JP6658119B2

JP6658119B2 - 研削盤

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Publication number: JP6658119B2
Application number: JP2016044597A
Authority: JP
Inventors: 智史山口; 明牧内; 有司牧野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: DE102017104591A1; JP2017159387A; CN107160291B; CN107160291A

Description

本発明は、研削盤に関するものである。

特許文献１には、砥石車による加工位置に配置された工作物を、転送装置による搬出搬入位置まで押出すための押出し部材が設けられた主軸台が開示されている。特許文献１には、搬出搬入位置に規制装置を設け、押出し装置によって加工位置にある工作物を規制装置に当接する位置まで送出する技術が記載されている。

実公昭６０−２６９０１号公報

ここで、押出し装置によって工作物を所定位置まで送出する場合において、特許文献１に記載の規制装置を用いる代わりに、所定位置まで工作物が送出されたことを検出するセンサを配置し、そのセンサによって工作物が検出されるまで押出し装置による送出を行う技術が知られている。しかしながら、砥石車による研削加工時にクーラントを利用する場合において、砥石車による加工位置に露出した状態でセンサを配置すると、クーラントがセンサにかかり、センサの検出精度が低下するおそれがある。

本発明は、工作物の位置を検出するためのセンサを備えた研削盤において、センサの検出精度の低下を防止できる研削盤を提供することを目的とする。

本発明の研削盤は、加工領域にて工作物を支持する主軸と、前記主軸を回転可能に支持する主軸台本体と、前記主軸に支持された前記工作物に研削加工を施す砥石車と、前記加工領域へ向けてクーラントを供給するクーラント供給部と、前記主軸台本体に対し、前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面からの突出量を変更可能に支持され、前記加工領域に配置された前記工作物を前記主軸に支持された位置から前記主軸から離間した位置へ移動させるシフト部と、前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面からの前記シフト部の突出量を検出するセンサ部と、を備え、前記センサ部は、前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面に対し、前記加工領域とは反対側の領域に配置され、前記シフト部のうち前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面から突出していない部位を検出する。

本発明の研削盤によれば、工作物に対して研削加工を行う際、加工領域へ向けてクーラントが供給される。これに対し、センサ部は、主軸台本体の加工領域側を向く端面に対し、加工領域とは反対側の領域に配置され、シフト部のうち主軸台本体の加工領域側を向く端面から突出していない部位を検出する。よって、センサ部にクーラントがかかることを回避できるので、センサ部がクーラントにかかることに起因して、センサ部による検出精度が低下することを防止できる。

本発明の一実施形態における研削盤の構成を示す図である。主軸台の正面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における主軸台の断面図である。

（１．研削盤１の概要）
以下、本発明に係る研削盤を適用した実施形態の一例である研削盤１について、図面を参照しながら説明する。研削盤１は、砥石台５をベッド２に対してトラバース（Ｚ軸方向への移動）を行う砥石台トラバース型研削盤である。なお、研削盤１による工作物Ｗはクランクシャフトである。

研削盤１は、設置面に固定されたベッド２の上面に、主軸台３及び心押台４が配置される。主軸台３には主軸３ａが主軸台本体３ｂに対して回転可能に支持され、心押台４にはセンタ４ａが回転可能に支持される。また、主軸台３には主軸３ａがモータ３ｃにより回転駆動され、工作物Ｗは、主軸３ａ及びセンタ４ａに両端支持される。

さらに、ベッド２の上面には、Ｚ軸方向（工作物Ｗの軸線方向）及びＸ軸方向（工作物Ｗの軸線に直交する方向）に移動可能な砥石台５が設けられる。砥石台５は、モータ５ａによってＺ軸方向へ移動し、モータ５ｂによってＸ軸方向へ移動する。砥石台５には、工作物Ｗに対する研削加工を行う砥石車６が回転可能に配置され、砥石車６は、モータ６ａにより回転駆動される。

また、ベッド２の上面には、工作物Ｗの研削部位の外径を計測する定寸装置７と、研削部位にクーラントを供給するクーラント供給部８とが配置されている。クーラント供給部８は、主軸台３に設けられたノズル（図示せず）にクーラントを供給し、クーラントはノズルから研削部位へ向けて吐出される。さらに、研削盤１には、各モータ３ｃ，５ａ，５ｂ，６ａを駆動制御する制御装置９が設けられる。

（２．主軸台３の構成）
次に、主軸台３の詳細な構成について説明する。図１に示すように、主軸台３は、主軸３ａと、主軸台本体３ｂと、モータ３ｃとを備える。上記したように、主軸３ａは、工作物Ｗの一端を支持する。主軸３ａは、砥石車６による研削加工を行う加工領域Ｒに対し、工作物Ｗを支持する主軸３ａの先端を向けた状態で、主軸台本体３ｂに回転可能に支持される。また、主軸台本体３ｂは、ベッド２上で主軸３ａの先端の向きを調整可能に設けられている。

図２に示すように、主軸台本体３ｂには、加工領域Ｒを向く端面に主軸３ａが配置され、加工領域Ｒの反対側を向く端面にモータ３ｃが外付けされている。モータ３ｃは、主軸３ａを回転させるための駆動力を付与するモータであり、主軸台本体３ｂに対し加工領域Ｒとは反対側の領域に配置される。また、主軸台本体３ｂには、主軸３ａ及びモータ３ｃの下方に、工作物Ｗ（図１参照）の移動に用いるシフト装置１０が配置されている。シフト装置１０は、シフト部２０と、仮受台３０と、センサ部４０とを備える。

図３に示すように、シフト部２０は、シリンダ本体２１と、ピストン２２と、ロッド２３とを備えた油圧シリンダであり、制御装置９（図１参照）により駆動制御される。ロッド２３の一部は、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒとは反対側（図３左側）を向く端面から突出し、その突出部位がロッド収容部２４に収容される。

ピストン２２は、シリンダ本体２１とロッド収容部２４とに跨って収容され、ロッド収容部２４の内部においてロッド２３に連結される。また、ピストン２２には、ロッド２３の伸長方向とは反対方向（図３左方向）へ延びる延設部２５が連結され、延設部２５の先端部には下方へ延びる被検出部２６が形成される。なお、図３では、延設部２５の位置を破線で図示している。また、延設部２５はロッド２３に連結してもよい。
ピストン２２は、シリンダ本体２１に供給される油圧に応じて往復移動し、ロッド２３及び被検出部２６は、ピストン２２の往復移動に伴って伸縮する。また、ロッド収容部２４には、ロッド収容部２４からロッド２３の伸長方向とは反対方向（図２左方向）へ延びるセンサ取付部２７に取り付けられる。

仮受台３０は、工作物Ｗを下方から支持する部位であり、加工領域Ｒ内に常時配置される。仮受台３０は、ロッド２３の先端に連結されており、仮受台３０に支持された工作物Ｗは、ロッド２３の伸縮に伴って仮受台３０と一体的に移動する。

センサ部４０は、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒを向く面からのロッド２３の突出量を検出するセンサであり、一対の近接センサ４１，４２を備える。一対の近接センサ４１，４２は、ロッド２３の伸縮に伴って被検出部２６が移動する領域に面する位置でセンサ取付部２７に取り付けられる。即ち、センサ部４０は、主軸台本体３ｂに対して加工領域Ｒとは反対側の領域に配置される。一対の近接センサ４１，４２は、ロッド２３の伸縮方向に沿って並設され、一方の近接センサ４１が他方の近接センサ４２よりも加工領域Ｒ側に近接した位置に配置される。また、近接センサ４１，４２の代わりに、光センサや超音波等を検出するセンサを使用してもよい。

シフト部２０のロッド２３を伸ばす過程において、ロッド２３と一体的に移動する被検出部２６が一方の近接センサ４１の前に差し掛かると、一方の近接センサ４１は、被検出部２６を検出し、検出信号を制御装置９に送信する。制御装置９は、一方の近接センサ４１からの検出信号を受け取ると、シフト部２０の駆動を停止する。同様に、ロッド２３を縮めている過程において、被検出部２６が他方の近接センサ４２の前に差し掛かると、他方の近接センサ４２は、被検出部２６を検出し、検出信号を制御装置９に送信する。制御装置９は、他方の近接センサ４２からの検出信号を受け取ると、シフト部２０の駆動を停止する。

なお、一対の近接センサ４１，４２は、センサ取付部２７に形成された孔２７ａ，２７ｂに挿入された状態で固定されるのに対し、一方の近接センサ４１が挿入される孔２７ａは、ロッド２３の伸長方向（図３左右方向）を長手方向とする長孔状に形成される。従って、一方の近接センサ４１は、センサ取付部２７に対し、ロッド２３の伸縮方向における取付位置を調整することができる。

このように、センサ部４０は、主軸台本体３ｂに対し、加工領域Ｒとは反対側の領域に配置され、一対の近接センサ４１，４２は、シフト部２０のうち主軸台本体３ｂに対して加工領域Ｒとは反対側の領域において、主軸台本体３ｂから露出する被検出部２６を検出する。この場合、工作物Ｗに対する研削加工時において、加工領域Ｒに吐出されるクーラントがセンサ部４０にかかることを回避できる。よって、センサ部４０の検出精度が低下することを防止できる。また、シフト部２０のうち、シリンダ本体２１及びピストン２２は、モータ３ｃの下方に配置されるので、クーラントに起因するシフト部２０の不具合の発生を防止できる。

また、シフト部２０の一部及びセンサ部４０は、モータ３ｃの下方に形成されたスペースに配置されるので、主軸台３が全体として大型化することを防止できる。さらに、センサ部４０は、主軸台本体３ｂに対して加工領域Ｒとは反対側の領域において、一対の近接センサ４１，４２が主軸台本体３ｂから露出した状態で配置される。よって、一対の近接センサ４１，４２に故障等が生じた場合に、交換作業を効率よく行うことができる。これに加え、一方の近接センサ４１は、センサ取付部２７に対し、ロッド２３の伸縮方向における位置調整が可能な状態で取り付けられているので、一方の近接センサ４２の位置調整を容易に行うことができる。

（３．研削盤１の動作）
次に、研削盤１の動作について説明する。図１から図３に示すように、工作物Ｗの着脱を行う際、研削加工時よりも心押台４を主軸台３から離間させると共に、ロッド２３を伸ばし、仮受台３０を主軸台本体３ｂから離間した位置へ移動させた状態にしておく。

仮受台３０に工作物Ｗを配置した後、ロッド２３を縮めて仮受台３０を主軸台本体３ｂに近づけ、工作物Ｗの端部を主軸３ａに接触させる。このとき、制御装置９は、シフト部２０を駆動制御してロッド２３を縮め、他方の近接センサ４２からの検出信号を受信したときに、シフト部２０の駆動を停止する。なお、図２及び図３において、ロッド２３を縮めた状態における仮受台３０、延設部２５及び被検出部２６の位置を二点鎖線で示す。

続いて、心押台４を主軸台３側に近づけ、仮受台３０に支持された工作物Ｗを主軸３ａ及びセンタ４ａにより回転可能に両端支持する。その後、主軸台本体３ｂに設けられたチャック（図示せず）により工作物Ｗの外周面を保持し、砥石車６による研削加工を工作物Ｗに対して施す。

上記したように、センサ部４０は、主軸台本体３ｂに対し、加工領域Ｒとは反対側の領域に配置され、シフト部２０のうち主軸台本体３ｂに対して加工領域Ｒとは反対側の領域に露出した部位である被検出部２６を検出する。これにより、工作物Ｗに研削加工時において、加工領域Ｒに吐出されるクーラントがセンサ部４０にかかることを回避できる。従って、センサ部４０の検出精度が低下することを防止できる。また、シリンダ本体２１及びピストン２２は、モータ３ｃの下方に配置されるので、シリンダ本体２１及びピストン２２にクーラントがかかることに起因するシフト部２０の不具合の発生を防止できる。

研削加工が終了した後、心押台４を主軸台３から離れる方向へ移動させる。このとき、仮受台３０が工作物Ｗの下方に配置されているので、心押台４の移動に伴って工作物Ｗが落下することを防止できる。その後、ロッド２３を伸長させることにより、工作物Ｗを主軸台３から離れる方向へ移動させ、工作物Ｗの入替を行う。このとき、制御装置９は、シフト部２０を駆動制御してロッド２３を伸ばし、一方の近接センサ４１からの検出信号を受信したときに、シフト部２０の駆動を停止する。なお、工作物Ｗの研削盤１内への搬送にはガントリーローダ等が用いられる。

（４．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施形態では、モータ３ｃが、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒとは反対側を向く端面に外付けされる場合について説明したが、主軸台本体３ｂの内部にモータ３ｃを収容してもよい。また、この場合においても、センサ部４０はモータ３ｃの下方に形成されるスペースに配置することが好ましい。この場合、センサ部４０を主軸台本体３ｂの内部に収容されるので、センサ部４０にクーラントがかかることを確実に回避できる。よって、クーラントがかかることに起因してセンサ部４０に不具合が発生することを防止できる。

上記実施形態では、主軸台３と心押台４とで工作物Ｗを両端支持する場合について説明したが、２台の主軸台３で工作物Ｗを両端支持してもよい。なお、この場合、チャックを不要とすることができる。また、工作物Ｗを両端支持した状態で、工作物Ｗを両側から回転駆動してもよく、主軸台３の片側から工作物Ｗを回転駆動してもよい。

（５．効果）
以上説明したように、本発明における研削盤１は、加工領域Ｒにて工作物Ｗを支持する主軸３ａと、主軸３ａを回転可能に支持する主軸台本体３ｂと、主軸３ａに支持された工作物Ｗに研削加工を施す砥石車６と、加工領域Ｒへ向けてクーラントを供給するクーラント供給部８と、主軸台本体３ｂに対し、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面からの突出量を変更可能に支持され、加工領域Ｒに配置された工作物Ｗを主軸３ａに支持された位置から主軸３ａから離間した位置へ移動させるシフト部２０と、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面からのシフト部２０の突出量を検出するセンサ部４０と、を備える。これに加え、研削盤１は、センサ部４０は、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面に対し、加工領域Ｒとは反対側の領域に配置され、シフト部２０のうち主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面から突出していない部位を検出する。

この研削盤１によれば、工作物Ｗに対して研削加工を行う際、加工領域Ｒへ向けてクーラントが供給される。これに対し、センサ部４０は、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面に対し、加工領域Ｒとは反対側の領域に配置され、シフト部２０のうち主軸台本体３ｂの加工領域Ｒ側を向く端面から突出していない部位を検出する。よって、センサ部４０にクーラントがかかることを回避できるので、センサ部４０がクーラントにかかることに起因して、センサ部４０による検出精度が低下することを防止できる。

上記した研削盤１に加え、研削盤１は、シフト部２０に連結されると共に加工領域Ｒに常時配置され、主軸３ａから離脱した工作物Ｗを支持する仮受台３０を備える。この研削盤１によれば、主軸３ａから離脱した工作物Ｗが落下することを防止できる。

上記した研削盤１において、センサ部４０は、主軸台本体３ｂよりも加工領域Ｒとは反対側の領域に配置される。この研削盤１によれば、センサ部４０にクーラントがかかることを回避できる。よって、クーラントがかかることに起因してセンサ部４０に不具合が発生することを防止できる。

上記した研削盤１において、センサ部４０は、シフト部２０のうち、主軸台本体３ｂに対して加工領域Ｒとは反対側の領域に露出した部位を検出可能な近接センサ４１，４２から構成される。この研削盤１によれば、近接センサ４１，４２に故障等が発生した場合に、近接センサ４１，４２の交換を効率よく行うことができる。

上記した研削盤１において、主軸台本体３ｂは、主軸３ａを回転させるための駆動力を付与するモータ３ｃを備え、モータ３ｃは、主軸台本体３ｂの加工領域Ｒとは反対側の領域に露出した状態で設けられ、センサ部４０は、モータ３ｃの下方に形成されたスペースに配置される。この研削盤１によれば、空いたスペースをセンサ部４０の配置スペースとして利用できるので、主軸台本体３ｂの大型化を抑制できる。

上記した研削盤１において、センサ部４０は、主軸台本体３ｂの内部に配置される。この研削盤１によれば、センサ部４０にクーラントがかかることを回避できる。よって、クーラントがかかることに起因してセンサ部４０に不具合が発生することを防止できる。

上記した研削盤１において、主軸台本体３ｂは、主軸３ａを回転させるための駆動力を付与するモータ３ｃを備え、モータ３ｃは、主軸台本体３ｂの内部に収容され、センサ部４０は、モータ３ｃの下方に形成されたスペースに配置される。この研削盤１によれば、空いたスペースをセンサ部４０の配置スペースとして利用できるので、主軸台本体３ｂの大型化を抑制できる。

１：研削盤、３ａ：主軸、３ｂ：主軸台本体、３ｃ：モータ、６：砥石車、８：クーラント供給部、２０：シフト部、３０：仮受台、４０：センサ部、４１，４２：近接センサ、Ｒ：加工領域、Ｗ：工作物

Claims

加工領域にて工作物を支持する主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸台本体と、
前記主軸に支持された前記工作物に研削加工を施す砥石車と、
前記加工領域へ向けてクーラントを供給するクーラント供給部と、
前記主軸台本体に対し、前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面からの突出量を変更可能に支持され、前記加工領域に配置された前記工作物を前記主軸に支持された位置から前記主軸から離間した位置へ移動させるシフト部と、
前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面からの前記シフト部の突出量を検出するセンサ部と、
を備え、
前記センサ部は、前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面に対し、前記加工領域とは反対側の領域に配置され、前記シフト部のうち前記主軸台本体の前記加工領域側を向く端面から突出していない部位を検出する、研削盤。
前記研削盤は、前記シフト部に連結されると共に前記加工領域に常時配置され、前記主軸から離脱した前記工作物を支持する仮受台を備える、請求項１に記載の研削盤。
前記センサ部は、前記主軸台本体よりも前記加工領域とは反対側の領域に配置される、請求項１又は２に記載の研削盤。
前記センサ部は、前記シフト部のうち、前記主軸台本体に対して前記加工領域とは反対側の領域に露出した部位を検出可能な近接センサから構成される、請求項３に記載の研削盤。
前記主軸台本体は、前記主軸を回転させるための駆動力を付与するモータを備え、
前記モータは、前記主軸台本体の前記加工領域とは反対側の領域に露出した状態で設けられ、
前記センサ部は、前記モータの下方に形成されたスペースに配置される、請求項３又は４に記載の研削盤。
前記センサ部は、前記主軸台本体の内部に配置される、請求項１又は２に記載の研削盤。
前記主軸台本体は、前記主軸を回転させるための駆動力を付与するモータを備え、
前記モータは、前記主軸台本体の内部に収容され、
前記センサ部は、前記モータの下方に形成されたスペースに配置される、請求項６に記載の研削盤。