JP3009106B1 - 最適研削圧及び研削スピ−ド調整装置 - Google Patents

最適研削圧及び研削スピ−ド調整装置

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JP3009106B1
JP3009106B1 JP26007398A JP26007398A JP3009106B1 JP 3009106 B1 JP3009106 B1 JP 3009106B1 JP 26007398 A JP26007398 A JP 26007398A JP 26007398 A JP26007398 A JP 26007398A JP 3009106 B1 JP3009106 B1 JP 3009106B1
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Abstract

【要約】 【課題】 常に砥石の研削能力に応じた無理のない研削
を可能ならしめ、以て砥石の寿命を長期化できて長期に
亘っての高精度研削加工を可能ならしめる、円形ないし
ド−ナツ型ワ−クの内外径研削装置における最適研削圧
及び研削スピ−ド調整装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 架台1に移動可能に配置されるストッパ
−ブロック18を備えた位置決めブロック4と、位置決
めブロック4を移動させる可変速移動手段と、砥石23
を回転自在並びに上下動可能に支持し、位置決めブロッ
ク4に当接する部分16を有する研削軸台13と、研削
軸台13を架台1上において位置決めブロック4の移動
方向と同じ方向に移動可能にする手段と、研削軸台13
を常時砥石23方向に移動させる強制移動手段とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は最適研削圧及び研削
スピ−ド調整装置、より詳細には、ガラス、セラミック
ス、石英、シリコン、水晶等の円形ワ−ク又は楕円、四
角その他の多角形等の異形ワ−クの外径研削、あるい
は、それらのド−ナツ型ワ−クの内外径研削等を行う研
削装置において、常に最適な研削圧及び研削スピ−ドに
よる研削を可能にし、以て製品寸法の安定並びに砥石寿
命の長期化を可能ならしめる円形、ド−ナツ型等のワ−
クの内外径研削装置における最適研削圧及び研削スピ−
ド調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記ワ−クの外径ないし内外径の
研削加工における研削送り方式としては一般に、研削軸
台にボ−ルネジナットを取り付け、これにサ−ボモ−タ
で駆動するボ−ルネジをネジ込むことにより、ボ−ルネ
ジの回転に伴って研削軸台が移動し得るようにし、サ−
ボモ−タのパルス数によって砥石の位置を制御する方法
(パルス制御方式)と、バネ圧等によって常時ワ−ク方
向に引張られるようにした研削軸台にカムフォロア−を
取り付け、カムの回転によって切込圧を制御し、最終寸
法位置をストッパ−で規制する方法(カム方式)とが用
いられている。
【0003】上記パルス制御方式の場合は、砥石の研削
能力に関係なく、間断なく切込みを与えてしまうので、
砥石の目詰まりが激しく、その寿命を著しく低下させて
しまい、また、目詰まりのために製品寸法、精度に狂い
が生じやすく、製品の信頼性に欠けるという欠点があ
る。
【0004】一方、カム方式の場合は、カム形状によっ
て切込スピ−ドが変化するので、緩やかにワ−クに接触
させる必要があるとき又はその逆のとき等に、カム交換
作業を行わなければならない煩わしさがある。また、ワ
−クの回転数とカムの回転数とを対応させる必要があ
り、そのために2つの駆動源を同期させたり、1つの駆
動源で歯車等を介してカム軸とワ−ク軸とを連動させた
りしなければならないために、機構が複雑となり、各軸
の自由な速度設定等を行いにくいといった欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の研削送り方式には多くの欠点があったので、本発明は
そのような欠点のない、即ち、常に砥石の研削能力に応
じた無理のない研削を可能ならしめ、以て砥石の寿命を
長期化できて長期に亘っての高精度研削加工を可能なら
しめる、円形ないしド−ナツ型ワ−クの内外径研削装置
における最適研削圧及び研削スピ−ド調整装置を提供す
ることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、架台に移動可
能に配置されるストッパ−ブロックを備えた位置決めブ
ロックと、前記位置決めブロックを移動させる可変速移
動手段と、砥石又はドリルを回転自在並びに上下動可能
に支持し、前記位置決めブロックに当接する部分を有す
る研削軸台又はドリル軸受と、前記研削軸台又はドリル
軸受を前記架台上において前記位置決めブロックの移動
方向と同じ方向に移動可能にする手段と、前記研削軸台
又はドリル軸受を常時前記砥石又はドリル方向に移動さ
せる強制移動手段とを有することを特徴とする最適研削
圧及び研削スピ−ド調整装置、を以て上記課題を解決し
た。
【0007】好ましくは、位置決めブロックのストッパ
−ブロックと研削軸台又はドリル軸受における位置決め
ブロック当接部分との間に生ずるギャップを検出する手
段として、センサ又はリニアスケ−ル、リニアゲ−ジ等
の位置測定機器を設置する。
【0008】請求項2に記載の発明は、前記可変速移動
手段がサ−ボモ−タであるというものであり、請求項3
に記載の発明は、前記強制移動手段が前記架台と前記研
削軸台との間に張架されるスプリングであるというもの
であり、請求項4〜6に記載の発明は、前記位置決めブ
ロックに、それと前記研削軸台又はドリル軸受における
位置決めブロック当接部分との間のギャップを検出する
センサ、あるいは、リニアスケ−ル、リニアゲ−ジ等の
位置測定機器を設置するというものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。図中1は架台で、その上に、LMブ
ロック2の動きをガイドするLMガイド3が、通例2本
固定される。図示したLMブロック2は、進行方向前後
2つに分かれていて、各LMガイド3にLMブロック2
が2つ宛載置されている。
【0010】これら4つのLMブロック2上に跨がるよ
うに位置決めブロック4が固定される。位置決めブロッ
ク4は、その後端側(図1において左側)にナット部材
5を備え、そこに、架台1上に配置された位置決め用サ
−ボモ−タ6のボ−ルネジ7がネジ込まれる。従って、
位置決め用サ−ボモ−タ6の動作に伴い、位置決めブロ
ック4がLMガイド3に沿って前後動することになる。
【0011】図2に示されるように、架台1の両側に、
研削軸台支持壁9、10が対設され、それらの上面にL
Mガイド11、12が固定される。LMガイド11、1
2上には、研削軸台13の裏面に設置されたLMブロッ
ク14、15が載置され、以て研削軸台13がLMガイ
ド11、12に沿って移動し得るようにされる。
【0012】研削軸台13の裏面には、ストッパ−ピン
16を取り付けるためのストッパ−ピン取付部17が突
設され、位置決めブロック4上にストッパ−ブロック1
8が取り付けられ、ストッパ−ピン16がストッパ−ブ
ロック18に当たることにより研削軸台13の位置決め
がなされるようになっている。好ましくはストッパ−ブ
ロック18に、ストッパ−ピン16とストッパ−ブロッ
ク18との間のギャップを検出する近接スイッチ等のセ
ンサ19が設置される。
【0013】研削軸台13の側部にはスプリング取付用
ブラケット21が設置され、その下部と研削軸台支持壁
9との間にスプリング22が配架される。スプリング2
2は、常時研削軸台13をワ−ク24側に引張り、砥石
23をワ−ク24に当接させるよう作用する。このスプ
リング22に代えて、エアシリンダ−又は油圧シリンダ
−を用いることもできる。砥石23は複数のV溝28を
有するものである。25は砥石回転用モ−タ、26は砥
石回転用モ−タ25を上下動させるサ−ボモ−タ、シリ
ンダ−等の昇降機構、27は昇降機構26を支持するブ
ラケットで、研削軸台13上に固定される。
【0014】上記構成において、ワ−ク24の研削加工
に際しては先ず、昇降機構27を動作させて砥石23の
上下方向の位置調整をした後、砥石回転用モ−タ25を
始動して砥石23を回転させる。そして、位置決め用サ
−ボモ−タ6を始動してボ−ルネジ7を回転させると、
ナット部材5を介し、位置決めブロック4並びにストッ
パ−ブロック18が、LMガイド3に沿ってワ−ク24
の方向に移動していく。この動きにより、ストッパ−ブ
ロック18がストッパ−ピン16から離れようとする
が、スプリング22の作用で研削軸台13は常時ワ−ク
24の方向に引張られているため、ストッパ−ピン16
はストッパ−ブロック18の動きに追随して移動し、ス
トッパ−ブロック18から離れない。
【0015】やがて砥石23がワ−ク24の外周面ある
いは内周面に接触するに至り、研削が始まる。ここにお
いて、切込スピ−ド、即ち、ボ−ルネジ7による送り速
度が速すぎると、砥石23による研削が間に合わなくな
るためにストッパ−ブロック18のみが、切込終端位置
まで進行し、ストッパ−ピン16がストッパ−ブロック
18から一時離れる。その場合、砥石23に加わる研削
圧力(図示した例ではスプリング22による引張力)が
適当であれば、砥石23は、研削の進行に伴ってスプリ
ング22の作用で、ストッパ−ピン16が所定位置に停
止しているストッパ−ブロック18に当たるまで移動す
る。即ち、砥石23は、その研削能力に応じた速度で前
進することになる。
【0016】切込スピ−ドの加減は、位置決め用サ−ボ
モ−タ6におけるパルス数の変更によってその回転速度
を加減することにより、自由に行うことができる。ま
た、砥石23の研削圧力が弱い場合は、スプリング22
による引張力、即ち、その両端の取付間隔を変えること
により強くすることができる。
【0017】センサ19を設置した場合には、これによ
りストッパ−ピン16とストッパ−ブロック18との間
に生ずるギャップを検出して信号を発することにより、
切込スピ−ドが適当か否か、研削圧が適当か否か、並び
に、砥石23の研削能力が低下しているか否かを判定す
ることができる。即ち、そのギャップが検出された場合
は切込スピ−ドが速すぎるのであり、また、ギャップの
程度が大きくなる場合は研削圧が弱いのであるから、そ
れぞれ上記のようにして調整する。また、これらの調整
後も引続きギャップ検出信号が発せられる場合は、砥石
23の寿命と判断し、交換することとする。
【0018】上記機構の採用により、砥石23とワ−ク
24との間にク−ラント液を供給しやすくなり、その結
果、砥石23の温度上昇を抑えると共に砥石23の洗浄
効果を上げることができ、砥石23の寿命を大幅に延ば
し、長期に亘って製品精度を確保し得る加工を可能なら
しめる。
【0019】図3に示す実施形態は、上記実施形態にお
いてセンサ19によって検出したギャップを、リニアス
ケ−ル、リニアゲ−ジ等の位置測定機器によって検出す
るものである。図3において図1及び図2におけると同
じ符号は、実質的に同一構成を示しているので説明を省
略する。
【0020】図3において31、32は位置測定機器と
してのリニアスケ−ルで、一方のリニアスケ−ル31は
研削軸台13に固定され、他方のリニアスケ−ル32は
位置決めブロック4に固定され、両スケ−ル31、32
の基準位置からのずれ間隔が検出され、これを数値で出
力することができる。
【0021】即ち、上述したところと同様に、研削スピ
−ドが速いと、位置決めブロック4が先行してストッパ
−ブロック18とストッパ−ピン16とが離れ、リニア
スケ−ル31、32間にずれが生ずる。このずれ間隔
は、数値で出力表示することができる。予めある間隔を
設定しておいて、それを越えたときにアラ−ム信号を出
してオペレ−タに報知したり、装置を停止させたりする
ことができる(このことは、上記センサ19を用いる場
合も同様。)。
【0022】このリニアスケ−ル31、32からのデ−
タ信号に基き、砥石の研削能力及び寿命、研削スピ−ド
の良否、並びに研削圧の良否をより正確に把握すること
が可能となり、加工品の歩留りを大きく向上させること
が可能となる。なお、ゲ−ジ等の取付により、研削圧張
力の数値化も可能である。
【0023】図4に示す実施形態は、本発明に係る装置
をド−ナツ型ワ−ク24の内面研削加工用研削装置に適
用したもので、図1に示した実施形態とは砥石23aの
形状が異なるのみで、他の構成は同じである。この場合
の砥石23aは細径で縦長で、複数のV溝28を有する
ものである。
【0024】図5に示す実施形態は、本発明に係る装置
を、平板ワ−ク40のコア抜きを行う立型のコア抜き加
工装置(コアリングマシン)に適用したものであり、図
中41は架台上に立設されたコラムで、その側面にLM
ブロック42の動きをガイドするLMガイド43が、縦
向きに固定され、LMブロック42に位置決めブロック
44が設置される。
【0025】位置決めブロック44は、その上面側にナ
ット部材45を備え、そこに、コラム41上に取り付け
られたブラケット48に支持された位置決め用サ−ボモ
−タ46のボ−ルネジ47がネジ込まれる。従って、位
置決め用サ−ボモ−タ46の動作に伴い、位置決めブロ
ック44がLMガイド43に沿って上下動することにな
る。
【0026】コラム41の両側には、軸受支持壁49が
対設され、その側面にLMガイド51が固定される。L
Mガイド51には、軸受53の軸受フランジ53aに設
置されたLMブロック52が嵌め付けられ、以て軸受5
3がLMガイド51に沿って移動し得るようにされる。
軸受53は、コアドリル54を支持するコレットチャッ
ク55の中空軸を軸支するもので、その全体重量が研削
圧としてワ−クにかかることになる。56は、チャック
軸に図示せぬモ−タ等からの回転動力を伝達するための
プ−リで、そこからコレットチャック55の中空軸を通
してコアドリルに研削液が供給される。
【0027】位置決めブロック44には、水平方向にス
トッパ−ブロック57が突設され、一方軸受53には、
上方からストッパ−ブロック57に当接するストッパ−
58が取り付けられ、ストッパ−58がストッパ−ブロ
ック57に当たることにより軸受53、換言すればコア
ドリル54の位置決めがなされるようになっている。好
ましくはストッパ−58に、ストッパ−58とストッパ
−ブロック57との間のギャップを検出する近接スイッ
チ等のセンサ59が設置される。
【0028】なお、軸受53の重量、即ち研削圧が大き
すぎる場合があることを考慮し、それを調整可能にする
ことが好ましい。そのために図示した例では、ブラケッ
ト48の端部に調整ネジ61が、張力調整ノブ62の回
転によって上下動するようにして配備され、調整ネジ6
1の下端部と軸受フランジ53aとの間に調圧スプリン
グ63が配架される。
【0029】この場合、張力調整ノブ62を操作して調
整ネジ61を上昇させると、調圧スプリング63の張力
が増すことによって研削圧が弱められ、逆に調整ネジ6
1を下降させると、調圧スプリング63の張力が減少す
ることによって研削圧が強められる。
【0030】ガラスのような硬脆材は、コア抜き加工の
際に研削圧が大きすぎたり、研削スピ−ドが速すぎたり
する場合に、割れ現象や加工面のカケ現象が顕著に発生
し、特にドリルの抜け際にそのような現象が多発する傾
向にある。しかし、本装置を採用した場合には、研削圧
と研削スピ−ドの調整が可能なため、上記現象の発生を
抑止することができる。
【0031】この場合は、位置決めサ−ボモ−タ46の
動作により位置決めブロック44が下降するに伴い、ス
トッパ−58が軸受53の自重でストッパ−ブロック5
7から離れることなく下降していくこと以外、上記実施
形態の場合の動作に準じて動作する。
【0032】
【発明の効果】本発明は上述した通りであって、砥石の
研削圧は張力の調整が可能な引張手段によって決定さ
れ、また、研削スピ−トは位置決めブロックの可変速移
動手段によって調整されるので、個々の砥石の研削能力
に応じた無理のない研削が可能となり、以て砥石ないし
ドリルの寿命が長期化し、長期に亘って精度の高い研
削、コアリング等の加工を行うことが可能となる効果が
ある。
【0033】また、位置決めブロックのストッパ−ブロ
ックと研削軸台ないしコアドリルの軸受側における位置
決めブロック当接部分との間に生ずるギャップを検出す
る手段を設けることにより、砥石やドリルの研削能力及
び寿命、研削スピ−ドの良否、研削圧の良否等を容易且
つ正確に知ることができ、状況に応じて適確且つ迅速に
対処することが可能となり、以て高精度で歩留りの高い
研削、コアリング等の加工を可能ならしめる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る装置の構成例を示す正面図であ
る。
【図2】 本発明に係る装置の構成例を示す側面縦断面
図である。
【図3】 本発明に係る装置の他の構成例を示す正面図
である。
【図4】 本発明に係る装置の更に他の構成例を示す正
面図である。
【図5】 本発明に係る装置の更に他の構成例を示す正
面図である。
【符号の説明】
1 架台 2 LMブロック 3 LMガイド 4 位置決めブロック 5 ナット部材 6 位置決め用サ−ボモ−タ 7 ボ−ルネジ7 9 研削軸台支持壁 10 研削軸台支持壁 11 LMガイド 12 LMガイド 13 研削軸台 14 LMブロック 15 LMブロック 16 ストッパ−ピン 17 ストッパ−ピン取付部 18 ストッパ−ブロック 19 センサ 21 スプリング取付用ブラケット 22 スプリング 23 砥石 24 ワ−ク 25 砥石回転用モ−タ 26 昇降機構 27 ブラケット 31 リニアスケ−ル 32 リニアスケ−ル 44 位置決めブロック 57 ストッパ−ブロック 58 ストッパ− 59 センサ 61 調整ネジ 62 張力調整ノブ 63 調圧スプリング
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 47/10 - 47/18 B23Q 5/58 B23Q 5/52 B23Q 5/34 520

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 架台に移動可能に配置されるストッパ−
    ブロックを備えた位置決めブロックと、前記位置決めブ
    ロックを移動させる可変速移動手段と、砥石又はドリル
    を回転自在並びに上下動可能に支持し、前記位置決めブ
    ロックに当接する部分を有する研削軸台又はドリル軸受
    と、前記研削軸台又はドリル軸受を前記架台上において
    前記位置決めブロックの移動方向と同じ方向に移動可能
    にする手段と、前記研削軸台又はドリル軸受を常時前記
    砥石又はドリル方向に移動させる強制移動手段とを有す
    ることを特徴とする最適研削圧及び研削スピ−ド調整装
    置。
  2. 【請求項2】 前記可変速移動手段がサ−ボモ−タであ
    る請求項1に記載の最適研削圧及び研削スピ−ド調整装
    置。
  3. 【請求項3】 前記強制移動手段が前記架台と前記研削
    軸台との間に張架されるスプリングである請求項1又は
    2に記載の最適研削圧及び研削スピ−ド調整装置。
  4. 【請求項4】 前記位置決めブロックに、そのストッパ
    −ブロックと前記研削軸台又はドリル軸受における位置
    決めブロック当接部分との間に生ずるギャップを検出す
    るセンサを設置した請求項1乃至3のいずれかに記載の
    最適研削圧及び研削スピ−ド調整装置。
  5. 【請求項5】 前記位置決めブロックと前記研削軸台又
    はドリル軸受に、前記ストッパ−ブロックと前記研削軸
    台又はドリル軸受における位置決めブロック当接部分と
    の間に生ずるギャップを検出する位置測定機器を取り付
    けた請求項1乃至3のいずれかに記載の最適研削圧及び
    研削スピ−ド調整装置。
  6. 【請求項6】 前記位置測定機器が、リニアスケ−ル又
    はリニアゲ−ジである請求項5に記載の最適研削圧及び
    研削スピ−ド調整装置。
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