JPWO2006046581A1

JPWO2006046581A1 - 研削盤

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Publication number: JPWO2006046581A1
Application number: JP2006543183A
Authority: JP
Inventors: 若園　賀生; 賀生若園
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2008-05-22
Also published as: EP1806207A4; WO2006046581A1; US20090047880A1; EP1806207A1

Abstract

配置された機構の保守点検を容易にし、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性向上およびワークの搬出搬入または砥石の交換を容易に行える研削盤とするため、ワーク支持駆動装置と、砥石台と、砥石台送り装置と、クーラント供給装置と、前記ワーク支持駆動装置、砥石台、砥石台送り装置およびクーラント供給装置等の内部装置を覆うカバーと、前記カバーの作業スペース側の上面の一部に形成され、少なくとも前記ワークを搬入搬出および前記砥石車を交換することができる開閉扉とを有するものとする。

Description

本発明は、回転する砥石車によってワークを研削加工する研削盤に関し、特に、配置された機構の保守点検を容易にし、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性向上およびワークの搬出搬入または砥石の交換を容易に行える研削盤に関するものである。

従来、砥石車が回転駆動可能に支持された砥石台を主軸台および心押台に向かって進退可能にベッド上にスライド機構を介して装架し、主軸台と心押台との間に回転駆動可能に支持されたワークを砥石車によってクーラントノズルからクーラントを掛けながら研削加工する研削盤が知られている（例えば、特許文献１および２）。このような研削盤において、クーラントや研削屑等の飛散防止および外部の埃等から保護するためのカバーを有するものがある。

特許文献１には、ベッド上に配置された主軸台、心押台、砥石台および砥石台のスライド機構の全体を全体カバーで覆い、ベッドの前面中央にワークの搬出搬入時に開閉するスライド扉を設け、全体カバーの両側面に砥石台のスライド機構をはじめとする機器の保守点検を行うための観音開きの扉を設けた研削盤が記載されている。

また、特許文献２には、保護カバーの開いた工作物搬出入口から工作物搬出入装置によりワークの交換作業が行われる研削盤が記載されている。
特開２００３−１１７８２８号公報（第４頁右欄，第５頁右欄から第６頁左欄、図１、図７）特開２００２−１０３２１６号公報（第３頁左欄，図１、図２）

しかし、特許文献１および２に記載した研削盤では、ワークの搬出搬入、砥石の交換、あるいは配置された機構の保守点検をする場合の作業性、あるいはワークや砥石の状態を確認する場合の視認性等について、人間工学的データを考慮した設計はされていない。特に、ワークの回転中心位置、砥石軸の位置、機械上面の高さ、砥石車の外径、ホイール材質、カバー開口部の寸法形状およびカバーに設けられた開閉扉の寸法形状等について、作業効率等との関係は十分考慮されていないため、ワークの搬出搬入、砥石の交換、あるいは配置された機構を保守点検する場合は、全体カバーの側面に設けられた扉を開けて行っており、従来の研削盤でワークの搬出搬入または砥石の交換をする場合は、工作物搬出入口から工作物搬出入装置により行う必要があり、作業効率が悪く、特に作業者が作業台等を使用せずにワークの搬出搬入または砥石の交換をすることは困難であった。

従って、本発明の目的は、保守点検を容易に行うことができ、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性向上およびワークの搬出搬入または砥石の交換を容易に行える研削盤を提供することにある。特に、作業者が自然に人間工学的データに基づく姿勢になるように配慮された構成の研削盤を提供することになる。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に支持する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置と、前記ワーク支持駆動装置、砥石台、砥石台送り装置およびクーラント供給装置等の内部装置を覆うカバーと、前記カバーの作業スペース側の上面の一部に形成され、少なくとも前記ワークを搬入搬出および前記砥石車を交換することができる開閉扉とを有することを特徴とする研削盤を提供することである。

上記発明において、前記カバーは、前記上面の少なくとも一部に、上方開閉カバーまたはスライド開閉カバーを有するものであってもよい。

また、上記発明において、前記開閉扉は、前記上方開閉カバーまたはスライド開閉カバーに設けられているものであってもよい。

また、上記発明において、前記開閉扉は、前記ワークの一部を前記ワーク支持方向に視認できる大きさであり、かつ、前記開閉扉の前記砥石台のスライド方向の長さが、研削加工の停止時において前記砥石の一部を前記砥石台のスライド方向に当該開閉扉から視認できる大きさであるものであってもよい。

また、上記発明において、前記開閉扉は、前記ワークの前記ワーク支持方向の最大長よりも大きく、かつ、前記ワークの前記開閉扉の前記砥石台のスライド方向の最大外径よりも大きいものであってもよい。

また、上記発明において、前記ワークは、機械前面から２００ｍｍ以上、４００ｍｍ以下に回転中心位置を有し、床面から８５０ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下に回転中心位置を有するものであってもよい。

また、上記発明において、前記砥石軸は、機械前面から２５０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下で、床面から８５０ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下に前記砥石軸の中心位置を有するものであってもよい。

また、上記発明において、前記研削盤は、その高さが、床面から９００ｍｍ以上、１１００ｍｍ以下であるものであってもよい。

また、上記発明において、前記砥石車は、外径１００ｍｍ以上、２００ｍｍ以下のＣＢＮ砥石とアルミニウムまたはチタンホイールを有して構成されるものであってもよい。

また、上記発明において、前記開閉扉は、機械前面から２００ｍｍ以上、７００ｍｍ以下、床面から１０００ｍｍ以上、１２００ｍｍ以下の範囲に形成されているものであってもよい。

また、上記発明において、前記開閉扉は、開かれた状態で前記ワーク又は前記砥石台の交換が可能な範囲に形成されているものであってもよい。

第２の発明は、上記の目的を達成するため、ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に支持する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置と、前記ワーク支持駆動装置、砥石台、砥石台送り装置及びクーラント供給装置等の内部装置を覆い、内部への前記ワーク搬入搬出および前記砥石車の交換を前面の作業スペースから、吊り上げ動作および吊り下げ動作を中心にして実施できる高さ以下に設けられたカバーとを有することを特徴とする研削盤を提供することである。

上記発明において、前記カバーは、前記吊り上げ動作および吊り下げ動作が可能な範囲に開閉扉を有するものであってもよい。

また、上記発明において、前記ワーク搬入搬出および前記砥石車の交換、及び、吊り上げ動作および吊り下げ動作は、ロボットにより行われるものであってもよい。

また、上記発明において、前記カバーは、前記ロボットの回動部の高さ以下に設けられているものであってもよい。
第３の発明は、加工されるワークを第１の回転軸上で支持するワーク支持部と、前記ワークを加工する砥石車を第２の回転軸上で支持する砥石車支持部と、前記ワーク支持部と前記砥石車支持部を側方から包囲する側方カバーと、前記側方カバーによって上方に形成される第１の開口部を包囲する上方カバーと、前記上方カバーの作業スペース側に形成され、前記ワークの搬入搬出および前記砥石車の交換のための第２の開口部を開閉する開閉部材とを備え、前記第２の開口部は、その中心位置の前記第１および第２の回転軸と直交する直線が、床面に対して所定の傾斜角を有して前記上方カバーに形成されることを特徴とする研削盤、を提供することである。
また、上記発明において、前記第２の開口部は、前記所定の傾斜角として４５°〜７５°の傾斜角を有して前記上方カバーに形成されているものであってもよい。

本発明によれば、カバーに開口部を設けることで、少なくとも機械上面または機械前面からワークの搬入搬出または前記砥石の交換が可能になり、研削作業等が容易に行えるようになる。そのことによって配置された機構の保守点検の容易性、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性およびワークの搬出搬入または砥石の交換容易性が向上する。一般に、作業者は人間工学的データに関する知識を有しているとしても、個々に異なった姿勢で作業を行うのが普通である。しかし、本発明では、カバーの人間工学的データを配慮した位置に開口部を設けることができるので、作業者は自然に人間工学的データに基づく姿勢で作業することになる。

第１の実施の形態の円筒研削盤の側面図。図１に示す円筒研削盤の上方開閉カバーを外して上方から見た平面図。図１に示す研削盤の上方から見た平面図。（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る各部の位置寸法を示す概略構成図。本発明の第２の実施の形態を示す円筒研削盤の側面図。第３の実施の形態に係る円筒研削盤を示し、（ａ）は上下開閉カバーを閉じた状態の概略構成図、（ｂ）は上下開閉カバーを開いた状態の概略構成図。第４の実施の形態に係る円筒研削盤を示し、（ａ）はスライド式の開閉扉を閉じた状態の概略構成図、（ｂ）は開閉扉を開いた状態の概略構成図。第５の実施の形態を示す概略側面図。立位の場合の上肢の操作カがその方向によりどのように変化するかを示す図。胴部高さ付近で作業するときに楽に作業できる前方水平面範囲を示す図。

符号の説明

１０、円筒研削盤１１、研削盤本体１２、ベッド
１３、クーラントシュート２４，２６、左右主軸台
２７，３２、リニアモータ３０、砥石台３３、スライド
３１，３５、リニアガイド３７、軸受部４５、側方包囲カバー
４７、クーラント供給ノズル５０、付属装置
５１、クーラント供給装置５２、開放口５３、上方開閉カバー
５３ｓ、スライド開閉カバー５４、ブラケット５５、蝶番
５７、５７u、５７s、開閉扉５７０、ヒンジ５８、スライドレール
５９、ガスシリンダ６１、加工エリア６２、スライドエリア
６３、枠体６４ａ，６４ｂ、左右蛇腹カバー
６５、通過穴蛇腹カバー６６、分離カバー６９、レバー機構
７３、ロッドレスシリンダ
１００、ハンドリングロボット１０１、ロボット本体１０１
１０２、第１アーム回動部１０３、第１アーム
１０４、第２アーム回動部１０５、第２アーム
１０６、ハンドリング部
Ｇ、砥石車Ｗｈ、砥石ホイール
Ｗ、ワークＢ、床面Ｐ、作業者

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施の形態の円筒研削盤の側面図、図２は、図１に示す円筒研削盤の上方開閉カバーを外して上方から見た平面図である。この円筒研削盤１０は、研削盤本体１１と付属装置５０からなる。付属装置５０は、図例では、クーラント供給装置５１、ミスト収集装置６０及びこれら装置５１、６０を研削盤本体１１と接続するダクト装置７０からなる。

研削盤本体１１は、ベッド１２を有し、このベッド１２は図１の左側の前部側の上面にワーク支持駆動装置２０を搭載し、図示右側の後部側の上面に砥石台３０を搭載している。ワーク支持駆動装置２０は、左主軸台２４と右主軸台２６とで構成され、ベッド１２上に固定のワークテーブル２１から立設されたサポート２２の側面に一対のリニアガイド２５に沿って図２における上下方向に位置調整可能にそれぞれ搭載固定されている。これら左右主軸台２４，２６のセンタ間でワークＷを水平軸線の周りに回転自在に支持し、機械前面および床面から所定のワーク回転中心位置で、図略の主軸モータにより回転できるように構成されている。

一方、ベッド１２の後部上面には、ワークＷの水平軸線と平行なＺ軸方向に延びる一対のリニアガイド３１が固定されている。このリニアガイド３１はスライド３３を案内し、スライド３３はＺ軸リニアモータ３２により移動される。スライド３３の上面には、Ｚ軸と直交するＸ軸方向に延びる一対のリニアガイド３５が固定され、このリニアガイド３５に砥石台３０の基部３４がＸ軸リニアモータ２７によりワークＷに対して進退するよう案内支持されている。これらリニアガイド３１，３５、スライド３３およびリニアモータ２７，３２によって砥石台３０のスライド機構および砥石台送り装置を構成している。

砥石台３０の前部には砥石軸受部３７が搭載され、砥石を砥石ホイールを介して固着した砥石車Ｇの砥石軸３８が機械前面および床面Ｂから所定の位置で、回転自在に支持されている。

砥石軸３８に固着されたプーリ３９は、砥石台３０の後部に搭載された駆動モータ４０の出力軸に固着したプーリ４１とベルト４２を介して回転連結され、駆動モータ４０の回転動力を砥石軸３８及び砥石車Ｇに伝達できるようにしている。クーラント供給ノズル４７は、軸受部３７上に設置され、砥石台３０に取り付けた給送管路４７ａから給送されるクーラントをワークＷと砥石Ｇとの接触点である研削点近辺に向けて吐出する。

また、研削盤本体１１は、ベッド１２上に配置されたワーク支持駆動装置２０および砥石台３０およびスライド機構の周囲を包囲して覆う側方包囲カバー４５を有する。この側方包囲カバー４５は下端部が内側に屈曲され、ベッド１２の周縁にボルト固定されている。また、側方包囲カバー４５はワーク駆動支持装置２０および砥石台３０より高く、これらワーク駆動支持装置２０および砥石台３０の側方を包囲するよう形成されている。

さらに、側方包囲カバー４５の内部は、ワーク支持駆動装置２０、砥石車Ｇおよび砥石台３０の軸受部３７が位置する加工エリア６１と砥石台３０の基部３４、駆動モータ４０、リニアガイド３１、３５およびスライド３３等のスライド機構が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、スライド３３の前側には、軸受部３７がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。

枠体６３は上下外縁が後述する上方開閉カバー５３の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はスライド３３のＺ軸方向移動を許容するために側方包囲カバー４５の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。

枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が側方包囲カバー４５の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽されている。また、枠体６３に穿設された軸受部３７の通過穴内周と軸受部３７の外周との間は、一端が軸受部３７の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。この左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６６が構成されている。

図３は、図１に示す研削盤の上方から見た平面図である。側方包囲カバー４５の上部には、加工エリア６１とスライドエリア６２のほぼ全てを見渡すことが可能な開口部となる解放口５２が形成されており、この解放口５２には上方開閉カバー５３が配置されている。

上方開閉カバー５３は、図３に示すように、解放口５２全体を覆う大きさに板状に形成されている。スライドエリア６２の後方に立設した側方包囲カバー４５上端にはブラケット５４がリニアガイド３１と平行に取り付けられ、このブラケット５４に取り付けられた一対の蝶番５５によって上方開閉カバー５３は機械の後方位置において側方包囲カバー４５の上端部に旋回機構により開閉可能に枢支されている。

また、ブラケット５４と上方開閉カバー５３には、開閉動作を補助するための一対のガスシリンダ５９が両側に取り付けられている。このガスシリンダ５９は、シリンダの後部が上方開閉カバー５３に取り付けられ、シリンダの先端から突出したピストンロッドがブラケット５４に結合されており、上方開閉カバー５３を図１に示す開放位置Ａに開閉する動作を補助する。さらに、ガスシリンダ５９内部にはガスが封入され、このガスの作用によってシリンダシャフトが伸びる方向、すなわち上方開閉カバー５３を開く方向に付勢している。

また、上方開閉カバー５３の前方には側方包囲カバー４５に係止され、上方開閉カバー５３が開くことを規制するレバー機構６９が設置されている。このレバー機構６９が解除されることよって上方開閉カバー５３がシリンダの作用によって解放位置Ａまで開き、上方開閉カバー５３を閉じるときは、作業者Ｐがガスシリンダ５９を縮める方向に上方開閉カバー５３を移動させ、レバー機構６９を作用させて上方開閉カバー５３を閉鎖位置に係止する。

このとき、上方開閉カバー５３は側方包囲カバー４５の周縁と接触して機外と分離され、また、分離カバー６６に接近することにより、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２に分離する。従って、上方開閉カバー５３が閉じた状態では加工エリア６１からクーラントが外部に飛散することがなく、加工エリアからクーラントおよび研削屑がスライドエリア６２に飛散することがない。

一方、上方開閉カバー５３を閉じたとき、上方開閉カバー５３のワークＷと対応する部位には、ワークＷを加工エリア６１から取り出すためのワーク取出し口５６が開口部として形成され、このワーク取出し口５６には、前後方向にスライド可能な開口部を形成する開閉扉５７が装着されている。従って、ワークＷの取出し又は砥石の交換は開閉扉５７を開いた状態の開口部から行う。

この開閉扉５７は、強化プラスチックで形成された窓部５７ａと、この窓部５７aが嵌め込まれ、上方開閉カバー５３に取り付けられたスライドレール５８で両端を支持された窓枠５７ｂから構成されている。また、一方のスライドレール５８の横には、開閉扉５７を自動開閉するためのロッドレスシリンダ７３が取付けられている。

ここで、開閉扉５７のワーク支持方向の長さは、ワークＷの一部を視認できる大きさであり、かつ、開閉扉５７の砥石台３０のスライド方向の長さが、研削加工の停止時において砥石車Ｇの一部を開閉扉５７から視認できる大きさであることが望ましい。研削加工時にはワークＷと砥石車Ｇは接触しているが、研削加工の停止時においてはワークＷと砥石車Ｇは離間しており、研削加工の停止時に砥石車Ｇの状態を確認し点検等のために開閉扉５７から視認できる必要があるからである。

また、開閉扉５７のワーク支持方向の長さは、ワークＷの最大長よりも大きく、かつ、開閉扉５７の砥石台３０のスライド方向の長さが、ワークＷの最大外径よりも大きいことが望ましい。開閉扉５７の機能は上述した砥石車Ｇの状態を確認し点検するものであるが、さらにワークＷを搬出搬入する場合にも開閉扉５７の開口部から行えるようにするためである。砥石車Ｇの交換は加工頻度に応じて適切な時期に行われるが、ワークＷの交換は加工毎に行うものであって、これが上方開閉カバー５３またはスライド開閉カバー５３ｓの開閉操作を伴うものであるとすると作業効率あるいは生産効率の大幅な低下をもたらすからである。

再び図１を参照すれば、加工エリア６１の下部を形成するベッド１２の部分には、クーラントシュート１３が設けられ、研削点に向けてクーラント供給ノズル４７から吐出されたクーラントを受け入れるように形成されている。ベッド１２内には、後面開口部からダクト装置７０の排出導管７１が挿入されている。

排出導管７１は、全長に亘ってその外面が閉鎖されて実質的に気密を維持できる矩形断面の流体通路を形成するように構成され、この矩形断面の下層部でクーラントを流動させつつ同時に上層部に所定量のミストを通過させ得る大きさの断面積を有している。また、排出導管７１は、加工エリア６１の直下まで延在して先端部の上面が開口され、前記クーラントシュート１３の下端部外周を気密的に包囲し、クーラントシュートの下端開口から流体を受け入れるように構成されている。

排出導管７１の後端部直前の上面開口からはミスト回収導管７２が分岐して上方に伸び、設置台７４上に搭載されたミスト収集装置６０の吸入口６０ａに連結されている。ミスト収集装置６０は、公知のもので、バキューム作用により吸入口６０ａからミストを吸入し、ミストから空気成分と液体成分を、例えば遠心分離することにより、空気成分は大気に放出され、液体成分はクーラント供給装置５１のクーラント貯蔵タンク５２へ還流する。

クーラント供給装置５１は、タンク５２内にクーラントを貯蔵し、図示しないポンプユニットによりタンク５２内のクーラントを汲み上げ、吐出管６７からフレキシブルホース６８を経由してクーラントを給送管路４７ａへ送出し、軸受部３７上に取付けられたクーラント供給ノズル４７から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺に向けてクーラントを供給する。

次に、第１の実施の形態における研削加工と、これに伴うワークの搬出搬入、および砥石の交換について説明する。

ワークＷは、上方開閉カバー５３またはスライド開閉カバー５３ｓの開閉操作により開口された後に搬入される。あるいは、開閉扉５７を開口させその開口部から搬入される。作業者Ｐは、機械の周辺であって、ワークの搬出搬入、および砥石の交換が可能な作業スペースに位置している。

ワークＷが左右主軸台２４，２６間に搬入されると、図略の左右サーボモータが駆動されて左右主軸台２４，２６が左右主軸台移動装置によって互いに接近され、ワークＷが左右センタ２４ａ，２６ａ間に挟持され、開閉扉５７が閉じられて研削加工が開始される。

左右主軸サーボモータが同期回転されて左右主軸が同期回転されワークＷが両端から回転駆動される。Ｚ軸リニアモータ３２によってスライド３３がＺ軸方向に移動されて砥石車ＧがワークＷの加工箇所とＺ軸方向で整列される。Ｘ軸リニアモータ２７が駆動されて砥石台３０が、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度で前進され、クーラント供給装置５１によってクーラント供給ノズル４７から加工区域にクーラントが供給され、駆動モータ４０によりベルト４２を介して回転駆動される砥石車ＧによってワークＷの加工箇所が研削加工される。

加工区域に供給されたクーラントは、砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点を潤滑かつ冷却し、研削屑とともに加工区域直下に開口するクーラントシュート１３内に落下し、同時に発生したミストとともに排出導管７１を経由してクーラント貯蔵タンク５１ａまたはミスト回収装置６０に回収される。

スライド３３のＺ軸方向移動につれて分離カバー６６の枠体６３がＺ軸方向に移動され、枠体６３の左右外縁に一端が固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂが伸縮し、枠体６３の左右外縁の外側と側方包囲カバー４５の左右内面との間にできるスペースを遮蔽する。

砥石台３０の軸受部３７がＸ軸方向に進退すると、一端が軸受部３７の外周に固定された通過穴蛇腹カバー６５が伸縮して軸受部３７と通過穴との間を遮蔽する。また、上方では上方開閉カバー５３が側方包囲カバー４５とともに研削盤本体１１を密閉する。

従って、左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５からなる分離カバー６６と上方開閉カバー３７および側方包囲カバー４５によって、側方包囲カバー４５内を砥石車ＧがワークＷを研削加工する加工エリア６１と、砥石台３０がリニアガイド３１，３５によってＺ軸およびＸ軸方向にガイドされるスライドエリア６２とに分離し、切粉およびクーラントがリニアガイド３１，３５、リニアモータ２７，３２に浸入して案内精度、送り精度を低下させることがない。

ワークＷの研削加工が完了すると、砥石台３０がＸ軸リニアモータ２７によって戻り速度で後退され、砥石台３０の後退完了後に上方開閉カバー５３、スライド開閉カバー５３ｓまたは開閉扉５７の開口操作により開かれ、ワークＷを機外へ取り出し、一研削サイクルが終了する。

そして、砥石交換の時期になると、作業者Ｐはレバー機構６９を操作して上方開閉カバー５３と側方包囲カバー４５の係止状態を解除する。上方開閉カバー５３はガスシリンダ５９の作用により解放位置Ａまで旋回し、上方開閉カバー５３が開かれる。上方開閉カバー５３が開かれると、分離カバー６６で分離された加工エリア６１とスライドエリア６２の上方が開放される。

このことにより、作業者Ｐは砥石台３０の上方から軸受けユニット３７に取付けられた砥石車Ｇを交換することができる。また、この砥石交換の際に側方包囲カバー内の全ての機器が見えることから、例えば、ベルト４２の状態やリニアガイド３１，３５の状態等も確認できる。

ここで、社団法人日本工作機械工業会編：工作機械の設計学（基礎編）（ｐ６４〜ｐ６６）によれば、以下のように記載されている。すなわち、「人間工学からみた使いやすさは、一般的に、（１）寸法の適合性、（２）操作性、（３）情報表示性、（４）安全性、（５）環境への適合性、（６）デザイン性、（７）機能性といった項目によって決定される。寸法の適合性とは、例えば、レバーの握りの大きさと、人問の手や工作機械の大きさとのマッチングである。操作性とは、人間の運動特性や筋力と製品自身の操作特性とのマッチングである。情報表示性とは、例えば、ＮＣ装置のディスプレイ画面に表示される文字や数字などの大きさ、輝度などと、人間の視覚特性との関係である。また安全性とは、操作時に人間に危害をもたらす要因の有無であり、環境への適合性とは、騒音や振動、不適切な照明、加工液などによる人間への悪影響の有無である。デザイン性とは、その時代、地域の文化によるもので、造形的センスが作業者に好まれるかということである。これらを踏まえながら、機能的に十分に満足感を与えることができるかが、機能性の意味するところである。これらを満足させることは、「疲れ」という限界のある人間の精神的・肉体的な能力を最大限に発揮させるために非常に重要である。また、この疲れは、作業者の集中力を低下させ、事故につながる要因にもなり、最終的には工作機械の生産性を低下させることになる。これらすべてを溝足させることは一般的に困難であり、各製品に対して優先順位をつけた配慮がなされている。最近では、安全性、環境への適合性、デザイン性も重要視されるようになってきている。」

図９は、上記文献に記載されているものであり、筋活動およびエネルギ代謝から見た立位作業点の評価結果である。これより操作位置は肘高付近がよく、体の位置より３００ｍｍ以上離さないほうが良いことがわかる。

図１０は、上記文献に記載されているものであり、胴部高さ付近で作業するときに楽に作業できる前方水平面範囲を示している。Ｍ５ＰＣ（身長が小さい方から５／１００番目の男子を意味している。同様に、Ｗ５ＰＣは、５／１００番目の女子、Ｍ９５ＰＣは、９５／１００番目の男子を意味している。）の場合、手前４５０ｍｍが無理なく操作できる距離であることがわかる。また、楽に手が届く距離は、高さが変化すると床面に対して約６０度の線に沿って変化することを示している。
図９および図１０において、作業者の身長は、上記文献の図２．７．１に示される分布に基づいている。

以上のデータを基に、人間工学的に各部の位置寸法を検討すると次に示すようになる。

図４（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る各部の位置寸法を示す概略構成図である。

図９によれば、１２００ｍｍを超えると人間の筋活動およびエネルギ代謝から見て、立位作業点の好ましい結果が得られない。従って、第１の実施の形態において、図４（ａ）に示すように、機械上面の高さＨｈは床面Ｂから１２００ｍｍ以下であることが望ましい。

また、図１０によれば、作業者Ｐが身長の上限下限の各５％を除いた９０％の範囲に入る身長であるとすると、作業者ＰがワークＷ又は砥石車Ｇの交換をするためには、機械上面の高さが１０００ｍｍの場合、開口部は機械前面から４００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲が好ましく、機械上面の高さが１２００ｍｍの場合には、開口部は機械前面から３００ｍｍ〜６５０ｍｍの範囲が好ましい。従って、図４（ｂ）に示すように、開口部の機械前面からの位置Ｌｋは６００ｍｍ以上であるのが望ましい。

同様に図１０の人間工学的データを基に、図４（ｃ）に示すように、ワークＷの回転中心位置は、ＬＷ１とＬＷ２の範囲内にあるのが望ましくＬＷ１とＬＷ２は各々２００ｍｍ、４００ｍｍである。また、床面ＢからＨ１とＨ２の範囲内にあるのが望ましくＨ１とＨ２は各々８５０ｍｍ、１０００ｍｍである。
また、図４（ｄ）に示すように、砥石軸３８の回転中心位置は、ＬＧ１とＬＧ２の範囲内にあるのが望ましくＬＧ１とＬＧ２は各々２５０ｍｍ、５００ｍｍである。また、床面ＢからＨ３とＨ４の範囲内にあるのが望ましくＨ３とＨ４は各々８５０ｍｍ、１０００ｍｍである。

以上述べた理由から、ワークの搬出搬入、又は、砥石の交換が、例えば、図３の開閉扉５７の開口部から行われる場合、開口部は、図１０の人間工学的データを基に、機械前面から３００ｍｍ〜８００ｍｍ、床面から１０００ｍｍ〜１２００ｍｍの数値から、Ｍ５ＰＣ及びＷ５ＰＣ側の作業者の作業性を考慮して１００ｍｍの調整値を減算した範囲、即ち、機械前面から２００ｍｍ〜７００ｍｍ、床面から９００ｍｍ〜１１００ｍｍの範囲に形成されることが好ましい。

また、ワークＷの回転中心位置は２００ｍｍ〜４００ｍｍ、床面Ｂから８５０ｍｍ〜１０００ｍｍ、砥石軸３８の回転中心位置は２５０ｍｍ〜５００ｍｍ、床面Ｂから８５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲に配置することによって前述した人間工学的データを満足するものになる。
同時に、開閉扉５７の開口部の中心位置が、ワークＷの回転軸及び砥石軸３８の回転軸と直交する直線が、前述した図１０の約６０°の線、例えば、４５°〜７５°の範囲の線にほぼ沿っていることが好ましい。ここで、開閉扉５７の開口部の中心位置とは、図３における開閉扉５７の長方形開口部の２本の対角線の交点を言う。
図４（ｅ）はその直線ｌ_１、ｌ_２を示している。ここで、上方開閉カバー５３はワーク取出し口５６が開口部として形成されており、その開口部に開閉扉５７が設けられている。開口部の中心位置ＣとワークＷの回転軸Ｏ、および砥石車Ｇの回転軸Ｏ_２と直交する直線ｌ_１、ｌ_２の床面と平行な直線Ｈに対する傾斜角Ｏ_１、Ｏ_２は４５°〜７５°の範囲が好ましい。

また、砥石はＣＢＮ（立方晶窒化硼素：Cubic Boron Nitrid）砥石、砥石ホイールＷｈはアルミニウム、チタンあるいはそれらの合金製であることが望ましく、砥石車Ｇの外径は１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下が望ましい。

上記した第１の実施の形態によると、配置された機構の保守点検の容易性、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性およびワークの搬出搬入または砥石の交換容易性が向上する。

また、上記の機械上面の高さ、ワークＷの回転中心位置、砥石軸３８の位置で構成された機械（研削盤）は、図４（ａ）、図４（ｂ）の点線で示すように、作業者Ｐが腰を伸ばしたり屈めたりせず負担を掛けずに主に腕の動作によりワークの搬出搬入や砥石の交換が可能となるので作業効率および生産性の向上に繋がり、また、作業者Ｐの安全性の向上にも繋がる。さらに、砥石をＣＢＮ砥石にすることで砥石外径を小さくでき、砥石ホイールＷｈをアルミニウム、チタンあるいはそれらの合金製にすることで軽量にでき、これらからも作業効率、生産性の向上および作業者Ｐの安全性の向上が図られる。

なお、上記した第１の実施の形態では、上方開閉カバー５３を前方から後方に向かって開閉させるために蝶番５５を側方包囲カバー４５の後方位置に取付けた形態を示したがこれに限らず、研削盤本体１１の側方に上方開閉カバー５３を開閉させるべく、側方包囲カバー４５の横側上部に蝶番５５を取付けるようにしてもよい。また取付け方法も蝶番５５に限らず上方開閉カバー５３を旋回させる機構であればよい。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態を示す円筒研削盤の側面図である。この円筒研削盤１０では、上方開閉カバー５３が旋回するのではなく、公知の水平スライド機構に基づいて前方から後方にスライドするスライド開閉カバー５３ｓを有している。

このスライド開閉カバー５３ｓを前方から後方にスライドさせるためには、研削盤本体１１の後方に設置された付属装置５０が干渉しないように、付属装置５０の高さをスライド開閉カバー５３ｓのスライドする高さより低く設置することが必要となる。

第２の実施の形態についても第１の実施の形態と同様に、機械上面の高さＨｈ、ワークＷの回転中心位置ＬＷ１、ＬＷ２、Ｈ１、Ｈ２、また、砥石軸３８の回転中心位置ＬＧ１、ＬＧ２、Ｈ３、Ｈ４は、第１の実施形態で記載したのと同様の値が望ましい。

上記した第２の実施の形態によると、第１の実施形態と同様に、配置された機構の保守点検の容易性、ワークＷや砥石車Ｇの状態を確認する場合の視認性およびワークの搬出搬入または砥石の交換容易性が向上する。また、スライド開閉カバー５３ｓは上方向への開閉スペースを必要とせず、また開閉操作において重力に抗する必要がないことから簡単なスライド機構で実現できると共に、作業者Ｐが容易に開閉操作することができる。

（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態に係る円筒研削盤を示し、（ａ）は開閉扉５７ｕを閉じた状態の概略構成図、（ｂ）は開閉扉５７ｕを開いた状態の概略構成図である。

この円筒研削盤１１は、図６（ａ）に示すように、上下開閉カバー５３に開口部として機械上面および／または前面がヒンジ５７０を中心に開閉可能な開閉扉５７ｕを有する。開閉扉５７ｕは、作業者Ｐが手作業でヒンジ５７０を中心に開くことにより、図６（ｂ）に示すように砥石車Ｇ、ワークＷに触れることができるようになる。この場合、機械前面の開口部下端の高さＨ_Ｌは、底面から１０００ｍｍ以上であることが望ましい。

また、機械上面の高さＨｈ、ワークＷの回転中心位置ＬＷ１、ＬＷ２、Ｈ１、Ｈ２、また、砥石軸３８の回転中心位置ＬＧ１、ＬＧ２、Ｈ３、Ｈ４についても、第１の実施の形態で記載したものと同様の値が望ましい。

上記した第３の実施の形態によると、図６（ｂ）に示すように、作業者Ｐは開閉扉５７ｕを上部に開口するだけでワークＷの搬出搬入または砥石の交換容易性およびワークＷや砥石車Ｇの状態を確認する場合の視認性が向上する。
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、作業者が腰を伸ばしたり屈めたりせず負担を掛けずに主に腕の動作によりワークの搬出搬入や砥石の交換が可能となる。

（第４の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態に係る円筒研削盤を示し、（ａ）はスライド式の開閉扉を閉じた状態の概略構成図、（ｂ）は開閉扉を開いた状態の概略構成図である。

この円筒研削盤１０は、図７（ａ）に示すように、上下開閉カバー５３に開口部として機械上面に前方から後方にスライドする開閉自在な開閉扉５７ｓを有する。開閉扉５７ｓは、作業者Ｐの手作業、あるいは図示しない開閉機構によって機械上面でスライドすることにより、図７（ｂ）に示すように砥石車Ｇ、ワークＷに触れることができるようになる。なお、第４の実施の形態においても、高さＨ_Ｌは、底面から１０００ｍｍ以上であることが望ましい。

上記した第４の実施の形態によると、第３の実施の形態好ましい効果に加えて、図７（ｂ）に示すように、作業者Pは開閉扉５７ｓをスライドして開口するだけでワークＷの搬出搬入または砥石の交換容易性およびワークＷや砥石車Ｇの状態を確認する場合の視認性が向上する。この場合、作業者Ｐは図６（ａ）に示す構成より楽に開閉扉５７ｓをスライドして開口でき、また、開閉扉５７ｓをそのまま保持できる。

（第５の実施の形態）
図８は、第５の実施の形態を示す概略側面図である。この第５の実施の形態では、ハンドリングロボットによりワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換をするようにしたものである。

ハンドリングロボット１００は、ロボット本体１０１に回転自在の第１アーム回動部１０２を介して第１アーム１０３が取付けられ、さらに回転自在の第２アーム回動部１０４を介して第２アーム１０５が取付けられ、第２アーム１０４のロボット本体１０１から離れた端部に回転および把持が可能なハンドリング部１０６から構成されている。また、ハンドリングロボット１００は、公知の技術手段により、図示しない制御手段および各部にアクチュエータを有し、例えば、オペレータの遠隔操作に基づいてワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換等の作業を行う。

ワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換動作において、ハンドリングロボット１００は、まずロボット本体１０１が機械前面に接触しない位置まで移動する。第１アーム１０３および第２アーム１０５を動作させて目的のワークＷまたは砥石車Ｇへハンドリング部１０６を接近させ、把持または開放することでワークＷの搬出搬入動作または砥石車Ｇの交換動作を行う。

ここで、上方開閉カバー５３、スライド開閉カバー５３ｓまたは機械の上面高さ若しくは開口部の下端部高さは、ワークＷの搬入搬出および砥石車Ｇの交換を作業スペースから、吊り上げ動作および吊り下げ動作を中心にして実施できる高さ以下であることが望ましい。あるいは、上方開閉カバー５３、スライド開閉カバー５３ｓまたは機械の上面高さ若しくは開口部の下端部高さが、ハンドリングロボット１００のハンドリング部１０６に直近のアーム回動部の高さ以下であることが望ましい。

本実施の形態では、アームは２本で構成されているので、直近のアーム回動部は第２アーム回動部１０４である。また、ハンドリングロボット１００は作業者Ｐに置換可能である。

この構成によれば、ハンドリングロボット１００の操作により、ハンドリング部１０６によりワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換動作を行う場合においても、アーム部分およびハンドリング部分が機械またはカバーに接触することはない。また、ワークＷの搬入搬出および砥石車Ｇの交換を作業スペースから、吊り上げ動作および吊り下げ動作を中心にして実施でき、アーム部分の動作を主にしてワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換動作が可能となるので、ハンドリングロボット１００を上下に動作させる必要はなく、無駄なエネルギーを消費することもない。

上記したハンドリングロボット１００の動作については、人間である作業者Ｐの動作にもあてはまる。ハンドリングロボット１００の第１アーム回動部１０２は人間の肩、第１アーム１０３は上腕、第２アーム回動部１０４は肘、第２アーム１０５は前腕、ハンドリング部１０６は手首を含む手に相当する。

従って、人間あるいは人間に相当するハンドリングロボット１００を作業者Ｐとする場合は、第１の実施形態と同様に、機械上面の高さＨｈ、ワークＷの回転中心位置ＬＷ１、ＬＷ２、Ｈ１、Ｈ２、また、砥石軸３８の回転中心位置ＬＧ１、ＬＧ２、Ｈ３、Ｈ４は、第１の実施形態で記載したものと同様の値とすることが望ましい。

第５の実施の形態によると、ワークＷの搬出搬入または砥石車Ｇの交換容易性が向上する。また、人間あるいは人間に相当する対象物の認識手段を備えたハンドリングロボットを作業者Ｐとする場合は、他の実施例と同様に、配置された機構の保守点検の容易性、ワークや砥石の状態を確認する場合の視認性が向上し、作業効率、生産性の向上および作業者Ｐの安全性の向上が図られる。

Claims

ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動装置と、
砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に支持する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、
前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、
前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置と、
前記ワーク支持駆動装置、砥石台、砥石台送り装置およびクーラント供給装置等の内部装置を覆うカバーと、
前記カバーの作業スペース側の上面の一部に形成され、少なくとも前記ワークを搬入搬出および前記砥石車を交換することができる開閉扉とを有することを特徴とする研削盤。
前記カバーは、前記上面の少なくとも一部に、上方開閉カバーまたはスライド開閉カバーを有することを特徴とする請求項１に記載の研削盤。
前記開閉扉は、前記上方開閉カバーまたはスライド開閉カバーに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の研削盤。
前記開閉扉は、機械前面から２００ｍｍ以上、７００ｍｍ以下、床面から９００ｍｍ以上、１１００ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の研削盤。
前記開閉扉は、前記ワークの一部を前記ワーク支持方向に視認できる大きさであり、かつ、前記開閉扉の前記砥石台のスライド方向の長さが、研削加工の停止時において前記砥石の一部を前記砥石台のスライド方向に当該開閉扉から視認できる大きさであることを特徴とする請求項１または３に記載の研削盤。
前記開閉扉は、前記ワークの前記ワーク支持方向の最大長よりも大きく、かつ、前記ワークの前記開閉扉の前記砥石台のスライド方向の最大外径よりも大きいことを特徴とする請求項１または３に記載の研削盤。
前記ワークは、機械前面から２００ｍｍ以上、４００ｍｍ以下に回転中心位置を有し、床面から８５０ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下に回転中心位置を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の研削盤。
前記砥石軸は、機械前面から２５０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下で、床面から８５０ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下に前記砥石軸の中心位置を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の研削盤。
前記開閉扉は、開かれた状態で前記ワーク又は前記砥石台の交換が可能な範囲に形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の研削盤。
前記研削盤は、その高さが、床面から９００ｍｍ以上、１１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の研削盤。
前記砥石車は、外径１００ｍｍ以上、２００ｍｍ以下のＣＢＮ砥石とアルミニウムまたはチタンホイールを有して構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の研削盤。
ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動装置と、
砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に支持する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、
前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、
前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置と、
前記ワーク支持駆動装置、砥石台、砥石台送り装置及びクーラント供給装置等の内部装置を覆い、内部への前記ワーク搬入搬出および前記砥石車の交換を前面の作業スペースから、吊り上げ動作および吊り下げ動作を中心にして実施できるように、前記吊り上げ動作および吊り下げ動作を行う作業ロボットのハンドリング部に直近のアーム回動部の高さ以下に設けられたカバーとを有することを特徴とする研削盤。
前記カバーは、前記吊り上げ動作および吊り下げ動作が可能な範囲に開閉扉を有することを特徴とする請求項１２に記載の研削盤。
前記ワーク搬入搬出および前記砥石車の交換、及び、吊り上げ動作および吊り下げ動作は、ロボットにより行われることを特徴とする請求項１２に記載の研削盤。
前記カバーは、前記ロボットの回動部の高さ以下に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の研削盤。
加工されるワークを第１の回転軸上で支持するワーク支持部と、
前記ワークを加工する砥石車を第２の回転軸上で支持する砥石車支持部と、
前記ワーク支持部と前記砥石車支持部を側方から包囲する側方カバーと、
前記側方カバーによって上方に形成される第１の開口部を包囲する上方カバーと、
前記上方カバーの作業スペース側に形成され、前記ワークの搬入搬出および前記砥石車の交換のための第２の開口部を開閉する開閉部材とを備え、
前記第２の開口部は、その中心位置の前記第１および第２の回転軸と直交する直線が、床面に対して所定の傾斜角を有して前記上方カバーに形成されることを特徴とする研削盤。
前記第２の開口部は、前記所定の傾斜角として４５°〜７５°の傾斜角を有して前記上方カバーに形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の研削盤。