JPH06705A - 円筒研削盤の心押し台構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】心押し台におけるセンターの中心位置を高精度
に調整する。 【構成】電圧調整装置１３で圧電素子１１への印加電圧
を調整することにより、受け台１２を介してすり割り８
上方の心押し台本体２部分を押し上げてすり割り８の円
筒端部回りに弾性変形させ、センター２を水平方向に変
位させる。これにより、センター２の中心位置を高精度
に調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒研削盤の心押し台
構造に関し、特に、センター中心位置を制御する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒研削盤においては、被加工物の両端
を主軸台側のセンターと心押し台側のセンターとで支持
して回転させつつ砥石を被加工物の外周又は端面に押し
当てて研削加工を行っている。その場合、加工精度を出
すためには砥石の研削面と被加工物の回転軸方向とを正
しく平行に保持する必要があり、これを主軸台側のセン
ター中心位置は固定し、心押し台側のセンター中心位置
を調整することで行っている。

【０００３】従来の心押し台におけるセンター中心位置
の調整構造としては、心押し台本体にすり割り等を入れ
て回転方向に変位できる構造とし、センター中心位置の
ズレを測定しながら前記すり割り等を挟んで装着したマ
イクロネジを手動で動かして調整するものや、同様のす
り割りの溝内に挿入したテーパ片をサーボモータで駆動
されるボールネジに係合させて移動させることにより、
すり割りの溝幅を変えてセンター中心位置を自動調整す
るようにしたもの等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
調整方式では手動のため自動化に対応できないと共に、
人間による測定誤差が生じやすく、また、後者の調整方
式ではサーボモータを使用した大掛かりな構成となり、
部品点数も多くコストアップ，大型化を伴い、マイクロ
ネジのバックラッシュのため精度上もなお改善の余地が
あり、微小変位の調整を行うことが困難であった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、簡易かつ小型でありながら、高い精度
を得られるようにした円筒研削盤の心押し台構造を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る円
筒研削盤の心押し台構造は、心押し台本体を該本体に装
着されるセンター中心位置が変位可能なように弾性変形
可能な構造に形成する一方、該心押し台本体に電圧の印
加によって前記センター中心位置を変位させる方向に変
位を生じる圧電素子を装着し、かつ、該圧電素子への印
加電圧を制御してセンター中心位置を調整する調整手段
を設けた構成とした。

【０００７】例えば、前記心押し台本体を、該本体に形
成したすり割りにより弾性変形可能に形成し、前記圧電
素子を前記すり割りの間隙を増減させる方向に変位する
ように装着する構成とする。また、前記心押し台側のセ
ンター中心位置の基準位置に対する変位を検出する変位
検出手段を備え、前記調整手段は、前記変位検出手段で
検出された変位に基づいて前記圧電素子の印加電圧をフ
ィードバック制御してセンター中心位置を調整するよう
な構成としてもよい。

【０００８】更に上記フィードバック制御を行うものに
おいて、前記心押し台本体に前記圧電素子の変位に応じ
た所定箇所の変位を検出して前記センター中心位置の基
準位置に対する変位を間接的に検出する間接変位検出手
段を備え、前記調整手段は前記間接変位検出手段により
間接的に検出された変位を前記変位検出手段で検出され
た変位に一致させるように圧電素子の印加電圧をフィー
ドバック制御してセンター中心位置を調整するような構
成としてもよい。

【０００９】

【作用】圧電素子への印加電圧を制御することで圧電素
子の変位を変えると、心押し台本体が弾性変形してセン
ターの中心位置が変位し、該センターの中心位置を基準
値、具体的には心押し台に対向する主軸台側のセンター
の中心位置に一致するように調整することができる。

【００１０】また、心押し台本体にすり割りを形成する
ことで弾性変形が容易になり、該すり割りの間隙を増減
させる方向に装着した圧電素子の印加電圧の制御によっ
て微調整が容易に行える。更に、心押し台本体側のセン
ターの中心位置の前記基準値に対する変位を検出しつ
つ、該変位を無くすように圧電素子の印加電圧をフィー
ドバック制御する構成とすれば、自動化が促進されると
同時に調整精度が向上する。

【００１１】その場合、センターの中心位置の基準値に
対する変位を直接的に検出した値が外乱によって変動し
易い場合があるため、そのような場合には変動の発生し
にくい箇所で間接的に変位を検出する一方、比較的長い
周期の間に生じる変位を直接的に検出し、前記間接的に
検出された変位を直接的に検出された変位に一致させる
ようにフィードバック制御することで変動による調整の
バラツキを回避できる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。第１の実施例を示す図１〜図３において、円筒研削
盤の心押し台１は、上部にセンター２を保持した心押し
台本体３が、図示しない基台に溝４を介して主軸台５方
向に移動自由に装着された構造を有しており、該心押し
台１側のセンター２と主軸台５に装着されたセンター６
とで被加工物Ｗの両端中心部を保持しつつ回転させ、被
加工物Ｗに側方から砥石７を押し当てることにより円筒
状に研削加工するようになっている。

【００１３】上記基本構造を有した心押し台本体３の下
部には、前記センター２の下方に位置する箇所に円筒状
の穴８ａがあけられ、この穴８ａの側面からセンター２
の軸方向と直角な水平方向に向かって開放されたすり割
り８が形成されている。このすり割り８を通って垂直方
向上方と下方とに夫々上端と下端とを大径部とした段付
の孔９，１０が形成されている。前記下側の孔１０には
下端の大径部にフランジ部を固定して圧電素子１１が嵌
挿保持され、上側の孔９には受け台１２が嵌挿保持さ
れ、該受け台１２の下端が前記圧電素子１１の上端に接
触する状態で、そのフランジ部が孔９の大径部にネジ止
めされている。

【００１４】前記圧電素子１１は、電圧の印加により軸
方向に伸張して上端が上方に変位し、印加電圧を上げる
ほど変位量が増大するようになっており、該圧電素子１
１は印加電圧を可変に調整できる電圧調整回路１３に接
続されている。次に、本実施例におけるセンター２の中
心位置調整作業を説明する。被加工物Ｗの加工途中で両
端の直径ｄ１，ｄ２を測定し (図３参照) 、該測定結果
から心押し台本体３側のセンター２の中心位置の主軸台
５側のセンター６の固定された中心位置に対する変位δ
を、δ＝ (ｄ２−ｄ１) ／２として求める。

【００１５】そして、前記制御回路１３の出力電圧を調
整して前記変位δを無くすように調整する。具体的には
前記δが正の値であるときは、出力電圧を増大すると、
図１において圧力素子１１の上端が上方に変位し、受け
台１２を介して心押し台本体３の上部を、すり割り８を
介して穴８ａを中心として反時計回りに回転する方向に
弾性変形する。その結果、センター２は略水平方向 (変
位量Ｘ) の図示左方向に移動し、図３においてセンター
２の中心位置が上方向に移動してδが減少する。したが
って、制御回路１３の出力電圧をδの測定結果を診なが
ら調整することにより、センター２の中心位置を調整で
きる。

【００１６】かかる構成とすれば、センター２の中心位
置調整を圧電素子１１により微小量ずつ変位させながら
高精度に調整できる。次に、自動調整を行う第２の実施
例を図４，図５に基づいて説明する。尚、前記図１〜図
３に示した第１の実施例と同一の構成要素には、同一の
符号を付してある。

【００１７】本実施例では、前記第１の実施例の構成に
加えて変位δを直接的及び間接的に検出する手段を設
け、δを検出しつつδを無くす方向に圧電素子の印加電
圧をフィードバック制御して調整するようにしたもので
ある。即ち、被加工物Ｗの軸方向に離れた２箇所の外径
ｄ１，ｄ２を測定する外径寸法測定装置２１を設ける。

【００１８】一方、心押し台本体３に前記圧電素子１１
及び受け台１２と並列して心押し台本体３のすり割り８
より上方部分の変位を検出する変位センサ２２を設け
る。本実施例では変位センサ２２として、渦電流式のも
のを用いる。即ち、変位センサ２２は、心押し台本体３
のすり割り８より上方部分に形成された段付の孔２３に
嵌挿して上端のフランジを固定した上部部材とすり割り
８より下方部分に形成された段付の孔２４に嵌挿して下
端のフランジを固定した下部部材とで構成され、上部部
材の下端面と下部部材の上端面との対向する隙間の大き
さに応じて変化する渦電流を検出することによって隙間
の大きさ、上部部材の上下方向の変位Ｚを検出する。

【００１９】これら、外径寸法測定装置２１及び変位セ
ンサ２２からの検出信号は、制御回路２５に入力され、
制御回路２５は、これら検出信号に基づいて設定された
印加電圧を圧電素子１１に出力してセンター２の中心位
置を自動的に調整する。以下に、かかる第１の実施例の
変位検出に基づくセンター２の中心位置の調整ルーチン
を図６のフローチャートに従って説明する。

【００２０】このフローは、被加工物Ｗの仕上げ加工時
に所定の周期毎に実行される。ステップ (図ではＳと記
す。以下同様) １では、例えば前記外径寸法測定装置２
１等により測定された外径ｄ１，ｄ２を読み込む。ステ
ップ２では、前記外径ｄ１，ｄ２からセンター２の中心
位置の変位δを演算する。具体的には、図５を参照して
外径ｄ１，ｄ２が測定される２箇所の距離をＬ１，被加
工物Ｗの両端の距離をＬ２とすると、δは次式により求
められる。

【００２１】δ＝ (ｄ２−ｄ１) ／２×Ｌ２／Ｌ１ 尚、第１実施例の図３においては、Ｌ１＝Ｌ２であるの
で前述したようにδ＝ (ｄ２−ｄ１) ／２となる。前記
外径寸法測定装置２１とステップ１，２の機能とで変位
検出手段が構成される。ステップ３では、変位δが許容
値以下か否かを判定する。

【００２２】ステップ３で変位δが許容値以下と判定さ
れた場合は、終了して次回の実行時まで待機する。ステ
ップ３で変位δが許容値を超えていると判定された場合
は、ステップ４へ進んで圧電素子１１へ電圧を印加す
る。これによってステップ５に示すように圧電素子１１
が変位Ｙを生じ、したがって心押し台のセンター２の微
調整が行われる。

【００２３】次に第２の実施例について図７のフローチ
ャートに従って説明する。ステップ４までは、前記第１
の実施例の場合と同じであるので省略する。ステップ５
では、図４の圧電素子１１が電圧印加により変位Ｙを生
じ、よってセンター２に変位Ｘを生じるが溝８の間隔が
変化することによって変位センサ22による変位Ｚも同時
に生じる。

【００２４】更に、ステップ６では、変位センサ22によ
って変位Ｚを測定する。ステップ７では、変位Ｚからセ
ンター２の水平方向の変位Ｘ、即ち、中心位置の変位を
演算する。ステップ８では、前記ステップ２で直接的に
検出された変位δに対する前記ステップ５で間接的に求
められたＸの誤差 (δ−Ｘ) を演算する。

【００２５】ステップ９ではステップ８で演算された誤
差が許容値以下か否かを判定する。ステップ９で、誤差
が許容値を超えると判定された場合は、ステップ１０へ
進み誤差 (δ−Ｘ) に対応した印加電圧を圧電素子１１
へ出力する。かかる電圧の印加により圧電素子１１は上
端が上下方向に変位し、これによって変化する変位Ｚを
ステップ３に戻って再度読み込む。

【００２６】このようにして、誤差 (δ−Ｘ) が許容値
以下となるまで、誤差の演算と印加電圧の制御が繰り返
され、許容値以下となったところで終了し、次回の実行
時まで待機する。本実施例においては、上記のようにし
てセンター２の中心位置の基準値 (主軸台側のセンター
の中心位置) からの変位δを検出し、該変位δを無くす
ように圧電素子１１の印加電圧をフィードバック制御し
て中心位置を調整する構成としたため、自動化が促進さ
れると同時に調整精度が向上する。

【００２７】なお、δの検出はある程度長い周期毎に行
い、その間に短い周期で間接的に検出される変位Ｘをδ
に近づけるフィードバック制御とするのが好ましい。δ
を短時間の周期で検出してδを０に近づけるフィードバ
ック制御とすることも可能であるが、δはセンター２の
中心位置の変位以外の原因で変動することがあるため、
δをリアルタイムで検出して調整するより安定した調整
を行うためである。

【００２８】尚、以上の実施例において受け台１２の軸
方向の長さを調整自由な構造として圧電素子１１への印
加電圧と変位δとの対応関係を調整して機種毎のバラツ
キを無くす構成としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、圧電素子への印加電圧を制御することによって、心
押し台本体をすり割りの形成等により弾性変形させてセ
ンターの中心位置を調整する構成としたため、中心位置
を微小に変位させつつ高精度な調整を行うことができ
る。

【００３０】また、センターの中心位置の基準位置に対
する変位を検出しつつ、該変位を無くすように圧電素子
の印加電圧をフィードバック制御することにより、自動
化が促進されると同時に調整精度をより向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る心押し台を示す一
部断面正面図

【図２】同じく一部断面側面図

【図３】前記心押し台と主軸台を含む平面図

【図４】本発明の第２の実施例に係る心押し台を示す一
部断面正面図

【図５】前記心押し台と主軸台を含む平面図

【図６】前記第１の実施例のセンター中心位置調整ルー
チンを示すフローチャート

【図７】前記第２の実施例のセンター中心位置調整ルー
チンを示すフローチャート

【符号の説明】

１ 心押し台 ２ センター ３ 心押し台本体 ８ すり割り １１ 圧電素子 １２ 受け台 １３ 電圧調整回路 ２１ 外径寸法測定装置 ２２ 変位センサ ２５ 制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】心押し台本体を該本体に装着されるセンタ
   ー中心位置が変位可能なように弾性変形可能な構造に形
   成する一方、該心押し台本体に電圧の印加によって前記
   センター中心位置を変位させる方向に変位を生じる圧電
   素子を装着し、かつ、該圧電素子への印加電圧を制御し
   てセンター中心位置を調整する調整手段を設けたことを
   特徴とする円筒研削盤の心押し台構造。
2. 【請求項２】前記心押し台本体は、該本体に形成された
   すり割りにより弾性変形可能に形成され、前記圧電素子
   は前記すり割りの間隙を増減させる方向に変位するよう
   に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の円
   筒研削盤の心押し台構造。
3. 【請求項３】前記心押し台側のセンター中心位置の基準
   位置に対する変位を検出する変位検出手段を備え、前記
   調整手段は、前記変位検出手段で検出された変位に基づ
   いて前記圧電素子の印加電圧をフィードバック制御して
   センター中心位置を調整してなる請求項１又は２に記載
   の円筒研削盤の心押し台構造。
4. 【請求項４】前記心押し台本体に前記圧電素子の変位に
   応じた所定箇所の変位を検出して前記センター中心位置
   の基準位置に対する変位を間接的に検出する間接変位検
   出手段を備え、前記調整手段は前記間接変位検出手段に
   より間接的に検出された変位を前記変位検出手段で検出
   された変位に一致させるように圧電素子の印加電圧をフ
   ィードバック制御してセンター中心位置を調整してなる
   請求項３に記載の円筒研削盤の心押し台構造。