JP4825374B2

JP4825374B2 - 研削盤

Info

Publication number: JP4825374B2
Application number: JP2001257950A
Authority: JP
Inventors: 政男山口; 孝一小泉; 武志板津
Original assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Current assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003071710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘッドに支持された回転軸に対してワーク又は砥石を保持させて、回転軸を回転させることにより、ワークに対して研削加工を施すようにした研削盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から図４に示すような研削盤が知られている。この研削盤はワークＷを保持した回転軸７２をヘッド７３と一体的に下降させて、ベッド上で回転する砥石車７４によってワークＷを研削するものである。この研削盤においては、ヘッド７３の下降量が回転軸７２の下降量となって実際の研削量とほぼ一致する。
【０００３】
すなわち、ヘッド７３は、モータ８３によってボールネジ８１が回転されることにより、昇降するようになっている。ヘッド７３には軸ホルダ７７が固定され、その軸ホルダ７７には回転軸７２が静圧軸受８５を介して支持されている。回転軸７２上端には、プーリ７５及びベルト７８を介してモータ７６の回転力が伝達される。回転軸７２は軸ホルダ７７に対してスラスト移動不能である。回転軸７２の下端にはワーク保持体７９が装着され、そこにはワークＷが保持される。一方、ベッド上には砥石車７４が配置され、図示しないモータによって回転させられる。
【０００４】
このような研削盤では、ヘッド７３の下降とともに回転軸７２も一体的に下降する。回転軸７２とともにワークＷは回転し、回転する砥石車７４の端面に当接して研削される。
【０００５】
一方、回転軸７２がスプリングにて吊り下げられて、ヘッド７３に対してスラスト方向に移動可能とされている研削盤もある。このような研削盤においては、回転軸７２はヘッド７３に対して固定されているわけではないため、ワークＷが砥石車７４に当接して研削が始まると、ワークＷの凹凸に応じて回転軸７２が微妙に上下動する。この上下動により、過負荷が前記コイルスプリングによって逃されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の２つのタイプの研削盤では、次のような問題があった。すなわち、前者の平面研削盤ではヘッド７３の下降量が実際の研削量に一致するため正確な数値制御が可能であるが、過負荷に対して逃げることができずワークＷが破損する可能性があった。
【０００７】
また、後者の研削盤では過負荷からは逃れ得るものの、研削中は常時ワークＷの凹凸に応じて上下するため正確な数値制御ができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題を解消するためになされたものである。この発明の目的は、回転軸の進出量と実際の研削量とを一致させることで正確な数値制御を可能とするとともに、過負荷が生じた場合にはこれを逃がしてワークの破損を防止することのできる研削盤を提供することにある。また、この発明の目的は、簡単な構成をもって前述した目的を達成できるとともに、回転軸の軸線方向の位置を容易に調節できる研削盤を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１に記載の発明においては、第１の駆動手段により一軸線に沿って往復移動されるヘッドと、そのヘッドに支持され、第２の駆動手段により前記一軸線と平行な自身の軸線を中心に回転されるとともに、第３の駆動手段により軸線の延びる方向に沿って往復移動される回転軸と、その回転軸の端部に設けられ、ワークまたは回転砥石を支持するための支持部とを備え、前記第３の駆動手段を、前記回転軸に対してその軸線方向に沿って流体圧力を作用させる構成とし、前記ヘッド及び回転軸は上下方向の軸線に沿って昇降され、前記支持部が回転軸の下端に設けられ、前記ヘッド及び回転軸は上下方向の軸線に沿って昇降され、前記支持部が回転軸の下端に設けられ、前記第３の駆動手段は回転軸に対して推力を発生させ、その第３の駆動手段は回転軸に対してその上下から流体圧力を作用させることを特徴とした研削盤。
【００１０】
従って、第３の駆動手段による流体圧力を調整すれば、回転軸の軸線方向の位置を調整できる。このため、支持部の位置を調整でき、正確な数値制御が可能になる。しかも、流体圧力の調整により支持部の位置をコントロールでき、所要の研削圧力を得ることができる。また、過負荷が回転軸の軸線方向に作用した場合には、流体圧力の弾性作用あるいはリリーフバルブの作用により、その過負荷を逃がして、ワークの破損等を未然に防止できる。加えて、回転軸を流体圧力の高低調整で軸線方向に移動できるため、回転軸を軸線方向に移動させるための静圧軸受等が不要になり、構成が簡単になる。
【００１２】
そして、例えば、砥石車の対してワークＷが上方から接近離間するような構成の研削盤に都合がよい。
【００１４】
さらに、回転軸に対してその軸線方向に沿う推力を適切に付与できる。
請求項２に記載の発明においては、請求項１において、前記第３の駆動手段は、回転軸の上下に作用する流体圧力の差を検出する検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
検出手段の検出結果に基づいて、回転軸の軸線方向の位置、研削加工時の過負荷に対する逃げ圧力等を適正に維持できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した研削盤の実施の形態を図１〜図３の図面に基づいて説明する。
【００１７】
図示しないベッド上には砥石車１２が垂直軸線Ｌを中心に回転可能に配設されている。この砥石車１２は、図示しないモータにより一方向に回転される。
前記ベッド上であって、前記砥石車１２の側方にはコラム１４が立設されている。コラム１４の上部には正逆回転可能な第１の駆動手段としてのヘッド昇降モータ１５が配設されている。この昇降モータ１５には垂直方向に延びるボールネジ１６が連結されている。コラム１４の内側面にはこのボールネジ１６と平行に延びるガイドレール１７が装着されている。
【００１８】
ヘッド１８は上下一対のナット１９を有し、そのナット１９が前記ボールネジ１６に螺合されている。そして、昇降モータ１５によりボールネジ１６が正逆いずれかに回転されると、ヘッド１８がガイドレール１７に沿って上昇または下降される。
【００１９】
ヘッド１８は、ヘッド本体２１と、そのヘッド本体２１内に固定された回転軸ホルダ２５と、その回転軸ホルダ２５に静圧軸受３０を介して支持された回転軸２３を備えている。３０ａは静圧軸受３０の静圧ポケットを示し、この静圧ポケット３０ａに対して圧油が供給される。この回転軸２３はその軸線が垂直方向に延びており、この軸線を中心に回転可能で、かつ軸線の延びる方向、すなわち垂直方向に往復移動可能である。前記回転軸ホルダ２５の下端には内方に向かって突出するフランジ２５ａが形成されている。回転軸ホルダ２５の上端には端板２９が固定されており、その端板２９には前記回転軸２３の小径部２３ａが挿通する挿通孔２９ａが透設されている。回転軸２３の上下両端と、端板２９及びフランジ２５ａとの間にはそれぞれクリアランスＣ１，Ｃ２が設けられている。
【００２０】
前記ヘッド本体２１の上端面には有蓋円筒状のブラケット２８が固定されており、そのブラケット２８の中心には支持孔２８ａが透設されている。前記支持孔２８ａには、プーリ３８が軸受を介して回転可能に支持されている。プーリ３８の中心孔３８ａには、前記回転軸２３の上端の延出部２３ｂがキー３９を介して軸線方向へのスライドのみ可能に連結されている。図２に示すように、第２の駆動手段としてのモータ４０の出力軸４０ａ上のプーリ４１と前記プーリ３８との間にはベルト４２が巻き掛けられている。従って、モータ４０により、ベルト４２，プーリ３８，キー３９，延出部２３ｂをそれぞれ介して回転軸２３が一方向に回転される。
【００２１】
回転軸２３の下端には支持部としてのワーク保持体３４が固定され、その下面に真空吸着によりワークＷを吸着保持するようになっている。
図３に示すように、前記端板２９及びフランジ２５ａにはそれぞれ複数のエア通路５０，５１が回転軸２３の上下の端面に向かって開口するように貫設されている。これらのエア通路５０，５１は、それぞれ圧力調節バルブ５３，５４を介してエア供給源６０に接続され、端板２９及びフランジ２５ａと、回転軸２３の上下の端面との間のクリアランスＣ１，Ｃ２に対して圧力空気を供給するようになっている。この圧力空気により回転軸２３に対して推力（スラスト方向への力）が付与される。
【００２２】
前記両クリアランスＣ１，Ｃ２とバルブ５３，５４との間において、エア通路５０，５１には、検出手段としての圧力センサ５５，５６がそれぞれ接続されている。そして、これらの圧力センサ５５，５６からの圧力検出信号に基づいて圧力調節バルブ５３，５４の開度が調節されて、クリアランスＣ１，Ｃ２内の圧力が調節される。従って、回転軸２３のスラスト方向に作用する圧力が調節される。なお、６１はエア供給源６０とエア通路５０，５１との間の配管路６１を示す。そして、この実施形態では、前記エア供給源６０、圧力調節バルブ５３，５４、配管路６１等により第３の駆動手段が構成されている。
【００２３】
次に、上記のように構成された研削盤の作用について説明する。
まず、ヘッド１８が上方の原位置（ワークＷが砥石車１２と接しない位置）にあり、モータ４０の停止状態で、ワーク保持体３４にワークＷを吸着保持させる。次いで、砥石車１２を回転させるとともに、モータ４０によりワークＷを回転させ、モータ１５によりヘッド１８を下降させれば、砥石車１２によりワークＷに対する研削加工が開始される。また、この研削加工時には、圧力調節バルブ５３，５４の開度調節により、クリアランスＣ１，Ｃ２内の空気圧力を調整して、回転軸２３の軸線方向位置を適正に保持するとともに、負荷に対する逃げ圧力を調整する。
【００２４】
従って、ヘッド１８の進出あるいは後退により、その進出量や後退量に従う研削量を確保でき、ワークＷの昇降位置を適正に数値制御して、高精度加工を行うことができる。
【００２５】
そして、この加工中にワークＷに対して過負荷が作用すると、クリアランスＣ１，Ｃ２内の圧力に抗して回転軸２３が移動して、その過負荷が逃がされ、ワークＷの破損等が未然に防止される。
【００２６】
従って、この実施形態次のような効果を得ることができる。
・基本的にヘッド１８の進出量がワークＷの研削量となるため正確な数値制御の下での研削が可能となる。
【００２７】
・ワークＷの凹凸が大きく、研削時に回転軸２３が大きな反力を受けた場合には回転軸２３は後退する。そのため、基本的には定量研削を行うものの、過負荷となればその負荷から逃れられるようになっているため、定量研削でありながらワークＷの破損を防止することができる。
【００２８】
・仕上げ研削等のように、正確な研削が必要な場合にはクリアランスＣ１，Ｃ２内の圧力を高くして定量研削を行い、荒削り等のようにそれほど正確な研削が必要でないの場合にはクリアランスＣ１，Ｃ２内の圧力を低くして研削を行うことができる。従って、前述のように高精度研削が可能になるとともに、ワーク破損を防止でき、使用目的にあわせて各種の研削を自在に行うことができる。
【００２９】
・回転軸２３を回転軸ホルダ２５とともに昇降させるようにした構成においては、回転軸ホルダ２５とその回転軸ホルダ２５を支持する部材との間に静圧軸受等が必要になり、構成が複雑になる。特に、回転軸２３の軸線方向位置を検出して、その位置をコントロール使用とするとさらに複雑になる。また、静圧軸受には高精度が要求されるため、加工が難しくなる。これに対し、この実施形態においては、クリアランスＣ１，Ｃ２を設けて回転軸２３を昇降させる構成であるため、構成が簡単で、加工も難しくない。
【００３０】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
【００３２】
・遊離砥粒を用いる研削盤にこの発明を具体化すること。従って、砥石車が不要となり、例えば、ターンテーブル上に遊離砥粒が散布され、そのターンテーブル上にワークが接触される。
【００３３】
・前記実施形態では、配管路６１の圧力を検出してクリアランスＣ１，Ｃ２内の圧力を検出するようにした。これに対し、回転軸２３に接触するロードセル等のセンサにより回転軸２３に対してその軸線方向に作用する圧力を検出するように構成すること。
【００３４】
・回転軸２３に作用する負荷を圧力センサ５５，５６により検出して、砥石車１２の交換やドレスアップ時期を判定するように構成すること。つまり、圧力センサ５５，５６が設定値以上の圧力を検出した場合には、それを表示するための表示器を設けること。すなわち、砥石車１２の摩耗度合が大きい場合にはその切れ味が悪くなり、砥石車１２とワークＷとの圧接力が大きくなる。従って、上方の圧力センサ５５の検出値が高くなり、下方の圧力センサ５６の検出値が低くなる。
【００３５】
・回転軸２３のその軸線方向位置を検出するための検出手段を設けること。
このためには、クリアランスＣ１，Ｃ２の背圧を検出するための前記圧力センサ５５，５６のような圧力センサや、あるいは静電容量センサのような非接触センサが用いられる。回転軸２３の軸線方向位置を検出することで、回転軸２３，すなわちワークＷの昇降位置を制御することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、回転軸の進出量と実際の研削量とを一致させることで正確な数値制御を可能とするとともに、過負荷が生じた場合にはこれを逃がしてワークの破損を防止することのできる。このため、高精度加工が可能になるとともに、ワーク破損を未然に防止できる効果がある。また、この発明においては、簡単な構成をもって前述した効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を具体化した実施形態の平面研削盤の断面図。
【図２】同じく一部側面図。
【図３】エア回路の構成を示す説明図。
【図４】従来の研削盤を示す断面図。
【符号の説明】
１５…第１の駆動手段としてのヘッド昇降モータ、１８…ヘッド、２３…回転軸、４０…第２の駆動手段としてのモータ、５３…第３の駆動手段としての圧力調節バルブ、５４…第３の駆動手段としての圧力調節バルブ、５５…検出手段としての圧力センサ、５６…検出手段としての圧力センサ、６０…第３の駆動手段としてのエア供給源、６１…第３の駆動手段としての配管路。

Claims

第１の駆動手段により一軸線に沿って往復移動されるヘッドと、
そのヘッドに支持され、第２の駆動手段により前記一軸線と平行な自身の軸線を中心に回転されるとともに、第３の駆動手段により軸線の延びる方向に沿って往復移動される回転軸と、
その回転軸の端部に設けられ、ワークまたは回転砥石を支持するための支持部と
を備え、
前記第３の駆動手段を、前記回転軸に対してその軸線方向に沿って流体圧力を作用させる構成とし、
前記ヘッド及び回転軸は上下方向の軸線に沿って昇降され、前記支持部が回転軸の下端に設けられ、
前記第３の駆動手段は回転軸に対して推力を発生させ、
その第３の駆動手段は回転軸に対してその上下から流体圧力を作用させることを特徴とした研削盤。
請求項１において、
前記第３の駆動手段は、回転軸の上下に作用する流体圧力の差を検出する検出手段を備えたことを特徴とする研削盤。