JPS61125766A - 研摩ベルト位置の自動調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はベルト自動研摩機械に係り、特に、直線を含ん
だ曲面を研摩ベルトで自動研摩する際に発生する研摩ベ
ルトの位置ずれを自動的に復元させ、一連の研摩作業を
完全に自動化させ、高能率に曲面を研摩するのに好適や
研摩ベルト位置の自動調節装置に関する。

〔発明の背景〕

曲ｏａｔ−カッタによって荒加工した後に平滑にベルト
研摩を行なう場合、カッタマークの方向と研摩方向との
関係は第２図に示すように、コンタクトホイール１０の
軸心凡をカッタマークの償Ｍｌと直角方向とし、矢印人
のように複線１に沿ってその上を送るとコンタクトホイ
ール１０がカッタマークの溝内に入シ込まず効率良く研
摩できることは例えば、特開昭５９−６９２６０号公報
に示すように一般に良く知られている。２は荒加工のカ
ッタマーク、３は最終仕上面、４は被加工物、斜線部は
研摩量を示し、２０は研摩ベルトである。

また、コンタクトホイール１０は、第３図に一例を示す
ように、外周面の輪状の段差１１に柔軟な円筒部材１２
ｔ−嵌着し１．一方、コンタクトホイールの外周に通じ
る溝孔１３．１４を設けておき、ここで溝孔１３に流体
圧力Ｐを加えて円筒部材１２を外側に向かって膨出させ
、曲面の研摩に好適な研摩ベルト形状を創成することも
一般に良く知られておシ、実情に合わせて種々改良され
ている。１５は円筒部材の固定用カラーである。一方、
研摩ベルト２００幅寸法Ｗは被加工物との接触面積を多
くして研摩効率を上げるために、コンタクトホイールの
幅寸法と同等以上にとシたいところであるが、ベルト研
摩の場合、一定の張力を与えてコンタクトホイール１０
の外周を回転するため、この張力の影響でコンタクトホ
イール２０の真下での研摩ベルトの形状＃’ｆ２０’で
示す二点鎖線の形状のように円筒部材１２に接している
のは中央付近に限られ、研摩ベルトの両端に進むにつれ
て直線状となシ易い。従って、曲面の凹部を研摩する場
合は、研摩ベルトの中央は被加工物４に轟らず、両端部
付近のみが接触するという不都合が発生する。このため
、実際の作業では研摩ベルトの幅寸法はコンタクトホイ
ールの唱よりも小さくとっているのが実情である。第４
図はコンタクトホイール１０、ガイドプーリ２５に対す
る研摩ベルト２０の取付状態を示したものでらシ、研摩
ベルト２０の幅寸法Ｗはコンタクトホイール１００幅寸
法Ｗ′よシも小さくしである。このようにすると、フン
タクトホイール１０の真下にｂる研摩ベルト２０の形状
はコンタクトホイール１ｏの流体圧力により膨出された
太鼓状の凸形に良く馴染む。

この理由は、研摩ベルトの張力が一定ならば幅寸法の減
少した分だけ単位面積当りの張力が増加するからである
。第５図は第４図の右側面図であシ、矢印Ｂは研摩ベル
）２０の移動方向を示し、２人は研摩ベルト２０の張力
である。しかし、このように研摩ベルト２００幅寸法Ｗ
ｔ−小さくしていくと曲面の研摩時に研摩ベル）２０が
コンタクトホイール１０の幅方向中心に対し、少しずつ
位置ず゛　　れを生じて最後には外れてしまうという問
題が生じる。この理由を第６固型第８図にょシ説明する
。

第６図は研摩ベル）２０がコンタクトホイール１０の幅
方向中心３０かも位置ずれを生じていく状態を示したも
のであシ、第７図はそのコンタクトホイール１０付近の
拡大図である。第６図で被加工物４と研摩ベル）２００
接触点Ｃは；ンタクトホイール幅方向中心３ｏ上にある
研摩ベルト２ｏとの接点りとｔだけ離れている。

−７、＝ンタクトホイール１０は研摩ベルト２００口伝
により、常にＥ方向に高速回転しており、且つ、コンタ
クトホイール１０の外周は太表状に膨出しているため、
接触点Ｃはコンタクトホイール幅万司中心３０、すなわ
ち、接点りに近づこうと働く。又、ベルト研摩Ｓを構成
している研摩ヘッド４０の被加工物４０幅方向送υＦも
加わると研摩ベルト２０は２０′のようにコンタクトホ
イールの幅方向中心３ｏに対してガイドプーリ２５と研
摩ベルト２０の接点Ｇｔ−支点に位置ずれ全発生する。

コンタクトホイール１００回転中心３１に対し、被加工
物４０曲面と研摩ベル）２０との接触点Ｃでの接線３２
がθ傾斜している場合、研摩ベルト２０は第７図に示す
ように矢印にの方向へ移動しようとする。一般に、ベル
トの自動研摩では、被加工物４と研摩ベルト２０との接
触点Ｃｔ−常にコンタクトホイール幅方向中心３０に一
致させるよう被加工物４を回転、制御する方法がとられ
ているが、随時変化する曲面形状に対し、完全に前述の
制御を成し得ることは困難があり、特に、機械加工のカ
ッタマークが残っている荒研摩の段階では曲ｆの精度も
粗く研摩ベル）２０の位置ずれが顕著に茨われる。更に
、白ｃＫｈ第８図に示すように、多くの曲面の変曲点Ｐ
ｓ　＊　Ｐｌ　＋Ｐｓ　、Ｐ４が存在するため、前述の
接触点Ｃと接点りとのずれ量ｔが僅かであっても、一旦
、移動を始めると加速度的に位置ずれが増していく。又
、接触点Ｃと接点りが一致している場合でも、被加工物
に対する幅方向送シＦによシ、研摩ベルト２０はその摩
擦点くおける反作用により、こじられて反対側Ｆ′の方
向に位置ずれ全発生する。このように、研摩ベル）２０
の位置ずれは曲面研摩という目的から避けることができ
ない現象であシ、現状における対策としては、ｔ！１１
９図に示すような作某者の手作業によるｖ４ｆｉ５機構
がベルト研摩機械に具備されている。すなわち、握）３
７を回すことにより、ガイドプーリ２５ｔ−ピン２８を
支点として傾斜させる。ガイドプーリ２５の中心軸２６
はビン２８を介してアーム２７に連結され、掘り３７は
アーム２７に固定されたサポート２９にパネ３５によシ
常時密着しており、且つ、中心軸２６に固定されたサポ
ート３３とビン３４ｔ−介して取付けられた連結棒３８
の先端に設けられたネジ３８′によυガイドプーリ２５
を傾斜させる。

従って、曲面の自動研摩作業で作業者は常時、研摩ベル
ト２０の位置ずれを監視し、位置ずれが生じた時はその
都度、掘り３７を動作して手作業で調節する必要がある
。監視を怠った場合は、研摩ベルト２０がコンタクトホ
イール１０から外れて被加工物４を傷つけたシ、或いは
研摩ベル）２０が研摩ヘッド４０の中で他のプーリに巻
き付きを起こしたり、或いは切断するという不具合が生
じるため、自動研摩機械といえども作業者は常に機械か
ら離れられないのが現状であり、製造コスト上昇の面、
安全の面から解決すべき問題点となっている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、研摩ベル）２０Ｃ＋Ｉｌｌ！方向の中
央とコンタクトホィール１０ｃ１幅方向の中央とを自動
的に一致させ得る自動調節装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

曲面のベルト自動研摩作業では研摩ベルト２０の位置ず
れは避けがたい現象であり、且つ、機械的に予め位置ず
れを生じさせないように制御する事も非常に困難である
ため、逆に、研摩ベルト２０が位置ずれした距離と方向
を常時検出してその分だけ元に戻す方法をとれば、比較
的簡易な方法で目的を達することができる点に着目した
。すなわち、本発明の研摩ベルト位置の自動調節装置は
、コンタクトホイール１０の幅方向の両端に研摩ベル）
２００両端面までの距離を検出する変位計測センナを設
置し、その出力信号からガイドプーリ２５の傾斜量を制
御することによシ、常に、コンタクトホイール１００幅
方向の中央と研摩ベルト２０の中央とを自動的に一致さ
せ得るよう構成し九ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１０図ないし第１２図）よ
び第１図によυ説明する。第１０図は本実施例の曲ｆ自
動研摩機械の概要的な樽二図である。４１は被加工物４
の回転手段で４２はその回転用モータを示す。４３はテ
ーブルであシ、スフ１７　ニク４４の駆動モータ４５の
回転によシ、ベッド４６上を矢印り、Ｌ’の方向に移動
する。

４７Ｆｉ被加工物４の取付用ホルダーである。４０は研
摩ヘッドであシ、モータプーリ５０、テンションブー９
５１、ガイドプーリ２５、コンタクトホイール１０．研
摩ベルト２０を具備している。

５２は研摩ヘッド４０Ｃ）儂直方向送り手段であシ駆動
モータ５３によりスクリユウ５４が回転すると研摩ヘッ
ド４０がＭ、Ｍ’の方向に垂直に移動する。５５は研摩
ヘッド４０における研摩ベルト２００幅方向の送シ手段
であり、これの駆動用そ一夕５６の回転により研摩ベル
ト２０の幅方向Ｎ。

Ｎ′の方向へ移動する。６０はＮＣ制御装置であり、被
加工物回転用モータ４２、テーブル送シ用駆動モータ４
５、研摩ヘッド垂直方向送９用駆動モータ５３、研摩ベ
ルト幅方向送り用駆動モータ５６の作動を制御している
。本実施例でＮＣ制御を行なった理由は被加工物４がタ
ービンブレードを対象として〉９、この荒加工は専用の
ＮＣ工作機械によシ数値制御で加工されるため、自動研
摩機ではこの荒原工時計算されたデータを使用して数値
計算ｔ−冥施することにより、膨大なデータ量ｔ−扱う
数値制御にンけるｆ！ＩＦＮ処理時間を大幅に短縮でき
るばか〕でなく、荒加工時のカッタマークの複線方向の
研摩が容易に行なえる。一方、７０は自動制御装置でｂ
シ、この制御は第１１図、第１２図および第１図で詳述
するように、コンタクトホイール１００幅方向の両端に
取付けられた変ゝ。

位計測七ンサ６１の出力信号からガイドプーリー、ゝ ２５の傾斜量を制御するように構成しである。第１１図
はコンタクトホイール１ｏの拡大正面図であ）、第１２
図はこれの左側面図である。コンタクトホイール１０の
中心軸６２０両端に一対の変位計測センサ６１ｔ−アー
ム６３を介して固定しである。このＪ：き＝ンタクトホ
イール１０の幅方向中心３０に対し、変位計測センサ６
１１でのＬ人。

ＬＢが等しくなるように設置する。ここで研摩ぺルト２
０までの距離Ｌ１．Ｌ２を検出し、その出力信号を自動
制御装置７０に入力する。一方、第１３図は第１１図に
おけるＸ−Ｘ断面の詳細図であり、ガイドプーリ２５の
傾斜を行なう駆動機構である。ガイドプーリ２５はその
回転中心軸６４の一端をピン６５１ｒ介して研摩ヘッド
４０のボデー６６に固定され、且つ、回転中心軸６４の
ほぼ中央付近にブロック６７ｔ−設け、ピン６８ｔ−介
して油圧シリンダー６９が同じくボデー６６に設置され
ている。自動制御装置７０はこの出力信号に基づいて一
対の変位計測センサ６１の出力１１１＋Ｌ２が等しくな
るように油圧シリンダー６８を作動させてガイドグーＩ
Ｊ　２５　ｔ−傾斜させる。第１図は本実施例における
制御動作の説明図である。自動制御装置７０にはギャッ
プ差演算回路７１を備え、検出した変位量ＬＬ、Ｌｘの
出力信号をギャップ差演算回路７１に入力し、その出力
信号差ＬｔＬｓｔ演算し、この演算結果からＬｔ−Ｌｌ
の値１−０にするように油圧シリンダー６９の圧力調節
バルブ７２ｔ−制御し、ガイドプーリ２５を研摩ベル）
２０の傾きと反対方向に傾斜させる。

これにより、研摩ベルト２０の幅方向中心とコンタクト
ホイール幅方向中心とが常に一致するように、自動的に
制御される。なお、本実施例ではガイドプーリ２５の傾
斜手段として油圧シリンダーを用いたが、これに代るも
のとして、例えば、モータを駆動源とし、ピニオ／、ラ
ックを介してガイドプーリ２５１ｃ傾斜させることも可
能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、作業者による研摩ベルトのずれの監視
、調節作業を完全に排除でき、油面をもつ被加工物を高
能率で自動研摩することができる。

【図面の簡単な説明】

ｗｃ１図は本発明の制御系統の詳細図、第２図はカッタ
マークの方向と研摩方向との関係図、ｔｌｃａ図はコン
タクトホイールの断面図、第４図は研摩ベルトの取付状
意図、第５図は第４図の右側面図、第６図は研摩ベルト
がコンタクトホイールからずれる過程を示した状怒図、
第７図は第６図におけるコンタクトホイール付近の拡大
２．第８図は研摩ベルトがずれる方向を示す説明図、第
９図は手作業による研摩ベルトのずれを復元する調節機
構図、第１０図は本５Ａ、ｉ例の曲面自動器ｌ１機絨の
正面図、第１１図はコンタクトホイールの正ｆ図、第１
２図は第１１図の左側面図、第１３図は第１０図におけ
るＸＩ［［−正断面図である。 １０・・・コンタクトホイール、２Ｇ・・・研摩ベルト
、２５・・・ガイドプーリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、研摩ベルトを具備したベルト自動研摩機械において
   、 コンタクトホイールの幅方向の両端に前記研摩ベルトの
   両端面までの距離を検出する変位計測センサを設置し、
   その出力信号からガイドプーリの傾斜量を制御すること
   により、常に前記コンタクトホイールの幅方向の中央と
   前記研摩ベルトの中央とを自動的に一致させるように構
   成したことを特徴とする研摩ベルト位置の自動調節装置
   。