(57)【要約】【課題】ワークの加工中に両研削砥石の間の距離を正確に算出するとともに、加工時間を短縮することができる両頭研削装置を提供することを課題とする。【解決手段】両頭研削装置１であって、ワークＷの両加工面Ｗａ，Ｗｂを研削する一対の研削砥石１０，２０を支持する工具支持装置３０と、両研削砥石１０，２０の間にワークＷを搬送する搬送部材５１を有するワーク支持装置５０と、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を計測する計測装置４０と、を備え、計測装置４０は、両研削砥石１０，２０に対峙して配置される二つの噴射口４１ａ，４２ａが形成された流路４１，４２と、流路４１，４２に流体を供給するポンプ４３ａ，４３ｂと、研削砥石１０，２０に吹き付けられた流体の圧力を計測する圧力計測手段４４ａ，４４ｂと、流体の圧力に基づいて、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を算出する演算装置４５と、を有している。【選択図】図２
2014039970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの両端に設けられた加工面を研削する一対の研削砥石を支持する工具支持装置と、
前記両研削砥石の間に前記ワークを搬送する搬送部材を有するワーク支持装置と、
前記両研削砥石の間の距離を計測する計測装置と、を備え、
前記計測装置は、
前記搬送部材の内部に形成され、前記両研削砥石にそれぞれ対峙して配置される二つの噴射口が形成された流路と、
前記流路に流体を供給するポンプと、
前記噴射口から前記研削砥石に吹き付けられた流体の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記圧力計測手段で計測された前記流体の圧力に基づいて、前記両研削砥石の間の距離を算出する演算装置と、を有していることを特徴とする両頭研削装置。
【請求項２】
前記圧力計測手段は、前記噴射口ごとに前記流体の圧力を計測することを特徴とする請求項１に記載の両頭研削装置。
【請求項３】
前記演算装置は、
前記流体の圧力に基づいて、前記噴射口と前記研削砥石との間の距離を算出し、
前記噴射口と前記研削砥石との間の距離に、前記搬送部材の厚みを加えた値を、前記両研削砥石の間の距離として算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の両頭研削装置。
【請求項４】
前記搬送部材は、回転板であり、前記搬送部材の外周部に前記ワークを支持するワーク支持部が形成され、
前記両研削砥石は、前記搬送部材の外周部を挟んで配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の両頭研削装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された両頭研削装置を用いた研削方法であって、
前記両研削砥石によって前記両加工面を研削するとともに、前記噴射口から前記研削砥石に前記流体を吹き付けて、前記圧力計測手段によって前記流体の圧力を計測する段階と、
前記演算装置によって前記両研削砥石の間の距離を算出する段階と、を備えていることを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の研削砥石によってワークの両端に設けられた加工面を研削し、両研削砥石の間の距離を計測することができる両頭研削装置および研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
両頭研削装置としては、ワークの両端に設けられた加工面を研削する一対の研削砥石を支持する工具支持装置と、ワークの仕上げ寸法を計測する計測装置と、を備えているものがある。従来の計測装置は、両加工面に対峙して配置されるセンサと、センサによって計測された加工面の変位量に基づいて、ワークの仕上げ寸法を算出する演算装置と、を有している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０９８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の計測装置では、接触圧を計測する接触型の変位センサや、非接触型の光センサを用いて加工面の変位量を計測している。このような計測装置において、ワークの加工中にセンサが加工面を計測するように構成した場合には、センサや加工面に付着したクーラントや切粉が、センサの計測結果に影響するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記した問題を解決し、ワークの加工中に両研削砥石の間の距離を正確に算出することができるとともに、加工時間を短縮することができる両頭研削装置および研削方法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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、両頭研削装置であって、ワークの両端に設けられた加工面を研削する一対の研削砥石を支持する工具支持装置と、前記両研削砥石の間に前記ワークを搬送する搬送部材を有するワーク支持装置と、前記両研削砥石の間の距離を計測する計測装置と、を備えている。前記計測装置は、前記搬送部材の内部に形成され、前記両研削砥石にそれぞれ対峙して配置される二つの噴射口が形成された流路と、前記流路に流体を供給するポンプと、前記噴射口から前記研削砥石に吹き付けられた流体の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段で計測された前記流体の圧力に基づいて、前記両研削砥石の間の距離を算出する演算装置と、を有している。
【０００７】
前記した両頭研削装置を用いた研削方法は、前記両研削砥石によって前記両加工面を研削するとともに、前記噴射口から前記研削砥石に前記流体を吹き付けて、前記圧力計測手段によって前記流体の圧力を計測する段階と、前記演算装置によって前記両研削砥石の間の距離を算出する段階と、を備えている。
【０００８】
前記した両頭研削装置および研削方法では、噴射口から噴射された流体によって、噴射口や研削砥石に付着したクーラントや切粉を除去することができる。したがって、ワークの加工中に両研削砥石の間の距離を正確に計測することができる。
また、ワークの加工中に両研削砥石の間の距離を計測することができるため、加工時間を短くすることができる。
また、計測装置の構成が簡素化されているため、ワークの仕上がり寸法を自動で計測する自動定寸装置と比べて、計測装置の製造コストを低減することができる。
【０００９】
前記演算装置は、前記流体の圧力に基づいて、前記噴射口と前記研削砥石との間の距離を算出し、前記噴射口と前記研削砥石との間の距離に、前記搬送部材の厚みを加えた値を、前記両研削砥石の間の距離として算出するように構成することができる。
なお、噴射口から所定の距離ごとに設定した面に流体を吹き付けたときの圧力を実測し、圧力と距離との関係を示したパラメータを演算装置に予め記憶させておくことで、流体の圧力に基づいて、噴射口と研削砥石との間の距離を算出することができる。
【００１０】
また、演算装置は、基準の間隔に配置された両研削砥石に流体を吹き付けたときの流体の圧力を計測しておき、この基準となる圧力に対して、計測対象の両研削砥石の間に流体を吹き付けたときの流体の圧力の変化率によって、両研削砥石の間の距離を算出するように構成してもよい。
【００１１】
前記した両頭研削装置において、前記圧力計測手段が、前記噴射口ごとに前記流体の圧力を計測するように構成した場合には、噴射口と研削砥石との間の距離を、研削砥石ごとに算出することができるため、研削砥石を的確に位置補正することができる。
【００１２】
前記した両頭研削装置において、前記搬送部材が回転板であり、前記搬送部材の外周部に前記ワークを支持するワーク支持部を形成し、前記両研削砥石を、前記搬送部材の外周部を挟んで配置してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の両頭研削装置および研削方法では、ワークの加工中に両研削砥石の間の距離を正確に計測することができるため、両研削砥石の間の距離に基づいて、ワークの仕上げ寸法を管理することができるとともに、加工時間を短くすることができる。また、計測装置の構成が簡素化されているため、計測装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の両頭研削装置を示した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図２】本実施形態の両頭研削装置における計測装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の両頭研削装置１は、図１（ｂ）に示すように、円形断面のワークＷの上下両端に設けられた上下の加工面Ｗａ，Ｗｂを同時に研削するものである。
【００１６】
両頭研削装置１は、ワークＷの両加工面Ｗａ，Ｗｂを研削する上下一対の研削砥石１０，２０を支持する工具支持装置３０と、両研削砥石１０，２０の間にワークＷを搬送する搬送部材５１を有するワーク支持装置５０と、両研削砥石１０，２０の間の距離を計測する計測装置４０と、を備えている。
【００１７】
工具支持装置３０は、両研削砥石１０，２０を回転させるための上下二つの工具主軸１５，２５を備えている。
【００１８】
上側の研削砥石１０は、円板部材１１と、円板部材１１の下面１１ａの外周縁部に設けられた環状の砥石１２と、を備えている（図１（ａ）参照）。
上側の工具主軸１５は、軸方向が上下方向に配置されており、図示しない駆動装置によって軸回りに回転する。上側の工具主軸１５の下端部は、円板部材１１の下面１１ａの中心部に着脱自在となっている。
そして、駆動装置によって上側の工具主軸１５を回転させることで、上側の研削砥石１０が周方向に回転する。
【００１９】
下側の研削砥石２０および工具主軸２５は、上側の研削砥石１０および工具主軸１５と上下対象の構成である。下側の研削砥石２０は、円板部材２１と、円板部材２１の上面２１ａに設けられた環状の砥石２２と、を備え（図１（ａ）参照）、下側の工具主軸２５の上端部が円板部材２１に着脱自在となっている。そして、図示しない駆動装置によって下側の工具主軸２５を回転させることで、下側の研削砥石２０が周方向に回転する。
【００２０】
両頭研削装置１では、両研削砥石１０，２０を回転させながら、両研削砥石１０，２０の間にワークＷを配置し、両研削砥石１０，２０をワークＷの両加工面Ｗａ，Ｗｂに接触させることで、ワークＷの両加工面Ｗａ，Ｗｂを研削することができる。
なお、両研削砥石１０，２０は、図示しない送り機構によって上下方向の位置を調整可能となっている。
【００２１】
ワーク支持装置５０は、水平に配置された円板状の回転板である搬送部材５１と、軸方向が上下方向に配置された回転軸５２と、を備え、回転軸５２の上端部が搬送部材５１の下面５１ａの中心部に連結されている。
そして、図示しない駆動装置によって、回転軸５２を回転させることで、搬送部材５１が周方向に回転する。本実施形態では、搬送部材５１が図１（ａ）において左回り（反時計回り）に回転するように構成されている。
【００２２】
搬送部材５１の外周部には、ワークＷを支持するワーク支持部５１ｂが形成されている。ワーク支持部５１ｂはワークＷが挿通される円形の貫通穴であり、複数のワーク支持部５１ｂが搬送部材５１の周方向に等間隔に形成されている。
【００２３】
前記した両研削砥石１０，２０は、搬送部材５１の外周部の一部を上下方向に挟んで配置されている（図１（ｂ）参照）。本実施形態では、図１（ａ）において搬送部材５１の外周部の右端部が、両研削砥石１０，２０の間に配置されている。そして、搬送部材５１を回転させると、両研削砥石１０，２０の間を各ワーク支持部５１ｂが順次に通過する。
【００２４】
搬送部材５１において、両研削砥石１０，２０に挟まれた領域以外の領域の上方および下方には、ワーク支持部５１ｂに挿通されたワークＷに摺接するガイド部材（図示せず）が設けられている。このガイド部材によってワークＷの姿勢を保つように構成されている。
【００２５】
計測装置４０は、図２に示すように、搬送部材５１の上下面５１ｃ，５１ａに開口した二つの噴射口４１ａ，４２ａがそれぞれ形成された二つの流路４１，４２と、両流路４１，４２に流体（圧縮空気）をそれぞれ供給するポンプ４３ａ，４３ｂと、噴射口４１ａ，４２ａから研削砥石１０，２０に吹き付けられた流体の圧力を計測する圧力計測手段４４ａ，４４ｂと、圧力計測手段４４ａ，４４ｂで計測された流体の圧力に基づいて、両研削砥石１０，２０の間の距離を算出する演算装置４５と、を有している。
【００２６】
両流路４１，４２は、回転軸５２の外面（本実施形態では下端面）から、回転軸５２および搬送部材５１の内部を通って、搬送部材５１の上下両面５１ｃ，５１ａに開口している。
一方の流路４１は、回転軸５２内では図２の左側の領域に配置され、搬送部材５１内では上側の領域を通って上面５１ｃに開口しており、上側の研削砥石１０の砥石１２の下面１２ａに対峙して配置される上側の噴射口４１ａとなっている。
他方の流路４２は、回転軸５２内では図２の右側の領域に配置され、搬送部材５１内では下側の領域を通って下面５１ａに開口しており、下側の研削砥石２０の砥石２２の上面２２ａに対峙して配置される下側の噴射口４２ａとなっている。
【００２７】
一方の流路４１は、配管４５ａを介してポンプ４３ａに接続されている。搬送部材５１の回転に伴って、噴射口４１ａが上側の研削砥石１０の砥石１２の直下に配置されたことが、図示しないセンサによって検出されると、ポンプ４３ａから流体（圧縮空気）が流路４１に供給され、上側の噴射口４１ａから砥石１２の下面１２ａに流体が吹き付けられる。
【００２８】
他方の流路４２は、配管４５ｂを介してポンプ４３ｂに接続されている。他方の流路４２では、一方の流路４１と同様に、下側の噴射口４２ａが下側の研削砥石２０の砥石２２の上面２２ａの直上に配置されると、下側の噴射口４２ａから砥石２２の上面２２ａに流体（圧縮空気）が吹き付けられる。
【００２９】
圧力計測手段４４ａ，４４ｂは、噴射口４１ａ，４２ａから研削砥石１０，２０に流体を吹き付けたときの流体の圧力を、流路４１，４２ごとに計測するセンサである。本実施形態では、圧力計測手段４４ａ，４４ｂが配管４５ａ，４５ｂの中間部に設けられている。
圧力計測手段４４ａ，４４ｂは、噴射口４１ａ，４２ａから流体を噴射したときの配管４５ａ，４５ｂ内の圧力を計測している。さらに、圧力計測手段４４ａ，４４ｂは、後記する演算装置４５に電気的に接続されており、計測された圧力を演算装置４５に出力するように構成されている。
【００３０】
演算装置４５は、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を算出するコンピュータである。演算装置４５における各処理は、記憶部に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることで具現化される。
【００３１】
演算装置４５には、噴射口４１ａ，４２ａから所定の距離ごとに設定した面に流体を吹き付けたときの圧力を実測し、その圧力と距離との関係を示したパラメータが予め記憶されている。また、演算装置４５には、搬送部材５１の上下方向の厚さＬ４が予め記憶されている。
【００３２】
演算装置４５は、圧力計測手段４４ａ，４４ｂによって計測された流体の圧力をパラメータの圧力に対応させることで、噴射口４１ａ，４２ａと研削砥石１０，２０（砥石１２の下面１２ａ、砥石２２の上面２２ａ）との間の距離Ｌ２，Ｌ３を算出する。
そして、演算装置４５は、噴射口４１ａ，４２ａと研削砥石１０，２０との間の距離Ｌ２，Ｌ３に、搬送部材５１の厚さＬ４を加えた値を、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１として算出する。なお、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１は、ワークＷの仕上げ寸法を表している。
さらに、演算装置４５は、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を図示しないモニタ等の出力装置に出力する。
【００３３】
次に、前記した両頭研削装置１を用いた研削方法について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、搬送部材５１の回転方向において、両研削砥石１０，２０よりも上流側に配置されたワーク支持部５１ｂにワークＷを挿通させて支持させる。
両研削砥石１０，２０を回転させるとともに、搬送部材５１を回転させ、両研削砥石１０，２０の間にワークＷを配置することで、図１（ｂ）に示すように、両砥石１２，２２によって、ワークＷの両加工面Ｗａ，Ｗｂを研削する。
【００３４】
図２に示すように、搬送部材５１の回転に伴って、両研削砥石１０，２０の間に両噴射口４１ａ，４２ａが配置されると、両ポンプ４３ａ，４３ｂから両流路４１，４２にそれぞれ流体が供給される。これにより、両噴射口４１ａ，４２ａから両研削砥石１０，２０に流体が吹き付けられる。
【００３５】
圧力計測手段４４ａ，４４ｂは、噴射口４１ａ，４２ａから流体を噴射したときの配管４５ａ，４５ｂ内の圧力を計測し、その値を演算装置４５に出力する。
演算装置４５は、圧力計測手段４４ａ，４４ｂによって計測された流体の圧力をパラメータの圧力に対応させ、両噴射口４１ａ，４２ａと両研削砥石１０，２０との間の距離Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ算出する。例えば、噴射口４１ａ，４２ａと研削砥石１０，２０との間の距離Ｌ２，Ｌ３が大きくなれば、流体の圧力が小さくなり、距離Ｌ２，Ｌ３が小さくなれば、流体の圧力が大きくなる。
また、演算装置４５は、噴射口４１ａ，４２ａと研削砥石１０，２０との間の距離Ｌ２，Ｌ３に、搬送部材５１の厚さＬ４を加えた値を、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１として算出する。
さらに、演算装置４５は、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を図示しないモニタ等の出力装置に出力する。
【００３６】
工具主軸１５，２５が研削時の熱によって変位した場合など、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ４が基準値と異なる場合には、両研削砥石１０，２０の上下方向の位置を補正して誤差を解消する。
このとき、上側の噴射口４１ａと上側の研削砥石１０との間の距離Ｌ２の変位量に対応させて、上側の研削砥石１０の位置を補正するとともに、下側の噴射口４２ａと下側の研削砥石２０との間の距離Ｌ３の変位量に対応させて、下側の研削砥石１０の位置を補正することができる。
【００３７】
前記した両頭研削装置１および研削方法では、図２に示すように、噴射口４１ａ，４２ａから噴射された流体（圧縮空気）によって、噴射口４１ａ，４２ａや研削砥石１０，２０に付着したクーラントや切粉を除去することができる。したがって、ワークＷの加工中に両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を正確に計測することができ、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１に基づいて、ワークの仕上げ寸法を管理することができる。
また、噴射口４１ａ，４２ａと研削砥石１０，２０との間の距離Ｌ２，Ｌ３を、研削砥石１０，２０ごとに算出することができるため、研削砥石１０，２０を的確に位置補正することができる。
また、ワークＷの加工中に両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を計測することができるため、加工時間を短くすることができる。
また、計測装置４０の構成が簡素化されているため、計測装置４０の製造コストを低減することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、図２に示す演算装置４５が両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を算出する構成としては、基準の間隔に配置された両研削砥石１０，２０に流体を吹き付けたときの流体の圧力を計測しておき、この基準となる圧力に対して、計測対象の両研削砥石１０，２０の間に流体を吹き付けたときの流体の圧力の変化率によって、両研削砥石１０，２０の間の距離Ｌ１を算出するように構成してもよい。
【００３９】
本実施形態では、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、搬送部材５１の一箇所に噴射口４１ａ，４２ａが設けられているが、搬送部材５１の複数の箇所に噴射口４１ａ，４２ａを設けてもよい。
【００４０】
本実施形態のワーク支持装置５０では、図１（ａ）に示すように、回転板である搬送部材５１を用いてワークＷを両研削砥石１０，２０の間に搬送しているが、ワークＷを搬送する構成は限定されるものではない。例えば、直線状のガイドレールにワークＷをスライドさせることで、ワークＷを両研削砥石１０，２０の間に搬送することもできる。
【００４１】
本実施形態では、図２に示すように、噴射口４１ａ，４２ａから噴射される流体が圧縮空気であるが、流体の構成は限定されるものではなく、例えば、噴射口４１ａ，４２ａから水（流体）を噴射するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１      両頭研削装置
１０，２０    研削砥石（上側，下側）
１１，２１    円板部材
１２，２２    砥石
１５，２５    工具主軸
３０    工具支持装置
４０    計測装置
４１，４２    流路
４１ａ，４２ａ  噴射口（上側，下側）
４３ａ，４３ｂ  ポンプ（上側，下側）
４４ａ，４４ｂ  圧力計測手段（上側，下側）
４５    演算装置
５０    ワーク支持装置
５１    搬送部材
５１ｂ  ワーク支持部
５２    回転軸
Ｗ      ワーク
【図１】
2014039970.tif 000003
【図２】
2014039970.tif 000004