芯出し装置および芯出し方法
【課題】装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【解決手段】回転テーブル１を介して回転しているワークＷの偏芯量を検出する。ハンマー手段２５にてワークＷへ衝撃力を付与して偏芯量を修正する芯出し動作を行う。偏芯量が予め設定された収束目標値になるまで芯出し動作を繰り返す。
【解決手段】回転テーブル１を介して回転しているワークＷの偏芯量を検出する。ハンマー手段２５にてワークＷへ衝撃力を付与して偏芯量を修正する芯出し動作を行う。偏芯量が予め設定された収束目標値になるまで芯出し動作を繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯出し装置および芯出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の内輪や外輪等のリング状体の構造物（輪状工作物）を製造する場合、輪状工作物に対して、旋盤工程や研削工程を行う。そして、このような工程においては、芯出し装置によって、輪状工作物（ワーク）に対して芯出しを行う必要がある。
【０００３】
従来、大型軸受等の輪状工作物の研削を行う場合は、研削盤の上にワークを仮置きし、熟練した作業者が芯ずれを計測するためのゲージを加工物の外周に当て、加工物を回転させながら1周する間の振れ量を計測する。そして、ハンマーを使って振れの最大位置付近を叩くことで所定の芯出しを行っている。すなわち、このような作業者の人手による芯出し作業では、熟練した作業者がダイヤルゲージの偏芯量を測定し、測定した結果が許容範囲外である場合は、ハンマーなどを用いて加工物をたたき、測定とたたきを繰り返し、許容範囲内になるまでこの作業を行うものである。しかしながら、この作業は、完全に人作業であるため、たたく位置と打力との関係を定量化するのが困難であった。
【０００４】
そこで、近年では、熟練した作業者による芯出しによらず、機械的な自動芯出し装置が 提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
特許文献１に記載の芯出し装置は、回転テーブルの回転角度位置を検知する回転角度位置検知器と、被加工物の径方向偏位を検出する径方向偏位検出器と、検知器の検知結果及び検出器の検出結果に基づき偏位すべき被加工物の回転角度及びその修正量を演算する演算制御回路と、修正ヘッドにより、回転中心側に向けて被加工物を押圧する修正機とを備えたものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の芯出し装置は、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段等を備えるものである。
【特許文献１】特開昭６０−２３８２５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５０２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載のものでは、修正ヘッドの機構の中に偏芯量を測定するためのデジタルスケールを有するものである。このため、装置全体の構造が複雑でコスト高となっていた。しかも、このような装置で大型加工物の芯出しを行う場合、修正ヘッドに大きな荷重がかかる。このため、このヘッドを支えている部材はこの荷重の反力を受ける。したがって、このような部材に偏芯量を測定するケージを取り付けることが精度的に困難であった。
【０００８】
また、特許文献２に記載のものでは、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段とを備えるものであるので、装置としては、前記特許文献１に記載のものと同等乃至それ以上に構造が複雑となっている。
【０００９】
本発明は、前記課題に鑑みて、装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の芯出し装置は、ワークを回転させるための回転テーブルと、この回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出する変位検出手段と、この変位検出手段にて検出された偏芯量をワークへの衝撃にて修正するハンマー手段とを備えたものである。
【００１１】
本発明の芯出し装置によれば、変位検出手段にてワークの偏芯量を検出することができる。ハンマー手段にて、ワークに対して衝撃力を付与することによって、また、検出された偏芯量を修正することができる。
【００１２】
前記変位検出手段は、ワークの偏芯大きさを検出する変位センサと、前記テーブルの回転角位相を検出する位相検出センサとを備え、変位センサにて検出した偏芯大きさと位相検出センサにて検出した回転角位相とに基づいて、予め設定された条件から最適打力を選択するものである。
【００１３】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出しを行うことができる。
【００１４】
ハンマー手段は、基端側の支点を中心とした旋回運動が可能なレバーと、このレバーの先端に付設される錘とを備え、錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によって錘にてワークへ衝撃力を付与するのが好ましい。このように設定することによって、レバーは基端側の支点を中心として揺動自在となっており、ワークへの衝撃によるハンマー手段への衝撃反力を緩和することができる。
【００１５】
ワークが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であっても、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であってもよい。また、ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００１６】
本発明の芯出し方法は、芯出し回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出し、ハンマー手段にてワークへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値になるまで前記芯出し動作を繰り返すものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、検出された偏芯量に応じて、ハンマー手段にてワークに対して衝撃力を付与すればよく、簡単に芯出しを行うことができる。
【００１８】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出しを行うことができ、比較的高精度の芯出しを行うことができる。
【００１９】
錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークへ衝撃力を付与するものでは、支点を中心とした錘の旋回運動による衝突エネルギー（衝撃力）を付与することになる。このため、水平方向に物体を移動させる押圧力に比べて小さい力で物体を動かすことが可能である。しかも、ハンマー手段への衝撃反力を緩和することができ、装置としての耐久性の向上を図ることができ、長期にわたって安定した芯出しを行うことができる。また、ハンマー手段自体が反力吸収構造を構成するので、反力吸収構造を別途構成する必要がなく、装置全体としての省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
【００２０】
芯出し装置が縦型旋盤及び横型旋盤に用いられたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いられたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図３は本発明に係る芯出し装置を示し、この芯出し装置は、ワークＷが載置される回転テーブル１と、この回転テーブル１をその軸心廻りに回転させる駆動機構２と、回転テーブル１上のワークＷ（ベアリングの内輪や外輪等の輪状加工物）へ衝撃力を付与する衝撃力付与構造３とを備える。
【００２４】
駆動機構２は、回転テーブル１の中心軸５をその軸心を中心に回転自在に支持する軸受構造体６と、駆動用モータ７と、この駆動用モータ７の出力軸８と前記中心軸５とを連動連結する連動部材９とを備える。連動部材９は、回転テーブル１の中心軸５に装着されたスプロケット１１と、駆動用モータ７の出力軸８に装着されたスプロケット１２と、これらスプロケット１１，１２に掛け回されるチェーン（図示省略）とを備える。軸受構造体６と駆動用モータ７とは基台１０に支持されている。基台１０は、基板１４と、この基板１４を支持する脚体１５とを備える。また、脚体１５のコーナ部下端にアジャスタ１９が付設されている。
【００２５】
このため、駆動用モータ７が駆動すれば、その出力軸８の回転が連動部材９を介して中心軸５に伝達され、回転テーブル１がその軸心廻りに回転する。なお、スプロケット１１，１２間には、チェーンに張力を付与する張力付与機構２３が設けられている。すなわち、張力付与機構２３は回転盤２４を有し、この回転盤２４にてチェーンを外側から押圧する。これによって、チェーンに張力を付与する。
【００２６】
回転テーブル１には、複数のワーク受け１３が周方向に沿って所定ピッチで配設されている。このワーク受け１３は、回転テーブル１に固定される水平部１６と、この水平部１６の外径側から立設される鉛直部１７とからなり、この鉛直部１７の上端面１７ａにてワークＷを受けることになる。
【００２７】
また、ワーク受け１３の外周側に、周方向に沿って所定ピッチに複数個のラフガイド１８が設けられている。ワークＷの下端面と、外径面とのコーナ部を案内する案内面２０を有する。すなわち、ラフガイド１８は、回転テーブル１に固定される水平部２１と、この水平部２１の内径側から立設される鉛直部２２とを備え、この鉛直部２２の上部内径側にテーパ面が設けられ、このテーパ面が前記案内面２０を形成する。ワークＷを回転テーブル１に載置したときに、ワークＷの芯ずれ量（偏芯量）が過大にならないように、平面的に見て、ワークＷの外径面よりも、数ミリ程度に大きい円弧上にラフガイド１８の案内面２０を配置する。
【００２８】
衝撃力付与構造３は基台１０の基板１４から立設される支持柱５６に設置される。この衝撃力付与構造３は、図５に示すように、ワークＷに衝撃力を付与するハンマー手段２５を備える。ハンマー手段２５は、正面視において倒立Ｌ字状のレバー２６と、このレバー２６の下端に付設される錘２７とを備える。レバー２６は、上下方向に延びる長片部２６ａと、この長片部２６ａの上端から略直角に折れ曲がる短片２６ｂとからなり、その下端、つまり長片部２６ａの下端に錘２７が連設されている。なお、図１に示すように、支持柱５６は、支柱部５６ａと、この支柱部５６ａの上端に連設される受け盤５６ｂとを備える。
【００２９】
レバー２６は、その上端部（長片部２６ａと短片２６ｂとコーナ部）に、揺動の支点Ａとなる枢支部２８が支持板３０（前記支持柱５６の受け盤５６ｂに固定されている）に枢着され、この支点Ａを中心に矢印Ｂ、Ｃのように揺動する。すなわち、図６に示すように、レバー２６に軸受（枢支部）２８を嵌着し、この軸受２８に支持板３０から突設される軸部材３４を挿入固定される。これによって、レバー２６は軸部材廻りにレバー２６が揺動することになる。なお、軸部材３４は、そのねじ軸部３４ａが支持板３０に挿通され、ナット部材４４が螺着されてこの支持板３０に固着される。
【００３０】
レバー２６の短片２６ｂには小径ローラ３１が設けられ、この小径ローラ３１は押し上げ用シリンダ機構３２にて押し上げられる。すなわち、押し上げ用シリンダ機構３２は、シリンダ本体３２ａが支持板３０側に固定され、ピストンロッド３２ｂの先端に小径ローラ３１を押圧する押圧体３３が付設されている。このため、押し上げ用シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂが伸びれば、押圧体３３を介して小径ローラ３１が押し上げられ、レバー２６が支点Ａを中心に矢印Ｂ方向に揺動する。
【００３１】
レバー２６は、引っ張り機構３５にてその短片２６ｂが下方に引っ張られる。すなわち、引っ張り機構３５は、アーム３６と、このアーム３６に固着される弾性材支持ロッド３７と、レバー２６の短片２６ｂに固着される弾性材支持体３８と、弾性材支持ロッド３７と弾性材支持体３８とに支持されるコイルスプリングからなる弾性材３９とを備える。弾性材支持ロッド３７は、その先端に引っ掛け孔を有するねじ軸部材からなり、アーム３６に設けられるナット部材４２に螺合している。また、弾性材支持体３８は、図６に示すように、レバー２６の短片２６ｂから突設される支持ピン４０を備え、支持ピン４０に係止溝４１が設けられている。したがって、弾性材３９は、その一端部が弾性材支持体３８の支持ピン４０の係止溝４１に係止し、その他端部が弾性材支持ロッド３７の引っ掛け孔に係止している。これによって、レバー２６の短片２６ｂが下方へ弾発付勢されている。
【００３２】
この場合、図６に示すように、このレバー２６の振り下ろし角度を決定する角度決定機構４５を備える。角度決定機構４５は、例えば１軸アクチュエータから構成される上下動機構４６と、この上下動機構４６の可動テーブル４７に付設される連結構造部４８とを備える。
【００３３】
連結構造部４８は、水平方向に沿って配設される連結用ピン４９と、この連結用ピン４９を水平方向に往復動させる往復動機構５０とを備える。往復動機構５０は、シリンダ機構５１と、このシリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂの先端に付設されるピン受け体５２とを備える。ピン受け体５２は有底短筒体からなり、その底壁５２ａにピストンロッド５１ｂの先端が螺着されている。また、ピン受け体５２の開口部には、内鍔部５２ｂが設けられ、この開口部に連結用ピン４９の一端部（基端部）が挿入されている。この場合、上下動機構４６の可動テーブル４７の上下動によって、往復動機構５０および連結用ピン４９が上下動する。
【００３４】
連結用ピン４９は軸受５３で支持され、この軸受５３とピン受け体５２との間にコイルスプリングからなる弾性材５４が介在されている。このため、シリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂが図６に示すように延びた状態では、レバー２６の短片２６ｂの裏面の先端部に設けられている嵌合孔５５に連結用ピン４９の他端部（先端部）が嵌合する。また、図６に示す状態からシリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂが縮んだ状態では、ピストンロッド５１ｂの先端部の嵌合孔５５の嵌合が解除される。
【００３５】
前記引っ張り機構３５は調整機構６０にて張力が調整される。調整機構６０は、前記アーム３６を上下動させる上下動機構６１を備える。図７に示すように、上下動機構６１は、シリンダ機構６２と、このシリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂの先端部が連結されるブロック体６３と、このブロック体６３の上下動を案内するリニアガイド機構６４とを備える。リニアガイド機構６４は、ブロック体６３に固定される上下動体６６と、この上下動体６６の上下動をガイドするガイドレール６７とを備える。なお、ピストンロッド６２ｂとブロック体６３とは連結部材６５を介して連結されている。
【００３６】
したがって、シリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂを延ばせば、アーム３６が下降し、弾性材３９の弾性引っ張り力が大きくなり、シリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂを縮めれば、弾性材３９の弾性引っ張り力が小さくなる。
【００３７】
ところで、レバー２６の短片２６ｂを押し上げた状態において、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを縮めて、ピストンロッド５１ｂの先端部の嵌合孔５５の嵌合が解除されれば、錘２７及び引っ張り機構３５の弾性力によって、レバー２６が支点Ａを中心に矢印Ｃ方向に揺動して、ワークＷを打撃することになる。この際、レバー２６は支点Ａを中心に自由に揺動するので、ハンマー手段２５による衝撃の反力を吸収することができる。このため、レバー２６は反力吸収機構（枢支部２８）にて支持されているといえる。
【００３８】
なお、前記小径ローラ３１の近傍には、ハンマー手段２５のレバーの高さ位置を検出する近接センサ４３が配置されている。位置検出センサとしては、変位センサを用いることもできる。この近接センサは、レバー短片２６ｂの下降端を検出する目的と、錘が所定の振り上げ角から下降端に達するまでの所要時間の計測に用いる。所要時間の計測を行う方法としては、近接センサ以外の場合は、非接触式のフォトセンサや差動トランスなどの接触式センサであってもよい。
【００３９】
この装置は、打撃位置及び打撃力が自動的に設定されて、芯出し動作が行われる。このため、図１に示すように制御部８１が設けられる。すなわち、前記回転テーブル１等はケーシング８０内に収納され、このケーシング８０に制御部８１が付設されている。
【００４０】
制御部８１としては、図８に示すように、ワークＷの偏芯量の収束値を設定する設定手段７５と、ワークＷの偏芯量を検出する変位検出手段７０と、データテーブル収容手段７６と、制御手段７７とを備える。
【００４１】
設定手段７５にて設定される収束値は、許容できるワークＷの芯ずれの収束値であって、本発明では、この収束値以内になるまで芯出し動作が行われる。変位検出手段７０は、図４に示すように、ワークＷの偏芯大きさを検出する変位センサ７１と、前記テーブル１の回転角位相を検出する位相検出センサ７２とを備える。なお、変位センサ７１は、基台１０の基板１４から立設される支持柱７９に設置されている。支持柱７９は、支柱部７９ａと、この支柱部７９ａの上端に連設される受け盤７９ｂとを備える。
【００４２】
変位センサ７１は衝撃力付与構造３に近接して配置される。変位センサ７１は、ワークの偏芯大きさを検出することができればよいので、非接触式であっても、接触式であってもよく種々のタイプのものを使用することができる。
【００４３】
位相検出センサ７２は、この場合、近接センサ７３を使用している。近接センサとは、リミットスイッチやマイクロスイッチなどの機械式スイッチにかわるもので非接触で検出物体が近づいたことを検出するセンサである。おもな近接センサは動作原理の違いにより、次の3つのタイプに大別される。電磁誘導を利用した高周波発振型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電容量型の3つである。なお、この近接センサ７３も、図示省略するが、基台１０の基板１４から立設される支持柱に設置される。
【００４４】
この実施形態では、回転テーブル１の外周面１ａに周方向に沿って所定ピッチ（定ピッチ）に複数の凹部（ドグ）７４を設け、この凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出するようにしている。すなわち、凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出することによって、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントするようにしている。
【００４５】
制御手段７７は、変位センサ７１で得られた偏芯量とテーブル１の回転角位相を検出する近接センサ７３との情報から、偏芯の最大位置（回転角位相）を演算する。また、どの位置をどのデータテーブル（前記データテーブル収容手段にて収容されているデータテーブル）の条件（打力）で叩けば良いかを決定して、ハンマー手段２５に指令を出す。また、予め設定した収束値以内に偏芯量が収まるまで芯出し指令を出す。変位検出手段７０と制御手段７７の制御は，ＰＬＣ（Programable Logic controller）を用いて行われる。
【００４６】
打角（打力または衝撃力）を選択する前記データテーブルは、ハンマー手段２５のレバー２６を振り下ろす角度を決めるための１軸アクチュエータである上下動機構４６による連結用ピン４９の位置決め高さと、振り下ろし角（レバーのなす角度）の状態から振り下ろされて錘２７がワークＷに衝突するまでの時間（角速度）の2種類を作成する。このデータテーブルは例えば５段階程度用意しておく。
【００４７】
この際、ワーク外周のハンマー手段２５の近傍にダイヤルゲージを当てて、手動操作により１０回程度の叩き動作を行い、その時のワークＷの移動量（芯ずれ補正量）のサンプリング（ダイヤルゲージによる測定）を行って、移動量の平均値を求める。これらの作業を５段階行う。この場合、上下動機構４６の位置決め（データテーブルで設定する位置決め高さ）後にシリンダ機構３２にてレバー２６を持ち上げ、連結用ピン４９を前進させてレバー２６の嵌合孔５５に連結用ピン４９の先端部を嵌合させ、レバー２６を振り下ろし高さに位置決めし、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを下降させる。その後、レバー２６の嵌合孔５５から連結用ピン４９の嵌合を解除する。これによって、レバー２６がその支点Ａを中心に矢印Ｃのように揺動して、錘２７にてワークＷの外周面を打撃することができる。
【００４８】
次に、前記のように構成された芯出し装置を使用した芯出し方法を図９等を用いて説明する。まず、ステップＳ１に示すように、このワークＷに対する芯出し収束値を設定する。次に、ステップＳ２に示すように、ワーク（被加工物）Ｗを回転テーブル１に搭載する。すなわち、ワーク受け１３上に載置する。この際、ステップＳ３に示すように、ラフガイド１８に大まかな芯出しを行う（実施する）。以上が準備工程である。
【００４９】
次にステップＳ４に示すように、自動スタートを指令する。これによって、ステップＳ５に示すように、位相検出センサ７２（変位計測用センサ）をワーク（被加工物）Ｗに接触させる。その状態で、ステップＳ６に示すように、回転テーブル１の回転駆動が開始される。この回転にともなって、ステップＳ７に示すように、ワーク（被加工物）Ｗの偏芯量を変位センサ７１にて計測する。
【００５０】
ステップＳ８に示すように、芯ずれの最大値と回転テーブル１の回転角度位相を演算して、ステップＳ９に示すように、データテーブルから最適な打力を選定する。そして、ステップＳ１０に示すように、ハンマー手段２５に芯出し指令を指示する。
【００５１】
偏芯量を検出する変位センサ７１と芯出し動作を行うハンマー手段２５との強調動作について説明する。この際、回転テーブル１の外周に一定間隔（決められた角度）で設けた凹部（ドグ）７４と回転テーブル１近傍に設けた近接センサ７３により、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントできるようにする。また、機械的に設けた凹部（ドグ）７４では細かな間隔が取れないため、電気的に必要に応じて分割を行い、角度検出の精度を上げる。そして、回転テーブル１には、１周する間に1回出力する原点センサを設ける。
【００５２】
設定されたテーブル回転数によって得られる角速度を求める。以上の条件で得られる角速度と位相検出用近接センサ及び原点センサから得られたデータを元に、テーブル１の原点位置から見て何度の位置に振れの最大位置があるかを特定する。この特定された情報を使って、偏芯の最大位置に対してハンマーの叩くタイミング（進み角）を演算する。これらの制御により、回転テーブル１の設定速度を変更しても、常に変位センサ７１で求めた偏芯最大位置からどの程度テーブルを進めた位置を叩けばよいかが分かる。当然、レバー２６の振り下ろし角を大きくすると、ハンマー手段２５が旋回運動する角速度が速くなるためデータテーブルで得られる条件も考慮して叩き位置を演算する。
【００５３】
データテーブルのパラメータから得られた１軸アクチュエータ（上下動機構４６）の高さ方向の位置決めを行う。次に、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを延ばし、レバー２６の短片２６ｂを持ち上げ、この状態で、シリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂを延ばし、連結用ピン４９をレバー２６の短片２６ｂの嵌合孔５５に嵌合させる。これによって、レバー２６の打角が決定される。その後、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを縮めて、ピストンロッド３２ｂをレバー２６の小径ローラ３１から離間させる。そして、レバー２６の嵌合孔５５から連結用ピン４９の嵌合を解除する。これによって、レバー２６がその支点Ａを中心に矢印Ｃのように揺動して、錘２７にてワークＷの外周面を打撃することができ、芯出し動作を行うことができる。
【００５４】
その後は、ステップＳ１１へ移行して、芯ずれが収束値以内かを判断する。すなわち、芯ずれが収束値以内であれば、芯出し動作を終了（完了）し、芯ずれが収束値に入っていなければ、ステップＳ７に戻る。
【００５５】
本発明では、検出された偏芯量に応じて、ハンマー手段２５にてワークＷに対して衝撃力を付与すればよく、簡単に芯出しを行うことができる。
【００５６】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出し行うことができ、比較的高精度の芯出しを行うことができる。
【００５７】
レバー２６の旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークＷへ衝撃力を付与するものでは、支点Ａを中心とした錘２７の旋回運動による衝突エネルギー（衝撃力）を付与することになる。このため、水平方向に物体を移動させる押圧力に比べて小さい力で物体を動かすことが可能である。しかも、ハンマー手段２５への衝撃反力を緩和することができ、装置としての耐久性の向上を図ることができ、長期にわたって安定した芯出しを行うことができる。また、ハンマー手段２５自体が反力吸収構造を構成するので、反力吸収構造を別途構成する必要がなく、装置全体としての省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
【００５８】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【００５９】
ところで、ワークＷが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であったり、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であったりする。このように、本発明にかかる芯出し装置は、縦型旋盤及び横型旋盤に用いたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。また、ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、予め用意するデータテーブルは、５段階に限るものではなく、増減は任意である。また、ワークの移動量（芯ずれ補正量）のサンプリングを行う際の手動操作による打撃の回数も１０回に限るものではない。また、近接センサ用の凹部７４の数の増減も任意であるが、少なすぎると、測定精度が低下し、多すぎると、加工性に劣ることになる。このため、ワークＷの大きさ、回転テーブル１の回転速度等に応じて、凹部７４の数を種々設定できる。また、凹部７４の大きさとしては、使用するセンサが検出可能な範囲で種々変更することができる。錘２７の大きさや重さも、最適打力を得る範囲で種々変更することができる。なお、ワークＷとしては、ベアリングの内輪や外輪に限らず、輪状加工物ではない円盤状加工物等であってもよい。また、ワーク姿勢は、軸垂直であっても軸水平であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の芯出し装置の正面図である。
【図２】前記芯出し装置の背面図である。
【図３】前記芯出し装置の平面図である。
【図４】前記芯出し装置の要部拡大平面図である。
【図５】前記芯出し装置のハンマー手段を示す拡大図である。
【図６】前記芯出し装置のハンマー手段の平面図である。
【図７】前記芯出し装置のハンマー手段の要部拡大図である。
【図８】前記芯出し装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図９】本発明の芯出し方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転テーブル
２５ ハンマー手段
２６ レバー
２７ 錘
７０ 変位検出手段
７１ 変位センサ
７２ 位相検出センサ
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯出し装置および芯出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の内輪や外輪等のリング状体の構造物（輪状工作物）を製造する場合、輪状工作物に対して、旋盤工程や研削工程を行う。そして、このような工程においては、芯出し装置によって、輪状工作物（ワーク）に対して芯出しを行う必要がある。
【０００３】
従来、大型軸受等の輪状工作物の研削を行う場合は、研削盤の上にワークを仮置きし、熟練した作業者が芯ずれを計測するためのゲージを加工物の外周に当て、加工物を回転させながら1周する間の振れ量を計測する。そして、ハンマーを使って振れの最大位置付近を叩くことで所定の芯出しを行っている。すなわち、このような作業者の人手による芯出し作業では、熟練した作業者がダイヤルゲージの偏芯量を測定し、測定した結果が許容範囲外である場合は、ハンマーなどを用いて加工物をたたき、測定とたたきを繰り返し、許容範囲内になるまでこの作業を行うものである。しかしながら、この作業は、完全に人作業であるため、たたく位置と打力との関係を定量化するのが困難であった。
【０００４】
そこで、近年では、熟練した作業者による芯出しによらず、機械的な自動芯出し装置が 提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
特許文献１に記載の芯出し装置は、回転テーブルの回転角度位置を検知する回転角度位置検知器と、被加工物の径方向偏位を検出する径方向偏位検出器と、検知器の検知結果及び検出器の検出結果に基づき偏位すべき被加工物の回転角度及びその修正量を演算する演算制御回路と、修正ヘッドにより、回転中心側に向けて被加工物を押圧する修正機とを備えたものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の芯出し装置は、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段等を備えるものである。
【特許文献１】特開昭６０−２３８２５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５０２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載のものでは、修正ヘッドの機構の中に偏芯量を測定するためのデジタルスケールを有するものである。このため、装置全体の構造が複雑でコスト高となっていた。しかも、このような装置で大型加工物の芯出しを行う場合、修正ヘッドに大きな荷重がかかる。このため、このヘッドを支えている部材はこの荷重の反力を受ける。したがって、このような部材に偏芯量を測定するケージを取り付けることが精度的に困難であった。
【０００８】
また、特許文献２に記載のものでは、第１計測手段と、第１位置調整手段と、第２計測手段と、第２位置調整手段と、位置固定手段と、制御手段とを備えるものであるので、装置としては、前記特許文献１に記載のものと同等乃至それ以上に構造が複雑となっている。
【０００９】
本発明は、前記課題に鑑みて、装置全体の簡素化を図ることができ、しかも、ワークに対して安定して芯出しを行うことが可能な芯出し装置および芯出し方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の芯出し装置は、ワークを回転させるための回転テーブルと、この回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出する変位検出手段と、この変位検出手段にて検出された偏芯量をワークへの衝撃にて修正するハンマー手段とを備えたものである。
【００１１】
本発明の芯出し装置によれば、変位検出手段にてワークの偏芯量を検出することができる。ハンマー手段にて、ワークに対して衝撃力を付与することによって、また、検出された偏芯量を修正することができる。
【００１２】
前記変位検出手段は、ワークの偏芯大きさを検出する変位センサと、前記テーブルの回転角位相を検出する位相検出センサとを備え、変位センサにて検出した偏芯大きさと位相検出センサにて検出した回転角位相とに基づいて、予め設定された条件から最適打力を選択するものである。
【００１３】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出しを行うことができる。
【００１４】
ハンマー手段は、基端側の支点を中心とした旋回運動が可能なレバーと、このレバーの先端に付設される錘とを備え、錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によって錘にてワークへ衝撃力を付与するのが好ましい。このように設定することによって、レバーは基端側の支点を中心として揺動自在となっており、ワークへの衝撃によるハンマー手段への衝撃反力を緩和することができる。
【００１５】
ワークが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であっても、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であってもよい。また、ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００１６】
本発明の芯出し方法は、芯出し回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出し、ハンマー手段にてワークへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値になるまで前記芯出し動作を繰り返すものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、検出された偏芯量に応じて、ハンマー手段にてワークに対して衝撃力を付与すればよく、簡単に芯出しを行うことができる。
【００１８】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出しを行うことができ、比較的高精度の芯出しを行うことができる。
【００１９】
錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークへ衝撃力を付与するものでは、支点を中心とした錘の旋回運動による衝突エネルギー（衝撃力）を付与することになる。このため、水平方向に物体を移動させる押圧力に比べて小さい力で物体を動かすことが可能である。しかも、ハンマー手段への衝撃反力を緩和することができ、装置としての耐久性の向上を図ることができ、長期にわたって安定した芯出しを行うことができる。また、ハンマー手段自体が反力吸収構造を構成するので、反力吸収構造を別途構成する必要がなく、装置全体としての省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
【００２０】
芯出し装置が縦型旋盤及び横型旋盤に用いられたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いられたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図３は本発明に係る芯出し装置を示し、この芯出し装置は、ワークＷが載置される回転テーブル１と、この回転テーブル１をその軸心廻りに回転させる駆動機構２と、回転テーブル１上のワークＷ（ベアリングの内輪や外輪等の輪状加工物）へ衝撃力を付与する衝撃力付与構造３とを備える。
【００２４】
駆動機構２は、回転テーブル１の中心軸５をその軸心を中心に回転自在に支持する軸受構造体６と、駆動用モータ７と、この駆動用モータ７の出力軸８と前記中心軸５とを連動連結する連動部材９とを備える。連動部材９は、回転テーブル１の中心軸５に装着されたスプロケット１１と、駆動用モータ７の出力軸８に装着されたスプロケット１２と、これらスプロケット１１，１２に掛け回されるチェーン（図示省略）とを備える。軸受構造体６と駆動用モータ７とは基台１０に支持されている。基台１０は、基板１４と、この基板１４を支持する脚体１５とを備える。また、脚体１５のコーナ部下端にアジャスタ１９が付設されている。
【００２５】
このため、駆動用モータ７が駆動すれば、その出力軸８の回転が連動部材９を介して中心軸５に伝達され、回転テーブル１がその軸心廻りに回転する。なお、スプロケット１１，１２間には、チェーンに張力を付与する張力付与機構２３が設けられている。すなわち、張力付与機構２３は回転盤２４を有し、この回転盤２４にてチェーンを外側から押圧する。これによって、チェーンに張力を付与する。
【００２６】
回転テーブル１には、複数のワーク受け１３が周方向に沿って所定ピッチで配設されている。このワーク受け１３は、回転テーブル１に固定される水平部１６と、この水平部１６の外径側から立設される鉛直部１７とからなり、この鉛直部１７の上端面１７ａにてワークＷを受けることになる。
【００２７】
また、ワーク受け１３の外周側に、周方向に沿って所定ピッチに複数個のラフガイド１８が設けられている。ワークＷの下端面と、外径面とのコーナ部を案内する案内面２０を有する。すなわち、ラフガイド１８は、回転テーブル１に固定される水平部２１と、この水平部２１の内径側から立設される鉛直部２２とを備え、この鉛直部２２の上部内径側にテーパ面が設けられ、このテーパ面が前記案内面２０を形成する。ワークＷを回転テーブル１に載置したときに、ワークＷの芯ずれ量（偏芯量）が過大にならないように、平面的に見て、ワークＷの外径面よりも、数ミリ程度に大きい円弧上にラフガイド１８の案内面２０を配置する。
【００２８】
衝撃力付与構造３は基台１０の基板１４から立設される支持柱５６に設置される。この衝撃力付与構造３は、図５に示すように、ワークＷに衝撃力を付与するハンマー手段２５を備える。ハンマー手段２５は、正面視において倒立Ｌ字状のレバー２６と、このレバー２６の下端に付設される錘２７とを備える。レバー２６は、上下方向に延びる長片部２６ａと、この長片部２６ａの上端から略直角に折れ曲がる短片２６ｂとからなり、その下端、つまり長片部２６ａの下端に錘２７が連設されている。なお、図１に示すように、支持柱５６は、支柱部５６ａと、この支柱部５６ａの上端に連設される受け盤５６ｂとを備える。
【００２９】
レバー２６は、その上端部（長片部２６ａと短片２６ｂとコーナ部）に、揺動の支点Ａとなる枢支部２８が支持板３０（前記支持柱５６の受け盤５６ｂに固定されている）に枢着され、この支点Ａを中心に矢印Ｂ、Ｃのように揺動する。すなわち、図６に示すように、レバー２６に軸受（枢支部）２８を嵌着し、この軸受２８に支持板３０から突設される軸部材３４を挿入固定される。これによって、レバー２６は軸部材廻りにレバー２６が揺動することになる。なお、軸部材３４は、そのねじ軸部３４ａが支持板３０に挿通され、ナット部材４４が螺着されてこの支持板３０に固着される。
【００３０】
レバー２６の短片２６ｂには小径ローラ３１が設けられ、この小径ローラ３１は押し上げ用シリンダ機構３２にて押し上げられる。すなわち、押し上げ用シリンダ機構３２は、シリンダ本体３２ａが支持板３０側に固定され、ピストンロッド３２ｂの先端に小径ローラ３１を押圧する押圧体３３が付設されている。このため、押し上げ用シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂが伸びれば、押圧体３３を介して小径ローラ３１が押し上げられ、レバー２６が支点Ａを中心に矢印Ｂ方向に揺動する。
【００３１】
レバー２６は、引っ張り機構３５にてその短片２６ｂが下方に引っ張られる。すなわち、引っ張り機構３５は、アーム３６と、このアーム３６に固着される弾性材支持ロッド３７と、レバー２６の短片２６ｂに固着される弾性材支持体３８と、弾性材支持ロッド３７と弾性材支持体３８とに支持されるコイルスプリングからなる弾性材３９とを備える。弾性材支持ロッド３７は、その先端に引っ掛け孔を有するねじ軸部材からなり、アーム３６に設けられるナット部材４２に螺合している。また、弾性材支持体３８は、図６に示すように、レバー２６の短片２６ｂから突設される支持ピン４０を備え、支持ピン４０に係止溝４１が設けられている。したがって、弾性材３９は、その一端部が弾性材支持体３８の支持ピン４０の係止溝４１に係止し、その他端部が弾性材支持ロッド３７の引っ掛け孔に係止している。これによって、レバー２６の短片２６ｂが下方へ弾発付勢されている。
【００３２】
この場合、図６に示すように、このレバー２６の振り下ろし角度を決定する角度決定機構４５を備える。角度決定機構４５は、例えば１軸アクチュエータから構成される上下動機構４６と、この上下動機構４６の可動テーブル４７に付設される連結構造部４８とを備える。
【００３３】
連結構造部４８は、水平方向に沿って配設される連結用ピン４９と、この連結用ピン４９を水平方向に往復動させる往復動機構５０とを備える。往復動機構５０は、シリンダ機構５１と、このシリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂの先端に付設されるピン受け体５２とを備える。ピン受け体５２は有底短筒体からなり、その底壁５２ａにピストンロッド５１ｂの先端が螺着されている。また、ピン受け体５２の開口部には、内鍔部５２ｂが設けられ、この開口部に連結用ピン４９の一端部（基端部）が挿入されている。この場合、上下動機構４６の可動テーブル４７の上下動によって、往復動機構５０および連結用ピン４９が上下動する。
【００３４】
連結用ピン４９は軸受５３で支持され、この軸受５３とピン受け体５２との間にコイルスプリングからなる弾性材５４が介在されている。このため、シリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂが図６に示すように延びた状態では、レバー２６の短片２６ｂの裏面の先端部に設けられている嵌合孔５５に連結用ピン４９の他端部（先端部）が嵌合する。また、図６に示す状態からシリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂが縮んだ状態では、ピストンロッド５１ｂの先端部の嵌合孔５５の嵌合が解除される。
【００３５】
前記引っ張り機構３５は調整機構６０にて張力が調整される。調整機構６０は、前記アーム３６を上下動させる上下動機構６１を備える。図７に示すように、上下動機構６１は、シリンダ機構６２と、このシリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂの先端部が連結されるブロック体６３と、このブロック体６３の上下動を案内するリニアガイド機構６４とを備える。リニアガイド機構６４は、ブロック体６３に固定される上下動体６６と、この上下動体６６の上下動をガイドするガイドレール６７とを備える。なお、ピストンロッド６２ｂとブロック体６３とは連結部材６５を介して連結されている。
【００３６】
したがって、シリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂを延ばせば、アーム３６が下降し、弾性材３９の弾性引っ張り力が大きくなり、シリンダ機構６２のピストンロッド６２ｂを縮めれば、弾性材３９の弾性引っ張り力が小さくなる。
【００３７】
ところで、レバー２６の短片２６ｂを押し上げた状態において、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを縮めて、ピストンロッド５１ｂの先端部の嵌合孔５５の嵌合が解除されれば、錘２７及び引っ張り機構３５の弾性力によって、レバー２６が支点Ａを中心に矢印Ｃ方向に揺動して、ワークＷを打撃することになる。この際、レバー２６は支点Ａを中心に自由に揺動するので、ハンマー手段２５による衝撃の反力を吸収することができる。このため、レバー２６は反力吸収機構（枢支部２８）にて支持されているといえる。
【００３８】
なお、前記小径ローラ３１の近傍には、ハンマー手段２５のレバーの高さ位置を検出する近接センサ４３が配置されている。位置検出センサとしては、変位センサを用いることもできる。この近接センサは、レバー短片２６ｂの下降端を検出する目的と、錘が所定の振り上げ角から下降端に達するまでの所要時間の計測に用いる。所要時間の計測を行う方法としては、近接センサ以外の場合は、非接触式のフォトセンサや差動トランスなどの接触式センサであってもよい。
【００３９】
この装置は、打撃位置及び打撃力が自動的に設定されて、芯出し動作が行われる。このため、図１に示すように制御部８１が設けられる。すなわち、前記回転テーブル１等はケーシング８０内に収納され、このケーシング８０に制御部８１が付設されている。
【００４０】
制御部８１としては、図８に示すように、ワークＷの偏芯量の収束値を設定する設定手段７５と、ワークＷの偏芯量を検出する変位検出手段７０と、データテーブル収容手段７６と、制御手段７７とを備える。
【００４１】
設定手段７５にて設定される収束値は、許容できるワークＷの芯ずれの収束値であって、本発明では、この収束値以内になるまで芯出し動作が行われる。変位検出手段７０は、図４に示すように、ワークＷの偏芯大きさを検出する変位センサ７１と、前記テーブル１の回転角位相を検出する位相検出センサ７２とを備える。なお、変位センサ７１は、基台１０の基板１４から立設される支持柱７９に設置されている。支持柱７９は、支柱部７９ａと、この支柱部７９ａの上端に連設される受け盤７９ｂとを備える。
【００４２】
変位センサ７１は衝撃力付与構造３に近接して配置される。変位センサ７１は、ワークの偏芯大きさを検出することができればよいので、非接触式であっても、接触式であってもよく種々のタイプのものを使用することができる。
【００４３】
位相検出センサ７２は、この場合、近接センサ７３を使用している。近接センサとは、リミットスイッチやマイクロスイッチなどの機械式スイッチにかわるもので非接触で検出物体が近づいたことを検出するセンサである。おもな近接センサは動作原理の違いにより、次の3つのタイプに大別される。電磁誘導を利用した高周波発振型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電容量型の3つである。なお、この近接センサ７３も、図示省略するが、基台１０の基板１４から立設される支持柱に設置される。
【００４４】
この実施形態では、回転テーブル１の外周面１ａに周方向に沿って所定ピッチ（定ピッチ）に複数の凹部（ドグ）７４を設け、この凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出するようにしている。すなわち、凹部（ドグ）７４を近接センサ７３にて検出することによって、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントするようにしている。
【００４５】
制御手段７７は、変位センサ７１で得られた偏芯量とテーブル１の回転角位相を検出する近接センサ７３との情報から、偏芯の最大位置（回転角位相）を演算する。また、どの位置をどのデータテーブル（前記データテーブル収容手段にて収容されているデータテーブル）の条件（打力）で叩けば良いかを決定して、ハンマー手段２５に指令を出す。また、予め設定した収束値以内に偏芯量が収まるまで芯出し指令を出す。変位検出手段７０と制御手段７７の制御は，ＰＬＣ（Programable Logic controller）を用いて行われる。
【００４６】
打角（打力または衝撃力）を選択する前記データテーブルは、ハンマー手段２５のレバー２６を振り下ろす角度を決めるための１軸アクチュエータである上下動機構４６による連結用ピン４９の位置決め高さと、振り下ろし角（レバーのなす角度）の状態から振り下ろされて錘２７がワークＷに衝突するまでの時間（角速度）の2種類を作成する。このデータテーブルは例えば５段階程度用意しておく。
【００４７】
この際、ワーク外周のハンマー手段２５の近傍にダイヤルゲージを当てて、手動操作により１０回程度の叩き動作を行い、その時のワークＷの移動量（芯ずれ補正量）のサンプリング（ダイヤルゲージによる測定）を行って、移動量の平均値を求める。これらの作業を５段階行う。この場合、上下動機構４６の位置決め（データテーブルで設定する位置決め高さ）後にシリンダ機構３２にてレバー２６を持ち上げ、連結用ピン４９を前進させてレバー２６の嵌合孔５５に連結用ピン４９の先端部を嵌合させ、レバー２６を振り下ろし高さに位置決めし、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを下降させる。その後、レバー２６の嵌合孔５５から連結用ピン４９の嵌合を解除する。これによって、レバー２６がその支点Ａを中心に矢印Ｃのように揺動して、錘２７にてワークＷの外周面を打撃することができる。
【００４８】
次に、前記のように構成された芯出し装置を使用した芯出し方法を図９等を用いて説明する。まず、ステップＳ１に示すように、このワークＷに対する芯出し収束値を設定する。次に、ステップＳ２に示すように、ワーク（被加工物）Ｗを回転テーブル１に搭載する。すなわち、ワーク受け１３上に載置する。この際、ステップＳ３に示すように、ラフガイド１８に大まかな芯出しを行う（実施する）。以上が準備工程である。
【００４９】
次にステップＳ４に示すように、自動スタートを指令する。これによって、ステップＳ５に示すように、位相検出センサ７２（変位計測用センサ）をワーク（被加工物）Ｗに接触させる。その状態で、ステップＳ６に示すように、回転テーブル１の回転駆動が開始される。この回転にともなって、ステップＳ７に示すように、ワーク（被加工物）Ｗの偏芯量を変位センサ７１にて計測する。
【００５０】
ステップＳ８に示すように、芯ずれの最大値と回転テーブル１の回転角度位相を演算して、ステップＳ９に示すように、データテーブルから最適な打力を選定する。そして、ステップＳ１０に示すように、ハンマー手段２５に芯出し指令を指示する。
【００５１】
偏芯量を検出する変位センサ７１と芯出し動作を行うハンマー手段２５との強調動作について説明する。この際、回転テーブル１の外周に一定間隔（決められた角度）で設けた凹部（ドグ）７４と回転テーブル１近傍に設けた近接センサ７３により、テーブル１が１周する時のパルス数をカウントできるようにする。また、機械的に設けた凹部（ドグ）７４では細かな間隔が取れないため、電気的に必要に応じて分割を行い、角度検出の精度を上げる。そして、回転テーブル１には、１周する間に1回出力する原点センサを設ける。
【００５２】
設定されたテーブル回転数によって得られる角速度を求める。以上の条件で得られる角速度と位相検出用近接センサ及び原点センサから得られたデータを元に、テーブル１の原点位置から見て何度の位置に振れの最大位置があるかを特定する。この特定された情報を使って、偏芯の最大位置に対してハンマーの叩くタイミング（進み角）を演算する。これらの制御により、回転テーブル１の設定速度を変更しても、常に変位センサ７１で求めた偏芯最大位置からどの程度テーブルを進めた位置を叩けばよいかが分かる。当然、レバー２６の振り下ろし角を大きくすると、ハンマー手段２５が旋回運動する角速度が速くなるためデータテーブルで得られる条件も考慮して叩き位置を演算する。
【００５３】
データテーブルのパラメータから得られた１軸アクチュエータ（上下動機構４６）の高さ方向の位置決めを行う。次に、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを延ばし、レバー２６の短片２６ｂを持ち上げ、この状態で、シリンダ機構５１のピストンロッド５１ｂを延ばし、連結用ピン４９をレバー２６の短片２６ｂの嵌合孔５５に嵌合させる。これによって、レバー２６の打角が決定される。その後、シリンダ機構３２のピストンロッド３２ｂを縮めて、ピストンロッド３２ｂをレバー２６の小径ローラ３１から離間させる。そして、レバー２６の嵌合孔５５から連結用ピン４９の嵌合を解除する。これによって、レバー２６がその支点Ａを中心に矢印Ｃのように揺動して、錘２７にてワークＷの外周面を打撃することができ、芯出し動作を行うことができる。
【００５４】
その後は、ステップＳ１１へ移行して、芯ずれが収束値以内かを判断する。すなわち、芯ずれが収束値以内であれば、芯出し動作を終了（完了）し、芯ずれが収束値に入っていなければ、ステップＳ７に戻る。
【００５５】
本発明では、検出された偏芯量に応じて、ハンマー手段２５にてワークＷに対して衝撃力を付与すればよく、簡単に芯出しを行うことができる。
【００５６】
検出した検出値に基づいて最適打力を予め設定された条件から選択するものであるので、最適な芯出し行うことができ、比較的高精度の芯出しを行うことができる。
【００５７】
レバー２６の旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークＷへ衝撃力を付与するものでは、支点Ａを中心とした錘２７の旋回運動による衝突エネルギー（衝撃力）を付与することになる。このため、水平方向に物体を移動させる押圧力に比べて小さい力で物体を動かすことが可能である。しかも、ハンマー手段２５への衝撃反力を緩和することができ、装置としての耐久性の向上を図ることができ、長期にわたって安定した芯出しを行うことができる。また、ハンマー手段２５自体が反力吸収構造を構成するので、反力吸収構造を別途構成する必要がなく、装置全体としての省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
【００５８】
本発明の方法によれば、収束目標値になるまで芯出しすることができ、高精度の芯出しを行うことができる。
【００５９】
ところで、ワークＷが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であったり、縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であったりする。このように、本発明にかかる芯出し装置は、縦型旋盤及び横型旋盤に用いたり、縦型研削盤及び横型研削盤に用いたりすることができ、旋盤や研削盤による加工精度の向上を図ることができる。また、ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、予め用意するデータテーブルは、５段階に限るものではなく、増減は任意である。また、ワークの移動量（芯ずれ補正量）のサンプリングを行う際の手動操作による打撃の回数も１０回に限るものではない。また、近接センサ用の凹部７４の数の増減も任意であるが、少なすぎると、測定精度が低下し、多すぎると、加工性に劣ることになる。このため、ワークＷの大きさ、回転テーブル１の回転速度等に応じて、凹部７４の数を種々設定できる。また、凹部７４の大きさとしては、使用するセンサが検出可能な範囲で種々変更することができる。錘２７の大きさや重さも、最適打力を得る範囲で種々変更することができる。なお、ワークＷとしては、ベアリングの内輪や外輪に限らず、輪状加工物ではない円盤状加工物等であってもよい。また、ワーク姿勢は、軸垂直であっても軸水平であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の芯出し装置の正面図である。
【図２】前記芯出し装置の背面図である。
【図３】前記芯出し装置の平面図である。
【図４】前記芯出し装置の要部拡大平面図である。
【図５】前記芯出し装置のハンマー手段を示す拡大図である。
【図６】前記芯出し装置のハンマー手段の平面図である。
【図７】前記芯出し装置のハンマー手段の要部拡大図である。
【図８】前記芯出し装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図９】本発明の芯出し方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転テーブル
２５ ハンマー手段
２６ レバー
２７ 錘
７０ 変位検出手段
７１ 変位センサ
７２ 位相検出センサ
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを回転させるための回転テーブルと、この回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出する変位検出手段と、この変位検出手段にて検出された偏芯量をワークへの衝撃にて修正するハンマー手段とを備えたことを特徴とする芯出し装置。
【請求項２】
前記変位検出手段は、ワークの偏芯大きさを検出する変位センサと、前記テーブルの回転角位相を検出する位相検出センサとを備え、変位センサにて検出した偏芯大きさと位相検出センサにて検出した回転角位相とに基づいて、予め設定された条件から最適打力を選択することを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項３】
ハンマー手段は、基端側の支点を中心とした旋回運動が可能なレバーと、このレバーの先端に付設される錘とを備え、錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークへ衝撃力を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の芯出し装置。
【請求項４】
前記ワークが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項５】
前記ワークが縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項６】
ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができることを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項７】
回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出し、ハンマー手段にてワークへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すことを特徴とする芯出し方法。
【請求項１】
ワークを回転させるための回転テーブルと、この回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出する変位検出手段と、この変位検出手段にて検出された偏芯量をワークへの衝撃にて修正するハンマー手段とを備えたことを特徴とする芯出し装置。
【請求項２】
前記変位検出手段は、ワークの偏芯大きさを検出する変位センサと、前記テーブルの回転角位相を検出する位相検出センサとを備え、変位センサにて検出した偏芯大きさと位相検出センサにて検出した回転角位相とに基づいて、予め設定された条件から最適打力を選択することを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項３】
ハンマー手段は、基端側の支点を中心とした旋回運動が可能なレバーと、このレバーの先端に付設される錘とを備え、錘とレバーの旋回角の大きさと旋回速度とで決まる角速度によってワークへ衝撃力を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の芯出し装置。
【請求項４】
前記ワークが縦型旋盤及び横型旋盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項５】
前記ワークが縦型研削盤及び横型研削盤における加工物であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の芯出し装置。
【請求項６】
ワークの偏芯量を検出後に、ワーク回転を停止させた状態でも偏芯量を修正することができることを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項７】
回転テーブルを介して回転しているワークの偏芯量を検出し、ハンマー手段にてワークへ衝撃力を付与して前記偏芯量を修正する芯出し動作を行い、偏芯量が予め設定された収束目標値まで前記芯出し動作を繰り返すことを特徴とする芯出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８２７４５（Ｐ２０１０−８２７４５Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５４０６７（Ｐ２００８−２５４０６７）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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