JP4647760B2 - 回転鋸の研削方法及びその研削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転鋸の歯の逃げ面、すくい面等を研削する回転鋸の研削方法及びその研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に回転鋸の歯は、切れ歯を形成するためにすくい面、逃げ面等、多種類の面を有する。従来はこれらの面を研削（研磨）する際に、基準ピンを歯の各種類の面の研削が全部終了するまで歯に向けて出没させ、歯を１歯毎に上記基準ピンに当てて位置決めし、該位置決めした歯のすくい面、逃げ面等を研削するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、歯の各種類の面の研削が全部終了するまで基準ピンで歯を１歯毎に位置決めしするようにしていたので、研削時間が延引するとともに、基準ピンが磨耗し易くなるものであった。本発明は回転鋸の初回の回転で歯の各ピッチを記憶させ、この記憶したデーターに基づいて回転鋸を反復回転させ、該回転鋸の歯の各面を研削することにより、上記不具合を解消するようにしたものである。また、歯をレーザーセンサにより検知して回転鋸を歯送りすることにより、歯の横すくい角の大きさに左右されることなく、かつ歯送り装置を簡素にして高精度の研削精度ができるようにした新規な回転鋸の研削方法及び研削装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【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に以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、回転される回転鋸の各歯のピッチをそれぞれ計測して記憶するピッチ計測装置と、前記計測値に基づいて前記回転鋸を割出し回転させる歯送り装置と、該歯送り装置によって所定位置に送られた歯を研削する砥石と、該砥石の向きをその研削面が前記歯の所定の面に対面する如く変更する砥石姿勢変更装置とを設け、前記ピッチ計測装置は、回転鋸を回転させる歯送り装置のサーボモータの駆動量と、砥石部に到来する回転鋸の歯に向けてレーザービームを照射するレーザーセンサの信号とにより前記回転鋸の各歯のピッチを計測し、これを記憶してなり、回転鋸の初回の回転で得たピッチ計測装置のデーターに基づいて歯送り装置により前記回転鋸を反復回転させ、該回転鋸が一回転される毎に前記砥石姿勢変更装置により砥石の向きを変えてその研削面を前記歯の該当する面に対面させる構成にしたものである。
また、請求項２に係る発明は、フレームに回転鋸を割出し回転させる歯送り装置を設け、前記フレームに回転鋸の所定の歯部で該回転鋸の回転軸心と平行する研削中心を中心として回動する回動台を設け、該回動台にこれの回動円に対して半径方向に移動するＸ軸移動ベースを設け、該Ｘ軸移動ベースにこれの移動軸線を中心として旋回する旋回台を設け、該旋回台にこれの旋回中心と直交する軸線を中心として回転する砥石ヘッドを設け、前記歯送り装置は、前記研削中心部に到来する回転鋸の歯に向けてレーザービームを照射するレーザーセンサを設け、該レーザーセンサの信号を入力して前記回転鋸を割出し回転させるサーボモータを設ける構成にしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の実施例を示す回転鋸の研削装置の要部側面図、図２は本発明による逃げ面の研削状態を示す正面図、図３は本発明によるすくい面の研削状態を示す正面図、図４は逃げ面の曲面研削状態を示す正面図、図５は図２の要部拡大図、図６は図３の要部拡大図である。図１〜図３において、１は回転鋸の研削装置、２はそのフレームである。このフレーム２に回転鋸３を設け、該回転鋸３を歯送り装置６によって例えば一歯毎に割出し回転させる。上記回転鋸３は、図５に示すように円板状の基板５の外周部に超硬チップ製の多数の歯５を所定ピッチで有する。
【０００６】
上記歯送り装置６は、図１に示すように、ピッチ計測装置１０により回転制御される歯送りモータ（サーボモータ）７によって上記回転鋸３を各歯５のピッチに対応させて割出し回転させるようになっている。即ち、上記ピッチ計測装置１０は、同図に示すように、レーザーセンサ１１の発射器１１ａと受光器１１ｂとを研削基準点Ｏに到来する回転鋸３の歯５の両側に対向配置し、上記歯送りモータ７により回転鋸３を回転させてその各歯５を上記発射器１１ａと受光器１１ｂとの間に通過させ、上記レーザーセンサ１０ａの信号及び歯送りモータ７の信号を入力して各歯５のピッチを演算（計測）し、これを記憶するようになっている。そして、上記回転鋸３の歯５を研削する際には、上記ピッチ計測装置１０の信号を入力して上記歯送りモータ７を回転制御し、回転鋸３を各歯５のピッチに対応させて割出し回転させる。
【０００７】
上記フレーム２に砥石姿勢変更装置２４を介して砥石ヘッド２０を設ける。この砥石姿勢変更装置２４は砥石ヘッド２０に設けた砥石２１の研削面の向きが歯５の所定の面、例えば逃げ面５ａ、又はすくい面５ｂ等に対面する如く変更するもので、以下の如くなっている。即ち、回動台１５を上記研削基準点Ｏ上で回転鋸３の回転軸心と平行する支点軸１５ａを介してフレーム２に回動可能に取付け、該回動台１５を回動装置１６によって回動させる。回動装置１６は、サーボモータからなる回動モータ１８をフレーム２側に取り付け、この回動モータ１８の出力軸に取り付けたウォーム１８ａを上記支点軸１５ａに取り付けたウォームホイール１８ｂに噛合させてなり、上記回動モータ１８を正逆回転させることにより、上記回動台１５を研削基準点Ｏを中心として図２に示す矢印Ｍ方向に正逆回動させる。１７は上記回動台１５を案内するガイドレールであり、上記支点軸１５ａを中心とする円弧状に延在させて回動台１５の外周部をフレーム２側に摺動可能に連結する。
【０００８】
上記砥石ヘッド２０は図２に示すように、その主軸２０ａが上記回動台１５の回動円の接線方向をなす矢印Ｙ軸方向に向けて配置され、ヘッド移動装置２５によって回動台１５の回動円の半径方向をなすＸ軸方向及びＹ軸方向に移動されるとともに、旋回装置３３によって上記Ｘ軸と平行する軸線Ｌを中心として旋回される。上記ヘッド移動装置２５は、砥石ヘッド２０を回動台１５上でその回動円の半径方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸ヘッド移動装置２６と、該砥石ヘッド２０を回動台１５上でその回動円の接線方向（Ｙ軸方向）とに移動させるＹ軸ヘッド移動装置３０とを有する。
【０００９】
上記Ｘ軸ヘッド移動装置２６は、回動台１５にＸ軸移動ベース２７を該回動台１５の回動円の半径方向に摺動可能に取付け、このＸ軸移動ベース２７をサーボモータからなるＸ軸モータ２８によって移動制御してなり、また、上記Ｙ軸ヘッド移動装置３０は、上記Ｘ軸移動ベース２７にＹ軸移動ベース３１をＸ軸移動ベース２７の移動方向と直交する方向（回動台１５の回動円の接線方向）に摺動可能に取付け、サーボモータからなるＹ軸モータ３２（図３）によって移動制御してなる。図１中、２９はＸ軸移動ベース２７の移動を検知するセンサーである。また、上記旋回装置３３は、上記Ｙ軸移動ベース３１にブラケット３７を起立固定し、このブラケット３７の突出端部に旋回モータ（サーボモータ）３６によってＸ軸を中心として回転制御される旋回軸３４を回転可能に取付け、この旋回軸３４にコ字形に屈曲した旋回台３５を固定する。
【００１０】
上記旋回台３５に第２Ｙ軸移動ベース４１をＹ軸方向に摺動可能に取付け、該第２Ｙ軸移動ベース４１に前述した砥石ヘッド２０を、図１においてその下端部が回動台１５の研削基準点Ｏ上に位置する如く配置して取り付ける。上記第２Ｙ軸移動ベース４１はサーボモータからなる第２Ｙ軸モータ４２（図２）によってＹ軸方向に移動され、図４に示すように、砥石研削面２２ａ，２３ａの旋回軸線Ｌに対する偏心量Ｒを調節する。上記旋回台３５の後部側に砥石ヘッド２０の主軸２０ａを回転させる砥石モータ２０ｂを取付け、この砥石モータ２０ｂによりベルト、プーリーを介して主軸２０ａを回転させる。
【００１１】
上記主軸２０ａに取り付ける砥石２１は、図５、図６に示すように、軸方向外方に向かって拡開する大径かつ皿状の第１砥石２２と、この第１砥石２２の軸方向外面側に重ねた小径かつ円筒状の第２砥石２３とを有する。上記第１砥石２２は歯２４のすくい面５ｂを研削するもので、その外周を薄肉の円板状に形成するとともに、その軸方向外方端面に砥粒を固着して主軸２０ａの回転軸心と直交する面をなす第１研削面２２ａを形成する。また、上記第２砥石２３は上記歯５の逃げ面５ａを研削するもので、その軸方向外方端部に砥粒を固着して第２研削面２３ａを形成する。
【００１２】
前述した歯送り装置６、及び砥石姿勢変更装置２４、即ち回動装置１６、砥石ヘッド２０、ヘッド移動装置２５、及び旋回装置３３等は、図９に示す制御装置５０によって駆動制御される。図９において、５１はマイクロコンピューターのメモリー部に記憶される研削モード設定部であり、例えば、歯５の逃げ面５ａを研削する逃げ面研削モード、すくい面５ｂを研削するすくい面研削モード、上記逃げ面５ａ又はすくい面５ｂを平面に研削する平面研削モード、該逃げ面５ａ又はすくい面５ｂを円弧面状に研削する曲面研削モード等が設定される。この設定は作業者がキーボード等を操作して行う。
【００１３】
５２は研削指令部であり、上記研削モード設定部５１で設定された所定の研削モードに従って各駆動部に所定順序の駆動指令を発する。５３は歯ピッチ計測部であり、研削指令部５２からの指令によりピッチ計測装置１０を作動させ、歯送りモータ７で回転される回転鋸３の各歯５のピッチを計測及び記憶する。５４は歯送り部であり、上記研削指令部５２からの指令が歯ピッチの計測工程の場合には歯送りモータ７をピッチ計測に適した速度で回転させ、また、研削指令部５２からの指令が研削工程の場合には、上記歯送りモータ７を各歯５が上記歯ピッチ計測部５３で計測（記憶）されたピッチとなる回転角度で間欠回転させる。５５は砥石姿勢変更部であり、上記研削指令部５２からの指令により回動モータ１８、Ｘ軸モータ２８、Ｙ軸モータ３２、旋回モータ３６、第２Ｙ軸モータ４２等を駆動制御して砥石２１の研削面を逃げ面５ａ、あるいはすくい面５ｂに対面させる。
【００１４】
図１０は上記制御装置５０の動作の一例を示すフローチャートである。これを図１〜図９を参照して説明する。なお、図１０においてＰ１〜Ｐ２３はフローチャートの各ステップを示す。図１０において、ステップＰ１でスタートされると、Ｐ２で歯送りモータ７を所定速度で回転させ、Ｐ３でピッチ計測装置１０を作動させる。即ち、レーザーセンサ１１の発射器１１ａと受光器１１ｂとの間を通過する回転鋸３の各歯５を検出し、これと歯送りモータ７の駆動量から各歯５のピッチを計測（演算）する。そしてＰ４で上記計測した各歯５のピッチを記憶する。
【００１５】
Ｐ５で上記各歯５のピッチの計測が終了すると、Ｐ６で平面研削か曲面研削（Ｐ２２）かを判断し、平面研削の場合はＰ７で逃げ面の研削かすくい面の研削（Ｐ１７）かを判断する。逃げ面研削の場合はＰ８に進行して砥石姿勢変更装置２４を作動させる。即ち、回動モータ３４を起動させて回動台１５を図２、図５に示す位置まで回転させるとともに、第２Ｙ軸モータ４２を起動させて砥石ヘッド２０をＹ軸方向に移動（砥石２１の第２研削面２３ａを旋回軸３４に対して所定量オフセット）させ、Ｐ９にて砥石２１をその第２研削面２３ａの角度が歯５の逃げ面５ａ（図７）に要する所定の先端逃げ角Ｃと対応する位置に、また、Ｐ１０にて上記第２研削面２３ａの切込み量が所定の切込み量Ｈ１となる位置に移動させる。
【００１６】
次いでＰ１１で砥石モータ２０ｂを介して砥石２１を回転させ、Ｐ１２，Ｐ１３で歯送りモータ７を所定量起動させて研削すべき歯５が研削基準点Ｏ位置に到来する如く割出し回転させた後、Ｐ１４で上記歯送りモータ７を停止させるとともに、制動装置（図示省略）を作動させて回転鋸３をフレーム２側に固定する。次いでＰ１５でＸ軸モータ２８を起動させて上記歯５を研削する。次いでＰ１６で回転鋸３の各歯５の逃げ面５ａの研削が完了したか否かを判断し、ＮＯ（否）の場合はＰ１２にジャンプし、ＹＥＳの場合はＰ２１に進行し、ここで平面研削、つまり各歯５の逃げ面５ａ、及びすくい面５ｂの研削が完了したか否かを判断する。
【００１７】
Ｐ２１でＮＯの場合にはＰ７にジャンプし、ここからＰ１７に進行し、ＹＥＳの場合はＰ２３に進行して平面研削を終了する。上記Ｐ１７に進行すると、Ｐ１８で砥石姿勢変更装置２４を作動、即ち、回動モータ３４を起動させて回動台１５を図３、図６に示す位置まで回転させるとともに、第２Ｙ軸モータ４２を起動させて砥石ヘッド２０をＹ軸方向に移動（砥石２１の第１研削面２２ａを旋回軸３４に対して所定量オフセット）させ、Ｐ１９にて砥石２１をその第１研削面２２ａの角度が歯５のすくい面５ｂ（図７）に要する所定のすくい角Ａと対応する位置に、また、Ｐ２０にて上記第１研削面２２ａの切込み量が所定の切込み量Ｈ２となる位置に移動させる。次いでＰ１１に進行し、Ｐ１２〜Ｐ１６にて前述と同様の動作を行って各歯５のすくい面５ｂを研削する。
【００１８】
なお、前述したＰ６からＰ２２の曲面研削モードに進行した場合には、前述したＰ１５による逃げ面５ａ、すくい面５ｂの研削は、Ｘ軸モータ２８の正逆回転に加えて旋回モータ３６を所定角度で正逆回転させ、図８に示すように、砥石２１を旋回軸線Ｌ（旋回軸３４）を中心として所定角度で往復旋回させて上記逃げ面５ａ、及びすくい面５ｂを円弧状に研削する。また、Ｐ２１は平面研削完から曲面研削完に換わることになる。その他は前述したＰ７〜Ｐ２１と略同様の動作を行う。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、請求項１に係る発明は、回転鋸の各歯のピッチを計測してこれを記憶させ、この記憶したデーターに基づいて上記回転鋸を反復回転させて各歯の逃げ面、すくい面等を研削するようにしたので、各歯を高精度にかつ迅速に研削することができる。また、上記各歯のピッチを回転鋸を回転させるサーボモータの駆動量と砥石部に到来する歯を検知するレーザーセンサの信号とにより計測するようにしたので、従来のように歯を１歯毎に位置決めする基準ピンが不要となり、構造が簡素になるとともに、すくい面の横すくい角の大きなものであっても各歯のピッチを高精度にかつ迅速に計測することができる。
また、請求項２に係る発明は、歯を１歯毎に位置決めする基準ピンを省略して歯送り部の構造を簡素にしながら、逃げ面、すくい面の平面研削、曲面研削を高精度にかつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回転歯の研削装置の要部側面図である。
【図２】本発明による逃げ面の研削状態を示す正面図である。
【図３】本発明によるすくい面の研削状態を示す正面図である。
【図４】本発明による逃げ面の曲面研削状態を示す正面図である。
【図５】図２の要部拡大図である。
【図６】図３の要部拡大図である。
【図７】逃げ面及びすくい面が研削された歯の側面図である。
【図８】逃げ面の曲面研削状態を示す要部説明図である。
【図９】本発明による制御装置のブロック図である。
【図１０】制御装置の研削動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 研削装置
２ フレーム
３ 回転鋸
４ 基板
５ 歯
５ａ 逃げ面
５ｂ すくい面
５ｃ 先端切歯
６ 歯送り装置
７ 歯送りモータ（サーボモータ）
１０ ピッチ計測装置
１１ レーザーセンサ
１１ａ 発射器
１１ｂ 受光器
１５ 回動台
１５ａ 支点軸
Ｏ 研削基準点（回動中心）
１６ 回動装置
１７ ガイドレール
１８ 回動モータ（サーボモータ）
１８ａ ウォーム
１８ｂ ウォームホイール
２０ 砥石ヘッド
２０ａ 主軸
２０ｂ 砥石モータ
２１ 砥石
２２ 第１砥石
２２ａ 第１研削面
２３ 第２砥石
２３ａ 第２研削面
２４ 砥石姿勢変更装置
２５ ヘッド移動装置
２６ Ｘ軸ヘッド移動装置
２７ Ｘ軸移動ベース
２８ Ｘ軸モータ（サーボモータ）
２９ センサー
３０ Ｙ軸ヘッド移動装置
３１ Ｙ軸移動ベース
３２ Ｙ軸モータ（サーボモータ）
３３ 旋回装置
３４ 旋回軸
３５ 旋回台
３６ 旋回モータ（サーボモータ）
３７ ブラケット
４０ 第２ヘッド移動装置
４１ 第２Ｙ軸移動ベース
４２ 第２Ｙ軸モータ（サーボモータ）
５０ 制御装置
５１ 研削モード設定部
５２ 研削指令部
５３ 歯ピッチ計測部
５４ 歯送り部
５５ 砥石姿勢変更部

Claims (2)

1. 回転される回転鋸（３）の各歯（５）のピッチをそれぞれ計測して記憶するピッチ計測装置（１０）と、前記計測値に基づいて前記回転鋸（３）を割出し回転させる歯送り装置（６）と、該歯送り装置（６）によって所定位置に送られた歯（５）を研削する砥石（２１）と、該砥石（２１）の向きをその研削面が前記歯（５）の所定の面に対面する如く変更する砥石姿勢変更装置（２４）とを設け、前記ピッチ計測装置（１０）は、回転鋸（３）を回転させる歯送り装置（６）のサーボモータ（７）の駆動量と、砥石（２１）部に到来する回転鋸（３）の歯（５）に向けてレーザービームを照射するレーザーセンサ（１１）の信号とにより前記回転鋸（３）の各歯（５）のピッチを計測し、これを記憶してなり、回転鋸（３）の初回の回転で得たピッチ計測装置（１０）のデーターに基づいて歯送り装置（６）により前記回転鋸（３）を反復回転させ、該回転鋸（３）が一回転される毎に前記砥石姿勢変更装置（２４）により砥石（２１）の向きを変えてその研削面（２２ａ，２３ａ）を前記歯（５）の該当する面（５ａ，５ｂ）に対面させることを特徴とする回転鋸の研削方法。
2. フレーム（２）に回転鋸（３）を割出し回転させる歯送り装置（６）を設け、前記フレーム（２）に回転鋸（３）の所定の歯（５）部で該回転鋸（３）の回転軸心と平行する研削中心（Ｏ）を中心として回動する回動台（１５）を設け、該回動台（１５）にこれの回動円に対して半径方向に移動するＸ軸移動ベース（２７）を設け、該Ｘ軸移動ベース（２７）にこれの移動軸線を中心として旋回する旋回台（３５）を設け、該旋回台（３５）にこれの旋回中心（Ｌ）と直交する軸線を中心として回転する砥石ヘッド（２０）を設け、前記歯送り装置（６）は、前記研削中心部に到来する回転鋸（３）の歯（５）に向けてレーザービームを照射するレーザーセンサ（１１）を設け、該レーザーセンサ（１１）の信号を入力して前記回転鋸（３）を割出し回転させるサーボモータ（７）を設けてなることを特徴とする回転鋸の研削装置。

Images