JP6135287B2 - 研削盤 - Google Patents

Description

この発明はツルーイング装置を備えた研削盤に関する。

従来、砥石（円盤状の回転砥石）をＸ方向及びＺ方向へ移動制御してワークを研削する研削盤において、砥石の加工面をツルーイングするために、例えば、特許文献１に開示されているように、ツルーイング装置を備えた研削盤が知られている。
特許文献１に開示された研削盤のツルーイング装置においては、図７に示すように、支持体、例えば、第１主軸装置の主軸ハウジング１４２に対し、ツルア駆動モータ１７８と、このツルア駆動モータ１７８によってツルア軸１７６を中心として回転駆動されるツルア１７７とが配設されている。
また、主軸ハウジング１４２には、ツルア１７７の側方に位置して、砥石軸１３１の熱変位（Ｚ方向の砥石軸１３１の熱変位）を、接触によって検出するピン状の熱変位検出器１３６と、砥石１３２の外周位置を接触によって検出するピン状の外周検出器１３７とを有する接触検出機構１３５が配設されている。
そして、ツルア１７７によって砥石１３２をツルーイングする前に、砥石軸１３１の熱変位と、砥石１３２の外周位置とを検出し、これら熱変位と砥石１３２の外周位置との検出に基づいて、砥石１３２をＺ方向に移動制御し、その後、砥石１３２をＸ方向へ移動制御する。
そして、ツルア駆動モータ１７８の作動によって回転されるツルア１７７に対し砥石１３２を接触させながら、砥石１３２をＸ方向へ微動せさることによって砥石１３２をツルーイングしている。

特開２０１０−２８４７６９号公報

前記した従来の研削盤においては、ツルア１７７によって砥石１３２をツルーイングする度毎に、前もって、砥石軸１３１の熱変位と、砥石１３２の外周位置とをそれぞれ検出しなければならず、ツルーイング時間が長くなる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、砥石のツルーイング時間を短縮することができる研削盤を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の第１の発明に係る研削盤は、Ｘ方向及びＺ方向へ移動制御され、ワークを研削する砥石と、所定位置に配設されて前記砥石の加工面をツルーイングするツルーイング装置とを備え、前記ツルーイング装置は、支持体に対し、Ｘ方向へ移動可能に配設された可動台と、前記可動台に回転可能に配設されて前記砥石の加工面をツルーイングするツルアと、前記可動台と共に前記ツルアをＸ方向へ押し付けるＸ方向押付け機構と、前記Ｘ方向押付け機構の押付け力を制御する制御手段と、前記ツルアを回転駆動する駆動機構とを備え、前記ツルアは、前記砥石の加工面をツルーイングする際、前記Ｘ方向押付け機構により設定された押付け力で前記砥石に押し付けられる。
また、前記ツルアは、前記可動台に対し、Ｚ方向へ移動可能に配設されており、前記可動台には、Ｚ方向ガイドバーが架設されており、前記Ｚ方向ガイドバーには、Ｚ方向スライド体が回り止めされた状態でＺ方向へスライド移動可能に配設されており、前記Ｚ方向スライド体には、ツルア駆動モータが設けられており、前記ツルア駆動モータの出力軸には、この出力軸と一体でＺ方向の軸線を中心に回転する前記ツルアが設けられており、前記砥石がＸ方向に移動して前記砥石の加工面が前記ツルアに接触する際、前記ツルアのＺ方向中心が前記砥石の加工面のＺ方向中心と一致するように、前記ツルア、前記ツルア駆動モータ、及び前記Ｚ方向スライド体が、前記可動台の前記Ｚ方向ガイドバーに対してＺ軸方向に移動可能であることを特徴とする。

第１の発明によると、砥石をツルーイングする際、砥石がツルアの前方のツルーイング開始位置まで移動される一方、駆動機構によってツルアが回転される。
ここで、砥石がツルアに接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進（移動）される。
その後、砥石が設定された切込量に対応する切込位置までＸ方向へ前進（移動）されることで、砥石がツルーイングされる。
この際、ツルアは、Ｘ方向押付け機構によって設定された押付力で砥石に押し付けられるため、過度な押付力が発生しないので砥石が良好にツルーイングされる。
前記したようにして砥石をツルーイングすることができるため、ツルーイングする前に、砥石の外周位置を検出する手間を省くことができ、この分だけ砥石のツルーイング時間を短縮することができる。
また、第１の発明によると、砥石がツルアに接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進（移動）される際、砥石軸の熱変位の分だけ砥石がＺ方向へ変位している場合には、砥石のツルーイング位置への前進動作に伴って、砥石に接触しながらツルアが、可動台に対し、Ｚ方向へ変位（移動）する。このため、ツルーイングする前に、砥石の熱変位を検出する手間を省くことができ、この分だけ砥石のツルーイング時間を短縮することができる。

この発明の第２の発明に係る研削盤は、第１の発明の研削盤であって、前記Ｘ方向押付け機構は、前記砥石に対する前記ツルアの押付力が調整可能に構成されていることを特徴とする。

第２の発明によると、砥石のツルーイング量が小さい場合（微量である場合）には、砥石に対するツルアの押付力をＸ方向押付け機構によって小さく設定することで砥石の加工面（砥石面）を良好にツルーイングすることができる。
また、砥石のツルーイング量が大きい場合には、砥石に対するツルアの押付力をＸ方向押付け機構によって大きく設定することで砥石の加工面（砥石面）を短時間でツルーイングすることができる。

この発明の第３の発明に係る研削盤は、第１発明又は第２発明の研削盤であって、前記ツルアは、前記可動台に対し、Ｚ方向戻しばねによってＺ方向中立位置に戻される構成にしてあることを特徴とする。

第３の発明によると、可動台に対しツルアがＺ方向戻しばねによってＺ方向中立位置に戻されるため、ツルアがＺ方向片側寄りに配置されることがない。
これによって、砥石がツルアに接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進（移動）される際、砥石軸の熱変位の分だけ砥石がＺ方向へ変位している場合には、砥石のツルーイング位置への前進動作に伴って、砥石に接触不良なくツルアが接触してＺ方向へ変位（移動）する。
この結果、砥石の加工面（砥石面）をツルーイング不良なく良好にツルーイングすることができる。
すなわち、ツルアがＺ方向中立位置に配設されることなく、Ｚ方向片側寄りに配置されると、砥石がツルアから外れることが想定され、ツルーイング不良となる可能性があるが、このような不具合を抑制することができる。

この発明の実施例１に係る研削盤を示す平面図である。 同じく研削盤を示す側面図である。 同じく研削盤のツルーイング装置を示す平面図である。 同じくツルーイング装置のツルアの前方位置まで砥石がＺ方向へ移動された状態を示す説明図である。 同じくツルアに砥石が接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進された状態を示す説明図である。 ツルーイングの処理手順を示すフローチャートである。 従来の研削盤のツルーイング装置を示す平面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１に係る研削盤を図１〜図６にしたがって説明する。
図１と図２に示すように、砥石３２をＸ方向及びＺ方向へ移動制御してワークＷを研削する研削盤において、平面形状で矩形に形成された基台１０上の略中央部には、Ｚ方向に延びる一対のＺ方向ガイドレール１１にスライド案内されるＺ方向スライドテーブル１２が配設されている。
Ｚ方向スライドテーブル１２は、制御手段（ＮＣ制御装置等）によって作動制御されるＺ方向駆動モータ１４を駆動源とするＺ方向送りねじ１３の回転動作によってＺ方向へスライドされる。
また、Ｚ方向駆動モータ１４には、Ｚ方向スライドテーブル１２のＺ方向位置を確認するために、Ｚ方向駆動モータ１４の出力軸の回転角度を検出してその検出信号を制御手段に送るエンコーダ等のＺ方向位置検出手段１５が設けられている。

Ｚ方向スライドテーブル１２上には、Ｘ方向に延びる一対のＸ方向ガイドレール２１にスライド案内されるＸ方向スライドテーブル（砥石スライドテーブル）２２が配設されている。
Ｘ方向スライドテーブル２２は、制御手段（図示しない）によって作動制御されるＸ方向駆動モータ２４を駆動源とするＸ方向送りねじ２３の回転動作によってＸ方向へスライドされる。
また、Ｘ方向駆動モータ２４には、Ｘ方向スライドテーブル２２のＸ方向位置を確認するために、Ｘ方向駆動モータ２４の出力軸の回転角度を検出してその検出信号を制御手段に送るエンコーダ等のＸ方向位置検出手段２５が設けられている。

Ｘ方向スライドテーブル２２上には、砥石駆動モータ２６と砥石軸ホルダ３０とがそれぞれ配設されており、砥石駆動モータ２６の出力軸には駆動プーリ２７が設けられる。
一方、砥石軸ホルダ３０に回転可能に支持されかつ一端部に円盤状の砥石３２が設けられる砥石軸（Ｚ方向の軸線と平行するＺ方向軸線Ｌ１上に配設される）３１の他端には、従動プーリ２８が設けられている。そして、駆動プーリ２７と従動プーリ２８との間にはベルト２９が張設され、これによって、砥石駆動モータ２６の出力軸のトルクがベルト２９を介して砥石軸３１に伝達される。

基台１０上には、軸状のワークＷをＺ方向の中心軸線回りに回転させながら設定位置に保持する第１主軸装置４０と第２主軸装置５０とがＺ方向の軸線に平行するＺ方向軸線Ｌ２上に配設されている。
第１主軸装置４０は、基台１０上に固定された主軸台４１と、主軸台４１に対しＺ方向軸線Ｌ２上に往復動可能な主軸ハウジング４２と、この主軸ハウジング４２内でＺ方向軸線Ｌ２回りに回転可能に支持された主軸４３とを備え、主軸４３の先端にはワークＷの一方の端面の中心部を支持するセンタ部材４４が設けられている。
また、主軸４３は、制御手段によって作動制御される主軸モータ（図示しない）を駆動源として任意の角速度で任意の角度まで回転制御される。
また、第２主軸装置５０においても、第１主軸装置４０と同様にして、主軸台５１、主軸ハウジング５２、主軸５３及びセンタ部材５４を備えて構成されている。

ツルーイング装置６０は、図３に示すように、第１主軸装置４０の主軸ハウジング４２（この発明の支持体に相当する）に対し、Ｘ方向押付け機構６２によってＸ方向へ押し付けられた状態でＸ方向へ移動可能に配設された可動台７０と、この可動台７０に対し、Ｚ方向の軸線に平行するＺ方向軸線Ｌ３を中心として回転可能に配設されて砥石３２の加工面をツルーイングする円盤状のツルア７７と、このツルア７７をＺ方向軸線Ｌ３を中心として回転駆動する駆動機構としてのツルア駆動モータ７８とを備えている。

この実施例１において、図３に示すように、可動台７０は、Ｚ方向の基部７１と、この基部７１の両側部から直角状をなして突出された対向する両側壁部７２とを有してほぼＵ字状に形成されている。そして、可動台７０の両側壁部７２から張り出された張出部７２ａと、支持体としての主軸ハウジング４２との間には、Ｘ方向押付け機構６２としての単数又は複数のエアーシリンダ、油圧シリンダ等のＸ方向押付けシリンダ６３が配設されている。
Ｘ方向押付けシリンダ６３は、図示しない圧力調整弁（電磁弁）を介して流体供給源に接続されている。また、圧力調整弁（電磁弁）は、制御手段によって制御される。そして、可動台７０は、Ｘ方向押付けシリンダ６３によって所望とする押付力でＸ方向へ押し付けられる。

図３に示すように、可動台７０の両側壁部７２の間には、複数（又は単数でもよい）のＺ方向ガイドバー７３が架設されており、これらＺ方向ガイドバー７３には、Ｚ方向スライド体７４が、回り止めされた状態でＺ方向へスライド移動可能に配設されている。
また、可動台７０の両側壁部７２と、Ｚ方向スライド体７４との間には、Ｚ方向戻しばね９０がそれぞれ介在されており、これらＺ方向戻しばね９０によって、Ｚ方向スライド体７４がＺ方向中立位置に配設される。
Ｚ方向スライド体７４には、制御手段によって作動制御されるツルア駆動モータ７８が一体に設けられている。このツルア駆動モータ７８の出力軸には、この出力軸と一体をなして回転されるツルア７７が配設されている。
ツルア７７は、軸方向断面の外周面が凹湾曲面（又は凹円弧面）７７ａに形成されている。
また、可動台７０と、支持体としての主軸ハウジング４２との間には、可動台７０のＸ方向の変位量を検出するＸ方向変位検出手段９５が配設されている。

次に、図６に示すフローチャートを用いて、制御手段による処理手順の例を説明する。 制御手段は、ツルーイングの実行が指示された場合や、予め設定されたツルーイングタイミングとなった場合等に、図６に示すツルーイング処理を実行する。
ステップＳ１０にて制御手段は、砥石３２に対するツルア７７の位置がツルーイング開始位置となるように、Ｚ方向駆動モータ１４及びＸ方向駆動モータ２４を作動制御し、これによって、ツルア７７に対する砥石３２の位置を設定位置まで移動させる。なお、ツルーイング処理は、加工の合間に行われるため、砥石３２は回転した状態である。そして、ツルア７７と砥石３２を対向させ、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０にて制御手段は、ツルア駆動モータ７８を作動制御して、ツルア７７の回転駆動を開始してステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０にて制御手段は、ツルア７７の押付力を制御し、ステップＳ４０に進む。この実施例１において、ツルア７７の押付力の制御用としてＸ方向押付けシリンダ６３を用いている。この場合、所望する押付力となるように、Ｘ方向押付けシリンダ６３に対する圧力調整弁を制御してＸ方向押付けシリンダ６３による押付力を調整する。
なお、砥石３２の外周表面の微小量をツルーイングする場合（目立ての場合）は押付力を比較的弱く設定し、砥石３２の外形形状を修正する場合（外形形状を整形する場合）は押付力を比較的強く設定する。

ステップＳ４０にて制御手段は、砥石３２をツルア７７に向けて徐々に前進させ、ツルア７７がＸ方向へ動き始めた際の砥石３２の座標を取り込み、ステップＳ５０に進む。
制御手段は、ツルア７７のＸ方向への動き始めについては、ツルア７７側に設けられたＸ方向変位検出手段９５からの検出信号に基づいて検出することが可能であり、砥石３２の座標については、Ｘ方向スライドテーブル２２の位置を検出するＸ方向位置検出手段２５からの検出信号に基づいて検出することが可能である。なお、ツルア７７が動き始めたときのＸ方向変位検出手段９５からの検出信号に基づいたツルア７７のＸ方向の位置と、ツルア７７がＸ方向へ動き始めたときのＸ方向位置検出手段２５からの検出信号に基づいた砥石３２のＸ座標と、を当該ステップＳ４０にて取り込んで記憶しておく。

ステップＳ５０にて制御手段は、ツルア７７がＸ方向へ動き始めたときの砥石３２の位置（座標）から、所定切込量だけ砥石３２を切込ませる。この場合、Ｘ方向へ移動させるツルーイングを実行（開始）して、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０にて制御手段は、ツルーイング開始時（ツルア７７がＸ方向へ動き始めたとき）のツルア７７のＸ方向の位置（ステップＳ４０にて記憶）と、Ｘ方向変位検出手段９５を用いて検出した現在のツルア７７のＸ方向の位置と、ツルーイング開始時（ツルア７７が動き始めたとき）の砥石３２のＸ方向の座標（ステップＳ４０にて記憶）と、Ｘ方向位置検出手段２５にて検出した現在の砥石３２のＸ方向の座標と、に基づいて、所定切込量分、ツルーイングしたか否かを判定する。所定切込量に達していると判定した場合（Ｙｅｓ）はツルーイングが終了したと判定してステップＳ７０に進み、所定切込量に達していないと判定した場合（Ｎｏ）はツルーイングがまだ終了していないと判定してステップＳ５０に戻る。
ステップＳ７０に進んだ場合、制御手段は、ツルア７７に対して砥石３２を原位置に移動するとともに、ツルア７７の回転駆動とツルア７７の押付力の制御を停止し、ツルーイング処理を終了する。

前記したように、この実施例１においては、砥石３２がツルーイングされる際、ツルア７７は、Ｘ方向押付け機構６２としてのＸ方向押付けシリンダ６３によって設定された押付力で砥石３２に押し付けられる。このため、砥石３２が良好にツルーイングされる。
このため、ツルーイングする前に、砥石３２の外周位置を検出する手間を省くことができ、この分だけ砥石３２のツルーイング時間を短縮することができる。

また、砥石３２のツルーイング量が小さい場合（微量である場合）には、砥石３２に対するツルア７７の押付力をＸ方向押付けシリンダ６３によって小さく設定することで砥石３２の加工面（砥石面）を良好にツルーイングすることができる。
また、砥石３２のツルーイング量が大きい場合には、砥石３２に対するツルア７７の押付力をＸ方向押付けシリンダ６３によって大きく設定することで、砥石３２の加工面（砥石面）を短時間でツルーイングすることができる。

また、この実施例１において、砥石３２がツルア７７に接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進（移動）される際、砥石軸３１の熱変位の分だけ砥石３２がＺ方向へ変位している場合（ツルア７７の外周の凹湾曲面７７ａの中心が砥石３２の中心からＺ方向へ若干ずれている場合）には、砥石３２のツルーイング位置への前進動作に伴って、砥石３２に接触しながらツルア７７の外周の凹湾曲面７７ａの中心が砥石３２の中心と一致するように、可動台７０に対し、ツルア７７、ツルア駆動モータ７８及びＺ方向スライド体７４が、Ｚ方向ガイドバー７３に沿ってＺ軸方向へ移動する。このため、ツルーイングする前に、砥石３２の熱変位を検出する手間を省くことができ、この分だけ砥石３２のツルーイング時間を短縮することができる。
また、ツルア７７を砥石３２に押付ける押付力を一定に保持しながらツルーイングするので、砥石３２の外周部表面（加工面）をより均一にツルーイングすることができる。

また、この実施例１において、可動台７０に対し、ツルア７７がＺ方向戻しばね９０によってＺ方向中立位置に戻されるため、ツルア７７がＺ方向の片側寄りに配置されることがない。
これによって、砥石３２がツルア７７に接触するツルーイング位置までＸ方向へ前進（移動）される際、砥石軸３１の熱変位の分だけ砥石３２がＺ方向へ変位している場合には、砥石３２のツルーイング位置への前進動作に伴って、砥石３２に接触不良なくツルア７７が接触してＺ方向へ変位（移動）する。
この結果、砥石３２の加工面（砥石面）をツルーイング不良なく良好にツルーイングすることができる。
すなわち、ツルア７７がＺ方向中立位置に配設されることなく、Ｚ方向の片側寄りに配置されると、砥石３２がツルア７７の外周の凹湾曲面７７ａから外れることが想定され、ツルーイング不良となる可能性があるが、このような不具合を抑制することができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１においては、可動台７０の両側壁部７２と、Ｚ方向スライド体７４との間に、Ｚ方向戻しばね９０がそれぞれ介在される場合を例示したが、Ｚ方向戻しばね９０は必ずしも設けなくてもこの発明を実施することができる。

１２ Ｚ方向スライドテーブル
２２ Ｘ方向スライドテーブル
２５ Ｘ方向位置検出手段
３０ 砥石軸ホルダ
３１ 砥石軸
３２ 砥石
４２ 主軸ハウジング（支持体）
６０ ツルーイング装置
６２ Ｘ方向押付け機構
６３ Ｘ方向押付けシリンダ
７０ 可動台
７４ Ｚ方向スライド体
７７ ツルア
７８ ツルア駆動モータ
８０ Ｘ方向変位検出手段

Claims (3)

1. Ｘ方向及びＺ方向へ移動制御され、ワークを研削する砥石と、所定位置に配設されて前記砥石の加工面をツルーイングするツルーイング装置とを備え、
   前記ツルーイング装置は、支持体に対し、Ｘ方向へ移動可能に配設された可動台と、
   前記可動台に回転可能に配設されて前記砥石の加工面をツルーイングするツルアと、
   前記可動台と共に前記ツルアをＸ方向へ押し付けるＸ方向押付け機構と、
   前記Ｘ方向押付け機構の押付け力を制御する制御手段と、
   前記ツルアを回転駆動する駆動機構と、
   を備え、
   前記ツルアは、前記砥石の加工面をツルーイングする際、前記Ｘ方向押付け機構により設定された押付け力で前記砥石に押し付けられ、
   前記ツルアは、前記可動台に対し、Ｚ方向へ移動可能に配設されており、
   前記可動台には、Ｚ方向ガイドバーが架設されており、
   前記Ｚ方向ガイドバーには、Ｚ方向スライド体が回り止めされた状態でＺ方向へスライド移動可能に配設されており、
   前記Ｚ方向スライド体には、ツルア駆動モータが設けられており、
   前記ツルア駆動モータの出力軸には、この出力軸と一体でＺ方向の軸線を中心に回転する前記ツルアが設けられており、
   前記砥石がＸ方向に移動して前記砥石の加工面が前記ツルアに接触する際、前記ツルアのＺ方向中心が前記砥石の加工面のＺ方向中心と一致するように、前記ツルア、前記ツルア駆動モータ、及び前記Ｚ方向スライド体が、前記可動台の前記Ｚ方向ガイドバーに対してＺ軸方向に移動可能であることを特徴とする研削盤。
2. 請求項１に記載の研削盤であって、
   前記Ｘ方向押付け機構は、前記砥石に対する前記ツルアの押付け力が調整可能に構成されていることを特徴とする研削盤。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の研削盤であって、
   前記ツルアは、前記可動台に対し、Ｚ方向戻しばねによってＺ方向中立位置に戻される構成にしてあることを特徴とする研削盤。