JP3686450B2 - 軸付きロータ加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はハードディスクドライブ(ＨＤＤ)，レーザプリンタ等の精密機器に用いられる軸付きロータの加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、精密機器の高性能化と共に、性能に大きく影響を与える回転体加工面の直角度，同軸度に対して優れた加工精度で加工が可能な軸付きロータ加工装置が必要とされている。
【０００３】
図４は従来における被加工物である軸付きロータ加工装置の要部構成例図である。図４に示すように、チャック20でもって被加工物である軸付きロータ(以下、ワークという)21の軸端部21aを固定し、ワーク21を矢印方向に回転させながら、加工工具であるバイト23によって切削加工を行い、さらに必要に応じて回転させた加工工具である砥石24により研削加工して、ワーク21を加工，仕上げるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ワーク21をチャック20で加工する際に、チャック20に異物22を噛み込むと、実線図示から破線図示のようにワーク21が傾いた状態で加工され、加工面の精度が悪くなり、従来の軸付きロータ加工装置で仕上げたワークを精密機器に組み込んだ際、組み込まれた機器の性能の不良をもたらす場合があるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、必要な加工精度にワークを仕上げることが可能な軸付きロータ加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、被加工物である軸付きロータ（ワーク）を固定するチャックと、前記チャックに回転力を与える回転駆動手段と、前記チャックを軸受を介して回転自在に支承し、かつ前記チャックと一体に揺動する保持基台と、前記チャックで固定した軸付きロータの振れ量を検出する少なくとも１つの振れ検出センサと、前記振れ検出センサで検出された前記振れ量に基づいて振れ補正量を計算する演算手段と、前記振れ補正量に基づいて前記保持基台を揺動させるための揺動駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、被加工物である軸付きロータ(ワーク)と加工工具間の相対位置を軸付きロータの回転に同期して補正する手段を有する。
【０００８】
【作用】
本発明によれば、チャックで固定したワークの少なくとも１箇所の振れ量を振れ検出センサで検出する。この検出センサの検出信号からワークの傾きを補正するための振れ補正量の計算を演算手段(コンピュータ)で行う。次に揺動駆動手段によって、チャックを支承する保持基台を前記演算手段からの振れ補正量分だけ揺動させ、ワークの振れをなくすことにより、ワークを精度良く加工することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の各実施例について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【００１１】
図１において、１は保持基台11を振れ補正量分だけ揺動させる圧電素子（揺動駆動手段）、２はワーク４の振れ量を最低２箇所で検出する少なくとも１つの振れ検出センサ、３はワーク４の軸端部４aを固定するチャック、５は前記チャック３に自在継手８を介して回転力を伝達するための回転駆動手段としてのパルスモータ、６および７はワーク４の振れ量を検出する際の計測開始位置決め機構としての遮光板およびフォトセンサである。
【００１２】
９は前記チャック３を回転自在に支承する軸受、10は前記軸受９に予圧を与えるための軸受予圧手段としての軸受予圧装置、11は前記チャック３と一体となった保持基台、12は前記圧電素子１を固定するベース、13はコンピュータ14からの振れ補正量に基づいて前記圧電素子１を振動させる圧電素子駆動回路、前記コンピュータ14は前記振れ検出センサ２からの検出信号に基づきワーク４の振れ量から振れ補正量計算を行い、その振れ補正量出力を前記圧電素子駆動回路13に出力する演算手段である。また、15はワーク４を切削加工するバイト、16はワーク４を研磨加工する砥石であり、回転可能になっている。
【００１３】
以上のように構成された本実施例の動作を説明する。まず、チャック３にワーク４の軸端部４aを固定した後、パルスモータ５を起動し、バイト15または砥石16で切削加工または研磨加工を行うが、この加工前にワークの直角度，同軸度の仕上げを行う。
【００１４】
即ち、パルスモータ５を回転したときのワーク４の振れ量を振れ検出センサ２でもって最低２箇所で検出し、コンピュータ14へ検出信号を入力する。また、遮光板６およびフォトセンサ７により、ワーク４の振れ量を検出する際の計測開始位置決めの検出信号を前記コンピュータ14へ入力する。
【００１５】
コンピュータ14は振れ検出センサ２で検出された振れ量を用いて振れ補正量の計算を行う。そして、この振れ量を圧電素子駆動回路13に出力して振れ補正量分だけ圧電素子１を駆動し、この圧電素子１によって保持基台11を揺動させる。
【００１６】
このようにチャック３で固定したワーク４の振れ量検出ａ，振れ補正量計算ｂおよび圧電素子駆動ｃの各動作を少なくとも１回行うことにより、チャック３に異物が噛み込んだりして、チャック３に固定されたワーク４が傾いても、振れ補正量分だけチャック３と一体となった保持基台11を圧電素子１により揺動させることにより、ワーク４の傾きをなくすことができ、ワーク加工面の直角度および同軸度を精度良く仕上げることができる。
【００１７】
このようにして設定されたワーク４はバイト15や砥石16で加工することとなるが、更にワーク加工面の直角度，同軸度の精度を向上するには、前記ワーク４の振れ量検出ａ，振れ補正量計算ｂおよび圧電素子駆動ｃの動作を複数回繰り返すことで、所定の精度を得ることができる。
【００１８】
図２は本発明の第２の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図を示し、前記第１の実施例(図１)と同じ構成部材には同じ符号を示し、その説明を省略する。
【００１９】
ここで、前記第１の実施例と異なるのは、駆動量検出センサ17を、圧電素子１の設定位置と対応する位置に保持基台11へ対接して取付けた点である。
【００２０】
上記のように構成された軸付きロータ加工装置の動作において、第１の実施例と異なる動作は、圧電素子１により振れ補正量分だけ保持基台11を揺動させる際に、実際の圧電素子１の駆動量を駆動量検出センサ17により検出し、その値をコンピュータ14にフィードバックして、コンピュータ14により振れ補正量計算で求めた補正量となるようにするように圧電素子駆動回路13に伝える。
【００２１】
このように、第２実施例の動作を少なくとも１回行うことにより、ワーク加工面の直角度，同軸度を第１の実施例よりも更に高精度に仕上げることができる。
【００２２】
図３は本発明の第３の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図を示し、前記第１および第２の実施例(図１および図２)と同じ構成部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
ここで、前記第１および第２の実施例と異なるのは、バイト15または砥石16といった加工工具を駆動させるための相対位置補正駆動回路18と相対位置補正駆動手段19を付加した点である。
【００２４】
このように構成された軸付きロータ加工装置の動作において、前記第１および第２の実施例の動作と異なる動作は、振れ検出センサ２により検出された振れ量を用いてコンピュータ14により振れ補正量計算を行う際に、ワーク４とバイト15または砥石16といった加工工具との相対位置に関する補正量も計算で求める。そして、この相対位置補正量を相対位置補正駆動回路18を通してバイト15または砥石16といった加工工具を駆動させる相対位置補正駆動手段(例えば、圧電素子，ＸＹステージ等)19に伝え、ワークと加工工具の相対位置関係が常に一定となるようにする。
【００２５】
以上のように、各実施例はチャック３に異物が噛み込んだりしてチャック３に固定されたワーク４が傾いても、振れ補正量分だけチャック３と一体となった保持基台11を圧電素子１により揺動させることにより、ワーク４の傾きをなくし、かつワーク４とバイト15や砥石16等の加工工具との相対位置関係を常に一定にすることにより、ワーク加工面の直角度および同軸度を精度良く仕上げることができる。
【００２６】
なお、本発明の各実施例において駆動手段としてパルスモータを用いたが、パルスモータ以外の、例えば、ＤＣサーボモータとエンコーダの組み合わせを用いても良いことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸付きロータ加工装置は、チャックに固定されたワークの振れ量を振れ量検出センサで検出し、演算手段としてのコンピュータによって振れ補正量の計算を行い、その補正量を揺動駆動手段としての圧電素子に伝えて、チャックを支承する保持基台を揺動させることによりワークの振れを少なくして、ワークを精度良く加工することができるものである。
【００２８】
また、揺動駆動手段としての圧電素子に伝えられる補正量を駆動量検出センサで検出し、コンピュータにフィードバックして、コンピュータにより振れ補正量計算で求めた補正量とするので、ワークをさらに精度良く加工できるものである。
【００２９】
更に、バイトや砥石等の加工工具とワークの相対位置に関する補正量も、前記コンピュータで求め、相対位置関係が常に一定となるようにして、相対位置関係が常に一定となるようにして、ワークを精度良く加工できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図４】従来の軸付きロータ加工装置の一実施例における構成図である。
【符号の説明】
１…圧電素子、 ２…振れ検出センサ、 ３…チャック、 ４…ワーク、 ５…パルスモータ、 ６…遮光板、 ７…フォトセンサ、 ８…自在継手、 ９…軸受、 10…軸受予圧装置、 11…保持基台、 12…ベース、 13…圧電素子駆動回路、 14…コンピュータ、 15…バイト、 16…砥石、 17…駆動量検出センサ、 18…相対位置補正駆動回路、 19…相対位置補正駆動手段。
【産業上の利用分野】
本発明はハードディスクドライブ(ＨＤＤ)，レーザプリンタ等の精密機器に用いられる軸付きロータの加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、精密機器の高性能化と共に、性能に大きく影響を与える回転体加工面の直角度，同軸度に対して優れた加工精度で加工が可能な軸付きロータ加工装置が必要とされている。
【０００３】
図４は従来における被加工物である軸付きロータ加工装置の要部構成例図である。図４に示すように、チャック20でもって被加工物である軸付きロータ(以下、ワークという)21の軸端部21aを固定し、ワーク21を矢印方向に回転させながら、加工工具であるバイト23によって切削加工を行い、さらに必要に応じて回転させた加工工具である砥石24により研削加工して、ワーク21を加工，仕上げるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ワーク21をチャック20で加工する際に、チャック20に異物22を噛み込むと、実線図示から破線図示のようにワーク21が傾いた状態で加工され、加工面の精度が悪くなり、従来の軸付きロータ加工装置で仕上げたワークを精密機器に組み込んだ際、組み込まれた機器の性能の不良をもたらす場合があるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、必要な加工精度にワークを仕上げることが可能な軸付きロータ加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、被加工物である軸付きロータ（ワーク）を固定するチャックと、前記チャックに回転力を与える回転駆動手段と、前記チャックを軸受を介して回転自在に支承し、かつ前記チャックと一体に揺動する保持基台と、前記チャックで固定した軸付きロータの振れ量を検出する少なくとも１つの振れ検出センサと、前記振れ検出センサで検出された前記振れ量に基づいて振れ補正量を計算する演算手段と、前記振れ補正量に基づいて前記保持基台を揺動させるための揺動駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、被加工物である軸付きロータ(ワーク)と加工工具間の相対位置を軸付きロータの回転に同期して補正する手段を有する。
【０００８】
【作用】
本発明によれば、チャックで固定したワークの少なくとも１箇所の振れ量を振れ検出センサで検出する。この検出センサの検出信号からワークの傾きを補正するための振れ補正量の計算を演算手段(コンピュータ)で行う。次に揺動駆動手段によって、チャックを支承する保持基台を前記演算手段からの振れ補正量分だけ揺動させ、ワークの振れをなくすことにより、ワークを精度良く加工することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の各実施例について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【００１１】
図１において、１は保持基台11を振れ補正量分だけ揺動させる圧電素子（揺動駆動手段）、２はワーク４の振れ量を最低２箇所で検出する少なくとも１つの振れ検出センサ、３はワーク４の軸端部４aを固定するチャック、５は前記チャック３に自在継手８を介して回転力を伝達するための回転駆動手段としてのパルスモータ、６および７はワーク４の振れ量を検出する際の計測開始位置決め機構としての遮光板およびフォトセンサである。
【００１２】
９は前記チャック３を回転自在に支承する軸受、10は前記軸受９に予圧を与えるための軸受予圧手段としての軸受予圧装置、11は前記チャック３と一体となった保持基台、12は前記圧電素子１を固定するベース、13はコンピュータ14からの振れ補正量に基づいて前記圧電素子１を振動させる圧電素子駆動回路、前記コンピュータ14は前記振れ検出センサ２からの検出信号に基づきワーク４の振れ量から振れ補正量計算を行い、その振れ補正量出力を前記圧電素子駆動回路13に出力する演算手段である。また、15はワーク４を切削加工するバイト、16はワーク４を研磨加工する砥石であり、回転可能になっている。
【００１３】
以上のように構成された本実施例の動作を説明する。まず、チャック３にワーク４の軸端部４aを固定した後、パルスモータ５を起動し、バイト15または砥石16で切削加工または研磨加工を行うが、この加工前にワークの直角度，同軸度の仕上げを行う。
【００１４】
即ち、パルスモータ５を回転したときのワーク４の振れ量を振れ検出センサ２でもって最低２箇所で検出し、コンピュータ14へ検出信号を入力する。また、遮光板６およびフォトセンサ７により、ワーク４の振れ量を検出する際の計測開始位置決めの検出信号を前記コンピュータ14へ入力する。
【００１５】
コンピュータ14は振れ検出センサ２で検出された振れ量を用いて振れ補正量の計算を行う。そして、この振れ量を圧電素子駆動回路13に出力して振れ補正量分だけ圧電素子１を駆動し、この圧電素子１によって保持基台11を揺動させる。
【００１６】
このようにチャック３で固定したワーク４の振れ量検出ａ，振れ補正量計算ｂおよび圧電素子駆動ｃの各動作を少なくとも１回行うことにより、チャック３に異物が噛み込んだりして、チャック３に固定されたワーク４が傾いても、振れ補正量分だけチャック３と一体となった保持基台11を圧電素子１により揺動させることにより、ワーク４の傾きをなくすことができ、ワーク加工面の直角度および同軸度を精度良く仕上げることができる。
【００１７】
このようにして設定されたワーク４はバイト15や砥石16で加工することとなるが、更にワーク加工面の直角度，同軸度の精度を向上するには、前記ワーク４の振れ量検出ａ，振れ補正量計算ｂおよび圧電素子駆動ｃの動作を複数回繰り返すことで、所定の精度を得ることができる。
【００１８】
図２は本発明の第２の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図を示し、前記第１の実施例(図１)と同じ構成部材には同じ符号を示し、その説明を省略する。
【００１９】
ここで、前記第１の実施例と異なるのは、駆動量検出センサ17を、圧電素子１の設定位置と対応する位置に保持基台11へ対接して取付けた点である。
【００２０】
上記のように構成された軸付きロータ加工装置の動作において、第１の実施例と異なる動作は、圧電素子１により振れ補正量分だけ保持基台11を揺動させる際に、実際の圧電素子１の駆動量を駆動量検出センサ17により検出し、その値をコンピュータ14にフィードバックして、コンピュータ14により振れ補正量計算で求めた補正量となるようにするように圧電素子駆動回路13に伝える。
【００２１】
このように、第２実施例の動作を少なくとも１回行うことにより、ワーク加工面の直角度，同軸度を第１の実施例よりも更に高精度に仕上げることができる。
【００２２】
図３は本発明の第３の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図を示し、前記第１および第２の実施例(図１および図２)と同じ構成部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
ここで、前記第１および第２の実施例と異なるのは、バイト15または砥石16といった加工工具を駆動させるための相対位置補正駆動回路18と相対位置補正駆動手段19を付加した点である。
【００２４】
このように構成された軸付きロータ加工装置の動作において、前記第１および第２の実施例の動作と異なる動作は、振れ検出センサ２により検出された振れ量を用いてコンピュータ14により振れ補正量計算を行う際に、ワーク４とバイト15または砥石16といった加工工具との相対位置に関する補正量も計算で求める。そして、この相対位置補正量を相対位置補正駆動回路18を通してバイト15または砥石16といった加工工具を駆動させる相対位置補正駆動手段(例えば、圧電素子，ＸＹステージ等)19に伝え、ワークと加工工具の相対位置関係が常に一定となるようにする。
【００２５】
以上のように、各実施例はチャック３に異物が噛み込んだりしてチャック３に固定されたワーク４が傾いても、振れ補正量分だけチャック３と一体となった保持基台11を圧電素子１により揺動させることにより、ワーク４の傾きをなくし、かつワーク４とバイト15や砥石16等の加工工具との相対位置関係を常に一定にすることにより、ワーク加工面の直角度および同軸度を精度良く仕上げることができる。
【００２６】
なお、本発明の各実施例において駆動手段としてパルスモータを用いたが、パルスモータ以外の、例えば、ＤＣサーボモータとエンコーダの組み合わせを用いても良いことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸付きロータ加工装置は、チャックに固定されたワークの振れ量を振れ量検出センサで検出し、演算手段としてのコンピュータによって振れ補正量の計算を行い、その補正量を揺動駆動手段としての圧電素子に伝えて、チャックを支承する保持基台を揺動させることによりワークの振れを少なくして、ワークを精度良く加工することができるものである。
【００２８】
また、揺動駆動手段としての圧電素子に伝えられる補正量を駆動量検出センサで検出し、コンピュータにフィードバックして、コンピュータにより振れ補正量計算で求めた補正量とするので、ワークをさらに精度良く加工できるものである。
【００２９】
更に、バイトや砥石等の加工工具とワークの相対位置に関する補正量も、前記コンピュータで求め、相対位置関係が常に一定となるようにして、相対位置関係が常に一定となるようにして、ワークを精度良く加工できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例における軸付きロータ加工装置の構成図である。
【図４】従来の軸付きロータ加工装置の一実施例における構成図である。
【符号の説明】
１…圧電素子、 ２…振れ検出センサ、 ３…チャック、 ４…ワーク、 ５…パルスモータ、 ６…遮光板、 ７…フォトセンサ、 ８…自在継手、 ９…軸受、 10…軸受予圧装置、 11…保持基台、 12…ベース、 13…圧電素子駆動回路、 14…コンピュータ、 15…バイト、 16…砥石、 17…駆動量検出センサ、 18…相対位置補正駆動回路、 19…相対位置補正駆動手段。
Claims (7)
- 被加工物である軸付きロータを固定するチャックと、前記チャックに回転力を与える回転駆動手段と、前記チャックを軸受を介して回転自在に支承し、かつ前記チャックと一体に揺動する保持基台と、前記チャックで固定した軸付きロータの振れ量を検出する少なくとも１つの振れ検出センサと、前記振れ検出センサで検出された前記振れ量に基づいて振れ補正量を計算する演算手段と、前記振れ補正量に基づいて前記保持基台を揺動させるための揺動駆動手段とを備えたことを特徴とする軸付きロータ加工装置。
- 前記揺動駆動手段の駆動量を計測する駆動量検出センサを備えたことを特徴とする請求項１記載の軸付きロータ加工装置。
- 前記振れ量の検出と、前記振れ補正量の計算と、前記揺動駆動手段の駆動とを複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項１または２記載の軸付きロータ加工装置。
- 被加工物である軸付きロータを固定するチャックと、前記チャックに回転力を与える回転駆動手段と、前記チャックを軸受を介して回転自在に支承し、かつ前記チャックと一体に揺動する保持基台と、前記チャックで固定した軸付きロータの振れ量を検出する少なくとも１つの振れ検出センサと、前記振れ検出センサで検出された前記振れ量に基づいて振れ補正量を計算する演算手段と、前記振れ補正量に基づいて前記保持基台を揺動させるための揺動駆動手段と、前記軸付きロータと加工工具間の相対位置を前記軸付きロータの回転に同期して補正する手段とを備えたことを特徴とする軸付きロータ加工装置。
- 前記揺動駆動手段の駆動量を計測する駆動量検出センサを備えたことを特徴とする請求項４記載の軸付きロータ加工装置。
- 前記振れ量の検出と、前記振れ補正量の計算と、前記揺動駆動手段の駆動とを複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項４または５記載の軸付きロータ加工装置。
- 前記揺動駆動手段として、圧電素子を用いることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の軸付きロータ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10650995A JP3686450B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 軸付きロータ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10650995A JP3686450B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 軸付きロータ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08300240A JPH08300240A (ja) | 1996-11-19 |
| JP3686450B2 true JP3686450B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=14435405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10650995A Expired - Fee Related JP3686450B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 軸付きロータ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3686450B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111050998A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-04-21 | 西铁城时计株式会社 | 异常检测装置及具备异常检测装置的机床 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004042A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Nsk Ltd | スピンドル装置及びその回転軸の振れを補正する方法 |
| JP2007198944A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 振れ測定装置および振れ測定方法 |
| EP3954481B1 (en) * | 2019-04-11 | 2023-09-13 | Citizen Watch Co., Ltd. | Machine tool and detecting method |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10650995A patent/JP3686450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111050998A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-04-21 | 西铁城时计株式会社 | 异常检测装置及具备异常检测装置的机床 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08300240A (ja) | 1996-11-19 |
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