JPS6049538B2 - 穴基準工作物の自動着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒状工作物の穴を基準にして工作物を保持す
るマンドレルアーバに工作物を自動的に着脱する装置に
関するもので、内径に対し比較的全長の大きな円筒状工
作物を迅速かつ円滑に着脱し高精度の加工を達成するこ
とを目的とする。

一般に穴基準で工作物を保持するマンドレルアーバに工
作物を着脱する場合、特に細長い工作物においては、マ
ンドレルアーバに工作物を挿着する際の心ずれとかこじ
れによつて円滑に挿着できないことが多かつた。かかる
従来の着脱方式には、工作物搬入搬出用のマニピレータ
をマンドレルアーバ軸線方向にシフトするシフト機構を
設け、未加エエ作物を把持してマンドレルアーバ軸線と
工作物中心がほぼ一致する位置にさし出してから前記シ
フト機構を作動させて挿着するものがあるが、この方式
では工作物の穴中心に対しマニピレータが把持する外径
中心には心ずれがあり、工作物によつてこの心ずれ量が
ばらつくためマニピレータの位置決め精度を高めてもマ
ンドレルアーバと穴の中心を一致させることが困難であ
り、シフト動作により工作物はこじられ円滑にマンドレ
ルアーバに挿着できな゜かつた。

またかかるマンドレルアーバを支持する主軸台は従来の
研削盤と同様ワークテーブル上に載置されしかも心押台
もワークテーブル上に載置された構成であつたため、工
作物が長くなると工作物搬入搬出のため、心押台のセン
タは工作物全、長よりも大きくストロークしなければな
らず、センタラムの突出量が増大し剛性の低下を招く原
因になつていた。したがつて工作物の挿着がうまくでき
ても高精度の加工は困難であつた。本発明はかかる従来
の不具合を解消するためにマンドレルアーバを有する主
軸台をベッド上に載置し、ベッド上に摺動可能に案内さ
れたワークテーブル上には、マンドレルアーバの一端部
を支承する心押台及び工作物の穴に係合して心出しする
心出装置並びに工作物の主軸台側端面と係合する抜取用
の係合部材を設置したものであり、以下実施例に基づい
て説明する。

第１図において、１は研削盤のベッド、２はこのベッド
１上に摺動可能に案内された砥石台、３はこの砥石台２
に回転軸承された砥石軸一端に固着された砥石、４は前
記砥石台２と直交する方向に摺動可能に案内され送り用
シリンダ４ａと連結されたワークテーブル、５はこのワ
ークテーブル４を跨いでベッド１に固定された支持台、
６はこの支持台５上に載置された主軸台、７は前記ワー
クテーブル４上に載置された心押台、８は工作物受台で
ワークテーブル４上に載置され、工作物Ｗの穴中心を後
述するマンドレルアーバ２１の中心とほぼ一致させるよ
うに支持する受面８ａを有している。９はこの工作物受
台８と一体に形成され、主軸台６側の工作物端面と係合
して工作物を抜取るための係合部材、１０は工作物Ｗの
一端穴面に係合し、マンドレルアーバ２１の中心と穴中
心を一致させるべく心出しする心出装置で、主軸台６側
に向つて細くなつたテーパ面１１ａを有する心出部材１
１と、この心出部材１１をセンタ中心と同心的に支持す
る支持体１２と、この支持体１２をセンタ中心線に沿つ
て摺動可能に案内する案内装置１３と、支持体１２と連
結されこれを進退させるシリンダ１４とより構成されて
いる。

前記主軸台６には、第２図に示すように主軸２０が回転
可能に軸承され、この主軸２０の一端フランジ部２０ａ
には工作物Ｗの穴に嵌合して保持する膨張式マンドレル
アーバ２１が同心的に固着され、主軸２０の他端にはピ
ストン２２を嵌挿せ！しめたシリンダ２３が固着され、
このシリンダ２３の外周面にはプーリ２４が固着されて
いる。

ピストン２２に連結されたピストンロッド２５は主軸２
０の中心を貫通する中心穴２６に挿通され、前記マンド
レルアーバ２１の一端より突出するピクストンロツド２
７と対接している。ピストン２２の左右のシリンダ室２
３ａ，２３ｂに連通する油路３０，３１の一端は主軸２
０の外周面に開口し、この開口部３０ａ，３１ａは主軸
２０に嵌合する分配部材３４に刻設された環状凹溝３２
，３３と対応している。環状凹溝３２，３３に通するボ
ート３５，３６は電磁弁３７を介して圧力流体供給源３
８に連通されている。したがつて電磁弁３７の切替によ
つてピストン２２はピストンロッド２５を介して膨張式
マンドレルアーバ２１のピストンロッド２７を押圧した
り放したりする。これによつてマンドレルアーバ２１は
内部に封入された流体によつて保持筒部２１ａが半径方
向に膨フ張したり収縮して工作物Ｗのクランプ、アンク
ランプを行う。尚、３９はピストン２２の後方に突出す
るロッド２５ａに螺合するストッパで、工作物ｗなしの
状態におけるピストン２２の前進端を規制するものであ
る。したがつて工作物クランプ７状態ではこのストッパ
３９とシリンダ２２の端壁との間には間隙が形成されて
いる。４０は中間プーリで支持軸４１の偏心軸部４１ａ
に軸承され、主軸２０のプーリ２４との間に張設される
Ｖベルト４２のテンションを調整する。

この中間プーリ４０の大径■溝４０ａには主軸台６上に
載置されたモータ４３のプーリと■ベルト４４を介して
連結されている。前記心出装置１０の構成を第３図ａに
よつて説明する。

心出部材１１の支持体１２は、案内装置１３としてのパ
イロットパーに案内され、このパイロットパーと平行に
大径シリンダ５０と小径シリンダ５１が穿設されている
。小径シリンダ５１に嵌合するピストン５２のピストン
ロッド５３は固定部材５５に連結され、大径シリンダ５
０にはフリーピストン５４が嵌挿されている。これらピ
ストン５２と５４にて分離される３つのシリンダ室５６
ａ，５６ｂ，５６ｃに圧力流体を給排制御すれば、心出
部材１１及び支持体１２を次のような３位置に位置決め
することができる。（１）シリンダ室５６ｂに圧力流体
を供給し、シリンダ室５６ａ，５６ｃの流体を排出すれ
ば第３図ａに示す心出部材１１の後退位置となる。（第
１位置）（２）シリンダ室５６ａ，５６ｃに圧力流体を
供給し、シリンダ室５６ｂの流体を排出すれば、第３図
ｂに示すようにピストン５２がフリーピストン５４に当
接する中間位置に心出部材１１は前進し工作物の穴と係
合する。（第２位置）（３）シリンダ室５６ａに圧力流
体を供給し、シリンダ室５６ｂ，５６ｃの流体を排出す
れば第３図ｄに示すように心出部材１１は更に前進され
、工作物の端面をマンドレルアーバの基準面に圧接する
前進端に位置決めされる。（第３位置）このようにシリ
ンダ装置１４の作動により心出部材１１は前進後退され
、上述の３位置に位置決めされる。前記ワークテーブル
４と連結された送り用シリンダ４ａは、テーブル４に設
けられたドツグ５７，５８によつて作動されるリミット
スイッチＬＳｌ，ＬＳ２，ＬＳ３によつて圧力流体の給
排が切替えられ、次のように動作し３位置に位置決めさ
れる。

（１）ドツグ５７によつてリミットスイッチ？２が押圧
された第３図ａの状態でワークテーブル４は位置決めさ
れこれが原位置となる。（２にの原位置よりワークテー
ブル４が左進しドツグ５７にてリミットスイッチＬＳｌ
が押圧された第３図ｃの状態で位置決めされる。（３）
ワークテーブル４が右進し、原位置を通過してドツグ５
８がリミットスイッチび１を押圧した第３図ｆの状態で
位置決めされる。このようにワークテーブル４の各位置
への移動によつて工作物Ｗのマンドレルアーーバ２１へ
の挿着、抜取りが行われるのである。上記構成に基づく
動作を次に説明する。第３図ａに示す状態が原位置状態
であり、ワークテーブル４は中間の位置に、心出部材１
１は後退端に位置している。この状態で図示しないマニ
ピレータ等によつて未加エ工作物Ｗが搬入され、受台８
上に載置され図示状態となる。これよりシリンダ装置１
４を作動させ心出部材１１を１段前進させると、心出部
材１１のテーパ面１１ａが工作物ｗの内周面端部に係合
し工作物Ｗを押動してマンドレルアーバ２１の先端部に
工作物Ｗの穴の他端を係合させ、第３図ｂの状態に至ら
しめる。これによつて工作物Ｗの穴中心はマンドレルア
ーバ２１の中心と一致し心出しされたことになる。これ
よりワークテーブル４の左進動作が行われ、ピストン５
２と５４の面積差による押圧力により心出部材１１はワ
ークテーブル４とともに移動され、マンドレルアーバ２
１に工作物Ｗを嵌挿させる。この場合心出部材１１にて
工作物ｗの心出しがなされているので、こ！れ現象を生
ずることがなく円滑に挿着される。尚ワークテーブル４
の摺動速度を高めることによつて挿着のための時間短縮
を計ることができる。ワークテーブル４の左進によつて
リミットスイッチＬＳｌが押圧されるとワークテーブル
４は位置決めされ、第３図ｃの状態となる。ここにワー
クテーブル４の停止位置のばらつきを考慮してストロー
クは少し短かめに設定されている。ワークテーブル４の
停止後シリンダ装置１４が再び作動され心出部材１１を
前進させて工作物Ｗの端面をマンドレルアーバ２１の基
準面２１ｂに圧接し、心押台７のセンタを前進させてマ
ンドレルアーバ２１の先端を支持し第３図ｄの状態とな
る。次に心出部材１１は後退され第３図ｅに示すように
工作物Ｗから放れる。この状態にて前記主軸台６のシリ
ンダ２３が作動され、マンドレルアーバ２１を膨張させ
て工作物Ｗをその内径を基準としてクランプする。これ
より主軸２０が回転され砥石台２の前進によつて工作物
ｗの研削加工が行われる。加工が完了するとシリンダ２
３は不作動にされマンドレルアーバ２１は工作物ｗをア
ンクランプする。その後ワークテーブル４は右進動作を
開始し、受台８と一体形成された係合部材９が工作物Ｗ
の端面と係合するのでマンドレルアーバ２１から工作物
Ｗは抜取られる。ワークテーブル４はドツグ５８によつ
てリミットスイッチＬＳ３が押圧される第３図ｆの位置
まで移動され位置決めされる。センタが後退した後図示
しないマニピレータによつて加工済み工作物Ｗは搬出さ
れる。搬出後ワークテーブル４は左進しドツグ５７によ
つてリミットスイッチＬＳ２が押圧される原位置に復帰
し、未加エ工作物Ｗが搬入され、第３図ａの状態となる
。尚、上記実施例における受台８はマニピレータに保持
された工作物が心出ノ部材によつてシフトできるように
すれば特に必要としないものである。このように本発明
は、主軸台をベッドに固定し、ワークテーブル上に心押
台７及び心出装置１０並びに抜取用の係合部材９を設け
たものである７から、工作物の心出しは穴を基準にして
正確に行われ、マンドレルアーバに対する嵌合度がきつ
くても円滑に工作物を挿着することができる。

又心出し後の挿着動作及び加工後の抜取り動作はワーク
テーブルの摺動によつて行われるため■作物のフ全長が
長い場合に有利であり、挿着速度、抜取速度を早めてサ
イクルタイムの短縮化が計れる。また、心押台のセンタ
ストロークが短くできるので、加工時における工作物支
持剛性を高めることができ加工精度向上も達成される効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す研削盤の正面図、第２図
は主軸台の縦断面、第３図は工作物の着脱動作を示す動
作説明図である。 １・・・・・・ベッド、２・・・・・・砥石台、３・・
・・・・砥石、４・・・・ワークテーブル、４ａ・・・
・・・送り用シリンダ、５・・・・・・支持台、６・・
・・・・主軸台、７・・・・・・心押台、８・・・・受
台、９・・・・・・係合部材、１０・・・・・心出装置
、１１・・・・・心出部材、１４・・・ウリンダ装置、
２０・・・主軸、２１・・・・・マンドレルアーバ、２
３・・シリンダ、２５・・・・・・ピストンロッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作物の穴を基準として外周面を研削加工する研削
   盤に使用する工作物の自動着脱装置において、この研削
   盤のベッド上に主軸台を載置し、この主軸台に軸承され
   た主軸には前記穴に嵌合した工作物を保持する膨張式マ
   ンドレルアーバを固着し、ベッド上に摺動可能に案内さ
   れたワークテーブル上には、前記マンドレルアーバの一
   端部を軸承する心押台と、前記マンドレルアーバの中心
   線に対して工作物中心を一致させる心出装置と、前記主
   軸台側の工作物端面と係合する係合部材を載置し、前記
   心出装置には前記マンドレルアーバの中心線と平行な案
   内装置と、この案内装置に摺動可能に案内された支持部
   材と、この支持部材に保持され前記マンドレルアーバの
   中心線と一致し搬入された工作物の心押台側の穴に係合
   するテーパ面を有する心出部材と、この心出部材を工作
   物から離間する第１位置及び工作物の心押台側の穴に係
   合する第２位置並びに工作物の端面をマンドレルアーバ
   の基準面に圧接する第３位置に移動させる進退装置を設
   け、前記ワークテーブルにはこのワークテーブルを主軸
   台に接近する方向及び主軸台から放れる方向へ移動させ
   るワークテーブル送り装置を連結したことを特徴とする
   穴基準工作物の自動着脱装置。