JP3252406B2 - 研削盤における砥石軸の位置決め装置 - Google Patents

研削盤における砥石軸の位置決め装置

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、工作物の雌ねじを研
削する研削盤における砥石軸の位置決め装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5は、特公昭62−22748号公報
に開示されている、従来の砥石軸の位置決め装置を示し
たものである。
【0003】図において、41はベッド、42はベッド
41の上面に設けたテーブル、43はテーブル42の上
の所定位置に載置固定されている主軸台である。主軸台
43には、主軸44が回転可能、かつ水平軸方向へ摺動
可能に取り付けられ、主軸44には、前記主軸台43の
後部に装着した図外の螺旋運動付与装置に内蔵されてい
る螺旋運動機構によって、後述する工作物Wの雌ねじn
のねじピッチに見合った螺旋運動が与えられるようにな
っている。また、主軸44の先端には、アダプタ46を
介して工作物Wを保持するためのホルダ47が固着さ
れ、このホルダ47の中には、雌ねじnを有する工作物
Wが収納され、ホルダ47に取り付けたクランプ装置4
8によって確実にクランプされるようになっている。
【0004】49は、前記ベット41の上に取り付けた
ベース、50はベース49の上に載置した砥石台で、ベ
ース49の案内部49aにおいて、工作物Wの軸線と直
角の方向へ摺動可能になっている。
【0005】砥石台50の垂直壁面50aには、同心円
弧状の2本の溝51,52が同壁面50aと平行に設け
られている。両溝51,52は、雌ねじnの研削点を中
心点とする2つの円弧の上に設けられている。これらの
溝51,52には、砥石ヘッド55を取り付けた架台5
4がスライド(角度調整)可能に取り付けられ、ボルト
53によって任意の角度で砥石台50に固定できるよう
になっている。上記砥石ヘッド55は、その軸線が架台
54の軸線と一致するように、同架台54に取り付けら
れている。
【0006】Sは砥石ヘッド55に同軸的に取り付けた
砥石軸で、Tはその先端に取り付けた砥石である。砥石
軸Sは砥石ヘッド55に取り付けたモータ56によって
回転する。
【0007】従来の砥石軸Sの位置決め装置は、上記の
ような構成になっているので、工作物Wの雌ねじnを研
削するさいには、砥石ヘッド55を溝51,52にそっ
てスライドさせ、砥石軸Sを工作物Wの雌ねじnのリー
ド角に対応した角度だけ旋回(傾斜)させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研削盤にあっては、溝51,52は、雌ねじnの研削点
を中心とする円弧にそって、砥石台50の垂直壁面50
aに設けられており、また砥石軸Sは、架台54が溝5
1,52に案内されてスライドすることによって、所要
角度だけ旋回する構成になっているので、次のような欠
点があった。
【0009】(1)溝51,52を設けるための円弧
は、研削点を架空の中心点とするものであるため、その
精度を出すのが難しい。
【0010】(2)溝51,52の加工精度を確保する
にも一定の限度がある。
【0011】(3)溝51,52による架台14の案内
は、すべり案内であるため磨耗してガタを生じ、砥石軸
Sの旋回角が狂ってくる。
【0012】(4)砥石軸Sの旋回角は、通常、角度目
盛等によって目視で読み取るのが殆どであるので、読取
り誤差を生じ易い。
【0013】(5)架台54の駆動は、通常、ねじ機構
によって行い、架台54の固定はボルト53によって行
うので、砥石軸Sの位置を正確に決めるのが困難であ
り、手間と時間もかかる。
【0014】このため、従来の研削盤によれば、砥石T
の中心を、工作物Wの雌ねじnのリード角に合わせて、
その研削点に正確かつ自動的に位置決めできないという
問題点があった。
【0015】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、砥石の中心を、工作物の
雌ねじのリード角に合わせて、その研削点に正確かつ自
動的に位置決めることができる、研削盤における砥石軸
の位置決め装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明が提供する研削
盤における砥石軸の位置決め装置は、図1に示すよう
に、砥石軸Sの先端に取り付けた砥石Tで工作物の雌ね
じを研削するさいに、あらかじめ定めた角度だけ砥石軸
Sを上下方向に所要角度旋回させてから砥石Tを研削点
にもってくる装置であって、前記砥石軸Sをその軸線G
1 方向(左右x方向)へ移動させる第1駆動手段K1
と、砥石軸Sをその軸線G1 の垂直方向(上下z方向)
へ移動させる第2駆動主段K2 と、砥石軸Sをその軸線
1 と直交する水平(前後)方向の旋回軸線G2 を中心
として上下z方向へ旋回させる第3駆動手段K3 と、砥
石Tの中心O2 を雌ねじの研削点O1 に設定し、かつ軸
線G1を前記旋回軸線G2 上にのせて水平位置に保持し
た砥石軸Sの、同位置を基準とする上下z方向の旋回角
θを、前記第3駆動手段K3 に設定する旋回角設定手段
Aと、旋回角設定手段Aで設定された旋回角θを入力
し、これによって決まる砥石Tの中心O2 の研削点O1
からのずれを求め、このずれを第1駆動手段K1 と第2
駆動手段K2 の制御によって補正する制御手段Cとを備
えたものである。
【0017】
【作用】(1)この発明においては、砥石軸Sを上記水
平位置に保持し、旋回角設定手段Aで砥石軸Sの旋回角
θを設定すれば、同砥石軸Sは旋回軸線G2 を中心にし
て角度θだけ旋回して傾斜する。傾斜したために、雌ね
じの研削点O1 からずれた砥石Tの中心O2 は、制御手
段Cによる第1,第2駆動手段K1 ,K2 の制御によっ
て補正され、上記研削点O1 の上に位置決めされる。
【0018】すなわち、図1のように、例えば、砥石軸
Sが旋回角θだけ上方へ旋回すれば、研削点O1 にあっ
た砥石Tの中心O2 は、同研削点O1 から右側へX=R
(1−cosθ)、上方へZ=Rsinθだけずれる。
このずれは、砥石軸Sの旋回軸線G2 と砥石Tの中心O
2 の間の距離Rが一定であるので、旋回角θが決まれ
ば、一義的に決まる。制御手段Cは、このずれに基づい
て、第1,第2駆動手段K1 ,K2 を制御し、砥石軸S
を左側へX、下方へZだけ移動させて、砥石Tの中心O
2 を研削点O1 上に位置決めする。
【0019】したがって、この発明においては、雌ねじ
のリード角に応じた砥石軸Sの旋回角θを設定するだけ
で、砥石Tの中心O2 を研削点O1 に自動的に位置決め
することができる。
【0020】(2)砥石軸Sの上下,左右方向の移動に
は、例えばリニアガイド機構を使用することができるの
で、砥石軸Sの移動が正確になる。また、砥石軸Sの旋
回にはベアリング支持による旋回軸を使用することがで
きるので、砥石軸Sの旋回角θを正確に出すことができ
る。このため、砥石Tの中心O2 を研削点O1 に正確に
位置決めすることができる。
【0021】
【実施例】以下、この発明の実施例を図2〜図4によっ
て説明する。図2は実施例の正面図、図3は図2のA−
A断面図、図4は図2のB−B断面図である。
【0022】図において、3は、砥石1のクイル2を同
軸につけたビルトインスピンドルで、この発明にいう砥
石軸である。ビルトインスピンドル3は、ブラケット4
にフランジ5で取り付けられており、ブラケット4はテ
ーブル6の下部に取り付けた案内部材7に案内されて、
スピンドル3の軸線G1 (左右)方向に移動可能となっ
ている。ブラケット4は、これに螺入したボールねじ1
0のプーリ11とサーホモータ14のプーリ12に架け
たベルト13を介して同サーボモータ14により駆動さ
れ、テーブル6の所定の位置にボルト8,9で固定され
る。
【0023】テーブル6は、ガイドベース15との間に
介装したボールねじ16に駆動され、かつリニアガイド
機構gに案内されて垂直(上下)方向へ移動可能になっ
ている。上記ボールねじ16は、テーブル6とガイドベ
ース15に取り付けられ、ウォームギア17,18を介
してサーボモータ19で駆動され、ウォームギア17,
18による逆転防止機構によってテーブル6の落下防止
が計られている。
【0024】20はビルトインスピンドル3の旋回軸
で、ガイドベース15に取り付けられ、かつハウジング
21にベアリング22で軸支されている。この旋回軸2
0は、その旋回軸線G2 が工作物の軸線と直行する位置
に設けられている。また、旋回軸20は、シールド板2
3を挟んで同軸上に取り付けた歯車24と歯車25およ
びウォームギア26,27を介してサーボモータ28で
駆動される。これもウォームギア26,27による逆転
防止作用によってスライド側重量による逆転を防ぐよう
になっている。
【0025】さらに、旋回軸20には、これに直結され
た軸29とカップリング30を介してエンコーダ31が
取り付けられ、旋回軸20の旋回角は、このエンコーダ
31により、直接実測される構造となっている。エンコ
ーダ31による測定値は、サーボモータ28にフィード
バックされ、サーボモータ28はその測定値に基づき旋
回角を正確に設定する。すなわち、旋回軸20の駆動系
にまつわるバックラッシュ等の伝達誤差によって旋回角
の設定精度が低下しない構成になっている。ガイドベー
ス15は、旋回終了後、ハウジング21にねじ32,3
3で固定されている。
【0026】34はベッド35の上に取り付けたベー
ス、36はベース34の上に載置した砥石台で、ベース
34の案内部34aにおいて、工作物の軸線と直角の方
向へ摺動可能になっている。
【0027】Aは、図に示すように、砥石1の中心O
2 を工作物の雌ねじの研削点O1 に設定し、かつ軸線G
1 を旋回軸線G2 上にのせて水平位置に保持したビルト
インスピンドル3の、同位置を基準とする上下方向の旋
回角θを、サーボモータ28に設定する旋回角設定手段
である。
【0028】Cは、設定された上記旋回角θを入力し、
これによって決まる砥石1の中心O 2 の研削点O1 から
のずれ、すなわち左右方向のずれX=R(1−cos
θ)と上下方向のずれZ=Rsinθを求め、このずれ
に基づいてサーボモータ14とサーボモータ19を制御
し、砥石1の中心O2 を研削点O1 上に位置決めする制
御手段である。なお、上記Rは、ビルトインスピンドル
3の旋回軸線G2 と砥石1の中心O2 の間の距離であ
る。
【0029】次に作用を説明する。図2のように、旋回
角設定手段Aによってビルトインスピンドル3の旋回角
θを設定すれば、同スピンドル3は旋回軸線G2 を中心
にして角度θだけ旋回して傾斜する。その結果、研削点
1 にあった砥石Tの中心O2 は、同研削点O1 から右
側へX=R(1−cosθ)、上方へZ=Rsinθだ
けずれる。
【0030】制御手段Cは、このずれに基づいて第1,
第2の両駆動手段K1 ,K2 を制御し、ビルトインスピ
ンドル3を、傾斜したままの状態で左側へX、下方へZ
だけ移動させて、砥石1の中心O2 を研削点O1 の上に
位置決めする。
【0031】このように、実施例の研削盤においては、
工作物の雌ねじのリード角に応じたビルトインスピンド
ル3の旋回角θを設定するだけで、砥石1の中心O2
研削点O1 を自動的に位置決めすることができる。
【0032】また、ビルトインスピンドル3の旋回軸2
0はベアリング22に支持されているので、同スピンド
ル3の旋回角θを正確に出すことができる。そして、テ
ーブル6は、リニアガイド機構17に案内され、かつボ
ールねじ16に駆動される構成になっており、ビルトイ
ンスピンドル3もボールねじ10で駆動される構成にな
っているので、同スピンドル3の上下,左右方向の移動
がスムーズで正確となる。このため、砥石1の中心O2
を研削点O1 の上に正確に位置決めすることができる。
【0033】なお、クイル2の長さは、工作物の長さや
研削径に応じて交換するが、このときはブラケット4の
位置を別途動かす必要がある。しかし、このクイル2の
長さも制御手段Cにインプットすることで、先の左右,
上下移動量にこの長さを加減することによって、この装
置全体の自動セットが可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、請求項1に記載の構成としたので、砥石の中心を雌
ねじの研削点に、正確かつ自動的に、位置決めできると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の基本構成図
【図2】 実施例の正面図
【図3】 図2のA−A断面図
【図4】 図2のB−B断面図
【図5】 従来例の一部縦断正面図
【符号の説明】
S 砥石軸 T 砥石 G1 砥石軸Sの軸線 G2 砥石軸Sの旋回軸線 K1 第1駆動手段 K2 第2駆動手段 K3 第3駆動手段 O1 研削点 O2 砥石Tの中心 A 旋回角設定手段 C 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23G 1/38 B24B 47/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砥石軸の先端に取り付けた砥石で工作物
    の雌ねじを研削するさいに、あらかじめ定めた角度だけ
    砥石軸を上下方向に所要角度旋回させてから砥石を研削
    点にもってくる、研削盤における砥石軸の位置決め装置
    であって、前記砥石軸をその軸線(左右)方向へ移動さ
    せる第1駆動手段と、砥石軸をその軸線の垂直(上下)
    方向へ移動させる第2駆動手段と、砥石軸をその軸線と
    直交する水平(前後)方向の旋回軸線を中心として上下
    方向へ旋回させる第3駆動手段と、砥石の中心を雌ねじ
    の研削点に設定し、かつ軸線を前記旋回軸線上にのせて
    水平位置に保持した砥石軸の、同位置を基準とする上下
    方向の旋回角を、前記第3駆動手段に設定する旋回角設
    定手段と、旋回角設定手段で設定された旋回角を入力
    し、これによって決まる砥石の中心の研削点からのずれ
    を求め、このずれを第1駆動手段と第2駆動手段の制御
    によって補正する制御手段とを備えていることを特徴と
    する研削盤における砥石軸の位置決め装置。
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