JP5006008B2

JP5006008B2 - 研削盤

Info

Publication number: JP5006008B2
Application number: JP2006296730A
Authority: JP
Inventors: 誉安達
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP2008114294A

Description

本発明は、ワークの内径部等を研削加工するための研削盤に関する。

研削盤としては、特許文献１に開示の如く、ワークの円筒状内径部又は円錐状内径部を研削加工する内面研削盤が知られている。この内面研削盤について、図４を基に説明する。
図４は、内面研削盤を上方から見た説明図で、内面研削盤３０は、ベッド３１上に、Ｘ軸方向へスライド可能な切込台３２と、ＸＺ平面内においてＸ軸から所定角度傾斜したＳ軸方向へ移動可能で、Ｚ軸に平行で突出長さが異なる砥石３４，３４を夫々回転可能に有した斜行砥石台３３とが備えられている。切込台３２上には、テーブル３５がＺ軸方向へスライド可能に設置されると共に、加工したワーク４２の内径部４３を計測するための測定子３７を備えた計測装置３６が、ＸＺ平面内で二点鎖線で示す退避位置と、実線で示す測定位置との間を旋回可能に設置されている。また、テーブル３５上には、チャック３９によって把持したワーク４２を回転させる主軸台３８が設けられている。
一方、ベッド３１上において斜行砥石台３３の隣には、一対のローダハンド４１，４１を有して主軸台３８との間でワーク４２を交換するためのローディング装置４０が設けられている。
この内面研削盤３０においては、２つの砥石３４，３４を順に使用することによってワーク４２に複合研削部となる二段径の内径部４３を研削加工することができる。

特開２００５−２２０５３号公報

研削加工したワーク４２の内径部４３を計測装置３６によって測定する場合、砥石３４と共に測定子３７を内径部４３へ挿入して加工を行いながら測定を行うインプロセス計測と、加工終了後に測定子３７を内径部４３へ挿入して測定を行うポスト計測との何れかが実施される。このうちポスト計測は、ワーク４２の内径部４３が小さくて砥石３４と測定子３７とを同時に挿入できない場合によく行われる。
しかし、計測装置３６は、内径部４３の一方の内径のみ測定可能で、他方の内径の測定ができないため、一方の内径を計測装置３６で測定した後、機外に設置した他の計測装置によって他方の内径を測定するようにしていた。このため、計測に時間がかかって計測結果を次のワークの加工に反映させることができず、寸法公差に入らないＮＧワークを出してしまうことがあった。

そこで、本発明は、単一の計測装置で対応できない二段径等の複合研削部でも短時間でポスト計測を行って測定結果を次のワークに反映させることができ、ＮＧワークの発生を抑制可能な研削盤を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワーク交換装置に、加工済みのワークの他方の研削部を測定可能な第２の計測装置を設けて、ワーク交換装置による加工済みのワークの交換前に、主軸台に加工済みのワークを支持させた状態で、第２の計測装置によって他方の研削部を測定可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、一層の加工時間の短縮化のために、ワーク交換装置は、複数のローダハンドを、旋回動作するローダアームに、ローダアームの旋回軸を中心とする円周上でＺ軸と平行な向きで並設したものであり、第２の計測装置は、同じ円周上でローダハンドと隣接するようにローダアームに設けられる構成としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、複合研削部を有するワークであっても機内において短時間でポスト計測が行える。よって、計測結果を次の加工へ反映させることができ、ＮＧワークの発生を抑制して歩留まりを良くすることができる。また、研削部の測定も効率良く行えるため、機外で計測を行う場合に比べてトータルでの加工時間の短縮に繋がる上、機外での計測装置の設置が不要となるため、省スペース化も期待できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ローダアームの旋回動作によって第２の計測装置による他方の研削部の測定からワークの交換までが無駄な動作がなく連続状に行える。よって、一層の加工時間の短縮に繋がる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、研削盤の一例である内面研削盤の平面図で、内面研削盤１は、ベッド２上に、Ｘ軸方向（同図上下方向）へスライド可能に設置された切込台３と、Ｘ軸及びＺ軸（同図左右方向）で形成される平面において所定の傾斜角を有するＳ軸方向へスライド可能に設置された研削装置としての斜行砥石台４と、後述する主軸台７との間でワークの交換を行うワーク交換装置としての機内ローダ装置５とを備えてなる。なお、図１では下側を前方、上側を後方として説明する。

切込台３は、ベッド２上の左側に設置され、上面には、Ｚ軸方向へスライド可能なテーブル６が備えられており、そのテーブル６の上面に、主軸台７が搭載されている。従って、主軸台７は、切込台３のＸ軸方向への移動とテーブル６のＺ軸方向への移動とにより前後左右に水平移動可能となる。８は主軸台７の先端に設けられたチャックで、Ｚ軸に平行な軸線を回転軸として回転し、把持したワークを一体回転させる。
また、切込台３の上面で後方右寄りには、計測装置９が設けられている。この計測装置９は、基端がＸ軸方向の回転軸を中心に旋回可能なＬ字状のアーム１０を有し、そのアーム１０の先端に、左側へ向けて測定子１１を突設したもので、アーム１０の旋回により測定子１１は、ワークに対向する計測位置（実線で示す）と、ワークの上方へ退避する待機位置（二点鎖線で示す）とに旋回移動可能となっている。

一方、斜行砥石台４は、Ｚ軸と平行で回転可能な２つの内研軸１２，１２を有してベッド２上の略中央右側に設置される。各内研軸１２の先端には、突出長さが異なる砥石１３ａ，１３ｂが夫々設けられて、ワーク内面の研削加工の他、斜行砥石台４のＳ軸方向へのスライドにより、ワークに対する円錐加工等も可能としている。
なお、切込台３、斜行砥石台４、テーブル６、主軸台７、内研軸１２は、夫々図示しないモータや減速機構、ボールねじ等の駆動手段によってスライド動作や回転が可能となっている。

そして、機内ローダ装置５は、ベッド２上の前方右側に配置されて、Ｚ軸と平行な軸線を中心としてモータ等の駆動手段によって旋回可能な板状のローダアーム１４を備える。ローダアーム１４の左側の面で旋回軸から偏心した端部寄りには、ローダアーム１４の旋回軸と平行な一対のローダハンド１５ａ，１５ｂが、旋回軸を中心とする円周上に並設されている。
また、ローダアーム１４において、ローダハンド１５ａ，１５ｂ側の端部には、第２の計測装置１６が設けられている。この第２の計測装置１６は、図２（Ａ）にも示すように、ローダアーム１４に固着されたブラケット１７を介してローダハンド１５ａ，１５ｂと平行に突設され、先端に測定子１８を備えたものである。この測定子１８とローダハンド１５ａ，１５ｂとは、ローダアーム１４の旋回軸Ｏを中心とする円周上に位置している。

以上の如く構成された内面研削盤１においては、切込台３をＸ軸方向へ、テーブル６をＺ軸方向へ夫々スライドさせて、主軸台７を一方の砥石１３ａの対向位置に位置させる。そして、砥石１３ａの回転制御及び主軸台７のＸ軸及びＺ軸方向へのスライドとワーク２０の回転とを制御することで、ワーク２０の内面に内径部２１を研削加工する。次に、主軸台７を他方の砥石１３ｂの対向位置に位置させて、砥石１３ｂの回転制御及び主軸台７のＸ軸及びＺ軸方向へのスライドとワーク２０の回転とを制御することで、内径部２１の奥側にそれより小径の内径部２２を同軸で研削加工する。すなわち、ワーク２０の内面に、一方の研削部となる内径部２１と、他方の研削部となる内径部２２とによる二段径の複合研削部を形成するものである。

この研削加工に伴い、内面研削盤１では、計測装置９によって切削加工後のワーク（以下区別する必要があるときは「製品ワーク」といい、符号を２０Ａとする。）の大径側の内径部２１を測定する一方、機内ローダ装置５によって製品ワークの小径側の内径部２２の測定や切削加工前のワーク（以下区別する必要があるときは「素材ワーク」といい、符号を２０Ｂとする。）と製品ワークとの交換を行うようになっている。以下、この測定／交換動作を説明する。

まず、ワーク２０の加工中或いは加工終了後に、計測装置９の測定子１１が計測位置に移動し、測定子１１をワーク２０の大径側の内径部２１に挿入させて当該内径部２１の測定を行う。
ワーク２０の加工終了後、機内ローダ装置５は、ローダアーム１４の旋回によって図２（Ａ）に示す測定／交換位置Ｐに第２の計測装置１６の測定子１８を位置させる。なお、ローダアーム１４は、ローダハンド１５ａに次の加工を行う素材ワーク２０Ｂを把持している。
そして、主軸台７が機内ローダ装置５に対向する交換位置に移動し、主軸台７が右へ移動して測定子１８を製品ワーク２０Ａの小径側の内径部２２に挿入させて当該内径部２２の測定を行う。
測定が終了すると、主軸台７が左へ移動して測定子１８から離れ、ローダアーム１４が旋回して同図（Ｂ）に示すように、測定／交換位置Ｐにローダハンド１５ｂを位置させる。ここで主軸台７が再び右へ移動して測定済みの製品ワーク２０Ａをローダハンド１５ｂに受け渡す。

その後、主軸台７が一旦左へ移動し、ローダアーム１４がさらに旋回して、図３（Ａ）に示すように、測定／交換位置Ｐに隣のローダハンド１５ａを位置させる。ここで主軸台７が右へ移動して素材ワーク２０Ｂをチャック８で受け取る。素材ワーク２０Ｂを受け取った主軸台７は、加工位置へ移動して研削加工を行う。この場合、既に先の製品ワーク２０Ａの測定が済んでいるので、この計測結果を反映して砥石１３ａ，１３ｂの送り量等に補正をかけることができる。
一方、機内ローダ装置５では、ローダアーム１４が旋回して、同図（Ｂ）に示すように、ローダハンド１５ｂを搬送位置Ｑに位置させて、搬送装置１９によって製品ワーク２０Ａを内面研削盤１の機外に排出する。このとき、他方のローダハンド１５ａには次の素材ワーク２０Ｂが渡される。
そして、ローダアーム１４は再び図２（Ａ）の位置へ旋回して、次のワークの研削加工の終了及び内径部２１の測定終了を待つ。その後図２，図３の手順が繰り返されることになる。

このように、上記形態の内面研削盤１によれば、機内ローダ装置５に、製品ワークの内径部２２を測定可能な第２の計測装置１６を設けて、機内ローダ装置５による製品ワークの交換前に、主軸台７に製品ワークを支持させた状態で、第２の計測装置１６によって内径部２２を測定可能としたことで、二段径の製品ワークであっても機内において短時間でポスト計測が行える。よって、計測結果を次の加工へ反映させることができ、ＮＧワークの発生を抑制して歩留まりを良くすることができる。また、内径部の測定も効率良く行えるため、機外で計測を行う場合に比べてトータルでの加工時間の短縮に繋がる上、機外での計測装置の設置が不要となるため、省スペース化も期待できる。

特にここでは、機内ローダ装置５を、一対のローダハンド１５ａ，１５ｂを、旋回動作するローダアーム１４に、ローダアーム１４の旋回軸を中心とする円周上でＺ軸と平行な向きで並設したものとし、第２の計測装置１６を、同じ円周上でローダハンド１５ａ，１５ｂと隣接するようにローダアーム１４に設けるものとしたことで、ローダアーム１４の旋回動作によって第２の計測装置１６による内径部２２の測定からワークの交換までが無駄な動作がなく連続状に行える。よって、一層の加工時間の短縮に繋がっている。

なお、上記形態では、一回の研削加工で内径部２２の正寸を得るようにしているが、加工取り代を残して一旦測定を行う場合は、図２（Ａ）の位置へローダアーム１４を旋回させた状態で主軸台７を交換位置へ移動させ、第２の計測装置１６によって内径部２２の測定を行った後、主軸台７を加工位置へ移動させて内径部２２を正寸となるように加工を行う手順となる。加工終了後は再び交換位置へ主軸台７が移動して図２（Ａ）の位置で第２の計測装置１６による測定を行った後、上記形態と同様に図２（Ｂ）、図３（Ａ）（Ｂ）の手順で交換と排出とが行われる。
このように途中で一旦計測するようにすれば、ＮＧワークをさらに少なくすることができる。

その他、上記形態では内面研削盤で説明しているが、研削盤としては工具研削盤、平面研削盤、円筒研削盤、鏡面研削盤等の他の種類でも同様に本発明は適用可能である。よって、主軸台の移動構造や研削装置は上記形態に限らず、適宜設計変更して差し支えない。同様にワークの複合研削部も上記形態の二段径に限らず、例えば円錐状内径部と円筒状内径部とからなる複合内径部や、逆に二段軸部のような複合外径部であっても、第２の計測装置の採用によるＮＧワークの抑制効果は得られる。

内面研削盤の平面図である。（Ａ）（Ｂ）共にワークの測定及び交換動作を示す説明図で、夫々左は内面研削盤の左側から、右は正面側から見た状態を表す。（Ａ）（Ｂ）共に図２に続くワークの測定及び交換動作を示す説明図で、夫々左は内面研削盤の左側から、右は正面側から見た状態を表す。従来の内面研削盤の平面図である。

符号の説明

１・・内面研削盤、２・・ベッド、３・・切込台、４・・斜行砥石台、５・・機内ローダ装置、６・・テーブル、７・・主軸台、９・・計測装置、１１・・測定子、１２・・内研軸、１３ａ，１３ｂ・・砥石、１４・・ローダアーム、１５ａ，１５ｂ・・ローダハンド、１６・・第２の計測装置、１８・・測定子、１９・・搬送装置、２０・・ワーク、２１，２２・・内径部。

Claims

Ｘ軸及びＸ軸と直交するＺ軸方向に移動可能で、ワークを回転可能に支持可能な主軸台と、その主軸台に支持されたワークと対向する位置に設置され、ワークに複合研削部を研削可能な研削装置と、ワークを把持可能な複数のローダハンドを備え、前記主軸台のＸ軸及び／又はＺ軸方向への移動により前記主軸台に支持されるワークを交換可能なワーク交換装置と、加工済みのワークの一方の研削部を測定する計測装置とを備えた研削盤であって、
前記ワーク交換装置に、前記加工済みのワークの他方の研削部を測定可能な第２の計測装置を設けて、前記ワーク交換装置による前記加工済みのワークの交換前に、前記主軸台に加工済みのワークを支持させた状態で、前記第２の計測装置によって前記他方の研削部を測定可能としたことを特徴とする研削盤。
ワーク交換装置は、複数のローダハンドを、旋回動作するローダアームに、前記ローダアームの旋回軸を中心とする円周上でＺ軸と平行な向きで並設したものであり、第２の計測装置は、前記円周上で前記ローダハンドと隣接するように前記ローダアームに設けられる請求項１に記載の研削盤。