JP4078909B2 - 超仕上げ装置 - Google Patents
超仕上げ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4078909B2 JP4078909B2 JP2002215226A JP2002215226A JP4078909B2 JP 4078909 B2 JP4078909 B2 JP 4078909B2 JP 2002215226 A JP2002215226 A JP 2002215226A JP 2002215226 A JP2002215226 A JP 2002215226A JP 4078909 B2 JP4078909 B2 JP 4078909B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swing
- servo motor
- superfinishing
- oscillation
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、軸受軌道の超仕上げ加工を行う超仕上げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の超仕上げ装置としては、図６に示すように、モータ１０１の回転がベルト１０２で伝達される中間軸１０３の偏芯ピン１０５にクランク１０６で連結した砥石軸１０７を備えたものがある。この超仕上げ装置は、偏芯ピン１０５とクランク１０６で、モータ１０１の回転を、砥石軸１０７の往復揺動運動に換え、砥石軸１０７の先端アーム１０８に取り付けた砥石１１０で、ワークとしての内輪１１１の外周面の軸受軌道の超仕上げを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の超仕上げ装置では、次の（１）,（２）,（３）の問題がある。すなわち、（１）クランクによる振動が大きく、高速揺動化が困難である。（２）揺動角を変えるには、中間軸の偏芯量を変える必要がある。（３）揺動の振り分け(揺動基準角)を調整するには、クランク長さを調整しなければならない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、高速揺動化が容易で、揺動角および揺動の基準角を加工中でも容易に変更可能な超仕上げ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の超仕上げ装置は、
砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸と一体に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備えており、
上記サーボモータが上記揺動軸を直接揺動させ、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴としている。
【０００６】
請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、上記エンコーダとが、サーボモータを構成し、このサーボモータは、揺動軸を直接揺動させることができる。したがって、従来のクランクを有する超仕上げ装置と比べてクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記サーボモータのサーボモータステータによって揺動軸を駆動するので、動作中でも上記揺動軸の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記サーボモータのエンコーダは、揺動軸の回転角を表す信号を上記制御手段に出力するので、上記制御手段は、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【０００８】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ、サーボモータステータおよびエンコーダ)を、揺動軸に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【０００９】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段が、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータのサーボステータに出力して、上記サーボモータが、振幅が大きくて振動数が小さい上記第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな上記第２の揺動とを重ね合わせた揺動を、上記揺動軸にさせる。したがって、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整することによって、研磨面の幅全体を往復運動する１種類の揺動のみを使用した場合と比較して、研磨面を速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
【００１１】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整した上で、更に、研磨面の研磨しにくい部分に対応する上記第１の揺動の位相角で、上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方を大きくすることができる。したがって、研磨面の研磨しにくい部分の研磨を速く行うことができるので、研磨面をいっそう速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。
【００１２】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置は、請求項１に記載の超仕上げ装置において、
上記砥石をワークに調整可能に押圧する加圧手段を備え、
上記制御手段は、上記加圧手段の加圧力を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記加圧手段に出力すると共に、上記第１の揺動の振動数、上記第２の揺動の振動数および上記第２の揺動の振幅を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記サーボモータステータに出力することを特徴としている。
【００１３】
尚、この明細書では、第２の揺動の振動数および上記第２の揺動の振幅を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させるという表現は、第２の揺動が連続的に減衰して超仕上げの最中に第２の揺動がなくなる場合も含むものとする。また、上記砥石をワークに調整可能に押圧する加圧手段とは、相対的に押圧することを意味し、ワークを砥石に調整可能に押圧しても良いことは勿論である。
【００１４】
請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段によって、上記加圧手段が上記砥石を上記ワークに調整可能に押圧するときの加圧力を、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができると共に、上記揺動軸の上記第１の揺動の振動数を、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができ、かつ、上記第２の揺動の振動数および振幅を、研磨面の形状や大きさによって超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変動させることができる。したがって、上記粗工程から上記仕上げ工程に移行するとき、上記加圧手段の加圧力と上記揺動軸の上記第１の揺動の振動数とを超仕上げの粗工程と仕上げ工程で不連続に変動させて研磨面に傷を付けてしまう恐れがある超仕上げ装置と比較して、超仕上げを行っているときに研磨面に傷を付けることがなくて、研磨面を丁寧に研磨することができて、研磨面を美しく仕上げることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、超仕上げが、粗工程と仕上げ工程に分けることなく超仕上げ工程を行うことができるので、加工期間を短縮でき、かつ、粗工程と仕上げ工程の間の超仕上げ装置の調整を削減できて、超仕上げ工程を簡単に行うことができる。
また、請求項３の発明の超仕上げ装置は、
砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備え、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１に、この発明の実施形態の超仕上げ装置の断面を示す。この実施形態の超仕上げ装置は、砥石１が装着されるヘッド部２と、このヘッド部２に連なる揺動首３と、この揺動首３が固定された揺動軸５とを備える。
【００１８】
上記ヘッド部２は、砥石１をワークの一例としての軸受の内輪２５に押圧するエアシリンダ３５を内臓しており、このエアシリンダ３５の押圧力は、圧力源３６につながっている圧力制御弁３７を制御することによって調整できるようになっている。上記エアシリンダ３５と、圧力制御弁３７とは、砥石１を軸受の内輪２５に調整可能に押圧する加圧手段の一例を構成している。
【００１９】
上記揺動軸５には、筒状のサーボモータロータ６を、嵌合して固定している。このサーボモータロータ６を、揺動軸５に嵌合している筒状スペーサ７と、揺動軸５に形成した段部８とで軸方向の両側から挟んで、サーボモータロータ６の軸方向の移動を規制している。また、この揺動軸５の尾端１０には、エンコーダ１１を固定している。
【００２０】
また、上記揺動軸５を、サーボモータロータ６の軸方向の両側で揺動軸５に嵌合している各２個のアンギュラ玉軸受１２,１３および１５,１６によって、外筒１７に支持している。このアンギュラ玉軸受１２,１３および１５,１６を、夫々軸方向に隣接して配置している。
【００２１】
上記外筒１７の軸方向中央部１７Ａの内周面には、筒状のサーボモータステータ１８を固定しており、このサーボモータステータ１８は、所定の隙間を隔てて、サーボモータロータ６に対向している。上記サーボモータステータ１８とサーボモータロータ６とエンコーダ１１とは、サーボモータを構成している。また、このサーボモータロータ６とサーボモータステータ１８が配置されている室２０の軸方向の一端には、揺動軸５に嵌合固定されたリング１４を配置し、このリング１４と上記筒状スペーサ７の径方向の外側には、夫々シール部２１とシール部２２を配置している。このシール部２１,２２は、室２０の軸方向の外側のアンギュラ玉軸受１２,１３とアンギュラ玉軸受１５,１６が配置されている領域から室２０を分離してシールしている。また、上記アンギュラ玉軸受１６に隣接して、揺動軸５にストッパリング２８を嵌合して固定しており、このストッパリング２８と外筒１７の内周面との間にシール部２９を配置している。また、上記揺動軸５の尾端１０を、玉軸受２６,２７で、外筒１７に支持している。
【００２２】
また、この実施形態の超仕上げ装置は、制御手段の一例としての制御装置３０を備えている。この制御装置３０は、制御部３１と、サーボモータステータ１８に電力を供給するサーボモータステータ用ドライバ３２と、圧力制御弁３７に電力を供給する圧力制御弁用ドライバ３３とで構成されている。上記制御部３１は、図示しないが、揺動軸制御部と、圧力制御弁制御部とを有しており、更に、上記揺動軸制御部は、第１の波形形成部と、第２の波形形成部と、波形重ね合わせ部とを有している。この制御装置３０は、制御部３１の揺動軸制御部とサーボモータステータ用ドライバ３２とにより、上記揺動軸５を揺動させる上記サーボモータを制御すると共に、制御部３１の圧力制御弁制御部と圧力制御弁用ドライバ３３とにより、上記エアシリンダ３５の押圧力を調整する圧力制御弁３７を制御している。また、上記制御部３１の揺動軸制御部および圧力制御弁制御部は夫々、揺動軸５の回転角を表わす信号を、エンコーダ１１から図示しない信号線を通して受けることができるようになっている。
【００２３】
上記構成の超仕上げ装置において、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部は、エンコーダ１１からの出力を受けて上記サーボモータステータ用ドライバ３２に揺動軸制御信号を出力して、上記サーボモータステータ１８に供給する電流を制御して揺動角のサーボ制御をする一方、上記制御装置３０の制御部３１の圧力制御弁制御部は、上記エンコーダ１１の出力を受けて上記圧力制御弁用ドライバ３３に圧力制御弁制御信号を出力して、圧力制御弁３７に印加する電圧を制御して砥石１の押圧力を制御する。これにより、サーボモータのサーボモータロータ６を所定の角度回転させて揺動させると共に、圧力制御弁３７を調整する。すると、上記揺動軸５、揺動首３およびヘッド部２が一体になって、揺動すると共に、エアシリンダ３５に供給されるエアの圧力が調整されて、砥石１が軸受の内輪２５に押圧するときの押圧力が調整される。そして、上記揺動軸５によって揺動させられ、エアシリンダ３５によって押圧力が調整された砥石１が、図示しないモータで図１に示すＸ方向に回転している軸受の内輪２５の軌道溝を研磨する。同時に、上記揺動軸５に固定されたエンコーダ１１は、揺動軸５の回転角を表す信号を、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部および圧力制御弁制御部に出力する。
【００２４】
この実施形態の超仕上げ装置によれば、揺動軸５に固定したサーボモータロータ６と、このサーボモータロータ６に対向するサーボモータステータ１８と、上記エンコーダ１１とで構成されるサーボモータによって、揺動軸５を直接揺動させることができる。したがって、従来のクランクを有する超仕上げ装置と比べてクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上させることができる。また、制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部に予め加工プログラムを組み込んでおき、揺動軸制御部からの信号を受けたサーボモータステータ用ドライバ３２から上記サーボモータのサーボモータステータ１８に供給する電流を制御することによって、上記サーボモータが、動作中でも揺動軸５の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。
【００２５】
例えば、図２(Ａ)に示すように、内輪２５に形成された比較的浅い溝からなる軌道溝を研磨する場合には、揺動角θを小さく設定する。次に、図２(Ｂ)に示すように、内輪２５に形成された比較的深い溝からなる軌道溝を研磨する場合には、揺動角θを大きく設定する。次に、図２(Ｃ)に示すように、内輪２５に形成されたアンギュラ軌道溝を研磨する場合には、揺動の中立位置(基準角α)を設定する。このような図２(Ａ)、図２(Ｂ)および図２(Ｃ)に示す一連の異なる仕様の加工を、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部の加工プログラムを変更するだけで簡単に実行できる。
【００２６】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、上記エンコーダ１１が検出した揺動軸５の回転角を表す信号に基づいて、上記制御部３１の揺動軸制御部は、上記揺動角、揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【００２７】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ６、サーボモータステータ１８およびエンコーダ１１)を、揺動軸５に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【００２８】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、揺動軸５は、サーボモータロータ６の軸方向両側で軸方向に対向するように揺動軸５に嵌合された各々２つのアンギュラ軸受１２,１３と１５,１６で支持されているから、揺動軸５の軸方向のガタを確実に防止できる。
【００２９】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、上記制御部３１の揺動軸制御部の第１の波形形成部および第２の波形形成部の夫々に異なる波形を生成させて、それらの波形を波形重ね合わせ部で重ね合わせて、複雑な揺動を揺動軸５にさせることができる。
【００３０】
例えば、図３に１を○で囲んだ記号（以下、１丸という）で示す振動数が小さくて振幅が大きい第１の揺動の一例としての正弦波を第１の波形形成部から生成させると共に、図３に２を○で囲んだ記号（以下、２丸という）で示す振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の一例としての正弦波を第２の波形形成部から生成させるだけで、揺動軸５に図３に３を○で囲んだ記号で示す波形の揺動を引き起こすことができる。
【００３１】
図３に１丸で示す振動数が小さくて振幅が大きい正弦波の揺動は、内輪２５の軌道溝の幅全体に亘る往復運動の揺動となっており、この揺動の振幅を示す角度βは、砥石１が内輪２５の軌道溝の両端の間を揺動するように揺動軸５の揺動を設定したときの揺動軸５の揺動角の半分の角度となっている。また、２丸に示す振動数が大きくて振幅が小さい揺動は、上記軌道溝の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するときの揺動となっている。
【００３２】
図３に２丸で示す揺動を上記１丸で示す揺動に重ね合わせることは、上記１丸の揺動の振動数を大きくすることと同様な効果を及ぼし、図３に２丸で示す揺動を上記１丸で示す揺動に重ね合わせることによって、内輪２５の軌道溝のとりしろを速く取り去ることができる。したがって、モータにかけることが出きる負荷に限界があること、すなわち、実現できる１丸の大きい揺動の振動数に限界があることにより、工程時間の短縮に限界があった軌道溝の超仕上げのための粗工程および仕上げ工程の時間を、大幅に短縮することができる。
【００３３】
また、第１の揺動の一例である図３の１丸と同じ正弦波を第１の波形形成部から生成させると共に、振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の振幅が、振動数が小さくて振幅が大きい上記第１の揺動の位相角によって変動する波を第２の波形形成部から生成させると、揺動軸５に図４に示すような揺動をさせることができる。したがって、軌道溝の研磨しにくい部分で、上記振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の振幅を大きくすることによって、軌道溝をいっそう速く研磨することができて、軌道溝の超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。尚、図４の揺動においては、研磨しにくい軌道溝の部分（例えば、軌道溝の両端部）で、第２の揺動の振幅を大きくしたが、研磨しにくい軌道溝の部分で、上記第２の揺動の振動数を大きくすることもできて、この場合にも、上記厳重に研磨したい軌道溝の部分で上記第２の揺動の振幅を大きくした場合と同様の効果を得ることができる。また、研磨しにくい軌道溝の部分で、上記第２の揺動の振幅と振動数の両方を大きくするようにすれば、軌道溝の超仕上げ工程の時間を更に短縮することができる。
【００３４】
図５は、上記制御部３１の揺動軸制御部と圧力制御弁制御部の制御によって、超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘って、揺動軸５に引き起こすことができる揺動軸５の揺動の振動数の時間変動および砥石１に引き起こすことができるエアシリンダ３４による砥石１の加圧力の時間変動を示す図である。
【００３５】
図５（Ａ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力と時間との関係の一例を示す図である。図５（Ａ）の縦軸は、砥石の加圧力を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ａ）の横軸において、ａは、超仕上げの粗工程の開始時間を示し、ｂは、超仕上げの粗工程の終了時間および超仕上げの仕上げ工程の開始時間を示し、ｃは、超仕上げの仕上げ工程の終了時間を示している。この例では、図５（Ａ）に示すように、超仕上げの粗工程から仕上げ工程への砥石の加圧力の移行を不連続的に行っている。
【００３６】
図５（Ｂ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る揺動軸の揺動の振動数と時間との関係の一例を示す図である。図５（Ｂ）の縦軸は、揺動軸の振動数を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ａ）に示す関係と図５（Ｂ）に示す関係は、同じ超仕上げの粗工程と仕上げ工程に基づいて作成されており、図５（Ｂ）の横軸における時刻ａ、ｂおよびｃは、図５（Ａ）の横軸における時刻ａ、ｂおよびｃに一致している。この例では、図５（Ｂ）に示すように、超仕上げの粗工程から仕上げ工程への揺動軸の揺動の振動数の移行も不連続的に行っている。
【００３７】
図５（Ｃ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力と時間との関係を示す図５（Ａ）とは異なる例の図である。図５（Ｃ）の縦軸は、砥石の加圧力を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ｃ）の横軸において、ａ’は、超仕上げの開始時間を示し、ｃ’は超仕上げの終了時間を示している。図５（Ｃ）に示すこの実施形態の超仕上げ装置によって実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力の時間変動は、図５（Ａ）に示すこの実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力の時間変動と比較すると、超仕上げの粗工程における砥石の加圧力と仕上げ工程における砥石の加圧力とが、連続的に変化して、砥石の加圧力が、超仕上げの開始時間ａ’から超仕上げの終了時間ｃ’まで滑らかに減少し続けるところが異なっている。
【００３８】
図５（Ｄ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る揺動軸５の第２の揺動の振動数と時間との関係を示す図である。図５（Ｄ）の縦軸は、揺動軸５の第２の揺動の振動数を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ｃ）に示す関係と図５（Ｄ）に示す関係は、同じ超仕上げの粗工程と仕上げ工程に基づいて作成されており、図５（Ｄ）の横軸における時刻ａ’およびｃ’は、図５（Ｃ）の横軸における時刻ａ’およびｃ’に一致している。図５（Ｄ）に示す第２の揺動の振動数の時間変動は、軌道溝の局所部分の揺動である第２の揺動の振動が、超仕上げの開始時間ａ’から超仕上げの終了時間ｃ’まで滑らかに減少することを意味している。尚、図示はしないが、軌道溝の幅全体に亘る大きな第１の揺動の振動数を、図５（Ｄ）示す第２の揺動の振動数のように超仕上げの開始時間から超仕上げの終了時間まで滑らかに減少させることもできる。
【００３９】
この実施形態の超仕上げ装置によれば、制御部３１の揺動軸制御部と圧力制御弁制御部により、砥石１の加圧力および揺動軸５の第２の揺動の振動数を、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）のように超仕上げの粗工程から仕上げ工程に亘って、連続的に変動させることができる。したがって、超仕上げの粗工程から仕上げ工程に移行するとき、砥石の加圧力および揺動軸の揺動の振動数を図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように不連続に移行させて研磨する軌道溝に傷を付ける恐れがある場合と比較すると、超仕上げ工程を行っているときに軌道溝に傷を付けることがなくて、軌道溝を美しく研磨することができる。
【００４０】
尚、図５（Ｄ）においては、超仕上げの粗工程から仕上げ工程に亘って振動数が連続的に減少する第２の揺動の振動数の時間変動の一例を示したが、第２の揺動の振動数を連続的に減衰させて超仕上げの最中に第２の揺動をなくしても良い。
【００４１】
尚、上記実施形態の超仕上げ装置では、揺動軸５を、サーボモータロータ６の両側で、各２個のアンギュラ玉軸受で支持したが、上記サーボモータロータ６の両側で、対向配置された各１個のアンギュラ玉軸受で揺動軸５を支持してもよい。この場合には、軸方向寸法の削減を図れる。また、アンギュラ玉軸受に替えて、円すいころ軸受を採用することもできる。
【００４２】
また、上記実施形態の超仕上げ装置では、砥石１をワークに調整可能に押圧する加圧手段を、ヘッド部２に内臓したエアシリンダ３５と、圧力制御弁３７とで構成したが、加圧手段を、エアシリンダの代わりに油圧シリンダで構成しても良い。また、加圧手段を、流体シリンダ等で構成しても良く、この場合、ワークを支持する台を砥石の方へ押し付ける流体シリンダ等を昇降させると共に、流体シリンダに供給する圧力を調整することによって、砥石１をワークに調整可能に押圧することができる。
【００４３】
また、上記実施形態の超仕上げ装置では、第１の波形形成部で形成される振動数が小さくて振幅が大きな第１の揺動の波を正弦波としたが、第１の揺動の波は、正弦波に限らず振動数が変動するような波であっても良く、振動数が小さくて振幅が大きな波であれば、どのような波であっても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、砥石が装着される揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、エンコーダとで構成されるサーボモータが、揺動軸を直接揺動させるので、従来の超仕上げ装置のようにクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上できる。
【００４５】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、エンコーダの出力を受ける制御手段によって、上記サーボモータが、動作中でも上記揺動軸の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができて、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記制御手段によって、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【００４６】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ、サーボモータステータおよびエンコーダ)を、揺動軸に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【００４７】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段によって、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータのサーボステータに出力して、振幅が大きくて振動数が小さい上記第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな上記第２の揺動とを重ね合わせた揺動を、上記揺動軸にさせることができる。したがって、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整することによって、研磨面の幅全体を往復運動する揺動のみを使用した場合と比較して、研磨面を速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、例えば、砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように第２の揺動を調整した上で、更に、研磨面の研磨しにくい部分に対応する上記第１の揺動の位相角で、上記第２の揺動の振幅と振動数のうちの少なくとも一方を大きくすることができる。したがって、研磨面の研磨しにくい部分の研磨を速く行うことができるので、研磨面をいっそう速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。
【００４９】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、制御手段によって、上記制御手段が、上記加圧手段の加圧力と揺動軸の第１の揺動の振動数とを、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができる。したがって、超仕上げの粗工程と仕上げ工程とを不連続に行う超仕上げ装置と比べて、超仕上げを行っているときに研磨面に傷を付けることがなくて、研磨面を丁寧に研磨することができて、研磨面を美しく仕上げることができる。
【００５０】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、超仕上げが、粗工程と仕上げ工程に分けられることがなく超仕上げ工程を行うことができるので、粗工程と仕上げ工程の間の超仕上げ装置の調整を削減できて、超仕上げ工程の時間を短縮でき、かつ、超仕上げ工程を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の超仕上げ装置の１実施形態の断面図である。
【図２】 図２(Ａ)は、比較的浅い軌道溝を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｂ)は、比較的深い軌道溝を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｃ)は、アンギュラ玉軸受の軌道溝を研磨する様子を示す模式図である。
【図３】 図１に示す超仕上げ装置の揺動軸が実現できる揺動の一例を示す図である。
【図４】 図１に示す超仕上げ装置の揺動軸が実現できる図３と異なる揺動を示す図である。
【図５】 図５（Ａ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる砥石の加圧力と時間との関係を示す図の一例であり、図５（Ｂ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる揺動軸の揺動の振動数と時間との関係を示す図の一例である。図５（Ｃ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる砥石の加圧力と時間との関係を示す図５（Ａ）と異なる図であり、図５（Ｄ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる揺動軸の揺動の振動数と時間との関係を示す図５（Ｂ）と異なる図である。
【図６】 従来の超仕上げ装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 砥石
５ 揺動軸
６ サーボモータロータ
１１ エンコーダ
１８ サーボモータステータ
３０ 制御装置
３１ 制御部
３２ サーボモータステータ用ドライバ
３３ 圧力制御弁用ドライバ
３５ エアシリンダ
３６ 圧力源
３７ 圧力
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、軸受軌道の超仕上げ加工を行う超仕上げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の超仕上げ装置としては、図６に示すように、モータ１０１の回転がベルト１０２で伝達される中間軸１０３の偏芯ピン１０５にクランク１０６で連結した砥石軸１０７を備えたものがある。この超仕上げ装置は、偏芯ピン１０５とクランク１０６で、モータ１０１の回転を、砥石軸１０７の往復揺動運動に換え、砥石軸１０７の先端アーム１０８に取り付けた砥石１１０で、ワークとしての内輪１１１の外周面の軸受軌道の超仕上げを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の超仕上げ装置では、次の（１）,（２）,（３）の問題がある。すなわち、（１）クランクによる振動が大きく、高速揺動化が困難である。（２）揺動角を変えるには、中間軸の偏芯量を変える必要がある。（３）揺動の振り分け(揺動基準角)を調整するには、クランク長さを調整しなければならない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、高速揺動化が容易で、揺動角および揺動の基準角を加工中でも容易に変更可能な超仕上げ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の超仕上げ装置は、
砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸と一体に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備えており、
上記サーボモータが上記揺動軸を直接揺動させ、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴としている。
【０００６】
請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、上記エンコーダとが、サーボモータを構成し、このサーボモータは、揺動軸を直接揺動させることができる。したがって、従来のクランクを有する超仕上げ装置と比べてクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記サーボモータのサーボモータステータによって揺動軸を駆動するので、動作中でも上記揺動軸の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記サーボモータのエンコーダは、揺動軸の回転角を表す信号を上記制御手段に出力するので、上記制御手段は、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【０００８】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ、サーボモータステータおよびエンコーダ)を、揺動軸に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【０００９】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段が、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータのサーボステータに出力して、上記サーボモータが、振幅が大きくて振動数が小さい上記第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな上記第２の揺動とを重ね合わせた揺動を、上記揺動軸にさせる。したがって、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整することによって、研磨面の幅全体を往復運動する１種類の揺動のみを使用した場合と比較して、研磨面を速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
【００１１】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整した上で、更に、研磨面の研磨しにくい部分に対応する上記第１の揺動の位相角で、上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方を大きくすることができる。したがって、研磨面の研磨しにくい部分の研磨を速く行うことができるので、研磨面をいっそう速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。
【００１２】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置は、請求項１に記載の超仕上げ装置において、
上記砥石をワークに調整可能に押圧する加圧手段を備え、
上記制御手段は、上記加圧手段の加圧力を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記加圧手段に出力すると共に、上記第１の揺動の振動数、上記第２の揺動の振動数および上記第２の揺動の振幅を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記サーボモータステータに出力することを特徴としている。
【００１３】
尚、この明細書では、第２の揺動の振動数および上記第２の揺動の振幅を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させるという表現は、第２の揺動が連続的に減衰して超仕上げの最中に第２の揺動がなくなる場合も含むものとする。また、上記砥石をワークに調整可能に押圧する加圧手段とは、相対的に押圧することを意味し、ワークを砥石に調整可能に押圧しても良いことは勿論である。
【００１４】
請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段によって、上記加圧手段が上記砥石を上記ワークに調整可能に押圧するときの加圧力を、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができると共に、上記揺動軸の上記第１の揺動の振動数を、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができ、かつ、上記第２の揺動の振動数および振幅を、研磨面の形状や大きさによって超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変動させることができる。したがって、上記粗工程から上記仕上げ工程に移行するとき、上記加圧手段の加圧力と上記揺動軸の上記第１の揺動の振動数とを超仕上げの粗工程と仕上げ工程で不連続に変動させて研磨面に傷を付けてしまう恐れがある超仕上げ装置と比較して、超仕上げを行っているときに研磨面に傷を付けることがなくて、研磨面を丁寧に研磨することができて、研磨面を美しく仕上げることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、超仕上げが、粗工程と仕上げ工程に分けることなく超仕上げ工程を行うことができるので、加工期間を短縮でき、かつ、粗工程と仕上げ工程の間の超仕上げ装置の調整を削減できて、超仕上げ工程を簡単に行うことができる。
また、請求項３の発明の超仕上げ装置は、
砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備え、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１に、この発明の実施形態の超仕上げ装置の断面を示す。この実施形態の超仕上げ装置は、砥石１が装着されるヘッド部２と、このヘッド部２に連なる揺動首３と、この揺動首３が固定された揺動軸５とを備える。
【００１８】
上記ヘッド部２は、砥石１をワークの一例としての軸受の内輪２５に押圧するエアシリンダ３５を内臓しており、このエアシリンダ３５の押圧力は、圧力源３６につながっている圧力制御弁３７を制御することによって調整できるようになっている。上記エアシリンダ３５と、圧力制御弁３７とは、砥石１を軸受の内輪２５に調整可能に押圧する加圧手段の一例を構成している。
【００１９】
上記揺動軸５には、筒状のサーボモータロータ６を、嵌合して固定している。このサーボモータロータ６を、揺動軸５に嵌合している筒状スペーサ７と、揺動軸５に形成した段部８とで軸方向の両側から挟んで、サーボモータロータ６の軸方向の移動を規制している。また、この揺動軸５の尾端１０には、エンコーダ１１を固定している。
【００２０】
また、上記揺動軸５を、サーボモータロータ６の軸方向の両側で揺動軸５に嵌合している各２個のアンギュラ玉軸受１２,１３および１５,１６によって、外筒１７に支持している。このアンギュラ玉軸受１２,１３および１５,１６を、夫々軸方向に隣接して配置している。
【００２１】
上記外筒１７の軸方向中央部１７Ａの内周面には、筒状のサーボモータステータ１８を固定しており、このサーボモータステータ１８は、所定の隙間を隔てて、サーボモータロータ６に対向している。上記サーボモータステータ１８とサーボモータロータ６とエンコーダ１１とは、サーボモータを構成している。また、このサーボモータロータ６とサーボモータステータ１８が配置されている室２０の軸方向の一端には、揺動軸５に嵌合固定されたリング１４を配置し、このリング１４と上記筒状スペーサ７の径方向の外側には、夫々シール部２１とシール部２２を配置している。このシール部２１,２２は、室２０の軸方向の外側のアンギュラ玉軸受１２,１３とアンギュラ玉軸受１５,１６が配置されている領域から室２０を分離してシールしている。また、上記アンギュラ玉軸受１６に隣接して、揺動軸５にストッパリング２８を嵌合して固定しており、このストッパリング２８と外筒１７の内周面との間にシール部２９を配置している。また、上記揺動軸５の尾端１０を、玉軸受２６,２７で、外筒１７に支持している。
【００２２】
また、この実施形態の超仕上げ装置は、制御手段の一例としての制御装置３０を備えている。この制御装置３０は、制御部３１と、サーボモータステータ１８に電力を供給するサーボモータステータ用ドライバ３２と、圧力制御弁３７に電力を供給する圧力制御弁用ドライバ３３とで構成されている。上記制御部３１は、図示しないが、揺動軸制御部と、圧力制御弁制御部とを有しており、更に、上記揺動軸制御部は、第１の波形形成部と、第２の波形形成部と、波形重ね合わせ部とを有している。この制御装置３０は、制御部３１の揺動軸制御部とサーボモータステータ用ドライバ３２とにより、上記揺動軸５を揺動させる上記サーボモータを制御すると共に、制御部３１の圧力制御弁制御部と圧力制御弁用ドライバ３３とにより、上記エアシリンダ３５の押圧力を調整する圧力制御弁３７を制御している。また、上記制御部３１の揺動軸制御部および圧力制御弁制御部は夫々、揺動軸５の回転角を表わす信号を、エンコーダ１１から図示しない信号線を通して受けることができるようになっている。
【００２３】
上記構成の超仕上げ装置において、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部は、エンコーダ１１からの出力を受けて上記サーボモータステータ用ドライバ３２に揺動軸制御信号を出力して、上記サーボモータステータ１８に供給する電流を制御して揺動角のサーボ制御をする一方、上記制御装置３０の制御部３１の圧力制御弁制御部は、上記エンコーダ１１の出力を受けて上記圧力制御弁用ドライバ３３に圧力制御弁制御信号を出力して、圧力制御弁３７に印加する電圧を制御して砥石１の押圧力を制御する。これにより、サーボモータのサーボモータロータ６を所定の角度回転させて揺動させると共に、圧力制御弁３７を調整する。すると、上記揺動軸５、揺動首３およびヘッド部２が一体になって、揺動すると共に、エアシリンダ３５に供給されるエアの圧力が調整されて、砥石１が軸受の内輪２５に押圧するときの押圧力が調整される。そして、上記揺動軸５によって揺動させられ、エアシリンダ３５によって押圧力が調整された砥石１が、図示しないモータで図１に示すＸ方向に回転している軸受の内輪２５の軌道溝を研磨する。同時に、上記揺動軸５に固定されたエンコーダ１１は、揺動軸５の回転角を表す信号を、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部および圧力制御弁制御部に出力する。
【００２４】
この実施形態の超仕上げ装置によれば、揺動軸５に固定したサーボモータロータ６と、このサーボモータロータ６に対向するサーボモータステータ１８と、上記エンコーダ１１とで構成されるサーボモータによって、揺動軸５を直接揺動させることができる。したがって、従来のクランクを有する超仕上げ装置と比べてクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上させることができる。また、制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部に予め加工プログラムを組み込んでおき、揺動軸制御部からの信号を受けたサーボモータステータ用ドライバ３２から上記サーボモータのサーボモータステータ１８に供給する電流を制御することによって、上記サーボモータが、動作中でも揺動軸５の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。
【００２５】
例えば、図２(Ａ)に示すように、内輪２５に形成された比較的浅い溝からなる軌道溝を研磨する場合には、揺動角θを小さく設定する。次に、図２(Ｂ)に示すように、内輪２５に形成された比較的深い溝からなる軌道溝を研磨する場合には、揺動角θを大きく設定する。次に、図２(Ｃ)に示すように、内輪２５に形成されたアンギュラ軌道溝を研磨する場合には、揺動の中立位置(基準角α)を設定する。このような図２(Ａ)、図２(Ｂ)および図２(Ｃ)に示す一連の異なる仕様の加工を、上記制御装置３０の制御部３１の揺動軸制御部の加工プログラムを変更するだけで簡単に実行できる。
【００２６】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、上記エンコーダ１１が検出した揺動軸５の回転角を表す信号に基づいて、上記制御部３１の揺動軸制御部は、上記揺動角、揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【００２７】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ６、サーボモータステータ１８およびエンコーダ１１)を、揺動軸５に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【００２８】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、揺動軸５は、サーボモータロータ６の軸方向両側で軸方向に対向するように揺動軸５に嵌合された各々２つのアンギュラ軸受１２,１３と１５,１６で支持されているから、揺動軸５の軸方向のガタを確実に防止できる。
【００２９】
また、この実施形態の超仕上げ装置によれば、上記制御部３１の揺動軸制御部の第１の波形形成部および第２の波形形成部の夫々に異なる波形を生成させて、それらの波形を波形重ね合わせ部で重ね合わせて、複雑な揺動を揺動軸５にさせることができる。
【００３０】
例えば、図３に１を○で囲んだ記号（以下、１丸という）で示す振動数が小さくて振幅が大きい第１の揺動の一例としての正弦波を第１の波形形成部から生成させると共に、図３に２を○で囲んだ記号（以下、２丸という）で示す振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の一例としての正弦波を第２の波形形成部から生成させるだけで、揺動軸５に図３に３を○で囲んだ記号で示す波形の揺動を引き起こすことができる。
【００３１】
図３に１丸で示す振動数が小さくて振幅が大きい正弦波の揺動は、内輪２５の軌道溝の幅全体に亘る往復運動の揺動となっており、この揺動の振幅を示す角度βは、砥石１が内輪２５の軌道溝の両端の間を揺動するように揺動軸５の揺動を設定したときの揺動軸５の揺動角の半分の角度となっている。また、２丸に示す振動数が大きくて振幅が小さい揺動は、上記軌道溝の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するときの揺動となっている。
【００３２】
図３に２丸で示す揺動を上記１丸で示す揺動に重ね合わせることは、上記１丸の揺動の振動数を大きくすることと同様な効果を及ぼし、図３に２丸で示す揺動を上記１丸で示す揺動に重ね合わせることによって、内輪２５の軌道溝のとりしろを速く取り去ることができる。したがって、モータにかけることが出きる負荷に限界があること、すなわち、実現できる１丸の大きい揺動の振動数に限界があることにより、工程時間の短縮に限界があった軌道溝の超仕上げのための粗工程および仕上げ工程の時間を、大幅に短縮することができる。
【００３３】
また、第１の揺動の一例である図３の１丸と同じ正弦波を第１の波形形成部から生成させると共に、振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の振幅が、振動数が小さくて振幅が大きい上記第１の揺動の位相角によって変動する波を第２の波形形成部から生成させると、揺動軸５に図４に示すような揺動をさせることができる。したがって、軌道溝の研磨しにくい部分で、上記振動数が大きくて振幅が小さい第２の揺動の振幅を大きくすることによって、軌道溝をいっそう速く研磨することができて、軌道溝の超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。尚、図４の揺動においては、研磨しにくい軌道溝の部分（例えば、軌道溝の両端部）で、第２の揺動の振幅を大きくしたが、研磨しにくい軌道溝の部分で、上記第２の揺動の振動数を大きくすることもできて、この場合にも、上記厳重に研磨したい軌道溝の部分で上記第２の揺動の振幅を大きくした場合と同様の効果を得ることができる。また、研磨しにくい軌道溝の部分で、上記第２の揺動の振幅と振動数の両方を大きくするようにすれば、軌道溝の超仕上げ工程の時間を更に短縮することができる。
【００３４】
図５は、上記制御部３１の揺動軸制御部と圧力制御弁制御部の制御によって、超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘って、揺動軸５に引き起こすことができる揺動軸５の揺動の振動数の時間変動および砥石１に引き起こすことができるエアシリンダ３４による砥石１の加圧力の時間変動を示す図である。
【００３５】
図５（Ａ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力と時間との関係の一例を示す図である。図５（Ａ）の縦軸は、砥石の加圧力を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ａ）の横軸において、ａは、超仕上げの粗工程の開始時間を示し、ｂは、超仕上げの粗工程の終了時間および超仕上げの仕上げ工程の開始時間を示し、ｃは、超仕上げの仕上げ工程の終了時間を示している。この例では、図５（Ａ）に示すように、超仕上げの粗工程から仕上げ工程への砥石の加圧力の移行を不連続的に行っている。
【００３６】
図５（Ｂ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る揺動軸の揺動の振動数と時間との関係の一例を示す図である。図５（Ｂ）の縦軸は、揺動軸の振動数を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ａ）に示す関係と図５（Ｂ）に示す関係は、同じ超仕上げの粗工程と仕上げ工程に基づいて作成されており、図５（Ｂ）の横軸における時刻ａ、ｂおよびｃは、図５（Ａ）の横軸における時刻ａ、ｂおよびｃに一致している。この例では、図５（Ｂ）に示すように、超仕上げの粗工程から仕上げ工程への揺動軸の揺動の振動数の移行も不連続的に行っている。
【００３７】
図５（Ｃ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力と時間との関係を示す図５（Ａ）とは異なる例の図である。図５（Ｃ）の縦軸は、砥石の加圧力を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ｃ）の横軸において、ａ’は、超仕上げの開始時間を示し、ｃ’は超仕上げの終了時間を示している。図５（Ｃ）に示すこの実施形態の超仕上げ装置によって実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力の時間変動は、図５（Ａ）に示すこの実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る砥石の加圧力の時間変動と比較すると、超仕上げの粗工程における砥石の加圧力と仕上げ工程における砥石の加圧力とが、連続的に変化して、砥石の加圧力が、超仕上げの開始時間ａ’から超仕上げの終了時間ｃ’まで滑らかに減少し続けるところが異なっている。
【００３８】
図５（Ｄ）は、この実施形態の超仕上げ装置で実現できる超仕上げの粗工程と仕上げ工程に亘る揺動軸５の第２の揺動の振動数と時間との関係を示す図である。図５（Ｄ）の縦軸は、揺動軸５の第２の揺動の振動数を示し、横軸は、時間を示している。図５（Ｃ）に示す関係と図５（Ｄ）に示す関係は、同じ超仕上げの粗工程と仕上げ工程に基づいて作成されており、図５（Ｄ）の横軸における時刻ａ’およびｃ’は、図５（Ｃ）の横軸における時刻ａ’およびｃ’に一致している。図５（Ｄ）に示す第２の揺動の振動数の時間変動は、軌道溝の局所部分の揺動である第２の揺動の振動が、超仕上げの開始時間ａ’から超仕上げの終了時間ｃ’まで滑らかに減少することを意味している。尚、図示はしないが、軌道溝の幅全体に亘る大きな第１の揺動の振動数を、図５（Ｄ）示す第２の揺動の振動数のように超仕上げの開始時間から超仕上げの終了時間まで滑らかに減少させることもできる。
【００３９】
この実施形態の超仕上げ装置によれば、制御部３１の揺動軸制御部と圧力制御弁制御部により、砥石１の加圧力および揺動軸５の第２の揺動の振動数を、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）のように超仕上げの粗工程から仕上げ工程に亘って、連続的に変動させることができる。したがって、超仕上げの粗工程から仕上げ工程に移行するとき、砥石の加圧力および揺動軸の揺動の振動数を図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように不連続に移行させて研磨する軌道溝に傷を付ける恐れがある場合と比較すると、超仕上げ工程を行っているときに軌道溝に傷を付けることがなくて、軌道溝を美しく研磨することができる。
【００４０】
尚、図５（Ｄ）においては、超仕上げの粗工程から仕上げ工程に亘って振動数が連続的に減少する第２の揺動の振動数の時間変動の一例を示したが、第２の揺動の振動数を連続的に減衰させて超仕上げの最中に第２の揺動をなくしても良い。
【００４１】
尚、上記実施形態の超仕上げ装置では、揺動軸５を、サーボモータロータ６の両側で、各２個のアンギュラ玉軸受で支持したが、上記サーボモータロータ６の両側で、対向配置された各１個のアンギュラ玉軸受で揺動軸５を支持してもよい。この場合には、軸方向寸法の削減を図れる。また、アンギュラ玉軸受に替えて、円すいころ軸受を採用することもできる。
【００４２】
また、上記実施形態の超仕上げ装置では、砥石１をワークに調整可能に押圧する加圧手段を、ヘッド部２に内臓したエアシリンダ３５と、圧力制御弁３７とで構成したが、加圧手段を、エアシリンダの代わりに油圧シリンダで構成しても良い。また、加圧手段を、流体シリンダ等で構成しても良く、この場合、ワークを支持する台を砥石の方へ押し付ける流体シリンダ等を昇降させると共に、流体シリンダに供給する圧力を調整することによって、砥石１をワークに調整可能に押圧することができる。
【００４３】
また、上記実施形態の超仕上げ装置では、第１の波形形成部で形成される振動数が小さくて振幅が大きな第１の揺動の波を正弦波としたが、第１の揺動の波は、正弦波に限らず振動数が変動するような波であっても良く、振動数が小さくて振幅が大きな波であれば、どのような波であっても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、砥石が装着される揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、エンコーダとで構成されるサーボモータが、揺動軸を直接揺動させるので、従来の超仕上げ装置のようにクランクによる振動の発生が無く、高速揺動化が可能で、加工精度を向上できる。
【００４５】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、エンコーダの出力を受ける制御手段によって、上記サーボモータが、動作中でも上記揺動軸の揺動角、揺動基準角および揺動速度を連続的に変化させることができて、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記制御手段によって、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御することができる。
【００４６】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、駆動系(サーボモータロータ、サーボモータステータおよびエンコーダ)を、揺動軸に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。
【００４７】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、上記制御手段によって、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータのサーボステータに出力して、振幅が大きくて振動数が小さい上記第１の揺動と、振幅が小さくて振動数が大きな上記第２の揺動とを重ね合わせた揺動を、上記揺動軸にさせることができる。したがって、例えば、上記砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように上記揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように上記第２の揺動を調整することによって、研磨面の幅全体を往復運動する揺動のみを使用した場合と比較して、研磨面を速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
また、請求項１の発明の超仕上げ装置によれば、例えば、砥石が、研磨面の幅全体を往復運動するように揺動軸の第１の揺動を調整し、かつ、上記砥石が、研磨面の局所部分を小さな振幅ですばやく往復運動するように第２の揺動を調整した上で、更に、研磨面の研磨しにくい部分に対応する上記第１の揺動の位相角で、上記第２の揺動の振幅と振動数のうちの少なくとも一方を大きくすることができる。したがって、研磨面の研磨しにくい部分の研磨を速く行うことができるので、研磨面をいっそう速く研磨することができて、超仕上げ工程の時間をいっそう短縮できる。
【００４９】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、制御手段によって、上記制御手段が、上記加圧手段の加圧力と揺動軸の第１の揺動の振動数とを、超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に減少させることができる。したがって、超仕上げの粗工程と仕上げ工程とを不連続に行う超仕上げ装置と比べて、超仕上げを行っているときに研磨面に傷を付けることがなくて、研磨面を丁寧に研磨することができて、研磨面を美しく仕上げることができる。
【００５０】
また、請求項２の発明の超仕上げ装置によれば、超仕上げが、粗工程と仕上げ工程に分けられることがなく超仕上げ工程を行うことができるので、粗工程と仕上げ工程の間の超仕上げ装置の調整を削減できて、超仕上げ工程の時間を短縮でき、かつ、超仕上げ工程を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の超仕上げ装置の１実施形態の断面図である。
【図２】 図２(Ａ)は、比較的浅い軌道溝を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｂ)は、比較的深い軌道溝を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｃ)は、アンギュラ玉軸受の軌道溝を研磨する様子を示す模式図である。
【図３】 図１に示す超仕上げ装置の揺動軸が実現できる揺動の一例を示す図である。
【図４】 図１に示す超仕上げ装置の揺動軸が実現できる図３と異なる揺動を示す図である。
【図５】 図５（Ａ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる砥石の加圧力と時間との関係を示す図の一例であり、図５（Ｂ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる揺動軸の揺動の振動数と時間との関係を示す図の一例である。図５（Ｃ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる砥石の加圧力と時間との関係を示す図５（Ａ）と異なる図であり、図５（Ｄ）は、図１に示す超仕上げ装置が実現できる揺動軸の揺動の振動数と時間との関係を示す図５（Ｂ）と異なる図である。
【図６】 従来の超仕上げ装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 砥石
５ 揺動軸
６ サーボモータロータ
１１ エンコーダ
１８ サーボモータステータ
３０ 制御装置
３１ 制御部
３２ サーボモータステータ用ドライバ
３３ 圧力制御弁用ドライバ
３５ エアシリンダ
３６ 圧力源
３７ 圧力
Claims (3)
- 砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸と一体に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備えており、
上記サーボモータが上記揺動軸を直接揺動させ、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴とする超仕上げ装置。 - 請求項１に記載の超仕上げ装置において、
上記砥石をワークに調整可能に押圧する加圧手段を備え、
上記制御手段は、上記加圧手段の加圧力を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記加圧手段に出力すると共に、上記第１の揺動の振動数、上記第２の揺動の振動数および上記第２の揺動の振幅を超仕上げの粗工程と仕上げ工程との間に亘って連続的に変化させる信号を、上記サーボモータステータに出力することを特徴とする超仕上げ装置。 - 砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダと、
上記エンコーダの出力を受けると共に、振幅が大きくて振動数が小さい第１の揺動と振幅が小さくて振動数が大きな第２の揺動とを重ね合わせた揺動を上記揺動軸にさせる信号を、上記サーボモータステータに出力する制御手段と
を備え、
上記第２の揺動の振幅と上記第２の揺動の振動数のうちの少なくとも一方は、上記第１の揺動の位相角によって変動することを特徴とする超仕上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002215226A JP4078909B2 (ja) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 超仕上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002215226A JP4078909B2 (ja) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 超仕上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004050391A JP2004050391A (ja) | 2004-02-19 |
| JP4078909B2 true JP4078909B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=31937313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002215226A Expired - Fee Related JP4078909B2 (ja) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 超仕上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4078909B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105458929A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-04-06 | 浙江陀曼智造科技有限公司 | 一种超精机控制系统 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014203018B4 (de) * | 2014-02-19 | 2024-03-21 | Supfina Grieshaber Gmbh & Co. Kg | Finishbearbeitungsverfahren und Vorrichtung zur Finishbearbeitung |
| JP2022186260A (ja) * | 2021-06-04 | 2022-12-15 | 西部自動機器株式会社 | 砥石揺動装置およびネジ軸の超仕上装置 |
-
2002
- 2002-07-24 JP JP2002215226A patent/JP4078909B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105458929A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-04-06 | 浙江陀曼智造科技有限公司 | 一种超精机控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004050391A (ja) | 2004-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6911547B2 (ja) | 溝の超仕上げ方法及び軸受の製造方法 | |
| JP6078079B2 (ja) | クランク軸の少なくともクランクピンを取り囲む平らな肩部を旋削する機械及び方法 | |
| CN107073673B (zh) | 用于抛光加工旋转对称的工件区段的周缘面的方法和装置 | |
| GB2272852A (en) | Method of and machine for grinding cams | |
| JP4576255B2 (ja) | 工具砥石の形状創成方法 | |
| JP4812488B2 (ja) | ころ軸受軌道輪の超仕上げ加工方法 | |
| JP4078909B2 (ja) | 超仕上げ装置 | |
| JP2002254293A (ja) | 玉軸受軌道面の超仕上げ方法及び装置 | |
| US9873177B2 (en) | Machining apparatus | |
| WO2005039821A1 (ja) | 非球面加工方法、非球面形成方法及び非球面加工装置 | |
| JP2006255889A (ja) | 超仕上げ装置 | |
| JP2000108029A (ja) | 研削盤 | |
| JP2002192450A (ja) | トロイダル型無段変速機用転動体の加工方法および加工装置 | |
| GB2320694A (en) | Gear cutting apparatus | |
| JP4050835B2 (ja) | レンズ加工方法 | |
| JP4289191B2 (ja) | 内面研削における砥石オシレーション方法及び内面研削盤 | |
| JP2002233940A (ja) | 超仕上げ装置 | |
| JP2016137530A (ja) | 加工方法及び加工装置 | |
| JP2003048146A (ja) | 曲面の加工方法および加工装置 | |
| JP5168929B2 (ja) | 被圧入ワークの製造方法 | |
| JP3612726B2 (ja) | 歯車ホーニング盤における内歯車形ホーニング砥石の機上成形方法 | |
| JP2000288880A (ja) | 球状被加工物のセンターレス研削方法、および同センターレス研削装置 | |
| JP2855795B2 (ja) | 超仕上げ振動装置の駆動方法及び駆動装置 | |
| JPS60213472A (ja) | 研削盤 | |
| JPS585138B2 (ja) | チヨウシアゲホウホウト ソウチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070426 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071009 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071122 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20071217 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080115 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080128 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4078909 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |