(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持し回転させる主軸スピンドルモータと、
前記ワークの複数の加工部位をそれぞれ切削加工するための複数のバイトと、
前記複数のバイトが取り付けられたバイト台と、
該バイト台を前記複数のバイトが前記加工部位にそれぞれ位置するように移動制御する制御手段と、
前記ワークの切削加工完了後に、前記複数の加工部位のうちいずれか１つの加工部位における加工後寸法を測定する測定手段と、
前記バイト台の温度を検出する温度検出手段と、
前記１つの加工部位における加工後寸法に基づいて当該加工部位におけるバイトの加工誤差量を求め、予め設定された全てのバイトの加工誤差量の関係から他の加工部位におけるそれぞれの加工誤差量を求め、該加工誤差量と前記温度検出手段で検出した温度値とに基づいて加工寸法を補正するための補正量を求めて前記制御手段に出力する演算手段とからなることを特徴とする流体軸受スリーブ加工用旋盤装置。
【請求項２】
ワークを回転し、制御手段により複数のバイトが一体に取り付けられたバイト台を前記複数のバイトが前記ワークの複数の加工部位にそれぞれ位置するように移動制御して、前記複数の加工部位を前記複数のバイトによりそれぞれ切削加工する流体軸受スリーブ加工方法において、
ワークの切削加工完了後に、前記複数の加工部位のうちいずれか１つの加工部位における加工後寸法を測定し、
前記バイト台の温度を検出し、検出した温度値を演算手段に出力し、
該演算手段により前記１つの加工部位における加工後寸法に基づいて当該加工部位におけるバイトの加工誤差量を求め、予め設定された全てのバイトの加工誤差量の関係から他の加工部位におけるそれぞれの加工誤差量を求め、該加工誤差量と前記温度検出手段で検出した温度値とに基づいて加工寸法を補正するための補正量を求めて前記制御手段に出力することを特徴とする流体軸受スリーブ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置に組み込まれる流体軸受のスリーブを加工する流体軸受スリーブ加工用旋盤装置および方法に関するものである。流体軸受のスリーブとシャフトとの隙間は、数ミクロンとなるように高精度加工される必要がある。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流体軸受スリーブ加工用旋盤装置として、一般的に櫛歯型ＮＣ旋盤装置が用いられ、この旋盤装置は、複数のバイトが１つのバイト台に一体に固定されている。この旋盤装置は、モータによりワークを回転駆動するとともに、バイト台をＸ，Ｚ軸方向に移動して、所望のバイトをワークの加工部位に順次当接させてワークを切削加工する。
【０００３】
この旋盤装置は、切削加工した後の流体軸受スリーブを取り出し、内径測定器により内径の加工後寸法を測定してから、この加工後寸法とあらかじめ設定された加工寸法とを比較して加工誤差量を求める。次に、この加工誤差量を加工寸法を補正するための補正量としてバイト台を移動する制御装置にフィードバックして内径の加工精度を向上させる。
【０００４】
しかし、内径の補正量のみがフィードバックされ、例えば外径などの他の加工部位における補正量は、制御装置にフィードバックされない。これにより、残りの加工部位において加工精度が向上せず、加工寸法がばらつくという問題があった。そこで、複数の測定器を設けて他の加工部位においても加工後寸法を求めるようにすることが考えられる。
【０００５】
また、切削加工を長時間停止してバイト台が冷却される場合や、ワークの加工部位に供給される切削油とバイト台との温度差が大きい場合などにおいて、前切削加工時と次切削加工時との間でバイト台の温度に温度差が生じることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したように複数の測定器を設けると製造コストが高くなるという問題がある。また、それぞれの測定器において全ての加工後寸法が得られるまで、次の切削加工を中断する必要があるという問題があった。
【０００７】
また、別の問題として、前切削加工時と次切削加工時との間でバイト台の温度に温度差が生じるとバイト台が熱変形し、バイト台に取り付けられているバイトが前切削加工時と比べて次切削加工時に位置ずれを起こす。このように加工精度が低下して加工部位において加工寸法がばらつくという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、ワークの複数の加工部位における加工寸法を補正するための全ての補正量を求め、加工精度を向上させることができる流体軸受スリーブ加工用旋盤装置および方法を提供することを課題とする。また、バイト台の温度に対応して補正量を求め、加工精度を向上させることができる流体軸受スリーブ加工用旋盤装置および方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための他の手段として、
ワークを保持し回転させる主軸スピンドルモータと、
前記ワークの複数の加工部位をそれぞれ切削加工するための複数のバイトと、
前記複数のバイトが取り付けられたバイト台と、
該バイト台を前記複数のバイトが前記加工部位にそれぞれ位置するように移動制御する制御手段と、
前記ワークの切削加工完了後に、前記複数の加工部位のうちいずれか１つの加工部位における加工後寸法を測定する測定手段と、
前記バイト台の温度を検出する温度検出手段と、
前記１つの加工部位における加工後寸法に基づいて当該加工部位におけるバイトの加工誤差量を求め、予め設定された全てのバイトの加工誤差量の関係から他の加工部位におけるそれぞれの加工誤差量を求め、該加工誤差量と前記温度検出手段で検出した温度値とに基づいて加工寸法を補正するための補正量を求めて前記制御手段に出力する演算手段とからなるものである。
【００１０】
前記発明では、ワークの切削加工完了後に、演算手段が、１つの加工部位における加工後寸法に基づいて複数の加工部位における全ての加工誤差量を求める。さらに、これらの加工誤差量と温度検出手段から入力されたバイト台の温度値とに基づいて、加工寸法を補正するための補正量を求め制御手段に出力する。これにより、前切削加工時と次切削加工時との間でバイト台が熱変形し、バイト台に取り付けられているバイトが、前切削加工時と比べて次切削加工時に位置ずれを起こした場合でも、次切削加工時のバイト台の温度に対応してワークの全ての加工部位において加工誤差をなくし、加工精度を向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、前記課題を解決するための他の手段として、
ワークを回転し、制御手段により複数のバイトが一体に取り付けられたバイト台を前記複数のバイトが前記ワークの複数の加工部位にそれぞれ位置するように移動制御して、前記複数の加工部位を前記複数のバイトによりそれぞれ切削加工する流体軸受スリーブ加工方法において、
ワークの切削加工完了後に、前記複数の加工部位のうちいずれか１つの加工部位における加工後寸法を測定し、
前記バイト台の温度を検出し、検出した温度値を演算手段に出力し、
該演算手段により前記１つの加工部位における加工後寸法に基づいて前記複数の加工部位における全ての加工誤差量を求め、該加工誤差量と前記温度検出手段で検出した温度値とに基づいて加工寸法を補正するための補正量を求めて前記制御手段に出力するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１３】
図１は、本願発明の第１実施形態に係る流体軸受スリーブ加工用旋盤装置を示す。この流体軸受スリーブ加工用旋盤装置は、主軸スピンドルモータ１、バイト台２、内径測定器３、ＮＣ制御手段４および演算手段５を備えたものである。
【００１４】
前記主軸スピンドルモータ１は、内部に図示しないチャックを備え、このチャックにより主軸スピンドルモータ１内部を貫通するワーク６を前記バイト台２の近傍に位置するように保持している。また、主軸スピンドルモータ１は、前記ＮＣ制御手段４により回転駆動され、ワーク６を図中α方向へ回転させるものである。
【００１５】
前記バイト台２は、上面の３つの取付位置にバイト７ａ，ｂ，ｃがそれぞれ一体に取り付けられている。また、バイト台２は、前記ＮＣ制御手段４により図示しない駆動手段を介して図中Ｘ，Ｚ軸方向へ移動され、バイト７ａ，ｂ，ｃをワーク６の加工部位にそれぞれ当接させるものである。バイト７ａ，ｂは、それぞれワーク６の内面、外面を加工し、バイト７ｃは、ワーク６を切り離すものである。ワーク６を切削加工完了した後にワーク６から切り離される流体軸受スリーブ６ａは、図示しない搬送ロボットにより内径測定器３まで搬送されるようになっている。
【００１６】
前記内径測定器３は、流体軸受スリーブ６ａの内径を測定するものである。また、内径測定器３は、測定した内径値（加工後寸法）を前記演算手段５に出力する。また、内径測定器３は、市販されている電気マイクロメータもしくはエアーマイクロメータなどであることが好ましい。
【００１７】
前記演算手段５は、市販されているパソコンなどからなり、前記内径測定器３から入力された内径値に基づいて、あらかじめ設定されたデータシートにより全てのバイト７ａ，ｂ，ｃにおける加工誤差量を決定する。また、加工寸法を補正するための補正量を加工誤差量に基づいて求め、前記ＮＣ制御手段４に出力するものである。前記データシートは、図２に示すように、バイト台２の温度Ｔに対するバイト７ａ，ｂ，ｃの加工誤差量Ｄの関係を表わしたものである。このデータシートは、温度が２０℃の後述する切削油が供給されるバイト台２の温度Ｔが２０℃（Ｔ0）となるときに、それぞれのバイト７ａ，ｂ，ｃにおける加工誤差量Ｄが０であるようにバイト７ａ，ｂ，ｃの取付位置を決定した後に、切削油温度を調節してバイト台２の温度Ｔを変化させるとともに、そのときの加工誤差量Ｄをそれぞれ測定し記録したものである。これらの加工誤差量Ｄは、バイト台２の温度Ｔに比例して、直線ｌa，ｌb，ｌcで表わされる。
【００１８】
また、流体軸受スリーブ加工用旋盤装置の外部には、切削加工に用いられる切削油の温度を一定温度（本実施形態では２０℃）に保つように調節するための温度調節機８が設けられている。切削油は、ワーク６の加工部位に供給するために供給手段８ａによりバイト台２の上面に供給されるものである。これにより、加工により生じる切削屑をワーク６の加工部位の周囲から取り除くことができる。
【００１９】
次に、前記構成からなる流体軸受スリーブ加工用旋盤装置の動作について説明する。
【００２０】
ワーク６が、主軸スピンドルモータ１により矢印α方向へ回転されるとともに、バイト台２が、ＮＣ制御手段４にあらかじめ設定された加工プログラムに従って、図示しない駆動手段によりＸ，Ｚ軸方向に移動される。バイト台２のバイト７ａ，ｂ，ｃが、ワーク６のそれぞれの加工部位を順次加工する。本実施形態においては、ワーク６の内面がバイト７ａにより切削加工され、ワーク６の外面がバイト７ｂにより切削加工され、流体軸受スリーブ６ａがバイト７ｃによりワーク６から切り離され、流体軸受スリーブ６ａの切削加工が完了する。この流体軸受スリーブ６ａが、図示しない搬送ロボットにより内径測定器３へ搬送され、流体軸受スリーブ６ａの内径が測定される。
【００２１】
演算手段５では、図３のフローチャートに示すように、ステップ１０１において、内径測定器３により測定された流体軸受スリーブ６ａの内径値ｄ1が、入力されたか否かを判断する。入力された場合、ステップ１０２において、この入力された内径値ｄ1を読み取り、ステップ１０３において、あらかじめ設定されている目標内径値ｄ0よりバイト７ａにおける加工誤差量Ｄa（Ｄa＝ｄ1−ｄ0）を求める。次に、図２に示すデータシートに従って、直線ｌaより加工誤差量Ｄaに対応するバイト台２の温度Ｔ1を求め、ステップ１０４において、直線ｌb，ｌcよりバイト台２の温度Ｔ1に対応するバイト７ｂ，ｃにおける加工誤差量Ｄb，Ｄcを求める。これにより、内径以外の他の加工部位においても、加工後寸法を測定する測定器を設けることなく加工誤差量Ｄb，Ｄcを求めることができる。
【００２２】
続いて、ステップ１０５において、これらの加工誤差量Ｄa，Ｄb，Ｄcを加工寸法を補正するための補正量Ｅa，Ｅb，ＥcとしてＮＣ制御手段４に出力する。これにより、ＮＣ制御手段４は、補正量Ｅa，Ｅb，Ｅcを用いて加工寸法における加工誤差量Ｄa，Ｄb，Ｄcをなくすように、バイト台２を加工寸法に応じて移動することができるので、バイト７ａ，ｂ，ｃによりワーク６の全ての加工部位において加工精度の向上した切削加工が行なわれる。
【００２３】
図４は、本発明の第２実施形態に係る流体軸受スリーブ加工用旋盤装置を示す。この流体軸受スリーブ加工用旋盤装置は、バイト台２の温度Ｔを直接測定するための温度検出手段９がバイト台２に設けられ、前記演算手段５における動作が異なる以外は、図１の装置と同一であり、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
演算手段５では、図５のフローチャートに示すように、ステップ１０１−１において、流体軸受スリーブ６ａを切削加工する直前のバイト台２の温度Ｔ1を測定する。次に、前述した図３のフローチャートのステップ１０１からステップ１０４と同一の動作を行ない、加工誤差量Ｄa，Ｄb，Ｄcを求める。続いて、ステップ１０４−１において、次の流体軸受スリーブ６ａを切削加工する直前のバイト台２の温度Ｔ2を測定し、ステップ１０４−２において、以下に示す数１、数２および数３より次切削加工時のバイト台２の温度Ｔ2に対応して、加工寸法を補正するための補正量Ｅa，Ｅb，Ｅcをそれぞれ求める。
【００２５】
【数１】
0004583593.tif 000002
【００２６】
【数２】
0004583593.tif 000003
【００２７】
【数３】
0004583593.tif 000004
【００２８】
続いて、ステップ１０５において、ＮＣ制御手段４に加工寸法を補正するための補正量Ｅa，Ｅb，Ｅcを出力する。これにより、ＮＣ制御手段４は、補正量Ｅa，Ｅb，Ｅcを用いて加工寸法における加工誤差量Ｄa，Ｄb，Ｄcをなくすように、バイト台２を加工寸法に応じて移動することができるので、バイト７ａ，ｂ，ｃによりワーク６の全ての加工部位において、バイト台２の温度に対応した加工精度の向上した切削加工が行なわれる。
【００２９】
また、旋盤装置を長期的に使用するとバイト７ａ，ｂ，ｃが摩耗する。例えばバイト７ａが摩耗して、図２に示すように、温度検出手段９により検出されるバイト台２の温度が２０℃であっても、加工誤差量Ｘが生じる場合がある。このとき、演算手段５は、直線ｌaのそれぞれの加工誤差量Ｄに加工誤差量Ｘを加算して求められる直線ｌa’を用いて、加工誤差量Ｄaに対応する温度Ｔ1を求めるようにすることが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ワークの切削加工完了後に、演算手段が、１つの加工部位における加工後寸法に基づいて当該加工部位におけるバイトの加工誤差量を求め、予め設定された全てのバイトの加工誤差量の関係から他の加工部位におけるそれぞれの加工誤差量を求め、加工誤差量と温度検出手段で検出した温度値とに基づいて加工寸法を補正するための補正量を求めて制御手段に出力しフィードバックするので、切削加工時のバイト台の温度に対応してワークの全ての加工部位において加工誤差をなくし、加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る流体軸受スリーブ加工用旋盤装置の概略図。
【図２】  図１の演算手段にあらかじめ設定されたデータシート。
【図３】  図１の演算手段の動作の一例を示したフローチャート。
【図４】  本発明の第２実施形態に係る流体軸受スリーブ加工用旋盤装置の概略図。
【図５】  図４の演算手段の動作の一例を示したフローチャート。
【符号の説明】
１    主軸スピンドルモータ
２    バイト台
３    内径測定器（測定手段）
４    ＮＣ制御手段（制御手段）
５    演算手段
６    ワーク
７ａ，７ｂ，７ｃ  バイト
９  温度検出手段
Ｄa，Ｄb，Ｄc  加工誤差量
【図１】
0004583593.tif 000005
【図２】
0004583593.tif 000006
【図３】
0004583593.tif 000007
【図４】
0004583593.tif 000008
【図５】
0004583593.tif 000009