面加工機
【課題】ダイプレートの被加工面を能率良く加工することができる面加工機を提供する。
【解決手段】面加工機４０は、一対のダイプレート１１，１２のうち、一方のダイプレート１１の金型取付面２０に固定されるフレーム構体４１を有している。フレーム構体４１に、金型取付面２０と平行な方向に移動可能な直線移動ユニット４２が設けられている。直線移動ユニット４２は、第１のサーボモータ７５によって金型取付面２０に沿って移動する。直線移動ユニット４２に旋回アーム４４が設けられている。旋回アーム４４は、第２のサーボモータ８５を備えた旋回機構４５によって回転軸Ｘ１を中心に旋回する。旋回アーム４４に刃具５０が設けられている。刃具５０は、第３のサーボモータ１００を備えた刃具回転機構５１によって回転する。コントローラ５２は、刃具５０が被加工面Ｓ２に沿って所定の軌跡上を移動するようにサーボモータ７５，８５を制御する。
【解決手段】面加工機４０は、一対のダイプレート１１，１２のうち、一方のダイプレート１１の金型取付面２０に固定されるフレーム構体４１を有している。フレーム構体４１に、金型取付面２０と平行な方向に移動可能な直線移動ユニット４２が設けられている。直線移動ユニット４２は、第１のサーボモータ７５によって金型取付面２０に沿って移動する。直線移動ユニット４２に旋回アーム４４が設けられている。旋回アーム４４は、第２のサーボモータ８５を備えた旋回機構４５によって回転軸Ｘ１を中心に旋回する。旋回アーム４４に刃具５０が設けられている。刃具５０は、第３のサーボモータ１００を備えた刃具回転機構５１によって回転する。コントローラ５２は、刃具５０が被加工面Ｓ２に沿って所定の軌跡上を移動するようにサーボモータ７５，８５を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において金型取付面等の被加工面を加工するための面加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト成形機等の成形機は、金型を取付けるためのダイプレートを有している。このダイプレートの金型取付面に金型が固定される。このような成形機において、例えば成形時に金型の内面に吹付ける離型剤の水分の影響を長い間受け続けて金型取付面が腐食したり、経年劣化等によって金型取付面が変形したりすることがある。金型取付面が変形すると金型の支持が不十分となり、金型のパーティングライン等に悪影響を与える原因となる。
【０００３】
そこで金型取付面の補修のために肉盛溶接が行なわれている。さらにこの肉盛溶接が行なわれた金型取付面を、面加工機によって平坦に仕上げることも行なわれている。面加工機としては、例えば下記の特許文献１に開示されているフライスユニット等を使用することが可能である。この面加工機（フライスユニット）は、金型が取外された被加工面にベースプレートを電磁マグネットによって固定し、駆動源としての油圧モータによって、被加工面の削り加工を行なうように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように面加工機を被加工面に固定する構成では、被加工面全体を加工する際に、面加工機の取付位置を変える必要がある。このため被加工面全体を一度に連続加工することができず作業に手間がかかる。また面加工機の取付位置が変わると、被加工面に対する刃具の押付力（加工圧）が変化することがあり、均一に加工することができないことがある。しかも駆動源として油圧を用いる面加工機では、油圧ポンプや油圧配管等の油圧系が必要であり、油圧系の取扱いが悪いと面加工機の周囲が油によって汚されてしまうおそれもある。
【０００６】
従って本発明の目的は、被加工面を能率良く均一に加工することが可能な面加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面加工機は、互いに対向する一対のダイプレートのうち一方のダイプレートの金型取付面に取付けられるフレーム構体と、前記フレーム構体に設けられたガイド部に沿って前記金型取付面と平行な方向に移動可能な直線移動ユニットと、前記直線移動ユニットを前記ガイド部に沿って往復移動させる駆動機構と、前記直線移動ユニットに設けられ、前記ガイド部と直角な方向に延びる回転軸を中心に旋回可能な旋回アームと、前記旋回アームを回転させる旋回機構と、前記旋回アームに設けられ、前記一対のダイプレートのうち他方のダイプレートの被加工面と対向する刃具と、前記刃具を回転させる刃具回転機構と、前記被加工面から前記刃具までの距離を調整可能な切込み量調整機構とを具備している。
【０００８】
前記駆動機構の一例はサーボモータとボールねじを有している。また前記旋回機構の一例はサーボモータと減速機構を有している。そしてこの面加工機は、前記各サーボモータを制御するコントローラを具備している。このコントローラは、前記刃具が前記被加工面に沿って所定の軌跡を描いて移動するように、これらサーボモータの回転方向と回転量を関連付けて制御するコンピュータプログラムを備えている。例えば、前記刃具を前記被加工面の外周に沿って移動させたのち、前記被加工面の外周の内側の領域にて前記刃具を移動させるようにプログラミングされている。
【０００９】
前記フレーム構体は、例えば前記ダイプレートに形成された金型固定用の溝部に挿入されたナット部材と、該ナット部材に螺合されるボルトによって、前記ダイプレートに固定される。
【００１０】
フレーム構体の一例は、前記金型取付面から離れた位置にて該金型取付面と平行な方向に延びるフレーム本体と、該フレーム本体の両端部に設けられたベース部材とを有し、該ベース部材が前記金型取付面に固定され、かつ、前記ベース部材の前記金型取付面と対向する側に、該金型取付面に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きな隙間を確保するための段差部が形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の面加工機は、一対のダイプレートのうち、被加工面と対向する一方のダイプレートの金型取付面を利用して取付けることができるため、取付けのための専用の架台等が不要である。また、加工中に刃具の位置が変化しても、刃具から旋回アームの回転軸までの距離は常に一定であるから、旋回アームに加わる曲げモーメントが安定している。そして加工中に刃具が受ける反力を剛性の大きなフレーム構体を介してダイプレートによって確実に支持することができる。このため被加工面を均一に加工することができ、しかも被加工面全体を能率良く加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】成形機の一例を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示された成形機と溶接用ロボットを模式的に示す正面図。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る面加工機を模式的に示す側面図。
【図４】図３に示された面加工機の正面図。
【図５】図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う面加工機の断面図。
【図６】図４中のＦ６−Ｆ６線に沿う面加工機の断面図。
【図７】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第１の位置と第２の位置を模式的に示す正面図。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第３の位置と第４の位置を模式的に示す正面図。
【図９】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第５の位置と第６の位置を模式的に示す正面図。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第７の位置と第８の位置を模式的に示す正面図。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第９の位置と第１０の位置を模式的に示す正面図。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第１１の位置と第１２の位置を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の１つの実施形態について、図１から図１２を参照して説明する。
図１と図２は、成形機の一例であるダイキャスト成形機１０を模式的に示している。ダイキャスト成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４，１５，１６と、ダイプレート駆動機構１７などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１７は、移動ダイプレート１２をタイバー１３〜１６に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１４】
固定ダイプレート１１と移動ダイプレート１２は、それぞれ金型取付面２０．２１を有している。固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定側金型２２が取付けられる。移動ダイプレート１２の金型取付面２１に移動側金型２３が取付けられる。固定側金型２２と移動側金型２３との間に、成形品のためのキャビティ２４が形成される。キャビティ２４は、溶湯通路２５を介して溶湯供給機構（図示せず）に連通し、成形品の材料である溶融金属が、加圧された状態でキャビティ２４に供給されるようになっている。
【００１５】
ダイプレート１１，１２の金型取付面２０，２１が腐食したり、経年劣化により変形したりするなどして補修が必要となったときに、図２に示すロボット３０によって、金型取付面２０，２１の肉盛溶接が行なわれる。ロボット３０は例えば多関節ロボットであり、ロボットアーム３１の先端に溶接トーチ３２を備えている。
【００１６】
このロボット３０は、例えばニッケル系金属からなる溶加材を溶接トーチ３２に供給するための溶加材供給装置３３を有している。溶加材供給装置３３によって溶加材を溶接トーチ３２に供給し、溶加材を溶融させることにより、金型取付面２０，２１の溶接対象領域Ｓ（図２にハッチングで示す）の肉盛溶接をなすように構成されている。肉盛溶接の厚さは例えば２ｍｍ前後である。肉盛溶接が行なわれた金型取付面２０，２１は、以下に説明する面加工機４０によって削り加工が行なわれ、平坦に仕上げられる。つまり、ダイプレート１１，１２の肉盛溶接された箇所がそれぞれ被加工面Ｓ１，Ｓ２となる。
【００１７】
図３から図６に面加工機４０の一例が示されている。図３は、面加工機４０とダイプレート１１，１２を模式的に示す側面図である。図４は面加工機４０の正面図、図５は面加工機４０の平面図、図６は断面図である。この面加工機４０は、以下に説明する構成によって、固定ダイプレート１１の金型取付面２０と移動ダイプレート１２の金型取付面２１のいずれにも取付けることが可能である。
【００１８】
例えば、図３に示されるように面加工機４０を固定ダイプレート１１に取付けた場合には、この面加工機４０によって移動ダイプレート１２の肉盛溶接部（被加工面Ｓ２）が削り加工される。面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付けた場合には、この面加工機４０によって固定ダイプレート１１の肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）が削り加工される。
【００１９】
以下の説明では、面加工機４０を固定ダイプレート１１に取付けた場合を代表して述べる。なお、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける場合も同様であるため、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける場合については説明を省略する。
【００２０】
図３に示されるように面加工機４０は、固定ダイプレート１１に着脱可能に固定されるフレーム構体４１と、フレーム構体４１に移動可能に設けられた直線移動ユニット４２と、直線移動ユニット４２を駆動するための駆動機構４３と、直線移動ユニット４２に搭載された旋回アーム４４と、旋回アーム４４を回転させる旋回機構４５と、旋回アーム４４に設けられた刃具５０と、刃具５０を回転させる刃具回転機構５１と、コントローラ５２などを含んでいる。コントローラ５２は、面加工機４０の一連の動作を電気的に制御するための各種データとコンピュータプログラム等を備えている。
【００２１】
図３と図４に示されるようにフレーム構体４１は、金型取付面２０から離れた位置にて金型取付面２０と平行にかつ水平方向に延びるフレーム本体４１ａと、フレーム本体４１ａの両端部にボルト６０によって固定された一対のベース部材４１ｂ，４１ｃとを含んでいる。このフレーム構体４１は、ボルト６１によって、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定されている。
【００２２】
さらに詳しくは、図５と図６に示すように、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に形成された金型取付用の溝部６２（奥が広がったＴ溝）にナット部材６３が挿入され、これらナット部材６３にそれぞれボルト６１をねじ込むことにより、フレーム構体４１のベース部材４１ｂ，４１ｃが固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定される。溝部６２は水平方向に延び、ナット部材６３の抜け止めがなされるようになっている。
【００２３】
図５に示されるように、ベース部材４１ｂ，４１ｃの固定ダイプレート１１と接する箇所の厚さＴ１は、他の部位の厚さＴ２よりも数ｍｍ以上大きく形成されている。こうすることにより、ベース部材４１ｂ，４１ｃの裏面すなわち金型取付面２０と対向する側に、金型取付面２０に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きい隙間Ｇ（例えば数ｍｍ以上の隙間）を確保するための段差部４１ｄ，４１ｅが形成されている。
【００２４】
つまりこのフレーム構体４１は、固定ダイプレート１１の肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）を跨いだ格好で、固定ダイプレート１１に固定される。この隙間Ｇによって、ベース部材４１ｂ，４１ｃが肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）と干渉することを回避できるため、フレーム構体４１を固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定することが可能となった。
【００２５】
前記フレーム構体４１は、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に沿って金型取付面２０と平行に延びている。そしてこのフレーム構体４１に、例えば一対のガイドレール等のガイド部７０，７１が設けられている。ガイド部７０，７１は金型取付面２０と平行となるようにフレーム本体４１ａに設けられている。
【００２６】
各ガイド部７０，７１に、それぞれスライド部材７２が移動可能に設けられている。これらガイド部７０，７１とスライド部材７２とによって、直動案内機構（リニヤシステム）が構成されている。スライド部材７２は直線移動ユニット４２の一部をなし、ガイド部７０，７１に沿って直線移動ユニット４２が金型取付面２０と平行な方向に移動するようにしている。
【００２７】
直線移動ユニット４２を移動させるための駆動機構４３の一例は、第１のサーボモータ７５と、このサーボモータ７５によって回転するボールねじ７６とを含んでいる。第１のサーボモータ７５の回転方向と回転量に応じて、ボールねじ７６が回転することにより、直線移動ユニット４２が図４示す第１の方向Ａ１あるいは第２の方向Ａ２に移動することができる。
【００２８】
直線移動ユニット４２に旋回アーム４４が設けられている。図５に示されるように旋回アーム４４は、直線移動ユニット４２のボデー８０に設けられた軸受８１によって回転自在に支持されている。旋回機構４５は、第２のサーボモータ８５と、動力伝達機構８６と、減速機構８７などを備えている。旋回アーム４４を回転自在に支持する軸受８１には、旋回アーム４４に加わるスラスト方向とラジアル方向の荷重を受けることが可能な転動体が使用されている。
【００２９】
第２のサーボモータ８５が回転すると、その回転が動力伝達機構８６を介して減速機構８７に伝達され、サーボモータ８５のトルクが増大されるとともに、旋回アーム４４が図４に示す第１の方向Ｒ１あるいは第２の方向Ｒ２に旋回するようになっている。図３に示すように旋回アーム４４の回転軸Ｘ１は、金型取付面２０，２１に対して直角な方向に延びている。
【００３０】
刃具５０は、ヘッド部９０を介して旋回アーム４４に支持されている。ヘッド部９０は旋回アーム４４に対して前記回転軸Ｘ１と平行な方向に移動可能に構成されている。このヘッド部９０に切込み量調整機構９１（図５に示す）が設けられている。切込み量調整機構９１によって、被加工面Ｓ２から刃具５０までの距離が調整されることにより、切込み量（例えば１〜２ｍｍ）が調整される。切込み量はマイクロメータ等を利用した計測器９２によって読取ることができる。刃具５０の切込み量が調整されたのち、クランプハンドル９３を操作することにより、ヘッド部９０が旋回アーム４４に固定される。
【００３１】
前記刃具５０は、第３のサーボモータ１００によって、回転軸Ｘ２（図３に示す）を中心に回転する。第３のサーボモータ１００は刃具回転機構５１の一部をなしている。刃具５０の回転軸Ｘ２は、旋回アーム４４の前記回転軸Ｘ１と平行である。第３のサーボモータ１００によって刃具５０が回転することにより、前記切込み量に応じた分だけ被加工面Ｓ２が削り加工される。
【００３２】
コントローラ５２は、サーボモータ７５，８５，１００を制御する機能を有している。このコントローラ５２には、一例として、図７から図１２に示す順序で被加工面Ｓ２の削り加工を行なうように、面加工機４０の動作を制御するための各種データやコンピュータプログラムが格納されている。
【００３３】
以下に、固定ダイプレート１１に取付けた面加工機４０によって移動ダイプレート１２の被加工面Ｓ２を削り加工する場合の一例を説明する。なお固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工する場合は、面加工機４０を移動ダイプレート１２に固定し、被加工面Ｓ２と同様の順序で削り加工がなされる。
【００３４】
まず、第１のサーボモータ７５によって直線移動ユニット４２を水平方向に移動させるとともに、第２のサーボモータ８５によって旋回アーム４４を旋回させることにより、図７（Ａ）に示す第１の位置に刃具５０を移動させる。削りむらをなくすために、この第１の位置から、被加工面Ｓ２の周囲の削り加工が開始される。
【００３５】
第３のサーボモータ１００によって刃具５０を回転させ、被加工面Ｓ２を削りながら、刃具５０を図７（Ｂ）に示す第２の位置に向かわせる。この場合、第１のサーボモータ７５によって直線移動ユニット４２を移動させつつ、第２のサーボモータ８５によって旋回アーム４４を旋回させることにより、刃具５０を被加工面Ｓ２の周囲に沿って移動させ、平行斜線（ハッチング）で示す領域の削り加工が行なわれる。これらサーボモータ７５，８５の回転方向と回転量は、予めコントローラ５２に格納されたデータと、コンピュータプログラムに基いて、コントローラ５２によって制御される。
【００３６】
さらに、刃具５０が図８（Ａ）の第３の位置に移動させられたのち、図８（Ｂ）に示す第４の位置に向かって刃具５０が移動する。こうして被加工面Ｓ２の周囲がさらに加工されてゆく。この場合も、刃具５０が被加工面Ｓ２の周囲に沿って移動するように、サーボモータ７５，８５の回転方向と回転量を互いに関連付けて、コントローラ５２によって制御される。
【００３７】
引き続き、刃具５０が図９（Ａ）の第５の位置に移動したのち、図９（Ｂ）に示す第６の位置に刃具５０が向かうことにより、被加工面Ｓ２の全周が加工される。そののち、刃具５０が被加工面Ｓ２の内側の領域に移動させられる。刃具５０はサーボモータ１００によって回転し続ける。例えば、刃具５０が図１０（Ａ）に示す第７の位置に向かって移動することにより、被加工面Ｓ２の内側の領域の一部が削られたのち、刃具５０の移動方向が切り換わって図１０（Ｂ）に示す第８の位置に向かう。
【００３８】
さらに、刃具５０が図１１（Ａ）に示す第９の位置に向かって移動したのち、再び方向が切り換わって図１１（Ｂ）に示す第１０の位置に向かって移動する。引き続き、刃具５０が図１２（Ａ）に示す第１１の位置に移動したのち、方向が切り換わって図１２（Ｂ）に示す第１２の位置まで刃具５０が移動することにより、被加工面Ｓ２の内側の領域の加工が終了する。
【００３９】
以上のように、刃具５０を移動させる軌跡に応じて、サーボモータ７５，８５がコントローラ５２によって制御されることにより、被加工面Ｓ２の加工を連続的に、かつ、むらなく行なうことができる。こうして被加工面Ｓ２が加工されたのち、面加工機４０を固定ダイプレート１１から取外す。この面加工機４０によって固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工する場合には、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける。そして前記と同様の順序で、固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工することができる。
【００４０】
本実施形態の面加工機４０は、互いに対向する一対のダイプレート１１，１２のうちの一方のダイプレートの金型取付面に取付けられ、この金型取付面と対向する他方のダイプレートの被加工面を加工する。すなわちダイプレートが面加工機４０の支持装置として利用される。このため面加工機４０を支持するための特別な架台が不要であり、電磁マグネットも不要である。しかもサーボモータ１００によって得られる大きなトルクによって、刃具５０を回転させることができ、油圧ポンプ等の油圧系設備も不要である。
【００４１】
この面加工機４０は、加工中に旋回アーム４４が回転軸Ｘ１を中心に旋回しても、刃具５０から回転軸Ｘ１までの距離（スパン）は常に一定であるから、加工中に旋回アーム４４に作用する曲げモーメントはほぼ一定で安定している。しかも鉄鋼性の剛性の高いフレーム本体４１ａの両端部がベース部材４１ｂ，４１ｃを介してダイプレートに固定されるため、フレーム構体４１は実質的に剛体である。このため加工中に刃具５０が被加工面から受ける反力は一定であり、その反力を剛性の高いフレーム構体４１を介してダイプレートによって確実に支えることができる。
【００４２】
よって、被加工面に対する刃具５０の押付け力（加工圧）を一定に保つことができ、被加工面を均一にかつ精度良く加工することができる。しかも加工中に面加工機４０の取付位置を変える必要がなく、被加工面の全体を、連続して１回の加工プロセスによって加工することができる。
【００４３】
なお本発明を実施するに当たって、例えばダイプレートや被加工面の具体的な態様およびフレーム構体や直線移動ユニット、旋回アーム、刃具、刃具回転機構、切込み量調整機構の具体的な構成や形状、配置、寸法、材料等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。また本発明の面加工機は、ダイキャスト成形機以外の各種機器の面加工に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１，１２…ダイプレート
Ｓ１，Ｓ２…被加工面
４０…面加工機
４１…フレーム構体
４２…直線移動ユニット
４３…駆動機構
４４…旋回アーム
４５…旋回機構
５０…刃具
５１…刃具回転機構
５２…コントローラ
７５，８５，１００…サーボモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において金型取付面等の被加工面を加工するための面加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト成形機等の成形機は、金型を取付けるためのダイプレートを有している。このダイプレートの金型取付面に金型が固定される。このような成形機において、例えば成形時に金型の内面に吹付ける離型剤の水分の影響を長い間受け続けて金型取付面が腐食したり、経年劣化等によって金型取付面が変形したりすることがある。金型取付面が変形すると金型の支持が不十分となり、金型のパーティングライン等に悪影響を与える原因となる。
【０００３】
そこで金型取付面の補修のために肉盛溶接が行なわれている。さらにこの肉盛溶接が行なわれた金型取付面を、面加工機によって平坦に仕上げることも行なわれている。面加工機としては、例えば下記の特許文献１に開示されているフライスユニット等を使用することが可能である。この面加工機（フライスユニット）は、金型が取外された被加工面にベースプレートを電磁マグネットによって固定し、駆動源としての油圧モータによって、被加工面の削り加工を行なうように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように面加工機を被加工面に固定する構成では、被加工面全体を加工する際に、面加工機の取付位置を変える必要がある。このため被加工面全体を一度に連続加工することができず作業に手間がかかる。また面加工機の取付位置が変わると、被加工面に対する刃具の押付力（加工圧）が変化することがあり、均一に加工することができないことがある。しかも駆動源として油圧を用いる面加工機では、油圧ポンプや油圧配管等の油圧系が必要であり、油圧系の取扱いが悪いと面加工機の周囲が油によって汚されてしまうおそれもある。
【０００６】
従って本発明の目的は、被加工面を能率良く均一に加工することが可能な面加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面加工機は、互いに対向する一対のダイプレートのうち一方のダイプレートの金型取付面に取付けられるフレーム構体と、前記フレーム構体に設けられたガイド部に沿って前記金型取付面と平行な方向に移動可能な直線移動ユニットと、前記直線移動ユニットを前記ガイド部に沿って往復移動させる駆動機構と、前記直線移動ユニットに設けられ、前記ガイド部と直角な方向に延びる回転軸を中心に旋回可能な旋回アームと、前記旋回アームを回転させる旋回機構と、前記旋回アームに設けられ、前記一対のダイプレートのうち他方のダイプレートの被加工面と対向する刃具と、前記刃具を回転させる刃具回転機構と、前記被加工面から前記刃具までの距離を調整可能な切込み量調整機構とを具備している。
【０００８】
前記駆動機構の一例はサーボモータとボールねじを有している。また前記旋回機構の一例はサーボモータと減速機構を有している。そしてこの面加工機は、前記各サーボモータを制御するコントローラを具備している。このコントローラは、前記刃具が前記被加工面に沿って所定の軌跡を描いて移動するように、これらサーボモータの回転方向と回転量を関連付けて制御するコンピュータプログラムを備えている。例えば、前記刃具を前記被加工面の外周に沿って移動させたのち、前記被加工面の外周の内側の領域にて前記刃具を移動させるようにプログラミングされている。
【０００９】
前記フレーム構体は、例えば前記ダイプレートに形成された金型固定用の溝部に挿入されたナット部材と、該ナット部材に螺合されるボルトによって、前記ダイプレートに固定される。
【００１０】
フレーム構体の一例は、前記金型取付面から離れた位置にて該金型取付面と平行な方向に延びるフレーム本体と、該フレーム本体の両端部に設けられたベース部材とを有し、該ベース部材が前記金型取付面に固定され、かつ、前記ベース部材の前記金型取付面と対向する側に、該金型取付面に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きな隙間を確保するための段差部が形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の面加工機は、一対のダイプレートのうち、被加工面と対向する一方のダイプレートの金型取付面を利用して取付けることができるため、取付けのための専用の架台等が不要である。また、加工中に刃具の位置が変化しても、刃具から旋回アームの回転軸までの距離は常に一定であるから、旋回アームに加わる曲げモーメントが安定している。そして加工中に刃具が受ける反力を剛性の大きなフレーム構体を介してダイプレートによって確実に支持することができる。このため被加工面を均一に加工することができ、しかも被加工面全体を能率良く加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】成形機の一例を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示された成形機と溶接用ロボットを模式的に示す正面図。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る面加工機を模式的に示す側面図。
【図４】図３に示された面加工機の正面図。
【図５】図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う面加工機の断面図。
【図６】図４中のＦ６−Ｆ６線に沿う面加工機の断面図。
【図７】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第１の位置と第２の位置を模式的に示す正面図。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第３の位置と第４の位置を模式的に示す正面図。
【図９】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第５の位置と第６の位置を模式的に示す正面図。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第７の位置と第８の位置を模式的に示す正面図。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第９の位置と第１０の位置を模式的に示す正面図。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ前記面加工機の第１１の位置と第１２の位置を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の１つの実施形態について、図１から図１２を参照して説明する。
図１と図２は、成形機の一例であるダイキャスト成形機１０を模式的に示している。ダイキャスト成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４，１５，１６と、ダイプレート駆動機構１７などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１７は、移動ダイプレート１２をタイバー１３〜１６に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１４】
固定ダイプレート１１と移動ダイプレート１２は、それぞれ金型取付面２０．２１を有している。固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定側金型２２が取付けられる。移動ダイプレート１２の金型取付面２１に移動側金型２３が取付けられる。固定側金型２２と移動側金型２３との間に、成形品のためのキャビティ２４が形成される。キャビティ２４は、溶湯通路２５を介して溶湯供給機構（図示せず）に連通し、成形品の材料である溶融金属が、加圧された状態でキャビティ２４に供給されるようになっている。
【００１５】
ダイプレート１１，１２の金型取付面２０，２１が腐食したり、経年劣化により変形したりするなどして補修が必要となったときに、図２に示すロボット３０によって、金型取付面２０，２１の肉盛溶接が行なわれる。ロボット３０は例えば多関節ロボットであり、ロボットアーム３１の先端に溶接トーチ３２を備えている。
【００１６】
このロボット３０は、例えばニッケル系金属からなる溶加材を溶接トーチ３２に供給するための溶加材供給装置３３を有している。溶加材供給装置３３によって溶加材を溶接トーチ３２に供給し、溶加材を溶融させることにより、金型取付面２０，２１の溶接対象領域Ｓ（図２にハッチングで示す）の肉盛溶接をなすように構成されている。肉盛溶接の厚さは例えば２ｍｍ前後である。肉盛溶接が行なわれた金型取付面２０，２１は、以下に説明する面加工機４０によって削り加工が行なわれ、平坦に仕上げられる。つまり、ダイプレート１１，１２の肉盛溶接された箇所がそれぞれ被加工面Ｓ１，Ｓ２となる。
【００１７】
図３から図６に面加工機４０の一例が示されている。図３は、面加工機４０とダイプレート１１，１２を模式的に示す側面図である。図４は面加工機４０の正面図、図５は面加工機４０の平面図、図６は断面図である。この面加工機４０は、以下に説明する構成によって、固定ダイプレート１１の金型取付面２０と移動ダイプレート１２の金型取付面２１のいずれにも取付けることが可能である。
【００１８】
例えば、図３に示されるように面加工機４０を固定ダイプレート１１に取付けた場合には、この面加工機４０によって移動ダイプレート１２の肉盛溶接部（被加工面Ｓ２）が削り加工される。面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付けた場合には、この面加工機４０によって固定ダイプレート１１の肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）が削り加工される。
【００１９】
以下の説明では、面加工機４０を固定ダイプレート１１に取付けた場合を代表して述べる。なお、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける場合も同様であるため、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける場合については説明を省略する。
【００２０】
図３に示されるように面加工機４０は、固定ダイプレート１１に着脱可能に固定されるフレーム構体４１と、フレーム構体４１に移動可能に設けられた直線移動ユニット４２と、直線移動ユニット４２を駆動するための駆動機構４３と、直線移動ユニット４２に搭載された旋回アーム４４と、旋回アーム４４を回転させる旋回機構４５と、旋回アーム４４に設けられた刃具５０と、刃具５０を回転させる刃具回転機構５１と、コントローラ５２などを含んでいる。コントローラ５２は、面加工機４０の一連の動作を電気的に制御するための各種データとコンピュータプログラム等を備えている。
【００２１】
図３と図４に示されるようにフレーム構体４１は、金型取付面２０から離れた位置にて金型取付面２０と平行にかつ水平方向に延びるフレーム本体４１ａと、フレーム本体４１ａの両端部にボルト６０によって固定された一対のベース部材４１ｂ，４１ｃとを含んでいる。このフレーム構体４１は、ボルト６１によって、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定されている。
【００２２】
さらに詳しくは、図５と図６に示すように、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に形成された金型取付用の溝部６２（奥が広がったＴ溝）にナット部材６３が挿入され、これらナット部材６３にそれぞれボルト６１をねじ込むことにより、フレーム構体４１のベース部材４１ｂ，４１ｃが固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定される。溝部６２は水平方向に延び、ナット部材６３の抜け止めがなされるようになっている。
【００２３】
図５に示されるように、ベース部材４１ｂ，４１ｃの固定ダイプレート１１と接する箇所の厚さＴ１は、他の部位の厚さＴ２よりも数ｍｍ以上大きく形成されている。こうすることにより、ベース部材４１ｂ，４１ｃの裏面すなわち金型取付面２０と対向する側に、金型取付面２０に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きい隙間Ｇ（例えば数ｍｍ以上の隙間）を確保するための段差部４１ｄ，４１ｅが形成されている。
【００２４】
つまりこのフレーム構体４１は、固定ダイプレート１１の肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）を跨いだ格好で、固定ダイプレート１１に固定される。この隙間Ｇによって、ベース部材４１ｂ，４１ｃが肉盛溶接部（被加工面Ｓ１）と干渉することを回避できるため、フレーム構体４１を固定ダイプレート１１の金型取付面２０に固定することが可能となった。
【００２５】
前記フレーム構体４１は、固定ダイプレート１１の金型取付面２０に沿って金型取付面２０と平行に延びている。そしてこのフレーム構体４１に、例えば一対のガイドレール等のガイド部７０，７１が設けられている。ガイド部７０，７１は金型取付面２０と平行となるようにフレーム本体４１ａに設けられている。
【００２６】
各ガイド部７０，７１に、それぞれスライド部材７２が移動可能に設けられている。これらガイド部７０，７１とスライド部材７２とによって、直動案内機構（リニヤシステム）が構成されている。スライド部材７２は直線移動ユニット４２の一部をなし、ガイド部７０，７１に沿って直線移動ユニット４２が金型取付面２０と平行な方向に移動するようにしている。
【００２７】
直線移動ユニット４２を移動させるための駆動機構４３の一例は、第１のサーボモータ７５と、このサーボモータ７５によって回転するボールねじ７６とを含んでいる。第１のサーボモータ７５の回転方向と回転量に応じて、ボールねじ７６が回転することにより、直線移動ユニット４２が図４示す第１の方向Ａ１あるいは第２の方向Ａ２に移動することができる。
【００２８】
直線移動ユニット４２に旋回アーム４４が設けられている。図５に示されるように旋回アーム４４は、直線移動ユニット４２のボデー８０に設けられた軸受８１によって回転自在に支持されている。旋回機構４５は、第２のサーボモータ８５と、動力伝達機構８６と、減速機構８７などを備えている。旋回アーム４４を回転自在に支持する軸受８１には、旋回アーム４４に加わるスラスト方向とラジアル方向の荷重を受けることが可能な転動体が使用されている。
【００２９】
第２のサーボモータ８５が回転すると、その回転が動力伝達機構８６を介して減速機構８７に伝達され、サーボモータ８５のトルクが増大されるとともに、旋回アーム４４が図４に示す第１の方向Ｒ１あるいは第２の方向Ｒ２に旋回するようになっている。図３に示すように旋回アーム４４の回転軸Ｘ１は、金型取付面２０，２１に対して直角な方向に延びている。
【００３０】
刃具５０は、ヘッド部９０を介して旋回アーム４４に支持されている。ヘッド部９０は旋回アーム４４に対して前記回転軸Ｘ１と平行な方向に移動可能に構成されている。このヘッド部９０に切込み量調整機構９１（図５に示す）が設けられている。切込み量調整機構９１によって、被加工面Ｓ２から刃具５０までの距離が調整されることにより、切込み量（例えば１〜２ｍｍ）が調整される。切込み量はマイクロメータ等を利用した計測器９２によって読取ることができる。刃具５０の切込み量が調整されたのち、クランプハンドル９３を操作することにより、ヘッド部９０が旋回アーム４４に固定される。
【００３１】
前記刃具５０は、第３のサーボモータ１００によって、回転軸Ｘ２（図３に示す）を中心に回転する。第３のサーボモータ１００は刃具回転機構５１の一部をなしている。刃具５０の回転軸Ｘ２は、旋回アーム４４の前記回転軸Ｘ１と平行である。第３のサーボモータ１００によって刃具５０が回転することにより、前記切込み量に応じた分だけ被加工面Ｓ２が削り加工される。
【００３２】
コントローラ５２は、サーボモータ７５，８５，１００を制御する機能を有している。このコントローラ５２には、一例として、図７から図１２に示す順序で被加工面Ｓ２の削り加工を行なうように、面加工機４０の動作を制御するための各種データやコンピュータプログラムが格納されている。
【００３３】
以下に、固定ダイプレート１１に取付けた面加工機４０によって移動ダイプレート１２の被加工面Ｓ２を削り加工する場合の一例を説明する。なお固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工する場合は、面加工機４０を移動ダイプレート１２に固定し、被加工面Ｓ２と同様の順序で削り加工がなされる。
【００３４】
まず、第１のサーボモータ７５によって直線移動ユニット４２を水平方向に移動させるとともに、第２のサーボモータ８５によって旋回アーム４４を旋回させることにより、図７（Ａ）に示す第１の位置に刃具５０を移動させる。削りむらをなくすために、この第１の位置から、被加工面Ｓ２の周囲の削り加工が開始される。
【００３５】
第３のサーボモータ１００によって刃具５０を回転させ、被加工面Ｓ２を削りながら、刃具５０を図７（Ｂ）に示す第２の位置に向かわせる。この場合、第１のサーボモータ７５によって直線移動ユニット４２を移動させつつ、第２のサーボモータ８５によって旋回アーム４４を旋回させることにより、刃具５０を被加工面Ｓ２の周囲に沿って移動させ、平行斜線（ハッチング）で示す領域の削り加工が行なわれる。これらサーボモータ７５，８５の回転方向と回転量は、予めコントローラ５２に格納されたデータと、コンピュータプログラムに基いて、コントローラ５２によって制御される。
【００３６】
さらに、刃具５０が図８（Ａ）の第３の位置に移動させられたのち、図８（Ｂ）に示す第４の位置に向かって刃具５０が移動する。こうして被加工面Ｓ２の周囲がさらに加工されてゆく。この場合も、刃具５０が被加工面Ｓ２の周囲に沿って移動するように、サーボモータ７５，８５の回転方向と回転量を互いに関連付けて、コントローラ５２によって制御される。
【００３７】
引き続き、刃具５０が図９（Ａ）の第５の位置に移動したのち、図９（Ｂ）に示す第６の位置に刃具５０が向かうことにより、被加工面Ｓ２の全周が加工される。そののち、刃具５０が被加工面Ｓ２の内側の領域に移動させられる。刃具５０はサーボモータ１００によって回転し続ける。例えば、刃具５０が図１０（Ａ）に示す第７の位置に向かって移動することにより、被加工面Ｓ２の内側の領域の一部が削られたのち、刃具５０の移動方向が切り換わって図１０（Ｂ）に示す第８の位置に向かう。
【００３８】
さらに、刃具５０が図１１（Ａ）に示す第９の位置に向かって移動したのち、再び方向が切り換わって図１１（Ｂ）に示す第１０の位置に向かって移動する。引き続き、刃具５０が図１２（Ａ）に示す第１１の位置に移動したのち、方向が切り換わって図１２（Ｂ）に示す第１２の位置まで刃具５０が移動することにより、被加工面Ｓ２の内側の領域の加工が終了する。
【００３９】
以上のように、刃具５０を移動させる軌跡に応じて、サーボモータ７５，８５がコントローラ５２によって制御されることにより、被加工面Ｓ２の加工を連続的に、かつ、むらなく行なうことができる。こうして被加工面Ｓ２が加工されたのち、面加工機４０を固定ダイプレート１１から取外す。この面加工機４０によって固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工する場合には、面加工機４０を移動ダイプレート１２に取付ける。そして前記と同様の順序で、固定ダイプレート１１の被加工面Ｓ１を加工することができる。
【００４０】
本実施形態の面加工機４０は、互いに対向する一対のダイプレート１１，１２のうちの一方のダイプレートの金型取付面に取付けられ、この金型取付面と対向する他方のダイプレートの被加工面を加工する。すなわちダイプレートが面加工機４０の支持装置として利用される。このため面加工機４０を支持するための特別な架台が不要であり、電磁マグネットも不要である。しかもサーボモータ１００によって得られる大きなトルクによって、刃具５０を回転させることができ、油圧ポンプ等の油圧系設備も不要である。
【００４１】
この面加工機４０は、加工中に旋回アーム４４が回転軸Ｘ１を中心に旋回しても、刃具５０から回転軸Ｘ１までの距離（スパン）は常に一定であるから、加工中に旋回アーム４４に作用する曲げモーメントはほぼ一定で安定している。しかも鉄鋼性の剛性の高いフレーム本体４１ａの両端部がベース部材４１ｂ，４１ｃを介してダイプレートに固定されるため、フレーム構体４１は実質的に剛体である。このため加工中に刃具５０が被加工面から受ける反力は一定であり、その反力を剛性の高いフレーム構体４１を介してダイプレートによって確実に支えることができる。
【００４２】
よって、被加工面に対する刃具５０の押付け力（加工圧）を一定に保つことができ、被加工面を均一にかつ精度良く加工することができる。しかも加工中に面加工機４０の取付位置を変える必要がなく、被加工面の全体を、連続して１回の加工プロセスによって加工することができる。
【００４３】
なお本発明を実施するに当たって、例えばダイプレートや被加工面の具体的な態様およびフレーム構体や直線移動ユニット、旋回アーム、刃具、刃具回転機構、切込み量調整機構の具体的な構成や形状、配置、寸法、材料等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。また本発明の面加工機は、ダイキャスト成形機以外の各種機器の面加工に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１，１２…ダイプレート
Ｓ１，Ｓ２…被加工面
４０…面加工機
４１…フレーム構体
４２…直線移動ユニット
４３…駆動機構
４４…旋回アーム
４５…旋回機構
５０…刃具
５１…刃具回転機構
５２…コントローラ
７５，８５，１００…サーボモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対のダイプレートのうち一方のダイプレートの金型取付面に取付けられるフレーム構体と、
前記フレーム構体に設けられたガイド部に沿って前記金型取付面と平行な方向に移動可能な直線移動ユニットと、
前記直線移動ユニットを前記ガイド部に沿って往復移動させる駆動機構と、
前記直線移動ユニットに設けられ、前記ガイド部と直角な方向に延びる回転軸を中心に旋回可能な旋回アームと、
前記旋回アームを回転させる旋回機構と、
前記旋回アームに設けられ、前記一対のダイプレートのうち他方のダイプレートの被加工面と対向する刃具と、
前記刃具を回転させる刃具回転機構と、
前記被加工面から前記刃具までの距離を調整可能な切込み量調整機構と、
を具備したことを特徴とする面加工機。
【請求項２】
前記駆動機構と前記旋回機構はそれぞれサーボモータを有し、かつ、この面加工機は前記各サーボモータを制御するコントローラを具備し、該コントローラは、前記被加工面に沿って前記刃具が所定の軌跡上を移動するようこれらサーボモータの回転方向と回転量を制御するためのコンピュータプログラムを有していることを特徴とする請求項１に記載の面加工機。
【請求項３】
前記コントローラは、前記刃具を前記被加工面の外周に沿って移動させたのち、前記被加工面の外周の内側の領域にて前記刃具を移動させるためのコンピュータプログラムを有していることを特徴とする請求項２に記載の面加工機。
【請求項４】
前記フレーム構体は、前記ダイプレートに形成された金型固定用の溝部に挿入されるナット部材と、該ナット部材に螺合されるボルトによって、前記ダイプレートに固定されるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の面加工機。
【請求項５】
前記フレーム構体は、前記金型取付面から離れた位置にて該金型取付面と平行な方向に延びるフレーム本体と、該フレーム本体の両端部に設けられたベース部材とを有し、該ベース部材が前記金型取付面に固定され、かつ、前記ベース部材の前記金型取付面と対向する側に、該金型取付面に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きな隙間を確保するための段差部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の面加工機。
【請求項１】
互いに対向する一対のダイプレートのうち一方のダイプレートの金型取付面に取付けられるフレーム構体と、
前記フレーム構体に設けられたガイド部に沿って前記金型取付面と平行な方向に移動可能な直線移動ユニットと、
前記直線移動ユニットを前記ガイド部に沿って往復移動させる駆動機構と、
前記直線移動ユニットに設けられ、前記ガイド部と直角な方向に延びる回転軸を中心に旋回可能な旋回アームと、
前記旋回アームを回転させる旋回機構と、
前記旋回アームに設けられ、前記一対のダイプレートのうち他方のダイプレートの被加工面と対向する刃具と、
前記刃具を回転させる刃具回転機構と、
前記被加工面から前記刃具までの距離を調整可能な切込み量調整機構と、
を具備したことを特徴とする面加工機。
【請求項２】
前記駆動機構と前記旋回機構はそれぞれサーボモータを有し、かつ、この面加工機は前記各サーボモータを制御するコントローラを具備し、該コントローラは、前記被加工面に沿って前記刃具が所定の軌跡上を移動するようこれらサーボモータの回転方向と回転量を制御するためのコンピュータプログラムを有していることを特徴とする請求項１に記載の面加工機。
【請求項３】
前記コントローラは、前記刃具を前記被加工面の外周に沿って移動させたのち、前記被加工面の外周の内側の領域にて前記刃具を移動させるためのコンピュータプログラムを有していることを特徴とする請求項２に記載の面加工機。
【請求項４】
前記フレーム構体は、前記ダイプレートに形成された金型固定用の溝部に挿入されるナット部材と、該ナット部材に螺合されるボルトによって、前記ダイプレートに固定されるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の面加工機。
【請求項５】
前記フレーム構体は、前記金型取付面から離れた位置にて該金型取付面と平行な方向に延びるフレーム本体と、該フレーム本体の両端部に設けられたベース部材とを有し、該ベース部材が前記金型取付面に固定され、かつ、前記ベース部材の前記金型取付面と対向する側に、該金型取付面に形成された肉盛溶接部の高さよりも大きな隙間を確保するための段差部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の面加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２４０５５３（Ｐ２０１１−２４０５５３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３５９８（Ｐ２０１０−１１３５９８）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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