JP4303077B2 - センタレス研削盤のローディング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、センタレス研削盤のローディング装置に関し、さらに詳細には、センタレス研削盤の研削位置に対して、軸方向から搬入搬出することが困難な工作物を搬入搬出するために適したローディング技術に関する。
例えば、大径部と小径部を有する段付き工作物(以下、ワークと称する。)や鍔部を有する鍔付きワークの外周面をセンタレス研削盤により研削加工する場合、ワークを研削砥石車と調整車の間に軸方向へ通過させながら研削する通し送り研削(スルー研削)は行えず、ワークをワーク形状に見合ったプロフィールを有するブレードと調整車により支持して、研削砥石車をワークに対して切込み送りしながら研削する送り込み研削(インフィード研削)が行われる。
ところで、この送り込み研削においては、研削砥石車と調整車との間の研削位置に対するワークのローディングつまり搬入搬出は、通し送り研削のような軸方向からの連続的な搬入搬出ではなく、研削砥石車と調整車との間の研削位置上方からの搬入搬出となり、しかも加工済みのワークの搬出と未加工のワークの搬入を交互に行うことになる。
このため、送り込み研削におけるローディング時間の短縮は、そのまま研削効率の向上にもつながり、ローディング技術の高速化は、各種装置部品の多量生産に研削加工が多用されている近年においては緊急に解決されるべき課題の一つであり、この点に関して、図8(a)および(b)に示すようなローディング装置が既に開発されている。
図8(a)に示されるローディング装置は、センタレス研削盤の研削位置Pと機外のワーク搬入搬出位置Oとの間で左右水平方向へ往復移動する移動体bを備える水平移動部aと、移動体bに装着された一対の昇降アームc,dとからなり、これら昇降アームc,dの下端には、ワークWを開閉可能にチャックするエアーチャックeがそれぞれ備えられている。上記水平移動部aの移動体bは、駆動モータfにより回転駆動されるボールネジ機構gによって、案内レールh上を研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で往復移動する。また、上記昇降アームc,dは、駆動モータiにより交互に同期して昇降動作される。
そして、移動体bが一対の昇降アームc,dを研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で往復移動させ、研削位置Pにおいては、上記一対の昇降アームc,dが交互に昇降動作して、例えば一方の昇降アームcが研削位置Pから加工済みのワークWを取り出すとともに、他方の昇降アームdが研削位置Pに新しい未加工のワークWを載置し、ワーク搬入搬出位置Oにおいては、一方の昇降アームcが加工済みのワークWを搬出するとともに、他方の昇降アームdが新しい未加工のワークWを装填する。
また、図8(b)に示されるローディング装置は、センタレス研削盤の研削位置Pと機外のワーク搬入搬出位置Oとの間で揺動可能とされた一対のスイングアームk、lと、これら一対のスイングアームk、lを上記研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で交互に同期して揺動させるスイング駆動部mとからなり、上記スイングアームk、lの先端部には、ワークWを開閉可能にチャックするエアーチャックjがそれぞれ備えられている。スイング駆動部mは、駆動モータnにより回転駆動される歯車機構oによって、上記研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で揺動する。また、両スイングアームk、lの揺動支軸p,qには、これら両スイングアームk、lの揺動時における相互干渉を防止するスライドカム部rが設けられている。
そして、スイング駆動部mが一対のスイングアームk、lを上記研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で交互に同期して揺動させ、例えば一方のスイングアームkのエアチャックjに保持されたワークWが研削位置Pへ供給されて研削加工される間に、ワーク搬入搬出位置Oで、他方のスイングアームlのエアチャックjに対する加工済みのワークWと新しい未加工のワークWの交換が行われる(例えば、特許文献1参照)。
これら従来のローディング装置においても、ローディング時間の短縮による研削効率の向上という所期の目的はある程度までは達成されているが、技術的にはまだ以下のような改良の余地があり、さらなる改良が要望されていた。
すなわち、前者の図8(a)に示されるローディング装置にあっては、
(1)水平移動部aにおける移動体bの左右水平方向への移動がボールネジ機構gによるものであるため、その移動速度向上に限界がある。
(2)移動体bに装着された昇降部が一対の昇降アームc,dからなるいわゆるダブルアーム構造で、その昇降用駆動モータi、エアーチャックe、eおよびこれらの動力供給源との配線・配管ダクト等の存在により、重量が大きく昇降速度向上に限界がある。
また、後者の図8(b)に示されるローディング装置にあっては、
(1)一対のスイングアームk、lを揺動させるスイング駆動部mの歯車機構o等、駆動機構が複雑で部品点数が多い。
(2)一対のスイングアームk、lからなるいわゆるダブルアーム構造で、その旋回部がスイング駆動部mの揺動用駆動モータn、エアーチャックjおよびこれらの動力供給源との配線・配管等の存在により、構造が複雑である。
さらに両者のローディング装置に共通するものとして、
(3)前者が一対の昇降アームc,dからなり、また後者が一対のスイングアームk、lからなるダブルアーム構造であるため、ワークWを保持するエアーチャックe、jのフックの段取りに時間がかかる。
(4)いずれもダブルアーム構造であるとともに、そのワーク保持部がエアーチャックe、jで構成されているため、ワーク搬入搬出位置Oにおけるワーク搬入搬出のための受渡し機構(図示省略)が複雑である。
特開2001−79736号公報
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ワーク昇降部を含めた可動部の小型・軽量化により、さらなるワークのローディング時間短縮および研削効率の向上を図りつつ、装置コストの低減化を図ることができるセンタレス研削盤のローディング装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のローディング装置は、センタレス研削盤の研削位置に対して工作物を搬入搬出するものであって、ワークを開放可能にクランプ保持するワークホルダを備えて、上下方向に直線状に昇降動作するワーク昇降手段と、このワーク昇降手段を、上記センタレス研削盤の研削位置と上記センタレス研削盤の機外のワーク搬入搬出位置との間で横方向に直線状に往復移動させるワーク横移動手段とを備えてなり、上記ワーク昇降手段の昇降機構と上記ワーク横移動手段の横移動機構がラック・ピニオン機構により構成され、上記ワークホルダは、工作物をクランプするクランプ機構が上記ワーク昇降手段の昇降動作を利用するメカクランプ機構の形態とされ、上記メカクランプ機構は、上記ワークホルダのホルダ本体に固定的に設けられて、工作物の両端部を下側から支持するワークフックと、上記ホルダ本体に昇降動作可能に設けられて、工作物を上側から弾発的に押圧するワーク押えとを備え、このワーク押えは、上記ホルダ本体に昇降可能に支持された押えロッドと、この押えロッドを常時下方へ弾発付勢する弾発スプリングとからなるとともに、上記押えロッドが上下方向静止側に設けられた下降ストッパと下方向へ係合可能とされてなり、上記ワーク昇降手段のワークホルダが上記センタレス研削盤の研削位置に対応した高さ位置よりも上方にある時、上記押えロッドは、上記下降ストッパと非係合状態にあって、上記弾発スプリングの弾発力により上記ワークフックに支持された工作物を上側から弾発的に押圧するとともに、上記ワーク昇降手段のワークホルダが上記センタレス研削盤の研削位置に対応した高さ位置よりも下方にある時、上記押えロッドは、上記下降ストッパと係合状態にあって、上記弾発スプリングの弾発力に抗して上記工作物に対する上方からの押圧を解除することを特徴とする。
好適な実施態様として、上記ワーク横移動手段は、上記研削位置と上記ワーク搬入搬出位置の間に横方向へ直線状に延びて設けられた移動案内レールと、この移動案内レール上を移動可能とされ、上記ワーク昇降手段が装着された移動体と、この移動体を上記移動案内レールに沿って往復移動させるラック・ピニオン機構と、このラック・ピニオン機構を駆動させる駆動モータとを備えてなる。
上記ワーク横移動手段のラック・ピニオン機構は、具体的には、上記移動案内レールと平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、上記移動体に連結されたラックと、静止側に設けられた上記駆動モータの出力軸に駆動連結されるとともに、上記ラックに歯合されたピニオンとを備えてなる。
また、上記ワーク昇降手段は、上下方向へ直線状に延びて昇降可能に設けられた昇降レールと、この昇降レールに一体的に設けられ、上記ワークホルダが装着された昇降体と、この昇降体を上記昇降レールに沿って昇降移動させるラック・ピニオン機構と、このラック・ピニオン機構を駆動させる駆動モータとを備えてなる。
上記ワーク昇降手段のラック・ピニオン機構は、具体的には、上記昇降レールと平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、上記昇降体に連結されたラックと、静止側に設けられた上記駆動モータの出力軸に駆動連結されるとともに、上記ラックに歯合されたピニオンとを備えてなる。また、上記ワーク昇降手段のラック・ピニオン機構のピニオンは、上記ワーク横移動手段の移動案内レール上を移動可能とされた移動体に回転可能に支持されるとともに、上記移動案内レールと平行に延びる回転可能なスプライン軸と回転方向へ一体可能にかつ軸方向へ相対的に移動可能にスプライン結合され、上記スプライン軸が、静止側に設けられた上記駆動モータの出力軸に駆動連結されている。望ましくは、上記スプライン軸としてロータリボールスプライン軸が用いられる。
本発明においては、ワーク横移動手段により、ワークを保持するワークホルダを備えたワーク昇降手段が、センタレス研削盤の研削位置と機外のワーク搬入搬出位置との間で横方向に直線状に往復移動するとともに、上記センタレス研削盤の研削位置に対して上下方向に直線状に昇降動作して、加工済みワークの取出しと未加工ワークの供給(ワークの入替え作業)を交互に行う。
この場合、上記ワーク昇降手段の昇降機構と上記ワーク横移動手段の横移動機構がラック・ピニオン機構により構成されていることにより、高い動作速度を確保するとともに、可動部における各種配線や配管を不要とする。
本発明によれば、ワークを開放可能にクランプ保持するワークホルダを備え、昇降動作するワーク昇降手段の昇降機構と、このワーク昇降手段を横方向へ往復移動させるワーク横移動手段の横移動機構として、ラック・ピニオン機構が採用されているから、ワーク昇降部を含めた可動部の小型・軽量化と構成の簡素化が図れるとともに、研削位置とワーク搬入搬出位置間でのワーク搬送さらにはワークの入替え作業を高速で行うことができ、ローディング時間を短縮して高い供給効率を得ることができる。
また、上記ラック・ピニオン機構の採用により、部品点数・組立工数の削減ができて、装置コストの低減化を図ることができ、またラック・ピニオン機構の駆動源である駆動モータを静止側に設けることが可能で、これにより駆動モータの配線が固定化できる。
単一のワークホルダによりワークの搬入搬出が行われる構成であるから、ワーク搬入搬出位置におけるワーク搬入搬出のための受渡し機構がシンプルで、ワークホルダのフックの段取り性も向上する(従来のダブルアーム方式に比較して半減)。
さらに、ワークホルダにおけるワークをクランプするクランプ機構が、上記ワーク昇降手段の昇降動作を利用するメカクランプ機構の形態とされていることにより、従来のエアチャックを採用する場合のような配線や配管ダクトが不要となり、この点においても構造の簡素化が可能となり、上記ラック・ピニオン機構の採用による効果と相まって、従来のローディング装置に比べて、部品点数・組立工数がさらに減少する。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
本発明に係るセンタレス研削盤のローディング装置を図1〜図6に示し、このローディング装置Aは、ワークWの円筒外周面Wa(図1(b)参照)を送り込み研削方式で研削するセンタレス研削盤Bに適用されるものである。
このセンタレス研削盤Bは、2つのワークW、Wを同時に研削加工する構成とされており、ワークWの円筒外周面Waに対応したプロフィールの砥石面を有する研削砥石車1、ワークWの円筒外周面Waを回転支持する円筒支持面を有する調整車2、およびワークWの円筒外周面Waを摺動支持する平坦な傾斜支持面を有するブレード3等を主要部とした従来周知の構成を備えており、その詳細な説明は省略するが、ワークWを、ブレード3と調整車2とにより回転支持しながら、研削砥石車1をワークWの円筒外周面Waに相対的に切込み送りして、その円筒外周面を研削加工するように構成されている。
そして、図示の実施形態においては、図2〜図4に示すように、研削盤Bにおける研削砥石車1および調整車2間の研削位置Pと研削盤Bの機外のワーク搬入搬出位置Oとが同一直線上に配置されるとともに、ローディング装置Aにより、ワークWがワーク搬入搬出位置Oから研削位置Pに対して搬入搬出されるように構成されている。
ローディング装置Aは、ワーク横移動部(ワーク横移動手段)5およびワーク昇降部(ワーク昇降手段)6を主要部として備え、ワーク昇降部6に、ワークWを開放可能にクランプ保持するワークホルダ7が装着されている。これらローディング装置Aの構成部5,6は、装置基台8上に装置されている。
装置基台8は、センタレス研削盤Bの研削砥石車1と調整車2を前後に跨いで配置されており、センタレス研削盤Bの前後部にそれぞれ立設された前支柱8aと後支柱8bの上端部に、後述する上記ワーク横移動部5の移動案内レール9が橋絡状に配置接続されてなり、センタレス研削盤Bの前側に上記ワーク搬入搬出位置Oが配置されている。
ワーク横移動部5は、ワーク昇降部6を研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で横方向に直線状に往復移動させるもので、上記移動案内レール9、移動体10、横移動機構11および駆動モータ12を主要部として構成されている。
移動案内レール9は、上記研削位置Pと前記ワーク搬入搬出位置Oの間に横方向へ直線状に延びて設けられており、図示の実施形態においては、図3および図4に示すように、センタレス研削盤Bの上方位置つまり装置基台8の前後支柱8a、8bの上端位置において、研削砥石車1の軸線Xと平行な水平方向へ直線状に延びて設けられ、その延長範囲は上記研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oの外側位置(図3および図4において左右外側位置)まで延びている。
移動体10は、上記移動案内レール9上を水平方向へ移動可能に設けられるとともに、上記ワーク昇降部6が装着されている。具体的には、移動台10は、図1(a)に示すように、断面略コ字形状の摺動溝10aを有するブロック体の形態とされ、移動案内レール9の一側面において移動案内レール9の上下面を挟持する形で水平移動可能に配されている。移動体10は、横移動機構11を介して駆動モータ12に駆動連結されている。
横移動機構11は、移動体10を移動案内レール9に沿って往復移動させるもので、具体的にはラック・ピニオン機構の形態とされている。
ラック・ピニオン機構11は、移動案内レール9と平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、上記移動体10に連結されたラック11aと、上記駆動モータ12に駆動連結されるとともに、上記ラック11aに歯合されたピニオン11bとを備えてなる。
具体的には、上記ラック11aは、その下面を上記装置基台8の後支柱8bに設けられたガイドローラ13によって回転支持されて、上記移動案内レール9と平行な水平方向へ移動可能に設けられており、その一端14が上記移動体10に連結固定されるとともに、他端が自由端とされている。
一方、上記ピニオン11bは、静止側である上記装置基台8の後支柱8bに設けられた駆動モータ12の出力軸12aに直接取付け固定されるとともに、上記ラック11aの歯部に歯合されており、このピニオン11bの回転運動が、ラック11aさらにはこれと一体となった移動体10の水平方向への直線運動に転換される。
駆動モータ12は具体的にはサーボモータからなり、上記装置基台8の後支柱8bの上端部に、水平横向きに設けられるとともに、図示しない電源に電気的に接続されている。
そして、この駆動モータ12の正逆回転駆動により、ラック・ピニオン機構11を介して、上記移動体10が上記研削位置Pとワーク搬入搬出位置Oとの間で水平方向に直線状に往復移動する。
ワーク昇降部6は、ワークWを研削位置Pに対して上下方向に直線状に昇降させるもので、昇降レール15、昇降体16、昇降機構17および駆動モータ18などを主要部として構成され、これら主要構成部のほとんどが上記ワーク横移動部5の移動体10上に装置されている。
昇降レール15は、移動体10に上下方向へ直線状に延びて昇降可能に設けられており、図示の実施形態においては、図1〜図4に示すように、移動体10の片面に設けられた昇降ガイド20、20に、左右一対の昇降レール15、15が垂直上下方向へ直線状に延びてかつ昇降可能に設けられており、その片面側に、支持板19が一体的に設けられて、これら15、15、19により上記昇降体16が一体形成されている。
一対の昇降レール15、15の長さ寸法は、昇降レール15、15の昇降動作によって、上記昇降体16の下端部に設けられたワークホルダ7が上記研削位置Pの対応高さ位置Phから上昇移動位置Qpとの間で昇降可能な範囲に設定される。
昇降体16は、上述したように、上記両昇降レール15、15と、これらの一側面に橋絡状または張設状に一体的に設けられた平板状の支持板19からなり、その下端部に上記ワークホルダ7が装着されている。昇降体16は、昇降機構17を介して駆動モータ18に駆動連結されている。
昇降機構17は、昇降体16を昇降レール15、15と共に垂直上下方向へ昇降動作させるもので、具体的にはラック・ピニオン機構の形態とされている。
ラック・ピニオン機構17は、昇降レール15、15と平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、昇降体16に連結されたラック17aと、上記駆動モータ18に駆動連結されるとともに、上記ラック17aに歯合されたピニオン17bとを備えてなる。
具体的には、上記ラック17aは、上記昇降体16の支持体19に一体的に設けられている。つまり、ラック17aは、一対の昇降レール15、15および支持板19からなる昇降体16と一体とされて、移動体10の昇降ガイド20、20に案内される昇降レール15、15の移動方向つまり垂直上下方向へ昇降可能に設けられている。
一方、上記ピニオン17bは、図1、図2および図4に示されるように、上下方向に対して静止側である上記移動体10に回転可能に支持されるとともに、スプライン軸21を介して静止側に設けられた駆動モータ18の出力軸18aに駆動連結されている。
具体的には、スプライン軸21としてロータリボールスプライン軸が採用されている。このロータリボールスプライン軸21は、装置基台8の後支柱8bと上記移動案内レール9に、支持ブラケット22、23を介して回転可能に軸受支持されている。ロータリボールスプライン軸21は、移動案内レール9と平行にかつ上記ピニオン17bを同軸状に貫通して延びており、これにより、ピニオン17bは、ロータリボールスプライン軸21に回転方向へ一体可能にかつ軸方向へ相対的に移動可能にスプライン結合されるとともに、上記ラック17aの歯部に歯合されており、このピニオン17bの回転運動が、上ラック17aさらにはこれと一体となった昇降体16の垂直上下方向への直線運動に転換される。
ロータリボールスプライン軸21は、その一端が静止側である上記装置基台8の後支柱8bに設けられた駆動モータ18の出力軸18aに、軸継手24により同軸状に一体結合されている。
駆動モータ18は具体的にはサーボモータからなり、上記装置基台8の後支柱8bの上端部において、水平横向きに設けられるとともに、図示しない電源に電気的に接続されている。
そして、この駆動モータ18の正逆回転駆動により、ラック・ピニオン機構17を介して、上記昇降体16が上記研削位置Pの対応高さ位置Phと上昇移動位置Qpとの間で垂直上下方向に直線状に昇降動作する。
ワークホルダ7は、ワークWを開放可能にクランプ保持するもので、そのクランプ機構30が上記ワーク昇降部6の昇降動作を利用するメカクランプ機構の形態とされている。このクランプ機構30は、具体的には、図5および図6に示すように、ワークフック31とワーク押え32から構成されており、図示の実施形態においては、センタレス研削盤Bの構成に対応して、2つのワークW、Wを同時にクランプ保持する構造を備える。
ワークフック31は、ワークWの両端部を下側から支持するもので、ワーク昇降部6の昇降体16に取付け固定されたワークホルダ7のホルダ本体35に固定的に設けられている。具体的には、ワークフック31は、ワークWの両端部を下側から支持する左右一対のフック部31a、31aを備え、図示の実施形態においては二組設けられている。
これら二組のワークフック31、31は、具体的には図5に示すように、3つのアーム45a、45b、45cから構成されている。つまり、これら3つのアーム45a、45b、45cが、上記ホルダ本体35に、ワークWの長さに対応した間隔をもって垂下状に取り付け固定され、左右両側のアーム45a、45cの下端内側にフック部31aがそれぞれ設けられるとともに、中央のアーム45bの下端両側にフック部31a、31aが設けられて、この中央のアーム45bが上記両ワークフック31、31に共用される構造とされている。このような共用構造により、クランプ機構30さらにはワークホルダ7の構造簡素化および軽量コンパクト化が図られている。
フック部31a、31aは、具体的には図示はしないが、例えば断面V字状の保持溝を有して、外径寸法の異なる複数種類のワークWの円筒外周面Waを心出し可能な構造とされている。
ワーク押え32は、ワークWを上側から弾発的に押圧するもので、ホルダ本体35に昇降動作可能に設けられている。具体的には、ワーク押え32は、昇降可能に設けられた押えロッド32aと、この押えロッド32aを常時下方へ弾発付勢する弾発スプリング32bとからなり、図示の実施形態においては、上記ワークフック31、31に対応して二組設けられている。
上記押えロッド32aは、図示のごとく先端部がワークWの外径寸法よりも小径とされた棒状体であって、ホルダ本体35に設けられたガイド36、36に垂直上下方向へ昇降可能に支持されるとともに、弾発スプリング32bにより常時下方へ弾発付勢されている。これに関連して、上下方向に対して静止側となる前記移動体10側に、ブラケット37を介して下降ストッパ38が設けられており、これに上記押えロッド32aの基端つまり上端のストッパ部材39が下方向へ係合可能とされている。
これにより、押えロッド32aは、弾発スプリング32bの弾発力により下方へ抜けて落下するのが防止されるとともに、図6に示すように、上記ワーク昇降部6の昇降体16の昇降動作に対応してクランプ動作する。
すなわち、図6(a)に示すように、ワークホルダ7が、より厳密にはワークフック31がセンタレス研削盤Bの研削位置Pに対応した高さ位置Phよりも上方にある時(この場合、ワークWはブレード3の上方位置で非接触状態にある。)、押えロッド32aのストッパ部材39は、下降ストッパ38と非係合状態にあって、弾発スプリング32bの弾発力によりワークフック31に支持されたワークWを上側から弾発的に押圧する。
一方、図6(b)に示すように、昇降体16が下降端にあって、ワークフック31が上記研削位置Pに対応した高さ位置Phよりも下方にある時(この場合、ワークWはブレード3上に載置された状態にある。)、押えロッド32aのストッパ部材39は、下降ストッパ38と係合状態にあって、弾発スプリング32bの弾発力に抗してワークフック31に支持されたワークWに対する上方からの押圧を解除する。
なお、ワークフック31によるメカクランプ動作開始時期は、ワークWの外径寸法との関係にもよるが、昇降体16がその下降端(図6(b)の高さ位置)から僅かに上昇した時(例えば、1〜2mm程度)となるように、上記ストッパ部材39と下降ストッパ38の関係高さ寸法を調整して適宜設定される。
また、上記ワーク搬入搬出位置Oには、ローディング装置Aのワークホルダ7に対してワークWを搬入搬出する搬入搬出装置40が配設されている。この搬入搬出装置40の具体的構成は、対象となるセンタレス研削盤Bおよびその他の周辺装置との関係で適宜設計されるものであり、具体的には図示しないが、例えば、上記ワークホルダ7から加工済みのワークW、Wを取り出すとともに、新たに加工すべき未加工のワークW、Wを装填する搬入搬出ロボット、この搬入搬出ロボットから受け取った加工済みのワークW、Wを次工程へ搬出する搬出コンベア、および上記搬入搬出ロボットに未加工のワークW、Wを搬入する搬入コンベアなどから構成されている。これらの各装置は、制御装置により、上記ローディング装置Aやセンタレス研削盤Bに同期して駆動制御されることとなる。
しかして、以上のように構成されたローディング装置Aを用いたセンタレス研削において、ローディング装置Aにより、センタレス研削盤Bの研削位置Pと機外のワーク搬入搬出位置Oとの間でワークWの搬入搬出動作が高速で効率良く行われて、センタレス研削盤Bの研削位置PでのワークWに対するインフィード研削が短いサイクルタイムをもって高効率で行われることとなる。
すなわち、ローディング装置Aのワーク横移動部5により、ワーク昇降部6が、ワークホルダ7に未加工または加工済みのワークW、Wを保持した状態でセンタレス研削盤Bの研削位置P(具体的には、図1および図2において、研削位置Pの垂直上方の上昇移動位置Qp)と機外のワーク搬入搬出位置O(具体的には、図1および図2において、ワーク搬入搬出位置Oの垂直上方の上昇移動位置Qo)との間で水平方向に直線状に往復移動するとともに、上記研削位置Pおよびワーク搬入搬出位置Oに対してそれぞれ垂直上下方向に直線状に昇降動作して、加工済みワークW、Wの搬出と未加工ワークW、Wの搬入を所定のインターバルをもって交互に行う。具体的には、以下の工程が実行される。
(1) ワークW、Wの研削加工時、ワーク横移動部5の移動体10は、上記研削位置Pに対応した水平方向位置つまり研削位置Pの垂直上方位置に停止した状態にあり、この状態において、ワーク昇降部6の昇降体16はその下降端にあって、図6(b)に示すように、ワークWがブレード3上に載置支持されて研削加工状態にあるとともに、ワークホルダ7がワーククランプ解除状態で、ワークWの研削加工の完了を待つ。
(2) ワークW、Wの研削加工が完了すると、ワーク昇降部6の昇降体16がその下降端から上昇を開始して、まず、ワークフック31、31がブレード3上のワークW、Wを下側から支持して持ち上げ、さらにそこから僅かに上昇すると、図6(a)に示すように、ワーク押え32,32が昇降体16の上昇動作に対応してワークW、Wを上側から弾発的に押圧し、これによりワークW、Wがワークフック31、31とワーク押え32,32によりクランプ保持された状態で、昇降体16が上昇端である上昇移動位置Qpまで上昇して停止する。
(3) 続いて、ワーク横移動部5の移動体10は、上記研削位置Pに対応した水平方向位置つまり研削位置Pの垂直上方位置から、ワーク搬入搬出位置Oに対応した水平方向位置つまりワーク搬入搬出位置Oの垂直上方位置まで水平移動して停止する。この時、ワーク昇降部6の昇降体16は上昇移動位置Qo(上昇移動位置Qpと同一高さ)にある。
(4) このワーク横移動部5の移動体10の停止状態において、ワーク昇降部6の昇降体16が下降を開始して、ワークW、Wはワークフック31、31とワーク押え32,32によりクランプ保持された状態で下降され、昇降体16がその下降端よりも若干上側まで下降すると、図6(a)に示すように、ワーク押え32,32が昇降体16の下降動作に対応してワークW、Wから離隔し,その押圧状態を解除され、昇降体16がその下降端まで下降したところで停止する。
(5) この停止状態で、搬入搬出装置40によるワークホルダ7に対する加工済みワークW、Wの取り出しと、新たな未加工ワークW、Wの装填とが行われる。つまり、搬入搬出装置40により、ワークホルダ7のワークフック31、31から加工済みのワークW、Wが取り出されて搬出されるとともに、新たに加工すべき未加工のワークW、Wが上記ワークフック31、31に装填される。
(6) 次に、上記(1)〜(4)の工程と逆の動作が行われて、未加工のワークW、Wが上記研削位置Pへ搬入され、以後同様の動作が繰り返される。
以上のように、ワーク昇降部6の昇降機構17とワーク横移動部5の横移動機構11がラック・ピニオン機構により構成されていることにより、ワーク昇降部6を含めた可動部の小型・軽量化と構成の簡素化が図れるとともに、研削位置Pとワーク搬入搬出位置O間でのワーク搬送さらにはワークの入替え作業を高速で行うことができ、ローディング時間を短縮して高い供給効率を得ることができる。
また、上記ラック・ピニオン機構11,17の採用により、部品点数・組立工数の削減ができて、装置コストの低減化を図ることができ、またラック・ピニオン機構11,17の駆動源である駆動モータ12,18を図示のように静止側に設けることが可能で、これにより駆動モータ12,18の配線が固定化できる。
また、単一のワークホルダ7によりワークWの搬入搬出が行われる構成であるから、ワーク搬入搬出位置Oにおける搬入搬出装置40におけるワークWの受渡し機構がシンプルで、ワークホルダ7のフックの段取り性も向上する(従来のダブルアーム方式に比較して半減)。
さらに、ワークホルダ7におけるワークWをクランプするクランプ機構30が、上記ワーク昇降部6の昇降動作を利用するメカクランプ機構の形態とされていることにより、従来のエアチャックを採用する場合のような配線や配管ダクトが不要となり、この点でも、部品点数・組立工数が低減できる。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能である。
例えば、本実施形態では、ローディング装置Aのワークホルダ7が2つのワークW、Wを同時にクランプ保持するいわゆる2個取り構造を備えるが、具体的構造はセンタレス研削盤Bの構成に対応して適宜変更可能であり、例えば、ワークホルダ7が1つのワークWをクランプ保持するいわゆる1個取り構造や、ワークホルダ7が3つのワークW、W、Wを同時にクランプ保持するいわゆる3個取り構造を備えるなど、ワークフック31,31の増減が可能である。
また、メカクランプ機構30自体の具体的構造も本実施形態の限定されず、たとえば、図示の実施形態においては、一つのワークフック31に対して一つのワーク押え32が設けられているが、図7に示すように二つのワーク押え32、32が設けられて、ワーク搬入搬出時におけるワークWのより安定したクランプ状態を確保するようにしても良い。
本発明の一実施形態であるセンタレス研削盤のローディング装置の構成を示す図で、図1(a)は全体側面図、図1(b)は同要部を拡大して示す側面図である。 同じく同ローディング装置の構成を示す全体正面図である。 同ローディング装置のワーク横移動部の構成を示す図2のIII-III線に沿った平面断面図である。 同ローディング装置のワーク昇降部の構成を示す図2のIV-IV線に沿った平面図である。 主に昇降機構を示す平面図である。 同ローディング装置のワークホルダの構成を拡大して示す正面図である。 同ワークホルダのメカクランプ機構のクランプ動作を説明するための概略構成図である。 同ワークホルダのメカクランプ機構の改変例を示す、図6に対応した概略構成図である。 従来のローディング装置の主要部構成を示す斜視図である。
符号の説明
A ローディング装置
B センタレス研削盤
P 研削位置
O ワーク搬入搬出位置
W ワーク
Wa ワークの円筒外周面
1 研削砥石車
2 調整車
3 ブレード
5 ワーク横移動部(ワーク横移動手段)
6 ワーク昇降部(ワーク昇降手段)
7 ワークホルダ
8 装置基台(静止側)
9 移動案内レール
10 移動体
11 横移動機構(ラック・ピニオン機構)
11a ラック
11b ピニオン
12 駆動モータ
15 昇降レール
16 昇降体
17 昇降機構(ラック・ピニオン機構)
17a ラック
17b ピニオン
18 駆動モータ
21 ロータリボールスプライン軸(スプライン軸)
30 メカクランプ機構(クランプ機構)
31 ワークフック
32 ワーク押え
32a 押えロッド
32b 弾発スプリング
38 下降ストッパ
39 ストッパ部材

Claims (8)

  1. センタレス研削盤の研削位置に対して工作物を搬入搬出するローディング装置であって、
    工作物を開放可能にクランプ保持するワークホルダを備えて、上下方向に直線状に昇降動作するワーク昇降手段と、
    このワーク昇降手段を、前記センタレス研削盤の研削位置と前記センタレス研削盤の機外のワーク搬入搬出位置との間で横方向に直線状に往復移動させるワーク横移動手段とを備えてなり、
    前記ワーク昇降手段の昇降機構と前記ワーク横移動手段の横移動機構がラック・ピニオン機構により構成され、
    前記ワークホルダは、工作物をクランプするクランプ機構が前記ワーク昇降手段の昇降動作を利用するメカクランプ機構の形態とされ、
    前記メカクランプ機構は、前記ワークホルダのホルダ本体に固定的に設けられて、工作物の両端部を下側から支持するワークフックと、前記ホルダ本体に昇降動作可能に設けられて、工作物を上側から弾発的に押圧するワーク押えとを備え、
    このワーク押えは、前記ホルダ本体に昇降可能に支持された押えロッドと、この押えロッドを常時下方へ弾発付勢する弾発スプリングとからなるとともに、前記押えロッドが上下方向静止側に設けられた下降ストッパと下方向へ係合可能とされてなり、
    前記ワーク昇降手段のワークホルダが前記センタレス研削盤の研削位置に対応した高さ位置よりも上方にある時、前記押えロッドは、前記下降ストッパと非係合状態にあって、前記弾発スプリングの弾発力により前記ワークフックに支持された工作物を上側から弾発的に押圧するとともに、
    前記ワーク昇降手段のワークホルダが前記センタレス研削盤の研削位置に対応した高さ位置よりも下方にある時、前記押えロッドは、前記下降ストッパと係合状態にあって、前記弾発スプリングの弾発力に抗して前記工作物に対する上方からの押圧を解除する
    ことを特徴とするセンタレス研削盤のローディング装置。
  2. 前記ワーク横移動手段は、前記研削位置と前記ワーク搬入搬出位置の間に横方向へ直線状に延びて設けられた移動案内レールと、この移動案内レール上を移動可能とされ、前記ワーク昇降手段が装着された移動体と、この移動体を前記移動案内レールに沿って往復移動させるラック・ピニオン機構と、このラック・ピニオン機構を駆動させる駆動モータとを備えてなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  3. 前記ワーク横移動手段の移動案内レールは、前記センタレス研削盤の研削砥石車の軸線と平行な水平方向へ直線状に延びて設けられている
    ことを特徴とする請求項2に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  4. 前記ワーク横移動手段のラック・ピニオン機構は、前記移動案内レールと平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、前記移動体に連結されたラックと、静止側に設けられた前記駆動モータの出力軸に駆動連結されるとともに、前記ラックに歯合されたピニオンとを備えてなる
    ことを特徴とする請求項2または3に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  5. 前記ワーク昇降手段は、上下方向へ直線状に延びて昇降可能に設けられた昇降レールと、この昇降レールに一体的に設けられ、前記ワークホルダが装着された昇降体と、この昇降体を前記昇降レールに沿って昇降移動させるラック・ピニオン機構と、このラック・ピニオン機構を駆動させる駆動モータとを備えてなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  6. 前記ワーク昇降手段のラック・ピニオン機構は、前記昇降レールと平行な方向へ移動可能に設けられるとともに、前記昇降体に連結されたラックと、静止側に設けられた前記駆動モータの出力軸に駆動連結されるとともに、前記ラックに歯合されたピニオンとを備えてなる
    ことを特徴とする請求項5に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  7. 前記ワーク昇降手段のラック・ピニオン機構のピニオンは、前記ワーク横移動手段の移動案内レール上を移動可能とされた移動体に回転可能に支持されるとともに、前記移動案内レールと平行に延びる回転可能なスプライン軸と回転方向へ一体可能にかつ軸方向へ相対的に移動可能にスプライン結合され、
    前記スプライン軸が、静止側に設けられた前記駆動モータの出力軸に駆動連結されている
    ことを特徴とする請求項6に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
  8. 前記スプライン軸がロータリボールスプライン軸であることを特徴とする請求項7に記載のセンタレス研削盤のローディング装置。
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