专利名称：磨床的整形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在利用砂轮对エ件进行研磨加工的磨床中，具备对砂轮的形状进行整形的砂轮修整工具的整形装置。
背景技术：
磨床是具备为了将エ件加工成规定的形状，或者很好地维持研磨加工的加工效率，而对砂轮的研磨面进行整形的整形装置的构造。作为这样的整形装置，例如在日本特开平6-210565号公报公开了如下的旋转式的整形装置该整形装置使能够旋转的旋转砂轮修整工具绕正交于砂轮的中心轴的轴旋转来进行砂轮的整形。这里，在旋转式的整形装置中，由于砂轮修整工具的支承部件的安装误差、砂轮修整工具本身的磨损等原因，而产生砂轮修整工具的前端位置(对于旋转砂轮修整工具是从径向观察的外周面的前端位置)相对于整形的控制位置的位置误差。磨床的整形装置为了提高整形的精度而需要降低上述的砂轮修整工具的位置误差的影响。因此，在日本特开平6-210565号公报中公开了ー种在整形的前后，根据利用接触传感器检测出的砂轮的外周面的位置而对整形进行修正的方法。更具体地说，是记载了一种根据接触传感器的检测值计算砂轮的外径，并且根据该砂轮的外径计算砂轮修整工具的磨损量的方法。根据该方法，在进行下次整形时，能够根据砂轮修整工具的磨损量对与砂轮修整工具的旋转动作同步的砂轮座的动作进行修正，所以能够减小砂轮修整工具的位置误差并实现整形的高精度化。另外，在日本实开平6-3561号公报中公开了ー种具备与砂轮修整工具接触来对其前端位置进行检测的接触传感器(电子测微计)的整形装置。根据该整形装置，根据来自该接触传感器的电信号对砂轮修整工具的移动量进行修正，从而能够对砂轮修整工具的位置误差进行修正。然而，在日本特开平6-210565号公报的方法中，由于是根据砂轮的外径间接地计算砂轮修整工具的磨损量，所以砂轮的旋转振动、磨床的热位移量等误差因素可能会影响接触传感器的检测。并且，在整形装置中，利用接触传感器对砂轮的外周面的检测，与实际上进行整形时定位的位置不同，所以计算出的砂轮修整工具的磨损量可能包含误差。另外，对于旋转式的整形装置，在将砂轮的外周面的剖面形状整形为圆弧形状等曲面形状的情况下，因砂轮修整工具的位置误差产生的影响特别大。因此，需要以旋转中心为基准来对砂轮修整工具的前端位置进行检测，并更加合理地对砂轮修整工具的位置误差进行修正。日本实开平6-3561号公报的整形装置是利用接触传感器对砂轮修整工具的前端位置进行检测的装置，但若将其应用于旋转式的整形装置，由于基准位置不是旋转中心，所以也需要间接地计算以旋转中心为基准的砂轮修整工具的前端位置，上述的误差因素可能对接触传感器的检测产生影响。
发明内容
本发明提供一种能够进行更高精度的整形的磨床的整形装置。
根据本发明的一个实施例的整形装置，对于从砂轮修整工具的前端位置到旋转台的旋转中心的距离，根据由检测机构直接检测出的检测距离来控制并进行整形。由此，能够更可靠地检测砂轮修整工具的位置误差而不受砂轮的旋转振动、磨床的热位移量等误差因素的影响。因此，控制机构考虑检测出的砂轮修整工具的位置误差，对砂轮修整工具相对于砂轮的前端位置进行控制，由此能够修正砂轮修整工具的位置误差、磨损量。因此，整形装置能够进行更高精度的整形。这样，即使在砂轮的外周面的剖面形状为曲面形状这样复杂的情况下，也能够抑制由形状产生的影响从而能够进行高精度的整形。根据本发明的再一个实施例，检测机构构成为被旋转台支承。由此，在检测机构相对于检测对象的砂轮修整工具利用旋转台调整位置的情况下，在整形中能够进行包含由被控制的旋转台的动作产生的影响的检测，并能够更准确地检测距离。根据本发明的又一个实施例，检测机构构成为，在旋转台的旋转轴方向被支承为能够移动。根据本发明的另一个实施例，整形装置构成为，具备移动体，该移动体设置于旋转 台并将砂轮修整工具支承为能够在旋转台的径向移动。通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素。
图I是表示第一实施例中的磨床和整形装置的框图。图2是第一实施例中的磨床的整形装置的立体图。图3是表示图I以及图2所示的整形装置中的旋转砂轮修整工具和传感器单元的放大立体图。图4是表示利用传感器单元对砂轮以及旋转砂轮修整工具的位置进行检测的状态的俯视图。图5是表示对砂轮的轴向一端进行整形的状态的俯视图。图6是表示对砂轮的轴向另一端进行整形的状态的俯视图。图7是表示第二实施例中的、利用传感器单元对砂轮以及旋转砂轮修整工具的位置进行检测的状态的俯视图。图8是表示第三实施例中的、利用传感器单元对砂轮的位置进行检测的状态的俯视图。图9是表示图8所示的磨床中的砂轮和柱状传感器的立体图。
具体实施例方式(第一实施例)(磨床的整形装置的结构)参照图f图3，对本发明的第一实施例的磨床I进行说明。磨床I是使砂轮11相对于被支承于机台2的工件W相对移动来进行研磨加工的工作机械。磨床I构成为具备整形装置3、砂轮座10、工件支承装置20、以及控制装置60 (相当于本发明的“控制机构”)。磨床I的整形装置3是为了达到将工件W加工成规定的形状等目的而对砂轮11的研磨面进行整形的装置。在本实施例中，将整形装置3作为使砂轮修整工具绕正交于砂轮11的中心轴Aw的轴Ac旋转而进行整形的旋转式的整形装置来进行说明。砂轮座10具有用于研磨エ件W的砂轮11。砂轮座10配置于未图示的导轨上，该导轨配置于机台2的上表面并在砂轮11的中心轴Aw的方向延伸。另外，砂轮座10具有移动机构，该移动机构在正交于上述的导轨的延伸方向的方向且在与机台2的上表面平行的方向使砂轮11移动。砂轮11经由该移动机构而被支承于砂轮座10，由此能够朝エ件W的轴向以及径向移动。另外，砂轮座10通过控制装置60对砂轮11朝各轴向的移动以及转速等进行控制。砂轮11构成为，例如使硬质的磨粒与圆盘状的金属核的外周結合。这里，在本实施例中，エ件W例示为在轴向设置外径不同的部位的带阶轴状的部件。并且，エ件W在带阶端面与外周面的角部形成为圆弧凹(凹圆弧concave arc亦可)形状的曲面形状。为了对这样的エ件W进行研磨，砂轮11整形为，将砂轮11的外周面的剖面形状与エ件W的圆弧凹形状对应的圆弧凸(认为凸圆弧convex arc亦可)形状(以下,也称为“R整形”)。S卩，砂轮11 在能够进行研磨的圆筒状的外周面，将其轴向两端部整形为凸曲面形状。エ件支承装置20对エ件W的两端进行支承，以使エ件W能够绕中心轴旋转。エ件支承装置20具备对エ件W的一端进行支承的主轴座21、和与主轴座21对置地配置并对エ件W的另一端进行支承的尾座22。主轴座21具备利用未图示的旋转驱动装置进行旋转的主轴，并构成为，主轴被旋转驱动从而エ件W旋转。另外，主轴座21通过控制装置60对主轴的转速、旋转相位等进行控制。旋转式的整形装置3是对砂轮11的外周面进行整形的装置，如图I以及图2所示，具备旋转台30、砂轮修整工具座40、以及传感器单元50(相当于本发明的“检测机构”)。旋转台30配置于机台2的上表面，并能够通过未图示的旋转驱动装置绕旋转轴Ac旋转。该旋转台30具有2条砂轮修整工具座用导轨31、砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32、以及砂轮修整工具座用前进轴马达33。另外，如图2所示，旋转台30的上表面形成为包括圆形状部30a和矩形状部30b。旋转台30绕从该圆形状部30a的中心O通过的旋转轴Ac旋转。2条砂轮修整工具座用导轨31相互平行地配置为，在旋转台30的矩形状部30b的长边方向延伸。砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32配置于2条砂轮修整工具座用导轨31之间，以在旋转台30的矩形状部30b的长边方向对砂轮修整工具座40进行驱动。砂轮修整工具座用前进轴马达33是对砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32进行旋转驱动的马达，并配置于砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32的一端侧。另外，旋转台30通过控制装置60对旋转驱动装置以及砂轮修整工具座用前进轴马达33进行控制。由此，旋转台30对相对于机台2的旋转速度进行控制，并且对砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32的转速、旋转相位等进行控制。砂轮修整工具座40具有底座41 (相当于本发明的“移动体”)、砂轮修整工具驱动机构42以及旋转砂轮修整工具43 (相当于本发明的“砂轮修整工具”)。底座41在旋转台30的矩形状部30b被设置为，能够在砂轮修整工具座用导轨31上沿着矩形状部30b的长边方向(图2的从左下向右上的方向)滑动。该底座41与砂轮修整工具座用前进轴滚珠丝杠32的螺母部分连结，通过砂轮修整工具座用前进轴马达33的驱动而沿着砂轮修整エ具座用导轨31进给。砂轮修整工具驱动机构42 —体地配置在底座41的上部，并通过未图示的内置马达对砂轮修整工具轴进行旋转驱动。旋转砂轮修整工具43是对砂轮11的形状进行整形的整形工具，并被安装于砂轮修整工具驱动机构42的砂轮修整工具轴的端部。由此，旋转砂轮修整工具43能够伴随着砂轮修整工具驱动机构42的旋转驱动而绕中心轴At旋转。在本实施例中，旋转砂轮修整工具43形成为圆盘形状，例如利用金刚石等形成外周面。该旋转砂轮修整工具43的外周面由圆筒状构成并且形成为，轴向宽度比砂轮11的轴向宽度薄。另外，旋转砂轮修整工具43被设置为，正交于旋转砂轮修整工具43的中心轴At且从旋转砂轮修整工具43的轴向宽度的中央部通过的平面包含旋转台30的旋转轴Ac。即，在旋转台30绕旋转轴Ac旋转的情况下，旋转砂轮修整工具43的外周面与旋转台30的旋转中心O之间的距离维持恒定。这样，旋转台30经由底座41以及砂轮修整工具驱动机构42来支承旋转砂轮修整工具43，以使旋转砂轮修整工具43能够绕与正交于砂轮11的中心轴Aw的轴平行的旋转轴Ac旋转。·这样的旋转式的整形装置3，例如通过砂轮修整工具座用前进轴马达33的驱动来使底座41移动，从而使旋转砂轮修整工具43在旋转台30的径向移动。然后，对旋转砂轮修整工具43相对于旋转轴Ac的前端位置进行定位。接着，使旋转台30旋转，从而能够维持旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转轴Ac的距离不变来进行旋转。这里，旋转砂轮修整工具43的“前端位置”是指旋转砂轮修整工具43的外周面中最接近旋转台30的旋转轴Ac的部位。另外，砂轮修整工具座40通过控制装置60对砂轮修整工具驱动机构42进行控制。由此，砂轮修整工具座40对旋转砂轮修整工具43的转速等进行控制。传感器单元50是对从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转台30的旋转轴Ac的距离进行检测的检测机构。如图3所示，该传感器单元50具备传感器主体51、传感器驱动装置52、AE传感器53、砂轮修整工具用检测销54、砂轮端面用检测销55、以及砂轮外周面用检测销56。传感器主体51被配置为，整体形状形成为圆筒形状且该圆筒形状的中心轴与旋转台30的旋转轴Ac —致。另外，传感器主体51被旋转台30支承为能够相对旋转。由此，传感器主体51能够不依赖于旋转台30的旋转动作而维持规定相位。传感器驱动装置52是配置于旋转台30的旋转中心部并使传感器主体51在旋转轴Ac的方向移动的
>j-U ρ α装直。AE传感器53被收纳于传感器主体51的圆筒内部，并对因检测销等触头与对象物的接触而产生的AE (Acoustic Emission:声发射)信号进行检测。砂轮修整工具用检测销54、砂轮端面用检测销55、以及砂轮外周面用检测销56是AE传感器53的检测销(相当于本发明的“接触检测部件”)，如图3所示，由传感器主体51 —体地保持。另外，各检测销54、55、56被设置为，各自的前端部从旋转台30的旋转中心O朝向径向外侧且朝向相互不同的方向。更具体地说，各检测销54、55、56在传感器主体51的外周面被配置为，在周向间隔90°且其延伸方向与旋转台30的上表面并行。根据这样的结构，传感器单元50利用AE传感器53对砂轮修整工具用检测销54与旋转砂轮修整工具43的接触进行检测，由此对从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转台30的旋转中心O的距离L进行检测。另外，传感器单元50利用AE传感器53对砂轮端面用检测销55与砂轮11的、位于中心轴Aw的一侧的端面的接触进行检测。同样地，传感器单元50利用AE传感器53对砂轮外周面用检测销56与砂轮11的、位于径向外侧的外周面的接触进行检測。另外，在本实施例中，砂轮修整工具用检测销54的销长度预先被设定为使检测的距离L在砂轮11的外周面与R整形部位的半径一致。由此，在使旋转砂轮修整工具43相对于砂轮修整工具用检测销54相对移动并使旋转中心O与旋转砂轮修整工具43的前端位置之间的距离为L时，传感器単元50检测到与旋转砂轮修整工具43的接触。S卩，为了能够进行这样的检测，砂轮修整工具用检测销54形成为，将其前端部作为对与旋转砂轮修整エ具43接触进行检测的部位，从旋转中心O到该前端部的距离L与砂轮11的外周面的剖面形状的圆弧形状的半径一致。 另外，传感器単元50通过控制装置60对传感器驱动装置52进行控制并且将AE信号向控制装置60输出。控制装置60在研磨加工中，对砂轮座10的各轴位置以及主轴座21的旋转进行NC控制。而且，控制装置60使砂轮修整工具驱动机构42的内置马达旋转并使旋转砂轮修整工具43旋转。这样，磨床I通过控制装置60使砂轮11旋转并且对砂轮座10相对于エ件W的各轴位置进行控制，从而对エ件W的外周面进行研磨加工。另外，控制装置60在整形中，在使旋转砂轮修整工具43旋转的状态下对砂轮座10的各轴位置以及旋转台30的旋转角度进行NC控制，并且对利用旋转砂轮修整工具43对砂轮11进行整形或者各部位之间的接触进行检測。(整形动作)接下来，參照图3 图6，对在上述的磨床I的整形装置3中，砂轮11的整形动作和利用传感器単元50对砂轮11以及旋转砂轮修整工具43的位置检测进行说明。首先，若指示砂轮11的整形开始，则利用传感器単元50进行对旋转砂轮修整工具43的前端位置的检測。因此，控制装置60利用传感器驱动装置52使传感器主体51向旋转台30的旋转轴Ac的上方移动。此时，控制装置60对传感器驱动装置52进行控制，以使砂轮修整工具用检测销54与旋转砂轮修整工具43的中心轴At位于相同的高度。并且，以砂轮修整工具用检测销54的中心轴与旋转砂轮修整工具43的中心轴At正交的方式使旋转台30旋转。然后，控制装置60在利用砂轮修整工具驱动机构42使旋转砂轮修整工具43以规定转速旋转的状态下，以使旋转砂轮修整工具43与传感器单元50接近的方式使底座41以规定速度移动。之后，如图3以及图4所示，传感器単元50利用AE传感器53对砂轮修整工具用检测销54与旋转砂轮修整工具43的前端部的接触进行检測。由此，传感器単元50以旋转台30的旋转中心O为基准，检测旋转砂轮修整工具43的前端位置距离旋转中心O为检测距离し另外，控制装置60在砂轮修整工具用检测销54与旋转砂轮修整工具43接触时从传感器単元50输入AE信号，并存储此时的底座41的现在位置。该存储的底座41的现在位置、与为了使旋转砂轮修整工具43的前端位置与旋转中心O之间为距离L而被控制的底座41的控制位置之间的差，相当于旋转砂轮修整工具43的位置误差。另外，该位置误差起因于旋转式的整形装置3中的各部件的安装误差、旋转砂轮修整工具43的磨损、装置本身的热位移等。在本实施例中，控制装置60以这样的方式对旋转砂轮修整工具43的位置误差进行检測。接着，利用传感器単元50进行对砂轮11的端面位置以及外周面位置的检测。此时，传感器单元50维持对旋转砂轮修整工具43的前端位置进行检测的位置。即，以旋转台30的旋转中心O为基准，进行砂轮11的位置检测。然后，控制装置60首先使砂轮11以规定的转速旋转并在该状态下对砂轮座10的移动机构进行控制以使砂轮11在中心轴Aw的方向移动。之后，如图4所示，传感器单元50利用AE传感器53对砂轮端面用检测销55与砂轮11的、位于中心轴Aw的方向的端面的接触进行检测。同样地，控制装置60在使砂轮11旋转的状态下使砂轮11在相对于中心轴Aw垂直的方向移动，并利用AE传感器53对砂轮外周面用检测销56与砂轮11的、位于径向外侧的外周面的接触进行检测。由此，传感器单元50以旋转台30的旋转中心O为基准，检测砂轮11的端面位置以及外周面位置分别距离旋转中心O规定的距离。另外，控制装置60在各砂轮用检测销55、56与砂轮11接触时从传感器单元50输入AE信号，并存储此时的砂轮座10的现在位置。
接着，对利用整形装置3对砂轮11的形状的整形进行说明。在本实施例中，如上所述，对砂轮11的外周面的剖面形状进行R整形的情况进行说明。控制装置60首先对砂轮座10的移动机构进行控制以使砂轮11移动到进行整形的规定的位置。更具体地说，对砂轮11进行定位以使R整形的圆弧形状的中心与旋转台30的旋转中心O—致。然后，控制装置60利用砂轮座10的驱动装置使砂轮11以规定的转速旋转。接下来，控制装置60利用砂轮修整工具驱动机构42使旋转砂轮修整工具43以规定的转速旋转。而且在使旋转砂轮修整工具43旋转的状态下使旋转台30以及底座41移动，以使旋转砂轮修整工具43的前端位置与砂轮11的外周面的圆弧形状的起点接触。此时，底座41的位置根据在旋转砂轮修整工具43以及砂轮11的位置检测中存储于控制装置60的位置来设定。然后，如图5所示，在使旋转砂轮修整工具43与砂轮11的外周面接触的状态下，使旋转台30旋转。此时，底座41维持最初相对于旋转台30被定位的位置。并且，如图6所示，使旋转台30旋转直到旋转砂轮修整工具43的前端位置到达砂轮11的外周面的圆弧形状的终点。这样，旋转砂轮修整工具43的由圆筒状构成的外周面以相对于旋转中心O的距离保持恒定的状态进行旋转，所以砂轮11的外周面的剖面形状被整形为圆弧形状。磨床I的整形装置3是如上所述进行砂轮11的整形的装置。另外，整形装置3可以在砂轮11的形状整形后，再一次对砂轮11的端面位置以及外周面位置进行检测。由此，能够在整形的前后计算检测的砂轮11的位置的差，并能够检查是否进行了适当的整形。并且，在整形的前后检测出的砂轮11的端面位置、外周面位置以及旋转砂轮修整工具43的前端位置能够应用于旋转砂轮修整工具43的磨损量、各检测销54、55、56的磨损量的计算。这里，在本实施例中，对砂轮11的外周面的剖面形状为圆弧形状的情况进行了说明。除此之外，砂轮11有时是剖面形状的一部分具有圆弧形状的形状，例如形成为凹形状。在这样的情况下，在将砂轮11的形状整形时，根据需要，对砂轮座10相对于旋转台30的动作进行同步控制。而且，在这样的砂轮11的剖面形状为凹形状的情况下，进行整形以使凹形状的圆弧部的中心与旋转台30的旋转中心O —致。进一步，砂轮11可能是剖面形状的曲率半径渐变的形状，例如形成为复合R形状。在这样的情况下，在将砂轮11的形状整形时，根据需要，对砂轮座10以及底座41相对于旋转台30的动作进行同步控制。即，使旋转砂轮修整工具43在旋转台30的径向移动，由此使从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转台30的旋转中心O的距离变化，能够进行上述各种形状的砂轮11的整形。另外，在本实施例中，砂轮修整工具用检测销54的销长度根据在砂轮11的外周面进行R整形的部位的半径而被预先设定。与此相对地，在按照与R整形部位的半径不同的半径形成的情况下，能够利用底座41对旋转砂轮修整工具43的前端位置修正与该不同的半径的差的量。(磨床的整形装置的效果)根据上述磨床I的整形装置3，整形装置3构成为，根据由传感器单元50获得的检测距离，对旋转砂轮修整工具43等进行控制并进行整形。而且，由该传感器単元50获得的检测距离是直接检测出的从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转台30的旋转中心O的距离。S卩，该检测距离在整形中是在旋转砂轮修整工具43被定位的状态下检测的。因此，控制装置60根据检测距离将旋转砂轮修整工具43定位，由此能够进行考虑了因旋转砂轮 修整工具43的磨损量等产生的位置误差的整形而不受砂轮11的旋转振动、磨床的热位移量等影响。因此，整形装置3能够进行更高精度的整形，所以即使在砂轮11的外周面的剖面形状为曲面形状这样复杂的情况下，也能够抑制因形状带来的影响从而能够进行高精度的整形。传感器单元50是被旋转台30支承的结构。由此，在利用旋转台30对传感器单元50相对于检测对象的旋转砂轮修整工具43的位置进行调整的情况下，在整形中能够进行包含了因被控制的旋转台30的动作产生的影响的检测，能够更准确地对旋转砂轮修整エ具43的位置进行检測。并且，根据这样的结构，与以往比较，实际上能够以接近进行整形的位置的方式配置传感器単元50。由此，能够考虑由除了旋转台30等之外其他的部件的动作产生的位置误差，井能够更准确地检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距尚。因此，能够提闻整形的精度。另外，传感器単元50构成为，被支承为能够利用传感器驱动装置52在旋转台30的旋转轴Ac方向移动。由此，在整形装置3中，能够以与实际上进行整形的位置接近的方式配置传感器単元50。另外，传感器単元50配置于旋转台30的旋转轴Ac上，并以旋转中心O为基准对从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离进行检测。由此，与现有的间接计算方法比较，能够以更高精度进行检测。并且，控制装置60在进行整形时根据由传感器単元50获得的检测距离对旋转砂轮修整工具43相对于砂轮11的前端位置进行控制。另外，利用支承旋转砂轮修整工具43的底座41调整与旋转砂轮修整工具43的位置关系，从而传感器单元50检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离。由此，对于旋转砂轮修整工具43的位置检测，在整形中使用被控制的旋转台30以及底座41，由此传感器単元50能够按照与实际的整形相同的条件检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离。另外，由于能够利用底座41的移动量修正旋转砂轮修整工具43的位置误差，所以能够更简单且可靠地实现整形的高精度化而不需要像以往那样对砂轮座10的位置指令值进行修正。传感器単元50使用砂轮修整工具用检测销54利用以旋转台30的旋转中心O为基准检测到的与旋转砂轮修整工具43的接触，来检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离。由此，利用底座41使旋转砂轮修整工具43在旋转台30的径向移动，从而能够检测砂轮修整工具用检测销54与旋转砂轮修整工具43的接触并且传感器单元50能够可靠地检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离。另外，砂轮修整工具用检测销54的结构形成为，从旋转台30的旋转中心O到检测接触的前端部的距离，与在砂轮11的外周面进行R整形部位的半径一致。即，利用底座41使旋转砂轮修整工具43移动，传感器单元50检测到的旋转砂轮修整工具43的位置相当于对砂轮11进行R整形时旋转砂轮修整工具43的位置。因此，使旋转砂轮修整工具43在该位置旋转从而能够将砂轮11整形为圆弧形状。传感器单元50构成为，利用检测与砂轮11的接触的砂轮用检测销55、56来检测砂轮11的端面位置以及外周面位置。另外，砂轮端面用检测销55以及砂轮外周面用检测销56和砂轮修整工具用检测销54 —起被传感器主体51 —体地保持。通过形成这样的结构，传感器单元50在检测旋转砂轮修整工具43以及砂轮11的各位置的情况下，能够共用各自的检测的基准位置。因此，旋转砂轮修整工具43的位置误差、磨损量的修正能够很好地反映于整形并能够提高整形的精度。并且，利用砂轮端面用检测销55以及砂轮外周面用检测销56对砂轮11的端面位置以及外周面位置进行检测，由此能够检测例如砂轮11的磨 损量的计算、位置误差等。(第二实施例)参照图7，对本发明的第二实施例的磨床101进行说明。本实施例的磨床101与第一实施例主要是整形装置103中的传感器单元150的结构不同。对于其他的共用结构，由于实际上同第一实施例相同，故省略详细的说明。以下，仅对不同点进行说明。如图7所示，整形装置103具备旋转台30、砂轮修整工具座40、以及传感器单元150 (相当于本发明的“检测机构”)。传感器单元150具备柱状传感器157、传感器驱动装置52、AE传感器53、砂轮端面用检测销55、以及砂轮外周面用检测销56。柱状传感器157是在外周面检测与对象物的接触的接触检测部件，且是在内部收纳AE传感器53的、该AE传感器53的触头。在本实施例中，柱状传感器157配置为，中心轴As与旋转台30的旋转轴Ac—致，并形成为在该旋转轴Ac (中心轴As)方向延伸的柱状。在本实施例中，柱状传感器157以正交于中心轴As的剖面形状为圆形的方式形成为圆柱状。另外，柱状传感器157兼作传感器单元150的传感器主体，对砂轮端面用检测销55以及砂轮外周面用检测销56进行支承。而且，各检测销55、56被设置为，各自的前端部从旋转台30的旋转中心O朝向径向外侧且朝向相互不同的方向。并且，柱状传感器157被旋转台30支承为能够相对旋转并能够维持规定相位而不依赖旋转台30的旋转动作。根据这样的结构，传感器单元150利用AE传感器53检测柱状传感器157的外周面与旋转砂轮修整工具43的接触，由此检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转台30的旋转中心O的距离L。另外，传感器单元150利用AE传感器53检测砂轮端面用检测销55与砂轮11的、位于中心轴Aw的一侧的端面的接触。同样地，传感器单元150利用AE传感器53检测砂轮外周面用检测销56与砂轮11的、位于径向外侧的外周面的接触。另外，在本实施例中，柱状传感器157预先以检测距离L与在砂轮11的外周面进行R整形的部位的半径一致的方式设定柱状传感器157的半径。由此，传感器单元150使旋转砂轮修整工具43相对于柱状传感器157相对移动，并在旋转中心O与旋转砂轮修整工具43的前端位置之间的距离为L时，检测到与旋转砂轮修整工具43接触。
而且，在本实施例中，控制装置60进行控制以在检测旋转砂轮修整工具43的位置时，使在柱状传感器157的外周面上与旋转砂轮修整工具43接触的部位位移。更详细地说，控制装置60使旋转台30旋转到与以前检测时的角度不同的角度。这样，使柱状传感器157相对于旋转砂轮修整工具43绕旋转轴Ac相对旋转，由此使在柱状传感器157的外周面检测与旋转砂轮修整工具43接触的周向部位位移。同样地，控制装置60使传感器驱动装置52升降到与以前检测时的高度不同的高度。这样，使柱状传感器157相对于旋转砂轮修整工具43绕旋转轴Ac方向相对移动，由此使在柱状传感器157的外周面检测与旋转砂轮修整工具43接触的周向部位位移。如上所述，在检测旋转砂轮修整工具43的位置的过程中，以适当地移动柱状传感器157的接触部位的方式进行控制，对于其他的整形动作，由于同第一实施例相同，故省略详细的说明。(磨床的整形装置的效果)根据上述的磨床101的整形装置103，起到与第一实施例相同的效果。另外，整形装置103的传感器単元150具有柱状传感器157。而且，使在柱状传感器157的外周面检测与旋转砂轮修整工具43接触的周向部位以及轴向部位位移。由此，在作为接触检测部件的柱状传感器157的外周面上，能够在周向以及轴向増加能对旋转砂轮修整工具43进行接触检测的部位。因此，能够减小因柱状传感器157磨损产生的影响。因此，能够更高精度地检测砂轮修整工具的前端位置。(第一实施例以及第ニ实施例的变形例)在第一实施例以及第ニ实施例中，传感器单元50、150被旋转台30支承为能够在旋转轴Ac方向移动。与此相对地，传感器単元50、150也可以配置于远离旋转台30的位置。然而，传感器単元50、150为了在与实际的整形相同的条件下检测从旋转砂轮修整工具43的前端位置到旋转中心O的距离，优选在第一实施例以及第ニ实施例中例示的结构。另外，整形装置3、103作为使旋转砂轮修整工具43在旋转台30的径向移动的移动体，具有底座41。与此相对地，例如，对于在砂轮座10上具有能够绕平行于旋转轴Ac的轴旋转的机构的磨床，即使是不具有移动体的结构，也能够通过同步控制各轴的驱动装置来进行研磨加工以及整形。作为检测机构的传感器单元50、150具有AE传感器53，该AE传感器检测砂轮修整工具用检测销54或者柱状传感器157与旋转砂轮修整工具43的接触。与此相对地，只要能够检测旋转砂轮修整工具43的位置即可，也可以不是接触式的。可以是具有例如使用了涡电流、激光等传感器的结构。在第一实施例以及第ニ实施例中，是具备用途不同的多个检测销的结构，在第二实施例中，是具备在圆筒状的外周面检测接触的柱状传感器157的结构。而且，这些结构共用用于检测因接触而产生的AE信号的AE传感器53从而实现传感器単元50、150的成本降低。另外，虽然是根据用途而具备多个检测销的结构，但例如也可以利用一个砂轮用检测销对砂轮11的端面位置以及外周面位置进行检測。并且，也可以是只将柱状传感器157作为接触检测部件而不具有检测销的结构。即，在第二实施例中，也可以是除去砂轮端面用检测销55以及砂轮外周面用检测销56的一方或者双方的结构，并在柱状传感器157的外周面检测旋转砂轮修整工具43与砂轮11的端面或者外周面的位置。另外，在不具有这样的检测销的结构中，也可以使柱状传感器157相对于砂轮11绕旋转轴Ac相对旋转，或者使柱状传感器157相对于砂轮11在旋转轴Ac方向相对移动。这样，使在柱状传感器157的外周面检测与砂轮11的接触的周向部位以及轴向部位位移。由此，在作为接触检测部件的柱状传感器157的外周面上，能够在周向以及轴向增加能对砂轮11进行接触检测的部位。因此，能够减小因柱状传感器157磨损产生的影响。因此，能够更高精度地检测砂轮11的端面以及外周面的位置。除此之外，对砂轮11的形状进行整形的砂轮修整工具由圆盘形状构成并形成为通过砂轮修整工具驱动机构42而被旋转驱动的旋转砂轮修整工具43。与此相对地，砂轮修整工具也可以是仅使砂轮11旋转驱动来进行整形的单点砂轮修整工具。在这样的结构中，只要是旋转式的整形装置，就能应用本发明并起到相同的效果。(第三实施例)
这里，磨床的砂轮由于研磨加工而磨损，并且通过整形而整形为规定形状。而且，磨床为了更准确地进行研磨加工或者进行整形，需要高精度地把握砂轮的端面以及外周面的位置。与此相对地，在例如日本特开2007-175815号公报中公开了一种使检测销与砂轮接触来获取砂轮的外周面的位置以及外径的方法。然而，在这样的方法中，担心因检测销的磨损而对检测精度造成影响。因此，作为第三实施例而例示了应用本申请发明的结构的一部分而能够更高精度地检测砂轮的端面以及外周面的位置的磨床。(磨床的构成)参照图8以及图9，对本发明的第三实施例的磨床201进行说明。磨床201是使砂轮11相对于被支承于未图示的机台的工件W相对移动来进行研磨加工的机床。磨床201构成为具备砂轮座210、工件支承装置20、传感器单元250、以及控制装置60。砂轮座210具有用于研磨工件W的砂轮11。砂轮座210配置于未图示的导轨上，该导轨配置于机台的上表面并在砂轮11的中心轴Aw的方向延伸。另外，砂轮座210具有移动机构，该移动机构使砂轮11在正交于上述的导轨的延伸方向的方向且平行于机台2的上表面的方向移动。并且，该移动机构能够绕相对于某个移动方向垂直的旋转轴Ad旋转。砂轮11构成为，例如使硬质的磨粒与圆盘状的金属核的外周结合。另外，砂轮11经由砂轮座210的移动机构而被支承于砂轮座10，由此能够朝工件W的轴向以及径向移动。由这样的结构构成的砂轮座10通过控制装置60对砂轮11朝各轴向的移动、旋转角度以及转速等进行控制。工件支承装置20以使工件W能够绕中心轴旋转的方式对工件W的两端进行支承。工件支承装置20具备支承工件W的一端的主轴座21、和与主轴座21对置地配置并支承工件W的另一端的尾座22。主轴座21具备通过未图示的旋转驱动装置而进行旋转的主轴，构成为主轴被旋转驱动从而使工件W旋转。另外，主轴座21通过控制装置60对主轴的转速、旋转相位等进行控制。传感器单元250是对砂轮11的位置进行检测的检测机构。如图8所示，该传感器单元250具备柱状传感器257、传感器驱动装置52、以及AE传感器53。柱状传感器257是在外周面检测与对象物的接触的接触检测部件，且是在内部收纳AE传感器53的、该AE传感器53的触头。柱状传感器257以中心轴As平行于砂轮座210的移动机构中的旋转轴Ad的方式配置并形成为在该中心轴As方向延伸的圆柱状。根据这样的结构，传感器单元250利用AE传感器53检测柱状传感器257的外周面与砂轮11的、位于中心轴Aw的一侧的端面的接触。同样地，传感器単元250利用AE传感器53检测砂轮外周面用检测销56与砂轮11的、位于径向外侧的外周面的接触。另外，控制装置60进行控制以在检测砂轮11的位置时，使在柱状传感器257的外周面与砂轮11接触的部位位移。更详细地说，控制装置60使砂轮座210的移动机构按照与以前检测时的角度不同的角度旋转。这样，使柱状传感器257相对于砂轮11绕中心轴As相对旋转，由此使在柱状传感器257的外周面检测与砂轮11接触的周向部位位移。同样地，如图9所示，控制装置60使传感器驱动装置52升降到与以前检测时的高度不同的高度。这样，使柱状传感器257相对于砂轮11在旋转轴Ad (中心轴As)方向相对移动，由此使在柱状传感器257的外周面检测与砂轮11接触的周向部位位移。如上所述，在砂轮11的位置的检测中，以适当地移动柱状传感器257的接触部位的方式进行控制。(磨床的效果)根据上述的磨床201，使柱状传感器257相对于砂轮11相对移动，由此形成使柱·状传感器257的外周面的、与砂轮11接触的周向部位以及轴向部位位移的结构。由此，在接触式的柱状传感器257的外周面上，能够在周向以及轴向増加能对砂轮11进行接触检测的部位。因此，由于能够减小因柱状传感器257磨损产生的影响，所以能够高精度地检测砂轮11的外周面的位置以及外径。因此，能够对研磨加工以及整形中的砂轮11的定位的位置误差进行修正，井能够提高其精度。这里，在上述的第三实施例中，作为使柱状传感器257相对于砂轮11相对移动的结构，对于朝周向的位移使用的是砂轮座210的移动机构，对于朝轴向的位移使用的是传感器单元250的传感器驱动装置52。与此相对地，只要是能够使砂轮11与柱状传感器257相对移动，则也可以应用不局限于例示的结构。例如，在砂轮座210的移动机构不具有旋转功能的结构中，使传感器单元250的传感器驱动装置52还具有使柱状传感器257绕中心轴As旋转的功能就可以起到相同的效果。
权利要求
1.一种磨床的整形装置，其中，所述整形装置具备 砂轮修整工具，该砂轮修整工具对砂轮的形状进行整形； 旋转台，该旋转台以使所述砂轮修整工具能够绕正交于所述砂轮的中心轴的轴旋转的方式对所述砂轮修整工具进行支承； 检测机构，该检测机构直接地检测在对所述砂轮的形状进行整形时从与所述砂轮接触的所述砂轮修整工具的前端位置到所述旋转台的旋转中心的距离；以及 控制机构，该控制机构根据由所述检测机构获得的检测距离对所述砂轮修整工具的相对于所述砂轮的前端位置进行控制，来进行所述砂轮的整形。
2.根据权利要求I所述的磨床的整形装置，其中， 所述检测机构被所述旋转台支承。
3.根据权利要求2所述的磨床的整形装置，其中， 所述检测机构被支承为能够在所述旋转台的旋转轴方向移动。
4.根据权利要求2或3所述的磨床的整形装置，其中， 还具备移动体，该移动体被设置于所述旋转台并将所述砂轮修整工具支承为能够在所述旋转台的径向移动。
5.根据权利要求2所述的磨床的整形装置，其中， 所述检测机构具有检测与对象物间的接触的接触检测部件，并且， 所述检测机构以所述旋转台的旋转中心为基准，利用所述接触检测部件检测与所述砂轮修整工具的接触，由此检测从所述砂轮修整工具的前端位置到所述旋转台的旋转中心为止的距离。
6.根据权利要求5所述的磨床的整形装置，其中， 在将所述砂轮的、位于径向外侧的外周面的剖面形状中的至少一部分整形为圆弧形状的情况下， 所述接触检测部件形成为，从所述旋转台的旋转中心到所述接触检测部件的、用于检测与所述砂轮修整工具间的接触的部位为止的距离，与所述砂轮的所述外周面的剖面形状的圆弧形状的半径一致。
7.根据权利要求5或6所述的磨床的整形装置，其中，所述检测机构具有作为所述接触检测部件且用于检测与所述砂轮修整工具的接触的砂轮修整工具用检测销、作为所述接触检测部件且用于检测与所述砂轮的接触的砂轮用检测销、以及将所述砂轮修整工具用检测销和所述砂轮用检测销一体地保持的传感器主体，所述砂轮修整工具用检测销以及所述砂轮用检测销被设置为，各自的前端部从所述旋转台的旋转中心朝向径向外侧且朝向相互不同的方向。
8.根据权利要求7所述的磨床的整形装置，其中， 所述检测机构具有作为所述砂轮用检测销且用于检测与所述砂轮的位于旋转轴方向的端面的接触的砂轮端面用检测销、和作为所述砂轮用检测销且用于检测与所述砂轮的位于径向外侧的外周面的接触的砂轮外周面用检测销， 所述传感器主体将砂轮修整工具用检测销、砂轮端面用检测销以及砂轮外周面用检测销一体地保持。
9.根据权利要求5或6所述的磨床的整形装置，其中，所述检测机构具有柱状传感器，该柱状传感器是形成为在旋转轴方向延伸的柱状的所述接触检测部件且在外周面检测与所述对象物的接触， 使所述柱状传感器相对于所述砂轮修整工具绕旋转轴相对旋转，由此使在所述柱状传感器的所述外周面检测与所述砂轮修整工具的接触的周向部位位移。
10.根据权利要求9所述的磨床的整形装置，其中， 使所述柱状传感器相对于所述砂轮绕旋转轴相对旋转，由此使在所述柱状传感器的所述外周面检测与所述砂轮的接触的周向部位位移。
11.根据权利要求5所述的磨床的整形装置，其中， 所述检测机构具有柱状传感器，该柱状传感器是形成为在旋转轴方向延伸的柱状的所述接触检测部件且在外周面检测与所述对象物的接触， 使所述柱状传感器相对于所述砂轮修整工具在旋转轴方向相对移动，由此使在所述柱状传感器的所述外周面检测与所述砂轮修整工具的接触的轴向部位位移。
12.根据权利要求11所述的磨床的整形装置，其中， 使所述柱状传感器相对于所述砂轮在旋转轴方向相对移动，由此使在所述柱状传感器的所述外周面检测与所述砂轮的接触的轴向部位位移。
全文摘要
本发明提供一种磨床的整形装置。磨床(1)的整形装置(3)具备砂轮修整工具(43)，其对砂轮(11)的形状进行整形；旋转台(30)，其将砂轮修整工具(43)支承为能够绕旋转轴(Ac)旋转；检测机构(50)，其直接地检测在对砂轮(11)的形状进行整形时从与砂轮(11)接触的砂轮修整工具(43)的前端位置到旋转台(30)的旋转中心O的距离；以及控制机构(60)，其根据由检测机构(50)获得的检测距离L对砂轮修整工具(43)相对于砂轮(11)的前端位置进行控制从而进行砂轮(11)的整形。
文档编号B24B53/06GK102848320SQ201210213599
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月25日 优先权日2011年6月27日
发明者若园贺生, 古畑铁朗, 小林久修 申请人:株式会社捷太格特