(57)【要約】【課題】加工効率をより向上させることができ、かつ小型の加工装置を提供する。【解決手段】ベッド２と、前記ベッド２上に設けられ、ワークＷを両端から支持するとともに、前記両端の支持部を結ぶ回転軸線を中心として前記ワークを回転駆動可能な一対のワーク支持装置１０及び２０と、前記ベッド２上に設けられ、前記回転軸線に交差する方向に進退移動が可能な加工台３０と、前記加工台３０に載置され、前記ワークＷを加工する加工手段Ｔとを備えた加工装置１であって、前記ワーク支持装置１０及び２０は、前記ベッド２に固定されるハウジング部１１及び２１と、前記ハウジング部１１及び２１に対して前記回転軸線に平行な方向に往復移動が可能なスライド部１２及び２２と、前記スライド部１２及び２２に配置されて前記回転軸線を中心として前記ワークＷを回転可能に支持する係合支持部１３及び２３とを備えている。【選択図】        図１
2007181906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドと、
前記ベッド上に設けられ、ワークを両端から支持するとともに、前記両端の支持部を結ぶ回転軸線を中心として前記ワークを回転駆動可能な一対のワーク支持装置と、
前記ベッド上に設けられ、前記回転軸線に交差する方向に進退移動が可能な加工台と、
前記加工台に載置され、前記ワークを加工する加工手段とを備えた加工装置であって、
前記ワーク支持装置は、
前記ベッドに固定されるハウジング部と、
前記ハウジング部に対して前記回転軸線に平行な方向に往復移動が可能なスライド部と、
前記スライド部に配置されて前記回転軸線を中心として前記ワークを回転可能に支持する係合支持部とを備えている、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置であって、
入力された加工データに従って、前記ワークと前記加工手段との相対位置を制御する制御手段を備え、
前記ワーク支持装置は、前記スライド部を往復移動させるスライド移動手段と、前記係合支持部にて前記ワークを回転させる回転手段を備えており、
前記加工台は、前記進退移動を行わせる進退移動手段を備えており、
前記制御手段は、
前記加工データに基づいて前記ワークの加工個所を認識し、
認識した加工個所に応じて、前記スライド移動手段を制御して前記加工手段に対して前記ワークにおける前記回転軸線に平行な方向の位置を特定し、前記進退移動手段を制御して前記ワークに対して前記加工手段における前記回転軸線に交差する方向の位置を特定する、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加工装置であって、
前記ワークにおける加工個所を測定する測定手段を備え、
前記回転軸線を挟んで前記加工手段と前記測定手段とが対向するように、前記測定手段が前記ベッドに固定されている、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の加工装置であって、
少なくとも一方のワーク支持装置の係合支持部に、前記加工手段におけるワークと接する加工部を整形する整形手段を備える、
ことを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転する砥石にて略円筒状のワークの側面を研削する加工装置には、例えば図４（Ａ）の例に示す加工装置や、図４（Ｂ）の例に示す加工装置がある。なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）は従来の加工装置の概略平面図を示している。
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す従来の加工装置では、一対のワーク支持装置１０、２０にてワークＷを支持し、ワークＷ上の被加工部Ｐを加工手段Ｔ（この場合、回転する砥石）にて研削する。
なお、全ての図においてＸ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｚ軸はワークＷに加工手段Ｔが切り込む水平方向であり、Ｘ軸はＺ軸に直交する水平方向を示している。以下、加工台３１がワークＷに対して進退移動する水平方向（Ｚ軸方向）を進退方向と記載し、ワークＷの回転軸線に平行な水平方向（進退移動方向と直交する方向であり、Ｘ軸方向）をスライド方向と記載する。
なお、加工装置としては、数値制御装置（ＣＮＣ装置）を用いたいわゆる研削盤の他にも、旋盤、フライス盤、マシニングセンタ（工具の自動交換機能等を備えた加工装置）等も含まれる。
【０００３】
例えば特許文献１に記載した従来技術では、加工装置の概略平面図は図４（Ａ）の例に示す構成となる。
図４（Ａ）に示す従来の加工装置では、ワーク支持装置１０及び２０は、ハウジング部１１及び２１がベッド２に固定されており、ハウジング部１１には固定主軸１２１が設けられ、ハウジング部２１にはワークＷの回転軸線に平行な方向に往復移動可能に心押軸２２１が設けられている。
固定主軸１２１及び心押軸２２１の先端にはそれぞれセンタからなる係合支持部１３、２３が設けられ、ワークＷはこの両係合支持部１３、２３にて両センタ支持された状態で回転可能に支持され、かつ図略の駆動金具等によって回転駆動されるように構成されている。
加工台３０は、スライド方向に移動する中間テーブル３２と、進退方向に移動する進退テーブル３１にて構成されている。
中間テーブル３２はベッド２上に設けられており、駆動手段３２Ｍ（サーボモータ等）と位置検出手段３２Ｅ（エンコーダ等）によって制御手段４０（ＣＮＣ装置等）にて制御され、ワークＷの回転軸線に平行な方向に往復移動可能である。
進退テーブル３１は中間テーブル３２上に設けられており、駆動手段３１Ｍ（サーボモータ等）と位置検出手段３１Ｅ（エンコーダ等）によって制御手段４０（ＣＮＣ装置等）にて制御され、ワークＷの回転軸線に直交する方向に進退移動可能である。
進退テーブル３１には加工手段Ｔ（この場合、回転する砥石）を備えた駆動手段ＴＭが設けられている。
図４（Ａ）の例に示す従来の加工装置では、ワークＷに対して、ワークＷの回転軸線に平行な方向及びワークＷの回転軸線に直交する方向に加工手段Ｔを移動させる方式である。
【０００４】
また、例えば特許文献２に記載した従来技術では、加工装置の概略平面図は図４（Ｂ）の例に示す構成となる。
図４（Ｂ）に示す従来の加工装置は、図４（Ａ）に示す従来の加工装置に対して、中間テーブル３２が省略され、ベッド２に対してワークＷの回転軸線に平行な方向に往復移動が可能なスライドテーブルＴＢ上に一対のワーク支持装置１０及び２０が設けられている。
スライドテーブルＴＢはベッド２上に設けられており、駆動手段ＴＢＭ（サーボモータ等）と位置検出手段ＴＢＥ（エンコーダ等）によって制御手段４０（ＣＮＣ装置等）にて制御され、ワークＷの回転軸線に平行な方向に往復移動可能である。なお、固定主軸１２１、心押軸２２１、両係合支持部１３、２３については、図４（Ａ）の構成と同じである。
図４（Ｂ）の例に示す従来の加工装置では、ワークＷに対して、ワークＷの回転軸線に直交する方向に工具Ｔを移動させ、ワークＷの回転軸線に平行な方向にワークＷを移動させる方式である。
【特許文献１】特開２００５−３０５５８９号公報
【特許文献２】特開平１１−７７４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載した従来技術では、図４（Ａ）の例に示すように、進退テーブル３１と中間テーブル３２とで加工台３０が構成され、特に加工台３０をワークＷの回転軸線に平行な方向に移動させる際、進退テーブル３１と中間テーブル３２とを一体として移動させるため、重量が重く、移動させる際の速度及び加速度が比較的小さく、加工効率が低下する可能性がある。
また、特許文献２に記載した従来技術では、図４（Ｂ）の例に示すように、ワークＷの回転軸線に平行な方向に移動させる部材が、一対のワーク支持装置１０及び２０を載置したスライドテーブルＴＢであるため、非常に重量が重くなる。従って、スライドテーブルＴＢのストローク分だけベッドが大型化する欠点があり、しかもスライドテーブルＴＢを移動させる際の速度及び加速度が比較的小さく、加工効率が低下する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、加工効率をより向上させることができるとともに、より小型の加工装置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】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの加工装置である。
請求項１に記載の加工装置は、ベッドと、前記ベッド上に設けられ、ワークを両端から支持するとともに、前記両端の支持部を結ぶ回転軸線を中心として前記ワークを回転駆動可能な一対のワーク支持装置と、前記ベッド上に設けられ、前記回転軸線に交差する方向に進退移動が可能な加工台と、前記加工台に載置され、前記ワークを加工する加工手段とを備えた加工装置である。
前記ワーク支持装置は、前記ベッドに固定されるハウジング部と、前記ハウジング部に対して前記回転軸線に平行な方向に往復移動が可能なスライド部と、前記スライド部に配置されて前記回転軸線を中心として前記ワークを回転可能に支持する係合支持部とを備えている。
【０００７】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの加工装置である。
請求項２に記載の加工装置は、請求項１に記載の加工装置であって、入力された加工データに従って、前記ワークと前記加工手段との相対位置を制御する制御手段を備え、前記ワーク支持装置は、前記スライド部を往復移動させるスライド移動手段と、前記係合支持部にて前記ワークを回転させる回転手段を備えており、前記加工台は、前記進退移動を行わせる進退移動手段を備えている。
そして前記制御手段は、前記加工データに基づいて前記ワークの加工個所を認識し、認識した加工個所に応じて、前記スライド移動手段を制御して前記加工手段に対して前記ワークにおける前記回転軸線に平行な方向の位置を特定し、前記進退移動手段を制御して前記ワークに対して前記加工手段における前記回転軸線に交差する方向の位置を特定する。
【０００８】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの加工装置である。
請求項３に記載の加工装置は、請求項１または２に記載の加工装置であって、前記ワークにおける加工個所を測定する測定手段を備え、前記回転軸線を挟んで前記加工手段と前記測定手段とが対向するように、前記測定手段が前記ベッドに固定されている。
【０００９】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの加工装置である。
請求項４に記載の加工装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の加工装置であって、少なくとも一方のワーク支持装置の係合支持部に、前記加工手段におけるワークと接する加工部を整形する整形手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の加工装置では、加工台はワークの回転軸線に交差する方向に進退移動するが回転軸線に平行な方向には移動しない。
ワークの回転軸線に平行な方向への移動は、ワークＷを両端から支持するワーク支持装置におけるスライド部で行う。
図４（Ａ）の例に示す加工装置と比較して、加工台については、図４（Ａ）の例に示す加工台（進退テーブル３１と中間テーブル３２）よりも重量をより小さくできる。またワーク支持装置については、図４（Ａ）の例に示すワーク支持装置と同程度の重量とすることができる。従って、ワークの回転軸線に平行な方向へ移動させる際、図４（Ａ）の例に示す加工装置よりもより速い速度または加速度で位置決めすることができ、加工効率をより向上させることができる。
また、図４（Ｂ）の例に示す加工装置と比較して、加工台については、図４（Ｂ）の例に示す加工台と同程度の重量とすることができる。またワーク支持装置については、図４（Ｂ）の例に示すスライドテーブルＴＢと比較して、重量を非常に小さくすることができる。従って、ワークの回転軸線に平行な方向へ移動させる際、図４（Ｂ）の例に示す加工装置よりもより速い速度または加速度で位置決めすることができ、加工効率をより向上させることができる。
さらに、テーブルのストロークを確保する必要がなくなり、ベッドを小型化できる利点を有する。
【００１１】
また、請求項２に記載の加工装置によれば、制御手段を備え、加工データに従って、（サーボモータ等で構成された）スライド移動手段、回転手段、進退移動手段を駆動させればよいので、加工装置を容易に実現することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の加工装置によれば、加工手段に対応したベッド上の位置に測定手段を固定することができるので、測定手段（いわゆる定寸装置等）を単純な構成とすることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の加工装置によれば、加工手段を整形する整形手段を、ワーク支持装置の係合支持部に設けることで、整形手段に専用の駆動手段を設ける必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の加工装置１の一実施の形態における概略構成を示す平面図の例を示している。また図２（Ａ）は、図１に示した加工装置１のワーク支持装置２０の概略平面図（一部断面）を示しており、図２（Ｂ）は、同ワーク支持装置２０の概略右側面図を示している。
【００１５】
●［加工装置１の全体構成（図１）、及びワーク支持装置２０の構造（図２）］
加工装置１は、ベッド２、ワークＷ（被加工物）の一端を支持するワーク支持装置１０、ワークＷの他端を支持するワーク支持装置２０、加工台３０、駆動手段ＴＭ（この例では電動モータ）、加工手段Ｔ（この例では回転する砥石）、制御手段４０（ＣＮＣ制御装置）等にて構成されている。
【００１６】
加工台３０における進退テーブル３１はベッド２上に設けられており、ワーク回転軸線に交差（例えば直交）する方向に進退移動が可能である。進退テーブル３１には進退移動手段として駆動手段３１Ｍ（サーボモータ等）、位置検出手段３１Ｅ（エンコーダ等）が設けられている。
制御手段４０は加工データに従って、位置検出手段３１Ｅからの検出信号に基づいて駆動手段３１Ｍに制御信号を出力し、ワークＷに対して加工手段Ｔにおけるワーク回転軸線に交差（例えば直交）する方向の位置を特定する。
進退テーブル３１は、ワーク回転軸線に平行な方向には移動しないため、図１に示すようにベッド２の形状が「逆Ｔ字状」となるので、図４（Ａ）に示す従来の加工装置に対してベッド２を小型化、且つ軽量化することが可能である。また図４（Ｂ）に示す従来の加工装置と比較して、比較的形状が大きなスライドテーブルＴＢがなくなるため、図４（Ｂ）に示す従来の加工装置に対しても小型化、且つ軽量化することが可能である。
また制御手段４０は、駆動手段ＴＭに駆動信号を出力し、加工手段Ｔを駆動する（この場合、加工手段である砥石を回転させる）。
【００１７】
一対のワーク支持装置１０及び２０はベッド２上に設けられ、ワークＷを両端から支持し、当該両端の支持部を結ぶワーク回転軸線を中心としてワークＷを回転可能である。
また、ワーク支持装置１０及び２０は、ベッド２に固定されるハウジング部１１及び２１と、ハウジング部１１及び２１に対してワーク回転軸線に平行な方向に往復移動が可能なスライド部１２及び２２と、スライド部１２及び２２に配置されてワーク回転軸線を中心としてワークＷを回転可能に支持するセンタからなる係合支持部１３及び２３とを備えている。
図２（Ａ）はワーク支持装置２０の概略平面図（一部断面図）を示しており、図２（Ｂ）はワーク支持装置２０の概略右側面図を示している。
図２（Ｂ）に示すように、ハウジング部２１は、係止部２１Ｎがベッド２に係止され、固定部材ＣとボルトＢにてベッド２に固定されている。
【００１８】
スライド部１２にはスライド移動手段として駆動手段１２Ｍ（サーボモータ等）、位置検出手段１２Ｅ（エンコーダ等）が設けられている。同様にスライド部２２にもスライド移動手段として駆動手段２２Ｍ、位置検出手段２２Ｅが設けられている。
制御手段４０は加工データに従って、位置検出手段１２Ｅ及び２２Ｅからの検出信号に基づいて駆動手段１２Ｍ及び２２Ｍに制御信号を出力し、加工手段Ｔに対してワークＷにおけるワーク回転軸線に平行な方向の位置を特定する（位置決めする）。
図２（Ａ）に示すように、駆動手段２２Ｍはハウジング部２１に固定されており、ベアリング２２Ｂにて軸受けされたねじ軸２２Ｓを回転させる。ねじ軸２２Ｓは、連結部材２２Ｒを介してスライド部２２に連結されたナット２２Ｎにねじ込まれている。これにより、駆動手段２２Ｍがねじ軸２２Ｓを回転させると、ナット２２Ｎ及びスライド部２２がＸ軸方向（スライド方向）に変化する。
なお、駆動手段１２Ｍ及び２２Ｍは同期して制御される。
【００１９】
係合支持部１３には回転手段として駆動手段１３Ｍ（サーボモータ等）、位置検出手段１３Ｅ（エンコーダ等）が設けられている。同様に係合支持部２３にも回転手段として駆動手段２３Ｍ、位置検出手段２３Ｅが設けられている。
制御手段４０は加工データに従って、位置検出手段１３Ｅ及び２３Ｅからの検出信号に基づいて駆動手段１３Ｍ及び２３Ｍに制御信号を出力し、ワークＷの回転角度を特定する（位置決めする）。
図２（Ａ）に示すように、駆動手段２３Ｍはスライド部２２の後端側（ワークＷを支持する側の反対側）に、且つ係合支持部２３と同軸上に固定されており、ベアリング２３Ｂにて軸受けされた心押シャフト２３Ｓを回転させる。心押シャフト２３Ｓにおける駆動手段２３Ｍの反対側には、ワークＷを支持するセンタからなる係合支持部２３が設けられている。これにより、駆動手段２３Ｍが心押シャフト２３Ｓを回転させると（同時に係合支持部１３も同様に回転させる）、係合支持部２３及び係合支持部１３にて支持（挟持）したワークＷをその係合支持部１３、２３の摩擦力にて回転させることができる。
なお、駆動手段１３Ｍ及び２３Ｍは同期して制御される。
なお、駆動手段２３Ｍは係合支持部２３に対して同軸上に配置されてギア、ベルト等の伝達部材を介していないので、バックラッシュ等による誤差の発生をより低減することができる。
このように、制御手段４０は、入力された加工データに従って、ワークＷと加工手段Ｔ（加工手段ＴにおけるワークＷとの接触個所）との相対位置を制御する。
【００２０】
●［測定手段Ｓと整形手段ＴＲの配置（図３）］
制御手段４０にてワークＷと加工手段Ｔとの相対位置を制御することで、測定手段Ｓを用いなくてもワークＷを目標とする寸法に仕上げることはできる。しかし、測定手段Ｓを用いて実際にワークＷの加工個所の寸法（この場合、加工個所の径）を測定することで、より高精度に仕上げることができる。
測定手段Ｓは、ワーク回転軸線を挟んで加工手段Ｔと測定手段Ｓとが対向する位置となるようにベッド２上に固定されている。加工手段Ｔはワーク回転軸線と平行な方向には移動しないため、加工手段Ｔを通るワーク回転軸線に直交する線上（図３中の一点鎖線上）に測定手段Ｓを固定すればよい。
なお、制御手段４０は、測定手段Ｓの検出部ＳＡからの検出信号に基づいて加工個所の寸法を認識することができる。
【００２１】
図４（Ａ）に示す従来の加工装置では、加工手段Ｔがワーク回転軸線と平行な方向に移動可能であるため、測定手段Ｓをベッド２上に固定することができない。このような従来の加工装置では、測定手段Ｓを進退テーブル３１に固定して加工手段Ｔを大きく跨ぐように測定手段Ｓを構成したり、加工手段Ｔのスライド方向及びスライド量と同じスライド方向とスライド量にてベッド２上をスライド移動させるように測定手段Ｓを構成したりしていた。どちらも構成が複雑であり、誤差が大きくなる可能性がある。
また図４（Ｂ）に示す従来の加工装置では、測定手段Ｓをベッド２上に固定することはできるが、スライドテーブルＴＢとの干渉を回避しなければならないため、測定手段Ｓの固定位置から測定個所までの距離が比較的長くなるため、誤差が大きくなる可能性がある。
これに対して図３に示す本実施の形態では、測定手段Ｓをベッド２上に固定できるとともに、加工個所（すなわちワークＷ）により近い位置に固定することができるため、構成が単純であり、且つベッド２への固定位置から測定個所までの距離が比較的短いので、誤差をより抑制することができる。
【００２２】
また、加工手段Ｔの形状を整形する整形手段ＴＲを加工装置１に用意しておくと便利である。整形手段ＴＲとしては、例えば円盤状のツルアを回転させて加工手段Ｔを研削して整形する。従来の加工装置では、整形手段ＴＲが専用の駆動手段（モータ等）を備えていたが、本実施の形態にて説明する加工装置１では、ワークＷを回転させる係合支持部１３の同軸上に、且つ係合支持部１３に固定している。これにより、整形手段ＴＲを回転させる駆動手段と、係合支持部１３を回転させる駆動手段１３Ｍとを兼用させることができ、便利である。
なお、整形手段ＴＲは、係合支持部２３の同軸上に、且つ係合支持部２３に固定してもよい。このように、ワーク支持装置１０及び２０の係合支持部１３及び係合支持部２３の少なくとも一方に整形手段ＴＲを備える。整形手段ＴＲを用いて加工手段Ｔを整形する場合、係合支持部１３及び２３を同期させて回転させ、スライド部１２及び２２を同期させてスライド移動させる（加工手段Ｔを通りワーク回転軸線に直交する線上（図３中の一点鎖線上）に整形手段ＴＲの位置をスライド移動させる）。
これにより、より少ない部品点数で整形手段ＴＲを構成することができる。
【００２３】
本発明の加工装置１は、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の加工装置１の一実施の形態における概略構成を説明する平面図である。
【図２】ワーク支持装置２０の概略平面図（一部断面図）、及びワーク支持装置２０の概略右側面図である。
【図３】測定手段Ｓと整形手段ＴＲの配置を説明する図である。
【図４】従来の加工装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        加工装置
２        ベッド
１０、２０        ワーク支持装置
１１、２１        ハウジング
１２、２２        スライド部
１２Ｍ、２２Ｍ    駆動手段
１２Ｅ、２２Ｅ    位置検出手段
２２Ｓ    ねじ軸
２２Ｎ    ナット
２２Ｒ    連結部材
１３、２３        係合支持部
１３Ｍ、２３Ｍ    駆動手段
１３Ｅ、２３Ｅ    位置検出手段
３０      加工台
３１      進退テーブル
３２      中間テーブル
ＴＢ      スライドテーブル
３１Ｍ、３２Ｍ、ＴＢＭ    駆動手段
３１Ｅ、３２Ｅ、ＴＢＥ    位置検出手段
Ｔ        加工手段
ＴＭ      駆動手段
４０      制御手段
Ｓ        測定手段
ＳＡ      検出部
ＴＲ      整形手段
Ｗ        ワーク
【図１】
2007181906.tif 000003
【図２】
2007181906.tif 000004
【図３】
2007181906.tif 000005
【図４】
2007181906.tif 000006