JPH0338068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、研削機械に関し、特に、工作物に対
する砥石の直交送りと斜交送りの両方を行える複
数砥石外面研削機械に関する。

斜交送り研削機械は当該技術において周知であ
る。米国特許第4205488号は斜交送り研削機械の
実例である。直交送り研削機械も当該技術で周知
である。米国特許第3076296号は直交送り研削機
械を述べている。

本発明の目的は、１台の機械で複雑な外形形状
をした工作物を精密かつ迅速に研削できる研削機
械を得ることにある。

本発明の研削機械は、ベースと、該ベース上に
装着されるテーブル、該テーブル上に配置される
主軸台、該主軸台と共同して工作物を支持する部
材、第１軸にそつて工作物に関して前進・後退移
動できるスライド上に装着された砥石台、前記ス
ライドを支持しかつ前記第１軸に直交する第２軸
にそつて前記ベース上を移動できる往復台、前記
砥石台の位置を前記第１軸及び第２軸にそつて制
御する制御装置、前記主軸台の下方で前記ベース
に配置されていて前記第２軸にそつて前記往復台
が移動できるように前記往復台に係合しかつ案内
する長手方向案内部材からなつている。

砥石台は１対の研削砥石を有している。この砥
石台は、前記スライド上のピボツト結合部の所定
の軸まわりで任意の角度だけ回動させて位置決め
され、前記砥石のいずれか一方を工作物研削位置
に移動させることができる。このとき、研削砥石
のいずれか一方が工作物の縦軸に関して直交送り
となり、他方の砥石が工作物の縦軸に関して斜交
送りとなる。

直交送り研削時には、直交送り研削砥石の回転
軸が工作物の縦軸に平行となるように前記砥石台
を回動位置決めし、かつ前記制御装置を用いて該
砥石を前記スライドにそつて工作物に向かつて送
り、また、斜交送り研削時には、斜交送り砥石が
選択されて該砥石の回転軸が工作物の縦軸に関し
て傾斜した角度に向けられるように前記砥石台の
軸のまわりに所定の角度だけ該砥石台を回動さ
せ、かつ前記第１および第２軸にそう前記砥石台
の移動をも同時に制御するように前記制御装置を
用いて該砥石台を工作物の縦軸に所定の傾斜角度
を付けて工作物に向かつて送る。

本発明は、前述したように直交送り研削と斜交
送り研削とを行える外面研削機械を提供する。こ
の研削機械は、研削砥石上に装架された１対の独
立駆動研削砥石を備え、砥石台はスライド上でい
ろいろな停止地点に回動でき、これによつて研削
砥石のいずれか一方を工作物研削位置へ持つてい
く。研削機械のベースが、心押台と主軸台とを装
架するテーブル、及びこのテーブルの後方に設け
られる１対の平形の長手方向（第２軸方向）に延
びる通路を支持する。往復台がそれら長手方向通
路に沿つて送られるように支持される。

往復台は、サーボ・モータで駆動される予負荷
ナツト及びボール・スクリユ（第２軸）によつて
駆動される。ボール・スクリユと共に動作する増
分コンコーダが、往復台の位置決めに用いられる
情報を提供する。

往復台の送りを案内し且つベースの熱歪み効果
を少なくするために細長い往復台送り案内が工作
物のほぼ下方に設けられる。この往復台送り案内
は、往復台を支持する２つの平らな通路を利用で
きる。

往復台の頂面には前記長手方向通路に直角な方
向（第１軸方向）に延びる通路が設けられ、テー
ブルに対し前後に送られるスライドを支持する。
砥石台はスライド上でピボツト結合の周りで割出
しが行われるようにその砥石スライドから支持さ
れ、それによつていずれかの砥石台を工作物研削
位置へ動かす。

砥石台に関するスライドの位置決めは、サー
ボ・モータで駆動される予負荷ナツト及びボー
ル・スクリユ（第１軸）によつて行われる。スラ
イド・ボール・スクリユと一緒に動作する増分エ
ンコーダが、砥石スライドの位置決めに用いられ
る情報を提供する。スライドの送り軸（第１軸）
はベースの長手方向に沿つて往復台の送り軸（第
２軸）に対し直角である。

ここに開示する研削機械は、種々な機械操作を
制御するためのプログラムを組込めるマイクロ・
コンピユータを有するCNC制御装置を備える。
往復台と砥石スライドとの直交する送り軸心は、
研削機械を直交送り総形研削盤または斜交送り研
削盤として働かせるように、絶対的または相対的
な送り率で個別または同時に作動させるように選
択的にプログラムを組み込める。それら軸心の同
時送りによつて、角度、半径、及び面取りのよう
な形状の砥石輪郭目直しと研削ができる。本発明
の機械は非常に融通性に富み、そして普通２台ま
たは３台の別々の機械を必要とする加工を行え
る。

図面は本発明に従つて構成される複数砥石外面
研削機械１０を示す。ここに開示される研削機械
１０は砥石の直交送りと斜交送りの両方ができ
る。

入力ステーシヨン１４から入力データを受ける
プログラム組込み可能制御装置１２が研削機械１
０の様々な機能を制御する。研削機械１０はベー
ス１６を備え、これの上にテーブル２０と研削砥
石台組立体５０が支持される。研削機械１０の操
作中、流体冷却システム１２０が冷却液を送給す
る。据付けられた研削機械１０のベース１６は３
つのパツド１８によつて床上に支持される。

テーブル２０は、ピボツト結合具によつて形成
される軸心２１の周りで調節自在に位置決めされ
るようにベース１６に装架される。目盛りスケー
ル２２がテーブル２０の調節された位置を表示す
る。テーブル２０はベース１６の長手方向軸心の
周りで20゜の範囲で調節できる。主軸台２４及び
これから離間した心押台２６がテーブル２０上に
支持される。主軸台２４と心押台２６はそれぞれ
センタ２５と２７とを備え、これらセンタの間に
工作物を支持する。主軸台２４はスピンドル駆動
モータ２８を備え、このモータはベルト駆動によ
つて工作物駆動プレート３０を50から1000rpmの
速度で回わす。主軸台２４は主軸台支持プレート
３２から支持され、そして適当な装置によつて調
節自在に締結される。主軸台支持プレートはテー
ブル２０に固定される。プレート３２に対する主
軸台２４の位置はピボツト結合ピン３４の周りで
手動で調節される。主軸台２４は結合ピン３４の
周りで主軸台プレート３２に対して手動で位置決
めできる。正確な位置決めを容易にするため、主
軸台２４の零基準位置の両側に目盛りが設けられ
る。主軸台プレート３２の位置はテーブル２０に
沿つて長手方向に調節できる。従つて、主軸台２
４は、チヤツクによる加工と両センタ間による加
工のいずれにも使用できる。主軸台２４はライ
ズ・スピンドルとデツド・スピンドルとの組合せ
設計になつている。工作物をデツド・スピンドル
で支持して工作物駆動プレート３０により駆動ド
ツグ及び駆動ピンを介し工作物を駆動したり、あ
るいは工作物をチヤツクまたは面プレートで把持
してライブ・スピンドル操作を行わせることがで
きる。

主軸台モータ２８は複数個のＶベルト４０を通
して網車４２を駆動する。網車４２は主軸台２４
のモータ２８を支持する部分から軸受によつて支
持される。センタ２５（＃10Jarno）は主軸台２
４の同じ部分の中に回転自在に支持される。工作
物駆動プレート３０が網車４２に結合されてこれ
を回わす。

心押台２６は主軸台２４から離間してテーブル
２０上に装架される。心押台２６の位置は、主軸
台２４と同様に、テーブル２０上で長手方法に手
動で調節できる。第６図に示すように、目直しダ
イアモンド３６と３８とが心押台２６上に設けら
れる。

テーブル２０の後側で、１対の長手方向に延び
る平形の支持通路５２と５４とがベース１６から
支持されている。それら平形支持通路５２，５４
は、ベース１６に沿つて長手方向に送られる研削
組立体５０を支持する。往復台５６がそれら通路
５２と５４とに支持され、これらに沿つて摺動す
る。往復台５６は予負荷ナツト５８及びボールス
クリユ６０（第２軸）により通路５２，５４に沿
つて位置決めされる。ナツト５８は往復台５６に
固定されている。ボール・スクリユ６０は往復台
駆動モータ６２により回転駆動される。駆動モー
タ６２でボール・スクリユ６０を回わすことによ
り、往復台５６は通路５２と５４とに沿つて位置
決めされる。光学増分エンコーダ６４が駆動モー
タ６２と結合されてボール・スクリユ６０と一緒
に駆動され、往復台５６の位置を表示する出力信
号を発生する。

平形通路５２と５４とに沿う往復台５６の送り
を案内する往復台送り案内６６が、往復台５６に
結合された摺動パツド６８及び７０と係合する。
往復台５６が通路５２と５４に沿つて動いていく
とき、パツド６８と７０が往復台案内通路６６と
係合して往復台５６の位置決を正確にする。案内
通路６６は主軸台２４と心押台２６の垂直方向下
側で、研削機械１０の前部の方へ正確に位置決め
される。往復台５６を案内するここに開示された
機構すなわち、案内６６及び摺動パツド６８，７
０からなる機構は、熱及び研削荷重による歪み効
果を少なくし、また、通常のＶ形通路と平形通路
とを組み合せて使用する代りに平形通路５２，５
４のみの使用を可能にする。その理由は、長手方
向に直角な方向への横ずれを上述した機構が防止
するからである。

往復台５６の頂部に１対のスライド通路７２，
７４とが備えられ、往復台通路５２，５４の上方
でこれらに対し全体的に直角方向に延在する。砥
石スライド７６がスライド通路７２，７４に支持
される。砥石スライド７６は、予負荷ナツト７８
及びボール・スクリユ８０（第１軸）によつて、
スライド通路７２，７４の上でテーブル２０に対
し前後に動かされる。スライド７６はスライド通
路７２，７４に案内されて正確に整合される。砥
石スライド駆動モータ８２がボール・スクリユ８
０に結合されて回わし、これによつてスライド７
６が所要の位置へ動かされる。光学増分エンコー
ダがサーボモータ８２に装架されてボール・スク
リユ８０と共に駆動され、砥石スライド７６の位
置を表示する出力信号を発する。

砥石台８４が砥石スライド７６上で回転位置決
め自在に支持される。砥石台８４はピボツト結合
具８５の周りで砥石スライド７６に対し斜交する
角度位置決めができる。１対の離間した研削砥石
８６と８８とが砥石台８４上でスピンドル９０と
９２とによつて装架される。１対のAC駆動モー
タ９４，９６が駆動ベルトによりスピンドル９
０，９２を介して研削砥石８６，８８を回転駆動
する。砥石台８４は所要の位置へ回わすことがで
き、これによつて研削砥石８６と８８とのいずれ
かを所要の研削を行う位置へ持つていくことがで
きる。研削砥石８６と８８との周囲を防護するた
めの適当なフード装置９８と１００が設けられ
る。駆動される研削砥石８６と８８との２つの軸
心方向の送りを完全に行うためには、ボール・ス
クリユ６０と８０とは個別または相関的な送り率
で個別または同時に駆動できる。プログラムを組
み込めるマイクロ・コンピユータ制御装置１２が
研削砥石８６，８８の研削または目直し送りを制
御する。

図示の実施例において、研削砥石８６は斜交送
り砥石であり、そして研削砥石８８は直交送り砥
石として形成される。研削機械１０は同時に２軸
心位置決めによつて肩部研削に用いられる斜交砥
石送り研削盤または直交送り総形研削盤として使
用できる。駆動モータ９４と９６とは、研削砥石
８６，８８とを約8500sfpmの速度で駆動する７
１／２ ACモータである。

容量50ガロンのタンクを有し、毎分35ガロンの
流量で冷却液を供給する冷却システム１２０が備
えられる。可撓性パイプ１２２が冷却ポンプ出口
を砥石台８４に結合して適当な研削砥石に冷却液
を供給する。冷却パイプ１２２は、冷却液を砥石
８６，８８に送る冷却パイプ１２３，１２４に接
続される。冷却液は、研削位置にある研削砥石だ
けに送られるように適当な弁装置によつて制御さ
れる。研削砥石８６，８８へ冷却液を供給する冷
却パイプ１２３，１２４は、砥石台８４がある選
択された位置に動かされるとき、パイプ１２２の
下側を動くように作られる。

ハンドル１０２を用いて適当な連動装置を介し
て砥石台８４をピボツト結合具８５の周りで回す
ことができる。砥石台８４を所要の位置に決める
ためには、砥石台８４を砥石スライド７６に結合
するボルトを緩め、それからハンドル１０２を回
して砥石台８４を所要の位置へ持つていく。次い
で、ボルトを締めて砥石台８４を砥石スライド７
６に固定して一緒に動けるようにする。砥石スラ
イド７６に対する砥石台８４の角度整合を正確に
行わせるためいろいろな位置にストツパとマーク
が設けられる。

研削砥石８６または８８の目直しをするため２
つの固定の目直しダイアモンド３６，３８が心軸
台２６に装架される。目直しは、往復台５６と砥
石スライド７６をこれらの軸心に沿つて、プログ
ラムに組まれた速度と距離で動かすことにより行
われる。これによつて、直線的段付き直径、角
度、面取り、及び丸み付けの組合せを含む所要の
砥石輪郭が得られる。砥石スライド７６及び研削
砥石８６と８８の所要の送りを制御するために、
制御装置１２内のプログラム組込み自在のマイク
ロ・コンピユータが使われる。制御装置１２は、
肩部、直径、ねじ条、丸み付け、及び屈曲部の角
度の組合せを含む複雑な砥石形状の目直しを行え
るようなプログラムを入れることができる。第９
図と第１０図は、研削機械１０で作ることができ
る研削砥石８６，８８の形状の様々な組合せの実
例を示す。いうまでもなくそれら形状は図示のも
のに限定されることはなく、その他の多くの形状
の組合せが可能である。

ダイアモンド目直し構造は、研削砥石８６，８
８の前で心押台２６に固定される２つのダイアモ
ンド３６と３８によつて構成される。これら２つ
のダイアモンドは、Ｘ軸とＺ軸に沿つた砥石台軸
心運動の２つの平面内で相互にずらされる。Ｘ軸
ずれとＺ軸ずれは第９図に示される。右側の目直
しダイアモンド３８を用いるなら、このダイアモ
ンド３８に研削砥石８６，８８を右から左方向
（−Ｚ軸方向）に通すことにより、直線的及び増
大する砥石直径セグメントの組合せを含む砥石形
状の全ての目直しを行える。左側の目直しダイア
モンド３６は、これに対し研削砥石を左から右方
向（＋Ｚ軸方向）に通すことによつて、砥石形状
の全ての目直しに使用できる。砥石の目直しされ
る形状には、直線と増大する直径セグメントの組
合せが含まれてもよい。もちろん、所要の形状を
作るにも必要であれば、研削砥石はまた前から後
方向（Ｘ軸方向）に間欠的または同時的に送るこ
とができる。

Ｘ線ずれとＺ軸ずれは研削機械１０の最初の設
定の研削砥石８６，８８に軽く触れて測定され
る。それからそのＸ軸ずれとＺ軸ずれを用いて、
各ダイアモンド３６，３８により目直しされる砥
石形状セグメント相互間の寸法制御と割付けが自
動的に行われるように制御装置１２を調整する。
設定された２つのダイアモンドが実際に使われる
場合、それらダイアモンドの摩耗は等しくなく、
従つてこれらダイアモンド３６，３８間のＸ軸ず
れとＺ軸ずれは違つてくる。この非均等なダイア
モンド摩耗の補正は制御装置１２内に入れてある
ずれ値を調節することにより容易に行われる。

目直し構造は２つのダイアモンドを備えるもの
が好適ではあるが、第１１図に示すように、１つ
のダイアモンド３５を用い、目直しが変わるとき
研削砥石がＺ軸方向に動く場合、その１つのダイ
アモンド３５が右向きから左向きへ自動的に枢動
するような構造にしても、同じ結果を得ることが
できる。目直しダイアモンド３５の右向き位置と
左向き位置を正確に位置決めするため、固定のス
トツプパが備えられ、そしてそれら２つの位置間
のずれ値は先と同様にして制御装置に入れられよ
う。

研削機械１０は研削砥石の設定された直交送り
及び斜交送りによつて様々な形状の研削を行うこ
とができる。研削機械１０は、研削砥石の交換ま
たは修正を行うことなく直交送り研削盤と斜交送
り研削盤の特徴を併せ持つ。研削砥石の輪郭目直
しは２軸運動としてプログラムに組むことがで
き、これによつて、補正装置や総形バーを使わず
に複雑な形状を作製できる。往復台送りのための
本発明により開示される往復台案内システムは熱
及び研削荷重による歪みの効果を最少限に抑え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削機械の正面図。第２
図は第１図の研削機械の平面図。第３図は第１図
の研削機械の右側図面。第４図は第２図の−
線による断面図であつて図面を明瞭にするため部
品のあるものを省略または概略示した図面。第５
図は第４図の−線による断面図。第６図は１
対の目直しダイアモンドを示す心押台の断面図。
第７図は砥石台が研削砥石の斜交送り位置へ動か
された第２図と同様な図面。第８図は主軸台の断
面図。第９図は研削砥石が研削機械前部に直角に
置かれ１対の目直しダイアモンドによる輪郭目直
しが行われる位置にあるところを示す概略図。第
１０図は研削砥石が研削機械前部に対しある角度
で置かれているところを示す第９図と同様な図
面。第１１図はずれ位置間を動けるように枢架さ
れた単一の目直しダイアモンドの概略図。 １０……研削機械、１６……ベース、２０……
テーブル、２４……主軸台、２６……心押台、３
５，３６，３８……目直しダイアモンド、５０…
…研削砥石組立体、５２，５４……支持通路、５
６……往復台、６６……往復台案内、７２，７４
……スライド通路、７６……砥石スライド、８４
……砥石台、８６，８４……研削砥石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース１６、該ベース上に装着されるテーブ
   ル２０、該テーブル上に配置される主軸台２４、
   該主軸台と共同して工作物を支持する部材２５，
   ２７、第１軸８０にそつて工作物に関して前進・
   後退移動できるスライド７６上に装着された砥石
   台８４、前記スライドを支持しかつ前記第１軸８
   ０に直交する第２軸６０にそつて前記ベース上を
   移動できる往復台５６、前記砥石台の位置を前記
   第１軸８０及び第２軸６０にそつて制御する制御
   装置１２、前記主軸台２４の下方で前記ベースに
   配置されていて前記第２軸６０にそつて前記往復
   台が移動できるように前記往復台５６に係合しか
   つ案内する長手方向案内部材６６からなり、 前記砥石台は１対の研削砥石８８，８６を有
   し、前記砥石台を前記スライド上のピボツト結合
   部８５の所定の軸のまわりで任意の角度だけ回動
   させて位置決めして前記砥石のいずれか一方を工
   作物研削位置に移動させることができ、該研削砥
   石のいずれか一方８８が工作物の縦軸に関して直
   交送りとなり、他方の砥石８６が工作物の縦軸に
   関して斜交送りとなり、直交送り研削時には、直
   交送り研削砥石８８の回転軸が工作物の縦軸に平
   行となるように前記砥石台を回動位置決めし、か
   つ前記制御装置を用いて該砥石８８を前記スライ
   ドにそつて工作物に向かつて送り、また、斜交送
   り研削時には、斜交送り砥石８６が選択されて該
   砥石の回転軸が工作物の縦軸に関して傾斜した角
   度に向けられるように前記砥石台の軸のまわりに
   所定の角度だけ該砥石台を回動させ、かつ前記第
   １および第２軸にそう前記砥石台の移動をも同時
   に制御するように前記制御装置を用いて該砥石台
   を工作物の縦軸に所定の傾斜角度を付けて工作物
   に向かつて送ることを特徴とした研削機械。 ２ 前記研削砥石８６，８８が個々のモータ９
   ４，９６によつて独立した駆動されることを特徴
   とした特許請求の範囲第１項に記載の研削機械。 ３ 前記主軸台２４を前記テーブル２０から支持
   して該主軸台を該テーブルに関して軸３４のまわ
   りに回転できるようにする回転自在支持部材３２
   をさらに有することを特徴とした特許請求の範囲
   第１または２項に記載の研削機械。 ４ 前記テーブル２０が滑りテーブルであること
   を特徴とした特許請求の範囲第１項から第３項ま
   でのいずれか一項に記載の研削装置。