JP2003053663A - 高速研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークテーブルの移動方向反転時における衝
撃を抑制して、加工精度や装置耐久性を向上できるよう
にすること。 【解決手段】 高速研削盤のフレーム１１にはワークテ
ーブル１３及びカウンタテーブル１４が移動可能に支持
されている。カウンタテーブル１４上の検出体４３が位
置センサ４２に達するごとに、油圧シリンダ３１の移動
方向が切り換えられ、ワークテーブル１３及びカウンタ
テーブル１４が互いの反対方向に同期して往復動され
る。カウンタテーブル１４上の加速度センサ４５により
ワークテーブル１３の加速度が検出される。ワークテー
ブル１３があらかじめ定められた所定速度に達すると、
油圧シリンダ３１の増速が停止され、ワークテーブル１
３及びカウンタテーブル１４の反転時における衝撃が大
きくなるのが阻止される。このことで、高精度加工が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークを支持す
るためのワークテーブルが高速で往復移動されるように
した高速研削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークを支持するワークテーブルが高速
で往復移動するようにした高速研削盤においては、往復
移動速度が高くなり過ぎると、移動方向反転時における
加速の瞬間的な変動に起因する荷重が過大になって、大
きな衝撃が生じるおそれがある。このように大きな衝撃
が生じると、その衝撃の振動により加工精度に悪影響を
与えるばかりでなく、装置の耐久性にも問題が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題点を解消するためになされたものである。この発
明の目的は、ワークテーブルの移動方向反転時における
衝撃を抑制して、加工精度や装置耐久性を向上できるよ
うにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この発明においては、ワークテーブルの移動速度
を検出するための検出手段と、検出された移動速度があ
らかじめ設定された所定値を越えないように前記駆動手
段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００５】従って、ワークテーブルの移動速度が所定
値に達すると、そのワークテーブルの速度増加が抑えら
れ、ワークテーブルの移動反転時における衝撃を少なく
できる。このため、振動を抑制でき、高精度加工に寄与
できるとともに、装置耐久性を向上できる。

【０００６】請求項２に記載の発明においては、ワーク
を含むワークテーブルの運動エネルギを検出するための
検出手段と、検出された運動エネルギがあらかじめ設定
された所定値を越えないように前記駆動手段を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】従って、ワークテーブル運動エネルギが所
定値に達すると、そのワークテーブルの速度増加が抑え
られ、ワークテーブルの移動反転時における衝撃を少な
くできる。このため、振動を抑制でき、高精度加工に寄
与できるとともに、装置耐久性を向上できる。

【０００８】請求項３に記載の発明においては、請求項
１または２において、ワークテーブルの移動と同期して
移動することによりワークテーブルに作用する負荷を相
殺するためのカウンタテーブルを設けたことを特徴とす
る。

【０００９】従って、ワークテーブルの加速度負荷をカ
ウンタテーブルで相殺でき、高精度加工が可能になる。
請求項４に記載の発明においては、請求項３において、
前記検出手段は、ワークテーブルまたはカウンタテーブ
ルの移動速度を検出することを特徴とした。

【００１０】請求項５に記載の発明においては、請求項
３において、前記検出手段は、ワークテーブルまたはカ
ウンタテーブルの運動エネルギを検出することを特徴と
した。

【００１１】請求項６に記載の発明においては、請求項
３において、前記検出手段は、ワークテーブル及びカウ
ンタテーブルの移動速度を検出することを特徴とした。
請求項７に記載の発明においては、請求項３において、
前記検出手段は、ワークテーブル及びカウンタテーブル
の運動エネルギを検出することを特徴とした。

【００１２】請求項８に記載の発明においては、請求項
１〜７のいずれかにおいて、前記検出手段は、装置フレ
ームの振動を検出することを特徴とした。請求項８に記
載の発明においては、請求項１〜７のいずれかにおい
て、駆動手段は、電動モータによりワークテーブルを往
復移動させる構成であることを特徴とした。

【００１３】請求項９に記載の発明においては、請求項
１〜７のいずれかにおいて、駆動手段は、油圧機構によ
りワークテーブルを往復移動させる構成であることを特
徴とした。

【００１４】従って、軸受け等の振動発生部分が少なく
なり、高精度加工に寄与できる。しかも、ワークテーブ
ルの往復移動ストロークを容易に変更できる。請求項１
０に記載の発明においては、請求項１〜７のいずれかに
おいて、駆動手段は、リニアモータによりワークテーブ
ルを往復移動させる構成であることを特徴とした。

【００１５】従って、この場合も、軸受け等の振動発生
部分が少なくなり、高精度加工に寄与できる。しかも、
ワークテーブルの往復移動ストロークを容易に変更でき
る。請求項１２に記載の発明においては、請求項３〜１
１のいずれかにおいて、カウンタテーブルをワークテー
ブルの下方に配置したことを特徴とする。

【００１６】従って、ワークテーブルとカウンタテーブ
ルとが上下に重なるため、高速研削盤の平面面積を小さ
くできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、この発
明を具体化した高速研削盤の第１の実施形態を図１〜図
７に従って説明する。なお、第１の実施形態以外の実施
形態の説明においては、第１の実施形態と相違する構成
を中心として説明する。

【００１８】図１及び図２に示すように、高速研削盤の
フレーム１１には、案内レール１２，１５を介してワー
クテーブル１３及びカウンタテーブル１４が移動可能に
支持されている。図３及び図４に示すように、前記フレ
ーム１１の両側にはプーリ２１が支持され、それらのプ
ーリ２１間にはベルト２２が掛装されている。そして、
このベルト２２の上部節または下部節に前記ワークテー
ブル１３の一部１６が、下部節または上部節にカウンタ
テーブル１４の一部１７がそれぞれ連結固定されてい
る。従って、ワークテーブル１３及びカウンタテーブル
１４はベルト２２を介し同期して互いの反対方向に同速
度で同ストロークだけ移動されて、それらの負荷や慣性
が相殺される。

【００１９】前記カウンタテーブル１４の下部には、駆
動手段を構成する直動型の油圧シリンダ３１が配置固定
されている。その油圧シリンダ３１のピストン３２は両
頭型であって、一対のピストンロッド３３がピストンヘ
ッド３４の両側方に突出している。そして、一方のピス
トンロッド３３の先端にワークテーブル１３が連結固定
されている。

【００２０】前記カウンタテーブル１４の移動領域と対
応するとともに、カウンタテーブル１４の移動方向に延
びるように、フレーム１１の一部には支持レール４１が
固定されている。この支持レール４１には、一対の位置
センサ４２が支持レール４１の長さ方向に沿って位置調
節可能に支持されている。一方、カウンタテーブル１４
には、それぞれ検出体４３が固定されている。そして、
検出体４３が位置センサ４２と対向すると、位置センサ
４２がそれを検出する。この検出に基づく図６に示す制
御手段としての制御装置５１の作用により、図５及び図
６に示すバルブ５２が切り換えられて、駆動手段として
のポンプ５３から油圧シリンダ３１に供給される圧油の
経路及び油圧シリンダ３１からタンク５４に排出される
経路が切換られる。

【００２１】従って、前記検出体４３が位置センサ４２
に達するごとに、油圧シリンダ３１のケーシングに対す
るピストン３２の相対的な移動方向が切り換えられ、ワ
ークテーブル１３及びカウンタテーブル１４が互いの反
対方向に同期して往復移動される。

【００２２】前記カウンタテーブル１４の一部には検出
手段を構成する加速度センサ４５が固定され、カウンタ
テーブル１４の加速度を検出するようになっている。従
って、この加速度センサ４５により、ワークテーブル１
３の加速度が検出される。

【００２３】前記フレーム１１の後部には、コラム６１
がフレーム１１に対して接近離間可能に立設され、その
コラム６１には砥石車６２が回転可能に、かつ上下動可
能に支持されている。なお、コラム６１の接近離間移
動、砥石車６２の回転、同じく砥石車６２の上下動は、
それぞれ図示しないモータの駆動により行われる。

【００２４】図６に示すように、前記制御装置５１の入
力側には、前記位置センサ４２及び加速度センサ４５が
それぞれ接続されている。前記制御装置５１の出力側に
は、前記バルブ５２のソレノイド５７及び駆動手段を構
成する前記ポンプ５３のモータ５６がそれぞれ接続され
ている。また、制御装置５１には記憶部５８が接続さ
れ、この記憶部５８には、図７に示すフローチャートの
プログラムが格納されるとともに、ワーキングデータ等
の各種のデータが一時的に記憶される。また、制御装置
５１の入力側には、各種のデータを入力するためのキー
ボード４６が接続されている。

【００２５】次に、この第１の実施形態における高速研
削盤の作用を説明する。さて、前記ワークテーブル１３
上にはワークＷが載置固定される。この状態において、
ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４が一対の
位置センサ４２の位置及び配置間隔に従って高速で互い
の反対方向に往復移動動される。これとほぼ同時に砥石
車６２がワークＷの上面まで下降して、回転されるとと
もに、緩速で前方または後方に移動される。このため、
ワークテーブル１３上のワークＷに対して砥石車６２に
よる研削加工が実行される。

【００２６】そして、高速研削盤の動作に際しては、図
７に示す処理が実行される。なお、この処理は、前記記
憶部５８に格納されたプログラムが制御装置５１の制御
のもとに実行されるものである。さて、始動時には、ポ
ンプモータ５６が高出力で回転され、ワークテーブル１
３及びカウンタテーブル１４がその移動速度を増しなが
ら往復移動を開始する（ステップＳ１）。この移動速度
は、カウンタテーブル１４上の加速度センサ４５による
加速度の検出により算出される。

【００２７】そして、前記制御装置５１は、ワークテー
ブル１３及びカウンタテーブル１４があらかじめ定めら
れた所定速度になるのを待ち（ステップＳ２）、所定速
度に達すると、ポンプモータ５６の出力を低下させる
（ステップＳ３）。

【００２８】次いで、前記制御装置５１がワークテーブ
ル１３及びカウンタテーブル１４が所定速度以下になっ
たか否かを判断し（ステップＳ４）、所定速度を下回っ
た場合は、ポンプモータ５６を高出力に戻す。

【００２９】このようにして、ワークテーブル１３及び
カウンタテーブル１４の往復移動速度が所定速度に維持
される。以上のように、ワークテーブル１３及びカウン
タテーブル１４が予め定められた所定速度に達すると、
それ以上の速度上昇が押さえられる。

【００３０】従って、この実施形態においては、以下の
効果を発揮する。 ・ 前述のように、ワークテーブル１３及びカウンタテ
ーブル１４が予め定められた所定速度に達すると、それ
以上の速度上昇が押さえられる。このため、ワークテー
ブル１３及びカウンタテーブル１４の反転時における衝
撃を抑制できる。従って、振動を抑制して高精度加工を
実現できるとともに、装置の耐久性を向上できる。

【００３１】・ ワークテーブル１３及びカウンタテー
ブル１４が油圧シリンダ３１の駆動により往復移動され
るため、軸受け等の振動発生部分が少なくなり、高精度
加工に寄与できる。

【００３２】・ 位置センサ４２の位置に基づいて油圧
シリンダ３１に供給される圧油の方向が切り換えられる
ため、位置センサ４２の位置を調節すれば、ワークテー
ブル１３及びカウンタテーブル１４の移動ストロークを
加工形態等に応じて任意に変更できる。

【００３３】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を図８に基づいて説明する。この第２の実施
形態においては、ワークテーブル１３上に搭載されるワ
ークＷのウェイトに応じてワークテーブル１３及びカウ
ンタテーブル１４の最高速度が設定されるものである。
つまり、この第２の実施形態においては、ワークテーブ
ル１３及びカウンタテーブル１４の運動エネルギを設定
するものである。

【００３４】すなわち、まずキーボード４６からワーク
Ｗのウェイトが入力され、そのデータが記憶部５８に記
憶される。このウェイトの入力が制御装置５１により確
認されると（ステップＳ１１）、そのウェイトの値に応
じたワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４の最
高速度、つまり許容可能な運動エネルギが演算される
（ステップＳ１２）。そして、そのポンプモータ５６が
最高出力で始動する（ステップＳ１３）。その後の処理
は前記第１の実施形態と同様である。

【００３５】従って、この実施形態では、前記第１の実
施形態の効果に加えて、以下の効果がある。 ・ ワークＷのウェイトに応じて、ワークテーブル１３
及びカウンタテーブル１４の最適な最高速度が設定さ
れ、許容可能な運動エネルギが設定される。従って、ワ
ークテーブル１３及びカウンタテーブル１４の移動反転
時における衝撃を確実に所定レベル以下にコントロール
でき、さらなる高精度加工を達成できる。

【００３６】（第３の実施形態）次に、この発明の第３
の実施形態を図９〜図１１に基づいて説明する。この第
３の実施形態においては、ワークテーブル１３及びカウ
ンタテーブル１４を移動させるための駆動機構の構成が
異なる。すなわち、この第３の実施形態においては、ワ
ークテーブル１３の一端部に回転体７０が配置され、こ
の回転体７０が駆動手段としてのモータ７１によりベル
ト７２を介して一方向に回転される。回転体７０の外周
部とカウンタテーブル１４との間には、クランク７３が
連結されている。そして、モータ７１の駆動により回転
体７０が回転されると、クランク７３の作用により、カ
ウンタテーブル１４が往復移動されるとともに、そのカ
ウンタテーブル１４とベルト２２を介して連結されたワ
ークテーブル１３が反対方向に同期して往復移動され
る。

【００３７】その他のセンサ４２，４５等の構成は、前
記第１及び第２の実施形態と同様である。また、ワーク
テーブル１３及びカウンタテーブル１４の最高速度を規
制するための手段は、第１，第２の実施形態のいずれを
採用してもよく、この場合の制御対象はモータ７１であ
る。

【００３８】従って、この第３実施形態においても、前
記第１または第２の実施形態とほぼ同様な効果を奏す
る。 （第４の実施形態）次に、図１１に基づいて、この発明
の第４の実施形態を説明する。この第４の実施形態にお
いては、ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４
を駆動するための構成としてリニアモータが用いられて
いる。すなわち、フレーム１１には一対の駆動手段とし
てのリニアモータ８５，８６のステータ８１，８２が配
置され、そのステータ８１，８２にはワークテーブル１
３及びカウンタテーブル１４の移動方向に沿ってマグネ
ット（図示しない）が配置されている。ガイドレール
（図示しない）に沿って移動されるワークテーブル１３
及びカウンタテーブル１４にはキャリッジ８３，８４が
固定され、そのキャリッジ８３，８４には前記マグネッ
トに対向するコイル（図示しない）が設けられている。
そして、リニアモータ８５，８６の作用によりワークテ
ーブル１３及びカウンタテーブル１４がそれぞれ個別に
往復移動される。

【００３９】従って、この第４の実施形態においては、
以下の効果を奏する。 ・ ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４がそ
れぞれリニアモータ８５，８６により往復移動されるた
め、ワークテーブル１３とカウンタテーブル１４の往復
移動を電気的に制御することにより、それら１３，１４
の間の同期を確保するためのベルト等が不要になる。

【００４０】・ ワークテーブル１３及びカウンタテー
ブル１４がそれぞれリニアモータ８５，８６により往復
移動されるため、それぞれの速度をコントロールでき
る。従って、ワークテーブル１３及びカウンタテーブル
１４の一方の移動速度を他方に対して変化させるととも
に、その変化割合に応じて移動ストロークを変化させる
ことができる。このため、ワークテーブル１３またはカ
ウンタテーブル１４の移動ストロークを短くして、全体
の小型化を達成できる。

【００４１】（第５の実施形態）次に、この発明の第５
の実施形態について説明する。この第５の実施形態にお
いては、図１２及び図１３に示すように、ワークテーブ
ル１３及びカウンタテーブル１４を駆動するための構成
としてリニアモータ８５，８６が用いられるとともに、
ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４が上下に
重ねて配置されている。すなわち、フレーム１１には一
対の駆動手段としてのリニアモータ８５，８６のステー
タ８１，８２が配置され、そのステータ８１，８２には
ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４の移動方
向に沿ってマグネット（図示しない）が配置されてい
る。ガイドレール（図示しない）に沿って移動されるワ
ークテーブル１３及びカウンタテーブル１４にはキャリ
ッジ８３，８４が固定され、そのキャリッジ８３，８４
には前記マグネットに対向するコイル（図示しない）が
設けられている。そして、リニアモータ８５，８６の作
用によりワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４
がそれぞれ個別に往復移動される。

【００４２】従って、この第５の実施形態においては、
前記第４の実施形態に加えて以下の効果を発揮する。 ・ ワークテーブル１３及びカウンタテーブル１４が上
下に重ねて配置されているため、カウンタテーブル１４
を有するにも関わらず、研削盤の平面面積が小さくな
り、設置スペース等の点で有利である。

【００４３】・ ワークテーブル１３及びカウンタテー
ブル１４の駆動として、リニアモータ８５，８６を用い
たため、カウンタテーブル１４のスピードを変化させる
ことにより、カウンタテーブル１４の移動ストロークを
調整できる。従って、図１３に示すように、カウンタテ
ーブル１４のリニアモータ８６の左右方向の寸法を小さ
くして、カウンタテーブル１４及びリニアモータ８６の
フレーム１１への組み込みが容易になる。

【００４４】（変形例）なお、この発明は、前記各実施
形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具
体化することも可能である。

【００４５】・ 前記各実施形態においては、ワークテ
ーブル１３及びカウンタテーブル１４の速度を加速度セ
ンサ４５により検出するようにしたが、他の手段で検出
すること。例えば、一方の位置センサ４２が検出体４３
を検出してから他方の位置センサ４２が検出体４２を検
出するまでの時間を検出して、速度を演算するように構
成すること。

【００４６】・ 前記実施形態では、カウンタテーブル
１４の速度を検出するように構成したが、ワークテーブ
ル１３や、あるいは双方１３，１４の速度を検出するよ
うに構成すること。速度検出に加速度センサ４５を使用
する場合には、この加速度センサ４５をワークテーブル
１３や、あるいは双方１３，１４に設ければよい。

【００４７】・ 前記第１〜第３実施形態では、駆動力
をカウンタテーブル１４に付与されるように構成した
が、ワークテーブル１３に付与されるように構成するこ
と。すなわち、例えば、第１の実施形態においては油圧
シリンダ３１をワークテーブル１３に設ける。

【００４８】・ 例えば、図１に２点鎖線で示すよう
に、フレーム１１の一部に振動を検出するための振動セ
ンサ９１を設け、その振動センサ９１による振動が所定
値に達したら、ワークテーブル１３や、カウンタテーブ
ル１４の増速が停止されるように構成すること。

【００４９】・ 前記第４実施形態においては、ワーク
テーブル１３及びカウンタテーブル１４の駆動をリニア
モータ８５，８６により行うようにしたが、油圧駆動や
モータ駆動により行うように変更すること。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明におい
ては、ワークテーブルの移動方向反転時における衝撃を
抑制して、加工精度や装置耐久性を向上できるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の高速研削盤を示す正断面
図。

【図２】 同じく側断面図。

【図３】 同じくワークテーブルとカウンタテーブルと
の連結関係を示す断面図。

【図４】 同じく平面図。

【図５】 同じく油圧回路図。

【図６】 同じく電気的構成を示すブロック図。

【図７】 同じくフローチャート図。

【図８】 第２の実施形態を示すフローチャート図。

【図９】 第３の実施形態を示す平面図。

【図１０】 同じく簡略一部破断正面図。

【図１１】 第４実施形態を示す簡略正面図。

【図１２】 第５実施形態を示す断面図。

【図１３】 同じく断面図。

【符号の説明】

１３…ワークテーブル、１４…カウンタテーブル、３１
…油圧機構及び駆動手段を構成する油圧シリンダ、４５
…検出手段を構成する加速度センサ、５１…制御手段を
構成する制御装置、５３…駆動手段を構成するポンプ、
５６…駆動手段を構成するポンプモータ、７１…駆動手
段を構成するモータ、８５，８６…駆動手段を構成する
リニアモータ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持するワークテーブルが駆動
   手段の駆動により高速で往復移動するようにした高速研
   削盤において、 ワークテーブルの移動速度を検出するための検出手段
   と、 検出された移動速度があらかじめ設定された所定値を越
   えないように前記駆動手段を制御する制御手段とを備え
   たことを特徴とする高速研削盤。
2. 【請求項２】 ワークを支持するワークテーブルが駆動
   手段の駆動により高速で往復移動するようにした高速研
   削盤において、 ワークを含むワークテーブルの運動エネルギを検出する
   ための検出手段と、 検出された運動エネルギがあらかじめ設定された所定値
   を越えないように前記駆動手段を制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とする高速研削盤。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 ワークテーブルの移動と同期して移動することによりワ
   ークテーブルに作用する負荷を相殺するためのカウンタ
   テーブルを設けたことを特徴とする高速研削盤。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記検出手段は、ワークテーブルまたはカウンタテーブ
   ルの移動速度を検出することを特徴とした高速研削盤。
5. 【請求項５】 請求項３において、 前記検出手段は、ワークテーブルまたはカウンタテーブ
   ルの運動エネルギを検出することを特徴とした高速研削
   盤。
6. 【請求項６】 請求項３において、 前記検出手段は、ワークテーブル及びカウンタテーブル
   の移動速度を検出することを特徴とした高速研削盤。
7. 【請求項７】 請求項３において、 前記検出手段は、ワークテーブル及びカウンタテーブル
   の運動エネルギを検出することを特徴とした高速研削
   盤。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記検出手段は、装置フレームの振動を検出することを
   特徴とした高速研削盤。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 駆動手段は、電動モータによりワークテーブルを往復移
   動させる構成であることを特徴とした高速研削盤。
10. 【請求項１０】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 駆動手段は、油圧機構によりワークテーブルを往復移動
    させる構成であることを特徴とした高速研削盤。
11. 【請求項１１】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 駆動手段は、リニアモータによりワークテーブルを往復
    移動させる構成であることを特徴とした高速研削盤。
12. 【請求項１２】 請求項３〜１１のいずれかにおいて、 カウンタテーブルをワークテーブルの下方に配置したこ
    とを特徴とする高速研削盤。