JPH0637030B2 - 研削切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、回転砥石を回転させつつワークへ向けて移
動させ、該回転砥石によってワークを切削切断する研削
切断装置であって、その回転砥石の径を測定する装置を
具備するものに関するものである。

（従来の技術） 従来、回転砥石の摩耗量を検出する装置として、例え
ば、特公昭５４−５５４７号に示されるものがあり、こ
れは、回転砥石の周縁部にエアーを吹付けて、その空気
抵抗の変化により回転砥石の摩耗量を検出する構成であ
る。

また、特開昭５４−１４９１号に示されるように、耐摩
耗性の接触子を備える変移計により、回転砥石の摩耗量
を、前記接触子の変移量から求めるものや、特開昭６１
−２２６２６２号に示されるように、ピエゾ素子を用い
て、回転砥石と被研削切断物との距離を測定するもの等
がある。

（発明が解決しよとする問題点） しかしながら、上記従来例にあっては、回転砥石の摩耗
量は検出できるが、回転砥石の径を検出ることまではで
きず、径を検出するための手段を別個に設ける必要があ
る。

また、エアーを用いたり、ピエゾ素子を用いるものは、
その構成が複雑になるし、検出のための行程が必要とな
り、１作業行程の時間が長くなって、作業効率の低下を
招くことになる。

上記接触子の変移量から回転砥石の摩耗量を検出するも
のは、大径の回転砥石を使用する場合には、これに対応
して、接触子の最大変移量を大きくしなければならず、
検出器が大型化することになり好ましくない。

そこで、本発明は、上記従来の欠点を解決した回転砥石
の径を測定する装置を具備する研削切断装置を提供する
ことを課題とする。

（課題を解決するための手段） この課題を解決するために、本発明は、回転砥石を回転
させつつワークへ向けて移動させ、該回転砥石によって
ワークを研削切断する研削切断装置であって、前記回転
砥石が移動してワークを切断する行程範囲内の所定の位
置に配設された接触子を有し、該接触子に該回転砥石が
接触したことを検出する接触検出器と、前記接触子に前
記回転砥石が接触した直後に該接触子を該回転砥石に接
触しない位置へ移動させる制御装置と、前記回転砥石が
所定の原点位置から前記接触子に接触するまでに移動す
る移動量に基づいて、前記回転砥石の径を演算により求
める演算装置とを具備することを特徴とする。

（作用） 上記構成により本発明は、回転砥石の径を簡単な構造の
検出器を用いて検出することができるとともに、小型に
構成でき、しかも、直接に回転砥石の周縁に接触する接
触子を用いているため、検出精度が高くなる。

また、本発明は、前記接触子を回転砥石の移動範囲の所
定位置に配置したことで、検出切断作業行程の中で、回
転砥石の径の検出が行なえるため、径の測定のために別
個に行程を加える必要が無く、１作業時間が増加するこ
とが無くなり、作業効率が向上する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を具備する回転砥石式研削
切断機の正面図である。

機台１の上には、ローラ５，６を有し、機台１上を水平
方向に移動可能なキャリー３が載置されている。

機台１上に固定されているシリンダ（図示略）のピスト
ンロッド８が、キャリー３の後部に延設された後方フレ
ーム７の下面に固定されており、ピストンロッドをシリ
ンダ内に吸引することで、キャリー３は図中左方へ移動
する。

キャリー３の上には、キャリー３上に固定された回動軸
９を軸として上下方向に回動可能に支持された回動台１
０が設けられている。

この回動台１０の後部上面には、モータ４が固定されて
おり、回動台１０の前部上面には、軸受け１１が固定さ
れている。

軸受け１１内には、モータ４に接続されたシャフト１２
が挿通されており、このシャフト１２の回転は、軸受け
１１の先端部に軸支された回転軸１３に、ベベルギア
（図示略）を介して回転方向を９０゜変換して伝達され
る。

この回転軸１３には、回転砥石１４が取付けられる。

上記キャリー３の前部には、シリンダ１６を揺動可能に
保持するホルダ１５が設けらており、シリンダ１６のピ
ストンロッド１７の先端は、回動台１０の前下部に設け
られた取付け軸（図示略）に回動可能に軸着されてい
る。

ピストンロッド１７を図示の状態からシリンダ１６内に
吸引することで、回動台１０前部が下方へ回動し、これ
に伴い、回転砥石１４の回転軸１３も下方へ回動する。

機台１の前方では、機枠２にワーク挿通口１８が形成さ
れており、このワーク挿通口１８には、鋼管などの被研
削切断物２２が挿通される。

ワーク挿通口１８の一端には、固定クランプ１９が設け
られ、他端には、シリンダ２１に取付けられた可動クラ
ンプ２０が配置されている。

ワーク挿通口１８に、被研削切断物２２を挿通した後、
可動クランプ２０を図中右方へ移動させることで、被研
削切断物２２は、固定クランプ１９と可動クランプ２０
により挟持される。

その後、キャリー３を図中の想像線で示すように、矢印
Ａ方向へ移動させ、回動台１０を下方へ回動させること
で、高速回転している回転砥石１４は、図中の矢印Ｂ方
向に回動し、被研削切断物２２を研削切断する。

ワーク挿通口１８の近傍には、回転砥石１４の降下時
に、回転砥石１４の周縁が接触する接触子３１を備える
接触検出器３０が設けられている。

この接触検出器３０は、第２図及び第３図に示す構成に
なっている。

機枠２に固定されたハウジング３３の前面板３３ａに
は、ブラケット３４が水平に突設され、このブラケット
３４の先端には、軸受板３５が固定されている。

軸受板３５には、固定板３６が取付けられており、この
固定板３６には、リミットスイッチ４１が取付けられて
いる。

ハウジング３３の前面板３３ａには、軸受３８が挿通固
定されており、この軸受３８と軸受板３５により、中空
シャフト４２がその軸方向に摺動可能に支持されてい
る。この中空シャフト４２内には、シャフト３７が挿通
されており、ブッシュ４０，４５を介在させることで、
シャフト３７は、中空シャフト４２内で回転が可能であ
る。

シャフト３７の先端には、アーム部４３ａを有するボス
４３が取付けられ、エンドプレート４４で締付けること
によりシャフト３７に固定されている。

アーム部４３ａには、前記ワーク挿入口１８の下方へ水
平に延びるアーム状の接触子３１の一端が固定されてい
る。

この接触子３１の上面には、回転砥石１４に接触しても
摩耗を生じないように、耐摩耗材として、硬質のセラミ
ック板３２が固着されている。

このセラミック板３２の材質としては、例えば、炭化ア
ルミナや窒化アルミナ等のアルミナ９８％程度のセラミ
ックを用いる。これは、耐摩耗性が高く、耐熱性、耐衝
撃性も優れている。

この接触子３１は、前記回転砥石１４が被研削切断物２
２を切削切断するときに、回転砥石１４が移動する方向
に配置され、回転砥石１４が被研削切断物２２の研削切
断する行程の途中で、回転砥石１４の下側の周縁が接触
子３１に接触するように配置されている。

前記固定板３６には、リミットスイッチ４１が取付けら
れており、前記シャフト３７の後端には、リミットスイ
ッチ４１に当接可能に配置されたアーム４５が固定され
ている。

アーム４５は、スプリング３９により下方へ付勢されて
おり、接触子３１に負荷が掛からないときは、スプリン
グ３９の力により、アーム４５は、リミットスイッチ４
１に当接している。

前記軸受３８の後端面には、カム４６が固定されてお
り、このカム４６は、シャフト３７の軸方向に山が形成
されている。

前記中空シャフト４２には、上記カム４６に対向するよ
うにドッグ４８が固定されており、このドッグ４８の外
周一部には、前記カム４６に当接するローラ４７が取付
けらている。

ドッグ４８には、下端が機枠２に回動自在に取付けられ
たシリンダ５０のピストンロッド４９が係止されてい
る。

上記ピストンロッド４９を伸長させることで、ドッグ４
８が回転し（中空シャフト４２も一体に回転する）、ロ
ーラ４７は、カム４６の山に上がる。これにより、ドッ
グ４８は、第３図中の矢印Ｃ方向へ押される。

ドッグ４８が矢印Ｃ方向に押されることで、ドッグ４８
が固定されている中空シャフト４２も同方向に移動し、
これに伴って、シャフト３７及び接触子３１も同方向へ
移動する。

このように、接触子３１を移動させる理由は、接触子３
１に回転砥石１４が接触した後に、接触子３１を回転砥
石１４の移動面から外して、接触子３１の摩耗を軽減す
るとともに、回転砥石１４の移動の妨害とならないよう
にするためである。

ドッグ４８は、スプリング５１により第３図中右方へ付
勢されており、ピストンロッド４９がシリンダ５０に吸
引されて、ローラ４７がカム４６の谷に降りるときに、
スプリング５１の付勢力によりドッグ４８が押されて、
接触子３１が原位置に戻される。

前記ブラケット３４には、アーム５３を介して、近接ス
イッチ５２が取付けられており、この近接スイッチ５２
の感知部に対向するように、上記ドック４８と一体に移
動する感知板５４０）配置されている。

前述のように、ピストンロッド４９が伸長して、接触子
３１が所定距離移動すると、上記感知板５４が近接スイ
ッチ５２の感知部から外れ、接触子３１の移動が検出で
きる。

次に、第４図は、キャリー３後部の後報フレーム７と回
動台１０の後部の断面図である。

後方フレーム７の後端部には、軸受台６３に軸着された
プーリ５７が設けられている。

キャリー３の上面に後方へ延設されたプレート６２の下
面には、軸受台６４を介してプーリ５９が取付けられて
おり、プレート６２の上面にはロータリーエンコーダ５
５が固定されている。

ロータリーエンコーダ５５を収容するハウジング６５の
壁面には、プーリ６０が軸着されている。

回動台１０の後部には、ホルダ６１が固定されており、
このホルダ６１には、プーリ５６が軸着されている。

そして、一端がプーリ５７に固定されたラバーベルト５
８がプーリ５９、ロータリーエンコーダ５５の軸５５
ａ、プーリ６０に掛けられ、他端がプーリ５６に固定さ
れている。

ラバーベルト５８は、回動台１０が回動したときに、プ
ーリ５６の移動により引伸ばされ、このとき、ロータリ
ーエンコーダ５５の軸５５ａを回転させる。従って、ロ
ータリーエンコーダ５５の軸５５ａの回転量から、回動
台１０の回動量（回動角）が検出できる。

第５図は、本実施例に装備された制御装置の構成を示す
ブロック図である。

演算装置６６は、マイクロコンピュータ等の演算回路を
用いて構成されており、前記リミットスイッチ４１のス
イッチ信号Ｓ１、近傍スイッチ５２のスイッチ信号Ｓ
２、ロータリーエンコーダ５５の出力信号Ｓ３、その他
の制御入力信号が入力されている。

また、演算装置６６からは、前記回転砥石１４の駆動用
のモータ４の回転速度を制御するモータドライバ６５
に、速度指令信号Ｓ４が出力される。この他、演算装置
６６は、前記シリンダ等の制御信号を出力する。

演算装置６６は、前記リミットスイッチ４１のスイッチ
信号Ｓ１とロータリーエンコーダ５５の出力信号Ｓ３に
基づいて、回転砥石１４の径を演算し、この算出した径
の大きさに基づいて、回転砥石１４の径の変化に拘ら
ず、回転砥石１４の周速が常に一定になるように、回転
砥石１４の回転速度を制御する。

この回転砥石１４の径の算出は、次に説明する動作によ
り行われる。

被研削切断物２２の研削切断時に、キャリー３が機台１
上を移動し、回転砥石１４の下降開始点Ｏ（第１図に示
す）へ回転砥石１４の中心を移動させる。

上記下降開始点Ｏは、シャフト１２の軸線が水平のとき
の位置であり、この下降開始点Ｏを原点とする。この下
降開始点Ｏの水平方向の位置は、キャリー３の移動距離
により異なる（被研削切断物２２の数や、押切りとか引
切り等の研削切断方法等により異なる）。

次に、ピストンロッド１７がシリンダ１６に吸引され
て、回動台１０が回動軸９を支点として回動し、これに
伴って回転砥石１４が同じく回動軸９を支点として回動
すると、前述したように、ラバーベルト５８が引伸ばさ
れて、ロータリーエンコーダ５５の軸５５ａが回転す
る。

このロータリーエンコーダ５５の軸５５ａの回転量は回
転砥石１４の回動角に比例するため、演算装置６６は、
ロータリーエンコーダ５５の出力信号Ｓ３のパルス数を
カウントし、このカウント値を回転砥石１４の回転角と
して記憶する（勿論、アブソリュート型のエンコーダを
用いて、直接に回動角データを得ることもできる）。

回転砥石１４の回動が行われ、被研削切断物２２の研削
切断作業が進むと、この作業行程の途中で回転砥石１４
の周縁が前記接触子３１に接触し、接触子３１は、回転
砥石１４に押されて、第２図中の矢印Ｄ方向に回動す
る。

これにより、接触子３１が取付けられたシャフト３７が
回動し、このシャフト３７に固定されているアーム４５
が回動して、リミットスイッチ４１からアーム４５が離
れ、リミットスイッチ４１がオフになる。

演算装置６６は、リミットスイッチ４１のスイッチ信号
Ｓ１により、上記リミットスイッチ４１がオフになった
ことを検出し、このときの回転砥石１４の回動角θを一
時記憶する。

この記憶された回動角θは、回転砥石１４の径Ｌの算出
に用いられる。

即ち、第１図に示すように、回転砥石１４の下降開始点
Ｏと接触子３１までの距離Ｎは予め定められた値である
から、上記回動角θから回転砥石１４の下降距離Ｋを算
出して、上記所定距離Ｎから差引けば、回転砥石１４の
径Ｌが求まる。

こうして求められた回転砥石１４の径Ｌは、演算装置６
６内に一時記憶され、今度は、回転砥石１４の回転速度
Ｖの決定のための演算に用いられる。

回転速度Ｖの決定は、上記回転砥石１４の径Ｌに基づい
て、常に、回転砥石１４の周速が一定になるような回転
速度を求めることにより行われる。

決定された回転速度Ｖは、速度指令信号Ｓ４としてモー
タドライバ６７に出力され、モータドライバ６７は、速
度指令信号Ｓ４に従ってモータ４の回転速度を制御す
る。

一方、上記リミットスイッチ４１がオフになったときに
は、演算装置６６は、図示しないシリンダ駆動装置（油
圧ポンプ等）を駆動して、シリンダ５０を駆動させる。
これにより、前述したように、ドッグ４８を回転させ
て、接触子３１を第３図中の矢印Ｃ方向へ移動させ、回
転砥石１４の軌道上から接触子３１を外す。

上記接触子３１が、回転砥石１４の軌道上から外れたか
否かは、前記近傍スイッチ５２のスイッチ信号Ｓ２のが
オフとなったことにより、演算装置６６において判断さ
れる。

上述のように、本実施例は、接触検出器３０で回転砥石
１４が接触子３１に回転砥石１４の周縁が接触したこと
を検出し、このときの回転砥石１４の回動角θをロータ
リーエンコーダ５５で検出することにより、回転砥石１
４の径Ｌを検出することができる。しかも、回転砥石１
４に直接に接触子３１を接触させることで、回転砥石１
４の外周縁を間接的に検出する方法に比して、検出精度
が遥かに高くなる。

なお、上記実施例は、回転砥石１４を回動させて、被研
削切断物２２の研削切断を行う研削切断機に、本発明を
適用した例を示したが、本発明は、これに限らず、回転
砥石を平行移動させて研削切断する装置に適用できるこ
とは言うまでも無い。

また、上記実施例では、回転砥石１４の径を検出して、
回転砥石１４の周速を制御する装置を例として示してあ
るが、この他、回転砥石１４の径から、回転砥石１４と
被研削切断物との距離を求めて、加工精度を安定化する
ことにも応用できるし、回転砥石１４の摩耗値から、回
転砥石１４の交換時期を報知することにも応用できる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、回転砥石の径を
簡単な構造の検出器を用いて検出することができるとと
もに、小型に構成でき、しかも、直接に回転砥石の周縁
に接触する接触子を用いているため、検出精度が高くな
る。

また、本発明は、前記接触子を回転砥石の移動範囲の所
定位置に配置したことで、切削切断作業行程の中で、回
転砥石の径の検出が行なえるため、径の測定のために別
個に行程を加える必要が無く、１作業時間が増加するこ
とが無くなり、作業効率が向上する。

また、接触子に回転砥石が接触した直後にその接触子が
回転砥石に接触しない位置へ移動するために接触子が回
転砥石によって損傷されることを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用した研削切断機の構成
を示す正面図、第２図は同実施例を構成する接触検出器
の構成を示す正面図、第３図は同接触検出器の断面図、
第４図は第１図中のキャリー及び回動台の後部断面図、
第５図は本実施例における電気的制御装置のブロック図
である。 ３……キャリー ９……回動軸 １０……回動台 ３０……接触検出器 ３１……接触子 ４１……リミットスイッチ ５５……ロータリーエンコーダ ５８……ラバーベルト ６６……演算装置 ６７……モータドライバ θ……回転角 Ｌ……径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天羽 末▲廣▼ 大阪府大阪市東区北浜５丁目15番地 住友 金属工業株式会社内 (72)発明者 首藤 國治 大阪府大阪市東区北浜５丁目15番地 住友 金属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転砥石を回転させつつワークへ向けて移
   動させ、該回転砥石によってワークを研削切断する研削
   切断装置であって、 前記回転砥石が移動してワークを切断する行程範囲内の
   所定の位置に配設された接触子を有し、該接触子に該回
   転砥石が接触したことを検出する接触検出器と、 前記接触子に前記回転砥石が接触した直後に該接触子を
   該回転砥石に接触しない位置へ移動させる制御装置と、 前記回転砥石が所定の原点位置から前記接触子に接触す
   るまでに移動する移動量に基づいて、前記回転砥石の径
   を演算により求める演算装置と を具備することを特徴とする研削切断装置。