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

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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