具备加工变质层检测传感器的机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备加工变质层检测传感器的机床。
【背景技术】
[0002]以往，作为具备加工变质层检测传感器的机床，例如存在有如日本特开2011 -245592号公报、日本特开2010 — 184343号公报、日本特开2011 — 13147号公报、日本特开2011 — 252877号公报所记载的机床。在日本特开2011 — 245592号公报中，在研磨头设置有加工变质层检测传感器。另外，上述文献所记载的加工变质层检测传感器与被加工物接触，进行加工变质层的检测。
[0003]但是，由于加工变质层检测传感器与被加工物接触，所以产生传感器前端的摩耗。另一方面，为了使用非接触式的加工变质层检测传感器进行高精度的检测，需要缩小传感器与被加工物的间隙，并且将间隙保持为恒定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供具备能够进行高精度的加工变质层的检测并且避免传感器前端的摩耗的非接触式的加工变质层检测传感器的机床。
[0005]本发明的一个方式的具备加工变质层检测传感器的机床具备:非接触式的加工变质层检测传感器；主体部；与被加工物的表面接触的接触件；臂部，其支承于上述主体部，供上述接触件固定，并且与上述被加工物的尺寸对应地相对于上述主体部位移；以及尺寸测定传感器，其基于上述臂部相对于上述主体部的位移输出与上述被加工物的尺寸对应的信号，上述加工变质层检测传感器设置于上述臂部，输出与上述被加工物的加工变质状态对应的信号。
[0006]主体部、接触件、臂部以及尺寸测定传感器构成所谓的尺寸控制装置。即，非接触式的加工变质层检测传感器设置于尺寸控制装置的臂部。这里，接触件即便在被加工物的尺寸发生变化的情况下，也能够通过臂部相对于主体部位移，维持与被加工物接触的状态。而且，在接触件与被加工物接触的状态下，臂部位于被加工物的附近。因此，在接触件与被加工物接触的状态下，加工变质层检测传感器与被加工物的间隙变小，并且该间隙大致保持为恒定。其结果是，加工变质层检测传感器能够进行高精度的加工变质层的检测。
[0007]本发明的其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，上述加工变质层检测传感器在上述接触件与上述被加工物接触的状态下，在上述尺寸测定传感器进行测定的过程中，输出与上述加工变质状态对应的信号。即，基于尺寸测定传感器的被加工物的尺寸测定与基于加工变质层检测传感器的加工变质层的检测同时进行。由此，能够把握尺寸变化与加工变质状态的变化的关系。
[0008]本发明的另一其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，上述加工变质层检测传感器设置于上述臂部的端部中的上述接触件侧的端部。由于接触件与被加工物接触，所以越是臂部中的接近接触件的位置，加工变质层检测传感器与被加工物的间隙越小，并且间隙更恒定。因此，能够更加高精度地检测加工变质层。
[0009]本发明的另一其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，上述尺寸测定传感器输出与上述被加工物的圆筒状部位的外径或者内径对应的信号，上述加工变质层检测传感器以连接该加工变质层检测传感器与上述接触件的直线与上述被加工物的中心轴线平行的方式，设置于上述臂部。即便在因加工被加工物的圆筒状部位的直径发生变化的情况下，加工变质层检测传感器与被加工物的间隙也恒定。即，检测出高精度的加工变质层。
[0010]本发明的另一其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，上述尺寸测定传感器输出与上述被加工物的圆筒状部位的外径或者内径对应的信号，上述机床在上述臂部具备多个上述加工变质层检测传感器，上述多个加工变质层检测传感器沿着上述被加工物的中心轴线的方向排列。由此，沿着被加工物的轴向一次检测出宽范围的加工变质层。
[0011 ] 本发明的另一其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，若将与上述臂部的轴线方向平行并且包含上述接触件的移动轨迹的平面定义为基准平面，则上述机床具备:第一上述加工变质层检测传感器，其设置于上述臂部的从上述基准平面垂直地沿着第一方向离开的位置；以及平衡重量，其设置于上述臂部的相对于上述基准平面沿着与第一方向相反的第二方向离开的位置，并且消除或者抑制具备上述接触件以及上述第一加工变质层检测传感器的上述臂部的重心从基准平面偏离的偏移。
[0012]通过平衡重量抑制由第一加工变质层检测传感器引起的重心的偏移。因此，包含臂部、接触件、第一加工变质层检测传感器以及平衡重量的移动体整体的重心位于基准平面上。其结果是，移动体稳定地动作。这样的话，高精度地进行尺寸测定以及加工变质层的检测。
[0013]本发明的另一其他方式也可以为，在具备上述方式的加工变质层检测传感器的机床中，具备第二上述加工变质层检测传感器作为上述平衡重量。第一加工变质层检测传感器与第二加工变质层检测传感器成为相互获取平衡的关系。因此，能够获取平衡并且检测宽范围的加工变质层。
【附图说明】
[0014]通过以下参照附图对本发明的实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
[0015]图1是本发明的一个实施方式的机床的俯视图。
[0016]图2是从Z轴方向观察测定单元的图。
[0017]图3是图2中的3 —3剖视图。
[0018]图4是图2中的4 — 4剖视图。
[0019]图5是表示从粗研磨至微研磨的加工中的被加工物的外径与加工变质层检测传感器的输出信号的图。
【具体实施方式】
[0020]参照图1对本发明的实施方式的机床的结构进行说明。作为本实施方式的机床的例子，例举有一边驱动圆筒状的被加工物W旋转一边对外周进行研磨的圆筒研磨盘10。圆筒研磨盘10具备头部11、研磨头12、工作台13、砂轮14、主轴15、尾座16以及测定单元17。
[0021]研磨头12设置为能够沿着X轴方向在头部11的上方往复移动。工作台13设置为能够沿着与X轴方向正交的Z轴方向在头部11的上方往复移动。砂轮14设置于研磨头12的上方并且支承为能够绕与Z轴平行的轴旋转，并且通过设置于研磨头12的砂轮轴旋转马达(未图示)驱动而旋转。主轴15被支承为能够绕设置于工作台13上的与Z轴平行的轴旋转，并且通过主轴旋转马达(未图示)驱动而旋转。主轴15把持被加工物W的一方的端部。尾座16设置于工作台13上，支承被加工物W的一方的端部。
[0022]测定单元17对被加工物W的加工部位的尺寸进行测定，并且检测在被加工物W的加工部位产生的加工变质层。在本实施方式中，测定单元17对被加工物W的外周面的外径进行测定，并且检测被加工物W的距离外周面规定深度处的加工变质层。S卩，测定单元17具备作为尺寸控制装置的功能和作为加工变质层的检测装置的功能。
[0023]参照图2?图4对测定单元17的详细结构进行说明。如图2?图4所示，测定单元17具备设置于头部11的主体部21、一对臂部22a、22b、一对接触件23a、23b、一对尺寸测定传感器24a、24b、第一加工变质层检测传感器25以及第二加工变质层检测传感器26。这里，主体部21、一对臂部22a、22b、一对接触件23a、23b以及一对尺寸测定传感器24a、24b构成所谓的尺寸控制装置。
[0024]一对臂部22a、22b以支承部21a、21b为支点以能够摆动的方式支承于主体部21。一对臂部22a、22b以从主体部21突出的形状设置，该对臂部22a、22b沿着X轴方向延伸。并且，一对臂部22a、22b以沿着与X轴和Z轴正交的Y轴方向以某距离离开的方式配置，并且以相互对置的方式进一步设置为隔着被加工物W的外周。S卩，一对臂部22a、22b从被加工物W的外周面经由微小的间隙配置。
[0025]接触件23a固定于从主体部突出的臂部22a的前端部，从臂部22a朝向被加工物W(朝向其他臂部22b)突出。接触件23b固定于从主体部突出的臂部22b的前端部，从臂部22b朝向被加工物W(朝向其他臂部22a)突出。
[0026]上述接触件23a、23b固定于臂部22a、22b的宽度方向(Z轴方向)的中央(图3)。各接触件23a、23b的前端与被加工物W的外周的表面接触。
[0027]—对接触件23a、23b设置为以被加工物W的中心轴线L为中心对置。S卩，两个接触件23a、23b与被加工物W接触的位置(point)之间的距离和被加工物W的加工部位的外径一致。因此，一对臂部22a、22b与被加工物W的外径的尺寸相应地相对于主体部21位移(摆动)。各接触件23a、23b即便在被加工物W的外径的尺寸发生变化的情况下，也能够通过各臂部22a、22b相对于主体部21位移，维持与被加工物W接触的状态。
[0028]尺寸测定传感器24a设置于主体部21，检测臂部22a相对于主体部21的位移(摆动)。尺寸测定传感器24b设置于主体部21内，检测臂部22b相对于主体部21的位移。即，一对尺寸测定传感器24a、24b基于臂部22a、22b各自的相对于主体部21的位移，输出与被加工物W的外径的尺寸对应的信号。
[0029]此外，一对尺寸测定传感器24a、24b也可以在臂部22a、22b到达规定的位置时输出信号。此时，一对尺寸测定传感器24a、24b在被加工物W的外径的尺寸到达规定值时输出信号。或者，一对尺寸测定传感器24a、24b也可以始终输出与臂部22a、22b的位置对应的信号。在该情况下，一对尺寸测定传感器24a、24b始终输出与被加工物W的外径的尺寸相当的信号。
[0030]第一、第二加工变质层检测传感器25、26检测被加工物W的加工变质层。第一、第二加工变质层检测传感器25、26是输出与被加工物W的加工变质状态对应的信号的非接触式的传感器。例如，将公知的涡电流检测传感器、巴克好森(Barkhausen)噪声检测传感器等用作第一、第二加工变质层检测传感器25、26。第一、第二加工变质层检测传感器25、26在接触件23a与被加工物W接触的状态下，在尺寸测定传感器24a、24