(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトに構成された加工装置を提供する。【解決手段】加工装置１０は、円すいころ７を載置する載置部２７と、円すいころ７に接触させる砥石１１と、砥石１１を搭載し砥石１１を円すいころ７に対して接近及び離反させる高さ方向に移動可能である移動ユニット２４と、砥石１１を前後方向Ｘ１，Ｘ２に沿って振動させる振動機構２５と、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるために移動ユニット２４に推力を付与する加圧機構２６とを備えている。加圧機構２６は、前記推力の発生源となるモータ４３を含みこのモータ４３により動作するアクチュエーター４１と、モータ４３を制御してアクチュエーター４１の動作ストローク及び前記推力の調整を行う制御部４２とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置する載置部と、前記ワークに接触させる砥石と、前記砥石を搭載し当該砥石を前記ワークに対して接近及び離反させる第１方向に移動可能である移動ユニットと、前記砥石を前記第１方向と異なる第２方向に沿って振動させる振動機構と、前記砥石をワークに対して押し付けるために前記移動ユニットに推力を付与する加圧機構と、を備え、
前記加圧機構は、前記推力の発生源となるモータを含み当該モータにより動作するアクチュエーターと、前記モータを制御して前記アクチュエーターの動作ストローク及び前記推力の調整を行う制御部と、を有している加工装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ワークの加工作業の準備として、前記砥石が前記ワークに接近すると前記モータのトルク制御を行う請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ワークの加工作業の準備として、前記モータの回転位置制御を行うことで前記ワークに対して前記砥石を所定の接近位置とする制御を行い、前記砥石が前記接近位置に達すると前記モータのトルク制御に切り替える請求項１に記載の加工装置。
【請求項４】
前記移動ユニットは、固定部に対して前記第１方向に移動可能である第１可動部と、前記第２方向に移動可能として前記第１可動部に取り付けられ前記振動機構により当該第２方向に往復移動する第２可動部と、を有し、
前記砥石は、前記第２可動部に搭載されており、
前記アクチュエーターは、前記第１可動部を押すことで前記砥石を前記ワークに対して接近させる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記移動ユニットとバランスさせるカウンタウエイトを備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記アクチュエーターの前記モータに流れる電気の測定値に基づいて、前記ワークの加工異常を検知する検知手段を更に備えている請求項１〜５のいずれか一項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対して超仕上げ加工を行うための加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受の転動体として用いられるころは、研削加工により形つくられ、転動面となる外周面に対して超仕上げ加工が施される。このような超仕上げ加工を行うための加工装置として、図４に示すようなものがある。
【０００３】
この加工装置は、加工対象となるワーク（ころ）Ｗは、例えば一対のローラ９１，９２により支持されており、これらローラ９１，９２を回転駆動することでワークＷを回転させ、砥石９３をワークＷに接触させることで行われる。また、この加工装置では、砥石９３を振動させながら、この砥石９３をワークＷに押し付けており、このように砥石９３を振動させるための構成として、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００４】
図４に示す加工装置において、前記のような砥石９３を振動させるための構成として、モータ１００により回転する一対の偏心カム９４ａ，９４ｂを有しており、一方の偏心カム９４ａの回転により、可動板９５が矢印Ｘ１,Ｘ２に示すように往復直線運動する。この可動板９５には、砥石９３を保持する砥石台９６に推力を与えて砥石９３をワークＷへの押し付けるための第１シリンダ９７と、この第１シリンダ９７を昇降させる第２シリンダ（インデックスシリンダ）９８とが搭載されている。また、一方の偏心カム９４ａと他方の偏心カム９４ｂとは回転位相が１８０度異なっており、砥石台９６等を搭載する可動板９５の振動を打ち消すことを目的として、他方の偏心カム９４ｂによりカウンタウエイト９９が矢印ｘ１，ｘ２に示すように往復直線運動する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に示す従来の加工装置では、第２シリンダ９８が、第１シリンダ９７と共に砥石台９６を昇降させることで、ワークＷに対する砥石９３の位置決めを行うことができ、そして、この位置決めされた砥石９３を、第１シリンダ９７がワークＷへ所定の力で押し付けることができる。また、この第１シリンダ９７は、クランプ装置９７ｂを有しており、砥石台９６（砥石９３）を所定高さ位置に保持することができる。
【０００７】
このような加工装置により、ワークＷを超仕上げ加工するための操作は、次のとおりとなる。ワークＷがローラ９１，９２上に載せられると、ワークＷの上方に位置する砥石９３を第２シリンダ９８により降下させ、クランプ装置９７ｂによる砥石台９６の保持を解除する。そして、第１シリンダ９７により砥石９３をワークＷに押し付け、可動板９５を往復直線運動させて砥石９３を振動させる。この状態でワークＷに対して超仕上げ加工を行い、完了すると、可動板９５の運動を停止させ、第１シリンダ９７による加圧を解除し、クランプ装置９７ｂにより砥石台９６を保持する。そして、第２シリンダ９８により砥石９３を上昇させ、ワークＷを搬出する。
【０００８】
前記のとおり、可動板９５には、第１シリンダ９７及び第２シリンダ９８が搭載されており、砥石９３を振動させるために、この可動板９５が往復直線運動する構成となっている。このため、砥石９３を振動させればよいにも関わらず、２つのシリンダ９７，９８を搭載する可動板９５を動作させる必要があり、大きな出力のモータ１００が必要となる。また、このような可動板９５の振動を抑制するために、カウンタウエイト９９は、これら第１シリンダ９７、第２シリンダ９８、及び可動板９５等の総重量に見合った重量が必要であり、加工装置が大型化する。
【０００９】
また、第１シリンダ９７、第２シリンダ９８、及び可動板９５を含む振動するユニット、並びに、カウンタウエイト９９が大きくなると、これらが往復移動することで装置フレーム９０に不要な振動が発生するおそれがある。そして、この振動が、砥石９３の振動方向と異なる成分を有している場合、ワークＷに対して砥石９３が思わぬ方向にも振動し、ワークＷの表面精度を低下させる原因となる。すなわち、このように加工装置が大型化すると、超仕上げ加工に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、加工装置をコンパクト化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の加工装置は、ワークを載置する載置部と、前記ワークに接触させる砥石と、前記砥石を搭載し当該砥石を前記ワークに対して接近及び離反させる第１方向に移動可能である移動ユニットと、前記砥石を前記第１方向と異なる第２方向に沿って振動させる振動機構と、前記砥石をワークに対して押し付けるために前記移動ユニットに推力を付与する加圧機構とを備え、前記加圧機構は、前記推力の発生源となるモータを含み当該モータにより動作するアクチュエーターと、前記モータを制御して前記アクチュエーターの動作ストローク及び前記推力の調整を行う制御部とを有している。
【００１２】
本発明によれば、加圧機構の制御部がモータを制御してアクチュエーターの動作ストロークを調整することにより、移動ユニットの移動位置を調整することができる。これにより、前記アクチュエーターを用いてワーク対して砥石を接近させて位置決めすることが可能となる。更に、制御部はモータを制御してアクチュエーターが移動ユニットに付与する推力の調整を行う機能も有していることから、このアクチュエーターを用いてワークに対する砥石の接触力の調整が可能となる。つまり、単一のアクチュエーターによって、ワークに対する砥石の位置決め及び接触力の調整が可能となり、加工装置のコンパクト化が可能となる。
【００１３】
また、前記制御部は、前記ワークの加工作業の準備として、前記砥石が前記ワークに接近すると前記モータのトルク制御を行うのが好ましい。
従来、砥石の加圧をシリンダ発生圧により制御していたが、前記制御部によれば、モータのトルク制御により砥石の加圧制御を行うことができる。
【００１４】
また、前記制御部は、前記ワークの加工作業の準備として、前記モータの回転位置制御を行うことで前記ワークに対して前記砥石を所定の接近位置とする制御を行い、前記砥石が前記接近位置に達すると前記モータのトルク制御に切り替えるのが好ましい。
従来、ワークに対する砥石の位置決めを行う機構と、ワークに対して砥石を押し付ける機構とは別であったが、前記構成によれば、ワークに対する砥石の位置決め及び押し付けを、一つのアクチュエーターにより実現できる。つまり、ワークに対する砥石の位置決めは、従来、ワークに砥石を押し付ける機構とは別の機構により行っていたが、前記構成によれば、ワークに砥石を押し付けるための前記アクチュエーターにより実現できる。このため、加工装置の簡素化が可能となる。
【００１５】
また、前記移動ユニットは、固定部に対して前記第１方向に移動可能である第１可動部と、前記第２方向に移動可能として前記第１可動部に取り付けられ前記振動機構により当該第２方向に往復移動する第２可動部とを有し、前記砥石は、前記第２可動部に搭載されており、前記アクチュエーターは、前記第１可動部を押すことで前記砥石を前記ワークに対して接近させるのが好ましい。
この構成によれば、振動機構により第２可動部を往復移動させることで砥石を振動させることができる。そして、アクチュエーターは、この第２可動部が取り付けられている第１可動部を押すことで砥石をワークに対して接近させることができる。つまり、アクチュエーターは振動する部材から除かれている。このため、振動する部分のボリュームが小さくなり、振動機構の動力を小さいものとすることができる。また、振動する部分のボリュームが小さくなることで、不要な振動の発生を抑制することが可能となる。
【００１６】
また、前記加工装置は、前記移動ユニットとバランスさせるカウンタウエイトを備えているのが好ましい。
この構成によれば、アクチュエーターの出力は小さくて済み、アクチュエーターの小型化が可能となる。また、移動ユニットの移動位置及び推力の調整を行いやすい構成が得られる。
【００１７】
また、前記加工装置では、ワークの加工の際、アクチュエーターの推力によりワークに対して砥石を押し付けた状態にある。そこで、この加工装置は、前記アクチュエーターの前記モータに流れる電気の測定値に基づいて、前記ワークの加工異常を検知する検知手段を更に備えているのが好ましい。
この構成によれば、砥石によりワークの加工を行っている間に、ワークの加工異常を、アクチュエーターのモータに流れる電気の測定値に基づいて検知可能となる。例えば、加工中に砥石の欠けが発生した場合、その際に生じる衝撃がアクチュエーターのモータに負荷（衝撃力）として作用し、モータを流れる電気の測定値に変化（ピーク値）が生じる。この変化を検知手段が検知することで、ワークの加工異常を検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、加工装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の加工装置の実施の一形態の一部を示す斜視図である。
【図２】加工装置を他の方向から見た斜視図である。
【図３】超仕上げ加工を行う加工装置の動作を示すフロー図である。
【図４】従来の加工装置の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の加工装置の実施の一形態の一部を示す斜視図である。図２は、この加工装置を他の方向から見た斜視図である。この加工装置１０は、円錐に沿った外周面を有するワークを超仕上げ加工するための装置であり、本実施形態では、ワークが、円すいころ軸受の転動体として用いられる円すいころ７である場合について説明する。この加工装置１０は、回転する円すいころ７に対して砥石１１を押し付けながら振動させて、円すいころ７の外周面８を超仕上げ加工する。砥石１１を振動させる方向は、円すいころ７の外周面８の砥石１１との接触部における母線に平行な方向である。
【００２１】
この加工装置１０は、円すいころ７の外周面８に接触させる前記砥石１１の他に、円すいころ７用の載置部２７、移動ユニット２４、振動機構２５、及び加圧機構２６を備えている。本実施形態の加工装置１０は、更に、移動ユニット２４とバランスさせるカウンタウエイト３０（図２参照）を備えている。加工装置１０は、フレーム１９ａ,１９ｂを備えており、フレーム１９ｂに、移動ユニット２４、振動機構２５、加圧機構２６、及びカウンタウエイト３０が搭載されている。
【００２２】
載置部２７は、一対のローラ２８，２９を有している。ローラ２８，２９は、自身の中心線回りに図外のモータにより回転駆動する。ローラ２８，２９の上に円すいころ７は載った状態となり、ローラ２８，２９が回転することで、円すいころ７を、円すいころ７の中心回りに回転させると共に、この円すいころ７を支持することができる。そして、超仕上げ加工の際、ローラ２８，２９上の円すいころ７に対して砥石１１を押し付けた状態とする。本実施形態では、ローラ２８，２９の回転速度は一定としている。
【００２３】
移動ユニット２４は、板状のベース１８を有している。ベース１８は、ガイド１５ａ,１５ｂにより高さ方向（第１方向）に沿って往復直線移動可能として、フレーム１９ｂに取り付けられている。そして、後にも説明するが、このベース１８に振動機構２５（の一部）が搭載された構成となっている。
【００２４】
図１において、振動機構２５は、モータ３９（図２参照）により回転する一対の偏心カム３１，３２、主往復動部材３３、副往復動部材３４、取付部材３５、砥石台３６、及びウエイト３７を含む。
一対の偏心カム３１，３２は、モータ３９の出力軸３８に取り付けられているが、第１偏心カム２１と第２偏心カム２２とは回転位相が１８０度異なっている。
主往復動部材３３は、ベース１８に、ガイド１７ａ,１７ｂにより往復直線移動可能として支持されており、第１偏心カム２１の回転運動が主往復動部材３３の往復直線運動に変換される構成となっている。砥石台３６は、取付部材３５を介して、主往復動部材３３に取り付けられている。砥石台３６は、砥石１１を保持する。
【００２５】
以上より、第１偏心カム２１の回転により、主往復動部材３３が矢印Ｘ１，Ｘ２方向に往復直線運動することにより、この主往復動部材３３に搭載されている砥石１１を振動させることができる。ガイド部１７ａ,１７ｂが主往復動部材３３を移動可能として支持する方向が、砥石１１の振動方向となる。
【００２６】
副往復動部材３４は、ベース１８に、ガイド１６ａ,１６ｂにより往復直線移動可能として支持されており、第２偏心カム２２の回転運動が副往復動部材３４の往復直線運動に変換される構成となっている。ウエイト３７は、副往復動部材３４に取り付けられている。副往復動部材３４が矢印ｘ１，ｘ２方向に往復直線運動することにより、この副往復動部材３４と一体となってウエイト３７が往復直線運動する。
前記のとおり、第１偏心カム２１と第２偏心カム２２とは回転位相が１８０度異なっている。このため、第２偏心カム２２によりカウンタウエイト２３が往復直線運動することで、砥石１１等を搭載する主往復動部材３３の振動を打ち消すことが可能となる。
【００２７】
以上の構成を有する振動機構２５により、砥石１１を振動させることができる。砥石１１の振動方向は、ベース１８が移動可能となっている高さ方向（第１方向）と異なる前後方向（第２方向）となっている。なお、本実施形態では、前記高さ方向（第１方向）と、砥石１１の振動方向となる前後方向（第２方向）とは、直交している。
そして、移動ユニット２４が有しているベース１８に、主往復動部材３３、取付部材３５、及び砥石台３６を介して、砥石１１が取り付けられていることから、この移動ユニット２４（ベース１８）は、砥石１１を搭載している構成となり、そして、この移動ユニット２４によって、砥石１１を円すいころ７に対して接近及び離反させる高さ方向（第１方向）に移動可能とする。
【００２８】
加圧機構２６は、フレーム１９ｂに取り付けられている。加圧機構２６は、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるために、移動ユニット２４（ベース１８）に推力を付与する機能を有している。具体的に説明すると、加圧機構２６は、アクチュエーター４１と、このアクチュエーター４１の動作を制御する制御部４２とを有している。アクチュエーター４１が有するロッド４０の先端が、ベース１８の一部１８ａに当接しており、アクチュエーター４１の駆動により、ロッド４０がベース１８を押し下げることができる。
【００２９】
フレーム１９ａの上部には、滑車１４が取り付けられており、この滑車１４に可撓部材としてワイヤー１３が掛けられている。このワイヤー１３の一端にベース１８が取り付けられており、他端にカウンタウエイト３０が取り付けられている。カウンタウエイト３０は、高さ方向に移動可能としてフレーム１９ｂに取り付けられている。カウンタウエイト３０は、移動ユニット２４と重量に関してバランスするために設けられているが、カウンタウエイト３０の重量は、ベース１８及びベース１８に搭載されている各部材の総重量よりも僅かに大きく設定されている。このため、カウンタウエイト３０により、ベース１８を高さ方向上方に持ち上げようとする力（弱い力）が作用するが、アクチュエーター４１のロッド４０がベース１８に当接することで、ベース１８を静止させている。なお、カウンタウエイト３０と移動ユニット２４とは略バランスしていることから、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるために、アクチュエーター４１によりベース１８を高さ方向下方に押し下げる力は小さくて済む。このため、アクチュエーター４１の出力は小さいものとすることができる。
【００３０】
アクチュエーター４１は、モータ４３を有しており、このモータ４３は、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるための推力の発生源となる。本実施形態のモータ４３は、サーボモータであり、アクチュエーター４１は、ボールねじ機構を有する。サーボモータ４３によりボールねじ機構が動作し、ロッド４０を高さ方向に沿って進退移動させる。そして、この動作が、制御部４２によって制御されて行われる。つまり、制御部４２はサーボモータ４３を制御し、サーボモータ４３によりアクチュエーター４１は動作する。
【００３１】
制御部４２は、プログラマブルロジックデバイス等からなる。制御部４２の具体的な機能について説明する。制御部４２は、サーボモータ４３の回転位置（回転数）を制御することで、アクチュエーター４１のロッド４０の進退位置を調整することができ、また、サーボモータ４３の出力（トルク）を制御することで、ロッド４０がベース１８を押す力を調整することができる。つまり、制御部４２は、サーボモータ４３を制御してアクチュエーター４１（ロッド４０）の動作ストローク、及び、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるための推力の調整を行う機能を有している。
【００３２】
以上のように構成された加工装置１０によって行われる円すいころ７の超仕上げ加工について説明する。なお、加工装置１０の各部（モータ３９、サーボモータ４３）の動作は、制御部４２から送信される制御信号に基づく。図３は、超仕上げ加工を行う加工装置１０の動作を示すフロー図である。なお、以下において、特に主体を明記しない処理は制御部４２により行われる処理である。
【００３３】
加工対象品となる円すいころ７がローラ２８，２９上に搬入されると（ステップＳ１）、円すいころ７の加工作業の準備として、その上方の初期位置にあった砥石１１を、円すいころ７に接近させる動作を行う（ステップＳ２）。このために、アクチュエーター４１を動作させ、カウンタウエイト３０による力に抗して、ベース１８を降下させる。この際、制御部４２は、サーボモータ４３の回転位置（回転数）の制御を行い（第１の制御）、ロッド４０の前進ストロークを管理する。そして、砥石１１が円すいころ７に接近した位置（以下、接近位置という）までこの制御を行う。なお、本実施形態の前記接近位置は、砥石１１は円すいころ７に接触するが円すいころ７に対して押し付け力を付与しない程度の位置である。
【００３４】
そして、砥石１１が前記接近位置に到達すると、制御部４２は、サーボモータ４３の回転を継続すると共に、サーボモータ４３のトルクの制御を行う（第２の制御）。この制御は、円すいころ７に対する砥石１１の接触力が所定の値となるまで行われ、これにより、砥石１１を円すいころ７に所定の接触力で押し付けることができる。
【００３５】
このように、制御部４２は、円すいころ７の加工作業の準備として、サーボモータ４３の回転位置制御（第１の制御）を行うことで円すいころ７に対して砥石１１を所定の接近位置とする制御を行い、この砥石１１が接近位置に達するとサーボモータ４３のトルク制御（第２の制御）に切り替える。
【００３６】
なお、従来（図４参照）、円すいころＷに対する砥石９３の位置決めを行う第２シリンダ９８と、円すいころＷに対して砥石９３を押し付ける第１シリンダ９７とは別であったが、本実施形態の加工装置１０では、円すいころ７に対する砥石１１の位置決め及び押し付けを、一つのアクチュエーター４１により実現している。つまり、円すいころ７に対する砥石１１の位置決めは、従来、円すいころＷに砥石９３を押し付ける機構とは別の機構により行っていたが、本実施形態によれば、円すいころ７に砥石１１を押し付けるためのアクチュエーター４１により実現できる。このため、加工装置１０の簡素化が可能となる。
【００３７】
そして、本実施形態では、円すいころ７の加工作業の準備として、前記のとおり、砥石１１が円すいころ７に接近するとサーボモータ４３のトルク制御（第２の制御）が、制御部４２によって行われる。従来（図４参照）、砥石９３の加圧を第１シリンダ９７のシリンダ発生圧により制御していたが、本実施形態では、サーボモータ４３のトルク制御により砥石１１の加圧制御が行われる。
【００３８】
そして、図３に戻って、超仕上げ加工を行う加工装置１０の動作について説明すると、砥石１１を円すいころ７に押し付けた状態で、ローラ２８，２９が回転することでこの円すいころ７を回転させ、更に、この動作に併せて、前記振動機構２５による砥石１１の振動を開始させる（ステップＳ３）。これにより、円すいころ７の外周面８の超仕上げ加工が行われる。
【００３９】
この加工が所定時間について行われると、砥石１１の振動を停止させ（ステップＳ４）、アクチュエーター４１を作動させて砥石１１を前記初期位置へと上昇させる（ステップＳ５）。この際、制御部４２は、アクチュエーター４１のサーボモータ４３の回転位置（回転数）の制御を行い、ロッド４０の後退ストロークを管理することで、砥石１１を前記初期位置に戻すことができる。そして、回転が停止しているローラ２８，２９から、加工を終えた円すいころ７が搬出される（ステップＳ６）
【００４０】
また、この加工装置１０では、円すいころ７の超仕上げ加工の際（前記ステップＳ３〜Ｓ４）、アクチュエーター４１の推力により円すいころ７に対して砥石１１を押し付けた状態にある。そこで、本実施形態の加工装置１０は、円すいころ７の加工異常を検知する検知手段４４を備えており（図１、図２参照）、この検知手段４４は、アクチュエーター４１のサーボモータ４３に流れる電気の測定値に基づいて、加工異常を検知する。なお、本実施形態では前記測定値は、サーボモータ４３に流れる電流値であるが、抵抗値等のその他の値であってもよい。検知手段４４は、計測器（本実施形態では電流計）４４ａと、この計測器４４ａによる測定値を判定する判定部４４ｂとを有しており、本実施形態では、判定部４４ｂは制御部４２の機能の一部として構成されている。
【００４１】
この検知手段４４の機能の具体例について説明する。例えば、円すいころ７の超仕上げ加工の途中に、砥石１１の欠けが発生した場合、その際に生じる衝撃が、砥石台３６からベース１８を通じて、アクチュエーター４１のサーボモータ４３に負荷（衝撃力）として作用し、サーボモータ４３を流れる電流値（計測器４４ａによる測定値）に変化が生じる。そこで、サーボモータ４３を流れる電流値に関して、定常時の電流値から急激に大きくなっている電流値（ピーク値）が、判定部４４ｂによって求められる。
または、例えば砥石１１が脱落すると、円すいころ７を押し付ける推力が急激に低下し、サーボモータ４３における回転トルク値が降下する。この回転トルク値の低下は、サーボモータ４３を流れる電流値に影響を与える。このため、計測器４４ａにより計測された電流値がしきい値を下回る場合、判定部４４ｂは、加工異常を検知することが可能となる。加工異常が検知されると、判定部４４ｂによって、その情報を加工装置１０の管理者（作業者）へ、例えば画像等によりモニタを通じて報知するための処理が行われる。
【００４２】
以上より、砥石１１により円すいころ７の加工を行っている間に、検知手段４４は、サーボモータ４３に流れる電流値の変化を検知することで、円すいころ７の加工異常を検知することが可能となる。なお、従来では、加工中においてその異常を検知することはできず、加工後に外観検査は必須であるが、本実施形態の場合、この外観検査を省略することも可能である。
【００４３】
ここで、砥石１１を交換した場合の砥石１１の位置設定について説明する。砥石１１を交換した場合、円すいころ７に対する砥石１１の位置が、交換前と変化することから、超仕上げ加工のために円すいころ７に対する砥石１１の位置についての再設定が必要となる。再設定の方法は、次のとおりである。
【００４４】
砥石１１を交換した後、アクチュエーター４１を動作させて初期位置にある砥石１１を降下させ円すいころ７に対して前記接近位置とする。所望の接近位置が得られると、その砥石１１の位置と、アクチュエーター４１のサーボモータ４３の回転位置（回転数）とを対応付けて、この回転位置（回転数）の情報を制御部４２の記憶部（内部メモリ）に記憶させる。そして、接近位置にある状態からサーボモータ４３を更に回転させ、円すいころ７に対するアクチュエーター４１による砥石１１の押し付け力を、サーボモータ４３の回転トルクにより管理する。つまり、円すいころ７と砥石１１との間に所望の接触力が生じていることが確認されると（推定）、サーボモータ４３の電流値と回転トルクとは関連することから、その状態におけるサーボモータ４３の電流値の情報を、制御部４２の記憶部（内部メモリ）に記憶させる。このようにして、再設定が行われる。
【００４５】
再設定が行われると、その後、円すいころ７を次々と超仕上げ加工する際、制御部４２は、前記記憶部に記憶されている情報を用いて、アクチュエーター４１の動作制御を行う。すなわち、制御部４２は、アクチュエーター４１のサーボモータ４３の回転位置（回転数）の制御を行い（回転数をカウントし）、記憶部に記憶されている回転位置（回転数）に達すると、サーボモータ４３をトルク制御に切り換え、記憶部に記憶されている回転トルク（電流値）に達すると、サーボモータ４３の回転を停止させる。つまり、サーボモータ４３の回転位置制御（第１の制御）を行い、砥石１１が接近位置に達すると、サーボモータ４３のトルク制御（第２の制御）に切り替える。
これにより、砥石１１を交換した後においても、アクチュエーター４１により、円すいころ７に対して砥石１１を所定の位置とすることができ、更に、所定の接触力で砥石１１を円すいころ７に押し付けることができる。
【００４６】
以上の構成を備えている本実施形態の加工装置１０の機能について説明する。
本実施形態の加工装置１０が備えている加圧機構２６は、砥石１１を円すいころ７に対して押し付けるために、移動ユニット２４（ベース１８）に高さ方向に沿った方向の推力を付与する機能を備えており、そのために、加圧機構２６は、サーボモータ４３により動作するアクチュエーター４１を有している。
そして、この加圧機構２６が有している制御部４２により、サーボモータ４３が制御され、アクチュエーター４１の動作ストロークを調整することにより、移動ユニット２４（ベース１８）の移動位置を調整することができる。これにより、アクチュエーター４１を用いて円すいころ７対して砥石１１を接近させて位置決めすることが可能となる。更に、制御部４２は、サーボモータ４３を制御して、アクチュエーター４１が移動ユニット２４（ベース１８）に付与する前記推力の調整を行う機能も有している。このため、アクチュエーター４１を用いて円すいころ７に対する砥石１１の接触力の調整が可能となる。
以上より、単一のアクチュエーター４１によって、円すいころ７に対する砥石１１の位置決め、及び、接触力の調整が可能となり、加工装置１０のコンパクト化が可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、移動ユニット２４は、固定部となるフレーム１９ｂに対して高さ方向（第１方向）に移動可能であるベース（第１可動部）１８と、前後方向に往復移動する主往復動部材（第２可動部）３３とを有している。主往復動部材３３は、前後方向（第２方向）に移動可能としてベース１８に取り付けられており、振動機構２５の偏心カム２１の回転により前後方向に往復移動する。
そして、砥石１１は、砥石台３６等を介してこの主往復動部材３３に搭載されており、アクチュエーター４１は、ベース１８を押し下げることで砥石１１を円すいころ７に対して接近させる構成となっている。
【００４８】
この構成によれば、振動機構２５の偏心カム２１の回転により主往復動部材３３を往復移動させることで砥石１１を振動させることができる。そして、アクチュエーター４１は、この主往復動部材３３が取り付けられているベース１８を押すことで砥石１１を円すいころ７に対して接近させ、押し付けることができる。
つまり、アクチュエーター４１は、振動機構２５により振動する部材から除かれている。このため、振動する部分のボリュームが小さくなり、振動機構２５が有するモータ３９を容量の小さいものとすることができる。また、振動する部分のボリュームが小さくなることで、加工装置１０全体として、不要な振動の発生を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の加工装置１０は、振動機構２５の一部（モータ３９以外）を搭載する移動ユニット２４とバランスさせるカウンタウエイト３０を備えていることから、アクチュエーター４１の出力は小さくて済み、アクチュエーター４１の小型化が可能となる。
また、このカウンタウエイト３０により、アクチュエーター４１を用いた移動ユニット２４の移動位置及び推力の調整を行いやすい構成となる。
【００５０】
さらに、カウンタウエイト３０を移動ユニット２４とバランスさせることによって、検知手段４４による円すいころ７の加工異常の検知精度を向上させることができる。つまり、加工異常により砥石１１に入力される力（衝撃力）は小さいが、砥石１１を搭載する移動ユニット２４は、カウンタウエイト３０によりバランスされていることで、この小さい力（衝撃力）が、砥石１１からベース１８を伝わって、アクチュエーター４１（ロッド４０）に伝わりやすい。そして、この小さい力により、アクチュエーター４１における負荷変動が発生する。そして、この負荷変動は、サーボモータ４３の回転トルクに影響を与え、この回転トルクと関連するサーボモータ４３の電流値に変動が生じる。したがって、検知手段４４（判定部４４ｂ）は、この変動を検出することが容易となる。
【００５１】
また、本発明の加工装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、振動機構２５は、図示した構成以外であってもよい。
また、前記実施形態では、超仕上げ加工を行う対象となるワークを、円すいころ７とする場合について説明したが、ワークはその他のものであってもよく、例えば、転がり軸受の外輪であってもよく、この場合、外輪の軌道面を超仕上げ加工する。
【符号の説明】
【００５２】
７：円すいころ（ワーク）      １０：加工装置      １１：砥石
１８：ベース（第１可動部）      ２４：移動ユニット      ２５：振動機構
２６：加圧機構      ２７：載置部      ３０：カウンタウエイト
４１  アクチュエーター      ４２  制御部
４３  サーボモータ（アクチュエーターのモータ）      ４４検知手段
【図１】
2016135520.tif 000003
【図２】
2016135520.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016135520.tif 000006