JP2011073082A

JP2011073082A - 研削盤

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Publication number: JP2011073082A
Application number: JP2009225270A
Authority: JP
Inventors: Noboru Watanabe; 登渡辺; Hiroaki Uki; 洋明鵜木
Original assignee: Taiyo Koki Co Ltd
Current assignee: Taiyo Koki Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: EP2319656A3; CN201833239U; KR20110035919A; EP2319656B1; TW201114547A; KR101713202B1; EP2319656A2; ES2574230T3; TWI434749B; JP5416527B2

Abstract

【課題】シューの位置調整に高い熟練度を要することがなく、それだけワーク研削の段取り時間を短縮でき、生産性を向上できる研削盤を提供する。
【解決手段】略円筒形状のワークＷの外周面又は内周面を研削する回転砥石４と、前記ワークＷを回転駆動可能に支持し、鉛直方向の回転軸を有するワークテーブル３と、前記ワークＷに当接し、該ワークＷを支持する第１，第２シュー５，６とを備えた研削盤１において、前記第１，第２シュー５，６を水平面内でＸ軸，Ｙ軸方向に移動可能とする移動機構と、前記第１，第２シュー５，６の前記Ｘ軸，Ｙ軸方向位置が所定位置となるように前記移動機構を駆動制御する駆動制御部２０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばベアリングのインナレース，アウタレースのような高い真円度が求められるワークの外周面，内周面を研削する研削盤に関する。

この種の研削盤として、前記ワークの外周面又は内周面を研削する回転砥石と、前記ワークを回転駆動可能に支持するワークテーブルと、前記ワークに当接し、該ワークを支持するシューとを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特公平３−７９１５１号公報

この種の研削盤では、シューの配置位置の如何がワークの仕上げ精度に大きく影響するため、ワークのサイズ毎に、又は工程毎にシューの配置位置を調整する必要がある。例えば、ワークの径，高さ，厚みに応じてシューの配置位置を微調整する必要があり、また外径研削か内径研削かの工程に応じてシューの配置位置を大きく調整する必要がある。このようなシューの配置位置の調整は、高い熟練度を必要とし、その結果、シューの配置位置の調整に多大な時間が必要となることから、生産性の低下という問題を生じさせる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、シューの位置調整に高い熟練度を要することがなく、それだけワーク研削の段取り時間を短縮でき、生産性を向上できる研削盤を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、略円筒形状の被加工物（以下、ワークと記す）の外周面又は内周面を研削する回転砥石と、前記ワークを回転駆動可能に支持し、鉛直方向の回転軸を有するワークテーブルと、前記ワークに当接し、該ワークを支持するシューとを備えた研削盤において、前記シューを水平面内で２軸方向に移動可能とする移動機構と、前記シューの前記２軸方向位置が所定位置となるように前記移動機構を駆動制御する駆動制御部とを備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の研削盤において、前記駆動制御部は、前記シューの移動座標系が、直交座標系又は極座標系となるように前記移動機構を駆動制御することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の研削盤において、前記駆動制御部は、予め位置決めされた前記シューの２軸方向位置を記憶する記憶部を有し、該記憶された２軸方向位置が再現されるように前記移動機構を駆動制御することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２に記載の研削盤において、前記駆動制御部は、加工条件情報に応じた前記シューの２軸方向位置を記憶する記憶部を有し、該記憶部から前記加工条件情報に応じて呼び出した２軸方向位置が再現されるように前記移動機構を駆動制御することを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載の研削盤において、前記駆動制御部は、前記シューがワークの径の変化に追従して移動するように前記移動機構を駆動制御することを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項４に記載の研削盤において、前記駆動制御部は、前記シューがワークに与える押圧力が所定圧力となるように前記移動機構を駆動制御することを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１に記載の研削盤において、前記移動機構は、前記回転砥石の切り込み方向と平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸と直交するＹ軸方向に移動可能に配設され、第１シューが固定された第１移動テーブルと、該第１移動テーブルを移動させるボールねじ及び該ボールねじを回転駆動するサーボモータとを含む第１移動機構と、前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能に配設され、第２シューが固定された第２移動テーブルと、該第２移動テーブルを移動させるボールねじ及び該ボールねじを回転駆動するサーボモータとを含む第２移動機構とを備えていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、シューを水平面内で２軸方向に移動可能とする移動機構と、前記シューの前記２軸方向位置が所定位置となるように前記移動機構を駆動制御する駆動制御部とを備えたので、例えば請求項３の記憶部に格納されている２軸方向位置を再現するよう制御することにより、従来の熟練者による調整を要することなく、容易確実にシューの位置を決定することができ、生産性を向上できる。

請求項２の発明によれば、前記シューの移動座標系を、直交座標系又は極座標系の何れになるように移動機構を駆動制御しても良いので、ワーク条件等に応じた最適のシュー位置制御が可能となる。

請求項３の発明によれば、前記シューの２軸方向位置を記憶する記憶部を設けたので、ワーク条件等に応じた最適なシュー位置を、実際の研削加工などによって予め求め、その２軸方向位置データを記憶部に格納し、該格納された２軸方向位置を再現することにより、シューの位置決定を容易確実に行うことができる。

請求項４の発明によれば、加工条件情報に応じた前記シューの２軸方向位置を記憶するようにしたので、加工条件情報に応じた２軸方向位置を再現でき、より精度の高いシュー位置制御が可能となる。

請求項５の発明によれば、駆動制御部は、前記シューがワークの径の変化に追従して移動するように移動機構を駆動制御するので、研削量が増加した場合でも最適のシュー位置を確保でき、研削精度を高めることができる。

請求項６の発明によれば、駆動制御部は、前記シューがワークに与える押圧力が所定圧力となるように移動機構を駆動制御するので、ワークの剛性に応じた押圧力に制御することができ、この点からも研削精度を高めることができる。

請求項７の発明によれば、前記移動機構を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する第１移動テーブルに第１シューを固定した第１移動機構と、前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動する第２移動テーブルに第２シューを固定した第２移動機構とを備えたものとしたので、請求項１における第１シューのＸ軸，Ｙ軸方向移動と、第２シューのＸ軸，Ｙ時方向移動とを実現できる具体的構成を提供できる。

本発明の実施例１による研削盤の平面図である。前記研削盤の一部断面正面図である。前記研削盤による外径研削及び内径研削状態の説明図である。前記研削盤による外径研削時のシュー位置説明用平面図である。前記研削盤による内径研削時のシュー位置説明用平面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図において、符号１は立形研削盤であり、これはベアリングのアウタレース，インナレース等の円筒形状のワークＷの外周面Ｗo，内周面Ｗiを研削する。この立形研削盤１は、ベッド２上にその回転軸Ａを鉛直方向に向けて回転駆動可能に搭載されたワークテーブル３と、前記ワークＷの外周面Ｗoを研削する回転砥石4と、前記ワークＷに当接し、該ワークＷを径方向に支持する第１シュー5と第２シュー6とを備えている。

前記ワークテーブル3は、ワーク主軸(図示せず)の上端部に取り付けられ、該ワーク主軸により図１反時計回り（矢印ａ方向）に回転駆動される。前記ワークテーブル3上には電磁チャック7が固定されている。

前記電磁チャック7上には、ワークレスト(ワーク受け)8を介在させて前記ワークＷが、その回転軸が前記ワークテーブル3の回転軸Ａと同軸をなすように搭載され、前記電磁チャック7により吸着保持されている。従って、前記ワークＷは前記ワーク主軸と共に回転する。

また前記回転砥石４は、その回転軸Ｂが前記ワーク主軸の回転軸Ａと平行をなすように配置され、砥石駆動軸9の下端面に固定されている。回転砥石４は図１時計回り（矢印ｂ方向）に回転駆動される。なお、図３に示すように、前記回転砥石４を用いて、外径研削及び内径研削を行うことができる。

本実施例１では、前記第１シュー５は、前記回転軸Ａを挟んで前記回転砥石４の回転軸Ｂの真反対位置から少し回転方向上流側にずれた位置に配置されており、前記第２シュー６は前記回転軸ＡとＢとを結ぶ直線Ｃに対して直角の回転方向上流側に配置されている。

本実施例１の研削盤１は、前記第１，第２シュー５，６をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる移動機構を備えており、該移動機構は、前記第１シュー５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる第１移動機構１０と、前記第２シュー６をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる第２移動機構１１とを備えている。

前記第１移動機構１０は、前記回転砥石４の切り込み方向と平行なＸ軸方向に移動可能に配置され、その上面に前記第１シュー５が固定された第１スライドテーブル１２と、該第１スライドテーブル１２が搭載され、該第１スライドテーブル１２を前記Ｘ軸と直交するＹ軸方向に移動させる第１駆動テーブル１３とを備えている。

前記第１駆動テーブル１３は、前記ベッド２上に固定された支持部材１３ａと、該支持部材１３ａ上にスライドレール１３ｂを介して前記Ｙ軸方向に移動可能に支持された駆動テーブル本体１３ｃとを備えている。

また前記支持部材１３ａの凹部１３ａ′内には、第１Ｙ軸モータ１３ｄと、これの出力軸に連結された第１Ｙ軸ボールねじ１３ｅと、該第１Ｙ軸ボールねじ１３ｅに螺装された第１Ｙ軸ナット１３ｆとが配設されている。

前記第１Ｙ軸モータ１３ｄは前記凹部１３ａ′に固定され、前記Ｙ軸ボールねじ１３ｅは前記凹部１３ａ′に軸受を介して支持されており、また前記第１Ｙ軸ナット１３ｆは前記駆動テーブル本体１３ｃに固定されている。

前記第１スライドテーブル１２は，前記第１駆動テーブル１３の駆動テーブル本体１３ｃ上に固定された支持部材１２ａと、該支持部材１２ａ上にスライドレールを介して前記Ｘ軸方向に移動可能に支持されたスライドテーブル本体１２ｃとを備えている。

また前記支持部材１２ａの凹部１２ａ′内には、第１Ｘ軸モータ１２ｄと、これの出力軸に連結された第１Ｘ軸ボールねじ１２ｅと、該第１Ｘ軸ボールねじ１２ｅに螺装された第１Ｘ軸ナット１２ｆとが配設されている。

前記第１Ｘ軸モータ１２ｄは前記凹部１２ａ′に固定され、前記Ｘ軸ボールねじ１２ｅは前記凹部１２ａ′に軸受を介して支持されており、また前記第１Ｘ軸ナット１２ｆは前記スライドテーブル本体１２ｃに固定されている。

なお、１２ｇ，１２ｈ及び１３ｇ，１３ｈは、前記ボールねじなどに研削粉がかかるのを防止するためのテレスコピック式のスライドカバーである。

前記第１Ｙ軸モータ１３ｄが第１Ｙ軸ボールねじ１３ｅを回転駆動すると、前記駆動テーブル本体１３ｃが前記第１スライドテーブル１２全体をＹ軸方向に移動させ、これに伴って前記第１シュー５がＹ軸方向に移動する。

一方、前記第１Ｘ軸モータ１２ｄが第１Ｘ軸ボールねじ１２ｅを回転駆動すると、前記スライドテーブル本体１２ｃがＸ軸方向に移動し、これに伴って前記第１シュー５がＸ軸方向に移動する。

また、前記第２移動機構１１は、前記第１移動機構１０と同様の構造を有する。即ち、前記第２移動機構１１は、前記Ｙ軸方向に移動可能に配置され、その上面に前記第２シュー６が固定された第２スライドテーブル１４と、該第２スライドテーブル１４が搭載され、該第２スライドテーブル１４を前記Ｘ軸方向に移動させる第２駆動テーブル１５とを備えている。

前記第２駆動テーブル１５は、前記ベッド２に対してＸ軸方向に相対移動可能に配設された駆動テーブル本体１５ｃと、該駆動テーブル本体１５ｃをＸ軸方向に進退駆動する第２Ｘ軸モータ１５ｄと、第２Ｘ軸ボールねじ１５ｅと、第２Ｘ軸ナット１５ｆとを有する。

前記第２スライドテーブル１４は，前記駆動テーブル本体１５ｃ上に配設されており、該駆動テーブル本体１５ｃに対してＹ軸方向に相対移動可能に配設されたスライドテーブル本体１４ｃと、第２Ｙ軸モータ１４ｄと、図示しない第２Ｙ軸ボールねじと、第２Ｙ軸ナットとを有する。

なお、１４ｇ，１４ｈ及び１５ｇ，１５ｈは、前記ボールねじなどに研削粉がかかるのを防止するためのテレスコピック式のスライドカバーである。

第２Ｘ軸モータ１５ｄが第２Ｘ軸ボールねじ１５ｅを回転駆動すると、前記駆動テーブル本体１５ｃが前記第２スライドテーブル１４全体をＸ軸方向に移動させ、これに伴って前記第２シュー６がＸ軸方向に移動する。

一方、前記第２Ｙ軸モータ１４ｄが第２Ｙ軸ボールねじを回転駆動すると、前記スライドテーブル本体１４ｃがＹ軸方向に移動し、これに伴って前記第２シュー６がＹ軸方向に移動する。

そして本実施例１の研削盤１は、前記第１シュー５，第２シュー６の前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向位置が所定位置となるように前記第１移動機構１０及び第２移動機構１１を駆動制御する駆動制御部２０を有する。この駆動制御部２０は、予め設定された前記第１，第２シュー５，６のＸ軸，Ｙ軸方向位置を記憶する記憶部２１を有する。そして前記駆動制御部２０は、前記記憶部２１からワーク情報等に応じて読み出したＸ軸，Ｙ軸方向位置が第１，第２シュー５，６のＸ軸，Ｙ軸方向位置として再現されるように前記第１，第２移動機構１０，１１の各種モータを駆動制御する
さらにまた、前記駆動制御部２０は、前記第１，第２シュー５，６がワークの径の変化に追従して移動するように前記第１，第２移動機構１０，１１を駆動制御し、さらに前記シュー５，６がワークに与える押圧力が所定圧力となるように前記第１，第２移動機構１０，１１を駆動制御する。

ここで、前記記憶部２１に格納される第１シュー５，第２シュー６のＸ軸，Ｙ軸方向位置は以下のようにして求められる。

例えば、ワークの径，高さ，肉厚，材質などのワーク条件毎に、要求を満たし得る真円度等の加工精度を確保できる最適のＸ軸，Ｙ軸方向位置を、予め、熟練者が各シューの位置を微調整しつつ研削加工を行うことにより見出す。またこの場合、回転砥石４の切り込み量や押圧力，外径研削，内径研削などの加工条件毎に前記Ｘ軸，Ｙ軸方向位置を見出し、記憶部２１に格納するデータとする。

本実施例１では、前記駆動制御部２０は、前記第１，第２シュー５，６の位置を、前記ワーク主軸の回転軸Ａを原点とする直交座標系で指令する。例えば、第１シュー５のＸ軸，Ｙ軸方向位置については、（ｘ１，ｙ１）と指令し、第２シュー６Ｘ軸，Ｙ軸方向位置については、（ｘ２，ｙ２）と指令する。

なお、前記第１，第２シュー５，６の位置を、前記ワーク主軸の回転軸Ａを原点とする極座標系で指令してもよい。例えば、第１シュー５＝（ｒ１，θ１）、第２シュー６＝（ｒ２，θ２）として指令する。

本実施例１に係る研削盤１では、ワークＷがワークレスト８を介して電磁チャック７上に固定され、ワーク主軸により矢印ａ方向に回転駆動され、回転砥石４がワークＷより高い回転速度で矢印ｂ方向に回転駆動される。またこのとき、駆動制御部２０は、記憶部２１から読み出した第１，第２シュー５，６のＸ軸方向及びＹ軸方向位置が再現されるように第１移動機構１０及び第２移動機構１１のモータ回転を制御する。

このように本実施例１では、第１シュー５，第２シュー６を、水平面内でＸ軸方向，Ｙ軸方向に移動させる第１移動機構１０及び第２移動機構１１を設け、これらの移動機構１０，１１を、記憶部２１に記憶されている第１，第２シュー５，６のＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置が再現されるように駆動制御したので、従来の熟練者による調整を要することなく、容易確実にシューの位置を理想的な位置に制御することができ、生産性を向上できる。

また、前記第１，第２シュー５，６のＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置を記憶する記憶部２１を設けたので、ワーク条件等に応じた最適なシュー位置を、実際の研削加工などによって予め求め、それを前記記憶部２１に格納し、該格納されたＸ軸，Ｙ軸方向位置を再現することにより、シューの位置決定を容易確実に行うことができる。

また、前記記憶部２１に、加工条件情報に応じた前記第１，第２シュー５，６の２軸方向位置を記憶するようにしたので、加工条件情報に応じた２軸方向位置を再現でき、より精度の高いシュー位置制御が可能となる。

さらにまた、駆動制御部２０は、前記第１，第２シュー５，６がワークＷの径の変化に追従して移動するように第１，第２移動機構１０，１１を駆動制御するようにしたので、研削量が増加した場合でも最適のシュー位置を確保でき、研削精度を高めることができる。

また、駆動制御部２０は、前記第１，第２シュー５，６がワークＷに与える押圧力が所定圧力となるように第１，第２移動機構１０，１１を駆動制御するので、ワークＷの剛性に応じた押圧力に制御することができ、この点からも研削精度を高めることができる。

また、従来の研削盤では、外径研削と内径研削を行う場合、外径粗加工ｔ１，内径粗加工ｔ２，外径仕上げ加工ｔ３，内径仕上げ加工ｔ４の、４工程のそれぞれにおける段取りが必要であった。これに対して、本実施例では、第１，第２シュー５，６の位置調整を自動的に行うことができるので、図３に示すように、１回の段取りで、前記４工程ｔ１〜ｔ４を連続的に実行でき、生産性を向上できる。

なお、前記実施例１では、図１に示すように、第１シュー５を前記直線Ｃより少し回転方向上流側に設定し、第２シュー６を前記直線Ｃから９０°上流側に設定したが、本発明における第１，第２シューの最適位置は図１の位置に限定されるものではなく、例えば図４に示すように、第２シュー６をさらに上流側に設定しても良い。また内径研削の場合には、図５に示すように、第１シュー５を回転砥石４′と対向する位置に配置しても良い。

さらにまた、前記実施例では、第１，第２シュー５，６を両方とも移動させる場合を説明したが、何れか一方のシューは固定配置とし、他方のみの位置調整を行うようにしても良い。

加えて、前記実施例では、１２ｇ，１２ｈ，１３ｇ，１３ｈ，１４ｇ，１４ｈ，１５ｇ，１５ｈをテレスコピック式のスライドカバーとして説明したが、その一部を、固定式の板金カバーとしても差し支えない。

１研削盤
３ワークテーブル
４回転砥石
５，６第１，第２シュー
１０，１１第１，第２移動機構
１２，１３第１スライドテーブル，第１駆動テーブルｃ（第１移動テーブル）
１２ｄ，１３ｄ第１Ｙ軸，Ｘ軸モータ（サーボモータ）
１２ｅ，１３ｅ第１Ｙ軸，Ｘ軸ボールねじ
１４，１５第２スライドテーブル，第２駆動テーブルｃ（第２移動テーブル）
１４ｄ，１５ｄ第２Ｙ軸，Ｘ軸モータ（サーボモータ）
１５ｅ第２Ｘ軸ボールねじ
２０駆動制御部
２１記憶部
Ｗワーク
Ｗｏ外周面
Ｗｉ内周面

Claims

略円筒形状の被加工物（以下、ワークと記す）の外周面又は内周面を研削する回転砥石と、前記ワークを回転駆動可能に支持し、鉛直方向の回転軸を有するワークテーブルと、前記ワークに当接し、該ワークを支持するシューとを備えた研削盤において、
前記シューを水平面内で２軸方向に移動可能とする移動機構と、
前記シューの前記２軸方向位置が所定位置となるように前記移動機構を駆動制御する駆動制御部と
を備えたことを特徴とする研削盤。
請求項１に記載の研削盤において、
前記駆動制御部は、前記シューの移動座標系が、直交座標系又は極座標系となるように前記移動機構を駆動制御する
ことを特徴とする研削盤。
請求項２に記載の研削盤において、
前記駆動制御部は、予め位置決めされた前記シューの２軸方向位置を記憶する記憶部を有し、該記憶された２軸方向位置が再現されるように前記移動機構を駆動制御する
ことを特徴とする研削盤。
請求項２に記載の研削盤において、
前記駆動制御部は、加工条件情報に応じた前記シューの２軸方向位置を記憶する記憶部を有し、該記憶部から前記加工条件情報に応じて呼び出した２軸方向位置が再現されるように前記移動機構を駆動制御する
ことを特徴とする研削盤。
請求項４に記載の研削盤において、
前記駆動制御部は、前記シューがワークの径の変化に追従して移動するように前記移動機構を駆動制御する
ことを特徴とする研削盤。
請求項４に記載の研削盤において、
前記駆動制御部は、前記シューがワークに与える押圧力が所定圧力となるように前記移動機構を駆動制御する
ことを特徴とする研削盤。
請求項１に記載の研削盤において、
前記移動機構は、前記回転砥石の切り込み方向と平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸と直交するＹ軸方向に移動可能に配設され、第１シューが固定された第１移動テーブルと、該第１移動テーブルを移動させるボールねじ及び該ボールねじを回転駆動するサーボモータとを含む第１移動機構と、
前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能に配設され、第２シューが固定された第２移動テーブルと、該第２移動テーブルを移動させるボールねじ及び該ボールねじを回転駆動するサーボモータとを含む第２移動機構と
を備えていることを特徴とする研削盤。