
おいたターレットヘッド２４の移動速度Ｖｉ（ｉ＝１、
２、３…）の中からＶ２（経験的に６〜１０ｍｍ／ｓｅ
ｃ程度で、Ｖ１＞Ｖ２）を選択するようになっている。
さらに、ターレットヘッド２６を回転させ、いずれかの
カッタ２０〜２２を正面に向け、カッタ回転／停止４２
スイッチを押してカッタを回転させて木材を切削する場
合には、図１のＳ２又はＳ５を通り、Ｓ３又はＳ６の判
断を通りＳ１０のように図４のＲＯＭに予め記憶してお
いたターレットヘッド２４の移動速度Ｖｉ（ｉ＝１、
２、３…）の中からＶ３（切削に適切な移動速度５〜１
０ｍｍ／ｓｅｃ程度で、Ｖ１＞Ｖ３）を選択するように
なっている。

【００１８】実施例ではＶ１からＶ３の３種類である
が、手動の条件を増やすことにより適宜移動速度を同様
に設定可能である。例えば、板厚検出スイッチ２６が材
料３１の上面を感知しているか否かで左右、前後の移動
速度を変えることや、カッタの種類に応じて移動速度を
変えることも容易に設定可能である。

【００１９】したがって、演算処理部４４で操作スイッ
チからの信号と位置検出器からの信号により手動の状態
を判断して予め設定した移動速度Ｖｉ（ｉ＝１、２、３
…）を適宜選択している。

【００２０】墨線合わせが完了したときにはＸ方向にＣ
分移動しているので、自動運転の運転スイッチ４３を押
した時点で、この移動分Ｃを記憶し、かつターレットヘ
ッド２４のＸ方向の位置を基準にして予めプログラムさ
れた加工経路をたどり所定の切削を自動で行い、終了す
ると再びターレットヘッド２６の正面に板厚検出部２３
を向けて停止させるようになっている。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、手動の場合に操作した
スイッチの信号とターレットヘッドの位置検出器からの
信号を演算処理部で受けて、手動の状態を判断し予め設
定しておいたターレットヘッドの複数の移動速度Ｖｉ
（ｉ＝１、２、３…）の中から選択するようにしたの
で、墨線合わせ際にターレットヘッドの板厚検出部を木
材上面に近づけたり、ターレットヘッドを左右に移動し
微調整して合マークを墨線を合わせたり、ターレットヘ
ッドの正面にカッタを向けて切削するなど、各手動操作
時の移動速度を適切にすることができ、墨線合わせが容
易で加工基準を調整する時間が短縮でき操作性が向上
し、作業効率も向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】手動時のフローチャート図である。

【図２】操作部の詳細図である。

【図３】制御ブロック図である。

【図４】速度の設定ブロック図である。

【図５】木工用ルータ加工盤の概略構成を示す正面図で
ある。

【図６】図５の一部断面右側面図である。

【図７】ターレットヘッドの上面図である。

【図８】木材の端面を加工する場合に加工中心を合わせ
る説明図である。

【符号の説明】

６…Ｙ軸サーボモータ、１２…Ｘ軸サーボモータ、１６
…Ｚ軸サーボモータ、２０…平カッタ、２１…アリカッ
タ、２２…カマカッタ、２３…板厚検出部、２４…ター
レットヘッド、２５…位置検出器、２８…ターレットヘ
ッド回転用モータ、３１…木材、３２…墨線、３３…合
マーク、４４…演算処理部、４５…数値制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース上に木材を支持するバイスを設
   け、該ベース上方に複数のカッタと木材の高さを検出す
   る板厚検出部を放射状に配設したターレットヘッドをモ
   ータで回動自在に設け、かつターレットヘッドの回転位
   置を検出する位置検出器を備え、該ターレットヘッドの
   回動、上下、左右、前後方向への移動を指示する入力ス
   イッチを有し、該ターレットヘッドを上下、左右、前後
   方向に移動させるモータとを有する木工用ルータ加工機
   において、前記ターレットヘッドの複数の移動速度Ｖｉ
   （ｉ＝１、２、３…）を記憶する記憶装置と、前記ター
   レットヘッドを上、下、左、右、前、後の各方向へ移動
   指示する入力スイッチの操作信号、前記位置検出器から
   の信号を受け、前記移動速度Ｖｉを選択する演算処理部
   とを設けたことを特徴とする木工用ルータ加工盤の制御
   装置。