JP2007105849A - 研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】より効率良くポスト計測を行うことができ、加工時間の短縮、加工効率の向上等を実現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３と、該切込台３上でＺ軸方向に移動可能なテーブル６と、該テーブル６に固定され、ワーク８を回転可能に支持可能な主軸台７と、ワーク８を研削する斜行砥石台４と、ワーク８を把持可能なローダハンド１３ａ、１３ｂを備えた機内ローダ装置５と、ワーク８の研削部を測定する計測装置１４とを有する内面研削盤１において、計測装置１４を、ローダハンド１３ｂに研削加工済のワーク８を把持させた状態で、該研削加工済のワーク８の研削部を測定可能に設けた。また、計測装置１４において、測定子を備えた測定ヘッドを、測定を行う測定位置と機内ローダ装置５の旋回動作の邪魔とならない退避位置との間で移動自在に設けた。
【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４を基に説明する。
図４は、内面研削盤７０を上方から見た説明図である。尚、Ｘ軸方向を内面研削盤７０の左右方向として、Ｚ軸方向を前後方向（図４左側を内面研削盤７０の正面側）として説明する。また、Ｘ軸及びＺ軸と直交する垂直軸をＹ軸とする。

内面研削盤７０は、ベッド８２上に、Ｘ軸方向へとスライド可能な切込台７１と、ＸＺ平面内においてＸ軸から所定の角度だけ傾斜した傾斜方向（Ｓ軸方向）へ移動可能な斜行砥石台７５とを備えてなるものである。切込台７１上には、テーブル７４がＺ軸方向へとスライド可能に設置されているとともに、加工したワーク７２の内径部を計測するための測定子７９を備えた計測装置７７が、ＹＺ平面内で退避位置（図４において二点鎖線で示す）と測定位置（図４において実線で示す）との間を旋回可能に設置されている。また、テーブル７４上には、ワーク７２を掴んで回転する主軸台７３が設けられている。一方、斜行砥石台７５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。尚、７８は、ワークを交換するためのローディング装置であって、ローダアーム８０、８０によりワークの着脱・交換を行う。

特開２００５−０２２０５３号公報

以上のような内面研削盤７０により、加工したワーク７２の内径部を測定する方法としては、砥石７６とともに測定子７９を内径部へと挿入して加工を行いながら測定をも行うインプロセス計測と、加工終了後に測定子７９による測定を行うポスト計測とがある。このうち、ポスト計測は、ワーク７２に設けられる内径部の径が小さい場合といったように、砥石７６と測定子７９とを同時に内径部へと挿入できないような場合に行われる。

ここで、上述の如き内面研削盤７０を用いたポスト計測について図５を基に説明する。図５は、計測装置７７によりワーク７２の内径を計測する様子を内面研削盤７０の右側面から見た説明図である。
（ａ）ワーク７２に対する加工が終了すると、テーブル７４をＺ軸方向にスライドさせて砥石７６（加工位置）から退避させる。尚、ワーク７２に対する加工を行っている際、計測装置７７は、退避位置に位置させておく。
（ｂ）テーブル７４を十分に退避させると、計測装置７７をＹＺ平面内で旋回移動させて測定位置に位置させる。
（ｃ）再び、テーブル７４を測定位置までＺ軸方向にスライドさせ、計測装置７７に備えられた測定子７９をワーク７２の内径部へと挿入させながら、測定子７９による内径部の測定を行う。
（ｄ）測定が終了すると、さらにテーブル７４をＺ軸方向へのスライドにより測定位置から退避させる。尚、テーブル７４退避後、計測装置７７も退避位置へと旋回移動させ、図５（ａ）に示すような状態とする。
以上のようにして、ポスト計測は行われる。

一般的に、ポスト計測は、インプロセス計測と比較して加工後に測定を行うためトータルとしての加工時間（加工そのものにかかる時間だけではなく、測定や交換等を含む時間）が長くなってしまう。それに加えて、上述したような内面研削盤７０による測定では、加工終了後、ワーク７２を主軸台７３に装着した状態のまま行われるため、加工時間が更に長くなり、加工効率が一層悪くなってしまうという問題がある。

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、より効率良くポスト計測を行うことができ、加工時間の短縮、加工効率の向上等を実現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、研削加工済のワークの研削部を測定する計測装置とを有する研削盤であって、前記計測装置を、前記ローダハンドに研削加工済のワークを把持させた状態で、該研削加工済のワークの研削部を測定可能に設け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、計測装置は、測定子を備えた測定ヘッドを、研削部の測定を行う測定位置とワーク交換手段の動作の邪魔とならない退避位置との間で移動自在に設けてなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の発明において、ワーク交換手段に、複数のローダハンドをＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、該旋回動作によって、研削加工済のワークを把持するローダハンドを、所定の測定位置に旋回位置決め可能とする一方、計測装置は、測定ヘッドを所定の測定位置へと移動させて、ワークの研削部を測定することを特徴とする。

本発明によれば、ワークの研削部の測定を、ローダハンドに把持させた状態で行うため、内径部の測定を行っている間に、別のワークに対する加工を行うことができ、ポスト計測を行うにも拘わらずトータルとしての加工時間を大幅に短縮することができる。また、研削盤に計測装置を設置することにより、計測装置を別途隣接設置するような構成と比較して、ワークの段取り回数を減らすことができ、製品の生産効率の更なる向上を図ることができる上、設置スペースの省スペース化等も図ることができる。
また、請求項２の発明によれば、測定子を備えた測定ヘッドを、研削部の測定を行う測定位置とワーク交換手段の動作の邪魔とならない退避位置との間で移動自在としている。したがって、たとえワーク交換手段の近傍に計測装置を設置したしたとしても、測定ヘッドを退避位置に位置させておけば、ローダアーム等の旋回動作を邪魔することがなく、非常に使い勝手が良い。
さらに、請求項３の発明によれば、ワーク交換手段に、複数のローダハンドをＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、該旋回動作によって、研削加工済のワークを把持するローダハンドを、所定の測定位置に旋回位置決め可能とする一方、計測装置は、測定ヘッドを所定の測定位置へと移動させて、ワークの研削部を測定するような構成としている。したがって、非常に合理的な構成となっており、測定に係る構成の簡素化や測定時間の一層の短縮化等を図ることができる。

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。また、Ｘ軸及びＺ軸と直交する垂直軸をＹ軸とする。
内面研削盤１は、ベッド２上に、Ｘ軸方向へとスライド可能に設置された切込台３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可能に設置された斜行砥石台（研削装置）４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）５とを備えてなる。

切込台３は、ベッド２上の正面側に設置されており、該切込台３の上面には、テーブル６がＺ軸方向へとスライド可能に備えられている。また、テーブル６上面には、主軸台７が搭載されている。したがって、主軸台７は、切込台３のＸ軸方向への移動及びテーブル６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７の後方端には、ワーク８を把持可能なチャック９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８を回転可能としている。尚、切込台３、テーブル６、及び主軸台７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４は、正面側から見てベッド２上の左側後方に設置されている。斜行砥石台４には、Ｚ軸と平行に２つの内研軸１０、１０が設けられており、各内研軸１０には、回転によりワーク８を研削する砥石（研削手段）１１がそれぞれ備えられている。そして、該斜行砥石台４のＳ軸方向への移動により、ワーク８に対する円錐加工等を可能としている。尚、斜行砥石台４、内研軸１０、１０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２上の右側後方には、研削後の製品ワークを機外（内面研削盤１外）へと排出するとともに、機外から供給される研削前の素材ワークを主軸台７のチャック９へと取り付けるための機内ローダ装置５が設置されている。機内ローダ装置５は、Ｚ軸と平行な軸線を中心として（ＸＹ平面内で）旋回可能なローダアーム１２を備えており、該ローダアーム１２の正面側には、素材ワーク８ａ（図２及び３に示す）を把持するローダハンド１３ａと、主軸台７から製品ワーク８ｂ（図２及び３に示す）を受け取るローダハンド１３ｂとが設けられている。尚、ローダアーム１２等は、機内ローダ装置５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、機内ローダ装置５には、製品ワーク８ｂに設けられた内径部を測定するための計測装置（測定手段）１４が設置されている。計測装置１４には、測定子１６を備えた測定ヘッド１５が設けられている。該測定ヘッド１５は、内径部の測定を行う測定位置Ｑ（図３に示す）と、該測定位置よりも前方となる退避位置との間をスライド（Ｚ軸方向と平行）自在に設けられている。尚、測定位置Ｑは、ローダハンド１３ｂに把持された製品ワーク８ｂが描く円周上における所定位置に設定されている。つまり、機内ローダ装置５は、ローダアーム１２の旋回動作によって、ローダハンド１３ｂに把持した製品ワーク８ｂを測定位置に位置決めすることができる。また、図１において測定ヘッド１５の前方側に描かれる不連続線は、測定ヘッド１５の退避位置を示している。

このように構成される内面研削盤１では、まず、切込台３をＸ軸方向へとスライドさせるとともにテーブル６をＺ軸方向へとスライドさせ、主軸台７（ワーク８）をいずれか一方の砥石１１の正面側（加工位置）に位置させる。そして、主軸台７のＸ軸及びＺ軸方向へのスライドや、斜行砥石台４のＳ軸方向へのスライド等を制御するとともに、ワーク８、砥石１１をそれぞれ回転制御して、ワーク８に対する研削加工を行う。

以上のような研削加工に付随して、内面研削盤１では、機内ローダ装置５によって製品ワーク８ｂの内径部の測定や素材ワーク８ａと製品ワーク８ｂとの交換等を行う。ここで、機内ローダ装置５による製品ワーク８ｂの測定動作及び交換動作について、図２及び図３を基に説明する。図２及び図３は、製品ワーク８ｂの内径部の測定動作及び素材ワーク８ａと製品ワーク８ｂとの交換動作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５を見た説明図である。尚、図２及び３において、計測装置１４は、測定ヘッド１５が退避位置にある場合には二点鎖線にて、測定ヘッド１５が測定位置Ｑにある場合には実線にてそれぞれ示す。また、図３（ｂ３）においてローダハンド１３ａ、１３ｂを二点鎖線にて示したのは、ローダハンド１３ｂと計測装置１４とが重なるため、見づらくなることによる。

まず、機内ローダ装置５は、図２（ａ１）及び（ｂ１）に示すように、ローダアーム１２を旋回させ、ローダハンド１３ｂを受渡位置Ｐに位置させる。該受渡位置Ｐにて、ローダハンド１３ｂは、主軸台７から製品ワーク８ｂを受け取る。尚、ローダアーム１３ａは、予め素材ワーク８ａを把持しているものとする。また、計測装置１４の測定ヘッド１５は、退避位置に位置されている。

次に、図２（ａ２）及び（ｂ２）に示すように、ローダアーム１２を更に旋回させ、ローダハンド１３ａを受渡位置Ｐに位置させる。そして、該受渡位置Ｐにて、主軸台７のチャック９に素材ワーク８ａを把持させる。以降、主軸台７は加工位置へと戻り、素材ワーク８ａに対する加工が行われる。

主軸台７が加工位置へと戻り、素材ワーク８ａに対して加工を行っている間に、機内ローダ装置５は、図３（ａ３）及び（ｂ３）に示すように、ローダアーム１２を旋回させ、ローダハンド１３ｂ（すなわち、製品ワーク８ｂ）を測定位置Ｑに位置させる。ローダハンド１３ｂが測定位置Ｑに位置されると、計測装置１４は、測定ヘッド１５をＺ軸と平行にスライドさせて測定子１６を製品ワーク８ｂの内径部に挿入し、該内径部の測定を行う。

内径部の測定が終了すると、図３（ａ４）及び（ｂ４）に示すように、計測装置１４は、測定ヘッド１５がローダアーム１２の旋回動作の邪魔にならないよう、測定ヘッド１５を退避位置へと移動させる。測定ヘッド１５の退避後、機内ローダ装置５は、ローダアーム１２を旋回させて、ローダハンド１３ｂを搬送位置に位置させ、搬送装置１７により製品ワーク８ｂを機外へと排出する。尚、該測定の結果、測定値に異常がある（たとえば、内径に誤差以上の歪みが認められる等）と判定した場合には、その製品ワーク８ｂを不良品として機外に排出する。また、機内ローダ装置５は、製品ワーク８ｂの排出後、再びローダアーム１２を旋回させて、ローダハンド１３ａを搬送位置に位置させ、搬送装置１７から素材ワーク８ａを受け取るとともに、図２（ａ１）及び（ｂ１）に示すような状態に戻って、加工終了を待つ。
以上のようにして、製品ワーク８ｂの内径部の測定動作及び素材ワーク８ａと製品ワーク８ｂとの交換動作は行われる。尚、ワークに対する内径部等の加工、内径部の測定、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、製品ワーク８ｂの内径部の測定を、ローダハンド１３ｂに把持させた状態で行うため、内径部の測定を行っている間に、次の素材ワーク８ａに対する加工を行うことができ、トータルとしての加工時間を大幅に短縮することができる。また、内面研削盤１（本実施例では、機内ローダ装置５）に、計測装置１４を設置することにより、計測装置を別途隣接設置するような構成と比較して、製品ワーク８ｂの段取り回数を減らすことができ、製品の生産効率の更なる向上を図ることができる上、設置スペースの省スペース化等も図ることができる。

さらに、ローダアーム１２の旋回動作により、ローダハンド１３ｂに把持された製品ワーク８ｂを測定位置Ｑに位置決め可能としているため、非常に合理的な構成となっており、測定に係る構成の簡素化や測定時間の短縮化等を図ることができる。
加えて、測定子１６を備えた測定ヘッド１５を、Ｚ軸と平行にスライド可能とすることで、退避位置と測定位置Ｑとの間を移動自在としている。したがって、たとえ機内ローダ装置５に計測装置１４を設置したとしても、測定ヘッド１５を退避位置に位置させておけば、ローダアーム１２の旋回動作を邪魔することがなく、非常に使い勝手が良い。

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、計測装置等の構成を、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。また、測定方法に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

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、計測装置において、測定ヘッドをＺ軸に平行に動作可能としているが、たとえばＸ軸方向やＹ軸方向にスライド可能としてもよいし、従来の如く旋回動作により退避位置から測定位置へと移動するような構成とすることも当然可能である。さらに、上記実施の形態では、機内ローダ装置（ワーク交換手段）に計測装置を設置しているが、計測装置をベッド上であって機内ローダ装置に隣接した位置に設置してもよい。
加えて、ローダアームやローダハンドをＺ軸方向等にスライド可能としたり、計測装置をベッドに固定する場合には機内ローダ装置自体を移動可能に構成して、製品ワークを測定ヘッドに対し近接・離隔させることにより、内径の測定を行うように構成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。 製品ワークの内径部の測定動作及びワークの交換動作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。 製品ワークの内径部の測定動作及びワークの交換動作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。 内面研削盤を上方から見た説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、計測装置によりワークの内径を計測する様子を内面研削盤の右側面から見た説明図である。

符号の説明

１・・内面研削盤、２・・ベッド、３・・切込台、４・・斜行砥石台、５・・機内ローダ装置、６・・テーブル、７・・主軸台、８・・ワーク、８ａ・・素材ワーク、８ｂ・・製品ワーク、９・・チャック、１０・・内研軸、１１・・砥石、１２・・ローダアーム、１３ａ、１３ｂ・・ローダハンド、１４・・計測装置、１５・・測定ヘッド、１６・・測定子、１７・・搬送装置。

Claims (3)

1. 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、研削加工済のワークの研削部を測定する計測装置とを有する研削盤であって、
   前記計測装置を、前記ローダハンドに研削加工済のワークを把持させた状態で、該研削加工済のワークの研削部を測定可能に設けたことを特徴とする研削盤。
2. 計測装置は、測定子を備えた測定ヘッドを、研削部の測定を行う測定位置とワーク交換手段の動作の邪魔とならない退避位置との間で移動自在に設けてなることを特徴とする請求項１に記載の研削盤。
3. ワーク交換手段に、複数のローダハンドをＺ軸に平行な軸を旋回軸として旋回可能に備え、該旋回動作によって、研削加工済のワークを把持するローダハンドを、所定の測定位置に旋回位置決め可能とする一方、
   計測装置は、測定ヘッドを所定の測定位置へと移動させて、ワークの研削部を測定することを特徴とする請求項２に記載の研削盤。

Images