KR20130000101U

KR20130000101U - 경질 취성판의 둘레가장자리 가공장치

Info

Publication number: KR20130000101U
Application number: KR2020120005338U
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 가미가와라; 다쿠야 도미자와
Original assignee: 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-01-03
Also published as: TWM444904U; JP5808163B2; KR200483921Y1; JP2013006245A; CN202640070U

Abstract

짧은 지름 숫돌의 마모에 의한 자동 운전 시간의 제약을 없애, 장시간의 자동 연속 운전이 가능한 경질 취성판의 둘레가장자리 가공장치를 제공한다.
마모된 짧은 지름 숫돌을 자동적으로 새로운 숫돌로 교환하는 자동 교환수단을 구비한 둘레가장자리 가공장치를 제공한다. 워크축의 상방에서 수평방향으로 이동하는 가로 이송대와, 이 가로 이송대에 마련한 세로 이송대와, 이 세로 이송대에, 가로 이송대의 이동 방향과 평행하고 또한 워크축의 축심을 포함한 연직면에 축심을 일치시키고, 워크축과 평행한 숫돌 구동축과 숫돌 매거진을 구비하고 있다. 숫돌 매거진은, 복수의 짧은 지름 숫돌을, 그러한 축심을 숫돌 구동축의 축심을 지나 가로 이송대의 이동 방향과 평행한 연직면내에 위치시켜서 유지한다.

Description

경질 취성판의 둘레가장자리 가공장치 {APPARATUS FOR CIRCUMFERENCE GRINDING HARD BRITTLE PLATE}

이 고안은, 액정 패널 등의 표시 패널에 이용하는 유리기판 그 외의 경질(硬質) 취성판(脆性板)의 둘레가장자리의 정형(整形) 가공, 모따기 가공, 구멍 뚫기 가공 등을 행하는 장치에 관한 것이다. 특히, 경질 취성판의 구멍 뚫기 가공이나 곡률이 큰 오목부의 둘레가장자리 가공을 행하기 위한, 짧은 지름의 공구를 구비한 상기 장치에 관한 것이다.

표시 패널의 영역내에 카메라나 마이크, 스피커 등을 배치한 휴대 단말을 제조할 때에는, 표시 패널의 유리기판에, 빛이나 소리를 통과시키는 원형, 타원형, 모서리가 둥근 직사각형 등의 관통구멍이나 외주 가장자리의 일부를 움푹하게 한 오목한 부분을 가공해야 한다. 이러한 관통구멍이나 오목한 부분의 가공은, 유리기판의 외주 가장자리의 모따기 가공이나 정형 가공을 행할 때에, 도 6에 도시하는 짧은 지름의 숫돌을 이용하여 행하여진다. 도 6에 도시한 짧은 지름 숫돌(3)은, 기본 형상이 가는 원통형이고, 그 선단면(31)은, 유리기판을 숫돌의 축방향으로 잘라 나아갈 때의 연삭면으로 되어 있다. 선단면(31)에는, 연삭속도가 0이 되는 중심부가 유리기판에 접촉하는 것을 방지하고, 또한 가공액을 유통시키기 위한, 직경 방향의 홈(32)이 형성되어 있다. 숫돌(3)의 선단부 외주는, 선단측이 짧은 지름이 되는 원추면(33)이 되어, 그것에 계속되는 원통면(34)과, 고형부(鼓形部)(35)를 구비하고 있다. 고형부(35)의 양측의 원추면(36,37)은, 가공한 관통구멍이나 오목한 부분의 둘레가장자리의 모서리를 비스듬하게 깎아내는, 이른바 모따기를 행하기 위한 연삭면이 되어 있다.

일반적인 구조의 유리기판의 둘레가장자리 가공장치는, 워크의 둘레가장자리를 따라서 이차원 방향으로 이동하는 숫돌 구동축에 비교적 지름이 큰 외주 가공용의 숫돌을 장착하여 가공을 행하고 있고, 관통구멍의 가공 등의 내주 가공이 필요할 때는, 그때마다, 외주 가공용의 숫돌을 짧은 지름의 내주 가공용의 숫돌로 교환하고 있었다. 숫돌은, 워크의 가공에 수반하여 마모되므로, 어느 수의 워크를 가공할 때마다 새로운 숫돌로 교환할 필요가 있다. 특히 짧은 지름의 숫돌은, 긴 지름의 숫돌에 비해 표면적이 작기 때문에 마모량이 크다. 또한, 숫돌 구동축에의 숫돌의 장착 정밀도에 오차(축심의 어긋남이나 경사)가 있으면, 숫돌의 수명이 극단적으로 짧아진다. 이러한 이유 때문에, 상기와 같은 구조의 둘레가장자리 가공장치에서 고정밀도로 절삭량이 큰 내주 가공이 필요할 때는, 워크를 1개 가공할 때마다 내주 가공용의 숫돌을 새로운 숫돌로 교환하고 있었다.

본원의 출원인은, 생산성이 높고 또한 장치의 설치 면적을 작은 유리기판의 둘레가장자리 가공장치로서, 유리기판을 유지하는 워크 홀더의 연직축 둘레의 회전각과 이 워크 홀더의 회전 중심을 향하여 접근 및 이격하는 일차원 방향만의 숫돌의 이동을 관련지어 제어하고, 직사각형을 포함한 여러 가지의 평면 형상의 관통구멍이나 외주 가공을 가능하게 한 둘레가장자리 가공장치를 제안하고 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2).

이 컨투어링(contouring) 방식의 둘레가장자리 가공장치에 의하면, 연직축 둘레의 유리기판의 회전과 숫돌의 일차원 방향의 이동에만 의해서, 기판의 둘레가장자리를 임의의 형상에 가공할 수 있어, 유리기판이나 숫돌의 이동 영역을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 유리기판이나 숫돌이 이차원 평면을 이동하는 구조의 장치에 비해, 장치의 설치 면적을 큰 폭으로 저감할 수 있다. 또한, 컨투어링 방식의 둘레가장자리 가공장치는, 숫돌 구동축의 이동 방향으로 긴 지름 숫돌용과 짧은 지름 숫돌용과의 2개의 숫돌 구동축을 나열하여 마련하고, 그 한쪽의 숫돌 구동축을 축방향으로 진퇴시키는 것에 의해, 숫돌을 변환하면서 가공을 행하는 것이 가능하다. 따라서, 내주 가공이 필요한 워크의 가공에 있어서도, 빈번한 숫돌의 장착과 이탈(붙이고 떼어내기)이 불필요하게 된다고 하는 특징이 있다.

일본 공개특허공보 2005-271105호 일본 공개특허공보 2006-26874호

고기능이고 표시면적이 큰 휴대단말의 보급에 의해, 관통구멍이나 외주 가장자리에 오목부를 구비한 A4나 B5사이즈 등의 비교적 면적이 큰 유리기판의 가공에 대한 수요가 증대하고 있다. 이러한 수요의 증대에 대답하기 위해서는, 관통구멍이나 곡률이 큰 오목부를 가공하기 위한 짧은 지름의 숫돌을 구비한 둘레가장자리 가공장치에 있어서, 가공 속도의 향상과 함께, 장시간의 자동 운전이 가능하다고 하는 것이 요구된다. 그러나, 마모되기 쉬운 짧은 지름의 숫돌을 구비한 종래의 둘레가장자리 가공장치에서는, 짧은 지름 숫돌의 내용시간(耐用時間)에 의해서 자동 운전 가능한 시간이 제한되어, 짧은 지름 숫돌의 마모가 장시간의 자동 운전을 방해가 되고 있었다.

이 고안은, 이 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 짧은 지름 숫돌의 마모를 저감하는 동시에, 마모된 숫돌을 새로운 숫돌로 자동 교환하는 것에 의해, 장시간의 자동 연속 운전을 가능하게 한, 경질 취성판의 둘레가장자리 가공장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

이 고안은, 마모된 짧은 지름 숫돌을 자동적으로 새로운 숫돌로 교환하는 자동 교환수단을 구비하고, 또한 새로운 숫돌을 숫돌 구동축에 정확하게 자동 장착할 수 있는 둘레가장자리 가공장치를 제공하는 것에 의해, 상기 과제를 해결한 것이다.

이 고안의 둘레가장자리 가공장치는, 연직축 둘레에 회전하는 워크축(1)과, 이 워크축의 상방에서 연직축 둘레에 회전 구동되는 숫돌 구동축(41)을 구비하고 있다. 바람직한 이 고안의 둘레가장자리 가공장치는, 워크(가공되는 경질 취성판)의 관통구멍이나 오목부의 내주 가장자리를 가공하는 짧은 지름 숫돌(3)을 장착하는 짧은 지름 숫돌 구동축(41)과, 워크의 외주를 가공하는 긴 지름 숫돌(45)을 장착하는 긴 지름 숫돌 구동축(46)과의, 2개의 숫돌 구동축을 구비하고 있다. 이 바람직한 장치의 경우, 본원의 실용신안등록 청구의 범위에서 말하는 숫돌은 짧은 지름 숫돌을, 숫돌 구동축은 짧은 지름 숫돌의 구동축을 의미한다.

워크축(1)의 상단에는, 가공되는 워크를 유지하는 워크 홀더(12)가 마련되어 있다. 숫돌 구동축(41)은, 워크축(1)의 상방으로 일차원 방향으로 수평으로 이동하는 가로 이송대(21)에 마련한 세로 이송대(25)에, 요약하면, 승강대(28) 그 외의 부재를 사이에 두고, 축으로 더 지지되어 있다. 워크축(1)의 축심과 숫돌 구동축(41)의 축심은, 가로 이송대(21)의 이동 방향과 평행한 연직면(s)상에 위치하고 있다. 숫돌 구동축(41)의 하단에는, 숫돌(3)의 숫돌축(51)을 파지하는 자동 개폐식의 숫돌 척(42)이 마련되어 있다.

이 고안의 둘레가장자리 가공장치는, 숫돌 구동축(41)의 하방에, 숫돌 매거진(7)을 구비하고 있다. 숫돌 매거진(7)에는, 동일 형상의 숫돌(3)을, 그 숫돌축 (51)을 연직 방향으로 하여 유지하는 복수의 숫돌 홀더(5)를 구비하고 있다. 숫돌 홀더(5)는, 상시 또는 숫돌 교환시에, 이것들에 유지된 숫돌(3)의 축심이 상기 연직면(s)상에 위치하도록, 각 숫돌(3)을 유지하고 있다.

숫돌 매거진(7)에 숫돌 홀더(5)를 복수열로 하여 마련할 때는, 숫돌 교환시에 그들의 열을 선택할 수 있도록, 숫돌 매거진(7)을 가로 이송대(21)의 이동 방향과 직교하는 수평방향으로 이동 위치 결정 가능하게 하는 전후 이송장치(74)(도 4) 터렛(75)(도 5)을 마련한다. 이 구조는, 예를 들면 숫돌(3)로 하여, 거친 가공용의 숫돌과 마무리 가공용의 숫돌을 이용하고 싶은 경우 등, 그러한 숫돌의 마모도 고려하여, 숫돌 매거진(7)에 많은 숫돌(3)을 유지하고 싶은 경우의 구조로서 적합하다.

워크축(1)을 구동하는 주축 모터(15)와 가로 이송대(21)를 이동하는 가로 이송모터(23)는, 서보모터이다. 이 고안의 둘레가장자리 가공장치의 제어기(6)는, 주축 모터(15)의 회전각과 가로 이송모터(23)의 회전각을 관련지어 제어하는 것에 의해, 워크의 지정된 위치의 직선 변, 원호 변, 관통구멍의 내주 가장자리, 모서리가 둥근 직사각형 등을 가공하기 위한 컨투어링 가공 수단을 구비하고 있다. 게다가 제어기(6)는, 숫돌(3)에 의한 가공 시간이나 가공 개수를 곱셈하고, 또는 숫돌 모터(4)의 구동 전류치의 증대를 검출하여, 설정된 값을 넘은 후의 가공된 워크 반출 후의 타이밍으로, 숫돌 교환 지령을 발하는 숫돌 교환 지령 수단을 구비하고 있다.

숫돌 교환 지령이 출력되면, 제어기(6)는, 가로 이송대(21)를 이동하여 숫돌 구동축(41)을 숫돌 배출 위치에 위치시켜서, 숫돌 척(42)을 열어 사용된 숫돌(3)을 배출한다. 그 후 가로 이송대(21)를 이동하여, 숫돌 구동축(41)을 새로운 숫돌(3)을 유지하고 있는 숫돌 홀더(5)의 축심 위치로 더 이동한다. 다음에, 세로 이송대 (25) 또는 승강대(28)로 숫돌 구동축(41)을 하강하고, 필요가 있으면 숫돌 매거진 (7)을 더 상승하여, 숫돌 홀더(5)에 유지된 새로운 숫돌(3)의 숫돌축(51)을 숫돌 구동축(41)의 숫돌 척(42)에 삽입한다. 이 상태에서 숫돌 척(42)을 닫고, 세로 이송대(25)또는 승강대(28)를 상승하는 것에 의해, 숫돌 구동축(41)에 새로운 숫돌 (3)이 장착된다.

숫돌 홀더(5)는, 이것에 유지된 숫돌의 숫돌축(51)을 상방으로 끌어올렸을 때에, 숫돌(3)이 숫돌 홀더(5)로부터 이탈하는 구조로 하는 것이, 숫돌 교환 동작을 단순화 할 수 있는 점에서 바람직하다. 특히 바람직한 구조는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 숫돌축(51)에 짧은 지름측이 대향하는 제 1과 제 2 원추면(52,53)을 마련하고, 숫돌 홀더(5)에는 제 1 원추면(52)에 끼워맞춤하는 원추 오목면(55)과 선단이 제 2 원추면(53)에 누름접합되어 제 1 원추면(52)을 원추 오목면(55)에 누름접합하는 누름접합구(예를 들면 볼 플런저)(57)를 구비한 구조이다.

거친 가공과 마무리 가공으로 숫돌(3)을 교환하는 장치에서는, 제어기(6)의 숫돌 교환 지령은, 거친 가공과 마무리 가공과의 변환시에도 출력된다. 이 숫돌 교환 지령이 출력되었을 때는, 제어기(6)는, 가로 이송대(21)를 이동하여 숫돌 구동축(41)을 빈 숫돌 홀더(5)상에 위치시키고, 세로 이송대(25) 또는 승강대(28)로 숫돌 구동축(41)을 하강하여, 파지되어 있던 숫돌(3)을 숫돌 홀더(5)에 삽입한 후, 숫돌 척(42)을 열어, 사용중인 숫돌(거친 가공용 또는 마무리 가공용의 숫돌)을 빈 숫돌 홀더(5)에 유지시킨다. 그 후, 숫돌 구동축(41)을 상승한 후, 다음 공정에서 사용하는 마무리 가공용 또는 거친 가공용의 숫돌을 유지하고 있는 숫돌 홀더상으로 이동하여, 숫돌 구동축(41)을 하강하고, 상기 숫돌 홀더에 유지된 숫돌(3)을 파지하여 가공 위치에 되돌아온다.

이 고안의 둘레가장자리 가공장치는, 미리 정해진 가공 시간이나 가공 개수가 경과할 때마다, 또는 숫돌의 마모가 검출되었을 때에, 숫돌 구동축에 부착된 짧은 지름 숫돌을 숫돌 매거진에 유지되어 있는 새로운 짧은 지름 숫돌로 자동적으로 교환하여 경질 취성판의 가공을 계속한다. 따라서, 숫돌 매거진에 새로운 짧은 지름 숫돌을 복수개 유지하게 하는 것에 의해, 장시간의 연속 자동 운전이 가능하게 된다.

짧은 지름 숫돌은, 통상, 숫돌축을 일체로 구비하고 있고, 이 숫돌축을 숫돌 구동축의 하단에 마련한 콜릿 척(collet chuck)으로 파지하여 가공을 행한다. 콜릿 척에의 숫돌의 장착은, 숫돌축과 숫돌 구동축을 정확하게 동일 선상으로 하여 행할 필요가 있다. 청구항 4의 구조를 구비한 둘레가장자리 가공장치에 의하면, 숫돌축의 제 1 원추면(52)과 숫돌 홀더의 원추 오목면(55)과의 끼워맞춤에 의해, 숫돌축(51)의 방향이 정확하게 규정된 상태에서 숫돌 홀더(5)에 숫돌(3)이 유지되므로, 간단한 구조이면서, 숫돌 구동축에 숫돌을 정확하게 장착할 수 있어, 숫돌 구동축과 숫돌의 심 어긋남에 기인하는 숫돌의 마모를 방지할 수 있어, 장시간의 연속 자동 운전이 가능하게 된다.

또한, 이 고안의 둘레가장자리 가공장치에 의하면, 짧은 지름 숫돌의 자동 교환이 가능하므로, 마모하기 어려운 거친 가공용의 숫돌을 이용하여 거친 가공을 행하여, 마무리 가공만을 마무리 가공용의 숫돌로 행하는 것에 의해, 연속 가공 시간의 연장과 함께, 가공 시간의 단축이나 가공면 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 이 고안의 청구항 2의 구조에 의하면, 워크축의 회전각과 가로 이송대의 이동 위치를 관련지어 제어하는 것에 의해, 각종 형상의 관통구멍이나 외주 가장자리를 가공할 수 있는 동시에, 상기 가로 이송대의 일차원 방향의 이동에만 의해서 숫돌 구동축을 숫돌 홀더에 유지된 숫돌의 축심의 위치로 이동할 수 있어, 청구항 4의 구조를 병용하는 것에 의해, 상기 위치에서의 숫돌 구동축의 승강 동작과 콜릿 척의 개폐 동작에 의해, 숫돌의 탈착을 간단한 동작으로 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과가 있다.

도 1은 실시예 장치의 전체 사시도.
도 2는 도 1의 장치의 구동계를 모식적으로 도시하는 정면도.
도 3은 워크축과 숫돌 홀더의 위치 관계를 나타내는 모식적인 평면도.
도 4는 숫돌 홀더를 2열로 배치한 예를 나타내는 도 3과 같은 도면.
도 5는 숫돌 홀더를 터렛에 마련한 예를 나타내는 사시도.
도 6은 숫돌 홀더와 짧은 지름 숫돌의 단면 측면도.
도 7은 숫돌 홀더와 짧은 지름 숫돌의 정면도.
도 8은 짧은 지름 숫돌의 교환 타이밍의 판정 순서를 나타내는 플로우차트.

다음에 실시예를 나타내는 도면을 참조하여, 이 고안의 둘레가장자리 가공장치를 구체적으로 설명한다.

도면에 있어서, 1은 워크축이다. 워크축(1)은, 연직 방향의 중공축으로, 프레임(2)에 베어링(11)으로 자유로이 회전되도록 축으로 지지되어 있다. 워크축(1)의 상단에는, 워크 홀더(12)가 고정되어 있고, 이 워크 홀더의 상면은, 수평인 워크 유지면이 되어 있다. 워크 유지면(13)에는, 워크축의 중공 구멍을 통하여 부압이 공급되어 있고, 워크 유지면(13)에 얹힌 워크(경질 취성판)는, 하면을 진공 흡착되어 워크 홀더(12)에 유지된다. 워크축(1)의 하단에는, 주축 모터(서보모터)(15)가 연결되어 있다. 주축 모터(15)는, 서보 앰프(61)를 사이에 두고 제어기(6)에 접속되어, 제어기(6)의 지령에 의해서 워크축(1)의 회전각이 제어되어 있다.

21은, 워크축(1)의 상방에 위치하는 가로 이송대이다. 가로 이송대(21)는, 프레임(2)에 마련한 수평방향의 가로 가이드(22)에 자유로이 이동되도록 안내되어, 가로 이송 모터(서보모터)(23)로 회전 구동되는 가로 이송나사(24)에 나사식 결합 하고 있다. 가로 이송모터(23)는, 서보 앰프(62)를 사이에 두고 제어기(6)에 접속되어 있고, 가로 이송대(21)의 이동 위치가 제어기(6)에 의해서 제어되어 있다.

25는 세로 이송대이다. 세로 이송대(25)는, 가로 이송대(21)에 고정한 연직 방향, 즉 워크축(1)과 평행한 방향의 세로 가이드(도시되어 있지 않다)에 자유로이 이동되도록 장착되어, 세로 이송모터(26)로 회전 구동되는 세로 이송나사(27)에 나사식 결합하고 있다. 세로 이송모터(26)는, 주축 모터(15)나 가로 이송모터(23) 정도의 정확한 회전각의 제어를 필요로 하지 않지만, 구멍 뚫기 가공시 등에는, 제어기(6)에 의해서 세로 이송대(25)의 높이를 제어한다.

28은 승강대이다. 승강대(28)는, 세로 이송대(25)에 마련한 연직 방향의 레일에 미끄럼 자유로이 이동되도록 장착되어 있고, 그 상단은, 세로 이송대(25)에 장착한 승강 실린더(29)의 로드에 연결되어 있다.

3은 짧은 지름 숫돌이다. 짧은 지름 숫돌(3)은, 콜릿 척(42)으로 짧은 지름 숫돌 구동축(41)의 하단에 장착되어 있다. 짧은 지름 숫돌 구동축(41)은, 회전자축을 연직 방향으로 하여 승강대(28)에 장착한 브러시리스 모터(4)의 내부에서 그 회전자축에 연결되어 있고, 콜릿 척(42)을 개폐하기 위한 실린더가 포함되어 있다. 이 실린더에의 유체압의 온 오프에 의해, 콜릿 척(42)이 개폐되어, 짧은 지름 숫돌 (3)의 파지 및 개방이 행하여진다. 따라서 도면의 장치에서는, 브러시리스 모터(4)가 짧은 지름 숫돌 구동 모터가 되어, 짧은 지름 숫돌 구동축 선단의 콜릿 척(42)이 숫돌 척이 되어 있다.

45는 긴 지름 숫돌이다. 긴 지름 숫돌(45)은, 세로 이송대(25)에 축으로 지지된 연직 방향의, 따라서 워크축(1)과 평행한 방향의 긴 지름 숫돌 구동축(46)의 하단에 장착되어 있다. 긴 지름 숫돌 구동축(46)의 상단은, 이붙이 벨트(47)에 의해 긴 지름 숫돌 구동 모터(48)에 연결되어 있다.

워크축(1)의 축심, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)의 축심, 및 긴 지름 숫돌 구동축(46)의 축심은, 가로 이송대(21)의 이동 방향과 평행한 동일 연직면(s)상에 위치하고 있다. 후술하는 숫돌 매거진에 복수의 숫돌 홀더(5)를 1열로 배치했을 때, 그들의 숫돌 홀더(5)의 축심도 전부 이 연직면(s)상에 위치하고 있다(도 3 참조). 따라서, 가로 이송대(21)의 이동에 의해, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)의 축심을 복수의 숫돌 홀더(5)의 임의의 1개의 축심과 일치시킬 수 있다.

긴 지름 숫돌(45)로 워크를 가공할 때는, 승강 실린더(29)로 승강대(28)를 상승시키고, 짧은 지름 숫돌(3)을 워크 홀더(12)에 유지된 워크에 간섭하지 않는 상방 위치까지 대피시켜 가공을 행한다. 한편, 짧은 지름 숫돌(3)로 워크를 가공할 때는, 승강 실린더(29)로 승강대(28)를 하강시키고, 세로 이송대(25)로 짧은 지름 숫돌(3)을 가공 위치로 이동하여 워크를 가공한다. 이 때 긴 지름 숫돌(45)은, 승강대(28)에 대한 세로 이송대(25)의 상대적인 상승에 의해, 워크 홀더(12)에 유지된 워크와 간섭하지 않는 상방 위치에 퇴피하고 있다.

어느 가공에 있어서도, 가로 이송대(21)의 이동량과 워크축(1)의 회전각을 관련지어 제어하는 것에 의해, 원하는 평면 형상의 둘레가장자리 가공을 행한다. 또한, 워크에 관통구멍을 가공할 때는, 짧은 지름 숫돌(3)을 워크의 상방의 위치로부터 하강시켜 숫돌의 선단면(31)(도 6)에서 가공을 행한다. 이 때의 짧은 지름 숫돌(3)의 숫돌축방향의 절삭 깊이 이송은, 제어기(6)로 세로 이송모터(26)의 회전을 제어하는 것에 의해 행한다.

7은 숫돌 매거진이다. 숫돌 매거진(7)은, 상단에 테이블(71)을 구비하고, 이 테이블에 복수의 숫돌 홀더(5)를 구비하고 있다. 복수의 숫돌 홀더(5)는, 가로 이송대(21)의 이송 방향과 평행한 방향으로 1열 또는 복수열로 하고, 나열하여 배치되어 있다. 테이블(71)에는, 프레임에 대한 테이블 높이를 조정하기 위한 높이 조정 나사(72)와, 승강대(28)에 대한 상대 높이를 검출하는 터치 센서(73)가 장착되어 있다.

복수의 숫돌 홀더(5)는, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)에 장착되어 있는 숫돌과 동일 형상의, 또는 동일 개소를 가공하기 위한 각각 복수의 거친 가공용과 마무리 가공용의 짧은 지름 숫돌(3)을, 그 축을 연직 방향으로 하여 유지하고 있다. 숫돌 홀더(5)를 1열로 배치했을 때는, 복수의 숫돌 홀더(5)에 유지된 숫돌의 축심이, 가로 이송대(21)의 이동 방향과 평행하고, 또한 숫돌 구동축(41,46)의 축심을 통과하는 연직면(s)내에 위치하도록 배치한다(도 3).

한편, 도 4에 도시하는 바와 같이, 테이블(71)에 숫돌 홀더(5)를 복수열로 하여 배치했을 때는, 열을 선택하기 위한 전후 이송장치(74)를 마련한다. 전후 이송장치(74)는, 테이블(71)을 가로 이송대(21)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 이동하여, 선택한 열의 복수의 숫돌 홀더(5)의 축심을 숫돌 구동축(41)의 축심의 이동면내에 위치시키는 것이다. 도 4와 같이 숫돌 홀더(5)를 2열로 배치했을 때는, 전후 이송장치(74)로서 실린더를 마련한다. 실린더(74)의 진퇴와 가로 이송대(21)의 이동에 의해, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)의 축심을 2열로 배치한 복수의 숫돌 홀더(5)의 임의의 1개의 축심과 일치시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 테이블에 대신하여 숫돌 구동축(41)의 이동 연직면내의 축둘레에 회전 인덱스되는 터렛(75)의 각 인덱스면에 숫돌 홀더(5)를 배치하고, 터렛(75)의 인덱스 회전에 의해 선택된 숫돌 홀더의 짧은 지름 숫돌 (3)을 숫돌 구동축에 장착할 수도 있다. 높이 검출용의 터치 센서(73) 등은, 터렛 (75)의 인덱스면의 하나에 장착해 두면 좋다. 또한 도면에는 도시되어 있지 않지만, 테이블(71)을 연직축 둘레에 회전 인덱스되는 회전 테이블로서, 그 지름 방향을 숫돌 구동축(41)의 이동 연직면내에 위치시키는 것에 의해, 회전 테이블 위에 배치한 숫돌 홀더의 1개를 선택할 수도 있다.

도 6 및 7은, 짧은 지름 숫돌(3)을 유지한 상태로 도시하는 숫돌 홀더(5)의 단면 측면도 및 정면도이다. 짧은 지름 숫돌(3)의 숫돌축(51)에는, 짧은 지름단측이 대향하는 제 1 원추면(52)과 제 2 원추면(53)이 형성되어 있다. 숫돌(3)로부터 먼 쪽, 즉 홀더나 숫돌 구동축에 장착된 상태에서의 상방의 제 1 원추면(52)은, 하방의 제 2 원추면(53)보다 긴 지름이다. 제 2 원추면(53)의 긴 지름단에 연이어 접하고, 하방이 짧은 지름이 되는 제 3 원추면(59)이 형성되어 있다.

복수의 숫돌 홀더(5)는, 각각, 볼트(58)로 숫돌 매거진의 테이블(71)에 고정되어 있다. 각 숫돌 홀더(5)는, 짧은 지름 숫돌(3) 및 제 2 원추면(53)이 통과 가능한 관통구멍(54)을 구비한 원추 오목면(55)을 구비하고 있다. 이 원추 오목면 (55)은, 제 1 원추면(52)과 동일한 꼭지각을 구비하고 있다. 숫돌 홀더(5)의 원추 오목면(55)의 하방에는, 120도의 간격으로 볼(56)을 축심을 향해서 힘을 가하는 스프링을 구비한 볼 플런저(57)가 마련되어 있다. 3개의 볼 플런저(57)는, 숫돌축의 제 1 원추면(52)이 숫돌 홀더의 원추 오목면(55)에 끼워맞춤했을 때에 선단의 볼 (56)이 숫돌축의 제 2 원추면(53)에 누름접합되는 위치에 마련되어 있다. 볼(56)로부터 제 2 원추면(53)에 작용하는 누름접합력의 분력에 의해, 제 1 원추면(52)이 원추 오목면(55)에 내리 눌러진 상태로, 각 짧은 지름 숫돌(3)이 숫돌 홀더(5)에 유지되어 있다. 제 2 원추면(53)의 숫돌측에 마련한 제 3 원추면(59)은, 워크 홀더 (5)에 숫돌(3)을 삽입할 때에 볼 플런저(57)를 밀어 넣기 위한 것이다.

다음에 상기 구조의 장치에 있어서의 짧은 지름 숫돌(3)의 교환 동작을 설명한다. 제어기(6)로부터 숫돌 교환 지령이 출력되면, 가공중인 워크의 가공이 종료하여 상기 워크가 워크 홀더(12)상으로부터 반출된 후, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)이 미리 정해진 워크 배출 위치에 이를 때까지 가로 이송대(21)가 이동하여, 상기 위치에서 짧은 지름 숫돌 구동축의 콜릿 척(42)을 열어 마모된 짧은 지름 숫돌을 배출한다.

가로 이송대(21)는, 더 이동하여 짧은 지름 숫돌 구동축(41)의 축심을 숫돌 매거진상의 숫돌 홀더의 1개의 축심과 대향시켜, 승강대(28)를 하강한 상태로 세로 이송대(25)를 하강시킨다. 그리고, 터치 센서(73)가 세로 이송대(25)의 소정의 하강 위치를 검출한 시점에서 세로 이송대(25)의 하강을 멈추고, 짧은 지름 숫돌 구동축의 콜릿 척을 닫고, 숫돌 홀더(5)에 유지되어 있는 새로운 짧은 지름 숫돌의 숫돌축을 파지한다.

숫돌 홀더(5)에 유지되어 있는 짧은 지름 숫돌은, 숫돌축의 제 1 원추면(52)과 숫돌 홀더의 원추 오목면(55)과의 끼워맞춤에 의해, 그 축방향을 짧은 지름 숫돌 구동축의 축방향과 정확하게 일치시킨 상태로 유지되어 있으므로, 숫돌 홀더(5)로 유지되어 있는 짧은 지름 숫돌은, 정확한 자세로 짧은 지름 숫돌 구동축(41)에 장착된다. 이 상태로 세로 이송대(25)를 상승시키면, 제 2 원추면(53)의 경사면을 따라서 3개의 볼 플런저(57)가 밀어 넣어져, 제 2 원추면(53)이 볼 플런저(57)로부터 이탈하고 새로운 짧은 지름 숫돌(3)은 상방에 이동 가능한 상태가 되어, 세로 이송대(25)가 더 상승하는 것에 의해서, 숫돌 홀더(5)로부터 이탈한다.

이상과 같이 하여, 마모된 짧은 지름 숫돌이 새로운 짧은 지름 숫돌로 교환된 후, 다음의 워크가 워크 홀더(12)상에 반송되어 워크의 자동 가공이 계속된다. 숫돌 매거진(7)에 복수의 짧은 지름 숫돌을 장착해 두면, 그 복수개＋1개의 짧은 지름 숫돌이 전부 마모될 때까지 사람 손을 개입시키는 일 없이, 둘레가장자리 가공장치의 자동 운전을 계속할 수 있다.

도 8은, 짧은 지름 숫돌의 교환 타이밍을 나타내는 플로우차트이다. 긴 지름 숫돌에 의한 워크의 가공과 짧은 지름 숫돌에 의한 워크의 가공는, 각 워크마다 교대로 행하여진다. 도면의 예에서는, 우선 긴 지름 숫돌에 의한 워크의 외주 가공이 행하여진 후, 승강대(28)의 가공에 의해 공구가 짧은 지름 숫돌(3)로 변환되어, 짧은 지름 숫돌에 의한 워크의 내주 가공이 행하여진다. 짧은 지름 숫돌에 의한 가공이 종료한 후, 사용중인 짧은 지름 숫돌에 의한 가공 개수가 제어기(6)에 설정된 1개의 숫돌로 가공 가능한 워크의 개수에 이르렀는지를 판정하여, 가공 개수가 설정 개수에 이르고 있으면, 짧은 지름 숫돌을 새로운 숫돌로 교환한다. 또한, 가공중인 짧은 지름 숫돌 구동 모터(4)의 전류치가 설정한 전류치를 넘었을 때에, 숫돌의 마모에 의한 가공 저항의 증대로 간주하여, 짧은 지름 숫돌(3)을 새로운 숫돌로 교환한다. 이러한 제어에 의해, 워크를 1개 가공할 때마다 숫돌 교환을 행하고 있던 종래 장치에 비해, 가공 능률 및 연속 자동 가공 시간을 큰 폭으로 개선할 수 있다.

이 고안의 둘레가장자리 가공장치를 이용하여, 거친 가공용과 마무리 가공용의 짧은 지름 숫돌을 이용하여 가공할 때는, 숫돌 매거진에 거친 가공용과 마무리 가공용의 숫돌을 유지한다. 마모가 격심한 마무리 가공용의 짧은 지름 숫돌은, 복수 유지하여, 빈 숫돌 홀더를 1개 마련한다. 그리고, 짧은 지름 숫돌 구동축(41)에 장착된 거친 가공용의 짧은 지름 숫돌로 거친 가공을 행한 후, 사용중인 숫돌을 빈 숫돌 홀더에 삽입하여 유지시키고, 마무리 가공용의 숫돌을 파지하여, 마무리 가공을 행한다. 그리고 워크의 반출 반입시에, 마무리 가공용의 숫돌을 원래의 숫돌 홀더에 되돌려, 먼저 유지시킨 거친 가공용의 숫돌을 파지하여, 다음의 워크의 거친 가공을 행한다. 숫돌이 마모되면, 상술한 순서로 마모된 숫돌을 배출하여, 새로운 숫돌로 교환한다. 이와 같이, 이 고안의 둘레가장자리 가공장치에서는, 거친 가공용과 마무리 가공용의 짧은 지름 숫돌을 교환하면서 가공을 행할 수도 있다.

또한, 사용중인 숫돌 또는 숫돌 구동축(41)에서 새롭게 파지한 숫돌을 터치 센서(73)상으로 이동하여, 짧은 지름 숫돌(3)의 선단이 터치 센서(73)에 접하는 높이까지 숫돌 구동축(41)을 하강시키는 것에 의해, 짧은 지름 숫돌(3)의 부러짐을 검출할 수 있다. 예를 들면 짧은 지름 숫돌(3)에 의한 워크의 관통구멍의 가공을 하기 전에, 상기 방법으로 짧은 지름 숫돌 선단의 부러짐을 검출하도록 하면, 부러진 짧은 지름 숫돌을 이용하여 구멍 뚫기 가공을 하려고 했기 때문에 워크를 나누어 버리는 것과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있다.

1 : 워크축
3 : 짧은 지름 숫돌
5 : 숫돌 홀더
6 : 제어기
7 : 숫돌 매거진
12 : 워크 홀더
15 : 주축 모터
21 : 가로 이송대
23 : 가로 이송 모터
25 : 세로 이송대
28 : 승강대
41 : 짧은 지름 숫돌 구동축
42 : 숫돌 척
45 : 긴 지름 숫돌
46 : 긴 지름 숫돌 구동축
51 : 숫돌축
52 : 제 1 원추면
53 : 제 2 원추면
55 : 원추 오목면
57 : 누름접합구
71 : 테이블
74 : 전후 이송장치

Claims

상단에 워크 홀더를 구비하여 연직축 둘레에 회전하는 워크축과, 이 워크축의 상방에서 수평방향으로 이동하는 가로 이송대와, 이 가로 이송대에 마련한 세로 이송대와 이 세로 이송대에, 가로 이송대의 이동 방향과 평행하고 또한 워크축의 축심을 포함한 연직면내에서, 워크축과 평행하게 축으로 지지된 숫돌 구동축과, 이 숫돌 구동축의 하단의 숫돌 척과, 상기 연직면내에서 축심을 숫돌 구동축과 평행하게 하고 또한 공구의 방향을 숫돌 구동축에 파지된 공구와 같은 방향으로 하여 복수의 동일 형상의 숫돌을 유지하는 숫돌 매거진을 구비한, 경질 취성판의 둘레가장자리 가공장치.
제 1 항에 있어서, 상기 숫돌 매거진이, 상기 연직면내에 복수의 숫돌을 1열로 하여 유지하고 있는, 둘레가장자리 가공장치.
제 1 항에 있어서, 상기 숫돌 매거진이, 테이블과, 상기 테이블을 상기 가로 이송대의 이동 방향과 직교하는 수평방향으로 보내는 전후 이송장치를 구비하고, 상기 테이블이, 숫돌의 축심을 상기 연직면 및 상기 연직면과 평행한 다른 연직면내에 각각 복수개를 위치시켜서, 숫돌을 유지하고 있는, 둘레가장자리 가공장치.
제 1 항에 있어서, 상기 숫돌 매거진이, 연직 방향 또는 상기 연직면내에 위치하는 수평방향의 인덱스축 둘레에 회전 인덱스되는 터렛으로 복수개의 숫돌을 유지하고 있는, 둘레가장자리 가공장치.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 세로 이송대에, 상기 숫돌 구동축과 평행한 긴 지름 숫돌 구동축이, 그 축심을 상기 워크축의 축심을 지나 상기 가로 이송대의 이동 방향과 평행한 연직면내에 위치시켜서, 축으로 지지되고, 상기 숫돌 구동축은, 상기 세로 이송대에 승강대를 사이에 두고 축으로 지지되어 있는, 둘레가장자리 가공장치.