JP5154462B2

JP5154462B2 - 偏芯ワークの偏芯部の高速自動芯出し方法、及びその装置

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Publication number: JP5154462B2
Application number: JP2009017680A
Authority: JP
Inventors: 眞司壁谷
Original assignee: 株式会社コンドウ
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: JP2010173005A

Description

本発明は、２つの偏芯部を有する偏芯ワークにおいて、当該２つの偏芯部の周方向に沿った研削代が同一となるように各偏芯部の加工中心を高速で芯出しする（割り出す）ことのできる偏芯ワークの偏芯部の高速自動芯出し方法、及びその装置に関するものである。

ワークを外周研削して製品にする場合、偏芯部を有するワークでは、研削盤にワークをセットした状態で、加工中心であるスピンドルの軸芯とワークの偏芯部の中心とがずれている場合には、研削量が無駄に多くなると共に、研削初期において断続研削が発生するので、スピンドルの軸芯とワークの偏芯部の中心とを一致させるべく芯出しを行っており、このような芯出し方法として、特許文献１に記載のものが知られている。

しかし、図１５に示されるように、１つの偏芯部Ｂを備えた偏芯ワークＷ₁において、当該偏芯部Ｂの中心Ｃ₂と研削盤の加工中心Ｃ₀とを一致させるには、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを、研削盤の偏芯クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４で支持して、当該軸部Ａの上側をクランプ具により仮固定した状態で、測定装置Ｄを構成する上下一対の測定子１ａ，１ｂを偏芯部Ｂの上側と下側に当てて、マスターワークＷ₁₀（図３参照）に当該上下一対の測定子１ａ，１ｂを当てて得られた基準データと比較して、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂の位置を読み取ることにより、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂を加工中心Ｃ₀に一致させるべく、軸部Ａを所定方向に位相回転角度θ₁₀だけ回転させている。

偏芯ワークＷ₁の軸部Ａの軸芯上には、エンコーダ付きのサーボモータＭの部分を除いて、図１に示される本発明に係るワーク回転装置Ｆとほぼ同一構成の従来のワーク回転装置を構成するクランプ具１８が進退可能に配置され、当該クランプ具１８の一対のクランプ爪１７により偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを掴んだ状態で、前記ワーク回転装置Ｆを構成するモータ（図示せず）により前記クランプ具１８を回転させて、偏芯部Ｂの全体を軸部Ａの中心Ｃ₁を中心に回転させて、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂を研削盤の加工中心Ｃ₀に一致させる。なお、軸部Ａの中心Ｃ₁は、加工中心Ｃ₀と結ぶ線分が水平となるような位置に予め配置されている。

従来、軸部Ａを回転させる際には、回転開始位置から、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂と研削盤の加工中心Ｃ₀とが一致する回転停止位置までの間において、複数の中間信号点を設けて、一対の測定子１ａ，１ｂがいずれかの中間信号点に達したことを検出して、前記モータの回転速度を切り替えて順次遅くすることにより、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂が加工中心Ｃ₀に一致し易いように制御していた。これは、回転開始位置から最初の速度のままで軸部Ａを回転停止位置まで回すと、回転に要する時間は短くなるが、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂が回転停止位置である加工中心Ｃ₀を超えて停止してしまうことがあって、停止精度を高めるために、各中間信号点において、モータの速度を順次遅くすることにより、偏芯部Ｂの停止精度を高めて、当該偏芯部Ｂの中心Ｃ₂と加工中心Ｃ₀の一致精度を高めていた。しかし、このようにして、偏芯部Ｂの停止精度を高めると、軸部Ａ、或いは偏芯部Ｂが回転を開始してから停止するまでの時間が長くなって、研削に直接に係わらない偏芯部Ｂのセット時間が長くなり、ひいては偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの加工能率（単位時間内に加工可能な偏芯ワークＷ₁の数）が低下することになる。

また、図１５においては、説明を簡単にするために、中間信号点は一つであって、軸部Ａの回転速度（モータの回転速度）は、二段階になっているが、現実の芯出しでは、偏芯部Ｂの停止精度を高めるために三段階以上となっており、これが原因で偏芯部Ｂの芯出し時間が一層長くなっていた。図１５において、実線から一点鎖線が示される間の回転角度θ₁₁の間は、一点鎖線から二点鎖線で示される回転角度θ₁₂の間よりも、軸部Ａの回転速度を速く設定してある。なお、偏芯部Ｂの加工時には、偏芯クランプ装置Ｊは、加工中心Ｃ₀を中心にして回転（公転）する。

一方、図１６は、偏芯部Ｂ₁の中心Ｃ₂₁を加工中心Ｃ₀に一致させて、当該加工中心Ｃ₀を中心として偏芯部Ｂ₁を外周研削した後に、軸部Ａを中心にして１８０°回転させて、他方の偏芯部Ｂ₂を外周研削した状態を示す図であって、二つの偏芯部Ｂ₁,Ｂ₂を有する偏芯ワークＷ₂では、図示のように各偏芯部Ｂ₁,Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂の位相のずれが大きい場合には、各偏芯部Ｂ₁,Ｂ₂の加工中心をうまく選択しないと、二つの偏芯部Ｂ₁,Ｂ₂の周方向に沿った研削代が異なるのが原因となって、一方の偏芯部Ｂ₁は全周に亘って研削できて外周の黒皮部が全て除去できるが、他方の偏芯部Ｂ₂は、周方向の一部に未研削部３１が発生して、外周の一部にそのまま黒皮が残存する不具合が発生し、加工不良となる問題があった。なお、図１６において、Ｃ₂₂’は外周研削後における各偏芯部Ｂ₂の中心を示す。

特開平５−２４５７４１号公報

本発明の課題は、２つの偏芯部を有する偏芯ワークにおいて、当該２つの偏芯部の未研削部の発生を無くすために、周方向に沿った研削代が同一となるように各偏芯部の加工中心を割り出して加工可能にすることである。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、加工中心であるスピンドル軸の軸芯に対して偏芯ワークの偏芯量だけ偏芯した位置で当該偏芯ワークの軸部を把持可能な偏芯クランプ装置と、当該偏芯クランプ装置で把持される軸部と同一軸芯上に進退可能に配置されて、前記軸部の自由端部を把持して偏芯ワークを回転させるためのワーク回転装置と、前記偏芯ワークに位相をほぼ１８０°異にして設けられた第１及び第２の各偏芯部の上側及び下側の各位置に一対の測定子を接触させて、各偏芯部の中心位置を測定する第１及び第２の各測定装置とを備えた芯出し装置を用いて、偏芯ワークの軸部に対して偏芯している２つの偏芯部の芯出しを自動的に行う方法であって、前記第１及び第２の各測定装置により第１及び第２の各偏芯部の中心の位置を測定して、前記軸部の中心と各偏芯部の中心とを結ぶ各線分と水平線とで形成される各角度を算出して、当該各角度が等しくなるように、前記ワーク回転装置により前記軸部を必要角度だけ回転させ、上記の状態で、加工中心側に配置された第１又は第２のいずれかの偏芯部を外周研削した後に、前記軸部を１８０°回転させて他方の偏芯部を外周研削することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、偏芯ワークの２つの偏芯部が同一の状態で、即ち、偏芯部の周方向に沿った研削代を同一にして研削できるので、各偏芯部の中心と軸部の中心を結ぶ２本の線分で形成される角度が１８０°に対して大きくずれていて、即ち２つの偏芯部の位相差が１８０°に対して大きくずれていて、そのまま研削した場合には、いずれか一方の外周面に未研削部が残ったままになること、即ち、ワークの黒皮が残ったままになる研削不良を防止できる。

請求項２は、請求項１の発明において、前記ワーク回転装置は、偏芯ワークの軸部を把持するクランプ具がエンコーダ付のサーボモータで回転される構成であることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、ワーク回転装置のクランプ具により偏芯ワークの軸部を把持して、当該偏芯ワークを算出角度だけ正確に回転させる際に、当該回転を短時間に行える。

請求項３の発明は、請求項１の発明を実施するために、偏芯ワークの２つの偏芯部の芯出しを自動的に行う装置であって、加工中心であるスピンドル軸の軸芯に対して偏芯細溝の偏芯量だけ偏芯した位置で当該偏芯ワークの軸部を把持可能な偏芯クランプ装置と、当該偏芯クランプ装置で把持される軸部と同一軸芯上に進退可能に配置されて、前記軸部の自由端部を把持して偏芯ワークを回転させるためのワーク回転装置と、前記偏芯ワークに位相をほぼ１８０°異にして設けられた第１及び第２の各偏芯部の上側及び下側の各位置に一対の測定子を接触させて、各偏芯部の中心位置を測定する第１及び第２の各測定装置とを備え、前記第１及び第２の各測定装置により第１及び第２の各偏芯部の中心の位置を測定して、前記軸部の中心と各偏芯部の中心とを結ぶ各線分と水平線とで形成される各角度を算出して、当該各角度が等しくなるように、前記ワーク回転装置により前記軸部を必要角度だけ回転させて、各偏芯部の加工中心を割り出すことを特徴としている。

請求項３の発明によれば、請求項１の偏芯ワークの芯出し方法を的確に実施できる。

請求項１の発明は、偏芯ワークに設けられた第１及び第２の各偏芯部の芯出しを行うのに、第１及び第２の各測定装置により第１及び第２の各偏芯部の中心の位置を測定して、前記軸部の中心と各偏芯部の中心とを結ぶ各線分と水平線とで形成される各角度を算出して、当該各角度が等しくなるように、前記ワーク回転装置により前記軸部を必要角度だけ回転させ、上記の状態で、加工中心側に配置された第１又は第２のいずれかの偏芯部を外周研削した後に、前記軸部を１８０°回転させて他方の偏芯部を外周研削する構成である。従って、偏芯ワークの２つの偏芯部が同一の状態で、即ち、偏芯部の周方向に沿った研削代を同一にして研削できるので、各偏芯部の中心と軸部の中心を結ぶ２本の線分で形成される角度が１８０°に対して大きくずれていて、即ち２つの偏芯部の位相差が１８０°に対して大きくずれていて、そのまま研削した場合には、いずれか一方の外周面に未研削部が残ったままになること、即ち、ワークの黒皮が残ったままになる研削不良を防止できる。

偏芯ワークＷ₁の芯出し装置Ｋ₁の正面図である。偏芯ワークＷ₁の正面図である。マスターワークＷ₁₀の芯出しの原理図である。偏芯ワークＷ₁の芯出しの原理図である。偏芯ワークＷ₁の芯出しのためのシーケンス制御のブロック線図である。偏芯ワークＷ₂の正面図である。第１及び第２の各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂を用いて、偏芯ワークＷ₂の第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂の位置を検出する状態を示す図である。偏芯ワークＷ₂の軸部Ａを回転させて、偏芯ワークＷ₂の第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂と加工中心Ｃ₀を結ぶ各線分と水平線とのなす角度が等しくなるように芯出しされた状態を示す図である。第１偏芯部Ｂ₁が外周研削された状態を示す図である。第１偏芯部Ｂ₁が外周研削された偏芯ワークＷ₂の軸部Ａを中心に１８０°回転させて、第２偏芯部Ｂ₂が芯出しされた状態を示す図である。第２偏芯部Ｂ₂が外周研削された状態を示す図である。第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相差が１８０°となるように外周研削された状態を示す図である。偏芯ワークＷ₁'の第１及び第２の偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の各中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂がいずれも軸部Ａの中心Ｃ₁を通る水平線に対して異なる側にセットされた例である。第１及び第２の偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の各中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂の位相が１８０°の偏芯ワークＷ₁"において、各中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂が軸部Ａの中心Ｃ₁を通る水平線に対して異なる側にセットされた例である。一つの偏芯部Ｂを有する偏芯ワークＷ₁の従来の芯出し方法の説明図である。２つの偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂を有する偏芯ワークＷ₂において、一方の偏芯部に未研削部が発生することを示す図である。

以下、請求項１〜３の各発明について、更に詳細に説明する。

参考例１

最初に、図１〜図５を参照して、参考例１について説明する。図１は、偏芯ワークＷ₁の芯出し装置Ｋ₁の正面図であり、図２は、偏芯ワークＷ₁の正面図であり、図３は、マスターワークＷ₁₀の芯出しの原理図であり、図４は、偏芯ワークＷ₁の芯出しの原理図であり、図５は、偏芯ワークＷ₁の芯出しのためのシーケンス制御のブロック線図である。図２及び図３に示されるように、偏芯ワークＷ₁は、軸部Ａに対して１つの偏芯部Ｂが設けられた形状であって、軸部Ａの中心Ｃ₁と偏芯部Ｂの中心Ｃ₂の偏芯量は（ｅ）であって、研削盤Ｇに付設された芯出し装置Ｋ₁により、偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの芯出しを行って、当該偏芯部Ｂの外周研削を行う。

芯出し装置Ｋ₁は、図１及び図３に示されるように、偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの中心Ｃ₂の位置を測定（検出）するための測定装置Ｄと、当該測定装置Ｄにより測定された偏芯部Ｂの中心Ｃ₂が、加工中心( 研削盤Ｇのスピンドル軸１１の軸芯の位置と同一）Ｃ₀を通る水平線上に配置されるように、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを回転させるためのワーク回転装置Ｆとで構成される。測定装置Ｄは、研削盤Ｇのスピンドル軸１１の軸芯Ｃ₀に対して直交する面内に配置されて、支点を中心に円弧運動を行う各アーム２ａ，２ｂの内側に対向して取付けられた一対の測定子１ａ，１ｂを備え、研削盤Ｇの偏芯クランプ装置Ｊで軸部Ａを把持された偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの上側及び下側に、それぞれ当該一対の測定子１ａ，１ｂを接触させて得られるデータにより、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂の位置を測定（検出）している。具体的には、図３に示されるように、加工中心Ｃ₀を通る水平線Ｌ₀と各測定子１ａ，１ｂとの間の距離ａ₁，ａ₂を測定して、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂を検出する。図３に示されるように、（ａ₁＝ａ₂）ならば、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂は、加工中心Ｃ₀と一致しており、ａ₁とａ₂が等しくないならば、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂は、値が大きな側に偏在していることになり、その偏在量が分かる。参考例１の測定装置Ｄの一対のアーム２ａ，２ｂは、支点を中心にして円弧運動を行うために、各アーム２ａ，２ｂの先端部に対向して設けられた各測定子１ａ、１ｂは円弧上を移動する構成であるが、各測定子１ａ、１ｂが上下移動を行う構成のものもある。

研削盤Ｇのスピンドル軸１１の先端部には、当該スピンドル軸１１と一体となって回転する面板体１２が取付けられ、当該面板体１２の内部に、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを把持する偏芯クランプ装置Ｊが設けられている。スピンドル軸１１は、軸受９を介してケーシング１０に回転可能に支持されている。偏芯クランプ装置Ｊは、偏芯ワークＷ₁の軸部ＡをＶ面３で支持するＶブロック部４と、Ｖブロック部４で支持された軸部Ａを上方から押し付けるためのクランプシリンダ５とで構成される。参考例１の偏芯クランプ装置Ｊは、軸部Ａを軸芯方向に沿った異なる部分で押し付け可能なように一対のクランプシリンダ５を備えているため、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを安定して支持できる。なお、図３において、５ａは、クランプシリンダ５のロッドを示す。

偏芯クランプ装置Ｊで支持される偏芯ワークＷ₁の軸部Ａの延長線上に、当該軸部Ａを把持して回転させるためのワーク回転装置Ｆが配設されている。ワーク回転装置Ｆは、スピンドル軸１１の軸芯方向に沿ってガイドレール１３が配設されて、当該ガイドレール１３には、エンコーダ付きのサーボモータＭを支持している支持体１４が嵌め込まれていて、クランプ具進退用シリンダ１５の作用により、前記サーボモータＭは、スピンドル軸１１の軸芯方向に進退する。当該サーボモータＭの回転軸１６には、拡開可能な一対のクランプ爪１７から成るクランプ具１８が取付けられている。サーボモータＭの回転軸１６の軸芯は、前記偏芯クランプ装置Ｊでクランプされた偏芯ワークＷ₁の軸部Ａの中心（軸芯）Ｃ₁と一致していて、図１で二点鎖線で示される位置までクランプ具１８が前進して、一対のクランプ爪１７により偏芯ワークＷ₁の軸部Ａの外周をクランプした状態で、サーボモータＭが指令角度だけ指令方向に回転することにより、偏芯クランプ装置Ｊで仮固定されている偏芯ワークＷ₁は、前記指令角度だけ指令方向に回転させられて、偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの芯出しが行われる。

次に、図１、図４及び図５を参照して、上記した芯出し装置Ｋ₁により偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの芯出しについて説明する。図４に示されるように、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを偏芯クランプ装置ＪのＶブロック部４で支持して、当該軸部Ａの上側をクランプシリンダ５のロッド５ａで軽く押し付けることにより仮固定した状態で、偏芯部Ｂの上側及び下側に測定装置Ｄの上下一対の測定子１ａ，１ｂを当てて、マスターワークＷ₁₀の測定位置との差ｂ₁，ｂ₂をそれぞれ算出する。この結果、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂と加工中心Ｃ₀との上下方向のずれ量を（ｄ）とすると、〔ｄ＝（ｂ₁＋ｂ₂）／２〕の関係が成立する。そして、偏芯部Ｂの中心Ｃ₂を加工中心Ｃ₀に一致させるために、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａを回転させる角度である位相回転角度を（θ）とすると、（ｓｉｎθ＝ｄ／ｅ）の関係が成立し、演算装置Ｔにより位相回転角度θが演算される。

次に、ワーク回転装置Ｆのクランプ具進退用シリンダ１５のロッドが突出して、クランプ具１８が前進して、一対のクランプ爪１７により偏芯ワークＷ₁の軸部Ａをクランプする。演算装置Ｔにより演算された位相回転角度θに係るデータがサーボモータＭのエンコーダに入力されて、当該エンコーダからサーボモータＭに位相回転角度θに対応する回転指令信号が発せられて、偏芯ワークＷ₁の軸部Ａは、１回の連続回転により前記位相回転角度θだけ指令方向に回転されて、設定された位相回転角度θだけ正確に回転して停止する。このため、偏芯ワークＷ₁の偏芯部Ｂの中心Ｃ₂を加工中心Ｃ₀と一致させる操作である芯出しを高精度で、しかも高速で行える。なお、芯出し後に、回転砥石１９（図１参照）が偏芯ワークＷ₁の軸直角方向から偏芯部Ｂの外周に押し当てられて、必要量だけ研削される。

次に、図６〜図１２を参照して、請求項１〜３の各発明の実施例について説明する。図６は、偏芯ワークＷ₂の正面図であり、図７は、第１及び第２の各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂を用いて、偏芯ワークＷ₂の第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂の位置を検出する状態を示す図であり、図８は、偏芯ワークＷ₂の軸部Ａを回転させて、偏芯ワークＷ₂の第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂と加工中心Ｃ₀を結ぶ各線分と水平線とのなす角度が等しくなるように芯出しされた状態を示す図であり、図９は、第１偏芯部Ｂ₁が外周研削された状態を示す図であり、図１０は、第１偏芯部Ｂ₁が外周研削された偏芯ワークＷ₂の軸部Ａを中心に１８０°回転させて、第２偏芯部Ｂ₂が芯出しされた状態を示す図であり、図１１は、第２偏芯部Ｂ₂が外周研削された状態を示す図であり、図１２は、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相差が１８０°となるように外周研削された状態を示す図である。

偏芯ワークＷ₂は、図６及び図７に示されるように、軸部Ａの軸方向の異なる位置に位相がほぼ１８０°異なった第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂が設けられた形状であるが、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相差は正確に１８０°になっていない。即ち、軸部Ａの中心Ｃ₁と第１偏芯部Ｂ₁の中心Ｃ₂₁とを結ぶ線分Ｌ₁と、軸部Ａの中心Ｃ₁と第２偏芯部Ｂ₂の中心Ｃ₂₂とを結ぶ線分Ｌ₂とで形成される角度は、（１８０°−θ₁−θ₂)となっている。但し、θ₁，θ₂は、図７に示されるように、偏芯ワークＷ₂の軸部Ａを偏芯クランプ装置ＪのＶブロック部４に支持した状態において、前記各線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とのなす鋭角側の角度を示す。なお、線分Ｌ₁，Ｌ₂の長さは、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂と軸部Ａとの偏芯量（ｅ）に等しい。

偏芯ワークＷ₂の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の芯出し装置Ｋ₂は、第１偏芯部Ｂ₁の中心Ｃ₂₁の位置を測定（検出）する第１測定装置Ｄ₁と、第２偏芯部Ｂ₂の中心Ｃ₂₂の位置を測定（検出）する第２測定装置Ｄ₂と、前記ワーク回転装置Ｆとで構成される。第１及び第２の各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂は、前記測定装置Ｄと同一構成であって、研削盤Ｇのスピンドル軸１１の軸芯方向に沿って異なる位置にそれぞれ配置される。

偏芯ワークＷ₂の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の芯出しを行う前に、２つの偏芯部の位相差が正確に１８０°であるマスターワークＷ₂₀の一方の偏芯部の中心が加工中心Ｃ₀と一致するようにして、当該マスターワークＷ₂₀を偏芯クランプ装置ＪのＶブロック部４にセットして仮固定した状態で、各偏芯部の上側及び下側に第１及び第２の各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂の上下一対の測定子１ａ，１ｂを当てて、各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂に基準位置（基準データ）を記憶させる。次に、図７に示されるように、偏芯ワークＷ₂を偏芯クランプ装置ＪのＶブロック部４にセットして仮固定した状態で、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の上側及び下側に、第１及び第２の各測定装置Ｄ₁，Ｄ₂の上下一対の測定子１ａ，１ｂを当てて、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂の位置を検出する。これにより、前記線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とで形成される角度θ₁，θ₂が測定される。実施例では、（θ₁＞θ₂）の関係にある。このように、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相差が１８０°に対して大きくずれている場合には、第１偏芯部Ｂ₁を外周加工した後に、軸部Ａを１８０°回転させて、第２偏芯部Ｂ₂を外周加工すると、いずれかの偏芯部Ｂ₁（Ｂ₂）の外周面の一部が研削されずに残ったままの未研削部（図１４で３１で示される部分）が発生することがある。そこで、請求項１の発明では、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂が同一の状態、即ち、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の周方向に沿った研削代を同一にして研削することにより、上記した未研削部の発生をなくすことが可能となる。

具体的には、一方の偏芯部の中心を加工中心に一致させて外周研削すると、他方の偏芯部に未研削部が発生し易くなったり、或いは周方向の研削代が大きく変化してしまうので、加工中心Ｃ₀から各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂までのずれ量が同一となるように芯出しすることにより、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂を同一の状態で研削する。請求項１の発明では、上記のようにして加工中心Ｃ₀に対して偏芯部の位置を定めることも「芯出し」と称することにする。即ち、前記線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とで形成される角度θ₁，θ₂（θ₁＞θ₂）に差があるので、図８及び図９に示されるように、前記線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とで形成される角度を等しくすべく、軸部Ａを中心にして偏芯ワークＷ₂を〔（θ₁−θ₂）／２〕だけ、角度θ₁が減ぜられる方向に回転させて、前記線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とで形成される角度をいずれも〔（θ₁＋θ₂）／２〕にさせ、この状態で第１偏芯部Ｂ₁の外周研削を行う（図９参照）。ここで、前記線分Ｌ₁，Ｌ₂と水平線とで形成される角度を等しくするとは、別の観点からは、２つの偏芯部の上側及び下側の各高さ方向の位置を等しくして、軸部の中心を通る垂直線に対して２つの偏芯部を対称に配置することを意味する。なお、図９〜図１２において、Ｂ₁'，Ｂ₂'は、それぞれ外周研削した後の第１及び第２の各偏芯部を示し、Ｃ₂₁’, Ｃ₂₂’は、外周研削後の第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁'，Ｂ₂'の中心を示す。

次に、偏芯ワークＷ₁を回転させる場合と全く同様にして、ワーク回転装置Ｆの一対のクランプ爪１７により偏芯ワークＷ₂の自由端部をクランプし、軸部Ａを中心にして、偏芯ワークＷ₂を１８０°回転させると、加工済の第１偏芯部Ｂ₁'の中心Ｃ₂₁’は、加工中心Ｃ₀と軸部Ａの中心Ｃ₁を結ぶ線分の延長線上に配置される。ワーク回転装置Ｆのクランプ具１８を回転させる手段が、実施例のようにエンコーダ付きのサーボモータＭの場合には、偏芯ワークＷ₂を正確に１８０°回転させられるので、加工済の第１偏芯部Ｂ₁'の中心Ｃ₂₁’が、加工中心Ｃ₀と軸部Ａの中心Ｃ₁を結ぶ線分の延長線上に配置されていることを第１測定装置Ｄ₁により確認する必要はないが、クランプ具１８の回転手段が一般のモータ等の場合には、第１測定装置Ｄ₁により上記確認を行う必要がある。

上記のようにして、偏芯ワークＷ₂を１８０°回転させた後に第２偏芯部Ｂ₂の外周研削を行う（図１１参照）と、図１２に示されるように、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の外周研削の状態は同一となって、いずれか一方の偏芯部に未研削部が発生する不具合がなくなる。

また、図７に示される偏芯ワークＷ₂のセット例は、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相が１８０°に対してずれていて、しかも各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂がいずれも軸部Ａの中心Ｃ₁を通る水平線に対して同一側（セット例では上側）にセットされた例であるが、図１３に示される偏芯ワークＷ₂'のセット例は、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂が軸部Ａの中心Ｃ₁を通る水平線に対して互いに反対側に配置されたセット例である。このセット例においても、軸部Ａを中心にして、偏芯ワークＷ₂'を〔（θ₃−（−θ₄）／２〕＝〔（θ₃＋θ₄）／２〕だけ回転させることにより、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂は、軸部Ａの中心を通る垂直線に対して対称に配置されて、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の研削状態が同一となる。なお、θ₃，θ₄は、いずれも正の値である。

更に、図１４に示されるセット例は、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の位相が当初より正確に１８０°となっている偏芯ワークＷ₂'の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂が軸部Ａの中心Ｃ₁を通る水平線に対して互いに反対側に配置されたセット例である。このセット例においても、軸部Ａを中心にして、偏芯ワークＷ₂"を〔（θ₅−（−θ₅)／２＝θ₅〕だけ回転させることにより、第１及び第２の各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂は、軸部Ａの中心を通る垂直線に対して対称に配置されて、各偏芯部Ｂ₁，Ｂ₂の研削状態が同一となる。なお、θ₅は、正の値である。

Ａ：偏芯ワークの軸部
Ｂ：偏芯ワークの偏芯部
Ｂ₁：偏芯ワークの第１偏芯部
Ｂ₂：偏芯ワークの第２偏芯部
Ｃ₀：加工中心（スピンドル軸の軸芯）
Ｃ₁：軸部の中心
Ｃ₂：偏芯部の中心
Ｃ₂₁：第１偏芯部の中心
Ｃ₂₂：第２偏芯部の中心
Ｄ：測定装置
Ｄ₁：第１測定装置
Ｄ₂：第２測定装置
ｅ：偏芯部の偏芯量
Ｆ：ワーク回転装置
Ｇ：研削盤
Ｊ：偏芯クランプ装置
Ｋ₁,Ｋ₂：芯出し装置
Ｍ：エンコーダ付きサーボモータ
Ｗ₁,Ｗ₂,Ｗ₂', Ｗ" ：偏芯ワーク
１１：スピンドル軸

Claims

加工中心であるスピンドル軸の軸芯に対して偏芯ワークの偏芯量だけ偏芯した位置で当該偏芯ワークの軸部を把持可能な偏芯クランプ装置と、当該偏芯クランプ装置で把持される軸部と同一軸芯上に進退可能に配置されて、前記軸部の自由端部を把持して偏芯ワークを回転させるためのワーク回転装置と、前記偏芯ワークに位相をほぼ１８０°異にして設けられた第１及び第２の各偏芯部の上側及び下側の各位置に一対の測定子を接触させて、各偏芯部の中心位置を測定する第１及び第２の各測定装置とを備えた芯出し装置を用いて、偏芯ワークの軸部に対して偏芯している２つの偏芯部の芯出しを自動的に行う方法であって、
前記第１及び第２の各測定装置により第１及び第２の各偏芯部の中心の位置を測定して、前記軸部の中心と各偏芯部の中心とを結ぶ各線分と水平線とで形成される各角度を算出して、当該各角度が等しくなるように、前記ワーク回転装置により前記軸部を必要角度だけ回転させ、
上記の状態で、加工中心側に配置された第１又は第２のいずれかの偏芯部を外周研削した後に、前記軸部を１８０°回転させて他方の偏芯部を外周研削することを特徴とする偏芯ワークの偏芯部の高速自動芯出し方法。
前記ワーク回転装置は、偏芯ワークの軸部を把持するクランプ具がエンコーダ付のサーボモータで回転される構成であることを特徴とする請求項１に記載の偏芯ワークの偏芯部の高速自動芯出し方法。
請求項１の発明を実施するために、偏芯ワークの２つの偏芯部の芯出しを自動的に行う装置であって、
加工中心であるスピンドル軸の軸芯に対して偏芯細溝の偏芯量だけ偏芯した位置で当該偏芯ワークの軸部を把持可能な偏芯クランプ装置と、当該偏芯クランプ装置で把持される軸部と同一軸芯上に進退可能に配置されて、前記軸部の自由端部を把持して偏芯ワークを回転させるためのワーク回転装置と、前記偏芯ワークに位相をほぼ１８０°異にして設けられた第１及び第２の各偏芯部の上側及び下側の各位置に一対の測定子を接触させて、各偏芯部の中心位置を測定する第１及び第２の各測定装置とを備え、
前記第１及び第２の各測定装置により第１及び第２の各偏芯部の中心の位置を測定して、前記軸部の中心と各偏芯部の中心とを結ぶ各線分と水平線とで形成される各角度を算出して、当該各角度が等しくなるように、前記ワーク回転装置により前記軸部を必要角度だけ回転させて、各偏芯部の加工中心を割り出すことを特徴とする偏芯ワークの２つの偏芯部の高速自動芯出し装置。