JPS63256324A - 長尺ワ−ク加工装置の自動ワ−クレスト - 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、長尺ワークの加工装置に用い、加工工具に
対してワークをバックアップ支持し、ワークを真直に加
工できるようにした自動ワークレストに関するものであ
る。

〔従来の技術と問題点〕

例えば、長い円柱状のワークを切削あるいは研削加工す
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（振れ回り）したりするのを防
止するために、ワークをバックアップ支持するワークレ
ストが使用されてい通常、このワークレストとしては、
ワークの直径あるいは切込み量に応じて作業者がその爪
の位置を人為的に調整する手動式が多く用いられている
。

しかしながら、手動式の場合は、作業能率や品質の安定
性に問題があるため、調整を自動的に行なうようにした
ワークレストが既に提案されている。（特開昭５９−４
７１５９号公報参照）第４図と第５図は従来の自動ワー
クレスト及びこれを装着した円筒研削盤を示している。

同図において、１はワーク、２は砥石であり、ワーク１
は両端がセンター３．３で支持され、ワークスピンドル
４とケレ５で回転が付与されると共に、ワーク１の砥石
２と対向する側に複数の自動ワークレスト６と、各ワー
クレストの近傍に変位センサー７が配置されている。尚
加工工具は砥石２に代えてバイト等の切削工具であって
もよい。

自動ワークレスト６は第５図に示すように、ワーク１の
砥石２と対向する側を拘束させる主爪８及びワーク１の
下方を拘束させる爪９を固定ベース１０に摺動自在に挿
着し、ワーク１の上方を拘束させる爪１１を前記固定ベ
ース１０に揺動自在に枢着している。前記主爪８と爪Ｓ
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−とボールネジ等を組合せて往復させ得るように
した送り機構からなるアクチェエータ−１２，１３に連
繋されている。

変位センサー７は、ワーク１の直径方向の変位量を検出
する電気マイクロメーター或いは空気マイクロメーター
等からなり、この変位センサー７により検出された加工
前のワーク１が具有していた曲がり及び歪みによる振れ
量をワーク１の回転移送に対応づけてコンピューター１
４に入力して記憶させておき、ワーク１の加工中、この
コンピューター１４からの出力信号により前記アクチュ
エーター１２．１３を制御して主爪８と爪９を加工前の
ワーク１の振れ廻りに追従して水平方向に摺動するよう
に構成されている。尚、アクチュエーターは、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１に作用する外力の影響によるワーク１の変位を防止
し得る程度の高い剛性を備えている。また、ワーク１の
回転位相は例えばワークスピンドル４に取付けた歯車１
６の回転を電磁ピックアップ１７で検出することにより
得られる。

従って、ワーク１の加工中、このコンビエータ−１４の
記憶情報に基づいてアクチュエーター１２．１３を制御
し、主爪８と爪Ｓを加工前のワーク１が具有していた曲
がりや歪みによる振れ廻りに追従して水平方向に摺動運
動させると共に、加工中において、砥石２が通過すると
（１）ラバースとすると〕ワークレストの主爪８と爪９
は砥石２の切込み量だけ送りこまれて、別途検出される
ワーク１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。

ところで、上記のような自動ワークレストにおいて、ワ
ークの加工精度、特に真円度を良くするためには、砥石
２が主爪８を通過する前、通過中及び通過した後の各状
態において、各々いかに主爪８を精度よく制御するかが
重要である。

主爪８に対する砥石２の通過前及び通過後については、
センサーによる振れ測定や砥石２の切込よく制御するこ
とは可能である。

しかし、砥石の切れ量、切れ味、送り速度、切り込み量
などの諸条件により、砥石によるワークの加工状態は常
に変化するため、主爪に対する砥石の通過中においては
、加工状態の変化に追従して主爪を精度良（動作させる
ことは非常に困難であり、砥石の主爪通過中におけるバ
ンクアップが確実に得られないため、この部分で加工精
度が低下するという問題が生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、砥石の通過中における主爪の複雑な制
御を省き、しかも精度の高い真直な加工が得られる長尺
ワーク加工装置の自動ワークレストを提供することが目
的である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のような問題点を解決するため、この発明は、ワー
クの外周面を拘束し、ワークの直径方向に移動可能な主
爪と、この主爪の近傍に配置され、ワークの外周面形状
に従動すると共にその位置をクランプする機構を有する
補助爪とを合わせもっている構造としたものである。

〔作用〕

円筒研削盤や旋盤でワークを加工するとき、主爪は砥石
の切込位置が通過する直前までの間、変位センサーで測
定した値に基づいてワークの外周面形状に追従しながら
ワークを支えていると共に、補助爪はワークの外周面形
状に従動しているのみであり、砥石が主爪を通過する直
前になると、補助爪はロックされ、これ以降補助爪がワ
ークを支える。

一方、砥石がワーク端まで移動した後、その方向を反転
して加工をｍ続する場合には、砥石の切込位置が主爪を
通過して補助爪の前に達すると、変位センサーによりワ
ークの外周面までの距離を測定しかつその量だけ主爪を
前進させてワークを拘束する。

このように、支持部を主爪から補助爪へ、さらに補助爪
から主爪へと移行させることにより砥石の切れ量の変化
に追従させる制御を不要にしている。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面の第１図ないし第３
図に基づいて説明する。なお、第４図及び第５図と同一
部分は同一符号を付すことによって説明に代える。

第１図と第２図のように、円筒研削盤で支持されたワー
ク１の砥石２と対向する側に配置した自動ワークレスト
２１は、主爪８の近傍に配置された補助爪装置２２を合
わせもっている。

上記主爪８は、取付はベッド上に固定した支持部材２３
にアクチェエータ−２４を介して支持され、アクチェエ
ータ−２４の内部に組み込んだ変位センサー７で測定し
た値に基づいて、ワーク１の振れ廻りに追従した水平方
向の往復運動が付与される。

前記補助爪装置２２は、第２図と第３図に示すように、
支持ヘッド２５内に組み込んだ空気軸受２６で補助爪２
７を水平方向に移動自在となるよう支持し、縮設したば
ね２８で上記補助爪２７にワーク１へ常時摺接する弾性
を付与すると共に、この補助爪２７を固定化するクラン
プ機構２９を備えている。

上記クランプ機構２９は、支持ヘッド２５に固定したシ
リンダ３０に揺動レバーを連結し、揺動レバー３１と補
助爪２７の間にニードル３２を介装して構成され、シリ
ンダ３０が作動すると、揺動レバー３１がニードル３２
を介して補助爪２７を固定化するようになっている。

この補助爪２７は、ばね２８の押圧力によってワーク１
の外周面に摺接し、ワーク１０回転位相に従動している
のみであるが、第２図一点鎖線の如く、砥石２が補助爪
を通過後主爪８を通過する前に、クランプ機構２９のシ
リンダ３０が外部からの信号で作動し、ロックされた補
助爪２７はそれ以降ワーク１を支えることになり、主爪
８によるワーク１の支持が不要になる。

このことは、砥石２の切込位置が主爪８を通過するとき
、主爪８を切れ量に応じて追従させるという複雑な制御
が不要になる。

上記のワーク支持を、主爪８から補助爪２７に持ちかえ
るためには、補助爪２７と主爪８の間隔を砥石２の幅板
上に設定する必要がある。

この発明の自動ワークレストは上記のような構成であり
、ワーク１の加工中において、各ワークレスト２１の主
爪８は、砥石２が直前に達するまでの間、予め変位セン
サー７によって検出した情報に従って、振れ廻りに追従
してワーク１を支持していると共に、各補助爪２７は、
ワーク１の回転位相に従動している。

砥石２が主爪８の直前に達すると、これを検出した信号
により、上記主爪８の近傍に配置した補助爪２７のクラ
ンプ機構２９が作動し、補助爪２７を固定化する。

補助爪２７は、固定化のとき、ワーク１に対し、砥石２
が通過した後の部分を支持しているため、固定化による
支障の発生はなく、ワーク１に作用する外力の影響によ
る変位を防止する役目を果たすことになる。

この時点で主爪８の制御は不要となり、砥石２は主爪８
の直前部分を加工しながら通過して行（ことになる。

一方、砥石２がワーク１端まで移動した後、その方向を
反転して加工を継続する場合には、砥石２の切込位置が
主爪８を通過して補助爪２７の前に達すると、変位セン
サー７によりワーク１の外周面までの距離を測定しかつ
その量だけ主爪８を前進させてワークを拘束する。

このように、支持部を主爪８から補助爪２７へ、さらに
補助爪２７から主爪８へと移行させることにより砥石２
の切れ量の変化に追従させる制御を不要にしている。

〔効果〕

以上のように、この発明によると、自動ワークレストの
主爪に対し、その近傍に補助爪を配置し、加工工具が主
爪の直前を通過するとき、ワークの支持を主爪から補助
爪に、また補助爪から主爪に持ちかえるようにしたので
、加工の変化に追従した主爪の制御が不要なり、主爪の
制御が簡単且つ容易になると共に、ワークの支持精度が
良くなるため、良好な真直な加工精度が得られることに
なる。

また、補助爪は移動自在とし、ロック機構によって固定
化するようにしたので、構造が簡単であり、全体として
低コストな自動ワークレストとすることができる。

これまではワークの曲がり及び歪による振れ廻りに追従
して運動する主爪に、補助爪を配置し、加工する場合に
ついて述べてきたが、ワークの加工には主爪を振れ廻り
に追従させる方法の他に、砥石が切込む毎に切込量に相
当する量だけ主爪を前進させ砥石トラバース中は、主爪
位置を固定して使用する方法もある。この場合において
も、補助爪を配置し、上述の内容と同じ動作を行なわせ
ることにより、同様の効果を得ることができる。

本文及び上記応用例では、補助爪を主爪近傍に１ケのみ
配置し、主爪から補助爪へ、また補助爪から主爪へとワ
ーク支持部を移行する方法について説明したきたが、補
助爪は主爪の両側に１ケずつ配置しても良い、この場合
には、砥石の１往路１では主爪から補助爪にまた“復路
”では補助爪から他の補助爪へとワークの支持部を移行
することになるが、効果は同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る自動ワークレストの使用状態
を示す平面図、第２図は同上の要部を拡大した一部切欠
平面図、第３図は同上の縦断正面図、第４図は従来の自
動ワークレストの使用状態を示す平面図、第５図は同上
要部の縦断面図である。 １・・・・・・ワーク、２・・・・・・砥石、３・・・
・・・センター、７・・・・・・変位センサー、８・・
・・・・主爪、２１・・・・・・自動ワークレスト、２
２・・・・・・補助爪装置、２７・・・・・・補助爪、
２９・・・・・・クランプ機構、３０・・・・・・シリ
ンダ、３１・・・・・・揺動レバー、３２・・・・・・
ニードル。 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒研削盤、旋盤などの長尺ワーク加工装置によ
   り長尺のワークを加工する場合に、ワークをバックアッ
   プ支持するために使用されるワークレストにおいて、ワ
   ークの外周面を拘束し、ワークの直径方向に移動可能な
   主爪と、この主爪の近傍に配置され、ワークの外周面形
   状に従動すると共にその位置をクランプする機構を有す
   る補助爪とを合わせもっていることを特徴とする長尺ワ
   ーク加工装置の自動ワークレスト。
2. （２）主爪と補助爪の間隔がワーク加工工具の幅よりも
   広く設定されている特許請求の範囲第１項に記載の長尺
   ワーク加工装置の自動ワークレスト。
3. （３）補助爪のクランプ開始時期が、ワーク加工工具に
   よる切込量の変化が補助爪を通過した後から主爪を通過
   する前までの間に設定した特許請求の範囲第１項に記載
   の長尺ワーク加工装置の自動ワークレスト。
4. （４）補助爪は、軸受でワークの直径方向に移動自在と
   なるよう支持され、常時ワークに向けて接触する移動力
   が付与され、クランプ機構が、シリンダにより揺動する
   レバーでニードルを介して補助爪をロックするようにな
   っている特許請求の範囲第１項に記載の長尺ワーク加工
   装置の自動ワークレスト。