(57)【要約】【課題】ドリルのねじれ溝を自動的に研磨するねじれ溝自動研磨装置を提供する。【解決手段】回転駆動装置２４と軸方向移動装置４０とが関連付けて制御されることにより、ドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂに沿って噴射ノズル３２ａ、３２ｂが相対移動させられ、そのねじれ溝１４ａ、１４ｂの全長に亘ってその表面に研磨材が吹き付けられて研磨処理が行われる。これにより、作業者が手作業で研磨する場合に比較して、ねじれ溝１４ａ、１４ｂの表面のみが効率良く研磨されるとともに、一定の研磨品質が安定して得られるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの外周面に設けられたねじれ溝に研磨材を吹き付けることにより、該ねじれ溝の表面を自動的に研磨するねじれ溝自動研磨装置であって、
前記ワークに向かって前記研磨材を吹き付ける噴射ノズルと、
前記ワークと前記噴射ノズルとを該ワークの軸心まわりに相対回転させる回転駆動装置と、
前記ワークと前記噴射ノズルとを該ワークの軸方向へ相対移動させる軸方向移動装置と、
前記噴射ノズルが前記ねじれ溝に沿って軸心まわりに相対回転させられ且つ軸方向へ相対移動させられるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御する同期制御手段と、
を有することを特徴とするねじれ溝自動研磨装置。
【請求項２】
前記ワークのねじれ溝を検知する溝センサと、
該溝センサの検知結果に基づいて前記ねじれ溝に対して前記噴射ノズルが一致するように、前記ワークの軸心まわりにおける前記噴射ノズルの初期位置を前記回転駆動装置により調整する初期位置調整手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のねじれ溝自動研磨装置。
【請求項３】
前記溝センサは、前記ワークの軸方向へ相対移動可能に配設されている一方、  該溝センサを前記ワークの軸方向へ相対移動させることにより前記ねじれ溝のリードを検出するリード検出手段を備えており、
前記同期制御手段は、前記リード検出手段によって検出された前記リードに基づいて、前記噴射ノズルが前記ねじれ溝に沿って軸心まわりに相対回転させられ且つ軸方向へ相対移動させられるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のねじれ溝自動研磨装置。
【請求項４】
前記噴射ノズルは、前記ワークの軸心まわりに複数配設されており、該ワークの複数のねじれ溝に対して同時に研磨処理を行うことができる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のねじれ溝自動研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの外周面に設けられたねじれ溝の表面を自動的に研磨するねじれ溝自動研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外周面にねじれ溝が設けられた回転切削工具、例えばドリルやタップ、エンドミルなどが知られている。そして、このようなねじれ溝の表面を研磨する場合、例えば特許文献１に記載のような研磨装置を用いて、作業者が手作業でガンを操作して研磨しているのが一般的である。このねじれ溝の研磨は、表面粗さの向上だけでなく、表面の加工硬化、疲労強度の増加、粗面化など、種々の目的で行われる。
【特許文献１】実開平２−１０４９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように作業者が手作業で研磨する場合、研磨が必要なねじれ溝の表面だけを効率良く研磨することが難しいとともに、研磨品質にばらつきが生じ易いという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ドリル等のねじれ溝を自動的に研磨するねじれ溝自動研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、第１発明は、ワークの外周面に設けられたねじれ溝に研磨材を吹き付けることにより、そのねじれ溝の表面を自動的に研磨するねじれ溝自動研磨装置であって、(a) 前記ワークに向かって前記研磨材を吹き付ける噴射ノズルと、(b) 前記ワークと前記噴射ノズルとをそのワークの軸心まわりに相対回転させる回転駆動装置と、(c) 前記ワークと前記噴射ノズルとをそのワークの軸方向へ相対移動させる軸方向移動装置と、(d) 前記噴射ノズルが前記ねじれ溝に沿って軸心まわりに相対回転させられ且つ軸方向へ相対移動させられるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御する同期制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のねじれ溝自動研磨装置において、(a) 前記ワークのねじれ溝を検知する溝センサと、(b) その溝センサの検知結果に基づいて前記ねじれ溝に対して前記噴射ノズルが一致するように、前記ワークの軸心まわりにおける前記噴射ノズルの初期位置を前記回転駆動装置により調整する初期位置調整手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第２発明のねじれ溝自動研磨装置において、(a) 前記溝センサは、前記ワークの軸方向へ相対移動可能に配設されている一方、(b) その溝センサを前記ワークの軸方向へ相対移動させることにより前記ねじれ溝のリードを検出するリード検出手段を備えており、(c) 前記同期制御手段は、前記リード検出手段によって検出された前記リードに基づいて、前記噴射ノズルが前記ねじれ溝に沿って軸心まわりに相対回転させられ且つ軸方向へ相対移動させられるように、前記回転駆動装置と前記軸方向移動装置とを関連付けて制御することを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのねじれ溝自動研磨装置において、前記噴射ノズルは、前記ワークの軸心まわりに複数配設されており、そのワークの複数のねじれ溝に対して同時に研磨処理を行うことができることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このようなねじれ溝自動研磨装置によれば、同期制御手段によって回転駆動装置と軸方向移動装置とが関連付けて制御されることにより、ワークのねじれ溝に沿って噴射ノズルが軸心まわりに相対回転させられるとともに軸方向へ相対移動させられ、噴射ノズルから噴射される研磨材によりねじれ溝の表面が全長に亘って自動的に研磨される。これにより、作業者が手作業で研磨する場合に比較して、ねじれ溝の表面のみが効率良く研磨されるとともに、一定の研磨品質が安定して得られるようになる。
【００１０】
第２発明では、溝センサによってねじれ溝を検知することにより、ねじれ溝に対して噴射ノズルが一致するようにワークの軸心まわりにおける噴射ノズルの初期位置が自動的に調整されるため、研磨処理のために供給されるワークの軸心まわりの位相が異なる場合でも、ねじれ溝に対して良好に研磨処理が行われるようになり、ワークの供給作業が容易になるとともに、供給動作を含む研磨処理の完全自動化を図ることができる。
【００１１】
第３発明では、溝センサをワークの軸方向へ相対移動させることによってねじれ溝のリードを自動的に検出し、そのリードに基づいて回転駆動装置および軸方向移動装置が同期制御されるため、リードが異なるねじれ溝を有する複数種類のワークを取り扱う場合でも、それ等のワークのねじれ溝を自動的に研磨することができる。
【００１２】
第４発明では、噴射ノズルが複数設けられ、ワークの複数のねじれ溝に対して同時に研磨処理を行うことができるため、研磨能率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のねじれ溝自動研磨装置は、例えばドリルやタップ、エンドミル等の回転切削工具のねじれ溝の研磨に好適に用いられるが、ねじれ溝を有するその他のワークの研磨装置にも適用され得る。研磨すべきワークは、例えば超硬合金や高速度工具鋼などの金属材料にて構成されるが、その他の材料製であっても良い。表面にＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＮ、或いはダイヤモンド、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の硬質被膜がコーティングされているものでも良い。
【００１４】
研磨材としては、例えばダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒、スチールショット、アルミナなど、ショットブラスト処理で用いられる種々の材質、大きさのものを使用することが可能で、研磨すべきワークの表面材質や研磨の目的等に応じて適宜選択される。このような研磨材は、例えば０．１〜１ＭＰａ程度の圧力エアによって噴射ノズルから噴射され、ねじれ溝の表面に吹き付けられる。必要に応じて、所定の液体に研磨材を混ぜて噴射することもできる。
【００１５】
回転駆動装置は、ワークを軸心まわりに回転（自転）させるものでも、噴射ノズルをワークの軸心まわりに回転（公転）させるものでも良い。例えば、ワークがチャック等により回転テーブルと同心に心出しして固定される場合、回転駆動装置は、その回転テーブルを中心線まわりに回転駆動するように構成される。軸方向移動装置は、例えば噴射ノズルをワークの軸方向へ直線移動させるように構成されるが、ワークを軸方向へ直線移動させるものでも良い。噴射ノズルを円弧に沿ってスウィングさせてワークの軸方向へ移動させることもできる。
【００１６】
第２発明では、自動的にまたは手動操作で供給されるワークの軸心まわりの位相が特に限定されないが、ねじれ溝の向きが一定になるように軸心まわりの位置を規定して回転テーブル等に取り付けるようにすれば、第２発明の溝センサや初期位置調整手段は必ずしも必要ない。第２発明の溝センサは、例えば光学式、渦電流式等の非接触式の距離センサが好適に用いられ、ワークの軸心まわりに相対回転させられることにより、ワークまでの距離の変化からねじれ溝の位置を検出できる。
【００１７】
第３発明でねじれ溝のリードを検出するリード検出手段は、例えばねじれ溝が２本の場合、そのねじれ溝の軸方向の間隔を検出して２倍することによりリードを求めることができる。ねじれ溝が３本の場合は、ねじれ溝の軸方向の間隔を検出して３倍すれば良い。リードが一定であれば、一々リードを検出する必要はないし、ワークのリードが異なる場合でも、リードに関する情報がワーク毎に自動的に或いは手動操作で入力される場合には、リード検出手段は必ずしも必要ない。
【００１８】
第４発明では、ねじれ溝が２本の場合は噴射ノズルを２個設け、ねじれ溝が３本の場合は噴射ノズルを３個設ければ良い。ねじれ溝が４本以上の場合、そのねじれ溝の数だけ噴射ノズルを設けるようにしても良いが、例えば４本或いは６本等の偶数であれば、２個の噴射ノズルにより２本ずつ研磨するようにしても良い。他の発明の実施に際しては、噴射ノズルは１個だけでも良く、複数のねじれ溝を１本ずつ研磨するようにすれば良い。
【００１９】
噴射ノズルは、ワークに対して一定の姿勢で設けられても良いが、ねじれ溝のねじれ角等に応じて噴射角度を調整できるように、１軸または２軸の噴射角度調整装置を設けることが望ましい。また、ワークの径寸法に応じて噴射ノズルをワークに対して接近、離間させる接近離間装置を設けることもできる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるねじれ溝自動研磨装置１０の構成を説明する図で、このねじれ溝自動研磨装置１０は、ワークであるドリル１２の外周面に設けられた切屑排出用の２本のねじれ溝１４ａ、１４ｂを研磨するためのものである。ドリル１２には、シャンク部分に円板形状の保持具１６が予め一体的に固定されており、その保持具１６と共に前工程から供給されるようになっている。また、ねじれ溝１４ａ、１４ｂは、軸心Ｓに対して対称的に設けられているとともに、本実施例では予め表面にＴｉＡｌＮ等の硬質被膜がコーティングされており、その硬質被膜の上からダイヤモンド砥粒等の研磨材を吹き付けて研磨処理を行う。
【００２１】
ねじれ溝自動研磨装置１０は、略密閉された研磨室内に回転テーブル２０を備えており、ドリル１２は、軸心Ｓが略垂直で先端が上向きとなる姿勢でチャック２２により回転テーブル２０の中心線と同心に心出しされ、且つ、その回転テーブル２０に一体的に固定されるようになっている。チャック２２は、電動モータ等により自動的に開閉されるようになっている。回転テーブル２０は、電動モータや減速機等を有する回転駆動装置２４により、中心線まわりに所定の回転速度で回転駆動されるようになっており、ドリル１２も、この回転テーブル２０と一体的に軸心Ｓまわりに回転（自転）させられる。なお、ドリル１２は、図示しないローダ・アンローダ装置により、先端が上向きとなる略垂直な姿勢で研磨室内に自動的に搬入されるとともに、研磨終了後は研磨室から自動的に搬出されるようになっており、搬入時における軸心Ｓまわりの位相はばらばらである。
【００２２】
上記回転テーブル２０の上方には上下移動台３０が配設されており、ドリル１２を挟んで対称的な２位置に一対の噴射ノズル３２ａ、３２ｂが取り付けられている。噴射ノズル３２ａ、３２ｂには研磨材供給装置３４が接続されており、所定の圧力エアで研磨材が噴射させられるようになっている。これ等の噴射ノズル３２ａ、３２ｂは、それぞれ２軸の噴射角度調整装置３６ａ、３６ｂを介して上下移動台３０に配設されており、それぞれ図１の紙面に垂直なｘ軸、およびそのｘ軸と直角で軸心Ｓと直交するｙ軸まわりに揺動させられることにより、ドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂに対して所定の角度で研磨材を吹き付けて研磨処理を行うことができる。上下移動台３０にはまた、ドリル１２の径寸法に応じて噴射ノズル３２ａ、３２ｂを噴射角度調整装置３６ａ、３６ｂと共にドリル１２に対して接近、離間させる接近離間装置が必要に応じて設けられる。
【００２３】
上記上下移動台３０には、光学式、渦電流式等の非接触式の距離センサ等から成る溝センサ３８が配設されており、ドリル１２までの距離を検出することによりねじれ溝１４ａ、１４ｂの有無を検知できるようになっている。また、上下移動台３０は、例えば電動モータによって正逆両方向へ回転駆動される送りねじを有する軸方向移動装置４０により上下方向、すなわち回転テーブル２０に固定されたドリル１２の軸心Ｓと平行な方向へ、直線移動させられるようになっている。
【００２４】
そして、このねじれ溝自動研磨装置１０は、マイクロコンピュータ等を含んで構成されている電子制御装置４２を備えており、図２に示すステップに従って研磨処理を行うようになっている。図２は、図示しないローダ・アンローダ装置によって新たなドリル１２が回転テーブル２０上に搬入されると実行が開始され、ステップＳ１では、チャック２２によりそのドリル１２を回転テーブル２０と同心に心出しして、その回転テーブル２０に一体的に固定する。
【００２５】
ステップＳ２では、溝センサ３８でドリル１２までの距離を検出しつつ、回転駆動装置２４によりドリル１２を１回転させることにより、ドリル１２までの距離の変化からねじれ溝１４ａ、１４ｂの位置、すなわちドリル１２の軸心Ｓまわりの位相を検出する。また、溝センサ３８でドリル１２までの距離を検出しつつ、軸方向移動装置４０により上下移動台３０を上下移動させることにより、ドリル１２のまでの距離の変化から２本のねじれ溝１４ａ、１４ｂの軸方向の間隔、すなわち各ねじれ溝１４ａ、１４ｂのリードＬの半分であるＬ／２を検出する。この軸方向の間隔Ｌ／２を２倍することにより、リードＬを求めることができる。電子制御装置４２によって実行される一連の信号処理のうち、このステップＳ２でリードＬを検出する部分はリード検出手段に相当する。なお、研磨すべきドリル１２の種類に応じてリードＬに関する情報がコンピュータ等から自動的に入力され、或いは作業者により手動操作で入力される場合には、リードＬを一々検出する必要はない。
【００２６】
ステップＳ３では、噴射角度調整装置３６ａ、３６ｂにより噴射ノズル３２ａ、３２ｂの噴射角度を調整する。これは、ドリル１２の種類に拘らずねじれ溝１４ａ、１４ｂのねじれ角が略一定であれば、噴射ノズル３２ａ、３２ｂを予め定められた一定の姿勢に制御するだけでも良いが、ドリル１２の種類によってねじれ角が大きく変化する場合には、溝センサ３８によって検出できるドリル１２の径寸法と前記リードＬとからねじれ角を算出し、そのねじれ角に応じて噴射ノズル３２ａ、３２ｂの噴射角度を調整する。研磨すべきドリル１２の種類に応じてねじれ角に関する情報がコンピュータ等から自動的に入力され、或いは作業者により手動操作で入力される場合には、ねじれ角を一々算出する必要はない。
【００２７】
ステップＳ４では、回転駆動装置２４によりドリル１２を軸心Ｓまわりに回転させるとともに、軸方向移動装置４０により上下移動台３０を上下移動させることにより、ドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂの長手方向の一端部、すなわちシャンク側または先端側において、そのねじれ溝１４ａ、１４ｂと噴射ノズル３２ａ、３２ｂとが一致するように、噴射ノズル３２ａ、３２ｂやドリル１２の初期位置を調整する。すなわち、軸方向移動装置４０により噴射ノズル３２ａ、３２ｂをねじれ溝１４ａ、１４ｂの軸方向の一端部へ移動させるとともに、前記ステップＳ２で検出されたドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂの溝位置に基づいて、それ等のねじれ溝１４ａ、１４ｂが図１の左右に位置して噴射ノズル３２ａ、３２ｂに対向するように、回転駆動装置２４によりドリル１２の回転初期位置を調整する。電子制御装置４２によって実行される一連の信号処理のうち、このステップＳ４を実行する部分は初期位置調整手段に相当する。
【００２８】
ステップＳ５では、研磨材供給装置３４により噴射ノズル３２ａ、３２ｂから研磨材を噴射させつつ、その噴射ノズル３２ａ、３２ｂがねじれ溝１４ａ、１４ｂに沿って軸心Ｓまわりに相対回転させられ且つ軸方向へ相対移動させられるように、回転駆動装置２４と軸方向移動装置４０とを関連付けて制御することにより、ねじれ溝１４ａ、１４ｂの全長に亘ってその表面に研磨材を吹き付けて研磨する。具体的には、回転駆動装置２４によりドリル１２を軸心Ｓまわりに１回転させる間に、軸方向移動装置４０により噴射ノズル３２ａ、３２ｂを前記リードＬだけ上下移動させるのである。電子制御装置４２によって実行される一連の信号処理のうち、このステップＳ５を実行する部分は同期制御手段に相当する。
【００２９】
上記ステップＳ５では、ねじれ溝１４ａ、１４ｂを１回研磨するだけでも良いが、複数回繰り返して研磨することも可能である。そして、研磨処理が終了したら、ステップＳ６でチャック２２を開いてドリル１２を解放する。その後、図示しないローダ・アンローダ装置によってドリル１２を保持具１６と共に自動的に研磨室から搬出し、コンベア等により後工程へ移送する。
【００３０】
このように、本実施例のねじれ溝自動研磨装置１０によれば、ステップＳ５で回転駆動装置２４と軸方向移動装置４０とが関連付けて制御されることにより、ドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂに沿って噴射ノズル３２ａ、３２ｂが相対移動させられ、そのねじれ溝１４ａ、１４ｂの全長に亘って研磨材が吹き付けられて自動的に研磨処理が行われる。これにより、作業者が手作業で研磨する場合に比較して、ねじれ溝１４ａ、１４ｂの表面のみが効率良く研磨されるとともに、一定の研磨品質が安定して得られるようになる。
【００３１】
また、溝センサ３８によってねじれ溝１４ａ、１４ｂを検知することにより、ねじれ溝１４ａ、１４ｂに対して噴射ノズル３２ａ、３２ｂが一致するように、ドリル１２の軸心Ｓまわりにおける回転初期位置が自動的に調整されるため、研磨処理のために供給されるドリル１２の軸心Ｓまわりの位相が異なる場合でも、ねじれ溝１４ａ、１４ｂに対して良好に研磨処理を行うことができる。このため、ドリル１２の供給作業が容易になり、ローダ・アンローダ装置によりドリル１２を自動的に搬入して研磨処理を行うことが可能で、供給動作を含む研磨処理の完全自動化が達成される。
【００３２】
また、ステップＳ２では、溝センサ３８をドリル１２の軸方向へ相対移動させることによってねじれ溝１４ａ、１４ｂのリードＬを自動的に検出し、ステップＳ５ではそのリードＬに基づいて回転駆動装置２４および軸方向移動装置４０が同期制御されるため、リードＬが異なるねじれ溝１４ａ、１４ｂを有する複数種類のドリル１２を取り扱う場合でも、それ等のドリル１２のねじれ溝１４ａ、１４ｂを自動的に研磨することができる。
【００３３】
また、本実施例では一対の噴射ノズル３２ａ、３２ｂが設けられ、ドリル１２の２本のねじれ溝１４ａ、１４ｂに対して同時に研磨処理が行われるため、優れた研磨能率が得られ、１本ずつ研磨する場合に比較して研磨時間が約１／２になる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例であるねじれ溝自動研磨装置を説明する概略構成図である。
【図２】図１のねじれ溝自動研磨装置の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０：ねじれ溝自動研磨装置    １２：ドリル（ワーク）    １４ａ、１４ｂ：ねじれ溝    ２４：回転駆動装置    ３２ａ、３２ｂ：噴射ノズル    ３８：溝センサ    ４０：軸方向移動装置    ４２：電子制御装置    Ｓ：ワークの軸心    ステップＳ２：リード検出手段    ステップＳ４：初期位置調整手段    ステップＳ５：同期制御手段
【図１】
2007222955.tif 000003
【図２】
2007222955.tif 000004