JPH0516058A - 回転加工機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度が要求される例えば磁気ヘッドを作製
する場合に行われる溝加工や鏡面加工において、その加
工精度の向上を図ると共に、砥石等の加工工具の長寿命
化を図る 【構成】 ハウジング２に収容され、かつ回転子４及び
固定子５によって回転可能とされたエアスピンドルロー
タ軸１の一端に取り付けられた砥石３で、基台１３上を
摺動自在とされたスライドテーブル１４に固定されたワ
ークＷに対し、例えば溝入れ加工する回転加工機械にお
いて、ハウジング２の後部に取り付けられたモータリア
カバー１５及びハウジング２の後方側部に夫々非接触変
位センサ１６ａ及び１６ｂを設けて構成し、各センサ１
６ａ及び１６ｂでエアスピンドルロータ軸１の回転振動
に伴うスピンドルテール部１１の後面及び側面の変位を
検出してこの検出結果に基いてエアスピンドルロータ軸
１の動バランスを取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転主軸の一端に外周
刃砥石やカップ砥石を取り付けて、例えば磁気ヘッドを
作製する際の溝加工、チップ分割加工あるいは鏡面加工
を行うスライシングマシン等の回転加工機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ヘッドの作製においては、
巻線溝入れ加工、トラック幅溝加工、鏡面加工、チップ
分割加工などが行われ、これらの加工は、回転主軸の一
端に外周刃砥石やカップ砥石を取り付けたスライシング
マシンによって機械的に行うようにしている。

【０００３】従来のスライシングマシンは、図４に示す
ように、エアスピンドルロータ軸２１がその一端を露出
させてスピンドルハウジング２２内に回転自在に収容さ
れており、このエアスピンドルロータ軸２１の一端に、
外周刃砥石２３が取り付けられている。また、エアスピ
ンドルロータ軸２１の後部には、回転子２４が設けら
れ、また、ハウジング２２内面の上記回転子２４に対向
する箇所に固定子２５が設けられている。これら回転子
２４及び固定子２５によってエアスピンドルロータ軸２
１が所定の回転速度で回転する。ハウジング２２は、基
台２６に固定されたＭ／Ｃコラム２７内にその後部が収
容されている。

【０００４】一方、ワークＷは、基台２８に対してその
前後方向、即ちエアスピンドルロータ軸２１の軸垂直方
向に摺動自在とされたスライドテーブル２９上に固定さ
れている。

【０００５】そして、スライドテーブル２９上に固定し
たワークＷに対し、例えば溝加工を行う場合は、エアス
ピンドルロータ軸２１を回転駆動するモータ（回転子２
４及び固定子２５）にて外周刃砥石２３を回転させると
共に、スライドテーブル２９を砥石２３方向に摺動させ
て行うようにしている。

【０００６】ところで、ワークＷに対し、高精度の加工
を行う場合、エアスピンドルロータ軸２１に不要な振動
があると、砥石２３の摩耗を早め、加工幅等も安定しな
い。

【０００７】そこで、従来では、図に示すように、ハウ
ジング２２のフランジ側及びモータ側に夫々振動検出用
のピックアップ３０ａ及び３０ｂを取り付け、これらピ
ックアップ３０ａ及び３０ｂによりエアスピンドルロー
タ軸２１の振動をひろって、この振動波形と位相からア
ンバランス位置と量を計算して動バランスを取るように
している。即ち上記計算結果に基いて、砥石取付け用フ
ランジ３１に同心円状に配される数個のバランスねじの
各突出量を変えてエアスピンドルロータ軸２１の動バラ
ンスを取るようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スライシングマシンにおいては、エアスピンドルロータ
軸２１を回転自在に収容するスピンドルハウジング２２
に振動検出用のピックアップ３０ａ及び３０ｂを取り付
け、これらピックアップ３０ａ及び３０ｂからの検出結
果に基いてエアスピンドルロータ軸２１の動バランスを
取るようにしているが、この方法は、ハウジング２２の
振動が小さければ、エアスピンドルロータ軸２１の振動
も小さいだろうという発想から案出されたものであり、
磁気ヘッド等のような非常に小さい部品を作製する場合
のように、エアスピンドルロータ軸２１の回転精度に高
い精度が要求されるスライシングマシンにおいては、必
ずしも良い方法とは言えない。

【０００９】なぜなら、回転精度の高いスライシングマ
シンにおいては、その加工時において、ハウジング２２
の振動は小さいが、エアスピンドルロータ軸２１の振動
は大きいという現象が発生し易いためであり、上記のよ
うにしてエアスピンドルロータ軸２１の動バランスを取
っても、実際の加工において、砥石２３の摩耗が早く、
加工幅の安定性が向上しないという不都合があった。

【００１０】理想的には、エアスピンドルロータ軸２１
の一端にピックアップを取り付けてエアスピンドルロー
タ軸２１の振動を直接読み取ることが望ましいが、現実
的には、ピックアップに研削液がかかって使用不能にな
ったり、砥石２３の回転によってピックアップ自体が破
壊される虞があり、採用することはできない。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、高精度が要求される
例えば磁気ヘッドを作製する場合に行われる溝加工や鏡
面加工において、その加工精度の向上を図ることができ
ると共に、砥石等の加工工具の寿命を伸ばすことができ
る回転加工機械を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転主軸１の
一端に所要の工具（外周刃砥石３）を取り付け、ワーク
Ｗの加工を行う回転加工機械において、上記回転主軸１
の他端近傍に、上記回転主軸１の振動を検出する非接触
変位センサ１６ａ及び１６ｂを設けて構成する。

【００１３】特に、上記回転主軸１の一端を露出させて
該回転主軸１を回転自在に収容するハウジング２がある
場合、該ハウジング２における回転主軸１の他端側近傍
に上記非接触変位センサ１６ａ及び１６ｂを設けて構成
する。

【００１４】

【作用】上述の本発明の構成によれば、回転主軸１の他
端近傍、特に回転主軸１の一端を露出させて該回転主軸
１を回転自在に収容するハウジング２がある場合におい
ては、該ハウジング２における回転主軸１の他端側近傍
に、回転主軸１の振動を検出する非接触変位センサ１６
ａ及び１６ｂを設けるようにしたので、回転主軸１の後
端の変位をみることにより、直接回転主軸１の振動状態
を観測することができる。

【００１５】従って、従来のようにハウジング２の振動
をみて回転主軸１の振動を推測するのではなく、直接回
転主軸１の振動をみることができ、回転主軸１の動バラ
ンスを高精度に取ることができる。その結果、回転主軸
１の回転精度が向上し、高精度が要求される例えば磁気
ヘッドを作製する場合に行われる溝加工や鏡面加工にお
いて、その加工精度の向上を図ることができると共に、
砥石等の加工工具の長寿命化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係る回転加工機
械、例えば磁気ヘッドの作製における溝加工やチップ分
割加工に用いられるスライシングマシンの要部を示す構
成図である。

【００１７】このスライシングマシンは、エアスピンド
ルロータ軸１がその一端を露出させてスピンドルハウジ
ング２内に回転自在に収容されており、このエアスピン
ドルロータ軸１の一端に、外周刃砥石３が取り付けられ
ている。また、エアスピンドルロータ軸１の後部には、
回転子４を構成するモータコイルが巻回されており、ハ
ウジング２内面の上記回転子４に対向する箇所に固定子
５を構成するモータコイルが設けられている。これら回
転子４及び固定子５によってエアスピンドルロータ軸１
が所定の回転速度で回転する。ハウジング２は、基台６
に固定されたＭ／Ｃコラム７内にその後部が収容されて
いる。

【００１８】エアスピンドルロータ軸１は、図２に示す
ように、その一端１ａからラジアルベアリング部８にか
けてテーパが形成されてスピンドルテーパ部９が構成さ
れ、図１に示すように、このスピンドルテーパ部９に砥
石取付けフランジ１０によって外周刃砥石３が取り付け
られる。また、エアスピンドルロータ軸１の他端は、回
転子４の後端よりも後方に突出する突出部によってスピ
ンドルテール部１１が構成されている。また、ラジアル
ベアリング部８と回転子４との間にはスラストベアリン
グ部１２が配されている。

【００１９】一方、被加工物であるワークＷは、上面に
例えばＶ形案内面ａを有する基台１３に対してその前後
方向、即ちエアスピンドルロータ軸１の軸垂直方向に摺
動自在とされたスライドテーブル１４上に固定されてい
る。スライドテーブル１４は、既知のスライド機構（例
えば送りねじ機構等）によって摺動する。

【００２０】しかして、本例においては、図３にその要
部を拡大して示すように、スピンドルハウジング２の後
部に着脱自在に取り付けられたモータリアカバー１５及
びハウジング２の後方側部に夫々静電容量変換型変位セ
ンサ等の非接触変位センサ１６ａ及び１６ｂが取り付け
られて構成されている。

【００２１】特に、一方の非接触変位センサ１６ａは、
その検出面がスピンドルテール部１１の後面を臨むよう
に取付けられ、他方の非接触変位センサ１６ｂは、その
検出面がスピンドルテール部１１の側面を臨むように取
付けられる。

【００２２】そして、エアスピンドルロータ軸１の動バ
ランスを取る場合は、まず、エアスピンドルロータ軸１
を所定の回転速度（加工速度）で回転させ、この回転に
伴うエアスピンドルロータ軸１の振動を非接触変位セン
サ１６ａ及び１６ｂによって読み取る。即ち一方の非接
触変位センサ１６ａによってスピンドルテール部１１の
軸方向の変位を読み取り、他方の非接触変位センサ１６
ｂによってスピンドルテール部１１の軸垂直方向の変位
を読み取る。

【００２３】このとき、非接触変位センサ１６ａ及び１
６ｂからの変位データをモニタにより表示し、既知のリ
サージュ波形演算によってエアスピンドルロータ軸１の
振動方向を割り出す。そして、この割り出した振動方向
に基いて、砥石取付け用フランジ１０に同心円状に配さ
れる数個のバランスねじの各突出量を変えてエアスピン
ドルロータ軸１の動バランスを取り、エアスピンドルロ
ータ軸１そのものの振動を低減させる。

【００２４】尚、この動バランス取りのためのスピンド
ルテール部１１の変位の検出は、ワークＷが固定された
スライドテーブル１４を移動させないで行う。即ちエア
スピンドルロータ軸１を空回しさせて行う。また、スピ
ンドルテール部１１は、上記非接触変位センサ１６ａ及
び１６ｂによる変位検出の対象物となっているため、そ
の表面を精度よく仕上げておくことが好ましい。

【００２５】そして、スライドテーブル１４上に固定し
たワークＷに対し、例えば溝加工を行う場合は、エアス
ピンドルロータ軸１を回転駆動するモータ（回転子４及
び固定子５）にて外周刃砥石３を回転させると共に、ス
ライドテーブル１４を砥石３方向に摺動させて行う。

【００２６】この場合、砥石３にはワークＷに対する加
工によって切削負荷がかかるが、この加工時において
も、非接触変位センサ１６ａ及び１６ｂによってスピン
ドルテール部１１の変位を検出すれば、上記切削負荷を
定量的に知ることができ、砥石３の切れ味の低下判別や
ドレッシング（目立て）時期等の判別に有効に利用する
ことができる。

【００２７】上述のように、本例によれば、モータリア
カバー１５及びスピンドルハウジング２の後方側部にエ
アスピンドルロータ軸１の振動に伴うスピンドルテール
部１１の変位を検出する非接触変位センサ１６ａ及び１
６ｂを設けるようにしたので、エアスピンドルロータ軸
１の後端の変位をみることにより、直接エアスピンドル
ロータ軸１の振動状態を観測することができる。

【００２８】従って、従来のようにハウジング２の振動
をみてエアスピンドルロータ軸１の振動を推測するので
はなく、直接エアスピンドルロータ軸１の振動をみるこ
とができ、エアスピンドルロータ軸１の動バランスを高
精度に取ることができる。その結果、エアスピンドルロ
ータ軸１の回転精度が向上し、高精度が要求される例え
ば磁気ヘッドを作製する場合に行われる溝加工や鏡面加
工において、その加工精度の向上を図ることができると
共に、砥石３等の加工工具の長寿命化を図ることができ
る。

【００２９】また、エアスピンドルロータ軸１をバラン
ス良く回転させることができるようになるため、砥石３
の高速回転が可能になり、加工能率の向上を図ることが
できと共に、エアスピンドルロータ軸１の焼付け等の事
故を防止することができる。

【００３０】上記例では、２つの非接触変位センサから
の変位データに基いて、エアスピンドルロータ軸の振動
方向を割り出したが、加工モードによってどちらの非接
触変位センサを使うかを決めるようにしてもよい。例え
ばワークＷにＶ字状溝やＵ字状溝を形成する場合は、特
に軸方向の振動が大きくなるため、一方の非接触変位セ
ンサを用いてその振動状態を監視し、ワークＷをチップ
に分割する加工においては、特に軸垂直方向の振動が大
きくなるため、他方の非接触変位センサを用いてその振
動状態を監視する。

【００３１】尚、ワークＷに対する加工において、それ
ほど面精度を必要としない場合は、非接触変位センサ１
６ａ及び１６ｂからの変位データをエアスピンドルロー
タ軸１の回転系（制御回路）にフィードバックすること
により、エアスピンドルロータ軸１の回転数を変えてエ
アスピンドルロータ軸１の振動を低減化させるようにし
てもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る回転加工機械によれば、高
精度が要求される例えば磁気ヘッドを作製する場合に行
われる溝加工や鏡面加工において、その加工精度の向上
を図ることができると共に、砥石等の加工工具の長寿命
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るスライシングマシンの要部を示
す構成図。

【図２】本実施例に係るエアスピンドルロータ軸の構成
を示す側面図。

【図３】本実施例に係るスライシングマシンの要部を示
す拡大図。

【図４】従来例に係るスライシングマシンの要部を示す
構成図。

【符号の説明】

１ エアスピンドルロータ軸 ２ スピンドルハウジング ３ 外周刃砥石 ４ 回転子 ５ 固定子 ６，１３ 基台 ７ Ｍ／Ｃコラム １０ 砥石取付け用フランジ １４ スライドテーブル １５ モータリアカバー １６ａ，１６ｂ 非接触変位センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転主軸の一端に所要の工具を取り付
   け、ワークの加工を行う回転加工機械において、 上記回転主軸の他端近傍に、上記回転主軸の振動を検出
   する非接触変位センサが設けられていることを特徴とす
   る回転加工機械。
2. 【請求項２】 上記回転主軸の一端を露出させて該回転
   主軸を回転自在に収容する軸ハウジングを有し、該ハウ
   ジングにおける回転主軸の他端側近傍に上記非接触変位
   センサが設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の回転加工機械。