(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に提案された装置は、センタレス研削装置へのワークの供給が、このワークの後方に並び2つの円柱状の回転体により移動する複数のワークに順次押し出されることにより行われる。特許文献1に提案された装置は、連続的に送り出されるワークをそれぞれ移動させながら研削砥石および調整車により一定時間研削する研削方法(装置)との組
合せに適する。しかし、特許文献1に提案された装置は、例えば超仕上のような、ワークを一つずつ特定の手順に従って研削する加工にそのまま採用することはできない。
【0007】
これに対して、特許文献2に提案された装置は、ワークを一つずつ油圧シリンダで押し出すことができるので、特定の手順に従うワークの研削に採用することができる。しかし、特許文献2に提案された装置は、ワークが縦積みされ、油圧シリンダで押し出されたワークがシュー取付部材の上を前進するという構造のため、ローラが略水平方向に並ぶセンタレス研削装置にそのまま採用することはできない。
【0008】
特許文献3には長尺(径に比べて長い)のワークの供給が記載されているが、特許文献3に提案された装置は、円筒コロのようなそれほど長くないワークを一つずつ研削位置に移動させ
る用途には適さない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、例えばころのような断面が円形のワークを一つずつセンタレス研削装置に供給できるワーク供給方法およびワーク供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るセンタレス研削装置へのワーク供給方法は、ワークを2つのローラに載せて研削するセンタレス研削装置を対象とする。その方法は、ワークをその径よりも小さな幅のワーク載置部に載せ、2つのローラの略中間の直上において前記ワークの軸心が前記ローラの軸心方向に一致するように前記ワーク載置部を移動させる。続いて、ワークを載せたワーク載置部を下降させることにより、ワーク載置部のみ2つのローラの間を通過させてワークを2つのローラに載せるというものである。
【0010】
ワーク載置部のローラの直上に向けての移動を、サーボモータによりボールネジを動作させて行うと、ローラに載るワークの位置をより正確に制御できる。
ワーク載置部の下降を、サーボモータによりボールネジを動作させて行うと、ワーク載置部の下降の速度を正確に制御できる。
本発明に係るワーク供給装置は、ワークを2つのローラに載せて研削するセンタレス研削装置との組み合わせが好ましい。
【0011】
ワーク供給装置は、ワークを載せるワーク載置部、ワーク載置部を水平方向に往復移動させる水平方向移動手段、およびワーク載置部を鉛直方向に往復移動させる垂直方向移動手段を有する。
ワーク載置部は、水平方向の一方の端に達したとき水平方向移動手段よりも前記一方の側に突出している。
【0012】
好ましくは、水平方向移動手段にサーボモータおよびボールネジが用いられる。
好ましくは、垂直方向移動手段にサーボモータおよびボールネジが用いられる
。
ワーク載置部は、その近傍における水平方向の他方の側(突出する側の反対側)に、ワーク載置部と一体に移動して前記センタレス研削装置による研削中に前記ワークを係止するための係止部が前記ワーク載置部よりも高い位置に設けられている。
【発明の効果】
【0013】
本発明によると、例えばころのような断面が円形のワークを一つずつセンタレス研削装置における適切な研削位置に供給できるワーク供給方法およびワーク供給装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1はワーク供給装置1の正面図、
図2はワーク供給装置1の平面図、
図3はワーク供給装置1の側面部分断面図、
図4は上係止部62および下係止部63の概要を示す図である。ここで、
図3の部分断面は、
図1におけるAA矢視におけるものであり、
図4における、(a),(c),(e)は上係止部62、下係止部63および他の係止部71Bの正面図、(b),(d),(g)は上係止部62、下係止部63および他の係止部71Bの右側面図、(f)は他の係止部71Bの左側面図である。
【0016】
ワーク供給装置1は、基部2、垂直方向移動手段3、連結部4,水平方向移動手段5、ワーク保持部6およびワークストッパー7からなる。
基部2は、垂直方向移動手段3および水平方向移動手段5等を支持するものである。
基部2は、ワーク供給装置1全体を支える基板11および基板11から直立する全体支持部12からなる。基板11は、略矩形の板材が2枚重ねられて形成される。
【0017】
全体支持部12は略矩形の支持本体13および軸受支持部14を有する。支持本体13は、矩形の板およびこの矩形の長辺に沿って上下に延びる一対のレール保持部15,15を有する。軸受支持部14は、支持本体13の上端に配され、後述する垂直方向移動手段3を構成するボールネジ17の固定用軸受24および垂直移動モータ18を保持するためのものである。
【0018】
垂直方向移動手段3は、連結部4,ワーク保持部6およびワークストッパー7を垂直方向(上下方向)に移動させるものである。垂直方向移動手段3は、2組のリニアガイド16,16、ボールネジ17および垂直移動モータ18等で構成される。
リニアガイド16は、レール21およびレール21に一体化されてこの長手方向に往復移動する一対のスライダ22,22からなる。レール21、21は、それぞれが互いに異なるレール保持部15,15に、上下方向に延びた状態で互いに平行となるように固定されている。リニアガイド16は、周知の機械要素部品である。リニアガイド16,16におけるスライダ22,…,22は、全てが連結部4における背板31(後述する)に固定されている。
【0019】
ボールネジ17は、ネジ軸23、ネジ軸23が貫通する固定用軸受24およびネジ軸23を長手方向に往復移動可能なナット部25からなる。ボールネジ17は、ネジ軸23をリニアガイド16のレール21に平行になるようにして、その固定用軸受24が軸受支持部14に一体化されている。ネジ軸の上端には、タイミングプーリ26が取り付けられる。ボールネジ17におけるナット部25は、水平方向移動手段5を連結する連結部4(における背板31)に固定される。
【0020】
垂直移動モータ18は、そのシャフトを上方に突出させて、ボールネジ17に対して支持本体13と同じ側で軸受支持部14に固定されている。軸受支持部14から突出する垂直移動モータ18のシャフトにはタイミングプーリ27が取り付けられている。このタイミングプーリ27とネジ軸23のタイミングプーリ26とは、タイミングベルト28で連結されている。垂直移動モータ18として、サーボモータが使用される。
【0021】
垂直方向移動手段3は、垂直移動モータ18の回転によりネジ軸23が回転し、ナット部25とともにレール21,21に案内されたスライダ22,…,22を上下させる。その結果、ナット部25およびスライダ22,…,22に一体化された連結部4も上下する。
連結部4は、水平方向移動手段5、ワーク保持部6およびワークストッパー7と垂直方向移動手段3(ナット部25、スライダ22,…,22)とを一体化するものである。連結部4は、背板31および保持板32等からなる。
【0022】
背板31は、略矩形の板材で形成され、ナット部25およびスライダ22,…,22に
一体化されている。
保持板32は、細長い矩形の板材で形成され、略水平な状態で矩形の一方の長辺側が背板31に固着されている。
水平方向移動手段5は、ワーク保持部6およびワークストッパー7を水平方向に移動させる手段である。水平方向移動手段5は、一軸アクチュエータ35および水平移動モータ36等からなる。
【0023】
一軸アクチュエータ35は、本体37、ボールネジ38およびスライダ39等で構成される。本体37は、形状が上面解放の細長い箱である。本体37の開口の上方には、長さが開口よりも長く幅が開口に略等しいカバーユニット41を備える。本体37における長手方向の一方の端には、略矩形板状のプレート40が、その長手方向を本体37の長手方向に直交させて本体37の下方に延びている。
【0024】
ボールネジ38は、そのネジ軸42の両端が、本体37の長手方向両端の軸受により回転自在に支持されている。ネジ軸42のプレート40側における端はプレート40からさらに外方に突出し、その突出端にタイミングプーリ43が固着されている。
スライダ39は、ボールネジ38のナット部と一体化され、ネジ軸42の回転に伴って本体37内をその長手方向に往復移動する。スライダ39は、カバーユニット41を上方から跨ぐ基台44と一体化されている。
【0025】
水平移動モータ36は、そのシャフトをネジ軸42と平行に、かつシャフトがプレート40からネジ軸42のタイミングプーリ43と同じ側に突出するようにして、プレート40に固定されている。水平移動モータ36のシャフトにはタイミングプーリ45が取り付けられている。水平移動モータ36のタイミングプーリ45は、タイミングベルト46によりネジ軸42のタイミングプーリ43と連結されている。水平移動モータ36として、サーボモータが使用される。
【0026】
水平方向移動手段5は、水平移動モータ36の回転によりスライダ39を往復移動させ、これによりスライダ39に一体化された基台44が往復移動する。
ワーク保持部6は、腕部51およびワーク載置部52等を有する。
腕部51は、全体として細長い板であり、その長手方向をスライダ39の移動方向に一致させて、その長手方向の一方の端近傍における矩形の一方の長辺側端面が基台44に固着されている。つまり、腕部51は、基台44から上方に拡がるとともに、スライダ39の移動方向における水平移動モータ36が配された側とは反対側に拡がる。
【0027】
ワーク載置部52は、ワーク台53および一対のワーク止め54,54からなる。ワーク台53は、ワーク載置部52は、その幅、高さに比べて長さが長く、その形状は、側面視(
図3)において2つの直角台形のそれぞれの短底辺を合わせたもの(この断面形状を「合一台形」と略す)で面対称である。ここで台形の「短底辺」とは、2つの底辺のうち短い方をいうものとする。また台形の2つの底辺のうち長い方を「長底辺」というものとする。
【0028】
ワーク台53は、これ全体の断面と同様にその基本部分55aの断面も合一台形であり、断面が直角台形で短底辺および長底辺の長さが少しずつ異なる細長い板状の付加材55b,…55dが何層も重ねられて形成される。付加材55b,…55dは同じ大きさのものが2つずつ用意される。付加材55b,…55dは、例えば重なりの内側の付加材55bの断面における長底辺とその外側に重ねられる付加材55cの断面の短底辺とは長さが同じである(基本部分55aと付加材55bとの関係もこれと同じ)。内側の付加材55bと外側の付加材55cとは、断面における2つの脚がそれぞれ連続する。
【0029】
ワーク台53は、基本部分55aに対して複数組の付加材55b,55c,55dがネジ56,56により着脱可能に一体化されて形成される(
図3参照)。
ワーク台53は、腕部51における水平移動モータ36とは反対側に拡がる先の上方端面に、腕部51より突出するように取り付けられている。
ところで、腕部51は、正面視(
図1)において正確には矩形ではない。しかし、腕部51は、その長手方向の一方の端近傍の下方で基台44に一体化され、基台44とは反対側の端近傍の上方でワーク載置部52等を支持すれば足り、矩形である必然性はない。
【0030】
一対のワーク止め54,54は、細長いワーク台53の両端からそれぞれ僅かに離れた位置において上方に突出する。ワーク止め54は、ワーク台53の基本部分55aより上方に突出しており、その幅(
図3における横方向の寸法)は基本部分55aと同じまたはこれよりも小さい。ワーク止め54,54は、いずれもワーク台53に対向する面を備える。ワーク止め54,54は、ワーク台53上の載るワークの軸方向の移動を制限するためのものである。
【0031】
ワークストッパー7は、延出部61、上係止部62および下係止部63等からなる。
延出部61は、ワーク載置部52よりも水平移動モータ36側(基台44側)に位置して腕部51から上方に延びている。上係止部62は、延出部61の上端近傍に位置してワーク台53の長手方向に延びる回転軸を有し、回転軸には大きな玉軸受64が一体化されている。
【0032】
下係止部63は、上係止部62における回転軸の下方に、上係止部62の回転軸に平行な回転軸を備え、この回転軸には小さな玉軸受65が一体化されている。
上係止部62および下係止部63は、ワークを保持する一対のローラを同方向に回転させて行うセンタレス研削において、ワークの端面を係止してローラからのワークの脱落を防止するためのものである。上係止部62および下係止部63におけるワークの端面を係止するそれぞれの係止面66,67は、いずれもワーク台53方向を向き、形状が円形であってそれぞれの回転軸に対して回転自在である。上係止部62および下係止部63は、取り外し可能、かつワークの径に適する係止面を有する他の係止部に取り替え可能である。なお、「ワークの径に適する係止面」とは、前提として、係止面が係止するワークの端面に当接したときこの端面からはみ出さない大きさであることをいう。
【0033】
玉軸受64,65を有する回転自在な上係止部62および下係止部63に換えて、ワーク台53方向を向く端面から球面72Bが突出する他の係止部71Bを採用できる。係止部71Bは、ワークの端面を係止するとき端面に点で接するので、ワークの回転に抵抗とならずに回転するワークの脱落を防止することができる。凸状の球面72Bを有する他の係止部71Bは、端面の中央に窪みを有するワークに用いることができる。
【0034】
次に、ワーク供給装置1によるセンタレス研削装置へのワークWの供給について説明する。
図5〜7はワーク供給装置1がワークWをセンタレス研削装置に供給する過程を示す図である。
図5,6において、(b)は(a)のBB矢視図である。
図7において、(b),(d)はそれぞれ(a),(c)のBB矢視図である。
図5(b)、
図6(b)および
図7(b),(d)における断面を示すハッチングは省略する。
【0035】
なお、ここでいうセンタレス研削装置には、所謂「研削」を行う装置の他に、表面を鏡面にするための「研磨(、超仕上)」を行う装置等も含まれる。
ワーク供給装置1は、ワーク保持部6がセンタレス研削装置の2つのローラRr,Rlから離れた位置において、図示しないワーク移送装置等からワークWをワーク台53上に受け取る。
図5に示されるワークWは円筒ころである。
【0036】
ワーク供給装置1は、水平方向移動手段5が動作して、つまり水平移動モータ36、一軸アクチュエータ35を動作させてワーク保持部6と一体化された基台44をローラRr,Rlに向けて移動させる。ワーク供給装置1は、ワーク保持部6が保持するワークWが、2つのローラRr,Rlの真上に達したら水平方向移動手段5の動作を停止させる(
図5の二点鎖線によるワーク保持部6)。
【0037】
続いて、ワーク供給装置1は、垂直方向移動手段3を動作させ、つまり垂直移動モータ18、ボールネジ17等を動作させて、ワークWを保持するワーク保持部6、水平方向移動手段5等を下降させる。そしてワークWは、その径が2つのローラRr,Rlの間隔よりも大きいので、この下降の途中でワーク台53からローラRr,Rl上に載り代わる(
図6)。
【0038】
ワークWがローラRr,Rlに載り移った後も、垂直方向移動手段3はさらに、ワークストッパー7の上係止部62における玉軸受64の回転軸がワークWの軸心に一致するまで、ワーク保持部6、水平方向移動手段5等を下降させる(
図7(a),(b)))。
上係止部62の玉軸受64がワークWの軸心に一致したら、再び水平方向移動手段5が動作して、上係止部62の係止面66がワークWの端面に当接するまでワークストッパー7(基台44)をローラRr,Rlに向けて移動させる。
【0039】
ワーク供給装置1によるセンタレス研削装置へのワークWの供給は、センタレス研削装置の動作を制御する制御装置(マイクロコンピュータ、記憶装置および入出力インターフェース等)が、設定値および水平方向移動手段5等に設けられた近接センサからの信号に基づいて垂直移動モータ18および水平移動モータ36の動作を制御することにより行われる。
【0040】
以上の過程により、ワーク供給装置1はセンタレス研削装置におけるローラRr,Rl上にワークWを供給し、適正な位置において砥石GsによるワークW周面の研削が可能となる。また、ワーク供給装置1は、ワークW周面の研削処理において、上係止部62の係止面66がワークWの端面に当接し、ローラRr,Rlの端面側からのワークWの脱落が防止される。
【0041】
ワークストッパー7は、ワークWを係止する上係止部62の係止面66が、ワークWの回転軸と共通する軸回りにワークWとともに回転するので、滑り、こすれ等によるワークW端面の損傷の発生が防止される。
図8はワーク供給装置1がより小さなワークWs(円筒ころ)をセンタレス研削装置に供給する様子を示す図である。
図8において、(b),(d),(f)はそれぞれ(a),(c),(e)におけるCC矢視図であり、(a),(c),(e)はそれぞれ(b),(d),(f)におけるDD矢視図である。(b),(d),(f)における断面を示すハッチングは省略する。
【0042】
前述したワークWよりも小さなワークWsの研削では、センタレス研削装置における2つのローラRr,Rlの間隔は、より狭められる。そのため、ワーク供給装置1におけるワーク台53は、付加材55b,55c,55dが外側から順次取り外されて、ワーク載置部52がローラRr,Rl間を通過できる幅Dsとなるように調整される。
また、ワークストッパー7では上係止部62、下係止部63および他の大きさの相当物からワークWsの径に最適な係止部が選択される。ここでは下係止部63が採用される。ワーク供給装置1では、採用された下係止部63における係止面67よりも大きな係止面を有する上係止部62は、下係止部63の働きを阻害するので事前にワークストッパー7から取り外される。
【0043】
ワーク供給装置1によるワークWsのセンタレス研削装置への供給は、前述したワークWの供給と同じ過程で行われる。
すなわち、ワーク供給装置1は、図示しないワーク移送装置等からワークWsをワーク台53上に受け取り、水平方向移動手段5を動作させて、ワーク保持部6(ワーク載置部52)に保持されるワークWsを2つのローラRr,Rlの直上に移動させる(
図8(a),(b))。
【0044】
続いて、ワーク供給装置1は、垂直方向移動手段3を動作させてワーク保持部6を下降させる。ワークWsは、ワーク保持部6が下降する途中で2つのローラRr,Rlの間隙を通過できずに、ローラRr,Rlに保持される(
図8(c),(d))。
ワーク供給装置1は、ワーク保持部6をさらに下降させ、下係止部63における玉軸受65の回転軸がワークWsの軸心に一致したら、水平方向移動手段5を動作させてワーク保持部6を再びローラRr,Rlがある方向に移動させる。ワーク保持部6の水平方向の移動は、ワークWsがセンタレス研削装置による研削位置に達したら終了する(
図8(e),(f))。
【0045】
ワーク供給装置1は、種々の大きさのワークW,Wsを、一つずつセンタレス研削装置における研削処理位置にまで正確に供給することができる。
図9はワーク供給装置1が円すいころ(以下「ワークWc」という)をセンタレス研削装置に供給する様子を示す図である。
図9において、(b),(d),(f)はそれぞれ(a),(c),(e)におけるEE矢視図であり、(a),(c),(e)はそれぞれ(b),(d),(f)におけるFF矢視図である。
【0046】
円すいころWcの研削を行う場合、センタレス研削装置は、2つの円柱状のローラRr,Rlが、形状が円錐台状のローラRc,Rdに取り替えられる。
ワーク供給装置1によるワークWcのセンタレス研削装置への供給は、前述したワークWおよびワークWsの供給と同じ過程で行われる。
つまり、ワーク供給装置1は、ワーク移送装置等からワークWcをワーク台53上に受け取り、水平方向移動手段5を動作させてワーク保持部6を前進させ、ワークWcを2つのローラRc,Rdの中間の直上に移動させる(
図9(a),(b))。
【0047】
次に、ワーク供給装置1は、ワーク保持部6を含む水平方向移動手段5全体を下降させる。ワーク保持部6が下降する途中で、ワークWcは2つのローラRc,Rdの間隙を通過できずにローラRc,Rd上に止まる(
図9(c),(d))。
ワーク供給装置1は、ワーク保持部6をさらに下降させ、上係止部62における玉軸受64(
図4(a),(b)))の回転軸をワークWcの軸心に一致させる。続いて、ワーク供給装置1は、水平方向移動手段5によりワーク保持部6を再びローラRc,Rd方向に移動させ、ワークWcがローラRc,Rd上の適正な位置に達したらワークWcの供給動作を終了する(
図9(e),(f))。
【0048】
上述の実施形態において、垂直方向移動手段3および水平方向移動手段5におけるボールネジ17,38による動作を他の手段、例えばラックとピニオンの組合せに行わせてもよい。
ワーク台53は、大きさ(特に径)の異なるワークに対応するように、付加材55b,…55dによりその幅を変更するが、幅の異なるワーク台を複数準備し、ワーク台自体をワークの大きさに合わせて変更してもよい。
【0049】
また、上述の実施形態では、基部2に対してワーク保持部6等の垂直方向の移動を行う垂直方向移動手段3を介在させ、垂直方向移動手段3により垂直方向に移動する部分に、ワーク保持部6を水平方向に移動させる水平方向移動手段5が設けられる。これとは逆に、基部2に対して先ずワーク保持部を水平方向に移動させる手段を介在させ、水平方向に移動する部分にワーク保持部を垂直方向に移動させる手段を設けてもよい。
【0050】
その他、ワーク供給装置1、およびワーク供給装置1の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。