專利名稱：工件加工裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有加工工具的工件加工裝置，該加工工具與工件的被加工面接觸而磨削工件。
背景技術：
在鑄件的情況下，去除直澆口或毛刺的去毛刺加工是不可缺少的，開發(fā)了各種各樣的自動磨削這種毛刺的去毛刺裝置(例如，參照日本特開平11-254286號公報)。
在此，對以往的去毛刺裝置進行說明。
去毛刺裝置具有工件保持部件，保持成為去毛刺對象的被加工件；加工部件，設有圓盤狀的磨削磨具。
工件保持部件使多條臂在同一水平面內(nèi)可轉(zhuǎn)動地相互連結；使保持著的被加工件的被加工面相對于加工部件朝向磨削磨具后，移動被加工件以使得加工部件按照預先設定的順序?qū)Ρ患庸ぜ囊?guī)定部位進行磨削。
另外，加工部件在其馬達的旋轉(zhuǎn)軸上安裝有圓盤狀的旋轉(zhuǎn)磨具，通過驅(qū)動馬達來驅(qū)動磨具旋轉(zhuǎn)。另外，在此采用通常在機床上使用的通用馬達(AC馬達等)。

發(fā)明內(nèi)容
在以往的工件加工裝置中，用作驅(qū)動加工工具的馬達一般使用通用馬達。
但是，在以往的通用馬達中，即使在加工結束后關閉電源，馬達仍會因慣性而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時間(所謂的空轉(zhuǎn))。在該空轉(zhuǎn)時，由于加工工具也一起繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此雖然作業(yè)者已關閉了電源，但輕易地靠近加工工具也是危險的。因此，有必要在加工工具的周圍設置罩子以使得作業(yè)者不會接觸加工工具，這就存在成本伴隨結構復雜化且零件數(shù)量增加等而上升的問題。
另外，這種工件加工裝置不僅是在加工工具的周圍設置罩子；而且為了不使磨削出的粉塵飛散，用罩子覆蓋整個裝置。但是，為了安裝和卸下被加工件，在裝置的正面設有活門來進行控制，使得只在加工工具沒有動作時打開活門。
但是，當用產(chǎn)生空轉(zhuǎn)的通用馬達驅(qū)動加工工具時，為了防止危險，從關閉馬達的電源一直到空轉(zhuǎn)結束前，都不能打開活門，由于不能使馬達電源的接通、斷開和活門的開閉動作連動，因此存在不能進行快速作業(yè)的問題。
因此，本發(fā)明要解決上述問題，其目的在于提供一種工件加工裝置，該工件加工裝置使驅(qū)動加工工具的驅(qū)動部件即馬達不產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，而可以不在加工工具的周圍設置罩子之類，不使打開活門的時刻遲于馬達的停止時刻。
采用本發(fā)明的工件加工裝置，該工件加工裝置具有底座、設置在該底座上的工件保持部件、及磨削工具等加工工具，并且驅(qū)動該加工工具旋轉(zhuǎn)來加工保持在工件保持部件上的工件；其特征在于，作為驅(qū)動上述加工工具旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件，具有的伺服馬達。
由于如該結構那樣采用伺服馬達，因此沒有空轉(zhuǎn)，可在切斷馬達電源的同時停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，沒有必要為了防止危險而在加工工具的周圍設置保護用的罩子。而且，也可以在切斷馬達電源的同時打開活門。還由于在伺服馬達中轉(zhuǎn)速被控制為恒定，因此轉(zhuǎn)矩也恒定，加工時的加工能力提高。另外，也可以在上述伺服馬達減速時積蓄再生能量。
另外，上述加工工具是呈圓盤狀的、其端部邊緣抵接于上述工件而磨削工件的磨削工具；其特征也可以在于，經(jīng)安裝構件安裝在伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上，該安裝構件相對于該伺服馬達旋轉(zhuǎn)軸不可旋轉(zhuǎn)地安裝在伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上，上述磨削工具被位于偏離伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸線的位置的多個螺栓安裝在上述安裝構件上。
即，如果是以往的通用馬達，那么在旋轉(zhuǎn)停止時由于空轉(zhuǎn)而暫時因慣性向同方向旋轉(zhuǎn)，再慢慢地停止下來。因而，以往的磨削工具和旋轉(zhuǎn)軸的安裝采用圖6所示的結構。根據(jù)該以往的安裝結構，在磨削工具10的中心形成有使馬達的旋轉(zhuǎn)軸11的前端部11a貫通并凸出的安裝用孔12，在該安裝用孔12內(nèi)插入馬達的旋轉(zhuǎn)軸11的前端部11a并使其貫通。在馬達的旋轉(zhuǎn)軸11的前端部11a上形成有螺紋槽；安裝用蓋14被螺紋結合在旋轉(zhuǎn)軸11的前端部11a上，該安裝用蓋14在內(nèi)壁面上形成有與該前端部11a的螺紋槽嚙合的螺紋槽。當安裝用蓋14螺紋結合在旋轉(zhuǎn)軸11的前端部11a上并被擰緊時，磨削工具10的一個面的端部15與形成于旋轉(zhuǎn)軸11上的臺階部16抵接，從而磨削工具10被固定在旋轉(zhuǎn)軸11上。
但是，在采用伺服馬達的結構中存在如下問題當采用上述那樣的直接安裝旋轉(zhuǎn)軸11和磨削工具10的以往安裝結構時，由于伺服馬達可能突然停止，因此停止時的反作用變大，有可能會使螺紋槽彼此螺紋結合而安裝在旋轉(zhuǎn)軸11上的安裝用蓋14松動。
因此，如上所述，由于磨削工具采用相對于安裝構件用設置在離開旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)中心的位置的螺栓來固定的結構，即使存在停止時的反作用，旋轉(zhuǎn)軸對磨削工具的安裝也不會產(chǎn)生松動，可以提高安全性。而且，由于在提高安全性的同時，在磨削工具的一個面上可以不設置伴隨安裝旋轉(zhuǎn)軸的安裝用蓋等凸出物，因此可以防止在加工中安裝用蓋與被加工件接觸等弊端，可以不用對磨削工具在加工時的位置調(diào)整進行精密地設定等。
另外，其特征也可以是在上述安裝構件上形成有供上述旋轉(zhuǎn)軸的前端部插入的固定孔，該固定孔被形成為朝插入方向直徑逐漸減小的錐狀；被插入到上述固定孔內(nèi)的上述伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸也形成朝前端部直徑逐漸減小的錐狀；在上述插入孔的內(nèi)壁面和上述旋轉(zhuǎn)軸的外壁面上形成有可相互卡合的槽部和凸條。
采用該結構，旋轉(zhuǎn)軸和磨削工具的安裝不會因馬達停止時的反作用而松動下來，而且也可容易地將磨削工具安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。
而且，其特征也可以是，將上述磨削工具安裝到上述安裝構件上的多個螺栓的端部被設置成不從上述磨削工具的與往上述安裝構件上安裝用的安裝面相反側的面凸出。
采用該結構，可以防止螺栓的端部在加工中與被加工件抵接等弊端，可以不用對磨削工具在加工時的位置調(diào)整等進行精密地設定等。
采用本發(fā)明的工件加工裝置，沒有必要為了防止危險而在加工工具的周圍設置保護用的罩子。而且，也可以在切斷馬達電源的同時打開活門。還由于伺服馬達的轉(zhuǎn)速被控制為恒定，因此轉(zhuǎn)矩也恒定，提高了加工時的加工能力。另外，在上述伺服馬達減速時，可以積蓄再生能量。


圖1是工件加工裝置的俯視圖。
圖2是工件加工裝置的主視圖。
圖3是工件加工裝置的側視圖。
圖4是表示磨削工具和伺服馬達旋轉(zhuǎn)軸的安裝結構的剖面圖。
圖5是表示伺服馬達的控制系統(tǒng)的框圖。
圖6是表示以往的磨削工具和伺服馬達旋轉(zhuǎn)軸的安裝結構的說明圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的最佳實施方式。
作為工件加工裝置的一個例子，對去除鑄件毛刺的去毛刺裝置進行說明。
根據(jù)圖1～圖3說明去毛刺裝置的第1實施例。
圖1是去毛刺裝置的俯視圖，圖2是主視圖，圖3是側視圖。
該去毛刺裝置20在底座21上設有大型的圓盤狀加工工具即磨削工具22、比磨削工具22小的加工工具即磨削工具24、保持作為鑄件的工件(未圖示)的工件保持部件26。
磨削工具22安裝在伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23上，并由伺服馬達28驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
伺服馬達28通過轉(zhuǎn)動構件30安裝在底座21上。轉(zhuǎn)動構件30可以通過相對于底座21沿水平方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸32在鉛直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。在旋轉(zhuǎn)軸32上連接有馬達34。
通過馬達34的驅(qū)動，轉(zhuǎn)動構件30以旋轉(zhuǎn)軸32為中心進行轉(zhuǎn)動，磨削工具22和伺服馬達28如圖2的箭頭A方向所示，以旋轉(zhuǎn)軸32為中心在鉛直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
因此，可使磨削工具22的圓盤面以從鉛直方向到水平方向范圍內(nèi)的合適角度與工件接觸。
而且，未在磨削工具22的周圍設置罩子。
在以往的裝置中，由于驅(qū)動磨削工具22的伺服馬達28是通用馬達，因此即使在使磨削工具22的旋轉(zhuǎn)停止的情況下，在操作者切斷伺服馬達28的電源之后，磨削工具22會由于空轉(zhuǎn)而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一會兒。從而，已切斷了伺服馬達28的電源的操作者以為磨削工具22已經(jīng)停止，而馬上伸出手時，是非常危險的。因此，為了使操作者不能接觸到磨削工具的端面的刃，以往對磨削工具設置罩于。
但是，如本發(fā)明那樣，通過采用伺服馬達28作為驅(qū)動磨削工具22的馬達，因此當切斷伺服馬達28的電源時沒有空轉(zhuǎn)，由于磨削工具的轉(zhuǎn)動馬上停止，即使操作者在切斷伺服馬達28的電源之后馬上伸出手，也沒有危險。因此，成為不在磨削工具22的周圍設置罩子的結構。
另一方面，小型的磨削工具24也被安裝在伺服馬達36的旋轉(zhuǎn)軸29上，因此磨削工具22由伺服馬達36驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
伺服馬達36以伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23為中心，通過臂38可旋轉(zhuǎn)地安裝在伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23的罩子部分的外周上。臂38連接有氣缸40的桿40a，通過氣缸40的桿40a的出入動作而以伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23為中心進行轉(zhuǎn)動(圖1的箭頭B方向)。
由于將磨削工具24安裝在伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23的罩子部分的外周上，因此磨削工具24與磨削工具22一起通過轉(zhuǎn)動構件30的轉(zhuǎn)動以旋轉(zhuǎn)軸32為中心轉(zhuǎn)動(圖2的箭頭A方向)，且在圖1和圖3的箭頭B方向上以伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23為中心進行轉(zhuǎn)動。
因此，磨削工具24可以進行移動以使其與工件的各個部位接觸，即使對不能用磨削工具22磨削的工件的細小部分或孔內(nèi)等部分也可進行良好的磨削。
并且，移動磨削工具24的部件與磨削工具22的轉(zhuǎn)動部件這樣共用，可以謀求裝置的小型化。
另外，在伺服馬達36的旋轉(zhuǎn)軸29朝向鉛直方向時，由于以該旋轉(zhuǎn)軸29為中心進行轉(zhuǎn)動，因此磨削工具24可以在加工工件的加工位置和底座21方向的待機位置之間移動。
因此，在裝卸工件等時，磨削工具24可以不會成為障礙。
工件保持部件26具有下側夾持部44，可旋轉(zhuǎn)地載置工件；上側夾持部46，通過在其與下側夾持部44之間上下夾持工件而支承工件。這樣的工件保持部件26由2條用關節(jié)部分連結的臂、即基部側臂48和前端側臂49構成。
基部側臂48被整體地安裝在底座21上，在底座前方側可在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動地設置。
即，基部側臂48的基部安裝在馬達45的轉(zhuǎn)動軸(未圖示)上。因此，基部側臂48通過馬達45的驅(qū)動以轉(zhuǎn)動軸為中心在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
另外，馬達45經(jīng)支承部53安裝在上下移動機構54上。
上下移動機構54通過未圖示的滾珠絲杠等的驅(qū)動，使支承部53沿導軌上下移動。通過支承部53的上下移動，可以使基部側臂48上下移動，使工件保持部件26保持著的工件上下移動。
另外，在基部側臂48的前端下面?zhèn)壬习惭b有馬達42，該馬達42的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)貫通基部側臂48并被固定在前端側臂49上。因此，前端側臂49通過馬達42的驅(qū)動而在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
在前端側臂49的前端設有下側夾持部44，在下側夾持部44的下表面設有馬達57。
馬達57的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)安裝在下側夾持部44上，并通過馬達57的驅(qū)動使下側夾持部44旋轉(zhuǎn)，使得工件可在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
另外，上側夾持部46安裝在轉(zhuǎn)動桿59的前端上。轉(zhuǎn)動桿59的基部可自由擺動地安裝在連桿部33上。
在連桿部33的上端部上安裝有氣缸60的桿60a，上側夾持部46通過氣缸60的桿60a的出入動作而進行上下移動。通過上側夾持部46的上下移動，可以對保持在上側夾持部46和下側夾持部44之間的工件進行裝卸。
下面，根據(jù)圖4說明大直徑的磨削工具22在伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23上的安裝結構。
伺服馬達28的旋轉(zhuǎn)軸23被罩子55覆蓋外周，并可旋轉(zhuǎn)地保持在多個設置于罩子55內(nèi)壁面上的軸承62上。被保持的旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a被從罩子55上凸出地設置，在從該罩子55上凸出的前端部23a上安裝有磨削工具22。
在旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a上設有用于安裝磨削工具22的安裝構件61。
安裝構件61設置成在旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a的周圍形成有多個螺紋孔64的凸緣形狀。這樣，各螺紋孔64被分別設置在離開旋轉(zhuǎn)軸23的軸線的位置上。
另外，安裝構件61通常不進行裝卸而被牢固地固定在旋轉(zhuǎn)軸23上。
在設于安裝構件61上的多個螺紋孔64內(nèi)螺紋結合有用于固定磨削工具22的螺栓66。另外，在磨削工具22上，在與設置于安裝構件上的各螺紋孔64相對應的位置上形成有容納螺栓66頭部的容納孔67。螺栓66的頭部被設置成不會凸出到磨削工具的另一面?zhèn)取?br> 磨削工具22通過松開并卸下螺栓66而從安裝構件61上卸下來。
接著，說明安裝構件61往旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a上的安裝。
在安裝構件61的中心部分形成有供旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a插入的插入孔68。插入孔68形成為朝插入方向即朝磨削工具22側(磨削工具22的另一面?zhèn)?直徑逐漸減小的錐狀。插入孔68是貫通安裝構件61的磨削工具22側地而形成。插入到插入孔68中的旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a也設置成朝前端方向(磨削工具的另一面?zhèn)?直徑逐漸減小的錐狀。
在安裝構件61的插入孔68的內(nèi)壁面上設有朝孔中心凸出的凸條70。另外，在旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a上形成有凹槽72，該設于插入孔68的凸條70可插入到凹槽72內(nèi)。凹槽72的槽寬比凸條70的寬度寬一些。但在將凸條70插入到凹槽72的情況下，凸條70被壓入到凹槽72內(nèi)，使得安裝構件61和旋轉(zhuǎn)軸23難以脫落。
當分別設置多個這樣的凸條70和凹槽72時，由于旋轉(zhuǎn)軸23更難以從安裝構件61脫落，因此較佳。
在安裝構件61的磨削工具22側的中央形成有凹部73，當將旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a插入到安裝構件61的插入孔68內(nèi)時，旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a被配置在從插入孔68的磨削工具22側凸出，且不從凹部73凸出到外部的程度的位置。
另外，在旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a上，在向安裝構件61的凹部73內(nèi)凸出的部位上形成有螺紋槽。
在內(nèi)壁面上形成有螺紋槽的蓋76被與旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a相螺紋結合地安裝，以使其與旋轉(zhuǎn)軸23的前端部23a的螺紋槽螺紋結合。蓋76配置在安裝構件61的凹部73內(nèi)，并且不從磨削工具22的另一面凸出。
蓋76與其用于固定旋轉(zhuǎn)軸23和安裝構件61的功能相比，其作為防脫落的功能更優(yōu)先。
而且，如圖1～圖3所示，去毛刺裝置的整個周圍被罩子74覆蓋，這是為了使在作業(yè)時產(chǎn)生的切屑等不向周圍飛散。罩子74的一部分設置成透明的，使得即使從罩子74的外側也能觀察作業(yè)過程。
在罩子74的正面設有可開閉的活門79(參照圖1)。在活門79處于打開狀態(tài)的情況下，工件保持部件26和磨削工具22、24顯露出來，可以進行工件的裝卸和磨削工具22、24的更換等。
去毛刺裝置20在磨削動作結束后，可以在切斷伺服馬達28、36的電源的同時，打開活門79。
即，磨削工具22、24由伺服馬達28、36驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，但由于伺服馬達不產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，即使操作者在切斷伺服馬達的電源之后立即打開活門并靠近，其危險性仍很低。
下面，根據(jù)圖5說明伺服馬達28、36的控制電路。
本實施方式的伺服馬達28、36采用AC伺服馬達。由于AC伺服馬達可以是無刷結構，因此易于維修，還可在高速下得到高轉(zhuǎn)矩。
在伺服馬達28、36上連接有控制伺服馬達28、36的旋轉(zhuǎn)的伺服控制電路80，在伺服控制電路80上連接有供給馬達驅(qū)動用的電源的電源裝置82。在電源裝置82上，輸入三相交流電200V，不僅向伺服控制電路80供給伺服馬達用電源，還在工件加工裝置20內(nèi)生成必要的電源。
本實施例的伺服控制電路80設置成可控制速度，并從設置在伺服馬達28、36上的編碼器83輸入反饋信號a。在伺服控制電路80中設置控制伺服馬達28、36的驅(qū)動電路84，使得其根據(jù)反饋信號以恒定的速度旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動電路84橋接有多個晶體管，并用開關控制向伺服馬達28、36輸出的電流。
另外，在伺服控制電路80內(nèi)設有再生處理電路85。再生處理電路85將伺服馬達28、36減速時產(chǎn)生的再生電壓用電阻轉(zhuǎn)換成熱量消耗掉。但是，再生電壓不僅僅是用電阻消耗掉，也可以設置蓄電器來對其進行充電。
而且，在上述實施方式中，說明了用大小2個磨削工具來加工工件的裝置，但本發(fā)明并不限定于這種實施方式，也可以是只設置1個磨削工具的工件加工裝置。
以上，舉例本發(fā)明的較佳實施例來進行了各種說明，但本發(fā)明并不限定于該實施例，不言而喻，在不脫離發(fā)明精神的范圍內(nèi)可以實施多種變更。
權利要求
1.一種工件加工裝置，該工件加工裝置具有底座、設置在該底座上的工件保持部件、及磨削工具等加工工具；驅(qū)動該加工工具旋轉(zhuǎn)來加工保持在工件保持部件上的工件，其特征在于，作為驅(qū)動上述加工工具旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件，具有伺服馬達。
2.根據(jù)權利要求1所述的工件加工裝置，其特征在于，上述加工工具是呈圓盤狀、并且其端緣與上述工件抵接來磨削工件的磨削工具，經(jīng)安裝構件被安裝在伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上；該安裝構件不能相對于伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地安裝在該伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上；上述磨削工具由位于偏離伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸線的位置的多個螺栓安裝在上述安裝構件上。
3.根據(jù)權利要求2所述的工件加工裝置，其特征在于，在上述安裝構件上形成有供上述旋轉(zhuǎn)軸的前端部插入的固定孔，該固定孔形成為朝插入方向直徑逐漸減小的錐狀，被插入到上述固定孔內(nèi)的上述伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸形成為朝前端部直徑逐漸減小的錐狀，在上述插入孔的內(nèi)壁面和上述旋轉(zhuǎn)軸的外壁面上形成有能相互配合的槽部和凸條。
4.根據(jù)權利要求2或者3所述的工件加工裝置，其特征在于，將上述磨削工具安裝到上述安裝構件上的多個螺栓的端部，被設置成不從上述磨削工具的、與往上述安裝部件上安裝用的安裝面相反側的面凸出。
全文摘要
提供一種工件加工裝置，該工件加工裝置不使驅(qū)動加工工具的驅(qū)動部件即馬達產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，而可以不在加工工具的周圍設置罩子之類，或不使打開活門的時刻遲于馬達的停止時刻。工件加工裝置(20)具有底座(21)、設置在底座(21)上的工件保持部件(26)、及磨削工具等加工工具(22)；驅(qū)動磨削工具(22)旋轉(zhuǎn)來加工保持在工件保持部件(26)上的工件；具有作為驅(qū)動磨削工具(22)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件的伺服馬達(28)。
文檔編號B24B41/06GK1919535SQ20061011193
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權日2005年8月24日
發(fā)明者新村辰雄, 館林道雄, 山上榮正 申請人:株式會社小山