JP4227672B2 - ロール研削機 - Google Patents

Description

本発明は、研削スピンドルで支持される研削ディスクをロール輪郭の接線方向にトラッキング（nachfuehren）させるための装置を備えた、ロールの輪郭研削用ロール研削機に関するものである。
この種のロール研削機は、たとえば板、プラスチック、紙の圧延機に使用されるワークロールおよびバックアップロールの加工に使用される。これらのロールは通常、純粋な筒形形状とは異なる輪郭、たとえば内側に湾曲した輪郭或いは球状の輪郭を有している。このような輪郭を研削する際に問題なのは、軸または研削スピンドルがロール中心線に平行に延びているために、ほとんどの場合研削ディスクがロールの１つのエッジだけを研削し、したがって全面に使用されないことである。このため非常に小さな縦送りを行なって、ロールに段部が形成されるのを回避しているが、しかしこれによって研削時間が長くなってしまう。
このような欠点を回避するため、従来より、研削ディスクがロールの輪郭に対し常に接線方向に当接するように、研削ディスクを担持している研削スピンドルを回動させ、ロールに対して圧下させることが知られている。これにより、研削ディスクのほぼ全幅を使って加工することができる。これを達成できるように、研削機は上サポートが回動運動できるように設計される。しかしこのためには上サポートを分離させる必要があるばかりでなく、この回動運動と回転点の位置固定とをヒステリシスが発生しないように生じさせるとともに、研削過程に必要な緩衝を分離面において達成させることはきわめて困難である。
したがって本発明の課題は、冒頭で述べた種類のロール研削機において、研削ディスクの接線方向のトラッキングを改善し、特に構成を簡潔にし、精度をより大きくさせることである。
この課題は、本発明によれば、研削スピンドルが該研削スピンドルの縦軸線のまわりで回動可能なスリーブ内に配置され、スリーブの縦軸線が研削スピンドルの縦軸線に対して角度を成すように傾斜し、スリーブの回動に伴って、研削スピンドルを、ロールの中心と研削スピンドルの中心とを含む鉛直面内でロールに対し相対運動させるようにしたことによって解決される。これにより、研削スピンドルの縦軸線のまわりでスリーブを回動させることにより、研削ディスクを１／１００μｍの再現可能な精度でセッティングする（anstellen）ことがきわめて簡単に可能であり、しかも任意に製造されるロールの輪郭に関係なく可能である。したがって、どのような幾何学的形状であろうとも、所望の接線方向のセッティングが得られる。スリーブの回動に伴って（このためスリーブは適当な機構に接続されている）、研削スピンドルはロールの中心および研削スピンドルの中心とを含む鉛直面内で主運動を実施して変位し、ロールの中心線に対し回動量に応じた角度に調整される。この角度は、ロール研削機に接続される上位のコンピュータのＮＣ制御部を介して曲線に対する正接として演算される。
本発明の有利な構成によれば、両縦軸線の交点は研削ディスクの中心に位置している。これにより交点が位置固定されるため、工作物、すなわちロールと研削スピンドルの中心点の間隔を著しく変化させることなく、研削スピンドルをセッティングまたはトラッキングさせることができる。このようにして接線方向のトラッキングの精度をさらに向上させることができる。
スリーブおよび偏心ブシュの両端部に予めプレストレスが付与されていれば、研削ディスクのトラッキング時の精度はさらに大きくなる。プレストレスを付与するためには、静圧支持部または予めプレストレスを付与される転動ガイドが適している。静圧支持部または転動ガイドは、研削スピンドルのセッティングまたはトラッキング時の回転運動のために難なく使用できる。本発明によれば、スリーブの回動角と研削スピンドルの回動角の間で非常に大きな機械的伝動率が得られ、ロールの輪郭に対するトラッキング時の研削ディスクの調整運動はこの伝動率によりほぼ１：１００の比で小さくなる。
本発明の１実施形態によれば、スリーブは、研削スピンドルを収容している偏心ブシュ上に配置されている。したがって、研削スピンドルは傾斜したスリーブの中に直接配置されているのではなく、内側の偏心ブシュを介して配置されているので、微調整にとって特に適した二重偏心を達成できる。
本発明の他の詳細および利点は請求の範囲と以下の説明から明らかになる。以下の説明では、本発明の対象の実施形態が詳細に述べられている。
図１は上サポートの回動によりロールの輪郭に対してセッティング可能な研削スピンドルを備えた従来のロール研削機の概略正面図である。
図２は図１のロール研削機において、研削されるロールの長手方向にセッティングされる研削ディスクをいくつかの異なる位置で示した図である。
図３は本発明にしたがって、研削ディスクの全幅でロールの輪郭に対し接線方向にセッティングされる研削ディスクを示す図である。
図４は偏心ブシュで支持され、ロールにセッティングされる研削ディスクの概略正面図である。
図５は図４の線Ｖ−Ｖによる断面図である。
図６は図４および図５の構成にしたがって偏心スリーブを回動させることにより研削ディスクをセッティングする際の運動学の原理を示す図である。
図７は二重偏心体の中に配置されている研削スピンドルの支持部を示す図５に対応する図である。
ロール研削機２（図１には、図を簡単にするため上サポート３と研削ディスク４だけを図示した）でワークロールまたはバックアップロール１を研削する際に、図２に示すように、ロール１の長さ方向における異なる作業位置で図示した研削ディスク４の１つのエッジだけが使用されるのを避け、その代わり図３に示すように（図３においても研削ディスク４を異なる作業位置で図示した）、ロール研削ディスク４が接線方向にトラッキングできるようにするため、図１に図示した公知の構成において、上サポート３全体を点５のまわりに回動させる（二重矢印６を参照）。このような回動運動により、冒頭で述べた欠点が解消される。
上サポート３の位置を変化させずに、すなわち上サポート３を回動させずに研削ディスク４を接線方向にトラッキングさせるため、図４ないし図６に図示した本発明の実施形態では、研削ディスク４を支持している研削スピンドル７は、この研削スピンドル７の縦軸線のまわりに回動可能な偏心スリーブとして形成されたスリーブ８の中に配置されている。スリーブ８の縦軸線９は研削スピンドル７の縦軸線１１に対して角度１０を成して傾斜している。本実施形態では、両縦軸線９と１１の交点１２は研削ディスクの中心にあり、位置的に固定されている。研削スピンドル７は、研削ディスク４とは逆の側の端部において、駆動手段１３を介してロール研削機の駆動部（図示せず）に接続されている。
研削ディスクのトラッキングのゼロ位置は図４に示すようにして得られる。すなわちスリーブ縦軸線９上に想定した点１４と研削スピンドル縦軸線１１上に想定した点１５とが（図５および図６をも参照）、ロール中心１６と研削スピンドル中心１７（点１５と一致している）とを結ぶ線１８に対して正確に９０°を成す位置にある。有利には上位のコンピュータに接続されている位置調整手段（ボール転動スピンドル型駆動装置、図４を参照）１９を用いてスリーブ８を回動させると、点１５は図６に示すように研削スピンドル軸線１１のまわりの面内で主運動を実施する。この場合、両縦軸線９と１１の交点１２は不動である。したがって研削スピンドル４は調整量に応じてロール中心１６に対し角度１０を成すが、ロール中心１６と研削スピンドル中心１７との間隔は大きく変化しない。スリーブ８の回動角αと研削スピンドル７の回動角βの間には（図６に図示した運動学を参照）、ほぼ１：１００の比で調整運動を小さくさせるような大きな機械的伝動比が存在する。
図７に示すように研削ディスク４を接線方向にトラッキングさせる実施態様では、研削スピンドル７は偏心ブシュ１０９内に配置されている。この場合偏心ブシュ１０９は斜めのスリーブ１０８によって同心に取り囲まれる。スリーブ１０８は外側に配置されており、研削スピンドル７の縦軸線１１に対して偏心ブシュ１０９を傾斜させる。この実施態様は、前述したようにロール１の輪郭に沿って研削ディスク４を非常に正確にトラッキングさせるばかりでなく、偏心ブシュ１０９と斜めのスリーブ１０８が互いに噛み合うように係合しているため、二重偏心が達成され、研削ディスク４のトラッキング運動の微調整が可能である。
研削ディスク４をセッティングするための回転運動を伴う配置構成により、スリーブ８またはスリーブ１０８と偏心ブシュ１０９のそれぞれ両端部に静圧支持部２０または２１を設けて予めプレストレスを付与させることが可能になる。静圧支持部２０または２１の静圧クッションを図５と図７に概略的に図示したが、加圧流体の供給部は示していない。両変形実施態様では（図５、図７）、研削ディスク４を大きな精度でロール輪郭の接線方向にトラッキングさせることが可能であり、図７の二重偏心では、さらに微調整も可能になる。

Claims (6)

1. 研削スピンドル（７）で支持される研削ディスク（４）をロール輪郭の接線方向にトラッキングさせるための装置を備えた、ロールの輪郭研削用ロール研削機において、
   研削スピンドル（７）が該研削スピンドル（７）の縦軸線（１１）のまわりで回動可能なスリーブ（８；１０８）内に配置され、スリーブ（８；１０８）の縦軸線（９）が研削スピンドル（７）の縦軸線（１１）に対して角度（１０）を成すように傾斜し、スリーブ（８；１０８）の回動に伴って、研削スピンドル（７）を、ロール（１）の中心（１６）と研削スピンドル（７）の中心（１７）とを含む鉛直面内でロール（１）に対し相対運動させるようにしたことを特徴とするロール研削機。
2. 両縦軸線（９，１１）の交点（１２）が研削ディスク（４）の中心に位置していることを特徴とする、請求項１に記載のロール研削機。
3. スリーブ（８；１０８）が偏心スリーブとして形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のロール研削機。
4. スリーブ（８；１０８）の両端部に予めプレストレスが付与されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載のロール研削機。
5. スリーブ（１０８）が、研削スピンドル（７）を収容している偏心ブシュ（１０９）上に同心に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のロール研削機。
6. 偏心ブシュ（１０９）の両端部にプレストレスが付与されていることを特徴とする、請求項５に記載のロール研削機。

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