JP3589272B2

JP3589272B2 - クランク軸加工機の定寸装置

Info

Publication number: JP3589272B2
Application number: JP11417197A
Authority: JP
Inventors: 久修小林
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: JPH10291158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クランク軸のクランクピンのように偏心して公転する加工部分を加工する加工機、例えばクランク軸研削盤の定寸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤や研削盤のような工作機械の定寸装置は、加工中の工作物の加工箇所の外周面に接触子を直接又は間接に接触させて工作物の外径を測定し、その測定値が所定値に達したとき定寸信号を発生するものである。
【０００３】
従来の技術における普通の工作機械の定寸装置は、通常の丸削りや円筒研削においては、加工箇所の中心を回転中心にして工作物を回転しながら、所定位置に設置された定寸装置の接触子を工作物の外周面に接触させて、加工の進行に伴って直径が減少する工作物の外周面に追随させて、工作物の直径を逐次測定するのである。
又、上記の固定軸線回りに回転する加工面に対する定寸装置とは異なり、クランク軸のクランクピンのように偏心回転する部分の加工における従来の技術における定寸装置には、例えば特開昭６１−１９５６７号公報に記載されたものがある。
【０００４】
その定寸装置においては、図３に示すように、クランク軸の回転軸線と平行な回転軸線回りに揺動可能に保持要素２０に設けられた油圧シリンダ２１のピストン棒２２の先端に測定ヘッド２３と測定エッジ２４が取り付けられ、測定エッジ２４５は、油圧シリンダ２１のばね力によるピストン棒２２の突出でクランクピン２５の外周面に係合して、研削加工中のクランクピン２５の径を測定検出するのであるが、クランクピン２５の偏心回転に応じて、クランクピン２５から測定エッジ２４を介して油圧シリンダ２１の揺動が与えられるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術における普通の工作機械の定寸装置は、クランク軸のクランクピンを研削する研削盤のように、研削されるのが偏心回転する部分である場合には、適用し難い。
又、特開昭６１−１９５６７号公報に記載されたもののような定寸装置は、次のような問題がある。
【０００６】
（１）定寸装置自体がクランクピンの偏心運動に基づく軸心の移動力によって揺動変位するので、定寸装置の測定エッジに対して余分な力が働くことにもなり、正確な測定ができない。
（２）クランクピン外周面に対する定寸装置自体の揺動により測定エッジの接触位置が変わるため正確な測定ができない。
【０００７】
（３）測定エッジ及びその前進後退用の油圧シリンダを備えた定寸装置がクランクピンの偏心運動に応じた揺動に必要な支持構造と共にクランクピンの近傍に設けられ、測定スペースの邪魔になり、小さな径の測定ができない。
この発明は、そのような問題を解決したクランク軸研削盤のような加工機の定寸装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明のクランク軸加工機の定寸装置は、クランク軸のクランクピンに対向した位置で前進後退するよう移動される支持台、該支持台においてクランク軸の回転軸線であるジャーナル部の軸線に垂直に平面上でそのままの姿勢で二次元変位可能に設けられ、クランクピンの加工位置の外周面を挟んで直径を検出する検出部及び公転するクランクピンと同期した同径の公転を前記検出部にさせる公転駆動手段から構成され、公転駆動手段としては、例えば、ジャーナル部の軸線と平行な回転軸線回りにクランク軸と同期して回転する回転体に偏心して設けられ、且つ前記検出部に係合された偏心部がある。
【０００９】
上記のクランク軸加工機において、工作主軸に支持されたクランク軸は、加工すべきクランクピンが加工工具に対向するように位置決めされる。
そして、定寸装置の支持台がクランク軸のクランクピンに向って前進する。即ち、検出手段は、前進させられて加工すべきクランクピンに係合する。
【００１０】
クランク軸のジャーナル部の回転、即ちクランクピンの公転に同期して、回転体の回転、即ち偏心部の公転が行われ、検出手段とクランクピンとの係合が保たれる。
そのような状態での加工が進み、検出手段がクランクピンの減小する径を検出してクランクピンの径が所定値に達すると、検出手段からの検出信号により加工が停止され、支持台が原位置に後退し、検出手段は後退させられてクランクピンから離れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態におけるクランク軸加工機としてクランク軸研削盤を例示し、その定寸装置を図面に従って説明する。なお、以下の説明における上下左右は図１における方向である。
図１に示すように、クランク軸研削盤において、ベッド１上には、テーブル２が図１の紙面に垂直方向に送り移動されるように設けられ、テーブル２上に設けられた工作主軸台の工作主軸にジャーナル部Ｊが支持された図１の紙面に垂直方向のクランク軸Ｓは、軸線Ｏ１回りに回転駆動されるようになっている。
【００１２】
他方、クランク軸Ｓに対向する砥石車３の砥石軸は軸線Ｏ１と平行に砥石台４に設けられ、砥石台４はベッド１上を数値制御装置１６の制御によって、テーブル２に対して前進後退（図１の左右方向）するように設けられている。
研削すべきクランクピンＰが砥石車３の砥石面に対向するようにテーブル２が送り位置決めされ、クランク軸Ｓがジャーナル部の軸線Ｏ１回りに回転駆動されると、クランクピンＰは軸線Ｏ１回りに公転する。
【００１３】
そして、砥石台４を前進させて砥石車３の砥石面をクランクピンＰの外周面に当接させて研削を行うのであるが、その際、公転するクランクピンＰの外周面に接した砥石車３の砥石面がクランクピンＰの外周面の公転における左右方向の変位に応じて左右方向に変位するように、砥石台４は数値制御装置１６に制御されて前進後退されるのである。
【００１４】
上記のようなクランク軸研削盤に設けられた定寸装置は、次のように構成されている。
ベッド１上には、支持台１０がテーブル２を間にして砥石台４と対向して回転軸線Ｏ１に垂直に移動自在に設けられ、進退用アクチュエータに結合されている。例えば油圧シリンダ１１のピストン棒１１ａ，１１ａの先端に結合された支持台１０は、油圧シリンダ１１の作動により前進後退し、クランク軸Ｓに対し接近・離隔するようになっている。
【００１５】
支持台１０には、支持台１０の前進後退方向（図１の左右方向）に２本平行な水平案内棒１２，１２が架設され、水平案内棒１２，１２には水平滑動ブロック１３が滑動自在に取り付けられている。そして水平滑動ブロック１３には更に２本平行な竪案内棒１４，１４が立設され、竪案内棒１４，１４には上下滑動ブロック１５が滑動自在に取り付けられている。
【００１６】
更に、支持台１０には、水平案内棒１２・竪案内棒１４がなす平面と平行な取付壁部１０ａが水平案内棒１２・竪案内棒１４に隣接して（図１の紙面奥側）形成され、取付壁部１０ａの外側面（水平案内棒１２・竪案内棒１４と反対側面）には、数値制御装置１６で工作主軸におけるクランク軸Ｓの回転と同期回転するように制御されるサーボモータ１７が取り付けられ、サーボモータ１７の出力軸１７ａは、取付壁部１０ａの内側面（水平案内棒１２・竪案内棒１４と同側面）に突出し、先端には水平案内棒１２・竪案内棒１４に隣接して回転円盤１８が取り付けられている。
【００１７】
即ち、回転円盤１８は水平案内棒１２・竪案内棒１４がなす平面と平行である。そして回転円盤１８には、半径方向に伸びる長孔１８ａが形成され、この長孔１８ａに偏心位置調節可能にボルトにより固定された偏心ピン１９がボルトにより固定されている。偏心ピン１９は、上下滑動ブロック１５に回転自在に結合されている。
【００１８】
従って、サーボモータ１７が回転円盤１８を回転駆動すると、上下滑動ブロック１５は、その自体の竪案内棒１４における上下滑動及び水平滑動ブロック１３の平案内棒１２における左右滑動を伴って、そのままの姿勢で偏心ピン１９と同じ円運動を行うようになっている。その円運動は、クランク軸Ｓのジャーナル部の軸線Ｏ１回りの回転におけるクランクピンＰの軸線Ｏ１回りの円運動と同径である。
【００１９】
上下滑動ブロック１５には、公転するクランクピンＰの外周面を砥石車３による研削箇所を間にして上下から挟んで接触され得る接触子２０及び接触子２０の変位を検知し、検出信号を出力するセンサ２１が設けられ、接触子２０は砥石車３と対向した位置にある。センサ２１は、数値制御装置１６に検出信号を入力するように接続されている。
【００２０】
上記のクランク軸研削盤の定寸装置の作用について説明する。
クランク軸研削盤において、工作主軸に支持されたクランク軸Ｓの研削すべきクランクピンＰが砥石車３の砥石面に対向するようにテーブル２が送り位置決めされる。
【００２１】
そして、定寸装置の油圧シリンダ１１の作動によるピストン棒１１ａ，１１ａの突出で、支持台１が前進（右行）する。即ち、接触子２０は、前進させられて研削すべきクランクピンＰに係合する。その際、工作主軸の回転により回転されるクランク軸Ｓの研削すべきクランクピンＰの回転位相とサーボモータ１７により回転される回転円盤１８の偏心ピン１９の回転位相とは、一致させる。それにより接触子２０はクランクピンＰの外周面を上下から挟むように係合する。
【００２２】
又、その状態のクランクピンＰに回転する砥石車３の砥石面が接触するように砥石台４は前進し、研削が開始するのであるが、その研削開始時に工作主軸におけるクランク軸Ｓの回転が開始され、クランク軸Ｓの回転、即ちクランクピンＰの公転に同期して、砥石台４の前進後退が行われ、砥石車３の砥石面とクランクピンＰの外周面との研削接触状態が保たれる。それと同様にクランクピンＰの公転に同期して、回転円盤１８、即ち偏心ピン１９の公転が行われ、接触子２０とクランクピンＰとの係合が保たれる。
【００２３】
そのような状態での公転と共に自転するクランクピンＰに対しての研削が進み、クランクピンＰの径が減小するのに追随する接触子２０の変位位置が所定値に達すると、即ちクランクピンＰの径が所定値に達すると、センサ２１が定寸検出信号を制御装置１６に入力し、砥石台４は前進は停止され、更に、砥石台４は原位置に後退させられる。そして、工作主軸の回転及び回転円盤１８の回転が停止されると共に、油圧シリンダ１１の作動によるピストン棒１１ａ，１１ａの退縮で、支持台１が原位置に後退（左行）する。即ち、接触子２０は、後退させられてクランクピンＰから離れる。
そして、上記の作用が繰り返されて、次のクランクピンＰが研削される。
上記の各部の作動は、数値制御装置１６の制御のもとで行われる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明のクランク軸加工機の定寸装置は、請求項１及び請求項２の構成においては、検出手段は、クランクピン自体の偏心運動とは力の伝達なく同期して偏心運動を行う。従って、検出手段に負荷が加わらないし、更に、クランクピン外周面に対する検出手段の接触位置が変わらないので、測定検出が正確である。
又、同じく請求項２の構成においては、クランクピンの偏心運動に応じた検出手段の偏心運動手段は簡単で小型化が可能であり加工部分と干渉しないので、小径の加工測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態におけるクランク軸加工機の定寸装置の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態におけるクランク軸加工機の定寸装置の平面図である。
【図３】従来の技術におけるクランク軸加工機の定寸装置の側面図である。
【符号の説明】
１ベッド
２テーブル
３砥石車
４砥石台
１０支持台
１０ａ取付壁部
１１油圧シリンダ
１１ａピストン棒
１２水平案内棒
１３水平滑動ブロック
１４竪案内棒
１５上下滑動ブロック
１６数値制御装置
１７サーボモータ
１７ａ出力軸
１８回転円盤
１９偏心ピン
２０接触子
２１センサ
Ｓクランク軸
Ｐクランクピン
Ｊジャーナル部

Claims

クランク軸の回転軸線であるジャーナル部の軸線に垂直な平面上でそのままの姿勢で二次元変位可能に設けられ、クランクピンの加工位置の外周面を挟んで直径を検出する検出部及びクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線回りにクランク軸と同期して回転する回転体に偏心して設けられ、且つ前記検出部に係合された偏心部を具備する公転駆動手段から構成されたクランク軸加工機の定寸装置。
クランク軸の回転軸線であるジャーナル部の軸線に垂直な平面上でそのままの姿勢で二次元変位可能に設けられ、クランクピンの加工位置の外周面を挟んで直径を検出する検出部、クランク軸の回転軸線と平行な回転軸線回りにクランク軸と同期して回転する回転体に偏心して設けられ、且つ前記検出部に係合された偏心部を具備する公転駆動手段並びにクランク軸のクランクピンに対向した位置で検出部及び公転駆動手段を前進後退させる移動手段から構成されたクランク軸加工機の定寸装置。