JP2014172114A

JP2014172114A - 芯出し装置

Info

Publication number: JP2014172114A
Application number: JP2013045377A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kurahashi; 一徳倉橋; Hajime Ichikawa; 一市川
Original assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: JTEKT Machine Systems Corp
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】回転テーブル上にワークを載置する際に、仮置き冶具などを必要とせず、芯出し作業を容易且つ自動で行うことができる芯出し装置を提供する。
【解決手段】芯出し装置は、回転駆動機構２０によって軸中心に回転され、上面にワークが載置され固定される回転テーブル１６と、当該回転テーブル１６の法線方向に沿って進退する軸状のプッシュロッドを具備し、前記回転テーブル１６よりも法線方向外方に配設されたプッシャ装置２５と、法線方向に沿って進退する係止部材を具備し、回転テーブル１６の周方向において前記プッシャ装置２５との間に略９０°の間隔を空け、且つ、回転テーブル１６よりも法線方向外方に配設されたストッパ装置４０とから構成されており、制御装置５０によって、基準値決定処理、振れ量算出処理及び振れ最大位相決定処理を実行するとともに、基準値、振れ量及び振れ最大位相を基に芯出し処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転テーブル上に載置されたワークの芯を出す芯出し装置に関する。

ワークに精度良く機械加工を施すためには、機械加工を施すに当たり、ワークの中心からの位置を合わせる所謂芯出し作業を行う必要があり、従来から、この芯出し作業を行う芯出し装置として、例えば、特開昭６０−２３８２５８号公報に開示された自動芯出し装置などが提案されている。

前記自動芯出し装置は、ワークが載置され、回転中心軸回りに回転自在に設けられた回転テーブル、この回転テーブルの回転角度位置を検知する回転角度位置検知器、先端に修正ヘッドが設けられ、回転中心軸側に向けてワークを押圧する修正機、前記修正ヘッドの先端に設けられ、ワーク外周面の前記回転中心軸に対する径方向の変位を検出する接触型の径方向変位検出器、前記回転角度位置検知器の検知結果及び前記径方向変位検出器の検出結果に基づき、前記変位を修正すべきワークの回転角度位置及びその修正量を演算する演算制御回路などを備えている。

この自動芯出し装置によれば、まず、回転テーブル上に載置したワークの外周面に前記修正ヘッドの先端、即ち、径方向変位検出器を当接させた後、回転テーブルを回転させる。これに伴い、演算制御回路は、回転角度位置検知器により検知される回転テーブルの回転角度位置を所定の周期で読み込むとともに、径方向変位検出器により検出されるワークの読込時間ごとの変位量を読み込む。

そして、前記演算制御回路は、読み込んだ変位量から芯ずれ量を算出し、この算出した芯ずれ量が設定された許容芯ずれ量以上である場合には、芯ずれ量が最大となる回転角度位置が修正ヘッドの先端の位置と一致するように、適宜駆動指令信号を発して回転テーブルを回転させる。

しかる後、演算制御回路は、適宜駆動指令信号を発して、芯ずれ量分だけ修正ヘッドを進出させる。これにより、ワークの芯ずれが修正され、芯出し作業が完了する。

特開昭６０−２３８２５８号公報

ところで、上記従来の自動芯出し装置においては、上述したように、ワークの変位を検出するために、径方向変位検出器をワークに当接させる必要があるため、当該径方向変位検出器の測定許容範囲内に予めワークを搭載する必要がある。そこで、上記従来の自動芯出し装置では、ワークを回転テーブル上に載置するに際して、当該ワークが測定許容範囲内に位置するように適宜仮置き冶具などを用いて、ワークを適切な位置に載置するようにしなければならない。

また、変位検出器が非接触型であり、変位検出器をワークに当接させる必要がない場合であっても、芯ずれ量を極力小さくして、芯出し作業に掛かる時間を短縮するためには、ワークをある程度適切な位置に載置する必要があり、この際、仮置き冶具などを用いなければならない。

しかしながら、仮置き冶具などを用いると、ワークの取り換えごとに仮置き冶具の取付及び除去作業が必要となり、芯出し作業が煩雑なものになるという問題があった。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、回転テーブル上にワークを載置する際に、仮置き冶具などを必要とせず、芯出し作業を容易且つ自動で行うことができる芯出し装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、回転テーブル上に取り付けられるワークの芯出しを行う芯出し装置に関し、
この芯出し装置は、
表面にワークが取り付けられる円盤状の回転テーブルと、
前記回転テーブルを軸中心に回転させる回転駆動機構と、
前記回転テーブルの位相を検出する位相検出機構と、
前記回転テーブルの法線方向に沿って進退する軸状の押当部材を具備し、前記回転テーブルに対し前記法線方向外方に配設されたプッシャ機構と、
ワークの半径よりも前記回転テーブルの回転中心からの距離が離れた位置で、ワークの外周面に当接する係止部材を具備し、前記回転テーブルに対し前記法線方向外方に配設されたストッパ機構と、
前記押当部材の先端に並設され、前記回転テーブル上のワークの前記法線方向の変位を検出する変位検出機構と、
前記回転駆動機構及びプッシャ機構の作動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記変位検出機構により検出される変位を基に基準値を決定し、前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記検出される変位及び前記位相検出機構により検出される回転テーブルの位相を基にワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を決定するとともに、前記変位検出機構により検出される変位を基にワークの振れ量を算出し、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記算出したワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を、前記押当部材の先端と対向する位相に一致させ、前記プッシャ機構の作動を制御して押当部材を前記変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置に移動させてから、該押当部材をワークに向けて進出させ、該ワークを前記振れ量分だけ移動させる処理を行うように構成されている。

この芯出し装置によれば、まず、ストッパ機構の係止部材の進退位置を、当該係止部材の先端が、載置するワークの半径よりも回転テーブルの回転中心から離れた位置で当接する位置に調整するとともに、前記回転中心から押当部材の先端までの距離がワークの半径と略等しくなるように、押当部材の進退位置が自動で調整される。そして、押当部材及び係止部材の各先端にワークの外周面が当接した状態で、回転テーブルの表面にワークを載置する。

ついで、変位検出機構により検出される変位を基に基準値を決定する。尚、基準値を決定する方法としては、押当部材がワークの外周面に当接している際に、変位検出機構によって検出される変位量を基準値として決定するようにすれば良い。

次に、前記制御装置による制御の下、前記回転駆動機構によって回転テーブルを軸中心に回転させる。この際、前記プッシャ機構の押当部材は、その先端がワークの外周面よりも法線方向外方に位置するように、その進退位置が調整されている。

ついで、回転テーブルを回転させた状態で、前記位相検出機構により検出される回転テーブルの位相と、変位検出機構により検出されるワークの変位とから、ワークの振れが最大となる回転テーブルの位相（以下、「振れ最大位相」という）を前記制御装置によって決定するとともに、前記変位検出機構により検出されるワークの変位を基に、前記制御装置によってワークの振れ量（芯ずれ量）を算出する。

尚、ワークの振れを算出する方法としては、例えば、検出される変位の内、最大値及びこの変位が最大値となる位相と１８０°ずれた位相における変位の値を抽出し、これら２つの値の和を２で割る算出方法を例示することができる。また、振れ最大位相を決定する方法としては、ワークを回転させた状態で変位の値が増加から減少に一定量転じた時点における位相と、ワークを逆回転させた状態で変位の値が増加から減少に一定量転じた時点における位相とを検出し、両者の間の位相をワークの振れ最大位相に決定する方法を例示することができる。

しかる後、前記制御装置による制御の下、振れ最大位相が押当部材の先端と対向する位相と一致するように、前記回転テーブルを回転させる。その後、前記制御装置によってプッシャ機構を制御して、押当部材を変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置に移動させてから、当該押当部材をワークに向けて進出させ、その先端をワークに押し当てて、ワークを前記算出した振れ量分だけ移動させる。これにより、ワークの芯出しが完了する。

そして、上述したように、この芯出し装置においては、前記ストッパ機構における係止部材の先端が、ワークの半径よりも回転テーブルの回転中心から離れた位置となっており、当該係止部材の先端に外周面が当接するようにワークが載置されるため、芯出し完了時に、係止部材の先端とワーク外周面との間に隙間が確保される。したがって、従来の仮置き冶具のように、ワークを載置する際にストッパ機構自体を取り付けるための作業を行う必要もなく、また、芯出し完了後にこれを除去する作業を行う必要もないため、ワークの取り換えも容易に行うことができ、芯出し作業における煩雑さを解消することができる。

尚、上記芯出し装置における制御装置は、
変位検出機構によって検出される変位を基に基準値を決定する基準値決定部と、
前記変位検出機構によって検出されるワークの変位及び前記位相検出機構によって検出される回転テーブルの位相を取得し、該取得したワークの変位及び回転テーブルの位相を基に、ワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を決定する振れ最大位相決定部と、
前記変位検出機構によって検出されるワークの変位を取得し、該取得したワークの変位を基に、ワークの最大振れ量を算出する振れ量算出部とを備え、
変位検出機構によって検出される変位を基に基準値を決定する基準値決定処理と、
前記ワークの変位及び回転テーブルの位相を基に、振れ量が最大となる回転テーブルの位相を決定する振れ最大位相決定処理と、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させた状態で、変位検出機構によってワークの変位を検出し、検出したワークの変位を基にワークの最大振れ量を算出する振れ量算出処理と、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記決定された振れ最大位相を、前記押当部材の先端と対向する位相に一致させるとともに、前記プッシャ機構の作動を制御して、押当部材を前記変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置まで移動させてから、ワークに向けて前記押当部材を進出させ、該ワークを前記最大振れ量分だけ移動させる芯出し処理とを実行することが好ましい。

この場合、前記押当部材及び係止部材の各先端に外周面が当接した状態でワークを回転テーブルの表面に載置した後、基準値決定部が、変位検出機構によって検出されるワークの変位量を取得し、当該基準値決定部において基準値が決定される。

次に、回転駆動機構を制御して回転テーブルを回転させる。尚、回転テーブルを回転させるにあたり、プッシャ機構を制御して、回転テーブルが回転した際にワークと接触しない位置まで、押当部材を後退させておく。

ついで、回転テーブルを回転させた状態で、変位検出機構によって検出されるワークの変位及び位相検出機構によって検出される回転テーブルの位相を、前記振れ最大位相決定部が取得し、この振れ最大位相決定部において前記振れ最大位相が決定される。

また、前記振れ量算出部は、変位検出機構によって検出されるワークの変位を取得し、この振れ量算出部においてワークの振れ量が算出される。

次に、前記制御装置によって回転駆動機構を制御した上で回転テーブルを回転させ、前記振れ最大位相と前記押当部材の先端と対向する位相とを一致させる。ついで、前記制御装置によってプッシャ機構を制御して、押当部材を変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置まで移動させてから、前記振れ量分だけワークを移動させるように、押当部材をワークに向けて進出させる。そして、ワークＷを振れ量分だけ移動させた後、プッシャ機構の押当部材を後退させる。これにより、ワークが芯出しされる。

尚、前記制御装置は、前記振れ最大位相決定処理、振れ量算出処理及び芯出し処理を、ワークの振れ量が所定範囲内となる、又は、前記３つの処理の繰り返し回数が所定回数になるまで、前記３つの処理を繰り返し実行するようにすることが好ましい。このようにすれば、ワークの芯出しをより精度良く行うことができる。

また、前記制御装置における振れ最大位相決定部は、前記回転テーブルを一方向に回転させた状態で、前記変位検出機構によって検出されるワークの変位が増加から減少に転じた時点の位相を認識するとともに、前記回転テーブルを逆方向に回転させた状態で検出されるワークの変位が増加から減少に転じた時点の位相を認識し、これら２つの認識した位相の中間の位相を、ワークの振れが最大となる回転テーブルの位相として決定する処理を実行するように構成されることが好ましい。

このように、２つの方向に回転させた際の位相を認識し、これら２つの認識した位相の中間の位相を振れ最大位相として決定することが好ましいのは、以下の理由によるものである。即ち、一方向に回転させた状態で認識した位相は、ワークの変位が増加から減少に転じた時点の位相であり、検出される変位が最大値となる本来の振れ最大位相ではないため、一方向に回転させた際に認識した位相と逆方向に回転させた際に認識した位相との間の位相を振れ最大位相とすることで、より本来の振れ最大位相に近い振れ最大位相を決定することができるからである。

以上のように、本発明に係る芯出し装置によれば、仮置き冶具を用いることなく、ワークの芯出しを自動で行うことができ、また、ストッパ機構の取付作業や除去作業を行う必要がないため、ワークの取り換えも容易に行うことができ、芯出し作業における煩雑さを解消することができる。

本発明の一実施形態に係る芯出し装置を備えた立型研削盤を示す斜視図である。芯出し装置を示す斜視図である。プッシャ機構を示す断面図である。ストッパ機構を示す上面図である。図５における矢視Ａ方向から見た正面図である。図６における矢視Ｂ方向から見た側面図である。芯出し装置における制御装置の構成を示したブロック図である。本実施形態の制御装置における一連の処理を示したフローチャートである。本実施形態の基準値決定部における一連の処理を示したフローチャートである。本実施形態の振れ最大位相決定部における一連の処理を示したフローチャートである。本実施形態の振れ量算出部における一連の処理を示したフローチャートである。芯出し作業の過程を説明するための説明図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面に基づき説明する。尚、以下、芯出し装置を備えた立型研削盤を例にとって説明する。

図１に示すように、本例の芯出し装置１５を備えた立型研削盤１は、ベッド２と、当該ベッド２の上面に立設されたコラム３と、Ｘ軸移動ユニット７、Ｚ軸移動ユニット８及び回転ユニット９とからなり、前記Ｘ軸移動ユニット７がコラム３に支持された送り装置５と、前記回転ユニット９に固設され、砥石車１１を回転自在に支持する砥石台１０と、前記ベッド２の上面に配設された芯出し装置１５と、前記送り装置５や芯出し装置１５の作動をＮＣ制御する制御装置５０とから構成されている。

前記Ｘ軸移動ユニット７は、Ｘ軸移動台７ａやＸ軸ガイドレール（図示せず）などからなり、適宜ボールねじなどの送りねじ機構によって、Ｘ軸移動台７ａがＸ軸ガイドレールに沿って移動するようになっている。Ｚ軸移動ユニット８は、前記Ｘ軸移動台７ａに支持され、Ｚ軸移動台８ａやＺ軸ガイドレール（図示せず）などからなり、適宜送りねじ機構によって、Ｚ軸移動台８ａがＺ軸ガイドレールに沿って移動するようになっている。また、回転ユニット９は、前記Ｚ軸移動台８ａに支持され、回転台９ａや当該回転台９ａを回転させる適宜駆動機構などからなり、回転台９ａがＸ−Ｚ平面内で回転するようになっている。

前記砥石台１０は、円柱形状の砥石台本体１０ａや当該砥石台本体１０ａの先端部に回転自在に設けられた回転軸１０ｂなどからなり、前記砥石台本体１０ａが前記回転台９ａの前面に固設されている。また、前記回転軸１０ｂの先端部には、適宜クランプ機構によって砥石車１１が取り付けられており、当該砥石車１１は、適宜回転駆動機構によって所定の速度で回転されるようになっている。

斯くして、前記砥石台１０に支持された砥石車１１は、送り装置５のＸ軸移動ユニット７のＸ軸移動台７ａ及びＺ軸移動ユニット８のＺ軸移動台８ａが移動することによってＸ軸及びＺ軸方向に移動し、回転ユニット９の回転台９ａが回転することによってＸ−Ｚ平面内で旋回する。

次に芯出し装置１５について、図２〜図１１を参照して説明する。

図２に示すように、前記芯出し装置１５は、回転駆動機構２０によって軸中心に回転され、上面にワークＷが載置され固定される回転テーブル１６と、当該回転テーブル１６の位相を検出する位相検出器２３と、回転テーブル１６の法線方向に沿って進退する軸状のプッシュロッド２９を具備し、前記回転テーブル１６よりも法線方向外方に配設されたプッシャ装置２５と、法線方向に沿って進退する係止部材４５を具備し、回転テーブル１６の周方向において前記プッシャ装置２５との間に略９０°の間隔を空け、且つ、回転テーブル１６よりも法線方向外方に配設されたストッパ装置４０とから構成されている。

前記回転テーブル１６は、その上面が電磁力による吸着作用によってワークＷを固定する、所謂電磁チャックとなっており、着磁力を調整することによって、ワークＷの固定強度を調整することができるようになっている。尚、ワークＷを固定するためのチャック機構は、電磁チャックに限られるものではなく、機械的にワークＷを固定するようなチャック機構であっても良い。

前記回転駆動機構２０は、前記制御装置５０によってその作動が制御される駆動モータ２１や、駆動モータ２１の回転を伝達する回転伝達機構（図示せず）などからなり、前記回転テーブル１６の下方に配設されている。また、前記位相検出器２３は、駆動モータ２１に連結されたロータリーエンコーダなどからなり、駆動モータ２１の回転位置を基に回転テーブル１６の位相を検出し、検出した位相を前記制御装置５０に出力する。

次に、前記プッシャ装置２５について、図３を参照しつつ説明する。尚、図３はプッシャ装置２５の断面図である。

前記プッシャ装置２５は、回転軸２７に第１ギア２８が取り付けられた駆動モータ２６と、軸線に沿って貫通孔２９ａが形成されたプッシュロッド２９と、回転テーブル１６上に固定されたワークＷの変位を検出する変位検出器３２と、後端側に前記第１ギア２８と噛合する第２ギア３４が取り付けられた送りねじ３３と、駆動モータ２６、２つのギア２８，３４、プッシュロッド２９及び送りねじ３３が収納されるハウジング３５とから構成され、回転テーブル１６を取り囲むように配設された支持部材１７上に固定されている。

尚、前記ハウジング３５は、後端面に開口部が形成され、駆動モータ２６が収納される収納ケース３６と、この収納ケース３６の後端面に固設され、第１及び第２ギア２８，３４が収納されるギアケース３７と、収納ケース３６の下方に位置するようにギアケース３７の前端面に固設され、プッシュロッド２９が収納される筒状のガイドケース３８とからなり、前記ギアケース３７の前端面には、収納ケース３６と対向する部分及びガイドケース３８と対向する部分に、それぞれ貫通孔３７ａ，３７ｂが形成されており、収納ケース３６内の空間とギアケース３７内の空間とは、回転軸２７が挿通可能に連通し、また、ギアケース３７内の空間とガイドケース３８内の空間とは、送りねじ３３が挿通可能に連通している。尚、前記ギアケース３７は、第１及び第２ギア２８，３４が収納された状態で、蓋体３７ｃが後端面に固設されている。

前記駆動モータ２６は、例えばサーボモータなどであり、前記制御装置５０によってその作動が制御される。また、当該駆動モータ２６は、回転軸２７を後方に向けた状態で、第１ギア２８がギアケース３７内に配設されるように収納ケース３６内に収納されている。尚、当該駆動モータ２６には、回転位置を検出するエンコーダ（図示せず）が連結されており、このエンコーダは、前記制御装置５０に駆動モータ２６の角度位置を出力するようになっている。

前記プッシュロッド２９は、ナット３０が後端部に固定されており、このナット３０に送りねじ３３が螺合した状態で前記ガイドケース３８内に前後方向に進退自在に挿入されている。また、当該プッシュロッド２９の先端部には、ワークＷに押し当てられる押当体３１が固設されている。

前記変位検出器３２は、非接触型の変位検出器であって、前記プッシュロッド２９の押当体３１の前端面よりわずかに凹んだ位置に固設され、前記押当体３１がワークＷに当接した際に、ワークＷと接触しない状態で、ワークＷの変位を検出する。また、当該変位検出器３２は、検出したワークＷの変位を前記制御装置５０に出力する。尚、本例においては、変位検出器３２を非接触型のものとしているが、接触型の変位検出器であっても良い。

前記送りねじ３３は、上述したように、後端側に第２ギア３４が取り付けられており、当該第２ギア３４がギアケース３７内に配設された状態で、先端側が前記ナット３０に螺合されている。

斯くして、このプッシャ装置２５によれば、前記制御装置５０による制御の下、駆動モータ２６を回転させ回転軸２７を回転させると、歯部が相互に噛合した第１及び第２ギア２８，３４によって送りねじ３３に回転が伝達され、これに螺合したプッシュロッド２９が前記法線方向に沿って進退する。

次に、前記ストッパ装置４０について、図４〜図６を参照して説明する。

前記ストッパ装置４０は、前記支持部材１７に固定される基台４１と、当該基台４１に支持された軸状の係止部材４５と、基台４１に設けられ、係止部材４５を固定するためのクランパ４９とから構成されている。

前記基台４１は、その上面に係止部材４５が進退自在に支持される支持部４２が形成されており、当該支持部４２は、係止部材４５が挿通される貫通孔４３ａが形成された第１支持部４３と、係止部材４５が係合する係合溝４４ａが形成された第２支持部４４とからなる。

前記第１支持部４３は、その側面から前記貫通孔４３ａの内周面に貫通し、且つ、前面から背面に貫通した割り溝４３ｂが形成されるとともに、上面に開口し、且つ、割り溝４３ｂの両内壁面に開口し、割り溝４３ｂよりも下側の部分にねじ溝が形成された係合孔４３ｃが形成されている。また、当該第１支持部４３は、その上面に切欠部４３ｄが形成されており、切欠部４３ｄの底面から貫通孔４３ａの内周面に貫通するように、貫通孔４３ａに沿って溝４３ｅが形成されている。

前記係止部材４５は、その外周面の一部に、目盛りが表示された四角柱形状のゲージ４７が、当該係止部材４５の軸線方向に沿って固設されており、当該ゲージ４７と前記第１支持部４３の溝４３ｅとが係合した状態で、第一支持部４３によって支持されている。尚、切欠部４３ｄの底面には、当該ゲージ４７の目盛りを指す指示プレート４３ｆが固設されている。

前記クランパ４９は、一方端側にねじ部が形成され、当該ねじ部が前記係合孔４３ｃのねじ溝に螺合するように、係合孔４３ｃに挿入されたクランプ用ねじ４９ａと、当該クランプ用ねじ４９ａの他端部に取り付けられたハンドル４９ｂとからなる。

斯くして、このストッパ装置４０によれば、指示プレート４３ｆで指された目盛りを参照しつつ、係止部材４５の進退位置を手動で調節した後、ハンドル４９ｂを介してクランプ用ねじ４９ａを回転させることで、割り溝４３ｂの幅が狭まり、貫通孔４３ａに挿通された係止部材４５が所定の位置に固定される。

前記制御装置５０は、図７に示すように、プッシャ装置２５のプッシュロッド２９の先端が所定の位置にある際における変位検出器の値を基準値として決定する基準値決定部５１と、ワークＷの振れ量を算出する振れ量算出部５２と、ワークＷの振れが最大となる回転テーブル１６の位相（振れ最大位相）を決定する振れ最大位相決定部５３と、基準値、振れ量及び振れ最大位相に基づき芯出し処理を実行する主制御部５６と、回転駆動機構２０の作動を制御する回転駆動機構制御部５４と、プッシャ装置２５の作動を制御するプッシャ装置制御部５５とからなる。そして、前記主制御部５６は、図８に示す一連の処理を実行し、前記基準値決定部５１は図９に示す一連の処理を実行し、前記振れ最大位相決定部５３は、図１０に示す一連の処理を実行し、前記振れ量算出部５２は図１１に示す一連の処理を実行する。また、前記回転駆動機構制御部５４は、位相検出器２３で検出される回転テーブルの位相が所定の位相となるように駆動モータ２１を回転させ、前記プッシャ装置制御部５５は、前記第１ギア２８及び第２ギア３４の減速比と適宜エンコーダで検出される駆動モータ２６の角度位置とを基に、プッシャロッド２９の位置が所定の位置となるように駆動モータ２６を回転させる。尚、送り装置５などの作動を制御する機能部については、その図示を省略した。

以下、制御装置５０で実行される処理フローについて、図８〜図１１を参照して説明する。

まず、主制御部５６において、基準値の決定が完了したか否かを確認し（ステップＳ１）、基準値の決定が完了していないと判断した場合には基準値決定部５１において基準値決定処理を実行し、基準値の決定が完了していると判断した場合には、ステップＳ４に進む。

基準値決定部５１では、まず、押当体３１がワークＷの外周面に当接した状態において、変位検出器３２によって検出された変位量を主制御部５６を介して取得し（ステップＳ２）、前記取得した変位量を基準値として決定し（ステップＳ３）、ステップＳ１に進む。

ついで、主制御部５６においては、振れ最大位相の決定が完了したか否かを確認し（ステップＳ４）、完了していないと判断した場合には振れ最大位相決定部５３において振れ最大位相決定処理を実行し、完了したと判断した場合にはステップＳ１６に進む。

振れ最大位相決定部５３では、まず、主制御部５６を介してプッシャ装置制御部５５に動作指令を送信して、当該プッシャ装置制御部５５によって駆動モータ２６を回転させ、回転テーブル１６を回転させた際に、押当体３１がワークＷと接触しない位置までプッシュロッド２９を後退させる（ステップＳ５）。ついで、主制御部５６を介して回転駆動機構制御部５４に動作指令を送信し、当該回転駆動機構制御部５４によって駆動モータ２１を回転させて、回転テーブル１６を正逆どちらか一方に回転させ（ステップＳ６）、この状態で変位検出器３２によって検出される変位を主制御部５６を介して取得する（ステップＳ７）。そして、変位が増加から減少に転じたか否か（言い換えれば、変位の変化量が極大値を超えたか否か）を確認し（ステップＳ８）、増加から減少に転じていないと判断した場合には再度ステップＳ７以降の処理を実行し、増加から減少に転じたと判断した場合には、その時点における位相検出器２３によって検出された位相を仮の振れ最大位相として適宜記憶部に記憶して（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進む。

ついで、主制御部５６を介して回転駆動機構制御部５４に動作指令を送信して、当該制御部５４によって駆動モータ２１を回転させ、回転テーブル１６を上記とは逆の方向に回転させて（ステップＳ１０）、この状態で変位検出器３２によって検出される変位を主制御部５６を介して取得する（ステップＳ１１）。しかる後、同様に、変位が増加から減少に転じたか否かを確認し（ステップＳ１２）、転じていないと判断した場合には再度ステップＳ１１以降の処理を実行し、転じたと判断した場合にはその時点において検出された位相を仮の振れ最大位相として適宜記憶部に記憶する（ステップＳ１３）。

そして、前記記憶した２つの仮の振れ最大位相を読み出し（ステップＳ１４）、読み出した２つの仮の振れ最大位相の中間の位相を振れ最大位相として決定し（ステップＳ１５）、ステップＳ４に進む。

ついで、主制御部５６においては、振れ量の算出が完了したか否かを確認し（ステップＳ１６）、完了していないと判断した場合には振れ量算出部５２において振れ量算出処理を実行し、振れ量の算出が完了していると判断した場合にはステップＳ２１に進む。

振れ量算出部５２においては、まず、主制御部５６を介して回転駆動機構制御部５４に動作指令を送信して、当該回転駆動機構制御部５４によって駆動モータ２１を回転させて、回転テーブル１６を正逆どちらか一方に回転させる（ステップＳ１７）。次に、回転テーブル１６が回転した状態で、変位検出器３２によって検出される変位を主制御部５６を介して取得し（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に進む。

そして、ステップＳ１９では、変位の最大値及びこの変位が最大値となる位相と１８０°ずれた位相における変位の値を取得したか否かを確認し、取得していないと判断した場合には上記ステップＳ１８を再度実行する。一方、取得したと判断した場合には、取得した２つの値の和を２で割ってワークＷの振れ量を算出し（ステップＳ２０）、ステップＳ１６に進む。

次に、主制御部５６では、算出した振れ量が予め設定した許容範囲内に収まっているか否かを確認し（ステップＳ２１）、許容範囲内に収まっていると判断した場合には全ての処理を終了し、許容範囲内に収まっていないと判断した場合にはステップＳ２２に進む。

ついで、主制御部５６において、基準値、振れ量及び振れ最大位相を読み出し（ステップＳ２２）、回転駆動機構制御部５４に動作指令を送信し、当該回転駆動機構制御部５４によって駆動モータ２１を回転させて、読み出した振れ最大位相を前記プッシャ装置２５のプッシュロッド２９と対向する位相と一致させ（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。そして、ステップＳ２４では、プッシャ装置制御部５５に動作指令を送信し、当該プッシャ装置制御部５５によって駆動モータ２６を回転させて、変位検出器３２によって検出される変位が前記基準値となる位置にまでプッシャロッド２９を移動させた後、更に駆動モータ２６を回転させて、プッシュロッド２９を前記算出した振れ量分だけ移動させる。しかる後、上記ステップＳ５以降の処理を再度実行する。

次に、以上の構成を備えた立型研削盤１においてワークＷの芯出しをする過程について、以下、図１２を参照して詳細に説明する。

まず、載置されるワークＷの半径よりも回転テーブル１６の回転中心からの距離が離れた位置に係止部材４５の先端部が位置するように、指示プレート４３ｆで指される目盛りを参照しつつ、ストッパ装置４０の係止部材４５を進退させる。そして、係止部材４５を所定の位置に進退させた後、クランプ用ねじ４９ａを回転させて、係止部材４５を固定する。尚、プッシャ装置２５のプッシュロッド２９は、制御装置５０に入力されるワークＷの外径寸法に合わせて自動的に調整される。

ついで、ワークＷを、その外周面が押当体３１及び係止部材４５の先端に当接した状態で回転テーブル１６上に載置する。これにより、図１２に示すように、回転テーブル１６の中心Ｍ１に対しワークＷの中心Ｍ２が所定量だけ芯ずれした位置に載置される。尚、回転テーブル１６上にワークＷを載置する方法としては、適宜ワーク投入装置を用いて自動で回転テーブル１６上にワークＷを載置する方法を例示することができる。

次に、基準値決定部５１により基準値決定処理を実行して基準値を決定する。

具体的には、プッシュロッド２９の押当体３１にワークＷの外周面が当接した状態において、基準値決定部５１が変位検出器３２によって検出された変位量を取得し、前記取得した変位量を基準値として決定する。

ついで、電磁力による吸着作用によってワークＷを回転テーブル１６上で固定してから、振れ最大位相決定部５３によって振れ最大位相決定処理を実行し、ワークＷの振れが最大となる回転テーブル１６の位相を決定する。

即ち、まず、回転テーブル１６を回転させた際に押当体３１がワークＷに接触しない位置まで、プッシュロッド２９を後退させる。ついで、回転テーブル１６を図１２中の矢印Ｄ方向に回転させ、変位検出器３２によって変位を随時取得し、変位が増加から減少に転じた時点において位相検出器２３によって検出された回転テーブル１６の位相を仮の振れ最大位相とし、次に、回転テーブル１６を図１２中の矢印Ｃ方向に回転させ、同様に、変位が増加から減少に転じた時点において位相検出器２３によって検出された回転テーブル１６の位相を仮の振れ最大位相とする。そして、この２つの仮の振れ最大位相の中間の位相を振れ最大位相として決定する。

尚、このように、回転テーブル１６を両方向に回転させた際の位相を仮の振れ最大位相とし、これら２つの仮の振れ最大位相の中間の位相を振れ最大位相とすることで、一方向に回転させた際の位相を振れ最大位相とした場合よりも、本来の値に近い振れ最大位相を決定することができる。

次に、振れ量算出部５２によって振れ量算出処理を実行し、ワークＷの振れ量を算出する。

具体的に言えば、まず、回転テーブル１６を図１２中の矢印Ｃ方向に回転させ、当該回転テーブル１６を回転させた状態で、変位検出器３２によって変位の最大値及びこの変位が最大値となる位相と１８０°ずれた位相における変位の値を取得する。そして、これら２つの値の和を２で割ってワークＷの振れ量を算出する。

尚、芯出し作業に要する時間の短縮化を図るために、当該振れ量算出処理における回転テーブル１６の回転方向は、ワークＷを一回転させることなく、変位の最大値及びこの変位が最大値となる位相と１８０°ずれた位相における変位の値を取得することができる方向にすることが好ましい。

しかる後、芯出し処理を実行し、ワークＷの芯出しを行う。

具体的には、まず、回転テーブル１６を図１２中の矢印Ｄ方向に回転させ、前記決定した回転テーブル１６の振れ最大位相を、プッシャ装置２５のプッシュロッド２９と対向する位相に一致させる。ついで、ワークＷの固定を解除してからプッシュロッド２９を、変位検出器３２によって検出される変位が前記基準値となる位置にまで進出させた後、前記算出した振れ量分だけ更に進出させる。これにより、ワークＷが芯出しされる。

そして、芯出し処理を実行した後、再度振れ最大位相を決定するとともに、ワークＷの振れ量を算出し、この振れ量が予め設定した範囲内に収まっていない場合には、同様に芯出し処理を実行し、振れ量が設定した範囲内に収まる、或いは、振れ最大位相決定処理、振れ量算出処理及び芯出し処理の繰り返し回数が所定回数になるまで、当該３つの処理を繰り返し実行する。

以上のように、本例の芯出し装置１５を備えた立形研削盤１によれば、制御装置５０による制御の下、ワークＷの芯出し作業が自動で行われる。また、本例においては、ストッパ装置４０における係止部材４５の先端部を、ワークＷの半径よりも回転テーブル１６の回転中心からの距離が離れた位置にセッティングさせた状態で、ワークＷを載置するようにしているため、芯出し完了時に係止部材４５の先端部とワークＷ外周面との間に隙間が確保される。したがって、回転テーブル１６上にワークＷを載置する際に、ストッパ装置４０自体を取り付けるための作業を行う必要もなく、また、芯出し完了後にこれを除去する作業を行う必要もないため、ワークＷの取り換えも容易に行うことができ、芯出し作業における煩雑さを解消することができる。また、係止部材４５の位置を調整することで、芯ずれ量を制限して芯出し作業に要する時間を短縮することができる。

更に、変位検出器３２をプッシャ装置２５に設けたことにより、変位検出器に対して個別に駆動機構を設ける必要がなく、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

上例においては、プッシャ装置２５とストッパ装置４０とを略９０°の間隔を空けて配置するようにしたが、これに限られるものではなく、プッシャ装置２５とストッパ装置４０との間の間隔は適宜設定すれば良い。

また、上例では、押当体３１がワークＷの外周面に当接した状態おいて、変位検出器３２によって検出される変位量を基準値として決定するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、電磁力による吸着作用によってワークＷを回転テーブル１６上で固定した状態で、プッシュロッド２９をワークＷに向けて進出させ、駆動モータ２６の負荷が所定の値になった際に、変位検出器３２によって検出される変位を基準値として決定するようにしても良い。

１立型研削盤
２ベッド
３コラム
５送り装置
１０砥石台
１１砥石車
１５芯出し装置
１６回転テーブル
２０回転駆動機構
２３位相検出器
２５プッシャ装置
２６駆動モータ
２９プッシュロッド
３２変位検出器
３３送りねじ
３５ハウジング
４０ストッパ装置
４１基台
４２支持部
４５係止部材
４９クランパ
５０制御装置
５１基準値決定部
５２振れ量算出部
５３振れ最大位相決定部
５４回転駆動機構制御部
５５プッシャ装置制御部
５６主制御部
Ｗワーク

Claims

回転テーブル上に取り付けられるワークの芯出しを行う装置であって、
表面にワークが取り付けられる円盤状の回転テーブルと、
前記回転テーブルを軸中心に回転させる回転駆動機構と、
前記回転テーブルの位相を検出する位相検出機構と、
前記回転テーブルの法線方向に沿って進退する軸状の押当部材を具備し、前記回転テーブルに対し前記法線方向外方に配設されたプッシャ機構と、
ワークの半径よりも前記回転テーブルの回転中心からの距離が離れた位置で、ワークの外周面に当接する係止部材を具備し、前記回転テーブルに対し前記法線方向外方に配設されたストッパ機構と、
前記押当部材の先端に並設され、前記回転テーブル上のワークの前記法線方向の変位を検出する変位検出機構と、
前記回転駆動機構及びプッシャ機構の作動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記変位検出機構により検出される変位を基に基準値を決定し、前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記検出される変位及び前記位相検出機構により検出される回転テーブルの位相を基にワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を決定するとともに、前記変位検出機構により検出される変位を基にワークの振れ量を算出し、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記算出したワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を、前記押当部材の先端と対向する位相に一致させ、前記プッシャ機構の作動を制御して押当部材を前記変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置に移動させてから、該押当部材をワークに向けて進出させ、該ワークを前記振れ量分だけ移動させる処理を行うことを特徴とする芯出し装置。
前記制御装置は、
変位検出機構によって検出される変位を基に基準値を決定する基準値決定部と、
前記変位検出機構によって検出されるワークの変位及び前記位相検出機構によって検出される回転テーブルの位相を取得し、該取得したワークの変位及び回転テーブルの位相を基に、ワークの振れが最大となる回転テーブルの位相を決定する振れ最大位相決定部と、
前記変位検出機構によって検出されるワークの変位を取得し、該取得したワークの変位を基に、ワークの最大振れ量を算出する振れ量算出部とを備え、
変位検出機構によって検出される変位を基に基準値を決定する基準値決定処理と、
前記ワークの変位及び回転テーブルの位相を基に、振れ量が最大となる回転テーブルの位相を決定する振れ最大位相決定処理と、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させた状態で、変位検出機構によってワークの変位を検出し、検出したワークの変位を基にワークの最大振れ量を算出する振れ量算出処理と、
前記回転駆動機構の作動を制御して回転テーブルを回転させ、前記決定された振れ最大位相を、前記押当部材の先端と対向する位相に一致させるとともに、前記プッシャ機構の作動を制御して、押当部材を前記変位検出機構によって検出される変位が前記基準値となる位置まで移動させてから、ワークに向けて前記押当部材を進出させ、該ワークを前記最大振れ量分だけ移動させる芯出し処理とを実行することを特徴とする請求項１記載の芯出し装置。
前記振れ最大位相決定処理、振れ量算出処理及び芯出し処理を、ワークの振れ量が所定範囲内となる、又は、前記３つの処理の繰り返し回数が所定回数になるまで、繰り返し実行することを特徴とする請求項２記載の芯出し装置。
前記振れ最大位相決定部は、前記回転テーブルを一方向に回転させた状態で、前記変位検出機構によって検出されるワークの変位が増加から減少に転じた時点の位相を認識するとともに、前記回転テーブルを逆方向に回転させた状態で、検出されるワークの変位が増加から減少に転じた時点の位相を認識し、これら２つの認識した位相の中間の位相を、ワークの振れが最大となる回転テーブルの位相として決定する処理を実行することを特徴とする請求項２又は３記載の芯出し装置。