JP2005007515A

JP2005007515A - Surface grinding device of gems

Info

Publication number: JP2005007515A
Application number: JP2003173920A
Authority: JP
Inventors: Tatsuichi Tanaka; 中辰一田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface grinding device of gems, for accurately finishing and processing an outside surface of the gems. <P>SOLUTION: This surface grinding device 10 of the gems, has an A axis rotary mechanism 30 reciprocating along the X axis on a bed, and rotatably holding a work 11 composed of the gems with the A axis parallel to the X axis as the center, a tail stock 40, and a spindle rotary mechanism 70 arranged on the bed, reciprocating along the Z axis perpendicular to the X axis, and rotatably holding a grinding wheel 81 for grinding the work 11 on the Z axis. The tail stock 40 is arranged opposite to the A axis rotary mechanism 30, and is supported as a cantilever by the A axis rotary mechanism 30. The tail stock 40 presses the work 11 between the tail stock and the A axis rotary mechanism 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宝石類の外面を仕上げ加工するための研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、宝石類の仕上げ加工は手作業で行われている。その方法は、作業者が拡大鏡等を用いてワーク形状を確認しながら、粗加工された宝石類を回転する砥石に押し当て所定の形状に研磨するというものである。
【０００３】
一方、ダイヤモンドツールや超硬合金ツールのＲ部を研磨するための工作機械も発明されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２２４９６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手作業では加工精度が悪いうえに安定しない。特に所定の加工形状が得られない場合、宝石はその商品価値を大きく落としてしまう。
【０００６】
また、上述した特許文献１に記載されているものは主にバイトの仕上げ加工を対象とした工作機械であり、一般的な宝石類のように小さいワークを加工する場合、砥石とワーク保持具が接触しないようにワークを保持することは難しい。仮に、砥石とワーク保持具が接触しないようにワークを保持することができたとしても、ワークの位置決めが一定せず、また、加工中においてもワークを安定して保持することができない。したがって、特許文献１に開示された技術を利用して宝石類を精度良く加工することは難しい。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮したものであり、宝石類の外面を精度良く仕上げ加工することができる宝石類の外面研削装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベッド上のＸ軸に沿って往復するとともに、Ｘ軸に平行するＡ軸を中心に宝石類からなるワークを回転自在に保持するＡ軸回転機構と、Ａ軸回転機構に対向して配置され、Ａ軸回転機構との間でワークを押圧する心押台と、ベッド上に設けられ、Ｘ軸と直交するＺ軸に沿って往復するとともに、Ｚ軸上にワークを研削する砥石を回転自在に保持する主軸回転機構とを備えたことを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【０００９】
本発明は、ワークはダイヤモンドからなることを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１０】
本発明は、ワークは円柱形状部分と、円柱形状部分の一側に隣接する一側円錐形状部分と、円柱形状部分の他側に隣接する他側円錐台形状部分とからなり、砥石はワークの円柱形状部分の側面を研削することを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１１】
本発明は、心押台はＡ軸回転機構にブラケットを介して片持支持されていることを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１２】
本発明は、Ａ軸回転機構はワークの形状と略同一の溝を有することを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１３】
本発明は、ワークは更に他側円錐台形状部分に基準面を有し、心押台はワークの基準面に当接してワークを位置決めする平坦面を有することを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１４】
本発明は、心押台は切替レバーを有し、切替レバーによって心押台によるワークの押圧を解除することができることを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１５】
本発明は、心押台に収納されたコイルバネによってワークを押圧することを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１６】
本発明は、心押台はシリンダーを有し、シリンダーにエアーを圧入することによって、ワークの押圧を補助することを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１７】
本発明は、砥石は砥石面の中央に空間部を有するカップ形状となっており、心押台を砥石のカップ形状の空間部に対応する位置に配置したことを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１８】
本発明は、心押台は砥石のカップ形状の空間部に配置されたことを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００１９】
本発明は、ベッド上にＸ軸に沿って往復するＸ軸テーブルが設けられ、Ａ軸回転機構は、このＸ軸テーブル上に支持されていることを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００２０】
本発明は、ベッド上にＺ軸に沿って往復するＺ軸テーブルが設けられ、主軸回転機構は、このＺ軸テーブル上に支持されていることを特徴とする宝石類の外面研削装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図７は本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態を示す図である。
【００２２】
このうち図１は宝石類の外面研削装置の平面図であり、図２は宝石類の外面研削装置の正面図であり、図３は宝石類の外面研削装置の側面図であり、図４は図２の部分拡大図であり、図５は図３の部分拡大図であり、図６は心押台を示す部分拡大図であって便宜的に切替レバー等を取り除いた状態を示す図であり、図７はワークの保持部分を示す拡大断面図である。
【００２３】
まず、本発明による宝石類の外面研削装置により研削されるワークについて説明する。図７に示すようにワーク１１は、宝石類、例えばダイヤモンドからなり、略円柱形状の円柱形状部分１１ａを挟んで、一側が略円錐形状の一側円錐形状部分１１ｂとなっており、他側が略円錐台形状の他側円錐台形状部分１１ｃとなっている。このうち、円柱形状部分１１ａの側面はガードル面１２となっており、一側円錐形状部分１１ｂの側面は規則的に配列された多数の平らな面からなるパビリオン面１３となっている。また、他側円錐台形状部分１１ｃの上面はテーブル面１４となっており、他側円錐台形状部分１１ｃの側面は規則的に配列された多数の平らな面からなるクラウン面１５となっている。
【００２４】
次に、宝石類の外面研削装置１０について述べる。図１乃至図４に示すように、本実施の形態における宝石類の外面研削装置１０はワーク１１を回転自在に保持し、ワーク１１の回転軸と直交する方向に回転自在に配置された砥石８１によりワーク１１のガードル面１２を研削加工するものである。
【００２５】
このような宝石類の外面研削装置１０はベッド１８と、ベッド１８上に設けられ、Ｘ軸に沿って往復するＸ軸テーブル２４と、Ｘ軸テーブル２４上に支持され、Ｘ軸に平行するＡ軸を中心にワーク１１を回転自在に保持するＡ軸回転機構３０と、Ａ軸回転機構３０に対向して配置された心押台４０と、ベッド１８上に設けられ、Ｘ軸と直交するＺ軸に沿って往復するＺ軸テーブル６４と、Ｚ軸テーブル上６４に支持され、Ｚ軸上に砥石８１を回転自在に保持する主軸回転機構７０と、制御装置８８とを備えている。
【００２６】
このうち、ベッド１８は略立方体形状からなり、その下面の３箇所に防振パッド付レベリングブロック１８ａを有している。また、ベッド１８の上面には安全枠１９が取り外し自在に取り付けられている。
【００２７】
さらに、図３に示すように、ベッド１８上面の１辺の縁部近傍に、ベッド１８上のＸ軸に平行にＸ軸ベース２１が設けられており、Ｘ軸ベース２１はその上面にＸ軸に平行に配置された２本のＸ軸ガイド２２を有している。さらにＸ軸テーブル２４はその下面にＸ軸ベース２１のＸ軸ガイド２２にかみ合うＸ軸スライドユニット２３を有し、このＸ軸ガイド２２とＸ軸スライドユニット２３とをかみ合わせてＸ軸ベース２１上に配置されている。このように、Ｘ軸テーブル２４は、Ｘ軸ベース２１のＸ軸ガイド２２とＸ軸テーブル２４のＸ軸スライドユニット２３に沿って、Ｘ軸ベース２１上をＸ軸方向に移動することができるようになっている。
【００２８】
また、図２に示すように、Ｘ軸ベース２１の端部にＸ軸送り用のＡＣサーボモータ２５が配置され、ＡＣサーボモータ２５の軸は２本のＸ軸ガイド２２間に配置されたＸ軸ボールねじ２６に連結されている。また、Ｘ軸テーブル２４はその下面にＸ軸ボールねじ２６に螺合する図示しないナットを有している。この場合、ＡＣサーボモータ２５の回転はＸ軸ボールねじ２６に伝達され、さらに、Ｘ軸ボールねじ２６に螺合する図示しないナットを介し、Ｘ軸ボールねじ２６の回転にともないＸ軸テーブル２４がＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２９】
また、ワーク１１を回転自在に保持するＡ軸回転機構３０は、ブラケット２７を介してＸ軸テーブル２４に連結されている。Ａ軸回転機構３０の一方（図２の右方）の端面には先端にワーク１１を保持するためのワーク軸３１がＡ軸軸線上に回転自在に支持されており、他方（図２の左方）の端面にはワーク軸３１を回転させるためのＡＣサーボモータ３２が取り付けられている。
【００３０】
図７に示すように、Ａ軸に垂直なワーク軸３１の端面３１ａは、ワーク１１の一側円錐形状部分１１ｂの端部形状と略同一の溝３１ｂを有している。本実施の形態の場合、ワーク軸３１の溝３１ｂはワーク１１の一側円錐形状部分１１ｂの形状に対応して略円錐形状となっている。
【００３１】
次に、心押台４０について説明する。図４に示すように、心押台４０はＡ軸回転機構３０に向かってワーク１１を押圧し、Ａ軸回転機構３０との間でワーク１１を保持するものであり、ブラケット３３を介してＡ軸回転機構３０により片持で支持されるとともに、Ａ軸回転機構３０に対向した位置に配置されている。心押台４０は、Ａ軸軸線上であって、ワーク１１を挟んでＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に対向して配置された心押し軸４１と、この心押し軸４１を回転自在に支持する心押し軸支持部材４２とを有している。このように、ワーク１１は心押台４０の心押し軸４１によりＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に向けてＡ軸に沿って押しつけられ、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１と心押台４０の心押し軸４１との間に保持される。また、ＡＣサーボモータ３２によってワーク軸３１が回転された場合、ワーク１１は心押し軸４１とともにＡ軸を中心に回転する。
【００３２】
なお、図７に示すように、ワーク１１を押す心押し軸４１の端面４１ａは、ワーク１１の一方の端部であるテーブル面１４に対応して平坦な面となっており、またＡ軸に直交する。すなわち、ワーク１１のテーブル面１４は平坦な基準面となっており、心押し軸４１の平坦な端面４１ａにテーブル面１４を当接させることにより、宝石類の外面研削装置１０において、ワーク１１の位置決めを行うことができる。なお、心押台４０の心押し軸４１端面４１ａに、ワーク１１の滑りを防止するために、ゴム等のシート状の滑り止めを貼り付けてもよい。
【００３３】
次に、図６により心押台４０の押圧機構について説明する。図６に示すように、心押台４０は更にブラケット３３に固定されている心押台ベース４３を有している。心押台ベース４３は、その上面に、心押し軸支持部材４２をＡ軸に平行な方向へ案内するガイド４３ａを有している。また、心押台ベース４３の図６に示す右側端部には、内部にピストン４４を内蔵したシリンダー４５が固定されており、ピストン４４はシリンダー４５内をＡ軸と平行な方向に移動することができる。
【００３４】
さらに、心押し軸支持部材４２の図６に示す右側端はシリンダー４５内に挿入されており、ピストン４４と心押し軸支持部材４２との間にはコイルバネ４６が収納されている。そして、このコイルバネ４６の弾性力によって、心押し軸支持部材４２はＡ軸に平行な方向に沿ってワーク１１側方向（図６の左側方向）に押圧される。
【００３５】
図６に示すように、シリンダー４５の右側端面近傍には、その下方にシリンダー内部４９と連通するポート４７が設けられており、ポート４７にはエアホース４８が接続されている。この場合、シリンダー内部４９にエアホース４８を介してエアーを圧入し、ピストン４４を心押し軸支持部材４２に向けて押し出すことにより、コイルバネ４６がさらに圧縮され、心押し軸４１によるワーク１１の押しつけ力をさらに高めることができる。なお、シリンダー４５とピストン４４の間からエアーが漏れるのを防止するため、ピストン４４外周には環状パッキン５０が取り付けられている。
【００３６】
なお、図示してないが、エアホース４８は流量制御弁、電磁弁および減圧弁を介して圧力源に連通し、電磁弁を励磁することによりエアーをシリンダー内部４９に圧入し、電磁弁を消磁することによってシリンダー内部４９からエアーを放出することができる。また、減圧弁を調整することによって、心押し軸４１によるワーク１１に対する押しつけ力を適切に調整することができる。
【００３７】
また、図４に示すように、心押台ベース４３には切替レバー５１が設けられ、また心押台ベース４３内には図示しないギヤが内蔵されている。切替レバー５１を時計回り方向に回すと、心押台ベース４３内に内蔵されたギヤによって、心押し軸支持部材４２が、心押し軸支持部材４２に対するコイルバネ４６の押圧力に抗し、心押台ベース４３上のガイド４３ａ上をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１から遠ざかる方向に移動する。また、切替レバー５１が時計回り方向に回しきった位置にきたとき、心押台４０の心押し軸４１がＡ軸軸線上においてＡ軸回転機構３０のワーク軸３１から約１０ｍｍ離れた位置にくる。この場合、心押し軸支持部材４２に対するコイルバネ４６の押圧力に抗し、心押し軸支持部材４２はその位置に留まる。
【００３８】
次に砥石８１の取り付け機構について説明する。図２に示すように、ベッド１８上には、Ｘ軸に直交するＺ軸に平行にＺ軸ベース６１が設けられており、Ｚ軸ベース６１はその上面にＺ軸に平行に配置された２本のＺ軸ガイド６２を有している。さらにＺ軸テーブル６４はその下面にＺ軸ベース６１のＺ軸ガイド６２にかみ合うＺ軸スライドユニット６３を有し、このＺ軸テーブル６４はＺ軸ガイド６２とＺ軸スライドユニット６３とをかみ合わせてＺ軸ベース６１上に配置されている。このように、Ｚ軸テーブル６４は、Ｚ軸ベース６１のＺ軸ガイド６２とＺ軸テーブル６４のＺ軸スライドユニット６３とに沿って、Ｚ軸ベース６１上をＺ軸方向に移動することができるようになっている。
【００３９】
また、図３に示すように、Ｚ軸ベース６１の端部にＺ軸送り用のＡＣサーボモータ６５が配置され、ＡＣサーボモータ６５の軸は２本のＺ軸ガイド６２間に配置されたＺ軸ボールねじ６６に連結されている。また、Ｚ軸テーブル６４はその下面にＺ軸ボールねじ６６に螺合する図示しないナットを有している。この場合、ＡＣサーボモータ６５の回転はＺ軸ボールねじ６６に伝達され、さらに、Ｚ軸ボールねじ６６に螺合する図示しないナットを介し、Ｚ軸ボールねじ６６の回転にともなってＺ軸テーブル６４がＺ軸方向に移動する。
【００４０】
砥石８１は主軸回転機構７０によりＺ軸上に回転自在に保持され、この主軸回転機構７０は、ブラケット６７を介してＺ軸テーブル６４と連結されている。主軸回転機構７０には、先端に砥石８１を取り外し自在に固定する主軸７１が回転自在に支持されている。ここで、砥石８１の回転中心である主軸７１軸心の高さレベルとＡ軸の高さレベルとは同一となっている（図３）。また、主軸回転機構７０には図示しないビルトインモーターが内蔵されており、このビルトインモーターによって主軸７１が回転する。なお、主軸７１は高速回転するため、主軸７１は空気軸受けによって支持されている。
【００４１】
ところで図５に示すように、砥石８１は砥石面８２側中央に空間部８３を有するカップ形状からなっている。砥石８１の空間部８３の直径は、図４において心押台４０の心押し軸４１左端から心押し軸支持部材４２右端までのＡ軸方向長さより長くなっている。このような砥石８１を用いることによって、砥石８１の空間部８３に対応した位置に心押台４０の心押し軸支持部材４２を配置することができる。このため、一定の厚みを有する心押台４０の心押し軸支持部材４２を砥石８１の空間部８３に入れ込んで配置することができ、心押し軸支持部材４２が砥石８１に接触することはない。
【００４２】
なお、上述したＸ軸テーブル２４を移動させるためのＡＣサーボモータ２５、Ａ軸回転機構３０のＡＣサーボモータ３２、Ｚ軸テーブルを移動させるためのＡＣサーボモータ６５、主軸回転機構７０のビルトインモータは制御装置８８からの信号によって数値制御される。
【００４３】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４４】
まず、ワーク１１を宝石類の外面研削装置１０により保持するため、心押台４０の切替レバー５１を時計回り方向に回す。心押台４０の切替レバー５１を時計回り方向に回すことにより、心押台４０の心押し軸支持部材４２が、心押台４０の心押台ベース４３上部に設けられたガイド４３ａに沿って案内され、心押台ベース４３上をシリンダー４５側に向かって移動する。心押台４０の切替レバー５１が時計回り方向に回りきった位置にきたとき、心押し軸支持部材４２に支持された心押し軸４１の端面４１ａはＡ軸回転機構３０のワーク軸３１端面３１ａからＡ軸軸線上を約１０ｍｍ離れた場所に位置し、心押台４０のコイルバネ４６の押圧力に抗して心押し軸支持部材４２はその位置に留まることができる。
【００４５】
次に、作業者がワーク１１を保持しながら、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１と心押台４０の心押し軸４１との間にワーク１１を挿入し、心押台４０の切替レバー５１を反時計回り方向に回す。その際、ワーク１１のテーブル面１４を心押し軸４１の平坦な端面４１ａに向ける。心押台４０の切替レバー５１を反時計回り方向に回すことにより、心押台４０の心押し軸支持部材４２が、心押台４０の心押台ベース４３上部のガイド４３ａに沿って案内され、心押台ベース４３上をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１側に向かって移動し、その後心押台４０の心押し軸４１はワーク１１をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に押しつける。
【００４６】
その際、心押台４０の心押し軸支持部材４２に支持された心押し軸４１の平坦な端面４１ａがワーク１１のテーブル面１４に平行に当接し、これによってワーク１１は基準面となるテーブル面１４がＡ軸に垂直となるように位置決めされ、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１に対して押しつけられる。同時に、ワーク１１の一側円錐形状部分１１ｂの尖端部はワーク軸３１の端面３１ａに設けられた略円錐状の溝３１ｂへ押し込まれ、ワーク１１の中心がＡ軸に一致する（図７）。したがって、微妙な調整をしなくても簡単に、ワーク１１のテーブル面１４を基準としてワーク１１の位置決めを行うことができる。
【００４７】
心押台４０の切替レバー５１を反時計回り方向に回しきったとき、心押台４０のシリンダー４５内に収納されたコイルバネ４６はいまだ圧縮された状態にあり、心押台４０の心押し軸支持部材４２はＡ軸回転機構３０のワーク軸３１側に向けて押圧された状態にある。したがって、心押し軸支持部材４２に支持された心押し軸４１はワーク１１をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に対してＡ軸に沿って押しつけ、このことによりワーク１１がＡ軸回転機構３０のワーク軸３１と心押台４０の心押し軸４１との間でしっかり保持される。このように、ワーク１１を片手で保持しつつ、心押台４０の切替レバー５１を回すだけで、簡単にワーク１１を宝石類の外面研削装置１０に位置決めし、かつ保持することができる。
【００４８】
宝石類の外面研削装置１０へのワーク１１の保持が完了した後、研削加工を開始する。まず、砥石８１およびワーク１１を回転する。
【００４９】
砥石８１を保持する主軸７１は制御装置８８からの信号により数値制御された主軸回転機構７０のビルトインモータにより駆動する。この際、砥石８１は主軸７１に連動して回転し、その回転速度は９００〜９０００ｍｉｎ^−１となる。
【００５０】
この間、ワーク１１はＡ軸回転機構３０のワーク軸３１と心押台４０の心押し軸４１との間に挟まれ、心押台４０の心押し軸４１によりＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に向けてＡ軸に沿って押しつけられている。また、心押台４０の心押し軸４１は回転自在に心押台４０の心押し軸支持部材４２に支持されている。
【００５１】
一方、ワーク軸３１は制御装置８８からの信号により数値制御されたＡ軸回転機構３０のＡＣサーボモータ３２により駆動する。この際、ワーク１１はＡ軸回転機構３０のワーク軸３１の回転に連動し、心押台４０の心押し軸４１とともに回転する。その回転速度は１０〜１００ｍｉｎ^−１となる。
【００５２】
次に、砥石８１をワーク１１側に進入させて、ワーク１１を砥石８１によって研削加工する。
【００５３】
この場合、制御装置８８からの信号により数値制御されたＡＣサーボモータ６５の駆動により、Ｚ軸ボールねじ６６を介してＺ軸テーブル６４をＺ軸方向に沿って移動させ位置決めする。
【００５４】
この間、制御装置８８からの信号により数値制御されたＡＣサーボモータ２５の駆動により、Ｘ軸ボールねじ２６を介してＸ軸テーブル２４をＸ軸方向に沿って往復移動させる。このとき、Ｘ軸テーブル２４はワーク１１が砥石８１の砥石面８２のうちＡ軸回転機構３０側部分のみを通過すると逆向きに移動するようにプログラムされ、ワーク１１は砥石面８２の幅のみを往復移動する。この場合の往復移動速度は１〜１０００ｍｍ／ｍｉｎとなる。このように、砥石８１に対してワーク１１を往復移動させることによって、砥石面８２を全体的に研削加工に利用させることができる。また、心押台４０の心押し軸支持部材４２は常に砥石８１の空間部８３に入り込むため、心押し軸支持部材４２と砥石８１との接触を防止することができる。したがって、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１または心押台４０の心押し軸４１を細長くしたり、心押台４０の心押台支持部材４２を薄くする必要もなく、結果としてワーク１１を安定して保持でき、ワーク１１を精度良く加工することができる。
【００５５】
さらに、心押台４０はＡ軸回転機構３０にブラケット３３を介して支持されているので、心押台４０の心押し軸４１はＡ軸回転機構３０のワーク軸３１と連動して移動することができ、Ａ軸回転機構３０を加工中に移動してもワーク１１を安定して保持することができ、ワーク１１の加工精度を落とすことはない。
【００５６】
なお、研削加工中にワーク１１と、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１若しくは心押台４０の心押し軸４１との間に滑りが生じた場合、図６に示すように心押台４０のシリンダー内部４９に連通するポート４７に接続されているエアホース４８からエアーをシリンダー内部４９に圧入する。これによって、ピストン４４がコイルバネ４６を圧縮する方向に押し出され、コイルバネ４６の心押し軸支持部材４２対する押圧力が高まる。その結果として、心押台４０の心押し軸４１がワーク１１をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に押しつける力が強くなり、ワーク１１の滑りを防止することができ、ワーク１１の加工精度を維持することができる。
【００５７】
なお、上述したワーク軸３１の回転速度、主軸７１の回転速度およびＸ軸テーブル２４の往復移動速度は、砥石材質やワーク材質等に応じて最適条件で加工できるよう、事前に制御装置８８にプログラムしておくとともに、加工中においてもプログラムを変更することができる。
【００５８】
加工が終わった後、宝石類の外面研削装置１０からワーク１１を取り外す。ワーク１１の取り外し作業は、ワーク１１を保持させる場合と逆の手順で行う。すなわち、心押台４０の切替レバー５１を時計回り方向に回し、心押台４０のコイルバネ４６の押圧力に抗して心押台４０の心押し軸４１をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１から遠ざかる向きに移動させ、ワーク１１に対する心押し軸４１による押しつけを解除する。このように、心押台４０の切替レバー５１を時計回り方向に回すことだけで、簡単に宝石類の外面研削装置１０からワーク１１を取り外すことができる。
【００５９】
このようにして、ダイヤモンドからなる粗加工されたワーク１１のテーブル面１４を基準として、ガードル面１２を精度良く仕上げ加工することができる。その後、後加工として別の研削装置を用い、このように精度良く仕上げ加工されたワーク１１のガードル面１２を保持して、テーブル面１４と、クラウン面１５と、パビリオン面１３とを精度良く仕上げ加工することができる。
【００６０】
以上のように本実施の形態においては、心押台４０のシリンダー４５内に収納されたコイルバネ４６により心押台４０の心押し軸支持部材４２を押圧し、心押し軸支持部材４２に支持された心押し軸４１でワーク１１をＡ軸回転機構３０のワーク軸３１に押しつけて保持することができる。この場合、心押台４０は、この心押し軸支持部材４２に対するコイルバネ４６の押圧力に対抗できる切替レバー５１を有しており、この切替レバー５１を操作することによってワーク１１の着脱を容易に行うことができる。
【００６１】
また、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１にワーク１１を押しつける心押し軸４１はワーク１１の一方の端部である平坦なテーブル面１４に対応した平坦な端面４１ａを有しており、また、Ａ軸回転機構３０のワーク軸３１の先端の端面３１ｂはワーク１１の他方の端部形状と略同一の溝３１ｂを有しているので、心押し軸４１の端面４１ａをワーク１１のテーブル面１４に当接させることにより、ワーク１１のテーブル面１４を基準としてワーク１１の位置決めを行うことができる。
【００６２】
さらに、エアーの圧入によって、心押し軸支持部材４２の押圧力を補助することができ、安定した状態でワーク１１を保持することができる。さらに、心押し軸４１の平坦な端面４１ａに、ワーク１１の滑りを防止するためのゴム等を配置することにより、ワーク１１の滑りを未然に防止することができる。
【００６３】
さらにまた、心押し軸４１を支持する心押台４０はワーク軸３１を支持するＡ軸回転機構３０にブラケットを介して取り付けられているので、加工中にワーク軸３１を移動しても、ワーク軸３１に対する心押し軸４１によるワーク１１の押しつけ状態は変化せず、ワーク１１を安定して保持することができる。
【００６４】
また、砥石８１は砥石面８２中央に空間部８３を有するカップ状の砥石８１を用いており、カップ状砥石８１の空間部８３に心押台４０を収納することによって砥石８１と心押台４０との接触を防止することができ、したがって、剛性の低い心押台を用いる必要はなく、安定してワーク１１を保持することができる。
【００６５】
以上のような本実施の形態の特徴から、宝石類の外面研削装置１０は宝石類を簡単かつ確実に位置決めし、そして安定して保持することができる。その結果、宝石類の外面を精度良く仕上げ加工することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、宝石類を簡単かつ確実に位置決めし、そして安定して保持することができる。その結果、宝石類の外面を精度良く仕上げ加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態を示す平面図。
【図２】本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態を示す正面図。
【図３】本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態を示す側面図。
【図４】図２の部分拡大図。
【図５】図３の部分拡大図。
【図６】本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態の心押台を示す部分拡大図であって便宜的に心押し軸と切替レバーとを取り除いた状態を示す図。
【図７】本発明による宝石類の外面研削装置の一実施の形態のワークの保持部分を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１０宝石類の外面研削装置
１１ワーク
１１ａ円柱形状部分
１１ｂ一側円錐形状部分
１１ｃ他側円錐台形状部分
１２ガードル面
１３パビリオン面
１４テーブル面
１５クラウン面
１８ベッド
１８ａ防振パッド付レベリングブロック
１９安全枠
２１Ｘ軸ベース
２２Ｘ軸ガイド
２３Ｘ軸スライドユニット
２４Ｘ軸テーブル
２５ＡＣサーボモータ
２６Ｘ軸ボールねじ
２７ブラケット
３０Ａ軸回転機構
３１ワーク軸
３１ａ端面
３１ｂ溝
３２ＡＣサーボモータ
３３ブラケット
４０心押台
４１心押し軸
４１ａ端面
４２心押し軸支持部材
４３心押台ベース
４３ａガイド
４４ピストン
４５シリンダー
４６コイルバネ
４７ポート
４８エアホース
４９シリンダー内部
５０パッキン
５１切替レバー
６１Ｚ軸ベース
６２Ｚ軸ガイド
６３Ｚ軸スライドユニット
６４Ｚ軸テーブル
６５ＡＣサーボモータ
６６Ｚ軸ボールねじ
６７ブラケット
７０主軸回転機構
７１主軸
８１砥石
８２砥石面
８３空間部
８８制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding apparatus for finishing an outer surface of a jewelry.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, finishing of jewelry has been done manually. In this method, the operator presses the roughly processed jewelry against a rotating grindstone and grinds it to a predetermined shape while confirming the workpiece shape using a magnifying glass or the like.
[0003]
On the other hand, machine tools for polishing the R portion of diamond tools and cemented carbide tools have also been invented (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2-224961
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, manual processing is not stable and is not stable. In particular, if a predetermined processed shape cannot be obtained, the gem will greatly reduce its commercial value.
[0006]
In addition, what is described in Patent Document 1 described above is a machine tool mainly intended for the finishing of a bite. When processing a small work such as general jewelry, a grindstone and a work holding tool are used. It is difficult to hold the workpiece so that it does not touch. Even if the workpiece can be held so that the grindstone and the workpiece holder do not come into contact with each other, the positioning of the workpiece is not constant, and the workpiece cannot be stably held even during processing. Therefore, it is difficult to accurately process jewelry using the technique disclosed in Patent Document 1.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide an outer surface grinding apparatus for jewelry that can accurately finish the outer surface of the jewelry.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention reciprocates along the X-axis on the bed and faces the A-axis rotation mechanism, an A-axis rotation mechanism that rotatably holds a workpiece made of jewelry around the A-axis parallel to the X-axis. And a tailstock that presses the workpiece with the A-axis rotation mechanism, and a grindstone that is provided on the bed and reciprocates along the Z-axis orthogonal to the X-axis and grinds the workpiece on the Z-axis An outer surface grinding apparatus for jewelry, comprising a main shaft rotating mechanism for rotatably holding the main body.
[0009]
The present invention is the outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein the workpiece is made of diamond.
[0010]
In the present invention, the workpiece includes a cylindrical portion, a one-side cone-shaped portion adjacent to one side of the column-shaped portion, and an other-side truncated cone-shaped portion adjacent to the other side of the column-shaped portion. A jewelry external surface grinding device characterized in that a side surface of a cylindrical portion is ground.
[0011]
The present invention is the jewelry external surface grinding device, wherein the tailstock is cantilevered by an A-axis rotation mechanism via a bracket.
[0012]
The present invention is the jewelry external surface grinding device characterized in that the A-axis rotation mechanism has a groove substantially the same as the shape of the workpiece.
[0013]
According to the present invention, the workpiece further has a reference surface on the other truncated cone-shaped portion, and the tailstock has a flat surface for positioning the workpiece by contacting the reference surface of the workpiece, Device.
[0014]
The present invention is the jewelry external grinding device, wherein the tailstock has a switching lever, and the switching lever can release the pressing of the work by the tailstock.
[0015]
The present invention is an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein a workpiece is pressed by a coil spring housed in a tailstock.
[0016]
The present invention is the jewelry external surface grinding device characterized in that the tailstock has a cylinder and assists the pressing of the work by press-fitting air into the cylinder.
[0017]
According to the present invention, the grindstone has a cup shape having a space portion in the center of the grindstone surface, and the tailstock is disposed at a position corresponding to the cup-shaped space portion of the grindstone, and the outer surface grinding of jewelry is characterized in that Device.
[0018]
The present invention is the jewelry external surface grinding device characterized in that the tailstock is arranged in a cup-shaped space portion of a grindstone.
[0019]
The present invention is an outer surface grinding apparatus for jewelry, wherein an X-axis table that reciprocates along an X-axis is provided on a bed, and an A-axis rotation mechanism is supported on the X-axis table. .
[0020]
The present invention is a jewelry external surface grinding device characterized in that a Z-axis table that reciprocates along a Z-axis is provided on a bed, and a main shaft rotation mechanism is supported on the Z-axis table.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 are views showing an embodiment of a jewelry external surface grinding apparatus according to the present invention.
[0022]
FIG. 1 is a plan view of an outer surface grinding apparatus for jewelry, FIG. 2 is a front view of the outer surface grinding apparatus for jewelry, FIG. 3 is a side view of the outer surface grinding apparatus for jewelry, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 2, FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 3, and FIG. 6 is a partially enlarged view showing a tailstock, and shows a state in which a switching lever or the like is removed for convenience. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a work holding portion.
[0023]
First, a work to be ground by the outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention will be described. As shown in FIG. 7, the work 11 is made of jewelry, for example, diamond, and has a substantially conical one-side conical portion 11 b across a substantially cylindrical column-shaped portion 11 a, and the other side is substantially concentric. The other truncated cone-shaped portion 11c is formed in the truncated cone shape. Among these, the side surface of the cylindrical portion 11a is a girdle surface 12, and the side surface of the one-side cone-shaped portion 11b is a pavilion surface 13 made up of a number of regularly arranged flat surfaces. Further, the upper surface of the other-side truncated cone-shaped portion 11c is a table surface 14, and the side surface of the other-side truncated cone-shaped portion 11c is a crown surface 15 made up of a number of regularly arranged flat surfaces. .
[0024]
Next, the jewelry external surface grinding apparatus 10 will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the jewelry external surface grinding apparatus 10 according to the present embodiment holds a workpiece 11 in a rotatable manner, and a grindstone 81 that is rotatably arranged in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece 11. Thus, the girdle surface 12 of the workpiece 11 is ground.
[0025]
Such an outer surface grinding apparatus 10 for jewelry is provided on a bed 18, an X-axis table 24 that reciprocates along the X-axis, and an A-axis that is supported on the X-axis table 24 and is parallel to the X-axis. An A-axis rotating mechanism 30 that rotatably holds the workpiece 11 around the axis, a tailstock 40 disposed opposite to the A-axis rotating mechanism 30, and a Z that is provided on the bed 18 and is orthogonal to the X axis A Z-axis table 64 that reciprocates along an axis, a spindle rotation mechanism 70 that is supported on the Z-axis table 64 and rotatably holds a grindstone 81 on the Z-axis, and a control device 88 are provided.
[0026]
Of these, the bed 18 has a substantially cubic shape and has leveling blocks 18a with vibration-proof pads at three locations on the lower surface thereof. A safety frame 19 is detachably attached to the upper surface of the bed 18.
[0027]
Further, as shown in FIG. 3, an X-axis base 21 is provided in the vicinity of the edge of one side of the upper surface of the bed 18 in parallel with the X-axis on the bed 18, and the X-axis base 21 is arranged on the upper surface thereof with the X-axis. Two X-axis guides 22 arranged in parallel with each other. Further, the X-axis table 24 has an X-axis slide unit 23 that engages with the X-axis guide 22 of the X-axis base 21 on the lower surface thereof, and the X-axis guide 22 and the X-axis slide unit 23 are engaged with each other on the X-axis base 21. Has been placed. As described above, the X-axis table 24 can move in the X-axis direction on the X-axis base 21 along the X-axis guide 22 of the X-axis base 21 and the X-axis slide unit 23 of the X-axis table 24. It has become.
[0028]
Further, as shown in FIG. 2, an X-axis feed AC servomotor 25 is arranged at the end of the X-axis base 21, and the axis of the AC servomotor 25 is arranged between two X-axis guides 22. The shaft ball screw 26 is connected. The X-axis table 24 has a nut (not shown) that is screwed to the X-axis ball screw 26 on the lower surface thereof. In this case, the rotation of the AC servo motor 25 is transmitted to the X-axis ball screw 26, and the X-axis table 24 is moved along with the rotation of the X-axis ball screw 26 via a nut (not shown) screwed to the X-axis ball screw 26. It moves in the X-axis direction.
[0029]
An A-axis rotating mechanism 30 that holds the workpiece 11 rotatably is connected to the X-axis table 24 via a bracket 27. A work shaft 31 for holding the work 11 at the tip is rotatably supported on the A-axis axis on one end face (right side in FIG. 2) of the A-axis rotation mechanism 30, and the other (left in FIG. 2). On the other end surface, an AC servo motor 32 for rotating the work shaft 31 is attached.
[0030]
As shown in FIG. 7, the end surface 31 a of the work shaft 31 perpendicular to the A axis has a groove 31 b that is substantially the same as the end shape of the one-side conical portion 11 b of the work 11. In the case of the present embodiment, the groove 31b of the work shaft 31 has a substantially conical shape corresponding to the shape of the one-side conical portion 11b of the work 11.
[0031]
Next, the tailstock 40 will be described. As shown in FIG. 4, the tailstock 40 presses the workpiece 11 toward the A-axis rotation mechanism 30 and holds the workpiece 11 with the A-axis rotation mechanism 30. While being supported by the shaft rotation mechanism 30 in a cantilever manner, the shaft rotation mechanism 30 is disposed at a position facing the A-axis rotation mechanism 30. The tailstock 40 is on the A-axis axis, and the tailstock shaft 41 is disposed opposite to the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 with the workpiece 11 interposed therebetween, and the tailstock shaft 41 is rotatable. A support shaft supporting member 42 for supporting. Thus, the workpiece 11 is pressed along the A axis toward the workpiece axis 31 of the A-axis rotation mechanism 30 by the tail shaft 41 of the tailstock 40, and the workpiece axis 31 and the tailstock of the A-axis rotation mechanism 30 are pressed. It is held between 40 tailstock shafts 41. When the workpiece shaft 31 is rotated by the AC servo motor 32, the workpiece 11 rotates around the A axis together with the tailstock shaft 41.
[0032]
As shown in FIG. 7, the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 that presses the work 11 is a flat surface corresponding to the table surface 14 that is one end of the work 11, and is Orthogonal. That is, the table surface 14 of the workpiece 11 is a flat reference surface, and the table surface 14 is brought into contact with the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41, so that the outer surface grinding apparatus 10 for jewelry can be Positioning can be performed. In addition, in order to prevent the workpiece 11 from slipping, a sheet-like anti-slip material such as rubber may be attached to the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 of the tailstock 40.
[0033]
Next, the pressing mechanism of the tailstock 40 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the tailstock 40 further includes a tailstock base 43 fixed to the bracket 33. The tailstock base 43 has a guide 43a on its upper surface for guiding the tailstock shaft support member 42 in a direction parallel to the A axis. Further, a cylinder 45 containing a piston 44 is fixed to the right end of the tailstock base 43 shown in FIG. 6, and the piston 44 moves in the cylinder 45 in a direction parallel to the A axis. Can do.
[0034]
Further, the right end of the tailstock shaft support member 42 shown in FIG. 6 is inserted into the cylinder 45, and a coil spring 46 is accommodated between the piston 44 and the tailstock shaft support member 42. Then, by the elastic force of the coil spring 46, the tailstock support member 42 is pressed in the work 11 side direction (left side direction in FIG. 6) along the direction parallel to the A axis.
[0035]
As shown in FIG. 6, in the vicinity of the right end surface of the cylinder 45, a port 47 that communicates with the cylinder interior 49 is provided below, and an air hose 48 is connected to the port 47. In this case, air is press-fitted into the cylinder interior 49 through the air hose 48, and the piston 44 is pushed out toward the centering shaft support member 42, whereby the coil spring 46 is further compressed, and the pressing force of the work 11 by the centering shaft 41. Can be further enhanced. An annular packing 50 is attached to the outer periphery of the piston 44 in order to prevent air from leaking between the cylinder 45 and the piston 44.
[0036]
Although not shown, the air hose 48 communicates with a pressure source via a flow rate control valve, a solenoid valve, and a pressure reducing valve. By exciting the solenoid valve, air is pressed into the cylinder interior 49 to demagnetize the solenoid valve. As a result, air can be discharged from the inside 49 of the cylinder. Further, by adjusting the pressure reducing valve, the pressing force of the tail pushing shaft 41 against the work 11 can be appropriately adjusted.
[0037]
As shown in FIG. 4, the tailstock base 43 is provided with a switching lever 51, and a gear (not shown) is incorporated in the tailstock base 43. When the switching lever 51 is rotated in the clockwise direction, the tailstock shaft support member 42 resists the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock shaft support member 42 by the gear built in the tailstock base 43, and the tailstock is supported. It moves on the guide 43 a on the base base 43 in a direction away from the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Further, when the switching lever 51 comes to the position where it is fully rotated in the clockwise direction, the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 comes to a position about 10 mm away from the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 on the A-axis axis. . In this case, against the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock support member 42, the tailstock support member 42 remains in that position.
[0038]
Next, the attachment mechanism of the grindstone 81 will be described. As shown in FIG. 2, a Z-axis base 61 is provided on the bed 18 in parallel with the Z-axis orthogonal to the X-axis, and the Z-axis base 61 is arranged on the upper surface thereof in parallel with the Z-axis 2. A Z-axis guide 62 is provided. Further, the Z-axis table 64 has a Z-axis slide unit 63 that engages with the Z-axis guide 62 of the Z-axis base 61 on the lower surface, and the Z-axis table 64 engages the Z-axis guide 62 and the Z-axis slide unit 63 to form the Z-axis table. It is arranged on the shaft base 61. Thus, the Z-axis table 64 can move on the Z-axis base 61 in the Z-axis direction along the Z-axis guide 62 of the Z-axis base 61 and the Z-axis slide unit 63 of the Z-axis table 64. It is like that.
[0039]
Further, as shown in FIG. 3, an AC servo motor 65 for Z-axis feeding is arranged at the end of the Z-axis base 61, and the axis of the AC servo motor 65 is a Z-axis arranged between two Z-axis guides 62. The shaft ball screw 66 is connected. The Z-axis table 64 has a nut (not shown) that is screwed onto the Z-axis ball screw 66 on the lower surface thereof. In this case, the rotation of the AC servo motor 65 is transmitted to the Z-axis ball screw 66, and further, through the nut (not shown) screwed to the Z-axis ball screw 66, the Z-axis table 64 is rotated along with the rotation of the Z-axis ball screw 66. Moves in the Z-axis direction.
[0040]
The grindstone 81 is rotatably held on the Z-axis by the main spindle rotating mechanism 70, and the main spindle rotating mechanism 70 is connected to the Z-axis table 64 via a bracket 67. A spindle 71 for removably fixing a grindstone 81 at the tip is rotatably supported by the spindle rotating mechanism 70. Here, the height level of the spindle 71, which is the rotation center of the grindstone 81, is the same as the height level of the A axis (FIG. 3). The main spindle rotating mechanism 70 incorporates a built-in motor (not shown), and the main spindle 71 is rotated by the built-in motor. Since the main shaft 71 rotates at a high speed, the main shaft 71 is supported by an air bearing.
[0041]
As shown in FIG. 5, the grindstone 81 has a cup shape having a space 83 at the center of the grindstone surface 82 side. The diameter of the space 83 of the grindstone 81 is longer than the length in the A-axis direction from the left end of the tailstock 41 of the tailstock 40 to the right end of the tailstock support member 42 in FIG. By using such a grindstone 81, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 can be disposed at a position corresponding to the space 83 of the grindstone 81. For this reason, the tailstock support member 42 of the tailstock 40 having a certain thickness can be placed in the space 83 of the grindstone 81, and the tailstock support member 42 is in contact with the grindstone 81. Absent.
[0042]
The AC servo motor 25 for moving the X-axis table 24, the AC servo motor 32 for the A-axis rotation mechanism 30, the AC servo motor 65 for moving the Z-axis table, and the built-in motor for the spindle rotation mechanism 70 are as follows. Numerical control is performed by a signal from the controller 88.
[0043]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
[0044]
First, in order to hold the workpiece 11 by the jewelry external surface grinding device 10, the switching lever 51 of the tailstock 40 is rotated in the clockwise direction. By rotating the switching lever 51 of the tailstock 40 in the clockwise direction, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 extends along a guide 43 a provided on the top of the tailstock base 43 of the tailstock 40. It is guided and moves on the tailstock base 43 toward the cylinder 45 side. When the switching lever 51 of the tailstock 40 comes to the position where it rotates clockwise, the end surface 41a of the tailstock shaft 41 supported by the tailstock shaft support member 42 is the end surface 31a of the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Therefore, the tailstock support member 42 can remain at that position against the pressing force of the coil spring 46 of the tailstock 40.
[0045]
Next, while the operator holds the workpiece 11, the workpiece 11 is inserted between the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 and the tailstock shaft 41 of the tailstock 40, and the switching lever 51 of the tailstock 40 is inserted. Turn counterclockwise. At that time, the table surface 14 of the work 11 is directed toward the flat end surface 41 a of the tailstock shaft 41. By rotating the switching lever 51 of the tailstock 40 counterclockwise, the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 is guided along the guide 43 a on the top of the tailstock base 43 of the tailstock 40. Then, it moves on the tailstock base 43 toward the workpiece shaft 31 side of the A-axis rotation mechanism 30, and then the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30.
[0046]
At that time, the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41 supported by the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40 abuts in parallel with the table surface 14 of the workpiece 11, whereby the workpiece 11 becomes a reference table. The surface 14 is positioned so as to be perpendicular to the A axis, and is pressed against the workpiece axis 31 of the A axis rotating mechanism 30. At the same time, the pointed end of the one-side conical portion 11b of the work 11 is pushed into a substantially conical groove 31b provided on the end surface 31a of the work shaft 31, and the center of the work 11 coincides with the A axis (FIG. 7). Therefore, it is possible to easily position the workpiece 11 with reference to the table surface 14 of the workpiece 11 without performing fine adjustment.
[0047]
When the switching lever 51 of the tailstock 40 is fully rotated counterclockwise, the coil spring 46 accommodated in the cylinder 45 of the tailstock 40 is still compressed, and the tailstock shaft of the tailstock 40 The support member 42 is in a state of being pressed toward the work shaft 31 side of the A-axis rotation mechanism 30. Therefore, the tailstock 41 supported by the tailstock support member 42 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 along the A-axis, whereby the workpiece 11 is pressed against the A-axis rotation mechanism 30. Are firmly held between the work shaft 31 and the tailstock 41 of the tailstock 40. Thus, the workpiece 11 can be easily positioned and held on the outer surface grinding apparatus 10 for jewelry simply by turning the switching lever 51 of the tailstock 40 while holding the workpiece 11 with one hand.
[0048]
After the holding of the work 11 to the outer surface grinding apparatus 10 for jewelry is completed, the grinding process is started. First, the grindstone 81 and the workpiece 11 are rotated.
[0049]
The spindle 71 that holds the grindstone 81 is driven by a built-in motor of the spindle rotating mechanism 70 that is numerically controlled by a signal from the controller 88. At this time, the grindstone 81 rotates in conjunction with the main shaft 71, and the rotation speed is 900 to 9000 min. ^-1 It becomes.
[0050]
During this time, the workpiece 11 is sandwiched between the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 and the tailstock shaft 41 of the tailstock 40, and the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 is supported by the tailstock shaft 41 of the tailstock 40. Is pressed along the A axis. The tailstock shaft 41 of the tailstock 40 is rotatably supported by the tailstock shaft support member 42 of the tailstock 40.
[0051]
On the other hand, the work shaft 31 is driven by the AC servo motor 32 of the A-axis rotation mechanism 30 that is numerically controlled by a signal from the control device 88. At this time, the workpiece 11 rotates together with the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 in conjunction with the rotation of the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. The rotation speed is 10-100min ^-1 It becomes.
[0052]
Next, the grindstone 81 is advanced to the work 11 side, and the work 11 is ground by the grindstone 81.
[0053]
In this case, the Z-axis table 64 is moved and positioned along the Z-axis direction via the Z-axis ball screw 66 by driving of the AC servo motor 65 that is numerically controlled by a signal from the control device 88.
[0054]
During this time, the X-axis table 24 is reciprocated along the X-axis direction via the X-axis ball screw 26 by driving the AC servomotor 25 that is numerically controlled by a signal from the control device 88. At this time, the X-axis table 24 is programmed to move in the reverse direction when the work 11 passes only the A-axis rotation mechanism 30 side portion of the grindstone surface 82 of the grindstone 81, and the work 11 has only the width of the grindstone surface 82. Move back and forth. The reciprocating speed in this case is 1-1000 mm / min. Thus, by reciprocating the workpiece 11 with respect to the grindstone 81, the grindstone surface 82 can be used for grinding as a whole. Further, since the tailstock support member 42 of the tailstock 40 always enters the space 83 of the grindstone 81, the contact between the tailstock shaft support member 42 and the grindstone 81 can be prevented. Therefore, it is not necessary to make the work shaft 31 of the A-axis rotating mechanism 30 or the tailstock 41 of the tailstock 40 elongated or to make the tailstock support member 42 of the tailstock 40 thin, and as a result, the workpiece 11 is stabilized. The workpiece 11 can be processed with high accuracy.
[0055]
Further, since the tailstock 40 is supported by the A-axis rotation mechanism 30 via the bracket 33, the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 moves in conjunction with the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Even if the A-axis rotation mechanism 30 is moved during machining, the workpiece 11 can be stably held, and the machining accuracy of the workpiece 11 is not lowered.
[0056]
If slip occurs between the workpiece 11 and the workpiece shaft 31 of the A-axis rotating mechanism 30 or the tailstock shaft 41 of the tailstock 40 during the grinding process, the tailstock 40 is moved as shown in FIG. Air is pressed into the cylinder interior 49 from an air hose 48 connected to a port 47 communicating with the cylinder interior 49. As a result, the piston 44 is pushed in the direction in which the coil spring 46 is compressed, and the pressing force of the coil spring 46 against the center pushing shaft support member 42 is increased. As a result, the force with which the tailstock 41 of the tailstock 40 presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 is increased, and the workpiece 11 can be prevented from slipping, and the machining accuracy of the workpiece 11 can be improved. Can be maintained.
[0057]
The rotation speed of the work shaft 31, the rotation speed of the main shaft 71, and the reciprocation speed of the X-axis table 24 described above are programmed in advance in the control device 88 so as to be machined under optimum conditions according to the grindstone material, the work material, etc. In addition, the program can be changed during machining.
[0058]
After the processing is finished, the workpiece 11 is removed from the outer surface grinding apparatus 10 for jewelry. The removal work of the workpiece 11 is performed in the reverse procedure to the case where the workpiece 11 is held. That is, the switching lever 51 of the tailstock 40 is rotated in the clockwise direction so that the tailstock 41 of the tailstock 40 is moved against the pressing force of the coil spring 46 of the tailstock 40 and the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30. Is moved away from the object, and the pressing by the tail pushing shaft 41 against the work 11 is released. In this way, the workpiece 11 can be easily removed from the jewelry outer surface grinding device 10 simply by turning the switching lever 51 of the tailstock 40 in the clockwise direction.
[0059]
In this manner, the girdle surface 12 can be finished with high accuracy with reference to the table surface 14 of the roughly processed workpiece 11 made of diamond. Thereafter, using another grinding device as post-processing, the girdle surface 12 of the workpiece 11 finished with precision in this manner is held, and the table surface 14, the crown surface 15, and the pavilion surface 13 are finished with high accuracy. Can be processed.
[0060]
As described above, in the present embodiment, the tail spring support member 42 of the tailstock 40 is pressed by the coil spring 46 housed in the cylinder 45 of the tailstock 40 and supported by the tailstock support member 42. The work center 11 can be pressed against the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 by the center push shaft 41 and held. In this case, the tailstock 40 has a switching lever 51 that can resist the pressing force of the coil spring 46 against the tailstock shaft support member 42, and the workpiece 11 can be easily attached and detached by operating the switching lever 51. It can be carried out.
[0061]
Further, the centering shaft 41 that presses the workpiece 11 against the workpiece shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 has a flat end surface 41a corresponding to the flat table surface 14 that is one end portion of the workpiece 11, Since the end surface 31 b at the tip of the work shaft 31 of the A-axis rotation mechanism 30 has a groove 31 b that is substantially the same as the other end shape of the work 11, the end surface 41 a of the tailstock shaft 41 is used as the table surface 14 of the work 11. The workpiece 11 can be positioned with reference to the table surface 14 of the workpiece 11.
[0062]
Furthermore, the pressing force of the mandrel support member 42 can be assisted by the press-fitting of air, and the workpiece 11 can be held in a stable state. Further, by arranging rubber or the like for preventing the workpiece 11 from slipping on the flat end surface 41a of the tailstock shaft 41, the workpiece 11 can be prevented from slipping.
[0063]
Furthermore, since the tailstock 40 that supports the tailstock 41 is attached to the A-axis rotation mechanism 30 that supports the workpiece shaft 31 via a bracket, even if the workpiece shaft 31 is moved during processing, The pressing state of the workpiece 11 by the center pushing shaft 41 against the shaft 31 does not change, and the workpiece 11 can be stably held.
[0064]
Further, the grindstone 81 uses a cup-shaped grindstone 81 having a space 83 at the center of the grindstone surface 82, and the grindstone 81 and the tailstock 40 are accommodated by housing the tailstock 40 in the space 83 of the cup-shaped grindstone 81. Therefore, it is not necessary to use a tailstock with low rigidity, and the workpiece 11 can be stably held.
[0065]
Due to the characteristics of the present embodiment as described above, the jewelry external surface grinding apparatus 10 can position the jewelry easily and reliably and can stably hold the jewelry. As a result, the outer surface of the jewelry can be finished with high accuracy.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, the jewelry can be easily and reliably positioned and stably held. As a result, the outer surface of the jewelry can be finished with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention.
FIG. 3 is a side view showing an embodiment of an outer surface grinding apparatus for jewelry according to the present invention.
4 is a partially enlarged view of FIG. 2;
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 6 is a partially enlarged view showing a tailstock of an embodiment of a jewelry external surface grinding apparatus according to the present invention, and shows a state where a tailstock shaft and a switching lever are removed for convenience.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a work holding portion of an embodiment of a jewelry external surface grinding apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Jewelery external grinding equipment
11 Work
11a Cylindrical part
11b One side conical part
11c Other side frustoconical part
12 Girdle surface
13 Pavilion
14 Table surface
15 Crown surface
18 beds
18a Leveling block with anti-vibration pad
19 Safety allowance
21 X-axis base
22 X-axis guide
23 X-axis slide unit
24 X-axis table
25 AC servo motor
26 X-axis ball screw
27 Bracket
30 A-axis rotation mechanism
31 Work axis
31a End face
31b groove
32 AC servo motor
33 Bracket
40 Tailstock
41 Tailstock
41a end face
42 Tailstock support member
43 Tailstock base
43a guide
44 piston
45 cylinders
46 Coil spring
47 ports
48 Air hose
49 Inside the cylinder
50 Packing
51 Switching lever
61 Z-axis base
62 Z-axis guide
63 Z-axis slide unit
64 Z-axis table
65 AC servo motor
66 Z-axis ball screw
67 Bracket
70 Spindle rotation mechanism
71 Spindle
81 Whetstone
82 Wheel surface
83 Space
88 Controller

Claims

ベッド上のＸ軸に沿って往復するとともに、Ｘ軸に平行するＡ軸を中心に宝石類からなるワークを回転自在に保持するＡ軸回転機構と、
Ａ軸回転機構に対向して配置され、Ａ軸回転機構との間でワークを押圧する心押台と、
ベッド上に設けられ、Ｘ軸と直交するＺ軸に沿って往復するとともに、Ｚ軸上にワークを研削する砥石を回転自在に保持する主軸回転機構とを備えたことを特徴とする宝石類の外面研削装置。An A-axis rotation mechanism that reciprocates along the X-axis on the bed and that rotatably holds a workpiece made of jewelry about the A-axis parallel to the X-axis;
A tailstock arranged opposite to the A-axis rotation mechanism and pressing the workpiece with the A-axis rotation mechanism;
A gemstone comprising a spindle rotation mechanism provided on a bed and reciprocating along a Z axis orthogonal to the X axis and rotatably holding a grindstone for grinding a workpiece on the Z axis. External grinding device.

ワークはダイヤモンドからなることを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。2. The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is made of diamond.

ワークは円柱形状部分と、円柱形状部分の一側に隣接する一側円錐形状部分と、円柱形状部分の他側に隣接する他側円錐台形状部分とからなり、
砥石はワークの円柱形状部分の側面を研削することを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The work consists of a cylindrical part, a conical part adjacent to one side of the cylindrical part, and a frustoconical part adjacent to the other side of the cylindrical part,
2. The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein the grindstone grinds the side surface of the cylindrical portion of the workpiece.

心押台はＡ軸回転機構にブラケットを介して片持支持されていることを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The jewelry outer surface grinding apparatus according to claim 1, wherein the tailstock is cantilevered by an A-axis rotation mechanism via a bracket.

Ａ軸回転機構はワークの形状と略同一の溝を有することを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein the A-axis rotating mechanism has a groove substantially the same as the shape of the workpiece.

ワークは更に他側円錐台形状部分に基準面を有し、
心押台はワークの基準面に当接してワークを位置決めする平坦面を有することを特徴とする請求項３記載の宝石類の外面研削装置。The workpiece further has a reference surface on the other frustoconical portion,
4. The jewelry outer surface grinding apparatus according to claim 3, wherein the tailstock has a flat surface for positioning the workpiece by contacting the reference surface of the workpiece.

心押台は切替レバーを有し、
切替レバーによって心押台によるワークの押圧を解除することができることを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The tailstock has a switching lever,
2. The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein pressing of the work by the tailstock can be released by a switching lever.

心押台に収納されたコイルバネによってワークを押圧することを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。2. The jewelry external grinding apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is pressed by a coil spring housed in a tailstock.

心押台はシリンダーを有し、
シリンダーにエアーを圧入することによって、ワークの押圧を補助することを特徴とする請求項８記載の宝石類の外面研削装置。The tailstock has a cylinder,
The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 8, wherein pressing of the workpiece is assisted by press-fitting air into the cylinder.

砥石は砥石面の中央に空間部を有するカップ形状となっており、
心押台を砥石のカップ形状の空間部に対応する位置に配置したことを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The grindstone has a cup shape with a space in the center of the grindstone surface,
2. The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein the tailstock is disposed at a position corresponding to the cup-shaped space of the grindstone.

心押台は砥石のカップ形状の空間部に配置されたことを特徴とする請求項１０記載の宝石類の外面研削装置。The jewelry outer surface grinding apparatus according to claim 10, wherein the tailstock is disposed in a cup-shaped space portion of the grindstone.

ベッド上にＸ軸に沿って往復するＸ軸テーブルが設けられ、Ａ軸回転機構は、このＸ軸テーブル上に支持されていることを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein an X-axis table that reciprocates along the X-axis is provided on the bed, and the A-axis rotation mechanism is supported on the X-axis table.

ベッド上にＺ軸に沿って往復するＺ軸テーブルが設けられ、主軸回転機構は、このＺ軸テーブル上に支持されていることを特徴とする請求項１記載の宝石類の外面研削装置。The jewelry external surface grinding apparatus according to claim 1, wherein a Z-axis table reciprocating along the Z-axis is provided on the bed, and the spindle rotating mechanism is supported on the Z-axis table.