CN1919535A - 工件加工装置 - Google Patents

Abstract

提供一种工件加工装置，该工件加工装置不使驱动加工工具的驱动部件即马达产生空转，而可以不在加工工具的周围设置罩子之类，或不使打开活门的时刻迟于马达的停止时刻。工件加工装置(20)具有底座(21)、设置在底座(21)上的工件保持部件(26)、及磨削工具等加工工具(22)；驱动磨削工具(22)旋转来加工保持在工件保持部件(26)上的工件；具有作为驱动磨削工具(22)旋转的驱动部件的伺服马达(28)。

Description

工件加工装置

技术领域

本发明涉及一种具有加工工具的工件加工装置，该加工工具与工件的被加工面接触而磨削工件。

背景技术

在铸件的情况下，去除直浇口或毛刺的去毛刺加工是不可缺少的，开发了各种各样的自动磨削这种毛刺的去毛刺装置(例如，参照日本特开平11-254286号公报)。

在此，对以往的去毛刺装置进行说明。

去毛刺装置具有：工件保持部件，保持成为去毛刺对象的被加工件；加工部件，设有圆盘状的磨削磨具。

工件保持部件使多条臂在同一水平面内可转动地相互连结；使保持着的被加工件的被加工面相对于加工部件朝向磨削磨具后，移动被加工件以使得加工部件按照预先设定的顺序对被加工件的规定部位进行磨削。

另外，加工部件在其马达的旋转轴上安装有圆盘状的旋转磨具，通过驱动马达来驱动磨具旋转。另外，在此采用通常在机床上使用的通用马达(AC马达等)。

发明内容

在以往的工件加工装置中，用作驱动加工工具的马达一般使用通用马达。

但是，在以往的通用马达中，即使在加工结束后关闭电源，马达仍会因惯性而继续旋转一段时间(所谓的空转)。在该空转时，由于加工工具也一起继续旋转，因此虽然作业者已关闭了电源，但轻易地靠近加工工具也是危险的。因此，有必要在加工工具的周围设置罩子以使得作业者不会接触加工工具，这就存在成本伴随结构复杂化且零件数量增加等而上升的问题。

另外，这种工件加工装置不仅是在加工工具的周围设置罩子；而且为了不使磨削出的粉尘飞散，用罩子覆盖整个装置。但是，为了安装和卸下被加工件，在装置的正面设有活门来进行控制，使得只在加工工具没有动作时打开活门。

但是，当用产生空转的通用马达驱动加工工具时，为了防止危险，从关闭马达的电源一直到空转结束前，都不能打开活门，由于不能使马达电源的接通、断开和活门的开闭动作连动，因此存在不能进行快速作业的问题。

因此，本发明要解决上述问题，其目的在于提供一种工件加工装置，该工件加工装置使驱动加工工具的驱动部件即马达不产生空转，而可以不在加工工具的周围设置罩子之类，不使打开活门的时刻迟于马达的停止时刻。

采用本发明的工件加工装置，该工件加工装置具有底座、设置在该底座上的工件保持部件、及磨削工具等加工工具，并且驱动该加工工具旋转来加工保持在工件保持部件上的工件；其特征在于，作为驱动上述加工工具旋转的驱动部件，具有的伺服马达。

由于如该结构那样采用伺服马达，因此没有空转，可在切断马达电源的同时停止旋转驱动。因此，没有必要为了防止危险而在加工工具的周围设置保护用的罩子。而且，也可以在切断马达电源的同时打开活门。还由于在伺服马达中转速被控制为恒定，因此转矩也恒定，加工时的加工能力提高。另外，也可以在上述伺服马达减速时积蓄再生能量。

另外，上述加工工具是呈圆盘状的、其端部边缘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，经安装构件安装在伺服马达的旋转轴上，该安装构件相对于该伺服马达旋转轴不可旋转地安装在伺服马达的旋转轴上，上述磨削工具被位于偏离伺服马达的旋转轴线的位置的多个螺栓安装在上述安装构件上。

即，如果是以往的通用马达，那么在旋转停止时由于空转而暂时因惯性向同方向旋转，再慢慢地停止下来。因而，以往的磨削工具和旋转轴的安装采用图6所示的结构。根据该以往的安装结构，在磨削工具10的中心形成有使马达的旋转轴11的前端部11a贯通并凸出的安装用孔12，在该安装用孔12内***马达的旋转轴11的前端部11a并使其贯通。在马达的旋转轴11的前端部11a上形成有螺纹槽；安装用盖14被螺纹结合在旋转轴11的前端部11a上，该安装用盖14在内壁面上形成有与该前端部11a的螺纹槽啮合的螺纹槽。当安装用盖14螺纹结合在旋转轴11的前端部11a上并被拧紧时，磨削工具10的一个面的端部15与形成于旋转轴11上的台阶部16抵接，从而磨削工具10被固定在旋转轴11上。

但是，在采用伺服马达的结构中存在如下问题：当采用上述那样的直接安装旋转轴11和磨削工具10的以往安装结构时，由于伺服马达可能突然停止，因此停止时的反作用变大，有可能会使螺纹槽彼此螺纹结合而安装在旋转轴11上的安装用盖14松动。

因此，如上所述，由于磨削工具采用相对于安装构件用设置在离开旋转轴旋转中心的位置的螺栓来固定的结构，即使存在停止时的反作用，旋转轴对磨削工具的安装也不会产生松动，可以提高安全性。而且，由于在提高安全性的同时，在磨削工具的一个面上可以不设置伴随安装旋转轴的安装用盖等凸出物，因此可以防止在加工中安装用盖与被加工件接触等弊端，可以不用对磨削工具在加工时的位置调整进行精密地设定等。

另外，其特征也可以是：在上述安装构件上形成有供上述旋转轴的前端部***的固定孔，该固定孔被形成为朝***方向直径逐渐减小的锥状；被***到上述固定孔内的上述伺服马达的旋转轴也形成朝前端部直径逐渐减小的锥状；在上述***孔的内壁面和上述旋转轴的外壁面上形成有可相互卡合的槽部和凸条。

采用该结构，旋转轴和磨削工具的安装不会因马达停止时的反作用而松动下来，而且也可容易地将磨削工具安装在旋转轴上。

而且，其特征也可以是，将上述磨削工具安装到上述安装构件上的多个螺栓的端部被设置成不从上述磨削工具的与往上述安装构件上安装用的安装面相反侧的面凸出。

采用该结构，可以防止螺栓的端部在加工中与被加工件抵接等弊端，可以不用对磨削工具在加工时的位置调整等进行精密地设定等。

采用本发明的工件加工装置，没有必要为了防止危险而在加工工具的周围设置保护用的罩子。而且，也可以在切断马达电源的同时打开活门。还由于伺服马达的转速被控制为恒定，因此转矩也恒定，提高了加工时的加工能力。另外，在上述伺服马达减速时，可以积蓄再生能量。

附图说明

图1是工件加工装置的俯视图。

图2是工件加工装置的主视图。

图3是工件加工装置的侧视图。

图4是表示磨削工具和伺服马达旋转轴的安装结构的剖面图。

图5是表示伺服马达的控制***的框图。

图6是表示以往的磨削工具和伺服马达旋转轴的安装结构的说明图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明的最佳实施方式。

作为工件加工装置的一个例子，对去除铸件毛刺的去毛刺装置进行说明。

根据图1～图3说明去毛刺装置的第1实施例。

图1是去毛刺装置的俯视图，图2是主视图，图3是侧视图。

该去毛刺装置20在底座21上设有大型的圆盘状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、保持作为铸件的工件(未图示)的工件保持部件26。

磨削工具22安装在伺服马达28的旋转轴23上，并由伺服马达28驱动旋转。

伺服马达28通过转动构件30安装在底座21上。转动构件30可以通过相对于底座21沿水平方向延伸的旋转轴32在铅直面内转动。在旋转轴32上连接有马达34。

通过马达34的驱动，转动构件30以旋转轴32为中心进行转动，磨削工具22和伺服马达28如图2的箭头A方向所示，以旋转轴32为中心在铅直面内转动。

因此，可使磨削工具22的圆盘面以从铅直方向到水平方向范围内的合适角度与工件接触。

而且，未在磨削工具22的周围设置罩子。

在以往的装置中，由于驱动磨削工具22的伺服马达28是通用马达，因此即使在使磨削工具22的旋转停止的情况下，在操作者切断伺服马达28的电源之后，磨削工具22会由于空转而继续旋转一会儿。从而，已切断了伺服马达28的电源的操作者以为磨削工具22已经停止，而马上伸出手时，是非常危险的。因此，为了使操作者不能接触到磨削工具的端面的刃，以往对磨削工具设置罩于。

但是，如本发明那样，通过采用伺服马达28作为驱动磨削工具22的马达，因此当切断伺服马达28的电源时没有空转，由于磨削工具的转动马上停止，即使操作者在切断伺服马达28的电源之后马上伸出手，也没有危险。因此，成为不在磨削工具22的周围设置罩子的结构。

另一方面，小型的磨削工具24也被安装在伺服马达36的旋转轴29上，因此磨削工具22由伺服马达36驱动旋转。

伺服马达36以伺服马达28的旋转轴23为中心，通过臂38可旋转地安装在伺服马达28的旋转轴23的罩子部分的外周上。臂38连接有气缸40的杆40a，通过气缸40的杆40a的出入动作而以伺服马达28的旋转轴23为中心进行转动(图1的箭头B方向)。

由于将磨削工具24安装在伺服马达28的旋转轴23的罩子部分的外周上，因此磨削工具24与磨削工具22一起通过转动构件30的转动以旋转轴32为中心转动(图2的箭头A方向)，且在图1和图3的箭头B方向上以伺服马达28的旋转轴23为中心进行转动。

因此，磨削工具24可以进行移动以使其与工件的各个部位接触，即使对不能用磨削工具22磨削的工件的细小部分或孔内等部分也可进行良好的磨削。

并且，移动磨削工具24的部件与磨削工具22的转动部件这样共用，可以谋求装置的小型化。

另外，在伺服马达36的旋转轴29朝向铅直方向时，由于以该旋转轴29为中心进行转动，因此磨削工具24可以在加工工件的加工位置和底座21方向的待机位置之间移动。

因此，在装卸工件等时，磨削工具24可以不会成为障碍。

工件保持部件26具有：下侧夹持部44，可旋转地载置工件；上侧夹持部46，通过在其与下侧夹持部44之间上下夹持工件而支承工件。这样的工件保持部件26由2条用关节部分连结的臂、即基部侧臂48和前端侧臂49构成。

基部侧臂48被整体地安装在底座21上，在底座前方侧可在水平面内转动地设置。

即，基部侧臂48的基部安装在马达45的转动轴(未图示)上。因此，基部侧臂48通过马达45的驱动以转动轴为中心在水平面内转动。

另外，马达45经支承部53安装在上下移动机构54上。

上下移动机构54通过未图示的滚珠丝杠等的驱动，使支承部53沿导轨上下移动。通过支承部53的上下移动，可以使基部侧臂48上下移动，使工件保持部件26保持着的工件上下移动。

另外，在基部侧臂48的前端下面侧上安装有马达42，该马达42的旋转轴(未图示)贯通基部侧臂48并被固定在前端侧臂49上。因此，前端侧臂49通过马达42的驱动而在水平面内转动。

在前端侧臂49的前端设有下侧夹持部44，在下侧夹持部44的下表面设有马达57。

马达57的旋转轴(未图示)安装在下侧夹持部44上，并通过马达57的驱动使下侧夹持部44旋转，使得工件可在水平面内旋转。

另外，上侧夹持部46安装在转动杆59的前端上。转动杆59的基部可自由摆动地安装在连杆部33上。

在连杆部33的上端部上安装有气缸60的杆60a，上侧夹持部46通过气缸60的杆60a的出入动作而进行上下移动。通过上侧夹持部46的上下移动，可以对保持在上侧夹持部46和下侧夹持部44之间的工件进行装卸。

下面，根据图4说明大直径的磨削工具22在伺服马达28的旋转轴23上的安装结构。

伺服马达28的旋转轴23被罩子55覆盖外周，并可旋转地保持在多个设置于罩子55内壁面上的轴承62上。被保持的旋转轴23的前端部23a被从罩子55上凸出地设置，在从该罩子55上凸出的前端部23a上安装有磨削工具22。

在旋转轴23的前端部23a上设有用于安装磨削工具22的安装构件61。

安装构件61设置成在旋转轴23的前端部23a的周围形成有多个螺纹孔64的凸缘形状。这样，各螺纹孔64被分别设置在离开旋转轴23的轴线的位置上。

另外，安装构件61通常不进行装卸而被牢固地固定在旋转轴23上。

在设于安装构件61上的多个螺纹孔64内螺纹结合有用于固定磨削工具22的螺栓66。另外，在磨削工具22上，在与设置于安装构件上的各螺纹孔64相对应的位置上形成有容纳螺栓66头部的容纳孔67。螺栓66的头部被设置成不会凸出到磨削工具的另一面侧。

磨削工具22通过松开并卸下螺栓66而从安装构件61上卸下来。

接着，说明安装构件61往旋转轴23的前端部23a上的安装。

在安装构件61的中心部分形成有供旋转轴23的前端部23a***的***孔68。***孔68形成为朝***方向即朝磨削工具22侧(磨削工具22的另一面侧)直径逐渐减小的锥状。***孔68是贯通安装构件61的磨削工具22侧地而形成。***到***孔68中的旋转轴23的前端部23a也设置成朝前端方向(磨削工具的另一面侧)直径逐渐减小的锥状。

在安装构件61的***孔68的内壁面上设有朝孔中心凸出的凸条70。另外，在旋转轴23的前端部23a上形成有凹槽72，该设于***孔68的凸条70可***到凹槽72内。凹槽72的槽宽比凸条70的宽度宽一些。但在将凸条70***到凹槽72的情况下，凸条70被压入到凹槽72内，使得安装构件61和旋转轴23难以脱落。

当分别设置多个这样的凸条70和凹槽72时，由于旋转轴23更难以从安装构件61脱落，因此较佳。

在安装构件61的磨削工具22侧的中央形成有凹部73，当将旋转轴23的前端部23a***到安装构件61的***孔68内时，旋转轴23的前端部23a被配置在从***孔68的磨削工具22侧凸出，且不从凹部73凸出到外部的程度的位置。

另外，在旋转轴23的前端部23a上，在向安装构件61的凹部73内凸出的部位上形成有螺纹槽。

在内壁面上形成有螺纹槽的盖76被与旋转轴23的前端部23a相螺纹结合地安装，以使其与旋转轴23的前端部23a的螺纹槽螺纹结合。盖76配置在安装构件61的凹部73内，并且不从磨削工具22的另一面凸出。

盖76与其用于固定旋转轴23和安装构件61的功能相比，其作为防脱落的功能更优先。

而且，如图1～图3所示，去毛刺装置的整个周围被罩子74覆盖，这是为了使在作业时产生的切屑等不向周围飞散。罩子74的一部分设置成透明的，使得即使从罩子74的外侧也能观察作业过程。

在罩子74的正面设有可开闭的活门79(参照图1)。在活门79处于打开状态的情况下，工件保持部件26和磨削工具22、24显露出来，可以进行工件的装卸和磨削工具22、24的更换等。

去毛刺装置20在磨削动作结束后，可以在切断伺服马达28、36的电源的同时，打开活门79。

即，磨削工具22、24由伺服马达28、36驱动旋转，但由于伺服马达不产生空转，即使操作者在切断伺服马达的电源之后立即打开活门并靠近，其危险性仍很低。

下面，根据图5说明伺服马达28、36的控制电路。

本实施方式的伺服马达28、36采用AC伺服马达。由于AC伺服马达可以是无刷结构，因此易于维修，还可在高速下得到高转矩。

在伺服马达28、36上连接有控制伺服马达28、36的旋转的伺服控制电路80，在伺服控制电路80上连接有供给马达驱动用的电源的电源装置82。在电源装置82上，输入三相交流电200V，不仅向伺服控制电路80供给伺服马达用电源，还在工件加工装置20内生成必要的电源。

本实施例的伺服控制电路80设置成可控制速度，并从设置在伺服马达28、36上的编码器83输入反馈信号a。在伺服控制电路80中设置控制伺服马达28、36的驱动电路84，使得其根据反馈信号以恒定的速度旋转。驱动电路84桥接有多个晶体管，并用开关控制向伺服马达28、36输出的电流。

另外，在伺服控制电路80内设有再生处理电路85。再生处理电路85将伺服马达28、36减速时产生的再生电压用电阻转换成热量消耗掉。但是，再生电压不仅仅是用电阻消耗掉，也可以设置蓄电器来对其进行充电。

而且，在上述实施方式中，说明了用大小2个磨削工具来加工工件的装置，但本发明并不限定于这种实施方式，也可以是只设置1个磨削工具的工件加工装置。

以上，举例本发明的较佳实施例来进行了各种说明，但本发明并不限定于该实施例，不言而喻，在不脱离发明精神的范围内可以实施多种变更。

Claims (4)

1.一种工件加工装置，该工件加工装置具有底座、设置在该底座上的工件保持部件、及磨削工具等加工工具；驱动该加工工具旋转来加工保持在工件保持部件上的工件，其特征在于，

作为驱动上述加工工具旋转的驱动部件，具有伺服马达。

2.根据权利要求1所述的工件加工装置，其特征在于，

上述加工工具是呈圆盘状、并且其端缘与上述工件抵接来磨削工件的磨削工具，经安装构件被安装在伺服马达的旋转轴上；

该安装构件不能相对于伺服马达的旋转轴旋转地安装在该伺服马达的旋转轴上；

上述磨削工具由位于偏离伺服马达的旋转轴线的位置的多个螺栓安装在上述安装构件上。

3.根据权利要求2所述的工件加工装置，其特征在于，

在上述安装构件上形成有供上述旋转轴的前端部***的固定孔，

该固定孔形成为朝***方向直径逐渐减小的锥状，

被***到上述固定孔内的上述伺服马达的旋转轴形成为朝前端部直径逐渐减小的锥状，

在上述***孔的内壁面和上述旋转轴的外壁面上形成有能相互配合的槽部和凸条。

4.根据权利要求2或者3所述的工件加工装置，其特征在于，

将上述磨削工具安装到上述安装构件上的多个螺栓的端部，被设置成不从上述磨削工具的、与往上述安装部件上安装用的安装面相反侧的面凸出。

Images