專利名稱：偏心工件的自動對準中心和調整相位的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對偏心工件部的對準中心作業和在偏心工件軸部設置有相位差為180°的兩個偏心部的調整相位作業能夠自動進行的外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心和調整相位的方法及其裝置。
在外圓磨床上將偏心工作的軸部用卡盤卡住，對其偏心部進行加工時，應予先在卡盤部分或其它處所進行偏心部的對準中心和調整相位后進行加工。過去，偏心工件的偏心部的對準中心作業和調整相位作業，采取以下這樣的方法。
圖7及圖8是叫做固定定位板方式的方法，用由V型座31和壓軸板32形成的卡盤33，將偏心工件W的軸部Wa臨時卡住，同時，在偏心部Wb的側面配置擋板34，使桿35下降，將與偏心部Wb上的擋板34相對向部分向下方推動，使偏心部Wb稍許旋轉，該偏心部Wb便與前記擋板34相碰，進行偏心部Wb的對準中心和調整相位作業。
按照這個方式，由于在上一工序時外徑尺寸的誤差，使中心或相位會有變化而不穩定。還有，偏心部Wb與擋板34相碰時，根據旋轉的程度，中心或相位會有偏移的缺點，致使加工面會產生殘痕，或因為在加工開始強烈地碰撞磨具的加工面會產生精度不良。
其次，圖9叫做馬蹄方式，制作準備一個具有比偏心工件W的偏心部Wb的外徑稍許大些間隔的字形馬蹄夾具36，對著用卡盤33臨時卡住的偏心工件W的偏心部Wb，在其偏心方向(與工件的軸成直角方向)將前記馬蹄夾具36推出，強制地進行這個偏心部Wb的對準中心和調整相位作業。
這個方式中，因為馬蹄形夾具36的字形部分的內側尺寸比偏心部Wb的外徑稍許大些，這稍大的部份就使工件的對準中心及調整相位作業產生誤差。
其次，圖10所示叫做八字形方式，對用卡盤33臨時卡住的偏心工件W的偏心部Wb，將成八字形的夾具37向偏心工件W的軸向強制地推出，進行對準中心和調整相位作業。
在這個方式中，因為是將夾具37強制地推出進行的作業，所以對準中心和調整相位的復現性很小，會產生誤差。
上述各種方式，任何一種對準中心和調整相位都是用夾具進行的機械的動作，所以會產生誤差，為消除這個誤差，目前的做法是通過在上一工序加大加工面的加工余量來減少不良品。
還有，當偏心工件的偏心部為一個，且對對準中心和調整相位的精度要求不高時，上述各種方法是可行的，但當偏心部為兩個以上時，對各偏心部的調整相位作業要達到一定的精度是有限度的。
本發明的第一個目的，是通過將偏心工件的偏心部的對準中心和調整相位作業自動化，謀求縮減作業時間和提高精度。
本發明的第二個目的，是在偏心工件的中心偏移和相位偏移時，對其能簡單地進行修正，以便能高精度地進行研磨加工。
本發明的偏心工件的偏心部的自動對準中心及調整相位裝置是由工件旋轉裝置和中心偏移測定裝置構成的，在主軸前端的面板上裝有卡盤，該卡盤用于卡裝偏心工件的軸部使其相對于主軸軸心有一定的偏心量，所述工件旋轉裝置配置成與該卡盤相對并可在主軸軸心方向上進退，在前進時通過設在其前端的緊固件緊固住該偏心工件的軸部使該偏心工件旋轉，所述中心偏移測定裝置具有一對測定頭，該對測定頭與上述卡盤臨時卡裝的偏心工件偏心部外周面上大致相對的部分接觸，分別測定從各自的基準位置算起的距離，從而測定該偏心工件的偏心部的中心偏移量，該中心偏移測定裝置配置在由上述卡盤臨時卡裝著的偏心工件的一側，并可在垂直于其軸心的方向上進退。
將偏心工件的偏心部的中心和主軸的軸心大致對準后，在主軸前端面板上安裝的卡盤將偏心工件的軸部臨時卡裝住。
然后，使工件旋轉裝置前進，用其前端的緊固件將偏心工件未被卡裝側的軸部緊固住，以這樣的狀態使中心偏移測定裝置前進，使設置在其上的一對測定頭分別與偏心工件的偏心部的外周面相對向部分接觸。這樣，從主軸的軸心到各測定頭的接觸部的距離便分別被測定出來，將這些測定值比較演算后，只有在各測定值的差超過容許值時才發出旋轉指令信號，使前記工件旋轉裝置動作。
于是，向著由前記各測定值的大小規定的方向偏心工件被稍許旋轉，當前記各測定頭測定出來的各測定值的差進入前記容許值以內時，則發出停止信號使工件旋轉裝置停止，進行了偏心部的對準中心作業。
還有，對在偏心工件的軸部設置的相位差為180°的兩個偏心部進行相位調整作業時，將未加工的偏心部的中心和主軸的軸心大致對準后，將偏心工件的軸部臨時卡裝住，以這個狀態將加工完畢的另一偏心部的中心錯位，通過前記工件旋轉裝置和前記中心偏移測定裝置修正后，則兩個偏心部的相位調整和未加工偏心部的對準中心作業可以同時進行。
圖1是本發明的對準中心裝置的正面圖。
圖2是圖1所示裝置中的卡盤2的部分放大正面圖。
圖3是圖1所示裝置中的卡盤2的部分放大側面圖。
圖4是對本發明對準中心的原理進行說明的圖。
圖5是具有兩個偏心部的偏心工件W′的正面圖。
圖6是為了說明具有兩個偏心部的偏心工件W′的對準中心和調整相位作業的原理圖。
圖7是用卡盤33將偏心工件W的軸部Wa卡裝狀態的正面圖。
圖8是說明過去用固定定位板方式進行對準中心方法的略圖。
圖9是說明過去用馬蹄方式進行對準中心方法的略圖。
圖10是說明過去用八字形方式進行對準中心方法的略圖。
下面，參照
本發明的實施例。
首先，對實施本發明的對準中心及相位調整方法的裝置(以下稱對準中心裝置)進行說明。圖1至圖3中，在外圓磨床的主軸(圖上未示出)前端裝有面板1，與該面板1成整體地安裝有卡盤2，該卡盤2用于裝卡偏心工件W的軸部Wa。
該卡盤2俗稱元寶鐵，是由V形座2a，和把在這個V形座2a的溝部支承著的偏心工件W的軸部Wa從上方壓住的軸壓板2b組成。由卡盤2裝卡著的偏心工件W的軸部Wa的軸心C1相對于主軸的軸心C0，具有偏心工件W的偏心部Wb的偏心量。
上述對準中心裝置由工件旋轉裝置A和中心偏移測定裝置B構成，工件旋轉裝置A緊固住被上述卡盤2所卡裝偏心工件W的非卡裝側的軸部Wa，使該偏心工件W旋轉，中心偏移測定裝置B測定上述卡盤2卡裝著的偏心工件W的偏心部Wb的中心C2相對于主軸的軸心C0的中心偏移量。
前記工件旋轉裝置A，是在外圓磨床的臺面3上，與前記卡盤2相對，在主軸的軸心方向P上能夠進退地設置著。即，在液壓缸4的活塞桿5的前部安裝著架臺6，這個架臺6與構成工件旋轉裝置A的支承體7一體地安裝著，在這個支承體7上旋轉軸8可以旋轉地被支承著，在這個旋轉軸8的前端部成一體地裝有緊固體9。
這個緊固件9，由在前記支承體7的后端面安裝著的控制用馬達11使之旋轉。
緊固件9具有一對緊固爪9a，使這一對緊固爪9a互相接近或離開，則能將前記卡盤2上卡裝著的偏心工件W的未卡裝側的軸部Wa緊固或放開。于是，通過前記液壓缸4的活塞桿5的進退，則工件旋轉裝置A相對于由卡盤2卡裝著的偏心工件W進退。
前記中心偏移測定裝置B是利用通用的外徑測定裝置做成的，置在前記臺板3上的前記卡盤2臨時卡裝著的偏心工件W的一側，在垂直于該偏心工件W軸心的方向Q上能夠移動，相對于偏心工件W則可以進退。在裝置本體12的前端面12a上沿著上下方向設置有一對臂13a、13b，在各臂13a、13b的前端分別安裝有測定頭14a、14b。
各測定頭14a、14b相互對向的內側部分，即是與偏心工件W的偏心部Wb的外周面接觸的測定部。各臂13a、13b根據偏心工件W的偏心部Wb的中心偏移量可相對于裝置本體12在上下方向移動，各測定頭14a、14b相對于各臂13a、13b的上下方向的固定位置可以進行微調。
下面對使用上記對準中心裝置實施偏心工件W的偏心部Wb的對準中心的方法進行說明。對每個偏心工件實施對準中心作業前，應予先將加工出來的標準工件用卡盤2卡裝上，使中心偏移測定裝置B前進，將各測定頭14a、14b分別與標準工件的偏心部接觸，調節各測定頭14a、14b。
此外，在本實施例中，通過圖未示的定位固定裝置這樣固定主軸即，使得由卡盤2卡裝著的偏心工件W的軸部Wa的軸芯C1與主軸軸心C0的連線成為水平。然后如圖2及圖3所示，使偏心工件W的偏心方向呈水平狀態，其軸部Wa用卡盤2臨時卡裝起來。再使工件旋轉裝置A前進，用在其前端部安裝著的構成緊固件9的一對緊固爪9a將未卡裝側的軸部Wa緊固住。
以這樣狀態使中心偏移測定裝置前進，并使設置在其上邊的一對測定頭14a、14b分別與偏心工件W的偏心部Wb的外周面的相對部分接觸。中心偏移測定裝置B的前進端位置就是一對測定頭14a、14b的間隔成為最大時的位置。
于是，前記一對測定頭14a、14b基本上垂直于偏心工件W的軸部Wa的軸心C1和偏心部Wb的中心C2的連線，被配置于通過主軸軸心C0的方向，所以相對于主軸軸心C0的偏心部Wb的中心偏移量能按實際數值測定出來，提高了測定精度。
通過對中心偏移測定裝置B的上述各項操作，從主軸軸心C0到各測定頭14a、14b接觸的偏心部Wb對周面的距離分別被測定出來。
這里，如圖4放大所示，當偏心部Wb的中心C2位于比主軸的軸心C0稍高的位置時，上方的測定頭14a的測定值和下方的測定頭14b的測定值的差大致為(2△H)。這里，△H是偏心部Wb的中心C2和主軸的軸心C0沿著垂直方向的距離。這樣，只有在各測定頭14a、14b測定的測定值之差超過容許值的情況下，從中心偏移測定裝置B對工件旋轉裝置A發出旋轉指令信號，起動工件旋轉裝置A的控制用馬達11，將其旋轉軸8向指令方向只旋轉一個指令的角度后停止。
在本實施例中，偏心工件W以其軸部Wa的軸心C1為中心，從工件旋轉裝置A側看沿反時針方向只旋轉角度(θ)后停止。通過偏心工件W的軸部Wa的旋轉，各測定頭14a、14b測定的測定值之差為零或進入前記容許值以內時，從工件旋轉裝置A發出停止信號，則控制用馬達11停止運行。
于是，偏心部Wb的對準中心作業即自動地進行。以這個狀態使卡盤2正式卡裝，解除緊固件9對軸部Wa的緊固，使工件旋轉裝置A向后退，同時使中心偏移測定裝置B后退，則對準中心的加工準備工件完成。
另外，當偏心部Wb的中心C2位于比主軸的軸心C0稍低的位置時，則發出與之相應的旋轉指令信號，偏心工件W以其軸部Wa的軸心C1為中心向順時針方向旋轉進行對準中心作業。還有，在由各測定頭14a、14b測定的測定值之差進入容許值以內時，由于偏心工件W在卡盤上是以臨時卡裝的狀態進行偏心部Wb的對準中心作業，所以對于工件旋轉裝置A不發出任何指令，以其原來的狀態使卡盤2正式卡裝后使兩個裝置A和B后退即可。
還有，如圖5及圖6所示，在偏心工件W的軸部Wa的設置有相位差為180°的兩個偏心部Wb1，Wb2，進行該偏心工件W′的對準中心和調整相位作業時可按以下辦理。首先，用上記的方法對其中一個偏心部Wb1進行對準中心作業磨削加工完成后，將未加工的另一個偏心部Wb2的中心C22和主軸的軸心C0對準，使偏心工件W′的偏心方向成水平狀態，將其軸部Wa用卡盤2臨時卡裝起來。
以這樣狀態，使前記中心偏移測定裝置的各測定頭14a、14b與加工完了的偏心部Wb1的外周面接觸，通過其測定值對未加工的另一個偏心部Wb2間接地進行對準中心作業。即，如圖6的實線所示，當未加工的偏心部Wb2的中心C22比主軸的軸心C0稍低時，與加工完了的偏心部Wb1的外周面接觸著的一對測定頭14a、14b測定的測定值中產生測定值差，于是，與上述同樣地，向工件旋轉裝置A發出旋轉指令信號，偏心工件W則以軸部Wa的軸心C1中心順時針方向只旋轉(θ′)后停止。
這樣，在對與未加工的偏心部Wb2進行對準中心作業的同時，以這種狀態對偏心部Wb2進行加工，連結兩個偏心部Wb1、Wb2的各中心C21、C22的線，通過軸部Wa的軸心C1，兩個偏心部Wb1、Wb2的相位差即為180°，于是調整相位作業也能同時進行。
還有，分別對設置在上述偏心工件W′上，相位差為180°的兩個偏心部Wb1、Wb2進行對準中心和調整相位作業實施磨削加工時，在對一個偏心部進行對準中心作業磨削加工后，由工件旋轉裝置將其軸部旋轉180°(用控制馬達11是可以準確地將偏心工件W′的軸部Wa旋轉180°的)，即可在同一磨床上對兩個偏心部進行加工。
還有，在上述實施例中，一對測定頭14a、14b。基本垂直于偏心工件W的軸部Wa的軸心C1和偏心部Wb的中心C2的連線，且配置在通過主軸軸心C0的方向上，但也可以將這一對測定頭14a、14b配置在偏離上述位置的位置上，對偏心部Wb的中心偏移進行測定。
如此，按照本發明，與使用夾具的機械方法對偏心工件的偏心部進行對準中心和調整相位作業比較，使用中心偏移測定裝置，可使對準中心和調整相位作業在短時間內且高精度地進行，同時，在有中心偏移的情形下，可通過工件旋轉裝置使軸部旋轉而能簡單地將其修正過來。其結果就是可以對偏心工件的偏心部進行高精度的磨削加工，提高了偏心工件的加工質量。
權利要求
1.一種外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心的方法，使得相對于偏心工件軸部具有一定偏心量的偏心部自動地對準中心，其特征在于將測定頭分別與前記偏心部外周面的大致相對部分接觸，測定其與主軸的軸心的距離，將得出的各測定值比較演算，只有在各測定值之差超過容許值的情況下，在上述各測定值的大小所定的方向上，使上述軸部旋轉和停止，直到該測定值之差進入上述許容值范圍以內。
2.如權利要求1記載的外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心方法，其特征在于使得上述各測定頭基本垂直于偏心工件軸部的軸心與偏心部中心的連線，且將測定頭配置在通過主軸軸心的方向上，使之能夠將偏心部相對于主軸軸心的中心偏移量大致按其實際值測定出來。
3.一種外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心及調整相位方法，使得設置在偏心工件軸部上相位差為180°的兩個不同的偏心部自動進行對準中心和調整相位，其特征在于將未加工的偏心部中心和主軸的軸心大致對準，將偏心工件的軸部臨時卡裝住，以這個狀態，使得測定頭分別接觸加工完了的另一偏心部外周面的大致相對部分，測定其與主軸的軸心的距離，將所得出的各測定值進行比較演算，只在各測定值之差超過容許值的情況下，在由前記各測定值的大小所規定的方向上使前記軸部旋轉或停止直到該測定差進入容許值內，同時進行兩個不同的偏心部的相位調整和未加工的偏心部的對準中心作業。
4.如權利要求3記載的外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心及調整相位方法，其特征在于使得上述各測定頭基本垂直于二個偏心部的中心連線，且將測定頭配置在通過主軸軸心的方向上，使之能夠將未加工偏心部相對于主軸軸心的中心偏移量大致按實際值測定出來。
5.一種外圓磨床上的偏心工件的偏心部自動對準中心及調整相位裝置，使得相對于偏心工件軸部有一定偏心量的偏心部自動對準中心及調整相位，其特征在于該裝置由工件旋轉裝置和中心偏移測定裝置構成，在主軸前端的面板上裝有卡盤，該卡盤用于卡裝偏心工件的軸部，使其相對于主軸軸心有一定的偏心量，所述工件旋轉裝置配置成與該卡盤相對并可在主軸軸心方向上進退，通過設在其前端的緊固件緊固住偏心工件的軸部而使該偏心工件旋轉，所述中心偏移測定裝置具有一對測定頭，該測定頭與上述卡盤臨時卡裝的偏心工件的偏心部外周面上的大致相對部分接觸，分別測定其與主軸軸心的距離，從而測定該偏心工件偏心部的中心偏移量，該中心偏移測定裝置配置在由上述卡盤臨時卡裝著的偏心工件的一側，并可在垂直于工件軸心方向上進退，根據該中心偏移測定裝置測得的偏心工件偏心部相對于上述主軸軸心的中心偏移量，用上述工件旋轉裝置的緊固件緊固住被卡盤臨時卡裝著的偏心工件的軸部使該偏心工件按予定方向只旋轉予定的角度，進行偏心部的對準中心作業，必要時進行二個偏心部的相位調整作業。
全文摘要
本發明涉及偏心工件的偏心部的自動對準中心及調整相位的方法及其裝置，所說裝置是由工件旋轉裝置和中心偏移測定裝置構成的，卡盤卡裝偏心工件軸部使其有一定的偏心量，工件旋轉裝置與該卡盤相對，前進時，緊固住偏心工件軸部使其旋轉，配置在偏心工件一側、并可在垂直于軸心方向上進退的中心偏移測定裝置具有一對測定頭，其與偏心部外周面接觸測定中心偏移量。
文檔編號B24B41/06GK1100357SQ93117280
公開日1995年3月22日 申請日期1993年9月13日 優先權日1993年9月13日
發明者豐田榮 申請人:豐田榮