JPH04189458A - 曲面研削加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、パリ取り、研削等の軽切削用の研削力１工機
に関し、加工ヘッドを調圧バネと触圧サーボバルブから
なる１軸制御の加圧制御ユニットに装備し、旋回テーブ
ルやＸＹ制御テーブルに１１＆置のワークへのツール接
触圧を設定値に制御するようにした曲面研削加工機とし
たものである。

「従来技術とその問題点」 従来より、ワーク形状にツールとなる砥石を直接倣わせ
てパリ取り乃至研削１１１１工する倣い研削機が特公昭
圓−１４，０［ｉ４号に見るよう提供されている。

この物は、研石をワーク形状の２軸方向に加圧すると共
にＺ軸方向変位をセンサにより検出し、Ｚ軸方向変位を
減少する方向に砥石−＼ラドを制御して自由曲面の研削
加］二をする。しかし、この研削装置は自由曲面のワー
クを対象とするも、その上面だけの研削しか実施できず
、内周及び外周縁の面取加工やパリ取り研削が全〈実施
できない。

更に、ラフな変位センサによっている為、加圧力調節が
微妙に行なえないし、上下移動量もバネの伸縮量以内に
制限されてしまう。

他方、３軸直交加工機をＮＣ制御装置で運転するものに
おいて、ワークの内周及び外周Ｈの面取加工やパリ取り
研削を実施するには、ワーク形状に合わせた工具軌跡を
プログラミングして行なうから、ワークに寸法誤差があ
ってもこれを無視し、バラツキの有る加工となる。　そ
こで、特開平２−１５９５６号に見るよう、多軸制御の
ロボットに工具を力センサを介して取り付け、凹凸面に
対して砥石が法線方向に姿勢制御されつつ、加圧力制御
する技術が提供されている。このロボットによる倣い制
御方法の問題点は、（１）力センサによる加圧力制御は
、制御ソフトが複雑であるほか力センサの耐久性や寿命
の点て不利である。（２）制御系の繁雑さは、即その加
工機の製造コスト及び製品コストを引き揚げ、低価格製
品を要求されるパリ取り自動加工機として受は入れられ
ない問題が有る。

「発明が解決する課題と手段」 本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたものて、ワ
ークへのツールの接触圧を倣い制御によって行なう他、
ワークの旋回動やＸＹ軸移動制御との複合動作てワーク
の面取り、パリ取り、研削等の軽切削用の曲面研削加工
機を提供することを課題とする。

その具体的な第一手段は、加工ヘッドを調圧バネと触圧
サーボバルブ及び加圧シリンダからなる１軸制御の加圧
制御ユニットに装備し、前記加圧制御ユニットは水平方
向に配置し、前記加工ヘッドは旋回テーブルに載置のワ
ークへのツール接触圧を調圧バネの設定値に制御するよ
うにした曲［ｎ１研削加工機である。これにより、ワー
クをその中心位置て旋回すると砥石（ツール）まての半
径が変化しても、砥石（ツール）が所定の抑圧力てワー
クの外周縁に接触し、ワークの寸法誤差に関係なく高精
度な面取り加工が行われる。

更に、具体的な第二手段は、加工ヘッドを調圧バネと触
圧サーボバルブ及び加圧シリンダからなる１軸制御のＺ
軸方向の加圧制御ユニットに装備し、前記加工ヘッドは
ＸＹ制御テーブルに載置のワークへのツール接触圧を２
軸方向に付与する設定加圧力で軸制御するようにした曲
面研削加工機とした。これにより５研石は高低量の多い
自由曲面及び側面を倣いつつ直接圧力制御され、ワーク
の寸法誤差に関係なく高精度な自由曲面の加工や面取り
、パリ取り、研削等多くの加工が行われる。

「実施例」 第１図は本発明の曲面研削加工機１００の機械全体を一
部切欠断面で示し、先端に砥石（ツール）１を持つエア
グラインダ２が加工ヘッド３に取付けられている。この
加工ヘッド３は、調圧バネ４と触圧サーボバルブＳＶと
この加圧シリンダＰＣからなる１軸制御の加圧制御ユニ
ットＣＵ１．（Ｚ軸制御の加圧制御ユニットＣＵ２は第
３図で説明）に装備する。前記カロ圧制御ユニットＣＵ
Ｉは、機械本体１０の頂部に備えるスライダー１１にＬ
型ンダＰＣのピストン棒１３の先端をＬ型ブラケット１
２の垂直面に向橘、該ピストン棒１３の先端中心口に納
めた触圧サーボバルブＳ■の触子１／１を加工ヘッド３
の上部背面に当接している。更に、前記加工ヘッド３は
　Ｌ型ブラケット１２の二股支持板１２ａに支軸１５と
軸受１６によって支持され、前記加工ヘッド３の上部背
面に当接する触子１４と対象位置の下側に調圧バネ４を
配置して加圧している。前記調圧バネ４の加工ヘッド３
に対する加圧力は、Ｌ型ブラケット１２上の加圧スクリ
ュウ１７によって加減調節され、このバネ力を強めると
先端砥石（ツール）１がワークＷに押される事によって
生じる反発力が増強される。前記砥石（ツール）１がワ
ークＷに押される事によって生しる加工ヘッド３０反時
計方向への回動変位は、触圧サーボバルブＳ■の触子１
４を突出させる方向に作用させる。この変位は加圧シリ
ンダＰＣのピストン棒１３を反加工ヘッド３側への移動
として復元動させるべく、ピストン棒１３を反加工ヘッ
ド３側へ駆動してブラケット１２を図の右側へスライダ
ー１１で移動し、カロエヘッド３の反時計方向への回動
変位を復元作動させ、初期の加ないが、ボールネジを介
して送りモータと連結され、先端の砥石（ツール）１を
ワークＷに離接する為にモータによって進退位置決めさ
れる。

また、前記触圧サーボバルブＳＶ及び加圧シリンダＰＣ
への油圧は、外部から供給される。そして、前記旋回チ
ャック２０は、モータＭ、ギヤ列２２．２３を介して駆
動されるターンテーブル２１に載置され、その回転量が
センサーＳ１によって検出される。他方、前記ブラケッ
ト１２の進退スライドもセンサーＳ２によって検出され
る。−ト述各センサー８１．８２からの情報を取込む電
気制御装置（図なし）によ−って曲面研削加工機１００
は　運転制御される。前記センサーＳ１は、ワークの３
６０度（１回転）の検出を行ない。前記センサーＳ２は
　ワークへのツールを接触させる時の減速用て、ブラケ
ット１２を大きく進退するモータ（図なし）の駆動によ
ってツールを減速してワークに接触させるへく、前記電
気制御装置（図なし）に大力する。

従って、上記曲面研削加工機１００の作用は、下記のよ
うになる。図示（第２図参照）のように砥石１がワーク
にセットされた状態にて、旋回チャック２０に相持した
ワークＷをゆっくり旋回すると、このワークＷの外周ｉ
ｗを調圧バネの一定な押圧力Ｆで付与すべく、触圧サー
ボバルブＳ■の触子１４が加工ヘッド３の回動変位を検
出し、所定の回動位置となる様加圧シリンダＰＣて加工
ヘッド３会進退（ストロークＳ）して制御される。この
為、ワークＷをその中心位置０で旋回すると砥石（ツー
ル）■までの半径ｌが変化するも５、砥石（ツール）■
が所定の押圧力てワークＷの外周縁Ｗに接触し、ワーク
の寸法誤差に関係なく高精度な面取り加工が行われる。

続いて、第３図以下でＸＹ軸制御のテーブルと垂直Ｚ軸
の加工ヘッド３０を価えた曲面研削加工機１００’　を
説明する。即ち、加工ヘッド３００制御軸は上下の２軸
制御を行なうへく、前記加圧制御ユニットＣＵＩと同し
構成機能からなる加圧制御ユニット（ｌｔＪ２を加工ヘ
ッド３０の枠体３１に装備している。前記枠体３１の上
面には、加圧シリンダＰＣ’　を備え、このどストン棒
１３゛のＬ字連結具１２゛２が２軸のスライダー１１゛
　と−体に形成している。このＩ−字連結具１２りには
、触圧サーボバルブＳ■゛が下向きに取付けられ、下端
の触子１４゛を突出している。この触子１４゛の先端が
、三次光度（ヶをするポール軸受器３３とバネ式支持器
３２（４本のバネ４゛　と調圧スクリュウ１７゛を持つ
）を介して支持されたホルダー３４の上端３４　ａと接
合し、更に、ホルダー３４の下端がエアグラインダ２を
取付けている。尚、前記ポール軸受器３３とバネ式支持
器３２．各々のブラケット３５．３６？、２一体にして
下側のスライダー１１“に取付けら１１ている。尚、前
記加工ヘッド３０の枠体３１は、図示されていないが、
前記第１図の実施例と同様に昇降位置決め用の送りモー
タとセンサＳ２とを具１萌している。

而して、第７図のようなワークＷ１の自由曲面ｗ１の６
１＋削やみがき、パリ取り１面取りを行なう時は、ワー
ク形状に合わせてＮＣ制御装置でＸＹ制御テーブル（図
なし）を移動制御する。これで。

砥石１は上下のＺ軸方向の所定加圧力Ｆ２とスト口−り
Ｓｚ、の２軸制御される。しかもこのワークＷ１に対す
るＪｌｌｌ圧力は、自由曲面ｗ１の高低及び側面を倣い
゛つつ直接圧力制御されてツールをＺ軸力向へ大きく変
位し、ワークの寸法誤差に関係なく高精度な自由曲面ｗ
１の加工が行われる。

尚、前記加圧シリンダＰＣ，ＰＣ’及び触圧サーボバル
ブＳ■“、Ｓ■のワークＷからの反力の受圧力変位で加
圧シリンダを加圧制御する構成及び作用は、公知技術で
あるから説明を省略する。

本発明は上記実施例に限定されることなく１発明の要旨
内での設計変更が可能である。更に、前記ｊｌｌｌ圧制
御ユニットは５２軸乃至３軸装倫することも可能である
。

「効果」 本発明の曲面研削加工機は、　ＪＩＩＩＴ’ヘッドを・
調月バネと触圧サーボバルブ及び加圧シリンダからなる
１軸制御の加圧制御ユニットに装備し、前記カ１１圧制
御ユニットは水平方向に配置し、前記加工ヘッドはワー
クへのツール接触圧を調圧バネの設定値に制御するよう
にしたから、ワークをその中心位置で旋回すると砥石（
ツール）までの半径が変化しても、砥石（ツール）が所
定の押圧力でワークの外周縁に接触し、ワークの寸法誤
差に関係なく高精度な面取り加工が行われる効果がある
。

更に、加］ニヘッドを調圧バネと触圧サーボバルブ及び
加圧シリンダからなる１軸制御のＺ軸方向の　加圧制御
ユニットに装備し、前記加工ヘッドはＸＹ制御テーブル
に載置のワークへのツール接触圧をＺ軸方向に付与する
設定加圧力で軸制御するようにしたから、砥石は上下の
２軸方向の所定加圧力とＸＹ方向移動とで同時３軸制御
され、しかもこのワークに対するカロ圧力は、自由曲面
の高低及び側面を倣いつつ直接圧力制御され、ワークの
寸法誤差に関係なく高精度な自由曲面の加工や面取り、
パリ取り、研削等多くの加工が行われる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の曲面研削＋ｌｔｌ工機を示す機械全体
の一部切欠断面で示す側面図、第２図は本発明による面
取り加工を示す平面図及び側断面図、第３図は本発明の
Ｚ軸制御の加圧制御ユニットを示す断面図、第４図は第
３図Ａ−Ａ線断面図、第５図は第３図Ｂ−Ｂ線断面図、
第６図はフ軸制御の加圧制御ユニットの正面図、第７図
は自由曲面の研削状態を示す側面図である。 Ｗ、Ｗｌ・・ワーク、１・・研石、ツール１２・・・エ
アグラインダー、ＰＣ，ＰＣ’　　・・加圧シリンダ、
３，３０・・加工ヘッド、ＳＶ、ＳＶ’　　・・触圧サ
ーボバルブ、ＣＵＩ、Ｃｌ３・・加圧制御ユニット１３
．１３’　　・・ピストン棒、１４．１４’・・・触子
、１０・・機械本体、１１．１１’　　・・スライダー
、４．４゛　・・・調圧バネ、１７．１７’・・スクリ
ュウ、２０・・旋回チャック、３３・・ボール軸受器、
３２・・バネ式支持器、１００゜１００゛　・・・曲面
研削加工機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工ヘッドを調圧バネと触圧サーボバルブ及び加
   圧シリンダからなる１軸制御の加圧制御ユニットに装備
   し、前記加圧制御ユニットは水平方向に配置し、前記加
   工ヘッドは旋回テーブルに載置のワークへのツール接触
   圧を調圧バネの設定値に制御するようにした曲面研削加
   工機。
2. （２）加工ヘッドを調圧バネと触圧サーボバルブ及び加
   圧シリンダからなる１軸制御のＺ軸方向の加圧制御ユニ
   ットに装備し、前記加工ヘッドはＸＹ制御テーブルに載
   置のワークへＺ軸方向のツール接触圧を調圧バネの設定
   加圧力で軸制御するようにした曲面研削加工機。