(57)【要約】【課題】  フットプリント面積がコンパクトな高精密円筒研削装置の提供。【解決手段】            左右方向および前後方向に移動可能な砥石台に搭載された１台の砥石主軸頭１００と、装着されたワークｗをＣ軸廻りに回転可能なワークホルダー２００を０〜１８０度旋回可能なスイベル機構３に搭載したワークステージＷＳと、このワークステージの右側面後方に設置したドレッサー５を有する内面研削装置。内面研削装置１の左右方向の長さ寸法を従来の両頭内面研削装置の長さ寸法を２５〜３５％減縮することが可能で、フットプリント面積を縮減することができた。【選択図】  図１
2014079832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド（４）の右端に左右方向（Ｙ軸）移動および前後方向（Ｘ軸移動）移動可能な砥石台（１０１）を設け、この砥石台上に砥石主軸頭（１００）を設置してツールステージ（ＴＳ）を設けると共に、
前記ベッド（４）上には、装着されたワーク（ｗ）をＣ軸廻りに回転可能なワークホルダー（２００）を０〜１８０度旋回可能なスイベル機構（３）に搭載したワークステージ（ＷＳ）と、
このワークステージの右側面後方に設置したドレッサー（５）
および、
ワーク研削開始待機位置の前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一直線上に在り、かつ、前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心とスイベル機構（３）の旋回軸心（３Ｃ）が同一平面上に位置する加工プログラムを記憶するメモリーを備えた数値制御装置（ＣＰＵ）、
を設けた内面研削装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右方向および前後方向に移動可能な砥石台に搭載された１台の砥石主軸頭と、装着されたワークをＣ軸廻りに回転可能なワークホルダーを０〜１８０度旋回可能なスイベル機構に搭載したワークステージと、このワークステージの右側面後方に設置したドレッサーを有する内面研削装置に関する。本発明の内面研削装置は、鋼管、アルミニウム管、石管、エンジニアリングプラスチック管、セラミック製管の円筒状ワークの端面研磨加工、端面テーパー加工、内面ねじ切り加工、内面平滑成形加工に適している。
【背景技術】
【０００２】
円筒状ワークの複合内面研削装置は知られている。例えば、２頭のパラレルツールスピンドルにより投付穴、端面、テーパー、外周加工を段取り替えなしで機械加工できる２ツール軸仕様の内面研削装置が株式会社岡本工作機械製作所より内面研削盤ＩＧＭ１５ＮＣ（商品名）の機種銘で市販されている（例えば、非特許文献１参照。および、特許文献４の図２参照）。
【０００３】
また、実公昭３９−３０５１５号公報（特許文献１）は、ベッドの両端に相対向してワーク主軸頭の一対を設置すると共に、前記ベッド上に載置した研削砥石主軸送りツールテーブル上には両端に砥石主軸を備える砥石頭を備えた両頭内面研削盤を提示する。この両頭内面研削盤を用いてワークを研削するには、先ず左端のワーク主軸頭にワークを取り着け、然る後研削砥石主軸送りツールテーブルを左方に移動させ左方の研削砥石主軸にてワークの内面研削加工を行う。その左方ワークの研削加工が行われている間に、右端のワーク主軸頭にワークを取り着ける。左方ワークの研削加工が完了した後、前記研削砥石主軸送りツールテーブルを右方に移動させ右方の研削砥石主軸にて右方ワークの内面研削加工を行う。その間に、研削加工された左方ワークをワーク主軸頭から取り外すことにより実施される。
【０００４】
さらに、中国実用新案公告第２００９８８１５１号実用新型説明書（特許文献２）、中国実用新案公告第２０１０７６９３８号実用新型説明書（特許文献３）および特開２０１０−１７２９８５号公報（特許文献４）は、図２に示すように、ベッド４の左右両端側に相対向してツール主軸頭の一対１００，１０１を左右方向に移動可能なツールテーブル１０２上に載置すると共に、前記ベッド上に搭載したワーク回転ホルダー３００を備えた両頭内面研削装置を提示する。この両頭内面研削装置を用いてワークを研削するには、前記ワーク回転ホルダー３００にワーク２００を取り着け、然る後ツールテーブル１０２をワークの端に近づくように左方または右方に移動させワークの左端および右端の両端をツール主軸頭のツール(砥石またはフライス工具)にてワークの内面研削加工を同時に、もしくは、別々に行う。
【０００５】
この両頭内面研削装置は、円筒状ワークの両端側から一対のツール主軸を用いてワークの端面および内面を同時に機械加工できるので、ワークの軸心に振れがない加工製品を得ることができる利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭３９−３０５１５号公報
【特許文献２】中国実用新案公告第２００９８８１５１号実用新型説明書
【特許文献３】中国実用新案公告第２０１０７６９３８号実用新型説明書
【特許文献４】特開２０１０−１７２９８５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】株式会社岡本工作機械製作所著、「製品案内−ＧＲＩＮＤ−Ｘ」カタログ、９頁、２００８年１月３０００部発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載の両頭内面研削装置は、特許文献１記載の両頭内面研削盤と比較して機械設置面積（フットプリント）が大きいこと、および、複雑な形状の内面研削加工が困難である。
【０００９】
本願発明者等は、前記特許文献２乃至特許文献４に記載の両頭内面研削装置のワーク回転軸の振れがない利点を、砥石台の左右方向（Ｙ軸）移動および前後方向（Ｘ軸移動）移動、ならびに回転式ワークホルダーの旋回を数値制御装置で制御することで補い、ワークの１８０度旋回により１台の砥石主軸頭にてワークの左端側または右端側からワーク内面研削加工可能としたことにより内面研削装置のフットプリント（設置面積）の減縮が可能なことを見出した。
【００１０】
さらに、加工されるワークの寸法精度を良好とするために、砥石ドレッサーをワークホルダーテーブルの右端側後方に設けた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明の内面研削装置（１）は、
ベッド（４）の右端に左右方向（Ｙ軸）移動および前後方向（Ｘ軸移動）移動可能な砥石台（１０１）を設け、この砥石台上に砥石主軸頭（１００）を設置してツールステージ（ＴＳ）を設けると共に、
前記ベッド（４）上には、装着されたワーク（ｗ）をＣ軸廻りに回転可能なワークホルダー（２００）を０〜１８０度旋回可能なスイベル機構（３）に搭載したワークステージ（ＷＳ）と、
このワークステージの右側面後方に設置したドレッサー（５）
および、
ワーク研削開始待機位置の前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一直線上に在り、かつ、前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心とスイベル機構（３）の旋回軸心（３Ｃ）が同一平面上に位置する加工プログラムを記憶するメモリーを備えた数値制御装置（ＣＰＵ）、
を設けた内面研削装置（１）にある。
【発明の効果】
【００１２】
砥石主軸頭（１００）を搭載する砥石台の左右方向（Ｙ軸）移動および前後方向（Ｘ軸移動）移動、ならびに回転式ワークホルダーの旋回を数値制御装置で制御することでワークＣ軸に対する砥石軸心位置の振れを補うことができる。ワークを旋回させて砥石主軸頭（１００）に向けることができ、ワークの研削対象部位を左端または右端側の一箇所ずつ加工することが可能で、特許文献２乃至４の両頭内面研削装置と比較して内面研削装置の左右方向の寸法を２５〜３５％減らすことができた。さらに、旋回式ワークホルダー（２００）をスイベル機構で水平方向に旋回できるので、ワークのテーパー拡径加工やＲ研削および溝加工等の加工も容易となった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の内面研削装置の平面図である。
【図２】両頭内面円筒研削装置の正面図である。（公知）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお、図１は密閉カバー装置を省略して開示する。
【００１５】
図１に示す内面研削装置（１）は、ベッド（４）の右端に左右方向（Ｙ軸）移動および前後方向（Ｘ軸移動）移動可能な砥石台（１０１）を設け、この砥石台に砥石主軸頭（１００）を設置すると共に、前記ベッド（４）上には、装着されたワーク（ｗ）をＣ軸廻りに回転可能なワークホルダー（２００）を０〜１８０度旋回可能なスイベル機構（３）に搭載したワークステージ（ＷＳ）と、このワークステージの右側面後方に設置したドレッサー（５）、および、ワーク研削開始待機位置の前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一直線上に在り、かつ、前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心（１００ａ）とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心とスイベル機構（３）の旋回軸心（３Ｃ）が同一平面上に位置する加工プログラムを記憶するメモリーを備えた数値制御装置（ＣＰＵ）を設けた内面研削装置（１）である。
【００１６】
前記砥石主軸頭（１００）は、砥石軸（１００ａ）に砥石車（１００ｇ）を回転可能に軸承する。なお、本願特許出願人は、ワークの加工形状に対応して１０種類の砥石を提供できる。前記第一砥石主軸頭（１００）の砥石軸（１００ａ）は、ＡＣスピンドルモータと高周波スピンドル用インバーターにより回転制御される。
【００１７】
前記ベッド（４）上には、左右送りおよび前後送り可能な砥石台が設置される。この砥石台は、次のように構成される。前記砥石主軸頭（１００）搭載用の左右送り第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）が左右方向（Ｙ軸）平行して設けられた一対のガイドレール（１０２ｃ，１０２ｃ）上に搭載される。この第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）は、ＡＣサーボモータ（Ｍ１）の回転駆動をボールネジ（１０２ｂｓ）が受けて第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）底部に設けた螺合体（１０２ｂｏｘ）を左方向または右方向に移動される。左方向か右方向かは、ＡＣサーボモータ（Ｍ１）の回転軸の回転方向に依存する。
【００１８】
第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）の右端には、前記一対のガイドレール（１０２ｃ，１０２ｃ）の一部を覆うテレスコピックカバー（１０３ｒ）が設けられている。テレスコピックカバーは、工作機械内部の重要な部分を研削屑や切削油から保護するために工作機械業界では一般使用されているものであり、明機工業株式会社榎本ビーエー株式会社より入手できる。
【００１９】
前記左右送り第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）上には、前後方向（Ｘ軸）平行にして設けられた一対のガイドレール（１０２ｄ，１０２ｄ）を固定した固定台（１０２ｔ）が搭載され、前記一対のガイドレール（１０２ｄ，１０２ｄ）上を前後に滑走する第二砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｓｘ）が更に搭載され、前記第二砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｓｘ）上に砥石主軸頭を搭載する砥石台を固定することにより工具ステージ（ＴＳ）が設けられる。
【００２０】
前記第二砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｘ）は、サーボモータ（Ｍ２）の回転駆動をボールネジ（１０２ｂｃ）が受け第二砥石主軸頭テーブル（１０２ｂｓｘ）底に設けられたネジ固定台（１０２ｆｉｘ）を左方向または右方向に移動させることにより前述の前後方向に離間平行して設けられた一対のガイドレール（１０２ｄ，１０２ｄ）上を滑走する。
【００２１】
前記第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）左端より離間してベッド（４）上にワーク主軸設置用架橋台（２０１）を設け、このワーク主軸設置用架橋台上ワークホルダー固定板（２０２）を設け、さらにその上にスイベル機構（３）を設け、そのスイベル機構上にワーク回転式ワークホルダー（２００）を搭載してワークステージ（１０２）を構成する。
【００２２】
前記スイベル機構（３）は、ロータリー式アクチュエーター（図示されていない）により旋回軸心（３ｃ）廻りに旋回角度±１８０度旋回可能であり、ワーク（ｗ）のテーパー拡径加工や溝加工等の加工を容易としている。既販の片面円筒研削盤  IGM2TNC（特許出
願人の製品グレード名）は、砥石主軸頭を旋回可能と設計しているが、本発明では、ワークを旋回可能に構成し、ワークのテーパー拡径加工やＲ研削および溝加工等の加工も可能ならしめた。
【００２３】
内面研削装置（１）は、ワーク研削開始待機位置での前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心と前記ワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一直線上に在り、かつ、前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心と前記ワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心および旋回軸心（３ｃ）が同一平面上に位置する加工プログラムを記憶するメモリーを備えた数値制御装置（ＣＰＵ）が設置される。
【００２４】
ワーク加工プログラムおよび砥石ドレッシング加工プログラムのソフトウエアは、特許出願人より“EDELAC  Win  (エデラック  ウイン)”（登録商標）の名で市販を行う。
【００２５】
前記内面研削装置（１）を用い、円筒状ワーク（ｗ）の内面および端面を研削加工する工程を以下に記述する。
【００２６】
１）．内面研削装置（１）のワークホルダー（２００）に円筒状ワーク（ｗ）を搭載する。
【００２７】
２）．砥石主軸頭（１００）の砥石軸（１００ａ）に砥石（１００ｇ）を軸承させる。
【００２８】
３）．砥石主軸頭（１００）を搭載する砥石台（１０２ａ）を一対のガイドレール（１０２ｃ，１０２ｃ）上で左方向または右方向に手動または電動で移動させ、研削開始位置で停止させる。
【００２９】
４）．内面研削装置（１）の電源および上記ソフトウエアの“EDELAC Win”（登録商標）をメモリー部に搭載する数値制御装置（ＣＰＵ）の電源を入れると、加工手順プログラムが数値制御装置上の表示画面にタッチパネル形式に映し出されるので、画面指示に従って、加工ワークの選択、直接定寸の設定、加工順序の組み立て、形状砥石の選択、砥石ドレッシングプログラムの選択を行なう。
【００３０】
５）．内面研削装置（１）の加工開始電源をｏｎにすると、上記ソフトウエアの“EDELAC Win”（登録商標）をメモリー部に搭載する数値制御装置（ＣＰＵ）の指示に従って、ワーク研削開始待機位置の前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心と前記ワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一線上にあり、砥石主軸頭（１００）の砥石軸心とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心および旋回軸心（３ｃ）が同一平面上に位置される。
【００３１】
６）．ついで、砥石主軸頭の砥石軸（１００ａ）の回転が開始されるとともに、ワークホルダー（２００）に装着されたワーク（ｗ）の回転が開始される。また、砥石主軸頭（
１００）の傍に設けられた研削液供給ノズルより研削液の噴出が開始される。
【００３２】
７）．第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）が左方向に滑走し、前記第一砥石主軸頭の砥石（１００ｇ）がワークに当接し、ワーク研削加工が選択された加工プログラム手順に従って開始される。この際、選択された加工プログラムによっては、第二砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｘ）の前後方向の移動や、ワークホルダー搭載用スイベル（３ｃ）の旋回テーブルが±３０度以内での旋回が実施される。なお、ワークホルダーのＣ軸廻りの回転は、ワークの加工部分の形状によっては、連続回転ばかりではなく間歇的に行われることもある。
【００３３】
８）．前記砥石主軸頭（１００）によるワークの右方向部の研削加工が終了すると、前記砥石主軸頭（１００）の第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）は待機位置まで右方向に後退される。
【００３４】
９）．第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）が左方向に滑走し、待機位置まで戻されると、スイベル機構（３）の１８０度旋回によりワークホルダー（２００）は１８０度旋回され、ワークの未研削加工部分端が砥石軸頭（１００）に相向される。
【００３５】
１０）．上記加工ソフトウエアの“EDELAC Win”（登録商標）をメモリー部に搭載する数値制御装置（ＣＰＵ）の指示に従って、ワーク研削開始待機位置の前記砥石主軸頭（１００）の砥石軸心と前記ワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心が同一線上にあり、砥石主軸頭（１００）の砥石軸心とワークホルダー（２００）のワークＣ軸回転軸心および旋回軸心（３ｃ）が同一平面上に位置される。
【００３６】
１１）．ついで、砥石主軸頭の砥石軸（１００ａ）の回転が開始されるとともに、ワークホルダー（２００）に装着されたワーク（ｗ）の回転が開始される。また、砥石主軸頭（１００）の傍に設けられた研削液供給ノズルより研削液の噴出が開始される。
【００３７】
１２）．第一砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｙ）が左方向に滑走し、前記第一砥石主軸頭の砥石（１００ｇ）がワークに当接し、ワーク研削加工が選択された加工プログラム手順に従って開始される。この際、選択された加工プログラムによっては、第二砥石主軸頭テーブルスライダー（１０２ｂｓｘ）の前後方向の移動や、ワークホルダー搭載用スイベル機構（３）の旋回テーブルが旋回軸廻り±３０度以内での旋回が実施される。なお、ワークホルダーのＣ軸廻りの回転は、ワークの加工部分の形状によっては、連続回転ばかりではなく間歇的に行われることもある。
【００３８】
１３）．ワーク（ｗ）の研削加工終了後、ワークホルダー（２００）より研削加工されたワークを外し、内面研削装置（１）外へ運ぶ。
【００３９】
砥石ドレッサー（５）による砥石（１００ｇ）の成形加工は、ワークの研削開始前、途中、あるいは、研削終了後に選択したドレッシングプログラムに従って実施される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の内面研削装置（１）は、特許文献１乃至３の両頭内面研削装置（１）の長さ寸法を２５〜３５％減らすことができ、フットプリントを縮減することができた。
【符号の説明】
【００４１】
１        内面研削装置
CPU    数値制御装置
ｗ      円筒状ワーク
ＴＳ  ツールステージ
１００  砥石軸頭
１００ａ  砥石軸
１００ｇ  砥石
１０２ｂｓｙ  第一砥石軸頭テーブルスライダー
１０２ｃ  ガイドレール
１０２ｂｓｘ  第二砥石軸頭テーブルスライダー
１０２ｄ  ガイドレール
１０３      テレスコピックカバー
ＷＳ  ワークステージ
２００  ワークホルダー
３    スイベル機構
４    ベッド
５    砥石ドレッサー
【図１】
2014079832.tif 000003
【図２】
2014079832.tif 000004