JP2905846B2 - 研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は合金鋼等の硬い材料や精度の高い最終仕上
げを行うための研削盤に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の研削盤として第６図に示すようなリニ
アウエイ型の研削盤30が挙げられる。この研削盤30はフ
レーム31上面の案内レール32に沿ってサドル33が前後方
向（第６図において左右方向）に往復動可能に載置され
ている。また、サドル33上面の一対のレール34にはベア
リング35を介して摺動部材36が嵌め込まれ、同一対の摺
動部材36の上端にはテーブル37が固着されている。この
ため、テーブル37は左右方向（第６図において紙面と直
交する方向）に往復動可能となっている。

そして、前記テーブル37上面にワークＷを固定し、テ
ーブル37を左右方向に往復動させながら砥石38にて前記
ワークＷを数μｍ研削して所望の寸法形状に仕上げる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ワークＷを研削加工するときの加工熱およ
び駆動源となるモータ等の発熱によりサドル33およびテ
ーブル37に熱が伝達される。このため、熱容量の小さい
テーブル37が幅方向に延びようとするが、前記リニアウ
エイ型の研削盤30の摺動部材36の幅Ｌは常に一定となっ
ているため、テーブル37は幅方向に延びることができ
ず、第６図２点鎖線にて示すように下方に撓んでしま
い、ワークＷの研削加工精度が不安定となるという問題
がある。

本発明の目的は、加工精度を安定させる研削盤を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本願発明は、基盤に対
し往復動可能にテーブルを案内するレールを有した研削
盤において、前記テーブルに対し接続手段を介して所定
の間隔を保持するように連結された基準部材と、前記接
続手段は、前記テーブルが撓んでも前記基準部材の平面
状態を保持するように構成されていることと、同基準部
材と前記テーブルとの間隔を検出する検出手段と、前記
基準部材に設けられテーブルの位置を補正する補正手段
と、前記検出手段の検出信号に基づいてテーブルと基準
部材との間隔を演算する演算手段と、演算手段の演算結
果に基づいて前記補正手段によりテーブルの位置を補正
制御する制御手段と を備えたことをその要旨とする。

［作用］ 上記の構成により、基準部材とテーブルとの間隔を検
出手段により検出し、演算手段は前記検出手段の検出信
号に基づいて基準部材とテーブルとの間隔を演算する。
制御手段は前記演算手段の演算結果に基づいて補正手段
を制御し、前記テーブルの撓みを補正する。

［実施例］ 以下、本発明をリニアウエイ型の研削盤に具体化した
一実施例を第１〜４図に基づいて説明する。

第１図に示すように、研削盤１のフレーム２上面には
前後（第１図において左右方向）に延びる案内レール３
が設けられ、この案内レール３によって基盤としてのサ
ドル４が前後方向に往復動可能に設けられている。ま
た、このサドル４はフレーム２の前面側部に設けられた
NC制御装置５の自動制御によって前後に往復動される。

第３図に示すように、前記サドル４の上面には左右
（第３図において紙面と直交する方向）に延びる一対の
レール6a,6bが固着されている。このレール6a,6bは上方
が開放された断面コ字状に形成され、この内側両側面に
はベアリング７が転動可能に設けられている。

前記一対のレール6a,6bの内部には摺動部材8a,8bの下
部が前記ベアリング７を介してそれぞれ嵌め込まれ、同
一対の摺動部材8a,8b上端にはワークＷを保持するため
の取付面9aを有したテーブル９が架設された状態で固着
されている。したがって、前記テーブル９は前記NC制御
装置５の自動制御により一対のレール6a,6bに沿って左
右方向に往復動される。なお、テーブル９の移動速度は
サドル４の移動速度よりも相当早く設定されている。

前記摺動部材8a,8bが設けられた内側のテーブル９下
方において、セラミック等の歪み率が少ない基準部材と
しての基準板10が配設されている。つまり、前記基準板
10の一側方（摺動部材8a側）にはテーブル９の下面に固
定された接続部材11の下端が固定されている。

また、第４図に示すように同基準板10の他側方（摺動
部材8b側）において、前記テーブル９の下面には断面略
凸状に形成された接続部材12が固定されている。そし
て、前記接続部材12の下部の突出部12aに係合し、その
上面が開口された支持部材13が前記基準板10に固定され
ている。また、前記支持部材13の内周面には複数のベア
リング14が設けられ、このベアリング14を介して前記突
出部12aが支持されている。この実施例では、前記接続
部材11,12、支持部材13、及びベアリング14等により、
接続手段が構成されていて、前記テーブル９が撓んでも
基準板10の平面状態が保持される。

さらに、前記基準板10の中央部には補正手段としての
エアーシリンダー15が立設され、エアーシリンダー15の
ピストン15aがテーブル９の下面を押圧するようになっ
ている。また、前記エアーシリンダー15の側部には例え
ば発光ダイオードおよびフォトトランジスタから構成さ
れる検出手段としての一対のセンサ16a,16bがテーブル
９の下面および基準板10の上面に互いに対向するように
配設されている。そして、前記センサ16a,16bの間には
所定の間隔が設けられている。

第２図に示すように、このセンサ16a,16bは前記NC制
御装置５内部に設けられた演算手段および制御手段とし
ての中央処理制御装置（以下、CPUという）17に接続さ
れている。また、前記CPU17には読出書き込みメモリ
（以下、RAMという）18が接続され、CPU17によって演算
された演算結果を一時的に記憶するようになっている。
さらに、同CPU17には読出専用メモリ（以下、ROMとい
う）19が接続され、前記研削盤１のサドル４、テーブル
９の往復動制御を行う制御プログラム等が予め記憶され
ている。

また、前記CPU17にはコンプレッサ等の駆動装置20が
接続され、この駆動装置20は前記エアーシリダー15に接
続されている。したがって、CPU17の制御により駆動装
置20がエアーシリンダー15に空気を供給するようになっ
ている。

前記フレーム２の後部にはコラム21が立設固定され、
このコラム21の上面には上下に延びる上下送りねじ軸22
がそのねじ作用により上下に移動可能に支持されてい
る。送りねじ軸22の下端には砥石ヘッド23が固定され、
この砥石ヘッド23の前端には前記テーブル９の上方に位
置するようにアーム部24を介して砥石25が回転可能に装
着されている。そして、砥石ヘッド23の後部にはその砥
石25を回転駆動するための砥石駆動用モータ26が配設さ
れ、連結軸27を介して砥石25に連結されている。

また、前記コラム21の上部にはヘッド駆動用モータ28
が設けられ、そのモータ28の駆動により前記送りねじ軸
22が上下動されることにより、砥石ヘッド23が上下に往
復動されるようになっている。

上記のように構成された研削盤の作用及び効果につい
て説明する。

まず、ワークＷをテーブル９の取付面9aに保持させ、
その後砥石駆動用モータ26を駆動して連結軸27を介して
砥石25を回転させる。また、CPU17はセンサ16a,16bの検
出信号に基づいてセンサ16a,16b間の初期状態の間隔を
演算してRAM18に記憶する。そして、ヘッド駆動用モー
タ28を駆動して送りねじ軸22を介して砥石ヘッド23を上
下動させるとともに、テーブル９を左右方向に往復動さ
せ、砥石25にてワークＷを数μｍ研削して所定の形状寸
法に仕上げる。

そして、この研削加工が長時間に亘るとワークＷの加
工熱等がテーブル９に伝達されたり、駆動源となる砥石
駆動用モータ26の発熱等がサドル４に伝達される。ここ
で、サドル４よりもテーブル９の熱容量が小さいため、
サドル４よりも早くテーブル９の熱膨張が発生する。こ
のため、テーブル９は幅方向に延びようとするが、摺動
部材8a,8bがレール6a,6bに嵌め込まれ、熱によるテーブ
ル９の延びを規制してしまう。この結果、テーブル９は
下方に撓み始める。

一方、基準板10は接続部材11に固定されているが、接
続部材12はベアリング14、支持部材13を介して基準板10
に接続されているため、テーブル９の撓みが基準板10に
伝達されず平面状態が保持される。すなわち、第３図の
Ｘ−Ｘ断面を示す第４図のように、接続部材12と支持部
材13とが高さ方向には相対移動不能に、かつ接続部材12
の突出部12aがベアリング14を介して支持部材13の凹所1
3aにおいてテーブル９の幅方向の移動可能に係合されて
いるので、接続部材12及び突出部12aが第３図の幅方向
（Ｘ方向参照）に変位される。そのため、互いに対向す
るセンサ16a,16bの間隔が小さくなる。

すると、センサ16a,16bの検出信号に基づいてCPU17は
センサ16a,16b間の間隔を演算し、前記RAM18に記憶され
た初期状態のセンサ16a,16b間の間隔あら減算する。こ
の演算結果が例えば3/100mm以上の撓みとなった場合、C
PU17は駆動装置20を駆動してエアーシリンダー15にエア
ーを供給する。

そのため、エアーシリンダー15のピストン15aが上方
に移動してテーブル９の下面を押圧する。すると、撓み
始めたテーブル９は初期状態に戻される。また、センサ
16a,16bの検出信号に基づいてCPU17はセンサ16a,16b間
の間隔を演算し、演算結果により初期状態のセンサ16a,
16bの間隔と同じになったと判別すると、駆動装置20を
停止してエアーシリンダー15に対するエアーの供給を停
止してこの状態を保持する。

また、エアーシリンダー15の押圧によりセンサ16a,16
b間の間隔が初期状態のセンサ16a,16b間の間隔より大き
くなった場合には、エアーシリンダー15に供給した空気
を若干外部に放出してピストン15aによるテーブル９の
押圧を調整する。

この結果、センサ16a,16bの検出信号に基づいてCPU17
は逐次テーブル９の撓み量を演算し、変化した場合には
エアーシリンダ15によりテーブル９を押圧して補正する
ため、ワークＷの微小量の研削精度を安定させることが
できる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で例えば以下
のように任意に変更することも可能である。

（１）第５図に示すように、サドル４に設けられた一対
のレール6a,6bの上部を断面Ｖ字状に形成し、このレー
ル6a,6bに沿うようにテーブル９の下面に断面Ｖ字状と
なる案内部材29a,29bを突出形成した研削盤１に前記基
準板10、エアーシリンダー15及びセンサ16a,16b等を設
けてテーブル９の撓みの補正制御を行うこともできる。

（２）本実施例においては基準板10をセラミック製とし
たが、歪み率が少なく耐久性に優れた合金を使用するこ
とも可能である。

（３）本実施例におていは発光ダイオードおよびフォト
トランジスタによってセンサ16a,16bを構成したが、圧
電素子や歪みゲージ等を使用してテーブル９の撓みを検
出することも可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によればテーブルの撓
みを補正してワークの加工精度を安定させることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る研削盤の側面図、第２図は電気ブ
ロック図、第３図はテーブルに基準板を設けた細部を示
す一部切欠き側面図、第４図は第３図のＸ−Ｘ線断面
図、第５図は別例を示す一部切欠き側面図、第６図は従
来例を示す一部切欠き側面図である。 １……研削盤、４……基盤としてのサドル、6a,6b……
レール、９……テーブル、10……基準部材としての基準
板、15……補正手段としてのエアーシリンダー、16a,16
b……検出手段としてのセンサ、17……演算手段および
制御手段としてのCPU。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 47/02 B23Q 1/25 B24B 49/10 - 49/14 B24B 7/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基盤（４）に対し往復動可能にテーブル
   （９）を案内するレール（6a,6b）を有した研削盤
   （１）において、 前記テーブル（９）に対し接続手段（11,12,13）を介し
   て所定の間隔を保持するように連結された基準部材（1
   0）と、 前記接続手段（11,12,13）は、前記テーブル（９）が撓
   んでも前記基準部材（10）の平面状態を保持するように
   構成されていることと、 同基準部材（10）と前記テーブル（９）との間隔を検出
   する検出手段（16a,16b）と、 前記基準部材（10）に設けられテーブル（９）の位置を
   補正する補正手段（15）と、 前記検出手段（16a,16b）の検出信号に基づいてテーブ
   ル（９）と基準部材（10）との間隔を演算する演算手段
   （17）と、 演算手段（17）の演算結果に基づいて前記補正手段（1
   5）によりテーブル（９）の位置を補正制御する制御手
   段（17）と を備えたことを特徴とする研削盤。
2. 【請求項２】請求項１において、前記接続手段は前記テ
   ーブル（９）の下面に固定された一対の接続部材（11,1
   2）と、前記基準部材（10）に固定され、かつ一方の接
   続部材（12）に対し上下方向の相対移動不能に、かつ横
   方向の相対移動可能に係合された支持部材（13）とによ
   り構成されている研削盤。
3. 【請求項３】請求項２において、前記一方の接続部材
   （12）には突出部（12a）が形成され、該突出部（12a）
   は、支持部材（13）に形成した凹所（13a）に横方向の
   相対移動可能に収容されている研削盤。