JP2018062044A - ワーク旋回テーブル、ワーク旋回テーブルを備えたプロファイル研削盤、プロファイル研削盤によるワーク加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに形成された凹部や凸部などを簡易かつ効率よく加工すること。
【解決手段】プロファイル研削盤用のワーク旋回テーブル３は、ワークテーブルに着脱可能に載置するためのテーブル基台３１と、ここに水平回転可能に支持された旋回テーブル３３と、ここに設けられた旋回規制アーム３９と、テーブル基台３１に設けられた複数のストッパ取付凹部４３の任意の位置に装着されたストッパ４４が当接することにより設定角度で規制する旋回規制手段と、ワークＷを保持するワーク保持部材３４〜３７とを備え、簡易な構成でありながらワークを正確な旋回位置に固定できるため、ワークに対して異なる角度で精度の高い加工ができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロファイル研削盤用のワーク旋回テーブルに係り、詳しくは、凹部や凸部などを有したバイトやチップ、パンチ等のプロファイル加工が可能なプロファイル研削盤用のワーク旋回テーブルに関する。

プロファイル研削盤で加工する場合に、例えば、図１５（ａ）に示すように、平行に対向する側面Ｓ１、Ｓ２を持った凹部や凸部を有したバイト、チップ、パンチ等をワークＷとして、プロファイル加工をするためには、円盤状の砥石８ａが凹部の内部の対向した側面Ｓ１、Ｓ２に干渉しないように加工する必要がある。

図９に示すように、プロファイル研削では、周囲が尖った薄いそろばん玉のような形状の両刃砥石８ａを用いる場合がある。ところが、図１５（ａ）に示すように、このような両刃砥石８ａを用いて平行に対向する側面Ｓ１、Ｓ２を備えた凹部とこれらに囲まれた底面を同じ角度で研削しようとすると、砥石の側面が干渉するため、研削できない。そこで、図１５（ｂ）に示すように両刃砥石８ａを傾けて研削することも考えられるが、砥石の先端は半径が３０〜５０μｍの極めて薄い形状である。このため、切り込み方向が砥石の回転軸と直交する方向でないと砥石の周縁部に矢印で示す横からの力が加わって砥石が変形したり、研削に十分な圧力を加えられなかったりして、精度が低下したり、偏って摩耗するなどの問題があった。

このため、図１６に示すように、左面が砥石の回転軸と直交する平面で、もう一面が、円錐状の砥石（左勝手砥石８ｂ）を取り付けてワークＷの左面Ｓ１を砥石の半径方向に圧力をかけて加工し、続いて左勝手砥石８ｂを右勝手砥石８ｃと交換してワークＷの右面Ｓ２を加工していた。

しかし、左勝手砥石８ｂと右勝手砥石８ｃを使用する場合は、砥石の交換が必要となるため、交換の手間が掛かるばかりか、交換により位置がずれる。そして、交換作業により、２工程の作業が必要となり、加工面の仕上がり状態に差ができるという問題があった。

そこで特許文献１に示すプロファイル研削盤では、回転する砥石を保持しつつ、砥石を垂直な軸心回りに回転させる砥石回転テーブルを備えた砥石ユニットを有し、ワークを接離するように水平なＶ方向に進退するＶ方向台車とＶ方向に直交する水平なＵ方向に進退するＵ方向台車を備える。そして、ワークの側面に開口して形成された凹部に対して、砥石を水平方向に旋回させて、ワークに当接して凹部を円滑に加工するような発明が提案された。このようなプロファイル研削盤であれば、切り込み方向が砥石の回転軸と直交する方向であるため、砥石への負担が小さい。

特開２００７−３２００２０号公報

しかしながら、特許文献１のように、砥石を自動で水平旋回させるような構成では、揺動装置や変角装置などの重量物を有する砥石ユニットを旋回させるため砥石がずれる可能性がある。そればかりか、重心移動による水準変化が生じて砥石とワークとの平行の再調整が必要となる場合があり、結局２工程になって連続した工程とはならないという問題がある。また、このような砥石の自動旋回は、装置が非常に複雑化して大きなコストが必要となる。

なお、重量物がないワークを自動旋回させるということも考えられるが、ワークを自動で垂直軸（Ｃ軸）回りに正確な角度で旋回させる高精度の角度割出装置も存在するものの非常に複雑で精密な装置となり大きなコストがかかる。

また、手動でワークを設定した角度にセットするためには、専用の治具の交換などが必要となり、かつ、付け替えに伴う位置調整などが生じるため結局２工程の加工が必要となるという問題がある。

本発明は、ワークに形成された凹部や凸部などを簡易かつ効率よく加工することができるプロファイル研削盤用のワーク旋回テーブルを提供することにある。

本発明の課題を解決するために、本発明のプロファイル研削盤用のワーク旋回テーブルでは、プロファイル研削盤のワークテーブルに着脱可能に載置するためのテーブル基台と、当該テーブル基台に設けられた垂直軸に支持されて水平回転可能な旋回テーブルと、前記旋回テーブルの旋回を当接することにより設定角度で規制する旋回規制手段と、前記旋回テーブル上で、ワークを保持するワーク保持部材とを備えたことを要旨とする。

上記構成では、ワークを保持しつつワークを垂直な軸周りに旋回できるとともに、旋回規制手段により、簡易な構成でありながらワークを正確な旋回位置に固定できるため、ワークに対して異なる角度で精度の高い加工ができる。

本発明において、前記旋回テーブルを付勢して旋回させて、前記旋回規制手段に当接させることで位置を固定する旋回駆動機構を備えることも望ましい。
この構成によれば、旋回テーブルを付勢して旋回させることができるため、手動によらず自動制御を導入できる。

本発明において、前記旋回規制手段は、前記テーブル基材に予め設けられた複数の取付位置から選択されてストッパが配設されることにより旋回を規制することも望ましい。
この構成によれば、例えば、ワークの形状により１０度、２０度のような角度を選択して、旋回規制手段を配置するだけで容易に正確な角度に固定できる。

本発明において、前記旋回規制手段は、規制する角度を微調整する角度調節機構を備えることも望ましい。
この構成では、規制する角度をより精度高く調整することができる。

本発明において、前記旋回テーブルの旋回位置を検出する旋回位置検出手段を備えることも望ましい。
前記旋回テーブルの旋回位置検出手段により制御装置が旋回を検出でき、より適切に自動制御をすることができる。

本発明のワーク旋回テーブルと、旋回駆動装置とを備えたプロファイル研削盤におけるワーク加工方法は、前記プロファイル研削盤は、ＮＣ制御装置を備え、設計データに基づいてワークを鉛直軸回りに左右設定した角度に旋回させた場合のそれぞれの鉛直方向の投影図を重ねて作成する投影図作成のステップと、設計データに基づいてワークを左右設定した角度に旋回させた場合のそれぞれの加工プログラムを生成する加工プログラム生成のステップと、ワークを左右設定した角度に実際に旋回させて、前記旋回させた場合の投影図に基づいて、プレイバックによりワークが右旋回した状態とワークが左旋回した状態のそれぞれの位置にワークを導入するワーク導入のプログラムを生成するワーク導入プログラム生成のステップと、前記加工プログラムと前記ワーク導入のプログラムを一連の動作で加工できるように統合した統合プログラムを生成する統合プログラム生成のステップと前記統合プログラムに基づいて、砥石ユニット、ワークテーブル及び旋回テーブルを制御して、ワークを一連の動作で加工するワーク加工のステップとを含むことを要旨とする。

このような加工方法によれば、凹部や凸部などを備えたワークも一連の工程で正確に加工することができる。
また本発明において、前記ワーク加工のステップは、ワークを第１の方向に旋回する第１の旋回のステップ、旋回した前記ワークを前記投影図の設定した位置に導入する第１の導入のステップ、設定した位置に導入された前記ワークに対して砥石で加工する第１の加工のステップ、砥石がワークから離脱後、前記ワークを第２の方向に旋回する第２の旋回のステップ、旋回した前記ワークを前記投影図の設定した位置に導入する第２の導入のステップ、旋回した前記ワークに対して砥石で加工する第２の加工のステップとを連続して行うことを要旨とする。

上記加工方法において、複数のワークを連続して円滑に一連の加工をすることができる。

本発明によれば、ワークに形成された凹部や凸部などを簡易かつ効率よく加工することができる。

プロファイル研削盤全体の斜視図。 砥石軸ユニットとワークテーブルの可動方向を示す斜視図。 ワーク旋回テーブルを装着したプロファイル研削盤の斜視図。 ワーク旋回テーブルの斜視図。 ワーク保持部材を外した初期位置のワーク旋回テーブルの平面図。 ワーク保持部材を装着した初期位置のワーク旋回テーブルとスピンドルの平面図。 左旋回させたワーク旋回テーブルの平面図。 右旋回させたワーク旋回テーブルの平面図。 両刃砥石により加工するワークの断面図。 本実施形態のプロファイル研削盤での加工工程を示すフローチャート。 （ａ）ワークの初期位置を示す模式図、（ｂ）ワークの左旋回を示す模式図、（ｃ）ワークのオフセットを示す模式図。 （ａ）〜（ｉ）連続起動の手順を示す模式図。 本実施形態のワークの旋回と砥石の位置関係を示す模式図。 他の実施形態のワークの旋回と砥石の位置関係を示す模式図。 （ａ）両刃砥石を用いた従来の加工方法、（ｂ）両刃砥石を傾けた状態の従来の加工方法。 左勝手砥石と右勝手砥石を用いた従来の加工方法。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化したプロファイル研削盤の一実施形態を図１〜図１３を参照して説明する。

（全体構成）
図１に示すようにプロファイル研削盤は、設置される床面に載置されるベース部１と、このベース部１上に設けられワークＷ（不図示）を移動可能に保持するための、ワークテーブル２と、同じベース部１上に設けられ砥石８を装着したスピンドル７を移動可能に支持するための砥石軸ユニット４を備える。スピンドル７は、その先端に装着された砥石８を回転駆動させる。

ここで、本願においては、操作者が操作する、図１の手前から見た面を正面とし、その反対面を背面とする。
（砥石軸ユニット４）
図２に示すように、砥石軸ユニット４は、ベース部１に対して、水平で初期位置のスピンドル７の軸方向と平行なＸ軸方向（図において前後方向）に平行移動するＸステージ１１と、このＸステージ１１上で、水平でＸ軸と直交するＹ軸方向（図において左右方向）に平行移動するＹステージ１２を備える。また、Ｙステージ１２上には、鉛直なＡ軸回りの旋回可能なＡ軸旋回台１３が設けられる。Ａ軸旋回台１３の上部を摺動面に沿ってＹ軸と平行な方向の軸を中心として、回転可能に支持するＹ変角機構１４（図３参照）を備え、このＹ変角機構１４に支えられた上部には、その上部を摺動面に沿ってＸ軸と平行な方向の軸を中心として、回転可能に支持するＸ変角機構１５を備える。

さらに、このＸ変角機構１５に支えられた上部には、スピンドル７を鉛直なＺ軸方向に平行な方向に沿って平行移動させる昇降機構１６が設けられ、スピンドル７を上下に昇降させる。

このように構成された砥石軸ユニット４は、スピンドル７に装着された砥石８を、Ｘ軸方向に沿って前方向（＋方向）及び後方向（−方向）に平行移動させる。また、Ｙ軸方向に沿って右方向（−方向）及び左方向（＋方向）に平行移動させる。また、Ｚ軸方向に沿って上方向（＋方向）及び下方向（−方向）に平行移動させる。また、Ｘ軸方向と平行な軸に沿って、正面から見て反時計回り（＋方向）及び時計回り（−方向）に回転させる。また、Ｙ軸方向と平行な軸に沿って、ワーク側（右側、Ｙ軸＋方向）から見て時計回り（＋方向）及び反時計回り（−方向）に回転させる。また、平面視で鉛直軸（Ｚ軸に平行なＡ軸）に沿って、反時計回り（＋方向）及び時計回り（−方向）に回転させる。

したがって、砥石８は、６自由度を持った移動ができる。それぞれの移動は図示しない位置センサで制御装置６において座標が特定されるとともに変位される。
（砥石８）
図９に示すように実施形態の砥石８は、概ね直径が１５ｍｍのドーナツ状の砥石部８１を砥石フランジ８２を介してスピンドル７の先端に装着して用いる。この砥石８は、断面形状が左右対称の両刃砥石８ａとなっている。プロファイル研削盤では、精密加工をするため、先端が極めて薄くなっており、本実施形態では、周縁部の回転軸に沿った断面が３０〜５０μｍの円弧状の砥石が用いられる。このため、軸方向からの力には弱く、変形をしたり、偏摩耗をしたり、最悪の場合は、破損したりする場合がある。そのため、加工は、砥石８の回転軸と直交する半径方向に切り込んで加工することが望まれる。偏った力で加工すれば、素材がダイヤモンドやＣＢＮなどような硬質の砥粒であっても、砥石の先端を容易に変形させ、仕上げが低下したり、短時間でドレッシングが必要となったりする。

（ワークテーブル２）
図２に示すように、ワークテーブル２は、ベース部１に対して、砥石軸ユニット４のＹ軸と平行なＷ軸方向（図において左右方向）に平行移動するＷステージ２１と、このＷステージ２１上で、水平で砥石軸ユニット４のＸ軸と平行なＵ軸方向（図において前後方向）に平行移動するＵステージ２２を備える。それぞれの移動は図示しない位置センサで制御装置６（図１参照）において座標が特定されて変位される。

なお、ワークテーブル２自体は、加工中は鉛直方向であるＶ軸方向（砥石軸ユニット４のＹ軸方向と平行な方向）には、移動しない構成となっている。また、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸回りの回転移動もしない。

なお、図１、図２においては、ワークテーブル２上には、本発明の実施形態のワーク旋回テーブル３（図４参照）に替えて、マグネットチャック３６（図４参照）等を取り付けるための溝や雌ねじが形成された補助テーブル２３が載置され固定されている。

（ワーク旋回テーブル３）
図３に示すようにワーク旋回テーブル３は、図２に示す補助テーブル２３に替えてワークテーブル２のＵステージ２２に装着される。

図４に示すようにワーク旋回テーブル３は、ワークテーブル２のＵステージ２２（図２参照）に装着されるＵ軸方向に長い長方形の板状のテーブル基台３１を備え、その長手方向両端には、装着時に把持するための一対のコ字状のハンドル３２・３２が配設されている。テーブル基台３１上には、旋回テーブル３３が配設される。

（ワーク保持部材）
旋回テーブル３３には、旋回テーブル３３とほぼ同形の治具ベース３４が載置され、治具ベース３４には、マグネットチャック３６を装着するチャックベース３５が固定され、マグネットチャック３６には、ワークＷを保持するバイス３７が固定される。

（回転機構３３）
図５は、図４に示すワーク旋回テーブル３から、治具ベース３４を取り外した平面図である。ここに示すように旋回テーブル３３は、テーブル基台３１のほぼ中央部に、一辺がテーブル基台３１の短手方向の幅と略同寸の概ね正方形の板状の部材である。砥石８（図６参照）の反対側の両コーナーには回転時の干渉防止のための、Ｗ軸方向に長い三角形状の切欠部３３ａ、３３ｂが形成されている。また、砥石８側の背面側のコーナーにも、Ｕ軸方向に長い三角形状の切欠部３３ｃが形成されている。砥石側のほぼ中央には、テーブル基台３１に対して回転中心Ｏ１を中心として旋回テーブル３３を回転可能に支持するラジアルベアリングを備えた回転機構３８が配設されている。

（旋回規制手段）
（旋回規制アーム３９）
図４に戻り説明する。旋回テーブル３３の正面側には、正面側に延びる旋回規制アーム３９が突設するように固定され、旋回テーブル３３とともに、回転中心Ｏ１を中心に回転する。旋回規制アーム３９の先端には、上下に先端側と基端側に２つずつ計４つのねじ孔３９ａ〜３９ｄ（不図示）が螺設されている。上の先端側の孔３９ａには、左旋回規制ねじ４０ａが砥石８と反対側から螺入されナット４１ａにより位置が固定されている。上の基端側の孔３９ｂには、左旋回規制ねじ４０ａが砥石８側から螺入されナット４１ｂにより位置が固定されている。下の先端側の孔３９ｃには、ショックアブソーバ４２ｃが砥石８と反対側から螺入されナット４１ｃにより位置が固定され砥石８と反対側からの衝撃を吸収している。下の基端側の孔３９ｄには、ショックアブソーバ４２ｄが砥石８側から螺入されナット（不図示）により位置が固定され砥石８側からの衝撃を吸収している。

（ストッパ取付凹部４３、ストッパ４４）
テーブル基台３１には、平面視が扁平なトラック型のストッパ取付凹部４３が複数凹設される。ストッパ取付凹部４３のいずれかにストッパ４４が固定される。ストッパ４４も底面が平面視扁平のトラック型の柱体で、ストッパ取付凹部４３に基部が嵌合されるように構成され、上方に突設される。ストッパ４４は、鉛直方向に設けられた２つのねじ孔４４ａを貫通するボルト４４ｂ（図５参照）により、ストッパ取付凹部４３に設けられた雌ねじが螺設されたねじ穴に固定される。

図５に示すように、ストッパ取付凹部４３は、旋回テーブル３３が初期位置（旋回角０°）のときに、左旋回規制ねじ４０ａの頭部が当接する位置にストッパ取付凹部４３Ｌ１が配置されている。このときここに固定されたストッパ４４と、左旋回規制ねじ４０ａの頭部とは当接するが、右旋回規制ねじ４０ｂの脚部とは干渉しない位置となっている。また、旋回テーブル３３が−１０°（左回り、平面視で反時計回り１０°）旋回したときに左旋回規制ねじ４０ａの頭部が当接する位置にストッパ取付凹部４３Ｌ２が配置されている。同様に−１５°旋回した位置にストッパ取付凹部４３Ｌ３が、−２０°旋回した位置にストッパ取付凹部４３Ｌ４が配置されている。このため、ストッパ取付凹部４３Ｌ１〜４３Ｌ４のいずれかにストッパ４４を固定することで、旋回テーブル３３を左回り（反時計回り）に０°、−１０°−１５°、−２０°のいずれかの位置に旋回した状態で停止させることができる。

また、同様に、ストッパ取付凹部４３Ｒ１〜４３Ｒ４が、旋回テーブル３３が右回り（時計回り）に０°、１０°、１５°、２０°旋回したときに、右旋回規制ねじ４０ｂの頭部に当接する位置に配置されている。なお、ストッパ４４をストッパ取付凹部４３Ｒ１〜４３Ｒ４に固定した場合には、右旋回規制ねじ４０ｂの頭部に当接するが、左旋回規制ねじ４０ａの脚部とは干渉しない位置となっている。

このように構成することで、ストッパ４４を、所望のストッパ取付凹部４３に取付けることで、右旋回若しくは左旋回したときに、所望の角度で旋回テーブル３３を停止させることができる。

（角度調節機構）
左旋回規制ねじ４０ａは、ナット４１ａを緩めて回転させることで、旋回規制アーム３９との相対位置を変位させることができる。このように左旋回規制ねじ４０ａを調整することで、旋回テーブル３３の旋回角度の微調整を行うことができる。微調整を行った後は、ナット４１ａを再び締め込んでおくことで、正確な位置を保存できる。

同様に、右旋回規制ねじ４０ｂにより同様に右旋回時の角度を正確に調整できるとともに、この位置を保存することができる。
（旋回駆動機構）
図５に示すように、テーブル基台３１上の旋回テーブル３３の背面側の砥石８と反対側には、複動式のエアシリンダ４７が、Ｗ軸方向に配設されている。エアシリンダ４７の砥石８と反対側の端部には、加圧空気が供給されるチューブ（不図示）と接続されるエア継手（延び側）４８と、エアシリンダ４７の砥石８側の端部には、加圧空気が供給されるチューブ（不図示）と接続されるエア継手（縮み側）４９を備えている。エアシリンダ４７からは、砥石８側に向けてプランジャ５０が突出しており、エア継手（延び側）４８に加圧空気が供給されるとプランジャ５０が伸長し、エア継手（縮み側）４９に加圧空気が供給されるとプランジャ５０が収縮する。このプランジャ５０の先端には、駆動カム５１が設けられている。

一方旋回テーブル３３の砥石８側の背面側の砥石８側寄りから、砥石８と反対側に傾けて背面側に斜めに延びるように駆動アーム５２が突出している。駆動アーム５２の先端には、カムフォロアーとなる長穴５２ａが穿設されており、この長穴５２ａに駆動カム５１が摺動可能に結合している。

（旋回動作）
図６に示すように、エア継手（延び側）４８にも、エア継手（縮み側）４９にも加圧空気が供給されていない場合は、フリーの状態になる。

図７に示すように、エア継手（延び側）４８に加圧空気が供給されると、プランジャ５０が伸長し、駆動カム５１は、長穴５２ａの中で駆動アーム５２を砥石８側に押す。押された駆動アーム５２は、旋回テーブル３３を回転中心Ｏ１を中心に、平面視反時計回りに旋回させる。このとき、テーブル基台３１のストッパ取付凹部４３Ｌ４に固定したストッパ４４に、旋回規制アーム３９の左旋回規制ねじ４０ａの頭部が当接して、左回転が規制されて停止する。なお、ストッパ４４に、旋回規制アーム３９の左旋回規制ねじ４０ａの頭部が当接するときに、ショックアブソーバ４２ｃが同時にストッパ４４に当接することで、ストッパ４４に左旋回規制ねじ４０ａの頭部が衝突するときの衝撃を吸収する。

次に、図８に示すように、エア継手（縮み側）４９に加圧空気が供給されると、プランジャ５０が収縮し、駆動カム５１は、長穴５２ａの中で駆動アーム５２を砥石８と反対側に引く。引かれた駆動アーム５２は、旋回テーブル３３を回転中心Ｏ１を中心に、平面視時計回りに旋回させる。このとき、テーブル基台３１のストッパ取付凹部４３Ｒ４に固定したストッパ４４に、旋回規制アーム３９の右旋回規制ねじ４０ｂの頭部が当接して、右回転が規制されて停止する。なお、ストッパ４４に、旋回規制アーム３９の右旋回規制ねじ４０ｂの頭部が当接するときに、ショックアブソーバ４２ｄが同時にストッパ４４に当接することで、ストッパ４４に右旋回規制ねじ４０ｂの頭部が衝突するときの衝撃を吸収する。

（旋回位置検出手段）
図４に示すように、テーブル基台３１の背面側端部に磁性金属の誘導式の近接センサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃがＷ軸に沿って砥石８側から順に配置されている。また、プランジャ５０の先端には、近接センサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃに近接離間するように、プランジャ５０（図５参照）の動きに応じてＷ軸に沿って移動する磁性金属製の位置検出板５６が装着されている。

図６に示す初期位置では、位置検出板５６は、中央の近接センサ５５ｂに対向した位置にあるが、近接センサ５５ａ及び近接センサ５５ｃと対向しない位置にある。
図７に示す旋回テーブル３３が左旋回した状態では、プランジャ５０の動きに応じて位置検出板５６は、砥石側に近い近接センサ５５ａに対向した位置にあるが、近接センサ５５ｂ及び近接センサ５５ｃと対向しない位置にある。

図８に示す旋回テーブル３３が右旋回した状態では、プランジャ５０の動きに応じて位置検出板５６は、砥石側から離れた近接センサ５５ｃに対向した位置にあるが、近接センサ５５ａ及び近接センサ５５ｂと対向しない位置にある。

これら近接センサ５５からの信号は、制御装置６（図１参照）に送信されている。
（制御装置６）
図１に示すように、ワークテーブル２の背面側には制御装置６を備える。制御装置６は、ＮＣ制御が可能なコンピュータとして構成されている。予めＣＡＤデータなどの座標に基づいて、自動的に砥石８若しくはワークＷ（図６参照）を相対移動させて研削加工を行う。本実施形態では、ファナック株式会社の制御システムＦＡＮＵＣ Ｓｅｒｉｅｓ ３２ｉ ＭＯＤＥＬ Ａ（登録商標を含む）を用いている。

（ティーチングとプレイバック）
図１１に示すように、ワークＷを図１３に示す投影図にしたがって初期位置に設定後、旋回テーブル３３を旋回させた場合、マグネットチャック３６と、ここの装着されたバイス３７に支持されたワークＷは、旋回テーブル３３の回転機構３８の回転中心Ｏ１を中心に回転移動する。一方、ＣＡＤ設計図面に基づいて回転中心Ｏ２を中心に左右に旋回させた状態のプロファイルチャートを投影図に図示する場合、プロファイルチャートの回転中心Ｏ２を中心に旋回した図が重ねて作図される。この場合、回転中心Ｏ１と回転中心Ｏ２は通常一致しないので、図１１（ｂ）に示すように回転中心Ｏ２が、回転中心Ｏ１を中心に回転移動される。つまり、同じ旋回角度でもワークＷの旋回テーブル３３における載置位置が回転移動のみならず位置がＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトする。

そこで、設計図に基づいて作成したプロファイルチャートにおけるワークの初期位置と、回転中心Ｏ２を中心に左右に傾けた投影図をスクリーン２７に投影する。また、投影機５によって例えば図１１（ｂ）に示すように左に旋回させた実際のワークＷの輪郭をプロファイルチャートに重ねて投影する。この投影図と実際に撮像されたワークＷの位置を操作者が制御装置６のコントローラで投影図に示される左に旋回させた位置に重なるように移動させオフセットする。この移動（オフセット）は、位置センサ（不図示）により制御装置６に座標として記憶される。言い換えれば、操作者が制御装置に対して、オフセットの軌跡をティーチングする。このように軌跡をティーチングすることで、旋回テーブル３３を旋回させても、この軌跡をプレイバックすることで、ワークＷの位置がオフセットされると、投影図に示す位置と一致する。もし、旋回角度が一致しない場合は、旋回テーブル３３を設定した角度旋回した場合のワークＷの位置は、左旋回規制ねじ４０ａを調整して旋回角を一致させた上で、再度ティーチングを実行する。

（投影機５）
図１に示すように、砥石軸ユニット４の背面側には投影機５が配設されている。スクリーン２７は、操作者が見やすい位置に配置される。投影機５は、図示しない照明装置で照明されたワークＷを投影レンズ２６（図３参照）により、拡大してワークＷの輪郭をスクリーン２７に投影する。

なお、スクリーン２７には、ＮＣ装置に読み込んだデータに基づいて作成されたプロファイルチャート（投影図）を表示して、投影したワークＷの輪郭に重ね合わせて、加工ができるようにすることができる。

（ワークＷ）
本実施形態におけるワークとしては、バイトやチップの外、パンチなどの全周工具などを持ち替えて加工する場合などがある。

以下、図１０に示すフローチャートに沿って本発明の作用を説明する。
（Ｓ１）プロファイルチャート作成：４軸プロッターを備えたＮＣ作画システムにより、ＣＡＤによる設計データに基づいて初期位置のワークの投影図をプロファイルチャートに罫書きで作成する。また、ワークの位置が大きく移動しないような共通の原点を回転中心Ｏ２として、例えば左２０°旋回時、右２０°旋回時の投影図を重ねて作成する。

（Ｓ２）プロファイルチャートセット：作成したプロファイルチャートを投影機５にセットする。
（Ｓ３）ワークセット：図１１（ａ）に示すようにワークＷを旋回テーブル３３上のマグネットチャック３６に固定されたバイス３７により装着して、初期位置（スタートポジション）にセットして、その画像をスクリーンにプロファイルチャートとともに投影する。

（Ｓ４）原点設定：ワークＷとプロファイルチャートの初期位置（原点）を精密に合わせる。投影機５によりスクリーン２７にセットされたプロファイルチャートの初期位置に合わせるように、投影されたワークＷをＷ軸（前後）、Ｕ軸（左右）に沿って移動する。

（Ｓ５）旋回テーブルを左旋回：図１１（ｂ）に示すように旋回テーブル３３を左に旋回させてワークＷを左２０°の位置に旋回させる。
（Ｓ６）テーブルオフセット：図１１（ｃ）に示すように、ティーチングモードにして左旋回時のプロファイルチャートの位置にＵ軸（前後）、Ｗ軸（左右）に沿って平行移動して投影されたワークＷの映像を重ね合わせる。このとき旋回時に移動した投影図の回転中心Ｏ２´を移動前の投影図の回転中心Ｏ２の位置に戻すことになる。

（Ｓ７）プログラム作成：ティーチングされたテーブルオフセットのデータとＮＣデータに基づいてワーク左旋回したときの加工プログラムを作成する。
（Ｓ８）旋回テーブルを右旋回：旋回テーブル３３を右に４０°回転させてワークＷを右２０°の位置に旋回させる。

（Ｓ９）テーブルオフセット：ティーチングモード（プレーバック）で、右旋回時のプロファイルチャートの位置にＷ軸（前後）、Ｕ軸（左右）、Ｖ軸（上下）に沿って移動して合わせる。

（Ｓ１０）プログラム作成：ティーチングされたテーブルオフセットのデータとＮＣデータに基づいてワークＷが右旋回したときの加工プログラムを作成する。
（Ｓ１１）プログラム結合：テーブルオフセットや左右の加工プログラムを結合させ、一連のプログラムとする。

（Ｓ１２）連続起動：結合したプログラムにより、同一位置にセットしたワークＷに対して左右の加工を連続して行う。
図１２に示すように、バイス３７（図４参照）により初期位置にセットしたワークＷを（ａ）、左に旋回するとともに、プレイバックで自動的にオフセットする。（ｂ）。ワークＷの右端（Ｐ１）から砥石８を接触させて研削を初め（ｃ）、ワークＷの投影図の回転中心Ｏ２を過ぎた位置（Ｐ２）まで加工したら（ｄ）、砥石８を離脱させる（ｅ）。ワークＷを左旋回の位置から右旋回の位置に旋回させるとともに、プレイバックで自動的にオフセットする（ｆ）。ワークＷの左端（Ｐ３）から砥石８を接触させて研削を初め（ｇ）、ワークＷの投影図の回転中心Ｏ２を過ぎた位置（Ｐ４）まで加工したら（ｈ）、砥石８を離脱させる（ｉ）。

なお、図１３を参照して、砥石８の一連の動作を重ね合わせた図で説明する。砥石８の先端部は、スタート位置から左旋回して、オフセットされたワークＷにＰ１の位置から研削を始め、Ｐ２の位置で離脱する。その間にワークＷは右旋回してオフセットされ、砥石８はＰ３の位置から初めＰ４の位置で離脱する。このとき回転中心Ｏ２の部分は、わずかに一部重複して、研削される。

上記実施形態のプロファイル研削盤によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ワークＷを旋回させることができるため、ワークＷに形成された凹部や凸部などを効率よく加工することができる。

（２）上記実施形態では、両刃砥石８ａ（図９参照）を用いて、水平に対向する凹部の側面なども半径方向に切り込む姿勢で加工できるため、砥石８を交換することなく、砥石の変形や偏摩耗、破損なども防止できる。

（３）このため、右勝手砥石８ｂや左勝手砥石８ｃ（図１６参照）に交換して加工する必要もなく、交換に伴う再調整の手間や、交換に伴い生じる誤差の発生、複数の砥石を準備する必要もなく、複数の砥石を用いることによって生じる加工面の仕上がりの違いなども抑制できる。

（４）一方、高精度角度割出装置のような複雑で高価な機器を用いることなく、極めて簡易な構成でありながら正確な角度で加工することができる。
（５）また、ワークＷの角度を変更するために複数の治具を用いる必要もなく、治具の交換に伴う再調整の手間や、交換に伴い生じる誤差の発生、複数の治具を準備する必要もない。

（６）また、特許文献１のような砥石を自動で水平旋回させるような構成では、揺動装置や変角装置などの重量物を有する砥石ユニットを旋回させるため砥石がずれる可能性がある。そればかりか、重心移動による水準変化が生じて砥石とワークとの平衡の再調整が必要となる場合があるが、本実施形態では、旋回する部材の質量も小さく、そのような問題もなく連続した一工程で加工することができる。

また、砥石側の旋回（最大±１５°）と比較して、種々の付帯装置がなく、かつ周辺機器に対して干渉しないように旋回テーブル３３に逃げの形状（切欠部３３ａ〜３３ｃ）を容易に形成することができるため、より大きな旋回角（例えば最大±２０°）を実現することができる。

（７）旋回角度は、ストッパ４４を所望のストッパ取付凹部４３に装着するだけで、右旋回と左旋回をそれぞれ簡単にセットすることができる。
（８）また、旋回角度は、角度調節機構により、高い精度で調整することができる。

（９）エアシリンダ４７を備えた旋回駆動機構により、旋回は制御装置６により自動で制御できる。
（１０）ＮＣ制御が可能な制御装置６により、入力した加工データに基づき、完全自動で研削ができ、特に、旋回駆動機構を制御することで、左旋回位置と右旋回位置とを連続した一工程で加工できる。

（１１）制御装置６は、ティーチングによりワークＷの旋回によるオフセットを修正する軌跡を記憶して、これをプレイバックすることで、ＮＣデータに基づくプロファイルチャートと自動的に正確な位置合わせができる。このため、ワークＷのセッティング自体はＣ軸の位置を考慮せず簡単にセットできる。

（１２）ワーク旋回テーブル３は、小型で軽量であるため、既存のプロファイル研削盤のワークテーブルに簡単に事後的に搭載することができる。また、極めて汎用性が高いため、搭載されるプロファイル研削盤の制限はほとんどない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 本実施形態では、凹部を備えたワークＷを例に説明したが、平行に対向した側面を備えた凸部などを備えたワークＷなど様々な形状に対しても、好適に加工できるものである。

図１４に示すようにワークＷは、平行に対向した側面を備えた凸部などを備えている。そこで、このような形状では、まずワークＷを右旋回させて、Ｐ１の位置から砥石８で研削を始め、Ｐ２の位置で離脱させる。そして、ワークＷを左旋回するとともに、オフセットして投影図の回転中心Ｏ２の位置を合せて、Ｐ３の位置から砥石８で研削してＰ４の位置で離脱させる。

○ また、図示は省略するが、凹部や凸部を複数有する場合は、各方向に旋回させた状態で、場所に応じて複数回離間当接を繰り返して研削を行うこともできる。或いは、旋回を３回以上行うような制御であってもよい。

○ また、連続した１工程でもなくても、他の工程などの関係から複数の工程に分割して加工することを排除するものではない。
○ 本実施形態では、両刃砥石８ａを用いているが、砥石８の形状は限定されない。ワークＷの形状によっては、図１６に示す左勝手砥石８ｂや右勝手砥石８ｃを用いてもよい。

○ ワークＷの初期位置は、図６に示すような旋回角０°ではなく、図７に示す左旋回の位置としてもよい。或いは、左右に旋回させる順序を変えて、右旋回させた位置を初期位置としてもよい。

○ 本実施形態では、エアシリンダによる空気圧で旋回を駆動しているが、モータや油圧で行ってもよい。また、無動力で手動で行うことも排除するものではない。この場合、ストッパ４４の磁石等により吸着させて旋回を固定することも望ましい。

○ 本実施形態では、旋回角の規制を、ストッパ４４の移動により変更しているが、ストッパ４４を配置する位置やその形状は限定されるものではない。さらに旋回規制アーム３９の旋回テーブル３３に対する角度を変更するような構成であってもよい。旋回規制アーム３９の形状は、いわゆるアーム形状に限定されるものではなく、またその取付位置などは限定されるものではない。また、旋回規制アーム３９を右旋回用と左旋回用に複数設けてもよい。１つのストッパ４４に対して２つの旋回規制アーム３９により旋回を規制するような構成でもよい。要は、本発明の旋回規制手段は、旋回規制アーム３９とストッパ４４により旋回テーブル３３の旋回が規制できる限り、いかなる構成でもよい。

○ 加工対象は、バイトやチップ、パンチ等に限定されるものでなく、種々のワークの加工に適用できるものである。

１…ベース部、２…ワークテーブル、３…ワーク旋回テーブル、４…砥石軸ユニット、５…投影機、６…制御装置（ＮＣ制御装置）、７…スピンドル、８・８ａ…砥石、３１…テーブル基台、３３…旋回テーブル、３４…治具ベース（ワーク保持部材）、３５…チャックベース（ワーク保持部材）、３６…マグネットチャック（ワーク保持部材）、３７…バイス（ワーク保持部材）、３９…旋回規制アーム（旋回規制手段）、４０ａ…左旋回規制ねじ（角度調整機構）、４０ｂ…右旋回規制ねじ（角度調整機構）、４３（Ｌ１〜４、Ｒ１〜４）…ストッパ取付凹部、４４…ストッパ（旋回規制手段）、４７…複動式エアシリンダ（旋回駆動機構）、４８…エア継手（延び側）（旋回駆動機構）、４９…エア継手（縮み側）（旋回駆動機構）、５０…プランジャ（旋回駆動機構）、５１…駆動カム（旋回駆動機構）、５２…駆動アーム（旋回駆動機構）、５２ａ…長穴、５５ａ・５５ｂ・５５ｃ…近接センサ（旋回位置検出手段）、５６…位置検出板（旋回位置検出手段）。

Claims (8)

1. プロファイル研削盤のワークテーブルに着脱可能に載置するためのテーブル基台と、
   当該テーブル基台に設けられた垂直軸に支持されて水平回転可能な旋回テーブルと、
   前記旋回テーブルの旋回を当接することにより設定角度で規制する旋回規制手段と、
   前記旋回テーブル上で、ワークを保持するワーク保持部材と
   を備えたプロファイル研削盤用のワーク旋回テーブル。
2. 前記旋回テーブルを付勢して旋回させて、前記旋回規制手段に当接させることで位置を固定する旋回駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のワーク旋回テーブル。
3. 前記旋回規制手段は、前記テーブル基台に予め設けられた複数の取付位置から選択されてストッパが配設されることにより旋回を規制することを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク旋回テーブル。
4. 前記旋回規制手段は、規制する角度を微調整する角度調節機構を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のワーク旋回テーブル。
5. 前記旋回テーブルの旋回位置を検出する旋回位置検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のワーク旋回テーブル。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のワーク旋回テーブルを備えたプロファイル研削盤。
7. 請求項２に記載のワーク旋回テーブルを備えたプロファイル研削盤において、
   前記プロファイル研削盤は、ＮＣ制御装置を備え、
   設計データに基づいてワークを鉛直軸回りに左右設定した角度に旋回させた場合のそれぞれの鉛直方向の投影図を重ねて作成する投影図作成のステップと、
   設計データに基づいてワークを左右設定した角度に旋回させた場合のそれぞれの加工プログラムを生成する加工プログラム生成のステップと、
   ワークを左右設定した角度に実際に旋回させて、前記旋回させた場合の投影図に基づいて、プレイバックによりワークが右旋回した状態とワークが左旋回した状態のそれぞれの位置にワークを導入するワーク導入のプログラムを生成するワーク導入プログラム生成のステップと、
   前記加工プログラムと前記ワーク導入のプログラムを一連の動作で加工できるように統合した統合プログラムを生成する統合プログラム生成のステップと
   前記統合プログラムに基づいて、砥石ユニット、ワークテーブル及び旋回テーブルを制御して、ワークを一連の動作で加工するワーク加工のステップとを含む
   ことを特徴とするプロファイル研削盤によるワーク加工方法。
8. 前記ワーク加工のステップは、
   ワークを第１の方向に旋回する第１の旋回のステップ、
   旋回した前記ワークを前記投影図の設定した位置に導入する第１の導入のステップ、
   設定した位置に導入された前記ワークに対して砥石で加工する第１の加工のステップ、
   砥石がワークから離脱後、前記ワークを第２の方向に旋回する第２の旋回のステップ、
   旋回した前記ワークを前記投影図の設定した位置に導入する第２の導入のステップ、
   旋回した前記ワークに対して砥石で加工する第２の加工のステップ、
   とを連続して行うことを特徴とする請求項７に記載のプロファイル研削盤によるワーク加工方法。