JP2854504B2 - 歯車研削装置 - Google Patents

歯車研削装置

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JP2854504B2
JP2854504B2 JP13632193A JP13632193A JP2854504B2 JP 2854504 B2 JP2854504 B2 JP 2854504B2 JP 13632193 A JP13632193 A JP 13632193A JP 13632193 A JP13632193 A JP 13632193A JP 2854504 B2 JP2854504 B2 JP 2854504B2
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和弘 宮前
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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OKAMOTO KOSAKU KIKAI SEISAKUSHO KK
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車、スプライン等ワ
ークの外周に形成された歯を研削する歯車研削装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、外周に多数の歯が形成されたワー
クを回転させる過程で、回転する砥石の外周に形成され
た溝をワークの歯に接触させることにより、ワークの歯
を研削する歯車研削装置がある。ここで、例えば歯車を
研削する場合には、歯車研削装置の回転軸に歯車を搬入
し、回転軸とモータとの間のクラッチを切った状態で、
砥石を手で回転させながら歯車に接触させ、この砥石の
回転運動に歯車を追従回転させることにより、砥石に対
する歯車の歯の位置を調整し、しかる後に歯車と砥石と
を動力で回転させることにより研削作業を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、一つ
のワークを研削する度に、砥石に対してワークの位置を
手作業により調整しなければならず、しかも、ワークの
取り付け取外しを人手により行わなければならないた
め、同一寸法のワークを多数研削する場合には単位時間
当たりの生産高が極めて低くなる。また、その間は作業
者がついていなければならず、人件費も嵩む問題があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
外周に多数の歯が形成されたワークの中心を回り止めし
て保持するアーバーと、このアーバーを着脱自在に保持
するチャックを有する回転駆動部が設けられた加工品台
と、外周に前記ワークの前記歯に対応する溝が形成され
た砥石を駆動する砥石駆動部と、前記アーバーの外周に
設けられた係合部に係合する位置決め部を有し所定の行
動パターンをもって前記アーバーを前記ワークとともに
前記回転駆動部の軸心上に搬入及び搬出するワーク搬送
ロボットと、前記アーバーとともに前記回転駆動部に搬
入された前記ワークの隣接する前記歯の間に係合する係
止体を前記ワークの半径方向に進退自在に駆動する係止
体駆動部と、この係止体駆動部を前記ワークの半径方向
に移動させる移動手段とにより構成した。
【0005】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、係止体駆動部に圧縮スプリングを介して係
止体を連結した。
【0006】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、アーバーの外周に突部を形成し、回
転駆動部の停止直後に慣性で回転する前記アーバーの前
記突部の回転軌跡内に突出するストッパを進退自在に設
けた。
【0007】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、移動手段を回転駆動部の軸心と
平行な軸心をもって回動自在に支持する回動手段を設け
た。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明は、アーバーの係合部とワ
ーク搬送ロボットの位置決め部との係合によりアーバー
とワーク搬送ロボットとの相対位置関係が一定となり、
且つ、ワーク搬送ロボットの行動パターンが一定である
ため、アーバーとワークとを回転駆動部の軸心上の略定
位置に搬入することができ、ワーク搬送ロボットを回転
駆動部の軸心上から外方に退避させた後に、係止体駆動
部を駆動して係止体をワークの歯の間に係合させること
により、ワークの回転方向の位置を定めた状態でアーバ
ーを回転駆動部のチャックで保持することができる。こ
れにより、係止体駆動部により係止体をワークの外側に
退却させた状態においても、回転駆動部の回転方向の抵
抗によりアーバー及びワークの回転方向の位置を安定さ
せることができ、したがって、回転駆動部と砥石駆動部
とを同期回転させて砥石をワークに接触させることによ
り、人手によるワークの位置調整を行うことなく研削作
業を行うことができる。また、移動手段により係止体駆
動部自体をワークの半径方向に移動させることにより、
外径が異なるワークをも係止体で位置決めすることがで
きる。
【0009】請求項2記載の発明は、ワークの隣接する
歯の間の中心に対して係止体の中心が僅かにずれていた
場合に、圧縮スプリングの弾性により係止体駆動部に与
える抵抗を軽減し、係止体の中心にワークの歯の位置を
円滑に合わせることができる。
【0010】請求項3記載の発明は、研削の後、回転駆
動部を停止させてもワークは慣性で低速回転するが、こ
の間にストッパをアーバーの中心に向けて進出させるこ
とにより、ストッパと突部とが当接するため、アーバー
をワーク搬送ロボットにより加工品台に搬入させたとき
と同様に、係合部をワークロボットの位置決め部に合わ
せた状態で停止させることができ、これにより、研削が
終了したワークとアーバーとをワーク搬送ロボットによ
り容易に搬出させることができる。
【0011】請求項4記載の発明は、回動手段により係
止体駆動部の向きを調整することができ、これにより、
装置に製作誤差が生じても常に係止体をワークの軸心に
向けて進出させることができ、したがって、アーバーが
チャックにより保持されるまでにワークに回転方向の力
が作用する状態を回避することができ、これにより、ワ
ークの回転方向の位置合わせをさらに正確に行うことが
できる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は正面図で、図中、1は加工品台である。この
加工品台1には、センター軸(図示せず)とチャックと
してのコレットチャック(図示せず)とを内部に有して
モータ(図示せず)に駆動される回転駆動部2と、この
回転駆動部2の上部に位置するセンター軸3とが設けら
れている。4はワークとしての歯車5を回り止めして着
脱自在に保持するアーバーである。このアーバー4の外
周には180°の間隔を開けて両側から突出するピン状
の係合部6と、これらの係合部6の間の下方に位置する
突部7とが立設されている。また、加工品台1にはロー
タリーソレノイド等の駆動部8に連結されて突部7に当
接するストッパ9が設けられている。
【0013】さらに、加工品台1の側方にはワーク位置
決め装置10が設けられている。このワーク位置決め装
置10は、旋回アクチュエータ11に駆動されて回転駆
動部2の軸心と平行な回動中心をもって回転する旋回ア
ーム12と、この旋回アーム12にベアリング13を介
して回転駆動部2の軸心と平行な回動軸心をもって回動
する回動手段としてのベース14と、このベース14に
搭載されて係止体駆動部としてのシリンダ15をワーク
5の半径方向に移動させる移動手段16と、シリンダ1
5のピストン17に圧縮スプリング18を介して連結さ
れた係止体19とよりなる。なお、旋回アーム12はベ
ース14を固定するクランプ20を有する。また、移動
手段16はベース14の上部に回転自在に保持されてシ
リンダ15の本体に螺合された送り螺子21と、この送
り螺子21の端部に固定されたハンドル22と、シリン
ダ15の本体を固定するクランプ23(図2、図3参
照)とを有する。
【0014】図2は加工品台1及びワーク位置決め装置
10の平面図、図3はワーク位置決め装置10の側面図
である。図2に示すように、係止体19は複数のガイド
ローラ24により摺動自在に保持されるガイド片25を
有し、先端がワーク5の外周に形成された歯26の間に
係合されるものである。27は砥石駆動部(図示せず)
に連結された砥石で、この砥石27の外周にはワーク5
の歯26に対応する螺旋状の溝28が形成されている。
なお、砥石駆動部は、砥石27を回転させるとともに、
砥石27を軸方向及びその軸方向と直交する方向に変位
させる駆動手段を有する。
【0015】図4は加工品台1にワーク5を供給する構
造を概念的に示す平面図である。図中、30は複数のキ
ャリア29を環状の経路をもって搬送するチェーンコン
ベアで、キャリア29にはワーク5がアーバー4ととも
に載置される。31はワーク搬送ロボットである。この
ワーク搬送ロボット31は、駆動部32により伸縮され
るアーム33と、駆動部32を旋回及び上下方向に駆動
する駆動手段(図示せず)とを有する。アーム33の先
端はアーバー4を囲むようにU字形の形状を有し、両側
には、図5に示すように、アーバー4の両側から突出す
る係合部6が係合される凹状の位置決め部34が形成さ
れている。また、キャリア29はチェーンコンベア30
の底面35上を転動する車輪36を有する。さらに、ア
ーバー4は、ワーク5に形成されたキー溝5aに嵌合さ
れるキー4aを有するため、ワーク5はアーバー4に回
り止めされて着脱自在に保持される。
【0016】このような構成において、チェーンコンベ
ア30の各キャリア29には、係合部6の向きを一定に
した状態でワーク5がアーバー4とともに載置される。
キャリア29が一定の位置に達すると、その動きを検出
する検出器(図示せず)の検出信号によりワーク搬送ロ
ボット31が駆動される。すなわち、アーム33は位置
決め部34がアーバー4の係合部6の真下に位置するま
でワーク5の下方に伸長し、駆動部32をアーム33と
ともに上昇させることにより、ワーク5がアーバー4と
ともにアーム33によって持ち上げられる。次に、ワー
ク搬送ロボット31の旋回運動及びアーム33の伸長運
動により、ワーク5がアーバー4とともに回転駆動部2
の軸心と一致するまで搬送され、ワーク搬送ロボット3
1の下降動作によりアーバー4が回転駆動部2上に搬入
される。
【0017】アーバー4の搬入動作はセンサ(図示せ
ず)により検出され、その検出信号により上方のセンタ
ー軸3が下降してアーバー4のセンター孔(図示せず)
に係合する。この後、ワーク搬送ロボット31は前述し
た動作とは逆の動作により加工品台1から退却し、続い
て、これまでの間ワーク5から離れた位置で待機してい
た旋回アーム12が旋回アクチュエータ11によって駆
動されてワーク5側に90°旋回する。続いて、シリン
ダ15のピストン17を伸長させることにより、係止体
19がワーク5の隣接する歯26の間に係合する。すな
わち、ワーク5の回転方向の位置決めがなされ、しかる
後にコレットチャックがアーバー4を保持する。この場
合、ワーク5の隣接する歯26の間の中心に対して係止
体19の中心が僅かにずれていた場合に、圧縮スプリン
グ18の弾性によりシリンダ15に与える抵抗を軽減
し、係止体19の中心にワーク5の歯26の位置を円滑
に合わせることができる。
【0018】第一回の研削開始に際しては、クランプ2
3を緩め、ハンドル22を操作して送り螺子21を何れ
かの方向に回転させることにより、シリンダ15自体が
ワーク5に対して進退する。すなわち、ワーク5の径に
合わせてシリンダ15の位置を調整することができる。
また、クランプ20を緩めベアリング13を中心にベー
ス14を回動させることにより、シリンダ15の向きを
調整することができ、これにより、装置自体の製作誤差
があっても、常に係止体19をワーク5の軸心に向けて
進出させ、アーバー4がコレットチャックにより保持さ
れるまでにワーク5に回転方向の力が作用する状態を回
避することができ、これにより、ワーク5の回転方向の
位置合わせをさらに正確に行うことができる。
【0019】アーバー4がコレットチャックに保持され
た後は、旋回アクチュエータ11により旋回アーム12
をワーク5から離れる方向に退避させ、回転駆動部2を
駆動してワーク5をアーバー4とともに回転させ、回転
する砥石27により歯26を研削する。研削の後、砥石
27をワーク5から離し、回転駆動部2を停止させても
ワーク5は慣性で低速回転するが、この間に駆動部8で
ストッパ9をアーバー4の中心に向けて回動させること
により、ストッパ9と突部7とが当接するため、アーバ
ー4はワーク搬送ロボット31により加工品台1に搬入
されたときと同様に、係合部6をワークロボット31の
位置決め部34に合わせた状態で停止される。これによ
り、研削が終了したワーク5とアーバー4とをワーク搬
送ロボット31により容易に搬出させることができる。
搬出されたワーク5はアーバー4とともにチェーンコン
ベア30のキャリア29の上に搬出される。なお、スト
ッパ9の位置を係合部6に対応させ、この係合部6を突
部としてストッパ9に当接させてアーバー4を止めるよ
うにしても同様の目的を達成することができる。この場
合には、ワーク搬送ロボット31の搬出動作の直前にス
トッパ9を係合部6から退避させればよい。
【0020】二回目以降の研削作業に際しては、前述し
たように、チェーンコンベア30上のワーク5及びアー
バー4をワーク搬送ロボット31により回転駆動部2上
に搬入し、旋回アーム12をワーク5側に旋回させ、シ
リンダ15により係止体19を進出させてワーク5の回
転方向の位置を定めるが、一回目の研削作業に先だって
既に送り螺子21によりシリンダ15自体の位置が定め
られ、また、ベース14の回動方向の位置調整によりシ
リンダ15の向きが調整されているため、これらの調整
作業は不要である。したがって、同じワーク5を研削す
る場合には、人手を要することなく、ワーク5の搬入及
び搬出、ワーク5の回転方向の位置合わせ、研削加工を
自動的に行うことができる。
【0021】なお、ワーク搬送ロボット31の移動軌跡
と、ワーク位置決め装置10の移動軌跡とが干渉しない
ように両者を配置する場合には、シリンダ15をワーク
搬送ロボット31の移動軌跡から退避させる旋回アーム
12は不要である。また、シリンダ15に変えてソレノ
イド等を係止体駆動部として用いることもできる。
【0022】また、前記実施例において、ワーク5はイ
ンボリュート歯形形状を有する例であるが、ワーク5の
回転方向への位置を正確に定めるためには、係止体19
を隣接する歯26の間の歯底に接触させずに歯面に当接
させる必要があり、そのために係止体19の先端は球面
であることが望ましい。特に、ワーク5として、内接噛
合遊星歯車における外歯歯車(曲線板)のように、サイ
クロイド歯形形状を有する歯車を加工する場合には、係
止体19の基部の半径より大きな半径をもつ球面を係止
体19の先端に形成することが望ましい。
【0023】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、上述のように、
ワークを保持するアーバーの外周に係合部を設け、その
係合部に係合する位置決め部を有し所定の行動パターン
をもってアーバーをワークとともに回転駆動部の軸心上
に搬入及び搬出するワーク搬送ロボットを設け、アーバ
ーとともに回転駆動部に搬入されたワークの隣接する歯
の間に係合する係止体をワークの半径方向に進退自在に
駆動する係止体駆動部を設け、この係止体駆動部をワー
クの半径方向に移動させる移動手段を設けたので、アー
バーの係合部とワーク搬送ロボットの位置決め部との係
合によりアーバーとワーク搬送ロボットとの相対位置関
係が一定となり、且つ、ワーク搬送ロボットの行動パタ
ーンが一定であるため、アーバーとワークとを回転駆動
部の軸心上の略定位置に搬入することができ、ワーク搬
送ロボットを回転駆動部の軸心上から外方に退避させた
後に、係止体駆動部を駆動して係止体をワークの歯の間
に係合させることにより、ワークの回転方向の位置を定
めた状態でアーバーを回転駆動部のチャックで保持する
ことができ、これにより、係止体駆動部により係止体を
ワークの外側に退却させた状態においても、回転駆動部
の回転方向の抵抗によりアーバー及びワークの回転方向
の位置を安定させることができ、したがって、回転駆動
部と砥石駆動部とを同期回転させて砥石をワークに接触
させることにより、人手によるワークの位置調整を行う
ことなく研削作業を行うことができ、また、移動手段に
より係止体駆動部自体をワークの半径方向に移動させる
ことにより、外径が異なるワークをも係止体で位置決め
することができる。
【0024】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、係止体駆動部に圧縮スプリングを介して係
止体を連結したので、ワークの隣接する歯の間の中心に
対して係止体の中心が僅かにずれていた場合に、圧縮ス
プリングの弾性により係止体駆動部に与える抵抗を軽減
し、係止体の中心にワークの歯の位置を円滑に合わせる
ことができる。
【0025】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、アーバーの外周に突部を形成し、回
転駆動部の停止直後に慣性で回転する前記アーバーの前
記突部の回転軌跡内に突出するストッパを進退自在に設
けたので、研削の後、回転駆動部を停止させてもワーク
は慣性で低速回転するが、この間にストッパをアーバー
の中心に向けて進出させることにより、ストッパと突部
とが当接するため、アーバーをワーク搬送ロボットによ
り加工品台に搬入させたときと同様に、係合部をワーク
ロボットの位置決め部に合わせた状態で停止させること
ができ、これにより、研削が終了したワークとアーバー
とをワーク搬送ロボットにより容易に搬出させることが
できる。
【0026】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、移動手段を回転駆動部の軸心と
平行な軸心をもって回動自在に支持する回動手段を設け
たので、回動手段により係止体駆動部の向きを調整する
ことができ、これにより、装置に製作誤差が生じても常
に係止体をワークの軸心に向けて進出させることがで
き、したがって、アーバーがチャックにより保持される
までにワークに回転方向の力が作用する状態を回避する
ことができ、これにより、ワークの回転方向の位置合わ
せをさらに正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る加工品台及びワーク位
置決め装置の正面図である。
【図2】加工品台及びワーク位置決め装置の平面図であ
る。
【図3】ワーク位置決め装置の側面図である。
【図4】加工品台にワークを供給する構造を概念的に示
す平面図である。
【図5】待機中のワークの支持構造を示す縦断側面図で
ある。
【符号の説明】
1 加工品台 2 回転駆動部 4 アーバー 5 ワーク 6 係合部 7 突部 9 ストッパ 14 回動手段 15 係止体駆動部 16 移動手段 18 圧縮スプリング 19 係止体 26 歯 27 砥石 28 溝 31 ワーク搬送ロボット
フロントページの続き (72)発明者 宮前 和弘 愛知県大府市朝日町6丁目1番地 住友 重機械工業株式会社名古屋製造所内 (72)発明者 山本 寛 愛知県大府市朝日町6丁目1番地 住友 重機械工業株式会社名古屋製造所内 (56)参考文献 実開 平2−104917(JP,U) 実開 昭64−35798(JP,U) 特公 昭61−17616(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23F 1/00 - 23/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周に多数の歯が形成されたワークの中
    心を回り止めして保持するアーバーと、このアーバーを
    着脱自在に保持するチャックを有する回転駆動部が設け
    られた加工品台と、外周に前記ワークの前記歯に対応す
    る溝が形成された砥石を駆動する砥石駆動部と、前記ア
    ーバーの外周に設けられた係合部に係合する位置決め部
    を有し所定の行動パターンをもって前記アーバーを前記
    ワークとともに前記回転駆動部の軸心上に搬入及び搬出
    するワーク搬送ロボットと、前記アーバーとともに前記
    回転駆動部に搬入された前記ワークの隣接する前記歯の
    間に係合する係止体を前記ワークの半径方向に進退自在
    に駆動する係止体駆動部と、この係止体駆動部を前記ワ
    ークの半径方向に移動させる移動手段とよりなることを
    特徴とする歯車研削装置。
  2. 【請求項2】 係止体駆動部に圧縮スプリングを介して
    係止体を連結したことを特徴とする請求項1記載の歯車
    研削装置。
  3. 【請求項3】 アーバーの外周に突部を形成し、回転駆
    動部の停止直後に慣性で回転する前記アーバーの前記突
    部の回転軌跡内に突出するストッパを進退自在に設けた
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の歯車研削装置。
  4. 【請求項4】 移動手段を回転駆動部の軸心と平行な軸
    心をもって回動自在に支持する回動手段を設けたことを
    特徴とする請求項1,2又は3記載の歯車研削装置。
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