JP2016104508A - 研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤 - Google Patents

研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤 Download PDF

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Abstract

【課題】プランジ研削および/または通し送り研削に使用することができるコンパクト設計の心なし研削盤を提供する。【解決手段】砥石軸28および調整車軸30は機械ベッド12に連結され、相互に可動に設けられる。砥石軸28および調整車軸30はスピンドルセット22を形成する。縦方向ガイド68が機械ベッド12に形成される。ベースキャリッジ54が縦方向ガイド68で受け取られる。機械ベッド12およびベースキャリッジ54は第1の移動軸を定義する。砥石軸28はベースキャリッジ54に連結され、第2の移動軸に割り当てられる。調整車軸30はベースキャリッジ54に連結され、第3の移動軸に割り当てられる。砥石軸28および調整車軸30は相互に移動するように、送り込み移動においてワーク載置部46に接近するように設けられる。【選択図】図3

Description

発明の詳細な説明
本開示は、機械ベッドと、スピンドル駆動部に連結されるように、かつ砥石車を受け取るために設けられた砥石軸と、スピンドル駆動部に連結されるように、かつ調整車を受け取るために設けられた調整車軸と、加工するワークを砥石軸と調整車軸との間で受け取るためのワーク載置部と、を備える研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤に関する。この種の研削盤は、一般的にはプランジ研削および/または通し送り研削に使用することができる。
本開示は、特にコンパクト設計の心なし研削盤の機械コンセプトに関する。本明細書では、これは具体的には妥当な設置スペースで実施され得る研削盤、例えばわずか1.5m×1.5m(メートル)、好ましくはわずか1.25m×1.25mのベース領域で実施され得る研削盤に関する。このベース領域は、具体的には研削盤のハウジングおよび/またはケーシングのベース領域を含んでいてもよい。例えば付属部品、ならびに接近用開口部、操作装置、サービスおよび保守用開口部などに必要なスペースのために、より広いベース領域が基本的には必要になることがあることは言うまでもない。それでもなお、本開示の範囲内で、コンパクト設計の研削盤が、「標準サイズ」で実施された従来の研削盤の必要(設置)スペースより、少なくとも約20%、好ましくは少なくとも約40%、さらに好ましくは少なくとも約50%、必要とする設置スペースが小さい研削盤であると称されるべきであることが、前述の手段から明らかである。
心なし研削盤、具体的には心なし円筒研削盤を設計するためのいくつかのコンセプトは、ドイツ特許出願公開第10 2011 117 819 A1号から知られている。この文書は、心なし円筒研削盤の砥石車および調整車をドレッシングするための装置に特に関連し、ドレッシング工具は、規定の方法、具体的には砥石車および調整車に対して変位可能な方法で移動可能である。
ワークを加工するための研削盤が当該技術分野において一般的に知られている。そうした心なし研削盤、具体的には心なし円筒研削盤も当該技術分野において知られている。心なし円筒研削盤は、例えば外径円筒研削盤または内径円筒研削盤として設けることができる。一般的には、心なし研削盤は丸い円筒形のワーク、好ましくは回転対称形のワークを加工するのに用いることができる。心なし研削盤は、例えばプランジ研削または通し送り研削に使用することができる。
心なし研削盤は、連続生産および大量生産に特に適する。心なし研削盤は砥石車と調整車とを一般的には備え、砥石車および調整車の両方を回転駆動することができる。砥石車と調整車とは、一般的には互いに平行に設けられ、加工するワークを両者の間で受け取るように設けられる。一般的には、砥石車は研磨材を含むか、研磨材でコーティングされる。一般的には、研磨材は研磨に有効な材料と称することができる。調整車はゴム材料、ゴム状材料を含んでいてもよく、および/または、ゴム材料および/またはゴム状材料でコーティングされていてもよい。あるいは、調整車はセラミック材料を含んでいてもよく、および/またはセラミック材料でコーティングされていてもよい。
一般的には、心なし研削盤はワークのための支持体の役割を果たすワーク載置部をさらに備える。そのため、心なし研削盤が研削のために操作される際に、砥石車、調整車、およびワーク載置部がワークに接触し得る。通常は、砥石車および調整車は互いに平行に設けられていてもよい。しかし、砥石車を調整車に対して角度をわずかにオフセットして設けることも予想されてよい。このようにして、ワークのための送り運動を生み出すことができる。
しばしば、砥石車は調整車より大きい直径を有する。砥石車および調整車は一般的には駆動部を備え、および/または駆動部に連結されてもよい。一般的には砥石車および調整車は同じ回転方向に駆動されるが、各駆動部は、砥石車の周速度が調整車の周速度からずれるように制御される。研削工程中に、一般的には同じ回転方向に作動する砥石車と調整車とにワークが係合されると、砥石車と調整車との協働によってワークが回転される。回転方向は、砥石車および調整車の回転方向と逆である。砥石車と調整車の周速度が異なるため、滑りまたは回転を含むことがある相対運動がワークと砥石車との間に起こり得る。このようにして、材料をワークから除去することができる。
これを考慮して、本発明の目的は、そのコンセプトゆえに限られた設置スペースで実施することができ、同時に可能な限り包括的な機能的性能を提供することができる研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤を提示することである。円錐形のワーク、プランジ、溝、段部などを有するワークなどの非円筒形のワークもこの種の研削盤で加工できることが特に好ましい。研削盤をほとんど労力を要さずに実施することができ、低コストで作動することができることがさらに好ましい。最後に、研削盤が著しいロバスト性を有し、必要であれば保守作業および/または修繕作業をほとんど労力を要さずに行なうことができることがさらに好ましい。
この目的は、機械ベッドと、スピンドル駆動部に連結されるように、砥石車を受け取るために設けられた砥石軸と、スピンドル駆動部に連結されるように、調整車を受け取るために設けられた調整車軸と、加工するワークを砥石軸と調整車軸との間で受け取るためのワーク載置部と、を備える研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤により達成される。砥石軸および調整車軸は機械ベッドに連結され、相互に可動に設けられる。砥石軸および調整車軸はスピンドルセットを形成する。縦方向ガイドが機械ベッドに形成される。ベースキャリッジが縦方向ガイドで受け取られる。機械ベッドおよびベースキャリッジは第1の移動軸を定義する。砥石軸はベースキャリッジに連結され、第2の移動軸に割り当てられる。調整車軸はベースキャリッジに連結され、第3の移動軸に割り当てられる。砥石軸および調整車軸は相互に可動なように、送り込み移動においてワーク載置部に接近するように設けられる。
本開示では、研削盤の主要部品のために基本的には3つの移動軸のみが設けられるにもかかわらず研削盤のすべての機能性が提供されることで、極めてコンパクトで省スペースな設計が達成される。移動軸という用語は、本開示の範囲内では、機械工具の分野における一般的な意味において理解されるものとする。よって、移動軸は研削盤の2つの部品の間の直線変位移動を可能にする直線移動軸を例えば含んでいてもよい。さらに、移動軸は研削盤の2つの部品の間の相対回転移動または旋回移動を可能にする回転移動軸または枢動軸を含んでいてもよい。このため、例えばデカルト座標系を基準にすれば、一般的には合計6つの移動軸を3次元空間に想定することができる。前述の6つの移動軸のうち、3つの軸は例えばX軸、Y軸、およびZ軸に沿った直線移動に基本的には関連していてもよい。さらに、例えばX軸、Y軸、およびZ軸を中心とした回転移動または旋回移動に関連する、いわゆる枢動軸の形態の3つの移動軸が設けられていてもよい。よって、一般的な呼称に従って、回転軸または枢動軸はA軸、B軸、およびC軸として設けられていてもよい。
少なくともいくつかの実施形態において、上記構成は、場合によってはさらなる補助軸を設けることを必ずしも排除する必要のないことは言うまでもない。しかし、こうした補助軸は主として、ワーク加工自体、および/または、砥石車および/または調整車のドレッシング自体の範囲内では送り込みまたは接近移動に用いられないかもしれない。例えば、調整車軸にX軸を中心とした規定の傾きを与えるために考えられる補助軸が参照される。こうした軸はA軸と呼ばれることもあり、X軸を中心とした旋回移動を指すことがある。調整車軸のA軸移動により、例えば通し送り研削の際にワークの送りをもたらすことができる意図的な傾きが得られる。さらに、プランジ研削の際も、ワークを規定の方法で(軸方向に)受け取るために、X軸を中心に調整車軸を傾けることで少なくとも最小限の傾きが望まれていてもよい。これにより、精度および再現性がさらに増加する可能性がある。
上記実施形態では、研削盤にその主要部品のための3つの移動軸のみを設けることが提案される。例えば、3つの移動軸は説明された移動軸の「プール」から選択されていてもよい。例えば研削盤の砥石軸および調整車軸が含まれているのであれば、そうした砥石軸および調整車軸は基本的には相互に連結されるが相互に可動に設けられていてもよいのであるが、上記の3つの移動軸のうちの2つを基本的には平行または一致する移動軸として実施することすら考えられるであろう。これは、例えばガイド要素などが平行で一致する軸によって使用され得るというさらなる利点を伴うことがある。これは、研削盤を実施するために必要な労力をさらに減少させることがある。
本開示の範囲内で例えば第1の部品が第2の部品に連結されるように設けられるか、または連結されていると記されている限りにおいては、両部品が直接的に相互に連結されているか、または相互に連結されるように設けられている場合と、両部品が間接的に相互に連結されているかまたは相互に連結されるように設けられている場合との両方がこれに含まれていてもよい。間接的連結は、例えばさらなる部品が第1の部品と第2の部品との間に介装される場合に用いることができる。しかし、本開示の範囲内で、第1の部品が直接的に第2の部品に連結されているか、または第2の部品に設けられていることが明確に記されている限りにおいては、第1の部品と第2の部品との間に別の部品が設けられていない、または介装されていないことが推測できる。
工作機械、具体的には研削盤の一般的な呼称に従って、縦方向ガイドは、具体的には縦方向または方向の移動を可能にするいわゆるZガイドとして設けられていてもよい。一般的には、縦方向またはZ方向は、加工されるワークの縦軸、および/またはワークを受け取るために設けられたワークホルダーまたは載置台と平行に配向される。
さらに、縦方向に直角で、かつ縦方向とジョイントして平面として広がる、横方向またはX方向が一般的には定義され、平面は基本的には機械ベッドの設置表面と平行に向いていてもよい。さらに、基本的には高さの延長を表すことができる、いわゆる垂直方向またはY方向が設けられていてもよい。
本開示の範囲内で送り込み(接近)移動について記す限りにおいては、これを一般的に、基本的には横方向に、すなわち基本的には縦方向に直角に生じ得る砥石軸および/または調整車軸の移動として理解するものとする。理想的には横方向に平行に、および/または縦方向に直角には達成されない移動もまた、基本的には予測されてもよいことは言うまでもない。これは、例えばワークの送りをもたらすために、加工されるワークの縦軸に対する砥石車および/または調整車の意図的な傾きを設ける場合において特にそうであってもよい。
本明細書において本開示の範囲内で用いられるように、送り移動を、基本的には縦方向に平行で、基本的には横方向に直角の移動として一般的には理解するものとする。例えば、通し送り研削の際に、送り移動がスピンドルセットに対してワーク自体によってもたらされてもよい。このために、調整車軸を、規定の方法で横軸を中心に傾けて、それによりワークを係合する際に送り方向において有効な力成分を生み出すことが予測されてもよい。横軸を中心とした旋回移動を表す対応する移動軸は、A軸と呼ばれることもある。
砥石軸および調整車軸の両方が、ベースキャリッジを介して研削盤の機械ベッドに間接的に連結されることが好ましい。それゆえ、砥石軸および調整車軸は両方とも、ベースキャリッジを縦方向に移動させる際に、対応する距離だけ縦方向に一緒に移動してもよい。砥石軸と調整車軸とで形成されるスピンドルセットは、論理ユニットと考えられてもよい。換言すれば、スピンドルセットという用語は、砥石軸と調整車軸とで形成される群の呼び名として主に用いられるものとする。これに関して、砥石軸と調整車軸とが構造ユニットを形成しなければならないという必要はない。
研削盤の上記構成は、例えば砥石軸とワーク載置部との間、および/または調整車軸とワーク載置部との間に規定の傾きをもたらすために、例えば別のB軸(Y軸を中心とした旋回移動のための移動軸)を必要としないという本質的な構造上の利点を有する。一般的には砥石軸および調整車軸のそれぞれに設けられるべきであるそうした1つのB軸によって、一方では、これらの傾きを簡単で柔軟にもたらすことができ、研削盤を操作する際に傾きを調整することができる。これにより、従来の研削盤の柔軟性および生産性が増加する可能性がある。同時に、他方では、さらなる当該移動軸をこのように必要とする配置のために構造上の労力がかなり増加する。
そのため本開示は、代わりに、砥石車および/または調整車がワークに対してミラー対称に設けられる場合に、形状が純粋な円筒形状から大幅に逸脱するワークを加工することができるという事実を利用する。上述の基本コンセプトにより、砥石軸および調整車軸が「自由に」変位することができ、そのため砥石軸で受け取られる砥石車軸および/または調整車軸で受け取られる調整車が対応するドレッシング工具と係合されて、その輪郭が加工されるワークの望ましい形状に適合されることが少なくとも可能になる。換言すれば、ドレッシング工具を備える少なくとも1つのドレッシングユニットが設けられてもよく、非円筒形のワークの加工を可能にするために3つの移動軸だけを用いて砥石車および/または調整車の適合をもたらすことができるような方法で、ドレッシングユニットが機械ベッドに固定的に連結されることが好ましい。理想的には、3軸のうちの2軸のみを用いて、そうした砥石車および調整車のそれぞれが、各車に割り当てられたドレッシング工具に望ましい方法で接近してもよく、切削係合によってその望ましい輪郭を受け取ってもよい。
研削盤の主要部品のために3つの移動軸のみを備えるコンパクト設計の心なし研削盤の上述の基本原理により、好ましい実施形態の主題を形成することができる複数の変形例が可能になる。
本明細書で使用される送り込み移動という用語は、一般にワークに対する調整車の砥石車の接近移動を指すものとし、接近移動の主な方向はワークの縦軸に直角であるか、少なくとも基本的には直角である。さらに、本明細書で使用される送り移動という用語は、砥石車および/または調整車に対するワークの相対移動を指すものとし、送り移動の主な方向はワークの縦軸に平行であるか、ワークの縦軸と一列になる。
好ましい実施例では、スピンドルセットの第1のスピンドルは第2の移動軸を定義する主ガイドユニットを介してベースキャリッジに連結され、スピンドルセットの第2のスピンドルは第2の移動軸を定義する副ガイドユニットを介してベースキャリッジに連結される。主ガイドユニットおよび副ガイドユニットのうちの少なくとも一方は、スイベルガイドまたはリニアガイドとして設けられる。
主ガイドユニットおよび副ガイドユニットは少なくとも部分的に同じガイド要素を用いることが好ましい。主ガイドユニットおよび副ガイドユニットが平行移動軸、または、少なくとも部分的に一致する移動軸を定義することが、さらに好ましい。
さらなる実施形態では、主ガイドユニットはベースキャリッジに直接的に連結される。さらなる別の実施形態では、副ガイドユニットもベースキャリッジに直接的に連結される。このようにして、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットは両方とも、ベースキャリッジに設けられた共通のガイド要素を使用してもよい。別の実施形態では、主ガイドユニットがベースキャリッジに直接的に連結され、副ガイドユニットが主ガイドユニットに直接的に連結される。この実施形態では、主ガイドユニットはベースキャリッジと副ガイドユニットとの間に介装されていてもよい。
さらなる実施形態では、ベースキャリッジに対する主ガイドユニットの移動は、ベースキャリッジに対する副ガイドユニットの、対応する移動をもたらす。これは特に、主ガイドユニットが副ガイドユニットに直接的に連結され、副ガイドユニットとベースキャリッジとの間に設けられる場合に当てはまる。
別の実施形態では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットはベースキャリッジに対して相互に独立して可動である。換言すれば、一方では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットはベースキャリッジに設けられた同じガイド要素を少なくとも部分的に使用してもよい。他方では、両ガイドユニットの相互に独立した移動を可能にするさらなる独立した駆動手段を設けてもよい。
研削盤のさらなる実施形態では、ベースキャリッジに横方向ガイドが形成される。横方向ガイドで主キャリッジおよび副キャリッジが受け取られ、主キャリッジにスピンドルセットの第1のスピンドルが割り当てられ、副キャリッジにスピンドルセットの第2のスピンドルが割り当てられる。換言すれば、主ガイドユニットは主キャリッジとして設けられていてもよい。よって、副ガイドユニットは副キャリッジとして設けられていてもよい。横方向ガイドはXガイドと呼ばれることもある。具体的には、横方向ガイドはリニアガイドとして設けられる。横方向ガイドは、具体的には縦方向ガイドに基本的には直角に配向されてもよい。主キャリッジおよび副キャリッジはベースキャリッジに形成された共通の横方向ガイドに割り当てられていてもよい。そのため、各キャリッジに独立した横方向ガイドを設ける必要はない。
スピンドルセットは、砥石軸および調整車軸を含む。したがって、第1のスピンドルは両スピンドルのうちの一方であってもよく、第2のスピンドルは両スピンドルのうちのもう一方であってもよい。
研削盤の別の実施形態では、スピンドルセットの少なくとも1つのスピンドルはベースキャリッジに枢動可能に設けられ、枢動軸を中心とした旋回移動による送り込み移動においてワーク載置部に接近するように設けられる。縦軸(Z軸)を中心とした旋回移動もまた、横方向(X方向)の送り込み移動をもたらしてもよく、その際少なくとも1つのスピンドルに割り当てられた車が枢動軸に偏心して設けられる。枢動軸はC軸と呼ばれることもある。この実施形態では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットのうちの少なくとも一方がスイベルガイドとして設けられる。
さらなる実施形態では、スピンドルセットの第1のスピンドルはベースキャリッジに枢動可能に設けられ、枢動軸を中心とした旋回移動による送り込み移動においてワークに接近するように設けられる。スピンドルセットの第2のスピンドルは横方向ガイドに沿って変位可能に横方向ガイドに設けられ、第2のスピンドルは送り込み移動においてワーク載置部に接近するように設けられる。換言すれば、1つのガイドユニットがリニアガイドユニットとして設けられてもよく、別のガイドユニットがスイベルガイドユニットとして設けられてもよい。
さらなる実施形態では、少なくともベースキャリッジ、主ガイドユニット、または副ガイドユニットは一体型変位駆動部を備える。一体型変位駆動部は構造的に統合された変位駆動部として設けられることが好ましい。これは例えば、変位モーターがベースキャリッジ、主ガイドユニット、または副ガイドユニットに直接的に割り当てられることを意味してもよい。換言すれば、例えばベルト駆動部、チェーン駆動部、油圧式駆動部などの、力伝達のための労を要する手段を必要としない。これは、研削盤の構成のさらなる簡略化もたらす可能性があり、必要設置スペースをさらに削減する可能性がある。
一体型変位駆動部は、例えばいわゆる「カンチレバー」または「フライング」駆動部と呼ばれることがある。これは、一方では、それ自体が機械ベッドに対して基本的には可動である駆動部にエネルギーを供給するために、十分に柔軟なラインが設けられなければならないことを意味してもよい。例として、例えばいわゆるケーブルキャリアを必要とすることがある。反対に、他方では、例えば機械ベッドに固定された位置固定駆動部と、例えばベースキャリッジ、主ガイドユニット、または副ガイドユニットといった移動する物体との間の、ギアなどによる労を要する機械的な力伝達を必要としない。
この実施形態の改良例では、少なくとも1つの一体型変位駆動部がねじ付きスピンドル、具体的には耐トルク的に取り付けられたねじ付きスピンドルに連結される。よって、少なくとも1つの一体型変位駆動部は、適切なモーターにより回転して相対移動をもたらすことのできるスピンドルナットまたは類似部品を備えていてもよい。したがって、例えばモーターの出力回転はスピンドルナットによって縦方向の移動に変換されてもよい。
当該変位駆動部が枢動駆動部として設けられている限りにおいては、一体型駆動部は例えばいわゆる高トルクモーターを含んでいてもよい。
更なる別の実施形態では、少なくとも1つの一体型変位駆動部は直接駆動部として設けられる。直接駆動部には、枢動駆動部および/またはリニア駆動部もが想定されてもよい。リニア駆動部が用いられる限りにおいては、直接駆動部は具体的にはリニアモーターを含んでいてもよい。例えばベースキャリッジに形成することができる同じ固定子と連結され得る主キャリッジおよび副キャリッジの両方に、それぞれリニアモーターを設けることが例えば予想されてもよい。
リニアモーターの固定子が、一般的には、(平らな)「回転子」と協働する線形延長を有する細長い要素であることは言うまでもない。簡潔に言えば、リニアモーターは回転出力をともなうモーターの「巻かれないもの」と考えられてもよい。
研削盤のさらなる実施形態では、ワーク載置部は機械ベッドに固定的に取り付けられる。これは、ほとんど構造上の労力なしにワーク載置部を実施できるという主な利点を有する。ワーク載置部に適切な送り込み駆動部および/または送り駆動部を設ける必要がない。必要な送り込み移動および/または送り移動を、ベースキャリッジが主ガイドユニットおよび副ガイドユニットと適切に協働することでもたらすことができる。
研削盤のさらなる実施形態では、ドレッシング工具を受け取るための少なくとも1つのドレッシングユニットが設けられる。少なくとも1つのドレッシングユニットは砥石車および調整車のうちの少なくとも一方を加工するように構成され、少なくとも1つのドレッシングユニットは機械ベッドに固定的に取り付けられる。
当該車の外形輪郭、具体的には外周輪郭を規定の方法で加工するために、砥石車または調整車の少なくとも一方をそれぞれに割り当てられたドレッシング工具と制御した方法で係合させるために作動される機械制御部を研削盤に設けることが好ましい。このようにして、Y軸を中心にした砥石軸および/または調整車軸の旋回のために別の旋回駆動部(B軸駆動部)を必要とせずに非円筒形の回転対称のワークを加工することができる。さらに、このようなB軸のために必要な制御部および/またはレギュレータを設けてもよい。
この実施形態の改良例では、少なくとも1つのドレッシングユニットがワーク載置部に隣接して設けられる。これは、少なくとも1つのドレッシングユニットに設けられたドレッシング工具に接近または到達しやすいという主な利点を有する。このようにして、コンパクトな外形寸法を有する研削盤に一般的には当てはまるように加工スペースが限られていても、包括的な機能性を与えることができる。研削盤の加工スペースは、受け取ることができる加工ワークの、および/または砥石車と調整車の最大寸法によって例えば定義されてもよい。
好ましい実施形態では、機械ベッドで受け取られ、砥石車および調整車の共通の送り移動を実施するために設けられた、厳密に1つのベースキャリッジと、ベースキャリッジに設けられ、少なくとも部分的に共通のガイド要素を備えることが望ましい、厳密に1つの主ガイドユニットおよび厳密に1つの副ガイドユニットと、を備える、研削盤、具体的にはコンパクト設計の心なし研削盤が提供される。主ガイドユニットは、送り込み移動を実施するためにスピンドルセットの第1のスピンドルに連結され、副ガイドユニットは、送り込み移動を実施するためにスピンドルセットの第2のスピンドルに連結される。ベースキャリッジ、主ガイドユニット、および副ガイドユニットは、ワーク載置部に対して、少なくとも1つのドレッシングユニットに対して、第1のスピンドルおよび第2のスピンドルを変位させるように設けられる。厳密に3つの移動軸が設けられ、機械ベッドおよびベースキャリッジが縦方向ガイドに沿った第1の移動軸を定義し、主ガイドユニットが第2の移動軸を定義し、副ガイドユニットが第3の移動軸を定義する。
上記実施形態は、具体的には明確で独立した発明の一部を形成してもよい。
本開示の範囲内において「厳密に」ある個数の要素が設けられると記されている限りにおいては、要素がその個数しか設けられないと理解するものとする。
本開示の少なくともいくつかの基本原理に基づき設けられた研削盤は様々な方法で変形してふさわしい変形例を形成してもよい。
使用される移動軸として予想され得る軸概念に関して、3つの移動軸が使用されることが不可欠である。機械ベッドとベースキャリッジとの間に形成される移動軸は、具体的にはいわゆるZ軸として設けられる。砥石軸とベースキャリッジとの間、および/または調整車軸とベースキャリッジとの間の相対移動は主ガイドユニットおよび副ガイドユニットによってもたらされ得る。1つの変形例では、主ガイドユニットはX軸として設けられ、副ガイドユニットもいわゆるX軸として設けられる。この変形例から離れて、一方では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットが少なくとも部分的に共通のガイド要素を使用することが予想されてもよい。他方では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットが定義するX軸が、相互にずれて、相互に平行に設けられることも予想されてよい。
さらなる実施形態では、主ガイドユニットおよび副ガイドユニットのうちの少なくとも一方が、リニアガイドおよび/または直線軸として設けられる代わりに、Z軸を中心とした旋回移動または回転移動を可能にする、スイベルガイドおよび/または枢動軸、具体的にはいわゆるC軸として設けられてもよい。
主ガイドユニットおよび副ガイドユニットの両方がそれぞれX軸を定義する限りにおいては、一方では、X軸が対称に設けられることが予想されてもよい。他方では、非対称構成のX軸も予想されてよい。
少なくとも1つのドレッシングユニットは、機械ベッドに固定的に連結される、すなわち、機械ベッドに対して可動でないことが好ましい。少なくとも1つのドレッシングユニットは、ワーク載置部の近くに設けられてもよい。しかし、少なくとも1つのドレッシングユニットがワーク載置部から離間して機械ベッドに設けられることが予想されてもよい。
少なくとも1つのドレッシングユニットは、一方では、機械ベッドに直接設けられてもよい。他方では、少なくとも1つのドレッシングユニットを、機械ベッドに固定的に連結されたブリッジ(ポータル)または支持アームに設けることも予想されてよい。同様に、ワーク載置部の配置も変わってよい。
少なくとも1つの変位駆動部に関しても、様々な変形例が予想されてもよい。ベースキャリッジ、主ガイドユニット、および副ガイドユニットの変位駆動部のうちの少なくとも1つが、少なくとも1つのねじ付きスピンドルと、ねじ付きスピンドルに連結されるように設けられたナットと、を備えるリニア駆動部として設けられることが好ましい。ねじ付きスピンドルまたはナットのうちのいずれかは、耐トルク的に設けられてもよい。ねじ付きスピンドルおよびナットのうちのもう一方の要素は、直線移動をもたらすために回転駆動するように設けられてもよい。
特に、主ガイドユニットが主キャリッジとして設けられ、副ガイドユニットが副キャリッジとして設けられる場合に、両キャリッジは共通のねじ付きスピンドルを用いる変位駆動部を割り当てられてもよい。このため、主キャリッジおよび副キャリッジの変位駆動部のそれぞれが、主キャリッジまたは副キャリッジをねじ付きスピンドルに沿って変位させるために回転ナットを備えていてもよい。
各変位駆動部の駆動部が移動要素に、すなわち例えばベースキャリッジ、主キャリッジ、および/または副キャリッジに直接的に設けられていないさらなる構成が予想されてもよい。よって、移動要素から見れば、モーターは「固定的に」設けられてよく、例えばねじ付きスピンドルを回転駆動してもよい。変位移動をもたらすために、ねじ付きスピンドルは当該キャリッジに固定的に連結されたナットと協働する。上述したとおり、少なくとも1つのねじ付きスピンドル駆動部の代わりに、少なくとも1つのリニアモーターが設けられていてもよい。
1つのX軸および/または複数のX軸のための少なくとも1つの変位駆動部、およびZ軸のための変位駆動部は両方とも、基本的にはねじ付きスピンドル駆動部、またはリニアモーターとして、または同様に実施されてもよい。ねじ付きスピンドル駆動部が設けられる限りにおいては、一方では、そうしたねじ付きスピンドルを動力で動かす、または駆動することが想定されてもよい。他方では、ねじ付きスピンドルに連結されたナットを駆動することが想定されてもよい。後者の場合、ねじ付きスピンドルは耐トルク的に設けられる。
上述の変形例のそれぞれは、基本的には互いに組み合わされてもよい。本開示の態様および変形例に基づいて研削盤が実施される場合に、幅広い操作範囲を提供し、コンパクトで単純な設計であるにもかかわらず多くの用途を可能にする研削盤を、限られた設置スペースで、妥当な労力で実施することができる。
これに従ってコンパクトに設計された研削盤は、例えば少量連続生産および/または中量連続生産に適する。例えば大量生産においては、一般的に非常に広い設置スペースおよびベース領域を必要とする単一目的用、または特別に適合された多目的用研削盤が一般的に使用されることは言うまでもない。
上述の、およびこれから説明する本開示の特徴を、指定された組み合わせとしてだけでなく、本開示の範囲から離れることなくその他の組み合わせとして、または切り離して用いることができることは言うまでもない。
本開示のさらなる特徴および代表的な実施形態は、複数の代表的な実施形態の以下の説明において、図面を参照して開示される。
心なし研削盤として設けられた研削盤の概略正面図である。 心なし研削盤の非常に簡略化した概略部分上面図である。 3つの移動軸を備える、第1の構成の心なし研削盤の実施形態の、非常に簡略化した概略上面図である。 図3の構成に少なくとも類似する研削盤の、図3のIV−IV線に沿った、非常に簡略化した概略断面図である。 図3から逸脱する状態の、図3の研削盤の非常に簡略化したさらなる概略上面図である。 第1の状態の心なし研削盤のさらなる実施形態の、非常に簡略化した概略上面図である。 さらなる状態の図6の心なし研削盤の、非常に簡略化したさらなる概略図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した概略上面図である。 心なし研削盤のさらなる実施形態の非常に簡略化した横断面図である。 心なし研削盤のさらなる別の実施形態の非常に簡略化した横断面図である。
図1は10で表される研削盤の正面図である。図1、および研削盤10の非常に簡略化した概略部分上面図である図2を参照して、研削盤10の基本構造および基本部品を以下に説明する。
研削盤10は、具体的にはいわゆる心なし研削盤10として設けられてもよい。例として、図1および図2に表す研削盤は心なし外径円筒研削盤として設けられる。研削盤10は、フレームとも呼ばれることがある機械ベッド12を備える。機械ベッド12において、研削盤10の部品の変位移動を可能にするサドル滑り面14,16が受け取られてもよい。
図1および図2から、研削盤10の主方向および主軸を示すのに用いることのできる座標系XYZを推測することができる。通常は、例えば研削盤10で受け取られるワークの縦軸と一致するか、この軸と少なくとも実質的に平行である軸が、通常Zで表される。Z軸はさらに、研削盤10の少なくとも1つのスピンドル軸と実質的に平行に配向される。例えば送り込み軸として機能してもよい軸が、通常Xで表される。一般に、X軸はZ軸に対して直角をなす。一般に、X軸は作動軸と呼ばれる。Y軸は一般に高さの延長を表す。Y軸はX軸に直角に、Z軸に直角に主として配置される。
サドル滑り面14,16は並進ガイドとして設けられてもよく、具体的にはX軸に沿った送り込み移動を可能にしてもよい。しかし、サドル滑り面14,16は、クロステーブルサドル滑り面としても設けられてよい。よって、サドル滑り面14,16は、X軸に沿った移動に加えてZ軸に沿った移動をも可能にしてもよい。Z軸は送り軸と呼ばれることもある。想定できる移動方向であって、サドル滑り面14,16により可能になる移動方向を図2において矢印18,20で表す。
研削盤10はさらに、砥石台24および調整車台26を備えていてもよい。砥石台24において、砥石軸28が回転可能に受け取られてもよい。調整車台26において、調整車軸30が回転可能に受け取られてもよい。砥石軸28は少なくとも1つの砥石車32を保持するように構成されてもよい。調整車軸30は少なくとも1つの調整車34を保持するように構成されていてもよい。砥石台24はさらに砥石車駆動部36を備えるか、または少なくとも砥石車駆動部36に連結されていてもよい。調整車台26は調整車駆動部38を備えるか、または少なくとも調整車駆動部38に連結されていてもよい。サドル滑り面14は砥石台24に割り当てられる。サドル滑り面16は調整車台26に割り当てられる。サドル滑り面14,16はX−Z平面における砥石台24および/または調整車台26の並進移動を可能にするために、適切な駆動装置に連結されていてもよい。図2の矢印18,20を参照されたい。
砥石車駆動部36は少なくとも1つのモーター、具体的には電気モーターを備えていてもよい。調整車駆動部38は少なくとも1つのモーター、具体的には電気モーターを備えていてもよい。砥石車駆動部36は直接的または間接的に砥石軸28に連結されていてもよい。間接的連結は、例えばギア、クラッチ、および類似の要素によって達成されてもよい。調整車駆動部38は直接的または間接的に調整車軸30に連結されてもよい。間接的連結は、介装されるギア、クラッチ、または類似の要素によって実現されてもよい。
砥石軸28は、少なくとも1つの軸受40、好ましくは間に砥石車32が設けられる2つの軸受位置40−1,40−2を有してもよい。図2を参照されたい。調整車軸30は少なくとも1つの軸受42、好ましくは第1の軸受位置42−1および第2の軸受位置42−2を有してもよい。軸受位置42−1および42−2の間に少なくとも1つの調整車34が設けられていてもよい。特に図2を参照されたい。
砥石軸28と調整車軸30との間に、ワーク載置部支持体48で受け取られるワーク載置部46が設けられる。ワーク載置部46は、研削加工のために砥石軸28と調整車軸30との間で受け取ることができるワーク50を受け取る、および/または、支持するように構成される。ワーク載置部46はサポートルーラーと呼ばれることもある。
砥石車42が取り付けられた砥石軸28は縦軸を中心として回転および/または回転駆動が可能である。調整車34が取り付けられた調整車軸30は縦軸を中心として回転および/または回転駆動が可能である。砥石軸28および調整車軸30は、それらの間で受け取られたワーク50をその縦軸を中心として砥石車32および調整車34によって回転させることができるように協働してもよい。言い換えれば、ワーク50は砥石車32および調整車34によって間接的に駆動されてもよい。図1および図2を併用して推測できるように、縦軸は共通のX−Z平面に設けられてもよい。具体的には、縦軸は相互に平行に設けられてもよい。前述のように、少なくとも調整車軸30および/またはその縦軸が砥石軸28の縦軸に対して少なくともわずかに傾いていてもよいこと、および/または横軸を中心として枢動してもよいことも予想されてよい。この傾きにより、ワーク50の送り移動が引き起こされてもよい。これは、特にいわゆる通し送り研削作業に有利なことがある。このようにして、具体的にワーク50の送り動作が行なわれてもよい。ワーク50の送り動作が異なる方法で実現されてもよいことはいうまでもない。一般的には、研削盤10は溝研削またはプランジ研削作業を行なうようにも構成されてよい。
図1に基づき、砥石車32および調整車34は基本的には同じ回転方向の回転駆動が可能であってよいことがさらに明らかである。一般的には、砥石車32および調整車34の回転駆動部は、異なる周速度が同時に存在してもよいようにもたらされる。その結果生まれる周速度の差は、砥石車32および調整車34による、滑りまたは回転を含むワーク50の巻き込みの原因となることがある。基本的には、ワーク50は砥石車32および調整車34によって回転され、その回転方向は砥石車32および調整車34の回転方向の逆である。砥石車32および調整車34の異なる度合いの周速度に基づき、基本的には「理想的な」滑りのない、または回転のない巻き込みがもたらされることはないかもしれない。むしろ、ワーク50と砥石車32との間に、相対移動、具体的には相対滑り移動がもたらされることがある。この相対移動は、基本的には、ワーク50において材料の除去を引き起こす。
砥石台24および調整車台26の少なくとも一方の(図1および図2で独立して表してはいない)キャリッジ駆動部を適切に制御することで、さらにワーク50へのX方向の送り込み力および/または圧入力が定義され、生成されてもよい。換言すれば、ワーク50は砥石車32と調整車34との間にクランプ、具体的には傾けてクランプされてもよい。
例として、研削盤10はさらに、冷却および潤滑切削液のための送り部44(略称:KSSフィード)を備えていてもよい。さらに、具体的には砥石台24は砥石車32をドレッシングするためのドレッシング装置66と組み合わされてもよい。研削盤10には、操作者が操作して研削盤10を作動させてもよい制御装置52を備えていてもよい。制御装置52が研削盤10の自動制御のために設けられてもよいことは言うまでもない。
以下に、図3から図15を参照して、本開示の少なくともいくつかの原理に従って設けられた研削盤10の、種々の実施形態およびコンセプトを説明する。研削盤10は心なし研削盤として設けられることが好ましい。研削盤10はさらに、その機械コンセプトから恩恵を受けるその非常にコンパクトな設計によって特徴付けられることが好ましい。
本開示の文脈において要素、部品、および/またはサブアセンブリが同一の参照符号で表される限りにおいては、これらの品目は少なくともコンセプトに関しては同類であると理解されるものとする。それにもかかわらず、要素、部品の設計変更、および/または、要素、部品、および/またはサブアセンブリの変型が想定されてもよいことは言うまでもない。しかし、これについては一般的には別途説明がなされる。
図3から図15に表す実施形態では、砥石車32および調整車34の両方ともがカンチレバー式で取り付けられていてもよい。砥石車32および調整車34のうちの少なくとも一方が2つの軸受位置40,42の間に設けられている、図2の構成も基本的には予想されてよいことは言うまでもない。
特に図3から図5を参照して、研削盤10の第1の実施形態を明らかにし、より詳細に説明する。図3および図5は、それぞれが研削盤10の非常に簡略化した概略上面図であり、図3および図5の研削盤10の可動部品は異なる相対位置を取る。図4は、図3におけるIV−IV線に沿った研削盤10の横断面図である。図4も非常に簡略化した概略図である。これは、図4が必ずしも図3および図5に関して表された研削盤10の実施形態の完全に正確な断面図である必要がないことを具体的には意味する。それにもかかわらず、図4は研削盤10の考えられる断面図である。
図5にはさらに、座標系が説明上の理由から表されており、X軸およびZ軸を図5の平面視に見ることができる。対応するY軸(縦軸)は基本的には図5のビュー平面に垂直に設けられる。図4を参照されたい。X軸は特に横軸と呼ばれることがあり、横方向を表すことができる。Z軸は特に縦軸と呼ばれることがあり、縦方向を表すことができる。さらに、いわゆる枢動軸を図5において矢印Cで表す。枢動軸はC軸とも呼ばれる。C軸はZ軸を中心とした回転移動および/または旋回移動を表す。同様に、X軸を中心とした回転または旋回移動はA軸と呼ばれることがあり、Y軸を中心とした回転または旋回移動はB軸と呼ばれることがある。これに関して、図1に表す座標系も参照されたい。図4および図5に表す座標系を、図3および図6から図15に係る構成のいずれに移してもよい。
再び図3、図4、および図5について、研削盤10の構成の基本構造をより詳細に説明する。既に前で基本的には説明したとおり、研削盤10には砥石台24および調整車台26が設けられる。砥石台24は砥石車32を取り付けてもよい砥石軸28を支持する。調整車台26は調整車34を取り付けることができる調整車軸30を支持する。砥石車32および調整車34は両方とも、ワーク載置部46で受け取られる加工ワーク50に作用してもよい。
ワーク50に作用するために、砥石軸28および調整車軸30は送り込み移動においてワーク50に接近してもよく、および/または送り移動においてワーク載置部46に対して制御された既定の方法で変位してもよいことが必要である。
このために、研削盤10はキャリッジ装置、具体的には複数のキャリッジ54,56,58を含む複合スライド(クロススライド)装置を備える。研削盤10の機械ベッド12でベースキャリッジ54が受け取られ、次にベースキャリッジ54がその上に設けられた主キャリッジ56および副キャリッジ58を支持する。ベースキャリッジ54は機械ベッド12と協働し、このように第1の移動軸60を定義することができる。第1の移動軸60は、具体的にはいわゆる縦軸(Z移動軸)として設けられてもよい。さらに、ベースキャリッジ54は主キャリッジ56と協働してもよく、それによりさらなる移動軸を定義することができる。例として、これは第3の移動軸64であってもよい。第3の移動軸64は、いわゆる横軸(X移動軸)と呼ばれることがある。最後に、ベースキャリッジ54は例えば副キャリッジ58と協働してもよく、それにより第2の移動軸62を定義することができる。第2の移動軸62は例えば横軸(X移動軸)と呼ばれることがある。さらなる区別の目的で、第2の移動軸62をX1軸、第3の移動軸64をX2軸と呼ぶことが予想されてもよい。
図3および図5を参照して説明した実施形態では、例えば調整車軸30は主キャリッジ56に設けられる。さらに、例えば砥石軸28は副キャリッジ58に設けられる。この割り当てが逆順に行なわれてもよいことは言うまでもない。主要素、副要素、および第1、第2、第3の要素などが本開示の範囲内で記されている限りにおいては、これはとりわけ区別の目的のみを持つものとし、特に質的な重視を表すものではないこととする。移動軸60,62,64は図5においてそれぞれブロック矢印で表される。少なくともいくつかの実施形態において、第2の移動軸62および第3の移動軸64が互いに平行に配向されてもよいことは言うまでもない。さらに、第1の移動軸60は、少なくともいくつかの実施形態において、第2の移動軸62および/または第3の移動軸64に直角に配向されてもよい。
機械ベッド12とベースキャリッジ54との間に、少なくとも1つの縦方向ガイド要素70を備える縦方向ガイドまたは縦方向ガイドユニット68が形成される。少なくとも1つの縦方向ガイド要素70は、例えばガイドトラックなどとして設けられてもよい。具体的には、縦方向ガイド要素70は機械ベッド12に固定的に取り付けられてもよい。よって、主キャリッジ56がガイド要素70に沿ってZ方向に移動するように、例えばスライド部など、マッチする輪郭が主キャリッジ56に設けられてもよい。
第2の移動軸62および/または第3の移動軸64を実施するために、さらに主ガイドユニット72および/または副ガイドユニット74が設けられてもよい。ガイドユニット72,74は、具体的には横方向ガイドユニット76として設けられてもよい。横方向ガイドユニット76は、ベースキャリッジ54に固定的に取り付けられたガイドトラックとして設けられた例えば少なくとも1つのガイド要素78を備えていてもよい。主ガイドユニット72は、ベースキャリッジ54と主キャリッジ56との間に介装されてもよい。副ガイドユニット74は、ベースキャリッジ54と副キャリッジ58との間に介装されてもよい。よって、主キャリッジ56および副キャリッジ58はは両方とも、ベースキャリッジ54に対する主キャリッジ56および副キャリッジ58のX方向の変位移動を確実にするために、スライド輪郭および/またはスライド部を備えていてもよい。
よって、ベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および副キャリッジ58のそれぞれは、可動に設けられていてもよい。このために、研削盤10は、第1の変位駆動部82、第2の変位駆動部84、および第3の変位駆動部86を備えていてもよい。変位駆動部82,84,86は一体型変位駆動部として設けられることが好ましい。これは、変位駆動部82,84,86の各モーター88,90,92が、変位キャリッジ54,56,58に固定的に割り当てられることを具体的には意味してもよい。換言すれば、少なくともいくつかの実施形態では、好ましくはモーター88,90,92のうちの1つ、またはそれぞれが機械ベッド12に固定的に取り付けられるような方法で機械ベッド12で受け取られてもよい。このようにして、力伝達のための無理な設置を避けてもよい。
第1の変位駆動部82はベースキャリッジ54に割り当てられ、第1のモーター88を備えている。第2の変位駆動部84は主キャリッジ56に割り当てられ、第2のモーターを備えている。第3の変位駆動部86は副キャリッジ58に割り当てられ、第3のモーター92を備えている。好ましい実施形態において、変位駆動部82,84,86のうちの少なくとも1つは、ねじ付きスピンドルおよび/またはねじ付きスピンドルギア94,96,98を備える。例として、第1の変位駆動部82は第1のねじ付きスピンドル94と連結されていてもよい。これは、機械ベッド12に固定的に取り付けられたねじ付きスピンドル94を含んでいてもよい。よって、第1の変位駆動部82の第1のモーター88は、例えばスピンドルナットに作用してスピンドルナットを回転させてもよく、それによりベースキャリッジ54は制御された方法でZ方向に変位される。
少なくともいくつかの実施形態において、第2の変位駆動部84および第3の変位駆動部86が共通のねじ付きスピンドル96に連結されることが好ましい。ねじ付きスピンドル96は、具体的にはベースキャリッジ54に固定的に取り付けられていてもよい。よって、第2のモーター90はナットに作用してもよく、それにより主キャリッジ56はX方向に変位される。同様に、第3のモーター92はナットに作用してもよく、それにより副キャリッジ58はX方向に変位される。第2の変位駆動部84および第3の変位駆動部86は同じ第2のねじ付きスピンドル96を用いるが、主キャリッジ56および副キャリッジ58は互いに対して移動してもよい。主キャリッジ56および副キャリッジ58は少なくとも部分的に同じ横方向ガイドユニット76を共有し、少なくとも部分的に同じねじ付きスピンドルまたはスクリュースピンドル96を共有するため、基本設計の簡略化が達成される可能性がある。
概して、砥石軸28および調整車軸30は両方とも、Z軸およびX軸によって定義される平面を移動してもよい。砥石軸28および調整車軸30が両方ともベースキャリッジ54で受け取られるため、一般的にはZ軸方向の移動は砥石軸28および調整車軸30にとって同時に起こる。
本発明の異なる実施形態において、研削盤10が砥石軸28および/または調整車軸30のためのB軸を備えていないことが特に好ましい。B軸はY軸を中心とした旋回移動を可能にする枢動軸として通常は設けられる(図4も参照されたい)。こうした軸は比較的大きな構造上の労力をともなってしか実現され得ない。このため、一方では設置空間が増し、他方ではコストが増す。
本開示では、他の方法で研削盤10を非円筒形の回転対称のワークを加工するのに適したものとすることを提案する。これは特に、砥石車32および調整車34の少なくとも一方がワーク50の加工すべき輪郭に適合されてもよい場合に当てはまることがある。これは、好ましくは少なくとも1つのドレッシングユニット102,104によってもたらされてもよい。ドレッシングユニット102は砥石軸28に割り当てられてもよい。ドレッシングユニット104は調整車軸30に割り当てられてもよい。ドレッシングユニット102は、砥石車32と協働するように設けられたドレッシング工具106を備える。ドレッシングユニット104は、調整車34と協働するように設けられたドレッシング工具108を備える。
例として、ドレッシングユニット102は、一体化したツールスピンドルと、砥石車32を加工するために例えば円盤状に設けられたドレッシング工具106を駆動するための駆動部と、を備えていてもよい。例として、ドレッシングユニット104は、例えば旋盤工具(旋削工具)と同様に設けられた固定ドレッシング工具108を備えていてもよい。基本的にはドレッシングユニット102,104の変更形態も予想されてもよいことは言うまでもない。ドレッシングユニット102,104は、固定式取付方法で機械ベッド12に連結される。これは、例えば支持体112(または支持ブラケット)によって実現されてもよい。特に図4を参照されたい。
支持体112は機械ベッド12に固定的に連結されてもよい。支持体112は、具体的にはワーク50を受け取るためのワーク載置部46を支持するため、および第1のドレッシングユニット102または第2のドレッシングユニット104の少なくとも一方を支持するために設けられてもよい。具体的には、ドレッシングユニット102,104の少なくとも一方は、ワーク載置部46に隣接して設けられていてもよい。ドレッシングユニット102,104の少なくとも一方がワーク載置部46からかなり離れて機械ベッド12に設けられる実施形態も想定されてもよいことは言うまでもない。さらに、取付固定部品114および可動部品116を含んでいてもよいカバーを、図4に非常に簡略化して概略的に表す。カバー114,116は、例えば伸縮式(金属)シート、ベロー、および類似のカバーとして設けられていてもよい。
砥石車32と第1のドレッシングユニット102との間、および調整車34と第2のドレッシングユニット104との間の相対移動は、研削盤10の変位駆動部82,84,86によってもたらされてもよい。それゆえ、ドレッシングユニット102,104が独立した変位駆動部を備えないことが好ましい。これは、さらなる構造上の簡略化につながり得る。換言すれば、砥石軸28および調整車軸30がZ軸およびX軸によって定義される平面において変位する性能が、非円筒形の加工を可能にするためにドレッシングユニット102,104と協働することによって、規定の方法で砥石車32および/または調整車34を加工するためにも使用されてよい。これは、例えば少なくとも部分的に円錐形、段付き、および/または球状のワーク50に関連してもよい。さらに、プランジ、段部、および/または類似の設計要素を有するワーク50の加工も想定されてよい。
図4に非常に簡略化した、研削盤10の「層状」配置の断面図を表す。基本的には既に述べたとおり、それによりベースキャリッジ54は機械ベッド12に縦方向に可動に設けられていてもよい(図4の両矢印が表す第1の移動軸60を参照されたい)。ベースキャリッジ54において、主キャリッジ56および副キャリッジ58は前述したように設けられていてもよい。図4の断面図は、例えば砥石台24が副キャリッジ58に設けられていてもよいことをさらに表している。砥石台24は砥石車32を備える砥石軸28を支持する。砥石車32は、ワーク載置部46で支持されてもよいワーク50と係合されてもよい。ワーク載置部46は、少なくとも1つのドレッシングユニット102と一緒に固定支持体112に固定式に設けられてもよい。
図5に、図3の研削盤10に基本的には対応する研削盤10を表す。しかしながら、図5では、割り当てられたドレッシングユニット102,104に砥石車32および調整車34が係合され得るような方法で、ベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および副キャリッジ58が変位される。こうしたドレッシング手順が必ずしも砥石車32と調整車34とに同時に行われる必要がないことは言うまでもない。さらに図5に、砥石車32の考えられる段付き輪郭を破線で表す。よって、段付き部、円錐部、および/または湾曲部が砥石車32に形成されてもよく、それにより加工されるワーク50の望ましい形状が表される。調整車34も同様にドレッシングされてよいが、調整車34がワーク50の望ましい形状を正確に再現する必要はない。ドレッシングユニット102,104がこれらの非円筒形の、および/または段付きの回転対称輪郭を作るために用いられてもよい。
図5に、操作者が研削盤10に近づくことができる、考えられる接近方向118をさらに表す。一般的には、研削盤10は、接近方向118に面する側面に、規定の接近を可能にする少なくとも1つのドア、ゲート、ハッチ、フード、または類似の要素を備える。
主キャリッジ56および副キャリッジ58は、少なくとも部分的に相互に係合してもよく、それにより必要な設置スペースのさらなる削減が可能になる。例として、図5は、主キャリッジ56が、それぞれがガイド要素78に割り当てられて主キャリッジ56の両端に設けられた複数のガイド部122、例えば合計4つのガイド部122を備えることを表している。よって、互いに離間した2つのガイド部122の間に、横方向ガイドユニット76および/または対応ガイド要素78の少なくとも一部が現れる凹部120が形成されてもよい。よって、副キャリッジ58は、凹部120の領域に少なくとも1つのガイド要素78と協働するガイド部124を備えていてもよい。換言すれば、主キャリッジ56と副キャリッジ58とは「絡みあって」または「かみ合って」いてもよい。
図6および図7に、研削盤10の変更形態を表す。図6および図7は、基本的には同じ実施形態に関連し、図6と図7とで、研削盤10の主要部品、具体的にはベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および/または副キャリッジ58が異なる変位位置に表されている。
図6および図7の構成は、一方では、ワーク載置部46が第1のドレッシングユニット102および第2のドレッシングユニット104と一体で機械べッド12の中央部分に設けられている点において、図3および図5の構成から基本的には逸脱している。これは、ワーク載置部46およびドレッシングユニット102,104への接近を可能にするために、少なくともベースキャリッジ54に隙間または凹部126を設けねばならないことにさらに意味する。凹部126は具体的には主キャリッジ56を貫通していてもよい。さらに、図6および図7の構成は、主キャリッジ56の領域内の凹部120が「閉じた」凹部120として設けられている点、すなわち主キャリッジ56において閉じた輪郭を形成している点において、図3および図5の構成と異なる。これにより、特に剛性および案内精度がさらに増す。
図8に、図3から図7の構成と基本的にはほとんど類似した研削盤10のさらなる代表的な実施形態を表す。ワーク載置部46およびドレッシングユニット102,104は、機械ベッド12の端部領域に設けられ、および/または固定的に取り付けられる。基本的には既述の方法で、ベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および副キャリッジ58は機械ベッド12に設けられる。砥石軸28は副キャリッジ58に設けられ、調整車軸30は主キャリッジ56に設けられる。主キャリッジ56には変位駆動部84が設けられる。副キャリッジ58には変位駆動部86が設けられる。変位駆動部84,86は同じスクリュースピンドルまたはねじ付きスピンドル96を共有する。副キャリッジ58のガイド部124のうちの少なくともいくつかが、主キャリッジ56に形成された凹部120に設けられる。
図9に、図8の構成と基本的には類似した研削盤10のさらなる代表的な実施形態を表す。しかし、図9の研削盤10は、横方向ガイドユニット76と協働するために主キャリッジ56および副キャリッジ58が「絡みあって」、相互に係合および/または上下に係合して設けられていないという点において、図8の構成と基本的には異なる。換言すれば、主キャリッジ56および副キャリッジ58は、互いに離間して横方向ガイドユニット76に設けられる。しかし、主キャリッジ56および副キャリッジ58の変位駆動部84,86は、同じスクリュースピンドルまたはねじ付きスピンドル76を共有してもよく、それにより主キャリッジ56および副キャリッジ58が互いに独立して横方向(X方向)に動く。
図10に、研削盤10のさらなる別の実施形態を表す。既に説明したとおり、研削盤10はベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および副キャリッジ58が設けられた機械ベッド12を備える。さらに、前で説明したとおり、縦方向ガイドユニット68および横方向ガイドユニット76が設けられる。図10の構成は、例えばベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および副キャリッジ58に連結された変位駆動部82,84,86のモーター88,90,92がそれ自体、移動部品に一体化されていないという点において、図3から図9の構成とは異なる。換言すれば、例えば第1の変位駆動部82のモーター88は機械ベッド12に固定的に取り付けられる。第2の変位駆動部84のモーター90はベースキャリッジ54に固定的に取り付けられる。同様に、第3の変位駆動部86のモーター92はベースキャリッジ54に固定的に取り付けられる。例として、モーター88,90,92のそれぞれは、ベースキャリッジ54、主キャリッジ56、および/または副キャリッジ58を望む方法で動かすために、スクリュースピンドルまたはねじ付きスピンドル94,96,98に連結されてもよい。このため、図10に表す実施形態は研削盤10の変形例を表し、主キャリッジ56と協働する第2の変位駆動部84、および副キャリッジ58と協働する第3の変位駆動部86が、それぞれ別のスクリュースピンドル96,98に連結される。
研削盤10のさらなる代表的な実施形態を図11に表す。図11の研削盤10の構成は、既述の実施形態と基本的には類似している。しかし、変位駆動部82,84,86の詳細な配置に関し、変更例が存在する。変位駆動部82,84,86のうちの少なくとも1つは、すなわちいわゆるリニアモーター130,132,134として設けられてもよく、および/またはそうしたリニアモーター130,132,134を備えてもよい。一般的には、リニアモーターは直線移動を直接的に生み出すために設けられたギアレスモーターである。換言すれば、リニアモーターは(回転が効果的な)電気モーターの「巻かれないもの」と理解されてもよい。例として、ベースキャリッジ54に割り当てられた変位駆動部82は、第1の固定子136と協働する第1のリニアモーター130を備えていてもよい。固定子136は、基本的には縦方向ガイドユニット68に平行に延在してもよい。さらなる別の実施形態では、固定子136と縦方向ガイドユニット68とを相互に組み合わせることも予想されてよい。
主キャリッジ56に割り当てられた第2の変位駆動部84は、例えば固定子138に覆われた第2のリニアモーター132を備えていてもよい。副キャリッジ58に割り当てられた第3の変位駆動部86は、例えば第2の固定子138に連結された第3のリニアモーター134を備えていてもよい。基本的には既述したとおり、第2のリニアモーター132および第3のリニアモーター134はこうして同じ固定子138を共有してもよい。第2の固定子138は、基本的には横方向ガイドユニット76に平行に延在してもよい。さらなる別の実施形態では、横方向ガイドユニット76および第2の固定子138は相互に連結されてもよく、および/または互いの中に組み込まれてもよい。
図3から図11に表す研削盤10の実施形態では、3つの必要な移動軸60,62,64のそれぞれが直線軸として設けられる。しかし、移動軸60,62,64のうちの1つまたは2つを、縦軸またはZ軸を中心とした回転移動または旋回移動を可能にする枢動軸、具体的にはいわゆるC軸として構成することも基本的には予想されてよい。以下に、この種の実施形態を図12および図13を参照して説明する。
図12は旋削盤10の実施形態を表し、縦方向ガイドユニット68によって縦方向に可動なベースキャリッジ54が、基本的には既に述べたように設けられる。さらに、砥石軸28のための副キャリッジ58が設けられ、横方向(X方向)の(直線)移動を可能にするために副キャリッジ58が横方向ガイドユニット76に連結されている。このために、モーター92を備え、ねじ付きスピンドルまたはスクリュースピンドル96に連結された変位駆動部86が設けられる。
しかし、調整車軸30のための横方向またはX方向の送り込み移動を実施するために、図12の研削盤10は枢動駆動部として設けられた変位駆動部84を備える。変位駆動部84は、基本的にはZ軸に平行に配向された枢動軸148を中心とした旋回移動を可能にするスイベルモーター152を備える。図5も参照されたい。調整車軸30は、枢動軸148に偏心して設けられる。よって、枢動軸148を中心とした旋回移動は、図12において両矢印158で表す、その結果生じる送り込み移動をもたらすことができる。枢動駆動部がもたらす旋回移動が、一方では、実際に横方向またはX方向に作用する直線成分を含むことは言うまでもない。他方では、旋回移動は異なる方向を向く移動成分をも含む合成移動であると理解されるべきである。しかし、機械制御を通して望ましい送り込み移動がすみやかに実施されてもよい。
図13に表す研削盤10のさらなる別の実施形態は、主に(直線的に可動な)主キャリッジ56と(直線的に可動な)副キャリッジ58のどちらも設けられていないという点において、前述の実施形態から逸脱している。変位駆動部84,86はそれぞれ、図13の研削盤10に枢動駆動部として設けられる。変位駆動部84は、図12に既に示し、枢動駆動部として設けられる変位駆動部84に従って基本的には設けられる。よって、変位駆動部84はスイベルモーター152に連結された枢動軸148を備える。したがって、調整車軸30は枢動軸148を中心に枢動してもよく、それにより送り込み移動158が生み出される。
同様に、砥石軸28のための変位駆動部86も、スイベルモーター154に連結された枢動軸150を基本的には備えていてもよい。スイベルモーター154は、枢動軸150を中心に砥石軸28を枢動させるために設けられてもよい。これに関し、砥石軸28は枢動軸150に対して偏心して設けられることが好ましい。よって、枢動軸150を中心にした砥石軸の旋回は、図13に両矢印160で表す砥石軸の、その結果生じる送り込み移動をもたらす。図13は、例として、ドレッシングユニット102,104のうちの少なくとも1つがワーク載置部から離間して機械ベッド12に設けられてもよいことをさらに表す。ドレッシングユニット102,104の配置に関して、この実施形態を上記の実施形態のいずれに移してもよいことは言うまでもない。
図14および図15は、研削盤10の異なる実施形態の、非常に簡略化した概略横断面図である。比較の目的で、これに関して図4を参照する。図14および図15に表す断面図は、基本的には同様に位置してもよい。図14および図15に表す断面図は図3および図5に表す研削盤に基づいてはいないが、少なくとも方向付けの目的で、当該断面の考えられる配置を表すために図3の断面線IV−IVを参照する。
図4は研削盤10の実施形態を表し、ワーク載置部46および少なくとも1つのドレッシングユニット102,104が機械ベッドに横方向に設けられた支持体に受け取られる。よって、ワーク載置部46のための、および少なくとも1つのドレッシングユニット102,104のためのC形状支持構造体がもたらされもよい。
図14によれば、研削盤10の変更例が、ワーク載置部46および/または少なくとも1つのドレッシングユニット102,104が機械ベッド12の中央(中間)位置に固定的に取り付けられることを意味してもよく、少なくともベースキャリッジ54に、場合によっては主キャリッジ56にも、場合によっては副キャリッジ58にさえも形成される凹部126を貫通する支持体112を備えてもよい。よって、図14の実施形態は、例えば図6および図7に表す上面図に対応してもよい。
図15は、研削盤10のさらなる変更形態を表し、支持体がガントリー(ポータル)のように設けられ、機械べッド12に固定的に取り付けられる。ガントリー支持体112には、少なくとも1つのワーク載置部46および/または少なくとも1つのドレッシングユニット102,104が設けられてもよい。
本明細書に記載の実施形態および構成が、それぞれ本開示の基本コンセプトの代表例であると解釈されるべきであることは言うまでもない。よって、1つの実施形態の詳細な態様を、すみやかに、本開示の範囲から離れることなく、別の実施形態の詳細な態様と組み合わせてもよいことはさらに言うまでもない。

Claims (17)

  1. 研削盤(10)であって、
    該研削盤(10)は、機械ベッド(12)と、スピンドル駆動部(36)に連結されるように、砥石車(32)を受け取るために設けられた砥石軸(28)と、スピンドル駆動部(38)に連結されるように、調整車(34)を受け取るために設けられた調整車軸(30)と、加工するワーク(50)を前記砥石軸(28)と前記調整車軸(30)との間で受け取るためのワーク載置部(46)と、を備え、
    前記砥石軸(28)および前記調整車軸(30)は、前記機械ベッド(12)に連結されて相互に移動するように設けられ、
    前記砥石軸(28)および前記調整車軸(30)は、スピンドルセット(22)を形成し、
    縦方向ガイド(68)が前記機械ベッド(12)に形成され、
    ベースキャリッジ(54)が前記縦方向ガイド(68)で受け取られ、
    前記機械ベッド(12)および前記ベースキャリッジ(54)は、第1の移動軸(60)を定義し、
    前記砥石軸(28)は、前記ベースキャリッジ(54)に連結されて第2の移動軸(62)に割り当てられ、
    前記調整車軸(30)は、前記ベースキャリッジ(54)に連結されて第3の移動軸(64)に割り当てられ、
    前記砥石軸(28)および前記調整車軸(30)は、相互に移動するように、送り込み移動において前記ワーク載置部(46)に接近するように設けられる、
    研削盤(10)。
  2. 請求項1に記載の研削盤であって、
    前記研削盤(10)は心なし研削盤として設けられる、
    研削盤。
  3. 請求項1または請求項2に記載の研削盤であって、
    前記スピンドルセット(22)の第1のスピンドル(28,30)は、前記第2の移動軸(62)を定義する主ガイドユニット(72)を介して前記ベースキャリッジ(54)に連結され、
    前記スピンドルセット(22)の第2のスピンドル(28,30)は前記第3の移動軸(64)を定義する副ガイドユニット(74)を介して前記ベースキャリッジ(54)に連結され、
    前記主ガイドユニット(72)および前記副ガイドユニット(74)のうちの少なくとも一方は、スイベルガイドおよびリニアガイドのうちの一方としてとして設けられる、
    研削盤。
  4. 請求項3に記載の研削盤であって、
    前記主ガイドユニット(72)は、前記ベースキャリッジ(54)に直接的に連結され、
    前記副ガイドユニット(74)は、前記ベースキャリッジ(54)および前記主ガイドユニット(72)のうちの一方に直接的に連結される、
    研削盤。
  5. 請求項3または請求項4に記載の研削盤であって、
    前記ベースキャリッジ(54)に対する前記主ガイドユニット(72)の移動は、前記ベースキャリッジ(54)に対する前記副ガイドユニット(74)の対応する移動をもたらす、
    研削盤。
  6. 請求項3または請求項4に記載の研削盤であって、
    前記主ガイドユニット(72)および前記副ガイドユニット(74)は、前記ベースキャリッジ(54)に対して相互に独立して可動である、
    研削盤。
  7. 前記請求項のいずれかに記載の研削盤であって、
    横方向ガイド(76)が前記ベースキャリッジ(54)に形成され、
    主キャリッジ(56)および副キャリッジ(58)が前記横方向ガイド(76)で受け取られ、
    前記スピンドルセット(22)の第1のスピンドル(28,30)が前記主キャリッジ(56)に割り当てられ、
    前記スピンドルセット(22)の第2のスピンドル(28,30)が前記副キャリッジ(58)に割り当てられる、
    研削盤。
  8. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の研削盤であって、
    前記スピンドルセット(22)の少なくとも1つのスピンドル(28,30)は、前記ベースキャリッジ(54)に枢動可能に設けられ、枢動軸(148,150)を中心とした旋回移動による送り込み移動において前記ワーク載置部(46)に接近するように設けられる、
    研削盤。
  9. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の研削盤であって、
    前記スピンドルセット(22)の第1のスピンドル(28,30)は、前記ベースキャリッジ(54)に枢動可能に設けられ、枢動軸(148,150)を中心とした旋回移動による送り込み移動において前記ワーク載置部(46)に接近するように設けられ、
    前記スピンドルセット(22)の第2のスピンドル(28,30)は、横方向ガイド(76)に沿って変位可能に前記横方向ガイド(76)に設けられ、送り込み移動において前記ワーク載置部(46)に接近するように設けられる、
    研削盤。
  10. 前記請求項のいずれかに記載の研削盤であって、
    前記ベースキャリッジ(54)、前記主キャリッジ(72)、および前記副キャリッジ(74)のうちの少なくとも1つは、一体型変位駆動部(82,84,86)を備える、
    研削盤。
  11. 請求項10に記載の研削盤であって、
    少なくとも1つの一体型変位駆動部(82,84,86)がねじ付きスピンドル(94,96,98)に連結される、
    研削盤。
  12. 請求項10に記載の研削盤であって、
    少なくとも1つの一体型変位駆動部(82,84,86)は、直接駆動部(130,132,134)として設けられる、
    研削盤。
  13. 請求項12に記載の研削盤であって、
    前記直接駆動部(130,132,134)はリニアモーターとして設けられ、
    同じ固定子(138)に連結された複数のリニアモーターが設けられる、
    研削盤。
  14. 前記請求項のいずれかに記載の研削盤であって、
    前記ワーク載置部(46)は前記機械ベッド(12)に固定的に取り付けられる、
    研削盤。
  15. 前記請求項のいずれかに記載の研削盤であって、
    ドレッシング工具(106,108)を受け取るための少なくとも1つのドレッシングユニット(102,104)が設けられ、
    前記少なくとも1つのドレッシングユニット(102,104)は、前記砥石車(32)および前記調整車(34)のうちの少なくとも一方を加工するように構成され、
    前記少なくとも1つのドレッシングユニット(102,104)は前記機械ベッド(12)に固定的に取り付けられる、
    研削盤。
  16. 請求項15に記載の研削盤であって、
    前記少なくとも1つのドレッシングユニット(102,104)が前記ワーク載置部(46)に隣接して設けられる、
    研削盤。
  17. 前記請求項のいずれかに記載の研削盤(10)であって、
    該研削盤(10)は、前記機械ベッド(12)で受け取られ、前記砥石車(32)および前記調整車(34)の共通の送り移動を実施するために設けられた、厳密に1つのベースキャリッジ(54)と、前記ベースキャリッジ(54)で受け取られ、少なくとも部分的に共通のガイド要素(78)を備える、厳密に1つの主ガイドユニット(72)および厳密に1つの副ガイドユニット(74)と、を備え、
    前記主ガイドユニット(72)は、送り込み移動を実施するために前記スピンドルセット(22)の第1のスピンドル(28,30)に連結され、
    前記副ガイドユニット(74)は、送り込み移動を実施するために前記スピンドルセット(22)の第2のスピンドル(28,30)に連結され、
    前記ベースキャリッジ(54)、前記主ガイドユニット(72)、および前記副ガイドユニット(74)は、前記ワーク載置部(46)に対して、少なくとも1つのドレッシングユニット(102,104)に対して、前記第1のスピンドル(28,30)および前記第2のスピンドル(28,30)を変位させるように設けられ、
    厳密に3つの移動軸(60,62,64)が設けられ、
    前記機械ベッド(12)および前記ベースキャリッジ(54)が前記縦方向ガイド(68)に沿った前記第1の移動軸(60)を定義し、
    前記主ガイドユニット(72)が前記第2の移動軸(62)を定義し、
    前記副ガイドユニット(74)が前記第3の移動軸(64)を定義する、
    研削盤(10)。
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