本實用新型涉及對圓筒工件的外周面進行研磨的研磨加工裝置。本申請主張于2015年6月5日提出的日本專利申請2015-114908號的優先權,并在此引用其全部內容。
背景技術:
以往,作為研磨滾動軸承的外圈等圓筒工件的外周面的裝置,公知有通磨無心(Through feed Centerless)研磨加工裝置。如圖9所示,該研磨加工裝置是使多個圓筒工件W沿著托板(ブレード)92之上,通過具有圓柱形狀的磨具90與調整輪91之間,并使磨具90與各圓筒工件W的外周面接觸,進行研磨的裝置。
但是,在通磨無心研磨加工裝置中,在裝置上沒有成為加工基準的明確的位置。因此,為了得到所希望的精度(尺寸、圓度、粗糙度等)需要對磨具90與調整輪91的間隔、工件芯高等各機構部分的配置進行微調。該作業依靠作業者反復試驗的部分大。因此,若變更圓筒工件W的尺寸(型號),則需要變更磨具90與調整輪91的間隔,該變更(更換)需要時間。特別是,在進行多種混合生產、多品種小批量生產的情況下,需要頻繁進行更換,在該情況下,裝置的運轉率顯著降低而生產性變差。在進行這樣的通磨無心研磨的情況下,需要使一次研磨量(余量)變小。另外,為了得到所希望的精度,需要排列包含多組間隔不同的磨具90和調整輪91的研磨裝置,并且需要使圓筒工件W按順序通過這些研磨裝置。因此,在進行更換時,需要對這些多組的研磨裝置全部進行調整。
作為對圓筒工件的外周面進行研磨的其他裝置,公知有橫向進給磨削加工裝置(例如,參照日本實開平6-11957號公報)。該裝置例如如圖10所示,具有兩個導向板99、旋轉機構98以及磨具97。兩個導向 板99從下面支承圓筒工件W。旋轉機構98包括保持圓筒工件W的卡盤98a和使該卡盤98a旋轉的圖外的馬達。
橫向進給磨削加工裝置適合與滾動軸承的內環這樣的相對比較壁厚的圓筒工件的外周面研磨。換句話說,若使用該研磨加工裝置對滾動軸承的相對比較薄壁的外圈的外周面進行研磨,則如圖11所示,圓筒工件W由于磨具97的接觸力而被按扁變形。因此,不能夠得到所希望的精度(例如圓度)。特別是,若為了提高生產效率而使磨具97的進給速度變快,則研磨阻力變大而圓筒工件W的變形變大,難以確保精度。
因此,為了抑制由于磨具97的接觸引起的圓筒工件W的變形,可以將磨具97的進給速度設定得比較低。然而,在該情況下,研磨加工時間(周期時間)變長,生產性降低。這樣,在橫向進給磨削加工裝置的情況下,精度(加工精度)的提高和生產性的提高有此消彼長的關系。因此,認為同時滿足它們是不可能的。
在日本實開平6-11957號公報公開的技術中,通過滾子從上面按壓圓筒工件。由此,即使圓筒工件要變形,也能夠用滾子矯正。但是,使用日本實開平6-11957號公報公開的裝置雖然能夠進行粗加工,但是難以進行需要高精度的精加工。其在進行精加工的情況下,使磨具的進給速度降低。在該情況下,雖然研磨阻力小,但是即使圓筒工件幾乎不變形,由于上側的滾子按壓圓筒工件會使得圓筒工件略微變形一點,這種變形是不必要的。該變形給精加工所需要的精度帶來負面影響。
技術實現要素:
本實用新型的目的之一是提供能夠縮短研磨時間,并且能夠提高加工精度的圓筒工件的研磨加工裝置。
本實用新型的一個方式的圓筒工件的研磨裝置的構成上的特征為,具備:旋轉機構,其使圓筒工件繞該圓筒工件的中心線旋轉;磨具,其用于與旋轉的上述圓筒工件的外周面接觸來進行研磨;矯正機構,其具有能夠與上述圓筒工件的外周面在與上述磨具不同的位置接觸的接觸部,該矯正機構抑制由于該磨具的接觸引起的該圓筒工件的變形;以及研磨控制部,其進行下述控制,在上述圓筒工件的研磨開始后的第一時 間段中使上述接觸部與上述圓筒工件的外周面接觸來進行由上述磨具進行的研磨,在該第一時間段后的包含研磨結束的第二時間段中在使上述接觸部從上述圓筒工件離開的狀態下降低上述磨具的進給速度來進行研磨。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述第一時間段包括對上述工件的外周面進行粗加工的時間段,上述第二時間段至少包括對上述工件的外周面進行精加工的時間段以及無火花磨削的時間段二者中的無火花磨削的時間段。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述矯正機構還具有相對于上述圓筒工件能夠按壓上述接觸部并且能夠變更按壓力的驅動器,上述研磨控制部具有控制上述驅動器的動作并控制上述按壓力的壓力控制部。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述壓力控制部取得與由于上述磨具與上述圓筒工件接觸而產生的反作用力相關的負載信息,并基于取得的上述負載信息對上述驅動器進行反饋控制,調整該驅動器的輸出。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述壓力控制部若取得上述反作用力變大的情況下的上述負載信息,則使上述驅動器的輸出變大,并且若取得上述反作用力變小的情況下的上述負載信息,則使上述驅動器的輸出變小。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述壓力控制部具有存儲與上述按壓力對應的上述驅動器的輸出信息的存儲部,并基于該輸出信息進行使上述驅動器動作的控制。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述矯正機構具有相對于上述圓筒工件能夠按壓上述接觸部并且能夠變更該圓筒工件與該接觸部的相對位置的驅動器,上述研磨控制部具有進行下述控制的位置控制部,該控制為控制上述驅動器的動作行程而對上述圓筒工件與上述接觸部的相對位置進行調整。
優選在上述圓筒工件的研磨加工裝置中,上述接觸部是能夠繞與上述圓筒工件的外周面平行的中心線旋轉的滾子。
附圖說明
通過以下參照附圖對本實用新型的優選實施方式進行的詳細描述,本實用新型的其它特征、構件、過程、步驟、特性及優點會變得更加清楚,其中,附圖標記表示本實用新型的要素,其中,
圖1是從旁邊觀察圓筒工件的研磨加工裝置的一實施方式的說明圖。
圖2是從上面觀察研磨加工裝置的一部分的說明圖。
圖3是用于對研磨加工所包含的各工序進行說明的圖。
圖4是壓力控制(其1)的流程圖。
圖5是對圖1所示的研磨加工裝置的動作的樣子進行說明的說明圖。
圖6是對圖1所示的研磨加工裝置的動作的樣子進行說明的說明圖。
圖7是壓力控制(其2)的流程圖。
圖8是位置控制的流程圖。
圖9是從上面觀察通磨無心研磨裝置的說明圖。
圖10是從側面觀察以往的橫向進給磨削加工裝置的說明圖。
圖11是從側面觀察以往的橫向進給磨削加工裝置的說明圖。
具體實施方式
以下,基于附圖對本實用新型的實施方式進行說明。圖1是從旁邊觀察本實用新型的圓筒工件的研磨加工裝置的一實施方式的說明圖。圖2是從上面觀察該研磨加工裝置的一部分的說明圖。研磨加工裝置1是用于對滾動軸承的外圈這樣的中空的圓筒工件的外周面進行研磨的裝置。在本實施方式中,將圓筒工件作為滾動軸承的外圈W來進行說明。外圈W與設置于其徑向內側的內環相比是薄壁,與內環相比在從徑向 被施加的外力作用下更容易變形。外圈W與內環相比,從半徑比的觀點來看也是薄壁且剛性低,容易變形。因此,即使是對這樣的外圈W的外周面f進行研磨的情況下,本實施方式的研磨加工裝置1能夠縮短研磨時間,并且提高精度(尺寸、圓度、粗糙度等)地進行研磨。以下,對其結構進行說明。
研磨加工裝置1具備:使外圈W旋轉的旋轉機構10;磨具7;矯正機構20;以及研磨控制部30。圖1所示的研磨加工裝置1還具備作為從下面支承外圈W的支承部件的兩個導向板8、9,和測定外圈W的直徑尺寸的測定器6。
旋轉機構10具有保持外圈W的卡盤11,和使該卡盤11旋轉的驅動用馬達12(參照圖2)。本實施方式的卡盤11是電磁卡盤,以外圈W的中心線C1與卡盤11的旋轉中心線一致的方式保持外圈W。通過驅動用馬達12使卡盤11旋轉,能夠使外圈W繞中心線C1旋轉。
導向板8、9設置于被卡盤11保持的外圈W的中心線C1的下方的位置。一個導向板8設置于與磨具7相反的一側。設置于在磨具7與外圈W接觸并按壓時以外圈W不偏離的方式支承外圈W的位置。另一個導向板9設置于磨具7側。設置于與一個導向板8一起從下面以外圈W不落下的方式支承外圈W的位置。
磨具7為圓板狀(圓環狀),雖然未圖示,但安裝于因磨具用馬達而旋轉的支架。通過該磨具用馬達旋轉,磨具7繞磨具7的中心線C2旋轉。圖外的支架是通過磨具用驅動器5(參照圖2)能夠進退移動的結構。由此磨具7能夠相對于成為研磨的對象的外圈W接近或遠離移動。磨具用驅動器5基于來自研磨控制部30的指令信號,使磨具7接近或者遠離外圈W,并且變更使磨具7向接近的方向的速度,換句話說變更磨具7的進給速度。磨具7與旋轉的外圈W的外周面f接觸來進行研磨。此時,通過研磨控制部30進行磨具用驅動器5的動作控制,能夠使磨具7邊以規定的進給速度動作邊對外圈W的外周面f進行研磨。
在圖1中,矯正機構20具有能夠與外圈W的外周面f接觸的接觸部。本實施方式的上述接觸部是滾子21。矯正機構20具有使滾子21 動作的矯正用的驅動器22。矯正用的驅動器22除了氣缸之外,還能夠使用將伺服馬達的旋轉變換為直線移動的機構(例如滾珠絲杠機構)、具有油壓機構(油壓缸)等機構。在采用后述的壓力控制(其1)以及(其2)的情況下,驅動器22是氣缸,在采用后述的位置控制的情況下,驅動器22具有將伺服馬達的旋轉變換為直線移動的機構。無論是哪種情況,驅動器22都能夠使桿23沿其長邊方向直線移動。在該桿23的前部安裝有滾子21。特別是,滾子21以能夠繞與外圈W的外周面f平行的中心線C3旋轉的方式安裝于桿23。在圖1所示的形態下,構成為磨具7從水平方向接近并接觸外圈W,滾子21從垂直方向接近并接觸外圈W。滾子21相對于外圈W的外周面f能夠在與磨具7的接觸位置不同的位置接觸。
通過矯正用的驅動器22使桿23前進,能夠將滾子21按壓至外圈W。并且通過矯正用的驅動器22使桿23進退,能夠變更外圈W與滾子21的相對位置。矯正機構20還具備管理(測量)驅動器22的動作距離、即滾子21(桿23)的移動行程的位移傳感器24。位移傳感器24的計測值被發送至研磨控制部30。
在矯正用的驅動器22為氣缸的情況下,矯正機構20為了調整使該驅動器22動作的氣體的壓力,還具備電動氣壓調節器等壓力控制功能。因此,驅動器22能夠將滾子21按壓至外圈W,并且能夠變更滾子21對外圈W的按壓力。按壓力的變更(調整)在后面對具體例子進行說明,通過研磨控制部30來進行。
根據上述矯正機構20,與矯正用的驅動器22的型式無關,能夠抑制由于磨具7的接觸引起的外圈W的變形(變形)。換句話說,為了研磨,若磨具7具有規定的進給速度(>0)地與外圈W接觸,則剛性低的外圈W會變形。然而,通過使滾子21在與磨具7不同的部分與該外圈W接觸,能夠抑制外圈W的上述變形。
研磨控制部30由可編程邏輯控制器(PLC)構成,構成為通過運算裝置(CPU)執行儲存于內部存儲器等的存儲部31的各種程序來進行各種控制。對于研磨控制部30而言,作為進行各種控制的功能部具有壓力控制部32和位置控制部33中的至少一方。后面對這些功能部進行說明。
測定器6是用于測量被研磨的外圈W的直徑尺寸(直徑)的部件,在本實施方式中由接觸式的傳感器構成。通過該測定器6時刻測定由于研磨進行而直徑變小的外圈W的外周面f的直徑,測定值被發送至研磨控制部30。
對利用具備以上結構的研磨加工裝置1進行的研磨加工進行說明。如圖1所示,將外圈W載置于導向板8、9上。此時,磨具7以及滾子21位于遠離外圈W的退避位置。卡盤11保持導向板8、9上的外圈W,通過旋轉機構10使外圈W繞中心線C1旋轉。并且使磨具7旋轉,使矯正機構20處于能夠動作的狀態。通過矯正機構20使滾子21按壓外圈W,并且通過磨具7對該外圈W的外周面f進行研磨。
這里,對研磨加工所包含的各工序進行說明。研磨加工包括第一粗加工工序、第二粗加工工序、精加工工序以及無火花磨削工序,并按該順序進行,各工序的管理(動作控制)通過研磨控制部30來進行。第一粗加工工序和第二粗加工工序是對外圈W的外周面f進行粗加工的工序,它們包含于粗加工工序。圖3是用于對這些各工序進行說明的圖。該圖的橫軸表示從研磨開始S1到研磨結束S5為止的經過時間,縱軸表示加工量(研磨量)。如圖3所示,加工量與經過時間一起增加,被研磨規定的加工量而得到的外圈W具有完工尺寸K。
第一粗加工工序是除去黑皮工序,在該工序中使磨具7與外圈W的外周面f接觸來進行黑皮層的除去。在第一粗加工工序中,比磨具7的進給速度V1快的方式進行。具體而言,比精加工工序的進給速度V3快(V1>V3)。
在第二粗加工工序中,從除去黑皮層的外圈W的外周面f進一步除去規定的余量。在該第二粗加工工序中,以磨具7的進給速度V2最快的方式進行。具體而言比第一粗加工工序的進給速度V1快(V2>V1)。
在精加工工序中,對粗加工結束的外圈W的外周面f進行精加工,得到精加工面。在該精加工工序中,以磨具的進給速度V3慢慢進行。具體而言,比第一粗加工工序以及第二粗加工工序的進給速度V1、V2慢(V3<V1<V2)。
在無火花磨削工序中,是不對結束精加工的外圈W切削地使磨具7旋轉的狀態。換句話說,在該無火花磨削工序中,磨具7的進給速度V4為零(V4=0)。該無火花磨削工序為了消除外圈W的外周面f的切削殘余、提高精加工面的精度提高而進行。
根據以上說明,若對本實施方式的研磨加工所包含的各工序中的磨具7的進給速度進行總結,則為V4(=0)<V3<V1<V2。這樣一邊變更磨具7的進給速度,一邊通過磨具7對外圈W的外周面f進行研磨。在該期間研磨控制部30以及矯正機構20起作用而抑制磨具7的接觸引起的外圈W的變形。通過這些研磨控制部30以及矯正機構20進行的控制是壓力控制和位置控制中的一方。在以下,對于壓力控制(其1)、壓力控制(其2),以及位置控制進行說明。
在第一粗加工工序以及第二粗加工工序中,進行控制滾子21對外圈W的按壓力的壓力控制(其1)。在圖3中“矯正實施范圍”表示進行該壓力控制(其1)的范圍。圖4是壓力控制(其1)的流程圖。壓力控制(其1)通過壓力控制部32(在圖4中標記為PLC)執行。
若根據來自壓力控制部32的指令信號,開始第一粗加工工序(圖4的步驟St11),則矯正機構20也開始動作(步驟St21)。換句話說,如圖5所示,根據上述指令信號,使磨具7與外圈W的外周面f接觸并且通過規定的按壓力將滾子21按壓至該外圈W的外周面f。在第一粗加工工序中,磨具7通過一定的進給速度V1被進給,與外圈W接觸而進行研磨。
若磨具7與外圈W接觸則研磨阻力作用于該磨具7,該研磨阻力給旋轉機構10所具有的驅動用馬達12(參照圖2)的電流值帶來影響。因此,壓力控制部32監視驅動用馬達12的電流值i(圖4的步驟St31)作為與外圈W接觸的磨具7的負載輸出的信息(負載信息)。壓力控制部32基于該電流值i,進行反饋控制以使得滾子21以設定條件壓力推壓外圈W。換句話說,若將磨具7的進給速度V1設為一定地進行研磨則電流值i變動。因此,若取得的電流值i變高,則壓力控制部32提高由氣缸構成的驅動器22的輸出,提高滾子21對外圈W的按壓力。與此相對的,若取得的電流值i變低,則壓力控制部32使由氣缸構成的驅動器22的輸出降低,降低滾子21對外圈W的按壓力。
這意味著,電流值i變高的情況體現出磨具7的研磨阻力變大。因為若研磨阻力變大則外圈W容易變形,所以在這樣的情況下通過提高滾子21的按壓力,來抑制該變形。電流值i變低的情況意味著磨具7的研磨阻力變小。因為若研磨阻力變小則外圈W不容易變形,所以在在這樣的情況下通過使滾子21的按壓力降低,來防止外圈W變形。
壓力控制部32進行這樣的壓力控制,當第一粗加工工序結束時(圖4的步驟St12),開始第二粗加工工序(步驟St13)。開始第二粗加工工序的同時,磨具7的進給速度被加速(從進給速度V1向進給速度V2變化)。即使在該第二粗加工工序中,壓力控制部32監視驅動用馬達12的電流值i(圖4的步驟St32)作為與外圈W接觸的磨具7的負載輸出的信息。壓力控制部32基于該電流值i,進行反饋控制以使得滾子21以設定條件壓力推壓外圈W(圖4的步驟St22)。若以磨具7的進給速度V2設為一定的方式進行研磨則電流值i變動。因此,若取得的電流值i變高,則壓力控制部32提高驅動器22的輸出,提高滾子21對外圈W的按壓力。與此相對的,若取得的電流值i變低,則壓力控制部32使驅動器22的輸出降低,使滾子21對外圈W的按壓力減小。
即使在第二粗加工工序中,電流值i變高也意味著磨具7的研磨阻力變大。因為若研磨阻力變大則外圈W容易變形,所以在這樣的情況下通過提高滾子21的按壓力,來抑制該變形。電流值i變低意味著磨具7的研磨阻力變小,若研磨阻力變小則外圈W不容易變形。在這樣的情況下通過降低滾子21的按壓力來防止外圈W的變形。
壓力控制部32進行這樣的壓力控制,當第二粗加工工序結束時(圖4的步驟St14),換句話說,若規定的余量被除去了,則開始精加工工序(步驟St15)。在精加工工序開始的同時,減緩磨具7的進給速度(從進給速度V2向進給速度V3變化)。并且,在該精加工工序開始的同時,根據來自壓力控制部32的指令信號,使驅動器22動作并使滾子21后退(步驟St23),如圖6所示,滾子21與外圈W不接觸。此外,磨具7以及外圈W處于繼續旋轉狀態。
若精加工工序結束(步驟St16),換句話說,則當得到規定的精度后,開始無火花磨削工序(步驟St17)。在無火花磨削工序中,停止磨具7的進給(進給速度V4=0),分別使磨具7以及外圈W旋轉規定時 間。若經過規定時間,則使磨具7離開外圈W,使外圈W以及磨具7的旋轉停止,研磨結束。
如以上這樣,研磨控制部30的壓力控制部32如圖3所示,在進行外圈W的研磨開始S1后的粗加工工序(第一粗加工工序和第二粗加工工序)的第一時間段T1中,使滾子21與外圈W的外周面f接觸來進行磨具7的研磨(參照圖5)。在該第一時間段T1之后的進行包含研磨結束S5的無火花磨削工序以及該無火花磨削工序之前的精加工工序的第二時間段T2中,以使滾子21從外圈W離開的狀態(參照圖6),以使磨具7的進給速度與粗加工工序的進給速度V1、V2相比降低的方式進行研磨的控制。
本實施方式的矯正機構20所具有的驅動器22如上述那樣,是能夠將滾子21按壓至外圈W并且能夠變更按壓力的結構。因此,在該壓力控制(其1)中,壓力控制部32控制該驅動器22的動作地控制上述按壓力。即,磨具7的進給速度(V1、V2)與因使磨具7與外圈W接觸而產生的反作用力相關。因此,壓力控制部32能夠通過取得與該反作用力相關的負載信息,并基于該負載信息調整驅動器22的輸出,以磨具7與外圈W的接觸狀態(接觸力)相對應地變更滾子21對該外圈W的按壓力。
對該壓力控制(其1)具體地進行說明。對于壓力控制部32而言,取得使磨具7旋轉的驅動用馬達12(參照圖2)的電流值i作為與因磨具7與外圈W接觸而產生的反作用力相關的負載信息。壓力控制部32基于取得的該負載信息(電流值i)對驅動器22進行反饋控制,進行調整驅動器22的輸出的控制。
例如,若壓力控制部32取得上述反作用力變大時的負載信息(電流值i),則使驅動器22的輸出變大,并且若取得上述反作用力變小時的負載信息(電流值i),則使驅動器22的輸出變小。在上述反作用力變大時,磨具7與外圈W強力接觸,在該情況下外圈W處于容易變形的狀態,因此能夠提高滾子21的按壓力來抑制外圈W的變形。相對于此,在上述反作用力變小時,磨具7與外圈W較弱地接觸,在該情況下外圈W的變形小,因此降低滾子21的按壓力來抑制外圈W的變形。根據以上說明,利用壓力控制(其1),能夠使滾子21以適當的按壓力 與外圈W接觸,抑制與磨具7接觸的外圈W的變形。
在第一粗加工工序以及上述第二粗加工工序中,以滾子21按設定條件壓力推壓外圈W的方式進行反饋控制。上述設定條件壓力與驅動器22的輸出相關,用于得到規定的設定條件壓力的驅動器22的輸出在壓力控制部32預先被確定。上述設定條件壓力能夠用磨具7的負載輸出×設定系數表示。通過輸入設定系數能夠自由變更且能夠取任意值。在第一粗加工工序和第二粗加工工序能夠采用不同設定系數。
對于壓力控制部32進行的針對滾子21對外圈W的按壓力的壓力控制,能夠設為其他順序。即使在該壓力控制(其2)的情況下,在第一粗加工工序以及第二粗加工工序中,滾子21對外圈W的按壓力被控制。換句話說,圖3所示的“矯正實施范圍”是進行該壓力控制(其2)的范圍。圖7是壓力控制(其2)的流程圖。壓力控制(其2)通過壓力控制部32(在圖7標記為PLC)執行。
若根據來自壓力控制部32的指令信號,開始第一粗加工工序(圖7的步驟St41),則矯正機構20也開始動作(步驟St51)。換句話說,根據上述指令信號,如圖5所示,使磨具7與外圈W的外周面f接觸并且使滾子21以規定的第一按壓力按壓該外圈W的外周面f。在第一粗加工工序中,磨具7以一定的進給速度V1被進給,與外圈W接觸而進行研磨。
通過壓力控制部32進行控制以使得上述第一按壓力一定。因此,驅動器22的輸出值被設定為從滾子21給予外圈W第一按壓力的量。用于使驅動器22以該輸出值動作的指令信號存儲于內部存儲器(存儲部31)。驅動器22由氣缸構成。因此,在第一粗加工工序期間,從壓力控制部32向驅動器22發送上述指令信號。由此,能夠使驅動器22以確定的輸出值動作,并且使滾子21以第一按壓力按壓外圈W。
壓力控制部32進行這樣的壓力控制,若第一粗加工工序結束(圖7的步驟St42),則開始第二粗加工工序(步驟St43)。在開始第二粗加工工序的同時,磨具7的進給速度被加快(從進給速度V1向進給速度V2變化)。即使在該第二粗加工工序中,也使滾子21以規定的第二按壓力按壓外圈W(步驟St52)。
利用壓力控制部32以上述第二按壓力一定的方式進行控制。因此,驅動器22的輸出值被設定為從滾子21向外圈W施加第二按壓力的量。用于使驅動器22以該輸出值動作的指令信號被存儲于內部存儲器(存儲部31)。因此,在第二粗加工工序期間,從壓力控制部32向驅動器22發送上述指令信號。由此,驅動器22以設定的輸出值動作,能夠以第二按壓力將滾子21向外圈W按壓。
壓力控制部32進行這樣的壓力控制,若第二粗加工工序結束(圖7的步驟St44),換句話說,當規定的余量被除去后,開始精加工工序(步驟St45)。在精加工工序開始的同時,使磨具7的進給速度變慢(從進給速度V2向進給速度V1變化)。并且,在該精加工工序開始的同時,根據來自壓力控制部32的指令信號,使驅動器22動作并使滾子21(步驟St53),如圖6所示,滾子21與外圈W不接觸。此外,磨具7以及外圈W繼續處于旋轉狀態。
若精加工工序結束(步驟St46),換句話說,若得到規定的精度,則開始無火花磨削工序(步驟St47)。在無火花磨削工序中,停止磨具7的進給(進給速度V4=0),并使磨具7以及外圈W分別旋轉規定時間。當經過規定時間,使磨具7離開外圈W,使外圈W以及磨具7的旋轉停止,研磨結束。
在第一粗加工工序和第二粗加工工序中,控制為滾子21以第一以及第二按壓力按壓外圈W。然而,第一以及第二按壓力分別能夠變更且能夠取任意值。在第一粗加工工序和第二粗加工工序中能夠采用不同的按壓力。
如以上那樣,如圖3所示,研磨控制部30的壓力控制部32在外圈W的研磨開始S1后的進行粗加工工序(第一粗加工工序和第二粗加工工序)的第一時間段T1中,使滾子21與外圈W的外周面f接觸地進行由磨具7進行的研磨(參照圖5)。在該第一時間段T1的后的進行包含研磨結束S5的無火花磨削工序和該無火花磨削工序之前的精加工工序的第二時間段T2中,在滾子21與外圈W分離的狀態下(參照圖6),進行使磨具7的進給速度與粗加工工序的進給速度V1、V2相比降低地進行研磨的控制。
本實施方式的矯正機構20所具有的驅動器22如上述那樣,是能夠將滾子21向外圈W按壓并且能夠變更按壓力的結構。因此,在該壓力控制(其2)中,壓力控制部32對驅動器22的動作進行控制來控制上述按壓力。
因此,在壓力控制部32所具有的存儲部31,作為分別與上述第一和第二按壓力對應的驅動器22的輸出信息,存儲有使驅動器22以用于得到這些第一和第二按壓力的輸出動作的指令信號。壓力控制部32分別在第一粗加工工序和第二粗加工工序中,進行基于存儲于存儲部31的輸出信息(指令信號)使驅動器22動作的控制。由此,分別在第一粗加工工序和第二粗加工工序中,能夠使滾子21以設定的一定的按壓力與外圈W接觸。通過這樣使滾子21以一定的按壓力與外圈W接觸,抑制利用磨具7進行研磨的外圈W的變形的是基于在各工序中外圈W以一定的比例被研磨的方式。
如上述那樣,除了控制滾子21對外圈W的按壓力的壓力控制(其1)(其2)以外,也可以進行調整外圈W與滾子21的相對位置的控制的位置控制,使矯正機構20起作用。在該位置控制中,在第一粗加工工序和第二粗加工工序中,滾子21相對于外圈W的位置被控制。換句話說,圖3所示的“矯正實施范圍”是進行該位置控制的范圍。圖8是位置控制的流程圖。位置控制是通過位置控制部33(在圖8中標記為PLC)來執行。
若根據來自位置控制部33的指令信號,開始第一粗加工工序(圖8的步驟St61),則矯正機構20也開始動作(步驟St71)。換句話說,如圖5所示,根據上述指令信號,使磨具7與外圈W的外周面f接觸并且該使滾子21以規定的按壓力按壓外圈W的外周面f。在第一粗加工工序中,磨具7以一定的進給速度V1被進給,與外圈W接觸來進行研磨。
外圈W的外周面f的直徑隨著研磨進行而慢慢變小。位置控制部33能夠通過計算求出這樣伴隨著時間經過而直徑變小的外周面f與滾子21的距離。位置控制部33進行使驅動器22動作的控制以使得上述距離為零。外圈W的直徑可以是基于磨具7的進給速度V1預先求出并存儲于內部存儲器(存儲部31)的值,或者也可以是在研磨時利用測定器6 測定的值。據此,在該位置控制中,位置控制部33對控制驅動器22的動作進行控制,以使得滾子21處于其與外圈W的外周面f的間隔為零的位置。因此驅動器22是具有將伺服馬達的旋轉變換為直線移動的機構(例如滾珠絲杠機構)的裝置。由此,能夠對滾子21進行微小的位置控制。
位置控制部33進行這樣的位置控制,若第一粗加工工序結束(圖8的步驟St62),則開始第二粗加工工序(步驟St63)。在第二粗加工工序開始的同時,磨具7的進給速度被加速(從進給速度V1向進給速度V2變化)。即使在該第二粗加工工序中,位置控制部33進行使驅動器22動作的控制,以使得隨著研磨進行直徑慢慢變小的外圈W的外周面f與滾子21的距離為零(步驟St72)。
位置控制部33進行這樣的位置控制,若第二粗加工工序結束(圖8的步驟St64),換句話說,當規定的余量被除去后,開始精加工工序(步驟St65)。在精加工工序開始的同時,使磨具7的進給速度減速(從進給速度V2向進給速度V1變化)。并且,在該精加工工序開始的同時,根據來自位置控制部33的指令信號,使驅動器22動作使滾子21后退(步驟St73),如圖6所示,滾子21與外圈W為非接觸。磨具7以及外圈W繼續處于旋轉狀態。
若精加工工序結束(步驟St66),換句話說,當獲得了規定的精度時,開始無火花磨削工序(步驟St67)。在無火花磨削工序中,磨具7的進給停止(進給速度V4=0),使磨具7以及外圈W分別旋轉規定時間。當經過規定時間后,使磨具7離開外圈W,使外圈W以及磨具7停止旋轉,結束研磨。
如以上這樣,如圖3所示,研磨控制部30的壓力控制部32在外圈W的研磨開始S1后的進行粗加工工序(第一粗加工工序和第二粗加工工序)的第一時間段T1中,使滾子21與外圈W的外周面f接觸地進行由磨具7進行的研磨(參照圖5)。在該第一時間段T1之后的進行包含研磨結束S5的無火花磨削工序和該無火花磨削工序之前的精加工工序的第二時間段T2中,在使滾子21從外圈W離開的狀態下(參照圖6),進行使磨具7的進給速度與粗加工工序的進給速度V1、V2相比降低來研磨的控制。
本實施方式的矯正機構20所具有的驅動器22如上述那樣,是能夠將滾子21按壓至外圈W并且能夠變更外圈W與滾子21的相對位置的結構。因此,在該位置控制中,位置控制部33控制驅動器22的動作行程,進行調整外圈W與滾子21的相對位置的控制。換句話說,以跟隨伴隨研磨時間經過直徑變小的外圈W的外周面f方式進行滾子21的位置控制。由此,使外圈W與滾子21的相對位置保持為規定的值(在本實施方式中為零),能夠通過該滾子21抑制接觸磨具7的外圈W的變形。
如以上那樣,根據圖1所示的研磨加工裝置1,在進行粗加工的第一時間段T1(參照圖3)中,使滾子21與外圈W的外周面f接觸。由此,磨具7的接觸引起的外圈W的變形被抑制,在該第一時間段T1中能夠使磨具7的進給速度(V1、V2)變快。由此,研磨時間被縮短。在其后的第二時間段T2中,在使滾子21從外圈W離開的狀態使磨具7的進給速度(V3,V4)降低地進行研磨。由此,磨具7的接觸引起的外圈W的變形被抑制,因為滾子21沒有強制按壓外圈W,所以能夠提高外圈W的精度(圓度)。如以上那樣,即使對薄壁的外圈W進行研磨,通過橫向進給磨削,能夠縮短研磨時間,并且能夠提高精度。只要將外圈W設置于研磨加工裝置1,能夠一直從第一粗加工工序完成到無火花磨削工序為止。換句話說,能夠將多個工序集中到一個裝置1,能夠使生產線小型化。
在本實施方式中,與外圈W的外周面f接觸的接觸部是能夠繞與該外周面f平行的中心線C3旋轉的滾子21。因此,滾子21通過與旋轉的外圈W接觸而一起旋轉,能夠得到理想的旋轉狀態。例如,不易因滑動接觸引起損傷。
在上述實施方式(參照圖3)中,說明了第一時間段T1是對外圈W的外周面f進行粗加工的時間段,第二時間段T2是對外圈W的外周面f進行精加工的時間段以及無火花磨削的時間段的兩個時間段的情況。但是,第一時間段T1與第二時間段T2的邊界是圖3所示的方式以外的邊界也可以。例如,第一時間段T1除了對外圈W的外周面f進行粗加工的時間段之外,還包括進行精加工的時間段。第二時間段T2也可以僅是無火花磨削的時間段。換句話說,第一時間段T1包括對外 圈W的外周面f進行粗加工的時間段。第二時間段T2至少包括對外圈W的外周面f進行精加工的時間段和無火花磨削的時間段二者中的無火花磨削的時間段即可。由此,能夠在短時間內進行粗加工,能夠使生產效率提高,在第二時間段T2以高加工精度進行研磨。
如以上那樣公開的實施方式在全部內容是舉例表示而不是限制。換句話說,本實用新型的研磨加工裝置并不局限于圖示的方式,在本實用新型的范圍內也可以是其他方式。例如,在上述實施方式中,說明了使用導向板8、9作為從下面支承外圈W的支承部件的情況(導向板研磨),但是也可以是不使用這樣的導向板8、9來進行研磨的其他研磨加工裝置。在不使用導向板的圓筒研磨的情況下,例如能夠從軸向兩側把持外圈W(對芯),使該外圈W旋轉進行研磨。將研磨的對象設為滾動軸承的外圈W進行了說明。然而,作為其對象的圓筒工件也可以是其他部件,也可以是滾動軸承的內環。也可以是軸向長的長條的圓筒工件。在該情況下,為了防止由于自重引起的撓曲優選使用支承部件。并且,對矯正機構20具有單一的滾子(接觸部)21的情況進行了說明,但也可以具有多個滾子(接觸部)21。換句話說,按壓外圈W的外周面f的位置也可以是多個位置。在上述實施方式中,對加工時使用測定器6的情況進行了說明,但是在加工時不使用測定器6也能夠加工。在上述實施方式中,對第二粗加工工序的磨具7的進給速度V2比第一粗加工工序的進給速度V1快(V2>V1)情況進行了說明,但也有與此不同的加工方案。換句話說,也可以將第一粗加工工序的磨具7的進給速度V1設為大于等于第二粗加工工序的進給速度V2(V1≥V2)。
根據本實用新型,即使是對薄壁的圓筒工件的外周面進行研磨的情況下,也能夠縮短研磨時間,并且能夠提高精度。