JP2010052126A - 複合研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】砥石台をトラバース送りすると共に砥石台をベッドに対して旋回可能な構成において、工作物のテーパ調整を可能とする複合研削盤を提供する。
【解決手段】ベッド１０と、ベッド１０上に設けられ工作物Ｗの一端を支持する主軸台４０と、主軸台４０に対して第一の軸方向に離隔してベッド１０上に設けられ、工作物Ｗの他端を支持する心押台５０と、ベッド１０上に設けられ、ベッド１０に対して第一の軸方向と当該第一の軸に交差する第二の軸方向とに移動可能であり、複数の砥石７３〜７５を備えており、砥石７３〜７５の姿勢を変化させるためにベッド１０に対して旋回可能である複合砥石台６２と、上面に主軸台４０および心押台５０が取り付けられ、ベッド１０に対して旋回可能にベッド１０上に設けられるテーブル２０と、テーブル２０のベッド１０に対する旋回角度を調整する旋回調整機構３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、砥石台がトラバース送りされる構成であって、複数の砥石を備えベッドに対して旋回する複合砥石台を備える複合研削盤に関するものである。

特開２００２−２９２５４６号公報などに、砥石台がトラバース送りされる研削盤が記載されている。特に、近年、このような砥石台トラバース型研削盤の研究開発が活発に行われている。砥石台トラバース型研削盤は、砥石台がトラバース送り（主軸台と心押台とが離隔している方向への送り：Ｚ軸方向への送り）される構成であるため、従来トラバース送りのために用いていたテーブルが存在しない。

ところで、研削盤の構成部品の加工精度や組付誤差の影響により、主軸台のチャックによる工作物の支持角度が、トラバース送り軸（Ｚ軸）に対して傾斜している場合がある。また、主軸センタと心押センタにより工作物の両端を支持する場合には、主軸センタと心押センタがＺ軸の同軸上に位置していなければ、工作物がＺ軸に対して傾斜して取り付けられる。これらの場合には、円筒状に研削しようとして研削された工作物は、テーパ状に研削されてしまう。このようなテーパ状の研削を防止するために、工作物のテーパ調整機構を備えているものがある。

例えば、主軸台のチャックにより工作物を支持する構成の研削盤においては、主軸台をベッドに対して旋回する機構を備える場合がある。主軸台をベッドに対して旋回させることで、主軸台に支持された工作物の傾斜を調整することができる。また、主軸センタと心押センタにより両端支持される研削盤においては、心押台をＸ軸方向に移動させる機構を備えるものがある。心押台をＸ軸方向に移動させることにより、主軸センタと心押センタとがＺ軸の同軸上に位置するようにできる。

ここで、複合研削盤は、複数の砥石を備え砥石の姿勢を変化させるためにベッドに対して旋回可能である複合砥石台を備えている。このような複合研削盤は、いわゆる汎用機であるため、種々の工作物の研削に対応できるようにしている。汎用機である複合研削盤において、上記のテーパ調整機構を採用するためには、主軸旋回機構と、心押センタ調整機構の両方が必要となる。この理由は、主軸台のみによる工作物の片持ち支持を行う場合、および、主軸センタと心押センタとによる工作物の両持ち支持を行う場合の両方に適用可能とする必要があるからである。

そうすると、複合研削盤において、上記両方のテーパ調整機構を備えるようにすると、装置コスト化が増大してしまう。また、テーパ調整工程が、片持ち支持の場合と両持ち支持の場合とで異なるため、非常に複雑となる。その結果、工作物の製造工数が増大する。

ところで、砥石台トラバース型研削盤ではないが、上記とは異なるテーパ調整機構について、実用新案登録第３１３６０５１号公報（特許文献２）に記載されている。特許文献２に記載の研削盤は、いわゆるテーブルトラバース型研削盤、すなわち、テーブルがトラバース送りする研削盤である。この特許文献２には、主軸台および心押台を載置したテーブルがベッドに対して旋回する構成としている。これにより、テーパ加工が可能とされている。
特開２００２−２９２５４６号公報 実用新案登録第３１３６０５１号公報

しかし、砥石台トラバース型研削盤には、そもそも工作物を搭載するテーブルが存在しない。この理由は、そもそも特許文献２のテーブルの役割を、砥石台トラバース機構が担っているからである。つまり、特許文献２においては、テーブルがトラバース送りされ、砥石台トラバース型研削盤においては、砥石台がトラバース送りされる。そうすると、特許文献２に記載のテーブルを旋回させる構成を砥石台トラバース型研削盤に適用しようとすると、テーブルに相当する砥石台が旋回機構を有することになる。

ところで、複合研削盤は、工作物の外周面、端面および内周面など種々の部位を研削できるように、複数の砥石を備えている。つまり、複合研削盤は、複数の砥石の姿勢を変化させるために砥石台をベッドに対して旋回可能な構成を有している。しかし、砥石台の旋回機構は、そもそも砥石の姿勢を変更するためのものであるため、この機構を有しているとしてもテーパ調整ができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、砥石台をトラバース送りすると共に砥石台をベッドに対して旋回可能な構成において、工作物のテーパ調整を可能とする複合研削盤を提供することを目的とする。

前記旋回調整機構は、前記ベッドに対する前記テーブルの旋回中心から離れた位置に設けられ、回転運動を直進運動に変換する差動ねじ機構であることである。

前記テーブルの旋回中心と前記差動ねじ機構が設けられる位置との離間距離は、前記主軸台および前記心押台による前記工作物の両支持点の中間点と前記差動ねじ機構が設けられる位置との離間距離より長く設定されていることである。

前記差動ねじ機構は、前記主軸台および前記心押台による前記工作物の両支持点に挟まれる領域の外に設けられることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、砥石台をトラバース送りする構成であって、砥石台をベッドに対して旋回可能な構成である複合研削盤において、ベッドに対して旋回可能で、主軸台および心押台を取り付けられたテーブルをさらに備えている。このテーブルをベッドに対して旋回させることで、テーブル上に取り付けられた主軸台のチャックのみによる工作物の片持ち支持を行う場合、および、テーブル上に取り付けられた主軸台および心押台の両センタによる工作物の両持ち支持を行う場合に、確実に工作物のテーパ調整を行うことができる。つまり、複合研削盤において、単に、テーブルをベッドに対して旋回させることにより、テーパ調整が可能となる。従って、装置コストの増大を抑制でき、工作物の製造工数の増大を抑制できる。

請求項２に係る発明によれば、テーブルのベッドに対する旋回角度の微小な調整が可能となる。請求項３に係る発明によれば、確実に、テーブルのベッドに対する旋回角度の微小な調整が可能となる。請求項４に係る発明によれば、確実に、テーブルのベッドに対する旋回角度の微小な調整が可能となる。特に、請求項３、４を組み合わせる構成とすることで、より微小な調整が可能となる。

以下、本発明の複合研削盤を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。 本実施形態の複合研削盤の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、複合研削盤の平面図である。図２は、砥石支持装置６０の拡大斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面拡大図である。図１に示すように、複合研削盤は、ベッド１０と、テーブル２０と、差動ねじ機構３０と、主軸台４０と、心押台５０と、砥石支持装置６０と、制御装置８０から構成される。

ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。このベッド１０の上面には、砥石支持装置６０を構成する砥石台トラバースベース６１が摺動可能な２本の砥石台用ガイドレール１１が、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。

また、ベッド１０には、２本の砥石台用ガイドレール１１の間に、砥石台トラバースベース６１を図１の左右方向に駆動するための、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２が配置され、この砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２を回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１３が配置されている。

さらに、ベッド１０の上面のうち、砥石台用ガイドレール１１より図１の下側のうち左右方向のほぼ中央には、旋回支持機構１４が設けられている。この旋回支持機構１４は、ベッド１０の上面の法線回り（図１の紙面法線軸回り）に旋回可能とさせるものである。この旋回支持機構１４は、例えば、実用新案登録第３１３６０５１号公報などの公知の構成からなる。

テーブル２０は、図１の左右方向に長手となる長尺状をなしている。このテーブル２０は、ベッド１０に設けられた旋回支持機構１４に取り付けられている。テーブル２０のうち旋回支持機構１４に支持される部位は、テーブル２０の図１の長手方向（左右方向）のほぼ中央である。つまり、テーブル２０は、テーブル２０の中心Ｃ１を旋回中心としてベッド１０に対して旋回可能となるように、ベッド１０上に設けられている。さらに、テーブル２０の右側には、図１の前後方向に貫通する貫通穴２１が形成されている。

差動ねじ機構３０（本発明の「旋回調整機構」に相当する）は、回転支持部３１と、差動ねじ３２と、ナット３３と、テーブル固定ピン３４とを備える。回転支持部３１は、ベッド１０のうち、旋回支持機構１４の右側に設けられている。この回転支持部３１は、ベッド１０の上面からその上方向に突出するように形成され、図１の上下方向に貫通するねじ穴３１ａが形成されている。差動ねじ３２は、ねじ穴３１ａに螺合され、図１の上下方向に進退可能に設けられている。ナット３３は、差動ねじ３２のねじ部に螺合し、テーブル固定ピン３４によりテーブル２０に一体的に設けられている。テーブル固定ピン３４は、テーブル２０に設けられた貫通穴２１に挿通される。つまり、テーブル固定ピン３４は、テーブル２０とナット３３との相対的な位置を固定させつつ、テーブル２０に対してナット３３がテーブル固定ピン３４の中心軸回りに回転可能となるようにしている。

この差動ねじ機構３０を構成する差動ねじ３２を回転することにより、ナット３３が図１の上下方向に移動する。そして、ナット３３はテーブル固定ピン３４によりテーブル２０に対して位置決めされており、ナット３３の位置は、旋回支持機構１４の旋回中心から離れている。従って、テーブル２０が旋回支持機構１４を中心としてベッド１０に対して旋回する。

主軸台４０は、主軸台本体４１と、主軸センタ４２とを備えている。主軸台本体４１は、テーブル２０の上面のうち、図１の左端側に固定されている。主軸台本体４１の内部には、主軸台本体４１に対して回転可能に挿通されている主軸（図示せず）が設けられ、この主軸の右端に工作物Ｗの軸方向一端を支持する主軸センタ４２が取り付けられている。

心押台５０は、心押台本体５１と、心押センタ５２とを備えている。心押台本体５１は、テーブル２０の上面のうち、図１の右端側に固定されている。つまり、心押台本体５１は、主軸台４０に対してＺ軸方向に離隔して設けられている。この心押台本体５１の内部には、心押台本体５１に対して回転可能に挿通されている心押センタ５２が設けられている。この心押センタ５２の回転軸は、主軸センタ４２の回転軸と同軸上に位置している。そして、この心押センタ５２は、工作物Ｗの軸方向他端を支持する。つまり、心押センタ５２は、主軸センタ４２に対向するように配置されている。そして、主軸センタ４２と心押センタ５２とにより、工作物Ｗの両端を支持している。このように、工作物Ｗは、主軸センタ４２および心押センタ５２により、Ｚ軸周りに回転可能に保持されている。

ここで、テーブル２０の旋回中心と差動ねじ機構３０が設けられる位置との離間距離（テーブル固定ピン３４の取付位置）は、主軸台４０の主軸センタ４２および心押台５０の心押センタ５２による工作物Ｗの両支持点の中間点と差動ねじ機構３０が設けられる位置との離間距離より長く設定されている。さらに、差動ねじ機構３０は、主軸台４０および心押台５０による工作物Ｗの両支持点に挟まれる領域の外に設けられている。

砥石支持装置６０は、砥石台トラバースベース６１と、複合砥石台６２とを備えている。砥石台トラバースベース６１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面のうち、砥石台用ガイドレール１１上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース６１は、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１２のナット部材に連結されており、砥石台用Ｚ軸モータ１３の駆動により砥石台用ガイドレール１１に沿ってトラバース送りされる。この砥石台トラバースベース６１の上面には、複合砥石台６２が摺動可能な２本のＸ軸ガイドレール（図示せず）が、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース６１には、Ｘ軸ガイドレールの間に、複合砥石台６２を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ（図示せず）が配置され、このＸ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ（図示せず）が配置されている。

複合砥石台６２は、砥石台本体７１と、砥石台旋回機構７２と、複数の砥石７３、７４、７５と、砥石回転用モータ７６、７７、７８とを備えている。砥石台本体７１は、砥石台トラバースベース６１の上面のうち、Ｘ軸ガイドレール上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台本体７１は、Ｘ軸ボールねじのナット部材に連結されており、Ｘ軸モータの駆動によりＸ軸ガイドレールに沿って移動する。つまり、砥石台本体７１は、ベッド１０およびテーブル２０に対して、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に相対移動可能となる。

砥石台本体７１は、砥石台旋回機構７２により、砥石台トラバースベース６１に対して、上下軸回り（図１の紙面法線軸回り）に旋回可能に支持されている。この砥石台旋回機構７２の旋回軸Ｃ２は、砥石台トラバースベース６１の中央付近に位置している。さらに、砥石台本体７１のうち旋回軸回りの外周側には、複数の砥石７３、７４、７５が回転可能に設けられている。砥石７３は、大径の円盤状をなし、主として円筒状工作物Ｗの外周面を研削するための砥石である。砥石７４は、砥石７３とほぼ同程度の大径の円盤状をなし、円筒状工作物Ｗの外周面および軸端面を研削するための砥石である。この砥石７４の外周面はテーパ状に形成されている。砥石７５は、小径の円盤状をなし、主として円筒状工作物Ｗの内周面を研削するための砥石である。これらの複数の砥石７３〜７５は、それぞれ研削可能な姿勢となるように砥石台旋回機構７２により角度決めされる。さらに、砥石台本体７１には、複数の砥石７３〜７５のそれぞれを回転可能とする砥石回転用モータ７６、７７、７８が設けられている。

制御装置８０は、主軸の回転、複合砥石台６２のＸ軸位置およびＺ軸位置、並びに、複合砥石台６２の旋回角度をＮＣ制御している。つまり、制御装置８０により、複合砥石台６２を砥石台旋回機構７２による位置決めを行った後に、研削を行う砥石７３〜７５の何れかを回転させながら、複合砥石台６２の工作物Ｗに対するＸ軸位置およびＺ軸位置を制御することで、工作物Ｗの所定の部位を研削加工する。

ここで、差動ねじ機構３０によるテーブル２０の旋回角度調整は、工作物Ｗの試し研削を行って工作物Ｗの研削部位を実際に測定した結果に基づいて、工作物Ｗの中心軸が砥石台本体７１のトラバース送り方向（Ｚ軸方向）に一致するように調整する。通常、一度、テーブル２０の旋回角度調整を行うことで、その後は調整を行う必要はない。ただし、研削対象の工作物Ｗが異なることで、テーパ調整が必要となる場合もあるため、適宜必要に応じてテーブル２０の旋回角度調整を行うとよい。

以上説明したように、本実施形態の複合研削盤は、ベッド１０に対して旋回可能で、主軸台４０および心押台５０を取り付けられたテーブル２０を備えている。このテーブル２０をベッド１０に対して旋回させることで、テーブル２０上に取り付けられた主軸台４０のチャックのみによる工作物Ｗの片持ち支持を行う場合、および、テーブル２０上に取り付けられた主軸台４０および心押台５０の両センタ４２、５２による工作物Ｗの両持ち支持を行う場合に、確実に工作物Ｗのテーパ調整を行うことができる。つまり、複合研削盤において、単に、テーブル２０をベッド１０に対して旋回させることにより、テーパ調整が可能となる。従って、装置コストの増大を抑制でき、工作物Ｗの製造工数の増大を抑制できる。

また、上述したように、テーブル２０の旋回中心と差動ねじ機構３０が設けられる位置との離間距離は、主軸台４０の主軸センタ４２および心押台５０の心押センタ５２による工作物Ｗの両支持点の中間点と作動ねじ機構３０が設けられる位置との離間距離より長く設定されている。さらに、差動ねじ機構３０は、主軸台４０および心押台５０による工作物Ｗの両支持点に挟まれる領域の外に設けられている。このような構成とすることで、テーブル２０のベッド１０に対する旋回角度の微小な調整が可能となる。

上記実施形態においては、テーブル２０の旋回角度調整は、手動による差動ねじ機構３０を採用したが、ＮＣ制御により自動化することも可能である。この場合は、差動ねじ機構３０の回転角度制御を行うことで、実現できる。

複合研削盤の平面図である。 砥石支持装置６０の拡大斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面拡大図である。

符号の説明

１０：ベッド
１１：砥石台用ガイドレール、 １２：砥石台用Ｚ軸ボールねじ
１３：砥石台用Ｚ軸モータ、 １４：旋回支持機構
２０：テーブル、 ２１：貫通穴
３０：差動ねじ機構
３１：回転支持部、 ３１ａ：ねじ穴、 ３２：差動ねじ
３３：ナット、 ３４：テーブル固定ピン
４０：主軸台、 ４１：主軸台本体、 ４２：主軸センタ
５０：心押台、 ５１：心押台本体、 ５２：心押センタ
６０：砥石支持装置
６１：砥石台トラバースベース、 ６２：複合砥石台
７１：砥石台本体、 ７２：砥石台旋回機構、 ７３、７４、７５：砥石
７６、７７、７８：砥石回転用モータ
８０：制御装置

Claims (4)

1. ベッドと、
   前記ベッド上に設けられ工作物の一端を支持する主軸台と、
   前記主軸台に対して第一の軸方向に離隔して前記ベッド上に設けられ、前記工作物の他端を支持する心押台と、
   前記ベッド上に設けられ、前記ベッドに対して第一の軸方向と当該第一の軸に交差する第二の軸方向とに移動可能であり、複数の砥石を備えており、前記砥石の姿勢を変化させるために前記ベッドに対して旋回可能である複合砥石台と、
   を備える複合研削盤において、
   さらに、上面に前記主軸台および前記心押台が取り付けられ、前記ベッドに対して旋回可能に前記ベッド上に設けられるテーブルと、
   前記テーブルの前記ベッドに対する旋回角度を調整する旋回調整機構と、
   を備えることを特徴とする複合研削盤。
2. 請求項１において、
   前記旋回調整機構は、前記ベッドに対する前記テーブルの旋回中心から離れた位置に設けられ、回転運動を直進運動に変換する差動ねじ機構であることを特徴とする複合研削盤。
3. 請求項２において、
   前記テーブルの旋回中心と前記差動ねじ機構が設けられる位置との離間距離は、前記主軸台および前記心押台による前記工作物の両支持点の中間点と前記差動ねじ機構が設けられる位置との離間距離より長く設定されていることを特徴とする複合研削盤。
4. 請求項２または３において、
   前記差動ねじ機構は、前記主軸台および前記心押台による前記工作物の両支持点に挟まれる領域の外に設けられることを特徴とする複合研削盤。

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