JPH06277999A - 面取り研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貫性質量の無い砥石ヘッドの開発と、軽い加
圧力を発生する加圧力制御技術との組合せを達成した新
規なバリ取り及び面取り研削装置を提供することを目的
とする。 【構成】 旋回するワークＷ１の外周縁又は内周縁の面
取りを行う砥石ユニット２０は、揺動杆１４後端のウエ
イト１３とで天秤構成となして零バランス支持させ、又
前記砥石ユニットは、非研削の移送時はクランプ部材に
よりワークから後退した側へクランプされ、砥石１がワ
ーク形状に倣う時はクランプ部材を開放すると共に、ワ
ークに対して軽い加圧力Ｆ１´を付与するバネ手段の加
圧制御部３０を備えた面取り研削装置１００である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バリ取り及び面取り研
削装置において、砥石がワークに対し軽い加圧力でソフ
トランニング（ソフトタツチ）して高精度な面取り加工
を行う新規な加圧力制御技術に関するものである。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来、ワークの内周、外周、上
面、下面等のバリ取りや面取り研磨を行うには、砥石ヘ
ッドをロボットの手首に取付けて３次元制御するか、Ｎ
Ｃ制御装置により砥石ヘッドを３軸制御する方法によっ
ている。上記制御方式を採用したバリ取り及び面取り研
磨機は、機構的にも制御系的にも高度な技術力で製作さ
れたものとしての高い評価が有る。

【０００３】しかし、前記従来装置では、砥石ヘッドの
貫性質量が大きく、円筒の内外周や曲面形状を持つワー
クの糸面取りを高精度に行う事に向いていない。 即
ち、円筒の内外周や曲面形状を持つワークの糸面取りを
高精度に行うには、砥石のワークへの加圧力を極力小さ
くし、且つ砥石ユニットの質量及び移動による慣性力の
影響を軽減しないと希望する糸面取りが保証出来ない。
単に、砥石ヘッドの重量バランスを採るだけでは不十分
である。これを充たす条件として、貫性質量の無い砥石
ヘッドの開発と、軽い加圧力を発生する加圧力制御技術
との組合せが望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を一挙に解決すべく、貫性質量の無い状態でワー
クに接する砥石ヘッドの開発と、軽い加圧力を発生する
加圧力制御技術との組合せを達成した新規なバリ取り及
び面取り研削装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為の
本発明は、旋回するワークの外周縁又は内周縁の面取り
を行う砥石ユニットは、揺動杆後端のウエイトとで天秤
構成となして零バランス支持させ、又前記砥石ユニット
は、非研削の移送時はクランプ部材によりワークから後
退した側へクランプされ、砥石がワーク形状に倣う時は
クランプ部材を開放してソフトタッチすると共に、ワー
クに対して軽い加圧力を付与するバネ手段の加圧制御部
を具備してなる面取り研削装置としたものである。

【０００６】

【作用】上記構成により、零バランスされた砥石ユニッ
トの砥石は、ワーク上面の外周縁又は内周縁の真円及び
曲面形状を持つワークの糸面取りは、ソフトランニング
のもとに研削面に軽く触れて、高精度に行われる。即
ち、零バランスした砥石のワークへの接触圧をソフトラ
ンニングにより小さくするためのクランプ部材の採用
と、移動加圧力を小さくした低摩擦シリンダの採用で、
砥石ユニットの慣性質量の影響を抑制させてのワークへ
の軽い加圧力制御を行い、真円及び曲面形状を持つワー
クの糸面取りを高追従性のもとに実行される。

【０００７】

【実施例】以下、図に示す実施例により、本発明のバリ
取り及び面取り研削装置を説明する。図１は本発明の面
取り研削装置の一部切欠き断面図である。図２は図１の
Ａ−Ａ線断面図である。図３は本発明の面取り研削装置
の第２実施例を示す側面図である。図４は本発明の面取
り研削装置の平面図である。図５は流体アクチュエータ
の配管図である。図６は流体アクチュエータのタイムチ
ャート図である。図７は真円及び非真円ワークの加圧力
状態を示す説明図である。

【０００８】図１，２において、第１実施例の面取り研
削装置１００の主要部分の側面を示しており、この実施
例が本発明装置のすべてを開示するものではなく、発明
の一実施態様に過ぎない。先端に砥石（ツール）１を持
つエアグラインダ２が砥石ユニット２０に取付けられて
いる。この砥石ユニット２０は、垂下する揺動杆３の下
端部のホルダ４に付設されている。この揺動杆３の上端
は一対の支持ブラケット１１に支軸１２で枢支され、機
体の基台１３０上に配置させるか、又は低摩擦型の加圧
シリンダ１４０によりそのピストンロッド１６により連
接する加圧棒１５が砥石ユニット２０をワーク側に接
近，離反する。

【０００９】１４はウエイト１３を後端に支持する揺動
杆で、その先端は前記揺動杆３の上端と逆Ｌ字状に連結
し、天秤構成をなしている。そして、砥石ユニット２０
の重量とウエイト１３とが零バランスするよう、支軸１
２からの砥石ユニット２０までの距離Ｌ１に対するウエ
イト１３までの距離Ｌ２を調節して位置決め固定され
る。Ｃ１はクランプ部材（バランサー）で、上記揺動杆
３，１４を反時計方向へ回動固定し、砥石１をワークＷ
側から離反させた状態で固定保持する。即ち、クランプ
部材Ｃ１の作動杆１７は、揺動杆１４の中腹から枝設し
た片部１４Ａのクランプボルト１８と対面し、これを小
さなストロークＳ１で押し上げストップボルト３３（先
端３３Ａ）が揺動杆１４の中腹に付設した片部１４Ｂに
ストップされ、回動を拘束される。この回動角は、スト
ップボルト３３の先端３３Ａと片部１４Ｂ間の隙間Ｓ２
により決定され、その隙間Ｓ２は、ストップボルト３３
の螺合度合いで、微調節される。

【００１０】また、前記揺動杆１４の中腹片部１４Ｂに
は、砥石１に対してワークへの軽い加圧力を付与するバ
ネ手段となる加圧制御部３０を構成する。即ち、基台１
３の下部板１３Ａと対向する上部板１３Ｂの中間に片部
１４Ｂを介入させ、各部１３Ａ，１３Ｂに調圧ボルト３
１，３２を螺通して片部１４Ｂに対面させる一方、各調
圧ボルト３１，３２の中心には、ストップボルト３３，
３４を螺通し、その先端を片部１４Ｂに対して適度の隙
間Ｓ２をもって対面されており、これで揺動杆３，１４
の揺動角を規制する。又、弱い張力のバネ３５，３６が
調圧ボルト３１と片部１４Ｂ間及び調圧ボルト３２と片
部１４Ｂ間に圧装されている。これで、揺動杆３，１４
が自由状態（零バランス）にあるとき、クランプ部材Ｃ
１の開放で砥石１がワークと接触するとき零バランスに
てソフトタッチし、更に砥石１をワークに押し付けると
き、上下バネ３５，３６の圧縮される側のバネ圧による
反発力で加圧力が発生する。そして、この加圧力Ｆ１，
ーＦ１の加減調節は、調圧ボルト３１，３２を片部１４
Ｂに対して接近又は離反させることで行われる。

【００１１】所で、ワークＷ１，Ｗ２は、真円ワークＷ
１と非真円ワークＷ２のいづれにも面取り研削され、通
常はモータＭとギヤ列Ｇで低速回転するチャツクＣＨに
把持されたワークＷ１，Ｗ２に対して、砥石１が軽い接
触圧Ｆ１´（Ｆ１´＝Ｌ２／Ｌ１×Ｆ１）により加圧さ
れ、高精度（寸法精度高い）な面取り加工を実施する。

【００１２】上記実施例のクランプ部材であるバランサ
Ｃ１及び加圧シリンダ１４０の空圧回路は、図５のよう
になっている。バランサＣ１はソレノイドＳＯＬ２のオ
ン，オフ動作の切換えにより、オンのとき作動杆１７が
下がって揺動杆３，１４を自由状態とし、オフのとき作
動杆１７が上がって揺動杆３，１４を反時計方向へ回動
させた固定状態とする。（スピコンＳＰにより、開放ス
ピードをコントロールしてワークに接触させる。）ま
た、加圧シリンダ１４０はソレノイドＳＯＬ３の切換え
で前進端と後退端間をロッド１６を作動させ、砥石１が
非真円ワークＷ２に接触倣いするよう制御される。又、
ソレノイドＳＯＬ４のオン，オフ動作で、シリンダの後
側を開閉動作し、加圧力を制御する。尚、前後シリンダ
５０は、砥石ユニット２０全体をワークＷ１，Ｗ２に対
して大きく接近，離反させるもので、ワークのチャツク
ＣＨとの着脱時に後退移動すべく、ソレノイドＳＯＬ１
で駆動される（作用は後記）。

【００１３】そして、上記３つのアクチュエータとなる
シリンダＣ１，１４０，５０のタイムチャートは、図６
に示すよう動作される（詳細説明を省略する）。

【００１４】続いて、上記実施例におけるワークＷ１，
Ｗ２の面取り作用を説明する。図１，２において、真円
ワークＷ１の面取り加工は、まずクランプ部材（バラン
サ）Ｃ１の作動杆１７を押し上げて揺動杆３，１４を反
時計方向へ回動し、砥石１を面取り位置「Ｏ」から退却
位置「Ｏ１」へ離す。この状態にて、チャツクＣＨへの
ワークＷ１の着脱作業を行い、この後、クランプ部材
（バランサ）Ｃ１を開放して揺動杆３，１４を自由状態
にすると、零バランスとバネ３５の反発作用で、砥石１
がワークＷ１に軽く（２０ｇ前後）の圧力でソフトタッ
チ（ソフトランニング）して、接触する。このとき、ワ
ークＷ１はモータＭの回転力により、ゆつくり旋回さ
れ、その外周縁が一定の加圧力に保証されて高精度に面
取りされる。ワーク１周の面取り作業が終了すると、再
びクランプ部材（バランサ）Ｃ１を作動させて砥石１を
ワークＷ１から遠ざけ、この状態にてワーク交換を行
い、次の新しいワークＷ１の面取りを同様に行う。

【００１５】尚、上記実施例において、加圧シリンダ１
４０を作用させる時は、ワーク交換時に砥石ユニット２
０の全体を反ワーク側へ後退させることで、砥石１は面
取り位置「Ｏ」から退却位置「Ｏ１´」へやや大きめに
移動する。この実施例に依れば、ワークと砥石１との干
渉をより完全に防ぐことができる利点が有る。又、非真
円ワークＷ２の面取り加工に際しては、砥石ユニット２
０がワークＷ２の大きな外径変化に追従倣いするよう作
用させた制御方法を採らせる事が出来る。

【００１６】続いて、図３に示す第２実施例は、図１，
２に示す第１実施例の装置に対して、砥石ユニット２０
をワークＷ１から大きなストロークＳｏで後退動作させ
るための前後シリンダ５０と、ワークの左右方向へ移動
させる移動部材ＬＧ１と、非真円ワークＷ２の半径変動
に対するための加圧シリンダ１４０とを装備した装置の
要部を示す側面図である。この実施例では、基台１３０
がリニアガイドＲによる滑り機構ＬＧ１を介して基板１
３１上に承持され、ネジ棒Ｂにより砥石ユニット２０を
ワークに対して左右方向へ移動させる。又、加圧シリン
ダ１４０は、ロット１４Ａをリニアガイドの滑り機構Ｌ
Ｇ２に係合する作動棒１４Ｂと連結し、基台１３０を前
後方向にストロークＳ１だけ軽い加圧力で移動させる。
更に、前後シリンダ５０は、そのロット５１を基板１３
１の下面突片１３１Ａと連結している。

【００１７】しかして、この第２実施例によるときは、
非真円ワークＷ２や偏心量Ｘの真円ワークＷ１´の内外
周縁の面取り作業を実行することに適している。 即
ち、ワークＷ２又はＷ１´の交換時は、前後シリンダ５
０で砥石１を大きく（ストロークＳｏ）の後退位置（Ｏ
２）へ離反させ、チャツクＣＨへのワーク交換を行う。
このようにして、未加工ワークＷ２又はＷ１´の交換時
は、バランサＣ１で揺動杆３，１４をクランプさせ、前
後シリンダ５０で砥石１をワークに接近させる。続い
て、加圧シリンダ１４０で砥石１をワークに軽く接触さ
せるか極めて近くまで接近させる。この後、バランサＣ
１を開放して、バネ３５又は３６による軽い加圧力でワ
ークにソフトタッチ（ソフトランニング）させる。

【００１８】以上の準備工程の後、モータＭで未加工ワ
ークＷ２又はＷ１´をゆっくり旋回すると共に、砥石１
の高速回転によりワークの外周縁を面取りする。 も
し、ワークＷ２が真円でないことや偏心量Ｘの真円ワー
クＷ１´によるときは、回転中心（イ）に対する偏心量
Ｘに関係した偏心量を加圧シリンダ１４０が接触倣い制
御し、ワークへの砥石１の接触圧を変動させることな
く、終始一定した加圧力での面取り加工を保証する。そ
して、ワークが１周すると、ワーク旋回が止められると
共に、砥石１もワークから加圧シリンダ１４又は前後シ
リンダ５０により離され、面取り作業を終了する。ここ
で、次の新しいワークと交換され、以下同様の面取り加
工を繰返す。

【００１９】

【他の実施例】本発明は、上記一実施例に限定されるこ
となく発明の要旨内での設計変更が可能であること勿論
である。例えば、ワークＷの内周縁を対象としても良
く。また、その他図示している細部設計の変更が自由に
なされるし、電気的な制御手段及び方法も適宜に変更実
施されるものである。

【００２０】

【効果】本発明によるときは上記構成により、零バラン
スされた砥石ユニットの砥石は、ワーク上面の外周縁又
は内周縁の真円及び曲面形状を持つワークの糸面取り面
にソフトランニングのもとに軽く触れる。この結果、正
確な寸法精度の基に高精度な面取り加工を行う効果があ
る。更に、砥石のワークへの接触圧を小さくするための
加圧部材の採用と、移動加圧力を小さくした低摩擦シリ
ンダの採用で、砥石ユニットの質量の影響を抑制させて
のワークへの軽い加圧力制御を行い、真円及び曲面形状
を持つワークの糸面取りを高追従性のもとに高精度に行
える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面取り研削装置の一部切欠き断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の面取り研削装置の第２実施例を示す側
面図である。

【図４】本発明の面取り研削装置の平面図である。

【図５】流体アクチュエータの配管図である。

【図６】流体アクチュエータのタイムチャート図であ
る。

【図７】真円及び非真円ワークの加圧力状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 砥石 ２ エアグラインダ ３，１４ 揺動杆 １３ ウエイト Ｃ１ バランサ ２０ 砥石ユニット ３０ 加圧制御部 １００ 面取り研削装置 １４０ 低摩擦型の加圧シリンダ Ｆ１，Ｆ２ 加圧力 Ｗ１，Ｗ２ 真円ワーク及び非真円ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回するワークの外周縁又は内周縁の面
   取りを行う砥石ユニットは、揺動杆後端のウエイトとで
   天秤構成となして零バランス支持させ、又前記砥石ユニ
   ットは、非研削の移送時はクランプ部材によりワークか
   ら後退した側へクランプされ、砥石がワーク形状に倣う
   時はクランプ部材を開放してソフトタッチすると共に、
   ワークに対して軽い加圧力を付与するバネ手段の加圧制
   御部を具備してなる面取り研削装置。
2. 【請求項２】 砥石が旋回する非真円のワーク形状に倣
   って外径方向に軽い加圧力を付与する加圧制御シリンダ
   を砥石ユニットの本体に備えた請求項１に記載の面取り
   研削装置。
3. 【請求項３】 砥石が旋回する非真円のワーク形状に倣
   って外径方向に軽い加圧力を付与する加圧制御シリンダ
   を砥石ユニットの本体に備え、更に前記加圧制御シリン
   ダ及びを砥石ユニットを進退移動する移動部材を機台に
   具備した請求項１に記載の面取り研削装置。