(57)【要約】【課題】スルーフィード式のセンタレス研削盤において、工作物にキズが付くことを防止できるキズ防止機構を提供する。【解決手段】回転面１１ｂ、１２ｂが互いに対向配置された研削砥石１１と調整車１２との間に工作物４０を挿入することで、工作物４０を研削しながら軸方向に送るスルーフィード式のセンタレス研削盤１０において、前記研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向下流側に配置されたアーム部材３１と、前記アーム部材３１を移動させる動力を発生するアクチュエータ３２と、を備え、前記アーム部材３１は、前記研削砥石１１と前記調整車１２との間に支持された工作物４０を、前記研削砥石１１に接触しない位置まで持ち上げ可能とした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転面が互いに対向配置された研削砥石と調整車との間に工作物を挿入することで、工作物を研削しながら軸方向に送るスルーフィード式のセンタレス研削盤において、
前記研削砥石よりも工作物の送り方向下流側に配置されたアーム部材と、
前記アーム部材を移動させる動力を発生するアクチュエータと、
を備え、
前記アーム部材は、前記研削砥石と前記調整車との間に支持された工作物を、前記研削砥石に接触しない位置まで持ち上げ可能であることを特徴とする、センタレス研削盤におけるキズ防止機構。
【請求項２】
前記アクチュエータの作動タイミングを制御するためのセンサを備えることを特徴とする、請求項１記載のセンタレス研削盤におけるキズ防止機構。
【請求項３】
前記センサは、前記研削砥石よりも工作物の送り方向上流側に配置されており、工作物の通過を検知可能であることを特徴とする、請求項２記載のセンタレス研削盤におけるキズ防止機構。
【請求項４】
前記アーム部材で持ち上げた工作物をセンタレス研削盤の外に搬送する運搬装置を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンタレス研削盤におけるキズ防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対向配置された研削砥石および調整車によって工作物を研削しながら軸方向に送るスルーフィード式のセンタレス研削盤において、工作物にキズが付くことを防止するためのキズ防止機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
中心を両端から押さえたりチャックで挟んだりすることが困難な長尺材（シャフトやピン、パイプなど）の表面を研削する工作機械として、センタレス研削盤が一般に使用されている。
【０００３】
こうしたセンタレス研削盤の一種として、特許文献１に示すようなスルーフィード式のセンタレス研削盤が知られている。スルーフィード式のセンタレス研削盤で工作物を研削するときには、回転する研削砥石と調整車との間に工作物を挿入する。挿入された工作物は、ブレードと調整車とによって支えられつつ、調整車によって回転が加えられる。このとき、ブレードに対して調整車の回転軸がわずかに傾いて設けられているため、調整車に押し当てられた工作物には、回転力とともに軸方向に推力が与えられるようになっている。この回転力と推力により、工作物は、表面を研削砥石によって研削されつつ、軸方向に送られるようになっている。
このようなスルーフィード式のセンタレス研削盤を使用すれば、工作物が自動送りされつつ研削されるので、効率的に研削加工を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スルーフィード式のセンタレス研削盤を使用した場合、研削が終了した工作物を研削砥石と調整車との間から取り出すときに、工作物の端部にキズ（マーク）が付く場合があった。すなわち、工作物の後端のみが研削砥石と調整車との間にある状態では、研削砥石に対して工作物が傾きやすいので、工作物の周方向の一部が研削砥石に触れることですじ状のキズが付くことがあった。
【０００６】
従来は、こうした問題に対し、作業者の熟練度による解決がなされていた。すなわち、熟練した作業者が工作物を引き抜く方向やタイミングを調節することにより、キズがつかないようにする方法が採られていた。
【０００７】
しかしながら、こうした熟練した作業者の存在は稀有になりつつあり、また、人件費の抑制や歩留まりの改善を図るためにも、工作物をセンタレス研削盤から取り出す作業を自動化するニーズは高かった。
【０００８】
工作物をセンタレス研削盤から取り出す作業を自動化するシステムとしては、工作物を搬送するコンベアをセンタレス研削盤の下流に配置する構成が考えられる。このような構成によれば、研削が終了した工作物を自動的にセンタレス研削盤から取り出すことができる。このように工作物をセンタレス研削盤から取り出す作業を自動化すれば、人件費を抑制することができ、また、作業者の熟練度にかかわらず作業の質を一定に保つことができる。
一方で、こうしたシステムでは、上記したような熟練した作業者によるキズの防止策は採れないため、別の防止策が必要となる。
そこで、本発明は、スルーフィード式のセンタレス研削盤において、工作物にキズが付くことを防止できるキズ防止機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、回転面が互いに対向配置された研削砥石と調整車との間に工作物を挿入することで、工作物を研削しながら軸方向に送るスルーフィード式のセンタレス研削盤において、前記研削砥石よりも工作物の送り方向下流側に配置されたアーム部材と、前記アーム部材を移動させる動力を発生するアクチュエータと、を備え、前記アーム部材は、前記研削砥石と前記調整車との間に支持された工作物を、前記研削砥石に接触しない位置まで持ち上げ可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記の通りであり、研削砥石よりも工作物の送り方向下流側に配置されたアーム部材と、アーム部材を移動させる動力を発生するアクチュエータと、を備え、アーム部材は、研削砥石と調整車との間に支持された工作物を、研削砥石に接触しない位置まで持ち上げ可能となっている。このような構成によれば、研削が終了した工作物をセンタレス研削盤から取り出すときに、工作物をアーム部材で持ち上げてから取り出すことができる。よって、工作物が研削砥石に触れることなく取り出せるので、キズがつくことを防止できる。例えば、センタレス研削盤の下流に搬送装置を配置し、この搬送装置で工作物をセンタレス研削盤から取り出すようにした場合でも、工作物をアーム部材で持ち上げることで、キズがつかないように工作物に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】研削システムの平面図である。
【図２】センタレス研削盤付近の一部拡大平面図である。
【図３】キズ防止機構を説明する一部拡大平面図である。
【図４】センサの正面図である。
【図５】アーム部材およびアクチュエータの（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【図６】アーム部材が上動する前の状態を示す正面図である。
【図７】アーム部材が上動した後の状態を示す正面図である。
【図８】アーム部材の上動の前後における工作物の位置関係を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
本実施形態に係る工作物研削システムは、集積された工作物４０を１本ずつ取り出して自動的に研削するためのものである。この工作物研削システムは、図１および図２に示すように、センタレス研削盤１０と、検寸装置３８と、集積部１６と、受台１８と、運搬装置２０と、アーム部材３１と、アクチュエータ３２と、センサ３３と、を備えて構成される。
【００１３】
センタレス研削盤１０は、スルーフィード式のセンタレス研削盤１０であり、従来周知の構成と同様の構成を備えている。具体的には、このセンタレス研削盤１０は、研削砥石１１と、調整車１２と、ブレード１３と、を備えている。
【００１４】
研削砥石１１は、棒状の工作物４０の表面を研削するための円筒状の部材である。この研削砥石１１は、センタレス研削盤１０のフレームによって回転可能に支持されており、図示ないモータにより回転駆動されるようになっている。回転中の研削砥石１１の回転面１１ｂを工作物４０の表面に接触させることにより、研削砥石１１を形成する砥粒によって工作物４０を研削することができる。
【００１５】
調整車１２は、摩擦力を利用して工作物４０に対して回転を与えるための円筒状の部材である。この調整車１２は、センタレス研削盤１０のフレームによって回転可能に支持されており、図示ないモータにより回転駆動されるようになっている。この調整車１２の回転面１２ｂは、研削砥石１１の回転面１１ｂよりも摩擦係数が高くなるように形成されており、工作物４０の表面に接触したときに工作物４０の表面との間で所定の摩擦力を生じるようになっている。
【００１６】
ブレード１３は、研削砥石１１と調整車１２との間で工作物４０を支持するためのものである。このブレード１３は、図６等に示すように、センタレス研削盤１０のフレームに対して研削砥石１１と調整車１２との間で固定されている。このブレード１３の上面は、研削砥石１１から調整車１２の方向に行くに従って下方へと傾斜するように配置されている。このため、ブレード１３の上に工作物４０を載置したときに、工作物４０が傾斜によって調整車１２の方向に転がるようになっている。
【００１７】
上記した研削砥石１１と調整車１２とは、図６等に示すように、回転面１１ｂ、１２ｂが互いに対向配置されており、この回転面１１ｂ、１２ｂの間に工作物４０を挿入可能となっている。研削砥石１１および調整車１２が回転軸１１ａ、１２ａを中心に回転している状態で、両者の間に工作物４０を挿入すると、工作物４０はブレード１３と調整車１２とによって支えられつつ、調整車１２によって回転が加えられる。調整車１２によって回転が加えられた工作物４０は高速で回転しながら表面が研削砥石１１によって研削される。なお、調整車１２の回転軸１２ａはブレード１３に対してわずかに傾いて設けられており、ブレード１３の上面の傾斜によって工作物４０が調整車１２の方向に転がるときに、工作物４０が軸方向へ移動するようになっている。このように、工作物４０には回転力とともに軸方向に推力が与えられるようになっている。すなわち、工作物４０は、研削されつつ軸方向（図１および図２においては右方向）に送られるようになっている。
【００１８】
検寸装置３８は、センタレス研削盤１０によって研削された工作物４０の径を検査するためのものである。特に図示しないが、センタレス研削盤１０を通過した工作物４０は検寸装置３８の中を通過して下流側に送られるようになっており、このとき検寸装置３８によって工作物４０が所望の径に研削されているかがチェックされるようになっている。
【００１９】
集積部１６は、研削待ちの工作物４０を集積するための台である。この集積部１６に集積された未研削の工作物４０は、例えば特開２０１６−１５０８２５号に開示されているような棒材供給装置によって１本ずつ運搬装置２０へと供給される。
【００２０】
受台１８は、研削済みの工作物４０を集積するための台である。センタレス研削盤１０および検寸装置３８を通過した工作物４０は、運搬装置２０によってこの受台１８へと運搬される。
【００２１】
運搬装置２０は、研削処理の前後において工作物４０を一本ずつ運搬するための装置である。本実施形態に係る運搬装置２０は、地面に固定された枠体２１に複数のローラ２２（Ｖ字ローラ）を回転可能に設けたコンベアである。このローラ２２を図示しないモータにより回転させることで、ローラ２２の上に配置された工作物４０を軸方向（工作物４０の送り方向）に搬送するように構成されている。本実施形態においては、センタレス研削盤１０の上流側と下流側との２か所に運搬装置２０を配置している。
【００２２】
上流側の運搬装置２０は、集積部１６に隣接するように並設されており、集積部１６から１本ずつ工作物４０が供給されるように構成されている。上流側の運搬装置２０は、供給された工作物４０をセンタレス研削盤１０まで搬送し、研削砥石１１と調整車１２との間に挿入するように配置されている。
【００２３】
また、下流側の運搬装置２０は、センタレス研削盤１０から研削済みの工作物４０を取り出すためのものである。すなわち、センタレス研削盤１０から送り出された工作物４０は、下流側の運搬装置２０の上に載置されるようになっており、下流側の運搬装置２０が作動することで、研削済みの工作物４０がセンタレス研削盤１０の外に搬送されるようになっている。なお、この下流側の運搬装置２０は受台１８に隣接するように並設されており、下流側の運搬装置２０によってセンタレス研削盤１０の外に搬送された工作物４０は、受台１８に落下して集積されるように構成されている。
【００２４】
アーム部材３１は、センタレス研削盤１０によって研削された工作物４０の後端を持ち上げるためのものである。このアーム部材３１は、図３等に示すように、研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向下流側に配置されている。本実施形態に係るアーム部材３１は、図５に示すような金属製のプレートであり、上面に工作物４０を保持可能なＶ字状の溝部３１ａが形成されている。
【００２５】
なお、このアーム部材３１は、研削が完了する寸前の工作物４０の後端を持ち上げられるように、研削砥石１１に近接して配置することが望ましい。例えば、アーム部材３１と研削砥石１１との距離は、工作物４０の長さの１／１０以下であることが望ましい。
【００２６】
アクチュエータ３２は、上記したアーム部材３１を移動させる動力を発生する装置である。本実施形態に係るアクチュエータ３２は、図５に示すように、シリンダ３２ａとピストンロッド３２ｂとを備えた電動のアクチュエータ３２であり、シリンダ３２ａに対してピストンロッド３２ｂが直動するように構成されている。なお、アクチュエータ３２としてはこのようなものに限らず、アーム部材３１を移動できるものであればよい。例えば回転運動や揺動運動によりアーム部材３１を移動させるアクチュエータ３２を使用してもよい。
【００２７】
このアクチュエータ３２のシリンダ３２ａは、研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向下流側において、センタレス研削盤１０に固定されている。また、ピストンロッド３２ｂは、上下方向に摺動可能に配置されている。ピストンロッド３２ｂの上端付近には、上記したアーム部材３１がアーム支持部材３５を介して固定されている。このため、ピストンロッド３２ｂと一体的にアーム部材３１が上下動するように構成されている。
【００２８】
ピストンロッド３２ｂが作動していない待機状態（アーム部材３１が下方に位置している状態）では、図６に示すように、アーム部材３１はブレード１３の下方に待機しており、ブレード１３に支持された工作物４０にアーム部材３１が接触しないように設定されている。
【００２９】
一方、ピストンロッド３２ｂが上動した作動状態（アーム部材３１が上方に位置している状態）では、図７に示すように、アーム部材３１はブレード１３の上面よりも上方に位置しており、ブレード１３に支持された工作物４０がアーム部材３１によって持ち上げられるように構成されている。このとき、工作物４０はアーム部材３１の溝部３１ａに保持されて横振れしないようになっている。
【００３０】
具体的には、図８に示すように、アーム部材３１は下死点位置Ｐ１から上死点位置Ｐ２までの範囲で移動可能となっており、このように移動するアーム部材３１によって工作物４０を持ち上げ可能に構成されている。工作物４０が持ち上げられると、工作物４０は移動前よりも研削砥石１１の回転軸１１ａおよび調整車１２の回転軸１２ａから離れた位置に移動することになる。このため、アーム部材３１が下死点位置Ｐ１から上死点位置Ｐ２に移動することで工作物４０が上方に移動すると、工作物４０と調整車１２との間に間隙Ｇ１が生まれ、工作物４０と研削砥石１１との間に間隙Ｇ２が生まれるようになっている。このようにアーム部材３１は、研削砥石１１と調整車１２との間に支持された工作物４０を、研削砥石１１および調整車１２に接触しない位置まで持ち上げ可能となっている。
【００３１】
センサ３３は、アクチュエータ３２の作動タイミングを制御するためのものである。本実施形態に係るセンサ３３は、センサ面３３ａの前に非検知物（工作物４０）が存在するか否かを非接触で検出する近接センサである。このセンサ３３は、図３に示すように、研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向上流側に配置されており、工作物４０の通過を検知可能となっている。なお、本実施形態に係るセンサ３３は、図４に示すように、取付金具３４を介して、上流側の運搬装置２０の枠体２１に固定されている。また、センサ３３のセンサ面３３ａは、運搬装置２０によって搬送される工作物４０の周面に臨むように配置されている。このようにセンサ３３を配置することで、工作物４０がセンサ３３の前を通過したタイミングを検知可能となっている。
【００３２】
なお、特に図示しないが、本実施形態に係る工作物研削システムは、上記したようなセンサ３３やアクチュエータ３２を制御する制御装置を備えている。この制御装置は、各種データやプログラムを記憶するＲＯＭや、プログラムを実行するコンピュータなどを内蔵している。本実施形態に係る制御装置は、上記したセンサ３３からの信号を受信可能に構成されている。また、本実施形態に係る制御装置は、アクチュエータ３２の作動を制御可能に構成されている。具体的には、制御装置は、センサ３３が工作物４０の通過を検知してから（センサ３３が工作物４０を検知できなくなってから）所定時間経過後に、アクチュエータ３２を作動させる制御を実行する。
【００３３】
アクチュエータ３２を作動させるタイミングは、図３に示すように、工作物４０の後端がセンサ３３の前を通過してから、工作物４０の後端が研削砥石１１と調整車１２との間から抜ける直前（研削終了直前）までの、工作物４０の移動距離Ｄを基に予め設定されている。
【００３４】
すなわち、工作物４０をセンタレス研削盤１０で研削するときの工作物４０の移動速度（センタレス研削盤１０の送り速度）はほぼ一定であるため、この移動速度と移動距離Ｄを基に、移動距離Ｄの移動に要する時間Ｔを予め計算しておく。そして、この時間Ｔを予め制御装置に登録しておく。これにより、制御装置は、センサ３３が工作物４０の通過を検知してから時間Ｔが経過したときに、アクチュエータ３２を作動させる制御を行う。
【００３５】
なお、この時間Ｔはユーザによって変更可能に構成してもよい。すなわち、制御に使用する設定値をユーザによって変更可能に構成することで、センサ３３が工作物４０の通過を検知してからアクチュエータ３２を作動させるまでの時間を変更可能としてもよい。このように構成すれば、工作物４０の長さや太さ、センタレス研削盤１０の種類等に応じて、ユーザがアクチュエータ３２の作動タイミング（研削の終了タイミング）を任意に設定することができる。
【００３６】
また、本実施形態においてはセンサ３３として近接センサを使用しているが、別の種類のセンサを使用してもよい。例えば、センサ３３として距離計を使用し、工作物４０の移動距離を計測することでアクチュエータ３２の作動タイミングを制御するようにしてもよい。また、センサ３３としてカメラを使用し、カメラで撮影することにより研削終了直前の位置まで工作物４０が移動したことを検出し、これによりアクチュエータ３２の作動タイミングを制御するようにしてもよい。
【００３７】
この工作物研削システムは、以下のようなフローで研削作業を自動的に実行する。
まず、集積部１６に集積された工作物４０のうちの１本が、棒材供給装置によって上流側の運搬装置２０へと供給される。上流側の運搬装置２０へ供給された工作物４０は、ローラ２２の回転によって搬送され、先端がセンタレス研削盤１０に挿入される。センタレス研削盤１０は、工作物４０を軸方向に送りながら研削を実行する。なお、センタレス研削盤１０によって研削を開始するときのアクチュエータ３２は待機状態であり、アーム部材３１は図６に示すように下方で待機している。
【００３８】
工作物４０の研削が進んである程度まで下流側に送られていくと、図３に示すように、工作物４０の後端がセンサ３３の前を完全に通過する。センサ３３は、工作物４０の通過を検知したら、制御装置に信号を出力する。制御装置は、このセンサ３３からの信号を受信してからの経過時間を計測する。そして、センサ３３からの信号を受信してから、予め定められた時間Ｔ（例えば２０秒）が経過したら、アクチュエータ３２を作動させる。これにより、図７に示すようにアクチュエータ３２が作動状態となり、アーム部材３１が上方に移動する。
【００３９】
アクチュエータ３２が作動したときには、工作物４０は研削終了直前の状態であるため、後端部のみが研削砥石１１と調整車１２との間に残っている状態である。この状態でアーム部材３１が上方に移動して工作物４０を持ち上げると、工作物４０の後端部のみが持ち上げられた状態となる。一方、工作物４０の前端部は下流側の運搬装置２０に載った状態である。このようにアーム部材３１で工作物４０の後端部を持ち上げた状態で運搬装置２０を作動させることで、運搬装置２０によって工作物４０をセンタレス研削盤１０の外に搬送することができる。このとき、工作物４０の後端はアーム部材３１によって持ち上げられているため、研削砥石１１や調整車１２に触れることなく工作物４０を取り出すことができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向下流側に配置されたアーム部材３１と、アーム部材３１を移動させる動力を発生するアクチュエータ３２と、を備え、アーム部材３１は、研削砥石１１および調整車１２の間に支持された工作物４０を、研削砥石１１に接触しない位置まで持ち上げ可能となっている。このような構成によれば、研削が終了した工作物４０をセンタレス研削盤１０から取り出すときに、工作物４０をアーム部材３１で持ち上げてから取り出すことができる。よって、工作物４０が研削砥石１１に触れることなく取り出せるので、キズがつくことを防止できる。
【００４１】
また、アクチュエータ３２の作動タイミングを制御するためのセンサ３３を備えるので、アクチュエータ３２の作動タイミングを自動的に判別することができる。よって、作業の自動化を実現することができる。
【００４２】
また、センサ３３は、研削砥石１１よりも工作物４０の送り方向上流側に配置されており、工作物４０の通過を検知可能である。よって、工作物４０の通過をトリガにしてアクチュエータ３２の作動タイミングを制御することができる。
【００４３】
また、アーム部材３１で持ち上げた工作物４０をセンタレス研削盤１０の外に搬送する運搬装置２０を備える。このような構成によれば、研削が終了した工作物４０にキズがつかないように自動制御で取り出すことができる。
【００４４】
なお、上記した実施形態においては、アクチュエータ３２の作動タイミングをセンサ３３によって制御するようにしたが、これに限らない。例えば、アクチュエータ３２を作動させるためのスイッチを操作可能に設け、作業者によるスイッチの操作によってアクチュエータ３２の作動タイミングを制御するようにしてもよい。すなわち、工作物４０をセンタレス研削盤１０から取り出すときに、作業者がスイッチを操作して工作物４０を持ち上げるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  センタレス研削盤
１１  研削砥石
１１ａ  回転軸
１１ｂ  回転面
１２  調整車
１２ａ  回転軸
１２ｂ  回転面
１３  ブレード
１６  集積部
１８  受台
２０  運搬装置
２１  枠体
２２  ローラ
３１  アーム部材
３１ａ  溝部
３２  アクチュエータ
３２ａ  シリンダ
３２ｂ  ピストンロッド
３３  センサ
３３ａ  センサ面
３４  取付金具
３５  アーム支持部材
３８  検寸装置
４０  工作物
Ｄ  移動距離
Ｇ１  間隙
Ｇ２  間隙
Ｐ１  アーム部材の下死点位置
Ｐ２  アーム部材の上死点位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020157404.tif 000005
【図４】
2020157404.tif 000006
【図５】
2020157404.tif 000007
【図６】
2020157404.tif 000008
【図７】
2020157404.tif 000009
【図８】
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