TWI434749B

TWI434749B - 研磨機

Info

Publication number: TWI434749B
Application number: TW99132735A
Authority: TW
Inventors: Noboru Watanabe; Hiroaki Unoki
Original assignee: Taiyo Koki Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2014-04-21
Also published as: EP2319656B1; CN201833239U; KR101713202B1; TW201114547A; EP2319656A3; JP2011073082A; ES2574230T3; KR20110035919A; JP5416527B2; EP2319656A2

Description

研磨機

本發明係關於一種用以研磨例如軸承之內輪、外輪之類的要求高真圓度之工件的外周面、內周面之研磨機。

就該種研磨機而言，有一種具備研磨前述工件之外周面或內周面的旋轉砂輪(grindstone)、以可旋轉驅動之方式支持前述工件之工件台、及抵接於前述工件且支持該工件之靴(shoe)者(例如參照日本特公平3-79151號公報)。

在該種研磨機中，由於靴之配置位置為何對工件之最終精確度有很大之影響，因此必須依每個工件之尺寸、或依每個步驟中調整靴之配置位置。例如，必須依據工件之直徑、高度、厚度對靴之配置位置進行微調整，且依據外徑研磨或內徑研磨之步驟大幅地調整靴之配置位置。該靴之配置位置的調整係需要高的熟練度，結果由於靴之配置位置的調整需要花費很多時間，因而產生生產性之降低的問題。

本發明之目的在於提供一種研磨機，其靴之位置調整不需要高的熟練度，而可因而縮短工件研磨之設定準備時間，而可提升生產性。

本發明之研磨機係具備：用以研磨大致圓筒形狀之被加工物(以下稱之為工件)的外周面或內周面之旋轉砂輪；以可旋轉驅動之方式支持前述工件，且具有鉛直方向之旋轉軸的工件台；及抵接於前述工件，且支持該工件之靴；該研磨機之特徴為具備：使前述靴在水平面內可朝2軸方向移動之移動機構；及以使前述靴之前述2軸方向位置成為預定位置之方式驅動控制前述移動機構之驅動控制部。

依據本發明，由於具備使靴在水平面內可朝2軸方向移動之移動機構；及以使前述靴之前述2軸方向位置成為預定位置之方式驅動控制前述移動機構之驅動控制部，因此藉由以使例如儲存於記憶部之2軸方向位置重現之方式進行控制，無須習知之由熟練者所進行之調整，即可容易確實地決定靴之位置，可提升生產性。

在本發明之較佳實施例中，前述驅動控制部係驅動控制前述移動機構，以使前述靴之移動座標系成為正交座標系或極座標系。

依據前述較佳實施例，由於亦可驅動控制移動機構以使前述靴之移動座標系成為正交座標系或極座標系之任一者，因此可進行依據工件條件等之最適當的靴位置控制。

在本發明之另一較佳實施例中，前述驅動控制部係具有用以記憶經預先定位之前述靴的2軸方向位置之記憶部，並驅動控制前述移動機構以使該記憶之2軸方向位置重現。

依據前述另一較佳實施例，由於設置用以記憶前述靴之2軸方向位置的記憶部，因此藉由實際之研磨加工等預先求出依據工件條件等的最適當之靴位置，並將該2軸方向位置資料儲存在記憶部，使該儲存之2軸方向位置重現，藉此可容易確實地進行靴之定位。

在本發明之又另一較佳實施例中，前述驅動控制部係具有用以記憶依據加工條件資訊之前述靴的2軸方向位置之記憶部，並驅動控制前述移動機構以使依據前述加工條件資訊從該記憶部被叫出之2軸方向位置重現。

依據前述又另一較佳實施例，由於記憶依據加工條件資訊之前述靴的2軸方向位置，因此可使依據加工條件資訊之2軸方向位置重現，可進行更高精確度之靴位置控制。

在本發明之又另一較佳實施例中，前述驅動控制部係驅動控制前述移動機構，以使前述靴追隨著工件之直徑的變化而移動。

依據前述又另一較佳實施例，由於驅動控制部係驅動控制前述移動機構，以使前述靴追隨著工件之直徑的變化而移動，因此在研磨量增加時仍可確保最適當之靴位置，可提升研磨精確度。

在本發明之又另一較佳實施例中，前述驅動控制部係驅動控制前述移動機構，以使前述靴賦予工件之推壓力成為預定壓力。

依據前述又另一較佳實施例，由於驅動控制部係驅動控制前述移動機構，以使前述靴賦予工件之推壓力成為預定壓力，因此可控制成對應工件之剛性的推壓力，由此點亦可提升研磨精確度。

在本發明之又另一較佳實施例中，前述移動機構係具有：第1移動機構，其包含：配設成可移動於與前述旋轉砂輪之切入方向平行的X軸方向及與該X軸正交的Y軸方向，且固定有第1靴之第1移動台、及使該第1移動台移動之滾珠螺桿及旋轉驅動該滾珠螺桿之伺服馬達；以及第2移動機構，其包含：配設成可移動於前述X軸及Y軸方向，且固定有第2靴之第2移動台、及使該第2移動台移動之滾珠螺桿及旋轉驅動該滾珠螺桿之伺服馬達。

依據前述又另一較佳實施例，由於前述移動機構具備在朝X軸方向及Y軸方向移動之第1移動台固定有第1靴之第1移動機構、及在朝前述X軸及Y軸方向移動之第2移動台固定有第2靴之第2移動機構，因此可提供一種能實現申請專利範圍第1項之第1靴的X軸、Y軸方向移動、第2靴之X軸、Y軸方向移動的具體構成。

以下，依據附圖說明本發明之實施例。

在圖中，符號1係為立形研磨機，這是用來研磨軸承之內輪、外輪等圓筒形狀之工件W的外周面Wo、內周面Wi。該立形研磨機1係具備：以可令其旋轉軸A朝鉛直方向旋轉驅動之方式被搭載在床位2上之工件台3；研磨前述工件W之外周面Wo的旋轉砂輪4；及抵接於前述工件W，朝直徑方向支持該工件W之第1靴5與第2靴6。

前述工件台3係安裝在工件主軸(未圖示)之上端部，藉由該工件主軸朝第1圖之反時針方向(箭頭a方向)旋轉驅動。在前述工件台3上固定有電磁夾具7。

在前述電磁夾具7上，透過工件架(工件承載具)8將前述工件W搭載成使其旋轉軸與前述工件台3之旋轉軸A形成同軸，並藉由前述電磁夾具7被吸著保持前述工件W。因此，前述工件W係與前述工件主軸一同旋轉。

再者，前述旋轉砂輪4係將其旋轉軸B配置成與前述工件主軸之旋轉軸A平行，且固定在砂輪驅動軸9之下端面。旋轉砂輪4係朝第1圖順時計方向(箭頭b方向)旋轉驅動。此外，如第3圖所示，利用前述旋轉砂輪4，可進行外徑研磨及內徑研磨。

在本實施例1中，前述第1靴5係配置在包夾前述旋轉軸A而從前述旋轉砂輪4之旋轉軸B的正相反位置略往旋轉方向上游側偏離的位置，前述第2靴6係配置在相對於連結前述旋轉軸A、B之直線C呈直角的旋轉方向上游側。

本實施例1之研磨機1係具備使前述第1、第2靴5、6朝X軸方向及Y軸方向移動之移動機構，該移動機構係具備：使前述第1靴5朝X軸方向及Y軸方向移動之第1移動機構10；及使前述第2靴6朝X軸方向及Y軸方向移動之第2移動機構11。

前述第1移動機構10係具備：配置成可移動於與前述旋轉砂輪4之切入方向平行的X軸方向，且在其上表面固定有前述第1靴5之第1滑動台12；及搭載有該第1滑動台12，且使該第1滑動台12朝與前述X軸正交之Y軸方向移動的第1驅動台13。

前述第1驅動台13係具備：固定在前述床位2上之支持構件13a；及透過滑動軌道13b以可朝前述Y軸方向移動之方式被支持在該支持構件13a上之驅動台本體13c。

再者，在前述支持構件13a之凹部13a' 內配設有：第1 Y軸馬達13d；連結在第1 Y軸馬達13d之輸出軸的第1 Y軸滾珠螺桿13e；及螺裝在該第1 Y軸滾珠螺桿13e之第1 Y軸螺帽13f。

前述第1 Y軸馬達13d係固定在前述凹部13a' ，前述Y軸滾珠螺桿13e係透過軸承被支持在前述凹部13a' ，且前述第1 Y軸螺帽13f係固定在前述驅動台本體13c。

前述第1滑動台12係具備：固定在前述第1驅動台13之驅動台本體13c上的支持構件12a；及透過滑動軌道以可朝前述X軸方向移動之方式被支持在該支持構件12a上的滑動台本體12c。

再者，在前述支持構件12a之凹部12a' 內配設有：第1 X軸馬達12d；連結在第1 X軸馬達12d之輸出軸的第1 X軸滾珠螺桿12e；及螺裝在該第1 X軸滾珠螺桿12e之第1 X軸螺帽12f。

前述第1 X軸馬達12d係固定在前述凹部12a' ，前述X軸滾珠螺桿12e係透過軸承被支持在前述凹部12a' ，且前述第1 X軸螺帽12f係固定在前述滑動台本體12c。

此外，12g、12h及13g、13h係用以防止研磨粉掉入前述滾珠螺桿等之伸縮式的滑動蓋。

當前述第1 Y軸馬達13d旋轉驅動第1 Y軸滾珠螺桿13e時，前述驅動台本體13c使前述第1滑動台12整體朝Y軸方向移動，伴隨於此，前述第1靴5會朝Y軸方向移動。

另一方面，當前述第1 X軸馬達12d旋轉驅動第1 X軸滾珠螺桿12e時，前述滑動台本體12c會朝X軸方向移動，伴隨於此，前述第1靴5會朝X軸方向移動。

再者，前述第2移動機構11係具有與前述第1移動機構10相同之構造。亦即，前述第2移動機構11係具備：配置成可移動於前述Y軸方向，且在其上表面固定有前述第2靴6之第2滑動台14；及搭載有該第2滑動台14，且使該第2滑動台14朝前述X軸方向移動之第2驅動台15。

前述第2驅動台15係具備：以可相對於前述床位2朝X軸方向移動之方式配設的驅動台本體15c；使該驅動台本體15c朝X軸方向進退驅動之第2 X軸馬達15d；第2 X軸滾珠螺桿15e；及第2 X軸螺帽15f。

前述第2滑動台14係具備：配設在前述驅動台本體15c上，且以可相對於該驅動台本體15c朝Y軸方向移動之方式配設的滑動台本體14c；第2 Y軸馬達14d；未圖示之第2 Y軸滾珠螺桿；及第2 Y軸螺帽。

此外，14g、14h及15g、15h係用以防止研磨粉掉入前述滾珠螺桿等之伸縮式的滑動蓋。

當前述第2 X軸馬達15d旋轉驅動第2 X軸滾珠螺桿15e時，前述驅動台本體15c使前述第2滑動台14整體朝X軸方向移動，伴隨於此，前述第2靴6會朝X軸方向移動。

另一方面，當前述第2 Y軸馬達14d旋轉驅動第2 Y軸滾珠螺桿時，前述滑動台本體14c會朝Y軸方向移動，伴隨於此，前述第2靴6會朝Y軸方向移動。

並且，本實施例1之研磨機1係具有：以使前述第1靴5、第2靴6之前述X軸方向及Y軸方向位置成為預定位置之方式驅動控制前述第1移動機構10及第2移動機構11之驅動控制部20。該驅動控制部20係具有用以記憶預先設定之前述第1、第2靴5、6的X軸、Y軸方向位置之記憶部21。此外，前述驅動控制部20係以使依據工件資訊等從前述記憶部21讀出之X軸、Y軸方向位置重現為第1、第2靴5、6之X軸、Y軸方向位置的方式，驅動控制前述第1、第2移動機構10、11之各種馬達。

再者，前述驅動控制部20係以使前述第1、第2靴5、6追隨著工件之直徑的變化而移動之方式，驅動控制前述第1、第2移動機構10、11，並且以使前述靴5、6賦予工件之推壓力成為預定壓力之方式驅動控制前述第1、第2移動機構10、11。

在此，儲存在前述記憶部21之第1靴5、第2靴6的X軸、Y軸方向位置係由以下方式求出。

例如，熟練者一面預先對各靴之位置進行微調整，一面進行研磨加工，藉此找出依工件之直徑、高度、厚度、材質等工件條件可確保可滿足要求之真圓度等加工精確度的最適當之X軸、Y軸方向位置。此外，此時，依旋轉砂輪4之切入量或推壓力、外徑研磨、內徑研磨等加工條件找出前述X軸、Y軸方向位置，以作為儲存在記憶部21之資料。

在本實施例1中，前述驅動控制部20係以將前述工件主軸之旋轉軸A作為原點的直交座標系，指示前述第1、第2靴5、6之位置。例如，針對第1靴5之X軸、Y軸方向位置，指示為(X1、Y1)，針對第2靴6X軸、Y軸方向位置，指示為(X2、Y2)。

此外，亦能以將前述工件主軸之旋轉軸A作為原點之極座標系，指示前述第1、第2靴5、6的位置。例如，以第1靴5=(r1、θ1)、第2靴6=(r2、θ2)之方式進行指示。

在本實施例1之研磨機1中，工件W係透過工件架8固定在電磁夾具7上，並藉由工件主軸朝箭頭a方向被旋轉驅動，旋轉砂輪4會以比工件W更高之旋轉速度朝箭頭b方向被旋轉驅動。此時，驅動控制部20係以使從記憶部21讀出之第1、第2靴5、6的X軸方向及Y軸方向位置重現之方式，控制第1移動機構10及第2移動機構11之馬達旋轉。

如此，在本實施例1中，設置使第1靴5、第2靴6在水平面內朝X軸方向、Y軸方向移動之第1移動機構10及第2移動機構11，並以使記憶在記憶部21之第1、第2靴5、6的X軸方向位置及Y軸方向位置重現之方式驅動控制該等移動機構10、11，因此不需要如以往之以熟練者所進行之調整，即可容易確實地將靴之位置控制在理想位置，而可使生產性提升。

此外，由於設置用以記憶前述第1、第2靴5、6之X軸方向位置及Y軸方向位置的記憶部21，因此藉由實際之研磨加工等，可預先求出對應工件條件等之最適當的靴位置，將該靴位置儲存在前述記憶部21，使該儲存之X軸、Y軸方向位置重現，藉此可容易確實地進行靴之定位。

再者，由於在前述記憶部21記憶對應加工條件資訊之前述第1、第2靴5、6的2軸方向位置，因此可使對應加工條件資訊之2軸方向位置重現，而可進行精確度更高之靴位置控制。

此外，驅動控制部20係以使前述第1、第2靴5、6追循隨著工件W之直徑變化而移動之方式驅動控制第1、第2移動機構10、11，因此即使研磨量增加時，亦可確保最適當之靴位置，而可提升研磨精確度。

再者，驅動控制部20係以使前述第1、第2靴5、6對工件W賦予之推壓力成為預定壓力之方式驅動控制第1、第2移動機構10、11，因此可控制為對應工件W之剛性的推壓力，且由此點亦可提升研磨精確度。

此外，在習知之研磨機中，在進行外徑研磨與內徑研磨時，必須要有外徑粗略加工t1、內徑粗略加工t2、外徑最終加工t3、內徑最終加工t4之4步驟的各自的設定準備。相對於此，在本實施例中，由於可自動地進行第1、第2靴5、6之位置調整，因此如第3圖所示，能以1次之設定準備而連續地執行前述4步驟t1至t4，可使生產性提升。

此外，在前述實施例1中，如第1圖所示，雖將第1靴5設定在比前述直線C略靠近旋轉方向上游側，並將第2靴6設定為與前述直線C呈90°之上游側，但本發明中之第1、第2靴的最適當位置並不限定於第1圖之位置，例如第4圖所示，亦可將第2靴6設定在更上游側。此外，在內徑研磨之情形時，如第5圖所示，亦可將第1靴5配置在與旋轉砂輪4' 相對向之位置。

再者，在前述實施例中，雖說明使第1、第2靴5、6両者皆移動之情形，但亦可將任一方之靴設定為固定配置，僅進行另一方之位置調整。

此外，在前述實施例中，雖將12g、12h、13g、13h、14g、14h、15g、15h作為伸縮式之滑動蓋加以說明，但亦加將其一部部分作為固定式之板金蓋。

1．．．立形研磨機

2．．．床位

3．．．工件台

4．．．旋轉砂輪

5．．．第1靴

6．．．第2靴

7．．．電磁夾具

8．．．工件架(工件承載具)

9．．．砂輪驅動軸

10．．．第1移動機構

11．．．第2移動機構

12．．．第1滑動台

12a' ．．．凹部

12a．．．支持構件

12c．．．滑動台本體

12d．．．第1X軸馬達

12e．．．第1X軸滾珠螺桿

12f．．．第1X軸螺帽

12g、12h、13g、13h．．．滑動蓋

13．．．第1驅動台

13a．．．支持構件

13a' ．．．凹部

13b．．．滑動軌道

13c．．．驅動台本體

13d．．．第1Y軸馬達

13e．．．第1Y軸滾珠螺桿

13f．．．第1Y軸螺帽

14．．．第2滑動台

14c．．．滑動台本體

14d．．．第2Y軸馬達

14g、14h、15g、15h．．．滑動蓋

15．．．第2驅動台

15c．．．驅動台本體

15d．．．第2X軸馬達

15e．．．第2X軸滾珠螺桿

15f．．．第2X軸螺帽

20．．．驅動控制部

21．．．記憶部

A、B．．．旋轉軸

a、b．．．箭頭

C．．．直線

Wo．．．外周面

Wi．．．內周面

W．．．工件

第1圖係本發明實施例1之研磨機的平面圖。

第2圖係前述研磨機之局部斷面正面圖。

第3圖係前述研磨機之外徑研磨及內徑研磨狀態的說明圖。

第4圖係前述研磨機之外徑研磨時的靴位置說明用平面圖。

第5圖係前述研磨機之內徑研磨時的靴位置說明用平面圖。