JP2616914B2 - 可搬式金型研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金型研削装置に関する。

（従来の技術） 例えば射出成形機などに使われる金型は、自由で複雑
な曲面で形成されていて、その仕上表面の面粗度が製品
の品質を大きく左右する。

従って所望の金型を創成する工程で数値制御或いは倣
い加工で粗加工をした後に、望ましくは鏡面仕上げする
必要があり、従来は熟練者が時間をかけて手作業により
行なうのが一般的であった。

即ち、上記手作業には、例えば研削主軸がテーブル上
に突出して延びていてその先端に軸付回転砥石を把持し
て回転する大規模なものがあるが、被研削金型はこの研
削機のテーブル上に固定し、手動で研削主軸をＸ軸（左
右）、Ｙ軸（前後）、Ｚ軸（上下）方向に移動して作業
をしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術の研削仕上げ装置でいわゆる磨き
仕上をするのは、まづ磨き仕上げをする金型を機械のテ
ーブルに搬入する場合に危険をともない、磨き作業に熟
練を必要とし、長時間かけて神経を払うための疲労と、
作業能率の低さなどの問題点があったのである。

（問題点を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、被研削
金型のX,Y基準面を当接規制するＸゲージ及びＹ軸ゲー
ジを機枠に設け、上記機枠に設けたＹ軸方向のＹ軸ガイ
ドバーにＹ軸移動ブロックを移動自在に設け、上記Ｙ軸
ガイドバーに対して直交するＸ軸方向に延伸したＸ軸ガ
イドバーを前記Ｙ軸移動ブロックに支承して設けると共
に、キャリッジブロックを上記Ｘ軸ガイドバーに移動自
在に設け、このキャリッジブロックに装着した軸部材
を、前記Ｙ軸方向の軸心回りに回動固定可能に設け、こ
の軸部材に支持された主軸構体を、上記軸部材の回動軸
心に対して直交する方向の軸心回りに揺動固定可能に設
け、上記軸部材の回動軸心及び主軸構体の揺動軸心に対
して直交する上下方向に延伸した研削主軸を、前記主軸
構体に駆動回転自在かつ上下方向に移動自在に支承して
設けると共に、この研削主軸の下端部に、研削工具を装
着するためのソケットを設け、この研削主軸及び研削工
具の自重を支持自在かつ研削主軸を下方向へ加圧自在の
バランスシリンダを、前記主軸構体の上部に設けてな
り、かつ上記バランスシリンダの下方向への加圧力を、
当該バランスシリンダにおける上下の圧力室内の空気圧
のバランスによって調整する構成としてなるものであ
る。

（実施例） 第1,2,3,4図に示した本発明の一実施例の可搬式金型
研削装置１は、形鋼などを溶接など適宜手段で組み上げ
た井桁状の機枠３が設けてあり、この四隅には第４図に
示したようなレベリングボルト５が設けてある。

前記機枠３の左右両外側（第１図の左右）には前後方
向（Ｙ軸方向）の二本のＹ軸ガイドバー7,7がブラケッ
ト９を介して設けてある。

前記Ｙ軸ガイドバー７には、該Ｙ軸ガイドバー７に案
内されてＹ軸方向に移動自在な一対のＹ軸移動ブロック
11,11が設けてあり、該Ｙ軸移動ブロック11,11を連結す
る二本の左右方向（Ｘ軸方向）のＸ軸ガイドバー13,13
が設けてある。

上記二本のＸ軸ガイドバー13,13には、Ｘ軸方向に移
動自在なキャリッジブロック15が設けてあり、該キャリ
ッジブロック15の前方には首振り自在な上下方向の研削
主軸17を内蔵する主軸構体19（第４図参照）が設けてあ
る。

すなわち前記キャリッジブロック15は第１図，第４図
に示したＹ軸移動ブロック11,11をつなぐＸ軸方向のサ
ブフレーム21を取り囲んだ二本のＸ軸ガイドバー13,13
に案内されて、Ｘ軸方向に移動するから、第１図に示し
た四角形の機枠３の内部を広い範囲で移動自在である。

第１図の左側面図である第２図に明らかなように、Ｙ
軸移動ブロック11は、左右とも二個のベアリング23,23
で前記Ｙ軸ガイドバー７に乗っており、第２図の右側に
示したＹ軸方向用のパルスモータなどの電動機25で数値
制御方式で移動させられる。

上記したＹ軸移動ブロック11の移動駆動とＸ軸キャリ
ッジブロック15のＸ軸駆動の電動機27による移動駆動と
は全く同じ駆動構造であるので以下は同一参照番号の部
品で同時に説明する。

前記Ｙ軸駆動の電動機25とＸ軸駆動の電動機27の下方
には例えば流体圧作動のクラッチ装置29が設けてあっ
て、該クラッチ装置29が作動中は電動機25,27の回転が
第１ギヤー31に伝えられ、続いてより大径の第２ギヤー
33に伝えられる。

上記第２ギヤー33と噛合してエンコーダ35の軸下端ギ
ヤー37が駆動される。

上記第２ギヤー33の同軸の第３ギヤー39がより大径の
プーリ駆動ギヤー41に回転を与え、同軸のプーリ43が回
転駆動される。

上記プーリ43に対応する機枠３の後方左端付近と、右
端Ｙ軸移動ブロック11の下方にはアイドルプーリ45が設
けてあってベルト47がかけまわしてあり、その循環する
一方がＹ軸方向はベアリング23の一方に（第２図参
照）、Ｘ軸方向はキャリッジブロック15一部に（第４図
参照）ブラケット49を介して固着してある。

以上の説明から前記クラッチ装置29を作動させた状態
をＹ軸移動駆動電動機25とＸ軸移動駆動電動機27の数値
制御方式で制御すれば研削主軸17が機枠３の中に位置す
る被研削物である金型Ｗ（第１図参照）の輪郭に沿って
移動することが理解されよう。

またクラッチ装置29をOFFにして研削主軸17を手動で
移動するときも、時々刻々研削主軸17の現在位置をエン
コーダ35が検出していることも理解できよう。

次に第４図にもとづいて前記主軸構体19及び研削主軸
17を説明する。

主軸構体19はキャリッジブロック15の前面に設けた孔
51に一致させて設けた軸孔53を備えた支持板55と、前記
軸孔53の中で回動自在な軸部材57と、該軸部材57の前方
に設けた丸棒59とを介して設けてある。

前記軸部材57が回動する軸孔53と丸棒59が回動する孔
61とは軸心方向が直交して設けてあるので、前記主軸構
体19はその例えば軸付研削工具（図示省略）を装着する
ソケット63の下端を、研削面の反力に従って前後左右に
首を振ることができる。

また、二本の止めねじ65,65を締めつけることで主軸
構体19を第４図のように垂直に固定することも、傾斜さ
せて固定することも自在である。

前記主軸構体19は上方ほぼ半分は空気圧シリンダ（バ
ランスシリンダ）67となっていて、研削主軸17の上方小
径部には上部スラストベアリング69と下部スラストベア
リング71と上部ベアリング押え73と下部ベアリング押え
75とで組み立てられたピストン77になっている。

前記空気圧シリンダ67の上下端付近にはエアー導入口
79,81が設けてあり、底蓋83にはシールリング85が設け
てある。

前記主軸構体19の下方ほぼ半分は研削主軸17の駆動部
87であって、研削主軸17の下方に設けたスプライン89と
係合するスプライン外筒91とが設けてあり、該スプライ
ン外筒91には上下二組のスラストベアリング93と95と、
プーリ97とがピン99との間にナット部材101に押圧され
て設けてある。

第５図は上記した主軸構体19の中で研削主軸17を回転
駆動するとともにピストン77の上下受圧面の空気圧差に
よって下向きに加圧する（バランス）空気圧シリンダ67
に対する空気圧配管の説明図である。

第５図で左端の圧力空気源103からのエアーは、フイ
ルタ105,リリーフバルブ107,圧力計109,ルーブリケータ
111を経て三分技管に達する。

一番下の管路は、電磁切換弁113,チェック付可変流量
制御弁115を経てエアーモータ117に達する。該エアーモ
ータ117の出力軸に設けたプーリ119と前記研削主軸17に
設けたプーリ97とにかけまわした調帯121によって研削
主軸17は回転速度可変に回転駆動される。

第５図の三分技管の上二段はともに電磁切換弁123,空
気圧可変の減圧弁125,空気圧ゲージ127を経て、前記し
た主軸構体９の上方半分に示した空気圧シリンダ67の上
部エアー導入口79と下部エアー導入口へと導かれてい
る。

かくて研削主軸17の下端にとりつけた例えば軸付研削
砥石などは、上下の空気圧のバランスによる下向押圧力
により所望の下圧力で被研削金型Ｗの上面に押しつける
ことができる。

また本発明の実施例装置には機枠３の枠体下面に固定
のＹ軸ゲージ端支承バー129と左右のＹ軸方向枠体３を
連結するＹ軸ゲージ端支承バー131とが設けてあって、
上記両Ｙ軸ゲージ端支承バー129,131上で両端を固定さ
れるＹ軸ゲージ133が設けてある。

またＹ軸方向機枠３の下面にはＸ軸ゲージ135の両端
を支承固定するＸ軸ゲージ端支承バー137と139とが設け
てあって、第１図に示したように機枠３の内側でＸ軸ゲ
ージ135が所望位置に固定されている。

上記Ｘ軸ゲージ135とＹ軸ゲージ133とは本発明の金型
研削装置１を搬送して、作業台に載置した被研削金型Ｗ
のX,Y基準面に当接させて、研削作業時の数値制御の座
標原点を設定するものである。

第６図に示したのは本発明の装置に併設した制御パネ
ル141である。

本発明の実施例装置は上記の制御パネル141を備えた
コンピュータを内蔵しているので、前記したクラッチ装
置29をOFFにして研削構体19をX,Y,Z軸方向に手動操作し
て従来の熟練者によるみがき研削ができる外に以下のよ
うにコンピュータにデータを記憶させてから全自動で作
業をすることができる。

すなわちマニュアルテイーチングは、手動で研削構体
19を移動して作業の始点，終点，往復点をコンピュータ
に記憶させる方法であり、X,Y釦テイーチングとはX,Yの
早送り押し釦を押して所望のX,Y座標数字を表示させて
始点終点、更に往復点やピッチを入力する方法である。

手動位置決め方法とは、研削作業はしないがX,Y軸位
置の上方にまで手動で研削構体を位置させて、始点終点
往復点やピッチを入力するものである。

これらのテイーチングでは研磨回数や研磨速度を同時
に入力しておくものである。

何れの方法でデータを入力しておいても、実際の研削
手業では砥石の選択、押付け力や砥石の回転数を別に設
定しておけば、前記記憶データに従って所望の研磨作業
が自動的に行えるのである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、被研削金型のX,Y基準面を当接規制す
るＸ軸ゲージ及びＹ軸ゲージを機枠（３）に設け、上記
機枠（３）に設けたＹ軸方向のＹ軸ガイドバー（７）に
Ｙ軸移動ブロック（11）を移動自在に設け、上記Ｙ軸ガ
イドバー（７）に対して直交するＸ軸方向に延伸したＸ
軸ガイドバー（13）を前記Ｙ軸移動ブロック（11）に支
承して設けると共に、キャリッジブロック（15）を上記
Ｘ軸ガイドバー（13）に移動自在に設け、このキャリッ
ジブロック（15）に装着した軸部材（57）を、前記Ｙ軸
方向の軸心回りに回動固定可能に設け、この軸部材（5
7）に支持された主軸構体（19）を、上記軸部材（57）
の回動軸心に対して直交する方向の軸心回りに揺動固定
可能に設け、上記軸部材（57）の回動軸心及び主軸構体
（19）の揺動軸心に対して直交する上下方向に延伸した
研削主軸（17）を、前記主軸構体（19）に駆動回転自在
かつ上下方向に移動自在に支承して設けると共に、この
研削主軸（17）の下端部に、研削工具を装着するための
ソケット（63）を設け、この研削主軸（17）及び研削工
具の自重を支持自在かつ研削主軸（17）を下方向へ加圧
自在のバランスシリンダ（67）を、前記主軸構体（19）
の上部に設けてなり、かつ上記バランスシリンダ（67）
の下方向への加圧力を、当該バランスシリンダ（67）に
おける上下の圧力室内の空気圧のバランスによって調整
する構成としてなるものである。

上記構成より明らかなように、本発明においては、機
枠３には被研削金型のX,Y基準面を当接規制するＸ軸ゲ
ージ及びＹ軸ゲージが設けてあるので、上記Ｘ軸ゲージ
及びＹ軸ゲージに被研削金型の基準面を当接位置決めす
ることにより、原点位置に対して容易に位置決めするこ
とができる。

さらに、本発明においては、Ｙ軸移動ブロック11をＹ
軸方向に移動位置決めし、キャリッジブロック15をＸ軸
方向に移動に位置決めすることにより、研削工具を備え
た研削主軸17をX,Y方向に移動位置決めすることができ
るものである。

また、軸部材57をＹ軸方向の軸心回りに回動し、かつ
主軸構体19を、上記軸部材57の回動軸心に対して直交す
る方向の軸心回りに揺動することにより、前記研削主軸
17を任意の方向に傾斜することができるものであり、原
点位置に位置決めされたワークの研削曲面に対して常に
法線方向から研削工具を接触せしめることができるもの
である。

そして、前記研削主軸17及び研削工具の自重はバラン
スシリンダ67によって支持自在であると共に、下方向へ
の加圧力は、バランスシリンダ67における上下の圧力室
内の空気圧のバランスによって調整自在であるから、研
削工具の交換によって重量が変化した場合であっても容
易に対応できる。また、荒加工時には加圧力を大きくし
て能率の良い加工を行うことができ、仕上加工時には前
記加圧力を極めて微小にして加工を行うことができ、荒
加工から仕上加工までを容易に行うことができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の全体平面図、第２図は
第１図の左側面図、第３図は第１図の右側面図、第４図
は第１図のIV-IV断面矢視図、第５図は本実施例の空気
圧配管図、第６図は付属コンピュータの制御パネル、第
７図は本実施例を使用する場合の教示方法と自動作業の
手順説明図である。 （図面の主要部を表わす符号の説明） １……可搬式金型研削装置、３……機枠、７……Ｙ軸ガ
イドバー 11……Ｙ軸移動ブロック、13……Ｘ軸ガイドバー 15……キャリッジブロック、17……研削主軸、19……主
軸構体 29……クラッチ装置、35……エンコーダ 67……空気圧シリンダ（バランスシリンダ）、87……主
軸の駆動部 133……Ｙ軸ゲージ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被研削金型のX,Y基準面を当接規制するＸ
   軸ゲージ及びＹ軸ゲージを機枠（３）に設け、上記機枠
   （３）に設けたＹ軸方向のＹ軸ガイドバー（７）にＹ軸
   移動ブロック（11）を移動自在に設け、上記Ｙ軸ガイド
   バー（７）に対して直交するＸ軸方向に延伸したＸ軸ガ
   イドバー（13）を前記Ｙ軸移動ブロック（11）に支承し
   て設けると共に、キャリッジブロック（15）を上記Ｘ軸
   ガイドバー（13）に移動自在に設け、このキャリッジブ
   ロック（15）に装着した軸部材（57）を、前記Ｙ軸方向
   の軸心回りに回動固定可能に設け、この軸部材（57）に
   支持された主軸構体（19）を、上記軸部材（57）の回動
   軸心に対して直交する方向の軸心回りに揺動固定可能に
   設け、上記軸部材（57）の回動軸心及び主軸構体（19）
   の揺動軸心に対して直交する上下方向に延伸した研削主
   軸（17）を、前記主軸構体（19）に駆動回転自在かつ上
   下方向に移動自在に支承して設けると共に、この研削主
   軸（17）の下端部に、研削工具を装着するためのソケッ
   ト（63）を設け、この研削主軸（17）及び研削工具の自
   重を支持自在かつ研削主軸（17）を下方向へ加圧自在の
   バランスシリンダ（67）を、前記主軸構体（19）の上部
   に設けてなり、かつ上記バランスシリンダ（67）の下方
   向への加圧力を、当該バランスシリンダ（67）における
   上下の圧力室内の空気圧のバランスによって調整する構
   成としてなることを特徴とする可搬式金型研削装置。