JP2007015042A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 研削装置の砥石ドレス機構を簡略化すること。
【解決手段】 ドレス装置を撤去する。そして、ドレス時にはワークヘッドスピンドルにドレッサを取り付け、ワークヘッドスピンドルでドレッサを回転させて砥石をドレスする。即ち、ワークヘッドスピンドルでワークの回転とドレッサの回転の双方を行う。ドレッサをワークの代わりにワークヘッドスピンドルに取り付けるため、ドレッサは、ワークと外径が概略等しい棒部材の先端に取り付けられている。ワークヘッドスピンドルは、この棒部材をくわえることにより、ドレッサをワークの代わりに保持することができる。また、ワーク２の回転速度と、ドレッサの回転速度は異なるため、内面研削装置は、ワーク加工時にはワーク加工用の回転速度、ドレス時にはドレス用の回転速度にワークヘッドスピンドル１６の回転速度を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、研削装置に関し、例えば、円筒部材の内面研削を行う内面研削装置に関する。

研削装置は、ワーク（被加工物）を砥石で研削する装置であり、硬い部材でも精度よく加工できることから精密部品の加工に多用されている。
このような研削装置のうち、例えば、ベアリングの内輪の内周面など、円筒部材の内周面を研削する内面研削装置がある。

図８は、従来の内面研削装置の構造を示した図である。
テーブル１３はｚ軸方向に移動し、テーブル１４はｘ軸方向に移動するようになっており、テーブル１４の上には砥石スピンドル１２が設置されている。

テーブル１３を＋ｚ方向に移動させることにより砥石スピンドル１２を前進させ、−ｚ方向に移動させることにより後退させることができる。
また、砥石８をワーク２の内周に挿入し、ｘ方向に移動させることにより砥石８をワーク２の内周面に当てることができる。

内面研削装置１ａは、ワークヘッドスピンドル１６にセットしたワーク２を軸線の回りに回転させながら、砥石８を回転させてワーク２の内周面に接触させて内周面を研削する。

砥石８は、ワーク２を加工すると摩耗するため、時折摩耗に合わせて時折ドレスする必要がある。
このため、内面研削装置１ａは、ワークヘッドスピンドル１６と砥石スピンドル１２の間にドレス装置１５を備えている。

ドレス装置１５は、アーム１７、アーム１７の先端に取り付けられたモータ１８、及びモータ１８に取り付けたドレッサ１９から構成されている。
アーム１７は、モータ１８が取り付けられた側の他端側が回転軸となって、モータ１８を上下方向に回転移動させるようになっている。

内面研削装置１ａがワーク２を加工する際は、アーム１７は、上昇回転によって所定位置に上がっており、前進した砥石８とドレッサ１９が干渉しないようにする。

ドレスを行う場合（例えば、所定個数のワーク２を加工してカウンタアップとなったとき）、砥石スピンドル１２は、所定位置まで後退し、アーム１７がワークヘッドスピンドル１６の近傍まで下降回転して停止する。

そして、モータ１８によってドレッサ１９を回転させ、これを砥石８に当てて砥石８を前進後退（トラバース）させることにより砥石８の外周面をドレスする。
ドレスが終了すると、モータ１８が停止すると共にアーム１７が上昇回転して元の位置に復帰する。

このように内面研削を行う発明として、次の「研削砥石のドレス装置」がある。

特開平１１−２７７４２７公報

この技術は、ワークの複数の異なる面を研削する研削装置のドレス装置を１つにして小型化するとともに、研削面の接触検知を簡単な回路構成で行えるようにするものである。

内面研削装置１ａは、ワークヘッドスピンドル１６と砥石スピンドル１２の間にドレス装置を装備する空間が必要なため、装置の小型化が困難という問題があった。
また、砥石８のドレス後の形状の精度がワーク２の加工精度に影響するため、モータ１８の回転精度、アーム１７の上下移動によるドレッサ１９の位置決め精度を高精度で制御する必要があり、ドレス装置が高価なものになってしまうという問題もあった。更には、モータ１８の冷却・潤滑機構が必要になり、内面研削装置１ａの中央付近に配管・配線も必要になる。そのため、装置内が複雑化してしまうという問題もあった。

そこで、本発明の目的は、研削装置の砥石ドレス機構を簡略化することである。

本発明は、前記目的を達成するために、物体を保持する保持手段と、研削砥石を回転させる第１の回転手段と、前記保持手段で被加工物を保持している場合に、前記第１の回転手段で回転させた研削砥石を前記被加工物用に位置制御して、前記保持した被加工物を研削する研削手段と、前記保持手段でドレッサを保持している場合に、前記第１の回転手段で回転させた研削砥石をドレス用に位置制御して、前記回転させた研削砥石をドレスするドレス手段と、を具備したことを特徴とする研削装置を提供する（第１の構成）。
第１の構成において、前記保持手段を回転させる第２の回転手段と、前記保持手段で被加工物を保持している場合の前記第２の回転手段の回転数と、前記保持手段でドレッサを保持している場合の前記第２の回転手段の回転数と、を切り替える回転数切替手段と、を具備するように構成することもできる（第２の構成）。
第１の構成、第２の構成において、前記保持手段に前記ドレッサを搬送して着脱するドレッサ着脱手段を具備するように構成することもできる（第３の構成）
第１の構成、第２の構成、又は第３の構成において、加工した被加工物の個数を計数する計数手段を具備し、前記ドレス手段は、前記計数手段で計数した被加工物の個数が所定個数になるごとに前記砥石をドレスするように構成することもできる（第４の構成）。

本発明によると、研削装置の砥石ドレス機構を簡略化することができる。

（１）実施の形態の概要
図８に示したドレス装置１５を撤去する。そして、ワークヘッドスピンドル１６がドレッサをクランプし、ワークヘッドスピンドル１６でドレッサを回転させて砥石８をドレスする。即ち、ワークヘッドスピンドル１６でワーク２の回転とドレッサ１９の回転の双方を行う。

ドレッサをワークの代わりにワークヘッドスピンドル１６に取り付けるため、ドレッサは、ワークと外径が概略等しい棒部材の先端に取り付けられている。
ワークヘッドスピンドル１６は、この棒部材をくわえることにより、ドレッサをワークの代わりに保持することができる。

また、ワーク２の回転数と、ドレッサの回転数は異なるため、内面研削装置は、ワーク加工時にはワーク加工用の回転数、ドレス時にはドレス用の回転数にワークヘッドスピンドル１６の回転数を制御する。
また、ワーク２の取り付けと、ドレッサの取り付けはローダ装置を用いて自動的に行うことができるが、ローダ装置を備えない機種の場合は、オペレータが手作業で行うことができる。

ワークヘッドスピンドル１６を駆動するモータは、回転数の制御を行うことができ、ワークヘッドスピンドル１６も精密にできているため、このようにドレス装置１５の代わりにワークヘッドスピンドル１６を使用することができる。
そして、ドレス装置を省略してワークヘッドスピンドル１６にワークの回転とドレッサの回転を兼用させることにより、内面研削装置の小型化、製造コストの低減、及び機構の単純化などを図ることができる。

（２）実施の形態の詳細
図１は、本実施の形態に係る内面研削装置のレイアウトを示した平面図である。
内面研削装置１は、数値制御により主軸の回転数（回転速度）、砥石の移動経路（パス）、砥石のドレス量（切込量）、ドレス回数（切込回数）、クーラントの吐出などを制御することができるＮＣ工作機械で構成されている。
このため、加工プログラムを実行してワークを自動的に加工することができるほか、ドレスプログラムを実行して砥石８を自動的にドレスすることができる。

内面研削装置１は、ワークヘッドスピンドル１６、モータ２３、砥石スピンドル１２を備えている。
ワークヘッドスピンドル１６（第２の回転手段）は、軸受によって保持された回転軸を備えている。この回転軸の先端には、ワークを着脱可能に保持するワーク保持部３１（ワーク保持手段）が形成されている。

ワーク保持部３１は、例えば、ダイヤフラムチャック、コレットチャック、パワーチャックなどの保持機構により構成されており、例えば、爪などと呼ばれる爪部材でワーク２の外周を３方向から把持することにより保持する。

本実施の形態では、ワーク２として円筒部材であるベアリングの内輪を用い、ベアリングの内周面を砥石８で研削するものとする。
一方、ワークヘッドスピンドル１６の回転軸の他端には、プーリ２０が取り付けられている。

モータ２３は、回転軸が、ワークヘッドスピンドル１６の回転軸と平行になるように配設されており、回転軸の先端にはプーリ２４が設けられている。
そして、プーリ２４とプーリ２０には、ベルト２２が掛けられており、モータ２３の回転駆動力がベルト２２を介してワークヘッドスピンドル１６に伝達されるようになっている。

そのため、モータ２３を駆動して、ワーク保持部３１に装着されたワーク２を中心線の回りに回転させることができる。
モータ２３は、例えば、ＡＣサーボモータで構成されており、回転方向と回転数を数値制御プログラムによって高精度に制御することができる。
そのため、モータ２３によって、ワークヘッドスピンドル１６の回転数をワーク２を回転させる場合の回転数、及びドレッサを回転させる場合の回転数に設定することができる。このように内面研削装置１は、回転数切り替え手段を備えている。

なお、本実施の形態の内面研削装置１では、プーリベルトを使用したワークヘッドスピンドル１６を用いたが、これに限定するものではなく、ワークヘットスピンドルにモータが直づけされたビルトイン構造を用いることもできる。

砥石スピンドル１２（第１の回転手段）は、回転軸と、この回転軸を駆動して回転させるためのモータを備えており、回転軸がワークヘッドスピンドル１６の回転軸と平行となるように配設されている。

砥石スピンドル１２の回転軸の先端には、砥石８の軸部材（クイルと呼ばれることがある）を装着して保持するための装着機構（砥石装着手段）が設けられており、これにより砥石８を回転軸の先端に装着することができる。

なお、この金属棒の内部には、クーラント（研削液）を供給するための流路を設けることも可能である。
また、ワーク加工時、及びドレス時には、砥石８の内部や外部から砥石８にクーラントが供給される。これによって、砥石８の劣化低減、切り粉の排出、切削箇所の冷却などを行うことができる。

砥石スピンドル１２は、例えば、毎分１５万回転程度の高速回転を行うことができ、砥石８にとって最適な周速を達成することができる。
なお、砥石スピンドル１２の回転数と回転方向は数値制御プログラムにより設定することができる。

砥石８は、剛性の高い金属棒（クイル）の先端に砥粒を樹脂で固めるなどして円柱状に形成された軸付き砥石である。金属棒と砥石８の中心線は一致するように形成されている。砥石８の外周を構成する円柱面がワーク２の内周に接触してこれを研削する。

本実施の形態では、一例として、砥石８をＣＢＮ（ｃｕｂｉｃ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ：立方晶窒化ホウ素）で構成したが、これは砥石８の材質を限定するものではなく、ワークなどに応じた各種材質を選択することができる。

砥石スピンドル１２は、テーブル１４の上面に設置されており、更に、テーブル１４は、テーブル１３の上面に設置されている。
テーブル１４は、ｘ軸方向（砥石８の回転軸に垂直な方向）に移動可能に設置され、テーブル１３はｚ軸方向（主軸方向）に移動可能に設置されている。
これらテーブルの移動量、及び移動速度は数値制御によりコントロールされる。

砥石スピンドル１２は、テーブル１４とテーブル１３の移動によりｚｘ平面内を移動することができる。

これによって砥石８をｚｘ平面内で移動させることができ、内面研削装置１は、ワーク２と砥石８を回転させながら、砥石８をワーク２に挿入して、砥石８をワーク２の内面に当てることにより、ワーク２の内周面全周に渡って研削を行うことができる。
このように、内面研削装置１は、砥石８を研削加工用に位置制御してワーク２を研削する研削手段を備えている。

また、砥石８をｚｘ平面内で移動させることにより、内面研削装置１は砥石８とドレッサを回転させながら砥石８の円柱面をドレッサに当てることができ、これによって砥石８の円柱面をドレスすることができる。
このように、内面研削装置１は、砥石８をドレス用に位置制御して砥石８をドレスするドレス手段を備えている。

また図示しないが、ワークヘッドスピンドル１６の上方には、ワーク２やドレッサをワークヘッドスピンドル１６のワーク保持部３１に供給するローダ装置が設置されている。ローダ装置については後述する。

ローダ装置がワーク２やドレッサをワーク保持部３１に取り付ける取り付け動作、あるいは取り外す取り外し動作を行っている間、砥石スピンドル１２は、−ｚ方向に移動し、砥石８は後退して待機する。
そして、ワーク２を加工、あるいはドレッサをドレスする際には、砥石スピンドル１２は＋ｚ方向に移動し、砥石８は前進する。

以上のように、内面研削装置１は、ワーク保持部３１がドレス時にドレッサを保持するため、図８に示したドレス装置１５を備える必要がない。
これによって、ワークヘッドスピンドル１６と砥石スピンドル１２の距離を縮めることができ、図中で符号Ｄで示したように、内面研削装置１のＺ軸方向の距離をＤ％縮めることができた。Ｄは、例えば、約５％である。

次にワーク保持部３１について説明する。
図２は、ワーク２がワーク保持部３１に保持されているところを示している。ワーク保持部３１は、同心に等間隔に設けられた３本の爪部材３２ａ、３２ｂ、及び図示しない３２ｃを備えている。以下、これら爪部材を単に爪部材３２と記す。

ワーク保持部３１は、爪部材３２をワーク保持部３１の中心線（回転軸）を中心としてラジアル方向に開閉する機構を備えている。
この機構により、ワーク保持部３１は、爪部材３２によって円柱形状を有する物体（ワーク２など）の外周をくわえ、当該物体の中心線とワーク保持部３１の中心線（即ち、ワークヘッドスピンドル１６の中心線）が一致するように当該物体を保持することができる。
なお、爪部材３２の開閉は、数値制御プログラムにより自動的に行うことができる。

ワーク保持部３１は、爪部材３２を開状態にしてローダ装置からワーク２の供給を受け、そして、爪部材３２を閉じてこれを保持する。
ワーク２の加工が終了すると、ワーク保持部３１は、爪部材３２を開き、ワーク２を放す。

このようにして保持したワーク２を回転し、ワーク２の内周面に回転する砥石８を挿入して当てることによりワーク２の内周面３３を研削することができる。
なお、研削の際には、砥石８の円柱面をワーク２の内周面に当てたまま砥石８をｚ軸方向に前後させることにより（トラバース）、内周面３３の加工精度を高めることができる。

図３は、本実施の形態で使用するドレッサ部材の外観を示した図である。図３（ａ）は、ドレッサ部材３５を回転軸に垂直な方向から見たところを示しており、図３（ｂ）は、ドレッサ部材３５を回転軸方向（矢線Ａ方向）に見たところを示している。

ドレッサ部材３５は、円柱形状を有する棒部材３６と、円盤形状を有するドレッサ１９などから構成されている。
棒部材３６は、例えば、鉄、アルミ、ステンレスなどの金属材料で形成されており、棒部材３６の外径は、ワーク２の外径と概略等しくなっている。
このため、ワーク保持部３１は棒部材３６をワーク２の代わりに保持することができる。

棒部材３６の先端には、棒部材３６と同心で、棒部材３６の外径よりも径が小さい円柱部３７が形成されている。円柱部３７の先端には、雌ねじ３８を締めるための雄ねじが形成されている。

ドレッサ１９は、例えば、鉄、アルミ、ステンレスなどの金属材料で形成された円盤部材で構成されている。
ドレッサ１９の中心には、円柱部３７と勘合する貫通孔が中心線上に設けられており、所定のはめあい公差において、円柱部３７に挿入できるようになっている。

ドレッサ１９の外周部分には、ドレッサ１９の外周に張り出すように斜面部が設けられている。そして、斜面部の外周部分には切刃２５、２５、２５、・・・、が配置されている。

切刃２５は、例えば直方体形状を有するダイヤモンド粒により構成されており、ドレッサ１９の外周上に、中心軸に対して同心となるように複数配置されている。本実施の形態では、２４個の切刃２５を等間隔にて配置した。

また、切刃２５は、円盤部材２７の中心軸と垂直に突出しており、後述するように、この露出している部分の先端が砥石８の円柱面をドレスする。

なお、ドレスとは、砥粒の脱落、砥石の目つぶれ、目詰まりを起こして研削能力が低下した砥石の表面を除去し、砥石表面の砥粒の状態を再生する作業である。また、ドレスする処理をドレッシングとも呼ぶ。

砥石研削面の修正、及び回転軸に対する振れの修正を行う成形作業をツルーイングというが、何れも砥石８の表面を研削する加工であるため、本実施の形態のドレスは、ツルーイングの概念も含むものとして説明する。

本実施の形態では、ドレッサ１９により砥石８をドレスするが、これは、砥石８をドレスするドレッサをドレッサ１９に限定するものではなく、砥石８の円柱面をドレスできるものであれは、各種の形態のドレッサが使用可能である。

このように構成されたドレッサ１９を棒部材３６の円柱部３７に装着し、円柱部３７の先端の雄ねじに雌ねじ３８をねじ込むことにより、ドレッサ１９を棒部材３６に押しつけて固定することができる。

また、ドレッサ１９と棒部材３６が回転方向にずれを生じないように、例えば、円柱部３７に軸線方向に伸びる凸部を形成と、ドレッサ１９の貫通孔に軸線方向の伸びる凹部を形成し、これらを嵌合させるように構成することもできる。

次に、図４を用いてローダ装置の仕組みについて説明する。
ローダ装置４０は、ワークヘッドスピンドル１６（図１）の上部に設けられており、ワーク保持部３１にワーク２やドレッサ部材３５を供給する。
ローダ装置４０は、アーム回転モータ４３、供給アーム４１、回収アーム４２などから構成されている。

供給アーム４１、及び回収アーム４２の先端は、例えば、円柱状の部材をつかむ機械的な機構や、あるいはエアによって吸引して吸着する機構が設けられている。
これらの機構によって、供給アーム４１や回収アーム４２は、ワーク２やドレッサ部材３５の棒部材３６をつかんだり放したりすることができる。

供給アーム４１は、ワーク保持部３１にワーク２を供給するアームであり、回収アーム４２は、加工の終わったワーク２をワーク保持部３１から回収するアームである。
供給アーム４１と回収アーム４２は、アーム回転モータ４３の回転によって一体となって上下移動するようになっている。

ワーク２の供給と回収を行う場合、ローダ装置４０は次のように動作する。
まず、供給アーム４１にはワーク２を保持し、回収アーム４２は何も保持しない。一方、ワーク保持部３１は加工後のワーク２を保持した状態となっている。

この状態で、回収アーム４２がワーク保持部３１の位置に下降するまでアーム回転モータ４３が回転する。このとき供給アーム４１は、未加工のワーク２を持ったまま回収アーム４２と共に下降することになる。
次に、ワーク保持部３１が加工済みのワーク２を放し、これを回収アーム４２が受け取ってつかむ。

次に、アーム回転モータ４３は、更に回転し、供給アーム４１をワーク保持部３１の位置まで下降させる。
そして、供給アーム４１は、ワーク２を放し、一方、ワーク保持部３１は、これを受け取ってくわえる。
このようにして、ワーク保持部３１から加工済みのワーク２が取り外され、未加工のワーク２がセットされる。

ワーク保持部３１にワーク２がセットされると、アーム回転モータ４３が逆回転し、供給アーム４１と回収アーム４２は元の位置まで上昇する。そして、回収アーム４２は、保持している加工済みのワーク２を放す。

回収アーム４２が放した加工済みのワーク２は、図示しない経路を転がってワーク２の回収エリアに送られる。
一方、供給アーム４１には、次の未加工のワーク２がワーク２の貯蔵エリアから図示しない経路を転がってきて供給され、供給アーム４１は、これをつかむ。

以上のようなローダ装置４０を用いてワーク保持部３１へのワーク２の取り付け・取り外しを行うことにより、多数のワーク２を自動的に連続して加工することができる。

また、内面研削装置１は、ワーク２の加工回数を計数しており、所定回数に達すると、砥石８のドレスルーチンを実行する。
ドレッサ部材３５は、ワーク２とは異なる位置で保管されており、ドレスルーチンが実行されると、アーム回転モータ４３が供給アーム４１をドレッサ部材３５の保管位置まで移動させ、供給アーム４１はドレッサ部材３５をつかむ。

そして、アーム回転モータ４３が回転して供給アーム４１をワーク保持部３１の位置まで下降し、ワーク保持部３１がドレッサ部材３５を装着する。
ドレッサ部材３５の装着が完了すると、アーム回転モータ４３は、逆回転して供給アーム４１と回収アーム４２を上昇させて、ドレスが終了するまで待機する。

そして、ドレスが終了すると、アーム回転モータ４３が回転して回収アーム４２がワーク保持部３１の位置まで下降し、回収アーム４２がワーク保持部３１からドレッサ部材３５を受け取る。なお、ドレッサ部材３５の回収も供給アーム４１で行うように構成してもよい。
次に、アーム回転モータ４３が逆回転して回収アーム４２を上昇させ、ドレッサ部材３５を元の位置に返却する。

以上のようにして、ローダ装置４０は、ドレス時にドレッサ部材３５をワーク保持部３１にセットすることができ、ドレスが終了すると、ドレッサ部材３５をワーク保持部３１から回収することができる。
なお、ローダ装置４０は、ドレッサ部材３５をワーク保持部３１に搬送して着脱するドレッサ着脱手段を構成している。

図５（ａ）は、ワーク２の加工時におけるワーク保持部３１付近の状態を示した図である。
図に示したように、ワーク２を加工する場合には、ワーク保持部３１にワーク２が装着され、砥石８が前進してワーク２の内周面を研削する。この際に、ワークヘッドスピンドル１６は、ワーク２を中心線の回りにワーク用の回転数で回転させる。

図５（ｂ）は、ワーク２のドレス時における状態を示した図である。
図に示したように、砥石８をドレスする場合には、ワーク保持部３１にドレッサ部材３５が装着され、ワークヘッドスピンドル１６によってドレス用の回転数で回転する。
そして、砥石８が前進して切刃２５が砥石８の円柱面に接触し、砥石８を前進後退させることにより砥石８の円柱面が全体に渡ってドレスされる。

図６は、内面研削装置１がワークの加工、及び砥石のドレスを行う手順を説明するためのフローチャートである。
ここでは、内面研削装置１は、ワーク２をＭ個加工するごとに砥石８をドレスする場合について説明する。

なお、以下の処理は、後述するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が、加工プログラム（ワーク２の加工時）やドレスプログラム（ドレス時）を実行することにより行われるものである。

まず、内面研削装置１は、ワーク２の加工数を計数するカウンタｉを０に初期化する（ステップ５）。
次に、内面研削装置１は、未加工のワーク２が存在するか確認する（ステップ１０）。
内面研削装置１は、供給アーム４１や未加工のワーク２の貯蔵エリアなどにワークを検出するセンサを備えており、これらのセンサの出力により未加工のワーク２が存在するか否かを確認する。

未加工のワーク２が存在しない場合（ステップ１０；Ｎ）、内面研削装置１は、ワーク２の加工処理を終了する。
未加工のワーク２が存在する場合（ステップ１０；Ｙ）、内面研削装置１は、ワーク２の加工を行う（ステップ１５）。

ワークの加工は、ローダ装置４０がワーク保持部３１にワーク２をセットし、その後、砥石８が前進してワーク２の内周面を研削することにより行う。
ワーク２の加工が終了すると、ローダ装置４０がワーク保持部３１から加工済みのワーク２を回収する。

ワーク２の加工を終えると内面研削装置１は、ｉに１を加えてインクリメントする（ステップ２０）。
次に、内面研削装置１は、ｉがＭ未満であるか否かを判断する（ステップ２５）。このように内面研削装置１は、加工したワーク２の個数を計数する計数手段を備えている。

ｉがＭ未満である場合（ステップ２５；Ｙ）、加工したワーク２の個数がＭに達していないので、内面研削装置１は、ステップ１０に戻り、引き続き次のワーク２を加工する。

ｉがＭ未満でない場合（ステップ２５；Ｎ）、加工したワーク２の個数がＭに達したので、内面研削装置１は、砥石８のドレスを行う（ステップ３０）。
砥石８のドレスを終了すると、内面研削装置１は、ステップ５に戻る。

以上のようにして内面研削装置１は、ワーク２を所定個数加工するごとに砥石８をドレスするため、ワーク２の加工による砥石８の劣化を低減することができ、ワーク２の加工精度を維持することができる。

また、内面研削装置１では、ローダ装置４０によりワーク２とドレッサ部材３５を自動的にワーク保持部３１に供給したが、本実施の形態によるワークヘッドスピンドル１６でドレッサ１９を回転させるという方式を所謂手込め式などと呼ばれる手動式の内面研削装置に適用することもできる。

手動式の場合、内面研削装置１はローダ装置４０を装備せず、内面研削装置１のオペレータが手作業でワーク２のワーク保持部３１への取り外しを行う。
オペレータは、ワーク２を加工する場合、ワーク保持部３１にワーク２を取り付けてワーク２の加工プログラムを実行し、砥石８をドレスする場合は、ワーク保持部３１にドレッサ部材３５を取り付けてドレスプログラムを実行する。

次に、内面研削装置１のハードウェア的な構成について説明する。
図７は、内面研削装置１のハードウェア的な構成の一例を示したブロック図である。
内面研削装置１は、ＣＰＵ６５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６７、入力部６８、表示部６９、駆動制御部７１、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）７２、記憶媒体駆動部７３、記憶部７４などの各機能部がバスライン７５で接続されて構成されている。

ＣＰＵ６５は、数値制御プログラムに従って、テーブル１３、テーブル１４、砥石スピンドル１２、モータ２３、クーラントの供給など、内面研削装置１を構成する各要素の数値制御を行う。
また、ＣＰＵ６５は、ファイルの入出力や、数値制御プログラムの編集の受け付けなど、所定のプログラムに従って各種の情報処理も行う。

ＲＯＭ６６は、内面研削装置１を動作させるための基本的なプログラムやデータなどを記憶した読み出し専用のメモリである。
ＲＡＭ６７は、ＣＰＵ６５が動作するためのワーキングエリアを提供する読み書き可能なメモリである。

入力部６８は、内面研削装置１に情報を入力するための機能部であり、例えば、キーボードやタッチパネルなどの入力装置を備えている。
入力装置には、数字、文字、記号などを入力する文字キーやテンキー、予め設定された機能を指定するための機能キーなどを備えている。
ユーザは、入力部６８を操作することにより、数値制御プログラムの作成、呼出、編集などを行ったり、内面研削装置１の動作を規定する各種パラメータを設定したりすることができる。

表示部６９は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイなどの表示装置を備えており、文字情報や画像情報を表示することができる。
ユーザは、表示部６９に数値制御プログラムを表示してこれを編集したり、あるいは予め用意されているメニュー画面を表示して各種のパラメータを設定したりするのに用いることができる。

駆動制御部７１は、例えば、ＡＣサーボモータなどの駆動系に接続されており、ＣＰＵ６５は、駆動制御部７１を介してテーブル１３、テーブル１４、砥石スピンドル１２、モータ２３、ローダ装置４０、クーラントの供給装置などを制御することができる。

入出力Ｉ／Ｆ７２は、内面研削装置１を外部機器と接続するためのインターフェースである。
入出力Ｉ／Ｆ７２を用いて内面研削装置１をパーソナルコンピュータなどの外部機器に接続することにより、内面研削装置１と外部機器の間で数値制御プログラムの送受信などを行うことができる。
このため、外部で数値制御プログラムを用意し、入出力Ｉ／Ｆ７２から内面研削装置１に入力することができる。

記憶媒体駆動部７３は、装着された着脱可能な記憶媒体を駆動し、数値制御プログラムなどの読み書きを行う機能部である。
読み書き可能な記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、半導体記憶装置、磁気テープなどがある。
また、読み取り専用の記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク類や紙テープなどがある。

記憶部７４は、例えば、半導体メモリやハードディスクなどで構成された読み書き可能な記憶装置である。
記憶部７４には、プログラム類を格納したプログラム部７６とデータ類を記憶したデータ部７７が形成されている。

図７（ｂ）に示したように、プログラム部７６には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）８１、加工プログラム８２、ドレスプログラム８３、その他の各種プログラムがＣＰＵ６５で実行可能に記憶されている。

加工プログラム８２、ドレスプログラム８３は、それぞれワーク２の加工、及び砥石８のドレスを行うための数値制御プログラムである。
なお、加工プログラム８２やドレスプログラム８３は複数記憶することができ、プログラム番号などの登録ＩＤにより管理することができる。
そして、加工の際、あるいはドレスの際には、プログラム部７６から目的のプログラムを呼び出してＣＰＵ６５に実行させることができる。

ＯＳ８１は、ファイルの入出力管理など、内面研削装置１を運営する基本的な機能をＣＰＵ６５に発揮させるためのプログラムである。
データ部７７には、内面研削装置１を動作させるための各種パラメータや座標値、内面研削装置１の運用履歴８６などが記憶されている。

以上のように、本実施の形態では、主軸と砥石スピンドル間にあるドレッサを廃止し、ドレス必要時には、主軸にドレッサをくわえて主軸が回転を与え、ドレスを行うようにした。
即ち、ドレス時は主軸がドレッサをくわえ、ドレス終了後、ドレッサを外しワークをクランプして加工する。

また、ドレス終了時は、主軸からドレッサを取り外しワークを加工するようにした。
主軸へのドレッサの着脱はオートローダ付きの機械ではローダが着脱するが、オートローダがない場合はオペレータが手動にて行う。

以上に説明した本実施の形態により次のような効果を得ることができる。
（１）ドレス装置を省略することにより、内面研削装置１の製造コストを低減することができる。
（２）ドレス装置を省略することによりワークヘッドスピンドル１６と砥石スピンドル１２の間の距離を縮めることができ、これによって内面研削装置１の小型化を図ることができる。
（３）ドレス装置を省略することにより、内面研削装置１の中央付近の機構、配管、配線を省略することができ、内面研削装置１の構造を簡単化することができる。

なお、本実施の形態では、内面研削装置１を例にとり説明したが、これは、実施を内面研削装置への適用に限定するものではなく、ワークと砥石の間にドレッサ装置が装備された各種の工作機械に適用することができる。

また、ワークも円筒形状に限定するものではなく、例えば、円柱状で外周面を研削するものに適用することもできる。

本実施の形態に係る内面研削装置のレイアウトを示した平面図である。 ワークがワーク保持部に保持されているところを示した図である。 本実施の形態で使用するドレッサ部材の外観を示した図である。 ローダ装置の仕組みを説明するための図である。 ワーク加工時、及び砥石ドレス時のワーク保持部付近の状態を示した図である。 内面研削装置がワークの加工、及び砥石のドレスを行う手順を説明するためのフローチャートである。 内面研削装置のハードウェア的な構成の一例を示したブロック図である。 従来の内面研削装置のレイアウトを示した平面図である。

符号の説明

１ 内面研削装置
２ ワーク
８ 砥石
１２ 砥石スピンドル
１３ テーブル
１４ テーブル
１６ ワークヘッドスピンドル
１９ ドレッサ
２０ プーリ
２２ ベルト
２３ モータ
２４ プーリ
３１ ワーク保持部
３２ 爪部材
３５ ドレッサ部材

Claims (4)

1. 物体を保持する保持手段と、
   研削砥石を回転させる第１の回転手段と、
   前記保持手段で被加工物を保持している場合に、前記第１の回転手段で回転させた研削砥石を前記被加工物用に位置制御して、前記保持した被加工物を研削する研削手段と、
   前記保持手段でドレッサを保持している場合に、前記第１の回転手段で回転させた研削砥石をドレス用に位置制御して、前記回転させた研削砥石をドレスするドレス手段と、
   を具備したことを特徴とする研削装置。
2. 前記保持手段を回転させる第２の回転手段と、
   前記保持手段で被加工物を保持している場合の前記第２の回転手段の回転数と、前記保持手段でドレッサを保持している場合の前記第２の回転手段の回転数と、を切り替える回転数切替手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
3. 前記保持手段に前記ドレッサを搬送して着脱するドレッサ着脱手段を具備したことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の研削装置。
4. 加工した被加工物の個数を計数する計数手段を具備し、
   前記ドレス手段は、前記計数手段で計数した被加工物の個数が所定個数になるごとに前記砥石をドレスすることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の研削装置。

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