磨削加工裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磨削加工裝置，其即使面對大型軸承套圈等工件，一旦設(shè)置好工件就無需停止裝置而自動進行一系列磨削加工，無需示教作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)簡便化和高精度化。其通過使軸承檢測部（30）的檢測頭（31）與軸承內(nèi)圈（1）接觸來檢測軸承內(nèi)圈（1）的位置和形狀，通過驅(qū)動磨具操作部（50）的伺服馬達來使磨具（41）移動，在其控制部（70）的存儲部（71）中，存儲有以主軸旋轉(zhuǎn)中心為基準的原點（Ow）為基準的位置形狀信息等坐標系相關(guān)信息組，該控制部（70）基于存儲部（71）的坐標系相關(guān)信息組及磨具操作部（50）的伺服馬達的驅(qū)動信息來整合軸承內(nèi)圈（1）、磨具（41）和修整（61）的各坐標系來控制磨具操作部（50），進行磨具41的定位。
【專利說明】磨削加工裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨削加工裝置，更具體而言，涉及一種磨削大型軸承套圈的磨削
加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用以往的普通磨削加工裝置對例如作為工件(加工對象)的軸承套圈進行磨削加工時，需要預(yù)先將磨具抵接到軸承套圈的外周面等加工面，進行向磨削加工裝置示教加工部位的示教(預(yù)加工)作業(yè)。而且，為了對磨具進行適當(dāng)?shù)男拚?dress)，也需要對其修整部位進行示教作業(yè)。如果不適度地進行該示教作業(yè)，不僅可能影響加工精度，而且可能導(dǎo)致機械碰撞。因此，該磨削加工前的示教作業(yè)是非常重要的前導(dǎo)工序，需要操作者有很高的技能。另外，即使經(jīng)前導(dǎo)工序進行了適當(dāng)?shù)氖窘套鳂I(yè)，為了維持加工精度，需要分多次每次少量地進行磨削加工，因此,加工工序中也需要花費很大的勞動量。
[0003]另外，近年來，隨著軸承的多功能化，不僅需要適應(yīng)多品種少量生產(chǎn)，還需要適應(yīng)復(fù)雜形狀的加工，一臺磨削加工裝置中用于磨削加工的加工面有多個，所使用的磨具也是多個，且修整件也需要多個。因此，近年來，出現(xiàn)了示教作業(yè)的負擔(dān)越來越重的趨勢。特別是在首次進行磨削加工的部件的情況下，或者在無法使用加工測量儀的大型軸承套圈換批調(diào)整的情況下，在其尺寸調(diào)整中，需要反復(fù)進行加工和測量，因此會花費更多的勞力和時間。
[0004]因此，作為可實現(xiàn)減輕示教作業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)，已知有通過模擬從數(shù)值上判斷有無機械干涉，由設(shè)置在裝置中的立體顯示畫面向操作者提示其狀態(tài)(例如參照專利文獻I)。另外，已知還有在自動測量加工原點與加工對象之間的距離,將加工對象依次替換并連續(xù)加工的情況下，也逐次比較與在先的加工原點和距離，在出現(xiàn)差異的情況下進行修正，再進行加工(例如參照專利文獻2)。進而，已知為了將加工對象加工成目標形狀，使用加工測量儀檢測工件的當(dāng)前形狀(例如參照專利文獻3 )。
[0005]在先技術(shù)文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2010-76005號公報
[0007]專利文獻2:日本第4088071號專利公報
[0008]專利文獻3:日本特公平0123272號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]但是，上述專利文獻1、2所述的技術(shù)均未考慮到示教作業(yè)的高效化，例如大型軸承套圈的磨削加工中換批調(diào)整等時的尺寸調(diào)整的高效化，而且也未具體給出不進行示教作業(yè)的技術(shù)手段的提示。另外，上述專利文獻3使用了加工測量儀，可檢測面僅為一個表面，這就存在大型工件中精度下降或調(diào)節(jié)性差等需要改善的余地。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述課題而提出，其目的在于提供一種磨削加工裝置，例如對軸承套圈等工件的磨削加工中，即使是大型工件，一旦設(shè)置好工件，就無需停止裝置的運轉(zhuǎn)而自動進行一系列磨削加工，在無需示教作業(yè)下實現(xiàn)作業(yè)的簡便化(適于生手)和高精度化。
[0012]解決課題的手段
[0013]本發(fā)明的上述目的通過下述結(jié)構(gòu)達到。
[0014]( I)一種磨削加工裝置，具有:把持工件并驅(qū)動工件圍繞工件軸線旋轉(zhuǎn)的工件旋轉(zhuǎn)臺部；對把持在工件旋轉(zhuǎn)臺部的工件的位置和形狀進行檢測的工件檢測部；把持磨具并驅(qū)動磨具圍繞磨具的軸線旋轉(zhuǎn)的磨具旋轉(zhuǎn)部；前端部固定著磨具旋轉(zhuǎn)部，且使磨具移動的磨具操作部；具有修整器，對磨具進行修整的磨具修整部；具有存儲部，并且分別對工件旋轉(zhuǎn)臺部、工件檢測部、磨具旋轉(zhuǎn)部、磨具操作部和磨具修整部的動作進行控制的控制部，其特征在于，工件檢測部具有檢測頭，通過使檢測頭與工件接觸，檢測出工件的位置和形狀，磨具操作部具有伺服馬達，通過驅(qū)動磨具操作部的伺服馬達而使磨具移動，在控制部的存儲部中，存儲有以工件基準原點為基準的工件的位置形狀信息；以磨具基準原點為基準的磨具的位置形狀信息；磨具在磨具旋轉(zhuǎn)部上的安裝位置信息；包括磨具旋轉(zhuǎn)部在磨具操作部中的安裝位置信息、以規(guī)定的基準坐標系為基準的磨具操作部的坐標系信息、以規(guī)定的基準坐標系為基準的磨具修整部的坐標系信息在內(nèi)的坐標系相關(guān)信息組，控制部基于存儲部的坐標系相關(guān)信息組以及磨具操作部的伺服馬達驅(qū)動信息，將工件、磨具和修整器的各坐標系整合來控制磨具操作部，以進行磨具的定位。
[0015](2)根據(jù)(I)所述的磨削加工裝置，其特征在于，在存儲部還存儲有工件的目標形狀信息，工件檢測部檢測出工件的當(dāng)前形狀，控制部將目標形狀信息與工件檢測部檢測到的當(dāng)前形狀進行比較，計算出對工件的磨削余量，控制磨具操作部。
[0016](3)根據(jù)(I)或(2)所述的磨削加工裝置，其特征在于，磨具的移動不僅包含平移運動還包含旋轉(zhuǎn)運動，控制部在還考慮到磨具的旋轉(zhuǎn)運動的情況下，來控制磨具操作部。
[0017](4)根據(jù)(I)?(3)中任一項所述的磨削加工裝置，其特征在于，磨具修整部具有伺服馬達，通過驅(qū)動磨具修整部的伺服馬達使修整器移動，磨具修整部的修整器的移動包括旋轉(zhuǎn)運動，控制部在還考慮了修整器的旋轉(zhuǎn)運動的情況下來控制磨具操作部和磨具修整部。
[0018](5)根據(jù)(I)?(4)中任一項所述的磨削加工裝置，其特征在于，控制部在對工件進行實際磨削加工之前，至少控制磨具操作部，對工件和修整器以規(guī)定的安全間隙進行試車。
[0019](6)根據(jù)(I)?(5)中任一項所述的磨削加工裝置，其特征在于，工件為大型的軸
承套圈。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的磨削加工裝置，工件檢測部具有檢測頭，通過使檢測頭與工件接觸來檢測工件的位置和形狀，磨具操作部具有伺服馬達，通過驅(qū)動磨具操作部的伺服馬達使磨具移動，在控制部的存儲部中存儲有以工件基準原點為基準的工件的位置形狀信息；以磨具基準原點為基準的磨具的位置形狀信息；磨具在磨具旋轉(zhuǎn)部中的安裝位置信息；包括磨具旋轉(zhuǎn)部在磨具操作部中的安裝位置信息、以規(guī)定的基準坐標系為基準的磨具操作部坐標系信息、以規(guī)定的基準坐標系為基準的磨具修整部的坐標系信息在內(nèi)的坐標系相關(guān)信息組，控制部基于存儲部的坐標系相關(guān)信息組以及磨具操作部的伺服馬達驅(qū)動信息，將工件、磨具和修整器的各坐標系整合來控制磨具操作部，以進行磨具的定位。因此，將工件裝配在裝置中就能自動進行一連串的磨削加工，操作者不進行任何作業(yè)，無需進行示教作業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的簡便化(適于生手)。即，由于將工件、磨具和修整器的坐標系整合，就能夠在不將工件從加工裝置上卸下的狀態(tài)下，自動確定磨削加工時磨具的移動量，并能夠自動進行修整。進而，由于工件檢測部使用檢測頭來檢測工件的位置以及形狀，因此能夠用一個檢測頭檢測多個面。由此，即使是大型工件，一旦設(shè)置好工件，就能夠在無需停止裝置的運轉(zhuǎn)取出工件另行測量的狀態(tài)下進行磨削加工，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)時間和作業(yè)負擔(dān)的減輕以及高精度化。進而，只要能夠?qū)⒍鄠€磨具以能夠自由裝卸的方式安裝到裝置上，就能夠適當(dāng)變更磨具，即使是例如具有多個面的復(fù)雜形狀也能夠在無需卸下工件的狀態(tài)下進行磨削加工。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明的磨削加工裝置，存儲部中還存儲有工件的目標形狀信息，工件檢測部檢測工件的當(dāng)前形狀，控制部將目標形狀信息與工件檢測部檢測到的當(dāng)前形狀進行比較，計算出對工件的磨削余量，控制磨具操作部。因此，通過一次精加工加工就能夠以高精度對工件進行加工。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明的磨削加工裝置，磨具的移動不僅包括平移運動還包括旋轉(zhuǎn)運動，控制部在還考慮了磨具的旋轉(zhuǎn)運動的情況下來控制磨具操作部，因而，即使工件為復(fù)雜形狀也能夠進一步以高精度對工件進行磨削加工。
[0024]另外，根據(jù)本發(fā)明的磨削加工裝置，磨具修整部具有伺服馬達，通過驅(qū)動磨具修整部的伺服馬達使修整器移動，磨具修整部的修整器的移動包括旋轉(zhuǎn)運動，控制部在還考慮了修整器的旋轉(zhuǎn)運動的情況下來控制磨具操作部和磨具修整部。因此，即使磨具為例如具有傾斜面或曲面的復(fù)雜形狀，修整器也能夠總是與磨具的外周面垂直抵接，進行高精度的修整。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的磨削加工裝置，控制部對工件進行實際磨削加工之前，至少對磨具操作部進行控制，對工件及修整器以規(guī)定的安全間隙進行試車，因此能夠?qū)σ蜉斿e工件信息、磨具信息等而造成的裝置的碰撞防患于未然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是用于說明本發(fā)明磨削加工裝置第一實施方式的示意圖。
[0027]圖2是用于說明圖1所示的軸承旋轉(zhuǎn)臺部、軸承檢測部、磨具旋轉(zhuǎn)部和磨具操作部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是圖1所示的磨具旋轉(zhuǎn)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是用于說明圖1所示的磨具旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5是用于說明圖1所示的磨削加工裝置的動作的示意圖。
[0031]圖6是圖1所示的磨具與軸承內(nèi)圈的外周面抵接進行磨削加工的狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖7是用于說明磨削加工操作步驟的步驟圖。
[0033]圖8是本發(fā)明磨削加工裝置的變形例，是正在磨削軸承內(nèi)圈的滾道底面部的狀態(tài)的示意圖。
[0034]圖9是本發(fā)明磨削加工裝置的變形例，是正在磨削軸承內(nèi)圈滾道的一對側(cè)面部中的下方側(cè)面的狀態(tài)的示意圖。
[0035]圖10是本發(fā)明磨削加工裝置的變形例，是正在磨削軸承內(nèi)圈滾道的一對側(cè)面部中的上方側(cè)面的狀態(tài)的示意圖。
[0036]圖11是用于說明本發(fā)明磨削加工裝置的第二實施方式的示意圖。[0037]圖12是圖11所示的磨具旋轉(zhuǎn)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖13是圖11所示的磨具與軸承內(nèi)圈的大突緣部的側(cè)面部抵接并進行磨削加工的狀態(tài)的示意圖。
[0039]符號說明
[0040]1、81、91:軸承內(nèi)圈(工件、軸承套圈)；10A、10B:磨削加工裝置；20:軸承旋轉(zhuǎn)臺部(工件旋轉(zhuǎn)臺部);21:主軸臺部；22:卡盤部；23:測頭管殼；30:軸承檢測部(工件檢測部)；31:檢測頭；32:基座部；33:平移驅(qū)動部；40:磨具旋轉(zhuǎn)部；41、101、101、116、131:磨具；42:主軸部；50:磨具操作部；51:基座部；52:平移驅(qū)動部；53:平移旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部；60:磨具修整部；61:修整器；62:基座部；63:柱部；70:控制部；71:存儲部。
【具體實施方式】
[0041]以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明磨削加工裝置的各實施方式。此外，圖中，將上下(重力)方向作為Z軸、將左右方向作為X軸、并將與Z軸和X軸垂直的方向作為Y軸而設(shè)定坐標系進行說明。
[0042](第一實施方式)
[0043]首先，參照圖1?圖7，對本發(fā)明磨削加工裝置的第一實施方式進行說明。
[0044]如圖1所示，本實施方式的磨削加工裝置IOA使磨具41向著作為工件的大型軸承內(nèi)圈(工件、軸承套圈)I的軸線Lw與工件外周面抵接，并磨削軸承內(nèi)圈I。此外，在本實施方式中，對軸承內(nèi)圈的情形進行了說明，但并不限于此，也能夠?qū)S承外圈進行同樣的磨削加工。
[0045]如圖1和圖2所示，該磨削加工裝置IOA具有:把持軸承內(nèi)圈1，并驅(qū)動該軸承內(nèi)圈I圍繞其軸線Lw旋轉(zhuǎn)的軸承旋轉(zhuǎn)臺部(工件旋轉(zhuǎn)臺部)20 ;對把持于軸承旋轉(zhuǎn)臺部20的軸承內(nèi)圈I的位置和形狀進行檢測的軸承檢測部(工件檢測部)30 ;用于把持大致呈圓筒狀的磨具41，并驅(qū)動磨具41圍繞其軸線LG旋轉(zhuǎn)的磨具旋轉(zhuǎn)部40 ;前端部固定著磨具旋轉(zhuǎn)部40，且使磨具41移動為預(yù)定的位置和姿態(tài)的磨具操作部50 ;具有多個修整器61，對磨具41進行修整的磨具修整部60 ;具有存儲部71，并且分別對軸承旋轉(zhuǎn)臺部20、軸承檢測部30、磨具旋轉(zhuǎn)部40、磨具操作部50和磨具修整部60的動作進行控制的控制部70。此外，例如，在工作車間，軸承旋轉(zhuǎn)部20和磨具修整部60以隔開預(yù)定距離而相鄰的狀態(tài)而分別配置。另夕卜，在本實施方式的磨削加工裝置IOA中，多個磨具安裝為能夠自由裝卸的形態(tài)。
[0046]軸承旋轉(zhuǎn)臺部20具有主軸臺部21以及固定于主軸臺21的上表面的卡盤部22，軸承內(nèi)圈I以其軸線Lw與Z軌平行的方式經(jīng)測頭管殼23固定于卡盤22。由此，軸承內(nèi)圈I在由軸承旋轉(zhuǎn)臺部20把持的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。此外，在本實施方式中，卡盤22為磁性卡盤，但也可以是機械卡盤。
[0047]軸承檢測部30具有:直接安裝于磨具操作部50，且從磨具操作部50的平移旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部53 (后述)的一側(cè)伸出的基座部32 ;固定于該基座部32，且能夠沿Z軸方向滑移的平移驅(qū)動部33 ;以及安裝于該平移驅(qū)動部33的前端部的檢測頭31。檢測頭31為所謂觸發(fā)式測頭，其利用平移驅(qū)動部33靠近軸承內(nèi)圈1，通過使其尖端與軸承內(nèi)圈I接觸，獲得該軸承內(nèi)圈I的位置和形狀信息。進而，在本實施方式中，軸承檢測部30在磨削加工中適當(dāng)檢測出軸承內(nèi)圈I的當(dāng)前形狀，并將該當(dāng)前形狀信息也輸出至控制部70。[0048]此外，在控制部70的存儲部71中，預(yù)先適當(dāng)設(shè)定以主軸旋轉(zhuǎn)中心(即軸承旋轉(zhuǎn)臺部20的軸線Lw)為基準的原點(工件基準原點)Ow相關(guān)的坐標系信息。另外，在本實施方式的磨削加工裝置IOA中設(shè)定整體坐標系(預(yù)定的基準坐標系，例如以主軸中心為原點的坐標系)，如后所述，磨具41的基準原點(磨具基準原點)0e等位置信息以該整體坐標系為基準存儲在控制部70的存儲部71中。
[0049]磨具旋轉(zhuǎn)部40具有用于使磨具41以高速和高扭矩旋轉(zhuǎn)的主軸部42，該主軸部42的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動借助皮帶等預(yù)定的傳動裝置(未圖示)傳遞給磨具41。由此，驅(qū)動磨具41圍繞其軸線LG以高速和高扭矩旋轉(zhuǎn)。此外，在本實施方式中采用了內(nèi)置型(直接連結(jié)型)，但也可借助包括皮帶等在內(nèi)的傳動裝置來傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0050]磨具操作部50具有:能夠在軸承旋轉(zhuǎn)臺部20和磨具修整部60的上方大范圍移動且沿著X方向延伸的基座部51 ;能夠在該基座部51上方沿Z軸方向滑移的平移驅(qū)動部52 ；固定于該平移驅(qū)動部52，能夠在X軸、Y軸和Z軸這三個軸向上平移運動，并能夠相對于與Y軸平行的軸線Lm旋轉(zhuǎn)運動的平移旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部53 (參照圖2)。即，磨具操作都50具有三個平移自由度和一個旋轉(zhuǎn)自由度共計四個空間自由度。另外，利用磨具操作部50的平移驅(qū)動部52，磨具41分別適當(dāng)移至待機位置(圖1中的右側(cè))、磨削加工位置(圖1中的中央)和修整加工位置(圖1中的左側(cè))。且在本實施方式中，磨具操作部50具有多個伺服馬達(未圖示)，通過驅(qū)動該伺服馬達，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝于磨具旋轉(zhuǎn)部40的磨具41的平移和旋轉(zhuǎn)運動。由控制部70獲取該伺服馬達的驅(qū)動信息。此外，磨具41的更換在利用磨具操作部50的驅(qū)動使磨具41已移至待機位置的狀態(tài)下實施。此外，本實施方式中，使平移旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部53能夠進行三個軸向的平移運動，但根據(jù)目標動作也可以為兩個軸。此時，能簡化結(jié)構(gòu)、降低裝置成本。
[0051]磨具修整部60具有固定于預(yù)定地面的基座部62、豎立在基座部62的柱部63、和配置于柱部63頂端部的多個修整器60。另外，在修整器61的表面部植入有金剛石等磨料。此外，在本實施方式中，磨具修整部60不具備伺服馬達等驅(qū)動部，在多個修整器61靜置的狀態(tài)下使用。
[0052]控制都70的存儲部71由普通的存儲器裝置等構(gòu)成，在該存儲部71中分別存儲有:將以主軸旋轉(zhuǎn)中心為基準的原點Ow為基準的位置形狀信息、以磨具41的基準原點(磨具基準原點)Og為基準的位置形狀信息、磨具41在磨具旋轉(zhuǎn)部40上的安裝位置信息、磨具旋轉(zhuǎn)部40在磨具操作部50上的安裝位置信息、以整體坐標系為基準的磨具操作部50的坐標系信息、以及以整體坐標系為基準的磨具修整部60的坐標系信息的坐標系相關(guān)信息組。具體而言，作為軸承內(nèi)圈I的位置形狀信息，可舉出軸承內(nèi)圈I的外徑、內(nèi)徑、寬度、槽徑以及槽寬等信息。另外，作為磨具41的位置形狀信息，可舉出磨具直徑、磨具寬度和套筒長度等。進而，在存儲部71中還存儲著表示軸承內(nèi)圈I的最終目標形狀的目標形狀信息。
[0053]在此，參照圖3以及圖4進一步說明磨具41的基準原點Og。
[0054]如圖3所示，作為磨具41的基準原點0e，采用了在大致圓筒狀的磨具41的下端緣部中的X軸方向位于最外側(cè)的點。并以該點為原點設(shè)定磨具41的坐標系。在本實施方式中，為了確定該磨具41的基準原點0e，由預(yù)定夾具準確定位磨具修整部60的修整器61的頂端位置。因此，通過使用該修整器61修整磨具41，由控制部70從數(shù)值上把握磨具41的基準原點0e。由此，由控制部70從數(shù)值上綜合把握整體坐標系中的磨具修整部60及其修整器61的位置信息和磨具41的軸線Le的位置信息等坐標系信息。
[0055]并且，如圖4所示，即使磨具旋轉(zhuǎn)部40圍繞軸線Lm旋轉(zhuǎn)運動而改變了磨具41的位置姿態(tài)，控制部70也能采用例如齊次變換矩陣等對磨具41的坐標系進行坐標整合，計算出整體坐標系中移動目標的磨具41的位置姿態(tài)。因此，實現(xiàn)了磨具41的適當(dāng)動作。
[0056]如圖1所示，控制部70具有運算器(例如CPU)、總線電路、輸入輸出裝置(例如鍵盤、鼠標)等，構(gòu)成所謂的普通電腦，基于上述存儲部71的坐標系相關(guān)信息組以及磨具操作部50的伺服馬達的驅(qū)動信息，將軸承內(nèi)圈1、磨具41和修整器61的各坐標系整合來控制磨具操作部50，由此對磨具41進行定位。另外，控制部70對存儲部71中所儲存的軸承內(nèi)圈I的目標形狀信息與軸承檢測部30所檢測出的軸承內(nèi)圈I的當(dāng)前形狀進行比較，計算出對軸承內(nèi)圈I的磨削余量，控制磨具操作部50。另外，控制部70在對軸承內(nèi)圈I進行實際的磨削加工之前，控制磨具操作部50，對軸承內(nèi)圈I和修整器61以規(guī)定的安全間隙進行試車(trace cycle:追蹤循環(huán))。在該試車中，以比通常動作速度慢的速度進行。此外，控制部70中裝配有聯(lián)鎖系統(tǒng)(interlock system),使得在該試車結(jié)束前不能進行磨削加工和修整。
[0057]接著,基于圖5以及圖6,說明使用磨削加工裝置IOA進行的軸承內(nèi)圈I的外周面的磨削加工。
[0058]在本實施方式中，首先，使用軸承旋轉(zhuǎn)臺部20把持軸承內(nèi)圈I，并驅(qū)動該軸承內(nèi)圈I圍繞其軸線Lw旋轉(zhuǎn)。然后，控制部70控制磨具操作部50，由此將磨具旋轉(zhuǎn)部40的磨具41定位在與軸承內(nèi)圈I的外周面抵接的位置，將磨具41向軸線Lw緩緩按壓。此時，控制部70預(yù)先讀入存儲部71的坐標系相關(guān)信息組，并且逐次獲取磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，以整體坐標系為基準統(tǒng)一控制軸承內(nèi)圈I的坐標系和磨具41的坐標系，實現(xiàn)磨具41的適當(dāng)動作。
[0059]并且，如圖6所示，在磨具41的外周面抵接于軸承內(nèi)圈I的外周面的狀態(tài)下，驅(qū)動磨具41向著與軸承內(nèi)圈I的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，由此開始軸承內(nèi)圈I的磨削加工。由于利用控制部70把握軸承內(nèi)圈I和磨具41各自的表面位置，因此磨削加工自動進行,而不需要所謂的“預(yù)加工”。
[0060]在此，參照圖7，進一步說明上述磨削開始到磨削結(jié)束的步驟。
[0061]開始磨削(即SI)，使磨具41自動抵接到磨具修整部60的修整器61，進行磨具41的修整(即S2)。此時，確認磨具41的基準原點0e。另外，由控制部70記錄對磨具41修整的次數(shù)，考慮到與該次數(shù)對應(yīng)的修整器61的磨損量，確定磨具41的基準原點0G。此外，該磨損量的計算能夠使用例如基于經(jīng)驗法則的映像數(shù)據(jù)。
[0062]接著，將軸承內(nèi)圈I設(shè)置在加工裝置中，由磨具41對軸承內(nèi)圈的外周面進行粗磨肖Ij (即S3)。在此，盡管由于把握了磨具41的基準原點Oe，若忽略外部沖擊等外因等就能夠通過一次磨削獲得理想的目標尺寸，但實際上，需要考慮熱膨脹等因素，因此分多次進行磨削加工。
[0063]進而，利用軸承檢測部30的檢測頭31，測量軸承內(nèi)圈I的各部分，并檢測當(dāng)前形狀(即S4)?？刂撇?0從存儲部71中讀取軸承內(nèi)圈I的目標形狀信息，算出該目標形狀信息與當(dāng)前形狀的差異(即S5)?？刂撇?0判斷為存在差異時(即S5中判定為YES)，算出精加工磨削的進刀量作為補償值，基于該進刀量來適當(dāng)修正磨具操作部50的動作(即S6)。然后，基于所得進刀量繼續(xù)進行精加工磨削(即S7)，返回到S4步驟，重復(fù)實施S4?S7步驟，直到判斷為沒有差異。這樣進行由軸承檢測部30的檢測頭31測量軸承內(nèi)圈I的磨削部位的尺寸，在未達到目標尺寸范圍內(nèi)的情況下，算出新的進刀量，再次進行精加工磨削的一系列的磨削步驟。控制部70判斷為不存在差異時(即S5中判定為NO)，則結(jié)束磨削加工(SPS8)。以這一系列磨削步驟中對所有磨削部位進行粗磨削，然后測量各部分的尺寸，在所有磨削部位進行精加工磨削。此外，盡管在本實施方式中對各磨削部位逐次進行上述一系列的磨削步驟，但本發(fā)明并不限于此，也可循環(huán)進行，直至達到目標尺寸的范圍內(nèi)。
[0064]如上所述，根據(jù)本實施方式的磨削加工裝置10A，軸承檢測部(工件檢測部)30具有檢測頭31，通過使檢測頭31與軸承內(nèi)圈I (工件、軸承套圈)接觸，以檢測軸承內(nèi)圈I的位置和形狀。磨具操作部50具有伺服馬達，通過驅(qū)動磨具操作部50的伺服馬達使磨具41移動，在控制部70的存儲部71中分別存儲有將以主軸旋轉(zhuǎn)中心為基準的原點Ow作為基準的位置形狀信息、以基準原點(磨具基準原點)0e為基準的磨具41的位置形狀信息、磨具41在磨具旋轉(zhuǎn)部40上的安裝位置信息、磨具旋轉(zhuǎn)部40在磨具操作部50上的安裝位置信息、以整體坐標系(預(yù)定的基準坐標系)為基準的磨具操作部50的坐標系信息和以整體坐標系為基準的磨具修整部60的坐標系信息等坐標系相關(guān)信息組，控制部70基于存儲部71的坐標系相關(guān)信息組和磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，將軸承內(nèi)圈1、磨具41和修整器61各坐標系整合來控制磨具操作部50，由此進行磨具41的定位。因此，只要將作為工件的軸承內(nèi)圈I裝配在加工裝置中，就能夠自動進行一系列磨削加工，操作者無需進行任何作業(yè)，因此，無需示教作業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的簡便化(適于生手)。即，能夠統(tǒng)一控制軸承內(nèi)圈1、磨具41以及修整器61的坐標系，因此，無需將軸承內(nèi)圈I從加工裝置上卸下，就能夠自動確定磨削加工時磨具41的移動量，而且還能夠自動進行修整。而且由于軸承檢測部30使用檢測頭31來檢測軸承內(nèi)圈I的位置和形狀，因此能夠以一個檢測頭31檢測多個面。由此，即使是大型軸承內(nèi)圈1，一旦設(shè)置好軸承內(nèi)圈1，就能夠在無需停止裝置取出工件另行測量的狀態(tài)下進行磨削加工，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)時間和作業(yè)負擔(dān)的降低和高精度化。
[0065]另外，根據(jù)本實施方式的磨削加工裝置10A，在存儲部71中還存儲有軸承內(nèi)圈(工件、軸承套圈)I的目標形狀信息，軸承檢測部(工件檢測部)30檢測出軸承內(nèi)圈I的當(dāng)前形狀，控制部70對目標形狀信息與軸承檢測部30所檢測到的當(dāng)前形狀進行比較，計算出軸承內(nèi)圈I的磨削余量，以控制磨具操作部50。因此，通過一次精加工就能夠以高精度對軸承內(nèi)圈I進行加工。
[0066]另外，根據(jù)本實施方式的磨削加工裝置10A，磨具41的移動不僅包括平移運動，還包括旋轉(zhuǎn)運動，控制部70也在考慮到磨具41的旋轉(zhuǎn)運動的情況下控制磨具操作部50，因此，即使軸承內(nèi)圈I為復(fù)雜形狀，也能夠進一步進行高精度地磨削加工。
[0067]另外，根據(jù)本實施方式的磨削加工裝置10A，控制部70對軸承內(nèi)圈1(工件)進行實際磨削加工前，至少控制磨具操作部50，對軸承內(nèi)圈I和修整器61以規(guī)定的安全間隙進行試車，因此，能夠?qū)⒁蜉S承內(nèi)圈信息或磨具信息等的輸入錯誤造成的裝置碰撞防患于未然。
[0068]接著，參照圖8?圖10說明本實施方式的變形例。
[0069]在本變形例中，在軸承內(nèi)圈81的整個外周面形成有滾道82，并磨削該滾道82。如圖8所不,本變形例的磨具101具有第一圓筒部101A,和固定于該第一圓筒部IOlA的下端面，外周面隨著靠近下方而逐漸縮徑的第二圓筒部101B。
[0070]為了開始進行磨削加工，由控制部70預(yù)先從存儲部71自動讀入具有滾道82的軸承內(nèi)圈81的位置形狀信息和磨具101的位置形狀信息。然后，在軸承內(nèi)圈81被把持于軸承旋轉(zhuǎn)臺部20并旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，控制部70基于存儲部71的坐標系相關(guān)信息組和磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，使磨具101與軸承內(nèi)圈81的滾道82的底面部82A接觸并進行磨削。
[0071]如圖9所示，當(dāng)結(jié)束滾道82的底面部82A的磨削加工時，則更換成形成為有底碗狀且具有圓狀底部IllA和從該圓狀底部IllA的周緣沿軸向延伸的周壁部IllB的磨具111。在此，以使磨具111的圓狀底部IllA位于上方的方式將磨具111安裝到磨具旋轉(zhuǎn)部40，自動進行上述更換。此時，控制部70從存儲部71讀入該磨具111的信息。然后，在使軸承內(nèi)圈81旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，控制部70基于存儲部71的坐標系相關(guān)信息組和磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，使磨具111的周壁部IllB的端面抵接到滾道82的一對側(cè)面部82B、82B中位于下側(cè)的一個側(cè)面進行磨削。此外，在對各面進行磨削加工之前，在進行更換磨具之際進行磨具的修整以分別把握各種磨具的基準原點Oe的步驟。
[0072]進而，如果結(jié)束對下方的側(cè)面部82B的磨削加工，如圖10所示，更換為相對于磨具111呈上下顛倒的形狀的磨具116。在此，盡管磨具116具有與磨具111同樣的構(gòu)造，具有圓狀底部116A和周壁部116B，但由于自動進行該更換，因此預(yù)先將彼此上下逆向配置的磨具111、116分別個別地裝填配置到預(yù)定的裝置。
[0073]然后，控制部70從存儲部71讀入該磨具116的信息。在軸承內(nèi)圈81旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，控制部70基于存儲部71的坐標系相關(guān)信息組和磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，使磨具116的周壁部116B的端面抵接到滾道82的一對側(cè)面部82B、82B中上方的側(cè)面部并進行磨削。
[0074]這樣，根據(jù)本變形例，即使是具有滾道82的軸承內(nèi)圈81這樣的具有多個面的形狀，也能夠通過相應(yīng)于各加工面來分別適當(dāng)自動更換磨具101、111、116等專用磨具,而在無需將軸承內(nèi)圈81從裝置上卸下的狀態(tài)下自動并高精度地進行磨削加工。
[0075](第二實施方式)
[0076]接著，參照圖11?圖13對本發(fā)明的磨削加工裝置的第二實施方式進行說明。此夕卜，對于與第一實施方式相同或等同的部分，在附圖中標注相同或等同的符號，并省略或簡化其說明。
[0077]如圖12所示，本實施方式的磨具131大致呈圓筒狀，具有在其外周面上位于下部的第一錐面部131A、和與第一錐面部131A連續(xù)且位于其上方的第二錐面部131B。第一圓錐面部131A和第二圓錐面部131B隨著接近軸向外側(cè)而分別逐漸縮徑的傾斜狀，它們的傾斜方向為彼此相反的方向。另外，將第一錐面部131A的軸向尺寸設(shè)定為厚于第二錐面部131B的軸向尺寸。
[0078]在對磨具131進行修整時，磨具操作部50基于控制部70的指令，移動磨具131直至修整加工位置(圖11的左側(cè))，使磨具131與修整器61抵接，磨具修整部60進行對磨具131的修整。此時，控制部70向磨具操作部50發(fā)出指令，使磨具131的外周面與修整器61垂直接觸。更具體而言，在使磨具旋轉(zhuǎn)部40的主軸部42傾斜的狀態(tài)下進行平移驅(qū)動，在保持該姿態(tài)的狀態(tài)下使磨具131與修整器61抵接，以形成磨具131的斜面。
[0079]另外，在本實施方式中，如圖11所示，將具有一對滾道92、92的軸承內(nèi)圈91作為工件設(shè)置到軸承旋轉(zhuǎn)臺20。如圖13所示，軸承內(nèi)圈91在內(nèi)圈91的中央部形成有大突緣部93，在內(nèi)圈91的兩端分別形成有一對小突緣部94、94，而且在大突緣部93與小突緣部94之間分別形成有滾道92。
[0080]在此，為了對該軸承內(nèi)圈91的大突緣部93進行磨削加工，控制部70從存儲部71讀入軸承內(nèi)圈91的位置形狀信息和磨具131的位置形狀信息，使用輸入裝置從外部向控制部70發(fā)出指令。然后，在軸承內(nèi)圈91被把持于軸承旋轉(zhuǎn)臺部20并旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，控制部70基于存儲部71的坐標系相關(guān)信息組和磨具操作部50的伺服馬達驅(qū)動信息，使磨具131的第二錐面部131B抵接到大突緣部93的側(cè)面部進行磨削。此外，滾道92的磨削加工采用了如上述磨具41的圓筒形磨具。
[0081]如上所述，根據(jù)本實施方式的磨削加工裝置10B，即使對于具有大突緣部93和一對小突緣郁94、94的軸承內(nèi)圈91等復(fù)雜的軸承形狀，也無需將軸承內(nèi)圈91從裝置上卸下就能夠自動且高精度地進行磨削加工。
[0082]關(guān)于其它結(jié)構(gòu)及作用效果與上述第一實施方式同樣。
[0083]此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式舉例說明的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進行適當(dāng)變更。
[0084]例如，磨具修整部60還可具有伺服馬達，通過驅(qū)動該磨具修整部60的伺服馬達使修整器61移動，且磨具修整部60的修整器61的移動包括旋轉(zhuǎn)運動，并且控制部70也是考慮到修整器60的旋轉(zhuǎn)運動來控制磨具操作部50和磨具修整部60。在該情況下，即使磨具為例如球狀或者具有傾斜面或曲面的復(fù)雜形狀，修整器61也一直與磨具的外周面垂直接觸，因此能夠進行高精度的修整。
[0085]例如，磨具操作部50中直接安裝有軸承檢測部30，但在具有工具卡盤的磨削加工裝置的情況下，也可以無線方式安裝于磨具轉(zhuǎn)臺部20。
【權(quán)利要求】
1.一種磨削加工裝置，具有: 工件旋轉(zhuǎn)臺部，所述工件旋轉(zhuǎn)臺部把持工件并且驅(qū)動所述工件圍繞所述工件的軸線旋轉(zhuǎn); 工件檢測部，所述工件旋轉(zhuǎn)臺部對被把持在所述工件旋轉(zhuǎn)臺部的所述工件的位置和形狀進行檢測； 磨具旋轉(zhuǎn)部，所述磨具旋轉(zhuǎn)部把持磨具并驅(qū)動所述磨具圍繞所述磨具的軸線旋轉(zhuǎn)； 磨具操作部，所述磨具操作部的前端部固定著所述磨具旋轉(zhuǎn)部，使所述磨具移動； 磨具修整部，所述磨具修整部具有修整器，對所述磨具進行修整；和控制部，所述控制部具有存儲部，并且分別對所述工件旋轉(zhuǎn)臺部、所述工件檢測部、所述磨具旋轉(zhuǎn)部、所述磨具操作部和所述磨具修整部的動作進行控制，其特征在于， 所述工件檢測部具有檢測頭，通過使所述檢測頭與所述工件接觸，檢測出所述工件的位置和形狀， 所述磨具操作部具有伺服馬達，通過驅(qū)動所述磨具操作部的所述伺服馬達而使所述磨具移動， 在所述控制部的所述存儲部中，存儲有坐標系相關(guān)信息組，所述坐標系相關(guān)信息組中包括:以所述工件的基準原點為基準的所述工件的位置形狀信息；以所述磨具的基準原點為基準的所述磨具的位置形狀信息；所述磨具在所述磨具旋轉(zhuǎn)部上的安裝位置信息；所述磨具旋轉(zhuǎn)部在所述磨具操作部上的安裝位置信息；以規(guī)定的基準坐標系為基準的所述磨具操作部的坐標系信息；以所述規(guī)定的基準坐標系為基準的所述磨具修整部的坐標系信息，所述控制部基于所述存儲部的所述坐標系相關(guān)信息組和所述磨具操作部的所述伺服馬達的驅(qū)動信息，將所述工件、所述磨具和所述修整器的各坐標系整合來控制所述磨具操作部，以進行所述磨具的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨削加工裝置，其特征在于， 所述存儲部中還存儲有所述工件的目標形狀信息，所述工件檢測部檢測出所述工件的當(dāng)前形狀，所述控制部將所述目標形狀信息與所述工件檢測部檢測出的所述工件的當(dāng)前形狀進行比較，計算出對工件的磨削余量，來控制所述磨具操作部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磨削加工裝置，其特征在于， 所述磨具的移動不僅包含平移運動，而且也包含旋轉(zhuǎn)運動，所述控制部在還考慮到所述磨具的旋轉(zhuǎn)運動的情況下，來控制所述磨具操作部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磨削加工裝置，其特征在于， 所述磨具修整部具有伺服馬達，通過驅(qū)動所述磨具操作部的所述伺服馬達而使所述修整器移動， 所述磨具修整部的所述修整器的移動包括旋轉(zhuǎn)運動，所述控制部在還考慮到所述修整器的所述旋轉(zhuǎn)運動的情況下，來控制所述磨具操作部和所述磨具修整部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磨削加工裝置，其特征在于， 所述控制部在對所述工件進行實際磨削加工之前，至少控制所述磨具操作部，對所述工件和所述修整器以規(guī)定的安全間隙進行試車。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磨削加工裝置，其特征在于，所述工件為大型的軸承套圈。
【文檔編號】B24B53/06GK103506915SQ201310053536
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】近藤大介, 笹月大一 申請人:日本精工株式會社