JP2009095911A - 旋回装置およびそれを備えた円筒研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】加工抵抗によって旋回台に旋回モーメントが作用しない旋回装置およびそれを備えた円筒研削盤を提供する。
【解決手段】複数の工具軸を設けた旋回台２３を旋回軸２２を中心に旋回可能に設けた旋回装置において、複数の工具軸に支持された各工具が、これら工具による加工時に発生する加工反力の方向が旋回軸の回転中心を向くように配置されている。工具は、例えば、旋回台の周りに設けられた砥石保持手段３３、３４に両持ちで支持されたプランジ加工用円筒砥石２７、２８からなり、プランジ加工用円筒砥石の研削面２７ａ、２８ａが、研削面に直交する面に旋回軸の回転中心が含まれるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の工具軸を有する旋回台を旋回可能に設けた旋回台およびそれを備えた円筒研削盤に関するものである。

複数の砥石を支持した砥石軸を有する砥石台（旋回台）を旋回可能に設け、砥石台を旋回機構によって所定の角度位置に旋回させ、複数の砥石によって工作物に各種研削加工を行えるようにした工程集約型の円筒研削盤として、例えば、特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特許文献１に記載された円筒研削盤は、砥石軸の一端に平砥石（Ｇ１）を、他端にアンギュラ砥石（Ｇ２）を取付け、平砥石による研削加工の場合には、砥石軸がテーブルの送り方向と平行となるように砥石台を中心軸（１３）を中心にして所定角度旋回させ、アンギュラ砥石による研削加工の場合には、アンギュラ砥石の砥石面がテーブルの送り方向と平行となるように砥石台を中心軸を中心にして所定角度旋回させるようになっている。
特開２０００−１０８０２６号公報

この種の円筒研削盤においては、平砥石およびアンギュラ砥石によって工作物を研削加工する際に、平砥石およびアンギュラ砥石の各研削面に直角な方向に研削抵抗が作用するが、それら研削抵抗の方向と砥石台の中心軸とがオフセットされているため、研削抵抗によって砥石台に中心軸を中心とした旋回モーメントが作用する。この種の円筒研削盤においては、砥石台を旋回する旋回機構が、モータによって駆動されるウォーム・ウォームホィール機構によって構成されているため、研削抵抗による旋回モーメントに耐え得るようにするためには、砥石台を所定の角度位置でブレーキ手段等によって固定することが必要となる。

このために、砥石台を工作物の加工工程の途中で旋回するような場合には、ブレーキ手段が効くまでに時間を要するため、サイクルタイムが増長してしまうとともに、ブレーキ手段を配置するスペースを確保するために、砥石軸位置がベッド上面より高い位置になってしまい、モーメント剛性が低下して、研削抵抗により砥石台が傾きやすくなる。しかも、旋回機構へのブレーキ手段の組込みにより、旋回する砥石台の重量が大きくなるため、イナーシャも大きくなり、より負荷トルクの高いモータを選定しなければならない問題があった。

本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、加工抵抗によって旋回台に旋回モーメントが作用しない旋回装置およびそれを備えた円筒研削盤を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る旋回装置の発明の特徴は、複数の工具軸を設置した旋回台を旋回軸を中心に旋回可能に設けた旋回装置において、前記複数の工具軸に支持された各工具が、これら工具による加工時に発生する加工反力の方向が前記旋回軸の回転中心を向くように配置されたことである。

請求項２に係る旋回装置の発明の特徴は、請求項１において、前記工具軸は、砥石軸であり、前記工具は、円筒砥石であることである。

請求項３に係る旋回装置の発明の特徴は、請求項２において、前記円筒砥石の少なくとも一方は、前記旋回台の周りに設けられた砥石保持手段に両持ちで支持されたプランジ加工用円筒砥石であり、該プランジ加工用円筒砥石の研削面に直交する面に前記旋回軸の回転中心が含まれるように前記プランジ加工用円筒砥石が配置されていることである。

請求項４に係る旋回装置の発明の特徴は、請求項２または請求項３において、前記旋回台の前記円筒砥石の外周面と相対する部分に凹部が設けられていることである。

請求項５に係る旋回装置の発明の特徴は、請求項２ないし請求項４の何れか１項において、前記円筒砥石の少なくとも一方は、アンギュラ円筒砥石であり、該アンギュラ円筒砥石の研削面に直交する面に前記旋回軸の回転中心が含まれるように前記アンギュラ円筒砥石が配置されていることである。

請求項６に係る旋回装置の発明の特徴は、請求項５において、前記アンギュラ砥石は、前記旋回台に前記アンギュラ砥石の回転軸線方向に位置調整可能に取付けられた砥石軸ユニットに支持され、該砥石軸ユニットを前記アンギュラ砥石の径の変化に応じて位置調整する位置調整機構を備えていることである。

請求項７に係る円筒研削盤の発明の特徴は、請求項２ないし請求項６の何れか１項に記載の旋回装置を備えていることである。

請求項１に係る旋回装置の発明によれば、複数の工具軸に支持された各工具が、これら工具による加工時に発生する反力の方向が旋回軸の回転中心を向くように配置されているので、工具による加工時に発生する加工反力によって、旋回台に旋回軸を中心とする旋回モーメントがほとんど発生せず、これにより、従来のように旋回台を大きな力で固定する必要がない。従って、例えば、旋回台の旋回にダイレクトドライブモータを使用する場合には、ダイレクトドライブモータのサーボロック機能を用いて旋回台を位置決め固定することもできる。

請求項２に係る旋回装置の発明によれば、工具軸は、砥石軸であり、工具は、円筒砥石であるので、円筒砥石による研削加工時に発生する研削抵抗によって、旋回台に旋回軸を中心とする旋回モーメントをほとんど発生しないようにすることができる。

請求項３に係る旋回装置の発明によれば、円筒砥石の少なくとも一方は、旋回台の周りに設けられた砥石保持手段に両持ちで支持されたプランジ加工用円筒砥石であり、プランジ加工用円筒砥石の研削面に直交する面に旋回軸の回転中心が含まれるようにプランジ加工用円筒砥石が配置されているので、円筒砥石による研削加工時に発生する研削抵抗は、旋回軸の中心に作用し、旋回台に発生する旋回モーメントを実質的にゼロにすることができる。しかも、円筒砥石が両持ちで支持されているので、砥石支持剛性を向上することができる。

請求項４に係る旋回装置の発明によれば、旋回台の円筒砥石の外周面と相対する部分に凹部が設けられているので、円筒砥石の外周の一部を凹部に侵入させることにより、円筒砥石の径が大きい場合でも、旋回台から砥石軸の中心位置までの距離（オーバハング量）が大きくなるのを抑制でき、砥石軸の支持剛性の低下を防止することができる。

請求項５に係る旋回装置の発明によれば、円筒砥石の少なくとも一方は、アンギュラ型円筒砥石であり、アンギュラ型円筒砥石の研削面に直交する面に旋回軸の回転中心が含まれるようにアンギュラ型円筒砥石が配置されているので、アンギュラ型円筒砥石による研削加工時に発生する研削抵抗によって、旋回台に旋回軸を中心とする旋回モーメントをほとんど発生しないようにすることができる。

請求項６に係る旋回装置の発明によれば、アンギュラ型円筒砥石は、旋回台にアンギュラ型円筒砥石の回転軸線方向に位置調整可能に取付けられた砥石軸ユニットに支持され、砥石軸ユニットをアンギュラ型円筒砥石の径の変化に応じて位置調整する位置調整機構を備えているので、アンギュラ型円筒砥石の径の変化に応じて砥石軸ユニットを位置調整することにより、アンギュラ型円筒砥石の径が変化しても、アンギュラ型円筒砥石の研削面に直交する方向に旋回軸の回転中心が一致することを維持することができる。

請求項７に係る円筒研削盤の発明によれば、請求項２ないし請求項６に記載の旋回装置を備えているので、円筒砥石による研削加工時に発生する研削抵抗によって、旋回台に旋回軸を中心とする旋回モーメントを発生しない円筒研削盤を容易に具現化することができる。

以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、砥石旋回装置２０を備えた円筒研削盤１０の全体を示すもので、当該円筒研削盤１０のベッド１１上には、工作物テーブル１２が水平なＺ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｚ軸サーボモータ７５によりＺ軸方向に移動されるようになっている。工作物テーブル１２上には主軸台１３と心押台１４とが対向して設置され、主軸台１３および心押台１４には工作物Ｗの両端を支持するセンタ１５、１６が設けられている。両センタ１５、１６にて支持された工作物Ｗは、主軸台１３に設置された主軸駆動モータ１７により図略の駆動金具を介して工作物テーブル１２の移動方向（Ｚ軸方向）と平行な軸線の回りに回転駆動されるようになっている。

また、ベッド１１上には、砥石テーブル１８が工作物テーブル１２の移動方向と直交する水平なＸ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｘ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に進退移動されるようになっている。砥石テーブル１８上には、砥石旋回装置２０が設置されている。

砥石旋回装置２０は、図２に示すように、砥石テーブル１８上に固定された支持台２１と、この支持台２１に旋回軸２２を中心にしてＢ軸（図１参照）の回りに水平面内で旋回可能に支持された旋回台２３を有している。旋回台２３には、図１に示すように、複数（２つ）の砥石軸２５，２６が互いに平行な水平軸線の回りに回転可能に支持され、これら砥石軸２５、２６に円筒砥石２７、２８が取付けられている。円筒砥石２７、２８は、砥石軸２５、２６に平行な研削面２７ａ、２８ａを有し、これら研削面２７ａ、２８ａに直交する面Ｓに旋回軸２２の回転中心が含まれるように、円筒砥石２７、２８が位置されている。

砥石旋回装置２０の旋回台２３は、平面から見て矩形状を呈している。旋回台２３の４つの側面のうち、対向する２つの側面３１、３２（以下、第１側面３１、第２側面３２という）には、第１および第２砥石保持手段３３、３４がそれぞれ設けられている。各砥石保持手段３３、３４は基本的に同じ構成であるので、以下、第１側面３１に設けられた第１砥石保持手段３３の構成について説明する。

旋回台２３の第１側面３１には、一対の軸受部３５、３６が水平方向に所定の間隔を有して設置され、これら軸受部３５、３６によって砥石軸２５が水平な軸線の回りに回転可能に両持ち支持されている。砥石軸２５は、旋回台２３が旋回軸２２を中心にして旋回された際に、工作物Ｗの回転軸線と平行となる角度位置で位置決めされるようになっている。

砥石軸２５は、一例として、図３に示すように、軸方向の中央部で分割かつ結合可能な２つの砥石軸部２５ａ、２５ｂによって構成され、一方の砥石軸部２５ａは、一方の軸受部３５に設けられたラジアル軸受３７によって回転可能かつ摺動可能に軸承されている。他方の砥石軸部２５ｂは、他方の軸受部３６に設けられたラジアル軸受３８およびスラスト軸受３９によって一方の砥石軸部２５ａと同一の軸線上に回転のみ可能に軸承されている。他方の砥石軸部２５ｂ上にはプーリ４１が取付けられ、このプーリ４１は、旋回台２３上に設置された砥石駆動モータ４２のモータ軸上に取付けられたプーリ４３とベルト４４を介して回転連結されている。

２つの砥石軸部２５ａ、２５ｂの各対向端部には、テーパ軸２５ａ１と、このテーパ軸２５ａ１に合致嵌合するテーパ穴２５ｂ１がそれぞれ形成され、これらテーパ軸２５ａ１とテーパ穴２５ｂ１とのテーパ嵌合および両軸部２５ａ、２５ｂの端面接合との二面拘束によって、２つの砥石軸部２５ａ、２５ｂが芯出し結合されるようになっている。テーパ軸２５ａ１とテーパ穴２５ｂ１は通常図略の結合手段によって一体結合されている。また、円筒砥石２７の交換時には、結合手段が解除されて２つの砥石軸部２５ａ、２５ｂが分離され、円筒砥石２７は、砥石軸部２５ａ、２５ｂが分離された状態で、それらの間より着脱可能となっている。

２つの砥石軸部２５ａ、２５ｂの一方（２５ｂ）には、フランジ部４５が設けられ、このフランジ部４５に砥石軸部２５ｂに嵌合された円筒砥石２７がボルト４６によって固定されるようになっている。この際、円筒砥石２７は、その研削面２７ａの幅方向の中心より研削面２７ａに直交する面Ｓに旋回台２３の旋回中心（旋回軸２２の回転中心）が一致する位置に保持されることが望ましい。

旋回台２３の第１側面３１には、円筒砥石２７に対応して凹部３１ａが形成され、この凹部３１ａに円筒砥石２７の外周の一部が侵入するようになっている。円筒砥石２７の外周の一部を旋回台２３の凹部３１ａに侵入させることにより、円筒砥石２７の径が大きい場合でも、旋回台２３の第１側面３１から砥石軸２５の中心位置までの距離、すなわち、オーバハング量が大きくなるのを抑制し、砥石軸２５の支持剛性の低下を防止するようにしている。

上記した一対の軸受部３５、３６、砥石軸２５、円筒砥石２７等によって、第１砥石保持手段３３を構成している。

旋回台２３の第２側面３２に設けられる第２砥石保持手段３４も上記した第１保持手段３３と同様に構成され、第２砥石保持手段３４に保持される円筒砥石２８は、その研削面２８ａの幅方向の中心より研削面２８ａに直交する面Ｓに旋回台２３の旋回中心（旋回軸２２の回転中心）が一致する位置に保持されている。言い換えれば、２つの円筒砥石２７、２８は、これら円筒砥石２７、２８によって工作物Ｗを研削加工する際に発生する研削抵抗Ｆ１、Ｆ２（図５参照）の方向が旋回軸２２の中心を向くように配置され、研削抵抗Ｆ１、Ｆ２によって旋回台２３に旋回軸２２回りの旋回モーメントが発生しないようにしている。

なお、第２砥石保持手段３４に保持された砥石軸２６は、旋回台２３上に設置された砥石駆動モータ４７により、ベルト伝動装置４８を介して回転されるようになっている。

本発明の実施の形態においては、工作物Ｗは、一例としてカムシャフトからなっており、カムシャフトＷには、円周上一部に凹部を有する凹カムＷａを軸線方向に間隔を有して複数備えている。カムシャフト上の凹カムＷａを荒研削加工する一方の円筒砥石２７は大径とされ、凹カムＷａを定められたプロフィルに仕上げ研削する他方の円筒砥石２８は小径とされ、これら大径および小径の２種類の円筒砥石２７、２８を用いて、凹カムＷａを高能率に研削加工できるようにしている。

砥石旋回装置２０の支持台２１には、図２に示すように、大径の円筒部２１ａが形成され、この大径円筒部２１ａの中心部に旋回軸２２が鉛直軸線方向に立設されている。旋回軸２２には、支持台２１に形成された小径円筒部２１ｂが嵌装固定されている。

支持台２１の大径円筒部２１ａには、クロスローラベアリング５１の外輪が旋回軸２２と同心的に固定され、このクロスローラベアリング５１の内輪に旋回台２３に連結された中間円筒部２３ａが連結され、旋回台２３はクロスローラベアリング５１を介して旋回軸２２を中心にして旋回可能に支持台２１に支持されている。支持台２１の大径円筒部２１ａと旋回台２３の中間円筒部２３ａとの間に形成された環状空間部には、ダイレクトドライブモータ５２が配設され、このダイレクトドライブモータ５２によって旋回台２３が旋回駆動されるようになっている。

ダイレクトドライブモータ５２は、旋回台２３の中間円筒部２３ａの外周に固着されたロータ５３と、支持台２１の大径円筒部２１ａの内周に固定されたステータ５４とによって構成されている。ロータ５３の外周には、平板状の永久磁石が複数接着され、これら永久磁石に対向してステータ５４の内周には複数のコイルが巻回され、コイルへの通電によって発生する磁束を永久磁石に作用させることにより、ロータ５３が回転され、旋回台２３が旋回される。

ダイレクトドライブモータ５２のロータ５３およびステータ５４は、上記した第１砥石保持手段３３と第２砥石保持手段３４を水平方向に結ぶ水平線上に配置されている。このように、旋回台２３を旋回する旋回駆動機構（ダイレクトドライブモータ５２）を、砥石保持装置３３、３４の中間部に配設することにより、旋回台２３の高さ寸法を小さくすることができ、砥石保持装置３３、３４に保持された円筒砥石２７、２８による研削加工時に作用する研削抵抗Ｆ１、Ｆ２によって、支持台２１に対する旋回台２３の倒れ（傾き）を抑制できるようになっている。

ダイレクトドライブモータ５２のロータ５３の回転によって旋回される旋回台２３の旋回角度は、支持台２１に設置されたエンコーダ５５によって検出される。旋回台２３はエンコーダ５５の検出信号に基づいて、ブレーキ手段５６によって所定の角度位置に固定されるようになっている。

ブレーキ手段５６は、支持台２１の小径円筒部２１ｂと旋回台２３の中間円筒部２３ａとの間に形成された環状空間部に配設され、支持台２１側に形成されたブレーキ用シリンダ５７と、このブレーキ用シリンダ５７に上下方向に摺動可能に嵌装されたピストン５８と、中間円筒部２３ａに固定された摩擦板５９とによって構成されている。そして、ピストン５８と中間円筒部２３ａのフランジ部との間で、摩擦板５９を挟持することにより、旋回台２３を所定の角度位置に固定できるようになっている。

なお、工作物テーブル１２に設置された主軸台１３には、図１に示すように、円筒砥石２７、２８をツルーイングするためのツルーイング工具６７を備えたツルーイング装置６８が配設されている。ツルーイング装置６８は、砥石軸２５、２６をＺ軸と平行に位置決めした状態で、砥石テーブル１８のＸ軸方向の切込み前進と、工作物テーブル１２のＺ軸方向のトラバースによって、円筒砥石２７、２８の各研削面２７ａ、２８ａをツルーイングするようになっている。

円筒研削盤１０を制御する数値制御装置６０は、図４に示すように、中央処理装置６１と、種々の制御値およびプログラムを記憶するメモリ６２と、インターフェィス６３、６４とによって主に構成されている。メモリ６２には、研削加工サイクルを実行するに必要なデータ等が記憶されている。数値制御装置６０には、入力装置６５を介して各種のデータが入力されるようになっており、入力装置６５は、データの入力を行うためのキーボード、データの表示を行う表示装置を備えている。

数値制御装置６０は、Ｘ軸モータ駆動ユニット７０を介して砥石テーブル１８をＸ軸方向へ移動させるＸ軸サーボモータ７１に駆動信号を与えるようになっており、Ｘ軸サーボモータ７１に取付けられたエンコーダ７２がＸ軸サーボモータ７１の回転位置、すなわち、砥石テーブル１８のＸ軸方向位置をＸ軸モータ駆動ユニット７０および数値制御装置６０へ送出するように構成されている。また、数値制御装置６０は、Ｚ軸モータ駆動ユニット７４を介して工作物テーブル１２をＺ軸方向へ移動させるＺ軸サーボモータ７５に駆動信号を与えるようになっており、Ｚ軸サーボモータ７５に取付けられたエンコーダ７６がＺ軸サーボモータ７５の回転位置、すなわち、工作物テーブル１２のＺ軸方向位置をＺ軸モータ駆動ユニット７４および数値制御装置６０へ送出するように構成されている。

さらに、数値制御装置６０は、Ｂ軸モータ駆動ユニット７８を介して旋回台２３をＢ軸の回りに旋回させるダイレクトドライブモータ５２に駆動信号を与えるようになっており、ダイレクトドライブモータ５２に連結されたエンコーダ５５がダイレクトドライブモータ５２の回転位置、すなわち、旋回台２３の旋回位置をＢ軸モータ駆動ユニット７８および数値制御装置６０へ送出するように構成されている。

次に、上記のように構成された第１の実施の形態における動作を説明する。図１に示すように、砥石旋回装置２０の各砥石保持装置３３、３４に保持された２つに円筒砥石２７、２８の一方、すなわち、荒研削用の円筒砥石２７に、工作物（カムシャフト）Ｗ上の１つの加工部（凹カム部）Ｗａが対応するＺ軸方向位置に工作物テーブル１２が位置決めされた状態で、研削加工サイクルの開始が指令される。かかる研削加工サイクル開始指令に基づいて、砥石軸２５が砥石駆動モータ４２によって回転駆動されるとともに、主軸台１３と心押台１４のセンタ１５、１６にて両端を支持された工作物Ｗが主軸駆動モータ１７によって回転駆動される。

続いて、砥石テーブル１８がＸ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に前進され、図５（Ａ）に示すように、荒研削用の円筒砥石２７によって工作物Ｗの加工部Ｗａをプランジ加工によって荒研削加工する。加工部Ｗａの荒研削加工が終了すると、砥石テーブル１８がＸ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に後退されるとともに、工作物テーブル１２がＺ軸サーボモータ７５によりＺ軸方向に所定量インデックスされ、次の加工部Ｗａが円筒砥石２７に対応する位置に位置決めされる。その状態で、再び砥石テーブル１８がＸ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に前進され、荒研削用の円筒砥石２７によって次の加工部Ｗａをプランジ加工によって荒研削加工する。

かかる工作物Ｗの加工部Ｗａをプランジ加工によって荒研削加工する際、荒研削用の円筒砥石２７に作用する研削抵抗Ｆ１は、旋回軸２２の中心を向くように作用するため、研削抵抗Ｆ１によって旋回台２３に旋回軸２２回りの旋回モーメントが発生しない。

工作物Ｗの加工部Ｗａの荒研削加工が終了すると、砥石テーブル１８がＸ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に後退され、次いで、数値制御装置６０の指令に基づいて、砥石テーブル１８上の旋回台２３がダイレクトドライブモータ５２によりＢ軸（旋回軸２２）の回りに１８０°旋回され、砥石旋回装置２０上の仕上げ研削用の円筒砥石２８を支持した砥石軸２６が工作物Ｗの回転軸線に平行になる角度位置に位置決めされる。

続いて、砥石テーブル１８がＸ軸サーボモータ７１によりＸ軸方向に前進され、図５（Ｂ）に示すように、仕上げ研削用の円筒砥石２８によって工作物Ｗの加工部Ｗａを順次プランジ加工によって仕上げ研削加工し、工作物Ｗの研削加工が終了する。この際においても、仕上げ研削用の円筒砥石２８に作用する研削抵抗Ｆ２は、旋回軸２２の中心を向くように作用するため、研削抵抗Ｆ２によって旋回台２３に旋回軸２２回りの旋回モーメントが発生しない。

このように、本実施の形態によれば、荒および仕上げ研削用の２つの円筒砥石２７、２８によって工作物Ｗを研削加工する際に発生する研削抵抗Ｆ１、Ｆ２の方向が旋回軸２２の中心を向くように配置され、研削抵抗Ｆ１、Ｆ２によって旋回台２３に旋回軸２２回りの旋回モーメントが発生しないように構成されているため、従来のように研削加工時に旋回台２３を旋回しないように大きな力で固定する必要がない。これにより、例えば、旋回台２３の旋回にダイレクトドライブモータ５２を使用する場合には、ダイレクトドライブモータ５２のサーボロック機能を用いて旋回台２３を位置決め固定することができる。

この結果、従来のような研削加工時に旋回台２３を旋回しないように大きな力で固定するブレーキ手段を特に必要とせず、またブレーキ手段を用いる場合においても、比較的小さなブレーキ力で旋回台２３を固定する小型のブレーキ手段で十分で対応可能である。

次に本発明の第２の実施の形態を図６に基づいて説明する。第２の実施の形態においては、第２砥石保持手段３４に保持される円筒砥石を、平型の円筒砥石からアンギュラ型の円筒砥石１２８に変更し、第１砥石保持手段３３に保持された平型の円筒砥石２７とアンギュラ型の円筒砥石１２８とによって、工作物Ｗ１の円筒部Ｗ１ａと端面部Ｗ１ｂを研削加工する点が、第１の実施の形態と相違しており、他の点は同じであるので、以下相違する点を中心に説明する。

図６において、旋回台２３の第１側面３１には、第１の実施の形態で述べたと同様な第１砥石保持手段３３によって、平型の円筒砥石２７を取付けた砥石軸２５が回転可能に支持されている。一方、第２側面３２には、砥石軸ユニット８０が第２側面３２に設けられた案内レール８１に水平方向に位置調整可能に案内されており、図略のモータを駆動源としたボールねじ機構により案内レール８１に沿って位置調整できるようになっている。

砥石軸ユニット８０には、砥石軸１２６が、第１砥石保持手段３３によって支持された砥石軸２５と平行な軸線の回りに回転可能に支持され、砥石軸１２６の一端にアンギュラ型の円筒砥石１２８が取付けられている。砥石軸１２６は、砥石軸ユニット８０に内蔵された図略のビルトインモータにより回転駆動されるようになっている。

アンギュラ型の円筒砥石１２８は、砥石軸１２６の軸線に対して所定角度傾斜した円筒部研削用の研削面１２８ａと、この研削面１２８ａと直角に交わる端面研削用の研削面１２８ｂを備えている。アンギュラ型の円筒砥石１２８は、円筒部研削用の研削面１２８ａに直交する面Ｓに旋回台２３の旋回中心（旋回軸２２の回転中心）が含まれるように配置されている。旋回台２３は、円筒部研削用の研削面１２８ａが工作物Ｗ１の回転軸線と平行となる角度位置に位置決めされ、工作物テーブル１２をＺ軸方向の定められた位置に位置決めした状態で、砥石テーブル１８をＸ軸方向に前進送りすることにより、工作物Ｗ１の端面部Ｗ１ｂと円筒部Ｗ１ａとを研削加工するようになっている。

これにより、アンギュラ型円筒砥石１２８の円筒部研削用研削面１２８ａによって、工作物Ｗ１の円筒部Ｗ１ａを研削する際に発生する研削抵抗Ｆ３の方向が旋回軸２２の中心を向くようになるので、研削抵抗Ｆ３によって旋回台２３に旋回軸２２回りの旋回モーメントが発生しない。なお、アンギュラ型円筒砥石１２８の端面部研削用研削面１２８ｂによって、工作物Ｗ１の端面部Ｗ１ｂを研削する際に、工作物Ｗ１の軸線方向にも研削抵抗が作用するが、通常工作物Ｗ１の端面部Ｗ１ｂの切込み量は僅かであるので、工作物軸線方向の研削抵抗は小さく、旋回台２３に与える旋回モーメントの影響は無視できる。

研削加工の進行につれて、アンギュラ型円筒砥石１２８の径が減少すると、円筒部研削用の研削面１２８ａに直交する面Ｓに旋回台２３の旋回中心（旋回軸２２の回転中心）が含まれなくなるので、アンギュラ型円筒砥石１２８の径の減少に応じて、図略のモータを駆動源としたボールねじ機構によって砥石軸ユニット８０を案内レール８１に沿って位置調整し、アンギュラ型円筒砥石１２８の径の減少に拘らず、常に円筒部研削用の研削面１２８ａに直交する面Ｓに旋回台２３の旋回中心が含まれるように維持される。

上記した実施の形態においては、旋回台２３の側面３１、３２に円筒砥石２７、２８（１２８）を支持した砥石軸２５、２６を保持した砥石保持手段３３、３４を配設した円筒研削盤１０を例に説明したが、本発明は必ずしも研削盤に限定されるものではなく、例えば、クランクシャフトあるいはカムシャフトを旋削加工する複数の工具を設けた旋回可能な工具台を備え、工具による旋削加工時に加工反力を受ける旋削装置にも適用できるものである。

また、上記した実施の形態においては、砥石旋回装置２０の旋回台２３上に２つの円筒砥石２７，２８（１２８）を設けた例について説明したが、旋回台２３上に設ける円筒砥石は、必ずしも２つである必要はなく、複数であればよい。

また、上記した実施の形態においては、砥石旋回装置２０の旋回台２３をダイレクトドライブモータ５２によって旋回駆動させるようにしたが、旋回駆動源としてダイレクトドライブモータ５２に限定されるものではなく、モータの回転によりウォーム・ウォームホイール機構を介して旋回台２３を旋回させることもできる。

また、上記した実施の形態においては、Ｚ軸に平行な円筒砥石２７、２８の研削面２７ａ、２８ａによって、工作物Ｗの円筒部を研削加工する例について述べたが、旋回台２３を僅かな角度だけ旋回させることにより、円筒砥石２７、２８を用いて工作物のテーパ部を研削することも可能である。

さらに、上記した第２の実施の形態においては、アンギュラ型の円筒砥石１２８の径の変化に応じて、砥石軸ユニット８０を位置調整するようにしたが、例えば、アンギュラ型の円筒砥石１２８が、ＣＢＮ砥石あるいはダイヤモンド砥石からなり、径の変化が小さい場合には、砥石軸ユニット８０の位置調整を不要にしても、研削加工時における旋回モーメントの影響をなくすることが可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、円筒砥石２７、２８を取付けた砥石軸２５、２６を両持ちで支持することにより、円筒砥石２７，２８の支持剛性を向上させ、さらに、円筒砥石２７、２６の交換を容易に行えるように、砥石軸２５、２６を軸方向に分割かつ結合できるようにしたが、砥石軸の両持ち支持構成ならびに砥石軸の分割構成は、本発明にとって必ずしも必要な要件ではなく、例えば、円筒砥石を片持ちで支持したり、円筒砥石の交換を砥石軸毎行うようにすることもできる。

斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態を示す旋回装置を備えた円筒研削盤の平面図である。 旋回装置の断面を示す図である。 砥石保持手段の一例を示す断面図である。 円筒研削盤の制御装置を示す制御ブロック図である。 第１の実施の形態における２つの円筒砥石による研削加工状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態を示す旋回装置の平面図である。

符号の説明

１０…円筒研削盤、１２…工作物テーブル、１８…砥石テーブル、２０…砥石旋回装置、２１…支持台、２２…旋回軸、２３…旋回台、２５、２６…砥石軸、２７、２８、１２８…円筒砥石、２７ａ、２８ａ、１２８ａ、１２８ｂ…研削面、３３、３４…砥石保持手段、４２、４７…砥石駆動モータ、５２…ダイレクトドライブモータ、６０…数値制御装置、７１…Ｘ軸サーボモータ、７５…Ｚ軸サーボモータ、８０…砥石軸ユニット。

Claims (7)

1. 複数の工具軸を設置した旋回台を旋回軸を中心に旋回可能に設けた旋回装置において、
   前記複数の工具軸に支持された各工具が、これら工具による加工時に発生する加工反力の方向が前記旋回軸の回転中心を向くように配置されたことを特徴とする旋回装置。
2. 請求項１において、前記工具軸は、砥石軸であり、前記工具は、円筒砥石であることを特徴とする旋回装置。
3. 請求項２において、前記円筒砥石の少なくとも一方は、前記旋回台の周りに設けられた砥石保持手段に両持ちで支持されたプランジ加工用円筒砥石であり、該プランジ加工用円筒砥石の研削面に直交する面に前記旋回軸の回転中心が含まれるように前記プランジ加工用円筒砥石が配置されていることを特徴とする旋回装置。
4. 請求項２または請求項３において、前記旋回台の前記円筒砥石の外周面と相対する部分に凹部が設けられていることを特徴とする旋回装置。
5. 請求項２ないし請求項４の何れか１項において、前記円筒砥石の少なくとも一方は、アンギュラ円筒砥石であり、該アンギュラ円筒砥石の研削面に直交する面に前記旋回軸の回転中心が含まれるように前記アンギュラ円筒砥石が配置されていることを特徴とする旋回装置。
6. 請求項５において、前記アンギュラ砥石は、前記旋回台に前記アンギュラ砥石の回転軸線方向に位置調整可能に取付けられた砥石軸ユニットに支持され、該砥石軸ユニットを前記アンギュラ砥石の径の変化に応じて位置調整する位置調整機構を備えていることを特徴とする旋回装置。
7. 請求項２ないし請求項６の何れか１項に記載の旋回装置を備えた円筒研削盤。
   

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