JP3172982B2 - 自動研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センター部材にて支持
される円筒状の工作物を、例えば自動的にプランジ研削
するに適した自動研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動研削装置において、
コレットチャックにより工作物をクランプしてプランジ
研削するにあたっては、同工作物を空研削、粗研削、精
研削及び微研削の順で行って真円度１μｍ、振れ５μｍ
の精度を出すようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような研
削装置においては、工作物のコレットチャックによりク
ランプされる部分の前加工の振れが約１５μｍあるた
め、この振れが、工作物のコレットチャックによるクラ
ンプ時に、工作物のセンター穴とセンターとの間に隙間
を生じる。このため、主軸回転中心と工作物中心とが相
互にずれた状態でプランジ研削することとなり、その結
果、両センター基準による振れ測定で精度不良を招くこ
ととなった。そこで、本発明は、このようなことに対処
すべく、自動研削装置において、粗研削における研削抵
抗に比べ、精研削及び微研削における各研削抵抗が大幅
に減少することを有効に活用して、例えば、工作物のプ
ランジ研削の精度を、より一層高めようとするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明においては、図１にて示すごとく、互いに対
向して配設される主軸台及び心押し台と、前記主軸台内
に回転自在に軸支されて工作物の一端の心出し穴部に係
合する主軸センター部材を一体回転可能に取り付けた主
軸と、前記心押し台内に前記主軸の回転軸線方向と軸動
可能に軸支されて前記工作物の他端の心出し穴部に係合
する心押し軸センター部材を取り付けた心押し軸と、前
記主軸に同心的にかつ一体回転可能に組み付けられて前
記工作物の被クランプ部をチャック作動に応じてクラン
プし非チヤック作動に応じて前記クランプを解除するコ
レットチヤック機構と、前記主軸センター部材及び心押
し軸センター部材の各軸に対し交差する方向に移動可能
に配設した砥石台に設けられて同砥石台の移動に伴い前
記工作物を研削する砥石と、前記主軸を回転させるよう
に駆動する主軸回転駆動手段１と、前記主軸センター部
材と前記心押しセンター部材により前記工作物を挟持す
べく前記心押し軸を軸動させてこれに心押し力を付与す
るように制御する心押し軸制御手段２と、前記工作物を
粗研削及び精研削するとき前記砥石台を粗研削送り速度
及び精研削送り速度にて移動させるように制御する送り
速度制御手段３と、前記砥石を回転するように駆動する
砥石回転駆動手段４とを備えた自動研削装置において、
前記粗研削時には前記工作物をクランプし、前記精研削
時には前記工作物のクランプを解除するように前記コレ
ットチャック機構の作動を制御するコレットチャック機
構制御手段５を備え、前記心押し軸センター部材が前記
心押し軸内に軸受６を介して主軸回転軸線と同軸的にか
つ回転可能に軸承されるようにしたことにある。

【０００５】

【発明の作用効果】このように本発明を構成したことに
より、心押し軸制御手段２による制御のもとに前記主軸
の主軸センター部材と前記心押し軸の心押し軸センター
部材との間に前記工作物を挟持し、かつコレットチャッ
ク機構制御手段５による制御のもとに前記コレットチャ
ック機構がそのチャック作動により前記工作物の被クラ
ンプ部をクランプした状態において、主軸回転駆動手段
１により前記主軸を回転すれば、前記主軸の回転は、前
記コレットチャック機構を介して前記工作物に伝えられ
る。しかして、前記砥石台が送り速度制御手段３により
粗研削送り速度におかれるとともに前記砥石が砥石回転
駆動手段４により回転されると、前記工作物が前記砥石
により粗研削される。このとき、前記砥石による粗研削
により前記工作物に研削抵抗が生ずるが、前記工作物の
被クランプ部が前記コレットチャック機構により固くク
ランプされているので、適正な粗研削を実現できる。然
る後、送り速度制御手段３により粗研削送り制御が終了
すると、コレットチャック機構制御手段５が、前記コレ
ットチャック機構をその非チャック作動に切り換えるよ
うに制御する。このため、当該コレットチャック機構が
その非チャック作動により前記工作物の被クランプ部に
対するクランプを解除する。このとき、前記心押し軸に
は心押し軸制御手段２による心押し力が作用しているた
め、前記工作物がその両端面の心出し穴部にて前記主軸
センター部材と前記心押し軸センター部材の各先端部に
より同軸的に挟持される。このような状態にて、前記砥
石台が送り速度制御手段３により精研削送り速度におか
れると、前記工作物が前記砥石により精研削される。こ
のとき、前記工作物のクランプが前記コレットチャック
機構の非チャック作動により解除されているが、上述の
ように前記心押し軸には心押し軸制御手段２による心押
し力が作用しており、しかも前記心押し軸センター部材
が前記心押し軸内にて軸受け６により回転可能に軸承さ
れている。このため、前記砥石による精研削により前記
工作物に研削抵抗が生じたとき、前記工作物が、心押し
軸制御手段２による心押し力のみによっても、前記主軸
センター部材及び心押し軸センターの各先端部間に相対
回転不能に適正に挟持される。その結果、前記工作物の
精研削がその両心出し穴部を結ぶ軸心を中心にして精度
よくなされ得る。換言すれば、前記工作物の被クランプ
部の前加工精度が悪くても、精研削の終了に伴い、前記
コレットチャック機構による前記工作物のクランプを解
除して前記心押し力のもとに同工作物をその両心出し穴
を中心として前記主軸センター部材及び心押し軸センタ
ーにより挟持することにより、前記工作物の精研削によ
って加工精度を向上させることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
ると、図２は本発明を適用した自動研削装置を示してい
る。この自動研削装置は、ベッドＢ上の長手状テーブル
Ｔ上に工作中心線Ｌを軸心として、円柱状工作物３０を
介し、互いに対向して配設した主軸台１０及び心押し台
２０と、ベッドＢ上に図２にて図示矢印Ａ方向に移動可
能に載置した砥石台４０を備えている。主軸１０ａは、
図３にて示すごとく、主軸台１０内にて両転がり軸受け
１０ｂ、１０ｂを介し工作中心線Ｌと同心的に回転自在
に軸支した主軸本体１１を備えており、この主軸本体１
１の先端中央部には、主軸センター部材１２がその基部
１２ａにて同軸的に嵌着されて工作物３０に向けて延出
している。また、主軸本体１１は、図２及び図３にて示
すごとく、ベルト機構５０を介し電動機６０に作動的に
連結されており、この主軸本体１１は、主軸センター部
材１２と共に、電動機６０の回転に応じてベルト機構５
０により回転されるようになっている。

【０００７】コレットチャック機構１０ｃは、図３にて
示すごとく、主軸本体１１の先端面及び主軸センター部
材１２の外周に同軸的に組み付けられている。このコレ
ットチャック機構１０ｃは、円筒状ケーシング１３を備
えており、このケーシング１３は、主軸センター部材１
２を外方から包囲するように、主軸本体１１の先端面外
周縁部に同軸的に装着されて、環状蓋体１４により閉止
されている。段付き円筒状ピストン１５は、ケーシング
１３内にて、同ケーシング１３の内側環状部１３ａと蓋
体１４との間において、主軸センター部材１２に対し軸
動可能にかつ同心的に遊嵌されており、このピストン１
５の大径部に嵌着したガイドピン１５ａは、内側環状部
１３ａのガイド穴部内に軸方向には移動可能にかつ回転
不能に嵌入されている。

【０００８】また、空圧室Ｒａは、ケーシング１３内に
てピストン１５の大径部と内側環状部１３ａとの間に形
成されており、この空圧室Ｒａは、図２及び図３にて示
すごとく、ケーシング１３の連通路１３ｂ、主軸本体１
１内の連通路１１ａ及び配管Ｐ１を介し電磁切り換え弁
７０に接続されている。一方、空気室Ｒｂは、ケーシン
グ１３内にてピストン１５の大径部と蓋体１４との間に
形成されており、この空圧室Ｒｂは、ケーシング１３の
連通路１３ｃ、主軸本体１１内の連通路１１ｂ及び配管
Ｐ３を介して電磁切り換え弁７０に接続されている。し
かして、電磁切り換え弁７０が、そのソレノイド７１の
励磁により切り換わり、配管Ｐ３を大気に解放し、配管
Ｐ１を配管Ｐ２を介して空圧源Ｓに連通させたとき、ピ
ストン１５は、空圧源Ｓから配管Ｐ２、電磁切り換え弁
７０、配管Ｐ１及び両連通路１１ａ、１３ｂを介する空
圧室Ｒａへの空圧の付与により工作物３０側へ向け移動
する。一方、電磁切り換え弁７０が、ソレノイド７１の
消磁により切り換わり、配管Ｐ１を大気に解放し、配管
Ｐ３を配管Ｐ２を介して空圧源Ｓに連通させたとき、ピ
ストン１５は、空圧源Ｓから配管Ｐ２、電磁切り換え弁
７０、配管Ｐ３及び両連通路１１ｂ、１３ｃを介する空
圧室Ｒｂへの空圧の付与により工作物３０とは逆方向へ
移動する。

【０００９】コレットチャック機構１０ｃはコレットチ
ャック１６を備えており、このコレットチャック１６
は、主軸センター部材１２の軸部とピストン１５の中空
内壁との間に同軸的に遊嵌され、そのチャック部１６ａ
にて固定部材１７により蓋体１４の凹所内に軸動不能に
かつ回転不能に固定されている。しかして、ピストン１
５が工作物３０側へ軸動したとき、コレットチャック１
６は、そのテーパ状円筒部１６ｂにて、ピストン１５の
テーパ状先端内周面１５ｂにより押圧されて、チャック
部１６ａにより工作物３０の被クランプ部３１を外方か
ら固くクランプする。一方、ピストン１５が工作物３０
側とは逆方向へ軸動したとき、コレットチャック１６
は、そのテーパ状円筒部１６ｂにて、ピストン１５のテ
ーパ状先端内周面１５ｂから解放されて、チャック部１
６ａによる工作物３０の被クランプ部３１に対するクラ
ンプを解除する。

【００１０】心押し台２０内には、段付き円筒状心押し
軸２０ａが、ストローク軸受２０ｂ及び各Ｏリング２０
ｃを介して、工作中心線Ｌと同心的に軸動可能に軸支さ
れており、この心押し軸２０ａ内には、段付き柱状心押
し軸センター部材２１が、心押し軸２０ａ内にて、両転
がり軸受２２、２３を介して回転自在に同軸的に軸支さ
れている。両転がり軸受２２、２３の間には段付き円筒
状カラー２４が介装されており、転がり軸受２２は、心
押し軸センター部材２１の先端大径部２１ａと心押し軸
２０ａの開口側内周壁段部に係止したカラー２４の鍔部
２４ａとの間に挟持されて心押し軸センター部材２１の
頚部を受承しており、一方、転がり軸受２３は、心押し
軸センター部材２１の小径部を受承している。

【００１１】心押し軸２０ａは、図２及び図３にて示す
ごとく、その外端部にてブラケット２５の基端部２５ａ
に固着されており、同心押し軸２０ａは、ブラケット２
５の図３にて図示左方への移動に応じて同一方向へ軸動
する。一方、心押し軸２０ａは、ブラケット２５の図３
にて図示右方への移動に応じて同一方向へ軸動する。ブ
ラケット２５は、その延出端部２５ｂにて、エアシリン
ダ８０のピストン８１から延出するピストンロッド８２
の外端部に連結されており、このブラケット２５は、ピ
ストンロッド８２の係止板８２ａにより押動されて図３
にて図示右方へ移動する。一方、ブラケット２５は、ピ
ストンロッド８２とともに係止板８２ｂの左方への移動
に伴いコイルスプリング８５を圧縮しながら左方へ移動
する。但し、コイルスプリング８５は、ピストンロッド
８２の外端に固着した係止板８２ｂとブラケット２５の
延出端部２５ｂとの間にてピストンロッド８２と同軸的
に挟持されている。

【００１２】電磁切り換え弁９０は、エアシリンダ８０
内にてピストン８１により形成される両室８３、８４
に、両配管Ｐ４、Ｐ５を介しそれぞれ接続されており、
この電磁切り換え弁９０は、そのソレノイド９１の励磁
により、配管Ｐ４を介し室８３を大気に解放すると共に
両配管Ｐ６、Ｐ５を介し空圧源Ｓから室８４内に空圧を
付与して、ピストン８１を左動させる。一方、電磁切り
換え弁９０は、そのソレノイド９１の消磁により、配管
Ｐ５を介し室８４を大気に解放すると共に両配管Ｐ６、
Ｐ４を介し空圧源Ｓから室８３内に空圧を付与して、ピ
ストン８１を右動させる。工作物３０は、その被クラン
プ部３１の端面に形成した心出し穴部３１ａ内に、主軸
センター部材１２の先端円錐部１２ｂ（図７及び図８参
照）を係合させ、一方、その心押し軸側端部３２の端面
に形成した心出し穴部内に、心押しセンター部材２１の
先端円錐部２１ｂを係合させて、主軸ゼンター部材１２
と心押しセンター部材２１との間に挟持されている。

【００１３】砥石台４０は、ベッドＢの端面に装着した
サーボモータ１００に、ボールネジとナットによる直線
運動機構（図示しない）を介し作動的に連結されてお
り、この砥石台４０は、サーボモータ１００の作動に伴
う前記直線運動機構の直線運動に応じて、図示矢印Ａ方
向に移動するようになっている。この砥石台４０は、砥
石４１を備えており、この砥石４１は、砥石軸４２に同
軸的に外方から嵌着されて、工作物３０をプランジ研削
すべく同工作物３０と平行に位置している。しかして、
砥石４１は、砥石台４０の矢印Ａ方向への移動に伴い同
一方向にて工作物３０の研削外周面に接近し或いは同研
削外周面から遠ざかる。砥石軸４２は、ベルト機構４３
を介して電動機４４に作動的に連結されており、この砥
石軸４２は、電動機４４の回転力をベルト機構４３を介
して伝達されて砥石４１を回転させる。但し、本実施例
においては、砥石４１の回転方向と主軸１２即ち工作物
３０の回転方向とは一致している。また、工作物３０の
精研削における研削抵抗は、同工作物３０の粗研削にお
ける研削抵抗に比べて著しく小さく、また、同工作物３
０の微研削における研削抵抗は工作物３０の精研削にお
ける研削抵抗よりもさらに小さい。

【００１４】次に、自動研削装置の電気回路構成につい
て図２を参照して説明すると、入力装置１１０は本自動
研削装置により工作物３０を自動的にプランジ研削する
に必要な各種指令を後述する中央処理装置１３０を介し
て記憶装置１２０に入力するための手段である。記憶装
置１２０は、図４及び図５にて示すフローチャートによ
り特定される自動研削プログラムを予め記憶する。中央
処理装置１３０（以下、ＣＰＵ１３０という）は、前記
自動研削プログラムを、図４及び図５のフローチャート
に従い、入力装置１１０、記憶装置１２０及びシーケン
サ１４０との協働により実行し、この実行中において、
記憶装置１２０、シーケンサ１４０、両駆動回路１５
０、１６０及びパルス分配回路１７０の制御に要する演
算処理を行う。シーケンサ１４０は、ＣＰＵ１３０によ
る制御のもとに、電磁切り換え弁７０のソレノイド７１
及び電磁切り換え弁９０のソレノイド９１を、共に或い
は選択的に励磁或いは消磁するように制御する。各駆動
回路１５０、１６０はＣＰＵ１３０による制御のもとに
各電動機６０、４４を駆動する。パルス分配回路１７０
は、ＣＰＵ１３０による制御のもとに、一連のパルス信
号を出力する。かかる場合、パルス分配回路１７０から
の各パルス信号の出力間隔は、砥石台４０の早送り、空
研削送り、粗研削送り、精研削送り、微研削送り及び後
退早送りの各速度に必要な値となるようにＣＰＵ１３０
により制御される（図６参照）。

【００１５】但し、粗研削送り速度は、工作物３０をコ
レットチャック１６によりクランプした状態でなければ
工作物３０の粗研削時にその研削抵抗により生ずる逆研
削回転方向回転力を阻止できない程度に大きい。また、
精研削送り速度及び微研削送り速度は、工作物３０を、
コレットチャック１６によりクランプすることなく、コ
イルスプリング８５による弾力のもとに主軸センター部
材１２及び心押しセンター部材２１により同軸的に挟持
するのみでも、工作物３０の精研削時及び微研削時にそ
の各研削抵抗により生ずる逆研削回転方向回転力を充分
に阻止できる程度に小さい。

【００１６】駆動回路１８０は、パルス分配回路１７０
からの各出力パルス間隔に応答して、サーボモータ１０
０を、前進早送り、空研削送り、粗研削送り、精研削送
り及び微研削送りの各速度に対応する各回転速度にて回
転させ、また、後退早送りの速度にて逆回転させる。こ
のことは、砥石台４０が、前進早送り、空研削送り、粗
研削送り、精研削送り及び微研削送りの各速度にて工作
物３０に向け矢印Ａ方向に沿い接近し、また後退早送り
速度にて工作物３０から矢印Ａ方向に沿い離れていくこ
とを意味する。なお、工作物３０の主軸センター部材１
２及び心押しセンター部材２１間への搬入は、ＣＰＵ１
３０による制御のもとに適宜なローダ装置により自動的
になされる。

【００１７】以上のように構成した本実施例において、
本発明装置を作動状態におけば、ＣＰＵ１３０が、図４
及び図５のフローチャートに従い、自動研削プログラム
の実行をステップ２００ａにて開始する。ＣＰＵ１３０
が、ステップ２１０にて、前記ローダ装置に工作物搬入
指令を出力すると、前記ローダ装置が工作物３０を図２
及び図３にて示すごとく主軸センター部材１２及び心押
し軸センター部材２１間に搬入する。

【００１８】しかして、ＣＰＵ１３０が、ステップ２２
０にて心押し軸２０ａを前進させるための前進処理をし
てシーケンサ１４０に前進処理指令を出力すると、シー
ケンサ１４０が、電磁切り換え弁９０のソレノイド９１
を励磁する。このため、電磁切り換え弁９０がエアシリ
ンダ８０の室８３を配管Ｐ４を介して大気に解放すると
ともに配管Ｐ６を介する空圧源Ｓからの空圧を配管Ｐ５
を通しエアシリンダ８０の室８４内に供給する。これに
より、エアシリンダ８０がそのピストン８１を室８３側
へ移動させ、これに伴い、ブラケット２５が、コイルス
プリング８５の弾力のもとに心押し軸２０ａと共に工作
物３０に向け前進する。その結果、工作物３０が主軸セ
ンター部材１２及び心押し軸センター部材２１間に挟持
される。このとき、主軸センター部材１２の先端円錐部
１２ｂが工作物３０の被クランプ部３１の心出し穴部３
１ａ内に係合し、一方、心押しセンター部材２１の先端
円錐部２１ｂが工作物３０の心押し軸側端部３２の心出
し穴部内に係合する。

【００１９】然る後、自動研削プログラムがステップ２
３０に進むと、ＣＰＵ１３０がコレットチャック機構１
０ｃに工作物３０をクランプさせるためのチャッククラ
ンプ処理を行いシーケンサ１４０にクランプ処理指令を
出力する。すると、シーケンサ１４０が、電磁切り換え
弁７０のソレノイド７１を励磁し、電磁切り換え弁７０
が、ケーシング１３内の室Ｒｂを両連通路１３ｃ、１１
ｂ及び配管Ｐ３を介して大気に解放するとともに、配管
Ｐ２を介する空圧源Ｓからの空圧を配管Ｐ１及び両連通
路１１ａ、１３ｂを通してケーシング１３内の室Ｒａ内
に付与する。このため、ピストン１５がガイドピン１５
ａによる案内のもとに心押し台２０側に向け軸動前進さ
れてテーパ状先端内周面１５ｂにてコレットチヤック１
６のテーパ状円筒部１６ｂを押圧する。これにより、工
作物３０の被クランプ部３１がコレットチヤック１６に
よりクランプされる。このとき、工作物３０の被クラン
プ部３１の前加工の振れのため、コレットチヤック１６
により被クランプ部３１をクランプしたとき、主軸セン
ター部材１２に倣って工作物３０がコイルスプリング８
５に打ち勝って心押し台２０側へ移動し、同被クランプ
部３１の心出し穴部３１ａ内に係合している主軸センタ
ー部材１２の先端円錐部１２ｂの軸心と被クランプ部３
１の軸心とが、図７にて符号ｇにて示すごとく、相互に
ずれた状態にて保持される。

【００２０】しかして、自動研削プログラムが次のステ
ップ２４０に進むと、ＣＰＵ１３０が主軸１０ａ及び砥
石４１を同一回転方向へ回転させるための処理をする。
このため、各駆動回路１５０、１６０が各電動機６０、
４４をぞれぞれ回転させる。すると、主軸１０ａが電動
機６０からベルト機構５０を介し回転力を伝達されて回
転するとともに、砥石４１が電動機４４からベルト機構
４３を介し回転力を伝達されて主軸１０ａと同一方向へ
回転する。このことは、砥石４１と工作物３０の各回転
方向が同一になることを意味する。 このようにしてス
テップ２４０における処理が終了すると、ＣＰＵ１３０
が、ステップ２５０にて、砥石４１の前進早送りに要す
る前進早送りパルス間隔でもってパルスを出力するよう
にパルス分配回路１７０に指令する。すると、パルス分
配回路１７０が、前記前進早送りパルス間隔でもって一
連のパルスを出力し、駆動回路１８０がこれら各パルス
間隔に応答してサーボモータ１００を駆動する。このた
め、砥石台４０が、サーボモータ１００の駆動に伴う前
記直線運動機構の直線運動に応じて前進早送り速度にて
矢印Ａ方向に沿い心押し台２０に向けて早送りされる。

【００２１】然る後、ＣＰＵ１３０が、ステップ２６０
にて、砥石４１の空研削送りに要する空研削送りパルス
間隔（前記前進早送りパルス間隔よりも長い）でもって
パルスを出力するようにパルス分配回路１７０に指令す
る。すると、パルス分配回路１７０が、前記空研削送り
パルス間隔でもって一連のパルスを出力し、駆動回路１
８０がこれら各パルス間隔に応答してサーボモータ１０
０を駆動する。このため、砥石台４０が、サーボモータ
１００の駆動に伴う前記直線運動機構の直線運動に応じ
て空研削送り速度にて心押し台２０に向けて送られる。
これにより、砥石４１が空研削状態におかれる。

【００２２】ステップ２６０における空研削処理の後、
ＣＰＵ１３０が、ステップ２７０にて、砥石４１の粗研
削送りに要する粗研削送りパルス間隔（前記空研削送り
パルス間隔よりもさらに長い）でもってパルスを出力す
るようにパルス分配回路１７０に指令する。すると、パ
ルス分配回路１７０が、前記粗研削送りパルス間隔でも
って一連のパルスを出力し、駆動回路１８０がこれら各
パルス間隔に応答してサーボモータ１００を駆動する。
このため、砥石台４０が、サーボモータ１００の駆動に
伴う前記直線運動機構の直線運動に応じて粗研削送り速
度にて心押し台２０に向けて送られる。これにより、砥
石４１が、工作物３０と同一方向に回転しつつ、その外
周面にて、工作物３０の被研削面に粗研削可能状態にて
押し付けられる。かかる場合、工作物３０と砥石４１と
の外径差に基づく相対回転速度でもって、工作物３０の
被研削面が砥石４１により粗研削される。また、この粗
研削に伴い工作物３０の被研削面における研削抵抗が大
きくなるが、工作物３０の被クランプ部３１がコレット
チヤック１６により固くクランプされているので、工作
物３０が逆研削回転方向に回転することはない。

【００２３】このようにして粗研削が終了すると、ＣＰ
Ｕ１３０が、ステップ２８０にて、工作物３０をコレッ
トチャック１６から解放させるためのチャックアンクラ
ンプ処理を行いシーケンサ１４０にチャックアンクラン
プ処理指令を出力する。すると、シーケンサ１４０が、
電磁切り換え弁７０のソレノイド７１を消磁し、電磁切
り換え弁７０が、ケーシング１３内の室Ｒａを両連通路
１３ｂ、１１ａ及び配管Ｐ１を介して大気に解放すると
ともに、配管Ｐ２を介する空圧源Ｓからの空圧を配管Ｐ
３及び両連通路１１ｂ、１３ｃを通してケーシング１３
内の室Ｒｂ内に付与する。このため、ピストン１５がガ
イドピン１５ａによる案内のもとに心押し台２０側とは
逆方向に向け軸動後退されてテーパ状先端内周面１５ｂ
をコレットチヤック１６のテーパ状円筒部１６ｂから解
放する。これにより、工作物３０の被クランプ部３１
が、図８にて示すごとく、コレットチヤック１６からア
ンクランプされる。このとき、ブラケット２５を介する
コイルスプリング８５の付勢力のため、同被クランプ部
３１の心出し穴部３１ａ内への主軸センター部材１２の
先端円錐部１２ｂの係合が、図８にて示すごとく、被ク
ランプ部３１の心出し穴部３１ａの軸心を工作中心線Ｌ
に一致させた状態にて同工作中心線Ｌ上に維持される。

【００２４】このような状態にて自動研削プログラムが
ステップ２９０に進むと、ＣＰＵ１３０が、砥石４１の
精研削送りに要する精研削送りパルス間隔（前記粗研削
送りパルス間隔よりもさらに長い）でもってパルスを出
力するようにパルス分配回路１７０に指令する。する
と、パルス分配回路１７０が、前記精研削送りパルス間
隔でもって一連のパルスを出力し、駆動回路１８０がこ
れら各パルス間隔に応答してサーボモータ１００を駆動
する。このため、砥石台４０が、サーボモータ１００の
駆動に伴う前記直線運動機構の直線運動に応じて精研削
送り速度にて心押し台２０に向けて送られる。これによ
り、砥石４１が、工作物３０と同一方向に回転しつつ、
その外周面にて、工作物３０の被研削面に精研削可能状
態にて押し付けられて精研削をする。

【００２５】かかる場合、上述のように、コレットチヤ
ック１６によるアンクランプ下でのブラケット２５を介
するコイルスプリング８５の付勢力のため、被クランプ
部３１の心出し穴部３１ａ内への主軸センター部材１２
の先端円錐部１２ｂの係合が、被クランプ部３１の心出
し穴部の軸心を工作中心線Ｌに一致させた状態にて同工
作中心線Ｌ上にて維持されているので、工作物３０の精
研削が精度よく行われ得る。また、この精研削に伴い工
作物３０の被研削面に研削抵抗が生じても、心押し軸セ
ンター部材２１が心押し軸２０ａ内にて両転がり軸受２
２、２３により回転自在に受承されているので、工作物
３０が、コイルスプリング８５による付勢力のみによっ
て、主軸センター部材１２及び心押しセンター部材２１
との間に逆研削回転方向回転を伴うことなく適正に挟持
され得る。従って、精研削を円滑になし得る。

【００２６】このような状態にて自動研削プログラムが
ステップ３００に進むと、ＣＰＵ１３０が、砥石４１の
微研削送りに要する微研削送りパルス間隔（前記精研削
送りパルス間隔よりもさらに長い）でもってパルスを出
力するようにパルス分配回路１７０に指令する。する
と、パルス分配回路１７０が、前記微研削送りパルス間
隔でもって一連のパルスを出力し、駆動回路１８０がこ
れら各パルス間隔に応答してサーボモータ１００を駆動
する。このため、砥石台４０が、サーボモータ１００の
駆動に伴う前記直線運動機構の直線運動に応じて微研削
送り速度にて心押し台２０に向けて送られる。これによ
り、砥石４１が、工作物３０と同一方向に回転しつつ、
その外周面にて、工作物３０の被研削面に微研削可能状
態にて押し付けられて微研削をする。

【００２７】かかる場合、上述のように、コレットチヤ
ック１６によるアンクランプ下でのブラケット２５を介
するコイルスプリング８５の付勢力により被クランプ部
３１の心出し穴部３１ａ内への主軸センター部材１２の
先端円錐部１２ｂの係合が、被クランプ部３１の心出し
穴部３１ａの軸心を工作中心線Ｌに一致させた状態にて
同工作中心線Ｌ上にて維持されているので、工作物３０
の微研削が精度よく行われ得る。また、この微研削に伴
い工作物３０の被研削面における研削抵抗が生ずるが、
工作物３０が、上述のような各転がり軸受２２、２３の
採用下でのコイルスプリング８５による付勢力により、
主軸センター部材１２及び心押し軸センター部材２１と
の間に適正に挟持されているので、工作物３０が逆研削
回転方向へ回転することはない。

【００２８】ステップ２４０における処理が終了する
と、ＣＰＵ１３０が、ステップ３１０にて、砥石４１の
後退早送りに要する後退早送りパルス間隔でもってパル
スを出力するようにパルス分配回路１７０に指令する。
すると、パルス分配回路１７０が、前記後退早送りパル
ス間隔でもって一連のパルスを出力し、駆動回路１８０
がこれら各パルス間隔に応答してサーボモータ１００を
駆動する。このため、砥石台４０が、サーボモータ１０
０の駆動に伴う前記直線運動機構の直線運動に応じて後
退早送り速度にて矢印Ａ方向に沿い心押し台２０から離
れるように早送りされる。ついで、ＣＰＵ１３０が、ス
テップ３２０にて心押し軸２０ａを後退させるための後
退処理をしてシーケンサ１４０に後退処理指令を出力す
ると、シーケンサ１４０が、電磁切り換え弁９０のソレ
ノイド９１を消磁する。このため、電磁切り換え弁９０
がエアシリンダ８０の室８４を配管Ｐ５を介して大気に
解放するとともに配管Ｐ６を介する空圧源Ｓからの空圧
を配管Ｐ４を通しエアシリンダ８０の室８３内に供給す
る。これにより、エアシリンダ８０がそのピストン８１
を室８４側へ移動させ、これに伴い、ブラケット２５
が、コイルスプリング８５の弾力に抗して心押し軸２０
ａを工作物３０から後退させる。その後、ＣＰＵ１３０
が、ステップ３３０にて、前記ローダ装置に工作物搬出
指令を出力すると、前記ローダ装置が工作物３０を主軸
センター部材１２及び心押し軸センター部材２１間から
搬出する。

【００２９】以上説明したように、本実施例において
は、主軸１０ａの主軸センター部材１２と心押し軸２０
ａの心押し軸センター部材２１との間に工作物３０を挟
持し、かつコレットチャック機構１０ｃにより工作物３
０の被クランプ部３１をクランプした状態において、主
軸１０ａを回転すれば、エアシリンダ８０及びコイルス
プリング８５による心押し力のもとに工作物３０及び心
押し軸センター部材２１が主軸１０ａと共に回転する。
砥石台４０が粗研削送り速度におかれるとともに砥石４
１が回転されると、工作物３０が砥石４１により粗研削
される。このとき、砥石４１による粗研削により工作物
３０に研削抵抗が生ずるが、工作物３０の被クランプ部
３１がコレットチャック機構１０ｃにより固くクランプ
されているので、適正な粗研削を実現できる。

【００３０】然る後、粗研削送り制御が終了すると、コ
レットチャック機構１０ｃが工作物３０の被クランプ部
３１に対するクランプを解除すると、心押し軸２０ａに
は前記心押し力が作用しているため、工作物３０がその
両端面の心出し穴部にて主軸センター部材１０ａと心押
し軸センター部材２１の各先端部により同軸的に挟持さ
れる。このような状態にて、砥石台が精研削送り速度に
おかれると、工作物３０が砥石４１により精研削され
る。このとき、工作物３０のクランプがコレットチャッ
ク機構１０ｃにより解除されているが、上述のように心
押し軸２０ａには心押し力が作用しており、しかも心押
し軸センター部材２１が心押し軸２０ａ内にて両転がり
軸受２２、２３により回転自在に軸承されている。この
ため、主軸１０ａの回転を、主軸センター部材１２を介
して工作物３０に伝え、さらに心押し軸センター部材２
１に伝えることができる。かかる場合、心押し軸センタ
ー部材２１が滑らかに回転するため、主軸センター部材
１２から工作物３０への回転伝達を阻害することがな
い。また、砥石４１による精研削により工作物３０に研
削抵抗が生じたとき、工作物３０が、前記心押し力のみ
によっても、主軸センター部材１２及び心押し軸センタ
ー２１の各先端部間に相対回転不能に適正に挟持され
る。その結果、工作物３０の精研削がその両心出し穴部
を結ぶ軸心を中心にして精度よくなされ得る。また、そ
の後の微研削でも精研削時と同様の作用効果を達成でき
る。換言すれば、工作物３０の被クランプ部３１の前加
工精度が悪くても、精研削の終了に伴い、コレットチャ
ック機構１０ｃによる工作物３０のクランプを解除して
前記心押し力のもとに同工作物３０をその両心出し穴を
中心として主軸センター部材１２及び心押し軸センター
２１により挟持することにより、工作物３０の精研削及
び微研削によって加工精度を向上させることができる。

【００３１】なお、前記実施例においては、心押し軸２
０ａ内に心押し軸センター部材２１を回転自在に受承す
るにあたり、両転がり軸受２２、２３を採用するように
した例について説明したが、これに限らず、磁気軸受、
流体軸受やテーパーローラー軸受等を両転がり軸受２
２、２３に代えて採用して実施してもよい。また、前記
実施例においては、粗研削、精研削及び微研削を行う自
動研削装置に本発明を適用した例について説明したが、
粗研削及び精研削のみを行う自動研削装置に本発明を適
用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】特許請求の範囲の記載に対する対応図である。

【図２】本発明の一実施例を示す平面的ブロック図であ
る。

【図３】図２における主軸台及び心押し台の要部拡大破
断図である。

【図４】図２のＣＰＵの作用を示すフローチャートの前
段部である。

【図５】同フローチャートの後段部である。

【図６】砥石台の送り速度とピストンの前進及び後退と
の関係を示すグラフである。

【図７】コレットチャックによる工作物の被クランプ部
のクランプ時における主軸センター部材の先端部と工作
物の被クランプ部側端面の心出し穴部との係合状態を示
す断面図である。

【図８】コレットチャックによる工作物の被クランプ部
のクランプ解除時における主軸センター部材の先端部と
工作物の被クランプ部側端面の心出し穴部との係合状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…主軸台、１０ａ…主軸、１０ｃ…コレットチャッ
ク機構、１２…主軸センター部材、２０…心押し台、２
０ａ…心押し軸、２１…心押し軸センター部材、２２、
２３…転がり軸受、２５…ブラケット、３０…工作物、
４０…砥石台、４１…砥石、４４、６０…電動機、７
０、９０…電磁切り換え弁、８０…エアシリンダ、８５
…コイルスプリング、１００…サーボモータ、１２０…
記憶装置、１３０…ＣＰＵ、１４０…シーケンサ、１５
０、１６０、１８０…駆動回路、１７０…パルス分配回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 正 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 近藤 武 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−63487（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−105302（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−2803（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−38303（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 5/04 B24B 41/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向して配設される主軸台及び心押
   し台と、 前記主軸台内に回転自在に軸支されて工作物の一端の心
   出し穴部に係合する主軸センター部材を一体回転可能に
   取り付けた主軸と、 前記心押し台内に前記主軸の回転軸線方向と軸動可能に
   軸支されて前記工作物の他端の心出し穴部に係合する心
   押し軸センター部材を取り付けた心押し軸と、 前記主軸に同心的にかつ一体回転可能に組み付けられて
   前記工作物の被クランプ部をチャック作動に応じてクラ
   ンプし非チヤック作動に応じて前記クランプを解除する
   コレットチヤック機構と、 前記主軸センター部材及び心押し軸センター部材の各軸
   に対し交差する方向に移動可能に配設した砥石台に設け
   られて同砥石台の移動に伴い前記工作物を研削する砥石
   と、 前記主軸を回転させるように駆動する主軸回転駆動手段
   と、 前記主軸センター部材と前記心押しセンター部材により
   前記工作物を挟持すべく前記心押し軸を軸動させてこれ
   に心押し力を付与するように制御する心押し軸制御手段
   と、 前記工作物を粗研削及び精研削するとき前記砥石台を粗
   研削送り速度及び精研削送り速度にて移動させるように
   制御する送り速度制御手段と、 前記砥石を回転するように駆動する砥石回転駆動手段と
   を備えた自動研削装置において、 前記粗研削時には前記工作物をクランプし、前記精研削
   時には前記工作物のクランプを解除するように前記コレ
   ットチャック機構の作動を制御するコレットチャック機
   構制御手段を備え、 前記心押し軸センター部材が前記心押し軸内に軸受を介
   して主軸回転軸線と同軸的にかつ回転可能に軸承される
   ようにしたことを特徴とする自動研削装置。