JP2004255550A - Vertical type rotary grinder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術手段】
本発明は、ワークの表面を高精度で平面研削するための縦型ロータリ研削盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
垂直方向の回転軸心まわりにワークを回転駆動するワーク回転駆動装置と、そのワークの一面を研削するためにその垂直方向の回転軸心まわりに研削砥石を回転駆動する砥石駆動装置と、その砥石駆動装置を該回転軸心と平行な方向に移動可能に支持する砥石駆動装置支持装置と、前記砥石を前記ワークに向かって前記回転軸心に平行な方向に送り込む砥石送り駆動装置とを備え、上記ワークの表面をサブミクロン或いはナノオーダの送り制御が可能な縦型ロータリ研削盤が知られている。たとえば、特許文献1に記載された工具送り装置を備えた縦型ロータリ研削盤がそれである。
【0003】
【特許文献1】特開平8−276349号公報
【0004】
これによれば、上下方向の移動可能に設けられたスライダに垂直方向の静止軸が固定されており、研削ホイールが固定された回転体がその静止軸の軸端に静圧軸受を介して回転可能に設けられ、その回転体が上記スライダに設けられたモータによりベルト機構を介して回転駆動されるようになっている。また、上記スライダは、研削盤ベッドに立設された支柱(コラム)により通常の軸受けを介して上下方向に案内されるとともに、油圧シリンダによって上下方向の位置決が行われるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、スライダが直動玉軸受やメタル軸受などの通常の軸受けを介して支柱により案内されるとき、その直動玉軸受内の転動体の真円度の不揃いや支柱表面の凹凸の影響で、そのスライダに垂直軸心まわりに回転可能に設けられた研削ホイールがその下降移動に伴って微小に上下させられることが避けられず、研削ホイールの送込み量の制御がたとえばナノメータのオーダにおいて十分に得られず、ワークの研削平面における表面粗さがたとえばオングストロームの単位において十分に得られない場合があった。
【0006】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ワークの研削平面における表面粗さ精度が十分に得られる縦型ロータリ研削盤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、垂直方向の回転軸心まわりにワークを回転駆動するワーク回転駆動装置と、そのワークの一面を研削するために該垂直方向の回転軸心まわりに研削砥石を回転駆動する砥石駆動装置と、その砥石駆動装置をその回転軸心と平行な方向に移動可能に支持する砥石駆動装置支持装置と、前記砥石を前記ワークに向かって前記回転軸心に平行な方向に送り込む砥石送り駆動装置とを備えた縦型ロータリ研削盤であって、前記砥石駆動装置支持装置は、前記回転軸心と平行な方向に延びる垂直方向案内部材と、前記砥石駆動装置が連結され、その案内部材の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその案内部材により垂直方向に案内される垂直方向静圧気体軸受装置とを有するものであることにある。
【0008】
【発明の効果】
このようにすれば、砥石駆動装置を研削砥石の回転軸心と平行な方向に移動可能に支持する砥石駆動装置支持装置が、上記回転軸心と平行な方向に延びる垂直方向案内部材と、前記砥石駆動装置が連結されてその案内部材の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその案内部材により垂直方向に案内される垂直方向静圧気体軸受装置とを有するものであることから、上記砥石駆動装置支持装置は垂直方向案内部材との間で静圧気体を介在させた状態でその垂直方向案内部材により案内されて垂直方向案内部材の案内面の凹凸や転動体の真円度のばらつきの影響が解消されるので、研削ホイールがその下降移動に伴って微小に上下させられることが好適に解消され、研削ホイールの送込み量の制御が十分に得られるとともに、ワークの研削平面における表面粗さが十分に得られるようになる。
【0009】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記ワーク回転駆動装置を水平方向に移動可能に支持するワーク回転駆動装置支持装置を備え、そのワーク回転駆動装置支持装置は、その水平方向に延びる水平方向案内部材と、そのワーク回転駆動装置が連結されてその水平方向案内部材の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその水平方向案内部材により水平方向に案内される水平方向静圧気体軸受装置とを有するものである。このようにすれば、研削中にワークが水平方向に移動させられるとき、上記ワーク回転駆動装置支持装置は水平方向案内部材との間で静圧気体を介在させた状態でその水平方向案内部材により案内されて水平方向案内部材の案内面の凹凸や転動体の真円度のばらつきの影響が解消されることから、研削ホイールの水平方向の移動に伴って微小に上下させられることが好適に解消されるので、ワークの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0010】
また、好適には、前記砥石駆動装置は、前記研削砥石が取り付けられる回転軸と、その回転軸を静圧気体を介して回転可能に支持する静圧気体回転軸受装置とを備えたものである。このようにすれば、回転軸がボールベアリングにより回転可能に支持される場合に比較して、転動体の真円度のばらつきによる研削砥石の振動が好適に抑制されるので、ワークの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0011】
また、好適には、前記ワーク回転駆動装置は、前記ワークが着脱可能に取り付けられる回転軸と、その回転軸を静圧気体を介して支持する静圧気体回転軸受装置とを備えたものである。このようにすれば、回転軸がボールベアリングにより回転可能に支持される場合に比較して、転動体の真円度のばらつきによるワークの振動が好適に抑制されるので、ワークの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0012】
また、好適には、前記砥石送り駆動装置は、位置固定のフレームに設けられた送りねじ装置と、その送りねじ装置により送られる可動部材に設けられ、前記垂直方向静圧気体軸受装置をその可動部材の移動方向と平行な方向に移動させる圧電アクチュエータとを備えたものである。このようにすれば、砥石駆動装置が連結された垂直方向静圧気体軸受装置は、研削中に研削砥石が垂直方向に切れ込み移動させられるとき、上記送りねじ装置により位置決めされた状態から圧電アクチュエータを用いて移動させられることから、送込み量が高い位置精度で制御されるので、ワークの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0013】
また、好適には、前記垂直方向静圧気体軸受装置に連結された前記砥石駆動装置の荷重による前記案内部材の案内面に対する面圧の偏在を緩和するために、砥石駆動装置にそれを引上げる方向の推力を付与する荷重平衡装置を備えたものである。このようにすれば、垂直方向静圧気体軸受装置に連結された砥石駆動装置にそれを引上げる方向の推力が荷重平衡装置から付与されることから、荷重の重心がその垂直方向静圧気体軸受装置に接近させられるので、案内部材の案内面に対する面圧の偏在が好適に緩和され、その垂直方向静圧気体軸受装置が小型となる。
【0014】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【0015】
図1は、本発明の一実施例である縦型ロータリ研削盤10の正面図であり、図2はその側面図である。図1および2において、縦型ロータリ研削盤10は、下部フレーム12と、その下部フレーム12の上面のうち定盤14が載置された残りの部分において、水平軸心方向のピン16まわりの回動が微調節可能に固定装置17により固設された上部フレーム18とを備えている。その上部フレーム18には、垂直方向に長手状を成す角柱状の一対の支柱20と、垂直方向案内部材として機能するその支柱20にそれぞれ嵌装されて垂直方向に案内される一対の垂直方向静圧気体軸受装置22とが設けられている。それら一対の垂直方向静圧気体軸受装置22は、連結板23などを介して互いに連結されている。図3は、上記支柱20の断面を示している。
【0016】
垂直方向静圧気体軸受装置22は、たとえば図4にその要部を示すように、支柱20の4つの案内面を取り囲むハウジング24と、そのハウジング24内において上記案内面と対向し且つわずかな隙間を隔てて位置するように設けられた多孔質部材26と、その多孔質部材26の上記案内面側とは反対側に圧縮気体たとえば圧縮空気を供給するための気体供給通路28とを備え、上記支柱20の案内面との間の隙間に多孔質部材26から噴出させた高圧流体圧(静圧)を介在させることにより被接触でハウジング24が支柱20に支持或いは拘束されるようにする。
【0017】
上記垂直方向静圧気体軸受装置22には、被研磨体である板状のワークWの一面(上面)を研削するために垂直方向の回転軸心まわりに研削砥石Gを回転駆動する砥石駆動装置30が連結され固定されている。従って、支柱20およびそれにより案内される垂直方向静圧気体軸受け装置22は、砥石駆動装置30を垂直方向に移動可能に支持するための砥石駆動装置支持装置として機能している。上記砥石駆動装置30は、垂直方向静圧気体軸受装置22により垂直方向への移動可能に支持されている。砥石駆動装置30は、軸(下)端に研削砥石Gが固定された回転軸32と、その回転軸32を回転駆動するモータ34が固定された固定板36と、そのモータ34に固定され、上記回転軸32を静圧気体を介して回転可能に支持する静圧気体回転軸受装置38とを備えている。この静圧気体回転軸受装置38は、回転軸32の外周面に対向する多孔質部材から吹き出させた高圧流体圧(静圧)介在させた状態でその回転軸32を無接触で支持するものである。
【0018】
ワークWの研磨に際して砥石GをワークWに向かって所定の切込み量で送り込むために、その砥石GをワークWに向かってその回転軸心に平行な方向すなわち垂直方向へ送り込む砥石送り駆動装置40が上部フレーム18に設けられている。砥石送り駆動装置40は、位置固定の上部フレーム18に設けられた送りねじ装置42と、その送りねじ装置42により送られる可動部材44と前記垂直方向静圧気体軸受装置22に連結された連結板23との間に設けられ、その垂直方向静圧気体軸受装置22をその可動部材44の移動方向と平行な方向に移動させる圧電アクチュエータ46とを備えたものである。送りねじ装置42は、垂直方向の回転軸心まわりに回転可能に上部フレーム18に設けられた送りねじ48と、その送りねじ48に連結されて上部フレーム18に設けられたモータ50とを備え、モータ50により回転駆動される送りねじ48の回転に伴ってそれに螺合した可動部材44が垂直方向に位置決めする。また、上記圧電アクチュエータ46は、たとえば板状の圧電セラミックスが積層されたものであり、印加されたるされた駆動電圧に応じてその全長がたとえば200μmストローク内で高精度で変化させられ、たとえば6kNの出力が得られるものである。
【0019】
また、上記上部フレーム18には、垂直方向静圧気体軸受装置22により片持ち状に支持された砥石駆動装置30の荷重に起因して前記支柱20の案内面における面圧分布の偏在を緩和するための荷重平衡装置54が設けられている。荷重平衡装置54は、上記砥石駆動装置30と略同等の荷重を備えて上部フレーム18内に上下方向の移動が可能に配置された平衡錘56と、その平衡錘56と砥石駆動装置30との間を連結し、且つローラ58により逆U字状に案内されたケーブル60とを備え、上記砥石駆動装置30にそれを引上げる方向の推力を付与することによりその荷重をその上下位置に拘わらず軽減する。
【0020】
前記下部フレーム12上には、ワークWの上面を研磨するためにそのワークWを垂直方向の回転軸心まわりに回転駆動するワーク回転駆動装置64が、定盤14、3分力動力計62、およびワーク回転駆動装置支持装置66を介して設けられている。ワーク回転駆動装置支持装置66は、上記ワーク回転駆動装置64を水平方向に移動可能に支持するためのものであって、その水平方向に延びる水平方向案内部材68と、上記ワーク回転駆動装置64が連結され、その水平方向案内部材68の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその水平方向案内部材68により1水平方向に案内される水平方向静圧気体軸受装置70とを備えている。上記ワーク回転駆動装置64に固定されたワークWは、前記研削砥石Gと垂直方向において、ワークWの半径以上重複するように設定されている。
【0021】
上記ワーク回転駆動装置64は、前記ワークWが着脱可能に取り付けられる吸着盤72が固定された図示しない回転軸と、その回転軸を回転駆動するモータ73と、そのモータ73に固定され、その回転軸を静圧気体を介して支持する静圧気体回転軸受装置74とを備えたものである。この静圧気体回転軸受装置74は、上記図示しない回転軸の外周面に対向する多孔質部材から吹き出させた高圧流体圧(静圧)介在させた状態でその回転軸32を無接触で支持するものである。また、上記水平方向静圧気体軸受装置70は、前記垂直方向静圧気体軸受装置22と同様に、水平方向案内部材68の案内面を取り囲むハウジング76と、そのハウジング76内において上記案内面と対向し且つわずかな隙間を隔てて位置するように設けられた図示しない多孔質部材と、その多孔質部材の上記案内面側とは反対側に圧縮気体たとえば圧縮空気を供給するための気体通路とを備え、上記水平方向案内部材68の案内面との間の隙間に多孔質部材から噴出させた高圧流体圧(静圧)を介在させることにより被接触でハウジング76が水平方向案内部材68の案内方向以外の移動が拘束されるようにする。
【0022】
以上のように構成された10では、ワークWが吸着盤72に固定されると、研削砥石GおよびワークWが所定の方向に回転駆動されるとともに図示しない研削液が供給されつつ、その研削砥石GがワークWに接触する直前まで送りねじ装置42により下降させられる。次いで、圧電アクチュエータ46により研削砥石GがワークWに切り込まれつつ、たとえばリニヤモータのような水平方向駆動装置78或いは手動操作によってワークWが水平方向支持装置66によって水平方向に1往復ストローク分移動させられる。この研磨加工程が必要に応じて繰り返えされることによって、ワークWの上面の全面に研磨加工が行われる。図5および図6は、本発明者が行った実験結果を示すものであって、図5はワークWに対する切込み量すなわち研削砥石GのワークWに対する送り量とワークWの表面粗さ(或いは最大厚みと最小厚みとの差で定義される平面度)との関係を示し、図6は水平移動の有無とワークWの表面粗さとの関係を示している。図5から明らかなように、1回の送り込みたとえば圧電アクチュエータ46に対する1電気信号(1パルス)当たりのワークWに対する切込み量を5nm以下にすると、1オングストローム以下のワークWの表面粗さが得られる。すなわち、研削砥石GのワークWに対する送り量の制御を5nm以下としないと1オングストローム以下のワークWの表面粗さ(平面度)が得られない。また、研削中においてワークW水平方向支持装置66によって水平方向に移動させることにより、ワークWの表面粗さが1/5程度に改善される。たとえば図6に示すように、ワークWの平面度は、そのワークWの寸法が200mm×200mmの場合において、移動無しの面形状の平面度が0.5μmであるときに移動有りとすると0.1μm以下に改善される。
【0023】
上述のように本実施例によれば、砥石駆動装置30を研削砥石Gの回転軸心と平行な方向に移動可能に支持する砥石駆動装置支持装置(20、22)が、上記回転軸心と平行な方向に延びる支柱(垂直方向案内部材)20と、その砥石駆動装置30が連結されてその支柱20の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその支柱20により垂直方向に案内される垂直方向静圧気体軸受装置22とを有するものであることから、上記砥石駆動装置支持装置は支柱20との間で静圧気体を介在させた状態でその支柱20により案内されてその案内面の凹凸や転動体の真円度のばらつきの影響が解消されるので、研削砥石Gがその下降移動に伴って微小に上下させられることが好適に解消され、研削砥石Gの送込み量の制御が十分に得られるとともに、ワークWの研削平面における表面粗さが十分に得られるようになる。
【0024】
また、本実施例によれば、ワーク回転駆動装置64を水平方向に移動可能に支持するワーク回転駆動装置支持装置66は、その水平方向に延びる水平方向案内部材68と、ワーク回転駆動装置64が連結されてその水平方向案内部材68の案内面との間に静圧気体を介在させた状態でその水平方向案内部材により水平方向に案内される水平方向静圧気体軸受装置70とを有するものである。このため、研削中にワークWが水平方向に移動させられるとき、上記ワーク回転駆動装置支持装置66は水平方向案内部材68との間で静圧気体を介在させた状態でその水平方向案内部材68により案内されてその案内面の凹凸や転動体の真円度のばらつきの影響が解消されることから、研削砥石Gの水平方向の移動に伴って微小に上下させられることが好適に解消されるので、ワークの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0025】
また、本実施例によれば、砥石駆動装置30は、研削砥石Gが取り付けられる回転軸32と、その回転軸32を静圧気体を介して回転可能に支持する静圧気体回転軸受装置38とを備えたものであることから、回転軸32がボールベアリングにより回転可能に支持される場合に比較して、そのボールベアリングの転動体の真円度のばらつきによる研削砥石の振動が好適に抑制されるので、ワークWの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0026】
また、本実施例によれば、ワーク回転駆動装置64は、ワークwが着脱可能に取り付けられる図示しない回転軸と、その回転軸を静圧気体を介して支持する静圧気体回転軸受装置74とを備えたものであることから、回転軸がボールベアリングにより回転可能に支持される場合に比較して、そのボールベアリングの転動体の真円度のばらつきによるワークWの振動が好適に抑制されるので、ワークWの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0027】
また、本実施例によれば、砥石送り駆動装置40は、位置固定の上部フレーム18に設けられた送りねじ装置42と、その送りねじ装置42により送られる可動部材44に設けられ、垂直方向静圧気体軸受装置22をその可動部材44の移動方向と平行な方向に移動させる圧電アクチュエータ46とを備えたものであることから、砥石駆動装置30が連結された垂直方向静圧気体軸受装置22は、研削中に研削砥石Gが垂直方向に切れ込み移動させられるとき、上記送りねじ装置42により位置決めされた状態から圧電アクチュエータ46を用いて移動させられることから、送込み量が高い位置精度で制御されるので、ワークWの研削平面における表面粗さが一層小さくされ平滑な平面が得られるようになる。
【0028】
また、本実施例によれば、垂直方向静圧気体軸受装置22に連結された砥石駆動装置30の荷重による支柱(案内部材)20の案内面に対する面圧の偏在を緩和するために、砥石駆動装置30にそれを引上げる方向の推力を付与する荷重平衡装置54が備えられている。このため、垂直方向静圧気体軸受装置22に連結された砥石駆動装置30にそれを引上げる方向の推力が荷重平衡装置54から付与されることから、荷重の重心がその垂直方向静圧気体軸受装置22に接近させられるので、支柱20の案内面に対する面圧の偏在が好適に緩和され、その垂直方向静圧気体軸受装置22が小型となる。
【0029】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【0030】
例えば、前述の実施例において、砥石駆動装置30は、一対の支柱20の間に位置するように配置されても差し支えない。このようにすれば、荷重平衡装置54は不要となる。また、前記垂直方向静圧気体軸受装置22の耐荷重容量が大きい場合には、その荷重平衡装置54は図1および図2の実施例においても必ずしも必要とされない。
【0031】
また、前述の実施例において、砥石送り装置40は圧電アクチュエータ46を用いて研削砥石Gの切れ込み量を制御していたが、その圧電アクチュエータ46に替えて磁歪素子などが用いられてもよい。
【0032】
また、前述の実施例の縦型ロータリ研削盤10において、研削砥石GおよびワークWは垂直な軸心AおよびGまわりに回転可能に設けられていたが、傾斜したものなど回転軸心は必ずしも垂直でなくてもよい。
【0033】
その他一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である縦型ロータリ研削盤を示す正面図である。
【図2】図1の実施例の縦型ロータリ研削盤を示す側面図である。
【図3】図1の実施例の縦型ロータリ研削盤において支柱の断面を示すための、図1のIII−III 視断面図である。
【図4】図1乃至3 の垂直方向静圧気体軸受け装置の構成の要部を説明する断面図である。
【図5】図1の実施例の装置を用いて行った実験結果であって、ワークWに対する研削砥石Gの送り量とワークWの表面粗さとの関係を示している。
【図6】図1の実施例の装置を用いて行った実験結果であって、研削中のワークWの水平移動の有無とワークWの表面粗さとの関係を示している。
【符号の説明】
10:縦型ロータリ研削盤
20:支柱(垂直方向案内部材)(砥石駆動装置支持装置)
22:垂直方向静圧気体軸受装置(砥石駆動装置支持装置)
30:砥石駆動装置
38:静圧気体回転軸受装置
40:砥石送り駆動装置
64:ワーク回転駆動装置
66:ワーク回転駆動装置支持装置
70:水平方向静圧気体軸受装置
74:静圧気体回転軸受装置
W:ワーク
G:研削砥石[0001]
Technical means to which the present invention belongs
The present invention relates to a vertical rotary grinder for surface grinding a surface of a work with high precision.
[0002]
[Prior art]
A work rotation drive for rotating a work around a vertical rotation axis, a grinding wheel drive for rotating a grinding wheel around the vertical rotation axis to grind one surface of the work, and the grindstone A grindstone driving device supporting device that movably supports the driving device in a direction parallel to the rotation axis, and a grinding wheel feed driving device that feeds the grinding stone toward the workpiece in a direction parallel to the rotation axis, 2. Description of the Related Art A vertical rotary grinder capable of controlling the surface of the work in submicron or nanometer order is known. For example, this is a vertical rotary grinder provided with a tool feeder described in Patent Document 1.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-276349
According to this, the stationary shaft in the vertical direction is fixed to the slider movably provided in the up and down direction, and the rotating body to which the grinding wheel is fixed rotates via the hydrostatic bearing on the shaft end of the stationary shaft. The slider is rotatably driven by a motor provided on the slider via a belt mechanism. Further, the slider is vertically guided via a normal bearing by a column (column) provided upright on the grinding machine bed, and is positioned vertically by a hydraulic cylinder.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, when the slider is guided by the support through a normal bearing such as a linear motion ball bearing or a metal bearing, the roundness of the rolling elements in the linear motion ball bearing is not uniform, and the surface of the support is uneven. Due to the influence of the irregularities, it is inevitable that the grinding wheel rotatably provided around the vertical axis on the slider is slightly moved up and down with the downward movement, and the control of the feeding amount of the grinding wheel is, for example, nanometer. In some cases, the surface roughness on the ground plane of the work may not be sufficiently obtained, for example, in units of Angstroms.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vertical rotary grinding machine capable of sufficiently obtaining surface roughness accuracy on a grinding plane of a work.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the gist of the present invention is to provide a work rotation driving device that drives a work to rotate around a vertical rotation axis, and the vertical rotation to grind one surface of the work. A grindstone driving device that rotationally drives a grinding wheel around an axis, a grindstone driving device supporting device that movably supports the grindstone driving device in a direction parallel to the rotation axis, and the grindstone facing the work. A vertical rotary grinding machine having a grindstone feed driving device that feeds in a direction parallel to the rotation axis, wherein the grinding wheel drive device support device includes a vertical guide member extending in a direction parallel to the rotation axis. The grinding wheel drive device is connected, and has a vertical direction static pressure gas bearing device vertically guided by the guide member in a state where the static pressure gas is interposed between the guide surface and the guide surface of the guide member. In the Rukoto.
[0008]
【The invention's effect】
With this configuration, the grinding wheel driving device supporting device that supports the grinding wheel driving device so as to be movable in a direction parallel to the rotation axis of the grinding wheel, a vertical guide member extending in a direction parallel to the rotation axis, A vertical static pressure gas bearing device which is vertically guided by the guide member in a state where a static pressure gas is interposed between the wheel drive device and the guide surface of the guide member. Therefore, the above-mentioned grindstone driving device support device is guided by the vertical guide member in a state where the static pressure gas is interposed between the vertical guide member and the unevenness of the guide surface of the vertical guide member and the perfect circle of the rolling element. Since the influence of the variation in degree is eliminated, it is possible to suitably prevent the grinding wheel from being slightly moved up and down with the downward movement, and it is possible to sufficiently control the feeding amount of the grinding wheel and to grind the workpiece. Surface roughness of the surface will be obtained sufficiently.
[0009]
Other aspects of the invention
Here, preferably, a work rotation drive device support device that supports the work rotation drive device so as to be movable in the horizontal direction, the work rotation drive device support device has a horizontal guide member extending in the horizontal direction, A horizontal static pressure gas bearing device which is horizontally guided by the horizontal guide member in a state where the work rotation drive device is connected and a static pressure gas is interposed between the guide surface of the horizontal guide member and It has. With this configuration, when the workpiece is moved in the horizontal direction during the grinding, the work rotation drive device support device is moved by the horizontal guide member in a state where the static pressure gas is interposed between the horizontal rotation guide member and the horizontal guide member. Since the influence of the unevenness of the guide surface of the horizontal guide member and the variation of the roundness of the rolling element is eliminated by being guided, it is possible to preferably prevent the grinding wheel from being slightly moved up and down with the horizontal movement. Therefore, the surface roughness on the ground plane of the work is further reduced, and a smooth plane can be obtained.
[0010]
Preferably, the grinding wheel driving device includes a rotating shaft to which the grinding wheel is attached, and a static pressure gas rotary bearing device that rotatably supports the rotating shaft via a static pressure gas. . In this way, compared to the case where the rotating shaft is rotatably supported by the ball bearings, the vibration of the grinding wheel due to the variation in the roundness of the rolling element is suitably suppressed, so that the workpiece in the grinding plane is The surface roughness is further reduced, and a smooth plane can be obtained.
[0011]
Preferably, the work rotation drive device includes a rotation shaft to which the work is detachably attached, and a static pressure gas rotary bearing device that supports the rotation shaft via a static pressure gas. . With this configuration, compared to the case where the rotating shaft is rotatably supported by the ball bearings, the vibration of the work due to the variation in the roundness of the rolling elements is suitably suppressed. The roughness is further reduced and a smooth plane can be obtained.
[0012]
Preferably, the grinding wheel feed drive device is provided on a feed screw device provided on a frame having a fixed position, and on a movable member fed by the feed screw device, and moves the vertical hydrostatic gas bearing device on its movable side. A piezoelectric actuator for moving the member in a direction parallel to the moving direction of the member. With this configuration, the vertical hydrostatic gas bearing device to which the grinding wheel driving device is connected, when the grinding wheel is cut in the vertical direction during grinding, moves the piezoelectric actuator from the state positioned by the feed screw device. Since the workpiece is moved while being used, the feeding amount is controlled with high positional accuracy, so that the surface roughness on the ground plane of the work is further reduced, and a smooth plane can be obtained.
[0013]
Also, preferably, in order to alleviate the uneven distribution of the surface pressure on the guide surface of the guide member due to the load of the grinding wheel driving device connected to the vertical static pressure gas bearing device, it is pulled up to the grinding wheel driving device. It is provided with a load balancing device for applying a thrust in the direction. With this configuration, the thrust in the direction in which the grindstone driving device is pulled up is applied from the load balancing device to the grindstone driving device connected to the vertical hydrostatic gas bearing device. Since it is made to approach the device, the uneven distribution of the surface pressure on the guide surface of the guide member is suitably reduced, and the vertical hydrostatic gas bearing device is reduced in size.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
[0015]
FIG. 1 is a front view of a vertical
[0016]
As shown in FIG. 4, for example, a vertical static pressure
[0017]
The above-mentioned vertical hydrostatic
[0018]
In order to feed the grindstone G toward the work W by a predetermined cutting amount when polishing the work W, a grindstone feed driving device 40 for feeding the grindstone G toward the work W in a direction parallel to its rotation axis, that is, in a vertical direction is provided. It is provided on the
[0019]
In the
[0020]
On the
[0021]
The work
[0022]
In the
[0023]
As described above, according to the present embodiment, the grindstone driving device support device (20, 22) that supports the
[0024]
Further, according to the present embodiment, the work rotation drive
[0025]
Further, according to the present embodiment, the
[0026]
Further, according to the present embodiment, the work
[0027]
Further, according to the present embodiment, the grindstone feed driving device 40 is provided on the
[0028]
Further, according to the present embodiment, in order to alleviate the uneven distribution of the surface pressure on the guide surface of the column (guide member) 20 due to the load of the grinding
[0029]
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other embodiments.
[0030]
For example, in the above-described embodiment, the
[0031]
In the above-described embodiment, the grinding wheel feeder 40 controls the cut amount of the grinding wheel G using the
[0032]
Further, in the vertical
[0033]
Although not illustrated one by one, the present invention is embodied with various changes without departing from the spirit thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a vertical rotary grinder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the vertical rotary grinding machine of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 1 for illustrating a section of a column in the vertical rotary grinding machine of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main part of the configuration of the vertical static pressure gas bearing device of FIGS. 1 to 3;
5 is a result of an experiment performed using the apparatus of the embodiment of FIG. 1 and shows a relationship between a feed amount of the grinding wheel G to the work W and a surface roughness of the work W.
6 is a result of an experiment performed using the apparatus of the embodiment in FIG. 1 and shows a relationship between the presence / absence of horizontal movement of the work W during grinding and the surface roughness of the work W. FIG.
[Explanation of symbols]
10: Vertical rotary grinding machine 20: Post (vertical guide member) (Wheel driving device support device)
22: Vertical static pressure gas bearing device (grinding wheel drive device support device)
30: Grinding wheel drive device 38: Static pressure gas rotary bearing device 40: Grinding wheel feed drive device 64: Work rotary drive device 66: Work rotary drive device support device 70: Horizontal direction static pressure gas bearing device 74: Static pressure gas rotary bearing device W: Work G: Grinding wheel
Claims (6)
前記砥石駆動装置支持装置は、前記回転軸心と平行な方向に延びる垂直方向案内部材と、前記砥石駆動装置が連結され、該案内部材の案内面との間に静圧気体を介在させた状態で該案内部材により垂直方向に案内される垂直方向静圧気体軸受装置とを有するものであることを特徴とする縦型ロータリ研削盤。A work rotation drive for rotating a work around a vertical rotation axis, a grinding wheel drive for rotating a grinding wheel around the vertical rotation axis to grind one surface of the work, and the grindstone A grinding wheel driving device supporting device that supports the driving device so as to be movable in a direction parallel to the rotation axis; and a grinding wheel feed driving device that feeds the grinding wheel toward the workpiece in a direction parallel to the rotation axis. A vertical rotary grinding machine,
The grinding wheel driving device supporting device is a state in which a vertical guide member extending in a direction parallel to the rotation axis, the grinding wheel driving device is connected, and a static pressure gas is interposed between the guide surface of the guiding member. And a vertical hydrostatic gas bearing device guided vertically by the guide member.
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JP2003051935A JP2004255550A (en) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | Vertical type rotary grinder |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009018394A (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Kuroda Precision Ind Ltd | Pressurizing device |
-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003051935A patent/JP2004255550A/en active Pending
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