用于测量设备的安装结构和具有该结构的磨床的制作方法
【专利摘要】在磨床中，床身10上固定有工作头11，其以可转动方式支撑用于支撑工件W的工作主轴12，并在其上安装有能够在平行于该工作主轴的轴向的Z方向上往复运动的滑动基座15，支承转动磨轮17的磨头16能够沿与该Z方向相交的X方向在该滑动基座上往复地运动。用于测量由该磨轮研磨的工件尺寸的测量设备25安装在固定到该滑动基座并沿X方向延伸的支撑臂21的最远端上，其能够通过一个致动器设备23操作，从而在用于与工件相接合的测量位置和用于与其脱离的暂停位置之间移动该测量设备。该支撑臂越过工件，或者穿过床身和工件之间的空间，或者穿过床身的内部。
【专利说明】用于测量设备的安装结构和具有该结构的磨床
[0001]本申请是申请号为200610160845.2、申请日为2006年11月30日、发明名称为“用
于测量设备的安装结构和具有该结构的磨床”的专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及用于测量设备的安装结构，该测量设备测量研磨部分的尺寸，以在进行研磨的同时控制该研磨部分的尺寸。具体地，其涉及用于测量设备的安装结构，其设计成用于外圆磨床中。此外，本发明涉及具有该安装结构的磨床。
【背景技术】
[0003]外圆磨床通常采用的构造为其上安装有工作头和磨头的床身，该工作头具有用于可转动地支撑和驱动工件的工作主轴，该磨头具有转动的磨轮，并且该工作头和磨头在平行于工作主轴的旋转轴线的Z方向以及垂直于该方向的X方向相对移动而研磨工件。这种外圆磨床分类成工作台横向进给类型和磨头横向进给类型，在工作台横向进给类型中，通过将工作台与其上固定的工作头在床身上沿Z方向移动并将磨头在床身上沿X方向移动而进行研磨操作，在磨头横向进给类型中，通过将磨头相对于固定在床身上的工作头在Z和X两个方向上移动而进行研磨操作。迄今为止，工作台横向进给类型已经成为外圆磨床的主流，其中因为在Z方向加长的工作台沿Z方向运动，所以该磨床在Z方向上的长度变长。然而，近些日子以来，因为日益增长的减小机床尺寸的需要，磨头横向进给类型正在变成外圆磨床的主流。在磨头横向进给类型中，通常采用的构造为:磨头沿X方向可移动地安装在滑动基座上，该滑动基座沿Z方向可移动地安装在床身上。
[0004]相反地，在工作台横向进给类型中，通常将测量设备安装在竖立于床身前部的支柱上，该支柱在Z方向上与磨轮相邻并且位于在X方向上与磨轮相对的一侧。由该构造，SP使工件在Z方向上相对于磨轮移动，也不会出现磨轮和测量设备在Z方向相对移动的情况。从而，工件上的任何研磨部分在任何时间都可由保持在磨轮前方的测量设备测量，使得能够简化用于测量设备的安装结构。顺便地，在外圆磨床中，能够选择性地打开以用于工件的装载/卸载以及用于研磨区域所设置的附件的维护的开口设置在盖的前部，该盖用于防止供应到研磨区域的冷却液飞溅。在前述的用于测量设备的安装结构中，由于其绕该盖的开口部分设置，其问题在于，在进行工件的装载/卸载以及附件的维护时，该安装结构变成了一个障碍。为了解决该问题，实践中将该测量设备设置在开口部分的端部处，或者设置在该盖内部但离开该开口部分的一个部分处，在此情形下，随之而产生的问题在于:该测量设备本身的调节和维护变得难以进行。
[0005]另一方面，在磨头横向进给类型中，首先可想到的是将测量设备安装在床身上。由所采用的这种结构，该测量设备不能相对于工件移动，因而，研磨操作必须在工件的沿Z方向隔开的多个位置处的研磨部分上进行，必须为各个研磨部分提供测量设备，使得设备成本增加。此外，当工件沿Z方向在不同位置处分别具有需要连续研磨的研磨部分时，每次研磨操作时测量设备的位置必须发生变动，这产生了不便。此外，与前述的工作台横向进给类型类似，产生的问题在于:设置在盖的开口部分的测量设备成为了阻碍其附近的多个附件的维护和调节的障碍物。作为用于解决这些问题的措施，已经知道一种结构，其中将测量设备沿Z方向可移动地安装在床身上或例如其上安装有工作头的构件上，还知道另一种结构，其中测量设备安装在磨头上。
[0006]测量设备沿Z方向可移动地安装的结构例如在日本实用新型N0.2601057中公开。在已知的结构中，如该日本实用新型的图1到3所示，滑动工作台6在工作主轴3a的轴向方向上可移动地安装在工作台2上，在与进行工件W加工的一侧相对的一侧上，工作台2上安装有工作头3和用于支撑工件W的顶座4，滑动工作台6设置有响应于表示工件或工件W上的测量位置的信号而驱动的伺服马达11，和用于将伺服马达11的转动转换成滑动工作台6的往复运动的转换机构14-19，其中测量设备主体10固定在滑动工作台6上。由该结构能够实现将测量设备主体自动地移动到工件W上的任何计划好的测量位置，并且能够将测量设备主体10撤回到合适的位置，在该处测量设备主体10不会干涉工件的装载/卸载以及在研磨区域所设置的附件的维护。
[0007]此外，用于将测量设备安装在磨头上的结构在未审查已公开的日本专利申请N0.2000-127038中公开。如该日本申请的图1和2所示，该申请涉及具有双磨头8、9的磨床，其中测量设备20安装在各个磨头8、9的上表面上。更具体地，每一个磨头在其上表面上安装有用于测量设备20的支撑构件21，在由支撑构件21可枢转地支承的第一臂22的最远端，第二臂23可枢转地支承以向前延伸，用于测量尺寸的测量杆28大致呈直角地固定到第二臂23的最远端。测量杆28由固定在其最远端的V形块25组成，并且可接触到待加工的曲柄销CP的外表面，设置在V形块25中心部分的探针27能够前后移动，并且电检测探针27的前后运动，而将该检测的运动作为电信号输出。测量设备20设置有致动器或液压缸31，用于选择性地将测量杆28移动到暂停位置和测量位置。在测量设备20中，液压缸31向上转动第一臂22，以将测量杆28保持在如该日本申请的图2中的虚线所示的暂停位置，在此状态下，能够绕第一臂22的最远端枢转的第二臂23不会保持在固定位置。考虑到这一点，第三臂24固定到第一臂22的最远端以向下延伸，而在第三臂24的最远端的支撑突出部29将第二臂23保持在固定位置，此时测量设备20位于该暂停位置。测量设备20需要如前所述的复杂的连接机构，以用于使V形块25和接触待研磨的曲柄销CP的外表面的探针27保持预定的关系，即使在每一个研磨操作期间磨头9沿X方向运动。
[0008]如上所述，在磨头横向进给类型中，将测量设备安装在支撑工作头的构件上而使其在Z方向上可移动的结构需要滑动工作台、用于操作滑动工作台的伺服马达和用于将马达转动转换成滑动工作台的往复运动的转换机构，因而，使得设备成本总体上不可避免地升高。此外，在磨头横向进给类型中，将测量设备安装在磨头上的结构需要如前所述的复杂的连接机构，因而也使得设备成本不可避免地升高。此外，连接机构需要相当大的刚性，以使测量设备具有更高的测量精度，这也使得重量上升。因为这导致增加了施加在沿X方向可移动地支撑在滑动基座上的磨头的上表面上的重量，该滑动基座又沿Z方向可移动地支撑在床身上，存在降低磨头的进给精度和定位精度的危险。而且，将大重量机构增加到高位可能存在产生颤振的危险。此外，由于用于测量设备的电线和液压管在Z和X两个方向上承受弯曲和拉伸，产生的一个额外问题是存在电线和液压管断裂或损坏的危险。
【发明内容】
[0009]因而，本发明的主要目的是提供一种用于测量设备的改进的安装结构，其能够解决现有技术中存在的上述问题。
[0010]简单地，根据本发明提供一种用于磨床中测量设备的安装结构，其具有:工作头，其固定在用于以可转动的方式支撑工作主轴的床身上，该工作主轴支撑并转动工件；滑动基座，其安装在该床身上，并沿Z方向能够往复地运动；磨头，其安装在该滑动基座上，并能够沿与Z方向相交的X方向往复地运动；转动磨轮，其支承在该磨头上以用于研磨工件的研磨部分；和测量设备，其能够与由该磨轮研磨的工件的研磨部分相接合，以用于测量该研磨部分的尺寸。该安装结构包括:支撑臂，其固定到该滑动基座，并沿X方向将其最远端延伸到与该磨轮相对的位置，该工作主轴的旋转轴线位于其间；和机构，其设置在该支撑臂的最远端，并安装该测量设备，以使得该测量设备能够从与该磨轮相对的一侧被带到与该工件相接合。
[0011]由该构造，由于固定到该滑动基座的支撑臂沿X方向延伸到与该磨轮相对的位置以及该工作主轴的旋转轴线位于其间，并且由于该测量设备安装在该支撑臂的最远端，从而，从与该磨轮相对的一侧被带到与该工件相接合，该测量设备在Z方向上能够与该磨轮一起移动，并且在所有时间保持着以预定的位置关系面对该磨轮。此外，由于独立于磨头在X方向上的运动，尽管磨轮在X方向上运动，测量设备不会相对于工件在X方向移动。因此，测量设备能够在所有时间正确地接合到由磨轮研磨的工件的研磨部分，并因此精确地测量该研磨部分的尺寸。而且，由于测量设备安装在固定于该滑动基座上的支撑臂的最远端上，并且由于在测量设备和该滑动基座或磨头之间不需要提供任何的运动同步机构，所以能够以相对较低的设备成本来实现该安装结构。而且，因为没有任何额外的或多余的重量施加在沿X方向以可移动的方式支撑在该滑动基座的磨头上，所以，既不会有降低磨头在X方向上的进给精度和定位精度的危险，也不会有使得磨头由于极重的物体设置在高位而产生颤振的危险。而且，在通过设置在环绕研磨区域的盖的前部处设置的开口进行工件的装载/卸载以及附件的维护时，该测量设备不会成为障碍物，并且还可将该测量设备移动到使得工件的装载/卸载以及附件的维护变得容易操作的位置。而且，由于用于测量设备的电线和液压管仅在Z方向上承受弯曲和拉伸，减小了电线和液压管断裂和损坏的危险。
[0012]在本发明的另一方面，提供一种磨床，其包括:床身；工作头，其固定在该床身上；工作主轴，其由工作头以可转动的方式支撑并用于支撑和转动工件；滑动基座，其安装在该床身上并能够沿Z方向往复运动；磨头，其安装在该滑动基座上，并能够沿与该Z方向相交的X方向往复运动；转动磨轮，其支承在该磨头上以用于研磨工件的研磨部分；和测量设备，其能够与由该磨轮研磨的工件的研磨部分接合，并用于测量该研磨部分的尺寸。该磨床还包括:支撑臂，其固定到该滑动基座，并沿X方向将其最远端延伸到与该磨轮相对的位置，该工作主轴的旋转轴线位于其间；和机构，其设置在该支撑臂的最远端，并安装该测量设备，以使得该测量设备能够从与该磨轮相对的一侧被带到与该工件相接合。
[0013]由该构造，在该磨床中还能够实现参照前述安装结构所描述的同样的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]能够很容易地理解本发明的前述以及其它目的和许多附带的优点，因为通过参照本发明的优选实施方式并结合附图，这些变得更容易理解，其中相似的附图标记在所有的视图中表示相同或相应的部件，其中:
[0015]图1是示出了根据本发明第一实施方式的具有用于测量设备的安装结构的外圆磨床的总体构造的平面示意图；
[0016]图2是图1中示出的外圆磨床的前视图；
[0017]图3是图1中示出的外圆磨床的右视图，顶座省略未示；
[0018]图4是根据本发明第二实施方式的具有用于测量设备的安装结构的外圆磨床相应于图3的右视图；和
[0019]图5是根据本发明第三实施方式的具有用于测量设备的安装结构的外圆磨床相应于图3的右视图。
【具体实施方式】
[0020](第一实施方式)
[0021]图1到3示出了根据本发明第一实施方式的具有用于测量设备的安装结构的外圆磨床的总体构造。参照图1到3，工作头11和顶座13设置并固定在外圆磨床的床身10的前部(如图1所观察到的下侧)上，以在水平的左右方向(Z方向)上彼此相对。工作主轴中心12a与其同轴地固定的工作主轴12以可枢转的方式支承在工作头11内，由马达(未示出)以可转动的方式驱动，而顶座中心14a与其同轴地固定的顶座主轴14支承在顶座13以内前后运动，并设置成与工作主轴12轴向对准，该工作主轴的旋转轴线平行于Z方向延伸。其上具有多个研磨部分Wa的工件W在其相对的端部由中心12a、14a通过形成于工件W的相对的端部表面上的中心孔支撑。工件W能够与设置在工作主轴12上的驱动构件(未示出)相接合，并能够与工作主轴12 —起转动。
[0022]在工作头12和顶座14后方的一部分处，床身10沿着导向轨道(未示出)在Z方向上能够移动地导向并支撑滑动基座15，并由Z轴伺服马达18通过螺杆轴(未示出)往复地驱动。磨头16安装在滑动基座15的平坦的上表面上，在垂直于Z方向的X方向上沿着导向轨道(未示出)能够移动，并且由X轴伺服马达19通过螺杆轴(未示出)往复地驱动。在与磨头16的前部的工作头相邻接的一侧，由盘状轮心17a和在其圆周上的磨轮层17b组成的磨轮17通过平行于Z方向的磨轮主轴16a支撑，由磨轮马达(未示出)以可转动的方式驱动，并且从磨头16的前表面朝向前侧或工件W侧部分地突出。
[0023]如图2最佳示出，倒U字形的龙门状支撑架20以合适的间距横跨过磨头16和磨轮17，并且在其腿部20a的下端固定到在滑动基座15上表面上的前方相对的侧部。支撑臂21在其一端固定到支撑架20的工作头11侧的上部，并越过由工作主轴12和顶座13支撑的工件W而向前水平地延伸，以使得其最远端到达超过工作主轴12的旋转轴线的位置。支撑臂21的最远端在下侧由横截面为L形的托架22设置有在Z方向上朝向磨头16偏移的致动器设备23，如图2所示。第一实施方式中的致动器设备23包括汽缸或气缸设备23，其具有在X方向朝向前侧能够延伸的活塞杆23a。设置在气缸设备23下方的测量设备25从活塞杆23a的最远端穿过支撑件24悬垂，而测量设备25的一对上端下部探头25a在面对磨轮17的位置处朝向工件W侧突出。通过操作气缸设备23，测量设备25能够在测量位置和暂停位置之间前后运动，在该测量位置，各个探头25a的最远端的接触部25b在与磨轮17相对的侧部上的两个径向隔开的点上与工件W的研磨部分Wa相接合，在该暂停位置，接触部25b从该测量位置朝向与磨轮17相对的侧部缩回。在修改的形式中，支撑臂21的延伸方向能够在某种程度上相对于X方向在水平方向和竖直方向上倾斜。而且，气缸设备23的活塞杆23a的移动方向还可在某种程度上在竖直方向上倾斜。此外，致动器设备23不限制于气缸设备，除此之外，测量设备25能够由电动马达等前后移动。
[0024](操作)
[0025]此后，将描述如上所构造的第一实施方式的操作。在图1和3所示的不工作状态，由X轴伺服马达19向后将磨轮17与工件W分开，由气缸设备23将测量设备25移动到暂停位置，在该处，测量设备已经与研磨部分Wa脱离，Z轴伺服马达18将滑动基座15移动到由图1中的虚线15A所表示的位置，磨轮17、支撑架20、支撑臂21和测量设备25朝向工作头11侧移动到由图1中的虚线17A、20A、21A和25A所分别表示的位置(即撤离位置)，并且顶座主轴14缩回。在该状态，工件W由装载/卸载设备(未示出)从磨床上方的缩回位置向下装载，并设置在床身10上的临时支撑构件(未示出)上，这在本领域中是公知的。然后，顶座主轴14前进以借助两个中心12a、14a支撑工件W的相对端，同时，将工件W从临时支撑构件上抬起一个微小的量，这在本领域中是公知的。
[0026]接着，当工作主轴12由工作主轴马达(未示出)驱动而转动时，与工作主轴12上的驱动构件驱动接合的工件W与工作主轴12整体地转动。在该状态，滑动基座15由Z轴伺服马达18在Z方向上移动，而使得磨轮17与工件W的一个研磨部分Wa相对准，接着磨头16由X-轴伺服马达19以快速的进给速率沿X方向前进，以使得磨轮17接近研磨部分Wa。此后，磨头16在X方向的进给速率减小到逐步进给方式，以连续的方式进行粗磨、中磨、细磨和微磨。在细磨和微磨之前或进行时，气缸设备23使测量设备25前进而将其带到测量位置，由此，在各个探头25a的最远端的接触部25b在两个径向分开的点接合到工件W的研磨部分Wa，以连续地测量正在进行研磨操作的研磨部分Wa的直径。从而，进行研磨使得磨轮17的插入进给量由X轴伺服马达基于测量结果而控制，也就是响应于从测量设备25而来的测量信号，并且研磨部分Wa被加工到预定的尺寸。当完成一个研磨部分Wa的研磨时，磨头16缩回一次，并且由Z轴伺服马达18在Z方向上移动滑动基座15而使得磨轮17与工件W上的下一个研磨部分Wa相对准，在该状态下，以上述同样的方式进行对下一研磨部分Wa的研磨。重复这些控制步骤，由此研磨工件W上所有的研磨部分Wa。由测量设备25测量每一个研磨部分Wa也可在粗磨和中磨期间进行。
[0027]在完成所有研磨部分Wa的研磨后，测量设备25缩回到暂停位置，并且如虚线17A、20A、21A和25A所表示，磨轮17向后并朝左缩回，以将测量设备25和其它可移动的构件朝向工作头11侧移动到撤离位置。此后，工作主轴12停止，并且顶座主轴14缩回，以使得加工完成的工件W被放置在临时支撑构件上。接着，手动地或由装载/卸载设备将加工完成的工件W替换为未加工的工件，未加工的工件W以如上所述同样的方式被研磨。能够由手手动地或者在例如CNC控制器(未示出)的控制下自动地进行前面的研磨操作,这在现有技术中是公知的。
[0028]在前面的第一实施方式中，通过支撑架20、支撑臂21和气缸设备23安装在滑动基座15上的测量设备25与磨轮17 —起沿Z方向运动，以在任何时间以预定的位置关系与磨轮17面对，并且不会在X方向上运动，尽管磨头16在X方向上运动。因此，在任何所需要的时候，能够实现由气缸设备23将测量设备25带到测量位置，并且通过其自身保持与任何研磨部分Wa适当地接触而精确地测量正在由磨轮17研磨的工件W的任何研磨部分Wa的尺寸。而且，尽管测量设备25通过气缸设备23安装在固定于滑动基座15上的支撑臂21的最远端上，该气缸设备23足以具有简化的构造，其使得测量设备25在两个位置之间移动。从而，在其自身和滑动基座15或磨头16之间不需要设置任何运动同步机构，使得第一实施方式中的安装结构能够以非常低的设备成本而实现。
[0029]尽管支撑气缸设备23和测量设备25的支撑架20和支撑臂21需要具有相当高的刚性以具有更高的测量精度，因而具有相当重的重量，这些构件都安装在滑动基座15上，并且不会将其重量施加在携带磨轮17的磨头16上，因此，既不会有降低磨头16在X方向上的进给精度和定位精度的危险，也不会有使得磨头16由于极重的物体设置在高位而产生颤振的危险，于是，不会存在有害地影响加工精度的危险。
[0030]而且，在外圆磨床中，一种实践是环绕研磨区域周向的盖设置有开口，该开口能够为工件装载/卸载以及为维护例如支持设备以及前述的临时支撑构件等附件的目的而选择性地打开。然而，在本实施方式中，由于能够与滑动基座15在Z方向上一起移动的测量设备25能够被设置在偏离这个开口的位置，对测量设备25而言，在进行工件的装载/卸载以及附件的维护时，可以不被看作障碍物，并且还可将测量设备25带到一个位置(例如撤离位置)，在该处，工件的装载/卸载以及附件的维护通过这个开口变得容易进行。而且，用于测量设备25的电线和液压管仅在Z方向上承受弯曲和拉伸，而不在X方向上承受弯曲和拉伸，从而，降低了电线和液压管断裂或损坏的危险。
[0031]在前面的第一实施方式中，支撑气缸设备23和测量设备25的支撑臂21设置成越过被支撑在工作主轴12和顶座主轴14之间的工件W。由该构造，测量设备25的安装变得容易，因为降低了支撑臂21与例如临时支撑构件、用于克服研磨阻力支撑工件W的工件支持设备、用于修整磨轮17的修整设备等在床身10上靠近工件W设置的附件发生干涉的危险。用于从磨床上侧装载和卸载工件W的装载/卸载设备在其操作过程中具有错误地将工件W掉落在设置于其下方的测量设备25上的危险。然而，在前面的第一实施方式中，因为刚性相当高的支撑臂21设置成越过支撑在工作主轴12和顶座主轴14之间的工件W，当工件掉落时，在许多情形下其首先撞击支撑臂21，于是降低了掉落的工件W直接撞击测量设备25并将其损坏的危险。
[0032]而且，在前面的第一实施方式中，以相对于磨头16和磨轮17具有一间距而横跨过二者的龙门状支撑架20在其腿部20a的下端固定在滑动基座15的上表面的前方相对的侧部上，并且支撑气缸设备23和测量设备25的支撑臂21在X方向上延伸，其一端固定到支撑架20的工作头11侧的上部。基于该构造，由于龙门状支撑架20的刚性能够足够大，包括用于测量设备20的支撑臂21的安装结构也变得总体上刚性较大，于是，能够实现提高测量设备25测量研磨部分Wa的尺寸的精度。然而，本发明不限制于这种结构，并且可以实现下列形式:在X方向上延伸的支撑臂21固定到在工作头11侧竖直地设置在滑动基座15上的单个支撑柱的上端，并且在支撑臂21的最远端支撑该气缸设备23和测量设备25。
[0033]尽管在前面的实施方式中已经针对一个实施例进行了描述，其中支撑该气缸设备23和测量设备25的支撑臂21设置成越过工件W，本发明不限制于这个实施例。例如，本发明能够实现下列形式:支撑臂21在X方向上延伸而穿过床身10的上表面和工件W之间的空间或者穿过床身10的内部。
[0034](第二实施方式)
[0035]图4示出了第二实施方式，其中支撑臂21A在X方向上延伸，穿过床身10的上表面和工件W之间的空间。支撑臂21A固定到滑动基座15的上表面的工作头11侧的前部，并且在X方向上水平向前延伸，其最远端到达超过工作主轴12的旋转轴线的位置，并且气缸设备23通过横截面为字母L形的托架22设置在最远端上方。设置在气缸设备23上方的测量设备25由支撑件24支撑在活塞杆23a的最远端上，并且测量设备25的一对上下探头25a朝向工件W侧在面对磨轮17的位置上突出。气缸设备23、支撑件24和测量设备25与前面第一实施方式中使用的那些相同，并且气缸设备23以在第一实施方式中描述的同样的方式在测量位置和暂停位置之间前后移动该测量设备25。
[0036]在如上构造的第二实施方式中能够实现使该结构重量变轻，因为支撑测量设备25的支撑臂21A长度变短，并且因为用于测量设备25的安装结构总体尺寸变小。而且能够避免与设置在磨床上侧的工件装载/卸载设备的干涉。在第二实施方式中，由于与滑动基座15 一起移动的支撑臂21A等将干涉到例如临时支撑构件、工件支持设备、修整设备等所有设置在床身10上的附件，若床身10上的这些附件按照其工作方式使用，即以前面的第一实施方式中使用的形式使用。从而，需要改变这些附件以具有相应的形状，使得其中每一个都不会在Z方向上移动时干涉到支撑臂21A等。否则，需要如此设置这些附件:它们能够缩回到床身10中，以避免与支撑臂21A发生干涉。
[0037](第三实施方式)
[0038]图5示出了第三实施方式，其中支撑臂21B在X方向上延伸而穿过床身10的内部。床身10在其内形成有一个宽阔的通道10a，其穿过床身10的前上部的内部。具体地，宽阔的通道IOa在床身10的上表面处在滑动基座15的前端部的附近开口，首先向下延伸，然后沿X方向在工件W下方穿过，并且在床身10的前表面上开口。即通道IOa沿着X方向的截面具有字母L形，以在床身10的前上部的下方穿过，该部分位于工作主轴12的旋转轴线下方。通道IOa在Z轴方向上的宽度比滑动基座15的在Z方向上的运动行程要宽的宽度为支撑臂21B在Z方向上的宽度。支撑臂21B固定到滑动基座15在工作头11侧的前端表面，通过向下延伸进入通道IOa中，然后在X方向上向前弯曲以在X方向上延伸，接着在从床身10的前端表面出来之后向上弯曲，并且进一步水平地弯曲以位于床身10的前上表面上方。在支撑臂21B的最后一个或水平的弯曲部上，气缸设备23由横截面为字母L形的托架22A以前面第二实施方式中所使用的相同方式设置。设置在气缸设备23上的测量设备25由支撑件24支撑在活塞杆23a的最远端上，并且测量设备25的一对上下探头25a朝向工件W侧突出到面对磨轮17的位置。气缸设备23以在第一和第二实施方式中描述的同样的方式在测量位置和暂停位置之间前后移动该测量设备25。
[0039]在如上所构造的第三实施方式中，设备成本有一定程度的增加，这是不可避免的，因为通道IOa必须形成于床身10内部，并且因为支撑臂21B的形状变复杂了。然而，通过使得支撑臂21B穿过形成于床身10内部的通道10a，使得避免与设置在工件W上的工件装载/卸载设备以及与设置在床身10上的附件之间的干涉成为可能。于是，在这点上，第三实施方式变得容易实现。
[0040]尽管在前面的实施方式中已经以插入研磨方法作为实施例进行了描述，其中当滑动基座15在Z方向上选择性地定位后，磨头16在X方向上前进，以对工件W上的每一个研磨部分Wa进行研磨，但是本发明不限制于以插入研磨方法实现。即本发明能够以横向研磨方法实现，其中当在X方向上确定磨头16的位置后，滑动基座15在Z方向上移动而在工件上进行研磨操作，在此情形下，移动测量设备25而在研磨部分由磨轮17研磨后紧接着测量该部分的直径。此外，本发明不限制于研磨工件W的外表面，而是可以适用于下列情形，其中通过使用为内径测量设计的测量设备来测量通过内表面研磨加工的内表面。可选地，本发明还可适用于下列情形，其中例如凸缘等台阶部分一其轴向相对端部表面通过端部表面研磨加工——的宽度由用于宽度测量的测量设备所测量。
[0041]而且，尽管在前面的实施方式中对测量设备25使用两个探头25a的实施例进行了描述，本发明不限制于这种类型测量设备25。例如正如前面的日本申请N0.2000-127038所公开，本发明可实现为使用一种不同类型的测量设备，例如其由能够接触到研磨部分的外表面的V形块和设置在V形块的中心部而能够前后移动的探针组成，用于在接触时检测该研磨部分外表面的直径，正如前面的日本申请N0.2000-127038所公开的那样。
[0042]而且，尽管在前面的实施方式中对平行于工作主轴12的旋转轴线的Z方向与磨头16进给的X方向垂直相交的实施例进行了描述，本发明不限制于Z和X方向正交的设置。而是本发明能够应用于Z方向和X方向不成直角的磨床。而且，尽管在前面的实施方式中对于磨轮17的旋转轴线平行于Z方向延伸的情形进行了描述，本发明不限制于该情形，而是能够应用于磨轮17的旋转轴线不平行于Z方向的磨床中。
[0043]此外，尽管在前面的实施方式中对工件W由一对中心12a、14a支撑的实施例进行了描述，本发明不限制于这种支撑工件W的方式。在另一修改的形式中，本发明能够适用于以下情形:工件以悬臂梁的方式由设置在工作主轴12上的卡盘支撑，且不使用顶座13而进行研磨。
[0044]明显地，考虑到上述教导，本发明可有多种另外的修改形式和变化形式。从而，需要理解的是，在所附带的权利要求的范围内，本发明能够以这里所明确描述的方式以外的形式进行实施。
【权利要求】
1.一种用于磨床中测量设备的安装结构，其具有:工作头，其固定在用于以可转动方式支撑工作主轴的床身上，该工作主轴支撑并转动工件；滑动基座，其安装在该床身上，并沿Z方向能够往复地运动；磨头，其安装在该滑动基座上，并能够沿与Z方向相交的X方向往复地运动；转动磨轮，其支承在该磨头上以用于研磨工件的研磨部分；和测量设备，其能够与由该磨轮研磨的工件的研磨部分相接合，以用于测量该研磨部分的尺寸，该安装结构包括: 支撑臂，其固定到该滑动基座，并沿X方向将其最远端延伸到与该磨轮相对的位置，该工作主轴的旋转轴线位于其间；和 机构，其设置在该支撑臂的最远端，并用于安装该测量设备，以使得该测量设备能够从与该磨轮相对的一侧被带到与该工件相接合。
2.如权利要求1所述的安装结构，其中所述机构包括用于将所述测量设备在测量位置和暂停位置之间移动的致动器设备，在该测量位置测量设备与工件相接合，在该暂停位置该测量设备从该测量位置缩回，以离开该磨轮。
3.如权利要求1所述的安装结构，其中所述支撑臂沿X方向延伸而越过支撑在工作主轴上的工件。
4.如权利要求3所述的安装结构，还包括具有龙门形状的支撑架，以横跨过该磨头和磨轮，并具有一对固定到该滑动基座的腿部，其中沿X方向延伸的支撑臂在与其最远端相反的一端固定到该支撑架的上部。
5.如权利要求4所述的安装结构，其中所述支撑臂固定到其上的支撑架的上部位于该工作头一侧。
6.如权利要求1所述的安装结构，其中该支撑臂沿X方向延伸而穿过该床身的上表面和支撑在该工作主轴上的工件之间的空间。
7.如权利要求1所述的安装结构，其中: 该床身设置有通道，该通道在床身上滑动基座的工件侧上的端部附近开口，并且延伸而穿过该床身的内部，以在与磨头相对的一侧的床身的前表面上开口，该工作主轴的旋转轴线位于其间，并且其在Z方向上的宽度比该滑动基座在Z方向上的移动行程更宽；并且 该支撑臂沿X方向在该通道内延伸，并且在该通道内能够与该滑动基座一起沿Z方向移动。
8.如权利要求7所述的安装结构，其中该通道沿着X方向的截面具有字母L形状，并且在床身的前上部下方穿过，该位置位于工作主轴的旋转轴线下方。
9.一种磨床,包括: 床身； 工作头，其固定在该床身上； 工作主轴，其由该工作头以可转动方式支撑并用于支撑和转动工件； 滑动基座，其安装在该床身上并能够沿Z方向往复运动； 磨头，其安装在该滑动基座上，并能够沿与该Z方向相交的X方向往复运动； 转动磨轮，其支承在该磨头上以用于研磨工件的研磨部分； 测量设备，其能够与由该磨轮研磨的工件的研磨部分接合，用于测量该研磨部分的尺寸；支撑臂，其固定到该滑动基座，并沿X方向将其最远端延伸到与该磨轮相对的位置，该工作主轴的旋转轴线位于其间；和 机构，其设置在该支撑臂的最远端，并安装该测量设备，以使得该测量设备能够从与该磨轮相对的一侧被带到 与该工件相接合。
【文档编号】B24B49/02GK103465121SQ201310316535
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2006年11月30日 优先权日:2005年12月8日
【发明者】牧内明 申请人:株式会社捷太格特