JPH0752038A - ロータリ研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削面の表面粗さを均一化して、ワーク研削
面の外観及び信頼性の向上を図ることが可能なロータリ
研削盤を提供すること。 【構成】 サドル２に斜面８ａを有する検出板８を取付
固定したとともに、その斜面８ａと対向するフレーム１
にギャップセンサ９を装着した。これにより、サドル２
がフレーム１に対して移動した際に、ギャップセンサ９
が、自身と検出板８の斜面８ａとの間の距離を検出し、
その検出値に基づいてコントローラＣが砥石２１に対す
るテーブル７の位置を判別できる。そして、テーブル７
の回転中心位置が砥石２１に近づくにつれ、テーブル７
の回転数が序々に高くなるように構成したことから、テ
ーブル７の周速度を一定にすることができる。また、テ
ーブル７の回転中心位置が砥石側に移動するにつれ、サ
ドル２の送り速度が序々に速くなることから、ワークＷ
の研削面に残る研削痕の送り間隔が一定間隔となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを載置するテー
ブルが回転するロータリ研削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ロータリ研削盤は、フレームに対し
てサドルが往復動可能に支持されている。また、サドル
上にはワークが載置されるテーブルが回転可能に支持さ
れている。そして、ワークの研削を行う砥石は、前記テ
ーブル上方に配置されている。

【０００３】ワークを研削する際は、テーブル上にワー
クを載置し、テーブルを回転させ、その後、砥石を下降
させて砥石の外周面とワークの外側上面とを接触させ
る。この状態で、サドルを移動させ、ワークと砥石との
接触位置をワーク外周側から序々にワーク中心側に移動
させる。そして、その接触位置がワーク中心側に到達し
た後、サドルを反対側に移動させ、ワークと砥石との接
触位置をワーク中心側から序々にワーク外周側に移動さ
せる。すなわち、サドルを往復動させながら、砥石を少
しずつ切り込んで、ワークを所定寸法まで加工する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ロ
ータリ研削盤により研削されたワークの研削状態は、そ
のワークの回転の内周側と外周側とで異なる。これは、
テーブルの回転数が一定の場合、テーブルの内周側ほど
その周速度が遅くなり、研削砥石とワーク研削面との相
互次に、上記のように構成された相互作用による研削条
件が変化するためである。このことは、研削面の外観に
も悪影響を及ぼすばかりでなく、研削したワークを使用
する製品の信頼性等にも影響が出てくる。

【０００５】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、研削面の研削状態を均
一化して、ワーク研削面の外観及び信頼性等の向上を図
ることが可能なロータリ研削盤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、フレーム上に往復動可能に配
置された移動体と、同移動体上に積極回転可能に支持さ
れたテーブルと、同テーブル上に載置されたワークを研
削する砥石と、前記砥石に対するテーブル位置を検出す
るテーブル位置検出手段と、前記テーブル位置検出手段
が検出したテーブル位置に基づいて、前記テーブルの回
転数及び移動体の移動速度を可変する可変手段とを備え
たことをその要旨とする。

【０００７】請求項２の発明では、前記可変手段は、テ
ーブルの回転中心位置が前記砥石に近づくにつれ、テー
ブル回転数を序々に高くするとともに、移動体の移動速
度を序々に速くすることをその要旨とする。

【０００８】請求項３の発明では、前記テーブル位置検
出手段は、前記フレーム又は移動体に設けられ、フレー
ム又は移動体に対して対向する斜面を有する検出板と、
同検出板の斜面と対向するフレーム又は移動体に設けら
れ、前記検出板の斜面と自身との間の距離を検出するギ
ャップセンサとからなることをその要旨とする。

【０００９】請求項４の発明では、前記検出板の斜面と
ギャップセンサとの間の距離を、調節できるように構成
したことをその要旨とする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によれば、テーブル上のワーク
を研削する際は、まず、テーブルを回転させた状態で、
ワーク外周側に砥石を接触させ、所定の切り込みを加え
る。次に、移動体を砥石側に移動させ、テーブルの回転
中心を砥石に近づけていく。このとき、移動体の移動に
伴って、テーブル位置検出手段により、テーブル位置が
検出される。そして、テーブル位置に基づいて、テーブ
ルの回転数と移動体の移動速度が可変される。

【００１１】請求項２の発明によれば、テーブル回転中
心位置が砥石側に移動するにつれ、テーブルの回転数が
序々に高くなることから、テーブルの周速度が一定とな
って、ワークと砥石との接触時間が均一化される。これ
により、研削面全面の表面粗さが均一化される。また、
テーブル回転中心位置が砥石に近づくにつれ、移動体の
移動速度が序々に速くなることから、テーブルの回転数
が高くなってもワークの研削面に残る研削痕の送り間隔
が一定間隔となる。

【００１２】請求項３の発明によれば、移動体に検出板
を設けた場合には、フレームに検出板の斜面と対向する
ように、ギャップセンサが設けられる。そして、移動体
がフレームに対して相対移動すると、ギャップセンサ
は、自身と検出板の斜面との間の距離（ギャップ）を検
出し、その検出信号を可変手段に出力する。可変手段は
その検出信号に基づいてテーブル位置を認識する。

【００１３】請求項４の発明によれば、検出板の斜面と
ギャップセンサとの間の距離を調節することができるこ
とから、研削条件等に応じてテーブル位置に対するテー
ブル回転数及び移動体の移動速度を任意に設定すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、フレーム１上面
には左右方向に延びる案内レール３（一方のみ図示）が
設けられている。この案内レール３には移動体としての
サドル２が係合しており、同サドル２は案内レール３に
沿って左右に往復動する。サドル２下面には螺合体４が
設けられ、この螺合体４にはネジ軸５が螺合している。
ネジ軸５の一端はフレーム１の外側に突出しており、図
示しない減速機を介してサドル送り用モータ６に連結さ
れている。すなわち、サドル送り用モータ６の回転に基
づいてサドル２はフレーム１に対して左右に往復動す
る。前記サドル２の上面には、テーブル７が後述するベ
ーンモータ３９により積極回転可能に支持されている。
テーブル７は電磁チャックとなっており、電磁力でワー
クＷを固定する。

【００１５】また、同図においてサドル２の前面には、
長尺板状の検出板８が固定されている。この検出板８の
下面には、右上がりの斜面８ａが形成され、検出板８は
サドル２と一体となって左右方向に往復動する。そし
て、前記検出板８の斜面８ａと対向するフレーム１位置
には、超音波近接センサよりなるギャップセンサ９が取
付固定されている。このギャップセンサ９は、前記検出
板８の斜面８ａと自身との間の距離を検出し、その検出
信号を後述するコントローラＣに出力するようになって
いる。このギャップセンサ９及び検出板８によりテーブ
ル位置検出手段が構成されている。

【００１６】フレーム１の右側にはコラム１０が立設さ
れ、同コラム１０下方には上下に延びるネジ軸１２が配
設されている。このネジ軸１２の下端には螺合体１３が
螺合され、同螺合体１３はギアードモータ等よりなる昇
降用モータ１４の駆動に伴って回転する。一方、ネジ軸
１３の上端には軸受け１５を介して筒状のスライダ１６
が連結されている。前記スライダ１６には砥石軸１７が
固定されている。

【００１７】前記砥石軸１７の前端にはワークＷの研削
を行う砥石２１が回転可能に支持されている。この砥石
２１は砥石軸１７の後端に装着されたモータ２２により
積極回転する。そして、スライダ１６及び砥石軸１７は
前記昇降用モータ１４の正逆転に伴って昇降するように
なっている。すなわち、昇降用モータ１４の正逆転に伴
って砥石２１とテーブル７との間の距離が変化するよう
になっている。

【００１８】次に、前記テーブル７の駆動装置について
詳述する。図２に示すように、テーブル７は円盤状に形
成され、その下面外周部にはプーリ３１が連結されてい
る。また、テーブル７の下面内周部には、円盤状で且つ
断面凸形状の摺動体３２が図示しないボルトにより連結
されている。前記摺動体３２は円盤状のボディ３３に摺
動可能に収容されている。ボディ３３の下面には潤滑油
供給孔３４が複数箇所に開口形成されている。各潤滑油
供給孔３４は連通路３５を介してボディ３３の内面に開
口する複数の潤滑油噴出孔３６と連通されている。

【００１９】前記潤滑油供給通路３３には静圧発生用ポ
ンプＰが連結され、同ポンプＰから潤滑油が前記潤滑油
供給通路３４へ圧送されるようになっている。そして、
この潤滑油供給通路３４に圧送された潤滑油は連通路３
５を通過して各潤滑油噴出孔３６よりボディ３３の内面
と摺動体３２との間に圧送されるようになっている。こ
れにより、摺動体３２とボディ３３との間に静圧が発生
し、摺動体３２、すなわちテーブル７がボディ３３に対
して円滑に回転するようになっている。また、サドル２
にはテーブル７の回転数を検出する回転数センサ３７が
装着されている。

【００２０】図３に示すように、前記サドル２の側面に
は、ブラケット３８を介して油圧モータとしての２方向
形ベーンモータ３９が連結されている。前記ベーンモー
タ３９の回転軸３９ａにはプーリ４０が軸着されてい
る。そして、このプーリ４０と前記テーブル７の下面に
装着されたプーリ３１との間がベルト４１を介して連結
されている。前記ベーンモータ３９は電磁式の切換弁４
２を介して斜板式の可変容量型ポンプ４３に連結されて
いる。同可変容量型ポンプ４３はポンプ用モータ４４に
より駆動される。

【００２１】前記切換弁４２は、電圧印加停止時に前記
可変容量ポンプ４３とベーンモータ３９とを連通するＯ
ＦＦ側ブロック４２ａと、電圧印加時に可変容量ポンプ
４３とベーンモータ３９とを連通するＯＮ側ブロック４
２ｂとの２つのブロックから構成されている。そして、
切換弁４２のＯＦＦ側ブロック４２ａにより、前記可変
容量ポンプ４３とベーンモータ３９との間が連通されて
いる場合には、パイプＰ１からベーンモータ３９内に作
動油が供給され、同ベーンモータ３９は実線の矢印方向
に回転する。従って、この場合には、テーブル７の回転
方向もベーンモータ３９の回転方向と同方向となる。反
対にＯＮ側ブロック４２ｂにより可変容量ポンプ４３と
ベーンモータ３９との間が連通されている場合には、パ
イプＰ２からベーンモータ３９内に作動油が供給され、
ベーンモータ３９及びテーブル７は鎖線の矢印方向に回
転する。

【００２２】次に、ロータリ研削盤の電気的構成を図４
のブロック図に基づいて説明する。前記コントローラＣ
は中央処理装置（ＣＰＵ）５１や制御用プログラム等を
記憶するＲＯＭ５２、演算結果等を記憶するＲＡＭ５３
等から構成されている。

【００２３】ＣＰＵ５１の入力側には、前記ギャップセ
ンサ９が接続されている。ギャップセンサ９は、自身と
前記サドル２に固定された検出板８の斜面８ａとの間の
距離（ギャップ）を検出し、その距離に対応した検出信
号をＣＰＵ５１に出力する。すなわち、ギャップセンサ
９はフレーム１に対するサドル２の移動量をＣＰＵ５１
に出力する。また、ＣＰＵ５１の入力側には回転数セン
サ３７が接続されている。この回転数センサ３７はテー
ブル７の回転数を検出して、その検出信号をＣＰＵ５１
に出力する。

【００２４】一方、ＣＰＵ５１の出力側には前記切換弁
４２が接続され、切換弁４２はＣＰＵ５１の出力信号
（電圧印加停止又は電圧印加）に基づいてＯＦＦブロッ
ク４２ａ位置又はＯＮブロック４２ｂ位置に切換制御さ
れる。また、ＣＰＵ５１の出力側には、可変容量ポンプ
４３の斜板（図示せず）の傾角を可変する斜板駆動用モ
ータ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、前記ギャッ
プセンサ９からの検出信号を入力した後、ＲＯＭ５２に
記憶されているマップＡ（図５（ａ）参照）に基づいて
斜板駆動用モータ５５を駆動制御し、ベーンモータ３９
に圧送する作動油の油量を調整する。すなわち、ベーン
モータ３９の回転数を可変する。前記マップＡは、サド
ル２位置（テーブル７位置）に対する目標テーブル回転
数を設定したものであり、テーブル７の回転中心位置が
砥石２１に近づくにつれ、テーブル７の回転数が上昇す
るように設定されている。

【００２５】さらに、ＣＰＵ５１の出力側にはサドル送
り用モータ６が接続されている。ＣＰＵ５１は、前記ギ
ャップセンサ９からの検出信号を入力した後、ＲＯＭ５
２に記憶されているマップＢ（図５（ｂ）参照）に基づ
いてサドル用送り用モータ６を駆動制御し、サドル２の
送り速度を可変する。前記マップＢは、テーブル７位置
に対する目標サドル送り速度を設定したものであり、テ
ーブル７の回転中心位置が砥石２１に近づくにつれ、サ
ドル２の送り速度が上昇するように設定されている。

【００２６】次に、上記のように構成されたロータリ研
削盤の作用を説明する。図６は本実施例におけるコント
ローラＣのＣＰＵ５１によって実行される制御の処理ル
ーチンを示すフローチャートであって、所定時間毎の定
時割り込みで実行される。

【００２７】まず、ステップ１０１において、各ポンプ
を駆動させて研削準備に取り掛かる。ステップ１０２に
おいて、ＣＰＵ５１はギャップセンサ９からの検出信
号、すなわち砥石２１に対するテーブル７位置を入力す
る。ステップ１０３では、回転数センサ３７からの検出
信号、すなわちテーブル７の回転数を入力する。続く、
ステップ１０４においてＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記
憶されているマップＡに基づいて現在のテーブル７位置
に対する目標テーブル回転数を算出する。また、ステッ
プ１０５においてＣＰＵ５１は、現在のテーブル７位置
に対する目標サドル送り速度を算出する。

【００２８】そして、ステップ１０６においてＣＰＵ５
１は、前記ステップ１０４にて算出した目標テーブル回
転数でテーブル７を回転させるべく、斜板駆動用モータ
５５を駆動制御してベーンモータ３９に圧送する作動油
を調整する。これにより、ベーンモータ３９の回転数が
所定回転数となり、それにともなってテーブル７の回転
数が所定回転数に制御される。また、ステップ１０７に
おいてＣＰＵ５１は、前記ステップ１０５にて算出した
目標サドル送り速度でサドル２を移動させるべく、サド
ル送り用モータ６を駆動制御する。これにより、サドル
２が所定速度で砥石２１に対して送られる。

【００２９】そして、ステップ１０８においてＣＰＵ５
１は、テーブル２が所定位置（例えば、テーブル回転中
心位置）まで移動したか否かを判別する。ここで、ＣＰ
Ｕ５１はテーブル７が所定位置まで移動したと判別した
際には、次のステップ１０９に移行する。一方、未だ所
定位置までテーブル７が移動していないと判別した際に
は、前記ステップ１０２に戻って、以降の処理を繰り返
す。

【００３０】ステップ１０９においてＣＰＵ５１は、研
削が終了したか否かを判別する。ここで、コントローラ
Ｃが未だ研削が終了していないと判別した場合には、ス
テップ１１０に移行し、現在のサドル２の送り方向を逆
方向とするために、サドル送り用モータ６を反転駆動さ
せる。その後、ＣＰＵ５１はステップ１０２に戻り、そ
れ以降の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ５１は各ステッ
プ１０９において、研削が終了したと判別した際には、
各モータ等の駆動を停止して、それ以降の処理を終了す
る。

【００３１】上記のように、本実施例では、サドル２に
斜面８ａを有する検出板８を取付固定したとともに、そ
の斜面８ａと対向するフレーム１にギャップセンサ９を
装着した。これにより、サドル２がフレーム１に対して
移動した際に、ギャップセンサ９が、自身と検出板８の
斜面８ａとの間の距離を検出し、その検出値に基づいて
コントローラＣが砥石２１に対するテーブル７の位置を
判別できる。そして、テーブル７の回転中心位置が砥石
２１に近づくにつれ、テーブル７の回転数が序々に高く
なるように構成したことから、テーブル７の周速度を一
定にすることができる。その結果、ワークＷと砥石２１
との接触時間が均一化され、ワークＷの研削面全面の表
面粗さが均一化される。また、テーブル７の回転中心位
置が砥石側に移動するにつれ、サドル２の送り速度が序
々に速くなることから、ワークＷの研削面に残る研削痕
の送り間隔が一定間隔となる（図７参照）。その結果、
ワークＷの研削面は美しい仕上がりになるとともに、精
度的にも優れている。また、本実施例では、テーブル７
の位置を検出するのに、安価な検出板８及びギャップセ
ンサ９を使用しているので、コスト面でも優れている。

【００３２】さらに、本実施例では、可変容量ポンプ４
３を使用してベーンモータ３９を駆動させている。これ
により、テーブル７（ベーンモータ３９）の回転数を可
変する場合でも、そのトルクを変えることなく回転数の
みを可変することができる。これにより、テーブル７の
回転数が変わっても、略同じ研削条件でワークＷの外周
側から内周側まで研削加工することができる。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次の
ように構成することもできる。 （１）上記実施例では、ベーンモータ３９で具体化した
が、ベーンモータ３９以外の歯車モータやジーロータモ
ータ、ピストンモータ等に代えて具体化してもよい。

【００３４】（２）上記実施例では、ギャップセンサ９
を超音波式近接センサで構成したが、光電式の近接セン
サや静電、誘導形の近接センサ等で具体化してもよい。 （３）テーブル位置検出手段を、ロータリエンコーダや
ポテンショメータ等で構成してもよい。この場合、サド
ル２の送りを行うネジ軸５に、これらを係合させ、ネジ
軸５の回転量を検出することでサドル２位置、すなわち
テーブル７位置を検出することができる。また、ネジ軸
５を回転させるモータ６をステップモータで構成して
も、テーブル７位置を検出することができる。また、デ
ジタルスムーズスケールでテーブル位置検出手段を構成
してもよい。

【００３５】（４）上記実施例では、移動体としてのサ
ドル２に検出板８を設置し、フレーム１にギャップセン
サ９を設けたが、この取付関係を反対にして具体化して
もよい。

【００３６】（５）上記実施例では、ベーンモータ３９
に作動油を圧送するポンプを、斜板式の可変容量ポンプ
４３で構成し、斜板角を調整してベーンモータ３９の回
転数を可変したが、これを定吐出容量型のポンプを使用
し、そのポンプから圧送される作動油をサーボ弁等を使
用して可変するように構成してもよい。

【００３７】（６）上記実施例では、検出板８とギャッ
プセンサ９との間の距離は調節することはできなかった
が、これを調節可能な構成として具体化してもよい。 すなわち、図８に示すように、検出板８の一端側を軸６
１によりサドル２に対して回動可能に支持する。一方、
検出板８の他端側には円弧状の長孔６２を形成する。そ
して、長孔６２にボルト６３を挿入し、同ボルト６２を
サドル２に形成したネジ孔（図示せず）に螺合すること
で、サドル２に対して検出板８を位置決めする。ギャッ
プセンサ９と検出板８の斜面８との間の距離を調節する
際は、前記ボルト６３を緩めて検出板８を回動させるこ
とでそれが可能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
簡単な構成で砥石に対するテーブルの位置を確実に検出
することができるので、コストの低下を図りつつ、研削
面の表面粗さを均一化して、ワーク研削面の外観及び信
頼性の向上を図ることができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例のロータリ研削盤
の正面図である。

【図２】テーブル及びテーブル支持部の断面図である。

【図３】ロータリ研削盤の部分側面図である。

【図４】電気的構成を示すブロック図である。

【図５】（ａ）はテーブル位置に対する目標テーブル回
転数を設定したマップであり、（ｂ）はテーブル位置に
対する目標サドル送り速度を設定したマップである。

【図６】ＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

【図７】研削後のワークＷの模式的な平面図である。

【図８】別例の検出板８の取付構造を示すロータリ研削
盤の部分正面図である。

【符号の説明】

１…フレーム、２…移動体としてのサドル、６…可変手
段を構成するサドル送り用モータ、７…テーブル、８…
テーブル位置検出手段を構成する検出板、８ａ…斜面、
９…テーブル位置検出手段を構成するギャップセンサ、
２１…砥石、３９…可変手段を構成するベーンモータ、
４３…可変手段を構成する可変容量ポンプ、Ｃ…可変手
段を構成するコントローラ、Ｗ…ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム（１）上に往復動可能に配置さ
   れた移動体（２）と、 同移動体（２）上に積極回転可能に支持されたテーブル
   （７）と、 同テーブル（７）上に載置されたワーク（Ｗ）を研削す
   る砥石（２１）と、 前記砥石（２１）に対するテーブル（７）位置を検出す
   るテーブル位置検出手段（８，９）と、 前記テーブル位置検出手段（８，９）が検出したテーブ
   ル（７）位置に基づいて、前記テーブル（７）の回転数
   及び移動体（２）の移動速度を可変する可変手段（６，
   ４３，３９，Ｃ）とを備えたことを特徴とするロータリ
   研削盤。
2. 【請求項２】 前記可変手段（６，４３，３９，Ｃ）
   は、テーブル（７）回転中心位置が前記砥石（２１）に
   近づくにつれテーブル（７）回転数を序々に高くすると
   ともに、移動体（２）の移動速度を序々に速くすること
   を特徴とする請求項１に記載のロータリ研削盤。
3. 【請求項３】 前記テーブル位置検出手段（８，９）
   は、前記フレーム（１）又は移動体（２）に設けられ、
   フレーム（１）又は移動体（２）に対して対向する斜面
   （８ａ）を有する検出板（８）と、同検出板（８）の斜
   面（８ａ）と対向するフレーム（１）又は移動体（２）
   に設けられ、前記検出板（８）の斜面（８ａ）と自身と
   の間の距離を検出するギャップセンサ（９）とからなる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ
   リ研削盤。
4. 【請求項４】 前記検出板（８）の斜面とギャップセン
   サ（９）との間の距離を、調節できるように構成したこ
   とを特徴とする請求項３に記載のロータリ研削盤。