KR20030051342A

KR20030051342A - 센터 지지 연삭 방법, 센터 지지 연삭기, 및 그 센터의센터링 방법

Info

Publication number: KR20030051342A
Application number: KR1020020080199A
Authority: KR
Inventors: 도모타키가츠라; 나카무라유키마사
Original assignee: 세이코 인스트루먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2003-06-25
Also published as: CN1439486A; US20030232584A1; JP2003245855A; US6827631B2; TW200303251A

Abstract

공작물의 센터 유지 회전기구, 이송기구의 필요 공간을 절감하여, 소형화가 용이하고, 공작물의 공급 및 배출, 치수 측정의 스페이스가 확보되기 쉬운 연삭기 및 그 센터의 센터링 방법을 제공한다. 회전 구동 센터를 유지하는 모터 내장형 주축 스핀들과, 심압대 센터를 유지하는 모터 내장형 심압대 스핀들을, 편심하여 유지하는 이송수단이 선회하는 것에 의해, 연삭 휠에 대해 회전 구동 센터, 심압대 센터를 이송 동작한다.

Description

센터 지지 연삭 방법, 센터 지지 연삭기, 및 그 센터의 센터링 방법{CENTER SUPPORT GRINDING METHOD, CENTER SUPPORT GRINDING MACHINE, AND CENTERING METHOD FOR THE CENTERS THEREOF}

본 발명은, 외경 가공을 행하는 원통형 공작물을 양 센터에서 유지하여, 회전 구동하면서 연삭 휠에 대하여 이송하면서 센터 지지 연삭 방법, 센터 지지 연삭기 및 그 센터의 센터링 방법에 관한 것으로, 특히, 소직경의 원통형 공작물의 원통면 연삭 가공에 적합하고, 또한 지금까지 연삭 가공하는 연삭기 자체를 소형화하는 센터 지지 연삭 방법, 센터 지지 연삭기 및 그 센터의 센터링 방법에 관한 것이다.

미소한 치수의 원통형 공작물의 원통면 연삭, 예컨대, 광커넥터용 Zr 페룰(ferrule)의 원통면 연삭으로서는, 외경 2.5 mm에서 l.25 mm의 원통 중심에 외경과 동심으로 0.125 mm의 광섬유 삽입구멍을 형성하여, 이 삽입구멍과 외경과의 동심도(concentricity)는 수 미크론의 정밀도가 요구되는 것이다.

또한, 페룰 외에도, 자동차나 일반 가전 상품의 수요가 포화하여, 컴퓨터나 정보기기의 수요가 신장한 오늘날 세상에서, 이들에 쓰이는 기계부품(하드디스크장치의 회전축이나 비디오 카메라의 기록 헤드 회전축, 그것들의 베어링 등)이 미소한 치수의 원통형 공작물이 정밀한 원통면 연삭 가공을 필요로 하는 분야는 넓어지고 있다.

그런데, 이런 종류의 미소 치수의 정밀한 원통면 연삭에 사용되는 연삭기는, 종래부터의 연삭기를 답습하고 있어, 대질량의 베이스와 강성이 높은 베이스 상에 공작물, 연삭 휠을 이동하기 위한 무겁고 완강한 테이블을 구비하여, 이것들의 테이블 상에 무겁고 완강한 공작물 유지용의 스핀들, 연삭 휠 유지용의 스핀들을 구비하고 있었다. 이런 종래 형태의 미소 공작물용 연삭기는, 통상적으로, 기계 본체의 바닥 면적이 1 m², 중량이 1 ton에 가깝고, 일부 예로서는, 지름 4 mm, 길이 10 mm, 중량 1g의 공작물이, 백만 배의 중량의 기계로 가공되어 있다.

한편, 일반적인 기계 부품의 원통면 연삭, 예컨대, 지름 4 cm, 길이 10 mm, 중량 1 kg의 공작물은, 바닥 면적 10 m², 중량 1O ton을 넘지 않은 공작기계에서 가공되고, 기계와 공작물의 중량비는 대략 l 만배 정도이다.

이와 같이, 미소한 치수의 공작물을 가공하는 연삭기는, 공작물에 대하여, 걸맞지 않게 넓은 바닥 면적을 점유하고, 중량이 과대하다. 이 과대한 연삭기는, 「대는 소를 겸한다」의 발상에 연유되고 있다. 즉, 미소한 치수의 공작물을 가공하는 연삭기는, 비교적 큰 공작물도 가공할 수 있는 능력을 갖게 하여, 연삭 휠 구동 모터도 또한 이에 따라 큰 출력을 가지고 있고 대형으로 중량도 크다. 대형으로 중량이 큰 구동 모터가 놓이는 연삭 휠 베이스도 필연적으로 크고, 무겁게 된다. 또한, 공작물이나 연삭 휠이 놓이는 테이블도 크고, 무겁고, 더욱이, 이들 무거운 테이블을 이동하기 위한 이송 나사도 두껍고, 이송 나사의 구동 모터도 크고, 무겁게 되어 있다.

미소한 치수의 공작물을 가공하는 연삭기의 이런 과도하게 대형으로 중량이 큰 경향의 원인은, 이하의 종래 환경,

(1) 미소 부품만을 대상으로 한 가공 기계가 상업적으로 제조되어 있지 않았고,

(2) 가공 기계를 구매시, 크기와 용량이 크면 좋다고 하는 것등에 있는 것이라고 생각된다.

그러나, 페룰, 하드디스크장치의 회전축이나 비디오 카메라의 기록 헤드 회전축이나 그것들의 베어링과 같은 미소 치수의 가공에서, 가공으로 제거되는 부분의 부피가 작고, 필요한 가공 동력도 적다.

이처럼, 미소 치수 공작물의 가공에는, 크고 무거운 가공 기계를 큰 동력의 모터로 운전하는 것도, 크고 무거운 가공기계를 설치하기 위한 큰 부하중 용량의큰 공장의 건설도, 그리고 가공 기계를 수용하는 넓은 공기조절설비도, 지나치고 쓸데없는 것이다.

미소 치수 공작물의 가공에 적절한 크기의 출력, 중량, 치수의 모터를 사용하여, 주축대나 테이블 등도 적절히 소형, 경량화할 수 있으면, 과대한 가공 기계, 지나친 에너지 소비, 과도한 공장 설비 없이 미소 치수 공작물의 가공을 할 수 있다.

본 발명의 발명자가 이 가능성을 검토한 바, 한 개의 가공 기계를, 중량 20∼30 kg 정도, 지름 치수가 20∼30 cm 정도와, 인력으로 들어 올려 이동할 수 있는 만큼으로 경량 소형화가 가능하다는 것을 알게 되었다.

이러한 경량 소형화 기계가 실현되면, 이하와 같은 경제적 이점이 있다. 가공 기계 그 자체의 동력을 적게 할 수 있게 된다. 기계 그 자체의 가격, 공장 설비비, 공기조절 등의 공장 운전비도 절감할 수 있다. 더욱이, 기계 고장시 수리도, 종래의 현장 유지 보수 대신에, 제조업자로부터 배달 서비스로 대체 기계를 공장측에서 고장 기계와 교환하여, 단시간에서 염가로 고장 수리할 수 있다.

보다 상세하게는, 연삭기의 미소 부품 가공용 경량 소형화를 위해서는. 미소한 공작물의 공급 및 배출, 회전 구동, 이송, 일괄 처리 치수 등을 고려하여야 한다.

원통형 공작물의 원통 연삭에는, 주축의 척(chuck)으로 파지한 공작물의 전단부를 센터 지지하는 척 구동·센터 지지방식이 널리 이용되고 있다. 또한, 상기 척 구동·센터 지지방식에 속하는 공지의 선반의 중에는, 센터가 척과 동기 회전하여, 공작물과 센터 사이의 상대 회전을 제거하여, 회전 정밀도를 향상한 것도 알려지고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조.).

[특허문헌1]

일본국 특개평 2000-71104호 공보(단락 번호 0019, 및 0020, 도 1 및 도 2 참조)

그러나, 척 구동·센터 지지방식은, 척의 외형이 다소 크고 큰 공간을 필요로 하기 때문에, 공작물 공급/배출장치, 회전 구동장치, 이송장치, 일괄 처리 치수 장치 등의 배치 공간을 다소 좁게 한다. 더구나, 외형 기준의 연삭 가공이 실행되어, 센터 구멍 기준의 연삭 가공으로는 실행되지 않는다.

일반적으로, 원통형 공작물을 센터 구멍 기준에 높은 동심도로 가공하기 위해서는, 한 쌍의 센터의 전단부를 원통형 공작물 양 단면에 형성된 센터 구멍에 삽입하여 협지하는 양 센터 지지방식의 가공 시스템이 알맞다. 그렇지만, Zr 페룰 등의 소직경의 원통형 공작물의 가공에 있어서는, 연삭 휠 등의 가공 공구, 공작물 공급/배출장치, 치수장치 등과 같은 가공 공구를 배열하는 것이 필요하므로, 통상적인 "캐리엣 터닝(carriet turning)" 을 채용하면, 작업성이 불량하게 되어, 소형 경량화를 방해한다.

"캐리엣 터닝(carriet turning)" 대신에, 특허 문헌 2 에서는, 도 11에 도시한 바와 같은 고무 롤러를 이용하는 페룰 회전 구동 방법이 개시되어 있다. 즉, 도 11에 있어서, 고정 센터(101)와 축선방향으로 이동가능하지만 회전하지 않는 심압대 센터(102)와의 사이에 원통형 공작물을 구성하는 페룰(1)을 가압스프링(103)의 탄성력에 의해 탄성적으로 지지하여, 회전하는 연삭 휠(20)의 반대측에서, 원통형 공작물(1)을 회전하는 고무롤러(104)로 가압하는 원통형 공작물(1)을 마찰력에 의해 회전 구동한다. 원통형 공작물(1)과 고무롤러(104)와의 접촉면에 충분한 마찰력이 얻어지도록, 원통형 공작물(1)은 고무롤러(104)에 오목부를 형성할 수 있는 정도로 강하게 가압 접촉시켜 놓는다.

[특허문헌2]

일본국 특개평 10-113852호 공보(일본 특허 제3171434호)(단락번호 0017 ∼ 0019, 도 2)

이 페룰 회전 구동방법에서는, 연삭하는 원통면을 클램프하는 "캐리엣 터닝" 과 같이, 클램프 위치를 바꿔 2배로 연삭하는 일이 없으므로, 작업 능률이 뛰어나고, 원통형 공작물(1)의 동심도가 개선된다.

양 센터에서 유지하여 공작물(1)을 회전할 때, 센터(101, 102)의 선단부와 공작물(1)의 센터 구멍이 서로 미끄러지고 있다. 원통형 공작물(1)은 고무롤러(104)와 연삭 휠(20)과 반대측에서 가압되기 때문에, 연삭 이송 동안 힘의 균형이 달성될 수 있다. 그러나, 연삭 휠(20)이 원통형 공작물(1)과 접하지 않고 있는 실제 연삭 전후 조건과, 마무리 연삭 공정에서는, 원통형 공작물(1)은 고무롤러(104)에 일 반경방향으로 가압된다. 실제 연삭 전후에 원통형 공작물(1)을 회전하고 있는 시간과 마무리 연삭 공정 시간은, 연삭 이송의 시간 보다도 길고, 센터(101, 102)는 원통형 공작물(1)의 센터 구멍에 의해 일 반경방향으로 가압된다. 이처럼, 다수 개의 원통형 공작물(1)을 되풀이하여 연삭하는 동안에, 마찰력으로「편마모」가 생기는 경향이 있다. 소직경의 원통형 공작물로 센터 구멍 직경이 작을 수록, 이 센터의「편마모」는 현저하게 된다. 이것은, 센터와 센터 구멍과의 접촉 면적이 작게 되기 때문이라고 생각된다.

더구나, 일반적으로, 이 센터의「편마모」는 양측의 센터(101, 102)로 균일하지 않게 되는 것이 보통이다. 특히, 센터 구멍 직경이 원통형 공작물(1)의 좌우로 다른 경우에는, 편마모가 반드시 불균일하게 된다. 그리고, 이「편마모」의 좌우 불균일은, "캐리엣 터닝" 의 경우와 같이 심각한 정도는 아니지만, 연삭된 원통형 공작물(1)의 원통 연삭면의 어느 정도까지의 원통도 불량이 좌우측에 발생한다.

이 원통도 불량을 피하기 위해서, 연삭 후 원통형 공작물(1)의 원통도를 감시하여, 허용 범위에 접근하였을 때, 혹은, 경험적으로 일정 개수의 공작물이 연삭되었을 때, 연삭기를 정지하여, 센터의 위치를 미묘히 조정하거나, 센터를 교환하여 위치 조정하고 있다.

고정밀도의 원통도를 요구하는 경우, 이 회전 구동 방법에 의해서도 또, 센터 조정, 교환의 빈도가 증가하여, 그 결과, 가동율을 저하하고, 센터의 소비를 증가시켜, 제조 비용의 저하를 방해한다고 하는 문제가 발생한다.

더욱이, 근년에는, 외경이 대략 1.25 mm 정도의 지극히 소직경의 원통형 공작물을 고정밀도의 원통도로 가공하는 요구가 늘고 있지만, 원통형 공작물(1)의 외경이 감소하면, 고무롤러(104)에 의한 회전 구동은 어렵게 된다.

또한, 고무롤러의 존재는, 소형화에는 기여하지 않고, 또한, 공작물의 주변을 일정 정도까지 감소하며, 치수 장치, 공급/배출 장치 등의 배치의 자유도를 약간 감소시킨다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 공작물의 센터 유지 회전기구, 이송 기구의 공간을 감소하여, 소형화하기 쉽고, 공작물의 공급 배출, 치수장치의 공간 확보하기 용이하고, 소직경 공작물의 센터 구멍 기준 고정밀도 연삭에 적합한 연삭 방법, 연삭기 및 그 센터의 센터링 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 센터 지지 연삭 방법은, 원통형 공작물을 양 센터에 지지하여, 상기 양 센터에서 상기 공작물을 회전 구동하면서, 상기 공작물을 연삭하는 것을 특징으로 한다.

또한, 원통형 공작물을 양 센터에 지지하여, 상기 양 센터에서 상기 공작물을 회전 구동하면서, 상기 원통형 공작물을 거친 연삭하는 거친 연삭공정과, 이 거친 연삭공정 후에, 일방의 센터에서 공작물을 회전 구동하여, 타방의 센터를 고정한 상태로, 상기 공작물을 마무리 연삭하는 마무리 연삭공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이것들의 방법에 있어서, 상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 동기 회전 구동되도록 하여, 혹은, 상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 회전 구동되도록 되어, 일방의 센터의 고정이 내장 모터의 정지구속력에 의해 실행될 수 있도록 하더라도 좋다.

또한, 본 발명의 센터 지지 연삭기는, 주축 유닛과, 이 주축 유닛 내에 회전자유롭게 유지된 주축 스핀들과, 이 주축 스핀들에 유지되어, 원통형 공작물의 한편의 센터구멍과 맞물리기 위한 회전 구동 센터와, 상기 주축 유닛 내에 내장되어, 상기 주축 스핀들을 회전 구동하는 주축 스핀들 회전 구동수단과, 심압대 유닛과, 이 심압대 유닛 내에 축선방향으로 이동가능하게 유지된 심압대 스핀들과, 이 심압대 스핀들에 유지되어, 상기 회전 구동 센터와 동일 축선 상에 대향 배치되고, 상기 원통형 공작물의 다른쪽의 센터구멍과 맞물림시켜, 회전 구동 센터로 원통형 공작물을 협지하기 위한 심압대 센터와, 상기 심압대 센터를 회전 구동 센터측에 탄성적으로 부세하여 원통형 공작물을 회전 구동 센터와 심압대 센터와의 사이에 협지하는 심압대 센터부세수단과 상기 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 탑재하여, 선회운동에 의해 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 이동함으로써, 상기 양 센터의 사이에 협지되어 회전 구동되는 원통형 공작물을 연삭 휠에 대하여 이송 동작시키는 이송수단을 구비한다.

또한, 전술한 센터 지지 연삭기에 있어서, 심압대 스핀들이 심압대 유닛에 회전자유롭게 유지되는 동시에, 상기 심압대 유닛 내에 내장되어, 심압대 스핀들을 주축 스핀들과 동일방향으로 회전 구동하는 심압대 스핀들 회전 구동수단을 더욱 구비한다. 더욱이, 상기 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 스핀들 회전 구동수단이 서로 동기 회전 구동하도록 하여, 혹은 상기 주축 스핀들 회전 구동수단과 심압대 스핀들 회전 구동수단 중 적어도 일방이 정지구속력을 갖는 회전 구동수단이 되도록 한다.

또한, 심압대 스핀들 회전 구동수단이 인너(inner) 로터형 전기 모터이고, 이 모터의 인너 로터가 심압대 스핀들에 장착되어, 아웃터(outer) 스테이터가 심압대 유닛에 고정되므로, 심압대 스핀들의 축선방향으로 이동시 모터의 인너 로터가 스테이터에 대하여 축선방향으로 이동하고 있다.

또한, 전술한 센터 지지 연삭기에 있어서, 심압대 센터 부세수단이 심압대 스핀들을 축선방향으로 이동하는 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 겸하거나, 심압대 센터 부세수단이, 심압대 유닛에 마련되고, 이 심압대 유닛이 심압대 스핀들 축선방향으로 이동가능하고, 스핀들 축선방향 이동수단에 의해 심압대 스핀들 축선방향으로 이동하도록 한다.

또한, 이송수단이, 회전 구동 센터 및 심압대 센터에 대하여 동심원적으로 배열된 편심 베어링에 의해 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단, 및 심압대 센터를 유지하고 있어, 상기 편심 베어링의 선회에 의해 이송 동작을 하도록 하거나, 이송수단이 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단, 및 심압대 센터를 탑재하는 이송레버를 갖고, 이 이송레버의 선회에 의해 이송 동작을 행하도록 한다.

본 발명의 회전 구동 센터 장치에서 센터의 센터링 방법은, 동일 축선 상에 배치된 한 쌍의 스핀들이 서로 대향하는 센터 장착 구멍에 각각 센터를 장착시키고, 이것들의 센터 사이에 원통형 공작물을 협지하면서 회전 구동하는 회전 구동 센터장치의 센터의 센터링 방법이고, 상기 센터를 각각 스핀들에 장착시켜, 회전하면서 연삭 공구에 의해 연삭하여 센터링하는 것을 특징으로 한다.

상술한 발명의 방법에 있어서, 한 개의 연삭 공구에 서로 대향하는 한 쌍의 센터를 연삭하기 위한 연삭면을 장착하여, 이 연삭 공구에 의해 양 센터를 동시에 연삭하여 센터링하는 것도 적합하다.

도 1은 본 발명의 연삭기의 제1 실시 형태를 도시하는 종단면도.

도 2는 도 1의 II-II 단면도.

도 3은 도 1의 III-III 단면도.

도 4는 본 발명의 연삭기의 다른 실시 형태를 도시하는 종단면도.

도 5는 도 4의 V-V 단면도.

도 6은 본 발명의 연삭기 다른 실시 형태를 일부 생략하여 도시하는 종단면도.

도 7은 본 발명의 연삭기의 다른 실시 형태를 일부 생략하여 도시하는 설명도.

도 8은 본 발명의 연삭기의 다른 실시 형태를 일부 생략하여 도시하는 설명도.

도 9는 본 발명의 센터 지지 연삭 방법을 도시하는 공정도.

도 10은 본 발명의 센터의 센터링 방법의 제1 실시 형태를 개념적으로 도시하는 개념도로서, 도 10a는 공작물을 가공할 때의 설명도, 도 10b는 센터에 센터링할 때의 설명도.

도 11은 종래의 연삭기에 공작물 유지, 구동장치의 일 실시예를 도시하는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

l : 원통형 공작물 1a, 1b : 센터 구멍

2 : 연삭 휠 3 : 주축 스핀들

3a : 센터 장착 구멍 4 : 모터(주축 스핀들 회전구동수단)

4a : 인너 로터 4b : 아웃터 스테이터

5 : 회전 구동 센터 6 : 심압대 스핀들

6a : 센터 장착 구멍 7 : 모터(심압대 스핀들 회전구동수단)

7a : 인너 로터 7b : 아웃터 스테이터

8 : 심압대 센터

9 : 심압대 부세나사(심압대 센터 부세수단)

9a : 슬라이드 로드 9b : 액츄에이터(피스톤 로드)

10 : 심압대 유닛 11 : 볼 베어링

12 : 심압대 유닛 프레임 12b : 심압대 센터 복귀 레버

13 : 연결 프레임 14 : 유닛 지지 베어링(편심베어링)

15 : 웜 휠 16 : 웜

17 : 서보 모터 18 : 이송레버

19 : 에어실린더 19a : 피스톤 로드

20 : 연삭 휠 22 : 이송레버

22a : 돌출부 23 : 레버 축

24 : 니들 베어링 25 : 서보 모터

26 : 이송나사 27 : 너트

29 : 요동판 30 : 주축 유닛

31 : 볼 베어링 32 : 주축 유닛 프레임

33 : 트러스트 베어링 34 : 베어링

35 : 이송레버 40 : 베이스

50 : 커플링 51 : 트러스트 볼 베어링

60 : 스핀들 회전 제어수단 61 : 펄스 제어수단

62, 63 : 구동 펄스 출력수단

이하, 본 발명에 따른 실시형태에 관해서, 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한다.

도 1 ∼ 도 3은, 본 발명의 센터 지지 연삭기의 제1 실시형태를 도시한다.

도 1에 있어서, 참조번호(1)는, 양 단면에 센터구멍(1a, 1b)이 형성된, 예컨대, 외경 1.25 mm의 페룰 같은 원통형 공작물이고, 참조번호(20)는, 상기 원통형 공작물의 외주 원통면을 연삭 가공하는 동시에, 센터의 센터링 연삭 가공을 실행하는 연삭 휠을 지시한다.

참조번호(3)는, 전후를 베어링(31)에 의해 주축 유닛 프레임(32)에 회전자유롭게 지지되는 주축 스핀들로, 이 주축 스핀들(3)에는, 내장형의 유도 모터(주축 스핀들 회전 구동수단)(4)의 인너 로터(4a)가 장착 고정되어, 이 유도 모터(4)에 의해 주축 스핀들(3)은 회전 구동된다. 또한, 주축 스핀들(3)의 첨단부에는, 센터 장착 구멍(3a)이 마련되어 있고, 이 센터 장착 구멍(3a)에 회전 구동 센터(5)가 삽입되어 장착된다. 상기 회전 구동 센터(5)의 첨단 원추면은 상기 원통형 공작물(1)의 한편의 센터 구멍(1a)과 맞물리게 된다.

또, 상기 유도 모터(4)의 아웃터 스테이터(4b)는 주축 유닛 프레임(32) 내에 고정되어 있다.

상기 주축 유닛 프레임(32)과, 이 주축 유닛 프레임(32) 내에 내장된 주축 스핀들(3) 및 주축 스핀들 회전 구동수단(4)으로, 주축 유닛(30)이 구성되어 있다.

참조번호(6)는, 볼 베어링(11)에 의해 심압대 유닛 프레임(12)에 회전자유롭고 축방향 슬라이드 이동가능하게 지지되는 심압대 스핀들로, 이 심압대 스핀들(6)에는, 내장형의 유도 모터(심압대 스핀들 회전 구동수단)(7)의 인너 로터(7a)가 장착 고정되어, 이 유도 모터(7)에 의해 심압대 스핀들(6)은 주축 스핀들(3)과 동일 방향으로 동일 회전속도로 회전 구동된다. 또한, 심압대 스핀들(6)의 첨단부에는, 센터 장착 구멍(6a)이 마련되고 있어, 이 센터 장착 구멍(6a)에 심압대 센터(8)가 삽입되어 장착된다. 상기 심압대 센터(8)의 첨단 원추면은 상기 원통형 공작물(1)의 다른쪽의 센터구멍(1b)과 맞물린다.

또, 상기 유도 모터(7)의 아웃터 스테이터(7b)는, 심압대 유닛 프레임(12) 내에 고정되어 있다.

상기 심압대 유닛 프레임(12)과, 이 심압대 유닛 프레임(12) 내에 내장된 심압대 스핀들(6)은, 심압대 유닛(10)을 구성한다.

또한, 상기 주축 스핀들(3), 두 개의 유도 모터(4, 7), 회전 구동 센터(5), 심압대 스핀들(6) 및 심압대 센터(8)는, 동일 축선 상에 배치되어 있다.

상기 심압대 스핀들(6)의 후단측의 구멍(6b)에는 슬라이드 로드(9a)가 삽입되어, 이 슬라이드 로드(9a)와 심압대 스핀들 후단측의 구멍(6b) 밑바닥부 사이에는 심압대 센터 부세 용수철(심압대 센터 부세수단)(9)이 구비되어 있고, 슬라이드 로드(9a)의 첨단을 심압대 유닛 프레임(12)에 장착시켜진 캡 나사(12a)에 접근시키고 있다. 이 심압대 센터 부세수단(9)에 의해, 심압대 스핀들(6)은, 대향 배치된 회전 구동 센터(5)에 부세되어, 회전 구동 센터(5), 심압대 센터(8)가 원통형 공작물(1)의 센터 구멍(1a, 1b)에 맞물려, 접근하여 원통형 공작물(1)을 협지하고 있다.

원통형 공작물(1)이 심압대 센터 부세수단(9)의 충분한 부세력에 의해 유지된 상태로, 양 센터(5, 8)와 센터 구멍(1a, 1b)의 가압에 의한 마찰력으로 양 유도 모터(4, 7)의 회전 구동력이 원통형 공작물(1)을 회전시킨다.

심압대 센터(8)를 복귀하여 원통형 공작물을 해제하기 위해서는, 심압대 센터 복귀 레버(12b)를 도시 생략의 복귀 레버 구동장치에 의해 도 1의 오른쪽 방향으로 이동하여 심압대 스핀들 방진 커버(6c)에 대해 인접하여, 심압대 스핀들(6)을 오른쪽 방향으로 가압하면서 센터 부세 용수철(9)을 압축하면서 심압대 센터가 복귀된다. 즉, 이 실시형태에서, 심압대 센터 복귀 레버(12b), 복귀 레버 구동장치와, 그리고 심압대 센터 부세 용수철(9)로, 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 구성하고 있다. 이것에 의해, 길이가 다른 원통형 공작물에도 대응할 수 있게 된다. 심압대 센터 부세수단(9)은, 심압대 스핀들(6)을 축선방향으로 이동하는 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 겸하고 있는 것이다.

심압대 스핀들(6)의 축선방향 이동과 동시에, 모터(7)의 인너 로터(7a)도 아웃터 스테이터(7b)에 대하여 축선방향으로 이동하는 것으로 되지만, 이 실시형태에서는, 심압대 스핀들(6)이 어떤 축선방향으로 위치하고 있더라도 모터(7)의 회전 토오크가 충분히 공급되도록, 스테이터 폭 W과 로터 폭 w 이 설정되어 있다. 도시한 예로서는, 「w> W + 심압대 스핀들 스트로크」로 설정되어 있다.

서로에 대해 축선방향으로 정렬된 상기 주축 유닛(30)과 심압대 유닛(10)은, 연결 프레임(13)에 의해서, 일체적으로 고정되어 있다. 이 연결 프레임(13)은, 양 유닛(10, 30)의 축선(x1)에서 가능한 많이 이격될 수 있고, 더구나, 소망 수준의 강성이 얻어질 수 있도록 원호 단면을 하고 있다. 연결 프레임(13)을 축선(x1)으로부터 충분히 이격되는 것에 의해, 공작물의 주위에 공급 및 배출, 사이징 등을 위한 공간을 확보할 수가 있다.

또한, 주축 유닛(30)과 심압대 유닛(10)의 각 외주 원통면(30a, 10a)은, 양 유닛(10, 30)의 축선(x1)과 공통의 위상 각도 위치에 e 만큼 편심한 축선(x2)을 갖고 있다(도 2 참조). 그리고, 이 양 외주 원통면(30a, 10a)은, 유닛 지지 베어링(편심베어링)(14)에 의해 베이스(40)에 회전자유롭게 유지되어 있다.

주축 유닛 프레임(32)의 외주에는, 유닛 지지 베어링(14, 14)과 동심에 웜 휠(15)이 고정되어 있고, 이 웜 휠(15)에는, 베이스(40)에 회전자유롭게 형성된 웜(16)이 맞물려지게 결합하고 있다. 그리고, 이 웜(16)은, 서보 모터(17)에 의해 회전 구동되고 있다. 이것들의 구동계(15, 16, 17)도, 공작물(1)로부터 충분히 이격되어, 주축 유닛(30)측 혹은 심압대 유닛(10)측에 배치하여, 공작물의 주위에 공급 및 배출, 사이징 등을 위한 공간을 확보한다.

서보 모터(17)에 의해 웜(16)이 회전하면 , 웜 휠(15)이 미소 속도로 도 2의 화살표 A와 같이 회전하여, 주축 유닛(30)과 심압대 유닛(10)의 축선(x1)이, 주축 유닛(30)과 심압대 유닛(10)의 외주 원통면(30a, 10a)의 축선(x2)의 주위에 미소각도로 선회한다. 이 선회는, 축선(x1) 상에 협지된 공작물(1)을 연삭 휠(20)에 대하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 전후 이동시킨다, 즉, 이송 동작을 실행할 수 있다.

바꾸어 말하면, 이 실시형태의 이송 수단은, 회전 구동 센터(5) 및 심압대 센터(8)에 대하여 e 만큼 편심하여 설치된 편심베어링(l4, 14)에 의해 회전 구동 센터(5), 주축 스핀들 회전 구동수단(4), 및 심압대 센터(8)를 유지하고 있어, 상기 편심베어링(14)의 선회에 의해 이송 동작을 하고 있다

도 1 ∼ 도 3의 실시의 형태에 있어서의 연삭 동작은 아래와 같이 행해진다.

심압대 센터 복귀 레버(12b)가 심압대 스핀들(6)을 후퇴시켜, 도시되어 있지 않은 자동공급장치에 의해 양 센터(5, 8) 사이에 공작물(1)이 이송되어, 심압대 센터 복귀 레버(12b)가 복귀되고, 심압대 스핀들(6)이 용수철(9)의 탄성력에 의해 전진하여, 양 센터(5, 8) 사이에 공작물(1)을 유지한다.

이어서, 모터(4, 7)를 작동하여, 양 스핀들(3, 6)을 동일 방향으로 동일 회전속도로 회전한다. 이 회전력은, 양 센터(5, 8) 사이에 탄성적으로 유지된 공작물(1)에, 센터와 센터 구멍 사이의 마찰력에 의해 전달되어, 공작물(1)이 양 센터(5, 8)와, 양 스핀들(3, 6)이 동시에 회전한다.

여기서, 서보 모터(17)가 작동하여, 주축 유닛(30), 연결 프레임(13), 심압대 유닛(10), 및 공작물(1)을 축선(x2) 주위에 선회하여, 연삭 휠(20)을 향하여 이동하여, 공작물(1)을 연삭 휠(20)에 의해 플런지 연삭(plunge grinding)을 행한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 센터 지지 연삭기의 제2 실시형태를 도시한다.

도 4 및 도 5에 있어서, 도 1 ∼ 도 3과 동일의 요소에는 동일의 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 주축 유닛(30)과 그 내부의 주축 스핀들 구동수단, 주축 스핀들, 심압대 유닛(10)과 그 내부의 심압대 스핀들 구동수단, 심압대 센터 부세수단, 연결 프레임은, 도 1과 동일하기 때문에, 상세한 도시를 생략한다.

도 4는, 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 상세히 도시한다. 즉, 심압대 스핀들 축선방향 이동수단은, 에어실린더(19), 이 에어실린더(19) 내를 미끄럼 이동하는 피스톤 로드(19a), 및 심압대 센터 복귀 레버(12b)를 장착하고 있다.

상기 에어실린더(19)는, 이후에 설명하는 이송레버(18)에 마련되어 있다. 심압대 센터 복귀 레버(12b)는, 도면에 명시하고 있지 않지만, 그 지점(21)이 이송레버(18)에 지지되어 있다. 또한, 심압대 센터 복귀 레버(12b)는, 피스톤 로드(19a)의 첨단과 일 단부가 맞물림 가능하고, 타단이, 도 1의 경우와 같이, 심압대 스핀들(6)과 맞물림된다.

심압대 센터(8)를 주축 센터(5)측에서 후퇴시킬 때에는, 에어실린더(19)를 작동하여 피스톤 로드(19a)를, 도면의 오른쪽으로 전진시켜, 심압대 센터 복귀 레버(12b)에 인접하여 이것을 선회하여, 심압대 스핀들(6)을 후퇴시킨다.

다음에, 이 실시형태의 이송수단을 설명한다.

주축 유닛(30)과 심압대 유닛(10)은, 그 유닛 프레임(32, 12)의 외주 원통면에서, 각각 이송레버(18, 22)에 고정되어 있다. 또, 유닛 프레임(32, 12)의 외주 원통면은, 도 1의 경우와 다르고, 편심하지 않고 있다. 그리고, 상기 이송레버(18, 22)는, 베이스(40)에 수평방향으로 장착 고정된 레버 축(23)의 양 단부에, 니들 베어링(needle bearing; 24)을 사이에 두고, 회전 자유롭게 유지되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 이송레버(22)에는, 레버 축(이송레버의 지점)(23)으로부터 약간 이격된 위치에 위치하여, 이 돌출부(22a)에 이송 동작의 회전구동력이 적용된다.

즉, 본 실시 형태의 이송수단에는, 돌출부(22a)에 구비된 서보모터(25), 이 서보모터(25)의 출력 축(25a)에 접속된 이송나사(26), 이 이송나사(26)와 맞물리는 너트(27)를 갖고 있다.

상기 이송나사(26)는, 베어링(28)을 매개로 이송레버(22)의 돌출부(22a)에 회전자유롭게 유지되고, 한편, 너트(27)는 그 외주부가 트러스트 베어링(33)을 매개로 요동판(29)을 끼우고 있다. 상기 트러스트 베어링(33)은, 리테이너에 의해 회전자유롭게 유지된 다수의 볼이 너트(27)와 요동판(29)과의 평탄한 단부면에 유지된 구조로 되어 있어, 이것에 의해, 너트(27)는, 요동판(29)에 대하여 반경방향과 회전방향으로 자유롭게 미끄럼 이동할 수가 있다. 또한, 상기 너트(27)는 그 표면에 직립 핀(27a)이 설치되어, 이 핀(27a)이 돌출부(22a)의 안내 구멍(36)에 미끄럼 가능하게 삽입되어 있고, 이송 나사(26)의 회전에 의한 드래그(drag)를 방지한다.

상기 요동판(29)은, 도면에는 명시하지 않고 있지만, 센터 축선과 평행하게 설치된 베어링(34)을 매개로 베이스(40)에 유지되어, 베어링(34)을 이용하여 요동 축선으로 요동할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 서보모터(25)가 이송 나사(26)를회전하면, 너트(27)에 의해 가이드되어 이송나사(26)는 상하방향으로 이동한다. 게다가, 이송나사(26)는 이송레버(22)와 함께 레버축(23) 주위를 선회한다.

이 이송레버(22)의 선회가, 이송레버(22)에 탑재된 회전 구동 센터(5), 주축 스핀들 회전 구동수단(4), 심압대 센터(8) 등을 이동하여, 양 센터(5, 8)의 사이에 협지되어 회전 구동되는 원통형 공작물(1)을 연삭 휠(20)에 대하여 이송 동작을 실행할 수 있다.

도 6은, 본 발명의 센터 지지 연삭기의 제3 실시형태를 도시한다.

도 6에 있어서, 도 1 ∼ 도 5과 동일의 부분에는 동일의 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 6에 있어서, 주축 유닛(30), 및 심압대 유닛(10)은, 도 4와 같이 동일 축선 상에 설치되어 이송레버(35) 상에 고정되어 있다. 이 이송레버(35) 상의 심압대 유닛(10)의 후방에는, 더욱이, 에어실린더장치를 사용한 심압대 센터 부세수단(9)이 추가로 마련되고, 그 액츄에이터(피스톤 로드)(9b)가 커플링(50)을 매개로 심압대 스핀들(6)의 후단부에 연결되어 있다. 상기 커플링(50)은, 내부에 트러스트 볼 베어링(51)을 갖고, 이 트러스트 볼 베어링(51)을 사이에 심압대 스핀들(6)과 액츄에이터(9b)를 연결하고 있어, 액츄에이터(9b)의 축선방향의 움직임을 심압대 스핀들(6)로 전달한다. 심압대 스핀들(6)의 회전은, 트러스트 볼 베어링(51)이 회전하기 때문에, 액츄에이터(9b)로 전달되지 않는다.

상기 이송레버(35)에는, 도시는 생략하지만, 도 5에 도시한 레버구동기구가 구비되고 있어, 이송 동작이 행해진다.

심압대 센터 부세수단(9)이 작동하여, 그 액츄에이터(9b)가 심압대 스핀들(6)을 축선방향으로 이동할 때, 로터(7a)는 심압대 스핀들(6)과 동시에 이동하여, 스테이터(7b)에 대하여 축선방향으로 이동한다. 모터(7)는, 공작물(1)을 양 센터(5, 8)가 협지하여 회전할 때 기동될 필요가 있지만, 공작물(1)의 착탈시, 통상, 모터를 기동할 필요가 없다. 그래서, 이 실시형태, 공작물 협지 위치로 로터(7a)와 스테이터(7b)가 서로 대향하도록 배치하고 있다. 또한, 로터(7a) 또는 스테이터(7b) 중 어느 한편을 다른쪽보다도 길게 위치하여 놓으면, 그 만큼, 심압대 스핀들(6)이 전후방향으로도 이것을 회전 구동할 수가 있고, 길이가 다른 원통형 공작물에도 가공할 수 있다.

이 도 6의 실시 형태에서도, 심압대 센터 부세수단(9)의 부세에 의해 회전 구동 센터(5)와 심압대 센터(8)와의 사이에 원통형 공작물(1)을 협지하면서, 연삭 휠(20)을 이송하여 원통면을 플런지 연삭한다. 주축 스핀들 구동수단(모터)(4)이 회전 구동 센터(5)를 회전 구동한다. 심압대 스핀들 구동수단(모터)(7)이 심압대 센터(8)를 회전 구동한다. 회전하는 이들 양 센터(5, 8)에 의해 원통형 공작물(1)을 회전하여, 양 센터와 원통형 공작물(1)의 센터 구멍과의 마찰력에 의해 원통형 공작물(1)을 회전한다. 이 회전하는 원통형 공작물(1)에 대하여, 이송레버(35)가 선회하는 것에 의해, 플런저 연삭용 이송이 행하여진다. 또, 이 실시형태에 있어서도, 심압대 센터 부세수단(9)은, 심압대 유닛(10)과 함께 이송 선회운동을 한다.

그런데, 심압대 센터 부세수단은, 심압대 스핀들을 부세할 수 있다면, 반드시 선회운동은 필요로 하지 않고, 심압대 센터 부세수단을 선회하지 않으면, 그 만큼, 선회기구의 부담이 경감된다.

도 7은, 심압대 센터 부세수단(9)을 심압대 유닛(10)의 후방에 배치하여, 선회를 방지하는 본 발명의 제4 실시 형태를 도시하는 설명도이다.

도 7의 실시 형태는, 도 1 ∼ 도 3의 실시 형태와 같이 유닛 내 편심배치, 선회 이송 구조를 채택한 것으로, 도 1∼도 3과 동일부분에 관해서는 동일의 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

심압대 센터 부세수단(9)은, 베이스(40) 상에 마련되고, 그 액츄에이터가 심압대 스핀들의 후단을 가압하고 있다. 선회 운동에 의한 이송량은, 대략 수 mm 정도이므로, 액츄에이터와 심압대 스핀들 후단과 분리되지 않도록 하는 것은, 설계상 용이하다.

심압대 부세수단은, 상술의 실시의 형태 이외에도, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 심압대 센터 부세수단(9)의 액츄에이터가, 회전하는 심압대 스핀들(6)을 베어링으로 유지하는 슬리브 전체를 가압하거나, 심압대 유닛 전체를 가압하는 것도 있다. 이들의 경우에는, 심압대 스핀들(6)과 심압대 유닛 프레임(12)과의 축선방향 상대 미끄럼 이동 구조는 불필요해지고, 대신에, 심압대 유닛 프레임(12)과 이송레버(18)와의 축선방향 상대 미끄럼 이동 구조를 부가하는 것으로 된다.

다음에 본 발명의 제5 실시 형태를, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 8은, 도 7의 실시 형태에 주축 스핀들과 심압대 스핀들을 동기 회전 구동하는 것이다. 도 9는, 본 발명의 센터 지지 연삭 방법의 일 실시예를 도시하는 공정도이다.

도 8에 있어서, 도 7과 동일의 부분에 관해서는, 동일의 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

도 8의 실시 형태로서는, 스핀들 회전 제어수단(60)이, 주축 스핀들 회전 구동수단(4)과 심압대 스핀들 회전 구동수단(7)의 회전을 제어한다. 상기 스핀들 회전 제어수단(60)에는, 펄스 제어수단(61), 구동 펄스 출력수단(62 및 63)이 마련되고 있다.

양 스핀들 회전 구동수단(4, 7)으로서는, 각각 펄스 모터를 이용하고 있다. 주축 스핀들의 펄스 모터(4)는, 구동 펄스 출력수단(62)으로부터 공급되는 구동 펄스로 펄스에 따라서 정확히 회전한다. 심압대 스핀들의 펄스 모터(7)는, 또 하나의 구동 펄스 출력수단(63)으로부터 공급되는 구동 펄스에 의해서 정확히 회전한다.

상기 구동 펄스 출력수단(62, 63)은, 펄스 제어수단(61)으로부터의 제어신호에 의해 상기 구동 펄스 출력을 각각 독립적으로 제어한다.

주축 스핀들(3)과 심압대 스핀들(6)을 같은 방향에 동기 회전하기 위해서는, 펄스 제어수단(61)으로부터 같은 타이밍으로 동일의 제어신호를 구동 펄스 출력수단(62, 63)으로 보낸다. 이와 같이 제어하면, 주축 스핀들(3)과 심압대 스핀들(6)은 동기 회전하여, 양 센터 사이에 유지된 공작물(1)도 슬립 없이 동기 회전한다. 공작물(1)이 정상 회전으로 되어 연삭 가공되어, 연삭 저항을 받더라도, 센터(5, 8)와의 슬립이 일어나지 않고, 센터(5, 8)의 편마모가 방지된다. 따라서, 센터의편마모에 기인하는 스핀들 회전운동 정밀도 열화가 일어나지 않고, 진원도(circularity), 동축도 등의 가공 정밀도가 양호히 유지된다.

주축 스핀들(3)과 심압대 스핀들(6) 중 어느 한편을 회전하면서, 다른쪽을 고정하기 위해서는, 펄스 제어수단(61)으로부터 회전하는 쪽의 스핀들의 구동 펄스 출력수단(62 및 63)에 구동 펄스 출력용 신호를 보내어, 다른쪽의 구동 펄스출력수단에는 구동 펄스출력용 신호를 보내지 않는다. 이와 같이 제어하면, 구동 펄스 공급을 받지 않은 쪽의 펄스 모터는, 로터와 스테이터 사이의 자력으로 구속되어, 소위 정지구속력에 의해 회전하지 않고, 구동 펄스 공급을 받는 쪽의 펄스 모터만이 회전한다.

그런데, 이 경우, 양 센터에서 지지된 공작물(1)은, 센터와 센터 구멍의 접촉면의 표면 상태가 같은 경우에는, 센터와 센터 구멍의 유효 직경이 클수록, 마찰 회전구동력이 크고, 센터와 센터 구멍의 유효 직경이 큰 측의 스핀들의 회전에 따라서 드래그되거나, 정지하고 있기도 한다. 이처럼, 회전하는 스핀들에 공작물(1)을 드래그하기 위해서는, 회전하는 스핀들측 센터 구멍을 약간 크게 하여 놓는다. 혹은, 양 센터 구멍에 차이가 없는 경우에는, 공작물(1)을 지지하기 전에 정지측의 센터 구멍을 연삭액으로 적시는 것으로 하여 센터 구멍과의 마찰 토오크가 작게 되도록 하여 놓는다.

이처럼, 한편의 스핀들과 공작물(1)이 회전하면서, 다른쪽의 스핀들이 정지할 때, 정지하고 있는 스핀들의 센터와 이것에 접하는 공작물(1)의 센터구멍이 미끄러지지만, 연삭 저항이 비교적 작고, 센터와 공작물(1)과의 파지력이 비교적 작은 경우에는, 미끄럼에 의한 센터 구멍의 편마모는 경미하다. 그 한쪽에서, 스핀들이 정지하고 있으면, 그 만큼 스핀들 회전 정밀도 에러가 없게 되니까, 가공 정밀도가 향상된다.

본 실시 형태에서는, 정지측의 펄스 모터의 정지구속력을 이용하여 스핀들을 고정하니까, 다른 로크장치 등으로 클램프하는 것과 다르고, 스핀들의 오정렬이 발생하지 않고, 센터의 축심이 어긋나는 일 없이, 가공 정밀도, 특히, 센터 구멍과 가공면의 동축도가 향상된다.

또, 도 8의 실시 형태는, 스핀들 회전 구동수단으로서 펄스 모터를 사용하여, 개방 루프로 동기 회전 제어하는 예를 설명하였지만, 폐 루프 제어를 실행하는 것도 가능하다.

이러한 이유로, 공작물의 연삭 가공이, 거친 연삭과 마무리 연삭을 요하는 경우에는, 도 9에 도시한 바와 같은 연삭 방법을 채용할 수가 있다.

도 9에 있어서, 거친 연삭 공정(90l)에서는, 원통형 공작물(1)을 양 센터(5, 8)로 지지하여, 내장 모터로 양 센터(5, 8)를 서로 같은 방향에 등속 회전수로 동기 회전하여, 공작물(1)을 슬립 없게 회전 구동하면서, 공작물(1)을 거친 연삭한다. 거친 연삭 중에 연삭 휠로부터의 부하가 공작물(1)에 가해지더라도, 양 센터(5, 8)와, 공작물(1)이 일체로 회전하고 있기 때문에, 센터(5, 8)와 공작물(1)과의 슬립이 일어나기 어렵고, 따라서, 편마모도 일어나기 어렵다.

다음에, 이 거친 연삭 공정(901) 이후에, 마무리 연삭 공정(902)으로, 한편의 센터, 이 실시 형태에서는, 심압대 스핀들(6)측의 심압대 센터(8)로 회전 구동하여, 다른쪽의 센터, 즉 주축 스핀들(3)의 회전 구동 센터(5)를 펄스 모터(4)의 정지구속력에 의해 고정한 상태로, 상기 공작물(1)을 마무리 연삭한다. 마무리 연삭 단계 동안에는, 연삭 저항이 작으니까 연삭 휠로부터 공작물(1)에 가해지는 부하가 작고, 고정된 주축 센터(5)와 공작물(1)이 슬립하더라도 대개 주축 센터(5)의 편마모는 발생하지 않는다. 주축 센터(5)가 고정되어 있기 때문에, 공작물(1)의 회전 운동 정밀도가 만족스럽게 달성되고, 가공 정밀도가 향상된다.

다음에, 본 발명의 센터 지지 연삭기의 센터의 센터링 방법을, 도 10을 참조로 설명한다.

센터 지지 연삭기의 센터는, 연삭기의 공작물을 유지하는 축선에 정확히 일치하지 않고 있으면 센터 구멍 기준의 정밀 연삭가공을 할 수 없다. 스핀들의 센터 구멍에 센터를 부착시킨 상태에서 센터의 축은 연삭기의 축선과 정확하게 일치하지 않고 있다. 그래서, 센터링을 하기 위해서, 도 10에 도시한 실시예에서, 연삭 휠(2)에, 원통형 공작물(1)을 플런지 연삭하기 위한 원통 연삭면(2a)과, 그 양측의 원추 연삭면(2b)을 구비하고 있다.

양 센터(5, 8)의 센터링을 할 수 있는 상태로서는, 도 10a의 배치를 선택하여, 원통 연삭면(2a)을 사용하여, 원통형 공작물(1)을 플런지 연삭하며, 센터 교환 등으로 센터링을 할 수 있는 상태에서, 도 10b의 배치, 원추 연삭면(2b)을 사용하여, 양 센터(5, 8)의 센터링을 실행한다.

센터링을 행할 수 있는 양 센터(5, 8)로 지지하여 원통형 공작물(1)을 플런지 연삭할 때에는, 심압대 센터 부세수단(9)의 부세력에 의해 양 센터(5, 8) 사이에 원통형 공작물(1)을 협지한다. 그리고, 이 상태에서, 양 유도 모터(4, 7)의 회전 구동력을 양 센터(5, 8)를 통해 원통형 공작물(1)에 전달되고, 원통형 공작물(1)을 회전한다. 이 회전하는 원통형 공작물(1)에 회전하는 연삭 휠(2)을 반경방향으로 이송 동작을 실행하여 원통 연삭면(2a)을 원통형 공작물(1)의 원통면에 접촉하여, 플런지 연삭한다. 또, 이 때에는, 원추 연삭면(2b)은 센터(5, 8)에 접촉하지 않는다.

양 센터(5, 8)의 센터링이 아직 실행되지 않을 때에는, 심압대 스핀들(6)을 약간 후퇴시켜, 도 10b와 같이 센터링 위치를 이동하여, 양 스핀들(3, 6) 및 연삭 휠(2)을 각각 회전하면서 연삭 휠(2)과 양 센터(5, 8) 사이에 상대적으로 이송하여, 연삭 휠(2)의 양측의 원추 연삭면(2b)을 양 센터(5, 8)에 인접하여 동시에 연삭한다. 이것에 의해, 양 센터(5, 8)는, 스핀들(3, 6)의 축선에 합치한 첨단을 형성하여 센터링된다.

도 10의 실시 형태는, 양 센터(5, 8)의 센터링을 연삭 휠(2)을 사용하여 동시에 행하고 있지만, 본 발명의 센터링 방법은, 이것에 한정되는 일 없이, 예컨대, 다음과 같은 센터링 방법이라도 본 발명 방법을 실시할 수가 있다.

1) 연삭 휠을 교환하여 연삭기 위의 연삭

주축 유닛(30), 센터링 유닛(10)을 베이스 상에 설치한 채로, 즉, 연삭작업을 하는 셋팅으로, 연삭 휠(20)을 센터 센터링 연삭 휠(도시생략)로부터 빼고, 대신에 센터 센터링 연삭 휠(도시생략)을 설정하여, 각각 스핀들(3 혹은 6)에 장착시킨 센터(5 혹은 8)를 회전하면서 연삭하여 센터링한다.

베이스 위의 연삭 휠과 주축 유닛(30), 센터링 유닛(10)의 상대 높이, 평행도는 변하지 않으니까, 이렇게 하여도, 축선 상에 정확히 합치한 센터의 센터링을 할 수 있다. 또, 센터 센터링 연삭 휠은, 회전 구동 센터(5)용과 심압대 센터(8)용과 각각의 연삭 휠을 교환하면서 행하더라도, 한 개의 연삭 휠에 두 개의 센터링 연삭면을 마련하여 순차적으로 두 센터에 센터링을 행하는 것이 가능하다.

2) 주축 유닛, 센터링 유닛을 다른 장치에 이동하여 연삭

상기 연삭대와 주축 유닛(30) 혹은 센터링 유닛(10)의 상대 위치 관계가 유지되는 별도의 센터링 장치를 준비한다. 그리고, 주축 유닛(30), 센터링 유닛(10)을 베이스로부터 분리하여 센터링 장치에 장착시켜, 주축 유닛(30)의 주축 스핀들(3), 혹은, 센터링 유닛(10)의 심압대 스핀들(6)에 장착시킨 센터(5 혹은 8)를 회전하면서 연삭하여 센터링한다.

이 장치의 연삭 휠과 주축 유닛(30) 혹은 센터링 유닛(10)의 상대 위치가, 회전 구동 센터장치와 같은 것으로 하므로, 주축 유닛(30), 센터링 유닛(10)을 회전 구동 센터장치의 베이스 상에 되돌리면, 양 유닛(10, 30)의 센터(5, 8)는, 축선 상에 정확히 합치한 센터링을 할 수 있는 것으로 된다.

도 1∼도 10을 참조한 상술의 실시의 형태에 있어서는, 심압대 센터 부세수단으로서 용수철이나 에어실린더장치를 사용하였지만, 유압장치, 전자석 탄성력 부여장치, 용수철 이외의 기계적 탄성력 부여장치 등으로 교환하는 것이 가능하다.

또한, 주축 스핀들 회전 구동수단이나 심압대 스핀들 회전 구동수단으로서, 인너 로터형 유도 모터나 펄스 모터의 것 이외, 초음파 모터, 아웃터 로터형 모터,축방향 갭 형 모터 등 다른 구조, 다른 원리의 전기 모터를 이용하는 것이 가능하다.

상술의 센터 지지 연삭기에 의하면, 연삭 중에 원통형 공작물(1)이 구동용 고무 롤러에 의해 가압되지 않고, 센터에「편마모」가 생기는 일이 없으니까, 다수 개의 공작물의 가공에 의해서도 센터의 마모, 편마모를 생기는 일이 없고, 장시간에 걸쳐, 공작물의 가공 원통면의 원통도가 양호히 유지된다.

또한, 장시간을 요하는 센터의 위치 조정, 센터의 교환의 빈도가 감소하여, 가공 기계의 운전 가동율이 향상되어, 작업자의 능률도 향상되어, 기계대수를 늘리는 것도 가능하다. 더욱이, 센터의 수명이 연장되어 소모품비가 저하하여, 그 결과, 제조 비용이 감소한다.

본 발명의 센터 지지 연삭 방법은, 거친 연삭 단계에서는, 양 센터에서 공작물을 회전 구동하여 공작물을 거친 연삭하여, 그 후의 마무리 연삭 단계에서는, 한편의 센터에서 공작물을 회전 구동하여, 다른쪽의 센터를 고정한 상태로 마무리 연삭하도록 하였다.

공작물이 큰 연삭 저항을 받는 거친 연삭 단계에서는, 양 센터 구동에 의해 센터와 공작물과의 슬립이 일어나지 않고, 센터의 편마모 발생을 억제한다. 연삭 저항이 작은 마무리 연삭 단계에서는, 공작물의 한편측 센터구멍이 고정 센터에서 지지된다. 고정 센터는 회전운동이 없고, 회전 운동에 의한 공작물의 회전 정밀도 에러를 일으키지 않으니까, 그 만큼 고정밀도의 마무리 연삭이 가능해진다. 마무리 연삭 단계에서 고정 센터와 공작물이 슬립하지만, 부하가 작기 때문에 편마모는 거의 발생하지 않는다.

상기 연삭 방법에 있어서, 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 동기 회전 구동되면, 양 센터와 공작물이 일체로 동기 회전하여, 편마모 고정 센터의 원인인 슬립이 전혀 없게 되니까, 편마모 방지 효과가 한층 더 현저하게 된다.

상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 회전 구동되어, 한편의 센터의 고정이 내장 모터의 정지 구속력에 의해 이루어지므로, 고정측 센터의 오정렬이 일어나지 않고, 동축도가 향상된다.

본 발명 장치는, 상술한 바와 같이, 주축 유닛에, 주축 스핀들, 내장형의 주축 스핀들 회전 구동수단을 구비하여, 심압대 유닛에, 심압대 스핀들, 혹은, 더욱이, 심압대 스핀들 회전 구동수단을 구비하고 있다. 그리고, 이 주축 유닛과 심압대 유닛을 탑재한 이송 수단이, 선회 운동하는 것에 의해 회전 구동 센터와 심압대 센터를 이동시킨다. 이 이동으로, 상기 주축 스핀들의 센터와 심압대 스핀들의 센터와의 사이에 협지되어 회전 구동되는 원통형 공작물을, 연삭 휠에 대하여 이송 동작시키도록 하였다.

본 발명 장치의 구성은, 벨트와 풀리와 같이, 외부에서의 회전력 전달 수단이 불필요하고, 공작물 유지, 회전 구동을 담당하는 모터의 로터, 스핀들 등의 회전 부분의 관성모멘트가 작게 된다. 관성 모멘트가 작으면, 공작물 착탈을 위한 회전 정지, 기동에 요하는 (비가공) 시간을 현저히 단축하여, 생산 능률이 향상된다.

또한, 본 발명 장치의 구성은, 공작물 유지, 회전 구동, 이송의 각 구조가, 필요 충분한 강성을 유지하면서, 대단히 조밀하고 소형 경량화 할 수가 있다. 고강성, 소형, 경량인 이 구성에 의하면, 미소 공작물의 회전 구동, 이송을 정확히 할 수 있으므로, 정밀한 연삭을 행할 수 있다.

본 발명 장치를 소형화의 성과로서, 공작물 유지, 회전 구동, 이송의 구조는, 길이 20∼30 cm 이하, 단면 치수 6 cm ×8 cm 이하의 직방체 내에 수용할 수 있었다. 또한, 더욱 연삭 휠 시스템의 소형화하면, 1변이 20 내지 30 cm의 입방체의 속에 수용되는 연삭기를 실현할 수 있다.

또한, 외부 회전 전달 수단이 없고, 구동계가 컴팩트하고 소형화되어, 빈 공간을 더 활용할 수 있으므로, 미소 공작물의 공급 및 배출장치, 일괄 공정 치수장치 등의 주변장치의 배치 공간 상의 제약이 감소하여, 효율이 좋은 배치가 가능해진다. 이 점에서도, 비가공 시간의 단축, 주변장치의 운전 신뢰성 향상에 연결된다.

또한, 소형 경량화에 의해, 연삭기 그 자체의 가격을 저감할 수 있고, 소요 동력, 보수 비용도 적게 할 수 있다.

또한, 연삭기의 소형 경량화에 따라, 공장 설비비, 공기조절 등의 공장 운전비도 저감할 수 있고, 더욱이, 연삭기 고장때에도, 종래의 고액으로 장시간 기계 운전 중지의 기간도 긴 수리 대신에, 제조업자로부터의 대체품을 얻어, 사용자에 의한 고장 연삭기의 교환이라는 패턴으로, 단시간에 염가로 고장 수리가 가능하게 된다.

또한, 다음의 장치를 채택하면, 심압대 센터와 일체로 움직이는 부분의 질량이 경감되어, 센터에 공작물 착탈 동작이 용이할 수 있다. 즉, 심압대 스핀들 회전 구동수단을 인너형 전기 모터로 구성하여, 이 모터의 인너형 로터를 심압대 스핀들에 장착하여, 아웃터 스테이터를 심압대 유닛에 고정한다. 그리고, 심압대 스핀들의 축선방향 이동시 모터의 로터가 스테이터에 대하여 축선방향으로 이동하도록 한다.

또한, 심압대 센터 부세수단을 이용하여, 심압대 센터 부세수단이 심압대 스핀들을 축선방향으로 이동하는 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 겸하도록 하면, 회전 구동 센터장치를 일층 소형, 경량화 할 수가 있다.

또한, 심압대 센터 부세수단이, 심압대 유닛에 마련되고, 이 심압대 유닛이 심압대 스핀들 축선방향으로 이동가능하고, 스핀들 축선방향 이동수단에 의해 심압대 스핀들 축선방향으로 이동하면, 회전 구동 센터장치의 구성이 단순하고, 조밀하게 된다.

더욱이, 또한, 이송수단이, 회전 구동 센터 및 심압대 센터에 대하여 편심하여 배치된 편심베어링에 의해 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 유지하고 있어, 상기 편심베어링의 선회에 의해 이송 동작을 하도록 하면, 센터 유지, 구동, 이송의 구조가, 거의 동심원으로 되어, 조밀한 유닛으로 형성된다.

상기 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 스핀들 회전 구동수단이 동기 회전 구동하도록 하면, 센터와 센터 구멍과의 슬립이 완전히 없게 되어, 편마모 방지효과가 일층 향상한다.

상기 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 스핀들 회전 구동수단의 적어도 한편이 정지구속력을 갖는 회전 구동수단으로 하면, 정지구속력으로 스핀들을 고정할 수가 있어, 클램프 등에 의한 고정 같은 센터 오정렬을 일으키지 않는다.

또한, 이송 수단이 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 탑재하는 이송레버를 갖는 경우, 이 이송레버의 선회에 의해 이송 동작을 하도록 하면, 레버의 지점/센터 사이 거리와, 레버의 지점/이송 구동부 사이 거리와의 비에 의해서 이송량이 정해져, 이송 속도 제어가 용이하다.

본 발명의 방법에 의하면, 한 쌍의 센터를 각각 스핀들에 장착시켜, 회전하면서 연삭 공구에 의해 연삭하는 센터링, 그대로 장착시킨 상태로, 이것들의 센터에 의해 원통형 공작물을 협지하면서 회전 구동하도록 하였기 때문에, 센터의 센터링이, 용이하고 효율적으로, 정확히 실행할 수 있어, 고품질의 공작물 회전 구동을 실현할 수가 있다.

또한, 한 개의 연삭 공구에 서로 대향하는 한 쌍의 센터를 연삭하기 위한 연삭면을 구비하여, 이 연삭 공구에 의해 양 센터를 동시에 연삭하여 센터링하도록 하면, 심압대 센터의 탈착, 전용의 센터링 공구의 장착 등이 필요가 없기 때문에, 센터링 작업을 한층 더 효율적으로 행할 수 있다.

Claims

원통형 공작물을 양 센터에 지지하여, 상기 양 센터에서 상기 공작물을 회전 구동하면서, 상기 공작물을 연삭하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭 방법.
원통형 공작물을 양 센터에 지지하여, 상기 양 센터에서 상기 공작물을 회전 구동하면서, 상기 원통형 공작물을 거친 연삭하는 거친 연삭 공정과,

이 거친 연삭 공정 후에, 일방의 센터에서 공작물을 회전 구동하면서, 타방의 센터를 고정한 상태로, 상기 공작물을 마무리하여 연삭하는 마무리 연삭공정을 갖는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭 방법.
제1항에 있어서,

상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 동기 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭 방법.
제2항에 있어서,

상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 동기 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭 방법.
제2항에 있어서,

상기 양 센터가, 각각 별도의 내장 모터로 회전 구동되고, 일방의 센터의 고정이 내장 모터의 정지구속력에 의해 이루어질 수 있는 센터 지지 연삭 방법.
주축 유닛과,

이 주축 유닛 내에 회전 자유롭게 유지된 주축 스핀들과,

이 주축 스핀들에 유지되어, 원통형 공작물의 일방의 센터구멍과 맞물리기 위한 회전 구동 센터와,

상기 주축 유닛 내에 내장되어, 상기 주축 스핀들을 회전 구동하는 주축 스핀들 회전 구동수단과,

심압대 유닛과,

이 심압대 유닛 내에 축선방향 미끄럼 가능하게 유지된 심압대 스핀들과,

이 심압대 스핀들에 유지되어, 상기 회전 구동 센터와 동일 축선 상에 대향 배치되고, 상기 원통형 공작물의 타방의 센터구멍과 맞물림시켜, 회전 구동 센터에서 원통형 공작물을 협지하기 위한 심압대 센터와,

상기 심압대 센터를 회전 구동 센터측에 탄성적으로 부세하고 원통형 공작물을 회전 구동 센터와 심압대 센터와의 사이에 지지하는 심압대 센터 부세수단과,

상기 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단, 및 심압대 센터를 탑재하여, 선회운동에 의해 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단, 및 심압대 센터를 이동함으로써, 상기 양 센터의 사이에 협지되어 회전 구동되는 원통형 공작물을 연삭 휠에 대하여 이송 동작시키는 이송 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 센터지지 연삭기.
제6항에 있어서,

상기 심압대 스핀들이 심압대 유닛에 회전자유롭게 유지되는 동시에, 상기 심압대 유닛 내에 내장되어, 심압대 스핀들을 주축 스핀들과 동일방향으로 회전 구동하는 심압대 스핀들 회전 구동수단을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제7항에 있어서,

상기 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 스핀들 회전 구동수단이 서로 동기 회전 구동하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제7항에 있어서,

상기 주축 스핀들 회전 구동수단과 심압대 스핀들 회전 구동수단 중 적어도 일방이 정지구속력을 갖는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제7항에 있어서,

심압대 스핀들 회전 구동수단이 인너 로터형 전기 모터로서, 이 모터의 인너 로터가 심압대 스핀들에 장착되어, 아웃터 스테이터가 심압대 유닛에 고정되어 있고, 심압대 스핀들의 축선방향 이동시 모터의 인너 로터가 스테이터에 대해 축선방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제6항에 있어서,

심압대 센터 부세수단이 심압대 스핀들을 축선방향으로 이동하는 심압대 스핀들 축선방향 이동수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제6항에 있어서,

심압대 센터 부세수단이, 심압대 유닛에 마련되고, 이 심압대 유닛이 심압대 스핀들 축선방향으로 이동가능하고, 스핀들 축선방향 이동수단에 의해 심압대 스핀들 축선방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제6항에 있어서,

이송 수단이, 회전 구동 센터 및 심압대 센터에 대하여 편심하여 설치된 편심 베어링에 의해 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 유지하고, 상기 편심 베어링의 선회에 의해 이송 동작을 하는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
제6항에 있어서,

이송 수단이, 회전 구동 센터, 주축 스핀들 회전 구동수단 및 심압대 센터를 탑재하는 이송레버를 갖고, 이 이송레버의 선회에 의해 이송 동작이 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터 지지 연삭기.
동일 축선 상에 배치된 한 쌍의 스핀들의 서로 대향하는 센터 장착 구멍에 각각 센터를 장착시켜, 이들의 센터 사이에 원통형 공작물을 협지하면서 회전 구동하는 회전 구동 센터장치의 센터의 센터링 방법이고,

상기 센터를 각각 스핀들에 장착시켜, 이들의 스핀들을 회전하면서 연삭공구에 의해 센터를 연삭하여 센터링하는 것을 특징으로 하는 센터의 센터링 방법.
제15항에 있어서,

한 개의 연삭공구에 서로 대향하는 한 쌍의 센터를 연삭하기 위한 연삭면을 구비하여, 이 연삭공구에 의해 양 센터를 동시에 연삭하여 센터링하는 것을 특징으로 하는 센터의 센터링 방법.