JP7316665B2

JP7316665B2 - 研削盤における偏心ワークの機外心出し方法、及びその機外心出し装置、並びに研削盤のチャック

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Publication number: JP7316665B2
Application number: JP2020071434A
Authority: JP
Inventors: 眞司壁谷
Original assignee: 株式会社コンドウ
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2040-04-13
Also published as: JP2021167050A

Description

本発明は、研削盤のチャック以外の機外で偏心ワークの偏心部の心出しを行って、心出しされた偏心ワークを当該研削盤のチャックに移載させて研削加工を行う研削盤における偏心ワークの機外心出し方法、及び機外心出し装置、並びに研削盤のチャックに関するものである。

従来の偏心ワークの心出し方法、及びその装置は、特許文献１に開示されており、その概要が図１６～図１８に図示されている。即ち、偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁に対して偏心量（ｅ）だけ偏心している偏心部Ｂの中心Ｃ₂を、研削盤Ｇの加工中心であるスピンドル軸の軸心（以下、「スピンドル軸心」という）Ｃ₀と一致させる当該偏心ワークＷの「心出し」は、研削盤Ｇのチャック４０’に偏心クランプ装置Ｊ’を設けて、当該偏心クランプ装置Ｊ’に偏心ワークＷをセットすることで行っていた。即ち、当該偏心クランプ装置Ｊ’は、Ｖブロック部５１と、当該Ｖブロック部５１にセットされた偏心ワークＷの軸部Ａをクランプする複数のクランプシリンダ５２とを備えていて、研削盤Ｇのスピンドル軸心Ｃ₀に対して前記偏心量（ｅ）だけ偏心した位置において当該偏心ワークＷの軸部Ａを前記Ｖブロック部５１でクランプすることで、偏心部Ｂの軸心Ｃ₂をスピンドル軸心Ｃ₀に一致させる装置である。なお、偏心ワークＷは、図１７に示されるように、偏心部Ｂは、軸部Ａの中間部に設けられることで、当該偏心部Ｂの両側に軸部Ａが存在しており、しかも偏心部Ｂは、軸部Ａの軸方向の中央からずれた位置に配置されていることが多い。

従来の偏心ワークＷの心出し装置は、チャック４０’内に設けられた前記偏心クランプ装置Ｊ’と、前記Ｖブロック部５１に非クランプ状態で支持された偏心ワークＷの心出し時において、当該偏心ワークＷを回転（回動）させるために、当該チャック４０’と対向して配置されたワーク回転装置Ｆ’と、同様の心出し時において、偏心部Ｂの上側及び下側に一対の接触子５３ａ，５３ｂを接触させて、当該偏心部Ｂの中心Ｃ₂の高さ方向の位置を検出するための定寸装置Ｄ’とを備えている。定寸装置Ｄ’の一対の接触子５３ａ，５３ｂは、特定支点を中心に回動する回動アーム５４ａ，５４ｂの先端部に対向するように設けられている。ワーク回転装置Ｆ’のチャック６１の軸心Ｃ₁₁は、研削盤ＧのＶブロック部５１に支持された偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁と一致しており、スピンドル軸心Ｃ₀に対しては、前記偏心量（ｅ）だけ水平方向にずれている。

偏心ワークＷの偏心部Ｂの心出しを行うには、研削盤Ｇのチャック４０’内に設けられたＶブロック部５１に、偏心ワークＷの軸部Ａを非クランプ状態で支持すると共に、当該軸部Ａにおける研削盤Ｇのチャック４０’から突出した部分を、ワーク回転装置Ｆ’のチャック６１で把持した状態で、当該偏心部Ｂの上側及び下側に、定寸装置Ｄ’の一対の接触子５３ａ，５３ｂをそれぞれ接触させて、スピンドル軸心Ｃ₀から前記偏心部Ｂの上側及び下側までの距離ａ₁，ａ₂を測定して、各距離ａ₁，ａ₂が同一となるまで、ワーク回転装置Ｆ’により、当該偏心ワークＷを回転（回動）させて、当該偏心部Ｂの心出しを行う。なお、図１８において、２点鎖線は、偏心ワークＷの偏心部Ｂの中心Ｃ₂とスピンドル軸心Ｃ₀とが一致していない状態であり、この状態を、定寸装置Ｄ’の一対の接触子５３ａ，５３ｂで検出して、実線で示されるように、偏心ワークＷの偏心部Ｂの中心Ｃ₂とスピンドル軸心Ｃ₀とが一致するように、ワーク回転装置Ｆ’により、軸部Ａの中心Ｃ₁を中心に偏心ワークＷを回動させる。ここで、心出しされた偏心部Ｂの研削は、最少の研削代で加工製品にできるので、研削効率がよいが、正確に心出しされていない偏心部Ｂの研削は、加工製品にするまで研削代（量）が多くなり、しかも甚だしい場合には、黒皮等の未研削部が残ることで、不良品となってしまう。

また、図１６及び図１８において、ワーク回転装置Ｆ’のチャック６１の回転軸６２は、サーボモータ６３により制御回転され、当該ワーク回転装置Ｆ’は、チャック進退シリンダ６４により、支持体６５を介してガイドレール６６に案内されて研削盤Ｇのチャック４０’に対して進退する構成となっている。なお、図１６及び図１８において、５５及び５６は、それぞれ研削盤Ｇのチャック４０’の面板、及び回転砥石を示し、６１ａは、ワーク回転装置Ｆ’のチャック６１を構成する一対のチャック爪を示す。

上記したように、従来の偏心ワークＷの偏心部の心出しは、研削盤Ｇのチャック４０’内に設けられたＶブロック部５１を用いて行っていたので、偏心ワークＷの心出しに多くの時間を費し、心出し作業中は、研削盤の本来の研削加工を行えない。この結果、全時間に対する研削作業を行っている時間の割合である研削盤の稼働率が悪く、結果として、加工生産性の低下をもたらしていた。

特開２０１０－１７３００５号公報

本発明の課題は、偏心ワークの偏心部の心出しを研削盤のチャック以外の機外で行い、機外で心出し済みの偏心ワークを研削盤のチャックに移載させることで、研削盤上での心出しを不要にして、研削盤の稼働率を高め、以て、研削盤による偏心ワークの加工生産性を高めることである。

上記の課題を解決するための請求項１の発明は、偏心ワークの軸部に対して偏心している偏心部の軸心と、加工中心である研削盤のスピンドル軸心とを一致させる心出しを、当該研削盤のチャック以外の機外で行う研削盤における偏心ワークの機外心出し方法であって、
前記研削盤の機外において、前記偏心ワークの偏心部の心出しを行って、当該偏心ワークの心出し状態を維持したままで、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドにより当該偏心ワークの軸部を把持して、前記研削盤のチャックの偏心クランプ装置に搬送・移載してクランプすることで、当該偏心ワークの心出しを行うことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、請求項２に記載の偏心ワークの機外心出し装置を用いることで、研削盤のチャック以外の部分で、即ち、機外において当該偏心ワークの偏心部の心出しを行い、当該偏心ワークの心出し状態を維持したままで、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドにより当該偏心ワークの軸部を把持して、前記研削盤のチャックの偏心クランプ装置に搬送・移載してクランプすることで、当該偏心ワークの心出しを行うことができる。従って、研削盤のチャック上で行う従来の偏心ワークの心出し方法のように、当該偏心ワークの心出しを行っている時間帯は、研削盤による本来の研削作業を行えなかったのと異なり、同一の時間帯に、偏心ワークの偏心部の研削作業と、次の偏心ワークの偏心部の心出し作業を行える。従って、研削盤による偏心ワークの偏心部の加工生産性が著しく向上して、単位時間に対する偏心ワークの研削本数を大幅に増大させられる。

請求項２の発明は、偏心ワークの軸部に対して偏心している偏心部の軸心と、加工中心である研削盤のスピンドル軸心とを一致させる心出しを、当該研削盤のチャック以外の機外で行う研削盤における偏心ワークの機外心出し装置であって、
前記研削盤のスピンドル軸心に対して前記偏心ワークの偏心部の偏心量だけ自身の軸心が水平方向にずれ、しかも当該研削盤のチャックと絶対的又は相対的に対向配置されたチャックを備えたワーク回転装置と、
当該ワーク回転装置のチャックの手前側に配置されたワーク受けと、
当該ワーク受けで保持された偏心ワークを前記ワーク回転装置のチャックに押し込んで、前記偏心ワークの軸部及び偏心部の各軸心を結ぶ線分がほぼ水平となるような当該軸部に対する偏心部の二つ配置位置のうち特定の一つである正規配置位置に配置されたことを検出するための偏心部配置位置検出センサと、
当該偏心部が正規位置に配置された状態で、当該偏心部の上側及び下側にそれぞれ一対の接触子を接触させて得られる信号により、前記ワーク回転装置により前記偏心ワークを所定方向に所定角度だけ回動させることで、前記軸部及び偏心部の各中心を結ぶ線分が水平となるように当該偏心ワークを配置させて心出しを行う定寸装置と、
当該定寸装置で心出しされた前記偏心ワークの軸部を一対の移載ハンドで把持して、前記研削盤のチャック内に配設された偏心クランプ装置まで搬送して移載させるための偏心ワーク搬送装置と、
を備えていることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、ワーク回転装置のチャックの軸心は、研削盤のスピンドル軸心に対して偏心ワークの偏心部の偏心量だけ水平方向にずれて配置されており、前記ワーク受けで保持された偏心ワークを前記ワーク回転装置のチャックに押し込んで、当該ワーク回転装置により当該偏心ワークを回転（回動）させると、偏心ワークの偏心部に対して対向配置された偏心部配置位置検出センサにより、前記偏心ワークの軸部及び偏心部の各軸心を結ぶ線分がほぼ水平となるような当該軸部に対する偏心部の二つ配置位置のうち特定の一つである正規配置位置に配置されたことが検出された位置で、当該偏心ワークの回転は停止させられる。正規配置位置に配置された偏心ワークの偏心部の上側及び下側に、定寸装置の一対の接触子をそれぞれ接触させて得られる信号により、前記軸部及び偏心部の各中心を結ぶ線分が水平となるように、前記ワーク回転装置により前記偏心ワークを所定方向に所定角度だけ回動させることで、当該偏心ワークの偏心部の心出しが行われる。その後に、偏心ワーク搬送装置の一対の移載ハンドにより、心出し済みの偏心ワークの軸部を把持した後に、ワーク回転装置のチャックの把持を解除して、当該偏心ワークをワーク回転装置から抜き取って、垂直上方に所定距離だけ持ち上げた後に、当該偏心ワークを研削盤のチャックの直上まで水平搬送し、この状態で、当該偏心ワークを垂直下方に降ろして、研削盤のチャック内に配置された偏心クランプ装置に移載させ、この状態で、当該偏心ワークをクランプすると、当該偏心ワークは、その偏心部が心出しされた状態で、研削盤のチャックにクランプされる。

直前の偏心ワークの偏心部の研削加工を終えて、当該直前の偏心ワークが研削盤のチャック内に配置された偏心クランプ装置から取り出された直後に、機外で心出し済みの偏心ワークを、研削盤のチャックの前記偏心クランプ装置に移載させることで、同一の研削盤により偏心ワークの偏心部をほぼ連続して研削加工できて、研削盤による加工生産性を大幅に向上させられる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記偏心ワーク搬送装置の移載ハンドは、前記研削盤のスピンドル軸心と直交する水平方向に移動可能であって、同一の機外心出し装置を使用して、偏心量の異なる複数の偏心ワークを研削盤のチャックの偏心クランプ装置にセット可能であることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドを前記研削盤のスピンドル軸心と直交する水平方向に移動可能な構成とすることで、ワーク回転装置のチャックの軸心と研削盤のスピンドル軸心との水平方向のずれ量を、標準的な偏心ワークの偏心量（ｅ）を保持したままで、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドにより、機外のワーク回転装置のチャックから心出し済みの異なる偏心量（ｅ’）を有する偏心ワークを取り出した後に、前記移載ハンドを、（ｅ’－ｅ）の絶対値分だけ所定の水平方向に移動させることで、研削盤のチャックに対しては、偏心量（ｅ’）を有する偏心ワークの偏心部の軸心を、研削盤のスピンドル軸心に一致させられる。

従って、ワーク回転装置のチャックの軸心と研削盤のスピンドル軸心との水平方向のずれ量を、標準的な偏心ワークの偏心量（ｅ）を保持したままで、偏心量の異なる複数種類の偏心ワークを研削盤のチャックの偏心クランプ装置にセットできる。

請求項４の発明は、請求項１に記載の発明を実施するための研削盤のチャックであって、
前記偏心クランプ装置は、機外で心出し済の偏心ワークの軸部を、前記研削盤のスピンドル軸心に対して偏心量だけ水平方向にずらして支持するＶブロック部と、当該Ｖブロック部で支持された偏心ワークの軸部をクランプするクランプ部材とから成り、
前記Ｖブロック部には、偏心済の前記偏心ワークの軸部を把持して、当該Ｖブロック部の直上から降ろされる偏心ワーク搬送装置の移載ハンドとの干渉を回避するための干渉回避欠落空間が前記スピンドル軸心の方向に沿った中央部に設けられ、
前記クランプ部材は、前記偏心ワークの軸部における前記干渉回避欠落空間の両側に配置された各部分をそれぞれ前記移載ハンドと干渉することなくクランプ可能にするために、支点ピンを中心にして回動する一対の回動クランプ具から成ることを特徴としている。

請求項４の発明によれば、偏心クランプ装置を構成する一対の回動クランプ具が非クランプ位置に退避した状態で、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドに把持された心出し済の偏心ワークを偏心クランプ装置を構成するＶブロック部に移載する際に、当該移載ハンドは、前記チャックの直上から下降して、前記Ｖブロック部に設けられた干渉回避欠落空間に入り込むことで、当該Ｖブロック部、及び退避位置の一対の回動クランプ具と干渉することなく、心出し済の偏心ワークの軸部を前記Ｖブロック部に心出し状態を維持したまま移載できる。この状態で、一対の回動クランプ具が支点ピンを中心に回動することで、心出し状態を保持して移載済の前記偏心ワークの軸部における前記移載ハンドの両側の部分をそれぞれクランプされ、その後に、当該移載ハンドは、偏心ワークの軸部の把持が解除されて、そのまま直上に退避される。

本発明によれば、研削盤のチャック以外の機外において偏心ワークの偏心部の心出しを行い、心出し済の偏心ワークの軸部を搬送装置の移載ハンドで把持して、研削盤のチャック内に配置された偏心クランプ装置に移載させることで、直前の偏心ワークの偏心部の研削加工を終えて、当該直前の偏心ワークが研削盤のチャック内に配置された偏心クランプ装置から取り出された直後に、機外で心出し済みの偏心ワークを、研削盤のチャックの前記偏心クランプ装置に移載させることで、同一時間帯に、異なる偏心ワークの心出しと研削加工との双方を行える。この結果、同一の研削盤により偏心ワークの偏心部をほぼ連続して研削加工できて、研削盤による加工生産性を大幅に向上させられる。

本発明に係る機外心出し装置Ｋと研削盤Ｇと偏心ワーク搬送装置Ｔとの配置関係を示す正面図である。機外心出し装置Ｋの平面図である。同じく左側面図である。ワーク回転装置Ｆのチャック１の各チャック爪８により偏心ワークＷの短い側の軸部Ａがチャックされた状態の模式図である。ワーク回転装置Ｆのチャック１の軸心Ｃ₁₁と、研削盤Ｇの加工中心であるスピンドル軸心Ｃ₀との関係を示す模式的平面図である。（ａ）は、機外心出し装置Ｋのワーク回転装置Ｆで把持された偏心ワークＷの軸部Ａを偏心ワーク搬送装置Ｔの移載ハンドＨで把持した状態の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）における一対の移載ハンドＨの部分拡大図である。偏心ワーク搬送装置Ｔの昇降ロッド２８を上昇させて、心出し済の偏心ワークＷを機外心出し装置Ｋから上方に取り出して上昇端位置に達した状態の側面図である。（ａ），（ｂ）は、それぞれ図５及び図６の各状態の斜視図である。下端に一対の移載ハンドＨが装着された昇降ロッド２８を偏心ワークＷの偏心量（ｅ）の変化に対応させて、研削盤Ｇのスピンドル軸心Ｃ₀の直交する水平方向に移動させる移載ハンド移動装置Ｖの正面図である。（ａ）は、機外心出し装置Ｋにより心出し済の偏心ワークＷが、研削盤Ｇのチャック４０内に配置された偏心クランプ装置Ｊに移載されて、一対のクランプ具４２によりクランプされた状態の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＶブロック部４１及びクランプ部４２の部分拡大図である。同様の状態における偏心クランプ装置Ｊによりクランプされた偏心ワークＷの軸部Ａの部分で破断した研削盤Ｇのチャック４０の縦断面図である。偏心ワーク搬送装置Ｔの一対の移載ハンドＨに把持された心出し済の偏心ワークＷが研削盤Ｇの偏心クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４１にセットされた状態の斜視図である。偏心クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４１にセットされた偏心ワークＷの軸部Ａが一対のクランプ具４２によりクランプされた状態の斜視図である。偏心ワーク搬送装置Ｔの一対の移載ハンドＨが上方に退避して、偏心ワークＷの偏心部Ｂの研削加工が可能な状態の斜視図である。基準の偏心ワークＷの偏心量（ｅ）に対して異なる偏心量（ｅ’）の偏心ワークＷ’を把持した昇降ロッド２８の一対の移載ハンドＨを、移載ハンド移動装置ＶによりＹ方向に移動させることで、研削盤Ｇの偏心クランプ装置Ｊにセット可能になることの原理説明図である。従来の偏心ワークＷの心出し装置及び研削盤Ｄ’のチャック４０’の部分の側面図である。偏心ワークＷの正面図である。従来の偏心ワークＷの心出し方法の原理図である。

以下、実施例を挙げて、本発明について、更に詳細に説明する。

最初に、図１～図３を参照して、研削盤Ｇと機外心出し装置Ｋとの配置関係、及び当該機外心出し装置Ｋを構成する複数の装置類について説明する。本発明は、研削盤Ｇのチャック４０以外の部分、即ち、当該研削盤Ｇの機外に配置された偏心ワークＷの機外心出し装置Ｋにより、当該偏心ワークＷの心出しを行い、心出し済の偏心ワークＷは、心出し状態を維持したままで、偏心ワーク搬送装置Ｔの一対の移載ハンドＨにより把持されて、研削盤Ｇのチャック４０の内部に配置された偏心クランプ装置ＪのＶブロック部４１に心出し状態を維持したまま移載させることで、研削盤Ｇのチャック４０内での心出しを不要して、研削盤Ｇの稼働率を高めていることを特徴としている。このため、偏心ワーク搬送装置Ｔによる心出し済の偏心ワークＷの水平搬送方向Ｐに沿って研削盤Ｇの上流側に機外心出し装置Ｋが配置されて、当該機外心出し装置Ｋで心出しされた偏心ワークＷは、心出し状態を維持したまま、偏心ワーク搬送装置Ｔの一対の移載ハンドＨにより、心出し済の偏心ワークＷの軸部Ａを把持して、そのまま垂直上方に上昇させた後に、研削盤Ｇのチャック４０の直上まで水平搬送させ、そのまま下降させて、研削盤Ｇのチャック４０内に設置された偏心クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４１に、心出し済の偏心ワークＷの軸部Ａを支持させる。ここで、心出し済の偏心ワークＷの水平搬送方向Ｐを「Ｘ方向」、後述の機外心出し装置Ｋで心出しされて、後述のワーク回転装置Ｆのチャック１により軸部Ａが把持されている偏心ワークＷの軸部Ａ及び偏心部Ｂの各中心Ｃ₁，Ｃ₂を結ぶ線分の方向を「Ｙ方向」、上下方向を「Ｚ方向」という。

上記の動きを実現させるために、機外心出し装置Ｋは、偏心ワークＷの一方の軸部Ａをチャック１で把持して、当該偏心ワークＷの軸部Ａ及び偏心部Ｂの各中心Ｃ₁，Ｃ₂を結ぶ線分が水平となるように、当該偏心ワークＷを回転（回動）させるためのワーク回転装置Ｆと、当該ワーク回転装置Ｆのチャック１における偏心ワークＷの水平搬送方向Ｐに沿って上流側に配置されるワーク受けＮと、当該ワーク受けＮで保持された偏心ワークＷを前記ワーク回転装置Ｆのチャック１に押し込んで、前記偏心ワークＷの軸部Ａ及び偏心部Ｂの各軸心Ｃ₁，Ｃ₂を結ぶ線分がほぼ水平となるような当該軸部Ａに対する偏心部Ｂの二つ配置位置のうち特定の一つである正規配置位置に、当該偏心ワークＷが配置されたことを検出するための偏心部配置位置検出センサＳと、当該偏心部Ｂが正規位置に配置された状態で、当該偏心部Ｂの上側及び下側にそれぞれ一対の接触子１５ａ，１５ｂを接触させて得られる信号により、前記ワーク回転装置Ｆにより前記偏心ワークＷを所定方向に所定角度だけ回動させることで、前記偏心ワークＷの軸部Ａ及び偏心部Ｂの各軸心Ｃ₁，Ｃ₂を結ぶ線分を水平となるような心出し位置に当該偏心ワークＷを配置させて心出しを行う定寸装置Ｄとを備えている。

前記ワーク回転装置Ｆには、支持フレーム２を介して第１サーボモータＭ₁が一体に取付けられ、当該第１サーボモータＭ₁の回転軸３に取付けられたタイミング歯車４と、前記ワーク回転装置Ｆのチャック１の回転軸５に取付けられたタイミング歯車６とには、タイミングベルト７が掛装されて、当該第１サーボモータＭ₁により指令信号に基づいて所定角度だけワーク回転装置Ｆのチャック１が制御回動される。偏心ワークＷの短い軸の軸部Ａを把持するチャック１は、図４に示されるように４本のチャック爪８を備え、当該各チャック爪８により偏心ワークＷの短い側の軸部Ａが把持されることで、当該偏心ワークＷは、片持ち支持状態でチャック１に支持される。このように、偏心ワークＷは、ワーク回転装置Ｆのチャック１により片持ち支持されるので、当該偏心ワークＷの短い側の軸部Ａをチャック１で把持することで、心出しの対象である偏心部Ｂは、前記チャック１に近接している方が心出しの精度が高まる。ここで、研削盤Ｇのチャック４０に対するワーク回転装置Ｆのチャック１の配置位置は、背中合せ状態となっているが、当該機外心出し装置Ｋの全体を、そのままの配置で偏心ワークＷの水平移動方向に沿って、下流側に移動させると、各チャック１，４０は、絶対的に対向配置される。従って、上記した各チャック１，４０の配置は、「相対的な対向配置」と把握できる。

また、図５に示されるように、ワーク回転装置Ｆのチャック１の軸心Ｃ₁₁は、研削盤Ｇの加工軸心であるスピンドル軸心Ｃ₀に対して、偏心ワークＷの偏心量（ｅ）だけ、偏心ワークＷの偏心部Ｂの非正規配置位置（図２で示される偏心部Ｂの正規配置位置に対して反対側の配置位置）の側にずれて配置されている。なお、ワーク回転装置Ｆのチャック１の軸心Ｃ₁₁と、研削盤Ｇの加工軸心であるスピンドル軸心Ｃ₀とは、偏心ワークＷの偏心量（ｅ）だけずらして配置したのは、当該偏心ワークＷが標準的なものであるためである。このため、別の偏心量（ｅ’）の偏心ワークＷ’の心出しには、後述するように、当該機外心出し装置Ｋをそのまま用いて、偏心ワーク搬送装置Ｔにより心出し済の偏心ワークＷ’を研削盤Ｇに搬送して移載する途中において、心出し済の偏心ワークＷ’の偏心量（ｅ’）に対応するように、当該偏心ワークＷ’を、図１５に示されるように、軸部Ａ’と偏心部Ｂ’の各中心Ｃ₁', Ｃ₂'を結ぶ線分の方向に移動させることで、標準の偏心ワークＷとは異なる偏心量（ｅ’）を確保して、研削盤Ｇの偏心クランプ装置Ｊにセット可能となるように工夫してある。これにより、標準的な偏心ワークＷのみならず、当該偏心ワークＷに対して偏心量の異なる種々の偏心ワークの偏心部の研削を可能にしており、この構成も、本発明の別の特徴となっている。

図２及び図３に示されるように、ワーク回転装置Ｆのチャック１と対向してワーク受けＮがＸ方向に沿って配置されている。当該ワーク受けＮは、心出し前及び心出し後の偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁をワーク回転装置Ｆのチャック１の軸心Ｃ₁₁とほぼ同一にして一時的に支持するものであって、Ｘ方向に沿って両端部にＶブロック部１１が設けられ、両端の各Ｖブロック部１１の間は、当該偏心ワークＷを把持する一対の移載ハンドＨとの干渉を回避する干渉回避空間１２となっている。偏心ワーク供給手段により、ワーク受けＮに、長い側の軸部Ａが支持された偏心ワークＷは、支持に係る当該偏心ワークＷと同心に配置された押込みシリンダ１３のロッド１３ａにより、ワーク回転装置Ｆのチャック１の側に押し込まれて、当該偏心ワークＷの短い側の軸部Ａが当該チャック１内に挿入されて複数本のチャック爪８で把持される。ここで、偏心ワークＷの短い側の軸部Ａがワーク回転装置Ｆの複数のチャック１で把持された状態では、当該偏心ワークＷの長い側の軸部Ａは、ワーク受けＮの各Ｖブロック部１１の受面（Ｖ字面）から僅かに離間されるため、当該偏心ワークＷの心出しが正確に行われる。心出し後には、ワーク受けＮで支持されている偏心ワークＷの長い側の軸部Ａを一対の移載ハンドＨで把持して、当該心出し済の偏心ワークＷを、ワーク回転装置Ｆに対して離間する側のＸ方向にスライドさせることで、偏心ワークＷの短い側の軸部Ａをチャック１から取り出すようになっている。

また、ワーク回転装置Ｆのチャック１により、短い側の軸部Ａが把持された偏心ワークＷは、当該短い側の軸部Ａの端面の側から見て、当該軸部Ａの右側に偏心部Ｂが配置されている状態が、偏心ワークＷの「正規配置位置」である。この偏心ワークＷの「正規配置位置」は、研削盤Ｇのチャック４０を正面から見て、偏心クランプ装置ＪのＶブロック部４１で支持された心出し済の偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁の右側に、研削盤Ｇのスピンドル軸心Ｃ₀が位置することに対応させてある。

定寸装置Ｄは、従来装置の定寸装置Ｄ’と同一構成であって、図２及び図３に示されるように、一対の回動アーム１４ａ，１４ｂの先端部の対向内面に、偏心ワークＷの偏心部Ｂの上側及び下側の各面にそれぞれ接触する接触子１５ａ，１５ｂが取付けられて、当該偏心ワークＷの研削盤Ｇのスピンドル軸心Ｃ₀から偏心部Ｂの上側及び下側までの距離をそれぞれ測定して、その測定情報を前記ワーク回転装置Ｆの第１サーボモータＭ₁に伝達して、偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁と偏心部Ｂの中心Ｃ₂とを結ぶ線分が水平となるまで、当該偏心ワークＷを所定方向に所定角度だけ回動させることで、偏心部Ｂの心出しを行う。また、定寸装置Ｄの全体は、進退シリンダ１６により、ワーク回転装置Ｆのチャック１で把持された偏心ワークＷに対して進退し、当該定寸装置Ｄは、ワーク回転装置Ｆのチャック１に偏心ワークＷを把持させる際には、図７に示されるように、後退していて、当該チャック１に偏心ワークＷが把持された後に、図２，図３及び図６に示されるように、当該定寸装置Ｄは前進して、一対の回動アーム１４ａ，１４ｂの先端部に対向して取付けられた一対の接触子１５ａ，１５ｂは、偏心ワークＷの偏心部Ｂの上側及び下側にそれぞれ配置される。また、前記一対の回動アーム１４ａ，１４ｂは、その後退端位置において、当該各回動アーム１４ａ，１４ｂの基端側に配置された各エアシリンダ１０ａ，１０ｂが「ＯＮ」することで、各接触子１５ａ，１５ｂが取付けられた先端側の間隔が広くなった状態で、前記ワーク回転装置Ｆのチャック１で支持されている偏心ワークＷの偏心部Ｂの上側及び下側にそれぞれ進入し、当該各回動アーム１４ａ，１４ｂが前進端位置に達すると、前記各エアシリンダ１０ａ，１０ｂが「ＯＦＦ」となって、バネ（図示せず））の作用により、各回動アーム１４ａ，１４ｂの先端の各接触子１５ａ，１５ｂは、偏心ワークＷの偏心部Ｂの上側及び下側の各面に接触して、心出しが可能となる。

次に、図１，図６～図９を参照して、機外心出し装置Ｋで心出し済の偏心ワークＷを、ワーク回転装置Ｆのチャック１にクランプされた状態から、研削盤Ｇの偏心クランプ装置Ｊの部分まで搬送して移載する偏心ワーク搬送装置Ｔについて簡単に説明する。研削盤Ｇ及び機外心出し装置Ｋの背面側には、Ｘ方向に沿って所定間隔をおいて２本の支柱２１が立設され、各支柱２１の上面に長尺角状の走行案内部材２２が水平に支持され、当該走行案内部材２２の手前側の側面にＺ方向（上下方向）に所定間隔をおいて一対のガイドレール２３が設けられ、当該各ガイドレール２３に案内されて走行ユニットＵがＸ方向に沿って往復移動する。走行ユニットＵには、当該走行ユニットＵ自体をＸ方向に往復移動させる第２サーボモータＭ₂がユニットフレーム２５に、自身の駆動軸（図示せず）を垂直にして配置され、当該駆動軸の回転が、前記走行案内部材２２の上面に設けられた長尺ラック２４と噛合するピニオン（図示せず）に伝達されて、当該走行ユニットＵの全体がＸ方向に往復移動する。

一方、図８及び図９に示されるように、ユニットフレーム２５には、偏心ワークＷの偏心量（ｅ）の変化に対応してＹ方向に移動する可動板２６が、当該ユニットフレーム２５を構成している固定板２７に対してＸ方向に所定間隔をおいて配置されている。即ち、固定板２７に相上下して水平に取付けられた一対の直線ガイド２０に案内されて前記可動板２６は、Ｙ方向に移動する構成となっている。前記可動板２６に、昇降ロッド２８が昇降案内体２９に案内されて垂直を保持して昇降可能に支持され、当該昇降ロッド２８の一部に垂直方向に沿ってほぼ全長に設けられたラック３１と、第３サーボモータＭ₃により駆動回転されるピニオン（図示せず）とが噛合され、当該第３サーボモータＭ₃の駆動回転により前記昇降ロッド２８は昇降する。当該昇降ロッド２８の下端部には、一対の移載ハンドＨが内蔵されたアクチュエータ（図示せず）により互いに接近・離間可能に配置されて、偏心ワークＷの長い側の軸部Ａの把持、及びその開放が可能となっている。

また、図８及び図９に示されるように、前記固定板２７に対して垂直に配置された支持板１８には、ボールネジ３２の一端部が支持されて、当該ボールネジ３２がＹ方向に沿って配置され、前記可動板２６の背面にボールナット取付け部材１９を介して取付けられたボールナット３３と螺合している。前記支持板１８には、第４サーボモータＭ₄が駆動軸３４を水平にして配置され、当該駆動軸３４に取付けられた歯車３５と、前記ボールネジ３２の一端に取付けられた歯車３６と噛合している。このため、基準となる偏心ワークＷの偏心量（ｅ）に対して異なる偏心量（ｅ’）の偏心ワークＷ’の偏心部Ｂ’の研削加工を行うには、当該偏心量（ｅ’）に対応するように、下端の一対の移載ハンドＨにより偏心ワークＷ’の軸部Ａ’を把持している昇降ロッド２８をＹ方向に沿ったいずれかの方向に向けて移動させると、研削盤Ｇの偏心クランプ装置Ｊに偏心ワークＷ’をセットした状態で、その偏心部Ｂ’の中心Ｃ₂'がスピンドル軸心Ｃ₀と合致して、当該偏心部Ｂ’の研削加工が可能となる。このように、機外心出し装置Ｋによる偏心ワークの偏心部の心出しは、当該偏心ワークの偏心量とは無関係に行えるので、当該機外心出し装置Ｋで偏心ワークの心出しを行って、偏心ワーク搬送装置Ｔの走行ユニットＵを構成する昇降ロッド２８の下端部の一対の移載ハンドＨで偏心ワークを把持した状態で、基準の偏心ワークの偏心量に対する変化分の偏心量の調整を行う。なお、図８において、３７は、前記各歯車３５，３６を覆っているカバーを示す。

研削盤Ｇのチャック４０には、図１０～図１４に示されるように、機外心出し装置Ｋにより心出しされた偏心ワークＷを、心出し状態を維持したまま移載してクランプするための偏心クランプ装置Ｊが組み込まれている。偏心クランプ装置Ｊは、心出し済の偏心ワークＷの長い側の軸部Ａを支持するためのＶブロック部４１と、当該Ｖブロック部４１に長い側の軸部Ａが支持された偏心ワークＷの当該軸部Ａを、油圧力によりクランプするための一対の回動クランプ具４２とから成る。各回動クランプ具４２は、Ｌ形をなしていて、その屈曲部が支点ピン４３を介してチャックブロック４４に回動可能に支持されている。各回動クランプ具４２のクランプ部４２ａと反対側の各端部４２ｂは、前記チャックブロック４４に配置された各油圧シリンダ４７のロッド４７ａに連結ピン４８を介してそれぞれ連結され、当該各油圧シリンダ４７のロッド４７ａの出入りにより、前記各回動クランプ具４２は支点ピン４３を中心にして回動する。前記Ｖブロック部４１のＸ方向に沿った中央部は、一対の移載ハンドＨで軸部Ａが把持された偏心ワークＷの当該軸部Ａを当該Ｖブロック部４１に配置させる際に、前記一対の移載ハンドＨとの干渉を回避させるために欠落されて、干渉回避欠落空間４５が形成されている。この状態で、偏心ワークＷの偏心部Ｂは、チャック４０の前面から所定長だけ前方に突出していて、回転砥石４６による研削が可能となる。なお、Ｖブロック部４１のＶ字面４１ａ及び回動クランプ具４２のクランプ部４２ａは、いずれも耐磨耗性の大きな超硬合金製のチップで構成されている。

上記したように、機外心出し装置Ｋのワーク回転装置Ｆのチャック１により偏心ワークＷの短い側の軸部Ａを把持して、当該偏心ワークＷをワーク回転装置Ｆにより回転可能な状態にして、偏心部配置位置検出センサＳにより当該偏心ワークＷの偏心部Ｂが「正規配置位置」であることを確認すると共に、定寸装置Ｄにより、当該偏心ワークＷの軸部Ａの中心Ｃ₁と偏心部Ｂの中心Ｃ₂とを結ぶ線分が水平となるように、当該偏心部Ｂの心出しを行う。

偏心ワークＷの心出し後には、図２に示されるように、第３サーボモータＭ₃の駆動により、当該偏心ワークＷの直上に待機している昇降ロッド２８が下降して、その下端の一対の移載ハンドＨにより、心出し済の偏心ワークＷの長い側の軸部Ａを把持して、走行ユニットＵをＸ方向に移動させることで、ワーク回転装置Ｆのチャック１から偏心ワークＷの短い側の軸部Ａを抜き出す。その後に、第３サーボモータＭ₃の駆動により、昇降ロッド２８を上昇端まで上昇させ、この状態で、第２サーボモータＭ₂の駆動により、上昇端位置の昇降ロッド２８の一対の移載ハンドＨで把持している心出し済の偏心ワークＷが研削盤Ｇのチャック４０の直上に達するまで、走行案内部材２２に沿って走行ユニットＵをＸ方向に走行させる。

上記の状態で、第３サーボモータＭ₃の駆動により、下端の一対の移載ハンドＨで把持している偏心ワークＷが、研削盤Ｇの偏心クランプ装置ＪのＶブロック部４１に達するまで昇降ロッド２８を下降させる（図１２参照）。偏心ワークＷの長い側の軸部Ａを把持している一対の移載ハンドＨは、偏心クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４１の干渉回避欠落空間４５に入り込むことで、前記Ｖブロック部４１及び退避位置の一対の回動クランプ具４２と干渉することなく、偏心ワークＷは、当該一対の移載ハンドＨで軸部Ａを把持されたままで、前記Ｖブロック部４１に支持される。この状態で、偏心クランプ装置Ｊを構成する一対の回動クランプ具４２を支点ピン４３を中心に回動させて、各回動クランプ具４２の先端のクランプ部４２ａにより、Ｖブロック部４１に支持されている偏心ワークＷの軸部Ａの２箇所を油圧力によりクランプすると、機外心出し装置Ｋにより予め心出しされている偏心ワークＷは、心出し状態を維持したまま、チャック４０の偏心クランプ装置Ｊを構成するＶブロック部４１に移載される（図１３参照）。次に、一対の移載ハンドＨによる偏心ワークＷの長い側の軸部Ａの把持を解除した後に、昇降ロッド２８の上昇により前記移載ハンドＨを上昇端まで上昇させると、偏心クランプ装置ＪのＶブロック部４１に支持されている偏心ワークＷの軸部Ａは、一対の回動クランプ具４２にクランプされて、研削対象である偏心部Ｂがチャック４０の前端面から所定長だけ突出して、回転砥石４６により研削可能な状態となる（図１４参照）。偏心クランプ装置Ｊでクランプされて偏心ワークＷの偏心部Ｂは、機外心出し装置Ｋで正確に心出しされているので、回転砥石４６により最少の研削代で研削加工される。

偏心部Ｂの研削加工を終えた偏心ワークＷは、走行ユニットＵを構成する昇降ロッド２８の下端の一対の移載ハンドＨにより、研削盤Ｇのチャック４０の偏心クランプ装置Ｊから取り出されて、偏心ワークＷの水平搬送方向Ｐに沿って下流側に配置されたワーク載せ台Ｒに載せられる。

上記した偏心ワークＷの偏心量（ｅ）と異なる偏心量（ｅ’）を有する偏心ワークＷ’の心出しについて、上述の通りであって、機外心出し装置Ｋで心出しされて、走行ユニットＵを構成する昇降ロッド２８の下端の一対の移載ハンドＨで当該偏心ワークＷ’の軸部Ａ’を把持して持ち上げてから、研削盤Ｇのチャック４０の偏心クランプ装置Ｊに移載するまでの間に、移載ハンド移動装置Ｖを構成する第４サーボモータＭ₄を起動させて、当該昇降ロッド２８の全体を、（ｅ’－ｅ）の絶対値に対応する微少長さだけ、Ｙ方向のいずれかに微動させることで対応できる。このため、偏心量（ｅ）の異なる種々の偏心ワークＷの研削を複雑な装置の設定変更を行わずに実現できる利点がある。

また、研削盤Ｇに対する機外心出し装置Ｋの配置位置は、上記実施例のように、研削盤Ｇのチャック４０と機外心出し装置Ｋのチャック１とを相対的に対向させる配置ではなく、両チャック４０，１を絶対的に対向させる配置にしてもよく、当該偏心ワークＷの偏心部Ｂの研削加工の前後の各工程との関係において、研削盤Ｇに対する機外心出し装置Ｋとは、どのように配置させてもよい。

また、位相が１８０°ずれた位置に２つの偏心部を有する偏心ワークもあり、この偏心ワークの場合には、偏心ワークの水平搬送方向Ｐに沿って、別の偏心部の心出し及び研削を行うための更に別の機外心出し装置と研削盤とを配置すればよい。

Ａ：偏心ワークの軸部
Ｂ：偏心ワークの偏心部
Ｃ₀：スピンドルの軸心（加工中心)
Ｃ₁：偏心ワークの軸部の中心
Ｃ₂：偏心ワークの偏心部の中心
Ｃ₁₁：ワーク回転装置のチャックの軸心
Ｄ：定寸装置
ｅ：偏心ワークの偏心部の偏心量
Ｆ：ワーク回転装置
Ｇ：研削盤
Ｈ：移載ハンド
Ｊ：偏心クランプ装置
Ｋ：機外心出し装置
Ｍ₁～Ｍ₄：サーボモータ
Ｎ：ワーク受け
Ｐ：偏心ワークの水平搬送方向
Ｓ：偏心部配置位置検出センサ
Ｔ：偏心ワーク搬送装置
Ｕ：走行ユニット
Ｖ：移載ハンド移動装置
Ｗ：偏心ワーク
Ｘ：心出し済偏心ワークの水平搬送方向
Ｙ：心出し済偏心ワークの軸部と偏心部の各中心を結ぶ線分の方向
Ｚ：上下方向
１：ワーク回転装置のチャック
２８：走行ユニットの昇降ロッド
４０：研削盤のチャック
４１：偏心クランプ装置のＶブロック部
４２：偏心クランプ装置の回動クランプ具（クランプ部材）
４５：Ｖブロック部の干渉回避欠落空間

Claims

偏心ワークの軸部に対して偏心している偏心部の軸心と、加工中心である研削盤のスピンドル軸心とを一致させる心出しを、当該研削盤のチャック以外の機外で行う研削盤における偏心ワークの機外心出し方法であって、
前記研削盤の機外において、前記偏心ワークの偏心部の心出しを行って、当該偏心ワークの心出し状態を維持したままで、偏心ワーク搬送装置の移載ハンドにより当該偏心ワークの軸部を把持して、前記研削盤のチャックの偏心クランプ装置に搬送・移載してクランプすることで、当該偏心ワークの心出しを行うことを特徴とする研削盤における偏心ワークの機外心出し方法。
偏心ワークの軸部に対して偏心している偏心部の軸心と、加工中心である研削盤のスピンドル軸心とを一致させる心出しを、当該研削盤のチャック以外の機外で行う研削盤における偏心ワークの機外心出し装置であって、
前記研削盤のスピンドル軸心に対して前記偏心ワークの偏心部の偏心量だけ自身の軸心が水平方向にずれ、しかも当該研削盤のチャックと絶対的又は相対的に対向配置されたチャックを備えたワーク回転装置と、
当該ワーク回転装置のチャックの手前側に配置されたワーク受けと、
当該ワーク受けで保持された偏心ワークを前記ワーク回転装置のチャックに押し込んで、前記偏心ワークの軸部及び偏心部の各軸心を結ぶ線分がほぼ水平となるような当該軸部に対する偏心部の二つ配置位置のうち特定の一つである正規配置位置に配置されたことを検出するための偏心部配置位置検出センサと、
当該偏心部が正規位置に配置された状態で、当該偏心部の上側及び下側にそれぞれ一対の接触子を接触させて得られる信号により、前記ワーク回転装置により前記偏心ワークを所定方向に所定角度だけ回動させることで、前記軸部及び偏心部の各中心を結ぶ線分が水平となるように当該偏心ワークを配置させて心出しを行う定寸装置と、
当該定寸装置で心出しされた前記偏心ワークの軸部を一対の移載ハンドで把持して、前記研削盤のチャック内に配設された偏心クランプ装置まで搬送して移載させるための偏心ワーク搬送装置と、
を備えていることを特徴とする研削盤における偏心ワークの機外心出し装置。
前記偏心ワーク搬送装置の移載ハンドは、前記研削盤のスピンドル軸心と直交する水平方向に移動可能であって、同一の機外心出し装置を使用して、偏心量の異なる複数の偏心ワークを研削盤のチャックの偏心クランプ装置にセット可能であることを特徴とする請求項２に記載の研削盤における偏心ワークの機外心出し装置。
請求項１に記載の発明を実施するための研削盤のチャックであって、
前記偏心クランプ装置は、機外で心出し済の偏心ワークの軸部を、前記研削盤のスピンドル軸心に対して偏心量だけ水平方向にずらして支持するＶブロック部と、当該Ｖブロック部で支持された偏心ワークの軸部をクランプするクランプ部材とから成り、
前記Ｖブロック部には、偏心済の前記偏心ワークの軸部を把持して、当該Ｖブロック部の直上から降ろされる偏心ワーク搬送装置の移載ハンドとの干渉を回避するための干渉回避欠落空間が前記スピンドル軸心の方向に沿った中央部に設けられ、
前記クランプ部材は、前記偏心ワークの軸部における前記干渉回避欠落空間の両側に配置された各部分をそれぞれ前記移載ハンドと干渉することなくクランプ可能にするために、支点ピンを中心にして回動する一対の回動クランプ具から成ることを特徴とする研削盤のチャック。