JPS6218302B2

JPS6218302B2 -

Info

Publication number: JPS6218302B2
Application number: JP57157585A
Authority: JP
Inventors: Kei Kimata; Shoji Ogawa
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1987-04-22
Also published as: JPS5947159A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、加工中、ワークを拘束する爪を、
加工前のワークが具有していた形状特性に基づく
振れ廻りに自動的に追従して運動させるようにし
た自動ワークレストを用いて長尺のワークを真直
に加工する方法に関するものである。

一般に、長い円筒状のワークを切削或は研削加
工する場合、ワークが切削力、研削力、重力等の
加工中の外力により撓んだり、振動〔振れ廻り〕
したりするのを防止する為にワークレストが使用
されている。第１図及び第２図は従来のワークレ
スト及びこれを装備する円筒研削盤の概略平面図
で、１はワーク、２は砥石、３はワーク１の砥石
２と対向する側に複数個配置されたワークレスト
で、これは固定ベース４に３本の調整ネジ杆５
ａ，５ｂ，５ｃを螺挿し、この各調整ネジ杆５
ａ，５ｂ，５ｃの先端にワーク１の砥石２と対向
する側を拘束する爪６ａ、ワーク１の下方を拘束
する爪６ｂ及びワーク１の上方を拘束する爪６ｃ
を夫々装着させている。尚、７はワークスピンド
ル、８，８はセンター、９はケレである。

ところで、前述のワークレスト３に於いては、
爪６ａ，６ｂ，６ｃでワーク１を強制的に支える
ものであり、爪６ａ，６ｂ，６ｃはワーク１の径
の変化に合わせて支え点の修正が可能であるが、
この修正は調整ネジ杆５ａ，５ｂ，５ｃを手動で
操作することにより行なわれる為、加工中の修正
は困難であり、固定された状態にある。これによ
り、加工前における曲りや歪が大きいワークでは
安定した支えが難しく、その為にバイトや砥石の
切込み量を大きくとることができず、作業の能率
を阻害する大きな原因となつている。また、加工
前における曲りや歪のあるワークを加工中、強制
的に矯正しつつ研削すると、仕上げ後研削盤から
アンローデイングしたワークはこの矯正力の影響
を受けて再び曲り、歪があらわれて加工精度が悪
くなると云う欠点があつた。

この発明は従来のワークレストの上記欠点に鑑
み、これを改良除去するもので、加工前における
ワークの曲り及び歪等を、ワークの回転位相と対
応づけて、当該ワークが本来から具有している形
状特性情報として把握しておき、この情報によつ
て加工中、ワークを拘束する爪を加工前のワーク
が具有していた形状特性に基づく振れ廻りに自動
的に追従して運動させつつ、ワークをバツクアツ
プするようにして加工前のワークの曲りや歪みが
加工後に復元することを防止し、勿論、加工前の
曲りや歪みによる円筒度の狂いを切削或は研削に
よつて除去して高い円筒精度ないし真直度に仕上
げることを可能ならしめる長尺ワークの加工方法
を提供せんとするものである。

以下この発明の構成を図面に従つて説明すると
次の通りである。

第３図及び第４図は、この発明を実施するため
の自動ワークレスト及びこれを装備した円筒研削
盤の概略平面図で、１１はワーク、１２は砥石、
１３はワーク１１の砥石１２と対向する側に複数
個配置された自動ワークレストである。

自動ワークレスト１３は第３図に示すように、
ワーク１１の砥石１２と対向する側を拘束させる
爪１４ａ及びワーク１１の下方を拘束させる爪１
４ｂを固定ベース１５に摺動自在に挿着し、ワー
ク１１の上方を拘束させる爪１４ｃを前記固定ベ
ース１５に揺動自在に枢着している。前記爪１４
ａ，１４ｂは夫々リニアモーター、サーボモータ
ー或いはパルスモーターとボールネジ等を組合せ
て爪を往復動させ得るようにした送り機構からな
るアクチユエーター１７ａ，１７ｂに連繋される
と共に、近傍にワーク１１の直径方向の変位量を
検出させる電気マイクロメーター或いは空気マイ
クロメーター等からなる変位センサー１８ａ，１
８ｂを夫々設けてあり、この変位センサー１８
ａ，１８ｂにより検出された加工前のワーク１１
が具有していた曲り及び歪による振れ量をワーク
１１の回転位相に対応づけてコンピユーター１９
に入力して記憶させておき、ワーク１１の加工
中、このコンピユーター１９からの出力信号によ
り前記アクチユエーター１７ａ，１７ｂを制御し
て爪１４ａ，１４ｂを加工前のワーク１１の振れ
廻りに追従して水平方向に摺動運動するように構
成されている。尚、アクチユエーターは研削力、
切削力あるいはワークに作用する重力等の加工中
のワーク１１に作用する外力の影響によるワーク
１１の変位を防止し得る程度の高い剛性を備えて
いることはいうまでもない。尚、ワーク１１の回
転位相は例えばワークスピンドル２０に取付けた
歯車２１の回転を電磁ピツクアツプ２２で検出す
ることにより得られる。なお、ワーク１１の加工
中は、変位センサー１８ａの信号をワーク１１の
回転位相信号により位相を変換することによりセ
ンサー１８ｂの信号に代えることができる。これ
によりワーク１１の加工中においては、センサー
１８ｂを省くことが可能になる。また、前記爪１
４ｃはバネ２３或いは油圧または空気圧シリンダ
ーにて常にワーク１１に押圧されると共に、バネ
２３で押圧する場合に必要に応じてワーク１１の
振れ廻りによる振動を減衰する為にダンパー２４
を設けている。

以上のような構成の自動ワークレスト１３を第
４図に示すように、ワーク１１の砥石１２と対向
する側に通常300〜500mmの間隔でワーク１１の長
手方向に複数個配置させる。

次に、この発明の作用について説明する。

まず、第４図に示す様にワーク１１に研削力及
びワークレスト１３からのバツクアツプ力等の外
力が作用していない状態で〔重力のみが作用して
いる状態で〕、変位センサー１８ａ，１８ｂによ
り加工前のワーク１１の曲り及び歪による振れを
検出し、この検出信号を電磁ピツクアツプ２２に
より検出されたワーク１１の回転位相信号と共に
コンピユーター１９に入力して記憶させておく。
そうしてワーク１１の加工中、このコンピユータ
ー１９記憶情報に基づいてアクチユエーター１７
ａ，１７ｂを制御し、爪１４ａ，１４ｂを加工前
のワーク１１が具有していた曲りや歪による振れ
廻りに追従して水平方向に摺動運動させる。この
時、爪１４ａは研削力によりワーク１１が変形せ
しめられる現象に対しては、この変形を防止する
ように確実に支持力を発揮するように制御され
る。尚、加工前のワーク１１の自重による撓み量
はコンピユーター１９に、ワーク１１の形状の諸
元及びワークレスト１３の取付位置を入力して計
算させるか、或いはワークレスト１３の取付位置
に於ける撓み量を予め入力しておく。

上記してきた本発明の加工中におけるワークレ
ストの挙動の一例を第５図で説明する。今、加工
前のワーク１１に曲りがあり、ワーク１１がＯを
回転中心として回転している場合でも、ワーク１
１の曲りがある位置では第５図に示すように、ワ
ーク１１は、実線及び鎖線に示すように振れ廻り
を起こして回転することがあるが、この振れ廻り
に対しては、爪が該振れ廻りに追従して移動し乍
らワーク１１を支持するので、ワーク１１の当初
からの曲りや歪に対しては、これを矯正するよう
な外的な強制力は何んら作用しない。これに反
し、従来の固定式のワークレスト３の場合では、
第６図に示すように、ワーク１が回転中心Ｏの周
りで回転するとき、ワークに外的な強制力〔バツ
クアツプ力〕を与えることなくワークを支持しよ
うとすると爪６ａはワーク１から離れることがあ
り、この状態は砥石２により加工が行われる部分
があるため、この部分は研削力を受けて撓んだ状
態で加工されることになり、加工精度を上げるこ
とができない。

尚、加工中において、砥石１２が通過すると
〔１トラバースすると〕ワークレスト１３の爪１
４ａ，１４ｂは砥石１２の切込み量だけ送り込ま
れて、別途検出されるワーク１１の１トラバース
後の残存振れ廻りに追従する運動を続行させるも
のである。この場合、砥石が通過した直後に、そ
のつど直ちにその位置からワークレストの爪を砥
石の切り込み量だけ送り込むこともできる。

この発明によれば、加工前のワークの曲りや歪
を加工中に、外的に強制力で強制的に修正〔バツ
クアツプ〕することなく、且つ、加工中の重力、
研削力等の外力の影響によつてワークが変形しよ
うとすることに対しては、このような変形を受け
ない状態に保ちながら支持させ得るから、位上げ
後研削盤からアンローデイングした時では、ワー
クは高い円筒精度を維持した状態に加工すること
ができる。また、加工中における研削力等による
外力でワークが変形せしめられる現象に対して
は、爪でワークを常を変形しないようにバツクア
ツプさせているので、ワークが撓んだり又は振動
するのを防止することができ、これにより切込み
量を大きくして作業能率を向上させることができ
る。又、軸の曲りの状態が、研削による残留応力
層の変動〔減少〕のために、加工中に変化する場
合にもワークレストの爪がそのつど、自動的にワ
ークに追従してワークをバツクアツプさせること
ができるので、加工精度が悪くなつたり加工が困
難になるこはない。

尚、円筒研削盤に適用した場合について述べた
が、この発明は旋盤やネジ研削盤等における加工
にも適用し得ることは云うまでもない。

以上説明したようにこの発明は、円筒研削盤、
旋盤等により長尺なワークをワークレストでバツ
クアツプさせて加工を行なうにあたり、ワークレ
ストのワークを拘束させる爪をワークの直径方向
に運動自在に装設させると共に、その近傍にワー
クの曲り或は歪等に起因する直径方向の変位量を
検出する変位センサーを設け、更に、前記爪をア
クチユエーターに連繋してワークの直径方向に制
御移動可能に設け、しかして、加工に先立つて前
記変位センサーにて加工前のワークの振れ量をワ
ークの回転位相に対応づけて検出し、この結果に
基づいて加工中、前記アクチユエーターを制御し
て爪をワークの曲り或いは歪等に起因する振れ廻
りに追従してワークの直径方向に運動させるよう
にしたから、長尺のワークを、曲がりや歪等を具
有するものでも、真直に加工することができ、加
工前のワークの外周面の精度と無関係に高精度の
加工を可能にすると共に、作業能率の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のワークレストを示す
断面図及びそれを装備させる円筒研削盤の概略平
面図、第３図及び第４図はこの発明の実施に使用
する自動ワークレストを示す断面図及びこれを装
備した円筒研削盤の概略平面図、第５図はこの発
明の方法における自動ワークレストの作動説明
図、第６図は従来のワークレストの作動説明図で
ある。１１……ワーク、１２……砥石、１３……自動
ワークレスト、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……爪、
１７ａ，１７ｂ……アクチユエーター、１８ａ，
１８ｂ……変位センサー、１９……コンピユータ
ー、２２……電磁ピツクアツプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１円筒研削盤、旋盤等により長尺なワークをワ
ークレストでバツクアツプさせて加工を行なうに
あたり、ワークレストのワークを拘束させる爪を
ワークの直径方向に運動自在に装設させると共
に、その近傍にワークの曲り或は歪等に起因する
直径方向の変位量を検出する変位センサーを設
け、更に、前記爪をアクチユエーターに連繋して
ワークの直径方向に制御移動可能に設け、しかし
て、加工に先立つて前記変位センサーにて加工前
のワークの振れ量をワークの回転位相に対応づけ
て検出し、この結果に基づいて加工中、前記アク
チユエーターを制御して爪をワークの曲り或いは
歪等に起因する振れ廻りに追従してワークの直径
方向に運動させるようにしたことを特徴とする、
長尺のワークを真直に加工する方法。