JPS6339379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は研削盤における砥石の自動交換装置
に関する。

〔従来技術〕

周知の如く、全自動と称される内面研削盤にあ
つては数回の研削作業毎に砥石ドレツサによつて
砥石をドレツシングし、その切れ味を再生しつつ
反復使用し、数回のドレツシング後にこの砥石が
所定の寸法より過小になつた時点で新たな砥石に
交換している。

しかしながら、上記ドレツシング作業および砥
石の摩耗に対する補正作業は総て全自動で制御さ
れつつ行われるのに対し、砥石の交換は、砥石の
過小を検出するか、予め設定された研削個数分研
削を終了した後に研削作業が自動的に停止するも
のの、その後の実際に砥石を取外し、新たな砥石
を取付ける作業は人手に頼るものであつた。

また砥石径が大きいものであれば、ドレツシン
グによる相対的な砥石径の減少が小さいために、
それほどひんぱんに交換する必要はないが、砥石
径が小さいと、たびたび交換しなければならず、
例えば１人の作業員が複数台の研削盤の交換作業
に従事した場合は常にいずれかの研削盤が作業を
停止している状態であり、このために稼動率を低
下させる原因となつていた。

したがつて、この砥石の取外し、取付け作業を
完全自動化できれば、研削作業を中断することな
く、全ての作業を人手を要さずに全自動で行うこ
とが可能となり、作業能率を大幅に向上できると
ともに、一層の省力化を図ることができる。

ところが上記のような研削盤は、一般にその砥
石スピンドルの先端に設けられたクイルに砥石の
軸部を螺合してこれを強固にクイル先端に結合す
るようにしているために、スピンドルの回転駆動
用高周波スピンドルモータを利用してこれを取外
すことはトルクが過小であるため出来ず、また新
たな砥石を装填する場合においても適正な締付け
トルクでもつて締付けなければならず、しかも取
外し時と取付時とではそのトルクを変えてやらな
ければならないなどの諸問題があり、このために
この種の砥石の交換作業は専ら人手を介して行
い、しかも新たな砥石の装着時における締付けト
ルクも経験と感に頼つて適当に出していたのが現
状である。

〔発明の目的〕

この発明は以上のような現状に鑑みなされたも
のであつて、砥石の交換時において、砥石スピン
ドルに軸結し、これを砥石の螺出方向に回転せし
める回転トルクと、螺入方向に回転せしめる回転
トルクとを変化せしめるとともに、適性締付トル
クでその回転を停止できるようにすることによつ
て、この種の砥石の自動交換を可能にすることを
目的とする。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

第１図、第２図はこの発明を内面研削盤に適用
した場合の装置の全体構成を示すものである。

各図において、装置本体としての内面研削盤１
は、メインベツド２上に切込台３と砥石軸台４を
対向配置するとともに、上記切込台３上には高周
波スピンドルモータ５に連係して回転する主軸ス
ピンドル６を、砥石軸台４上には同じく高周波ス
ピンドルモータ７に連係して回転する砥石スピン
ドル８を夫々備え、上記砥石軸台４は切込台３に
対してレシプロケーシヨン運動するようになつて
いるとともに、上記切込台３は図示しないサーボ
モータにより砥石軸台の移動方向と直角方向に移
動できるようになつている。

そして上記主軸スピンドル６の先端にはワーク
チヤツキングヘツド９が設けられ、このヘツド９
の内部に図示しないワークがチヤツキングされて
おり、これと対向して上記砥石スピンドル８の先
端にはクイル１０を介して砥石１１が着脱可能に
螺装されている。

上記クイル１０は第５図に示すように砥石スピ
ンドル８の先端に固着されるフランジ部１０ａ
と、このフランジ部１０ａの中心に突設された筒
部１０ｂを備え、その内筒部に雌ネジ部１０ｃを
条設したものである。

これに対し、上記砥石１１は、先端に六角ボル
ト１１ａを有する軸１１ｂの外周に砥粒を結合し
たもので、軸１１ｂの後端には上記クイル１０の
雌ネジ部１０ｃに螺合する雄ネジ部１１ｄを形成
してあるとともに、六角ボルト１１ａの先端面に
はこれの着脱用の六角穴１１ｅを形成してあり、
外部操作によりこの砥石１１をクイルに対し着脱
するようになつている。

また、この内面研削盤１は一般的なもので、こ
のものには図示しない定寸装置及び砥石ドレツシ
ング装置等が付設され、定寸結果に基づいて研削
制御がなされるとともに、一研削作業毎にワーク
の自動交換とを行い、また数研削作業毎に砥石の
ドレツシングを行うようになつている。

すなわち、第１図は上記切込台３が原点位置に
位置し、砥石軸台４が加工待期位置に位置してい
る状態を示し、この状態から砥石軸台４が前進
し、砥石１１を回転させつつレシプロケーシヨン
運動を行うとともに、主軸スピンドルを回転させ
つつ切込台３を切込方向に送ることにより、ワー
クの内面を所定寸法に研削する。

次いでワーク内面が目標仕上がり寸法となつた
時点で切込台３は原点位置に復帰するとともに、
砥石軸台４は加工待期位置に後退し、ワークの自
動交換及び数加工毎に砥石１１のドレツシングが
なされ、これによつて砥石１１の切れ味を再生さ
せ、再び上記の加工動作が繰返されるようになつ
ている。

以上のように構成された内面研削盤１には、上
記砥石１１の自動交換装置が設けられ、上記砥石
１１が所定寸法より過小になつた際に、この砥石
１１を取外すとともに、新たな砥石をクイル１０
に装填するようになつている。

この装置はメインベツド２の中央部一側面にあ
つて、上記砥石スピンドル８の先端に向けてこれ
と直交方向に摺動可能に配置された交換機本体２
０と、砥石軸台４の後端にあつて上記砥石スピン
ドル８と同一軸線上に配置されたこれの正逆回転
駆動用のドライバ２１とから２分割構成されてい
る。

上記本体２０はメインベツド２の一側部に立設
されたコラム２２と、このコラム２２の上部一側
面に突設されたアーム２３と、このアーム２３の
上面に設置された固定プレート２４と、この固定
プレート２４上にボールネジ送り機構等を介して
上記砥石スピンドル８の軸方向と平行に移動調整
可能に設置されたガイドブロツク２５と、このガ
イドブロツク２５上に設置された油圧シリンダ２
６、及び上記ガイドブロツク２５内に摺動可能に
挿通されたガイドポスト２７の一端に固着される
とともに、上記シリンダ２６のプランジヤ２８の
先端に連結された交換機ヘツド２９とを備える。

そして、この交換機ヘツド２９には第３図、第
４図に示すように回り止め３０及び砥石グリツパ
３１が設けられ、上記シリンダ２６の駆動により
ヘツド２９が作業待機位置〔イ〕から第３図に想
像線で示す作業位置〔ロ〕に移動した時点で回り
止め３０を砥石１１の先端部に一致せしめるよう
にしているとともに、この回り止め３０はその後
部に設けられた前後進用のシリンダ３２にアーム
３３を介して連結され、このシリンダ３２と後部
プレート３４間に介在されたバネ３５の付勢圧に
抗して常時後退位置している。

しかして、上記ドライバ２１がスピンドル８に
軸結し、これを回転させた時点で上記シリンダ３
２が駆動し、バネ３５の付勢圧によつて回り止め
３０の先端に設けられた六角ドライバ３０ａが回
転する砥石１１の六角穴１１ｅに入り込み、これ
により砥石１１はクイル１０から螺出し、ヘツド
２９の下部に一体化された排出シユート３６に落
込んで排出される。

また上記砥石グリツパ３１は交換機ヘツド２９
の待機位置〔イ〕で図示しない供給シユートに収
納される砥石を受け取り、これを保持するととも
に、その側部に設けられた油圧モータ３７にギア
３８，３９を介して旋回可能に連係し、上述の如
き操作によつて回り止め３０が旧砥石を排出した
後一たん後退位置に位置した時点で、その先端に
旋回して、これに保持された新たな砥石１１を上
記回り止め３０の先端に同一軸線上に位置せしめ
るようになつている。

次いで上記ドライバ２１が逆転すると、再び上
述と同様に回り止め３０が突出し、この結果グリ
ツパ３１に保持された砥石１１は回り止め３０の
押圧力によつてその後端を回転するクイル１０内
に没入させ、これとともにつれ廻りしつつその六
角穴に回り止め３０の先端を連結し、急速にクイ
ル１０内に入り込み、その後端の雄ネジ部１１ｄ
をクイル１０の雌ネジ部１０ｃに螺合せしめ、新
たに砥石１１をクイル１０に装着するようになつ
ている。その後回り止め３０及びグリツパは初期
位置に復帰し、次いでシリンダ２６の駆動により
ヘツド２９は待機位置〔イ〕に後退すると同時に
ドライバ２１がスピンドル８の後端から離間する
ことによつて砥石の交換作業を終了するようにな
つている。

ここで上記ドライバ２１は、第６図に示すよう
に、上記砥石スピンドル８の後部にあつて砥石軸
台４上に固定されたギアボツクス５０と、このギ
アボツクス５０の後部に装着された油圧シリンダ
５１と、このシリンダ５１に隣接してギアボツク
ス５０に並設された高トルク油圧モータ５２を備
える。

上記油圧シリンダ５１にはその先端にピストン
５３を一体化した内部中空のピストンロツド５４
が摺動可能に挿通されているとともに、このピス
トンロツド５４の内筒部は、シリンダ５１の先端
部よりその内部に向けて延設されたガイドスリー
ブ５５の外周に挿通され、これにガイドされてシ
リンダ５１内を摺動するようになつている。更に
このピストンロツド５４及びガイドスリーブ５５
の内筒部には後端をピストンロツド５４の後端内
筒部を貫通してこれに回転自在に軸受されるドラ
イバシヤフト５６が挿通されており、かつこのド
ライバシヤフト５６の先端は上記シリンダ５１及
びギアボツクス５０を貫通して上記砥石スピンド
ル８の後端に同一軸線上に対向している。そして
このドライバシヤフト５６の後部とピストンロツ
ド５４の後端内面間には圧縮バネ５７が介在さ
れ、これによりドライバシヤフト５６とピストン
ロツ５４を連係させている。したがつてピストン
ロツド５４が図示する位置から前進し、その結果
このドライバシヤフト５６の先端に固着された六
角ドライバ５６ａが砥石スピンドル８の後端に形
成された六角穴８ａの開口に当接した時点でピス
トンロツド５３が前進している場合に、このバネ
５７が圧縮変形することによつて過度な負荷が上
記スピンドル８の後端及びドライバシヤフト５６
の先端に加わることを防止している。

上記高トルク油圧モータ５２は例えばその内部
に遊星ギア等の減速機構を有する低速かつ高トル
クモータであつて、このものは弁ポートの切替に
より正逆回転出来るようになつている。

そしてこの油圧モータ５２の出力軸５２ａはス
リーブ継手５８を介してギアボツクス５０に軸承
された中間軸５９に連結されており、かつこの中
間軸５９の外周には夫々逆向きの回転方向にのみ
回転する一方向クラツチギア６０，６１が軸結さ
れており、これら各ギア６０，６１は夫々上記ド
ライバシヤフト５６の外周にキー及びキー溝（図
示略）を介してスライド可能に軸着されたギア６
２，６３に噛合している。

これら各ギアのギア比は夫々２：１の比に設定
されており、従つて大径側クラツチギア６１の回
転駆動時、すなわち小径のクラツチギア６０の空
転時において出力軸５２ａのトルクを１とすると
ドライバシヤフト５６のトルクは1/2となり、ま
たこの出力軸５２ａが逆転した場合に小径側クラ
ツチギア６０が回転し、大径側クラツチギア６１
が空転することになるが、この場合におけるドラ
イバシヤフト５６のトルクは出力軸５２ａのトル
クの２倍、すなわちドライバシヤフト５６は正逆
回転時に１：４のトルク比でもつて回転駆動され
るようになつている。

このことは上記内面研削盤１の作業時におい
て、砥石スピンドル８は砥石１１のネジ締め方向
に高速回転し、かつ砥石１１がワークに接するこ
とにより、初期に設定した締付トルクよりも強く
締め付けられるためであり、従つて、砥石１１を
スピンドル８から外す場合には小径のクラツチギ
ア６０を回転させつつドライバシヤフト５６を前
進させてスピンドル８に軸結させることにより、
高トルクでスピンドル８を回転せしめ、上述の回
り止め３０と共働して砥石１１を取外すことにな
る。

また新たな砥石１１をスピンドル８に装填する
場合には弁ポートを切替えて、今後は大径のクラ
ツチギア６１を回転駆動させることにより、前記
の1/4トルクでもつて砥石１１をスピンドル８の
先端に砥石１１を螺装することになり、これらに
よつて、砥石１１を取外す場合には油圧モータ５
２に過度な負荷をかけることがなく、また装填す
る場合には適度な締付けトルクで行なうことがで
きる。

なお砥石１１の取付及び取外し時における検出
手段としては、油圧モータ５２の油圧経路内に圧
力スイツチを設け、この油圧変化を検出してモー
タ５２の駆動−停止を行うようにすればよい。

例えば、砥石の取付時においては上記油圧モー
タに加わる油圧は砥石１１がネジ込まれるにした
がつて大となり、螺装された段階で急激に上昇す
る。したがつて、砥石１１の初期締付トルクを設
定するには、その油圧に応じた圧力スイツチの作
動圧を設定しておけば、常時一定の締付トルクを
得られる。

また砥石１１の取外し時には上記と逆に油圧が
所定圧力以下になつた場合には砥石が取外された
ことになるので、これを検出することにより油圧
モータ５２の回転を切替えればよい。

〔発明の効果〕

以上実施例で説明したようにこの発明に係る砥
石の自動交換装置にあつては、旧砥石の取外し時
には高トルクで砥石スピンドルを回転させながら
砥石先端に軸結してこれを取外すことができると
ともに、新たな砥石の螺装時には適性なトルクで
取付けることができるため、従来人手でやつてい
たこの種砥石の交換作業を全て自動的かつ機械に
無理な負荷をかけずに行うことができ、しかもそ
の締付トルクも一定である。

よつて、この発明に係る砥石の自動交換装置を
付設した研削盤は全ての作業を自動化でき、作動
能率の大幅向上と一層の省力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る砥石の自動交換装置を
設けた内面研削盤の全体構成を示す平面図、第２
図は同側面図、第３図は交換機本体の側面図、第
４図は第３図の−線断面図、第５図は砥石ス
ピンドルの先端部の構成を示す一部断面分解斜視
図、第６図はドライバの断面図である。 １……内面研削盤、８……砥石スピンドル、１
１……砥石、２０……交換機本体、２１……ドラ
イバ、２６……シリンダ（移送手段）、２９……
ヘツド、３０……回り止め、３１……砥石グリツ
パ、３２，３５……結合手段（３２……油圧シリ
ンダ、３５……バネ）、３７，３８，３９……供
給手段（３７……油圧モータ、３８，３９……ギ
ア）、５０……ギアボツクス、５１……油圧シリ
ンダ、５２……高トルク油圧モータ、５２ａ……
出力軸、５４……ピストンロツド、５６……ドラ
イバシヤフト、５７……圧縮バネ、６０，６１…
…一方向クラツチギア、６２，６３……ギア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端部に係合部を有し、後端部はネジ部を有
   する砥石を、先端に螺装した砥石スピンドルを有
   する研削盤における砥石の交換に用いられる自動
   交換装置であつて、該装置は、 前記砥石先端部と係合する係合部を有する回り
   止めと、 この回り止めを前記砥石先端係合部に結合すべ
   くその軸方向に移動せしめる結合手段と、 砥石の供給部と前記回り止め軸間を旋回可能に
   設けられたグリツパーを旋回させて、これに保持
   された砥石を前記回り止めの先端に同一軸線上に
   対向位置せしめる供給手段と、 を設けてなるヘツドと、 砥石交換時期において、このヘツドを砥石スピ
   ンドルの先端に移動せしめて、上記回り止めを砥
   石スピンドルの先端に同一軸線上に対向位置せし
   める移送手段と、 油圧モータの出力軸に軸着され、油圧モータの
   正逆回転に伴い互いに逆向きにのみ回転する径の
   異なる一対の一方向クラツチギヤーとギヤー比の
   関係がそれぞれ１：２以上で噛合する一対のギヤ
   ーがその外周に軸方向摺動可能に軸設され、かつ
   前記砥石スピンドルの後端に同一軸線上に対向す
   るとともに着脱可能に該砥石スピンドルに軸結さ
   れるドライバシヤフトからなるドライバーと、 を備え、 砥石スピンドルに対し、砥石を螺出及び供給、
   螺合せしめることを特徴とする砥石の自動交換装
   置。