专利名称：制动盘的研磨装置和研磨方法
技术领域：
本发明涉及一种制动盘(brake disc rotor, V l· —矢τ 4卞” α —夕)的研磨装置和研磨方法，特别是涉及用作汽车的制动装置的盘式制动器(disc brake)的制动盘的研磨装置和研磨方法。
背景技术：
过去，对汽车的车轴等旋转轴进行制动的装置使用盘式制动器。该盘式制动器的构造在于，通过油压气缸等进行操作的制动衬垫(brake pad)夹住被固定在旋转轴上且随着旋转轴的旋转而旋转的制动盘的两面，对制动盘进行制动，使车轴的旋转停止。当将制动盘安装在例如汽车的车轴上来使用时，制动盘通过安装部件被安装在车轴上。具体来讲，如图20所示，首先，制动盘1用螺栓2固定在轮毂3上。在轴承4被安装在轮毂3的外周的状态下，轮毂3被固定在车轴5的端部。轴承4的内环如安装在轮毂3 上，在内环乜上呈同轴状配置的外环4b安装在汽车的车架6上。因此，轮毂3相对于汽车的车架6能够滑动，如果车轴5旋转，那么，轮毂3及制动盘1就以轴承4为基准旋转。如图21所示，在最近的汽车的盘式制动器中，具有内环7a的轴承7被组装在轴承盒7b中，轴承盒7b被安装在车架6a上。在该盘式制动器中，轴承7b发挥作为轴承7的外环的作用。于是，盘式制动器中，制动盘1随着车轴5的旋转，以轴承4、7为基准旋转，通过由盘式衬垫(图中未示)从两面夹住旋转的制动盘1，将车轴5制动。因此，当旋转时，如果在制动盘1上产生旋转振动，那么，制动衬垫就不能牢固地夹住制动盘1，制动力下降，产生异常的声音，因此，要求高精度地加工制动盘1。具体来讲， 必须减少制动盘1的端面振动(跳动)。因此，过去，为了减少制动盘1的端面振动，使用横向进给方式的研磨装置研磨制动盘1的两面(例如，参照日本特开2002-263993号公报、日本特开2004-对；3488号公报及日本实开昭49-3180号公报)。图22是用于说明使用横向进给方式的研磨装置的制动盘的一例现有的加工方法，如图22 (a)所示，在现有的加工方法中，制动盘1在被旋转的支承部件8a支承且被夹具 (Clamper)Sb夹住的状态下，插入上磨石9a与下磨石9b之间。然后，如图22(b)所示，上磨石9a及下磨石9b以夹住制动盘1的方式与制动盘1接触，研磨制动盘1的两面。这样， 制动盘1的端面振动的大小与研磨加工前的端面振动相比，降低至二分之一 三分之一左右ο近年来，端面振动在10 μ m以下的制动盘1的需求增多。但是，为了通过上述加工方法，将制动盘1的端面振动控制在10 μ m以下，需要预先将研磨加工前的制动盘1的端面振动控制在20 30 μ m左右。在此情况下，在研磨加工的前工序(车削加工)中需要高精度的加工。因此，需要提高车削机(旋床)的功能，而且，为了维持高精度的车削加工，需要频繁地更换车削机的刀具。这样，制动盘1的制造成本就会大大增加。
在上述横向进给方式的研磨装置中，以用上磨石9a及下磨石9b夹住制动盘1的两面的方式研磨制动盘1，因此，上磨石9a及下磨石9b与制动盘1的接触阻抗增大。在此情况下，为了使上磨石9a及下磨石9b旋转而需要大的驱动力，因此，必须使用大型的驱动装置。于是，难以实现研磨装置的小型化，而且研磨装置的耗电增加。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种能够用低成本充分降低端面振动并且能够实现研磨装置的小型化，降低耗电的制动盘的研磨装置和研磨方法。根据本发明的第一方面，提供一种制动盘的研磨装置，该制动盘具有要研磨的被研磨部，该制动盘的研磨装置的特征在于，包括支承制动盘的支承单元；驱动机构，其对支承单元施加旋转驱动力，使制动盘旋转；配置在第一研磨位置且旋转的上磨石；配置在第一研磨位置的下方的第二研磨位置且旋转的下磨石；和按照被研磨部从其外周面与上述上磨石及上述下磨石接触，然后被研磨部进入上磨石与下磨石之间的方式使支承单元移动的第一移动机构。根据本发明的另一方面，提供一种制动盘的研磨方法，其利用旋转的上磨石和下磨石对由支承单元所支承的制动盘的被研磨部进行研磨，制动盘的研磨方法的特征在于， 包括对支承单元施加旋转驱动力使制动盘旋转的工序；将上磨石配置在第一研磨位置的工序；将下磨石配置在第一研磨位置的下方的第二研磨位置的工序；和按照被研磨部从其外周面与上磨石和下磨石接触，然后被研磨部进入上磨石与下磨石之间的方式，使支承单元移动的工序。在本发明中，由支承单元支承的制动盘被旋转驱动。另外，上磨石被配置在第一研磨位置，下磨石被配置在上磨石下方的第二研磨位置。在此状态下，按照制动盘的被研磨部从其外周面与上磨石及下磨石接触，然后被研磨部进入上磨石与下磨石之间的方式，将支承单元移动。S卩，在本发明中，制动盘的被研磨部由上磨石及下磨石从外周一侧朝着内周一侧逐渐研磨。在此情况下，能够防止从上磨石及下磨石对被研磨部沿厚度方向施加力。这样，能够防止在制动盘产生弯曲应力，因此，能够充分地降低制动盘的端面振动。其结果，在研磨加工的前工序(车削加工)中不需要高精度的加工，能够降低制动盘的制造成本。另外，被研磨部由上磨石及下磨石从外周一侧逐渐地研磨，因此，能够防止在上磨石和被研磨部之间及下磨石和被研磨部之间产生大的接触阻抗。这样，能够降低使上磨石及下磨石旋转所需的驱动力，因此，能够以更低价格构成用于驱动上磨石及下磨石的部件(以下，称作磨石驱动机构)。另外，为了旋转上磨石及下磨石并不需要大的驱动力，因此，能够实现磨石驱动机构的小型化。其结果，不仅能够实现研磨装置的小型化，并且能够降低研磨装置的耗电。此外，上磨石及下磨石与制动盘之间的接触阻抗得以降低，因此，能够降低在支承单元上固定制动盘所需的力(夹紧力)。这样，能够充分地防止制动盘本身的变形。其结果，能够充分地降低制动盘的端面振动。如以上所述，根据本发明，能够获得一种能够低成本且充分地降低端面振动并且能够实现研磨装置的小型化，减少耗电的制动盘的研磨装置和研磨方法。制动盘的研磨装置优选还包括使上磨石相对于被研磨部的上表面进退的第二移动机构；使下磨石相对于被研磨部的下表面进退的第三移动机构；检测机构，其检测上磨石与上表面的第一接触位置和下磨石与下表面的第二接触位置；和控制第二移动机构和第三移动机构的控制机构，其中，驱动机构包括电动机，检测机构基于电动机的电流值，检测第一接触位置和第二接触位置，控制机构，通过在被研磨部的研磨加工之前控制第二移动机构和第三移动机构，使上磨石与上表面接触，并且使下磨石与下表面接触，基于由检测机构检测出的第一接触位置和第二接触位置，计算第一研磨位置和第二研磨位置。在此情况下，基于电动机的电流值，能够利用检测机构检测上磨石和被研磨部的上表面的第一接触位置及下磨石和被研磨部的下表面的第二接触位置。因此，无需另外设置用于检测第一接触位置的检测机构及用于检测第二接触位置的检测机构，因此，能够降低研磨装置的制造成本。此外，利用共用的检测机构检测电动机的电流值，这样就能以相同的灵敏度，检测上磨石和被研磨部接触时的电流值的变化及下磨石和被研磨部接触时的电流值的变化。在此情况下，能够防止，在被研磨部的上表面到第一接触位置被检测到为止由上磨石研磨的部分的研磨深度，与在被研磨部的下表面到第二接触位置被检测到为止由下磨石研磨的部分的研磨深度之间产生差异。这样，能够防止第一接触位置和第二接触位置的中间位置从被研磨部的厚度方向的中心位置大幅偏移。因此，能够防止基于第一接触位置所算出的第一研磨位置和基于第二接触位置所算出的第二研磨位置的中间位置从被研磨部的厚度方向的中心位置大幅偏移。即，能够容易使研磨加工后的被研磨部的厚度方向的中心位置接近理想的位置(设计上的位置)。其结果，能提高制动盘的尺寸精度。通常， 用于对制动盘驱动的电动机的电容小，因此，在上磨石或下磨石与制动盘大致微接触的情况下，电动机的电流值也迅速变化。因此，通过检测用于对制动盘驱动的电动机的电流值， 能够正确且迅速地检测出第一接触位置及第二接触位置。另外，也可以预先测定研磨加工前的被研磨部的上表面的端面振动，将比第一接触位置低了该端面振动量的位置作为第一研磨位置而算出。在此情况下，能够可靠地降低被研磨部的上表面的端面振动。同样，也可以预先测定研磨加工前的被研磨部的下表面的端面振动，将比第二接触位置高出该端面振动量的位置作为第二接触位置而算出。在此情况下，能够可靠地降低被研磨部的下表面的端面振动。控制机构优选，在计算出第一研磨位置和第二研磨位置之后，通过控制第二移动机构和第三移动机构，使上磨石和下磨石分别移动至第一研磨位置和第二研磨位置，通过控制第一移动机构，按照被研磨部从外周面与第一研磨位置的上磨石和第二研磨位置的下磨石接触，然后被研磨部进入上磨石与下磨石之间的方式，使支承单元移动。在该研磨装置中，控制机构进行用于使上磨石向第一研磨位置移动的第二移动机构的控制；使下磨石向第二研磨位置移动的第三移动机构的控制；以及用于实施被研磨部的研磨加工的第一移动机构的控制。即，在该研磨装置中，根据所算出的第一研磨位置及第二研磨位置自动地实施被研磨部的研磨加工。在此情况下，在连续处理多个制动盘的情况下，操作者无需对每个制动盘设定第一研磨位置及第二研磨位置来实施研磨加工，因此，操作效率提高。支承单元优选包括通过上述驱动机构而旋转的旋转部；夹具，其用于将上述制动盘固定在上述旋转部上，该夹具设置在上述制动盘上；和拉杆，其设置在上述旋转部内， 能够沿上下方向进退，并且能够卡止于上述夹具。在该研磨装置中，能够使拉杆卡止于夹具，利用拉杆将夹具向下方牵引。这样，制动盘被夹具押向下方，制动盘被固定在旋转部上。 在此情况下，无需在夹具上设置用于在旋转部上固定制动盘的装置。这样，能够将夹具上方的空间作为进行操作的空间加以利用，因此，操作效率提高。另外，由于能够简化研磨装置的构造，因此，能够降低研磨装置的制造成本。第一移动机构优选包括将支承单元以能够旋转的方式保持的保持单元；和用于对保持单元进行水平调整的调整部。在此情况下，即使在更换研磨装置的部件时等制动盘的旋转轴倾斜，通过进行保持单元的水平调整，也能够容易地校正制动盘的旋转轴的倾斜。 这样，研磨装置的维护变得容易。另外，在保持单元的加工精度低的情况下，通过进行保持单元的水平调整，能够进行制动盘的水平调整。这样，在使用加工精度低的保持单元的情况下，也能够进行高精度的研磨加工，因此，不必高精度地加工保持单元。其结果，能够降低研磨装置的制造成本。通过以下根据附图所进行的本发明的实施方式的详细说明，本发明的上述目的及其他的目的、特征、方面及优点将会更加清楚明白。
图1表示本发明的实施方式的制动盘的研磨装置。图1 (a)是平面图，图1 (b)是侧面图。图2是表示上磨石及下磨石的放大图。图3是表示制动盘被固定在支承部件上的状态的图。图4是沿图3的A-A线的截面图。图5表示在图4的状态下使拉杆(牵引杆)旋转90度的状态。图6是表示本发明的实施方式的研磨装置的控制系统的框图。图7是表示运算部的控制动作的流程图。图8是表示研磨开始前上磨石、下磨石和制动盘的动作的图。图9是表示研磨加工时上磨石、下磨石和制动盘的动作的图。图10是表示研磨开始前的上磨石、下磨石和制动盘的状态的图。图11是表示研磨加工前的制动盘的端面振动的状态的图。图12是表示研磨加工前的被研磨部的上表面的端面振动和下表面的端面振动的关系的图。图13是表示使用现有的横向进给方式的研磨装置对制动盘进行研磨时的状态的图。图14是表示使用本发明的实施方式的研磨装置对制动盘进行研磨时的状态的图。图15(a)是表示比较例的磨石驱动电机的电流值的变化的曲线图，图15(b)是表示实施例的磨石驱动电机的电流值的变化的曲线图。图16是表示本发明的其他实施方式的制动盘的研磨装置的图，图16(a)是平面图，图16(b)其侧面图。图17是表示保持单元的连结部的下表面相对于上表面倾斜时的研磨装置的侧面图。图18是表示本发明的其他实施方式的制动盘的研磨装置的平面图。图19是表示本发明的另一其他实施方式的制动盘的研磨装置的平面图。
图20是表示制动盘被安装在车轴上的使用状态的截面图。图21是表示另一其他的使用状态的截面图。图22是表示现有技术的截面图，图22(a)表示研磨加工前的状态，图22(b)表示研磨加工时的状态。附图标记说明10、10a、10b、IOc 研磨装置12 圆柱16 上磨石18 下磨石20、22 磨石轴28、30 磨石驱动电机32、34磨石切入装置36 基台38调整板48 台驱动电机50 旋转螺丝52、53、93、98 保持单元54 支承部件56 工作驱动电机58 制动盘58b 被研磨部58d 上表面58e 下表面60 夹具66 拉杆84 ECU94 旋转台96 台旋转电机P1、P2 研磨位置
具体实施例方式下面，参照附图，对本发明的实施方式的制动盘的研磨装置进行说明。参照图1， 本发明的一实施方式的制动盘的研磨装置10是立式两头平面研磨盘，包括侧面看大致呈U 字形状的圆柱12。在圆柱12的凹部14中，研磨制动盘58(后述)的上磨石16及下磨石 18有间隔地相对配置在同轴上。如图2所示，上磨石16包括圆板状的基板16a和在基板 16a的外周面等间隔地设置的多个(在本实施方式中是18个)磨石片(segment) 16b。下磨石18包括圆板状的基板18a和在基板18a的外周面等间隔地设置的多个(在本实施方式中是18个)磨石片18b。磨石片16b及磨石片18b的材料例如能够使用CBN(立方晶氮化硼)磨粒或金刚石磨粒。
如图1所示，上磨石16及下磨石18分别以能够旋转的方式由磨石轴20、22支承。 磨石轴20、22分别通过带M、26与磨石驱动电机观、30连动。因此，磨石驱动电机观、30 的旋转驱动力通过带24 J6传递给磨石轴20、22，这样，上磨石16及下磨石18被旋转驱动。 即，在研磨装置10中，磨石驱动电机洲作为驱动上磨石16的磨石驱动机构发挥功能，磨石驱动电机30作为驱动下磨石18的磨石驱动机构发挥功能。在磨石轴20、22上分别设置磨石切入装置32、34。磨石切入装置32、34例如包括电动机。磨石轴20、22基于磨石切入装置32、34的驱动力在轴方向上进退。于是，上磨石16及下磨石18相对于制动盘58的被研磨部58b (参照后述的图3)进退。在与圆柱12相邻的位置设有基台36，在基台36上设置调整板38。调整板38通过多个(在本实施方式中是3个)调整部40被安装在基台36上。调整部40包括调整螺丝40a及锁紧螺栓40b。调整螺丝40a大致呈圆筒形状，在其上端部具有凸缘部40c。调整螺丝40a在基台36上与调整板38螺合。锁紧螺栓(lock bolt) 40b插通调整螺丝40a，并与基台36螺合。在调整螺丝40a的凸缘部40c和锁紧螺栓40b的头部之间设有图中未示的垫圈，调整螺丝40a隔着该垫圈被锁紧螺栓40b向下方按压。这样，调整螺丝40a在上下方向的移动受到限制。调整螺丝40a以能够相对于锁紧螺栓40b旋转的方式设置，通过使调整螺丝40a 旋转，能够使在调整板38中与调整螺丝40a螺合的部分上下移动。因此，有选择地使三个调整螺丝40a旋转，能够进行调整板38的水平调整。在调整板38上平行地设置一对轨道42，在一对轨道42上设置滑动台44。滑动台 44具有在轨道42上转动的滚子46，能够沿着轨道42向箭头X方向移动。另外，台驱动电机48被固定在调整板38上。棒状的旋转螺丝50的一端被固定在台驱动电机48的旋转轴 (图中未示)上。旋转螺丝50的另一端侧与滑动台44螺合。在台驱动电机48的旋转驱动力的作用下，旋转螺丝50旋转，滑动台44向箭头X方向移动。参照图1(b)，在滑动台44上设置保持单元52。保持单元52包括在内部具有轴承52a的筒状的保持部52b ；和具有俯视时呈大致长方形状的板状的连结部52c。保持部 52b被固定在连结部52c的上表面。连结部52c例如被图中未示的止动件(例如螺栓等) 直接固定在滑动台44上。在本实施方式中，滑动台44、台驱动电机48、旋转螺丝50及保持单元52包含在第一移动机构Tr中。在保持单元52上设置具有筒状的旋转轴Ma(参照图幻的支承部件M。旋转轴 Ma以能够旋转的方式被轴承52a(保持单元5 保持。在旋转轴5 连结有电动式工作驱动电机56，在工作驱动电机56的旋转驱动力的作用下，旋转轴Ma(支承部件54)旋转。 此外，为了简化附图，在图1中并未表示，但在工作驱动电机56中设有用于检测流经工作驱动电机56的电流的值的电流检测部86 (参照后述的图6)。电流检测部86能够使用各种电流传感器。制动盘58使用夹具60被固定在支承部件M上。图3是表示支承部件54、制动盘58及夹具60的部分截面图，图4是图3的A-A线截面图。在图1中，为了简化附图，图 3及图4所示的夹紧夹具62、配合部件(mating member)64、拉杆(draw bar)66、油压气缸 68及油压气缸74在图中并未表示。如图3所示，制动盘58通过中空圆板状的夹紧夹具62被支承部件M支承。在本实施方式中，支承部件讨及夹紧夹具62包含在旋转部M中。在夹紧夹具62上设置具有比夹紧夹具62小的外径的中空圆板状的配合部件64。支承部件M、夹紧夹具62及配合部件 64的轴心大致一致。配合部件64被插通在制动盘58的中心的孔58a中。这样，制动盘58 的轴心和支承部件M的轴心大致一致。另外，制动盘58的外周部58b的厚度比其他部分厚。在制动盘58中，外周部58b是应被上磨石16(参照图2)及下磨石18(参照图2)研磨的被研磨部。下面，将制动盘58的外周部58b称作被研磨部58b。在支承部件M内设置拉杆66及油压气缸68。拉杆66包括轴部66a及在轴部66a 的上端设置的卡止部66b，按照能够旋转且能够沿上下方向(轴向)进退的方式设置。轴部66a被插通在支承部件M的旋转轴5 中。在轴部66a上设有齿轮槽(小齿轮(pinion gear)) 70。在本实施方式中，支承部件M、夹具60、夹紧夹具62及拉杆66包含在支承单元 N中。也参照图4，在油压气缸68中安装有齿条齿轮(rack gear) 720齿条齿轮72按照沿着与轴部66a垂直的方向延伸的方式设置，基于油压气缸68的驱动力而进退。齿条齿轮72 与轴部66a的齿轮槽70 (参照图幻咬合，通过齿条齿轮72进退，拉杆66绕轴旋转。参照图4，卡合部66b俯视时大致呈平缓弯曲的大致长方形的形状。参照图3，在轴部66a的下端安装有油压气缸74。轴部66a基于油压气缸74的驱动力沿上下方向(轴向)进退。油压气缸68、74例如与图中未示的控制器连接，操作者通过操作控制器能够使油压气缸68、 74工作。夹具60具有大致圆柱形状的内部空间76、78。内部空间78在夹具60的下表面一侧开口，内部空间76在夹具60内在内部空间78的上侧形成。参照图3及图4，在内部空间 76和内部空间78之间设有一对隔壁(隔板)80。在隔壁80和隔壁80之间形成有使内部空间76和内部空间78连通的连通通路82。参照图4，连通通路82具有俯视时呈短边平缓弯曲的大致长方形的形状。俯视时， 连通通路82的宽度比卡止部66b的长边的长度短。因此，当俯视时，在卡止部66b的长边与连通通路82的长边大致正交的情况下，卡止部66b (拉杆66)向下方的移动被隔壁80阻止。参照图5，当俯视时，连通通路82的长边的长度比卡止部66b的长边的长度长。连通通路82的宽度比卡止部66b的宽度宽。因此，当俯视时，在卡止部66b的长边与连通通路82 的长边大致平行的情况下，卡止部66b能够通过连通通路82内。S卩，拉杆66 (卡止部66b) 能够向下方移动。参照图3，当在支承部件54 (夹紧夹具62)上固定制动盘58时，操作者首先以配合部件64被插通在孔58a内的方式，在夹紧夹具62上载置制动盘58。接着，操作油压气缸74，使拉杆66上升。具体来讲，使拉杆66上升，以使得卡止部66b位于图3所示的位置 (卡止部66b和隔壁80接触的位置)的上方。接着，参照图5，以使卡止部66b通过连通通路82进入内部空间76的方式，在制动盘58上载置夹具60。接着，参照图4，通过操作油压气缸68，旋转拉杆66，以使得在俯视时卡止部66b的长边与连通通路82的长边大致正交。 然后，参照图3，通过操作油压气缸74，使拉杆66下降，使卡止部66b的下表面卡止在隔壁 80的上表面。这样，夹具60被拉杆66拉向下方，制动盘58被夹具60向下方按压。其结果，制动盘58被固定在支承部件M (夹紧夹具62)上。另一方面，当从支承部件M上拆下制动盘58时，首先，操作者操作油压气缸74，使拉杆66上升。接着，操作油压气缸68，如图5所示，以俯视时卡止部66b的长边与连通通路82的长边大致平行的方式使拉杆66旋转。然后，以使卡止部66b通过连通通路82的方式，向上方举起夹具60，从制动盘58上拆下夹具60。这样，能够拆下制动盘58。参照图1(a)，在圆柱12设置有E⑶(电子控制装置)84。参照图6，E⑶84包括判定部88 ；存储部90及运算部92。判定部88及运算部92例如通过CPU(中央运算处理器) 及程序来实现。存储部90例如包括RAM(随机访问存储器)及R0M(只读存储器)，用于存储各种数据，并且作为运算部92的工作区域发挥功能。另外，判定部88或运算部92的一部分或全部也可以通过电路等硬件来实现。磨石驱动电机观、30、磨石切入装置32、34、台驱动电机48及工作驱动电机56与运算部92电连接，电流检测部86与E⑶84的判定部88电连接。磨石驱动电机观、30、磨石切入装置32、34、台驱动电机48及工作驱动电机56被运算部92控制。下面，对运算部92 的控制动作进行说明。图7 图10用于说明运算部92的控制动作。参照图1、图6及图7，当开始研磨制动盘58时，运算部92首先通过使工作驱动电机56起动，使制动盘58旋转(步骤Si)。 制动盘58的旋转速度优选是例如IOOrpm 500rpm。接着，也参照图8 (a)，运算部92通过使台驱动电机48起动，使制动盘58的被研磨部5 进入上磨石16和下磨石18之间(步骤S2)。此时，上磨石16和下磨石18的间隔 Gl (参照图8 (a))比被研磨部58b的厚度大。接着，也参照图8 (b)，运算部92通过使磨石驱动电机洲及磨石切入装置32起动， 使上磨石16旋转并下降(步骤S3)。接着，运算部92判断判定部88是否检测出上磨石16 和被研磨部58b的接触位置(步骤S4)。此处，在研磨装置10中，利用因上磨石16和被研磨部58b的接触阻抗而工作驱动电机56的电流值上升这一点，检测出上磨石16和被研磨部58b的接触位置。具体来讲，首先，电流检测部86检测出工作驱动电机56的电流值，向判定部88提供与所检测出的电流值相应的信号。接着，判定部88基于由电流检测部86提供的信号，判定工作驱动电机56的电流值是否超过规定的第一阈值。将在后面对第一阈值进行阐述。在电流值超过第一阈值的情况下，判定部88判定上磨石16和被研磨部58b接触，根据此时上磨石16的位置(高度)，在存储部90的规定的存储区域中做标记。于是，上磨石16和被研磨部58b的接触位置就被判定部88检测出来。在存储部90的规定的存储区域中做标记的情况下，运算部92判定上磨石16和被研磨部58b的接触位置已被检测出来。在步骤S4中，在上磨石16和被研磨部58b的接触位置未被检测出来的情况下，运算部92使上磨石16下降，直至上磨石16和被研磨部58b的接触位置被检测出来。也参照图8 (c)，在步骤S4中，在上磨石16和被研磨部58b的接触位置被检测出来的情况下，运算部92控制磨石切入装置32，使上磨石16返回初始位置(步骤S5)。接着，也参照图10，运算部92基于在步骤S4中所检测出来的上磨石16和被研磨部58b的接触位置，算出上磨石16研磨被研磨部58b的研磨位置P1，并将所算出的研磨位置Pl存储在存储部90中(步骤S6)。另外，研磨位置Pl至少被作为被研磨部58b的上表面58d的下方的位置而算出。将在后面对研磨位置Pl的计算方法进行阐述。下面，也参照图8 (d)，运算部92通过使磨石驱动电机30及磨石切入装置34起动， 使下磨石18旋转并上升(步骤S7)。接着，运算部92判断下磨石18和被研磨部58b的接触位置是否被判定部88检测出来(步骤S8)。下磨石18和被研磨部58b的接触位置按照与上述上磨石16和被研磨部58b的接触位置的检测方法相同的方法被检测出来。即，基于电流检测部86所检测出来的工作驱动电机56的电流值，下磨石18和被研磨部58b的接触位置被判定部88检测出来。在上述步骤S4中，为了检测出上磨石16和被研磨部58b的接触位置使用第一阈值，而在步骤S8中，为了检测出下磨石18和被研磨部58b的接触位置使用第二阈值。将在后面对第二阈值进行阐述。在步骤S8中，在下磨石18和被研磨部58b的接触位置未被检测出来的情况下，运算部92使下磨石18上升，直至下磨石18和被研磨部58b的接触位置被检测出来。也参照图8 (e)，在步骤S8中，在下磨石18和被研磨部58b的接触位置被检测出来的情况下，运算部92控制磨石切入装置34，使下磨石18返回到初始位置(步骤S9)。下面，也参照图10，运算部92基于在步骤S8中所检测出来的下磨石18和被研磨部58b的接触位置，算出下磨石18研磨被研磨部58b的研磨位置P2，并将所算出的研磨位置P2存储在存储部90中(步骤S10)。另外，研磨位置P2至少被作为被研磨部58b的下表面58e的上方的位置而算出。将在后面对研磨位置P2的计算方法进行阐述。接着，也参照图8 (f)，运算部92控制台驱动电机48，使制动盘58后退(步骤Sl 1)。 具体来讲，使制动盘58后退，以使被研磨部58b位于上磨石16和下磨石18之间的空间的外侧。下面，也参照图9(a)及图10，运算部92通过控制磨石切入装置32、34，使上磨石 16及下磨石18分别移动至研磨位置P1、P2(步骤S 12)。此时，上磨石16及下磨石18旋转。另外，研磨位置Pl和研磨位置P2之间的间隔G2(参照图10)比制动盘58的被研磨部 58b的厚度小。下面，也参照图9(b) 图9(d)，运算部92控制台驱动电机48，使制动盘58的被研磨部58b进入上磨石16和下磨石18之间(步骤S13)。此时，制动盘58旋转。在步骤 S13中，如图9(b)所示，运算部92首先使制动盘58向上磨石16及下磨石18—侧前进，以使被研磨部58b的外周面58c与上磨石16的磨石片16b (参照图2)及下磨石18的磨石片 18b(参照图2)接触。然后，如图9(c)、(d)所示，运算部92使被研磨部58b进入上磨石16 和下磨石18之间。接着，运算部92使制动盘58前进至被研磨部58b的上表面58d及下表面58e的研磨结束的位置。被研磨部58b的研磨结束的位置(制动盘58的前进停止的位置)被预先存储在存储部90中。接着，也参照图9 (e)，运算部92通过控制磨石切入装置32、34，使上磨石16及下磨石18返回至初始位置(步骤S14)。最后，也参照图9(f)，运算部92控制台驱动电机48， 使制动盘58返回至初始位置(步骤SM)。这样，研磨装置10对制动盘58的研磨加工结束。然后，更换研磨加工后的制动盘58和研磨加工前的其他制动盘，重复上述步骤Sl至步骤S15的处理。此处，对上述步骤S6及步骤SlO中的研磨位置P1、P2的计算方法进行说明。图11及图12表示研磨加工前的制动盘58的端面振动的一例状态。图11表示在被研磨部58b中，当使制动盘58旋转一圈时通过图4的B-B线所示的位置的部分的状态。 图12表示当使制动盘58旋转一圈时通过图4的B-B线所示的位置的上表面58d(参照图 11)的外缘bl(参照图11)的轨迹(上下方向的高度变化)、以及下表面58e(参照图11)的外缘1^2(参照图11)的轨迹(上下方向的高度变化)。另外，在图11及图12中，用虚线 Cl表示被研磨部58b的厚度方向的中心位置。参照图11及图12，研磨加工前的制动盘58在上表面58d(参照图11)及下表面 58e(参照图11)分别具有端面振动S1、S2(参照图12)，通过图4的B-B线的外缘bl、b2的一个周期的轨迹大致呈正弦曲线。参照图12，在上述步骤S3中，当使上磨石16下降时，在上磨石16下降至与上表面58d的外缘bl的最大高度相同高度的位置P3时，首先接触上表面58d(外缘bl)。此处，在上述步骤S4中使用的第一阈值与上表面58d(外缘bl)被上磨石16从位置P3起研磨深度dl时流经工作驱动电机56的电流值相等。因此，在上述步骤 S4中，当上磨石16研磨上表面58d的研磨深度超过深度dl时，工作驱动电机56的电流值超过第一阈值，上磨石16和被研磨部58b (上表面58d)的接触位置被判定部88检测出来。 因此，判定部88检测出在上下方向上比位置P3低了深度dl的位置P4，将其作为上磨石 16和被研磨部58b (上表面58d)的接触位置。第一阈值优选例如按照深度dl为20 μ m 30μπι的方式设定。然后，运算部92将深度dl和深度d2相加，从而算出研磨位置Ρ1。深度d2被预先存储在存储部90中。深度d2例如按照研磨位置Pl与研磨加工前的被研磨部 58b的上表面58d相比位于其下方的位置的方式而设定。例如，也可以预先测定研磨加工前的上表面58d的端面振动Si，将所测定的端面振动Sl设定为深度d2。即，也可以将与接触位置P4相比至少低了端面振动Sl的位置作为研磨位置Pl而计算出来。在此情况下，能够可靠地减少上表面58d的端面振动。参照图12，在上述步骤S7中，当使下磨石18上升时，在上升至与下表面58e的外缘1^2的最低高度相同的高度的位置P5时，下磨石18首先与下表面58e (外缘W)接触。此处，在上述步骤S8中使用的第二阈值，与当下表面58e (外缘W)被下磨石18从位置P5起研磨了深度d4时流经工作驱动电机56的电流值相等。因此，在上述步骤S8中，当下磨石 18研磨下表面58e的研磨深度超过深度d4时，工作驱动电机56的电流值超过第二阈值， 下磨石18和被研磨部58b (下表面58e)的接触位置被判定部88检测出来。因此，判定部 88检测出在上下方向上比位置P5高出深度d4的位置P6，将其作为下磨石18和被研磨部 58b (下表面58e)的接触位置。第二阈值优选例如按照深度d4为20 μ m 30 μ m的方式设定。然后，运算部92通过将深度d4和深度d5相加，算出研磨位置P2。深度d5被预先存储在存储部90中。深度d5例如按照研磨位置P2与研磨加工前的被研磨部58b的下表面 58e相比位于其上方位置的方式设定。例如，也可以预先测定研磨加工前的下表面58e的端面振动S2，将所测定的端面振动S2设定为深度d5。即，也可以将与接触位置P5相比至少高出端面振动S2的位置作为研磨位置P2而计算出来。在此情况下，能够可靠地减少下表面58e的端面振动。另外，上述第一阈值及第二阈值根据研磨加工前的被研磨部58b的状态(端面振动)适当地设定，深度dl及深度d4优选按照彼此相等的方式设定，但是也可以按照深度dl及深度d4为不同的值的方式设定。在本实施方式中，研磨位置Pl相当于第一研磨位置，研磨位置P2相当于第二研磨位置，工作驱动电机56相当于驱动机构，磨石切入装置32相当于第二移动机构，磨石切入装置34相当于第三移动机构，位置P4相当于第一接触位置，位置P6相当于第二接触位置， 电流检测部86及判定部88作为检测机构发挥功能，运算部92相当于控制机构。下面，一边与现有的横向进给方式的研磨装置进行比较，一边说明研磨装置10的作用效果。图13是表示使用现有的横向进给方式的研磨装置对制动盘进行研磨时的状态的示意图。图13是在图22(b)中，沿着箭头Xl方向观察制动盘1、上磨石9a及下磨石9b 时的图。另外，图13(b)表示在从图13(a)的状态下使制动盘1旋转180度后的状态。如图13所示，在传统的横向进给方式的研磨装置中，如箭头Yl、Y2所示，使上磨石9a及下磨石9b从上下夹着制动盘1，然后研磨制动盘1的上表面及下表面。此处，研磨加工前的制动盘1具有大的端面振动(例如50 μ m左右)。因此，在研磨开始时，制动盘1 的上表面及上磨石9a的接触位置，和制动盘1的下表面及下磨石9b的接触位置在制动盘 1的周向上(从制动盘1的轴心方向观察时)彼此相隔很远。在此情况下，从上磨石9a沿着厚度方向对制动盘1施加的力Fl (F2)和从下磨石9b沿着厚度方向对制动盘1施加的力 F3(F4)，是在制动盘1的周向上相隔很远且为反向的力。因此，在制动盘1产生较大的弯曲应力。当研磨结束后上磨石9a及下磨石9b离开制动盘1时，该弯曲应力表现为制动盘1 本身的歪斜。其结果，无法充分地降低制动盘1的端面振动。如图14所示，在本实施方式的研磨装置10中，当研磨被研磨部58b时，上磨石16 及下磨石18分别被配置(固定)在研磨位置PI、P2。被研磨部58b从外周面58c与上磨石16及下磨石18接触，然后进入上磨石16及下磨石18之间而被研磨。即，在研磨装置10 中，被研磨部58b被上磨石16及下磨石18从外周一侧朝着内周一侧逐渐研磨。在此情况下，能够防止从上磨石16及下磨石18沿着厚度方向对制动盘58 (被研磨部58b)施加力。 这样，由于能够防止在制动盘58产生弯曲应力，因此，能够充分地降低制动盘58的端面振动。其结果，在研磨加工的前工序(车削加工)中，不需要高精度的加工，能够降低制动盘 58的制造成本。另外，在此情况下，与上磨石9a及下磨石9b同时研磨制动盘1的两面的整个面的现有的横向进给方式的研磨装置相比，能够防止在上磨石16和被研磨部58b之间以及下磨石18和被研磨部58b之间产生大的接触阻抗。这样能够减少使上磨石16及下磨石 18旋转所需的驱动力，因此，磨石驱动电机观、30能够使用更便宜的电机。另外，为了使上磨石16及下磨石18旋转，并不需要大的驱动力，因此，磨石驱动电机观、30能够采用小型化的构造。这样，不仅能够实现研磨装置10的小型化，而且能够降低研磨装置10的耗电。由于上磨石16及下磨石18与制动盘58之间的接触阻抗减少，因此，能够降低用于在支承部件M上固定制动盘58的力(夹紧力)。这样能够充分地防止制动盘58本身的变形。结果，能够充分降低制动盘58的端面振动。在本实施方式的研磨装置10中，研磨位置Pl与被研磨部58b的上表面58d相比位于其下方，研磨位置P2与被研磨部58b的下表面58e相比位于其上方，因此，能够可靠地降低被研磨部58b的端面振动。另外，在本实施方式的研磨装置10中，基于电流检测部86所检测出来的工作驱动电机56的电流值，判定部88能够检测出上磨石16和被研磨部58b的接触位置以及下磨石 18和被研磨部58b的接触位置。在此情况下，无需单独设置用于检测上磨石16和被研磨部58b的接触位置的检测机构、和用于检测下磨石18和被研磨部58b的接触位置的检测机构，因此，能够降低研磨装置10的制造成本。另外，利用共用的电流检测部86检测出工作驱动电机56的电流值，这样能够以相同的灵敏度检测出上磨石16和被研磨部58b接触时的电流值的变化及下磨石18和被研磨部58b接触时的电流值的变化。在此情况下，能够防止以下情况在被研磨部58b的上表面58d在接触位置P4 (参照图12)被检测出来之前被上磨石16研磨的部分的研磨深度dl (参照图12)，和在下表面58e在接触位置P6(参照图12)被检测出来之前被下磨石18研磨的部分的研磨深度d4(参照图1 之间产生差。这样，能够防止接触位置P4和接触位置P6 的中间位置大幅偏离被研磨部58b的厚度方向的中心位置Cl (参照图2)。因此，能够防止基于接触位置P4算出的研磨位置Pl和基于接触位置P6算出的研磨位置P2的中间位置大幅偏离研磨加工后的被研磨部58b的厚度方向的中心位置。即，能够容易使研磨加工后的被研磨部58b的厚度方向的中心位置接近理想的位置(设计上的位置)。其结果，能够提高制动盘58的尺寸精度。另外，通过检测出磨石驱动电机观、30的电流值，能够检测出上磨石16及下磨石 18和被研磨部58b的接触位置，但是，优选检测出工作驱动电机56的电流值。通常，工作驱动电机56的电容比磨石驱动电机28及磨石驱动电机30的电容小很多(10分之1 15分之1左右)，因此，工作驱动电机56的电流值比磨石驱动电机观、30的电流值更容易变化。 因此，在上磨石16或下磨石18和制动盘58稍微接触的情况下，工作驱动电机56的电流值也迅速变化。因此，通过检测出工作驱动电机56的电流值，能够正确且迅速地检测出上磨石16及下磨石18和被研磨部58b的接触位置。在研磨位置10中，运算部92进行用于使上磨石16及下磨石18与被研磨部58b 接触的磨石切入装置32、34的控制、研磨位置P1、P2的算出、用于使上磨石16及下磨石18 向研磨位置PI、P2移动的磨石切入装置32、34的控制、以及用于实施被研磨部58b的研磨加工的台驱动电机48的控制。即，在研磨装置10中，通过运算部92的控制，自动地算出研磨位置P1、P2，并且自动地实施被研磨部58b的研磨加工。在此情况下，在连续处理多个制动盘的情况下，操作者也无需在每个制动盘中设定研磨位置PI、P2并实施研磨加工，因此， 操作效率提高。在研磨装置10中，利用在支承部件M设置的拉杆66将夹具60拉向下方，从而在支承部件M (夹紧夹具6 上固定制动盘58。因此，无需在夹具60上设置用于在支承部件 54上固定制动盘58的装置。在此情况下，能够将夹具60的上方的空间作为进行操作的空间加以利用，因此，操作效率提高。另外，由于能够简化研磨装置10的构造，因此，能够降低研磨装置10的制造成本。下面，以使用现有的横向进给方式的研磨装置研磨制动盘的情况作为比较例，与使用本实施方式的研磨装置10研磨制动盘的情况(实施例)进行比较。在比较例中，按照在图22中所说明的方法研磨制动盘。作为上磨石及下磨石，使用与图2的上磨石16及下磨石18相同的磨石。磨石片的材料使用CBN磨粒。另外，上磨石及下磨石的旋转速度分别是lOOOrpm，制动盘的旋转速度是200rpm。使用与图1的磨石轴20、22、带MJ6及磨石驱动电机观、30相同的构件，使上磨石及下磨石旋转。使用与图 1的轴承5 及工作驱动电机56相同的构件，使制动盘旋转。另外，使用与图1的磨石切入装置32、34相同的构件，使上磨石及下磨石上下运动。在比较例中，按照与图7的步骤S4 及步骤S8中的方法相同的方法，检测出上磨石及下磨石和制动盘的接触位置，将该检测出的接触位置作为上磨石及下磨石的研磨开始位置。在实施例中，磨石片1 及磨石片18b的材料使用CBN磨粒。上磨石16及下磨石 18的旋转速度分别是lOOOrpm，制动盘的旋转速度是200rpm。
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在比较例及实施例中均使用了外径(直径)为296mm的制动盘。在比较例中，研磨8个制动盘，在实施例中，研磨20个制动盘。制动盘的上表面及下表面的研磨量(相当于图12的深度d2及深度d5)分别设定为0. 12mm。表1及表2分别表示比较例及实施例的研磨结果(端面振动的变化)。在表1和表2中表示制动盘的上表面的端面振动(参照图12的端面振动Si)。表1及表2中的平均值是四舍五入小数点后的值。(表1)
权利要求
1.一种制动盘的研磨装置，该制动盘具有要被研磨的被研磨部，所述制动盘的研磨装置的特征在于，包括支承所述制动盘的支承单元；驱动机构，其对所述支承单元施加旋转驱动力，使所述制动盘旋转； 配置在第一研磨位置并且进行旋转的上磨石；配置在所述第一研磨位置的下方的第二研磨位置并且进行旋转的下磨石；和按照所述被研磨部从该被研磨部的外周面与所述上磨石和所述下磨石接触，然后所述被研磨部进入所述上磨石与所述下磨石之间的方式，使所述支承单元移动的第一移动机构。
2.如权利要求1所述的制动盘的研磨装置，其特征在于 还包括使所述上磨石相对于所述被研磨部的上表面进退的第二移动机构； 使所述下磨石相对于所述被研磨部的下表面进退的第三移动机构； 检测机构，其检测所述上磨石与所述上表面的第一接触位置以及所述下磨石与所述下表面的第二接触位置；和控制所述第二移动机构和所述第三移动机构的控制机构，其中， 所述驱动机构包括电动机，所述检测机构基于所述电动机的电流值，检测所述第一接触位置和所述第二接触位置，所述控制机构，在所述被研磨部的研磨加工之前，通过控制所述第二移动机构和所述第三移动机构，使所述上磨石与所述上表面接触，并且使所述下磨石与所述下表面接触，基于由所述检测机构检测出的所述第一接触位置和所述第二接触位置，计算所述第一研磨位置和所述第二研磨位置。
3.如权利要求2所述的制动盘的研磨装置，其特征在于所述控制机构，在计算出所述第一研磨位置和所述第二研磨位置之后，通过控制所述第二移动机构和所述第三移动机构，使所述上磨石和所述下磨石分别移动至所述第一研磨位置和所述第二研磨位置，通过控制所述第一移动机构，按照所述被研磨部从所述外周面与所述第一研磨位置的所述上磨石和所述第二研磨位置的所述下磨石接触，然后所述被研磨部进入所述上磨石与所述下磨石之间的方式，使所述支承单元移动。
4.如权利要求1 3中任一项所述的制动盘的研磨装置，其特征在于 所述支承单元包括通过所述驱动机构而旋转的旋转部；夹具，其用于将所述制动盘固定在所述旋转部上，该夹具设置在所述制动盘上；和拉杆，其设置在所述旋转部内，能够沿上下方向进退，并且能够卡止于所述夹具。
5.如权利要求1 4中任一项所述的制动盘的研磨装置，其特征在于所述第一移动机构包括将所述支承单元以能够旋转的方式保持的保持单元；和用于对所述保持单元进行水平调整的调整部。
6.一种制动盘的研磨方法，其利用旋转的上磨石和下磨石对由支承单元所支承的制动盘的被研磨部进行研磨，所述制动盘的研磨方法的特征在于，包括对支承单元施加旋转驱动力使制动盘旋转的工序； 将上磨石配置在第一研磨位置的工序；将下磨石配置在所述第一研磨位置的下方的第二研磨位置的工序；和按照所述被研磨部从该被研磨部的外周面与所述上磨石和所述下磨石接触，然后所述被研磨部进入所述上磨石与所述下磨石之间的方式，使所述支承单元移动的工序。
全文摘要
本发明提供一种低成本且能够充分降低端面振动并且能够实现研磨装置的小型化、减少耗电的制动盘的研磨装置和适于该研磨装置的研磨方法。研磨装置(10)包括上磨石(16)；下磨石(18)；台驱动电机(48)；支承部件(54)及对支承部件(54)施加旋转驱动力的工作驱动电机(56)。制动盘(58)被支承部件(54)支承。台驱动电机(48)，按照制动盘(58)的被研磨部(58b)从其外周面与上磨石(16)及下磨石(18)接触，然后被研磨部(58b)进入上磨石(16)与下磨石(18)之间的方式，使支承部件(54)移动。
文档编号B24B7/17GK102189455SQ20111003485
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年1月29日
发明者安田强一, 尾崎幸雄, 田中周作 申请人:日清工业株式会社