JPH1133801A - 溝加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルダの芯出し工程，溝加工工程および溝の
寸法測定工程を自動制御により繰り返し連続して行える
ようにすること。 【解決手段】 Ａ軸回りに回転する角型状のターレット
２１の周面に、周方向に９０゜間隔でホルダ２５を固定
するとともに、ホルダ２５と４５゜をなす外周角部２１
ａに接触子３１を固定する。接触子３１と凹部Ｒoとの
接点の座標から凹部Ｒoの幅方向の中心座標を求める。
この中心座標とターレット２１における接触子３１とホ
ルダ２５との相対的な位置関係に応じて適宜ターレット
２１を駆動してホルダ２５の芯出しを行う。そして、タ
ーレット２１はサーボ機構による制御に基づいて駆動さ
れ、芯出し工程，溝加工工程および寸法測定工程の一連
の工程が自動制御により繰り返し連続して行えるように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、棒鋼等を圧延しな
がらその外周に節を成形する溝付きロールの溝加工装置
に係わり、特に、芯出し工程，溝加工工程および溝の寸
法測定工程を自動制御により繰り返し連続して行うのに
有効な溝加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の溝付きロールの溝加工に
用いられる溝加工装置として、例えば、図１３に示すよ
うなものが知られている。図１３は、溝加工装置の要部
の一部を断面にした側面図であり、ロールＲおよびホル
ダ１は、それぞれ、図示しないモータにより回転駆動さ
せられるようになっている。

【０００３】そして、この溝加工装置によれば、ロール
Ｒの両端をその中心軸と同軸に回転自在に保持し、該中
心軸と交差する軸線に沿って周方向に回転させられるホ
ルダ１に装着されたバイト２をロールＲの外周に押し付
けながら随時ロールＲを回転させることにより、ロール
Ｒの周面に周方向に沿って形成された凹部Ｒoに所定の
ピッチで溝ｍを形成して断面円弧状のカリバが仕上げら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記凹部Ｒ
oに溝ｍを新規に切削加工する場合、または、カリバの
溝ｍを再研磨加工する場合には、まず凹部Ｒoに対する
ホルダ１の芯出し作業を行い、次いで、これらの溝加工
を施した後、溝ｍの深さ寸法を測定するといった一連の
工程を、溝ｍが所定の深さになるまで繰り返し行う必要
がある。

【０００５】しかしながら、これらホルダ１による溝加
工と、溝ｍの寸法測定とでは、それぞれ異なるツールを
用いて行われるものであるため、これらツールの交換お
よびホルダ１の芯出しを行う度に作業工程の連続性が途
絶え、作業性の向上および生産性の向上が阻害されてい
た。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ホルダの芯出し工程，溝加工工程および溝の寸法測
定工程を自動制御により連続して行うことのできる溝加
工装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の溝加工装置は、ロールを周方向に回転させなが
ら、その回転軸と交差する軸線に沿って周方向に回転さ
せられるホルダを所定の切削位置に保持し、該ホルダに
装着されたバイトを前記ロールの周面に周方向に沿って
形成された凹部に押し付けることにより該凹部を断面円
弧状のカリバに仕上げる溝加工装置において、前記凹部
に対して前記ホルダの芯出しを行うホルダ芯出し機構が
設けられ、該ホルダ芯出し機構は、前記ホルダの回転軸
と平行な回転軸を有する回転体であってその周面に前記
ホルダと前記ロールに接触させられる接触子とが周方向
に一定の間隔をおいて設けられるターレットと、前記接
触子を前記凹部の幅方向に沿って移動させる幅方向送り
手段と、前記接触子を前記凹部の深さ方向に沿って移動
させる深さ方向送り手段と、前記ターレットを周方向に
回転させる回転手段と、前記接触子による前記ロールと
の接点座標に基づいて前記凹部の幅方向の中心座標を求
める座標割り出し手段と、該座標割り出し手段で求めた
中心座標に応じて前記ホルダの位置決めを行うホルダ位
置決め制御部とを備えることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２記載の溝加工装置は、請求
項１記載の溝加工装置において、前記座標割り出し手段
は、前記幅方向送り手段により前記接触子と前記ロール
とが接触した２接点間の前記幅方向の中心座標を求める
演算部を備えることを特徴とするものである。

【０００９】これらの構成からなる溝加工装置によれ
ば、幅方向送り手段により、接触子を凹部に接触させ、
この接点の座標から座標割り出し手段によって凹部の幅
方向の中心座標を求め、この中心座標と、ターレットに
取り付けられた接触子とホルダとの相対的な位置関係
と、に基づいて該ターレットを回転させればホルダの芯
出しを行うことができる。

【００１０】さらに、ターレットをサーボ機構により制
御することによって、芯出し工程，溝加工工程および寸
法測定工程の一連の工程を自動制御により繰り返し連続
して行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態に
おける溝加工装置の全体構成について、図１および図２
を参照しながら説明する。

【００１２】ロールＲは、水平な回転軸Ｃ（以下、Ｃ軸
と称する）と同軸に保持され、その一端がＣ軸駆動サー
ボモータを備えたロール回転手段１１によりＣ軸回りに
回転するチャック１２に固定されるとともに、他端が回
転センタ１３に回転自在に支持されて、周方向に回転す
るようになっている。

【００１３】ターレット支持部１４の後方には、図２に
示すように、支持したロールＲを背面（図示左方）側か
ら支持するバックアップ機構１５が設けられている。こ
のバックアップ機構１５は、溝加工中にロールＲが前記
背面側に撓むことを防止するためのものである。

【００１４】ターレット支持部１４における、支持され
たロールＲの正面（図２示右方）側には、鉛直方向の回
転軸Ａ（以下、Ａ軸と称する）を有し、Ａ軸駆動サーボ
モータを備えたターレット回転手段（回転手段）２０の
作動により周方向に回転させられる角型状のターレット
２１が配されている。

【００１５】また、このターレット２１は、Ｘ軸駆動サ
ーボモータを備えた深さ方向送り手段２２により、ロー
ルＲに形成された凹部Ｒoの深さ方向、すなわち、前記
Ｃ軸に直交する軸線Ｘ（以下、Ｘ軸と称する）に沿って
移動することにより、ロールＲに対して接近・離間可能
とされ、また、Ｚ軸駆動サーボモータを備えた幅方向送
り手段２３により、ロールＲに形成された凹部Ｒoの幅
方向、すなわち、前記Ｃ軸に平行な軸線Ｚ（以下、Ｚ軸
と称する）に沿って移動可能となっている。

【００１６】ターレット２１の周面には、図３に示すよ
うに、ホルダ取付部材２４を介してＡ軸を中心として周
方向に９０゜間隔に４つのホルダ２５が固定されるとと
もに、本実施の形態では、同じくＡ軸を中心としてホル
ダ２５と４５゜をなす外周角部２１ａに接触子３１が固
定されている。

【００１７】この接触子３１としては、接触式感知等の
公知のセンサが採用される。また、ホルダ２５は、その
長手方向中央部に設けられた取付孔にＣＢＮまたはダイ
ヤ等の超高圧合成材料で製造されたチップをろう付けし
てなるバイト２６（図９参照）が装着された構成とさ
れ、ホルダ回転手段３２により周方向に回転するように
なっている。

【００１８】ホルダ回転手段３２は、図２に示すよう
に、前記Ｘ軸と平行な軸線３３を中心として周方向に回
転させられる傘歯付きの水平シャフト３４と、一端に傘
歯が設けられて前記水平シャフト３４に係合される鉛直
シャフト３５と、前記水平シャフト３４を駆動するホル
ダ駆動サーボモータとを備えて構成されている。

【００１９】この鉛直シャフト３５の他端に設けられた
平歯３５ａは、コレットチャックを介してホルダ２５と
同軸に接続される平歯付きシャフト３６に係合されてお
り、これにより、前記ホルダ駆動サーボモータを作動さ
せると、水平シャフト３４、鉛直シャフト３５、平歯付
きシャフト３６の順に動力が伝達され、ホルダ２５が周
方向に回転するようになっている。

【００２０】そして、上記構成の溝加工装置は、サーボ
機構のもとで、ロール回転手段１１，ターレット回転手
段２０，深さ方向送り手段２２，幅方向送り手段２３お
よびホルダ回転手段３２に設けられた各々のサーボモー
タを介して、ロールＲの回転、ホルダ２５の回転，ター
レット２１の位置および回転を制御するように構成され
ている。

【００２１】次に、このような構成の溝加工装置により
ホルダ２５の芯出しから溝ｍの寸法測定に至るまでの一
連の作業を繰り返し連続して行う場合の一例について説
明する。

【００２２】［芯出し工程］まず、ターレット２１をタ
ーレット回転手段２０により周方向に回転させて接触子
３１をロールＲに対向させておいてから、図４に示すよ
うに、幅方向送り手段２３および深さ方向送り手段２２
によりターレット２１を駆動して、目測により接触子３
１を凹部Ｒoの内方かつ幅方向略中間位置に配置する。

【００２３】次に、幅方向送り手段２３によりターレッ
ト２１を駆動して接触子３１を凹部Ｒoに接触するまで
一方向（図４の矢印方向）に移動させ、接触した接点Ｐ
₁の座標（ｘ₁，ｚ₁）を検出する（図５参照）。続い
て、接触子３１を他方向（図５の矢印方向）に移動させ
て接触した接点Ｐ ₂の座標（ｘ₂，ｚ₂）を検出する（図
６参照）。

【００２４】そして、座標割り出し手段の演算部によ
り、これら接点Ｐ₁，Ｐ₂の座標（ｘ₁，ｚ₁），（ｘ₂，
ｚ₂）から、幅方向の中心座標（（ｚ₁＋ｚ₂）／２）を
求め、幅方向送り手段２３によりターレット２１を図６
の矢印方向に移動させて接触子３１を該中心座標に配置
する（図７参照）。これにより、ホルダ２５は凹部Ｒo
に対して間接的に芯出しされたことになる。

【００２５】すなわち、接触子３１とホルダ２５とは、
前述したように、Ａ軸を中心として４５゜離間した位置
関係にあるため、接触子３１が凹部Ｒoに対して芯出し
されると、これら接触子３１と凹部Ｒoとの相対的な位
置関係から、ターレット２１を所定の角度（４５゜，９
０゜…）回転させればホルダ２５が自動的に芯出しされ
るのである。

【００２６】従って、深さ方向送り手段２２によりター
レットを図７の矢印方向に移動させて接触子３１を凹部
Ｒoの内方から退避（図８参照）させた後、ホルダ位置
決め制御部の制御に応じてターレット回転手段２０を駆
動して、ターレット２１を前記相対的な位置関係に応じ
た回転角だけ周方向に回転させることにより、ホルダ２
５は芯出しされる（図９参照）。

【００２７】なお、幅方向送り手段２３によりターレッ
ト２１を駆動する場合、接点Ｐ₁，Ｐ₂のｘ座標は常に一
定の座標値をとるため、前記座標割り出し手段の演算部
は、Ｒcの幅方向の中心座標を求めるだけで良い構成と
されている。

【００２８】［溝加工工程］溝加工（切削加工または研
削加工）は、この状態から深さ方向送り手段２２を駆動
して、既に芯出しされたホルダ２５を所定の切削位置ま
たは研削位置に移動して行う。

【００２９】ここで、ターレット２１に取り付ける４本
のホルダ２５に、それぞれ、荒加工用バイト，中仕上げ
用バイト，仕上げ用バイトおよび研磨用バイトを装着し
ておけば、焼結後の素ロールの溝加工および再研磨を要
する溝付きロールの双方に対応可能となる。

【００３０】［寸法測定工程］溝加工に続き、図１０お
よび図１１に示すようなカリバＲcの溝ｍの寸法測定を
行うには、深さ方向送り手段２２によりホルダ２５をカ
リバＲcから退避させた後、ターレット回転手段２０に
よりターレット２１を回転して接触子３１をロールＲに
対向させ、さらに幅方向送り手段２３および深さ方向送
り手段２２によりターレットを２１を移動して、接触子
３１を溝ｍの底面ｍ₁に接触させて測定を行えばよい
（図１２参照）。

【００３１】そして、接触子３１により検出した底面ｍ
₁の座標から、溝ｍが所定の寸法で形成されているかど
うかを判断し、溝ｍの深さが足りない場合には、その不
足分に応じて前記溝加工工程を再度行い、所定の寸法に
仕上げることとする。

【００３２】上述のように、本実施形態における溝加工
装置によれば、接触子３１を凹部Ｒoの幅方向に２箇所
接触させ、該幅方向の中心座標に接触子３１を配置させ
ることにより、ターレット２１に取り付けられた接触子
３１とホルダ２５との相対的な位置関係に応じてターレ
ット２１を回転させれば、凹部Ｒoに対するホルダ２５
の芯出しを正確に行うことができる。

【００３３】しかも、サーボ機構によりターレット２１
を回転・移動させるだけで、芯出し工程，溝加工工程お
よび寸法測定工程の一連の工程を自動制御により繰り返
し連続して行うことができるので、作業性および生産性
を飛躍的に向上させることができる。

【００３４】なお、本実施形態では、前記中心座標に接
触子３１を配置してからターレット２１を回転させるよ
うにしているが、該中心座標を求めた後、接触子３１を
中心座標に移動させることなく、該中心座標と前記相対
的な位置関係とから、直接芯出しするようにしてもよ
く、この場合には、芯出し工程の短縮を図ることができ
る。

【００３５】また、接触子３１をターレット２１に対し
て相対移動可能に構成し、その相対移動量と、相対移動
前の接触子３１とターレット２１との相対的な位置関係
とからホルダ２５の芯出しを行うようにしてもよい。

【００３６】さらに、接触子３１を凹部Ｒoの幅方向に
接触させて該幅方向の中心座標を求めてホルダ２５の芯
出しを行うこととしているが、接触子３１により凹部Ｒ
oの最深部を検出してホルダ２５の芯出しを行うように
してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、周方向に回転可能なターレットの周面に、凹
部の幅及び深さ方向に移動可能な接触子を周方向に一定
の間隔をおいて設けているので、これらホルダと接触子
との相対的な位置関係と、接触子によるロールとの接点
座標とからホルダの芯出しを容易に行うことができ、し
かも、芯出し工程，溝加工工程および溝の寸法測定工程
の一連の工程を繰り返し連続して行えるという優れた効
果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る溝加工装置の一実施形態を示す
全体構成の正面図である。

【図２】 同溝加工装置の要部の一部を断面にした側面
図である。

【図３】 同溝加工装置におけるターレットの平面図で
ある。

【図４】 同ターレットに設けられた接触子によるホル
ダの芯出し工程を示す工程図である。

【図５】 図４の状態に続き、ターレットを一方向に移
動して接触子を凹部に接触させた状態を示す工程図であ
る。

【図６】 図５の状態に続き、ターレットを他方向に移
動して接触子を凹部に接触させた状態を示す工程図であ
る。

【図７】 図６の状態に続き、ターレットを移動して接
触子を凹部の幅方向における中心座標に配置した状態を
示す工程図である。

【図８】 図７の状態に続き、ターレットを移動して接
触子が凹部から退避した状態を示す工程図である。

【図９】 図８の状態に続き、ターレットを回転してホ
ルダの芯出しを行った状態を示す工程図である。

【図１０】 本発明に係る溝加工装置の一実施形態によ
り製造した溝付きロールの要部を示す平面図である。

【図１１】 同溝付きロールの要部を示す正面図であ
る。

【図１２】 図１１のＡ−Ａ線断面図である。

【図１３】 従来の溝加工装置の一例の要部を示す断面
図である。

【符号の説明】

２０ ターレット回転手段（回転手段） ２１ ターレット ２２ 深さ方向送り手段 ２３ 幅方向送り手段 ２５ ホルダ ２６ バイト ３１ 接触子 Ｃ ロールの回転軸 Ｒ ロール Ｒo 凹部 Ｒc カリバ ｍ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 敏一 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 (72)発明者 岩間 文夫 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールを周方向に回転させながら、その
   回転軸と交差する軸線に沿って周方向に回転させられる
   ホルダを所定の切削位置に保持し、該ホルダに装着され
   たバイトを前記ロールの周面に周方向に沿って形成され
   た凹部に押し付けることにより該凹部を断面円弧状のカ
   リバに仕上げる溝加工装置において、 前記凹部に対して前記ホルダの芯出しを行うホルダ芯出
   し機構が設けられ、 該ホルダ芯出し機構は、前記ホルダの回転軸と平行な回
   転軸を有する回転体であってその周面に前記ホルダと前
   記ロールに接触させられる接触子とが周方向に一定の間
   隔をおいて設けられるターレットと、 前記接触子を前記凹部の幅方向に沿って移動させる幅方
   向送り手段と、 前記接触子を前記凹部の深さ方向に沿って移動させる深
   さ方向送り手段と、 前記ターレットを周方向に回転させる回転手段と、 前記接触子による前記ロールとの接点座標に基づいて前
   記凹部の幅方向の中心座標を求める座標割り出し手段
   と、 該座標割り出し手段で求めた中心座標に応じて前記ホル
   ダの位置決めを行うホルダ位置決め制御部とを備えるこ
   とを特徴とする溝加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の溝加工装置において、 前記座標割り出し手段は、前記幅方向送り手段により前
   記接触子と前記ロールとが接触した２接点間の前記幅方
   向の中心座標を求める演算部を備えることを特徴とする
   溝加工装置。