JPS6389266A

JPS6389266A - 平面研削盤における砥石及び砥石カバ−自動交換装置

Info

Publication number: JPS6389266A
Application number: JP23281286A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nagareo; 流尾　敬二
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-20
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH074760B2

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）本発明は、平面研削盤の旋回砥石頭における砥石及び砥
石カバーを自動的に交換するための装置に関するもので
ある。

（従来の技術とその問題点）一般に、平面研削盤で各種異なった形状の平面を持った
ワークを研削加工する場合、多種類の砥石を準備してお
き、これらを順次交換使用する必要があり、また砥石が
消耗して最小径になった場合にも当然砥石の交換が必要
となる。特に、平面研削盤の旋回砥石頭では、砥石を交
換する他、砥石形状により砥石カバーも同時に交換しな
ければならないと共に、旋回砥石頭に着脱される砥石及
び砥石カバーは多種多様であり、その交換回数は比較的
多い。

しかしながら、従来、砥石及び砥石カバー交換作業はほ
とんど人手に頼っているのが実状であり。

能率的でないため、全加工時間に対する交換時間の比率
は無視できない程となっており、生産性向上の妨げにも
なると共に、作業者の労力負担は極めて大きかった。平
面研削盤の大型化に伴い砥石及び砥石カバーが大型かつ
大重量のものとなれば、クレーン作業等が必要となり、
砥石及び砥石カバーの交換が容易かつ迅速に行なえず１
作業者の安全を害するおそれが多分にあった。

そこで、砥石及び砥石カバーを自動的に交換する方策と
して、複数組の砥石及び砥石カバーを旋回中心を中心と
する円周上に等配して搭載した旋回可能なマガジンと、
該マガジンを旋回させて１組の砥石及び砥石カバーを割
出す割出し装置とをコラムに沿い上下動可能に設け、該
装置で割出した砥石をマガジン上から上動させて砥石軸
端部に嵌合させ、かつ、角穴付締付ねじにより連結する
と共に、砥石カバーをマガジン上から上動させ、しかる
後横移動させて砥石に対して砥石カバーを横から装着す
ることが考えられている（特開昭６１−１４８３１号公
報参照）。

しかしながら、この方策では、砥石が正逆回転するため
に締付ねじがゆるむから、その回止めが必要となるが、
回止めの自動化は困難である。また、砥石と砥石カバー
を同時に着脱することができず、自動交換とはいえ交換
に時間がかかりすぎると共に、マガジン上で各組の砥石
と砥石カバーが干渉せずに上下動できるよう離れている
ため、マガジンにおける砥石及び砥石カバーの搭載組数
が限られてしまうという不都合を免れない６（発明の目
的）本発明は、かかる不都合を解消するためになしたもので
、砥石の゛正逆回転に対して砥石の装着にゆるみが生じ
るのを強力に防止すると共に、砥石及び砥石カバーの同
時着脱方式により交換時間の短縮を図り、かつ、マガジ
ンにおける砥石及び砥石カバー搭載組数の増加を図るこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明の砥石及び砥石カバー自動交換装置は、砥石軸端
部に砥石をテーパ面にて嵌合させて装着し、かつ、砥石
軸外筒端部に、砥石カバーを装着する平面研削盤におい
て、複数組の砥石及び砥石カバーを旋回中心を中心とす
る円周上に等配して搭載した旋回可能なマガジンと、該
マガジンを旋回させて１組の砥石及び砥石カバーを交換
位置に割出す割出し装置とをコラムに沿い上下動可能に
設けると共に、砥石の中央部と砥石カバーの上部にプル
スタッドを夫々突設し、かつ砥石軸と砥石軸外筒の端部
に、前記プルスタッドのチャック機構を有するばねクラ
ンプ・油圧アングランプのコレットチャック方式着脱装
置を設けたことを特徴とするものである。

（実　施　例）以下本発明の一実施例を図面に沿い説明する。

第１図、第２図は本発明の砥石及び砥石カバー自動交換
装置を装備した門形平面研削盤を示し、図中１はベッド
、２はテーブル、３はコラム、４はトップビーム、５は
クロスレールでコラム３の摺動面に沿い昇降可能に設け
゛られている。６は横軸砥石頭、７は旋回砥石頭で、ク
ロスレール５に夫々サドル８，９を介して水平方向に移
動可能に設けられている６１０は砥石台で、旋回砥石頭
７のサドル９に上下動自在に装着されており、上下動装
置１１によりボールねじ機構を介して上下動される。　
第３図及び第４図は皿バネクランプ・油圧アンクランプ
のボール式コレットチャック方式砥石着脱装置を示し１
図中１２は砥石軸外筒で、砥石台１０に垂直面内で回転
可能に設けた支持架台１３に装着されている。１４は砥
石軸で、砥石軸外筒１２内に図示しない軸受を介して回
転自在に装着されており、モータ１５により正逆回転さ
れる。

砥石軸１４の端部局面には先細りのテーパ面１６が形成
されると共に、内部にはピストン１７が軸芯上を上下動
自在に嵌入されている。ピストンロッド１８は、ピスト
ン１７に上端を固定され、かつ、砥石軸１４の軸端中央
部に装着したロッド案内部材１９に下端部を摺動自在に
支持されている。ピストン１７の反ロッド１８側には、
図示しない圧油源にロータリバルブと油路２０等を介し
て接続した油室２１が画成され、かつ、ピストン１７と
ロッド案内部材１９との間には、ピストンロッド１８に
遊嵌したクランプ用の皿ばね２２が介装されている。こ
のため、ピストンロッド１８は、皿ばね２２の力に打勝
つ油室２１内の油圧供給で下動され１反対に油室２１内
の油圧を解放したときの皿ばね２２の力で上動される。

ピストンロッド１８の先端部は、先端側に開口した挿入
穴２３を有する筒状に形成されており、該ロッド先端部
には所定ピッチで複数個の係止ボール２４（実施例では
６個の鋼球）がテーパ穴２５を介してロッド半径方向に
移動自在に装着されている。

係止ボール２４は、ピストンロッド１８の先端部の肉厚
寸法よりｔだけ大きい直径で形成されている。

一方、ロッド案内部材１９のロッド案内部穴２６の反ピ
ストン１７側には、該穴２６の径より２ｔ＋α（僅かな
寸法）だけ太き目のボール逃がし用穴２７が設けられ、
この穴２７の上端には、前記穴２６に連続させる傾斜面
２８が設けられている。このため、係止ボール２４は、
下部穴２７の壁面との当接位置（ピストンロッド１８の
押出し位置）で後述のプルスタッド３３によりピストン
ロッド１８の外周に押出されて挿入穴２３の壁面から引
込み、上部穴２６の壁面との当接位置（ピストンロッド
１８の引込み位置）で該穴２６の壁面により引込みを阻
止されて挿入穴２３の壁面からほぼｔだけ突出する。

砥石２９は、その中央開口部に嵌合されたスリーブ３０
と該スリーブ３０にボルト締結された固定リング３１と
の間に挾持されている。スリーブ３０の内面にはテーパ
面３２が形成され、かつ、内部中央には。

前記コレットチャック方式砥石着脱装置１７〜２８によ
り挿入穴２３の壁面から突出した係止ボール２４を介し
て把持されて牽引可能なプルスタッド３３が端板３４を
介して固設されている。このため、砥石２９は、砥石軸
１４の端部にテーパ面１６．３２にて嵌合され、かつ、
コレットチャック方式砥石着脱装置１７〜２８により皿
ばね２２の力で牽引連結されると共に。

該着脱装置１７〜２８のシリンダ作動によるピストンロ
ッド１８の下動で下方へ押出され、かつ、プルスタッド
３３の把持を解除され、かくして砥石２９は砥石軸１４
の端部に着脱される。尚、砥石２９の装着完了は、砥石
軸外筒１２の下端に設けた図示しないリミットスイッチ
により確認されるようになっている。

第５図及び第６図は皿バネクランプ・油圧アンクランプ
のボール式コレットチャック方式砥石カバー着脱装置を
示している。以下、この装置につき説明すると、砥石軸
外筒１２の上端部外周には、外周に沿いギヤ３５を設け
たリング状のカバー支持部材３６が回転自在に装着され
ており、砥石軸外筒１２に取付けた図示しないモータに
よりギヤ３５とかみ合うピニオン３７を回転させること
によってカバー支持部材３６を１８０°正逆回転せしめ
るようになっている。このカバー支持部材３６内、互に
１８００ずれた位置には摺動板３８と該摺動板３８に上
端を固定したロッド３９が上下動可能に嵌入され、摺動
板３８とロッド３９の下端部を支持するロッド案内部４
０との間には、ロッド３９に遊嵌したクランプ用皿ばね
４１が介装されている。一方、砥石軸外筒１２には、前
記ロッド３９を下動させる戻しばね付油圧シリンダ４２
が取付けられている。このため、ロッド３９・は。

前記ピストンロッド１８と同様、油圧シリンダ４２の油
室内油圧を解放したときの皿ばね４１の力に打勝って下
動され、反対に油圧シリンダ４２の油室内油圧を解放し
たときの皿ばね４１の力により上動される。

前記ピストンロッド１８と同様に、ロッド３９の先端部
は、先端側に開口した挿入穴４３を有する筒状に形成さ
れており、該ロッド先端部には所定ピッチで複数個の係
止ボール４４（実施例では６個の鋼球）がテーパ穴を介
してロッド半径方向に移動自在に装着されている。係止
ボール４４は、ロッド３８の先端部の肉厚寸法よりｔｌ
　（図示せず）だけ大きい直径で形成されている。一方
、ロッド案内部４０の案内用穴４６の反摺動板３８側に
は、該穴４６の径より２ｔ’＋α（僅かな寸法）だけ太
き目のボール逃がし用穴４７が設けられ、この穴４７の
上端には、前記穴４６に連続させる図示しない傾斜面が
設けられている。このため、係止ボール４４は、下部穴
４７の壁面との当接位置（ロッド３８の押出し位置）で
後述のプルスタッド５圓二よりロッド３８の外周に押出
されて挿入穴４３の壁面から引込み、上部穴４６の壁面
との当接位置（ロッド３８の引込み位置）で該穴４６の
壁面により引込みを阻止されて挿入穴４３の壁面からほ
ぼｔ′だけ突出する。

砥石カバー４８の上部内周側、互に１８０”ずれた位置
には、前記カバー支持部材３６の下面に密着される当接
部材４９が設けられ、該当接部材４９の中央には、前記
コレットチャック方式砥石カバー着脱装＋ｆ１１３８〜
４７により挿入穴４３の壁面から突出した係止ボール４
４を介して把持されて糸引可能なプルスタッド５０が突
設されている。このため、砥石カバー４８は、カバー支
持部材３６の下面に当接部材４９にて突合わされ、かつ
、コレットチャック方式砥石カバー着脱装置３８〜４７
により皿ばね４１の力で牽引連結されると共に、該着脱
装置３８〜４７のシリンダ作動によるロッド３８の下動
で下方へ押出され、かつ、プルスタッド５０の把持を解
除され、かくして砥石カバー４８は、カバー支持部材３
６を介して砥石軸外ｆｉ？ｉ１２に着脱される。尚、砥
石カバー４８の装着完了は、カバー支持部材３６に設け
た図示しないリミットスイッチにより確認されるように
なっている。

第２図に示す如く、クロスレール５の一端部の図示ａ位
置を砥石及び砥石カバー交換位置とするよう、複数組の
砥石２９．２９Ａ、　２９Ｂ及び砥石カバー４８．４８
Ａ、４８Ｂ（砥石の大きさによるが４〜６組）を−定の
ピッチで等配搭載したマガジン５１が昇降架台５２を介
してコラム５３に沿い昇降可能に設けられている。

昇降架台５２には、第７図及び第８図に示す如く、マガ
ジン５１を差波する固定カバー５４ａと可動カバー５４
ｂが設けられており、マガジン５１の旋回中心に対応さ
せて固定カバー５４ａに設けた揺動シリンダ５５により
可動カバー５４ｂが正逆回転されて固定カバー５４ａの
開口部５６が開閉されるようになっている。

マガジン５工は、昇降架台５２に設けた軸受５７と、固
定カバー５４ａに揺動シリンダ５５を介して設けた軸受
５８とに回転自在に軸支されると共に、昇降架台５２に
は、ピストンロッドに図示しないラックを設けた油圧シ
リンダ５９と、マガジン回転軸に装着した図示しないビ
ニオンに前記ラックをかみ合わせたラック・ピニオン機
構とからなる割出し装置６０（ＤＣサーボモータや油圧
モータ等であってもよい、）が内蔵されており、該装置
６０によりマガジン５１が旋回されて１組の砥石２９（
２９Ａ、　２９Ｂ）及び砥石カバー４８（４８Ａ、　４
８Ｂ）がマガジンカバー５４（５４ａ。

５４ｂ）の開口部位置（交換位置）に割出されるように
なっている。尚、図示しないが、マガジン５１の最終位
置決めはマガジン外周部に油圧等でピンを挿入すること
により行なう。

第９図及び第１０図はマガジン５１上の砥石２９，２９
Ａ。

２９Ｂ及び砥石カバー４８．４１１１Ａ、　４８Ｂの搭
載構造を示し、図中６１．６１Ａ、　６１Ｂは砥石２９
．２９Ａ、　２９Ｂを夫々受承する受台、６２．６２Ａ
、　６２Ｂは砥石カバー４８．４８Ａ。

４８Ｂを夫々受承する受台で、マガジン５１の旋回中心
を中心とする一円周上に等間隔で設けられており、砥石
２９．２９Ａ、　２９Ｂと砥石カバー４８．４８Ａ、　
４８Ｂを、砥石軸１４と砥石軸外筒１２に装着したのと
同一の相対的位は関係をもって？１ｌＬ３Ｂが砥石カバ
ー内に入った状態で支持するようになっている。

受台６１．６１Ａ、　６１Ｂは、砥石２９．２９Ａ、　
２９Ｂとテーパ係合する係合部６３．６３Ａ、　６３Ｂ
を上部に備えている。この受台６１．６１Ａ、　６１Ｂ
の内部中央には検出ロッド６４が上下動自在に挿設され
、かつ、戻しばね６５により弾発支持されると共に、昇
降架台５２の砥石及び砥石カバー交換位置には検出器６
６が設けられており、砥石及び砥石カバー交換時砥石軸
及び砥石軸外筒１２から離脱した砥石２９（２９Ａ、　
２９Ｂ）及び砥石カバー４８（４８Ａ、　４８Ｂ）が受
台６１（６１Ａ、　６１Ｂ）及び６２（６２Ａ、６２Ｂ
）上に受承されたのを検出ロッド６４の下動で近接スイ
ッチ等の検出器６６により検出するようになっている。

受台６２．６２Ａ、　６２Ｂは、夫々第９図に示す如く
受台６１．６１Ａ、　６１Ｂの同心円上３ケ所に植設し
た３本の受ロッドからなり、内２本の受ロッド６７ａの
上端部には砥石カバーに係合可能にテーパがつけられ、
残りの受ロッド６７ｂの上端は平らに形成されている。

尚１図示しないが、砥石軸１４側と昇降架台５２側には
夫々、砥石軸１４の端部周面（テーパ面１６）と。

マガジン５１上の砥石２９（２９Ａ、　２９［１）のテ
ーパ面３２及び砥石カバー４８（４８Ａ、　４８Ｂ）の
内面を掃除するためのエヤブロー装置が設けられている
。

また、図示しないが、クロスレール５の端部（交換位置
）にはドックとリミットスイッチが設けられており、ク
ロスレール５とマガジン５１との間隔が交換時一定にな
るようにしている。

（作　　用）砥石２９を砥石軸１４に、砥石カバー４８を砥石軸外筒
１２上のカバー支持部材３６に装着して、所定の研削加
工を行なっているとき、マガジン５１は、砥石２９及び
砥石カバー４８の割出し位置を保持したままマガジンカ
バー５４を閉じて下降限位置で待機している。

研削加工が終り砥石交換の指令が発せられると。

砥石２９は、上下動装置１１により上動され１次いでサ
ドル９によりクロスレール５の端部の交換位置まで移動
されると共に、砥石カバー４８はモータによりギヤ機構
３５．３７を介して元の向きに戻される。

一方、マガジンカバー５４は揺動シリンダ５５により開
かれ、かつ、マガジン５１はコラム５３上部の駆動装置
によりボールねじ機構を介して所定位置まで徐々に上昇
されられる。このとき、マガジン５１上の交換位置に受
台６１．６２が存在するか否かが確認されるが、仮に不
存在となると、マガジン５１が割出し装置６０により回
転され、受台６１．６２が交換位置に割出され１次いで
その位置がピンで固定される。

次いで、クロスレール５が所定位置まで下降させられて
、ドッグとリミットスイッチとによりマガジン５１と一
定の間隔をおいて停止され、砥石２９及び砥石カバー４
８の近傍位置に受台６１．６２が夫々配置されると共に
、油圧シリンダ１７〜２１と４２のロッド伸長作動（ア
ンクランプ動作）によりピストンロッド１８とロッド３
９が下降し、これによってボール式チャック機構２４〜
２８と４４〜４７が開放され、かつ、ピストンロッド１
８とロッド３９がプルスタッド３３と５０に当り、一方
、ピストンロッド１８とロッド３９が下降させられると
、プルスタッド３３と５０を介して、砥石２９は下方に
押出されてテーパ部が雛脱し、受台６１上に落ちて受承
され、同時に砥石カバー４８も受台６２上に落ちて受承
される。

砥石受入れ完了が検出ロッド６４を介して検出器６６に
より確認されると、旋回砥石頭７が少し上昇、左行させ
られ１次いで砥石軸１４の端部のテーパ面１６がエヤブ
ローにより掃除され、同時に砥石カバー４８もエヤブロ
ーにより掃除される。

しかる後、旋回砥石頭７は右行させられて交換位置の直
上に戻されると共に、マガジン５１が割出し装置６０に
より回転されて次に使用する砥石２９Ａ（２９Ｂ）及び
砥石カバー４８Ａ（４８Ｂ）が交換位置に割出され、か
つ、ピンによるマガジン固定で位置決めされる。

次いで、旋回砥石頭７が交換位置まで下降させられると
、砥石２９Ａ（２９Ｂ）と砥石カバー４８Ａ　（４８Ｂ
）のプルスタッド３３．３９は、油圧シリンダ１７〜２
１と４２によるアンクランプ動作で開放されたボール式
チャック機構２４〜２８と４４〜４７内に、係止ボール
２２゜２４を押しのけて挿入される。次に、油圧シリン
ダ１７〜２１と４２の供給油圧を解放すると１皿ばね２
２と４１の力によりピストンロッド１８と３９が上昇さ
せられて、係止ボール２４．４４は、上部穴６の壁面に
友力をとってプルスタッド３３．３９の軸部に圧着され
。

かつ頭部に係止され、該プルスタッド３３．３９が引上
げられ、砥石２９Ａ　（２９Ｂ）は、砥石軸１４の端部
にテーパ面１６．３２にて嵌合され、かつ、プルスタッ
ド３３を介して皿ばね２２の力で牽引連結されると共に
、砥石カバー４８Ａ　（４８Ｂ）は、砥石軸外筒１２の
端部に設けたカバー支持部材３６下面に当接され、かつ
、プルスタッド３９を介して皿ばね４１の力で牽引連結
される。

砥石２９Ａ（２９Ｂ）及θ砥石カバー４８Ａ（４８Ｂ）
の装着完了がリミットスイッチにより確認されると、旋
回砥石頭７は上昇させられて研削位置へ移動され、砥石
カバー４８Ａ　（４８Ｂ）は、適宜砥石２９Ａ　（２９
Ｂ）の正転研削、逆転研削に対応して向きが変更される
。−方、マガジン５１は、最下降限位置まで下降させら
れると共に、マガジンカバー５４が閉じられる。

（発明の効果）以上の通り本発明は、砥石と砥石カバーにプルスタッド
を設け、かつ、砥石軸と砥石軸外筒の端部に、前記プル
スタッドのチャック機構を有するばねクランプ・油圧ア
ンクランプのコレットチャック方式着脱装置を設けたた
め、砥石と砥石カバ−の着脱が旋回砥石頭又はマガジン
の上下動と着脱装置のシリンダ作動によりワンタッチで
迅速に、かつ、確実に行なえると共に、砥石を砥石カバ
ー内に入れた状態で同時に着脱できるから、交換時間の
大幅な短縮が図れるし、砥石を砥石カバー内に入れた状
態でマガジンにおける砥石及び砥石カバー搭載組数の増
加が図れる。また、砥石軸の端部に対して砥石をテーパ
面にて嵌合させ、かつ、プルスタッドを介してばね力に
より牽引連結するため、砥石の正逆回転にかかわらず砥
石の装着にゆるみが生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例を概略的に示す正面
図、平面図、第３図は砥石装着構造の砥石クランプ状態
を示す断面図、第４図の左側部分は第３図の部分拡大断
面図、第４図の右側部分は砥石アンクランプ状態を示す
断面図、第５図、第６図は砥石カバー装着構造の砥石カ
バークランプ状態を示す平面図、ＶＩ−ＶＩ線に沿う断
面図、第７図、第８図は昇降架台上のマガジン及びマガ
ジンカバー等を示す平面図、正断面図、第９図はマガジ
ン上の砥石及び砥石カバーの搭載状況を示す平面図、第
１０図は砥石及び砥石カバーの搭載構造を示す第９図の
展開断面図である。５・・・クロスレール、　　　７・・・旋回砥石頭、１
２・・・砥石軸外筒、１４・・・砥石軸、１６・・・テ
ーパ面、１７・・・ピストン、１８・・・ピストンロッ
ド、　１９・・・ロッド案内部材、２２・・・皿ばね、
　　　　　２３・・・挿入穴、２４・・・係止ボール、２９．２９Ａ、２９Ｂ・・・砥石、３２・・・テーパ面
３３・・・プルスタッド、　　３５・−・ギヤ３６・・
・カバー支持部材、３７・・・ピニオン、３８・・・摺
動板、　　　　　３９・・・ロッド、２４１・・・皿ば
ね、　　　　　４２・・・油圧シリンダ、４３・・・挿
入穴、　　　　　４４・・・係止ボール、４８．４８Ａ
、４８Ｂ・・・砥石カバー、４９・・・当接部材、　　
　　５０・・・プルスタッド、５１・・・マガジン、　
　　　５２・・・昇降架台、５３・・・コラム、　　　
　　５４・・・マガジンカバー、５５・・・揺動シリン
ダ、　　６０・・・割出し装置、６１．６１Ａ、６１Ｂ
、６２，６２Ａ、６２Ｂ・・・受台、６６・・・検出器
。第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

砥石軸端部に砥石をテーパ面にて嵌合させて装着し、か
つ、砥石軸外筒端部に砥石カバーを装着する平面研削盤
において、複数組の砥石及び砥石カバーを旋回中心を中
心とする円周上に等配して搭載した旋回可能なマガジン
と、該マガジンを旋回させて１組の砥石及び砥石カバー
を交換位置に割出す割出し装置とをコラムに沿い上下動
可能に設けると共に、砥石の中央部と砥石カバーの上部
にプルスタッドを夫々突設し、かつ砥石軸と砥石軸外筒
の端部に、前記プルスタッドのチャック機構を有するば
ねクランプ・油圧アンクランプのコレットチャック方式
着脱装置を設けたことを特徴とする平面研削盤における
砥石及び砥石カバー自動交換装置。