磨床的整形裝置的製作方法

2023-12-02 09:24:56 9

專利名稱：磨床的整形裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在利用砂輪對エ件進行研磨加工的磨床中，具備對砂輪的形狀進行整形的砂輪修整工具的整形裝置。
背景技術：
磨床是具備為了將エ件加工成規定的形狀，或者很好地維持研磨加工的加工效率，而對砂輪的研磨麵進行整形的整形裝置的構造。作為這樣的整形裝置，例如在日本特開平6-210565號公報公開了如下的旋轉式的整形裝置該整形裝置使能夠旋轉的旋轉砂輪修整工具繞正交於砂輪的中心軸的軸旋轉來進行砂輪的整形。這裡，在旋轉式的整形裝置中，由於砂輪修整工具的支承部件的安裝誤差、砂輪修整工具本身的磨損等原因，而產生砂輪修整工具的前端位置(對於旋轉砂輪修整工具是從徑向觀察的外周面的前端位置)相對於整形的控制位置的位置誤差。磨床的整形裝置為了提高整形的精度而需要降低上述的砂輪修整工具的位置誤差的影響。因此，在日本特開平6-210565號公報中公開了ー種在整形的前後，根據利用接觸傳感器檢測出的砂輪的外周面的位置而對整形進行修正的方法。更具體地說，是記載了一種根據接觸傳感器的檢測值計算砂輪的外徑，並且根據該砂輪的外徑計算砂輪修整工具的磨損量的方法。根據該方法，在進行下次整形時，能夠根據砂輪修整工具的磨損量對與砂輪修整工具的旋轉動作同步的砂輪座的動作進行修正，所以能夠減小砂輪修整工具的位置誤差並實現整形的高精度化。另外，在日本實開平6-3561號公報中公開了ー種具備與砂輪修整工具接觸來對其前端位置進行檢測的接觸傳感器(電子測微計)的整形裝置。根據該整形裝置，根據來自該接觸傳感器的電信號對砂輪修整工具的移動量進行修正，從而能夠對砂輪修整工具的位置誤差進行修正。然而，在日本特開平6-210565號公報的方法中，由於是根據砂輪的外徑間接地計算砂輪修整工具的磨損量，所以砂輪的旋轉振動、磨床的熱位移量等誤差因素可能會影響接觸傳感器的檢測。並且，在整形裝置中，利用接觸傳感器對砂輪的外周面的檢測，與實際上進行整形時定位的位置不同，所以計算出的砂輪修整工具的磨損量可能包含誤差。另外，對於旋轉式的整形裝置，在將砂輪的外周面的剖面形狀整形為圓弧形狀等曲面形狀的情況下，因砂輪修整工具的位置誤差產生的影響特別大。因此，需要以旋轉中心為基準來對砂輪修整工具的前端位置進行檢測，並更加合理地對砂輪修整工具的位置誤差進行修正。日本實開平6-3561號公報的整形裝置是利用接觸傳感器對砂輪修整工具的前端位置進行檢測的裝置，但若將其應用於旋轉式的整形裝置，由於基準位置不是旋轉中心，所以也需要間接地計算以旋轉中心為基準的砂輪修整工具的前端位置，上述的誤差因素可能對接觸傳感器的檢測產生影響。

發明內容
本發明提供一種能夠進行更高精度的整形的磨床的整形裝置。
根據本發明的一個實施例的整形裝置，對於從砂輪修整工具的前端位置到旋轉臺的旋轉中心的距離，根據由檢測機構直接檢測出的檢測距離來控制並進行整形。由此，能夠更可靠地檢測砂輪修整工具的位置誤差而不受砂輪的旋轉振動、磨床的熱位移量等誤差因素的影響。因此，控制機構考慮檢測出的砂輪修整工具的位置誤差，對砂輪修整工具相對於砂輪的前端位置進行控制，由此能夠修正砂輪修整工具的位置誤差、磨損量。因此，整形裝置能夠進行更高精度的整形。這樣，即使在砂輪的外周面的剖面形狀為曲面形狀這樣複雜的情況下，也能夠抑制由形狀產生的影響從而能夠進行高精度的整形。根據本發明的再一個實施例，檢測機構構成為被旋轉臺支承。由此，在檢測機構相對於檢測對象的砂輪修整工具利用旋轉臺調整位置的情況下，在整形中能夠進行包含由被控制的旋轉臺的動作產生的影響的檢測，並能夠更準確地檢測距離。根據本發明的又一個實施例，檢測機構構成為，在旋轉臺的旋轉軸方向被支承為能夠移動。根據本發明的另一個實施例，整形裝置構成為，具備移動體，該移動體設置於旋轉 臺並將砂輪修整工具支承為能夠在旋轉臺的徑向移動。通過以下參照附圖對本發明的優選實施方式進行的詳細描述，本發明的其它特徵、構件、過程、步驟、特性及優點會變得更加清楚，其中，附圖標記表示本發明的要素。


圖I是表示第一實施例中的磨床和整形裝置的框圖。圖2是第一實施例中的磨床的整形裝置的立體圖。圖3是表示圖I以及圖2所示的整形裝置中的旋轉砂輪修整工具和傳感器單元的放大立體圖。圖4是表示利用傳感器單元對砂輪以及旋轉砂輪修整工具的位置進行檢測的狀態的俯視圖。圖5是表示對砂輪的軸向一端進行整形的狀態的俯視圖。圖6是表示對砂輪的軸向另一端進行整形的狀態的俯視圖。圖7是表示第二實施例中的、利用傳感器單元對砂輪以及旋轉砂輪修整工具的位置進行檢測的狀態的俯視圖。圖8是表示第三實施例中的、利用傳感器單元對砂輪的位置進行檢測的狀態的俯視圖。圖9是表示圖8所示的磨床中的砂輪和柱狀傳感器的立體圖。
具體實施例方式(第一實施例)(磨床的整形裝置的結構)參照圖f圖3，對本發明的第一實施例的磨床I進行說明。磨床I是使砂輪11相對於被支承於機臺2的工件W相對移動來進行研磨加工的工作機械。磨床I構成為具備整形裝置3、砂輪座10、工件支承裝置20、以及控制裝置60 (相當於本發明的「控制機構」)。磨床I的整形裝置3是為了達到將工件W加工成規定的形狀等目的而對砂輪11的研磨麵進行整形的裝置。在本實施例中，將整形裝置3作為使砂輪修整工具繞正交於砂輪11的中心軸Aw的軸Ac旋轉而進行整形的旋轉式的整形裝置來進行說明。砂輪座10具有用於研磨エ件W的砂輪11。砂輪座10配置於未圖示的導軌上，該導軌配置於機臺2的上表面並在砂輪11的中心軸Aw的方向延伸。另外，砂輪座10具有移動機構，該移動機構在正交於上述的導軌的延伸方向的方向且在與機臺2的上表面平行的方向使砂輪11移動。砂輪11經由該移動機構而被支承於砂輪座10，由此能夠朝エ件W的軸向以及徑向移動。另外，砂輪座10通過控制裝置60對砂輪11朝各軸向的移動以及轉速等進行控制。砂輪11構成為，例如使硬質的磨粒與圓盤狀的金屬核的外周結合。這裡，在本實施例中，エ件W例示為在軸向設置外徑不同的部位的帶階軸狀的部件。並且，エ件W在帶階端面與外周面的角部形成為圓弧凹(凹圓弧concave arc亦可)形狀的曲面形狀。為了對這樣的エ件W進行研磨，砂輪11整形為，將砂輪11的外周面的剖面形狀與エ件W的圓弧凹形狀對應的圓弧凸(認為凸圓弧convex arc亦可)形狀(以下,也稱為「R整形」)。S卩，砂輪11 在能夠進行研磨的圓筒狀的外周面，將其軸向兩端部整形為凸曲面形狀。エ件支承裝置20對エ件W的兩端進行支承，以使エ件W能夠繞中心軸旋轉。エ件支承裝置20具備對エ件W的一端進行支承的主軸座21、和與主軸座21對置地配置並對エ件W的另一端進行支承的尾座22。主軸座21具備利用未圖示的旋轉驅動裝置進行旋轉的主軸，並構成為，主軸被旋轉驅動從而エ件W旋轉。另外，主軸座21通過控制裝置60對主軸的轉速、旋轉相位等進行控制。旋轉式的整形裝置3是對砂輪11的外周面進行整形的裝置，如圖I以及圖2所示，具備旋轉臺30、砂輪修整工具座40、以及傳感器單元50(相當於本發明的「檢測機構」)。旋轉臺30配置於機臺2的上表面，並能夠通過未圖示的旋轉驅動裝置繞旋轉軸Ac旋轉。該旋轉臺30具有2條砂輪修整工具座用導軌31、砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32、以及砂輪修整工具座用前進軸馬達33。另外，如圖2所示，旋轉臺30的上表面形成為包括圓形狀部30a和矩形狀部30b。旋轉臺30繞從該圓形狀部30a的中心O通過的旋轉軸Ac旋轉。2條砂輪修整工具座用導軌31相互平行地配置為，在旋轉臺30的矩形狀部30b的長邊方向延伸。砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32配置於2條砂輪修整工具座用導軌31之間，以在旋轉臺30的矩形狀部30b的長邊方向對砂輪修整工具座40進行驅動。砂輪修整工具座用前進軸馬達33是對砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32進行旋轉驅動的馬達，並配置於砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32的一端側。另外，旋轉臺30通過控制裝置60對旋轉驅動裝置以及砂輪修整工具座用前進軸馬達33進行控制。由此，旋轉臺30對相對於機臺2的旋轉速度進行控制，並且對砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32的轉速、旋轉相位等進行控制。砂輪修整工具座40具有底座41 (相當於本發明的「移動體」)、砂輪修整工具驅動機構42以及旋轉砂輪修整工具43 (相當於本發明的「砂輪修整工具」)。底座41在旋轉臺30的矩形狀部30b被設置為，能夠在砂輪修整工具座用導軌31上沿著矩形狀部30b的長邊方向(圖2的從左下向右上的方向)滑動。該底座41與砂輪修整工具座用前進軸滾珠絲槓32的螺母部分連結，通過砂輪修整工具座用前進軸馬達33的驅動而沿著砂輪修整エ具座用導軌31進給。砂輪修整工具驅動機構42 —體地配置在底座41的上部，並通過未圖示的內置馬達對砂輪修整工具軸進行旋轉驅動。旋轉砂輪修整工具43是對砂輪11的形狀進行整形的整形工具，並被安裝於砂輪修整工具驅動機構42的砂輪修整工具軸的端部。由此，旋轉砂輪修整工具43能夠伴隨著砂輪修整工具驅動機構42的旋轉驅動而繞中心軸At旋轉。在本實施例中，旋轉砂輪修整工具43形成為圓盤形狀，例如利用金剛石等形成外周面。該旋轉砂輪修整工具43的外周面由圓筒狀構成並且形成為，軸向寬度比砂輪11的軸向寬度薄。另外，旋轉砂輪修整工具43被設置為，正交於旋轉砂輪修整工具43的中心軸At且從旋轉砂輪修整工具43的軸向寬度的中央部通過的平面包含旋轉臺30的旋轉軸Ac。即，在旋轉臺30繞旋轉軸Ac旋轉的情況下，旋轉砂輪修整工具43的外周面與旋轉臺30的旋轉中心O之間的距離維持恆定。這樣，旋轉臺30經由底座41以及砂輪修整工具驅動機構42來支承旋轉砂輪修整工具43，以使旋轉砂輪修整工具43能夠繞與正交於砂輪11的中心軸Aw的軸平行的旋轉軸Ac旋轉。·這樣的旋轉式的整形裝置3，例如通過砂輪修整工具座用前進軸馬達33的驅動來使底座41移動，從而使旋轉砂輪修整工具43在旋轉臺30的徑向移動。然後，對旋轉砂輪修整工具43相對於旋轉軸Ac的前端位置進行定位。接著，使旋轉臺30旋轉，從而能夠維持旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉軸Ac的距離不變來進行旋轉。這裡，旋轉砂輪修整工具43的「前端位置」是指旋轉砂輪修整工具43的外周面中最接近旋轉臺30的旋轉軸Ac的部位。另外，砂輪修整工具座40通過控制裝置60對砂輪修整工具驅動機構42進行控制。由此，砂輪修整工具座40對旋轉砂輪修整工具43的轉速等進行控制。傳感器單元50是對從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉臺30的旋轉軸Ac的距離進行檢測的檢測機構。如圖3所示，該傳感器單元50具備傳感器主體51、傳感器驅動裝置52、AE傳感器53、砂輪修整工具用檢測銷54、砂輪端面用檢測銷55、以及砂輪外周面用檢測銷56。傳感器主體51被配置為，整體形狀形成為圓筒形狀且該圓筒形狀的中心軸與旋轉臺30的旋轉軸Ac —致。另外，傳感器主體51被旋轉臺30支承為能夠相對旋轉。由此，傳感器主體51能夠不依賴於旋轉臺30的旋轉動作而維持規定相位。傳感器驅動裝置52是配置於旋轉臺30的旋轉中心部並使傳感器主體51在旋轉軸Ac的方向移動的
>j-U ρ α裝直。AE傳感器53被收納於傳感器主體51的圓筒內部，並對因檢測銷等觸頭與對象物的接觸而產生的AE (Acoustic Emission:聲發射)信號進行檢測。砂輪修整工具用檢測銷54、砂輪端面用檢測銷55、以及砂輪外周面用檢測銷56是AE傳感器53的檢測銷(相當於本發明的「接觸檢測部件」)，如圖3所示，由傳感器主體51 —體地保持。另外，各檢測銷54、55、56被設置為，各自的前端部從旋轉臺30的旋轉中心O朝向徑向外側且朝向相互不同的方向。更具體地說，各檢測銷54、55、56在傳感器主體51的外周面被配置為，在周向間隔90°且其延伸方向與旋轉臺30的上表面並行。根據這樣的結構，傳感器單元50利用AE傳感器53對砂輪修整工具用檢測銷54與旋轉砂輪修整工具43的接觸進行檢測，由此對從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉臺30的旋轉中心O的距離L進行檢測。另外，傳感器單元50利用AE傳感器53對砂輪端面用檢測銷55與砂輪11的、位於中心軸Aw的一側的端面的接觸進行檢測。同樣地，傳感器單元50利用AE傳感器53對砂輪外周面用檢測銷56與砂輪11的、位於徑向外側的外周面的接觸進行檢測。另外，在本實施例中，砂輪修整工具用檢測銷54的銷長度預先被設定為使檢測的距離L在砂輪11的外周面與R整形部位的半徑一致。由此，在使旋轉砂輪修整工具43相對於砂輪修整工具用檢測銷54相對移動並使旋轉中心O與旋轉砂輪修整工具43的前端位置之間的距離為L時，傳感器単元50檢測到與旋轉砂輪修整工具43的接觸。S卩，為了能夠進行這樣的檢測，砂輪修整工具用檢測銷54形成為，將其前端部作為對與旋轉砂輪修整エ具43接觸進行檢測的部位，從旋轉中心O到該前端部的距離L與砂輪11的外周面的剖面形狀的圓弧形狀的半徑一致。 另外，傳感器単元50通過控制裝置60對傳感器驅動裝置52進行控制並且將AE信號向控制裝置60輸出。控制裝置60在研磨加工中，對砂輪座10的各軸位置以及主軸座21的旋轉進行NC控制。而且，控制裝置60使砂輪修整工具驅動機構42的內置馬達旋轉並使旋轉砂輪修整工具43旋轉。這樣，磨床I通過控制裝置60使砂輪11旋轉並且對砂輪座10相對於エ件W的各軸位置進行控制，從而對エ件W的外周面進行研磨加工。另外，控制裝置60在整形中，在使旋轉砂輪修整工具43旋轉的狀態下對砂輪座10的各軸位置以及旋轉臺30的旋轉角度進行NC控制，並且對利用旋轉砂輪修整工具43對砂輪11進行整形或者各部位之間的接觸進行檢測。(整形動作)接下來，參照圖3 圖6，對在上述的磨床I的整形裝置3中，砂輪11的整形動作和利用傳感器単元50對砂輪11以及旋轉砂輪修整工具43的位置檢測進行說明。首先，若指示砂輪11的整形開始，則利用傳感器単元50進行對旋轉砂輪修整工具43的前端位置的檢測。因此，控制裝置60利用傳感器驅動裝置52使傳感器主體51向旋轉臺30的旋轉軸Ac的上方移動。此時，控制裝置60對傳感器驅動裝置52進行控制，以使砂輪修整工具用檢測銷54與旋轉砂輪修整工具43的中心軸At位於相同的高度。並且，以砂輪修整工具用檢測銷54的中心軸與旋轉砂輪修整工具43的中心軸At正交的方式使旋轉臺30旋轉。然後，控制裝置60在利用砂輪修整工具驅動機構42使旋轉砂輪修整工具43以規定轉速旋轉的狀態下，以使旋轉砂輪修整工具43與傳感器單元50接近的方式使底座41以規定速度移動。之後，如圖3以及圖4所示，傳感器単元50利用AE傳感器53對砂輪修整工具用檢測銷54與旋轉砂輪修整工具43的前端部的接觸進行檢測。由此，傳感器単元50以旋轉臺30的旋轉中心O為基準，檢測旋轉砂輪修整工具43的前端位置距離旋轉中心O為檢測距離し另外，控制裝置60在砂輪修整工具用檢測銷54與旋轉砂輪修整工具43接觸時從傳感器単元50輸入AE信號，並存儲此時的底座41的現在位置。該存儲的底座41的現在位置、與為了使旋轉砂輪修整工具43的前端位置與旋轉中心O之間為距離L而被控制的底座41的控制位置之間的差，相當於旋轉砂輪修整工具43的位置誤差。另外，該位置誤差起因於旋轉式的整形裝置3中的各部件的安裝誤差、旋轉砂輪修整工具43的磨損、裝置本身的熱位移等。在本實施例中，控制裝置60以這樣的方式對旋轉砂輪修整工具43的位置誤差進行檢測。接著，利用傳感器単元50進行對砂輪11的端面位置以及外周面位置的檢測。此時，傳感器單元50維持對旋轉砂輪修整工具43的前端位置進行檢測的位置。即，以旋轉臺30的旋轉中心O為基準，進行砂輪11的位置檢測。然後，控制裝置60首先使砂輪11以規定的轉速旋轉並在該狀態下對砂輪座10的移動機構進行控制以使砂輪11在中心軸Aw的方向移動。之後，如圖4所示，傳感器單元50利用AE傳感器53對砂輪端面用檢測銷55與砂輪11的、位於中心軸Aw的方向的端面的接觸進行檢測。同樣地，控制裝置60在使砂輪11旋轉的狀態下使砂輪11在相對於中心軸Aw垂直的方向移動，並利用AE傳感器53對砂輪外周面用檢測銷56與砂輪11的、位於徑向外側的外周面的接觸進行檢測。由此，傳感器單元50以旋轉臺30的旋轉中心O為基準，檢測砂輪11的端面位置以及外周面位置分別距離旋轉中心O規定的距離。另外，控制裝置60在各砂輪用檢測銷55、56與砂輪11接觸時從傳感器單元50輸入AE信號，並存儲此時的砂輪座10的現在位置。
接著，對利用整形裝置3對砂輪11的形狀的整形進行說明。在本實施例中，如上所述，對砂輪11的外周面的剖面形狀進行R整形的情況進行說明。控制裝置60首先對砂輪座10的移動機構進行控制以使砂輪11移動到進行整形的規定的位置。更具體地說，對砂輪11進行定位以使R整形的圓弧形狀的中心與旋轉臺30的旋轉中心O—致。然後，控制裝置60利用砂輪座10的驅動裝置使砂輪11以規定的轉速旋轉。接下來，控制裝置60利用砂輪修整工具驅動機構42使旋轉砂輪修整工具43以規定的轉速旋轉。而且在使旋轉砂輪修整工具43旋轉的狀態下使旋轉臺30以及底座41移動，以使旋轉砂輪修整工具43的前端位置與砂輪11的外周面的圓弧形狀的起點接觸。此時，底座41的位置根據在旋轉砂輪修整工具43以及砂輪11的位置檢測中存儲於控制裝置60的位置來設定。然後，如圖5所示，在使旋轉砂輪修整工具43與砂輪11的外周面接觸的狀態下，使旋轉臺30旋轉。此時，底座41維持最初相對於旋轉臺30被定位的位置。並且，如圖6所示，使旋轉臺30旋轉直到旋轉砂輪修整工具43的前端位置到達砂輪11的外周面的圓弧形狀的終點。這樣，旋轉砂輪修整工具43的由圓筒狀構成的外周面以相對於旋轉中心O的距離保持恆定的狀態進行旋轉，所以砂輪11的外周面的剖面形狀被整形為圓弧形狀。磨床I的整形裝置3是如上所述進行砂輪11的整形的裝置。另外，整形裝置3可以在砂輪11的形狀整形後，再一次對砂輪11的端面位置以及外周面位置進行檢測。由此，能夠在整形的前後計算檢測的砂輪11的位置的差，並能夠檢查是否進行了適當的整形。並且，在整形的前後檢測出的砂輪11的端面位置、外周面位置以及旋轉砂輪修整工具43的前端位置能夠應用於旋轉砂輪修整工具43的磨損量、各檢測銷54、55、56的磨損量的計算。這裡，在本實施例中，對砂輪11的外周面的剖面形狀為圓弧形狀的情況進行了說明。除此之外，砂輪11有時是剖面形狀的一部分具有圓弧形狀的形狀，例如形成為凹形狀。在這樣的情況下，在將砂輪11的形狀整形時，根據需要，對砂輪座10相對於旋轉臺30的動作進行同步控制。而且，在這樣的砂輪11的剖面形狀為凹形狀的情況下，進行整形以使凹形狀的圓弧部的中心與旋轉臺30的旋轉中心O —致。進一步，砂輪11可能是剖面形狀的曲率半徑漸變的形狀，例如形成為複合R形狀。在這樣的情況下，在將砂輪11的形狀整形時，根據需要，對砂輪座10以及底座41相對於旋轉臺30的動作進行同步控制。即，使旋轉砂輪修整工具43在旋轉臺30的徑向移動，由此使從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉臺30的旋轉中心O的距離變化，能夠進行上述各種形狀的砂輪11的整形。另外，在本實施例中，砂輪修整工具用檢測銷54的銷長度根據在砂輪11的外周面進行R整形的部位的半徑而被預先設定。與此相對地，在按照與R整形部位的半徑不同的半徑形成的情況下，能夠利用底座41對旋轉砂輪修整工具43的前端位置修正與該不同的半徑的差的量。(磨床的整形裝置的效果)根據上述磨床I的整形裝置3，整形裝置3構成為，根據由傳感器單元50獲得的檢測距離，對旋轉砂輪修整工具43等進行控制並進行整形。而且，由該傳感器単元50獲得的檢測距離是直接檢測出的從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉臺30的旋轉中心O的距離。S卩，該檢測距離在整形中是在旋轉砂輪修整工具43被定位的狀態下檢測的。因此，控制裝置60根據檢測距離將旋轉砂輪修整工具43定位，由此能夠進行考慮了因旋轉砂輪 修整工具43的磨損量等產生的位置誤差的整形而不受砂輪11的旋轉振動、磨床的熱位移量等影響。因此，整形裝置3能夠進行更高精度的整形，所以即使在砂輪11的外周面的剖面形狀為曲面形狀這樣複雜的情況下，也能夠抑制因形狀帶來的影響從而能夠進行高精度的整形。傳感器單元50是被旋轉臺30支承的結構。由此，在利用旋轉臺30對傳感器單元50相對於檢測對象的旋轉砂輪修整工具43的位置進行調整的情況下，在整形中能夠進行包含了因被控制的旋轉臺30的動作產生的影響的檢測，能夠更準確地對旋轉砂輪修整エ具43的位置進行檢測。並且，根據這樣的結構，與以往比較，實際上能夠以接近進行整形的位置的方式配置傳感器単元50。由此，能夠考慮由除了旋轉臺30等之外其他的部件的動作產生的位置誤差，井能夠更準確地檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距尚。因此，能夠提聞整形的精度。另外，傳感器単元50構成為，被支承為能夠利用傳感器驅動裝置52在旋轉臺30的旋轉軸Ac方向移動。由此，在整形裝置3中，能夠以與實際上進行整形的位置接近的方式配置傳感器単元50。另外，傳感器単元50配置於旋轉臺30的旋轉軸Ac上，並以旋轉中心O為基準對從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離進行檢測。由此，與現有的間接計算方法比較，能夠以更高精度進行檢測。並且，控制裝置60在進行整形時根據由傳感器単元50獲得的檢測距離對旋轉砂輪修整工具43相對於砂輪11的前端位置進行控制。另外，利用支承旋轉砂輪修整工具43的底座41調整與旋轉砂輪修整工具43的位置關係，從而傳感器單元50檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離。由此，對於旋轉砂輪修整工具43的位置檢測，在整形中使用被控制的旋轉臺30以及底座41，由此傳感器単元50能夠按照與實際的整形相同的條件檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離。另外，由於能夠利用底座41的移動量修正旋轉砂輪修整工具43的位置誤差，所以能夠更簡單且可靠地實現整形的高精度化而不需要像以往那樣對砂輪座10的位置指令值進行修正。傳感器単元50使用砂輪修整工具用檢測銷54利用以旋轉臺30的旋轉中心O為基準檢測到的與旋轉砂輪修整工具43的接觸，來檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離。由此，利用底座41使旋轉砂輪修整工具43在旋轉臺30的徑向移動，從而能夠檢測砂輪修整工具用檢測銷54與旋轉砂輪修整工具43的接觸並且傳感器單元50能夠可靠地檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離。另外，砂輪修整工具用檢測銷54的結構形成為，從旋轉臺30的旋轉中心O到檢測接觸的前端部的距離，與在砂輪11的外周面進行R整形部位的半徑一致。即，利用底座41使旋轉砂輪修整工具43移動，傳感器單元50檢測到的旋轉砂輪修整工具43的位置相當於對砂輪11進行R整形時旋轉砂輪修整工具43的位置。因此，使旋轉砂輪修整工具43在該位置旋轉從而能夠將砂輪11整形為圓弧形狀。傳感器單元50構成為，利用檢測與砂輪11的接觸的砂輪用檢測銷55、56來檢測砂輪11的端面位置以及外周面位置。另外，砂輪端面用檢測銷55以及砂輪外周面用檢測銷56和砂輪修整工具用檢測銷54 —起被傳感器主體51 —體地保持。通過形成這樣的結構，傳感器單元50在檢測旋轉砂輪修整工具43以及砂輪11的各位置的情況下，能夠共用各自的檢測的基準位置。因此，旋轉砂輪修整工具43的位置誤差、磨損量的修正能夠很好地反映於整形並能夠提高整形的精度。並且，利用砂輪端面用檢測銷55以及砂輪外周面用檢測銷56對砂輪11的端面位置以及外周面位置進行檢測，由此能夠檢測例如砂輪11的磨 損量的計算、位置誤差等。(第二實施例)參照圖7，對本發明的第二實施例的磨床101進行說明。本實施例的磨床101與第一實施例主要是整形裝置103中的傳感器單元150的結構不同。對於其他的共用結構，由於實際上同第一實施例相同，故省略詳細的說明。以下，僅對不同點進行說明。如圖7所示，整形裝置103具備旋轉臺30、砂輪修整工具座40、以及傳感器單元150 (相當於本發明的「檢測機構」)。傳感器單元150具備柱狀傳感器157、傳感器驅動裝置52、AE傳感器53、砂輪端面用檢測銷55、以及砂輪外周面用檢測銷56。柱狀傳感器157是在外周面檢測與對象物的接觸的接觸檢測部件，且是在內部收納AE傳感器53的、該AE傳感器53的觸頭。在本實施例中，柱狀傳感器157配置為，中心軸As與旋轉臺30的旋轉軸Ac—致，並形成為在該旋轉軸Ac (中心軸As)方向延伸的柱狀。在本實施例中，柱狀傳感器157以正交於中心軸As的剖面形狀為圓形的方式形成為圓柱狀。另外，柱狀傳感器157兼作傳感器單元150的傳感器主體，對砂輪端面用檢測銷55以及砂輪外周面用檢測銷56進行支承。而且，各檢測銷55、56被設置為，各自的前端部從旋轉臺30的旋轉中心O朝向徑向外側且朝向相互不同的方向。並且，柱狀傳感器157被旋轉臺30支承為能夠相對旋轉並能夠維持規定相位而不依賴旋轉臺30的旋轉動作。根據這樣的結構，傳感器單元150利用AE傳感器53檢測柱狀傳感器157的外周面與旋轉砂輪修整工具43的接觸，由此檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉臺30的旋轉中心O的距離L。另外，傳感器單元150利用AE傳感器53檢測砂輪端面用檢測銷55與砂輪11的、位於中心軸Aw的一側的端面的接觸。同樣地，傳感器單元150利用AE傳感器53檢測砂輪外周面用檢測銷56與砂輪11的、位於徑向外側的外周面的接觸。另外，在本實施例中，柱狀傳感器157預先以檢測距離L與在砂輪11的外周面進行R整形的部位的半徑一致的方式設定柱狀傳感器157的半徑。由此，傳感器單元150使旋轉砂輪修整工具43相對於柱狀傳感器157相對移動，並在旋轉中心O與旋轉砂輪修整工具43的前端位置之間的距離為L時，檢測到與旋轉砂輪修整工具43接觸。
而且，在本實施例中，控制裝置60進行控制以在檢測旋轉砂輪修整工具43的位置時，使在柱狀傳感器157的外周面上與旋轉砂輪修整工具43接觸的部位位移。更詳細地說，控制裝置60使旋轉臺30旋轉到與以前檢測時的角度不同的角度。這樣，使柱狀傳感器157相對於旋轉砂輪修整工具43繞旋轉軸Ac相對旋轉，由此使在柱狀傳感器157的外周面檢測與旋轉砂輪修整工具43接觸的周向部位位移。同樣地，控制裝置60使傳感器驅動裝置52升降到與以前檢測時的高度不同的高度。這樣，使柱狀傳感器157相對於旋轉砂輪修整工具43繞旋轉軸Ac方向相對移動，由此使在柱狀傳感器157的外周面檢測與旋轉砂輪修整工具43接觸的周向部位位移。如上所述，在檢測旋轉砂輪修整工具43的位置的過程中，以適當地移動柱狀傳感器157的接觸部位的方式進行控制，對於其他的整形動作，由於同第一實施例相同，故省略詳細的說明。(磨床的整形裝置的效果)根據上述的磨床101的整形裝置103，起到與第一實施例相同的效果。另外，整形裝置103的傳感器単元150具有柱狀傳感器157。而且，使在柱狀傳感器157的外周面檢測與旋轉砂輪修整工具43接觸的周向部位以及軸向部位位移。由此，在作為接觸檢測部件的柱狀傳感器157的外周面上，能夠在周向以及軸向増加能對旋轉砂輪修整工具43進行接觸檢測的部位。因此，能夠減小因柱狀傳感器157磨損產生的影響。因此，能夠更高精度地檢測砂輪修整工具的前端位置。(第一實施例以及第ニ實施例的變形例)在第一實施例以及第ニ實施例中，傳感器單元50、150被旋轉臺30支承為能夠在旋轉軸Ac方向移動。與此相對地，傳感器単元50、150也可以配置於遠離旋轉臺30的位置。然而，傳感器単元50、150為了在與實際的整形相同的條件下檢測從旋轉砂輪修整工具43的前端位置到旋轉中心O的距離，優選在第一實施例以及第ニ實施例中例示的結構。另外，整形裝置3、103作為使旋轉砂輪修整工具43在旋轉臺30的徑向移動的移動體，具有底座41。與此相對地，例如，對於在砂輪座10上具有能夠繞平行於旋轉軸Ac的軸旋轉的機構的磨床，即使是不具有移動體的結構，也能夠通過同步控制各軸的驅動裝置來進行研磨加工以及整形。作為檢測機構的傳感器單元50、150具有AE傳感器53，該AE傳感器檢測砂輪修整工具用檢測銷54或者柱狀傳感器157與旋轉砂輪修整工具43的接觸。與此相對地，只要能夠檢測旋轉砂輪修整工具43的位置即可，也可以不是接觸式的。可以是具有例如使用了渦電流、雷射等傳感器的結構。在第一實施例以及第ニ實施例中，是具備用途不同的多個檢測銷的結構，在第二實施例中，是具備在圓筒狀的外周面檢測接觸的柱狀傳感器157的結構。而且，這些結構共用用於檢測因接觸而產生的AE信號的AE傳感器53從而實現傳感器単元50、150的成本降低。另外，雖然是根據用途而具備多個檢測銷的結構，但例如也可以利用一個砂輪用檢測銷對砂輪11的端面位置以及外周面位置進行檢測。並且，也可以是只將柱狀傳感器157作為接觸檢測部件而不具有檢測銷的結構。即，在第二實施例中，也可以是除去砂輪端面用檢測銷55以及砂輪外周面用檢測銷56的一方或者雙方的結構，並在柱狀傳感器157的外周面檢測旋轉砂輪修整工具43與砂輪11的端面或者外周面的位置。另外，在不具有這樣的檢測銷的結構中，也可以使柱狀傳感器157相對於砂輪11繞旋轉軸Ac相對旋轉，或者使柱狀傳感器157相對於砂輪11在旋轉軸Ac方向相對移動。這樣，使在柱狀傳感器157的外周面檢測與砂輪11的接觸的周向部位以及軸向部位位移。由此，在作為接觸檢測部件的柱狀傳感器157的外周面上，能夠在周向以及軸向增加能對砂輪11進行接觸檢測的部位。因此，能夠減小因柱狀傳感器157磨損產生的影響。因此，能夠更高精度地檢測砂輪11的端面以及外周面的位置。除此之外，對砂輪11的形狀進行整形的砂輪修整工具由圓盤形狀構成並形成為通過砂輪修整工具驅動機構42而被旋轉驅動的旋轉砂輪修整工具43。與此相對地，砂輪修整工具也可以是僅使砂輪11旋轉驅動來進行整形的單點砂輪修整工具。在這樣的結構中，只要是旋轉式的整形裝置，就能應用本發明並起到相同的效果。(第三實施例)
這裡，磨床的砂輪由於研磨加工而磨損，並且通過整形而整形為規定形狀。而且，磨床為了更準確地進行研磨加工或者進行整形，需要高精度地把握砂輪的端面以及外周面的位置。與此相對地，在例如日本特開2007-175815號公報中公開了一種使檢測銷與砂輪接觸來獲取砂輪的外周面的位置以及外徑的方法。然而，在這樣的方法中，擔心因檢測銷的磨損而對檢測精度造成影響。因此，作為第三實施例而例示了應用本申請發明的結構的一部分而能夠更高精度地檢測砂輪的端面以及外周面的位置的磨床。(磨床的構成)參照圖8以及圖9，對本發明的第三實施例的磨床201進行說明。磨床201是使砂輪11相對於被支承於未圖示的機臺的工件W相對移動來進行研磨加工的工具機。磨床201構成為具備砂輪座210、工件支承裝置20、傳感器單元250、以及控制裝置60。砂輪座210具有用於研磨工件W的砂輪11。砂輪座210配置於未圖示的導軌上，該導軌配置於機臺的上表面並在砂輪11的中心軸Aw的方向延伸。另外，砂輪座210具有移動機構，該移動機構使砂輪11在正交於上述的導軌的延伸方向的方向且平行於機臺2的上表面的方向移動。並且，該移動機構能夠繞相對於某個移動方向垂直的旋轉軸Ad旋轉。砂輪11構成為，例如使硬質的磨粒與圓盤狀的金屬核的外周結合。另外，砂輪11經由砂輪座210的移動機構而被支承於砂輪座10，由此能夠朝工件W的軸向以及徑向移動。由這樣的結構構成的砂輪座10通過控制裝置60對砂輪11朝各軸向的移動、旋轉角度以及轉速等進行控制。工件支承裝置20以使工件W能夠繞中心軸旋轉的方式對工件W的兩端進行支承。工件支承裝置20具備支承工件W的一端的主軸座21、和與主軸座21對置地配置並支承工件W的另一端的尾座22。主軸座21具備通過未圖示的旋轉驅動裝置而進行旋轉的主軸，構成為主軸被旋轉驅動從而使工件W旋轉。另外，主軸座21通過控制裝置60對主軸的轉速、旋轉相位等進行控制。傳感器單元250是對砂輪11的位置進行檢測的檢測機構。如圖8所示，該傳感器單元250具備柱狀傳感器257、傳感器驅動裝置52、以及AE傳感器53。柱狀傳感器257是在外周面檢測與對象物的接觸的接觸檢測部件，且是在內部收納AE傳感器53的、該AE傳感器53的觸頭。柱狀傳感器257以中心軸As平行於砂輪座210的移動機構中的旋轉軸Ad的方式配置並形成為在該中心軸As方向延伸的圓柱狀。根據這樣的結構，傳感器單元250利用AE傳感器53檢測柱狀傳感器257的外周面與砂輪11的、位於中心軸Aw的一側的端面的接觸。同樣地，傳感器単元250利用AE傳感器53檢測砂輪外周面用檢測銷56與砂輪11的、位於徑向外側的外周面的接觸。另外，控制裝置60進行控制以在檢測砂輪11的位置時，使在柱狀傳感器257的外周面與砂輪11接觸的部位位移。更詳細地說，控制裝置60使砂輪座210的移動機構按照與以前檢測時的角度不同的角度旋轉。這樣，使柱狀傳感器257相對於砂輪11繞中心軸As相對旋轉，由此使在柱狀傳感器257的外周面檢測與砂輪11接觸的周向部位位移。同樣地，如圖9所示，控制裝置60使傳感器驅動裝置52升降到與以前檢測時的高度不同的高度。這樣，使柱狀傳感器257相對於砂輪11在旋轉軸Ad (中心軸As)方向相對移動，由此使在柱狀傳感器257的外周面檢測與砂輪11接觸的周向部位位移。如上所述，在砂輪11的位置的檢測中，以適當地移動柱狀傳感器257的接觸部位的方式進行控制。(磨床的效果)根據上述的磨床201，使柱狀傳感器257相對於砂輪11相對移動，由此形成使柱·狀傳感器257的外周面的、與砂輪11接觸的周向部位以及軸向部位位移的結構。由此，在接觸式的柱狀傳感器257的外周面上，能夠在周向以及軸向増加能對砂輪11進行接觸檢測的部位。因此，由於能夠減小因柱狀傳感器257磨損產生的影響，所以能夠高精度地檢測砂輪11的外周面的位置以及外徑。因此，能夠對研磨加工以及整形中的砂輪11的定位的位置誤差進行修正，井能夠提高其精度。這裡，在上述的第三實施例中，作為使柱狀傳感器257相對於砂輪11相對移動的結構，對於朝周向的位移使用的是砂輪座210的移動機構，對於朝軸向的位移使用的是傳感器單元250的傳感器驅動裝置52。與此相對地，只要是能夠使砂輪11與柱狀傳感器257相對移動，則也可以應用不局限於例示的結構。例如，在砂輪座210的移動機構不具有旋轉功能的結構中，使傳感器單元250的傳感器驅動裝置52還具有使柱狀傳感器257繞中心軸As旋轉的功能就可以起到相同的效果。
權利要求
1.一種磨床的整形裝置，其中，所述整形裝置具備 砂輪修整工具，該砂輪修整工具對砂輪的形狀進行整形； 旋轉臺，該旋轉臺以使所述砂輪修整工具能夠繞正交於所述砂輪的中心軸的軸旋轉的方式對所述砂輪修整工具進行支承； 檢測機構，該檢測機構直接地檢測在對所述砂輪的形狀進行整形時從與所述砂輪接觸的所述砂輪修整工具的前端位置到所述旋轉臺的旋轉中心的距離；以及 控制機構，該控制機構根據由所述檢測機構獲得的檢測距離對所述砂輪修整工具的相對於所述砂輪的前端位置進行控制，來進行所述砂輪的整形。
2.根據權利要求I所述的磨床的整形裝置，其中， 所述檢測機構被所述旋轉臺支承。
3.根據權利要求2所述的磨床的整形裝置，其中， 所述檢測機構被支承為能夠在所述旋轉臺的旋轉軸方向移動。
4.根據權利要求2或3所述的磨床的整形裝置，其中， 還具備移動體，該移動體被設置於所述旋轉臺並將所述砂輪修整工具支承為能夠在所述旋轉臺的徑向移動。
5.根據權利要求2所述的磨床的整形裝置，其中， 所述檢測機構具有檢測與對象物間的接觸的接觸檢測部件，並且， 所述檢測機構以所述旋轉臺的旋轉中心為基準，利用所述接觸檢測部件檢測與所述砂輪修整工具的接觸，由此檢測從所述砂輪修整工具的前端位置到所述旋轉臺的旋轉中心為止的距離。
6.根據權利要求5所述的磨床的整形裝置，其中， 在將所述砂輪的、位於徑向外側的外周面的剖面形狀中的至少一部分整形為圓弧形狀的情況下， 所述接觸檢測部件形成為，從所述旋轉臺的旋轉中心到所述接觸檢測部件的、用於檢測與所述砂輪修整工具間的接觸的部位為止的距離，與所述砂輪的所述外周面的剖面形狀的圓弧形狀的半徑一致。
7.根據權利要求5或6所述的磨床的整形裝置，其中，所述檢測機構具有作為所述接觸檢測部件且用於檢測與所述砂輪修整工具的接觸的砂輪修整工具用檢測銷、作為所述接觸檢測部件且用於檢測與所述砂輪的接觸的砂輪用檢測銷、以及將所述砂輪修整工具用檢測銷和所述砂輪用檢測銷一體地保持的傳感器主體，所述砂輪修整工具用檢測銷以及所述砂輪用檢測銷被設置為，各自的前端部從所述旋轉臺的旋轉中心朝向徑向外側且朝向相互不同的方向。
8.根據權利要求7所述的磨床的整形裝置，其中， 所述檢測機構具有作為所述砂輪用檢測銷且用於檢測與所述砂輪的位於旋轉軸方向的端面的接觸的砂輪端面用檢測銷、和作為所述砂輪用檢測銷且用於檢測與所述砂輪的位於徑向外側的外周面的接觸的砂輪外周面用檢測銷， 所述傳感器主體將砂輪修整工具用檢測銷、砂輪端面用檢測銷以及砂輪外周面用檢測銷一體地保持。
9.根據權利要求5或6所述的磨床的整形裝置，其中，所述檢測機構具有柱狀傳感器，該柱狀傳感器是形成為在旋轉軸方向延伸的柱狀的所述接觸檢測部件且在外周面檢測與所述對象物的接觸， 使所述柱狀傳感器相對於所述砂輪修整工具繞旋轉軸相對旋轉，由此使在所述柱狀傳感器的所述外周面檢測與所述砂輪修整工具的接觸的周向部位位移。
10.根據權利要求9所述的磨床的整形裝置，其中， 使所述柱狀傳感器相對於所述砂輪繞旋轉軸相對旋轉，由此使在所述柱狀傳感器的所述外周面檢測與所述砂輪的接觸的周向部位位移。
11.根據權利要求5所述的磨床的整形裝置，其中， 所述檢測機構具有柱狀傳感器，該柱狀傳感器是形成為在旋轉軸方向延伸的柱狀的所述接觸檢測部件且在外周面檢測與所述對象物的接觸， 使所述柱狀傳感器相對於所述砂輪修整工具在旋轉軸方向相對移動，由此使在所述柱狀傳感器的所述外周面檢測與所述砂輪修整工具的接觸的軸向部位位移。
12.根據權利要求11所述的磨床的整形裝置，其中， 使所述柱狀傳感器相對於所述砂輪在旋轉軸方向相對移動，由此使在所述柱狀傳感器的所述外周面檢測與所述砂輪的接觸的軸向部位位移。
全文摘要
本發明提供一種磨床的整形裝置。磨床(1)的整形裝置(3)具備砂輪修整工具(43)，其對砂輪(11)的形狀進行整形；旋轉臺(30)，其將砂輪修整工具(43)支承為能夠繞旋轉軸(Ac)旋轉；檢測機構(50)，其直接地檢測在對砂輪(11)的形狀進行整形時從與砂輪(11)接觸的砂輪修整工具(43)的前端位置到旋轉臺(30)的旋轉中心O的距離；以及控制機構(60)，其根據由檢測機構(50)獲得的檢測距離L對砂輪修整工具(43)相對於砂輪(11)的前端位置進行控制從而進行砂輪(11)的整形。
文檔編號B24B53/06GK102848320SQ201210213599
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月25日 優先權日2011年6月27日
發明者若園賀生, 古畑鐵朗, 小林久修 申請人:株式會社捷太格特