专利名称：修整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于砂轮成型的修整装置。
背景技术：
通常，通过使用具有圆弧状的截面的砂轮进行研磨加工而形成滚珠轴承的内圈及外圈的轨道面。并且，利用在柄(shank)的前端固定有金刚石的金刚石修整器并通过对砂轮表面进行切削而使该研磨砂轮的截面成型为圆弧状。另外，当利用金刚石修整器切削砂轮表面时使用了如下修整装置，该修整装置驱动金刚石修整器进行回转而描画出圆弧状的轨迹。
作为这样的修整装置已知有图15、图16所示的修整装置。该修整装置30具有被支承为能够旋转的回转轴31以及驱动该回转轴31而使之旋转的回转轴用马达32，在回转轴31设置有修整器保持件34，在柄的前端固定有金刚石的金刚石修整器33以能够装卸的方式安装于该修整器保持件34。
当使用该修整装置30对砂轮G进行成型时，使成型前的砂轮G在规定位置旋转，并使金刚石修整器33与该砂轮G的表面接触，在该状态下，如图16所示，使得保持金刚石修整器33的修整器保持件34与回转轴31 —起旋转。由此，金刚石修整器33的前端进行移动以描画出圆弧状的轨迹，并且沿该轨迹对砂轮G的表面进行切削，从而使得砂轮G的截面成型为圆弧状。
此处，在变更砂轮的截面的圆弧的半径的情况下，必须变更金刚石修整器33的前端的回转半径，为此必须变更金刚石修整器33的相对于修整装置30的回转轴31的中心的位置。
并且，以往，如图17、图18所示，通过如下方式进行变更该金刚石修整器33的位置的作业:准备与从回转轴31的中心到金刚石修整器33的前端的距离凡、R2相对应的金刚石定位夹具J1U2，根据需要而使任意的金刚石定位夹具J1U2与修整器保持件34的基准面34a接触，使金刚石修整器33移动到使得该金刚石修整器33的前端与上述金刚石定位夹具Λ、J2触碰的位置，从而将金刚石修整器33的位置固定于该位置。
然而，由于在变更该金刚石修整器33的位置的作业中以手动作业的方式进行高精度的定位，因此需要很长的作业时间，另外，还易于产生定位误差。
另外，即使在暂时变更了金刚石修整器33的位置以后，若金刚石修整器33的前端磨损，则金刚石修整器33的前端的回转半径会逐渐增大，其结果，砂轮G的截面的圆弧半径有可能会产生误差。因此，当金刚石修整器33的前端的磨损持续恶化时，为了修正因磨损而产生的误差，作业人员测量了成型后的砂轮G的断面的圆弧半径并计算了测量所得的半径与目标半径之差，进而基于计算所得的差的大小再次进行了金刚石修整器33的位置调整。然而，当进行该调整作业时，存在需要使修整装置30暂时停止这样的问题。发明内容
本发明所欲解决的课题是提供一种修整装置，使得用于变更金刚石修整器相对于回转轴的中心的位置的作业时间缩短，另外，还难以产生金刚石修整器的定位误差。
为了解决上述课题，采用了如下修整装置，该修整装置构成为具有:被支承为能够旋转的回转轴；驱动上述回转轴而使之旋转的回转轴用马达；回转半径变更轴，该回转半径变更轴在上述回转轴的内部被支承为能够以相对于回转轴的中心偏心的位置为中心进行旋转；以及驱动上述回转半径变更轴而使之旋转的回转半径变更轴用马达，在上述回转半径变更轴设置有修整器保持件，金刚石修整器以能够装卸的方式安装于该修整器保持件。
于是，利用回转半径变更轴用马达而使回转半径变更轴进行旋转并且控制其旋转角度，由此能够变更金刚石修整器的位置。即，对于变更金刚石修整器相对于回转轴的中心的位置的作业而言，能够不通过手动作业的方式来进行上述作业，而是通过回转半径变更轴用马达的数值控制来进行上述作业。由此，使得用于变更金刚石修整器的位置的作业时间缩短，另外，还难以产生金刚石修整器的定位误差。
对于该修整装置而言，优选地，在使上述回转半径变更轴旋转时上述金刚石修整器的前端所经过的位置设置有修整器前端检测传感器。于是，能够基于修整器前端检测传感器检测出金刚石修整器的前端时的回转半径变更轴用马达的旋转角度来修正砂轮成型时的回转半径变更轴的旋转角度。
对于修正该回转半径变更轴的旋转角度的作业而言，虽然能够通过作业人员读取回转半径变更轴的旋转角度来进行，然而，若设置有基于上述修整器前端检测传感器检测出金刚石修整器的前端时的回转半径变更轴用马达的旋转角度来修正砂轮成型时的回转半径变更轴的旋转角度的控制装置，则能够使上述修正作业自动化且不使修整装置停止。
若上述控制装置构成为在砂轮成型时进行使上述回转半径变更轴的旋转角度与回转轴的旋转角度对应地变化的同步控制，则能够以高精度成型为具有圆弧以外的任意截面形状的砂轮。
作为上述回转半径变更轴用马达，能够采用伺服马达、步进马达、带有回转式编码器的马达等。伺服马达内置有检测马达旋转角度的传感器，并基于由该传感器检测出的马达旋转角度与目标角度之差来进行反馈控制。步进马达以与输入脉冲数成比例的角度进行旋转的马达。
能够将保持砂轮的砂轮轴设置成能够在轴向上移动，并且能够设置在轴向上驱动该砂轮轴的驱动装置。于是，当利用金刚石修整器切削砂轮表面时，通过在轴向上驱动砂轮轴而能够以高精度成型为具有直线状的截面的砂轮。
能够设置减速器，该减速器使上述回转半径变更轴用马达的旋转减速并将该减速后的旋转朝回转半径变更轴传递。于是，由于回转半径变更轴的旋转角度的误差相对于回转半径变更轴用马达的旋转角度的误差减小，因此能够高精度地对回转半径变更轴的旋转角度进行定位。
能够设置夹紧机构，该夹紧机构能够切换为阻止上述回转半径变更轴的旋转的夹紧状态以及允许回转半径变更轴的旋转的自由状态。于是，在对回转半径变更轴的旋转角度进行定位以后，利用夹紧机构阻止回转半径变更轴的旋转，由此能够改善金刚石修整器的支承刚性。
上述修整器保持件可以采用在柄的前端固定有金刚石的金刚石修整器用的结构，也可以采用在轮的外周固定有金刚石的回转式金刚石修整器用的结构。
在本发明的修整装置中，对于变更相对于回转轴中心的金刚石修整器的位置的作业而言，能够不通过手动作业的方式进行上述作业，而是通过回转半径变更轴用马达的数值控制来进行上述作业，因此缩短了用于变更金刚石修整器的位置的作业时间，另外，还难以产生金刚石修整器的定位误差。
图1是示出本发明的实施方式的修整装置的主视图。
图2是图1的回转轴附近的放大剖视图。
图3是沿着图2的III一III线的剖视图。
图4是示出图3所示的金刚石修整器的前端的回转半径的图。
图5是示出使图4所示的金刚石修整器的前端的旋转半径从R1变更为R2后的状态的图。
图6是示出使图5所示的修整器保持件回转并利用修整器前端检测传感器检测金刚石修整器的状态的图。
图7是示出进行同步控制时的修整器保持件的动作的图，在该同步控制中使回转轴的回转角度与图3所示的回转轴的旋转角度对应地变化。
图8是示出通过下述方式对具有凹形状的截面的砂轮进行成型时的修整器保持件的动作的图:使回转半径变更轴进行旋转以使得图3所示的金刚石修整器到达与回转轴中心线重叠的位置，并在该状态下使回转轴旋转。
图9是示出通过下述方式对具有圆弧与直线组合而成的截面的砂轮进行成型时的修整器保持件的动作的图:使回转轴旋转而不使图3所示的砂轮轴在轴向上移动，然后，使回转轴停止并使砂轮轴在轴方向上移动。
图10是示出通过下述方式对具有圆弧与非圆弧曲线组合而成的截面的砂轮进行成型时的修整器保持件的动作的图:使回转轴旋转而不使图3所示的砂轮轴在轴方向上移动，在该动作中途进行将回转轴的旋转与砂轮轴的轴向移动组合后的复合动作。
图11是示出采用了安装有回转式金刚石修整器这一类型的修整器保持件的实施例的图，其中，该回转式金刚石修整器在轮(wheel)的外周固定有金刚石。
图12是示出将带有回转式编码器的马达用作回转半径变更轴用马达的实施例的图。
图13是示出组装了减速器后的实施例的图，其中，该减速器使回转半径变更轴用马达的旋转减速并将该减速后的旋转朝回转半径变更轴传递。
图14是示出在偏心孔的内周与回转半径变更轴的外周之间组装有夹紧机构的实施例的图。
图15是示出现有的修整装置的主视图。
图16是沿着图15的X V1-X VI线的剖视图。
图17是示出利用金刚石定位夹具Jl而将从图15所示的回转轴的中心到金刚石修整器的前端的距离调整为R1的作业的图。
图18是示出利用金刚石定位夹具J2而将从图15所示的回转轴的中心到金刚石修整器的前端的距离调整为R2的作业的图。
具体实施方式
图1中示出了本发明的实施方式的修整装置I。该修整装置I具有:支柱2，该支柱2在下端具有向底座(未图示)安装的安装面2a ;—体地设置于支柱2的上部侧方的头部3 ；以及铅直方向的回转轴5，该回转轴5被收纳于回转轴收纳孔4内，该回转轴收纳孔4设置成在头部3的下表面开口。
利用组装入回转轴收纳孔4内的多个轴承6将回转轴5支承为能够旋转。在回转轴5的上端固定有回转轴带轮7。回转轴带轮7通过带齿带10而与固定在回转轴用马达8的马达轴8a的马达带轮9连结，回转轴用马达8借助上述带齿带10而驱动驱动回转轴5使之进行旋转。
如图2所示，在回转轴5的内部，在相对于回转轴5的中心偏心的位置形成有偏心孔11。偏心孔11在回转轴5的下表面开口，在该偏心孔11内收纳有铅直方向的回转半径变更轴12。利用组装入偏心孔11内的多个轴承13对回转半径变更轴12进行支承，从而使得该回转半径变更轴12能够以相对于回转轴5的中心偏心的位置为中心进行旋转。
组装入回转轴5内部的回转半径变更轴用马达14与回转半径变更轴12的上端连接，利用该回转半径变更轴用马达14驱动回转半径变更轴12使之进行旋转。回转半径变更轴用马达14为伺服马达。该伺服马达为如下马达:其内置有检测马达的回转角度的传感器(未图示)，基于利用该传感器检测出的马达的目前的旋转角度与目标角度之差来进行反馈控制。若将这样的伺服马达用作回转半径变更轴用马达14，则能够极其正确地控制回转半径变更轴用马达14的旋转角度。回转轴用马达8也是伺服马达。
回转半径变更轴12的下端从回转轴5的下表面突出，在该突出部分设置有修整器保持件16，在柄的前端固定有金刚石的金刚石修整器15以能够装卸的方式安装于该修整器保持件16。修整器保持件16包括从回转轴5沿水平方向延伸的夹紧部16A以及从夹紧部16A向下方延伸的修整器安装轴16B。在修整器安装轴16B的下端部形成有水平方向的修整器插入孔17，金刚石修整器15插入固定于该修整器插入孔17。此处，金刚石修整器15配置成，在与回转半径变更轴12正交的方向的截面上，金刚石修整器15的前端朝向相对于回转半径变更轴12的旋转方向成为切线方向。通过将例如未图示的固定螺钉(set screw)按压于金刚石修整器15的柄的侧面而对金刚石修整器15进行固定。
如图6所示，在当通过回转半径变更轴12的旋转而使得修整器保持件16旋转时金刚石修整器15的前端所通过的位置设置有修整器前端检测传感器18。虽然可以使用以非接触的方式来检测金刚石修整器15的前端的光电传感器等作为修整器前端检测传感器18，但若使用对金刚石修整器15的前端是否已接触的情况进行检测的接触式传感器，则能够高精度地检测金刚石修整器15的前端。
修整器前端检测传感器18可以经由传感器托架19而固定于供支柱2安装的底座侦牝也可以固定于回转轴5侧。若固定于回转轴5侧，则无论回转轴5的旋转角度如何，金刚石修整器15与修整器前端检测传感器18的位置关系均保持恒定，因此，能够以较高精度进行后述的回转半径变更轴12的旋转角度的修正作业。
修整器前端检测传感器18、回转轴用马达8以及回转半径变更轴用马达14与控制装置20连接。下述信号被输入到控制装置20:来自修整器前端检测传感器18的表示是否已检测出金刚石修整器15的前端的检测信号；来自回转轴用马达8的表示回转轴用马达8的目前的旋转角度的位置信号；以及来自回转半径变更轴用马达14的表示回转半径变更轴用马达14的目前的旋转角度的位置信号。从控制装置20对回转轴用马达8与回转半径变更轴用马达14输出对马达的旋转进行控制的控制信号。
以下，对使用了该修整装置I的砂轮G的成型工序进行说明。
首先，如图3所示，将成型前的砂轮G保持于砂轮轴21，在该状态下使砂轮轴21旋转，并使金刚石修整器15的前端与砂轮G的表面接触。接下来，使保持金刚石修整器15的修整器保持件16与回转轴5 —同回转。由此，金刚石修整器15的前端进行移动而描画出圆弧状的轨迹，并沿该轨迹对砂轮G的表面进行切削，从而使砂轮G的截面成型为圆弧状。此时，如图4所示，砂轮G的截面的圆弧的半径R1是金刚石修整器15的前端的旋转半径，即，是从回转轴5的中心到金刚石修整器15的前端的距离。
此处，如图5所示，在将成型的砂轮G的截面的圆弧半径从R1变更为R2的情况下，必须变更金刚石修整器15的前端的回转半径，为此，必须变更相对于修整装置I的回转轴5的中心的金刚石修整器15的位置。
以如下方式进行变更该金刚石修整器15的位置的作业。即，计算为了变更金刚石修整器15的前端的回转半径而所需的回转半径变更轴12的旋转角度，使回转半径变更轴用马达14旋转与该回转半径变更轴12的旋转角度相当的程度。于是，通过回转半径变更轴12的旋转而使得修整器保持件16进行移动，由此使从回转轴5的中心到金刚石修整器15的前端的距离发生变化，从而能够变更相对于回转轴5的中心的金刚石修整器15的位置。
然而，若利用金刚石修整器15对砂轮G的表面进行切削，则金刚石修整器15的前端会受到磨损。并且，若该磨损持续恶化，则金刚石修整器15的前端的回转半径会逐渐增大，其结果，砂轮G的截面的圆弧半径有可能产生误差。
因此，为了修正因金刚石修整器15的前端的磨损而引起的误差，以下述方式对砂轮G的成型时的回转半径变更轴12的回转角度进行了修正。即，首先，如图6所示，使回转轴5旋转以使得回转半径变更轴用马达14的中心到达规定位置，在该状态下，驱动回转半径变更轴用马达14使之旋转，使得金刚石修整器15的前端到达被修整器前端检测传感器18检测出的位置。若修整器前端检测传感器18检测出金刚石修整器15的前端，则使回转半径变更轴用马达14停止，基于此时的回转半径变更轴用马达14的旋转角度来运算因金刚石修整器15的前端的磨损而引起的前端位置的偏移量。并且，根据该金刚石修整器15的前端位置的偏移量的大小来修正回转半径变更轴12的旋转角度。
具有如上结构的修整装置I利用回转半径变更轴用马达14使回转半径变更轴12进行旋转，通过控制该旋转角度，能够变更金刚石修整器15的位置。即，能够不以手动作业的方式进行变更相对于回转轴5的中心的金刚石修整器15的位置的作业，而能够通过回转半径变更轴用马达14的数值控制来进行上述作业。因此，缩短了用于变更金刚石修整器15的位置的作业时间，另外，还难以产生金刚石修整器15的定位误差。
另外，该修整装置I基于修整器前端检测传感器18检测出金刚石修整器15的前端时的回转半径变更轴用马达14的旋转角度，能够自动地进行修正砂轮成型时的回转半径变更轴12的旋转角度的作业。因此，当进行修正因金刚石修整器15的前端的磨损而引起的误差的作业时无需使修整装置I暂时停止。
另外，若使用上述修整装置1，如图7所示，通过回转轴5的旋转与回转半径变更轴12的旋转的复合动作而能够自由地设定金刚石修整器15的前端的轨迹，因此，在砂轮G的成型时，通过进行使回转半径变更轴12的旋转角度与回转轴5的旋转角度变化对应地变化的同步控制，能够高精度地对具有圆弧以外的任意截面形状的砂轮G进行成型。
另外，如图8所示，使回转半径变更轴12进行旋转从而使得金刚石修整器15到达与回转轴5的中心线重叠的位置，并在该状态下通过使回转轴5旋转而使得金刚石修整器15进行摆动，由此，能够对具有凹形状的截面形状的砂轮G进行成型。
另外，若将保持砂轮G的砂轮轴21设置成能够在轴向上移动、且设置在轴向上驱动该砂轮轴21的驱动装置(未图示)，则如图9所示，使回转轴5旋转而不使砂轮轴21在轴向上移动，然后，使回转轴5停止而使砂轮轴21在轴向上移动，由此，能够对具有圆弧与直线组合而成的截面的砂轮G进行成型。另外，如图10所示，使回转轴5旋转而不使砂轮轴21在轴向上移动，并自该动作的中途起进行将回转轴5的旋转与砂轮轴21的轴向移动组合后的复合动作，由此，能够对具有圆弧与非圆弧曲线组合而成的截面形状的砂轮G进行成型。
虽然在上述实施方式中作为修整器保持件16而对金刚石修整器15这一类型的保持件进行了说明，其中该金刚石修整器15在柄的前端固定有金刚石，但是如图11所示，也可以采用安装有如下回转式金刚石修整器这一类型的修整器保持件16，该回转式金刚石修整器在轮的外周固定有金刚石。
另外，虽然在上述实施方式中作为回转半径变更轴用马达14而使用了伺服马达，但如图12所示，也可以使用带有回转编码器22的马达。在该情况下，只要将回转编码器22与图6所示的控制装置20连接，并从回转编码器22将表示回转半径变更轴用马达14的目前的旋转角度的位置信号输入到控制装置20即可。回转编码器22可以外置于马达，也可以内置于马达。另外，也可以使用以与输入脉冲数成比例的角度进行旋转的步进马达。
另外，如图13所示，能够将减速器23组装入回转半径变更轴用马达14的旋转轴与回转半径变更轴12之间，该减速器23对回转半径变更轴用马达14的旋转进行减速并将该减速后的旋转朝回转半径变更轴12传递。于是，相对于回转半径变更轴用马达14的旋转角度的误差的回转半径变更轴12的旋转角度的误差减小，因此，能够高精度地对回转半径变更轴12的旋转角度进行定位。
另外，如图14所示，能够在偏心孔11的内周与回转半径变更轴12的外周之间设置夹紧机构24，从而能够对通过该夹紧机构24来阻止回转半径变更轴12的旋转的夹紧状态与允许回转半径变更轴12旋转的自由(free)状态进行切换。于是，在对回转半径变更轴12的旋转角度进行定位以后，利用夹紧机构24而阻止回转半径变更轴12的旋转，由此能够改善金刚石修整器15的支承刚性。
作为夹紧机构24，能够举出气动夹紧件等，该气动夹紧件在回转半径变更轴12的周围沿圆周方向隔开间隔地配置有多个能够通过气压而在径向上进退的把持爪。另外，也可以将包括对圆周的一部分进行剖切以后的截面呈C形状的筒体的夹紧凸起(boss)设置成包围回转半径变更轴12的周围，并将设置成将该夹紧凸起的截面呈C形状的两端连结的夹紧螺栓旋入，由此使夹紧凸起缩径而把持回转半径变更轴12的外周。
附图标 记的说明
1…修整装置；5…回转轴；8…回转轴用马达；12…回转半径变更轴；14...回转半径变更轴用马达；15…金刚石修整器；16…修整器保持件；18…修整器前端检测传感器；20…控制装置;21…砂轮轴;23…减速器；24…夹紧机构而…砂轮。
权利要求
1.一种修整装置，其中， 所述修整装置具有: 回转轴(5)，该回转轴(5)被支承为能够旋转； 回转轴用马达(8)，该回转轴用马达(8)驱动上述回转轴(5)而使之旋转； 回转半径变更轴(12)，该回转半径变更轴(12)在所述回转轴(5)的内部被支承为能够以相对于回转轴(5)的中心偏心的位置为中心进行旋转；以及 回转半径变更轴用马达(14)，该回转半径变更轴用马达(14)驱动上述回转半径变更轴(12)而使之旋转， 在所述回转半径变更轴(12)设置有修整器保持件(16)，金刚石修整器(15)以能够装卸的方式安装于该修整器保持件(16)。
2.根据权利要求1所述的修整装置，其中， 在使所述回转半径变更轴(12)旋转时金刚石修整器(15)的前端所通过的位置设置有修整器前端检测传感器(18)。
3.根据权利要求2所述的修整装置，其中， 设置有控制装置(20 )，该控制装置(20 )基于所述修整器前端检测传感器(18 )检测出所述金刚石修整器(15)的前端时的所述回转半径变更轴用马达(14)的旋转角度来修正砂轮成型时的回转半径变更轴(12)的旋转角度。
4.根据权利要求3所述的修整装置，其中， 所述控制装置(20)在砂轮成型时进行使所述回转半径变更轴(12)的旋转角度与回转轴(5)的旋转角度对应地变化的同步控制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的修整装置，其中， 所述回转半径变更轴用马达(14)是伺服马达。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的修整装置，其中， 所述回转半径变更轴用马达(14)是步进马达。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的修整装置，其中， 所述回转半径变更轴用马达(14)是带有回转编码器的马达。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的修整装置，其中， 将保持砂轮(G)的砂轮轴(21)设置成能够在轴向上移动，并设置有在轴向上驱动上述砂轮轴(21)的驱动装置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的修整装置，其中， 设置有减速器(23)，该减速器(23)使所述回转半径变更轴用马达(14)的旋转减速并将减速后的旋转朝回转半径变更轴(12)传递。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的修整装置，其中， 设置有夹紧机构(24)，该夹紧机构(24)能够切换为阻止所述回转半径变更轴(12)的旋转的夹紧状态与允许回转半径变更轴(12)的旋转的自由状态。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的修整装置，其中， 所述修整器保持件(16)用于在柄的前端固定有金刚石的金刚石修整器。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的修整装置，其中， 所述修整器保持件(16)用于在轮的外周固定有金刚石的回转式金刚石修整器。
全文摘要
本发明提供一种修整装置，其缩短了用于变更金刚石修整器相对于回转轴的中心的位置的作业时间，另外还难以产生金刚石修整器的定位误差。修整装置(1)采用了如下结构，即，具有被支承为能够旋转的回转轴(5)；驱动该回转轴(5)而使之旋转的回转轴用马达(8)；回转半径变更轴(12)，该回转半径变更轴(12)在回转轴(5)的内部被支承为能够以相对于回转轴(5)的中心偏心的位置为中心而进行旋转；以及驱动上述回转半径变更轴(12)而使之旋转的回转半径变更轴用马达(14)，并且，在回转半径变更轴(12)设置有修整器保持件(16)，金刚石修整器(15)以能够装卸的方式安装于该修整器保持件(16)。
文档编号B24B53/06GK103153541SQ20118004848
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月8日
发明者辻信彦 申请人:Ntn株式会社