JP2006326783A

JP2006326783A - 研削盤

Info

Publication number: JP2006326783A
Application number: JP2005156037A
Authority: JP
Inventors: Noritomo Jin; 典倫神; Homare Adachi; 誉安達
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: JP4819401B2

Abstract

【課題】ワーク交換時に研削後の付加加工をも行うことによって、生産効率を向上可能な研削盤を提供する。
【解決手段】Ｘ軸方向に移動可能な切込台９と、該切込台９上でＸ軸と直交するＺ軸方向に移動可能なテーブル８と、該テーブル８に固定され、Ｚ軸を回転軸としてワーク２を回転可能に支持可能な主軸台３と、該主軸台３に支持されたワーク２と対向する位置に設置され、ワークを研削する砥石４を備えた斜行砥石台１０と、ワークを把持可能なローダハンド１５ａ、１５ｂを備え、主軸台３のＺ軸方向への移動により主軸台３に支持されるワークを交換可能な機内ローダ装置６とを有した内面研削盤１において、機内ローダ装置６にバリ取り手段２０を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえばワークの内径部の加工等を行う研削盤に関する。

従来より、たとえばワークの円筒状内径部或いは円錐状内径部を加工する内面研削盤として、特許文献１に開示されているようなものが知られている。ここで、従来の内面研削盤７０について、図６を基に説明する。図６は、内面研削盤７０を上方から見た説明図である。
内面研削盤７０は、ベッド８２上に、Ｘ軸方向へとスライド移動可能なテーブル７１と、Ｘ軸に直交するＺ軸方向へとスライド移動可能な直行テーブル７４と、ワークの交換を行うためのローディング装置７８とを備えてなる。

テーブル７１上には、ワーク７２を掴んで回転する主軸台７３、及び加工したワーク７２の内径部の計測を行うための計測装置７７が、テーブル７１のスライド移動に連動可能に設置されている。また、直行テーブル７４上には、ワーク７２に形成される円錐面に平行な方向（Ｓ軸方向）に移動可能な斜行テーブル７５が設置されており、該斜行テーブル７５上には、ワーク７２を研削するためＺ軸に平行な回転軸を有する砥石７６、７６が組み付けられている。
一方、ローディング装置７８は、Ｚ軸方向へと移動可能な送り装置７９を備えたものであって、該送り装置７９に搭載されたローダアーム８０によりワーク７２の着脱を行う。

特開平１１−２７７３８３号公報

上述したような内面研削盤７０によってワーク７２を研削する加工を行うと、ワーク７２端面にバリが生じる。したがって、次工程としてバリ取り作業という付加加工が必要となる。従来では、このバリ取り作業は、手作業で行われることが多いため、非常に煩わしく、製品の生産効率の向上を阻害する要因となっている。また、バリ取りを自動で行う場合であっても、バリを取るための装置を別途必要とするため、バリ取り装置にて再びワークを位置決めしなければならなかったり、バリ取り装置を設置するためのスペースが必要になる等といった問題を抱えてしまう。

そこで、本発明は上述したような問題点に鑑みなされたものであって、ワーク交換時に研削後の付加加工をも行うことによって、生産効率を向上可能な研削盤を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、Ｘ軸方向に移動可能な切込台と、該切込台上でＸ軸と直交するＺ軸方向に移動可能なテーブルと、該テーブルに固定され、Ｚ軸を回転軸としてワークを回転可能に支持可能な主軸台と、該主軸台に支持されたワークと対向する位置に設置され、ワークを研削する研削手段を備えた研削装置と、ワークを把持可能な複数のローダハンドを備え、前記主軸台のＸ軸及び／又はＺ軸方向への移動により前記主軸台に支持されるワークを交換可能なワーク交換手段とを有した研削盤であって、前記ワーク交換手段に、研削手段による加工とは異なる付加加工を行うための付加加工手段を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、ワーク交換手段に、複数のローダハンド及び付加加工手段をＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、ワーク交換位置に位置する主軸台と対向する所定の旋回位置に前記複数のローダハンド及び付加加工手段を位置決め可能としたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の発明において、付加加工手段が、バリ取り手段であることを特徴とする。

本発明によれば、ワークを交換するためのワーク交換手段に付加加工手段を備えているため、ワークを交換する際、同時に付加加工をも行うことができる。したがって、付加加工を行うための別途装置等を必要とするものと比較して、製品の生産効率を向上させることができる上、設置スペースの省スペース化を図ることができる。
また、主軸台をＸ軸及び／又はＺ軸方向へと移動させることによりワークに対して付加加工を施すことができるため、付加加工手段側に専用の駆動装置等を設ける必要がなく、構造の簡素化・装置の低コスト化等を図ることができる。
さらに、請求項２の発明によれば、ワーク交換手段に、複数のローダハンド及び付加加工手段をＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、ワーク交換位置に位置する主軸台と対向する所定の旋回位置に複数のローダハンド及び付加加工手段を位置決め可能としている。したがって、各工程（付加加工、ワークの受け渡し）毎に、ワーク交換手段側での旋回動作に連動させて、主軸台をワーク交換位置にてＺ軸方向へのみ移動させるだけで、ワークに対する付加加工とワークの交換とを行うことができる、という非常に合理的な構成となっている。すなわち、付加加工を行うためのみのワークの位置決め動作等を省略できる上、ワークに対する付加加工やワーク交換に際する主軸台の位置決め動作を簡略化することができるため、生産効率の一層の向上を期待することができる。
加えて、請求項３の発明によれば、付加加工手段をバリ取り手段とすることで、従来、主に手作業により行っていた煩雑なバリ取り作業を自動で行うことができ、生産効率を極めて向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態となる研削盤について図面を基に説明する。尚、本実施形態では、研削盤をその一例である内面研削盤として説明する。

図１は、内面研削盤１を上方から見た説明図である。尚、図１において、Ｘ軸方向を左右方向とし、該Ｘ軸方向と直交する方向であるＺ軸方向を前後方向（図１左側を正面）として説明する。
内面研削盤１は、ベッド１２上に、Ｘ軸方向へとスライド移動可能に設置された切込台９と、Ｘ軸及びＺ軸で形成される平面において所定の傾斜方向となるＳ軸方向へとスライド移動可能に設置された斜行砥石台（研削装置）１０と、ワーク２の交換を行う機内ローダ装置（ワーク交換手段）６とを備えてなる。

切込台９は、ベッド１２上の正面側に設置されており、該切込台９の上面には、テーブル８がＺ軸方向へとスライド移動可能に備えられている。また、テーブル８上面には、主軸台３が搭載されている。したがって、主軸台３は、切込台９のＸ軸方向への移動及びテーブル８のＺ軸方向への移動により、前後左右に移動自在となっている。このような主軸台３の後方側先端には、ワーク２を把持可能なチャック７が備えられており、Ｚ軸に平行な軸線を回転軸として把持したワーク２を回転可能としている。尚、切込台９、テーブル８、及び主軸台３は、それぞれ内部に設けられた図示しないモータ等の駆動手段により動作（スライド動作や回転動作）可能となっている。

また、斜行砥石台１０は、正面側から見てベッド１２上の左側後方に設置されている。斜行砥石台１０には、Ｚ軸と平行な２つの内研軸５、５が設けられており、それぞれ回転によりワーク２を研削する砥石（研削手段）４を備えている。そして、該斜行砥石台１０のＳ軸方向への移動により、ワーク２に対する円錐加工を可能としている。尚、斜行砥石台１０、内研軸５、５は、それぞれ内部に設けられた図示しないモータ等の駆動手段により動作（スライド動作や回転動作）可能となっている。

一方、正面側から見てベッド１２上の右側後方には、研削後のワークを機外（研削盤外）へと排出するとともに、機外から供給される研削前のワークを主軸台３のチャック７へと取り付けるための機内ローダ装置６が設置されている。機内ローダ装置６は、Ｚ軸と平行な軸線を中心として旋回可能なローダアーム１４を備えており、該ローダアーム１４の正面側には、研削前のワークを把持するローダハンド１５ａと、主軸台３から研削後のワークを受け取るローダハンド１５ｂとが設けられている。尚、ローダアーム１４等は、機内ローダ装置６内に設けられた図示しないモータ等からなる駆動手段により動作可能となっている。

また、ローダアーム１４には、図２に示されるような、バリ取りブラシ２１を備えたバリ取り手段（付加加工手段）２０が取り付けられている。バリ取り手段２０は、バリ取りブラシ２１をローダアーム１４の正面側へと突出するように取り付けられたフレーム部材２２の先端側に固着したものであって、ローダハンド１５ｂに隣接設置されている。また、バリ取り手段２０は、バリ取りブラシ２１の先端と、ローダハンド１５ａやローダハンド１５ｂに把持されるワークの先端（主軸台３への取付側）とが、ローダアーム１４の旋回軸を中心とする略同心円周上に位置するように設けられている。

ここで、上述の如く構成された内面研削盤１によるワーク２の研削加工について、図３を基に説明する。図３は、研削加工におけるワーク２と砥石４との関係を示した拡大説明図である。
まず、切込台９をＸ軸方向へとスライド移動させるとともにテーブル８をＺ軸方向へとスライド移動させ、主軸台３（ワーク２）をいずれか一方の砥石４の正面側（加工位置）に位置させる。そして、図３（ａ）に示す如く、Ａ方向へと切込台９をスライド移動させることで、ワーク２に対して切り込みを与え、ワーク２の内径部を加工する。また、ワーク２に対して円錐加工を行う場合には、図３（ｂ）に示す如く、切込台９をＡ方向へと、テーブル８をＢ方向へとそれぞれスライド移動させながら研削すればよい。

以上のようにして、研削加工を行うと、ワーク２の加工端面に研削加工によるバリが生じる。そこで、後述の如くして、機内ローダ装置６により、ワーク２のバリ取りを行った後、研削後のワークと研削前のワークとを交換する。
該バリ取り工程及びワーク交換工程について、図４及び図５を基に説明する。図４及び図５は、ワーク２のバリ取り及びワークの交換を示した説明図であり、（ａ１）〜（ａ４）は正面側から、（ｂ１）〜（ｂ４）は右側面側からそれぞれ機内ローダ装置６を見た説明図である。

まず、図４（ａ１）及び（ｂ１）に示されているように、ローダアーム１４を旋回して、初期位置に位置させる。該初期位置にて、ローダハンド１５ａは、機外から研削前のワークを受け取る。また、略同位置にて、ローダハンド１５ｂは、前回の交換にて主軸台３から受け取った研削後（バリ取り後）のワークを機外へと排出する。尚、この動作は、主軸台３のチャック７に把持されているワーク２に対する研削加工中に行われる。

そして、ワーク２に対する研削加工が終了すると、図４（ａ２）及び（ｂ２）に示されているように、ローダアーム１４をバリ取り位置へと旋回移動させるとともに、テーブル８及び切込台９をスライド移動させて主軸台３をワーク交換位置へと移動させる。尚、バリ取り位置とは、ワーク交換位置にあるワーク２（チャック７）とバリ取りブラシ２１とが対峙する位置であって、テーブル８のＺ軸方向へのスライド移動によりワーク２をバリ取りブラシ２１に押し付け可能となる位置である。
そして、該位置にて、ワーク２を回転させながらバリ取りブラシ２１に押し付け、ワーク２の加工端面に生じたバリを取り除く。その後、バリ取り作業が終了すると、テーブル８をスライド移動させて、ワーク２をバリ取りブラシ２１から退避させる。

このようにしてバリ取り作業が終了し、ワーク２が退避すると、図５（ａ３）及び（ｂ３）に示されているように、ローダアーム１４を更に旋回させてワーク受け取り位置へと移動させる。該ワーク受け取り位置とは、ローダハンド１５ｂとワーク交換位置にあるワーク２（チャック７）とが対峙する位置である。そして、テーブル８をＺ軸方向へとスライド移動させて、チャック７に把持されているバリ取り後のワーク２をローダハンド１５ｂへと渡した後、再びテーブル８をスライド移動させて主軸台３を退避させる。

その後、図５（ａ４）及び（ｂ４）に示されているように、さらにローダアーム１４を旋回させてワーク受け渡し位置へと移動させる。該ワーク受け渡し位置とは、ローダハンド１５ａとワーク交換位置にあるチャック７とが対峙する位置である。そして、テーブル８をＺ軸方向へとスライド移動させて、ローダハンド１５ａが把持する研削前のワークをチャック７へと渡す。その後、主軸台３を加工位置へと戻して新たなワークに対する研削加工を行うとともに、ローダアーム１４を初期位置へと旋回移動させ、上述の如く、研削前のワークの受け取り及び研削後のワークの排出を行う。
以上のようにして、内面研削盤１は、ワーク２のバリ取り及びワークの交換を行う。尚、ワーク２に対する内径部等の加工、バリ取り、及びワーク交換に係る動作は、図示しない制御装置（制御手段）により制御されている。

上述の如く構成される内面研削盤１によれば、ワークを交換するための機内ローダ装置６にバリ取り手段２０を備えているため、ワークを交換する際にバリ取り作業をも行うことができる。したがって、別途バリ取り装置等を必要とするものと比較して、製品の生産効率を向上させることができる上、設置スペースの省スペース化を図ることができる。

また、主軸台３をＺ軸方向へとスライド移動させることによりワーク２のバリ取りを行うことができるため、バリ取り手段等に専用の駆動装置等を設ける必要がなく、構造の簡素化・装置の低コスト化等を図ることができる。

さらにまた、機内ローダ装置６において、ローダアーム１４を旋回可能に設けるとともに、ローダハンド１５ａ、１５ｂとバリ取りブラシ２１とを旋回軸を中心とした略同心円周上に設けている。したがって、各工程（バリ取り、研削後のワークの受け渡し、及び研削前のワークの受け渡し）毎の機内ローダ装置６側での旋回動作に連動させて、主軸台３をワーク交換位置にてＺ軸方向へとスライド移動させるだけで、ワーク２のバリ取りとワークの交換とを行うことができる、という非常に合理的な構成となっている。すなわち、バリ取り作業を行うためのみのワークの位置決め動作を省略できる上、バリ取りやワーク交換に際する主軸台３の位置決め動作を簡略化することができるため、生産効率の一層の向上を期待することができる。

加えて、主軸台３をＸ軸方向及びＺ軸方向でスライド移動自在に設けているため、機内ローダ装置６にワークローディングのためのスライド機構等を設ける必要がなく、構造の簡素化・コンパクト化を実現することができる。

なお、本発明の研削盤の構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、研削盤、ワーク交換手段、付加加工手段等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施の形態では、研削盤をその一例である内面研削盤として説明したが、工具研削盤、平面研削盤、円筒研削盤、鏡面研削盤等といった他の研削盤であっても何ら問題はない。

また、上記実施の形態では、付加加工をその一例であるバリ取り作業とし、ワーク交換手段にバリ取り手段を備えているが、バリ取り手段ではなくて、ワークの表面を研磨する研磨手段や、バイト、エンドミル、ドリルといった研削とは別の加工を行うための工具を付加加工手段として備えても何ら問題はない。さらに、ワーク交換手段に、複数の付加加工手段（たとえば、バリ取り手段と、ドリル）を備えることも当然可能である。

さらにまた、上記実施の形態では、バリ取り手段として、フレーム部材にバリ取りブラシを固着した構成を採用しているが、バリ取りブラシをＺ軸方向に平行な軸を回転軸として回転可能に設けても良い。尚、バリ取り手段に限らず、エンドミル、ドリル等といった付加加工手段においても回転可能に構成することは当然可能である。

加えて、ワーク交換手段における構成要素を全て固定式とし（たとえば、同じ高さ位置にて、付加加工手段、及び２つのローダハンドを左右方向に並べて設ける）、主軸台側のＸ軸及びＺ軸方向へのスライド移動のみによりワークに対する付加加工及びワーク交換を行うような研削盤とすることも可能である。

内面研削盤を上方から見た説明図である。バリ取り手段を示した拡大説明図である。研削加工におけるワークと砥石との関係を示した拡大説明図である。ワークのバリ取り及びワークの交換を示した説明図であり、（ａ１）〜（ａ２）は正面側から、（ｂ１）〜（ｂ２）は右側面側からそれぞれ機内ローダ装置を見た説明図である。ワークのバリ取り及びワークの交換を示した説明図であり、（ａ３）〜（ａ４）は正面側から、（ｂ３）〜（ｂ４）は右側面側からそれぞれ機内ローダ装置を見た説明図である。従来の内面研削盤を示した説明図である。

符号の説明

１・・内面研削盤、２・・ワーク、３・・主軸台、４・・砥石、５・・内研軸、６・・機内ローダ装置、７・・チャック、８・・テーブル、９・・切込台、１０・・斜行砥石台、１２・・ベッド、１４・・ローダアーム、１５ａ、１５ｂ・・ローダハンド、２０・・バリ取り手段、２１・・バリ取りブラシ、２２・・フレーム部材。

Claims

Ｘ軸方向に移動可能な切込台と、該切込台上でＸ軸と直交するＺ軸方向に移動可能なテーブルと、該テーブルに固定され、Ｚ軸を回転軸としてワークを回転可能に支持可能な主軸台と、該主軸台に支持されたワークと対向する位置に設置され、ワークを研削する研削手段を備えた研削装置と、ワークを把持可能な複数のローダハンドを備え、前記主軸台のＸ軸及び／又はＺ軸方向への移動により前記主軸台に支持されるワークを交換可能なワーク交換手段とを有した研削盤であって、
前記ワーク交換手段に、研削手段による加工とは異なる付加加工を行うための付加加工手段を備えたことを特徴とする研削盤。
ワーク交換手段に、複数のローダハンド及び付加加工手段をＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、ワーク交換位置に位置する主軸台と対向する所定の旋回位置に前記複数のローダハンド及び付加加工手段を位置決め可能としたことを特徴とする請求項１に記載の研削盤。
付加加工手段が、バリ取り手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の研削盤。