(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石台の上面に旋回アーム支持機構が載置され、該旋回アーム支持機構には旋回アームが旋回可能に支持され、該旋回アームの先端には電気信号を出力するタッチプローブが設けられ、
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームを低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能であることを特徴とする数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構。
【請求項２】
退避位置に位置決めされたタッチプローブに接触する基準面部材が砥石台の側面に固定されていることを特徴とする請求項１記載の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、研削盤において、ツルーイング工具と砥石との距離を精確に把握するため等に用いられるタッチプローブを、研削点位置と、研削作業に邪魔にならない退避位置に選択的に旋回できるタッチプローブの支持機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研削盤におけるタッチプローブは、主としてワークの位置決め用に設けられ、例えば実公平４−１７３２５号公報及び実公平７−１１８８５号公報に開示されるように、この種の接触検出器支持機構は、接触検出器を先端に装着したアームをワークの回転軸線と平行な軸線の回りで旋回可能に砥石台上に支持し、アームを直動又は回転シリンダによりワークの回転軸線を横切る面内で旋回駆動して接触検出器のプローブを砥石台前面側に退避する下向きの退避位置と砥石台前方の横向きに張り出す検出位置とに選択的に位置決めできるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、それらのプローブ支持機構では、退避位置と検出位置の何れの位置に検出器が位置決めされる場合でも、検出器及びそのプローブは砥石の接近位置にあり、この砥石によるワークの研削加工動作中に研削屑やクーラントにさらされて汚染され、故障し易い。
【０００４】
また、検出器のプローブが被検出対象と当接して変位した時に検出器から出力される検出信号の動作点と砥石台（つまり砥石の研削作用面）とは予め所定の相対関係位置に設定されているが、検出器が故障し、別の検出器と交換した場合、この相対位置関係がくずれ、この新たな検出器の動作点と砥石台との相対関係位置を再設定する必要がある。この再設定作業は、相対関係位置がＮＣ制御される砥石台とワークの位置関係を支配するので、十分な注意を払って行われなければならず、手間のかかる作業となる。
【０００５】
さらに、アームの旋回軸線が砥石台の前部に設けられ、砥石軸の回転軸線からワーク側に偏奇しているので、この偏奇量に相当する砥石台の部分の熱変形が検出誤差となる。つまり、砥石台のＮＣ制御量は、通常、砥石の回転軸線をワークに対しどのような位置に位置決めするかと云った観点でＮＣプログラムに指令されるので、砥石台とワークの前進方向の相対位置を砥石軸の回転軸線から偏奇した位置で検出した場合、前記偏奇量分だけ加工誤差を生じる等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、研削加工動作中に研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、設定操作が簡単で、位置測定の精度が高い研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、
砥石台の上面に旋回アーム支持機構が載置され、該旋回アーム支持機構には旋回アームが旋回可能に支持され、該旋回アームの先端には電気信号を出力するタッチプローブが設けられ、
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームを低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、退避位置に位置決めされたタッチプローブに接触する基準面部材が砥石台の側面に固定することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、
砥石台の上面に旋回アーム支持機構が載置され、該旋回アーム支持機構には旋回アームが旋回可能に支持され、該旋回アームの先端には電気信号を出力するタッチプローブが設けられ、
前記旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線とし、旋回アームをインバー等の低熱膨張材料で形成し、
前記旋回アームはタッチプローブを砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置と、該検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置とに選択的に位置決め可能としているので、研削加工中に、研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、砥石台の熱変形による影響を少なくすることができ、高精度を保つことができる。
【００１１】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、退避位置に位置決めされたタッチプローブに接触する基準面を有する基準面部材を砥石台の側面に固定することにより、新しいタッチプローブをセットする場合にその調整が簡単になり、通常の場合には接触検出器の作動のチェックをすることができる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を図１ないし図３に基づいて説明する。
本発明は主として数値制御研削盤に適用されるが、その円筒研削盤について説明する。ベッド１の上面に形成された摺動案内面にＺ軸方向にすべり案内されたワークテーブル２が設けられ、該ワークテーブル２上には主軸台３と心押し台（図示せず）が載置され、主軸台３のセンター４と心押し台のセンターとの間にワークＷを回転可能に支持するようになっている。ワークテーブル２はベッド１に対して公知の方法により数値制御等によりＺ軸方向に制御移動可能とされている。一方のベッド１には前記ワークテーブル２の移動方向に対して直角のＸ軸方向のすべり案内面５に砥石台６が載置され、砥石台６には一端にＣＢＮ砥石７を固着した砥石軸８が回転可能に軸受され、砥石駆動モータ９により回転駆動されるようになっている。砥石台６は、ベッド１に対して公知の送りネジ１０、ナット１１により数値制御等によりＸ軸方向に制御移動可能とされている。
【００１４】
砥石台６の上面には、旋回アーム支持機構２０が設けられ、該旋回アーム支持機構２０には前記砥石軸８の回転軸線と研削点Ｐを含む面と垂直でかつ該回転軸線を横切って伸びる枢軸２１が設けられ、該枢軸２１により旋回アーム２４が旋回可能に支持されている。旋回アーム２４の枢軸２１には、その上部に回転シリンダ２５が固着され、さらにその上端には回転角度を規制するリミットスイッチ２９を作動するドッグ２６が設けられている。前記旋回アーム２４はその前部が下方へ垂直に曲げられＬ字形をなしており、その下端部にタッチプローブ２２を先端に有する接触検出器２３を支持している。タッチプローブ２２の先端は球状の接触部をなしており、その球状先端はＣＢＮ砥石７の研削点Ｐと略整列し、砥石７の中心軸線とワークＷの中心線とを結ぶ線上に配置され、前記旋回アーム２４がＺ軸と垂直な位置を取る検出位置と、タッチプローブ２２が砥石台６の側面に接近する退避位置との間で旋回、位置決め可能とされている。旋回アーム２４はインバー等の低熱膨張材料により構成することにより、タッチプローブ２２と枢軸２１との長さが熱膨張により変化するのを防いでいる。
【００１５】
砥石台６のワークテーブル２に面する側面には、退避位置のタッチプローブ２２の球状先端が接する基準面２８を形成した基準面部材２７が固定されており、その基準面２８は、退避位置にあるタッチプローブ２２の先端と揺動アーム２４の枢軸２１を結ぶ線と垂直になるように形成されている。該基準面部材２７は、これにタッチプローブ２２が接触することにより所定の電気信号が検出器２３から出力されるようにするもので、接触検出器２３が故障して新品と交換された場合に、そのタッチプローブ２２の先端球状部と砥石軸線位置との設定距離を故障前の設定距離に容易に再現できるようにするものである。また、タッチプローブ２２の検出位置への旋回に先立って接触検出器２３の動作チェックの機能をも有するものである。なお、接触検出器２３は、アナログ或いはデジタル電気信号を出力する形式のものが用いられるが、単なるオン・オフ信号を出す形式のものでも良い。
【００１６】
一方、主軸台３には、砥石台６に面する側面に砥石目立て用のツルーイング装置３１が設けられており、該ツルーイング装置３１は、先端にロータリツルーイング工具３２を支持した工具軸が回動可能に設けられ、その他端に設けられたモータ３３により回転駆動されるように構成されている。
さらに、ツルーイング工具３２のワークＷ寄りの主軸台３側面に、転写ピン３４がホルダー３５により固定され、該転写ピン３４の先端は、ツルーイング工具３２の外径面とほぼ一致するようにされている。
なお、４０は砥石をカバーするように砥石台６に設けられた砥石ガードである。
【００１７】
次に、本発明の実施例の作用について説明する。
本発明のタッチプローブ２２付き接触検出器２３は、その使用形態の１例として、砥石のツルーイング動作に先立って砥石径を算出するため、ツルーイング工具の先端位置を検出するために使用される。
先ず、ワークテーブル２を移動して転写ピン３４を砥石７に整列させ、砥石台６を送りネジ１０により前進させて砥石７で転写ピン３４を所定の微小量研削する。研削したがどうかは、図示されていないＡＥセンサで確認し、その位置で砥石台６を停止し、その位置を記憶する。
【００１８】
次に、旋回アーム支持機構２０の回転シリンダ２５を作動させ、ドッグ２６とリミットスイッチ２９の働きにより旋回アームを検出位置へ旋回し、ワークテーブル２をＺ方向に移動させて転写ピン３４を接触検出器のタッチプローブ２２に整列させ、砥石台６を接触検出器２３から所定の電気的出力が得られるまで前進させ、砥石台６を停止させ、その位置を記憶する。
転写ピン３４を微小量研削した砥石台６の前進位置と接触検出器２３から所定の電気的出力が得られた砥石台６の前進位置と枢軸２１〜タッチプローブ２２間の距離とに基づき、ＣＢＮ砥石７の砥石径を算出する。
【００１９】
次に、再びワークテーブル２をＺ方向に移動させてタッチプローブ２２と回転が停止されているツルーイング工具３２とを整列させた後、接触検出器２３から所定の電気的出力が得られるまで砥石台６を前進させ、ツルーイング工具３２の先端位置を検出する。
検出が終われば、再び回転シリンダ２５を作動させ、旋回アーム２４を旋回し、タッチプローブ２２を加工に影響のない砥石台側面部に退避させる。この退避位置において、タッチプローブ２２は砥石台側面に固定されている基準面部材２７の基準面２８と接触する。
【００２０】
これらのデータに基づき、その後に回転されるツルーイング工具３２によりＣＢＮ砥石７をツルーイングするときは、砥石７に対し所定の微小な切り込みを正確に与えることができ、正確な砥石径データに基づいた高精度の研削作業を行うことができる。
以上、本発明の実施例として、円筒研削盤に適用したものについて説明したが、例えば、アングル砥石台を持つ円筒研削盤や、平面研削盤等の他の研削盤にも適用できることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のような構成により、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は、旋回アームにより、タッチプローブが砥石の研削点の近傍に進出させる検出位置から砥石に対して離間する方向に後退して砥石台の側面に接近する退避位置に退避できるので、研削加工中に、研削屑やクーラントにより汚染されることがなく、故障を少なくでき、長期間高精度に保つことができる。併せて、旋回アームの旋回軸を砥石の回転軸線上でこの軸線と砥石の研削点を含む面に垂直に延び、かつ該砥石の回転軸線を横切って伸びる軸線としているので、旋回アームの長さが砥石軸線と砥石研削点との距離と同じになり、ＮＣ制御研削盤においては、通常砥石の回転軸線の位置により制御されているので、従来例のように、タッチプローブを砥石台の砥石の回転軸線より砥石研削点に近い位置に取付けたものに比較して砥石台の熱変形による影響がなく、タッチプローブの測定結果における熱変形の影響を少なくすることができ、さらに、旋回アームを低熱膨張材料で形成することによりさらに高精度を保つことができる。したがって、高精度の研削作業を行うことができる。
【００２２】
また、本発明の数値制御研削盤の砥石台におけるタッチプローブ支持機構は退避位置に位置決めされたタッチプローブが砥石台の側面に固定された基準面部材と接触することにより、接触検出器が故障して新品と交換された場合に、そのタッチプローブの先端球状部と砥石軸線位置との設定距離を故障前の設定距離に容易に再現することができるし、タッチプローブの検出位置への旋回に先立って接触検出器の動作チェックを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様である接触検出器支持機構を備えた円筒研削盤の要部平面図。
【図２】図１に示す研削盤の一部を破断して示す右側面図。
【図３】図１に示す研削盤の一部を破断して示す砥石台の正面図。
【符号の説明】
１：    ベッド
２：    ワークテーブル
３：    主軸台
６：    砥石台
７：    ＣＢＮ砥石
２０：  旋回アーム支持機構
２２：  タッチプローブ
２３：  接触検出器
２４：  旋回アーム
２７：  基準面部材
３２：  ツルーイング工具
３４：  転写ピン
Ｗ：    ワーク
Ｐ：    研削点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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