JP5283079B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

加工装置及び加工方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5283079B2
JP5283079B2 JP2009027855A JP2009027855A JP5283079B2 JP 5283079 B2 JP5283079 B2 JP 5283079B2 JP 2009027855 A JP2009027855 A JP 2009027855A JP 2009027855 A JP2009027855 A JP 2009027855A JP 5283079 B2 JP5283079 B2 JP 5283079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
center
hole
eccentric
work
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009027855A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010179445A (ja
Inventor
彰 高比良
Original Assignee
セイコーインスツル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコーインスツル株式会社 filed Critical セイコーインスツル株式会社
Priority to JP2009027855A priority Critical patent/JP5283079B2/ja
Publication of JP2010179445A publication Critical patent/JP2010179445A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5283079B2 publication Critical patent/JP5283079B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、加工装置及びそれを用いた加工方法に関するものである。
従来から、円筒状のワークの外周面を研削するための円筒研削盤が知られている。
まず、従来の円筒研削盤について簡単に説明する。図7は、従来の円筒研削盤を示す断面図である。
図7に示すように、円筒研削盤100は、主軸テーブル(不図示)上に、ワークWの軸方向両端面に形成されたセンター穴7,8内に嵌合して、ワークWを回転可能に支持する主軸センター101及び心押しセンター102と、ワークWを軸回りに回転させるためワークドライブ機構103と、ワークWを研削するための円盤状の砥石104とを備えている。また、ワークWの一端には、開口部内でワークWが保持されたリング状のクランプ部材105(ケレ)が取り付けられている一方、ワークドライブ機構103にはクランプ部材105の腕部105aに当接可能なドライブピン103a(ケレ回し)が設けられている。
そして、研削時には、クランプ部材105の腕部105aにドライブピン103aを当接させた状態で、ワークドライブ機構103を回転させる。これにより、ワークドライブ機構103の回転動力がクランプ部材105に伝達され、ワークWがクランプ部材105とともに回転する。そして、ワークWの回転方向と同一方向に回転させた砥石104の外周面と、ワークWの外周面とが擦り合わさることにより、ワークWの外周面が研削されるようになっている。
ところで、ワークWを所望の精度に研削するためには、ワークWの径方向における研削代の調整に加え、ワークWの軸方向における加工範囲を正しく設定することが重要である。加工範囲を設定するためには、位置測定機(不図示)を用いて、ワークWの端部に形成された基準面6と砥石104との軸方向における相対位置を測定し、この測定結果に基づいてワークWの加工開始位置を算出することが考えられる。これにより、ワークWの加工開始位置から所望の範囲のみを確実に研削することができる。
ここで、ワークの基準面を検出する位置測定機としては、ワークの軸方向に沿って移動可能とされた接触子をワークの端面(基準面)に接触させて、ワークの軸方向における位置データを、ワークの周方向において一定の回転角だけ異なる第1の位置データ及び第2の位置データとして検出する。そして、これら第1及び第2の位置データと回転角とに基づいて基準面と砥石との相対位置を算出することで、基準面をワークの軸方向における加工開始位置として算出するような構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−254320号公報
しかしながら、従来の円筒研削盤100にあっては、ワークドライブ機構103の回転動力をクランプ部材105に伝達するためのドライブピン103aを備えているので、ワークWの基準面6を測定するためには、所定の角度(位置測定機とドライブピン103aとが干渉しない角度)でワークドライブ機構103を停止させた後に測定を行わなければならない。そのため、操作が煩雑であり、作業効率の低下に繋がるという問題がある。
また、近年では製造する部品の小型化に伴い、円筒研削盤100によって加工するワークWの小型化が進んでいる。このような小型のワークW、また研削範囲が広いワークWにあっては、ワークWに基準面6を形成するスペースが制限されるので、基準面6の形成位置が従来よりも軸方向端部寄りに設定される。そのため、円筒研削盤100にワークWを支持させた状態では、ワークWの基準面6を測定するスペースを確保することができないという問題がある。この場合、円筒研削盤100にワークWをセットする前段で、心押し台等を用いてワークWの基準面6位置を手作業により測定した後、円筒研削盤100にセットしなければならず、作業効率の低下に加え、加工精度の低下にも繋がるという問題がある。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、ワークと工具との相対位置を迅速、かつ高精度に検出することで、作業効率の向上を図るとともに、ワークを所望の精度に加工することができる加工装置及びそれを用いた加工方法を提供するものである。
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る加工装置は、円柱状のワークの両端面に形成されたセンター穴のうち、一端側の前記センター穴内に嵌合される主軸センターと、他端側の前記センター穴内に嵌合される心押しセンターと、前記両センターによって前記ワークが支持された状態で前記ワークをチャックし、前記ワークを回転させるワークドライブ機構と、回転する前記ワークの外周面に対して加工を行なう工具とを備えた加工装置において、前記ワークの軸方向の基準面にコンタクト部を接触させて、前記基準面と前記工具との相対位置を測定する位置測定機を備え、前記両センターは、前記ワークが前記コンタクト部に接触可能な相対位置測定ポジションと、前記ワークドライブ機構にチャックされるチャックポジションとの間を、前記ワークの軸方向に沿ってスライド可能に構成されていることを特徴としている。
この構成によれば、ワークの基準面位置の測定時に、両センターを相対位置測定ポジションまで前進させることで、ワークがワークドライブ機構から離間し、ワークの基準面を周囲に余裕があるスペースまで移動させることができる。これにより、ワークを両センターにセットした状態であっても、コンタクト部によって基準面を測定し易くなる。すなわち、小型のワークや研削範囲が広いワークを加工する場合であっても、基準面を測定可能な位置(相対位置測定ポジション)まで移動させることで、コンタクト部を接触させるスペースを確保することができる。したがって、ワークを両センターにセットした状態で工具との相対位置(加工開始位置)を迅速、かつ高精度に検出することができるので、ワークを所望の精度に加工することができる。
さらに、従来のようにワークの基準面位置の検出を別体の心押し台等を用いて手作業で行なうことがなく、基準面位置の検出から加工までを一台の装置内で一括して行なうことができるので、作業効率の大幅な向上を図ることができる。
また、前記ワークドライブ機構は、前記ワークが挿入されるワーク挿入孔と、前記ワーク挿入孔の外周縁から連続的に形成された偏心孔と、前記偏心孔内に収容され、前記偏心孔内を周方向に沿って移動可能なコロとを備え、前記偏心孔の外周縁には、前記ワーク挿入孔の中心から所定距離偏心させた位置を偏心中心に設定し、前記偏心中心から所定半径で形成された偏心ガイド部が形成され、前記ワーク挿入孔の中心と前記偏心ガイド部との距離は、前記偏心孔における周方向における一端位置から他端位置にかけて狭くなるように設定され、前記コロは、前記ワークドライブ機構の回転に同期して前記偏心ガイド部上を前記一端位置から前記他端位置まで移動する間に、前記ワークの外周面と前記偏心ガイド部との間に挟持されて前記ワークを固定することを特徴としている。
この構成によれば、ワークドライブ機構を回転させると、ワークドライブ機構の回転に同期してコロが各偏心ガイド部に沿って一端位置から他端位置に公転する。この時、各偏心ガイド部と中心との距離は、一端位置から他端位置にかけて縮小するようになっているので、コロはワークの外周面と偏心ガイド部の他端位置との間に入り込むことになる。これにより、各コロの外周面が、偏心ガイド部とワークの外周面とに接触することになり、ワークにはコロからワークの径方向内側に向かって保持力が作用する。これにより、ワークがワークドライブ機構にチャックされる。
すなわち、ワークドライブ機構の回転とともにワークをチャックすることができるため、従来のような別体のクランプ部材を用いてワークをチャックする場合と異なり、基準面検出時にワークの周方向全周においてコンタクト部が干渉する部位がない。これにより、基準面を測定するために、ワークドライブ機構の停止角度等を考慮する必要ないので、作業効率の更なる向上を図ることができる。
また、本発明に係る加工方法は、上記本発明の加工装置を用いた加工方法であって、前記両センターを前記相対位置測定ポジションまでスライドさせ、前記相対位置を算出するステップと、前記両センターをチャックポジションまでスライドさせ、前記ワークを前記ワークドライブ機構にチャックさせるステップと、前記相対位置に基づいて前記ワークと前記工具とを相対移動させるステップと、前記ワークを回転させながら前記工具を用いて前記ワークを加工するステップとを有することを特徴としている。
この構成によれば、ワークの基準面位置の測定時に、両センターを相対位置測定ポジションまで前進させることで、ワークがワークドライブ機構から離間し、ワークの基準面を周囲に余裕があるスペースまで移動させることができる。これにより、ワークを両センターにセットした状態であっても、コンタクト部によって基準面を測定し易くなる。すなわち、小型のワークや研削範囲が広いワークを加工する場合であっても、基準面を測定可能な位置(相対位置測定ポジション)まで移動させることで、コンタクト部を接触させるスペースを確保することができる。したがって、ワークを両センターにセットした状態で工具との相対位置(加工開始位置)を迅速、かつ高精度に検出することができるので、ワークを所望の精度に加工することができる。
さらに、従来のようにワークの基準面位置の検出を別体の心押し台等を用いて手作業で行なうことがなく、基準面位置の検出から加工までを一台の装置内で一括して行なうことができるので、作業効率の大幅な向上を図ることができる。
本発明に係る加工装置及びそれを用いた加工方法によれば、ワークの軸方向における加工開始位置を迅速、かつ高精度に検出することで、作業効率の向上を図るとともに、ワークを所望の精度に加工することができる。
本発明の実施形態における円筒研削盤の斜視図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 図2のB部拡大図である。 本発明の実施形態におけるワークドライブ機構を示す平面図である。 本発明の実施形態における研削方法を示すフローチャートである。 図3に相当する断面図であり、研削方法を示す工程図である。 従来の円筒研削盤の断面図である。
(円筒研削盤)
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は円筒研削盤の斜視図であり、図2は図1のA−A線に沿う断面図である。なお、図2においては、説明を分かり易くするため後述する砥石を省略する。また、図2において、X方向における左側を一端側、右側を他端側として説明する。
図1,2に示すように、円筒研削盤1は、主軸テーブル10上に配置され、ワークWの両端を回転可能に支持する主軸ユニット11及び心押しユニット13と、主軸テーブル10の上方(Z方向)に配置された位置測定機15と、主軸テーブル10の側方(Y方向)に設けられ、ワークWを研削するための砥石(工具)16とで主に構成されている。主軸テーブル10は、X方向を長手方向として延出する平面視矩形状のものであり、図示しないベッド上に設置され、ベッドに対してX方向にスライド可能とされている(図2中矢印C参照)。
主軸ユニット11は、主軸フレーム20に対してX方向にスライド可能に支持された主軸センター21と、主軸センター21をスライドさせる主軸センター駆動装置22と、ワークWをチャックするとともに、ワークWを軸回りに回転させるワークドライブ機構26とで主に構成されている。
図2に示すように、主軸フレーム20は、主軸テーブル10の長手方向(X方向)一端側(図2における左側)から上方(Z方向)に向けて立設されており、そのX方向における他端側(図2における右側)には、円筒状のハウジング23が固定されている。ハウジング23の外周面には、径方向外側に張り出すフランジ部23aが形成されており、このフランジ部23aが主軸フレーム20にネジ24によって締結固定されている。これにより、ハウジング23は、X方向を軸方向に一致させた状態で主軸フレーム20に固定される。また、ハウジング23の貫通孔23bにおける内周面には、軸方向(X方向)に沿って複数のベアリング25が内嵌固定されている。
主軸センター21は、ハウジング23の貫通孔23b内に挿入され、ハウジング23に対してX方向にスライド可能とされた円筒状の主軸本体30と、主軸本体30の他端側(先端側)に設けられたセンター本体31とを備えている。
主軸本体30は、ハウジング23よりも軸方向に長く形成され、ハウジング23内を貫通するように配置されている。そして、主軸本体30の他端側の端面には、他端側から一端側にかけて軸方向に沿って先細るテーパ穴30aが形成されている。このテーパ穴30aの内周面には、ネジ溝(不図示)が形成されており、テーパ穴30a内にセンター本体31の一端側(基端側)のシャンク39を捩じ込み可能に構成されている。
一方、主軸本体30の一端側(基端側)には、主軸センター21をスライドさせるための主軸センター駆動装置22が連結されている。主軸センター駆動装置22は、油圧または空気圧によって駆動するシリンダーである。これにより、主軸センター21は、研削時においてワークWをチャックした状態で回転させるチャックポジション(図3参照)と、ワークWと砥石16との相対位置(基準面6位置)を測定するための相対位置測定ポジション(図6中実線参照)との間でスライドするようになっている(図2中矢印E参照)。
主軸センター駆動装置22は、円筒状のシリンダカバー34が軸方向をX方向に一致させた状態で主軸フレーム20の他端側に固定されている。また、シリンダカバー34からは、シリンダーロッド35がX方向に伸縮可能に設けられている。
そして、シリンダーロッド35と主軸本体30とは、プレート部材37を介して連結されている。プレート部材37は、主軸本体30の外径よりも大きく形成され、その厚さ方向を主軸本体30及び主軸センター駆動装置22の軸方向と一致させた状態で固定されている。具体的には、プレート部材37の上部に主軸本体30の一端側端面が固定される一方、下部にシリンダーロッド35の他端側が固定されており、主軸本体30とシリンダーロッド35とは、両者の軸方向がオフセットした状態でプレート部材37に固定されている。
図3は、図2のB部拡大図である。
図2,3に示すように、センター本体31は、ワークWの一端側における径方向中心部を回転可能に支持するものであって、その一端側(基端側)のシャンク部39が主軸本体30のテーパ穴30a内に捩じ込み固定された円柱状の部材である。シャンク部39の他端側(先端側)には、主軸本体30の他端側の端面からX方向に沿って突出し、シャンク部39よりも外径が縮小した縮径部40が形成されている。この縮径部40の先端側は、先端に向かうにつれ漸次外径が先細るように形成されている。さらに、縮径部40の他端側(先端側)からは、縮径部40よりも外径が縮小した状態でX方向に向けて延出するヘッド部41が形成されている。そして、ヘッド部41の先端は、縮径部40と同様に先端に向かうにつれて漸次外径が先細るように形成された保持部42が形成されている。この保持部42は、ワークWの後述するセンター穴7に嵌合してワークWの一端側を保持するものである。
また、図2に示すように、ワークドライブ機構26は、ハウジング23を他端側(先端側)から覆うように設けられたホルダ部材45と、ホルダ部材45の他端側に設けられワークWをチャックするためのチャック機構43と、ホルダ部材45を回転させる駆動手段(不図示)とで主に構成されている。
ホルダ部材45は、ハウジング23の他端側の外周面を囲むように設けられ、軸方向(X方向)に沿って貫通する貫通孔44aを有する円筒部44と、円筒部44の他端側の開口部を閉塞するように設けられたエンドプレート48とで構成されている。
円筒部44は、ハウジング23の外周面に外嵌固定されたベアリング47を介して回転可能に構成されている。円筒部44の一端側(基端側)の外周面には、円筒部44と円筒部44に対してY方向に隣接配置されたプーリー(不図示)とを架け渡すベルト46が巻回されている。プーリーには、モータ等の図示しない駆動手段が連結されており、この駆動手段の動作によってプーリーが回転することで、ベルト46を介して円筒部44に回転動力が伝達される。これにより、ホルダ部材45が軸回りに回転するようになっている。
エンドプレート48の径方向中央部には、厚さ方向に貫通する貫通孔48aが形成されている。この貫通孔48aの内径は、ワークWの後述する保持部4の外径よりも僅かに大きく形成されており、主軸センター21の移動時にセンター本体31のヘッド部41やワークWが通過するようになっている。すなわち、ヘッド部41は、貫通孔48aから出没可能に構成されている。
なお、図3に示すように、本実施形態の円筒研削盤1で加工するワークWは、直径が例えば数mm程度の小型円柱状のワークWであって、その軸方向中央部が加工領域3となっている。そして、加工領域3を挟んでワークWの一端側には外径が縮小した保持部4が形成され、他端側にはフランジ部5が形成されている。保持部4は、研削時にワークドライブ機構26のチャック機構43に保持される部位である。また、加工領域3の軸方向一端側の端面がワークWの軸方向における位置決めを行う基準面6となっている。
さらに、ワークWの両端面には、軸方向に沿って皿ネジ状のセンター穴7,8が形成されている。すなわち、センター穴7,8は、先端に向かうにつれ先細るように形成されており、主軸センター21の保持部42及び後述する心押しセンター67の保持部70がそれぞれ嵌合されるようになっている。
図4は、チャック機構の平面図である。
図3,4に示すように、エンドプレート48の裏面側(一端側)には、ワークWをチャックするためのチャック機構43が設けられている。チャック機構43は、エンドプレート48の裏面側に配置されたケレ板50と、ケレ板50の後述する各偏心孔51内を移動可能に収容された複数(例えば、3つ)のコロ52と、コロ52の貫通孔53に遊挿された支持ピン54と、支持ピン54が固定されたキャップ部材55(図3参照)とで主に構成されている。
ケレ板50は、円筒部44の他端側開口部の径方向内側において、2枚の板材57,58(図3参照)に挟持された円盤状の部材であり、その径方向中央部に形成され、ワークWが挿入されるワーク挿入孔59と、ワーク挿入孔59の外周縁から連続的に形成され、各コロ52がそれぞれ収容された複数(例えば、3つ)の偏心孔51とを有している。
ワーク挿入孔59は、ケレ板50の中心Oから半径Rで形成された孔であって、中心OとワークWの径方向中心とを一致させた状態でワーク挿入孔59内にワークWが挿入される。
偏心孔51は、ワーク挿入孔59の外周縁において、ワーク挿入孔59の周方向に沿って等間隔に形成されており、平面視略長円形状に形成されている。具体的には、各偏心孔51のうち第1偏心孔51aは、中心Oから第1偏心孔51a寄りに所定距離偏心させた位置を偏心中心O1に設定し、この偏心中心O1から半径R1で形成された第1偏心ガイド部61aと、第1偏心ガイド部61aの両端からそれぞれ半径R2で約180度形成された半円部62とが連続的に結ばれて形成されている。
また、第2偏心孔51bも第1偏心孔51aと同様に、中心Oから第2偏心孔51b寄りに所定距離偏心させた位置を偏心中心O2に設定し、この偏心中心O2から半径R1で形成された第2偏心ガイド部61bと、第2偏心ガイド部61bの両端からそれぞれ半径R2で約180度形成された半円部62とが連続的に結ばれて形成されている。
そして、第3偏心孔51cも第1偏心孔51aと同様に、中心Oから第3偏心孔51c寄りに所定距離偏心させた位置を偏心中心O3に設定し、この偏心中心O3から半径R1で形成された第3偏心ガイド部61cと、第3偏心ガイド部61cの両端からそれぞれ半径R2で約180度形成された半円部62とが連続的に結ばれて形成されている。
すなわち、各偏心ガイド部61a〜61c(以下、各偏心ガイド部を区別する必要がないときは偏心ガイド部61とする)と中心Oとの距離は、周方向における一端位置から他端位置に向かうにつれ縮小するようになっている。
各コロ52は、ケレ板50の各偏心孔51内に収容された円盤状のものであり、各偏心ガイド部61の周方向に沿って移動可能とされている。また、各コロ52の径方向中央部には、厚さ方向に貫通する貫通孔53が形成されている。
キャップ部材55は、ケレ板50の裏面側にハウジング23の軸方向と同軸上に設けられた筒状の部材であり、ケレ板50(ホルダ部材45)に対して回転可能とされている。キャップ部材55の他端側(先端側)の外周面には、径方向外側に張り出す外フランジ部55aが形成され、この外フランジ部55aが板材58とケレ板50との間に挟持されることで、キャップ部材55が固定されている。キャップ部材55の径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔55bが形成されている。この貫通孔55bは、センター本体31の外面形状に倣って形成されている。具体的には、貫通孔55bの一端側はセンター本体31の縮径部40の外面形状に倣って形成される一方、他端側はヘッド部41の外径よりも僅かに大きくなるように形成されている。なお、キャップ部材55の一端側には、ワークWをより強固にチャックするためのケレ板押さえ機構49が設けられている。このケレ板押え機構49は、空気圧等によってX方向にスライド可能に構成されており、チャック時にはキャップ部材55から他端側に向けてチャック機構43を押圧するようになっている。これにより、コロ52がワークWの解除方向(ワークドライブ機構26の回転方向と逆方向)へ移動しないようになっている。
そして、キャップ部材55の他端面には、周方向に沿って等間隔に支持ピン54が固定されている。各支持ピン54は、キャップ部材55の端面から他端に向けて突出するように固定されており、各偏心ガイド部61内に収容されたコロ52の貫通孔53内に遊挿されている。そして、キャップ部材55が回転(図4中矢印F参照)することで、ワークWの外周面と偏心ガイド部61との間にコロ52を挟持させ、ワークWをチャックできるようになっている。なお、ワークWのチャックの方法については後に詳述する。
一方、図1,2に示すように、心押しユニット13は、主軸テーブル10におけるX方向他端側に設けられており、上述した主軸ユニット11にX方向で対向するように配置されている。
心押しユニット13は、主軸テーブルから上方(Z方向)に向けて立設された心押しフレーム65を備えている。心押しフレーム65は、側面視L字形状に形成されており、心押しフレーム65の上部における主軸ユニット11との対向面には、主軸センター21に向けて(X方向)突出する心押しセンター67が設けられている。
心押しセンター67は、図2,3に示すように、上述した主軸センター21と同軸上に配置され、かつ略同形状に形成されたものであり、図示しないシャンク部を介して心押しフレーム65に保持されている。心押しセンター67の一端側(先端側)には、心押しフレーム65からX方向に沿って突出した基部68が形成されている。この基部68の先端側は、先端に向かうにつれ漸次外径が先細るように形成されている。さらに、基部68の先端からは、基部68よりも外径が縮小した状態でX方向に向けて延出するヘッド部69が形成されている。そして、ヘッド部69の先端は、基部68と同様に先端に向かうにつれて漸次外径が先細るように形成された保持部70が形成されている。この保持部70は、ワークWのセンター穴8内に嵌合してワークWの他端側を支持するものである。そして、心押しセンター67及びセンター本体31の保持部42,70がワークWのセンター穴7,8内に嵌合することによって、ワークWを軸方向両端から支持することができる。また、心押しセンター67は、心押しフレーム65内に設けられた図示しない付勢手段によって、主軸センター21側(一端側)に向けて付勢されている。
ここで、図2に示すように、主軸テーブル10の上方には、X方向におけるワークWの基準面6の位置を検出するための位置測定機15が設けられている。この位置測定機15は、上部フレーム75から下方(Z方向)に延出するように支持されており、X方向における主軸ユニット11と心押しユニット13との間に配置されるようになっている。位置測定機15は、上部フレーム75に支持された移動機構76と、移動機構76に連結されて上下動(Z方向)可能とされた測定部77とを備えている(図2中矢印D参照)。
図3に示すように、測定部77は、鉄等の金属材料からなる棒状のものであり、その下部は側面視くの字状に屈曲形成されている。そして、測定部77の下端部にはX方向における心押しユニット13側に向けて突出する半球面状のコンタクト部78が形成されている。このコンタクト部78は、ワークWの基準面6の検出時に基準面6に当接するようになっている。そして、コンタクト部78と基準面6とが当接した位置が、位置測定機15に対するワークWの軸方向における基準面6位置となっている。
なお、位置測定機15は、ワークWの加工開始位置を測定するための制御部を備えている。この制御部は、検出されたワークWの基準面6位置と、予め設定されたコンタクト部78の先端から主軸センター21の基準位置(例えば、エンドプレート48の他端面)との距離とに基づいて、研削時におけるワークWの基準面6位置を算出した後、X方向における砥石16とワークWとの相対位置、すなわち加工開始位置を算出できるようになっている。なお、測定部77は、基準面6位置の測定時には下端位置まで下降してワークWの基準面6に当接するように構成される一方、非測定時には上端位置まで上昇してワークWに干渉しない位置に配置されている(図1参照)。
また、図1に示すように、砥石16は、主軸テーブルの側方(図2における紙面奥側)に設けられた円盤形状のヘッド80を備え、その軸方向と主軸センター21の軸方向とが平行な状態で回転可能に支持されている。また、ヘッド80は、図示しない砥石テーブルによって径方向(Y方向)に移動可能に構成されている。すなわち、ヘッド80は、ワークWの外周面に接近離間する方向に移動可能に構成されている。そして、研削時にワークWの回転方向とヘッド80の回転方向とを一致させた状態で、ワークWの外周面とヘッド80の外周面とが接触することで、ワークWの外周面を研削できるようになっている。
(研削方法)
次に、上述した円筒研削盤を用いた研削方法について説明する。図5は、本実施形態の研削方法を示すフローチャートであり、図6は図3に相当する断面図であり、研削方法を示す工程図である。
まず、図5,6に示すように、主軸センター21を他端側に向けて前進させる(S1)。具体的には、主軸センター駆動装置22を駆動してシリンダーロッド35を伸長させると、プレート部材37を介して連結された主軸センター21がハウジング23内を他端側にスライドする。すると、センター本体31の保持部42がエンドプレート48の貫通孔48aから他端側に突出した状態となる(相対位置測定ポジション:図6中実線参照)。
次に、センター本体31と心押しセンター67との間にワークWを供給する(S2)。具体的には、センター本体31及び心押しセンター67の両保持部42,70をワークWのセンター穴7,8内に嵌合させる。この場合、付勢手段(不図示)によって一端側(主軸センター21側)に付勢された心押しセンター67を、他端側に縮退させた状態でワークWを供給する。そして、心押しセンター67を再び一端側に向けて前進させる(S3)。これにより、ワークWの軸方向が両センター21,67の軸方向に一致した状態で、ワークWの軸方向両端が回転可能に支持される。
次に、位置測定機15の測定部77を下降させる(S4)。具体的には、移動機構76を駆動させ、コンタクト部78がZ方向においてワークWの基準面6に一致する位置まで測定部77を下降させる。
続いて、X方向におけるワークWの基準面6位置を測定する(S5)。具体的には、主軸センター駆動装置22を駆動させてシリンダーロッド35を伸縮させることにより、ワークWの基準面6と位置測定機15のコンタクト部78とが接触する位置に、ワークW(主軸センター21)を移動させる。そして、コンタクト部78とワークWの基準面6とが接触した時点で主軸センター21を停止させる。この位置を位置測定機15に対するワークWの基準面6位置として検出し、検出結果を制御部に出力する。なお、ワークWの基準面6におけるコンタクト部78との接触位置は、基準面6の面内であれば周方向及び径方向ともに任意の位置でよい。
その後、位置測定機15の測定部77を上端位置(ホームポジション)まで戻す(S6)。
次に、ワークWの基準面6位置を測定したら、主軸センター21を一端側に向けて後退させる(S7)。具体的には、主軸センター駆動装置22を駆動してシリンダーロッド35を縮退させると、プレート部材37を介して連結された主軸センター21がハウジング23内を一端側にスライドする。すると、センター本体31の保持部42が、エンドプレート48よりも一端側に縮退して、ワークWの保持部4がケレ板50のワーク挿入孔59内に挿入された状態となる(チャックポジション:図6中鎖線参照)。そして、主軸センター駆動装置22を停止させる。
次に、ワーク挿入孔59内にワークWの保持部4を挿入させた状態で、ワークドライブ機構26のチャック機構43にワークWをチャックさせる(S8)。具体的には、図4に示すように、まずホルダ部材45にベルト46を介して連結された駆動装置を駆動させることで、駆動装置の駆動力がベルト46を介してホルダ部材45に伝達される。これにより、ワークドライブ機構26のホルダ部材45が軸回りに回転する。
ホルダ部材45が回転(図4中矢印F参照)すると、この回転に同期して円筒部44に固定されたケレ板50も回転する。そして、この回転に伴い、ケレ板50に対して相対的にキャップ部材55が回転するとともに、コロ52が中心O回りに公転することになる。すると、キャップ部材45に固定された支持ピン54の公転に追従して、コロ52が各偏心ガイド部61に沿って一端位置(図3中鎖線参照)から他端位置(図3中実線参照)まで公転する。この時、各偏心ガイド部61と中心Oとの距離は、一端位置から他端位置に向かうにつれ縮小するようになっているので、ホルダ部材45の回転に伴い、コロ52は支持ピン54によってワークWの外周面と偏心ガイド部61の他端位置との間に入り込むことになる。これにより、各コロ52の外周面が、偏心ガイド部61とワークWの外周面とに接触することになり、ワークWにはコロ52からワークWの径方向内側に向かって保持力が作用する。これにより、ワークWがワークドライブ機構26にチャックされる。その後、ケレ板押さえ機構49を他端側にスライドさせ、チャック機構43を押圧する。
ここで、上述した基準面6位置の検出結果に基づいて加工開始位置を算出する。具体的には、制御部は、まず上述したS5で検出された基準面6位置の検出結果と、予め設定されたコンタクト部78の先端から主軸センター21の基準位置までの距離とに基づいて、チャックポジションにおけるワークWの基準面6位置を算出する。そして、この算出結果に基づいて砥石16に対するワークWのX方向における相対位置、すなわち加工開始位置を決定する(測定値)。
そして、図5に示すように、制御部による算出された加工開始位置に基づいて、主軸テーブル10を移動させる(S9)。すなわち、ワークWの加工開始位置が砥石16のX方向における位置に一致するように、ベッド上の主軸テーブル10を移動させる。
最後に、ワークWの外周面を研削する(S10)。具体的には、上述したS8と同様に、ワークドライブ機構26を回転させることで、ワークWがチャック機構43にチャックされた状態で回転する。同時に、ヘッド80をホルダ部材45と同一方向に回転させつつ、ヘッド80の外周面がワークWの外周面に接触する位置まで砥石16をY方向に沿って移動させる。これにより、ヘッド80の外周面とワークWの外周面とが擦れ合い、ワークWの外周面が研削される。なお、加工されたワークWを円筒研削盤1から取り出す時は、ワークドライブ機構26の回転を停止させてチャック機構43を解除する。そして、砥石16をワークWから退避させた後に、ワークWを両センター21,67から取り出す。
このように、本実施形態では、ワークWの基準面6位置の測定時に、両センター21,67を相対位置測定ポジションまで前進させることで、ワークWがチャック機構43から離間し、ワークWの基準面6を周囲に余裕があるスペースまで移動させることができる。これにより、ワークWを両センター21,67にセットした状態であっても、コンタクト部78によって基準面6を測定し易くなる。すなわち、小型のワークWや研削範囲が広いワークWを加工する場合であっても、基準面6を測定可能な位置(相対位置測定ポジション)まで移動させることで、コンタクト部78を接触させるスペースを確保することができる。したがって、ワークWを両センター21,67にセットした状態で、加工開始位置を迅速、かつ高精度に検出することができるので、ワークWを所望の精度に加工することができる。
さらに、従来のようにワークWの基準面6位置の検出を別体の心押し台等を用いて手作業で行なうことがなく、基準面6位置の検出から加工までを円筒研削盤1内で一括して行なうことができるので、作業効率の大幅な向上を図ることができる。
しかも、本実施形態では、ワークドライブ機構26の回転とともにチャック機構43にワークWをチャックすることができる。そのため、従来のような別体のクランプ部材105を用いてワークWをチャックする場合と異なり、基準面6検出時にワークWの周方向全周においてコンタクト部78が干渉する部位がない。これにより、基準面6を測定するために、ワークドライブ機構26の停止角度等を考慮する必要ないので、作業効率の更なる向上を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、円筒研削盤1を例にして説明したが、これに限らず、ワークWの軸方向における加工開始位置の算出が必要なものであれば、種々の加工装置に適用することができる。例えば、旋盤等に本発明を適用することが可能である。また、この場合には、砥石16に代えてバイトを用いることができる。
また、上述した実施形態では、研削時には砥石16に対してワークW(主軸テーブル10)を相対移動させる場合について説明したが、砥石テーブルを移動させるようにしてもよい。いずれにしても、砥石16とワークWとが相対移動すればよい。
また、上述した実施形態では主軸センター駆動装置22として、シリンダーを用いる場合について説明したが、サーボモーター等を用いることが可能である。この場合、サーボモーターを制御することによって、両センター21,67にワークWが保持された状態でワークWを加工開始位置まで移動させることができる。
1…円筒研削盤 6…基準面 7,8…センター穴 10…主軸テーブル(テーブル) 15…位置測定機 16…砥石 21…主軸センター 26…ワークドライブ機構 51,51a〜51c…偏心孔 59…ワーク挿入孔 61,61a〜61c…偏心ガイド部 67…心押しセンター

Claims (3)

  1. 円柱状のワークの両端面に形成されたセンター穴のうち、一端側の前記センター穴内に嵌合される主軸センターと、
    他端側の前記センター穴内に嵌合される心押しセンターと、
    前記両センターによって前記ワークが支持された状態で前記ワークをチャックし、前記ワークを回転させるワークドライブ機構と、
    回転する前記ワークの外周面に対して加工を行なう工具とを備えた加工装置において、
    前記ワークの軸方向の基準面にコンタクト部を接触させて、前記基準面と前記工具との相対位置を測定する位置測定機を備え、
    前記両センターは、前記ワークが前記コンタクト部に接触可能な相対位置測定ポジションと、前記ワークドライブ機構にチャックされるチャックポジションとの間を、前記ワークの軸方向に沿ってスライド可能に構成されていることを特徴とする加工装置。
  2. 前記ワークドライブ機構は、前記ワークが挿入されるワーク挿入孔と、
    前記ワーク挿入孔の外周縁から連続的に形成された偏心孔と、
    前記偏心孔内に収容され、前記偏心孔内を周方向に沿って移動可能なコロとを備え、
    前記偏心孔の外周縁には、前記ワーク挿入孔の中心から所定距離偏心させた位置を偏心中心に設定し、前記偏心中心から所定半径で形成された偏心ガイド部が形成され、
    前記ワーク挿入孔の中心と前記偏心ガイド部との距離は、前記偏心孔における周方向における一端位置から他端位置にかけて狭くなるように設定され、
    前記コロは、前記ワークドライブ機構の回転に同期して前記偏心ガイド部上を前記一端位置から前記他端位置まで移動する間に、前記ワークの外周面と前記偏心ガイド部との間に挟持されて前記ワークを固定することを特徴とする請求項1記載の加工装置。
  3. 請求項1または請求項2記載の加工装置を用いた加工方法であって、
    前記両センターを前記相対位置測定ポジションまでスライドさせ、前記相対位置を算出するステップと、
    前記両センターをチャックポジションまでスライドさせ、前記ワークを前記ワークドライブ機構にチャックさせるステップと、
    前記相対位置に基づいて前記ワークと前記工具とを相対移動させるステップと、
    前記ワークを回転させながら前記工具を用いて前記ワークを加工するステップとを有することを特徴とする加工方法。
JP2009027855A 2009-02-09 2009-02-09 加工装置及び加工方法 Expired - Fee Related JP5283079B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009027855A JP5283079B2 (ja) 2009-02-09 2009-02-09 加工装置及び加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009027855A JP5283079B2 (ja) 2009-02-09 2009-02-09 加工装置及び加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010179445A JP2010179445A (ja) 2010-08-19
JP5283079B2 true JP5283079B2 (ja) 2013-09-04

Family

ID=42761376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009027855A Expired - Fee Related JP5283079B2 (ja) 2009-02-09 2009-02-09 加工装置及び加工方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5283079B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103418809A (zh) * 2013-09-11 2013-12-04 浙江海德曼机床制造有限公司 一种顶针及条状工件的车削方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104002237B (zh) * 2014-06-18 2016-04-06 安庆联控机电科技发展有限公司 一种活塞环钢环切断机顶尖装置
CN105415179B (zh) * 2015-11-30 2018-04-03 桂林福达曲轴有限公司 一种轴类零件中心孔失圆的检测方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3266349A (en) * 1964-09-01 1966-08-16 Acf Ind Inc Lathe driving and centering means
JPS5114185B1 (ja) * 1970-07-09 1976-05-07
JPH03117501U (ja) * 1990-03-16 1991-12-04
JPH06114702A (ja) * 1992-09-30 1994-04-26 Okuma Mach Works Ltd 自動テーパ補正装置
JP3759866B2 (ja) * 2000-09-01 2006-03-29 オークマ株式会社 工作機械の心押台
JP4088071B2 (ja) * 2002-01-10 2008-05-21 株式会社岡本工作機械製作所 複合加工用工作機械におけるワ−ク端面位置検出手段およびワ−ク端面位置検出方法
JP2005335036A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Okamoto Machine Tool Works Ltd 円筒研削装置およびワ−クの外径測定方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103418809A (zh) * 2013-09-11 2013-12-04 浙江海德曼机床制造有限公司 一种顶针及条状工件的车削方法
CN103418809B (zh) * 2013-09-11 2016-01-20 浙江海德曼机床制造有限公司 一种顶针及条状工件的车削方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010179445A (ja) 2010-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8979616B2 (en) Gear processing machine
EP2921259B1 (en) Grinding wheel truing method and grinding machine
JP2005342864A (ja) 微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法
JP2005262326A (ja) 心押し台
JP5283079B2 (ja) 加工装置及び加工方法
JP4563688B2 (ja) 回転センタ、押圧力制御装置、旋盤
JP2013022694A (ja) パイプ切断装置
JP6210513B2 (ja) 歯車加工装置及び歯車加工方法
JP2008168424A (ja) 円筒周面をもつ被加工品を回転面上で自動芯出しする方法および該方法のための装置
JP2009192254A (ja) ドリル形状測定装置
JP4148166B2 (ja) 接触検出装置
JP6303568B2 (ja) 円すいころの研削装置及び円すいころの研削方法
US8479621B2 (en) Internal machining apparatus for hollow workpiece
JP5352247B2 (ja) 研削加工装置
WO2006061910A1 (ja) 竪型両頭平面研削盤における砥石の初期位置設定方法
JP2005169518A (ja) 円筒研削加工方法及び円筒研削盤
JP5815462B2 (ja) 旋盤におけるワークの芯ずれ補正機構。
JPH05329702A (ja) 刃先位置検出装置
JP7067013B2 (ja) ワーク芯出し方法
US3448644A (en) Live center apparatus
US3386317A (en) Bore machining mechanism
JP7006909B2 (ja) ワーク支持具及びこれを備えた歯車加工装置
CN105033788A (zh) 用于轴承环的磨床以及调整该磨床的方法
JPH09210606A (ja) ボール溝の測定装置
JP2004223617A (ja) ワーク支持装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111208

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130430

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130507

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5283079

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees