JPH04201170A - 長尺軸の外面研削装置 - 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） この発明は、長尺軸の外面トラバース研削を自動化した
長尺軸の外面研削装置に関するものである。

（従来の技術） 長尺軸の外面トラバース研削において、被加工物（以下
「ワーク」と云う）の自重による撓みや研削抵抗による
撓みを押えるため、そのワークの長平方向の数個所に振
れ止め手段を設けることが必要である。それは、長尺軸
の研削後の円筒度は、この振れ止め手段によって位置決
めされる軸心のアライメント精度によって決まってくる
からである。

従来のこの振れ止め手段による調整は研削加工中に、回
転しているワーク１０１の外径寸法をバッサメータで測
定し、作業者によって測定されたワーク１０１の外径寸
法に基づいて作業者がワーク１０１の軸心位置を第７図
に示す如き手動ノブ１００により、行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、トラバース研削中に、作業者が振れ止め
手段のシュー１０３付近のワークの外径寸法を測定し、
直ちに、振れ止め手段のシュー１０３の位置の微調整を
行わなければならず、この作業は非常に熟練を要する作
業であると共に、危険を伴う作業であった。

即ち、第８図に示すように、ワークとしての長尺軸１０
１の外径研削において、両センタ＋０２．１０２に支持
された付近のワーク部分の研削はセンタ研削即ち、軸心
が動かない研削であり、砥石１０４の切込量ΔＸはワー
クの半径の減少量に相当し、その２倍が、ワーク外径寸
法の減少量であるが、振れ止め手段のシュー１０３に支
持された付近のワーク部分の研削はシュータイブ研削で
ワークの研削面即ち撓みや研削取代を考慮して振れ止め
手段の手動ノブ１００で調整されたシュー１０３により
ワークがオフセットされているもので（第７図参照）あ
り、砥石切込量ΔＸが、ワーク外径寸法の減少量となる
。つまり、ワーク１０１の長平方向において、その外径
寸法の減少は一律ではなく、ワーク１０１の研削切込量
は１トラバースの間に変化することになる。ワークが研
削されるに従ってシューとの当り状態が変化するので、
最終仕上径になったときにシューの当り状態が正しいも
のであるようにするためには、研削中にワークを測定し
振れ止め調整のチエツク及び微調整を必要とするのが現
状であり、この作業は、非常に熟練を要するものであっ
た。この調整作業はワークの取代が多い場合とか精密さ
を要求されるものでは調整頻度が多くなる。

そこで、この発明は、このような従来技術の問題点を解
決するために創案されたもので、研削加工時に予めワー
クの寸法を測定し取代を求めて、自動的にワークの軸心
位置を振れ止め手段により調整し、作業者の熟練度に依
存せずに所要の円筒度精度のワークの研削加工を行うこ
とができる長尺軸の外面研削装置を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、両端をセンタによ
り支持した長尺の被加工物の外面を円筒の長尺軸に研削
する長尺軸の外面研削装置におい電動モータにより位置
調整可能とされたシューにより前記被加工物の中間部の
少くとも一個所を支持する振れ止め手段と、前記被加工
物に対して相対移動可能とされた触子を有し被加工物の
外径寸法及び軸心位置を測定する測定手段と、該測定手
段の測定値に基づき前記被加工物の軸心位置を基準位置
に対してあらかじめ取代分オフセントするように前記振
れ止め手段のシュー位置を調整する制御手段とを備えた
ことを特徴とする長尺軸の外面研削装置を提供するもの
である。

（作用） 上記外面研削装置によれば、被加工物の研削時に、測定
手段の触子が被加工物の中間部の振れ止め手段の近傍に
相対的に移動して、そこの外径寸法及び上下方向の軸心
位置を検出測定して測定信号を出力し、これを受けた制
御手段はマスク値に対する取代分を演算し、その演算値
に基づいて予めオフセットすべき指令を出し、これを受
けて振れ止め手段が被加工物の中間部の位置におけるシ
ュー位置を自動的に調整する。これにより、ワークの研
削においてワークがその全長に亘って等しい外径寸法を
もつ、即ち円筒度の良好なトラ／＼−ス研削を安全に自
動的に行なえる。

また、上記外面研削装置は、測定手段の触子が、先ず、
センタの外周に設けられた基準面に当接してその位置を
検出測定しこれをマスク値即ち、基準測定値として制御
手段のコンピュータにプリセットした後、ワークを測定
して振れ止め手段の調整を行なうようにすることにより
、研削するワーク径毎に専用のセンタを用いるのみでマ
スター合せが簡単に出来、又検出器のドリフトの修正、
触子の摩耗等もセンタの基準面を所定インターバルで測
定することにより簡単にできる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図は、本発明に係る長尺軸の外面研削装置の全体を
概略的に示す構成図、第２図は同上外面研削装置の要部
である測定装置の正面図である。

この外面研削装置は、第１図に示すように、円筒研削盤
１にワークの外径寸法を測定する測定装置９を組込んで
構成されている。

この円筒研削盤１は、ワーク２を支持手段により支持し
ベツド１０上を左右に移動可能なテーブル３と、ベツド
１０上に固定されてワーク２の研削を行う砥石８とを備
えている。

ワーク２の支持は、具体的には、テーブル３上の両端に
設置される一対のセンタ４及び中間部に設置される一対
の振れ止め手段５により夫々挟着及び保持等で行われて
いる。

一対のセンタ４は、主軸台１３に装着されている。

このセンタ４はワーク２の仕上寸法と略等しい外径を有
するものが採用される。そして、各センタ４の先端はワ
ーク２の端面に形成されたセンタ穴に回心に当接し挟着
状態でワーク２を回転可能に支持している。ワーク２の
′回転は主軸台１３の主軸の回転とけれ手段によりワー
ク２に伝達することにより行なわれる。実際の研削では
テーブル３の左右への移動と共にコンピュータ２４の指
令により自動的に行われるようになっている。

振れ止め手段５は、ワーク２の研削切込み方向に対向す
る前後位置決め用の振れ止め部５ａと、ワーク２の自重
による撓み方向である上下位置決め用の振れ止め部５ｂ
とからなり、共にワーク２の中間部に当接し自動位置決
めのための振れ止めとして作用するようになっている。

前後位置決め用の振れ止め部５ａでは、具体的には、第
３図（ａ）に示すように、シュー１４がパルスモータ１
５及び送りねじ１６により、水平前後方向にスライド可
能となっており、ばね１７により常に後方に押し付けら
れ、バックラッシュを殺すようになっている。

また、上下位置決め用の振れ止め部５ｂでは、具体的に
は、同第３図（ａ）に示すように、シュー１８がピボッ
ト軸１９を中心に旋回可能であり、パルスモータ２０及
び送りねじ２１により水平前後方向にスライド可能なス
トッパ２２の位置調整により、衝合部２５を介し上下方
向に位置決めされるようになっている。

前後位置決め用振れ止め部５ａは、ノブ３３を介し、第
３図（ｂ’）に示すように、長孔３４の長径のストロー
クで水平前後方向に予め粗い位置調整ができるように、
上下位置決め用の振れ止め部５ｂの上方で移動可能とな
っている。第３図（ｂ）において３５は回り止めビン、
３６は近接スイッチである。

砥石８は、具体的には、第１図に示すように、砥石台７
の軸６に支持され回転駆動可能とされ砥石台７は切込方
向に移動可能にベツドｌＯに支持されている。

測定装置９は、具体的には、第２図に示すように、ベツ
ド１０に一体に固定された固定枠１２と、該固定枠１２
に沿ってパルスモータ１１により上下動可能とされ、か
つ、ワーク２の上方に臨み側方触子２６．２６及び上方
触子２７を有する３つの検出器２８．２９．３０を備え
ている可動枠３１とで構成されている。

前記検出器２８．３０は第２図において左右に対をなし
、各側方触子２６．２６は左右に移動可能となっている
。そして、各側方触子２６．２６は球状をなし、ワーク
２の外周両側に当接してその外径寸法を測定するように
なっている。

他方、前記検出器２９の触子２７は平板状を呈し、この
触子２７がワーク２の外周上側に当接しその位置を測定
するようになっている。

このように、３つの検出器２８．２９．３０の各触子２
６．２６．２７がワーク２の外周両側及び外周上側に同
時に当接するとき、ワーク２の軸心位置が検出されるよ
うになっている。

この３つの検出器２８．２９．３０によりセンタ４の軸
部を測定しその測定値はマスク値としてコンピュータ２
４にプリセットされる。また、ワーク２の中間部の外径
寸法及び軸心位置での検出測定値はコンピュータ２４の
演算部３２でマスク値との対比で振れ止めパルスモータ
制御量に演算され、その演算値に基づいてコンピュータ
２４から指令が発せられ、振れ止めパルスモータ制御装
置２３を駆動することで前記振れ止め手段５を作動させ
るようになっている。

次に、上述のように構成される実施例の作用について説
明する。

先ず、第１図に示すように、ワーク２がセンタ４に支持
された状態において、テーブル３を右方向に移動し、測
定装置９によりセンタ４の外径寸法及び軸心位置を検出
測定しその値をマスク値としてコンピュータ２４にプリ
セットする。

具体的には、パルスモータ１１の駆動で降下する検出器
２８．３０の触子２６．２６がセンタ４の水平前後方向
の基準面に当接すると共に、検出器２９の接触子２７が
センタ４の上側の基準面に当接してそれらの位置を検出
測定し、夫々出力する信号が演算部３２で演算され、コ
ンピュータ２４にマスク値即ち、基準測定値としてプリ
セットされる。

次に、テーブル３を左方向に移動する。ワーク２の研削
に先立って、測定装置９と自動位置決め振れ止め手段５
により、以下の手順でワーク２の軸心の位置決めを行う
。

■、第４図に示すように、最初に振れ此めシュー１４を
、ワーク２から逃がした位置にセットする。

■３次に、ワーク２即ち主軸を回転起動する。

■、その際、ワーク２は自重で撓んでおり、検出器２９
が検出測定するデータ（演算測定値）を振れ止めパルス
モータ制御装置２３で監視しながらく第２図参照）、上
下振れ止めシュー１８を上方に持ち上げてくる。

■、検出器２９の前記データがマスク値としてブリセン
トされている値に取代分２δ＝φＤｉ　−φＤｏを加え
た値即ち、センタ外周上側までの高さＨ１＋２δになる
よう演算部３２で演算しコンピュータ２４の指令により
パルスモータ２０を駆動して位置決めを行う。ここで、
φＤ１はワーク（被加工物）断面の直径、φＤＯは仕上
寸法即ちセンタ断面の直径である。

この際、検出器２９の接触子２７は平面であり、水平前
後方向に軸心がずれても問題とはならない。

０１次に水平前後方向の軸心の位置決めを行うが、第５
図に示すように、この場合の検出器２８．３０が互いに
計測する接触面は球面であり、この検出器２８．３０は
センタ４の測定のとき、予め同第５図の二点鎖線で示す
位置に測定されているので、先ず、検出器２８．３０が
研削対象のワーク２の軸心位置を測定すべく、マスク値
から取代分（φＤ１−φＤｏ）の１／２に相当する値（
δ）だけ、換言すれば、センタ中心高さＨ２＋δになる
よう演算部で演算しコンピュータ２４の指令でパルスモ
ータ１５を駆動し、同第５図の実線位置まで測定装置９
全体を引き上げ位置決めを行う。なお、当然この時の測
定装置９全体の移動方向は切込方向に対して直角である
。接触子がマスク値プリセント時に対し切込方向にずれ
ることはないが、直径を測定しているからそのずれは問
題とならない。

■、続いて、第６図に示すように、検出器２８が検出測
定したデータと、ブリセントされたマスク値データとに
基づく演算値からコンピュータ２４の指令による振れ止
めパルスモータ制御装置２３の作動で前後振れ止めシュ
ー１４の位置を調整する。そして、検出器２８のデータ
が仕上研削径寸法と同じ値になるよう位置決めを行う。

また、この時、ワーク２がねじ状の螺旋を有するような
断面が欠円のものに対しては、制御装置２３内で適当な
フィルタ処理（即ち、触子２６がワーク２に触れている
所だけ取り出すこと）をする必要がある。

以上の制御動作を触れ止め手段の個欽分行うことにより
、マスク値を目標に、トラバース研削を行うことにより
、ワーク２のどの位置でも等しい仕上寸法が得られるこ
とになる。

また、研削後にワーク２に接触する検出器２８によりワ
ークを測定し、この測定信号を出力し演算部３２で演算
した値に基づいて研削における切込誤差をアフターゲー
ジングすることが可能となり、次回の研削時に対し切込
補正が行える。

さらにまた、研削中に発生する振れ止めシューの摩耗に
対しては、先ず、仕上寸法に対し、微小取代を残した荒
研削を行った後、再び上記振れ止めの位置決め動作を行
い、その後、仕上研削のみを行えば、振れ止めシューの
摩耗に関係なく精度の良い研削をすることができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、両端をセンタによ
り支持した長尺の被加工物の外面を円筒の長尺軸に研削
する長尺軸の外面研削装置において、電動モータにより
位置調整可能とされたシューにより前記被加工物の中間
部の少くとも一個所を支持する振れ止め手段と、前記被
加工物に対して相対移動可能とされた触子を有し被加工
物の外径寸法及び細心位置を測定する測定手段と、該測
定手段の測定値に基づき前記被加工物の軸心位置を基準
位置に対してあらかじめ取代分オフセットするように前
記振れ止め手段のシュー位置を調整する制御手段とを備
えたことにより、次の効果を奏する。

■、研削加工前に予め取代を見込んで、自動的にワーク
の軸心位置を調整する゛ことができる。

■０作業者の熟練度に依存せず、自動的にワークの所要
の円筒度精度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る長尺軸の外面研削装置の全体を概
略的に示す構成図、第２図は同上外面研削装置の要部で
ある細心位置を検出する測定装置の拡大側面図、第３図
（ａ）は同上外面研削装置の要部である自動振れ止め装
置の側断面図、第３回（ｂ）は第３図（ａ）ｍｂ−ｍｂ
線断面図、第４図は同上外面研削装置のワーク高さ方向
の調整を行う状態の説明図、第５図は第４図の調整を行
った後の測定装置全体を上下方向に位置決めした状態の
説明図、第６図は同上ワークの前後方向の調整を行う状
態の説明図、第７図は従来の手動振れ止め装置の断面図
、第８図は従来の長尺軸の外径研削方向の説明図、第９
図は第８図ＩＸ−ＩＸ線断面図である。 １・・外面研削装置、２・・・ワーク（長尺軸）、３・
・・テーブル、４・・センタ、５・・・振れ止め手段、
６・・・切込軸、７・・砥石台、８・・・砥石、９・・
・測定装置、１０　・ベツド、１１・・・パルスモータ
（電動モータ）、１２・・・固定枠、１３・主軸台、１
４・・・シュー、１５・・・パルスモータ（電動モータ
）、１６・・送りねじ、１７・・ばね、１８・シュー、
１９・・ピボツト軸、２０・・パルスモータ（電動モー
タ）、２１・送りねじ、２２・・・ストッパー、２３・
・・振れ止めパルスモータ制御装置、２４・・・コンピ
ュータ、２５・・衝合部、２６・・触子、２７−・・接
触子、２８．２９．３０・検出器、３１・・可動枠、３
２・・・演算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両端をセンタにより支持した長尺の被加工物の外面
   を円筒の長尺軸に研削する長尺軸の外面研削装置におい
   て、 電動モータにより位置調整可能とされたシューにより前
   記被加工物の中間部の少くとも一個所を支持する振れ止
   め手段と、前記被加工物に対して相対移動可能とされた
   触子を有し被加工物の外径寸法及び軸心位置を測定する
   測定手段と、該測定手段の測定値に基づき前記被加工物
   の軸心位置を基準位置に対してあらかじめ取代分オフセ
   ットするように前記振れ止め手段のシュー位置を調整す
   る制御手段とを備えたことを特徴とする長尺軸の外面研
   削装置。