JP2569333B2 - Grinding spindle - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は工作機械、詳しくはマシニングセンターに取
付可能な研削スピンルに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a machine tool, and more particularly, to a grinding spinle that can be attached to a machining center.
従来技術 例えばマシニングセンターでは主としてフライスカッ
ター、ミーリングカッター、ドリル等、回転刃物を機械
主軸に装着して刃物による切削加工を行うようになって
いる。被加工物に対する加工の殆どは切削による高速加
工が主流をなすので、被加工物をテーブル上に固定する
だけで予めプログラムによって設定された所要の加工が
殆どすべて行える。しかし、より一層の加工精度の向上
と省力化を図るためには、刃物による切削のみならず研
削や研磨加工もプログラムに組み込んで併用できること
が望ましい。2. Description of the Related Art For example, in a machining center, a rotary cutter such as a milling cutter, a milling cutter, a drill, or the like is mounted on a main shaft of a machine to perform cutting with the cutter. Most of the processing on the workpiece is performed mainly by high-speed processing by cutting. Therefore, just fixing the workpiece on the table can perform almost all required processing preset by a program. However, in order to further improve the processing accuracy and save labor, it is desirable that not only cutting with a blade but also grinding and polishing can be incorporated into the program and used together.
マシニングセンターによる研削若しくは研磨加工を考
えるとき、例えば円筒カム等の溝を研削仕上げする場
合、主軸の回転数は非常に高速であることが必要であ
り、例えばポラゾン砥石を使用するとき、切削速度が20
00m/minであるならば、砥石の直径が20mmであると、約3
2000rpmの回転が必要である。When considering grinding or polishing by a machining center, for example, when grinding and finishing a groove such as a cylindrical cam, the rotation speed of the main spindle needs to be very high.For example, when using a porazon grinding wheel, the cutting speed is 20
If it is 00m / min, if the diameter of the whetstone is 20mm, about 3
2000 rpm rotation is required.
このような高速で砥石、すなわち研削工具を回転する
にあたっては、主軸回転が高速タイプのマシニングセン
ターを使用することが考えられるが、この場合、高速回
転専用のマシニングセンターを用いることになり、低速
回転で重切削を行いたい場合には、主軸のベアリングが
弱く、使用できないという問題がある。When rotating the grindstone, that is, the grinding tool at such a high speed, it is conceivable to use a high-speed type machining center for spindle rotation. When cutting is desired, there is a problem that the bearing of the main shaft is weak and cannot be used.
また歯車、ベルト等の機械的な増速装置を内装したア
タッチメントを用いるやり方もあるが、この場合、機械
的な増速装置には限界があり、小径の砥石の場合には10
000rpm程度で、それ以上は回転数が上がらないという問
題がある。There is also a method of using an attachment equipped with a mechanical speed increasing device such as a gear and a belt.In this case, however, the mechanical speed increasing device has a limit.
At about 000 rpm, there is a problem that the rotation speed does not increase any more.
更に、高周波モータ等の電気的な増速装置を内装した
アタッチメントを使用する方法もあるが、この場合には
装置が高価であることと電気的配線が必要なため、マシ
ニングセンターによる工具交換ができないという問題が
ある。Furthermore, there is a method of using an attachment equipped with an electric speed-up device such as a high-frequency motor, but in this case, the tool cannot be changed by the machining center because the device is expensive and electric wiring is required. There's a problem.
以上のような問題点を解消するものとして、圧気を用
いるエアグラインダーを組み込むマシニングセンターが
特開昭60−48257号公報に開示されている。これは、エ
アグラインダーをマシニングセンターに装着するにあた
り、該グラインダーへの給気口を予め本機側に付設した
給気口と接手によって接続されるようにして取り付け、
本機の工具取付スピンドル支持ボス外部からグラインダ
ーに対して駆動用圧気を供給するようにした構成であ
る。このような構成によって本機構造を複雑化すること
なく、他の工具との交換を可能にしながら研削乃至研磨
工具たるエアグラインダーをマシニングセンターに取付
使用することが可能となる。To solve the above problems, a machining center incorporating an air grinder using compressed air is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-48257. This means that when the air grinder is mounted on the machining center, the air supply port to the grinder is attached so as to be connected by a joint with the air supply port provided in advance on the machine side,
The configuration is such that driving air is supplied to the grinder from outside the tool mounting spindle support boss of the machine. Such a configuration makes it possible to attach and use an air grinder as a grinding or polishing tool to a machining center without complicating the structure of the present machine and enabling exchange with another tool.
目的 特開昭60−48257号公報に開示の構成では、グライン
ダーの負荷が大きくなると本機のテーブル送り速度が多
段階的に選択制御されるようになっており、いわば負荷
の一定化を実現させようとするものである。しかしなが
ら、切削を開始すると負荷が増大し、グラインダーの回
転数は落ちてくるので一般的であり、負荷の程度に合わ
せてテーブルの送りを変化させると、最悪の場合、送り
が止まることになる。止まらない場合でも、作業速度が
著しく低下することは避けられない。作業速度の低下
は、機械加工の生産性向上と無人化運転など工場の省力
化というマシニングセンターの目的を十分に果たすこと
ができない。Objective In the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-48257, when the load on the grinder is increased, the table feed speed of the machine is selected and controlled in multiple stages, so that the load can be made constant. It is to try. However, when cutting is started, the load increases and the number of revolutions of the grinder is generally decreased. If the feed of the table is changed in accordance with the degree of the load, the feed is stopped in the worst case. Even if it does not stop, it is inevitable that the working speed will be significantly reduced. The decrease in the working speed cannot sufficiently fulfill the purpose of the machining center, such as improving the productivity of machining and saving labor in the factory such as unmanned operation.
そこで本発明は、研削スピンドルをマシニングセンタ
ーに取り付けて研削乃至研磨加工を行うにあたり、自由
に所望の高速回転で研削乃至研磨加工を行うことができ
る研削スピンドルを提供することを目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide a grinding spindle capable of freely performing grinding or polishing at a desired high-speed rotation when the grinding spindle is mounted on a machining center to perform grinding or polishing.
構成 本発明は上記の目的を、マシニングセンター主軸に取
外し可能に取り付けられるホルダーと、該ホルダーに固
定されるケーシングと、該ケーシング内に固定されるエ
アモータと、前記ケーシングにベアリングにより回転可
能に支持される前記エアモータの出力軸とを有し、該出
力軸が研削工具を取付可能に形成されていて、前記エア
モータを流れる空気流量を検出する流量計の検出値に応
じて比例弁コントローラが制御され、エアモータへの流
量が一定に維持されるように構成されることを特徴とす
る研削スピンドルにより達成した。The object of the present invention is to provide a holder that is removably attached to a machining center main shaft, a casing that is fixed to the holder, an air motor that is fixed in the casing, and that is rotatably supported by bearings in the casing. An output shaft of the air motor, wherein the output shaft is formed so that a grinding tool can be attached thereto, and a proportional valve controller is controlled in accordance with a detection value of a flow meter for detecting an air flow rate flowing through the air motor; This was achieved by a grinding spindle, characterized in that the flow rate to the feed was kept constant.
本発明の構成及び作用の詳細を図に示す実施例に基づ
いて説明する。The configuration and operation of the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
第１図〜第４図において、研削スピンドル１はケーシ
ング２と、該ケーシング２内に固定されるエアモータ３
と、該エアモータ３を密封状にケーシング２に保持する
押え部材４と、該押え部材４にボルト５により固定され
るホルダー６とを有する。押え部材４はボルト７により
ケーシング２に固定される。1 to 4, a grinding spindle 1 includes a casing 2 and an air motor 3 fixed in the casing 2.
And a holding member 4 for holding the air motor 3 in the casing 2 in a sealed manner, and a holder 6 fixed to the holding member 4 by bolts 5. The holding member 4 is fixed to the casing 2 by bolts 7.
エアモータ３はケーシング２に固定されるエアモータ
ケーシング15（例えばセラミック、第４図）と、該エア
モータケーシング15に回転可能に支持されるロータ16と
を有し、該ロータ16には出力軸８が固定され、該出力軸
はケーシング２に装着されたベアリング９と押え部材４
に装着されたベアリング10とにより回転可能に支持され
る。ロータ16には例えばセラミック製のベーン17が摺動
可能に取り付けられる。The air motor 3 has an air motor casing 15 (for example, ceramic, FIG. 4) fixed to the casing 2 and a rotor 16 rotatably supported by the air motor casing 15, and the output shaft 8 is fixed to the rotor 16. The output shaft includes a bearing 9 mounted on the casing 2 and a holding member 4.
The bearing 10 is rotatably supported by the bearing 10 mounted thereon. For example, a ceramic vane 17 is slidably attached to the rotor 16.
ホルダー６は工作機械、例えばマシニングセンターの
主軸11に着脱自在に取付可能である。ホルダー６は工作
機械の主軸11に正確に位置決め密着できるようにテーパ
ー面部12を有しており、これは出願人自身が先に提案し
た工具ホルダー又は工作物取付用パレットのホルダーと
同様に形成される。The holder 6 can be detachably attached to a machine tool, for example, a spindle 11 of a machining center. The holder 6 has a tapered surface portion 12 so that it can be accurately positioned and adhered to the main shaft 11 of the machine tool, and is formed in the same manner as the tool holder or the holder of the work mounting pallet proposed earlier by the applicant himself. You.
エアモータ３の出力軸８は工作機械の工具を取り付け
るスピンドル軸と同様に形成され、研削工具13又は別の
工具が固定可能である。The output shaft 8 of the air motor 3 is formed in the same manner as a spindle shaft on which a tool of a machine tool is mounted, to which a grinding tool 13 or another tool can be fixed.
押え部材４にはエアモータ３のロータを駆動するため
の圧縮空気のための流路14が形成され（第３図）、該流
路14はカプラー18に設けられた流路19を介して圧縮空気
源と接続される。A channel 14 for compressed air for driving the rotor of the air motor 3 is formed in the holding member 4, and the channel 14 is compressed via a channel 19 provided in the coupler 18. Connected to the source.
ケーシング２及び押え部材４にはベアリング９、10に
対する潤滑油を供給する潤滑路20、21が形成され、潤滑
路20と21はエアモータケーシング15に形成された中間路
22により接続されている。押え部材４の潤滑路21はカプ
ラー18に形成された流路23を介して潤滑油源と接続され
る。潤滑油としては油と空気を混合したものを使用する
ことができる。The casing 2 and the holding member 4 are formed with lubricating paths 20 and 21 for supplying lubricating oil to the bearings 9 and 10, and the lubricating paths 20 and 21 are intermediate paths formed in the air motor casing 15.
Connected by 22. The lubrication path 21 of the holding member 4 is connected to a lubricating oil source via a flow path 23 formed in the coupler 18. A mixture of oil and air can be used as the lubricating oil.
ベアリングに対する潤滑後の溢流する潤滑油を戻し流
路24、25を通してタンクに戻される。ケーシング２の先
端から一部流れる潤滑油は出力軸８に沿って砥石13の冷
却に利用することもできる。Lubricating oil that overflows after lubrication of the bearings is returned to the tank through return channels 24 and 25. The lubricating oil partially flowing from the tip of the casing 2 can be used for cooling the grindstone 13 along the output shaft 8.
上記の研削スピンドルを使用するときは、工作機械
（マシニングセンター）の主軸11は回転せず、流路23よ
り圧縮空気を供給してエアモータ３のローラ16を高速回
転する。ロータ16を回転した後の空気はエアモータケー
シング16に形成された空気26を通り排出路27より排出さ
れる。エアモータ３の駆動により出力軸８は所望の高速
で回転され、研削工具13は所望の研削加工を行う。When the above-mentioned grinding spindle is used, the main shaft 11 of the machine tool (machining center) does not rotate, but supplies compressed air from the flow path 23 to rotate the roller 16 of the air motor 3 at high speed. The air after rotating the rotor 16 passes through the air 26 formed in the air motor casing 16 and is discharged from the discharge path 27. The output shaft 8 is rotated at a desired high speed by driving the air motor 3, and the grinding tool 13 performs a desired grinding process.
主軸11に対しては、研削スピンドル１を取り外して普
通の工具を取り付け、主軸11を駆動することにより低速
加工も所望の通り行うことができる。By removing the grinding spindle 1 and attaching a normal tool to the spindle 11 and driving the spindle 11, low-speed machining can be performed as desired.
研削スピンドル１の作動は例えば第５図に示す制御回
路により行われる。The operation of the grinding spindle 1 is performed, for example, by a control circuit shown in FIG.
エアモータ３に出力軸の回転数に対応して供給する流
量及びその流量に対応した比例弁コントローラの入力電
圧を予めコントローラに設定する。無負荷時の出力軸の
回転数とエアモータ３の流量は比例するため、回転数と
流量の関係を１個所設定すれば他の回転数については計
算で求めることができる。The flow rate supplied to the air motor 3 in accordance with the rotation speed of the output shaft and the input voltage of the proportional valve controller corresponding to the flow rate are set in the controller in advance. Since the rotation speed of the output shaft at no load and the flow rate of the air motor 3 are proportional, if one relationship between the rotation speed and the flow rate is set, the other rotation speeds can be calculated.
工作機械、例えばマシニングセンターのNC装置より回
転数指示信号がコントローラに入力される。A rotation speed instruction signal is input to a controller from a machine tool, for example, an NC device of a machining center.
コントローラから、駆動開始の場合、ソレノイドバル
ブに信号が送られ、ソレノイドバルブをONにし空圧回路
を開く。When driving is started from the controller, a signal is sent to the solenoid valve, and the solenoid valve is turned on to open the pneumatic circuit.
更にコントローラから比例弁コントローラに、NC装置
からの回転数指示信号に応じて定まる回転数に応じた電
圧を出力する。Further, the controller outputs to the proportional valve controller a voltage corresponding to the rotation speed determined according to the rotation speed instruction signal from the NC device.
比例弁コントローラからの電気信号により流量調整弁
としての比例弁の開度が調整され、圧縮空気源よりソレ
ノイドバルブを経て供給される圧縮空気の流量が調整さ
れ、調整された量の空気がエアモータに供給される。そ
の際、エアモータに供給される空気量は流量計により常
に検出され、データがコントローラに電気信号でフィー
ドバックされる。The opening of the proportional valve as a flow control valve is adjusted by an electric signal from the proportional valve controller, the flow rate of compressed air supplied from a compressed air source via a solenoid valve is adjusted, and the adjusted amount of air is supplied to the air motor. Supplied. At this time, the amount of air supplied to the air motor is constantly detected by the flow meter, and data is fed back to the controller by an electric signal.
流量計からのデータとコントローラに記憶された流量
が比較演算され、その差に応じて比例弁コントローラを
コントロールし、比例弁を調整してエアモータに供給さ
れる流量が指示された回転数に対応する流量に一定に維
持されるようにして、エアモータの回転数を一定に保持
する。The data from the flow meter and the flow rate stored in the controller are compared and operated, and the proportional valve controller is controlled according to the difference, and the proportional valve is adjusted so that the flow rate supplied to the air motor corresponds to the indicated rotational speed. By keeping the flow rate constant, the rotation speed of the air motor is kept constant.
研削加工中に負荷の増大その他の理由によりエアモー
タの回転が低下するとエアモータに流れる空気流量が低
下するため、流量計により流量低下を検出し、コントロ
ーラは比例弁を制御して空気流量を増大するようにす
る。If the rotation of the air motor decreases due to an increase in load during grinding or other reasons, the air flow flowing to the air motor decreases.The flow rate is detected by the flow meter, and the controller controls the proportional valve to increase the air flow. To
更に負荷の増大によりエアモータが停止した場合は空
気回路の圧力が高くなる。この過負荷による問題を解消
するために空気流路に圧力スイッチを接続し、圧力スイ
ッチの検出信号をコントローラに送り、予め定めた圧力
以上に空気流路の圧力を増大すると作動の非常停止を行
わせる。Further, when the air motor stops due to an increase in load, the pressure of the air circuit increases. In order to solve the problem due to this overload, a pressure switch is connected to the air flow path, a detection signal of the pressure switch is sent to the controller, and when the pressure of the air flow path is increased beyond a predetermined pressure, an emergency stop of the operation is performed. Let
効果 本発明により研削スピンドルは工具と同形のホルダー
を有し、マシニングセンターにおいて工具のとの交換が
容易にできる。マシニングセンターには圧縮空気供給の
ためのカプラーを接続部を追加設置するだけでよく、特
別複雑な構造を必要とせず、既存設備を利用できる。Advantageous Effects According to the present invention, the grinding spindle has a holder having the same shape as the tool, and can easily be exchanged with the tool in the machining center. In the machining center, a coupler for supplying compressed air only needs to be additionally installed at the connection part, and the existing equipment can be used without requiring a special complicated structure.
本発明に係る研削スピンドルにはエアモータが設けら
れているので、マシニングセンターの主軸回転としては
独立して高速回転を得ることができる。しかもエアモー
タの空気回路に比例弁を設けコントローラにより制御す
ることにより負荷の変動による回転数の変動をなくすこ
とができ、切削速度を一体にすることが可能となった。Since the grinding spindle according to the present invention is provided with the air motor, high-speed rotation can be obtained independently of the main shaft rotation of the machining center. In addition, by providing a proportional valve in the air circuit of the air motor and controlling it by the controller, fluctuations in the number of revolutions due to fluctuations in the load can be eliminated, and the cutting speed can be integrated.
第１図は本発明に係る研削スピンドルの上面断面図で第
２図のＩ−Ｉ線における断面図、第２図は第１図のII−
II線における断面図、第３図は第２図のIII−III線にお
ける断面図、第４図は第３図のIV−IV線における断面
図、第５図はエアモータの空気制御回路図である。 １……研削スピンドル、２……ケーシング ３……エアモータ、６……ホルダー ８……出力軸、11……主軸FIG. 1 is a top sectional view of a grinding spindle according to the present invention, which is a sectional view taken along line II of FIG. 2, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II- of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is an air control circuit diagram of the air motor. . 1 ... grinding spindle, 2 ... casing 3 ... air motor, 6 ... holder 8 ... output shaft, 11 ... spindle
Claims (1)
り付けられるホルダーと、該ホルダーに固定されるケー
シングと、該ケーシング内に固定されるエアモータと、
前記ケーシングにベアリングにより回転可能に支持され
る前記エアモータの出力軸とを有し、該出力軸が研削工
具を取付可能に形成されていて、前記エアモータを流れ
る空気流量を検出する流量計の検出値に応じて比例弁コ
ントローラが制御され、エアモータへの流量が一定に維
持されるように構成されることを特徴とする研削スピン
ドル。1. A holder detachably attached to a machining center spindle, a casing fixed to the holder, and an air motor fixed in the casing.
An output shaft of the air motor rotatably supported by a bearing on the casing, the output shaft being formed so that a grinding tool can be attached thereto, and a detection value of a flow meter for detecting an air flow rate flowing through the air motor. Wherein the proportional valve controller is controlled in accordance with the rotation speed of the grinding spindle to maintain a constant flow rate to the air motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136011A JP2569333B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Grinding spindle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136011A JP2569333B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Grinding spindle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300862A JPS63300862A (en) | 1988-12-08 |
| JP2569333B2 true JP2569333B2 (en) | 1997-01-08 |
Family
ID=15165095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62136011A Expired - Lifetime JP2569333B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Grinding spindle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569333B2 (en) |
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| JP2002144184A (en) * | 2000-11-13 | 2002-05-21 | Daishowa Seiki Co Ltd | Machining part side operating air control device for machine tool |
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-
1987
- 1987-05-29 JP JP62136011A patent/JP2569333B2/en not_active Expired - Lifetime
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