JPH08276349A - Highly accurate feeding device of tool - Google Patents
Highly accurate feeding device of toolInfo
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- JPH08276349A JPH08276349A JP8053495A JP8053495A JPH08276349A JP H08276349 A JPH08276349 A JP H08276349A JP 8053495 A JP8053495 A JP 8053495A JP 8053495 A JP8053495 A JP 8053495A JP H08276349 A JPH08276349 A JP H08276349A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、研削ホイールなどの
回転工具を高精度で送ることのできる工具の高精度送り
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high precision feeding device for a rotary tool such as a grinding wheel that can feed the rotary tool with high precision.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転工具、たとえばカップ型の研削ホイ
ールを使用する片持ち構造の縦軸平面研削盤は、コラム
に沿って昇降するスライダを備えている。研削ヘッドは
スライダに取り付けられている。研削砥石あるいは研削
ホイールを送るには、スライダを油圧シリンダ、リニア
サーボモータなどで昇降する。このとき、工具位置検出
器で工具位置を検出し、検出した工具位置を制御装置に
フィードバックして油圧シリンダなどを制御している。
工具位置の検出には、例えばコラムとスライダとの間に
取り付けられた直線スケールが用いられている。2. Description of the Related Art A cantilevered vertical axis surface grinding machine using a rotary tool, for example, a cup-shaped grinding wheel, is provided with a slider that moves up and down along a column. The grinding head is attached to the slider. To feed the grinding wheel or grinding wheel, the slider is moved up and down by a hydraulic cylinder, a linear servomotor, or the like. At this time, the tool position detector detects the tool position, and the detected tool position is fed back to the control device to control the hydraulic cylinder and the like.
For detecting the tool position, for example, a linear scale attached between the column and the slider is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】コラムに沿ってスライ
ダを送るとき、コラムの案内基準面とスライダの運動面
との寸法精度、スライダに加わる外力の変動あるいはそ
の他の外乱により、案内基準面に対してスライダの直線
送り運動に誤差が生じる。これは、スライダのピッチン
グにより生ずる傾きの運動誤差である。従来は、上述の
ようにコラムとスライダとの間に取付けられた直線スケ
ールにより工具位置を検出しているため、研削砥石ある
いは研削ホイールの中心軸と直線スケールの目盛り軸と
の間にはオフセットが存在する。このオフセットが梃子
のように拡大されるため、上記スライダの直線運動にご
くわずかの傾きが生じても、研削砥石あるいは研削ホイ
ールの送り精度には大きな誤差が現れる。たとえば、研
削ホイールの中心軸とコラム側の案内面との間に４００
ｍｍのオフセットがある場合、ピッチングによりスライ
ダの直線運動に０. ０００１度の傾き誤差が生じても、
研削ホイールの送り精度には約０. ７μｍの送り誤差が
生じることになる。このように、研削ホイールの中心軸
とコラム側の案内面との間のオフセットによる送り誤差
は、ミクロンオーダーの送り制御では許されるが、サブ
ミクロンあるいはナノオーダーの送り制御では無視でき
ない大きさである。高精度な加工が要求される脆性材料
の研削などでは、送り誤差が大きいと、工作物のクラッ
ク発生、多大な加工歪みの残留、寸法精度の低下の原因
となる。When the slider is fed along the column, the dimensional accuracy between the guide reference surface of the column and the moving surface of the slider, fluctuations in external force applied to the slider, or other disturbances cause the guide reference surface to move. Error occurs in the linear feed movement of the slider. This is a tilt motion error caused by slider pitching. Conventionally, since the tool position is detected by the linear scale attached between the column and the slider as described above, there is an offset between the center axis of the grinding wheel or grinding wheel and the scale axis of the linear scale. Exists. Since this offset is expanded like a lever, even if a slight inclination occurs in the linear movement of the slider, a large error appears in the feed accuracy of the grinding wheel or the grinding wheel. For example, 400 between the center axis of the grinding wheel and the guide surface on the column side.
When there is an offset of mm, even if the linear movement of the slider causes a tilt error of 0.0001 degrees,
A feed error of about 0.7 μm will occur in the feed accuracy of the grinding wheel. As described above, the feed error due to the offset between the center axis of the grinding wheel and the guide surface on the column side is allowed in the micron-order feed control, but cannot be ignored in the sub-micron or nano-order feed control. . When grinding a brittle material that requires high-precision machining, a large feed error causes cracks in the work piece, a large amount of machining strain remains, and a decrease in dimensional accuracy.
【０００４】この発明は、サブミクロンあるいはナノオ
ーダーの送り制御が可能な工具の高精度送り装置を提供
しようとするものである。The present invention is intended to provide a high-accuracy feeding device for tools capable of sub-micron or nano-order feed control.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の工具の高精度
送り装置は、静止軸の中心線回りに回転可能に取り付け
られた回転体および回転工具を回転中心軸方向に送る工
具送り手段と、回転工具の位置を検出する工具位置検出
手段と、工具位置検出手段からの信号に基づき工具送り
手段を制御する制御手段とを備えた工具の高精度送り装
置において、工具位置検出手段のスケール線が、静止軸
および回転工具のほぼ中心軸上に位置している。A high precision feed device for a tool according to the present invention comprises a rotary member mounted rotatably around the center line of a stationary shaft and a tool feed unit for feeding a rotary tool in the direction of the rotary center axis. In a high precision feeding device for a tool, which comprises a tool position detecting means for detecting the position of a rotary tool and a controlling means for controlling the tool feeding means based on a signal from the tool position detecting means, a scale line of the tool position detecting means is , Which is located on the stationary axis and almost on the central axis of the rotary tool.
【０００６】工具位置検出手段としては、たとえばガラ
ススケール、金属スケール、光格子、磁気スケールなど
の基準スケールを備えたディジタル式位置検出器が用い
られる。これら基準スケールのスケール線つまり目盛が
施された基準線は、静止軸および回転工具のほぼ中心軸
上に配置される。また、レーザー干渉計を用いることも
できる。レーザー干渉計の場合、レーザービームの光軸
がスケール線となり、ほぼ回転工具の回転中心軸線上に
位置するようにする。すなわち、レーザー光源および反
射体（反射鏡、あるいはキューブコーナ）がほぼ回転工
具の回転中心軸線上にあるように、レーザー光源および
反射体を配置する。As the tool position detecting means, for example, a digital position detector equipped with a reference scale such as a glass scale, a metal scale, an optical grating and a magnetic scale is used. The scale lines of these reference scales, that is, the scaled reference lines are arranged on the stationary axis and substantially the central axis of the rotary tool. A laser interferometer can also be used. In the case of a laser interferometer, the optical axis of the laser beam serves as a scale line, and is located almost on the rotation center axis line of the rotary tool. That is, the laser light source and the reflector are arranged so that the laser light source and the reflector (reflecting mirror or cube corner) are substantially on the rotation center axis of the rotary tool.
【０００７】回転中心軸線は垂直または水平のいずれで
あってもよい。回転工具は、研削ホイールや切削バイト
などである。The central axis of rotation may be vertical or horizontal. The rotary tool is a grinding wheel, a cutting tool, or the like.
【０００８】この発明の工具の高精度送り装置は、ベッ
ドに取り付けられた支持フレームと、回転工具の送り方
向に移動可能に支持フレームに支持されたスライダと、
スライダ送り装置と、スライダに取り付けられた静止軸
と、静止軸の中心線回りに回転可能に静止軸に取り付け
られた回転体と、回転体に取り付けられた回転工具と、
回転体の回転駆動装置と、回転工具の位置を検出する工
具位置検出装置と、工具位置検出装置からの信号に基づ
いてスライダ送り装置を制御する制御装置とを備えた工
具の高精度送り装置において、前記工具位置検出装置
が、静止軸の中心線に沿って設けられた直線スケール
と、直線スケールの目盛を読み取るスケール検出器とを
備えていることを特徴としている。A high precision feeding device for a tool according to the present invention includes a support frame mounted on a bed, a slider supported by the support frame so as to be movable in a feed direction of a rotary tool,
A slider feeding device, a stationary shaft mounted on the slider, a rotating body mounted on the stationary shaft so as to be rotatable around the center line of the stationary shaft, and a rotary tool mounted on the rotating body,
A high-precision feed device for a tool, comprising a rotary drive device for a rotating body, a tool position detection device for detecting the position of a rotary tool, and a control device for controlling a slider feed device based on a signal from the tool position detection device. The tool position detection device is characterized by including a linear scale provided along the center line of the stationary axis and a scale detector for reading the scale of the linear scale.
【０００９】また、この発明の他の工具の高精度送り装
置は、ベッドに取り付けられた支持フレームと、回転工
具の送り方向に移動可能に支持フレームに支持されたス
ライダと、スライダ送り装置と、スライダに取り付けら
れた静止軸と、静止軸の中心線回りに回転可能に静止軸
に取り付けられた回転体と、回転体に取り付けられた回
転工具と、回転体の回転駆動装置と、回転工具の位置を
検出する工具位置検出装置と、工具位置検出装置からの
信号に基づいてスライダ送り装置を制御する制御装置と
を備えた工具の高精度送り装置において、前記工具位置
検出装置が、静止軸の中心線に沿って配置されたレーザ
ー発振器、干渉計、および反射体よりなることを特徴と
している。A high precision feeding device for a tool according to another aspect of the present invention includes a support frame attached to the bed, a slider movably supported by the support frame so as to be movable in the feed direction of the rotary tool, and a slider feeding device. A stationary shaft mounted on the slider, a rotating body mounted on the stationary shaft so as to be rotatable around the center line of the stationary shaft, a rotary tool mounted on the rotary body, a rotary drive device for the rotary body, and a rotary tool In a high precision feed device for a tool, which comprises a tool position detection device for detecting a position and a control device for controlling a slider feed device based on a signal from the tool position detection device, the tool position detection device is a stationary axis It is characterized by a laser oscillator, an interferometer, and a reflector arranged along the center line.
【００１０】さらに、この発明の他の工具の高精度送り
装置は、ベッドに取り付けられた支持フレームと、回転
工具の送り方向に移動可能に支持フレームに支持された
スライダと、スライダ送り装置と、スライダに取り付け
られたハウジングと、ハウジングの中心線回りに回転可
能にハウジング内に取り付けられた回転体と、回転体に
取り付けられた回転工具と、回転工具の回転駆動装置
と、回転工具の位置を検出する工具位置検出装置と、工
具位置検出装置からの信号に基づいてスライダ送り装置
を制御する制御装置とを備えた工具の高精度送り装置に
おいて、前記工具位置検出装置が、ハウジングの中心線
に沿って配置されたレーザー発振器、干渉計、および反
射体よりなることを特徴としている。Further, another high precision feeding device for a tool according to the present invention comprises a support frame attached to the bed, a slider movably supported by the support frame so as to be movable in the feed direction of the rotary tool, and a slider feeding device. The housing attached to the slider, the rotating body mounted in the housing so as to be rotatable around the center line of the housing, the rotary tool attached to the rotary body, the rotary drive device of the rotary tool, and the position of the rotary tool In a high precision feeding device for a tool, which comprises a tool position detecting device for detecting and a control device for controlling a slider feeding device based on a signal from the tool position detecting device, the tool position detecting device is arranged on a center line of a housing. It is characterized by a laser oscillator, an interferometer, and a reflector arranged along the line.
【００１１】上記工具の高精度送り装置において、レー
ザー発振器、干渉計、および反射体の代わりに、回転体
の中心軸線に沿って設けられた直線スケールと、直線ス
ケールの目盛を読み取るスケール検出器とで工具位置検
出装置を構成するようにしてもよい。In the high precision feeding device of the above tool, a linear scale provided along the central axis of the rotating body instead of the laser oscillator, the interferometer, and the reflector, and a scale detector for reading the scale of the linear scale. The tool position detection device may be configured with.
【００１２】[0012]
【作用】研削などの回転工具を用いた加工において、回
転工具を所要の送り量で送る際に、工具位置を工具位置
検出手段で検出する。検出した工具位置を工具送り手段
にフィードバックして、工具送り量を制御する。このと
き、工具位置検出手段のスケール線がほぼ回転工具の回
転中心軸線上に位置しているため、スライダなどの工具
保持部材が送り方向に対して傾いても、アッベの原理に
より送り誤差はほとんど生じない。In the machining using the rotary tool such as grinding, the tool position is detected by the tool position detecting means when the rotary tool is fed at a required feed amount. The detected tool position is fed back to the tool feed means to control the tool feed amount. At this time, since the scale line of the tool position detecting means is located substantially on the center axis of rotation of the rotary tool, even if the tool holding member such as the slider tilts with respect to the feed direction, the feed error is almost eliminated by the Abbe principle. Does not happen.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は、この発明の送り装置を備えた平面研
削盤の一例を示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a surface grinder equipped with a feeding device of the present invention.
【００１４】平面研削盤は、片持ち型の支持フレーム１
２がベッド１１上に設けられている。支持フレーム１２
のコラム１３に、スライダ１６が昇降可能に取り付けら
れている。ベッド１１および支持フレーム１２にそれぞ
れ研削ホイール送り用の油圧シリンダ１８が取り付けら
れている。油圧シリンダ１８のピストンロッド１９は、
スライダ１６に連結されている。油圧シリンダ１８を駆
動すると、スライダ１６はコラム１３に設けられたガイ
ド（図示しない）に沿って昇降する。The surface grinder is a cantilever type support frame 1.
2 is provided on the bed 11. Support frame 12
A slider 16 is attached to the column 13 of the above so as to be able to move up and down. A hydraulic cylinder 18 for feeding a grinding wheel is attached to each of the bed 11 and the support frame 12. The piston rod 19 of the hydraulic cylinder 18 is
It is connected to the slider 16. When the hydraulic cylinder 18 is driven, the slider 16 moves up and down along a guide (not shown) provided on the column 13.
【００１５】スライダ１６には静止軸２１が垂直に取り
付けられている。静止軸２１の下部に、静圧軸受２７の
静圧ポケット２８が設けられている。回転体２４が静圧
軸受２７を介して静止軸２１に回転可能に取り付けられ
ている。回転体２４は、静圧軸受２７により高剛性かつ
高精度で静止軸２１に保持される。研削ホイール３１
が、回転体２４の下面に固定されている。また、研削ホ
イール回転用のモータ３４がスライダ１６に取り付けら
れており、モータ３４はベルト機構３５を介して回転体
２４に連結されている。A stationary shaft 21 is vertically attached to the slider 16. A static pressure pocket 28 of a static pressure bearing 27 is provided below the stationary shaft 21. A rotating body 24 is rotatably attached to the stationary shaft 21 via a hydrostatic bearing 27. The rotating body 24 is held on the stationary shaft 21 with high rigidity and high accuracy by the hydrostatic bearing 27. Grinding wheel 31
Are fixed to the lower surface of the rotating body 24. A motor 34 for rotating the grinding wheel is attached to the slider 16, and the motor 34 is connected to the rotating body 24 via a belt mechanism 35.
【００１６】平面研削盤は、研削ホイール位置検出装置
３７を備えている。研削ホイール位置検出装置３７は、
棒状のガラススケール３８およびスケール検出器３９か
らなっている。ガラススケール３８は上記静止軸２１の
中心線、つまり研削ホイール３１の回転中心軸線Ｃに沿
って取り付けられており、目盛が施されている。このガ
ラススケールのガラスは、室温などの温度変化による計
測誤差を少なくするために、熱膨張係数が１×１０-6℃
-1以下の低熱膨張材であることが好ましい。スケール検
出器３９は支持フレーム１２のビーム１４に固定されて
おり、ガラススケール３８の目盛を光電素子（図示しな
い）により読み取り、これをカウントする。カウントさ
れた目盛はディジタル信号として、制御用コンピュータ
４２に出力される。The surface grinder is provided with a grinding wheel position detecting device 37. The grinding wheel position detection device 37 is
It is composed of a rod-shaped glass scale 38 and a scale detector 39. The glass scale 38 is attached along the center line of the stationary shaft 21, that is, the rotation center axis C of the grinding wheel 31, and is graduated. The glass of this glass scale has a coefficient of thermal expansion of 1 × 10 -6 ℃ to reduce measurement errors due to temperature changes such as room temperature.
It is preferably a low thermal expansion material of -1 or less. The scale detector 39 is fixed to the beam 14 of the support frame 12, and the scale of the glass scale 38 is read by a photoelectric element (not shown) and counted. The counted scale is output to the control computer 42 as a digital signal.
【００１７】上記のように構成された平面研削盤におい
て、工作物Ｗはベッド１１に設けられた回転テーブル４
４に固定される。モータ３４により回転体２４を回転駆
動し、研削ホイール３１により回転テーブル４４の上の
工作物Ｗを研削する。制御用コンピュータ４２からの指
令により油圧シリンダ１８が作動して研削ホイール３１
を送り、所要の切込み深さまで工作物Ｗを研削する。研
削ホイール位置は研削ホイール位置検出装置３７で検出
され、検出された研削ホイール位置は制御用コンピュー
タ４２に出力される。制御用コンピュータ４２は、研削
ホイール位置に基づいて油圧シリンダ１８に操作信号を
出力し、研削ホイール送り量をフィードバック制御す
る。In the surface grinder constructed as described above, the workpiece W is mounted on the bed 11 by the rotary table 4
It is fixed at 4. The rotating body 24 is rotationally driven by the motor 34, and the workpiece W on the rotary table 44 is ground by the grinding wheel 31. The hydraulic cylinder 18 operates according to a command from the control computer 42 to operate the grinding wheel 31.
And grind the workpiece W to the required depth of cut. The grinding wheel position is detected by the grinding wheel position detection device 37, and the detected grinding wheel position is output to the control computer 42. The control computer 42 outputs an operation signal to the hydraulic cylinder 18 based on the grinding wheel position, and feedback-controls the grinding wheel feed amount.
【００１８】ガラススケール３８は、研削ホイール３１
の回転中心軸線Ｃに沿って取り付けられている。したが
って、スライダ１６が傾いて研削ホイールの研削加工面
３２の位置が上下に変位しても、研削ホイール位置検出
装置３７はガラススケール３８の下端部により、研削加
工面３２の極く近傍で変位を検出するので、研削ホイー
ル位置の計測誤差はほとんど生じない。ちなみに、従来
の装置では、図１に一点鎖線で示すようにコラム１３に
取り付けた直線スケール４１で研削ホイールの研削加工
面３２の位置を計測していた。したがって、回転中心軸
線Ｃと直線スケール４１との間の間隔が大きいために、
スライダ１６が傾斜して上下の変位が生じてもこれを検
出することはできず、研削ホイール位置の計測に大きな
誤差を生じ、高精度で研削ホイールの研削加工面３２を
送ることはできなかった。The glass scale 38 has a grinding wheel 31.
Is attached along the rotation center axis line C. Therefore, even if the slider 16 is tilted and the position of the grinding surface 32 of the grinding wheel is vertically displaced, the grinding wheel position detecting device 37 is displaced by the lower end portion of the glass scale 38 in the vicinity of the grinding surface 32. Since it is detected, the measurement error of the grinding wheel position hardly occurs. By the way, in the conventional apparatus, the position of the grinding surface 32 of the grinding wheel was measured by the linear scale 41 attached to the column 13 as shown by the chain line in FIG. Therefore, since the distance between the rotation center axis C and the linear scale 41 is large,
Even if the slider 16 tilts and vertical displacement occurs, this cannot be detected, a large error occurs in the measurement of the grinding wheel position, and the ground surface 32 of the grinding wheel cannot be fed with high accuracy. .
【００１９】図２は、この発明の他の実施例を示してい
る。以下、図１に示す装置および部材と同様のものには
同一の参照符号を付け、その説明は省略する。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. Hereinafter, the same parts and components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２０】ハウジング４６がコラム（図示しない）に
取り付けられている。コラムは図１に示すものと同じで
ある。ハウジング４６には静圧軸受５０の静圧ポケット
５１が設けられており、回転体４８をハウジング４６内
で半径方向に支持する。油圧源（図示しない）から作動
油がサーボ弁５２を経て作動油供給孔５３から，回転体
４８とハウジング４６の間にある軸方向の位置決め用隙
間６１および６２に供給される。隙間６１および隙間６
２に供給された作動油は、回転体４８をハウジング４６
内で軸方向に支持する。これらの作動油は作動油排出孔
５４から回収される。回転体の軸方向の位置決めは、位
置決め用隙間６１と６２に各々供給する油圧をサーボ弁
により変化させることで行う。例えば、回転体４８を研
削ホイール３１の切込み方向に移動するには、隙間６１
に供給する油圧を隙間６２に供給する油圧よりも高くす
る。希望する切込み量だけ回転体が移動したら、サーボ
弁５２に指令を与え、隙間６１と６２に供給する油圧を
等しくして回転体を停止・保持する。A housing 46 is attached to the column (not shown). The columns are the same as those shown in FIG. A static pressure pocket 51 of a static pressure bearing 50 is provided in the housing 46, and supports the rotating body 48 in the housing 46 in the radial direction. Hydraulic oil is supplied from a hydraulic pressure source (not shown) through the servo valve 52 and the hydraulic oil supply hole 53 to axial positioning gaps 61 and 62 between the rotary body 48 and the housing 46. Gap 61 and Gap 6
The hydraulic oil supplied to the 2 causes the rotating body 48 to move to the housing 46.
Axially supported within. These hydraulic oils are collected from the hydraulic oil discharge hole 54. The axial positioning of the rotating body is performed by changing the hydraulic pressures supplied to the positioning gaps 61 and 62 by a servo valve. For example, in order to move the rotating body 48 in the cutting direction of the grinding wheel 31, the gap 61
The hydraulic pressure supplied to the gap 62 is made higher than the hydraulic pressure supplied to the gap 62. When the rotating body moves by the desired depth of cut, a command is given to the servo valve 52 to equalize the hydraulic pressures supplied to the gaps 61 and 62, and the rotating body is stopped and held.
【００２１】ハウジング４６の上端部と下端部には、環
状のシーリング溝５７が設けられており、シーリング溝
５７と静圧軸受との間にパッキン５８が設けられてい
る。シーリング溝５７には空気供給孔６０が通じてい
る。空気供給孔６０からシーリング溝５７に圧縮空気が
供給され、作動油が漏出するのを防止する。回転体４８
の上端部には、ビルトインモータ６３が固定されてお
り、回転体４８はビルトインモータ６３により回転駆動
される。An annular sealing groove 57 is provided at an upper end portion and a lower end portion of the housing 46, and a packing 58 is provided between the sealing groove 57 and the static pressure bearing. An air supply hole 60 communicates with the sealing groove 57. Compressed air is supplied from the air supply hole 60 to the sealing groove 57 to prevent hydraulic oil from leaking. Rotating body 48
A built-in motor 63 is fixed to the upper end of the rotary body 48, and the rotating body 48 is driven to rotate by the built-in motor 63.
【００２２】回転体４８およびモータ軸６４の中心軸線
Ｃに沿って貫通孔６６が設けられている。ビルトインモ
ータ６３の上方に、研削ホイール位置検出装置６８が配
置されている。研削ホイール位置検出装置６８は、支持
フレームのビーム（いずれも図示しない）に取り付けら
たレーザー発振器６９と干渉計７０とを備えている。ま
た、回転体４８の下端部に反射鏡７１が固定されてい
る。レーザー発振器６９の光軸および反射鏡７１の中心
は、回転体４８の中心軸線Ｃ上に位置している。レーザ
ー発振器６９から射出されたレーザー光は、干渉計７０
を経て回転体４８の中心軸線Ｃに沿って進み、反射鏡７
１で反射される。反射したレーザー光は、干渉計７０で
参照レーザー光と干渉し、干渉じまを生じる。研削ホイ
ール送り量に応じて干渉じまが変化し、その変化がカウ
ンタ（図示しない）の光電素子でカウントされ、研削ホ
イール位置あるいは研削ホイール送り量が計測される。
干渉計７０からの研削ホイール位置信号は制御用コンピ
ュータ４２に出力される。制御用コンピュータ４２はサ
ーボ弁５２に操作信号を出力し、回転体の両側の隙間６
１および６２に供給される作動油の圧力を前述のように
制御して回転体の位置決めを行い、その結果、研削ホイ
ールの送り量がフィードバック制御される。A through hole 66 is provided along the central axis C of the rotating body 48 and the motor shaft 64. A grinding wheel position detecting device 68 is arranged above the built-in motor 63. The grinding wheel position detector 68 includes a laser oscillator 69 and an interferometer 70 mounted on a beam (not shown) of a supporting frame. A reflecting mirror 71 is fixed to the lower end of the rotating body 48. The optical axis of the laser oscillator 69 and the center of the reflecting mirror 71 are located on the central axis C of the rotating body 48. The laser light emitted from the laser oscillator 69 is interferometer 70.
Traveling along the central axis C of the rotating body 48 via the
It is reflected at 1. The reflected laser light interferes with the reference laser light in the interferometer 70 and causes interference fringes. The interference stripe changes according to the grinding wheel feed amount, and the change is counted by a photoelectric element of a counter (not shown), and the grinding wheel position or the grinding wheel feed amount is measured.
The grinding wheel position signal from the interferometer 70 is output to the control computer 42. The control computer 42 outputs an operation signal to the servo valve 52, and the gap 6 on both sides of the rotating body is output.
The pressures of the hydraulic oils supplied to Nos. 1 and 62 are controlled as described above to position the rotor, and as a result, the feed amount of the grinding wheel is feedback-controlled.
【００２３】レーザー発振器６９の光軸および反射鏡７
１の中心は、回転体４８の中心軸線Ｃ上に位置してお
り、かつ研削加工面３２の極く近傍で変位を検出するの
で、研削ホイール位置検出装置６８は研削ホイールの位
置をほとんど誤差なく検出することが可能である。Optical axis of laser oscillator 69 and reflecting mirror 7
Since the center of 1 is located on the central axis C of the rotating body 48 and the displacement is detected in the immediate vicinity of the grinding surface 32, the grinding wheel position detecting device 68 detects the position of the grinding wheel with almost no error. It is possible to detect.
【００２４】図３〜図６は、この発明の更に他の実施例
を示している。3 to 6 show still another embodiment of the present invention.
【００２５】平面研削盤は、門型の支持フレーム７４が
ベッド７３上に取り付けられている。支持フレーム７４
の両側のコラム７５に第１ガイドブロック７７および第
２ガイドブロック７８がそれぞれ設けられており、この
間にスライダ８５が備えられている。支持フレーム７４
のビーム７６は油圧シリンダ８７を保持している。計測
フレーム９９は、レーザー発振器６９および干渉計７０
を保持している。スライダの機構の詳細を、図５および
図６を用いて説明する。第１ガイドブロック７７にはＶ
形案内溝８０が、第２ガイドブロック７８には静圧軸受
８３の静圧ポケット８４がそれぞれ設けられている。第
１ガイドブロック７７と第２ガイドブロック７８との間
にスライダ８５が昇降可能に取り付けられている。支持
フレーム７４のビーム７６に研削ホイール送り用の油圧
シリンダ８７が取り付けられている。油圧シリンダ８７
のピストンロッド８８は、静止軸８９の頂部に連結され
ている。油圧シリンダ８７を駆動すると、スライダ８５
は第１ガイドブロック７７に沿って昇降する。In the surface grinder, a gate-shaped support frame 74 is mounted on the bed 73. Support frame 74
A first guide block 77 and a second guide block 78 are provided on the columns 75 on both sides of the column 75, and a slider 85 is provided between them. Support frame 74
Beam 76 holds a hydraulic cylinder 87. The measurement frame 99 includes a laser oscillator 69 and an interferometer 70.
Holding Details of the slider mechanism will be described with reference to FIGS. The first guide block 77 has V
A shape guide groove 80 and a static pressure pocket 84 of a static pressure bearing 83 are provided in the second guide block 78, respectively. A slider 85 is mounted between the first guide block 77 and the second guide block 78 so as to be movable up and down. A hydraulic cylinder 87 for feeding the grinding wheel is attached to the beam 76 of the support frame 74. Hydraulic cylinder 87
The piston rod 88 of is connected to the top of the stationary shaft 89. When the hydraulic cylinder 87 is driven, the slider 85
Moves up and down along the first guide block 77.
【００２６】スライダ８５には静止軸８９が垂直に取り
付けられている。静止軸８９の下部に、回転体４８が静
圧軸受９１を介して回転可能に取り付けられている。研
削ホイール３１が、回転体４８の下面に固定されてい
る。なお、回転体４８は図１に示す装置と同様に研削ホ
イール回転用のモータおよびベルト伝動機構（いずれも
図示しない）を介して回転駆動される。A stationary shaft 89 is vertically attached to the slider 85. The rotating body 48 is rotatably attached to the lower portion of the stationary shaft 89 via a hydrostatic bearing 91. The grinding wheel 31 is fixed to the lower surface of the rotating body 48. The rotating body 48 is rotationally driven via a motor for rotating the grinding wheel and a belt transmission mechanism (neither is shown) as in the apparatus shown in FIG.
【００２７】ピストンロッド８８および静止軸８９の中
心軸線Ｃに沿って貫通孔９４が設けられている。油圧シ
リンダ８７の上方に、図２と同様に研削ホイール位置検
出装置のレーザー発振器６９と干渉計７０が配置されて
いる。また、静止軸８９の下端部に反射鏡７１が固定さ
れている。A through hole 94 is provided along the central axis C of the piston rod 88 and the stationary shaft 89. A laser oscillator 69 and an interferometer 70 of the grinding wheel position detecting device are arranged above the hydraulic cylinder 87 as in FIG. A reflecting mirror 71 is fixed to the lower end of the stationary shaft 89.
【００２８】上記のように構成された平面研削盤におい
て、ベッド７３に設けられた移動テーブル９６に工作物
Ｗを固定する。モータにより回転体４８を回転駆動し、
研削ホイール３１により工作物Ｗを研削する。図２に示
す実施例と同様に、レーザー干渉計により研削ホイール
位置を検出する。検出した研削ホイール位置に基づいて
制御用コンピュータから油圧シリンダ８７に操作信号を
出力し、研削ホイール送り量をフィードバック制御す
る。このようにして研削ホイールの位置決めを高精度に
行った後に，移動テーブル９６をスライドさせて工作物
Ｗを研削する．In the surface grinder constructed as described above, the workpiece W is fixed to the moving table 96 provided on the bed 73. The rotating body 48 is rotationally driven by the motor,
The workpiece W is ground by the grinding wheel 31. As with the embodiment shown in FIG. 2, the position of the grinding wheel is detected by a laser interferometer. An operation signal is output from the control computer to the hydraulic cylinder 87 based on the detected grinding wheel position, and the grinding wheel feed amount is feedback-controlled. After positioning the grinding wheel with high accuracy in this way, the moving table 96 is slid to grind the workpiece W.
【００２９】[0029]
【発明の効果】この発明では、工具位置検出手段のスケ
ール線がほぼ回転工具の回転中心軸線上に位置してお
り、工具加工点の極く近傍で加工点を検出する。したが
って、スライダなどの工具保持部材が送り方向に対して
傾いても、送り誤差はほとんど生じない。したがって、
サブミクロンあるいはナノオーダーの送り制御が可能で
ある。According to the present invention, the scale line of the tool position detecting means is located substantially on the rotation center axis of the rotary tool, and the machining point is detected in the immediate vicinity of the machining point of the tool. Therefore, even if the tool holding member such as the slider is tilted with respect to the feeding direction, the feeding error hardly occurs. Therefore,
Submicron or nano-order feed control is possible.
【図１】この発明の送り装置を備えた平面研削盤の一例
を、一部断面で示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a partial cross section of an example of a surface grinder equipped with a feeding device of the present invention.
【図２】この発明の他の実施例を示すもので、平面研削
盤の主要部を示す縦断面図である。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention and is a vertical sectional view showing a main part of a surface grinder.
【図３】この発明の更に他の実施例を示すもので、平面
研削盤の正面図である。FIG. 3 is a front view of a surface grinder showing still another embodiment of the present invention.
【図４】図３に示す平面研削盤の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the surface grinder shown in FIG.
【図５】図３に示す平面研削盤の主要部を示す縦断面図
である。5 is a vertical cross-sectional view showing a main part of the surface grinder shown in FIG.
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
１１ 研削盤ベッド １２ 支持フレーム １３ コラム １４ ビーム １６ スライダ １８ 油圧シリンダ １９ ピストンロッド ２１ 静止軸 ２４ 回転体 ２７ 静圧軸受 ２８ 静圧ポケット ３１ 研削ホイール ３２ 研削加工面 ３４ モータ ３５ ベルト機構 ３７ 研削ホイール位置検出装置 ３８ ガラススケール ３９ スケール検出器 ４１ 直線スケール ４２ 制御用コンピュータ ４４ 回転テーブル ４６ ハウジング ４８ 回転体 ５０ 静圧軸受 ５１ 静圧ポケット ５２ サーボ弁 ５３ 作動油供給孔 ５４ 作動油排出孔 ５５ 変位検出器 ５７ シーリング溝 ５８ パッキン ６０ 空気供給孔 ６１ 位置決め用隙間 ６２ 位置決め用隙間 ６３ ビルトインモータ ６４ モータ軸 ６６ 貫通孔 ６８ 研削ホイール位置検出装置 ６９ レーザー発振器 ７０ 干渉計 ７１ 反射鏡 ７３ 研削盤ベッド ７４ 支持フレーム ７５ コラム ７６ ビーム ７７ 第１ガイドブロック ７８ 第２ガイドブロック ８０ Ｖ形案内溝 ８３ 静圧軸受 ８４ 静圧ポケット ８５ スライダ ８７ 油圧シリンダ ８８ ピストンロッド ８９ 静止軸 ９１ 静圧軸受 ９４ 貫通孔 ９６ 移動テーブル ９９ 計測フレーム Ｃ 回転中心軸線 Ｗ 工作物 11 Grinder Bed 12 Support Frame 13 Column 14 Beam 16 Slider 18 Hydraulic Cylinder 19 Piston Rod 21 Stationary Shaft 24 Rotating Body 27 Static Pressure Bearing 28 Static Pressure Pocket 31 Grinding Wheel 32 Grinding Surface 34 Motor 35 Belt Mechanism 37 Grinding Wheel Position Detection Device 38 Glass scale 39 Scale detector 41 Linear scale 42 Control computer 44 Rotary table 46 Housing 48 Rotating body 50 Static pressure bearing 51 Static pressure pocket 52 Servo valve 53 Hydraulic oil supply hole 54 Hydraulic oil discharge hole 55 Displacement detector 57 Sealing Groove 58 Packing 60 Air supply hole 61 Positioning gap 62 Positioning gap 63 Built-in motor 64 Motor shaft 66 Through hole 68 Grinding wheel position detector 69 Laser oscillator 70 Interferometer 71 Reflection 73 grinder bed 74 support frame 75 column 76 beam 77 first guide block 78 second guide block 80 V-shaped guide groove 83 static pressure bearing 84 static pressure pocket 85 slider 87 hydraulic cylinder 88 piston rod 89 static shaft 91 static pressure bearing 94 Through hole 96 Moving table 99 Measuring frame C Rotation center axis W Workpiece
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｂ 47/10 Ｂ２４Ｂ 47/10 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location B24B 47/10 B24B 47/10
Claims (4)
けられた回転体および回転工具を回転中心軸方向に送る
工具送り手段と、回転工具の位置を検出する工具位置検
出手段と、工具位置検出手段からの信号に基づき工具送
り手段を制御する制御手段とを備えた工具の高精度送り
装置において、工具位置検出手段のスケール線が、静止
軸および回転工具のほぼ中心軸上に位置していることを
特徴とする工具の高精度送り装置。1. A tool feed means for feeding a rotary body and a rotary tool rotatably mounted around a center line of a stationary axis in the direction of the rotation center axis, a tool position detecting means for detecting the position of the rotary tool, and a tool position. In a high-precision feeding device for a tool, which comprises a control means for controlling the tool feeding means based on a signal from the detecting means, the scale line of the tool position detecting means is located substantially on the central axis of the stationary axis and the rotary tool. High precision feeding device for tools.
と、回転工具の送り方向に移動可能に支持フレームに支
持されたスライダと、スライダ送り装置と、スライダに
取り付けられた静止軸と、静止軸の中心線回りに回転可
能に取り付けられた回転体と、回転体に取り付けられた
回転工具と、回転体の回転駆動装置と、回転工具の位置
を検出する工具位置検出装置と、工具位置検出装置から
の信号に基づいてスライダ送り装置を制御する制御装置
とを備えた工具の高精度送り装置において、工具位置検
出装置が、静止軸の中心線に沿って設けられた直線スケ
ールと、直線スケールの目盛を読み取るスケール検出器
とを備えていることを特徴とする工具の高精度送り装
置。2. A support frame attached to the bed, a slider supported by the support frame so as to be movable in the feed direction of the rotary tool, a slider feeding device, a stationary shaft attached to the slider, and a center of the stationary shaft. A rotary body mounted rotatably around the line, a rotary tool mounted on the rotary body, a rotary drive device for the rotary body, a tool position detection device for detecting the position of the rotary tool, and a tool position detection device. In a high-precision feeding device for a tool, which includes a control device that controls a slider feeding device based on a signal, a tool position detection device has a linear scale provided along a center line of a stationary axis and a scale of the linear scale. A high-precision feeding device for tools, which is equipped with a scale detector for reading.
と、回転工具の送り方向に移動可能に支持フレームに支
持されたスライダと、スライダ送り装置と、スライダに
取り付けられた静止軸と、静止軸の中心線回りに回転可
能に取り付けられた回転体と、回転体に取り付けられた
回転工具と、回転体の回転駆動装置と、回転工具の位置
を検出する工具位置検出装置と、工具位置検出装置から
の信号に基づいてスライダ送り装置を制御する制御装置
とを備えた工具の高精度送り装置において、前記工具位
置検出装置が、静止軸の中心線に沿って配置されたレー
ザー発振器、干渉計、および反射体よりなることを特徴
とする工具の高精度送り装置。3. A support frame attached to the bed, a slider supported by the support frame so as to be movable in the feed direction of the rotary tool, a slider feed device, a stationary shaft attached to the slider, and a center of the stationary shaft. A rotary body mounted rotatably around the line, a rotary tool mounted on the rotary body, a rotary drive device for the rotary body, a tool position detection device for detecting the position of the rotary tool, and a tool position detection device. A high-precision feed device for a tool, comprising: a control device for controlling a slider feed device based on a signal, wherein the tool position detection device comprises a laser oscillator, an interferometer, and a reflection device arranged along a center line of a stationary axis. A high precision feeding device for tools, which consists of a body.
と、回転工具の送り方向に移動可能に支持フレームに取
り付けられたスライダと、スライダ送り装置と、スライ
ダに取り付けられたハウジングと、ハウジングの中心線
回りに回転可能にハウジング内に取り付けられた回転体
と、回転体に取り付けられた回転工具と、回転工具の回
転駆動装置と、回転工具の位置を検出する工具位置検出
装置と、工具位置検出装置からの信号に基づいてスライ
ダ送り装置を制御する制御装置とを備えた工具の高精度
送り装置において、前記工具位置検出装置が、ハウジン
グの中心線に沿って配置されたレーザー発振器、干渉
計、および反射体よりなることを特徴とする工具の高精
度送り装置。4. A support frame attached to the bed, a slider attached to the support frame so as to be movable in the feed direction of the rotary tool, a slider feed device, a housing attached to the slider, and a centerline of the housing. From the rotating body mounted rotatably in the housing, the rotating tool attached to the rotating body, the rotary drive device of the rotating tool, the tool position detecting device for detecting the position of the rotating tool, and the tool position detecting device. In a high-precision feeding device for a tool, which comprises a controller for controlling the slider feeding device based on the signal of the above, the tool position detecting device includes a laser oscillator, an interferometer, and a reflection device arranged along the center line of the housing. A high precision feeding device for tools, which consists of a body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053495A JPH08276349A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Highly accurate feeding device of tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053495A JPH08276349A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Highly accurate feeding device of tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08276349A true JPH08276349A (en) | 1996-10-22 |
Family
ID=13721020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053495A Withdrawn JPH08276349A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Highly accurate feeding device of tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08276349A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7413499B2 (en) | 2004-10-01 | 2008-08-19 | Noritake Co., Limited | Grinding process and apparatus with arrangement for grinding with constant grinding load |
-
1995
- 1995-04-05 JP JP8053495A patent/JPH08276349A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7413499B2 (en) | 2004-10-01 | 2008-08-19 | Noritake Co., Limited | Grinding process and apparatus with arrangement for grinding with constant grinding load |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |